JPH03293698A - 楽音発生装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば電子楽器等において楽音を発生する楽
音発生装置に関する。

（従来の技術） 従来、電子オルガンや電子ピアノ等の電子楽器に用いら
れている楽音発生装置は、発音源としてのディジタルコ
ントロールオシレータ（以下、ｒＤｃｏ、と略す）を複
数備え、このＤＣＯにより、例えば操作パネル等で指定
された音色やキーボードで指定された音域等に応じた楽
音信号を発生するようになっている。

このような楽音発生装置の一例を第９図に示す。

図において、５０．〜５０．は、それぞれ例えば鍵盤楽
器の１鍵に対応し、１つの鍵が押されることによりＤＣ
０１〜ＤＣＯ４の４つのオシレータが同時に動作するよ
うになっている。すなわち、１つの楽音のうち音高に応
じた周波数に比例してその周波数が変わり、発音時間が
比較的長い楽音成分であるアタック成分、デイケイ（減
衰音）成分、及びハイ（強打前）成分と、必ずしも比例
しない、発音時間が比較的短い楽音成分であるノイズ（
打撃音）成分とををれぞれ４つのオシレータで別個に生
成し、これらを合成して１つの楽音を発生している。こ
れにより、より自然楽器の音に近い楽音を発生するよう
になっている。

そして、これら４つのオシレータＤＣ０１〜ＤＣＯ４が
組み込まれた楽音発生回路をポリフォニック数（同時発
音数）分だけ備えている。

従来の楽音発生装置は、上記したように、発音の時間が
短い打撃音を発音する目的で、発音時間が長い他の発音
源と同様にポリフォニック数だけオシレータを備えてお
り、発音に際してはこの打撃音を発音するためのチャネ
ル割り当てが行われるようになっている。

しかしながら、上記打撃音は音高、つまり打鍵されたキ
ーの位置によって変わるものではなく、かつ短い時間だ
け発音されすぐに減衰するものである。このような短い
時間だけ発音される打撃音のために、オシレータをポリ
フォニック数分も用意し、かつチャネルを割り当てて発
音するのは大量のハードウェアを必要とし、がつ構成が
複雑になって装置が高価になるという欠点があった。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 本発明は、上記したように短い時間だけ発音される打撃
音のために、オシレータをポリフォニック数分も用意し
、かつチャネルを割り当てて発音するには大量のハード
ウェアを必要とし、かつ構成が複雑になって装置が高価
になるという欠点を解決するためになされたもので、ポ
リフォニック数を減らさないで、少ないハードウェアに
よる簡単な構成で廉価な楽音発生装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の楽音発生装置は、第１図の原理図に示すように
、発音時間が比較的長い複数の楽音成分信号ａ〜を生成
し、これらを加算して第１の楽音信号ｄを生成する同時
発音数ｍの第１の楽音信号生成手段（５１１）、（５Ｌ
）、・・・（５１，）と、発音時間が比較的短い楽音成
分信号の第２の楽音信号ｅを生成する前記同時発音数ｍ
より少ない数ｎの第２の楽音信号生成手段（５２１）、
（５２□）、・・・（５２，）と、発音が指示された際
、前記第１の楽音信号生成手段（５Ｌ）、（５１□）、
・・・（５１，）の中の１つに発音を割り当てる第１の
割当手段（５３）と、発音が指示された際、前記第２の
楽音信号生成手段（５２１）、（５２２）、・・・（５
２，）の中の１つに発音を割り当てる第２の割当手段（
５４）を具備したことを特徴とする。

（作用） 本発明は、第２の楽音信号ｅである例えば打撃音は短い
時間だけしか発音されないという特性を利用し、発音時
間が比較的長い楽音成分ａ〜Ｃを発生して加算すること
により第１の楽音信号ｅを生成する第１の楽音信号生成
手段（５１，）、（５１２）、・・・（５１□）を同時
発音数ｍだけ備える一方、発音時間が比較的短い楽音成
分信号である第２の楽音信号ｅを生成する第２の楽音信
号生成手段（５Ｌ）、（５２２）、・・・（５２，）は
上記同時発音数ｍより少ない数ｎだけ備え、例えば押鍵
により発音が指示された際、第１の楽音信号生成手段（
５１，）、（５１□）、・・・（５１，）の中の１つに
発音時間が比較的長い楽音の発音を割り当てると同時に
、第２の楽音信号生成手段（５２，）、（５２２）、・
・・（５２，）の１つに発音時間が比較的短い楽音の発
音を割り当てて１の楽音信号を合成するようにしている
。これにより、第２の楽音信号生成手段（５２，）、（
５２□）、・・・（５２ｎ）の数を減らすことができ、
少ないハードウェアによる簡単な構成で楽音発生装置を
構成できるものとなっている。

（実施例） 第２図は、本発明に係る楽音発生装置を適用した電子楽
器の要部の構成を示すブロック図である。なお、以下の
説明においては、アタック成分、デイケイ成分、及びハ
イ成分により生成される楽音信号の同時発音数、つまり
ポリフォニック数が「１５」であり、ノイズ成分の楽音
発生回路を２つ有する場合について説明する。

図において、キーボード部１は、複数のキーを有するキ
ーボードで構成され、各キーの押下の状態を検知するた
めのキースキャン回路を含んでいる。タッチセンサ１ａ
は、キーボード部１からの信号に応じてキータッチの強
弱を検出するものである。上記各キーの押下の状態及び
キータッチの強弱を示すタッチデータはＣＰＵ３に送ら
れるようになっている。

パネル部２は、電源スィッチ、モード指定スイッチ、メ
ロディ選択スイッチ、リズム選択スイッチ等の各種スイ
ッチを備えている。

中央処理装置（ＣＰＵ）３は、読出専用記憶装置（以下
、ＦＲＯＭＪという）４のプログラムメモリ部４１に記
憶された制御プログラムに従って電子楽器の各部を制御
するものである。

ＲＯＭ４は、上記プログラムメモリ部４１の他に、音色
データメモリ部４２を有している。この音色データメモ
リ部４２には、楽音出力すべき情報である周波数ナンバ
、波形ナンバ、エンベロープ波形ナンバ、モードデータ
等が記憶されており、音色ポインタによって指示され、
パネル操作、鍵盤操作に応じて読出され、演算されるな
どして楽音発生装置に送出される。

書換え可能記憶装置（以下、ｒＲＡＭＪという）５は、
ＣＰＵ３の制御の下に、ＲＯＭ４に記憶されている必要
なデータを転送して格納記憶するデータエリア、キーボ
ード部１、タッチセンサ１ａ及びパネル部２の各キーや
スイッチの状態に対応する放音に必要なデータがセット
される複数のレジスタ、後述する楽音発生回路を未使用
チャネルに割り付けるためのデータを記憶するアサイナ
メモリＡ、Ｂ等を含んでいる。

楽音発生部６は、楽音信号を生成するものである。この
楽音発生部６は、楽音の始めの部分で立ち上がってすぐ
に減衰する音を生成するアタック成分楽音信号生成部１
１、ゆっくり立ち上がって持続し徐々に減衰する減衰音
を生成するデイケイ成分楽音信号生成部１２、強く弾い
たときに大きな音となる強打前を生成するハイ成分楽音
信号生成部１３、例えば打鍵時の打撃音を生成するノイ
ズ成分楽音信号生成部１４及びこれら各楽音成分の信号
を加算する加算器１５から構成されている。

上記アタック成分楽音信号生成部１１、デイケイ成分楽
音信号生成部１２及びハイ成分楽音信号生成部１３は、
１５音の同時発音が可能となるようにそれぞれ１５個の
同一回路を備えている、また、ノイズ成分楽音信号生成
部１４は２音の同時発音が可能となるように２個の同一
回路を備えている。

これらの詳細については後述する。

また、楽音発生部６には波形データを記憶する波形メモ
リ２１及びエンベロープデータを記憶するエンベロープ
波形メモリ２９が接続されるようになっている。これら
の詳細についても後述する。

この楽音発生部６が出力するディジタル楽音信号はＤ／
Ａ変換器７に供給される。Ｄ／Ａ変換器７は、入力され
たディジタル楽音信号をアナログ楽音信号に変換するも
ので、このＤ／・Ａ変換器が出力するアナログ楽音信号
はサウンドシステム８に供給される。サウンドシステム
８は、例えばスピーカ又はヘッドホンで構成されるもの
で、入力された楽音信号に応じて放音出力するものであ
る。

なお、上記タッチセンサｌａ（キーボード部１）、パネ
ル部２、ＣＰＵ３、Ｒ，０Ｍ４、ＲＡＭ５、及び楽音発
生部６はシステムバス１ｏにより相互に接続されている
。

第３図は楽音発生回路の詳細な構成を示すもので、上述
したアタック成分楽音信号生成部１１、デイケイ成分楽
音信号生成部１２、ハイ成分楽音信号生成部１３、及び
ノイズ成分楽音信号生成部１４は、全て同一の回路で構
成され、ＣＰＵＢがちの制御に応じてそれぞれアタック
、デイケイ、ハイ及びノイズ成分の楽音信号を発生する
。

図において、波形上位アドレスレジスタ２ｏは、ＣＰＵ
Ｂから送られてくる波形上位アドレスを記憶するもので
ある。この波形上位アドレスレジスタ２０の出力は波形
メモリ２１に供給され、波形メモリ２１に記憶されてい
る音色や音域に応じた波形を選択するために使用される
。

波形メモリ２１は、波形データを記憶している読出専用
メモリであり、上記波形上位アドレスレジスタ２０から
の波形上位アドレス及び後述するモードセレクタ２５か
らの波形下位アドレスで選択された波形データを出力す
る。この波形メモリ２１からの波形データの読出しは、
キーナンバーに対応して生成される周波数ナンバーに応
じた速度（周波数）で行われる。

周波数ナンバーレジスタ２２は、ＣＰｔＪ３から送られ
てくる周波数ナンバーを記憶するものである。ここで周
波数ナンバーは、波形メモリ２１から波形データを読出
す速度を制御するために用いられるもので、実際には波
形メモリ２１の読出アドレスの増分を表している。これ
により周波数ナンバーが小さいときは小さいピッチ（ア
ドレス間隔）で波形データが読出されることにより低い
周波数の楽音信号が生成され、周波数ナンバーが大きい
ときは大きいピッチ（アドレス間隔）で波形データが読
出されることにより高い周波数の楽音信号が生成される
。この周波数ナンバーレジスタ２２の出力は加算器２３
の一方の入力に供給される。

加算器２３は上記周波数ナンバーレジスタ２２の出力を
一方の入力とし、アドレスレジスタ２４の出力を他方の
入力として加算を行い、結果を再びアドレスレジスタ２
４に出力するものである。

アドレスレジスタ２４は上述した加算器２３の出力を記
憶するもので、このアドレスレジスタ２４と上記加算器
２３とにより累算器を構成している。そして、このアド
レスレジスタ２４の内容がモードセレクタ２５を介して
波形メモリ２１に波形下位アドレスとして供給されるよ
うになっている。

モードセレクタ２５は波形メモリ２１からの読出方法を
制御するものである。例えば波形メモリ２１の波形上位
アドレスで指定される領域をアドレス増加方向に順次読
出し、最後までいったら最初に戻って上記動作を繰り返
すのか、あるいは波形上位アドレスで指定される領域の
最後まで読出したら次はアドレス減少方向（逆方向）に
読出すのか、といった種々の読出方法をＣＰＵ３からの
制御信号（図示しない）に応じて制御するものである。

このモードセレクタ２５の出力が波形下位アドレスとし
て波形メモリ２１に供給される。

タッチデータ変換回路２６は、ＣＰＵ３から送られてく
る所定形式のタッチデータを当該楽音発生回路で扱い得
る形式に変換するものである。ここで、タッチデータと
は、キーの押鍵の強弱をタッチセンサ１ａで検出して得
られるデータである。

このタッチデータ変換回路２６の出力は、エンベロープ
ジェネレータ２７に供給されるようになっている。

楽音成分選択レジスタ２８は、ＣＰｔＪ３から送られて
くるアタック成分、デイケイ成分、ハイ成分或はノイズ
成分等といった楽音成分の種類を選択するデータを記憶
するレジスタである。この楽音成分選択レジスタ２８の
出力は、エンベロープ波形メモリ２９に供給されるよう
になっている。

エンベロープ波形メモリ２９は、楽音成分に応じた種々
のエンベロープデータを記憶するもので、楽音成分選択
レジスタ２８の内容をアドレスとして所定のエンベロー
プデータを選択するものである。

エンベロープジェネレータ２７は、楽音成分選択レジス
タ２８で選択されたエンベロープデータをエンベロープ
波形メモリ２９がら順次読出し、タッチデータ変換回路
２６がらのタッチデータに応じた大きさ（振幅）のエン
ベロープ信号を生成し、乗算器３０に送出するものであ
る。

乗算器３０は、波形メモリ２１がら読出された波形デー
タとエンベロープジェネレータ２７がら供給されるエン
ベロープ信号とを乗算することにより波形データにエン
ベロープを付加し、デジタル楽音信号を生成する。この
乗算器３ｏの出力が１チャネル分の楽音信号として加算
器１５（第２図参照）に供給され、発音される。

なお、第３図の波形メモリ２１及びエンベロープ波形メ
モリ２９は各楽音発生回路で共通に使用されるメモリで
あり、それ以外の部分は各楽音発生回路で個々に備えて
いるハードウェアである。

また、上述した複数の楽音発生回路を時分割で使用する
ように構成しても良く、この場合は、楽音発生回路を構
成するハードウェア量を減らすことができる。

第４図は、上記した第１、第２の楽音信号生成手段とし
ての楽音発生回路と、その制御系の構成を示すものであ
る。

図において、第１〜第４５の楽音発生回路５１＋〜５１
１．は、第２図に示した１５音ポリフオニツクのアタッ
ク成分楽音信号生成部１１．１５音ポリフオニツクのデ
イケイ成分楽音信号生成部１２．１５音ポリフオニツク
のハイ成分楽音信号生成部１３に相当し、第４６及び第
４７の楽音発生回路５２．及び５２は、２音ポリフオニ
ツクのノイズ成分楽音信号生成部１４に相当するもので
ある。そして、加算器１５ａ、１５ｂ、、１５ｃは、第
２図に示した加算器１５に相当するものである。

アサイン制御部Ａ３ａは、ＣＰＬ］３の機能で実現され
るもので、第１〜第４５の楽音発生回路５１、〜５１４
．を制御するものである。このアサイン制御部Ａ３ａは
、ＲＡＭ５に設けられたアサイナメモリＡ５ａの内容に
従ってチャネル割り当て処理を行う。

アサイン制御部Ｂ３ｂも、ＣＰＵ３の機能で実現される
もので、第４６〜第４７の楽音発生回路５２、．５２２
を制御するものである。このアサイン制御部Ｂ３ｂは、
ＲＡＭ５に設けられたアサイナメモリＢ５ｂの内容に従
ってチャネル割り当て処理を行う。

第５図はアサイナメモリＡの一例を示すものである。ア
サイナメモリＡは、チャネル番号ｍ、キー状態ＳＴ、キ
一番号Ｎｏ及び押鍵時刻により構成される。チャネル番
号ｍは、１〜１５チヤネルのいずれかを示すものであり
、キー状態ＳＴは「０」であれば離鍵状態、「１」であ
れば押鍵状態にあることを示し、キ一番号Ｎｏはチャネ
ルｍに割り当てられているキーボード部１のキーの番号
を示し、押鍵時刻はそのキーが押下された時刻を記憶す
るものである。

第６図はアサイナメモリＢの一例を示すものであり、上
記アサイナメモリＡと同様の構成である。

次に、以上の構成において、第７図及び第８図に示すフ
ローチャートを参照しながら本装置の動作をチャネル割
り当て処理を主体に説明する。

第７図は電子楽器のメインフローチャートを示す、すな
わち、まず、パネル部２の電源スィッチが投入されると
、初期化処理が行われる（ステップＳｌ）。この初期化
処理は、ＣＰＵ３内部のレジスタやＲＡＭ５内部に定義
されているレジスタを初期設定したり、ＲＯＭ４に記憶
されている所定データをＲＡＭ５に移動したり、さらに
は音色ポインタを初期化して放音する初期音色を決定す
る等の処理を行うものである。

この初期化処理が終了すると、パネル部２のパネルスイ
ッチがオンになったか否かが調べられる（ステップＳ２
）、そして、パネルスイッチがオンになったことが判断
されると、そのオンになったスイッチの内容に応じて音
色ポインタを変更しくステップＳ３）、その後、ステッ
プＳ２に戻って、再度同様の動作を繰り返す。

一方、パネルスイッチがオンになっていないことが判断
されると、キーボード部１のキーの押鍵があったか否か
が調べられる（ステップＳ４）。

そして、押鍵があったことが判断されると、アサイン処
理を行う（ステップＳ５）、このアサイン処理は、楽音
発生回路を所定チャネルに割り当てるとともに、楽音発
生回路に音色、タッチ、音域等に応じたデータを転送し
て発音開始を指示する処理であり、これにより、サウン
ドシステム８から楽音が放音されることになる。その後
、ステップＳ２に戻って、再度同様の動作を繰り返す、
このアサイン処理の詳細については後述する。

上記ステップＳ４で押鍵がなかったことが判断されると
、キーボード部１のキーの離鍵があったか否かが調べら
れる（ステップＳ６）、そして、離鍵があったことが判
断されると、離鍵処理を行う（ステップＳ７）、この離
鍵処理は、楽音発生回路に音色、タッチ、音域に応じた
データを転送して発音終了を指示する処理である。これ
により、サウンドシステム８からの放音が中止されるこ
とになる。その後、ステップＳ２に戻って、再度同様の
動作を繰り返す、なお、ステップＳ６で離鍵もなかった
ことが判断された場合も、ステップＳ２へ戻って再度同
様の動作を繰り返す。

以上のようにステップＳ２乃至Ｓ７を繰り返し実行する
ことにより、パネル部２のパネルスイッチの操作、及び
キーボード部１のキーの操作に応じて音色等を変えなが
ら楽音が放音されることになる。

第８図は、第７図のステップＳ５のアサイン処理を示す
フローチャートである。

アサイン処理では、まず、チャネル番号ｍを「１」にし
くステップ５ｌｏｐ、次いで、アサイナメモリＡの該当
チャネル番号ｍのキー状ＢＳＴ＜ｍ＞を調べる（ステッ
プ５１１）。そして、そのチャネル番号ｍに割り当てら
れているキーのキー状態ＳＴが「１」であれば、つまり
押鍵状態であれば、そのチャネルは使用できないものと
判断し、チャネル番号ｍをインクリメントしくステップ
８１３）　、ｍが「１６」になったか否かを調べる（ス
テップ５１４）。そして「１６」になっていないことが
判断されると、ステップＳｌｌに戻って次のチャネルの
キー状態ＳＴ＜ｍ＞を調べる。

このようにしてキー状ＵＳＴが「０」のチャネル、つま
り離鍵状態にあるチャネルが見つかると、そのチャネル
ｍにデータを送出する（ステップ５１２）。これにより
該当チャネルの楽音発生回路が駆動され、楽音が放音さ
れることになる。

一方、上記ステップＳ１４でｍが「１６」であることが
判断されると、「１５」の全チャネルが押鍵状態にある
ことを認識し、後押し優先処理を行う（ステップ５１５
）。すなわち、アサイナメモリＡの押鍵時刻槽を調べ、
最も古い時刻のチャネルに発音の割り当てが行われる。

そして、そのチャネルにデータを送出する（ステップ５
１２）。

次いで、チャネル番号ｎを「１」にしくステップ５１６
）　、アサイナメモリＢの該当チャネル番号ｎのキー状
！ＩｓＳ　Ｔ　＜　ｎ　＞を調べる（ステップ５１７）
。そして、そのチャネル番号ｎに割り当てられているキ
ーのキー状ＢＳＴが「１」であれば、つまり既に使用中
であれば、そのチャネルは使用できないものと判断し、
チャネル番号ｎをインクリメントしくステップ５１９）
、ｎがｒ３゜になったか否かを調べる（ステップ５２０
）、そして「３」になっていないことが判断されると、
ステップＳ１７に戻って他方のチャネルのキー状態ＳＴ
＜ｎ＞を調べる。

このようにしてキー状態ＳＴが「０」のチャネル、つま
り未使用状態にあるチャネルが見つかると、チャネルｎ
にデータを送出する（ステップ５１８）。これにより該
当チャネルの楽音発生回路が駆動され、ノイズ成分たる
打撃音の楽音が放音され、第７図のメインルーチンに戻
ることになる。

一方、上記ステップＳ２０でｎが「３」であることが判
断されると、双方のチャネルが使用状態にあることを意
味するので、後押し優先処理を行う（ステップ５２１）
。すなわち、アサイナメモリＢの押鍵時刻槽を調べ、古
い時刻の方のチャネルに発音の割り当てが行われ、その
チャネルにデータを送出する（ステップ５１８）。

以上のように、発音時間が比較的長いアタック、デイク
イ、ハイ成分の楽音信号を発生する楽音発生回路５１３
．５１□、・・・５１，５をポリフォニック数、つまり
同時発音数「１５」だけ備える一方、発音時間が比較的
短い例えば打撃音の楽音信号を発生する楽音発生回路５
２＋、５２２は２個だけ備え、楽音発生回路５１＋、５
１□、・・・５１１．の１つで発音すると同時に、楽音
発生回路５２．．５２２の１つを所定の方法、例えば後
押し優先で選択して打撃音を発生して合成するようにし
たので、楽音発生回路５２８．５２２の数を減らすこと
ができ、少ないハードウェアによる簡単な構成で楽音発
生装置を構成できるものとなっている。

なお、上記実施例では発音時間が比較的長いアタック成
分、デイケイ成分、ハイ成分の楽音信号を発生する楽音
発生回路５１．．５１２、・・５１４ｓをポリフォニッ
ク数、つまり同時発音数「１５」だけ備え、発音時間が
比較的短い楽音信号を発生する楽音発生回路５２３．５
２２を２個備えた場合について説明したが、ポリフォニ
ック数は１５音に限定されない任意の数で良く、また、
発音時間が比較的短い楽音信号を発生する楽音発生回路
も２個に限定されず上記ポリフォニック数より少なけれ
ば本発明の目的を達成できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によればポリフォニック数
を減らさないで、少ないハードウェアによる簡単な構成
で廉価な楽音発生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明装置の実施例を示すもので、
第１図は発明の原理を示す原理図、第２図は電子楽器の
要部の構成を示すブロック図、第３図は楽音発生回路の
構成を示すブロック図、第４図は楽音発生回路とその制
御系を示すブロック図、第５図及び第６図はアサイナメ
モリの構成を示す説明図、第７図及び第８図は動作を説
明するためのフローチャートであり、第９図は従来の楽
音発生装置を説明するための図である６５１１〜５１．
・・・第１の楽音信号生成手段、５２１〜５２．・・・
第２の楽音信号生成手段、５３・・・第１の割当手段、
５４・・・第２の割当手段、ｄ・・・第１の楽音信号、
ｅ・・・第２の楽音信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発音時間が比較的長い複数の楽音成分信号を生成し、こ
   れらを加算して第１の楽音信号を生成する同時発音数の
   第１の楽音信号生成手段と、発音時間が比較的短い楽音
   成分信号から第２の楽音信号を生成する前記同時発音数
   より少ない数の第２の楽音信号生成手段と、 発音が指示された際、前記第１の楽音信号生成手段の中
   の１つに発音を割り当てる第１の割当手段と、 発音が指示された際、前記第２の楽音信号生成手段の中
   の１つに発音を割り当てる第２の割当手段と を具備したことを特徴とする楽音発生装置。