JPH0423797B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鍵タツチ状態に応じて楽音の音色
などを変えるようにした電子楽器に関する。

従来、電子楽器の音源として、波形メモリに発
音すべき楽音波形を記憶しておきその楽音波形を
そのまま読み出して楽音信号を形成する波形メモ
リ方式が知られている。この波形メモリ方式は発
音すべき楽音波形をそのまま記憶し、それを読み
出すために音質的にはかなり高品質であるが、鍵
盤部での押鍵速度や押鍵圧力などのタツチに応じ
て楽音の音色などを変化させるいわゆるタツチレ
スポンス効果を得ることについて問題があつた。

つまり、押鍵タツチによつて楽音の音色を変化
させようとすると、波形メモリから読み出す波形
は常に一定なので、一旦読み出した楽音波形をデ
イジタルフイルタあるいはアナログフイルタに入
力し、このフイルタを押鍵タツチに対応して制御
するという方法をとるしかなく、回路構成が複雑
になるという問題があつた。

この発明は上記の点にかんがみなされたもの
で、その目的とするところは、波形メモリ方式の
音源を有する電子楽器において、簡単な構成で、
タツチ状態に応じて音色（波形形状）等が複雑に
変化する高品質な楽音を発音できるようにするこ
とである。

このような目的を達成するために、この発明に
おいては、楽音波形を複数の特徴的な部分波形に
分けて記憶しておき、楽音の発生指示に応答して
この記憶した各部分波形を読み出して混合するこ
とによつて楽音信号を発生するとともに、タツチ
状態に応じて各部分波形の混合状態を制御するよ
うにしたものである。そして、この発明において
は、特に、各部分波形の混合状態をタツチ状態に
応じて制御するに当たり、音色選択手段で選択さ
れた音色をも考慮して、選択された音色に適した
特性で各部分波形の混合状態を制御できるように
したものである。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を説明す
る。

第１図はこの発明による電子楽器の基本動作原
理を説明するもので、図示した例はピアノ音の例
である。ピアノ音の楽音波形を第１図イに示すよ
うな打撃音部分WD₁と、同図ロに示すような倍
音の多いアタツク部分WD₂と、同図ハに示すよ
うな倍音の少ない減衰部分WD₃とに分けて波形
メモリに記憶する。そして、押鍵タツチが大きい
ときは、打撃音部分WD₁に対するレベル係数k₁
とアタツク部分WD₂に対するレベル係数k₂とを
大きく選び、減衰部分WD₃に対するレベル係数
k₃を中立に選んでそれら３者を混合して出力す
る。逆に押鍵タツチが小さいときはレベル係数k₁
とk₂を小さく選びレベル係数k₃を中位に選んで混
合する。このようにすれば電子楽器から発生され
るピアノ音の楽音を自然楽器の音に近づけること
ができる。ピアノ音以外の音色の楽音についても
同様に楽音波形を複数の特徴的な部分波形に分け
て記憶しておき、押鍵タツチに応じて部分波形混
合比率を変えるようにすればよい。

第２図はこの発明による電子楽器の一実施例を
示すブロツク線図である。鍵盤１において鍵を押
圧すると、各鍵ごとに設けられたキースイツチか
ら成る鍵盤回路２からキースイツチの動作状態に
応じて押鍵信号が出力される。押鍵検出回路３は
鍵盤回路２から出力される押鍵信号に基づいて各
キースイツチの動作を検出して押圧鍵を表わす鍵
情報（以下キーコードKCで表わす）と、押鍵タ
イミングを表わすキーオンパルス信号KONPと
を出力する。なお、この実施例は単音構成となつ
ており、これに対応して押鍵検出回路３は同時に
複数の鍵が押鍵されたときにはそのうちの最高音
または最低音に相当する鍵を選択し、この選択し
た鍵に対応してキーコードKCおよびキーオンパ
ルス信号KONPを出力する優先選択機能を備え
ている。キーコードKCは、たとえば押圧鍵が所
属するオクターブを示すオクターブコードと、音
名を示すノートコードから成るデータであり、キ
ーオンパルス信号KONPは押鍵されたとき″1″に
立上り離鍵されたとき″0″になるキーオン信号
KONの立上りを微分することにより得られる。

音源回路４は各鍵に対応して音色選択回路５で
選択された音色ごとに発音開始から発音終了まで
の楽音波形を複数の部分波形に分けて記憶してお
き、後述するアドレスカウンタ６の出力により各
部分波形データを同時に読み出し、読み出された
各部分波形データを押鍵タツチに応じて制御して
楽音波形を発生する回路で、図示した例では、波
形メモリ４−１，４−２，４−３と、その各々に
設けられた乗算器４ａ，４ｂ，４ｃとにより構成
されている。この実施例の波形メモリ４−１，４
−２，４−３に記憶された部分波形はそれぞれ波
形、振幅、一周期の時間幅が若干異なる複数周期
の波形で、たとえば波形メモリ４−１に第１図イ
に示した打撃音部分WD₁、波形メモリ４−２に
同図ロに示したアタツク部分WD₂、波形メモリ
４−３に同図ハに示した減衰部分WD₃が記憶さ
れる。アドレスカウンタ１６はクロツク発振器７
から一定周期で発生されている読出しクロツク信
号をカウントし、そのカウント値をアドレス信号
として波形メモリ４−１，４−２，４−３に送出
し、押鍵検出回路３から出力されるキーオンパル
ス信号KONPによりリセツトされる。Ｒ−Ｓフ
リツプフロツプ８はそのセツト端子Ｓに押鍵検出
回路３からのキーオンパルス信号KONPが入力
するとそのＱ端子に″1″が出力され、このときク
ロツク発振器７からのクロツク信号がアンドゲー
トＡを介してアドレスカウンタ６のクロツク端子
CLに送られる。フリツプフロツプ８はアドレス
カウンタ６の出力がすべて″1″になつたことがエ
ンドアドレス検出回路９により検出されたときリ
セツトされる。

一方、鍵盤１の押鍵タツチはタツチ検出回路１
０によつて検出されタツチ信号として出力され
る。このタツチ検出回路１０としては、圧電素子
やコイルのように押鍵タツチの強さ（圧力）に応
じて起電力を生ずる素子あるいは光電的な手段に
より押鍵タツチに応じた電気信号を出力する装置
などを用いることができる。なお、この実施例に
おいて、タツチ検出回路１０から各鍵ごと（ある
いは各鍵域ごと）にタツチ信号を出力するように
構成した場合には、たとえば特公昭56−793号公
報に示されているような技術を用いてタツチ信号
を各チヤンネルに対応して時分割多重化した後
Ａ／Ｄ変換すればよい。タツチ信号はデイジタル
信号とするのが好ましく、タツチ出力がアナログ
信号として検出される場合はデイジタル変換す
る。制御データ発生回路１１は音色ごとに係数テ
ーブルを有し、各係数テーブルには、タツチ信号
の各値に対応してそれぞれ３つの係数K₁，K₂，
K₃が記憶されており、音色選択回路５から出力
される音色選択信号Ｓに基づいて定められる音色
に関する係数テーブルをタツチ検出回路１０から
のタツチ信号をアドレス信号として読み出し、係
数K₁，K₂，K₃として出力する。たとえばピアノ
音の係数テーブルは第３図に示すようになり、押
鍵タツチが弱いときはK₁＜K₂＜K₃であるが、タ
ツチ出力が増すにつれてK₁，K₂は増加するがK₃
はそれほど変らず、タツチ出力が相当強くなつた
ときはK₃＜K₂＜K₁で係数K₁，K₂，K₃自体の値
も大きくなる。なお、制御データ発生回路１１
は、係数テーブルを用いて係数K₁，K₂，K₃を発
生する代わりに、音色選択信号Ｓとタツチ信号と
に基づいて所定の演算を行つて係数K₁，K₂，K₃
を算出して出力するようにしてもよい。

さて、上記実施例において、押圧鍵に対応した
キーコードKCが音源回路４の波形メモリ４−１，
４−２，４−３に与えられると、各波形メモリ４
−１〜４−３は音色選択回路５からの音色選択信
号Ｓにより定められる音色およびキーコードKC
により指定された鍵に対する波形データをアドレ
スカウンタ６のカウント値であるアドレス信号に
基づいて読み出す。一方、押鍵タツチの強さに応
じたタツチ信号に基づいて制御データ発生回路１
１から係数K₁，K₂，K₃が出力されているので、
乗算器４ａ，４ｂ，４ｃにおいて前記波形メモリ
４−１，４−２，４−３の出力とこれらの係数
K₁，K₂，K₃とが乗算される。音源回路４から出
力される３つの楽音波形は混合器１２において混
合され、Ｄ／Ａ変換器１３によりアナグロ信号に
変換された後サウンドシステム１４から楽音とし
て発音される。

このようにして発音される楽音は押鍵タツチに
応じた部分波形から成り立つているので、選択さ
れた音色の自然音にできるだけ近似した音が得ら
れる。

上記実施例は単音構成の実施例であるが、発音
割り当て回路を用いて複音構成としてもよい。さ
らに、上記実施例ではピアノ音のようなパーカツ
シブエンベロープを有する音色について例示した
が、持続エンベロープを有する音色の波形を同様
の方法で押鍵タツチにより制御するようにしても
よい。この場合、波形の持続部分は波形データの
特定区間を繰り返し読み出すようにすればよい。
またパーカツシブエンベロープの場合でもメモリ
容量を小さくするために、繰り返し読み出しなが
ら減衰していくようにすればよい。

次にこの発明による電子楽器の他の実施例を第
４図に基づいて説明する。この実施例において、
鍵盤１、鍵盤回路２、音色選択回路５、タツチ検
出回路１０、制御データ発生回路１１、混合器１
２、Ｄ／Ａ変換器１３、サウンドシステム１４は
第２図に示した実施例において用いられたものと
同じである。

第４図において、押鍵検出発音割当回路３′は、
鍵盤回路２から出力される押鍵信号に基づいて各
キースイツチの動作を検出して押鍵を表わすキー
コードKCと、鍵の押圧が持続しているか（“１”）
あるいは解除されたか（“０”）を示すキーオン信
号KONとを複数の楽音発生チヤンネルのいずれ
かに割り当て各チヤンネルのチヤンネルタイミン
グに同期して時分割的に出力する。アドレス信号
発生回路１５はキーコードKCに基づいて後述す
る波形メモリに記憶されている波形データを読み
出すためのアドレス信号を発生する回路で、その
アドレス信号発生方式には、鍵盤１の各鍵の音高
に対応した周波数ナンバを予め周波数情報メモリ
に記憶しておき、キーコードKCにより指定され
る鍵に対応する周波数ナンバを読み出し、この読
み出された周波数ナンバを一定時間ごとに逐次累
積しその累積値をアドレス信号として出力するい
わゆる周波数ナンバ累算方式や、マスタクロツク
発振器から出力するクロツクを鍵の音高に対応し
た分周比で分周しその分周パルスをカウンタでカ
ウントしそのカウント値をアドレス信号とするい
わゆるマスタクロツク分周方式などが提案されて
いる。

音源回路４′は、各音色ごとに特徴のある波形
の一周期分を基本波形として複数個記憶してお
き、音色選択回路５から出力する音色選択信号Ｓ
に基づいて選択された基本波形にタツチ出力に応
じて異なるエンベロープを付与することにより異
なる楽音波形を発生する回路で、図示した例で
は、波形メモリ４′−１，４′−２，４′−３と、
これらの波形メモリのそれぞれに設けられたエン
ベロープ発生器４１ａ，４２ａ，４３ａおよび乗
算器４１ｂ，４２ｂ，４３ｂとにより構成されて
いる。波形メモリ４′−１，４′−２，４′−３は
音色選択回路５で選択可能なピアノ、ギター、マ
リンバなどの各音色に対応して設けられた複数の
ROMで構成され、各ROMにはそれぞれ対応す
る音色の異なる基本波形が記憶されている。たと
えばピアノ音を例にとると、波形メモリ４′−１，
４′−２，４′−３にはそれぞれ第５図イに示すよ
うな１周期分の基本波形データａ，ｂ，ｃが記憶
されており、基本波形データｂは倍音を多く含む
アタツク部、基本波形データｃは倍音の少ない減
衰部である。またエンベロープ発生器４１ａ，４
２ａ，４３ａは、それぞれ第５図ロに示すような
エンベロープ波形ａ，ｂ，ｃを発生し、エンベロ
ープ波形ａは打撃音部分、エンベロープ波形ｂは
アタツク部分、エンベロープ波形ｃは減衰部分に
対するエンベロープである。トランペツトのよう
な持続音の場合も同様に構成することができ、た
とえば、発音開始時は基本波形に対してアタツク
エンベロープを混合し、徐々に持続エンベロープ
に移行していくように構成すればよい。

一方、タツチ検出回路１０によつて鍵盤１の押
鍵タツチが検出されタツチ信号として出力され
る。制御データ発生回路１１は第２図の実施例で
説明したように、音色ごとに係数テーブルを有
し、各係数テーブルにはタツチ信号の各値に対応
してそれぞれ３つの係数K₁，K₂，K₃が記憶され
ており、音色選択回路５から出力される音色選択
信号Ｓに基づいて定められる音色に関する係数テ
ーブルをタツチ検出回路１０からのタツチ信号を
アドレス信号として読み出し、係数K₁，K₂，K₃
として出力する。

このようにして制御データ発生回路１１から発
生された係数K₁，K₂，K₃は音源回路４′のエン
ベロープ発生器４１ａ，４２ａ，４３ａにそれぞ
れ送られ、各エンベロープ発生器４１ａ，４２
ａ，４３ａで発生されるエンベロープ波形のピー
クレベル（第５図ロのａにおける₁、ｂにおけ
る₂、ｃにおける₃）を制御する。

ここで音源回路４′の動作を説明すると、押圧
鍵を表わすキーコードKCに基づいてアドレス信
号発生回路１５から発生されるアドレス信号によ
り波形メモリ４′−１，４′−２，４′−３にそれ
ぞれ記憶されている音色選択回路５からの音色選
択信号Ｓにより選択された音色の基本波形データ
（たとえば第５図イに示された基本波形データａ，
ｂ，ｃ参照）が読み出される。エンベロープ発生
器４１ａ，４２ａ，４３ａも音色選択信号Ｓによ
り選択された音色のエンベロープ波形（たとえば
第５図ロに示されたエンベロープ波形ａ，ｂ，ｃ
参照）をキーオン信号KONを受けるタイミング
で発生するが、各エンベロープ波形のピークレベ
ルは制御データ発生回路１１から出力される押鍵
タツチの強さに応じた係数K₁，K₂，K₃により制
御される。乗算器４１ｂでは、波形メモリ４′−
１から出力される波形データとエンベロープ発生
器４１ａから発生されるエンベロープ波形とが乗
算され、乗算器４２ｂでは波形メモリ４′−２か
らの楽音波形データとエンベロープ発生器４２ａ
からのエンベロープ波形とが乗算され、乗算器４
３ｂも同様な乗算を行なう。上述したように、係
数K₁，K₂，K₃は押鍵タツチの強さに対応して音
色ごとに予め設定してあるので、各乗算器４１
ｂ，４２ｂ，４３ｂからは音色および押鍵タツチ
の強さに応じたレベルの部分波形データが得ら
れ、これらの部分波形データが混合器１２におい
て混合されて楽音信号が形成される。この楽音信
号はＤ／Ａ変換器１３でアナログ信号に変換され
た後アンプ、スピーカなどから成るサウンドシス
テム１４から楽音として発音される。こうして発
音される楽音は各音色ごとに楽器の演奏にあつた
音色変化をするので自然楽器音に近いものにな
る。

なお、エンベロープ発生器４１ａ，４２ａ，４
３ａにより発生されるエンベロープ波形を係数
K₁，K₂，K₃で変化する方法としては、波形全体
に係数を乗算させる方法、アタツクレベル、サス
テインレベルなどを変化させる方法、またはアタ
ツクレート、デイケイレートを変化させる方法、
あるいはこれらの方法の組合せなどがある。

以上この発明の実施例を２つ説明したが、これ
らの実施例において、押鍵タツチを検出する場
合、各鍵ごと、全鍵共通あるいは全鍵をいくつか
の鍵域に分けて鍵域ごと共通、のいずれでもよ
い。また上記いずれの実施例においても、波形メ
モリとしてアナログメモリを用いればＤ／Ａ変換
器が不要であることはもちろんである。また、上
記第１の実施例では各鍵ごとに波形データを用意
して等速度で読み出しているが全鍵共通に１種類
波形データを用意し、各鍵の音高に対応した速度
で読み出してもよい。この場合、音域ごと（たと
えばオクターブごと）に音色や音量エンベロープ
が異なる波形データを予じめ記憶しておき、オク
ターブコードによつて押圧鍵の音域に対応する波
形データを選択してそれを読み出すようにしても
よい。

以上説明したように、この発明によれば、簡単
な構成で、タツチに応じて音色などが複雑に変化
する高品質の楽音を発生させることができる。こ
の場合、この発明においては、タツチによる音色
の変化特性を、ピアノ，ギターなどの音色種類に
応じて設定できるので、各種自然楽器の音と同様
の楽音を発生できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電子楽器の動作原理を
説明する図、第２図はこの発明による電子楽器の
一実施例の概略構成を示すブロツク線図、第３図
は係数テーブルの一例を示す図、第４図はこの発
明による電子楽器の他の実施例の概略構成を示す
ブロツク線図、第５図イは第４図に示した電子楽
器の波形メモリに記憶された波形データの例、同
図ロはエンベロープ発生器により発生されるエン
ベロープ波形の例である。 １……鍵盤、２……鍵盤回路、３……押鍵検出
発音割当回路、３′……押鍵検出回路、４，４′…
…音源回路、５……音色選択回路、４′−１，
４′−２，４′−３……波形メモリ、４ａ，４ｂ，
４ｃ，４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ……乗算器、４１
ａ，４２ａ，４３ａ……エンベロープ発生器、６
……アドレスカウンタ、８……Ｒ−Ｓフリツプフ
ロツプ、１０……タツチ検出回路、１１……制御
データ発生回路、１２……混合器、１３……Ｄ／
Ａ変換器、１４……サウンドシステム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 楽音の発生を指示する発生指示情報およびタ
   ツチ状態を示すタツチ情報に基づき対応する楽音
   信号を発生する電子楽器において、 複数の音色の中から所望の音色を選択すること
   が可能な音色選択手段と、 異なる複数の波形データを記憶し、前記発生指
   示情報に対応して該波形データの読み出しが行わ
   れる波形記憶手段と、 前記波形記憶手段から読み出された複数の各波
   形データにそれぞれ所定のエンベロープを付与す
   るエンベロープ付与手段と、 前記エンベロープが付与された各波形データを
   混合する混合手段と、 前記音色選択手段において選択された音色を示
   す音色情報および前記タツチ情報に応じて前記エ
   ンベロープ付与手段において複数の各波形データ
   に付与するエンベロープの形状をそれぞれ制御す
   る制御手段とを備え、 前記混合手段の出力に基づき楽音信号を発生す
   るようにしたことを特徴とする電子楽器。 ２ 楽音の発生を指示する発生指示情報およびタ
   ツチ状態を示すタツチ情報に基づき対応する楽音
   信号を発生する電子楽器において、 複数の音色の中から所望の音色を選択すること
   が可能な音色選択手段と、 前記複数の音色について、当該音色の楽音を形
   成するための複数の部分波形データを記憶し、前
   記音色選択手段で選択された音色に対応する複数
   の部分波形データが前記発生指示情報に対応して
   読み出される波形記憶手段と、 前記音色選択手段で選択された音色を示す音色
   情報および前記タツチ情報に基づき、音色毎に当
   該音色に対応した特性で該タツチ情報に応じて変
   化する混合比率制御信号を発生する制御信号発生
   手段と、 前記波形記憶手段から読み出された複数の部分
   波形データを前記混合比率制御信号に従つた比率
   で混合する混合手段とを備え、 前記混合手段の出力に基づき楽音信号を発生す
   るようにしたことを特徴とする電子楽器。 ３ 前記部分波形データは複数周期からなるもの
   であることを特徴とする請求項２に記載の電子楽
   器。