JPH08238240A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH08238240A
JPH08238240A JP7043269A JP4326995A JPH08238240A JP H08238240 A JPH08238240 A JP H08238240A JP 7043269 A JP7043269 A JP 7043269A JP 4326995 A JP4326995 A JP 4326995A JP H08238240 A JPH08238240 A JP H08238240A
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JP
Japan
Prior art keywords
stc
data
signal
gain
control circuit
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JP7043269A
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Genichi Watanabe
元一 渡辺
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Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】STC信号作成時間の短縮化と必要とするメモ
リ容量の低減。 【構成】受波エコー信号領域を時系列順に分割して設定
された各設定点d0〜iの利得レベルを設定値設定器32
で設定する。そして、利得レベルを変動させる毎に、利
得レベル変動が行われた設定点dxと隣接する設定点d
x+1との間の利得設定情報を主制御回路35が出力す
る。そして、主制御回路35が出力した利得設定情報を
基にして、STCコントローラ36がD/A変換器37
を介してSTC信号を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、STC機能を備えた超
音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、超音波診断装置として、図5に
示すように構成されたものがある。すなわち、この超音
波診断装置は、主制御回路1が発したトリガー信号を基
にして、送波回路2が超音波探触子3に対して駆動パル
スを送信する。駆動パルスを受けた超音波探触子3は被
検体(図示省略)に対して超音波を送信する。送信され
た超音波は被検体で反射し、その反射波を超音波探触子
3が受波する。超音波探触子3が受波した受波エコー信
号は超音波探触子3から受波回路4に送られ、さらに
は、整相回路5で各受波エコー信号の位相揃えが行われ
たのち、対数増幅回路6で対数増幅される。そして、対
数増幅された受波エコー信号は検波回路7で検波され、
検波された受波エコー信号はA/D変換器8でA/D変
換されたのち、デジタルスキャンコンバータ(以下、D
SCと称す)9に送られる。DSC9は極座標データで
ある受波エコー信号を直交座標データに変換し、その直
交座標データに対応するアドレスに表示データを記憶し
たのち、表示装置10に送信する。なお、図中、符号1
1は入力操作を行うキーボード回路である。
【0003】ところで、超音波には、被検体深部の反射
で得られる受波エコー信号ほど、指数的に減衰するとい
う特徴があり、得られる受波エコー信号をそのまま画像
に変換したのでは、被検体深部の画像が不明瞭となる。
【0004】そこで、超音波診断装置では、減衰する受
波エコー信号の利得を補償しており、そのために、ST
C回路12と信号加算回路13とが設けられている。S
TC回路12は利得を補償する分、元の受波エコー信号
に加算されるSTC信号を作成しており、信号加算回路
13は対数増幅回路6で増幅された受波エコー信号に前
記したSTC信号を加算したうえで検波回路7に出力し
ている。
【0005】従来から、このようなSTC回路12は図
6、図7に示すように構成されていた。すなわち、図6
に示すSTC回路12は複数のスライドボリュームから
なる設定値設定器14を有している。各スライドボリュ
ームは受波エコー信号の信号領域を時系列順に複数に分
割することで設定した設定点d0〜i毎に設けられてお
り、設定点d0〜i毎の利得値(以下、設定値という)D
0〜iを任意に設定するために設けられている。そして、
スライドボリュームで設定された各設定点d0〜iの設定
値D0〜i(設定値Dは電圧信号として設定される)は、
切換器15で切り替えられて順次A/D変換器16に送
られる。各設定値D0〜iはここでA/D変換されたの
ち、主制御回路1に送られる。主制御回路1では、各設
定点d0〜iの設定値D0〜iを基にして内捜補間演算処理
を行ってSTCデータを作成する。作成されたSTCデ
ータはSTCデータメモリ17に書き込まれる。受波エ
コー信号領域すべてのSTCデータがSTCデータメモ
リ17に書き込まれると、そのSTCデータはD/A変
換器18でD/A変換される。そして、このようにして
形成されたSTC信号がD/A変換器18から信号加算
回路13に出力される。
【0006】また図7に示すSTC回路12’では、ス
ライドボリュームに代えて、複数のSTC設定キースイ
ッチからなる設定値設定器20を有している。各STC
設定キースイッチはスライドボリュームと同様、設定点
0〜i毎の設定値D0〜iを任意に設定するために設定点
0〜i毎に設けられている。各STC設定キースイッチ
はアップキーおよびダウンキーからなっており、キーボ
ード回路11上に設けられている。設定器設定器20は
アップ・ダウンの各キーの押圧操作に応じた信号を副制
御回路21に出力するようになっている。これらの信号
は各アップ・ダウンの各キーが押圧操作されている期間
中、出力されるようになっている。副制御回路21はキ
ーボードスキャンを行い、設定値設定器20からの信号
割り込みの検知を行う。
【0007】そして、設定値設定器20からの信号割り
込みを検知すると、割り込み入力された信号がアップ・
キー信号である場合は、利得増加を示すコード信号を主
制御回路1に出力する。また、割り込み入力された信号
がダウンキー信号である場合は、利得減少を示すコード
信号を主制御回路1に出力する。主制御回路1では、副
制御回路21から入力されるコード信号を積算すること
で設定値D0〜iを算出し、その設定値D0〜iを基にして
内捜補間演算処理を行ってSTCデータを作成する。作
成されたSTCデータはSTCデータメモリ22に書き
込まれる。受波エコー信号領域すべてのSTCデータが
STCデータメモリ22に書き込まれると、そのSTC
データはD/A変換器23でD/A変換されてSTC信
号となり、このようにして形成されたSTC信号がD/
A変換器23から信号加算回路13に出力される。
【0008】次に、主制御回路1によるSTCデータ作
成操作を説明する。主制御回路1では、隣接する設定点
x,dx+1の間を所定数(j+1)xに分割し、それぞ
れの分割点n0〜jの利得を両脇に位置する設定点dx
x+1の利得から演算することで、内捜補間している。
すなわち、図8に示すように、受波エコー信号の信号領
域に設定した設定点d0〜diにおいて、隣接する設定点
x,dx+1の間に(j+1)x個の分割点n0〜nj(分
割点n0は設定点dxと同じあり、また、分割点nの数
(j+1)xは各設定点dx毎に種々設定されている)を
設定した場合、分割点ny,ny+1の勾配、すなわち、利
得変化量δ(i)は次の式で求められる。
【0009】 δ(i)=(Dx+1−Dx)/(j+1)x… したがって、設定点dxと設定点dx+1との間に設けられ
た分割点n0〜jのうち、設定点dxからy番目に位置す
る分割点nyの補間利得データS(x,y)は次の式
で求められる。
【0010】S(x,y)=Dx+δ(i)・y… このような算出方法により、受波エコー信号領域全域の
分割点補間利得データΣ{S(x,y)}を算出したの
ち、これらデータをSTCデータメモリ17,22に書
き込む。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにして構成された従来の超音波診断装置には、主制御
回路1において、STC信号を作成するのに比較的長時
間を要するうえ、STC信号作成の際に行われる内捜補
間演算を実行するプログラムソフトの数が多く、そのた
めに、それらプログラムソフトを格納するのに、多大な
るメモリが必要となるという課題があった。すなわち、
主制御回路1では、受波エコー信号領域全域の分割点補
間利得データΣ{S(x,y)}をSTCデータメモリ
17,22に出力する作業を周期的に繰り返し行うこと
で、STC信号を作成している。しかしながら、一般
に、設定点dは9点設定され、分割点nは64点設定さ
れるようになっている。そのため、分割点nすべての補
間利得データを算出する場合には、前記した,式の
計算を、64×9=512回行う必要があり、このよう
に多量の計算を行うのに多大な時間を要するうえ、計算
を実行するプログラムソフトの数も多くなり、そのソフ
トを格納するメモリ容量も大きいものが必要となってい
た。
【0012】したがって、本発明においては、STC信
号作成時間の短縮化と必要とするメモリ容量を低減を図
ることを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明においては、受波エコー信号領域を時
系列順に分割して設定された各設定点の利得レベルを設
定する利得レベル設定手段と、前記利得レベル設定手段
が利得レベルを変動させる毎に、利得レベル変動が行わ
れた前記設定点と隣接する設定点との間の利得設定情報
を出力する利得設定情報出力手段と、前記利得設定情報
出力手段が出力した利得設定情報を基にして受波エコー
信号に加算されるSTC信号を作成するSTC信号作成
手段とを備えて超音波診断装置を構成した。
【0014】
【作用】利得レベル設定手段が利得レベルを変動させる
毎に、利得レベルの変動が行われた設定点と隣接する設
定点との間の利得設定情報だけを利得設定情報出力手段
が出力するので、利得設定情報の出力に要する時間およ
び、プログラムソフトが必要最小限でよくなる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。
【0016】図1は、本発明の一実施例の超音波診断装
置の要部の構成を示すブロック図である。この超音波診
断装置の基本的な構成は図5に示したものと同様であ
り、同一ないし同様の部分には同一の符号を付し、その
構成および動作についての説明は省略する。
【0017】この超音波診断装置はSTC回路30と主
制御回路31の構成に特徴がある。すなわち、STC回
路30は、設定値設定器32と、切替器33と、A/D
変換器34と、副制御回路35と、STCコントローラ
36と、D/A変換器37とを備えている。
【0018】設定値設定器32は設定点d0〜i毎に設け
られた複数のスライドボリュームからなっており、各設
定点d0〜iの設定値D0〜iを電圧信号にして切替器33
に出力している。
【0019】切替器33は、設定値設定器32から設定
値Dxが入力されると、設定値Dxが出力された設定点d
xを特定したうえで、A/D変換器34に出力する。設
定点dxの特定は設定値設定器32の信号割り込みが発
生する毎に主制御回路31が出力する選択コードを基に
して行われる。
【0020】A/D変換器34は切替器33から入力さ
れた設定値Dxと設定点dxの各データをA/D変換して
副制御回路35に出力している。
【0021】副制御回路35は、キーボード回路11お
よび設定値設定器32のスキャン操作を行っており、ス
キャン操作によって設定値設定器32の出力を確認し
て、そのデータを入力するようになっている。また、副
制御回路35には、各設定点d0〜iの設定値D0〜iが記
憶されており、入力された設定点dxの設定値Dxと記憶
されている設定点dxの設定値Dx’とが比較される。そ
して、設定値Dxが変動していることを確認すると、設
定値変動に基なう内捜補間演算のやり直しに必要なデー
タ(一部のデータは副制御回路35における演算によっ
て求められる)をコード化して主制御回路31に出力す
る。さらに、副制御回路35は、設定値Dxのデータが
入力されると、その設定値Dxを先記憶データDx’から
記憶更新することで、記憶内容を常時、設定値設定器3
2の設定状態に合致させるようになっている。
【0022】なお、副制御回路35は、キーボード回路
11の入力データを主制御回路30に送信する際に用い
られる副制御回路(図7の従来例における副制御回路2
1と同様)を兼用することができ、設定値データ送信用
の副制御回路を別途設ける必要がない。さらには、副制
御回路35を介して主制御回路31に送られる設定値D
0〜iのデータは、副制御回路35を介して送られるキー
ボード回路11の入力データと同様のコード信号(シリ
アル転送信号:例.調歩同期式RS232規格)にして
送ることができる。そのため、スライドボリュームから
なる設定値設定器32を備えているにもかかわらず、設
定値D0〜iのデータを主制御回路31に送信するのに、
キーボード入力送信用の接続ラインを兼用することがで
き、設定値送信用の送信線を別途設ける必要もない。
【0023】主制御回路31は、副制御回路35から入
力されたコード信号を解読してデータ化してSTCコン
トローラ35に出力する一方、前述したように、副制御
回路35を介して切替器33に変換コードを出力してい
る。また、主制御回路31には、予め、分割点数(j+
1)0〜i、および分周比K0〜iが記憶されている。
【0024】分割点数(j+1)0〜iは隣接する設定点
x,dx+1の間に設けられた分割点n0〜njの数であ
り、分割点n0は設定点dxと同じである。また、分割点
数は各設定点dxで種々設定されている。
【0025】分周比K0〜iはSTC操作のベースとなる
STCクロック信号を分周する比率を決定する変数であ
って、各設定点d0〜i毎に設定されている。そして、隣
接する設定点dx,dx+1の間にどのような比率で各分割
点n0〜njを配するかは、この分周比K0〜iによって決
定されるようになっている。分周比K0〜iは超音波診断
装置の診断サイズに応じた画像の滑らかさ具合から計算
されるものであって、周知の値が用いられることが多
い。
【0026】STCコントローラ36は主制御回路31
から入力されたデータをもとにしてSTCデータを作成
している。
【0027】D/A変換器37はSTCコントローラ3
6から出力されたSTCデータをD/A変換することで
STC信号を作成し、そのSTC信号を信号加算回路1
3に出力している。
【0028】なお、図中符号38は入力用のキーボード
である。
【0029】ところで、副制御回路35として、ワンチ
ップCPU等を用いると、そのワンチップCPUにはA
/D変換器23および切替器33が内蔵されているの
で、その分、部品点数の削減が図れる。さらには、A/
D変換器34および切替器33が内蔵された副制御回路
35と、スライドボリュームからなる設定値設定器32
とを、キーボード回路11の基板上に実装することがで
き、そうすれば、装置の小型化も図れる。
【0030】次に、副制御回路35の操作を図3に示す
フローチャートを基にして説明する。すなわち、副制御
回路35は設定値設定器32から信号割り込みが生じた
ことを検知する(S1)と、そのデータ、つまり、入力
された設定点dxの設定値Dxを設定値設定器32から読
み込む(S2)。そして、入力された設定値Dxと、先
記憶している設定値Dx’とを比較して設定値Dxが変動
しているか否かを判断する(S3)。設定値Dxが変動
していると判断すると、変動設定値Dxと、その設定点
xとをコード信号化して主制御回路31に出力する
(S4,S5)。なお、変動設定値Dxに代えて、変化
量δ(Dx)=Dx−Dx’を出力しても後述する操作は
行え、変動設定値Dxか変化量δ(Dx)かは必要に応じ
て選択される。
【0031】次に、主制御回路31の操作を図4に示す
フローチャートを基にして説明する。すなわち、副制御
回路35からコード信号入力の割り込みが生じる(S
6)と、主制御回路31は、入力された変動設定値
x,設定点dxの各コード信号を読み込む(S7)。そ
して、読み込んだコード信号をデータに変換し、変換し
た変動設定値Dxおよび設定点dxの各データを、予め主
制御回路31で記憶している分割点数(j+1)xおよ
び分周比データKxとともに、STCコントローラ36
に出力する(S8)。
【0032】次に、STCコントローラ36の操作を説
明する。STCコントローラ36は、図2に示すよう
に、レジスタファイル40と演算ユニット41とを備え
ている。レジスタファイル40には、各設定点d0〜i
補間データが書き込まれるファイル400〜iを備えてい
る。各ファイル400〜iには、各設定点d0〜iを記憶す
る設定点ファイル40aと、各設定点d0〜iの設定値D
0〜iを記憶する設定値ファイル40bと、各設定点d
0〜iの分割点n0〜jの数(j+1)xを記憶する分割点
数ファイル40cと、各設定点d0〜iの分周比K0〜i
記憶する分周比ファイル40dとが設けられている。
【0033】演算ユニット41には、分周比Kによって
STCクロックを分周する分周カウンタ42と、利得変
化量δ(i)=(Dx+1−Dx)/(j+1)xを演算す
るステップデータ算出器43と、アドレスカウンタ44
と、設定点dxからy番目に位置する分割点nyの補間利
得データS(x,y)=Dx+δ(i)・yを演算する
加算器45と、加算器45の演算出力をラッチしてST
Cデータを作成し、そのSTCデータをD/A変換器3
7に出力する出力レジスタ46とを備えている。
【0034】次に、このように構成されたSTCコント
ローラ36の操作を説明する。まず、レジスタファイル
40の記憶操作を説明する。すなわち、変動した設定点
x、変動設定値Dx、設定点dxの分割点数(j+
1)x、および設定点dxの分周比Kxの各データがレジ
スタファイル40に入力されると、順次そのデータに対
応するファイルの先記憶データが入力されたデータによ
って書き換えられる。このようにして、レジスタファイ
ル40には、常時、設定値設定器32で設定された最新
のSTC設定情報が更新記憶される。
【0035】次に、レジスタファイル40からの読み出
し操作を説明する。すなわち、アドレスカウンタ44に
はパルサ信号Aが入力されており、パルサ信号Aの入力
によってアドレスカウンタ44はアドレス信号Pをレジ
スタファイル40に出力している。アドレス信号Pは設
定点d0〜iに対応した番地が設定されており、順次、番
地が更新されるようになっている。したがって、まず、
アドレスカウンタ44からは、設定点d0に対応するア
ドレス信号P0がレジスタファイル40に出力される。
なお、アドレス信号P0〜iの番地更新については後述す
る。
【0036】アドレス信号P0がレジスターファイル4
0に入力されると、レジスターファイル40は、ファイ
ル400,401から設定値D0、設定値D1、設定点d0
の分割点数(J+1)0、および分周比K0を演算ユニッ
ト41に出力する。
【0037】レジスタファイル40から分周比K0が入
力された分周カウンタ42は、(STCクロックを(1
/分周比K0)で分周し、その分周信号K0’をアドレス
カウンタ44と、出力レジスタ46に出力する。アドレ
スカウンタ44と出力レジスタ46とは、入力される分
周信号K0〜i’によって各分割点n0〜jの位置を算定し
ている。
【0038】一方、ステップデータ算出器43には、レ
ジスタファイル40から設定値D0,D1、および設定点
0の分割点数(j+1)0が入力される。ステップデー
タ算出器43はこれらのデータから分割点n0〜j間の変
化量δ(0)=(D1−D0)/(j+1)0を演算し
て、その変化量δ(0)を加算器45に出力する。
【0039】加算器45には、ステップデータ算出器4
3から変化量δ(0)が、また、レジスタファイル40
から設定値D0がそれぞれ入力される。そして、加算器
45はこれらデータを基にして、設定点d0とd1との間
に設けられた各分割点n0〜jの補間利得データS(0,
y)を演算して、そのデータを出力レジスタ46に出力
する。
【0040】なお、補間利得データS(x,y)の演算
は、従来例の式と同様、次のようして行われる。すな
わち、設定点dxからy番目に位置する分割点nyの補間
利得データS(x,y)は、S(x,y)=Dx+δ
(x)・yの式で算出される。
【0041】出力レジスタ46は、設定点d0の各補間
利得データS(0,y)をラッチして、そのデータをD
/A変換器37に出力するとともに、加算器45にフィ
ードバックする。そして、設定点d0設定点d1にある分
割点n0〜jすべての補間利得データS(0,y)がD/
A変換器37に出力されると、アドレスカウンタ44の
アドレス信号Pが更新され。したがって、アドレスカウ
ンタ44からは設定点d1を示すアドレス信号P1がレジ
スタファイル40に出力される。
【0042】アドレス信号P1が入力されたレジスタフ
ァイル40は、ファイル401,402から設定値D1
設定値D2、設定点d1の分割点数(J+1)1、および
分周比K1を演算ユニット41に出力する。
【0043】設定値D1、設定値D2、設定点d1の分割
点数(J+1)1、および分周比K1が入力された演算ユ
ニット41は、上記と同様の操作を行って、設定点
1,d2間の各分割点n0〜jの補間利得データS(1,
y)を作成して、D/A変換器37に出力する。
【0044】このような操作をすべての設定点d0〜i
おいて行うことで、D/A変換器37からSTC信号を
出力する。
【0045】この超音波診断装置では、上記したよう
に、最初に、設定点dx,設定値Dx、分割点数(j+
1)x、分周比Kxからなる各設定点d0〜iのデータを設
定点d0〜i分、すなわち、i+1個だけ主制御回路1か
らSTCコントローラ36に出力しておけば、後は、設
定値の変動があったときだけ、変動のあった設定点dx
のデータを出力するだけでよい。
【0046】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、利得レベ
ル設定手段が利得レベルを変動させる毎に、利得レベル
の変動が行われた設定点と隣接する設定点との間の利得
設定情報だけを利得設定情報出力手段が出力するので、
利得情報出力に要する時間および、プログラムソフトが
必要最小限でよくなり、その分、画像描画処理、診断計
測処理等の応答性が向上した。
【0047】また、プログラムソフト量の削減が図れる
ことで、これらプログラムソフトを格納するメモリの容
量も削減することでき、その分、コストダウンが図れる
という効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る超音波診断装置の要部
の構造を示すブロック図である。
【図2】一実施例の超音波診断装置のさらに要部の構成
を示すブロック図である。
【図3】実施例の超音波診断装置の副制御回路の操作内
容を示すフローチャートである。
【図4】実施例の超音波診断装置の主制御回路の操作内
容を示すフローチャートである。
【図5】本発明にかかる超音波診断装置の全体構造を示
すブロック図である。
【図6】第1の従来例の要部の構成を示すブロック図で
ある。
【図7】第2の従来例の要部の構成を示すブロック図で
ある。
【図8】受波エコー信号に設定された設定点および分割
点の説明に供する線図である。
【符号の説明】
32 設定値設定器 35 主制御部 36 STCコントローラ 37 D/A変換器 d 設定点 D 設定値 n 分割点

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受波エコー信号領域を時系列順に分割し
    て設定された各設定点の利得レベルを設定する利得レベ
    ル設定手段と、 前記利得レベル設定手段が利得レベルを変動させる毎
    に、利得レベル変動が行われた前記設定点と隣接する設
    定点との間の利得設定情報を出力する利得設定情報出力
    手段と、 前記利得設定情報出力手段が出力した利得設定情報を基
    にして受波エコー信号に加算されるSTC信号を作成す
    るSTC信号作成手段とを備えたことを特徴とする超音
    波診断装置。
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