JPS6115437B2

JPS6115437B2 -

Info

Publication number: JPS6115437B2
Application number: JP53037570A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Chibana
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1978-03-30
Filing date: 1978-03-30
Publication date: 1986-04-24
Also published as: JPS54130014A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、操作鍵音高に対応した基本波（基
音）およびその高調波成分（倍音）を発生させ、
この基本波および高調波成分を所望の割合で合成
することによつて楽音を形成する高調波合成方式
の電子楽器の改良に関し、特に上記各成分の割合
をきめる振幅係数を時間的に変化させることによ
つて、自然性のある豊かな楽音が得られるように
した電子楽器に関するものである。

Ａ従来技術の説明高調波合成方式の電子楽器としては、楽音波形
の連続するサンプル点における振幅値を(1)式にも
とずいて順次計算することにより楽音を得るよう
にしたものがある。

ここで、 X₀（qR）………楽音波形の順次サンプル点にお
ける波形振幅値。

Ｒ………発生楽音の周波数（音高）に比例した数
値（以下、周波数ナンバと称す）。

ｎ………基本波を含む高調波成分の次数を表わ
し、ｎ＝１は基本波（基音）、ｎ＝２は第２高
調波（第２倍音）、ｎ＝３は第３高調波（第３
倍音）………に対応する。

Cn………各次数の高調波成分に対する振幅係数
（フーリエ係数）。

Ｎ………発生楽音の最高周波数における楽音１波
形の順次サンプル点の数。

Ｗ………各順次サンプル点において合成しようと
する高調波の総数。

Ｗ＝Ｎ／２の関係がある。

なお、以下の説明において高調波とは基本波
を含むものとし、基本波は第１高調波とする。

この高調波合成方式による電子楽器は、例えば
第１図に示すように構成されている。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、その出力線に論理値“１”の信号を
出力するように構成されている。このキースイツ
チ回路１には単音優先回路が内蔵されており、同
時に２個以上のキースイツチが動作した場合、優
先順位の高いキースイツチに対応する出力線にの
み“１”信号が出力されるようになつている。

キースイツチ回路１の各キースイツチに対応す
る出力線は、各鍵の音高に対応した周波数ナンバ
Ｒが記憶されている周波数ナンバメモリ２の入力
側に接続されており、ある鍵が押鍵されるとキー
スイツチ回路１の出力によつてアドレスされて周
波数ナンバメモリ２からその鍵の音高に対応した
周波数ナンバＲが読み出される。

一方、クロツク発振器３は一定周期のクロツク
パルスtcを出力しており、このクロツクパルスtc
はカウンタ４においてＷ分周されて計算区間タイ
ミング信号txとなる。この場合、「Ｗ」は合成し
ようとする高調波の総数であつて、例えば第16高
調波まで合成する場合は「Ｗ＝16」となる。この
ようにして作られた計算区間タイミング信号txは
ゲート５に供給される。このゲート５は計算区間
タイミング信号txが供給される毎に開いて周波数
ナンバメモリ２から出力される周波数ナンバＲを
音程区間加算器６に供給する。音程区間加算器６
はゲート５を介して周波数ナンバＲが供給される
毎（すなわち計算区間タイミング信号txが発生す
る毎）に該周波数ナンバＲを累算して１Ｒ，２
Ｒ，３Ｒ………と増加する累算値qRを出力す
る。

そして、音程区間加算器６は累算値qRが該加
算器６のモジユロ（法）Ｎを超えるとオーバフロ
ーして、以後は計算区間タイミング信号txが発生
される毎に再び同様な累算動作を行なう。このよ
うに、計算区間タイミング信号txの発生毎に変化
する累算値qRは、クロツクパルスtcによつてゲ
ート制御されるゲート７を介して高調波区間加算
器８に供給される。この場合、クロツクパルスtc
は計算区間タイミング信号txのＷ倍の周波数を有
しているために計算区間タイミング信号txの１周
期間にゲート７はＷ回開かれることになる。この
結果、高調波区間加算器８はクロツクパルスtcの
発生毎にゲート７から出力される累算値qRを順
次加算してその累算値nqRを出力する。そして、
高調波区間加算器８はＷ回の累算を完了すると、
計算区間タイミング信号txによつてリセツトされ
以後同様な動作を行なう。従つて、この高調波区
間加算器８は、計算区間タイミング信号txの１周
期の間にクロツクパルスtcにしたがつて順次増加
する累算値nqR（ｎ＝１、２、３………Ｗ）を発
生していることになる。この累算値nqRは、メモ
リ・アドレス・デコーダ９においてデコードさ
れ、このデコード出力が正弦波波形１周期の順次
サンプル点振幅値を各アドレスに記憶している正
弦関数メモリ１０にアドレス信号として供給さ
れ、該メモリ１０から正弦振幅値sinπ／ＷnqRを読み出す。

上記の説明から明らかなように、音程区間加算
器６の累算値qRは、楽音波形振幅の計算すべき
順次サンプル点を示し、また高調波区間加算器８
の累算値nqRは現在計算中の順次サンプル点qR
におけるｎ次高調波の位相を表わすことになる。
この結果、正弦関数メモリ１０からは当該サンプ
ル点qRにおける各高調波（基本波を含む）の正
弦振幅値sinπ／ＷnqR（ｎ＝１、２………Ｗ）が基本波（第１高調波）、第２高調波、………第Ｗ高
調波の順で順次発生される。この場合、計算され
楽音波形の順次サンプル点は計算区間タイミング
信号txの発生毎に順次移行していくものである
が、次にどの順次サンプル点に移行すべきかは周
波数ナンバＲによつて決まるものであり、この周
波数ナンバＲは操作鍵の音高に比例したものであ
る。したがつて、正弦関数メモリ１０からは操作
鍵の音高に対応した各高調波の正弦振幅値（sin
π／ＷnqR）が順次時分割的に発生される。

一方、メモリアドレス制御装置１１はモジユロ
（法）Ｗのカウンタによつて構成されており、カ
ウンタ４に同期してクロツクパルスtcを順次カウ
ントしてそのカウント値を高調波係数メモリ１２
にアドレス信号ｎとして出力する。高調波係数メ
モリ１２には、所望の楽音音色を得るために最適
な各高調波の振幅値に対応した高調波振幅係数
Cnが各アドレスに記憶されており、メモリアド
レス制御装置１１からクロツクパルスtcに同期し
て順次変化するアドレス信号ｎ（高調波の次数を
示す）が供給されると、各アドレスに記憶されて
いる各高調波の振幅値を設定する高調波振幅数
Cnが順次読み出される。この高調波振幅係数Cn
は高調波振幅乗算器１３に出力される。高調波振
幅乗算器１３は、正弦関数メモリ１０から順次サ
ンプル点毎に時分割的に読み出される各高調波の
正弦振幅値sinπ／ＷnqRと各高調波別に設定された高調波振幅係数Cnとを乗算してその乗算値Fn＝
Cn sinπ／ＷnqRを累算器１４に供給する。この場合、メモリアドレス制御装置１１は高調波区間加
算器８と同期しているため、各高調波別に順次読
み出される高調波振幅係数Cnは対応する高調波
正弦振幅値sinπ／ＷnqRに乗算され、これによつて各高調波別の振幅値Fnの設定が行なわれる。累
算器１４は高調波振幅乗算器１３から出力される
各高調波別の振幅数Fnを順次累算する。そし
て、計算区間タイミング信号txが発生されると、
ゲート１５が開いて累算器１４の累算値（楽音波
形のある順次サンプル点における振幅値を表わし
ている）をＤ−Ａ変換器１６に出力するととも
に、累算器１４がリセツトされて次の順次サンプ
ル点における振幅値計算のために再び前述と同様
な累算動作を行う。従つて、Ｄ−Ａ変換器１６に
は、押下鍵の音高に対応した周期で、かつ各高調
波振幅係数Cnにより設定される波形形状の楽音
波形の順次サンプル点における振幅値（デジタル
信号）が計算区間タイミング信号txの発生毎に入
力されることになり、そしてこのデジタル振幅値
をアナログ信号に変換してサウンドシステム１７
に供給することにより押下鍵に対応した音高でか
つ高調波係数メモリ１２に記憶された高調波振幅
供数Cnに対応した音色の楽音が発生される。

また、この電子楽器においては、押鍵操作に伴
う押鍵速度、圧力、深さ等の鍵タツチ状態を検出
するタツチ検出回路１８が設けられている。この
タツチ検出回路１８は、例えば各鍵の押鍵速度を
検出するコイルあるいは各鍵の押鍵圧力を検出す
る圧電素子等の鍵タツチ検出センサを備えてお
り、この鍵タツチセンサの出力がアナログタツチ
信号TDaおよびデイジタルタツチ信号TDd（複
数ビツト）として出力される。この場合、タツチ
検出回路１８から出力されるアナログタツチ信号
TDaおよびデイジタルタツチ信号TDdとキース
イツチ回路１から送出される出力信号は同一操作
鍵に対応している。そして、このタツチ検出回路
１８のアナログタツチ信号TDaはサウンドシステ
ム１７に与えられ、サウンドシステム１７ではこ
のアナログタツチ信号TDaに対応して発生楽音の
振幅を制御し、これによつてピアノのような自然
楽器と同様に鍵タツチ状態に応じて発生楽音の音
量が制御される。

一方、発生楽音に対する振幅エンベロープの付
与は次のようにして行なわれる。すなわち、サウ
ンドシステム１７には、いずれかの鍵が押鍵され
た時にキースイツチ回路１から出力されるキーオ
ン信号KONによつて動作を開始するエンベロー
プ波形発生器が設けられており、このエンベロー
プ波形発生器から出力されるエンベロープ波形が
楽音信号に乗算されて発生楽音にアタツク、サス
テイン、テイケイ等の振幅エンベロープが付与さ
れる。

なお、このような構成による電子楽器は、特開
昭48−90217号に開示されているため、その各部
の具体的な構成および動作の説明は省略する。

Ｂ従来技術の欠点以上の説明から明らかなように、上述した従来
の高調波合成方式の電子楽器は、楽音の発生時か
ら終了時まで押下鍵の音高に対応した周波数で、
また高調波係数メモリに記憶された高調波振幅係
数Cnによつて設定される音色で、かつ振幅エン
ベロープおよび鍵タツチに対応して音量の制御さ
れた楽音を発生している。

従つて、この発生楽音は鍵タツチに対応して音
量制御されるとともに、押鍵・離鍵に対応して振
幅エンベロープが制御されるのみで、その楽音音
色は常に同じで変化しないものとなる。

ところが、一般に自然楽器の発生楽音は、発音
開始時から終了時に至るまでの間においてその音
色（波形形状）が微妙に変化し、また押鍵操作に
伴う押鍵速度、圧力、深さ等の鍵タツチ状態によ
つても音色が微妙に変化し、これによつて自然性
のある豊かな音となつている。

したがつて、上述した従来の高調波合成方式の
電子楽器では、発生楽音に自然楽器のような豊か
さがなく、極めて単調な演奏音となつてしまう欠
点を有している。

Ｃこの発明の目的この発明は上述した従来の高調波合成方式の電
子楽器の欠点に鑑み、各アドレスに任意の定数を
記憶した定数メモリと、このメモリから各高調波
成分に対応して読み出された定数を各成分毎に累
算する累算器とを設け、上記定数メモリは各成分
に対応する信号と累算器出力とでアドレスされる
ようにして累算器から順次値の変化する数値を出
力し、この各成分毎の出力に対応して各成分を重
みづけすることによつて、楽音発生時から終了時
に至るまでの間においてその発生楽音の音色を変
化させて自然性のある豊かな楽音が得られるよう
にした電子楽器を提供することである。以下、図
面を用いてこの発明による電子楽器を詳細に説明
する。

Ｄ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２図はこの発明による電子楽器の一実施例
を示すブロツク図であつて、第１図と同一部分
は同一記号を用いてその説明を省略する。同図
において、１９はクロツク発振器３から出力さ
れる一定周期のクロツクパルスtcをカウントし
各高調波の次数を示す複数ビツトのカウント出
力ｎを出力するカウンタである。このカウンタ
１９は各サンプル点において合成しようとする
高調波の総数Ｗが例えばＷ＝16の場合には４ビ
ツトのバイナリカウンタで構成される。２０は
キースイツチ回路１のキーオン信号KONを入
力してその立上りに同期したワンシヨツトパル
スKpを出力するワンシヨツト回路である。２
１は各アドレスに異なる値の定数Vntがデイジ
タル値で記憶されている定数メモリであつて、
この定数メモリ２１はカウンタ１９から出力さ
れる高調波の次数を示すカウント出力ｎ（複数
ビツトで、例えばＷ＝16の場合には４ビツトで
ある）およびシフトレジスタ２６（後述する）
の出力（複数ビツト）によつて順次アドレスさ
れて高調波の次数毎に、また同一次数でも時間
的に異なる定数Vntが読み出される。

２２はワンシヨツト回路２０から出力される
ワンシヨツトパルスKpを反転して反転ワンシ
ヨツトパルスを出力するインバータ、２３
はインバータ２２から出力される反転ワンシヨ
ツトパルスが“０”の時（つまり、押鍵開
始時におけるワンシヨツト回路２０のパルス出
力期間中）には非導通となり、それ以外の時
（“１”の時）には導通して定数メモリ２１から
読み出された定数Vntを加算器２５のＡ入力に
与えるゲート、２４はゲート２３と同様にイン
バータ２２から出力される反転ワンシヨツトパ
ルスが“０”の時には非導通となり、それ
以外の時（“１”の時）には導通してシフトレ
ジスタ２６の出力を加算器２５のＢ入力に与え
るゲートである。つまり、ゲート２３および２
４は押鍵開始時におけるワンシヨツトパルス
Kpの出力期間中加算器２５のＡ入力およびＢ
入力に与える定数メモリ２１からの入力および
シフトレジスタ２６からの入力を禁止するため
のものである。２５はゲート２３を介してＡ入
力に入力された定数Vntとゲート２４を介して
Ｂ入力に入力されたシフトレジスタ２６の出力
とを加算し、その加算結果を再びシフトレジス
タ２６に入力する加算器である。２６は１ステ
ージが例えばｍビツトで構成されたＷステージ
（Ｗは合成しようとする高調波の総数Ｗ）のシ
フトレジスタであり、加算器２５の加算出力を
第１ステージに入力した後この第１ステージに
入力された値をクロツクパルスtcの発生毎に順
次第２ステージ、第３ステージ………第Ｗステ
ージという具合にシフトし、第Ｗステージ（最
終ステージ）の出力をゲート２４を介して再び
加算器２５のＢ入力に供給する。従つて、シフ
トレジスタ２６および加算器２５は、この両者
で定数メモリ２１から読み出された定数Vntを
各高調波の次数毎に順次累算する累算器を構成
していることになる。このシストレジスタ２６
はワンシヨツト回路２０から押鍵開始時に出力
されるワンシヨツトパルスKpの立上りでリセ
ツトされる。シフトレジスタ２６および加算器
２５による定数Vntの累算は、シフトレジスタ
２６が合成しようとする高調波の総数と同一数
のＷステージで構成されるために各高調波毎に
それぞれ独立して行なわれる。従つて、シフト
レジスタ２６からは高調波の次数毎に異なる定
数Vntをそれぞれ順次累算した累算値qVntが出
力され、この累算値qVntは関数波形メモリ２
７（後述する）にアドレス信号として供給され
ると共に、定数メモリ２１のアドレス信号とし
て供給される。この定数メモリ２１のアドレス
信号入力の割当ては、例えば下位ビツトにカウ
ンタ１９から出力される高調波の次数を示すカ
ウント出力ｎが割当てられ、このカウント出力
ｎの入力された上位ビツトに累算値qVntの信
号が割当てられる。

従つて、この定数メモリ２１はシフトレジス
タ２６の出力およびカウンタ１９のカウント出
力ｎが大きな値を示す程、終端アドレス（アド
レス信号入力がオール“０”で示されるアドレ
スを始端アドレス、オール“１”で示されるア
ドレスを終端アドレスとする。）に接近したア
ドレスに記憶された定数Vntが読み出される。
この定数メモリ２１に記憶される定数Vntは、
例えばメモリアドレスが終端アドレスに近づく
程順次大きくなるような値が記憶される。従つ
てこのような場合、定数メモリ２１から読み出
される定数Vntはカウンタ１９のカウント出力
ｎが大きな値を示す程、すなわち高調波の次数
が高くなる程大きな値を示し、シフトレジスタ
２６の出力が大きな値を示す程さらに大きな値
を示すようになる。すなわち、定数メモリ２１
からは高調波の次数毎に異なる値で、かつ同一
次数でもクロツクパルスtcの発生毎に異なる値
の定数VntがV₁₁、V₂₁………Ｖ_w1、V₁₂、V₂₂…
……という具合に出力され、この出力は再び加
算器２５およびシフトレジスタ２６からなる累
算器で各高調波次数毎に順次累算される。従つ
て、シフトレジスタ２６から得られる最終的な
出力は、押鍵開始時にカウンタ１９のカウント
出力ｎに基づき定数メモリ２１から最初に読み
出された高調波次数毎に異なる値の定数Vntを
初期値として、以降クロツクパルスtcのＷ個
（計算区間タイミング信号txの発生）毎に新た
な値の定数Vntが各高調波次数毎に順次累算さ
れて時間的に変化する高調波次数毎の累算値
qVntとなる。

２７は所望の関数波形値Enがデイジタル値
で記憶されている関数波形メモリであり、この
関数波形メモリ２７はシフトレジスタ２６から
出力される時間的に変化する高調波次数毎の累
算値qVntによつてアドレスされる。従つて、
この関数波形メモリ２７からは高調波の次数毎
に異なり、かつ同一次数でも時間的に異なる関
数波形値En（ｔ）が読み出される。

２８は関数波形メモリ２７から出力される関
数波形値En（ｔ）と高調波係数メモリ１２か
ら出力される高調波振幅係数Cnとを乗算して
時間的に変化する高調波振幅係数Cn（ｔ）＝
En（ｔ）・Cnを出力する乗算器であり、この
乗算器２８の出力Cn（ｔ）は高調波振幅乗算
器１３に供給されて正弦関数メモリ１０から順
次サンプル点毎に時分割的に読み出される各高
調波の正弦振幅値 sinπ／ＷnqRと乗算される。

(2) この実施例の動作説明このように構成された電子楽器において、鍵
盤部である鍵が押鍵されると対応するキースイ
ツチが動作して、キースイツチ回路１の対応す
る出力線に“１”信号が出力される。この場
合、キースイツチ回路１には単音優先回路が内
蔵されているため、複数の押鍵が同時になされ
ても優先度の高い出力線にのみ“１”信号が出
力される。このキースイツチ回路１の出力信号
は、周波数ナンバメモリ２をアドレスして押下
鍵の音高に対応した周波数ナンバＲを読み出
す。

この周波数ナンバＲは、計算区間タイミング
信号txによつて開となるゲート５を介して音程
区間加算器６に供給される。音程区間加算器６
は、計算区間タイミング信号txの発生毎に供給
される周波数ナンバＲを順次加算し、累算値
qRを出力する。累算値qRは、クロツクパルス
tcによつて開となるゲート７を介して高調波区
間加算器８に供給され、この高調波区間加算器
８は累算値qRを計算区間タイミング信号txの
１周期内においてクロツクパルスtcのタイミン
グで1qR、2qR、3qR………と順次加算し、各
高調波（基本波を含む）の当該サンプル点にお
ける正弦波振幅値の位相を指定する累算値nqR
を発生する。累算値nqRは、メモリ・アドレ
ス・デコーダ９においてデコードされた後、正
弦関数メモリ１０をアドレスして各高調波の正
弦振幅値 sinπ／ＷnqR を時分割的に読み出す。このような動作は、計
算区間タイミング信号txの発生毎に押下鍵音高
に対応した楽音波形の順次サンプル点に対応し
て同様に行なわれる。

一方、シフトレジスタ２６は、ワンシヨツト
回路２０から出力される押鍵時のワンシヨツト
パルスKpによつてリセツトされる。また、こ
の時ゲート２３およびゲート２４には反転ワン
シヨツトパルスが禁止入力として入力され
るため、これらのゲート２３，２４の出力をそ
れぞれＡ入力、Ｂ入力とする加算器２５の入力
はこの反転ワンシヨツトパルスの出力期間
中（“０”の期間中）“０”となる。そして、反
転ワンシヨツトパルスが“１”になると、
カウンタ１９から出力される高調波の次数を示
すカウント出力ｎによつて定数メモリ２１が順
次アドレスされる。このカウント出力ｎは例え
ば定数メモリ２１の下位ビツトのアドレス入力
に入力され、上位ビツトのアドレス入力にはシ
フトレジスタ２６の出力が入力される。従つ
て、定数メモリ２１に記憶されている定数Vnt
が例えば第３図に示すようにメモリアドレスが
終端アドレスに近づく程順次大きくなるような
値として記憶されていた場合、カウンタ１９の
カウント出力ｎが大きな値を示す程、すなわち
高調波の次数が高くなる程大きな定数Vntが出
力される。（以下、定数メモリ２１には第３図
に示したような定数Vntが記憶されているもの
とする。）このようにして定数メモリ２１から読み出され
た高調波次数毎に異なり、高調波の次数が高くな
る程大きな値の定数Vntは、ゲート２３を介して
加算器２５のＡ入力に入力され、ゲート２４を介
して加算器２５のＢ入力に入力されるシフトレジ
スタ２６の出力qVntと加算され、その加算結果
はシフトレジスタ２６の第１ステージ（入力段）
に入力される。ところで、シフトレジスタ２６は
前述したように合成しようとする高調波の総数Ｗ
と同一数のＷステージで構成されている。このた
め、シフトレジスタ２６の出力（累算値qVnt）
は押鍵開始時のワンシヨツトパルスKpによつて
リセツトされてからクロツクパルスtcのＷ区間内
においては“０”となつている。従つて、押鍵開
始時からクロツクパルスtcのＷ区間が経過するま
では加算器２５はカウンタ１９のカウント出力ｎ
に基づき定数メモリ２１から読み出された高調波
次数毎の定数Vntをそのまま加算結果としてシフ
トレジスタ２６に入力する。つまり、計算される
楽音波形の順次サンプル点の第１番目のサンプル
点においては、シフトレジスタ２６にはカウンタ
１９のカウント出力ｎのみに基づき定数メモリ２
１から読み出された各高調波次数毎の定数Ｖ_o1
（ｔ＝１）がクロツクパルスtcのタイミングで順
次入力される。シフトレジスタ２６の第１ステー
ジに入力された定数Ｖ_o1はクロツクパルスtcによ
つて順次シフトされ、押鍵開始時からクロツクパ
ルスtcのＷ区間を過ぎてＷ＋１区間目になると、
シフトレジスタ２６のＷステージから第１高調波
（基本波）に対応する定数V₁₁（ｎ＝１、ｔ＝１）
が累算値qV₁₁として出力され、以降クロツクパ
ルスtcの発生毎にシフトレジスタ２６の第Ｗステ
ージからは第２高調波に対応する累算値qV₂₁、
第３高調波に対応する累算値qV₃₁が順次出力さ
れる。また、押鍵開始時からクロツクパルスtcの
Ｗ＋１区間目になると、定数メモリ２１はカウン
タ１９のカウント出力ｎ＝１とシフトレジスタ２
６の出力qV₁₁（V₁₁）とによつてアドレスされて
当該アドレスに記憶された定数V₁₂（ｎ＝１、ｔ
＝２）が読み出される。この定数V₁₂は第２番目
のサンプル点における第１高調波に対応するもの
で加算器２５のＡ入力に入力され、この時加算器
２５のＢ入力にゲート２４を介して入力される累
算値qV₁₁（第１高調波の第１番目のサンプル点
における定数V₁₁）と加算されてその累算値qV₁₂
＝V₁₁＋V₁₂が再びシフトレジスタ２６の第１ステ
ージに入力される。

このような定数Vntの演算が第Ｗ高調波まで同
様にして行なわれ、シフトレジスタ２６からは高
調波の次数毎に異なり、かつ時間経過に伴つて変
化する定数Vntの累算値qVntが順次出力される。
従つて定数メモリ２１に第３図で示したような定
数Vntが各アドレスに記憶されている場合、高調
波の次数毎の累算値qVntの時間的変化は第４図
に示すようなものとなる。第４図において、Ａは
第１高調波の累算値qV_1tを示し、Ｂは例えば第16
高調波の累算値qV_16tを示している。そして、こ
のように時間的に変化する累算値qVntは関数波
形メモリ２７にアドレス信号として入力され、関
数波形メモリ２７から累算値qVntに基づいたア
ドレスの関数波形値En（ｔ）が高調波次数毎に
出力される。この関数波形メモリ２７には、例え
ば第５図に示すように終端アドレスに近づく程小
さな関数波形値Enが記憶される。このような場
合、関数波形メモリ２７から出力される関数波形
値En（ｔ）は、高調波の次数毎に第６図に示す
ような変化となる。第６図において、Ａは第１高
調波に対応する関数波形値E₁（ｔ）、Ｂは例えば
第16高調波に対応する関数波形値E₁₆（ｔ）を示
している。従つて、高調波係数メモリ１２から高
調波次数毎に順次出力される高調波振幅係数Cn
に関数波形メモリ２７から高調波次数毎に順次出
力される関数波形値En（ｔ）（時間的に変化す
る）を乗算器２８によつて乗算することにより、
乗算器２８からは高調波次数毎に異なり、かつ時
間的に変化する高調波振幅係数Cn（ｔ）が順次
出力される。この場合、高調波係数メモリ１２の
読み出しと定数Vntの累算はいずれもクロツクパ
ルスtcに基づいて行つているため、各高調波別に
順次読み出される高調波振幅係数Cnは対応する
高調波の関数波形値En（ｔ）と乗算される。

このようにして高調波係数メモリ１２から読み
出された高調波振幅係数Cnに時間的変化が付与
された高調波振幅係数Cn（ｔ）は、高調波振幅
乗算器１３において正弦関数メモリ１０から順次
サンプル点毎に時分割的に読み出された各高調波
の正弦振幅値sinπ／ＷnqRと乗算される。そして、この乗算値Fn＝Cn（ｔ）・sinπ／ＷnqRは累算器１４に供給され、この累算器１４において乗算値
Fn（各高調波別の振幅値）が順次累算される。
そして、計算区間タイミング信号txが発生する
と、ゲート１５が開いて累算器１４の累算値（楽
音波形のある順次サンプル点における振幅値を表
わしている）をＤ−Ａ変換器１６に出力するとと
もに、累算器１４はリセツトされて次の順次サン
プル点における振幅値計算のために再び前述と同
様な累算動作を行う。従つて、Ｄ−Ａ変換器１６
には押下鍵の音高に対応した周期で、かつ各高調
波毎に時間的に変化する高調波振幅係数Cn
（ｔ）に基づく波形形状の楽音波形の順次サンプ
ル点における振幅値（デイジタル信号）が計算区
間タイミング信号txの発生毎に入力されることに
なり、このデイジタル振幅値をアナログ信号に変
換してサウンドシステム１７に供給することによ
り押下鍵に対応した周期で、かつ時間的に変化す
る高調波振幅係数Cn（ｔ）に対応した音色の楽
音波形が発生される。さらにこの楽音波形にはタ
ツチ検出回路１８から出力されるアナログタツチ
信号Tdaによる鍵タツチに応じた振幅制御が付与
される。

以上説明したようにこの実施例による電子楽器
は、高調波次数毎に異なる定数Vntを所定の周期
でそれぞれ順次累算し、この累算によつて得た時
間的に変化する高調波別の累算値qVntにより任
意の関数波形値が記憶された関数波形メモリを順
次アドレスして時間的に変化する高調波別の関数
波形値En（ｔ）を得、この関数波形値En（ｔ）
を所望の楽音音色を得るための各高調波振幅係数
Cnに乗じて時間的に変化する高調波振幅係数Cn
（ｔ）を発生させ、これによつて順次サンプル点
における高調波毎の振幅計算を行うようにしたた
め、各高調波の振幅値が時間経過とともにそれぞ
れ独立して変化し、自然楽器における発音と同様
に時間経過とともに音色が変化する楽音が発生さ
れて自然性のある豊かな楽音を得ることができ
る。

Ｅこの発明による他の実施例第７図はこの発明による電子楽器の他の実施例
を示すブロツク図であり、第２図と同一部分は同
一記号を用いている。同図において、第２図との
相異点は、シフトレジスタ２６から例えば10ビツ
トで出力される累算値qVntの出力線のうち上位
の３ビツトのみを定数メモリ２１のアドレス入力
とした点と、演奏者が任意に音色を選択できるよ
うにスイツチなどからなる音色設定器２９を設
け、この音色設定器２９の出力（音色設定数が４
種類の場合には２ビツトの出力）を定数メモリ２
１のアドレス信号として供給するようにした点で
ある。この場合、定数メモリ２１にアドレス信号
として入力される音色設定器２９の出力、カウン
タ１９の出力およびシフトレジスタ２７の上位３
ビツトの出力の割当ては、例えばアドレス入力の
上位ビツトMSBから順に音色設定器２９の出
力、シフトレジスタ２７の上位３ビツトの出力、
カウンタ１９の出力という具合に行われる。そし
て、定数メモリ２１は第８図に示すように音色設
定数（この例では４種類）に応じて４グループの
メモリをもち、この４グループのメモリに音色１
〜音色４に対応した定数Vntが記憶される。従つ
て、定数メモリ２１の上位アドレス入力に入力さ
れる音色設定器２９の出力は、定数メモリ２１の
メモリグループを選択するチツプセレクト入力と
考えることができる。

従つて、この実施例における電子楽器におい
て、演奏者が音色設定器２９によつてある音色を
選択すると、音色設定器２９で選択された音色に
対応する定数メモリ２１の４グループのメモリの
１つが選ばれ、この選択されたグループのメモリ
がカウンタ１９のカウント出力ｎとシワトレジス
タ２６の上位３ビツトの出力によつて順次アドレ
スされて該メモリに記憶された定数Ｖが読み出さ
れる。そして、この定数メモリ２１から読み出さ
れた高調波の次数毎の定数Vnは第２図の実施例
と同様にして加算器２５、シフトレジスタ２６で
順次累算されるが、この場合、定数メモリ２１の
アドレス入力にはシフトレジスタ２６から出力さ
れる累算値qVntの上位３ビツトが入力されるた
ため、アドレス入力の時間的変化は第２図の実施
例に比べゆるやかに変化する。従つて、シフトレ
ジスタ２６の累算値出力qVntの時間的変化もゆ
るやかになり、これに伴つて関数波形メモリ２７
から出力される関数波形値En（ｔ）の時間的変
化もゆるやかになる。この結果、乗算器２８から
出力される高調波別の高調波振幅係数Cn（ｔ）
は時間的変化がゆるやかなものとなり、発生楽音
は時間経過に伴つてゆるやかな音色変化を示すよ
うになる。この場合、定数メモリ２１の各メモリ
グループに記憶される定数Vntのアドレス間の変
化度を各メモリグループ毎に異ならせることによ
つて音色選択と同時に音色変化速度をも選択でき
る。

なお、この実施例においては、シフトレジスタ
２６の累算値出力qVntのうち上位３ビツトを直
接定数メモリ２１のアドレス入力としたが、シフ
トレジスタ２６の累算値出力qVntをリード・オ
ンリイ・メモリ等で数値変換して定数メモリ２１
のアドレス入力に入力するようにしてもよい。

このようにこの実施例による電子楽器によれ
ば、発生楽音の音色を時間的に変化させることが
できると同時に、その音色変化速度を自由に制御
でき、さらに、演奏者の好みに応じて音色および
音色変化も自由に選択できる。

Ｆこの発明によるさらに他の実施例第９図はこの発明による電子楽器のさらに他の
実施例を示すブロツク図であり、第２図と同一部
分は同一記号を用いている。同図において、第２
図との相異点は、シフトレジスタ２６から例えば
10ビツトで出力される累算値qVntの上位の３ビ
ツトのみを定数メモリ２１のアドレス入力とした
点と、演奏者が好みに応じて音色を選択できるよ
うにスイツチなどからなる音色設定器２９を設
け、この音色設定器２９の出力（音色設定数が４
種類の場合には２ビツトの出力）を定数メモリ２
１にアドレス信号として供給するようにした点
と、周波数ナンバメモリ２から例えば10ビツトで
出力される押下鍵音高に対応した周波数ナンバＲ
の上位３ビツトを定数メモリ２１にアドレス信号
として供給するようにした点と、タツチ検出回路
１８から押鍵操作に伴う押鍵速度、圧力、深さ等
の鍵タツチ状態に応じて出力されるデイジタルタ
ツチ信号TDdを定数メモリ２１にアドレス信号
として供給するようにした点である。この場合定
数メモリ２１にアドレス信号として入力される信
号（シフトレジスタ２６の上位３ビツト出力、音
色設定器２９の出力、カウンタ１９の出力、周波
数ナンバメモリ２の上位３ビツトの出力、タツチ
検出回路１８のデイジタルタツチ信号出力）は、
例えばアドレス入力の上位ビツトMSBから順に
音色設定器２９の出力、周波数ナンバメモリ２の
上位３ビツトの出力、タツチ検出回路１８のデイ
ジタルタツチ信号出力、シフトレジスタ２６の上
位３ビツトの出力、カウンタ１９の出力という具
合に割当てられる。今、仮りにタツチ検出回路１
８から出力されるデイジタルタツチ信号TDdが
２ビツトで構成されるものとすると、定数メモリ
２１は第１０図に示すように、カウンタ１９のカ
ウント出力ｎとシフトレジスタ２６の上位３ビツ
トの出力によつてアドレスされるメモリを単位グ
ループとした124グループのメモリで構成され、
それぞれのグループのメモリには音色、鍵音高お
よび鍵タツチ状態に応じて異なる定数Vntが記憶
される。なお、第１０図において、Ｒ１〜Ｒ９は
鍵音高に対応するメモリグループ、Ｔ１〜Ｔ４は
鍵タツチ状態に対応するメモリグループを示して
いる。

従つて、この実施例における電子楽器におい
て、演奏者が予め音色設定器２９によつてある音
色を、例えば音色１を選択すると、定数メモリ２
１の音色１に対応するメモリグループが選ばれ
る。そして、鍵盤部のある鍵が押鍵されると、こ
の押下鍵の音高に対応して周波数ナンバメモリ２
から出力される周波数ナンバＲの上位３ビツトの
出力で音色１のメモリグループのうちの１つが選
ばれ、さらにこの選ばれた音高メモリグループの
うちの１つがタツチ検出回路１８のデイジタルタ
ツチ信号TDdによつて選ばれる。このようにし
て最終的に選択された単位グループのメモリは、
カウンタ１９のカウント出力ｎとシフトレジスタ
２６の上位３ビツトの出力に基づき順次アドレス
されて該単位グループのメモリに記憶された定数
Vntが読み出される。そして、この読み出された
定数Vntは第２図の実施例の動作と同様にして加
算器２５、シフトレジスタ２６で順次累算され、
シフトレジスタ２６から出力される累算値qVnt
で関数波形メモリ２７の関数波形値En（ｔ）が
読み出される。このようにして読み出された関数
波形値En（ｔ）（各高調波次数毎に時間的に変化
する）は乗算器２８によつて高調波関数メモリ１
２から出力される高調波振幅係数Cnに乗算さ
れ、これによつて乗算器２８からは時間的に変化
し、また押下鍵音高、鍵タツチ状態、音色設定に
よつて時間的変化の異なる高調波振幅係数Cn
（ｔ）が出力される。

従つて、この実施例における電子楽器において
は、押鍵開始時からの時間経過に伴つて音色が変
化し、また、押下鍵音高、鍵タツチ状態、音色設
定によつても音色変化の異なる発生楽音が得ら
れ、自然楽器に近似した演奏音となる。

なおこの実施例において、周波数ナンバＲの上
位３ビツトを直接定数メモリ２１にアドレス入力
として入力しているが、周波数ナンバＲをリー
ド・オンリイ・メモリ等で数値変換して定数メモ
リ２１にアドレス入力として入力してもよい。

Ｇこの発明による効果以上説明したように、この発明による電子楽器
は操作鍵音高に対応した基本波およびその高調波
の各成分を発生させ、これら各成分に加重する各
振幅係数を、各成分に対応する信号と累算器出力
とでアドレスされ定数メモリから読み出された定
数を各成分毎に累算器で累算した出力によつて時
間的に変化させるようにしたため、発生楽音の音
色が時間経過に伴つて変化して自然性のある豊か
な楽音が得られる。また、上記高調波次数毎に異
なる定数を鍵タツチ状態や押下鍵音高などに基づ
き変化させることによつて、発生楽音の音色変化
は鍵タツチ状態や押下鍵音高等によつても異なり
自然楽器に極めて近似した発生楽音となるなど極
めて優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は高調波合成方式による従来の電子楽器
の一例を示すブロツク図、第２図はこの発明によ
る電子楽器の一実施例を示すブロツク図、第３図
は定数メモリ２１に記憶される定数Ｖの一例を示
す図、第４図はシフトレジスタ２６から出力され
る第１高調波および第Ｗ高調波に対応する累算値
qVntの時間的変化を示す図、第５図は関数波形
メモリ２７に記憶される関数波形値En（ｔ）の
一例を示す図、第６図は関数波形メモリ２７から
出力される第１高調波および第Ｗ高調波に対応す
る関数波形値En（ｔ）の時間的変化を示す図、
第７図はこの発明による電子楽器の他の実施例を
示すブロツク図、第８図は第７図の実施例におけ
る定数メモリ２１の内部構成を示す図、第９図は
この発明による電子楽器のさらに他の実施例を示
すブロツク図、第１０図は第９図の実施例におけ
る定数メモリ２１の内部構成を示す図である。１……キースイツチ回路、２……周波数ナンバ
メモリ、３……クロツク発振器、４，１９……カ
ウンタ、５，７，１５，２３，２４……ゲート、
６……音程区間加算器、８……高調波区間加算
器、９……メモリ・アドレス・デコーダ、１０…
…正弦関数メモリ、１２……高調波係数メモリ、
１３……高調波振幅乗算器、１４……累算器、１
６……DA変換器、１７……サウンドシステム、
１８……タツチ検出回路、２０……ワンシヨツト
回路、２１……定数メモリ、３２……インバー
タ、２５……加算器、２６……シフトレジスタ、
２７……関数波形メモリ、２８……乗算器、２９
……音色設定器。

Claims

【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
応する各成分を発生させ、この各成分を所望の割
合で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、各アドレスに任意
の定数を記憶した定数メモリと、この定数メモリ
から上記各成分に対応して読み出された定数を各
成分毎に累算する累算器とを設け、上記定数メモ
リは上記各成分に対応する信号と上記累算器の出
力とでアドレスされるように構成し、上記累算器
から順次値の変化する数値を上記各成分のそれぞ
れに対応して出力し、この各成分毎の出力に対応
して上記各成分を重みづけしたことを特徴とする
電子楽器。２前記各成分に対応する信号は、前記各成分の
次数を示す信号で構成され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。３前記各成分に対応する信号は、前記各成分の
次数を示す信号と、スイツチなどからなる音色設
定回路の出力信号とで構成されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。４前記各成分に対応する信号は、前記各成分の
次数を示す信号と、スイツチなどからなる音色設
定回路の出力信号と、押鍵操作に伴う鍵タツチ状
態を検出する検出回路の出力信号とで構成される
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。５前記各成分に対応する信号は、前記各成分の
次数を示す信号と、スイツチなどからなる音色設
定回路の出力信号と、押鍵操作に伴う鍵タツチ状
態を検出する検出回路の出力信号と、操作鍵音高
に対応した音高信号とで構成されることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。