JPS6230440B2

JPS6230440B2 -

Info

Publication number: JPS6230440B2
Application number: JP54050012A
Authority: JP
Inventors: Shimaji Okamoto; Yohei Nagai
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1979-04-23
Filing date: 1979-04-23
Publication date: 1987-07-02
Also published as: US4351212A; JPS55142397A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は電子楽器のキー情報形成方法に関
し、特にキー情報の内容が各キーを表わすととも
に、更にその各キーの音高に対応した周波数も意
味するようなキー情報を形成するようにしたもの
である。デイジタル電子楽器においては、鍵盤部でキー
が操作されたとき、この操作キーの音高に対応し
た周波数の楽音を発生させるために、２進コード
を用いてこの操作キーを表わすキーコード信号を
発生するようになされている。すなわち例えば61キーを有する電子楽器の場
合、61キー（５オクターブと１キー分）の各キー
を識別するキー情報を第１表に示すような標準の
２進コードを利用して表わすことを基本的な考え
方とし、この考え方に立つて第２表に示すように
12音名を割当てるようになされている。

【表】

【表】第２表の場合、12音名Ｃ，Ｃ#……Ｂを表わす
音名データをキー情報の小数部に割当てると共
に、オクターブを表わすオクターブデータをキー
情報の整数部に割当てる。なおかくすると、キー
情報としては12個の音名を区別するために４ビツ
トが必要であり、また６個のオクターブを区別す
るために３ビツトが必要となる。第２表のように各音名（Ｃ，Ｃ#……Ｂ）を第
１〜第12番目の２進コード「．0000」〜「．
1011」にそれぞれ確当てるとすれば、同一オクタ
ーブ内における半音階の各キー情報は等差の数値
間隔（すなわち「．0001」間隔）をもち、しかも
第１〜第６オクターブの各オクターブにおいて音
名データが「．0000」〜「．1011」をサイクリツ
クに繰返すことになる。しかし１のオクターブか
ら他のオクターブに移るときの半音程の変化に対
応する数値間隔は「．0101」となり（すなわち１
のオクターブの音名Ｂの２進コードと、次のオク
ターブの音名Ｃの２進コードとの間の間隔は「．
0101」である）、等差間隔にはならない。一方デイジタル電子楽器の楽音発生方法の１つ
として、波形メモリ読出し方式がある。この方式
は、予め波形メモリに発生すべき波形の順次サン
プル点振幅値を記憶しておき、この記憶をキー情
報に応じて決まる周波数をもつ読出しアドレス信
号によつて繰返し読出すことにより、楽音波形
（又は音源信号）を得るようになされている。しかるに読出しアドレス信号を形成するにつ
き、発生すべき音の周波数に比例した数値（以下
周波数ナンバと称す）に対応した大きさの周波数
ナンバ信号を規則的に繰返し累積し、その類積値
に基づいて周波数ナンバ信号の大きさに対応した
周期をもつほぼ鋸歯状波形の繰返し周波数信号を
形成し、この繰返し周波数信号を読出しアドレス
信号として用いることが考えられている。かくして波形メモリの読出しアドレス動作は読
出しアドレス信号の各周期ごとに行われ、これに
より周波数ナンバに対応した周波数の楽音信号が
発生される。この方法によつて楽音を発生する場合に重要な
のは、鍵盤の各キーに対応したその音高（すなわ
ち周波数）に比例する周波数ナンバ信号を得る必
要があることで、かくすることにより発生される
各音に各キーに対応する予定のピツチを与えるこ
とができる。しかるに従来は上述のようにキーコ
ード信号を標準の２進コードを用いて（この２進
コードは16個の値の組をもつ）12音名を割当てる
ようにしていたので、１のオクターブから他のオ
クターブへ移る間にキーコード信号の内容（換言
すれば数値）が等差関係を維持できなくなつてい
る。そこでこの等差関係がない部分にリニアな等
差関係をもたせるために、従来の電子楽器におい
ては次のような工夫がなされていた。先ず第１図に示す如く、鍵盤の全音域に亘つて
リニアな数値情報を記憶するROMを具えた周波
数情報発生回路１を用意し、キー２に応動するキ
ースイツチ３に基づいて押鍵検出回路としてのキ
ーアサイナ４にて形成された第２表のキー情報を
内容とするキーコード信号KCを、周波数情報発
生回路１にそのROMに対するアドレス信号とし
て与える。このとき周波数情報発生回路１はROMからキ
ーコード信号KCによつて指定されたキーに対応
する大きさの数値出力を読出し、これを周波数ナ
ンバ信号Ｆとして送出し、かくして鍵盤の全音域
に亘つてリニアな関係をもつ数値情報（すなわち
周波数ナンバ）を内容とする周波数ナンバ信号Ｆ
を送出する。この周波数ナンバ信号Ｆは乗算回路３において
楽音に効果をつけるためのピツチ変更データ発生
回路５の出力PTと乗算され、その乗算出力Ｆ・
PTがアキユムレータ７に累積加算数値入力とし
て与えられる。アキユムレータ７はその累積値を
波形メモリを有する楽音発生回路８に対応する読
出しアドレス信号として送出し、楽音発生回路８
において楽音を発生させる。このように第１図の従来の電子楽器において
は、数値内容として一部にリニアな等差関係をも
たないキーコード信号KCを、周波数情報発生回
路１においてリニアな等差関係をもつ数値情報に
変換することが絶対不可欠であつた。次に第１図の構成の場合には乗算回路６におい
てピツチ変更効果をつけるようになされている
が、乗算回路６は本来多数の部分積の加算を行う
ため非常に複数な構成をもつ。そこでこれを簡易
化するために、第１図の周波数情報発生回路１と
してリニアな周波数ナンバＦを直接記憶せずこれ
を対数IogFに変換して記憶するように変更する
と共に、ピツチ変更データ発生回路５もリニアな
数値情報PTの対数IogPTを送出するように変更
し、これを第１図の乗算回路６に代えて設けた加
算回路において加算し、その出力IogF＋IogPT＝
IogF・PTを新たに設けた対数―リニア変換回路
によつてリニアな数値情報Ｆ・PTに変換し、か
くして第１図のアキユムレータ７への累積値入力
Ｆ・PTを得るように構成したものも従来採用さ
れている。以上のように従来の波形メモリ読出し方式のデ
イジタル電子楽器においては、リニアな数値情報
である周波数ナンバ信号Ｆを得るために、鍵盤の
全音域に亘つて各音高に対応する多数の周波数ナ
ンバＦを直接又は対数変換して記憶するROMを
必要とする。そのため従来は全体としての構成を簡易化する
につき一定の限界があつた。以上の点を考慮したこの発明においては、極く
簡易な構成によつてリニアな周波数ナンバの対数
を表わすキー情報を形成し、これにより電子楽器
全体としての構成を一段と簡易化できるようにし
ようとするものである。以下図面についてこの発明の一例を61キーを有
する電子楽器に適用した場合の実施例として詳述
しよう。この発明の原理は、２進コードデータのうちサ
イクリツクに繰返すビツト部分を該データの最下
位ビツトの下の小数部分においてくり返し無限に
付加することにより、２進コードデータがとり得
る値の数より少ない値の数を有し、かつ各値が表
わす数値間隔が等しい変換コードデータを得るよ
うにすることにある。例えば与えられた２進コードデータ、すなわち
入力２進コードデータとして、第３表に示す如く
小数２ビツトの値を有する場合、この値「．
00」，「．01」，「．10」，「．11」に対してその最下
位ビツトの更に下位にそれぞれ無限に２ビツトの
データ「00」，「01」，「10」，「11」を付加する。また入力２進コードデータとして、第４表に示
す如く小数３ビツトの値を有する場合、入力２進
コードデータ「．000」，「．001」……「．111」
に対してその最下位ビツトの更に下位にそれぞれ
３ビツトのデータ「000」，「001」……「111」を
無限に付加する。同様に例えば２進コードデータが小数４ビツト
の場合において、第５表に示す如く、入力２進コ
ードデータ「．0000」「．0001」……「．1111」
に対してその最下位ビツトの更に下位にそれぞれ
４ビツトのデータ「0000」，「0001」……「1111」
を無限に付加する。

【表】

【表】このようにして変換されたコードデータを２進
値としてみれば、その値はそれぞれ無限等比級数
の和を構成しており、しかも公比ｑはｑ＜１であ
るので収束することになり、その値は一般式Ｓ_∞＝ａ／１−ｑ ……(1) として表わされる。ここでａは初項である。従つて例えば第３表の場合について各真理値を
10進数で表わして求めてみるに、第１の値S₃₁
は、ａ＝０，ｑ＝０であるから、 S₃₁＝０＋０＋０＋………… ＝０／１−０＝０ ……(2) となる。また第２の値S₃₂は、ａ＝1/4（２進数で
「．01」は10進数1/4となる）、ｑ＝1/4であるか
ら、となる。また第３の値S₃₃は、ａ＝2/4，ｑ＝1/4
であるから、となる。また第４の値S₃₄は、ａ＝3/4，ｑ＝1/4
であるから、となる。第４表及び第５表の場合の各値も同様にして求
めることができ、第４表の場合の各値S₄₁，S₄₂，
S₄₃……S₄₈はそれぞれａ＝０，1/8，2/8……7/8
で、ｑ＝1/8となるから、0/7，1/7，2/7……7/7
となり、第５表の場合の各値S₅₀₁，S₅₀₂，S₅₀₃…
…S₅₁₆はそれぞれａ＝０，1/16，2/16……15/16
で、ｑ＝1/16となるから、0/15，1/15，2/15……
15/15となる。なおこのようにして得た第３表、
第４表、第５表の各値についての収束値を、第６
表、第７表、第８表に示す。

【表】

【表】このように、第３表、第４表、第５表に示す
「与えられたコードデータ」の最下位ビツトの更
に下位に２ビツト、３ビツト、４ビツトずつ無限
に付加して得られた「変換されたコードデータ」
の各値は、第６表、第７表、第８表に示すように
互いに等間隔の収束値をもつことが分るが、第３
表、第４表、第５表の「与えられたコードデー
タ」は、小数点以上のビツトの整数が増大するに
従つてサイクリツクに変化するから、「変換され
たコードデータ」の値もサイクリツクにくり返え
されることになる。例えば第３表の場合のように最下位ビツトの更
に下位に２ビツトを繰返し無限に付加する場合を
考えるに、今入力コードデータとして第９表に示
す如く小数４ビツトの標準の値をもつものが与え
られたとすると、変換されたコードデータとして
「．00000000……」〜「．11111111……」の16個
の値をもつものが得られる。

【表】

【表】かくする場合、無限にくり返す変換されたコー
ドデータの小数部分のみに着目してみるに、ある
値「．XX111111……」とすぐ次の値「．
XX000000……」との差は極く小さいことが分
る。すなわち第９表において与えられたコードデ
ータが第１に「．0011」から「．0100」に変る場
合、第２に「．0111」から「．1000」に変る場
合、第３に「．1011」から「．1100」に変える場
合、第４に「．1111」から「．0000」に変る場合
をそれぞれ考えると、理論上コードデータ「．
XX111111……」に対してその最下位ビツトに
「１」を加算すれば「．XX000000……」に変るは
ずである。しかるに変換されたコードデータのビ
ツトは無限に続くのであるから、その最下位ビツ
トに加算されるべき２進数は実質上極く小さい値
（すなわちほぼ０）になる。なおこのことは10進
数に置き変えて考えてもそのまま妥当することで
ある。これに対してそれ以外の場合のある値から次の
値へ変るについてその変化は、10進数として第９
表に示したように「1/12」となるから、実質的に
上述の「．XX111111……」から「．XX000000…
…」への変化をを無視し得る。このことから無
限にくり返す変換されたコードデータが「．
XX111111……」から「．XX000000……」へ変る
場合、表示上は極端に変化するが実質上コードデ
ータの内容をなす数値に変化はないと言い得る。なお第９表の収束値において、与えられたコー
ドデータが「．1111」から「．0000」に変る際
に、変換されたコードデータの値の収束値が「1
２／１２」から「0/12」に極端に変化するように見え
るが、与えられたコードデータ「．0000」〜「．
1111」がサイクリツクに繰返されるものであるこ
とを考え合せると、変換されたコードデータの値
「．00000000……」及び「．11111111……」のも
つ意味は等しいと考えて良い。以上は与えられたコードデータの下位２ビツト
をその最下位ビツトの更に下位にくり返し無限に
付加した場合について述べたが、３ビツト、４ビ
ツト……の多数ビツトをくり返す場合にも同様に
考えることができる。従つて一般的に言つて、「変換されたコードデ
ータ」の２進値のうち、「000000……」となる値
と「111111……」となる値とは、その値の内容の
点からみて等しいと考えて良い。そこで「変換されたコードデータ」がとり得る
値としてはそのいずれか一方、「111111……」又
は「000000……」となる値を省略しても良く、結
局ｎビツトのうち、下位ｍビツトを小数部分にお
いて繰返し付加する場合、コードデータの値の組
数は２^m個から１個少ない（２^m−１）個に逓減さ
せても良いことになる。この考え方に立つて得られるこの発明の変換さ
れたコードデータは、例えば第９表の^m＝２の場
合に基づいて第10表に示す如く、値の組の数は２
^m＝４個に１個逓減して12個になる。しかもかく
すれば、隣り合う値の数値間隔が相互に等しくな
る（第10表の場合1/12になる）。

【表】この発明によれば、本来16個の値をもつ小数４
ビツトの標準の２進コードデータを、第10表に示
す如く、数値の間隔が互いに等しい12個の値をも
つ２進コードデータに変換することができる。し
かるにこの12個の値をもつ２進コードデータは電
子楽器において１オクターブ内の12音名を表わす
データに適用し得る。すなわち、第11表に示す如く、第10表にづいて
得た12個の値に対して、12音名の各音名Ｃ〜Ｂを
割当てると共に、整数部分にオクターブ番号を表
わす３ビツトの２進数「001」〜「110」を付加す
る。

【表】

【表】第11表のようにした場合、変換されたコードデ
ータの数値は等間隔になるが、この関係を割当て
られたキーの音高の点から考えてみる。平均律に
おいては１オクターブに含まれる12音のうち第
（ｋ＋１）番目の音の周波数は第１番目の音に対
して２〓倍の比をもち、各音の間隔は２〓の周波
数比をもつ。すなわち各オクターブにおいて音名
Ｃ#，Ｄ，……，Ｂに対応する音は音名Ｃに対応
する音に対して２〓倍、２〓倍、２〓倍、……、
２〓倍の周波数比をもち、各音の間隔は２〓倍の
周波数比をもつ。そこで、第ｋ番目の音の周波数
をα_k（正規化した周波数）としてこれを２を底
として対数をとれば、 log₂α_k＝ｋ／１２ ……(6) ここでｋ＝１，２，……12である。しかるに(6)式の結果は第10表の収束値の関係と
一致することになる。ところで今(6)式においてｋの値を１オクターブ
の範囲に限定せずに拡げて考える。すなわちｋ＝
13，14……と増して行けば、(6)式の右辺の値が帯
分数の型になつて増大して行き、このことも第11
表の収束値の関係と一致する。以上の検討から、第11表の収束値は、全ての音
高の音の周波数について底を２として対数をとつ
た結果を表わしていることが分り、このことから
変換されたコードデータは各音高の周波数に対応
した数値（以下音高情報数値と呼ぶ）の対数を表
わしていることになる。例えば音高E₂のコードデータについて検討し
てみるに、音高E₂はと表わし得、従つて音高情報数値α_E2は α_E2＝5.3393…… ……(8) となる。これに対して音高E₃はと表わし得、従つて音高情報数値α_E3は α_E3＝10.6787…… ……(10) となる。更に音高E₄はと表わし得、従つて音高情報数値α_E4は α_E4＝21.3574…… ……(12) しかるに(8)，(10)，(12)式を見れば明らかなように、
音高情報数値α_E2，α_E3，α_E4相互間の関係は順
次２倍になつている。すなわち α_E2＝α_０ ……（13）とおけば α_E3＝２α_０ ……（14） α_E4＝４α_０ ……（15）の関係となる。このことからα_E2，α_E3，α_E4は、オクターブ
関係にある音高E₂，E₃，E₄の周波数の関係を表
わしていると言い得る。因みに音高E₄に対して半音高い音高F₄の場合
は、となる。ここで数1.05946は半音間隔の周波数比
を意味する。以上のように第11表の変換されたコードデータ
に各音高を割当てると、各音高の基準周波数に対
応した数値を表わすことになる。すなわちキーコード信号として第12表に示す如
く、整数第１ビツトの内容が「１」のとき（すな
わち「001.0000000000」というコードデータが与
えられたとき）楽音信号の周波数は1200セントに
なり、これにより1200セントのピツチの楽音が発
生されることを意味するようになされている。こ
れに対して整数第２ビツト第３ビツトの内容が
「１」のとき（すなわち「010.0000000000」、
「100.0000000000」というコードデータが与えら
れたとき）1200×２ⁿセント（ｎ＝１，２）のピ
ツチの楽音が発生されることを意味し、また小数
第１ビツト、第２ビツト……第10ビツトの内容が
「１」のとき（すなわち「000.1000000000」、
「000.0100000000」……「000.0000000001」とい
うコードデータが与えられたとき）1200×２ⁿセ
ント（ｎ＝−１，−２，……−10）のピツチの楽
音が発生されることを意味する。

【表】そこで、キーコードデータの内容が
「001.0000000000」だけ大きくなれば楽音は１オ
クターブ分（1200セント）だけ周波数が高くな
る。またキーコードデータの内容に
「000.0001010101」が加算されれば楽音は半音分
（100セント）だけ周波数が高くなるのに対して、
その補数「111.1110101010」が加算されれば（こ
のことは減算したことを意味する）楽音は半音分
（10セント）だけ周波数が低くなる。同様にして
キーコードデータの内容に「000.0000001000」、
「000.0000101010」が加算されれば楽音はそれぞ
れ10セント、50セントだけ周波数が高くなる。一方ビブラート効果をつけるにはキーコードデ
ータの内容に「000.0000000001」〜
「000.0000011111」、又は「111.1111111110」〜
「111.1111100000」を加えれば良く、この場合楽
音はほぼ1.172セント〜36.3セントの幅で周波数
を変動する。さらにグライド効果をつける場合は、キーコー
ドデータの内容に「111.1110000000」を加算し
（「000.0001111111」を減算したことを意味す
る）、その後加算値を「111.1111111111」まで
徐々に増大させる。かくすれば楽音のピツチはほ
ぼ150セントだけ急激に低下し、その後徐々にも
とのピツチにもどる。以上のような原理をもつ電子楽器のキー情報形
成方法は第２図に示す構成によつて実現できる。第２図において、１１は61個のキー１２に対応
するキースイツチ群で、61個のキースイツチは複
数のブロツクに区分されキーアサイナ１３によつ
て各ブロツクごとにそれぞれ１つずつ時間順次に
走査される。この場合ブロツクは１オクターブ単
位で区分され、音高C₁〜B₁，C₂〜B₂、……C₅〜
B₅を第１，第２……第５ブロツクに区分けし、
これに加えて音高C₆を第６ブロツクに区分けし
ている。かくしてキーアサイナ１３は第１〜第６
ブロツクを順次走査して現に走査しているブロツ
ク番号を表わす３本のライン出力でなる検出ブロ
ツク信号BL₀を発生すると共に、各ブロツクに属
する音名Ｃ〜Ｂに対応するキースイツチを走査し
て押鍵状態のキースイツチがあればその音名を表
わす４本のライン出力でなる検出ノート信号NT₀
を発生する。ここで検出ブロツク信号BL₀は３ビ
ツトの２進数で表わされる。また検出ノート信号
NT₀は４ビツトの２進数で表わされる。しかるに
検出ノート信号NT₀は第10表において「与えられ
たコードデータ」として示されているように、標
準の２進数から４つの値「．0000」、「．0100」、
「．1000」及び「．1100」を除いて残る12個の値
「．0001」〜「．1111」に音名Ｃ〜Ｂを割当てた
と同様の内容をもつ。これらの検出ブロツク信号BL₀は整数ビツト入
力として加算器１４に入力される。また検出ノー
トNT₀は小数入力として加算器１４に入力される
と共に、その下位２ビツトが小数部ビツトの最下
位ビツトに続く下位ビツトの入力として繰返し加
算器１４に与えられる。これによりキーアサイナ
１３の出力端に７ビツトの検出キーコード信号
KC₀が得られ、また加算器１４の出力端には第11
表において「変換されたコードデータ」として示
すと同様の変換キーコード信号KCが得られる。なお第２図の場合加算器１４に入力及び出力さ
れる小数ビツト信号は第13表に示す如く10ビツト
となされ、これにより実際上許容誤差限度内にお
けるキーコード信号の近似演算を行うようになさ
れている。因みに第11表の「変換されたコードデ
ータ」が表わす数値は理論上無限の等比級数とし
て表わされるが、各音高のピツチへの影響を考え
ると第13表に示す如く10ビツト程度をとれば実用
上問題は生じない。

【表】

【表】このようにして加算器１４にて形成された変換
キーコード信号KCは周波数変換回路１５及びア
キユムレータ１６によつて予定の音高の繰返し周
波数信号に変換される。周波数変換回路１５は、対数形式の音高情報数
値を内容とする変換キーコード信号KCを、音高
情報数値を内容とする周波数ナンバ信号Ｆに変換
するもので、第３図に示す如く対数―リニア変換
用ROM１７を有し、変換キーコード信号KCのう
ち小数10ビツト部分のノート信号NTをROM１７
の読出入力として与える。ROM１７は第13表の
各キーコードのうちのノート信号（＝Iog₂α）に
対してその実数αに対応する値Ｋαを記憶してお
り、これにより対数形式の10ビツトのノート信号
NTをその実数αに対応した自然数形式の10ビツ
トのノート信号NT′に変換するようになされてい
る。このノート信号NT′はオクターブシフタ１８に
与えられ、ノート信号NT′の内容をなす２進数を
オクターブ信号BLの内容分だけシフトさせる。
オクターブシフタ１８は、例えばシフトレジスタ
構成となされ、オクターブ信号BLをデコーダ１
９によつてシフト信号に変換してオクターブ数分
だけシフトレジスタに記憶されたノート信号
NT′を上位ビツトの方向にシフトさせる。ここで
ノート信号NT′は音高情報数値を内容とするリニ
アな実数であるから、１ビツト、２ビツト……シ
フトさせればシフト後の出力信号の内容は入力信
号の２ⁿ（ｎ＝１，２……）倍となる。このこと
はオクターブ関係にある音の周波数が２ⁿの関係
を有しているのと同様であり、かくしてシフタ１
８の出力端から各音高に対応した大きさの周波数
ナンバ信号Ｆがアキユムレータ１６に出力され
る。アキユムレータ１６は周波数ナンバ信号Ｆをサ
ンプリング周波数ｓ（Hz）のサンプリングパル
スφのタイミングで繰返し累積し、その累積値が
モジユロＭを越えたときこの値Ｍを累積値から差
し引き、残つた値を基礎に改めて繰返し累積動作
を行う。かくしてアキユムレータ１６は累積値の
変化に対応して変化する鋸歯状波形の繰返し周波
数信号MUを形成する。この繰返し周波数信号
MUの周期は周波数ナンバ信号Ｆの大きさに対応
した長さになる。このアキユムレータ１６の出力端に得られる繰
返し周波数信号MUは波形メモリ（図示せず）の
読出し信号として用いられ、かくして繰返し周波
数信号MUの周波数で繰返し波形メモリの記憶波
形を読出すことにより、結局キーコード信号KC₀
に対応するピツチの楽音信号が発生される。第３図の構成によれば、周波数変換回路１５に
与えられた変換キーコード信号KCはその内容が
オクターブ信号BLでなる整数部の値βと、ノー
ト信号NTであな小数部（．log₂α）との和とし
て次式（オクターブ信号）＋（ノート信号）＝β．los₂α ……（17）で表わされる。しかるに右辺の小数部（．log₂α）は対数―リ
ニア変換用ROM１７によつて実数Ｋαに変換さ
れ、シフタ１８のシフト動作によつて２〓倍され
る。従つてシフタ１８から出力される周波数ナン
バ信号Ｆの値ＦはＦ＝２〓Ｋα ……（18）となる。この周波数ナンバ信号Ｆはアキユムレータ１６
において繰返し周波数信号MUに変換されるが、
かくして得られる繰返し周波数信号MUの周波数
_Mは、 _M＝Ｆ・_ｓ／Ｍ ……（19）という値をもつことになる。因みに例えば音高Ａ４についてROM１７の定
数Ｋを求めてみると、音高Ａ４の楽音周波数_MA
_４は_MA4＝440（Hz）であり、キーアサイナ１３
の出力端の検出キーコード信号KC₀は
「011.1101」となる。従つてオクターブ信号BL₀
について２進数「011」は10進数「３」であるか
らβ＝３となる。一方ノート信号NT₀について２
進数「．1101」を加算器１４で変換して得られる
２進数「．1101010101」は第10表及び第11表に示
す如く10進数で約10/12であるからα＝２〓とな
る。これらの値を上述の（18）式に代入すると、Ｆ＝2³・Ｋ・２〓 ……（20）となる。一方_s＝25（ｋHz）、Ｍ＝1024としてこれを
（19）式に代入すると、Ｆ＝１０２４／２５０００・440 ……（21）となる。従つて（20）及び（21）式からＫを求め
ると、となる。結局対数―リニア変換用ROM１７には、音高
情報数値を内容とする実数α_１＝α・1.2643412
……（ここでα_１は各音高の周波数）が記憶さ
れ、この記憶を加算器１４の出力端に得られる10
ビツトの小数部分のノートコード信号NT（その
内容は音高情報数値の対数でなる）によつてアド
レスするようになされている。第２図の加算器１４には上述のキーアサイナ１
３からの検出キーコード信号KC₀に対する加算デ
ータとしてピツチ変更信号発生回路２１のピツチ
変更信号PTが与えられる。このピツチ変更信号
PTは上述のようにしてアキユムレータ１６にて
得られる繰返し周波数信号MUの周波数を必要に
応じて変更し、これにより楽音にビブラート効
果、グライド効果等の効果をつけるものである。ピツチ変更信号発生回路２１はビブラートをつ
ける場合、第４図に示す如く、ビブラート発振器
２２（例えば896Hzの矩形波発振器でなる）と、
その発振出力をカウントする７ビツトのバイナリ
イカウンタ２３と、バイナリイカウンタ２３の各
ビツト出力に基づいてビブラート信号をピツチ変
更信号PTとして出力する論理回路２４とを有す
る。ビブラート発振器２２の出力パルスは入力アン
ドゲート２５を通じてバイナリイカウンタ２３の
カウント入力に供給される。バイナリイカウンタ
２３の各ビツト出力のうち第１〜第５ビツトはそ
れぞれ第１〜第５の排他的論理和回路２６Ａ〜２
６Ｅの一方の入力端に与えられ、また第６及び第
７ビツトは第６の排他的論理和回路２６Ｆに与え
られる。この第６の排他的論理和回路２６Ｆの出
力は第１〜第５の排他的論理和回路２６Ａ〜２６
Ｅの他方の入力端に与えられ、かくして第１〜第
５の排他的論理和回路２６Ａ〜２６Ｅからピツチ
変更信号PTの小数部10ビツトのうち下位５ビツ
ト分の出力を送出する。またバイナリイカウンタ
２３の最上位ビツトである第７ビツトの内容をピ
ツチ変更信号PTの整数部３ビツトと、小数部10
ビツトのうち上位５ビツト分の出力として直接送
出する。第４図の構成において、バイナリイカウンタ２
３の全てのビツトが「０」の状態において、発振
器２２の出力パルスが入力アンドゲート２５を介
して与えられると、第５図に示す如く、第６及び
第７ビツトが共に「０」の間は第６の排他的論理
和回路２６Ｆの出力が「０」であるので、カウン
タ２３の第１〜第５ビツトが「00000」〜
「11111」になるのに応じてこれが第１〜第５の排
他的論理和回路２６Ａ〜２６Ｅ通じてそのまま出
力される。従つてこのときピツチ変更信号PTは
「000.0000000000」から「000.0000011111」まで
増加し続ける。やがて時点t₁においてカウンタ２３の第６ビツ
トが「１」になると、第６の排他的論理和回路２
６Ｆの出力が「１」になると共に、カウンタ２３
の第１〜第５ビツトの内容が「00000」に戻るこ
とにより第１〜第５の排他的論理和回路２６Ａ〜
２６Ｅの出力が「11111」になる。この状態から
カウンタ２３の第１〜第５ビツトの内容が
「00001」から「11111」まで増加すると、第１〜
第５の排他的論理和回路２６Ａ〜２６Ｅの出力は
「11110」から「00000」まで減少する。かくして
ピツチ変更信号PTは「000.0000011111」の状態
を基礎に、「000.0000011110」から
「000.0000000000」まで減少する。やがて時点t₂においてカウンタ２３の第１〜第
５ビツトが「00000」となると共に、第６、第７
ビツトが「０」、「１」になると、第６の排他的論
理和回路２６Ｆの出力は依然として「１」を維持
するので、ピツチ変更信号PTは
「111.1111111111」となり、続いて
「111.1111111110」から「111.1111100000」に変
化する。しかるにこのピツチ変更信号PTの変化
は補数の変化を表わすことになり、従つてこの補
数を加算器１４に加算することにより徐々に大き
くなる負の数を加えることになる。やがて時点t₁においてカウンタ２３の第１〜第
５ビツトが「00000」となると共に、第６，第７
ビツトが「１」、「１」になると、第６の排他的論
理和回路２６Ｆの出力が「０」になることによ
り、ピツチ変更信号PTは「111.1111100000」と
なり、続いて「111.1111100001」から
「111.1111111111」に変化する。従つてこのとき
ピツチ変更信号PTは補数を加算器１４に加える
ことにより徐々に小さくなる負の数を加えること
になる。やがて時点t₄においてカウンタ２３の第１〜第
５ビツトが「00000」となると共に、第６、第７
ビツトが「０」、「０」になると、ピツチ変更信号
PTは「000.0000000000」になり、全体として原
状態に戻る。ピツチ変更信号発生回路２１は以後以上の動作
を繰返し、かくして整数３ビツト、小数10ビツト
のピツチ変更信号PTとして値が０から正の方向
に上昇して最大値となり、続いて減少して０にな
り、さらに負の方向に減少して最小値になり、続
いて増加に転換して０に戻る三角波形に似た変動
をする信号が得られる。このピツチ変更信号発生回路２１の出力は加算
器１４においてキーアサイナ１３から到来するキ
ーコード信号KC₀と加算され、これにより対数―
リニア変換回路１７（第３図）への変換キーコー
ド信号KCの内容、従つて楽音信号の周波数を周
期的に（例えば７Hz程度で）高、低両方に変化さ
せる。なお、このビブラート効果の場合、ピツチ変更
信号PTの内容が「0.0000000001」だけ変化する
ことにより第12表について上述したように周波数
すなわちピツチは約1.172セントだけ上昇又は下
降し、変化の最大値「0.0000011111」及び
「111.1111100000」のときは約36.31セントだけ上
昇又は下降するようになされている。第４図の場合、バイナリイカウンタ２３への入
力アンドゲート２５には、カウンタ２３の全ビツ
トの出力とビブラート操作回路３０の出力とを入
力とするオア回路３１の出力が開制御信号として
与えられている。ビブラート操作回路３０は論理
「１」の電圧源に接続されたビブラートスイツチ
３２を具え、このスイツチ３２を閉じることによ
り論理「１」の開信号をオア回路３１を介して入
力アンドゲート２５に与えてこれを開いて繰返し
周波数信号にビブラートを与えるようになされて
いる。一方スイツチ３２のオア回路３１側に比較
的高い抵抗３３を通じて論理「０」の電圧源が接
続され、スイツチ３２を開いたときビブラート操
作回路３０から送出される開制御信号の論理レベ
ルが「０」となるようにし、これによりバイナリ
イカウンタ２３の全ビツトの内容が全て「０」に
なつたとき入力アンドゲート２５を閉じてビブラ
ート動作を止めるようになされ、かくしてビブラ
ートをかけ始める際のピツチの変動が０セントか
ら開始するようになされている。また第２図においてピツチ変更信号発生回路２
１によつてグライド効果をつける場合は、第６図
に示す如く、グライド発振器３５（矩形波パルス
発振器でなる）と、その発振出力をカウントする
７ビツトのバイナリイカウンタ３６と、バイナリ
イカウンタ３６の全ビツトをナンド回路３７によ
つて受けてバイナリイカウンタ３６に対する入力
アンドゲート３８に対する開制御信号を発生する
カウント制御回路３９と、グライドスイツチ４０
を有するグライド操作回路４１とを具える。グライド操作回路４１はグライドスイツチ４０
を閉じたとき論理「１」の電圧源の出力をリセツ
ト信号としてカウンタ３６に与える。このときカ
ウンタ３６の全ビツトの内容は「０」になり、こ
れによりナンド回路３７から入力アンドゲート３
８に論理「１」の開信号を与え、これにより発振
器３５の出力がアンドゲート３８を介してカウン
タ３６に与えられるが、カウンタ３６はグライド
スイツチ４０が閉じている間リセツトされていて
カウント動作を行なわない。その後、グライドス
イツチ４０を開くとカウンタ３６はリセツトが解
除されてカウントを開始する。やがてカウンタ３６の全ビツトの内容が「１」
になるとナンド回路３７の出力が「０」になるこ
とによりアンドゲート３８を閉じ、これによりグ
ライド効果を終了する。しかるにカウンタ３６のビツト出力はピツチ変
更信号PTの小数部10ビツトのうち下位７ビツト
分の出力として送出される。これに対してピツチ
変更信号PTの小数部10ビツトのうち上位３ビツ
ト分の出力と、整数部３ビツト分の出力とが論理
「１」の電圧源から送出される。第６図の構成において、グライド効果をつけて
いないときバイナリイカウンタ３６の内容は
「1111111」となつて停止しており、従つてピツチ
変更信号PTは「111.1111111111」となり、楽音
に対するピツチの変更はない。この状態からグラ
イドスイツチ４０を閉じてバイナリイカウンタ３
６をリセツトすると、ピツチ変更信号PTが補数
「111.1110000000」となることにより比較的大き
な負の数値に急激に減少する。これと同時に入力
アンドゲート３８が開くが、カウンタ３６はグラ
イドスイツチ４０が閉じている間リセツトされて
いる。その後、スイツチ４０を開くとカウンタ３
６はリセツトが解除されてカウントを開始するこ
とにより、ピツチ変更信号PTは補数
「111.1110000001」から「111.1111111111」まで
変化し、これにより負の数値が徐々に小さくなつ
て行く。やがてバイナリイカウンタ３６の内容が
「1111111」になると、入力アンドゲート３８が閉
じて原状態にもどる。ここでピツチ変更信号PTはその内容が最大変
化値「111.1110000000」になつたとき第７図に示
す如く約150セント分だけ楽音信号の周波数を引
き下げ、その後「111.1110000001」ずつ変化する
ことにより楽音信号の周波数を1.172セント分ず
つ徐々に上昇させるようになされており、かくし
て楽音信号にグライド効果を与えるようになされ
ている。なお第７図において区間T₀はグライド
スイツチ４０を閉じていることによりバイナリイ
カウンタ３６はリセツト状態になつているため、
最も深くグライドがかかつていることを表わす。上述のようにこの発明に依れば、キーアサイナ
からキーコード検出信号を得、その下位ｍビツト
の内容をその最下位ビツトの更に下位の小数部分
において繰返しビツトを下げながら付加すること
によつて互いに等差間隔を有する変換コードデー
タを有することができ、特に12音に対する割当て
を最適に行うことができる。また本発明によれば
さらに下位４ビツトをノートコード信号、上位ビ
ツトをブロツク信号として区分しそれ自体等比間
隔の数値を対数に変換したと同様のキーコード変
換信号を形成するようにしたことにより、極めて
簡易な構成によつて直ちに対数信号形式の周波数
ナンバ信号を得ることができる。更にこの周波数ナンバ信号を用いてこれに対数
信号形式のピツチ変更データ発生回路の出力を加
算するうにした本発明によれば、ピツチ変更効果
を伴つた周波数ナンバ情報を容易に得ることがで
きる。なお上述においてはノートコード信号として標
準の２進コード「0001」，「0010」，「0011」，
「0101」，「0110」，「0111」，「1001」，「1010」，
「1011」，「1101」，「1110」，「1111」を用いて第13
表の変換されたコードデータを得、この12個の値
に12音名を割当てるようにしたが、これに代え、
「0000」，「0001」，「0010」，「0100」，「0101」，
「0110」，「1000」，「1001」，「1010」，「1100」，
「1101」，「1110」を用いて変換されたコードデー
タを得てこれに12音名を割当てるようにしても良
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子楽器を示すブロツク図、第
２図はこの発明による電子楽器のキー情報形成方
法の一例を適用してなる電子楽器を示すブロツク
図、第３図ないし第７図は第２図の詳細構成の説
明に供する略線的接続図及び信号波形図である。１２……キー、１１……キースイツチ、１３…
…キーアサイナ、１４……加算器、１５……周波
数変換回路、１６……アキユムレータ、１７……
対数―リニア変換用ROM、１８……オクターブ
シフタ、２１……ピツチ変更信号発生回路、２３
……ビブラート発振器、２３，３６……バイナリ
イカウンタ、２４……論理回路、３０……ビブラ
ート操作回路、３２……ビブラートスイツチ、３
５……グライド発振器、３９……カウント制御回
路、４０……グライドスイツチ、４１……グライ
ド操作回路。

Claims

【特許請求の範囲】１ｎビツトの２進コードデータの下位ｍビツト
（ｍ＜ｎ）を当該２進コードデータの最下位ビツ
トにひき続く更に下位の小数桁に順次くり返し付
加されたコードデータであつて収束値が同じもの
については一つだけ選択した状態のキーコード信
号を得る過程と、半音階で並んだ各キーに対しその配列順序にし
たがつて前記キーコード信号の各値を順次割当て
る過程とを備え、互いに等差間隔の内容を有する変換キーコード
信号を形成するようにした電子楽器のキー情報形
成方法。２前記ｍは２である特許請求の範囲第１項記載
の電子楽器のキー情報形成方法。３ｎビツト（ｎは５以上）の２進コードデータ
の少数部分の下位４ビツトのうちの最下位２ビツ
トを前記下位４ビツトの更に下位の小数桁に順次
くり返すように付加されたコードデータであつて
収束値が同じものについては一つだけ選択した状
態の変換キーコード信号を得る過程と、前記下位４ビツトおよびその下位の小数桁に順
次くり返し付加されたビツトにより表わされる各
値を12音に順次割当てて各音名を表わすノートコ
ード信号とし、他の上位ビツトをオクターブを表
わすブロツク信号として区分する過程とを備え、これにより各キーの音高周波数に対応した数値
を対数化した対数信号形式の変換キーコード信号
を得るようにした電子楽器のキー情報形成方法。４前記４ビツトのノートコード信号の内容
「0001」，「0010」，「0011」「0101」，「0110」，
「0111」，「1001」，「1010」，「1011」，「1101」，
「1110」，「1111」，に12音名の各音名を順次割当て
るようにしてなる特許請求の範囲第３項記載の電
子楽器のキー情報形成方法。５前記４ビツトのノートコード信号の内容
「0000，「0001」，「0010」，「0100」，「0101」，
「0110」，「1000」，「1001」，「1010」，「1100」，
「1101」，「1110」に12音名の各音名を順次割当て
るようにしてなる特許請求の範囲第３項記載の電
子楽器のキー情報形成方法。６ｎビツト（ｎは５以上）の２進コードデータ
の少数部分の下位４ビツトのうちの最下位２ビツ
トを前記下位４ビツトの更に下位の小数桁に順次
くり返すように付加されたコードデータであつて
収束値が同じものについては一つだけ選択した状
態の変換キーコード信号を得る過程と、前記下位４ビツトおよびその下位の小数桁に順
次くり返し付加されたビツトにより表わされる各
値を12音に順次割当てて各音名を表わすノートコ
ード信号とし、他の上位ビツトをオクターブを表
わすブロツク信号として区分する過程と、このようにして得られた対数信号形式の前記変
換ノートコード信号をリニア信号形式に変換する
過程と、その変換出力を前記ブロツク信号の内容に相当
するビツト数だけシフトさせる過程とを備え、前記変換キーコード信号をリニア信号化した周
波数ナンバ信号を得るようにしてなる電子楽器の
キー情報形成方法。７ｎビツト（ｎは５以上）の２進コードデータ
の少数部分の下位４ビツトのうちの最下位２ビツ
トを前記下位４ビツトの更に下位の小数桁に順次
くり返すように付加されたコードデータであつて
収束値が同じものについては一つだけ選択した状
態の変換キーコード信号を得る過程と、前記下位４ビツトおよびその下位の小数桁に順
次くり返し付加されたビツトにより表わされる各
値を12音に順次割当てて各音名を表わすノートコ
ード信号とし、他の上位ビツトをオクターブを表
わすブロツク信号として区分する過程と、このようにして得られた対数信号形成の前記変
換ノートコード信号に対するピツチ変更信号を用
意し、このピツチ変更信号を前記変換キーコード
信号に加算する過程とを備え、ピツチ変更効果の付与された対数信号形式の変
換キーコード信号を得るようにしてなる電子楽器
のキー情報形成方法。