JPH0640262B2

JPH0640262B2 - 調律装置付電子楽器

Info

Publication number: JPH0640262B2
Application number: JP59132959A
Authority: JP
Inventors: 泰直阿部; 正明水口
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1984-06-29
Filing date: 1984-06-29
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPS6113297A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は調律装置付電子楽器に関し、特に音楽教育に
適したものに関する。

〔従来の技術〕

従来の調律装置は、例えば実開昭５９−２０２９７号に
示されたもののように、単体の装置から成り、外部から
入力された楽器音信号の基準ピッチに対するピッチずれ
を可視表示することにより、外部入力した楽器音の調律
を行う際の補助具として機能している。また、この種の
調律装置は特定の楽器（例えば、ギターやベースなど）
の調律を対象としており、予め特定の基準ピッチのピッ
チ情報だけを準備しておき、これと外部入力信号のピッ
チとを比較するようになっている。

一方、特開昭５０−５１７１８号においては、エレキギ
ター、エレキベース等のチューニングのために、基準音
発振源を具備し、この基準音を調律対象音とともに発音
することができるようにすると共に、基準音のオクター
ブをスイッチの切換操作により変更することができるよ
うにしたことが開示されている。基準音は４４０Ｈｚを
中心にしており、可変抵抗の操作により上下に或る程度
ピッチを制御できることが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記実開昭５９−２０２９７号に示された調律装置は、
単にピッチずれを可視表示するだけであるので、正しい
基準ピッチがどのように音高であるかを聴覚的に知らせ
ることはできず、教育効果に欠けている。従って、特定
楽器の調律のためのピッチずれ測定及び表示器としては
別段問題なく使用できるが、音楽教育にも使用し得る調
律装置としては不十分であった。また、調律対象となる
音高も特定のピッチに限られてしまうので、その点でも
不十分であった。一方、特開昭５０−５１７１８号にお
いては、調律にあたって基準音を発音すると共にその基
準音のピッチもある程度調整できることが示されてはい
るが、基準音のオクターブを切り換えるためには、意識
的な切り替えスイッチ操作を行わねばならず、面倒であ
る。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、基準ピッ
チに対応する楽音を発音し得るようにして教育効果を高
めると共に、基準ピッチを操作子によって任意に選択で
きるようにし、しかもその基準ピッチの選択が調律対象
である外部入力信号のオクターブに無関係にその音名の
みを考慮して行えるようにし、基準ピッチと外部入力信
号のオクターブ関係を自動的に調節するようにした調律
装置付電子楽器を提供しようとするものである。

特に、この発明は、基準ピッチと外部入力信号のオクタ
ーブ関係を自動的に調節するようにしたことに伴い生じ
る下記のような問題点を解決することができるようにし
た調律装置付電子楽器を提供しようとするものである。
すなわち、基準ピッチと外部入力信号のオクターブ関係
を自動的に調節するようにしたことに伴い、調律対象で
ある外部入力信号の周波数レンジを大きくとることが可
能になるが、入力信号の周波数レンジが広がると、その
周波数又は周期を測定するための回路において、どの周
波数帯域でも精度良く測定を行うのは困難になる。これ
は周波数又は周期測定用の回路の構成回路それ自体が周
波数特性を持っているため、広い周波数レンジの全域に
良好な特性を示すことは困難なためである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の基本構成について第１図を参照して説明する
と、所望の音高を選択するために複数の操作子２（例え
ば鍵盤における複数の鍵）が設けられており、該操作子
２の操作に応じて選択された音高に対応する楽音を発生
するために楽音発生手段４が設けられている。測定手段
３は、調律対象である信号を外部から入力し、この入力
信号の周波数又は周期を測定する。比較基準データ発生
手段５では、操作子２によって選択された音高を基準ピ
ッチとして、この基準ピッチに対応する比較基準データ
を発生する。この比較基準データと測定手段３による測
定データとが比較手段６で比較され、その比較結果が表
示手段１で表示される。表示手段１は、外部入力信号の
ピッチ又は基準ピッチに対するそのピッチずれに対応す
る表示を行うもので、例えば、基準ピッチに対するピッ
チずれの大きさに対応する複数の表示セグメントから成
り、基準ピッチに対する外部入力信号のピッチずれに対
応する表示セグメントを点灯する。比較手段６に関連し
て比較制御手段７が設けられており、比較手段６で用い
る比較基準データと測定データの一方をオクターブ単位
で変更すると共に、このオクターブ単位のデータ変更に
応じて測定手段３における測定条件を制御する応答制御
信号を発生する。

比較手段６における比較形式は種々考えられ、比較基準
データの形式もその比較形式に応じて適宜の形式をと
る。どのような比較形式をとるかは余り重要ではなく、
要は基準ピッチを基準にして外部入力信号のピッチ又は
ピッチずれが判定できるようになっていればよい。従っ
て、比較基準データは、基準ピッチそのものを示す周波
数又は周期データであってもよく、あるいは基準ピッチ
に対して所定のピッチずれを示す何通りかのピッチの周
波数又は周期データなど何らかの形で基準ピッチに対応
しているデータであればよい。

〔作用〕

調律しようとする外部入力信号の正規のピッチに対応す
る音高を操作子２で選択し、これを基準ピッチとする。
すると、選択された音高に対応する楽音が楽音発生手段
４によって発生されるので、発生音を聴き取ることによ
り基準ピッチすなわち調律しようとする正規のピッチを
聴覚的に確認することができる。これは調律の際に正し
い音感を身につけるようにすることができるので、音楽
教育上非常に役に立つ。この場合、楽音発生手段４で発
生する基準ピッチの楽音の音色を外部入力信号の音色と
同じ若しくは近似したものとすることができるので、よ
り一層正しい音感を培うことができる。

比較手段６において調律のための有効な比較を行い得る
ようにするには、基準ピッチと入力信号のピッチのオク
ターブが同じであることが一般に要求される。そのため
には操作子２で基準ピッチの選択操作を行うとき、入力
信号の音名のみならずオクターブも考慮して行わねばな
らないので面倒である。しかし、この発明によればその
必要はなく、オクターブに無関係に音名のみを考慮して
基準ピッチの選択操作を行えばよい。これは、比較制御
手段７において比較基準データ又は測定データの少なく
とも一方がオクターブ単位で自動的に変更され、両デー
タのオクターブが共通になるように制御されるからであ
る。このようなオクターブ単位のデータ変更は、換言す
れば、外部入力信号のオクターブ音域をサーチしている
ことにほかならない。

基準ピッチと外部入力信号のオクターブ関係を自動的に
調節するようにしたことに伴ない、調律対象である外部
入力信号の周波数レンジを大きくとることが可能であ
る。しかし、入力信号の周波数レンジが広がると、その
周波数又は周期を測定するための測定手段３において、
どの周波数帯域でも精度良く測定を行うのは困難とな
る。これは、測定手段３内の構成回路が周波数特性を持
っているため、広い周波数レンジの全域に良好な特性を
示すことは困難なためである。そこで、この発明では、
比較制御手段７において、オクターブ単位のデータ変更
すなわちサーチした外部入力信号のオクターブ音域に応
じて応答制御信号を発生し、この応答制御信号に応じて
測定手段３の測定条件（周波数応答性能又は周波数特
性）を制御するようにしている。こうして、外部入力信
号の音域に応じて測定条件を切換えることにより、どの
音域の外部入力信号に対しても精度良く測定を行うこと
ができるようになる。

〔実施例〕

以下添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説
明しよう。

第２図にはこの発明に係る調律装置付電子楽器のハード
構成が示されている。

キースイッチ回路１０は鍵盤ＫＢの各鍵に対応するキー
スイッチを含んでいる。音色及びその他操作子回路１１
は音色その他の楽音要素を選択・設定・制御するための
複数の操作子を含んでおり、必要に応じて各操作子に対
応する表示手段も含んでいる。マイクロコンピュータ１
２はこの電子楽器の動作を制御するためのものであり、
大別して、キースイッチ回路１０の各キースイッチを走
査して押圧鍵を検出し、押圧鍵の発音を複数の楽音発生
チャンネルのいずれかに割当てる機能と、音色及びその
他操作子回路１１を走査して音色その他楽音要素の選択
・設定・制御内容を検出する機能と、調律機能とを具備
している。楽音形成回路１３は、複数の楽音発生チャン
ネルで夫々独立に楽音信号を形成することができるもの
であり、マイクロコンピュータ１２による制御の下に、
各チャンネルに割当てられた押圧鍵の音高情報に与えら
れると共に音色その他楽音要素の制御情報が与えられ、
これらの情報に基き楽音信号を形成する。楽音形成回路
１３で形成された楽音信号はサウンドシステム１４に与
えられ、発音される。このような電子楽器の一般的な楽
音発生機能は、通常知られたものであり、いかなる構成
を用いて実現するようにしてもよいので、その詳細は特
に説明しない。

基準ピッチに対するピッチずれの大きさに対応して設け
られた複数の表示セグメント１ａ〜１ｎは、例えば発光
ダイオード（以下ＬＥＤという）から成る。これらの各
セグメント１ａ〜１ｎは具体的には夫々所定のピッチず
れ幅に対応している。各ピッチずれ幅の境界値の一例は
第２図中に示したようであり、−40〜−30セント，−30
〜−20セント，−20〜−10セント，−10〜−３セント，
−３〜−１セント，−１〜＋１セント，＋１〜＋３セン
ト，＋３〜＋10セント，＋10〜＋20セント，＋20〜＋30
セント，＋30〜＋40セント，の11通りのピッチずれ幅に
対応して11個のセグメント１ａ〜１ｎが設けられてい
る。なお、マイクロコンピュータ１２においては−80〜
−40セント及び＋40〜＋80セントのピッチずれ幅に関し
ても判断処理を行うが、このピッチずれ幅に対応する表
示セグメントは設けられていない。判断処理を行うピッ
チずれ幅を拡大した理由については後述する。

マイクロコンピュータ１２は第１図に示した比較基準デ
ータ発生手段５，比較手段６，比較制御手段７などに相
当する機能を受け持ち、点灯すべきセグメントを示す情
報を表示制御回路１５に与える。表示制御回路１５は、
マイクロコンピュータ１２によって指示されたセグメン
トを点灯する制御を行う。

基準ピッチは鍵盤ＫＢで所望の鍵を押圧することにより
任意に指定することができる。このとき、通常の電子楽
器と同様に押圧鍵の楽音が発音され、基準ピッチとして
指定した音高を耳で確認することができる。この場合、
楽音形成回路１３では音色及びその他操作回路１１で選
択された音色に従って基準ピッチの楽音の楽音形成を行
うので、調律対象である楽器に対応する音色を該回路１
１で選択すれば、調律対象である楽器と同じ若しくは近
似した音色で基準ピッチの楽音を発音することができ、
調律対象音と対比して聴き取る場合に聴き取り易いばか
りでなく、調律のための聴覚教育にも適している。ま
た、この基準ピッチは、調律対象である入力信号のオク
ターブに無関係に、鍵盤ＫＢにおける任意のオクターブ
鍵盤を使用して指定することができる。そのために、基
準ピッチと入力信号のピッチを比較判断する場合、入力
信号のオクターブを自動的に判断し、両者のオクターブ
を自動的に合わせた上で比較判断を行うようにしてい
る。従って、基準ピッチを指定する押鍵操作を行う場
合、調律しようとする楽音の音名のみを考慮すればよ
く、そのオクターブは考慮しなくてもよいため、楽であ
る。

測定回路１６は前述の測定手段３に相当するものであ
り、インタフェース１７を介してマイクロコンピュータ
１２に接続されている。測定回路１６には、入力端子１
８又は内蔵マイクロ１９を介して調律対象である楽音が
電気信号又は音波信号の形で外部から入力される。入力
信号を電気信号又は音波信号のどちらで受付けるかの選
択はスイッチ２０で行う。入力信号はバンドパスフィル
タ２１とローパスフィルタ２２に並列的に与えられ、セ
レクタ２３で両フィルタ２１，２２の一方の出力が選択
される。セレクタ２３の選択制御入力にはこの測定回路
１６の周波数応答性を制御するための応答制御信号ＬＯ
Ｗが与えられる。

応答制御信号ＬＯＷはマイクロコンピュータ１２からイ
ンタフェース１７を介して与えられる信号であり、調律
対象である入力信号の基本周波数の帯域に応じて、高音
域ならば“０”、低音域ならば“１”となるものであ
る。この応答制御信号ＬＯＷによる測定回路１６の周波
数応答性制御により、入力信号の周波数帯域に応じて測
定回路１６の応答性をその周波数帯域に適したものに切
換えることができ、測定精度を向上させることができ
る。

セレクタ２３は応答制御信号ＬＯＷが“１”のときロー
パスフィルタ２２の出力を選択し、“０”のときバンド
パスフィルタ２１の出力を選択する。これらのフィルタ
２１，２２は入力信号に含まれるノイズや高調波成分を
除去するためのものである。

セレクタ２３の出力は正側ピークホールド回路２４と負
側ピークホールド回路２５に入力され、更に正側比較器
２６と負側比較器２７に入力される。正側ピークホール
ド回路２４はセレクタ２３の出力信号の正のピーク値を
ホールドし、負側ピークホールド回路２５は負のピーク
値をホールドする。正側比較器２６は正側ピークホール
ド回路２４でホールドした正のピーク値を入力し、セレ
クタ２３の出力信号が正のピーク値のとき比較出力を能
動レベルに切換える。負側比較器２７は負側ピークホー
ルド回路２５でホールドした負のピーク値を入力し、セ
レクタ２３の出力信号が負のピーク値のとき比較出力を
能動レベルに切換える。

各比較器２６，２７の出力はフリップフロップ２８のセ
ット入力Ｓ及びリセット入力Ｒに加わり、能動レベルの
ときセット又はリセットを行う。従って、フリップフロ
ップ２８は、セレクタ２３の出力信号すなわち調律対象
信号の正のピーク点でセットされ、負のピーク点でリセ
ットされる。こうして、調律対象信号の基本周期に同期
した方形波信号がフリップフロップ２８から出力され
る。

フリップフロップ２８の出力はフェーズロックループ
（ＰＬＬ）回路２９に入力される。ＰＬＬ回路２９は入
力信号の細かな周期変動分を吸収し、平均的な基本周期
に同期した方形波信号を出力する。こうして、外部から
入力された調律対象信号の基本周期に同期した、しか
し、その細かな周期変動分は除去した、方形波信号がＰ
ＬＬ回路２９から出力される。

なお、正側ピークホールド回路２４と負側ピークホール
ド回路２５は夫々時定数回路を含んでおり、その時定数
を前記応答制御信号ＬＯＷに応じて切換えるようにして
いる。また、ＰＬＬ回路２９は内部に電圧制御型発振器
を含んでおり、その発振周波数レンジを前記応答制御信
号ＬＯＷに応じて切換えるようにしている。

第３図は正側及び負側のピークホールド回路２４，２５
と比較器２６，２７の詳細例を示した図であり、コンデ
ンサＣ１，Ｃ２に正のピーク値及び負のピーク値が夫々
ホールドされ、抵抗Ｒ１，Ｒ２又はＲ３，Ｒ４を介して
放電される。応答制御信号ＬＯＷが“０”のとき（入力
信号が高音域のとき）トランジスタ３１，３２がオン
し、抵抗値の大きな抵抗Ｒ２，Ｒ３が短絡されて、放電
回路の時定数が小さくなる。従って高音域の入力信号に
適したピークホールドができる。応答制御信号ＬＯＷが
“１”のとき（入力信号が低音域のとき）トランジスタ
３１，３２はオフし、放電回路の時定数が大きくなる。
従って低音域の入力信号に適したピークホールドができ
る。

第４図はＰＬＬ回路２９の一例を示す図で、電圧制御型
発振器（ＶＣＯ）３３の出力とフリップフリップ２８
（第２図）の出力とを位相比較器３４で比較し、その出
力をローパスフィルタ３５を介してＶＣＯ３３の制御入
力に与える。ＶＣＯ３３には応答制御信号ＬＯＷも入力
されており、該信号ＬＯＷが“０”のときその発振周波
数レンジを所定の高音域に設定し、“１”のときは所定
の低音域に設定する。

第２図に戻り、ＰＬＬ回路２９から出力された方形波信
号は周期測定制御回路３６に与えられる。周期測定制御
回路３６は、ＰＬＬ回路２９の出力方形波信号の周期を
周期測定カウンタ３７で測定させるよう制御するための
ものである。周期測定動作について第５図のタイミング
チャートを参照して説明すると、まず、マイクロコンピ
ュータ１２からインターフェース１７を介してスタート
信号ＳＴＡＲＴが制御回路３６に与えられると、該制御
回路３６はカウンタ３７のリセット入力Ｒにリセット信
号を与え、古いカウント内容をリセットする。次に、周
期測定しようとする入力方形波信号（ＰＬＬ回路２９の
出力）が“１”に立上ったときから次に“１”に立上る
までの間つまり１周期の間、カウンタ３７のイネーブル
入力ＥＮに信号“１”を与え、カウント可能状態とす
る。カウント可能になると、カウンタ３７はクロック発
振器３８から与えられるクロックパルスを逐次カウント
する。測定すべき１周期が終了すると、イネーブル入力
ＥＮの信号が“０”に立下り、カウンタ３７のカウント
動作が停止し、該カウンタ３７は１周期の長さに対応す
るカウント値を保持する。同時に制御回路３６からエン
ド信号ＥＯＣが出力され、インタフェース１７を介して
マイクロコンピュータ１２に与えられる。また、カウン
タ３７のカウント値もインタフェース１７を介してマイ
クロコンピュータ１２に与えられる。マイクロコンピュ
ータ１２では、エンド信号ＥＯＣが発生したときのカウ
ンタ３７のカウント値を、外部入力された調律対象信号
の周期測定データとして取込み、記憶する。なお、周期
が極端に長い場合は１周期が終了する前にカウンタ３７
のカウント値が最大値となってしまう。そのような場
合、最大カウント値になったことを示す信号ＭＡＸをカ
ウンタ３７から出力して制御回路３６に与え、これに基
きイネーブル入力ＥＮの信号を強制的に“０”にしてカ
ウント動作を停止させ、最大カウント値を保持させる。

次に、マイクロコンピュータ１２によって実行される調
律機能に関する処理について第６図及び第７図を参照し
て説明する。なお、第８図にはこのプログラムにおいて
使用する主なレジスタの名称と記号が列挙されている。

第６図のプログラムは、調律機能が選択されている場合
において、他のプログラム処理（例えば押鍵検出走査，
発音割当て処理，操作子回路の操作検出走査，楽音形成
回路１３へのデータ転送処理，など）を実行する合間に
適宜実行される。

まず、ステップ３９ではスタートレジスタＴＳＴＡＲＴ
が“１”かを調べ、ＮＯならばステップ４０に進み、ス
タート信号ＳＴＡＲＴを出力し、次に該レジスタＴＳＴ
ＡＲＴを“１”にセットする。スタート信号ＳＴＡＲＴ
が出力されることにより、前述の通り、測定回路１６
（第２図）は外部入力信号の周期測定のためのカウント
を開始する。

既にカウント動作を開始しているときに第６図のプログ
ラムを実行する場合は、ステップ３９はＹＥＳであり、
ステップ４１に進み、前述のエンド信号ＥＯＣが与えら
れたかを調べる。ＹＥＳならば、カウンタ３７のカウン
ト値を周期測定値レジスタＴＣＤに取込み、記憶する。
次にスタート信号ＳＴＡＲＴを再び出力し、次回の周期
測定の準備をする。

ステップ４２では、最新キーコードレジスタＮＣＫと基
準キーコードレジスタＲＫＣの内容を比較する。最新キ
ーコードレジスタＮＫＣは、押鍵検出走査処理において
記憶制御がなされるレジスタであり、最も新しく押圧さ
れた鍵を示すキーコードを記憶する。基準キーコードレ
ジスタＲＫＣは、基準ピッチに相当する鍵のキーコード
を記憶するものである。最新キーコードが現在の基準キ
ーコードと不一致のとき、すなわちステップ４２の「Ｎ
ＫＣ≠ＲＫＣ？」がＹＥＳのとき、ステップ４３に進
み、最新キーコードレジスタＮＫＣの内容を基準キーコ
ードレジスタＲＫＣに書込む。こうして、基準キーコー
ドレジスタＲＫＣの内容は常に最新の押圧鍵のキーコー
ドによって更新され、最新の押圧鍵が基準ピッチ指定鍵
となる。

ステップ４３から「リターン」に至るフローは、調律の
基準ピッチが新たな押鍵によて変更されたときに実行さ
れるものである。ステップ４４では、レジスタＲＫＣの
基準キーコードに基き基準ピッチのノート周波数（基準
ピッチ指定鍵のオクターブに無関係に特定オクターブ例
えば最低オクターブにおける基準ピッチの音名に対応す
る周波数）を示すデータを求め、この基準ピッチのノー
ト周波数データ（すなわち０セントのピッチずれに対応
する周波数データ）に基き、各表示セグメント１ａ〜１
ｎに対応するピッチずれ幅の各境界値（一例として、＋
１，＋３，＋10，＋20，＋30，＋40，＋80，−１，−
３，−10，−20，−30，−40，−80セント）の周波数を
夫々算出し、更に各境界値の周波数の逆数をとってそれ
らの周期を示すデータに換算し、各境界値の周期データ
を境界値データレジスタＢＤＤに記憶する。基準ピッチ
と外部入力信号のピッチとの比較は、基準ピッチそのも
のを示すデータを用いて行われるのではなく、各表示セ
グメント１ａ〜１ｎに対応するピッチずれ幅の境界値に
該当するピッチデータを用いて行われるようになってい
る。そのために、このステップ４４の処理において、各
境界値をセント値から基準ピッチに応じたピッチデータ
（この例では周期データ）に変換するものである。な
お、レジスタＢＤＤに記憶する各境界値のピッチデータ
を周期データとした理由は、測定回路１６（第２図）に
おいて外部入力信号の周期が測定されるようになってい
るので、それに合わせるためである。

ステップ４５，４６，４７は初期設定のための処理であ
り、基準ピッチが変更されたときは初期状態に一旦戻す
ためにこれらの処理を行う。ステップ４５では応答制御
信号ＬＯＷを“１”にセットし、出力する（低音域に対
応させる）。ステップ４６ではオクターブレジスタＴＯ
ＣＴのオクターブデータを最低オクターブを示す「０」
にセットする。オクターブレジスタＴＯＣＴは外部入力
信号のオクターブ音域を自動判定するために使用される
もので、そこに記憶するオクターブデータを順次増加し
てゆきながら外部入力信号のオクターブをサーチする。
この初期設定から明らかなように、外部入力信号のオク
ターブサーチは低オクターブ側から行われる。なお、そ
の場合、境界値データレジスタＢＤＤに記憶される各境
界値の周期データは最低オクターブにおける基準ピッチ
のノート周波数に基き求めたものである。ステップ４７
ではスタート信号ＳＴＡＲＴを出力する。

基準ピッチが変更されていない場合は、ステップ４２の
「ＮＫＣ≠ＲＫＣ？」はＮＯであり、ステップ４８に進
む。ステップ４８では、オクターブレジスタＴＯＣＴの
内容に対応するオクターブ数だけ２のべき乗を行い（２
^TOCT）、これを周期測定値レジスタＴＣＤの内容に乗算
し（ＴＣＤ＊２^TOCT）、乗算結果によって該レジスタＴ
ＣＤの内容を書替える。初めはＴＯＣＴは「０」である
のでレジスタＴＣＤの内容は変化しない。ＴＯＣＴのオ
クターブ数が「１」，「２」，「３」…と変化すると、
レジスタＴＣＤの周期測定値は２倍，４倍，８倍…とオ
クターブ単位で変化する。このステップ４８は、基準ピ
ッチ（すなわちレジスタＢＤＤ内の各境界値の周期デー
タ）と外部入力信号のピッチ（すなわちレジスタＴＣＤ
内の周期測定値データ）とのオクターブ音域を一致させ
る若しくは近づけるための処理である。前述のようにレ
ジスタＢＤＤ内の各境界値の周期データは最低オクター
ブに対応しているので、外部入力信号のオクターブが最
低オクターブより高い場合はその分だけレジスタＢＤＤ
内のデータのオクターブを上げてやればよいのだが（Ｂ
ＤＤの周期データを２^TOCTで割算する）、境界値の数が
多いのでそれでは演算が面倒である。そこで、レジスタ
ＢＤＤ内のデータは変更せずに、レジスタＴＣＤの周期
測定値データを２倍，４倍又は８倍…とすることによ
り、外部入力信号のオクターブを見かけ上下げてやり、
何オクターブ下げたかによって（つまり、オクターブレ
ジスタＴＯＣＴの内容によって）外部入力信号が最低オ
クターブの何オクターブ上であるかが判明する。

ステップ４９では、境界値データレジスタBDDから最も
外側の境界値である＋80セント及び−80セントに対応す
る最小周期データＴＣＭＩＮ（＋80セントに対応）と最
大周期データＴＣＭＡＸ（−80セントに対応）を読出
し、これとレジスタＴＣＤ内の周期測定値データとを比
較し、該周期測定値データがＴＣＭＩＮとＴＣＭＡＸの
範囲内にあるかを調べる。範囲内にあれば、ＬＥＤ表示
プログラム５０を実行し、ＬＥＤから成る表示セグメン
ト１ａ〜１ｎのいずれかを点灯する処理を行う。

範囲内でなければ、ステップ５１に進み、オクターブレ
ジスタＴＯＣＴの内容を１増加する。オクターブレジス
タＴＯＣＴの内容が外部入力信号のオクターブに対応し
ている場合は、ステップ４９の判断「ＴＣＭＩＮ＜ＴＣ
Ｄ＜ＴＣＭＡＸ？」が満足され、ピッチずれをセグメン
ト１ａ〜１ｎを用いて表示することができる。しかし、
レジスタＴＯＣＴの内容がまだ外部入力信号のオクター
ブに対応していない場合は、ステップ４９の判断は満足
されず、ピッチずれをセグメント１ａ〜１ｎを用いて表
示することはできない。そこで、ステップ５１の処理に
より、オクターブレジスタＴＯＣＴを更に１増加して、
外部入力信号のオクターブサーチを更に続けるのであ
る。

オクターブサーチのためのループに設けられたステップ
５２は、応答制御信号ＬＯＷの切換条件を判定するため
のものである。この例では、有効なオクターブ数は５オ
クターブであり、その各オクターブに対応するオクター
ブデータは最低オクターブから順に「０」，「１」，
「２」，「３」，「４」であるとしている。そして、低
音側の３オクターブを低音域、高音側の２オクターブを
高音域とし、外部入力信号がどちらの音域に属するかに
応じて応答制御信号ＬＯＷを切換えるようにしている。
そのため、ステップ５２ではオクターブレジスタＴＯＣ
Ｔの内容が「３」になったかどうかを判断し、ＹＥＳな
らば外部入力信号が高音域に属するため、ステップ５３
で応答制御信号ＬＯＷを“０”にセットする。これによ
り、測定回路１６（第２図）における周期測定条件が変
わるので、もう一度精度良く周期測定を行うのが好まし
い。そこで、ステップ５４でスタート信号ＳＴＡＲＴを
出力し、周期測定を行わせる。

一方、ステップ５２がＮＯの場合は、ステップ５５を経
由してステップ５６に進み、レジスタＴＣＤ内の周期測
定値を２倍にする。これはステップ５１でオクターブレ
ジスタＴＯＣＴの内容を１増加したことに対応する処理
であり、レジスタＴＣＤの周期測定値を１オクターブ分
下げる。その後ステップ４９に戻り、前述の判断を繰返
す。

ステップ４９がＹＥＳになるまでステップ５１〜５６の
ループを繰返し、外部入力信号のオクターブをサーチす
る。ステップ５５は所定の最高オクターブを越えてサー
チが行われたかどうかを調べるもので、レジスタＴＯＣ
Ｔの内容がオクターブデータの有効な最大値「４」以下
であれば、ＴＯＣＴ＝「５」？がＮＯであり、ステップ
５６に進み、オクターブサーチのループを続ける。しか
し、有効なオクターブ数内で外部入力信号のオクターブ
が判定できなかった場合は、ステップ５５のＹＥＳを通
り、ステップ４５，４６，４７の処理（初期設定）に戻
る。

ＬＥＤ表示プログラム５０について第７図を参照して説
明すると、ステップ５７では点灯セグメント番号レジス
タＬＥＤＮＯの内容に基き現在点灯中のスグメント（１
ａ〜１ｎのうち１つ）に対応するピッチずれ幅の上限及
び下限の境界値データをレジスタＢＤＤから読み出す。
例えば＋１〜＋３セントのピッチずれ幅に対応するセグ
メントが点灯中の場合は、下限境界値データとして＋１
セントに対応する周期データが読出され、上限境界値デ
ータとして＋３セントに対応する周期データが読出され
る。レジスタＬＥＤＮＯは、現在点灯中のセグメントの
番号を記憶するものである。なお、ピッチずれ幅＋40〜
＋80セント及び−40〜−80セントに対応する表示セグメ
ントは実際には設けられていないが、レジスタＬＥＤＮ
Ｏではあたかもそれに対応するセグメントが設けられて
いるかのようにその番号データを記憶することができ
る。レジスタＬＥＤＮＯの内容は、最初は（初期状態で
は）−１〜＋１セントのピッチずれ幅に対応する中心の
セグメントの番号を示している。セグメント番号は高ピ
ッチに対応するものほど値が大きく、低ピッチに対応す
るものほど値が小さいものとする。

ステップ５８では、前ステップ５７で読出した現在点灯
中のセグメントの上限境界値及び下限境界値と周期測定
値レジスタＴＣＤの内容とを比較し、基準ピッチに対す
る外部入力信号のピッチずれが現在点灯中のセグメント
の範囲内であるかどうかを判断する。ステップ５８で
は、次の(A)，(B)，(C)のうちいずれか１つの判断を下
す。

(A) レジスタＴＣＤの周期測定値データが下限境界値
の周期データより大である。つまり、外部入力信号のピ
ッチは現在点灯中のセグメントよりも低い。

(B) レジスタＴＣＤの周期測定値データが下限境界値
と上限境界値の中間である。つまり、外部入力信号のピ
ッチは現在点灯中のセグメントに対応している。

(C) レジスタＴＣＤの周期測定値データが上限境界値
の周期データより小である。つまり、外部入力信号のピ
ッチは現在点灯中のセグメントよりも高い。

ステップ５９〜６１ではステップ５８の判断結果に応じ
て高側移動計数レジスタＨＣＮＴと低側移動計数レジス
タＬＣＮＴの計数動作を制御する。高側移動計数レジス
タＨＣＮＴは、点灯すべきセグメントを高ピッチ側の隣
接セグメントに切換える際に、判断と切換え動作との間
に応答遅れを設定するためのものである。低側移動計数
レジスタＬＣＮＴは、点灯すべきセグメントを低ピッチ
側の隣接セグメントに切換える際に、判断と切換え動作
との間に応答遅れを設定するためのものである。各レジ
スタＨＣＮＴ，ＬＣＮＴの内容に対して加算又は減算計
数が行われるようになっており、減算が進んでレジスタ
ＨＣＮＴ，ＬＣＮＴの内容が「０」になった場合はそれ
以後の減算命令には反応せず、「０」を維持するものと
する。

まず前記判断条件(A)が成立した場合について説明する
と、ステップ５９でレジスタＨＣＮＴの内容が１減算さ
れ、レジスタＬＣＮＴの内容が１加算される。次に、ス
テップ６２でレジスタＬＣＮＴの内容が「10」より大き
いかを調べる。ＮＯならばリターンし、ステップ５７，
５８，５９，６２のフローを繰返す。１回繰返す毎にレ
ジスタＬＣＮＴのカウント値が１増加し、やがてＬＣＮ
Ｔの内容が「10」を越えると、ステップ６２のＹＥＳか
らステップ６３に進む。ステップ６３ではレジスタＬＣ
ＮＴに「５」をセットする。次にステップ６４では点灯
セグメント番号レジスタＬＥＤＮＯの内容から「１」を
減算し、記憶するセグメント番号を現在点灯中のセグメ
ントに低ピッチ側で隣接するセグメントの番号に書換え
る。ステップ６５ではレジスタＬＥＤＮＯの内容を表示
制御回路１５（第２図）に出力し、該レジスタＬＥＤＮ
Ｏに記憶しているセグメント番号に対応するセグメント
を点灯する。こうして、外部入力信号のピッチが現在点
灯中のセグメントに対応するピッチよりも低い場合は、
点灯セグメントが低ピッチ側で隣接するセグメントに切
換わる。

点灯セグメントを隣接セグメントに切換えてもまだ判断
条件(A)が満たされる場合は、更に低ピッチ側で隣接す
るセグメントに点灯セグメントを切換える必要があるの
で、ステップ５７，５８，５９，６２のフローを繰返し
てレジスタＬＣＮＴの内容をカウントアップする。この
場合、レジスタＬＣＮＴにはステップ６３で「５」がプ
リセットされているので、ＬＣＮＴの内容を６回カウン
トアップしたときステップ６２の「ＬＣＮＴ＞10？」が
ＹＥＳとなる。これに基き前述と同様にステップ６３，
６４，６５が実行され、点灯セグメントが更に低ピッチ
側で隣接するセグメントに切換えられる。

こうして、外部入力信号のピッチずれに対応するセグメ
ントが点灯されるまで、点灯セグメントが順次隣接する
セグメントに切換えられる。

点灯セグメントが外部入力信号のピッチずれに対応する
ものとなったとき、ステップ５８の判断条件(B)が成立
する。その場合、ステップ６０で両レジスタＨＣＮＴ，
ＬＣＮＴの内容を夫々１減算して、リターンする。

このように、判断条件(A)が最初に成立したときから判
断条件(B)が成立するまでの間において、最初に点灯セ
グメントを隣接セグメントに切換えるときはステップ６
３を通らずにＬＣＮＴが「10」を越えるまでカウントす
るが、それ以後点灯セグメントを隣接セグメントに切換
えるときはステップ６３でＬＣＮＴに「５」をプリセッ
トしてから「10」を越えるまでカウントする。レジスタ
ＬＣＮＴの内容が「10」を越えるまで点灯セグメントの
切換えが遅らされており、この遅れ時間は、最初に隣接
セグメントに切換えるときが最も長く、それに引き続い
て順次隣接するセグメントに切換えるときはそれよりも
短かい。何故ならば、前者の場合、「０」又は少なくと
も「５」より小さい数から「11」までカウントされる
が、後者の場合は「５」から「11」までカウントされる
からである。

ステップ５９でレジスタＨＣＮＴの内容を１減算してい
る理由は、将来点灯セグメントを逆方向に（高ピッチ側
に）移動させる場合に、ステップ６１における該レジス
タＨＣＮＴの１加算カウントができるだけ小さい数から
始まるようにして移動開始時の応答遅れを大きくするた
めである。ステップ６０で、両レジスタＨＣＮＴ，ＬＣ
ＮＴの内容を１減算しているのも同じ理由からであり、
将来、点灯セグメントを高ピッチ側又は低ピッチ側のど
ちらに移動させる場合でも、移動開始時の応答遅れを大
きくするためである。

前記判断条件(C)が成立した場合は、ステップ６１に進
み、ステップ６６，６７，６８，６９の処理を実行す
る。これらの処理は前述のステップ５９，６２〜６５の
処理に対応するものであり、レジスタＨＣＮＴ，ＬＣＮ
Ｔの関係が丁度逆になっている。すなわち、ステップ６
１ではレジスタＨＣＮＴの内容を１加算し、レジスタＬ
ＣＮＴの内容を１減算する。ステップ６６ではレジスタ
ＨＣＮＴの内容が「10」を越えたかを判断し、ステップ
６７ではレジスタＨＣＮＴに「５」をプリセットする。
ステップ６８では点灯セグメント番号レジスタＬＥＤＮ
Ｏの内容を１増加し、現在点灯中のセグメントに高ピッ
チ側で隣接するセグメントの番号に書替える。ステップ
６９ではレジスタＬＥＤＮＯの内容を表示制御回路１５
に出力し、書替えられたセグメント番号に対応するセグ
メントを点灯する。こうして、外部入力信号のピッチが
現在点灯中のセグメントに対応するピッチよりも高い場
合は、点灯セグメントが高ピッチ側で隣接するセグメン
トに切換わる。

前述と同様に、判断条件(B)が成立するまで判断条件(C)
のフローが繰返され、点灯セグメントが１セグメントづ
つ順次高ピッチ側に移動する。また、ステップ６７でレ
ジスタＨＣＮＴに「５」がプリセットされているので、
前述と同様に、点灯セグメントが最初に隣のセグメント
に移動するときの時間遅れが最も長く、それ以後の点灯
セグメントの切換わり時の時間遅れはそれより短かい。
また、ステップ６１でレジスタＬＣＮＴの内容を１減少
している理由は、前述と同様であり、将来、点灯セグメ
ントを逆方向に（低ピッチ側に）移動させる場合に、ス
テップ５９におけるレジスタＬＣＮＴの１加算カウント
ができるだけ小さい数から始まるようにして移動開始時
の応答遅れを大きくするためである。

以上のような処理によって、例えば−40〜−30セントの
ピッチずれ幅に対応するセグメント１ａが安定して点灯
されている状態から−10〜−３セントのピッチずれ幅に
対応するセグメント１ｄまで点灯セグメントを切換える
場合、最初にセグメント１ａから１ｂに点灯が切換わる
ときはレジスタＨＣＮＴで「１」から「11」までのカウ
ントがなされて比較的ゆっくりと切換わるが、次に１ｂ
から１ｃに点灯が切換わるとき、更に１ｃから１ｄに点
灯が切換わるときはレジスタＨＣＮＴで「６」から「1
1」までのカウントが夫々なされて比較的速く切換わる
ことになる。そして、セグメント１ｄで点灯位置の移動
が止まると、レジスタＨＣＮＴでは「５」から「０」ま
での減算カウントが行われる。このように、点灯位置の
移動を開始するときの応答遅れを移動途中の応答遅れよ
りも大きくすることにより、点灯セグメントの連続的切
換わり動作を機械式指針の動きに似たものとすることが
でき、見易いものとなる。

なお、一番外側のピッチずれ幅−80〜−40セント及び＋
40〜＋80セントは対応する表示セグメントが実際には存
在しないが、あたかも対応する表示セグメントが存在す
るかのようにこれらのピッチ幅に対応するセグメント番
号をレジスタＬＥＤＮＯに記憶することができ、これら
のピッチ幅に関して第７図のＬＥＤ表示プログラム５０
を実行するようになっている。これに伴い、周期測定値
レジスタＴＣＤの内容がこれらのピッチ幅に対応してい
るときは第６図のステップ４９はＹＥＳであり、ステッ
プ５１のオクターブレジスタＴＯＣＴのカウントアップ
処理には進まない。従って、このように、実際には点灯
表示しないピッチ幅に関してもＬＥＤ表示プログラム５
０を実行したことにより、オクターブレジスタＴＯＣＴ
が頻繁にカウントアップされることを抑止し、これに伴
い応答制御信号ＬＯＷが頻繁に切換わることを抑止し、
測定回路１６における測定条件の徒らな変動を抑止し、
安定した条件で周期測定を行うようにすることができ
る。

なお、上記実施例においては、レジスタＢＤＤに記憶す
る各境界値データは各境界における実際のピッチを周期
で表わしたものであり、レジスタＴＣＤの周期測定値デ
ータと該レジスタＢＤＤから読出した上限及び下限境界
値データとを第７図のステップ５８において直接比較す
るようにしている。しかし、これに限らず、レジスタＢ
ＤＤには基準ピッチに対する各境界ピッチのピッチずれ
分を示すデータを夫々記憶し、ステップ５８では基準ピ
ッチの周期と周期測定値との差を求めて、この差とピッ
チずれデータ形式の上限及び下限境界値データとを比較
するようにしてもよい。また、ピッチずれ又はピッチの
データ表現形式は周期に対応するデータに限らず、周波
数に対応する数値データあるいはセント値そのものであ
ってもよい。

上記実施例ではマイクロコンピュータを用いてこの発明
を実施しているが、専用のディスクリート回路によって
実施することもこの発明の範囲に含まれるのは勿論であ
る。

また、基準ピッチを指定するための手段として鍵盤ＫＢ
を利用しているが、これに限らず、その他適宜の音高選
択用操作子を用いることができる。

〔発明の効果〕

以上の通りこの発明によれば、調律の基準ピッチを聴取
することができるので、調律の際に正しい音感を身につ
けることができ、教育的効果が大である。その場合、基
準ピッチ音の音色を調律対象楽器に合わせることができ
るので、より一層効果が大である。また、基準ピッチと
入力信号のオクターブを自動的に合わせて比較判断を行
うようにしているので、基準ピッチを指定するための操
作子選択操作はオクターブを考慮せずに音名だけを考慮
すればよいので楽である。また、基準ピッチの設定が任
意であり、かつ外部入力信号の周波数レンジも拡大され
るので、様々な種類の楽器の調律に使用することがで
き、調律装置としての用途が拡大される。また、外部入
力信号のオクターブ音域を自動的に判断し、これに基き
周波数又は周期測定回路の測定条件（周波数応答性能又
は周波数特性）を切換制御するようにしたので、入力信
号の周波数レンジ拡大に伴なう測定誤差を未然に防ぎ、
どの周波数帯域でも精度の良い測定を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本構成を示す概念的ブロック図、
第２図はこの発明の一実施例のハード構成を示すブロッ
ク図、第３図は第２図の測定回路における正側及び負側
のピークホールド回路及び比較器の詳細例を示すブロッ
ク図、第４図は同じく測定回路におけるフェーズロック
ループ回路の一例を示すブロック図、第５図は同じく測
定回路における周期測定制御回路の入出力信号の一例を
示すタイミングチャート、第６図は第２図のマイクロコ
ンピュータによって実行される調律機能のプログラムの
一例を示すフローチャート、第７図は第６図におけるＬ
ＥＤ表示プログラムの一例を示すフローチャート、第８
図は第６図及び第７図のプログラムを実行するときに使
用する主なレジスタを示す図、である。１……表示手段、２……音高選択用の複数の操作子、３
……測定手段、４……楽音発生手段、５……比較基準デ
ータ発生手段、６……比較手段、７……比較制御手段、
１ａ〜１ｎ……複数の表示セグメント、ＫＢ……鍵盤、
１０……キースイッチ回路、１２……マイクロコンピュ
ータ、１３……楽音形成回路、１４……サウンドシステ
ム、１６……測定回路、ＴＣＤ……周期測定値レジス
タ、ＢＤＤ……境界値データレジスタ、ＮＫＣ……最新
キーコードレジスタ、ＢＫＣ……基準キーコードレジス
タ、ＴＯＣＴ……オクターブレジスタ、２１……バンド
パスフィルタ、２２……ローパスフィルタ、２４，２５
……ピークホールド回路、２９……フェーズロックルー
プ回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水口正明静岡県浜松市中沢町10番１号日本楽器製造株式会社内 (56)参考文献特開昭50−51718（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−140795（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所望の音高を選択するための複数の操作子
と、前記操作子の操作に応じて選択された音高に対応する楽
音を発生する楽音発生手段と、外部から与えられた入力信号の周波数又は周期を測定す
る測定手段と、前記操作子によって選択された音高を基準ピッチとし
て、この基準ピッチに対応する比較基準データを発生す
る手段と、前記比較基準データと前記測定手段の測定データとを比
較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基き前記入力信号のピッチ又
は前記基準ピッチに対するピッチずれに対応する表示を
行う表示手段と、前記比較手段で用いる前記比較基準データと前記測定デ
ータの一方をオクターブ単位で変更すると共に、このオ
クターブ単位のデータ変更に応じて前記測定手段におけ
る測定条件を制御する応答制御信号を発生する比較制御
手段とを具えた調律装置付電子楽器。
【請求項２】前記測定手段は、前記入力信号を入力した
フィルタ回路を含み、このフィルタ回路の周波数特性を
前記応答制御信号に応じて変更制御するものである特許
請求の範囲第１項記載の調律装置付電子楽器。
【請求項３】前記測定手段は、前記入力信号のピークを
検出するためのピーク検出回路を含み、このピーク検出
回路は時定数回路を含み、この時定数回路の時定数を前
記応答制御信号に応じて変更制御するものである特許請
求の範囲第１項記載の調律装置付電子楽器。
【請求項４】前記測定手段は、発振器を含むフェーズロ
ックループ回路を含み、前記発振器の発振周波数レンジ
を前記応答制御信号に応じて変更制御するものである特
許請求の範囲第１項記載の調律装置付電子楽器。