JPS597119B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種自然楽器の楽音、その他の合成楽音、効
果音（以下、これらを楽音と総称する）の波形を記憶媒
体に記憶しておき、鍵盤の操作によつて特定の楽音波形
を記憶媒体から読み出して楽音を発生する方式（以下、
記憶再生方式と称す）の電子楽器に関する。

記憶再生方式の電子楽器は、記憶した楽音波形を読み出
して楽音を発生するものであるから、波形合成等により
楽音波形を形成する方式の電子楽器にくらべ、はるかに
忠実に自然楽器等の楽音に類似した楽音を得ることがで
きるという利点を有している。

このため、かかる記憶再生方式にのつとつた電子楽器に
ついて従来から種々提案されているが、自然楽器に匹敵
する優れた演奏性能を備えかつ実用的なものは現在のと
ころ提案されるに至つていない。例えば、特公昭４１−
１８２９１号公報に、鍵盤の各鍵に対応して有限長の磁
気テープを設け、これら各磁気テープに各鍵に対応する
楽音を録音しておき、鍵の操作によつて特定の磁気テー
プを選択して再生し楽音を発生させる構成の電子楽器が
開示されている。

しかしながら、この従来技術の電子楽器には多くの改良
すべき点がある。すなわち、ある鍵を操作した場合、該
鍵に対応して設けられた磁気テープの始点（録音領域の
頭）を直ちに再生ヘツドの直下に位置せしめそれから該
磁気テープを走行されて再生しなければならないが、こ
の磁気テープのいわゆる頭出しを鍵の操作に対して実質
的に時間遅れなしに実行するためには極めて複雑な磁気
テープ駆動機構が要求される。特に、楽器の演奏に際し
ては特定の鍵を短時間内に繰り返し操作（押鍵・離鍵）
することがしばしばあるが、このような場合に磁気テー
プの頭出しおよびテープ送りを鍵の操作に迅速に追従さ
せて行なうことは、磁気テープがシリアルアクセス型の
記憶媒体でありかつ物理的運動を伴う関係上、実事上不
可能である。また磁気テープは記録・再生が容易な反面
、ヒステリシス歪や磁気テープの伸びやその磁性面の摩
耗等により再生楽音の音質が劣化するという問題がある
。さらに、鍵と同数の膨大な磁気テープとそれを駆動す
るための機構を設ける関係上、電子楽器が大型かつ高価
になつてしまい実用的見地からも満足できるものではな
い。また米国特許第３０９８８８９号明細書に、記憶再
生方式の電子楽器の他の例が示されている。この電子楽
器は、両面に光電物質を付したデイスクの表面を光学的
マスクにより覆つて多数の同心円状の記録トラツクを形
成し、この各トラツクに楽音波形を光学的パターン（透
明部と不透明の明暗パターン）として記憶するようにし
ている。デイスクを回転させて所要のトラツクに光ビー
ムを照射すると、該トラツクに記録された光学的パター
ンにしたがつてデイスク表面に付した光電物質に入射す
る光の量が時間とともに変化し、その結果、デイスク表
面の光電物質の内部抵抗もしくは誘起電圧が変化し該ト
ラツク上に記録せしめられた楽音波形に対応する信号（
楽音信号）が得られる。しかしかかる構成の電子楽器で
は、時間的に振幅やピツチが変化する楽音は得られない
。すなわち、自然楽器、例えばピアノの楽音は打鍵時か
ら消音時まで振幅およびピツチが変化するものであるが
、当該従来技術の電子楽器は特定のエンドレスのトラツ
クを任意位置から繰り返し再生する関係上、各トラツク
に記録できる楽音波形はバースト波形に限られてしまい
、上記の如く振幅やピツチの時間変化をともなう楽音の
記憶再生は不可能である。以上に述べたように、従来技
術の電子楽器は多くの改良すべき問題点を有している。

かかる問題点は、楽音波形の記憶媒体に本質的に起因し
ていると言えるものであり、特に楽音波形の読出速度に
関してはコアメモリ、半導体メモリ等の一般的な高速ラ
ンダムアクセスメモリを採用することによつて一応解決
できる。しかしながら、楽音波形の記憶には相当大きな
記憶容量が必要であり、このような目的にコアメモリ等
を用いるとそれ自体および読み書き周辺回路が極めて高
価・大形になり、コスト面に支障がある。この発明の一
般的な目的は、叙上の如き従来技術の欠点を改善した記
憶再生方式の電子楽器を提供することである。

この発明の他の目的は、時間的に振幅やピツチが変化す
る楽音を発生できる記憶再生方式の電子楽器を提供する
ことである。

この発明のまた他の目的は、ピアノ等の自然鍵盤楽器と
同等に優れた演奏性能を有する記憶再生方式の電子楽器
を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、小形かつ安価にして多様
な楽音を発生できる記憶再生方式の電子楽器を提供する
ことにある。

これ以外のこの発明の目的は、以下の詳細な説明から明
らかにされる。

しかして、この発明の電子楽器の主たる特徴は、楽音波
形を記憶する手段としてホログラフイメモリを用い、こ
のホログラフイメモリ上の特定位置に鍵盤の各鍵に対応
づけて楽音波形をホログラム像化して記憶せしめた点に
ある。

ホログラフイメモリは、楽音波形情報を小面積内に高密
度に記憶することができ、かつ安価である。またホログ
ラフイメモリはランダムアクセスで高速読み出しが可能
であるため、鍵操作と実質的に時間遅れなしに所要楽音
波形の読み出しができ高い演奏性能を達成できる。しか
も、ホログラフイメモリの高冗長特性のため、楽音波形
の読み出し制御は容易である。かくして、この発明の電
子楽器は、コンパクトかつ安価にして優れた性能を発揮
できる。この発明の一実施態様によれば、楽音波形記憶
用のホログラフイメモリは多数のページのマトリクスに
構成され、該ページマトリクスの各行は鍵盤の各鍵に対
応づけられ、まだ咳ページマトリクスの各列は楽音の時
間経過に対応づけられる。特定の鍵に対応する楽音波形
情報はその時間経過順にページマトリクスの対応する行
の各列ページ上にホログラム像化して順次記憶せしめら
れる。楽音波形の読み出しは、ページマトリクスの特定
の行をコヒーレント光で列方向に順次走査することによ
り達成される。この走査により、当該行上の各列ページ
に記憶されている楽音波形情報は光学像化され、この光
学像は光電変換手段により電気信号に変換される。この
電気信号は所定の信号形態で音響装置に入力され、かく
してこの音響装置から楽音が発生される。またこの発明
の一実施態様においては、操作中の複数の鍵にそれぞれ
対応するページマトリクス上の複数の行が時分割的に多
重走査される。

各行に対する走査は、楽音実時間よりも短かい周期で実
行される。この走査により読み出された各鍵に対応する
楽音波形の光学像は、当該走査タイミングとタイミング
をとつて電気信号に変換される。これらの電気信号はそ
れぞれ実時間ベースに引き伸ばされて音響装置から楽音
として同時的に発音される。このようにして、同時に複
数の鍵に対応する楽音を発生できる複音電子楽器が実現
される。第１図ないし第３図を参照して、この発明の電
子楽器の基本的構成について説明する。第１図において
、１０は複数個（Ｎ個とする）の鍵を備える鍵盤、２０
は鍵盤１０の各鍵に対応する楽音波形のホログラム像が
記録されたホログラフイメモリ、３０は上記鍵盤１０の
操作（押圧）中の１個ないし複数個の鍵に対応する楽音
波形の光学像を上記ホログラフイメモリ２０から読み出
す楽音波形読出装置、４０はホログラフイメモリ２０か
ら読み出された楽音波形の光学像を電気信号に変換する
光一電変換装置、５０は光一電変換装置４０から出力さ
れる電気信号を楽音に変換する音響装置である。

上記ホログラフイメモリ２０は、基本的には、第２図に
示すように、行方向（Ｙ方向）に配列したＮ本のバンド
領域２１１〜２１Ｎの集合体である。

各バンド領域２１、〜２１Ｎは鍵盤１０のＮ個の鍵にそ
れぞれ対応づけられており、各バンド領域２１１〜２１
Ｎには対応する有限長の楽音波形（第３図参照）の情報
がコヒーレント光でホログラム像化されて記録されてい
る。各バンド領域２１１〜２１Ｎの列方向（Ｘ方向）軸
は楽音波形の時間軸に対応づけられている。楽音波形の
全期間（第３図のＴＯ）の情報を各バンド領域２１１〜
２１Ｎの全域に一括して記録することも可能であるが、
楽音波形の読み出し特に時分割読出しや、光学像の電気
信号への変換等の実行を容易にするために、好ましくは
各バンド領域２１１〜２１Ｎはそれぞれ列方向にＭ個の
微小領域（以下ページと称す）Ｐに分割され、ホログラ
フイメモリ２０はＭＸＮ個のＮ行×Ｍ列のページマトリ
クスに構成される。そして、楽音波形の全期間ＴＯは第
３図に示すように単位期間Ｔ−ＴＯ／Ｍに分割され、各
単位期間Ｔに対する楽音波形情報が各ページＰにホログ
ラム像として記憶される。すなわち、ある行のＭ個のペ
ージＰのうちの１列目、２列目、・・・・・・・・・、
Ｍ列目のページＰには、その行に対応する楽音波形の１
番目、２番目、・・・・・・・・・、Ｍ番目の単位期間
Ｔに対する楽音波形情報がそれぞれホログラム像化され
て記録される。なお、第３図はある楽音波形のエンベロ
ーブを示したものである。各ページＰへの単位期間Ｔに
対する楽音波形情報の記録方式は種々考えられるが、楽
音波形の再生の容易性および確実性を考慮して決定すべ
きである。この好ましい記録方式の一例としては、単位
期間Ｔの楽音波形を所要の時間間隔でサンプリングし、
これによつて得た各サンプル値を所要ビツト数のデイジ
タル符号に一旦変換し、これら各デイジタル符号を光学
的手段によりドツト実像に変換し、当該単位期間内の全
サンプル値のドツト実像を一定の位置関係に配置してコ
ヒーレント光により一括してホログラム像化して対応ペ
ージＰに記録する方式が挙げられる。この方式は、後述
されるこの発明の一実施例において採用される。勿論、
単位期間Ｔの楽音波形をそのままホログラム像化してア
ナログ的に記録することも可能であるが、後に言及する
ように楽音波形の読み出し操作に困難をともなう傾向が
ある。さて、鍵盤１のある鍵が操作されると、楽音波形
読出装置３０はホログラフイメモリ２０上の操作された
鍵に対応する行のバンド領域２１１ないし２１Ｎ（！）
Ｍ個のページＰを１夕１泪からＭ列目に向つて順次走査
する。

この走査は、当該Ｍ個のページＰを全面的にかつ連続的
にコヒーレント光を照射して行なわれる必要はなく、各
ページＰの任意の一領域を短時間だけコヒーレント光を
照射すれば足りる。すなわち、ホログラフイメモリは、
ある情報のホログラム像が記録されている領域（この場
合は各ページＰに相当する）の任意の一部分にコヒーレ
ント光を照射すれば当該領域全体に記録された情報の光
学像が再生できるという性質いわゆる高冗長性を有する
からである。この性質は、楽音波形読取装置３０の光学
系の設計および調整を極めて簡単にする効果をもたらす
。すなわち、各ページＰの全面をまんべんなくかつ正確
に走査するためには、この走査を行なうための光学系は
極めて高精度の光偏向手段を必要とすることになる。さ
らに、後述されるように、連続的に走査する必要がある
場合には複数の行のバンド領域２１、〜２１Ｎを簡単に
は多重走査できない。さて、上記走査により読み出され
た楽音波形の光学像は、光一電変換装置４０により電気
信号に変換される。この光一電変換装置４０は、各ペー
ジＰから読み出される単位期間Ｔの楽音波形の光学像を
電気信号に変換するものであるが、各ページＰにコヒー
レント光を照射する時間が上述のように単位期間Ｔより
充分に短かい時間である場合には、該照射時間内に光学
像全体を直ちに電気信号に変換しかつ所要のタイミング
で当該電気信号を出力できるものでなければならない。
このような機能を備える機能デバイスとしては、例えば
米国フエアチャイルド社からＣＣＤ２Ｏｌの商品名で市
販されているような自己走査形イメージセンサ（チャー
ジーカツプルド・デバイスの一種）がぁる。このデバイ
スｌ叡基本的には多数個のイメージセンサ素子をマトリ
クス状に配列し、各イメージセンサ素子間をチヤージ・
カツプルド技術により結合したもので、光学像をアナロ
グ的な電荷量に変換して蓄積するアナログメモリとして
の機能を持ち、光学像の特定領域の情報を任意のタイミ
ングでシフトアウトできる。上記光一電変換装置４０に
よつて得られた電気信号は、上記コヒーレント光の走査
とタイミングをとられて音響装置５０に入力され、ここ
で楽音に変換される。

複音の電子楽器として構成した場合は、上記の楽音波形
の読出しは時分割で実行されるため、光一電変換装置４
０からは読出楽音波形に対応する電気信号が実時間より
も圧縮された時間軸で送出される。したがつて、この場
合には、音響装置５０は光一電変換装置４０から出力さ
れる電気信号を実時間ベースに時間軸変換する手段を備
える。この手段としては、後述のように独立して動作す
る複数チヤンネルのバツフアレジスタ群が用いられる。
また、上述のように、各ページＰに単位期間Ｔの楽音波
形のサンプル値をデイジタル符号化してからホログラム
像にして記録される場合には、音響装置５０はデイジタ
ルーアナログ変換器を備える。以上に述べたように、こ
の発明の電子楽器はホログラフイメモリ上にホログラム
像化して記録した有限時間長の楽音波形情報を読み出し
て、所要の楽音を発生するものであり、次に述べるよう
な多大な利点を有する。

鍵の操作に迅速に応答してホログラフイメモリ上から所
定の楽音波形を読み出し得、また時分割技術の導入によ
り複数の鍵に対応する複数の楽音波形を実質的に同時に
読み出すことができるため、ピアノ等に匹敵する高度の
演奏が達成できる。ホログラフイメモリはランダムアク
セスの読み出しが可能であり、また記録密度を充分に高
くし得るため時間的に振幅やピッチが変化する情報量の
大きい楽音波形情報の記録・読み出しが可能であり、自
然楽器に極めて類似した楽音を容易に発生できる。ホロ
グラフイメモリは、小型軽量であり大量生産が可能で安
価であり、また読出周辺装置は後述の実施例によつて明
らかにされるように簡単かつ安価であるために、小形か
つ安価にして高性能を達成できる。またホログラフイメ
モリは上述のように高冗長性を有し、読出装置の光学系
との相対位置の偏差に対する許容度が大きく、ホログラ
フイメモリの交換等が容易であつて、ホログラフイメモ
リの差替によつて多種類の楽音の発生が可能となる。さ
らにホログラフイメモリは非接触読取し形であるため、
摩耗等による再生楽音の品質の劣化が起らない。これら
の特長は、以下の説明によつてさらに明瞭になるであろ
う。第４図に、この発明による複音電子楽器の一実施例
の全体構成を示す。

この実施例は、説明の都合上同時に１０鍵分の楽音を発
生できるように構成されているもので、Ｎ個の鍵を備え
る鍵盤１００とホログラフイメモリ２００と、鍵盤１０
０の操作中の１個ないし１０個の鍵に対応する楽音波形
情報をホログラフイメモリ２００から時分割的に読み出
す楽音波形読出装置３００と、上記ホログラフイメモリ
２００から読み出された楽音波形情報の光学像を電気信
号に変換する光一電変換装置４００と、該光一電変換装
置４００から出力される電気信号を実時間ベースの楽音
に変換する音響装置５００と、上記装置３００，４００
，５００の動作タイミングをとるタイミング装置６００
とから構成されている。上記ホログラフイメモリ２００
は、第５図に示すように、ＮＸ８ＯＯ個のページＰをＮ
行×８００列のマトリクス状に配夕１ルたＬ群のページ
マトリクスＭ１〜ＭＬの集合体から成る。

各群のページマトリクスＭ，〜ＭＬは、それぞれ異なる
音質ないし異種の自然楽器等の楽音の記録に割り当てら
れており、ページマトリクスＭ１〜ＭＬを選択するこ″
とにより異質の楽音を発生できるようになつている。各
ページマトリクスＭ１〜ＭＬにおける各行は、鍵盤１０
０のＮ個の鍵に１対１に対応づけられている。また各ペ
ージマトリクスＭ１〜ＭＬにおける各列へ楽音波形の時
間軸に対応づけられている。楽音波形の継続期間は説明
の都合上各鍵ともに一律に４秒に決められており、この
４秒間の楽音波形が各行の８００個のページＰに記録さ
れる。楽音波形の継続期間は、第７図に示すように、５
ミリ秒（−４秒／８００）の単位期間に分割され、各ペ
ージＰ当り１単位期間５ミリ秒の楽音波形情報が記録さ
れる。この各ページＰへの楽音波形情報の記録形式はつ
ぎの通りである。各単位期間５ミリ秒の楽音波形は、０
．４１８マイクロ秒間隔でサンプリングされ、これによ
つて得られた１００個のサンプル値はそれぞれ１０ビツ
トのデジタル符号、例えばＰＣＭ符号に変換される。こ
の１００組のデイジタル符号はそれぞれ光学的手段によ
り１０ビツトのドツト実像に変換される。そして、この
１００組のドツト実像はサンプリング時間順に特定の位
置関係に配置され、コヒーレント光で一括してホログラ
ム像化され対応ページＰ上に記録される。第６図は、あ
るページＰから読み出される楽音波形情報の光学像を説
明する図であり、１ページ分の楽音波形情報は４０ビツ
ト×２５ビツトの明暗ドットパターンとして再生される
。

当該ページＰに対応する単位期間の最初のサンプルポイ
ントのサンプル値は、第６図に示すように、１０ビツト
の細長エリアＳ１に、第２のサンプルポイントのサンプ
ル値は細長エリアＳ２に、・・・・・・・・・、９９番
目のサンプルポイントのサンプル値は細長エリアＳ９９
に、１００番目のサンプルポイントのサンプル値は細長
エリアＳｌＯＯにそれぞれ１０ビツトの明暗ドツトパタ
ーンとして表われる。上記楽音波形読出装置３００は、
上記ホログラフイメモリ２００をコヒーレント光で走査
して所要の楽音波形情報の光学像を読み出す光学系３０
０Ａと、該光学系３００Ａの動作を鍵盤１００の鍵の操
作に対応して制御する制御回路部３００Ｂとに大別され
る。上記制御回路部３００Ｂの鍵盤回路３０１は、鍵盤
１００の各鍵に応動して開閉するキースイツチ群を含み
、鍵盤１００の操作中の鍵を示すキーアドレスコードと
、当該鍵の操作（押鍵）時と操作解除（離鍵）時にキー
オン信号とキーオフ信号を発生する。

チヤンネルアサイナ３０２は、最大同時発音数（本実施
例では１０チヤンネル）までのキーアドレスコードとそ
れに対応するキーオン信号を対応づけて記憶できるキー
アドレスメモリと、該キーアドレスメモリの空チャンネ
ルを捜して鍵盤回路３０１から出されるキーアドレスコ
ードとキーオン信号とをキーアドレスメモリの空チヤン
ネルに記憶する手段とを有する。このキーアドレスメモ
リは、その各チヤンネルの内容がそこに記憶されたアド
レスコードで示される鍵の操作が解除されたときに鍵盤
回路３０１から出力されるキーオフ信号を受けてクリア
されそれと同時に当該チャンネルからクリア信号がキー
オンメモリ３０３、列カウンタ３０５に送出されるよう
に構成されている。上記チヤンネルアサイナ３０２のキ
ーアドレスメモリの第１チヤンネルから第１０チヤンネ
ルの内容すなわちキーアドレスコードとキ−オン信号は
、タイミング装置６００から送られる繰り返し周期５０
０マイクロ秒のクロツクパルスＣＫｌに同期して順次読
み出され、キーアドレスコードはデイジタルーアナログ
コンバータ（以下Ｄ／Ａと記す）３０８に送られ、キー
オン信号はキーオンメモリ３０３と列カウンタ３０５に
送られる。すなわち、楽音波形の１単位期間５ミリ秒（
第７図参照）に相当する期間内に、最大１０鍵分のキー
アドレスコードおよびキーオン信号が５００マイクロ秒
周期で時分割的にＤ／Ａ３Ｏ８およびキーオンメモリ３
０３、列カウンタ３０５に送出される。上記クロツクパ
ルスＣＫｌは、タイミング装置６００のマスタクロック
ジェネレータ６０１から出力されるマスタクロツクによ
つて制御されて動作する分周器等から成るタイミングジ
ェネレータ６０２から出力される。上記キーオンメモリ
３０３は、上記チヤンネルアサイナ３０２のキーアドレ
スメモリの各チヤンネルに対応づけられた１０チヤンネ
ル分の１ビツトメモリを有する。

該１ビツトメモリの各チヤンネルは、チヤンネルアサイ
ナ３０２のキーアドレスメモリの対応チャンネルからの
キーオン信号でセツトされクリア信号でりセツトされる
。このキーオンメモリ３０３の第１チヤンネルから第１
０チヤンネルの内容はクロツクパルスＣＫｌに同期して
順次読み出され、ゲート３０４によつてゲートされてＤ
／Ａ３Ｏ６に入力される。このゲート３０４は、繰り返
し周期５００マイクロ秒、パルス幅１９．２３マイクロ
秒のクロツクパルスＣＫ２によつて開かれる。このクロ
ツクパルスＣＫ２は、タイミング装置６００のマスタク
ロツクによつて制御される分周期および単安定マルチバ
イブレータ等から成るタイミングジェネレータ６０３に
よつてつくられる。上記列カウンタ３０５は、チヤンネ
ルアサイナ３０２のキーアドレスメモリの各チヤンネル
に対応づけられた第１チヤンネルから第１０チヤンネル
の＋１カウンタを備える。

各チャンネルの＋１カウンタは、キーアドレスメモリの
対応チャンネルからキーオン信号を受ける毎に＋１カウ
ントアツプし、またキーアドレスメモリの対応チヤンネ
ルからクリア信号を受けるとクリアするように構成され
ている。この列カウンタ３０５の各チヤンネルの＋１カ
ウンタの内容は、上記クロツクパルスＣＫｌによつてタ
イミングをとられつつ、上記チヤンネルアサイナ３０２
、キーオンメモリ３０３の対応チャンネルと同期して読
み出されＤ／Ａ３Ｏ７に送られる。上記クロックパルス
ＣＫｌと、上記チヤンネルアサイナ３０２、キーオンメ
モリ３０３、列カウンタ３０５の各チヤンネルの読出タ
イミングの関係は、第８図に示す通りである。

上記Ｄ／Ａ３Ｏ６は、ゲート３０４を介して受けたキー
オンメモリ３０３のあるチャンネルの出力（バイナリ信
号）をアナログ電圧に変換して電圧制御型可変周波数発
振器（以下、Ｖ／Ｆと記す）３０９に周波数制御電圧と
して加える。

Ｄ／Ａ３Ｏ７は列カウンタ３０５から読み出されたある
チヤンネルのカウント値（デイジタル信号）をアナログ
電圧に変換してＶ／Ｆ３ｌＯに周波数制御電圧として供
給する。Ｄ／Ａ３Ｏ８は、チヤンネルアサイナ３０２か
ら出されたキーアドレスコードと音色セレクタ３１２か
ら出力される群指定コードとの代数和をアナログ電圧に
変換してＶ／Ｆ３ｌｌに周波数制御電圧として加える。
上記音色セレクタ３１２は、ホログラフイメモリ２００
上のＬ群のページマトリクスＭ１〜ＭＬのうちのどの群
のページマトリクスから楽音波形情報を読み出すかを指
定するもので、群指定コードは各ページマトリクスＭ１
〜ＭＬに対して一義的に定まるコードである。上記楽音
波形読出装置３００の光学系３００Ａは、レーザー光源
３１３と、レーザ光ゲート３１４と、レーザ光偏向器３
１５，３１６と、拡大レンズ３１７と、フーリエ逆変換
レンズ３１８とから成る。

上記レーザ光ゲート３１４およびレーザ光偏向器３１５
，３１６としては、例えば酸化テルル等の透光性の誘電
体バルクとピエゾ素子を組合せたデバイスである公知の
超音波光偏向器が用いられる。この超音波光偏向器の偏
向角は、ピエゾ素子に加えられる制御電圧の周波数によ
つて決まる。上記レーザ光ゲート３１４は、ゲート３０
４が閉じている期間および該ゲート３０４が開いている
期間でもキーオンメモリ３０３を読み出しチャンネルの
１ビツトメモリがりセツトされているときは、レーザ光
源３１３からのレーザ光を大きく偏向して次段のレーザ
光偏向器３１５への入射を阻止する。ゲート３０４が開
いてキーオンメモリ３０３の読み出しチヤンネルの１ビ
ツトメモリがセツトされているときは、レーザ光源３１
３からのレーザ光はレーザ光ゲート３１４を通過してレ
ーザ光偏向器３１５に入射する。上記レーザ光偏向器３
１５はレーザ光ゲート３１４を介して入射したレーザ光
をホログラフイメモリ２００の列方向に偏向する。

次段のレーザ光偏向器３１６は、前段のレーザ光偏向器
３１５から出力されたレーザ光をホログラフイメモリ２
００の行方向に偏向する。２段のレーザ光偏向器３１５
，３１６で偏向されたレーザ光は、拡大レンズ３１７を
経てホログラフイメモリ２００上のある点に到達する。

上記レーザ光偏向器３１５，３１６の偏向角は、それぞ
れＶ／Ｆ３ｌＯ，３ｌｌの出力電圧の周波数に依存する
。今、セレクタ３１２によつて第１群のページマトリク
スＭ１を指定する群指定コードが出され、またチヤンネ
ルアサイナ３０２の第１チヤンネルのキーアドレスメモ
リに１番目の鍵を示すキーアドレスコード″１ ″が記
憶されているとする。かくして、１回目の第１チヤンネ
ルの読出タイミングが到来すると、列カウンタ３０５の
第１チヤンネルの＋１カウンタからカウント値１１″を
示すコードがＤ／Ａ３Ｏ７に入力され、このＤ／Ａ３Ｏ
７の出力によりＶ／Ｆ３ｌＯＱ発振周波数が制御される
。同時に、チヤンネルアサイナ３０２の第１チヤンネル
のキーアドレスメモリの内容がＤ／Ａ３Ｏ８に入力され
、このＤ／Ａ３Ｏ８の出力によりＶ／Ｆ３ｌｌの発振周
波数が制御される。かくして、レーザ光ゲート３１４が
ひらいている期間（クロツクパルスＣＫ２のパルス幅：
１９，２３マイクロ秒）だけレーザ光がホログラフイメ
モリ２００の第１群ページマトリクスＭ１の第１行・第
１列のページＰ上に照射される。２回目の第１チヤンネ
ル読出タイミングでは、列カウンタ３０５の第１チヤン
ネルの＋１カウンタが＋１カウントアツプしてカウント
値が″２″となるため、ページマトリクスＭ１の第１行
・第２列のページＰ上にレーザ光が照射される。

このようにして、第１チヤンネルの読出タイミングが到
来する毎に、ページマトリクスＭ１の第１行の各列のペ
ージＰがレーザ光によつて列方向に順次走査される。こ
の走査は、操作されている第１番目の鍵の操作が解除さ
れてチヤンネルアサイナ３０２の第１チヤンネルーキー
アドレスメモリ、および列カウンタ３０５の第１チヤン
ネル＋１カウンタがクリアされ、かつキーオンメモリ３
０３の第１チヤンネル・１ビツトメモリがリモツトされ
るまで継続する。解のチャンネルについても同様である
。このようにして、ページマトリクスＭ１〜ＭＬ上の最
大１０鍵分に対応する１０行のページＰが当該各鍵の操
作時点から順次、時分割で列方向にレーザ光で走査され
る。ページＰ上に照射するレーザ光のスポツト径の大小
は楽音波形情報の読出光学像の明るさに影響を与えるが
、該スポツト径のバラツキは読出光学像の精度そのもの
には影響はあたえない。特に本実施例のように、楽音波
形情報をドツト実像に変換してからホログラム像化した
場合は、読出光学像の明暗ドツトを光一電変換装置４０
０で識別可能な範囲の明度の光学像が得られる限りレー
ザ光のスポツト径のバラツキは問題とならない。さて、
ホログラフイメモリ２００のページマトリクスＭ１〜Ｍ
Ｌの各ページＰから読み出された楽音波形情報の光学像
は、フーリエ逆変換レンズ３１８によつて実像化され第
６図に示されるドツト配列で光一電変換装置４００に入
力される。

この光一電変換装置４００は、第６図に示した読出光学
像のドツト配列に対応して４０ビツト（列）×２５ビツ
ト（行）のマトリクス状にイメージセンサ素子を配夕１
ルた前記ＣＣＤ２Ｏｌと同様の自己走査形イメージセン
サから構成されている。この光一電変換装置４００の読
出タイミングは第９図に示されている。１ページ当りは
読出サイクルは５００マイクロ秒であり、最初の１９．
２３マイクロ秒（クロツクパルスＣＫ２のタイミング）
間でホログラフイメモリ２００から読み出された１ペー
ジ分の楽音波形情報の光学像を電荷量に変換して蓄積す
る。

そして、次の１９．２３マイクロ秒間で１行目の４０ビ
ツト分（第６図のエリアＳ１〜Ｓ４に相当する分で、当
該ページに記録される楽音波形の単位期間の初めの４サ
ンプルポイントに対するサンプル値）の蓄積電荷がバイ
ナリの電気信号に変換されてシリアルにシフトアウトさ
れる。以下同様にして１９．２３マイクロ秒当り４０ビ
ツト分づつ蓄積電荷に対応するバイナリ信号がシリネル
にシフトアウトされる。この光一電変換装置４００の動
作タイミングは、タイミング装置６００のマスタクロツ
クパルスに同期して動作するドライブパルスジエネータ
６０５から出力されるドライブパルスによつて制御され
る。光一電変換装置４００から出力されたシリアル信号
は、音響装置５００に入力される。

この音響装置５００は、光一電変換装置４００から送ら
れるシリアル信号を１０ビツトのパラレル信号に変換す
るシリアル−パラレルコンバータ（以下、Ｓ／Ｐと記す
）５０１と、時間軸変換を行なうためのバツフアメモリ
５０２と、デイジタルーアナログコンバータ（以下Ｄ／
Ａと記す）５０３と、増幅器５０４と、スピーカ５０５
から成る。Ｓ／Ｐ５Ｏｌ＆＠．光一電変換装置４００か
ら上述したように１チヤンネル当り５００マイクロ秒の
間に読み出されたシリアルな楽音波形情報（第９図）を
１０ビツト毎にパラレル信号に順次変換して次々に出力
する。この場合、光一電変換装置４００からは第１チヤ
ンネル〜第１０チャンネルに関する楽音波形情報が５０
０マイクロ秒毎に時分割で読み出されるので、これに対
応してＳ／Ｐ５Ｏｌからも５００マイクロ秒間隔で各チ
ャンネルのパラレル変換された楽音波形情報が第１１図
ａに示すように順次時分割出力される。バツフアメモリ
５０２は、Ｓ／Ｐ５Ｏｌから５００マイクロ秒間隔で時
分割出力される各チャンネルの楽音波形情報をそれぞれ
取り込んで各チヤンネル毎にパラレルに出力するもので
、１つのチヤンネルについて具体的に述べると、Ｓ／Ｐ
５旧からは該チヤンネルの楽音波形情報が５ミリ秒（５
００マイクロ秒×１０チヤンネル）間隔で５００マイク
ロ秒間出力されるため、バツフアメモリ５０２はこの楽
音波形情報を５ミリ秒間隔で書き込み、この書き込んだ
楽音波形清報をその後の５ミリ秒の間（すなわち、次に
楽音波形情報を書き込むまでの間）において連続して読
み出す動作を繰り返すものである。

このバツフアメモリ５０２は、第１０図に示すように計
２０個の１００ワード×１０ビツトのレジスタ１Ａ，１
Ｂ，２Ａ，２Ｂ，・・・・・・・・・，１０Ａ，１０Ｂ
と、これら各レジスタのアドレス制御および読み書きタ
イミング制御を司どるコントローラ５０６から成る。

ベアをなすレジスタ１Ａ，１Ｂ、レジスタ２Ａ，２Ｂ１
レジスタ３Ａ，３Ｂ，・・・・・・・・・、レジスタ１
０Ａ，１０Ｂはそれぞれチヤンネルアサイナ３０２の第
１チヤンネル、第２チヤンネル、第３チヤンネル、・・
・・・・・・・、第１０チヤンネルに対応している。タ
イミング装置６００のマスタクロツクパルスに同期して
動作するタイミングジェネレータ６０４から送られるタ
イミングパルスによつて、コントローラ５０６の動作タ
イミングがとられる。このバツフアメモリ５０２の各レ
ジスタ１Ａ〜１０Ａの読み書きタイミングは第１１図Ｂ
，ｃに示される。すなわち、Ｓ／Ｐ５Ｏｌから第１チャ
ンネルに関する楽音波形情報が出力されるタイミング（
５００マイクロ秒間）では、第１チヤンネルレジスタ１
Ａが書込みモードに設定されて、このレジスタ１Ａに第
１チヤンネルに関する楽音波形情報（ホログラフイメモ
リ２００上の読み出されたページに記憶されている１０
０サンブル値を示す１００ワードデータ（１０ビツト／
ワード））が５００マイクロ秒の間に次々と書き込まれ
る。このレジスタ１Ａへの書き込みが終了すると、レジ
スタ１Ａは読出しモードに設定されて、上記のようにし
て書き込んだ第１チヤンネルに関する楽音波形情報の１
００個のサンプル値データが早いサンプル点のサンプル
値データから順々に５０マイクロ秒間隔で５ミリ秒に亘
つて読み出される。以下同様に、Ｓ／Ｐ５Ｏｌから第２
チヤンネル、第３チヤンネル、・・・・・・・・・、第
１０チヤンネルに関する楽音波形情報が出力されるタイ
ミングにおいては、第２チヤンネルレジスタ２Ａ１第３
チヤンネルレジスタ３Ａ１・・・・・・・・・、第１０
チヤンネルレジスタ１０Ａがそれぞれ５００ｉイクロ秒
の間書込みモードに設定され、その後５ミリ秒の間読出
しモードに設定される。そして、再びＳ／Ｐ５Ｏｌから
第１チヤンネルに関する楽音波形情報が出力されるタイ
ミングになると、このとき第１チヤンネルレジスタ１Ａ
は未だ読出しモードになつているので（レジスタ１Ａが
読出しモードに設定されてから４．５ミリ秒しか経過し
ておらずその読出しが完了していない）、今度は第１チ
ャンネルレジスタ１Ｂが５００マイクロ秒の間書込みモ
ードに設定されて、このレジスタ１Ｂに第１チヤンネル
に関する楽音波形情報が書き込まれることになる。この
レジスタ１Ｂの書込みモードが終了すると、レジスタ１
Ｂは５ミリ秒の間読出しモードに設定されて、書き込ん
だ第１チヤンネルに関する楽音波形情報が読み出される
。また、Ｓ／Ｐ５Ｏｌから第２チヤンネル、第３チヤン
ネル、・・・・・・・・・、第１０チヤンネルに関する
楽音波形情報が出力されるタイミングにおいても、上述
の第１チャンネルの場合と同様に、第２チヤンネルレジ
スタ２Ｂ１第３チヤンネルレジスタ３Ｂ，・・・・・・
・・・、第１０チヤンネルレジスタ１０Ｂがそれぞれ５
００マイクロ秒の間書込みモードに設定され、その後５
ミリ秒の間読出しモードに設定される。このように、Ｓ
／Ｐ５Ｏｌから出力される各チヤンネルの楽音波形情報
はそれぞれ対応するチヤンネルレジスタ１Ａと１Ｂ、２
Ａと２Ｂ、・・・・・・・・・、１０Ａと１０Ｂに交互
に書き込まれ、そして各レジスタ１Ａと１Ｂ１２Ａと２
Ｂ１・・・・・・・・・、１０Ａと１０Ｂからはそれぞ
れ各チヤンネルの楽音波形晴報が連続して読み出される
。これにより、楽音波形読出装置３００によつて各チャ
ンネル時分割で１チャンネル当り５００マイクロ秒でホ
ログラフイメモリ２００から読み出された楽音波形清報
は、バツフアレジスタ５０２で楽音波形の実時間ベース
（５ミリ秒）に引き伸ばされることになる。なお、この
バツフアメモリ５０２において、各チヤンネルレジスタ
を２系列設けているのは次の理由による。

上述したように、レジスタに楽音波形情報を書？込むの
に５００マイクロ秒を要し、この間はレジスタの読み出
しができない。したがつて、もし各チャンネルレジスタ
が１系列だけの場合には、レジスタの書き込み中は読み
出しができないことにより、この間バツフアメモリ５０
２から出力される楽音波形情報が途切れてしまう問題が
生じる。このために、この実施例では各チャンネルレジ
スタを２系列設けて、交互に書き込み／読み出しを行な
うようにして上記の問題を解決しているのである。とこ
ろで、各チヤンネルレジスタ１Ａ，１Ｂ，・・・・・・
・・・，１０Ａ，１０Ｂの上述した動作はコントローラ
５０６によつて制御される。

コントローラ５０６は、第１１図Ｂ，ｃに示すように、
各レジスタ１Ａ〜１０Ｂを書込みモードおよび読出しモ
ードに設定するための制御信号を各レジスタ１Ａ〜１０
Ｂに対してそれぞれ出力するとともに、また書込みモー
ドにおける書込みアドレスおよび読出しモードにおける
読出しアドレスをそれぞれ指示するアドレスデータを各
レジスタ１Ａ〜１０Ｂに対してそれぞれ出力するもので
ある。バツフアメモリ５０２からパラレルに出力される
各チヤンネルの楽音波形情報（実時間ベースに引き伸ば
された楽音波形）は加算合成されてＤ／Ａ５Ｏ３に供給
され、このＤ／Ａ５Ｏ３でアナログ電圧に変換されてか
ら増幅器５０４に入力されて増幅され、スピーカ５０５
から楽音として再生される。

ここで、鍵盤１００の３個の鍵が同時に操作されている
ときの動作を第１２図において説明する。

今、１３番目の鍵が操作されてそれに対するキーアドレ
スコードおよびキーオン信号がチヤンネルアサイナ３０
２の第１チヤンネルのキーアドレスメモリに記憶される
とし、またそれ以前から１７番目の鍵と２０番目の鍵が
操作されておりそれらに対応するキーアドレスコードと
キーオン信号がそれぞれチヤンネルアサイナ３０２の第
２、第３チヤンネルのキーアドレスメモリに記憶されて
いるとする。そして、１３番目の鍵が操作された時点で
、列カウンタ３０５の第２チヤンネル、第３チヤンネル
の＋１カウンタはそれぞれり１ ″、″４１Ｉまでカウ
ントアツプしているとする。このような状態で、チヤン
ネルアサイナ３０２が第１、第２、第３、・・・・・・
・・・第１０チャンネルを順次読み出すと、ホログラフ
イメモリ２００上のセレクタ３１２によつて指定された
特定のページマトリクスＭ１ないしＭＬの第１３行・第
１列のページＰ、第１７行・第２１列のページＰ、第２
０行・第４１列のページＰがクロツクパルスＣＫ２に同
期してレーザ光で順次走査され、当該各ページＰに記録
された楽音波形情報の光学像が順次読み出される。同時
に列カウンタ３０５の第１チヤンネル、第２チヤンネル
、第３チャンネルの＋１カウンタがそれぞれ＋１カウン
トアツプする。このようにして読み出された１３番目、
１７番目、２０番目９鍵に対応する楽音波形情報の光学
像は、光一電変換装置４００によつてシリアルのバイナ
リ電気信号に変換され、さらにＳ／Ｐ５Ｏｌによつて１
０ビツトのパラレル信号に変換され、それぞれバツフア
メモリ５０２の第１チヤンネル、第２チヤンネル、第３
チヤンネルのレジスタ１Ａ，２Ａ，３Ａ（または１Ｂ，
２Ｂ，３Ｂ）に書き込まれる。かくして各レジスタ１Ａ
，２Ａ，３Ａ（または１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ）には、対応ペ
ージに記録された楽音波形の１００個のサンプル値を示
す１００ワードデータ（１０ビツト／ワード）が記憶さ
れる。各レジスタ１Ａ，２Ａ，３Ａ（または１Ｂ，２Ｂ
，３Ｂ）は、書き込みサイクルが終了すると直ちに読み
出しサイクルを実行し、各サンプル値を示すデータを実
時間ベースでＤ／Ａ５Ｏ３に送出する。ついで、チヤン
ネルアサイナ３０２によつて再度第１チヤンネル、第２
チヤンネル、第３チヤンネル、・・・・・・・・・、第
１０チヤンネルが順次読み出されると、当該ページマト
リクスＭ１ないしＭＬの第１３行・第２列、第１７行、
第２２列、第２０行・第４２列のページＰがレーザ光で
順次走査される。そして列カウンタ３０５の第１チヤン
ネル、第２チヤンネル、第３チャンネルの＋１カウンタ
がそれぞれ＋１カウントアツプする。以下同様にして、
セレクタ３１２によつて指定されたページマトリクスＭ
１ないしＭＬの第１３行、第１７行、第２０行の各列ペ
ージＰに記録された楽音波形情報が順次読み出されて音
響装置５００から楽音として再生される。なお、スピー
カ５０５からは１３番目、１７番目、２０番目の鍵に対
応する楽音の混合音が出されることは云うまでもない。
前記実施例においては、鍵の操作の強弱に関係なく発音
される楽音の振幅およびピツチは一定であるが、電子楽
器において周知０技術を導入することにより、鍵の操作
の強弱に応じて発生楽音の振幅レベルおよびピツチを制
御するいわゆるタッチレスポンス、アフタコントロール
を可能とし得る。

例えば、鍵盤回路３０１を操作された鍵の操作（押圧）
の強さに対応した鍵タツチ信号を発生するように一部構
成を変更し、他方、Ｄ／Ａ５Ｏ３をバツフアメモリ５０
２の各チヤンネルレジスタに対応して１０チヤンネル分
設け、各チヤンネルのＤ／Ａ５Ｏ３の出力を可変利得増
幅器を介して増幅器５０４に入力するように構成する。
そして前記タツチ信号をチャンネルアサイナ３０２を介
して対応するチヤンネルの可変利得増幅器に加え、該可
変利得増幅器の利得を対応する鍵のタツチ信号によつて
制御する。このようにすれば、鍵の操作の強？に応じて
当該鍵に対応する発生楽音の振幅を制御できる。同様に
、例えば可変利得増幅器に代えでまたその前後に周知の
ＣＣＤ（チヤージ・カツプルド・デバイス）等の可変遅
延素子を設け、上記タツチ信号によつて可変遅延素子の
転送りロツクの周波数を制御することにより、鍵の操作
の強弱に応じて発生楽音のピツチを制御することも可能
である。さらに前記実施例においては、ある鍵の操作が
解除されると直ちに楽音の再生が停止してしまうが、こ
のような不自然さは容易に改善できる。

例えば、鍵の操作が解除されたのちも一定時間だけチヤ
ンネルアサイナ３０２のキーアドレスメモリ、キーオン
メモリ３０３の１ピツトメモリの状態を保持し、当該鍵
に対応するホログラフイメモリ２００の走査を持続させ
る。さらに、上記タツチ信号に所望のデケイ特性を付与
し、該タツチ信号によつて上記可変利得増幅器の利得を
制御するように構成すれば、発生楽音に所望のデケイ特
性を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による電子楽器の基本的構成を示す
プロツク図、第２図は第１図におけるホログラフイメモ
リの一構成例を示す図、第３図は第２図に示すホログラ
フイメモリの各ページへの楽音波形情報の記録形式を説
明するための楽音波形のエンベローブを示す図、第４図
はこの発明による電子楽器の一実施例の全体構成を示す
プロツク図、第５図は第４図におけるホログラフイメモ
リの構成を示す図、第６図は第５図に示されたホログラ
フイメモリの各ページから読み出される楽音波形情報の
光学像のドツトパターンの概念図および第４図における
光一電変換装置として用いられるイメージセンサのイメ
ージセンサ素子の配置図、第７図は第５図に示したホロ
グラフイメモリの各ページへの楽音波形情報の記録形式
を説明するための図、第８図は第４図におけるチヤンネ
ルアサイナのチヤンネル割り当てタイミングを示すタイ
ムチヤート、第９図は第４図の光一電変換装置の読み出
しタイミングを示すタイムチヤート、第１０図は第４図
のバツフアメモリの構成を示す概略プロツク図、第１１
図ａはＳ／Ｐ５Ｏｌの時分割出力を示すタイミングチヤ
ート、同図Ｂ，ｃは第１０図に示したバツフアメモリの
各チャンネルのレジスタの書き込みおよび読み出しモー
ドのタイミングを示すタイムチヤート、第１２図は第４
図に示したこの発明の電子楽器における楽音波形情報の
時分割読出しと時間軸変換を説明するタイミングダイア
グラムである。 １０，１００・・・・・・鍵盤、２０，２００・・・・
・・ホログラフイメモＩ八 ３０，３００・・・・・・
楽音波形読出装置、３００Ａ，３００Ｂ・・・・・・楽
音波形読出装置３００の光学系および制御回路、３０１
・・・一鍵盤回路、３０２・・・・・・チャンネルアサ
イナ、３０３・・・・・・キーオンメモリ、３０４・・
・・・・ゲート、３０５・・・・・・列カウンタ、３０
６，３０７，３０８，５０３・・・・・・デイジタルー
アナログコンバータ、３０９，３１０，３１１・・・・
・・電圧制御形可変周波数発振器、３１３・・・− レ
ーザ光源、３１４・・・・・・レーザ光ゲート、３１５
，３１６・・・・・・レーザ光偏向器、３１８・・・・
・・フーリエ逆変換レンズ、４００・・・・・・光一電
変換装置、５００・・・・・・音響装置、５０１・・・
・・・シリアルーバラレルコンバータ、５０２・・・・
・・バツフアメモリ、５０４・・・・・・増幅器、５０
５・・・・・・スピーカ、６００・・・・・・タイミン
グ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の鍵を備える鍵盤と、該各鍵に対応する有限長
   の楽音波形の情報を記憶した記憶媒体と、該記憶媒体か
   ら上記鍵盤の複数の鍵のうち操作された鍵に対応する楽
   音波形情報を読み出す楽音波形読出装置と、該楽音波形
   読出装置によつて読み出された楽音波形情報を所望の形
   態の電気信号に変換する信号変換装置と、該信号変換装
   置から出力される電気信号を楽音に変換する音響装置と
   を具備して成る記憶再生方式の電子楽器において、上記
   記憶媒体はホログラフイメモリであり、該ホログラフイ
   メモリの上記各鍵に対応づけられた領域に当該鍵に対応
   する楽音波形情報がコヒーレント光でホログラム像化さ
   れて記録せしめられ、上記楽音波形読出装置は上記ホロ
   グラフイメモリ上の上記鍵盤の操作された鍵に対応する
   楽音波形情報が記録されている領域にコヒーレント光を
   照射して当該領域に記憶されている楽音波形情報の光学
   像を生じさせる光学系を含み、上記信号変換装置は上記
   光学像を電気信号に変換する光一電変換装置であること
   を特徴とする電子楽器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の電子楽器において、上
   記ホログラフイメモリ上には上記各鍵に対応する楽音波
   形情報がディジタル符号化されたのちホログラム像化さ
   れて記録されており、また上記音響変換装置はディジタ
   ル−アナログコンバータを含むことを特徴とする電子楽
   器。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の電子楽器において、上
   記ホログラフイメモリは多数のページをマトリクス状に
   配列したページマトリクスに構成され、該ページマトリ
   クスの各行は上記鍵盤の各鍵に対応づけられ、該ページ
   マトリクスの各列は記録すべき各楽音波形の時間軸に対
   応づけられ、上記ページマトリクスの各行に配列する各
   列のページには当該行に対応する楽音波形の単位期間分
   の情報がホログラム像化されて記録されていることを特
   徴とする電子楽器。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の電子楽器において、上
   記光学系はコヒーレント光を発生するコヒーレント光源
   と、該コヒーレント光源から出されるコヒーレント光を
   偏向する光偏向手段とを含み、また上記楽音波形読出装
   置はさらに制御回路部を含み、上記光偏向手段は当該制
   御回路部の制御の下に上記コヒーレント光を偏向し、も
   つて上記鍵盤の操作された鍵に対応する上記ページマト
   リクスの特定の行に配列されたページ上を当該鍵の操作
   時点からの時間経過にしたがつて当該ページマトリクス
   の列方向に上記コヒーレント光で順次走査することを特
   徴とする電子楽器。