JPS5855516B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はディジタル電子楽器に関し、特に押下鍵の音
高に対応した周波数ナンバ（周波数情報数値）を用いて
発生楽音の音高制御を行なう電子楽器において、発生楽
音のアタック部、ディケイ部に変動幅がランダムなピッ
チ変動を与え自然性のある楽音が得られるようにしたも
のである。

Ａ、従来技術とこの発明の目的 ディジタル技術を利用し押下鍵の音高に対応した周波数
ナンバを用いて発生楽音の音高制御を行なう方式の電子
楽器としては、例えば特開昭４９−１３０２１３号公報
（特公昭５２−４６０８８号）や特開昭４８−９０２１
７号公報（特開昭５３−１２１７２号）等に開示されて
いるものがある。

ところで、一般に自然楽器における発生楽音は、その立
上り部（アタック部）および立下り部（ディケイ部）に
おいてピッチ（音高、周波数）がわずかに変動し、かつ
その変動幅もランダムとなっており、これにより自然性
のある豊かな音となっている。

また、自然楽器のなかでも管楽器等のように気道を利用
した楽器の発生楽音は、前記のアタック部およびディケ
イ部におけるランダムなピッチ変動とともに、上記気道
に対応した固定フォルマント特性を有し、この固定フォ
ルマント特性により各楽器特有の音色の音となっている
。

そこで、この発明の目的は、上述した方式の電子楽器に
おいて、発生楽音のアタック部およびディケイ部にラン
ダムなピッチ変動を与え自然性のある楽音が得られるよ
うにした電子楽器を提供することである。

この発明の他の目的は、発生楽音のアタック部およびデ
ィケイ部にランダムなピッチ変動を与えるとともに、固
定フォルマント特性の楽音が得られるようにした電子楽
器を提供することである。

Ｂ、この発明の概要 このためこの発明では、押下鍵音高に対応する周波数ナ
ンバを発生する周波数ナンバ発生回路とは別に、押下鍵
音高と所定音高だけ異なる音高に対応する周波数ナンバ
を発生する第２、第３の周波数ナンバ発生回路と、鍵操
作とは独立して所定周期で順次値の変化する変動ナンバ
を発生する変動ナンバ発生回路と、楽音のアタック部お
よびディケイ部におけるピッチ変化速度に対応する周期
のアタック制御信号およびディケイ制御信号を発生する
制御信号発生回路とを設け、押鍵時における上記変動ナ
ンバの値と押下鍵に対応する鍵情報とで上記第２の周波
数ナンバ発生回路から鍵操作タイミング毎に異なるラン
ダムな第２の周波数ナンバを発生させ、また離鍵時にお
いては離鍵時の上記変動ナンバの値と押下鍵に対応する
鍵情報とで上記第３の周波数ナンバメモリから離鍵タイ
ミング毎に異なるランダムな第３の周波数ナンバを発生
させ、これら３種類の周波数ナンバを上記アタック制御
信号、ディケイ制御信号の周期で加減算して楽音のアタ
ック部およびディケイ部において押下鍵音高に対応する
周波数ナンバが時間的にある時定数でもって変化する時
間変化周波数ナンバとして発生させ、この時間変化周波
数ナンバに基ツいて楽音を発生させるようにしている。

また、上記時間変化周波数ナンバに基づく楽音発生を、
前述の特開昭４８−９０２１７号に開示されているよう
な高調波合成方式により行ないその際各音調波成分の振
幅値を設定する振幅系数を、所望のフォルマント特性に
対応して各周波数に対する振幅レベルを記憶し上記時間
変化周波数ナンバと各高調波成分の次数を示す次数ナン
バとの乗算値によってアドレスされるメモリを用いて発
生するようにしている。

Ｃ１この発明の構成および動作説明 （１）この発明の構成説明 第１図はこの発明による電子楽器の一実施例を示すブロ
ック図である。

同図において、１は鍵盤部に設けられたキースイッチ回
路であって、鍵盤部の各錘に対応したキースイッチを有
し、ある鍵が押鍵されると対応するキースイッチが動作
し、その出力線に論理ゝ１“の鍵情報０を出力すると共
に、いずれかの鍵が押鍵されたことを示すキーオン信号
ＫＯＮを出力する。

２は一定周期のクロックパルスｔｃ を出力するクロッ
ク発振器、３はキーオン信号ＫＯＮの立上りでクロック
パルスｔｃト同−パルス幅のキーオンパルスＫＯＮＰ
およびキーオン信号ＫＯＮの立下りでクロックパルス
ｔｃト同−パルス幅のキーオフパルスＫＯＦＰを出力す
るフンショット回路であって、第２図にその詳細回路を
示すように、クロックパルスｋ を共通のクロック人力
Ｃとし、データ人力りをカスケード接続した２個のＤ型
フリップフロップ３ａ。

３ｂと、Ｄ型フリップフロップ３ａの非反転出力ＱとＤ
型フリップフロップ３ｂの反転出力４との一致をとるア
ンドゲート３ｃと、Ｄ型フリップフロップ３ａの反転出
力０とＤ型フリップフロップ３ｂの非反転出力Ｑとの一
致をとるアンドゲート３ｄとを備え、Ｄ型フリップフロ
ップ３ａのデータ人力りに第３図すのタイムチャートで
示すようなタイミングでキーオン信号ＫＯＮが入力され
ると、その直後に現われるクロックパルスｔｃ（第３図
ａ）の立上りでＤ型フリップフロップ３ａがセットされ
、次のクロックパルスｔｃ の立上りでＤ型フリップ
フロップ３ｂがセットされる。

従って、アンドゲート３ｃはＤ型フリップフロップ３ａ
がセットされてからＤ型フリップフロップ３ｂがセット
されるまでの間、第３図Ｃに示すようなりロックパルス
ｔｃ と同一パルス幅のキーオンパルスＫＯＮＰ
を出力する。

また、離鍵に伴ってキーオン信号ＫＯＮが第３図すに示
すようなタイミングで立下がると、その直後に現われる
クロックパルスｔｃ の立上りでＤ型フリップフロップ
３ａがリセットされ、次のクロックパルスｔｃ の立上
りでＤ型フリップフロップ３ｂがリセットされる。

従って、アンドゲート３ｄは、Ｄ型フリップフロップ３
ａがリセットされてからＤ型フリップフロップ３ｂがリ
セットされるまでの間、第３図ｄに示すようなりロック
パルスｔｃ と同一パルス幅のキーオフパルスＫＯＦ
Ｐを出力する。

４は押下鍵音高に対応した第１の周波数ナンバＲＮを出
力する第１周波数ナンバ発生回路であって、キースイッ
チ回路１から出力される論理１１“の鍵情報印をキーオ
ンパルスＫＯＮＰの発生タイミングでラッチするラッチ
回路４ａと、このラッチ回路４ａにラッチされた鍵情報
ＫＤ＊でアドレスされ合鍵の音高に対応した周波数ナン
バＲＮを各アドレスに記憶している第１周波数ナンバメ
モリ４ｂとから構成されている。

５は鍵操作とは独立して所定周期で順次値の変化する変
動ナンバβを出力する変動ナンバ発生回路であって、周
期τ８の低周波パルスを出力する低周波パルス発振器５
ａと、この低周波パルス発振器５ａの低周波パルス出力
をカウントするカウンタ５ｂとから構成されている。

６は押鍵時における変動ナンバβの値に対応し、かつ押
下鍵音高とは所定音高だけ異なる音高に対応する第２の
周波数ナンバＲＡを出力する第２周波数ナンバ発生回路
であって、キーオンパルスＫＯＮＰの発生タイミングで
変動ナンバβをラッチするラッチ回路６ａと、変動ナン
バβに対応するメモリグループを有し、各メモリグルー
プ毎に合鍵に対応する第１の周波数ナンバＲＮを若干異
ならせて第２の周波数ナンバＲＡとして記憶している第
２周波数ナンバメモリ６ｂとからなり、この第２周波数
ナンバメモリ６ｂを第１周波数ナンバ発生回路４のラッ
チ回路４ａにラッチされた鍵情報０＊と前記ラッチ回路
６ａにラッチされた変動ナンバβ＊ＯＮとでアドレスす
るように構成されている。

７は離鍵時における変動ナンバβの値に対応し、かつ押
下鍵音高とは所定音高だけ異なる音高に対応する第３の
周波数ナンバＲＤを出力する第３周波数ナンバ発生回路
であって、キーオフパルスＫＯＦＰ の発生タイミン
グで変動ナンバβをラッチするラッチ回路７ａと、変動
ナンバβに対応するメモリグループを有し、各メモリグ
ループ毎に合鍵の音高に対応する第１の周波数ナンバＲ
Ｎを若干異ならせて第３の周波数ナンバＲＤとして記憶
している第３周波数ナンバメモリ７ａとからなり、この
第３周波数ナンバメモｌ、Ｊ７ｂを第１周波数ナンバ発
生回路４のラッチ回路４ａにラッチされた鍵情報０＊と
前記ラッチ回路７ａにラッチされたナンバβ＊ＯＦとで
アドレスするように構成されている。

この場合、第２周波数ナンバメモリ６ｂにおいて、変動
ナンバβの最大値に対応するメモリグループに記憶され
る第２の周波数ナンバＲＡは、第１の周波数ナンバＲＮ
に対して音律差で＋ｌＯＯセン）（１００セントは１２
平均律の半音）程度ずれた音高に対応するものに設定さ
れ、また変動ナンバβの最小値に対応するメモリグルー
プに記憶される第２の周波数ナンバＲＡは、第１の周波
数ナンバＲＮに対して音律差で一１００セント程度ずれ
た音高に対応するものに設定される。

従って、ラッチ回路６ａにラッチされた変動ナンバβ＊
ＯＮがその最大値と最小値の中間値を示している場合に
は、第２の周波数ナンバＲＡは第１の周波数ナンバＲＮ
と同一値を示し、変動ナンバβ＊ＯＮが最大値を示して
いる場合には第２の周波数ナンバＲＡは第１の周波数ナ
ンバＲＮに対して音律差で＋１００セントずれた音高に
対応するものとなる。

このことは、第３周波数ナンバメモリ７ｂにおいても同
様であるが、この第３周波数ナンバメモリ７ｂの場合、
変動ナンバβの最大値および最大値に対応するメモリグ
ループに記憶される第３の周波数ナンバＲＤは、第１の
周波数ナンバＲＮに対してそれぞれ音律差で±５０セン
ト程度ずれた音高に対応するものに設定されている。

８は楽音のアタック部の音高変化速度に対応する周期の
アタック制御信号ＶＡおよび楽音のディケイ部の音高変
化速度に対応する周期のディケイ制御信号ｖｐを出力す
る制御信号発生回路であって、楽音のアタック部の音高
変化速度に対応した周期の低周波パルスｔＡを出力する
第１低周波パルス発振器８ａと、楽音のディケイ部の音
高変化速度に対応する周期の低周波パルスｔ１）を出力
する第２低周波パルス発振器８ｂと、押鍵中（キーオン
パルスＫＯＮが１１”の間）は低周波パルスｔＡをセレ
クトし、離鍵後は低周波パルスｔＤをセレクトして出力
するセレクタ８ｃと、このセレクタ８ｃの出力をクロッ
クパルスｔｃ と同一パルス幅のパルスに変換して出
力するワンショット回路８ｄとから構成されている。

ワンショット回路８ｄは、キーオンパルスＫＯＮＰおよ
びキーオフパルスＫＯＮＰを出力するワンショット回路
３と同様な原理に基づくもので、第４図にその詳細回路
図を示すようにクロックパルスｔｃ を共通のクロック
人力Ｃとし、データ人力りをカスケード接続した２個の
Ｄ型フリップフロップ８０ｄ。

８１ｄと、Ｄ型フリップフロップ８０ｄの非反転出力Ｑ
とＤ型フリップフロップ８１ｄの反転出力４の一致をと
るアントゲ−）８２ｄとを備え、セレクタ８ｃから第５
図すのタイムチャートで示すようなタイミングで低周波
パルスｔＡまたハｔＤが入力されると、その直後に現わ
れるクロックパルスｔｃ （第５図ａ）の立上りでＤ
型フリップフロップ８０ｄがセットされ、次のクロック
パルスｔｃ の立上りでＤ型フリップフロップ８１ｄが
セットされる。

従って、アントゲ−）８２ｄはＤ型フリップフロップ８
０ｄがセットされてからＤ型フリップフロップ８１ｄが
セットされるまでの間、第３図Ｃに示すようなりロック
パルスｔｃ と同一パルス幅で、低周波パルスｔＡま
たはｔＤの周期と同一周期のアタック制御信号ＶＡまた
はディケイ制御信号ＶＤを出力する。

９は第１の周波数ナンバＲＮおよび第２の周波数ナンバ
ＲＡと、第−ｌの周波数ナンバＲＮおよび第３の周波数
ナンバＲＤとをそれぞれ組として、これらの各組の周波
数ナンバ（ＲＮとＲＡ、ＲＮとＲＤ）をそれぞれアタッ
ク制御信号ＶＡおよびディケイ制御信号ＶＤの周期で加
減演算し、その演算出力をアタック部およびディケイ部
において時間的に変化する時間変化周波数ナンバＲｔと
して出力する演算回路であって、第６図にその詳細回路
図を示している。

第６図において、９ａは押鍵中（キーオン信号ＫＯＮが
′Ｎ″１“の間）は第１の周波数ナンバＲＮをセレクト
し、離鍵後は第３の周波数ナンバＲＤをセレクトして出
力するセレクタであって、このセレクタ９ａから出力さ
れる第１の周波数ナンバＲＮは、楽音のアタック部にお
いて時間変化波波数ナンバＲｔが順次変化していくため
の目標値ナンバとなるものであり、第３の周波数ナンバ
ＲＤは、ディケイ部において時間変化周波数ナンバＲｔ
が順次変化していくための目標値ナンバとなるものであ
る。

９ｂはキーオンパルスＫＯＮＰの発生中はＡ個入力に入
力されている第２の周波数ナンバＲＡをセレクトし、そ
れ以外にあっては後述する加算器９ｇから出力される順
次目標値ナンバに収斂していく時間変化周波数ナンバＲ
ｔをセレクトして出力するセレクタ、９ｃはセレクタｇ
ｂの出力をクロックパルスｔｃでセットして時間変化周
波数ナンバＲｔの現在値ナンバとして出力するレジスタ
、９ｄはセレクタ９ａから出力される目標値ナンバＲＮ
、 ＲＤ とレジスタ９ｃから出力される現在値ナ
ンバ（時間変化次数ナンバＲｔのある時刻におけるナン
バ）との減算処理を行う減算器、９ｅは減算器９ｄの減
算結果に定数ｒ２−８Ｊ を乗じてその乗算値を現在
値ナンバが次の時刻において目標値に対してどれだけ接
近すべきかの増分を示す増分値ナンバ△Ｒとして出力す
る乗算器、９ｆは楽音のアタック部の音高変化速度に対
応する周期のアタック制御信号ＶＡまたはディケイ部の
音高変化速度に対応する周期のディケイ制御信号ＶＤが
供給される毎に開となって乗算器９ｅからの増分値ナン
バ△Ｒを通過させて出力するゲート、９ｇはゲー）９ｆ
からアタック制御信号ＶＡまたはディケイ制御信号ＶＤ
の発生毎に供給される増分値ナンバ△Ｒとこの時レジス
タ９ｃから出力されている現在値ナンバとを加算処理し
てその加算値を次の時刻において現在値ナンバが移行す
べきナンバの値を示すものとして出力する加算器である
。

１０はクロックパルスｔｃ をＷ分周（Ｗ：各サンプ
ル点において合成しようとする高調波の総数）して計算
区間タイミング信号ｔｘを出力するカウンタ、１１はク
ロックパルスｔｃ をカウントしてその出力から各高調
波の次数を示す次数ナンバｎ（ｎ１〜ｎｗ）を出力する
モジュロ（法）Ｗのカウンタであって、前記カウンタ１
０と兼用することもできる。

１２は演算回路９から出力される時間変化周波数ナンバ
Ｒｔに基づいて基本波を含む各高調波成分を発生する高
調波成分発生回路であって、計算区間タイミング信号ｔ
ｘの発生毎にゲート１２ａを介して入力される時間変化
周波数ナンバＲｔを累算して楽音波形振幅の計算すべき
サンプル点を指定する累算値ｑＲｔ （ｑ ＝ １．
２．３・・・・・・・・・）を出力する音程区間加算器
１２ｂと、クロックパルスｔｃ の発生毎にゲー）１２
ｃを介して入力される累算値ｑＲｔ を順次加算してそ
の累算値ｎｑＲｔ（ｎ＝１．２．３・・・・・・・・・
Ｗ）を各サンプル点における第ｎ吹音調波の位相を示す
信号として出力する高調波区間加算器１２ｄと、累算値
ｎｑＲｔ をメモリアドレスデコーダ１２ｅにおいてデ
コードし、このデコード出力によって各アドレスに記憶
されている正弦波形１周期の各サンプル点振幅値のうち
該累算値ｎｑＲｔ に対応する各サンプル点振幅値が各
高調波の正弦振幅値５ｉｎ−ｎｑＲｔとして読み出され
る正弦関数メモリ１２ｆとを備えている。

１３はカウンタ１１から出力される次数ナンバｎ（ｎ１
〜ｎｗ）と演算回路９において演算処理されて出力され
る時間変化周波数ナンバＲｔとを乗算してその乗算値ｎ
Ｒｔを後述する振幅係数メモリにアドレス信号として出
力する乗算器、１４は例えば第７図に示すように所望の
フォルマント特性に対応して各周波数における振幅レベ
ルを記憶している振幅係数メモリであって、乗算器１３
から出力される乗算値ｎＲｔ （各高調波の周波数を
表わしている）によりアドレスされて対応する振幅レベ
ルを振幅係数ＣｎＲとして読み出す。

１５は高調波成分発生回路１２かも出力される各高調波
の正弦振幅値５ｉｎ−ｎｑＲｔと振幅係数ＣｎＲとを乗
算して各高調波の振幅値Ｆｎ＝ＣｎＲ＊ ５ｉｎ−ｎｑ
Ｒｔを出力する高調波振幅乗算器、１６は高調波振幅乗
算器１５から出力される各高調波の振幅値Ｆｎを各サン
フ）点毎（計算区間タイミング信号ｔｘ の発生毎）に
累算してその累算値 Σ Ｆｎを対応するアナ口ｎ＝
１ グ信号に変換し、楽音信号として出力する楽音信号発生
回路であって、振幅値Ｆｎを順次累算して累算値 Σ
Ｆｎを形成するとともに、計算区間りＨ＝１ イミング信号ｔｘの発生毎にクリアされる累算器１６ａ
と、ゲーＮ６ｂを介して入力される累算値ΣＦｎに後述
するエンベロープ波形発生器ｎ＝ １ １８からのエンベロープ波形信号ＥＮ′ｖを乗算して楽
音波形に振幅エンベロープを付与するための乗算器１６
ｃと、乗算器１６ｃにおいて振幅エンベロープの付与さ
れた累算値Σ Ｆｎをアナログ−１ 信号に変換して楽音信号として出力するＤ−Ａ変換器１
６ｄとを備えている。

１Ｔは楽音信号発生回路１６から出力される楽音信号に
基づいた楽音を発生するサウンドシステム、１８は例え
ば第８図の波形図に示すような楽音波形にアタック、サ
スティン、ディケイなどの振幅エンベロープを付与する
ためのエンベロープ波形信号ＥＮＶを出力するエンベロ
ープ波形発生器であって、キーオンパルスＫＯＮＰが入
力されるとアタックおよびサスティンに対応するエンベ
ロープ波形信号ＥＮＶが出力され、キーオフパルスＫＯ
ＦＰが入力されるとディケイに対応するエンベロープ波
形信号ＥＮＶが出力されるように構成されている。

（２）この実施例の動作説明 このように構成された電子楽器において、鍵盤部である
鍵が押鍵されると、キースイッチ回路１は押下鍵に対応
する出力線に論理ゝ１“の鍵情報印を出力するとともに
、いずれかの鍵が押鍵されたことを示すキーオン信号Ｋ
ＯＮを出力する。

すると、ワンショット回路３はこのキーオン信号ＫＯＮ
が入力されることによって第３図Ｃで示したようなキー
オンパルスＫＯＮＰを出力する。

これによって第１周波数ナンバ発生回路４のラッチ回路
４ａは、キーオンパルスＫＯＮＰ の発生タイミングに
おける鍵情報ＫＤをラッチしてそのラッチ内容を第１周
波数ナンバメモリ４ｂにアドレス信号として出力する。

これによって、第１周波数ナンバメモリ４ｂからはラッ
チされた鍵情報ＫＤ＊に対応した周波数ナンバＲＮが読
み出される。

一方、変動ナンバ発生回路５０カウンタ５ｂは、低周波
パルス発振器５ａかも出力される低周波パルスを鍵操作
とは無関係に独立してカウントしており、そのカウント
出力を所定速度（低周波パルスの周期τβに相当する）
で順次値の変化する変動ナンバβとして出力している。

このようにして変動ナンバ発生回路５が鍵操作とは無関
係に変化する変動ナンバβを出力している時に、キーオ
ンパルスＫＯＮＰがワンショット回路３から出力される
と、第２周波数ナンバ発生回路６のラッチ回路６ａはこ
のキーオンパルスＫＯＮＰ の発生タイミングにおける
変動ナンバβの値をラッチし、押鍵時の変動ナンバβ＊
ＯＮとして出力する。

この場合、押鍵時の変動ナンバβ＊ＯＮは、キーオンパ
ルスＫＯＮＰ と変動ナンバβの関係が全（無関係とな
っているために鍵操作タイミング毎にランダムに異なる
ものとなる。

この鍵操作タイミング毎にラムダムな値を示す押鍵時の
変動ナンバβ＊ＯＮは、第１周波数ナンバ発生回路４の
ラッチ回路４ａにラッチされた鍵情報０＊とともに第２
周波数ナンバメモリ６ｂにアドレス信号として供給され
る。

これによって、第２周波数ナンバメモリ６ｂからは押鍵
時の変動ナンバβ＊ＯＮに対応するメモリグループで、
かつこのメモリグループの中で鍵情報ＫＤ＊に対応した
アドレスに記憶されている第２の周波数ナンバＲＡが読
み出される。

この場合、第２周波数ナンバメモ１Ｊ６ｂに記憶される
第２の周波数ナンバＲＡは、第１の周波数ナンバＲＮに
対して最大の音律差で±１００セントずれた音高に対応
したものであり、また、この第２周波数ナンバメモリ６
ｂのアドレス信号の１つとしての変動ナンバβ＊ｏＮは
鍵操作タイミング毎にランダムな値を示すものであるた
め、第２周波数ナンバメモＩＪ ６ ｂから読み出され
る第２の周波数ナンバＲＡは鍵操作タイミング毎にラン
ダムな値を示すものとなり、かつその値は押下鍵音高に
対して最大の音律差で±１００セントの変動幅を有する
ものとなる。

このようにして押鍵操作に伴って第１周波数ナンバ発生
回路４および第２周波数ナンバ発生回路６から出力され
た第１および第２の周波数ナンバＲＮ、ＲＡは演算回路
９に入力され、この演算回路９においてアタック制御信
号ＶＡの周期で加減演算される。

つまり、これらの第１および第２の周波数ナンバＲＮＪ
ＲＡが演算回路９に入力されると、セレクタ９ａはキー
オン信号ＫＯＨによって第１の周波数ナンバＲＮをセレ
クトし、その出力を楽音のアタック部において時間変化
周波数ナンバＲｔが順次変化していくための目標値ナン
バとして出力する。

また、セレクタ９ｂは押鍵時のキーオンパルスＫＯＮＰ
によって第２の周波数ナンバＲＡをセレクトして出力す
る。

この場合、押鍵時のキーオンパルスＫＯＮＰによってセ
レクタ９ｂがセレクトして出力する第２の周波数ナンバ
ＲＡは、アタック部において時間変化する時間変化周波
数ナンバＲｔの初期値ナンバとなるものである。

この時間変化周波数ナンバＲｔの初期値ナンバとしての
第２の周波数ナンバＲＡはクロックパルスｔｃ の発生
タイミングでレジスタ９ｃにセットされ、このレジスタ
９ｃから時間変化周波数ナンバＲｔの初期値ナンバとし
て出力される。

同時に、この時間変化周波数ナンバＲｔの初期値ナンバ
（第２の周波数ナンバＲＡ）は現在値ナンバとして減算
器９ｄにも入力され、減算器９ｄにおいてセレクタ９ａ
から出力されている目標値ナンバ（第１の周波数ナンバ
ＲＮ）と減算処理され、その減算結果は現在値ナンバと
目標値ナンバの隔たりを示すものとして出力される。

この現在値ナンバと目標値ナンバの隔たりを示す減算結
果は乗算器９ｅにおいて定数「２−８」 と乗算される
。

この結果、乗算器９ｅはその乗算値を現在値ナンバが次
の時刻において目標値ナンバに対してどれだけ接近すべ
きかを示す増分値ナンバ△Ｒとして出力する。

ここで、減算器９ｄの出力に定数ｒ２−８Ｊ を乗じ
ているのは、初期値ナンバ（第２の周波数ナンバＲＡ）
が目標値ナンバ（第１の周波数ナンバＲＮ）に向って指
数関数的になめらかに変化していくようにするためのも
のである。

このようにして乗算器９ｅから出力される増分値ナンバ
△Ｒはゲー）９ｆに入力され、アタック部の音高変化速
度に対応する周期のアタック制御信号ＶＡの発生毎に加
算器９ｇに入力され、この加算器９ｇにおいて、その時
の現在値ナンバと加算され、その加算結果は時刻ｔ０
における現在値ナンバが時刻ｔ２において移動すべき新
しい現在値ナンバとして出力される。

この時、キーオンパルスＫＯＮＰはクロックパルスｔｃ
と同一パルス幅の短いパルスであるため、セレクタ
９ｂに入力されているキーオンパルスＫＯＮＰはすでに
論理′Ｏ〃となっている。

このため、セレクタ９ｂは第２の周波数ナンバＲＡに代
えて加算器９ｇから出力される新たな現在値ナンバをセ
レクトして出カスる。

これによって、レジスタ９ｃには第２の周波数ナンバＲ
Ａに代えて新たな現在値ナンバがセットされ、このセッ
トされた現在値ナンバが時刻ｔ２ における時間変化周
波数ナンバＲｔとして出力される。

このような加減算処理をアタック制御信号ＶＡの発生毎
に繰り返すことにより、レジスタ９ｃにセットされる現
在値ナンバ田唄次目標値ナンバに指数関数的に収斂し、
一定時間後には目標値ナンバと同一になる。

この現在値ナンバ、すなわち押鍵時のキーオンパルスＫ
ＯＮＰによってレジスタ９ｃにセットされた時間変化周
波数ナンバＲｔの初期値ナンバとしての第２の周波数ナ
ンバＲＡが目標値ナンバとしての第１の周波数ナンバＲ
Ｎ （押下鍵音高に対応している）に収斂していくまで
の速度は、アタック制御信号ＶＡの周期と乗算器９ｅに
入力する定数の値によって変わるが、この例では定数を
「２−８」 と固定し、アタック制御信号ｖＡの周期
を可変して収斂速度を約１００ｍ５に設定している。

この場合、時間変化周波数ナンバＲｔの初期値ナンバは
第２の周波数ナンバＲＡであるが、この第２の周波数ナ
ンバＲＡは前述したように鍵操作タイミング毎にランダ
ムな値を示すものであるから、結局において演算回路９
から出力される押鍵時の時間変化周波数ナンバＲｔは第
９図の曲線ａ −ｈで示すように音律差で±１００セン
トの最大変化幅をもち、アタック制御信号ＶＡの周期で
押下鍵音高に対応した第１の周波数ナンバＲＮに収斂し
ていくものとなる。

つまり、押下鍵音高に対応した第１の周波数ナンバＲＮ
は楽音のアタツ、り部において第１周波数ナンバＲＡと
の加減算処理によって変化させられたものとなりその変
動幅は鍵操作タイミング毎に＋１００〜−１００セント
の範囲でランダムに変化するものとなる。

ここで、説明を簡単にするため、離鍵時における時間変
化周波数ナンバＲｔの変化を説明しておくと次の通りで
ある。

今、ある任意のタイミングで押鍵していた鍵を離鍵する
と、ワンショット回路３は第３図ｄで示したようなキー
オフパルスＫＯＦＰ を出力する。

これによって第３周波数ナンバ発生回路７のラッチ回路
７ａは、キーオフパルスＫＯＦＰ の発生タイミングに
おける変動ナンバβの値をラッチし、離鍵時の変動ナン
バβ＊ｏＦとして出力する。

この場合、変動ナンバβ＊ＯＦは、変動ナンバβ＊ＯＮ
と同様に、キーオフパルスＫＯＦＰ と変動ナンバβの
関係が全く無関係となっているため、離鍵タイミング毎
にランダムに異なるものとなる。

との離鍵時の変動ナンバβ＊ｏＦは、第１周波数ナンバ
発生回路４のラッチ回路４ａにラッチされている鍵情報
ＫＤ＊とともに第３周波数ナンバメモ１Ｊ７ｂにアドレ
ス信号として供給される。

これによって、第３周波数ナンバメモリ７ｂからは離鍵
時の変動ナンバ〈β＊ＯＦに対応するメモリグループで
、かつこのメモリグループの中で鍵情報ゆ＊に対応した
アドレスに記憶されている第３の周波数ナンバＲＤが読
み出される。

この場合、第３の周波数ナンバＲＤは前述したように変
動ナンバβ＊ＯＦの値によって第１の周波数ナンバＲＮ
に対して最大の音律差で±５０セントずれた音高に対応
したものであり、また変動ナンバβ＊ＯＦが鍵操作タイ
ミング毎にランダムな値を示すものであるため、第３周
波数ナンバメモリ７ｂから読み出される第３の周波数ナ
ンバＲＤはランダムな値を示し、そのランダム値の変動
幅は最大の音律差で±５０セントに達するものとなる。

このようにして離鍵操作に伴って第３周波数ナンバ発生
回路７から出力された第３の周波数ナンバＲＤは演算回
路９に入力され、この演算回路９じおいて第１の周波数
ナンバＲＮとの加減算処理がディケイ制御信号ＶＤの周
期で行なわれる。

この場合、演算回路９における動作は前述の第１の周波
数ナンバＲＮと第２の周波数ナンバＲＡとの加減算動作
と同様であるが、この場合にはセレクタ９ａはキーオン
信号ＫＯＮが論理ゝ０“の信号となることに伴って第３
の周波数ナンバＲＤを目標値ナンバとしてセレクトして
出力する。

そして、目標値ナンバとしての第３の周波数ナンバＲＤ
に収斂していく初期値ナンバは、レジスタ９ｃに記憶し
ている第１の周波数ナンバＲＮとなる。

従って、離鍵操作に伴って演算回路９から出力される時
間変化周波数ナンバＲｔ＋東第９図の曲線ａ′〜ｈ′に
示すように、変動ナンバβＯＦの値に対応して指数関数
的に順次第３の周波数ナンバＲＤに収斂してい（ものと
なる。

この場合、第３の周波数ナンバＲＤＯ値は離鍵タイミン
グ毎にランダムに異なり、その最大の変動幅は音律差で
±５０セントに達する。

つまり、押下鍵音高に対応した第１の周波数ナンバＲＮ
は楽音のディケイ部において第３の周波数ナンバＲＤと
の加減算処理によって変化させられたものとなり、その
変動幅は離鍵タイミング毎に＋５０セント〜−５０セン
トの範囲でランダムに変化するものとなる。

このようにして、第１の周波数ナンバＲＮは演算回路９
において楽音のアタック部およびディケイ部に対応して
変化させられ、時間変化周波数ナンバＲｔとなって高調
波成分発生回路１２に入力される。

すると、高調波成分発生回路１２においては、カウンタ
１０から出力されている計算区間タイミング信号ｔｘ
の発生毎にこの時間変化周波数ナンバＲｔをゲー）１２
ａを介して音程区間加算器１２ｂに入力し、その累算値
ｑＲｔ （ｑ＝１．２．３・・・・・・・・・）を形
成する。

この累算値ｑＲｔ はクロックパルスｔｃ の発生毎に
ゲー）１２ｃを介して高調波区間加算器１２ｄに入力さ
れ、この高調波区間加算器１２ｄにおいてその累算値ｎ
ｑＲｔ（ｎ＝１．２．３・・・・・・・・・Ｗ）が形成
され、各サンプル点において第ｎ次高調波の位相を示す
信号として出力される。

この累算値ｎｑＲｔはメモリアドレスデコーダ１２ｅに
おいてデコードされ、このデコード出力によって正弦関
数メモリ１２ｆに記憶されている累算値ｎｑＲｔ に対
応するサンプル点振幅値が各高調波の正弦振幅値５ｉｎ
−ｎｑＲｔとして読み出される。

一方、カウンタ１１はクロックパルスｔｃ をカウント
し、そのカウント出力を次数ナンバｎとして乗算器１３
に供給する。

乗算器１３は演算回路９から出力される時間変化周波数
ナンバＲｔと前記次数ナンバｎとを乗算し、その乗算値
ｎＲｔ を振幅係数メモリ１４にアドレス信号として供
給する。

これにより、振幅係数メモリ１４からは、乗算器１３か
ら出力されている乗算値ｎＲｔ によって指定された振
幅係数ＣｎＲが読み出される。

この場合、乗算器１３から出力される乗算値ｎＲｔ の
ｒＲｔｊ は発生すべき楽音の基本周波数を表わすもの
であり、また「ｎ」は高調波の次数を表わすものである
。

従って、乗算値「ｎＲｔＪは各高調波の周波数を表わし
ていることになり、このため振幅係数メモリ１４からは
楽音を構成する各周波数（ｎＲｔ）に対する振幅係数Ｃ
ｎＲが読み出されていることになる。

この楽音を構成する各周波数に対する振幅係数ＣｎＲは
高周波振幅乗算器１５に入力され、この高調波振幅乗算
器１５において高調波成分発生回路１２から出力される
各高調波の正弦振幅値５ｉｎ−ｎｑＲｔと乗算されて各
高調波別の振幅値Ｆｎの設定が行なわれる。

このようにして高調波振幅乗算器１５において振幅設定
された各高調波別の振幅値Ｆｎは、楽音信号発生回路１
６の累算器１６ａにおいて順次累算され、その累算値
Σ Ｆｎは計算区間タイミンＨ＝１ グ信号ｔｘ の発生毎にゲート１６ｂを介して乗算器１
６ｃに入力される。

そして、この乗算器１６ｃにおいて、エンベロープ波形
発生器１８から出力される第８図で示したようなエンベ
ロープ波形信号ＥＮＶと累算値 ΣＦｎとが乗算され、
Ｈ＝ １ エンベロープ設定が行なわれる。

そして、この乗算器１６ｃの出力（ＥＮＶ−ΣＦｎ）は
Ｄ−Ａ変Ｈ＝１ 換器１６ｄにおいて対応するアナログ信号に変換され、
このアナログ信号が楽音信号としてサウンドシステム１
７に供給され、これによってサウンドシステム１７から
楽音として発音される。

この場合、サウンドシステム１７から発生される楽音は
、各高調波の正弦振幅値５ｉｎ−ｎｑＲｔに付与する振
幅係数ＣｎＲが所望のフォルマント特性に対応して押下
鍵音高によって変化するため、押下鍵音高によって各高
調波の振幅値Ｆｎが変化し、これによって固定フォルマ
ント特性を示すものとなる。

同時に、押下鍵音高に対応する第１の周波数ナンバＲＮ
が楽音のアタック部およびディケイ部において変動する
ために固定フォルマント特性の楽音でありながら、アタ
ック部およびディケイ部においてピッチ（音高）が変動
し、そのピッチ変動幅はランダムなものとなる。

このため、自然性のある固定フォルマント特性の楽音を
発生させることができる。

特に、楽音のアタック部およびディケイ部におけるピン
チ変動と振幅係数ＣｎＲとを人声の固定フォルマン）％
性に対応させることによって模擬人声音をも発生させる
ことができる。

Ｄ、この発明の他の実施例 第１０図はこの発明による他の実施例を示す電子楽器の
ブロック図であり、第１図と同一部分は同一記号で示し
その説明は省略する。

同図において、第１図との相違点は演算回路９かも出力
される時間変化周波数ナンバＲｔにビブラート信号発生
回路１９から出力されるビブラート信号Ｖを乗算器２０
において乗算し、ビブラートの付与された時間変化周波
数ナンバＶ−Ｒｔとし、この時間変化周波数ナンバ■・
Ｒｔに基づいて楽音を構成する各高調波成分を発生させ
るようにしたことである。

この場合、ビブラート信号発生回路１９は例えば第１１
図に示すように構成されている。

第１１図において、１９ａは所望のビブラート変化速度
に対応した周期の低周波パルスを出力する低周波パルス
発振器、１９ｂは所望のビブラート波形（正弦波形）の
各サンプル点振幅値■をディジタル値で記憶しているビ
ブラート波形メモ！Ｊ、１９ｃは低周波パルス発振器１
９ａから出力される低周波パルスをカウントしてそのカ
ウント出力をビブラート波形メモリ１９ｂにアドレス信
号として出力するカウンタであって、オアゲート１９ｄ
を介して入力されるキーオン信号ＫＯＮが論理１１“の
信号のとき、あるいはフリップフロップ１９ｅの非反転
出力Ｑが論理Ｘ′１“の信号でかつ該カウンタ１９ｃの
最大値反転出力Ｍが論理″ １“のとき成立するアント
ゲ−Ｎ９ｆの出力によってカウントイネーブルとなるよ
うに構成されている。

そして、フリップフロップ１９ｅは離鍵時のキーオフパ
ルスＫＯＦＰ によってセットされ、押鍵時のキーオン
パルスＫＯＮＰ によってリセットされるようになって
いる。

従って、このビブラート信号発生回路１９は、鍵盤部で
ある鍵が押鍵されると、この押鍵操作に伴うキーオン信
号ＫＯＮによってカウンタ１９ｃがカウントイネーブル
となり、低周波パルス発振器１９ａから出力される低周
波パルスを順次カウントし、そのカウント出力をビブラ
ート波形メモリ１９ｂにアドレス信号として供給する。

これによって、ビブラート波形メモリ１９ｂからは各ア
ドレスに記憶されたビブラート波形の各サンプル点振幅
値Ｖが順次読み出され、ビブラート信号■として出力さ
れる。

このビブラート信号■の発生はキーオン信号ＫＯＮが論
理ゝ １“の間連続して行なわれる。

そして、あるタイミングで押鍵されていた鍵が離鍵され
ると、この離鍵操作に伴うキーオフパルスＫＯＦＰによ
ってフリップフロップ１９ｅがセットされ、そのセット
出力（非反転出力Ｑ）をアンドゲート１９ｆに出力する
。

この時、カウンタ１９ｃの最大値反転出力Ｍが最大値を
示す論理ゞＯ“になっていると、アンドゲート１９ｆは
不成立となり、この結果カウンタ１９ｃのイネーブル状
態は解除され、カウント動作を停止する。

しかし、離鍵操作に伴うキーオフパルスＫＯＦＰ によ
ってフリップフロップ１９ｅがセットされた後、カウン
タ１９ｃの最大値反転出力Ｍが論理″′１“になってい
ると、つまりカウンタ１９ｃのカウント値が最大値まで
達していなげれば、アントゲ−１１９ｆはカウント値が
最大値に達し最大値反転出力Ｍが論理′０“になるまで
成立し、オアゲート１９ｄを介してカウンタ１９ｃに論
理ゞ １“の信号を供給し、カウンタ１９ｃをカウント
イネーブル状態とする。

従って、ビブラート波形メモリ１９ｂから出力されるビ
ブラート信号Ｖは常に振幅値「Ｏ」から順次増加し振幅
値「Ｏ」で停止するものとなる。

この場合、離鍵操作後においてビブラート信号■を発生
させないようにしている理由は、楽音のディケイ部のよ
うに音量が順次小さくなるところではビブラート効果を
付与せず、自然に減衰させるためである。

このようにして発生されるビブラート信号■を乗算器２
０において時間変化周波数ナンバＲｔに乗算すると、時
間変化周波数ナンバＲｔは離鍵操作時まで第１２図に示
すように波状的に変化するものとなる。

従って、乗算器２０から出力されるビブラ〒ト効果の付
与された時間変化周波数ナンバＶ−Ｒｔに基づいて高調
波の各成分を発生させることにより、発生楽音はアタッ
ク部、サスティン部においてピッチが波状的に変化する
固定フォルマント特性の楽音となる。

なお、上記実施例において、押下鍵音高に対応した第１
の周波数ナンバＲＮを楽音のアタック部およびディケイ
部において変動させるための第２、第３の周波数ナンバ
ＲＡ、ＲＤは、第２、第３周波数ナンバメモ！Ｊ６ｂ
、７ｂに変動ナンバβに対応するメモリグループを設け
、これらの各メモリグループ毎に第１の周波数ナンバＲ
Ｎを所定音高だけずらして記憶させるようにしているが
、メモリグループを設けず、単に第１の周波数ナンバＲ
Ｎの変動幅を示す変動幅情報ナンバとして記憶させ、こ
の変動幅情報ナンバを鍵操作タイミング毎に異なる変動
ナンバβ＊ｏＮ、β＊ＯＦＦで読み出し、ランダムな変
動幅情報ナンバとして発生させ、コノランダムな変動幅
情報ナンバに第１の周波数ナンバＲＮを加えた後、演算
回路９において加減算処理をするようにしてもよい。

また、上記実施例では周波数ナンバを用いて発生楽音の
音高制御を行う方式の電子楽器として、特開昭４８−９
０２１７号公報に開示されている高調波合成方式のもの
で説明したが、この発明はこれに限定されるものではな
く、前述の特開昭４９−１３０２１３号公報に開示され
ている波形メモリ読出し方式の電子楽器等にも適用でき
ることはいうまでもない。

Ｅ、この発明の詳細 な説明したようにこの発明による電子楽器は、押下鍵音
高に対応した周波数ナンバとは別に、この周波数ナンバ
と若干異なる第２、第３の周波数ナンバを発生させ、し
かもこの第２、第３の周波数ナンバは鍵操作タイミング
で異なる値となるように発生させ、この第２、第３の周
波数ナンバで押下鍵音高に対応した第１の周波数ナンバ
を楽音のアタック部およびディケイ部において変動させ
、この変動する周波数ナンバに基づいて楽音を発生させ
るようにしたものである。

このため、発生楽音はアタック部およびディケイ部にお
いてピッチが変動し、かつその変動幅は鍵操作タイミン
グ毎に異なるものとなり極めて自然性のある楽音を得る
ことができる。

また、上述のアタック部およびディケイ部において変動
する周波数ナンバを利用して各高調波の振幅値を所望の
固定フォルマント特性、とくに人声の固定フォルマン）
％性に対応して設定することにより、アタック部および
ディケイ部においてピッチがランダムに変動する模擬人
声をも発生させることができるなどの優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電子楽器の一実施例を示すブロ
ック図、第２図および第４図はワンショット回路３およ
び８ｄの詳細回路図、第３図および第５図はワンショッ
ト回路３および８ｄの動作時のタイムチャート、第６図
は演算回路９の詳細回路図、第７図は振幅係数メモリの
記憶波形の一例を示す図、第８図はエンベロープ波形発
生器の出力波形の一列を示す図、第９図は演算回路９か
ら出力される時間変化周波数ナンバの変化を示す図、第
１０図はこの発明による電子楽器の他の実施例を示す図
、第１１図はビブラート信号発生回路の一例を示す回路
図、第１２図は第１０図の電子楽器において演算回路９
から出力される時間変化周波数ナンバの変化を示す図で
ある。 １・・・・・・キースイッチ回路、４・・・・・・第１
周波数ナンバ発生回路、５・・・・・・変動ナンバ発生
回路、６ｎ”・・・第２周波数ナンバ発生回路、７・・
・・・・第３周波数ナンバ発生回路、８・・・・・・制
御信号発生回路、９・・・・・・演算回路、１２・・・
・・・高調波成分発生回路、１４・・・・・・振幅係数
メモリ、１６・・・・・・楽音信号発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 押下鍵音高に対応した第１の周波数ナンバを発生す
   る第１周波数ナンバ発生手段と、鍵操作とは独立して所
   定周期で順次値の変化する変動ナンバ発生手段と、押鍵
   時における上記変動ナンバの値に対応しかつ押下鍵音高
   に対応した第２の周波数ナンバを発生する第２周波数ナ
   ンバ発生手段と、離鍵時における上記変動ナンバの値に
   対応しかつ押下鍵音高に対応した第３の周波数ナンバを
   発生する第３周波数ナンバ発生手段と、楽音のアタック
   部の音高変化速度に対応する周期のアタック制御信号お
   よび楽音のディケイ部の音高変化速度に対応する周期の
   ディケイ制御信号を発生する制御信号発生手段と、上記
   第１および第２の周波数ナンバと第１および第３の周波
   数ナンバとを組としてこれら各組の周波数ナンバをそれ
   ぞれ上記アタック制御信号およびディケイ制御信号の周
   期で演算し、その演算出力を楽音のアタック部およびデ
   ィケイ部において時間的に変化する時間変化周波数ナン
   バとして出力する演算手段と、上記時間変化周波数ナン
   バに基づき該周波数ナンバの値に対応する音高の楽音を
   発生する楽音発生手段とを備えてなる電子楽器。 ２ 前記楽音発生手段は、前記演算手段から出力される
   時間変化周波数ナンバに基づいて楽音を構成する高調波
   の各成分を発生する高調波成分発生手段と、上記時間変
   化周波数ナンバと上記各成分の次数を示す次数ナンバの
   乗算値に対応した高調波振幅係数を発生する振幅係数発
   生手段とを備え、上記高調波成分発生手段から発生され
   る高調波の各成分に上記高調波振幅係数を乗算してその
   乗算値を合成することによって楽音を発生するようにし
   てなる特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。 ３ 前記第２周波数ナンバ発生手段は、前記変動ナンバ
   の各位に対応したメモリグループを有し、各メモリグル
   ープ毎に各錘の音高に対応した第１の周波数ナンバを所
   定値だけ異ならせて第２の周波数ナンバとして記憶して
   いるメモリと、押鍵時におげろ前記変動ナンバの値をラ
   ッチするラッチ回路とからなり、上記メモリを上記ラッ
   チ回路にラッチされた押鍵時の変動ナンバの値と押下鍵
   に対応する鍵情報とでアドレスするように構成し、前記
   第３周波数ナンバ発生手段は、前記変動ナンバの値に対
   応したメモリグループを有し、各メモリグループ毎に各
   錘の音高に対応した第１の周波数ナンバを所定値だけ異
   ならせて第３の周波数ナンバとして記憶しているメモリ
   と、離鍵時における前記変動ナンバの値をラッチするラ
   ッチ回路とからなり、上記メモリを上記ラッチ回路にラ
   ッチされた離鍵時の変動ナンバの値と押下鍵に対応する
   鍵情報とでアドレスするように構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の電子楽器。 ４ 前記振幅係数発生手段は、所望のフォルマント特性
   に対応して各周波数に対する振幅レベルを振幅係数とし
   て記憶したメモリで構成され、該メモリは前記時間変化
   周波数ナンバと次数ナンバとの乗算値に対応する信号で
   アドレスするようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の電子楽器。