JP2906990B2

JP2906990B2 - 楽音信号形成装置

Info

Publication number: JP2906990B2
Application number: JP6063940A
Authority: JP
Inventors: 岳志駒野; 利文国本
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1999-06-21
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: JPH07271379A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、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て楽音を形
成する楽音信号形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電子楽器は、特に、管楽器の楽
音を形成するのに適しており、トランペット、トロンボ
ーン等の楽音を電子的に形成する場合に用いられる。こ
の電子楽器は、フィルタ回路、非線形回路を有しマウス
ピース部の動作をシミュレートした励振回路と、遅延回
路、フィルタ回路を有し共鳴管の動作をシミュレートし
たループ回路とから構成されている。そして、発生楽音
のピッチ（音高）は、励振回路内のフィルタ回路の共振
周波数とループ回路の共振周波数との相関関係に基づい
て決定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】さて、ポルタメントと
いう演奏法がある。この演奏法は第１の楽音から第２の
楽音までその間の音高を順次発音しつつ移行する演奏法
である。従来の電子楽器においては、このポルタメント
の自動演奏の際、補間係数レジスタにポルタメントタイ
ムに応じた補間係数をセットし、この補間係数に基づい
て遅延回路の遅延時間を逐次変化させ、これによってル
ープ回路の共振周波数を変化させ、発生楽音のピッチを
逐次変化させていた。しかしながら、従来の電子楽器は
このポルタメント演奏の際、励振回路のフィルタの時定
数までは補間していなかったので、ポルタメント演奏中
において、ループ回路の共振周波数と励振回路のフィル
タの共振周波数とが一致しない状態が生じていた。

【０００４】図９（イ）〜（ハ）はポルタメント演奏中
におけるループ回路の共振周波数の特性（符号A）と、
励振回路のフィルタ特性（符号B）を示す図であり、
（イ）はポルタメント開始時点、（ロ）はポルタメント
中のある時点、（ハ）はポルタメント終了時点を各々示
している。これらの図から明らかなように、ポルタメン
ト途中の時点においてループ回路の共振周波数と励振回
路のフィルタの共振周波数とが一致しない状態が生じて
いた。そして、このような状態が生じると、発音が非常
に不安定になり、音がくすんだり、裏がえったりし、ス
ムーズなポルタメント演奏ができなくなるという問題が
あった。

【０００５】また、従来の電子楽器においては、ポルタ
メント演奏時に使用される補間係数レジスタに一定の補
間係数しかセットできなかったため、第１、第２楽音の
ピッチが大きく変化した場合等において、ノイズが生じ
る問題があった。

【０００６】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、スムーズなポルタメントの自動演奏をするこ
とができる楽音形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
遅延手段を含む信号伝送手段に、フィルタ手段と非線形
手段を有する励振手段の出力信号を印加して楽音信号を
形成する楽音信号形成装置であって、前記遅延手段の補
間係数と、前記フィルタ手段の補間係数とに基づき、第
１の楽音から第２の楽音へその間の音高を逐次発音しつ
つ移行する機能を備え、前記フィルタ手段の補間係数と
前記遅延手段の補間係数とを比較する比較手段と、前記
比較手段の比較の結果、前記フィルタ手段の補間係数が
前記遅延手段の補間係数より大であった場合に前記フィ
ルタ手段の補間係数を前記遅延手段の補間係数に一致さ
せる手段とを設けてなるものである。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、遅延手段を
含む信号伝送手段に、フィルタ手段と非線形手段を有す
る励振手段の出力信号を印加して楽音信号を形成する楽
音信号形成装置であって、前記遅延手段の補間係数と、
前記フィルタ手段の補間係数とに基づき、第１の楽音か
ら第２の楽音へその間の音高を逐次発音しつつ移行する
機能を備え、指定された音高に対応する前記遅延手段の
遅延時間を指定する手段を有し、前記第１、第２の楽音
の音高差と、前記第１、第２の楽音それぞれの音高に対
応して指定された遅延時間の差との双方に基づいて前記
遅延手段の補間係数を決定することを特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明は、フィルタ手段の補間係
数と遅延手段の補間係数とを比較し、フィルタ手段の補
間係数が遅延手段の補間係数より大であった場合にフィ
ルタ手段の補間係数を遅延手段の補間係数に一致させ
る。これにより、フィルタ手段の共振周波数の変化速度
が、励振手段および信号伝送手段を含むループ回路の共
振周波数の変化速度に等しいか、より遅くなり、この結
果、安定したポルタメント演奏を行うことができる。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、指定された
音高に対応する前記遅延手段の遅延時間を指定する手段
を有し、前記第１、第２の楽音の音高差と、前記第１、
第２の楽音それぞれの音高に対応して指定された遅延時
間の差との双方に基づいて前記遅延手段の補間係数を決
定する。これにより、第１、第２の楽音の音高差が大き
い場合にも安定したポルタメント演奏を行うことができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例の
説明を行う。＜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。まず、この図の楽
音合成部１８を説明し、その後に全体の説明を行う。

【００１２】Ａ：楽音合成部１８の構成図２は楽音合成部１８の構成を示すブロック図である。
この図において、Ｂ１は励振回路であり、管楽器のマウ
スピース（リード）の動きをシミュレートした回路であ
る。また、Ｂ３およびＢ４は管楽器の共鳴管をシミュレ
ートした信号伝送回路である。ここで、信号伝送回路Ｂ
３、Ｂ４は各々別個の共鳴管をシミュレートしている。
すなわち、この実施例は２個の共鳴管を有する管楽器を
シミュレートしている。Ｂ２は、励振部Ｂ１、信号伝送
回路Ｂ３およびＢ４の信号の合成を行う合成回路であ
る。また、Ｂ５はジャンクション回路であり、管楽器の
トーンホールをシミュレートする。

【００１３】次に、励振回路Ｂ１において、加算器Ａ３
は息圧を示す息圧情報ＰＲＥＳと、管からマウスピース
へ帰還される空気振動波の圧力を示す信号Ｓ１とを加算
し、その加算結果をリードＲＦフィルタ２０へ出力す
る。リードＲＦフィルタ２０はリードの周波数特性をシ
ミュレートするローパスフィルタであり、外部から供給
されるカットオフ周波数ｆ0および選択度情報Ｑによっ
てその特性が決定される。同フィルタ２０の出力は加算
器Ａ４へ供給される。加算器Ａ４はリードＲＦフィルタ
２０の出力と外部から供給されるアンブシュール情報Ｅ
ＭＢとを加算し、その加算結果を出力する。ここで、ア
ンブシュール情報とは管楽器演奏時における唇の構え、
締め等を表す情報である。２１および２２はその入力を
非線形の特性で変換する非線形回路（ＲＯＭ）であり、
共に加算器Ａ４の出力を入力し、変換結果を乗算器Ｍ２
へ出力する。ここで、非線形回路２１、２２は各々、リ
ードの外力に対する曲げ（変位量）の特性およびマウス
ピース内の差圧に対する流速の特性をシミュレートする
回路である。乗算器Ｍ２は非線形回路２１および２２の
各出力を乗算し、その乗算結果を合成回路Ｂ２へ出力す
る。

【００１４】次に、合成回路Ｂ２において、加算器Ａ５
は励振回路Ｂ１および加算器Ａ９（後述）の出力を加算
し、その加算結果を加算器Ａ６、Ａ７およびＡ８へ出力
する。加算器Ａ６は、加算器Ａ５およびＡ９の出力を加
算し、その加算結果を上述の信号Ｓ１として励振回路Ｂ
１へ出力する。加算器Ａ７は、信号伝送回路Ｂ３の出力
と、加算器Ａ５の出力とを加算し、その加算結果を信号
伝送回路Ｂ４へ供給すると共に楽音信号ＯＵＴとして外
部へ出力する。加算器Ａ８は加算器Ａ５の出力と信号伝
送回路Ｂ４の出力とを加算し、その加算結果を信号伝送
回路Ｂ３へ出力する。また、加算器Ａ９は信号伝送回路
Ｂ３およびＢ４の出力を加算し、加算結果を加算器Ａ５
およびＡ６へ出力する。

【００１５】これにより、励振回路Ｂ１の出力は、Ｂ１
→Ａ５→Ａ７→Ｂ４→Ａ９→Ａ６→Ｂ１なる経路でルー
プし、同時に、Ｂ１→Ａ５→Ａ８→Ｂ３→Ａ９→Ａ６→
Ｂ１なる経路でループし、これら両ループ信号の合成信
号が楽音信号ＯＵＴとして出力される。

【００１６】信号伝送回路Ｂ３は、遅延回路２３、ロー
パスフィルタ２４、乗算器Ｍ３を直列接続したもであ
る。ここで、遅延回路２３はその入力に対し外部から供
給される管長補正係数ＤＲＡＴＥ、クロスフェードスタ
ート信号ＸＦＳＴ、遅延データＤＬ１、Ｐ−ＤＬ１に従
って遅延を行う回路であり、その詳細は後述する。ロー
パスフィルタ２４は、外部から供給されるカットオフ周
波数ＬＰＦＣ１によって決まる特性で、その入力の炉波
をおこう。また、乗算器Ｍ３はその入力と外部から供給
される係数ＬＧ１とを乗算し、乗算結果を出力する。こ
こで、遅延回路２３は共鳴管の空気の流れをシミュレイ
トし、また、ローパスフィルタ２４および乗算器Ｍ３は
共鳴管の端部をシミュレイトしている。

【００１７】図３は上記遅延回路２３の構成図である。
この図において３０は遅延ユニットであり、例えば、フ
リップフロップ（ＦＦ）によって構成される１６ビット
ｎステージのシフトレジスタと各ステージの出力を遅延
データＤＬ１、Ｐ−ＤＬ１に従って選択し出力する第
１、第２の選択回路からなる。

【００１８】ここで、遅延データＤＬ１は整数部Ｄ１と
小数部ｄ１とからなり、上記第１の選択回路は整数部Ｄ
１に基づいて選択を行う。同様に、遅延データＤＬ２は
整数部Ｄ２と小数部ｄ２とからなり、上記第２の選択回
路は整数部Ｄ２に基づいて選択を行う。第１の選択回路
によって選択されたステージのデータは出力端子Ｆ１か
ら、また、同ステージの次のステージのデータが出力端
子Ｆ１＋１から出力される。同様に、第２の選択回路に
よって選択されたステージのデータは出力端子Ｆ２か
ら、また、同ステージの次のステージのデータが出力端
子Ｆ２＋１から出力される。

【００１９】符号３１は小数部処理回路であり、遅延デ
ータＤＬ１の小数部ｄ１に対応する遅延を直線補間によ
って得る回路である。この小数部処理回路３１におい
て、Ｍ８は出力端子Ｆ１のデータと小数部ｄ１とを乗算
する乗算器、Ｍ７は小数部ｄ１に-１を乗算する乗算
器、Ａ１３は乗算器Ｍ７の出力に＋１を加算する加算
器、Ｍ９は出力端子Ｆ１＋１のデータに加算器Ａ１３の
出力を乗算する乗算器、Ａ１４は乗算器Ｍ９の出力に乗
算器Ｍ８の出力を加算する加算器である。

【００２０】そして、例えば、ｄ１＝０．２の場合、乗
算器Ｍ８には「０．２」がそのまま乗算係数として供給
される。また、小数部ｄ１は乗算器Ｍ７において−１倍
され、さらに加算器Ａ１３において「１」が加算された
結果「０．８」（１−ｄ１）となり、乗算器Ａ９に乗算
係数として供給される。乗算器Ｍ８およびＭ９は、以上
の乗算係数と出力端子Ｆ１およびＦ１＋１のデータを乗
算し、それぞれ加算器Ａ１３へ乗算結果を出力する。加
算器Ａ１４は乗算器Ｍ８、Ｍ９の出力を加算し、その加
算結果を出力する。これにより、出力Ｆ１よりも「０．
２」遅れたデータが加算器Ａ１４から出力される。

【００２１】符号３２は上述した小数部処理回路３１と
同一構成による小数部処理回路であり、遅延データＤＬ
２の小数部ｄ２に対応する遅延を直線補間によって得る
回路である。

【００２２】符号３３はクロスフェード制御回路であ
る。このクロスフェード制御回路３３は、常時は小数部
処理回路３１の出力を出力データＯＵＴ１として出力
し、図２のローパスフィルタ２４へ供給する。また、ク
ロスフェードスタート信号ＸＦＳＴが”１”に立ち上が
った時は、まず、出力データＯＵＴ１が小数部処理回路
３２の出力と同一データとなり、以後、出力データＯＵ
Ｔ１が徐々に小数部処理回路３１の出力データ値に向か
って変化していく。そして、所定時間後には出力データ
ＯＵＴ１が小数部処理回路３１の出力データと同一にな
る。

【００２３】このクロスフェード制御回路３３におい
て、３４はクロスフェード信号発生回路であり、図４
（ｂ）に示す特性を持つ回路である。図４において、
（ａ）はクロスフェードスタート信号ＸＦＳＴの波形を
示し、（ｂ）は出力されるクロスフェード信号ＸＦＤの
波形を示す。クロスフェード信号ＸＦＤは、図に示すよ
うに、常時は「１」であるが、クロスフェードスタート
信号ＸＦＳＴが”１”になると「０」となり、その後指
数関数的に順次「１」まで増加していく。この増加の割
合は管長補間係数ＤＲＡＴＥによって決まり、管長補間
係数ＤＲＡＴＥが大きくなると信号ＸＦＤの増加の割合
が大きくなる（図４（ｂ）破線参照）。このクロスフェ
ード信号ＸＦＤは乗算器Ｍ１５に供給され、また、同信
号ＸＦＤは乗算器Ｍ１３において−１倍され、さらに加
算器Ａ１７において「１」が加算された後、乗算器Ｍ１
４へ供給される。つまり、乗算器Ｍ１４へ供給される乗
算係数は通常「０」であり、クロスフェード信号ＸＦＤ
が「０」から「１」へ順次増加すると、逆に「１」から
「０」へ逐次減少していく。加算器Ａ１８は乗算器Ｍ１
４、Ｍ１５の出力を加算し、その加算結果を遅延回路２
３の出力データＯＵＴ１として出力する。

【００２４】次に、図２の信号伝送回路Ｂ４において、
２５は上述した遅延回路２３と同一構成の遅延回路であ
り、遅延データＤＬ２、Ｐ−ＤＬ２、管長補間係数ＤＲ
ＡＴＥ、およびクロスフェードスタート信号ＸＤＳＴに
従って、合成回路Ｂ２の出力信号の遅延を行い、その遅
延結果をジャンクションＢ５へ出力する。

【００２５】ジャンクションＢ５において、遅延回路２
５の出力は乗算器Ｍ４および減算器Ａ１０に供給され
る。乗算器Ｍ４は、遅延回路２５の出力に外部から供給
されるトーンホール係数ＴＨ１を乗算して、その乗算結
果を加算器Ａ１１へ出力する。減算器Ａ１０は加算器Ａ
１１の出力から遅延回路２５の出力を減算し、その減算
結果を信号伝送回路Ｂ４の出力として合成回路Ｂ２へ供
給する。また、ジャンクションＢ５の他の入力Ｓ２は、
減算器Ａ１２および乗算器Ｍ５に供給される。乗算器Ｍ
５は、信号Ｓ２に外部から供給されるトーンホール係数
ＴＨ２を乗算して、その乗算結果を加算器Ａ１１へ出力
する。加算器Ａ１１は乗算器Ｍ４、Ｍ５の出力を加算
し、その加算結果を減算器Ａ１０、Ａ１２へ出力する。
減算器Ａ１２は、加算器Ａ１１の出力から上記信号Ｓ２
を減算し、その結果を遅延回路２６へ出力する。

【００２６】遅延回路２６は上述した遅延回路２３、２
５と同一構成の遅延回路であり、遅延データＤＬ３、Ｐ
−ＤＬ３、管長補間係数ＤＲＡＴＥ、およびクロスフェ
ードスタート信号ＸＤＳＴに従ってその入力の遅延を行
い、その結果をローパスフィルタ２７へ供給する。ロー
パスフィルタ２７は、外部から供給されるカットオフ周
波数ＬＰＦＣ２によって決まる特性で、その入力の炉波
をおこない、その結果を乗算器Ｍ６に供給する。また、
乗算器Ｍ６はその入力と外部から供給される係数ＬＧ２
とを乗算し、乗算結果を信号Ｓ２としてジャンクション
Ｂ５へ出力する。ここで、ローパスフィルタ２７および
乗算器Ｍ６は、信号伝送回路Ｂ４がシミュレートする管
の端部をシミュレートしている。

【００２７】Ｂ：全体の構成次に、全体の説明を行う。図１において、１は演奏操作
子であり、鍵盤等により発音の指示が行われる。２は音
色設定操作子であり、管楽器の種類等の音色設定および
ポルタメントの設定が行われる。３は制御部であり、演
奏操作子１、音色設定操作子２の出力に基づいて、キー
コードＫＣ、キーオン信号ＫＯＮ、音色コードＴＣ、息
圧情報ＰＲＥＳ、アンブシュール情報ＥＭＢ、およびポ
ルタメント情報ＰＯＮを出力する。ここで、キーオン信
号ＫＯＮは演奏操作子１の鍵盤キーがオンとされた時”
１”となり、オフとされた時”０”となる信号である。
また、ポルタメント情報ＰＯＮは、ポルタメントの有効
／無効を示し、有効の場合には”１”を出力し、無効の
場合には”０”を出力する。また、息圧情報ＰＲＥＳ、
アンブシュール情報ＥＭＢはそのまま楽音合成部１８の
励振回路Ｂ１（図２）へ供給される。

【００２８】また、図１の４は音高制御データ発生部で
あり、キーコードＫＣを入力し、このデータに基づい
て、トータルディレイＴＤ、トーンホール開閉情報ＯＰ
Ｓ、カットオフ周波数ＲＦｆ0 を出力する。ここで、ト
ータルディレイＴＤは、楽音合成部１８の各ループ回路
の遅延時間の合計を示すデータであり、トーンホール開
閉情報ＯＰＳは、音高に対応するトーンホールの開閉状
態を示すデータである。また、カットオフ周波数ＲＦｆ
0 はリードＲＦフィルタ２０のカットオフ周波数であ
る。

【００２９】５および６は各々ラッチであり、音高制御
データ発生部４から供給されるトータルディレイＴＤ、
そして制御部３から供給されるキーコードＫＣをそれぞ
れ入力し、同じく制御部３から供給されるキーオン信号
ＫＯＮの立上りで、各々の入力をラッチ（保持）する。
そして、ラッチ５はそのラッチ結果をプレトータルディ
レイＰ−ＴＤとして出力し、ラッチ６はそのラッチ結果
をプレキーコードＰ−ＫＣとして出力する。

【００３０】ディレイ分配器７は、ＲＯＭによって構成
され、音高制御データ発生部４から出力されるトータル
ディレイＴＤと同トータルディレイＴＤの変化前の値で
あるラッチ５の出力プレトータルディレイＰ−ＴＤ、そ
れに制御部３から供給される音色コードＴＣを入力し、
それらの入力に基づいて遅延データＤＬ１、ＤＬ２、Ｄ
Ｌ３、Ｐ−ＤＬ１、Ｐ−ＤＬ２、Ｐ−ＤＬ３を上述した
楽音合成部１８の遅延回路２３、２５、２６へ出力す
る。ここで、トータルディレイＴＤに対応して、遅延デ
ータＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３が決まり、プレトータルデ
ィレイＰ−ＴＤに対応してプレ遅延データＰ−ＤＬ１、
Ｐ−ＤＬ２、Ｐ−ＤＬ３が決まる。

【００３１】８はＲＯＭによって構成されているトーン
ホール係数発生器であり、音色コードＴＣに対応し、か
つ、トーンホール開閉情報ＯＰＳに対応するトーンホー
ル係数ＴＨ１，ＴＨ２を出力する。

【００３２】９は比較器であり、キーコードＫＣと、ラ
ッチ６から出力されるプレキーコードＰ-ＫＣを入力
し、これら２つの入力値が等しい場合には”０”を出力
し、等しくない場合に”１”を出力する。アンドゲート
１０は、比較器９の出力、キーオン信号ＫＯＮおよびポ
ルタメント信号ＰＯＮが供給され、各信号が共に”１”
の場合に出力が”１”となれる。この出力はクロスフェ
ードスタート信号ＸＦＳＴとして、楽音合成部１８の遅
延回路２３、２５、２６へ供給される。

【００３３】ここで、上記クロスフェードスタート信号
ＸＦＳＴについてさらに説明する。鍵盤キーが順次離間
してオンとされた場合、すなわち、１キーがオンとさ
れ、このキーがオフとされた後次のキーがオンとされる
演奏が繰り返された場合、制御部３から出力されるキー
コードＫＣとラッチ６から出力されるプレキーコードＰ
−ＫＣは常に同一となり、したがって、アンドゲート１
０の出力は常時”０”となる。一方、鍵盤キーが重複し
てオンとされた場合、すなわち、１キーがオンとされて
いる時に重ねて他のキーがオンとされた場合、ラッチ６
には最初のキーコードＫＣが保持され、一方、制御部３
からは後にオンとされたキーのキーコードＫＣが出力さ
れる。この結果、比較器９の出力が”１”となり、ポル
タメント信号ＰＯＮが”１”の場合にクロスフェードス
タート信号ＸＦＳＴが”１”に立ち上がる。すなわち、
クロスフェードスタート信号ＸＦＳＴが”１”となるの
は、ポルタメント信号ＰＯＮが”１”の時で、かつ、鍵
盤キーが重複してオンとされた場合である。

【００３４】なお、前述したトータルディレイＴＤとプ
レトータルディレイＰ−ＴＤの関係も上述したキーコー
ドＫＣとプレキーコードＰ−ＫＣの関係と同じである。
すなわち、鍵盤キーが順次離間してオンとされた場合に
トータルディレイＴＤとプレトータルディレイＰ−ＴＤ
とが常に同一となり、一方、鍵盤キーが重複してオンと
された場合に、トータルディレイＴＤとプレトータルデ
ィレイＰ−ＴＤとが異なったデータとなる。

【００３５】１２はパラメータデータ発生器（ＲＯＭ）
であり、制御部３から供給される音色コードＴＣに基づ
いて、ポルタメント係数ＰＲＡＴＥ、リード係数ＲＲＡ
ＴＥを補間係数発生部Ｈ２へ出力する。また、選択度情
報Ｑ、乗算係数ＬＧ１、ＬＧ２、カットオフ周波数ＬＰ
ＦＣ１、およびＬＰＦＣ２を楽音合成部１８へ出力す
る。

【００３６】補間係数発生部Ｈ２は管長補間係数ＤＲＡ
ＴＥ（図３参照）およびリードフィルタ補間係数ＲＦＲ
ＡＴＥを発生する回路である。この補間係数発生部Ｈ２
において、ゲート回路１３は制御部３から出力されるポ
ルタメント信号ＰＯＮとパラメータデータ発生器１２か
ら出力されるポルタメント係数ＰＲＡＴＥを受け、ポル
タメント信号ＰＯＮが”１”の場合に、ポルタメント係
数ＰＲＡＴＥを出力し、ポルタメント信号ＰＯＮが”
０”の場合には”０”を出力する。

【００３７】１４は管長補間係数発生部（ＲＯＭ）であ
り、ゲート回路１０の出力と音色コードＴＣとを入力
し、ポルタメント時における管長の連続的な変化の割合
を示す管長補間係数ＤＲＡＴＥを出力する。

【００３８】１５はリードフィルタ補間係数発生部（Ｒ
ＯＭ）であり、音色コードＴＣと、パラメータデータ発
生部９の出力であるリード係数ＲＲＡＴＥとを入力し、
リードＲＦフィルタ２４（図２）のカットオフ周波数ｆ
0 の変化の割合を示すリードフィルタ補間係数ＲＦＲを
出力する。比較器１６は、管長補間係数ＤＲＡＴＥおよ
びリードフィルタ補間係数ＲＦＲが供給され、管長補間
係数ＤＲＡＴＥがリードフィルタ補間係数ＲＦＲより小
さい場合には”１”を出力し、大きい場合には”０”を
出力する。

【００３９】１７はセレクタであり、比較器１６の出力
が”１”の場合には、管長補間係数ＤＲＡＴＥを出力
し、比較器１３の出力が”０”の場合には、リードフィ
ルタ補間係数ＲＦＲを出力する。すなわち、このセレク
タ１７は、リードフィルタ補間係数ＲＦＲが管長補間係
数ＤＲＡＴＥより小の時は、リードフィルタ補間係数Ｒ
ＦＲをそのまま補間係数ＲＦＲＡＴＥとして出力する
が、リードフィルタ補間係数ＲＦＲが管長補間係数ＤＲ
ＡＴＥより大の時は、リードフィルタ補間係数ＲＦＲに
代えて管長補間係数ＤＲＡＴＥを補間係数ＲＦＲＡＴＥ
として出力する。

【００４０】このように構成している理由は次の通りで
ある。すなわち、ポルタメント演奏時において、発生楽
音が第１の楽音から第２の楽音に順次変化する際、管長
の変化速度（ループ回路の遅延量の変化速度）は管長補
間係数ＤＲＡＴＥで決定され、また、リードＲＦフィル
タ２０（図２）のカットオフ周波数の変化速度はリード
フィルタ補間係数ＲＦＲに基づいて決定される。ところ
で、リードのカットオフ周波数の変化速度が管長の変化
速度より遅い場合は問題ないが、早い場合は発音が不安
定となり、スムーズなポルタメント演奏を行うことがで
きない。そこで、上記のように構成し、これによって、
リードのカットオフ周波数の変化速度が管長の変化速度
を越えないようにしている。

【００４１】次に、リードフィルタ周波数補間部Ｈ１
は、加算器Ａ１、Ａ２、乗算器Ｍ１、および遅延素子１
１（Ｄ型フリップフロップ）により構成され、リードフ
ィルタ周波数ｆ0 の変化時の補間を行う。加算器Ａ１は
音高制御データ発生部４から供給されるリードフィルタ
周波数ＲＦｆ0 と遅延素子１１の出力とを加算し、この
加算結果を乗算器Ｍ１へ出力する。乗算器Ｍ１は、加算
器Ａ１の出力と補正係数発生部Ｈ３の出力であるリード
フィルタ補間係数ＲＦＲＡＴＥを乗算し、この乗算結果
を加算器Ａ２に出力する。加算器Ａ２には乗算器Ｍ１の
出力と遅延素子１１の出力とを加算し、この加算結果を
遅延素子１１へ出力する。遅延素子１１はその入力をシ
ステムクロックφの１タイミング遅延させ、その結果を
カットオフ周波数ｆ0 として楽音合成部１８のリードＲ
Ｆフィルタ２０へ出力すると共に、加算器Ａ１、Ａ２へ
帰還させる。

【００４２】このような構成において、リードフィルタ
周波数ＲＦｆ0 が変化すると、カットオフ周波数ｆ0
は、リードフィルタ補間係数ＲＦＲＡＴＥに従って、リ
ードフィルタ周波数ＲＦｆ0 の変化前の値から変化後の
値まで順次、指数関数的に変化する。

【００４３】Ｃ：全体の動作説明次に、上述した電子楽器の動作を説明する。まず、音色
設定操作子２（図１）内の音色スイッチを操作すること
によって音色を設定すると、制御部３から設定された音
色に対応する音色コードＴＣが出力され、パラメータデ
ータ発生部１２へ供給される。これにより、パラメータ
データ発生部１２から各種のパラメータが出力される。

【００４４】次に、音色設定操作子２内のポルタメント
スイッチがオフとされたとする。この場合、制御部３か
ら出力されるポルタメント信号ＰＯＮが”０”となり、
したがって、アンドゲート１０から出力されるクロスフ
ェードスタート信号ＸＦＳＴが”０”となる。この結
果、図３のクロスフェード信号発生回３４の出力が
「１」となり、以後、小数部処理回路３１の出力データ
が乗算器Ｍ１５を介して遅延回路２３から出力される。

【００４５】ここで、演奏者が演奏操作子１の鍵盤キー
を操作すると、制御部３からキーコードＫＣ、キーオン
信号ＫＯＮ、アンブシュール情報ＥＭＢ、息圧情報ＰＲ
ＥＳが出力される。制御部３からキーコードＫＣが出力
され、音高制御データ発生部４へ出力されると、音高制
御データ発生部４からキーコードＫＣに対応するトータ
ルディレイＴＤ、トーンホール開閉情報ＯＰＳ、リード
フィルタ周波数ＲＦｆ0 が出力される。これにより、デ
ィレイ分配器７からキーコードＫＣに対応する遅延デー
タＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３が出力され、また、トーンホ
ール係数発生器８からキーコードＫＣに対応するトーン
ホール係数ＴＨ１、ＴＨ２が出力される。また、リード
フィルタ周波数補間部Ｈ１は最初に初期データ「０」を
出力し、以後、リードフィルタ周波数ＲＦｆ0 まで逐次
変化するカットオフ周波数ｆ0 を出力する。

【００４６】また、制御部３からアンブシュール情報Ｅ
ＭＢおよび息圧情報ＰＲＥＳが出力され、励振回路Ｂ１
（図２）へ供給されると、励振回路Ｂ１の加算器Ａ３に
出力データが発生し、このデータに基づき、励振回路Ｂ
１、合成回路Ｂ２、信号伝送回路Ｂ４によって形成され
るループおよび励振回路Ｂ１、合成回路Ｂ２、信号伝送
回路Ｂ３によって形成されるループにそれぞれ循環楽音
データが発生し、これらの循環楽音データを合成したデ
ータが楽音データＯＵＴとして出力される。出力された
楽音データＯＵＴは、Ｄ／Ａ変換器（図示略）によって
アナログ信号に変換され、サウンドシステム（図示略）
へ供給される。

【００４７】次に、演奏者によってポルタメントスイッ
チがオンとされると、制御部３からポルタメント信号Ｐ
ＯＮ”１”が出力される。ポルタメント信号ＰＯＮが”
１”となり、この”１”信号がアンドゲート１０へ供給
されると、以後、アンドゲート１０が能動状態となる。
また、ポルタメント信号ＰＯＮ”１”がアンドゲート１
３へ供給されると、同アンドゲート１３が開となり、パ
ラメータデータ発生部１２から出力されるポルタメント
係数ＰＲＡＴＥが同アンドゲート１３を介して管長補間
係数発生部１４へ供給される。管長補間係数発生部１４
は、このポルタメント係数ＰＲＡＴＥを受け、音色コー
ドＴＣに対応し、かつ、ポルタメント係数ＰＲＡＴＥに
対応する管長補間係数ＤＲＡＴＥを出力する。

【００４８】この状態において、演奏者が鍵盤キーを重
複して操作すると、クロスフェードスタート信号ＸＦＳ
Ｔが”１”に立ち上がり、クロスフェード信号発生回路
３４（図３）から出力されるクロスフェード信号ＸＦＤ
が「０」となる。これにより、乗算器Ｍ１４へ係数
「１」が供給され、小数部処理回路３２の出力（遅延デ
ータＰ−ＤＬ１に対応する出力）が同乗算器Ｍ１４およ
び加算器Ａ１８を介して遅延回路２３から出力される。
なお、この場合、遅延データＰ−ＤＬ１は先の押鍵の遅
延データであり、したがって、上記の過程で発生楽音に
変化はない。またこの時、遅延データＤＬ１は後の押鍵
の遅延データとなっている。

【００４９】以後、クロスフェード信号ＸＦＤが順次指
数関数に従って大となると、それに伴い、遅延回路２３
の遅延時間も、遅延データＰ−ＤＬ１に対応する遅延時
間から遅延データＤＬ１に対応する遅延時間に順次変化
していく。またこの時、リードＲＦフィルタ２０（図
２）へ供給されるカットオフ周波数ｆ0 も先の押鍵に対
応するデータから後の押鍵に対応するデータへ逐次変化
していく。この結果、発生楽音が先の押鍵の楽音から逐
次後の押鍵の楽音に変わっていく。そして、クロスフェ
ード信号ＸＦＤが「１」になると、発生楽音が後の押鍵
の楽音となり、ポルタメント演奏が終了する。

【００５０】なお、上記実施例においては、簡単化のた
め管の共振周波数とリードの共振周波数（カットオフ周
波数）のディメンジョンを一致させていない。このた
め、同じ補間係数をセットしても共振周波数、カットオ
フ周波数の変化の割合が異なってしまう。そこで、同一
ディメンジョンとするため、補間係数を周波数とする方
法がある。

【００５１】管長ｌとこの時の共振周波数ｆｌとの関係
は、ｆｌ＝Ｆｓ／ｌ（Ｆｓはサンプリング周波数）リードＲＦフィルタの係数ａとこの時のカットオフ周波
数ｆｃとの関係は、ｆｃ＝Ｆｓ*ａ／２π である。管長補間係数を一旦周波数に変換して制御部へ
与える。制御部は、ｌ＝Ｆｓ／ｆｌａ＝２π*ｆｃ／Ｆｓなる計算を行って管長補間係数、フィルタ係数とすれば
よい。

【００５２】＜第２実施例＞図５はこの発明の第２の実
施例の構成を示すブロック図である。この図において、
符号４１は励振回路、４２は合成回路であり、図２にお
ける励振回路Ｂ１、合成回路Ｂ２と同様に構成されてい
る。４３は加算器、４４は入力されるデータに係数αを
乗算する乗算器、４５は入力されるデータに係数βを乗
算する乗算器である。４６、４７は各々同一構成による
信号伝送回路であり、図２の信号伝送回路Ｂ４と同様に
構成されている。ただし、信号伝送回路４６へは制御回
路（図示略）からトータルディレイＴＤが供給される
が、信号伝送回路４７へは制御回路からプレトータルデ
ィレイＰ−ＴＤが供給される。

【００５３】４８は加算器、４９は入力されるデータに
係数αを乗算する乗算器、５０は入力されるデータに係
数βを乗算する乗算器である。５１、５２は各々同一構
成による信号伝送回路であり、図２の信号伝送回路Ｂ３
と同様に構成されている。ただし、この場合も信号伝送
回路５１へは制御回路（図示略）からトータルディレイ
ＴＤが供給されるが、信号伝送回路５２へは制御回路か
らプレトータルディレイＰ−ＴＤが供給される。

【００５４】図６はポルタメント制御部であり、ポルタ
メント演奏時における補間係数を発生する補間係数発生
回路５５と、クロスフェード信号発生回路５６とから構
成されている。補間係数発生回路５５の詳細を図７に示
す。この図において、６０はキーコードＫＣとプレキー
コードＰ−ＫＣとの差をとる減算器、６１は減算器６０
の出力の絶対値をとる絶対値変換回路、６２は絶対値変
換回路６１の出力に係数ｋ1を乗算する乗算器である。

【００５５】６３はトータルディレイＴＤとプレトータ
ルディレイＰ−ＴＤとの差をとる減算器、６４は減算器
６３の出力の絶対値をとる絶対値変換回路、６５は絶対
値変換回路６４の出力に係数ｋ2を乗算する乗算器であ
る。６６はエクスクルーシブオアゲートであり、トーン
ホール開閉情報ＯＰＳとプレトーンホール開閉情報Ｐ−
ＯＰＳが一致していない時に”１”信号を出力し、アン
ドゲート６７を開状態とする。ここで、プレトーンホー
ル開閉情報Ｐ−ＯＰＳとは、ポルタメント演奏時におけ
る先の押鍵に対応するトーンホール開閉情報である。

【００５６】６８は補正量テーブルであり、次に説明す
るクロスフェード係数ＸＦＤＤを補正する補正データが
音色コードＴＣ毎に記憶されている。この補正テーブル
６８内の補正データは、トーンホール開閉情報ＯＰＳと
プレトーンホール開閉情報Ｐ−ＯＰＳが一致していない
時に、アンドゲート６７を介して出力され、クロスフェ
ード係数ＸＦＤＤの補正に使用される。

【００５７】クロスフェード係数テーブル６９はクロス
フェード係数ＸＦＤＤのデフォルト値が音色コードＴＣ
毎に記憶されているテーブルである。重み係数テーブル
７０は、音色コードＴＣに対応する重み係数ｋ1、ｋ2 が
記憶されているテーブルであり、このテーブル７０から
読み出された係数ｋ1、ｋ2 は各々乗算器６２、６５へ供
給される。

【００５８】７２は加算器であり、乗算器６２、６５の
出力を加算し、加算結果を加算器７３へ出力する。加算
器７３は加算器７２の出力にアンドゲート６７から出力
される補正データを加算し、その結果を加算器７４へ出
力する。加算器７４はクロスフェード係数ＸＦＤＤと加
算器７３の出力とを加算し、その結果を管長補間係数Ｄ
ＲＡＴＥとしてクロスフェード信号発生回路５６（図
６）へ出力する。

【００５９】このような構成によれば、クロスフェード
係数ＸＦＤＤが、キーコードＫＣとプレキーコードＰ−
ＫＣとの差に応じて、かつ、トータルディレイＴＤとプ
レトータルディレイＰ−ＴＤとの差に応じて、さらに、
トーンホール開閉情報ＯＰＳとプレトーンホール開閉情
報Ｐ−ＯＰＳが一致しているかいないかに応じて補正さ
れ、補正された結果が管長補間係数ＤＲＡＴＥとして出
力される。

【００６０】次に、図６のクロスフェード信号発生回路
５６は、図５の乗算係数α、βを発生する回路であり、
クロスフェードスタート信号ＸＦＳＴが”０”の時はα
＝１、β＝０を出力し、クロスフェードスタート信号Ｘ
ＦＳＴが”１”に立ち上がると、以後、図８に示すよう
に、係数αとして「０」から順次「１」まで立ち上がる
係数を、また、係数βとして「１」から順次「０」まで
立ち下がる係数を発生する。そして、この場合の立ち上
がり、立ち下がりの傾きが上述した管長補間係数ＤＲＡ
ＴＥによって決定される。

【００６１】以上の構成において、通常時はα＝１、β
＝０であることから、信号伝送回路４６、５１が励振回
路４１、合成回路４２と共にループ回路を形成し、この
ループ回路によって楽音形成が行われる。一方、ポルタ
メントスイッチがオンとされ、かつ、鍵盤キーの重複操
作が行われると、クロスフェードスタート信号ＸＦＳＴ
が”１”に立ち上がる。これにより、α＝０、β＝１と
なり、先の押鍵の楽音が信号伝送回路４７、５２におい
て形成され、以後、管長補間係数ＤＲＡＴＥに応じた速
度で、楽音形成の主体が順次信号伝送回路４６、５１へ
移っていく。これにより、発生楽音も順次後の押鍵に基
づく楽音へ移っていく。そして、α＝１、β＝０になる
と、以後、信号伝送回路４６、５１において、後の押鍵
に基づく楽音が形成される。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、励振手段が有するフィルタ手段の補間係数と信号伝
送手段が有する遅延手段の補間係数とを比較し、フィル
タ手段の補間係数が遅延手段の補間係数より大であった
場合にフィルタ手段の補間係数を遅延手段の補間係数に
一致させる。これにより、フィルタ手段の共振周波数の
変化速度が、励振手段および信号伝送手段を含むループ
回路の共振周波数の変化速度に等しいか、より遅くな
り、この結果、安定したポルタメント演奏を行うことが
できる。

【００６３】また、この発明によれば、指定された音高
に対応する前記遅延手段の遅延時間を指定する手段を有
し、前記第１、第２の楽音の音高差と、前記第１、第２
の楽音それぞれの音高に対応して指定された遅延時間の
差との双方に基づいて前記遅延手段の補間係数を決定す
る。これにより、第１、第２の楽音の音高差が大きい場
合も安定したポルタメント演奏を行うことができる効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例による楽音合成装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１の楽音合成部１８の構成を示すブロック図
である。

【図３】図２の遅延回路２３の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】図３のクロスフェード信号発生回路の入出力信
号を示す波形図である。

【図５】この発明の第２実施例による楽音合成装置の構
成を示すブロック図である。

【図６】図５のポルタメント制御部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】図６の補間係数発生部５５の構成を示すブロッ
ク図である。

【図８】図６における乗算係数αおよびβの変化の様子
を示す図である。

【図９】従来のポルタメント演奏におけるループ回路の
共振周波数の特性（符号A ）と、励振回路のフィルタ特
性（符号B ）を示す図であり、（イ）はポルタメント開
始時点、（ロ）はポルタメント中のある時点、（ハ）は
ポルタメント終了時点を示す。

【符号の説明】

１演奏操作子２音色設定操作子３制御部４音高制御データ発生部５、６ラッチ７ディレイ分配器８トーンホール係数発生器９、１７比較器１１遅延素子１２パラメータデータ発生器１４管長補間係数発生部１５リードフィルタ補間係数発生部１７切換器１８楽音合成部Ｈ１リードフィルタ周波数補間部Ｈ２補間係数発生部Ｂ１励振回路Ｂ２合成回路Ｂ３、Ｂ４信号伝送回路Ｂ５ジャンクション３０遅延ユニット３３クロスフェード制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G10H 7/08 G10H 1/043 G10H 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】遅延手段を含む信号伝送手段に、フィル
タ手段と非線形手段を有する励振手段の出力信号を印加
して楽音信号を形成する楽音信号形成装置であって、前記遅延手段の補間係数と、前記フィルタ手段の補間係
数とに基づき、第１の楽音から第２の楽音へその間の音
高を逐次発音しつつ移行する機能を備え、前記フィルタ手段の補間係数と前記遅延手段の補間係数
とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較の結果、前記フィルタ手段の補間係
数が前記遅延手段の補間係数より大であった場合に前記
フィルタ手段の補間係数を前記遅延手段の補間係数に一
致させる手段と、を具備してなる楽音信号形成装置。
【請求項２】遅延手段を含む信号伝送手段に、フィル
タ手段と非線形手段を有する励振手段の出力信号を印加
して楽音信号を形成する楽音信号形成装置であって、前記遅延手段の補間係数と、前記フィルタ手段の補間係
数とに基づき、第１の楽音から第２の楽音へその間の音
高を逐次発音しつつ移行する機能を備え、指定された音高に対応する前記遅延手段の遅延時間を指
定する手段を有し、前記第１、第２の楽音の音高差と、前記第１、第２の楽
音それぞれの音高に対応して指定された遅延時間の差と
の双方に基づいて前記遅延手段の補間係数を決定するこ
とを特徴とする楽音信号形成装置。