JPH0231397B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、演算系音色の楽音と加算系音色の
楽音を択一的に発生する電子楽器において楽音波
形発生回路を効率的に利用することに関する。

電子楽器の楽音発生方式には種々の方式が有
り、夫々特色のある音色（音質）の合成が可能で
ある。その主なものとして、演算系楽音発生方式
と加算系楽音発生方式を挙げることができる。演
算系楽音発生方式とは、所望の音色に対応するパ
ラメータにもとづいて楽音波形発生演算を行なう
方式であり、パラメータ制御によつて音色の選
択・変更がなされる。加算系楽音発生方式とは、
所望の組合せ及び振幅比率で複数の部分音を夫々
発生しこれらを加算することにより楽音波形を発
生する方式である。前者の一例としては、特開昭
50−126406号公報に示されたような周波数変調演
算による楽音発生方式などが有り、後者の一例と
しては、特開昭48−90217号公報に示されたよう
な高調波合成演算による楽音発生方式などがあ
る。説明の便宜上、演算系楽音発生方式によつて
発生される楽音の音色を演算系音色といい、加算
系楽音発生方式によつて発生される楽音の音色を
加算系音色ということにする。一般に、製品化さ
れた電子楽器においては音色選択の幅を広げるた
めに演算系音色と加算系音色のどちらでも選択可
能にするのが普通であり、その場合各系統の音色
に個別に対応して別々の楽音波形発生回路を設け
ねばならなかつた。ところで、加算系音色にあつ
ては多数の高調波のうち任意のものを自由に制御
し加算合成し得るようにすることが高品質の音色
を合成する上で重要であり、そのためには加算系
音色用の楽音波形発生回路の規模をできるだけ大
きくして多数の部分音を発生し得るようにしなけ
ればならない。しかし、コスト及び装置構成等の
都合上、楽音波形発生回路の規模を無闇に大きく
できないのが実状である。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、
演算系音色と加算系音色の楽音を択一的に選択し
て発生する電子楽器において、楽音波形発生回路
の規模を拡大せずに、高品質の音色（特に加算系
音色）を合成し得るようにすることを目的とす
る。この目的の達成のために、この発明に係る電
子楽器は、音色に対応するパラメータに基づき、
そのパラメータに応じて発生波形の形状を任意に
変化させることが可能な波形発生演算を行う第１
の波形発生手段と、複数の部分音を夫々発生しこ
れらを加算することにより波形を発生する第２の
波形発生手段と、演算系の音色及び加算系の音色
を選択するための選択手段と、前記選択手段で演
算系の音色が選択されたとき、選択された音色に
対応するパラメータを前記第１の波形発生手段に
与えてこの第１の波形発生手段から該選択された
音色に対応する波形を発生させる第１の制御を行
うと共に、前記選択手段で加算系の音色が選択さ
れたとき、一部の部分音に関するパラメータを前
記第１の波形発生手段に与えて該第１の波形発生
手段から該一部の部分音に対応する波形を発生さ
せると共に残りの部分音に関するデータを前記第
２の波形発生手段に与えて該第２の波形発生手段
から該残りの部分音を加算した波形を発生させる
第２の制御を行う制御手段とを具え、前記第１及
び第２の波形発生手段の出力を加算するようにし
たことを特徴とするものである。

演算系の音色が選択された場合は、選択された
音色に対応するパラメータを前記第１の波形発生
手段に与えてこの第１の波形発生手段で該選択さ
れた音色に対応する波形を発生させる波形発生演
算を行う。

一方、加算系の音色が選択された場合は、一部
の部分音に関するパラメータを第１の波形発生手
段に与えて該第１の波形発生手段から該一部の部
分音に対応する波形を発生させると共に、残りの
部分音に関するデータを第２の波形発生手段に与
えて該第２の波形発生手段から該残りの部分音を
加算した波形を発生させる。両波形発生手段の出
力は加算合成され、１つの楽音信号として発生さ
れる。こうすると、第２の波形発生手段の規模を
拡大することなく、部分音の数を増すことができ
る。また、第１の波形発生手段で発生する部分音
に複数の高調波成分が予め多数含まれるようにす
れば、第２の波形発生手段だけでは発生しきれな
い高調波成分を補うことができるので、音質の向
上に役立つ。また、そうすることによつて、第２
の波形発生手段では、高調波の中でも特に強調し
たいものに対応する部分音を発生するようにすれ
ばよいことになり、無駄のない効率的な構成で高
品質な加算系音色の合成を行うことができる。

以下添付図面を参照してこの発明の一実施例を
詳細に説明しよう。

第１図において、キースイツチ回路１０は鍵盤
の各鍵に対応するキースイツチを含んでおり、押
圧された鍵を示す情報を波形発生回路１１及び１
２に与える。説明の便宜上、この実施例が単音電
子楽器であるとすると、キースイツチ回路１０は
単音優先回路を含んでおり、複数の鍵が同時に押
圧された場合そのうち単一の押圧鍵の情報を出力
する。演算系音色用の波形発生回路１１は、押圧
鍵に対応する楽音信号を演算系楽音発生方式（す
なわち所望の音色に対応するパラメータにもとづ
いて楽音波形発生演算を行なう方式）によつて発
生するものである。例えば、特開昭50−126406号
または特開昭55−67799号等に示された周波数変
調演算方式、あるいは特開昭55−32028号に示さ
れたような時間窓関数を用いた演算方式、あるい
は特願昭54−138534号に示されたような帰還型振
幅変調演算方式、あるいは電圧制御型発振器及び
電圧制御型フイルタ等を用いたアナログシンセサ
イザ方式、など適宜の演算系楽音発生方式を用い
て波形発生回路１１を構成することができる。

加算系音色用の波形発生回路１２は、押圧鍵に
対応する楽音信号を加算系楽音発生方式（すなわ
ち複数の部分音を夫々発生しこれらを加算するこ
とにより所望の楽音波形を発生する方式）によつ
て発生するものである。例えば、特開昭48−
90217号に示されたようなデイジタル的に高調波
合成計算を行なうコンピユータオルガン方式、あ
るいは特開昭55−67799号に示されたようなアル
ゴリズムコントロール型の演算器を用いて各部分
音波形を時分割で発生し加算する方式、あるいは
各高調波（フイート系）に対応するアナログの部
分音波形を個別に発生してこれらを適宜の振幅比
率で加算合成する方式、など適宜の加算系楽音発
生方式を用いて波形発生回路１２を構成すること
ができる。両波形発生回路１１，１２の出力は加
算回路１３で加算されてサウンドシステム１４に
至る。

１５は演算系音色選択スイツチ群であり、例え
ば８種類の演算系音色のうちいずれかを選択する
ことが可能である。１６Ａ及び１６Ｂは加算系音
色選択スイツチ群であり、各部分音のレベルを選
択設定するためのスイツチを含んでいる。一例と
して、スイツチ群１６Ａは16フイート系の部分音
（フルート16フイート系の意味でF16′なる記号が
付してある）及び８フイート系の部分音（F8′）
の２つの部分音に対応するスイツチを含み、スイ
ツチ群１６Ｂはフルート５ 1/3フイート系乃至１
フイート系の部分音（F5 1/3′、F4′、F2 2/3′、
F1 1/3′、F1′）及びアタツク４フイート系乃至
２フイート系の部分音（AT4′、AT2 2/3′、
AT2′）の８つの部分音に対応するスイツチを含
む。尚、フルート系の部分音は正弦波もしくはそ
れに近い波形をもち、持続系エンベローブで発音
される。また、アタツク系の部分音は同様に正弦
波もしくはそれに近い波形をもち、パーカツシブ
系エンベローブで発音される。また、周知のよう
に、各フイート系16′、8′、５ 1/3′、4′、２ 2/
３′、2′、１ 1/3′、1′は８フイート系（8′）を基
準
にすると各々1/2、１ 1/2、２、３、４、５、８
の周波数比をもつ。

演算系／加算系切換スイツチ１７Ａ，１７Ｂは
演算系音色及び加算系音色のどちらか一方を選択
するためのもので、加算系音色を選択する場合は
図示のように16フイート系及び８フイート系の部
分音選択用スイツチ群１６Ａの出力を演算系の波
形発生回路１１に与えると共にその他の部分音選
択用スイツチ群１６Ｂの出力を加算系の波形発生
回路１２に与える。演算系音色を選択する場合は
スイツチ１７Ａ及び１７Ｂが図示とは反対の位置
に連動して切換わり、演算系音色選択スイツチ群
１５の出力が演算系波形発生回路１１だけに与え
られる。

従つて、スイツチ１７Ａ，１７Ｂによつて演算
系音色が選択された場合、演算系音色選択スイツ
チ群１５で選択されている音色に対応するパラメ
ータが演算系波形発生回路１１に与えられ、この
パラメータにもとづき楽音波形発生演算が該回路
１１で実行される。例えば回路１１で周波数変調
演算を実行する場合、その演算基本式は次の通り
である。

Ｅ（ｔ）sin｛K₁ωt＋Ｉ（ｔ）sinK₂ωt｝ ………(1) Ｅ（ｔ）は振幅エンベロープを設定する係数、
K₁、K₂は搬送波及び変調波の周波数を制御する
数値、Ｉ（ｔ）は変調指数の時間関数である。Ｅ
（ｔ）、Ｉ（ｔ）、K₁、K₂が音色に応じたパラメー
タであり、ωは押圧鍵の音高に応じたパラメータ
である。周波数変調演算によつて楽音波形を発生
する場合、回路１１で実行される演算式は上記(1)
に限らず、多項あるいは多重の周波数変調演算を
選択された音色に応じて適宜実行する。演算系音
色が選択された場合は加算系波形発生回路１２に
は加算系音色選択スイツチ群１６Ｂの出力は与え
られず、該回路１２から楽音波形は発生されな
い。従つて回路１１で発生された演算系音色の楽
音信号だけが加算回路１３通過し、サウンドシス
テム１４に与えられる。

他方、スイツチ１７Ａ，１７Ｂによつて加算系
音色が選択された場合は、スイツチ群１６Ａの出
力にもとづき16フイート系部分音（F16′）及び８
フイート系部分音（F8′）が演算系波形発生回路
１１で夫々発生される。また、スイツチ群１６Ｂ
の出力にもとづき他の部分音（F5 1/3′、乃至
AT2′）も加算系波形発生回路１２で夫々発生さ
れる。各部分音（F16′乃至AT2′）の振幅レベル
は各々に対応するスイツチ群１６Ａ，１６Ｂの設
定状態に応じて夫々制御される。加算系音色選択
スイツチ群１６Ａ，１６Ｂの設定状態に応じて両
波形発生回路１１，１２から出力された各部分音
信号（F16′乃至AT2′）は加算回路１３で加算合
成され、その後サウンドシステム１４に与えられ
る。

加算系音色が選択された場合は、演算系回路１
１では演算系音色のための楽音波形発生演算を行
なわないので、上述のように一部の部分音のため
にこの回路１１を使用することが可能である。こ
の実施例では２種類の部分音（F16′、F8′）を演
算系回路１１で発生しなければならないので、こ
の回路１１は少くとも２系列で楽音波形を発生し
得る構成でなければならない。そのたもには２系
列の波形演算回路を回路１１内に並設してもよい
し、あるいは１系列の演算回路を時分割利用して
もよい。また、この実施例では加算系波形発生回
路１２は８種類の部分音（F5 1/3′、乃至AT2′）
を同時に発生し得る構成でなければならず、その
ためには上述と同様に、８系列の部分波形発生回
路を回路１２内に並設してもよいし、あるいは１
系列の部分音波形発生回路を８タイムスロツトで
時分割利用してもよい。

一例として、各波形発生回路１１，１２で時分
割演算によつて楽音波形もしくは部分音波形を発
生する場合の時分割タイムスロツト利用態様を第
２図に示す。各回路１１及び１２は夫々８タイム
スロツト分の時分割演算が可能である。第２図ａ
は演算系音色が選択されたときの利用態様の一例
を示すもので、演算系波形発生回路１１における
時分割演算タイムスロツト０乃至３の４タイムス
ロツトを１つの演算系音色（これをで示す）の
合成のために使用し、残りの４タイムスロツト４
乃至７を別の演算系音色（これをで示す）のた
めに使用する。尚、複雑な演算が要求される音色
はとの合計８タイムスロツトを用いて合成す
るものとする。このように複数の時分割タイムス
ロツトを用いて所定のシーケンス演算を実行する
ことにより最終的に所望音色の楽音波形を合成す
る演算回路は特開昭55−67799号公報において開
示されている。第２図ａにおいては加算系波形発
生回路１２は利用されない。第２図ｂは加算系音
色が選択されたときの利用態様の一例を示すもの
で、演算系波形発生回路１１ではフルート16フイ
ート系部分音F16′とフルート８フイート系部分音
F8′を夫々４タイムスロツトを使用して演算する。
このとき加算系波形発生回路１２では８タイムス
ロツトを個別にして各部分音F5 1/3′乃至
AT2′を夫々発生する。

演算系波形発生回路１１で加算系音色のための
部分音波形（F16′、F8′）を発生する場合は、演
算系音色の楽音波形演算と同様に該部分音波形に
対応するパラメータにもとづき演算を行なう。こ
の演算系波形発生回路１１は多くの高調波成分を
含む複合波形を合成するのに適しているので、適
度なパラメータ制御により加算系音色用の部分音
波形にも適度に高調波成分を含ませることが容易
である。ところで、部分音を任意の組合せ及び振
幅比率で加算合成することにより演奏者による自
由な音色合成を可能にする点に特徴を有する加算
系音色においては、各部分音は正弦波あるいはそ
れに近い高調波成分をほとんど含まない波形であ
ることが好ましい。そのため、加算系波形発生回
路１２では正弦波あるいはそれに近い波形で各部
分音波形を発生する。また、この加算系波形発生
回路１２で発生し得る部分音の数はその構成規模
に応じて限定されるので、高調波成分を多く含む
良質な楽音を合成するにはこの回路１２の規模を
拡大して数多くの部分音波形を発生し得るように
しなければならない。しかし、一般に、楽音の音
色を概ね決定する重要な高調波成分（周波数スペ
クトルにおいて比較的大きなレベルをもつ高調波
成分）はそれほど多数ではなく、これに対して楽
音の音質に微妙な影響を与える多数の高調波成分
（あまり重要ではない高調波成分）のレベルはあ
まり高くない。従つて、あまり重要ではない高調
波成分に対応する多数の部分音波形を発生するた
めに加算系波形発生回路１２の規模を拡大するの
は得策とはいえない。そこで、演算系波形発生回
路１１では、基本波あるいは準基本波といわれる
価値の高い（楽音の基本成分となる）８フイート
系及び16フイート系の部分音を発生するように
し、この部分音に適度に高調波成分を含ませるよ
うにするとよい。そうすれば、この実施例のよう
に加算系波形発生回路１２が比較的重要な高調波
成分に対応する部分音波形（F5 1/3′、乃至
AT2′）のみを発生する小規模な構成であつたと
しても、高調波成分を多く含む高品質な加算系音
色の合成が可能となる。

第３図は、加算系及び演算系の音色を選択する
ための回路の別の実施例を示す図である。演算系
音色選択スイツチ１５−１乃至１５−８は各演算
系音色に夫々対応して設けられている。加算系音
色選択スイツチ１６−１乃至１６−１２のうち、
１６−１乃至１６−１０は各部分音F16′乃至
AT2′のレベルを選択設定するための切換えスイ
ツチであり、パネルスイツチ１６−１１は各部分
音選択スイツチ１６−１乃至１６−１０を有効に
するためのスイツチであり、プリセツトスイツチ
１６−１２は予じめセツトされた加算系音色を選
択するためのスイツチである。各スイツチ１５−
１乃至１５−８及び１６−１１，１６−１２は優
先回路１８に接続されており、これら10個のスイ
ツチのうち一番最後に押圧された（最も新しく押
圧された）１つのスイツチの出力が優先選択され
る。

優先回路１８で選択された演算系音色選択スイ
ツチ１５−１乃至１５−８の出力は、各演算系音
色に対応するパラメータROM（リードオンリイ
メモリの略）１９−１乃至１９−８のイネーブル
入力ENBに夫々与えられる。また、優先回路１
８で選択された加算系音色選択用のパネルスイツ
チ１６−１１の出力は各部分音選択スイツチ１６
−１乃至１６−１０の共通端子に入力される。優
先回路１８で選択された加算系音色のプリセツト
スイツチ１６−１２の出力はRAM（ランダムア
クセスメモリの略）２０及び２１の読み出し可能
入力REに夫々与えられる。また、各スイツチ１
５−１乃至１５−８，１６−１２，１６−１１に
対応して発光素子Ｌ１乃至Ｌ１０が設けられてお
り、優先回路１８で優先選択しているスイツチに
対応する単一の発光素子が点灯される。

パラメータROM１９−１乃至１９−８は各演
算系音色に対応する演算パラメータ及びその他必
要な演算制御データを予じめ記憶しており、イネ
ーブル入力ENBに音色選択信号が与えられたと
きその記憶データを読み出して演算系波形発生回
路１１（第１図）に与える。RAM２０及び２１
は加算系のプリセツト音色に対応する部分音レベ
ルデータを記憶するためのものである。RAM２
０のデータ入力にはフルート16フイート系部分音
F16′及びフルート８フイート系部分音F8′の選択
スイツチ１６−１及び１６−２の出力が与えられ
る。RAM２１のデータ入力にはその他の部分音
F5 1/3′乃至AT2′の選択スイツチ１６−３乃至
１６−１０の出力が与えられる。メモリスイツチ
２２が押圧されるとRAM２０及び２１の書込み
可能入力WEに信号“１”が与えられ、各スイツ
チ１６−１乃至１６−１０で設定されているレベ
ルデータが該RAM２０，２１に夫々書込まれ
る。従つて、各部分音選択スイツチ１６−１乃至
１６−１０を所望の状態に設定した後メモリスイ
ツチ２２を押圧することにより、所望のプリセツ
ト音色を自由に設定することができる。スイツチ
１６−１２の操作にもとづいて各RAM２０及び
２１の読み出し可能入力REにプリセツト音色選
択信号が与えられたときその記憶データが夫々読
み出される。

パラメータROM２３及び２４は16フイート系
部分音F16′及び８フイート系部分音F8′に対応す
る演算パラメータ及びその他必要な演算制御デー
タを予じめ記憶している。スイツチ１６−１及び
１６−２の出力とRAM２０の出力がROM２３
及び２４のイネーブル入力ENBに夫々与えられ
ており、16フイート系部分音F16′を発生すべきと
きはROM２３からデータが読み出され、８フイ
ート系部分音F8′を発生すべきときはROM２４か
らデータが読み出される。16フイート系及び８フ
イート系部分音F16′、F8′に対応するスイツチ１
６−１，１６−２から出力されるレベルデータあ
るいはRAM２０から読み出したレベルデータ、
並びにROM２３及び２４から読み出したパラメ
ータ等のデータは演算系波形発生回路１１に与え
られる。その他の部分音F5 1/3′乃至AT2′に対
応するスイツチ１６−３乃至１６−１０の出力デ
ータあるいはRAM２１の出力データは加算系波
形発生回路１２（第１図）に与えられる。

演算系及び加算系音色選択スイツチ１５−１乃
至１５−８，１６−１１，１６−１２の出力のう
ち１つだけが優先回路１８で選択される構成であ
るため、演算系音色と加算系音色が同時に選択さ
れることは起らず、どちらか一方だけが選択され
る。従つて、部分音選択スイツチ１６−１及び１
６−２の出力あるいはRAM２０の出力に応じた
パラメータ及びレベルデータ等が演算系波形発生
回路１１に与えられるとき、ROM１９−１乃至
１９−８から演算系音色用のパラメータ等は読み
出されず、該回路１１を加算系音色の部分音波形
発生のために使用することができる。逆に、
ROM１９−１乃至１９−８から演算系音色用パ
ラメータが演算系波形発生回路１１に与えられる
とき、部分音F16′、F8′のデータはスイツチ１６
−１，１６−２及びRAM２０から出力されず、
該回路１１を演算系音色のために使用することが
できる。

尚、上記実施例では単音電子楽器について説明
したが、複音電子楽器においても同様にこの発明
を実施することができるのは勿論である。

以上説明したようにこの発明によれば、部分音
の一部を演算系波形発生回路を用いて発生するよ
うにしたので、加算系波形発生回路の規模を拡大
せずに多くの部分音が発生できるようになり、小
規模かつ低コストな装置により良質な加算系音色
合成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を概念的に示すブ
ロツク図、第２図は演算系及び加算系波形発生回
路の利用態様を例示した説明図であり、ａは演算
系音色が選択されたとき、ｂは加算系音色が選択
されたときの利用態様を夫々示す図、第３図はこ
の発明の別の実施例を音色選択スイツチに関連す
る部分について示すブロツク図、である。 １１……演算系波形発生回路、１２……加算系
波形発生回路、１３……加算回路、１５，１５−
１乃至１５−８……演算系音色選択スイツチ、１
６Ａ，１６Ｂ，１６−１乃至１６−１２……加算
系音色選択スイツチ、１７Ａ，１７Ｂ……演算
系／加算系切換スイツチ、１８……優先回路、１
９−１乃至１９−８，２３，２４……パラメータ
ROM。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音色に対応するパラメータに基づき、そのパ
   ラメータに応じて発生波形の形状を任意に変化さ
   せることが可能な波形発生演算を行う第１の波形
   発生手段と、 複数の部分音を夫々発生しこれらを加算するこ
   とにより波形を発生する第２の波形発生手段と、 演算系の音色及び加算系の音色を選択するため
   の選択手段と、 前記選択手段で演算系の音色が選択されたと
   き、選択された音色に対応するパラメータを前記
   第１の波形発生手段に与えてこの第１の波形発生
   手段から該選択された音色に対応する波形を発生
   させる第１の制御を行うと共に、前記選択手段で
   加算系の音色が選択されたとき、一部の部分音に
   関するパラメータを前記第１の波形発生手段に与
   えて該第１の波形発生手段から該一部の部分音に
   対応する波形を発生させると共に残りの部分音に
   関するデータを前記第２の波形発生手段に与えて
   該第２の波形発生手段から該残りの部分音を加算
   した波形を発生させる第２の制御を行う制御手段
   と を具え、前記第１及び第２の波形発生手段の出力
   を加算するようにしたことを特徴とする電子楽
   器。 ２ 前記第１の波形発生手段で発生する前記部分
   音の一部は、発生すべき楽音の基本波あるいは準
   基本波の周波数比を持つ部分音であつてかつ高調
   波成分を適度に含む波形を有するものであり、前
   記第２の波形発生手段で発生する各部分音は、正
   弦波もしくはそれに近い波形を持つものである特
   許請求の範囲第１項記載の電子楽器。