JP2555765B2

JP2555765B2 - 電子楽器

Info

Publication number: JP2555765B2
Application number: JP2238616A
Authority: JP
Inventors: 芳博稲垣
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1990-09-06
Filing date: 1990-09-06
Publication date: 1996-11-20
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JPH04116597A

Description

【発明の詳細な説明】（ａ）産業上の利用分野この発明は、検出された和音に基づいて和音構成音の
周波数を修正し、和音を協和させる電子楽器に関する。

（ｂ）従来の技術現在実用化されている電子楽器の殆どは平均律に調律
されている。これは平均律は全音程が均等であるため、
転調や移調が自由だからである。しかし、平均律は全音
程を均等にするため、オクターブを対数的に分割してお
り、微妙に不協和である。このため、和音を発音した場
合にうなりが生じる等、響きが美しくない欠点がある。

そこで、和音を発音するときには純正律などの響きの
良い音律にピッチを修正する提案がなされている。例え
ば、特開昭62-61099の電子楽器がある。この電子楽器で
は、指定された複数の音高から和音を検出し、この和音
の根音を基準として、他の和音構成音を純正律などにピ
ッチ修正する。

（ｃ）発明が解決しようとする課題しかし、上記電子楽器では、和音の根音でない限り旋
律音であってもピッチが修正されてしまう。旋律音が頻
繁に修正されると、聞き手に音程が不安定だという印象
を与えてしまう欠点があった。また、上記従来の電子楽
器では、和音が変わると即座にピッチ修正が行われてい
た。このため、和音が変わる度に急激なピッチ変化が生
じ、曲の流れが妨げられる欠点があった。

ところで、一般的な楽曲においては、旋律音は短い音
符で変化するのに対し、伴奏音は長い音符で和音等を響
かせるようになっているものが多い。この発明は、この
ような楽曲の特性に鑑みてなされたもので、指定時間の
長短に基づいて旋律音を判断し、旋律音以外の和音構成
音についてピッチ修正を行うことにより、旋律音の不安
定さをなくした電子楽器を提供することを目的とする。

（ｄ）課題を解決するための手段この発明は、発音する楽音の音高を指定する音高指定
手段と、前記音高指定手段で指定された複数の音高で構
成される和音を検出する和音検出手段と、前記和音検出
手段で検出された和音の構成音のうち前記音高指定手段
で指定されている時間が一定以上の構成音のみの周波数
を特定の音律の周波数に修正する周波数修正手段と、前
記音高指定手段で指定された音高および前記周波数修正
手段で修正された周波数で楽音を形成する楽音形成手段
と、を設けたことを特徴とする。

なお、前記和音構成音は、全構成音であってもよく、
一部の構成音であってもよい。一部の構成音のみ周波数
修正する場合は、３度音の周波数を修正することが最も
効果的である。

（ｅ）作用この発明の電子楽器では、音高指定手段で指定された
複数の音高で構成される和音を和音検出手段が検出す
る。この和音検出手段としては和音構成音の全ての種類
を記憶したテーブルなどを用いればよい。和音検出手段
で検出された和音の構成音のうち、前記音高指定手段で
指定されている時間が一定以上のものの周波数を純正律
などの響きの良い音律に修正する。一定の指定時間は、
たとえば、演奏されている曲における二分音符の長さ等
に設定すればよい。周波数修正手段は全ての和音構成音
を純正律などの音律に修正する手段であってもよく、ま
た、和音の３度音のみを修正する手段であってもよい。
一般的な和音の場合、３度音でその和音の正確が決定付
けられ、さらに、平均律においては３度音のずれが他の
和音構成音に比べて著しく大きいからである。修正され
た周波数に基づき楽音形成手段が楽音を形成する。

このように、旋律音の周波数を基準として和音構成音
の周波数を修正することにより、旋律のピッチのふらつ
きを無くし、かつ和音の響きを良くすることができる。

（ｆ）実施例図面を参照してこの発明の実施例である電子楽器を説
明する。この電子楽器はキーボードを備えた電子鍵盤楽
器である。キーボードは５オクターブ程度のキー（61キ
ー）を備えている。複数のキーを同時にオンすることに
よって複数の楽音を同時に発音させることができる。す
なわち、オンされた複数のキーの組み合わせにより、和
音を発音することができる。

さらに、同時に発音される複数の楽音で和音が構成さ
れる場合、その和音がうなりを生じないように３度音の
ピッチ（周波数）を修正する機能を備えている。すなわ
ち、平均律の場合、純正律に比して長３度のピッチが著
しく高く、短３度のピッチが著しく低い。これが平均律
による和音のうなりの主な原因となっている。したがっ
て、３度音のピッチのみを修正することによって和音の
うなりは殆ど解消される。

また、このピッチ修正が過度に頻繁に行われないよう
に、また、細かく変化する旋律音のピッチが変動しない
ように、一定以上の長さの音符のみピッチ修正をするよ
うにした。このため、ピッチ修正にディレイタイムを設
け、このディレイタイムを超えて継続発音している音符
のみピッチ修正をするようにしている。

さらに、ピッチ修正によるピッチ変動が急激にならな
いように、ピッチ修正は0.1秒〜１秒かけて徐々に行う
ようにし、また、ピッチ修正によるピッチ変動が過大に
ならないように、平均律から完全な純正律まで修正せ
ず、ある程度（２〜10セント）の誤差（オフセット）を
残すようにしている。

第１図は同電子楽器のブロック図である。この電子楽
器はCPU10がその全体の動作を制御している。CPU10には
バス11を介してROM12,RAM13,キーボード14,スイッチ群1
5,トーンジェネレータ16およびクロックジェネレータ17
が接続されている。ROM12には動作プログラムや音色デ
ータなどが記憶されている。RAM13にはキーイベントに
関するデータ等を記憶するレジスタが設定される。スイ
ッチ群15には音色選択スイッチなどが含まれている。ト
ーンジェネレータ16は同時に複数の楽音を形成すること
ができる。キーボード14のキーが複数同時にオンされた
とき、このキーオンに対応する楽音を同時に形成する。
トーンジェネレータ16としては、このような機能を有す
るものであればFM音源，波形メモリ音源など種々の音源
を用いることが可能である。また、トーンジェネレータ
16にはサウンドシステム18が接続されている。このサウ
ンドシステムはトーンジェネレータ16から入力された楽
音を増幅してスピーカなどから出力する装置である。前
記クロックジェネレータ17はCPU10に対して約10ミリセ
カンド毎に割込をかける。この割込によって割込動作
（第３図（Ｇ））が実行される。

第２図は前記RAM13に設定されるレジスタの一部を示
す図である。各レジスタについてその名称と記憶内容を
説明する。

TYPE:和音タイプレジスタ：検出された和音の種類を記
憶するレジスタ ROOT:根音レジスタ：検出された和音の根音を記憶する
レジスタ FIF:5度音レジスタ：検出された和音の５度音を記憶す
るレジスタ KC（ｉ）：オンキーコードレジスタ：オンされているキ
ーのキーコードを記憶するレジスタ CH（）：オンチャンネルレジスタ：オンされているキ
ーが割り当てられているチャンネルを記憶するレジスタ TM（）：オンタイムレジスタ：キーのオンされている
時間をカウントするレジスタ TRGT（）：目標値レジスタ：ピッチ修正の目標値を記
憶するレジスタ PITCH（ｉ）：修正量レジスタ：現在のピッチ修正量を
記憶するレジスタＡ（ｉ）：修正速度レジスタ：ピッチ修正の速度を記憶
するレジスタＢ（ｉ）：初期値レジスタ：ピッチ修正の初期値を記憶
するレジスタ N:キーオン数レジスタ：オンされているキーの数を記憶
するレジスタ EVKC:イベントキーコードレジスタ：キーオン／オフイ
ベントがあったキーのキーコードを記憶するレジスタ ASCH:アサインチャンネルレジスタ：キーオン／オフイ
ベントがあったキーコードが割り当てられるチャンネル
を記憶するレジスタ ΔP:ピッチ差レジスタ：根音からの修正量を記憶するレ
ジスタ T:タイマレジスタ：ピッチ修正の時間を計数するレジス
タ DT:ディレイタイムレジスタ：キーオンからピッチ修正
までのディレイタイムが設定されるレジスタ第３図は同電子楽器の動作を示すフローチャートであ
る。

同図（Ａ）はメインルーチンを示している。先ずn1で
初期設定を行う。初期設定とは、各種レジスタのリセッ
トやデータのプリセット等の動作である。修正量レジス
タPITCH（ｉ）のクリアも含まれる。こののち電子楽器
は演奏可能状態となり、キーイベント動作（n2）、スイ
ッチ処理動作（n3）を繰り返し実行する。

同図（Ｂ）はキーイベント動作を示している。この動
作では、最初に、キーイベントの有無（n4）およびキー
イベントがキーオンイベントかキーオフイベントか（n
5）を判断する。キーオンイベントの場合にはキーオン
イベント動作（n6）を実行し、キーオフイベントの場合
にはキーオフイベント動作（n7）を実行する。キーイベ
ントがない場合にはn4から直接リターンする。

同図（Ｃ）はキーオンイベント動作である。オンされ
たキーのキーコードをイベントキーコードレジスタEVKC
にセットする（n10）。このキーコードに対応する発音
チャンネルの割り当てを行う（n11）。割り当てられた
チャンネルナンバをアサインチャンネルレジスタASCHに
セットする（n12）。アサインチャンネルレジスタASCH
の内容を判断し（n13）、アサインチャンネルレジスタA
SCHの内容が０〜15であれば正常にチャンネルが割り当
てられたためn14以下の動作を実行する。アサインチャ
ンネルレジスタASCHの内容がFF_Hであればチャンネル割
り当てができなかったためそのままリターンする。n14
ではキーコードEVKC,チャンネルナンバASCHを含む必要
なパラメータをトーンジェネレータ16に送信してキーオ
ン処理（発音処理）を実行する。イベントキーコードレ
ジスタEVKCの内容をオンキーコードレジスタKC（Ｎ）に
転送し、アサインチャンネルレジスタASCHの内容をオン
チャンネルレジスタ（Ｎ）に転送し（n15）、このチャ
ンネルのキーオンタイムレジスタTM（Ｎ）に０をセット
する（n16）。キーオン数レジスタＮに１を加算する（n
17）。つぎにこのキーオンに基づいてピッチの修正を行
う。まず、イベントキーコードレジスタEVKCに記憶され
ているキーコードが左鍵域のものであるか否かを判断す
る（n18）。左鍵域とはキーボード14の左半分である。
１段鍵盤の電子楽器の場合、この範囲で和音が演奏され
る。キーコードが左鍵域であれば三度音検出動作（n1
9）およびピッチ修正動作（n20）を実行する。キーコー
ドが左鍵域でない場合（右鍵域の場合）にはピッチ修正
動作（n20）のみを実行する。

同図（Ｄ）は３度音検出動作を示すフローチャートで
ある。左鍵域でオンされているキーのキーコードで構成
される和音を検出する（n25）。和音検出動作は従来よ
り一般的に用いられている方式を用いればよい。検出さ
れた和音の種類を和音タイプレジスタTYPEに記憶し、和
音の根音を根音レジスタROOTに記憶する。和音の種類，
根音ともに対応するコードで記憶される。検出された和
音の種類が長和音（TYPE＝1,3）であるか短和音（TYPE
＝2,4）であるかをn26,n27で判断する。長和音の場合に
は３度音レジスタTHRDに根音よりも４半音（長３度）高
い音高の音名をセットし、５度音として根音よりも７半
音（完全５度）高い音高の音名をセットする。ピッチ差
レジスタΔＰに−７をセットする。−７は平均律の純正
律に対するピッチ差−14セントの半分である。すなわ
ち、ピッチの修正を半分だけ行い、残りの半分はオフセ
ットとして残している。また、短和音の場合には３度音
レジスタTHRDに根音よりも３半音（短３度）高い音高の
音名をセットし、５度音として根音よりも７半音（完全
５度）高い音高の音名をセットする。ピッチ差レジスタ
ΔＰに、純正律−平均律のピッチ差16セントの半分であ
る８をセットする（n29）。長和音，短和音以外の和音
の場合にはピッチ修正を行わないため上記レジスタに何
もセットしないでリターンする。

同図（Ｅ）はピッチ修正動作を示すフローチャートで
ある。この動作は和音構成音のピッチの刻々の修正量を
設定する動作である。まず、タイマレジスタＴをクリア
する（n40）。３度音検出動作（同図（Ｄ））で検出さ
れた和音の種類が長和音または短和音であるか（１≦TY
PE≦４）を判断する（n41）。長和音または短和音の場
合には３度音の修正量設定動作（n42〜n48）を実行す
る。一方、和音が長和音，短和音の何れでもない場合
（和音が検出されなかった場合を含む）には修正された
ピッチを平均律にもどすための設定動作（n49〜n53）を
実行する。

３度音の修正量設定動作（n42〜n47）において、ま
ず、ポインタｉに０をセットし（n42）、ポインタｉで
指定されるオンキーコードレジスタKC（ｉ）に記憶され
ているキーコードが和音の３度音であるか否かを判断す
る（n43）。KC（ｉ）のキーコードが３度音であれば、
ピッチ修正の目標値を記憶する目標値レジスタTRGT
（ｉ）にΔＰをセットする（n44）。また、KC（ｉ）の
キーコードが和音の３度音でなければ目標値レジスタTR
GT（ｉ）に０をセットする（n45）。次に修正速度レジ
スタＡ（ｉ）に修正すべきピッチ（セント数）の1/10
0、すなわち、目標値レジスタTRGT（ｉ）と修正量レジ
スタPITCH（ｉ）との差の1/100をセットし、初期値レジ
スタＢ（ｉ）に修正量レジスタPITCH（ｉ）の内容をセ
ットする（n46）。以上の動作ののち、ポインタｉに１
を加算する（n47）。この加算の結果ｉ＝Ｎになれば、
キーオンされているすべてのキーコードについての処理
が終了したことであるためリターンする（n48）。ｉ＜
Ｎであればn43にもどる。

修正されたピッチを平均律にもどすための修正量を設
定する動作（n49〜n53）において、まず、ポインタｉに
０をセットし（n49）、ポインタｉで指定される目標値
レジスタTRGT（ｉ）に０をセットする（n50）。次に修
正速度レジスタＡ（ｉ）に目標値レジスタTRGT（ｉ）と
修正量レジスタPITCH（ｉ）との差の1/100をセットし、
初期値レジスタＢ（ｉ）に修正量レジスタPITCH（ｉ）
の内容をセットする（n51）。以上の動作ののち、ポイ
ンタｉに１を加算する（n52）。この加算の結果ｉ＝Ｎ
になればリターンする（n53）。ｉ＜Ｎであればn50にも
どる。

同図（Ｆ）はキーオフ処理動作を示している。キーオ
フされると、オフされたキーのキーコードをイベントキ
ーコードレジスタEVKCにセットする（n60）。このキー
コードEVKCと同一のキーコードをオンキーコードレジス
タKC（ｉ）（ｉ＝０〜ｎ）から検索する（n61〜n64）。
同一のキーコードが発見されればそのチャンネルCH
（ｉ）の発音を終了させるキーオフ処理を実行する（n6
5）。キーオン数レジスタＮから１を減算し（n66）、オ
フされたキーのデータを記憶していたレジスタKC
（ｉ）,CH（ｉ）,PITCH（ｉ）のデータを消去するた
め、それ以後のデータ（ｉ＋１〜Ｎ）を順次１つ前のエ
リア（ｉ〜Ｎ−１）にシフトする（n67）。これでキー
オン数Ｎ＝０になった場合にはn68からリターンし、Ｎ
＞０であればまだキーオン中の楽音についてピッチの修
正を行う（N69〜71）。なお、オフされたキーのキーコ
ードEVKCと同一のキーコードがKC（ｉ）から発見されな
かった場合にはn72の判断でリターンする。ピッチの修
正動作は以下のとおりである。まず、イベントキーコー
ドレジスタEVKCに記憶されているキーコードが左鍵域の
ものであるか否かを判断する（n69）。キーコードが左
鍵域であれば三度音検出動作（n70）およびピッチ修正
動作（n71）を実行する。キーコードが左鍵域でない場
合にはピッチ修正動作（n71）のみを実行する。

同図（Ｇ）は割込動作を示している。この動作はほぼ
10ms毎に実行される動作である。先ずタイマレジスタＴ
に１を加算する（n80）。ポインタｉ＝０〜Ｎまで以下
の動作を実行する。オンタイムレジスタTM（ｉ）の値が
ディレイタイムDT（＝１拍分の長さ）以上であるか否か
を判断する（N83）。この条件が満たされた場合には、
修正量レジスタPITCH（ｉ）の値が目標値レジスタTRGT
（ｉ）の内容が同一であるか否かを判断する（n84）。
同一でなければ、修正量レジスタPITCH（ｉ）に対して
修正速度レジスタＡ（ｉ）×Ｔ＋Ｂ（ｉ）の値をセット
し（n85）、この修正量レジスタPITCH（ｉ）の内容をチ
ャンネルナンバCH（ｉ）とともにトーンジェネレータ16
へ出力してピッチ修正動作を実行させる（n86）。この
のち、ポインタｉに１を加算して（n87）n82にもどる。
オンタイムレジスタTM（ｉ）の値がディレイタイムDT未
満であればオンタイムレジスタTM（ｉ）に１を加算した
のち（n88）、n87に進む。修正量レジスタPITCH（ｉ）
の値が目標値レジスタTRGT（ｉ）の内容が同一であれば
n83から直接n87に進む。ポインタｉ＝０〜Ｎの全チャン
ネルについてこの動作を行ったことをn82で判断すれば
リターンする。

以上の動作によってキーオン時間が一定（１拍）以上
の楽音のみピッチ修正を行うようにしたことにより、細
かく音高が変化する旋律音をピッチ修正しないようにす
ることができる。

また、同図（Ｈ）はスイッチイベント動作を示すフロ
ーチャートである。まず、テンポ設定モードであるか否
かを判断する（n90）。テンポ設定モードであればテン
キーのオンイベントがあるか否かを判断する（n91）。
テンキーのオンイベントがあれば、テンキーからの入力
値をテンポレジスタTEMPにセットする（n92）。すなわ
ち、この値が四分音符のメトロノーム数となる。セット
されたテンポレジスタTEMPの値で6000（10ms（割込動作
の間隔）毎にカウントしたときの60秒のカウント数）を
除した数値をディレイタイムレジスタDTにセットして
（n93）、リターンする。すなわち、ディレイタイムレ
ジスタDTには四分音符の長さに対応するカウント数がセ
ットされる。なお、テンポ設定モードでない場合にはそ
の他スイッチ処理を実行して（n94）リターンする。

ここで、和音の検出は左鍵域のキーオンのみに基づい
て行ったが全鍵域のキーオンに基づいて和音を検出して
もよく、また複数段の鍵盤を備えた電子楽器では特定の
鍵盤で検出するようにしてもよい。また、和音を検出し
た鍵域のみでピッチ修正を行い、和音を検出しなかった
鍵域におけるピッチ修正は行わなくするようにすること
もできる。また、ピッチ修正を行う和音構成音は三度音
のみである必要はなく、全ての和音構成音を純正律など
の音律に修正するようにしてもよい。さらに、この実施
例では、平均律から純正律まで完全にピッチ修正せずに
オフセットを設けているが、完全に純正律までピッチを
修正するようにしてもよい。また、この実施例ではピッ
チ修正の判断基準を和音としているが、その曲の調性に
基づいてピッチ修正するようにしてもよい。また、ディ
レイタイムDTは１拍分の長さに限らず、もっと長く（２
拍等）してもよく、また、曲の流れに対応して伸縮させ
るようにしてもよい。また、１秒等絶対的な時間で決定
するようにしてもよい。

（ｇ）発明の効果以上のようにこの発明の電子楽器によれば、和音構成
音のうち一定時間以上指定されている構成音のみその周
波数を修正するようにしたことにより、和音の響きをよ
くしても、あまりに頻繁な周波数変化が無くなり曲が不
安定な感じになることを防止することができる。また、
旋律音は一般的に細かい変化をするものであるため、旋
律音が周波数修正を受けることがなくなり、その周波数
が揺らぐことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である電子楽器のブロック
図、第２図は同電子楽器のRAMに設定されるレジスタの
一部を示す図、第３図（Ａ）〜（Ｈ）は同電子楽器の動
作を示すフローチャートである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発音する楽音の音高を指定する音高指定手
段と、前記音高指定手段で指定された複数の音高で構成される
和音を検出する和音検出手段と、前記和音検出手段で検出された和音の構成音のうち、前
記音高指定手段で指定されている時間が一定以上の構成
音の周波数のみを特定の音律の周波数に修正する周波数
修正手段と、前記音高指定手段で指定された音高および前記周波数修
正手段で修正された周波数で楽音を形成する楽音形成手
段と、を設けたことを特徴とする電子楽器。