JPH0365997A - 楽音合成装置 - 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」 この発明は、特に管楽鼎音の合成に用いて好適な楽音合
成装置に関する。

「従来の技術」 自然楽２１の発音メカニズムをシミュレ・−卜すること
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方法が知られている。クラリネット
等の管楽□□□の最も基本的なモデルとしては、リード
の弾性特性をシミュレートした非線形増幅素子と、共鳴
管をシミュレートした共振回路とを接続した閉ループ構
造のモデルが知られている。このモデルでは、非線形増
幅素子から信号が出力されると、この信号は進行波信号
として共振回路に入力され、共振回路からの帰還信号、
すなわち、共鳴管からの反射波に相当する信号が非線形
増幅素子に帰還される。このように、非線形増幅素子と
共振回路とからなる閉ループ回路によって、管楽恭にお
ける空気圧力波の伝播が忠実にシミコレートされる。

また、実際の管楽器には、音高操作用の孔、いわゆるト
ーンホールが設けられているが、このトーンホールをも
含めて管楽器をシミュレートしたモデルが知られている
。このモデルでは、複数の双方向伝送回路を有すると共
に各双方向伝送回路間にトーンホールに対応する信号処
理を行う信号散乱ジャンクション（以下、ジャンクショ
ンと略す）と呼ばれる回路を介沖した構成の共振回路が
用いられる。そして、各ジャンクションにより、隣接す
る双方向伝送回路からの各入力信号に対し係数乗算等の
演算処理が行われ、演算結果が隣接する双方向伝送回路
に供給される。この演算処理における乗算係数等は当該
トーンホールの開閉状態に対応し切り換えられる。

この場合、非線形増幅素子に帰還される信号は、各ジャ
ンクシジンにおいて折り返された成分の総和となる。し
かも、上述したように、各ジャンクシジンにおける演算
用の乗算係数は当該トーンホールの開閉状態に対応して
切り換えるので、結局、共振回路の伝送量周波数特性は
トーンホールの開閉状態に対応して切り換えられる。さ
らに詳述すると、共振回路の伝送量周波数特性は、非線
形増幅素子の出力信号が開放状態のトーンホールに対応
したジャンクシジンにおいて折り返されて非線形増幅素
子に帰還されるまでの遅延時間に対応した周波数（１次
）、およびその整数倍の各周波数（高次〉に共振周波数
を有する多峰性の特性となる。

一方、非線形増幅素子において、入力信号によって非線
形増幅のバイアス点を変化させることにより、等価的に
各周波数成分に対する増幅率を変化させることができる
。従って、この増幅制御により非線形増幅素子および共
振回路を循環する各周波数成分の内、強調する成分を切
り換えることができる。

このようにして、例えば、管楽器において吹奏圧を変化
させた時に現れる１オクタ一ブ以上の音域にわたる音高
変化をシミュレートすることができる。なお、この種の
技術は、例えば特開昭６３−４０１９９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、上述した従来の楽音合成装置において、非線
形増幅素子のバイアス点を変化することにより、共振回
路の共振周波数の次数を切り換えようとする場合、共振
回路の各共振周波数近傍における共振のＱ（選択度）は
低い方が望ましい。逆に、周波数の安定した楽音を発生
する場合はＱを高くすることが望ましい。このように演
奏形態に適するように共振回路の共振のＱを所望の大き
さに切り換えることに対する要求がある。また、共振回
路における共振のＱを高くした場合は多くの周波数成分
を含んだ豊かな音が発生され、共振のＱを高くした場合
は鋭い感じの音となる。従って、様々な楽器の音色を実
現しようとする場合、共振のＱを制御する機能が不可欠
なものとなる。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり
、所望の演奏形態に対応し、あるいは所望の楽器の音色
に対応し、共振回路における共振のＱを制御することが
可能な楽音合成装置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、正逆双方向の各
入力信号に対し、所定の信号処理を施して各々出力する
複数の信号処理手段、および前記各信号処理手段を接続
する手段であって、該接続される各信号処理手段の出力
信号に対し、所定の演算処理を施し、該演算結果を該信
号処理手段に入力信号として供給する少なくとも１個の
信号散乱ジャンクションによりて構成される共振回路と
、自身への入力信号および前記共振回路からの帰還信号
に基づいて励振信号を発生し、該励振信号を該共振回路
に入力する励振手段とを備え、かつ、前記励振手段から
出力された励振信号が前記共振回路を介して再び前記励
振手段に帰還されるまでの伝送経路に信号減衰手段を介
挿し、前記信号減衰手段における信号減衰量を制御する
ようにしたことを特徴とする。

「作用」 上記構成によれば、励振手段から出力された励振信号が
共振回路を介して再び励振手段に帰還されるまでの伝送
経路に信号減衰手段を介挿したので、励振手段に対し、
信号減衰手段の信号減衰量に応じた負帰還が行われる。

従って、上記伝送経路は負帰還増幅落として動作し、信
号減衰量を大くすると共振回路の共振のＱが低くなり、
信号減衰量を小さくすると共振のＱは高くなる。

「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説明する。

第１図はこの発明の一実施例による楽音合成装置の構成
を示すブロック図である。また、第２図はこの楽音合成
装置がシミュレートするクラリネットの物理モデルの構
成国である。

まず、第２図の物理モデルについて説明する。

第２図において、ｌは管楽器の共鳴管（管部）、２はマ
ウスピース部、２ａはリード、Ｔ　Ｉ（は共鳴管ｌに形
成された１個のトーンホール、ＲＴＣはレジスタチュー
ブを示す。

以下、この物理モデルを参照し、クラリネットの発音メ
カニズムを説明する。吹奏者がマウスピース部２をくわ
え、息を吹き込むと、その吹奏圧Ｐおよび自身の伸性特
性によりリード２ａに変位が生ずる（矢印２Ｓ）。この
結果、リード２ａの管内側に空気の圧力波（粗密波）が
発生し、これが進行圧力波Ｆとなって共鳴管ｌの終端部
ＩＥに向かって送出される。そして、進行圧力波Ｆは共
鳴管ｌ内の各所および終端部ＩＥにおいて反射され、反
射圧力波Ｒとなってリード２ａに戻り、リード２ａは反
射圧力波Ｒからの圧力ＰＲを受ける。従って、吹奏中、
リード２ａが受ける全圧力ＰＡは、反射圧力波Ｒの圧力
をＰＲとすると、 ＰＡ＝Ｐ−ＰＲ・・・・・・（１） となり、結局、リード２ａは自身の弾性特性と上記圧力
ＰＡとにより振動する。そして、リード２ａの振動と共
鳴管ｌ内の圧力波ＦおよびＲの往復運動とが共振状態と
なることにより楽音が発生される。

この時の１次の共振周波数は、共鳴管ｌに形成されたト
ーンホールＴ　Ｈの開閉操作により切り換えられる。す
なわち、トーンホールＴＨの開閉操作が行われると、そ
れに伴ってトーンホールＴ　Ｈ近傍における圧力波の流
れが変化し、共鳴管１の実効的な長さが変化することに
よって共振周波数の切換がなされる。

以下、共鳴管ｌのトーンホールＴ　Ｈの近傍点ｊにおけ
る空気圧力波の状態について説明する。

くトーンホールＴＨが開状態の場合〉 トーンホールＴＨが開状態の場合、点ｊの空気圧Ｐｊは
、 Ｐｊ＝ａ＋ｏｆｒ　ｐ、＋　＋　　ａｔｏＨｐ、＋　ａ
ｓｏＮ　Ｐ３＋・・・・・・（２） となる。ここで、Ｐｌ＋は共鳴管１のリード２ａ側から
点ｊに流入する空気圧力波の圧力、Ｐ、＋は共鳴管１の
終端部ＩＥ側から点ｊに流入する空気圧力波の圧力、ま
た、Ｐ、＋ｉまトーンホールＴＨから流入する空気圧力
波の圧力を示す。また、ａｌｏｆＬ　ａｔｏｎおよびａ
ｓｏｒｆは、点ｊに流入する各空気圧力波の点ｊの空気
圧Ｐ３への寄与度に相当する係数であり、下記式（３）
〜（５）で与えられる。

ａ、ｏｎ＝　２φｌ′／（φ１′＋φ１＋φ、”）　　
−・・−（３）ａ＊ｏｒｒ＝　２φ？／（φｄ＋φ１＋
φ、”）　　−−−−−−（４）ａｓｏＨ＝　２φ、′
／（φ１１＋φ１＋φ３′）・・・・・・（５）ここで
、φ、は共鳴管ｌのリード２ａ側の部分の直径、φ、は
共鳴管ｌの終端部ＩＥ側の直径、φ、はトーンホールＴ
Ｈの直径を示す。

一方、第２図において、点ｊから共鳴管ｌのリード２ａ
方向に流出する空気圧力波の圧力Ｐ、−１共鳴管共鳴管
端部ＩＥ方向に流出する空気圧力波の圧力Ｐ、およびト
ーンホールＴ　Ｉ（へと流出する空気圧力波の圧力をＰ
ｓ−とすると、これらは各々ｐｔ−＝ｐ３−ｐ、＋　・
・・・・・（６）Ｐ、−＝Ｐｊ−Ｐ、＋　・・・・・・
（７）Ｐｓ”＝　　Ｐｊ　　Ｐ３＋　・・・・・・（８
）となる。

点ｊから終端部ＩＥ側へと伝播する空気圧力波（圧力ｐ
ｌ）は、やがて終端部ｌＥに到達して一部がリード２ａ
側へ反射されるが、クラリネット等のように終端が開い
た管楽器の場合、この反射の際、位相の反転が行われる
。また、トーンホー／Ｌ／Ｔ　Ｉ−［が開状態の場合、
ｊ点からトーンホールＴＨの外側に向けて流出された空
気圧力波（圧力Ｐ、−）は開口部において反射されるが
、この場合も、進行波は逆相で反則される。

くトーンホールＴＨが開状態の場合〉 この場合、トーンホールＴＨの直径φ、がＯになった状
態と等価であると考えられる。従って、上記式（３）〜
（５）にφ、＝Ｏを代入することにより、トーンホール
ＴＨが閉状態の場合における各空気圧力波の空気圧Ｐｊ
への寄与度に相当する係数１１．ｏｎ、　ａｎｏｎ、　
ａｓｏｎが、下記式（９）　〜（ｌ　ｌ）のように導か
れる。

ａ＋ｏｎ＝　２φ１′／（φ−十φｍ”）　　−・・・
・（９）ａｍｏｎ＝　２φ１／（φ、′＋φｍ”）　　
−・−・−（１０）ａ−ｏｎ＝　０　　　　　　　　　
　−−　（１１）そして、点ｊの空気圧Ｐｊは、 Ｐ　ｊ”ａ＋ｏｎ　Ｐ　１４　＋　ａｘｏｎ　Ｐ　ｔ＋
　ａ＠Ｏｎ　Ｐ　ｓ”・・・・・・（１２） となる。

リード２ａには、上述のようにして共鳴管ｌの各所にお
いて反射された信号が帰還され、その中の最も有効な成
分によって１次の共振周波数が決定される。そして、ト
ーンホールＴＨが開状態の場合、１次の共振周波数はリ
ード２ａとトーンホールＴＨとの間を空気圧力波が往復
する所要時間によって決定される。また、この場合の共
鳴管１の伝送量周波数特性は、１次の共振周波数、およ
びその３倍、５倍、・・・の高次の共振周波数において
伝送利得が極大になる多峰性の特性となる。

次にレジスタチューブＲＴＣについて説明する。

上述したように、管楽器の共鳴管ｌは多峰性の伝送ｍ周
波数特性を有するが、レジスタチューブＲＴＣは、共鳴
管ｌにおける高次の共振周波数での共振を促進するため
に設けられたものである。実在の管楽器の中にも、ｌオ
クターブ以上の音高切換を容易にするために、レジスタ
チューブＲＴＣに相当する孔（オクターブキーと呼ばれ
る）を備えた管楽器が存在する。第２図に示すように、
レジスタチューブＲＴＣの近傍点にでは、空気圧力波の
散乱が発生する。Ｑ　Ｉ　”＋　Ｑ　ｌ　”＋　Ｑ　３
＋は近傍点ｋに流入する空気圧力波の圧力、Ｑ、−、Ｑ
、−、Ｑ、−は近傍点ｋから流出する空気圧力波の圧力
である。レジスタチューブＲＴＣが閉じた状態の場合、
リード２ａに帰還される空気圧力波の成分は、トーンホ
ールＴＨあるいは終端部ＩＥにおいて反射されて帰還す
るものが支配的となる。一方、レジスタチューブＲＴＣ
が開状態になると、レジスタチューブＲＴＣでの空気圧
力波の散乱が著しくなるので、リード２ａに帰還される
空気圧力波において、レジスタチューブＲＴＣにおいて
反射された成分が強調される。なお、この点ｋにおける
空気圧力波の散乱は、上述したトーンホールＴＨの近傍
点ｊにおける場合と同様であるので、ここでのｆｆｌ　
？Ｕした説明は省略する。

次に第２図の物理モデルに基づいて構成された第１図の
楽音合成装置について説明する。同図において、励振回
路１０は第２図におけるマウスピース部２に対応してお
り、共振回路３０は共鳴管１に対応している。また、励
振回路１０と共振回路３０との間に介挿されるジャンク
シ９ン２０は、マウスピース部２と共鳴管１との接続部
における空気圧力波の散乱をシミュレートしたものであ
る。

このジャンクシジン２０では、共振回路３０からの出力
信号と励振回路１０の出力信号が加算器１８によって加
算されて共振回路３０に入力され、加算器１８の出力信
号と共振回路３０の出力信号が加算１１９によって加算
されて励振回路１０に入力されるようになっている。

励振回路１０は、減算器ＩＬフィルタ１２および１３、
加算器１４、ＲＯＭ１５、乗算藩１６．１７およびＩＮ
Ｖとで構成される。そして、楽音発生時、楽音制御回路
ｌＯＯから吹奏圧Ｐ、エンブシュアＥ（マウスピースを
口にくわえる時の圧力）に相当する情報が与えられる。

減算２３１１には、共振回路３０からジャンクシコン２
０を介して入力される信号、すなわち、第２図における
共鳴管ｌからの反射波Ｒの空気圧ＰＲに相当する信号と
、吹奏圧Ｐに相当する信号が入力される。そして、上記
式（１〉の演算が行われ、リード２ａに加わる空気圧Ｐ
Ａに相当する信号が得られる。

減算器１１の出力信号はフィルタ１２によって帯域制限
される。このフィルタ１２は１次のローパスフィルタに
よって構成されており、励振回路１０と共振回路３０と
の間を貼理する信号の振幅が特定周波数において著しく
大きくならないようにするために介挿されている。そし
て、フィルタ１２の出力信号Ｐ、はフィルタ１３に人力
されると共に乗算′ａＩ　Ｎ　Ｖによって反転されて乗
算器１６に入力される。信号Ｐ、はフィルタ１３を介す
ことにより、高周波成分が除去される。これにより、急
激な圧力変化を吸収するリード２ａの応答特性がシミュ
レートされる。

そして、加算器１４によって、フィルタ１３の出力信号
ｐ、に対し、エンブシュアＥに相当する信号が加算され
、実際にリードに加えられる圧力に相当する信号Ｐ、が
求められる。そして、この信号Ｐ３がＲＯＭ１５にアド
レスとして与えられる。これにより、ＲＯＭ１５内に予
め記憶された非線形関数のテーブルが参照され、リード
２ａとマウスピース部２との間隙の断面積、すなわち、
空気流に対するアドミッタンスに相当する信号Ｙが出力
される。そして、信号Ｙと信号−Ｐ、とが乗算器１６に
よって乗算され、リード２ａとマウスピース部２との間
隙を通過する空気の流速に相当する信号ＦＬが得られる
。

そして、信号ＦＬに対し、乗算器１７によって乗算係数
Ｇが乗じられる。ここで、乗算係数Ｇは共鳴管１におけ
るマウスピース部２の取り付は部付近の管径に応じて決
められる定数であり、空気流の通りにくさ、すなわち、
空気流に対するインピーダンスに相当するものである。

従って、乗算？３１７からは、共鳴管１のマウスピース
側の人口において発生する空気の圧力変化に相当する信
号が得られる。そして、この信号がジャンクシ９ン２０
を介し、共振回路３０に入力される。

共振回路３０において、遅延回路Ｄ　ｊｆ、　Ｄ　ｋｒ
、　Ｄｓｒ、　Ｄ　＠ｒ、　Ｄ　ｋｒ＋　Ｄ　ｊｒは、
各々、第２図の共鳴管１内における空気圧力波の伝播経
路に対応している。

さらに詳述すると、リード２ａとレジスタチューブＲＴ
Ｃとの間の空気圧力波の伝播遅延が遅延回路Ｄｊｒおよ
びＤｉｒによってシミュレートされ、レジスタチューブ
ＲＴＣとトーンホールＴ　Ｈとの間の伝播遅延が遅延回
路ＤｋｒおよびＤｋｒによってシミュレートされ、トー
ンホールＴＩ（と終端部ＩＥとの間の伝播遅延が遅延回
路ＤｍｆおよびＤｔｒｒによってシミュレートされる。

共振回路３０の出力信号が終端回路ＴＲＭに入力される
と、ローパスフィルタＭＬによって帯域制限され、さら
に乗算器ＩＶによって負の係数γが乗算されて共振回路
３０に戻される。このようにして、終端部ＩＥにおける
音響損失の周波数特性および反射に伴う位相反転がシー
、スレートされる。

共振回路３０におけるジャンクションＪＴＨは、第２図
におけるトーンホールＴ　）ｌの近傍点ｊにおける空気
圧力波の散乱をシミュレートしたものであり、加算器Δ
ｊ１乗算器Ｍ　、、　Ｍ　、、　Ｍ　、、　Ｍ　、、減
算器Ａ　ｒ、Ａ　□Ａ　ｓ％遅延回路ＤＴＨ，、ＤＴＨ
，、ローパスフィルタＬＰＦＴＨとで構成される。加算
器Ａｊには、遅延回路Ｄｋｒの出力信号（第２図の圧力
Ｐ、十に対応）に乗算器Ｍ、によって係数３１を乗じた
信号、遅延回路Ｄｍｒの出力信号（第２図の圧力Ｐ。

十に対応）に乗算恭Ｍ　ｔによって係数ａ、を乗じた信
号、および遅延回路ＤＴＨ，の出力信号（第２図の圧力
Ｐ３＋に対応）に乗算器Ｍ３によって係数ａ、を乗じた
信号が入力される。また、各係数ａｌｎ　ａｌｎ　ａｓ
としては、当該トーンホールＴＨが開状態の場合は、楽
音制御回路ｌＯＯから上記式（３）〜く５）に従った係
数ａ＋ｏＮ、　ａｓｏＨ，ａｓｏｒｆが与えられ、当該
トーンホールＴＨが開状態の場合は、上記式（９）〜（
ｌｌ）に従った係数ａ　＋　Ｏｎ　＋　１１　ｔ　Ｏｎ
　＋　８３Ｏｎが与えられる。

そして、加算２’Ａ　Ａ　Ｊの加算結果、すなわち、点
ｊの空気圧Ｐｊに相当する信号は、減算器Ａ８、八。

およびＡ、に入力される。そして、減算５Ａ、では加算
器Ａｊの出力信号から遅延回路Ｄｋｒの出力信号（圧力
ｐ、十相当）が減算され、減算結果（圧力Ｐ。

−相当）が遅延回路Ｄｋｒに送られる。また、減算器Ａ
、では加算器Ａｊの出力信号から遅延回路Ｄ＋ａｒの出
力信号（圧力Ｐ、十相′１）が減算され、減算結果（圧
力Ｐｒ相当）が遅延回路Ｄｄに送られる。、さらに、減
算ＰＪ　Ａ　、では加算器へｊの出力信号から遅延回路
Ｄ　Ｔ　Ｈ、の出力信号（圧力Ｐ、十相当）が減算され
、減算結果（圧力Ｐ、−相当）が遅延回路Ｄ　Ｔ　Ｈ、
に送られる。

そして、遅延回路ＤＴＨ，に入力された信号は所定時間
遅延されてローパスフィルタＬ　Ｐ　Ｆ　Ｔ　Ｈに入力
され、トーンホール開口部における音響損失が付与され
る。そして、ローパスフィルタＬＰＦＴＨの出力信号に
対し、トーンホールＴ　Ｈ開口部における空気圧力波に
対する反射係数ｔｈｅが乗算器Ｍ４によって乗算される
。

この反射係数ｔｈｅは楽音発生時、楽音制御回路１００
から供給されるものであり、当該トーンホールＴ　Ｉ−
１が閉状態の場合には正の値に、開状態の場合は負の値
に切り換えられる。また、この楽音合成装置は、例えば
ボリューム（図示せず）等の操作子によって共振回路３
０の共振のＱの高さを指定することができるようになっ
ている。そして、この操作子の操作量を楽音制御回路１
００が検出し、その操作量に応じてトーンホールＴＨが
開状態の場合の反射係数ｔｈｅの値を可変制御するよう
になっている。さらに詳述すると、共振回路３０の共振
のＱを下げる場合には、反射係数ｔｈｅの絶対値は小さ
な値に調整され、Ｑを上げる場合には反射係数ｔｈｅの
絶対値は大きな値に調整される。

なお、この反射係数ｔｈｅとＱとの関係については、後
で詳述する。

そして、乗算器Ｍ４の乗算結果は遅延回路ＤＴＨ，によ
って遅延されて減算器Ａ、および乗算四Ｍ３に入力され
る。遅延回路ＤＴＨ，およびＤ　’ｒＨ。

の遅延時間はトーンホールＴＨの高さ、すなわち、空気
圧力波がトーンホールＴ　Ｈの筒状部分を往復するのに
要する時間に等しい。このようにして上述したトーンホ
ールＴＨの近傍点ｊにおける空気圧力波の伝播がシミュ
レートされる。

ジャンクシジンＪ　ＲＴＣはレジスタチューブＲＴＣの
空気圧力波の散乱を演算するために設けたものである。

ここで、各乗算係数す。ｂ□ｂ、は、レジスタチューブ
ＲＴＣに対応した各径φ＋ｂ、φ、ｂ。

φ、ｂに基づいて決められる。また、ＬＰＦＲＴＣはレ
ジスタチューブＲＴＣ開放時の音響損失を与えるローパ
スフィルタ、ＤＲＴＣ，およびＤＲＴＣ！はレジスタチ
ューブＲＴＣの高さに応じた遅延時間を有する遅延回路
である。また、反射係数ｒｔｃはレジスタチューブＲＴ
Ｃの開閉に対応し切り換えられる。なお、ジャンクシジ
ンＪ　ＲＴＣの構成は、ジャンフシボンＪ　Ｔ　Ｉ−１
と全く同じであり、以上説明したように演算に用いられ
る各係数に相異があるだけである。従って、ジャンクシ
ョンＪＲＴＣに関する詳細な構成の説明は省略する。

さて、この楽音合成装置における遅延回路Ｄｊｒ。

Ｄ　ｊｒ、　Ｄ　ｋｆ、　Ｄ　ｋｒ、　Ｄ　ｍｆ、　Ｄ
　ｓｒは各々段数遅延素子を有すると共に、信号遅延に
寄与する遅延素子の段数を切換制御可能な構成となって
いる。そして、遅延回路ＤｊｆおよびＤｊｒには遅延段
数データｅ１が、遅延回路ＤｋｆおよびＤｋｒには遅延
段数データムが、遅延回路ＤｌｌＩｒおよびＤｍｒには
遅延段数データｍが、楽音制御回路１００から与えられ
、開放するトーンホールＴＨの位置に対応してこれらの
遅延時間の配分が切り換えられるようになっている。な
お、この種の遅延時間の制御可能な遅延回路の具体的回
路としては、例えば入力信号を所定周期のシフトクロッ
クによって駆動されるシフトレジスタに入力し、シフト
レジスタの各段出力の内、所望の遅延時間に対応したも
のをセレクタ等によって選択して出力するといった方式
のものを用いることができる。

ここで、上述のトンホールの開閉操作に対応した遅延時
間の配分の制御について詳述する。今、第２図における
トーンホールＴ　Ｈが、共鳴管１に多数設けられたトー
ンホールの内、開状態であり、かつ、最もリード２ａ寄
りのトーンホールであるものとする。この場合、遅延段
数データＱ１とＱ、は、両データの和が、リード２８か
ら当該トーンホールＴＨまでの距離に対応した遅延段数
ｎと等しくなり、かつ、遅延段数Ｑ、の遅延段数ｎに対
する比が一定値となるように設定される。なお、この遅
延段数Ｑｌと遅延段数ｎとの関係については後述する。

また、共鳴管ｌの全長に対応した遅延段数がｅ８の場合
、５＝１２ｓ−ｎなる段数データ慎が遅延回路Ｉ）ｓｒ
およびＤｓｒに供給される。このようにして、各遅延回
路の遅延時間が設定される。そして、ジャンクシッンＪ
ＴＨには、係数ａ、ｏＨ＋　ａｔｏｒｒ、　ａｓｏ［が
供給されると共に反射係数ｔｈｅとして−１が供給され
る。一方、トーンホールをすべて指でふさいだ場合は、
最も終端部ＩＥ寄りのトーンホール位置に対応し、段数
データｎおよびｍが決められる。

そして、ジャンクションＪＴＨには、係数ａｌＯｎ、ａ
＊　０１１　ｒ　ａ　＠　Ｏｆｌが供給されると共に反
射係数ｔｈｅとしてｌが供給される。また、レジスタチ
ューブＲＴＣの開閉操作に対応し、ジャンクションＪ　
ＲＴＣにおける反射係数ｒｔｃおよび積和演算用の乗算
係数ｂ＋、ｂ□ｂ、が切り換えられる。

以上説明した第１図の構成の楽音合成装置を試作し、楽
音波形の評価を行った。以下、今回の評価において試作
品に設定した各パラメータを列挙し説明する。

く設計パラメーター覧〉 ［フィルタ類］ ◇トーンホールＴＨ用ローパスフィルタＬＰＦＴ　Ｈ（
Ｄ　ｈ　ッ）　ｔ　７周波数ｆｃＴＩ＋＝　２５００　
［Ｈｚ］◇レジスタチューブＲＴＣ用ローパスフィルタ
Ｌ　Ｐ　Ｆ　ＲＴＣのカットオフ周波数ｆｃＲＴｃ＝　
７０００　［）１　ｚ］◇終ＧＷ　部Ｉ　Ｅ用ローパス
フィルタＭＬ、のカットオフ周波数ｆｃＭＬ＝　２００
０　［Ｈｚ］◇フィルタ１３（ローパスフィルタ）のカ
ットオフ周波数ｒｃｄｃｆ＝　１５００　［Ｈｚ］［遅
延回路の段数（シフトレジスタ段数）］◇遅延回路Ｄ　
ｊｒ、　Ｄ　ｋｒおよびＤｍｆ（遅延回路Ｄｊｒ。

ＤｋｒおよびＤ　−ｒ）の総遅延段数（共鳴管ｌの全長
に対応）ｈ＝　８２ ◇遅延回路ＤｊｒおよびＤ　ｋｒ（遅延回路り、ｊｒお
よびＤ　ｋｒ）の総遅延段数（リード２ａからトーンホ
ールＴＨまでの距離に対応）ｎ＝４０ ◇遅延回路Ｄｊｆ（遅延回路Ｄｉｒ）の遅延段数（リー
ド２ａからレジスタチューブＲＴＣまでの距離に対応）
ｅ、＝　１０ ◇遅延回路ＤＴＨ，およびＤＴＨ，の各々の遅延段数（
トーンホールＴＨの高さに対応）ｆｆＴ１１＝　１◇遅
延回路ＤＲＴＣＩおよびＤＲＴＣＩの各々の遅延段数（
レジスタチューブＲＴＣの高さに対応）１２ＲＴＣ＝　
２ ［トーンホールＴＨ関連の各パラメータ］φ、＝　２４
　［問］ φ＝＝　２４　［ｓ＋ｍ］ φ、＝１６［帥］ これら各種の値に基づいて上記乗算係数ａ＋ｏｆｒ、　
ａｌｏｆｔ、　ａ３ｏｆｆを演算し、ジャンクションＪ
ＴＨに設定した。

［レジスタチューブＲＴＣ関連の各パラメータ］φ　、
ｂ＝　　１　９　　［ｍｍｌ φ、ｂ＝　１９　［問］ φ−ｂ−３［ｓ＋＊］ これらの各種の値に基づいて上記乗算係数す。

ｏｆｆ、　ｂｓｏｆｒ、　ｂｓｏｆｒ、　ｂｔｏｎ、　
ｂｙｏｎ、　ｂｓｏｎを演算し、ジャンクシランＪ　Ｒ
ＴＣに設定した。

また、反射係数ｒＬｃはｌ（レジスタチューブＲＴＣ閉
状態）および−１（レジスタチューブＲＴＣ開状態）の
２種類に切り換えた。

［その他のパラメータ］ ◇反転回路ｒｖの乗算係数（終端部ＩＥの反射係数）γ
＝−０，９ ◇乗算１１７の乗算係数（共鳴管ｌの空気流に対するイ
ンピーダンス）Ｇ＝０．３ そして、上記各パラメータを設定した状態で、ジャンク
シッンＪ’ＴＨにおける反射係数ｔｈｅを、各種の値に
切り換え、第１図の楽音合成装置の評価を行った。今回
の評価では、第１図の楽音合成装置から励振回路１０を
切り離し、点りからインパルスを入力し、点ｔ、におい
てその応答を観測し、そのインパルス応答に対してＦＦ
Ｔ（高速フーリエ変ＰＩ＆）を適用し、第３図（ａ）、
　（ｂ）に示す伝送量周波数特性を得た。なお、第３図
（ａ）はレジスタチューブＲＴＣ用の反射係数ｒｔｃを
１にした場合、第３図（ｂ）はｒＬｃ＝’−１にした場
合を示したものである。これらの図に示すように、トー
ンホールＴ　Ｈにおける反射係数ｔｈｅが−１，−０，
９，−０，８というように、その絶対値が小さくなるに
従い、各共振周波数における共振のＱが小さく（すなわ
ち、帯域幅が広く）なることが分かる。

この楽音合成装置では、上述したように操作子の操作に
よりトーンホールＴ　Ｈの開放時の反射係数ｔｈｅの値
を変化させることができ、上記評価結果から理解される
ように共振回路３０の共振のＱを調整することができる
。従って、例えば演奏中に楽音における主力的な共振周
波数の次数を変化させるような柔軟な演奏制御を行うこ
とができ、また、多彩な音色制御を行うことができる。

なお、上記実施例では、ジャンクシランＪ　Ｔ　Ｈにお
ける反射係数ｔｈｅの絶対値を小さくすることにより、
共振回路３０のＱを制御するようにしたが、例えば遅延
回路励振回路Ｄ　ｎｒ、　Ｄ　ａｉｒ、　Ｄ　ｓｒ、　
Ｄ　ｎｒ、　Ｄ　ｉｒ、　Ｄ　ｋＬ　Ｄ　ｋｒ、　Ｄ　
ｊｒの前段あるいは後段に信号減衰用の乗算器を介挿し
、その減衰率を制御するようにしても上記実施例と同様
の効果が得られる。

なお、上述した実施例では、進行波の遅延時間と反射波
の遅延時間を等しくした場合について説明したが、励振
回路１０から出力された信号が、ジャンクションＪＲＴ
ＣあるいはＪＴＨ，あるいは終端回路ＴＲＭを介して励
振回路ＩＯに帰還されるまでの時間の総和が一定である
ならば、進行波に対する遅延時間と反射波に対する遅延
時間との配分を不均衡にしても構わない。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、正逆双方向の
各入力信号に対し、所定の信号処理を施して各々出力す
る複数の信号処理手段、および前記各信号処理手段を接
続する手段であって、該接続される各信号処理手段の出
力信号に対し、所定の演算処理を施し、該演算結果を該
信号処理手段に入力信号として供給する少なくとも！個
の信号散乱ジャンクションによって構成される共振回路
と、自身への入力信号および前記共振回路からの帰還信
号に基づいて励振信号を発生し、該励振信号を該共振回
路に入力する励振手段とを備え、前記励振手段から出力
された励振信号が前記共振回路を介して再び前記励振手
段に帰還されるまでの伝送経路に信号減衰手段を介挿し
、前記信号減衰手段における信号減衰量を制御するよう
にしたので、共振回路の共振のＱを制御することができ
、柔軟な演奏制御を行う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図はこの発明の一実施例による楽音合成装置の構成
を示すブロック図、第２図は同実施例がシミュレートす
るクラリネットの物理モデルを示す図、第３図は同実施
例におけるｔ＋、Ｌｍ点から共振回路３０側を見た場合
の伝送量周波数特性を示す図である。 ＪＴＨ・・・・・・トーンホール用ジャンクシッン、Ｊ
ＲＴＣ・・・・・・レジスタチューブ用ジャンクシッン
、Ｄｎｒ、Ｄ＋ａｒ、Ｄｍｒ、Ｄｎｒ、Ｄｊｆ、Ｄｋｆ
、Ｄｋｒ、Ｄｊ＋”−＝遅延回路、１００・・・・・・
楽音制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 正逆双方向の各入力信号に対し、所定の信号処理を施し
   て各々出力する複数の信号処理手段、および前記各信号
   処理手段を接続する手段であって、該接続される各信号
   処理手段の出力信号に対し、所定の演算処理を施し、該
   演算結果を該信号処理手段に入力信号として供給する少
   なくとも１個の信号散乱ジャンクションによって構成さ
   れる共振回路と、 自身への入力信号および前記共振回路からの帰還信号に
   基づいて励振信号を発生し、該励振信号を該共振回路に
   入力する励振手段と を備え、前記励振手段から出力された励振信号が前記共
   振回路を介して再び前記励振手段に帰還されるまでの伝
   送経路に信号減衰手段を介挿し、前記信号減衰手段にお
   ける信号減衰量を制御するようにしたことを特徴とする
   楽音合成装置。