JPS6139680B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、デイジタル電子楽器に関するもので
あつて、より詳細には、ドロー・バーによつて制
御されるデイジタル式のシンセサイザーに関する
ものである。

電子オルガンの開発に伴つて、幅広に範囲の楽
音音色を合成する可能性が実現されてきた。従来
の電子オルガンは、均等に調律された音階のそれ
ぞれ楽音のピツチに対応している基本周波数で、
正弦曲線音色を発する、複数の発振器を使用す
る。発振器の出力は、適切な倍音と混合されて、
複雑な波形を有している。さまざまな音楽音を発
することができる。

少なくとも１つのよく知られている電子オルガ
ンにおいて、このような倍音の混合は、手動操作
される一組のドロー・バーを用いて遂行された。
それぞれのドロー・バーは特定の倍音を選択し
た。そしてドロー・バー位置は、選択された倍音
の相対的な振幅を決定した。選択されることので
きる音色のバリエーシヨンの数は、ドロー・・バ
ーの数とそれぞれのドロー・バーのセツト可能位
置の数との積に対応した。ドロー・バーは、調律
した音階におけるさまざまな楽音について基本的
周波数を発した発振器からの信号は選択したので
あるから、その結果生じる、ドロー・バーによつ
て加算された倍音は真の高調波でなかつた。この
ことによつて、音の多少の不協和音という結果を
もたらしている。

本出願人の米国特許第3809786号において、そ
れぞれの音色についての波形はデイジタル的にリ
アルタイムで計算される電子オルガンが述べられ
ている。選択された楽音と音色値に対応する複雑
な波形の連続したサンプルポイントの振幅は、複
数の高調波の振幅を加算することによつて計算さ
れる。それぞれの高調波の相対的な振幅は、高調
波係数によつて決定され、すべての高調波につい
ての係数値は、高調波係数記憶装置の中に、デイ
ジタル的に記憶される、係数値は、合成される音
色のサイン波高調波成分の相対的振幅を決定す
る。異なる係数値を選択することによつて、前記
特許において述べられている計算方法によつて合
成される音色の波形は、変化されることができ
る。

楽音の音色値は、複数の“停止”（Stops）を
供給すことによつて選択されることができる。そ
れぞれの“停止”は、異なる組の計算値を選択す
る。しながら、この配列は、オルガン上のそれぞ
れの停止タブについて、分離した一組の係数値を
必要とする。このことは、発生させることのでき
る、異なる質の音色の数を著しく限定する。さら
に、合成されうる１つ１つの音色について異なる
組の係数を記憶するためには、著しい数の記憶装
置が必要とされる。

本出願人の一連の特許出願の中、「複音シンセ
サイザー」という名称で、1975年８月11日に出願
した、米国特許第4085644号（特願昭51―93519
号：特開昭52―27621号）において、異なる質の
音色を合成するために、複雑の波形を計算するた
めのデイジタル装置もまた述べられている。申請
中の前記特許出願において述べられている楽器
は、前記米国特許において述べられているものと
は対照的に、リアルタイムでの計算は必要としな
い。しかしながら、それは、複数の波形の高調波
成分の相対的な振幅を合計することによつて、複
雑な波形の振幅におけるポイント毎の変化をこ
そ、計算サイクル中に計算するものである。一組
の高調波係数が、上にに述べた米国特許の高調波
係数記憶装置と同じようにして、高調波係数記憶
装置の中に記憶されている。

本発明は、本出願人の初期の米国特許および申
請中の前記特許出願において述べられているよう
な型の音色シンセサイザーの改良を意図するもの
である。なおそれ等の特許等において、複雑な波
形のポイント毎の振幅の変化を表わすデイジツト
化したデータは、係数とサイン関数の積によつて
決定される複数の高調波の振幅を加えることによ
つて計算される。特に、本発明はデイジタル的に
合成される楽音波形を制御するために、できれば
電子オルガンと共通のドロー・バーの形をした、
手動式で操作される、複数の多極スイツチが使用
されるような配列を意図しているものである。ス
イツチは、波形データの計算において使用され
る、それぞれの高調波について、記憶装置の中で
の係数値の選択的なアドレスを制御するものであ
る。従来の電子オルガンで習得した効果を音楽家
に対し２倍にして、初期の一般的な電子オルガン
における異なる強度の倍音の混合を横倣するよう
な方法で、スイツチが、いくつかの選択した高調
波の強度を変化させることができるように係数値
を選択してもよい。しかし、高調波係数値は、特
定の音色値の合成を達成するために、何らかの必
要な基準に従つて、高調波係数値を確定されるこ
とができる。さらにドロー・バーによつて制御さ
れる付加された倍音は、真の高調波であつて、は
るかに快適なオーデイオ効果をもたらす。

簡単に述べると、本発明は、選択された音色の
波形の複数のポイントの振幅に対応し、それぞれ
のポイントについて、デイジタル的に記憶されて
いる係数値と所定の数の高調波のサイン値との積
を加算することによつて計算されるデイジタル・
データに応じて個々の音色が発せられるようなデ
イジタル・コンピユータ・オルガンにおける改良
を意図するものである。本発明は、アドレスでき
る記憶装置の中に記憶されている係数値のアドレ
スを制御するために使用される引張棒の形をして
いる、複数の手動操作される多極スイツチを使用
して計算されたデータを選択的に変化させること
によつて、音色品質をあらかじめ選択するための
装置を備えている。それぞれのスイツチを個々に
セツトすることによつて、係数値が記憶されてい
る記憶装置の中の特定のアドレスを選択する。係
数値を連続的にアドレスするのは、それぞれのス
イツチを連続的に作動させることによつて行なわ
れる。それぞれの係数は、記憶装置から読みとら
れるので、それは、１つの高調波についてサンプ
ルポイントにおける相対的な振幅を計算するため
に用いられる。このようにして、それぞれのスイ
ツチは、合成される音色の特定の高調波成分につ
いて記憶装置から高調波係数を選択するために作
動する。そしてスイツチのセツトは、記憶装置か
ら読み取られる係数のアドレス場所を制御するこ
とによつて、その成分の相対的な強度を決定す
る。

本発明をより完壁に理解するために、添付の図
を参照すべきである。この添付図において、唯一
の図は、本発明の特徴を有している音色シンセサ
イザーの一部のブロツク線図の略図である。

図面を参照するに、図面に示され、以下に説明
するようなブロツク線図は、参考としてここに挙
げられている米国特許第3809786号に図解され、
述べられているコンピユータ・オルガンの変型と
して示されている。同特許に示されている回路の
部分と等しく対応する図に示されている本発明の
回路の部分は、対応する参照番号を有している。

前記米国特許に述べられている計算機オルガン
は、望ましい波形上の複数のサンプルポイントの
振幅をデイジタルに計算するものである。これら
のデイジツト化したサンプルポイントは、次に、
デイジタル／アナログ変換器に適応され、音響装
置を分割するための電気信号として、アナログ形
式での波形を発生する。ポイント毎のデイジタル
計算は、正弦曲線のテーブル２９の中に記憶され
ている所定の数の高調波についてサイン値を使用
する。選択されたサイン値は、クロツク源２０か
らのそれぞれのクロツク・パルスtcを用いて、テ
ーブル２９からの掛（乗）算器３３の１つの入力
に適用される。同時に、係数値は、高調波係数記
憶装置１５からの掛算器３３のもう１つの入力に
適応される。掛（乗）算器３３のデイジタル出力
は、１つのサンプル点における１つの高調波の相
対的な振幅に対応する。掛算器３３からの連続す
る出力は、累算器１６に加えられ、デイジタル／
アナログ変換器１８に適応される。同じサンプル
ポイントにおける、一連の異なる高調波の振幅に
対応する。変換器の出力は、音響装置１１を駆動
する。以上はすべて、前記の米国特許に詳細に述
べられているのとまつたく同じ方法で行なわれ
る。計算はテーブル２９からの異なる値を使用す
るが、係数記憶装置１５からのそれぞれの高調波
について同じ係数を繰り返すことによつて、それ
ぞれの連続したサンプルポイントにおいて繰り返
される。

上記の同じ特許において述べられているよう
に、それぞれの高調波について係数値を変えるこ
とによつて、異なる音色が合成されることができ
る。

このことは、同特許が示すところによると、複
数の高調波係数記憶装置１５Ａ，１５Ｂ等を備
え、それぞれの記憶装置が異なる組の係数値を記
憶することによつて達成された。オルガン上の停
止タブは、どの記憶装置が、従つて、どの係数値
の組が、選択した音色の波形を計算するのに使用
されるかを選択した。

本発明は、音色制御における、より大きな柔軟
性を可能ならしめるような改善を意図するもので
ある。このことは、係数が記憶装置の中の別個に
アドレスできる場所に記憶されているような高調
波係数記憶装置１５を使用することによつて、上
述の同じ特許に述べられているような電子オルガ
ンの中で遂行される。このようにして、記憶装置
１５は、複数の分離したレジスターからなつてい
てもよく、それぞれのレジスターは、あらかじめ
定められている係数値を記憶している。それぞれ
のレジスターの内容は、レジスターと結合してい
る入力に反応して、アドレスされたレジスターの
内容を、記憶装置の出力に伝達する。こうして高
周波波係数記憶装置１５は、記憶装置の中のそれ
ぞれのレジスターについて１つのアドレス入力を
有している。できれば、記憶装置１５は、それぞ
れの高調波について１つのレジスターを有してい
ることが望ましい。ただし以下に述べるように、
１つ以上のレジスターが備えられていることがあ
りうる。高調波係数記憶装置１５は、クロツク・
ソース２０によつて進められるカウンタ１００に
よつてアドレスされる。カウンタ１００のモジユ
ロは算定される高調波成分の数Ｗに対応する。カ
ウンタ１００は、二進計数器であるならば、二進
状態は、デコーダ１０２に適応される。デコーダ
は、カウンタ１００の計数条件に応じて、Ｗ出力
ラインの１つに、出力信号を備える。カウンタ１
００について、リング・カウンタが使用されるな
らば、ソースのデコーダ１０２は必要ではない。

デコーダ１０２からの出力ラインら、複数の引
張棒スイツチを通じて高調波係数記憶装置１５を
アドレスするために使用される。ドロー・バース
イツチの中の３つは１０４，１０６および１０８
に示されているものである。ドロー・バースイツ
チの数は、高調波係数Ｗのいずれか１つの数であ
ればよい。それぞれのドロー・バースイツチは、
１つの高調波と結びついている。しかしながら、
ドロー・バーの数は、たとえば９個というように
少ない方が望ましく、８′ストツプの第１，第
２，第３，第４，第５，第６，第８高調波および
１６′ストツプの第１および第３高調波に指定さ
れる。それぞれの引張棒スイツチは、複数の極を
有しており、一例として、９つの極が示されてい
る。極の中の８つは、それぞれ、記憶装置１５の
レジスター選択（あるいはアドレス）入力の中の
８つに結合している。いくつかのドロー・バース
イツチ極は、できれば平行に結合していることが
望ましい。

上述したように、ドロー・バーの数は、高調波
の中の選択されたものだけが、結合したドロー・
バースイツチによつて強度を変更されることがで
きるように、高調波の数よりも少ないことが望ま
しい。残存している高調波のための係数は、デコ
ーダ１０２と記憶装置との間の固定したワイヤリ
ングによつて直接的にアドレスされてもよい。ド
ロー・バーが、平行に接続されている、その極と
共に示されているので、それぞれのドロー・バー
は、記憶装置１５の中の係数の同じテーブルをア
ドレスするが、他方、より大きい記憶装置を使用
することによつて、それぞれのドロー・バーは、
記憶装置の中の係数の個別のテーブルをアドレス
することができるだろう。

作動中、カウンタ１００が、クロツク・パルス
tcによつて前進させられるにつれて、デコーダ１
０２は、それぞれの出力ラインを連続して作動さ
せる。次に、これらの出力ラインのそれぞれは、
ドロー・バースイツチの中の結合したものに、入
力を作動させる。結合したドロー・バースイツチ
のセツトに従つて、記憶装置１５のレジスターの
中の選択されたものの中に記憶されている係数
は、それぞれのクロツク・パルスtcと共に連続し
て掛算器３３に伝達される。それぞれの係数値
は、掛算器３３に伝達されて、そこで、対応する
高調波のサイン関数と乗算され、１つのサンプル
ポイントにおけるそれぞれの高調波について振幅
値をもたらす。

振幅値は、累算器１６の中で加算されて、サン
プル・ポイントにおけるすべての高調波につい
て、デイジツト化した合成振幅をつくり出す。そ
の結果生じる振幅値は、デイジタル／アナログ変
換器１８によつて、電圧レベルに変換される。こ
のようなオペレーシヨンが、それぞれのサンプ
ル・ポイントについて繰り返され、波形のサンプ
ル・ポイントに対応する一連の出力電圧を発す
る。波した後、その結果生じる信号が、従来一
般に用いられている音響装置１１を駆動する。こ
のようにして、それぞれのドロー・バーのセツト
は、１つの高調波について係数値を決定すること
によつて、出力波形を制御する。

本発明は、米国特許第3809786号において述べ
られている回路の変型として述べられているが前
記米国特許第4085644号（特願昭51―93519号：特
開昭52―2762号）において述べられている回路に
も同様にして適応されうるものである。引張棒ス
イツチ１０４，１０６，１０９は、デコーダ１０
２および高調波係数記憶装置１５とに関連して上
述したのと同じようにして、出願の第１図におお
けるデコーダ２５と出願の高調波係数記憶装置２
６および２７のいずれか１つあるいは両方との間
に接続されている。

以下本発明の実施の態様を列記する。

１ 前記スイツチ手段は、多数の手動設定可能な
多極スイツチと、前記係数記憶手段における所
定のアドレス位置に対応する各スイツチの各極
位置と、前記アドレス発生手段に応動し、順々
に各スイツチを介してアドレス信号を前記係数
記憶手段に結合させる手段と、を具え、それぞ
れのスイツチの極設定により決定されるアドレ
スで順々に前記係数記憶手段から係数値が読み
出されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の装置。

２ 前記それぞれのスイツチは、ドローバースイ
ツチである前記第１項記載の装置。

３ 前記アドレス発生手段は、カウンタを具える
前記第１項記載の装置。

４ 前記係数値は、アドレス可能な前記係数記憶
手段内にデイジタル的にコード形式で記憶され
る前記第１項記載の装置。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の特徴を具体化した音色シンセサ
イザーの一部のブロツク線図の概略図を示す。 図において、２９は正弦曲線テーブル、３３は
掛（乗）算器、１６は累算器、１８はデイジタ
ル／アナログ変換器、１１は音響装置、２０はク
ロツク、１５は高調波係数記憶装置、１０２はデ
コーダ、１００はカウンタモジユロＷ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 楽音波形の複数の点の振幅に対応している一
   組のデータを計算することによつて個々の音色が
   発生されるような電子楽器において、 それぞれの点について、各高調波に対する正弦
   曲線値とその高調波に対する係数張値とを乗算す
   る乗算手段と、 すべての高調波に対する前記乗算値を加算する
   加算手段と、 多数の前記係数値にデイジタル的に記憶するア
   ドレス可能な係数記憶手段と、 計算する高調波の数より少ない複数の多極スイ
   ツチを有するドロー・バー、 該ドロー・バーを介して前記係数記憶手段か
   ら、前記多極スイツチの設定に応じて異なる係数
   値を読み出すためのアドレス発生手段と、から構
   成され、 前記多極スイツチはそれぞれ１個の高調波と結
   合され、対応する多極スイツチのない高調波は固
   定の係数値を読み出すことを特徴とする音色合成
   装置。