JPS61179497A - 楽音信号発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｌｊｔ栗上の利用分野） この発明は電子楽器などで用いられる楽音信号発生装置
に関し、特に音高または音域に応じて音色が変化する楽
音信号を発生する楽音信号発生装置に関するものである
。

（従来技術とその問題点） 一般に、自然楽器の音はその音高（または音域）に応じ
て音色が変化している０例えば、ピアノの音は低い音高
はど高調波成分が多く、音高が高くなるに従って高調波
成分が少なくなっている。

電子楽器の楽音信号発生装置にあっては、なるべく自然
楽器の音に近いものを発生できることが望ましい。

このように自然楽器の音に近い楽音信号を発生する方法
のひとつとして、従来、各音高（音域）毎に異なる楽音
波形を波形メモリに記憶しておき、押下鍵の音高（音域
）に対応した楽音波形を選択して読み出すようにするこ
とが考えられている。しかしこのような方法によると、
波形メモリの容量が膨大なものとなり、構成的に大型化
し。

またコストの点でも非常に不利である。

（発明の要旨〕 この発明の目的は、構成やコストの点で不利を招くこと
なしに、自然楽器の音に非常に近い楽音信号を発生する
ことのでＳる楽音信号発生装置を提供することにある。

即ちこの発明においては、音高指定手段によって発生す
べき楽音信号の音高を指定し、波形発生手段によりこの
指定された音高でかつ互いに異なる波形の複数の波形信
号を発生し１合成手段によりこれら複数の波形信号を合
成し、パラメータ信号発生手段により上記の指定された
音高（またはその音高の属する音域）に対応したパラメ
ータ信号を発生し１合成手段における複数の波形信号の
合成割合をこのパラメータ信号に基づいて制御する、も
のである。

なお、以下の記載においては、より高品質の楽音信号を
発生するようにするために、靭願昭５２−４８４１２号
（特開昭５３−１３４４１８号）に開示されているよう
な楽音信号の音色を自然楽器音のように経時的に変化さ
せるようにした電子楽器にこの発明を応用した例につい
て説明する。

第１図において、ｉ！盤回路１の出力側は周波数情報メ
モリ２の入力側にＷｃ統されている０周波数情報メモリ
２の出力側は累算器３の入力側に接続されており、この
累算器３の累算指令端子にはクロックパルスφが入力さ
れている。累算器３の出力側は波形メモリ４．５，６の
入力側に接続されており、波形メモリ４．５．６の出力
側はそれぞれ乗算器７．８，９の第１の入力端子に接続
されている。各乗算器７〜９の出力側はそれぞれ加算器
１０の入力側に接続されている。

加算器１０の出力側は末Ｎ器１６の第１の入力端子に接
続されており、乗算器１６の第２の入力端子にはＩＩ！
回路ｌから押鍵によって出力されるキーオン信号ＫＯＮ
を受けてエンベロープ波形発生器１５から出力されるエ
ンベロープ波形ＥＶが入力されている０乗算器１６の出
力側はディジタルアナログ変換器、アンプ、スピーカな
どからなるサウンドシステム１７に接続されている。

また、パラメータ信号発生器３０は、アドレス入力側が
鍵盤回路１の出力側に接続されたキー音色バランスパラ
メータテーブル３１と、計数入力端子にクロックパルス
φが入力されるカウンタ３２と、アドレス入力側がカウ
ンタ３２の出力側に接続されたパラメータ時間変化メモ
リ３３と、キー音色バランスパラメータテーブル３１の
出力側に第１の入力端子Ａが、またパラメータ時間変化
メモリ３３の出力側に第２の入力端子Ｂがそれぞれ接続
された７１０箕器３４と、入力端子が加算器３４の出力
側に、また…力端子Ａ、Ｂ、Ｃ＞（それぞれ乗算器７．
８．９の第２の入力端子にそれぞれ接続されたパラメー
タ演箕装！ｉ３５とを。

★んでなるものである。

ここで、ｔｉａｍ回路ｌは１発生すべき楽音の音高を指
定する音高指定手段としての゛複数の鍵にそれぞれ対応
して設けられた複数の鍵スィッチを有し、ある鍵が押鍵
されるとその鍵に対応する鍵スィッチが動作して該鍵に
対応する出力線に論理値′″１″を出力する様に構成さ
れている。＠盤回路１には単音優先回路が内蔵されてお
り、単音優先回路には同時に２以上の鍵が押鍵された場
合、発音すべき音を１つに決定する機能を有している。

また、１１盤回路１は、ある鍵が押鍵されるとそのこと
を示すキーオン信号ＫＯＮを出力する機ｆ＠を有してい
る。また１周波数情報メモリ２には６鍵の音高にそれぞ
れ対応する値の周波数情報Ｆ　（５ｉ！数）が記憶され
ている。

なお、押鍵によって鍵盤回路ｌから出力されるキーオン
信号ＫＯＮは、一方においてカウンタ３２のリセット端
子Ｒに入力され、他方においてエンベロープ波形発生器
１５に入力されている。

この場合、エンベロープ波形発生器１５から発生される
エンベロープ波形ＥＶは例えば第２図に示す様な波形形
状を有しており、演奏者はパネルボード上に設けられた
音色選択スイッチによりこの波形を適宜に設定する事が
できる。

ところで、この実施例では、波形メモリ４には高調波成
分を多数含んだ第３図（Ａ）に示す様な波形Ｗ１の波形
振幅値が記憶されており、波形メモリ５には高調波成分
の比較的少ない第３図（Ｂ）に示す様な波形Ｗ２の波形
ｗｉ輻イーが記憶されており、波形メモリ６には高調波
成分の非常に少ない第３図（Ｃ）に示すような波形Ｗ３
の波形振幅値が記憶されているものとする。

また、キー音色バランスパラメータテーブル３１はリー
ドオンリイメモリなどで構成されており、その各アドレ
スには１例えば第４図に示す様にｆｆ１Ａｏ　−Ｃｓ　
　（８８１りまテノ各鯉）音高に対応するパラメータ（
定数）Ｋｐの各個が記憶されている。また、パラメータ
時間変化メモリ３３には、例えば第５図に示す様なパラ
メータＰ（ｔ）が記憶されている。

一刀、パラメータ演′Ｘ装Ｗ１３５は、加算器３４（ロ
）の様な演算を行ない、その出力端子Ａ、Ｂ、Ｃからそ
れぞれパラメータ信号ａ（１）、ｊｂ＜ｔ）。

ｃ（ｔ）を出力する様に構成されている。

（Ｊ）　Ｐ　’　（ｔ）≧０の時Ｈａ（ｔ）＝Ｏ１ｂ（
ｔ）冨１−　ｃ（ｔ）　、　　ｃ（ｔ）　−Ｐ　’　（
ｔ）（ａ）　Ｐ’（ｔ）　＜０の時；　ａ（ｔ）　＝　
ＩＰ’（ｔ）　Ｉ。

ｂ（ｔ）　−１−ａ（ｔ）　、　　ｃ（ｔ）　−０以上
の構成を有するこの実施例の作用効果について次に説明
する。

ある鍵が押鍵されると、その鍵の音高（発生すべき楽音
の音高）に対応した周波数情報Ｆが周波数情報メモリ２
から出され、この周波数情報Ｆが累算器３によりクロッ
クパルスφのタイミングで順次累算され、その累算［ｑ
Ｆ（ｑ＝１．２・・・・・・・・りは波形メモリ４，５
．６に読み山しアドレス信号として順次入力される。波
形メモリ４．５．６はこの読み出しアドレス信号を受け
て、その読み出しアドレス信号により指定されたアドレ
スに記憶されている波形振幅値を波形信号Ｗ１．Ｗ２．
Ｗ３として順次読み出す、これにより、波形メモリ４，
５．６からは押下鍵の音高に対応し、かつ互いに異なる
波形の波形信号Ｗ１．Ｗ２．Ｗ３が得られる。この様に
して波形メモリ４から読み出された波形信号Ｗ１は乗算
器７に入力され、パラメータ信号発生器３０から出力さ
れるパラメータ信号ａ（ｔ）と乗算される。

従って、乗算器７かも出力される波形信号Ｗ１・ａ（ｔ
）となる、同様に、波形メモリ５．６から読み出された
波形信号Ｗ２．Ｗ３は、乗算器８．９においてパラメー
タ信号ｂ（ｔ）　、　　ｃ（ｔ）と乗算されて波形信号
Ｗ２φｂ（ｔ）、Ｗ３・ｃ（ｔ）に変換される。これら
の各影信号Ｗｌ　拳ａ（ｔ）、Ｗ２・ｂ（ｔ）、Ｗ３・
ｃ（ｔ）は加算器ｌＯに入力されて加算されるため、加
算器１０から出力される楽音信号は（Ｗｌ　ＩＩａ（ｔ
）　＋Ｗ２１１ｂ（Ｌ）　＋Ｗ３−Ｃ（ｔ））となる。

一方、パラメータ信号発生器３０においては。

ｌｌ盤回路ｌの押下鍵に対応する出力線に論理値ｌテー
ブル３１は押下鍵の音高に対応する値のパラメータＫＷ
を出力する。今、［Ａ２が押鍵された場合を考えると、
押下鍵が音高Ａ２であるため、第４図から明らかな様に
に―の値はｒ−０，５」となる、このキー音色パラメー
タテーブル３１の出力値に、雪−（１５が加算器３４の
第１の入力端子Ａに入力される。

また、押鍵と同時にＩ！盤回路１かもキーオン信号ＫＯ
Ｎが出力され、これがカウンタ３２のリセット端子Ｒに
入力されるため、カウンタ３２は初期値からクロックパ
ルスΦの計数を開始する。

カウンタ３２の計数値はパラメータ時間変化メモリ３３
に読み出しアドレス信号として入力され。

パラメータ時間変化メモリ３３は各アドレスに記憶して
いる第５図のように変化するパラメータＰ（１）を順次
出力する。この時間変化するパラメータＰ（ｔ）は加算
器３４の第２の入力端子Ｂに入力され、その結果加算ｓ
３４は出力値として”　（ｔ）　−に＊　＋Ｐ（ｔ）を
出力する。（前記し表ｍＬヂ　ｒｒ哨Ｉヰ儒轟、礒（畑
樽七ハヂいストｈに−■−０，５である。〕この様に、
加算器３４において押下鍵の音高に関するパラメータ（
情報）Ｋｅ　と押鍵時間に関するパラメータ（情報）ｐ
−（りが加重される。

次に、第５図のパラメータｐ（ｔ）の経時変化に従って
、パラメータ信号発生器３０が出力する各パラメータ信
号ａ　（ｔ）、　ｂ　（ｔ）、　Ｃ（ｔ）の経時変化に
ついて説明する。

時刻ｔｏ（第５図参照）では、　Ｐ（ｔｏ　）　−−０
，２５であるためｐ　　Ｈ）葦ＫＦ　＋Ｐ（ｔ）　＝−
０，７５となる。従って、Ｐ’（ｔ）＜Ｏであるため、
パラメータ演′Ｘ装置ｔ３５は前記（ロンの演算を行な
い、　ａ（ｔｏ）−０，７５，ｂ（ｔｏ）＝０．２５゜
ｃ（ｔ＋＋）−０，００をそれぞれ出力する。これらの
パラメータ信号＆　（ｔｏ）、　　ｂ　（ｔｏ）、　Ｃ
（ｔｏ）は波形メモリ４．５．８から出力される各波形
信号Ｗｌ、Ｗ２．Ｗ３とそれぞれ乗算されて加算器ｌＯ
で加重される。従）て、　７１０３Ｅ器ｌＯから出力さ
れる楽音信号は（０，７５Ｗ　ｌ　＋　０．２５Ｗ　２
　）となる、この楽゛　　青信号は高調波の多い波形信
号Ｗ１と（ｆｆ５３図（Ａ）〕高調波の比較的少ない波
形信号Ｗ２〔第３図（Ｂ）〕が３＝１の比で合成された
ものとなり、高調波のかなり多い楽音波形となる。

時刻ｔｌでは、　Ｐ（ｔ＋３−０．５であるためＰ　’
　（ｔ＋）−ＫＰ　＋　Ｐ（ｔ＋）−０トナ４．　従ッ
テ、パラメータｆＲ夏装置３５は前記（イ〕の演算を行
ない、ａ（ｔ＋３ｍｏ、ｂ（ｔ＋）ｘｉ、ｃ（ｔｌ）ｓ
ｏを出力する。従って、この場合加算器１０が出力する
楽音信号は高調波の少ない波形信号Ｗ２と同じものにな
る。

時刻ｔ２では、　ｐ　（ｔｌ）＝　ｉ、ｏであるためＰ
　’　（ｔｌ）ｘ　ＫＦ　＋　Ｐ（ｔｌ）−０，５とな
る。従って。

パラメータ演算装！ｔ３５は前記（イ）のｔＲ３１を行
ない、ａ（ｔｚ）＝Ｏ１ｂ（ｔｌ）＝０．５　、　　ｃ
（ｔ２Ｊ＝０．５をそれぞれ出力する。従って、この場
合加算器１０が出力する楽音信号は（０，５Ｗ２＋０．
５Ｗ３）となり、高調波の比較的少ない波形信号Ｗ２と
高調波の非常に少ない波形信号Ｗ３とが１：ｌの比で合
成された楽音波形となる。

次に、ｊｉｌＡｓが押鍵された場合を考える。この場合
第４図から明らかな様にＫＰ　−０，２５である。

時刻ｔ・では、ｐ（ｔ・）、、−０，２５であるため、
Ｐ　’　（ｔｏ）＝　Ｋｐ　＋　Ｆ（ｔｏ）＝　Ｏとな
る。従って、パラメータ演算装置３５は前記（イ）の演
算を行ない、ａ（ｔｅ）ｘＯ，ｂ（ｔｏ）ｓｔｌ、ｃ（
ｔｏ）ｘｏを出力する。従って、この場合加算器１０が
出力する楽音信号は高調波の少ない波形信号Ｗ２になる
。

時刻ｔｌでは、ｐ（ｔ）冨０．５であるため。

Ｐ　’　（ｔ）　−０，７５となる。従って、パラメー
タ演算ＩＪｔａ！３５は前記（イ）の演算を行ない。

ａ（ｔ）　＝０．　　ｂ（ｔ）　＝０．２５、ｃ（ｔ）
　−０，７Ｈ：ソれぞれ出力する。従って、加算器ｌＯ
が出力する楽音信号は（０，２５Ｗ　２　＋　０．７５
Ｗ　３　）となり、波形信号Ｗ２．Ｗ３が１＝３の比で
合成されたものになる。

時刻ｔ２では、　ｐ（ｔ）　＝ｔ、ｏであるため、Ｐ′
（ｔ）　＝１．２５となる。従って、パラメータ演算装
置３５は前記（イ）の演算を行ない、ａ（ｔ）＝０゜ｂ
（ｔ）　＝−０，２５、ｃ（ｔ）　＝１．２５をそれぞ
れ出力すス−か−イー加π！！！１０が出力する楽音信
号は（−０，２５Ｗ　２　＋　１．２５Ｗ　３　）とな
り、波形信号Ｗ３が非常に強調されたものになる。

この様にして、加算器１０から出力される楽音信号ＬＷ
Ｉ　−ａ（ｔ）＋Ｗ２　・ｂ（ｔ）＋Ｗ３　・Ｃ（ｔ）
Ｊは１乗算器１６でエンベロープ波形発生器１５から出
力されているエンベロープ波形ＥＶと乗算されエンベロ
ープ制御され適宜の音量が付与された後、サウンドシス
テム１７から発音される。

これまでｌｌＡ２　、　Ａｌが押鍵された場合について
説明したが、他の鍵が押鍵された場合も全く同様に、キ
ー音色バランスパラメータテーブル３１から押下鍵の音
高に関するパラメータ（定数）ＫＦが読み出され、パラ
メータ時間変化メモリ３３から押鍵時間に関するパラメ
ータｐ（ｔ）が読み出され１両パラメータに、、ｐ（ｔ
）をもとにして各波形メモリ４．５，６から出力されて
いる波形信号Ｗｌ、Ｗ２、Ｗ３の重み付は用のパラメー
タ信号ａ（ｔ）　、　　ｂ（ｔ）　、　　ｃ（ｔ）がパ
ラメータ演算＠＄ｔ３５から発生される。従って１１然
楽器の様に押下鍵の音高によって波形形状（音色）が変
化し、更に楽音発生から終了に至る間常に波形形状（音
色）が変化する楽音を発生することができる。

尚１以上の説明では、波形メモリを３個設け、３系列の
波形信号Ｗ１、Ｗ２．Ｗ３を合成して楽音信号を形成す
る例を示したが、合成する波形信号の数は任意に選定で
きるものである。更に、合成する各波形信号の波形形状
は、言うまでもなく任意に選定できるものである。

また、上記実施例では、キー音色バランスパラメータテ
ーブル３１に各音高毎にそれぞれ異なる値のパラメータ
に９が記憶されているものとして説明したが、この発明
はこれに限定されるものではなく、例えば各音域毎に異
なる値のパラメータＫｐを記憶させても良い。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな様にこの発明によれば１発生す
べき楽音の音高または音域に対応して変化するパラメー
タ信号を用いて互いに波形形状の異なる複数の波形信号
の合成割合を制御して楽音信号を形成しているので、構
造的に大型化することもなく、またコスト高を招くこと
もなくして、音高または音域毎に異なる音色の楽音信号
を形感できるから、自然楽器の音に非常に近い高品質の
楽音を発生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施態様を示すブロック図、 第２図はエンベロープ波形の一例を示す波形図、 第３図（Ａ）　、　ＣＢ）　、　（Ｃ）は各波形メモリ
に記憶されている波形の一例を示す波形図、８８４図は
キー音色バランスパラメータテーブルに記憶されている
パラメータＫＰの一例を示す波形図。 第５図はパラメータ時間変化メモリに記憶されているパ
ラメータｐ（ｔ）の−例を示す波形図である。 ｌ・・・９１ｇ１回路　　　　２・・・周波数情報メモ
リ３・・・累箕器　　　４．５．６・・・波形メモリ７
．８．９．１６・・・乗算器 １０．３４・・・加算器　１７・・・サウンドシステム
３０・・・パラメータ信号発生器 ３１・・・キー音色バランスパラメータテーブル３２・
・・カウンタ ３３・・・パラメータ時間変化メモリ ３５・・・パラメータ演算装置 特許出願人　　　日本楽器製造株式会社特許出願代理人
　　　　弁理士　菅　原　−部第３図 レベル レベル レ公Ｊし

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発生すべき楽音信号の音高を指定する音高指定手段と、 上記音高指定手段で指定された音高で、かつ互いに異な
   る波形の複数の波形信号を発生する波形発生手段と、 上記複数の波形信号を合成して楽音信号を発生する合成
   手段と、 上記音高指定手段で指定された音高またはその音高の属
   する音域に対応したパラメータ信号を発生するパラメー
   タ信号発生手段と、 上記合成手段における上記複数の波形信号の合成割合を
   上記パラメータ信号に基づき制御する制御手段とを具え
   、かつ、 音高または音域に応じて音色が変化する楽音信号を発生
   するようにした楽音信号発生装置。