JPS604995B2 - 電子楽器 - Google Patents

電子楽器

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JPS604995B2
JPS604995B2 JP52105793A JP10579377A JPS604995B2 JP S604995 B2 JPS604995 B2 JP S604995B2 JP 52105793 A JP52105793 A JP 52105793A JP 10579377 A JP10579377 A JP 10579377A JP S604995 B2 JPS604995 B2 JP S604995B2
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musical
signal
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繁雄 安藤
高康 近藤
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Nippon Gakki Co Ltd
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Nippon Gakki Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H7/00Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs
    • G10H7/02Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs in which amplitudes at successive sample points of a tone waveform are stored in one or more memories
    • G10H7/06Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs in which amplitudes at successive sample points of a tone waveform are stored in one or more memories in which amplitudes are read at a fixed rate, the read-out address varying stepwise by a given value, e.g. according to pitch

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はあらかじめ波形メモリに記憶されている楽音
波形を押下鍵に対応する読み出しアドレス信号で読み出
し楽音を発生する、いわゆる波形メモリ読み出し方式の
電子楽器の改良に関するものである。
更に詳しく説明すると、従来の波形メモリ読み出し方式
の電子楽器では、所望の楽音波形を記憶している波形メ
モリを押下鍵に対応する読み出しアドレス信号で読み出
し、この読み出した楽音波形に音量制御用のェンベロー
プ波形を秦算して楽音を形成していた。
しかしながら、一般に自然楽器の楽音は発音開始時から
終了時に至る間たえずその昔色(波形形状)が変化して
おり、それによって豊かな感じの音になっている。
例えば、ピアノ音の場合には発音開始時には高調波成分
の多い複雑な波形を有しており、その後除々に高調波成
分が少なくなり、発音終了時には高調波成分のない単純
な波形になることが知られている。ところが、従来の波
形メモリ読み出し方式の電子楽器では押鍵によって波形
メモリから読み出される楽音波形は楽音の発生時から終
了時まで常に一定波形の繰り返しであり、自然楽器の様
に音色の経時変化がないため、発音楽音に豊かさがなく
単調な音になっていた。(以後これを第1の技術的課題
と称する。)更に、一般の自然楽器の楽音はその昔高に
よっても高調波成分の含有率が変化している。即ち、通
常高い音高の楽音ほど高調波成分が少く、低い音高の楽
音ほど高調波成分が多く含まれているのである。ところ
が従来の波形メモリ読み出し方式の電子楽器では、自然
楽器の様に音高によって高調波成分の含有率が変化する
ものは実現できなかった。あえて各音高毎に高調波成分
の含有率の異なる波形メモリ読み出し方式の電子楽器を
提供するためには、各鍵毎に異なる楽音波形を記憶した
波形メモリを設けねばならず、システムとして膨大なも
のになってしまうのである。(以後これを第2の技術的
課題と称する。)本件特許出願人は上記した従来の電子
楽器の欠点に鑑み、音色の経時変化に関する技術的課題
を解決するため、侍願昭52一48412号明細書に開
示した発明を行った。
この先膿発明によれば、押鍵後自然楽器の様に高調波成
分の含有率が時間とともに除々に変化する(波形形状が
変化する)楽音波形を形成することができるため豊かな
感じの楽音を発生することができる。この発明は、上記
先願発明の改良に関するものであり、第1の技術的課題
(音色の経時変化)と第2の技術的課題(音高による高
調波含有率の変化)を同時に解決する電子楽器を提供す
る事を目的とする。
前記先顔発明は第1図に示す様に鍵盤回路1の出力側が
周波数情報メモリ2の入力側に接続されており、周波数
情報メモリ2の出力側は累算器3の入力側に接続されて
いる。
累算器3の出力側が波形メモリ4,5,6の入力側に接
続されており、波形メモリ4,5,6の出力側はそれぞ
れ乗算器7,8,9の第1の入力端子に接続されている
。各乗算器7〜9の出力側はそれぞれ加算器10の入力
側に接続されている。また、鍵盤回路1から出力される
キーオン信号KONがカウンター1に入力されており、
カウン夕11の出力側はリードオンリィメモリ12,1
3,14の入力側に接続されている。リードオンリイメ
モリ12,13,14の各出力側はそれぞれ前記した乗
算器7,8,9の第2の入力端子に接続されている。こ
こで、カウンター1とりードオンリイメモリ12,13
,14をパラメータ発生器20と呼称する。加算器10
の出力側は乗算器16の第1の入力端子に接続されてお
り、乗算器16の第2の入力端子には鍵盤回路1から押
鍵によって出力されるキーオン信号KONを受けてェン
ベロープ波形発生器15から出力されるェンベロープ波
形EVが入力されている。乗算器16の出力側はサウン
ドシステム17に接続されている。ここで、ェンベロー
プ波形発生器15から発生されるェンベロープ波形EV
は例えば第2図に示す様な波形形状を有しており演奏者
はパネルボード上に設けられた音色選択スイッチにより
この波形を適宜に設定する事ができる。
この先顔実施例において、波形メモリ4には第3図Aに
示す様な高調波成分を多数含んだ楽音波形WIが記憶さ
れ、波形メモリ5には第3図Bに示す様な高調波成分の
比較的少ない楽音波形W2が記憶され、波形メモリ6に
は第3図Cに示す様な高調波成分の非常に少ない楽音波
形W3が記憶されている。
カウンタ1 1はキーオン信号KONを受けてその内容
をクリアすると同時にクロックパルスぐの計数を開始し
、その計数値をリードオンリイメモリ12,13,14
にアドレス信号として入力する。リードオンリィメモリ
12には第4図に示す様に時間変化するパラメータ信号
P,(t)が記憶されており、同機にリードオンリイメ
モリ13,14には第4図に示すパラメータ信号P2(
t),P3(t)がそれぞれ記憶されている。リードオ
ンリイメモリ12,13,14はそれぞれカウンタ11
の計数値に従って第4図に示す様に各パラメータ信号P
,(t),P2(t),P3(t)を出力する。ここで
各時刻ら〜t5は第2図に示すヱンベロープ波形の時刻
t,〜t5と同一時刻を示す。以上の構成を有する先機
雷子楽器の作用効果は次の様なものである。
ある鍵が押鍵されるとその鍵に対応した周波数情報(定
数)Fが周波数情報メモリ2から出され、この周波数情
報Fが累算器3によりクロツクパルスマのタイミングで
順次累算され、その累算値qF(q=1、2………)は
波形メモリ4,5,6に読み出しアドレス信号として順
次入力される。
波形メモリ4,5,6はこの読み出しアドレス信号を受
けて、その読み出しアドレス信号により指定されたアド
レスに記憶されている波形振幅値を順次読み出す。この
様にして波形メモリ4から順次読み出される楽音波形W
Iは乗算器7に入力され、ある鍵が押鍵されたことを示
すキーオン信号KONを受けてパラメータ発生器20か
ら出力されるパラメータ信号P,(t)と乗算される。
従って、乗算器7から出力される楽音波形信号はW1・
P,(t)となる。同様に波形メモリ5,6から出力さ
れる楽音波形W2,W3は乗算器8,9を介して楽音波
形信号W2・P2(t),W3・P3(t)に変換され
る。これらの各楽音波形信号が加算器10に入力される
ため、加算器10から出力される合成楽音波形信号は〔
W1・P,(t)+W2・P2(t)+W3・P3(t
)〕となる。この合成楽音波形信号〔W1・P,(t)
十W2・P2(t)+W3・P8(t)〕は第4図に示
すパラメータ信号P,(t),P2(t),P3(t)
の変化に従って次の様に変化する。
押鍵時(時亥Ut,)においては、P.(t)=1、P
2(t)=0、P3(t)=0であるため合成楽音波形
信号はWIとなり、高調波成分の多い波形WIとなる。
続いて、パラメータ信号P,(t)の値は除々に減少し
パラメータ信号P2(t)の値が除々に増大する。この
ため、合成楽音波形信号は〔W1・P,(t)+W2・
P2(t)〕となり、除々に高調波の多い波形WIの成
分が減少し高調波の少ない波形W2の成分が増加する。
例えば、時亥比2では合成楽音波形信号はP,(t)=
P2(t)=0.5であるため、波形WIと波形W2の
成分が1:1のものになる。続いて、時刻t3になると
P,(t)=0、P2(t)=1、P3(t)=0にな
るため、合成楽音波形信号は高調波の比較的少ない波形
W2になる。
続いて、パラメータ信号P2(t)の値は除々に減少し
パラメータ信号P3(t)が除々に増大するため合成楽
音波形信号は〔W2・P2(t)十W31P3(t)〕
になる。
従って、除々に高調波の少ない波形W2の成分が減少し
、高調波をほとんど含まない波形W3の成分が増加する
。例えば、時刻t41こおいてはP2(t)=P3(t
)=0.5になるため波形W2と波形W3の成分は1:
1となる。時刻はこなるとパラメータ信号P2(t)=
0、P3(t)=1になるため、合成楽音波形信号は波
形W3そのものになる。
したがって、押鍵時には高調波成分の多い楽音波形WI
が形成され、続いて除々に高調波成分の比較的少ない楽
音波形W2が形成され、その後高調波成分をほとんど含
まない楽音波形W3が形成されるため、自然音に近い楽
音を発生することができる。
以上詳細に記述した先豚発明の電子楽器によれば、高調
波成分の少ない波形群と高調波成分を多く含んだ波形群
とを時間変化するパラメータ信号を用いて適宜に合成し
て楽音波形信号を形成するようにしたので、楽音発生か
ら終了に至る間常に波形形状(音色)の変化する自然楽
器に近い楽音を発生することができる。
(第1の技術課題)しかし、前記した様に電子楽器の各
音高に対しては、その楽音波形の高調波含有率は同一で
変化しない。(第2の技術課題)。従って、自然楽器の
楽音と比較して各音高間での高調波含有率の変化がない
ため、例えば高音部で高調波の多いキンキンとした感じ
の音になったり低温部で高調波の少し、丸い感じの音に
なることがさげられない。(第2の技術的課題)この発
明は前記した様に先豚発明の至らざる点を改良し、前記
した第1、第2の技術課題を同時に解決した電子楽器を
提供するものである。
この発明によれば、押鍵に対応して波形メモリから互い
に異なる複数の波形を謙出すとともに、この各波形を合
成することにより楽音を発生するようにした電子楽器に
おいて、押下鍵の音高または音域に関する情報と押鍵後
の時間経過に関する情報とに基づいてパラメータ信号を
発生し、このパラメータ信号に基づいて波形メモリから
論出した各波形の合成割合を制御するようにしたもので
ある。 −以下添附の第5〜7
図によって更に詳細にこの発明について説明する。
尚、第1図と同一部分は同一符号を付してその説明を省
略する。ここで、第1図に示した先脇発明の実施例と異
なっている点は、第1図におけるカウン夕11とりード
オンリィメモリ12〜14で形成されているパラメータ
信号発生器20が新たなパラメータ信号発生器301こ
置き換えられていることである。
第5図において、鍵盤回路1の各出力線は一方において
周波数情報メモリ2の入力側に接続され、他方において
キー音色バランスパラメータテーブル31の入力側にそ
れぞれ接続されている。キー音色バランスパラメータテ
ーブル31の出力側は加算器34の第1の入力端子Aに
接続されている。また押鍵によって鍵盤回路1から出力
されるキーオン信号KONが一方においてカウンタ32
のリセット端子Rに入力され、他方においてェンベロー
プ波形発生器15に入力されている。カウンタ32の計
数入力端子にはクロツクパルスJが入力されており、カ
ウンタ32の出力側はパラメータ時間変化メモリ33の
アドレス入力側に接続されている。パラメータ時間変化
メモリ33の出力側は加算器34の第2の入力端子Bに
接続されている。加算器34の出力側はパラメータ演算
装置35の入力側に接続されている。更にパラメータ演
算装置35の出力端子A,B,Cはそれぞれ乗算器7,
8,9の第2の出力端子に接続されている。この実施例
では、波形メモリ4には高調波成分を多数含んだ第3図
Aに示す様な波形WIが記憶されており、波形メモリ5
には高調波成分の比較的少ない第3図Bに示す様な波形
W2が記憶されており、波形メモリ6には高調波成分の
非常に少ない第3図Cに示すような波形W3が記憶され
ているものとする。
更にキー音色バランスパラメ−タテーブル31はリード
オンリィメモリで構成されており、その各アドレスには
第6図に示す様に鍵Ao〜C8(8弱健)までの各鍵に
対応するパラメータ(定数)Kpの各値が記憶されてい
る。また、パラメータ時間変化メモリ33には、第7図
に示す様なパラメータ波形が記憶されている。パラメー
タ演算装置35は、加算器34の出力値P′(t)の正
、負によって次の(ィ}、【ローの様な演算を行い、そ
の出力端子A,B,Cからそれぞれパラメータ信号a(
t),b(t),c(t)を出力する様に構成されてる
。川P′(t)20の時;a(t)=0、b(t)=1
一c(t)、c(t)=P′(t){〇} P′(t)
<0の時;a(t)=IP′(t)l、b(t)=1一
a(t)、c(t)=0以上の構成を有するこの実施例
の作用効果について次に説明する。
尚、パラメータ発生器30をのぞいて、その他の部分の
動作は第1図に示した先願発明の実施例の場合と全く同
様である。今、鍵A2が押鍵された場合を考えると、鍵
盤回路1の押下鍵A2に対応する出力線に論理値1が出
力されるため、周波数情報メモリ2とキー音色バランス
パラメータテーブル31はそれぞれ押下鍵A2に対応す
る周波数情報FとパラメータKpの値を出力する。この
場合押下鍵がA2であるため、第6図から明らかな様に
Kpの値は「一0.5」となる。このキー音色パラメー
タテーブル31の出力値Kp=0.5が加算器34の第
1の入力端子Aに入力される。また押鍵と同時に鍵盤回
路1からキーオン信号KONが出力され、これがカウン
タ32のリセツト端子Rに入力されるため、カウンタ3
2はク。
ツクパルス?の計数を開始する。カウンタ32の計数値
は順次パラメータ時間変化メモリ33に読み出しアドレ
ス信号として入力され、パラメータ時間変化メモリ33
は各アドレスに記憶している第7図に示すパラメータP
(t)を順次出力する。この時間変化するパラメータP
(t)は加算器34の第2の入力様子Bに入力され、そ
の結果加算器34は出力値としてP′(t)=Kp+P
(t)を出力する。(前記した様に、ここでは鍵んが押
鍵されているためKp=−0.5である。)この様に鍵
の音高に関するパラメータ(情報)Kpと押鍵時間に関
するパラメータ(情報)P(t)が加算される。次に第
7図のパラメータP(t)の経時変化に従って、パラメ
ータ発生器30の出力する各パラメータa(t),b(
t),c(t)の経時変化について説明する。
時刻ら(第7図参照)ではP(to);−0.25であ
るためP′(t)iKp+P(t)=一0.75となる
従ってP′(t)<0であるため、パラメータ演算装置
35は前記{口}の演算を行い、a(L)=0.7ふ
b(to)=0.25 c(ら)=0.00をそれぞれ
出力する。これらのパラメータ信号a(to),b(ら
),c(to)は波形メモリ4,5,6から出力される
楽音波形W1,W2,W3とそれぞれ乗算されて加算器
10で加算される。従ってその加算値は合成楽音波形信
号(0.75WI+0.25W2)となる。この合成楽
音波形信号は高調波の多い楽音波形WIと高調波の比較
的少ない楽音波形W2が3:1の比で合成されたものと
なり、高調波のかなり多い波形となる。時刻t,では、
P(ち)=0.5であるためP′(t,)=Kp+P(
t,)=0とする。
従ってパラメータ演算器35は前記‘ィ}の演算を行い
、a(t,)=0、b(ち)=1、c(t,)=0を出
力する。従って、この場合加算器10の出力する合成楽
音波形信号は高調波の少ない波形W2となる。時刻t2
では、P(ら)=1.0であるためP′(t2)=Kp
+P(t2)=0.5となる。
従ってパラメータ演算装置35は前記川の演算を行い、
a(t2)=0、b(t2)=0.5、c(t2)=0
.5をそれぞれ出力する。従って、この場合加算器10
の出力する合成楽音波形信号は(0.5W2十0.5W
3)となり、高調波の比較的少ない波形W2と高調波の
非常に少ない波形W3とが1:1の比で合成された波形
となる。次に鍵A4が押鍵された場合を考える。
この場合第6図から明らかな様にKp=0.25である
。時刻t。ではP(to)=−0.25であるため、P
′(to)=Kp十P(to)=0となる。従ってパラ
メータ演算器35は前記【ィ’の演算を行い、a(to
)=0、b(し)=1、c(to)=0を出力する。従
って、この場合には加算器10の出力する合成楽音波形
信号は高調波の比較的少ない波形信号W2になる。時刻
t,では、P(t)=0.5であるためP′(t)=0
.75となる。
従って、パラメータ演算器35は前記【ィ}の演算を行
い、a(t)=0、b(t)=0.25、c(t)=0
.75をそれぞれ出力する。従って、加算器10の出力
する合成楽音波形信号は(0.25W2十0.70W3
)となり、波形W2,W3が1:3の比で合成されたも
のになる。時刻t2では、P(t)こ1.0であるため
P′(t)=1.25となる。従ってパラメータ演算器
35は前記【ィ}の演算を行い、a(t)=0、b(t
)=−0.2ふ c(t)=1.25をそれぞれ出力す
る。従って、加算器10の出力する合成楽音波形信号は
(一0.25W2十1.25 W3)となり、波形W3
が非常に強調された波形信号となる。この様にして加算
器10から出力される時間変化する合成楽音波形信号{
W1・a(t)+W2・b(t)+W3・c(t)}は
、乗算器10ではェンベロープ波形発生器15から出力
されれているェンベロープ波形EVと乗算されェンベロ
ープ制御され適宜の音量が付与された後、サウンドシス
テム17から発音される。
これまで鍵〜,A4が押鍵された場合について説明した
が、他の鍵が押鍵された場合も全く同様に、キー音色バ
ランスパラメータテーブル31から押下鍵の音高に関す
るパラメータ(定数)Kpが読み出され、パラメータ時
間変化メモリ33から押鍵時間に関するパラメータP(
t)が読み出され、両パラメータKp,P(t)をもと
にして各波形メモリ4,5,6から出力されている楽音
波形W1,W2,W3の重み付け用のパラメータ信号a
(t),b(t),c(t)がパラメータ演算装置35
から発生される。
従って、自然楽器の様に押下鍵の音高によって高調波含
有率が変化し、更に楽音発生から終了に至る間常に波形
形状(音色)が変化する楽音を発生することができる。
尚、以上の説明では波形メモリを3個設けた例を示した
が、波形メモリの数は任意に選定できるものである。
更に、各波形メモ川こ記憶する波形形状やパラメータ時
間変化メモリ33に記憶する波形形状は、言うまでもな
く任意に選定できるものである。また上記実施例ではキ
ー音色バランスパラメータテーブル31に各鍵毎にそれ
ぞれ異なる値のパラメータ信号Kpが記憶されているも
のとして説明したが、この発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば各音域毎に異なる値のパラメータKp
を記憶させても良い。
以上の説明から明らかな様にこの発明の電子楽器によれ
ば、押下鍵の音高によっても高調波含有率(音色)が変
化し、更に楽音発生から終了に至る間常に波形形状(音
色)が変化する楽音を発生することができ、電子楽器の
性能が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は先藤発明の電子楽器を示すブロック図、第2図
はェンベロープ波形の一例を示す波形図、第3図A,B
,Cは各波形メモリに記憶されている楽音波形の一例を
示す波形図、第4図はパラメータ信号Pi(t)、(i
=1、2、3)の一例を示す波形図、第5図はこの発明
の一実施例を示すブロック図、第6図はキー音色バラン
スパラメータテーブルに記憶されているパラメータKp
の一例を示す波形図、第7図はパラメータ時間変化メモ
リに記憶されているパラメータP(t)の一例を示す波
形図である。 1・・・・・・鍵盤回路、2・・・・・・・・・周波数
情報メモリ、3・・・・・・累算器、・4,5,6・・
・・・・波形メモリ、7,8,9,16……乗算器、1
0,34……加算器、17……サウンドシステム、30
……パラメータ信号発生器、31……キー音色バランス
パラメータテーブル、32……力ウンタ、33……パラ
メータ時間変化メモリ、35・・…・パラメータ演算装
置。 図 船 第2図 第3図 第4図 第6図 第7図 図 山 舵

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 押鍵に対応して波形メモリから互いに異なる複数の
    波形を読み出すとともに、この各波形を合成することに
    より楽音を発生するようにした電子楽器において、 押
    下鍵の音高または音域に関する情報と押鍵後の時間経過
    に関する情報とに基づきパラメータ信号を発生する第1
    の手段と、 上記パラメータ信号に基づき上記各波形の
    合成割合を制御する第2の手段とを設けてなる電子楽器
JP52105793A 1977-09-05 1977-09-05 電子楽器 Expired JPS604995B2 (ja)

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