JP2005078008A - 電子楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】アコースティックな楽器から演奏者が聴き取る楽音により近い楽音の生成を可能とする電子楽器の提供。
【解決手段】演奏操作部１に対する演奏者による演奏操作に基づいて電子的に楽音を生成する楽音生成部３を備えた電子楽器について、身体の音響伝播特性を模した濾波手段１１を有し、楽音生成部で生成の楽音を濾波手段にて濾波することにより、楽音が演奏者の身体を伝播する場合を模擬した内部楽音を生成する内部楽音生成部１０を設けるようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、演奏操作に基づいて電子的に楽音を生成するようになっている電子楽器に関する。

通常のアコースティックな楽器は、共鳴胴や共鳴管などの共鳴部を持ち、その共鳴部による共鳴音で大きな楽音を発生させるようになっている。これに対し、電子楽器は共鳴部が省かれていたり、共鳴部が本来の共鳴部の如きものでなかったり、基本的には、楽音を電子的に生成させるようにされている。具体的には、図４にブロック図の形態で示す従来の電子楽器の代表的な構成例のように、例えばギタータイプの電子楽器の場合であれば、アコースティックギターと同様に弦などで構成された演奏操作部１０、この演奏操作部１０に対する演奏操作の状態を検出するセンサ２０、およびセンサ２０の出力に基づいて楽音を電子的に生成させる楽音生成部３０を備え、楽音生成部３０で生成した楽音をスピーカ４０やヘッドホン５０に出力するように構成されている（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３など）。

特開２００３−８４７６６号公報 特開２００２−１９６７５２号公報 特開平７−２８４６０号公報

電子楽器の中で最近市販されているものに、サイレント楽器と呼ばれるものがある。サイレント楽器は、本来の楽器の楽音を忠実に再現すると共に、その発生出力が、サイレント、即ち、低出力である点で、他の電子楽器と異なる。楽音の忠実な再現という点では、独自の電子音を出力するエレキギターなどと大きな違いを持つ。また、低出力という点では例えばサイレントギターと称されるものは、フォークギターに比べて音のエネルギーが１００分の１、音量では１０分の１といった低パワー出力楽器となっている。これによって周囲に聞こえる音はごくわずかで、夜間の練習やアパート等の狭空間での練習に好適な楽器として普及しつつある。しかしその一方で、従来のサイレント楽器には、演奏者にとって通常のアコースティックな楽器を演奏した場合とは異なる演奏感をもたらしてしまうという問題があった。以下このことについて説明する。

演奏者は、楽器自体が大きな楽音を発生させるアコースティックな楽器を演奏練習する場合、二つの経路で楽音を聴いている。その一つは、共鳴部の発する楽音が空気中を伝播して聴覚に達する経路である（以下、この経路の音を外部楽音と呼ぶ）。聴き手（演奏者以外の者）は、この空気中伝播経路の楽音を聴いている。他の一つは、楽音の基となる楽器の振動が演奏者の身体を伝播して聴覚に達する経路である（以下、この経路の音を内部楽音とよぶ）。この身体伝播経路の楽音は聴衆である聴き手には聴こえないのが通常である。

このようにアコースティックな楽器の場合であれば、演奏者は二つの経路による伝播音が合成された楽音を聴いている。しかるに、従来のサイレント楽器で電子的に生成される楽音は、上記の空気中伝播経路の楽音だけを模擬したものであった。このため演奏者は、自分自身を聴き手として通常のアコースティックな楽器による楽音と同様に外部楽音のみが聴こえ、内部楽音は聞くことができず、演奏者にとってはかなりの違和感（録音した自分の声を聴いた場合に感じる違和感にたとえることができる）を与える結果になっていた。

本発明は、以上のような従来のサイレント楽器における問題点を改善するためになされたものであり、アコースティックな楽器から演奏者が聴き取る楽音により近い楽音の生成を可能とする、サイレント楽器を含む電子楽器の提供を目的としている。

上記目的のために本発明では、演奏操作部と前記演奏操作部に対する演奏者による演奏操作に基づいて電子的に楽音を生成する楽音生成部を備えた電子楽器において、身体の音響伝播特性を模した濾波手段を有し、前記楽音生成部で生成の楽音を前記濾波手段にて濾波することにより、前記楽音が演奏者の身体を伝播する場合を模擬した内部楽音を生成する内部楽音生成部を備えたことを特徴としている。

また本発明では上記のような電子楽器について、演奏者用のヘッドホンを備えるとともに、前記楽音と前記内部楽音を前記ヘッドホンに選択的に入力させる切替え手段を備えるものとしている。

本発明によるサイレント楽器では、上記のように、身体の音響伝播特性を模した濾波手段にて濾波することにより楽音生成部で生成の楽音から内部楽音も生成するようにしている。このためアコースティックな楽器から演奏者が聴き取る楽音により近い楽音の生成が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１に第１の実施形態によるサイレント楽器の構成をブロック図の形態で示す。本実施形態のサイレント楽器は、例えばギタータイプのサイレント楽器の場合であり、アコースティックギターと同様に弦などで構成された演奏操作部１、この演奏操作部１に対する演奏操作の状態を検出するピエゾ素子などより成るセンサ２、及びセンサ２の出力に基づいて楽音を電子的に生成させる楽音生成部３、内部楽音生成部１００を備え、楽音生成部３で生成した楽音を増幅器を通じてスピーカ４やヘッドホン５に出力するように構成されている。サイレント楽器は演奏練習用として使うことの他に、実際の演奏用としても使うこともある。演奏練習時にサイレント楽器として使用する場合は、スピーカはスイッチによってオフ（又は、スピーカを接続しない）にしておき、ヘッドホン５のみで聴く。しかし、演奏時などの如くスピーカも併せて出力させるとき（聴衆が存在する外部演奏のときの他に、練習でスピーカの出力を自分で聴きたいとき）には、そのスイッチをオンしてスピーカの投入をはかる。センサ２は、弦毎に設けた例と、全ての弦の合成振動を１個で検知する例とがある。楽音生成部３は、こうしたセンサ２の出力を受けて外部楽音信号を生成する。内部楽音生成部１００は、濾波手段としての濾波器１１と増幅器１２とより成る。

内部楽音生成部１００は、楽音生成部３で生成された楽音を濾波器１１で濾波することにより内部楽音を生成し、この内部楽音を増幅器１２で増幅して演奏者Ｐ用のヘッドホン５に出力するようにされている。そのために濾波器１１には身体の音響伝播特性を模した特性が与えられている。具体的にいうと、音響は空気中を伝播する場合と人の身体を伝播する場合とで伝播特性が異なり、身体伝播では空気中伝播よりも一定レベルで低音側にシフトした状態になることから、その低音側シフトに対応するローパスフィルタの形態にして濾波器１１を形成している。

内部楽音の発生機構について考察する。楽器の振動を演奏者が身体で内部音として感じるとは、楽器と身体との接触部位を通じて、身体がこれを感知することであり、その接触部位からの振動が身体の表面及び身体の内部を通じて伝播し、内部音として把握できることである。接触部位と内部音として把握できる部位（聴覚神経や耳の内部）との間は、数学的にはある伝達関数をもって音が伝播する。この伝達関数は、複雑であり、楽器の種類が何であるか、演奏者の体格や接触部位がどこであるか、どのような接触面積を持っているか、胸部の大きさがどれ位か、等種々な要因によって定まると考えられる。
こうした伝達関数によって定まる内部楽音の周波数域は低週波域である。本件発明者が実際のクラッシックギターを使って実験した所、体感的に遮断周波数が３０〜３００Ｈｚ程度の周波数の中に収まることが確認された。その他にギターの他の種類や他の楽器ではまた違った低周波の例も当然にありうるものと思われる。

ここで、濾波器１１について述べる。
第１の実施例は遮断周波数を１個（即ちｆｃ）とした例である。濾波器１１は、遮断周波数ｆｃで急激に高週波域をカットするものや、遮断周波数ｆｃ以降の高域で一次遅れや二次遅れなどの特性を持って徐々に遮断していくものがある。両者採用可能である。
かかる事例は、ある固定した遮断周波数ｆｃを定めた例であるが、前述したように遮断周波数は体感的なものである。そこで、種々の遮断周波数ｆｃ１、ｆｃ２、…、ｆｃｎを選べるようにフィルタを構成しておき、演奏者が自らその１つを選択できるようにする。これがフィルタの第２の実施例である。フィルタの機能の選択のためには、フィルタ選択切替スイッチを設ける。遮断周波数の選択の他に、通過周波数帯域を複数持たせておき、その帯域を選択切替ＳＷでも切替える例もある。
図１の実施例は、アナログ処理系で実現する例とディジタル処理系で実現する例とがある。ディジタル処理系の場合、ＣＰＵとメモリとＡＤ変換器とＤＡ変換器を用いて、ＣＰＵで図１の構成要素２、３、１００を実現する。ＡＤ変換器の入力側に操作部１があり、ＤＡ変換器の出力側にスピーカ４、イヤホン５がある。

このようなサイレント楽器では、楽音生成部３で生成された楽音はスピーカ４に低出力され、内部楽音生成部１０で生成された演奏者専用楽音（内部楽音）が演奏者Ｐ用のヘッドホン５に出力される。ヘッドホンに５には、外部音完全遮断形と外部音非遮断形との２種類があり、ここでは、外部音完全遮断形ではなく、外部音も生成部１００からの内部音も同時に聞こえる如き非遮断形のヘッドホンである。したがって演奏者Ｐは、楽音生成部３で生成されてスピーカ４を通じて伝わる楽音と内部楽音生成部１０で生成されてヘッドホン５を通じて伝わる内部楽音とが合成された状態の楽音を聴くことができるようになり、アコースティックな楽器の演奏の場合により近い演奏感を得ることがきるようになる。一方、スピーカ４をオフにしておく例にあっては、演奏者は内部音のみをヘッドホンで聴くことになる。

スピーカ４を持たない例やスピーカをオフにしておく例であって、ヘッドホン５で外部音と内部音とを同時に聴く如き例にあっては、生成器３の出力と生成器１００の出力とを合成する合成手段（例えば生成器１００内部に設ける）を設けておき、この合成出力をヘッドホン５に出力させればよい。

本発明のサイレント楽器の頂部や側壁に操作器２００を付加して、人間の操作性の向上や利便性の向上をはかった例を図２に示す。ＰＳＷは電源ＳＷ、ＶＣは音のボリュームスイッチ、ＢＣはベースコントロール部、ＴＣはトレブルコントロール部、ＨＤＳＷはヘッドホンスイッチ、ＨＤＴはヘッドホン差し込み端子、ＯＴはスピーカなどの接続を行う外部出力端子、ＩＴはマイク等の接続を行う外部入力端子、ＦＣは濾波器の周波数選択切替ＳＷである。この他に内部楽音を出力させるか否かの指示部を持たせてもよい。ここで、スピーカを使用する場合は、ＯＴにスピーカ端子を差し込んで使用（オン）でき、またＦＣを操作することで、体感に合致した内部楽音の選択を行える。こうした操作器２００を付加することで、操作性や利便性が向上する。操作器の他に、小型の表示器（液晶等）を設けて、操作状況やその内部指示、楽器の状況等を表示させる例もある。

図３に第２の実施形態による電子楽器の構成を示す。ヘッドホン５が外部完全遮断形に好適例である。本実施形態は、第１の実施形態による電子楽器に切替え手段である切替え器１３を付加した構成とされている。切替え器１３は、楽音生成部３で生成された楽音と内部楽音生成部１０で生成された内部楽音を選択的にヘッドホン５に出力できるように形成されている。したがって演奏者Ｐは、２種類の楽音を選択的にヘッドホン５で聴くことができる。更に切替器１３に生成部３と１０の生成出力とを合成出力できる機能を持たせておけば、演奏者は３種類の楽音を選択的にヘッドホンで聴くことができる。

一方、ヘッドホン５が外部非遮断形の場合、図３の実施態様で、切替器１３が生成器３の出力を選択したとき、スピーカオンであれば、演奏者Ｐには、スピーカ４からの音と、切替器１３で選択した生成器３からの音とが、重なって聞こえてしまう。従って、このときには、演奏者は切替器１３で生成器３の出力を選択しないようにする。一方、スピーカオンであっても内部楽音のみを聴きたいこともある。このためには、切替器１３の出力を外部楽音を相殺するような信号にすればよい。

ヘッドホン５は、外部出力端子ＯＴにつないで使用するが、その種類が外部音完全遮断形か非遮断形かは、外部出力端子ＯＴにとっては関係のない事項であることが多い。従って、ある時は外部音完全遮断形を差し込み使用し、他のあるときは非遮断形を差し込み使用するといったことがありうる。
そこで、図２の操作器に、ヘッドホンの種類を指示するスイッチ（指示器）と、内部楽音のみを聴くのか外部楽音のみを聴くのか両者の合成音を聴くのかを示すスイッチ（指示器）を付加しておく。更に、この指示器対応の機能を実現するように、図２、図３の回路を併合して構成しておく。かくして、上記２つの指示器の操作に応じた楽音を聴くことが可能となる。

尚、サイレント楽器として、サイレントギターの例で説明したが、サイレントバイオリンやサイレントチェロ等の他のサイレント楽器にも適用できる。
また、サイレント楽器以外に、フォークギター等の電子楽器にあっても、内部楽音の生成及びその聴取がそのまま実現できる。

本発明では、身体の音響伝播特性を模した濾波器にて濾波することにより楽音生成部で生成の楽音から内部楽音も生成するようにしている。このためアコースティックな楽器から演奏者が聴き取る楽音により近い楽音の生成が可能となり、電子楽器の質をさらに高めて電子楽器の製造分野の発展に大きく寄与することができる。

第１の実施形態による電子楽器の構成を示すブロック図である。 本発明の操作器の具体例である。 第２の実施形態による電子楽器の構成を示すブロック図である。 従来の電子楽器の代表的な構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 演奏操作部
３ 楽音生成部
５ ヘッドホン
１１ 濾波手段
１００ 内部楽音生成部
１３ 切替え器（切替え手段）
Ｐ 演奏者

Claims (5)

1. 演奏操作部と前記演奏操作部に対する演奏者による演奏操作に基づいて電子的に楽音を生成する楽音生成部を備えた電子楽器において、
   身体の音響伝播特性を模した濾波手段を有し、前記楽音生成部で生成の楽音を前記濾波手段にて濾波することにより、前記楽音が演奏者の身体を伝播する場合を模擬した内部楽音を生成する内部楽音生成部を備えたことを特徴とする電子楽器。
2. 演奏者用のヘッドホンを備えるとともに、前記楽音と前記内部楽音を前記ヘッドホンに選択的に入力させる切替え手段を備えている請求項１に記載の電子楽器。
3. 上記内部楽音を発生させるか否かの指示手段を持つ請求項１又は２の電子楽器。
4. 上記濾波器は、複数の遮断周波数又は複数の周波数帯域を持つ構成とし、遮断周波数の１つ又は周波数帯域の１つを選択可能な指示手段を待つ請求項１の電子楽器。
5. ヘッドホンを通じて、内部楽音のみを聴くか、外部楽音のみを聴くか、両者の合成楽音を聴くかの１つを選択可能な指示手段を持つ請求項１又は４の電子楽器。
   

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