(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の記憶手段と、
制御プログラム及び音色データを含む固定データを記憶する第２の記憶手段と、
鍵盤等の演奏操作により発生する楽音の波形データを指定するためのキーオン／オフデータが供給され、前記第１の記憶手段にアクセスして楽音生成に関連するデータ処理を行う過程で前記第１の記憶手段にアドレス信号を出力し、かつ該アドレス信号のうちの所定ビット分のデータをレジスタに格納するとともに、前記キーオン／オフデータを出力する演算手段と、
前記演算手段から供給される前記キーオン／オフデータ、前記第２の記憶手段から読み出された音色データおよび前記レジスタから出力される前記所定ビット分のデータに基づき楽音を生成する楽音生成手段とを有し、
前記楽音生成手段は、前記レジスタから出力される前記所定ビット分のデータと所定のエンベロープ信号とを乗算し、ランダム楽音データとして出力することを特徴とする楽音発生装置。
【請求項２】
前記楽音生成手段は、前記演算手段から供給されるキーオン／オフデータおよび前記第２の記憶手段から出力される音色データに基づき楽音を生成する波形メモリをさらに有し、前記波形メモリで生成された楽音データまたは前記ランダム楽音データのいずれかを出力することを特徴とする請求項１に記載の楽音発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子楽器において楽音を発生する楽音発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子楽器に用いられる音源装置においては、各音色に対して数学的に計算された波形が記憶され、発音時に読み出されて利用されている。しかしながら、このような波形に基づいて発音された音は概して機械的であり、自然楽器の発する楽音とはかなり異なる印象を与える場合があった。
これに対して、従来より、楽音を合成する際にノイズやランダムデータを組み込む手法が採られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この場合、ノイズやランダムデータを発生させる専用の装置が必要であったため、音源装置の構成が複雑になるとともにコストを増加させていた。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、専用のランダムデータ発生手段を用いることなく、ランダムデータを用いたノイズ的楽音が発生可能な楽音発生装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は第１の記憶手段と、制御プログラム及び音色データを含む固定データを記憶する第２の記憶手段と、  鍵盤等の演奏操作により発生する楽音の波形データを指定するためのキーオン／オフデータが供給され、前記第１の記憶手段にアクセスして楽音生成に関連するデータ処理を行う過程で前記第１の記憶手段にアドレス信号を出力し、かつ該アドレス信号のうちの所定ビット分のデータをレジスタに格納するとともに、前記キーオン／オフデータを出力する演算手段と、前記演算手段から供給される前記キーオン／オフデータ、前記第２の記憶手段から読み出された音色データおよび前記レジスタから出力される前記所定ビット分のデータに基づき楽音を生成する楽音生成手段とを有し、前記楽音生成手段は、前記レジスタから出力される前記所定ビット分のデータと所定のエンベロープ信号とを乗算し、ランダム楽音データとして出力することを特徴とする。
また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の楽音発生装置において、前記楽音生成手段は、前記演算手段から供給されるキーオン／オフデータおよび前記第２の記憶手段から出力される音色データに基づき楽音を生成する波形メモリをさらに有し、前記波形メモリで生成された楽音データまたは前記ランダム楽音データのいずれかを出力することを特徴とする。
【０００５】
【作用】
上記構成によれば、演算手段（図１におけるＣＰＵ１に相当する。）1には、鍵盤等の演奏操作により発生する楽音の波形データを指定するためのキーオン／オフデータが供給され、演算手段１は、前記第１の記憶手段（図１におけるＲＡＭ２に相当する。）にアクセスして楽音生成に関連するデータ処理を行う過程で前記第１の記憶手段にアドレス信号を出力し、かつ該アドレス信号のうちの所定ビット分のデータをレジスタに格納するとともに、前記キーオン／オフデータを出力する。
楽音生成手段（図１における音源システム６に相当する。）は、前記演算手段から供給されるキーオン／オフデータ、制御プログラム及び音色データを含む固定データを記憶する第２の記憶手段（図１におけるＲＯＭ３に相当する。）から読み出された音色データ、および前記レジスタから出力される前記所定ビット分のデータに基づき楽音を生成する。
また、楽音生成手段は、ランダム楽音データを出力する際には、前記レジスタから供給される前記所定ビット分のデータと所定のエンベロープ信号とを乗算して出力する。
楽音生成手段は、前記演算手段から供給されるキーオン／オフデータおよび前記第２の記憶手段から出力される音色データに基づき楽音を生成する波形メモリをさらに有し、前記波形メモリで生成された楽音データまたは前記ランダム楽音データのいずれかを出力する。
【０００６】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【０００７】
図１は、本発明の一実施例である楽音発生装置による電子楽器の構成を示すブロック図である。
図において、１は中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）であり、ＲＯＭ３に記憶された制御プログラムに基づいて電子楽器の各部を制御する。
２はＲＡＭであり、ＣＰＵ１に対するワークエリアや、図示しない鍵盤においてキーがオンまたはオフされるたびに該キー情報を一時的に記憶するためのバッファ等が設けられている。
【０００８】
４は鍵盤回路であり、上記鍵盤の演奏操作に応じてキーのオン／オフ、キーコード等の鍵盤キー操作情報を発生する。また、５はパネル回路であり、図示しないパネル上に設けられた音色選択スイッチ等の状態を検出してスイッチ操作情報を発生する。これらの各操作情報は、それぞれＣＰＵ１に入力される。
【０００９】
ＣＰＵ１は、これらの様々な入力情報と、ＲＯＭ３に書き込まれている情報を照合し、ＲＡＭ２を用いてデータ処理を行う。その場合、ＣＰＵ１は、アドレスラインＬ１を介して、ＲＡＭ２にアドレス信号を出力する。そして、データラインＬ２を介して、該アドレス信号により指定されるエリアに対してデータの読み書きを行う。また、上記音色選択スイッチの操作情報に基づき、ＲＯＭ３に記憶されている音色データＴＣを読み出す。そして、係るデータ処理の結果得られる音色、音高等のデータを音源システム６に送出する。
【００１０】
また、７はレジスタであり、上記アドレス信号の所定ビット分、例えば上位数ビットを取り込んで音源システム６に送出する。すなわち、ＣＰＵの制御動作に伴い常時不規則に変化するデータがレジスタ７から出力され、音源システム６に供給される。
音源システム６は、後述する動作により適宜楽音信号を生成して出力する。そして、この楽音信号がサウンドシステム８に出力され、楽音が発生される。
【００１１】
次に、図２は、音源システム６の構成を示すブロック図である。
まず、１１はアドレス回路であり、入力される各鍵盤キーのオン／オフ情報から、発生すべき楽音波形の瞬時位相を指示する位相アドレスデータを順次出力する。
【００１２】
１２は、複数音色の楽音波形データを記憶した波形メモリである。波形メモリ１２は、アドレス回路１１から出力される位相アドレスデータに基づいて、音色データＴＣにより指示される音色の楽音波形データを順次読み出す。そして、この楽音波形データはセレクタ１３の端子Ａに供給される。
【００１３】
一方、セレクタ１３の端子Ｂには、図１のレジスタ７から出力されたレジスタデータが供給される。セレクタ１３は、音色データＴＣに含まれるセレクタ切換データＳＥＬ１に基づいて、端子ＡまたはＢのいずれかに供給されたデータを端子ＯＵＴから出力する。
【００１４】
１５はエンベロープジェネレータ（ＥＧ）であり、各音色の楽音波形データに付与される振幅エンベロープ信号を発生する。
乗算器１４は、セレクタ１３の出力とＥＧ１５の出力とを乗算し、算出結果をセレクタ１８の端子Ａに供給する。
【００１５】
また、１７は別のエンベロープジェネレータであり、ＥＧ１５と同様に所定の振幅エンベロープ信号を発生する。乗算器１６は、このエンベロープ信号と上記レジスタデータとを乗算し、算出結果をセレクタ１８の端子Ｂに供給する。
【００１６】
セレクタ１８は、音色データＴＣに含まれるセレクタ切換データＳＥＬ２に基づいて、端子ＡまたはＢいずれかに供給されたデータを端子ＯＵＴから出力する。この出力はデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１９においてアナログデータに変換され、図１に示すサウンドシステム８に供給される。
【００１７】
上記構成において、演奏者により、鍵盤上の一あるいは複数のキーが押下されたとする。また、この時の音色選択スイッチの設定により、ＲＯＭ３から音色データＴＣ１  が読み出されたとする。そして、アドレス回路１１から出力される位相アドレスデータに基づいて、音色データＴＣ１  により指示される音色の楽音波形データが波形メモリ１２から読み出される。
【００１８】
次に、音色データＴＣ１  に含まれるセレクタ切換データＳＥＬ１１  により、セレクタ１３の端子Ａと端子ＯＵＴが接続されるとする。この場合、読み出された上記楽音波形データが乗算器１４に供給され、エンベロープジェネレータ（ＥＧ）１５の出力と乗算される。
【００１９】
また、音色データＴＣ１  に含まれるセレクタ切換データＳＥＬ２１  により、セレクタ１８の端子Ａと端子ＯＵＴが接続されるとする。よって、乗算器１４から出力される上記算出結果がＤＡＣ１９を介してサウンドシステム８に供給される。
すなわち、この音色に関しては、あらかじめ記憶された波形による通常の楽音が発生される。
【００２０】
次に、音色選択スイッチが演奏者により操作され、ＲＯＭ３から別の音色データＴＣ２  が読み出されたとする。そして、この音色データＴＣ２  に含まれるセレクタ切換データＳＥＬ１２  により、セレクタ１３の端子Ｂと端子ＯＵＴが接続されるとする。
この場合、セレクタ１３の端子Ｂに供給されるレジスタデータが端子ＯＵＴから出力される。一方、波形メモリ１２に記憶された楽音波形データは、セレクタ１３から出力されずに無効となる。そして、乗算器１４において、上記レジスタデータとＥＧ１５の出力とが乗算され、算出結果がセレクタ１８の端子Ａに供給される。
【００２１】
また、セレクタ１８の端子Ｂには、レジスタデータとＥＧ１７の出力とが乗算された結果が供給される。
次に、音色データＴＣ２  に含まれるセレクタ切換データＳＥＬ２２  により、セレクタ１８の端子Ａと端子ＯＵＴが接続されるとする。この場合、上述したレジスタデータとＥＧ１５との乗算結果がＤＡＣ１９に出力される。
なお、これとは逆に端子Ｂと端子ＯＵＴとが接続されたとすると、レジスタデータとＥＧ１７との乗算結果がＤＡＣ１９に出力される。
【００２２】
よって、この音色に関してはランダムなノイズ的データを利用した楽音が発生される。また、ＥＧ１５および１７がそれぞれ特徴の異なるエンベロープデータを発生するように設定することにより、セレクタ切換データＳＥＬ２を変化させるだけで、同じようなノイズ的データについても感じの異なる楽音を発生させることができる。
また、セレクタ切換データＳＥＬ１を変化させるだけでノイズ的データを用いない楽音信号が生成されるので、非常に簡単に各音色に適する楽音を発生させることができる。
【００２３】
次に、この発明をＦＭ（周波数変調）方式の音源システムに適用した実施例を、図３および数式を用いて、説明する。
図において、乗算器２１は、入力されるデータｒ（ｔ）とエンベロープジェネレータ（ＥＧ）２２の出力Ｅ１（ｔ）とを乗算し、下式（１）で示す波形を出力する。
Ｒ（ｔ）＝Ｅ１（ｔ）・ｒ（ｔ）              ……（１）
【００２４】
次に、オペレータ２３は、内部で位相データｗｍ  を発生し、次式（２）で示す波形を出力する。
ｍ（ｔ）＝ｓｉｎ（ｗｍｔ＋Ｒ（ｔ））          ……（２）
【００２５】
乗算器２４は、出力ｍ（ｔ）とエンベロープジェネレータ（ＥＧ）２５の出力Ｅ２（ｔ）とを乗算し、オペレータ２６に供給する。
オペレータ２６は、内部で位相データｗｃ  を発生し、次式（３）で示す波形を出力する。
ｃ（ｔ）＝ｓｉｎ（ｗｃｔ＋Ｅ２（ｔ）・ｍ（ｔ））      ……（３）
【００２６】
乗算器２７は、出力ｃ（ｔ）とエンベロープジェネレータ（ＥＧ）２８の出力Ｅ３（ｔ）とを乗算し、次式（４）で示す波形を出力する。
ｆ（ｔ）＝Ｅ３（ｔ）・ｃ（ｔ）      ……（４）
【００２７】
これらの式より明かなように、オペレータ２６および乗算器２７によりＦＭ方式におけるキャリア信号が出力され、一方、オペレータ２３および乗算器２４により同キャリア信号に変調をかけるモジュレータ信号が出力される。また、乗算器２１から、このモジュレータ信号を様々に変化させる信号（（１）式）が出力される。
【００２８】
今、乗算器２１には、前述したＲＡＭのワーキングエリアに対するアドレスデータが入力データｒ（ｔ）として供給されるとする。また、図３（イ）〜（ロ）に示すような振幅エンベロープデータが、それぞれＥＧ２２，２５，２８から各乗算器に供給されるとする。
【００２９】
この場合、ランダムデータｒ（ｔ）には、図（ロ）および（ハ）よりも速やかに減衰するエンベロープ波形（図（イ））が乗算される。よって、最終的な出力としては、図３（ニ）に示すような、アタック（立ち上がり）およびディケイ（アタックからの所定の減衰）部分ほどノイズが多く、その後ノイズが減少するような波形が得られる。
また、各ＥＧの出力波形Ｅ１（ｔ）〜Ｅ３（ｔ）を様々に変化させることにより、ノイズを適宜付加した楽音を発生させることができる。
【００３０】
なお、上述した各実施例において使用されるランダムなデータは、ＣＰＵからＲＡＭに対するアドレス信号に限るものではなく、不規則に変化するデータであれば良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、演算手段には、鍵盤等の演奏操作により発生する楽音の波形データを指定するためのキーオン／オフデータが供給され、演算手段は、第１の記憶手段にアクセスして楽音生成に関連するデータ処理を行う過程で前記第１の記憶手段にアドレス信号を出力し、かつ該アドレス信号のうちの所定ビット分のデータをレジスタに格納するとともに、前記キーオン／オフデータを出力する。
楽音生成手段（図１における音源システム６に相当する。）は、前記演算手段から供給されるキーオン／オフデータ、制御プログラム及び音色データを含む固定データを記憶する第２の記憶手段（図１におけるＲＯＭ３に相当する。）から読み出された音色データ、および前記レジスタから出力される前記所定ビット分のデータに基づき楽音を生成し、ランダム楽音データを出力する際には、前記レジスタから供給される前記所定ビット分のデータと所定のエンベロープ信号とを乗算して出力する。
演算手段が、第１の記憶手段にアクセスして楽音生成に関連するデータ処理を行い、そのデータ処理の結果として生成して出力する楽音の波形データを指定するためのキーオン／オフデータを生成する過程で前記第１の記憶手段に出力するアドレス信号を出力し、該アドレス信号のうちの所定ビット分のデータをレジスタに格納する。楽音生成手段は、前記演算手段から供給されるキーオン／オフデータ、制御プログラム及び音色データを含む固定データを記憶する第２の記憶手段から読み出された音色データ、および前記レジスタから供給される前記所定ビット分のデータに基づき楽音を生成し、ランダム楽音データを出力する際には、前記レジスタから供給される前記所定ビット分のデータと所定のエンベロープ信号とを乗算して出力する。よって、専用のランダムで発生手段を用いることなくランダムデータを用いたノイズ的楽音を発生させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を適用した電子楽器の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例における音源システム６の詳細を説明する図である。
【図３】本発明の別の実施例の構成を説明する図である。
【符号の説明】
６  音源システム（楽音信号生成手段）
７  レジスタ（データ抽出手段）
１６，２１  乗算器（乗算手段）
【図１】
0003578779.tif 000002
【図２】
0003578779.tif 000003
【図３】
0003578779.tif 000004