JPS581440B2 - デンシガツキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鍵盤の各鍵の音高に対応した周波数を各々発
振する音源を具備した電子楽器の改良に関する。

鍵盤の各鍵の音高に対応した周波数を夫々発振する音源
を具備し、鍵の押圧に応じて音源から所要の周波数信号
を選択する方式の電子楽器は、従来は、音源回路から鍵
盤の全鍵数に相当する数の音源信号（６１鍵であれば６
１本の音源出力）を個々に鍵盤回路に導ひかねばならな
かった。

このため、鍵盤回路と音源回路との間の接続線は鍵の数
と同数必要であり、鍵盤回路を除く他の回路（例えば音
源回路）をＩＣ化する場合鍵盤回路に接続するこのＩＣ
回路の接続ピンの数は厖大なものとなった（例えば６１
本）。

一般にＩＣ回路はピン数の増加にともない価格も増加す
るため、電子楽器全体の製造コストの上昇は免れ得ない
。

そこで、特願昭４９−１４６０４８号発明の名称「電子
楽器」の明細書中においては、鍵盤回路と他の回路との
間の接続線の数を減らして回路のＩＣ化を促進するよう
にした電子楽器が提案されているが、音源回路で発振し
た各音源周波数信号を選択するゲート回路はアナログ入
力である周波数信号をそのまま通過出力するようなアナ
ログ処理式ゲート回路によって構成しなければならない
ため、完全にデイジタルＩＣ化するには更に改良するこ
とが望ましい。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、鍵盤回
路と接続される音源回路等をすべてデジタル的に処理で
きるように構成し、容易にＩＣ化できるようにするとと
もに鍵盤回路からの配線を簡単化しＩＣ化の際の接続ピ
ン数を減少するようにすることを目白勺とする。

この目的のため、この発明では、鍵盤回路において各キ
ースイッチを１オクターブ内の各音名（１２音階音）に
対応する行と当該音名（音階音）の所属オクターブを表
わす列とからなるマトリクス回路網に配列し、１オクタ
ーブ内の各音名別に高速で順次発生する音名パルスを前
記対応する行に夫々入力して押圧鍵の所属オクターブに
応じた前配列から該鍵の音名パルスを出力するように構
成している。

そしてこの鍵盤マトリクス回路の行列ラインが接続され
る音源回路部においては、各鍵の音高周波数に対応して
発振した方形波信号と該鍵の音名に対応する前記音名パ
ルス及び前記列ライス出力とを入力とするアンド回路に
よって押圧された鍵の音高周波数に応じて該鍵の音名パ
ルスを周期的に選択し、この周期的に選択された高速の
音名パルスにもとづいて楽音波形を得るように構成した
ことを特徴とする。

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。

第１図はこの発明の電子楽器の概略を示すブロック図で
、鍵盤回路１は各鍵に対応するキースイッチがマトリク
ス回路網に配列されており、このマトリクス回路網の行
列ライン（入出力ライン）がデジタルＩＣ部２（この明
細書でＩＣとは集積回路の略称としてそのまま使用する
）に接続されている。

このデジタルＩＣ部２はカウンタ部２０、各鍵の音高に
相当する周波数を夫々発生する音源発振部３０、及びカ
ウンタ部２０と音源発振部３０と鍵盤回路１からの信号
を入力とするデジタルゲート部４０等を具えでいる。

カウンタ部２０では前述の音名パルスを順次発生し、デ
ジタルゲート部４０では押圧された鍵の音名パルスを該
鍵の音源周波数に応じて周期的に選択する。

デジタルゲート部４０の出力は可聴周波数を通過するク
ロツク除去フィルタ５０に加えられ、高速の（高周波数
の）音名パルス成分が除去され、音源周波数が抽出され
る。

この音源周波数は音色制御用フィルタ６０、音量調節器
７０を介して音色、音量制御された後、オーディオシス
テム８０を介して発音される。

第２図はこの発明の要部を示すもので、鍵盤回路１は各
オクターブの１２の各音名Ｃ，Ｃ＃，Ｄ……Ａ＃，Ｂを
指定する行ラインＩＬ１〜■Ｌ１２及び当該音名Ｃ−Ｂ
が夫々所属するオクターブの種類（一例として上鍵盤の
第１オクターブＵ１から第４オクターブＵ４まで及び下
鍵盤の第１オクターブＬ１から第４オクターブＬ４まで
及びペダル鍵盤の第１オクターブＰ１と第２オクターブ
Ｐ２に関して示した）を表わす列ラインＯＬ１〜ＯＬ１
０とを有するマトリクス回路網によって構成されている
。

キースイッチは、当該鍵の音名及び所属オクターブに相
当する行、列ラインを接続するようにダイオードを介し
て配列されており、可動接点は行ラインに、固定接点は
列ラインに接続され、キースイッチが閉成すると当該行
、列ラインが接続されて導通する。

カウンタ部２０は第３図ａに示すような高速のクロック
パルスφ１（例えば１ＭＨｚ）を順次計数する１２進の
音名カウンタ２１とこの音名カウンタ２１の出力をデコ
ードするデコーダ２２とを有七でいる。

音名カウンタ２１の計数出力はデコーダ２２で１２通り
の出力にデコードされ、第３図ｂに示すような音名パル
スφＣ，φＣ＃，φＤ，……φＡ＃，φＢが順次発生さ
れる。

音名パルスφＣ〜φＢは１オクターブ内の１２の音名Ｃ
−Ｂに夫々対応しており、各音名別に夫々異なるタイム
スロットを占有して順次循環して発生されるパルスであ
る。

音名パルスφＣ〜φＢは前記鍵盤回路１における対応す
る音名の行ラインＩＬ１〜ＩＬ１２に夫々入力され、当
該タイムスロットにおいて各オクターブＵ１〜Ｐ２の同
一音名のキースイッチのオン・オフ状態を同時に検出す
るようになっている。

音源発振部３０は最高オクターブにおける各音名Ｃ−Ｂ
の周波数を夫々発振する１２個の発振器３１Ｃ，３１Ｃ
，……３１Ａ＃，３１Ｂと各発振器３１Ｃ〜３１Ｂの発
振周波数を順次分周して各オクターブにおける各音名Ｃ
−Ｂの周波数を夫夫発生する１２組の分周回路３２Ｃ，
３２Ｃ＃，……３２Ａ＃，３２Ｂを有している（便宜上
、音名ＣとＢの発振器３１Ｃ，３１Ｂ及び分周回路３２
０．３２Ｂのみを図示した）。

これらの発振器３１０〜３１Ｂ及び分周回路３２Ｃ〜３
２Ｂによって各鍵の音高に相当する周波数の方形波信号
が夫々発生される。

各分周回路３２Ｃ〜３２Ｂは縦続接続された複数の１／
２分周器ＯＤ１〜ＯＤ４によって構成される。

デジタルゲート部４０は各鍵に夫々対応する複数の（全
鍵数だけの）アンド回路４０ＣＵ１，４０ＣＵ２，……
４０ＣＰ２，……４０ＢＵ１，４０ＢＵ２，……４０Ｂ
Ｐ２を有している。

また、この実施例では４フィート音４’と８フィート音
８’の夫々を発音可能としたため、更に同数のアンド回
路４１ＣＵ１，４１ＣＵ２，……４１ＣＰ２，……４１
ＢＵ１，４１ＢＵ２，……４１ＢＰ２を具えている。

図において各アンド回路４０ＣＵ１〜４１ＢＰ２の入力
端の接続態様は、各アンド回路４０ＣＵ１〜４１ＢＰ２
の入力端に加わっている一本の横線に丸印で交わる縦線
の信号が夫々当該アンド回路に入力されるようになって
いる。

参考のためにアンド回路４０ＣＵ１と４１ＣＵ１とを例
にして通常の表わし方で接続態様を示すと第４図のよう
になる。

各アンド回路４０ＤＵ１〜４１ＢＰ２には３つの入力が
加わる。

すなわち、■当該アンド回路に対応する鍵の周波数に相
当する前記音源発振部３０からの方形波信号、■当該鍵
の音名に対応する前記デコーダ２２からの音名パルス（
φＣ〜φＢのいづれか１つ）、■前記鍵盤回路１におい
て当該鍵が所属するオクターブ種類に相当する列ライン
の出力（ＯＬ１〜ＯＬ１ｏのいづれか１つ）、０３入力
が各アンド回路４０ＣＵ１〜４１ＢＰ２に夫々加えられ
る。

例えばアンド回路４０ＣＵ１の場合、■発振器３１Ｃか
ら４フィートの最高オクターブのＣ音の周波数信号、■
Ｃ音の音名パルスφＣ、■上鍵盤第１オクターブＵ１の
列ラインＯＬ１出力、が夫々入力される。

またアンド回路４１ＣＵ１の場合、上記■■の入力はア
ンド回路４０ＣＵ１と同じであるが、８フィート音であ
る為■の入力はＣ音の発振器３１Ｃの出力を一に分周し
た周波数が加えられる。

アンド回路４０ＣＵ１〜４１ＢＰ２の前記入力条件■〜
■のうち入力■■は絶えず満足されるようになっており
、前記入力■は鍵の抑圧に応じて満足される。

例えば上鍵盤の第１オクターブＵ１のＣ音の鍵が押圧さ
れたとすると、鍵盤回路１のキースイッチＫＣ１が閉成
し、同回路１０列ラインＯＬ１からはＣ音の音名パルス
φＣが出力される。

出力の生じている列ラインの種類、及びそこに生じてい
る音名パルスの種類によって押圧された鍵が特定される
。

従って上鍵盤第１オクターブＵ１のＣ音の鍵に対応する
アンド回路４０ＣＵ１（アンド回路４１ＣＵ１もそうだ
が、説明の便宜上、４フィート音のみに関して考えるこ
とにする。

）の列ラインＯＬ１からの入力側に音名パルスφＣが加
えられる。

この音名パルスφＣはデコーダ２２からも同アンド回路
４０ＣＵ１に加えられており、第３図よりもタイムスケ
ールを縮小して表わすと第５図ａに示すように発生して
いる。

またアンド回路４０ＣＵ１には発振器３１Ｃからの上鍵
盤第１オクターブＵ１の高さのＣ音の方形波周波数信号
が第５図ｂのように加えられており、この方形波信号が
信号１（能動レベル）となる波形半周期毎に、音名パル
スφＣが第５図Ｃに示すように周期的にアンド回路４０
ＣＵ１から選択出力される。

主クロツクφ１がＩＭＨｚであるとした場合、名パルス
φＣの周波数は１０００÷１２≒８０ｋＨｚ程度であり
、選択される音名パルスφＣの周波数も８０ｋＨｚ程度
となるが、これは可聴周波数以上である。

これに対してＣ音の方形波周波数が最高で２０９３Ｈｚ
程度としても、半周期の約２０個程度の音名パルスφＣ
が図示のように選択出力されることになる。

他のアンド回路４０ＣＵ２〜４１ＢＰ２も上記と同様に
動作する。

ここで、各オクターブ種類においては１２通りの音名パ
ルスφＣ〜φＢが時間的にずれて順次発生するようにな
っているため、音名が異なる鍵に対応するアンド回路の
出力パルスのタイムスロットは一致しない。

従ってオクターブ種類別に各アンド回路４０ＣＵ１〜４
１ＢＰ２の出力をオア回路で共通のラインにまとめるこ
とができる。

第２図に示すように、各アンド回路４０ＣＵ１〜４０Ｂ
Ｐ２，４ＩＣＵ１〜４１ＢＰ２の出力がオクターブ種類
Ｕ１〜Ｐ２別にかつフィート音４’，８’別にＯＲ１〜
ＯＲ２ｏに夫々入力される。

例えば上鍵盤第１オクターブＵ１ に対応するアンド回
路４０ＣＵ１，４０Ｃ＃Ｕ１……４０ＢＵ１及び４１Ｃ
Ｕ１．４１Ｃ＃Ｕ１，……４１ＢＵ１の出力は４フィー
ト用上鍵盤第１オクターブのオア回路ＯＲ１及び８フィ
ート用上鍵盤第１オクターブのオア回路ＯＲ，に夫々入
力されるようになっており、他も同様である。

各オア回路ＯＲ１〜ＯＲ２ｏからは上鍵盤第１オクター
ブ〜ペダル鍵盤第２オクターブの４フィート音及び８フ
ィート音の音源信号が各別に（各オクターブ種類別に）
複合して出力される。

なお、第２図においてオア回路ＯＲ１〜ＯＲ２０の入力
端の接続態様はアンド回路４０ＣＵ１〜４１ＢＰ２と同
じ手法で図示した。

各オア回路ＯＲ１〜ＯＲ２０の出力はデジタルＩＣ部２
′の出力としてクロツク除去フィルタ５０に供給される
。

第７図に示すようにクロック除去フィルタ５０１〜５２
０は各オクターブ種類（各オア回路ＯＲ１〜ＯＲ２０）
に夫々対応して設けられており、各フィルタ５０１〜５
２０は例えば非可聴周波数である高周波数をカットオフ
周波数としたローバスフィルタによって構成されており
、可聴周波数以上の高周波数成分である音名パルス成分
を除去して音源周波数成分だけを抽出するようになって
いる。

従ってこのクロツク除去フィルタ５０１〜５２０で、第
５図Ｃに示すような高速の音名パルス成分が除去され、
同図ｂに示すような音源周波数成分が抽出される。

ここで、音名パルスφＣ〜φＢの発生周波数はかなり高
いため（例えば８０ｋＨｚ）、パルスは極めて緻密に発
生している。

従って、フィルタ５０１〜５２０の通過出カパルス（第
５図ｂの波形）のレベルをかなり大きくとることができ
るという利点を有する。

従って楽音信号レベルが大きく、Ｓ／Ｎ比をかなり良好
にすることができる。

ところで、同一オクターブ種類においで同時に２以上の
鍵が押された場合は、粗密状のパルス出力がオア回路Ｏ
Ｒ１〜ＯＲ２０から得られる。

例えば上鍵盤第１オクターブＵ１ のＣ音とＢ音が同時
に押されると、発振器３１Ｃ及び３１Ｂからの方形波周
波数は第６図ａ＋ｂのような関係にあるため、アンド回
路４０ＣＵ１と４０ＢＵ１からは同図ｃ，ｄに示すよう
な出力が生じる。

第６図は第５図よりもタイムスケールを縮小したもので
あるが、選択された音名パルスφＣ，φＢの間隔は第５
図に比例して図示したわけではない。

アンド回路４０ＣＵ，，４０ＢＵ１の出力は共にオア回
路ＯＲ１に加えられるが、音名パルスφＣ，φＢのタイ
ムスロットが異なるため第６図ｅに示すような粗密状の
パルス信号に複合されてオア回路ＯＲ１から出力される
。

このオア回路ＯＲ１の出力は前記クロツク除去フィルタ
５０１に加えられて音名パルス成分が除去され、第６図
ｆに示すように密パルス部分のレベルが高く、粗パルス
部分のレベルが低い、可聴周波数成分を得る。

この可聴周波数信号成分は第６図ａ，ｂの波形をアナロ
グ的に重畳した波形とほぼ同一であり、実質的に音源周
波数を重畳合成した波形が得られたことになる。

第７図においてクロツク除去フィルタ５０１〜５２０の
出力は夫々対応する音色制御用フィルタ６０１〜６２０
に加えられ、各オクターブ種類別に音色制御がなされる
。

なお抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して各オクターブ種類別に４フ
ォート音と８フィート音の周波数信号レベルが加算され
て夫々８フィート用の音色制御用フィルタに入力される
ようになっているが、これは高周波成分を多く含む階段
波形を形成するようにしたためである。

各音色制御用フィルタ６０１〜６２０からの榮音出力は
鍵盤種類別に共通に音量調節器７１〜７６に加えられ、
別個に音量調節された後オーディオシステム８０を介し
で発音される。

第７図ではオクターブ種類別に音色制御を行なったが、
第８図に示すように鍵盤種類別に行なうようにしてもよ
い。

すなわち各クロツク除去フィルタ５０１〜５２０の出力
を抵抗Ｒ３を介して同一鍵盤種類毎に共通に鍵盤別音色
制御フィルタ６１〜６６に加えるようにすれば、鍵盤種
類別に音色制御を行なうことができる。

以上説明したようにこの発明によれば、押圧された鍵の
音源周波数に応じて高速のクロックパルスを周期的に（
間歇的に）選択し選択されたパルスにもとづいて楽音波
形を得るようにしたため、押圧鍵に応じた周波数信号を
選択するための信号処理はすべでデジタル的に行なうこ
とができるようになり、従って回路のＩＣ化が極めて容
易となり且つ従来のアナログ的な選択処理に比べて選択
によって得た楽音信号のＳ／Ｎ比がはるかに良好となる
という利点を有する。

また、某音波形を形成する上記高速のクロックパルス（
音名パルス）は１２通りの音名Ｃ，Ｂに対応するものだ
けが使用され、オクターブ種類の識別は出力ラインを区
別することによってなされるため、かなり緻密に発生す
るクロツクパルス（音名パルス）によって楽音波形を形
成することができ、楽音波形の信号レベルを高くとるこ
とができるようになるので、Ｓ／Ｎ比を更に良好にする
ことができる。

また、鍵盤回路に導かれる接続線の数が大幅に減少する
ため、回路をＩＣ化する場合接続ピンの数を少なくする
ことができ、更に完全にデジタルＩＣ化が可能であるか
ら、装置の小型化を促進し製造コストを下げることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電子楽器の一実施例を示す概略ブロ
ック図、第２図は同実施例の要部を鍵盤回路と関連して
示す詳細ブロック図、第３図は各種パルスのタイミング
チャート、第４図は第２図のアンド回路の入力端接続態
様を説明する図、第５図は第２図各部の動作を説明する
タイミングチャート、第６図は第２図及び第７図の関連
部分の動作を説明するタイミングチャート、第７図は第
１図実施例におけるアナログ処理系統の一例を示すブロ
ック図、第８図は同アナログ処理系統の他の例を示すブ
ロック図である。 １……鍵盤回路、２……デジタルＩＣ部、２０……カウ
ンタ部、３０……音源発振部、３１Ｃ〜３１Ｂ……発振
器、３２Ｃ〜３２Ｂ……分周回路、ＯＤ１〜ＯＤ４……
一分周器、４０……デジタルゲート部、４０ＣＵ１〜４
０ＢＰ２，４１ＣＵ１〜４１ＢＰ２……アンド回路、５
０，５０１〜５２０……クロック除去フィルタ、６０，
６０１〜６２０．６１〜６６……音色制御用フィルタ、
７０．７１〜７６……音量調節器、８０……オーデイオ
システム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １オクターブ内の各音名別に異なるタイムスロット
   を占有する音名パルスを各別に順次発生する装置と、各
   鍵のキースイッチを音名及びオクターブ種類に対応する
   複数の行列ラインに配置接続し、各行ラインに対して該
   ラインに対応する前記音名パルスを夫々入力して鍵め押
   圧に応じて列ラインから出力を導き出す鍵盤マトリクス
   回路と、各鍵の音高に相当する周波数信号を夫々発生す
   る音源発振部と、各鍵に対応して設けられ、当該鍵の音
   名に対応する前記音名パルス及び該鍵に対応する前記周
   波数信号及び前記鍵盤マトリクス回路の出力にもとづい
   て、押圧された鍵に対応する前記音名パルスを該鍵に対
   応する前記周波数信号に応じて周期的に選択出力する複
   数のアンド回路とを具え、前記アンド回路にて周期的に
   選択された前記音名パルスにもとづいて楽音波形を得る
   ようにした電子楽器。