JP3197619B2

JP3197619B2 - 電子楽器

Info

Publication number: JP3197619B2
Application number: JP20255792A
Authority: JP
Inventors: 賢一廣田
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 2001-08-13
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JPH0651769A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は帯域制限用フィルタを用
いて楽音に効果を与える電子楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、帯域制限用ディジタルフィルタを
用いて楽音に効果を与える場合、一つのローパスフィル
タを用い、ある定められた遮断周波数よりも高域の周波
数成分を取り除くことで行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の電子楽器では、ある定められた遮断周波数よりも高域
の周波数成分を取り除くことができるのみであり、楽音
に簡単な効果を与えることしかできなかった。そのため
得られる音色もある限られた範囲の単調なものでしかな
く、演奏者の要求に十分応えられないという問題があっ
た。

【０００４】本発明はこのような問題点を解決するもの
とし、楽音に効果を与える際に、ローパスフィルタだけ
でなく、例えばバンドパスフィルタやハイパスフィルタ
としても機能させることで、楽音にさまざまな効果を与
え、変化に富んだ豊かな音色を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明は、図８に例示するように、直列に接
続され楽音信号の帯域制限を行う複数のフィルタと、上
記複数のフィルタそれぞれの遮断周波数を制御すると共
に、上記遮断周波数を揺らすＬＦＯ波形を発生する制御
手段とを備え、楽音信号を上記複数のフィルタに通すこ
とにより該楽音信号に効果を加える電子楽器であって、
上記複数のフィルタの内の特定のフィルタの遮断周波数
を制御するための制御情報を格納する第１記憶手段と、
上記複数のフィルタの内の特定のフィルタと他のフィル
タとの遮断周波数の差を格納する第２記憶手段を備え、
上記制御手段は、上記第１記憶手段に格納された制御情
報に基いて、上記特定のフィルタの遮断周波数を設定
し、上記特定のフィルタの遮断周波数と上記第２記憶手
段に格納された遮断周波数の差とに基いて、上記他のフ
ィルタの遮断周波数を設定すると共に、上記特定のフィ
ルタの遮断周波数を上記ＬＦＯ波形に基づいて揺らすこ
とを特徴とする電子楽器を要旨とする。

【０００６】

【作用】本発明の電子楽器の場合、楽音信号の帯域制限
を行う複数のフィルタが直列に接続され、それらフィル
タそれぞれの遮断周波数を制御手段が制御している。入
力される楽音信号に対しては、それら直列に接続された
フィルタそれぞれに通すことで効果が加えられる。そし
て特に、本発明の電子楽器においては、制御手段が、上
記遮断周波数を揺らすためのＬＦＯ波形を発生してお
り、第１記憶手段が、複数のフィルタの内の特定のフィ
ルタの遮断周波数を制御するための制御情報を格納し、
第２記憶手段が複数のフィルタの内の特定のフィルタと
他のフィルタとの遮断周波数の差を格納している。更に
制御手段は、その第１記憶手段に格納された制御情報に
基いて、特定のフィルタの遮断周波数を設定し、その特
定のフィルタの遮断周波数と第２記憶手段に格納された
遮断周波数の差とに基いて、他のフィルタの遮断周波数
を設定すると共に、上記特定のフィルタの遮断周波数を
上記ＬＦＯ波形に基づいて揺らす。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は、本発明一実施例としての電子楽器１
の要部ブロック図である。電子楽器１は、大きく分け
て、制御回路３、音源回路５等から構成されている。

【０００８】制御回路３は、第１ＣＰＵ７、第１ＲＡＭ
（ランダムアクセスメモリ）９、第１ＲＯＭ（リードオ
ンリメモリ）１１、キーボード１３、パネルＳＷ（スイ
ッチ）１５、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１７等から構
成されている。第１ＣＰＵ７は、電子楽器１の制御手段
としての一部機能を果たし、システムコントロール等に
関する各種制御処理を実行する中央処理装置である。第
１ＲＡＭ９は、データが一時的に格納されるランダムア
クセスメモリである。第１ＲＯＭ１１は、システムコン
トロールの処理に用いるデータやプログラム等が格納さ
れているリードオンリメモリである。キーボード１３
は、楽曲を演奏するための鍵盤である。キーボード１３
の代わりに、ＭＩＤＩ等の楽音情報を入力する端子が設
けられていてもよい。パネルＳＷ１５には、電子楽器１
に備えられている各種機能の操作を行う等のパネルスイ
ッチが集合している。Ｉ／Ｆ１７は、キーボード１３、
パネルＳＷ１５等から入力を受け、制御回路３および音
源回路５と信号のやりとりを行う。

【０００９】音源回路５は、第２ＣＰＵ１９、第２ＲＡ
Ｍ２１、第２ＲＯＭ２３、トーンジェネレータ２５、Ｄ
ＡＣ（ディジタル／アナログ・コンバータ）２７、アン
プ２９、スピーカ３１等から構成されている。第２ＣＰ
Ｕ１９は、本発明の制御手段としての一部機能を果たし
ており、電子楽器１にて楽音波形処理等を実行する中央
処理装置である。第２ＲＡＭ２１は、本発明の第１記憶
手段および第２記憶手段としての機能を果たしており、
後述する２つのＤＣＦ４５，４７の遮断周波数、楽音波
形データ等を一時的に格納しておくためのランダムアク
セスメモリである。第２ＲＯＭ２３は、後述する２つの
ＤＣＦ４５，４７の制御プログラム等の楽音処理に用い
るプログラム、各種データ等が格納されるリードオンリ
メモリである。トーンジェネレータ２５は、データバス
を通して送られてくる楽音波形に処理を施し処理が施さ
れた楽音波形をＤＡＣ２７に送る電気回路である。トー
ンジェネレータ２５の詳細については、図２を基に後述
する。ＤＡＣ２７は、トーンジェネレータ２５により処
理が施されたディジタルデータとしての楽音波形をアナ
ログ信号としての楽音信号に変換するディジタルアナロ
グ変換器である。アンプ２９は、ＤＡＣ２７から送られ
てくるアナログ信号としての楽音波形を電気的に増幅す
る増幅器である。スピーカ３１は、アンプ２９から送ら
れる増幅された楽音信号を外部に出力するスピーカであ
る。

【００１０】図２は、トーンジェネレータ２５の構成を
示すブロック図である。トーンジェネレータ２５は、Ｄ
ＣＯ（ディジタル・コントロールド・オシレータ）４
１、ＤＷＧ（ディジタル・ウエーブ・ジェネレータ）４
３、第１ＤＣＦ（ディジタル・コントロールド・フィル
タ）４５、第２ＤＣＦ４７、ＤＥＧ（ディジタル・エン
ベロープ・ジェネレータ）４９、ＤＣＡ（ディジタル・
コントロールド・アンプリファイア）５１等から構成さ
れている。

【００１１】ＤＣＯ４１は、ＤＷＧ４３の波形メモリに
格納されている楽音波形データを所定の周波数で読み取
り楽音波形のピッチコントロールを行う発振器である。
ＤＷＧ４３は、ＤＣＯ４１が発信するピッチコントロー
ルに従い、楽音波形を生成するディジタル波形生成器で
ある。

【００１２】第１ＤＣＦ４５，第２ＤＣＦ４７は、本発
明の直列に接続された複数のフィルタとしての機能を果
たしており、制御手段としての第２ＣＰＵ１９により遮
断周波数等が制御されるディジタルフィルタである。２
つのＤＣＦ４５，４７は共に、帰還路をもって構成され
ている２次元ＩＩＲフィルタであり、遮断周波数を与え
ることで、ハイパスフィルタまたはローパスフィルタと
しての機能を果たす。２つのＤＣＦ４５，４７が行う周
波数帯域制限処理については図３に基づいて後述する。
ＤＥＧ４９は、楽音信号に音質加工や音量加工を加える
エンベロープ信号を発生するエンベロープジェネレータ
（包絡線発生器）である。ＤＣＡ５１は、ＤＥＧ４９に
より作成されたエンベロープ信号に基づき楽音のレベル
を制御する増幅器である。

【００１３】ＤＣＯ４１、第１ＤＣＦ４５、第２ＤＣＦ
４７、ＤＣＡ５１は、第２ＣＰＵ１９が実行するＬＦＯ
（ロー・フリークエンシ・オシレータ）のプログラムに
基づき、さらに処理が加えられる。このＬＦＯの効果に
ついては、さらに詳しく後述する。

【００１４】図３は、直列に接続された第１ＤＣＦ４５
および第２ＤＣＦ４７が、各種ディジタルフィルタとし
て機能する際の特性を示す説明図である。図３（ａ）
は、２つのＤＣＦ４５，４７を共にローパスフィルタと
して機能させた場合の特性を示している。図に示すよう
に設定された遮断周波数よりも低域の周波数成分のみを
通過させるように働く。本実施例では、２次元ＩＩＲフ
ィルタを用いているため、出力成分は遮断周波数から高
域でも、傾斜を持って落ちることになる。本実施例で
は、ＤＣＦ４５，４７の２つのローパスフィルタを通し
ていることになるので、遮断周波数から高域の出力成分
は１個のローパスフィルタを通した場合に比べて落ちる
傾斜角度が大きくなる。そのため除去すべき高周波成分
があまり残らずローパスフィルタとしての特性が良いと
いう効果がある。

【００１５】図３（ｂ）は、２つのＤＣＦ４５，４７を
共にハイパスフィルタとして機能させた場合の特性を示
している。図に示すように設定された遮断周波数よりも
高域の周波数成分のみを通過させるように働く。これも
ローパスフィルタとして用いた場合と同様に、１個のハ
イパスフィルタを通した場合に比べて低周波成分があま
り残らず特性が良いという効果がある。

【００１６】図３（ｃ）は、ＤＣＦ４５，４７の一方を
ハイパスフィルタ、他方をローパスフィルタとして機能
させ、全体としてバンドパスフィルタとした場合の特性
を示している。図に示すように、ＤＣＦ＿ＷＩＤＴＨと
示した部分のみの周波数成分を通過させるように働く。

【００１７】２つのＤＣＦ４５，４７を、ローパスフィ
ルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタとして機
能させる制御方法としてはさまざまな方法が考えられる
が、本実施例では、予め基準となるローパスフィルタの
遮断周波数、およびバンドパスフィルタの遮断周波数差
（ＤＣＦ＿ＷＩＤＴＨ）が第２ＲＡＭ２１に格納されて
いるものとする。そして、電子楽器１の操作を行う者
が、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパス
フィルタのいずれかを選択する。ハイパスフィルタが選
択された場合は、基準となる遮断周波数からＤＣＦ＿Ｗ
ＩＤＴＨが差し引かれた値を遮断周波数とする。

【００１８】以下、図４〜６のフローチャートに基づ
き、第１ＣＰＵ７および第２ＣＰＵ１９が実行する処理
について説明する。電子楽器１に電源が投入されて各種
初期設定が終了し、演奏者がパネルＳＷ１５のフィルタ
選択用のスイッチを操作すると、第１ＣＰＵ７は図４に
示す処理を実行する。

【００１９】ます最初にローパスフィルタが選択された
かどうかの判断がされる（ステップ４０１、以下Ｓ４０
１と表記する）。ローパスフィルタが選択された場合
は、２つのＤＣＦ４５，４７を共にローパスフィルタと
して設定して処理を終了する（Ｓ４０３）。ローパスフ
ィルタが選択されていない場合は、ハイパスフィルタが
選択されたかどうかの判断がされる（Ｓ４０５）。ハイ
パスフィルタが選択された場合は、２つのＤＣＦ４５，
４７を共にハイパスフィルタとなるように設定して処理
を終了する（Ｓ４０７）。

【００２０】ステップ４０５にて、ハイパスフィルタが
選択されていない場合は、選択されたのはバンドパスフ
ィルタであるとして、第１ＤＣＦ４５をハイパスフィル
タ、第２ＤＣＦ４７をローパスフィルタに設定して処理
を終了する（Ｓ４０９）。以上のように第１ＣＰＵ７
は、２つのＤＣＦ４５，４７を設定する。

【００２１】次に、遮断周波数の差（ＤＣＦ＿ＷＩＤＴ
Ｈ）の設定処理について図５を基に説明する。演奏者が
キーボード１３の鍵盤を弾くと、第２ＣＰＵ１９はまず
この処理を実行する。本実施例では、予め基準となる第
２ＤＣＦ４７の遮断周波数、およびバンドパスフィルタ
選択時の遮断周波数の差（ｗｉｄｔｈ）が第２ＲＡＭ２
１に格納されている。

【００２２】まず２つのＤＣＦ４５，４７のフィルタタ
イプが一致するかの判断がされる（Ｓ５０１）。２つの
ＤＣＦ４５，４７のフィルタタイプが一致するというこ
とは、ハイパスフィルタまたはローパスフィルタのいず
れかに設定されていることを示している。２つのＤＣＦ
４５，４７のフィルタタイプが一致すると判断された場
合は、ＤＣＦ＿ＷＩＤＴＨはゼロに設定される（Ｓ５０
３）。

【００２３】２つのＤＣＦ４５，４７のフィルタタイプ
が一致しない、つまりバンドパスフィルタに設定されて
いる場合は、第２ＲＡＭ２１に格納されている遮断周波
数の差（ｗｉｄｔｈ）が転送され、そのままＤＣＦ＿Ｗ
ＩＤＴＨとして設定される（Ｓ５０５）。

【００２４】図６は、楽音を発生中に、第２ＣＰＵ１９
が２つのＤＣＦ４５，４７の遮断周波数を制御する処理
を示すフローチャートである。まず、第２ＣＰＵ１９
は、ＬＦＯが発生する低周波の波形（ＬＦＯ波形とい
う）を、遮断周波数に効果を与えるデータとして得る
（Ｓ６０１）。次に、このＬＦＯが発生する低周波の波
形に応じて、遮断周波数データに効果をかける（Ｓ６０
３）。このＬＦＯが楽音に与える効果については後述す
る。

【００２５】このように効果が与えられた遮断周波数
は、まず第２ＤＣＦ４７の遮断周波数データとして第２
ＲＡＭ２１に格納される（Ｓ６０５）。次に、第２ＤＣ
Ｆ４７を設定した遮断周波数から、図５のフローチャー
トで設定したＤＣＦ＿ＷＩＤＴＨを減算して、その減算
された値は第２ＤＣＦ４７の遮断周波数データとして第
２ＲＡＭ２１に格納される（Ｓ６０７）。そのためフィ
ルタの選択がハイパスまたはローパスの場合は２つのＤ
ＣＦ４５，４７間の遮断周波数が一致し、バンドパスが
選択された場合は２つの遮断周波数が（ｗｉｄｔｈ）の
値だけ異なって設定される。このように第２ＲＡＭ２１
に格納された遮断周波数データを基に２つのＤＣＦ４
５，４７それぞれの遮断周波数制御が実行される（Ｓ６
１１）。

【００２６】次に、第２ＣＰＵ１９が実行するＬＦＯの
プログラムが、ＤＣＯ４１、第１ＤＣＦ４５、第２ＤＣ
Ｆ４７、ＤＣＡ５１等に与える効果について説明する。
ＬＦＯは、図７（ａ）に示すような何種類かの波形のレ
ベル値を正負のデータとして第２ＲＡＭ２１または第２
ＲＯＭ２３に格納しておき、これらのデータを適当な間
隔で読み出して、０．１〜２０Ｈｚ程度の低周波数を発
生させる。

【００２７】ＬＦＯ波形を、ＤＣＯ４１を制御するデー
タに加算すると、楽音波形のピッチが搖れるビブラート
効果がかかり、ＤＣＡ５１を制御するデータにかける
と、図７（ｂ）に示すように楽音波形の音量が搖れるト
レモロ効果がかかる。さらに図７（ｃ）に示すようにＬ
ＦＯ波形を、第１ＤＣＦ４５および／または第２ＤＣＦ
４７を制御するデータにかけると、フィルタの遮断周波
数が搖れるグロウル効果を得ることができる。

【００２８】本実施例では、このＬＦＯ波形を、例えば
バンドパスフィルタのＤＣＦ＿ＷＩＤＴＨにかけること
で、遮断周波数の差が搖れるという従来のグロウルとは
また異なった効果を与えることができる。以上説明した
ように、本実施例の電子楽器１では、楽音信号の帯域制
限を行う２つのディジタルフィルタ（第１ＤＣＦ４５，
第２ＤＣＦ４７）が直列に接続されている。そして２つ
のＤＣＦ４５，４７の遮断周波数は、第２ＣＰＵ１９に
より制御されている。２つのＤＣＦ４５，４７それぞれ
をローパスフィルタ、ハイパスフィルタとして機能させ
ることで、直列に接続された２つのＤＣＦ４５，４７は
全体として、ローパスフィルタだけでなく、ハイパスフ
ィルタおよびバンドパスフィルタとしての機能を果たす
ことができる。そのため楽音信号にさまざまな効果を与
え、変化に富んだ豊かな音色を得ることができる。

【００２９】本実施例の２つのＤＣＦ４５，４７は直列
に接続されているので、単に一つのローパスフィルタあ
るいはハイパスフィルタを用いた場合よりも、設定され
た遮断周波数における周波数除去の特性が良くなるとい
う効果もある。さらにＬＦＯ波形を加えることにより、
グロウル効果を与えたり、遮断周波数の差を揺らしたり
することを、ローパスフィルタだけでなく、ハイパスフ
ィルタやバンドパスフィルタにも適用することができ、
更に多様な音色の楽音を得ることが可能である。

【００３０】尚、遮断周波数の設定方法として、例えば
遮断周波数の差を演奏者が設定できるようにしたり、ロ
ーパスフィルタおよび／またはハイパスフィルタの遮断
周波数をそれぞれ単独で設定できるように構成すること
も可能である。電子楽器１では複数音源のチャンネルで
楽音を発生させているが、各音源のチャンネル毎に異な
る遮断周波数の差を持たせたり、一部チャンネルについ
ては同じ遮断周波数の差を持たせたりするように設定す
ることもできる。

【００３１】また遮断周波数の差の間隔をある時間間隔
で変更したり、アフタータッチやパネルスイッチ等によ
って変更できる値とすることも可能である。遮断周波数
の差を一定として格納しておき演奏者が一つの遮断周波
数を入力する場合でも、ハイパスフィルタまたはローパ
スフィルタが選択された場合は、入力された値がフィル
タの遮断周波数となり、バンドパスフィルタが選択され
た場合は、入力された値を遮断周波数の中間の値とする
ように設定することもできる。

【００３２】遮断周波数の差を設定可能にすると得られ
る音色の種類がさらに多様なものになり、遮断周波数の
差が予め格納されていると設定が簡単となり処理時間が
短縮されるという効果がそれぞれあり、所望とする機能
を果たすために適切な設定方法を採用すればよい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の電子楽器
では楽音信号の帯域制限を行う複数のフィルタが直列に
接続され、それらフィルタそれぞれの遮断周波数を制御
手段が制御しており、入力される楽音信号に対しては、
それら直列に接続されたフィルタそれぞれに通すことで
効果を与えることができる。そして本発明の電子楽器に
おいては、第１記憶手段が、複数のフィルタの内の特定
のフィルタの遮断周波数を制御するための制御情報を格
納し、第２記憶手段が、複数のフィルタの内の特定のフ
ィルタと他のフィルタとの遮断周波数の差を格納してお
り、制御手段が、その特定のフィルタの遮断周波数を制
御するための制御情報に基いて、特定のフィルタの遮断
周波数を設定し、その特定のフィルタの遮断周波数と第
２記憶手段に格納された遮断周波数の差とに基いて、他
のフィルタの遮断周波数を設定すると共に、特定のフィ
ルタの遮断周波数をＬＦＯ波形に基づいて揺らす。即ち
本発明では、複数のフィルタの遮断周波数をＬＦＯ波形
に基づき揺らすことで楽音信号に効果を与える際、直列
接続された個々のフィルタの遮断周波数をＬＦＯ波形に
基づいて別々に揺らすのではなく、特定のフィルタの遮
断周波数にのみＬＦＯ波形を掛け合わせる。そして、他
のフィルタについては、こうして揺らされた特定のフィ
ルタの遮断周波数と遮断周波数の差とに基いて、遮断周
波数を求める。従って本発明によれば、ＬＦＯ波形を掛
け合せるという複雑な演算は、特定のフィルタの遮断周
波数に関してのみ行い、他のフィルタに関しては、その
演算結果に対して単に加算或いは減算するだけで良いこ
とから、複数のフィルタの遮断周波数を揺らす際の演算
量を抑制でき、延いては、制御手段にかかる負担を抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例としての電子楽器の構成ブ
ロック図である。

【図２】そのトーンジェネレータの構成ブロック図
である。

【図３】第１ＤＣＦ，第２ＤＣＦのフィルタとして
の動作を説明する説明図である。

【図４】第１ＣＰＵが実行するフローチャートであ
る。

【図５】第２ＣＰＵが実行する第１フローチャート
である。

【図６】第２ＣＰＵが実行する第２フローチャート
である。

【図７】ＬＦＯによる効果を示す説明図である。

【図８】本発明の構成例示図である。

【符号の説明】

１・・・電子楽器、３・・・制御回路、５・・・音源回
路、７・・・第１ＣＰＵ、１９・・・第２ＣＰＵ、２１
・・・第２ＲＡＭ、２３・・・第２ＲＯＭ、２５・・・
トーンジェネレータ、４５・・・第１ＤＣＦ（ディジタ
ル・コントロールド・フィルタ）、４７・・・第２ＤＣ
Ｆ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直列に接続され楽音信号の帯域制限を行
う複数のフィルタと、上記複数のフィルタそれぞれの遮
断周波数を制御すると共に、上記遮断周波数を揺らすＬ
ＦＯ波形を発生する制御手段とを備え、楽音信号を上記複数のフィルタに通すことにより該楽音
信号に効果を加える電子楽器であって、上記複数のフィルタの内の特定のフィルタの遮断周波数
を制御するための制御情報を格納する第１記憶手段と、上記複数のフィルタの内の特定のフィルタと他のフィル
タとの遮断周波数の差を格納する第２記憶手段を備え、上記制御手段は、上記第１記憶手段に格納された制御情
報に基いて、上記特定のフィルタの遮断周波数を設定
し、上記特定のフィルタの遮断周波数と上記第２記憶手
段に格納された遮断周波数の差とに基いて、上記他のフ
ィルタの遮断周波数を設定すると共に、上記特定のフィ
ルタの遮断周波数を上記ＬＦＯ波形に基づいて揺らすこ
とを特徴とする電子楽器。