JPH0756573A - 電子楽器のピッチ・データ発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ベンダー情報やビブラート情報などの音高変化
情報によって楽音のピッチを変化して楽音の音高を変化
させる際に、音高変化情報による音高の変化幅につい
て、押鍵する鍵とそれに対応して生成される楽音の音高
との関係に影響を受けないようにして、自由な演奏が妨
げられることのないようにする。 【構成】生成する楽音を指定する演奏情報により指定さ
れる楽音と生成される楽音の音高との関係を決定するキ
ーフォロー係数を生成するキーフォロー係数生成手段
と、上記キーフォロー係数生成手段によって生成される
キーフォロー係数に基づいて、生成する楽音を指定する
演奏情報をピッチ・データに変換する変換手段と、上記
キーフォロー係数生成手段によって生成されるキーフォ
ロー係数とは独立して、音高変化情報を上記変換手段に
よって変換されるピッチ・データに反映させるピッチ・
データ制御手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子楽器のピッチ・デ
ータ発生装置に関し、さらに詳細には、所定鍵のピッチ
のデータ（ピッチ・データ）が所望音律によって得られ
るようにする技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鍵盤楽器においては、押鍵する
鍵とそれに対応して生成される楽音の音高との関係が、
隣合う鍵同士においては互いに音高が半音だけ異なるよ
うになされている。

【０００３】ところが、鍵盤を備えた電子楽器において
は、このような押鍵する鍵とそれに対応して生成される
楽音の音高との関係を、上記の関係（隣合う鍵で音高が
半音だけ異なる関係）以外の関係、例えば、隣合う鍵で
音高を全音異ならせるようにしたり、隣合う鍵で音高を
１／４音（半音のさらに半分）異ならせるようにした
り、あるいはいずれの鍵も同じ音高としたりするなどの
関係とすることが提案されている。

【０００４】一方、ベンダー情報やビブラート情報など
の音高変化情報によって楽音のピッチを変化させ、楽音
の音高を変化させることも広く行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】ところで、押鍵する
鍵とそれに対応して生成される楽音の音高との関係に基
づいて、ベンダー情報やビブラート情報などの音高変化
情報に基づく音高の変化幅を決定するようにすると、例
えば、ベンダー情報を与える操作子を最大限操作したと
きの音高変化幅が一定とならなくなってしまう。従っ
て、この場合には、当該操作子の最大限の操作により、
常に音高を１オクターブ変化させようとする場合には不
便であり、自由な演奏が妨げられるという問題点があっ
た。

【０００６】本発明は、上記したこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、ベ
ンダー情報やビブラート情報などの音高変化情報によっ
て楽音のピッチを変化して楽音の音高を変化させる際
に、音高変化情報による音高の変化幅について、押鍵す
る鍵とそれに対応して生成される楽音の音高との関係に
影響を受けないようにして、自由な演奏が妨げられるこ
とのないようにした電子楽器のピッチ・データ発生装置
を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による電子楽器のピッチ・データ発生装置
は、生成する楽音を指定する演奏情報により指定される
楽音と生成される楽音の音高との関係を決定するキーフ
ォロー係数を生成するキーフォロー係数生成手段と、上
記キーフォロー係数生成手段によって生成されるキーフ
ォロー係数に基づいて、生成する楽音を指定する演奏情
報をピッチ・データに変換する変換手段と、上記キーフ
ォロー係数生成手段によって生成されるキーフォロー係
数とは独立して、音高変化情報を上記変換手段によって
変換されるピッチ・データに反映させるピッチ・データ
制御手段とを有するようにしたものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、キーフォロー係数に影響され
ることなく、ベンダー情報やビブラート情報などの音高
変化情報をピッチ・データに反映させることができる。

【０００９】即ち、音高変化情報をピッチ・データに反
映させる際に、音高変化情報による音高の変化幅がキー
フォロー係数に影響されないので、例えば、音高変化情
報としてベンダー情報を与える操作子を最大限操作した
ときの音高変化幅を一定とすることができ、当該操作子
の最大限の操作により常に音高を１オクターブ変化させ
るようなことが可能となり、自由な演奏が妨げられるこ
とはない。

【００１０】

【実施例】次に、本発明による電子楽器のピッチ・デー
タ発生装置の具体的実施例につき、図面を参照しつつ説
明する。

【００１１】図１において、鍵盤１からの押鍵された鍵
の押鍵位置情報は操作鍵検出回路２において検出されて
ノート番号（「ＭＩＤＩ−１．０規格書」（ＭＩＤＩ規
格協議会発行）を参照）に変換されるとともに、このノ
ート番号はキーコード生成回路３に供給される。このキ
ーコード生成回路３においては、前記ノート番号を内部
処理に適した対応するキーコードに変換生成することが
行われる。

【００１２】なお、キーコードは、前記ノート番号から
の変換が容易であるとともに、ＣＰＵ処理に適したデー
タ表現であることが望ましくある。

【００１３】本実施例においては、ビット長を１６ビッ
トとしてその８ビット構成の上位バイトに、１２８鍵の
音域に対応する０から１２７までの、１０進表示によっ
て表現される前記ノート番号を、１６進表示でそのまま
あてはめることによりキーコードを得ている。また、同
様に８ビット構成の下位バイトには、半音（１００セン
トの音程）以下の音程を、この半音を２５６分割するこ
とによってあてはめている。従って、この下位バイトに
よる音程の分解能はほぼ０．４セント（＝１００セント
／２５６）となるために、ポルタメントなどにおける半
音以下の音程が要求されるような場合でも、実用上にお
いては問題を生じることがない。

【００１４】具体的には、ピアノの鍵盤１における中央
Ｃの、本実施例においては基準鍵に相応する鍵（音名に
おいてＣ４である。）を例にすると、上位バイトは１０
進表示で６０（＝ノート番号）である１６進表示の３Ｃ
００Ｈ（Ｈは１６進表示であることを示している。）の
キーコードになる。同様にして、１オクターブ上の音名
Ｃ５のキーコードは４８００Ｈになり、また半音下の音
名Ｂ３のキーコードは３Ｂ００Ｈになる。

【００１５】一方、下位バイトに関しては、音程Ｘセン
トに対してＸセント×（２５６／１００セント）の演算
処理が行われて、その演算結果が１６進表示されるよう
になる。例えば、２５（＝Ｘ）セントは２５セント×
（２５６／１００セント）＝６４であって、１６進表示
がなされて４０Ｈになる。従って、音名Ｃ４における２
５セント上は、キーコード３Ｃ００Ｈに半音以下の音程
コードが加算された３Ｃ４０Ｈになる。

【００１６】ところで、前記キーコード生成回路３にお
いては、前述のように生成されるキーコードが基準キー
コードに差し引かれて前記半音以下の音程コードを含ん
だものとして出力される。この基準キーコードは、予め
設定された前記基準鍵に対応するキーコードである。こ
の基準鍵の選択は、通常において扱い易いと考えられ
る、例えば、前述されたような音名Ｃ４に定められるよ
うになる。従って、前記キーコード生成回路３の出力
は、鍵盤１の音名においてＣ５に対応する鍵が押鍵され
て、基準鍵が音名においてＣ４であり半音以下の音程が
ない場合には、 ４８００Ｈ−３Ｃ００Ｈ＝Ｃ００Ｈ になる。

【００１７】ボリュームなどの操作子によって離散的な
あるいは連続的な値による、あるいは予めプログラムさ
れたセットの選択によるキーフォロー係数設定情報が、
キーフォロー係数設定部４からキーフォロー係数生成回
路５に供給される。このキーフォロー係数生成回路５に
おいては、前記キーフォロー係数設定情報に基づいて、
前述された半音以下の音程コードを含むキーコードのデ
ータを所望ピッチのデータに変換するためのキーフォロ
ー係数を発生させる。例えば、１２平均律において音程
を１オクターブ変えることは、キーコードのデータを０
Ｃ００Ｈ、またデータ表現については後述されるピッチ
のデータを１０００Ｈ変化させることになり、キーフォ
ロー係数は １６／１２（＝４／３） になる。

【００１８】異なった音律においても同様にしてキーフ
ォロー係数が求められて、例えば、キーフォロー係数は
次のようになる。

【００１９】 音 律 キーフォロー係数 クオータートーン ４／６ ホールトーン ８／３ インハーモニック （４×１２０３）／（３×１２００） （１オクターブにおいて１２０３セント上がる場合。） ピッチ一定 ０ （いずれの鍵を押鍵しても同じピッチ。） 逆平均律 −４／３ （１オクターブ上の鍵を押鍵すると１オクターブ下がる。）

【００２０】前記キーフォロー係数は、第１の乗算回路
６に供給される。この第１の乗算回路６においては、前
記キーコード生成回路３からのキーコード、さらには半
音以下の音程コードを含むデータと、前記キーフォロー
係数生成回路５からのキーフォロー係数とが乗算されて
ピッチのデータに変換生成される。

【００２１】なお、キーフォロー係数を前記ノート番号
およびピッチのデータの関係において表すならば、図２
に示されるようになる。

【００２２】前記ピッチのデータは、楽音発生に際して
の楽音周波数を決定するものであるために、周波数指定
が簡単に行うことができる表現であることが望ましくあ
る。

【００２３】例えば、一般的な音律の１２平均率におい
ては、１オクターブ（１２半音）上がると周波数は２倍
になるために、２を底とする対数によって周波数を表す
と、指数部がオクターブを表してわかりやすくなる。ま
た、１オクターブ分の仮数部に自然数変換を行えば、指
数部はビット・シフトで処理できるようになり簡単にな
るとともに、分解能は一定になる。

【００２４】従って、本実施例においては、ビット長を
１６ビットとして、指数部が４ビット、仮数部が１２ビ
ットになるようなデータ表現をとる。このために、前記
第１の乗算回路６における乗算結果においては、このデ
ータ表現に、前述されたキーコードおよび半音以下の音
程コードの１６ビットからなるデータ表現が変換される
ようになる。

【００２５】なお、指数部が４ビット、仮数部が１２ビ
ットの１６ビットからなるデータ表現によれば、音域は
１６オクターブ、分解能はほぼ０．３セントとなり、実
用上においては十分である。

【００２６】ベンダー情報発生部７からのベンダー情報
と、ビブラート情報発生部８からのビブラート情報とは
加算回路９に供給されて、加算後に前記第１の乗算回路
６と同様の第２の乗算回路１０に供給される。なぜなら
ば、本実施例においては、前記ベンダー情報およびビブ
ラート情報のデータ表現が、前述されたキーコードおよ
び半音以下の音程コードの１６ビットからなるデータ表
現と同じであるために、ピッチのデータのデータ表現に
変換するのに前記第１の乗算回路６と同様の乗算回路を
要するからである。

【００２７】前記第２の乗算回路１０には、スイッチ回
路１１による選択により、定数発生回路１２から１２平
均律キーフォロー係数に対応する定数４／３、あるいは
前記キーフォロー発生回路５からキーフォロー係数が供
給される。そして、この定数４／３あるいはキーフォロ
ー係数と、前述の加算されたベンダー情報およびビブラ
ート情報とが乗算され、この乗算結果が加算回路１３に
供給されて、前記第１の乗算回路６の乗算結果と加算さ
れる。この加算結果は、さらに加算回路１４において、
レンジパラメータ生成部１５からの前記基準鍵のピッチ
のデータに相応する、本実施例においては基準鍵が音名
Ｃ４であることから、８０００Ｈがレンジパラメータと
して加算される。この加算回路１４における加算結果の
ピッチのデータは、波形発生回路１６において、前述さ
れたようにそれぞれの波形発生方式に適した数値に変換
されて、所望のピッチの楽音波形がその波形発生回路１
６から出力されるようになる。

【００２８】なお、前記のようにして、ベンダー情報お
よびビブラート情報がピッチのデータに反映されるもの
であるが、スイッチ回路１１は次のような作用をもつ。

【００２９】定数発生回路１２からの平均律キーフォロ
ー係数に対応する定数４／３が乗算回路１０に供給され
る場合には、ベンダー情報およびビブラート情報による
ピッチのデータの変化量は、キーフォロー係数生成回路
５によって生成されるキーフォロー係数とは無関係にな
る。このため、押鍵によって指定されるノート番号とピ
ッチのデータとの関係を、図２に示すように種々に変化
させた場合でも、ベンダー情報およびビブラート情報に
よるピッチのデータの変化量は一定となる。

【００３０】これに対して、キーフォロー係数生成回路
５からのキーフォロー係数が乗算回路１０に供給される
場合には、ベンダー情報およびビブラート情報によるピ
ッチのデータの変化量は、キーフォロー係数生成回路５
によって生成されるキーフォロー係数に対応するものと
なる。このため、ノート番号とピッチのデータとの関係
を図２に示すように種々に変化させた場合に、その変化
に応じてベンダー情報およびビブラート情報によるピッ
チのデータの変化量も変化するようになる。

【００３１】例えば、ベンダー情報を与える操作子を最
大限操作したときに１２平均律において１オクターブ
分、即ち、１２鍵分音高が変化する場合には、他の音律
を選択した場合であっても、当該操作子を最大限操作し
たときには１２鍵分音高が変化するようになり、ベンダ
ー情報などによる音高変化幅と鍵の違いによる音高の変
化幅とが、常に同じとなる。

【００３２】このようにして、ベンダー情報およびビブ
ラート情報のピッチのデータの変化に関して、キーフォ
ロー係数の影響を与えるか否かがスイッチ回路１１によ
って選択可能となっているので、演奏上都合のよい方を
選択することができる。

【００３３】次に、図３を参照して、前記ベンダー情報
発生部７について説明する。

【００３４】ボリュームなどにより構成されるベンダー
情報を与えるための操作子７１が操作されることによっ
て発生される信号は、アナログ−ディジタル変換器７２
によってディジタル信号（通常においては極性符号を有
している。）に変換される。この変換された信号は、乗
算回路７３において、ベンダー・センシティビティ・パ
ラメータ発生部７４からのベンダー・センシティビティ
信号と乗算される。これにより、前記ベンダー情報が形
成される。

【００３５】また、図４を参照して、前記ビブラート情
報発生部８について説明する。

【００３６】モジュレーションホイールおよびモジュレ
ーションレバーなどより構成されるビブラート情報を与
えるための操作子８１が操作されることによって発生さ
れる信号は、同様にアナログ−ディジタル変換器８２に
よってディジタル信号に変換される。この変換された信
号は、乗算回路８３において、モジュレーション・セン
シティビティ・パラメータ発生部８４からのモジュレー
ション・センシティビティ信号と乗算される。

【００３７】また、鍵のアフタタッチを検出する感圧素
子より構成される感圧体８５からのアフタタッチ情報の
信号は、アナログ−ディジタル変換器８６によってディ
ジタル変換される。このディジタル変換された信号は、
乗算回路８７において、アフタタッチ・センシティビテ
ィ・パラメータ発生部８８からのアフタタッチ・センシ
ティビティ信号と乗算される。

【００３８】そして、この乗算回路８７の乗算結果と、
前記乗算回路８３の乗算結果とが加算回路８９において
加算されるとともに、この加算結果と乗算回路９０にお
いてビブラート用低周波発振器（ＬＦＯ）９１の出力信
号とが乗算される。これにより、前記ビブラート情報が
形成される。

【００３９】なお、前記乗算回路６、１０、７３、８
３、８７、９０においては、 １６ビット×１６ビット の符号付き乗算演算処理が行われる。

【００４０】また、前記加算回路９、１３、１４、８９
においては、 １６ビット＋１６ビット の加（減）算演算処理が行われる。

【００４１】前記半音以下の音程コードを含むキーコー
ド、ベンダー情報およびビブラート情報が全て前記ピッ
チのデータと同じデータ表現であるとするならば、前記
実施例を図５に示されているように構成することができ
る。

【００４２】なお、符号１７は加算回路、符号１８はス
イッチ回路である。

【００４３】スイッチ回路１８は、図１におけるスイッ
チ回路１１と同様の作用を有するもので、ベンダー情報
およびビブラート情報が加算回路１７に供給される場合
には、これらの情報のピッチのデータの変換に関してキ
ーフォロー係数が影響を及ぼすようになり、ベンダー情
報およびビブラート情報が加算回路１３に供給される場
合には、これらの情報のピッチのデータの変換に関して
キーフォロー係数が影響を及ぼさないようになる。

【００４４】また、各ベンダー情報およびビブラート情
報に前記キーフォロー係数を含ませるか否かを、それぞ
れ選択できるようにする場合には、図６に示されている
ように、スイッチ手段１９、２０、さらには加算回路２
１、２２を設けることにより構成されることができる。

【００４５】なお、前記図５および図６において図中に
用いられている符号に関して、前記図１に用いられた符
号と同一符号は同一内容を示しているとともに、重複す
る説明は省略している。

【００４６】また、図６に示されているような場合に
は、前述されたように半音以下の音程コードを含むキー
コードのデータ表現と、第１の乗算回路６からのピッチ
のデータのデータ表現とが同一になるならば、図５に示
されるように第２の乗算回路１０が省略されることは言
うまでもない。

【００４７】次に、別実施例として図７を参照しつつ説
明する。また、図面中において用いられている符号にお
いて、前述されたものと同一符号は同一内容を示すとと
もに、重複する説明は省略する。

【００４８】キーフォロー係数生成回路５’からは、キ
ーフォロー係数設定部４’によって個々に設定された２
系列の第１のキーフォロー係数Ａ₁および第２のキーフ
ォロー係数Ａ₂が順次生成される、これら第１および第
２のキーフォロー係数Ａ₁、Ａ₂は、キーコード生成回路
３からの半音以下の音程コードを含むキーコードととも
に、各第１および第２の乗算部６’、６’’に供給され
て、各乗算後にそれぞれ加算部１４’、１４’’におけ
るレンジパラメータとの加算を介して、各第１および第
２の波形発生部１６’、１６’’に供給される。

【００４９】本実施例によれば、例えば、ピアノ音のよ
うに、鍵によりピッチが変化する弦の振動音と、高い方
の鍵でも低い方の鍵でもピッチがあまり変化しないハン
マー音とを同時に発生するような場合に有効である。

【００５０】前記第１および第２の乗算部６’、６’’
は、同一乗算回路を用い、また前記加算部１４’、１
４’’も同一の加算回路を用い、さらには前記第１およ
び第２の波形発生部１６’、１６’’も同一波形発生回
路を用いて時分割処理が行われるようになり、本別実施
例の場合には２系列１音の発音が行われる。

【００５１】なお、前記操作鍵検出回路２、キーコード
生成回路３、乗算回路６、キーフォロー係数生成回路５
および波形発生回路１６などを、例えば、３２個のタイ
ムスロットでそれぞれ時分割処理が行えるようにすれ
ば、２系列１６声または４系列８声の発音が可能にな
る。

【００５２】前述されたように、時分割によるタイムス
ロット数を増やすことにより、乗算回路および波形発生
回路などのハードウェアをほとんど増大させることな
く、音数系列数などを増やすことができ、安価で高性能
な楽器が実現できる。

【００５３】前述された実施例などにおいては、全鍵域
にわたって一定のキーフォロー係数を用いたが、図８に
示されるように、鍵域を区分して区分毎に異なるキーフ
ォロー係数を設定し、いわゆるレイルスバック曲線を近
似することもできる。

【００５４】言い換えれば、音名においてＣ４に対応す
る鍵を基準として、キーフォロー係数ａ、ｂ、ｃとすれ
ば、 ｉ）鍵ｋが音名Ｃ２と音名Ｃ６との間では、 （Ｋ−Ｃ４）×キーフォロー係数ｂ ｉｉ）鍵ｋが音名Ｃ２以下の場合には、 ｛ｋ−（Ｃ２−Ｃ４）×キーフォロー係数ｂ｝×キーフ
ォロー係数ａ ｉｉｉ）鍵ｋが音名Ｃ６以上の場合 ｛ｋ−（Ｃ６−Ｃ４）×キーフォロー係数ｂ｝×キーフ
ォロー係数ｃ という演算を行って、ピッチのデータを得る。

【００５５】従って、このような演算が行われるよう
に、前記実施例などの構成を変更する必要性はあるが、
このことは当業者にとって自明であるので省略する。

【００５６】なお、前述された実施例などにおいては、
レンジパラメータ生成部１５を用いたが、前記波形発生
回路１６、１６’、１６’’に関して、ピッチのデータ
が”０”である場合において、基準鍵、本実施例では音
名においてＣ４の対応する楽音周波数の波形が発生され
るようにすれば、レンジパラメータ生成部１５の必要性
はなくなる。

【００５７】

【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。

【００５８】音高変化情報によって楽音のピッチを変化
させるにあたり、指定される楽音と生成される楽音の音
高との関係を決定するキーフォロー係数に影響を受けな
いようにしたため、自由な演奏が妨げられることがなく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子楽器のピッチ・データ発生装
置の一実施例を示すブロック回路図である。

【図２】ノート番号およびピッチのデータの関係におい
て示されたキーフォロー係数のグラフ図である。

【図３】図１におけるベンダー情報発生部の詳細なブロ
ック回路図である。

【図４】図１におけるビブラート情報発生部の詳細なブ
ロック回路図である。

【図５】図１に示した本発明による電子楽器のピッチ・
データ発生装置の変形例を示すブロック回路図である。

【図６】図１に示した本発明による電子楽器のピッチ・
データ発生装置の変形例を示すブロック回路図である。

【図７】本発明による電子楽器のピッチ・データ発生装
置の他の実施例を示すブロック回路図である。

【図８】鍵域を区分して各区分毎に設定される異なるキ
ーフォロー係数を表すグラフ図である。

【符号の説明】

３ キーコード生成回路 ５ キーフォロー係数生成回路 ６、１０ 乗算回路 ７ ベンダー情報発生部 ８ ビブラート情報発生部 ９、１３、１７、２１、２２ 加算回路 １１、１８、 スイッチ回路 １２ 定数発生回路 １９、２０ スイッチ手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生成する楽音を指定する演奏情報により
   指定される楽音と生成される楽音の音高との関係を決定
   するキーフォロー係数を生成するキーフォロー係数生成
   手段と、 前記キーフォロー係数生成手段によって生成されるキー
   フォロー係数に基づいて、生成する楽音を指定する演奏
   情報をピッチ・データに変換する変換手段と、 前記キーフォロー係数生成手段によって生成されるキー
   フォロー係数とは独立して、音高変化情報を前記変換手
   段によって変換されるピッチ・データに反映させるピッ
   チ・データ制御手段とを有することを特徴とする電子楽
   器のピッチ・データ発生装置。