JPH026076B2

JPH026076B2 -

Info

Publication number: JPH026076B2
Application number: JP60085937A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Ando; Takayasu Kondo
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1990-02-07
Also published as: JPS612196A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、あらかじめ波形記憶手段に記憶さ
れている波形を読み出して楽音波形を発生する、
いわゆる波形読出し方式の楽音波形発生装置に関
するものである。

〔発明の概要〕

この発明は、波形読出し方式の楽音波形発生装
置において、波形記憶手段から読み出された複数
の波形信号を、それぞれエンベロープ波形信号の
立上り時間または立下り時間内において時間の経
過に従つて変化する複数のパラメータ信号によつ
てそれぞれレベル制御することより、音色と音量
が関連して時間変化する高品質の楽音を発生する
ようにしたものである。

〔従来の技術〕

波形読出し方式の楽音波形発生装置を用いた従
来の電子楽器について説明すると、第１図におい
て、鍵盤回路１は、ある鍵が押鍵されるとその鍵
に対応する出力線に論理値「１」を出力する様に
構成されている。鍵盤回路１には単音優先回路が
内蔵されており、単音優先回路は同時に２つ以上
の鍵が押鍵された場合、発音すべき音を１つに決
定する機能を有している。この単音優先回路とし
ては、例えば特願昭49−102640号（特開昭51−
29918号）明細書中に開示されたものを用いる事
ができる。更に、鍵盤回路１は、ある鍵が押鍵さ
れた事を示すキーオン信号KONを出力する機能
を有している。

鍵盤回路１の各出力線は周波数情報メモリ２の
入力側に接続されており、周波数情報メモリ２に
は各鍵の音高にそれぞれ対応する周波数情報が記
憶されている。従つて、ある鍵が押鍵されるとそ
の鍵に対応して周波数情報が周波数情報メモリ２
から読み出される。

周波数情報メモリ２の出力側は累算器３の入力
側に接続されており、累算器３はクロツクパルス
φを受けて周波数情報メモリ２から出力される周
波数情報を順次累算し、その累算値を読出しアド
レス信号として順次出力する。累算器３の出力側
は波形メモリ４の入力側に接続されており、波形
メモリ４には高調波成分を含んだ楽音（音源）波
形が記憶されている。従つて、波形メモリ４は累
算器３からの読出しアドレス信号により指定され
たアドレスに記憶されている波形振幅値を順次読
み出す。

これまでの説明から明らかな様に、押鍵された
鍵に対応した周波数情報が周波数情報メモリ２か
ら読み出され、これがクロツクパルスφのタイミ
ングで累算器３により順次累算されてその累算値
が波形メモリ４に読出しアドレス信号として入力
される。従つて、波形メモリ４からは押鍵された
鍵の音高に対応した周波数の楽音（音源）波形信
号が出力される。

波形メモリ４の出力側は乗算器５の第１の入力
端子に接続されており、乗算器５の第２の入力端
子にはエンベロープ波形発生装置６の出力側が接
続されている。更に、乗算器５の出力側はサウン
ドシステム７の入力側に接続されている。従つ
て、波形メモリ４から出力される楽音波形信号は
乗算器５でエンベロープ波形発生装置６から出力
されるエンベロープ波形信号ENVと乗算され、
これによつて楽音波形に適宜の音量エンベロープ
が付与された後、サウンドシステム７に入力され
る。サウンドシステム７は増幅回路、スピーカ等
から成り、乗算器５から出力される波音波形信号
に基づく楽音を発生する。

ここで、エンベロープ波形発生装置６は楽音波
形に適宜の音量エンベロープを付与するために設
けられているもので、鍵盤回路１から出力される
キーオン信号KONを受けてエンベロープ波形信
号ENVを出力する。

エンベロープ波形信号ENVは、例えば第２図
に示す様な波形形状を有しており、演奏者はパネ
ルボード上に設けられた楽音選択スイツチによ
り、この波形を適宜に設定する事ができる。

なおこの明細書においては、第２図の時刻t₁〜
t₃の時間の間エンベロープ波形信号ENVが立ち
上つて行くので、当該時間を立上り時間と呼ぶ。
また同様に、第２図の時刻t₃〜t₅の時間の間エン
ベロープ波形信号ENVが立ち上つて行くので、
当該時間を立下り時間と呼ぶ。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の説明から明らかな様に、従来の波形読出
し方式の電子楽器では、楽音の発生時から終了時
に至るまで一定波形が波形メモリ４から押下鍵に
対応した周波数で繰り返し読み出され、この楽音
波形信号に音量制御用のエンベロープ波形信号
ENVを乗算して楽音を形成している。従つて、
この楽音波形の波形形状は楽音発生から終了に至
るまでその振幅は変化するが同一波形の繰り返し
であり、その結果、その音色は発音中常に同じで
変化しない、ところで、一般に、自然楽器の音は
その音色（波形）が時間的に変化しており、それ
によつて豊かな感じの音になつている。

従つて、従来の波形読出し方式の電子楽器では
楽音発生時から終了時まで常に音色が同一である
ため、発生音に豊かさがなく単調な音になつてい
た。

この発明は上記した従来の波形読出し方式の電
子楽器（楽音波形発生装置）の欠点を改善し、楽
音発生時からの時間経過に従つて楽音波形に波形
形状の変化を与え、それによつて発生楽音に音色
の豊かさを付与する様にした楽音発生装置を提供
しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題点を解決するため、この発明におい
ては、それぞれ異なる形状の複数の波形に関する
波形信号（実施例のＷ１，Ｗ２，Ｗ３）を記憶
し、所定のレートで変化するアドレス信号により
該各波形信号が読み出される波形記憶手段（実施
例の21、22、23）と、楽音発生指令に対応してそ
れぞれ異なる時間変化をする各波形に対する複数
のパラメータ信号（実施例のP₁（ｔ），P₂（ｔ），
P₃（ｔ））を発生するパラメータ信号発生手段
（実施例の30）と、波形記憶手段（21、22、23）
から読み出される各波形信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の
レベルを各パラメータ信号P₁（ｔ），P₂（ｔ），P₃
（ｔ）によつて制御する第１のレベル制御手段
（実施例の31、32、33）と、第１のレベル制御手
段によつてそれぞれレベル制御された各波形信号
を合成して楽音波形信号を得る合成手段（実施例
の50）と、楽音発生指令に対応して楽音の音量エ
ンベロープを制御するエンベロープ波形信号（実
施例のENV）を発生するエンベロープ波形発生
手段（実施例の６）と、合成手段（50）で得られ
る楽音波形信号のレベルをエンベロープ波形信号
（ENV）によつて制御して楽音波形出力として送
出する第２のレベル制御手段（実施例の５）とを
設け、エンベロープ波形信号（ENV）の立上り
時間または立下り時間内において、パラメータ信
号発生手段（30）から発生される各パラメータ信
号P₁（ｔ），P₂（ｔ），P₃（ｔ）を変化させるように
よる。

〔作用〕

このように構成したことにより、波形記憶手段
（21、22、23）から発生された複数の波形に関す
る波形信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が時間の経過と共に
変化する複数のパラメータ信号P₁（ｔ），P₂（ｔ），
P₃（ｔ）によつてレベル制御を受けることによ
り、これらを合成して得られる楽音波形信号に含
まれる波形信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の比率が時間の
経過と共に変化して行き、その結果、楽音波形信
号の音色が変化して行く。

そして、各波形信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に対する
パラメータ信号P₁（ｔ），P₂（ｔ），P₃（ｔ）による
レベル制御は、エンベロープ波形信号ENVの立
上り時間または立下り時間内において変化するよ
うになされているので、音色と音量が関連して変
化し、一段と自然感が豊かになる。

〔実施例〕

以下、この発明につき第３図に示す実施例によ
り更に詳細に説明する。尚、第３図において第１
図と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略する。

第３図に示した電子楽器は、第１図に示す従来
の波形読出し方式の電子楽器において、波形メモ
リ４に代わりに波形発生合成装置２０が設けられ
ており、この波形発生合成装置２０は次の様な構
成と有している。即ち、累算器３が出力側が波形
メモリ２１，２２，２３の入力側に接続されてお
り、波形メモリ２１，２２，２３の出力側はそれ
ぞれ乗算器３１，３２，３３の第１の入力端子に
接続されている。各乗算器３１〜３３の出力側は
それぞれ加算器５０に入力側に接続されている。
また、鍵盤回路１から出力される楽音発生指令と
してのキーオン信号KONがカウンタ２５に入力
されており、カウンタ２５の出力側はリードオン
リイメモリ４１，４２，４３の入力側に接続され
ている。リードオンリイメモリ４１，４２，４３
の各出力側はそれぞれ前記した乗算器３１，３
２，３３の第２の入力端子に接続されている。こ
こで、カウンタ２５とリードオンリイメモリ４
１，４２，４３をパラメータ発生器３０と呼ぶ。

この実施例において、波形メモリ２１，２３に
はそれぞれ第４図Ａ，Ｃに示す様な高調波成分の
少ない波形信号Ｗ１，Ｗ３が記憶されており、波
形メモリ２２には第４図Ｂに示す様な高調波成分
を多数含んだ波形信号Ｗ２が記憶されている。カ
ウンタ２５はキーオン信号KONを受けてその内
容をクリアすると同時にクロツクパルスφの計数
を開始し、その計数値をリードオンリイメモリ４
１，４２，４３にアドレス信号として入力する。
リードオンリイメモリ４１には第５図に示す様
に、パラメータの値が時間の経過と共に変化する
パラメータ信号P₁（ｔ）が記憶されており、同様
にリードオンリイメモリ４２，４３には第５図に
示すパラメータ信号P₂（ｔ），P₃（ｔ）がそれぞれ
記憶されている。リードオンリイメモリ４１，４
２，４３は、それぞれカウンタ２５の計数値に従
つて第５図に示す様に変化する各パラメータ信号
P₁（ｔ），P₂（ｔ），P₃（ｔ）を出力する。ここで、
各時刻t₁〜t₅は第２図に示すエンベロープ波形信
号ENVの時間変化を表す。従つて、パラメータ
信号P₁（ｔ），P₂（ｔ），P₃（ｔ）は、エンベロープ
波形信号ENVの立上り、立下りの変化と同期す
るように変化して行く。

以上の構成を有する電子楽器の作用効果につい
て次に説明する。

ある鍵が押鍵されると、その鍵の音高に対応し
た周波数情報が周波数情報メモリ２から出力さ
れ、この周波数情報が累算器３によりクロツクパ
ルスφのタイミングで順次累算され、波形メモリ
２１，２２，２３に読出しアドレス信号として順
次入力される。波形メモリ２１，２２，２３はこ
の読出しアドレス信号を受けて、その読み出しア
ドレス信号により指定されたアドレスに記憶され
ている波形振幅値を波形信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３と
して順次読み出す。

この様にして波形メモリ２１から順次読み出さ
れる波形信号Ｗ１は乗算器３１に入力され、ある
鍵が押鍵されて楽音を発生すべきことを示すキー
オン信号KONを受けてパラメータ発生器３０か
ら出力されるパラメータ信号P₁（ｔ）と乗算され
る。従つて、乗算器３１から出力される波形信号
はＷ１・P₁（ｔ）となる。同様に波形メモリ２
２，２３から出力される波形信号Ｗ２，Ｗ３は乗
算器３２，３３を介して波形信号Ｗ２・P₂（ｔ），
Ｗ３・P₃（ｔ）に変換される。これらの各波形信
号は加算器５０において加算合成され、この結
果、波形発生合成装置２０からは波形信号
（W1・P₁（ｔ）＋W2・P₂（ｔ）＋W3・P₃（ｔ））が
楽音波形信号として出力される。

この波形発生合成装置２０から出力される楽音
波形信号（W1・P₁（ｔ）＋W2・P₂（ｔ）＋W3・P₃
（ｔ））は第５図に示すパラメータ信号P₁（ｔ），
P₂（ｔ），P₃（ｔ）の変化に従つて次の様に変化す
る。

押鍵時（時刻t₁）においては、P₁（ｔ）＝１、P₂
（ｔ）＝０、P₃（ｔ）＝０であるため、波形発生合
成装置２０から出力される楽音波形信号は高調波
成分の少ない波形信号Ｗ１になる。

続いて、パラメータ信号P₁（ｔ）は徐々に立下
り、パラメータ信号P₂（ｔ）が徐々に立上る。こ
のため、波形発生合成装置２０から出力される楽
音波形信号は（W1・P₁（ｔ）＋W2・P₂（ｔ））と
なり、徐々に高調波の少ない波形信号Ｗ１の成分
が減少し、高調波を多数含んだ波形信号Ｗ２の成
分が増加する。例えば、時刻t₂では波形発生合成
装置２０が出力する楽音波形信号P₁（ｔ）＝P₂
（ｔ）＝0.5であり、これにより波形信号Ｗ１と波
形信号Ｗ２の成分の比が１：１になる。

続いて、時刻t₃になると、P₁（ｔ）＝０、P₂（ｔ）
＝１、P₃（ｔ）＝０になるため、波形発生合成装
置２０から出力される楽音波形信号は高調波を多
数含んだ波形信号Ｗ２になる。従つて、この時発
生される楽音は最も高調波成分の豊かな音色を有
するものになる。

また、前記した様に、第２図に示すエンベロー
プ波形の各時刻t₁〜t₅と第５図に示す時刻t₁〜t₅
は、互いに同期関係をもつように、同一時刻に設
定されているので、時刻t₃において発生されるエ
ンベロープ波形信号ENVは第２図に示すレベル
ALを有している。従つて、この時発生される楽
音は最も豊かな音量と音色を有するものになる。
続いて、パラメータ信号P₂（ｔ）は徐々に立下
る。これに対してパラメータ信号P₁（ｔ）に代つ
て、パラメータ信号P₃（ｔ）が徐々に立上るた
め、波形発生合成装置２０から出力される楽音波
形信号は（W2・P₂（ｔ）＋W3・P₃（ｔ））になる。
従つて、徐々に高調波を多く含んだ波形信号Ｗ２
の成分が減少し、高調波の少ない波形信号Ｗ３の
成分が増加する。例えば、時刻t₄においてはP₂
（ｔ）＝P₃（ｔ）＝0.5になるため、波形信号Ｗ２と
波形信号Ｗ３の成分の比は１：１となる。

時刻t₅になると、P₂（ｔ）＝０、P₃（ｔ）＝１にな
るため、波形発生合成装置２０が出力する楽音波
形信号は高調波成分の少ない波形信号Ｗ３そのも
のになる。

従つて、楽音発生時（押鍵時）には高調波成分
の少ない波形信号Ｗ１に相当する楽音波形が形成
され、続いて徐々に高調波成分を多数含んだ波形
信号Ｗ２に相当する楽音波形が形成され、その後
再び高調波成分の少ない波形信号Ｗ３に相当する
楽音波形が形成され、かくして自然音に近い楽音
を発生することができる。

また、ピアノ音やチエンバロ音などのように、
楽音の立上り部において多くの高調波成分を含
み、その後音量エンベロープの衰退とともに高調
波成分が次第に減少するような楽音波形を得る場
合には、波形メモリ２１，２２，２３に記憶する
波形およびパラメータ発生器３０からの各パラメ
ータ信号をそれに合わせて適宜選定することによ
り、全く自然なピアノあるいはチエンバロの楽音
を発生させることができる。

なお、上記実施例においては、波形メモリを３
個設けた例を示したが、波形メモリの数は任意に
選定できるものである。また、パラメータ発生器
３０としてリードオンリイメモリ４１，４２，４
３を用いた場合につき説明したが、リードオンリ
イメモリの代わりに公知の関数発生器等を使用し
て第５図に示すようなパラメータ信号（関数）を
発生するようにしてもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、異なる形状の
複数の波形を異なる時間変化をするパラメータ信
号によつてそれぞれレベル制御して合成して楽音
波形信号を形成するようにしたので、音色が時間
とともに変化する自然楽器に近い楽音波形を発生
することができるが、特に上記の各波形信号に対
するパラメータ信号を、エンベロープ波形信号の
立上り時間又は立下り時間内において変化させる
ようにしたことにより、音量エンベロープの変化
に関連して音色が変化するので自然感が一段と豊
かな楽音を発生し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の波形読出し方式の電子楽器を示
すブロツク線図、第２図はエンベロープ波形の一
例を示す波形図、第３図はこの発明を電子楽器に
適応した場合の一実施例を示すブロツク線図、第
４図Ａ，Ｂ，Ｃは各波形メモリに記憶されている
波形の一例を示す波形図、第５図はパラメータ信
号の一例を示す波形図である。１……鍵盤回路、２……周波数情報メモリ、３
……累算器、５，３１，３２，３３……乗算器、
６……エンベロープ波形発生装置、７……サウン
ドシステム、２０……波形発生合成装置、２１，
２２，２３……波形メモリ、２５……カウンタ、
３０……パラメータ発生器、４１，４２，４３…
…リードオンリイメモリ、５０……加算器。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) それぞれ異なる形状の複数の波形に関す
る波形信号を記憶し、楽音発生指令に対応して
発生するアドレス信号により該各波形信号が読
み出される波形記憶手段と、 (b) 楽音発生指令に対応してそれぞれ異なる時間
変化をする複数のパラメータ信号を発生するパ
ラメータ信号発生手段と、 (c) 上記波形記憶手段から読み出される各波形信
号のレベルを上記各パラメータ信号によつてそ
れぞれ制御する第１のレベル制御手段と、 (d) 上記第１のレベル制御手段によつてそれぞれ
レベル制御された上記各波形信号を合成して楽
音波形信号を得る合成手段と、 (e) 楽音発生指令に対応して楽音の音量エンベロ
ープを制御するエンベロープ波形信号を発生す
るエンベロープ波形発生手段と、 (f) 上記楽音波形信号のレベルを上記エンベロー
プ波形信号によつて制御する第２のレベル制御
手段とを具え、 (g) 上記エンベロープ波形信号の立上り時間また
は立下り時間内において、上記パラメータ信号
発生手段から発生される上記各パラメータ信号
を変化させるようにしたことを特徴とする楽音波形発生装置。