JPS6040620B2 - 電子楽器に於ける楽音発生制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に発音時に微妙な立上りの変化をもつた楽音
を発生し得る電子楽器に於ける楽音発生制御装置に関す
る。

一般に自然楽器から発生される楽音を特徴付ける要素は
、立上りから減衰に至るまでの音量ェンベロープ、立上
り時の高調波成分の変化あるいはノイズの重畳及び倍音
構造の経時変化等種々のものがあるが、各条器音の認識
の点からみても第１に特徴付けているのは立上り時の変
化であるということが出来る。

ところで、従釆の電子楽器にあってはＶＣＦ（電圧制御
型フィル夕）を使用し立上り時の高調波成分が遅れて出
力するようにしたものあるいは立上り時に楽音とは関係
ないノイズ成分を付加し立上り時の変化を実現する様提
供されているものがある。

しかしながら、これ等従来のものにあっては一般にアナ
ログ回路に構成されている為その回路構成が複雑になる
ばかりでなく部品点数が増大すると共に、大部品のもの
は単音楽器に適用されているのみであって、より効果的
な音色による和音演奏可能なものは提供されていない。

一方、立上り時の変化は上記した高調波成分の遅れある
いはノイズの付加のみではなく、特に穣弦楽器及び打弦
楽器等の発音開始時に急激なエネルギーが与えられるも
のにあっては立上り時の音量ェンベロープも複雑に変化
するものであり、これ等諸点を効果的に結合し制御する
ことによって自然楽器に近い立上り特性を付与し得るの
みらならず、さらに発展して従釆には全くない微妙な立
上りの変化をもった楽音を得ることも出来る。本発明は
上記事情に鑑みて成されたもので、波形信号に対してェ
ンベロープ波形を付加して楽音を発生させる複数の楽音
発生制御手段を設け、各楽音発生制御手段を異なる設定
状態にて作動させ、鍵盤の演奏操作によって複数の楽音
発生制御手段におけるェンベロープ波形の発生開始時間
を異ならせて合成し、特に発音時に微妙な立上りの変化
をもった効果的な音色の楽音を発生し得る電子楽器に於
ける楽音発生制御装置を提供するものである。以下図面
に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第１図において、１および２は楽音制御部で、夫々はけ
１（大規模集積回路）で構成された同一のチップである
。各条音制御部１，２は後述される音高クロック発生部
、楽音波形作成部、音量ヱンベロープ作成部、各種効果
音作成制御部等がディジタル技術で達成されるべく論理
設計されて半導体集積化されているもので、更に立上り
時間制御回路３，４を夫々有している。楽音制御部１，
２には楽音指定入力部５の楽音選択指定スイッチ群が接
続され、切換スイッチ６の選択指定に基づいて、楽音制
御部１，２のいずれか指定された方に対してスイッチ君
羊の指示による楽音設定が成されるようになる。即ち、
楽音制御部１，２は任意に楽音指定入力部５のスイッチ
により所望の楽音が設定可能となるのである。また、楽
音指定入力部５には前記楽音制御部１及び２の立上り時
間制御回路３及び４を制御する立上り時間選択指３定ス
イッチが備えられている。而して、楽音制御部１，２に
はキーボード（鍵盤）７の各キー操作信号が入力される
。キーボード７は複数の演奏キーが音階、オクターブに
亘つて配列（例えば、４オクターブ、１２音階の４８キ
ー）されており、操作３されると対応するキーコード信
号が楽音制御部１及び２の両方に同時に入力されるので
ある。従って、１つの演奏キー操作に対して、楽音制御
部１及び２に夫々設定されている楽音を両方から発生す
ることができるのである。楽音制御部１及び２４から出
力される楽音信号はＤ／Ａ（ディジタル−アナログ）変
換回路、フィル夕、ミックスアンプ等からなる楽音の合
成回路８に供給され、スピ−力９を介して発音されるよ
うになる。また、１０はＰＧ（パルス発生器）で、夫々
楽音制御部１，２に供孫舎され、内部駆動制御を成さし
めるのである。尚、電源（図示せず）も各部に印加され
ているのは当然である。第２図は楽音制御部１または２
の詳細を示したもので、キーボード７からの演奏キー操
作に対応するコード化されたキーコード信号はキーコー
ドメモリ１１に記憶保持され、またその時のキ−操作タ
イミング信号は立上り時間制御回路１２（第０ １図の
３または４に対応）に供Ｖ給される。

キーコ−ドメモリ１１に記憶された操作された演奏キー
に対応するキーコード信号は音高クロック発生部１３に
与えられることにより、ここから対応する音高クロック
周波数信号が発生されステップカウンタ１４にステップ
歩進信号として印加される。音高クロツク発生部１３は
、ＰＧＩＯからの基準クロツク信号に基づいてキーボー
ド７に配列された演奏キーの夫々に対応して異なる音高
クロック周波数信号を得るように構成されており、操作
された演奏キーの音高クロック周波数信号が選択されて
出力されるのである。ステップカウンタ１４は楽音波形
作成部１５にある楽音波形１サイクルの童子化読み出し
ステップを順次歩進するもので例えば５ビットで３２進
のバィナリカゥンタから成る。この楽音波形作成部１５
は例えば１サイクルの楽音波形がそのものの形態であら
かじめ半導体メモ川こ記憶されていたり、また、１サイ
クルの楽音波形の各ステップの振幅値が数値化されてＲ
ＯＭ（ｌｊードオンリメモリ）に記憶されているのであ
る。勿論、複数種の波形を記憶してもよいもので、後述
する波形選択指命により１つの波形が選択されるように
なる。そして、各波形は複数のステップ（例えば３２ス
テップ）に分割されており、各ステップはステップカウ
ンタ１４の歩進に伴って順次ステップ指定され、各ステ
ップ毎の振幅値に対応する波形信号が出力発生され乗算
回路１６に供孫合される。１７は音量制御を行うェンベ
ロープカウンタで例えば５ビット３２進（０〜３１の計
数状態）のバィナリカゥンタでなり、ェンベロープクロ
ックで計数歩進される。

即ち、第３図はこのェンベロープを示すもので、ェンベ
ロープカウンタ１７はアタック、デイケイ、リリースの
各状態毎に夫々異なる速さのクロックＯＡ，０ｏ，ＪＲ
で計数歩進される。ェンベロープカウンタ１７でのキャ
リー信号は状態カゥン夕１８１こ印加されることにより
、この状態カゥンタ１８の計数状態で前記アタック、デ
ィケィ、リリース状態を検出する。状態カウンター８は
２ビットのバィナリカウンタでなり、「００１ではクリ
ア状態、「１０」ではタァタック状態、ＴＯＩ」ではデ
ィケィ状態、ｎ１」ではリリース状態を検出する。前記
ェンベロープカウンタ１７及び状態カウンタ１８はェン
ベロープ値制御回路１９に供給される。即ち、状態カウ
ンタ１８がクリア状態ではェンベロープカゥンタＩ Ｚ
７の計数値は乗算回路１６に出力されず、アタック状態
ではェンベロープカウンタ１７の計数値がそのまま乗算
回路１６に供給される。また、ディケィ状態ではェンべ
ロープカウンター７の計数値に拘らず常時「３１」計数
値を乗算回路１６に印加Ｊし、更にリリース状態ではェ
ンベロープカウンタ１７の補数値を乗算回路１６１こ印
加することにより実質的なェンベロープカゥンタ１７の
減算動作に伴う計数値と同等な値を乗算回路１６に供給
するように制御するのである。そして、乗算回路１ ２
６ではェンベローブ値制御回路１９から出力される値と
楽音波形作成部１５から出力される値とが乗算され、そ
の乗算値をアダー２０を介して累算器２１に供給すると
共に累算器２１の出力を更にアダー２０‘こ帰還するよ
うにする。結局、乗算回路１６ではェンベロープ値制御
回路１９から出力される当該ェンベロープ制御値と楽音
波形作成部１５から出力される各ステップ毎の波形振幅
値との乗算が行われることにより、累算器２１からは音
量制御をも含んで楽音波形出力が取り出されるのである
。前記楽音指定入力部５は楽音制御部１または２の楽音
設定メモリ２２に接続され、ここに選択された楽音指定
スイッチによる楽音設定状態が記憶保持される。即ち、
この楽音設定メモリ２２は例えばＲＡＭ（ランダムアク
セスメモリ）からなり、切替スイッチ６による指定信号
の際に前記楽音指定スイッチに基づいて所望の楽音設定
状態とされるのである。前記楽音設定入力部５は、第２
図では楽音波形指令（例えば三角波、鋸歯状波、矩形波
等の各種波形）、ェンベロープのアタック、デイケィ、
リリース状態でのクロック？＾，ＪＤ，ＪＲの各種早さ
の選択指令、ェンベロープの曲線形式の選択指令、立上
り時間の選択指令を与えるスイッチ群が配置されている
のである。而して、楽音設定メモリ２２からは楽音波形
作成部１５に対する楽音波形指令を、ェンベロープクロ
ック発生部２３を介してェソベロープカゥンタ１７にェ
ンベロープの前記各状態毎のクロックぐ＾，？。，ＪＲ
の歩進信号を与えるご更にェンベロープ値制御回路１９
に対してはェンベロープの曲線形式の指令を、前記立上
り時間制御回路１２には立上り時間の指令を与えるよう
になる。前記立上り時間制御回路１２はキーボード７で
操作された演奏キーのキー操作タイミング信号時に直ち
に前記状態カワンタ１８をェンベロープのアタック「１
０」の状態に設定するか、所定の遅延時間後にアタック
状態に設定するかの楽音の立上り時間の制御を行うもの
で、この立上り時間制御回路１２の出力信号は前記ステ
ップカウソタ１４の「０」ステップ時に同期回路２４を
介して状態カウンタ１８をアタック状態に設定する。

第４図は前記立上り時間制御回路１２及び同期回路２４
の詳細を示すもので、１２一１，１２一２，１２−３は
クロック０ｔで動作する遅延回路である。

前記キー操作タイミング信号はアンドゲート１２一４，
１２一５，１２一６，１２一７の一方入力端に印加され
、これらアンドゲート１２一４乃至１２一７の他方入力
端には前記楽音指定入力部５により前記楽音設定メモリ
に設定された楽音の立上り遅延時間の無し指定及び有指
定の場合の遅延時間種類を指定する立上り時間制御指令
が印加される。即ち、アンドゲート１２−４は遅０延時
間無し、アンドゲート１２一５は遅延時間ｔ、アンドゲ
ート１２一６は遅延時間が、アンドゲート１２−７は遅
延時間乳を得る為の制御ゲートである。アンドゲート１
２−５の出力信号は遅延回路１２−２の出力と共にオア
ゲート１２一８夕を介して遅延回路１２一１の入力へ、
アンドゲート１２一６の出力信号は遅延回路１２一３の
出力と共に遅延回路１２−２の入力へ供給される。また
アンドゲート１２一７の出力信号は遅延回路１２一３の
入力へ供給される。更に遅延回路１２一０１の出力はア
ンドゲート１２−４と共にオアゲート２４−１を介して
アンドゲート２４−２及びアンドゲート２４一３の一方
入力端に供給される。そしてアンドゲート２４−３の出
力は前記オアゲート２４一１を介して保持される。アン
ドゲート２４−２の他方入力端には前記ステップカウン
夕１４の「０」ステップ時の信号が、またアンドゲート
２４−３の他方入力端にはインバータ２４−４を介して
「００」ステップ時の反転出力信号が印加されている。
即ち前記キー操作タイミング信号は前記立上り時間制御
指令に基づいて制御された制御時間でオアゲート２４−
１、アンドゲート２４−３を介して保持され、ステップ
カリン夕１４の「０」ステップ時に同期してアンドゲー
ト２４−２より、状態カウンタ１８を「１０」のアタッ
ク状態にセットする信号を出力するのである。また、ア
ンドゲート２４一２より出力信号が発生するとアンドゲ
ート２４−３は閉じられオアゲート２４−１は出力せず
、保持状態は解除されるのである。次に、楽音制御部１
及び２は共に上述した立上り時間制御回路１２を有して
おり、あらかじめ楽音制御部１の方に楽音の立上り遅延
時間ｔの遅れを指令してあり、楽音制御部２の方は遅延
時間の指令がないものとし且つェンベロープ曲線形式及
びクロックＪ＾，？ｏ，ＪＲは楽音制御部１及び２とも
同じ設定状態となっている場合についての動作説明をす
る。

キーボード７の所定の演奏キーを操作すると、その演奏
キーに対応するキーコードが楽音制御部２１及び２の両
方のキーコードメモリ１１に記憶保持されると共にキー
操作タイミング信号が立上り時間制御回路１２に供給さ
れる。

今、楽音制御部２では立上りの遅延時間の指令がない為
に第４図のアンドゲート１２−４から出力信号が発生し
オ３アゲート２４ーー、アンドゲート２４−２を介して
直ちに状態カウンター８は「１０」のアタック状態に設
定される。この為楽音制御部２ではェンベロープ値制御
回路１９から出力される第５図のＰ線に従う音量制御値
によって楽音発生される。−３方、楽音制御部１は立上
り時間ｔが設定されている為、前記キー操作タイミング
信号は第４図のアンドゲート１２−５より出力され、更
にオアゲ−ト１２−８を介して遅延回路１２一１よりｔ
時間後に出力されることになる。従って、オアゲート４
２４−１はこのｔ時間後にアンドゲート２４−３を介し
て信号を保持することになり、ステップカウンタ１４の
「０」ステップ時に同期してアンドゲート２４−２より
状態カウンター８にアタック状態指示信号を出力する。
この為、楽音制御部１ではェンベロープ値制御回路１９
から出力される第５図のｑ線（一点鎖線）に従う音量制
御値によって、前記楽音制御部２からの音量発生よりｔ
時夕 闇後に楽音発生されるのである。而して、楽音制
御部１及び２から出力される楽音は合成回路８により合
成されてスピーカ９より発生されるようになる。このよ
うに、２組の楽音制御部１及び２より出０力される楽音
の発生開始時間を異ならせることによって、夫々に設定
された楽音が時間的にずれて合成され、時間的に穣かに
ずれて盛り上がる音響効果を得ることができる。また発
音開始時の微妙に変化する楽音となる為特に弦楽器及び
打弦楽器タ等の立上り時の変化音を表現する場合や和音
演奏に用いて効果的である。しかも、夫々が任意に楽音
設定可能な２組の楽音制御部１及び２の組み合わせによ
る為、簡単な回路システムにより豊富な組み合わせの楽
音が任意に作り出せるから立上り０時の微妙な変化をも
つ音色の楽音の種類も豊富となり、従来にない色々な楽
音を表現出来るのである。尚、第５図では楽音制御部１
及び２で共に同じ音量ヱンベロープ曲線としたが、これ
は、第６５図、第７図の如く夫々異なる音量ェンベロー
プ曲線としても、また第６図の如く立上り遅延時間を幼
時間としてもよい等、楽音制御部１及び２には任意に設
定すればよいのである。

また、前記実施例では楽音制御部１及び２より出力され
る楽音を０合成してスピーカ９より音響出力させたが、
これは夫々独立したスピーカより個々に発音させて空間
的に合成する等任意に音響出力させることもできるので
ある。更に、楽音制御部１及び２は第２図の実施例に限
らず、他の種々の効果音（オーケストラ効果、アンサン
ブル効果、トレモロ効果、ビブラート効果等）を得るよ
うにしても、また、各回路部もそれに限定されることな
く種々の変更応用が可能なことは言うまでもなく、要は
本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に設定されればよ
いのである。以上詳細したように、本発明によれば、波
形信号に対してェンベロープ波形を付加して楽音を発生
させる複数の楽音発生制御手段を設け、各楽音発生制御
手段を異なる設定状態にて作動させ、演奏操作によって
複数の楽音発生制御手段におけるェンベロープ波形の発
生開始時間を異ならせる様に制御する為、楽音の出始め
の微妙な音色のなめらかな変化を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子楽器の全体概略構成図、第２
図は第１図における楽音制御部の詳述図、第３図は第２
図に係る音量ェンベロープを説明する図、第４図は第２
図における立上り時間制御回路の詳細図、第５図乃至第
７図は本発明の立上り時間の異なる２つの音量ェンベロ
ープの状態説明図である。 １，２・・・・・・楽音制御部、３，４，１２・・・・
・・立上り時間制御回路、５・・・・・・楽音指定入力
部、７・・・・・・キーボード、１７……エンベロープ
カウンタ、１８・・・・・・状態カウンタ、２２・…・
・楽音設定メモリ、２４・・…・同期回路、１２一１乃
至１２一３・…・・遅延回路、１２−４乃至１２一７，
２４一１乃至２４−２……アンドゲート。 第１図 第３図 第２図 第５図 第６図 第７図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鍵盤による演奏を可能とする電子楽器に於いて、波
   形信号に対してエンベロープ波形を付加して楽音を発生
   させる複数の楽音発生制御手段と、上記鍵盤の鍵操作に
   応じて、上記複数の楽音発生制御手段を異なる設定状態
   にて作動させる制御手段と、上記複数の楽音発生制御手
   段から発生される夫々の楽音出力を合成して演奏者を出
   力する出力手段とから成り、上記制御手段は、上記複数
   の楽音発生制御手段におけるエンベロープ波形の発生開
   始時間を互いに異ならせる手段を有することを特徴とす
   る電子楽器に於ける楽音発生制御装置。 ２ 上記複数の楽音発生制御手段はそれぞれ実質的に同
   一回路構成のワンチツプＬＳＩを含んでなり、各ワンチ
   ツプＬＳＩは、デイジタル的に波形信号を発生する波形
   信号発生回路と、この波形信号発生回路が発生した上記
   波形信号に対してエンベロープ制御を行い、エンベロー
   プ制御がなされた波形信号を発生せしめるエンベロープ
   制御回路とを備えている特許請求の範囲第１項記載の電
   子楽器に於ける楽音発生制御装置。