JPH04136992A - 電子楽器の効果装置 - 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】 し産業上の利用分野］ この発明は電子楽器に関し、特に、楽音に多彩な効果を
付与する効果装置に関する。

［従来の技術］ 楽音信号に特殊な効果を付与する効果装置として、例え
ばグラフィックイコライザがある。これは、楽音信号を
バンドパスフィルタにより所定の周波数帯域に分割し、
分割した各帯域の楽音信号のレベルを所望のレベルに調
整するものであり、これに」：り好みに応じて音色を変
化きせることかできる。このようなグラフィックイコラ
イザはオーディオ装置や電子楽器のトーンコントロール
回路として利用されている。

また、例えば電子楽器の中には、音源を倍音加算方式の
音源で構成し、非調和倍音を発生させ、自然楽音におけ
る場合と同様に、非調和性を実現するようにしたものが
ある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記したグラフィックイコライザは単に各
周波数帯域毎にそのレベルを調整するだけの構成のもの
なので、単純で、定常的な変化しか得ることができなか
った。

また、倍音加算方式による音源を用いる方法は、確かに
複雑な周波数特性の制御が可能になるが、構成が複雑に
なる問題点を有する。また、音源として、例えば波形メ
モリタイプの音源を用いたような場合は、適用が不可能
になる問題点がある。

この発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、音
源の種類に拘らず、簡単な構成で複雑な＝２− 周波数特性の制御が可能な電子楽器の効果装置を実現す
るものである。

［課題を解決するための手段］ 楽音信号を所定の周波数帯域毎に分割する分割手段と、
分割手段により分割された楽音信号のピッチを変換する
ピッチ変換手段と、ピッチ変換手段の出力を合成する合
成手段とを備えることを特徴とする。

［作用］ 上記構成の電子楽器の効果装置においては、楽音信号が
周波数帯域毎に分割された後、各周波数帯域毎にそのピ
ッチが変換される。従って、音源の種類に制限されず、
簡単な構成で、複雑な周波数特性の制御が可能になる。

［実施例］ 次に図を参照して本発明の電子楽器の効果装置の一実施
例について説明する。

第１図は本発明の電子楽器の効果装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。

同図において、１は複数の鍵を有する鍵盤であり、演奏
を行うとき操作される。アドレス情報発生回路２は鍵盤
１の操作に対応してキーコードＫＣとキーオンオフ信号
ＫＯＮ／ＫＯＦＦが入力されると、キーコードＫＣに対
応するアドレスを波形メモリ３（楽音信号発生手段）に
出力する。波形メモリ３は種々のキーコードＫＣに対応
する楽音波形を記憶している。波形メモリ３よりキーコ
ードＫＣに対応する読出速度で読出された楽音波形信号
は分割部４（分割手段）に入力される。

この実施例の場合分割部４ば、入力される楽音波形信号
から、その基音成分となる低周波帯域の信号を分割する
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４１、基音に対する所定周
波数の倍音を分割するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４
２，４３、並びに所定周波数以上の高周波成分を分割す
るバイパスフィルタ（ＨＰＦ）４４により構成されてい
る。これらのフィルタ４１乃至４４には、鍵盤１よりキ
ーコードＫＣが供給されており、このキーコードＫＣに
対応して各フィルタ４１乃至４４のカットオフ周波数が
設定されるようになっている。

勿論この分割部４において分割する周波数の帯域及びそ
の数は適宜設定することができる。

分割部４の出力はピッチ変換部５（ピッチ変換手段）に
入ノコされる。この実施例の場合、ローパスフィルタ４
１とバイパスフィルタ４４の出力はピッチ変換されずに
（同一ピッチに変換されて）そのままスルーされる。バ
ンドパスフィルタ４２と４３の出力はそれぞれピッチ変
換回路５１と５２によりピッチ変換きれるようになされ
ている。

ローパスフィルタ４１の出力をピッチ変換しないのは、
基音のピッチを変換すると音程が変化してしまうので、
これを避けるためである。勿論、音程の変化が許容され
る状況の場合には、ローバスタフィルタ４１の出力のピ
ッチも変換するように構成することができる。これに対
してバイパスフィルタ４４の出力はこの実施例において
はピッチ変換していないが、バンドパスフィルタ４２．
４３の出力と同様に、基音成分ではないので、必要に応
じて自由にピッチ変換することができる。

ピッチ変換部５より出力された４つの周波数帯域の信号
は加算回路６（合成手段）により加算合成された後、図
示せぬＤ／Ａ変換器に供給され、アナログ信号に変換さ
れて、楽音として出力される。

一方、鍵盤１の操作に対応して出力されるタッチ情報Ｉ
Ｔがタッチ情報検出回路７により検出きれるようになっ
ている。このタッチ情報は例えば鍵をタッチするときの
速度、強ざ等に関する情報で−ある。操作子９は、ピッ
チを変更するために操作される鍵盤１以外の操作子であ
り、例えばモジュレーションホイール等により構成きれ
る。

選択回路８は鍵盤１の操作によるピッチ変更指令と、操
作子９の操作によるピッチ変更指令とが重複しないよう
に、その一方を選択するものである。この選択は手動切
換により、あるいは、一方（例えば操作子９）を他方（
例えば鍵盤１）に対して優先きせる等して、自動切換に
より行われる。

指令が重複していない場合は、入力された指令がそのま
ま選択され、出力される。選択回路８は、タッチ情報検
出回路７の出力と操作子９の出力のうち、いずれを選択
したかを示す選択情報と、タッチ情報検出回路７または
操作子９より出力されたピッチ変換のための制御情報を
ピッチ変換制御回路１０に出力する。ピッチ変換制御回
路１０にはまた、鍵盤１が出力するキーオンオフ信号Ｋ
ＯＮ／ＫＯＦＦが入力されている。

選択回路８が出力する選択情報が操作子９の選択を表し
ているとき、ピッチ変換制御回路１０はやはり選択回路
８より入力されている制御情報に対応してピッチ変換回
路５１．５２を制御する。

また、選択情報がタッチ情報検出回路７の選択を表して
いるとき、ピッチ変換制御回路１０は、選択回路８より
入力される制（卸情報の他、鍵盤１より入力されるキー
オンオフ信号ＫＯＮ／ＫＯＦＦによってもピッチ変換回
路５１．５２を制御する。

次に、その動作を説明する。

鍵盤１の所定の鍵を操作すると、その鍵に対応するキー
コードＫＣが発生されるとともに、その鍵のオンオフに
対応したキーオンオフ信号ＫＯＮ／ＫＯＦＦが発生きれ
る。アドレス情報発生回路２はキーコードＫ　Ｃに対応
するアドレスを発生し、波形メモリ３に出力する。これ
により、波形メモリ３からキーコードＫＣに対応する楽
音波形信号が読出され、分割部４のフィルタ４１乃至４
４に供給される。

ローパスフィルタ４１はキーコードＫＣに対応してその
カットオフ周波数が設定される。すなわち、ローパスフ
ィルタ４１のフィルタ係数は、キーコードＫＣに対応す
る基音成分を通過ぎぜるように設定きれる。同様にバン
ドパスフィルタ４２と４３のフィルタ係数は、この基音
に対する倍音（例えばそれぞれ２倍音と３倍音）の成分
を通過させるように設定される。そしてバイパスフィル
タ４４のフィルタ係数は、所定のカットオフ周波数以上
の（３倍音を越える）帯域の信号を通過ぎせるように設
定される。ローパスフィルタ４１とバイパスフィルタ４
４の出力はそのまま加算回路６に供給きれ、バンドパス
フィルタ４２と４３の出力はピッチ変換回路５１と５２
を介して加算回路６に供給される。

タッチ情報検出回路７は鍵盤１のタッチ状態を示すタッ
チ情報を検出し、このタッチ情報に対応する制御情報を
発生する。この制御情報は選択回路８を介してピッチ変
換制御回路１０に入力される。ピッチ変換制御回路１ｏ
はこの制御情報を演算したり、所定のテーブルを参照す
る等して、ピッチ変換情報を生成する。そしてこのピッ
チ変換情報に対応してピッチ変換回路５１と５２を制御
する。ピッチ変換回路５１と５２は、バンドパスフィル
タ４２と４３より入力される倍音成分のピッチを、ピッ
チ変換制御回路１０からのピッチ変換情報に対応して変
換し、非調和倍音として出力する。これにより、鍵盤１
のタッチ状態に対応して非調和倍音が発生きれることに
なる。

これに対して、ローパスフィルタ４１より出力される基
音成分と、バイパスフィルタ４４より出力される高周波
成分は、そのピッチが変更されない。

これらの信号が加算回路６において加算され、さらに図
示せぬＤ／Ａ変換器によりＤ／Ａ変換され、放音される
。

ところでピアノ等の自然楽器においては、非調和倍音成
分の中心周波数が、発音開始時から時間が経過するに従
って変化する。この変化が自然楽器としての特徴を形成
している。これを電子楽器において実現するため、この
実施例においては、ピッチ変換制御回路１０がピッチ変
換回路Ｓ１と５２を制御し、キーオン信号ＫＯＮ入力後
、時間の経過とともにピッチ（中心周波数）を変化させ
る。例えば、発音開始時、調和倍音からのずれが最も大
きかったピッチが、時間の経過とともに、調和倍音に近
ずいていく。これにより、基音の音程を変更せずに、非
調和倍音の周波数が複雑に変化する自然楽器音に近い楽
音とすることができる。

一方、操作子９が操作されたとき、その制御信号が選択
回路８を介してピッチ変換制御回路１０に入力される。

この場合、発音開始から時間の経過とともに自動的にピ
ッチを変更する必要はない。

そこでこのとき、ピッチ変更制御回路１０は選択口ｉｉ
’ｉより入力される制御信号にのみ対応してビｌＯ− ッヂ変換情報を生成する。このピッチ変換情報に対応し
てピッチ変換回路５１と５２において、ピッチの変換が
行われる。すなわち、この場合、鍵盤１を操作すること
により発生した楽音のピッチが、操作子９をざらに操作
することにより任意の値に変更される。

第２図は第１図におけるピッチ変換回路５１　（ピッチ
変換回路５２も同様に構成される）の一実施例の構成を
示すブロック図である。

この実施例においては、バンドパスフィルタ４２より出
力された信号が遅延回路２１に入力され、所定時間だけ
遅延されるようになっている。遅延回路２１はクロック
φにより駆動され２つの遅延信号ａｐ１．ｄｐ２を出力
する。この遅延信号ｄｐｉ、ｄｐ２はそれぞれ乗算回路
２２．２３に入力され、係数ａｌ、ａ２と乗算される。

乗算回路２２と２３の出力は加算回路２４に入力され、
加算される。この加算信号がピッチ変換回路５１の出力
として加算回路６へ供給されている。

次に第３図のタイミングヂャートを参照して、その動作
を説明する。

遅延回路２１は、バンドバスタフィルタ４２より入力さ
れた楽音波形データを、クロックφに同期して順次記憶
する。これに対して遅延信号ｄｐ１を出力するタップは
、時間の経過とともに、遅延時間の短いタップから長い
タップに順次切換えられる。タップの移送（切換）（シ
フトレジスタからのとり出し位置変化）速度をクロック
φの速度と異ならせることにより、遅延回路２１に書込
まれたデータなピッチを変更して読出すことができる。

しかしながら、遅延回路２１の段数Ｎは有限であるから
、出力タップは１段目からＮ段目まで移送したとき、再
び１段目に戻す必要がある。従って遅延信号ｄｐｉを出
力するタップの選択位置は、第３図（Ａ）に示すように
、所定の周期で鋸歯状波状に変化する（第３図において
縦軸はタップの選択位置を示す）。しかし、クロックφ
、出力タップの移送速度、遅延回路の段数の各条件によ
り出力タップの位置をＮ段目から１段目に戻すとき、信
号の位相がずれることがある。そこで第３図（Ｂ）に示
すように、遅延信号ｄｐｉに乗算する係数ａ１が出力タ
ップなＮ段目から１段目に戻すタイミングでＯになるよ
うに（Ｎ／２段目でピークとなるように）している。こ
れにより、遅延信号ｄｐｌに係数ａ１を乗算した信号が
Ｎ段目から１段目に切り換えられるタイミングでＯにな
り、その後漸次増大するので、位相ズレが目立つのを防
止することができる。

また、この実施例においては、遅延信号ｄｐｌと位相が
１８０度ずれた遅延信号ｄｐ２（第３図（Ｃ））をさら
に生成し、この遅延信号に係数ａ２（第３図（Ｄ））を
乗算するようにしている。そしてこの乗算値を、遅延信
号ｄｐｌと係数ａ１との乗算値と加算するようにしてい
る。これにより、遅延信号ｄｐｉが係数ａ１により振幅
変調されるようになるのを目立たなくきせることかでき
る。

このように、遅延信号ｄｐｉとｄｐ２の移送速度（第３
図（Ａ）、（Ｃ）における傾き）をピッチ変換制御回路
１０が出力するピッチ変換情報に対応して；別１卸する
ことで、ピッチを変換することができる。クロックφに
よるシフト速度にも依存するが、この実施例の場合は、
第３図（Ａ）、（Ｃ）に示す傾きが大きくなる程ピッチ
の変更量は大きくなる。

係数ａｌ、ａ２は一定値でもよいが、これをピッチ変換
制御回路１０の出力に対応して変化させることにより、
非調和倍音の振幅の調整を行うこともできる。

この他、ピッチ変換は、高速フーリエ変換および高速逆
フーリエ変換等の演算により行うこともできる。

以上においては、波形メモリタイプの音源を用いた場合
を例としたが、この発明は、ＦＭ音源方式、短形波音音
源方式、その他のいかなる方式の音源にも適用が可能で
ある。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明の電子楽器の効果装置によれば、
楽音信号を所定の周波数帯域に分割し、各帯域のピッチ
を変更するようにしたので、音源の種類に拘らず、簡単
な構成で、楽音信号の周波数を複雑に変化きぜることが
できる。その結果自然楽器からの楽音により近い、非調
和性を付加した楽音を発生きせることか可能になる。さ
らに、自然音に限らず、多彩な効果を付加した楽音を発
生きせることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電子楽器の効果装置の一実施例の構
成を示すブロック図、 第２図は第１図の実施例におけるピッチ変換回路の一実
施例の構成を示すブロック図、第３図（Ａ）乃至（Ｄ）
は第２図の実施例の動作を説明するタイミングチャート
である。 １・・・鍵盤 ２・・・アドレス情報発生回路 ３・・・波形メモリ（楽音信号発生手段）４・・・分割
部（分割手段） ５・・・ピッチ変換部（ピッチ変換手段）６・・・加算
回路（合成手段） ７・・・タッチ情報検出回路 ８・・・選択回路 ９・・・操作子 １０・・・ピッチ変換制御回路 ４１・・・ローパスフィルタ ４２．４３・・・バンドバスタフィルタ４４・・・バイ
パスフィルタ ５１．５２・・・ピッチ変換回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 楽音信号を所定の周波数帯域毎に分割する分割手段と、 前記分割手段により分割された楽音信号のピッチを変換
   するピッチ変換手段と、 前記ピッチ変換手段の出力を合成する合成手段とを備え
   ることを特徴とする電子楽器の効果装置。