JPH0693189B2

JPH0693189B2 - 電子楽器

Info

Publication number: JPH0693189B2
Application number: JP58199169A
Authority: JP
Inventors: 秀雄鈴木
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1983-10-26
Filing date: 1983-10-26
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPS6091395A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この発明は電子楽器に関し、特に共鳴音効果の実現に関
する。

従来技術残響感もしくは余韻のある楽音を発生するために、従来
は、リバーブ装置又はエコー装置を用いていた。従来の
リバーブ又はエコー装置には、スプリングを用いてアナ
ログ的に残響音を発生させる方式、あるいはディジタル
フィルタと遅延回路を用いてディジタル的に残響音を発
生させる方式などがあるが、前者は不自然である上機械
的ショックによってノイズが出ることもあり、後者は高
価であるという欠点があった。

発明の目的この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、比較的簡
単な構成によってリバーブ又はエコー効果に似た共鳴音
効果を実現することのできる電子楽器を提供しようとす
るものである。

発明の概要この発明に係る電子楽器は、楽音の音高を指定するため
の音高指定手段と、音高指定手段で指定された音高に応
じた楽音信号を発生する楽音信号発生手段と、複数の音
高グループの夫々に対応して、各音高グループの音に共
鳴する音の波形データであって、前記楽音信号発生手段
で発生される楽音信号の波形とは異なる波形のデータを
記憶した共鳴波形記憶手段と、前記音高指定手段で指定
された音高に応じて前記記憶手段で読み出すべき波形デ
ータを指示する共鳴波形指示手段と、効果を付与するか
否かを指示するための効果指示手段と、前記効果指示手
段によって効果付与が指示された場合、前記共鳴波形指
示手段によって指示された波形データを前記共鳴波形記
憶手段から読み出し、これにより前記指定音高に対応す
る共鳴音信号を発生させる共鳴音発生制御手段とを具
え、前記効果指示手段によって効果付与が指示されたと
き、前記指定された音高に対応して、前記楽音信号発生
手段から前記楽音信号が発生されることに加えて前記共
鳴音発生制御手段により前記共鳴音信号が発生されるこ
とを特徴とするものである。

効果付与が指示された場合、指定された音高に応じた本
来の楽音信号が楽音信号発生手段から発生されるのみな
らず、指定された音高に応じた共鳴音の波形データが共
鳴波形指示手段により指示され、この共鳴音の波形デー
タが共鳴波形記憶手段から読み出され、これに基づき該
指定音高に対応する共鳴音信号が上記本来の楽音信号と
一緒に発生され、共鳴音効果を実現することができる。

共鳴波形記憶手段では、各音高グループの音に共鳴する
音の波形データであって、前記楽音信号発生手段で発生
される楽音信号の波形とは異なる波形のデータを記憶し
ているので、共鳴音としてふさわしい、それ専用の、高
品位の共鳴波形データを発生することができるものであ
る。この共鳴波形記憶手段から指定音高に対応する最適
の共鳴波形データを選択的に読み出すので、適切な共鳴
音の付加とリアルな共鳴音効果を簡単な構成で実現する
ことができる。従って、高品位の共鳴音を簡単な構成で
発生することができる。という優れた効果を奏するもの
である。

また、共鳴波形記憶手段では、複数の音高グループの夫
々に対応して、上記高品位の共鳴波形データを記憶する
ので、個別音高に対応して共鳴波形データを記憶する場
合に比べて記憶容量を削減することができるという効果
も奏する。

共鳴波形記憶手段により発生される共鳴音信号は楽音信
号発生手段によって発生される本来の楽音信号よりも音
量レベルが低くかつ減衰時間が長いものとすると好まし
く、そうすれば共鳴感と残響感を有効に表現することが
できる。また、共鳴波形記憶手段では、各和音に対応し
て前記波形データを記憶するようにしてもよい。その場
合、共鳴波形指示手段は、指定音高に基き和音を検出
し、検出した和音に応じて共鳴波形記憶手段から読み出
すべき波形データを指示する。

実施例第１図において、鍵盤10は楽音の音高を指定するための
複数の鍵を具えている。押鍵検出発音割当て回路11は鍵
盤10で押圧された鍵を検出し、押圧鍵の発音を複数の発
音チャンネルの何れかに割当てる処理を行う。各チャン
ネルに割当てた鍵を示すキーコードKCとその鍵の押圧が
持続しているか否かを示すキーオン信号KONが各チャン
ネル毎に（例えば時分割で）回路11から出力される。通
常の楽音信号発生手段12は、通常知られた任意の手法
で、各チャンネルに割当てられた鍵に対応する楽音信号
を夫々発生するもので、各チャンネルで発生すべき楽音
の音高を特定するために前記キーコードKCが入力される
と共に音量等のエンベロープを形成するために前記キー
オン信号KONが入力される。

共鳴波形メモリ13は、鍵盤10の各鍵毎に、その音高に共
鳴する複数の音を複合した波形のデータを予め記憶した
ものであり、一例として、そのような複合波形の発音開
発から終了に至るまでの全波形区間の順次サンプル点振
幅データを音量エンベロープ付きで記憶したものであ
る。なお、異オクターブ同一音名の鍵は、共鳴音が同じ
であるため、別個に波形データを準備せずに、共通の波
形データを用いる。従って、共鳴波形メモリ13には音名
Ｃ乃至Ｂの12音名に対応して共鳴音の複合波形データを
夫々記憶している。波形メモリ13に記憶すべき波形デー
タは、自然楽器を実際に演奏したときに生じる共鳴音と
同じ音高の音を該自然楽器から採取し、それらを実際の
共鳴音の音量レベルに応じた比率で混合することにより
作成するとよい。例えば、実際のピアノ演奏では、打鍵
された弦と調和関係にある複数の弦が共鳴して低音量レ
ベルで共鳴音を奏でることが知られている。そこで、例
えば音名Ｃに関する共鳴音の波形データを作成する場合
は、音名Ｃの弦に共鳴する複数の弦（例えば、２オクタ
ーブ下のＣの弦＝1/4倍音、２オクターブ下のＦの弦＝1
/3倍音、１オクターブ下のＣの弦＝1/2倍音、１オクタ
ーブ上のＣの弦＝２倍音、１オクターブ上のＧの弦＝３
倍音、２オクターブ上のＣの弦＝４倍音、２オクターブ
上のＥの弦＝５倍音、２オクターブ上のＧの弦＝６倍
音、３オクターブ上のＣの弦＝８倍音など）の楽音波形
デターを夫々採取し、これらを適宜の比率で混合すれば
よい。あるいは、実際に音名Ｃを演奏し、このときに実
際に得られる共鳴音の複合波形を採取してもよい。ある
いは、音名Ｃに対する1/4,1/3,1/2,2,3,4,5,6,8倍等の
周波数の波形（これは必らずしも自然楽器音から採取し
たものでなくてもよい）を適宜準備し、これらの波形を
適宜の振幅レベルで混合して模擬的に共鳴音の波形デー
タを作成してもよい。他の音名に関しても同様にして共
鳴音の波形データを作成する。尚、共鳴波形メモリ13に
記憶すべき共鳴音の波形データには本来の音高の成分
（例えばＣ音の共鳴音の場合はＣ音そのもの）を含んで
いてもよいし、含んでいなくともよい。共鳴感と残響感
を有効に表現するために、共鳴波形メモリ13に記憶すべ
き波形データの音量レベルは十分に低レベルとし、減衰
時間は十分に長くするとよい。例えば、共鳴波形メモリ
13によって得られる楽音信号（共鳴音信号）の音量レベ
ルは、通常の楽音信号発生手段12によって得られる通常
の楽音信号よりも10乃至20dB程度低くする。

デコーダ14は、共鳴波形メモリ13で読み出すべき波形を
押圧鍵に応じて選択するためのものであり、押鍵検出発
音割当て回路11から出力されたキーコードKCのうち１オ
クターブ内の音名を示すノートコードNCを入力し、これ
をデコードする。デコーダ14の出力は共鳴波形メモリ13
に与えられ、音名Ｃ乃至Ｂに対応する共鳴音の波形デー
タのうちノートコードNCの音名に対応する波形データを
選択し、読み出し可能とする。

アドレス発生器15は、選択された波形データを押圧鍵に
応じたレートで共鳴波形メモリ13から時間的に読み出す
ためのものである。押鍵検出発音割当て回路11から出力
されたキーコードKC及びキーオン信号KONがアドス発生
器15に与えられており、キーオン信号KONの立上りに応
じて読み出し（アドレスデータの発生）を開始し、キー
コードKCに対応したレートでその値が時間的に変化する
アドレスデータを発生する。アドレス発生器15から発生
されたアドレスデータは共鳴波形メモリ13に加わり、デ
コーダ14の出力によって選択された共鳴音の波形データ
を該メモリ13から時間的に読み出す。デコーダ14及びア
ドレス発生器15によるメモリ13の読み出し制御は、キー
コードKC及びキーオン信号KONの時分割タイミングに同
期して各チャンネル毎に時分割で行われる。

共鳴波形メモリ13から読み出された波形データはゲート
16を介して最終的にサウンドシステム17に与えられる。
ゲート16は共鳴音効果選択スイツチ18によって効果が選
択されたとき開放され、共鳴波形メモリ13の読み出し出
力に対応する共鳴音信号の発音を可能にする。効果選択
スイツチ18は音色選択に連動して（電子的に又は機械的
に）自動的にオン・オフ制御するようにしてもよい。通
常の楽音信号発生手段12の出力も最終的にはサウンドシ
ステム17に与えられる。尚、図示は省略したが、サウン
ドシステム17に至る経路にはミキシング用加算器、アキ
ュムレータ、D/A変換器等が必要に応じて設けられる。

第２図はこの発明の別の実施例を示すもので、鍵盤10の
各鍵がキー走査回路19によって順次走査され、各キー走
査タイミング毎にキーのオン・オフに応じて“1"又は
“0"の値を示す時分割多重化されたキーデータKTDMがキ
ー走査回路19から出力される。また、走査タイミングに
同期した各種のタイミング信号TMがキー走査回路19から
出力される。通常の楽音信号発生手段20ではキーデータ
KTDM及びタイミング信号TMを入力し、これらに基き押圧
鍵に対応する楽音信号を発生する（複音発生可能であ
る）。

共鳴波形メモリ21は第１図のメモリ13と同様に共鳴音の
波形データを予め記憶したものであるが、各和音に対応
する共鳴音の波形データを記憶している点が前述のもの
とは異なる。一例として、音名Ｃ乃至Ｂの12通りの各根
音につきメジャー、マイナ、セブンス、マイナセブンス
の４種類の和音が有り、合計48種の各和音に対応して共
鳴音波形データを夫々記憶している。例えばＣメジャー
和音に関してはその和音構成音である音名C,E,Gの各音
に共鳴する複数の音を夫々適宜の音量レベルで複合した
波形のデータを記憶する。他の和音に関しても同様にそ
の和音構成音に共鳴する複数の音を複合した波形のデー
タを記憶する。各波形は前述と同様低音量レベルであ
り、減衰時間が長いものである。

和音検出回路22はキー走査回路19から与えられた時分割
多重化キーデータKTDMに基き１乃至複数の押圧鍵によっ
て構成された和音を検出するものであり、検出した和音
の根音を示すデータRTと和音種類を示すデータTPを出力
する。この根音データRTと和音種類データTPが共鳴波形
メモリ21に与えられ、該メモリ21で読み出すべき波形デ
ータを該データRT,TPによって特定される和音に応じて
選択する（読み出し可能にする）。尚、時分割多重化キ
ーデータに基き和音を検出するための回路としては特開
昭56−106291号あるいは特開昭57−48789号に示された
ようなものを用いることができる。

アドレス発生器23は、鍵盤10で指定された和音の音高
（音域）に応じたレートで共鳴波形メモリ21から前記選
択された波形データを時間的に読み出すためのものであ
る。異オクターブ同一和音あるいは転回和音に関して、
和音名が共通であれば共鳴波形メモリ21における共通の
波形データセットを使用することができるようにするた
めに、和音平均オクターブ検出回路24がアドレス発生器
23の前段に設けられている。この和音平均オクターブ検
出回路24は、時分割多重化キーデータKTDMに基き和音構
成音の平均オクターブを求める。和音変化検出回路25
は、和音検出回路22で検出された根音データRTと和音種
類データTPに基き鍵盤10における演奏和音が変更された
ことを検出するものである。各検出回路22,24,25はタイ
ミング信号TMの一部が供給され、キー走査サイクルの１
周期毎に所定の検出が夫々行われるようになっている。
アドレス発生器23は、和音変化検出回路25によって和音
が変化したことが検出されたとき所定の初期アドレス値
からアドレスデータの発生を開始し、和音平均オクター
ブ検出回路24で検出された平均オクターブに対応するレ
ートで該アドレスデータを時間的に変化させる。共鳴波
形メモリ21から読み出された波形データは前述と同様に
ゲート16を介してサウンドシステム17に至る。

和音平均オクターブ検出回路24とアドレス発生器23の詳
細例が第３図に示されている。和音平均オクターブ検出
回路24において、キーコードカウンタ26はキー走査回路
19の内部に含まれるキー走査用カウンタに同期してカウ
ント動作を行うもので、タイミング信号TMに含まれるキ
ー走査クロックパルスφと同期パルスSYに応じてカウン
ト動作を行う。同期パルスSYは第４図に示すようにキー
走査サイクル１周期の始まりに同期した１タイムスロッ
ト幅のパルスであり、キー走査クロックパルスφは個々
のキー走査タイムスロットに同期したパルスである。キ
ーコードカウンタ26は、同期パルスSYによってキー走査
サイクルの始まりに同期してリセットされ、キー走査ク
ロックパルスφによって各キー走査タイムスロット毎に
カウントアップされ、現在走査中の鍵を示すキーコード
KCを出力する。カウンタ26から出力されたキーコードKC
のうちオクターブを示すオクターブコードOCがラッチ回
路27に入力される。

３つのラッチ回路27,28,29が縦続接続されており、それ
らの出力が加算器30で加算される。加算器30の出力はラ
ッチ回路31に入力される。ラッチ回路31は同期パルスSY
の立上りで加算器30の出力をラッチする。一方、ラッチ
回路27〜29は同期パルスSYの立下りでリセットされ、時
分割多重化キーデータKTDMが“1"のとき夫々ラッチ動作
を行う。キーデータKTDMが押鍵を示す“1"のとき、その
押圧鍵を示すキーコードKCがキーコードカウンタ26から
出力されており、そのオクターブコードOCが第１のラッ
チ回路27にラッチされる。次に、別のキー走査タイミン
グでキーデータKTDMが“1"になったとき、第１のラッチ
回路27のオクターブコードOCが第２のラッチ回路28にラ
ッチされ、かつ第１のラッチ回路27にはこのキー走査タ
イミングに対応するキーコードKC（カウンタ26の出力）
のオクターブコードOCがラッチされる。更に、別のキー
走査タイミングでキーデータKTDMが“1"になったとき、
第２のラッチ回路28のオクターブコードOCが第３のラッ
チ回路29にラッチされ、第１のラッチ回路27のオクター
ブコードOCが第２のラッチ回路28にラッチされ、第１の
ラッチ回路27にはキーコードカウンタ26からのオクター
ブコードOCがラッチされる。このように、キー走査タイ
ミングが早い順に押圧鍵のオクターブコードOCが第１の
ラッチ回路27に次々にラッチされると共に次段のラッチ
回路28,29にシフトされてゆく。最終的に、１走査サイ
クルが終ったときは、全押圧鍵のうちキー走査タイミン
グが最も遅い３つの鍵のオクターブコードOCがラッチ回
路27〜29にラッチされる。この実施例では高音側の鍵か
ら順番に走査を行うようになっており、キー走査タイミ
ングが最も遅い３つの押圧鍵とは全押圧鍵のうちの低音
側の３鍵に相当する。一般に和音の指定は、低音側の鍵
を用いて行われるので、低音側の３押圧鍵は和音指定鍵
と見なすことができる。従って、１走査サイクルが終っ
たとき、３つの和音指定鍵のオクターブコードOCが各ラ
ッチ回路27〜29にラッチされる。例えば、鍵F5,G3,E3,C
3が押圧されている場合、第４図のような順でキーデー
タKTDMが発生し、最終的に低音側の３鍵G3,E3,C3（すな
わち和音指定鍵）のオクターブコードOCが各ラッチ回路
27〜29にラッチされる。これらの和音指定鍵のオクター
ブコードOCが加算器30で合計され、次のキー走査サイク
ルの始めの同期パルスSYの立上りでラッチ回路31にラッ
チされる。その直後の同期パルスSYの立下りでラッチ回
路27〜29の各オクターブコードがリセットされる。

以上のようにしてラッチ回路31には３つの和音指定鍵の
オクターブコードOCの合計値がラッチされ、これが和音
指定鍵の平均オクターブに相当するデータとしてアドレ
ス発生器23内の分周数メモリ32に与えられる。分周数メ
モリ32は３鍵分の加算オクターブ値の各値に対応する分
周数データを予め記憶したものであり、ラッチ回路31か
ら与えられたオクターブ加算値データに応じて所定の分
周数データを読み出す。可変分周器33は分周数メモリ32
から読み出された分周数データに応じて分周率が設定さ
れ、この分周率に応じて発振器34からの基本クロック周
波数を分周する。可変分周器33の分周出力パルスはゲー
ト35を介してアドレスカウンタ36のカウント入力に与え
られる。こうして、アドレスカウンタ36は和音指定鍵の
平均的オクターブ音域に応じたレートでカウント動作を
行い、このカウント出力がアドレスデータとして共鳴波
形メモリ21（第２図）に与えられる。

和音変化検出回路25は、前述の通り、和音の根音データ
RT又は和音種類データTPが前走査サイクルで検出された
ものと変ったかどうかを１走査サイクル毎に調べ、和音
の変化が検出されたとき和音変化検出パルスCHGを出力
する。この和音変化検出パルスCHGによってアドレスカ
ウンタ36の内容を初期アドレスにリセットすると共にフ
リップフロップ37をセットする。フリップフロップ37の
セット出力“1"によってゲート35を開放し、分周出力パ
ルスをカウンタ36に与えてアドレスカウンタ36のカウン
ト動作を開始させる。エンドアドレス検出回路38はアド
レスカウンタ36のカウント値が所定のエンドアドレスに
到達したことを検出し、この検出に基きフリップフロッ
プ37をリセットする。このリセットによってゲート35が
閉じ、アドレスカウンタ36がストップする。

尚、周知のように和音指定を下鍵盤又は所定の伴奏用鍵
域で行うタイプのものにおいては、和音指定用の鍵盤又
は鍵域を対象として検出回路22,24による和音検出動作
及び平均オクターブ検出動作を行うようにするのは勿論
である。

また、上述の実施例では、共鳴音の複合波形データを和
音に対応して準備したが、これに限らず、同時押鍵され
る可能性のある複数の音高から成る音高グループに対応
して共鳴音の波形データを準備するようにしてもよい。

上記各実施例では、共鳴波形メモリ13,21に発音開始か
ら終了に至るまでの全波形のエンベロープ付き波形サン
プル点振幅データを記憶するようにしているが、これに
限らず、任意のデータ記憶法を用いてよい。例えば、定
常状態では特定区間の波形サンプル点振幅データを記憶
しておき、これを繰返し読み出すようにしてもよい。ま
た、振幅エンベロープは別途のエンベロープ付与手段に
よって付与するようにしてもよい。また、メモリ13,21
に記憶するべきデータの形式は、波形サンプル点振幅デ
ータの形式（広義にはPCM:パルス符号変調方式）に限ら
ず、DPCM（差分PCM）方式、DM（デルタ変調）方式、APC
M（適応PCM）方式、ADPCM（適応差分PCM）方式、ADM
（適応デルタ変調）方式など任意のデータ形式を採用し
てよい。それに付随してメモリ13,21の周辺回路は図示
のものとは若干変更されるのは勿論である。

発明の効果以上の通りこの発明によれば、複数の音高グループの夫
々に対応して、各音高グループの音に共鳴する音の波形
データであって、楽音信号発生手段で発生される楽音信
号の波形とは異なる波形のデータを、共鳴波形記憶手段
に記憶しておき、これを指定音高に対応して選択的に読
み出し、これに基づく共鳴音信号を本来指定された音高
の楽音信号と共に発音するようにしたので、共鳴感及び
残響感のある楽音を比較的簡単に発生することができる
と共に、各音高グループに対応する適切な共鳴音の付加
とリアルな共鳴音効果を簡単な構成により実現すること
ができるという優れた効果を奏する。

特に、共鳴波形記憶手段では、各音高グループの音に共
鳴する音の波形データであって、楽音信号発生手段で発
生される楽音信号の波形とは異なる波形のデータを記憶
しているので、共鳴音としてふさわしい、それ専用の、
高品位の共鳴波形データを発生することができるもので
あり、従って、高品位の共鳴音を簡単な構成で発生する
ことができる、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す電気的ブロック図、
第２図は同他の実施例を示す電気的ブロック図、第３図
は第２図の和音平均オクターブ検出回路及びアドレス発
生器の詳細例を示す回路図、第４図は第３図の回路に入
力される信号の一例を示すタイミングチャート、であ
る。 10…鍵盤、12,20…通常の楽音信号発生手段、13,21…共
鳴波形メモリ、14…波形選択用のデコーダ、15,23…ア
ドレス発生器、22…和音検出回路、24…和音平均オクタ
ーブ検出回路、18…共鳴音効果選択スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】楽音の音高を指定するための音高指定手段
と、音高指定手段で指定された音高に応じた楽音信号を
発生する楽音信号発生手段と、複数の音高グループの夫々に対応して、各音高グループ
の音に共鳴する音の波形データであって、前記楽音信号
発生手段で発生される楽音信号の波形とは異なる波形の
データを記憶した共鳴波形記憶手段と、前記音高指定手段で指定された音高に応じて前記記憶手
段で読み出すべき波形データを指示する共鳴波形指示手
段と、効果を付与するか否かを指示するための効果指示手段
と、前記効果指示手段によって効果付与が指示された場合、
前記共鳴波形指示手段によって指示された波形データを
前記共鳴波形記憶手段から読み出し、これにより前記指
定音高に対応する共鳴音信号を発生させる共鳴音発生制
御手段とを具え、前記効果指示手段によって効果付与が指示され
たとき、前記指定された音高に対応して、前記楽音信号
発生手段から前記楽音信号が発生されることに加えて前
記共鳴音発生制御手段により前記共鳴音信号が発生され
ることを特徴とする電子楽器。
【請求項２】前記共鳴波形記憶手段の記憶波形に基づき
発生される共鳴音信号は前記楽音信号発生手段によって
発生される楽音信号よりも音量レベルが低くかつ減衰時
間が長いものである特許請求の範囲第１項記載の電子楽
器。
【請求項３】前記共鳴波形記憶手段は、各和音に対応し
て前記波形データを記憶しており、前記共鳴波形指示手
段は、前記音高指定手段における指定音高に基き和音を
検出し、検出した和音に応じて前記共鳴波形記憶手段か
ら読み出すべき波形データを指示するものである特許請
求の範囲第１項記載の電子楽器。