JP3433762B2 - 電子楽器の音源装置 - Google Patents
電子楽器の音源装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、閉ループを有する音源
装置の改良に関するものであり、電子楽器、ゲーム機
器、コンピュータ用音源装置、マルチメディア機器等に
適用して好適なものである。 【０００２】 【従来の技術】電子楽器等の音源回路としては、波形メ
モリを読み出す音源回路や、ＦＭ音源回路が一般に知ら
れているが、その他に閉ループを有する音源回路が従来
から提案されている。この閉ループを有する音源回路
は、かつてそれを実現するデバイスが少なく実用化する
ことが困難であったが、いわゆるＤＳＰ（Digital Sign
al Processor）を用いることにより、容易に実現するこ
とができるようになった。この閉ループ音源回路の原理
を図６を用いて説明する。図６に示すような閉ループ音
源回路は、加算器１０１とディレイ回路１０２とオール
パスフィルタ１０３からなる閉ループにより構成されて
いる。そして、入力されたインパルス状あるいは１周期
波形の励振波形は、加算器１０１に供給され、この加算
器１０１よりの出力はディレイ回路（ＤＥＬＡＹ）１０
２により所定時間遅延されて、オールパスフィルタ（Ａ
ＰＦ）１０３に出力される。そして、このＡＰＦ１０３
の出力を前記加算器１０１に戻すことにより閉ループ上
を励振波形が巡回し、加算器１０１の出力より楽音出力
が得られている。 【０００３】この閉ループの周波数特性は、ＤＥＬＡＹ
１０２を含む閉ループ全体の遅延時間に対応した周波数
と、その整数倍関係にある周波数の位置に共振峰を有す
るくし型特性となるため、ＤＥＬＡＹ１０２に設定され
る遅延時間に対応する周波数成分と、その整数倍関係に
ある周波数成分が巡回するようになる。このため、入力
された励振波形の周波数にかかわらず前記ＤＥＬＡＹ１
０２の遅延時間に対応して決まる周波数成分が、結局の
ところ閉ループから出力されるようになる。従って、Ｄ
ＥＬＡＹ１０２に発生させようとする音名のピッチに対
応する遅延時間を設定することにより、任意の音名のピ
ッチを出力できる音源回路とすることができる。なお、
ＡＰＦ１０３は周波数特性はフラットであるが、その遅
延特性（位相特性）は周波数に依存する特性となってお
り、この遅延特性は一般に低い周波数ほど遅延時間が長
く、高い周波数ほど遅延時間は短くなる。このように、
周波数に対し非線形に遅延時間が変化すると、倍音間に
おいてピッチが微妙にずれた音が、前記音源回路から出
力されるようになり、自然楽器の音をより良くシミュレ
ーションすることができるようになる。特に、このシミ
ュレーションは弦楽器や管楽器のシミュレーションを行
うには好適なものとなる。 【０００４】前記説明においては、閉ループの遅延時間
はＤＥＬＡＹ１０２の遅延時間だけで決まるように説明
したが、実際にはＡＰＦ１０３も遅延時間を有している
ため、その遅延時間もピッチを決定する要素となってい
る。その他、音色形成のためにループ内にフィルタを設
ける時は、その遅延特性をもピッチ決定の際に考慮しな
ければならない。このことを図７を用いて説明する。こ
の図において、Ｄd はＤＥＬＡＹ１０２の遅延時間であ
り、Ｄapf はＡＰＦ１０３の遅延時間である。すなわ
ち、閉ループの総遅延時間は（Ｄd+Ｄ apf）となり、こ
の総遅延時間により、加算器１０１から出力されるピッ
チが決定される。この場合、ＡＰＦ１０３の周波数特性
を図示するａの特性とすると、基音の周波数における遅
延時間はＤb1となり、２倍音に対してはＤb2となり、３
倍音に対してはＤb3と異なった遅延時間となることがわ
かる。そして、この遅延時間により各々のピッチが決定
されるが、遅延時間は非線形に変化しているため、前記
説明のように倍音間のピッチがずれるようになるのであ
る。 【０００５】次に、特開昭６１−１６２０９４号として
公開された、前記した閉ループを用いた音源回路の従来
例を図８に示す。この図において、２１０は初期波形Ｒ
ＯＭであり、初期波形が記憶されている読み出し専用メ
モリ（ＲＯＭ）であり、このＲＯＭ２１０から読み出さ
れた初期波形は切換回路２３０に印加されている。そし
て、閉ループは、切換回路２３０，ローパスフィルタ２
４０，オールパスフィルタ２５０，オールパスフィルタ
２６０，混合器２７０およびランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）２２０から構成されている。このうち、ロー
パスフィルタ２４０は音色を作成するためのフィルタで
あり、遅延素子２４１，２個の乗算器２４２，２４４，
加算器２４３からなり、その周波数特性は、乗算器２４
２，２４４に設定される乗算係数Ｓおよび（１−Ｓ）の
値により決定されている。 【０００６】このローパスフィルタ２４０よりの出力は
オールパスフィルタ２５０へ入力され、このオールパス
フィルタ２５０は２個の加算器２５１，２５３，２個の
遅延素子２５４，２５５，１個の乗算器２５２から構成
されている。このオールパスフィルタ２５０の周波数特
性は平坦であるが、位相特性は周波数に依存している。
このオールパスフィルタ２５０の出力は、同じ構成のオ
ールパスフィルタ２６０に入力される。このオールパス
フィルタ２６０はピッチを調整するために設けられてお
り、この出力は２個の乗算器と１個の加算器からなる混
合器２７０を介してＲＡＭ２２０に格納される。このＲ
ＡＭ２２０は遅延手段として設けられており、ＲＡＭ２
２０に格納されてから読み出されるまでの時間が遅延時
間として設定されている。すなわち、出力するピッチに
応じてこの時間が設定されているのである。 【０００７】この音源回路の動作を説明すると、まず、
初期波形が例えば１周期分ＲＯＭ２１０から読み出さ
れ、切換回路２３０を介してローパスフィルタ２４０に
供給されて所望の演算が施され、さらにオールパスフィ
ルタ２５０およびオールパスフィルタ２６０によりフィ
ルタ演算が行われ、信号遅延用としてのＲＡＭ２２０に
記憶される。そして、ＲＡＭ２２０に記憶され所定時間
遅延した信号を読み出し、同様にローパスフィルタ２４
０，オールパスフィルタ２５０，２６０によりフィルタ
演算が施される。このようにして、次々と波形が変化す
る楽音が閉ループを巡回しながら形成される。発生され
た楽音は、切換回路２３０の出力から取り出され、Ｄ／
Ａ変換器に印加される。 【０００８】この場合、ＲＡＭ２２０に書き込んでから
読み出すまでの時間をｔx ，ローパスフィルタ２４０の
遅延時間をｔLPF 、オールパスフィルタ２５０の遅延時
間をｔAPF1，オールパスフィルタ２６０の遅延時間をｔ
APF2とすると、閉ループの持つ固有周波数ｆ0 は、 ｆ0 ＝１／（ｔx ＋ｔLPF ＋ｔAPF1＋ｔAPF2） となり、この周波数ｆ0 が出力される楽音のピッチとな
る。 【０００９】なお、ローパスフィルタ２４０は自然楽器
の音が多くの場合高域から減衰を始めることに対応した
フィルタで、信号が閉ループを巡回することに従って、
高域成分が徐々に減衰するようになっている。また、こ
のローパスフィルタの遅延時間は周波数にあまり依存せ
ず、乗算係数Ｓおよび（１−Ｓ）に依存する。オールパ
スフィルタ２５０は乗算器２５２の乗算係数Ｃ１に応じ
て位相特性が変化し、特に−１に近い値を設定すると、
位相特性が大きくうねり周波数に応じて遅延特性が異な
るようになる。このため、非整数倍音が発生するように
なり、ピアノ等の音をシミュレーションすることができ
るようになる。また、オールパスフィルタ２６０は、ロ
ーパスフィルタ２４０，オールパスフィルタ２５０で発
生する遅延時間を補正し、正確なピッチを作る役割を果
たしている。これは、乗算器２６２の乗算係数Ｃ２の値
を適宜選択することにより実現される。 【００１０】混合器２７０は閉ループ内のデータに他の
閉ループからのデータを混合し、楽音の変化をより複雑
としている。ところで、図８に示す音源回路において
は、前記説明したようにオールパスフィルタ２５０によ
って、倍音のピッチを微妙にずらす効果を与えている
が、その効果の関わり方はオールパスフィルタの位相特
性が周波数に依存しているため、音高によって異なるよ
うになり、音高の変化にともない聴感上自然な楽音に聞
こえなくなる。このため、オールパスフィルタ２５０の
乗算係数を音高によって変化させ、効果の関わりかたを
音高に応じて変えることにより聴感上自然な楽音とする
必要がある。 【００１１】さらに、ローパスフィルタ２４０の乗算係
数Ｓ，（１−Ｓ）を変化させて音色を変化させると、ロ
ーパスフィルタ２４０における遅延時間が異なるように
なり、ピッチがずれてくる。このため、ピッチがずれな
いように閉ループの総遅延時間を補正する必要がある。
また、オールパスフィルタ２５０によっても音色は変化
することから、音色を変化させる時は、オールパスフィ
ルタ２５０の乗算係数Ｃ１も変化させている。すると、
前記のようにその遅延時間量も変化するようになるた
め、音色に応じて閉ループの総遅延時間を補正する必要
もある。 【００１２】このような補正を自動的に行う制御装置の
一例を図９に示し、この図を参照しながら説明を行う。
図９において、ピッチを指示するPITCH 情報はピッチを
総遅延時間ＤTOTAL に変換するPITCH-DTOTAL変換部３０
１に入力され、この変換部３０１より変換された総遅延
時間DTOTALは加算器３０２に入力される。また、音高に
応じた音色とするため、PITCH 情報は音色フィルタ係数
供給部３０４に入力され、TOUCH 情報および音色制御信
号（ＴＣ）と共に音色フィルタ係数（ＴＦ係数）を読み
出して出力している。また、読み出されたＴＦ係数は、
ＴＦ係数−ＤTF変換部３０５に供給されて、そのＴＦ係
数により決まる遅延時間ＤTFに変換されて、加算器３０
２に入力され総遅延時間ＤTOTAL から遅延時間ＤTFが差
し引かれて、その出力は次の加算器３０３に入力され
る。 【００１３】さらに、音高にオウジテ効果の関わりかた
を同じにするため、PITCH 情報はオールパスフィルタ係
数供給部３０６にも供給されており、ＴＣ信号と共にオ
ールパスフィルタ係数（ＡＰＦ係数）を読み出して出力
している。また、読み出されたＡＰＦ係数は、ＡＰＦ係
数−ＤAPF 変換部３０７に供給されて、そのＡＰＦ係数
により決まる遅延時間ＤAPF に変換されて、加算器３０
２に入力され総遅延時間ＤTOTAL から遅延時間ＤAPF が
差し引かれて遅延回路に設定する遅延データＤＬＹが出
力される。このように、遅延データＤＬＹはＴＦ係数お
よびＡＰＦ係数により補正されている。この、制御装置
を図８に示す音源回路に適用した時は、遅延データＤＬ
ＹはＲＡＭ２２０およびオールパスフィルタ２６０の遅
延データとして使用され、ＴＦ係数はローパスフィルタ
２４０の乗算係数として、ＡＰＦ係数はオールパスフィ
ルタ２５０の乗算係数として使用される。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】図９に示す制御装置に
おいては、前述のように音高に応じたオールパスフィル
タの係数を音色ごとのテーブルとしてオールパスフィル
タ係数供給部に備える必要があり、そのテーブルを作成
する作業が煩雑であると共に、テーブルの大きさが膨大
なものになるという問題点があった。そこで、本発明は
膨大なテーブルを用意することなく、音高および音色が
変化しても聴感上自然な楽音をピッチがずれることなく
発生できる閉ループ音源回路を提供することを目的とし
ている。 【００１５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、閉ループ音源回路において総遅延時間に
対するオールパスフィルタの遅延時間の比を非調和度と
定義し、この非調和度を音高が変化しても一定となるよ
う制御するようにしたものである。さらに、本発明は非
調和度の情報に応じて遅延回路に設定する遅延時間を補
正するようにしたものである。 【００１６】 【作用】本発明によれば、音高に応じたオールパスフィ
ルタの係数を音色ごとのテーブルとして備えることな
く、非調和度という概念を導入し、この非調和度を一定
とするよう制御することにより、音高が変化しても聴感
上自然な変化をする楽音を得ることができる。また、音
高に応じて音色を変化させてもピッチは自動的に補正さ
れるようになる。 【００１７】 【実施例】本発明の音源回路のブロック図を図１に示
す。この図において、閉ループは音色フィルタ（ＴＦ）
３と、遅延回路（ＤＥＬＡＹ）４と、オールパスフィル
タ（ＡＰＦ）５と、アンプ６及び加算器２とにより構成
されている。発生されたインパルス状あるいは１周期波
形等の波形を、加算器２に供給している励振波形発生部
１には、キーオン信号（ＫＯＮ），ピッチ（Ｐ），タッ
チ情報（TOUCH)及び波形データＷＡＶＥが入力され、こ
れらの情報に応じた波形が発生されている。この励振波
形は各種の波形発生方式、例えば波形メモリ方式、ＦＭ
変調方式、その他ノイズ発生器などにより発生するよう
にしてもよい。 【００１８】また、音色フィルタ３にはＴＦ係数が供給
されて所望の音色の楽音となるようにされ、遅延回路４
にはＤＬＹデータが供給されて所定の音高の楽音となる
ようにされる。また、オールパスフィルタ５にはＡＰＦ
係数が供給されて倍音間におけるピッチのずれが音高に
応じて聴感上自然に変化されるようにされ、そしてアン
プ６にはLOOP GAIN データが供給されて閉ループのルー
プゲインが所定値になるよう設定されている。なお、Ｔ
Ｆ係数は音色を設定するデータであり、ＤＬＹデータは
音高を指示するデータであり、ＡＰＦ係数は倍音間のピ
ッチのずれを設定するデータである。このように構成さ
れた音源回路において、励振波形発生部１から発生され
た励振波形は加算器２に供給されることにより、上記閉
ループに供給され、この閉ループの総遅延時間に対応す
るピッチとその整数倍関係にある倍音成分が閉ループを
巡回するようになり、巡回にともない音色フィルタ３お
よびＡＰＦ５により波形が変化された楽音が次々と形成
されて出力されるようになる。なお、音色フィルタ３は
通常ローパスフィルタから構成されるが、ローパスフィ
ルタ２４０は自然楽器の音が多くの場合高域から減衰を
始めることに対応したフィルタであり、何回も閉ループ
を巡回することにより、高域成分が徐々に減衰するよう
にされる。 【００１９】上記音源回路の、励振波形発生部１及び閉
ループを構成する各部に供給されているデータあるいは
係数は図２に示す制御部２３により発生されている。こ
の制御部２３には演奏操作子（Ｋ／Ｂ）２１からの情報
及び音色設定操作子２２からの情報が入力され、これら
の入力情報に基づいて、各データあるいは係数を発生し
ている。このうち、ＤＬＹデータ及びＴＦ係数，ＡＰＦ
係数は制御部２３内の本発明に係るフィルタ遅延制御部
２４から発生されており、残りのループゲインデータ L
OOP GAIN，波形データＷＡＶＥ，ピッチ（Ｐ），タッチ
情報（TOUCH ）及びキーオン信号（ＫＯＮ）が制御部２
３から発生されている。特に、フィルタ遅延制御部２４
から発生されるＤＬＹデータはＴＦ係数およびＡＰＦ係
数に応じて補正されており、ＴＦ係数は音高に応じた係
数とされると共に、ＡＰＦ係数は非調和度が一定となる
ような係数とされる。このように構成された音源回路に
おいては、加算器２から楽音出力が出力されるライン７
を伝達する信号が進行波に、加算器２に戻るライン８を
伝達する信号が反射波に相当するため、特に弦楽器や管
楽器のシミュレーションに適した物理モデルとすること
ができる。 【００２０】次に、図３にＡＰＦの一例を示す。このＡ
ＰＦは入力信号が入力された加算器２７において、乗算
器２６の出力と入力とを加算し、その出力はＤＥＬＡＹ
２８及び乗算器２９に供給される。そして、ＤＥＬＡＹ
２８の出力と、乗算器２９によりＡＰＦ係数１が乗算さ
れた信号との差分が加算器２５により演算されて出力さ
れると共に、ＤＥＬＡＹ２８の出力にＡＰＦ係数２が乗
算器２６により乗算されて加算器２７に供給されてい
る。そして、乗算器２６及び乗算器２９に設定するＡＰ
Ｆ係数１，２により、ＡＰＦの周波数特性は例えば図７
のａに示すようになり、ＡＰＦ係数１，２を変化させる
と、同図ｂあるいはｃに示すような特性とすることがで
き、周波数に対する遅延時間の依存性を変化させること
ができるようになる。このため、ＡＰＦ係数１，２を可
変することにより倍音間のピッチのずれを変化させるこ
とができる。 【００２１】本発明は、音高が変化してもＡＰＦ４によ
る効果のかかり方を同じにするために、非調和度Ｉとい
うパラメータＩを設定する。そして、このパラメータを
導入することにより、ＡＰＦ４による効果のかかり方が
音高が変化しても聴感上同じになることを、実験的に確
認したことに基づいてなされたものである。この非調和
度Ｉとは、閉ループの総遅延時間に対するＡＰＦ４の遅
延時間の割合で定義され、このように定義された非調和
度Ｉに基づき、ＡＰＦ４などループ内の要素を制御して
出力される楽音の非調和感が、音高が変化しても一定に
なるよう制御しているのが、前記フィルタ遅延制御部２
４なのである。 【００２２】次に、制御部２３内のフィルタ遅延制御部
２４により、入力された非調和度のパラメータＩに基づ
いて非調和度Ｉが一定になるようＡＰＦ係数を補正する
と共に、音高および音色が変化してもピッチがずれない
ようにＤＬＹデータ，ＴＦ係数を補正する方法を以下に
説明する。説明に先立ち、種々のパラメータを次のよう
に定義する。 ＤToTAL ：総遅延時間 ＤTF ：音色フィルタＴＦ３の遅延時間 Ｄd ：ＤＥＬＡＹ４の遅延時間 ＤAPF ：ＡＰＦ５の遅延時間 Ｐ ：閉ループの基音周波数（ピッチ） Ａ ：ＡＰＦ係数 Ｉ ：非調和度 【００２３】すると、総遅延時間ＤToTAL は、閉ループ
の基音周波数によって決まるから ＤToTAL ＝１／Ｐ ・・・（１） となる。次に、非調和度Ｉは前記定義の通りであり、次
式で表せる。 Ｉ＝ＤAPF ／ＤToTAL ・・・（２） すなわち、 ＤAPF ＝Ｉ＊ＤToTAL ・・・（３） となる。 【００２４】また、ＡＰＦ係数ＡはピッチＰに応じてそ
の効果が同じになるよう変化させられると共に、ＡＰＦ
５の遅延時間ＤAPF はＡＰＦ係数Ａに応じて決定される
ため、ＡＰＦ係数ＡはピッチＰと遅延時間ＤAPF の関数
として次のように表せる。 Ａ＝ｆ1 （Ｐ，ＤAPF ） ・・・（４） また、遅延時間ＤAPF は、（３）式に示すように非調和
度Ｉの関数でもあるから、 Ａ＝ｆ2 （Ｐ，Ｉ） ・・・（５） とも表せる。さらに、総遅延時間ＤToTALノ補正量はＡＰ
Ｆ５の遅延時間Ｄ APFと音色フィルタ３の遅延時間ＤTF
との和に等しいから、ＤＥＬＡＹ４に設定すべき遅延時
間Ｄd は、 Ｄd ＝ＤToTAL −（ＤAPF ＋ＤTF） ・・・（６） となる。 【００２５】従って、パラメータＩを定めることによ
り、上記（３），（４）式あるいは（５）式によりＡＰ
Ｆ係数Ａを、（３），（６）式によりＤＥＬＡＹ４の遅
延時間Ｄd を、フィルタ遅延制御部２４により算出する
ことができ、そのデータおよび係数をそれぞれ設定する
ことにより、非調和度Ｉを一定とした制御を行うことが
できる。また、音高が変化してもＡＰＦ４による効果の
かかり方を同じとするためにＡＰＦ４の係数をパラメー
タＩが一定となるよう変化したことに伴う遅延時間Ｄ
APF の変化によるピッチのずれを、上記（６）式で見ら
れるとおり補正することができるようになる。ここで、
ＡＰＦ４の伝達関数Ｆが、一般的な（７）式で表せる関
数とした時のＡＰＦ係数Ａの求め方を説明する。 Ｆ＝（Ａ−Ｚ-1）／（１−ＡＺ-1） ・・・（７） ここで、ω＝２πＰであるから、 Ａ＝−ｓｉｎ（（ω−ω＊ＤAPF ）／２）／ｓｉｎ（（ω＋ω＊ＤAPF ）／２） ＝−ｓｉｎ（πＰ−πＰ＊ＤAPF ）／ｓｉｎ（πＰ＋πＰ＊ＤAPF ）・・（８） となる。 【００２６】更に、（８）式に、ＤAPF ＝Ｉ＊ＤToTAL
＝Ｉ＊１／Ｐを代入すると、 Ａ＝−ｓｉｎπ（Ｐ−Ｉ）／ｓｉｎπ（Ｐ＋Ｉ） ・・・（９） と表すことができるようになる。すると、ピッチＰとＡ
ＰＦ４の遅延時間ＤAPF 、あるいは、ピッチＰと非調和
度Ｉとを用いて演算を行うことにより、フィルタ遅延制
御部２４からＡＰＦ係数Ａを出力することができるよう
になる。 【００２７】また、フィルタ遅延制御部２４を、サンプ
リングされているデータを扱うハードウェアまたはＤＳ
Ｐ等のデジタルシステムで構成した場合は、遅延回路等
がサンプリングクロック、あるいはＤＳＰにおいてはマ
イクロプログラムの処理周期に応じて動作しているた
め、遅延時間を遅延段数に置き換える必要がある。これ
を行うには、上記（８），（９）式において、ピッチＰ
をＰ／ｓｆにより置き換えるようにすれば良い。ただ
し、ｓｆはサンプリングクロックの周波数（または、Ｄ
ＳＰマイクロプログラムの処理周期で決まるサンプリン
グ周波数）である。 【００２８】次に、上記（８）式を用いてＤＬＹデー
タ，ＴＦ係数及びＡＰＦ係数を演算により求めるフィル
タ遅延制御部のブロック図を図４に示す。この図におい
て、ピッチＰはPitch −ＤToTAL 変換器３１に入力さ
れ、このピッチＰを発生するための総遅延時間ＤTOTAL
に変換される。この変換部３１より変換された総遅延時
間DTOTALは加算器３２に入力される。また、音高に応じ
た音色とするためピッチＰは音色フィルタ係数供給部３
４にも入力され、TOUCH 情報および音色制御信号（Ｔ
Ｃ）と共に音色フィルタ係数（ＴＦ係数）を読み出して
出力している。また、読み出されたＴＦ係数は、ＴＦ係
数−ＤTF変換部３５に供給されて、音色フィルタの遅延
時間ＤTFに変換される。この変換されたＴＦ係数により
決まるＴＦ遅延時間ＤTFは、加算器３２に入力され総遅
延時間ＤTOTAL からＴＦ遅延時間ＤTFが差し引かれて、
（ＤTOTAL −ＤTF）となり次の加算器３３に供給され
る。 【００２９】さらに、音高に応じて効果のかかり方を同
じにするため、ピッチＰはオールパスフィルタ係数供給
部３７の一方の入力とされており、他方の入力にはＡＰ
Ｆ４の遅延時間ＤAPF が入力されて、上記（８）式の演
算がオールパスフィルタ係数発生部３７により行われる
ことにより、ＡＰＦ係数Ａが出力される。また、求めら
れたＡＰＦ遅延時間ＤAPF は、上記（３）式の演算が乗
算器３６により行われることにより発生されている。こ
のため、乗算器３６には非調和度Ｉと総遅延時間Ｄ
TOTAL が入力されている。また、ＡＰＦ遅延時間ＤAPF
は加算器３３に入力され、（ＤTOTAL − ＤTF）からさ
らにＡＰＦ遅延時間ＤAPF が差し引かれて上記（６）式
の演算が行われ、ＤＥＬＡＹ４に設定する遅延時間ＤＬ
Ｙが出力される。 【００３０】なお、非調和度Ｉは非調和度設定操作子３
８によって任意のパラメータ値に設定するようにしても
よい。さらに、非調和度設定操作子３８に印加した音色
制御信号ＴＣによって、非調和度Ｉを設定あるいは時変
動するようにしてもよい。図４に示す構成は、一般にデ
ジタル回路で構成されるため、各データはサンプリング
されており、オールパスフィルタ係数発生部３７等で行
われる演算は図示するサンプリングクロック周波数ｓｆ
のパラメータの入った演算式とされている。 【００３１】次に、上記（９）式を用いてＤＬＹデー
タ，ＴＦ係数及びＡＰＦ係数を演算に求めるフィルタ遅
延制御部のブロック図を図５に示す。この図において、
ピッチＰはPitch −ＤToTAL 変換器４１に入力され、こ
の変換部４１より変換された、ピッチＰに対応する総遅
延時間DTOTALは加算器４２に入力される。また、音高に
応じた音色とするため、ピッチＰは音色フィルタ係数供
給部４４にも入力され、TOUCH 情報および音色制御信号
（ＴＣ）と共に音色フィルタ係数（ＴＦ係数）を読み出
して出力している。また、読み出されたＴＦ係数は、Ｔ
Ｆ係数−ＤTF変換部４５に供給されて、そのＴＦ係数に
より決まる音色フィルタの遅延時間ＤTFに変換されて、
加算器４２に入力され総遅延時間ＤTOTALから遅延時間
ＤTFが差し引かれて、（ＤTOTAL −ＤTF）となり次の加
算器４３に供給される。 【００３２】さらに、音高に応じて効果のかかり方を同
じにするため、ピッチ情報Ｐはオールパスフィルタ係数
供給部４７の一方の入力とされており、他方の入力には
非調和度データＩが入力されて、上記（９）式の演算が
オールパスフィルタ係数発生部４７により行われて、Ａ
ＰＦ係数Ａが出力される。また、ＡＰＦ遅延時間データ
ＤAPF は、上記（３）式の演算が乗算器４６により行わ
れることにより発生されている。このため、乗算器４６
には非調和度Ｉと総遅延時間ＤTOTAL が入力されてい
る。このＡＰＦ遅延時間ＤAPF は加算器４３に入力さ
れ、（ＤTOTAL − ＤTF）からさらにＡＰＦ遅延時間Ｄ
APF が差し引かれて上記（６）式の演算が行われ、ＤＥ
ＬＡＹ４に設定する遅延時間ＤＬＹが出力される。 【００３３】なお、非調和度Ｉは非調和度設定操作子４
８によって任意のパラメータ値に設定するようにしても
よい。さらに、非調和度設定操作子４８に印加した音色
制御信号ＴＣによって、非調和度Ｉを設定あるいは時変
動するようにしてもよい。図５に示す構成は、一般にデ
ジタルシステムで構成されているため、各データはサン
プリングされており、オールパスフィルタ係数発生部４
７等で行われる演算は、図示するサンプリングクロック
周波数ｓｆのパラメータの入った演算式とされている。
このように、本発明は非調和度のパラメータだけを設定
するだけで音高に応じたオールパスフィルタの係数を音
色ごとのテーブルとして備えることなく、音高が変化し
てもＡＰＦの効果の掛かりかたを同じにすることがで
き、聴感上自然な音色の楽音を発生させることができ
る。なお、非調和度のパラメータを大きく設定すると、
発生される楽音は調子のはずれやすい音となり、例えば
鐘等の音を模擬するのに適した音となる。そして、非調
和度のパラメータを小さく設定すると、発生される楽音
はピッチ感が確かな音となり、例えばピアノを模擬する
のに適する音となる。なお、前記した上記（８）式ある
いは（９）式によりＡＰＦ係数を求める構成は、音源回
路だけに用いられるのではなく、遅延フィードバック内
にＡＰＦを入れたリバーブ等のエフェクト（共鳴弦エフ
ェクト，共鳴胴エフェクト）における係数制御にも適用
することができる。 【００３４】 【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、音
高に応じたオールパスフィルタの係数を音色ごとのテー
ブルとして備えることなく、非調和度という概念を導入
し、この非調和度を一定とするよう制御することによ
り、音高が変化しても聴感上自然な変化をする楽音を得
ることができる。また、オールパスフィルタの係数およ
び音色に応じて音源回路のピッチ（閉ループのピッチ）
がずれないように自動補正することができる。
装置の改良に関するものであり、電子楽器、ゲーム機
器、コンピュータ用音源装置、マルチメディア機器等に
適用して好適なものである。 【０００２】 【従来の技術】電子楽器等の音源回路としては、波形メ
モリを読み出す音源回路や、ＦＭ音源回路が一般に知ら
れているが、その他に閉ループを有する音源回路が従来
から提案されている。この閉ループを有する音源回路
は、かつてそれを実現するデバイスが少なく実用化する
ことが困難であったが、いわゆるＤＳＰ（Digital Sign
al Processor）を用いることにより、容易に実現するこ
とができるようになった。この閉ループ音源回路の原理
を図６を用いて説明する。図６に示すような閉ループ音
源回路は、加算器１０１とディレイ回路１０２とオール
パスフィルタ１０３からなる閉ループにより構成されて
いる。そして、入力されたインパルス状あるいは１周期
波形の励振波形は、加算器１０１に供給され、この加算
器１０１よりの出力はディレイ回路（ＤＥＬＡＹ）１０
２により所定時間遅延されて、オールパスフィルタ（Ａ
ＰＦ）１０３に出力される。そして、このＡＰＦ１０３
の出力を前記加算器１０１に戻すことにより閉ループ上
を励振波形が巡回し、加算器１０１の出力より楽音出力
が得られている。 【０００３】この閉ループの周波数特性は、ＤＥＬＡＹ
１０２を含む閉ループ全体の遅延時間に対応した周波数
と、その整数倍関係にある周波数の位置に共振峰を有す
るくし型特性となるため、ＤＥＬＡＹ１０２に設定され
る遅延時間に対応する周波数成分と、その整数倍関係に
ある周波数成分が巡回するようになる。このため、入力
された励振波形の周波数にかかわらず前記ＤＥＬＡＹ１
０２の遅延時間に対応して決まる周波数成分が、結局の
ところ閉ループから出力されるようになる。従って、Ｄ
ＥＬＡＹ１０２に発生させようとする音名のピッチに対
応する遅延時間を設定することにより、任意の音名のピ
ッチを出力できる音源回路とすることができる。なお、
ＡＰＦ１０３は周波数特性はフラットであるが、その遅
延特性（位相特性）は周波数に依存する特性となってお
り、この遅延特性は一般に低い周波数ほど遅延時間が長
く、高い周波数ほど遅延時間は短くなる。このように、
周波数に対し非線形に遅延時間が変化すると、倍音間に
おいてピッチが微妙にずれた音が、前記音源回路から出
力されるようになり、自然楽器の音をより良くシミュレ
ーションすることができるようになる。特に、このシミ
ュレーションは弦楽器や管楽器のシミュレーションを行
うには好適なものとなる。 【０００４】前記説明においては、閉ループの遅延時間
はＤＥＬＡＹ１０２の遅延時間だけで決まるように説明
したが、実際にはＡＰＦ１０３も遅延時間を有している
ため、その遅延時間もピッチを決定する要素となってい
る。その他、音色形成のためにループ内にフィルタを設
ける時は、その遅延特性をもピッチ決定の際に考慮しな
ければならない。このことを図７を用いて説明する。こ
の図において、Ｄd はＤＥＬＡＹ１０２の遅延時間であ
り、Ｄapf はＡＰＦ１０３の遅延時間である。すなわ
ち、閉ループの総遅延時間は（Ｄd+Ｄ apf）となり、こ
の総遅延時間により、加算器１０１から出力されるピッ
チが決定される。この場合、ＡＰＦ１０３の周波数特性
を図示するａの特性とすると、基音の周波数における遅
延時間はＤb1となり、２倍音に対してはＤb2となり、３
倍音に対してはＤb3と異なった遅延時間となることがわ
かる。そして、この遅延時間により各々のピッチが決定
されるが、遅延時間は非線形に変化しているため、前記
説明のように倍音間のピッチがずれるようになるのであ
る。 【０００５】次に、特開昭６１−１６２０９４号として
公開された、前記した閉ループを用いた音源回路の従来
例を図８に示す。この図において、２１０は初期波形Ｒ
ＯＭであり、初期波形が記憶されている読み出し専用メ
モリ（ＲＯＭ）であり、このＲＯＭ２１０から読み出さ
れた初期波形は切換回路２３０に印加されている。そし
て、閉ループは、切換回路２３０，ローパスフィルタ２
４０，オールパスフィルタ２５０，オールパスフィルタ
２６０，混合器２７０およびランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）２２０から構成されている。このうち、ロー
パスフィルタ２４０は音色を作成するためのフィルタで
あり、遅延素子２４１，２個の乗算器２４２，２４４，
加算器２４３からなり、その周波数特性は、乗算器２４
２，２４４に設定される乗算係数Ｓおよび（１−Ｓ）の
値により決定されている。 【０００６】このローパスフィルタ２４０よりの出力は
オールパスフィルタ２５０へ入力され、このオールパス
フィルタ２５０は２個の加算器２５１，２５３，２個の
遅延素子２５４，２５５，１個の乗算器２５２から構成
されている。このオールパスフィルタ２５０の周波数特
性は平坦であるが、位相特性は周波数に依存している。
このオールパスフィルタ２５０の出力は、同じ構成のオ
ールパスフィルタ２６０に入力される。このオールパス
フィルタ２６０はピッチを調整するために設けられてお
り、この出力は２個の乗算器と１個の加算器からなる混
合器２７０を介してＲＡＭ２２０に格納される。このＲ
ＡＭ２２０は遅延手段として設けられており、ＲＡＭ２
２０に格納されてから読み出されるまでの時間が遅延時
間として設定されている。すなわち、出力するピッチに
応じてこの時間が設定されているのである。 【０００７】この音源回路の動作を説明すると、まず、
初期波形が例えば１周期分ＲＯＭ２１０から読み出さ
れ、切換回路２３０を介してローパスフィルタ２４０に
供給されて所望の演算が施され、さらにオールパスフィ
ルタ２５０およびオールパスフィルタ２６０によりフィ
ルタ演算が行われ、信号遅延用としてのＲＡＭ２２０に
記憶される。そして、ＲＡＭ２２０に記憶され所定時間
遅延した信号を読み出し、同様にローパスフィルタ２４
０，オールパスフィルタ２５０，２６０によりフィルタ
演算が施される。このようにして、次々と波形が変化す
る楽音が閉ループを巡回しながら形成される。発生され
た楽音は、切換回路２３０の出力から取り出され、Ｄ／
Ａ変換器に印加される。 【０００８】この場合、ＲＡＭ２２０に書き込んでから
読み出すまでの時間をｔx ，ローパスフィルタ２４０の
遅延時間をｔLPF 、オールパスフィルタ２５０の遅延時
間をｔAPF1，オールパスフィルタ２６０の遅延時間をｔ
APF2とすると、閉ループの持つ固有周波数ｆ0 は、 ｆ0 ＝１／（ｔx ＋ｔLPF ＋ｔAPF1＋ｔAPF2） となり、この周波数ｆ0 が出力される楽音のピッチとな
る。 【０００９】なお、ローパスフィルタ２４０は自然楽器
の音が多くの場合高域から減衰を始めることに対応した
フィルタで、信号が閉ループを巡回することに従って、
高域成分が徐々に減衰するようになっている。また、こ
のローパスフィルタの遅延時間は周波数にあまり依存せ
ず、乗算係数Ｓおよび（１−Ｓ）に依存する。オールパ
スフィルタ２５０は乗算器２５２の乗算係数Ｃ１に応じ
て位相特性が変化し、特に−１に近い値を設定すると、
位相特性が大きくうねり周波数に応じて遅延特性が異な
るようになる。このため、非整数倍音が発生するように
なり、ピアノ等の音をシミュレーションすることができ
るようになる。また、オールパスフィルタ２６０は、ロ
ーパスフィルタ２４０，オールパスフィルタ２５０で発
生する遅延時間を補正し、正確なピッチを作る役割を果
たしている。これは、乗算器２６２の乗算係数Ｃ２の値
を適宜選択することにより実現される。 【００１０】混合器２７０は閉ループ内のデータに他の
閉ループからのデータを混合し、楽音の変化をより複雑
としている。ところで、図８に示す音源回路において
は、前記説明したようにオールパスフィルタ２５０によ
って、倍音のピッチを微妙にずらす効果を与えている
が、その効果の関わり方はオールパスフィルタの位相特
性が周波数に依存しているため、音高によって異なるよ
うになり、音高の変化にともない聴感上自然な楽音に聞
こえなくなる。このため、オールパスフィルタ２５０の
乗算係数を音高によって変化させ、効果の関わりかたを
音高に応じて変えることにより聴感上自然な楽音とする
必要がある。 【００１１】さらに、ローパスフィルタ２４０の乗算係
数Ｓ，（１−Ｓ）を変化させて音色を変化させると、ロ
ーパスフィルタ２４０における遅延時間が異なるように
なり、ピッチがずれてくる。このため、ピッチがずれな
いように閉ループの総遅延時間を補正する必要がある。
また、オールパスフィルタ２５０によっても音色は変化
することから、音色を変化させる時は、オールパスフィ
ルタ２５０の乗算係数Ｃ１も変化させている。すると、
前記のようにその遅延時間量も変化するようになるた
め、音色に応じて閉ループの総遅延時間を補正する必要
もある。 【００１２】このような補正を自動的に行う制御装置の
一例を図９に示し、この図を参照しながら説明を行う。
図９において、ピッチを指示するPITCH 情報はピッチを
総遅延時間ＤTOTAL に変換するPITCH-DTOTAL変換部３０
１に入力され、この変換部３０１より変換された総遅延
時間DTOTALは加算器３０２に入力される。また、音高に
応じた音色とするため、PITCH 情報は音色フィルタ係数
供給部３０４に入力され、TOUCH 情報および音色制御信
号（ＴＣ）と共に音色フィルタ係数（ＴＦ係数）を読み
出して出力している。また、読み出されたＴＦ係数は、
ＴＦ係数−ＤTF変換部３０５に供給されて、そのＴＦ係
数により決まる遅延時間ＤTFに変換されて、加算器３０
２に入力され総遅延時間ＤTOTAL から遅延時間ＤTFが差
し引かれて、その出力は次の加算器３０３に入力され
る。 【００１３】さらに、音高にオウジテ効果の関わりかた
を同じにするため、PITCH 情報はオールパスフィルタ係
数供給部３０６にも供給されており、ＴＣ信号と共にオ
ールパスフィルタ係数（ＡＰＦ係数）を読み出して出力
している。また、読み出されたＡＰＦ係数は、ＡＰＦ係
数−ＤAPF 変換部３０７に供給されて、そのＡＰＦ係数
により決まる遅延時間ＤAPF に変換されて、加算器３０
２に入力され総遅延時間ＤTOTAL から遅延時間ＤAPF が
差し引かれて遅延回路に設定する遅延データＤＬＹが出
力される。このように、遅延データＤＬＹはＴＦ係数お
よびＡＰＦ係数により補正されている。この、制御装置
を図８に示す音源回路に適用した時は、遅延データＤＬ
ＹはＲＡＭ２２０およびオールパスフィルタ２６０の遅
延データとして使用され、ＴＦ係数はローパスフィルタ
２４０の乗算係数として、ＡＰＦ係数はオールパスフィ
ルタ２５０の乗算係数として使用される。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】図９に示す制御装置に
おいては、前述のように音高に応じたオールパスフィル
タの係数を音色ごとのテーブルとしてオールパスフィル
タ係数供給部に備える必要があり、そのテーブルを作成
する作業が煩雑であると共に、テーブルの大きさが膨大
なものになるという問題点があった。そこで、本発明は
膨大なテーブルを用意することなく、音高および音色が
変化しても聴感上自然な楽音をピッチがずれることなく
発生できる閉ループ音源回路を提供することを目的とし
ている。 【００１５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、閉ループ音源回路において総遅延時間に
対するオールパスフィルタの遅延時間の比を非調和度と
定義し、この非調和度を音高が変化しても一定となるよ
う制御するようにしたものである。さらに、本発明は非
調和度の情報に応じて遅延回路に設定する遅延時間を補
正するようにしたものである。 【００１６】 【作用】本発明によれば、音高に応じたオールパスフィ
ルタの係数を音色ごとのテーブルとして備えることな
く、非調和度という概念を導入し、この非調和度を一定
とするよう制御することにより、音高が変化しても聴感
上自然な変化をする楽音を得ることができる。また、音
高に応じて音色を変化させてもピッチは自動的に補正さ
れるようになる。 【００１７】 【実施例】本発明の音源回路のブロック図を図１に示
す。この図において、閉ループは音色フィルタ（ＴＦ）
３と、遅延回路（ＤＥＬＡＹ）４と、オールパスフィル
タ（ＡＰＦ）５と、アンプ６及び加算器２とにより構成
されている。発生されたインパルス状あるいは１周期波
形等の波形を、加算器２に供給している励振波形発生部
１には、キーオン信号（ＫＯＮ），ピッチ（Ｐ），タッ
チ情報（TOUCH)及び波形データＷＡＶＥが入力され、こ
れらの情報に応じた波形が発生されている。この励振波
形は各種の波形発生方式、例えば波形メモリ方式、ＦＭ
変調方式、その他ノイズ発生器などにより発生するよう
にしてもよい。 【００１８】また、音色フィルタ３にはＴＦ係数が供給
されて所望の音色の楽音となるようにされ、遅延回路４
にはＤＬＹデータが供給されて所定の音高の楽音となる
ようにされる。また、オールパスフィルタ５にはＡＰＦ
係数が供給されて倍音間におけるピッチのずれが音高に
応じて聴感上自然に変化されるようにされ、そしてアン
プ６にはLOOP GAIN データが供給されて閉ループのルー
プゲインが所定値になるよう設定されている。なお、Ｔ
Ｆ係数は音色を設定するデータであり、ＤＬＹデータは
音高を指示するデータであり、ＡＰＦ係数は倍音間のピ
ッチのずれを設定するデータである。このように構成さ
れた音源回路において、励振波形発生部１から発生され
た励振波形は加算器２に供給されることにより、上記閉
ループに供給され、この閉ループの総遅延時間に対応す
るピッチとその整数倍関係にある倍音成分が閉ループを
巡回するようになり、巡回にともない音色フィルタ３お
よびＡＰＦ５により波形が変化された楽音が次々と形成
されて出力されるようになる。なお、音色フィルタ３は
通常ローパスフィルタから構成されるが、ローパスフィ
ルタ２４０は自然楽器の音が多くの場合高域から減衰を
始めることに対応したフィルタであり、何回も閉ループ
を巡回することにより、高域成分が徐々に減衰するよう
にされる。 【００１９】上記音源回路の、励振波形発生部１及び閉
ループを構成する各部に供給されているデータあるいは
係数は図２に示す制御部２３により発生されている。こ
の制御部２３には演奏操作子（Ｋ／Ｂ）２１からの情報
及び音色設定操作子２２からの情報が入力され、これら
の入力情報に基づいて、各データあるいは係数を発生し
ている。このうち、ＤＬＹデータ及びＴＦ係数，ＡＰＦ
係数は制御部２３内の本発明に係るフィルタ遅延制御部
２４から発生されており、残りのループゲインデータ L
OOP GAIN，波形データＷＡＶＥ，ピッチ（Ｐ），タッチ
情報（TOUCH ）及びキーオン信号（ＫＯＮ）が制御部２
３から発生されている。特に、フィルタ遅延制御部２４
から発生されるＤＬＹデータはＴＦ係数およびＡＰＦ係
数に応じて補正されており、ＴＦ係数は音高に応じた係
数とされると共に、ＡＰＦ係数は非調和度が一定となる
ような係数とされる。このように構成された音源回路に
おいては、加算器２から楽音出力が出力されるライン７
を伝達する信号が進行波に、加算器２に戻るライン８を
伝達する信号が反射波に相当するため、特に弦楽器や管
楽器のシミュレーションに適した物理モデルとすること
ができる。 【００２０】次に、図３にＡＰＦの一例を示す。このＡ
ＰＦは入力信号が入力された加算器２７において、乗算
器２６の出力と入力とを加算し、その出力はＤＥＬＡＹ
２８及び乗算器２９に供給される。そして、ＤＥＬＡＹ
２８の出力と、乗算器２９によりＡＰＦ係数１が乗算さ
れた信号との差分が加算器２５により演算されて出力さ
れると共に、ＤＥＬＡＹ２８の出力にＡＰＦ係数２が乗
算器２６により乗算されて加算器２７に供給されてい
る。そして、乗算器２６及び乗算器２９に設定するＡＰ
Ｆ係数１，２により、ＡＰＦの周波数特性は例えば図７
のａに示すようになり、ＡＰＦ係数１，２を変化させる
と、同図ｂあるいはｃに示すような特性とすることがで
き、周波数に対する遅延時間の依存性を変化させること
ができるようになる。このため、ＡＰＦ係数１，２を可
変することにより倍音間のピッチのずれを変化させるこ
とができる。 【００２１】本発明は、音高が変化してもＡＰＦ４によ
る効果のかかり方を同じにするために、非調和度Ｉとい
うパラメータＩを設定する。そして、このパラメータを
導入することにより、ＡＰＦ４による効果のかかり方が
音高が変化しても聴感上同じになることを、実験的に確
認したことに基づいてなされたものである。この非調和
度Ｉとは、閉ループの総遅延時間に対するＡＰＦ４の遅
延時間の割合で定義され、このように定義された非調和
度Ｉに基づき、ＡＰＦ４などループ内の要素を制御して
出力される楽音の非調和感が、音高が変化しても一定に
なるよう制御しているのが、前記フィルタ遅延制御部２
４なのである。 【００２２】次に、制御部２３内のフィルタ遅延制御部
２４により、入力された非調和度のパラメータＩに基づ
いて非調和度Ｉが一定になるようＡＰＦ係数を補正する
と共に、音高および音色が変化してもピッチがずれない
ようにＤＬＹデータ，ＴＦ係数を補正する方法を以下に
説明する。説明に先立ち、種々のパラメータを次のよう
に定義する。 ＤToTAL ：総遅延時間 ＤTF ：音色フィルタＴＦ３の遅延時間 Ｄd ：ＤＥＬＡＹ４の遅延時間 ＤAPF ：ＡＰＦ５の遅延時間 Ｐ ：閉ループの基音周波数（ピッチ） Ａ ：ＡＰＦ係数 Ｉ ：非調和度 【００２３】すると、総遅延時間ＤToTAL は、閉ループ
の基音周波数によって決まるから ＤToTAL ＝１／Ｐ ・・・（１） となる。次に、非調和度Ｉは前記定義の通りであり、次
式で表せる。 Ｉ＝ＤAPF ／ＤToTAL ・・・（２） すなわち、 ＤAPF ＝Ｉ＊ＤToTAL ・・・（３） となる。 【００２４】また、ＡＰＦ係数ＡはピッチＰに応じてそ
の効果が同じになるよう変化させられると共に、ＡＰＦ
５の遅延時間ＤAPF はＡＰＦ係数Ａに応じて決定される
ため、ＡＰＦ係数ＡはピッチＰと遅延時間ＤAPF の関数
として次のように表せる。 Ａ＝ｆ1 （Ｐ，ＤAPF ） ・・・（４） また、遅延時間ＤAPF は、（３）式に示すように非調和
度Ｉの関数でもあるから、 Ａ＝ｆ2 （Ｐ，Ｉ） ・・・（５） とも表せる。さらに、総遅延時間ＤToTALノ補正量はＡＰ
Ｆ５の遅延時間Ｄ APFと音色フィルタ３の遅延時間ＤTF
との和に等しいから、ＤＥＬＡＹ４に設定すべき遅延時
間Ｄd は、 Ｄd ＝ＤToTAL −（ＤAPF ＋ＤTF） ・・・（６） となる。 【００２５】従って、パラメータＩを定めることによ
り、上記（３），（４）式あるいは（５）式によりＡＰ
Ｆ係数Ａを、（３），（６）式によりＤＥＬＡＹ４の遅
延時間Ｄd を、フィルタ遅延制御部２４により算出する
ことができ、そのデータおよび係数をそれぞれ設定する
ことにより、非調和度Ｉを一定とした制御を行うことが
できる。また、音高が変化してもＡＰＦ４による効果の
かかり方を同じとするためにＡＰＦ４の係数をパラメー
タＩが一定となるよう変化したことに伴う遅延時間Ｄ
APF の変化によるピッチのずれを、上記（６）式で見ら
れるとおり補正することができるようになる。ここで、
ＡＰＦ４の伝達関数Ｆが、一般的な（７）式で表せる関
数とした時のＡＰＦ係数Ａの求め方を説明する。 Ｆ＝（Ａ−Ｚ-1）／（１−ＡＺ-1） ・・・（７） ここで、ω＝２πＰであるから、 Ａ＝−ｓｉｎ（（ω−ω＊ＤAPF ）／２）／ｓｉｎ（（ω＋ω＊ＤAPF ）／２） ＝−ｓｉｎ（πＰ−πＰ＊ＤAPF ）／ｓｉｎ（πＰ＋πＰ＊ＤAPF ）・・（８） となる。 【００２６】更に、（８）式に、ＤAPF ＝Ｉ＊ＤToTAL
＝Ｉ＊１／Ｐを代入すると、 Ａ＝−ｓｉｎπ（Ｐ−Ｉ）／ｓｉｎπ（Ｐ＋Ｉ） ・・・（９） と表すことができるようになる。すると、ピッチＰとＡ
ＰＦ４の遅延時間ＤAPF 、あるいは、ピッチＰと非調和
度Ｉとを用いて演算を行うことにより、フィルタ遅延制
御部２４からＡＰＦ係数Ａを出力することができるよう
になる。 【００２７】また、フィルタ遅延制御部２４を、サンプ
リングされているデータを扱うハードウェアまたはＤＳ
Ｐ等のデジタルシステムで構成した場合は、遅延回路等
がサンプリングクロック、あるいはＤＳＰにおいてはマ
イクロプログラムの処理周期に応じて動作しているた
め、遅延時間を遅延段数に置き換える必要がある。これ
を行うには、上記（８），（９）式において、ピッチＰ
をＰ／ｓｆにより置き換えるようにすれば良い。ただ
し、ｓｆはサンプリングクロックの周波数（または、Ｄ
ＳＰマイクロプログラムの処理周期で決まるサンプリン
グ周波数）である。 【００２８】次に、上記（８）式を用いてＤＬＹデー
タ，ＴＦ係数及びＡＰＦ係数を演算により求めるフィル
タ遅延制御部のブロック図を図４に示す。この図におい
て、ピッチＰはPitch −ＤToTAL 変換器３１に入力さ
れ、このピッチＰを発生するための総遅延時間ＤTOTAL
に変換される。この変換部３１より変換された総遅延時
間DTOTALは加算器３２に入力される。また、音高に応じ
た音色とするためピッチＰは音色フィルタ係数供給部３
４にも入力され、TOUCH 情報および音色制御信号（Ｔ
Ｃ）と共に音色フィルタ係数（ＴＦ係数）を読み出して
出力している。また、読み出されたＴＦ係数は、ＴＦ係
数−ＤTF変換部３５に供給されて、音色フィルタの遅延
時間ＤTFに変換される。この変換されたＴＦ係数により
決まるＴＦ遅延時間ＤTFは、加算器３２に入力され総遅
延時間ＤTOTAL からＴＦ遅延時間ＤTFが差し引かれて、
（ＤTOTAL −ＤTF）となり次の加算器３３に供給され
る。 【００２９】さらに、音高に応じて効果のかかり方を同
じにするため、ピッチＰはオールパスフィルタ係数供給
部３７の一方の入力とされており、他方の入力にはＡＰ
Ｆ４の遅延時間ＤAPF が入力されて、上記（８）式の演
算がオールパスフィルタ係数発生部３７により行われる
ことにより、ＡＰＦ係数Ａが出力される。また、求めら
れたＡＰＦ遅延時間ＤAPF は、上記（３）式の演算が乗
算器３６により行われることにより発生されている。こ
のため、乗算器３６には非調和度Ｉと総遅延時間Ｄ
TOTAL が入力されている。また、ＡＰＦ遅延時間ＤAPF
は加算器３３に入力され、（ＤTOTAL − ＤTF）からさ
らにＡＰＦ遅延時間ＤAPF が差し引かれて上記（６）式
の演算が行われ、ＤＥＬＡＹ４に設定する遅延時間ＤＬ
Ｙが出力される。 【００３０】なお、非調和度Ｉは非調和度設定操作子３
８によって任意のパラメータ値に設定するようにしても
よい。さらに、非調和度設定操作子３８に印加した音色
制御信号ＴＣによって、非調和度Ｉを設定あるいは時変
動するようにしてもよい。図４に示す構成は、一般にデ
ジタル回路で構成されるため、各データはサンプリング
されており、オールパスフィルタ係数発生部３７等で行
われる演算は図示するサンプリングクロック周波数ｓｆ
のパラメータの入った演算式とされている。 【００３１】次に、上記（９）式を用いてＤＬＹデー
タ，ＴＦ係数及びＡＰＦ係数を演算に求めるフィルタ遅
延制御部のブロック図を図５に示す。この図において、
ピッチＰはPitch −ＤToTAL 変換器４１に入力され、こ
の変換部４１より変換された、ピッチＰに対応する総遅
延時間DTOTALは加算器４２に入力される。また、音高に
応じた音色とするため、ピッチＰは音色フィルタ係数供
給部４４にも入力され、TOUCH 情報および音色制御信号
（ＴＣ）と共に音色フィルタ係数（ＴＦ係数）を読み出
して出力している。また、読み出されたＴＦ係数は、Ｔ
Ｆ係数−ＤTF変換部４５に供給されて、そのＴＦ係数に
より決まる音色フィルタの遅延時間ＤTFに変換されて、
加算器４２に入力され総遅延時間ＤTOTALから遅延時間
ＤTFが差し引かれて、（ＤTOTAL −ＤTF）となり次の加
算器４３に供給される。 【００３２】さらに、音高に応じて効果のかかり方を同
じにするため、ピッチ情報Ｐはオールパスフィルタ係数
供給部４７の一方の入力とされており、他方の入力には
非調和度データＩが入力されて、上記（９）式の演算が
オールパスフィルタ係数発生部４７により行われて、Ａ
ＰＦ係数Ａが出力される。また、ＡＰＦ遅延時間データ
ＤAPF は、上記（３）式の演算が乗算器４６により行わ
れることにより発生されている。このため、乗算器４６
には非調和度Ｉと総遅延時間ＤTOTAL が入力されてい
る。このＡＰＦ遅延時間ＤAPF は加算器４３に入力さ
れ、（ＤTOTAL − ＤTF）からさらにＡＰＦ遅延時間Ｄ
APF が差し引かれて上記（６）式の演算が行われ、ＤＥ
ＬＡＹ４に設定する遅延時間ＤＬＹが出力される。 【００３３】なお、非調和度Ｉは非調和度設定操作子４
８によって任意のパラメータ値に設定するようにしても
よい。さらに、非調和度設定操作子４８に印加した音色
制御信号ＴＣによって、非調和度Ｉを設定あるいは時変
動するようにしてもよい。図５に示す構成は、一般にデ
ジタルシステムで構成されているため、各データはサン
プリングされており、オールパスフィルタ係数発生部４
７等で行われる演算は、図示するサンプリングクロック
周波数ｓｆのパラメータの入った演算式とされている。
このように、本発明は非調和度のパラメータだけを設定
するだけで音高に応じたオールパスフィルタの係数を音
色ごとのテーブルとして備えることなく、音高が変化し
てもＡＰＦの効果の掛かりかたを同じにすることがで
き、聴感上自然な音色の楽音を発生させることができ
る。なお、非調和度のパラメータを大きく設定すると、
発生される楽音は調子のはずれやすい音となり、例えば
鐘等の音を模擬するのに適した音となる。そして、非調
和度のパラメータを小さく設定すると、発生される楽音
はピッチ感が確かな音となり、例えばピアノを模擬する
のに適する音となる。なお、前記した上記（８）式ある
いは（９）式によりＡＰＦ係数を求める構成は、音源回
路だけに用いられるのではなく、遅延フィードバック内
にＡＰＦを入れたリバーブ等のエフェクト（共鳴弦エフ
ェクト，共鳴胴エフェクト）における係数制御にも適用
することができる。 【００３４】 【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、音
高に応じたオールパスフィルタの係数を音色ごとのテー
ブルとして備えることなく、非調和度という概念を導入
し、この非調和度を一定とするよう制御することによ
り、音高が変化しても聴感上自然な変化をする楽音を得
ることができる。また、オールパスフィルタの係数およ
び音色に応じて音源回路のピッチ（閉ループのピッチ）
がずれないように自動補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音源回路ブロック図である。
【図２】音源回路の制御部のブロック図である。
【図３】ＡＰＦの構成の一例を示す図である。
【図４】フィルタ遅延制御部のブロック図である。
【図５】フィルタ遅延制御部のブロック図である。
【図６】閉ループを有する音源回路の原理図である。
【図７】ＤＥＬＡＹとＡＰＦの周波数特性図である。
【図８】従来の閉ループを有する音源回路のブロック図
である。 【図９】従来のＡＰＦ係数等を自動補正するブロック図
である。 【符号の説明】 １ 励振波形発生部 ２，２５，２７，３２，３３，４２，４３，１０３，２
４３，２５１，２５３，２６１，２６３，３０２，３０
３ 加算器 ３ 音色フィルタ ４，２８，１０２ ＤＥＬＡＹ ５，１０３，２５０，２６０ ＡＰＦ ６ アンプ ７，８ ループのライン ２１ 演奏操作子 ２２ 音色操作子 ２３ 制御部 ２４ フィルタ遅延制御部 ２６，２９，３６，４６，２４２，２４４，２５２，２
６２ 乗算器 ３１，４１，３０１Pitch-ＤTOTAL 変換部 ３４，４４，３０４ 音色フィルタ係数供給部 ３５，４５，３０５ ＴＦ係数−ＤTF変換部 ３７，４７，３０６ オールパスフィルタ係数発生部 ３８，４８ 非調和度設定操作子 ２１０ 初期波形ＲＯＭ ２２０ ＲＡＭ ２３０ 切換回路 ２４０ ローパスフィルタ ２４１，２５４，２５５，２６４，２６５ 遅延素子 ２７０ 混合器 ３０７ＡＰＦ係数−ＤAPF 変換部
である。 【図９】従来のＡＰＦ係数等を自動補正するブロック図
である。 【符号の説明】 １ 励振波形発生部 ２，２５，２７，３２，３３，４２，４３，１０３，２
４３，２５１，２５３，２６１，２６３，３０２，３０
３ 加算器 ３ 音色フィルタ ４，２８，１０２ ＤＥＬＡＹ ５，１０３，２５０，２６０ ＡＰＦ ６ アンプ ７，８ ループのライン ２１ 演奏操作子 ２２ 音色操作子 ２３ 制御部 ２４ フィルタ遅延制御部 ２６，２９，３６，４６，２４２，２４４，２５２，２
６２ 乗算器 ３１，４１，３０１Pitch-ＤTOTAL 変換部 ３４，４４，３０４ 音色フィルタ係数供給部 ３５，４５，３０５ ＴＦ係数−ＤTF変換部 ３７，４７，３０６ オールパスフィルタ係数発生部 ３８，４８ 非調和度設定操作子 ２１０ 初期波形ＲＯＭ ２２０ ＲＡＭ ２３０ 切換回路 ２４０ ローパスフィルタ ２４１，２５４，２５５，２６４，２６５ 遅延素子 ２７０ 混合器 ３０７ＡＰＦ係数−ＤAPF 変換部
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ループ状に接続された、遅延手段とオー
ルパスフィルタとからなる閉ループと、 音高情報に応じて上記遅延手段の遅延時間を設定する遅
延時間設定手段と、上記閉ループの総遅延時間に対する上記オールパスフィ
ルタの遅延時間の割合で定義される非調和度の情報を発
生する発生手段と、 音高情報と、上記発生手段から与えられている非調和度
の情報とに応じて上記オールパスフィルタの係数を設定
する係数設定手段とを備え、 上記遅延時間設定手段に上記発生手段から発生された非
調和度の情報を与えることにより、上記閉ループにおけ
る非調和度が上記発生された非調和度となるように上記
遅延手段の遅延時間を補正することを特徴とする電子楽
器の音源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28726193A JP3433762B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 電子楽器の音源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28726193A JP3433762B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 電子楽器の音源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07121183A JPH07121183A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3433762B2 true JP3433762B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=17715114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28726193A Expired - Fee Related JP3433762B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 電子楽器の音源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3433762B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4742248B2 (ja) * | 2006-05-09 | 2011-08-10 | カシオ計算機株式会社 | 効果付加装置および効果処理プログラム |
| JP5228218B2 (ja) * | 2007-06-26 | 2013-07-03 | 株式会社河合楽器製作所 | 鍵盤楽器 |
-
1993
- 1993-10-25 JP JP28726193A patent/JP3433762B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07121183A (ja) | 1995-05-12 |
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