JPS5913752B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ５ この発明は操作鍵音高に対応した基本波およびその
高調波の各成分を作り、これらの各成分にそれぞれ対応
する振幅係数を乗じてその乗算値を合成することによつ
て楽音を形成する高調波合成方式の電子楽器に関し、特
に同一鍵盤内において男１０声母音および女声母音とを
発音させることによつて男声コーラス、女声コーラス、
男声、女声の混声コーラスを演奏できるようにした電子
楽器に関するものである。

Ａ、従来技術とその欠点 １５ディジタル技術を利用した高調波合成方式の電子楽
器としては、特開昭４８−９０２１７号（特公昭５３−
１２１７２号）に開示されているものが代表的である。

この特開昭４８−９０２１７号に開示されている電子楽
器は、基本波およびそのク０ 高調波の各成分に乗じる
高調波振幅係数を各高調波（基本波を含む）の次数のみ
に基づいて発生させるようにしているため、高調波振幅
係数は操作鍵音高が変化しても何ら変化せず、その発生
楽音はいわゆる可動フオルマント特性を示すものとなク
５ つている。このため、管楽器等のように気道を利用
した楽器の発生楽音に近似した固定フオルマント特性の
楽音を発生させることは困難なものとなつていた。しか
して従来において、このような問題点を解３０決するた
めに、基本波およびその高調波の各成分に乗じる高調波
振幅係数を該各成分の周波数に対応して設定するよう基
本波に対応した（操作鍵音高に対応した）周波数ナンバ
と各高調波成分の次数を示す次数ナンバとの乗算値に基
づいて発生さ■５ せるようにし、これによつて固定フ
オルマント特性を示す楽音を容易に発生し得るようにし
た電子楽器がこの発明の出願人によつて提案されている
Ａクー（特願昭５３−４７３３４号・発明の名称「電子
楽器」（特開昭５４−１３９７１４号公報参照））しか
し、この先願の電子楽器は高調波振幅係数を同一鍵盤内
において単一種類の固定フオルマント特性に対応して発
生させているのみであるため押下鍵音高を変化させても
単一種類の固定フオルマント特性の楽音しか得られず、
男声母音によるコーラス、女声母音によるコーラス、男
声、女声の母音による混声コーラスなどの演奏音を発生
させることは不可能となつていた。

一方、特開昭５１−１００７１３号公報に開示されてい
るように、押下鍵に対応する楽音信号で母音信号を形成
し、押鍵時のある瞬間だけ子音信号を発生し、これらの
母音信号および子音信号を合成してハミングやスキヤツ
ト演奏を行うようにした電子楽器があるが、この電子楽
器における発生楽音も前述の電子楽器と同様、単一母音
しか得られず、男声母音、女声母音によるコーラスなど
の演奏音を発生させることは不可能となつていた。

Ｂ．この発明の目的および概要説明この発明は上述した
従来の電子楽器の欠点に鑑みなされたもので、その目的
は同一鍵盤内において男声母音、女声母音とを発音させ
ることによつて男声コーラス、女声コーラス、混声コー
ラスなどの演奏音を発生し得るようにした電子楽器を提
供することである。

このためにこの発明においては、鍵盤部における複数の
鍵を男声母音または女声母音を発音させるための鍵音域
に任意の鍵音域幅で分割設定する鍵音域分割設定手段と
、押下鍵音高に対応した各高調波成分の周波数を示す周
波数信号を発生する周波数信号発生手段と、押下鍵音域
が上記鍵音域分割設定手段により分割設定された上記い
ずれの鍵音域に該当するかを弁別し、当該鍵音域に対応
する上記母音の発音を指定する母音指定信号を発生する
押下鍵音域弁別手段と、上記周波数信号発生手段から発
生される周波数信号に基づき上記母音指定信号で指定さ
れた母音の各フオルマント周波数の振幅レベルを示す振
幅情報を発生する振幅情報発生手段とを設け、この振幅
情報発生手段から発生される振幅情報を押下鍵音高に対
応した各高調波成分の振幅係数とすることにより、同一
鍵盤内の鍵操作によつて男声母音および女声母音を発生
させるようにしている。

Ｃ．この発明の構成および動作説明 （１）この発明の構成説明 第１図はこの発明による電子楽器の一実施例を示すプロ
ツク図である。

同図において、１は鍵盤部に設けられたキースイツチ回
路であつて、鍵盤部の各鍵に対応したキースイツチを有
し、ある鍵が押鍵されると対応するキースイツチが動作
し、その出力線に論理″Ｆ゛の鍵情報ＫＤを出力すると
共に、いずれかの鍵が押鍵されたことを示すキーオン信
号ＫＯＮを出力する。２は各アドレスに各鍵の音高に対
応した周波数ナンバＲを記憶している周波数ナンバメモ
リであつて、該メモリ２はキースイツチ回路１の鍵情報
ＫＤによつてアドレスされてその出力から押下鍵の音高
に対応した周波数ナンバＲが読み出される。

３は一定周期のクロツクパルスＴｃを出力するクロツク
発振器、４はクロツクパルスＴｃをｗ分周（ｗ：各サン
プル点において合成しようとする高調波の総数）して計
算区間タイミング信号Ｔｘを出力するカウンタ、５はク
ロックパルスＴｃをカウントしてその出力から各高調波
の次数を示す次数ナンバｎ（ｎ１〜Ｎｗ）を出力するモ
ジユロ（法）ｗのカウンタであつて、前記カウンタ４と
兼用することもできる。

６は周波数ナンバメモリ２から出力される周波数ナンバ
Ｒに基づいて基本波を含む各高調波成分を発生する高調
波成分発生回路であつて、計算区間タイミング信号Ｔｘ
の発生毎にゲート６ａを介して入力される周波数ナンバ
Ｒを累算して楽音波形振幅の計算すべきサンプル点を指
定する累算値ＱＲ（ｑ＝１、２、３・・・・・・）を出
力する音程区間加算器６ｂと、クロツクパルスＴｃの発
生毎にゲート６ｃを介して入力される累算値ＱＲを順次
加算してその累算値ＮｑＲ（ｎ−１、２、３・・・・・
・ｗ）を各サンプル点における第ｎ充高調波の位相を示
す信号として出力する高調波区間加算器６ｄと、累算値
ＮｑＲをメモリアドレスデコーダ６ｅにおいてデコード
し、このデコード出力によつて各アドレスに記憶されて
いる正弦波形１周期の各サンプル点振幅値のうち該累算
値ＮｑＲに対応するサンプル点振幅値が各高調波の正弦
振幅値π Ｓｉｎ−ＮｑＲとして読み出される正弦関数メモリＷ６
ｆとを備えている。

７はカウンタ５から出力される次数ナンバｎと周波数ナ
ンバメモリ２から出力される周波数ナンバＲとを乗算し
てその乗算値ＮＲ．を押下鍵音高に対応した高調波の各
成分の周波数を示す周波数信号ＮＲとして出力する乗算
器であつて、カウンタ５とで周波数信号発生回路８を構
成している。

９は鍵盤部における各鍵を男声母音または女声母音とを
発音させるための鍵音域に分割設定する音域分割スイツ
チ（鍵音域分割設定手段）であつて、第２図に分割設定
する際の一例を示す。

つまり、音域分割スイツチ９を設定位置「Ａ」にすると
、全鍵音域のうち８割が男声母音を発音するための鍵音
域、残りの２割が女声母音を発音するための鍵音域とし
て定められる。また、設定位置「Ｂ」では、２割が男声
母音を発音するための鍵音域、残りの８割が女声母音を
発音するための鍵音域として定められる。更にまた、設
定位置「Ｃ］では、５割が男声母音を発音するための鍵
音域、残りの５割が女声母音を発音するための鍵音域と
して定められる。そして、男声母音の鍵音域は記号Ｍで
示すように全鍵音域のうち低音部に、また女声母音の鍵
音域は記号ＦＭで示すように全鍵音域のうち高音部に割
当てられる。１０は押下鍵音高が音域分割スイツチ９に
よつて分割されたいずれの鍵音域に該当するかを弁別し
、対応する母音（男声母音または女声母音）の発音を指
定する母音指定信号ＭまたはＦＭを出力する押下鍵音域
弁別回路であつて、押下鍵音高に対応した周波数ナンバ
Ｒを音域設定スイツチ９の設定位置に対応する周波数ナ
ンバＲＡ，ＲＢ，ＲＣと比較して周波数ナンバＲがいず
れの鍵音域に該当するかを弁別するものである。

１１は周波数信号発生回路８から出力される周波数信号
ＮＲに基づき母音指定信号ＭまたはＦＭで指定された男
声母音または女声母音の各フオルマント周波数の振幅レ
ベルを示す振幅情報を出力する振幅情報メモリ装置であ
つて、第３図にその詳細を示すように、母音指定信号Ｍ
でリードイネーブルとなり、周波数信号ＮＲでアドレス
されることにより各アドレスに記憶された所望の男声母
音（Ａ，ｉ，ｕ，ｅ，Ｏのいずれか１つ）の各フオルマ
ント周波数の振幅情報が読み出されるメールメモｌ川１
ａと、母音指定信号ＦＭでリードイネーブルとなり、周
波数信号ＮＲでアドレスされることにより各アドレスに
記憶された所望の女声母音（Ａ，ｉ，ｕ，ｅ，Ｏのいず
れか１つ）の各フオルマント周波数の振幅情報が読み出
されるフィメールメモリ１１ｂとからなり、これらのメ
ールメモリ１１ａおよびフィメールメモ１川１ｂから出
力される振幅情報は振幅係数ＣｎＲとして出力される。

この場合、メールメモｌ川１ａには、例えば第４図に母
音ａに対するフオルマント特性を代表して示しているよ
うに、各フオルマント周波数の振幅レベルＦｎＲ（ａ）
がデイジタル値で各アドレスに記憶されている。

１２は高調波成分発生回路６から出力される各サンプル
点における各高調波別の正弦振幅値πＳｉｎ−ＮｑＲと
振幅情報メモリ装置１１から出力ｗされる振幅係数Ｃｎ
Ｒとを乗算して各フオルマンπ卜周波数成分の振幅値Ｆ
ｎ＝ＣｎＲ−Ｓｉｎ−ＮｑＲｗを出力する高調波振幅乗
算器、１３は高調波振幅乗算器１２から出力される各フ
オルマント周波数成分の振幅値Ｆｎを各サンプル点毎（
計算区間タイミング信号Ｔｘの発生毎）に順次累算して
その累Ｗ算値 Σ Ｆｎを対応するアナログ信号に変換
し、ｎ−１該アナログ信号を楽音信号として出力する楽
音信号発生回路、１４は楽音信号発生回路１１から出力
される楽音信号に基づいた楽音を発生するサウンドシス
テムである。

（２）この実施例の動作説明 以上のように構成された電子楽器において、振幅情報メ
モリ装置１１のメールメモリ１１ａには男声母音ａに対
応する各フオルマント周波数の振幅レベルＦｎＲ（ａ）
が記憶されており、またフィメールメモリ１１ｂには女
声母音ｕに対応する各フオルマント周波数の振幅レベル
ＦｎＲ（ｕ）が記憶されているものとし、音域分割スイ
ッチ９を「Ａ」の設定位置に設定した場合の動作につい
て説明する。

まず、以上のような設定条件のもとで鍵盤部である鍵を
押鍵すると、キースイツチ回路１は押下鍵に対応する出
力線に論理”１゛の鍵情報ＫＤを出力する。

これによつて、周波数ナンバメモリ２はこの鍵情報ＫＤ
によつてアドレスされ、押下鍵音高に対応した周波数ナ
ンバＲを出力する。この周波数ナンバＲは高調波成分発
生回路６に入力され、これによつてこの高調波成分発生
回路６から各高調波（基本波も含む）の正弦振幅値π Ｓｉｎ−ＮｑＲが順次時分割的に出力される。

ｗ一方、周波数信号発生回路８のカウンタ５はクロツク
パルスＴｃをカウントし、そのカウント出力を次数ナン
バｎとして乗算器７に供給する。

乗算器７は周波数ナンバメモリ２から出力される周波数
ナンバＲとカウンタ５から出力される次数ナンバｎとを
乗算し、その乗算値ＮＲを押下鍵音高に対応した各高調
波の周波数を示す周波数信号ＮＲとして出力する。一方
、押下鍵音域弁別回路１０は、周波数ナンバメモリ２か
ら出力される周波数ナンバＲを音域分割スイツチ９の設
定位置「Ａ」に対応する鍵音域を示す周波数ナンバＲＡ
（分割する鍵音域の境界域に対応する周波数ナンバ）と
比較し、周波数ナンバＲが男声母声の発音領域に該当す
るのか、女声母音の発音領域に該当するのかを弁別する
。

今、例にこの時の周波数ナンバＲが男声母音の発音領域
に該当するものであつたとすると（ＲくＲＡ）押下鍵音
域弁別回路１０は母音指定信号Ｍを振幅情報メモリ装置
１１に対して出力する。すると、振幅情報メモリ装置１
１においては、メールメモリ１１ａがリードイネーブル
となり、このメールメモリ１１ａが周波数信号ＮＲによ
りアドレスされ、その出力から男声母音ａに対応する各
フオルマント周波数の振幅情報が読み出され、振幅係数
ＣｎＲとして出力される。この場合、振幅情報メモリ装
置１１から出力される振幅係数ＣｎＲは、周波数信号Ｎ
Ｒに基づいて順次出力されるものであり、この周波数信
号ＮＲはクロツクパルスＴｃを基準として発生されてい
るものである。このため、振幅係数ＣｎＲは、高調波成
分発生回路６において周波数ナンバＲに対応して発生π
される各高調波別の正弦振幅値Ｓｉｎ−ＮｑＲとそｗの
発生タイミングは完全に同期している。

従つて、高調波成分発生回路６から出力される各高調波
別πの正弦振幅値Ｓｉｎ−ＮｑＲと振幅係数ＣｎＲとを
Ｗ高調波振幅乗算器１２において乗算すると、男声母音
ａを構成する各フオルマント周波数成分の振幅値Ｆｎを
設定していることになる。

従つて、このようにして得た男声母音ａの各フオルマン
ト周波数成分の振幅値Ｆｎを楽音信号発生回路１３にｗ
おいて順次累算し、その累算値 Σ Ｆｎをアナｎ＝１
０グ信号とした後サウンドシステム１４に供給すると、
サウンドシステム１４からは男声母音ａの楽音として発
音される。

同様な条件のもとで、女声母音の発音領域に該当する鍵
を押鍵すると、振幅情報メモリ装置１１ではフィメール
メモリ１１ｂから女声母音ｕの各フオルマント周波数の
振幅情報が出力され、これによつてサウンドシステム１
４からは女声母音ｕの楽音が発音される。従つて、音域
分割スイツチ９を適宜設定し、鍵盤部で全鍵音域に亘つ
て所望のコーラス音に対応した鍵操作を行うと、サウン
ドシステム１４からは種々の音高による男声母音ａと女
声母音ｕによる楽音が発音され、男声母音ａと女声母音
ｕによるコーラス演奏を行うことができる。なお、上述
した実施例において、発生楽音に対するアタツク、デイ
ケイ、サステインなどの振幅エンベロープの付与につい
ては説明を省略したが、キースイツチ回路１から出力さ
れるキーオン信号ＫＯＮによつて動作を開始し、所望の
エンベロープ波形を出力するエンベロープ波形発生器を
設け、このエンベロープ波形で振幅係数ＣｎＲを制御し
てもよいし、サウンドシステム１４内あ音量を制御する
ようにしてもよい。

Ｄ．この発明による電子楽器の他の実施例第５図はこの
発明による電子楽器の他の実施例を示すプロツク図であ
つて、複音演奏を可能としたもので８つの発音チヤンネ
ルを有し最大で８種類の楽音を同時に発音できるように
したものである。

なお、同図において、第１図と同一部分は同一記号を用
いてその説明は省略する。第５図において、１５は第１
図で示したカウンタ４と同→構成のものであるが、その
カウント出力を各チヤンネルにおける楽音の計算時間割
当てを示すチヤンネル割当て信号Ｔｙとして出力するカ
ウンタ、１６はチヤンネル割当て信号Ｔｙを８分周して
その出力を計算区間タイミング信号Ｔｘとして出力する
カウンタであつて、クロツクパルスＴｃｌチャンネル割
当て信号Ｔｙ、計算区間タイミング信号Ｔｘの時間関係
を図示すると第６図に示すようなものとなる。１７はキ
ースイツチ回路１から出力される押下鍵に対応する鍵情
報ＫＤ（この場合、最大で８鍵分）をチヤンネル割当て
信号Ｔｙに基づいて８チヤンネルのいずれかのチヤンネ
ルに順次割当て、この各チヤンネルに割当てた鍵情報Ｋ
Ｄを鍵情報ＫＤ′として時分割的に（チヤンネル割当て
信号Ｔｙに同期して）出力するキーアサイナであつて、
このキーアサイナ１７から出力される時分割的な鍵情報
ＫＤ／！ま周波数ナンバメモリ２にアドレス信号として
供給される。

従つて、この場合、周波数ナンバメモリ２からは、複数
の押下鍵音高に対応する周波数ナンバＲが時分割的に出
力されることになる。６′は第１図で示した高調波成分
発生回路６の機能を８チヤンネル化し同時に８音分の高
調波成分を発生できるようにした高調波成分発生回路で
あつて、８チヤンネルに対応してｗ×８ステージのシフ
トレジスタ６′ａと、このシフトレジスタ６′ａの最終
ステージ出力と周波数信号ＮＲとを加算してその加算値
を再びシフトレジスタ６′ａの入力ステージにセツトす
る加算器６′ｂとからなるアキユムレータ６′ｃを設け
、このアキユムレータ６′ｃにおいて各チヤンネル毎に
第ｎ次高調波の位相を指定する累算値ＱｎＲを形成し、
この累算値ＱｎＲをメモリアドレスデコーダ６′ｄにお
いてデコードし、このデコード出力によつて正弦関数メ
モリ６′ｅをアドレスするようにしている。

従つて、この高調波成分発生回路６′からは複数の押下
鍵音π高に対する高調波の正弦振幅値Ｓｉｎ−ＱｎＲが
ｗ順次時分割的に出力される。

従つて、以上のように構成された電子楽器において、男
声母音の発音領域に該当する鍵と女声母音の発音領域に
該当する鍵とを同時に押鍵すると、サウンドシステム１
４からは男声母音と女声母音の複合音が発音され、これ
によつて男声、女声による混声コーラスの演奏音を得る
ことができる。Ｅ．この発明の効果 以上説明したように、この発明による電子楽器は、鍵盤
部における複数の鍵を男声母音の発音領域と女声母音の
発音領域に分割設定し、この分割設定した音域の鍵を押
鍵すると対応する男声母音または女声母音、あるいはこ
れらの複合による混声母音を発音するようにしたもので
ある。

このため、同一鍵盤内の押鍵操作で男声母音によるコー
ラス、女声母音によるコーラス、混声母音によるコーラ
スなどの演奏音を得ることができるなど優れた効果を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電子楽器の一実施例を示すプロ
ツク図、第２図は男声母音と女声母音の発音鍵域の一例
を示す図、第３図は第１図に示した振幅情報メモリ装置
の詳細を示す図、第４図は第１図に示した振幅情報メモ
リ装置に記憶される母音のフオルマント特性の一例を示
す図、第５図はこの発明による電子楽器の他の実施例を
示すプロツク図、第６図は第５図の電子楽器におけるク
ロツクパルス、チヤンネル割当て信号、計算区間タイミ
ング信号の時間関係を示す図である。 １・・・・・・キースイツチ回路、６，６′・・・・・
・高調波成分発生回路、８・・・・・・周波数信号発生
回路、９・・・・・・音域分割スイツチ、１０・・・・
・・押下鍵音域弁別回路、１１・・・・・・振幅情報メ
モリ装置、１１ａ・・゜・・・メールメモリ、１１ｂ・
・・・・・フィメールメモリ、１７・・・・・・キーア
サイナ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 楽音を構成する基本波およびその高調波に対応する
   各成分を作り、この各成分にそれぞれ対応する振幅係数
   を乗じてその乗算値を合成することによつて楽音を形成
   する高調波合成方式の電子楽器において、押下鍵音高に
   対応した上記各成分の周波数を示す周波数信号を発生す
   る周波数信号発生手段と、複数の鍵を男声母音または女
   声母音を発音させる鍵音域に分割設定する鍵音域分割設
   定手段と、押下鍵音域が上記鍵音域分割設定手段により
   分割設定された上記いずれの鍵音域に該当するかを弁別
   し、当該鍵音域に対応する上記母音の発音を指定する母
   音指定信号を発生する押下鍵音域弁別手段と、上記周波
   数信号発生手段から発生される周波数信号に基づき上記
   母音指定信号で指定された母音の各フオルマント周波数
   の振幅レベルを示す振幅情報を発生する振幅情報発生手
   段とを具備し、この振幅情報発生手段から発生される振
   幅情報を上記各成分に対する振幅係数とすることを特徴
   とする電子楽器。 ２ 前記鍵音域分割設定手段により分割設定する鍵音域
   は、低音域を男声母音、高音域を女声母音に対応させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子楽器
   。