JPH01257899A - 電子楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、波形情報を記憶した波形記憶手段より、そ
の波形信号を読み出して音源波形信号とし外部制御信号
によってその音源波形信号の倍音構成を変化させること
により発生させるべき楽音の音色を変化させる電子楽器
に関する。

［従来技術とこの発明が解決しようとする課題］従来よ
り、波形情報を記憶した波形記憶手段から波形信号を読
み出して音源波形信号を得るようにした電子楽器が知ら
れている。

しかし、これらの従来の電子楽器では、ＶＣＦ／ＤＣＦ
（電圧制御フィルタ／デジタル制御フィルタ）またはＶ
ＣＡ／ＤＣＡ　Ｃ電圧制御増幅器／デジタル制御増幅器
）等を用いて発生すべき楽音の音色や音量を変化させる
ようにしている。したがって、音源波形信号の倍音スペ
クトルにおけるカットオフ周波数あるいは／ヘンドパス
中心周波数を変化ｙせることによって音色を変化させて
いるだけなので、元の音源波形信号の倍音スペクトルは
大きな変化は受けず、音色の変化が充分得られないとい
う問題点がある。

また、単一の音源波形信号（例えばサンプリング波形信
号）を、フィルタ手段を用いてリアルタイムにて複数の
周波数帯域に分割し、それを再び合成して倍音構成に変
化を持たせた波形信号を得る方法も考えられるが、この
方法ではフィルタ手段を必要とし、電子楽器の回路構成
の規模が大きくなりコストも掛るという問題点がある。

［発明の目的］ この発明は、」−述した課題を解決するためになされた
もので、演奏操作によって生じる外部制御信号によって
、多彩な音色の変化が容易に得られるような簡単な構成
の電子楽器を提供することを目的とする。

［発明の要点］ この発明は、上記目的を達成するため、電子楽器におい
て、ひとつの音信号を予め異なる態様でフィルタリング
して、例えば複数の周波数帯域に分割して得た複数の波
形情報を記憶した記憶手段よりその複数の波形情報をそ
れぞれ読み出し、それらの波形情報を合成手段にて合成
すると共に、演奏操作によって生じる外部制御信号に対
応して、その合成手段の合成比率を制御手段にて変化さ
せることによって合成された波形情報の倍音スペクトル
を可変制御するようにしたことを要点とする。

［実施例］ 以下、この発明に係る電子楽器の実施例について、図面
を参照しながら述べる。

第１図は、この発明を演奏者のプレス操作によるプレス
入力に基づいて所望の楽音を放音させる電子管楽器に適
用した場合の実施例における全体回路構成図である。図
において、プレスセンサ１にて演奏者の演奏操作（この
場合はプレス操作）に応じて検出されたプレス入力は、
電圧に変換Ｓれた後Ａ／Ｄ変換器２にてアナログ電圧値
からデジタル電圧値に変換されて、マイクロプロセッサ
の中央処理装置であるＣＰＵ３に入力される。また、Ｃ
ＰＵ３は音高指定スイッチ群４の押圧操作によって出力
される音高指定情報を受は取る。

ＣＰＵ３は上記プレス入力と上記音高指定情報に基づく
制御信号を外部制御信号としてアドレスコントローラ５
に出力する。アドレスコントローラ５からはアドレス信
号が、例えばＰＣＭの形で音源波形信号が例えば２つの
周波数領域に分けてそれぞれ記憶されている波形メモリ
６−１及び波形メモリ６−２（例えばいずれもＲＯＭ、
）に加えられる。このアドレス信号によって、波形メモ
リ６−１．６−２の指定エリアに記憶されたメモリ内容
が発生すべき楽音のピッチ、つまり上記音高指定情報に
対応するレートでスケーリングされて読み出される。

この読み出された波形信号はそれぞれ乗算器７及び乗算
器８に与えられる。この乗算器７．８には、それぞれプ
レス入力に対応したＣＰＵ３からの制御信号によって制
御されるミックスレベルコントローラ９よりのミックス
レベルコントロールデータが加えられて、それぞれ波形
メモリ６−１．６−２から与えられる波形信号と乗算演
算され、その演算出力は加算器ｌＯに加えられる。更に
加算器１０から乗算器１１に与えられた波形信号は、や
はりプレス入力に対応したＣＰＵ３からの制御信号によ
って制御されるエンベロープコントローラ１２よりのエ
ンベロープコントロールデータと乗算演算され、その演
算出力は、Ｄ／Ａ変換器１３にてアナログ信号に変換さ
れて、アンプ１４、スピーカ１５を経て楽音として放音
される。

以下この実施例の動作について述べる。

第２図は、第１図における波形信号の合成に係る要部回
路構成図であり、第１図と同一参照符号を伺したものは
同一機能を有するものである。図において波形メモリ６
−１及び波形メモリ６−２からそれぞれ読み出された波
形信号ＷＬ及び波形信号ＷＨは、それぞれ乗算器７及び
乗算器８に与えられる。

ここで、波形メモリ６−１には、第３図（ａ）に示すよ
うな単一の音源波形信号（例えばサンプリング波形信号
）Ｗのスペクトルを、第３図（ｂ）に示すように、カン
トオフ周波数ｆｃより高周波領域の高次倍音がカットコ
れたスペクトル特性を持つ波形信号ＷＬに変換した（フ
ィルタリングした）波形データが予めメモリされている
。

また波形メモリ６−２には、第３図（Ｃ）に示すように
、カットオフ周波数ｆｃより低周波領域の低次倍音がカ
ットされたスペクトル特性を持つ波形信号ＷＨに変換し
た（フィルタリングした）波形データが予めメモリされ
ている。

そして波形信号ＷＬは、乗算器７において、第１図に示
したミックスレベルコントローラ９よりのミックスレベ
ルコントロールデータＭＲＬと乗算されて、ミックスす
るためにレベル制御された波形信号ＷＭＬとなる。同様
に波形信号ＷＨは、乗算器８において、ミックスレベル
コントローラ９よりのミックスレベルコントロールデー
タＭＲＨと乗算されて、同様にミックスするためにレベ
ル制御された波形信号ＷＭＨとなる。これらの波形信号
ＷＭＬ、ＷＭＨは加算器１０にて加算演算されてミック
ス、すなわち再合成された合成波形信号ＷＭとなる。

第４図は、この再合成された合成波形信号ＷＭの倍音構
成が周波数に応じて変化するスペクトル特性を示す図で
ある。図において、横軸は周波数ｆを、縦軸は振幅Ａを
表わし、第４図（ａ）は、ＭＲＬ＞ＭＲＨとした場合、
つまり、ミックスレベルコントロールデータＭＲＬの値
がミックスレベルコントロールデータＭＲＨの値より大
きい場合であり、元の波形信号Ｗのスペクトルと比較す
ると、合成された波形信号ＷＭのスペクトル特性ではカ
ットオフ周波数ｆｃより高周波領域の倍音構成のレベル
が相対的に低く押えられている。第４図（ｂ）は逆にＭ
ＲＬ＜ＭＲＨとした場合の合成波形信号ＷＭのスペクト
ル特性図であり、カットオフ周波数ｆｃより低周波領域
の倍音構成のレベルが相対的に大きく持ち上げられてい
る。

この実施例の電子管楽器において、演奏者が行う演奏操
作（プレス入力操作）はプレスセンサｌによって検出さ
れる。第５Ａ図はその検出されたプレス入力のプレスレ
ベルによってレベルコントロールデータＭＲＬ、ＭＲＨ
が変化する状態を示すレベルコントロールデータ特性図
である。図において横軸はＡ／Ｄ変換器２より得られる
デジタルプレス情報のプレスレベル、縦軸はミックスレ
ベルコントローラ９より乗算器７．８に加えられて波形
信号ＷＬ、ＷＨと乗算されるミックスレベルコントロー
ルデータＭＲＬ、ＭＲＨのミックスレベルを示す。なお
、このプレスレベル対ミックスレベルの関係については
種々変更できることは勿論であり、複数のパターンのな
かからひとつのパターンを選択するようにしてもよい。

第５Ｂ図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、第５Ａ図
における各プレスレベル点、ａ、ｂ、ｃ、ｄ点に対応し
たミックスレベルコントロール７’　−タＭ　ＲＬ、Ｍ
ＲＨと乗算された波形信号ＷＭＬ、ＷＭＨが加算器１０
にて加算されて得られる合成波形信号ＷＭのスペクトル
特性図である。すなわち、この場合は、プレスレベルが
変化しても波形信号ＷＬに対スるミックスレベルコント
ロールデータＭＲＬの値は常に一定であるが、プレスレ
ベルがａ点から順にす、、ｃ、ｄ点と変化して増大する
に従って、波形信号ＷＨに対するミックスレベルコント
ロールデータＭＲＨの値はＯレベルからＭＲＬのレベル
まで直線的に変化する。するとプレスレベル８点では、
第５Ｂ図（ａ）に示すように合成波形信号ＷＭは、カッ
トオフ周波数ｆｃを境としてより高周波領域では倍音構
成の振幅Ａが相対的に大きく低下したスペクトル特性と
なる。すなわち、カットオフ周波数ｆｃより高周波領域
での高次倍音構成が非常に少ない合成波形信号ＷＭが得
られることになる。同様にプレスレベル５点、Ｃ点では
第５Ｂ図（ｂ）、第５Ｂ図（Ｃ）に示すように、カット
オフ周波数ｆｃより高周波領域ではスペクトルの振幅Ａ
が相対的に少しずつ増大し、プレスレベル６点ではＭＲ
Ｌ＝ＭＲＨとなるので、第５Ｂ図（ｄ）に示すようにス
ペクトルは元の波形信号Ｗのそれと同様なものとなって
いる。このように波形メモリ６−１．６−２よりそれぞ
れ読み出された波形信号ＷＬ、ＷＨは、プレス入力のレ
ベルつまり、演奏操作によって生じる外部制御信号に対
応して加算器１０にて合成させる際の合成比率が変えら
れて、カットオフ周波数より高周波領域にて含まれる倍
音の振幅レベルが変化する。すなわちプレス入力のレベ
ルが小さいと高次倍音がカットされ、プレス入力のレベ
ルが大きくなるにつれ徐々に高次倍音の振幅レベルが増
大する。したがってプレス入力のレベルによって発生さ
せるべき楽音の音色が変化し、プレス入力のレベルを強
くする程高次倍音構成のレベルが増大するように音色が
変化することになり、例えばサキソオーンのような自然
楽器において、プレス入力を強くすると高次倍音を多く
含んだ音色となることと類似した音色変化が得られる。

なお、その際に、元の波形信号Ｗを予め３つの周波数帯
域例えばロー（Ｌ）、ミドル（Ｍ）、ハイ（Ｈ）に分割
して３個の波形メモリにメモリさせたものを用いるよう
にして、それぞれ読み出した波形信号ＷＬ、ＷＭ、ＷＨ
をそれぞれ乗算器にてミックスレベルコントローラ９よ
りのミックスレベルコントロールデータＭＲＬ、ＭＲＭ
、ＭＲＨと乗算させた後、加算器１０にて加算合成して
合成信号ＷＭを得るようにしてもよい。その場合は、第
６図に示すように、２個の波形メモリにメモリさせたも
のを用いた場合に比べてより細かな自然な音色変化が得
られる。

また、自然楽器の音色変化に近似させるように合成比率
の制御を行うことに限らず、任意にスペクトル構成を変
化させるように合成比率の制御を行えば、全く新しい独
自の音色を得ることができる。更に楽音信号をグラフィ
ックイコライザにて音色変化させた場合と同様に任意の
周波数帯域の振幅レベルにピークを持たせるような音色
変化の効果を得ることもできる。

なお、上記実施例では、合成比率を制御する外部制御信
号としてプレス入力を用いたが、それに代えて演奏者が
マウスピースを噛む力であるリップ入力を用いるように
してもよい。

また、上記実施例はこの発明を電子管楽器に適用したも
のであるが、電子弦楽器に適用した場合には、弦に対す
るピッキング入力を用い、電子鍵盤楽器に適用した場合
には、鍵タツチ入力を用い、更に各種電子楽器において
連続的に変化するような音高指定入力を用いて、それぞ
れ分割フィルタの特性あるいは分割した波形信号の再合
成比率を可変制御するための演奏操作によって生じる外
部制御信号として用いることが可能である。また、フィ
ルタリングの態様は種々とり得るものであ’Ｊ、ローパ
ス、バイパス、バンドパス等種々選択でき、フィルタの
種類、タイプあるいはカットオフも種々選択できる。

なお、波形メモリ６−１．６−２に記憶させる波形はＰ
ＣＭ表現による全波形に限られず、適当な周期の波形を
記憶ぎせたものでもよい。また波形のデジタル表現は、
ＰＣＭに限らずＤＰＣＭ、ＡＤＰＣＭその他各種符号化
によるものでもよい。

更に、波形メモリ６−１．６−２は、電子楽器本体内部
には設けずに、代わりにＲＯＭカード、ＩＣカード、磁
気ディスク等によって外部より波形情報を供給するよう
に構成してもよい。その場合、内部にＲＡＭをもって外
部よりの波形情報を記憶するようにしてもよく、あるい
は直接波形情報をかかる外部メモリから読取るようにし
てもよい。

また」二記実施例では、加算器１３によって再合成され
た合成波形信号ＷＭを乗算器１１に加えて、エンベロー
プコントローラ１５Ｊ：４１のエンベロープコントロー
ルデータによってエンベロープを制御して発生すべき楽
音の音量を変化させるようにしているが、このエンベロ
ープ制御は必ずしも行う必要はなく、特に波形メモリ６
より読み出された波形０壮Ｗが既にエンベロープを有し
ているような場合には省くことができる。

［発明の効果］ 以」−述べたように、この発明によれば、ひとつの音信
号を予め異なるた）様でフィルタリングして、例えば複
数の周波数帯域に分割して得た複数の波形情報を記憶す
る記憶手段よりそれらの複数の波形情報を読み出し、そ
れらの波形情報を合成手段にて合成する際に演奏操作に
よって生じる外部制御信号に対応してその合成比率を変
化させることにより合成された波形情報の倍音スペクト
ルを可変制御するようにしたものである。したがって多
彩な音色を連続して変化させながら得ることができ、演
奏者の演奏操作に応じて容易にきめ細かく複雑に音色を
変化させることが可能な簡単な構成の電子楽器が得られ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明を電子管楽器に適用した場合の実施例を
説明するためのものであり、第１図は全体回路構成図、
第２図は第１図における波形信号の合成要部回路構成図
、第３図は記憶メモリより読み出した波形信号のスペク
トルを示す波形信号スペクトル分割図であり、第４図は
合成された波形信号の合成信号スペクトル特性図、第５
Ａ図はプレス入力のレベルによって制御されるレベルコ
ントロールデータの変化を示すレベルコントロールデー
タ特性図、第５Ｂ図はプレスレベルに対応して変化する
合成信号のスペクトル特性図、第６図は周波数帯域を３
分割してメモリさせた場合の３分割合成信号のスペクト
ル特性図である。 ■・・・・・・プレスセンサ、３・・・・・・ＣＰＵ、
６−１．６−２・・・・・・波形メモリ、７．８．１１
・・・・・・乗算器、９・・・・・・ミックスレベルコ
ントローラ、１０・・・・・・加算器、１２・・・・・
・エンベロープコントローラ。 区花 ｌ ミ 寸ど 〆 ミックスしベル （ａ）（ｂｌ　　　（Ｃ）（ｄ） 第５Ａ図 しへ°几］′／ドロー九テ゛−夕屑Ａ注図第５Ｂ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ひとつの音信号を複数の異なる態様でフィルタリ
   ングした結果得られる複数の波形情報を記憶する記憶手
   段と、 この記憶手段より読み出される上記複数の波形情報を合
   成する合成手段と、 演奏操作手段と、 この演奏操作手段の出力に従って、上記合成手段にて上
   記複数の波形情報に対する合成を行う際の合成比率を可
   変制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする電子楽器。
2. （２）ひとつの音信号を複数の周波数帯域に分割して得
   た複数の波形情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段
   より読み出される上記複数の波形情報を合成する合成手
   段と、 演奏操作によって生じる外部制御信号に対応して、上記
   合成手段の合成比率を変化させて上記合成手段より得ら
   れる合成波形情報の倍音スペクトルを可変制御する制御
   手段と、 を備えることを特徴とする電子楽器。