JP2508324B2 - 電子楽器 - Google Patents

電子楽器

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JP2508324B2
JP2508324B2 JP1325249A JP32524989A JP2508324B2 JP 2508324 B2 JP2508324 B2 JP 2508324B2 JP 1325249 A JP1325249 A JP 1325249A JP 32524989 A JP32524989 A JP 32524989A JP 2508324 B2 JP2508324 B2 JP 2508324B2
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Description

【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」 この発明は、簡単な操作により、自然楽器の楽音を忠
実に合成することができる電子楽器に関する。 「従来の技術」 自然楽器の発音メカニズムをシミュレートすることに
より得られたモデルを動作させ、これにより、自然楽器
の楽音を合成する装置が知られている。弦楽器音等の電
子楽器としては、弦の音響損失をシミュレートしたロー
パスフィルタと、弦における振動の伝播遅延をシミュレ
ートした遅延回路とを、閉ループ状に接続した構成のも
のが知られている。このような構成において、閉ループ
に例えばインパルス等の励起信号を導入すると、閉ルー
プ内において信号の循環が発生する。この場合、弦を振
動が一往復する周期に等しい時間で、閉ループ内を信号
が一巡し、かつ、ローパスフィルタを通過する毎に信号
の帯域制限がなされる。この閉ループを循環する信号が
取り出され、楽音信号として出力される。このような装
置によれば、遅延回路の遅延時間、ローパスフィルタの
特性等を調整することにより、ギター等の撥弦楽器音、
ピアノ等の打弦楽器音等、自然の弦楽器音にある程度近
い楽音を合成することができる。また、バイオリン音の
電子楽器は、上述と同様な閉ループ回路に対し、弓によ
って弦に与えられる励起振動に相当する信号を発生する
励振回路を接続することによって実現することができ
る。そして、閉ループ回路から弦の振動速度に相当する
信号が取り出されて励振回路に入力され、励振回路にお
いて、入力信号に対し、弓を弾く速度(以下、弓速度)
および弓によって弦を擦する時の圧力(以下、弓圧)を
パラメータとする非線形演算が行われ、演算結果が励振
信号として、閉ループ回路に帰還される。このようにし
て、閉ループ回路内に信号の循環が励起され、閉ループ
を循環する信号が楽音信号として取り出される。なお、
この種の技術は、例えば特開昭63−40199号公報あるい
は特公昭58−58679号公報に開示されている。 「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来の電子楽器は、楽音発生時
に、上記非線形演算用のパラメータ等の制御パラメータ
の入力を必要とし、そのための操作が難しいという問題
があった。また、合成する楽音の種類によっては、必要
な制御用パラメータの数が非常に多くなり、しかも、各
制御パラメータが楽器固有の関係を満足するように、時
間経過に伴って制御する必要がある。このような場合、
発音のためのパラメータ入力操作が極めて難しいという
問題があった。 例えば、上述したバイオリン音の電子楽器は、弓速度
および弓圧に相当するパラメータを適切に制御した場合
はうまく発音が発生されるが、これらのパラメータの与
え方が適切でないと楽音がうまく発生されない。第16図
は横軸を弓速度パラメータV、縦軸を弓圧パラメータF
とする2次元マップであり、このマップにおいて、Aは
楽音を発生することが可能な領域、Bは発生した楽音を
維持することが可能な領域、Cは楽音を持続することが
できない領域を各々示している。そして、バイオリン音
を発生し維持するためには、領域AおよびB内を遷移す
るように、弓速度パラメータV及び弓圧パラメータFを
制御する必要がある。また、聞くに耐え得るバイオリン
音を発生するには、第16図の2次元マップにおけるさら
に限られた領域を弓速度パラメータVおよび弓圧パラメ
ータFが遷移するように制御する必要がある。このこと
は、実際のバイオリン演奏における弓速度と弓圧の調節
の難しさと非常に良く対応している。また、バイオリン
音の電子楽器に限らず、その他の自然楽器をシミュレー
トした電子楽器についても同様であり、楽音を発生し維
持するための各種パラメータの制御が難しいという問題
があった。 この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、楽
音合成に必要な制御用パラメータを簡単に入力すること
ができる電子楽器を提供することを目的としている。 「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するため、この発明は、複数の鍵から
なる鍵盤と、前記鍵の操作に応答して、発音開始を指示
する発音指示情報と前記鍵のタッチを示すタッチ情報と
を出力する出力手段と、前記出力手段からの前記発音指
示情報の出力に応答して、該発音指示情報が出力されて
からの時間経過に従って変化する第1の信号を発生する
第1の信号発生手段であって、前記出力手段が出力する
前記タッチ情報に応じて前記第1の信号の形状を変化さ
せる第1の信号発生手段と、前記第1の信号発生手段が
発生する前記第1の信号を、前記出力手段が出力する前
記タッチ情報に応じて補正し、該補正結果を第2の信号
として出力する第2の信号発生手段と、少なくとも励振
手段,遅延手段,および該遅延手段を閉ループ接続する
閉ループ手段とからなり、前記励振手段が発生した励振
信号を前記閉ループ手段に入力することにより楽音信号
を発生させる音源手段であって、前記励振手段は前記第
1および第2の信号発生手段が発生する第1および第2
の信号に基づいて前記励振信号を発生させるものである
音源手段とから構成したものである。 「作用」 上記発明によれば、演奏者が鍵盤の鍵を操作すると、
出力手段からこの鍵に対応した発音指示情報とタッチ情
報が出力される。すると、第1の信号発生手段は、発音
指示情報をもとに第1の信号を発生させ、タッチ情報に
応じてこの第1の信号の形状を変化させる。また、第2
の信号発生手段は、第1の信号をタッチ情報により補正
してその結果を第2の信号として出力する。次いで、励
振手段が第1および第2の信号に基づいて励振信号を発
生させると、これが閉ループ手段に入力されて音源手段
が楽音信号を発生させる。 「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の実施例を説明する。
【第1実施例】 第1図はこの発明の第1実施例による電子楽器の構成
を示すブロック図である。第1図において、100はバイ
オリン音を合成する楽音合成部、110は楽音合成部の動
作を制御するパラメータを発生するパラメータ生成部で
ある。 まず、楽音合成部100について説明する。楽音合成部1
00は、バイオリンの弦をシミュレートした閉ループ回路
101および弓が弦に与える励起振動に相当する励起信号
を発生する励振回路102からなる。 ここで、上記各構成要素の詳細な説明を行う前に、バ
イオリンの弦に励起振動が導入される際のメカニズムに
ついて説明する。第2図において、Sはバイオリンの
弦、Lは弓を示す。また、弦Sの両端を固定する固定端
T1およびT2は、各々バイオリンのナットおよび駒に相当
する。弓Lを弦Sに押し当てて弾くと(矢印U)、弓L
と弦Sとの間の静止摩擦力が働く期間は弦Sが弓Lの移
動に伴って移動し、弦Sの変位が大きくなって弦Sの弾
性力が静止摩擦力を上回ると、弦Sは弓Lに対して滑
り、元の位置の方向に戻ろうとする。このようにして弓
Lによって弦Sに振動が励起される。実際には、弓Lは
多数の毛の束によって構成されているので、弦Sと1本
1本の毛とが接触する各擦弦位置において、上記振動の
励起が行われる。 擦弦位置において弦Sに励起された振動は2分岐さ
れ、固定端T1側に振動葉Waとなって伝播すると共に固定
端T2側に振動波Wbとなって伝播する。そして、振動波Wa
は、固定端T1において位相反転されて反射され、その反
射波が固定端T2側へ伝播し、振動波Wbは、固定端T2にお
いて位相反転されて反射され、その反射波が固定端T1
へ伝播する。そして、弦Sにおいて振動波waおよびWbが
加算され、弦Sは固定端T1およびT2を筋とする定在波Ws
に従って振動する。 第1図における閉ループ回路101は、上述したような
弦Sにおける振動の伝播メカニズムをシミュレートした
ものであり、遅延回路1、加算器2、ローパスフィルタ
3、位相反転回路4、遅延回路5、加算器6、ローパス
フィルタ7および位相反転回路8によって構成される。 遅延回路1および5は、各々、遅延時間の調整が可能
な構成となっている。なお、この種の遅延回路は、例え
ばシフトレジスタおよびシフトレジスタの各遅延出力を
選択するセレクタとによって実現することができる。こ
こで、遅延回路1の遅延時間τaは、弦Sにおける擦弦
位置から固定端T1までの部分を振動波Waが往復するのに
要する時間に合わせて設定される。また、遅延回路5の
遅延時間τbは、弦Sにおける擦弦位置から固定端T2
至る部分を振動波Wbが往復する時間に合わせて設定され
る。 位相反転回路4および8は、固定端T1およびT2におい
て振動波WaおよびWbが位相反転する現象をシミュレート
するために設けたものである。また、ローパスフィルタ
3および7は、弦Sにおける振動の減衰の周波数特性を
シミュレートするための介挿されたものである。これら
を介挿することにより、弦Sに発生された振動の各周波
数成分において、高次の高調波成分になる程、急速に減
衰する現象が忠実にシミュレートされる。 励振回路102は、弓Lによって弦Sに与えられる励起
振動に相当する励振信号を発生するものであり、加算器
21および22、除算器23、非線形関数発生回路24、乗算器
25および26からなる。加算器21では、遅延回路1の出力
信号Va1と、遅延回路5の出力信号Va2とが加算され、そ
の加算結果が、弦Sの擦弦位置における速度に相当する
信号Vaとして出力される。そして、信号Vaと、弓Lの移
動速度を示す信号VA(以下、弓速度信号VAという)が加
算器22によって加算され、弦Sが弓Lに全く追従しない
と仮定した場合における弓Lと弦Sとの仮の相対速度に
相当する信号VAS(以下、速度差信号VASという)が出力
される。なお、弓速度信号VAについては後述する。 除算器23、非線形関数発生回路24および乗算器25から
なる回路は、弓Lの移動に対する弦Sの追従性をシミュ
レートしたものである。除算器23および乗算器25には、
擦弦位置において弓Lが弦Sに押圧する圧力に相当する
信号FA(以下、弓圧信号FAという)が、各々、除算係数
および乗算係数として供給される。なお、弓圧信号FAに
ついては、後述する。 非線形関数発生回路24は、第3図に示すように、ROM4
1,42、乗算器43および加算器44によって構成される。RO
M41および42には共に第1図に示す除算器23の出力が入
力Xとして与えられる。ROM41には第4図にその内容を
示す非線形関数Aのテーブルが記憶されている。同図に
示すように、入力Xが−Xm〜Xmの範囲の場合、ROM41の
出力Yは−Xとなり、それ以外の場合は、ROM41の出力
Yは0となる。ROM42には第5図に示す非線形関数Bの
テーブルが記憶されている。同図に示すように、入力X
が−Xm〜Xmの範囲の場合、ROM41の出力Yは0である。
そして、入力XがXmを上回ると出力Yは負の値となり、
以後、入力Xが正の方向に大きくなるのに従ってYは徐
々に0に近づく。また、入力Xが−Xmを下回ると出力Y
は正の値となり、入力Xが負の方向に大きくなるのに従
ってはYは徐々に0に近づく。そして、ROM42の出力に
対し、乗算器43によって弓圧信号FAが乗算され、その乗
算結果とROM41の出力とか加算器44によって加算され
る。従って、非線形関数発生回路24全体の入出力特性と
して第6図に示すものが得られる。同図に示すように、
非線形関数発生回路24は、入力Xが−Xm〜Xmの区間にお
いては非線形関数Aに従って出力Y(=−X)が得ら
れ、入力Xが−Xmより小さい区間および入力XがXmより
大きい区間においては非線形関数Bを弓圧信号Faの値に
応じてY軸方向に伸張した出力Yが得られる。 そして、非線形関数発生回路24の前段には除算器23
が、後段には乗算器25が介挿されているので、第7図に
示すように、第6図の入出力特性をX方向およびY方向
に弓圧信号FAに従って伸張した入出力特性が、除算器2
3、非線形関数発生回路24および乗算器25からなる回路
全体の入出力特性として得られる。 速度差信号VASの絶対値が小さい場合、第7図の入出
力特性における直線領域S0に従って出力信号が決定さ
れ、VAM=−VASなる励起信号VAMが乗算器25から出力さ
れる。そして、励起信号VAMに乗算器26によって1/2が乗
算され、乗算結果(1/2)VAMが加算器2および6に入力
される。この結果、加算器2の出力Va3は、 Va3=Va1+(1/2)VAM =Va1−(1/2)VAS =Va1−(1/2)(VA+VS) ……(1) となり、加算器6の出力Va4は、 Va4=Va2+(1/2)VAM =Va2−(1/2)VAS =Va2−(1/2)(VA+VS) ……(2) となる。ただし、上記式(1)および(2)において、
VSはVa1+Va2であり、擦弦による効果を考慮しない場合
の弦Sの速度に相当する。このようにして得られた信号
Va3およびVa4は、各々、擦弦による効果の考慮された振
動波WaおよびWbを示す信号としてローパスフィルタ3お
よび7に入力される。ここで、信号Va3とVa4との和は、
擦弦による効果を考慮した場合の弦Sの速度VSLに相当
し、この場合、 VSL=Va3+Va4 =Va1+Va2−(VA+VS) =−VA ……(3) となる。すなわち、弦Sは弓Lと同一速度で移動する。
なお、本実施例では、弓Lが移動する場合の正方向と弦
Sが移動する場合の正方向は逆向きに定義されている。
このようにして、弓Lと弦Sとの間に静止摩擦力が働
き、弦Sが弓Lに完全に追従して変位する場合の動作が
シミュレートされる。 一方、速度差信号VASの絶対値が大きくなると、励振
回路102の動作点は、第7図における直線領域S0から曲
線領域P1、P2、P3、…あるいはQ1、Q2、Q3、…に遷移
し、これらの曲線領域の値が励振信号VAMとして出力さ
れる。ここで、曲線領域P1、P2、P3、…およびQ1、Q2
Q3、…は、弦Sが弓Lに対して滑りながら変位する状態
に対応している。 ここで、直線領域S0から曲線領域に遷移するポイント
は第7図に示すように、弓圧信号FAが大きくなるに従
い、原点から遠ざかる。このようにすることにより、弓
Lの押圧力が大きい程、弦Sの弓Lへの追従性が良くな
る現象がシミュレートされる。また、遷移先たる曲線領
域は、弓圧信号FAが大きくなるに従い、P1(Q1)→P
2(Q2)→P3(Q3)→というように変化する。このよう
にすることにより、弦Sが弓Lに対して滑る場合におい
ても、弓Lの押圧力が大きい程、弦Sの弓Lに対する追
従性が良くなる現象がシミュレートされる。 そして、乗算器25の出力信号VAMが乗算器26によって
2分され、加算器2および6に与えられる。この場合、
曲線領域の値が励振信号VAMとして用いられるため、信
号Va3およびVa4は、信号Va1およびVa2から僅かしか変化
しない。このようにして、弓Lと弦Sとの間に動摩擦が
働く場合の動作がシミュレートされる。 次にパラメータ生成部110について説明する。111は鍵
盤装置である。この鍵盤装置111は、演奏操作子として
の鍵盤を有すると共に、打鍵された鍵に対応したキーコ
ードKCを発生するキーコード発生部と、打鍵の際のタッ
チ強度を検出してイニシャルタッチ情報ITおよびアフタ
ータッチ情報ATを発生するタッチ検出部とを各々有す
る。ここで、イニシャルタッチ情報ITは、タッチの強さ
が本装置で定義された最低値の場合にIT=0、タッチの
強さが最高値の場合にIT=1となるように、タッチの強
さに応じた値が発生される。 112は遅延制御ROMであり、キーコードKCに対応した遅
延係数を記憶してなる。この遅延制御ROMから読み出さ
れた遅延係数が楽音合成部100に供給され、遅延回路1
の遅延時間τaおよび遅延回路5の遅延時間τbが設定
される。この場合、閉ループ回路101を信号が一巡する
ための所要時間がキーコードKCに対応した楽音の1次の
共振周波数の逆数となるように、遅延回路1および5の
遅延時間が設定される。 113はエンベロージェネレータであり、鍵盤装置111か
ら発生されるイニシャルタッチ情報ITおよびアフタータ
ッチ情報ATが入力される。そして、イニシャルタッチ情
報ITに応じた速度で立ち上がり、アフタータッチ情報AT
に従った速度で減衰するエンベロープ波形egがエンベロ
ープジェネレータ113から出力される。このエンベロー
プ波形egに対し、乗算器114によって乗算係数exが乗算
され、その乗算結果が前述の弓速度信号VAとして楽音合
成部100に供給される。ここで、乗算係数exは、例えば
ペダル、ボリューム等の操作子を装置本体に取り付け、
その操作量に基づいて設定するようにする。 115は弓圧信号発生回路であり、イニシャルタッチ情
報IT、エンベロープ波形egが入力されると共に、キース
ケールデコーダ116からキーコードKCに対応したパラメ
ータαが供給される。このパラメータαによって、弓圧
信号発生回路115の出力信号におけるピーク値が制御さ
れる。この弓圧信号発生回路115の出力信号に対し、乗
算器117によって乗算係数exが乗算され、乗算結果が前
述の弓圧信号FAとして楽音合成部100に供給される。 第8図は弓圧信号発生回路115の構成例を示したもの
である。同図において、121はイニシャルタッチ情報IT
とエンベロープ波形egの振幅値との乗算を行う乗算器、
122はイニシャルタッチ情報ITから乗算器121の乗算結果
を減算する減算器、123はエンベロープ波形egの振幅値
と減算器122の出力とを加算する加算器、124は加算器12
3の出力に乗算係数αを乗算する乗算器124である。この
ように構成することにより、弓圧信号発生回路115から
下記式(4)に示す出力信号Fbが得られる。 Fb=α・{(1−IT)・eg+IT} ……(4) 第9図(a)は上記式(4)によって与えられる弓圧
信号発生回路115の入出力特性を示したものである。ま
た、第9図(b)は、第9図(a)の横軸の時間的変
化、すなわち、エンベロープ波形egを例示したものであ
る。 以下、この電子楽器の動作を説明する。鍵盤装置111
において、いずれかの鍵が打鍵されると、打鍵された鍵
のキーコードKCと、イニシャルタッチ情報ITと、アフタ
ータッチ情報ATとが出力される。そして、遅延制御ROM1
12からキーコードKCに対応した遅延係数が読み出され、
楽音合成部100内の遅延回路1の遅延時間τaおよび遅
延回路5の遅延時間τbが設定される。また、キーコー
ドKCに対応したパラメータαがキースケールデコーダ11
6から弓圧信号発生回路115に供給される。そして、エン
ベロープジェネレータ113によって、イニシャルタッチ
情報ITおよびアフタータッチ情報ATに従ったエンベロー
プ波形egが発生される。 エンベロープ波形egは乗算器114によって乗算係数ex
が乗じられ、その乗算結果が弓速度信号VAとして出力さ
れる。また、弓圧信号発生回路115によって、以下、説
明するように、イニシャルタッチ情報ITおよびパラメー
タαに従った出力信号Fbが発生される。 まず、イニシャルタッチ情報ITが0の場合について説
明する。この場合、第9図(a)における直線M0に従っ
て、エンベロープ波形egの各振幅値に対応した出力信号
Fbが出力される。すなわち、第9図(b)においてエン
ベロープ波形egの振幅値が0から1に立ち上がるのに対
応し、信号Fbの値は0からαまで直線的に変化する。そ
して、エンベロープ波形egがアフタータッチ情報ATに従
って減衰する期間も同様に、直線M0に従って出力信号Fb
が出力される。そして、乗算器117から、信号Fbに比例
した弓圧信号FAが発生される。 次に、イニシャルタッチ情報ITとして0より大きな
値、例えばk(0<k<1)が発生された場合について
説明する。この場合、第9図(a)における直線Mkに従
って、エンベロープ波形egの各振幅値に対応した出力信
号Fbが出力される。すなわち、第9図(b)においてエ
ンベロープ波形egの振幅値が0から立ち上がる時点にお
いて、信号Fbの値は0より大きなFbkとなり、以後、エ
ンベロープ波形egの振幅値が大きくなるのに従ってFbk
からαまで変化する。そして、エンベロープ波形egがア
フタータッチ情報ATに従って減衰する期間も同様に、直
線Mkに従って出力信号Fbの値が決定される。 また、イニシャルタッチ情報が最大値の1となった場
合は、直線Mnに従って信号Fbが決定され、信号Fbのレベ
ルは、エンベロープ波形egの発生開始時点で急激に信号
値αに立ち上がり、以後、エンベロープ波形egが立ち上
がった後、減衰して0になるまでの期間、信号値αを維
持する。 このように、イニシャルタッチが弱い場合は、弓圧信
号FAは、弓速度信号VAと共に、エンベロープ波形egの立
ち上がりに従って緩やかに立ち上がり、イニシャルタッ
チが強くなるに従い、弓圧信号FAが弓速度信号VAよりも
急激に立ち上がるように制御される。 そして、弓速度信号VAおよび弓圧信号FAが、楽音合成
部100における例振回路102に供給され、上述したように
例振信号VAMが発生される。そして、励振信号VAMが乗算
器26によって2分され、加算器2および6を介して閉ル
ープ回路101に入力される。そして、例振回路102から出
力され、閉ループ回路101内に導入された信号は、ルー
プ内を循環し、例振回路102に再入力される。この動作
は第2図において弓Lによって弦Sに与えられら振動
が、その擦弦位置から左右に伝播し、各固定端で反射さ
れて再び擦弦位置に戻る現象に対応している。そして、
以後、同様に、励振回路102によって励振信号VAMが演算
され、閉ループ回路101に入力されるという動作が繰り
返される。そして、閉ループ回路101を伝播する信号が
取り出され、楽音信号として出力される。なお、楽音信
号の取り出し位置は、閉ループ回路101における任意の
位置でよい。 そして、上述したように、弓速度信号VAおよび弓圧信
号FAがイニシャルタッチ情報ITに従って制御されるの
で、イニシャルタッチが弱い場合には弓に丁寧に弾いた
場合のバイオリン音が発生され、この場合、弓速度信号
VAによりバイオリン音の音色が左右される。また、イニ
シャルタッチが強い場合には、弓を力強く弾いた場合の
バイオリン音が発生され、この場合、弓圧信号VAによっ
てバイオリン音の音色が左右される。このように、打鍵
の際のタッチを調整するという簡単な操作により、多彩
な音色制御を行うことができる。また、本装置と実際の
バイオリンとを比較した場合、力の緩急と音色との関係
が似ているため、実際のバイオリン演奏の際に得られる
感動とかなり類似した感動を味わいながら、演奏を楽し
むことができる。 なお、上記実施例では、キーコードKCに応じて弓圧信
号FAのピーク値を制御するようにしたが、弓速度信号V
A、あるいは乗算係数ex等の他のパラメータを制御する
ようにしてもよい。
【第2実施例】 第10図はこの発明の第2実施例による電子楽器の構成
を示すブロック図である。なお、同図において、前述し
た第1図と対応する部分には同一の符号を付し、その説
明を省略する。 上述の第1実施例では、エンベロープ波形egの振幅値
の変化に対して弓圧信号FAが直線的に変化するようにな
っていたが、本実施例は、弓圧信号FAがエンベロープ波
形egに対し、曲線的に変化するようにしたものである。 弓圧信号発生回路115aは、エベロープ波形egおよびイ
ニシャルタッチ情報ITが入力され、以下、列挙する式
(5)〜(7)に従って、信号Fbを演奏する。 Fb=eg(1/IT) ……(5) (ただし、IT>0) Fb=eg ……(6) (ただし、IT=0) Fb=eg-IT ……(7) (ただし、IT<0) なお、この実施例では、イニシャルタッチ情報は負の
値(イニシャルタッチが強い場合)から正の値(イニシ
ャルタッチが弱い場合)に亙って変化するものとする。
そして、信号Fbが乗算器117を介すことにより、弓圧信
号FAとなって楽音合成部100に供給される。第11図は、
上記式(5)〜(7)によって示した弓圧信号発生回路
115aの入出力特性、すなわち、エンベロープ波形egと出
力信号Fbとの関係を例示したものである。なお、本実施
例では、デコーダ116aによって、キーコードKCと、ボリ
ュームあるいはペダル等の操作子によって設定される係
数exとに対応した乗算係数が求められ、乗算器114およ
び117に供給され、信号FAおよびVAのレベル調整が行わ
れる。 本実施例においても、鍵盤を叩く時のタッチの強さに
応じた弓速度信号VAおよび弓圧信号VAに自動的に発生さ
れ、バイオリン音の合成が行われる。また、タッチに応
じてバイオリン音の音色を変化させることができる。
【第3実施例】 第12図はこの発明の第3実施例による電子楽器の構成
を示すブロック図である。 同図において、フリップフロップ131は、鍵盤装置111
aから出力されるキーオン信号KONによってセットされ、
キーオフ信号KOFFによってリセットされる。アップダウ
ンカウンタ132は、フリップフロップ131のQ出力が“1"
の場合にアップカウントモードに、“0"の場合にダウン
カウントモードに設定される。このアップダウンカウン
タは12ビット構成であり、カウント範囲は000H…FFFHま
でとなっている。 メモリ133は、第13図に示すように、各記憶領域が複
数のバンク#1,#2,…に区分されてアクセス管理がなさ
れている。また、各バンク内の記憶番地には000h番地〜
FFFh番地までのバンク内アドレスが割り振られている。
そして、各バンクには、それぞれ異なったイニシャルタ
ッチ強度に対応した信号値FbおよびVbの列が記憶されて
おり、これらの信号値FbおよびVbに従って、弓圧信号FA
および弓速度信号VAが作成される。そして、メモリ133
には、アップダウンカウンタ132のカウント出力がバン
ク内アドレスとして供給されると共に、鍵盤装置111aか
ら発生されるイニシャルタッチの強さを示す情報IT/RT
がラッチ134を介し、バンク指定アドレスとして供給さ
れる。このようにアドレス指定が行われることにより、
メモリ133から信号FbおよびVbが読み出される。 一方、アップダウンカウンタ132のカウンタ出力は、E
XOR回路135に入力され、EXOR回路135の出力はANDゲート
136に入力される。このANDゲート136のもう一方の入力
には一定周期毎に発生されるクロックφが供給される。
また、ORゲート137には、キーオン信号KONおよびキーオ
フ信号KOFFが入力される。そして、ORゲート137の出力
とANDゲート136の出力がORゲート138に入力され、ORゲ
ート138の出力がアップダウンカウタ132のクロック端子
CLKに入力される。 鍵盤装置111aから発生されるアフタータッチ情報ATに
は、乗算器139によって係数k1が乗じられる。また、ア
フタータッチ情報ATに対し、乗算器140によって係数k2
が乗じられる。これらの係数はボリュームあるいはペダ
ル等の操作子によって設定される。そして、加算器141
によって、信号Fbと乗算器139の出力とが加算され、加
算結果が弓圧信号FAとして楽音合成部100に入力され
る。また、加算器142によって、信号Vbと乗算器140の出
力とが加算され、加算結果が弓速度信号VAとして楽音合
成部100に入力される。 以下、この電子楽器の動作を説明する。鍵盤装置111a
が操作される前の初期状態において、アップダウンカウ
ンタ132のカウント出力は000hとなっている。そして、E
XOR回路135の出力は“0"となるので、ANDゲート136の出
力は“0"となっている。 さて、鍵盤装置111aにおけるいずれかの鍵が押下され
ると、押下された鍵のキーコードKC、イニシャルタッチ
に応じた情報IT/RTおよびアフタータッチ情報ATが出力
される。そして、キーコードKCは、上述した第1実施例
および第2実施例と同様、遅延制御ROM112に入力され、
楽音合成部100内の遅延制御が行われる。また、情報IT/
RTはラッチ134に取り込まれ、メモリ133にバンク指定ア
ドレスとして供給される。 一方、キーオン信号KONによって、フリップフロップ1
31がセットされ、Q出力が“1"とされる。この結果、ア
ップダウンカウンタ132はアップカウントモードに設定
される。また、キーオン信号KONは、ORゲート137および
138を介し、アップダウンカウンタ132のクロック端子CL
Kに入力される。この結果、アップダウンカウンタ132の
カウント出力は0001hとなり、EXORゲート135の出力が
“1"となる。 そして、以後、クロックφがANDゲート136およびORゲ
ート138を介し、アップダウンカウンタ132に供給され、
アップダウンカウンタ132におけるアップダウンカウン
ト動作が行われる。そして、メモリ133における情報IT/
RTによって指定されたバンクから、アップダウンカウン
タ132のカウント出力に対応した信号値FbおよびVbが順
次読み出される。そして、この信号値FbおよびVbに乗算
器139および140の出力が各々加算され、各加算結果が弓
圧信号FAおよび弓速度信号VAとして楽音合成部100に供
給される。そして、アップダウンカウンタ132のカウン
ト出力がFFFhになると、EXOR回路135の出力が“0"とな
り、アップダウンカウンタ132へのクロックφの供給が
停止され、以後、弓圧信号FAおよび弓速度信号VAは一定
値を維持する。 次に、押下されていた鍵が離鍵されると、鍵盤装置11
1aからキーオフ信号KOFFが発生され、フリップフロップ
131がリセットされ、アップダウンカウンタ132がダウン
カウントモードに切り換えられる。また、キーオフ信号
KOFFがORゲート137および138を介し、アップダウンカウ
ンタ132のクロック入力端CLKに入力される。この結果、
アップダウンカウンタ132のカウント出力はFFEhとな
り、EXORゲート135の出力が“1"となる。 そして、以後、クロックφがANDゲート136およびORゲ
ート138を介し、アップダウンカウンタ132に供給され、
アップダウンカウンタ132におけるダウンカウント動作
が行われる。そして、メモリ133における情報IT/RTによ
って指定されたバンクから、前述したキーオン信号KON
の発生時とは逆向きに信号値FbおよびVbが順次読み出さ
れる。そして、この信号値FbおよびVbに乗算器139およ
び140の出力が各々加算され、各加算結果が弓圧信号FA
および弓速度信号VAとして楽音合成部100に供給され
る。そして、アップダウンカウンタ132のカウント出力
が000hになると、EXOR回路135の出力が“0"となり、ア
ップダウンカウンタ132へのクロックφの供給が停止す
る。このようにして、鍵操作に対応した弓圧信号FAおよ
び弓速度信号VAの発生制御が終了し、前述の初期状態に
戻る。 第14図(a)および(b)は、情報IT/RTが示すイニ
シャルタッチが強い場合にメモリ133から読み出される
信号値FbおよびVbの各々の時間的変化を例示したもので
ある。また、第15図(a)および(b)は、イニシャル
タッチが弱い場合における信号値FbおよびVbの各々の時
間的変化を例示したものである。このように信号Fbおよ
びVbの発生制御が行われる結果、イニシャルタッチが強
い場合には、弓速度が弓圧力の立ち上がりに伴って急激
に立ち上がる場合の楽音が合成され、イニシャルタッチ
が弱い場合には、弓速度が弓圧力の立ち上がりよりも遅
れてゆっくり立ち上がる場合の楽音が合成される。 なお、上記実施例において、メモリ133には信号値Fb
およびVbを記憶するようにしたが、時間的に連接した各
信号値間の差分をメモリ133に記憶し、メモリ133から読
み出された差分を累積することによって信号値Fbおよび
Vbを作成するようにしてもよい。このような方法を採っ
た場合、信号値FbおよびVbを記憶するための所要ビット
数に比べて、差分の所要ビット数ははるかに少なくて済
むので、メモリ133の容量を節約することができる。ま
た、上記実施例では、アフタータッチ情報ATに応じた一
定値を信号FbおよびVbに加算するようにしたが、アフタ
ータッチ情報ATに対応した波形メモリに記憶しておき、
この波形を読み出して信号FbおよびVbに加算するように
してもよい。 また、上記各実施例では、本発明を擦弦楽器に適用す
る場合を例に説明したが、本発明は打弦楽器、撥弦楽
器、管楽器等の他の自然楽器にも適用することができ
る。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、鍵盤で制御
しても自然な楽音を発生することが可能になり、また、
簡単な操作で楽音を発生することができるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例による電子楽器のブロッ
ク図、第2図はバイオリンの弦への励起振動の導入メカ
ニズムを説明する図、第3図は第1図に示す実施例の非
線形関数発生回路24の構成を示すブロック図、第4図〜
第7図は同実施例において用いられる非線形関数を説明
する図、第8図は同実施例における弓圧信号発生回路11
5の構成を示すブロック図、第9図は弓圧信号発生回路1
15の入出力特性を示す図、第10図はこの発明の第2実施
例による電子楽器の構成を示すブロック図、第11図は同
実施例における弓圧信号発生回路の入出力特性を示す
図、第12図はこの発明の第3実施例による電子楽器の動
作を示すブロック図、第13図は同実施例におけるメモリ
123の記憶内容を示す図、第14図および第15図は同実施
例の動作を示すタイムチャータ、第16図は従来のバイオ
リン音の電子楽器における楽音発生可能範囲を示す動作
マップである。 111,111a……鍵盤装置、113……エンベロープジェネレ
ータ、115,115a……弓圧信号発生回路、100……楽音合
成部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の鍵からなる鍵盤と、 前記鍵の操作に応答して、発音開始を指示する発音指示
    情報と前記鍵のタッチを示すタッチ情報とを出力する出
    力手段と、 前記出力手段からの前記発音指示情報の出力に応答し
    て、該発音指示情報が出力されてからの時間経過に従っ
    て変化する第1の信号を発生する第1の信号発生手段で
    あって、前記出力手段が出力する前記タッチ情報に応じ
    て前記第1の信号の形状を変化させる第1の信号発生手
    段と、 前記第1の信号発生手段が発生する前記第1の信号を、
    前記出力手段が出力する前記タッチ情報に応じて補正
    し、該補正結果を第2の信号として出力する第2の信号
    発生手段と、 少なくとも励振手段,遅延手段,および該遅延手段を閉
    ループ接続する閉ループ手段とからなり、前記励振手段
    が発生した励振信号を前記閉ループ手段に入力すること
    により楽音信号を発生させる音源手段であって、前記励
    振手段は前記第1および第2の信号発生手段が発生する
    第1および第2の信号に基づいて前記励振信号を発生さ
    せるものである音源手段と を具備することを特徴とする電子楽器。
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