JPS6035113Y2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、押鍵操作により人間の声に似た音を発生さ
せ、声楽曲の作曲やコーラスの練習等に便宜を供するよ
うにした電子楽器に関する。

従来の電子楽器は、一般に器楽台を発生するものであり
、人声音による演奏ができなかったため、声楽曲の作曲
やコーラスの練習等に充分活用できなかった。

この考案は上記の点に鑑みてなされたもので、多数の高
調波を含む波形信号と、それと同一周波数でパルス幅が
周期的に変化する矩形波信号とを発生させて両信号を混
合し、それを発音命令に対応して発生する比較的緩やか
な立上り時定数を有する制御波形によって開閉し、その
出力信号を少なくとも２ケの山部を有する人声用の周波
数特性ヲモつ固定フォルマントフィルタを介して音色形
成して出力することにより、極めて人の声に似た演奏音
が得られるようにした人声音を出力する電子楽器を提供
するものである。

以下、添付図面を参照してこの考案の実施例を説明する
。

第１図はこの考案をシンセサイザタイプの電子楽器に適
用した第１実施例のブロック回路図である。

図中１は鍵盤回路であって、押鍵に対応した音高制御電
圧ＫＶと押鍵信号ＫＯＮを発生する。

２．３は電圧制御型可変周波数発振器（ＶＣＯ）であっ
て、鍵盤回路１からの音高制御電圧に応じて夫々押され
た鍵の音高に対応する所定の周波数で、多数の高調波を
含む波形信号である鋸歯状波信号を発生する。

そして、ビブラート信号発生器４からの７Ｈｚ程度の低
周波信号によって周波数変調され、人間の喉の震えに相
当するビブラートが付与されるのが望ましい。

また、ＶＣＯ２とＶＣＯ３とはピッチをチューニング装
置ＴＵＮＥによって僅かにずらせておく。

５，６はパルス幅変調器（ＰＷＭ）であり、一種の比較
器からなり、夫々ＶＣＯ２，３によって発生された鋸歯
状波信号と正弦波発振器７，８から出力される低周波（
６〜７Ｈｚ）の正弦波信号とを比較して、それぞれ鋸歯
状信号と同一周波数でパルス幅（デユーティ）が周期的
に変化する矩形波信号を出力する。

これらのｖｃｏ２とＰＷＭ５、ｖｃｏ３とＰＷＭ５によ
って、夫々音源装置を構成している。

９．１０は夫々低損Ｌ＊ Ｒ２及びＲ３，Ｒ４からなる
混合器で、混合器９はｖｃｏ ２によって発生された鋸
歯状波信号とＰＷＭ５から出力された矩形波信号を混合
し、一方混合器１０はｖｃｏ ３によって発生された鋸
歯状波信号とＰＷＭ５から出力された矩形波信号とを混
合する。

１１．１２は夫々開閉回路として作用する電圧制御型可
変利得増幅器（ＶＣＡ）であり、１３゜１４は夫々ＶＣ
ＡＩＩ、１２を制御する制御波形を発生する開閉制御信
号発生器としてのエンベロープジェネレータ（ＥＧ）で
ある。

ＥＧ１３，１４は発音命令である押鍵操作に対応して鍵
盤回路１で発生する押鍵信号ＫＯＮ （第２図口を参照
）を入力して、第２図イに示すような比較的緩やかな立
上り時定数を有する制御波形を発生する。

その立上り時定数であるイニシャルアタックタイムＴ９
は１００ｒＴＩＳ〜数ＩＱＱｍＳであり、ファーストデ
ィケイタイムＴＤＩは１〜３ｓｅｃ、サスティンレベル
ＳＬはアタックレベルＡＬより４〜５ｄＢ減衰、セカン
ドディケイタイムＴｏ２は数１００ｍ５となるようにす
る。

これらのうち、イニシャルアタックタイムＴ８を１００
ｒＴＩＳ〜数１００ｍ５とすることが、人の声に似た発
音を得るために最も重要である。

ＥＧ１３゜１４によって発生されるこのような制御波形
によってＶＣＡＩ １． １２が制御され、混合器９，
１０からの信号が開閉される。

そして、ＶＣＡｌｌからの出力信号とＶＣＡＩ２からの
出力信号とが可変抵抗器ＶＲによって混合される。

１５〜２０は夫々可変抵抗器ＶＲによって混合された信
号を入力して音色形成する全オクタニブに共通の人声用
の特性をもつ固定フォルマントフィルタである。

１５〜１７は男声用で、１５はアｒＡＪ％ １６はつ１
ＵＪ１１７は第１０Ｊの音色を形成するための各々第３
図、第４図、第５図に示すような周波数特性を持つ固定
フォルマントフィルタである。

一方、１８〜２０は女声用で、１８ハフ ’Ａ、、
１９ハウ’ｔｒＪ、 ２０ハオ’０． ノ音色を形成す
るための各々第６図、第７図、第８図に示すような周波
数特性を持つ固定フォルマントフィルタである。

第３図乃至第８図から明らかなように、固定フォルマン
トフィルタ１５〜２０はいずれも少なくとも２ケの山部
を有する人声用の周波数特性をもっている。

各固定フォルマントフィルタ１５〜２０を介して音色形
成された楽音信号はトーンボリュームＶＲ１〜ＶＲ６に
よって選択調整されて、アンプ及びスピーカ等からなる
サウンドシステム２１に供給されて発音される。

このように構成された上記実施例によれば、トーンボリ
ュームＶＲＩ〜ＶＲ６を任意に調整することによって、
男声、女声の’ＡＪ’ＵＪ’ＯＪのいずれかによるソロ
音、又はその組合せによるコーラス音の演奏ができる。

そして、ピッチを僅かにずらせた２系列の楽音形成回路
を設けたのでコーラスの実感が出るとともにＰＷＭ５，
６によるパルス幅変調された矩形波信号を元の鋸歯状波
信号に混合しているので人の声に似た微妙な音色変化が
得られ、ＶＣＯ２，３による周波数変調によって喉の震
えの感じも出せるので、極めて実感のある人声音による
演奏が可能である。

第９図はこの考案を分周式の音源装置を用いた電子楽器
に適用した第２実施例のブロック回路図である。

同図において、３１，３２はマスタ発振器で、夫々基本
周波数の矩形波信号を発生するが、両売振器３１と３２
とは僅かにピッチをずらせて調整される。

そして、先の実施例と同様に発振器３３からの約７Ｈｚ
のビブラート用変調信号によって夫々変調される。

マスク発振器３１の出力信号はノート分周器３３によっ
てＣ−Ｂまでの１２８にノート分周され、さらにオクタ
ーブ分周器３４によって周波数を１１わ′つ低減されて
所要のオクターブの音階音の信号を作り、鋸歯状波変換
回路３５によって矩形波から鋸歯状波に変換される。

ここまでが前実施例の■ＣＯに相当する役目をなす。

マスク発振器３２の出力信号も同様にして、ノート分周
器３６、オクターブ分周器３７、鋸歯状波変換回路３８
を介して所要オクターブの各音毎の鋸歯状波信号を得る
。

次に、鋸歯状波変換回路３５からの各音毎の出力は夫々
パルス幅変調器（ＰＷＭ）３９において発振器４０から
の６〜７Ｈｚの低周波正波数信号によりパルス幅変調さ
れて矩形波となり、混合器４１によって元の鋸歯状波信
号と混合される。

鋸歯状波変換回路３８からの各音毎の出力も同様にＰＷ
Ｍ４２において発振器４３からの低周波正弦波信号によ
りパルス幅変調されて矩形波となり、混合器４４によっ
て元の鋸歯状波信号と混合される。

そして、上記２系列の信号における対応する音高の信号
を夫々混合して開閉回路である各ＶＣＡ４５に入力する
。

各鍵毎にキースイッチＫＳ１エンベロープジェネレータ
（ＥＧ） ４６及びＶＣＡ４５が設けられており、キー
スイッチＫＳが押鍵操作によりオンすると、ＥＧ４６は
第２図イに示したような制御波形を発生する。

この制御波形によってＶＣＡ４５が制御されて入力信号
が開閉され、その出力が鍵域分割振分回路（その詳細は
後述する）４７を介して前述の実施例と同様な男声用の
固定フォルマントフィルタ１５〜１７又は女声用の固定
フォルマントフィルタ１８〜２０に入力されて音色形成
される。

セレクトゲート４８は女声音のｒＡＪ″ＵＪ１０ヨを切
換え選択するための回路であり、スイッチＳＡ、ＳｔＪ
、Ｓｏを閉じることにより女声の’ Ａ Ｊ ” Ｕ
Ｊ ” ＯＪのいずれか又はその組合せを任意に選択で
きる。

すなわち、前記スイッチ５Ａ９ＳＵ、Ｓｏの開閉は第１
実施例におけるトーンボリュームＶＲ１〜■Ｒ６をスラ
イドさせることに対応している。

セレクトゲート４９は男声音の１Ａヨ’ｕＪ’ｏヨを切
換え選択するための回路であり、スイッチＳＡ′、ＳＵ
′、ＳＯ′を閉じることにより男声の”Ａ、’Ｕ、”０
ヨのいずれか又はその組合せを任意に選択できる。

選択された音色の楽音信号は可変抵抗器ＶＲ’によって
混合れ、アンプ及びスピーカ等からなるサウンドシステ
ム２１に供給されて発音される。

次に、鍵域分割振分回路４７について説明する。

この回路は例えば第１０図に示すように構成されている
。

すなわち、ＶＣＡ４５からの各音毎の出力信号を例えば
半オクターブ（６音）づつまとめて、夫々ＦＥＴ等のゲ
ート素子Ｇ□、Ｇ２．・・・・・・Ｇ、、 Ｇｎを介し
て女声用の固定フォルマントフィルタ１８〜２０に入力
し、ゲート素子Ｃ□’９ Ｇ２’９・・・・・・Ｇ、、
、′、Ｇｎ′を介して男声用の固定フォルマントフィル
タ１５〜１７に入力する。

一方、切換スイッチＳＷを設け、その可動接点にバイレ
ベルの信号“°１゛を印加して、スイッチＳＷの切換え
によって固定接点ａ−ｎのいずれかに“１゛が印加され
、他の固定接点はローレベル゛０゛°となるようにする
。

ＯＲ１〜ＯＲｎは切換スイッチＳＷの各固定接点ａ”−
’ｎとのマトリックス回路の交点に○印のあるラインの
いずれかが°１゛であれば“ｌ゛を出力し、いずれも０
°゛であれば０゛°を出力するオア回路である。

■１〜１．はインバータであり、各ゲート素子Ｇ工、Ｇ
２．・・・・・・Ｇイ、Ｇｎ及びｃ１’、 ｃ２’、
１１１＋１１＠１１１１ Ｇｍ ’ 、 Ｇｎ’はいず
れもそのゲート入力が“１゛のときにオンとなるもので
ある。

したがって、もし切換スイッチＳＷの可動接点を固定接
点ａに接続すると、オア回路ＯＲ□〜ＯＲｎの出力は全
て“１゛になるため、ゲート素子Ｇ□、 Ｇ２．・・・
・・・Ｇ、、 Ｇ、がオンとなり、６１′、０２′。

・・・・・・Ｇｒｎ′、Ｇｎ′がオフとなるから全鍵域
の音が女声音に音色形成される。

次に、切換スイッチＳＷを固定接点すに切換えると、オ
ア回路ＯＲｎの出力だけが゛０パになり、ゲート素子Ｇ
ｎがオフとなってゲート素子Ｇｎ′がオンになる。

したがって、最も低音側の半オクターブの鍵域だけが男
声音となり、他の鍵域は女声音となる。

さらに、切換スイッチＳＷを固定接点Ｃに切換えるとオ
ア回路ＯＲ□、ＯＲｎの出力だけが０“となり、低音側
の１オクターブの鍵域が男声音となり、切換スイッチＳ
ＷをＣ，ｄ・・・・・・と切換えるに従って男声音の鍵
域が増加して女声音の鍵域が減少する。

そして、切換スイッチを固定接点ｎに切換えると全鍵域
の音が男声音となる。

このような鍵域分割振分回路４７を設けることにより女
声と男声の鍵域を任意に分割して演奏することができる
ので、コーラスの演奏が一層実感のあるものとなる。

以上、実施例について説明したように、この考案によれ
ば、電子楽器によって人の声に極めて似た演奏音を得る
ことができ、声楽的の作曲やコーラスの練習等に使用し
て極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の１実施例を示すブロック回路図、第
２図はこの考案における押鍵信号ＫＯＮと制御波形との
関係を示す波形図、第３図乃至第８図は夫々この考案に
用いる固定フォルマントフィルタの周波数特性曲線図、
第９図はこの考案の他の実施例のブロック回路図、第１
０図は第９図の実施例における鍵域分割振分回路の具体
例を示す回路図である。 １・・・・・・鍵盤回路、２，３・・・・・・電圧制御
型可変周波数発振器（ＶＣＯ）、５，６，３９，４２・
・・・・・パルス幅変調器（ＰＷＭ）、１１，１２，４
５・・・・・・電圧制御型可変利得増幅器（ＶＣＡ）、
１３，１４゜４６・・・・・・エンベロープジェネレー
タ（ＥＧ）、１５〜１７・・・・・・男声用固定フォル
マントフィルタ、１８〜２０・・・・・・女声用固定フ
ォルマントフィルタ、３１．３２・・・・・・マスタ発
振器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 所定の周波数で多数の高調波を含む波形信号および
   該波形信号と同一周波数でパルス幅が周期的に変化する
   矩形波信号を発生する音源装置と、上記波形信号と上記
   矩形波信号とを混合する混合器と、発音命令に対応して
   比較的緩やかな立上り時定数を有する制御波形を発生す
   る制御波形発生器と、上記制御波形によって上記混合器
   の出力信号を開閉する開閉回路と、該開閉回路の出力信
   号を入力して音色形成する数オクターブに共通のフィル
   タであって少くとも２ケの山部を有する人声音用の周波
   数特性をもつ固定フォルマントフィルタとを備えてなる
   電子楽器。 ２ 前記制御波形発生器によって発生する制御波形の立
   上り時定数が、１００ｍ５〜数ｔｏｏｍｓに設定されて
   いる実用新案登録請求の範囲第１項記載の電子楽器。 ３ 前記音源装置が、前記波形信号として鋸歯状波信号
   を発生し、この鋸歯状波信号を入力して数ヘルツの低周
   波信号でパルス幅変調を行なうパルス幅変調器を有し、
   該変調器の出力を前記矩形波信号として発生するもので
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載の電子楽器。