JP3329030B2 - 楽音信号発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所謂オートハーモナイ
ズ機能を実現する楽音信号発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、オートハーモナイズ機能を実現す
る楽音信号発生装置としては、図９に示したように楽音
を発生する電子楽器が知られている。この電子楽器にあ
っては、オートハーモナイズスイッチが設けられてお
り、このオートハーモナイズスイッチをオフにした状態
で、同図の上部に示した楽譜上の音符に従って押鍵を行
うと、各音符に対応する楽音からなるメロディのみが発
生する。また、オートハーモナイズスイッチをオンにし
て、同様の演奏を行うと、押鍵に対応する楽音からなる
メロディのみならず、同図の下部に“従来例”として示
した和音が各押鍵に応答して発生する。したがって、オ
ートハーモナイズスイッチをオンにして、右手でメロデ
ィ演奏を行えば、左手で和音演奏を行わずとも、メロデ
ィと和音とで構成される楽曲の演奏が可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オートハーモナイズ機能を備えた電子楽器にあっては、
前述のように、オートハーモナイズスイッチをオフにし
た状態で押鍵を行うと、押鍵に対応する楽音のみが発生
し、オンにした状態で押鍵を行うと、押鍵に対応する楽
音とともに和音が発生する。したがって、メロディを構
成する特定の楽音に和音を付加した発音形態と、和音を
付加しない発音形態とを混在させながら演奏を行う場合
には、鍵盤を操作しつつオートハーモナイズスイッチを
随時オン・オフ操作しなければならず、操作が煩雑とな
ってしまう。

【０００４】本発明の課題は、煩雑なスイッチ操作を伴
わずに、ノートオンに対応した楽音のみを発生させる発
音形態と、ノートオンに対応した楽音と共に他の楽音を
発生させる発音形態とを自在に形成することのできる楽
音信号発生装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】課題を解決するために本
発明にあっては、ノートオンに応答して楽音信号を発生
する第１の楽音信号発生手段と、ノートオンがあると、
当該ノートオンより所定時間以上前に、当該ノートオン
より１つ前のノートオンに対応するノートオフがなされ
ていたか否かを判別する判別手段と、この判別手段によ
り、当該ノートオンより所定時間以上前にノートオフが
なされていたと判別されると、前記第１の楽音信号発生
手段の発生する楽音信号とは異なる楽音信号を発生する
第２の楽音信号発生手段とを有している。

【０００６】

【作用】前記構成において、第１の楽音信号発生手段は
順次ノートオンがあると楽音信号を発生する。ここで判
別手段はノートオンがあると、当該ノートオンより所定
時間以上前に、当該ノートオンより１つ前のノートオン
に対応するノートオフがなされていたか否かを判別す
る。そして、この判別手段により、当該ノートオンより
所定時間以上前にノートオフがなされていたと判別され
ると、第２の楽音信号発生手段は前記第１の楽音信号発
生手段の発生する楽音信号とは異なる楽音信号を発生す
る。

【０００７】しかし、ノートオフがあった時点から所定
時間経過する前に、次のノートオンがあった場合には、
このノートオンがあった時、１つ前のノートオンに対応
するノートオフが、当該ノートオフがあった時点より所
定時間前になされていない。よって、この場合には、第
２の楽音信号発生手段からの楽音信号の発生はなく、当
該ノートオンに応答して第１の楽音信号発生手段のみか
ら楽音信号が発生する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図にしたが
って説明する。図１は本発明を適用した電子楽器の全体
構成を示すブロック図であり、スイッチ部１には、各種
機能スイッチ、及び鍵盤の各鍵毎に設けられた鍵盤スイ
ッチ等が設けられている。これら、機能スイッチ及び鍵
盤スイッチの状態は、スイッチ部１からＣＰＵ３に入力
される。該ＣＰＵ３は、この電子楽器が有する機能の実
現に必要となる全ての制御を実行するのみならず、楽音
生成用の音源回路ハードウェアを用いることなく、プロ
グラム制御により楽音を生成する処理も実行する。

【０００９】すなわち、ＲＯＭ４には、後述するメイン
ルーチンによって示される全体処理プログラムと共に、
タイマーインタラプトルーチンによって示される音源処
理プログラムが記憶されており、さらにはエンベロープ
データ（レート、レベル等）、ピッチデータ等の各種楽
音制御パラメータ、ＰＣＭの楽音波形データ等が記憶さ
れている。前記ピッチデータは、楽音波形データを読み
出す際のアドレス加算値であって、押鍵により鍵盤スイ
ッチがオンとなった際あるいは記録されている演奏デー
タが読み出された際には、音高に対応するピッチデータ
と波形スタートアドレス、波形ループアドレスがワーキ
ング用のＲＡＭ５に用意されている中間データ記憶領域
にセットされる。

【００１０】ＲＡＭ５には、タイマーインタラプトルー
チンにおける音源処理により生成される各チャンネルの
楽音波形データ（８チャンネル分の累算波形値）を一時
記憶するための累算用レジスタＲが用意されている。前
記タイマーインタラプトルーチンにより生成された楽音
波形データは、ＣＰＵ３中の特に図示していないインス
トラクションデコーダ等からなる制御部からの信号ＣＯ
Ｍに応答して動作するラッチＡにラッチされ、ラッチＢ
に入力される。該ラッチＢは、前記タイマーインタラプ
トルーチンの実行を要求する信号ＩＮＴの周波数に従っ
たタイミングで、動作する。この信号ＩＮＴは、ハード
クロックにより分周生成される通常４０数ＫＨｚ程度の
安定した信号であって、よって、ラッチＢからはＩＮＴ
の周波数に依存した一定のサンプリング周期をもって、
Ｄ／Ａ変換器６に楽音波形データが出力される。

【００１１】前記タイマーインタラプトルーチンは、Ｉ
ＮＴの周波数に従った一定の時間間隔でメインルーチン
に割り込んで実行されるが、タイマーインタラプトルー
チンが実際に開始されるタイミング及び終了するタイミ
ングは変動し得る。つまり、ＣＰＵ３は割り込みがかか
っても、実行中のオペレーションを即時に中断すること
は不可能であり、その実行が終了してからインタラプト
処理に入る。また、タイマーインタラプト処理に要する
時間もそのプロセスに依存することから、楽音波形デー
タの生成周期は不安定なものとなる。そこで、前記ＣＯ
Ｍ信号によって制御されるラッチＡとＤ／Ａ変換器６と
の間に、正確なタイミング信号である前記ＩＮＴで制御
されるラッチＢを設けてある。これにより、ラッチＡの
ラッチタイミングが、インタラプト処理の処理時間等に
より変動しても、ＩＮＴのタイミングで動作するラッチ
Ｂの存在により、Ｄ／Ａ変換器６の入力データが切り替
わるタイミングはＩＮＴと同期する。つまり、Ｄ／Ａ変
換器６にはＩＮＴの１周期分だけ遅れた信号がＩＮＴの
タイミングにて入力され、アナログ変換される。該Ｄ／
Ａ変換器６によりアナログ変換された音声波形信号は、
ローパスフィルタ７でフィルタリングされ、その後アン
プ８で増幅され、スピーカ９を介して放音される。

【００１２】さらに、ＲＯＭ４の一部には、図２に示し
たハーモナイズメモリ１０が設けられている。このハー
モナイズメモリ１０には、アドレスＡＤＲ０１〜０９に
各々キーオンからの発音開始タイミング、音色、音高、
ベロシティ（音量）、及び音長を示すデータが記憶され
ている。すなわち、この実施例においては、発音開始タ
イミングデータは全て“００”であって、キーオンと同
時に発音を開始することを示し、音色データは全て“１
０”であって同一音色であることを示す。また、アドレ
スＡＤＲ０１〜０３、０４〜０６、０７〜０９に記憶さ
れている各データ群〜の音高データの組み合わせ
（“Ｃ４，Ｅ４，Ｇ４”“Ｃ４，Ｆ４，Ａ４”“Ｃ４，
Ｅ４，Ｇ４”）により、３音からなる和音が発生するよ
うに構成されている。また、音長データは４分音符＝２
４をもって記憶され、よって、音長データ“９６”は４
拍子における全音符長を、“４８”は２分音符長を示し
ている。

【００１３】他方、ＲＡＭ５の一部には、前述した累算
用レジスタＲのみならなず、図３に示したレジスタ群が
設けられている。このレジスタ群において、シーソー、
チャンネル１、及びチャンネル２は１ビット構成であ
り、“０”又は“１”が格納される。また、レジスタ
Ａ，Ｂ，Ｃには、図２に示したハーモナイズメモリ１０
から読み出された、アドレスＡＤＲ０１〜０３、０４〜
０６、０７〜０９に記憶されているデータ群〜を１
組として、この１組のデータ群〜を構成する３個の
データが各々格納される。

【００１４】次に、以上の構成にかかる本実施例の動作
について、ＣＰＵ３によって実行されるプログラムの概
容を示したフローチャートに従って説明する。すなわ
ち、図４は本実施例の全体処理プログラムを示すメイン
ルーチンであり、電源の投入に伴って開始され、先ずイ
ニシャライズ処理（ＳＡ１）により、ＲＡＭ５に設けら
れたレジスタ群、シーソー、チャンネル１、チャンネル
２のクリアやレジスタＡ，Ｂ，Ｃに対する初期値設定等
を行う。なお、この初期値設定より、レジスタＡ，Ｂ，
Ｃには、前述したデータ群を構成するアドレスＡＤＲ
０１〜０３に記憶されているデータが各々に格納され
る。

【００１５】次に、スイッチ部１に設けられている鍵盤
スイッチ以外の機能スイッチをスキャンし（ＳＡ２）、
このＳＡ２におけるスキャン結果により前回の状態から
変化した機能スイッチを識別し、これに応じた処理を行
う（ＳＡ３）。引き続きスイッチ部１における鍵盤スイ
ッチのスキャンを行い（ＳＡ４）、このＳＡ４における
スキャン結果に応じてノートオン、ノートオフ等の対応
する処理を行う（ＳＡ５）。さらに、ＳＡ３及びＳＡ５
にて実行された以外の、その他の処理を実行し（ＳＡ
６）、以降電源がオン状態にある間ＳＡ２〜ＳＡ６の処
理を繰り返す。

【００１６】このメインルーチンに対して、図５に示し
たタイマーインタラプトルーチンが信号ＩＮＴの周波数
ｆｓに従ったタイミング、つまり１／ｆｓ秒経過毎に割
り込んで実行され、音源処理（ＳＢ１）を行う。この音
源処理（ＳＢ１）は、図６に示したフローに従って実行
され、まずＲＡＭ５中に設けられている前記累算用レジ
スタＲをクリアする（ＳＣ１）。これにより、前回の音
源処理にて記憶された１ｃｈ〜８ｃｈまでの累算波形値
を消去した後、１ｃｈ〜８ｃｈまでの全チャンネルの音
源処理を順次実行する（ＳＣ２〜ＳＣ９）。

【００１７】すなわち、ＳＣ２では１ｃｈの波形値を求
めてこれを累算用レジスタＲにセットし、ＳＣ３では同
様にして２ｃｈの波形値を求めて累算用レジスタＲに累
算する。さらに、ＳＣ４〜ＳＣ９では、各々前のステッ
プで累算された累算用レジスタＲの値に順次当該ｃｈの
波形値を累算する。よって、ＳＣ９の処理が終了した時
点において、累算用レジスタＲには１ｃｈ〜８ｃｈまで
の累算波形値が格納されている。そして、この累算用レ
ジスタＲに格納された累算波形値を、図５のＳＢ２にて
ラッチＡにラッチし、これによりラッチＡには音源処理
（ＳＢ１）が終了するタイミングにて１ｃｈ〜８ｃｈの
累算波形値がラッチされる。さらに、このラッチＡにラ
ッチされた累算波形値は、前述のようにハードクロック
により分周生成された正確な一定サンプリング周期をも
ってラッチＢにラッチされ、Ａ／Ｄ変換器６に入力され
てアナログ値に変換され、これによりスピーカ９からは
歪みのない楽音が放音される。

【００１８】また、図４のＳＡ５では、図７及び図８に
示したフローに従ってその一部の処理が実行される。す
なわち、図７に示したフローでは、鍵盤スイッチのスキ
ャン結果に基づき、Ｎｅｗキーオンが有るか否かを判別
する（ＳＤ１）。そして、ユーザーが押鍵することによ
り、Ｎｅｗキーオンが発生した場合にはＮｅｗキーオン
に基づいて発音制御を実行する（ＳＤ２）。これによ
り、スピーカー９からはＮｅｗキーオンにより指定され
た音高及びベロシティに応じた音量であって、予め指定
されている音色（例えば音色＝１０）の楽音が発生し始
める。

【００１９】次に、シーソーに“０”が格納されている
か否かを判別し（ＳＤ３）、“０”が格納されている場
合にはチャンネル１に“１”を格納し（ＳＤ４）、か
つ、シーソーに“１”を格納する（ＳＤ５）。また、シ
ーソーに“１”が格納されている場合には、チャンネル
２に“１”を格納するとともに（ＳＤ６）、シーソーに
“０”を格納する（ＳＤ７）。つまり、シーソーは、押
鍵タイミング毎に反転するとともに、この反転するシー
ソーの状態に応じて、押鍵タイミング毎にチャンネル１
とチャンネル２とに“１”を交互に格納する。したがっ
て、図９の上部に示した楽譜を構成する音符に対応する
押鍵を、点線で示したタイミングで行ったとすると、チ
ャンネル１とチャンネル２は、この点線で示したタイミ
ングで交互に“１”が格納される。

【００２０】また、ＳＡ５の一部を構成する図８のフロ
ーでは、鍵盤スイッチのスキャン結果に基づき、Ｎｅｗ
キーオフが有るか否かを判別する（ＳＥ１）。そして、
ユーザーが離鍵することにより、Ｎｅｗキーオフが発生
した場合には、Ｎｅｗキーオフに対応する楽音の消音制
御を実行する（ＳＥ２）。これにより、前述のＳＤ２の
処理で対応するキーオンに基づきスピーカ９から発生し
ていた楽音は、強制減衰される。また、続くＳＥ３では
Ｎｅｗキーオフに対応するチャンネル♯に“０”を格納
する。よって、前述のＳＤ４又はＳＤ６でキーオン発生
時に“１”が格納されたチャンネル１及びチャンネ２
は、このキーオン対応するキーオフが発生した時点で０
リセットされる。したがって、このようにメインルーチ
ンのＳＡ５で、図７に示したフローのＳＤ３〜ＳＤ７と
図８に示したフローのＳＥ３とが実行されると、図９に
示すように、チャンネル１とチャンネル２とは、キーオ
ンの発生時点で交互に“１”となり、当該キーオンに対
応したキーオフの発生時点で“０”となる動作を繰り返
す。

【００２１】他方、図７のフローにおいてＳＤ５に続く
ＳＤ８では、チャンネル２がΔｔ時間以上前に“０”に
なっていたかを否かを判別する。つまり今回のキーオン
によりチャンネル１をセットした場合には、それより前
にチャンネル２をセットした前回のキーオンに対応する
キーオフが、今回のキーオンの時点よりもΔｔ時間以上
前に発生したか否かを判別する。この判別の結果、今回
のキーオンの発生時点よりΔｔ時間以上前に前回のキー
オンに対応するキーオフが発生していた場合（チャンネ
ル２がΔｔ時間以上前に“０”になっていた場合）に
は、レジスタＡ，Ｂ，Ｃに基づいて、発音制御を実行す
る（ＳＤ１０）。

【００２２】すなわち、図９の上部に示した楽譜に従っ
て演奏を開始し、その冒頭の音符である音高Ｃ４に対応
するキーオンが発生した際には、チャンネル２が“０”
になった時点は、この演奏を開始する前であって当然に
今回の音高Ｃ４のキーオンよりもΔｔ時間以上前であ
る。よって、この場合には、レジスタＡ，Ｂ，Ｃに格納
されているデータに基づき楽音を発生させる。ここで、
レジスタＡ，Ｂ，Ｃには、前述したようにイニシャライ
ズ処理で、図２に示したハーモナイズメモリ１０から読
み出されたアドレスＡＤＲ０１〜０３に記憶されている
データ群のデータが各々格納されている。したがっ
て、このレジスタＡ，Ｂ，Ｃに格納されたデータに基づ
いて楽音を発生させると、図９の最下部に本実施例とし
て示したように、音高Ｃ４，Ｅ４，Ｇ４の組み合わせか
らなる和音が全音符長をもって発生する。

【００２３】また、図７のフローにおいてＳＤ７に続く
ＳＤ９では、チャンネル１がΔｔ時間以上前に“０”に
なっていたかを否かを判別する。つまり今回のキーオン
によりチャンネル２をセットした場合には、それより前
にチャンネル１をセットした前回のキーオンに対応する
キーオフが、今回のキーオンの時点よりもΔｔ時間以上
前に発生したか否かを判別する。この判別の結果、今回
のキーオンの時点よりΔｔ時間以上前に前回のキーオン
に対応するキーオフが発生していない場合（チャンネル
１がΔｔ時間以上前に“０”になっていない場合）に
は、エンドに進む。よって、図９において点線のタイミ
ングで２番目の音符（音高Ｃ４の４分音符）に対応する
押鍵を行った場合のように、Δｔ時間内に前回のキーオ
ンに対応するキーオフがあった場合（Δｔ時間内でチャ
ンネル１が“１”から“０”に変化した場合）には、レ
ジスタＡ，Ｂ，Ｃに格納されたデータに基づく和音の発
生はない。

【００２４】また、前述のＳＤ１０でレジスタＡ，Ｂ，
Ｃに格納されているデータに基づく和音を発生させた場
合には、アドレスポインタＡＤＲの値に“３”を加算す
る（ＳＤ１１）。引き続き、アドレスポイタＡＤＲの値
が“１０”以上となったか否かを判別し（ＳＤ１２）、
“１０”以上となっていなければ、アドレスポイタＡＤ
Ｒが示すアドレスＡＤＲに記憶されているハーモナイズ
メモリ１０のデータをレジスタＡに、アドレスＡＤＲ＋
１に記憶されているデータをレジスタＢに、アドレスＡ
ＤＲ＋２に記憶されているデータをレジスタＣに各々格
納する（ＳＤ１２）。

【００２５】また、アドレスポイタＡＤＲの値が“１
０”以上となった場合には、このアドレスポイタＡＤＲ
の値を“０１”にセットした後（ＳＤ１３）、前述した
ＳＤ１４の処理を実行する。したがって、レジスタＡ，
Ｂ，Ｃには、イニシャライズ処理で図２に示したデータ
群を構成する各データが格納された後、このレジスタ
Ａ，Ｂ，Ｃに格納されたデータに基づく発音処理が実行
された都度、データ群→→→→→・・・を構
成するデータが順次格納されて行く。

【００２６】したがって、前述した音高Ｃ４，Ｅ４，Ｇ
４の組み合わせからなる和音を全音符長をもって発生さ
せた後においては、レジスタＡ，Ｂ，Ｃには、アドレス
ＡＤＲ０４〜０６に記憶されているデータ群を構成す
るデータ（各々音高Ｃ４、Ｆ４、Ａ４であって２分音符
長）が格納されている。よって、図９の上部に示した楽
譜において、冒頭から５番目の音符である音高Ａ４の４
分音符に対応する押鍵を点線で示すタイミングで行った
場合のように、今回のキーオンの発生時点よりΔｔ時間
以上前に前回のキーオンに対応するキーオフが発生して
いた場合には、今回のキーオンに応答して音高Ｃ４，Ｆ
４，Ａ４の組み合わせからなる和音が２分音符長をもっ
て発生する。

【００２７】また、この音高Ｃ４，Ｆ４，Ａ４の組み合
わせからなる和音を２分音符長をもって発生させた後に
おいては、レジスタＡ，Ｂ，Ｃには、データ群を構成
するアドレスＡＤＲ０７〜０９に記憶されているデータ
（各々音高Ｃ４、Ｅ４、Ｇ４であって４分音符長）が格
納されている。よって、前記楽譜において最後の音符で
ある音高Ｇ４の２分音符に対応する押鍵を点線で示すタ
イミングで行った場合のように、今回のキーオンの時点
よりΔｔ時間以上前に前回のキーオンに対応するキーオ
フが発生していた場合には、今回のキーオンに応答して
音高Ｃ４，Ｅ４，Ｇ４の組み合わせからなる和音が２分
音符長をもって発生する。

【００２８】以降、同様にして今回のキーオンの時点よ
りΔｔ時間以上前に前回のキーオンに対応するキーオフ
が発生していた場合、つまりスタッカート奏法で演奏を
行った場合には、当該押鍵に対応した楽音とともに和音
が発生し、また、今回のキーオンの時点よりΔｔ時間前
以内に前回のキーオンに対応するキーオフが発生してい
ない場合、つまりレガート奏法で演奏した場合には和音
が発生することなく、キーオンに対応する単音のみが発
生する。よって、別途スイッチ操作を行わずに、スタッ
カート奏法とレガート奏法とを選択的に用いて押鍵を行
うことにより、和音の発生を伴う演奏と和音の発生を伴
わない単音のみの演奏とを自在に行うことができる。

【００２９】なお、この実施例においては、各データ群
〜内のデータで構成される３種類の和音を発生させ
るようにしたが、より多くのデータ群を記憶しておき、
４種類以上の和音を順次発生させるようにしてもよい。
また、異なるデータが記憶された複数のハーモナイズメ
モリを用意しておき、異なるハーモナイズメモリからデ
ータ群を読み出して和音を順次発生させるようにしても
よい。さらに、実施例では和音を発生させるようにした
が、所定のフレーズを構成する楽音を発生させるように
してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ノートオ
ンがあった時、１つ前のノートオンに対応するノートオ
フが、当該ノートオンがあった時より所定時間以上前に
なされていたか否かを判別し、当該ノートオンより所定
時間以上前にノートオフがなされていたと判別される
と、当該ノートオンに応答して発生する楽音信号と共
に、これと異なる楽音信号をも発生させるようにした。
よって、煩雑なスイッチ操作を伴わずに、ノートオン及
びノートオフを発生させる操作のみにより、操作に対応
した楽音のみを発生させる発音形態と、この操作に対応
した楽音と共に他の楽音を発生させる発音形態とを自在
に形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を適用した電子楽器の全体構
造を示すブロック図である。

【図２】本実施例のＲＯＭの一部に設けられたハーモナ
イズメモリの構成を示す概念図である。

【図３】同実施例のＲＡＭの一部に設けられたレジスタ
群を示す概念図である。

【図４】メインルーチンを示すフローチャートである。

【図５】タイマーインターラプトルーチンを示すフロー
チャートである。

【図６】タイマーインターラプトルーチンにおける音源
処理の内容を示すフローチャートである。

【図７】図４に示したメインルーチンにおけるＳＡ５の
処理の一部を示すフローチャートである。

【図８】図４に示したメインルーチンにおけるＳＡ５の
処理の一部を示すフローチャートである。

【図９】本実施例と従来例の発音動作等を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

３ ＣＰＵ ４ ＲＯＭ ５ ＲＡＭ １０ ハーモナイズメモリ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10H 1/38 G10H 1/10 G10H 1/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノートオンに応答して楽音信号を発生す
   る第１の楽音信号発生手段と、 ノートオンがあると、当該ノートオンより所定時間以上
   前に、当該ノートオンより１つ前のノートオンに対応す
   るノートオフがなされていたか否かを判別する判別手段
   と、 この判別手段により、当該ノートオンより所定時間以上
   前にノートオフがなされていたと判別されると、前記第
   １の楽音信号発生手段の発生する楽音信号とは異なる楽
   音信号を発生する第２の楽音信号発生手段と、 を有することを特徴とする楽音信号発生装置。
2. 【請求項２】 前記第２の楽音信号発生手段は、和音を
   構成する楽音信号を発生することを特徴とする請求項１
   記載の楽音信号発生装置。