JPH06149247A - 楽音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 演奏者がビブラートやトレモロ等の周期を自
由にかつ滑らかに制御し、表現力豊かな演奏を行うこと
ができる楽音制御装置を提供することを目的とする。 【構成】 演奏者が任意の周期で周期操作が可能な操作
子と、その操作周期を検出する操作周期検出手段と、予
め設定された変調波を操作子の操作周期に応じた周期で
発生させ、楽音を変調する変調信号として出力する変調
波発生手段とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビブラート（ピッチ
変調）やトレモロ（振幅変調）等の変調制御用の変調信
号を発生する楽音制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子楽器において、楽音にビブラ
ートやトレモロ等を付与する場合、ＬＦＯ（低周波発振
器）の出力によって楽音のピッチや音量を変調していた
（特開平１−１０１５８９号公報）。このような装置で
は、ＬＦＯは音色コードのデータに応じてビブラート周
波数を設定していた。一方、ピッチベンドホイールを搭
載した電子楽器もあり、この場合は、演奏者がこのピッ
チベンドホイールを素早く、小刻みに操作することによ
ってビブラートを付与していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した装
置におけるＬＦＯの周期は、音色毎に固定であるため機
械的であった。そのため、それによって形成される楽音
にも、単調なビブラートやトレモロしか付与されないと
いう問題があった。また、ビブラートやトレモロの周期
は演奏する曲のテンポと密接な関係があるにも関わら
ず、従来のＬＦＯは曲のテンポを考慮して周期を制御す
ることができなかった。

【０００４】一方、ピッチベンドホイールを用いてビブ
ラートを付与する場合は、演奏者が任意の周期でビブラ
ートを付与することができたが、滑らかなビブラートを
付与することは極めて困難であった。すなわち、ピッチ
のアップ／ダウンは全て演奏者のホイール操作のみに依
存しているため、ビブラート波形（ピッチの変化の仕
方）が一定せず、その結果ＬＦＯによる変調と比較して
も音楽的でないビブラートとなる恐れがあるという問題
があった。

【０００５】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、演奏者がビブラートやトレモロ等の周期を自
由にかつ滑らかに制御し、表現力豊かな演奏を行うこと
ができる楽音制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明による楽音制御
装置は、所望の周期で周期操作が可能な操作子と、前記
操作子の操作周期を検出する操作周期検出手段と、予め
設定された変調波を前記操作周期に応じた周期で発生さ
せ、楽音を変調する変調信号として出力する変調波発生
手段とを具備することを特徴としている。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、演奏者が操作子を操作する
ことにより、ビブラートやトレモロ等の変調周期を任意
に制御することができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
について説明する。図１はこの発明の一実施例の全体構
成を示すブロック図である。この図において、１０は鍵
盤であり、複数の鍵を有する。１１は押鍵検出回路であ
り、鍵盤１０の各鍵の押鍵状態を検出し、押鍵を示すキ
ーコードＫＣ、押鍵状態であることを示すキーオン信号
ＫＯＮ、および鍵が離鍵されたことを示すキーオフ信号
ＫＯＦＦを出力する。１２は周波数ナンバメモリであ
り、各キーコードＫＣを周波数ナンバＦに対応付けるテ
ーブルを記憶しており、押鍵検出回路１１から出力され
るキーコードＫＣに対応した周波数ナンバＦを出力す
る。加算器１３は、後述する周波数ナンバメモリ３３か
らビブラート信号ＶＩＢが供給されている場合は、周波
数ナンバＦにそのビブラート信号ＶＩＢを加算する。１
４はアキュムレータであり、加算器１３の出力信号であ
る周波数ナンバＦを規則的時間間隔で繰り返し累算す
る。そして、発生すべき楽音波形の瞬時位相を指示する
位相アドレスデータを出力する。１５は音色選択回路で
あり、複数の音色の中から演奏者によって選択された音
色に対応した音色コードＴＣを出力する。１６は複数音
色の楽音波形データを記憶した波形メモリであり、アキ
ュムレータ１４から出力される位相アドレスデータを読
出しアドレスとして、記憶されている楽音波形データを
読出す。この波形メモリ１６は音色選択回路１５より音
色コードＴＣが供給されることにより、この音色コード
ＴＣに対応する音色を持つ楽音波形データを、上記の位
相アドレスデータに応じて発生する。この楽音波形デー
タは乗算器１７に供給され、後述する変調波発生部２０
からの出力とエンベロープ発生器３４からの出力が加算
されたものと、乗算される。１８はディジタル／アナロ
グ変換回路であり、乗算器１７からの出力データをアナ
ログ信号に変換し、サウンドシステム１９に入力する。
サウンドシステム１９は、入力された信号に基づき、楽
音を発音する。

【０００９】次に、図１に示す変調波発生部２０の入力
手段となる操作子について説明する。図２（ａ）は操作
子４０を上から見た図であり、図２（ｂ）は操作子４０
の断面図である。操作子４０は、図２（ａ）に示すよう
にアーム４１とその先端につまみ４２を有している。つ
まみ４２は図２（ａ）に示す矢印Ａ，Ａ’方向、すなわ
ち横方向と、図２（ｂ）に示す矢印Ｂ方向、すなわち上
下方向に操作可能となっている。アーム４１は、図示し
ない中央復帰バネにより付勢されており、非操作時に横
方向の中央位置Ｐに復帰するよう構成されている。ま
た、図２（ｂ）に示すように、アーム４１のケース４３
内部側の先端には横方向センサとしてロータリボリュー
ム４４が設置されている。このロータリーボリューム４
４により電気抵抗値の変化を検知し、アーム４１の角度
が検出される。そして、アーム４１の上部および下部に
はひずみセンサ４５が配置されており、アームのたわみ
方が検知されることにより押圧力が検出される。

【００１０】上述の操作子４０の操作によって変調波を
発生する変調波発生部２０について説明する。２１は横
方向センサ、例えば図２（ｂ）に示すロータリーボリュ
ーム４４であり、操作子４０の横方向すなわち矢印Ａ，
Ａ’方向の操作によるつまみ４２の位置を検出する。２
２は周期検出回路であり、横方向センサ２１によるつま
み４２の横方向の位置データから、操作子４０の操作の
周期を検出する。周期が検出されない場合、すなわち演
奏者によってつまみ４２が操作されていない場合は
「０」を出力する。また、周期が所定時間以上検出され
ないときは、後述するアキュムレータ２６に対して変調
終了信号ＥＮＤを供給する。２３は振幅検出回路であ
り、横方向センサ２１による操作子４０の横方向の位置
データから、操作の振幅（ピーク値）を検出する。

【００１１】２４は平滑化回路であり、周期検出回路２
２の出力信号の波形を平滑化して、変調の周期の変化を
滑らかにする。２５は周波数ナンバメモリであり、操作
子の操作周期を周波数ナンバＦ’に対応付けるテーブル
を記憶しており、平滑化回路２４の出力に応じて周波数
ナンバＦ’を出力する。２６はアキュムレータであり、
周波数ナンバＦ’を規則的時間間隔で繰り返し累算し、
発生すべき変調波形の瞬時位相を指示する位相アドレス
データを出力する。また、アキュムレータ２６は、周期
検出回路２２より変調終了信号ＥＮＤを受信すると、累
算結果が所定の最大値（通常変調波形の最後の部分の位
相角に相当する値）となるのを待って累算を停止する。
２７は波形メモリであり、音色およびキーコードの組合
わせ毎に図３（ａ）あるいは（ｂ）に示すような基本の
変調波形を記憶している。そして、アキュムレータ２６
からの出力信号である位相アドレスデータが読出しアド
レスとして与えられる。波形メモリ２７は、通常、基本
の変調波形を１周期分のみ記憶し、アキュムレータ２６
は変調波形の最後の部分の位相角に相当する値まで累算
するとオーバーフローして変調波形の最初の部分の位相
角に相当する値から再び累算する。この結果、波形メモ
リ２７から音色選択回路１５からの音色コードＴＣおよ
び押鍵検出回路１１からのキーコードＫＣに応じた変調
波形の波形データが順次読出される。

【００１２】２８は上下方向センサ、例えば図２（ｂ）
に示すひずみセンサ４５であり、操作子４０の上下方向
の操作による押圧力を検出する。２９はセレクタであ
り、振幅検出回路２３の出力信号もしくは上下方向セン
サ２８の出力信号の何れかを選択して平滑化回路３０へ
出力する。平滑化回路３０は、セレクタ２９からの出力
信号の波形を平滑化して、変調の周期および深さの変化
を滑らかにする。３１は深さデータメモリであり、変調
深さデータを記憶しており、平滑化回路３０の出力に応
じてその変調深さに応じた値を出力する。深さデータメ
モリ３１は、音色コードＴＣあるいはキーコードＫＣに
応じて、変調深さデータを変化させる。波形メモリ２７
および深さデータメモリ３１の出力データは、各々乗算
器３２に供給され乗算される。

【００１３】３３は周波数ナンバメモリであり、予めメ
モリしているテーブルをひくことにより乗算器３２の出
力に対応するビブラート信号ＶＩＢを出力する。３４は
エンベロープ発生器であり、キーコードＫＣ、キーオン
信号ＫＯＮ、キーオフ信号ＫＯＦＦ、および音色コード
ＴＣが入力され、キーオン信号ＫＯＮを受けてエンベロ
ープ波形の発生を開始し、キーオフ信号ＫＯＦＦを受け
てリリース波形に移るような制御を行う。そして、キー
コードＫＣによって示された音高および音色コードＴＣ
によって示された音色に応じて、異なる波形形状を持つ
エンベロープ波形信号を発生する。例えば、音高が低い
場合はエンベロープ波形の時間的変化は遅くなり、音高
が高い場合は早くなる。このエンベロープ波形信号は加
算器３５に供給され、乗算器３２の出力信号、すなわち
波形メモリ２７および深さデータメモリ３１の各出力デ
ータの乗算結果と、加算される。そして、この加算結果
は乗算器１７に供給される。

【００１４】次に、この楽音制御装置の動作について説
明する。まず、この楽音制御装置に電源（図示しない）
が投入されると、図示しないクロック・ジェネレータよ
りアキュムレータ１４および２６、ディジタル／アナロ
グ変換回路１８、およびエンベロープ発生器３４に対し
てサンプリング・クロックＣＬＫが一定間隔で供給され
る。最初に、操作子４０が操作されない場合を説明す
る。まず、演奏者が鍵盤１０におけるいずれかの鍵を押
下すると、その押鍵イベントが押鍵検出回路１１によっ
て検出され、そのキーコードＫＣおよびキーオン信号Ｋ
ＯＮが出力される。この検出されたキーコードＫＣは周
波数ナンバメモリ１２に取り込まれる。周波数ナンバメ
モリ１２は、このキーコードＫＣに対応する周波数ナン
バＦを加算器１３に出力する。アキュムレータ１４は、
サンプリング・クロックＣＬＫが出力される度に周波数
ナンバＦを順次取り込んで累算する。そしてアキュムレ
ータ１４は、押圧鍵の楽音波形の各位相角のうち現在ど
の位相角に関する波形振幅値を発生すべきかを指示する
位相アドレスデータを、サンプリング・クロックＣＬＫ
に同期し波形メモリ１６に順次出力する。波形メモリ１
６は、音色選択回路１５から供給される音色コードＴＣ
に対応する楽音波形の各波形振幅値のうち、この位相ア
ドレスデータが示す位相角における波形振幅値を楽音波
形データとして出力する。この楽音波形データは乗算器
１７に供給され、エンベロープ発生器３４から供給され
るエンベロープ波形信号と乗算される。その結果、楽音
波形データに対してエンベロープ信号に応じた振幅エン
ベロープが付与される。そして振幅エンベロープが付与
された楽音波形データは、ディジタル／アナログ信号変
換回路１８に供給されてアナログ信号に変換される。こ
のアナログ信号に変換された楽音波形データは、サウン
ドシステム１９に入力され、鍵盤１０において押下され
た鍵に応じた楽音が発音される。

【００１５】ここで、演奏者が鍵盤１０におけるいずれ
かの鍵を押下している間に操作子４０を操作した場合を
説明する。まず、演奏者は、図示しないスイッチにより
セレクタ２９の設定を行う。最初は、横方向センサ２１
の出力のみによって深さデータが決定されるようセレク
タ２９を設定した場合を示す。まず、演奏者が操作子４
０を操作しない時は、操作子４０は図２（ａ）に示す位
置Ｐにある。演奏者は、操作子４０のつまみ４２を矢印
Ａ，Ａ’方向に操作する。ここで、横方向センサ２１
は、例えばつまみ４２が位置Ｐにある場合を０とし、矢
印Ａ方向の移動を＋、矢印Ａ’方向の移動を−としてつ
まみ４２の位置を検出する。この検出結果は周期検出回
路２２および振幅検出回路２３へ出力される。周期検出
回路２２は横方向センサ２１の出力結果より、つまみ４
２が位置Ｐから矢印Ａ，Ａ’方向に操作されまた位置Ｐ
に戻る操作の周期を検出し、平滑化回路２４へ出力す
る。そして、演奏者が操作子４０を操作し終わると、
「０」を出力する。また、周期が所定時間以上検出され
ないときは、後述するアキュムレータ２６に対して変調
終了信号ＥＮＤを供給する。振幅検出回路２３は、横方
向センサ２１の出力信号より操作の振幅（ピーク値）を
検出する。ここでセレクタ２９が振幅検出回路２３の出
力信号を選択するよう設定されているので、セレクタ２
９は振幅検出回路２３の出力信号を平滑化回路３０へ出
力する。

【００１６】平滑化回路２４は、周期検出回路２２の出
力信号の波形を平滑化し、変調の周期の変化を滑らかに
して、極端な変動が起こらないようにする。そして、平
滑化回路２４はこの値を周波数ナンバメモリ２５に出力
する。周波数ナンバメモリ２５はこの操作子の操作周期
を示す値に応じて周波数ナンバＦ’をアキュムレータ２
６に出力する。アキュムレータ２６は、サンプリングク
ロックＣＬＫを受信する毎にこの周波数ナンバＦ’を累
算し、累算結果を位相アドレスデータとして波形メモリ
２７に出力する。ここで、周期検出回路２２より変調終
了信号ＥＮＤを受信したら、オーバーフローを待って累
算を停止する。波形メモリ２７は音色選択回路１５から
の音色コードＴＣに応じて、図３（ａ）あるいは（ｂ）
に示すような変調波を選択し、アキュムレータ２６から
の位相アドレスデータを読出しアドレスとして読み出
す。ここで周波数ナンバＦ’が大きい値である場合は、
位相アドレスデータの示すアドレスの進み方が速くな
り、変調波の周期Ｔが短くなる。逆に、周波数ナンバ
Ｆ’が小さい値である場合は、位相アドレスデータの示
すアドレスの進み方が遅くなり、変調波の周期Ｔが長く
なる。例えば図３（ａ）に示す変調波が選択されたとす
る。この変調波を位相アドレスデータを読出しアドレス
として読み出して連続させた結果が図４である。操作子
４０のつまみ４２の操作周期が短い場合は、周期Ｔ₂の
ような波形の変調波が読み出される。操作子４０のつま
み４２の操作周期が長い場合は、時間Ｔ₄のような波形
の変調波が読み出される。このように、操作子４０のつ
まみ４２を矢印Ａ，Ａ’方向に操作することにより、ア
キュムレータ２６から出力される位相アドレスデータが
変化し、波形メモリ２７はそれに対応して変調波を読み
出して、乗算器３２に出力する。また、押鍵検出回路１
１から出力されるキーコードＫＣに応じて波形形状を歪
ませたりして変調波形を変化させる。

【００１７】一方、セレクタ２９を介して平滑化回路３
０に出力された振幅検出回路２３からの値は、平滑化回
路３０において平滑化され、深さデータメモリ３１に出
力される。深さデータメモリ３１は、平滑化回路３０の
出力に応じて変調深さデータを出力する。その際、音色
コードＴＣあるいはキーコードＫＣに応じてその変調深
さデータに異なる係数をかけて、変調深さデータを変化
させる。例えば、音高が高い場合は振幅が小さくなり、
音高が低い場合は振幅が大きくなる。この変調深さデー
タは乗算器３２に出力され、波形メモリから出力される
変調波形と乗算されて、周波数ナンバメモリ３３および
加算器３５に供給される。周波数ナンバメモリ３３は、
乗算器３２からの出力に対応するビブラート信号ＶＩＢ
を出力し、加算器１３に供給する。加算器１３では、周
波数ナンバメモリ１２から出力される周波数ナンバＦと
ビブラート信号ＶＩＢが加算される。このようにして、
周波数ナンバＦがビブラート信号ＶＩＢによって変調さ
れる。この変調波が加えられた周波数ナンバＦはアキュ
ムレータ１４に取り込まれ、サンプリング・クロックＣ
ＬＫが出力される毎に順次累算される。その結果アキュ
ムレータ１４は位相アドレスデータを波形メモリ１６に
出力し、波形メモリ１６はこの位相アドレスデータに応
じて楽音波形データを発生する。この際、波形メモリ１
６は音色選択回路１５から供給される音色コードＴＣに
対応する音色を持つ楽音波形データを、位相アドレスデ
ータにより指定されるアドレスによって読み出す。ここ
で周波数ナンバＦとビブラート信号ＶＩＢの加算された
ものが大きい場合は、１サンプリング周期当たりの位相
アドレスデータの増加量が大きくなるので楽音のピッチ
が高くなる。逆に小さい場合は、１サンプリング周期当
たりの位相アドレスデータの増加量が小さくなるので、
楽音のピッチが低くなる。このようにして楽音の周波数
変調がなされ、楽音にビブラートが付与される。

【００１８】一方、加算器３５において、乗算器３２の
出力、すなわち変調波に深さデータの乗算されたもの
と、エンベロープ発生器３４から供給されるエンベロー
プ波形信号とが加算される。この加算器３５の出力は、
乗算器１７において楽音波形データと乗算される。この
結果、楽音波形データの振幅が変調され、楽音にトレモ
ロが付与される。そしてこの楽音波形データは、ディジ
タル／アナログ信号変換回路１８に供給されてアナログ
信号に変換される。このアナログ信号に変換された楽音
波形データは、サウンドシステム１９に入力され、楽音
として発音される。以上のように、セレクタ２９が振幅
検出回路２３の出力を選択するよう設定された場合は、
操作子４０の横方向の操作により変調波の周期および振
幅が決定される。

【００１９】一方、演奏者が図示しないスイッチによ
り、上下方向センサ２１の出力信号により深さデータが
決定されるようセレクタ２９を設定し、演奏者は、操作
子４０のつまみ４２を図２（ｂ）に示す矢印Ｂ、Ｂ’方
向に操作したとする。この結果、上下方向センサ２１に
よりつまみ４２の操作によって生じる押圧力の変化が検
出れ、この検出結果がセレクタ２９を介して平滑化回路
３０によって平滑化される。平滑化回路３０の出力は深
さデータメモリ３１に出力され、深さデータが周波数ナ
ンバメモリ３３および加算器３５に出力されて、以下上
述と同様の処理が行われる。以上のように、セレクタ２
９が上下方向センサ２１の出力を選択するよう設定され
た場合は、操作子４０の横方向の操作により変調波の周
期が決定され、操作子４０の上下方向の操作により変調
波の振幅が決定される。

【００２０】なお、上記の実施例に限定されず、以下の
ような手段を用いてもよい。 （１）上記実施例ではピッチの変調波と音量の変調波と
を共に等しい発生手段によって発生したが、各々を異な
る発生手段によって発生させてもよい。例えば、ピッチ
専用と音量専用の２系統の発生手段を用いる。あるい
は、両方ともピッチの変調波発生手段とし、より複雑な
変調波を得るようにする。 （２）変調する対象をピッチおよび音量に限らず、音色
（フィルタ特性の変調等）とする。 （３）波形メモリによって変調波を形成する方法に限ら
ず、カウンタを用いて鋸波状の波形を三角波状の波形に
波形変換する方法、あるいはＶＣＯへの入力電圧を周期
でコントロールする方法等で変調波を発生させる。 （４）実施例においては、操作周期の振幅もしくは、他
の操作による操作量（この場合、操作子の上下方向の押
圧量）の何れか一方によって深さを制御したが、この両
方を用いて深さを制御する。例えば、鍵盤自体に横もし
くは上下の振れを検出するセンサを付加し、アフタータ
ッチの出力を検出することによって制御を行う。また、
実施例のような操作子に限定せず、演奏者の体（肘、
肩、あるいは指等）に装着する形状のものや、タップ操
作によるスイッチのオン／オフの時間間隔を検出するも
のを用いる。または、複数次元の操作子（例えば、ジョ
イスティックタイプの操作子）によって複数方向の操作
周期を検出し、異なるパラメータの変調に用いる。 （５）周期制御と深さ制御を関連させる。例えば、図１
に示すように周期検出回路２２の出力をセレクタ２９の
出力に加算したり（破線矢印Ｓ）、逆にセレクタ２９の
出力を周期検出回路２２の出力に加算したりする（破線
矢印Ｔ）。 （６）波形メモリ方式以外の音源に適用する。

【００２１】以上のように、本実施例によれば、以下の
ような効果が得られる。 （１）変調の深さを操作子の周期操作の振幅によって制
御した場合は、操作子の操作がそのまま変調波の振幅と
なり、演奏者の意図を最大限音に反映させることができ
る。また、操作子の上下方向の操作による押圧力を用い
た場合は、簡単な操作により変調の深さを制御すること
ができる。 （２）音色毎に適した変調波形を用いることができるの
で、より表現力が高まる。 （３）検出した周期を平滑化するので、周期が多少ばら
ついても滑らかな変調を行うことができる。 （４）音色毎に異なる変調波形を発生させるとにより音
色毎に最適な変調をかけることができるとともに、音高
に応じて変調波形を変化させることができるので、より
最適な変調波を形成することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、所望の周期で周期操作が可能な操作子と、前記操作
子の操作周期を検出する操作周期検出手段と、予め設定
された変調波を前記操作周期に応じた周期で発生させ、
楽音を変調する変調信号として出力する変調波発生手段
とを設けたので、演奏者の自然な操作により、ビブラー
トおよびトレモロ等の周期をテンポに合わせて自由に制
御することができ、表現力豊かな演奏を行うことができ
る。また、予め用意された変調波形を用いるので、滑ら
かな変調波形によって周期を制御することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例による楽音制御装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】 同実施例における操作子例を示す正面図およ
び断面図である。

【図３】 同実施例における波形メモリに記憶されてい
る変調波例を示す波形図である。

【図４】 同実施例における変調波例を示す波形図であ
る。

【符号の説明】

１０……鍵盤、１１……押鍵検出回路、１２，２５，３
３……周波数ナンバメモリ、１４，２６……アキュムレ
ータ、１６，２７……波形メモリ、２１……横方向セン
サ、２２……周期検出回路、２３……振幅検出回路、２
４，３０……平滑化回路、２８……上下方向センサ、
２９……セレクタ、３１……深さデータメモリ、３４…
…エンベロープ発生器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所望の周期で周期操作が可能な操作子
   と、 前記操作子の操作周期を検出する操作周期検出手段と、 予め設定された変調波を前記操作周期に応じた周期で発
   生させ、楽音を変調する変調信号として出力する変調波
   発生手段とを具備することを特徴とする楽音制御装置。