JPH02125296A - 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】 産業上の利用分野 本発明は楽器の発音メカニズムを数式とテーブルで表現
したアルゴリズムをディジタル電子回路を用いて実現し
た電子楽器に関する。

従来の技術 近年ディジタル技術の進歩により、電子ピアノやシンセ
サイザのようなディジタル電子回路を応用した電子楽器
が数多く開発されている。その中において楽器特にクラ
リネットの発音メカニズムを解析し、これをディジタル
電子回路に置き換えて実現した電子楽器が提案されてい
る。以下図面を参照しながら、上述したような電子楽器
について説明する。

第５図は従来の電子楽器のブロック図を示すものである
。第５図において、５１は口内圧力データＰｎと発音開
始信号を送出するコントロール部１５２はディレィ部５
３から送出されたデータとコントロール部５１から送出
された口内圧力データＰｎにもとづき演算されたデータ
をディレィ部５３に送出する演算部、５３は演算部５２
がら送出されたデータをメモリに書き込むと共に、予め
設定された時間遅延の後に前記書き込まれたデータを読
みだし演算部５２に送出するディレィ部、５４は演算部
５２から送出されたデータのディジタルアナログ変換を
行うディジタルアナログ変換器、５５はディジタルアナ
ログ変換器５４から送出されたデータにもとづき所望の
楽音信号を得るサウンドシステム、５６はコントロール
部５１から送出された口内圧力データＰ、と乗算器５７
の出力値との加算を行う加算器、５７はテーブル５８か
ら送出されたデータと加算器５９から送出されたデータ
との乗算を行う乗算器、５８は加算器５９から送出され
たデータをアドレスとして予め格納されたデータの読み
だしを行うテーブル、５９はコントロール部５１から送
出された口内圧力データＰＭとディレィ部５３から送出
されたデータとの加算を行う加算器である。

第６図はディレィ部５３の回路図を示すものである。第
６図において６１はカウンタ６２が送出するアドレスカ
ウンタ値をアドレスとして読みだしたデータをＡＮＤゲ
ート６３に送出すると共に演算部５２から送出されたデ
ータを吉き込むディレィメモリ、６２はコントロール部
５１から送出された発音開始信号によりリセットされる
と共にシステムクロックＣＫの発生タイミングでアドレ
スカウンタ値を１ずつインクリメントし更にアドレスカ
ウンタ値が最大値（ディレィメモリ６１の語長ｍに等し
い）に達した時点でキャリー信号ＣＹをＲＳフリップフ
ロップ６４に送出するカウンタ、６３はディレィメモリ
６１から送出されたデータの各ビットのリセットをＲＳ
Ｓフリラグフロツブ６から送出された信号により行うＡ
ＮＤゲート、６４はコントロール部５１から送出された
発音開始信号によりセットされると共にカウンタ６２か
ら送出されるキャリー信号ＣＹによりリセットされるＲ
Ｓフリップフロップ、６５はＡＮＤゲート６３から送出
されるデータをラッチ信号ＬＡによりラッチするラッチ
である。

第７図はディレィ部５３の動作を表すタイムチャートで
ある。

第８図は従来例の電子楽器のモデルであるクラリネット
のＢ点を空けて吹いた場合の状態図である。第８図にお
いて８１は演奏者の口唇部、８２はクラリネットの断面
図である。

以上のように構成された電子楽器について以下その動作
について説明する。

押鍵操作によりコントロール部５１から口内圧力データ
ＰＭと発音開始信号が送出される。まず発音開始信号が
ディレィ部５３に送出されカウンタ６２をリセットし、
アドレスカウンタ値０がディレィメモリ６１に送出され
る。ディレィメモリ６１はアドレス０に格納しているデ
ータＰ　ｎ　、　ＩｌをＡＮＤゲート６３に送出する。

ここで発音開始信号はＲＳフリップフロップ６４のＳ入
力にも入力されているのでＲＳフリップフロップは信号
Ｉ＋　）（ｉ　ｇ１］”をＡＮＤゲート６３に送出しＡ
ＮＤ６３はディレィメモリ６１からのデータの如何に関
わらず値０を出力することになる。ＡＮＤゲート６３の
出力データはラッチ６５でラッチされバス２を介して加
算器５９に送出される。加算器５９ではラッチ６５の出
力データとコントロール部５１からの出力データＰ、の
反転値との加算が行われ、加算結果がテーブル５８と乗
算部５７に送出される。

テーブル５８に送出されたデータをアドレスとしてテー
ブル５８からデータが読みだされ、乗算器５７において
加算器５９から送出されたデータとの乗算が行われる。

乗算器５７の乗算結果はコントロール部５１から送出さ
れた口内圧力データＰ。と加算器５６において加算され
、加算結果がディレィ部５３にバス１を介して送出され
る。そしてディレィメモリのアドレスＯに加算器５６か
ら送出されたデータが書き込まれる。以降、以上の動作
を第３図のタイムチャートに示すようにサイクリックに
行う。更にカウンタ６２はカウンタ６２の最大値即ちデ
ィレィメモリ６１の語長ｍに達した時点でキャリー信号
ＣＹをＲＳフリップフロップ６４のＲ入力に送出するた
めＡＮＤゲート６３でのリセット動作は、発音開始信号
が発生してからカウンタ６２がアドレスカウント値をＯ
−ｍ　−１をカウントする間である。即ちディレィメモ
リのイニシャルリセットに相当する。ここで第８図はク
ラリネットのＢ点のトーンホールを空けた吹いた場合の
モデルであるが、口唇部８１内の圧力ＰＭは第５図の口
内圧力データＰ７に相当し、管内の進行波の圧力Ｐ、・
は第５図の加算器５６の出力データ、管内の反射波の圧
力Ｐｂ−は第５図の加算器５９の入力データに相当する
。またＡ点からＢ点までの距離１の２倍２１は第６図の
ディレィメモリ６１の語長ｍに相当する。

以上の動作により得られた楽音信号はシステムクロック
をｆＨｚとした場合、 ｆ／（ｍＸ２） の音程となる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような従来の構成では、ディレィメ
モリの語調の制御ができないため、平均律に応じた音程
変化を実現できないという問題点を有していた。

本発明は上記欠点に鑑み、平均律に応じた音程変化が実
現できる電子楽器を提供するものである。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の電子楽器は、演算部
から送出されたデータをメモリに書き込むと共に、指数
変換部から送出されたディレィ長制御データによって制
御される時間遅延の後に演算部から送出されたデータを
メモリから読みだし再び演算部に送出するディレィ部と
、コントロール部から送出された音高データを前記ディ
レィ長制御データに変換する指数変換部とを備えたもの
である。

作用 この構成によって、例えば鍵盤の位置に対応した音高デ
ータを指数変換部で指数変換し、指数変換結果であるデ
ィレィ長制御データをディレィメモリの語長とすること
により、簡単に実際の楽器に類似した音程変化が実現で
きる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例における電子楽器のブロック
図を示すものである。第１図において、１１は口内圧力
データＰＭと発音開始信号とディレィ長制御データを送
出するコントロール部、１２はフントロール部１１から
送出された音高データを１旨数変換し指数変換結果であ
るディレィ長制御データを送出するｔ旨数変換部、１３
は演算部５２から送出されたデータをメモリに書き込む
と共に、指数変換部１２から送出されるディレィ長制御
データにより制御される時間遅延の後に前記書き込まれ
たデータを読みだし演算部５２に送出するディレィ部で
ある。その他のブロックは従来例と同様である。

第２図はディレィ部１３の回路図を示すものである。第
２図において２１はカウンタ６２から送出されるアドレ
スカウンタ値と指数変換部１２から送出されるディレィ
長制御データの比較を行い、一致した時に比較一致信号
をＲＳフリップフロップのＲ入力とＯＲゲート２２に送
出する比較器、２２はコントロール部１１から送出され
た発音開始信号と比較器２１から送出された比較一致信
号の論理和をとり、出力信号をカウンタ６２のＲ入力に
送出するＯＲゲートである。その他のブロックは従来例
と同様である。

第３図は指数変換部部１２の回路図を示すものである。

第３図において３１はＯオクターブの１２音階に対応し
たＯオクターブディレィ長制御データを指数系列状に格
納した指数テーブル、３２はコントロール部１１から送
出された鍵盤の位置に対応した音高データをノートデー
タ（１オクターブ内の１２音階を区別するデータ）とオ
クターブデータ（オクターブナンバを１旨定するデータ
）に変換する音高データ変換テーブル、３３は指数テー
ブル３１から読みだされたＯオクターブディレィ長制御
データを音高データ変換テーブルがら読みだされたオク
ターブデータでシフトし、シフト出力をディレィ長制御
データとしてディレィ部１３に送出するバレルシフタで
ある。

第４図（Ａ）は音高データ変換テーブル３２に格納され
たノートデータとオクターブデータの値を示した表であ
る。

第４図（Ｂ）はシステムクロックを６４ｋＨｚとした場
合の０オクターブの１２音階に対応した０オクターブデ
ィレィ長制御データの値を示した表である。

以上のように構成された電子楽器について以下その動作
について説明する。尚全体の概要動作は従来例と同じで
あるので、従来例と異なるフントロール部１１と指数変
換部１２とディレィ部１３の動作のみについて説明する
。

押鍵操作により口内圧力データＰＭと発音開始信号と音
高データが送出される。音高データは指数変換部１２に
音高データ変換テーブル３２のアドレスとして入力され
、音高データ変換テーブル３２に格納されたノートデー
タとオクターブデータが読みだされる。ノートデータは
指数テーブル３１のアドレスとして入力されＯオクター
ブディレィ長制御データを読みだす。読みだされたＯオ
クターブディレィ長制仰データはバレルシフタ３３に入
力され、音高データ変換テーブル３２から読みだされた
オクターブデータによりシフトされる。

その結果バレルシフタ３３から所望のディレィ長制御デ
ータが出力される。

ディレィ長制御データはディレィ部１３の比較器２１に
送出されカウンタ６２の送出するアドレスカウンタ値と
の比較動作が行われる。比較動作により比較一致した場
合、比較一致信号がＲＳフリップフロップ６４のＲ入力
とＯＲゲート２２に送出される。ＲＳフリップフロップ
のＲ入力に送出された比較一致信号はＲＳフリップフロ
ップの出力信号をリセットしその結果ＡＮＤゲート６３
のリセット動作を禁止する。即ち発音開始信号がコント
ロール部１１から送出された時点からカウンタ６２がア
ドレスカウンタ値をＯ〜（ディレィ長制御データの示す
値）になるまでＡＮＤゲート６３の出力データのリセッ
ト動作を行うことになる。またＯＲゲート２２に送出さ
れた比較一致信号はカウンタ６２のＲ入力に入力されア
ドレスカウンタ値をリセットする。即ちカウンタ６２は
アドレスカウンタ値をＯ〜（ディレィ長制御データの示
す値）の間、サイクリックに変化させることになる。こ
こでディレィメモリの最大語長をｍ１ディレィ長制御デ
ータの最大値をｋとすると、ｍ≧ｋが条件となる。

次に第４図（Ｂ）に示す指数テーブル３１に格納された
Ｏオクターブデ・イレイ長制御データの値はシステムク
ロックを８４ｋＨｚとした場合の半波長骨のディレィ値
を表し、例えば音階Ｃ＠については ６４ｋＨｚ／　（７Ａ５ｈＸ２）　　＝　　１８Ｈｚの
式から１６Ｈ２の音程の楽音信号を発生できることがわ
かる。同様にしてＯオクターブ内の全音階について平均
律音階が実現できる。更に第４図（Ａ）に示す音高デー
タ変換テーブルに格納されたノートデータは全オクター
ブについて同じ値であることから、オクターブデータ（
オクターブナンバに等しいとする）でＯオクターブディ
レィ長データをシフト（オクターブデータをＯＣＴとす
ると２−ＯＣＴシフト）することにより、全音域につい
て平均律音階が実現できることがわかる。

以上のように本実施例によれば、例えば鍵盤の位置に対
応した音高データを音高データ変換テーブルでまずノー
トデータとオクターブデータに変換し、ノートデータを
指数テーブル３１を用いて指数変換し、更に前記指数変
換により出力された０オクターブディレィ長制御データ
をオクターブデータでシフトすることにより所望のディ
レィ長制御データが得られる。更に前記ディレィ長制御
データとカウンタ６２の出力値であるアドレスカウンタ
値との比較動作を実行することによりディレィ長制御デ
ータがディレィメモリの語長に等しくなり、結果として
平均律音階に応じた音程変化を実現することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、指数系列のデータを格納
した第１のメモリと、コントロール部から送出された音
高データをノートデータとオクターブデータに変換する
テーブルを格納した第２のメモリと）第１のメモリの出
力値をオクターブデータにもとづきシフトするバレルシ
フタからなり、バレルシフタの出力値をディレィ長制御
データとしてディレィ部に送出する指数変換部とを備え
、ディレィ長制御データをディレィ部のディレィメモリ
の語長とすることにより平均律音階に応じた音程変化が
実現でき、その実用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電子楽器のブロック
図、第２図はディレィ部の回路図、第３図は指数変換部
の回路図、第４図（Ａ）は音高データ変換テーブルに格
納されたノートデータとオクターブデータの値を示した
対応図、第４図（Ｂ）はンステムクロツクを６４ｋＨｚ
とした場合の各音階に対応したディレィ長制御データの
値を示した対応図、第５図は従来の電子楽器のブロック
図、第６図はディレィ部の回路図、第７図はディレィ部
の動作を表すタイムチャート、第８図はクラリネットの
Ｂ点を空けて吹いた場合の状態図である。 １１・−・コントロール部、　　１２・・・指数変換部
、１３・・・ディレィ部、　　２１・・・比較器、　　
２２・・・ＯＲゲート、　　３１・・・指数テーブル、
　　３２・・・音高データ変換テーブル、　　３３・・
・バレルシフタ、５２・・・演算部、　　５４・・・デ
ィジタルアナログ変換器、　　５５・・・サウンドシス
テム、　　５６．５９・・・加算器、　　５７・・・乗
算器、５８・・・テーブル、６１・・・ディレィメモ１
ハ　　６２・・・カウンタ、６３・・・ＡＮＤゲート、
　　６４・・・ＲＳフリップフロップ、　　６５・・・
ラッチ。 代理人の氏名　弁理士　粟野　重孝　はか１名芯 第 図 （Ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 口内圧力データと発音開始信号と音高データを送出する
   コントローラ部と、前記コントロール部から送出された
   音高データをディレイ長制御データに変換する指数変換
   部とからなり、データＤをメモリに書き込むと共に、指
   数変換部から送出されたディレイ長制御データによって
   制御される時間遅延の後に前記データＤを前記メモリか
   ら読みだすディレイ部と、前記コントローラ部から送出
   された口内圧力データを反転したデータと前記ディレイ
   部から送出されたデータＤとの加算を行い、前記加算に
   おける加算結果をアドレスとしてテーブルから読みだし
   たデータと前記加算結果との乗算を行い、前記乗算にお
   ける乗算結果と前記コントローラ部から送出された口内
   圧力データとの加算を行い、前記加算における加算結果
   を前記ディレイ部に送出する演算部と、前記指数変換部
   が指数系列のデータを格納した第１のメモリと、前記コ
   ントロール部から送出された音高データをノートデータ
   とオクターブデータに変換するテーブルを格納した第２
   のメモリと、前記第１のメモリの出力値を前記オクター
   ブデータにもとづきシフトするバレルシフタからなるこ
   とを特徴とする電子楽器。