JPS581193A

JPS581193A - 電子楽器

Info

Publication number: JPS581193A
Application number: JP56098341A
Authority: JP
Inventors: 国井　崇
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1983-01-06
Also published as: JPH0231397B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、演算系音色の楽音と加算系音色の楽音を択
一的に発生する電子楽器において楽音波形発生回路を効
率的に利用することに関する。

電子楽器の楽音発生方式には種々の方式が有り、夫々特
色のある音色（音質）の合成が可能である。

その主なものとして、演算系楽音発生方式と加算系楽音
発生方式を挙げることができる。演算系楽音発生方式と
は、所望の音色に対応するパラメータにもとづいて楽音
波形発生演算を行なう方式であり、パラメータ制御によ
って音色の選択・変更がなされる。加算系楽音発生方式
とは、所望の組合せ及び振幅比率で複数の部分音を夫々
発生しこれらを加算することにより楽音波形を発生する
方式である。前者の一例としては、特開昭５０−１２６
４０６　号公報に示されたような周波数変調演算による
楽音発生方式などが有り、後者の一例としては、特開昭
４８−９０２１７号公報に示されたような高調波合成演
算による楽音発生方式などがある。説明の便宜上、演算
系楽音発生方式によって発生される楽音の音色を演算系
音色といい、加算系楽音発生方式によって発生される楽
音の音色を加算系音色ということにする。一般に、製品
化された電子楽器においては音色選択の幅を広げるため
に演算系音色と加算系音色のどちらでも選択可能にする
のが普通であり、その場合各系統の音色に個別に対応し
て別々の楽音波形発生回路を設けねばならなかった。と
ころで、加算系音色にあっては多数の高調波のうち任意
のものを自由に制御し加算合成し得るようにすることが
高品質の音色を合成する上で重要であり、そのためには
加算系音色用の楽音波形発生回路の規模をできるだけ太
き（して多数の部分音を発生し得るようにしなければな
らない。しかし、コスト及び装置構成等の都合上、楽音
波形発生回路の規模を無闇に大きくできないのが実状で
ある。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、演算系音
色と加算系音色の楽音を択一的に選択して発生する電子
楽器において、楽音波形発生回路の規模を拡大せずに、
高品質の音色（特に加算系音色）を合成し得るようにす
ることを目的とする。

演算系音色合成用の楽音波形発生回路と加算系音色合成
用の楽音波形発生回路とを夫々具備し、演算系音色が選
択された場合は従来と同様演算系用の楽音波形発生回路
で楽音波形を発生するが、加算系音色が選択された場合
は部分音のいくつか（例えば特に部分音の中でも重要な
価値をもつ基本波等の部分音）を発生するために演算系
の楽音波形発生回路を使用し、加算系の楽音波形発生回
路ではその他の部分音を発生する。こうすると加算系の
楽音波形発生回路の規模を拡大することなく部分音の数
を増すことができる。また、演算系の楽音波形発生回路
で発生する部分音に複数の高調波成分が予じめ多少含ま
れるようにすれば、加算系の楽音波形発生回路だけでは
発生しきれない高調波成分を補なうことができるので音
質の向上に役立つ。また、そうすることによって加算系
の楽音波形発生回路では高調波の中でも特に強調したい
ものに対応する部分音を発生するようにすればよいこと
になり、無駄のない効率的な構成で高品質な加算系音色
を合成することができる。

以下添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説
明しよう。

第１図において、キースイッチ回路１０は鍵盤の各錘に
対応するキースイッチを含んでおり、押圧された鍵を示
す情報を波形発生回路１１及び１２に与える。説明の便
宜上、この実施例が単音電子楽器であるとすると、キー
スイッチ回路１０は単音優先回路を含んでおり、複数の
鍵が同時に押圧された場合そのうち単一の押圧鍵の情報
を出力する。演算系音色用の波形発生回路１１は、押圧
鍵に対応する楽音信号を演算系楽音発生方式（すなわち
所望の音色に対応するパラメータにもとづいて楽音波形
発生演算を行なう方式）によって発生するものである。

例えば、特開昭５０−１２６４０６号または特開昭５５
−６７７９９号等に示された周波数変調演算方式、ある
いは特開昭５５−３２０２８号に示されたような時間窓
関数を用いた演算方式、あるいは特願昭５４−１３８５
３４号に示されたような帰還型振幅変調演算方式、ある
いは電圧制御型発振器及び電圧制御型フィルタ等を用い
たアナログシンセサイザ方式、など適宜の演算系楽音発
生方式を用いて波形発生回路１１を構成することができ
る。

加算系音色用の波形発生回路１２は、押圧鍵に対応する
楽音信号を加算系楽音発生方式（すなわち複数の部分音
を夫々発生しこれらを加算することにより所望の楽音波
形を発生する方式）によって発生するものである。例え
ば、特開昭４８−９０２１７号に示されたようなディジ
タル的に高調波合成計算を行なうコンピュータオルガン
方式、あるいは特開昭５５−６７７９９号に示されたよ
うなアルゴリズムコントロール型の演算器を用いて各部
分音波形を時分割で発生し加算する方式、あるいは各高
調波（フィート系）に対応するアナログの部分音波形を
個別に発生してこれらを適宜の振幅比率で加算合成する
方式、など適宜の加算系楽音発生方式を用いて波形発生
回路１２を構成することができる。両波形発生回路１１
．１２の出力は加算回路１６で加算されてサウンドシス
テム１４に至る。

１５は演算系音色選択スイッチ群であり、例えば８種類
の演算系音色のうちいずれかを選択することが可能であ
る。１６Ａ及び１６Ｂは加算系音色選択スイッチ群であ
り、各部分音のレベルを選択設定するためのスイッチを
含んでいる。−例として、スイッチ群１６Ａは１６フイ
ート系の部分音（フルー）１６フイート系の意味でＦ１
６’なる記号が付しである）及び８フイート系の部分音
（Ｆ８′）の２つの部分音に対応するスイッチを含み、
スイッチ群１６Ｂはフルート５＋フイート系乃至１フイ
ート系の部分音（Ｆｓ−Ｌ’、Ｆ４’、Ｆ２スｌ、３Ｆｌ−！−′、Ｆ１′）及びアタック４フイート系乃至
２フイート系の部分音（ＡＴ４’、Ａｒ２”、Ａｒ３２′　）の８つの部分音に対応するスイッチを含む。

尚、フルート系の部分音は正弦波もしくはそれに近い波
形をもち、持続系エンベロープで発音される。また、ア
タック系の部分音は同様に正弦波もしくはそれに近い波
形をもち、パーカッシブ系エンベロープで発音される。

また、周知のように、各フィート系１６’、８′、５１
′、４Ｉ、２−８−′、２１、３１に′、１′は８フイート系（８′）を基準にすると各
々Σ、１．１丁、２．３．４．５．８の周波数比をもつ
。

演算系／加算系切換スイッチ１７Ａ、１７Ｂは演算系音
色及び加算系音色のどちらか一方を選択するためのもの
で、加算系音色を選択する場合は図示のように１６フイ
ート系及び８フイート系の部分片選択用スイッチ群１６
Ａの出力を演算系の波形発生回路１１に与えると共にそ
の他の部分音選択用スイッチ群１６Ｂの出力を加算系の
波形発生回路１２に与える。演算系音色を選択する場合
はスイッチ１７Ａ及び１７Ｂが図示とは反対の位置に連
動して切換わり、演算系音色選択スイッチ群１５の出力
が演算系波形発生回路１１だけに与えられる。

従って、スイッチ１７Ａ、１７Ｂによって演算系音色が
選択された場合、演算系音色選択スイッチ群１５で選択
されている音色に対応するパラメータが演算系波形発生
回路１１に与えられ、このパラメータにもとづき楽音波
形発生演算が該回路１１で実行される。例えば回路１１
で周波数変調演算を実行する場合、その演算基本式は次
の通りである。

Ｅ（ｔ）ｓｉｎ　（Ｋ＋ωｔ＋Ｉ　（ｔ）ｓｉｎＫ＊ω
ｔ　）四囲・（１１ｇ　（ｔ）は振幅エンベロープを設
定する係数、Ｋ１、Ｋ訂搬送波及び変調波の周波数を制
御する数値、Ｉ　（ｔ）は変調指数の時間関数である。

Ｅ（ｔ）、Ｉ（ｔ）。

Ｋ、％に！が音色に応じたパラメータであり、ωは押圧
鍵の音高に応じたパラメータである。周波数変調演算に
よって楽音波形を発生する場合、回路１１で実行される
演算式は上記（１）式に限らず、多項あるいは多重の周
波数変調演算を選択された音色に応じて適宜実行する。

演算系音色が選択された場合は加算系波形発生回路１２
には加算系音色選択スイッチ群１６Ｂの出方は与えられ
ず、該回路１２から楽音波形は発生されない。従って回
路１１で発生された演算系音色の楽音信号だけが加算回
路１３を通過し、サウンドシステム１４に与えられる。

他方、スイッチ１７Ａ、１７Ｂによって加算系音色が選
択された場合は、スイッチ群１６Ａの出力にもとづき１
６フイ一ト系部分音（Ｆ１６’）及び８フイ一ト系部分
音（ＦＢ’）が演算系波形発生回路１１で夫々発生され
る。また、スイッチ群１６Ｂの出力にもとづき他の部分
音（Ｆｓ　１　／、乃至Ａ３Ｔ２′　）も加算系波形発生回路１２で夫々発生される
。各部分音（１；’１６’乃至ＡＴ２’）の振幅レベル
は各々に対応するスイッチ群１６Ａ、１６Ｂの設定状態
に応じて夫々制御される。加算系音色選択スイッチ群１
６Ａ、１６Ｂの設定状態に応じて両波形発生回路１１．
１２から出力された各部分音信号（Ｆ１６’乃至ＡＴ２
’）は加算回路１３で加算合成され、その後サウンドシ
ステム１４に与えられる。

加算系音色が選択された場合は、演算系回路１１では演
算系音色のための楽音波形発生演算を行なわないので、
上述のように一部の部分音のためにこの回路１１を使用
することが可能である。この実施例では２種類の部分音
（Ｆ１６’、Ｆ８′）を演算系回路１１で発生しなけれ
ばならないので、この回路１１は少（とも２系列で楽音
波形を発生し得る構成でなければならない。そのために
は２系列の波形演算回路を回路１１内に並設してもよい
し、あるいは１系列の演算回路を時分割利用してもよい
。また、この実施例では加算系波形発生回路１２は８種
類の部分音（Ｆ５女′、乃至ＡＴ２’）を同時に発生し
得る構成でなければならず、そのためには上述と同様に
、８系列の部分音波形発生回路を回路１２内に並設して
もよいし、あるいは１系列の部分音波形発生回路を８タ
イムスロツトで時分割利用してもよい。

一例として、各波形発生回路１１．１２で時分割演算に
よって楽音波形もしくは部分音波形を発生する場合の時
分割タイムスロット利用態様を第２図に示す。各回路１
１及び１２は夫々８タイムスロツト分の時分割演算が可
能である。第２図（ａｌは演算系音色が選択されたとき
の利用態様の一例を示すもので、演算系波形発生回路１
１における時分割演算タイムスロット０乃至３の４タイ
ムスロツトを１つの演算系音色（これをＴで示す）の合
成のために使用し、残りの４タイムスロツト４乃至７を
別の演算系音色（これを■で示す）のために使用する。

尚、複雑な演算が要求される音色はＩと■の金言１８タ
イムスロットを用いて合成するものとする。このように
複数の時分割タイムスロットを用いて所定のシーケンス
演算を実行することにより最終的に所望音色の楽音波形
を合成する演算回路は特開昭５５−６７７９９号公報に
おいて開示されている。第２図（ａ）においては加算系
波形発生回路１２は利用されない。第２図（ｂｌは加算
系音色が選択されたときの利用態様の一例を示すもので
、演算系波形発生回路１１ではフルー）１６フイ一ト系
部分音Ｆ１６’とフルート８フイート系部分音Ｆ８’を
夫々４タイムスロツトを使用して演算する。このとき加
算系波形発生回路１２では８タイムスロツトを個別に使
用（−で各部分音Ｆｓ　１　ｔ乃至ＡＴ２’を夫々発生
する。

演算系波形発生回路１１で加算系音色のための部分音波
形（Ｆ１６’、Ｆ８′）を発生する場合は、演算系音色
の楽音波形演算と同様に該部分音波形に対応するパラメ
ータにもとづき演算を行なう。

この演算系波形発生回路１１は多、くの高調波成分過度
なハブメータ制御により那昇示打已り郡か首波形にも適
度に高調波成分を含ませることが容易である。ところで
、部分音を任意の組合せ及び振幅比率で加算合成するこ
とにより演奏者による自由な音色合成を可能にする点に
特徴を有する加算系音色においては、各部分音は正弦波
あるいはそれに近い高調波成分をほとんど含まない波形
であることが好ましい。そのため、加算系波形発生回路
１２では正弦波あるいはそれに近い波形で各部分音波形
を発生する。また、この加算系波形発生回路１２で発生
し得る部分音の数はその構成規模に応じて限定されるの
で、高調波成分を多（含む良質な楽音を合成するにはこ
の回路１２の規模を拡大して数多（の部分音波形を発生
し得ろようにしなげればならない。しかし、一般に、楽
音の音色を概ね決定する重要な高調波成分（周波数スペ
クトルにおいて比較的大きなレベルをもつ高調波成分）
はそれほど多数ではなく、これに対して楽音の音質に微
妙な影響を与える多数の高調波成分（あまり重要ではな
い高調波成分）のレベルはあまり高くない。従って、あ
まり重要ではない高調波成分に対応する多数の部分音波
形を発生するために加算系波形発生回路１２の規模を拡
大するのは得策とはいえない。そこで、演算系波形発生
回路１１では、基本波あるいは準基本波といわれる価値
の高い（楽音の基本成分となる）８フイート系及び１６
フイート系の部分音を発生するようにし、この部分音に
適度に高調波成分を含ませるようにするとよい。そうす
れば、この実施例のように加算系波形発生回路１２が比
較的重要な高調波成分に対応する部分音波形（Ｆｓ　１
　ｔ、乃至ＡＴ　２　’）のみを発生する小規模な構成
であったとしても、高調波成分を多く含む高品質な加算
系音色の合成が可能となる。

第３図は、加算系及び演算系の音色を選択するための回
路の別の実施例を示す図である。演算系音色選択スイッ
チ１５−１乃至１５−８は各演算系音色に夫々対応して
設けられている。加算系音色選択スイッチ１６−１乃至
１６−１２のうち、１６−１乃至１６−１０は各部分音
Ｆ１６′乃至ＡＴ２’のレベルを選択設定するための切
換えスイッチであり、パネルスイッチ１６−１１は各部
分音選択スイッチ１６−１乃至１６−１０を有効にする
ためのスイッチであり、プリセントスイッチ１６−１２
は予じめセットされた加算系音色を選択するためのスイ
ッチである。各スイッチ１５−１乃至１５−８及び１６
−１１．１６−１２は優先回路１８に接続されており、
これら１０個のスイッチのうち一番最後に押圧された（
最も新しく押圧された）１つのスイッチの出力が優先選
択される。

優先回路１８で選択された演算系音色選択スイッチ１５
−１乃至１５−８の出力は、各演算系音色に対応するパ
ラメータＲＯＭ　（リードオンリイメモリの略）１９−
１乃至１９〜８のイネーブル人力ＢＮＢに夫々与えられ
る。また、優先回路１８で選択された加算系音色選択用
のパネルスイッチ１６−１１の出力は各部分音選択スイ
ッチ１６−１乃至１６−１０の共通端子に入力されろ。

優先回路１８で選択された加算系音色のプリセットスイ
ッチ１６−１２の出力はＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リの略）２０及び２１の読み出し可能入力ＲＥに夫々与
えられる。また、各スイッチ１５−１乃至１５−８．１
６−１２．１６−１１に対応して発光素子Ｌｌ乃至Ｌ１
０が設けられており、優先回路１８で優先選択している
スイッチに対応する単一の発光素子が点灯される。

パラメータＲＯＭ１９−１乃至１９−８は各演算系音色
に対応する演算パラメータ及びその他必要な演算制御デ
ータな予じめ記憶しており、イネーブル人力ＥＮＢに音
色選択信号が与えられたときその記憶データを読み出し
て演算系波形発生回路１１（第１図）に与える。ＲＡＭ
２０及び２１は加算系のプリセット音色に対応する部分
音レベルデータを記憶するためのものである。ＲＡ　Ｍ
２Ｏのデータ入力にはフルート１６フイート系部分音Ｆ
１６′及びフルート８フイート系部分音Ｆ８′の選択ス
イッチ１６−１及び１６−２の出力が与えられる。ＲＡ
Ｍ２１のデータ入力にはその他の部分音Ｆｌ−’　乃至
ＡＴ２’の選択スイッチ１６−６乃至１６−１０の出力
が与えられろ。メモリスイッチ２２が押圧されるとＲＡ
Ｍ２０及び２１の書込み可能入力ＷＥに信号１１″が与
えられ、各スイッチ１６−１乃至１６−１０で設定され
ているレベルデータが該ＲＡＭ２０．２１に夫々書込ま
れる。従って、各部分音選択スイッチ１６−１乃至１６
−１０を所望の状態に設定した後メモリスイッチ２２を
押圧することにより、所望のプリセット音色を自由に設
定することができる。スイッチ１６−１２の操作にもと
づ（・て各ＲＡＭ２０及び２１の読み出し可能人力ＲＥ
にプリセント音色選択信号が与えられたときその記憶デ
ータが夫々読み出される。

パラメータＲＯＭ　２３及び２４は１６フイ一ト系部分
音Ｆ１６′及び８フイ一ト系部分音Ｆ８’に対応する演
算パラメータ及びその他必要な演算制御データな予じめ
記憶している。スイッチ１６−１及び１６−２の出力と
ＲＡＭ２０の出力がＲＯＭ２６及び２４のイネーブル人
力ＥＮＢに夫々与えられており、１６フイ一ト系部分音
Ｆ１６′を発生すべきときはＲＯＭ２３からデータが読
み出され、８フイ一ト系部分音Ｆ８’を発生すべきとき
はＲ０Ｍ２４からデータが読み出される。１６フイート
系及び８フイ一ト系部分音１；’１６’、Ｆ８’に対応
するスイッチ１６−１．１６−２から出力されるレベル
データあるいはＲＡＭ２０から読み出したレベルデータ
、並びにＲＯＭ２３及び２４から読み出したパラメータ
等のデータは演算系波形発生回路１１に与えられる。そ
の他の部分音Ｆ５十′乃至Ａ　Ｔ２’に対応するスイッ
チ１６−３乃至１６−１０の出力データあるいはＲＡＭ
２１の出力データは加算系波形発生回路１２（第１図）
に与えられる。

演算系及び加算系音色選択スイッチ１５−１乃至１５−
’８．１６−１１．１６−１２の出力のうち１つだけが
優先回路１８で選択される構成であるため、演算系音色
と加算系音色が同時に選択されることは起らず、どちら
か一方だけが選択される。従って、部分音選択スイッチ
１６−１及び１６−２の出力あるいはＲＡＭ２０の出力
に応じたパラメータ及びレベルデータ等が演算系波形発
生回路１１に与えられるとき、ＲＯＭ１９−１乃至１９
−８から演算系音色用のパラメータ等は読み出されず、
該回路１１を加算系音色の部分音波形発生のために使用
することができる。逆に、ＲＯＭ１９−１乃至１９−８
から演算系音色用のパラメータが演算系波形発生回路１
１に与えられるとき、部分音Ｆ１６′、Ｆ８１のデータ
はスイッチ１６−１．１６−２及びＲＡＭ２０から出力
されず、該回路１１を演算系音色のために使用すること
ができる。

尚、上記実施例では単音電子楽器について説明したが、
複音電子楽器においても同様にこの発明を実施すること
ができるのは勿論である。

−以上説明したようにこの発明によれば、部分音の一部
を演算系波形発生回路を用いて発生するようにしたので
、加算系波形発生回路の規模を拡大せずに多（の部分音
が発生できるようになり、小規模かつ低コストな装置に
より良質な加算系音色合成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を概念的に示すブロック図
、第２図は演算系及び加算系波形発生回路の利用態様を
例示した説明図であり、（ａ）は演算系音色が選択され
たとき、（ｂ）は加算系音色が選択されたときの利用態
様を夫々示す図、第３図はこの発明の別の実施例を音色
選択スイッチに関連する部分について示すブロック図、
である。１１・・Φ演算系波形発生回路、　　１２・ＱＩ＋加算
系波形発生回路、　　１６・・・加算回路、　　１５．
１５−１乃至１５−８・・・演算系音色選択スイッチ、
　　１６Ａ、１６Ｂ、１６−１乃至１６−１２・・・加
算系音色選択スイッチ、　　１７Ａ、１７Ｂ・・・演算
系／加算系切換スイッチ、　　１８・・・優先回路、　
１９−１乃至１９−８．２３．２４・・・パラメータＲ
ＯＭ。特許出願人　　日本楽器製造株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、音色に対応するパラメータにもとづいて波形演算を
行なう第１の波形発生回路と、複数の部分音を夫々発生
しこれらを加算することにより楽音波形を発生する第２
の波形発生回路と、前記両波形発生回路のいずれか一方
を選択する選択手段とを具え、この選択手段により前記
第２の波形発生回路が選択された場合は前記部分音の一
部を前記第１の波形発生回路でも発生し、第１及び第２
の波形発生回路の出力を加算するようにしたことを特徴
とする電子楽器。２、前記選択手段は、前記第１の波形発生回路で形成す
る音色を選択する第１の選択手錘季、部分音を選択する
第２の選択手段と、前記第１及び第２の選択手段の一方
を選択する手段とを含み、前記第１の選択手段が選択さ
れた場合はその選択手段によって選択された音色に対応
するパラメータを前記第１の波形発生回路に与え、前記
第２の選択手段が選択された場合はその選択手段によっ
て選択された一部の部分音に関するパラメータを前記第
１の波形発生回路に与えると共に残りの部分音に関する
選択データを前記第２の波形発生回路に与えるようにし
た特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。３、前記第１の波形発生回路で発生する前記部分音の一
部は、発生すべき楽音の基本波あるいは準基本波の周波
数比をもつ部分音であってかつ高調波成分を適度に含む
波形を有するものであり、前記第２の波形発生回路で発
生する各部分音は、正弦波もしくはそれに近い波形をも
つものである特許請求の範囲第１項または第２項記載の
電子楽器。