JP3522091B2 - 音程変換装置 - Google Patents

音程変換装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は音程変換装置に関
し、例えば、音声LSIとしてカラオケ機器や玩具など
に搭載するのに適したものである。
【0002】
【従来の技術】従来の音程変換用の音声LSIを図2に
示す。図2において、音声LSI10のUP、DW、R
STの各ピンは制御回路11に接続され、アナログの音
声信号入力ピンAINには、ローパスフィルタ(LP
F)12、A/Dコンバータ(ADC)13、音程変換
回路14が順次接続されている。
【0003】音程変換回路14の出力端子には、D/A
コンバータ(DAC)15、ローパスフィルタ(LP
F)16、アナログ音声信号出力ピンAOUTが順次接
続されている。LPF12は、A/Dコンバータ13に
よるA/D変換に先立ち、音声帯域を越えた高域雑音を
除去するために設けられている。LPF16は、D/A
コンバータ15のD/A変換後の信号を滑らかにすると
共に、D/A変換により生じた高域雑音を除去するため
に設けられている。
【0004】2つのXTピンは、上述の各回路に必要な
クロックを提供する発振回路17に、外付けの水晶発振
子を接続するためのものである。
【0005】VDDピンは外部電源を回路11〜17に
供給するために全回路11〜17に接続され(構成によ
ってはLPF15,16には不要)、GNDピンもこれ
らの回路11〜17にグランド電位を提供するために全
回路11〜17に接続されている。
【0006】上記のような音声LSI10によれば、A
INピンに入力された音声信号の音程を、UPピンへの
信号供給によって音程変換回路14がそれまでの出力音
声信号の音程より一段高い音程に変換する一方で、DW
ピンへの信号供給によってそれまでの出力音声信号の音
程より一段低い音程に変換し、所望の音程の音声信号と
してAOUTピンから出力することができる。なお、R
STピンへの信号供給によっては、AINピンに入力さ
れた音声信号の音程を、音程変換回路14が変換するこ
とがない状態に復帰させる。
【0007】ここで、音程変換回路14は、その時点で
の音声信号に係る音程の周波数を、変換後の音程に係る
周波数に変換する処理を行う一般的な構成のものであ
り、その詳細構成は省略する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
音声LSI(音程変換装置)10は、そのままでは音程
の異なる2音声をほぼ同時に出力することができないと
いう問題がある。
【0009】そして、ほぼ同時に出力させるためには、
マイコンなどを用いてUPピンへの信号供給やDWピン
への信号供給等を外部から頻繁に制御しなければなら
ず、価格がアップし、また、外部からの頻繁な制御に応
じようとすると、それに応じた設計をしなければなら
ず、設計工数、実装面積が大幅に増加するという問題が
ある。
【0010】また、上記の音声LSI(音程変換装置)
10を用いて、音程の異なる2音声を発生可能な装置
(カラオケ機器や玩具)を実現しようとすると、そのよ
うな装置に音声LSI10を2個搭載しなければなら
ず、装置を複雑、大型化させてしまう。
【0011】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明では、外部から入力された音声信号の音程
を、音程制御信号に応じて変換して出力する音程変換回
路を備えた音程変換装置において、前記音程変換回路に
よって音程変換された音声信号と、音程変換前の音声信
号とを一定の周期で交互に選択して出力させる選択手段
と、この選択動作を制御する選択制御手段とを備えるこ
とを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
(A)第1の実施形態 以下、本発明の音程変換装置を音声LSIで実現した場
合を例に、本発明の第1の実施形態について図面を参照
しながら説明する。ただし、従来の音声LSIに係る図
2と対応する構成部分には同一の符号を付してその詳し
い説明は省略する。
【0013】(A−1)第1の実施形態の構成 この第1の実施形態に係る音声LSI20は、図1に示
すように、A/Dコンバータ13の出力端子と音程変換
回路14の出力端子を2つの入力端子に接続し、これら
の出力信号を択一的に選択して出力するために出力端子
をD/Aコンバータ15に接続している音程切換回路2
1と、Time(タイム)入力ピンに供給された信号に
応じて音程切換回路21が前記2つの出力信号の間で選
択を切換える時間間隔を制御する切換時間制御回路22
とをさらに備えることを特徴とする。
【0014】これら音程切換回路21及び切換時間制御
回路22以外の構成要素としては、上述した従来の音声
LSI10と同様な構成要素を備える。
【0015】(A−2)第1の実施形態の動作 以下、第1の実施形態の音声LSI(音程変換装置)2
0の動作について説明する。
【0016】第1の実施形態の音声LSI20の各部タ
イムチャートを図3に示す。
【0017】AINピンから入力されたアナログ音声信
号は、例えば人間の声に係るものであるならば図3
(A)に示すような短期的には周期的な波形である。電
源が投入された初期状態においては、AOUTピンから
出力されるのは、同図(A)のような原音(入力された
アナログ音声信号と等しい音声信号)である。
【0018】そして、同図(A)の音声信号の入力中
に、UPピンに対して同図(D)の信号入力があると、
音程変換回路14の音程変換動作によって、同図(F)
に示すように、その時点から音程変換回路14の出力波
形は変化し、変換後の音程は高くなる。ここで、例え
ば、UPピンへの1回の信号入力に対しては、半音ずつ
音程が高まるようになされている。
【0019】UPピン又はDWピンに対する新たな信号
入力がなければ、当該音程の音声信号が、例えば同図
(B)に示すように継続して出力される。
【0020】原音の音程はUPピンへの信号入力の追加
によってさらに高めることもでき、DWピンへの信号入
力によって低くすることもできる。例えば、DWピンへ
の1回の信号入力に対しては、半音ずつ音程が低まるよ
うになされている。
【0021】電源投入時以外でも所定の操作によってR
STピンへ信号が入力されると、UPピン及びDWピン
への信号入力によって上昇(又は下降)して得られた同
図(B)などの音程はリセットされて初期状態、すなわ
ち、原音を音程変換回路14がそのまま通過させる状態
に戻る。このRSTピンには、音声LSI20を含むシ
ステムに前記電源が投入されたときにもアクティブレベ
ルのパルス信号が供給されてパワーオンリセットがかか
るようになっている。
【0022】音程切換回路21は、切換時間制御回路2
2によって指定された時間の1対1の時間比でADコン
バータ13と音程変換回路14の出力を交互に選択して
DAコンバータ15に供給する。
【0023】すなわち、Timeピンに同図(G)の信
号入力があると、前記時間比は固定したままで同図
(H)のように切換時間制御回路22が指定する時間が
短くなって行く。すなわち、同図(H)では、ほぼ2周
期間隔であった両音声信号の切換間隔が、同図(G)の
パルスがTimeピンに入力されることによってほぼ1
周期間隔になっている。
【0024】当該時間は、所定の最短限度まで達すると
再度最長限度へ戻り、Timeピンへの信号入力によっ
て短くなる。当該最長限度及び最低限度は人間の可聴域
を考慮して決定される。なお、Timeピンへの信号入
力によって変更された当該切換間隔にも、RSTピンへ
の信号入力によってリセットがかかり切換間隔は初期
値、すなわち最長限度に戻る。なお、最長限度は、例え
ば無限大と等価であり、原音を継続出力状態を示してい
る。
【0025】したがって、AOUTから出力される音声
信号に応じてスピーカ(図示せず)などから出力される
音声を聞きながら、例えば手動のボタン操作などでU
P、DW、Timeの各ピンへの信号入力を適当に行う
だけで、同図(C)のように、同図(A)の原音と同図
(B)の変換音を適度にミクスした所望の音を出力する
ことができる。
【0026】(A−3)第1の実施形態の効果 以上のように、第1の実施形態によれば、音程変換前の
原音と音程変換後の音声信号を交互に出力し、その出力
音が切り換わる間隔をTime入力端子への信号入力に
よって変更できるようにしたので、マイコンなどの高度
な制御装置の支援なしに変化に富んだ音声を出力するこ
とが可能になる。例えば、人間には発声困難な高速の音
程切換が可能となり、図3(C)の例のようなカラオケ
などに効果的な音声や熟練を要するヨーデルボイスなど
も本装置で出力可能である。
【0027】さらに、切換時間制御回路により音程の切
換間隔を限りなく小さくすることによって、厳密には同
時には出力されていない2つの音声が同時に出力されて
いるかのように体感させる効果もあり、例えばモンゴル
民族音楽のホーミーの発声も可能である。
【0028】(B)第2の実施形態 次に、本発明の音程変換装置を音声LSIで実現した場
合を例に、本発明の第2の実施形態を図面を参照しなが
ら説明する。ただし、本実施形態の構成も第1の実施形
態と同様に、既に説明した図2の構成部分と対応する部
分には同一の符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0029】(B−1)第2の実施形態の構成 図4に示すように、この第2の実施形態に係る音声LS
I30は、原音を3種以上の音程に変換する音程変換回
路14からCORDピンへの入力信号に応じた音程間隔
の2種の音程を出力させるために、当該音程変換回路1
4の制御端子に出力端子を接続した音程切換段階制御回
路31を備えていることを特徴とする。
【0030】また、音程変換回路14として、原音(入
力音声信号)を3種以上の音程(例えば和音関係にあ
る)に同時に変換する機能を有する点は、第1の実施形
態と異なっている。なお、3種以上の音程に同時に変換
する音程変換回路14の構成としては、従来や第1の実
施形態における音程変換回路を複数設けたと同様な構成
にすれば良い。
【0031】さらに、上述した第1の実施形態とは異な
って、音程切換回路21は設けられていない。
【0032】(B−2)第2の実施形態の動作 以下、第2の実施形態の音声LSI(音程変換装置)3
0の動作について説明する。
【0033】音程変換回路14内で生成されている前記
3種以上の音程は、相互の音程間隔をほぼ保持しながら
UPピンへの信号入力で上昇し、DWピンへの信号入力
で下降する。そしてRSTピンへの信号入力によって初
期状態、すなわち当該上昇、下降の中間レベルに戻る。
【0034】一方、CORDピンに信号入力があると音
程切換段階制御回路31は、前記3種以上の音程から2
種の音程を選択することによって当該2種の音程をTi
meピンへの入力に応じた時間間隔で交互に音程変換回
路14から出力させる。
【0035】(B−3)第2の実施形態の効果 以上のように、第2の実施形態によれば、変換後の音程
の上昇、下降及び、交互に出力される変換後の音程の時
間間隔の変更に加えて、音程変換後の2種の音程を自由
に選択できるようにしたので、マイコンなどの高度な制
御装置の支援なしに、さらに変化に富んだ音声を出力す
ることが可能になり、例えば発声者が一人でもコーラス
を楽しむことができる。
【0036】(C)他の実施形態 上述の第1及び第2の実施形態においては、共に2種の
音声を交互に等しい時間間隔で出力するようにしたが、
3種以上の音声を順番に、あるいは異なる時間間隔、例
えば2対1、3対2対1などで繰り返し出力するように
してもよい。また、音程変換装置は必ずしもLSIなど
の集積回路で構成しなくてもよい。
【0037】さらに上述の第1及び第2の実施形態はデ
ィジタル回路であったが、例えば並列に接続された複数
のアナログ・アクティブ・フィルタで音程変換回路14
を構成するなど、アナログ回路で構成することも可能で
ある。
【0038】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、音程変
換回路によって音程変換された音声信号と、音程変換前
の音声信号とを一定の周期で交互に選択して出力するこ
とで、例えば、ヨーデルボイスやモンゴル民族音楽のホ
ーミーの発声などを実現することも可能となる
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る音声LSI(音程変換装
置)の概要を示すブロック図である。
【図2】従来の音声LSI(音程変換装置)の概要を示
すブロック図である。
【図3】第1の実施形態に係る各部タイムチャートであ
る。
【図4】第2の実施形態に係る音声LSI(音程変換装
置)の概要を示すブロック図である。
【符号の説明】
20,30…音声LSI(音程変換装置)、11…制御
回路、14…音程変換回路、21…音程切換回路、22
…切換時間制御回路、31…音程切換段階制御回路。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部から入力された音声信号の音程を、
    音程制御信号に応じて変換して出力する音程変換回路を
    備えた音程変換装置において、 前記音程変換回路によって音程変換された音声信号と、
    音程変換前の音声信号とを一定の周期で交互に選択して
    出力させる選択手段と、 この選択動作を制御する選択制御手段とを備えることを
    特徴とする音程変換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の音程変換装置におい
    て、前記選択制御手段は、前記選択手段の切り替えの周期を
    順次短くし、最短限度まで短くなると最長限度まで戻す
    ことを特徴とする音程変換装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の音程変換装置におい
    て、 前記音程変換回路は、外部から入力された音声信号の音
    程を、所定の音程関係にある第1の音程群に属する複数
    の音程に変換するものであり、 前記選択手段は、第1の音程群のなかから選択した第2
    の音程群のうち、さらに選択した一つの音程を出力させ
    るものであることを特徴とする音程変換装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の音程変換装置におい
    て、 前記第2の音程群は2つの音程であることを特徴とする
    音程変換装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の音程変
    換装置において、 前記選択制御手段は、それぞれの出力音程の時間比を等
    しくするように前記選択手段を制御することを特徴とす
    る音程変換装置。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の音程変
    換装置において、 当該音程変換装置は単一の集積回路で構成されているこ
    とを特徴とする音程変換装置。
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