JPS6115438B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、あらかじめ波形メモリに記憶され
ている楽音波形を読み出して楽音信号を発生する
いわゆる波形メモリ読出し方式の楽音信号発生装
置に関するものである。

従来の波形メモリ読み出し方式の楽音信号発生
装置を用いた電子楽器では、所望の波形を記憶し
ている波形メモリを押下鍵に対応する読み出しア
ドレス信号で読み出し、この読み出された波形信
号を楽音信号としてこれに音量制御用のエンベロ
ープ波形を乗算して楽音を発生していた。

従つて、従来の波形メモリ読み出し方式の楽音
信号発生装置において発生される楽音信号は同一
波形のくり返しであるため、その音色は常に同じ
で変化しなかつた。

ところで、一般に自然楽器の楽音はこの音色
（波形形状）が時間とともに変化しており、それ
によつて豊かな感じの音になつている。従つて、
従来の波形メモリ読み出し方式の楽音信号発生装
置は発生楽音に豊かさがなく単調な音になつてい
た。

以上に記述した従来の波形メモリ読み出し方式
の楽音信号発生装置の欠点に鑑み、本件特許出願
人は特願昭52−48412号明細書に開示した発明及
び特願昭52−51970号明細書に開示した発明を行
つた。

第１の先願発明：特願昭52−48412号によれ
ば、互いに異なる波形を記憶し同時に読み出しが
行われる複数の波形メモリが設けられており、更
に各波形メモリのそれぞれに対応して時間変化す
るパラメータ信号を発生するパラメータ発生器が
設けられている。又、各波形メモリから出力され
る波形信号（Wi ｉ＝１、２………）とパラメー
タ発生器から出力される各パラメータ信号（Pi
（ｔ）、ｉ＝１、２………）とを乗算する乗算器が
各波形メモリの出力側にそれぞれ設けられてお
り、各乗算器の出力側が加算器の入力側に接続さ
れている。従つて、各波形メモリから出力される
波形信号（Wi、ｉ＝１、２………）が各パラメ
ータ信号（Pi（ｔ）ｉ＝１、２………）によりΣ
Wi・Pi（ｔ）の形で合成され楽音発生から終了
に至る音色の変化する楽音信号が形成される。

また、第２の先願発明：特願昭52−51970号に
よれば、互いに異なる波形を記憶している第１、
第２の波形メモリが設けられており、この第１、
第２の波形メモリから出力されるそれぞれの波形
信号を時間変化するパラメータ信号Ｐ（ｔ）を用
いて〔Ｐ（ｔ）：１−Ｐ（ｔ）〕の比で合成し、
楽音発生から終了に到るまで音色の変化する楽音
信号が形成される。

以上の説明から明らかな様に、上記した第１、
第２の先願発明によれば波形メモリから出力され
る波形信号にパラメータ信号発生器から出力され
るパラメータ信号を乗算して楽音信号を形成して
いる。従つて、楽音の発生から終了に至る間波形
形状が除々に変化する楽音信号を得ることができ
た。しかし、これらの先願発明におけるパラメー
タ信号発生器は楽音信号発生装置の規模の大型化
を防止するための通常メモリサイズの小さいリー
ドオンリイメモリ等で構成されている。従つて、
パラメータ信号発生器から出力されるパラメータ
信号は時間的に非常にゆつくりとした変化を行
い、発生される楽音信号の単位時間当りの波形形
状の変化率も非常に小さかつた。例えば、波形メ
モリから読み出される波形信号の１周期内ではパ
ラメータ信号がとんど変化しないので同一の値の
パラメータ信号が乗算されるのである。従つて、
この先願発明において発生される楽音信号は音色
の変化の幅が狭いという欠点があつた。

この発明は、以上に記憶した従来の楽音信号発
生装置および先願発明の欠点に鑑みなされたもの
で、波形形状が大幅に変化する楽音信号を発生で
きるようにした楽音信号発生装置を提供すること
を目的とする。

この目的を達成するためにこの発明の楽音信号
発生装置は、アドレス信号発生手段と、波形記憶
手段と、パラメータ信号発生手段と、合成手段と
からなる基本的構成に制御手段を付加したことを
特徴とするものである。アドレス信号発生手段は
所望の音高に対応して順次変化するアドレス信号
を発生するものであり、波形記憶手段が記憶する
互いに異なる複数の波形に関する波形信号がそれ
ぞれ上記のアドレス信号によつて読み出され、読
み出された各波形信号に合成手段が重み付けをし
て楽音信号として出力し、この重み付けするため
の重みのパラメータ信号がパラメータ信号発生手
段から合成手段に与えられるのである。そして制
御手段は、前記のアドレス信号が所定値になつた
ことを検出して、パラメータ信号発生手段から合
成手段に与えられる重みパラメータ信号を切換え
変更するものである。

以下添附の図面を用いて更に詳細にこの発明に
ついて説明する。

第１図はこの発明の楽音信号発生装置を用いた
電子楽器の一実施例を示すものであり、鍵搬回路
１は、ある鍵が押鍵されるとその鍵に対応する１
本の出力線に論理値“１”を出力する様に構成さ
れている。鍵盤回路１には図示しない単音優先回
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。この単音優先回路と
しては例えば特願昭49−102640号（特開昭51−
29918号）明細書に開示されたものを用いること
ができる。更に鍵盤回路１は、ある鍵が押鍵され
た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。鍵盤回路１の各出力線は周波数情
報メモリ２の入力側に接続されており、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周
波数情報数値（定数）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の出力側は累算
器３の入力側に接続されており、累算器３はクロ
ツクパルスφ_１を受け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を順次累算し、そ
の累算値qFを読み出しアドレス信号として順次
出力する。

こゝで、累算器３はその累算可能な最大累算値
まで累算すると、再び最初から周波数情報数値Ｆ
の累算を行う様に構成されている。従つて、読み
出しアドレス信号（累算値qF）がくり返し出力
される。なお、周波数情報メモリ２および累算器
３はアドレス信号発生手段を構成している。累算
器３の出力側は波形記憶手段を構成する波形メモ
リ４，５の入力側と比較器９の入力端子Ａに接続
されている。こゝで、波形メモリ４，５にはそれ
ぞれ第２図Ａ，Ｂに示す波形Ｗ１，Ｗ２が記憶さ
れているものとする。

以上の説明から明らかな様に、押鍵された鍵に
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、これが、クロツクパルスφ_１の
タイミングで累算器３により順次累算されその累
算値qFが波形メモリ４，５に読み出しアドレス
信号として入力される。従つて、波形メモリ４，
５からはそれぞれ押鍵された鍵の音高に対応した
周波数の波形信号Ｗ１，Ｗ２が出力される。

波形メモリ４の出力側は乗算器６の第１の入力
端子に接続され、波形メモリ５の出力側は乗算器
７の第１の入力端子に接続されている。また、比
較器９の入力端子Ｂには、定数Ｃが入力されてお
り、比較器９は入力端子Ａに入力されている累算
値qFと入力端子Ｂに入力されている定数Ｃの大
小を比較し（累算値qF）＜（定数Ｃ）の場合に出
力端子０から論理値“０”を出力し、（累算値
qF）≧（定数Ｃ）の場合には出力端子０から論理
値“１”を出力する様に構成されている。この比
較器９の出力端子０はセレクタ１０，１１のセレ
クト指令入力端子Ｓに接続されている。また、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１６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２
１に入力されている。こゝでエンベロープ波形発
生器２１は楽音信号に適宜の音量エンベロープを
付与するため設けられているものでキーオン信号
KONを受けてエンベロープ波形を出力する様に
構成されている。

クロツクパルスφ_２を出力する発振器１７の出
力側はアンド回路１８の入力端子に接続されてお
り、アンド回路１８の出力側はカウンタ１６の計
数端子Ciに接続されている。カウンタ１６のキ
ヤリイアウト出力端子CAはインバータ１９を介
してアンド回路１８の第２の入力端子に接続さ
れ、更に、カウンタ１６の出力側は重みパラメー
タメモリ１２〜１５のアドレス入力側に接続され
ている。ここで、各重みパラメータメモリ１２〜
１５はアドレス数の少ないリードオンリイメモリ
で構成されており、それぞれ相異なる適宜の重み
パラメータ波形を記憶しているものとする。重み
パラメータメモリ１２の出力側はセレクタ１０の
入力端子Ａに接続され、重みパラメータメモリ１
３の出力側はセレクタ１０の入力端子Ｂに接続さ
れ、重みパラメータメモリ１４の出力側はセレク
タ１１の入力端子Ａに接続され、重みパラメータ
メモリ１５の出力側はセレクタ１１の入力端子Ｂ
に接続されている。また、前記した様に比較器９
の出力側がセレクタ１０，１１のセレクト指令入
力端子Ｓに接続されており、セレクタ１０，１１
の出力側は乗算器７，６のそれぞれの第２の入力
端子に接続されている。

ここで、セレクタ１０，１１は共にそのセレク
ト指令入力端子Ｓに論理値“０”が入力されたと
き入力端子Ａに入力されている信号を出力し、更
にセレクト指令入力端子Ｓに論理値“１”が入力
されたとき入力端子Ｂに入力されている信号を出
力する様に構成されている。

ここで、重みパラメータメモリ１２〜１５、カ
ウンタ１６、発振器１７、アンド回路１８、イン
バータ１９が重みパラメータ信号発生手段を構成
し、比較器９、セレクタ１０，１１が制御手段を
構成しており、両手段を合わせて重みパラメータ
信号発生器８と称する。

乗算器６の出力側は加算器２０の第１の入力端
子に接続されており、乗算器７の出力側は加算器
２０の第２の入力端子に接続されている。加算器
２０の出力側は乗算器２２の第１の入力端子に接
続されており、乗算器２２の第２の入力端子には
エンベロープ波形発生器２１の出力側が接続され
ている。乗算器２２の出力側はアンプ・スピーカ
等から成るサウンドシステム２３に入力されてい
る。なお、乗算器６，７と加算器２０とが合成手
段を構成している。

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。前記した様にある鍵が押鍵さ
れると、この押下鍵に対応した周波数情報数値Ｆ
や周波数情報メモリ２から読み出され、この周波
数情報数値Ｆが累算器３においてクロツクパルス
φ_１のタイミングで順次累算される。この累算値
qF（ｑ＝１、２、………）が一方において波形
メモリ４，５に読み出しアドレス信号として入力
され、他方において比較器９の入力端子Ａに入力
される。従つて、波形メモリ４，５から波形信号
Ｗ１，Ｗ２が読み出される。

また、押鍵と同時に鍵盤回路１から出力される
キーオン信号KONがカウンタ１６のリセツト端
子Ｒに入力されるため、カウンタ１６の内容がキ
ーオン信号KONにより時に“０”にセツトされ
る。従つて、このときカウンタ１６のキヤリイア
ウト出力端子CAは論理値“０”を出力するため
に発振器１７から出力されるクロツクパルスφ_２
がアンド回路１８を介してカウンタ１６の計数入
力端子Ciに入力される。カウンタ１６は、この
クロツクパルスφ_２を順次計数し、その計数値を
読み出しアドレス信号として各重みパラメータメ
モリ１２〜１５のアドレス入力側に出力する。各
重みパラメータメモリ１２〜１５はこのカウンタ
１６から読み出しアドレス信号を受けて、それぞ
れの重みパラメータメモリ１２〜１５が記憶して
いる重みパラメータ信号Ｐ_{F (t)}，Ｐ_{R (t)}，Ｐ
_{F (t)}，Ｐ_{R (t)}を出力する。ここで、各重みパ
ラメータメモリ１２〜１５は前記した様にアドレ
ス数の少ないリードオンリイメモリで構成されて
おり、更に発振器１７の出力するクロツクパルス
φ_２の発振周波数は累算器３に入力されているク
ロツクパルスφ_１の発振周波数よりも十分に低
い。従つて、累算器３が出力される累算値qFの
変化周期よりもカウンタ１６が出力する計数値の
変化周期のほうが十分長くなり、重みパラメータ
メモリ１２〜１５から出力される各重みパラメー
タ信号Ｐ_{F (t)}，Ｐ_{R (t)}，Ｐ_{F (t)}，Ｐ_{R (t)}
の単位時間当りのサンプル点数は波形メモリ４，
５から出力される波形信号Ｗ１，Ｗ２の単位時間
当りのサンプル点数に比べてはるかに少なくな
る。

以上の様にして重みパラメータメモリ１２〜１
５から出力される各重みパラメータ信号Ｐ_{F (t
）}，Ｐ_{R (t)}，Ｐ_{F (t)}，Ｐ_{R (t)}はセレクタ１
０，１１の各入力端子Ａ，Ｂにそれぞれ入力され
る。ここで比較器９は前記した様に入力端子Ａに
入力されている累算値qFと入力端子Ｂに入力さ
れている定数Ｃの大小を比較し、（累算値qF）＜
（定数Ｃ）の時論理値“０”を出力し、（累算値
qF）≧（定数Ｃ）の時論理値“１”を出力する。
また、前記した様にセレクタ１０，１１はセレク
ト指令入力端子Ｓに論理値“０”が入力されてい
るとき入力端子Ａに入力されている信号を選択し
て出力し、論理値“１”が入力されているとき入
力端子Ｂに入力されている信号を選択して出力す
る。従つて、定数Ｃを例えば累算器３の最大累算
値の1/2の値に設定すれば、セレクタ１０，１１
は波形メモリ４，５から読み出される波形信号Ｗ
１，Ｗ２の１周期の前半分、後半分で異なる重み
パラメータ信号Ｐ_{F (t)}，Ｐ_{F (t)}，Ｐ_{R (t)}，
Ｐ_{R (t)}を選択出力する。

即ち、（累算値qF）＜定数Ｃ＝累算器３の最大
累算値の1/2の値）の状態のときには、比較器９
は論理値“０”を出力する。セレクタ１０，１１
はこの論理値“０”をセレクト指令入力端子Ｓに
受け、それぞれの入力端子Ａに入力されている重
みパラメータ信号Ｐ_{F (t)}，Ｐ_{F (t)}を出力す
る。また、このとき波形メモリ４，５ではメモリ
の前半部分がアドレスされているため、波形メモ
リ４，５から波形信号Ｗ１，Ｗ２の１周期の前半
分部分が出力される。この様にして、波形メモリ
４，５から読み出される波形信号Ｗ１，Ｗ２の１
周期の前半部分と重みパラメータ信号Ｐ_{F (t)}，
Ｐ_{F (t)}とが乗算器６，７で互いに乗算されて波
形信号Ｗ１・Ｐ_{F (t)}，Ｗ２・Ｐ_{F (t)}として出
力される。

累算器３の累算動作が進行して、（累算値qF）
≧（定数Ｃ＝累算器３の最大累算値の1/2の値）の
状態のときは、比較器９は論理値“１”を出力す
る。セレクタ１０，１１はこの論理値“１”をセ
レクト指令入力端子Ｓに受け、それぞれの入力端
子Ｂに入力されている重みパラメータ信号Ｐ_{R (
ｔ）}，Ｐ_{R (t)}を出力する。

また、このとき波形メモリ４，５ではメモリの
後半部分がアドレスされているため、波形メモリ
４，５から波形信号Ｗ１，Ｗ２の１周期の後半部
分が出力される。この様にして、波形メモリ４，
５から読み出される波形信号Ｗ１，Ｗ２の１周期
の後半部分と重みパラメータ信号Ｐ_{R (t)}，Ｐ_R
（ｔ）が乗算器６，７で互いに乗算されてそれぞ
れの乗算器６，７から波形信号Ｗ１，Ｐ_{R (t)}，
Ｗ２・Ｐ_{F (t)}として出力される。

以上の様にし（累算値qF）＜（定数Ｃ）のとき
に乗算器６，７から出力される波形信号Ｗ１・Ｐ
_{F (t)}，Ｗ２・Ｐ_{F (t)}は共に加算器２０に入力
され、こゝで互いに加算されて波形信号Ｗ１・Ｐ
_{F (t)}＋Ｗ２・Ｐ_{F (t)}として出力される。

続いて、累算器３の累算動作が進行して（累算
値qF）≧（定数Ｃ）の状態になつた後は乗算器
６，７から出力される波形信号Ｗ１・Ｐ_{R (t)}，
Ｗ２・Ｐ_{R (t)}が互いに乗算器２０に入力され、
こゝで互いに加算されて波形信号Ｗ１・Ｐ_{R (t)}
＋Ｗ２・Ｐ_{R (t)}として出力される。

次に１例をあげて上記した動作について詳細に
説明する。いま、累算器３が１周期の動作（累算
値Ｆ、2F、3F………最大累算値）を行う間各重
みパラメータメモリ１２〜１５から次の様な値の
各重みパラメータ信号が出力されるとする。（前
記した様に、（クロツクパルスφ_１発振周波数）＞
＞（クロツクパルスφ_２の発周波数）であり、波
形メモリ４，５のアドレス移動速度は各重みパラ
メータのアドレス移動速度よりも十分に速く設定
されている。） Ｐ_{F (t)}＝0.5、Ｐ_{F (t)}＝1.0、Ｐ_{R (t)}＝＋
1.0、Ｐ_{R (t)}＝0.5 前記した様に波形メモリ４，５にはそれぞれ第
２図Ａ，Ｂに示す波形形状の波形Ｗ１，Ｗ２が記
憶されており、これがいま波形メモリ４，５から
そのまゝ読み出されたとする。この場合には４つ
の重みパラメータ信号Ｐ_{F (t)}〜Ｐ_{R (t)}が上記
の値を有しているため（累算値qF）＜（定数Ｃ）
の状態で乗算器６，７から出力される波形信号Ｗ
１・Ｐ_{F (t)}，Ｗ２・Ｐ_{F (t)}は第３図Ａの前半
部分に示す様な波形形状になる。同様に（累算値
qF）≧（定数Ｃ）の状態で乗算器６，７から出力
される波形信号Ｗ１・Ｐ_{R (t)}，Ｗ２・Ｐ_{R (t)}
も第３図Ａの後半部分に示す様な波形形状とな
る。従つて各重みパラメータ信号Ｐ_{F (t)}〜Ｐ_R
（ｔ）が上記の値を有しているときには、加算器
２０の出力する楽音信号は第３図Ａの前半部分及
び後半部分に示す４つの波形をそれぞれ加え合わ
せた第３図Ｂに示すものとなる。

この様にして加算器２０から出力される波形信
号（楽音信号）は乗算器２２の第１の入力端子に
入力され、乗算器２２の第２の入力端子には鍵盤
回路１から押鍵によつて発生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２１から
出力されるエンベロープ波形EVが入力されてい
る。従つて、加算器２０から出力される楽音信号
は乗算器２２で適宜に音量エンベロープが付与さ
れ、その後アンプ・スビーカ等からなるサウンド
システム２３に入力され楽音として発音される。

以上の説明から明らかな様に、この実施例によ
れば波形メモリの読み出しアドレス信号を定数Ｃ
とを比較しその大小関係によつて、波形メモリか
ら出力される波形信号の１周期内で異なる値のパ
ラメータ信号を順次乗算する様にしたゝめ、楽音
信号の１周期内でその波形形状が大幅に変化する
楽音信号が得られる。従つて、この電子楽器は変
化に豊んだ音色の楽音を発音することができる。

また、この各重みパラメータＰ_{F (t)}〜Ｐ_{R (
ｔ）}の値が、カウンタ１６の計数値に従つて順次変
化してゆくため、楽音の発生から終了に至む間た
えず波形形状の変化する楽音信号を得ることがで
きる。更に重みパラメータメモリはアドレス数の
小さなリードオンリイメモリで構成すれば良く、
これによつて電子楽器の規模が大きくなることも
ない。

尚、第１図に示した実施例では波形メモリを２
個設け各波形メモリに対応して２個のセレクタを
設けたが、この発明はこれに限定されるものでは
なく、２個以上の波形メモリとしてセレクタを設
けても良いことは言うまでもない。また、比較器
は読み出しアドレス信号（累算値qF）と定数Ｃ
とを比較する様に構成されているが、定数Ｃのか
わりに時間変化するパラメータ信号と読み出しア
ドレス信号（累算値qF）とを比較する様に構成
すれば、更に波形形状の変化率の大きな楽音信号
を得ることができる。また、セレクタは２個の入
力端子Ａ，Ｂを有しているが、より多くの重みパ
ラメータメモリを設け２以上の入力端子を有して
いるセレクタを用いても良い。更に、第１図に示
した実施例の重みパラメータ信号発生器は各重み
パラメータメモリから読み出される各重みパラメ
ータ信号をセレクタで選択して出力しているが、
この発明はこれに限定されるものではなく、例え
ばセレクタによつて動作させる重みパラメータメ
モリを選択するようにしても良い。

以上の説明から明らかな様に、この発明によれ
ば楽音信号発生装置の規模を大にすることなく、
楽音波形の１周期内で波形形状の変化率の大きい
楽音信号を形成することができるため音色の変化
の大きい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例を示すブロツク
図、第２図Ａ，Ｂは上記実施例における波形メモ
リに記憶されている波形の例を示す波形図、第３
図Ａ，Ｂは上記実施例で出力される波形信号の例
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……波形メモリ、６，７，２
２……乗算器、９……比較器、１０，１１……セ
レクタ、１２〜１５……重みパラメータメモリ、
１６……カウンタ、１７……発振器、２０……加
算器、２１……エンベロープ波形発生器、２３…
…サウンドシステム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所望の音高に対応して順次変化するアドレス
   信号を発生するアドレス信号発生手段と、 互いに異る複数の波形に関する波形信号をそれ
   ぞれ記憶し、上記のアドレス信号によつて各波形
   信号の読出しが行われる波形記憶手段と、 上記波形記憶手段から出力された各波形信号を
   重み付けして合成し楽音信号として出力する合成
   手段と、 上記各波形信号を重み付けするための重みパラ
   メータ信号を発生して上記合成手段に与えるパラ
   メータ信号発生手段と、 上記アドレス信号が所定値になつたことを検出
   して上記パラメータ信号手段から上記合成手段に
   与える重みパラメータ信号を切換え変更する制御
   手段とを 具えてなる楽音信号発生装置。 ２ 前記パラメータ信号発生手段が、それぞれの
   所定のパラメータ波形を記憶した複数のパラメー
   タメモリおよびこのメモリから上記パラメータ波
   形を順次読出す回路からなり、 前記制御手段が、前記アドレス信号と所定値と
   を比較する比較器およびこの比較器の比較出力に
   従つて上記パラメータ波形の１つを選択指定して
   前記重みパラメータ信号とする図路からなる 特許請求の範囲第１項に記載の装置。