JP2004334059A - 電子楽器 - Google Patents
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Abstract
【課題】演奏ピストンの操作以外に、１つの操作子を指で操作することにより、ビブラート機能又はピッチベンド機能を実現できる電子楽器を提供すること。
【解決手段】口入力手段（１１）と、複数の指の各々により操作される複数の入力部を装備し、これら入力部の操作状態を運指情報として出力する運指入力手段（１３）と、口入力手段（１１）によって取得される入力信号及び運指情報に応じたピッチの楽音を発生させるピッチ指定信号（ＦＮ’）を発生するピッチ信号発生手段（１７、１８）とを備える電子楽器であって、指によって電子楽器の前方向又は後方向に操作される指掛操作手段（１４）をさらに備え、指掛操作手段（１４）が後方向に操作された場合に発生楽音にビブラート効果を生じるようにピッチ指定信号（ＦＮ’）を変化させ、前方向に操作された場合に発生楽音のピッチが下降するようにピッチ指定信号（ＦＮ’）を変化させることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】口入力手段（１１）と、複数の指の各々により操作される複数の入力部を装備し、これら入力部の操作状態を運指情報として出力する運指入力手段（１３）と、口入力手段（１１）によって取得される入力信号及び運指情報に応じたピッチの楽音を発生させるピッチ指定信号（ＦＮ’）を発生するピッチ信号発生手段（１７、１８）とを備える電子楽器であって、指によって電子楽器の前方向又は後方向に操作される指掛操作手段（１４）をさらに備え、指掛操作手段（１４）が後方向に操作された場合に発生楽音にビブラート効果を生じるようにピッチ指定信号（ＦＮ’）を変化させ、前方向に操作された場合に発生楽音のピッチが下降するようにピッチ指定信号（ＦＮ’）を変化させることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作子の操作によって楽音の周波数を変更することが可能な電子楽器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子鍵盤楽器の効果制御操作子として、回転角度によって変化量を指示する回転操作子があり、モジュレーションホイール、ピッチベンドホイールなどとして知られている。
【０００３】
また、サクソフォン、リコーダーなどの木管楽器系の演奏方法を模した方法で演奏する電子楽器が特開平１１−８５１５９等にて知られており、ピッチベンドホイールが付加され、ピッチベンドが可能な電子楽器が開示されている。
【０００４】
一方、トランペット、ホルンなどの金管楽器を模した電子楽器も開発されている（特願２００１−２８４６６６号、特願２００２−１３３３２８号参照）。この種の電子楽器では、押圧操作子である演奏ピストンの数が少なく、演奏ピストンの操作だけでは発生楽音の音高を決定することができないことから、マイクロフォンで演奏者の発声音のピットを検出し、検出された該ピッチ及び演奏ピストンの操作状態に応じて、発生楽音の音高を決定する。そして、対応する音高の楽音データを読み出すタイミングをＭＩＤＩデータとして出力、又はこの読み出しタイミングで記録手段から楽音データを読み出して発音する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−８５１５９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した木管楽器系電子楽器では、ビブラート、ピッチベンドなどの微妙なピッチの変更を伴う演奏を行うには、運指用の操作子の押下操作に加えて、これに同期させてピッチベンドホイールを操作することや、マウスピースを噛む強さを調節することが必要であり、熟達した自然楽器の演奏者であっても、自然な演奏音、深みのある演奏音を出すことが容易ではない問題があった。
【０００７】
また、上記したトランペットなどの金管楽器を模した電子楽器においては、自然楽器において可能であるビブラート、ピッチベンドなどのピッチを変更する機能が実現されていなかった。トランペットなどの金管楽器を模した電子管楽器に、電子鍵盤楽器で使用されているモジュレーションホイール、ピッチベンドホイールに該当する２つの操作子を備えて、各々の操作子の操作に応じてビブラート効果、ピッチベンド効果を実現することも可能ではあるが、この場合、片手で楽器を保持した状態で、演奏ピストンを押下する操作に加えて、２つの操作子を指で操作することが必要となり、演奏が非常に煩雑且つ困難となる問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題に対して、演奏ピストンの操作以外に、１つの操作子を指で操作することにより、ビブラート効果又はピッチベンド効果を容易に実現することができる電子楽器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、以下の手段によって達成される。
【００１０】
即ち、本発明に係る第１の電子楽器は、口入力手段と、複数の指の各々に対応し、これら各々の指により操作される複数の入力部を装備し、これら複数の入力部が操作される状態を運指情報として出力する運指入力手段と、前記口入力手段によって取得される入力信号及び前記運指情報に応じたピッチの楽音を発生させるピッチ指定信号を発生するピッチ信号発生手段とを備える電子楽器であって、指によって前記電子楽器の前方向又は後方向に操作される指掛操作手段をさらに備え、該指掛操作手段が前記後方向に操作された場合に、発生される楽音にビブラート効果を生じるように前記ピッチ指定信号を変化させ、前記前方向に操作された場合に、発生される楽音のピッチが下降するように前記ピッチ指定信号を変化させることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係る第２の電子楽器は、口入力手段と、該口入力手段によって取得される入力信号のピッチを検出してピッチ情報として出力するピッチ検出手段と、複数の指の各々に対応し、これら各々の指により操作される複数の入力部を装備し、これら複数の入力部が操作される状態を運指情報として出力する運指入力手段と、前記ピッチ情報及び前記運指情報に応じたピッチの楽音を発生させるピッチ指定信号を発生するピッチ信号発生手段とを備える電子楽器であって、前記運指入力手段の近傍に配置され、前記運指入力手段を操作する指以外の指で操作される指掛操作手段をさらに備え、該指掛操作手段が操作された状態に応じて前記ピッチ指定信号を変化させることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態に関して、添付図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電子楽器の内部構成を示すブロック図である。図１には、理解を容易とするために、トランペットを模した電子楽器に適用する場合の外観斜視図が示されており、ブロック図で示した構成が、この電子楽器のハウジング内に収容されている。
【００１３】
本実施の形態に係る電子楽器は、音声を電気信号（以下、入力音声信号と記す）に変換する口入力部１１、この入力音声信号を解析してピッチ及び振幅（以下、レベルと記す）を検出するピッチ検出部１２、指によって操作される演奏ピストン部１３、ピッチベンド又はビブラートを設定するための指掛操作部１４、各種の演奏条件（音程、音量、オクターブ切り替えなど）を設定するための複数の設定操作子１５、スイッチ部１６、変調部１７、加算部１８、ピッチをキーコードに変換するキーコード変換部１９、楽音信号発生部２２、アンプとスピーカからなるサウンドシステム（以下、ＳＳと記す）２３、これらの各構成部を制御するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記す）２４、出力音高を決定するためのテーブルデータなどを記録するメモリ２５、記録装置などの外部機器とデータを交換するための外部機器用インターフェース部２６、インターネットなどの通信回線と接続するため通信用インターフェース部２７、及び各構成部の間でデータを伝送するための内部バス２８を備えている。マイコン２４は、中央処理装置であるＣＰＵと、制御プログラムを記録したＲＯＭと、設定情報などを記録するフラグ、レジスタとして使用されたり、データ処理のワークエリアとして使用されるＲＡＭとを備えている（何れも図示せず）。さらに、変調部１７はゲート部２０及びＬＦＯ（低周波発振器）２１を備えている。
【００１４】
ここで、口入力部１１は、例えば、マイクロフォンであり、トランペットを模した電子楽器のマウスピースに装備されている。演奏ピストン部１３は、自然楽器のトランペットと同様の３本のピストンを備えており、押下されたピストンの状態、即ち押下パターンが、スイッチ部１６によってディジタルデータに変換され、内部バス２８を介してマイコン２４に伝送される。同様に、指掛操作部１４及び設定操作子１５の操作情報は、スイッチ部１６によってディジタルデータに変換されて、マイコン２４に伝送される。マイコン２４は、内部のＲＯＭに記録された制御プログラム、演奏ピストン部１３及び設定操作子１５からの操作データなどに従って、各部を制御する。制御に必要なパラメータは、マイコン２４内部のＲＡＭ上に確保されたフラグ、レジスタに一時記録され、必要に応じて適宜更新される。
【００１５】
指掛操作部１４が操作されない状態で、演奏者によって、口入力部１１に音声が入力され、演奏ピストン１３０が操作されると、マイコン２４によって、ピッチ検出部１２、加算部１８、キーコード変換部１９、楽音信号発生部２２が制御されて、変調部１７によるピッチ変調が施されていない通常の楽音が、ＳＳ２３から発音される。
【００１６】
図２は、指掛操作部１４の一例を示す側面図である。指掛操作部１４は、回転可能な軸１４２を有する可変抵抗器１４１と、下部が軸１４２に連結され、この軸１４２を中心軸として回転可能な指掛部１４３と、指掛部１４３に外力が加えられなくなった場合に指掛部１４３を初期位置である中点位置に復帰させる中点復帰バネ１４４（２個のねじりコイルバネで構成される）とを備えて構成されている。指掛部１４３の一側表面には凸部１４３ａが形成されており、凸部１４３ａの上方にはストッパ部１４５が、指掛部１４３の回転の支障にならないように凸部１４３ａから所定の距離だけ離れて、且つハウジングに固定的に配設されている。凸部１４３ａは、各々のバネ端部１４４ａ、１４４ｂによって挟まれる方向に付勢され、指掛部１４３が外力を受けて一方に回転すると、一方のねじりコイルバネの端部（例えば、バネ端部１４４ａ）のみが凸部１４３ａによって力を受け、他方のねじりコイルバネの端部（バネ端部１４４ｂ）はストッパ部１４５によって保持され、指掛部１４３の外力がなくなれば、指掛部１４３は中点位置に復帰する。これによって、指掛部１４３が、図２において右方向（電子楽器の前方向）又は左方向（電子楽器の後方向）に回転すると、可変抵抗器１４１の抵抗値は、中点位置に対応する抵抗値を挟んで変化する。従って、指掛部１４３の変位方向及び変位量に対応した電気信号を生成することができる。この電気信号は、スイッチ部１６によって、指掛部１４３の変位方向及び変位量に対応するディジタルデータに変換される。例えば、指掛部１４３の変位に応じて、変位方向を表す１ビット及び変位量を表す数ビットからなる変位データが、スイッチ部１６から伝送される。
【００１７】
マイコン２４内のＣＰＵは、変調部１７を制御して、スイッチ部１６から伝送される演奏ピストン部１３の押下パターン及び指掛部１４３の変位情報（変位方向及び変位量）に応じて、ピッチ検出部１２によって検出される入力音声信号のピッチを変調し、ビブラート処理又はピッチベンド処理を施した楽音を生成する。生成された楽音は、ＳＳ２３から出力される。
【００１８】
変調部１７によるピッチの変調に関して以下に説明する。ＬＦＯ２１は、入力されるビブラート周波数ｆ及びビブラート深さＶＩＢから、変動させるピッチ量に対応するビブラートデータＬＦＯＬを生成し、ゲート部２０に出力する。ここで、ビブラート周波数ｆは、例えば、０．３Ｈｚ〜数Ｈｚの範囲内の所定の値が、設定操作子１５によって予め設定されている。また、ビブラートデータＬＦＯＬは、例えば、振幅がビブラート深さＶＩＢ、周波数がビブラート周波数ｆで、０を挟んで変化し、その正負の値に応じて、それぞれピッチを上昇、下降させる情報として使用される。
【００１９】
ゲート部２０は、減少させるピッチ量に対応するベンドデータＢＥＮＤ及びビブラートデータＬＦＯＬを入力され、ピッチ変調処理を行うか否かを指定するイネーブル信号ＥＮに応じて、ベンドデータＢＥＮＤ及びビブラートデータＬＦＯＬを加算部１８に出力する。例えば、イネーブル信号ＥＮ＝１の場合にベンドデータＢＥＮＤ及びビブラートデータＬＦＯＬを出力し、イネーブル信号ＥＮ＝０の場合には何れの信号も出力しない。ビブラートデータＬＦＯＬを決定するためのビブラート深さＶＩＢ及びベンドデータＢＥＮＤの決定方法に関する詳細は後述するが、ビブラートデータＬＦＯＬ、ベンドデータＢＥＮＤは少なくとも何れか一方が０であり、同時に０以外の値を取ることがないように決定されることから、両方の信号を出力する代わりに、０でない何れか一方の信号のみを出力するように構成してもよい。
【００２０】
加算部１８は、入力される周波数データＦＮ（入力音声信号を解析して決定されたピッチ）とビブラートデータＬＦＯＬ又はベンドデータＢＥＮＤとを加算した変調周波数データＦＮ’をキーコード変換部１９に出力し、キーコード変換部１９は、変調周波数データＦＮ’をＭＩＤＩ信号等のキーコードＫＣに変換する。楽音発生部２２は、入力されるキーコードＫＣに対応したピッチの楽音信号、即ち、ビブラート処理又はピッチベンド処理を施した楽音信号を生成する。ここで、周波数データＦＮは実際のピッチの対数値であり、ピッチの変化量を指定するビブラートデータＬＦＯＬ及びベンドデータＢＥＮＤは、変化対象のピッチに対する割合を対数値で表したものとしている。従って、ピッチの変更は、加算部１８による加算処理で行うことができる。各データが対数値でない場合にも、加算処理の代わりに積算処理を行う点を除いて同様に処理することができる。また、ビブラートデータＬＦＯＬは、上記したように、周期的なピッチの上昇、下降に対応する正負の値をとるが、ベンドデータＢＥＮＤは、ピッチの下降に使用されるために、ベンドデータＢＥＮＤが正値で供給される場合には、加算部１８では減算処理を行う。
【００２１】
次に、図１に示した電子楽器の演奏方法の概要を説明する。図１に示した電子楽器は、自然楽器のトランペットを演奏する場合と同様に、演奏者によって片方の手で保持され、他方の手の指で発音されるべき楽音の音高（ピッチ）を指定するために、演奏操作部１３の第１〜第３ピストンが押下され、第１〜第３ピストンの押下状態によって発生楽音の音高が指定される。より正確には、１つの押下パターンに対して複数の音高（音高候補）が指定される。演奏者が音声を発すると、口入力部１１（マイクロフォン）によって発声音が電気信号に変換され、そのピッチが検出され、その時の第１〜第３ピストンの押下パターンによって指定される音高候補の中から、検出されたピッチに最も近い音高が選択され、予め記録された複数の音源データ（例えば、トランペット音）の中から、選択された音高に対応する楽音データが読み出されて発音される。そして、発音中に指掛操作部１４が操作されると、変調部１７のピッチ変調処理によって発音中の音高（ピッチ）が変化する。
【００２２】
また、演奏者による演奏に応じて、ピッチ変調処理前、処理後を問わずピッチデータを、ＭＩＤＩデータ等の楽音制御データとして、外部機器用インターフェース部２６を介して出力し、例えば記録メディア（フレキシブルディスク、カード型半導体メモリ装置など）に、演奏データとして記録させることや、通信用インターフェース部２７を介してコンピュータシステムに演奏データとして伝送することができる。
【００２３】
次に、ビブラート深さＶＩＢ及びベンドデータＢＥＮＤの決定方法を含めて、ピッチを変調する処理の詳細を説明する。図３、４は、指掛操作部１４の操作に応じてピッチを変調し、変調されたピッチで楽音を生成する方法を説明するフローチャートである。以下、図１に示したブロック図を参照しながら、図３、４に示したフローチャートに基づいて説明する。以下において、ＣＰＵは、演奏ピストン部１３の押下パターン情報、設定操作子１５の設定情報などの制御に必要なパラメータをマイコン２４の内部ＲＡＭに一時記録し、各ステップの処理において適宜更新することとする。また、ＣＰＵによる各部に対する制御は、各部に装備されているレジスタに所定の値を書き込むことで行われ、各部はレジスタの値に応じた処理を行うこととする。また、特に断らない限り、マイコン２４のＣＰＵが行う処理として説明する。
【００２４】
先ず、各パラメータに所定の値を設定する初期設定が行われた後、ステップＳ１０において、スイッチ部１６から伝送される演奏ピストンの押下パターンデータを取得し、内部ＲＡＭに記録されている各ピストンの押下パラメータＰ１〜Ｐ３の値と比較して、演奏ピストンの押下パターンが変化したか否かを判断する。演奏ピストンの押下パターンの変化なしと判断した場合、ステップＳ１２に移行し、変化ありと判断した場合、ステップＳ１１において新たな押下パラメータＰ１〜Ｐ３としてＲＡＭ内のレジスタＰ１〜Ｐ３に記録する。このように、レジスタＰ１〜Ｐ３の値は変化したときのみ記録を更新する。
【００２５】
ステップＳ１２では、楽音発生中か否かをキーオン用のフラグＫＯＮで判断し、楽音発生中（ＫＯＮ＝１）なら指掛部の制御を可能にするため、ステップＳ１３に移行し、そうでなければステップＳ２１においてフラグＫＯＮが１にセットされてから、ステップＳ１３に進む。
【００２６】
ステップＳ１３において、指掛操作部１４の変位データ（変位方向及び基準位置からの変位量）を取得し、変位量が０であるか否か、即ち指掛部１４３が何れかの方向に変位しているか否かを判断し、変位量が０であると判断した場合、ステップＳ１４にて変調処理のイネーブル信号ＥＮを０に設定し、図１のゲート部２０を閉じる。指掛部１４３が何れかの方向に変位していると判断した場合、ステップＳ１５に移行して、その変位が前回の変位から変化しているか否かを判断する。即ち、ステップＳ１３で指掛操作部１４から取得した指掛部１４３の変位データ（変位方向及び変位量）が、内部ＲＡＭに記録されている変位パラメータ（変位方向パラメータａ及び変位量パラメータＶＲ）の値と異なるか否かを判断し、異なると判断した場合、ステップＳ１６に移行し、同じであると判断した場合、ステップＳ２１に移行する。
【００２７】
ステップＳ１６において、変位方向を考慮して計算した変位量の変化（指掛部１４３の変位量と変位量パラメータＶＲの値との差）の絶対値が、所定の値（以下、不感帯値と記す）以上であるか否かを判断し、不感帯値以上であると判断した場合、ステップＳ１７に移行し、不感帯値よりも小さいと判断した場合、ステップＳ２１に移行する。ここで、単にスイッチ部１６から取得した変位量と内部ＲＡＭの変位パラメータＶＲの値とを比較せずに変位方向を考慮するのは、変位量が変位量パラメータＶＲの値と等しい場合であっても、変位方向が変位パラメータａの値と異なるときには、指掛部１４３が変化しているからである。不感帯値は、指掛操作部１４の機構、変位の検出精度などに応じて適宜調節され得る。
【００２８】
ステップＳ１７において、イネーブル信号ＥＮを１にし、ステップＳ１３で取得した変位データ（変位方向及び変位量）を、新たに変位方向パラメータａ及び変位量パラメータＶＲとして内部ＲＡＭに記録する。
【００２９】
ステップＳ１８において、内部ＲＡＭに記録されている変位方向パラメータａの値に基づき指掛部１４３の変位方向を判断する。後方向に変位していると判断した場合、ステップＳ１９に移行して、変位量とビブラート深さとを対応させてメモリ２５に記録したテーブルＴＢＬＶから、変位量パラメータＶＲの値に対応するビブラート深さＴＢＬＶ（ＶＲ）を読み出してビブラート深さＶＩＢに設定し、ベンドデータＢＥＮＤに０を設定する。前方向に変位していると判断した場合、ステップＳ２０に移行して、変位量とピッチベンド量を対応させてメモリ２５に記録したテーブルＴＢＬＢから変位量パラメータＶＲの値に対応するピッチベンド量ＴＢＬＢ（ＶＲ）を読み出してベンドデータＢＥＮＤに設定し、ビブラート深さＶＩＢに０を設定する。従って、ビブラート深さＶＩＢ、ベンドデータＢＥＮＤは、少なくとも何れか一方が０となる。
【００３０】
ステップＳ２１において、フラグＫＯＮ、イネーブル信号ＥＮ、ビブラート深さＶＩＢ、及びベンドデータＢＥＮＤの設定に応じて、後述するように変調部１７を制御して検出されたピッチを変調し、楽音信号発生部２２、ＳＳ２３によって変調後のピッチの楽音が生成される。
【００３１】
最後にステップＳ２２において、楽音演奏モード終了又は電源オフ等の終了の指示があったか否かを判断し、終了の指示があるまで、ステップＳ１０〜Ｓ２１の処理を繰り返す。
【００３２】
次に、図４に示したフローチャートに従って、ステップＳ２１の楽音生成処理に関して説明する。
【００３３】
ステップＳ２１０において、口入力部１１からの入力音声信号レベルが、所定の値以上であるか否かを判断する。所定の値よりも小さいと判断した場合、ステップＳ２１１に移行して、初期状態にリセット（フラグＫＯＮを０に設定し、ピッチレジスタをクリアし、ＬＥＤなどの表示手段を消灯するなどの処理）した後にリターンし、ステップＳ２２（図３）に移行する。所定の値以上であると判断した場合、ステップＳ２１２に移行して、フラグＫＯＮを１に設定する。これによって、入力音声信号レベルが所定の値よりも大きいときにのみ、楽音が出力されることとなる。
【００３４】
ステップＳ２１３において、ピッチ検出部１２によって検出された入力音声信号のレベル及びピッチで、検出レベルデータＬ及び検出ピッチデータＰＩＴ１を更新する。
【００３５】
ステップＳ２１４において、ステップＳ２１３で設定された検出ピッチデータＰＩＴ１に対して丸め込み処理を行い、丸め込みピッチデータＰＩＴ２を決定する。
【００３６】
図５は、ピッチの丸め込み処理に使用する音高（ピッチ）と運指との関係を示す運指図の一例であり、この運指図に対応するテーブルデータがメモリ２５に記録されている。図５において、左端縦列には、運指、即ち第１〜第３ピストンの可能な押下パターンとして、８通りのパターンを示している。ここで「１」〜「３」の数字は、対応するピストンが押下されていることを表し、「−」は押下されていないことを表す。また、最上段横行（入力音高）、最下段横行（発音音高）には、それぞれ検出された入力音声信号の検出ピッチデータＰＩＴ１、発音されるべき丸め込みピッチデータＰＩＴ２を、音階記号で表示している。図５は、所定の押下パターン、即ち所定の横１行において、左右の矢印で示された範囲の入力音高に対して、「○」の位置に対応する発音音高が決定されることを表している。即ち、各々の横方向の矢印は、対応する○に該当する発音音高に対する入力音高の許容範囲を表している。例えば、何れのピストンも押下されていなければ、発音音高（最下段横行）の候補は、「Ｃ４」、「Ｇ４」、「Ｃ５」、「Ｅ５」などであり、この演奏ピストンの状態で、検出された入力音声信号のピッチが「Ｄ３」であった場合、入力音高（最上段横行）は「Ｃ３」に決定され、対応する発音音高は「Ｃ４」に決定される。図５において、入力音高と発音音高とが１オクターブずれて表記されているが、これは、男性の声の音域とトランペットの音の音域とのずれを補正するためであり、女性、子供などに応じて適宜変更してもよい。図５はあくまで一例であり、種々の変更が可能であり、対応するテーブルデータをメモリ２５に記録しておき、これを使用することによって、上記と同様に発音音高を決定することができる。ちなみに、上記テーブルのメモリマップは、入力音高に対応するＭＩＤＩデータ又はピッチデータとピストンパターンデータとを入力とし、その交点に発音音高に対応したＭＩＤＩデータ又はピッチデータを出力させるよう構成される。
【００３７】
ステップＳ２１５において、ステップＳ２１４での丸め込み処理によって決定された丸め込みピッチデータＰＩＴ２と、その時に発音中のピッチを記録した発音ピッチデータＰＩＴ３とを比較する。例えば、図５に示したテーブルを使用する場合、Ａ３のピッチの声を出して第２及び第３ピストンが押下されたとすればＧ♯ ４（発音音高）の楽音が発音されるように丸め込まれ、その後、口入力ピッチ及び／又はピストンパターンが変化し、再び丸め込み処理（ステップＳ２１４）が行われてＡ３を出力するようになれば、ステップＳ２１５では、等しくないと判断され、ステップＳ２１６に移行して、発音ピッチデータＰＩＴ３を更新、即ち新たな丸め込みピッチデータＰＩＴ２（Ａ３）を発音ピッチデータＰＩＴ３に設定する。ＰＩＴ２＝ＰＩＴ３のときは、ステップＳ２１９に進む。
【００３８】
ステップＳ２１７において、ピッチ検出部１２によって検出された入力音声信号のピッチ及びピストンの押下パターンによって更新された発音ピッチデータＰＩＴ３と、指掛部１４３の変位に応じて決定されたビブラート深さＶＩＢ又はベンドデータＢＥＮＤとに応じて、加算部１８が、上記したように変調周波数データＦＮ’を生成し、キーコード変換部１９が変調周波数ＦＮ’をキーコードＫＣに変換して楽音信号発生部２２に出力する。ここで、キーコードＫＣは、例えばＭＩＤＩデータなどのような楽音制御データである。
【００３９】
ステップＳ２１８において、楽音信号発生部２２に検出レベルデータＬを伝送する。これを受けて、楽音信号発生部２２は、ステップＳ２１２でフラグＫＯＮが１に設定されていることから、メモリ２５に記録された音源データの中から対応する音源データを、キーコードＫＣに応じたタイミングで読み出し、検出レベルデータＬの値に応じて振幅を変更してアナログの楽音信号を生成し、ＳＳ２３に出力する。さらに、ＳＳ２３が、楽音信号を増幅して楽音として出力する。
【００４０】
以上の処理によって、指掛部１４３が変位した場合、その変位方向及び変位量に応じて、所定の大きさでビブラート処理又はピッチベンド処理を施した楽音がＳＳ２３から出力される。
【００４１】
以上において、指掛操作部１４の一例を図２に示したが、指掛操作部１４は、図２に示した機構に限定されず、外力によって変位し、外力が加えられない状態になれば、指掛部が所定の基準位置に復帰する機構であればよい。さらには、回転軸型の可変抵抗器に限定されず、スライド型の可変抵抗器を使用してもよい。
【００４２】
また、指掛部１４３の変位方向と対応するピッチ変調処理に関しては、上記した対応に限定されず、変位方向と対応する処理を入れ替える、即ち、指掛部１４３が楽器の前方向に変位した場合にビブラート処理を行い、後方法に変位した場合にピッチベンド処理を行うようにしてもよい。さらに、指掛部１４３が楽器の前方向に変位した場合に、ピッチを上昇させる処理を行うなど、種々の変更が可能である。
【００４３】
また、口入力部１１は、上記したマイクロフォンのように、音圧を電気信号に変換する手段に限定されず、その他の手段を使用してもよい。例えば、ピッチ入力手段としてマウスピースに圧力センサを備え、検出される噛み圧に応じて、入力ピッチ（上記した入力音声信号のピッチに該当）を決定してもよい。
【００４４】
また、図４のフローチャートの説明では、ステップＳ２１７で生成されたキーコードＫＣが、楽音信号発生部２２に入力され、ＳＳ２３から発音される場合を説明したが、演奏データを外部記録機器に記録することや、ネットワークに接続されたコンピュータシステムに伝送できるように、キーコードＫＣを内部バス２８を介して外部機器用インターフェース部２６又は通信用インターフェース２７に伝送してもよく、外部機器用インターフェース部２６、通信用インターフェース部２７、ＳＳ２３は、少なくとも何れか１つを備えていればよい。
【００４５】
また、外部機器用インターフェース部２６に、所定の楽曲に対応して、押下すべき演奏ピストンと押下すべきタイミングとを演奏データとして予め記録した記録媒体とのインターフェースの機能を持たせてもよい。例えば、演奏ピストン部１３に３本のピストンの各々に対応させて３個のＬＥＤを備え、外部機器用インターフェース部２６を介して、記録媒体から演奏データを読み出し、演奏データで指定されたタイミングで、指定されたＬＥＤを点灯させて、演奏者に押下すべき演奏ピストンを示してもよい。
【００４６】
また、指掛部１４３の変位方向を表示する表示手段を備えていてもよい。例えば、発光色の異なる２個のＬＥＤを装備し、指掛部１４３の変位方向、即ち電子楽器の前方向又は後方向の変位に応じて、対応するＬＥＤを点灯させてもよい。
【００４７】
また、基準ピッチからのピッチの変調量を表示する手段を備えていてもよい。例えば、上記した３本のピストンに対応させた３個のＬＥＤ、又は指掛部１４３の変位方向を表示する２個のＬＥＤと、その輝度を変更する手段とを備え、ビブラート処理、ピッチベンド処理におけるピッチ変調量に応じて、ＬＥＤの輝度を変化させてもよい。
【００４８】
また、図４のフローチャートでは、丸め込み後のピッチが変動すれば、即ちＰＩＴ２≠ＰＩＴ３であれば、ステップＳ２１６、Ｓ２１７において新たに楽音制御データを生成することとしているが、所定の短い時間（Δｔ１）内に丸め込み後のピッチの変動があったか否かを判断する処理をさらに追加し、Δｔ１以内に丸め込み後のピッチの変動があった場合には、新たに楽音制御データを生成する処理を行わないようにしてもよい。このようにすることによって、演奏者が発声音のピッチを所定の時間（Δｔ１よりも長い時間）ほぼ一定に保持することが困難な場合であっても、不要なピッチ変動が生じないようにすることができる。
【００４９】
同様に、検出レベルの不安定性への対応として、所定の短い時間（Δｔ２）内に検出レベルの変動があったか否かを判断する処理を図４のフローチャートに追加し、Δｔ２以内に検出レベルの変動があった場合には、変動前のレベルを楽音信号発生部に伝送するようにしてもよい。このようにすることによって、演奏者が発声音のレベルを所定の時間（Δｔ２よりも長い時間）ほぼ一定に保持することが困難な場合であっても、不要なレベル変動が生じないようにすることができる。
【００５０】
また、本発明に係る機能を実現するための処理の順序は、図３、４に示したフローチャートに限定されず、種々の変更が可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、音高を指定するための運指操作以外に、１つの指掛操作部を操作することによって、発音中の楽音に対してビブラート処理及びピッチベンド処理の２つの処理を行うことが可能となる。
【００５２】
また、本発明によれば、従来のトランペットなどの金管楽器を模した電子楽器において実現されていなかったビブラート機能及びピッチベンド機能が可能となる。
【００５３】
また、本発明によれば、トランペットなどの金管楽器を模した電子楽器において、指掛部操作部を電子楽器の前後２方向に操作可能な機構とし、各々の方向の操作にそれぞれピッチベンド処理、ビブラート処理を対応させることによって、自然楽器と同様の操作が可能となり、より自然で容易な演奏が可能となる。
【００５４】
また、本発明によれば、トランペットなどの金管楽器を模した電子楽器において、指掛操作部に不感帯を設けることによって、発音中の楽音にビブラート効果、ピッチベンド効果を生じさせる場合、指掛部を所定の位置に正確に変位させ、且つその変位を保持するという精度の高い操作が要求されず、演奏が容易となる。
【００５５】
また、本発明によれば、トランペットなどの金管楽器を模した電子楽器において、演奏者は、ピストンを押下した状態で口入力部に発声するという容易な操作で楽音のピッチ及び大きさを指定することができるので、指掛操作部の操作に注意を集中することができ、発音中の楽音に容易にビブラート効果、ピッチベンド効果を生じさせることができる。特に、入力音高に対して丸め込み処理を行うことによって、演奏者は希望の音高を正確に発声することにそれ程注意することなく、指掛操作部の操作により注意を集中することができ、より容易に発音中の楽音にビブラート効果、ピッチベンド効果を生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子楽器の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子楽器の指掛操作部の一例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電子楽器のピッチを変調する方法を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る電子楽器のピッチが変調された楽音を生成する方法を説明するフローチャートである。
【図５】本実施の形態に係る電子楽器の丸め込み処理に使用される音高と運指との関係を示す運指図である。
【符号の説明】
１１ 口入力部
１２ ピッチ検出部
１３ 演奏ピストン部
１４ 指掛操作部
１５ 設定操作子
１６ スイッチ部
１７ 変調部
１８ 加算部
１９ キーコード変換部
２０ ゲート部
２１ ＬＦＯ（低周波発振器）
２２ 楽音信号発生部
２３ サウンドシステム（ＳＳ）
２４ マイクロコンピュータ
２５ メモリ
２６ 外部機器用インターフェース部
２７ 通信用インターフェース部
２８ 内部バス
１４１ 可変抵抗器
１４２ 軸
１４３ 指掛部
１４３ａ 凸部
１４４ 中点復帰バネ
１４４ａ、１４４ｂ バネ端部
１４５ ストッパ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作子の操作によって楽音の周波数を変更することが可能な電子楽器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子鍵盤楽器の効果制御操作子として、回転角度によって変化量を指示する回転操作子があり、モジュレーションホイール、ピッチベンドホイールなどとして知られている。
【０００３】
また、サクソフォン、リコーダーなどの木管楽器系の演奏方法を模した方法で演奏する電子楽器が特開平１１−８５１５９等にて知られており、ピッチベンドホイールが付加され、ピッチベンドが可能な電子楽器が開示されている。
【０００４】
一方、トランペット、ホルンなどの金管楽器を模した電子楽器も開発されている（特願２００１−２８４６６６号、特願２００２−１３３３２８号参照）。この種の電子楽器では、押圧操作子である演奏ピストンの数が少なく、演奏ピストンの操作だけでは発生楽音の音高を決定することができないことから、マイクロフォンで演奏者の発声音のピットを検出し、検出された該ピッチ及び演奏ピストンの操作状態に応じて、発生楽音の音高を決定する。そして、対応する音高の楽音データを読み出すタイミングをＭＩＤＩデータとして出力、又はこの読み出しタイミングで記録手段から楽音データを読み出して発音する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−８５１５９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した木管楽器系電子楽器では、ビブラート、ピッチベンドなどの微妙なピッチの変更を伴う演奏を行うには、運指用の操作子の押下操作に加えて、これに同期させてピッチベンドホイールを操作することや、マウスピースを噛む強さを調節することが必要であり、熟達した自然楽器の演奏者であっても、自然な演奏音、深みのある演奏音を出すことが容易ではない問題があった。
【０００７】
また、上記したトランペットなどの金管楽器を模した電子楽器においては、自然楽器において可能であるビブラート、ピッチベンドなどのピッチを変更する機能が実現されていなかった。トランペットなどの金管楽器を模した電子管楽器に、電子鍵盤楽器で使用されているモジュレーションホイール、ピッチベンドホイールに該当する２つの操作子を備えて、各々の操作子の操作に応じてビブラート効果、ピッチベンド効果を実現することも可能ではあるが、この場合、片手で楽器を保持した状態で、演奏ピストンを押下する操作に加えて、２つの操作子を指で操作することが必要となり、演奏が非常に煩雑且つ困難となる問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題に対して、演奏ピストンの操作以外に、１つの操作子を指で操作することにより、ビブラート効果又はピッチベンド効果を容易に実現することができる電子楽器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、以下の手段によって達成される。
【００１０】
即ち、本発明に係る第１の電子楽器は、口入力手段と、複数の指の各々に対応し、これら各々の指により操作される複数の入力部を装備し、これら複数の入力部が操作される状態を運指情報として出力する運指入力手段と、前記口入力手段によって取得される入力信号及び前記運指情報に応じたピッチの楽音を発生させるピッチ指定信号を発生するピッチ信号発生手段とを備える電子楽器であって、指によって前記電子楽器の前方向又は後方向に操作される指掛操作手段をさらに備え、該指掛操作手段が前記後方向に操作された場合に、発生される楽音にビブラート効果を生じるように前記ピッチ指定信号を変化させ、前記前方向に操作された場合に、発生される楽音のピッチが下降するように前記ピッチ指定信号を変化させることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係る第２の電子楽器は、口入力手段と、該口入力手段によって取得される入力信号のピッチを検出してピッチ情報として出力するピッチ検出手段と、複数の指の各々に対応し、これら各々の指により操作される複数の入力部を装備し、これら複数の入力部が操作される状態を運指情報として出力する運指入力手段と、前記ピッチ情報及び前記運指情報に応じたピッチの楽音を発生させるピッチ指定信号を発生するピッチ信号発生手段とを備える電子楽器であって、前記運指入力手段の近傍に配置され、前記運指入力手段を操作する指以外の指で操作される指掛操作手段をさらに備え、該指掛操作手段が操作された状態に応じて前記ピッチ指定信号を変化させることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態に関して、添付図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電子楽器の内部構成を示すブロック図である。図１には、理解を容易とするために、トランペットを模した電子楽器に適用する場合の外観斜視図が示されており、ブロック図で示した構成が、この電子楽器のハウジング内に収容されている。
【００１３】
本実施の形態に係る電子楽器は、音声を電気信号（以下、入力音声信号と記す）に変換する口入力部１１、この入力音声信号を解析してピッチ及び振幅（以下、レベルと記す）を検出するピッチ検出部１２、指によって操作される演奏ピストン部１３、ピッチベンド又はビブラートを設定するための指掛操作部１４、各種の演奏条件（音程、音量、オクターブ切り替えなど）を設定するための複数の設定操作子１５、スイッチ部１６、変調部１７、加算部１８、ピッチをキーコードに変換するキーコード変換部１９、楽音信号発生部２２、アンプとスピーカからなるサウンドシステム（以下、ＳＳと記す）２３、これらの各構成部を制御するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記す）２４、出力音高を決定するためのテーブルデータなどを記録するメモリ２５、記録装置などの外部機器とデータを交換するための外部機器用インターフェース部２６、インターネットなどの通信回線と接続するため通信用インターフェース部２７、及び各構成部の間でデータを伝送するための内部バス２８を備えている。マイコン２４は、中央処理装置であるＣＰＵと、制御プログラムを記録したＲＯＭと、設定情報などを記録するフラグ、レジスタとして使用されたり、データ処理のワークエリアとして使用されるＲＡＭとを備えている（何れも図示せず）。さらに、変調部１７はゲート部２０及びＬＦＯ（低周波発振器）２１を備えている。
【００１４】
ここで、口入力部１１は、例えば、マイクロフォンであり、トランペットを模した電子楽器のマウスピースに装備されている。演奏ピストン部１３は、自然楽器のトランペットと同様の３本のピストンを備えており、押下されたピストンの状態、即ち押下パターンが、スイッチ部１６によってディジタルデータに変換され、内部バス２８を介してマイコン２４に伝送される。同様に、指掛操作部１４及び設定操作子１５の操作情報は、スイッチ部１６によってディジタルデータに変換されて、マイコン２４に伝送される。マイコン２４は、内部のＲＯＭに記録された制御プログラム、演奏ピストン部１３及び設定操作子１５からの操作データなどに従って、各部を制御する。制御に必要なパラメータは、マイコン２４内部のＲＡＭ上に確保されたフラグ、レジスタに一時記録され、必要に応じて適宜更新される。
【００１５】
指掛操作部１４が操作されない状態で、演奏者によって、口入力部１１に音声が入力され、演奏ピストン１３０が操作されると、マイコン２４によって、ピッチ検出部１２、加算部１８、キーコード変換部１９、楽音信号発生部２２が制御されて、変調部１７によるピッチ変調が施されていない通常の楽音が、ＳＳ２３から発音される。
【００１６】
図２は、指掛操作部１４の一例を示す側面図である。指掛操作部１４は、回転可能な軸１４２を有する可変抵抗器１４１と、下部が軸１４２に連結され、この軸１４２を中心軸として回転可能な指掛部１４３と、指掛部１４３に外力が加えられなくなった場合に指掛部１４３を初期位置である中点位置に復帰させる中点復帰バネ１４４（２個のねじりコイルバネで構成される）とを備えて構成されている。指掛部１４３の一側表面には凸部１４３ａが形成されており、凸部１４３ａの上方にはストッパ部１４５が、指掛部１４３の回転の支障にならないように凸部１４３ａから所定の距離だけ離れて、且つハウジングに固定的に配設されている。凸部１４３ａは、各々のバネ端部１４４ａ、１４４ｂによって挟まれる方向に付勢され、指掛部１４３が外力を受けて一方に回転すると、一方のねじりコイルバネの端部（例えば、バネ端部１４４ａ）のみが凸部１４３ａによって力を受け、他方のねじりコイルバネの端部（バネ端部１４４ｂ）はストッパ部１４５によって保持され、指掛部１４３の外力がなくなれば、指掛部１４３は中点位置に復帰する。これによって、指掛部１４３が、図２において右方向（電子楽器の前方向）又は左方向（電子楽器の後方向）に回転すると、可変抵抗器１４１の抵抗値は、中点位置に対応する抵抗値を挟んで変化する。従って、指掛部１４３の変位方向及び変位量に対応した電気信号を生成することができる。この電気信号は、スイッチ部１６によって、指掛部１４３の変位方向及び変位量に対応するディジタルデータに変換される。例えば、指掛部１４３の変位に応じて、変位方向を表す１ビット及び変位量を表す数ビットからなる変位データが、スイッチ部１６から伝送される。
【００１７】
マイコン２４内のＣＰＵは、変調部１７を制御して、スイッチ部１６から伝送される演奏ピストン部１３の押下パターン及び指掛部１４３の変位情報（変位方向及び変位量）に応じて、ピッチ検出部１２によって検出される入力音声信号のピッチを変調し、ビブラート処理又はピッチベンド処理を施した楽音を生成する。生成された楽音は、ＳＳ２３から出力される。
【００１８】
変調部１７によるピッチの変調に関して以下に説明する。ＬＦＯ２１は、入力されるビブラート周波数ｆ及びビブラート深さＶＩＢから、変動させるピッチ量に対応するビブラートデータＬＦＯＬを生成し、ゲート部２０に出力する。ここで、ビブラート周波数ｆは、例えば、０．３Ｈｚ〜数Ｈｚの範囲内の所定の値が、設定操作子１５によって予め設定されている。また、ビブラートデータＬＦＯＬは、例えば、振幅がビブラート深さＶＩＢ、周波数がビブラート周波数ｆで、０を挟んで変化し、その正負の値に応じて、それぞれピッチを上昇、下降させる情報として使用される。
【００１９】
ゲート部２０は、減少させるピッチ量に対応するベンドデータＢＥＮＤ及びビブラートデータＬＦＯＬを入力され、ピッチ変調処理を行うか否かを指定するイネーブル信号ＥＮに応じて、ベンドデータＢＥＮＤ及びビブラートデータＬＦＯＬを加算部１８に出力する。例えば、イネーブル信号ＥＮ＝１の場合にベンドデータＢＥＮＤ及びビブラートデータＬＦＯＬを出力し、イネーブル信号ＥＮ＝０の場合には何れの信号も出力しない。ビブラートデータＬＦＯＬを決定するためのビブラート深さＶＩＢ及びベンドデータＢＥＮＤの決定方法に関する詳細は後述するが、ビブラートデータＬＦＯＬ、ベンドデータＢＥＮＤは少なくとも何れか一方が０であり、同時に０以外の値を取ることがないように決定されることから、両方の信号を出力する代わりに、０でない何れか一方の信号のみを出力するように構成してもよい。
【００２０】
加算部１８は、入力される周波数データＦＮ（入力音声信号を解析して決定されたピッチ）とビブラートデータＬＦＯＬ又はベンドデータＢＥＮＤとを加算した変調周波数データＦＮ’をキーコード変換部１９に出力し、キーコード変換部１９は、変調周波数データＦＮ’をＭＩＤＩ信号等のキーコードＫＣに変換する。楽音発生部２２は、入力されるキーコードＫＣに対応したピッチの楽音信号、即ち、ビブラート処理又はピッチベンド処理を施した楽音信号を生成する。ここで、周波数データＦＮは実際のピッチの対数値であり、ピッチの変化量を指定するビブラートデータＬＦＯＬ及びベンドデータＢＥＮＤは、変化対象のピッチに対する割合を対数値で表したものとしている。従って、ピッチの変更は、加算部１８による加算処理で行うことができる。各データが対数値でない場合にも、加算処理の代わりに積算処理を行う点を除いて同様に処理することができる。また、ビブラートデータＬＦＯＬは、上記したように、周期的なピッチの上昇、下降に対応する正負の値をとるが、ベンドデータＢＥＮＤは、ピッチの下降に使用されるために、ベンドデータＢＥＮＤが正値で供給される場合には、加算部１８では減算処理を行う。
【００２１】
次に、図１に示した電子楽器の演奏方法の概要を説明する。図１に示した電子楽器は、自然楽器のトランペットを演奏する場合と同様に、演奏者によって片方の手で保持され、他方の手の指で発音されるべき楽音の音高（ピッチ）を指定するために、演奏操作部１３の第１〜第３ピストンが押下され、第１〜第３ピストンの押下状態によって発生楽音の音高が指定される。より正確には、１つの押下パターンに対して複数の音高（音高候補）が指定される。演奏者が音声を発すると、口入力部１１（マイクロフォン）によって発声音が電気信号に変換され、そのピッチが検出され、その時の第１〜第３ピストンの押下パターンによって指定される音高候補の中から、検出されたピッチに最も近い音高が選択され、予め記録された複数の音源データ（例えば、トランペット音）の中から、選択された音高に対応する楽音データが読み出されて発音される。そして、発音中に指掛操作部１４が操作されると、変調部１７のピッチ変調処理によって発音中の音高（ピッチ）が変化する。
【００２２】
また、演奏者による演奏に応じて、ピッチ変調処理前、処理後を問わずピッチデータを、ＭＩＤＩデータ等の楽音制御データとして、外部機器用インターフェース部２６を介して出力し、例えば記録メディア（フレキシブルディスク、カード型半導体メモリ装置など）に、演奏データとして記録させることや、通信用インターフェース部２７を介してコンピュータシステムに演奏データとして伝送することができる。
【００２３】
次に、ビブラート深さＶＩＢ及びベンドデータＢＥＮＤの決定方法を含めて、ピッチを変調する処理の詳細を説明する。図３、４は、指掛操作部１４の操作に応じてピッチを変調し、変調されたピッチで楽音を生成する方法を説明するフローチャートである。以下、図１に示したブロック図を参照しながら、図３、４に示したフローチャートに基づいて説明する。以下において、ＣＰＵは、演奏ピストン部１３の押下パターン情報、設定操作子１５の設定情報などの制御に必要なパラメータをマイコン２４の内部ＲＡＭに一時記録し、各ステップの処理において適宜更新することとする。また、ＣＰＵによる各部に対する制御は、各部に装備されているレジスタに所定の値を書き込むことで行われ、各部はレジスタの値に応じた処理を行うこととする。また、特に断らない限り、マイコン２４のＣＰＵが行う処理として説明する。
【００２４】
先ず、各パラメータに所定の値を設定する初期設定が行われた後、ステップＳ１０において、スイッチ部１６から伝送される演奏ピストンの押下パターンデータを取得し、内部ＲＡＭに記録されている各ピストンの押下パラメータＰ１〜Ｐ３の値と比較して、演奏ピストンの押下パターンが変化したか否かを判断する。演奏ピストンの押下パターンの変化なしと判断した場合、ステップＳ１２に移行し、変化ありと判断した場合、ステップＳ１１において新たな押下パラメータＰ１〜Ｐ３としてＲＡＭ内のレジスタＰ１〜Ｐ３に記録する。このように、レジスタＰ１〜Ｐ３の値は変化したときのみ記録を更新する。
【００２５】
ステップＳ１２では、楽音発生中か否かをキーオン用のフラグＫＯＮで判断し、楽音発生中（ＫＯＮ＝１）なら指掛部の制御を可能にするため、ステップＳ１３に移行し、そうでなければステップＳ２１においてフラグＫＯＮが１にセットされてから、ステップＳ１３に進む。
【００２６】
ステップＳ１３において、指掛操作部１４の変位データ（変位方向及び基準位置からの変位量）を取得し、変位量が０であるか否か、即ち指掛部１４３が何れかの方向に変位しているか否かを判断し、変位量が０であると判断した場合、ステップＳ１４にて変調処理のイネーブル信号ＥＮを０に設定し、図１のゲート部２０を閉じる。指掛部１４３が何れかの方向に変位していると判断した場合、ステップＳ１５に移行して、その変位が前回の変位から変化しているか否かを判断する。即ち、ステップＳ１３で指掛操作部１４から取得した指掛部１４３の変位データ（変位方向及び変位量）が、内部ＲＡＭに記録されている変位パラメータ（変位方向パラメータａ及び変位量パラメータＶＲ）の値と異なるか否かを判断し、異なると判断した場合、ステップＳ１６に移行し、同じであると判断した場合、ステップＳ２１に移行する。
【００２７】
ステップＳ１６において、変位方向を考慮して計算した変位量の変化（指掛部１４３の変位量と変位量パラメータＶＲの値との差）の絶対値が、所定の値（以下、不感帯値と記す）以上であるか否かを判断し、不感帯値以上であると判断した場合、ステップＳ１７に移行し、不感帯値よりも小さいと判断した場合、ステップＳ２１に移行する。ここで、単にスイッチ部１６から取得した変位量と内部ＲＡＭの変位パラメータＶＲの値とを比較せずに変位方向を考慮するのは、変位量が変位量パラメータＶＲの値と等しい場合であっても、変位方向が変位パラメータａの値と異なるときには、指掛部１４３が変化しているからである。不感帯値は、指掛操作部１４の機構、変位の検出精度などに応じて適宜調節され得る。
【００２８】
ステップＳ１７において、イネーブル信号ＥＮを１にし、ステップＳ１３で取得した変位データ（変位方向及び変位量）を、新たに変位方向パラメータａ及び変位量パラメータＶＲとして内部ＲＡＭに記録する。
【００２９】
ステップＳ１８において、内部ＲＡＭに記録されている変位方向パラメータａの値に基づき指掛部１４３の変位方向を判断する。後方向に変位していると判断した場合、ステップＳ１９に移行して、変位量とビブラート深さとを対応させてメモリ２５に記録したテーブルＴＢＬＶから、変位量パラメータＶＲの値に対応するビブラート深さＴＢＬＶ（ＶＲ）を読み出してビブラート深さＶＩＢに設定し、ベンドデータＢＥＮＤに０を設定する。前方向に変位していると判断した場合、ステップＳ２０に移行して、変位量とピッチベンド量を対応させてメモリ２５に記録したテーブルＴＢＬＢから変位量パラメータＶＲの値に対応するピッチベンド量ＴＢＬＢ（ＶＲ）を読み出してベンドデータＢＥＮＤに設定し、ビブラート深さＶＩＢに０を設定する。従って、ビブラート深さＶＩＢ、ベンドデータＢＥＮＤは、少なくとも何れか一方が０となる。
【００３０】
ステップＳ２１において、フラグＫＯＮ、イネーブル信号ＥＮ、ビブラート深さＶＩＢ、及びベンドデータＢＥＮＤの設定に応じて、後述するように変調部１７を制御して検出されたピッチを変調し、楽音信号発生部２２、ＳＳ２３によって変調後のピッチの楽音が生成される。
【００３１】
最後にステップＳ２２において、楽音演奏モード終了又は電源オフ等の終了の指示があったか否かを判断し、終了の指示があるまで、ステップＳ１０〜Ｓ２１の処理を繰り返す。
【００３２】
次に、図４に示したフローチャートに従って、ステップＳ２１の楽音生成処理に関して説明する。
【００３３】
ステップＳ２１０において、口入力部１１からの入力音声信号レベルが、所定の値以上であるか否かを判断する。所定の値よりも小さいと判断した場合、ステップＳ２１１に移行して、初期状態にリセット（フラグＫＯＮを０に設定し、ピッチレジスタをクリアし、ＬＥＤなどの表示手段を消灯するなどの処理）した後にリターンし、ステップＳ２２（図３）に移行する。所定の値以上であると判断した場合、ステップＳ２１２に移行して、フラグＫＯＮを１に設定する。これによって、入力音声信号レベルが所定の値よりも大きいときにのみ、楽音が出力されることとなる。
【００３４】
ステップＳ２１３において、ピッチ検出部１２によって検出された入力音声信号のレベル及びピッチで、検出レベルデータＬ及び検出ピッチデータＰＩＴ１を更新する。
【００３５】
ステップＳ２１４において、ステップＳ２１３で設定された検出ピッチデータＰＩＴ１に対して丸め込み処理を行い、丸め込みピッチデータＰＩＴ２を決定する。
【００３６】
図５は、ピッチの丸め込み処理に使用する音高（ピッチ）と運指との関係を示す運指図の一例であり、この運指図に対応するテーブルデータがメモリ２５に記録されている。図５において、左端縦列には、運指、即ち第１〜第３ピストンの可能な押下パターンとして、８通りのパターンを示している。ここで「１」〜「３」の数字は、対応するピストンが押下されていることを表し、「−」は押下されていないことを表す。また、最上段横行（入力音高）、最下段横行（発音音高）には、それぞれ検出された入力音声信号の検出ピッチデータＰＩＴ１、発音されるべき丸め込みピッチデータＰＩＴ２を、音階記号で表示している。図５は、所定の押下パターン、即ち所定の横１行において、左右の矢印で示された範囲の入力音高に対して、「○」の位置に対応する発音音高が決定されることを表している。即ち、各々の横方向の矢印は、対応する○に該当する発音音高に対する入力音高の許容範囲を表している。例えば、何れのピストンも押下されていなければ、発音音高（最下段横行）の候補は、「Ｃ４」、「Ｇ４」、「Ｃ５」、「Ｅ５」などであり、この演奏ピストンの状態で、検出された入力音声信号のピッチが「Ｄ３」であった場合、入力音高（最上段横行）は「Ｃ３」に決定され、対応する発音音高は「Ｃ４」に決定される。図５において、入力音高と発音音高とが１オクターブずれて表記されているが、これは、男性の声の音域とトランペットの音の音域とのずれを補正するためであり、女性、子供などに応じて適宜変更してもよい。図５はあくまで一例であり、種々の変更が可能であり、対応するテーブルデータをメモリ２５に記録しておき、これを使用することによって、上記と同様に発音音高を決定することができる。ちなみに、上記テーブルのメモリマップは、入力音高に対応するＭＩＤＩデータ又はピッチデータとピストンパターンデータとを入力とし、その交点に発音音高に対応したＭＩＤＩデータ又はピッチデータを出力させるよう構成される。
【００３７】
ステップＳ２１５において、ステップＳ２１４での丸め込み処理によって決定された丸め込みピッチデータＰＩＴ２と、その時に発音中のピッチを記録した発音ピッチデータＰＩＴ３とを比較する。例えば、図５に示したテーブルを使用する場合、Ａ３のピッチの声を出して第２及び第３ピストンが押下されたとすればＧ♯ ４（発音音高）の楽音が発音されるように丸め込まれ、その後、口入力ピッチ及び／又はピストンパターンが変化し、再び丸め込み処理（ステップＳ２１４）が行われてＡ３を出力するようになれば、ステップＳ２１５では、等しくないと判断され、ステップＳ２１６に移行して、発音ピッチデータＰＩＴ３を更新、即ち新たな丸め込みピッチデータＰＩＴ２（Ａ３）を発音ピッチデータＰＩＴ３に設定する。ＰＩＴ２＝ＰＩＴ３のときは、ステップＳ２１９に進む。
【００３８】
ステップＳ２１７において、ピッチ検出部１２によって検出された入力音声信号のピッチ及びピストンの押下パターンによって更新された発音ピッチデータＰＩＴ３と、指掛部１４３の変位に応じて決定されたビブラート深さＶＩＢ又はベンドデータＢＥＮＤとに応じて、加算部１８が、上記したように変調周波数データＦＮ’を生成し、キーコード変換部１９が変調周波数ＦＮ’をキーコードＫＣに変換して楽音信号発生部２２に出力する。ここで、キーコードＫＣは、例えばＭＩＤＩデータなどのような楽音制御データである。
【００３９】
ステップＳ２１８において、楽音信号発生部２２に検出レベルデータＬを伝送する。これを受けて、楽音信号発生部２２は、ステップＳ２１２でフラグＫＯＮが１に設定されていることから、メモリ２５に記録された音源データの中から対応する音源データを、キーコードＫＣに応じたタイミングで読み出し、検出レベルデータＬの値に応じて振幅を変更してアナログの楽音信号を生成し、ＳＳ２３に出力する。さらに、ＳＳ２３が、楽音信号を増幅して楽音として出力する。
【００４０】
以上の処理によって、指掛部１４３が変位した場合、その変位方向及び変位量に応じて、所定の大きさでビブラート処理又はピッチベンド処理を施した楽音がＳＳ２３から出力される。
【００４１】
以上において、指掛操作部１４の一例を図２に示したが、指掛操作部１４は、図２に示した機構に限定されず、外力によって変位し、外力が加えられない状態になれば、指掛部が所定の基準位置に復帰する機構であればよい。さらには、回転軸型の可変抵抗器に限定されず、スライド型の可変抵抗器を使用してもよい。
【００４２】
また、指掛部１４３の変位方向と対応するピッチ変調処理に関しては、上記した対応に限定されず、変位方向と対応する処理を入れ替える、即ち、指掛部１４３が楽器の前方向に変位した場合にビブラート処理を行い、後方法に変位した場合にピッチベンド処理を行うようにしてもよい。さらに、指掛部１４３が楽器の前方向に変位した場合に、ピッチを上昇させる処理を行うなど、種々の変更が可能である。
【００４３】
また、口入力部１１は、上記したマイクロフォンのように、音圧を電気信号に変換する手段に限定されず、その他の手段を使用してもよい。例えば、ピッチ入力手段としてマウスピースに圧力センサを備え、検出される噛み圧に応じて、入力ピッチ（上記した入力音声信号のピッチに該当）を決定してもよい。
【００４４】
また、図４のフローチャートの説明では、ステップＳ２１７で生成されたキーコードＫＣが、楽音信号発生部２２に入力され、ＳＳ２３から発音される場合を説明したが、演奏データを外部記録機器に記録することや、ネットワークに接続されたコンピュータシステムに伝送できるように、キーコードＫＣを内部バス２８を介して外部機器用インターフェース部２６又は通信用インターフェース２７に伝送してもよく、外部機器用インターフェース部２６、通信用インターフェース部２７、ＳＳ２３は、少なくとも何れか１つを備えていればよい。
【００４５】
また、外部機器用インターフェース部２６に、所定の楽曲に対応して、押下すべき演奏ピストンと押下すべきタイミングとを演奏データとして予め記録した記録媒体とのインターフェースの機能を持たせてもよい。例えば、演奏ピストン部１３に３本のピストンの各々に対応させて３個のＬＥＤを備え、外部機器用インターフェース部２６を介して、記録媒体から演奏データを読み出し、演奏データで指定されたタイミングで、指定されたＬＥＤを点灯させて、演奏者に押下すべき演奏ピストンを示してもよい。
【００４６】
また、指掛部１４３の変位方向を表示する表示手段を備えていてもよい。例えば、発光色の異なる２個のＬＥＤを装備し、指掛部１４３の変位方向、即ち電子楽器の前方向又は後方向の変位に応じて、対応するＬＥＤを点灯させてもよい。
【００４７】
また、基準ピッチからのピッチの変調量を表示する手段を備えていてもよい。例えば、上記した３本のピストンに対応させた３個のＬＥＤ、又は指掛部１４３の変位方向を表示する２個のＬＥＤと、その輝度を変更する手段とを備え、ビブラート処理、ピッチベンド処理におけるピッチ変調量に応じて、ＬＥＤの輝度を変化させてもよい。
【００４８】
また、図４のフローチャートでは、丸め込み後のピッチが変動すれば、即ちＰＩＴ２≠ＰＩＴ３であれば、ステップＳ２１６、Ｓ２１７において新たに楽音制御データを生成することとしているが、所定の短い時間（Δｔ１）内に丸め込み後のピッチの変動があったか否かを判断する処理をさらに追加し、Δｔ１以内に丸め込み後のピッチの変動があった場合には、新たに楽音制御データを生成する処理を行わないようにしてもよい。このようにすることによって、演奏者が発声音のピッチを所定の時間（Δｔ１よりも長い時間）ほぼ一定に保持することが困難な場合であっても、不要なピッチ変動が生じないようにすることができる。
【００４９】
同様に、検出レベルの不安定性への対応として、所定の短い時間（Δｔ２）内に検出レベルの変動があったか否かを判断する処理を図４のフローチャートに追加し、Δｔ２以内に検出レベルの変動があった場合には、変動前のレベルを楽音信号発生部に伝送するようにしてもよい。このようにすることによって、演奏者が発声音のレベルを所定の時間（Δｔ２よりも長い時間）ほぼ一定に保持することが困難な場合であっても、不要なレベル変動が生じないようにすることができる。
【００５０】
また、本発明に係る機能を実現するための処理の順序は、図３、４に示したフローチャートに限定されず、種々の変更が可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、音高を指定するための運指操作以外に、１つの指掛操作部を操作することによって、発音中の楽音に対してビブラート処理及びピッチベンド処理の２つの処理を行うことが可能となる。
【００５２】
また、本発明によれば、従来のトランペットなどの金管楽器を模した電子楽器において実現されていなかったビブラート機能及びピッチベンド機能が可能となる。
【００５３】
また、本発明によれば、トランペットなどの金管楽器を模した電子楽器において、指掛部操作部を電子楽器の前後２方向に操作可能な機構とし、各々の方向の操作にそれぞれピッチベンド処理、ビブラート処理を対応させることによって、自然楽器と同様の操作が可能となり、より自然で容易な演奏が可能となる。
【００５４】
また、本発明によれば、トランペットなどの金管楽器を模した電子楽器において、指掛操作部に不感帯を設けることによって、発音中の楽音にビブラート効果、ピッチベンド効果を生じさせる場合、指掛部を所定の位置に正確に変位させ、且つその変位を保持するという精度の高い操作が要求されず、演奏が容易となる。
【００５５】
また、本発明によれば、トランペットなどの金管楽器を模した電子楽器において、演奏者は、ピストンを押下した状態で口入力部に発声するという容易な操作で楽音のピッチ及び大きさを指定することができるので、指掛操作部の操作に注意を集中することができ、発音中の楽音に容易にビブラート効果、ピッチベンド効果を生じさせることができる。特に、入力音高に対して丸め込み処理を行うことによって、演奏者は希望の音高を正確に発声することにそれ程注意することなく、指掛操作部の操作により注意を集中することができ、より容易に発音中の楽音にビブラート効果、ピッチベンド効果を生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子楽器の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子楽器の指掛操作部の一例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電子楽器のピッチを変調する方法を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る電子楽器のピッチが変調された楽音を生成する方法を説明するフローチャートである。
【図５】本実施の形態に係る電子楽器の丸め込み処理に使用される音高と運指との関係を示す運指図である。
【符号の説明】
１１ 口入力部
１２ ピッチ検出部
１３ 演奏ピストン部
１４ 指掛操作部
１５ 設定操作子
１６ スイッチ部
１７ 変調部
１８ 加算部
１９ キーコード変換部
２０ ゲート部
２１ ＬＦＯ（低周波発振器）
２２ 楽音信号発生部
２３ サウンドシステム（ＳＳ）
２４ マイクロコンピュータ
２５ メモリ
２６ 外部機器用インターフェース部
２７ 通信用インターフェース部
２８ 内部バス
１４１ 可変抵抗器
１４２ 軸
１４３ 指掛部
１４３ａ 凸部
１４４ 中点復帰バネ
１４４ａ、１４４ｂ バネ端部
１４５ ストッパ部
Claims (2)
- 口入力手段と、
複数の指の各々に対応し、これら各々の指により操作される複数の入力部を装備し、これら複数の入力部が操作される状態を運指情報として出力する運指入力手段と、
前記口入力手段によって取得される入力信号及び前記運指情報に応じたピッチの楽音を発生させるピッチ指定信号を発生するピッチ信号発生手段とを備える電子楽器であって、
指によって前記電子楽器の前方向又は後方向に操作される指掛操作手段をさらに備え、
該指掛操作手段が前記後方向に操作された場合に、発生される楽音にビブラート効果を生じるように前記ピッチ指定信号を変化させ、前記前方向に操作された場合に、発生される楽音のピッチが下降するように前記ピッチ指定信号を変化させることを特徴とする電子楽器。 - 口入力手段と、
該口入力手段によって取得される入力信号のピッチを検出してピッチ情報として出力するピッチ検出手段と、
複数の指の各々に対応し、これら各々の指により操作される複数の入力部を装備し、これら複数の入力部が操作される状態を運指情報として出力する運指入力手段と、
前記ピッチ情報及び前記運指情報に応じたピッチの楽音を発生させるピッチ指定信号を発生するピッチ信号発生手段とを備える電子楽器であって、
前記運指入力手段の近傍に配置され、前記運指入力手段を操作する指以外の指で操作される指掛操作手段をさらに備え、
該指掛操作手段が操作された状態に応じて前記ピッチ指定信号を変化させることを特徴とする電子楽器。
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