JPH02293898A - 楽音波形信号形成装置 - 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】

［産業上の利用分野１ 本発明は電子楽器、音楽教育装置，玩具等に利用される
楽音波形信号形成装置に係り、特に楽音のピッチ、音色
、音量等の楽音要素を定常的又は時間的に制御するため
の楽音制御信号を入力して，同楽音制御信号に応じた楽
音波形信号を形成する楽音波形信号形成装置に関する。 ［従来技術】 従来、この種の装置は、例えば特開昭６３−４０１９９
号公報に示されるように、波形信号の往路としての第１
信号ラインと，波形信号の復路としての第２信号ライン
と、発音すべき楽音の楽音要素を制御するための楽音制
御信号及び前記第２信号ラインからの波形信号を入力す
るとともに同波形信号を同楽音制御信号に応じて変更し
て前記第１信号ラインに出力する楽音制御信号入力部と
、前記第１信号ラインから入力された波形信号を発音す
べき楽音のピッチに対応した時間だけ遅延して第２信号
ラインへ帰還する波形信号伝送部とを備え、前記楽音制
御信号入力部を管楽器のマウスピースに対応させるとと
もに、前記波形償号伝送部を管楽器の共鳴管に対応させ
、外部から、演奏情報に従った楽音ｉｇ御信号を楽音制
御信号入力部に入力して、該入力された楽音制御信号に
応じて波形信号を発生させることにより、管楽器等の楽
音を模倣した楽音を発生させるようにしている。

【発明が解決しようとする課題】

しかるに，上記従来の装置にあっては、楽音制御信号入
力部と波形信号伝送部とが直接接続されているために、
実際の管楽器におけるマウスピースとリードとの間隙直
後における空気流の特性をよりよくシミュレートするこ
とができず、発生楽音として十分満足できるものを得る
ことができなかった。 本発明は、上記問題に対処するために案出されたもので
、その目的は実際の管楽器音をよりよく模倣できると同
時に、該模倣でない場合においても豊かな楽音を発生で
きるようにした楽音波形信号形成装置を提供するもので
ある．

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、上記請求項１に係る発明の
構成上の特徴は、上記従来技術と同様なｊｌ！１信号ラ
インと、第２信号ラインと，楽音制御信号入力部と、波
形信号伝送部とを備えた楽音波形信号形成装置において
、前記楽音制御信号入力部と前記波形信号伝送部との間
に設けられ前記第１及びｔＪ２信号ラインのうちの各一
方の信号ライン上の波形信号を各他方の信号ラインに相
互に供給し合う波形信号ループ手段を設けたことにある
．また、上記請求項２に係る発明は，前記請求項１に係
る発明の波形信号ループ手段を具体的に示すもので，前
記波形信号ループ手段を、前記第１信号ライン中に介装
され同第１信号ラインからの波形信号と前記第２信号ラ
インからの波形信号とを合成演算して前記第１信号ライ
ンへ出力する第１演算手段と、前記第２信号ライン中に
介装され同第２信号ラインからの波形信号と前記第１信
号ラインからの波形信号とを合成演算して前記第２信号
ラインへ出力する第２演算手段とで構成したものである
． また、上記請求項３に係る発明も、前記請求項１に係る
発明の波形信号ループ手段を具体的に示すもので、前記
波形信号ループ手段を、前記第１信号ライン中に介装さ
れ同第１信号ラインからの波形信号と前記第２信号ライ
ンからの波形信号とを加算演算して前記第１信号ライン
へ出力する第１加算手段と、前記第２信号ライン中に介
装され同第２信号ラインからの波形信号と前記第１信号
ラインからの波形信号とを加算演算して前記第２信号ラ
インへ出力する第２加算手段と、前記第２信号ラインか
ら前記第１加算手段への波形信号路中に設けられ同第２
信号ラインからの波形信号に係数を乗算する第１乗算手
段と，前記第１信号ラインから前記第２加算手段への波
形信号路中に設けられ同第１信号ラインからの波形信号
に係数を乗算する第２乗算手段とで構成したものである
。

【発明の作用】

上記のように構成した請求項１〜３に係る発明において
は，第１信号ライン、第２信号ライン、楽音制御信号入
力部及び波形信号伝送部は上記従来装置と同様に作用し
、波形信号ループ手段が（請求項２に係る発明の場合に
は、特に第１及び第２演算手段が、また請求項３に係る
発明の場合には、特に第１及び第２加算手段と第１及び
第２乗算手段とが）、第１及び第２信号ラインのうちの
各一方の信号ライン上の波形信号を各他方の信号ライン
に相互に供給し合って、実際の管楽器のマウスピースと
リードとの間隙直後における空気流の特性をよりよくシ
ミュレートするので、前記マウスピース内における空気
の変化状態をも考慮して管楽器音に対応した楽音信号が
形成される。

【発明の効果】

上記作用説明からも明かなように、上記請求項１〜３に
係る発明によれば、管楽器のマウスピース内における空
気流の変化状態をも考慮して楽音僧号が形成されるので
、実際の管楽器音をよりよく模倣でき、発生楽音として
十分満足できるものが得られる。 また、上記請求項１〜３に係る発明を、実際の管楽器を
模倣した楽音信号の形成に利用しないで、新たな楽音信
号の形成に利用することもでき、かかる場合においては
、該新たな楽音として十分豊かな楽音を発生できるよう
になる。

【実施例】

ａ．基本的構成 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明すると、第１
図は本発明に係る楽音波形信号形成装置を備えた電子楽
器の基本的構成例を示している。 この電子楽器は演奏情報発生部１０、音色情報発生部２
０及び楽音制御信号発生部３０を備え、演奏情報発生部
１０からの演奏情報及び音色情報発生部２０からの音色
情報に基づいて楽音制御信号発生部３ｏから発生される
楽音制御信号を、楽音制御信号入力部１００、波形信号
ループ部２００及び波形信号伝送部３００からなる楽音
波形信号形成装置へ供給して楽音波形信号を形成するよ
うにしたものである。 演奏情報発生部１０は音階に対応した複数の鍵からなる
鍵盤と、該各鍵の押鍵操作の有無を検出する押鍵検出回
路、押鍵操作速度を検出するイニシャルタッチ検出回路
、押鍵圧力又は押鍵深さを検出するアフタータッチ検出
回路等の鍵盤に付随する各種回路とを備え，押鍵の有無
、イニシャルタッチ、アフタータッチ等の演奏情報を出
力する．音色情報発生部２０は音色選択スイッチ及び同
スイッチの操作検出回路と備え、選択音色を表す音色情
報を出力する．楽音制御信号発生部３０は例えばマイク
ロコンピュータ、楽音制御パラメータ記憶テーブル等に
より構成され、前記演奏情報及び音色情報に応じて前記
テーブルを参照して、時間変化しない各種楽音制御信号
と時間変化する各種楽音制御信号とを出力する。これら
の楽音制御信号は、例えば，鍵盤にて押鍵された鍵によ
り決定され発生楽音のピッチを表すピッチ僧号ＰＩＴと
，イニシャルタッチ演奏情報、アフタータッチ演奏情報
及び音色情報により決定され管楽器演奏時における口内
圧力（吹奏圧）を表す口内圧力信号ＰＲＥＳと、前記各
演奏情報により決定され管楽器演奏時における唇の構え
，締め等を表すアンプシュール信号ＥＭＢＳとからなる
。 なお、息圧等を検出するセンサを備えたマウスコントロ
ーラを本件実施例の電子楽器に接続可能とした場合には
、前記演奏情報の一部を同マウスコントローラから得る
ようにしてもよい。また、電子管楽器に本発明を適用し
た場合には、該管楽器の演奏部から前記各種演奏情報を
得るようにする．さらに，前記演奏情報発生部１０及び
音色情報発生部２ｏとして、他の楽器、自動演奏装置等
を採用し、同他の楽器、自動演奏装置等から楽音制御信
号発生部３ｏに演奏情報及び音色情報が供給されるよう
にしたり，また他の楽器、自動演奏装置内にて前記各種
楽音制御信号が形成されるようにして，同楽音制御信号
が楽音制御信号入力部１００、波形信号ループ部２００
及び波形信号伝送部３００からなる楽音波形信号形成装
置へ直接供給されるようにしてもよい。 楽音制御信号入力部１００は減算器１０１と非線形変換
回路１０２とからなる。減算器１０１は波形信号の復路
をなす信号ラインＬ２からの波形信号から口内圧力信号
ＰＲＥＳを減算して出力し、非線形変換回路１０２は基
本的には前記減算結果をＷ１２図に示す特性に従って非
線形変換して波形信号の往路をなす信号ラインＬ１八出
力するもので、該減算及び非線形変換により、第３図の
マウスピース４１の端部に固定されたリード４２の振動
による入射波Ｗ１の形成状態がシミュレートされる。 すなわち、減算器１０１の減算は、口内圧力と、共鳴管
からマウスピース４２内へ伝播して来た反射波圧力との
差圧に応じてリード４１が変位し、該変位に応じて入射
波が形成される状態を示しており、非線形変換器１０２
の変換はりード４２の力に対する曲げの非線形特性，マ
ウスピース４１内を通過する空気流と空気圧の非線形特
性等を示している。また、非線形変換回路１０２にはア
ンプシュール信号ＥＭＢＳが供給されており、同信号Ｅ
ＭＢＳに応じて前記基本的な非線形変換特性が修正され
るようになっている。なお、減算器１０１は、口内圧力
信号ＰＲＥＳと信号ラインＬ２からの波形信号あ正負の
符号を考慮することにより、加算器で構成しても等価で
ある。 波形信号ループ部２００は各信号ラインＬｌ，Ｌ２内に
挿入された加算器２０１，２０２により構成される。加
算器２０１はその一方の入力に信号ラインＬ１から供給
される波形信号とその他方の入力に信号ラインＬ２から
供給される波形信号とを加算して信号ラインＬ１へ出力
し、加算器２０２はその一方の入′力に信号ラインＬ２
から供給される波形信号とその他方の入力に信号ライン
Ｌ１から供給される波形信号とを加算して信号ラインＬ
２へ出力するものである。これにより、第３図に示すよ
うに、マウスピース４１とリード４２との間隙直後にお
ける入力流速による入射波Ｗ１及び共鳴管からの反射波
Ｗ２の合成として圧力Ｑの発生状態がシミュレートされ
る。 波形信号伝送部３００は信号ラインＬｌ上の波形信号を
信号ラインＬ２へ帰還するもので、該帰還路にはローバ
スフィルタ３０１及び遅延回路３０２が介装されている
。ローパスフィルタ３０１は共鳴管の形状をシミュレー
トするものであり、遅延回路３０２は共鳴管の長さ及び
同共鳴管の錫部からトーンホールまでの長さに対応して
マウスピース４１から入射した入射波が反射波としてマ
ウスピース４１へ戻って来る状態をシミュレートするも
のである。かかる場合、遅延回路３０２はピッチ信号Ｐ
ＩＴによりその遅延時間が可変制御されるようになって
おり、該遅延時間の可変制御により発生楽音の音高が主
に決定されるようになっている。そして、信号ラインＬ
Ｌ，Ｌ２上の波形信号が出力信号として取り出されるよ
うになっている． 次に、上記のように構成した基本的構成例の動作を説明
する。演奏情報発生部１０からの各種演奏情報及び音色
情報発生部２ｏからの音色情報が楽音制御信号発生部３
０へ供給されると、同制御信号発生部３０は前記各情報
に基づいて口内圧力信号ＰＲＥＳ．　　アンプシュール
信号ＥＭＢＳ及びピッチ信号ＰＩＴをそれぞれ出力する
。口内圧力信号ＰＲＥＳは楽音制御入力部１００の減算
器１０１にて信号ラインＬ２からの反射波Ｗ２を表す波
形信号と演算されて非線形変換回路１０２へ供給され、
該演算結果は非線形変換回路１０２にてリード４２の特
性に従って非線形変換されて信号ラインＬ１に出力され
るので，信号ラインＬ１にはリード４２の変位に応じた
入射波Ｗ１を表す波形信号が出力されることになる。 この信号ラインＬｌ上の波形信号は波形信号ループ部２
００を介して波形信号伝送部３００に供給され、同信号
はローパスフィルタ３０１にて共鳴管の特性に従って変
形されるとともに、遅延回路３０２にて遅延されて、再
び波形信号ループ部２００を介して楽音制御信号入力部
１００の減算器１０１へ帰還される。かかる場合、遅延
回路・３Ｏ２は前記ピッチ信号ＰＩＴにより制御されて
演奏された鍵音高に対応した時間だけ波形信号を遅延す
るので、楽音制御信号入力部１００から出力された波形
信号が信号ラインＬｌ，Ｌ２を介して再び同入力部１０
０へ帰還されるまでの時間は前記鍵音高にほぼ対応した
ものとなり、信号ラインＬｌ，Ｌ２上の波形信号は鍵音
高に対応した基本周波数を有するものとなる。 また、かかる波形信号の連続帰還動作中、波形信号ルー
プ部２００においては，加算器２０１，２０２の作用に
より、信号ラインＬ１を介して波形信号伝送部３００へ
進行する入射波を表す波形信号の一部が楽音制御信号入
力部１００へ帰還されるとともに、信号ラインＬ２を介
して楽音制御信号入力部１００へ進行する反射波を表す
波形信号の一部が波形信号伝送部３００へ帰還されるの
で、マウスピース４１内における空気流の変化状態がよ
りよくシミュレートされ、信号ラインＬｌ，Ｌ２上の波
形信号が実際の管楽器を模倣したものとなる。 かかる動作説明からも理解できるとおり、上記基本的構
成例によれば、マウスピース４１における音響信号の形
成状態及び共鳴管における音響信号の伝達状態がより良
くシミュレートされ、実際の管楽器の音に近い楽音信号
の形成が可能となる。 また、この楽音信号形成装置を、実際の管楽器音の模倣
ばかりでなく、新たな楽音信号の合成にも利用できるこ
とはもちろんである。 なお、上記基本的構成例においては、波形信号伝送部３
００のローパスフィルタ３０１の前段から波形信号を出
力するようにしたが，波形信号は信号ラインＬＬ，Ｌ２
上を循環しながら進行するものであるので、波形信号の
出力位置は前記箇所でなくても信号ラインＬｌ，Ｌ２上
の任意の位置とすることができる。 また、上記基本的構成例における非線形変換回路１０２
を第２図のような傾向の入出力特性を有する複数の非線
形テーブルで構成すると同時に，アンプシュール信号Ｅ
ＭＢＳにより前記非線形テーブルを切り換えて使用する
ようにしてもよいが，この非線形変換回路１０２を種々
の構成とすることもできる。例えば、第４Ａ図に示すよ
うに、加算器１１１，１１２にて減算器１０１からの信
号にそれぞれアンプシュール信号ＥＭＢＳとノイズ信号
をそれぞれ加算し、該アンプシュール信号ＥＭＢＳを加
算したものを非線形テーブル１１３にて非線形変換する
とともに、乗算器１１４にて該非線形変換したものと前
記ノイズ信号を加算したものとを乗算して信号ラインＬ
１に出力するようにしてもよい。また、第４Ｂ図に示す
ように、前記加算器１１２と乗算器１１４との間にも非
線形変換テーブル１１５を挿入して、前記ノイズ信号を
加算した信号をさらに非線形変換するように構成するこ
ともできる。かかる場合、ノイズ信号は楽音制御信号発
生部３０から供給されるようにし、非線形テーブルの特
性はその用途に応じて種々に決定するようにするとよい
。また、かかる場合、前記ノイズ信号の代わりに演奏情
報に基づき形成した別の信号を泪いてもよい。さらに、
第４Ａ図及び第４Ｂ図の回路において、破線矢印位置に
，制御信号と加減演算又は乗除演算する演算回路，各種
フィルタ、他の非線形回路、遅延回路等を適宜挿入する
ようにしてもよい。このように，非線形回路１０２を種
々に構成することにより種々の楽音信号の形成が可能と
なる。 さらに、上記非線形テーブル１１３，１１５を、第４Ｃ
図に示すように、複数の非線形テーブル１２１，１２１
・・・を並列に接続するとともに、各テーブル１２１，
１２１・・・の出力を加算器１２２，１２２・・・にて
加算して出力するような回路で置換することもできる。 また、第４Ｄ図に示すように、複数の非線形テーブル１
２３，１２３・・・を直列接続したり、第４Ｅ図に示す
ように，複数の直列接続した非線形テーブル１２４，１
２４・・・の各間に各係数ａ　８．　ａ　＋・・・ａｎ
を乗算する乗算器１２５，１２５・・・を設けるように
した回路で置換してもよい。かかる場合、各係数ａｌｌ
，ａｌ・・・ａｎは固定されていてもよいし、楽音制御
信号発生部３ｏにより演奏情報又は時間経過に従って可
変設定されるものを用いるようにしてもよい。このよう
に、非線形テーブル１１３，１１５を複雑にすることに
より大きな自由度をもった非線形変換が可能となる。 さらに、非線形テーブル１１３，１１５の代わりに、第
４Ｆ図に示すように、級数和により非線形変換する回路
を採用してもよい。すなわち、該回路は入力信号Ｘを必
要な次数まで順次乗算する乗算器１２６，１２６・・・
と、入力信号及び前記各乗算結果に係数ａ＋．ａ２・・
・ａｎを乗算する乗算器１２７，１２７・・・と、各項
を順次加算する加算器１２８，１２８・・・とを備え、
入力信号Ｘに対して下記出力信号を得るようしている。 ａｓ＋ａ＋ｘ＋ａ２ｘ２＋−　−　６＋ａｎＸ’かかる
場合も、係数ａｌｌ，ａｌ．ａ２・・・ａｎは前記第４
Ｅ図の場合と同様に設定される。このようにして，入力
信号を非線形変換することにより、テーブルが不要とな
る。 また、上記基本的構成例の波形信号ループ部２０ｏを，
第５Ａ図〜第５Ｄ図に示すように変形することも可能で
ある。第５Ａ図の波形信号ループ部２００によれば、加
算器２１１にて、楽音制御信号入力部１００から信号ラ
インＬ１を介して入力された波形信号と、波形信号伝送
部３００から信号ラインＬ２を介して入力された波形信
号とが加算されて、信号ラインＬ１を介して波形信号伝
送部３００へ供給される．また、加算器２１２にて、前
記信号ラインＬ１を介して入力された波形信号と、前記
僧号ラインＬ２を介して入力された波形信号を乗算器２
１３にて２倍にしたものとが加算されて、信号ラインＬ
２を介して楽音制御信号入力部１００に供給される。な
お、この回路は第１図の波形信号ループ部２００と等価
な回路である。 第５Ｂ図の波形信号ループ部２００によれば、加算器２
１４にて、楽音制御信号入力部１００から信号ラインＬ
１を介して入力された波形信号と、波形信号伝送部３０
０から信号ラインＬ２を介して入力された波形信号とが
加算されて、信号ラインＬ２を介して波形信号伝送部３
００へ供給される．また、加算＠２１５にて、前記信号
ラインＬ１を介して入力された波形信号と、前記信号ラ
インＬ１を介して入力された波形信号とが加算されて、
信号ラインＬ２を介して楽音制御信号入力部１００に供
給される。 第５Ｃ図の波形信号ループ部２００によれば，加算器２
２１にて、楽音制御信号入方部１００から信号ラインＬ
１を介して入方された波形信号と、波形信号伝送部３０
０から信号ラインＬ２を介して入力された波形信号に乗
算器２２２にて係数ａ１を乗算したものとが加算された
後、乗算器２２３にて該加算結果に係数ａ２が乗算され
て、信号ラインＬ１を介して波形信号伝送部３００へ供
給される。また，加算器２２４にて、前記信号ラインＬ
１を介して波形信号伝送部３００へ供給される波形信号
に乗算器２２５にて係数ａ３を乗算したものと，前記信
号ラインＬ２を介して入方された波形信号に乗算器２２
６にて係数ａ４を乗算したものとが加算されて，信号ラ
インＬ２を介して楽音制御信号入力部１００に供給され
る．かかる場合、各係数ａ１〜ａ４は固定されていても
よいし、楽音制御信号発生部３０により演奏情報又は時
間経過に従って可変設定されるものを用いるようにして
もよい。 第５Ｄ図の波形信号ループ部２００によれば、加算器２
３１にて、楽音制御信号入力部１００から信号ラインＬ
１を介して入力された波形信号に乗算器２３２にて係数
ａ１を乗算したものと，波形信号伝送部３００から信号
ラインＬ２を介して入力された波形信号に乗算器２３３
にて係数ａ２を乗算したものとが加算されて，信号ライ
ンＬ１を介して波形信号伝送部３００へ供給される．ま
た、加算器２３４にて、前記信号ラインＬ１を介して入
力された波形信号に乗算器２３５にて係数ａ３を乗算し
たものと、前記信号ラインＬ２を介して入力された波形
信号に乗算器２３６にて係数ａ４を乗算したものとが加
算されて、信号ラインＬ２を介して楽音制御信号入力部
１００に供給される。なお、各係数ａ１〜ａ４について
は、第５Ｃ図の場合と同じである。 このように、波形信号ループ部２００を種々の構成にす
ることにより，種々の管楽器のマウスピース４１内にお
ける空気流の変化状態のシミュレートが可能となると同
時に、楽音信号形成に自由度が増し、種々の楽音信号が
形成し易くなる。 また、前述の波形信号ループ部２００の各種回路例にお
いて、第５Ａ図〜第５Ｄ図の′破線で示すように，マウ
スピース４１の構造を考慮して、短い時間だけ波形信号
を遅延する遅延回路２３７を波形信号ループ部２００の
入力側に設けるようにしてもよい。 ｂ．第１の具体的実施例 次に、当該楽音信号形成装置の具体的な実施例を図面を
用いて説明すると，第６図はクラリネット、サックス等
の楽音信号の形成に最適な楽音信号形成装置を示してい
る。 かかる場合も、楽音信号形成装置は、上記基本的構成例
の場合と同様に、楽音制御信号入力部１ｏＯ、波形信号
ループ部２００及び波形信号伝送部３００により形成さ
れているとともに、楽音制御信号発生部３０から発生楽
音の周波数に対応するピッチ信号ＰＩＴと、演奏情報に
基づき時変動するアンプシュール信号ＥＭＢＳ及び口内
圧力信号ＰＲＥＳとが前記楽音信号形成装置に供給され
ている。 楽音制御信号入力部１００は減算器１５１を有し、同減
算器１５１は，信号ラインＬ２から入力される波形信号
から口内圧力信号ＰＲＥＳを減算することにより、マウ
スピース４１のリード４２（第３図参照）を変位させる
ための差圧を表す差圧信号を出力する。減算器１５１の
出力にはローパスフィルタ１５２が接続されており、同
フィルタ１５２は前記差圧信号の高城成分を除去して出
力する。これは、リード４２が高城成分に応答しないた
めである。ローパスフィルタ１５２の出力には加算器１
５３が接続されており，同加算器１５３はアンプシュー
ル信号ＥκＢＳと前記ローパスフィルタ１５２の出力と
を加算して非線形テーブル１５４に出力する．非線形テ
ーブル１５４は付与された圧力に対するリード４２の変
位量をシミュレートするもので、第７図のような入出力
特性を有している．これにより、非線形テーブル１５４
の出力はマウスピース４１のリード４２部における空気
通路面積を表す信号となる。この非線形テーブル１５４
の出力は乗算器１５５の一方の入力に接続されている。 乗算器１５５の他方の入力には加算器１５１からの差圧
信号が非線形テーブル１５６を介して供給されている。 この非線形テーブル１５６は、差圧が大きくなっても狭
い管路では流速が飽和して差圧と流速とが比例しないこ
とをシミュレートするもので，第８図のような入出力特
性に設定されている。これにより、マウスピース４１内
のリード４２部で差圧が流速に与える影響を考慮して補
正された差圧信号が乗算器１５５の他方の入力に供給さ
れることになる。そして、乗算器１５５は両入力に供給
された信号、すなわちリード４２部における空気通路面
積を表す信号と補正された差圧信号とを乗算して出力す
るので、同乗算器１５５の出力信号はマウスピース４１
内のリード４２部における空気流速を表す信号となる。 乗算器１５５の出力は乗算器１５７の入力に接続されて
おり，同乗算器１５７は前記空気流速を表す信号にマウ
スピース４１内のインピーダンス（空気抵抗）を表す固
定係数ｋを乗算して、該乗算結果を音圧信号として信号
ラインＬ１を介して波形信号ループ部２００に供給する
． 波形信号ループ部２００は、加算器２５１，２５２によ
り、上記第１図の基本的構成例の場合と全く同様に構成
されており、前述のように，マウスピース４１内におけ
る空気流の変化状態をシミュレートしている。 波形信号伝送部３００は信号ラインＬｌ，Ｌ２間に接続
されたローパスフィルタ３５１、ハイパスフィルタ３５
２及び遅延回路３５３を備えている。ローパスフィルタ
３５１及びハイパスフィルタ３５２においては、そのカ
ットオフ周波数がピッチ信号ＰＩＴすなわち発生楽音の
音高に応じて変更制御されるようになっている。なお、
かかる場合、ハイパスフィルタ３５２を省略することも
できる．遅焉回路３５３については，上記第１図の基本
的構成例の場合と全く同じである．また，信号ラインＬ
１には空気中の楽音の放射特性をシミュレートするため
のバンドパスフィルタ４０１が接続され、同フィルタ４
０１から波形信号が出力されるようになっている。 上記のように構成した第１の具体的実施例においては、
上記基本的構成と同様に動作し、クラリネット、サック
ス等の具体的な管楽器における音響波形信号の発生状態
、伝達状態がよりよくシミュレートされ、実際の管楽器
によく似た楽音を得ることができる。 Ｃ．第２の具体的実施例 次に，金管楽器の楽音信号の形成に最適な楽音信号形成
装置について説明する。 第９図は該楽音信号形成装置の具体的実施例を示してお
り、かかる場合も、同装置は、上記基本的構成例の場合
と同様に、楽音制御信号入力部１００、波形信号ループ
部２００及び波形信号伝送部３００により形成されてい
るとともに，楽音制御信号発生部３ｏからは、発生楽音
の周波数に対応するピッチ信号ＰＩＴと、口内圧力信号
ＰＲＥＳとが出力されているが，かかる場合には、上記
アンプシュール信号ＥＭＢＳに代えて発生楽音の周波数
に対応するカットオフ信号Ｆ９（ピッチ信号ＰＩＴとは
必ずしも一致しない）が出力されている。 楽音制御信号入力部１００は加算器１６１及び減算器１
６２を有する。加算器１６１は、信号ラインＬ２から入
力され、微小時間だけ波形信号を遅延する遅延回路１６
３を介して供給される波形信号と、口内圧力信号ＰＲＥ
Ｓとを加算することにより，唇を押し開ける圧力を表す
信号を出力する．加算器１６１の出力はローパスフィル
タ１６４に接続されており、同フィルタ１６４は供給さ
れた前記信号の高城成分を除去して出力する。かかる場
合、ローパスフィルタ１６４にはカットオフ信号Ｆ＠が
制御信号として供給されており、該フィルタ１６４のカ
ットオフ周波数やレゾナンス（共振）周波数が、第１０
図に示すように、前記カットオフ信号Ｆ＠により制御さ
れる。これは、金管楽器において唇の締め等により発生
楽音の周波数が制御されることをシミュレートするもの
で、このローパスフィルタ１６４は波形信号伝送部３０
０における波形信号の遅延時間とともに、信号ラインＬ
１，Ｌ２による信号循環路における発振周波数を制御し
て発生楽音の周波数を制御する役割を果たす。ローパス
フィルタ１６４の出力には非線形テーブル１６５が接続
されており、同テーブル１６５は前記圧力に対する唇の
開き具合いをシミュレートするもので，第１１図のよう
な入出力特性を有している．これにより、非線形テーブ
ル１６５の出力は唇の間隙面積を表す信号となる。この
非線形テーブル１６５の出力は乗算器１６６の一方の入
力に接続されている。 乗算器１６６の他方の入力には減算器１６２からの信号
が供給されている。減算器１６２は口内圧力信号ＰＲＥ
Ｓから遅延回路１６３からの波形信号を減算して出力す
るもので、該減算により同減算器１６２からは乗算器１
６６に唇の前後の圧力差を表す信号が供給される。そし
て，乗算器１６６がこの減算器１６２からの前記圧力差
を表す信号と、前記非線形テーブル１６５からの前記間
隙面積を表す信号とを乗算して空気流速を表す信号を算
出し，該算出信号を信号ラインＬ１を介して波形信号ル
ープ部２００に供給する。これにより、波形信号ループ
部２００には、金管楽器のマウスピースにおける音波を
シミュレートした波形信号が供給されることになる。 波形信号ループ部２００は、加算器２６１，２６２によ
り，上記第１図の基本的構成例の場合と全く同様に構成
されており、前述のように、マウスピース内における空
気流の変化状態をシミュレートシている。 波形信号伝送部３００は、波形信号を加算合成して出力
する加算器３６１〜３６３，波形信号に固定係数Ｋ　（
＝　Ｋｏ．Ｋｏ−＋　・・・Ｋ＋）を乗算する乗算器３
６４及び波形信号を遅延する遅延回路３６５を一組とし
てｎ段からなる梯子状回路と、波形信号を遅延する遅延
回路３６６と、波形信号に固定係数「−１』を乗算する
乗算器３６７とからなるケリ一一ロッフバウム（　Ｋｅ
ｌｌｙ−Ｌｏｃｈｂａｕｍ）型格子のカスケード回路を
有する。このカスケード回路は円錐状の管体中における
音波の伝播を近似するもので、よく音声合成に利用され
るものである。かかる場合、各遅延回路３６５，３６５
・・３６６の各遅延時間はピッチ信号ＰＩＴにより制御
され，各遅延回路３６５，３６５・・・　３６６の合計
がおおよそ発生楽音の周波数に対応する。 さらに、このカスケード回路の端部には上記第１図の基
本的構成例の場合と同種のローパスフィルタ３６８が介
装されるとともに、同フィルタ３６８の入力側から上記
第６図の場合と同様にしてバンドパスフィルタ４０１を
介して波形信号が出力されるようになっている。 上記のように構成した第２の具体的実施例においては、
上記基本的構成例と同様に動作し、金管楽器における音
響波形信号の発生状態、伝達状態がよりよくシミュレー
トされ、実際の金管楽器によく似た楽音を得ることがで
きる。 また、第１２図に示すように、前記楽音制御信号入力部
１００において、減算器１６２と乗算器１６６との間に
も非線形テーブル１６７を揮入するようにしてもよい。 この非線形テーブル１６７は、上記第１実施例の非線形
テーブル１５６（第６図及び第８図参照）と同様に、空
気流速の飽和をシミュレートするもので、第１３図のよ
うな入出力特性に設定されている。これにより、乗算器
１６６の乗算結果に、より正確な空気の流れが考慮され
ることになり、金管楽器のマウスピースのシミュレート
がより正確になって、前記場合よりも実際の金管楽器に
似た桑音信号の形成が可能となる。 ｄ．第３の具体的実施例 次に、実際の自然楽器音をシミュレートするものではな
いが、従来にない新たな楽音信号の合成に適した第３の
具体的な楽音信号形成装置について説明する。 第１４図は該楽音信号形成装置を示しており、かかる場
合も、上記基本的構成例の場合と同様に、楽音制御信号
入力部１００、波形信号ループ部２００及び波形信号伝
送部３００により構成されている。しかし、かかる場合
には、楽音制御信号発生部３０からは、前述の場合と同
種のピッチ信号ＰＩＴ、口内圧力信号ＰＲＥＳ及びアン
プシュール信号ＥＭＢＳの他に、楽音信号の立ち上がり
直後のみにて発生されるアタック信号ＡＴＫが、出力さ
れている。 楽音制御信号入力部１００は減算器１７１を有し、同減
算器１７１は、信号ラインＬ２から入力されて非線形テ
ーブル１７２を介して供給される波形信号から口内圧力
信号ＰＲＥＳを減算するもので、上記第１図の基本構成
例の減算器１０１に対応する。非線形テーブル１７２は
第１５図に示すような入出力特性を有するもので、信号
ラインＬ２を介して帰還される波形信号の振幅が大きく
なることを防止するリミッタとして機能する。これによ
り、信号ラインＬｌ，Ｌ２により構成されるループの利
得が抑えられて、楽音信号を得るための発振動作が安定
して行われるようになる。 減算器１７１の出力は加算器１７３の一方の入力に供給
されるとともに，非線形テーブル１７４を介して乗算器
１７５に供給され，同乗算器１７５にてアンプシュール
信号ＥＭＢＳと乗算された後、加算器１７３の他方の入
力に供給されるようになっている。かかる場合、非線形
テーブル１７４の入出力特性は、第１６図に示すように
，減算器１７１からの信号の振幅が小さな領域にてある
程度大きな値に変換され、かつ同信号の振幅が大きな領
域にて零に変換されるようになっている。これにより、
減算器１７１からの信号の振幅が大きければ、同信号が
そのまま加算器１７３から出力され，かかる場合には、
信号ラインＬｌ，Ｌ２を循環している波形信号の発振動
作が安定して行われる．また、減算器１７１からの信号
の振幅が小さくなった場合には、非線形テーブル１７４
にて増幅されるように非線形変換されるとともに、アン
プシュール信号ＥＭＢＳの乗算された信号が主に加算器
１７３から出力されることになり、がかる場合、信号ラ
インＬｌ，Ｌ２を循環している波形信号の発振動作が非
線形テーブル１７４による非線形変換により確保され、
かっこの発振動作がアンプシュール信号ＥＭＢＳにより
制御されることになる。 加算器１７３の出力は加算器１７６の一方の入力に接続
されている。加算器１７６の他方の入力には加算器１７
７の出力が接続されており、同加算器１７７は、乗算器
１７８にてノイズ信号発生器１８１からのノイズ信号に
アタック信号ＡＴＫを乗算した信号と、口内圧力信号Ｐ
ＲＥＳとを加算合成した信号を前記加算器１７６の他方
の入力に供給する。これにより、信号ラインＬＬ，Ｌ２
上の波形信号に，口内圧力信号ＰＲＥＳが付加されると
ともに、その立ち上がり初期においては振幅値が不規則
に変換するノイズ信号が付加される。加算器１７６の出
力は高城成分を除去するローパスフィルタ１８２を介し
て信号ラインＬ１に出力され、同ラインＬ１を介して波
形信号ループ部２００に供給される。 波形信号ループ部２００は，加算器２７１，２７２によ
り、上記第１図の基本的構成例の場合と全く同様に構成
されており、前述のように，波形信号路の透過、反射等
の状態をシミュレートしている． 波形信号伝送部３００は信号ラインＬｌ，Ｌ２間に接続
されたフオルマントフィルタ３７１及び複数のオールパ
スフィルタ３７２，３７２・・・を備えている。フオル
マントフィルタ３７１は波形信号に所望の周波数特性（
共鳴管の音響伝達特性に対応）を付与するものである。 各オールパスフィルタ３７２，３７２・・・の位相特性
ははピッチ信号ＰＩＴすなわち発生楽音の音高に応じて
変更制御されるようになっていて，これらのフィルタ３
７２，３７２・・・による波形信号の位相遅れ（上記第
１図の基本的構成例の信号の遅延に対応）の合計が発生
楽音の周波数に対応する。また、フォルマントフィルタ
３７１の出力側には，別のフォルマントフィルタ４０２
が接続されており、同フィルタ４０２を介して信号ライ
ンＬＬ，Ｌ２上の波形信号が取り出されるようになって
いる。 上記のように構成した第３の具体的実施例においては、
基本的には上記基本的構成例と同様に動作するが、楽音
ｔＩ１御入力部１００において、各種制御信号ＰＲＥＳ
，ＥＭＢＳ，ＡＴＫにより、信号ラインＬ１への入力信
号の付加及び信号ラインＬ２を介して帰還される波形信
号の変更を種々に制御でき、波形信号の形成を複雑に制
御できる。 ｅ．その他の変形例 上記各実施例おいては、楽音制御信号入力部１００又は
波形信号伝送部３００内に設けられた各種フィルタの構
成については詳しく説明しなかったが、ＩＩＲフィルタ
や、ＦＩＲフィルタを用いることができる。 また，上記楽音信号形成装置をアナログ回路により構成
する場合には、前記フィルタとしてＣＲ受動フィルタや
、能動フィルタを用いることができる。さらに、かかる
場合には、非線形変換回路としてトランジスタ、ダイオ
ード等のアナログ回路素子自体の特性を利用し、加算器
，乗算器等の演算回路も演算増幅器等を利用したアナロ
グ演算回路で構成し，かつ遅延回路などはＢＢＤ，ＬＣ
Ｒ等の遅延回路を利用するとよい。 また、上記各実施例においては、楽音制御信号発生部３
０からは，アンプシュール信号Ｅ）ＩＢＳ、口内圧力信
号ＰＲＥＳ、ピッチ信号ＰＩＴ、カットオフ信号Ｆ＠及
びアタック信号ＡＴＫが出力されて楽音信号形成に利用
されるようにしたが、かかる楽音制御信号としては、演
奏情報、音色情報、その他の情報に基づき形成される種
々の信号が利用される。例えば、楽音の発生開始指示時
（キーオン時）から立ち上がるとともに時間的に変化し
、かつ楽音の発生終了指示時（キーオフ時）から減衰し
て消滅するような波形信号，いわゆるエンベロープ信号
と呼ばれるものを利用することもできる。また、トレモ
ロ、ビブラート等の変調に利用される低周波数の信号を
楽音制御信号として利月するようにしてもよい．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に相当する基本的な楽音信号
形成装置を備えた電子楽器の全体ブロック図、第２図は
第１図の非線形変換回路の入出力特性の一例を示すグラ
フ、第３図は管楽器のマウスピース部の概略図、第４Ａ
図及び第４Ｂ図は第１図の非線形変換回路の種々の具体
例を示すブロック図，第４Ｃ図〜第４Ｆ図は第４Ａ図及
び第４Ｂ図の非線形テーブルの各種変形例を示すブロッ
ク図、第５Ａ図〜第５Ｄ図は第１図の波形信号ループ部
の各種変形例を示すブロック図、第６図はリードを備え
た管楽器音をシミュレートするために適した楽音信号形
成装置の具体例を示すブロック図、第７図及び第８図は
第６図の各非線形テーブルの入出力特性グラフ、第９図
は金管楽器音をシミュレートするために適した楽音信号
形成装置の具体例を示すブロック図、第１ｏ図は第９図
のローパスフィルタの周波数一振幅特性グラフ、第１１
図は第９図の非線形テーブルの入出力特性グラフ、第１
２図は第９図の楽音制御信号入力部の変形例を示すブロ
ック図、第１３図は第１２図の非線形テーブルの入出力
特性グラフ、第１４図は楽音信号形成装置の他の具体例
を示すブロック図、第１５図及び第１６図は第１４図の
各非線形テーブルの入出力特性グラフである。 符号の説明 １０・・・演奏情報発生部、２ｏ・・・音色情報発生部
、３０・・・楽音制御信号発生部、１００・・・楽音制
御信号入力部、１０１・・・減算器、１０２・・・非線
形変換回路、２００・・・波形信号ループ部，２０１，
２０２・・・加算器、３ｏＯ・・・波形信号伝送部、３
０１・・・ローパスフィルタ、３０２・・・遅延回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）波形信号の往路としての第１信号ラインと、波形
   信号の復路としての第２信号ラインと、発音すべき楽音
   の楽音要素を制御するための楽音制御信号及び前記第２
   信号ラインからの波形信号を入力するとともに同波形信
   号を同楽音制御信号に応じて変更して前記第１信号ライ
   ンに出力する楽音制御信号入力部と、 前記第１信号ラインから入力された波形信号を発音すべ
   き楽音のピッチに対応した時間だけ遅延して第２信号ラ
   インへ帰還する波形信号伝送部とを備えた楽音波形信号
   形成装置において、 前記楽音制御信号入力部と前記波形信号伝送部との間に
   設けられ前記第１及び第２信号ラインのうちの各一方の
   信号ライン上の波形信号を各他方の信号ラインに相互に
   供給し合う波形信号ループ手段 を設けたことを特徴とする楽音波形信号形成装置。
2. （２）上記請求項１に記載の波形信号ループ手段を、前
   記第１信号ライン中に介装され同第１信号ラインからの
   波形信号と前記第２信号ラインからの波形信号とを合成
   演算して前記第１信号ラインへ出力する第１演算手段と
   、 前記第２信号ライン中に介装され同第２信号ラインから
   の波形信号と前記第１信号ラインからの波形信号とを合
   成演算して前記第２信号ラインへ出力する第２演算手段
   と で構成した楽音波形信号形成装置。
3. （３）上記請求項１に記載の波形信号ループ手段を、前
   記第１信号ライン中に介装され同第１信号ラインからの
   波形信号と前記第２信号ラインからの波形信号とを加算
   演算して前記第１信号ラインへ出力する第１加算手段と
   、 前記第２信号ライン中に介装され同第２信号ラインから
   の波形信号と前記第１信号ラインからの波形信号とを加
   算演算して前記第２信号ラインへ出力する第２加算手段
   と、 前記第２信号ラインから前記第１加算手段への波形信号
   路中に設けられ同第２信号ラインからの波形信号に係数
   を乗算する第１乗算手段と、前記第１信号ラインから前
   記第２加算手段への波形信号路中に設けられ同第１信号
   ラインからの波形信号に係数を乗算する第２乗算手段と
   、で構成した楽音波形信号形成装置。