JPH07104671B2 - 電子楽器の信号変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は電子楽器に関し、詳細にはタッチセンシティ
ブな入力装置（例えばドラムパッドその他で構成される
アナログトリガー信号発生装置）からの信号とタイミン
グを合わせて電子楽音発生装置への楽音制御信号を出力
する信号変換装置に関する。

［従来の背景］ 従来の信号変換装置を伴う電子楽器では、アナログトリ
ガー発生装置とそれによって起動される楽音発生部とが
信号変換装置を介して固定的に結合されている。また、
信号変換装置も単純な変換動作を行うのみであった。

第５図にこの種の従来装置の一例を示す。この図は１ド
ラム分の構成を示したもので、実際には、使用するドラ
ム数分の構成をもつ。図中、1P〜4Pまでの要素がアナロ
グトリガー発生装置を構成し、5Pが信号変換装置に相当
し、6Pと7Pとで楽音発生部が構成される。なお8Pはアン
プ、スピーカより成る音響装置である。動作において、
この電子楽器はドラムパッドと称される振動板1Pに取り
付けた圧電ピックアップ2Pにて、ドラムスティック3Pに
よる打撃に伴う振動を、第６図（Ａ）に示すようなアナ
ログ電気信号に変換する。このアナログ信号はエンベロ
ープ抽出回路4Pより第６図（Ｂ）に示すようなエンベロ
ープ信号に変換され、さらにエンベロープ発生回路5Pに
より第５図（Ｃ）に示すように、ドラムスティック3Pの
打撃力に応じたエンベロープが生成される。このエンベ
ロープ信号で音源回路6Pからの音源信号を乗算器ないし
変調器7PによりAM変調して楽音波形信号を発生させ、音
響装置8Pを介して放音させる。

この従来例の装置では、ドラムパッドへの入力に対し、
常に同じ音高、ほとんど同じ音色の楽音が生成され、フ
レキシビリィティを欠いている。

このようなフレキシビリィティの不足を解消するため同
一出願人は、信号変換部をデジタル化、インテリジェン
ト化して多種多様な演奏を可能とした電子楽器を提案し
ている。特に、この出願では、エンベロープ抽出回路で
抽出したエンベロープ信号（アナログトリガー信号）を
信号変換部でデジタル分析し、そのレベルが所定値より
高くなったら、楽音制御信号としてキーオンの指令を、
かつ検出された最大レベルに従って音量レベルの指令
を、さらに、その後レベルがある値より下がったらキー
オフ指令を楽音発生装置に与えるようにしている。

［発明の目的］ この発明は上記の特許出願に係る発明をさらに改良した
ものであって、その目的とするところは、同一のアナロ
グトリガー信号の入力に対し、夫々異なる値の楽音パラ
メータを楽音発生装置に送ることができ、ユーザーが種
々の電子楽器システムを自由に構築することを可能とし
た信号変換装置を提供することにある。

［発明の要点］ この発明は上記目的を達成するために、 打撃操作される被打撃部材と、 この被打撃部材に設けられ、該被打撃部材が打撃を受け
る都度、受けた打撃状態に対応する打撃検出信号を実時
間で出力する打撃信号検出手段と、 この打撃信号検出手段からの打撃検出信号をデジタル打
撃検出信号に変換するA/D変換手段と、 前記被打撃部材が打撃を受ける都度、それに応答して、
前記A/D変換手段から出力されたデジタル打撃検出信号
の出力値が予め設定されている設定値以上となったのか
否かを検出する出力値検出手段と、 この出力値検出手段により前記デジタル打撃検出信号の
出力値が前記設定値以上となったことを検出された時点
から、前記デジタル打撃検出信号を所定数セーブすると
ともにこのセーブされたデジタル打撃検出信号の出力値
のなかの最大出力値を検出する最大出力値検出手段と、 この最大出力値検出手段により検出された前記最大値に
対応する値を有する楽音パラメータを出力するパラメー
タ出力手段と、 前記パラメータ出力手段から出力される楽音パラメータ
とは異なる種類のパラメータの値を設定して出力する設
定手段と、 前記パラメータ出力手段及び設定手段から出力された前
記楽音パラメータの値に従った楽音特性の楽音の発生を
指示する制御手段と、 を設けたことを要点とする。

［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第１図はこの発明の一実施例である信号変換装置を含む
電子楽器全体の構成図である。要素10、11、12、13がア
ナログトリガー信号発生装置を構成し、14、９、20が信
号変換装置を構成し、27が楽音発生装置を構成する。こ
の電子楽器では、８個のアナログトリガー信号発生装置
が使用される。後で詳述するように信号変換装置は各ア
ナログトリガー信号発生装置（各ライン）に割り当てる
べき音色や音高、チャンネル等のパラメータを自由に設
定することができる。演奏時には、使用者（プレイヤ
ー）がドラムスティックで８台のドラムを叩いて演奏を
行う。これにより対応するアナログトリガー信号発生装
置よりアナログ信号が発生し、信号変換装置に入力され
る。信号変換装置はアナログ信号の発生したタイミング
に合わせて楽音発生装置に楽音制御信号を与える。この
楽音制御信号にはキーオン指令や音量レベル指定（これ
らの指令、指示は入力信号のレベル分析により決定され
る）の外に、設定に従うチャンネル指定、音色指定、音
高指定の情報が含まれる。楽音発生装置は送られてくる
楽音制御信号に従い、指定されたチャンネルを作動して
指定の音色、音高、音量の楽音信号を発生させる。発生
した楽音信号はスピーカを介して放音される。

詳細に述べると、10はドラムパッドであり、ドラムステ
ィック12によりこのドラムパッド10を打つとその振動が
圧電ピックアップ11によりピックアップされアナログ電
気信号に変換される。振動を現わすこのアナログ電気信
号は入力端子１−１〜１−８（第２図参照）を介して対
応するエンベロープ抽出回路13に入力される。

エンベロープ抽出回路13はオペアンプ16を有し、その非
反転入力側には直流成分をカットする結合コンデンサ15
と接地された抵抗23が結合している。オペアンプ16の出
力側にはダイオード17が結合し、そのカソード側には、
接地された時定数回路、すなわちコンデンサ18と抵抗19
が結合している。さらに、ダイオード17のカソード側は
後述する感度調整ボリューム２（第２図参照）により調
整される可変抵抗VRを介してオペアンプ16の反転入力に
フイードバックされている。可変抵抗VRの値により利
得、したがって感度がきまる。また、時定数回路によ
り、応答特性が一時的にきまる。

A/D変換器14はエンベロープ抽出回路13により出力され
る８ライン分のエンベロープ信号を対応するデジタル信
号に変換する。変換はマイクロコンピュータ20による８
ラインの入力データに対する時分割処理とタイミングを
合わせて行なわれる。すなわち、マイクロコンピュータ
20はマルチプレクサを構成する８つのゲート24を時分割
駆動し、各ゲートの間のタイムスロット中にA/D変換器1
4にA/D変換を実行させる。詳しく述べると、マイクロコ
ンピュータ20はライン１の選択中にG1に関連するゲート
24を開き、A/Dスタート信号を出しA/D変換器14に変換を
要求する。これを受けてA/D変換器14はA/D変換を実行
し、変換が完了したらエンド指令信号をマイクロコンピ
ュータ20に送り返す。これを受けてマイクロコンピュー
タ20は変換されたデータを取り込み、次にライン２を選
択し、G2に関連するゲートすなわち２番目のアナログト
リガー発生装置に関するゲート24を開け、上記の動作を
くり返す。

マイクロコンピュータ20は信号変換装置の中枢部で、プ
ログラムを記憶するROM26、各種データ、例えばキーオ
ン指定コード、キーオフ指定コード、音量レベル指定コ
ード、音色指定コード、音高（ノート）指定コード、チ
ャンネル指定コード、A/D変換器14より入力されるデー
タ等々を記憶するRAM22、各種の演算を実行するALU25、
A/D変換器14からの入力データの分析に使用するソフト
ウェアタイマー21を有する。

マイクロコンピュータ20の主な機能は、データ設定モー
ド（EDITモード）で、入出力装置であるパラメータ設定
／表示部９からの設定パラメータをマイクロコンピュー
タ20内部のRAM22にセットしたり、RAM22にセットずみの
パラメータデータを表示部９に表示させたりするととも
に、演奏モード（PLAYモード）では、A/D変換器14から
入力されるデータを分析し、その分析結果に従つて楽音
発生装置27に楽音制御信号を出力することである。

マイクロコンピュータ20は上述したように、複数（ここ
では８つ）のアナログトリガー信号発生装置のインター
フェイスであるA/D変換器14に対し、時分割方式で発生
源別にデータを変換させ、その結果を取り込んでいる。
マイクロコンピュータ20を行う、時分割形式での入力デ
ータレベルの分析処理をここで簡単に説明する。すなわ
ち、このデータレベル分析では、マイクロコンピュータ
20はA/D変換器14より入力されてくるデータの大きさを
調べ、ある値（トリガーレベル）より大きくなったら、
その入力データをRAM22にセーブする。マイクロコンピ
ュータ20はその後、ピーク検出を実行し、関連するアナ
ログトリガー信号発生装置より発せられた最大値を検出
する（正確には、トリガーレベル以降のデータを所定数
セーブし、その最大値を見つけることでドラムスティッ
ク12のドラムパッド10に対する打撃の強さを推定してい
る。）。この最大値の大きさに従って、音量レベルを指
定するとともにキーオン指令を出し楽音発生装置27に与
える。マイクロコンピュータ20はその後、入力データレ
ベルの監視を続けあるレベルより低くなったらタイマー
21を起動させ、低いレベルのままタイマー21がタイムア
ウトしたらキーオフ指令を楽音発生装置27に出す。

本実施例ではマイクロコンピュータ20はキーオン指令を
出す際に、種々のパラメータデータを付属させて楽音発
生装置27に送る。付属情報は、入力データ発生源別に設
定してあるチャンネル指定コード、音色プログラム指定
コード、音高指定コードである。チャンネル指定コード
は楽音発生装置27側で使用するチャンネルを指定するコ
マンドであり、音色プログラム指定コードはチャンネル
の使用する音色プログラムを指定するコマンドであり、
音高指定コードは楽音発生装置27で発生させる楽音の音
高（ノート）を指定するコマンドである。

以上のパラメータデータの設定は入出力装置であるパラ
メータ設定／表示部９を介して行なわれる。そこで第２
図を参照してその構成を詳しく説明する。第２図は、信
号変換装置の表面の操作パネル面９と裏面にある入出力
端子パネル面８を示したものである。操作パネル面９は
第１図のパラメータ設定／表示部９に相当するもので、
内部にエンベロープ抽出回路13、A/D変換器14、マイク
ロコンピュータ20が内蔵されている。一方入出力端子パ
ネル面８上には、各ドラムパッド10からの入力信号を取
り込む入力端子１（１−１〜１−８）と、楽音発生装置
27への制御信号を出力する出力端子６が設けられてい
る。

２は感度調整のボリューム群で、例えば第１のボリュー
ムを操作することにより、ライン１すなわち入力端子１
−１と関連するエンベロープ抽出回路13のフィードバッ
ク抵抗VRの抵抗値が調整される。これによりライン１、
すなわち第１のアナログトリガー信号発生装置からの入
力信号に対する感度が調整される。

３、４、５は各種の設定、選択のためのスイッチ群で、
各スイッチの上部にはLEDが配置されており、このLEDの
点灯状態はスイッチの機能が働いていることを示す。一
方７は上記パラメータ設定／表示部９の一部を構成して
いる表示装置であり、この表示装置７の表示面には、種
々のデータが表示される。

詳しく述べると、３−１はモード選択スイッチで、EDIT
モードとPLAYモードの切換を行え、LED点灯でEDITモー
ドを表わす。３−２はチャンネル選択スイッチで、LED
オンでチャンネルの設定が可能となり、アップ／ダウン
のスイッチ３−５、３−６を操作することにより、チャ
ンネルNoを設定できる。３−３は音色プログラム選択ス
イッチで、１回押すとマシンを音色プログラム選択可能
な状態とし、対応するLEDが点灯する。同様に３−４は
ノート（音高）選択スイッチで、LEDオンで音高をスイ
ッチ３−５、３−６を介して設定することができる。

４は各ライン（アナログトリガー信号発生装置）を選択
するスイッチ群で、ここでは８つの入力ラインがあるか
ら、それに合わせて８つのライン選択スイッチ４−２〜
４−８が設けられている。例えばライン１について、す
なわち入力端子１−１に接続される入力装置について、
パラメータデータの設定を行う場合にはスイッチ４−１
を押してライン１を選択する。

したがって、マイクロコンピュータ20のRAM22内（第１
図参照）には、８つのラインのそれぞれに対し、チャン
ネル指定コード、音色プログラム指定コード、音高指定
コードのデータが割り当てられたかたちでかつ個別にア
クセスできる態様で記憶されることになる。さらにマイ
クロコンピュータ20内にはこれら８ライン分のデータを
一組とするエリアが４つあり、各エリアを選択するのが
システム選択スイッチ５（５−１〜５−４）である。す
なわち、スイッチ５−１を押せば第１組の８ラインデー
タが選択され、同様にして、スイッチ５−２で第２組
が、スイッチ５−３で第３組が、スイッチ５−４で第４
組が選択される。

各組のデータ群は、ひとつの電子楽器システムと対応し
ている。すなわち、特定の組のデータ群が演奏時に使用
されるとき、ひとつの電子楽器システムが動作する。し
たがって、本実施例は４つの電子楽器システムをもって
いることになる。

以上からわかるように、スイッチ３、４、５を操作する
ことによりパラメータデータを自由に設定変更できる。
スイッチ５によりシステムを選択し、スイッチ４によ
り、同システム内のラインを選択し、スイッチ３−２、
３−３、３−４で夫々、同ラインについてのチャンネ
ル、プログラム、音色の設定モードにし、スイッチ３−
５、３−６により同チャンネル、プログラム、音高の指
定変更を行う。

以上のように構成した実施例の動作を第４図と第３図に
示すフローチャートを参照して説明する。

まず、第４図に基づいて、パラメータデータの設定変更
時（EDIT時）の処理から説明する。マシンがステップS1
で示すようにEDITモードにあるとする。このときマイク
ロコンピュータ20はステップS2でEDITキー３−１がOFF
か否かを、いなわちPLAYモードまたはEDITモードのいず
れが要求されているかを判定する。OFFと検出した場合
はPLAYモードPIに移る。OFFになってなければステップS
3でシステム選択スイッチ５の状態を調べどのシステム
が選択されているかを決定する。次にステップS4でライ
ン選択スイッチ４の状態を調べどのラインが選択されて
いるかを決定する。次にステップS5でチャンネル選択ス
イッチ３−２の状態を調べチャンネル選択か否かを決定
する。チャンネル選択でなければ、ステップS6へ進み音
色プログラム選択スイッチ３−３の状態を調べプログラ
ム選択か否かを決定する。プログラム選択でなければス
テップS7に進み音高（ノート）選択スイッチ３−４の状
態を調べ音高選択か否かを決定する。音高選択でなけれ
ば上記ステップS2に戻る。

ステップS5でチャンネル選択された場合はステップS8へ
進み、上記ステップS3、S4で決定したシステムのライン
に割り当てられたチャンネルデータをRAM22より取り出
し、表示装置７に現在のチャンネルデータを表示させ
る。次にステップS9でVALUEキー３−５、３−６の状態
を調べ、押されるのを待つ。押された場合は、ステップ
S10へ進みALU25でチャンネルデータの更新を実行し、更
新結果をRAM22に書き込むとともに、表示装置７に表示
させる。この処理完了後、上記ステップS2に戻る。

ステップS6でプログラム選択と決定した場合は、ステッ
プS11、S12、S13の処理を実行する。ステップS11は上記
ステップS8と同様の処理であり、ステップS12は上記ス
テップS9と同様の処理であり、相違はチャンネルデータ
ではなく音色プログラム指定データに対して行なわれる
点である。ステップS12の後のステップS13では、更新し
た音色プログラムデータのRAM22への格納、表示装置７
への表示の処理に加え、パラメータデータの変更を使用
者が耳で確認できるように、分析に対する出力処理も実
行される。すなわち、マイクロコンピュータ20は変更に
係るラインに設定されたパラメータデータを、キーオン
指令とともに準備し、楽音制御信号として楽音発生装置
27に出力する。これを受けて楽音発生装置27は指定され
たチャンネルを作動し、指定された音色プログラムを実
行し、指定された音高データに従って、楽音信号を出力
する。この結果、スピーカ28を介して（更新された）、
指定音色、指定音高、の楽音が出力される。ステップS1
2の処理完了後、再びステップS2に戻される。

ステップS7で音高（ノート）選択と決定された場合は、
ステップS14、S15、S16の処理が実行される。ステップS
14はステップS8に対し、ステップS15はステップS9に対
応し、ステップS16はステップS10に対応する。相違はチ
ャンネルデータではなく音高データについて行なわれる
ということだけである。

次に、第３図に基づいてPLAY時、すなわち演奏時の処理
を説明する。まずステップP1で示すようにマシンがPLAY
モードにあるとする。ステップP2でEDITキー３−１の状
態を調べEDITモードが要求されているか否かを判定す
る。EDITモードが要求されていればステップP1で示すよ
うEDITモードに移る。そうでなければPLAYモードが続
き、ステップP3で入力データの分析を行う。第３図のフ
ローチャートはごく簡略化して示したもので、実際に
は、ここで、マイクロコンピュータ20は上述したA/D変
換器14に対する時分割でのA/D変換指示を行うととも
に、A/D変換器14からの変換終了信号に従って、選択し
たラインの入力データを取り込みこれをレベル分析す
る。あるラインについての入力データの分析結果から、
「入力データがあるトリガーレベルを超えたこと」が判
明し、かつ「その入力データのピーク値の検出」が行な
われると、ステップP4へ進み、RAM22よりキーオン指令
（これはトリガーレベルより大きい入力データの検出を
条件に発生するとみることができる）、音量レベル指定
コード（これは入力データの検出ピーク値から決定され
る）の外に、使用システムの選択ラインに割り当てられ
た設定パラメータデータ、すなわちチャンネル指定コー
ド、音色プログラム指定コード、音高（ノート）指定コ
ードを取り出し、楽音発生装置27に適合する所定のフォ
ーマットで楽音制御信号を生成し、楽音発生装置27に出
力するという処理を実行する。この結果楽音発生装置27
はマイクロコンピュータ20より送られてくる楽音制御信
号に従って楽音を生成し、スピーカ28に出力し、指定音
色、音高で楽音を放音させる。入力データがトリガーレ
ベルに達しない間はステップP2に戻り、モードのチェッ
クを行い、上記の動作を次のラインについてくり返し実
行する。なお第３図には明記していないが、ステップP3
での入力データ分析処理で、キーオン指令後、入力デー
タがあるレベルより下がったことを検出した場合はキー
オフ指令を楽音発生装置27に与えて、楽音を消音させ
る。

［変形例］ この発明は上記実施例に限定されることなく、この発明
の範囲内において種々の変形、変更が可能である。例え
ば、システム選択スイッチ５−１〜５−４のいずれかを
押した場合に、それに対応する全設定データ、すなわち
ライン１〜８までの設定パラメータデータをキーオン指
令に付属させて、楽音発生装置27に出力させ、スピーカ
28を介してデモンストレーションを行ってもよい。これ
により、使用者は、ライン１〜８に、すなわち、夫々の
ドラムパッド10にどのような楽音が割り当てられている
かを耳を通じて知ることができる。この代りに、また
は、これと組合せて、特定のシステム選択スイッチの操
作に応じて、表示装置７に全設定データ（システムデー
タ）をサイクリックまたは一括表示させるようにしても
よい。

また、上記実施例では入力データ分析によるピーク値検
出により、タッチセンシティブな音量指定を行っている
が、所望なら、この処理ははぶいてもよい。同様に、キ
ーオフ指令もはぶき得る。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は被打撃部材を打撃するこ
とによって得られる打撃検出信号の最大値に対応する値
の楽音パラメータと、この楽音パラメータとは異なる種
類であり、外部よりその値が設定可能な楽音パラメータ
とに基づいて楽音の発生を指示するように構成している
ため、音高情報、音色情報等を自由に設定、変更するこ
とができる。したがって、ユーザーは楽曲に応じた、あ
るいは自己の好みにマットした電子楽器システムの構築
を自由にかつ簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例としての信号変換装置を用
いた電子楽器全体の構成図、第２図は第１図の信号変換
装置の操作パネルと端子パネルを示す図、第３図は編集
時におけるフローチャート、第４図は演奏時におけるフ
ローチャート、第５図は従来装置の構成例を示す図、第
６図は従来装置の動作を説明するための波形図である。 ２−２……チャンネル選択スイッチ、３−１……EDIT/P
LAYモード切換スイッチ、３−３……音色選択スイッ
チ、３−４……音高選択スイッチ、３−５、３−６……
設定データ変更スイッチ、４−１〜４−８……入力ライ
ン選択スイッチ、５−１……第１システム選択スイッ
チ、５−２……第２システム選択スイッチ、５−３……
第３システム選択スイッチ、５−４……第４システム選
択スイッチ、７……表示装置、９……パラメータ設定／
表示部、20……マイクロコンピュータ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】打撃操作される被打撃部材と、 この被打撃部材に設けられ、該被打撃部材が打撃を受け
   る都度、受けた打撃状態に対応する打撃検出信号を実時
   間で出力する打撃信号検出手段と、 この打撃信号検出手段からの打撃検出信号をデジタル打
   撃検出信号に変換するA/D変換手段と、 前記被打撃部材が打撃を受ける都度、それに応答して、
   前記A/D変換手段から出力されたデジタル打撃検出信号
   の出力値が予め設定されている設定値以上となったのか
   否かを検出する出力値検出手段と、 この出力値検出手段により前記デジタル打撃検出信号の
   出力値が前記設定値以上となったことを検出された時点
   から、前記デジタル打撃検出信号を所定数セーブすると
   ともにこのセーブされたデジタル打撃検出信号の出力値
   のなかの最大出力値を検出する最大出力値検出手段と、 この最大出力値検出手段により検出された前記最大値に
   対応する値を有する楽音パラメータを出力するパラメー
   タ出力手段と、 前記パラメータ出力手段から出力される楽音パラメータ
   とは異なる種類のパラメータの値を設定して出力する設
   定手段と、 前記パラメータ出力手段及び設定手段から出力された前
   記楽音パラメータの値に従った楽音特性の楽音の発生を
   指示する制御手段と、 を設けたことを特徴とする電子楽器の信号変換装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の電子楽器の信
   号変換装置において、前記パラメータ出力手段から出力
   されるパラメータデータは音量指定コードであり、前記
   設定手段で設定されるパラメータデータは音高指定コー
   ド及び音色指定コードであることを特徴とする電子楽器
   の信号変換装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   電子楽器の信号変換装置において、前記設定手段はパラ
   メータデータを手動選択する手動選択入力手段と、選択
   されたパラメータデータを記憶する記憶手段とを有する
   ことを特徴とする電子楽器の信号変換装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第３項記載の電子楽器の信
   号変換装置において、前記設定手段は、前記手動選択入
   力手段の選択したパラメータデータを表示する表示手段
   を有することを特徴とする電子楽器の信号変換装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第３項記載の電子楽器の信
   号変換装置において、前記設定手段は、前記手動選択入
   力手段によりパラメータデータが選択された場合、この
   パラメータデータを含む楽音制御情報を前記制御手段に
   出力する出力制御手段を有することを特徴とする電子楽
   器の信号変換装置。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第３項記載の電子楽器の信
   号変換装置において、前記設定手段は、前記記憶手段に
   記憶された複数のパラメータデータのうちひとつを選択
   して取り出す選択データ呼出手段を有することを特徴と
   する電子楽器の信号変換装置。