JPH0721715B2 - 楽音波形信号形成装置 - Google Patents
楽音波形信号形成装置Info
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- JPH0721715B2 JPH0721715B2 JP1194544A JP19454489A JPH0721715B2 JP H0721715 B2 JPH0721715 B2 JP H0721715B2 JP 1194544 A JP1194544 A JP 1194544A JP 19454489 A JP19454489 A JP 19454489A JP H0721715 B2 JPH0721715 B2 JP H0721715B2
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Description
本発明は電子楽器、音楽教育装置、玩具等に利用される
楽音波形信号形成装置に係り、特に波形信号を循環遅延
しながら所望とする楽音波形信号を形成する楽音波形信
号形成装置に関する。
楽音波形信号形成装置に係り、特に波形信号を循環遅延
しながら所望とする楽音波形信号を形成する楽音波形信
号形成装置に関する。
従来、この種の装置は、例えば特開昭63−40199号公報
に示されるように、信号遅延手段を含む循環信号路中に
非線形変換回路部を設けてなり、非線形変換回路部にて
循環中の波形信号に外部からの起動制御信号を重畳する
ようにして、外部からの制御信号に応じて波形信号の形
成を開始させ、波形信号を繰り返し循環させながら所望
の楽音波形信号を形成するようにしていた。
に示されるように、信号遅延手段を含む循環信号路中に
非線形変換回路部を設けてなり、非線形変換回路部にて
循環中の波形信号に外部からの起動制御信号を重畳する
ようにして、外部からの制御信号に応じて波形信号の形
成を開始させ、波形信号を繰り返し循環させながら所望
の楽音波形信号を形成するようにしていた。
しかるに、上記従来の装置にあっては、管の一端に設け
たマウスピースから空気流を吹き込み、該空気流が管内
にて反射したり透過したりして管外へ音波を発生するよ
うな管楽器音を模倣する場合には適しているが、バイオ
リン、ビオラ等の擦弦楽器の楽器音を模倣するのには不
向きであった。 本発明は上記問題に対処するためになされたもので、そ
の目的は擦弦楽器音を模倣するのに適した楽音波形信号
形成装置を提供することにある。
たマウスピースから空気流を吹き込み、該空気流が管内
にて反射したり透過したりして管外へ音波を発生するよ
うな管楽器音を模倣する場合には適しているが、バイオ
リン、ビオラ等の擦弦楽器の楽器音を模倣するのには不
向きであった。 本発明は上記問題に対処するためになされたもので、そ
の目的は擦弦楽器音を模倣するのに適した楽音波形信号
形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、上記請求項１に係る発明の
構成上の特徴は、波形信号を循環させる循環信号路と、
前記循環信号路中に直列に介装された第１及び第２の信
号遅延手段と、外部からの起動制御信号を入力するとと
もに前記第１及び第２信号遅延手段の各間の前記循環信
号路上における各波形信号を入力して該入力した各信号
を合成出力する入力手段と、前記入力手段から出力され
る合成信号に非線形変換を施して前記第１及び第２信号
遅延手段の各間の前記循環信号路上に出力する非線形変
換手段とで楽音波形信号形成装置を構成したことにあ
る。 また、上記請求項２に係る発明は、前記請求項１に係る
発明の非線形変換手段に、ヒステリシス特性をもたせる
ようにしたことにある。 また、上記請求項３に係る発明は、前記請求項１に係る
発明の楽音波形信号形成装置において、前記第１及び第
２信号遅延手段の各間の前記循環信号路中に、循環波形
信号の伝達特性を変更する伝達特性変更手段をそれぞれ
設けるようにしたことにある。 また、上記請求項４に係る発明は、前記請求項１に係る
発明の楽音波形信号形成装置において、前記第１及び第
２信号遅延手段の少なくとも一方を可変遅延手段で構成
するとともに、同可変遅延手段における波形信号の遅延
時間を発音すべき楽音の周波数に対応して変更制御する
楽音制御手段を設けたことにある。 さらに、上記請求項５に係る発明は、前記請求項１に係
る発明の楽音波形信号形成装置において、前記非線形変
換手段をその変換特性が変更可能な可変非線形変換手段
で構成するとともに、同可変非線形変換手段における変
換特性を変更制御する楽音制御手段を設けたことにあ
る。
構成上の特徴は、波形信号を循環させる循環信号路と、
前記循環信号路中に直列に介装された第１及び第２の信
号遅延手段と、外部からの起動制御信号を入力するとと
もに前記第１及び第２信号遅延手段の各間の前記循環信
号路上における各波形信号を入力して該入力した各信号
を合成出力する入力手段と、前記入力手段から出力され
る合成信号に非線形変換を施して前記第１及び第２信号
遅延手段の各間の前記循環信号路上に出力する非線形変
換手段とで楽音波形信号形成装置を構成したことにあ
る。 また、上記請求項２に係る発明は、前記請求項１に係る
発明の非線形変換手段に、ヒステリシス特性をもたせる
ようにしたことにある。 また、上記請求項３に係る発明は、前記請求項１に係る
発明の楽音波形信号形成装置において、前記第１及び第
２信号遅延手段の各間の前記循環信号路中に、循環波形
信号の伝達特性を変更する伝達特性変更手段をそれぞれ
設けるようにしたことにある。 また、上記請求項４に係る発明は、前記請求項１に係る
発明の楽音波形信号形成装置において、前記第１及び第
２信号遅延手段の少なくとも一方を可変遅延手段で構成
するとともに、同可変遅延手段における波形信号の遅延
時間を発音すべき楽音の周波数に対応して変更制御する
楽音制御手段を設けたことにある。 さらに、上記請求項５に係る発明は、前記請求項１に係
る発明の楽音波形信号形成装置において、前記非線形変
換手段をその変換特性が変更可能な可変非線形変換手段
で構成するとともに、同可変非線形変換手段における変
換特性を変更制御する楽音制御手段を設けたことにあ
る。
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、
外部からの起動制御信号が入力手段に入力されると、該
制御信号は非線形変換手段を介して循環信号路に導かれ
て、同信号路上を波形信号が第１及び第２信号遅延手段
を介して循環し始める。これと同時に、この循環中の波
形信号の一部は入力手段に入力され、同入力手段にて前
記起動制御信号と合成されて、再び非線形変換手段を介
して循環信号路上に出力されるようになる。そして、循
環信号路上を循環する波形信号は第１及び第２信号遅延
手段による合計遅延時間だけ遅延されるので、前記循環
している波形信号は前記合計遅延時間に対応した周期を
有する波形信号になるとともに、該周期信号には、入力
手段及び非線形変換手段によって外部からの起動制御信
号及び循環波形信号を非線形変換した非線形成分も常に
付与されることになる。 その結果、このようにして楽音波形信号を形成する請求
項１に係る発明においては、循環信号路、第１及び第２
信号遅延手段によって両端の固定された弦上を進行し又
は反射する振動波の状態をより良く模倣できるととも
に、入力手段及び非線形変換手段によって弓で弦の中間
部を擦る状態をより良く模倣できるので、同発明によれ
ば、擦弦楽器に極めて近い楽音を電子的に形成できるよ
うになる。 また、上記請求項２に係る発明においては、非線形変換
手段による前記非線形成分にヒステリシス特性が付与さ
れる。これにより、弓で弦を擦ることにより弦を変位さ
せる（振動を付与する）場合において、弦と弓との間の
摩擦現象（静止摩擦と動摩擦）によるヒステリシス特性
がより良く模倣され、同発明によれば、前記請求項１に
係る発明に比べて、擦弦楽器により近い楽音を電子的に
形成できるようになる。 また、上記請求項３に係る発明においては、循環信号路
上を循環する波形信号に所望の伝達特性が付与される。
これにより、弦の振動特性をより良く模倣てぎるので、
同発明によれば、前記請求項１に係る発明に比べて、擦
弦楽器により近い楽音を電子的に形成できるようにな
る。 また、上記請求項４に係る発明においては、楽音制御手
段が発音すべき楽音の周波数に対応して第１又は第２信
号遅延手段による遅延時間を可変制御するので、すなわ
ち循環信号路上を循環する波形信号の周期を発音すべき
楽音の周波数に対応させて変更制御するので、所望音高
の楽音波形信号が形成されるようになる。これにより、
前記請求項１に係る発明の効果に加えて、同発明による
楽音波形信号形成装置を電子楽器等に適用できるように
なるとともに、その用途も拡大される。 また、上記請求項５に係る発明においては、楽音制御手
段が非線形変換手段における変換特性を種々変更制御す
るので、形成される楽音波形信号を種々変更できるよう
になる。これにより、同発明によれば、前記請求項１に
係る発明に比べ、弓及び弦の種類、弦に付与される圧力
の変化等に応じた種々の楽音波形信号が形成されるよう
になる。
外部からの起動制御信号が入力手段に入力されると、該
制御信号は非線形変換手段を介して循環信号路に導かれ
て、同信号路上を波形信号が第１及び第２信号遅延手段
を介して循環し始める。これと同時に、この循環中の波
形信号の一部は入力手段に入力され、同入力手段にて前
記起動制御信号と合成されて、再び非線形変換手段を介
して循環信号路上に出力されるようになる。そして、循
環信号路上を循環する波形信号は第１及び第２信号遅延
手段による合計遅延時間だけ遅延されるので、前記循環
している波形信号は前記合計遅延時間に対応した周期を
有する波形信号になるとともに、該周期信号には、入力
手段及び非線形変換手段によって外部からの起動制御信
号及び循環波形信号を非線形変換した非線形成分も常に
付与されることになる。 その結果、このようにして楽音波形信号を形成する請求
項１に係る発明においては、循環信号路、第１及び第２
信号遅延手段によって両端の固定された弦上を進行し又
は反射する振動波の状態をより良く模倣できるととも
に、入力手段及び非線形変換手段によって弓で弦の中間
部を擦る状態をより良く模倣できるので、同発明によれ
ば、擦弦楽器に極めて近い楽音を電子的に形成できるよ
うになる。 また、上記請求項２に係る発明においては、非線形変換
手段による前記非線形成分にヒステリシス特性が付与さ
れる。これにより、弓で弦を擦ることにより弦を変位さ
せる（振動を付与する）場合において、弦と弓との間の
摩擦現象（静止摩擦と動摩擦）によるヒステリシス特性
がより良く模倣され、同発明によれば、前記請求項１に
係る発明に比べて、擦弦楽器により近い楽音を電子的に
形成できるようになる。 また、上記請求項３に係る発明においては、循環信号路
上を循環する波形信号に所望の伝達特性が付与される。
これにより、弦の振動特性をより良く模倣てぎるので、
同発明によれば、前記請求項１に係る発明に比べて、擦
弦楽器により近い楽音を電子的に形成できるようにな
る。 また、上記請求項４に係る発明においては、楽音制御手
段が発音すべき楽音の周波数に対応して第１又は第２信
号遅延手段による遅延時間を可変制御するので、すなわ
ち循環信号路上を循環する波形信号の周期を発音すべき
楽音の周波数に対応させて変更制御するので、所望音高
の楽音波形信号が形成されるようになる。これにより、
前記請求項１に係る発明の効果に加えて、同発明による
楽音波形信号形成装置を電子楽器等に適用できるように
なるとともに、その用途も拡大される。 また、上記請求項５に係る発明においては、楽音制御手
段が非線形変換手段における変換特性を種々変更制御す
るので、形成される楽音波形信号を種々変更できるよう
になる。これにより、同発明によれば、前記請求項１に
係る発明に比べ、弓及び弦の種類、弦に付与される圧力
の変化等に応じた種々の楽音波形信号が形成されるよう
になる。
以下、本発明の一実施例に係る楽音波形信号形成装置を
電子楽器に適用した例について図面を用いて説明する
と、第１図は該電子楽器の全体をブロック図により示し
ている。 この電子楽器は演奏情報発生部11、音色情報発生部12及
び楽音制御信号発生部13を備え、演奏情報発生部11から
の演奏情報及び音色情報発生部12からの音色情報に基づ
いて、楽音制御信号発生部13から発生される楽音制御信
号を、楽音波形信号形成部20へ供給してバイオリン、ビ
オラ等擦弦楽器の楽音波形信号を形成するようにしたも
のである。 演奏情報発生部11は音階に対応した複数の鍵からなる鍵
盤と、該各鍵の押鍵操作の有無を検出する押鍵検出回
路、押鍵操作速度を検出するイニシャルタッチ検出回
路、押鍵圧力又は押鍵深さを検出するアフタータッチ検
出回路等の鍵盤に付随する各種回路とを備え、押鍵の有
無及び押鍵された鍵を表す鍵情報、イニシャルタッチ情
報、アフタータッチ情報等の演奏情報を出力する。音色
情報発生部12は音色選択スイッチ及び同スイッチの操作
検出回路とを備え、選択音色を表す音色情報を出力す
る。楽音制御信号発生部13は例えばマイクロコンピュー
タ、楽音制御パラメータ記憶テーブル等により構成さ
れ、前記演奏情報及び音色情報に応じて前記テーブルを
参照して、時間変化しない各種楽音制御信号と時間変化
する各種楽音制御信号とを出力する。これらの楽音制御
信号は、例えば、鍵盤にて押鍵された鍵により決定され
発生楽音のピッチを合算値により表す第１及び第２ピッ
チ信号PIT1,PIT2と、イニシャルタッチ演奏情報、アフ
タータッチ演奏情報及び音色情報により決定され擦弦楽
器における弓の移動速度を表す弓速度信号VELと、前記
弓移動時における弓から弦に付与される圧力を表す弓圧
信号PRESと、音色情報により主に決定されるとともに前
記各演奏情報を多少考慮して決定され音色制御要素とし
ての音色制御信号TC1〜TC5とからなる。 なお、前記電子楽器が演奏者により操作されるホイー
ル、ペダル等の他の演奏操作子を備えている場合には、
これらの各演奏操作子の操作に関する演奏情報を前記イ
ニシャルタッチ及びアフタータッチと同様な演奏情報と
して扱ってもよい。また、前記演奏情報発生部11及び音
色情報発生部12として、他の楽器、自動演奏装置等を採
用し、同他の楽器、自動演奏装置等から楽音制御信号発
生部13に演奏情報及び音色情報が供給されるようにした
り、また他の楽器、自動演奏装置内にて前記各種楽音制
御信号が形成されるようにして、同楽音制御信号が楽音
波形信号形成部20へ直接供給されるようにしてもよい。 楽音波形信号形成部20は擦弦楽器の弦に対応して楽音波
形信号を循環させる閉ループの循環信号路21を有してお
り、同信号路21内には遅延回路22,23、ローパスフィル
タ24,25、乗算器26,27及び加算器28,29が直列に介装さ
れている。遅延回路22,23はピッチ信号PIT1,PIT2により
各遅延時間がそれぞれ可変制御されるようになってお
り、該遅延時間の可変制御により発生楽音の音高がほぼ
決定されるようになっている。ローパスフィルタ24,25
は、循環している波形信号の伝達特性を変更することに
より、種々の弦の振動特性をシミュレートするもので、
音色制御信号TC1,TC2により前記特性が切り替え制御さ
れるようになっている。乗算器26,27は循環波形信号に
「−１」を乗算することにより同信号の位相をπだけず
らすもので、弦の両固定端における振動波の終端条件を
実現している。 循環信号路21上の波形信号は、乗算器26,27の各出力側
にて、加算器31に供給されるようになっている。この加
算器31は加算器32とともに入力手段を構成するもので、
加算器32の一方の入力には加算器31の出力が接続されて
おり、かつ加算器32の他方の入力には弓速度信号VELが
供給されている。かかる加算器31,32は、弦における弓
との接触部が弓の移動により変位することと、同接触部
が弦上を進行する振動波により変位することとをシミュ
レートしている。 加算器32の出力は、加算器41、除算器42を介して非線形
テーブル43に入力されるとともに、非線形テーブル43の
出力は乗算器44及び加算器28,29を介して循環信号路21
上に出力されるようになっている。非線形テーブル43は
前記加算器32からの出力を非線形変換して前記弓の移動
による弦の変位状態をシミュレートするもので、同テー
ブル43の入出力特性は第２図の実線に示すような入出力
特性に設定されている。すなわち、弓を弦に擦りつけた
場合、弓速度が小さいときには、弓と弦の間における摩
擦力は静止摩擦係数により主に支配されて弦速度は弓速
度とほぼ同じになるが、弓速度が大きくなると、前記摩
擦力は動摩擦係数により主に支配されるようになって弦
速度は弓速度より遅くなるものであり、この現象が非線
形テーブル43による非線形変換により実現されるように
なっている。なお、この非線形テーブル43の特性は音色
制御信号TC3により変更制御されるようになっている。 除算器42及び乗算器44には弓圧信号PRESが共に入力され
ており、除算器42は非線形テーブル43に入力される信号
を弓圧信号PRESにより除算し、乗算器44は同テーブル43
の出力信号に弓圧信号PRESを乗算する。これらの除算器
42及び乗算器44は、前記摩擦係数が弦に付与される弓圧
力により変化して、前記第２図の実線で示した非線形特
性が変更されることをシミュレートするものである。す
なわち、非線形テーブル43の入力信号を弓圧信号PRESに
より除算することにより、第２図の実線特性を例えば第
２図の破線特性のように変更し、同テーブル43の出力信
号に弓圧信号PRESを乗ずることにより、第２図の破線特
性を第２図の一点鎖線特性に変更して、両演算により弓
圧力に応じて弓速度に対する弦速度を相似的に拡大又は
縮小するようにしている。 また、乗算器44の出力はローパスフィルタ45及び乗算器
46を介して加算器41に帰還されており、かかる帰還によ
り、除算器42及び乗算器44を含めた非線形テーブル43に
よる信号の非線形変換に、ヒステリシス特性が付与され
る。 このヒステリシス特性の付与動作について、具体的に説
明しておく。なお、楽音制御信号発生部13から乗算器46
へは、負の値、例えば−0.1,−0.2等の値を示す音色制
御信号TC4が供給されており、加算器41は加算器32の出
力信号から乗算器46の出力信号をを減算して除算器42に
供給するように機能することなる。第３図はこのヒステ
リス特性を説明するためのグラフであり、一点鎖線にて
加算器41の出力と乗算器41の出力との関係を示してい
る。例えば、非線形変換入力（加算器32の出力）が零か
ら正方向へ増加しているとすると、非線形変換出力（乗
算器44の出力）は第３図の実線に沿って比例的に増加
し、同入力値X1,X2の近傍にて正の大きな値を示してい
るので、加算器41における前記減算量も大きくなる。そ
して、非線形変換入力値が値X1に達した時点で、非線形
変換出力値は急激に小さな値に変化して、以降、同入力
値が増加するに従って同出力値は小さな値を保ちながら
徐々に減少する。一方、かかる状態から、非線形入力値
が減少すると、非線形変換出力値が小さいために、加算
器41における前記減算量は小さくなり、非線形変換入力
値が前記場合と同じでも、除算器42への入力値は大きな
値を示すことになる。そして、非線形変換入力値が値X1
より小さな値X2に達した時点で、始めて非線形変換出力
値は急激に大きな値になる。非線形変換入力値が負にて
変化する場合も同様であり、かかる作用により、前記ヒ
ステリシス特性が実現される。 また、ローパスフィルタ45は発振防止としての機能を果
たし、乗算器46は帰還のゲイン調整の機能を果たすもの
で、同乗算器46に付与される音色制御信号TC4によりヒ
ステリシスの幅が変更制御される。なお、前記ローパス
フィルタ45の特性も音色制御信号により変更制御するよ
うにしてもよい。 さらに、循環信号路21は、加算器28と遅延回路23との接
続位置にて、フォルマントフィルタ51に接続されてい
る。このフォルマントフィルタ51は擦弦楽器の胴の音響
特性をシミュレートするもので、音色制御信号TC5によ
り切り替え制御された周波数特性を入力信号に付与し
て、サウンドシステム52へ出力する。サウンドシステム
52はA/D変換器、アンプ、スピーカ等からなり、入力信
号を音響信号に変換して出力するものである。 次に、上記のように構成した実施例の動作を説明する。 演奏情報発生部11から、鍵盤における押鍵操作に応じ
て、鍵情報、イニシャルタッチ情報、アフタータッチ情
報等の演奏情報が楽音制御信号発生部13に供給される
と、同発生部13は、これらの演奏情報と音色情報発生部
12から供給されている音色情報に基づき、各種制御信号
を楽音波形信号形成部20へ出力する。 楽音波形信号形成部20においては、加算器32が前記供給
された弓速度信号VELを入力して加算器41及び除算器42
を介して非線形テーブル43に供給し、同テーブル43が前
記弓速度信号VELを非線形変換して乗算器44を介して加
算器28,29へ供給する。加算器28,29は前記入力信号を循
環信号路21,21へそれぞれ出力し、同出力された信号は
循環信号路21上を遅延回路22,23、ローパスフィルタ24,
25、乗算器26,27及び加算器28,29を介して循環し始め
る。かかる場合、遅延回路22,23の遅延時間は楽音制御
信号発生部13からのピッチ信号PIT1,PIT2により制御さ
れ、両遅延回路22,23の遅延時間の合計が鍵盤にて押鍵
された鍵音高周期に対応した値に設定制御されるので、
循環信号路21上を１循環する時間は前記鍵音高周期に等
しくなり、かかる循環中の信号は同鍵音高周期を有する
波形信号となる。また、かかる波形信号の循環中、ロー
パスフィルタ24,25が音色制御信号TC1,TC2に制御されて
同波形信号に弦の特性に応じた周波数特性を付与し、か
つ乗算器26,27が同波形信号の位相をπだけずらして弦
の終端条件を満足させるので、かかる循環信号は弦上を
進行する振動波をより良くシミュレートしたものとな
る。 かかる循環中の波形信号はフォルマントフィルタ51に導
かれ、同フィルタ51は音色制御信号TC5により制御され
て前記波形信号に擦弦楽器の胴の音響特性をシミュレー
トした周波数特性を付与して、サウンドシステム52に供
給する。そして、このサウンドシステム52に供給された
波形信号が同システム52にて音響信号に変換されて発音
されるので、発音される楽音は擦弦楽器の弦振動により
胴を介して発音される楽音に極めて近いものとなる。 一方、前述した弓速度信号VELは加算器32に供給され続
けており、また、この加算器32には循環信号路21上を循
環中の波形信号も加算器31を介して供給されているの
で、この波形信号と前記弓速度信号VELが合成されて非
線形テーブル43に入力されることになる。非線形テーブ
ル43がこの入力信号を非線形変換して出力する点は前述
の通りであるが、この非線形変換に付随して、除算器42
及び乗算器44が楽音制御信号発生部13から出力される弓
圧信号PRESにより制御されて、同信号PRESに応じて非線
形変換出力を拡大又は縮小する（第２図参照）ととも
に、ローパスフィルタ45及び乗算器46を含む帰還路が楽
音制御信号発生部13から出力される音色制御信号TC4に
より制御されて、同信号TC4に応じて非線形変換出力に
ヒステリシス特性を付与する（第３図参照）ので、弓速
度に応じて摩擦係数の変化する擦弦楽器の弓と弦との関
係がより良くシミュレートされ、前記サウンドシステム
52から発音される楽音が極めて擦弦楽器の楽音に近いも
のとなる。 なお、上記実施例においては、除算器42及び乗算器44を
用いて非線形変換出力の拡大縮小を行うようにしたが、
この拡大縮小に対応した非線形テーブル43を多数用意し
ておき、弓圧信号PRESに応じて変換テーブルを切り換え
るようにしてもよい。また、この非線形テーブル43で弓
速度信号VEL及び循環波形信号を非線形変換するように
したが、同テーブルの代わりに演算により非線形変換を
実現するようにしてもよい。 また、上記実施例においては、循環波形信号の出力端を
加算器28と遅延回路23との間に設けるようにしたが、循
環信号路21中であれば、他の箇所から循環波形信号を取
り出すようにしてもよい。
電子楽器に適用した例について図面を用いて説明する
と、第１図は該電子楽器の全体をブロック図により示し
ている。 この電子楽器は演奏情報発生部11、音色情報発生部12及
び楽音制御信号発生部13を備え、演奏情報発生部11から
の演奏情報及び音色情報発生部12からの音色情報に基づ
いて、楽音制御信号発生部13から発生される楽音制御信
号を、楽音波形信号形成部20へ供給してバイオリン、ビ
オラ等擦弦楽器の楽音波形信号を形成するようにしたも
のである。 演奏情報発生部11は音階に対応した複数の鍵からなる鍵
盤と、該各鍵の押鍵操作の有無を検出する押鍵検出回
路、押鍵操作速度を検出するイニシャルタッチ検出回
路、押鍵圧力又は押鍵深さを検出するアフタータッチ検
出回路等の鍵盤に付随する各種回路とを備え、押鍵の有
無及び押鍵された鍵を表す鍵情報、イニシャルタッチ情
報、アフタータッチ情報等の演奏情報を出力する。音色
情報発生部12は音色選択スイッチ及び同スイッチの操作
検出回路とを備え、選択音色を表す音色情報を出力す
る。楽音制御信号発生部13は例えばマイクロコンピュー
タ、楽音制御パラメータ記憶テーブル等により構成さ
れ、前記演奏情報及び音色情報に応じて前記テーブルを
参照して、時間変化しない各種楽音制御信号と時間変化
する各種楽音制御信号とを出力する。これらの楽音制御
信号は、例えば、鍵盤にて押鍵された鍵により決定され
発生楽音のピッチを合算値により表す第１及び第２ピッ
チ信号PIT1,PIT2と、イニシャルタッチ演奏情報、アフ
タータッチ演奏情報及び音色情報により決定され擦弦楽
器における弓の移動速度を表す弓速度信号VELと、前記
弓移動時における弓から弦に付与される圧力を表す弓圧
信号PRESと、音色情報により主に決定されるとともに前
記各演奏情報を多少考慮して決定され音色制御要素とし
ての音色制御信号TC1〜TC5とからなる。 なお、前記電子楽器が演奏者により操作されるホイー
ル、ペダル等の他の演奏操作子を備えている場合には、
これらの各演奏操作子の操作に関する演奏情報を前記イ
ニシャルタッチ及びアフタータッチと同様な演奏情報と
して扱ってもよい。また、前記演奏情報発生部11及び音
色情報発生部12として、他の楽器、自動演奏装置等を採
用し、同他の楽器、自動演奏装置等から楽音制御信号発
生部13に演奏情報及び音色情報が供給されるようにした
り、また他の楽器、自動演奏装置内にて前記各種楽音制
御信号が形成されるようにして、同楽音制御信号が楽音
波形信号形成部20へ直接供給されるようにしてもよい。 楽音波形信号形成部20は擦弦楽器の弦に対応して楽音波
形信号を循環させる閉ループの循環信号路21を有してお
り、同信号路21内には遅延回路22,23、ローパスフィル
タ24,25、乗算器26,27及び加算器28,29が直列に介装さ
れている。遅延回路22,23はピッチ信号PIT1,PIT2により
各遅延時間がそれぞれ可変制御されるようになってお
り、該遅延時間の可変制御により発生楽音の音高がほぼ
決定されるようになっている。ローパスフィルタ24,25
は、循環している波形信号の伝達特性を変更することに
より、種々の弦の振動特性をシミュレートするもので、
音色制御信号TC1,TC2により前記特性が切り替え制御さ
れるようになっている。乗算器26,27は循環波形信号に
「−１」を乗算することにより同信号の位相をπだけず
らすもので、弦の両固定端における振動波の終端条件を
実現している。 循環信号路21上の波形信号は、乗算器26,27の各出力側
にて、加算器31に供給されるようになっている。この加
算器31は加算器32とともに入力手段を構成するもので、
加算器32の一方の入力には加算器31の出力が接続されて
おり、かつ加算器32の他方の入力には弓速度信号VELが
供給されている。かかる加算器31,32は、弦における弓
との接触部が弓の移動により変位することと、同接触部
が弦上を進行する振動波により変位することとをシミュ
レートしている。 加算器32の出力は、加算器41、除算器42を介して非線形
テーブル43に入力されるとともに、非線形テーブル43の
出力は乗算器44及び加算器28,29を介して循環信号路21
上に出力されるようになっている。非線形テーブル43は
前記加算器32からの出力を非線形変換して前記弓の移動
による弦の変位状態をシミュレートするもので、同テー
ブル43の入出力特性は第２図の実線に示すような入出力
特性に設定されている。すなわち、弓を弦に擦りつけた
場合、弓速度が小さいときには、弓と弦の間における摩
擦力は静止摩擦係数により主に支配されて弦速度は弓速
度とほぼ同じになるが、弓速度が大きくなると、前記摩
擦力は動摩擦係数により主に支配されるようになって弦
速度は弓速度より遅くなるものであり、この現象が非線
形テーブル43による非線形変換により実現されるように
なっている。なお、この非線形テーブル43の特性は音色
制御信号TC3により変更制御されるようになっている。 除算器42及び乗算器44には弓圧信号PRESが共に入力され
ており、除算器42は非線形テーブル43に入力される信号
を弓圧信号PRESにより除算し、乗算器44は同テーブル43
の出力信号に弓圧信号PRESを乗算する。これらの除算器
42及び乗算器44は、前記摩擦係数が弦に付与される弓圧
力により変化して、前記第２図の実線で示した非線形特
性が変更されることをシミュレートするものである。す
なわち、非線形テーブル43の入力信号を弓圧信号PRESに
より除算することにより、第２図の実線特性を例えば第
２図の破線特性のように変更し、同テーブル43の出力信
号に弓圧信号PRESを乗ずることにより、第２図の破線特
性を第２図の一点鎖線特性に変更して、両演算により弓
圧力に応じて弓速度に対する弦速度を相似的に拡大又は
縮小するようにしている。 また、乗算器44の出力はローパスフィルタ45及び乗算器
46を介して加算器41に帰還されており、かかる帰還によ
り、除算器42及び乗算器44を含めた非線形テーブル43に
よる信号の非線形変換に、ヒステリシス特性が付与され
る。 このヒステリシス特性の付与動作について、具体的に説
明しておく。なお、楽音制御信号発生部13から乗算器46
へは、負の値、例えば−0.1,−0.2等の値を示す音色制
御信号TC4が供給されており、加算器41は加算器32の出
力信号から乗算器46の出力信号をを減算して除算器42に
供給するように機能することなる。第３図はこのヒステ
リス特性を説明するためのグラフであり、一点鎖線にて
加算器41の出力と乗算器41の出力との関係を示してい
る。例えば、非線形変換入力（加算器32の出力）が零か
ら正方向へ増加しているとすると、非線形変換出力（乗
算器44の出力）は第３図の実線に沿って比例的に増加
し、同入力値X1,X2の近傍にて正の大きな値を示してい
るので、加算器41における前記減算量も大きくなる。そ
して、非線形変換入力値が値X1に達した時点で、非線形
変換出力値は急激に小さな値に変化して、以降、同入力
値が増加するに従って同出力値は小さな値を保ちながら
徐々に減少する。一方、かかる状態から、非線形入力値
が減少すると、非線形変換出力値が小さいために、加算
器41における前記減算量は小さくなり、非線形変換入力
値が前記場合と同じでも、除算器42への入力値は大きな
値を示すことになる。そして、非線形変換入力値が値X1
より小さな値X2に達した時点で、始めて非線形変換出力
値は急激に大きな値になる。非線形変換入力値が負にて
変化する場合も同様であり、かかる作用により、前記ヒ
ステリシス特性が実現される。 また、ローパスフィルタ45は発振防止としての機能を果
たし、乗算器46は帰還のゲイン調整の機能を果たすもの
で、同乗算器46に付与される音色制御信号TC4によりヒ
ステリシスの幅が変更制御される。なお、前記ローパス
フィルタ45の特性も音色制御信号により変更制御するよ
うにしてもよい。 さらに、循環信号路21は、加算器28と遅延回路23との接
続位置にて、フォルマントフィルタ51に接続されてい
る。このフォルマントフィルタ51は擦弦楽器の胴の音響
特性をシミュレートするもので、音色制御信号TC5によ
り切り替え制御された周波数特性を入力信号に付与し
て、サウンドシステム52へ出力する。サウンドシステム
52はA/D変換器、アンプ、スピーカ等からなり、入力信
号を音響信号に変換して出力するものである。 次に、上記のように構成した実施例の動作を説明する。 演奏情報発生部11から、鍵盤における押鍵操作に応じ
て、鍵情報、イニシャルタッチ情報、アフタータッチ情
報等の演奏情報が楽音制御信号発生部13に供給される
と、同発生部13は、これらの演奏情報と音色情報発生部
12から供給されている音色情報に基づき、各種制御信号
を楽音波形信号形成部20へ出力する。 楽音波形信号形成部20においては、加算器32が前記供給
された弓速度信号VELを入力して加算器41及び除算器42
を介して非線形テーブル43に供給し、同テーブル43が前
記弓速度信号VELを非線形変換して乗算器44を介して加
算器28,29へ供給する。加算器28,29は前記入力信号を循
環信号路21,21へそれぞれ出力し、同出力された信号は
循環信号路21上を遅延回路22,23、ローパスフィルタ24,
25、乗算器26,27及び加算器28,29を介して循環し始め
る。かかる場合、遅延回路22,23の遅延時間は楽音制御
信号発生部13からのピッチ信号PIT1,PIT2により制御さ
れ、両遅延回路22,23の遅延時間の合計が鍵盤にて押鍵
された鍵音高周期に対応した値に設定制御されるので、
循環信号路21上を１循環する時間は前記鍵音高周期に等
しくなり、かかる循環中の信号は同鍵音高周期を有する
波形信号となる。また、かかる波形信号の循環中、ロー
パスフィルタ24,25が音色制御信号TC1,TC2に制御されて
同波形信号に弦の特性に応じた周波数特性を付与し、か
つ乗算器26,27が同波形信号の位相をπだけずらして弦
の終端条件を満足させるので、かかる循環信号は弦上を
進行する振動波をより良くシミュレートしたものとな
る。 かかる循環中の波形信号はフォルマントフィルタ51に導
かれ、同フィルタ51は音色制御信号TC5により制御され
て前記波形信号に擦弦楽器の胴の音響特性をシミュレー
トした周波数特性を付与して、サウンドシステム52に供
給する。そして、このサウンドシステム52に供給された
波形信号が同システム52にて音響信号に変換されて発音
されるので、発音される楽音は擦弦楽器の弦振動により
胴を介して発音される楽音に極めて近いものとなる。 一方、前述した弓速度信号VELは加算器32に供給され続
けており、また、この加算器32には循環信号路21上を循
環中の波形信号も加算器31を介して供給されているの
で、この波形信号と前記弓速度信号VELが合成されて非
線形テーブル43に入力されることになる。非線形テーブ
ル43がこの入力信号を非線形変換して出力する点は前述
の通りであるが、この非線形変換に付随して、除算器42
及び乗算器44が楽音制御信号発生部13から出力される弓
圧信号PRESにより制御されて、同信号PRESに応じて非線
形変換出力を拡大又は縮小する（第２図参照）ととも
に、ローパスフィルタ45及び乗算器46を含む帰還路が楽
音制御信号発生部13から出力される音色制御信号TC4に
より制御されて、同信号TC4に応じて非線形変換出力に
ヒステリシス特性を付与する（第３図参照）ので、弓速
度に応じて摩擦係数の変化する擦弦楽器の弓と弦との関
係がより良くシミュレートされ、前記サウンドシステム
52から発音される楽音が極めて擦弦楽器の楽音に近いも
のとなる。 なお、上記実施例においては、除算器42及び乗算器44を
用いて非線形変換出力の拡大縮小を行うようにしたが、
この拡大縮小に対応した非線形テーブル43を多数用意し
ておき、弓圧信号PRESに応じて変換テーブルを切り換え
るようにしてもよい。また、この非線形テーブル43で弓
速度信号VEL及び循環波形信号を非線形変換するように
したが、同テーブルの代わりに演算により非線形変換を
実現するようにしてもよい。 また、上記実施例においては、循環波形信号の出力端を
加算器28と遅延回路23との間に設けるようにしたが、循
環信号路21中であれば、他の箇所から循環波形信号を取
り出すようにしてもよい。
第１図は本発明の一実施例にかかる楽音波形信号形成装
置を備えた電子楽器の全体ブロック図、第２図及び第３
図は第１図の実施例の非線形変換特性を示すグラフであ
る。 符号の説明 11……演奏情報発生部、12……音色情報発生部、13……
楽音制御信号発生部、20……楽音波形信号形成部、21…
…循環信号路、22,23……遅延回路、24,25,45……ロー
パスフィルタ、26,27,44,46……乗算器、28,29,31,32,4
1……加算器、42……除算器、43……非線形テーブル。
置を備えた電子楽器の全体ブロック図、第２図及び第３
図は第１図の実施例の非線形変換特性を示すグラフであ
る。 符号の説明 11……演奏情報発生部、12……音色情報発生部、13……
楽音制御信号発生部、20……楽音波形信号形成部、21…
…循環信号路、22,23……遅延回路、24,25,45……ロー
パスフィルタ、26,27,44,46……乗算器、28,29,31,32,4
1……加算器、42……除算器、43……非線形テーブル。
Claims (5)
- 【請求項１】波形信号を循環させる循環信号路と、 前記循環信号路中に直列に介装された第１及び第２の信
号遅延手段と、 外部からの起動制御信号を入力するとともに前記第１及
び第２信号遅延手段の各間の前記循環信号路上における
各波形信号を入力して該入力した各信号を合成出力する
入力手段と、 前記入力手段から出力される合成信号に非線形変換を施
して前記第１及び第２信号遅延手段の各間の前記循環信
号路上に出力する非線形変換手段と を備えたことを特徴とする楽音波形信号形成装置。 - 【請求項２】前記請求項１に記載の非線形変換手段に、
ヒステリシス特性をもたせるようにした楽音波形信号形
成装置。 - 【請求項３】前記請求項１に記載の楽音波形信号形成装
置において、前記第１及び第２信号遅延手段の各間の前
記循環信号路中に、循環波形信号の伝達特性を変更する
伝達特性変更手段をそれぞれ設けるようにした楽音波形
信号形成装置。 - 【請求項４】前記請求項１に記載の楽音波形信号形成装
置において、前記第１及び第２信号遅延手段の少なくと
も一方を可変遅延手段で構成するとともに、同可変遅延
手段における波形信号の遅延時間を発音すべき楽音の周
波数に対応して変更制御する楽音制御手段を設けた楽音
波形信号形成装置。 - 【請求項５】前記請求項１に記載の楽音波形信号形成装
置において、前記非線形変換手段をその変換特性が変更
可能な可変非線形変換手段で構成するとともに、同可変
非線形変換手段における変換特性を変更制御する楽音制
御手段を設けた楽音波形信号形成装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1194544A JPH0721715B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 楽音波形信号形成装置 |
| US07/557,963 US5157218A (en) | 1989-07-27 | 1990-07-26 | Musical tone signal forming apparatus |
| DE69022912T DE69022912T2 (de) | 1989-07-27 | 1990-07-27 | Vorrichtung zur Bildung eines Musiktonsignals. |
| EP90114461A EP0410475B1 (en) | 1989-07-27 | 1990-07-27 | Musical tone signal forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1194544A JPH0721715B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 楽音波形信号形成装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1339301A Division JPH0723999B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 波形信号変換装置及び同装置を用いた楽音波形信号形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0358095A JPH0358095A (ja) | 1991-03-13 |
| JPH0721715B2 true JPH0721715B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=16326298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1194544A Expired - Fee Related JPH0721715B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 楽音波形信号形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0721715B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2576302B2 (ja) * | 1991-04-26 | 1997-01-29 | ヤマハ株式会社 | 楽音合成装置 |
| JP2803703B2 (ja) * | 1993-06-29 | 1998-09-24 | ヤマハ株式会社 | 楽音発生装置 |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP1194544A patent/JPH0721715B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0358095A (ja) | 1991-03-13 |
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Legal Events
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