JPH0786755B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子楽音合成に関するものであり、オクター
ブの関数あるいは音域に応じて楽音が変化する電子楽器
に関する。

〔従来の技術〕

或る種の補助システムを追加してない電子鍵盤作動式楽
器は、作動された各鍵盤スイッチに応答して機械のよう
な精確さと同一性をもって各楽音を発生させる傾向があ
る。楽音のこの精確さおよび同一性は、従来のオーケス
トラ用アコーステック楽器が発生する楽音ときわめて対
照的である。これらのアコーステック楽器は、基本ピッ
チが変化するにつれて互の楽音の精確な反復（replic
a）としてその楽音をすべて発生させる楽器は殆んどな
い。パイプオルガンのような機械的楽音発生器でさえ
も、１つの列のパイプのうちの個々の各パイプがそれ自
身の独特のアタック／ディケィ／レリースエンベロープ
ならびにそれ自身の独特の音の大きさ（loudness）およ
び特徴的な音を有するように慎重に設計されている。こ
れら独特の特性の各々はその列のパイプのうちの各パイ
プごとに異っている。

いくつかの補助サブシステムを電子楽器に組み入れて、
発生した楽音の特性をその鍵盤に関連したピッチ範囲に
わたって変化させている。“デジタルオルガン用アタッ
クおよびディケィシステム”と題する米国特許第3,610,
805号には、ADSR（アタック／ディケィ／サスティン／
レリース）エンベロープ変調関数のアタックおよびレリ
ース相のタイミングを、対応する発生した楽音の基本周
期の1/2サイクルの数をカウントすることによって変化
させるシステムが開示されている。この方法では、鍵盤
上の各楽音はそれ自身の独特のADSRエンベロープタイミ
ングをもって発生する。この開示されたシステムは、AD
SRタイミングを鍵盤の中域に調節すると、低オクターブ
音はきわめて遅く不自然で緩慢なアタックおよびレリー
スを有する一方で高オクターブ音はその音が殆んど聞き
とれないアタック相を有する純粋な打楽器音と思われる
ような早いアタックを有するように聞える。

“自動的ラウドネス補償を具えた電子楽器”と題する米
国特許第4,214,503号（特開昭55−120097号）には、フ
レッチャー−マンソン定数ラウドネス曲線によって定量
化された聴覚の周波数感度を均等化するためにADSRエン
ベロープのレベル補償を自動的にすることによってすべ
ての発生した楽音に対して一定のラウドネスレベルを発
生させるシステムが開示されている。

古典的な礼拝式用音楽の演奏に用いるために設計された
オルガンは、“ミクスチャー（mixture）”という一般
名を有するストップ（音栓）を一般に有する。ミクスチ
ャーは初期のパイプオルガンの設計から伝えられた遺産
である。ミクスチャーは、楽音構造におけるかなり限ら
れた数の高調波によって特徴づけられるディアパソン
（diapason）型楽音に高い高調波を発生させるためにも
とは用いられた。ディアパソン楽音の限定された高調波
構造を拡大するためのミクスチャーストップの導入は、
オルガンパイプの設計者達が弦楽器および有簧楽器類の
楽音におけるパイプに対して拡大された高調波を用いて
音を発生させる技術を学ぶ前に行われた。

ミクスチャーストップはそのすべてが作動された各鍵盤
スイッチによって同時に音を出す３〜４列のパイプから
一般になっている。ミクスチャーは通常は複数の列のデ
ィアパソン型の音から構成されている。典型的なミクス
チャー音はパイプフィート数の組合せを選択することに
よって各オクターブ毎に変化する。選択された各鍵盤域
に対し組合せられたそのようなフィート数の列の例は下
記の通りである。

C₂−B₂:2′,1 3/5′,1′ C₃−B₃:2 2/3′,2′,1 3/5′ C₄−B₄:4′,2 2/3′,2′ C₅−C₇:4′,2 2/3′ 通常電子オルガンは、単一ディアパソン音の楽音発生器
を機械的又は電気的に統合するシステムによってミクス
チャーストップを実施する。ミクスチャーストップのこ
の統合方法は、作動された鍵盤楽音スイッチの真の第３
および第５高調波の楽音を発生させる代わりに、2 2/
3′および1 3/5′のミューテーションフィート数に対す
る最も近い楽音を作動させる統合技術の結果生じるやや
耳ざわりな平均律ビート（temperment beats）を発生さ
せる。

〔発明が解決しようとする課題〕

米国特許第4,085,644号（特開昭52−27621号）に記述さ
れている種類の複音シンセサイザにおいては、計算サイ
クルとデータ転送サイクルが独立して反復実施され、楽
音波形に変換されるデータを与える。一連の計算サイク
ルが実施され、各計算サイクルの期間中に作動された鍵
盤スイッチに応答して選択される１組の高調波係数を用
いて主データセットが作られる。各計算サイクルの終り
に、計算された主データセットは主レジスタに記憶さ
れ、個々の各計算サイクルに続いて、転送サイクルが開
始され、転送サイクルの期間中には、記憶された主デー
タセットは作動された関連鍵盤スイッチに対応する音調
レジスタに転送される。音調レジスタに記憶されたデー
タは、その割当てられた作動された鍵盤スイッチに関連
した基音に対応する速度でＤ−Ａ変換器に逐次読出され
る。出力楽音発生は計算サイクルと転送サイクルの期間
中途切れることなく継続する電子楽器が記載されてい
る。

本発明の目的は、このような電子楽器において、押鍵さ
れたオクターブの関数あるいはある音域の楽音におい
て、１組の記憶された高調波係数を用いてミクスチャー
音を発生させる電子楽器を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、 楽音波形を規定する複数のデータ語を計算し、逐次Ｄ−
Ａ変換器に転送し楽音に変換する電子楽器において、 鍵スイッチの作動に応答して発生する楽音の音調を検出
し、楽音発生手段に割当てる音調検出割当手段と、 該音調検出割当手段で検出された音調の所定の楽音範囲
を検出しその楽音範囲信号を発生する楽音範囲発生手段
と、 ８フィート律の楽音の高調波成分に対し、基本波（１
次）を含む高調波次数と係数の対応テーブルを記憶した
１組の高調波係数値メモリ手段と、 ４フィート律の楽音の高調波成分に対しては前記８フィ
ート律の高調波成分を次数を２倍した次数に対応させた
ものとし、2 2/3フィート律の楽音の高調波成分に対し
ては、前記８フィート律の高調波成分を次数を３倍した
次数に対応させたものとし、２フィート律の楽音の高調
波成分に対しては、前記８フィート律の高調波成分を次
数を４倍した次数に対応させたものとし、1 3/5フィー
ト律の楽音の高調波成分に対しては、前記８フィート律
の高調波成分を次数を５倍した次数に対応させたものと
し、１フィート律の楽音の高調波成分に対しては、前記
８フィート律の高調波成分を次数を８倍した次数に対応
させたものとし、前記楽音範囲発生手段からの楽音範囲
信号に応じて、適宜これら各フィート律の高調波係数値
を組み合わせる選択組合せ手段と、 該選択組合せ手段で選択組合せられた高調波係数値から
楽音波形を規定する複数のデータ語を計算する計算手段
を備える構成とし、 １組の高調波係数値から、楽音範囲に応じて音色が変化
する楽音を発生する電子楽器としての構成を有する。

さらに、 前記高調波係数値メモリ手段に記憶されている高調波係
数はディアパソン型８フィート楽音波形を規定する１組
の高調波係数値が記憶されており、前記楽音範囲発生手
段の楽音範囲信号が最低音部の場合には、１フィート、
２フィート、1 3/5フィートの楽音を、その上のオクタ
ーブの場合には、２フィート、2 2/3フィート、1 3/5フ
ィートの楽音を、その上のオクターブの場合には、４フ
ィート、2 2/3フィート、２フィートの楽音を、最高オ
クターブの場合には４フィート、2 2/3フィートの楽音
を組み合わせることを特徴とする。

〔作用〕

本発明は鍵スイッチが作動されたオクターブによって１
組の記憶された高調波係数値を用いて楽音が決定される
複音発生器を指向する。この楽音発生器は、離散的フー
リエ変換算法を実施することによって楽音波形を合成す
る種類の楽音発生器内に組みこまれている。この種類の
楽音発生器は“複音シンセサイザ”と題する米国特許第
4,085,644号に詳細に記述されている。下記の説明にお
いて、上記特許に記述されているシステムのすべての素
子は２桁数字によって識別されており、この特許に現わ
れる同一数字の素子に対応する。３桁数字によって識別
されているすべてのシステム素子ブロックは、複音シン
セサイザに追加されたシステム素子に対応する。

〔実施例〕

第１図は、米国特許第4,085,644号に記述されているシ
ステムの変形および付加物として説明されている本発明
の一実施例を示す。この複音シンセサイザは鍵盤スイッ
チ12のアレイを含む。鍵盤スイッチは一般に楽音オクタ
ーブに対応するグループ別に配列されている。１個又は
複数の鍵盤スイッチがスイッチ状態を変化させ楽器鍵盤
上で作動されると（“オン”の位置になると）、音調検
出・割当装置14は検出された鍵盤スイッチを符号化し、
作動された鍵スイッチに対し対応する音調情報を記憶
し、１組の楽音発生器150のうちの１個の楽音発生器が
作動された各鍵スイッチに対して割当てられる。適当な
音調検出・割当装置サブシステムは、ここに参考のため
述べてある米国特許第4,022,098号（特開昭52−44626
号）に記述されている。この音調検出・割当装置14は鍵
スイッチ状態検出手段として動作する。

鍵盤上の１個又は複数の鍵スイッチが作動されると、実
行制御回路16は反復して一連の計算サイクルを開始す
る。この反復する一連の計算サイクルにおける計算サイ
クルは作動された各鍵スイッチに関連している。各計算
サイクルの期間中に、64データ語又は点からなる主デー
タセットは下記に述べる方法で計算され、主レジスタ34
に記憶される。主データセット中の64データ語は、高調
波係数メモリ26,27,……153に記憶されている32の高調
波係数を用いて発生される。特定の１組の高調波係数の
選択は、音調検出・割当装置14によって与えられるデー
タに応答してデータ選択回路152によって決定される。

主データセット中の64データ語は、楽音発生器150のう
ちの対応する１つの楽音発生器が発生させる楽音に対す
るオーディオ波形の１サイクルの等間隔におかれた64の
点の振幅に対応する。一般原則として、オーディオ楽音
スペクトルにおける高調波の最大数は１つの完全な波形
周期におけるデータ点数の1/2に過ぎない。従って64の
データ点を含む主データセットは最大32の高調波に対応
する。

反復する一連の計算サイクル中の各計算サイクルが完了
すると転送サイクルが開始され、この転送サイクルの期
間中に主レジスタ34中にある主データセットは、楽音発
生器150と表示されているシステムブロックに含まれる
各楽音発生器のシステム成分である音調レジスタに転送
される。

音調レジスタに記憶された主データセットは、音調レジ
スタに関連した音調クロックにより決定される速度で逐
次反復して読出されＤ−Ａ変換器に転送される。音調ク
ロックタイミング信号は、対応する楽音発生器が音調検
出・割当装置14によって割当てられている作動された鍵
スイッチに関連した楽音の基本周波数に対応する。

音調クロックは広く知られているいろいろな種類の調節
可能な周波数タイミングクロックのうちのいずれの種類
でも実施できる。音調クロックは電圧制御発振器として
有利に実施できる。電圧制御発振器の形の１つの実施例
は、ここに参考のため述べてある米国特許第4,067,254
号（特開昭52−65415号）に詳細に記述されている。

Ｄ−Ａ変換器は音響システム11と表示されたシステムブ
ロックに含まれている。楽音波形は、これもまた音響シ
ステム11と表示されているシステムブロックに含まれて
いる従来の増幅器およびスピーカサブシステムからなる
音響システムによって可聴音に変換される。

米国特許第4,085,644号に述べられているように、作動
された鍵が鍵盤上で作動されたままになっているか又は
押鍵されたままになっている間、反復する一連の計算サ
イクルの期間中に発生した主データセットを連続的に再
計算し記憶しこのデータを関連した音調レジスタにロー
ドできることが望ましい。

米国特許第4,085,644号に説明されている方法により、
高調波カウンタ20は各計算サイクルの開始時にその最小
カウント状態又は零カウント状態に初期設定される。

語カウンタ19が増分されてそのモジュロカウンティング
実施の故にその初期又は最小カウント状態に戻る度毎
に、高調波カウンタ20のカウント状態を増分させる信号
が与えられる。語カウンタ19は、発生させられ主レジス
タ34に記憶されている主データセットのデータ語数であ
る64をモジュロとしてカウントするように実施されてい
る。高調波カウンタ20はモジュロ32をカウントするよう
に実施されている。この数は64語を含む主データセット
と一致する最大高調波数に対応する。

各計算サイクルの開始時に、加算器−アキュムレータ21
は零値に初期設定される。語カウンタ19がその最小カウ
ント状態にリセットされる度毎に、アキュムレータは零
値にリセットされる。語カウンタ19が増分される度毎
に、アキュムレータは高調波カウンタ20の現在のカウン
ト状態をアキュムレータに含まれている合計に加算す
る。この加算はモジュロ64で実施される。

加算器−アキュムレータ21のアキュムレータの内容は、
メモリアドレスデコーダ23が正弦波関数表24から三角関
数正弦波関数値をアドレスアウトするのに用いられる。
正弦波関数表24は、間隔Ｄにおいて０≦φ≦64に対する
三角関数sin（２πφ/64）の値を記憶する固定メモリと
して有利に実施される。

乗算器28は正弦波関数表24から読出された三角関数値
と、メモリアドレスデコーダ25によって与えられるアド
レスに応答して高調波係数メモリから読出される加算器
151によって与えられる高調波係数とを乗算する。メモ
リアドレスデコーダ25は高調波カウンタ20のカウント状
態に対応するメモリアドレスを与える。乗算器28によっ
て作られた積の値は１入力として加算器33に与えられ
る。

主レジスタ34の内容は計算サイクルの開始時に零値に初
期設定される。語カウンタ19が増分される度毎に、語カ
ウンタ19のカウント状態に対応するアドレスにおける主
レジスタ34の内容は読出されて、加算器33へ入力として
与えられる。加算器33への入力の合計は、語カウンタ19
のカウント状態に等しい、又は対応するメモリ場所にお
いて主レジスタ34に記憶される。語カウンタ19が１サイ
クル64カウントの完全な32サイクルを回った後に、主レ
ジスタ34は作動した鍵盤スイッチのうちの選択された１
つのスイッチに対応する主データセットを含む。この方
法によって作動された各鍵スイッチを後述するやり方で
１つの音色に割当てることができる。

音調検出・割当装置14はメモリを含み、このメモリにお
いて鍵盤、オクターブおよび楽音データは符号化され、
作動され検出された各鍵盤スイッチに対して記憶され
る。各計算サイクルが作動された鍵盤スイッチに割当て
られた一定の楽音発生器に対して開始されると、対応す
るオクターブ情報がデータ選択回路152に転送される。
１組の高調波メモリ26,27,…153に記憶されている別の
１組の高調波係数がある。データ選択回路152は、音調
検出・割当装置14によって与えられたオクターブデータ
信号に従ってメモリアドレスデコーダ25によってこれら
のメモリからアクセスされるデータ値を選択する。この
方法によって、発生した音色は楽音が鍵盤上で奏せられ
るオクターブに応じて変化する。

第２図はオクターブ信号データをデータ選択回路152へ
与える論理の詳細を示す。図示されている論理は、米国
特許第4,022,098号の第２図に示されている論理の変形
である。200代の数字で表示されているブロックは、200
に上記特許の第２図に示されている同じ表示のブロック
数字を加えたものである。メモリアドレス283によって
割当メモリ282から読出されたデータは、１組の楽音発
生器150のうちの１つの楽音発生器を対応する作動され
た鍵盤スイッチに対応して割当てるために楽音発生器割
当装置155によって用いられる。割当メモリ282から読出
された同じデータはオクターブデコーダ156によって復
号されてオクターブデータを与え、このオクターブデー
タはデータ選択回路152に与えられる。

第３図はオクターブデコーダ156の論理の詳細を示す。
米国特許第4,022,098号に説明されているように、割当
メモリ282は、１組の楽音発生器150のうちの各楽音発生
器の現在の割当状態を表わすデータ語を含む読出し−書
込みメモリである。これらのデータ語の各々は10ビット
を含む。最小桁のビット（LSB）はそのデータ語に対応
する楽音発生器の割当状態を示す。関連した楽音発生器
が作動された鍵スイッチに割当てられていると、そのLS
Bは２進“1"となる。ビット2,3および４は鍵スイッチが
作動されたオクターブを示すのに用いられる。第１表は
オクターブコーディングデータを表にしたものである。

第１表 オクターブ ビット432 楽音範囲 ２ 010 C₂−B₂ ３ 011 C₃−B₃ ４ 100 C₄−B₄ ５ 101 C₅−B₅ ６ 110 C₆−B₆ ７ 111 C₇ １組のアンドゲート283−288はビット2,3および４をオ
クターブ信号に復号する。楽音発生器が作動された鍵ス
イッチに割当てられていなければ、復号されたオクター
ブ信号は発生しない。高調波係数メモリからの信号線は
単線として示されているが、これは高調波係数を表わす
２進ビット情報を伝えるのに十分な１組の線を表わすた
めの作図上の省略である。データ選択回路152は選択論
理ゲートにより復号されたオクターブ信号に応答して高
調波係数メモリから読出された出力データを選択する。

オクターブの開始時に音色を変える変わりに、開始オク
ターブ楽音Ｃ以外の楽音において楽音変化を行うことが
望ましいかもしれない。例えば、楽音Ｆ^＃は、音色変化
が例えばミクスチャー音に対して実施される楽音として
しばしば選ばれる。そのような音色変化を実施する方法
は楽音発生システムについて第４図に示されており、そ
のシステムにおいては基本周波数は周波数ナンバーを作
動された各鍵盤スイッチに割当てることによって決定さ
れる。そのようなシステムは参考のために述べてある米
国特許第4,067,254号に記述されている。

第２表は楽音Ｃおよび楽音Ｆ^＃における所望する楽音遷
移に対するオクターブ変化の付近の楽音に対する音調，
周波数,10進および２進周波数ナンバーを列記したもの
である。

グループとしての５ビットシーケンス10101はどのオク
ターブの場合にも音調Ｆ^＃に対応する周波数ナンバーを
識別することが第２表の記載事項から認められる。この
５ビットシーケンスの前の零の数は特定の音調Ｆ^＃が関
連しているオクターブを示す。

第４図は割当てられた周波数ナンバーの大きさに応じて
Ｆ^＃を基準とするオクターブに関連して楽音発生器に対
する主データセットの計算に用いられる数組の高調波係
数を割当てるサブシステム論理を示す。

参考のために述べてある米国特許第4,067,254号に記述
されているように、作動され検出された各鍵盤スイッチ
に応答して、音調検出・割当装置14は周波数ナンバーメ
モリ160から対応する周波数ナンバーをアクセスする。
アクセスされた周波数ナンバーは割当てられた楽音発生
器に対応する１組の周波数ナンバーラッチ161−163のう
ちの１つに記憶される。第４図には周波数ナンバーラッ
チは３個のみが示されているが、楽音発生システムにお
いて利用可能な複数の楽音発生器の各々に対して１個の
周波数ナンバーラッチがあるものと理解すべきである。

周波数ナンバーメモリ160は値2^-(M-N)/12を有するデー
タ語をデジタル２進形で含む固定アドレス可能メモリで
ある。但し、Ｎは値Ｎ＝1,2,……Ｍの範囲を有し、Ｍは
楽器鍵盤上の鍵スイッチの数に等しい。周波数ナンバー
は等分平均律音階における基本周波数の比を表わす。周
波数ナンバーの詳細な説明は、“複音シンセサイザ用楽
音周波数発生器”と題する米国特許第4,114,496号（特
開昭53−107815号）に含まれている。

周波数ナンバーデコーダ164−166はその関連した周波数
ナンバーラッチに記憶された周波数ナンバーを復号す
る。周波数ナンバーデコーダの詳細は第５図に示されて
いる。

周波数ナンバーラッチに記憶された周波数ナンバーは１
組の左２進シフト回路169−172により順に２進ビット１
ビットずつ左シフトされる。これらは入力周波数ナンバ
ーと予め選択された倍率（scale factor）にすることと
なり、左シフトすることにより、この倍率はそれぞれそ
の値を２倍とする。このことは周波数ナンバーを１オク
ターブ上げたことに対応する。従って、左２進シフト回
路172からの出力は、周波数ナンバーラッチ161に記憶さ
れた周波数ナンバーを４ビットだけ左シフトしたものに
なり、周波数ナンバーラッチ161に記憶された周波数ナ
ンバーの16倍の値となる。このことにより、周波数ナン
バーラッチ161に記憶された周波数ナンバーを４オクタ
ーブ上げたことに対応する。

周波数ナンバーラッチ161に記憶された周波数ナンバー
の最上桁ビット５ビットが選択されたビットシーケンス
10101の値より大きいか又はそれに等しいと、比較器173
は“1"論理２進状態を発生させる。そのような“1"状態
信号は、作動された鍵スイッチが音調Ｆ^＃６と等しい周
波数の音調又はＦ^＃６より周波数が高い音調に対応する
ことを示す。倍率を掛けられた入力周波数ナンバーと予
め選択された周波数比較ナンバー1101との差の大きさが
予め選択された比較周波数ナンバーより小さいと、比較
器は“0"状態信号を発生させる。

周波数ナンバーラッチ161に記憶された周波数ナンバー
の１ビット左２進シフト後の最上桁ビット５ビットが選
択されたビットシーケンス10101より大きいか又はそれ
に等しいと、比較器174は“1"論理２進状態を発生させ
る。そのような“1"状態信号は、作動された鍵スイッチ
が音調Ｆ^＃５の周波数と等しい音調、又はＦ^＃５より周
波数が高い音調に対応することを示す。

左２進シフト回路およびそれらに関連した比較器のうち
の残りのシフト回路および比較器173および174について
すでに説明したのと同様な方法で動作する。従って、作
動された鍵スイッチが音調Ｆ^＃４と等しい周波数の音調
又はＦ^＃４より周波数が高い音調に対応すると、比較器
175は“1"状態信号を発生させる。作動された鍵スイッ
チがＦ^＃３と等しい周波数の音調又はＦ^＃３より周波数
が高い音調に対応すると、比較器176は“1"状態信号を
発生させ、作動された鍵スイッチがＦ^＃２と等しい周波
数の音調又はＦ^＃２より周波数が高い音調に対応する
と、比較器177は“1"状態信号を発生させる。

アンドゲート178,180,181,183,184,186,187,189および1
90およびインバータ179,182,185,188からなる論理は優
先順位選択論理として動作する。この優先順位は“1"信
号を発生させる最小数字の比較器からデータ選択回路に
“1"信号を与える。この方法によりデータ選択回路は、
比較選択シーケンス10101に対して整合（match）が行わ
れたオクターブに対する高調波係数を選択する。データ
選択回路152に与えられた信号は楽音選択信号又は楽音
範囲信号と呼ばれる。楽音範囲信号は図示例として用い
られたＦ^＃を基準とするもの以外の指定された楽音（例
えばＣを基準とするもの）に対しても容易に発生させる
ことができることは自明である。このシステムは、鍵盤
スイッチがオクターブグループに限定されているとは考
えられないが任意の所望する１組の楽音に群別される状
況に対して楽音範囲信号を発生させるように容易に拡大
される。

数組の高調波係数の選択を支配するためにオクターブ選
択又は楽音選択信号を単に用いる代わりに、これらの信
号は多くの種類の楽音発生効果を制御するのに容易に用
いることができる。ビブラート発生器システムを制御す
るため楽音又は範囲信号を用いることは自明であり、ビ
ブラートを予め選択したオクターブ等に応じて適用する
ことができる。同じ信号をオクターブ又は楽音選択信号
の関数としてビブラート周波数およびビブラート変調深
さ（depth）を変化させるのに用いることができる。

第６図は、ビブラート効果が予め選択されたオクターブ
である，又は鍵盤の予め選択された間隔内にある楽音に
適用される１実施例を示す。一般的原則として、C₂−B₂
の範囲内にある楽音のような低周波数の楽音に対するビ
ブラートを除去することは音楽的に効果がある。またC₆
−C₇の範囲内にある楽音のような高周波数の楽音に対す
るビブラートを除去することも望ましい。１組の周波数
ナンバーデコーダ164−166が発生させた楽音範囲信号
は、C₃−B₅の範囲内にある楽音だけに対して１組のビブ
ラート発生器191−193を動作させるのに容易に用いるこ
とができる。

オクターブ選択信号又は楽音範囲信号は、楽音発生器の
１素子であるADSRエンベロープ発生器の速度を制御する
のにも用いることができる。これらの選択信号を用いて
アタックタイミングを低い方のオクターブでは遅くし、
高い方のオクターブでは早くすることができる。

第７図は本発明の代わりの実施例を示し、そこでは記憶
された１組だけの高調波係数を用いて鍵スイッチが作動
されるオクターブ又は楽音範囲の関数として予め選択さ
れた方法で音色が変化させられる。第７図に示したシス
テムの１つの応用は、コンサートおよび礼拝用音楽を演
奏するために設計された楽器に必要な楽音成分であるミ
クスチャー音を発生させることである。

第８図はミクスチャーストップに対する典型的な高調波
係数値を示す。このミクスチャーは、８′,4′,2 2/
3′,2′,1 3/5′および１′のピッチに対して第９図に
示してあるスペクトル反応を有する１組のディアパソン
パイプ又は楽音を用いることによって発生する。電子楽
器の設計においては、４フィートディアパソン高調波係
数値は、４フィート楽音の偶数高調波が各８フィート高
調波係数値の高調波次数の２倍に対する係数値に等しい
高調波変換を行うことによって基本的な８フィートディ
アパソン高調波係数値からえられる。従って、４フィー
ト楽音の第２高調波は８フィート楽音の第１高調波に等
しく、４フィート楽音の第４高調波は８フィート楽音の
第２高調波に等しいなどとなる。フィート楽音のすべて
の奇数高調波成分には−50dbの値が与えられる。2 2/3
フィートディアパソン高調波係数値は８フィート高調波
次数の各々に３を乗算し、その結果を高調波シーケンス
3,6,9,12,15,……30に置くことによってえられる。2 2/
3フィート楽音に対する他のすべての高調波には−50db
の値が与えられる。２フィート楽音高調波は８フィート
高調波次数に４を乗算し、その結果を高調波シーケンス
4,8,12,……32に置くことによってえられる。1 3/5フィ
ート楽音高調波は８フィート高調波次数に５を乗算し、
その結果を高調波シーケンス5,10,15,……30に置くこと
によってえられる。１フィート高調波は８フィート高調
波次数に８を乗算し、その結果を高調波シーケンス8,1
6,24,32に置くことによって得られる。

第８図に示してあるミクスチャーに対するスペクトルは
“４列ミクスチャー”と呼ばれる典型的なミクスチャー
に対するスペクトルである。ミクスチャー１に対する１
番上のスペクトルは、示されている４つのフィート数
１′,2′,1 3/5′および２′を加算することによってえ
られる。このミクスチャー１の組合せは、楽音シーケン
ス領域の最も低いオクターブに対して通常用いられる。

その次に高いオクターブ又は楽音領域は、２′,2 2/
3′,2′および1 3/5′ピッチの楽音の組合せからなるミ
クスチャー２を用いる。

その次に高いオクターブ又は楽音領域は４′,2 2/3′お
よび２′ピッチの楽音の組合せからなるミクスチャー３
を用いる。

最も高いオクターブ，又は楽音領域は、４′および2 2/
3′フィートピッチの楽音の組合せからなるミクスチャ
ー４を用いる。

第７図に示されているシステムは、高調波係数メモリ27
に記憶された１組だけの記憶された高調波係数を用いて
ミクスチャーストップに対応する楽音構造を発生させ
る。発生した楽音構造は第８図に示してある種々の４列
ミクスチャーに対する楽音構造に非常によく似ている。

第８図においてミクスチャー１と表示された楽音構造
は、1,2,1 3/5,2フィート律の楽音を加算した複合物（c
omposite）である。

各計算サイクルの開始時に、係数評価サイクルが実行制
御回路16によって開始される。カウンタ194は係数評価
サイクルの開始時に実行制御回路16によってその最小カ
ウント状態にリセットされる。カウンタ194は主クロッ
ク15によって与えられるタイミング信号によって増分さ
れる。

カウンタ194のカウント状態に応答して、高調波シフト
回路185は高調波係数メモリ27から高調波係数をアクセ
スアウトする。係数評価サイクルの終了時に、計算サイ
クルが開始される。計算サイクルは楽音発生システムに
ついて上述した方法で実施されるが、今後はメモリアド
レスデコーダ25は乗算器28へデータ入力の１つとして与
えられるミクスチャー高調波係数195から高調波係数を
アクセスするという変形が行われている。

周波数ナンバーデコーダ164のような周波数ナンバーデ
コーダからの出力が第１楽音領域で作動された鍵盤スイ
ッチに対応すると、高調波シフト回路185はカウンタ194
のカウント状態に応答して高調波係数メモリ27から高調
波係数を読出す。周波数ナンバーデコーダからの出力が
第Ｍ番目の楽音領域において作動された鍵盤スイッチに
対応すると、高調波シフト回路185は、カウンタ194のカ
ウント状態に対応するアドレスにおいて高調波係数メモ
リから高調波係数をアドレスアウトする。

第10図は高調波シフト回路185の概略図である。定数Ｍ
の値は、周波数ナンバーデコーダによって与えられた楽
音範囲信号に応答してＭ選択回路195′から選択され
る。Ｍは通常は楽音範囲ナンバーに等しい。減算器196
はカウンタ194のカウント状態からＭの値を減算する。
比較器197の出力ＫはもしＪが１より大きければＪに等
しくなり、Ｊが１に等しいか、又は１より小さければＫ
＝３となる。比較器198はもしＪが値7,11,13および14の
うちのどれかに等しければ同等信号を発生させる。

同等信号が発生すると、選択ゲートは翻訳回路199が発
生させた値を転送して高調波係数を高調波係数メモリ27
からアドレスする。同等信号が発生しないと、比較器19
7からの出力は高調波係数メモリ27から高調波係数をア
ドレスするのに用いられる。翻訳回路199はアドレス可
能メモリとして実施されているので、もし同等信号が発
生すると、第３表に示されている値が実施される。

第３表 Ｊ 出力値 ７ ６ 11 10 13 12 14 12 ミクスチャー高調波係数195は、別の状況では高調波シ
フト回路185によって除去されるかもしれない第16高調
波に対して一定の係数値が常に存在するように実施され
ている。第16高調波に対する適当な値は8.77S又は−5db
である。

第11図は４つの楽音領域に対して発生する４つのミクス
チャーを示す。

第７図に示してある楽音発生システムは、１組だけの高
調波係数の高調波ナンバーをシフトさせ、高調波翻訳シ
ステムが一部の高調波成分を除去するのに用いられる他
の変形に容易に拡大される。

本発明はまた、選択された１組の高調波係数を用いてフ
ーリエ形変換を実施することによって楽音波形を合成す
る種類の他の楽音発生器にも組み入れることができる。
この種類のシステムは“コンピュータオルガン”と題す
る米国特許第3,809,786号に記述されている。

第12図は上記の特許に説明されているコンピュータオル
ガンに本発明を組み入れた楽音発生器システムを示す。
第12図に示されているシステムブロックには、300に上
記特許の第１図に示されている対応するブロック番号を
加えた数字がつけられている。

楽器鍵盤スイッチ312に含まれる鍵スイッチを閉じる
と、対応する周波数ナンバーが周波数ナンバーメモリ31
4からアクセスアウトされる。アクセスされた周波数ナ
ンバーは楽音間隔加算器325の内容に反復して加算され
る。楽音間隔加算器325の内容は、波形振幅値が計算さ
れるサンプル点を指定する。各サンプル点に対し、デー
タ選択回路152によって与えられた高調波係数値と正弦
波関数表321から読出された三角関数正弦波関数値とを
乗算することによって多数の高調波成分の振幅が個々に
計算される。高調波成分振幅はアキュムレータ316にお
いて代数的に合計されサンプル点における正味振幅を得
る。サンプル点振幅はＤ−Ａ変換器318によってアナロ
グ信号に変換され、次に音響システム311に与えられ
る。

正弦波関数表321は三角関数sin（２π/64）の値を記憶
する。これらの値はシステムにより発生される最高基本
周波数楽音ピッチに対し１周期当たり64点を有する波形
に対応する。

１組の高調波係数メモリ315−315kおよびデータ選択回
路152は、第１図に示した楽音発生システムに対して上
述した方法で動作する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、１組の高調波係数値から鍵スイッ
チの押された音調の楽音範囲に応じて、この音調波係数
値から組み合わせた音調波係数値による楽音を形成し、
発音するようにしたので、組み合わせごとにそれぞれの
高調波係数値を予め用意する必要がなく、また、音調に
よる音色の変化が得られ、楽音の音域による単調さを改
善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例の概略図である。 第２図は、オクターブデータ発生システムの概略図であ
る。 第３図は、オクターブデコーダおよびデータ選択システ
ムブロックの概略図である。 第４図は、音調（note）ナンバー楽音選択論理の概略図
である。 第５図は、周波数ナンバーデコーダ164の概略図であ
る。 第６図は、ビブラート選択システムの概略図である。 第７図は、本発明の代わりの実施例の概略図である。 第８図は、ミクスチャースペクトル成分を示す。 第９図は、選択されたフィート数におけるディアパソン
型音に対するスペクトルを示す。 第10図は、高調波シフト185の概略図である。 第11図は、代わりのシステム実施例によって発生される
ミクスチャースペクトルを示す。 第12図は、本発明の第２の別の実施例である。 第１図において、11は音響システム,12は楽器鍵盤スイ
ッチ,14は音調検出・割当装置,16は実行制御回路,19は
語カウンタ,20は高調波カウンタ,21は加算器−アキュム
レータ,22はゲート,23,25はメモリアドレスレコーダ,24
は正弦波関数表,26は第１高調波係数,27は第２高調波係
数,28は乗算器,33,151は加算器,34は主レジスタ,150は
楽音発生器,152はデータ選択回路,153は第Ｋ番目の高調
波係数。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】楽音波形を規定する複数のデータ語を計算
   し、逐次Ｄ−Ａ変換器に転送し楽音に変換する電子楽器
   において、 鍵スイッチの作動に応答して発生する楽音の音調を検出
   し、楽音発生手段に割当てる音調検出割当手段と、 該音調検出割当手段で検出された音調の所定の楽音範囲
   を検出しその楽音範囲信号を発生する楽音範囲発生手段
   と、 ８フィート律の楽音の高調波成分に対し、基本波（１
   次）を含む高調波次数と係数の対応テーブルを記憶した
   １組の高調波係数値メモリ手段と、 ４フィート律の楽音の高調波成分に対しては前記８フィ
   ート律の高調波成分を次数を２倍した次数に対応させた
   ものとし、2 2/3フィート律の楽音の高調波成分に対し
   ては、前記８フィート律の高調波成分を次数を３倍した
   次数に対応させたものとし、２フィート律の楽音の高調
   波成分に対しては、前記８フィート律の高調波成分を次
   数を４倍した次数に対応させたものとし、1 3/5フィー
   ト律の楽音の高調波成分に対しては、前記８フィート律
   の高調波成分を次数を５倍した次数に対応させたものと
   し、１フィート律の楽音の高調波成分に対しては、前記
   ８フィート律の高調波成分を次数を８倍した次数に対応
   させたものとし、前記楽音範囲発生手段からの楽音範囲
   信号に応じて、適宜これら各フィート律の高調波係数値
   を組み合わせる選択組合せ手段と、 該選択組合せ手段で選択組合せられた高調波係数値から
   楽音波形を規定する複数のデータ語を計算する計算手段
   を備え、 １組の高調波係数値から、楽音範囲に応じて音色が変化
   する楽音を発生する電子楽器。
2. 【請求項２】前記高調波係数値メモリ手段に記憶されて
   いる高調波係数はディアパソン型８フィート楽音波形を
   規定する１組の高調波係数値が記憶されており、前記楽
   音範囲発生手段の楽音範囲信号が最低音部の場合には、
   １フィート、２フィート、1 3/5フィートの楽音を、そ
   の上のオクターブの場合には、２フィート、2 2/3フィ
   ート、1 3/5フィートの楽音を、その上のオクターブの
   場合には４フィート、2 2/3フィート、２フィートの楽
   音を、最高オクターブの場合には４フィート、2 2/3フ
   ィートの楽音を組み合わせることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の電子楽器。