JPH06195075A

JPH06195075A - 楽音発生装置

Info

Publication number: JPH06195075A
Application number: JP4357325A
Authority: JP
Inventors: Eiji Matsuda; 英治松田; Hiroshi Kitagawa; 弘志北川; Gen Izumisawa; 玄和泉沢; Jiro Tanaka; 二朗田中
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1994-07-15
Also published as: US5428183A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】鍵タッチにより音色を変化させる楽音発生装
置に関し、少ない波形メモリ及びハードウエア量で鍵タ
ッチに応じた音色変化を実現できる。【構成】波形データを記憶する記憶手段１９と、波形
データから楽音信号を生成する楽音信号生成手段１８
と、ベロシティ検出手段５０と、該手段での検出ベロシ
ティ値に応じた第１の係数生成手段５１と、該第１の係
数と楽音信号生成手段での楽音信号とを演算する第１の
演算手段２０ａと、該第１の演算手段が出力する楽音信
号の周波数特性を変更する周波数特性変更手段２４と、
ベロシティ検出手段で検出されたベロシティ値に応じた
第２の係数を生成する第２の係数生成手段５２と、該第
２の係数と楽音信号生成手段での楽音信号とを演算する
第２の演算手段２１ａと、周波数特性変更手段及び第２
の演算手段が出力する各楽音信号とに基づき楽音を発生
する楽音発生手段。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子楽器に適用される楽
音発生装置に関し、特に鍵タッチにより音色を変化させ
るようにした楽音発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えばシンセサイザ、電子ピア
ノ、電子オルガン、シングルキーボード或いは音源モジ
ュール等といった電子楽器が開発され、広く普及される
に至っている。かかる電子楽器は、例えば鍵盤や操作パ
ネルを操作することにより生成される楽音データ、又は
ＭＩＤＩデータとして外部から供給される楽音データを
電子楽器内部に設けられた楽音発生装置に与えることに
より、楽音発生装置で楽音データに応じた楽音信号を発
生し、これをスピーカで音響信号に変換することにより
楽音を発生する。

【０００３】ところで、例えばアコースティックピアノ
のような自然楽器においては、同一音高の音であって
も、鍵タッチの相違による押鍵速度、即ち押鍵の強さ
（ベロシティ）に応じて音高のみばかりか音色も微妙に
変化することが知られている。そこで、かかる自然楽器
の特性を模擬するために、電子楽器においても、鍵タッ
チに応じて音色を変化させるようにしたものが開発され
ている。

【０００４】図７は、従来の電子楽器における、鍵タッ
チに応じた音色変化を実現するための楽音発生装置の構
成（一部）を概略的に示すブロック図である。図７にお
いて、波形メモリ８０は、例えば発生された楽音を電気
信号に変換し、ローパスフィルタを通すことにより得ら
れる低音成分の波形データが記憶されたメモリである。
この波形メモリ８０から読み出された波形データは、音
量制御回路８３に送出される。

【０００５】また、波形メモリ８１は、例えば発生され
た楽音を電気信号に変換し、ハイパスフィルタを通すこ
とにより得られる高音成分の波形データが記憶されたメ
モリである。この波形メモリ８１から読み出された波形
データは、音量制御回路８４に送出される。

【０００６】タッチ検出回路８２は、図示しない鍵の押
下速度を検出し、検出した押下速度に応じて、上記音量
制御回路８３及び８４に与えるべき係数Ｖ１及びＶ２を
算出して出力する。例えば、図８に示すように、音量制
御回路８３に対しては、第１の特性線に従って算出され
た係数Ｖ１を送出する。一方、音量制御回路８４に対し
ては、第２の特性線に従って算出された係数Ｖ２を送出
する。

【０００７】音量制御回路８３は、波形メモリ８０から
読み出された波形データと、タッチ検出回路８２から供
給される係数Ｖ１を演算（例えば乗算）し、加算器８５
に送出する。同様に、音量制御回路８４は、波形メモリ
８１から読み出された波形データと、タッチ検出回路８
２から供給される係数Ｖ２を演算（例えば乗算）し、加
算器８５に送出する。

【０００８】加算器８５は、上記音量制御回路８３から
供給される波形データと音量制御回路８４から供給され
る波形データとを加算することにより混合し、これを鍵
タッチに応じて振幅が変更された波形データＯＵＴとし
て出力する。この波形データＯＵＴにエンベロープが付
加されてデジタル楽音信号が生成されることになる。

【０００９】かかる構成の楽音発生装置で発生された楽
音信号は、押鍵速度が遅い間は高音成分が少なく低音成
分が多い楽音信号となる。逆に、押鍵速度が速くなると
高音成分が多く低音成分が少ない楽音信号となる。この
ように、鍵の押下速度に応じて低音成分と高音成分との
混合比を制御することにより、鍵タッチに応じた音色変
化を実現し、自然楽器の音に近い楽音を発生させるよう
になっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の構成では、音色変化を実現するために複数の波
形データを用意しておき、それぞれ別個のハードウエア
を用いて波形データを読み出して楽音信号を生成するの
で、波形メモリとして大容量の記憶手段を必要とすると
ともに、波形データを読み出すためのハードウエアが増
大し、楽音発生装置のコストが増大するという欠点があ
った。

【００１１】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、少ない波形メモリ及びハードウエア
量で鍵タッチに応じた音色変化を実現できる安価な楽音
発生装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明の楽音発生装置は、全帯域の
音成分を含む波形データを記憶する記憶手段と、鍵のオ
ン／オフ情報に応じて該記憶手段に記憶された波形デー
タを読み出して楽音信号を生成する楽音信号生成手段
と、鍵のオン／オフ情報に基づきベロシティを検出する
ベロシティ検出手段と、該ベロシティ検出手段で検出さ
れたベロシティ値に応じて振幅量を制御するための第１
の係数を生成する第１の係数生成手段と、該第１の係数
生成手段で生成された第１の係数と前記楽音信号生成手
段で生成された楽音信号とを演算する第１の演算手段
と、該第１の演算手段による演算の結果として得られた
楽音信号の周波数特性を変更して第１の楽音信号を出力
する周波数特性変更手段と、前記ベロシティ検出手段で
検出されたベロシティ値に応じて振幅量を制御するため
の第２の係数を生成する第２の係数生成手段と、該第２
の係数生成手段で生成された第２の係数と前記楽音信号
生成手段で生成された楽音信号とを演算して第２の楽音
信号を出力する第２の演算手段と、前記周波数特性変更
手段が出力する楽音信号と前記第２の演算手段が出力す
る楽音信号とに基づき楽音を発生する楽音発生手段、と
を具備したことを特徴とする。

【００１３】また、同様の目的で、請求項２に記載の発
明の楽音発生装置は、全帯域の音成分を含む波形データ
を記憶する記憶手段と、鍵のオン／オフ情報に応じて該
記憶手段に記憶された波形データを読み出して楽音信号
を生成する楽音信号生成手段と、該楽音信号生成手段で
生成された楽音信号の周波数特性を変更する周波数特性
変更手段と、鍵のオン／オフ情報に基づきベロシティを
検出するベロシティ検出手段と、該ベロシティ検出手段
で検出されたベロシティ値に応じて振幅量を制御するた
めの第１の係数を生成する第１の係数生成手段と、該第
１の係数生成手段で生成された第１の係数と前記周波数
変更手段で周波数特性が変更された楽音信号とを演算し
て第１の楽音信号を出力する第１の演算手段と、前記ベ
ロシティ検出手段で検出されたベロシティ値に応じて振
幅量を制御するための第２の係数を生成する第２の係数
生成手段と、該第２の係数生成手段で生成された第２の
係数と前記楽音信号生成手段で生成された楽音信号とを
演算して第２の楽音信号を出力する第２の演算手段と、
前記第１の演算手段が出力する第１の楽音信号と前記第
２の演算手段が出力する第２の楽音信号とに基づき楽音
を発生する楽音発生手段、とを具備したことを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明においては、例えば発生
された楽音をそのまま電気信号に変換して得られる複数
次の倍音成分（以下、「全帯域の音成分」という）を含
む波形データを記憶手段に記憶しておく。そして、楽音
信号生成手段において、記憶手段から波形データを鍵の
オン／オフ情報に応じて読み出して楽音信号を生成す
る。一方、この楽音信号生成動作と並行して鍵のオン／
オフ情報に基づいてベロシティを検出し、この検出され
たベロシティ値に応じて振幅量を変更するための第１の
係数を生成し、この生成された第１の係数と上記楽音信
号とを演算（例えば乗算）する。そして、この演算によ
り振幅が変更された楽音信号を、例えばフィルタ等の周
波数変更手段を通すことにより第１の楽音信号を得る。
ここで、上記第１の係数をベロシティ値の関数、例えば
図８における第１の特性線Ｖ１に従って生成すると、こ
の第１の楽音信号は特定帯域の音成分を含み、且つベロ
シティに応じて振幅が減少する楽音信号となる。

【００１５】また、上記検出されたベロシティ値に応じ
て振幅量を変更する第２の係数を生成し、この生成され
た第２の係数と上記楽音信号生成手段で生成された楽音
信号とを演算（例えば乗算）する。そして、この演算に
より振幅が変更された楽音信号を第２の楽音信号とす
る。ここで、上記第２の係数をベロシティ値の関数、例
えば図８における第２の特性線Ｖ２に従って生成する
と、この第２の楽音信号は、全帯域の音成分を含み、且
つベロシティに応じて振幅が増大する楽音信号となる。

【００１６】このようにして生成された第１及び第２の
楽音信号を混合して発音すれば、全帯域の音成分を含む
楽音と特定帯域の音成分を含む楽音との混合比がベロシ
ティに応じて変化する楽音が発生されることになり、鍵
タッチに応じた音色変化を実現できる。また、上記第１
の楽音信号と第２の楽音信号とをそれぞれ別個に同時発
音し、音になった状態で混合しても上記と同様の効果が
得られる。

【００１７】また、請求項２に記載の発明においては、
楽音信号生成手段において、記憶手段から全帯域の音成
分を含む波形データを鍵のオン／オフ情報に応じて読み
出して楽音信号を生成する。そして、この楽音信号を、
例えばフィルタ等の周波数変更手段を通すことにより特
定帯域の音成分を含む楽音信号とする。一方、この楽音
信号生成動作と並行して鍵のオン／オフ情報に基づいて
ベロシティを検出し、この検出されたベロシティ値に応
じて振幅量を変更する第１の係数を生成し、この生成さ
れた第１の係数と上記特定帯域の音成分を含む楽音信号
とを演算（例えば乗算）して第１の楽音信号を得る。こ
こで、上記第１の係数をベロシティ値の関数、例えば図
８における第１の特性線Ｖ１に従って生成すると、この
第１の楽音信号は特定帯域の音成分を含み、且つベロシ
ティに応じて振幅が増大する第１の楽音信号となる。

【００１８】また、第２の楽音信号は、上記請求項１に
記載の発明と同様にして生成する。このようにして生成
された第１及び第２の楽音信号に基づき楽音を発生すれ
ば、上記請求項１に記載の発明と同様に、鍵タッチに応
じて音色が変化するという効果が得られる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の楽音発生装置の実施例につき
図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、
鍵タッチに応じて音色を変化させる機能に係る構成及び
動作を中心に説明する。

【００２０】図１は、本発明に係る楽音発生装置が適用
された電子楽器の概略構成を示すブロック図である。

【００２１】本電子楽器を構成する主要素である中央処
理装置（以下、「ＣＰＵ」という）１０、リードオンリ
メモリ（以下、「ＲＯＭ」という）１１、ランダムアク
セスメモリ（以下、「ＲＡＭ」という）１２、キースキ
ャン回路１６及び音源（トーンジェネレータ）１８は、
アドレスバス及びデータバスでなるシステムバス３０を
介して相互に接続されている。

【００２２】ＣＰＵ１０は、ベロシティ検出手段、第１
の係数生成手段及び第２の係数生成手段に対応するもの
である。このＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１に格納されてい
る制御プログラムに従って、当該電子楽器の全体を制御
するものである。例えば、ＣＰＵ１０は、キーボード１
７のキーの押下やＭＩＤＩインタフェース回路１５から
ＭＩＤＩデータが入力されることに伴うベロシティ検出
処理、係数生成処理、発音チャネルのアサイン処理、音
源１８に対するアクセス処理等を実行する。

【００２３】このＣＰＵ１０には、更に専用線を介し
て、操作パネル１３、ペダル１４及びＭＩＤＩインタフ
ェース回路１５が接続されている。これらの詳細につい
ては後述する。

【００２４】ＲＯＭ１１には、上述したＣＰＵ１０を動
作させるための制御プログラムが記憶されている他、Ｃ
ＰＵ１０が各種処理に用いる種々の固定データが記憶さ
れている。また、このＲＯＭ１１には、ベロシティ値を
変数とする所定の関数を実現するためのテーブルが格納
されている。このテーブルは、例えば図８に示すよう
に、第１の特性を実現するデータ（第１の係数Ｖ１）が
記憶された第１のテーブル及び第２の特性を実現するデ
ータ（第２の係数Ｖ２）が記憶された第２のテーブルで
構成される。

【００２５】このＲＯＭ１１の記憶内容は、システムバ
ス３０を介してＣＰＵ１０により読み出される。即ち、
ＣＰＵ１０は、システムバス３０を介してＲＯＭ１１か
ら制御プログラム（命令）を読み出して解釈・実行し、
また所定の固定データを読み出して演算に使用する。更
に、上記テーブルを参照して第１の係数Ｖ１、第２の係
数Ｖ２を読み出し、後述するレジスタ２０ｂ、２１ｂに
送出する。

【００２６】ＲＡＭ１２は、制御プログラムの実行に必
要な種々のデータを一時記憶するものであり、例えばデ
ータバッファ、レジスタ、フラグ等の各領域が定義され
ている。後述する操作パネル１３、ペダル１４、キーボ
ード１７等から取り込まれた各種データもこのＲＡＭ１
２に一時的に記憶される。このＲＡＭ１２の記憶内容
は、システムバス３０を介してＣＰＵ１０によりアクセ
スされる。

【００２７】上記ＣＰＵ１０に接続される操作パネル１
３は、本電子楽器に各種動作を指示するスイッチ類、電
子楽器に設定すべき数値を入力する数値入力装置及び所
定の情報を表示する表示器（何れも図示しない）等から
構成されている。

【００２８】上記スイッチ類には、音色を切り換える音
色切換スイッチ、音量を変更するボリュームスイッチ、
各種の音楽効果を発揮させるための効果スイッチ等が含
まれる。また、数値入力装置は、電子楽器に設定すべき
各種パラメータを数値で入力するために使用されるもの
であり、例えばダイヤルやテンキーで実現される。表示
器は、例えばＬＣＤで構成されるものであり、ＣＰＵ１
０の制御により、各種メッセージや当該電子楽器の状態
を表示するために使用される。

【００２９】この操作パネル１３は、図示しないパネル
スキャン回路を介してＣＰＵ１０に接続される。パネル
スキャン回路は、上記操作パネル１３の各スイッチのオ
ン／オフ状態や数値入力装置の設定状態をスキャンし、
パネルデータとしてＣＰＵ１０に送出する。このパネル
データは、ＣＰＵ１０の制御の下、ＲＡＭ１２に記憶さ
れ、パネルイベントの有無の判断に使用される。

【００３０】上記ＣＰＵ１０に接続されるペダル１４
は、各種の音楽効果を発揮させるためのフットペダルで
ある。このペダル１４には、例えばダンパペダル、ソフ
トペダル、ソステヌートペダル等が含まれる。

【００３１】このペダル１４は、図示しないペダルスキ
ャン回路を介してＣＰＵ１０に接続される。ペダルスキ
ャン回路は、上記各ペダルのオン／オフ状態をスキャン
し、ペダルデータとしてＣＰＵ１０に送出する。このペ
ダルデータは、ＣＰＵ１０の制御の下、ＲＡＭ１２に記
憶され、ペダルイベントの有無の判断に使用される。

【００３２】上記ＣＰＵ１０に接続されるＭＩＤＩイン
タフェース回路１５は、この電子楽器と外部装置との間
のＭＩＤＩデータの受け渡しを制御するものである。外
部装置としては、例えばＭＩＤＩデータを処理するパー
ソナルコンピュータやシーケンサ等を挙げることができ
る。このＭＩＤＩインタフェース回路１５は、ＣＰＵ１
０に対し割り込みをかけることにより、ＣＰＵ１０との
間でデータの送受を行う。外部装置からは、このＭＩＤ
Ｉインタフェース回路１５を介して鍵のオン／オフ情報
その他の各種情報がＭＩＤＩデータとしてＣＰＵ１０に
与えられる。

【００３３】キーボード１７は、演奏者が楽音の音程を
指示するキー、及びこのキーに連動して開閉するキース
イッチにより構成される。各キーには２個のキースイッ
チが設けられており、第１のキースイッチがオンになっ
てから第２のキースイッチがオンになるまでの時間を計
測することにより、押鍵速度つまりベロシティが検出さ
れるようになっている。このキーボード１７はキースキ
ャン回路１６に接続される。

【００３４】キースキャン回路１６は、キーボード１７
のキースイッチの状態をスキャンし、キーのオン／オフ
状態を示すキーデータとして出力する。このキーデータ
は、鍵のオン／オフ情報としてシステムバス３０を介し
てＣＰＵ１０に送られ、ＣＰＵ１０の制御の下にＲＡＭ
１２に記憶され、キーイベントの有無の判断及びベロシ
ティの検出に使用される（詳細は後述）。

【００３５】音源１８は楽音信号生成手段に対応するも
のであり、例えば３２個のオシレータで構成される。音
源１８の各オシレータは、詳細は後述するが、ＣＰＵ１
０から与えられるデータに従って駆動されることによ
り、各オシレータが時分割でデジタル楽音信号を発生し
て音量制御回路２０及び２１に送出するものである。

【００３６】波形メモリ１９は記憶手段に対応するもの
であり、例えばＲＯＭで構成される。この波形メモリ１
９には、発生された楽音をそのまま電気信号に変換して
得られる複数次の倍音を含んだ楽音信号（全帯域の音成
分を含む楽音信号）を、パルスコード変調（ＰＣＭ）し
て得られる波形データが記憶されている。この波形メモ
リ１９には、複数の音色を実現するべく、各音色に対応
した複数種類の波形データが記憶されている。この波形
メモリ１９に記憶されている波形データは、音源１８に
より読み出される。

【００３７】音量制御回路２０及び２１は、それぞれ第
１の演算手段及び第２の演算手段に対応するものであ
り、上記音源１８が出力するデジタル楽音信号の振幅
を、ＣＰＵ１０から供給される第１の係数、第２の係数
に従ってそれぞれ変更して出力するものである。この音
量制御回路２０及び２１の詳細については後述する。こ
の音量制御回路２０及び２１で振幅が変更されたデジタ
ル楽音信号は、それぞれＤ／Ａ変換器２２、２３に送出
される。

【００３８】Ｄ／Ａ変換器２２、２３は、それぞれ音量
制御回路２０、２１から供給されたデジタル楽音信号を
アナログ楽音信号に変換するものである。Ｄ／Ａ変換器
２２が出力するアナログ楽音信号はローパスフィルタ
（ＬＰＦ）２４に送出され、Ｄ／Ａ変換器２３が出力す
るアナログ楽音信号（第２の楽音信号に対応する）は、
加算器２５に送出される。

【００３９】ローパスフィルタ２４は周波数特性変更手
段に対応するものであり、Ｄ／Ａ変換器２２から供給さ
れるアナログ楽音信号の低音成分のみを通過させるフィ
ルタである。このローパスフィルタ２４で低音成分のみ
が抽出された楽音信号（第１の楽音信号に対応する）
は、加算器２５に送出される。

【００４０】加算器２５は楽音発生手段の一部に対応
し、上記ローパスフィルタ２４が出力するアナログ楽音
信号とＤ／Ａ変換器２３が出力するアナログ楽音信号と
を加算することにより混合するものである。この加算器
２５で混合されたアナログ楽音信号は、増幅器２６に送
出される。

【００４１】増幅器２６は楽音発生手段の一部に対応
し、入力されたアナログ楽音信号を所定の増幅率で増幅
して出力する周知のものである。この増幅器２６で所定
の増幅が行われたアナログ楽音信号は、スピーカ２７に
供給される。

【００４２】スピーカ２７は楽音発生手段の一部に対応
し、電気信号としてのアナログ楽音信号を音響信号に変
換する周知のものである。このスピーカ２７により、キ
ーボード１７のキーの押下、又はＭＩＤＩインタフェー
ス回路１５から供給されたＭＩＤＩデータに応じた楽音
が放音される。

【００４３】次に、本発明の楽音発生装置につき、その
特徴部分のみを抽出して示した図２のブロック図を参照
しながら更に詳細に説明する。

【００４４】ＣＰＵ１０は、ベロシティ検出手段として
のベロシティ検出部５０、第１の係数生成手段としての
振幅量制御部５１及び第２の係数生成手段としての振幅
量制御部５２を有している。

【００４５】ベロシティ検出部５０は、ＲＡＭ１２に記
憶されているキースキャン回路１６から取り込んだキー
データを参照することにより、イベントがあったキーの
第１のキースイッチがオンになってから第２のキースイ
ッチがオンになるまでの時間を算出し、これをベロシテ
ィ値として検出する。このベロシティ値は、音源１８の
エンベロープ発生器４１に送られ、エンベロープ信号を
生成するための一要素として使用される。また、上記ベ
ロシティ値は、振幅量制御部５１及び５２に送られ、第
１の係数Ｖ１及び第２の係数Ｖ２を生成するために使用
される。

【００４６】振幅量制御部５１は、上述した第１のテー
ブルを参照することにより、ベロシティ検出部５０から
供給されるベロシティ値に応じた第１の係数Ｖ１を取り
出し、レジスタ２０ｂにセットするものである。振幅量
制御部５２は、上述した第２のテーブルを参照すること
により、ベロシティ検出部５０から供給されるベロシテ
ィ値に応じた第２の係数Ｖ２を取り出し、レジスタ２１
ｂにセットするものである。

【００４７】音源１８は、波形読出回路４０、エンベロ
ープ発生器４１及び乗算器４２により構成される。

【００４８】波形読出回路４０は、ＣＰＵ１０から送ら
れてくる波形アドレスに対応する波形メモリ１９中の波
形データを、同じくＣＰＵ１０から送られてくる周波数
データに応じた速度で読み出すものである。この波形読
出回路４０で読み出された波形データは乗算器４２に送
られる。

【００４９】エンベロープ発生器４１は、音色毎に定め
られているエンベロープデータを上述したベロシティ検
出部５０からのベロシティ値に応じて加工してエンベロ
ープ信号を生成するものである。このエンベロープ発生
器４１で生成されたエンベロープ信号は、乗算器４２に
送られる。なお、波形読出回路４０で生成する楽音信号
とエンベロープ発生器４１で生成するエンベロープ信号
との同期をとるために、エンベロープ発生器４１から波
形読出回路４０に対して同期信号が供給されるようにな
っている。

【００５０】乗算器４２は、上記波形読出回路４０で読
み出された波形データとエンベロープ発生器４１で生成
されたエンベロープ信号とを乗算することによりエンベ
ロープが付加されたデジタル楽音信号を生成するもので
ある。この乗算器４２の出力は、乗算器２０ａ及び２０
ｂに送出される。

【００５１】乗算器２０ａ及びレジスタ２０ｂは音量制
御回路２０を構成するものである。レジスタ２０ｂは、
ＣＰＵ１０から供給される第１の係数Ｖ１を記憶するた
めに使用される。乗算器２０ａは、音源１８から供給さ
れるデジタル楽音信号と、レジスタ２０ｂに記憶された
第１の係数Ｖ１とを乗算するものである。この乗算によ
り、デジタル楽音信号の振幅が第１の係数Ｖ１に応じて
変更されることになる。この乗算器２０ａの出力は、Ｄ
／Ａ変換器２２に送られる。Ｄ／Ａ変換器２２及びロー
パスフィルタ２４については既に説明したものと同じで
ある。このローパスフィルタ２４の出力が第１の楽音信
号ＯＵＴ１として加算器２５に送られる。

【００５２】乗算器２１ａ及びレジスタ２１ｂは音量制
御回路２１を構成するものである。レジスタ２１ｂは、
ＣＰＵ１０から供給される第２の係数Ｖ２を記憶するた
めに使用される。乗算器２１ａは、音源１８から供給さ
れるデジタル楽音信号と、レジスタ２１ｂに記憶された
第２の係数Ｖ２とを乗算するものである。この乗算によ
り、デジタル楽音信号の振幅が第２の係数Ｖ２に応じて
変更されることになる。この乗算器２１ａの出力は、Ｄ
／Ａ変換器２３に送られる。Ｄ／Ａ変換器２３は既に説
明したものと同じである。このＤ／Ａ変換器２３の出力
が第２の楽音信号ＯＵＴ２として加算器２５に送られ
る。

【００５３】次に、上記の構成において本実施例の動作
につき図３〜図５に示したフローチャートを参照しなが
ら詳細に説明する。なお、以下では、本発明に関係する
部分のみを図面に示し、説明を加える。

【００５４】図３は、本発明に係る楽音発生装置の処理
を示すメインフローチャートであり、電源投入により起
動される。即ち、電源が投入されると、先ず、ＣＰＵ１
０、ＲＡＭ１２、音源１８等の初期化処理が行われる
（ステップＳ１０）。この初期化処理では、ＣＰＵ１０
内部のレジスタやフラグのクリア処理、ＲＡＭ１２内に
定義された各種バッファ、レジスタ及びフラグ等に初期
値を設定する処理、音源１８に初期値を設定して不要な
発音を抑止する処理等が行われる。

【００５５】次いで、パネルイベント処理が行われる
（ステップＳ１１）。このパネルイベント処理では、先
ず、操作パネル１３をスキャンすることにより、各スイ
ッチの設定状態を示すビット列をパネルデータとして取
り込む。次いで、前回読み込んだパネルデータ（既にＲ
ＡＭ１２に記憶されている）と、今回読み込んだパネル
データとを比較し、相違するビットが存在するか否かを
調べる。

【００５６】そして、相違するビットが存在する場合
に、パネルイベントがあった旨を認識し、変化のあった
スイッチに対応するビットをオンにしたイベントマップ
を作成する。操作パネル１３のスイッチ操作に対応する
各種処理、例えば音色切換スイッチに対応する音色変更
処理や効果スイッチに対応する所定の音楽効果を発揮さ
せる処理等は、このイベントマップを参照することによ
り行われる。

【００５７】例えば、上記イベントマップを参照するこ
とにより音色切換スイッチのイベントがあったことが判
断されると、指定された音色に対応する音色番号が生成
され、ＲＡＭ１２の所定領域に記憶される。この音色番
号は、押鍵処理時に波形アドレスに変換されて音源１８
に送られ、波形メモリから読み出すべき波形データを特
定するために使用される。

【００５８】なお、操作パネル１３の各スイッチに対す
る処理は、本発明とは直接関係しないので説明は省略す
る。

【００５９】次いで、ペダルイベント処理が行われる
（ステップＳ１２）。このペダルイベント処理では、先
ず、ペダル１４をスキャンすることにより、各ペダル
（ダンパペダル、ソフトペダル、ソステヌートペダル）
の押下状態を示すペダルデータを各ペダルに対応したビ
ット列として取り込む。

【００６０】次いで、前回読み込んだペダルデータ（既
にＲＡＭ１２に記憶されている）と、今回読み込んだペ
ダルデータとを比較し、相違するビットが存在するか否
かを調べる。そして、相違するビットが存在する場合
に、ペダルイベントがあった旨を認識し、変化のあった
ペダルに対応するビットをオンにしたイベントマップを
作成する。そして、このイベントマップを参照すること
により、イベントのあったペダルに対する処理、即ち、
ダンパペダル処理、ソフトペダル処理、ソステヌート処
理が行われる。

【００６１】ダンパペダル処理は、ダンパペダルのオン
イベントがあった場合に行われるダンパオン処理、及び
ダンパペダルのオフイベントがあった場合に行われるダ
ンパオフ処理に大別される。ダンパオン処理は、ダンパ
ペダルがオンにされた旨を記憶する処理である。この記
憶状態は発音時に参照され、エンベロープ信号を加工し
てリリース時間を長くする処理のトリガーとされる。ダ
ンパオフ処理は、ダンパオン状態にあって離鍵後も発音
を継続している音を、ダンパペダルのオフに同期して消
音させる処理である。

【００６２】ソフトペダル処理は、ペダル１４中のソフ
トペダルが踏まれた際に、例えばエンベロープを制御し
て音を小さくすると共に、音色を変化させることにより
音を柔らかくする処理であり、また、ソステヌートペダ
ル処理は、ペダル１４中のソステヌートペダルが踏まれ
た際に、押下したキーに対応する楽音に対して上述した
ダンパペダル処理と同様の処理を行うものである。

【００６３】以上のペダルイベント処理が終了すると、
次いで、鍵盤イベント処理が行われる（ステップＳ１
３）。この鍵盤イベント処理では、先ず、キースキャン
回路１６を介してキーボード１７をスキャンすることに
より、各キーの押下状態を示すキーデータを各キーに対
応したビット列として取り込む。

【００６４】次いで、前回読み込んだキーデータ（既に
ＲＡＭ１２に記憶されている）と、今回読み込んだキー
データとを比較し、相違するビットが存在するか否かを
調べる。そして、相違するビットが存在する場合に、キ
ーイベントがあった旨を認識し、変化のあったキーに対
応するビットをオンにしたイベントマップを作成する。
なお、ＭＩＤＩインタフェース回路１５を介して取り込
まれたＭＩＤＩデータがＭキーオン又はキーオフを示す
データである場合も、上記と同様にしてイベントマップ
が作成される。

【００６５】そして、このイベントマップを参照するこ
とにより、イベントのあったキーを示すキーナンバ及び
キーの押下の強さ（押下の速度）を示すタッチデータ
（ベロシティ値）が作成される。このキーナンバ及びタ
ッチデータは所定の変換を施されて音源１８に送られ、
イベントのあったキーに対する押鍵処理／離鍵処理に使
用される。鍵盤イベント処理の詳細は後述する。

【００６６】この鍵盤イベント処理が終了するとステッ
プＳ１１に戻り、再度同様の処理を繰り返す。上記ステ
ップＳ１１〜Ｓ１３の繰り返し実行の過程で、パネル操
作、キー操作或いはペダル操作に応じたイベントが発生
すると、そのイベントに対応する処理を行うことにより
電子楽器の各種機能が発揮されることになる。

【００６７】次に、ＭＩＤＩ割込処理につき、図４のフ
ローチャートを参照しながら説明する。このＭＩＤＩ割
込は、ＣＰＵ１０の動作とは非同期に発生する割り込み
である。即ち、外部装置からＭＩＤＩデータが送られて
くると、ＭＩＤＩインタフェース回路１５は割込要求線
（図示しない）を駆動してＣＰＵ１０に対し割込を要求
する。

【００６８】この割込要求をＣＰＵ１０が受け付けるこ
とにより、図４に示したＭＩＤＩ割込処理ルーチンが起
動される。即ち、先ず、取り込んだＭＩＤＩデータが鍵
盤情報であるか否かが調べられる（ステップＳ２０）。
ここで、鍵盤情報とは、ＭＩＤＩのキーオンデータ又は
キーオフデータをいう。そして、鍵盤情報であることが
判断されると、鍵盤イベント処理が行われる（ステップ
Ｓ２１）。この鍵盤イベント処理は、上述したメインル
ーチンのステップＳ１３で行う処理と同じものである。
鍵盤イベント処理が終了すると、このＭＩＤＩ割込処理
ルーチンからリターンする。

【００６９】一方、ステップＳ２０で鍵盤情報でないこ
とが判断されると、取り込まれたＭＩＤＩデータに対応
したその他の処理が行われる（ステップＳ２２）。この
その他の処理には、例えば音色切換処理、ボリューム変
更処理等が含まれる。その他の処理が終了すると、この
ＭＩＤＩ割込処理ルーチンからリターンする。

【００７０】次に、鍵盤イベント処理の詳細につき、図
５に示したフローチャートを参照しながら説明する。

【００７１】鍵盤イベント処理では、上述したように、
先ずキーのイベントマップが作成され、このイベントマ
ップを参照して各キーに対する処理を行うか否かが判断
されることになる。

【００７２】鍵盤イベント処理では、先ず、キーのオン
イベントがあるか否かが調べられる（ステップＳ３
０）。このキーのオンイベントの有無は、上記イベント
マップを調べることにより行われる。そして、オンイベ
ントがあることが判断されると、楽音データが音源１８
にセットされる（ステップＳ３１）。

【００７３】具体的には、音源１８中の１つのオシレー
タが所定のアルゴリズムにより選択され、この選択され
たオシレータにＣＰＵ１０から楽音データが送られるこ
とになる。なお、オシレータの選択、即ち発音チャネル
のアサイン処理は周知の技術であるので説明は省略す
る。

【００７４】ここで、オシレータにセットされる楽音デ
ータは、波形アドレス、周波数データ及びエンベロープ
データである。

【００７５】上記波形アドレスは、操作パネル１３の音
色切換スイッチ（図示しない）で指示された音色の音色
番号又はＭＩＤＩデータとして送られてきた音色番号に
対応して作成されるものであり、波形データを波形メモ
リから読み出すアドレスとして用いられる。

【００７６】上記周波数データは、上述した操作された
キーのキーナンバ又はＭＩＤＩデータとして送られてき
たキーオンデータ又はキーオフデータ中のキーナンバに
対応して作成されるものであり、波形メモリから波形デ
ータを読み出す速度を指定するために用いられる。

【００７７】上記エンベロープデータは、上述したタッ
チデータ（ベロシティ値）にペダルデータを加味して作
成されるものであり、楽音波形に付加すべきエンベロー
プの形状を決定するために用いられる。ここで、ペダル
データがダンパペダルが踏まれていることを示している
ときは、消音までに長時間を要するエンベロープデータ
が生成され、そうでないときは、比較的短い所定時間で
消音するエンベロープデータが生成される。これにより
ダンパペダルの機能が実現される。

【００７８】上記波形アドレス及び周波数データは上述
した音源１８内の波形読出回路４０にセットされ、エン
ベロープデータは、上述した音源１８内のエンベロープ
発生器４１にセットされる。

【００７９】上記音源１８への楽音データのセットが完
了すると、次に、第１、第２の係数をレジスタ２０ｂ及
び２１ｂにセットする処理が行われる（ステップＳ３
２）。これにより、以下の押鍵処理では、音源１８で生
成されたデジタル楽音信号に、このレジスタ２０ｂ及び
２１ｂにセットされた第１、第２の係数が乗算され、振
幅が変更されることになる。

【００８０】上記音源１８への楽音データのセットが完
了すると、次に、押鍵処理が行われる（ステップＳ３
３）。押鍵処理は、上記ステップＳ３１で音源１８にセ
ットされた楽音データに基づきオシレータを動作させて
デジタル楽音信号を生成する処理である。

【００８１】即ち、音源１８の各オシレータは、波形読
出回路４０において、波形アドレスで指定される波形メ
モリ１９中の波形データを周波数データに応じた速度で
読み出して波形信号を生成すると共に、エンベロープ発
生器４１において、エンベロープ信号を発生し、これら
波形信号及びエンベロープ信号を乗算器４２で乗算する
ことによりエンベロープが付加されたデジタル楽音信号
を生成する。

【００８２】このようにして、音源１８で生成されたデ
ジタル楽音信号は、乗算器２０ａ及び２０ｂに供給され
る。乗算器２０ａは、音源１８で生成されたデジタル楽
音信号とレジスタ２０ｂにセットされた第１の係数Ｖ１
とを乗算してＤ／Ａ変換器２２に送出する。乗算器２１
ａは、音源１８で生成されたデジタル楽音信号とレジス
タ２１ｂにセットされた第２の係数Ｖ２とを乗算してＤ
／Ａ変換器２３に送出する。

【００８３】これにより、上述したように、Ｄ／Ａ変換
器２２及び２３からは押鍵速度に応じて振幅が変更され
た楽音信号が出力され、発音に供されることになる。

【００８４】上記ステップＳ３０でキーオンイベントが
ないことが判断されると、キーオフイベントがあるか否
かが調べられる（ステップＳ３４）。ここで、キーオフ
イベントがないことが判断されると、何等の処理をも行
うことなく、この鍵盤イベント処理ルーチンからリター
ンする。

【００８５】一方、キーオフイベントが有ることが判断
されると離鍵処理が行われる（ステップＳ３４）。この
離鍵処理は、ダンパペダルが踏まれていない状態では、
キーボード１７の離鍵されたキーに対応する発音を中止
する処理である。これは、発音中の楽音のエンベロープ
（リリース）の速度データを大きくすることにより実現
される。

【００８６】一方、ダンパペダルが踏まれている状態で
は、直ちに発音を中止する処理は行われない。従って、
ダンパペダルが踏まれた状態でキーが離されても、上述
した音色変更が加えられた楽音が発音され続け、本来の
ダンパペダルの機能が実現される。

【００８７】以上説明したように、この実施例によれ
ば、波形メモリ１９に全帯域の音成分を含む波形データ
を用意しておき、音源１８において、波形名メモリ１９
から波形データを鍵のオン／オフ情報に応じて読み出し
てデジタル楽音信号を生成する。一方、このデジタル楽
音信号生成動作と並行して鍵のオン／オフ情報に基づい
てベロシティを検出し、この検出されたベロシティ値に
応じて振幅量を変更するための第１の係数Ｖ１を生成
し、この生成された第１の係数Ｖ１と上記楽音信号とを
乗算する。

【００８８】そして、この乗算により振幅が変更された
デジタル楽音信号をＤ／Ａ変換器２２でアナログ楽音信
号に変換し、更にローパスフィルタ２４を通すことによ
り第１の楽音信号を得る。ここで、上記第１の係数Ｖ１
をベロシティ値の関数、例えば図８における第１の特性
に従って生成すると、この第１の楽音信号は低音帯域の
音成分を含み、且つベロシティに応じて振幅が減少する
楽音信号となる。

【００８９】また、上記検出されたベロシティ値に応じ
て振幅量を変更する第２の係数Ｖ２を生成し、この生成
された第２の係数Ｖ２と上記音源１８で生成された楽音
信号とを乗算する。そして、この乗算により振幅が変更
された楽音信号を第２の楽音信号とする。ここで、上記
第２の係数Ｖ２をベロシティ値の関数、例えば図８にお
ける第２の特性に従って生成すると、この第２の楽音信
号は、全帯域の音成分を含み、且つベロシティに応じて
振幅が増大する楽音信号となる。

【００９０】このようにして生成された第１及び第２の
楽音信号を混合して発音すれば、全帯域の音成分を含む
楽音と特定帯域の音成分を含む楽音との混合比がベロシ
ティに応じて変化する楽音が発生されることになり、鍵
タッチに応じた音色変化を実現できる。

【００９１】この場合、Ｄ／Ａ変換器２２によりアナロ
グ信号に変換された楽音信号をローパスフィルタ２４を
通すようにしているので、ローパスフィルタ２４は、ア
ナログフィルタで構成されることになる。しかし、例え
ば図６に示すように、音源１８とＤ／Ａ変換器２２との
間にローパスフィルタ２４を配置することにより、フィ
ルタをデジタルフィルタで構成することもできる。な
お、図６では、ローパスフィルタ２４を、音源１８と乗
算器２０ａとの間に配置しているが、乗算器２０ａとＤ
／Ａ変換器２２との間に配置することもでき、この場合
も上記と同様の作用・効果を奏する。

【００９２】また、図９に示すように、ローパスフィル
タ２４が出力する第１の楽音信号を増幅器２８を介して
スピーカ２９から放音し、Ｄ／Ａ変換器２３が出力する
第２の楽音信号を増幅器２６を介してスピーカ２７から
放音するように構成し、音になった状態で混合しても上
記と同様の効果が得られる。

【００９３】なお、上記実施例では、全帯域の音成分を
含む楽音信号と低音帯域の音成分を含む楽音信号とを混
合して鍵タッチに応じた音色変化を実現しているが、上
記ローパスフィルタ２４の代わりにハイパスフィルタ又
はバンドパスフィルタを用いて構成しても良く、この場
合も上記と同様の作用・効果を奏する。

【００９４】また、上記実施例では、一方の系統の楽音
信号（第１の楽音信号）のみをフィルタリングして特定
帯域の楽音信号とし、他方の系統の楽音信号（第２の楽
音信号）は全帯域の音成分を含む楽音信号として混合す
るように構成したが、両系統の信号ともフィルタリング
して混合するように構成しても良い。例えば、一方の系
統の楽音信号をローパスフィルタを通すことにより低音
成分を含む楽音信号とし、他方の系統の楽音信号をハイ
パスフィルタを通すことにより高音成分を含む楽音信号
として、これらを混合して発音することにより、より音
色変化を強調した楽音を発生させることができる。

【００９５】さらに、上記実施例では、２つの楽音信号
の混合割合を規定する第１の係数Ｖ１及び第２の係数Ｖ
２を発生する関数の一例として、図８に示すように、リ
ニアな関数を用いたが、これに限定されるものではな
く、音色変化に寄与する種々の関数を用いることができ
ることは勿論である。

【００９６】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、波形メモリには全帯域の音成分を含む波形データの
みを記憶し、この波形データを読み出すハードウエアも
各別に設ける必要がないので、少ない波形メモリ及びハ
ードウエア量で鍵タッチに応じた音色変化を実現できる
安価な楽音発生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る楽音発生装置が適用された電子楽
器の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る楽音発生装置の実施例の特徴的部
分を抽出して示したブロック図である。

【図３】本発明の動作を示すフローチャート（メインル
ーチン）である。

【図４】本発明の動作を示すフローチャート（ＭＩＤＩ
割込処理ルーチン）である。

【図５】本発明の動作を示すフローチャート（鍵盤イベ
ント処理ルーチン）である。

【図６】本発明に係る楽音発生装置の他の実施例の構成
を示すブロック図である。

【図７】従来の楽音発生装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図８】従来の楽音発生装置及び本発明に係る楽音発生
装置の動作を説明するための図である。

【図９】本発明に係る楽音発生装置の更に他の実施例の
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ＣＰＵ１１ＲＯＭ１２ＲＡＭ１３操作パネル１４ペダル１５ＭＩＤＩインタフェース回路１６キースキャン回路１７キーボード１８音源１９波形メモリ２０、２１音量制御回路２０ａ、２０ｂ乗算器２１ａ、２１ｂレジスタ２２、２３Ｄ／Ａ変換器２４ローパスフィルタ２５加算器２６増幅器２７スピーカ４０波形読出回路４１エンベロープ発生器４２乗算器５０ベロシティ検出部５１、５２振幅量制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中二朗静岡県浜松市寺島町200番地株式会社河合楽器製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全帯域の音成分を含む波形データを記憶
する記憶手段と、鍵のオン／オフ情報に応じて該記憶手段に記憶された波
形データを読み出して楽音信号を生成する楽音信号生成
手段と、鍵のオン／オフ情報に基づきベロシティを検出するベロ
シティ検出手段と、該ベロシティ検出手段で検出されたベロシティ値に応じ
て振幅量を制御するための第１の係数を生成する第１の
係数生成手段と、該第１の係数生成手段で生成された第１の係数と前記楽
音信号生成手段で生成された楽音信号とを演算する第１
の演算手段と、該第１の演算手段による演算の結果として得られた楽音
信号の周波数特性を変更して第１の楽音信号を出力する
周波数特性変更手段と、前記ベロシティ検出手段で検出されたベロシティ値に応
じて振幅量を制御するための第２の係数を生成する第２
の係数生成手段と、該第２の係数生成手段で生成された第２の係数と前記楽
音信号生成手段で生成された楽音信号とを演算して第２
の楽音信号を出力する第２の演算手段と、前記周波数特性変更手段が出力する第１の楽音信号と前
記第２の演算手段が出力する第２の楽音信号とに基づき
楽音を発生する楽音発生手段、とを具備したことを特徴とする楽音発生装置。
【請求項２】全帯域の音成分を含む波形データを記憶
する記憶手段と、鍵のオン／オフ情報に応じて該記憶手段に記憶された波
形データを読み出して楽音信号を生成する楽音信号生成
手段と、該楽音信号生成手段で生成された楽音信号の周波数特性
を変更する周波数特性変更手段と、鍵のオン／オフ情報に基づきベロシティを検出するベロ
シティ検出手段と、該ベロシティ検出手段で検出されたベロシティ値に応じ
て振幅量を制御するための第１の係数を生成する第１の
係数生成手段と、該第１の係数生成手段で生成された第１の係数と前記周
波数変更手段で周波数特性が変更された楽音信号とを演
算して第１の楽音信号を出力する第１の演算手段と、前記ベロシティ検出手段で検出されたベロシティ値に応
じて振幅量を制御するための第２の係数を生成する第２
の係数生成手段と、該第２の係数生成手段で生成された第２の係数と前記楽
音信号生成手段で生成された楽音信号とを演算して第２
の楽音信号を出力する第２の演算手段と、前記第１の演算手段が出力する第１の楽音信号と前記第
２の演算手段が出力する第２の楽音信号とに基づき楽音
を発生する楽音発生手段、とを具備したことを特徴とする楽音発生装置。