JPH03243993A

JPH03243993A - 楽音発生装置

Info

Publication number: JPH03243993A
Application number: JP2041830A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Takeuchi; 千史竹内
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1991-10-30
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JP2586165B2; US5223657A

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」この発明は、撥弦楽器、擦弦楽器等の楽音発生に用いて
好適な楽音発生装置に関する。

「従来の技術」従来、楽音発生装置としては、その音源に波形メモリを
用いたものがある。この波形メモリには、いくつかの基
本的な楽音の波形が記憶されている。

この楽音発生装置では、楽音発生に際して、上記波形メ
モリから所望する波形データを読出し、この波形データ
に様々な音響効果を施した後、楽音として出力する。

「発明が解決しようとする課題」ところで、ギターなどの撥弦楽器やバイオリンなどの擦
弦楽器等においては、通常の演奏法以外の特殊な演奏法
として、例えば、値上の整数倍比（例えば、ｌ／２．１
／３．ｌ／４．ｌ／５など）で分割される点を軽く指で
触れて、人工的に振動の節（ノード）を作り、基音の一
倍音を生じさせるハーモニクス演奏法というのものがあ
る。この演奏法では、ブリッジ側から伝搬した振動の一
部は、指で触れた位置で反射して再びブリッジへ戻る。

また、上記伝搬において、指で触れた位置を通過した振
動は、フレットまで伝わり、該フレットで反射して、再
び指で触れた位置に戻る。そして、該位置に戻った振動
の一部は、該位置で反射し、再びフレット側へ戻る。そ
して、上記フレット側で反射し、かつ、指で触れた位置
に戻った振動の残りは、該位置を通過してブリッジ側に
戻ってくる。すなわち、弦振動は、フレットとブリッジ
、指とブリッジ、フレットと指の計３つのループにおい
て互いに干渉しながら巡回する。言い換えれば、撥弦楽
器、擦弦楽器等の自然楽器では、上述したように弦振動
の伝搬が複数の経路を介し行われる弦楽器特有の演奏法
がいくつかあり、これらの演奏法によって多彩な音色の
楽音が得られる。このような複数の経路を形成して行う
演奏法には、例えば、倍音を発生するハーモニクス奏法
や、あるいは、エレキギター等におけるギター　アンプ
およびスピーカによりループを形成し、一種の発振状態
（ハウリング）を作り出して楽音を発生するフィードバ
ック奏法などがある。

しかし、従来の楽音発生装置では、撥弦楽器、擦弦楽器
等に特有の上述した演奏法による楽音を発生できず、該
演奏法による多彩な音色が得られないという問題を生じ
る。

また、従来の楽音発生装置において、仮に上述した演奏
法による楽音を発生させようとすると、各演奏法に応じ
て発生する楽音の波形データを通常の演奏に用いる波形
データとは別に記憶しておく必要があるため、通常の値
以上の波形メモリを必要とし、コストアップにつながる
という問題を生じる。

この発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、通
常の楽音を発生する回路構成を変えることなく、撥弦楽
器１．擦弦楽器等に特有の７１−モニクス奏法、フィー
ドバック奏法などによって得られる多彩な音色や、ある
いは、ハーモニクスと同様の原理によって生じるサブハ
ーモニクス音を含む楽音を発生できる楽音発生装置を提
供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」上述した問題を解決するために、この発明では入力信号
を遅延して出力する遅延手段、および、該遅延手段の出
力信号に所定の処理を施し、前記入力信号として前記遅
延手段に戻す帰還手段からなる帰還ループを複数有する
閉ループ手段と、所定の制御信号に応じて、励起振動に
相当する駆動信号を発生し、前記閉ループ手段に供給す
る励起手段と、前記所定の制御信号を出力するとともに
、前記遅延手段の遅延時間および前記帰還手段の処理特
性を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

「作用」制御手段は、所定の制御信号を出力するとともに、前記
遅延手段の遅延時間および前記帰還手段の処理特性を制
御する。

次に、励起手段は、上記所定の制御信号に応じて、励起
振動に相当する駆動信号を発生して閉ループ手段に供給
する。

遅延手段および帰還手段からなる複数の帰還ループでは
、上記駆動信号を巡回させて楽音信号として出力する。

「実施例」次に図面を参照してこの発明の実施例ζ二ついて説明す
る。

Ａ、実施例の構ｔｃ５第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。この図において、ｌは制御装置であり、図示しな
い鍵盤等からの演奏情報が供給される。この制御装置ｌ
は、上記演奏情報に従って、駆動信号発生器２に所定の
駆動信号を発生するための制御信号Ｓ１を出力し、遅延
回路３，５，９゜１２．１６およびＩ８に遅延時間を設
定するためのデイレイ制御信号ＤＳを出力し、そして、
フィルタ６．７，１０，１３．１４および１９にフィル
タ特性を設定するためのフィルタ制御信号ＦＳを出力す
る。駆動信号発生器２は、上記制御信号Ｓ１に従って駆
動信号を発生し、これを加算器４および１７へ出力する
。また、上述した遅延回路３、加算器４、遅延回路５、
フィルタ６．７、加算器８、遅延回路９、フィルタ１０
１乗算器１１、遅延＠路１２、フィルタ１３．１４、加
算器１５、遅延回路１６、加算器１７、遅延回路１８、
フィルタ１９および乗算器２０によって閉ループ回路が
構成されている。この閉ループ回路は、弦（１本）の振
動をシミュレートする。

ここで、上記閉ループ回路を構成する各構成要素の詳細
について、第２図に示すギターの弦の励起振動のメカニ
ズムに対応させて説明する。まず、第２図において、Ｓ
は弦、Ｔ１は固定端（ブリッジ側）、Ｔ、は固定端（フ
レット側）である。また、Ｍは中間点であり、ハーモニ
クス演奏において、指によって軽く触れられる弦Ｓ上の
位置を示す。この中間点Ｍは、弦Ｓ上の整数倍比（例え
ば、１／２．　！／３．１／４．１１５など）で分割さ
れるところに位置する。

このような弦Ｓにおいて、固定端Ｔ１と中間点Ｍとの間
をピックまたは爪等によって撥弦すると、固定端Ｔ１側
から伝搬してくる振動波Ｗａは、固定端Ｔ、、固定端Ｔ
、および中間点Ｍにおいて反射と透過を繰り返しながら
弦Ｓを伝搬する。伝搬経路には、固定端Ｔ、と中間点Ｍ
とで反射を繰り返す第Ｉの経路、中間点Ｍを通過した振
動波が該中間点Ｍと固定端Ｔ、とて反射を繰り返す第２
の経路、さらに、中間点Ｍを通過−して、固定端Ｔ、と
固定端Ｔ、とで反射を繰り返す第３の経路がある。

このように、ハーモニック演奏法によれば、指で弦Ｓを
押さえることにより該弦Ｓ上に振動の節が形成され、振
動が上述した複数の経路を介して伝搬するため、この押
さえた位置に応じて、基音以外の上音を含む倍音が得ら
れる。この倍音は、柔らかで透明な響きの音色を有する
。

次に、第１図における構成要素を第２図に示す弦Ｓに対
応させると、フィルタ１９および乗算器２０は、固定端
Ｔ、に対応しており、フィルタ１９のフィルタ特性によ
って固定端Ｔ、の減衰特性を実現し、乗算器２０によっ
て固定端Ｔ、による位相反転を実現する。また、これと
同様にフィルタＩＯおよび乗算器１１は、固定端Ｔ、に
対応している。また、加算器４および１７は、ピックに
よって振動が与えられる駆動点に対応している。

この駆動点には、振動に対応する駆動信号が駆動信号発
生器２によって供給される。次に、フィルタ６および７
、加算器８、フィルタ１３および１４、加算器１５は、
第２図における中間点Ｍに対応している。

また、遅延回路５および１６には、各々、ピックと中間
点Ｍとの間の進行波、反射波の伝搬に要する時間が遅延
時間として設定される。遅延回路９およびＩ２には、各
々、中間点Ｍと固定端Ｔ。

との間の進行波、反射波の伝搬に要する時間が遅延時間
として設定される。遅延回路３および１８には、各々、
固定端Ｔ１とピックとの間の反射波、進行波の伝搬に要
する時間が遅延時間として設定される。したがって、図
示のループＡ、ＢおよびＣは、各々、第２図に示す第夏
の経路、第２の経路、第３の経路に相当する。これは、
該閉ループ回路がフィルタ７．１４，１０．１９を有し
た複数の帰還ループを備えていると言い換えることがで
きる。

また、前述した指での反射および透過の時間制御を行う
ために、フィルタ６．７．１３および１４の各々の周波
数特性をフィルタ制御信号ＦＳによって直接制御しても
よいが、もっと簡単に制御を行うため、この例の場合に
は、第３図（ａ）に示す構成としている。この図におい
て、フィルタ２１゜２Ｉは同一のものであり、乗算器２
２，２３．２４および２５の各々は、乗算係数１−ＩＫ
Ｉ、に、におよび１−ＩＫＩを有している。この例の場
合、これら乗算係数のうち係数Ｋを時間的に変化させる
ことにより指での反射および透過を時間制御する（Ｋ＝
１の時・・・自由端、Ｋ＝−１の時・・・固定端に等し
い）。上記係数には、例えば第３図（ｂ）に示すように
、イニシャルレベルＩＬで始まり、ＫＯＮ　（キーオン
）信号を受けてから時間ＤＴが経過するまで一定値をと
り、時間ＤＴ経過後、徐々に減少していき、最終的に完
全に「０」になるようにする。これにより、駆動信号は
、ＫＯＮ信号の後のしばらくの間（時間ＤＴの間）は、
係数Ｋが一定のために乗算器２２および２５を通過しに
くく、フィルタ２１．２１による減衰効果が働く。その
後、駆動信号は、係数Ｋが徐々に小さくなるために乗算
器２２および２３を通過しやすくなる。そして、最終的
には、係数に＝０となるため、〈指〉の影響が全くなく
なり、駆動信号は乗算器２２．２５を通過する。

次に、上述した係数にの生成回路の一例を第４図（ａ）
に示す。なお、この生成回路は、第１図に示す制御装置
１内に含まれる。この図において、２６は遅延回路であ
り、図示しない鍵盤等からＫＯＮ信号が供給される。こ
の遅延回路２６には、第３図（ｂ）に示す時間ＤＴが遅
延時間として設定される。この遅延回路２６は、ＫＯＮ
信号を遅延時間ＤＴだけ遅らせて、エンベロープジェネ
レータ２７へ出力する。エンベロープジェネレータ２７
は、ＫＯＮ信号に従って、第４図（ｂ）に示すエンベロ
ープを乗算器２８へ出力する。乗算器２８は、このエン
ベロープにイニシャルレベル■Ｌを乗算し、第３図（ｂ
）に示す係数Ｋを出力する。また、この場合の係数には
、第１図に示すフィルタ制御信号ＦＳに相当する。

Ｂ、実施例の動作。

次に、上述した構成によるこの実施例の動作について説
明する。まず、鍵盤が操作されると、ＫＯＮ信号などの
演奏情報が制御装置１（遅延回路２６、エンベロジェネ
レータ２７および乗算器２Ｓを含む）に供給され、この
制御装置ｌは、制御信号Ｓｌ、デイレイ制御信号ＤＳお
よび係数Ｋ（またはフィルタ制御信号ＰＳ）を出力する
。次に、駆動信号発生器２は、上記制御信号ｓ１に従っ
て駆動信号を発生し、閉ループ回路の加算器４および１
７へ出力する。加算器４および１７に供給された駆動信
号は、前述した各帰還ループＡ、ＢおよびＣを相互に干
渉しながら巡回する。この時、遅延回路２，５，９，１
２，１６．１８では、デイレイ制御信号ＤＳに従って遅
延時間が時間制御され、第３図（ａ）に示す乗算器２２
．２３，２４．２５では、係数Ｋに従ってゲインが時間
制御される。

そして、楽音信号は、例えば、第１図に示すように遅延
回路１ｇとフィルタ１９との間がら取り出される。なお
、定数Ｋを初めからｒＯＪにすれば〈指〉による効果は
働かず、通常の演奏による楽音が発生する。

Ｃ１第１変形例。

次に、上述した実施例の変形例について、第５図（ａ）
に示すブロック図を参照して説明する。

なお、この図において、第１図に示す実施例の各部に対
応する部分については同一の符号を付けて説明を省略す
る。

この第１変形例の特徴は、上述した実施例において、音
に直接影響が少ないフレットと指によるループを省略し
、かフ、駆動方法も簡略化したことにある。この図にお
いて、３Ｉおよび３２は、遅延回路であり、両者に設定
される遅延時間の比によって弦Ｓの分割比が設定される
。言い換えれば、第２図の中間点Ｍの位置は、上記遅延
回路３Ｉおよび３２に設定される遅延時間の比によって
決まる。すなわち、フィルタ３３は指による反射を実現
しく帰還ループＥ）、フィルタ３４は固定端Ｔ雪による
反射と指の通過とを実現する（帰還ループＤ）。このフ
ィルタ３３および３４の出力信号は、加算器３５へ出力
される。加算器３５は、第１図の加算器１５に相当し、
上記出力信号を加算し、これを加算器３０へ供給する。

また、この変形例の場合も第１図の実施例と同様に、フ
ィルタ３３および３４のフィルタ特性を直接制御するこ
とは困難であるため、第５図（ｂ）に示す回路構成とし
ている。この図において、フィルタ３６は、上記フィル
タ３３および３４を共通にしたものであり、乗算器３７
および３８のゲインの係数（各々、Ｋおよび１−ＩＫ＋
）を変えることにより制御を行う。

上述した構成によれば、鍵盤が操作されると、ＫＯＮ信
号などの演奏情報が制御袋Ｒ１に供給される。制御装置
１は、制御信号ｓ１、デイレイ制御信号ＤＳおよび係数
Ｋ（またはフィルタ制御信号ＦＳ）を出力する。次に、
駆動信号発生器２は、上記制御信号Ｓｌに従って駆動信
号を発生し、閉ループ回路の加算器３０へ出力する。加
算器３゜に供給された駆動信号は、帰還ループＤおよび
帰還ループＥを相互゛に干渉しながら巡回する。この時
、遅延回路３１．３２では、デイレイ制御信号ＤＳに従
って遅延時間が時間制御され、乗算器３７．３８では、
係数Ｋに従ってゲインが時間制御される。そして、楽音
信号は、第５図（ｂ）に示す加算器３０と遅延回路３１
との間から取り出される。

Ｄ、第２変形例。

次に、上述した実施例の別の変形例について、第６図に
示すブロック図を参照して説明する。なお、この図にお
いて、第１図に示す実施例の各部に対応する部分につい
ては同一の符号を付けて説明を省略する。

この第２変形例の特徴は、第５図（ａ）に示す第１変形
例をさらに発展させて、複数の帰還ループＲｉ　（ｉは
１−　ｎの整数）を備えたことにある。

この図において、４０は遅延回路であり、複数の遅延回
路（ｒｒ段）を有している。この遅延回路４０は、各段
毎の出力信号をそれぞれフィルタ４１（ｉは１〜ｎの整
数）へ出力する。フィルタ４Ｉは、各々の出力信号を加
算器４２−ｘ（ｉは１〜ｎの整数）へ出力する。加算器
４２−８は、各出力信号を各帰還ループＲｉ毎に順次加
算して最終的に加算器３０へ出力する。また、この変形
例の場合も第１図の実施例または第５図（ａ）の第１変
形例と同様に各フィルタ４１−１のフィルタ特性を直接
制御することは困難であるため、実際には共通フィルタ
と乗算器とにより構成する（図示路）。

上述した構成によれば、鍵盤が操作されると、ＫＯＮ信
号などの演奏情報が制御装置ｌに供給される。制御装置
ｌは、制御信号Ｓｌ、デイレイ制御信号ＤＳおよびフィ
ルタ制御信号ＦＳ（または係数Ｋ）を出力する。次に、
駆動信号発生器２は、上記制御信号Ｓｌに従って駆動信
号を発生し、閉ループ回路の加算器３０へ出力する。加
算器３０に供給された駆動信号は、フィルタ４１−１か
ら成る帰還ループＲ８を相互に干渉しながら巡回する。

この時、遅延回路４０では、デイレイ制御信号ＤＳに従
って遅延時間が時間制御され、各フィルタ４Ｉ−８では
、フィルタ制御信号ＦＳに従ってゲインが時間制御され
る。そして、楽音信号は、第６図に示すように加算器３
０と遅延回路４０との間から取り出される。

なお、上述した実施例において、遅延時間ＤＴ。

イニシャルレベルＩＬおよびエンベロープジェネレータ
２７の出力波形は任意に設定してもよい。

また、上述した実施例、第１変形例および第２変形例に
おいて、帰還ループが基音（基本ピッチ）を決める遅延
量よりも長い遅延量を有することによって、電気ピアノ
などに見られるサブハーモニクスを含んだ楽音を発生さ
せることができるという利点が得られる。

また、同実施例、第１変形例および第２変形例において
、複数の帰還ループにより入力側（加算器４または３０
）に戻る駆動信号が１より大きくなるように定数を設定
することによって、エレキギターのフィードバック演奏
法のような、遅延量により決まる特定の振動モードで振
動が励起される効果をえることができる利点が得られる
。ただし、振幅を押さえるためのリミッタを具備する。

また、複数の帰還ループを持つことにより、閉ループ回
路全体では複雑な山谷を有する櫛形フィルタとなるため
、自然楽器にはない楽音を発生できる利点が得られる。

「発明の効果」以上説明したように、この発明によれば、複数の帰還ル
ープを備えることによって、通常の楽音を発生する回路
構成を変えることなく、撥弦楽器、擦弦楽器等に特有の
ハーモニクス奏法、サブハーモニクス、あるいは、フィ
ードバック奏法などによって得られる多彩な音色を有す
る楽音を発生できるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成の概念を示すブロッ
ク図、第２図はギターあ弦の励起振動のメカニズムを説
明する概念図、第３図（＆）は同実施例の実際の構成（
一部）を示すブロック図、第３図（ｂ）は係数にの変化
を示す波形図、第４図（ａ）は同実施例の制御装置に含
まれる係数にの発生回路を示すブロック図、第４図（ｂ
）は同図（ａ）のエンベロープジェネレータの出力を示
す波形図、第５図（ａ）は同実施例の第！変形例の構成
の概念を示すブロック図、第５図（ｂ）は同第１変形例
の実際の構成（一部）を示すブロック図、第６図は同実
施例の第２変形例の構成の概念を示すブロック図である
。ｌ・・・・・・制御装置（制御手段）、２・・・・・・
駆動信号発生装置（励起手段）、６，７，９，１０，１
３゜１４．２１，３３，３４，３６．４ｍ、〜４Ｉ−０
・・・・・・フィルタ（帰還手段）、３，５，９，１２
゜１６．１８，３１，３２．４０・・・・・・遅延回路
（遅延手段）、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｒ，−Ｒ，、・・・・
・・帰還ループ。

Claims

【特許請求の範囲】入力信号を遅延して出力する遅延手段、および、該遅延
手段の出力信号に所定の処理を施し、前記入力信号とし
て前記遅延手段に戻す帰還手段からなる帰還ループを複
数有する閉ループ手段と、所定の制御信号に応じて、励
起振動に相当する駆動信号を発生し、前記閉ループ手段
に供給する励起手段と、前記所定の制御信号を出力するとともに、前記遅延手段
の遅延時間および前記帰還手段の処理特性を制御する制
御手段とを具備することを特徴とする楽音発生装置。