JP2649039B2 - 電子楽器のピツチ・データ発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子楽器のピッチ・データ発生装置に関
し、より詳しくは所定鍵のピッチのデータが所望音律に
よって得られるようにする技術に関するものである。

（従来の技術） 従来から、平均律とは異なる、純正律，ピタゴラス
律，中全音律等による所定鍵のピッチのデータを得るこ
とが種々に試みられている。例えば、このようなものと
しては、特開昭60−125892号特許公開公報に示されてい
るものがある。ここに記載されているものは、予め各音
律に対応した各鍵のピッチのデータを全て記憶しておい
て、所望の音律に対応したピッチのデータを選択するも
のである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前述されたものにおいては、各音律に
対応した各鍵のピッチのデータを全て記憶手段、例えば
固定記憶装置（ROM）に記憶させる必要があり、大きな
記憶容量を要するという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解消することを目的と
してなされたものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明による電子楽器の
ピッチ・データ発生装置は、生成する楽音を指定すると
ともに、鍵盤の隣り合う任意の２鍵にそれぞれ対応する
値の差が一定である演奏情報を生成する演奏情報生成手
段と、上記演奏情報生成手段によって生成される演奏情
報により指定される楽音と生成される楽音の音高との関
係を決定するとともに、上記鍵盤の隣り合う２鍵にそれ
ぞれ対応する２楽音の間の音高差を決定する３つ以上の
キーフォロー係数のなかから任意のキーフォロー係数を
選択的に生成するキーフォロー係数生成手段と、上記演
奏情報生成手段によって生成される演奏情報と基準の演
奏情報との差と、上記キーフォロー係数生成手段によっ
て生成されるキーフォロー係数との積に基づいて、ピッ
チ・データを得る演算手段とを有するようにしたもので
ある。

ここで、「鍵の隣り合う２鍵にそれぞれ対応する２楽
音の間の音高差」とは、例えば、1/4音、半音、全音な
どのような、音楽的な意味での音高差を示すもので、物
理的な周波数差を示すものではない。

（作用） 演算手段が、演奏情報生成手段によって生成される演
奏情報と基準の演奏情報との差と、キーフォロー係数生
成手段によって生成されるキーフォロー係数との積に基
づいて、ピッチ・データを得るので、キーフォロー係数
を適宜変更することにより、所定の鍵に対応するピッチ
・データを、所望の音律に応じて適宜変更して得ること
ができる。

（実施例） 次に、本発明による電子楽器のピッチ・データ発生装
置の具体的実施例につき、図面を参照しつつ説明する。

第１図において、鍵盤１からの押鍵された鍵の押鍵位
置情報は操作鍵検出回路２において検出されてノート番
号（「MIDI−1.0規格書」,MIDI規格協議会発行を参照）
に変換されるとともに、このノート番号はキーコード生
成回路３に供給される。このキーコード生成回路３にお
いては、前記ノート番号を内部処理に適した対応するキ
ーコードに変換生成することが行なわれる。なお、キー
コードは、前記ノート番号からの変換が容易であるとと
もに、CPU処理に適したデータ表現であることが望まし
くある。

本実施例においては、ビット長を16ビットとしてその
８ビット構成の上位バイトに、128鍵の音域に対応する
０から127までの10進表示によって表現される前記ノー
ト番号を、16進表示でそのままあてはめることによりキ
ーコードを得ている。また、同様に８ビット構成の下位
バイトには、半音（100セントの音程）以下の音程を、
この半音を256分割することによってあてはめている。
したがって、この下位バイトによる音程の分解能はほぼ
0.4セント（＝100セント/256）となるために、ポルタメ
ントなどにおける半音以下の音程が要求されるような場
合でも実用上においては問題を生じることがない。

具体的には、ピアノの鍵盤１における中央Ｃの、本実
施例においては基準鍵に相応する鍵（音名においてC4で
ある。）を例にすると、上位バイトは10進表示で60（＝
ノート番号）である16進表示の3C00H（Ｈは16進表示で
あることを示している。）のキーコードになる。同様に
して、１オクターブ上の音名C5のキーコードは4800Hに
なり、また半音下の音名B3のキーコードは3B00Hにな
る。一方、下位バイトに関しては、音程Ｘセントに対し
てＸセント×（256/100セント）の演算処理が行なわれ
て、その演算結果が16進表示されるようになる。例え
ば、25（＝Ｘ）セントは25セント×（256/100セント）
＝64であって、16進表示がなされて40Hになる。したが
って、音名C4における25セント上は、キーコード3C00H
に半音以下の音程コードが加算された3C40Hになる。

ところで、前記キーコード生成回路３においては、前
述のように生成されるキーコードが基準キーコードに差
し引かれて前記半音以下の音程コードを含んだものとし
て出力される。この基準キーコードは、予め設定された
前記基準鍵に対応するキーコードである。この基準鍵の
選択は、通常において扱い易いと考えられる、例えば前
述されたような音名C4に定められるようになる。したが
って、前記キーコード生成回路３の出力は、鍵盤１の音
名においてC5に対応する鍵が押鍵されて、基準鍵が音名
においてC4であり半音以下の音程がない場合には、 4800H−3C00H＝C00Hになる。

ボリューム等の操作子によって離散的なあるいは連続
的な値による、あるいは予めプログラムされたセットの
選択によるキーフォロー係数設定情報が、キーフォロー
係数設定部４からキーフォロー係数生成回路５に供給さ
れる。このキーフォロー係数生成回路５においては、前
記キーフォロー係数設定情報にもとづいて、前述された
半音以下の音程コードを含むキーコードのデータを所望
ピッチのデータに変換するためのキーフォロー係数を発
生させる。例えば、鍵盤の隣り合う２鍵にそれぞれ対応
する２楽音の間の音高差が半音である音律、即ち、12平
均律において音程を１オクターブ変えることは、キーコ
ードのデータを0C00H,またデータ表現については後述さ
れるピッチのデータを1000H変化させることになり、キ
ーフォロー係数は になる。

異なった音律においても同様にしてキーフォロー係数
が求められて、例えばキーフォロー係数は次のようにな
る。

音律 キーフォロー係数 クオータートーン 4/6 （隣り合う２鍵の音高差が1/4音である場合。） ホールトーン 8/3 （隣り合う２鍵の音高差が全音である場合。） インハーモニック （４×1203）／（３×1200） （隣り合う２鍵の音高差がほぼ半音であり、12鍵右側
の鍵においてピッチが1203セント高い場合。） ピッチ一定 ０ （隣り合う２鍵の音高差が０であり、いずれの鍵を押
鍵しても同じピッチである場合。） 逆平均律 −4/3 （隣り合う２鍵の音高差が半音であり、12鍵右側の鍵
においてピッチが１オクターブ低い場合。） 前記キーフォロー係数は、第１の乗算回路６に供給さ
れる。この第１の乗算回路６においては、前記キーコー
ド生成回路３からのキーコード、更には半音以下の音程
コードを含むデータと、前記キーフォロー係数生成回路
５からのキーフォロー係数とが乗算されてピッチのデー
タに変換生成される。なお、キーフォロー係数を前記ノ
ート番号およびピッチのデータの関係において表わすな
らば、第２図に示されるようになる。

前記ピッチのデータは、楽音発生に際しての楽音周波
数を決定するものであるために、周波数指定が簡単に行
なうことが出来る表現であることが望ましくある。

例えば、一般的な音律の12平均律においては１オクタ
ーブ（12半音）上がると周波数は２倍になるために、２
を底とする対数によって周波数を表わすと指数部がオク
ターブを表して解り易くなる。また、１オクターブ分の
仮数部に自然数変換を行なえば指数部はビットシフトで
処理できるようになり簡単になるとともに、分解能は一
定になる。したがって、本実施例においては、ビット長
を16ビットとして、指数部が４ビット、仮数部が12ビッ
トになるようなデータ表現をとる。このために、前記第
１の乗算回路６における乗算結果においては、このデー
タ表現に、前述されたキーコードおよび半音以下の音程
コードの16ビットから成るデータ表現が変換されるよう
になる。なお、指数部が４ビット、仮数部が12ビットの
16ビットから成るデータ表現によれば、音域は16オクタ
ーブ、分解能はほぼ0.3セントとなり、実用上において
は十分である。

ベンダー情報発生部７からのベンダー情報と、ビブラ
ート情報発生部８からのビブラート情報とは加算回路９
に供給されて、加算後に前記第１の乗算回路６と同様の
第２の乗算回路10に供給される。なぜならば、本実施例
においては、前記ベンダー情報およびビブラート情報の
データ表現が、前述されたキーコードおよび半音以下の
音程コードの16ビットから成るデータ表現と同じである
ためにピッチのデータのデータ表現に変換するに前記第
１の乗算回路６と同様の乗算回路を要するからである。

前記第２の乗算回路10には、スイッチ回路11による選
択により、定数発生回路12から12平均律キーフォロー係
数に対応する定数4/3、あるいは前記キーフォロー発生
回路５からキーフォロー係数が供給される。そして、こ
の定数4/3あるいはキーフォロー係数と、前述の加算さ
れたベンダー情報およびビブラート情報とが乗算され、
この乗算結果が加算回路13に供給されて、前記第１の乗
算回路６の乗算結果と加算される。この加算結果は、更
に加算回路14において、レンジパラメータ生成部15から
の前記基準鍵のピッチのデータに相応する、本実施例に
おいては基準鍵が音名C4であることから、8000Hがレン
ジパラメータとして加算される。この加算回路14におけ
る加算結果のピッチのデータは、波形発生回路16におい
て、前述されたように夫々の波形発生方式に適した数値
に変換されて、所望のピッチの楽音波形がその波形発生
回路16から出力されるようになる。

次に、第３図を参照して、前記ベンダー情報発生部７
について説明する。

ボリューム等より構成されるピッチベンダー情報を与
えるための操作子71が操作されることによって発生され
る信号は、アナログ−ディジタル変換器72によってディ
ジタル信号（通常においては極性符号を有している。）
に変換される。この変換された信号は、乗算回路73にお
いて、ベンダー・センシティビティ・パラメータ発生器
74からのベンダー・センシティビティ信号と乗算され
る。これにより、前記ベンダー情報が形成される。

また、第４図を参照して、前記ビブラート情報発生部
８について説明する。

モジュレーションホイールおよびモジュレーションレ
バー等より構成されるビブラート情報を与えるための操
作子81が操作されることによって発生される信号は、同
様にアナログ−ディジタル変換器82によってディジタル
信号に変換される。この変換された信号は、乗算回路83
において、モジュレーション・センシティビティ・パラ
メータ発生器84からのモジュレーション・センシティビ
ティ信号と乗算される。また、鍵のアフタータッチを検
出する感圧素子より構成される感圧体85からのアフタタ
ッチ情報の信号は、アナログ−ディジタル変換器86によ
ってディジタル変換される。このディジタル変換された
信号は、乗算回路87において、アフタタッチ・センシテ
ィビティ・パラメータ発生器88からのアフタタッチ・セ
ンシティビティ信号と乗算される。そして、この乗算回
路87の乗算結果と、前記乗算回路83の乗算結果とが加算
回路89において加算されるとともに、この加算結果と乗
算回路90においてビブラート用低周波発振器（LFO）91
の出力信号とが乗算される。これにより、前記ビブラー
ト情報が形成される。

なお、前記乗算回路6,10,73,83,87,90においては、16
ビット×16ビットの符号付き乗算演算処理が行なわれ
る。また、前記加算回路9,13,14,89においては、16ビッ
ト＋16ビットの加（減）算演算処理が行なわれる。

前記半音以下の音程コードを含むキーコード，ベンダ
ー情報およびビブラート情報が全て前記ピッチのデータ
と同じ表現であるとするならば、前記実施例を第５図に
示されているように構成することができる。なお、17は
加算回路,18はスイッチ回路である。また、各ベンダー
情報およびビブラート情報に前記キーフォロー係数を含
ませるか否かを選択できるようにする場合には、第６図
に示されているように、スイッチ手段19,20、更には加
算回路21,22を設けることにより構成されることができ
る。なお、前記第５図および第６図において図中に用い
られている符号に関して、前記第１図に用いられた符号
と同一符号は同一内容を示しているとともに、重複する
説明は省略している。また、前記第６図に示されている
ような場合には、前述されたように半音以下の音程コー
ドを含むキーコードのデータ表現と、第１の乗算回路６
からのピッチのデータのデータ表現とが同一になるなら
ば、第５図に示されるように第２の乗算回路10が省略さ
れることは言うまでもない。

次に、別実施例として第７図を参照しつつ説明する。
また、図面中において用いられている符号において、前
述されたものと同一符号は同一内容を示すとともに、重
複する説明は省略する。

キーフォロー係数生成回路５′からは、キーフォロー
係数設定部４′によって個々に設定された２系統の第１
のキーフォロー係数A1および第２のキーフォロー係数A2
が順次生成される。これら第１および第２のキーフォロ
ー係数A1,A2は、キーコード生成回路３からの半音以下
の音程コードを含むキーコードとともに、各第１および
第２の乗算部６′,6″に供給されて、各乗算後に夫々加
算部14′,14″におけるレンジパラメータとの加算を介
して、各第１および第２の波形発生部16′,16″に供給
される。本実施例によれば、例えばピアノ音のように、
鍵によりピッチが変化する弦の振動音と、高い方の鍵で
も低い方の鍵でもピッチがあまり変化しないハンマー音
とが同時に発生するような場合に有効である。前記第１
および第２の乗算部６′,6″は同一乗算回路を用い、ま
た前記加算部14′,14″も同一加算回路を用い、更には
前記第１および第２の波形発生部16′,16″も同一波形
発生回路を用いて時分割処理が行なわれるようになり、
本別実施例の場合には２系列１音の発音が行なわれる。
なお、前記操作鍵検出回路2,キーコード生成回路3,乗算
回路6,キーフォロー係数生成回路５および波形発生回路
16等を、例えば32個のタイムスロットで夫々時分割処理
が行なえるようにすれば、２系列16声または４系列８声
の発音が可能になる。

前述されたように時分割によるタイムスロット数を増
やすことにより、乗算回路および波形発生回路等のハー
ドウェアを殆んど増大させることなく、音数系列数等を
増やすことができ、安価で高性能な楽器が実現できる。

前述された実施例等においては、全鍵域に亘って一定
のキーフォロー係数を用いたが、第８図に示されるよう
に鍵域を区分して各区分毎に異なるキーフォロー係数を
設定し、いわゆるレイルスバック曲線を近似することも
できる。

言い換えれば、音名においてC4に対応する鍵を基準鍵
として、キーフォロー係数a,b,cとすれば、 ｉ）鍵ｋが音名C2と音名C6との間では、 （ｋ−C4）×キーフォロー係数b, ii）鍵ｋが音名C2以下の場合には、 ｛ｋ−（C2−C4）×キーフォロー係数ｂ｝×キーフォロ
ー係数a, iii）鍵ｋが音名C6以上の場合には、 ｛ｋ−（C₆−C₄）×キーフォロー係数ｂ｝×キーフォロ
ー係数ｃ という演算を行なってピッチのデータを得る。したがっ
て、このような演算が行なわれるように、前記実施例等
の構成を変更する必要性はあるが、このことは当業者に
とって自明であるので省略する。

なお、前述された実施例等においては、レンジパラメ
ータ生成部15を用いたが、前記波形発生回路16,16′,1
6″に関して、ピッチのデータが“0"である場合におい
て、基準鍵、本実施例では音名においてC4の対応する楽
音周波数の波形が発生されるようにすれば、レンジパラ
メータ生成部15の必要性はなくなる。

（発明の効果） 各鍵のピッチのデータを記憶することなく各音律に応
じたピッチを得ることができるので、大きな記憶容量を
要せずに各音律に応じたピッチ制御を行うことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は、本発明による電子楽器のピッチ・
データ発生装置の具体的実施例を説明するための図面で
あって、 第１図はブロック回路図、 第２図はノート番号およびピッチのデータの関係におい
て示されたキーフォロー係数のグラフ図、 第３図および第４図夫々は第１図における各ベンダー情
報発生部およびビブラート情報発生部の詳細なブロック
回路図、 第５図および第６図夫々は各変形例を示すブロック回路
図、 第７図は別実施例のブロック回路図および 第８図は鍵域を区分して各区分毎に設定される異なるキ
ーフォロー係数を表わすグラフ図である。 ３…キーコード生成回路 ５…キーフォロー係数生成回路 6,6′,6″…乗算回路

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生成する楽音を指定するとともに、鍵盤の
   隣り合う任意の２鍵にそれぞれ対応する値の差が一定で
   ある演奏情報を生成する演奏情報生成手段と、 前記演奏情報生成手段によって生成される演奏情報によ
   り指定される楽音と生成される楽音の音高との関係を決
   定するとともに、前記鍵盤の隣り合う２鍵にそれぞれ対
   応する２楽音の間の音高差を決定する３つ以上のキーフ
   ォロー係数のなかから任意のキーフォロー係数を選択的
   に生成するキーフォロー係数生成手段と、 前記演奏情報生成手段によって生成される演奏情報と基
   準の演奏情報との差と、前記キーフォロー係数生成手段
   によって生成されるキーフォロー係数との積に基づい
   て、ピッチ・データを得る演算手段と を有することを特徴とする電子楽器のピッチ・データ発
   生装置。
2. 【請求項２】前記３つ以上のキーフォロー係数は、鍵盤
   の隣り合う２鍵にそれぞれ対応する２楽音の間の音高差
   が1/4音であるものを少なくとも含む特許請求の範囲第
   １項記載の電子楽器のピッチ・データ発生装置。
3. 【請求項３】前記３つ以上のキーフォロー係数は、鍵盤
   の隣り合う２鍵にそれぞれ対応する２楽音の間の音高差
   が全音であるものを少なくとも含む特許請求の範囲第１
   項記載の電子楽器のピッチ・データ発生装置。
4. 【請求項４】前記３つ以上のキーフォロー係数は、鍵盤
   の隣り合う２鍵にそれぞれ対応する２楽音の間の音高差
   が半音でありかつ12鍵右側の鍵においてピッチが１オク
   ターブ低いものを少なくとも含む特許請求の範囲第１項
   記載の電子楽器のピッチ・データ発生装置。