JP2730422B2

JP2730422B2 - 電子楽器

Info

Publication number: JP2730422B2
Application number: JP4241055A
Authority: JP
Inventors: 英之増田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1998-03-25
Anticipated expiration: 2013-03-25
Also published as: JPH0695678A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は演奏者によって指定さ
れた音色の楽音を発音し得る電子楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】自然楽器の発音メカニズムをシミュレー
トしたモデルを動作させ、楽音を合成する楽音合成装置
が知られている。この種の楽音合成装置のうち、管楽器
の楽音を合成する楽音合成装置は、マウスピース部の動
作をシミュレートした非線形部と、共鳴管の共鳴特性を
シミュレートしたウェーブガイド（双方向伝送回路）あ
るいはループ回路とを接続することによって構成され
る。なお、このような楽音合成装置は、例えば特開昭６
３−４０１９９号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題】一般に、自然楽器が発
する楽音はその楽器特有の倍音系列を含んでいる。そし
て、この倍音系列の構成が自然楽器音の音色を決定する
１つの要因となっている。例えば、クラリネットなどの
暗い印象の音は主に奇数倍音系列からなり、管の長さに
よって決定される最低次周波数（基本周波数）Ｆに対
し、各スペクトルの周波数は（２ｎ−１）Ｆ（ただし、
ｎ＝１，２，・・・）となる。また、オーボエなどの明る
い印象の音は主に偶数倍音系列からなり、各スペクトル
の周波数は２ｎＦ（ただし、ｎ＝１，２，・・・）とな
る。このように倍音系列の構成は楽音の音色を大きく左
右するものである。しかしながら、従来、倍音系列の構
成を変化させ、所望の音色を発音する物理モデルに基づ
く電子楽器はなかった。この発明は上述した事情に鑑み
てなされたものであり、所望の倍音構造を有する楽音を
発音することができる電子楽器を提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
遅延回路および乗算器を含むループ回路によって構成さ
れ、入力信号を循環させて楽音信号として出力する楽音
合成手段と、発音すべき楽音の音高を指定する音高指定
手段と、発音すべき楽音の音色を指定する音色指定手段
と、指定された音高および指定された音色に応じて前記
遅延回路の遅延時間を制御する遅延制御手段と、指定さ
れた音色に応じて前記乗算器の乗算係数の符号を制御す
る音色制御手段とを具備することを特徴としている。

【０００５】

【作用】請求項１に係る発明によれば、音高指定手段に
より音高が指定され、音色指定手段により音色が指定さ
れる。そして、指定された音高と音色に応じて遅延制御
手段により遅延回路の遅延時間が制御されるとともに、
指定された音色に応じて音色制御手段により乗算器の乗
算係数の符号が制御され、これらの制御された遅延時間
および乗算係数の符号に応じた楽音の合成が楽音合成手
段によって行われる。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照し、本発明の実施例を説明
する。＜第１実施例＞図１はこの発明の第１実施例による電子楽器の構成を示
すブロック図である。図１において、１は通常の管楽器
を模して作製された管型操作子である。図２に管型操作
子１の構成を示す。図２（ａ）に示すように、管型操作
子１の管部にはキーコード指定のための多くのキーが配
備されている。また、各キーに対応し、各々の押下操作
を検知するためのキースイッチ（図示せず）が設けられ
ている。また、管型操作子１におけるマウスピース部の
内部には、図２（ｂ）に示すように、ブレスセンサＳＥ
Ｎ−ＰおよびリードセンサＳＥＮ−Ｌが設けられてい
る。そして、演奏者がマウスピースをくわえて息を吹込
むと、その息圧がブレスセンサＳＥＮ−Ｐによって検知
され、演奏者の口の状態によってリードに与えられる圧
力（以下、アンブシュアという）がリードセンサＳＥＮ
−Ｌによって検知される。管型操作子１における各キー
スイッチの状態、ブレスセンサＳＥＮ−Ｐおよびリード
センサＳＥＮ−Ｌの各出力は図１における操作子インタ
ーフェイス２によって取り込まれる。そして、インター
フェイス２から、各キースイッチの状態に対応した情報
であって発音すべき音高を指定するキーコードＫＣ、息
圧を示す息圧情報ＰＲＥＳおよびアンブシュアを示すア
ンブシュア情報ＥＭＢが出力される。

【０００７】３はこの電子楽器を構成する各部を制御す
るＣＰＵ（中央処理ユニット）である。また、４はＲＯ
Ｍであり、ＣＰＵ３が実行する各種制御プログラムの
他、制御に必要な制御情報が記憶されている。また、５
はＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）であり、その各記
憶領域はＣＰＵ３によって制御用のレジスタ、フラグあ
るいはテーブルとして使用される。７は操作パネルであ
り、図示しない各種演奏制御操作子が配備されている。
これらの演奏制御操作子には、トランペット、クラリネ
ット等、発音すべき管楽器音の種類を指定する音色指定
スイッチが含まれている。操作パネル７の各演奏制御操
作子の操作状態はインターフェイス８によって取り込ま
れ、制御パラメータとして出力される。この制御パラメ
ータには、音色指定スイッチによって指定された楽器の
音色コードＴＣと、カットオフ周波数情報ｆ_CAと、選択
度情報Ｑ_Aとが含まれる。ここで、カットオフ周波数情
報ｆ_CAおよび選択度情報Ｑ_Aは、音色指定スイッチによ
って指定された管楽器のリードの応答特性を指定する制
御パラメータであり、上述した息圧情報ＰＲＥＳおよび
アンブシュア情報ＥＭＢと共に後述する非線形部１１０
の動作を制御するのに用いられる。なお、カットオフ周
波数情報ｆ_CAおよび選択度情報Ｑ_Aは、音色コードＴＣ
によって一義的に決定されるようにしてもよいし、操作
子の操作により、任意の値を設定し得るようにしてもよ
い。９は楽音を合成する楽音合成回路、１０はサウンド
システム、１１はスピーカである。以上説明した要素
２、３、４、５、８および９はバスＢＵＳを介して相互
接続されている。

【０００８】図３は楽音合成回路９の構成を示すブロッ
ク図である。この図に示すように、楽音合成回路９は、
楽音を合成する合成部１００と、合成部１００に制御パ
ラメータを供給する制御部２００とからなる。制御部２
００は、バスＢＵＳから音色コードＴＣ、キーコードＫ
Ｃ、選択度情報Ｑ_A、カットオフ周波数情報ｆ_CA、息圧
情報ＰＲＥＳおよびアンブシュア情報ＥＭＢを取り込ん
で合成部１００へ出力するインターフェイス２０１と、
パラメータ変換部２０２および２０３とからなる。パラ
メータ変換部２０２は、音色コードＴＣに対応した乗算
係数γ、カットオフ周波数情報ｆ_CBおよび選択度情報Ｑ
_Bを合成部１００へ出力する。ここで、パラメータ変換
部２０２は、音色コードＴＣに対応した乗算係数γを合
成部１００へ出力する。パラメータ変換部２０３は、キ
ーコードＫＣおよび音色コードＴＣの組合せに基づき、
発音すべき楽音の基本周波数Ｆを決定する遅延指定情報
Ｌを合成部１００へ出力する。ここで、遅延指定情報Ｌ
が一定であるとき、Ｑ_B、ｆ_CBを適当に設定すると、乗
算係数γの値が正の値から負の値に変わるとき、合成部
１００が出力する楽音はほぼ奇数倍音構造からほぼ自然
数倍音構造に移行する。そして、これに伴って高音が１
オクターブ高くなってしまう。この不都合を解消するた
め、音色コードＴＣに対応した音が自然数倍音系列の音
である場合には、奇数倍音系列の音である場合の２倍の
大きさの遅延指定情報Ｌがパラメータ変換部２０３によ
って出力されるようにしている。従って、この電子楽器
によれば、音色指定に拘らず、常にキーコードＫＣに対
応した音高の楽音が発音される。

【０００９】次に合成部１００について説明する。合成
部１００は、管楽器のマウスピース部をシミュレートし
た非線形部１１０と、管楽器の共鳴管をシミュレートし
たループ回路１２０と、非線形部１１０およびループ１
２０を接続するジャンクション１３０からなる。ループ
回路１２０は、遅延回路１２１、バンドパスフィルタ１
２２および乗算器１２３がカスケード接続されてなる。
ここで、遅延回路１２１は、入力信号を遅延指定情報Ｌ
に対応した時間だけ遅延させて出力する。このような遅
延時間可変の遅延回路は、例えば一定周波数ｆのサンプ
リングクロックに従って入力信号を順次シフトするシフ
トレジスタ（図示略）と、このシフトレジスタの各ステ
ージ出力のうち遅延指定情報Ｌによって指定されるステ
ージ出力を選択して出力するセレクタ（図示略）とによ
って構成することができる。また、このような遅延回路
はＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）を用いて構成する
こともできる。バンドパスフィルタ１２２は、カットオ
フ周波数指定情報ｆ_CBおよび選択度指定情報Ｑ_Bによっ
て帯域通過特性が制御される。また、乗算器１２３はバ
ンドパスフィルタ１２２の出力信号に対し、パラメータ
変換部２０２が出力する乗算係数γを乗算して出力す
る。

【００１０】ジャンクション１３０は加算器１３１およ
び１３２からなる。ジャンクション１３０における加算
器１３１は非線形部１１０の出力信号と乗算器１２３の
出力信号を加算する。この加算器１３１の出力信号は遅
延回路１２１へ入力される一方、楽音信号ＭＳとしてサ
ウンドシステム１０（図１）へ供給される。また、ジャ
ンクション１３０における加算器１３２は乗算器１２３
の出力信号と加算器１３１の出力信号を加算して非線形
部１１０へ出力する。この加算器１３２の出力信号は、
管楽器の共鳴管からマウスピース内に帰還される空気振
動波の圧力に相当する。

【００１１】非線形部１１０は、管楽器のマウスピース
部の挙動をシミュレートした回路であり、加算器１３２
の出力信号、プレッシャ情報ＰＲＥＳおよびアンブシュ
ア情報ＥＭＢに基づき、マウスピース内のリードの挙動
をシミュレートし、リードによってマウスピースから共
鳴管へと出力される空気振動波の圧力に相当する信号を
加算器１３１へ出力する。非線形部１１０は、リードの
挙動をシミュレートするものであり、リードの弾性特性
に対応した非線形増幅動作を行う非線形変換部および圧
力変化に対するリードの応答特性をシミュレートしたロ
ーパスフィルタ（図示略）等を含んでいる。ここで、ロ
ーパスフィルタのカットオフ周波数および選択度は、イ
ンターフェイス部２０１を介して供給されるカットオフ
周波数情報ｆ_CAおよび選択度情報Ｑ_Aによって決定され
る。

【００１２】次にこの電子楽器の動作について説明す
る。操作パネル７における音色操作子により、ある管楽
器が指定されると、パネルインターフェイス８からＣＰ
Ｕ３にその操作イベントが取り込まれ、指定された管楽
器の音色コードＴＣが楽音合成回路９に供給される。楽
音合成回路９においては、パラメータ変換部２０２によ
り、音色コードＴＣに応じたカットオフ周波数情報
ｆ_CB、選択度情報Ｑ_Bおよび乗算係数γが出力される。

【００１３】次いで演奏者が管型操作子１を用いて吹奏
すると、操作子インターフェイス２により、管型操作子
１におけるキースイッチの状態と、ブレスセンサＳＥＮ
−ＰおよびリードセンサＳＥＮ−Ｌの各出力信号が取り
込まれ、発音すべき音高を指定するキーコード情報Ｋ
Ｃ、息圧を示す息圧情報ＰＲＥＳおよびアンブシュアを
示すアンブシュア情報ＥＭＢが出力される。これらの情
報は一旦ＣＰＵ３に取り込まれた後、楽音合成回路９に
供給される。楽音合成回路９においては、パラメータ変
換部２０３により、キーコードＫＣおよび音色コードＴ
Ｃの組合せに応じた遅延指定情報Ｌが出力される。ま
た、インターフェイス２０１を介して非線形部１１０に
カットオフ周波数情報ｆ_CA、選択度情報Ｑ_A、プレッシ
ャ情報ＰＲＥＳおよびアンブシュア情報ＥＭＢが供給さ
れる。

【００１４】以上のようにして各制御情報が合成部１０
０の各部に設定されると、非線形部１１０の出力信号が
遅延回路１２１へと出力される。そして、以後、非線形
部１１０→遅延回路１２１→バンドパスフィルタ１２２
→乗算器１２３→加算器１３２→非線形部１１０からな
る閉ループにおいて信号の循環が行われ、閉ループが共
振状態となる。そして、加算器１３１の出力信号が楽音
信号ＭＳとしてサウンドシステム１０に供給され、楽音
が発音される。

【００１５】ここで、音色コードＴＣに対応した奇数倍
音系の楽器に対応する乗算係数γが乗算器１２３に与え
られる。この結果、遅延回路１２１を駆動するクロック
の周期をＴとし、ループ回路１２０における他の要素の
遅延時間を無視すると、図４に示すように、基本周波数
ｆ＝１／２ＬＴおよびその奇数倍の倍音周波数３ｆ、５
ｆ、〜（２ｎ−１）ｆ、〜付近でループ回路１２０の伝
送利得｜Ｈ｜がピークとなる。また、上記閉ループを循
環する信号の各スペクトルは、バンドパスフィルタ１２
２によって各スペクトルの周波数に応じた減衰量（破線
Ｋ）が付与される。この結果、破線Ｋによって決定され
るスペクトルエンベロープを有する奇数倍音系列を含ん
だ楽音が発生される。

【００１６】一方、音色コードＴＣに対応した自然数倍
音系の楽器に対応する乗算係数γが乗算器１２３に与え
られと、図５に示すように、基本周波数ｆ’＝１／ＬＴ
およびその自然数倍の倍音周波数２ｆ’、３ｆ’、〜ｎ
ｆ’、〜付近でループ回路１２０の伝送利得｜Ｈ｜がピ
ークとなる。従って、バンドパスフィルタ１２２の減衰
量の周波数特性（破線Ｋ）によって決定されるスペクト
ルエンベロープを有する偶数倍音系列を含んだ楽音が発
生される。

【００１７】さて、ループフィルタがローパスフィルタ
のみで乗算係数γが正である場合、低周波領域において
上記閉ループの伝送利得が１以上となってオーバフロー
が起ることがある。よって、このループ内にハイパスフ
ィルタを入れるか、バンドパスフィルタのみを入れれ
ば、ＤＣ＝０となって好ましい。図３に示す構成では、
ループ回路１２０内にバンドパスフィルタ１２２が介挿
されており、これにより低周波領域の信号が充分に減衰
されるため、バンドパスフィルタ１２２がない場合に起
り得るオーバフローが防止され、終端の反射係数は正で
も負でも許されることになる。

【００１８】＜第２実施例＞図６はこの発明の第２実施
例による電子楽器の楽音合成回路の構成を示すブロック
図である。本実施例は、サキソホン等のような円錐管を
有する管楽器の音からクラリネット等のような円筒管を
有する管楽器の音へと合成音を時間的に遷移させ得るよ
うにしたものである。本実施例では、円錐管をシミュレ
ートするために２本のウェーブガイドＷ１およびＷ２を
使用する。以下、その理由について説明する。

【００１９】まず、円錐管の入力音響インピーダンスＺ
は下記式（１）のように表すことができる。Ｚ＝j・ρ・c・k・X・sin(k・L)/{S(sin(k・L)+k・X・cos(k・L))} ＝１／［｛S/(j・ρ・c・k・X)｝+｛S/（j・ρ・c・tan(k・L))}］ ……（１）ただし、ρは媒質密度（ｇ／ｃｍ³）、ｃは音速（ｃｍ
／ｓｅｃ）、Ｘはのどの長さ（ｃｍ）、Ｌは円錐管の長
さ（ｃｍ）である。また、ｋは波定数（ｒａｄ／ｃｍ）
であり、音の波長をλ（ｃｍ）とした場合、ｋ＝２π／
λとなる。また、Ｓは円錐管の初期面積である。そし
て、上記式（１）は、Ｚ_x＝j・ρ・c・k・X/S ……（２）Ｚ_L＝j・ρ・c・tan(k・L)/S ……（３）によって与えられるＺ_xおよびＺ_Lを用いることにより、
上記式（４）のように変形することができる。（１／Ｚ）＝（１／Ｚ_x）＋（１／Ｚ_L） ……（４）上記式（４）は、入力インピーダンスが各々Ｚ_xおよび
Ｚ_Lであるものを並列接続したものによって円錐管をシ
ミュレートし得ることを示している。

【００２０】さて、上記式（３）によって与えられるイ
ンピーダンスＺ_Lは、断面積がＳ、長さがＬであり受側
の短絡された円筒管の送側から見た入力インピーダンス
と等しい。従って、このような円筒管によって上記式
（４）におけるＺ_Lに対応したものとして用いることが
できる。また、のどの長さＸが小さい場合、上記式
（２）によって示したインピーダンスＺ_xを下記式
（５）により近似することが可能である。Ｚ_x≒j・ρ・c・tan(k・X)/S ……（５）また、Ｘがそれ程小さくない場合には、Ｘ／Ｓ＝Ｘ₁／
Ｓ₁（ただし、Ｘ₁＜Ｘ）を満足するＸ₁およびＳ₁を用い
ることにより、上記式（２）を、Ｚ_x＝j・ρ・c・k・X/S ＝j・ρ・c・k・X₁/S₁……（６）と変形し、分子のｋ・Ｘ₁を小さくする。このようにす
ることで、上記式（６）を下記式（７）のように近似す
ることができる。Ｚ_x≒j・ρ・c・tan(k・X₁)/S₁ ……（７）すなわち、上記式（４）におけるインピーダンスＺ_Lに
相当するものとして、断面積がＳであり、長さがＸであ
る円筒管、あるいは断面積がＳ₁であり、長さがＸ₁であ
る円筒管を用いることができる。このように、円錐管は
２本の円筒管を並列接続したものによってシミュレート
することができる。また、円筒管はウェーブガイドによ
ってシミュレートすることができる。

【００２１】図６における合成部１００ａは、以上の事
実に基づいて構成されたものであり、ウェーブガイドＷ
１およびＷ２をジャンクションＪＵによって並列接続し
たものが、ジャンクション１３０を介し非線形部１１０
に接続されている。かかる構成によれば、円錐管から得
られるような基本周波数の自然数倍の倍音周波数の倍音
を含んだ楽音を合成することができる。

【００２２】また、本実施例においては、ジャンクショ
ンＪＵを介したウェーブガイドＷ１およびＷ２の結合度
を調整し得るようになっており、この調整によりウェー
ブガイドＷ１およびＷ２の両方が楽音合成に寄与してい
る状態からウェーブガイドＷ１のみが楽音合成に寄与し
ている状態へと時間的に移行させることができる。従っ
て、円錐管から得られるような自然数次倍音を含む楽音
を合成している状態から円筒管から得られるような奇数
次倍音のみを含む楽音を合成する状態へと連続的に遷移
させることができる。なお、その詳細な動作については
後述する。また、本実施例では、第１実施例における制
御部２００に代えて制御部２００ａが設けられている。
また、上記第１実施例と同様、加算器１３１の出力信号
が楽音信号ＭＳとしてサウンドシステムに送られる。

【００２３】ウェーブガイドＷ１は、円錐管をシミュレ
ートする２本の円筒管のうちの１本をシミュレートした
ものであり、遅延段数可変の遅延回路３０１および３０
２と、ローパスフィルタ３０３と、乗算器３０４とが直
列接続されてなる。遅延回路３０１および３０２は、制
御部２００ａが出力する遅延指定情報により、発音すべ
き楽音の周波数に適合するように全体の遅延時間が設定
される。ここで、遅延指定情報は整数部Ｌおよび小数部
ａからなる実数である。遅延回路３０１は入力信号を所
定の基本遅延時間ＴのＬ倍相当遅らせて出力する。ま
た、遅延回路３０２は、基本遅延時間Ｔに相当する遅延
を施す遅延回路３１１と、乗算器３１２および３１３
と、減算器３１４と、加算器３１５とからなり、遅延回
路３０１の出力信号をさらにａＴだけ遅らせた信号を出
力する。

【００２４】ウェーブガイドＷ２は、円錐管をシミュレ
ートする２本の円筒管のうちの他の１本をシミュレート
したものであり、遅延段数可変の遅延回路３２１と、ロ
ーパスフィルタ３２２と、乗算器３２３とが直列接続さ
れてなる。遅延回路３２１の遅延時間は、制御部２００
ａが出力する遅延指定情報Ｓによって設定される。ジャ
ンクションＪＵは、乗算器４０１〜４０３、減算器４０
４〜４０６および加算器４０７によって構成されてい
る。乗算器４０１〜４０３は、制御部２００ａから各々
時変の乗算係数α_I（ｔ）、α_L（ｔ）およびα_S（ｔ）
が各々供給される。これらの乗算係数α_I（ｔ）、α
_L（ｔ）およびα_S（ｔ）により、上述したウェーブガイ
ドＷ１およびＷ２の結合度が決定される。乗算器４０１
は、非線形部１１０によって出力され、加算器１３１お
よびユニット遅延回路１３３を介した信号に対し、乗算
係数α_I（ｔ）を乗算して出力する。また、乗算器４０
２および４０３は、乗算器３０４および３２３の各出力
信号に対し、乗算係数α_L（ｔ）およびα_S（ｔ）を各々
乗算して出力する。乗算器４０１〜４０３の各出力信号
は加算器４０７によって加算される。減算器４０４は加
算器４０７における加算結果からユニット遅延回路１３
３の出力信号を減算して加算器１３１および１３２へ出
力する。減算器４０５は加算器４０７における加算結果
から乗算器３０４の出力信号を減算して遅延回路３０１
へ出力する。また、減算器４０５は加算器４０７におけ
る加算結果から乗算器３０４の出力信号を減算して遅延
回路３０１へ出力する。

【００２５】次に制御部２００ａについて説明する。２
１１は基本ディレイ発生部であり、キーコードＫＣに対
応した遅延指定情報Ｌ₀およびＳを出力する。これらの
うち遅延指定情報Ｌ₀は遅延回路３０２の遅延時間の初
期値として使用され、遅延指定情報Ｓは上述した遅延回
路３２１の遅延時間を設定するのに使用される。２１２
はピッチ情報発生部であり、キーコードＫＣおよび遷移
度信号ｔが入力される。遷移度信号ｔはＣＰＵ３によっ
て発生される信号であり、０〜１の範囲で時間的に変化
する。この遷移度信号ｔは、操作子の操作量に応じてＣ
ＰＵ３が変化させるようにしてもよいし、発音指示等を
トリガとして関数発生器等を起動し発生するようにして
もよい。ピッチ情報発生部２１２は、キーコードＫＣお
よび遷移度信号ｔに基づいて、時間経過に伴って変化す
るピッチ情報ＰＴＣＨを発生する。２１３は結合係数発
生部であり、α_I（ｔ）＋α_L（ｔ）＋α_S（ｔ）＝２を
満足する所定の数式、例えば下記式（８）〜（１０）に
従い、遷移度信号ｔに応じた乗算係数α_I（ｔ）、α
_L（ｔ）およびα_S（ｔ）を発生する。 α_I（ｔ）＝１．２３１−０．２３１ｔ ……（８） α_L（ｔ）＝０．６１５＋０．３８５ｔ ……（９） α_S（ｔ）＝０．１５４−０．１５４ｔ ……（１０）

【００２６】２１４はＰＬＬ制御部であり、ピッチ情報
ＰＴＣＨに対応した楽音の周波数と、楽音信号ＭＳの周
波数とが一致するように、遅延指定情報Ｌおよびａを制
御する。また、ＰＬＬ制御部２１４には上述した遅延指
定情報Ｌ₀が遅延指定情報の初期値として供給される。
２１５は変換部であり、音色コードＴＣに応じ、ローパ
スフィルタ３０３および３２２のカットオフ周波数ｆ_CL
およびｆ_CSと、乗算器３０４および３２３の乗算係数γ
_Lおよびγ_Sを制御する。

【００２７】以下、本実施例の動作を説明する。発音開
始に際し、ピッチ情報発生部２１２により、キーコード
ＫＣに対応したピッチ情報ＰＴＣＨが発生される。ま
た、基本ディレイ発生部２１１により、キーコードＫＣ
に対応した遅延指定情報Ｌ₀およびＳが発生される。こ
れらのうち遅延指定情報Ｓにより遅延回路３２１の遅延
時間が決定される。また、ＰＬＬ制御部２１４により、
遅延指定情報Ｌ₀の整数部が遅延指定情報Ｌとして遅延
回路３０１に送られ、小数部が遅延指定情報ａとして遅
延回路３０２に送られる。このようにして遅延回路３０
１および３０２の遅延時間の初期設定がなされる。ま
た、カットオフ周波数ｆ_CL等、楽音合成に必要な他のパ
ラメータも各々発生され、対応する各部に供給される。
この結果、図６に示す装置において楽音の合成が開始さ
れ、楽音信号ＭＳが出力される。そして、ＰＬＬ制御部
２１４により、ピッチ情報ＰＴＣＨに対応した楽音の周
波数と、楽音信号ＭＳの周波数とが比較され、前者の方
が高い場合には遅延指定情報Ｌ＋ａが減少され、後者の
方が高い場合には一致するように、遅延指定情報Ｌ＋ａ
が増加される。このようなＰＬＬ制御が行われることに
より、楽音信号ＭＳの周波数がピッチ情報ＰＴＣＨに対
応した周波数へと収束する。

【００２８】次に楽音合成中に遷移度信号ｔが変化する
場合の動作を説明する。各乗算係数α_I（ｔ）、α
_L（ｔ）およびα_S（ｔ）が上記式（１）〜（３）により
決定されるものとすると、ｔ＝０の場合はα_I（ｔ）＝
１．２３１、α_L（ｔ）＝０．６１５、α_S（ｔ）＝０．
１５４となる。このような乗算係数の設定がなされるこ
とにより、ウェーブガイドＷ１およびＷ２が共に非線形
部１１０と接続され、自然数次倍音を含んだ楽音が合成
される。また、この楽音合成において、上記ＰＬＬ制御
が行われるため、楽音信号ＭＳの周波数はピッチ情報Ｐ
ＴＣＨに対応した周波数に収束する。この状態からｔが
徐々に増加すると、α_I（ｔ）は１へ向って減少し、α_L
（ｔ）は１に向って増加し、α_S（ｔ）は０に向って減
少する。このように各乗算係数α_I（ｔ）、α_L（ｔ）お
よびα_S（ｔ）が変化することにより、ウェーブガイド
Ｗ１の非線形部１１０に対する結合度が徐々に増加し、
逆にウェーブガイドＷ２の結合度が徐々に減少する。そ
して、自然数次倍音を含む楽音を合成していた状態から
徐々に奇数次倍音のみを含む楽音を合成する状態へと遷
移する。この遷移期間中においても、上記ＰＬＬ制御が
行われるため、楽音信号ＭＳの周波数はピッチ情報ＰＴ
ＣＨに対応した値に維持される。そして、ｔ＝１になる
と、α_I（ｔ）＝１、α_L（ｔ）＝１、α_S（ｔ）＝０と
なり、ウェーブガイドＷ１のみが楽音合成に使用され、
奇数次倍音のみを含んだ楽音が合成される。

【００２９】なお、上記実施例において、ジャンクショ
ン１３０およびＪＵの構成を図７に示すように変更して
もよい。図７に示す構成では、乗算器４０２および４０
３の各出力信号と非線形部１１０の出力信号とを加算す
る加算器８０１、加算器８０１の出力信号に乗算係数１
／（α_L（ｔ）＋α_S（ｔ））を乗算する乗算器８０２、
減算器４０４の出力信号を２倍する乗算器８０３、およ
び乗算器８０３の出力信号と非線形部１１０の出力信号
を加算して非線形部１１０へ帰還する加算器８０４が追
加され、これに伴ってジャンクション１３０およびユニ
ット遅延回路１３３が省略されている。このような変更
を行ったとしても、変更前の回路の全く等価な信号処理
が行われるため、上記実施例と全く同様な効果が得られ
る。

【００３０】＜第３実施例＞図８はこの発明の第３実施
例による電子楽器の楽音合成回路の構成を示すブロック
図である。上記第２実施例における楽音合成回路は、音
高制御にＰＬＬを使用しており、音高を一定値に収束さ
せるのにある程度の時間を要する。これに対し、本実施
例において使用する楽音合成回路は、ＰＬＬによる音高
制御を行うものでなく、各種遷移度ｔについて、キーコ
ードＫＣに対応した周波数の楽音信号ＭＳを得るのに適
した遅延指定情報Ｌおよびａを予め求めておき、キーコ
ードＫＣおよび遷移度ｔに対して適切な遅延指定情報Ｌ
およびａをディレイ発生部２１１ｂによって発生し、遅
延回路３０１および３０２に各々供給するようにしたも
のである。

【００３１】また、上記第２実施例ではジャンクション
ＪＵに供給する各乗算係数α_I、α_Lおよびα_Sを遷移度
信号ｔに応じて変化させた。しかし、本実施例において
はこれらの乗算係数を所定値に固定し、ウェーブガイド
Ｗ１およびＷ２が同時に使用されることにより円錐管か
ら得られるような自然数次倍音を含んだ楽音が合成され
るようにした。

【００３２】また、本実施例では、上記のように乗算係
数α_I、α_Lおよびα_Sを固定化したのに伴い、第３のウ
ェーブガイドＷ３および混合部７００を設けた。ここ
で、ウェーブガイドＷ３は、キーコードＫＣに対応した
遅延指定情報Ｎが設定される遅延回路６０１およびバン
ドパスフィルタ６０２からなり、楽音信号ＭＳが入力さ
れる。また、混合部７００は、乗算器７０１および７０
２と加算器７０３とからなり、ウェーブガイドＷ３の出
力信号と減算器４０４の出力信号とを遷移度ｔに応じた
混合比率で混合し加算器１３２へ出力する。

【００３３】遅延指定情報Ｌおよびａは、例えば、遷移
度ｔとキーコードＫＣを各種設定して上記第２実施例の
構成のものにおいて乗算係数α_I、α_Lおよびα_Sを上記
所定値に固定してＰＬＬ動作させ、キーコードＫＣに対
応した楽音周波数の得られる遅延指定情報Ｌおよびａを
求める、といった方法により得ることができる。そし
て、このようにして得られたＬおよびａをキーコードＫ
Ｃおよび遷移度ｔの組み合わせに対応させてディレイ発
生部２１１ｂに記憶させておく。

【００３４】本実施例によれば、遷移度ｔおよびキーコ
ードＫＣが与えられることにより、遅延回路３０１およ
び３０２の遅延時間が即座に確定し、キーコードＫＣに
対応した周波数の楽音信号が得られる。また、遷移度ｔ
に応じて混合部７００における混合比率が変化し、ウェ
ーブガイドＷ１およびＷ２が楽音合成に使用される状態
からウェーブガイドＷ３が楽音合成に使用される状態へ
と連続的に遷移する。従って、上記第２実施例と同様な
効果が得られる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による電
子楽器によれば、指定された音色に応じて乗算器の乗算
係数の符号を制御することとしたので、これにより、楽
音合成手段で合成される楽音の倍音構造が制御され、指
定された音色に対応した倍音構造からなる楽音を合成す
ることができる。そして、この指定された音色の楽音の
合成においては、指定された音高と音色に応じて遅延回
路の遅延時間を制御することとしたので、これにより、
合成される楽音の倍音構造における基本周波が音高と音
色の双方に応じて制御される。従って、音色指定手段で
の音色指定によらず、常に、音高指定手段で指定された
音高に対応する音高の楽音を発音することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例による電子楽器の構成
を示すブロック図である。

【図２】同実施例における管型操作子１を示す図であ
る。

【図３】同実施例における楽音合成回路９の構成を示
すブロック図である。

【図４】同実施例におけるループ回路１２０の入力イ
ンピーダンスの周波数特性を示す図である。

【図５】同実施例におけるループ回路１２０の入力イ
ンピーダンスの周波数特性を示す図である。

【図６】この発明の第２実施例における楽音合成回路
の構成を示すブロック図である。

【図７】同実施例の変形例の構成を示すブロック図で
ある。

【図８】この発明の第３実施例における楽音合成回路
の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

２０２および２０３……パラメータ変換部、１２０……
ループ回路、１２１…遅延回路、１２３……乗算器。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】遅延回路および乗算器を含むループ回路
によって構成され、入力信号を循環させて楽音信号として出力する楽音合成
手段と、発音すべき楽音の音高を指定する音高指定手段と、発音すべき楽音の音色を指定する音色指定手段と、指定された音高および指定された音色に応じて前記遅延
回路の遅延時間を制御する遅延制御手段と、指定された音色に応じて前記乗算器の乗算係数の符号を
制御する音色制御手段とを具備することを特徴とする電
子楽器。