JP2001175259A

JP2001175259A - 楽音発生装置

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Publication number: JP2001175259A
Application number: JP36017699A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Ota; 文章太田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2001-06-29
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: JP4088947B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自然楽器のような音色変化を得ることができ
る楽音発生装置を実現する。【解決手段】キーオンと共に、初期カットオフ周波数
を発音すべき楽音波形ＷＡＶＥの基音周波数に設定した
ＤＣＦエンベロープをスタートさせ、このＤＣＦエンベ
ロープを経時変化させて楽音波形ＷＡＶＥを形成するエ
ンベロープ制御を行い、その過程でＤＣＦエンベロープ
がサステインフェーズに達して再び初期カットオフ周波
数に収束した時点で、レゾナンスエンベロープをスター
トさせ、初期カットオフ周波数近傍の信号レベルを強調
するレゾナンス制御を行うようにしたので、発音から消
音までの間、楽音波形ＷＡＶＥの基音成分が強調され、
これにより基音成分と倍音成分とが調和した自然楽器の
ような音色変化が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル制御フィ
ルタ（以下、ＤＣＦと記す）を用いて楽音を発生する楽
音発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、与えられたフィルタ係数に対
応して所望のフィルタ特性を具現するデジタル制御フィ
ルタ（ＤＣＦ）を備えた楽音発生装置が知られている。
この種の装置では、ＤＣＦのカットオフ周波数を経時変
化させることによって、発生する楽音のエンベロープを
制御したり、カットオフ周波数付近に共振点を与え、そ
の共振点近傍の周波数帯域における信号レベルを強調す
るようにしたレゾナンス制御を行うように構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＤＣＦを搭
載する楽音発生装置では、ＤＣＦのカットオフ周波数を
経時変化させるエンベロープ制御を施しながら、カット
オフ周波数近傍の信号レベルを強調するレゾナンス制御
を同時に施すと、強調される周波数帯域が経時変化する
ことによって、発生する楽音の基音や倍音成分が非調和
な関係になる。この為、自然楽器では得難い人工的な音
色変化を備えた、所謂シンセサイズ音を発生する際には
好都合となる反面、自然楽器のような音色変化を得るこ
とが出来ない、という問題がある。そこで本発明は、こ
のような事情に鑑みてなされたもので、自然楽器のよう
な音色変化を得ることができる楽音発生装置を提供する
ことを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、発音指示された楽音の
基音周波数を初期カットオフ周波数に設定し、この初期
カットオフ周波数を起点に経時変化するカットオフ特性
を表すＤＣＦエンベロープを発生するＤＣＦエンベロー
プ発生手段と、経時変化するＤＣＦエンベロープが前記
初期カットオフ周波数に収束した時点で、この初期カッ
トオフ周波数にて経時変化する共振深さを表すレゾナン
スエンベロープを発生するレゾナンスエンベロープ発生
手段と、発音指示に応じて生成される波形に対し、前記
ＤＣＦエンベロープに対応したカットオフ特性でフィル
タリングを施して楽音を形成する一方、この形成された
楽音に対し、前記レゾナンスエンベロープに対応した共
振深さのフィルタリングを施して前記基音周波数を強調
するフィルタ手段とを具備することを特徴とする。

【０００５】上記請求項１に従属する請求項２に記載の
発明によれば、前記レゾナンスエンベロープ発生手段
は、指定された音高に対応したキースケール係数を発生
するキースケール発生手段を備え、発生すべき楽音の音
高が指定された場合、その音高に対応して前記キースケ
ール発生手段が発生するキースケール係数を用いて前記
レゾナンスエンベロープをキースケーリングすることを
特徴としている。

【０００６】また、上記請求項１に従属する請求項３に
記載の発明によれば、前記レゾナンスエンベロープ発生
手段は、音高指定操作時の鍵タッチに応じて前記レゾナ
ンスエンベロープを修飾することを特徴とする。

【０００７】さらに、上記請求項１に従属する請求項４
に記載の発明によれば、前記レゾナンスエンベロープに
対応した共振深さのフィルタリングにより生じる音量変
化を相殺する逆特性に従って前記フィルタ手段が出力す
る楽音の音量を制御する音量制御手段を具備することを
特徴とする。

【０００８】本発明では、発音指示に応じて生成される
波形に対し、発音指示された楽音の基音周波数を初期カ
ットオフ周波数とし、これを起点に経時変化するカット
オフ特性を表すＤＣＦエンベロープに対応したフィルタ
リングを施して楽音を形成する一方、この形成された楽
音に対し、前記ＤＣＦエンベロープが初期カットオフ周
波数に収束した時点から、この初期カットオフ周波数で
経時変化する共振深さを表すレゾナンスエンベロープに
対応したフィルタリングを施すことによって、その楽音
の基音周波数を強調するようにしたので、基音成分と倍
音成分とが調和した自然楽器のような音色変化を得るこ
とが可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明による楽音発生装置は、周
知の電子楽器の他、パーソナルコンピュータを用いたＤ
ＴＭ装置などに適用される。以下では、本発明による楽
音発生装置を適用した電子楽器を実施例とし、これにつ
いて図面を参照して説明する。

【００１０】（１）構成図１は、本発明による実施例の構成を示すブロック図で
ある。この図において、１は装置パネルに配設されるパ
ネルスイッチ群であり、各スイッチ操作に応じたスイッ
チイベント信号を発生する。このパネルスイッチ群１に
は、電源をオンオフする電源スイッチの他、音色を指定
する音色スイッチ等が設けられている。２は押離鍵操作
（演奏操作）に応じたキーオン／キーオフ信号および鍵
番号（キーナンバ）、ベロシティ等からなる演奏情報を
発生する鍵盤である。３はＬＣＤパネル等から構成され
る表示部であり、後述するＣＰＵ４から供給される表示
制御信号に応じて楽器各部の設定状態や動作モード等を
表示する。

【００１１】ＣＰＵ４は、パネルスイッチ群１で行われ
るスイッチ操作に応じて発生するスイッチイベントに基
づき楽器各部の動作状態を設定したり、演奏情報に応じ
た楽音パラメータ（例えば、発音指示コマンドや消音指
示コマンド等）を生成して音源７に送出する。５はプロ
グラムエリアとデータエリアとを備えるＲＯＭである。
ＲＯＭ５のプログラムエリアには、上記ＣＰＵ４にロー
ドされる各種制御プログラムが記憶される。また、ＲＯ
Ｍ５のデータエリアには、ＤＣＦエンベロープデータお
よびレゾナンスエンベロープデータが格納される。

【００１２】ＤＣＦエンベロープデータは、ＤＣＦエン
ベロープの各波形フェーズ（アタック、ディケイ、サス
テインおよびリリース）毎の周波数レベルＦＬＥＶＥ
Ｌおよび周波数レートＦＲＡＴＥから構成される。例
えば、図２に図示するＤＣＦエンベロープの一例の場
合、図３および図４に図示するように、アタックフェー
ズでは周波数レートＦＲＡＴＥ（１）で周波数レベル
ＦＬＥＶＥＬ（１）まで増加し、続くディケイフェー
ズでは周波数レートＦＲＡＴＥ（２）で周波数レベル
ＦＬＥＶＥＬ（２）まで減少した後、サステインフェ
ーズおよびリリースフェーズでは周波数レートＦＲＡ
ＴＥ、周波数レベルＦＬＥＶＥＬ共に「０」を維持す
る特性となる。

【００１３】レゾナンスエンベロープデータは、レゾナ
ンスエンベロープの各波形フェーズ（アタック、ディケ
イ、サステインおよびリリース）毎のレゾナンスレベル
ＲＥＳＬＥＶＥＬおよびレゾンナンスレートＲＥＳ
ＲＡＴＥから構成される。例えば、図５に図示するレゾ
ナンスエンベロープの一例の場合、図６および図７に図
示するように、アタックフェーズではレゾンナンスレー
トＲＥＳＲＡＴＥ（１）でレゾナンスレベルＲＥＳ
ＬＥＶＥＬ（１）まで増加し、続くディケイフェーズ〜
リリースフェーズではレゾンナンスレートＲＥＳＲＡ
ＴＥ（２）〜（４）を「０」として一定値「Ｂ」のレゾ
ナンスレベルＲＥＳＬＥＶＥＬ（２）〜（４）を維持
する特性となる。

【００１４】次に、再び図１を参照して実施例の構成に
ついて説明を進める。図１において、６はＣＰＵ４のワ
ークエリアとして用いられ、各種レジスタ・フラグデー
タを一時記憶するＲＡＭである。７はＤＣＯ７ａ、波形
メモリ７ｂ、ＤＣＦ７ｃおよびＤＣＡ７ｄから構成され
る音源である。ＤＣＯ（デジタル制御発振器）７ａは、
発生すべき楽音の音高に対応した読み出し位相を発生す
る。波形メモリ７ｂは、ＤＣＯ７ａから供給される読み
出し位相に従って指定音色の波形データＷＤを読み出
す。

【００１５】ＤＣＦ７ｃは、上述したＤＣＦエンベロー
プデータおよびレゾナンスエンベロープデータに従っ
て、波形メモリ７ｂが発生する波形データＷＤについて
エンベロープ制御およびレゾンナンス制御を施して楽音
波形ＷＡＶＥを形成する。ＤＣＡ（デジタル制御増幅
器）７ｄは、ＤＣＦ７ｃが形成した楽音波形ＷＡＶＥの
出力レベル（振幅値）を制御する。８は音源７が発生す
る楽音波形ＷＡＶＥをアナログ波形信号に変換して不要
ノイズを除去する等のフィルタリングを施した後、これ
を増幅してスピーカＳＰから発音させるサウンドシステ
ムである。

【００１６】（２）動作次に、上記構成による実施例の動作について説明する。
以下では、最初に図８を参照してＣＰＵメインルーチン
の動作について説明した後、図９〜図２０を参照して音
源７側で実行される各種ルーチンの動作について説明す
る。

【００１７】ＣＰＵメインルーチンの動作まず、上記構成による実施例に電源が投入されると、Ｃ
ＰＵ４はＲＯＭ５のプログラム記憶エリアから所定の制
御プログラムを読み出して自身にロードし、図８に示す
メインルーチンを実行してステップＳＡ１に処理を進
め、ＲＡＭ６に格納される各種レジスタやフラグ類をリ
セットしたり初期値をセットするイニシャライズを行
う。また、このステップＳＡ１では、音源７に対して各
種レジスタやフラグ類を初期化するよう指示する。イニ
シャライズ完了後、ＣＰＵ４はステップＳＡ２に処理を
進め、パネルスイッチ群１が発生するスイッチイベント
に対応したスイッチ処理を実行する。

【００１８】スイッチ処理完了後、ステップＳＡ３に進
むと、キーイベントを検出する鍵走査を行い、この鍵走
査の結果に基づき鍵変化を判別する。ここで、キーイベ
ントが発生していない時、つまり、鍵操作されていない
場合には何も処理せずに上述のステップＳＡ２に処理を
戻すが、押鍵操作に応じたキーオンイベントが発生する
と、ステップＳＡ４に処理を進め、押鍵された鍵の鍵番
号をレジスタＮＯＴＥ（以下、鍵番号ＮＯＴＥと記す）
にストアする。次いで、ステップＳＡ５では、押鍵操作
に対応して発生するベロシティをレジスタＶＥＬ（以
下、ベロシティＶＥＬと記す）にストアする。そして、
ステップＳＡ６では押鍵された鍵の音高の楽音を発音さ
せるべく、鍵番号ＮＯＴＥおよびベロシティＶＥＬを含
む発音指示コマンドを音源７に送出した後、上記ステッ
プＳＡ２に処理を戻す。

【００１９】一方、離鍵操作に応じたキーオフイベント
が発生した場合には、ステップＳＡ７に処理を進め、離
鍵された鍵の鍵番号をレジスタＮＯＴＥにセットし、続
くステップＳＡ８では、ベロシティＶＥＬをゼロリセッ
トする。そして、ステップＳＡ９では離鍵された鍵の音
高の楽音を消音させるべく、鍵番号ＮＯＴＥおよびベロ
シティＶＥＬを含む消音指示コマンドを音源７に送出し
てから上記ステップＳＡ２に処理を戻す。

【００２０】音源７側の動作次に、図９〜図２０を参照し、音源７側にて実行される
各種ルーチンの動作について説明する。以下では、最初
に音源７の全体動作を示す音源メインルーチンの動作に
ついて言及した後、この音源メインルーチンからコール
される「ＥＮＶＳＴＡＲＴ処理」、「ＤＣＦＥＮＶ
ＳＴＡＲＴ処理」、「ＩＮＴ１処理」、「ＤＣＦＥＮ
Ｖ処理」、「ＲＥＳＥＮＶＳＴＡＲＴ処理」、「Ｒ
ＥＳＥＮＶ処理」、「ＤＣＦ処理」、「ＤＣＡ処理」、
「ＲＥＬＥＡＳＥ処理」、「ＤＣＦＲＥＬＥＡＳＥ処
理」および「ＲＥＳＲＥＬＥＡＳＥ処理」の各動作に
ついて述べて行く。

【００２１】（ａ）音源メインルーチンの動作音源７では電源投入と同時に音源メインルーチンを実行
し、図４に示すステップＳＢ１に処理を進め、ＣＰＵ４
側からのコマンドを受信したか否かを判断する。そし
て、例えば発音指示コマンドを受信した場合には、ステ
ップＳＢ１，ＳＢ２の判断結果が共に「ＹＥＳ」とな
り、ステップＳＢ３に処理を進め、ＥＮＶＳＴＡＲＴ処
理を実行する。このＥＮＶＳＴＡＲＴ処理では、発音
指示コマンドに含まれる鍵番号ＮＯＴＥおよびベロシテ
ィＶＥＬに対応した楽音波形ＷＡＶＥを形成すべく、エ
ンベロープ制御を開始させる一連の処理から構成されて
おり、その詳細については追って述べる。

【００２２】ＥＮＶＳＴＡＲＴ処理完了後、音源７は
ステップＳＢ４に処理を進め、フラグＯＮＦを「１」に
セットして発音状態を表す。フラグＯＮＦが「１」にセ
ットされ、発音状態になると、次のステップＳＢ５の判
断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳＢ６〜ＳＢ７を
経て楽音波形ＷＡＶＥを形成する。すなわち、ステップ
ＳＢ６では、前述したＤＣＯ７ａが発生する読み出し位
相に応じて波形メモリ７ｂから指定音色の波形データＷ
Ｄを読み出すＤＣＯ処理を実行する。続いて、ステップ
ＳＢ７では、後述するＤＣＦエンベロープ現在値および
レゾナンスエンベロープ現在値に基づいたフィルタリン
グ（エンベロープ制御およびレゾンナンス制御）を波形
データＷＤに施して楽音波形ＷＡＶＥを発生するＤＣＦ
処理（後述する）を実行する。そして、ステップＳＢ８
では、楽音波形ＷＡＶＥの出力レベルを制御するＤＣＡ
処理（後述する）を実行する。

【００２３】このようにして、楽音波形ＷＡＶＥが形成
されると、音源７では上述したステップＳＢ１に処理を
戻し、次のコマンド受信の有無を判断する。そして、ノ
ートオフを指示する消音指示コマンドを受信すると、ス
テップＳＢ２を介してステップＳＢ９に処理を進め、こ
こでの判断結果が「ＹＥＳ」となり、後述するＲＥＬＥ
ＡＳＥ処理を実行した後、上述したステップＳＢ５に処
理を進める。なお、発生楽音の音色を変更する等の、ノ
ートオン／ノートオフ以外のコマンドを受信した場合に
は、ステップＳＢ２，ＳＢ９の判断結果がいずれも「Ｎ
Ｏ」となり、この場合、ステップＳＢ１１に進み、受信
したコマンドに対応したその他の処理を実行し、その後
にステップＳＢ１に処理を戻す。

【００２４】（ｂ）ＥＮＶＳＴＡＲＴ処理ルーチンの
動作次に、図１０を参照してＥＮＶＳＴＡＲＴ処理ルーチ
ンの動作について説明する。上述したように、発音指示
コマンドを受信してステップＳＢ３に進むと、図１０に
示すＥＮＶＳＴＡＲＴ処理ルーチンを実行してステッ
プＳＣ１に処理を進める。ステップＳＣ１では、発音指
示コマンドに含まれる鍵番号ＮＯＴＥに対応した読み出
し位相を発生させる為のＤＣＯエンベロープをスタート
させる。次いで、ステップＳＣ２では、ＤＣＦエンベロ
ープデータに基づきＤＣＦエンベロープをスタートさせ
るＤＣＦＥＮＶＳＴＡＲＴ処理を実行する。

【００２５】（ｃ）ＤＣＦＥＮＶＳＴＡＲＴ処理ル
ーチンの動作すなわち、ステップＳＣ２を介して図１１に示すＤＣＦ
ＥＮＶＳＴＡＲＴ処理が実行されると、音源７はス
テップＳＤ１に処理を進め、ＤＣＦエンベロープ現在値
を保持するレジスタＦＣＮＴに初期値ＩＦをセットす
る。なお、この初期値ＩＦとは、鍵番号ＮＯＴＥに対応
した音高で発音される楽音の基音周波数をカットオフ周
波数に設定する値である。続いて、ステップＳＤ２で
は、ＤＣＦエンベロープにおける波形フェーズを表すフ
ラグ値を保持するレジスタＦＰＨＡＳＥに「１」（ア
タックフェーズを表す）をセットする。次に、ステップ
ＳＤ３では、レジスタＦＰＨＡＳＥのフラグ値に従っ
て、アタックフェーズの周波数レベルＦＬＥＶＥＬを
ＲＯＭ５から読み出してレジスタＦＬＥＶＥＬにセッ
トする。次いで、ステップＳＤ４では、レジスタＦＰ
ＨＡＳＥのフラグ値に従ってアタックフェーズの周波数
レートＦＲＡＴＥをＲＯＭ５から読み出してレジスタ
ＦＲＡＴＥにセットする。

【００２６】こうして、ＤＣＦエンベロープ発生に必要
な初期パラメータをセットし終えると、音源７は図１０
に示すステップＳＣ３に処理を戻し、楽音波形ＷＡＶＥ
の出力レベル制御に必要なパラメータ（ＤＣＡエンベロ
ープ）をＤＣＡ７ｄにセットする。この後、ステップＳ
Ｃ４に処理を進め、後述するＩＮＴ１処理を実行させる
べくタイマ割込みの禁止を解除して本ルーチンを完了す
る。

【００２７】（ｄ）ＩＮＴ１処理ルーチンの動作上記ステップＳＣ４（図１０参照）にてタイマ割込みの
禁止が解除されると、音源７では図１２に示すＩＮＴ１
処理ルーチンが所定周期毎にタイマ割込み実行される。
ＩＮＴ１処理ルーチンでは、ステップＳＥ１にてＤＣＯ
エンベロープを、ステップＳＥ２にてＤＣＦエンベロー
プを、ステップＳＥ３にてＤＣＡエンベロープを、ステ
ップＳＥ４にてリリースエンベロープをそれぞれ進行さ
せる。以下、本発明の要旨に係わるＤＣＦＥＮＶ処理
ルーチンの動作およびＲＥＳＥＮＶ処理ルーチンの動
作について述べる。

【００２８】（ｅ）ＤＣＦＥＮＶ処理ルーチンの動作上記ステップＳＥ２を介して図１３に示すＤＣＦＥＮ
Ｖ処理ルーチンが実行されると、音源７はステップＳＦ
１に処理を進め、レジスタＦＲＡＴＥに格納される周
波数レート（以下、周波数レートＦＲＡＴＥと記す）が
「０」でないかどうかを判断する。ここで、周波数レー
トＦＲＡＴＥが「０」であると、ＤＣＦエンベロープは
収束した状態であるから、エンベロープ生成する必要が
なくなり、この場合、判断結果が「ＮＯ」となり、本ル
ーチンを完了させる。

【００２９】一方、周波数レートＦＲＡＴＥが「０」で
ないならば、ＤＣＦエンベロープを生成する必要がある
ので、上記ステップＳＦ１の判断結果は「ＹＥＳ」とな
り、ステップＳＦ２に処理を進める。ステップＳＦ２で
は、レジスタＦＣＮＴに格納されるＤＣＦエンベロー
プ現在値に、周波数レートＦＲＡＴＥを加算した結果
を再びレジスタＦＣＮＴに格納するレート加算を行
い、続くステップＳＦ３ではこのレート加算されたＤＣ
Ｆエンベロープ現在値が、レジスタＦＬＥＶＥＬに格
納される周波数レベル（以下、周波数レベルＦＬＥＶＥ
Ｌと記す）に一致するか否かを判断する。

【００３０】ここで、レート加算されたＤＣＦエンベロ
ープ現在値が周波数レベルＦＬＥＶＥＬに達していな
い場合には、判断結果は「ＮＯ」となり、一旦、本ルー
チンを完了させる。これに対し、レート加算されたＤＣ
Ｆエンベロープ現在値が周波数レベルＦＬＥＶＥＬに達
した場合には、判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップ
ＳＦ４に処理を進め、レジスタＦＰＨＡＳＥのフラグ
値を１インクリメントして歩進させる。次いで、ステッ
プＳＦ５では、歩進されたフラグ値が「５」、つまり、
リリースフェーズを超えたかどうかを判断する。リリー
スフェーズを超えた場合には、判断結果が「ＹＥＳ」と
なり、ステップＳＦ６に進み、周波数レートＦＲＡＴ
Ｅをゼロリセットして本ルーチンを完了させる。

【００３１】一方、リリースフェーズを超えていない場
合には、上記ステップＳＦ５の判断結果は「ＮＯ」とな
り、ステップＳＦ７に処理を進める。ステップＳＦ７で
は、歩進されたフラグ値が「３」、つまり、サステイン
フェーズであるかどうかを判断する。サステインフェ
ーズでない場合には、判断結果が「ＮＯ」となり、ステ
ップＳＦ９に処理を進め、歩進されたレジスタＦＰＨ
ＡＳＥのフラグ値に対応した波形フェーズの周波数レベ
ルＦＬＥＶＥＬをＲＯＭ５から読み出してレジスタＦ
ＬＥＶＥＬにセットする。次いで、ステップＳＦ１０
では、歩進されたレジスタＦＰＨＡＳＥのフラグ値に
対応した波形フェーズの周波数レートＦＲＡＴＥをＲＯ
Ｍ５から読み出してレジスタＦＲＡＴＥにセットした
後、本ルーチンを完了させる。

【００３２】（ｆ）ＲＥＳＥＮＶＳＴＡＲＴ処理ル
ーチンの動作これに対し、歩進されたフラグ値が「３」となり、サス
テインフェーズになった場合には、上記ステップＳＦ７
の判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳＦ８を介し
て図１４に示すＲＥＳＥＮＶＳＴＡＲＴ処理ルーチ
ンを実行し、ステップＳＧ１に処理を進める。ステップ
ＳＧ１では、レゾナンスエンベロープにおける波形フェ
ーズを表すフラグ値を保持するレジスタＲＥＳＰＨＡ
ＳＥに「１」（アタックフェーズを表す）をセットし、
続くステップＳＧ２では、レゾナンスエンベロープ現在
値を保持するレジスタＲＥＳＣＮＴに初期値Ａをセッ
トする。

【００３３】次いで、ステップＳＧ３では、レジスタＲ
ＥＳＰＨＡＳＥのフラグ値に対応して、アタックフェ
ーズにおけるレゾナンスレベルＲＥＳＬＥＶＥＬをＲ
ＯＭ５から読み出してレジスタＲＥＳＬＥＶＥＬにセ
ットする。次いで、ステップＳＧ４では、レジスタＲＥ
ＳＰＨＡＳＥのフラグ値に従って、アタックフェーズ
におけるレゾナンスレートＲＥＳＲＡＴＥをＲＯＭ５
から読み出してレジスタＲＥＳＲＡＴＥにセットす
る。そして、ステップＳＧ５では、レゾナンスエンベロ
ープの発生開始を表すべく、レジスタＲＥＳＦに
「１」をセットする。こうして、レゾナンスエンベロー
プデータをセットし終えると、音源７は上述したステッ
プＳＦ９，ＳＦ１０（図１３参照）を実行してからＤＣ
ＦＥＮＶ処理ルーチンを完了させる。

【００３４】（ｇ）ＲＥＳＥＮＶ処理ルーチンの動作ＩＮＴ１処理ルーチンのステップＳＥ４（図１２参照）
を介して図１５に示すＲＥＳＥＮＶ処理ルーチンが実
行されると、音源７はステップＳＨ１に処理を進め、レ
ジスタＲＥＳＦのフラグ値が「１」、つまり、ＤＣＦ
エンベロープがサステインフェーズに入ったのに同期し
てレゾナンスエンベロープがスタートしたかどうかを判
断する。ここで、レジスタＲＥＳＦのフラグ値が
「１」でない場合、レゾナンスエンベロープはスタート
していないので、判断結果は「ＮＯ」となり、何も処理
せずに本ルーチンを完了させる。

【００３５】一方、レジスタＲＥＳＦのフラグ値が
「１」にセットされ、レゾナンスエンベロープがスター
トしている場合には、上記ステップＳＨ１の判断結果は
「ＹＥＳ」となり、ステップＳＨ２に処理を進める。ス
テップＳＨ２では、レジスタＲＥＳＲＡＴＥに格納さ
れるレゾナンスレート（以下、レゾナンスレートＲＥＳ
ＲＡＴＥと記す）が「０」でないかどうかを判断する。
ここで、レゾナンスレートＲＥＳＲＡＴＥが「０」で
あると、レゾナンスエンベロープは収束した状態である
から、エンベロープ生成する必要がなくなり、この場
合、判断結果が「ＮＯ」となり、本ルーチンを完了させ
る。

【００３６】これに対し、レゾナンスレートＲＥＳＲ
ＡＴＥが「０」でないならば、上記ステップＳＨ２の判
断結果は「ＹＥＳ」となり、次のステップＳＨ３に処理
を進める。ステップＳＨ３では、レジスタＲＥＳＣＮ
Ｔに格納されるレゾナンスエンベロープ現在値にレゾナ
ンスレートＲＥＳＲＡＴＥを加算した結果を再びレジ
スタＲＥＳＣＮＴに格納するレート加算を行い、続くス
テップＳＨ４ではこのレート加算されたレゾナンスエン
ベロープ現在値が、レジスタＲＥＳＬＥＶＥＬに格納
されるレゾナンスレベル（以下、レゾナンスレベルＲＥ
ＳＬＥＶＥＬと記す）に一致するか否かを判断する。

【００３７】ここで、レート加算されたレゾナンスエン
ベロープ現在値がレゾナンスレベルＲＥＳＬＥＶＥＬ
に達していない場合には、判断結果は「ＮＯ」となり、
一旦、本ルーチンを完了させる。一方、レート加算され
たレゾナンスエンベロープ現在値がレゾナンスレベルＲ
ＥＳＬＥＶＥＬに達した場合には、判断結果が「ＹＥ
Ｓ」となり、ステップＳＨ５に処理を進め、レジスタＲ
ＥＳＰＨＡＳＥのフラグ値を１インクリメントして歩
進させる。次いで、ステップＳＨ６では、歩進されたフ
ラグ値が「５」、つまり、リリースフェーズを超えたか
どうかを判断する。

【００３８】リリースフェーズを超えた場合には、判断
結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＨ７に進み、レゾ
ナンスレートＲＥＳＲＡＴＥをゼロリセットして本ル
ーチンを完了させる。一方、リリースフェーズを超えて
いない場合には、上記ステップＳＨ６の判断結果は「Ｎ
Ｏ」となり、ステップＳＨ８に処理を進める。ステップ
ＳＨ８では、歩進されたレジスタＲＥＳＰＨＡＳＥの
フラグ値に対応した波形フェーズのレゾナンスレベルＲ
ＥＳＬＥＶＥＬをＲＯＭ５から読み出してレジスタＲ
ＥＳＬＥＶＥＬにセットする。次いで、ステップＳＨ９
では、歩進されたレジスタＲＥＳＰＨＡＳＥのフラグ
値に対応した波形フェーズのレゾナンスレートＲＥＳＲ
ＡＴＥをＲＯＭ５から読み出してレジスタＲＥＳＲＡ
ＴＥにセットした後、本ルーチンを完了させる。

【００３９】（ｈ）ＤＣＦ処理ルーチンの動作前述した音源メインルーチンのステップＳＢ７（図９参
照）を介して図１６に示すＤＣＦ処理ルーチンが実行さ
れると、音源７はステップＳＪ１に処理を進め、レジス
タＦＣＮＴに格納されるＤＣＦエンベロープ現在値に
対応したカットオフ特性を具現するフィルタ係数を算出
し、続くステップＳＪ２では、レジスタＲＥＳＣＮＴ
に格納されるレゾナンスエンベロープ現在値に対応した
共振特性を具現するフィルタ係数を算出する。そして、
ステップＳＪ３では、これら算出した各フィルタ係数に
対応したフィルタリング（エンベロープ制御およびレゾ
ナンス制御）を波形データＷＤに施し、これにて形成さ
れる楽音波形ＷＡＶＥを、ステップＳＪ４にて次段（Ｄ
ＣＡ７ｄ）へ出力する。

【００４０】（ｉ）ＤＣＡ処理ルーチンの動作前述した音源メインルーチンのステップＳＢ８（図９参
照）を介して図１７に示すＤＣＡ処理ルーチンが実行さ
れると、音源７はステップＳＫ１に処理を進め、レジス
タＡＰＨＡＳＥのフラグ値が「４」、すなわち、ＤＣ
Ａエンベロープがリリース状態にあるか否かを判断す
る。ここで、ＤＣＡエンベロープがリリース状態でなけ
れば、判断結果は「ＮＯ」となり、後述するステップＳ
Ｋ５に処理を進めるが、リリース状態にあると、判断結
果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＫ２に処理を進め
る。なお、上記レジスタＡＰＨＡＳＥのフラグ値と
は、図示されていないＤＣＡＥＮＶ処理にてＤＣＡエン
ベロープの進行に応じて歩進されるようになっている。

【００４１】ＤＣＡエンベロープがリリース状態である
と、ステップＳＫ２に処理を進め、ＤＣＡエンベロープ
現在値を保持するレジスタＡＣＮＴの値が「０」以
下、つまり、ＤＣＡエンベロープが収束するキーオフ状
態であるか否かを判断する。キーオフ状態でなければ、
判断結果は「ＮＯ」となり、後述するステップＳＫ５に
処理を進めるが、キーオフ状態であると、判断結果が
「ＹＥＳ」となり、次のステップＳＫ３に処理を進め
る。なお、レジスタＡＣＮＴに格納されるＤＣＡエン
ベロープ現在値とは、図示されていないＤＣＡＥＮＶ
処理にてＤＣＡエンベロープを形成する過程で算出され
る値である。

【００４２】そして、ステップＳＫ３に進むと、フラグ
ＯＮＦをゼロリセットしてキーオフ状態に設定し、続く
ステップＳＫ４では、フラグＲＥＳＦをゼロセットす
る。次いで、ステップＳＫ５では、レジスタＡＣＮＴ
に格納されるＤＣＡエンベロープ現在値に応じて入力信
号（楽音波形ＷＡＶＥ）の振幅レベルを制御し、その結
果をステップＳＫ６にて出力する。なお、ステップＳＫ
５におけるレベル制御の一態様としては、レゾナンス制
御による音量変化の特性を相殺する逆特性にて入力信号
の音量制御を行う。

【００４３】（ｊ）ＲＥＬＥＡＳＥ処理ルーチンの動作次に、図１８〜図２０を参照してＲＥＬＥＡＳＥ処理ル
ーチンの動作について説明する。前述した音源メインル
ーチンにおいて、消音指示コマンドを受信してステップ
ＳＢ１０（図９参照）に進むと、図１８に示すＲＥＬＥ
ＡＳＥ処理ルーチンを実行してステップＳＬ１に処理を
進める。ステップＳＬ１では、ＤＣＯ７ａをリリース状
態で動作させるＤＣＯリリース処理を行う。続いて、ス
テップＳＬ２では、ＤＣＦエンベロープをリリースさせ
るＤＣＦＲＥＬＥＡＳＥ処理を実行する。

【００４４】（ｋ）ＤＣＦＲＥＬＥＡＳＥ処理ルーチ
ンの動作すなわち、ステップＳＬ２を介して図１９に示すＤＣＦ
ＲＥＬＥＡＳＥ処理ルーチンが実行されると、音源７
はステップＳＭ１に処理を進め、レジスタＦＰＨＡＳＥ
にリリースフェーズを表す「４」をセットする。次い
で、ステップＳＭ２では、レジスタＦＰＨＡＳＥのフ
ラグ値に従って、リリースフェーズの周波数レベルＦ
ＬＥＶＥＬをＲＯＭ５から読み出してレジスタＦＬＥ
ＶＥＬにセットする。続いて、ステップＳＭ３では、レ
ジスタＦＰＨＡＳＥのフラグ値に従ってリリースフェ
ーズの周波数レートＦＲＡＴＥをＲＯＭ５から読み出
してレジスタＦＲＡＴＥにセットする。こうして、Ｄ
ＣＦエンベロープをリリースさせるのに必要なパラメー
タが定まると、音源７は図１８に示すステップＳＬ３に
処理を進め、ＤＣＡエンベロープをリリースさせた後、
ステップＳＬ４を介してＲＥＳＲＥＬＥＡＳＥ処理ル
ーチンを実行する。

【００４５】（ｌ）ＲＥＳＲＥＬＥＡＳＥ処理ルーチ
ンの動作ステップＳＬ４を介して図２０に示すＲＥＳＲＥＬＥ
ＡＳＥ処理ルーチンが実行されると、音源７はステップ
ＳＮ１に処理を進め、レジスタＲＥＳＰＨＡＳＥにリ
リースフェーズを表す「４」をセットする。次いで、ス
テップＳＮ２では、レジスタＲＥＳＰＨＡＳＥのフラ
グ値に従って、リリースフェーズのレゾナンスレベルＲ
ＥＳＬＥＶＥＬをＲＯＭ５から読み出してレジスタＲ
ＥＳＬＥＶＥＬにセットする。続いて、ステップＳＮ
３では、レジスタＲＥＳＰＨＡＳＥのフラグ値に従っ
てリリースフェーズのレゾナンスレートＲＥＳＲＡＴ
ＥをＲＯＭ５から読み出してレジスタＲＥＳＲＡＴＥ
にセットする。

【００４６】以上のように、本実施例によれば、キーオ
ンと共に、初期カットオフ周波数を発音すべき楽音波形
ＷＡＶＥの基音周波数に設定したＤＣＦエンベロープを
スタートさせ、このＤＣＦエンベロープを経時変化させ
て楽音波形ＷＡＶＥを形成するエンベロープ制御を行
い、その過程でＤＣＦエンベロープがサステインフェー
ズに達して再び初期カットオフ周波数に収束した時点
で、レゾナンスエンベロープをスタートさせ、初期カッ
トオフ周波数近傍の信号レベルを強調するレゾナンス制
御を行うようにしたので、発音から消音までの間、楽音
波形ＷＡＶＥの基音成分が強調され、これにより基音成
分と倍音成分とが調和した自然楽器のような音色変化が
得られるようになっている。

【００４７】なお、上述した実施例では、鍵番号ＮＯＴ
Ｅによらず、一定のレゾナンスエンベロープを用いてレ
ゾナンス制御を行うようにしたが、これに替えて、鍵番
号ＮＯＴＥに応じてキースケール係数を発生するキース
ケールテーブルを用い、押鍵された鍵の鍵番号ＮＯＴＥ
に対応したキースケール係数をキースケールテーブルか
ら読み出してレゾナンスエンベロープに乗算または加算
することによって、レゾナンスエンベロープをキースケ
ーリングするようにしても良い。このようにすること
で、鍵番号ＮＯＴＥに応じて強調される倍音成分が変化
する為、自然な音色変化を得ることが可能になる。

【００４８】また、ベロシティに応じてレゾナンスエン
ベロープを修飾する形態としても良く、そのようにする
と、倍音成分が強調される度合いを鍵タッチで制御する
ことが出来、これにより鍵タッチで音色変化を調整し得
るようになる結果、表現力豊かな演奏形態を実現するこ
とも可能になる。

【００４９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、発音指示
に応じて生成される波形に対し、発音指示された楽音の
基音周波数を初期カットオフ周波数とし、これを起点に
経時変化するカットオフ特性を表すＤＣＦエンベロープ
に対応したフィルタリングを施して楽音を形成する一
方、この形成された楽音に対し、前記ＤＣＦエンベロー
プが初期カットオフ周波数に収束した時点から、この初
期カットオフ周波数で経時変化する共振深さを表すレゾ
ナンスエンベロープに対応したフィルタリングを施すこ
とによって、その楽音の基音周波数を強調するようにし
たので、基音成分と倍音成分とが調和した自然楽器のよ
うな音色変化を得ることができる。請求項２記載の発明
によれば、指定された音高に応じてレゾナンスエンベロ
ープをキースケーリングするので、指定音高毎に強調さ
れる倍音成分が変化して自然な音色変化を得ることがで
きる。請求項３記載の発明によれば、鍵タッチに応じて
レゾナンスエンベロープを修飾する為、鍵タッチで音色
変化を調整でき、これにより表現力豊かな演奏形態を実
現することができる。請求項４記載の発明によれば、レ
ゾナンスエンベロープに対応した共振深さのフィルタリ
ングにより生じる音量変化を相殺する逆特性にて楽音の
音量を制御するので、自然な音量変化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】ＤＣＦエンベロープの一例を示す図である。

【図３】ＤＣＦエンベロープにおける各フェーズ毎の周
波数レベルＦＬＥＶＥＬ（１）〜（４）の値を示す図
である。

【図４】ＤＣＦエンベロープにおける各フェーズ毎の周
波数レートＦＲＡＴＥ（１）〜（４）の値を示す図で
ある。

【図５】レゾナンスエンベロープの一例を示す図であ
る。

【図６】レゾナンスエンベロープにおける各フェーズ毎
のレゾナンスレベルＲＥＳＬＥＶＥＬ（１）〜（４）
の値を示す図である。

【図７】レゾナンスエンベロープにおける各フェーズ毎
のレゾナンスレートＲＥＳＲＡＴＥ（１）〜（４）の
値を示す図である。

【図８】ＣＰＵメインルーチンの動作を示すフローチャ
ートである。

【図９】音源メインルーチンの動作を示すフローチャー
トである。

【図１０】ＥＮＶＳＴＡＲＴ処理ルーチンの動作を示
すフローチャートである。

【図１１】ＤＣＦＥＮＶＳＴＡＲＴ処理ルーチンの
動作を示すフローチャートである。

【図１２】ＩＮＴ１処理ルーチンの動作を示すフローチ
ャートである。

【図１３】ＤＣＦＥＮＶ処理ルーチンの動作を示すフ
ローチャートである。

【図１４】ＲＥＳＥＮＶＳＴＡＲＴ処理ルーチンの
動作を示すフローチャートである。

【図１５】ＲＥＳＥＮＶ処理ルーチンの動作を示すフ
ローチャートである。

【図１６】ＤＣＦ処理ルーチンの動作を示すフローチャ
ートである。

【図１７】ＤＣＡ処理ルーチンの動作を示すフローチャ
ートである。

【図１８】ＲＥＬＥＡＳＥ処理ルーチンの動作を示すフ
ローチャートである。

【図１９】ＤＣＦＲＥＬＥＡＳＥ処理ルーチンの動作
を示すフローチャートである。

【図２０】ＲＥＳＲＥＬＡＳＥ処理ルーチンの動作を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１パネルスイッチ群２鍵盤３表示部４ＣＰＵ５ＲＯＭ６ＲＡＭ７音源７ａＤＣＯ７ｂ波形メモリ７ｃＤＣＦ７ｄＤＣＡ８サウンドシステムＳＰスピーカ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発音指示された楽音の基音周波数を初期
カットオフ周波数に設定し、この初期カットオフ周波数
を起点に経時変化するカットオフ特性を表すＤＣＦエン
ベロープを発生するＤＣＦエンベロープ発生手段と、経時変化するＤＣＦエンベロープが前記初期カットオフ
周波数に収束した時点で、この初期カットオフ周波数に
て経時変化する共振深さを表すレゾナンスエンベロープ
を発生するレゾナンスエンベロープ発生手段と、発音指示に応じて生成される波形に対し、前記ＤＣＦエ
ンベロープに対応したカットオフ特性でフィルタリング
を施して楽音を形成する一方、この形成された楽音に対
し、前記レゾナンスエンベロープに対応した共振深さの
フィルタリングを施して前記基音周波数を強調するフィ
ルタ手段とを具備することを特徴とする楽音発生装置。
【請求項２】前記レゾナンスエンベロープ発生手段
は、指定された音高に対応したキースケール係数を発生
するキースケール発生手段を備え、発生すべき楽音の音
高が指定された場合、その音高に対応して前記キースケ
ール発生手段が発生するキースケール係数を用いて前記
レゾナンスエンベロープをキースケーリングすることを
特徴とする請求項１記載の楽音発生装置。
【請求項３】前記レゾナンスエンベロープ発生手段
は、音高指定操作時の鍵タッチに応じて前記レゾナンス
エンベロープを修飾することを特徴とする請求項１記載
の楽音発生装置。
【請求項４】請求項１記載の楽音発生装置において、前記レゾナンスエンベロープに対応した共振深さのフィ
ルタリングにより生じる音量変化を相殺する逆特性に従
って前記フィルタ手段が出力する楽音の音量を制御する
音量制御手段を具備することを特徴とする請求項１記載
の楽音発生装置。