JPS59109090A - 電子楽器 - Google Patents

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】 この発明は電子楽器におけるアタック部分の楽音波形合
成に関する。

楽音合成もしくは発生において、音の立上り部分（アタ
ック部分）の楽音波形がかなり大きな比重で音色に寄与
することが知られているが、望ましいアタック部の楽音
波形（例えば自然楽器音のそれ）を忠実に合成すること
は従来の電子楽器では困難であった。これは、アタック
部分ががなり不安定な過渡的な部分であるため、その蘂
音波形が複雑となることによる。また、ピアノ等におい
ては打弦強度（管楽器においては吹き始めの強さ）に応
じてアタック部分の波形の複雑さが変化することにも帰
因する。一方、このアタック部分を過ぎると、楽音波形
は安定した特性を示す。従来の電子楽器は、この安定領
域の楽音波形をアタック部分でも合成もしくは発生して
いるのが実状であった。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、鍵タッチ
に応じて異なる特性を示ジク複雛な楽音波形をアタック
部分において発生もしくは合成し得る電子楽器を提供す
ることを目的とする。この発明によれば、アタック部分
の楽音波形を互いに異なる特性で予め記憶した複数の第
１のメモリがチ 設けられ、鍵タツチ検出信号に応じてこれらのメモリの
１つを選択し、選択されたメモリから読み出された楽音
波形信号を音の立上り時における楽音信号として発音す
る。別途に、安定部分の楽音波萎を記憶した第２のメモ
リが設けられ、上記アタック部分の楽音波形読み出しが
終了すると、それに引き続き、第２のメモリから読み出
された楽音波形が楽音信号として発音される。また、こ
の発明によれば、少くとも２つの前記第１のメモリから
読み出した楽音波形信号を鍵タツチ検出信号に応じた比
率で混合することにより、鍵タッチに応じて異なる特性
を示すアタック部分の楽音波形信号を合成することもで
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１１は鍵盤１０の６
鍵に対応するキースイッチから成るものであり、各鍵毎
の鍵タッチを検出し得るようにするために一例として２
段式のキースイッチから成る。すなわち、各鍵毎に第１
のキースイッチに１と第２のキースイッチに２を夫々具
備し、成る鍵が押圧されたときその鍵に対応する第１の
キースイッチに１が最初に閉じ、次に第２のキースイッ
チに２が閉じるようになっている。キーアサイナ１２は
、キースイッチ回路１１を走査して押圧鍵を検出し、所
定数（例えば８）の楽音発生チャンネルのいずれかに押
圧鍵を割当てる。詳しくは、成る鍵の第１のキースイｖ
ｆＫ１がオフからオンに切換わったことを検出したとき
その鍵ヲ任意のチャンネルに割当てる処理を行ない、次
にその鍵の第２のキースイッチに２がオフからオンに切
換わったとき割当てたチャンネルに対応１〜てその鍵の
キーコードＫＣを出力する。各チャンネルに対応して時
分割タイムスロットが予じめ定められており、各チャン
ネルに割当てられたキーコードＫＣを各々に対応するタ
イムスロットで時分割的に出力する。各チャンネルのタ
イムスロットはクロックパルスφに従ってその１周期分
の幅で設定される。

キーアサイナ１２からは、キーコードＫＣのほかに、ス
タートパルスＳ１第１キーオン信号ＴＫｊ、第２キーオ
ン信号ＴＫ２、キーオフ信号ＴＤＱが出力される。スタ
ートパルスＳは、第２のキースイッチに２がオフからオ
ンに切換わったとき、それに対応する鍵が割当てられた
チャンネルのタイムスロットに同期して最初に１度だけ
パルス発生するものである。第１キーオン信号ＴＫ１は
、第１のキースイッチに１のオンに応答して新たな割当
て処理が行なわれたとき、割当てたチャンネルのタイム
スロットに同期して即座に′１″となり、以後該タイム
スロットに同期して繰返し°１′′となる信号である。

第２キーオン信号ＴＫ２は、第２のキースイッチに２が
オフからオンに切換わったときに該鍵が割当てられてい
るチャンネルのタイムスロットに対応して“１″に立上
り、以後該タイムスロットに同期して繰返し１″となる
信号である。キーオフ信号ＴＤＯは、第１のキースイッ
チに１がオンからオフに切換わったとき該鍵が割当てら
れているチャンネルのタイムスロットに対応して１″に
立上り、以後該タイムスロットに同期して繰返し１″と
なる信号である。これらのキーオン信号ＴＫＩ　、ＴＫ
２及びキーオフ信号ＴＤＯは、対応するチャンネルのテ
ィケイ終了パルスＤＦが後述のようにキーアサイナ１２
に与えられたときＩＩ　Ｏ１１に立下る。上述の各信号
Ｔ１　、ＴＫ２．ＴＤＯ，Ｓ、ＤＦの発生例を１チヤン
ネルに関して示すと第２図のようになる。同図では、信
号ＴＫ１　、ＴＫ２　、ＴＤ（Ｊが持続信号のように示
されているが、」二連のように、時分割的に発生するも
のである。

キーアサイナ１２から出力されたキーコートＫＣは周波
数ナンバ発生器１６に与えられ、該キーコードＫＣによ
って示された鍵の楽音周波数に対応する周波数ナンバＦ
が該発生器１６から発生される。該発生器１６から時分
割的に出力された各チャンネルの周波数ナンバＦは位相
アキュムレータ１４で各チャンネル別に繰返し加算され
、各チャンネルで発生すべき楽音信号の瞬時位相角デー
タが該アキュムレータ１４から時分割的に出力される。

すなわち、周波数ナンバＦは１ザンプリング時間当りの
位相増分値を示して診り、これを各サンプリング時間毎
にアキュムレータ１４で繰返し加算することにより瞬時
位相角データが求められる。アキームレータ１４は各チ
ャンネルに対応するタイムスロット毎に時分割的な累算
が可能なものであり、そのクリア入力にはキーアサイナ
１２からスタートパルスＳが与えられる。成るチャンネ
ルに新たな押圧鍵が割当てられたとき、つまりそのチャ
ンネルで楽音の発音を開始すべきとき、スタートパルス
Ｓが与えられ、そのチャンイ・ルに関するアキームレー
タ１４の内容がクリアされる。

こうして、新たに割当てられた鍵に関する周波数ナンバ
Ｆの累算がゼロからスタートする。

アキュムレータ１４の出力は楽音波形メモリ１５゜１６
を読み出すためのアドレス信号として用いられる。アタ
ック部メモリ）１５は、複数周期から成るアタック部分
の楽音波形を予め記憶したメモリ１５−１乃至１５−８
を複数個（この例では８個）具備して−おり、各メモリ
１５−１乃至１５−８に記憶された楽音波形の特性（波
形形状、振幅レベル、周期等）は夫々異なっている。持
続部メモリ１６は、楽音の持続部（安定部）の楽音波形
を複数周期にわたって予め記憶したもので、互いに異な
る特性の持続部波形を記憶した複数個のメモリ１６−１
乃至１６−Ｎを具備している。

アタック部メモリ１５の個々のメモリ１５−１乃至１５
−８は夫々異なる強度の鍵タッチに対応しており、各鍵
タッチに応じた特性をもつ複雑なアタック楽音波形（音
の立上り時の振幅特性をもつ複数周期にわたる楽音波形
）を夫々予め記憶している。例えば、強い鍵タッチに対
応するメモリはど高調波成分が多くかつ振幅の大きな波
形を記憶し、弱い鍵タッチに対応するものほど高調波成
分が少なくかつ振幅も小さい波形を記憶する。押圧鍵の
鍵タッチに応じて１つのアタック部メモリ（１５−１乃
至１５−８のうち１つ）を選択するために、タッチカウ
ンタ１７で求めた鍵タツチ検出信号が利用される。タッ
チカウンタ１７には、キーアサイナ１２から時分割的に
出力された各チャンネルの第１キーオ／信号ＴＫＩと第
２キーオン信号ＴＫ２とが与えられており、各チャンネ
ル毎に信号ＴＫＩとＴＫ２の立上り時間の時間差をカウ
ントし、これにより各チャンネルに割当てられた鍵の鍵
タッチ（打鍵速度）を夫々個別に検出する。成るチャン
ネルに関するタッチカウンタ１７の出力の状態は、第１
キーオン信号ＴＫ１が゛１パに立上ったときｒＯＪとな
り、以後第２キーオン信号ＴＫ２が′１゛に立上るまで
徐々に増加し、信号ＴＫ２がｌ″′に立上ったときカウ
ントが停止されることによってそれ以後はそれまでのカ
ウント値を保持する。この保持されたカウント値が鍵タ
ッチの強さに対応している。このようなカウント値デー
タつまり鍵タツチ検出信号が各チャンネル毎に時分割的
にタッチカウンタ１７から出力される。

タッチカウンタ１７から出力されたカウント値データの
うち上位３ビツトがデコーダ１８に入力され、８通りの
鍵タツチ強度に対応する出力がテコーグ１８から得られ
る。デコーダ１８の８本の出力ラインは谷アタック部メ
モリ１５−１乃至１５−８のイネーブル人力Ｅに個別に
接続される。この構成により、押圧鍵の鍵タッチに対応
する１つのアタック部メモリ（１５−１乃至１５−８の
うち１つ）が選択的に読み出し可能状態に設定される。

このメモＩＪ　１５−１乃至１５−８の可能化動作は、
デコーダ１８の出力に応じて各チャンネルのタイムスロ
ット毎に時分割的に行なわれる。

各アタック部メモリ１５−１乃至１５−８のアドレス入
力には位相アキュムレータ１４の出力が一分配器１９を
介して共通に与えられる。分配器１９は、音を出し始め
るべき時にアタック部メモ１月５−１乃至１５−８の全
アドレスを１通り読み出すのに要する期間だけ、位相ア
キュムレータ１４の出力をアタック部メモリ１５−１乃
至１５−８に与え、それ以外のときは該アキュムレータ
１４の出力を持続部メモリ１６に与えるよう動作する。

各メモリ１５−１乃至１５−８に対するアドレス信号の
ビット数が８ビツトであるとすると、アキュムレータ１
４は少なくともそれよ！ｌ１１ビット多い９ビツトの信
号を出力し、９ビツト目の出力信号を各メモリ１５−１
乃至１５−８の全アドレス読み出しに要する期間を識別
する信号として利用する。

分配器・１９の制御のために、クロツクノクルヌφに従
って各チャンネルの時分割タイムスロットに同期してシ
フト制御される８ステージ／１ビツトのシフトレジスタ
２０と、アンド回路２１及びオア回路２２とが設けられ
る。アンド回路２１の一方入力にはソフトレジスタ２０
の出力が与えられ、他の入力にはキーアサイナ１２から
出力されたスタートパルスＳをインバータ２６で反転し
たものが与えられる。オア回路２２にはアンド回路２１
の出力とアキュムレータ１４の出力の最上位ピッ）ＭＳ
　Ｂすなわち９ビツト目が入力され、その出力がソフト
レジスタ２０に入力される。シフトレジスタ２０は分配
器１９の制御信号を各チャンネルに対応して時分割的に
供給するためのもので、各チャンネルの制御信号が時分
割的に出力されて配器１９の制御入力に与えられる。分
配器１９は、ソフトレジスタ２０から与えられた制御信
号が０″のときアキュムレータ１４の出力信号をアタッ
ク部メモリ１５に分配し、ＩＩ　Ｉ　ＩＩのとき該出力
信号を持続部メモリ１６に分配する。

新たに押圧された鍵が成るチャンネルに割当てられたと
き、前述の通り、そのチャンネルに対応するスタートパ
ルスＳが最初の１タイムスロツトでだけ１”となる。こ
のスタートパルスＳの゛。

１°′に応じてアンド回路２１が不能化され、当該チャ
ンネルに対応するシフトレジスタ２０の記憶内容が“０
″にクリアされる。一方、前述の通り、スター、トパル
スＳによってアキュムレータ１４の当該チャンネルの内
容が−Ｈクリアされ、該アキュムレータ１４の当該チャ
ンネルでは全ピッド０゛′を始点として周波数ナンバＦ
の累算を開始する。従って、スタートパルスＳが発生し
たときから当該チャンネルに関するアキュムレータ１４
の出力信号の下位８ビツトの内容が１巡するまでの間該
出力信号の９ビツト目の値は０”を保持し、８ビツト目
からの桁上げ信号が与え・−もれたとき１″に切換わる
。９ヒ：ット目の信号がＩＩ　Ｉ　ＩＩに切換わったと
き、オア回路２２を介してシフトレジスタ２０に１″が
ロードされ、以後、この１゛がシフトレジスタ２０、ア
ンド回路２１、オア回路２２のループを循環して該シフ
トレジスタ２０でホールドされる。従って、スタートパ
ルスＳが発生したチャンネルに対応するシフトレジスタ
２０の記憶内容は、該パルスＳが発生したときから当該
チャンネルに関するアキュムレータ１４の出力信号の下
位８ビツトが１巡するまでの間だけ“０″を保持し、そ
れ以後は１”′を保持する。従って、／アトレジスタ２
０の出力の状態を１チヤンネルたけにつき示すと、第２
図のようである。

シフトレジスタ２０の出力信号のＯ″または°１′に応
じて分配器１９が前述の通り制御されることにより、ス
タートパルスＳが発生したときカラアキュムレータ１４
の出力信号の下位８ビツトが１巡するまでの間はアタッ
ク部メモリ１５にアキュムレータ１４の出力信号がアド
レス信号として加えられ、アタック部メモリ１５から楽
音波形が読み出される。アキュムレータ１４の出力信号
の下位８ビツトがアドレス信号として使用されるので、
この間に、丁度アタック部メモリ１５の全アドレスの読
み出しが完了する（第２図のアタック部の欄参照）。詳
しくは、′デコーダ１８の出力信号によって可能化され
た唯一のアタック部メモリ（１５１乃至１５−８のうち
１つ）から、複数周期アタック楽音波形の全サンプル点
振幅が順次読み出される。読み出された楽音信号はティ
ジタシレ／アナログ変換器２４でアナログ変換され、サ
ウンドシステム２５に与えられる。アタック部メモリ１
５の読み出しが終了すると同時に、アキュムレータ１４
の出力信号の分配が切換えられ、以後は持続部メモリ１
６にアドレス信号が与えられるようになる。持続部メモ
リ１６では、アキュムレータ１４から与えられるアドレ
ス信号に従ってそこに記憶している楽音波形信号を繰返
し読み出す。読み出された楽音波形信号は振幅エンベロ
ープの付与等の処理が施された後、ディジタル／アナロ
グ変換器２４に与えられる。

持続部メモリ１６における各メモリのうち少くとも１つ
、例えばメモ１Ｊ１６−Ｎ、は何の変調効果も加えられ
ていない、単純な持続部特性（一定振幅特性）の楽音波
形を記憶している。他のメモ１Ｊ１６−１．１６−２　
　・・・・は夫々異なる変調が付与された楽音波形を予
じめ記憶している。変調の一例としては周波数変調（ビ
ブラート変調）及び振幅変調（トレモロ変調）及び音色
変調（楽音波形形状の変調）などがあり、その中の１ま
たは複数を付与した楽音波形を予め記憶する。−例とし
て、ビブラート変調を主体とし、その上更に適度の振幅
変調あるいは音色変調を施した楽音波形を記憶する。ま
た、−例として、各メモリ１６−１．１６−２　　・・
・・には夫々異なる深さの変調が付与された楽音波形が
予じめ記憶される。前記メモ’Ｊ　１５−１乃至１５−
８と同様に、各メモ１月６−１乃至１６−Ｎでは複数周
期にわたる楽音波形が記憶されており、分配器１９を介
してアキュムレータ１４から与えられる８ビツトのアド
レス信号に従って複数周期波形が繰返し読み出される。

セレクタ２６は各メモリ１６−１乃至１６−Ｎのうち１
つの出力を選択するもので、例えば電子楽器パネル面に
配されたビブラート深さ選択スイッチと連動しており、
選択された深さに対応するメモＩＪ　（１６−１乃至ｌ
６−Ｎ）の出力信号を選択する。選択された信号は乗算
器２７に与えられる。乗算器２７は持続部メモリ１６か
ら読み出された楽音波形信号に対して振幅エンベロープ
を付与するものである。キーアサイナ１２からエンベロ
ープ発生器２８に対して第２キーオン信号ＴＫ２とキー
オフ信号ＴＤＯが与えられるようになっており、これら
の信号にもとづきエンベロープ発生器２８では第２図に
示すような持続特性とディケイ特性を有するエンベロー
プ信号を各チャンネル毎に時分割で発生する。このエン
ベロープ信号が乗算器２７に与えられ、楽音波形信号の
振幅を該エンベロープ信号に従って制御する／（第２図
の持続部の欄参照）。尚、ティケイエンベローブが終了
すると、エンベロープ発生器２８からディケイ終了パル
スＤＦが出力され、キーアサイナ１２に与えられる。

乗算器２７の出力は乗算器２９に与えられる。

乗算器２９は鍵タッチに応じて楽音波形信号の振幅を制
御するためのものである。前述の通り、アタック部メモ
リ１５から出力されたアタック部の楽音波形信号は鍵タ
ッチに応じた振幅レベルをもっているため、持続部の楽
音波形信号の振幅を打鍵時の鍵タッチに応じて制御しな
いと、アタック部と持続部の楽音波形信号のつながりが
悪くなるおそれがある。乗算器２９はそのような不都合
を解消する働きをする。タッチカウンタ１７から出力さ
れた鍵タツチ検出信号が係数ＲＯＭ３Ｑに与えられ、１
鍵強度に応じた係数テークが該ＲＯＭ６０から読み出さ
れる。ＲＯＭ６０から読み出された係数データが乗算器
２９に与えられる。その結果、持続部の楽音波形信号の
振幅が打鍵強度に応じて制御される。乗算器２９の出力
信号はディジタル／アナログ変換器２４に加わり、アナ
ログ変換された後、サウンドシステム２５に至る。尚、
メモーリ１６から読み出す楽音波形信号及び発生器２８
から発生するエンベロープ信号及び係数ＲＯＭ３０から
読み出す係数データを対数で表わせば、乗算器２７．２
９は簡単な加算器によって構成できる。その場合、計数
／リニア変換器を設け、演算が終了した持続部楽音波形
信号ラリニア表現に変換した後、ディジタル／アナログ
変換器２４に与えるものとする。

第１図におけるアタック部メモリ１５の別の実施例を第
３図に示す。メモリ６１及び６２には、互いに異なる特
性を有するアタック部の楽音波形が複数周期にわたって
予め記憶されている。例えば、メモリ６１は最も強い鍵
タッチに対応する楽音波形を記憶し、メモリ６２は最も
弱い鍵タッチに対応する楽音波形を記憶する。メモ１Ｊ
３１，３２には第１図のメモＩＪ　１５−１乃至１５−
８と同様に分配器１９（第１図）から８ピントのアドレ
ス信号が与えられる。このアドレス信号に従って両メモ
１Ｊ３１，３２から同時に楽音波形信号が読み出される
。メモ’Ｊ３１，３２の出力は夫々乗算器３５．３４に
与えられ、係数ＲＯＭ３５から与えられた係数Ｐ１．Ｐ
２が乗算される。こうして、係数Ｐ１．Ｐ２に従って夫
々振幅レベルが制御された２つの楽音波形信号が乗算器
３３．３４から夫々出力され、それらが加算器６６で加
算される。

加算器６６の出力信号がアタック部の楽音波形信号とし
てディジタル／アナログ変換器２４（第１図）に与えら
れる。

係数ＲＯＭ６５は、鍵タッチ及びアタック部の時間経過
に対応して様々な値の係数Ｐ１．Ｐ２を予め記憶してい
る。デコーダ１８　（ｍ１図）の出力及び分配器１９か
らメモリ３１．３２に与えられるアドレス信号の上位ピ
ントがＲＯＭ３５のアドレス入力に与えられる。デコー
ダ１８の出力によ−て蒜夕・・チに応じた係数の組が選
択され、選択された組から楽音波形メモリのアトレヌ信
号上位ビットに従って（つまり時間経過に従って）係数
ｐ１．ｐ２が読み出される。尚、デコーダ１８の出力信
号のみｋＲＯＭ３５のアドレス信号とし、係数ｐ１．ｐ
２が時間的には変化しないようにしてもよい。メモ’Ｊ
３１．３２の数は２個に限らず、それ以上であってもよ
い。また、アタック部メモリ３Ｌ３２のうち一方を持続
部メモリ１６として共用してもよい。

尚、第１図において持続部メモリ１６は１個だけでもよ
く、また、そこに記憶する楽音波形は１周期分だけであ
ってもよい。また、分配器１９を設けずに、アタック部
メモリ１５の出力と持続部メモリ１６の出力を７フトレ
ジスタ２０の出力信号に応じて開閉制御するようにして
もよい。

上記実施例中に示されたように２段のキースイッチに１
．に２を使用して鍵タッチを検出する電子楽器の詳細例
は特開昭５３−１３９５２０号公報に示されている。し
かし、鍵タッチの検出の仕方はこれに限らず他の如何な
る方法を用いてもよい。例えば特公昭５６−７９３号公
報に示されたようなものを用いることも可能である。

以上説明したようにこの発明によれば、アタック部分の
複数周期楽音波形において各周期毎の波形形状、振幅、
ピンチ等を夫々異ならせることがテキる“ので複雑な楽
音信号をアタック部分において発生もしくは合成するこ
とができ、かつ、鍵タッチ（Ｃ応じてその楽音波形特性
（波形形状、振幅、ピッチ等）を更に異らせることがで
きる。従って、ピアノ等自然楽器音のように、アタック
部分において複雑な特徴を示す良質な楽音を発生ずるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る電子楽器の一実施例を示すブロ
ック図、第２図は同実施例の動作を説明するタイミング
チャート、第３図は同実施例におけるアタック部メモリ
の変更例を示すブロック図、である、。 １０　鍵盤、１１・・キースイッチ回路、１２・キーア
サイナ、１５　アタック部メモリ、１６・・持続部メモ
リ、１７・タッチカウノタ、１９　分配器、３Ｌ３２・
アタック部メモリ、３３．３４・乗算器、３５　係数Ｒ
ＯＭ、６６　加算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鍵盤と、この鍵盤で操作された鍵の鍵タッチを検出
   する鍵タツチ検出手段と、複数周期にわたる音の立上り
   部分の楽音波形を夫々異なる特性で記憶した複数の第１
   のメモリと、音の持続部分の楽音波形を記憶した第２の
   メモリとを具え、前記鍵盤で鍵が操作されたときその鍵
   タッチに応じて前記第１のメモリの中の１つを選択し、
   選択された第１のメモリから操作された鍵に対応するレ
   ートで前記立」二り部分の楽音波形を読み出し、これに
   引き続き前記第２のメモリから前記操作された鍵に対応
   するレートで楽音波形を読み出すようにした電子楽器。 ２　前記第２のメモリから読み出された楽音波形の振幅
   を前記鍵タッチに応じて制御するようにした特許請求の
   範囲第１項記載の電子楽器。 ６、　　ｅ盤と、この鍵盤で操作された鍵の鍵タッチを
   検出する鍵タツチ検出手段と、複数周期にわたる音の立
   上り部分の楽音波形を夫々異なる特性で記憶した少くと
   も２個の第１のメモリと、音の持続部分の楽音波形を記
   憶した第２のメモリと、前記鍵タツチ検出手段で検出さ
   れた鍵タッチに応じて前記第１のメモリの各々に対応し
   て係数を供給する係数供給手段とを具え、前記鍵盤で鍵
   が操作されたとき前記第１のメモリから該鍵に対応する
   レートで前記楽音波形を夫々読み出すと共に読み出した
   複数楽音波形を前記係数供給手段から与えられた係数に
   応じた比率で混合して発音し、これに引き続き前記第２
   のメモリから前記操作された鍵に対応するレートで楽音
   波形を読み出すようにした電子楽器。