JPH06161461A - 波形生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】通常のアコースティック楽器では発音し得ない
ような楽音を発音するための波形形状を備えた波形信号
を、容易に生成することができるようにする。 【構成】フィードバック回路を構成する閉ループ手段
と、外部から信号を入力する入力端子１２と、入力端子
１２から入力される外部からの信号と閉ループ手段のフ
ィードバック信号とを加算して、閉ループ手段に入力す
る加算器１４とを有する波形生成装置１０であって、閉
ループ手段は、遅延時間を変更することが可能な可変遅
延部１８と、所定の係数を乗算して信号レベルを制御す
る乗算器２０と、信号のレベルが所定値以上のときにク
リップするクリップ部１６とを有するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波形生成装置に関し、
特に、電子楽器などの音源として使用して好適な波形生
成装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】従来より、電子楽器などの音源として使
用して好適な波形生成装置としては、例えば、特開平２
−２４０６９６号公報に開示されたような波形生成装置
が知られている。

【０００３】図４は、上記した特開平２−２４０６９６
号公報に開示された波形生成装置１００を示すブロック
構成図であり、フィードバック回路を構成する閉ループ
内に、波形信号を一時記憶する遅延部１０２と、遅延部
１０２から出力された波形信号の加工を行い、加工結果
をフィードバック波形信号として出力するフィルタ部１
０４とを備えていて、加算器１０６により、フィルタ部
１０４から出力されたフィードバック波形信号と外部か
ら入力端子１０８に入力された波形信号とを加算して、
その加算結果による波形信号を遅延部１０２へ入力する
ように構成されている。

【０００４】そして、遅延部１０２は、発音しようとす
る音高の波形の周期に比例した遅延時間が設定されてい
る。

【０００５】以上の構成において、外部から入力端子１
０８に駆動波形信号を入力すると、アコースティク楽器
の楽音の発生をシュミレートした波形信号が、出力端子
１１０から出力されることになる。

【０００６】即ち、上記したような従来の波形生成装置
によっては、アコースティック楽器により発生される楽
音をシュミレートして、アコースティック楽器と同様な
楽音を発生できるものである。

【０００７】ところで、従来の波形生成装置において
は、上記したようにアコースティック楽器により発生さ
れる楽音をシュミレートすることにより、アコースティ
ック楽器と同様な楽音を発生することできるものである
が、換言すれば、アコースティック楽器と同様な楽音し
か発生できないものであった。

【０００８】ところが、近年におけるロック音楽などの
演奏においては、聴衆に対してアピールするために、弦
楽器をたたいたりするなどの通常の演奏方法とは異なる
演奏方法によって楽器に衝撃を与えたりして、通常のア
コースティック楽器では発音し得ないような楽音を発生
させて、演奏の雰囲気を盛り上げるような演出を行う場
合がある。

【０００９】このため、電子楽器の音源として波形生成
装置を使用する演奏者においても、波形生成装置を使用
することによって、通常のアコースティック楽器では発
音し得ないような楽音の波形形状を備えた波形信号を生
成したいという要望が高まってきており、従来にはない
波形形状の波形信号を生成することのできる波形生成装
置の案出が強く望まれていた。

【００１０】本発明は、上記したような要望に応ずるた
めになされたものであり、その目的とするところは、通
常のアコースティック楽器では発音し得ないような楽音
を発音するための波形形状を備えた波形信号を、容易に
生成することができるようにした波形生成装置を提供し
ようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による波形生成装置は、フィードバック回路
を構成する閉ループ手段と、外部から信号を入力する外
部入力手段と、外部入力手段から入力される外部からの
信号と閉ループ手段のフィードバック信号とを加算し
て、閉ループ手段に入力する加算入力手段とを有する波
形生成装置であって、閉ループ手段は、遅延時間を変更
することが可能な可変遅延手段と、所定の係数を乗算し
て信号レベルを制御する乗算手段と、信号を非線形変換
する非線形変換手段とを有するようしたものである。

【００１２】

【作用】非線形変換手段によって、加算入力手段から入
力される信号が処理されるようになるため、従来の波形
生成装置ではなし得ない波形形状の波形信号が、容易に
生成されることになる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明による波形生
成装置を詳細に説明するものとする。

【００１４】図１には、本発明による波形生成装置の一
実施例を示すブロック構成図が示されている。

【００１５】この波形生成装置１０は、フィードバック
回路を構成する閉ループ内において、外部から入力端子
１２に入力された入力信号と閉ループ内において生成さ
れるフィードバック波形信号とを加算する加算器１４の
出力側に非線形変換手段としてクリップ部１６を設け、
クリップ部１６の後段に、クリップ部１６から出力され
た波形信号を一時記憶する可変遅延部１８と、可変遅延
部１８から出力された波形信号のフィードバック・レベ
ルの調整を行う乗算器２０とを設けている。

【００１６】即ち、加算器１４により、乗算器２０から
出力されたフィードバック波形信号と外部から入力端子
１２に入力された波形信号とを加算して、その加算結果
による波形信号を、クリップ部１６を介して可変遅延部
１８へ入力するように構成されている。

【００１７】可変遅延部１８は、発音しようとする楽音
の音高に対応した遅延時間を設定できるように構成され
ており、音高データが入力されている。即ち、遅延時間
を制御することにより、波形信号のピッチが変化される
ことになり、発音しようとする楽音の音高を任意に設定
することができるものである。例えば、本願と同一の出
願人による特願平３−２９２４２５「スローアタック効
果付加装置」に開示された可変遅延手段を使用すること
ができる。

【００１８】その他、可変遅延部１８は、従来より公知
の回路構成により実現できるものであるため、その詳細
な回路構成の説明は省略するものとする。

【００１９】なお、入力端子１２には、上記の従来の技
術の項において説明したと同様な駆動信号、またはイン
パルス信号、または発音しようとする音高の一周期分の
信号、または持続音信号などを入力することができる
が、はじめに駆動信号などの持続音でない信号を入力す
る場合について、以下に説明する。

【００２０】まず、図示しない鍵盤装置などの楽音の発
音操作を受けて、持続音信号でない駆動信号が、入力端
子１２に入力されたものとする。

【００２１】このとき、乗算器２０に設定しておく係数
は、発音を表す状態（発音状態：押鍵状態）のときには
「１」より大きな値とするとともに、発音を停止してい
る状態（発音停止状態：離鍵状態）のときには「１」よ
り小さな値とし、減衰の速さに応じて、適宜「１」から
「０」の間の値を設定する。

【００２２】さらに、クリップ部１６は、上記したよう
に加算器１４の出力側に設けられていて、入力信号が正
の所定のレベル（クリッピング・レベル）を越えるとき
と、負の所定のレベル（クリッピング・レベル）を越え
るときに、それぞれ所定のレベル（クリッピング・レベ
ル）にクリップするものである。例えば、使用ビットの
最大値と最小値で、クリップするものである。

【００２３】なお、クリップ部１６は、可変遅延部１８
と同様に、従来より公知の回路構成により実現できるも
のであるため、その詳細な回路構成の説明は省略するも
のとする。

【００２４】以上の構成において、発音状態（押鍵状
態）を指示した場合には、乗算器２０の係数が「１」よ
り大きな値に設定されているため、入力端子１２に入力
された駆動信号を、所定のクリッピング・レベルより小
さな波形に設定しておくと、始めのうちはそのままの波
形で、可変遅延部１８に設定した遅延時間の周期（発音
しようとする音高の周期）で閉ループ内を循環すること
になるが、循環するうちにクリッピング・レベルに達し
てクリップ部１６でクリップされ、ある状態で安定する
従来に無い波形変化をし、音色変化をすることになる。

【００２５】なお、クリッピング・レベルは、波形生成
装置１０の使用目的に合わせて設定すればよく、入力端
子１２に入力された信号が、始めからクリップされるよ
うにしてもよい。

【００２６】次に、発音停止状態（離鍵状態）を指示
し、乗算器２０に「１」より小さな値が設定されると、
前記安定状態の波形で次第にレベルが小さくなり消音さ
れる。この際に、乗算器２０に設定される値に応じて、
減衰エンベロープが設定されることになる。

【００２７】ところが、上記した楽音の減衰途中で、再
び発音状態（押鍵状態）を指示したり、またはレガート
奏法のように、発音状態（押鍵状態）から再び発音状態
（押鍵状態）へ指示すると、その新しく指示された音高
で可変遅延部１８の遅延時間が設定され、乗算器２０の
係数も「１」より大きな値が設定されることになる。

【００２８】そして、入力端子１２に駆動信号が入力さ
れると、それが循環波形と加算され、加算された結果の
合成波形が循環して、上記と同様にクリップ部１６でク
リップされ、ある状態で安定する波形変化をする。

【００２９】この波形変化も、先に発音していた楽音の
楽音波形と次に発音する楽音の楽音波形とに応じて様々
に変化することになり、従来に無い音色変化をするもの
である。

【００３０】なお、乗算器２０の係数を変化させて、減
衰エンベロープを付加しない場合には、この波形生成装
置１０の後段にエンベロープ付加部を設けて、このエン
ベロープ付加部においてエンベロープを付加することも
可能である。この場合、乗算器２０の係数は、音色のパ
ラメータとして使用し、エンベロープはエンベロープ付
加部で独立して設定できるため、エンベロープ付加部の
制御が容易になり、付加するエンベロープの形状がかな
り自由に設定できるという効果がある。

【００３１】また、乗算器２０とエンベロープ付加部と
の両方を組み合わせて、エンベロープを付加することも
可能である。

【００３２】こうして得られた波形信号の波形形状は、
従来の波形生成装置にあっては全く得ることができない
波形形状である。即ち、こうした波形信号から得られる
楽音は、時間により音色が変化するもの、さらには、先
に発音している楽音と次に発音する楽音とによって、楽
音の変化が異なるものであって、この楽音の音色の変化
の仕方は、従来の波形生成装置によってでは決して得る
ことができないものである。従って、波形生成装置１０
によれば、従来の波形生成装置からは得ることのできな
い楽音を得ることができるようになる。

【００３３】そして、入力端子１２に入力される波形信
号、可変遅延部１８による遅延時間の変化、乗算器２０
の係数などを適宜変化させることによって、波形生成装
置１０によって出力される波形信号の波形形状に、異な
る変化を与えることができるものである。

【００３４】次に、上記した図１に示す実施例におい
て、持続音信号を入力端子１２に入力する場合について
説明する。

【００３５】この場合にも、上記した駆動信号を入力す
る場合と同様に、図示しない鍵盤装置などの楽音の発音
操作を受けて、入力端子１２に指示された音高の持続音
信号が入力されるものとする。

【００３６】このとき、乗算器２０に設定しておく係数
は、「０」より大きな値であればよく、波形生成装置１
０の使用目的に合わせて、適宜設定すればよい。

【００３７】なお、以下の説明においては、乗算器２０
の係数は、「０」より大きく「１」より小さい値を設定
したものとして説明する。

【００３８】クリップ部１６は、上記した駆動信号を入
力する場合と同様に作用するものである。

【００３９】また、可変遅延部１８の遅延時間も、上記
と同様に発音しようとする音高の周期に設定しておく。

【００４０】以上の状態で、発音状態（押鍵状態）を指
示し、所定のクリッピング・レベルより小さな持続音信
号を入力端子１２に入力すると、丁度、一周期分遅延し
た信号が加算器１４へ入力され、次の入力信号と加算さ
れることになる。

【００４１】このような動作は、同位相の波形を加算す
ることになり、乗算器２０の係数が「０」より大きけれ
ば、閉ループ循環する波形信号のレベルは増大し、クリ
ッピング・レベルに達してクリップ部１６でクリップさ
れ、ある状態で安定する従来にない波形変化をし、音色
変化をすることになる。

【００４２】なお、クリッピング・レベルは、波形生成
装置１０の使用目的に合わせて設定すればよく、入力端
子１２に入力された信号が、始めからクリップされるよ
うにしてもよい。

【００４３】次に、発音停止状態（離鍵状態）指示した
場合は、入力端子１２に入力される持続音信号が停止さ
れる。

【００４４】そして、乗算器２０に設定されている係数
が「１」より小さな値であるため、閉ループを循環する
楽音信号は、その係数に対応した減衰特性で減衰して消
音されることになる。

【００４５】ところが、上記した駆動信号を入力する場
合と同様に、上記した楽音の減衰途中で、再び発音状態
（押鍵状態）を指示したり、またはレガート奏法のよう
に、発音状態（押鍵状態）から再び発音状態（押鍵状
態）へ指示すると、その新しく指示された音高で可変遅
延部１８の遅延時間が設定され、入力端子１２に持続音
信号が入力されることになり、その入力波形と循環波形
とが加算されて循環することになるので、先の発音とは
異なった音色で次の発音が行われることになる。

【００４６】この波形変化も、先に発音していた楽音の
楽音波形と次に発音する楽音の楽音波形とによって様々
に変化し、従来に無い音色変化をするものである。

【００４７】なお、このような持続音信号を入力する場
合も、上記した駆動信号を入力する場合と同様に、波形
生成装置１０の後段にエンベロープ付加部を設けて、こ
のエンベロープ付加部においてエンベロープを付加する
ことも可能である。

【００４８】また、上記した実施例に関しては、以下の
ような変形例がある。

【００４９】（１）閉ループ内に設けられたクリップ部
１６、可変遅延部１８、乗算器２０の配列関係は、上記
した実施例に限られることなく、適宜変更することがで
きる。

【００５０】（２）閉ループ中にフィルタ部を配設し
て、楽音の音色を制御するようにしてもよい。

【００５１】（３）例えば、図２のような構成を、可変
遅延部１８の音高データを供給する部分に設け、鍵操作
のアフター・タッチによるアフター・タッチ・データに
より、音色、音高が変化するようにしてもよい。

【００５２】（４）可変遅延部１８の音高データを供給
する部分に、図３に示すようなロー・パス・フィルタ
（ＬＰＦ）を設け、急激な音高データの変化を滑らかに
することによって、音色変化を滑らかにするようにして
もよい。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５４】フィードバック回路を構成する閉ループ手
段と、外部から信号を入力する外部入力手段と、外部入
力手段から入力される外部からの信号と閉ループ手段の
フィードバック信号とを加算して、閉ループ手段に入力
する加算入力手段とを有する波形生成装置であって、閉
ループ手段は、遅延時間を変更することが可能な可変遅
延手段と、所定の係数を乗算して信号レベルを制御する
乗算手段と、信号を非線形変換する非線形変換手段とを
有するようしたため、非線形変換手段によって、加算入
力手段から入力される信号が処理されるようになるの
で、従来の波形生成装置ではなし得ない波形形状の波形
信号を、容易に生成することができるようになる。

【００５５】従って、本発明による波形生成装置によれ
ば、通常のアコースティック楽器では発音し得ないよう
な楽音を発音することができる波形形状の波形信号を、
容易に生成することができるものであり、極めて効果的
な演奏を行うことができるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による波形生成装置の一実施例を示すブ
ロック構成図である。

【図２】本発明において供給する音高データを、アフタ
ー・タッチで制御する場合の構成を示すブロック構成図
である。

【図３】本発明において供給する音高データを、ロー・
パス・フィルタで変更する場合の構成を示すブロック構
成図である。

【図４】従来の波形生成装置を示すブロック構成図であ
る。

【符号の説明】

１０ 波形生成装置 １２ 入力端子 １４ 加算器 １６ クリップ部 １８ 可変遅延部 ２０ 乗算器 ２２ 位相シフト部 １００ 波形生成装置 １０２ 遅延部 １０４ フィルタ部 １０６ 加算器 １０８ 入力端子 １１０ 出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１０Ｈ 1/12 8622−5Ｈ 1/16 8622−5Ｈ Ｇ１０Ｋ 15/12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィードバック回路を構成する閉ループ
   手段と、 外部から信号を入力する外部入力手段と、 前記外部入力手段から入力される外部からの信号と前記
   閉ループ手段のフィードバック信号とを加算して、前記
   閉ループ手段に入力する加算入力手段とを有する波形生
   成装置において、 前記閉ループ手段は、遅延時間を変更することが可能な
   可変遅延手段と、所定の係数を乗算して信号レベルを制
   御する乗算手段と、信号を非線形変換する非線形変換手
   段とを有するようにしたことを特徴とする波形生成装
   置。
2. 【請求項２】 前記非線形変換手段は、前記非線形変換
   手段へ入力される信号の信号レベルが、所定値以上のと
   きにクリップするクリップ手段である請求項１記載の波
   形生成装置。
3. 【請求項３】 前記乗算手段は、前記加算入力手段から
   前記閉ループ手段へ入力される信号の信号レベルが、前
   記外部入力手段から入力される外部からの信号レベルよ
   り常時大きくなるように係数を設定される請求項１また
   は２記載の波形生成装置。