JP2712200B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子楽器に係り、特に外部からの入力楽音を
ディジタル楽音データに変換して、これをメモリに記憶
しておき、その後にこの記憶した楽音データを読み出す
ことにより楽音を発生するようにした電子楽器に関する
ものである。 従来の技術 近年、半導体特にメモリ技術が進歩し、多量のメモリ
を低価格で使用できるようになってきた。このような背
景の中で、一般にサンプリングキーボードあるいはサン
プラーと呼ばれる電子楽器が多くのメーカーから商品化
されている。このような電子楽器は、使用者が任意に選
んだ音を録音しておき、これを様々な音高の音として再
生するという使い方ができる。言い換えれば、いわゆる
鍵盤楽器において、ピアノやギターなどの音色を指示す
るように、使用者が自分で録音した音をその鍵盤楽器の
音色として演奏できるような電子楽器である。 このような技術を例えばコンピュータを使って開示し
たものして、Mr.FREEDMANの文献ジャーナル オブ ジ
オーディオ エンジニアリング ソサイエティ Volu
me 15,Number,（Journal of the Audio Engineering So
ciety,J.A.E.S.（January 1967 page 43〜50））があ
る。 また、鍵盤を用いたこのような電子楽器としては、フ
ェアライト社のフェアライトC.M.Iがある（AUSTRALIA,F
airlight Instruments Pty.Ltd.Fairlight C.M.I−Read
y Reference Guide）。また、サンプリングキーボード
の概説書としては、次のものがある。 「ハイテクノロジー楽器の分類」古山俊一著、ミュー
ジックトレード誌1985年１月号ページ38〜43ミュージッ
クトレード（株）出版 以下、図面を参照しながら上述の電子楽器について説
明する。 第６図は上述の電子楽器の構成を示すものである。 第６図において、101はアナログ信号をデジタル信号
に変換する（以下AD変換と呼ぶ）AD変換部、102はデジ
タル信号を記憶、出力する波形メモリ、103はデジタル
信号をアナログ信号に変換する（以下DA変換と呼ぶ）DA
変換部、104,105はクロックを発生する第1,第２のクロ
ック発生部、106は乗算器、107は入力制御部、108は出
力制御部、109はAD変換、即ち録音に関する指示を入力
する第１の入力部、110はDA変換、即ち再生に関する指
示を入力する第２の入力部である。 以上のように構成された電子楽器について、以下その
動作について説明する。 まず、第１の入力部109にAD変換、即ち録音を指示す
ると、第１の入力部109は入力制御部107へAD変換開始を
指示する信号を出力する。入力制御部107は第１のクロ
ック発生部104へAD変換の為のクロック発生開始信号を
出力すると共に波形メモリ102へメモリアドレス０番地
を示すアドレス信号を出力する。第１のクロック発生部
104は前記AD変換の為のクロック発生開始信号が入力さ
れた後に、AD変換部101と制御部107とへ一定周期のAD変
換クロック信号いわゆるサンプリングクロックを出力す
る。AD変換部101は入力されたアナログ信号をサンプリ
ングクロック毎にデジタル信号へ変換するが、一般に、
サンプリング定理を満足する為の低域通過フィルタとサ
ンプルホールドとAD変換器とから作られる。AD変換部10
1は前記AD変換クロック信号が入力される毎に、入力さ
れたアナログ信号をデジタル信号に変換し、これを波形
メモリ102へ出力する。他方において、入力制御部107は
前記AD変換クロック信号が入力されると、波形メモリ10
2へ書き込み信号を出力した後に前記メモリアドレスを
１だけ増加するアドレス信号を出力する。即ちメモリア
ドレスは１番地となる。波形メモリ102は入力制御部107
から入力されるアドレス信号に対応するメモリアドレス
へ、AD変換部101から入力されるデジタル信号を前記書
き込み信号のタイミングに従って書き込む。結局、最初
にAD変換されたデジタル信号が波形メモリ102のメモリ
アドレス０番地へ記憶されることになる。入力制御部10
7は出力するアドレス信号の示すメモリアドレスが波形
メモリ102の記憶可能なメモリアドレスの最大値よりも
大きくなった時にAD変換終了の、即ちAD変換の為のクロ
ック発生停止信号を出力するが、アドレス信号の示すメ
モリアドレスが波形メモリ102の記憶可能なメモリアド
レスの最大値よりも大きくない時は、上述の動作をくり
返す。第１のクロック発生部104は、前記AD変換の為の
クロック発生停止信号が入力されると前記AD変換クロッ
クの出力を停止する。以上の動作によって、AD変換開始
後にAD変換部101へ入力されたアナログ信号は第１のク
ロック発生部104から出力されるAD変換クロック信号の
周期毎のデジタル信号として波形メモリ102のメモリア
ドレス０番地から順次に記憶可能なメモリアドレス全て
に記憶されることになる。 次に、第２の入力部110に出力楽音を指示すると、第
２の入力部110は出力制御部108へ指示された出力楽音の
音高と強弱（以下タッチと呼ぶ）に関する楽音情報信号
を出力する。出力制御部108は前記楽音情報信号が入力
されると、第２のクロック発生部105へ前記指示された
出力楽音の音高に比例した時間周期のクロック信号を発
生する為の時間周期信号とDA変換の為のクロック発生開
始信号を出力すると共に、波形メモリ102へメモリアド
レス０番地を示すアドレス信号を出力し、乗算器106へ
前記指示された出力楽音のタッチに対応した乗数値を出
力する。第２のクロック発生部105は前記DA変換の為の
クロック発生信号が入力された後に、前記時間周期信号
に従った時間周期のDA変換クロック信号いわゆるサンプ
リングクロックを出力制御部108とDA変換部103へ出力す
る。 出力制御部108は前記DA変換クロック信号が入力され
ると、波形メモリ102へ読み出し信号を出力した後に前
記メモリアドレスを１だけ増加するアドレス信号を出力
する。即ちメモリアドレスは１番地となる。波形メモリ
102は出力制御部108から入力されるアドレス信号に対応
するメモリアドレスにあるデジタル信号を前記読み出し
信号のタイミングに従って読み出し、これを出力する。
出力制御部108は、出力するアドレス信号の示すメモリ
アドレスが波形メモリ102の記憶可能なメモリアドレス
の最大値よりも大きくなった時に、DA変換終了の即ちDA
変換の為のクロック発生停止信号を出力するが、アドレ
ス信号の示すメモリアドレスが波形メモリ102の記憶可
能なメモリアドレスの最大値よりも大きくない時は、上
述の動作をくり返す。 一方、波形メモリ102から出力されたデジタル信号
は、乗算器106において前記指示された出力楽音のタッ
チに対応した乗数値と乗算された後にDA変換部103へ出
力される。乗算器106も前記DA変換クロック信号のタイ
ミング毎に動作するものとする。 DA変換部103は一般にデジタル信号を保持するラッチ
とDA変換器と折り返し周波数成分を除去する低域通過フ
ィルタとから作られており、サンプリングクロック毎に
更新されたデジタル信号がラッチで保持され、保持され
たデジタル信号はDA変換器でアナログ信号に変換された
後に、低域通過フィルタで折り返し周波数成分が除去さ
れる。 DA変換部103は乗算器106から出力されたデジタル信号
を前記DA変換クロック信号に従ったタイミングでアナロ
グ信号に変換して楽音信号として出力する。 第２のクロック発生部105は前記DA変換の為のクロッ
ク停止信号が入力されると前記DA変換クロックの出力を
停止する。以上の動作によって、DA変換開始後、波形メ
モリ102に記憶されたデジタル信号はメモリアドレス０
番地に記憶されたデジタル信号から順次に全て、第２の
クロック発生部105から出力されるDA変換クロック信号
の周期毎に出力された後に、乗算器106でタッチに応じ
た乗算を施されて、DA変換部103でアナログ信号即ち楽
音信号として出力されることになる。 以上のDA変換動作中において、第２の入力部110へ楽
音出力の停止が指示されると、第２の入力部110は楽音
出力停止信号を出力制御部108へ出力する。出力制御部1
08は前記楽音出力停止信号が入力されると、前記DA変換
の為のクロック発生停止信号を出力し、DA変換を終了す
る。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、波形メモリ102
にひとたび楽音データを書き込んでしまうと、入力時と
異なる音質の楽音として出力したい場合、波形メモリ10
2から出力されるデジタル信号を演算処理により加工す
る。あるいは、DA変換部103から出力されるアナログ信
号をフィルタリング処理するような構成としなければな
らないので、再生処理を時分割多重化して複音処理する
為に必要とされる音色処理性あるいは、複音化の為のチ
ャンネル数だけ処理部を増設しなければならないという
経済性の問題があった。 本発明は、上記問題点に鑑みて簡単な制御で、入力時
と異なる音質の楽音を出力できる電子楽器を提供するも
のである。 問題点を解決するための手段 この目的を達成するため、本発明の電子楽器は、複数
個の波形メモリと、入力された単一のデジタル楽音信号
に複数通りの信号加工を施し、かつ前記複数個の波形メ
モリにそれぞれ格納する信号加工処理部と前記複数個の
波形メモリに出力を指示し、各々の出力の音量レベルの
制御を行う制御部とを備えた構成のものである。 作 用 この構成によって、入力された単一のデジタル楽音信
号は、信号加工処理部において、複数通りの所望の信号
加工を施した後、複数個の波形メモリにそれぞれ出力さ
れ、記憶される。 制御部は、複数個の波形メモリに出力を指示するとと
もに、各々の波形メモリから出力される信号に対し、そ
れぞれ別々の音量レベル制御を行う。この音量レベルを
個々に変化させることにより、所望の音質を得ることが
できる。 実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照にしな
がら説明する。 第１図は本発明の一実施例における電子楽器の構成を
示すものである。第１図において、10はAD変換部101か
ら入力された信号を加工する信号加工処理部、11,12は
信号加工処理部10で加工された信号を記憶する第1,第２
の波形メモリ、13,14は第1,第２の波形メモリから読み
出されたそれぞれの信号と出力制御部108からの制御信
号を乗算する乗算器、15は乗算器13,14の信号を加算す
る加算器である。 なお、101はAD変換部、103はDA変換部、104,105は第
1,第２のクロック発生部、107は入力制御部、108は出力
制御部、109,110は第1,第２の入力部であり、これらは
従来例の構成と同じものである。 以上のように構成された一実施例について、以下にそ
の動作について説明する。 まず、第１の入力部109へ信号加工処理部10における
２種類の所望の入出力特性を得るための入力を行う。入
力形態としては様々な形態が考えられるが、本実施例に
おいては、低域通過フィルタ及び高域通過フィルタを実
現するためのカットオフ周波数（ｃ）を数値として入
力するものとする。また、このような入力部としては、
例えばキーボード（端末）を用いることができる。 例えば、第１の入力部109へ所望のカットオフ周波数
ｃを入力すると、第１の入力部109は入力制御部107へ
入力情報を出力する。入力制御部107は入力されたカッ
トオフ周波数ｃに従って、第２図及び第３図に示す２
種類の入出力特性を信号加工処理部に出力する。なお第
２図及び第３図において、横軸は、入力周波数、縦軸は
出力レベルである。信号加工処理部10は入力制御部107
から示される入出力特性に従って、入力されるデジタル
信号に対し、逐次、演算処理を行うがそのような信号変
換処理動作は、第１のクロック発生部104から供給され
るAD変換クロックタイミングに従って実施するものとす
る。 以上のように動作する信号加工処理部10に対して、従
来例と同じ構成と動作によってAD変換され、AD変換部10
1から出力されたデジタル楽音信号は、信号加工処理部1
0で、２種類の信号加工処理を施された後に、第１の波
形メモリ11及び第２の波形メモリ12へそれぞれ記憶され
ることとなる。 次に第２の入力部110に出力楽音を指示すると、第２
の入力部110は出力制御部108へ指示された出力楽音の音
高及びタッチに関する楽音情報信号を出力する。出力制
御部108は、前記楽音情報信号が入力されると、第２の
クロック発生部105へ前記指示された出力楽音の音高に
比例した時間周期のクロック信号を発生する為の時間周
期信号とDA変換の為のクロック発生開始信号を出力する
と共に、第１の波形メモリ11及び第２の波形メモリ12へ
それぞれメモリアドレス０番地を示すアドレス信号を出
力し、乗算器13,14へ前記指示された出力楽音のタッチ
に応じた乗数値をそれぞれ出力する。なお乗算器13,14
に出力する乗数値は、様々な決定方法が考えられるが、
一例としては第４図や第５図に示す所のタッチと乗数値
の対応関係を示す曲線を第２の入力部110により選択的
に指示し、指示された曲線に応じた乗数値を出力制御部
108が乗算器13,14にそれぞれ独立に出力する方法があ
る。ただし、第４図及び第５図において横軸はタッチ強
度（タッチのベロシティ）を、縦軸は乗数値を表すもの
とする。 第２のクロック発生部105は前記DA変換の為のクロッ
ク発生信号が入力された後に、前記時間周期信号に従っ
た時間周期のDA変換クロック信号を出力制御部108とDA
変換部103へ出力する。以下、出力制御部108は前記DA変
換クロック信号が入力されると、従来例と同様の動作に
よって第1,第２の波形メモリ11,12に読み出し信号を出
力し、そのタイミングに従って第1,第２の波形メモリ1
1,12はそれぞれデジタル信号を出力する。出力されたデ
ジタル信号はそれぞれ前述のように、出力楽音のタッチ
に応じた乗数値を乗算器13,14で乗算された後に、加算
器15で信号加算されDA変換部103へ出力される。 以下、従来例と同様の動作によりDA変換部103でアナ
ログ信号即ち楽音信号として出力されることとなる。 なお、以上において、信号加工処理部10の入出力特性
は、低域通過及び高域通過特性として、そのカットオフ
周波数ｃを第１の入力部109へ入力して得るものとし
たが、入出力特性の決定方法はこれに限るものではな
く、入出力特性の折れ線入力等によって細かな入出力特
性を得ることも可能である。 また、本実施例においては２通りの信号加工処理を行
った後、２つの波形メモリに格納し合成、出力する形を
とっているが、２種類以上の信号加工処理を施し、２つ
以上の波形メモリに格納し合成、出力できることは言う
までもない。 また、本実施例においては、AD変換からDA変換までを
ひとつの電子楽器として考えているが、信号加工処理部
10においてかなり複雑な信号処理を必要とする場合、そ
の演算量，速度，能力の点で、リアルタイム処理の不適
切な場合等考えられる。そういう点で、第１図における
破線部200を大型のコンピュータで処理し、波形を読み
出し専用メモリに記憶した後、同様の処理を行うことも
考えられる。 以上のように本実施例によれば、AD変換部101から出
力されるデジタル信号を信号加工処理部10において２通
りの信号加工を行い、２つの波形メモリ11,12に記憶し
た後、再生時にそれぞれの波形の出力レベルを個々に制
御できるようにしたので、２つの出力レベルを別々に変
化させるだけで、再生時の音質変化を従来通りの処理速
度で簡単に得るとができ、かつ複音化時にも再生処理を
従来通りに実施できるようになる。さらに、２つの波形
メモリ11,12から出力される信号に乗算する乗数値をタ
ッチと対応させておくことによってタッチによる音質変
化も簡単に実現できる。 発明の効果 本発明は、単一のデジタル楽音信号に複数通りの信号
加工を施し、複数個の波形メモリに記憶しておいた後、
再生時にそれぞれの波形の出力レベルを個々に制御する
ようにしたので、各々の出力レベルを別々に変化させる
だけで、簡単に、再生時の音質変化を得ることができ
る。このため、再生時の複音化の為のコストアップを無
くすことができ、さらにタッチのデータと各々の出力レ
ベルを対応させておくことで、タッチによる自然な音質
変化を得ることもできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例における電子楽器のブロック
図、第２図，第３図は本実施例における信号加工処理部
の例示的入出力特性図、第４図，第５図は本実施例にお
ける乗算器に出力されるタッチ強度に対する乗算値の特
性曲線図、第６図は従来技術における電子楽器のブロッ
ク図である。 11……第１の波形メモリ、12……第２の波形メモリ、10
……信号加工処理部、13,14……乗算器、15……加算
器、108……出力制御部。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．入力された単一の楽音信号に対し、低域通過及び高
   域通過の信号加工を複数通り施し、複数ある出力口から
   それぞれ出力する、低域通過フィルタ及び高域通過フィ
   ルタで構成される信号加工処理部と、 前記信号加工処理部から出力された複数の楽音信号をそ
   れぞれ格納する複数個の波形メモリと、 前記複数個の波形メモリに出力を指示し、かつ各々の出
   力レベルの制御を行う出力制御部とを備えてなる電子楽
   器。