JPH0131638B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 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するもので、ピアノの音
で代表されるように、低い音高ほど高い周波数の
高調波成分が多く、音高が高くなるに従つて高い
周波数の高調波成分が少なくなるようになつてい
る。

電子楽器の楽音信号発生装置にあつては、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）に対応した楽音破形を
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き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、音高指定手段によつ
て発生すべき楽音信号の音高を指定し、第１の波
形発生信号によりこの指定された音高で所定の高
調波成分を有する第１の波形信号を発生するとと
もに、第２の波形発生手段により上記指定音高で
上記第１の波形信号より高い周波数の高調波成分
を多く有する第２の波形信号を発生し、合成手段
により上記第１及び第２の波形信号を合成し、メ
モリを備えたパラメータ信号発生手段により上記
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、上記パラメ
ータ信号を用いた制御手段の作用によつて合成手
段における第１及び第２の波形信号の合成割合を
上記音高指定手段により指定された音高またはそ
の音高の属する音域の上昇に従つて上記第２の波
形信号の合成率が減少するとともに上記第１の波
形信号の合成率が増加するように制御するもので
ある。

そして、かかる制御により、発生楽音の音高ま
たはその音高の属する音域の上昇に従つて、高い
周波数の高調波成分が減少する楽音が得られるよ
うになる。

（実施例） 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、特願昭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、鍵盤回路１の出力側は周波数
情報メモリ２の入力側に接続されている。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
ロツクパルス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の出力側は乗算器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
端子には鍵盤回路１から押鍵によつて出力される
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
入力されてる。乗算器１６の出力側はデイジタル
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
端子にクロツクパルスφが入力されるカウンタ３
２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
れ接続された加算器３４と、入力端子が加算器３
４の出力側に、また出力端子Ａ，Ｂ，Ｃがそれぞ
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算装置３５とを、含んで
なるものである。

ここで、鍵盤回路１は、発生すべき楽音の音高
を指定する本願発明の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イ
ツチを有し、ある鍵が押鍵されるとその鍵に対応
する鍵スイツ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。
鍵盤回路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、鍵盤回路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
機能を有している。また、周波数情報メモリ２に
は各鍵の音高にそれぞれ対応する値の周波数情報
Ｆ（定数）が記憶されている。

なお、押鍵によつて鍵盤回路１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３
２のリセツト端子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ツチによりこの波
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の波形振幅値が記憶されており、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。なお、これらの波形メモリ４
〜６が、周波数情報メモリ２および累算器３と共
に、本願発明の第１及び第２の波形発生手段にそ
れぞれ対応する。各波形メモリ４，５，６に関し
ては、前記第１の波形発生手段が波形メモリ５に
対応しかつ該第１の波形発生手段より高調波成分
を多く有する前記第２の波形発生手段が波形メモ
リ４に対応すると同時に、前記第１の波形発生手
段が波形メモリ６に対応しかつ前記第２の波形発
生手段が波形メモリ５に対応する。そして、これ
らの対応関係の変化は電子楽器の鍵域の設定及び
後述する楽音波形の時間的変化に関する考慮に起
因するものである。

また、キー音色バランスパラメータテーブル３
１は本願発明のパラメータ信号発生手段に対応す
るもので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、例えば第４図に示す
様に鍵A₀〜C₈（88鍵）までの各鍵の音高に対応す
るパラメータ（定数）K_pの各値（音高の上昇に
従つて負から正に徐々に変化する値）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。

一方、パラメータ演算装置３５は本願発明の制
御手段を構成するもので、加算器３４の出力
P′（ｔ）（＝K_p＋Ｐ（ｔ））の値に対応して次の(イ)
、
(ロ)の様な演算を行い、その出力端子Ａ，Ｂ，Ｃか
らそれぞれパラメータ信号ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）、ｃ
（ｔ）を出力する様に構成されている。

(イ) P′（ｔ）≧０の時；ａ（ｔ）＝０、 ｂ（ｔ）＝１−ｃ（ｔ）、ｃ（ｔ）＝P′（ｔ） (ロ) P′（ｔ）＜０の時；ａ（ｔ）＝｜P′（ｔ）｜、 ｂ（ｔ）＝１−ａ（ｔ）、ｃ（ｔ）＝０ 乗算器７，８，９は前記パラメータ演算装置３
５とともに本願発明の制御手段を構成するもの
で、各波形メモリ４，５，６からの各波形振幅値
W1、W2、W3にパラメータ演算装置３５からの
各パラメータ信号ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）、ｃ（ｔ）をそ
れぞれ乗算して出力する。加算器１０は前記各乗
算結果W1・ａ（ｔ）、W2・ｂ（ｔ）、W3・ｃ（ｔ）
を加算して乗算器１６に出力することにより、各
波形メモリ４，５，６からの各波形振幅値W1、
W2、W3を合成して乗算器１６に供給するもの
で、本願発明の合成手段に対応する。

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によりクロツクパルスφのタイミングで
順次累算され、その累算値qF（ｑ＝１、２……）
は波形メモリ４，５，６に読み出しアドレス信号
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。従つて、乗算器７から出
力される波形信号は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W2・ｂ
（ｔ）、W3・ｃ（ｔ）に変換される。これらの各波
形信号W1・ａ（ｔ）、W2・ｂ（ｔ）、W3・ｃ（ｔ）
は加算器１０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［W1・ａ（ｔ）
＋W2・ｂ（ｔ）＋W3・ｃ（ｔ）］となる。

一方、パラメータ信号発生器３０においては、
鍵盤回路１の押下鍵に対応する出力線に論理値１
が出力されるため、キー音色バランスパラメータ
テーブル３１は押下鍵の音高に対応する値のパラ
メータK_pを出力する。今、鍵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図から明かな様にK_pの値は「−0.5」となる。
このキー音色バランスパラメータテーブル３１の
出力値K_p＝−0.5が加算器３４の第１の入力端子
Ａに入力される。

また、押鍵と同時に鍵盤回路１からキーオン信
号KONが出力され、これがカウンタ３２のリセ
ツト端子Ｒに入力されるため、カウンタ３２は初
期値からクロツクパルス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
（ｔ）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、その結果加算器３４は出力値として
P′（ｔ）＝K_p＋Ｐ（ｔ）を出力する。（前記した様
に、ここでは鍵A₂が押鍵されているためK_p＝−
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）K_pと押鍵
時間に関するパラメータ（情報）Ｐ（ｔ）が加算
される。

次に、第５図のパラメータＰ（ｔ）の経時変化
に従つて、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t₀（第５図参照）では、Ｐ（t₀）＝−0.25であ
るためP′（ｔ）＝K_p＋Ｐ（ｔ）＝−0.75となる。従つ
て、P′（ｔ）＜０であるため、パラメータ演算装置
３５は前記(ロ)の演算を行ない、ａ（t₀）＝0.75、ｂ
（t₀）＝0.25、ｃ（t₀）＝0.00をそれぞれ出力する。
これらのパラメータ信号ａ（t₀）、ｂ（t₀）、ｃ（t₀）
は波形メモリ４，５，６から出力される各波形信
号W1、W2、W3とそれぞれ乗算されて加算器１
０で加算される。従つて、加算器１０から出力さ
れる楽音信号は（0.75W1＋0.25W2）となる。こ
の楽音信号は高調波の多い波形信号W1［第３図
Ａ］と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t₁では、Ｐ（t₁）＝0.5であるためP′（t₁）＝K_p
＋Ｐ（t₁）＝０となる。従つて、パラメータ演算装
置３５は前記(イ)の演算を行い、ａ（t₁）＝０、ｂ
（t₁）＝１、ｃ（t₁）＝０を出力する。従つて、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。

次に、鍵A₄が押鍵された場合を考える。この
場合第４図から明かな様にK_p＝0.25である。

時刻t₀では、Ｐ（t₀）＝−0.25であるため、P′（t₀
）
＝K_p＋Ｐ（t₀）＝０となる。従つて、パラメータ演
算装置３５は前記(イ)の演算を行ない、ａ（t₀）＝
０、ｂ（t₀）＝１、ｃ（t₀）＝０を出力する。従つ
て、この場合加算器１０が出力する楽音信号は高
調波の比較的少ない波形信号W2になる。

時刻t₁では、Ｐ（ｔ）＝0.5であるため、P′（ｔ）＝
0.75となる。従つて、パラメータ演算装置３５は
前記(イ)の演算を行い、ａ（ｔ）＝０、ｂ（ｔ）＝
0.25、ｃ（ｔ）＝0.75をそれぞれ出力する。従つ
て、加算器１０が出力する楽音信号は（0.25W2
＋0.75W3）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。

この様にして、加算器１０から出力される楽音
信号［W1・ａ（ｔ）＋W2・ｂ（ｔ）＋W3・ｃ（ｔ）］
は、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。

これまで鍵A₂，A₄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）K_p
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、両パラメータK_p、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W1、W2、W3の重み付け用のパラメータ信号
ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）、ｃ（ｔ）がパラメータ演算装置
３５から発生される。従つて、自然楽器の様に押
下鍵の音高によつて波形形状（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、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K_p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
K_p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、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、所定の高調波
成分を有する第１の波形信号と第１の波形信号よ
り高い周波数の高調波成分を多く有する第２の波
形信号の合成割合を、上記音高または音域の上昇
に従つて第２の波形信号が減少するとともに第１
の波形信号が増加するように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
たは音域の上昇に従つて高調波成分が減少する自
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ツク
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，Ｂ，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、第４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K_p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）の一例を示す波形図である。 １……鍵盤回路、２……周波数情報メモリ、３
……累算器、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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発生すべき楽音信号の音高を指定する音高指
   定手段と、 上記音高指定手段により指定された音高で、か
   つ所定の高調波成分を有する第１の波形信号を発
   生する第１の波形発生手段と、 上記音高指定手段により指定された音高で、か
   つ上記第１の波形信号より高い周波数の高調波成
   分を多く有する第２の波形信号を発生する第２の
   波形発生手段と、 上記第１及び第２の波形信号を合成して楽音信
   号を発生する合成手段と、 上記第１及び第２の波形信号の合成割合を制御
   するためのパラメータ信号を各音高または各音域
   に対応して記憶したメモリを有し、上記音高指定
   手段により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、 上記パラメータ信号発生手段から発生されたパ
   ラメータ信号に基づき、上記合成手段における上
   記第１及び第２の波形信号の合成割合を上記音高
   指定手段により指定された音高またはその音高の
   属する音域の上昇に従つて上記第２の波形信号の
   合成率が減少するとともに上記第１の波形信号の
   合成率が増加するように制御する制御手段と を備えたことを特徴とする楽音信号発生装置。