JPS5916279B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は発生楽音の含有高調波をその音の振： 幅エ
ンベロープの大きさに応じて制御する電子楽器に関し、
また発生音の基本波周波数の音域に応じて音強度（ラウ
ドネス）を制御する電子楽器に関する。

オーケストラ楽器の聴取テスト及び分析によれ’０ ば
、望ましい楽音の音質は振幅エンベロープの大きさが増
大するにしたがつて高調波成分を増しエンベロープ振幅
が減少するにしたがつて高調波成分を減少させるという
ことによつて得られるということがわかつている。

このような高調波成分゛５（含有高調波）の変調は特殊
な合成音の発生にとって好都合である。第１図は合成さ
れた楽音の振幅エンベロープ１０の典型例を示す。

アタックの初期の部分１１の間振幅は、Ｏ（時間Ｔ。）
から時間Ｔｉにおける００最大振幅に増大する。その後
時間Ｔｉ乃至Ｔ２の間にエンベロープ振幅１２はサステ
イン値１３に減少する。このサステイン値１３は時間Ｔ
３においてデイケイが発生されるまで維持される。鍵盤
楽器において、このデイケイ１４はキーが開放され’５
るとき開始しエンベロープ振幅が０に下降する時間Ｔ
４において終了する。この発明によれば発生される音の
高調波成分はエンベロープ１０の振幅に比例する。

例によつて示せば第１図の左側の縦軸は０から１２７ま
での”０ 目盛範囲の相対振幅目盛りを示す。右側の縦
軸は発生音に含まれる高調波成分の最大数をエンベロー
プ振幅に夫々対応して示す。この例によればエンベロー
プ振幅が７より小さいときの単一のフーリエ成分からエ
ンベロープ振幅が１２０と１２７’５ の間のときの１
６個のフーリエ成分という最大数の高調波含有までの範
囲がある。この発明の主な目的は電子楽器においてある
高調波変調を行うた）７−めの装置を提供することであ
る。

この発明の他の目的は異なる可聴周波数における音強度
に対する耳の不均等な感度を補償するための強度目盛り
づけを与えることである。

人間の聴取能力は高周波においてよりも低周波のほうが
より感度が低いということが周知である。特に耳の応答
性は約１０００Ｈｚ（Ｃ５音の近傍）の周波数における
よりも約６０Ｈｚ（Ｃ３音の近傍）の周波数における方
が２０ｄｂから３０ｄｂ感度が低い。この周波数依存の
平均聴取損失を克服するためにパイプオルガン及び良好
な電子楽器は、聴取者が全音階音にわたつてほぼ一定の
音強度を受けるように目盛付けられた強さの音を発生し
ている。たとえばパイプオルガンではかかる振幅調整は
聴取者が同じ相対強度を感じるまで個々のパイプに流れ
る空気を調節することによつて行つている。または異な
る音を発生するために個々の発振器を使用する電子楽器
においては、振幅の目盛付けは各発振器出力レベルの調
整によつて得ている。他の技術では電子楽器からこれに
関するパワー増幅器へのオーデイオ信号線にバスブース
トフイルタを使用することである。典型的にはかかるバ
スブーストフイルタはＣ２音を約２０〜３０ｄｂだけ増
幅し、約Ｅ３音以上のすべての音に対してはほぼ１の利
得を有するようになされている。バスブーストフイルタ
技術に関する問題は不均等な高調波強調の点である。

例えばＣ２音が演奏されれば、基本波２０〜３０ｄｂだ
け強調されるが、第２次高調波は１０ｄｂだけ強調され
、第３次高調波はほとんど振幅は変更しないままである
。かくして音Ｃ２の音質はＣ２よりもより高い音又はＣ
３の音とは明らかに異つた音となるだろう。更に高調波
に対する基本波の非常に著しい強調は、低音階音特にペ
ダル音に対して望ましくないブーミ一効果を生じる。こ
の発明の他の目的は相対的な高調波成分に影響を与える
ことなく電子楽器によつて発生される音の強度を目盛付
けるための装置を提供することである。

これは全楽音範囲にわたつて同じ強度及び同じ音質を有
する音の発生を可能にする。これらの目的は特願昭４７
−６５８７３号（特開昭４８−９０２１７号）の明細書
中に記載された形式の電子楽器によつて達成される。か
かる電子楽器において楽音は、楽音波形の連続するサン
プル点ＱＲにおける振幅Ｘ。（ＱＲ）を実時間内で計算
をしこれらの振幅を計算をしながら音に変換することに
よつて形成される。各サンプル点振幅は関係式に従つて
規則的な時間Ｔｘ中に計算をされる。

ただしｑは時間Ｔｘごとに増分される整数である。値ｎ
＝１、２、３・・・・・・・・・・・・・・・Ｗは計算
されるフーリエ成分の次数を表し、Ｃｎはｎ次成分の相
対振幅を決定をする係数である。計算される波形の周期
、即ち発生される音の基本周波数は楽器の鍵盤スイツチ
により選択された周波数ナンバーＲによつて決定される
。発生された音のエンベロープ１０（第１図）の振幅は
時間に依存するスケールフアクタＳ（ｔ）によつて決定
される。

この実施例においてスケールフアクタＳ（ｔ）はアタツ
ク及びデイケイスケールフアクタメモリから供給され、
これらのメモリは各発生音のアタツク及びデイケイ期間
中適宜読み出される。この発明によれば各発生音の高調
波成分はそのエンベロープ振幅に応答して変調される。

特に各波形サンプル点振幅計算に含まれるフーリエ成分
の数はスケールフアクタＳ（ｔ）に比例する。この値Ｓ
（ｔ）はサンプル点振幅Ｘ。（ＱＲ）が計算される時点
でエンベロープ振幅を決定する。Ｓ（ｔ）に部分的に比
例し波形振幅計算に含まれる最高次のプーリ工成分を決
定する値Ｎｍａｘを得るために適宜の回路が使用される
。このようにして発生された音は値Ｎｍａｘより小さい
か等しい次数のフーリエ成分のみを含むこととなる。か
くして高調波変調が達成される。エンベロープ振幅が小
さいとき発生される音のスペクトラムには低次のフーリ
エ成分のみが存在する。エンベロープ振幅が大きいとき
はより多くの振幅成分が存在する。この実施例において
最高次のフーリエ成分は次のによつて与えられる。

ただしｋは定数であり、大括弧は商よりも次に大きい整
数の値をＮｍａｘが有することを示している。これを具
体例によれば、値Ｓ（ｔ）はＯ〜１２７の範囲を持ち、
ｋは８、値ＮｍａｘはＯと１６の間である。これは第１
図図小のものに相当する。もしＳ（ｔ）が８３に等しけ
れば括弧内の商は１０３７５となるであろう。従つて振
幅計算に含まれる最高次のフーリエ成分はＮｍａｘ−１
１となる。もちろんこの発明は上記特定の数字例または
第２式の適用に限定されるものではない。エンベロープ
振幅と最大フーリエ成分次数との間に他の関係を採用す
ることもできる。すべての発生音に対して表面上等しい
強度を得るために、この発明は基本周波数依存振幅メモ
リ回路を採用する。選択された音のオクターブまたは一
のオクターブは読み出された周波数ナンバＲから確認さ
れる。計算されたサンプル点振幅ＸＯ（ＱＲ）は、その
後、発生楽音の基本周波数に対する人間の耳の相対感度
によつて決定される量だけ目盛付けられる。例えば、選
択された音がＣ２であるならば計算された波形サンプル
点振幅には８が乗数され１８ｄｂの強調を行う。

これは値Ｘ。（ＱＲ）をシフトレジスタにおいて３ビツ
ト位置だけ左側にシフトすることによつて容易に達成す
ることができる。他の方法によれば、各高調波成分Ｃｎ
を発生音を含むオクターブまたは半オクターブ音域に依
存する量だけ適宜目盛付けするようにしてもよい。以下
、この発明を添付図面の実施例に関して詳細に説明しよ
う。この発明における高調波変調と音声目盛付けの両者
は第３図に示す電子楽器２０に組み込まれている。

一つの鍵盤スイツチ２１が押圧されるたびに楽器２０は
サウンドシステム２２を経て対応する音を発生する。発
生される音の振幅エンベロープはオアゲート２３を経て
ライン２４に供給されるスケールフアクタＳ（ｔ）の一
組により決定される。アタツクとサステインの期間中値
Ｓ（ｔ）は第５図に詳細が示される適当なアタツクデイ
ケイ制御ロジツク２６により制御されたスケールフアク
タメモリ２５から読み出される。また鍵盤スイツチ２１
が離されたとき始まるデイケイ期間中スケールフ２７か
ら読み出される。音が発生する間、組成フーリエ成分は
以下に記述されたようにして個々に計算される。

各波形振幅計算に含まれるこれらのフーリエ成分の最大
数Ｎｍａｘは割り算回路３０によつて決定される。この
実施例は第４図に詳細が示される。回路３０はライン２
４からのスケールフアクタの値Ｓ（ｔ）を受け第２式の
計算を行う。ライン３１の回路３０の出力は第２式の値
Ｎｍａｘを示す信号である。コンパレータ３２はライン
３１の信号により指定された最大次数Ｎｍａｘと今計算
されたフーリエ成分の次数ｎを比較する。ｎ＞Ｎｍａｘ
であれば、コンパレータ３２はこのフーリエ成分が振幅
計に含まれることを妨げる抑止信号ライン３３に供給す
る。このようにして発生音はＮｍａｘに等しいか小さい
次数のフーリエ成分だけを含むこととなる。すなわちこ
れは発生音の含有高調波がエンベロープ振幅に部分的に
比例することを意味する。楽器２０において、順次波形
サンプル点振幅ＸＯ（ＱＲ）は第１式に従つて実時間内
で計算される。

発生音の基本周波数は鍵盤スイツチ２１の選択に応答し
て周波数ナンバメモリ３５（第３図）から読み出される
周波数ナンバＲによつて決定される。周波数ナンバＲは
選択された音の音名とそのオクターブ音域の両方を表わ
す。第６図に関連して詳細が述べてある適宜なラウドネ
ス目盛付けロジツク３６は選択された音の周波数に対す
る人間の耳の相対的感度に比例するラウドネススケール
フアクタＬ（８）を設定する。計算された各サンプル点
振幅Ｘ。（ＱＲ）はサウンドシステム２２による再生の
まえに乗算器３７において上記ラウドネススケールフア
クタＬ（Ｒ）が乗算される。他の例として各高調波係数
Ｃｎが第６図に一点鎖線で示したスケーラ３８において
ラウドネススケールフアクタＬ（８）と乗算されるよう
にしてもよい。どちらの場合も結果は楽器２０により発
生された全ての音が等しいはつきりとしたラウドネスを
有する。電子楽器２０（第３図）において個々のプーリ
工成分Ｆ（ｎ）は連続的な計算時間ＴＣＰｌからＴＣｐ
ｌ６の間個々に計算される。かかる各期間に相当する値
ｎはライン４０に与えられる。クロツク４１はモジユロ
Ｗのカウンタ４２に期間Ｔｃｐ毎にパルスを供給する。
カウンタ４２の内容は次数ｎを示し、ライン４０に信号
を供給する。計算時間Ｔｘの夕イミングパルスはカウン
タ４２からのりセツトパルス（時間ＴＣＰｌ６毎に発生
する）を遅延回路４４でわずかに遅延することによりラ
イン４３に供給される。各フーリエ成分はアキユームレ
ータ４５で累算される。

従つて各々の計算時間Ｔｘの最後にはアキロームレータ
４５の内容は現時サンプル点ＱＲの波形振幅ＸＯ（ＱＲ
）を示す。パルスＴｘが生じるとアキユームレータ４５
の内容を乗算器３７とゲート４６を経てデジタル−アナ
ログコンバータ４７に移す。アキユームレータ４５はそ
の後クリアされすぐに計算の始められる次のサンプル点
のフーリエ成分の累算に備える。デジタル−アナログコ
ンバータ４７は今計算された波形振幅に対応する電圧を
サウンドシステム２２に供給する。

これらの計算は実時間内に行なわれるから、コンバータ
４７から供給されるアナログ電圧は、そのとき周波数ナ
ンバメモリ３５からライン４８に供給されている周波数
ナンバＲによつて設定された基本周波数を有する楽音波
形を含む。各計算期間Ｔｘの始めにおいて、ゲート４９
を経て供給される周波数ナンバＲは音加算器５０の前の
内容に加算される。

従つてライン５１を経て供給される加算器５０の内容は
今計算されている波形サンプル点を示す値（ＱＲ）を表
わす。音加算器５０はモジユロ２Ｗが好ましい。ここで
Ｗは楽器２０により計算される最高次数のフーリエ成分
である。各計算タイミングパルスＴｃｐはライン５２を
経てゲート５３に供給される。

このゲート５３は値ＱＲを高調波加算器５４に供給し、
高調波加算器５４は各振幅計算期間Ｔｘの終りにクリア
される。従つて高調波加算器５４の内容は、各計算期間
ＴＣＰｌ〜ＴＣＰｌ６において値（ＱＲ）によつて増加
される。だから加算器５４の内容は値（ＮｑＲ）を表わ
す。この値（ＮｑＲ）はライン５５に与えられる。アド
レスデコーダ５６はライン５５を介して受π入された変
数ＮｑＲに対応する値Ｓｉｎ−ＮｑＲを正１ス１弦関数
記憶装置５７から読み出す。

正弦関数記憶π Ｗ装置５７はＳｉｎ−
φ（但しＯくφく一）の値を間１Ｘ７０構成することが
できる。

ここでＤはメモリの分割度定数とよばれる。この構成に
よつて、最初の計π算期間ＴＣＰｌの間に値Ｓｉｎ−Ｑ
Ｒがライン５８に供１スＩる。

従つて、一般的には、カウンタ４２の内容によつて明示
される個々の第ｎ次成分の値π Ｓｉｎ．７．ｎｑＲが正弦関数記憶装置５７から供給さ
れる。

高調波係数Ｃｎの一組が高調波係数メモリ６０に記憶さ
れる。

各正弦波関数の値はライン５８に供給され、ｎ次成分に
対応する高調波係数Ｃｎがライン４０から値ｎを受ける
メモリ読出し制御回路６１により上記メモリ６０から読
み出される。読み出された値Ｃｎはライン６３を経て高
調波係数スケーラ６４に供給され、ここでライン２４に
生じている値Ｓ（ｔ）と乗算される。ライン６５を経て
供給される計算結果Ｓ（ｔ）Ｃｎは高調波振幅乗算π器
６６においてライン５８の値Ｓｉｎ．７．ｎｑＲに乗算
される。

乗算器６６の出力、即ち今計算されたフーリエ成分の値
はライン６７を経てアキユームレータ４５に供給される
。

このようにして連続的なフーリエ成分の組は連続的な期
間Ｔｘの間計算される。これらの成分を累算し、そして
、コンバータ４７によりアナログ波形に変換することに
より所望の音を発生させることができる。第４図に示す
のは、発生音の含有高調波をエンベローブ振幅の関数で
変調するための回路例である。

この実施例において、振幅スケールフアクタＳ（ｔ）は
Ｏから１２７までの範囲の相対振幅目盛りに対応する７
ビツトの２進数の形でライン２４に供給される。各２進
スケールフアクタの個々のビツトはライン２４−１（最
上位ビツトＭＳＢ）から２４−７（最下位ビットＬＳＢ
）に並列的に供？ｙ七＋１１回路３０において、各スケ
ールフアクタＳ（ｔ）は定数ｋ＝８で割算される。

これはライン２４−５からライン２４−７に含まれる３
つの下位ビツトを切捨てることにより達成される。これ
は３ビツト位置だけ右シフト（下位桁へのシフト）を実
行して２３＝８による割算を実行することと等価である
。これによりライン２４−１〜２４−４の信Ｓ（ｔ）号
は量−を表わすことになる。

加算回路７０はこの量に１（例えば２進数０００１）を
加算する。その結果、出力３１（ビツトライン３１−１
〜３１−４から成る）に現われる４ビツトの２進信号は
、ｋ＝８として前記第２式で与えられる量Ｎｍａｘを表
わす。例えば、もしＳ（ｔ）−８３とすると、ライン２
４一１から２４−７は２進数値１０１００１１を含むこ
とになる。

従つて出力ライン３１−１から３１−４は１０進数１１
に対応する２進数１０１１を含むことになる。換言すれ
ば、相対振幅８３の信号により振幅計算に含まれる最高
次のプーリ工成分はＮｍＯ＝１１である。上記のように
今計算しているフーリエ成分の次数ｎはカウンタ４２に
より決定される。

好都合に、このカウンタはモジユロＷ＝１６であり、ジ
グネテイクス社のタイプＳＩＧ８２８ｌの１６ステート
バイナリカウンタのような普通の集積回路を用いて実現
できる。カウンタ４２は、今計算しているｎ次のフーリ
エ成分を表わす４ビツトの２進出力をライン４０−１〜
４０−４に供給する。コンパレータ３２は同様にジグネ
テイクス型ＳＩＧ８２６９のような普通の集積回路で実
現できる。この回路はライン３１と４０の入力を比較し
、ｎ＞Ｎｍａｘのときライン３３に抑止信号を供給する
。他の例において、回路３０はＮｍ２Ｏの値を貯えるメ
モリ６７（第４図で一点鎖線で示した）に置き換えても
よい。

メモリ読み出しデコーダ６８はライン２４から現在のス
ケールフアクタＳ（ｔ）を受け、対応する値Ｎｍａｘを
メモリ６７から読み出す。記憶するＮｍａｘの値は設計
上の選択事項であるが、第１図の左縦軸に与えられた相
対振幅に対応して右縦軸に示すような値とすることがで
きる。高調波係数メモリ６０とそれに連合するメモリ読
み出し制御回路６１の両者は−ジグネテイクス型ＳＩＧ
８２２３のような普通の集積回路リードオンリメモリを
用いて実現できる。この回路は使用者が所望する高調波
係数Ｃｎの一組を保有するようにプログラムできるスト
レージアレイ（記憶系列）を有する。例えば、デイアパ
ーソン音声の場合下記第１表のように記憶値がこれらの
組に対応するようにすることができる。同集積回路は２
進アドレス情報を受ける読み出し制御回路を含む。

かくして、ライン４０の２進信号はこの制御回路６１に
直接供給され、ライン４０に生じるｎの値に対応する高
周波係数Ｃｎをメモリ６０から読み出させる。同集積回
路は抑止あるいは「テツプイネイブル」入力を含む。比
較器出力ライン３３はこの入力に接続される。その結果
、ｎ＞Ｎｍａｘのときはいつでも高調波係数メモリ６０
からの読み出しは抑止され、出力Ｃｎはライン６３に供
給されない。その結果、高調波係数スケーラ６４の出力
はＯとなる。従つて高次のフーリエ成分は所望の通り正
確に振幅計算から除去される。図示しないがライン３３
の抑止信号はライン６３のゲートの抑止に用いることが
できる。

そしてこのようにしてスケーラ６４に供給される値Ｃｎ
を妨げる。スケーラ６４自体は普通の乗算回路により実
現でき、あるいはジグネテイクス型ＳＩＧ８２４３のよ
うな標準集積回路を用いても実現できる。第５図は、音
発生のアタツク、サスティン及びデイケイ期間の間中、
エンベロープ振幅スケールフアクタＳ（ｔ）を供給する
回路を例示したものである。

この実施例において、アタツク及びデイケイ期間の長さ
は発生された音の周期の一定の数に対応する。例えば最
初のアタツク１１（第１図）の存続期間（ＴＯ−Ｔ１）
は発生音の基本周波数の一Ａ周期の１６個分に相当させ
てもよい。

同様にアタツクの部分１２は一周期の４８個分の存続時
間（ＴＯ−Ｔ２）を有するようにすることができる。そ
して、デイケイ１４は一周期の３２個分の存続時間（Ｔ
３〜Ｔ４）を有するようにすることができる。第５図の
実施例においてアタツクとデイケイ期間は音加算器５０
の関係において設定される。

モジユロ２Ｗのこの加算器５０は発生音の各周期の始め
にりセツトされる。例えば、電子楽器２０がＷ＝１６の
フーリエ成分を計算するように構成され、ほとんどのパ
イプオルガンの音を合成するのに十分であるとすると、
加算器５０は２Ｗ−３２を越えるごとにその内容がりセ
ツトされる。従つて音加算器５０がりセツト（計数値３
２に達したとき）されるごとにライン７２に得られる信
号は発生音の新しい周期の始まりを示す。同様に音加算
器５０が計数値１６に達したとき得られるライン７３の
出力は各周期の最初の半分の完成を示すことになる。

ライン７２と７３はオアゲート７４に接続され、発生音
の各半周期毎に生じる信号をライン７５に供給する。同
様に発生音の各周期毎に生じる信号ぱ、加算器５０が計
数値８、１６、２４、３２に達するごとに得られる信号
がオアゲートJモVを経て結合されることによりライン７
６に得られる。

次の第２表と第３表は、音加算器５０が現在の波形サン
プル点（ＱＲ）を確認しか２発生音の各周期の終りにり
セツトを行なう動作の理解の助けになる。

従つて第２表は周波数テンバーメモリ３５に記憶された
周波数ナンバＲの典型的値を示す。各周波数ナンバＲは
対応する音の基本周波数に直接比例し、発生音の各周期
の間発生波形振幅ＸＯ（ＱＲ）が計算されるサンプル点
の数に反比例する。第３表は３つの異つた音の発生中の
順次計算期間Ｔｘにおける音加算器５０の内容を示す。

例えば音Ｃ７の発生の間、加算器５０は各計算期間Ｔｘ
の間量Ｒ−１、００００によつて増大される。従つて正
確に３２個のこれらの期間が音発生に要求される。−周
期のパルスは期間Ｔｘ＝８、１６、２４、３２のときに
ライン７６（第５図）に生じる。

同様に音Ｇ６の発生の間、加算器５０は各計算期間ごと
に値Ｒ−０．７４９４によつて増大されることになる。
これらの期間欲が４２よりわずか★★に大きいことがこ
の音の基本周波数の一周期の発生に要求される。従つて
一周期の信号は計算期間Ａｔｘ−１１、２２、３３、４
３のときにライン７６に与えられることになる。

アタツクとデイケイの間、スケールフアクタＳ（ｔ）は
発生される音の各全周期または半周期または一周期毎に
新しくされる。

この選択は対応するＡライン７２，７５又は７６とスケ
ールフアクタタイミングライン７９を結合するスイツチ
７８（第５図）によりなされる。

アタツクとサステイン期間の間スケールフアクタＳ（ｔ
）はアタツクサステインスケールフアクタメモリ２５か
ら供給される。

第５図の実施例において、このメモリ２５は、個々の値
Ｓ（ｔ）を保有する複数の記憶部２５−１〜２５−Ｐを
有する。最初のアタツク部分１１と１２（第１図）の間
、これらの記憶されたスケールフアクタは夫々に対応す
る複数の位置８１−１〜８１−Ｐを有する並列読込み型
シフトレジスタ８１の制御により順次に読み出される。
これらの位置８１−１〜８１−Ｐの１つだけが２進の゛
１゛ビツトを含む。この″１゛ビツトを含むレジスタ位
置に対応するメモリ２５の記憶部はスケールフアクタＳ
（ｔ）をライン８２に供給し、更にアンドゲート８３と
オアゲート２３を経てライン２４に供給する。このよう
なアタツクサステインスケールフアクタメモリ２５の読
み出しは鍵盤スイツチ２１が閉じられるごとに始められ
る。

例えば、音Ｃ７が対応するスイツチ８４が閉じられるこ
とによつて選択されると、信号がライン８５とオアゲー
ト８６を経て単安定マルチパイプレータ８７に供給され
る。これはメモリ２５の読み出しを開始する押鍵パルス
をライン８８に生じる。特定的に、押鍵パルスはシフト
レジスタ８１の読込み制御入力に供給され、位置８１−
１に２進１ｒ゛ビツトを送入させ、レジスタ８１の他の
全ての位置に２進゛０゛ビツトを送人させる。

押鍵パルスはまたアンドゲート９０を能動にするために
フリツプフロツプ８９を状態゛１゛にセツトすする。

従つてライン７９の周期または半周期または全周期のパ
ルスはアンドゲート９０を経てレジスタ８１のシフト入
力に与えられる。結果として、このレジスタ８１に含ま
れる２進数信号６１”ビツトはライン７９に生ずる各パ
ルスによつて次から次へとその位置を進められる。こう
して、順次スケールフアクタＳ（ｔ）は選択音の順次周
期の発生に比例する速度でメモリ２５から読み出される
。好都合なことに、記憶位置２５−１〜２５〜１は、振
幅エンベロープ１０のアタツク部分１１（第１図）を発
生する適宜のスケールフアクタＳ（ｔ）を含む。位置２
５−（１＋１）から２５−Ｐは減衰振幅のアタツク部分
１２を発生するために必要なスケールフアクタＳ（ｔ）
を含む。第１図の時間Ｔ２に対応するアタツクの終りは
、レジスタ８１の単一の″Ｆ”ビツトが位置８１−Ｐに
達したとき生じる。このとき信号はライン９２を経てフ
リツプフロツプ８９のりセツト入力（（代）に供給され
る。これはフリツプフロツプ８９を１０゛状態にりセツ
トし、これによつて更にシフトパルスがレジスタ８１に
供給されないようにアンドゲート９０を不動作にする。
記憶位置２５−Ｐに保有される最後のアタツクスケール
フアクタＳ（ｔ）はライン２４を経て、選択された鍵盤
スイツチ２１が離されるまで供給され続けるこのように
して記憶位置２５−Ｐのスケールフアクタはサステイン
期間１３の間エンベロープ１０（第１図）の振幅を設定
する。

他の振幅エンベロープ構成１０″は第２図に示される。

ここでアタツクは時間′］Ｖ，で終る振幅増加部分１１
のみを有する。サステインは、アタツク中に達した最大
振幅である最後の振幅に等しい振幅でただちに開始する
。デイケイ１４′は鍵盤スイツチが離される時間Ｔ′３
に開始する。第２図のような振幅エンベロープを用いて
この発明で達成される高調波変調ぱ、第１図のような振
幅エンベロープを用いた高調波変調の「完全」に比較し
て［不完全」ということができる。不完全高調波変調は
またスイツチ９３ａ及び９３ｂを完全位置Ｃから不完全
位置１に切り換えることにより第５図の制御ロジツク２
６によつて実行される。

これが行なわれると、アタックサステインスケールフア
クタメモリ２５の読み出しは、レジスタ８１の単一の゛
１”ビツトが位置８１一ｉに達したとき終る。このとき
信号はライン９４とスイツチ９３ａを経てフリツプフロ
ツプのりセツト入力に供給される。結果としてアンドゲ
ート９０はレジスタ８１のシフトを終らせるように不動
作にされ、記憶位置２５−１に貯えられる最大振幅スケ
ールフアクタはサステイン期間１３′（第２図）の間ラ
イン２４への供給を続ける。デイケイは、選択された鍵
盤スイツチ２１が離されると始まる。デイケイ期間の問
音の発生を続けるのを容易にするように、周波数ナンバ
メモリ３５は対応する鍵盤スイツチ２１に各々関連する
フリツプフロツプ９６の組に応答して読み出される。従
つて音Ｃ７，Ｄｌ，Ｃｌのためのスイツチ８４，９７，
９８は各フリツプフロツプ９６−１ｙ９６−Ｑ，９６−
ｒのセツト入力（Ｓ）に接続される。従つて例えば、ス
イツチ８４が閉じられると、フリツプフロツプ９６−１
はセツトされ、信号はライン９９を経て供給され、音Ｃ
７に関連する周波数ナンバＲがメモリ３５から読み出さ
れる。鍵盤スイツチ８４が離されるとき、フリツプフロ
ツプ９６−１はすぐにはりセツトされない。その結果、
ライン９９の信号はハイレベルを保持し、選択された周
波数ナンバがデイケイ期間の間中メモリ３５から読出さ
れ続ける。しかしながらスイツチ８４を開くことはオア
ゲート８６の出力をローレベルにする原因になる。結果
として、インバータ１０１は単安定マルチパイプレータ
１０２をトリガするハイレベルの出力を供給する。これ
によリデイケイ開始信号をライン１０３に生ずる。この
信号はデイケイスケールフアクタメモリ２７から振幅ス
ケールフアクタＳ（ｔ）をライン２４に供給させる。つ
まり、デイケイ開始信号はフリツプフロツプ１０４を状
態１１゛にセツトする。

これはアンドゲート８３を不動作とし、メモリ２５から
のスケールフアクタをライン２４に達しないようにする
。フリツプフロツプ１０４からの出力１はライン１０５
を経てアンドゲート１０６に供給され、デイケイスケー
ルフアクタメモリ２７からのスケールフアクタＳ（ｔ）
をライン１０７とオアゲート２３を経てライン２４へと
導く。ライン１０３のデイケイ開始信号はまたデイケイ
スケールフアクタメモリ２７を読み出すのに用いられる
並列読込みシフトレジスタ１０８の読込み制御入力に加
えられる。

このシフトレジスタ１０８はレジスタ８１と同様にメモ
リ２７の記憶位置２７−１から２７−ｋに各々対々する
１０８−１から１０８−ｋの複数の位置を有する。デイ
ケィの開始において単一の２進６Ｆ゛ビツトはライン１
０９とスイツチ９３ｂを経てシフトレジスタ１０８に加
えられる。

完全高調波変調（第１図）の場合６Ｆ゛ビツトは位置１
０８−ｊに加えられる。この場合、記憶位置２７−ｊは
アタツクサステインスケールフアクタメモリ２５の記憶
位置２５−１に貯えられた値に近いか一致する値を有す
るスケールフアクタＳ（ｔ）を含むことが好ましい。第
２図のような不完全高調波変調の場合、゛１゛ビツトは
レジスタ位置１０８−１に加えられる。好ましくは対応
する記憶位置２７−１に含まれるスケールフアクタはア
タツクサステインスケールフアクタメモリ２５の記憶位
置２５一Ｐに貯えられる値に非常に近いか等しいことで
ある。フリツプフロツプ１０４の出力６Ｆ゛は、ライン
７９からレジスタ１０８のシフト入力に一周期または半
周期または全周期のパルスを加えるアンドゲート１１０
を能動にする。従つてデイケイスケールフアクタＳ（ｔ
）は単一の６「”ビツトがレジスタ１０８でシフトされ
るにともなつてメモリ２７から順次に読み出される。こ
れは、曲線１４（第１図）または１４″（第２図）に沿
つた発生音の減衰振幅を生じさせる。どちらの場合も単
一の″Ｆ゛ビツトが最後の位置１０８−ｋに達したとき
終る。

このときデイケイ終了信号がライン１１１に生ずる。こ
の信号は全てのフリツプフロツプ９６をりセツトし、周
波数ナンバーメモリ３５からの選択周波数ナンバの読み
出を終了し、これにより音の発生を終る。更にデイケイ
の終了信号はフリツプフロツプ１０４を１０”状態にり
セツトする。これはアンドゲート１０６を不動作にし、
アンドゲート８３を能動にする。これは次に鍵盤スイツ
チが押圧されたときメモリ２５からのアタツクスケール
フアクタをライン２４に供給することを保証する。完全
と不完全のアタツクとデイケイの振幅スケールフアクタ
Ｓ（ｔ）の例を下記第４表に示す。

第６図は低周波数における人間の聴覚の減退を補償する
ために発生楽音のラウドネス（音の大きさ）を制御する
回路例を示す。この実施例においてラウドネスはＦ３音
から下の音域で半オクターブ低くなる毎に６ｄｂづつ増
加する。各６ｄｂの増加はラウドネスを２倍にする。つ
まり、ラウドネス目盛付はロジツク３６は発生音のラウ
ドネスの相刻増加を設定するラウドネススケールフアク
タＬ（（代）の一組を記憶するメモリ１１５を含む。

典型的にはこれらのラウドネススケールフアクタＬ（Ｒ
）は下記第５表に示す値を有する。上記第５表において
、スケールフアクタＬ（Ｒ）は各半オクターブ音域に対
応して１０進数で示されている。

例えば、第２オクターブの低い方の半分（音Ｃ２からＦ
２を含む）のスケールフアクタＬ（（代）は１０進値８
である。アキユームレータ４５からライン１１６に供給
される各計算された波形サンプル点振幅Ｘ。（ＱＲ）は
乗算器３７でこの値Ｌ（Ｒ）と乗算される。増幅された
振幅値Ｌ（Ｒ）ＸＯ（ＱＲ）は乗算器３７からゲート４
６を経てデジタル−アナログコンバータ４７に供給され
る。その結果、サウンドシステム２２の発生音は振幅が
１８ｄｂだけ増強される。スケールフアクタＬ（８）は
、ライン１１７を経てメモリ１１５から乗算器３７に供
給される。

このメモＩ川１５は、周波数ナンバメモリ３５からライ
ン１１９を経てオクターブ情報を受ける制御回路１１８
により読み出される。好都合にメモリ３５は周波数ナン
バＲと関連したオクターブコードの両者を記憶する。前
記第５表に示したように記憶部３５ａに記憶されたオク
ターブコードは、最初の３ビツトは選択音の属するオク
ターブ音域を示し、最後の１ビツトはそのオクターブ音
域で選択音が属する半オクターブ音域を示す４ビツトの
２進数である。例えば音Ｃ２の場合、オクターブコート
０１００はその音が第２オクターブのＩＣＣ．ｌ、十八
車八）Ｉ本ＪＬイソ１ｊ−）上記構成において、メモリ
１１５とそれに関連する読み出し制御回路１１８は共に
シグネテイクス型ＳＩＧ２２３のような普通の集積回路
リードオンリメモリを用いて実現できる。ライン１１９
のオクターブを示す２進数コードはこの装置のアドレス
入力に直接供給される。メモリ自体は第５表に示したよ
うな適当なラウドネススケールフアクタを含む。２進処
理において、乗算器３７は波形振幅ＸＯ（ＱＲ）を値Ｌ
（Ｒ）によつて示された位置だけ左にシフトするシフト
レジスタで簡単に構成することができる。

１つの位置だけ左にシフトすることは２を掛けることに
相当し、これにより６ｄｂのラウドネスの増加を生ずる
。

このような動作において、メモリ１１５に貯えられるス
ケールフアクタＬ（Ｒ）は振幅ＸＯ（ＱＲ）が左へシフ
トされる位置の数を示す。例えば、もし１８ｄｂのラウ
ドネスの増加が望まれると、メモリ１１５は１０進数８
を掛けることに対応する３ビツト位置左シフトを指示す
る数を記憶すればよい。他の例として、乗算器３７を除
去し、ライン６３に供給された個々の高調波係数Ｃｎを
夫々目盛るためにラウドネススケールフアクタＬ（８）
を使用してもよい。

つまり、ライン１１７からのスケールフアクタＬ（８）
はライン６３に挿入されたスケる。目盛られた高調波係
数Ｌ（角Ｃｎは、記憶された高調波係数Ｃｎの代わりに
高調波係数スケーラ６４に供給さぺ所望のラウドネスの
増強が達成される。スケーラ３８は普通の乗算回路か２
進シフトレジスタかあるいはシグネテイクス型８２４３
，のような集積回路で構成することができる。周波数ナ
ンバーメモリ３５に記憶された各オクターブコードの他
の例として、スケールフアクタメモリ１１５を周波数ナ
ンバＲ自体に応答して読み出してもよい。これの達成に
は、読み出された周波数ナンバＲをライン４８を経てデ
コーダ回路１２１に供給する。このデコーダ１２１は選
択された音のオクターブ音域あるいは半オクターブ音域
を値Ｒ自体から直接確める。例えば、前記第５表に示す
ように、０．０３１２５と０．０４１７の間の周波数ナ
ンバをもつ音は第２オクターブ音域の低い方の半分に含
まれる。デコーダ１２１は相応するオクターブ情報をラ
イン１２２を経て制御回路１１８に供給し、メモリ１１
５から適宜のラウドネススケールフアクタを読み出す。
以上のよう ２にしてラウドネス調整が達成され、低周
波数音における人間の耳の感度の減退を補償する。以下
この発明の実施態様を要約して記憶する。

１．楽音波形の順次サンプル点の振幅を実時間に計算す
ることによつて楽音波形を合成し、前記 乏波形振幅の
計算を実行しながら楽音信号に変換するようにし、楽音
波形のフーリエ成分を個々に計算しかつこれらのフーリ
エ成分を合算することにより各波形振幅を計算するとと
もに、前記楽音波形のエンベロープ振幅を決定する時間
５変化のスケールフアクタによつて目盛られる一組の
記憶された高調波係数に従つて前記プーリ工成分の相対
振幅を設定するような発生装置を有する電子楽器におい
て、前記サンプル点振幅計算を行うごとに、前記エンベ
ロープの相対振 ３幅に部分的に比例する含有高調波指
定数値を前記スケールフアクタに応じて与える第１の装
置と、前記発生装置に協働してかつ前記第１の装置に応
答して前記含有高調波指定数値によつて指定された或る
フーリエ成分を前記サンプル点 ４振幅計算から排除す
る抑止装置とを具え、前記エンベロープの相対振幅に応
答して前記楽音波形の含有高調波を変調するようにした
電子楽器。

９ 台←世μ５１ｆ！士嬰ふミ 会９和リム一，ｒ
町呼Ｈｈ４．定数によつて割り算しその商をまるめて前
記含有高調波指定数値を得る割り算回路を有し、前記抑
止装置は、前記割り割回路によつて得られる商をまるめ
ることによつて得られるものよりもより高い次数を有す
るフーリエ成分を前記サンプル点計算から排除するよう
にした前記第１項記載の電子楽器。

３．Ｓ（ｔ）Ｍａｘが前記エンベロープの最大相対振幅
であり、Ｗが前記サンプル点計算に含まれうる最高次の
フーリエ成分であり、かつ前記定数がら（Ｔ，）Ｍａｘ
値？に最も近くかつ大きい整数である 前記第２項記載の電子楽器。

４．前記第１の装置が、それぞれエンベロープ振幅スケ
ールフアクタ値の異なる範囲に関連する１組の含有高調
波指定数値を記憶するメモリと、現在のスケールフアク
タを含む領域を確認しかつ前記メモリからその領域に関
連する含有高調波指定数値を読み出す制御装置とを具え
る前記第１項記載の電子楽器。

５．前記発生装置は、楽音波形発生の各アタツク、サス
テイン、デイケイ部分中連続するスケールフアクタ値が
読み出される１またはこれ以上のアタツク、サステイン
、デイケイスケールフアクタメモリを有し、前記スケー
ルフアクタ値が前記第１の装置で利用されるべく供給さ
れる前記第１項記載の電子楽器。

従つて波形の振幅値ＸＯ（ＱＲ）を規則的な時間間隔Ｔ
ｘごとに計算する第１の装置を有し、ｑは時間Ｔｘごと
に増大される整数、ｎ＝１、２、３・・・・・・・・・
・・・・・・Ｗは各波形振幅計算に含まれるフーリエ成
分の次数を示し、Ｃｎは対応するｎ次成分の相対振幅を
決定する係数であり、Ｒは選択された音の基本周波数を
特定をするナンバであり、Ｓ（ｔ）はアタツク、サステ
イン、デイケイ中、各音のエンベロープ相対振幅を決定
する時間依存のスケールフアクタであり、この第１の装
置は、選択された音に関連するＲに対して各計算時間Ｔ
ｘの区間中各次数ｎに対して値π Ｓｉｎ，，ｎｑＲを発生する第１の回路と、前記第１応
して係数Ｃｎを与える高調波供給回路と、現在のサンプ
ル点振幅計算に含まれるべき最高次のフーリエ成分を特
定する値Ｎｍａｘを決定し、この値Ｎｍａｘは現在発生
されているスケールフアクタＳ（ｔ）に部分的に比例す
るものであり、前 ５記高調波係数供給回路をして次数
ｎ＞Ｎｍａｘのすべての係数に対して値Ｃｎ＝Ｏを供給
させる高調波抑止回路と、各音の発生中スケールフアク
タＳ（ｔ）を供給し、前記供給された係数Ｃｎを現時的
に供給される値Ｓ（ｔ）によつて目盛り、目 １０盛ら
れた振幅係数Ｓ（ｔ）Ｃｎを得るアタツク／デイケイス
ケールフアクタ回路と、前記第１の回路によつて与えら
れる各正弦値と前記アタツク／デイケイスケールフアク
タ回路からの対応する振幅係数とを乗算する高調波振幅
乗算器と、前 １５記高調波振幅乗算器からの積を各計
算時間Ｔｘ中合算して各波形振幅ＸＯ（ＱＲ）を得るア
キユムレータとを含み、更に、発生音の現在の相対振幅
に依存する高調波成分を含有する楽音を、前記第１の装
置に応答して前記得られた振幅か ２０ら発生する第２
の装置を有し、アタツク、サステイン及びデイケイの間
中発生音の相対振幅に応じて含有高調波が変調される楽
音を得るようにした電子楽器。

７．前記高調波抑止回路は、現在与えられたスケ ２５
ールフアクタＳ（ｔ）を定数ｋによつて割り算し、この
商をまるめて整数にした値に等しい値Ｎｍａｘを得る割
算器と、前記割り算器から与えられた値Ｎｍａｘと現在
の次数ｎとを比較し、ｎ＞Ｎｍａｘの時に前記高調波形
数供給回路に抑 ３０止信号を与える比較器とを有し、
前記抑止信号は供給された係数ＣｎをＯに等しくする前
記第６項記載の電子楽器。

８．前記第１の装置は、選択し得る音に対応して１組の
値Ｒを記憶する周波数ナンバメモリと、 ３５前記周波
数ナンバメモリから選択されたスイツチに関連する値Ｒ
を読み出す音選択スイツチ回路と、値（ＱＲ）を得るた
めに時間Ｔｘごとに読み出された値Ｒだけ増大される２
Ｗ進の音加算器とを更に含み、前記アタツク／デイケイ
ス ４０ケールフアクタ回路は、スケールフアクタの組
を記憶するアタツク、デイケイスケールフアクタメモリ
と、前記音加算器の内容によつて設定されながら発生音
の連続周期または部分周期の発生に一致した速さでアタ
ツク、デイケイスケールフアクタメモリから前記スケー
ルフアクタを連続的に読み出すアタツクデイケイ制御論
理回路とを有する前記第６項記載の電子楽器。

９．前記選択された音の周波数における聴取感度に逆方
向に関係する強度スケールフアクタＬ（代）を選択され
た音の周波数ナンバＲに応答して発生する強度目盛付け
論理回路と、与えられた強度スケールフアクタＬ（Ｒ）
によつてそれぞれ発生されたサンプル点振幅Ｘ。

（ＱＲ）を目盛付けする目盛付け器とを具え、発生され
る楽音の強度を低周波における聴取者の減少する聴取感
度を補償するようにした第６項記載の電子楽器。０．各
音が別々に計算されるフーリエ成分の含算によつて実時
間内に合成され、各音の相対振幅が音合成のアタツク及
びデイケイ部分中変化される電子楽器において、前記音
の現在の相対振幅に比例して前記合算からある組成フー
リエ成分を排除する高調波変調装置を具えた電子楽器。

１．合成される音の相対振幅を決定する時間変化のスケ
ールフアクタを与えるアタツク／デイケイスケールフア
クタ装置を具え、前記高調波変調装置は、前記相対振幅
に比例をする数値を前記スケールフアクタを定数によつ
て割り算することによつて与える割り算器と、前記数値
を受入し電子楽器と協働してすべての成分の合算から前
記数値よりもより高い次数を有するプーリ工成分を抑止
するフーリエ成分抑止装置とを有する前記第１０項記載
の電子楽器。

２．フーリエ成分を個々に計算し、これらを合算して各
サンプル点振幅を得ることによつて楽音波形の連続的な
サンプル点振幅を実時間内に計算し、得られた振幅を楽
音に変換し、得られた音の基本周波数は各フーリエ成分
計算に利用される周波数ナンバによつて決定されるよう
な音発生装置を有する電子楽器において、前記発生装置
から前記周波数ナンバを受入しこの周波数ナンバによつ
て決定される基本周波数に関連する強度スケールフアク
タを与える強度目盛付け回路と、前記回路から強度スケ
ールフアクタを受けとりかつ前記発生装置と協働し、前
記強度スケールフアクタと前記得られた振幅とを乗算す
る乗算装置とを具え、発生楽音の強度の増強により低周
波数における人間の耳の聴取感度を補償するようにした
電子楽器。

１３．前記音発生装置が、音選択スイツチと、音階音に
関連する周波数ナンバ値を含む周波数ナンバメモリとを
具え、前記音スイツチの一つの選択により関連する周波
数ナンバを前記メモリから前記発生装置及び前記強度目
盛付け回路に供給するようにし、更に、前記強度目盛付
け回路は、異なるオクターブ音域または１オクターブの
部分音域に関連する一組の強度スケールフアクタを含む
スケールフアクタメモリと、前記供給された周波数ナン
バによつて特定される基本周波数を有する音を含むオク
ターブまたは部分オクターブに関連する強度スケールフ
アクタを前記スケールフアクタメモリから読み出すメモ
リ読み出し制御回路とを具える前記第１２項記載の電子
楽器。

１４．前記周波数ナンバメモリが更に、各周波数ナンバ
に関連するコードを含み、このコードは周波数ナンバの
オクターブまたは部分オクターブを特定し、前記メモリ
読み出し制御回路が前記コードに応答をする前記第１３
項記載の電子楽器。

１５．前記フーリエ成分がアキュムレータで合算され、
前記乗算装置は前記合算値の楽音への変換前に前記アキ
ユムレータで得られた各合算値と前記強度スケールフア
クタとを乗算する回路を具える前記第１２項記載の電子
楽器。

１６．各フーリエ成分の振幅が、対応する高調波係数に
よつて決定され、前記乗算装置は前記強度スケールフア
クタと前記高調波係数のそれぞれを乗算をする目盛付け
回路とを具える前記第１２項記載の電子楽器。

【図面の簡単な説明】

第１図は楽音の振幅エンベロープの典型例を示すグラフ
、第２図は別の振幅エンベロープを示すグラフ、第３図
はこの発明の電子楽器の一実施例を示す電気的プロツク
線図、第４図はエンベロープ振幅の関数として各波形振
幅計算に含まれるフーリエ成分の数を限定する回路例を
示す概略プロツク線図、第５図はアタツク、サステイン
、及びデイケイのスケールフアクタＳ（ｔ）を得る回路
の電気的プロツク線図、第６図は発生された音の基本周
波数の関数としてラウドネス目盛付けを達成する回路の
電気的プロツク線図である。 ２０・・・・・・電子楽器、２５・・・・・・アタツク
サステインスケールフアクタメモリ、２７・・・・・・
デイケイスケールフアクタメモリ、３０・・・・・・割
り算回路、３５・・・・・・周波数ナンバメモリ、３６
・・・・・・ラウドネス目盛付けロジツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 楽音波形の順次サンプル点の振幅値が当該サンプル
   点におけるフーリエ成分を個々に計算しこれら各成分を
   合算することによつて計算され、この計算において各フ
   ーリエ成分の相対振幅は夫々に対応する高調波係数によ
   つて設定されるとともに、楽音波形のエンベロープ振幅
   は時間的に変化する振幅スケールファクタによつて設定
   される方式の電子楽器において、現時的な前記振幅スケ
   ールファクタの大きさに応じて含有高調波指定信号を供
   給する装置と、供給された含有高調波指定信号に応じて
   所定のフーリエ成分を前記サンプル点振幅計算から排除
   する抑止装置とを具え、前記楽音波形中に含有する高調
   波成分を前記エンベロープ振幅の相対的大きさに応じて
   変調するようにした電子楽器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の電子楽器において、前
   記楽音波形の基本周波数の音域に応じて前記計算された
   サンプル点振幅値を重みづける装置を更に具え、低周波
   音域における人間の聴取感度の低下を補償し得るように
   したことを特徴とする電子楽器。