JPS5919352B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、デジタル技術を利用した電子楽器の改良に
関し、特に発生楽音の音色を容易に可変制御し得るよう
にした電子楽器に関する。

Ａ、従来技術の説明 電子楽器は、鍵盤部での押鍵操作に対応して発生される
鍵情報によつて発生楽音の音高制御および発音制御が行
なわれるものであつて、このうち特にデジタル形式の電
子楽器としては、波形メモリリ読出し方式および高調波
合成方式等が提案されている。

第１図は従来の板形メモリ読出し方式による電子楽器の
一例を示し、特に単音構成によるものである。

同図において、１は鍵盤部に設けられたキースイッチ回
路であつて、鍵盤部の各鍵に対応したキースイッチを有
し、ある鍵が押鍵操作されると対応するキースイッチが
動作してその出力線に論理値゛１”の信号が出力される
。この場合、キースイッチ回路１には単音優先回路が内
蔵されており、同時に複数のキースイッチが動作した場
合、優先順位の高いキースイッチに対応する出力線にの
み″１”信号が出力されるようになつている。また、こ
のキースイッチ回路１はある鍵が押鍵操作されているこ
とを示すキーオン信号ＫＯＮを出力するように構成され
ている。キースイッチ回路１の各キースイッチに対応す
る出力線は周波数情報メモリ２の入力側に接続されてお
り、該メモリ２には各鍵の音高に対応する周波数情報数
値Ｆが記憶されている。

従つて、ある鍵が押鍵されると、その鍵の音高に対応し
た周波数情報数値Ｆが周波数情報メモリ２から読み出さ
れる。周波数情報メモリ２から読み出された周波数情報
数値Ｆはアキュムレータ３に供給されており、アキュム
レータ３ではク頭ノクパルスφに同期して周波数情報数
値Ｆを順次累算し、その累算値ｑＦ（ｑ■１、２、３・
・・・・・ Ｎ ）を波形メモリ４の読出しアドレス信
号として順次出力する。波形メモリ４には所望の楽音（
音源）波形１周期の順次サンプル点振幅値が各アドレス
に記憶されており、アキユムレータ３からの読出しアド
レス信号（累算値ＱＦ）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が順次読み出される。

上記の説明から明らかなように、押鍵された鍵に対応し
た周波数情報数値Ｆがメモリ２から読み出され、これが
クロツクパルスφのタイミングでアキユムレータ３にお
いて累算され、その累算値ＱＦが波形メモリ４の読出し
アドレス信号となる。したがつて、波形メモリ４からは
、押鍵された鍵の音高に対応した周波数の楽音（音源）
波形ＭＷが出力される。一方、・エンベロープ波形発生
器６はキースイツチ回路１から出力されるキーオン信号
ＫＯＮを受けてアタツク部、接続部、デイケイ部等から
なる音量エンベロープ制御用のエンベロープ波形ＥＮを
発生する。

そして、波形メモリ４から読み出された楽音波形ＭＷは
乗算器５に供給され、エンベロープ波形発生器６から出
力されるエンベカープ波形ＥＮＶと乗算され、これによ
つて楽音波形ＭＷに音量エンベロープが付与される。こ
の音量エンベロープの付与された楽音波形ＭＷ′は更に
フイルタ、アンプ、スピーカ等からなるサウンドシステ
ム７に供給されて演奏音として発音される。したがつて
、サウンドシステム７からは、押下鍵に対応して周波数
情報メモリ２から読み出される周波数情報数値Ｆによつ
て決定される周波数（音高）で、かつ波形メモリ４に記
憶された波形形状（音色）の楽音が発生される。なお、
周波数情報メモリ２の入力側にはラツチ回路２ａが設け
られており、離鍵後においてもキースイツチ回路１の出
力を周波数情報メモリ２に供給して離鍵後のデイケイ楽
音を発生させるようになつている。

このため、ラツチ回路２ａには、キーオン信号ＫＯＮが
ワンシヨツト回路８を介してストローブ信号として入力
されており、キーオン信号ＫＯＮの立土り時にラツチ回
路２ａのラツチ動作が行なわれるようになつている。し
たがつて、ラツチされたキースイツチ回路１の出力は、
次に新たな鍵が押鍵操作されてキーオン信号ＫＯＮが立
上るまで保持される。第２図は従来の高調波合成方式の
電子楽器の一例を示し、第１図と同一部分は同一記号を
用いてある。

同図において、キースイツチ回路１の各キースイツチに
対応する出力線は、各鍵の音高に対応する周波数ナンバ
Ｒがそれぞれ記憶されている周波数ナンバメモリ９の入
力側に接続されており、鍵盤部である鍵が押鍵操作され
ると、キースイツチ回路１の出力によつて該メモリ９が
アドレスされてその鍵の音高に対応した周波数ナンバＲ
が読み出される。この場合、周波数ナンバメモリ９は第
１図で示した周波数情報メモリ２の場合と同様にその入
力側にラツチ回路９ａが設けられていて、ワンシヨツト
回路８の出力によつてキーオン信号ＫＯＮの立上り時に
ラツチ動作が行なわれるようになつている。したがつて
、ラツチされたキースイツチ回路１の出力信号は、次に
新たな鍵が押されてキーオン信号ＫＯＮが立上るまで保
持される。一方、クロツク発振器１０は一定周期のクロ
ツクパルスＴｃを出力しており、このクロツクパルスＴ
ｃはカウンタ１１においてＷ分周されて計算区間タイミ
ング信号Ｔｘとなる。この場合「Ｗ」は合成しようとす
る高調波の総数であつて、例えば第１６高調波まで合成
する場合は「Ｗ＝１６」となる。なお、以下の説明にお
ける「高調波」とは基本波をも含むものとし、基本波（
基音）は第１高調波に相当する。このようにして作られ
た計算区間タイミング信号Ｔｘはデート１２に供給され
る。このデート１２は計算区間タイミング信号Ｔｘが供
給される毎に開いて周波数ナンバメモリ９から出力され
る周波数ナンバＲを音程区間加算器１３に供給する。音
程区間加算器１３はデート１２を介して周波数ナンバＲ
が供給される毎（すなわち計算区間タイミング信号Ｔｘ
が発生する毎）に該周波数ナンバＲを累算して１Ｒ，２
Ｒ，３Ｒ・・・・・・と増加する累算値ＱＲを出力する
。そして、音程区間加算器１３はその累算値ＱＲが該加
算器１３のモジユロ（法）Ｎを超えるとオーバフローし
て、以後は計算区間タイミング信号Ｔｘが発生される毎
に再び同様な累算動作を行なう。このように、計算区間
タイミング信号Ｔｘの発生毎に変化する累算値ＱＲは、
クロツクパルスＴｃによつてゲート制御されるデート１
４を介して高調波区間加算器１５に供給される。この場
合、クロツクパルスＴｃは計算区間タイミング信号Ｔｘ
ｆ）Ｗ倍の周波数を有しているために、計算区間タイミ
ング信号１Ｘの１周期間にデート１４はＷ回開かれるこ
とになる。この結果、高調波区間加算器１５はク頭ンク
パルスＴｃの発生毎にデー口４から出力される累算値Ｑ
Ｒを順次加算してその累算値ＮｑＲ（ｎ＝１，２，３・
・・・・・Ｗ）を出力する。そして、Ｗ回の累算が完了
すると、計算区間タイミング信号１Ｘによつてりセツト
され、以後同様な動作を行なう。従つて、この高調波区
間加算器１５は、計算区間タイミング信号Ｔｘの１周期
の間にクロツクパルスＴｃにしたがつて順次増加する累
算値ＮｑＲを発生していることになる。この累算値Ｎｑ
Ｒは、メモリ・アドレス・デコーダ１６においてデコー
ドされ、このデコード出力が正弦波波形１周期の各順次
サンプル点振幅値を各アドレスに記憶している正弦関数
メモリ１７にアドレス信号として供給され、該メモ：月
７から． π正弦振幅値ＳｉｎｗｎｑＲを読み出す。

上記の説明から明らかなように、音程区間加算器１３の
累算値ＱＲは、楽音波形振幅の計算すべき順次サンプル
点を示し、また高調波区間加算器１５の累算値ＮｑＲは
現在計算中の順次サンプル点ＱＲにおけるｎ次高調波の
位相を表わすことになる。

この結果正弦関数メモリ１７からは当該サンプル点ＱＲ
における各高調波（基本波を含む）． πの正弦振幅
値ＳｉｎｗｎｑＲ（ｎ＝１，２・・・・・・Ｗ）が基本
波（第１高調波）、第２高調波、・・・・・・第ｗ高調
波の順で順次発生される。

この場合、計算される楽音波形の順次サンプル点は計算
区間タイミング信号Ｔｘの発生毎に順次移行していくも
のであるが、次にどのサンプル点に移行すべきかは周波
数ナンバＲによつて決まるものであり、この周波数ナン
バＲは操作鍵の音高に比例したものである。したがつて
、正弦関数メモｌ月７からは操作鍵の音高に対応した各
高調波の正弦振幅値（ＳｉｎπＷｎｑＲ）が順次時分割
的に発生される。

一方、メモリアドレス制御装置１８はモジユロ（法）Ｗ
のカウンタによつて構成されており、カウンタ１１に同
期してクロツクパルスＴｃを順次カウントしてそのカウ
ント値を高調波係数メモリ１９にアドレス信号として出
力する。

高調波係数メモＩ月９には、所望の楽音音色を得るため
に最適な各高調波の振幅値に対応した高調波振幅係数Ｃ
ｎが各アドレスに記憶されており、メモリアドレス制御
装置１８からクロツクパルスＴｃに同期して順次変化す
るアドレス信号（高調波次数ｎを示す）が供給されると
、各アドレスに記憶されている各高調波の振幅値を設定
する高調波振幅係数Ｃｎが順次読み出される。この高調
波振幅係数Ｃｎは高調波振幅乗算器２０に出力される。
高調波振幅乗算器２０は、正弦関数メモリ１７から順次
サンプル点毎に時分割的に読み出される各高調． π
波の正弦振幅値ＳｉｎｗｎｑＲと各高調波別に設定され
た高調波振幅係数Ｃｎとを乗算してその乗算． π値
Ｆｎ＝ＣｎｓｉｎｗｎｑＲを累算器２１に供給する。

この場合、高調波区間加算器１５とメモリアドレス制御
装置１８は互いに同期しているために、各高調波別に順
次読み出される高調波振幅係数． πＣｎが対応する
高調波正弦振幅値ＳｉｎｗｎｑＲに乗算され、これによ
つて各高調波別の振幅値Ｆｎの設定が行なわれる。

累算器２１は高調波振幅乗算器２０から出力される各高
調波別の振幅値Ｆｎを順次累算する。そして、計算区間
タイミング信号Ｔｘが発生されると、デート２２が開い
て累算器２１の累算値（楽音波形のある順次サンプル点
における振幅値を表わしている）をＤ−Ａ変換器２３に
出力するとともに、累算器２１がりセツトされて次の順
次サンプル点における振幅値計算のために再び前述と同
様な累算動作を行なう。従つて、Ｄ−Ａ変換器２３には
、押下鍵の音高に対応した周期で、かつ１組の高調波振
幅係数Ｃｎにより設定される波形形状の楽音波形の順次
サンプル点における振幅値（デジタル信号）が計算区間
タイミング信号Ｔｘの発生毎に入力されることになる。
そして、このＤ−Ａ変換器２３から出力されるアナログ
信号の楽音波形ＭＷは乗算器５に供給され、エンベロー
プ波形発生器６から出力されるエンベロープ波形ＥＮと
乗算され、これによつて楽音波形ＭＷに音量エンベロー
プが付与される。この音量エンベロープの付与された楽
音波形ＭＷ′は、フイルタ、アンプ、スピーカ等からな
るサウンドシステム７に供給されて演奏音として発音さ
れる。したがつて、サウンドシステム７からは、押下鍵
に対応して周波数ナンバメモリ９から読み出される周波
数ナンバＲによつて決定される周波数（音高）で、かつ
高調波係数メモｌ月９に記憶された１組の高調波振幅係
数Ｃｎによつて設定される波形形状（音色）の演奏楽音
が発生されることになる。なお、このような高調波合成
方式の電子楽器は、特開昭４８−９０２１７号に開示さ
れているのでその詳細説明は省略する。

Ｂ．従来技術の欠点 以上の説明から明らかなように、土述した従来の波形メ
モリ読出し方式の電子楽器（第１図）は、楽音の発生時
から終了時まで波形メモリ４に記憶された楽音波形を押
下鍵の音高に対応した周波数でくり返し読み出すもので
あるため、波形メモリ４に記憶する楽音波形を一旦設定
してしまうと発生される楽音の音色が固定化されてしま
い、これに伴なつて音色の変更が自由に行なえなくなつ
てしまう欠点を有している。

また、上述した従来の高調波合成方式の電子楽器（第２
図）も、楽音の発生時から終了時まで高調波係数メモリ
１９に記憶された高調波振幅係数Ｃｎによつて設定され
る楽音波形が押下鍵の音高に対応した周波数で繰返し発
生されるものであるため、上記波形メモリ読出し方式の
場合と同様に、高調波係数メモｉ月９に記憶する各高調
波振幅係数Ｃｎを一旦設定してしまうと発生楽音の音色
変更が行なえなくなつてしまう欠点を有している。

そして、上述した波形メモリ読出し方式あるいは高調波
合成方式の電子楽器において、上記欠点を改善して発生
楽音の音色を変更するために、互いに異なつた波形形状
の楽音波形を記憶した波形メモリを複数設け、あるいは
互いに異なつた値の１組の高調波振幅係数Ｃｎを記憶し
た高調波係数メモリを複数設け これら波形メモリ群あ
るいは高調波係数メモリ群を適宜切換選択して使用する
ことが考えられるが、この場合には多数のメモリ（波形
メモリあるいは高調波係数メモリ）およびその切換制御
装置が必要となり、電子楽器の構成がきわめて複雑にな
るとともに高価なものとなつてしまう。Ｃ．この発明の
目的および概要説明 この発明は、上述した従来の欠点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、デジタル形成の電子
楽器において簡単な構成で発生楽音の音色変更を容易に
行ない得るようにすることである。

このためにこの発明は、所定の繰返し周期の第１の波形
を発生する第１の波形発生手段と、上記周期より長い周
期でかつ基準レベルから高レベルに向つて立上りその後
基準レベルに向つて立下る第２の波形を発生する第２の
波形発生手段とを設けると共に、発生すべき楽音の音高
に対応した周期で第１および第２の波形発生手段におけ
る波形発生動作を繰返し初期設定する制御手段を設け、
第１および第２の波形発生手段から発生される波形を乗
算して楽音波形を形成することにより、第１の波形の周
期または第２の波形の変化速度を変更するのみで容易に
発生楽音の音色を変化させ得るようにしたものである。

Ｄ．この発明の構成および動作説明 １この発明の構成説明 第３図はこの発明による電子楽器の一実施例を示す構成
図であつて、第１図と同一部分は同一記号を用いてある
。

同図において、２４，２５は定数選択スイツチであつて
、それぞれ“１″信号が入力されている可動接点ｘに選
択接続された固定接点ａ−ｎから該゛１１信号が出力さ
れる。２６，２７は各アドレスに互いに異なつた値の定
数ＫおよびＪがそれぞれ記憶されたメモリによつて構成
される第１、第２定数発生器であつて、この第１、第２
定数発生器２６，２７はそれぞれ定数選択スイツチ２４
，２５の出力によつてアドレスされて定数Ｋ，Ｊを発生
する。

２８はアキユムレータ３から出力される累算値ＱＦの最
上位ビツト信号（ＭＳＢ）を入力して、その立上りに同
期したパルスＤを発生するワンシヨツト回路、２９，３
０は第１、第２定数発生器２６，２７から出力される各
定数ＫおよびＪをそれぞれクロツクパルスφのタイミン
グで順次累算してその累算値ＱＫおよびＱＪを出力する
とともに、ワンシヨツト回路２８からパルスＤが出力さ
れる毎にその内容（ＱＫ，ｑＪ）がりセツトされる第１
、第２アキユムレータ、３１，３２は第１、第２アキユ
ムレータ２９，３０から出力される累算値ＱＫおよびＱ
Ｊによつてそれぞれアドレス制御されるメモリによつて
構成された第１、第２波形発生器であつて、第１波形発
生器３１には正弦波波形１周期の順次サンプル点振幅値
が各アドレスに記憶されており、また第２波形発生器３
２には第４図ａに示すように片極性でかつ１周期の後半
において振幅値が順次ほぼ零となる波形の順次サンプル
点振幅値が各アドレスに記憶されている。

そして、これら第１アキユムレータ２９と第１波形発生
器３１および第２アキユムレータ３０と第２波形発生器
３２はそれぞれ第１および第２波形発生回路３３，３４
を構成している。３５は第１、第２波形発生回路３３，
３４から出力される波形信号Ｗ，とＷ２を乗算して波形
信号Ｗ１を波形信号Ｗ２によつて変調した楽音波形ＭＷ
を出力する乗算器である。

そして、これら定数選択スイツチ２４，２５、第１、第
２定数発生器２６，２７、ワンシヨツト回路２８、第１
、第２波形発生回路３３，３４、乗算器３５は楽音波形
発生回路Ａを構成している。２この実施例の動作説明 このように構成された電子楽器において、定数選択スイ
ツチ２４，２５の各可動接点ｘをそれぞれ切換操作して
固定接点ａ−ｎのいずれかに接続すると、可動接点Ｘに
入力されている“１″信号が選択接続された固定接点か
ら出力されて第１、第２定数発生器２６，２７をそれぞ
れアドレスする。

したがつて、第１定数発生器２６からは定数選択スイツ
チ２４の出力によつてアドレスされた記憶位置に記憶さ
れている定数Ｋが読み出され、また第２定数発生器２７
からは定数選択スイツチ２５の出力によつてアドレスさ
れた記憶位置に記憶されている定数Ｊが読み出される。
この状態において、鍵盤部である鍵が押鍵操作されると
、キースィツチ回路１からはこの押下鍵に対応した出力
線にのみ論理値゛１”の出力信号が発生され、この出力
信号によつて周波数情報メモリ２がアドレスされてこの
押下鍵の音高に対応した周波数情報数値Ｆが読み出され
る。

また、キースイツチ回路１から出力信号が発生されると
、いずれかの鍵が押鍵操作中であることを示すキーオン
信号ＫＯＮがキースイツチ回路１から出力され、このキ
ーオン信号ＫＯＮを入力としてその立上りに同期したパ
ルスを発生するワンシヨツト回路８の出力によつて周波
数情報メモリ２内のラツチ回路２ａが動作してその時の
入力信号をラツチし、次に新たな鍵が押鍵されてキーオ
ン信号ＫＯＮが発生されるまで該入力信号を保持し続け
る。

周波数情報メモリ２から出力された押下鍵音高に対応し
た周波数情報数値Ｆはアキユムレータ３に入力され、ア
キユムレータ３は該数値Ｆをクロツクパルスφのタイミ
ングで順次累算してその累算値ＱＦを出力するとともに
、累算値ＱＦが最大累算値（モジユロ）を起えるとオー
バフローして累算動作をくり返す。そして、このアキユ
ムレータ３の累算値ＱＦの最上位ビツト信号（ＭＳＢ）
は、ワンシヨツト回路２８に入力されてその立上りに同
期したパルスＤに変換される。

したがつて、パルスＤは累算値ＱＦの周期に同期して発
生されることになり、このパルスＤによつて第１、第２
波形発生回路３３，３４の第１、第２アキユムレータ２
９，３０がりセツトされる。りセツトされた第１、第２
アキユムレータ２９，３０は再び第１、第２定数発生器
２６，２７から出力される定数ＫおよびＪをそれぞれク
ロツクパルスφのタイミングで順次累算してその累算値
ＱＫおよびＱＪを出力する。この場合、定数Ｋは定数Ｊ
に比較して大きな値に選定されており、このために累算
値ＱＫのくり返し周期は累算値ＱＪのくり返し周期に比
較して極めて早いものとなる。そして、第１アキユムレ
ータ２９の累算値ＱＫは、第１波形発生器３１を順次ア
ドレスして第４図ｂに示す周期の短い正弦波波形を連続
的に読み出す。また、定数Ｋは比較的小さな値に設定さ
れているために、第２アキユムレータ３０から出力され
る累算値ＱＪのくり返し周期は長いものとなり、この累
算値ＱＪによつてアドレスされる第２波形発生器３２か
ら読み出される波形は第４図ａに示すようにその周期が
極めて長いものとなる。このようにして発生された第１
、第２波形発生器３１，３２の波形信号Ｗ１およびＷ２
は乗算器３５において乗算され、その出力波形ＭＷは第
４図ｃに示すように第１波形発生器３１から出力される
周期の短い繰り返し波形の波形信号Ｗ１（第４図ｂ）を
第２波形発生器３２から出力される周期の長い波形信号
Ｗ２（第４図ａ）によつて振幅変調した波形信号となる
。この楽音波形ＭＷは乗算器５においてキーオン信号Ｋ
ＯＮの発生によつて動作を開始するエンベロープ波形発
生器６から供給されるエンベロープ波形ＥＮと乗算され
て振幅エンベロープが付与される。

そして、この振幅エンベロープが付与された楽音波形Ｍ
Ｗ／は、サウンドシステム７において演奏楽音に変換さ
れて発音される。上述のように構成された電子楽器にお
いて、楽音波形ＭＷ（ＭＷ′）の周期はパルスＤの発生
周期、つまり押下鍵の音高に対応した周波数情報数値Ｆ
を累算するア午ユムレータ３から出力される累算値ＱＦ
の変化くり返し周期に同期したものとなり、これによつ
て発生楽音の音高が決定される。

すなわち、波形発生回路３３，３４は、押下鍵の音高に
対応した周波数ω。のパルスＤによりその波形発生動作
が繰返し初期設定（りセツト）されるので、この波形発
生回路３３，３４から発生される波形信号Ｗｌ，Ｗ２は
上記周波数ω。を基本周波数として繰返すことになる。
従つて、波形信号Ｗｌ，Ｗ２はそれぞれ次の式（１），
（２）で表わすことができる。但し、ｋは基本波を含む
高調波成分の次数を表わし、Ａｋは第ｋ次高調波成分の
振幅レベルを表わす。

なお、波形信号Ｗ１は、この実施例においては、上述し
たように正弦波波形を周波数ω。

の周期毎に繰返し初期設定したものであるから、実質的
には周波数ω。の基本波成分ともともとの正弦波波形の
周波数（累算値ＱＫの繰返し周波数）に対応した高調波
成分とからなる。但し、ｍは基本波を含む高調波成分の
次数を表わし、Ｂｍは第ｍ次高調波成分の振幅レベルを
表わす。

そして、この波形信号Ｗ，とＷ２とが乗算されて楽音波
形ＭＷが形成されるので、楽音波形ＭＷは、となる。

この（３）式を展開することにより、楽音波形ＭＷは「
ｋωｏ±Ｍｃｌ）。

」の多数の周波数成分、すなわち周波数ω６の整数倍（
１．２．・・・・・・ｉ・・・・・・）の周波数成分か
ら構成されることが判る。従つて、楽音波形ＭＷの基本
周波数はω。となり押下鍵の音高に対応したものとなる
。なお、この場合、波形信号Ｗ，，Ｗ２の波形形状（第
４図Ａ，ｂ）の設定のし方によつては、楽音波形ＭＷに
含まれる基本波成分（周波数ω。

）の振幅レベルが非常に小さくなつたり、あるいは基本
波成分がなくなつたりすることもあるが、このような場
合でもこの楽音波形ＭＷを楽音として聞くと基本周波数
ω。の楽音が発音されているように聞こえ、何ら問題は
ない。このことは、「電子楽器と電気楽器のすべて」（
昭和４１年１月１５日誠文堂新光社発行）の第７頁記載
された「音の高さについて」の説明、および「フアイン
マン物理学」（１９７４年１０月１５日岩波書店発行）
の第３４０頁〜３４２頁記載された「２５−６非線型の
応答」に関する説明などから容易に理解できる。このよ
うに、波形発生回路３３，３４の波形発生動作は上述し
たようにパルスＤによつて押下鍵音高に対応した周期で
繰返し初期設定されるため、波形信号Ｗｌ，Ｗ２の波形
形状、特に波形信号Ｗ，の波形形状が音高に応じて変化
するので楽音波形ＭＷの波形形状も音高に応じて変化す
るものとなり、これによつて音高に応じて音色が変化す
る楽音が得られる。

また、定数選択スイツチ２４を切換選択して定数Ｋを変
更すると、第１波形発生器３１から出力される波形信号
Ｗ１（第４図ｂ）の周波数（周期）が変化し、また定数
選択スイツチ２５を切換選択して定数Ｊを変更すると第
２波形発生器３２から出力される波形信号Ｗ２（第４図
ａ）の時間軸方向の広がりが変化する。したがつて、定
数選択スイツチ２４，２５を切換えて、第１、第２定数
発生器２６，２７から読み出される定数Ｋ，Ｊを変更す
ることにより発生楽音の波形形状、つまり第２波形発生
器３２の波形信号Ｗ２によつて振幅変調された第１波形
発生器３１の波形信号Ｗ，の波形形状が変化することに
なる。この結果、楽音波形ＭＷの波形変化に対応してそ
の楽音波形に含まれる各高調波成分の分布が変化し、こ
れによつて発生楽音の音色を容易に変化させることが可
能となる。なお、発生楽音の音高は前述したように、押
下鍵の音高に対応した周波数情報数値Ｆを累算するアキ
ユムレータ３の累算値ＱＦの変化周期に同期してワンシ
ヨツト回路２８から出力されるパルスＤの周期のみによ
つて決定されるために、定数発生器２６，２７から発生
される定数Ｋ，Ｊの値に対して高い精度を要求する必要
はない。Ｅ．この発明による他の実施例 第５図は第３図に示す第１、第２波形発生器３１，３２
の他の実施例を示し、特に第１、第２波形発生器３１，
３２を前述の第２図に示すような高調波合成方式によつ
て構成した場合を示すものである。

なお、この第５図においては第１波形発生器３１につい
てのみ示してあるが、第２波形発生器３２についても同
様である。

同図において、３６はクロツクパルスＴｃを発生するク
ロツク発振器、３７はクロツクパルスＴｃを［Ｗ」分周
して第３図のクロツクパルスφに一致した計算区間タイ
ミング信号Ｔｘを発生するカウンタであつて、この場合
「Ｗ」は合成しようとする高調波（基本波も含む）の総
数である。

３８（１クロツクパルスＴｃの発生毎に開となつて第３
図に示す第１アキユムレータ２９の累算値ＱＫを出力す
るゲート、３９はゲート３８の出力（ＱＫ）を順次累算
して累算値ＮｑＫ（ｎ＝１，２，３，・・・・・・Ｗ）
を出力するとともに、計算区間タイミング信号Ｔｘの発
生毎にその内容（累算値ＮｑＫ）がりセツトされる高調
波区間加算器、４０は高調波区間加算器３９から出力さ
れる累算値ＮｑＫをデコードして正弦波波形の順次サン
プル点振幅値が各アドレスに記憶されている正弦関数．
πメモリ４１をアドレスして正弦振幅値Ｓｉｎｗｎ
ｑＫを読み出すメモリ・アドレス・カウンタ、４２はク
ロツクパルスＴｃをカウンタ３７に同期して順次カウン
トし、そのカウント値をアドレス信号ｎとして出力する
メモリアドレス制御装置であつて、このメモリアドレス
制御装置４２はモジユロ（法）Ｗのカウンタによつて構
成されている。

４３は各高調波別の高調波振幅係数Ｃｎを記憶した高調
波係数メモリであつて、メモリアドレス制御装置４２か
ら出力されるアドレス信号ｎ（高調波次数を示す）によ
つて各高調波振幅係数Ｃｎが順次読み出される。

４４は正弦関数メモリ４１から出力． πされる正弦
振幅値ＳｉｎｗｌｑＫと高調波係数メモリ４３から出力
される高調波振幅係数Ｃｎとを乗算して乗算値Ｆｎを出
力する乗算器、４５は乗算値Ｆｎを累算して出力すると
ともに、計算区間タイミング信号１Ｘの発生毎にりセツ
トされる累算器、４６は計算区間タイミング信号Ｔｘの
発生毎に開となつて累算器４５の累算値を出力するゲー
ト、４７はデート４６の出力をＤ−Ａ変換して第３図に
示す乗算器３５に出力するＤ−Ａ変換器である。

このように構成された第１波形発生器３１において、ク
ロツクパルスφ（計算区間タイミング信号Ｔｘ）により
順次変化する第１アキユムレータ２９（第３図）から出
力される累算値ＱＫは、クロツクパルス１Ｃによつてゲ
ート制御されるゲート３８を介して高調波区間加算器３
９に供給される。

この場合、クロツクパルスＴｃは計算区間タイミング信
号Ｔｘ（クロツクパルスφ）のＷ倍の周波数を有してい
るために、計算区間タイミング信号Ｔｘの１周期間にデ
ート３８はＷ回開かれることになる。この結果、高調波
区間加算器３９はクロツクパルスＴｃの発生毎にゲート
３８から出力される累算値ＱＫを順次加算してその累算
値ＮｑＫ（ｎ＝１，２，３，・・・・・・Ｗ）を出力す
る。そして、加算器３９はｗ回の累算を完了すると、計
算区間タイミング信号Ｔｘによつてりセツトされ、以後
同様な動作を行なう。従つて、この高調波区間加算器３
９は、計算区間タイミング信号Ｔｘの１周期の間にクロ
ツクパルスＴｃにしたがつて順次増加する累算値ＮｑＫ
を発生していることになる。この累算値ＩｑＫは、メモ
リ・アドレス・デコーダ４０においてデコードされ、こ
のデコード出力が正弦波波形１周期の順次サンプル点振
幅値を各アドレスに記憶している正弦関数メモリ４１に
アドレス信号として供給され、該メモリ． π４１か
ら正弦振幅値ＳｉｎｗｎｑＫを読み出す。

上記の説明から明らかなように、第１アキユムレータ２
９（第３図）の累算値ＱＫは、第１波形発生器３１から
発生される波形信号Ｗ，の計算すべき順次サンプル点を
示し、また高調波区間加算器３９の累算値Ｎｑｋは現在
計算中のサンプル点ＱＫにおけるｎ次高調波の位相を表
わすことになる。この結果正弦関数メモリ４１からは当
該サンプル点ＱＫにおける各高調波（基本波を含む）の
． π正弦振幅値Ｓｉｎｖ！７′ＮｑＫ（ｎ＝１，２
・・・・・・Ｗ）基本波（第１高調波）、第２高調波、
・・・・・・第Ｗ高調波の順で順次発生される。

この場合、波形信号Ｗ１の計算される順次サンプル点は
、計算区間タイミング信号Ｔｘの発生毎に順次移行して
いくものであるが、次にどのサンプル上に移行すべきか
は第１定数発生器２６（第３図）から出力される定数Ｋ
によつて定まるものである。したがつて、正弦関数メモ
リ４１からは、定数Ｋに比例した周期． πで各高調
波の正弦振幅値ＳｉｎｗｎｑＫが順次時分割的に発生さ
れる。

一方、メモリアドレス制御装置４２からは、クロツクパ
ルスＴｃに同期して順次変化するアドレス信号ｎ（高調
波次数を示す）が高調波係数メモリ４３に出力される。

高調波係数メモリ４３はアドレス信号ｎが入力されると
、各アドレスに記憶している各高調波の振幅値を設定す
る高調波振幅係数Ｃｎを順次発生する。この高調波振幅
係数Ｃｎは、高調波振幅乗算器４４において正弦関数メ
モリ４１から順次サンプル点毎に時分割的に読． π
み出される各高調波の正弦振幅値ＳｉｎｗｎｑＫと乗算
される。

そして乗算器４４の乗算値Ｆｎは累算器４５に供給され
る。この場合、メモリアドレス制御装置４２は高調波区
間加算器３９と同期しているために、各高調波別に順次
読み出される高調波振幅係数Ｃｎが対応する高調波正弦
振幅値． πＳｉｎｗｎｑＫに乗算され、これによつ
て各高調波別の振幅値Ｆｎの設定が行なわれる。

累算器４５は、高調波振幅乗算器４４から順次出力され
る各高調波別の振幅値Ｆｎを順次累算し、その累算値（
？ Ｆｎ）を計算区間タイミング信号Ｔｘの発ｎ＝１生
時にデート４６を介してＤ−Ａ変換器４７に出力すると
ともに、りセツトされて次の順次サンプル点振幅値の計
算のために再び同様な累算動作を行なう。

したがつて、Ｄ−Ａ変換器４７には、アキユムレータ２
９（第３図）の累算値ＱＫに対応した順次サンプル点に
おける波形振幅値が計算区間タイミング信号Ｔｘの発生
毎に入力されることになり、このＤ−Ａ変換器４７から
は定数Ｋに対応した周期でかつ各高調波振幅係数Ｃｎに
よつて設定された波形形状のアナログ波形信号Ｗ１が発
生される。この場合、第３図の定数選択スイツチ２４を
切換選択して定数Ｋを変更することによつて出力波形信
号Ｗ１の周波数（周期）を変化させることができる。ま
た、高調波係数メモリ４３に記憶させる各高調波振幅係
数Ｃｎの値を種々選定することによつて、いかなる複雑
な波形形状を有する波形信号Ｗ１を発生することができ
、これに伴なつて発生楽音の音色を容易に複雑なものと
することができる。Ｆ．この発明による更に他の実施例 第６図は波形発生器３１，３２の更に他の実施例を示す
回路図であつて、第５図と同一部分は同一記号を用いて
その説明を省略する。

同図において、４８は低周波数のパルスＬＰを発生する
低周波発振器、４９はカウント出力をアドレス信号ｔと
して高調波係数メモリ４３に出力するカウンタ、５０は
カウンタ４９の最大カウント時に出力される゛１″信号
を反転するインバータ、５１は低周波発振器４８の出力
パルスＬＰとをインバータ５０の出力に基づきカウンタ
４９のカウント入力端に供給するアンドデート、５２は
キーオン信号ＫＯＮの立上りに同期したパルスを出力し
てカウンタ４９をりセツトするワンシヨツト回路である
。このように構成された回路に於いて、押鍵に伴ない発
生されるキーオン信号ＫＯＮの立上り時にワンシヨツト
回路５２から出力されるパルスによつてカウンタ４９が
りセツトされる。

この結果、カウンタ４９のカウント値が最大カウント値
となつた時に出力される゛１８信号を反転するインバー
タ５０の出力が０１″となり、これに伴なつて低周波発
振器３８の出力パルスＬＰがアンドデート５１を介して
カウンタ４９のカウント入力端に供給される。カウンタ
４９は低周波発振器４８からパルスＬＰが発生される毎
にこれをカウントして順次カウントアツプし、そのカウ
ント値が最大カウント値（オール“１”）となつた時点
において、インバータ５０の出力が００１となり、これ
に伴なつてアンドゲート５１が閉じて以後のカウント動
作を中止する。一方、このように低周波発振器４８の出
力パルスＬＰによつて順次増加するカウンタ４９のカウ
ント値は、高調波係数メモリ４３にアドレス信号ｔとし
て供給される。高調波係数メモリ４３はメモリアドレス
制御装置４２の出力（ｎ）とカウンタ４９の出力（ｔ）
とによつてアドレスされて所定の高調波振幅係数Ｃｎ′
を出力するもので、このメモリ４３から読み出される高
調波振幅係数Ｃｎ′は高調波次数（ｎ）と時間（１）の
関数となる。この場合、カウンタ４９の出力（ｔ）は低
周波発振器４８の発振周期に対応して変化するために、
高調波係数メモリ４３から出力される各高調波振幅係数
Ｃｎ′は高調波次数毎に時間の経過とともに変化する値
となり、そしてカウンタ４９が最大カウント値に達する
とそれ以後は同一値となる。したがつて、この高調波振
幅係数Ｃｎ′を高調波振幅乗算器４４に供給して正弦関
数メモリ４１から出力される正弦振幅値． πＳｉ
ｎｗｎｑＫと乗算すると、その乗算値Ｆｎは各高調波次
数毎に時間の経過とともに変化することになる。

フルカウントとなつた時点以後においては同一値となる
。したがつて、このような構成による波形発生器３１，
３２を第３図に示す電子楽器に用いた場合には、自然楽
器における発音と同様に発音開始時から時間経過ととも
に発生楽音の音色を微妙に変化させて自然件のある豊か
な楽音が得られる。

Ｇ．この発明による他の実施例第７図はこの発明による
電子楽器の他の実施例を示し、特に第３図に示す第１、
第２定数発生器２６，２７および定数選択スイツチ２４
，２５からなる定数発生手段の改良に関するものである
。

５３は鍵盤部の各鍵の音域（例えは１オクターブまたは
半オクターブ単位）に対応してそれぞれ異なる値の定数
Ｋ′を記憶しているメモリであつてキースィツチ回路１
の出力によつてアドレスされ押下鍵の属する音域に対応
した定数Ｋ′を発生する。

５４は各鍵の音高に対応してそれぞれ異なる値の定数Ｊ
′を記憶しているメモリであつて、キースイツチ回路１
の出力によつてアドレスされ押下鍵の音高に対応した定
数Ｊ′を発生する。

メモリ５３，５４からそれぞれ読み出された定数Ｋ′，
Ｊ′は第３図に示す第１、第２アキユムレータ２９，３
０にそれぞれ供給され、アキユムレータ２９，３０にお
いてクロツクパルスφにしたがつて順次累算される。

このように定数発生手段を構成することにより第１アキ
ユムレータ２９からは押下鍵の属する音域に対応して変
化する累算値ＱＫ′が出力され、また第２アキユムレー
タ３０からは押下鍵の音高に対応して変化する累算値Ｑ
Ｊ′が出力される。

したがつて、第１アキユムレータ２９の累算値ＱＫ′に
よつてアドレスされる第１波形発生器３１からは押下鍵
の属する音域に対応した周期の波形信号Ｗ１（第４図ｂ
）が発生され、この波形信号Ｗ１の周期は押下鍵の属す
る音域によつて変化する。また、第２アキユムレータ３
０の累算値ＱＪ５によつてアドレスされる第２波形発生
器３２からは押下鍵の音高に対応した周期を有する波形
信号Ｗ２（第４図ａ）が発生され、この波形信号Ｗ２の
周期は押下鍵の音高によつて変化する。この結果、乗算
器３５から出力される楽音波形ＭＷ（Ｗ１×Ｗ２）は押
下鍵の属する音域によつてその波形形状が変化する（押
下鍵の属する音域によつて波形信号Ｗ１が変化するため
）。

ここで、ワンシヨツト回路２８（第３図）から発生され
るパルスＤは楽音波形ＭＷの周期（周波数）を決定する
もので、該パルスの発生周期は押下鍵の音高に対応して
変化することはすでに説明した。

一方、波形信号Ｗ２の周期も上述のように押下鍵の音高
に対応して変化するものであり、この場合パルスＤの発
生周期と波形信号Ｗ２の周期は一致している（パルスＤ
の発生周期が短かくなれば波形信号Ｗ２の周期も短かく
なる）。したがつて、パルスＤによる波形信号Ｗ２のり
セツトは押下鍵の音高に関係なく常に波形信号Ｗ２のほ
ぼ同じ位置で行なわれる。すなわちパルスＤが発生する
ときには、波形信号Ｗ２は必ずその後半部分（第４図ａ
に示す波形の振幅値がほぼ零の部分）に入つており、こ
の部分で波形信号Ｗ２をりセツトしてもりセツトに伴な
うノイズは生じない。ちなみに、波形信号Ｗ２の前半部
分（第４図ａ）において該信号Ｗ２をりセツトすると、
信号Ｗ２はある振幅値から急に零に立下るためりセツト
に伴なうノイズが生じる。第３図に示すように波形信号
Ｗ２を定数Ｊに基づいて発生させた場合には、波形信号
Ｗ２の周期は押下鍵の音高に関係なく常に一定となるの
で、押下鍵の音高が高くなるにしたがつてパルスＤの発
生周期が短かくなり波形信号Ｗ２のりセツトタイミング
が前半部分に入つてきてりセツトノイズが生じる恐れが
あるが、この実施例によれは上述したようにそのような
不都合は何ら生じない。したがつて、この実施例によれ
ば、前述の第３図の実施例の場合とは逆に、波形発生回
路３３，３４から発生される波形信号Ｗｌ，Ｗ２の波形
形状は押下鍵の音高に関係なくほぼ同じになるので、音
高が変わつても常にほぼ同一音色の楽音が得られる。

なお、この実施例における定数Ｋ′およびＪ５は発生楽
音の周波数を決定するものではないから、前述の周波数
情報数値Ｆのような正確さは要求されない。

また、定数Ｊ′は各鍵毎に設定しなくても定数Ｋ′のよ
うに音域に対応したものでもよい。さらに、定数Ｋ′お
よびＪ′を発生させるために専用のメモリ（５３および
５４）を設けずに周波数情報数値Ｆを利用して定数Ｋ′
およびＪ′を形成するようにしてもよい。なお、上述し
た実施例においては、第１波形発生器３１から正弦波を
くり返し発生させ、第２波形発生器３２からは片極性で
かつ１周期の後半で順次ほぼ零となる波形を発生させた
場合について説明したが、この発明はこれに限定される
ものではなく、比較的周期の短いくり返し波形および比
較的長い周期で１周期の後半において順次ほぼ零となる
波形を発生するものであればいかなる波形であつても良
いことは言うまでもない。

また、波形発生器３１，３２としては、波形メモリ読出
し方式および高調波合成方式の他に例えは特開昭５０−
１２６４０６号に開示されているような周波数変調方式
あるいは特開昭５１−７８３１５号に開示されているよ
うなウオルシユ関数方式等を用いて上記の条件を満たす
所望の波形信号を発生させるようにしてもよい。

さらに、波形発生器３１，３２を押下鍵の音高に対応し
て周期的にりセツトする手段として、押下鍵の音高に対
応した周波数ＦＷ報Ｆを所定速度で累算した累算値ＱＦ
を用いる代わりに、予め各鍵の音高に対応した周波数の
パルス信号を形成しておき、この多数のパルス信号から
押下鍵に対応したものを選択してこの選択したパルス信
号で波形発生器３１，３２をりセツトするようにしても
よい。

勿論この他の方法でもよいもので、要は押下鍵の音高に
対応した周波数（周期）のパルス信号を形成すれはよい
ものである。第３図の第１および（または）第２アキユ
ムレータ２９，３０に供給されるクロツクパルスφを一
定周期（例えば１０〜２０Ｈｚ）で変調すれは（すなわ
ち第１および（または）第２波形発生器３１，３２にお
ける波形信号Ｗ，，Ｗ，の発生速度を周期的に変化させ
れは）発生される楽音のスペクトルがゆれて人声に類似
した楽音となる。

Ｈ．この発明による効果以上説明したように、この発明
による電子楽器は、所定の繰返し周期の第１の波形を発
生する第１の波形発生手段と、上記周期より長い周期で
かつ基準レベルから高レベルに向つて立上りその後基準
レベルに向つて立下る第２の波形を発生する第２の波形
発生手段とを設けると共に、発生すべき楽音の音高に対
応した周期で第１および第２の波形発生手段における波
形発生動作を繰返し初期設定する制御手段を設け、第１
および第２の波形発生手段から発生される波形を乗算し
て楽音波形を形成するように構成したので、上記各波形
の発生速度を変更する（第３図の定数Ｋ，Ｊを変更する
）のみの非常に簡単な構成で楽音の音色を変化させるこ
とができる。

また、上記各波形の発生速度を押下鍵の音高に関係なく
一定にしたり（第３図の実施例）、あるいは音高に対応
して制御したり（第７図の実施例）することにより、発
生楽音の音色を音高に応じて変化させたりあるいは変化
させなかつたりすることもできる。

さらに、上記各波形の発生速度を時間経過に従つて変更
することにより（第６図の実施例）、音色が時間的に変
化する自然性のある豊かな楽音が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の波形メモリ読出し方式の電子楽器の一例
を示す構成図、第２図は従来の高調波合成方式の電子楽
器の一例を示す構成図、第３図はこの発明による電子楽
器の一実施例を示す構成図、第４図ａ−ｃは第３図に示
す各部の波形図、第５図〜第７図はこの発明による電子
楽器の他の実施例を示す構成図である。 １・・・・・・キースイツチ回路、２・・・・・・周波
数情報メモリ、２ａ・・・・・・ラツチ回路、３・・・
・・・アキユムレータ、５・・・・・・乗算器、６・・
・・・・エンベロープ波形発生器、７・・・・・・サウ
ンドシステム、８・・・・・・ワンシヨツト回路、２４
，２５・・・・・・定数選択スイツチ、２６，２７・・
・・・・第１、第２定数発生器、２８・・・・・・ワン
シヨツト回路、２９，３０・・・・・・第１、第２アキ
ユムレータ、３１，３２・・・・・・第１、第２波形発
生器、３３，３４・・・・・・第１、第２波形発生回路
、３５・・・・・・乗算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の繰返し周期の第１の波形を発生する第１の波
   形発生手段と、上記第１の波形の繰返し周期より長い周
   期で、かつ基準レベルから高レベルに向つて立上りその
   後基準レベルに向つて立下る第２の波形を発生する第２
   の波形発生手段と、発生すべき楽音の音高に対応した周
   期のパルス信号を繰返し発生するパルス信号発生手段と
   、上記パルス信号により上記第１および第２の波形発生
   手段における波形発生動作を繰返し初期設定し、楽音の
   音高に対応した周期で上記第１および第２の波形を繰返
   し発生させる制御手段と、上記第１および第２の波形発
   生手段から発生される波形を乗算して楽音波形を形成す
   る乗算手段とを備え、上記乗算手段から出力される楽音
   波形に基づき楽音を発生する電子楽器。 ２ 第１および第２の波形発生手段は、それぞれ上記第
   １の波形または第２の波形における複数のサンプル点の
   振幅値を記憶したメモリと、上記制御手段による初期設
   定の後、所定の定数をクロックパルスに従つて累算し、
   その累算値出力によつて上記メモリから各サンプル点の
   振幅値を読み出すアキュムレータとから構成することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。