JP2008096698A - 楽器用調律器 - Google Patents

Abstract

【課題】ピッチ誤差値を変動させることなく音量を変える、或いはピッチ誤差と音量を一定値に維持することを練習することができる調律器を提供する。
【解決手段】
楽器音の基本周期を抽出する基本周期抽出手段と、この基本周期抽出手段が抽出した基本周期を手掛りに入力中の楽器音の音名を決定する音名決定手段と、音名決定手段が決定した音名に与えられている基準周期と基本周期抽出手段が抽出した基本周期とを比較し、入力中の楽器音のピッチ誤差を算出するピッチ誤差算出手段と、音名決定手段が決定した音名を表示する音名表示器と、ピッチ誤差算出手段が算出したピッチ誤差値を表示するピッチ誤差表示器と、入力中の楽器音の音量をデジタル値に変換する音量−デジタル変換手段と、この音量−デジタル変換手段が変換したデジタル値に従って入力中の楽器音の音量を表示する音量表示器とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は楽器の音の周波数と、各音名に割り当てられている所定の周波数との誤差をピッチ誤差として表示し、楽器の音の調律をすることに利用する楽器用調律器に関し、特に吹奏楽器或いは弦楽器等において音の周波数を一定に保ちつつ音量を変える等の奏法を効率よく練習することができる機能を付加した楽器用調律器を提供しようとするものである。

従来より楽器用調律器は特許文献１に記載されているように、一般にマイクロコンピュータによって構成される。マイクロコンピュータには入力される楽器音の基本周期を抽出する基本周期抽出手段と、この基本周期抽出手段が抽出した基本周期から楽器音の音名を決定する音名決定手段と、音名決定手段が決定した音名の基準周期と入力中の楽器音の周期とを比較し、入力中の楽器音のピッチ誤差を算出するピッチ誤差算出手段とが設けられる。

マイクロコンピュータの外部には音名表示器とピッチ誤差表示器とが設けられ、音名決定手段が決定した音名と、ピッチ誤差とを表示し楽器の調律に供せられる。
特開２００３−０９９０３４号公報

一般的な楽器用調律器は上述したように、入力中の楽器音の音名と、ピッチ誤差を表示する。この表示情報によれば楽器の調律を行なうことができる。しかしながら、吹奏楽器或は弦楽器の奏法の一つに音の周波数を変えずに音量のみを変化させる方法、或は周波数及び音量を保った状態を一定時間維持する奏法等が存在する。このような奏法が正確に実行できているかを確かめるためには調律器のピッチ誤差表示器を監視しながら、楽器から音を出せば或る程度確認可能であるが、音量が変化しているか、或は音量が一定に保持されているかを正確に確認することはむずかしい。

この発明の目的はピッチ誤差と音量の双方を表示することができる楽器用調律器を提供しようとするものである。

この発明による楽器用調律器は楽器音の基本周期を抽出する基本周期抽出手段と、この基本周期抽出手段が抽出した基本周期を手掛りに入力中の楽器音の音名を決定する音名決定手段と、音名決定手段が決定した音名に与えられている基準周期と基本周期抽出手段が抽出した基本周期とを比較し、入力中の楽器音のピッチ誤差を算出するピッチ誤差算出手段と、音名決定手段が決定した音名を表示する音名表示器と、ピッチ誤差算出手段が算出したピッチ誤差値を表示するピッチ誤差表示器と、入力中の楽器音の音量をデジタル値に変換する音量−デジタル変換手段と、この音量−デジタル変換手段が変換したデジタル値に従って入力中の楽器音の音量を表示する音量表示器とを備える構造としたことを特徴とする。

この発明による楽器用調律器は更に音量表示器は液晶表示器の一部に線状に配列した複数のドット状電極によって構成されるドット状電極群と、このドット状電極群の配列の一端側から他端側に向って音量−デジタル変換手段が変換したデジタル値に応じてドット状電極群を構成する各ドット状電極を順次表示状態に点灯させるバーグラフ表示駆動手段と、によって構成することを特徴とする。

この発明による楽器用調律器によればピッチ誤差と音量の双方を一度に監視することができるから、楽器から音を出しながら楽器の音の周波数を変えずに音量を変化させる奏法或は楽器の音の周波数及び音量を一定に保った状態を維持する奏法の何れでも正確に実行できたかを知ることができる。従って、これらの奏法を効率よく習得することができる。
更に、音量表示器をバーグラフ表示方法としたから、音量の変化を視認性よく表示することができる。

この発明による楽器用調律器を構成する場合、全てをハードウェアによって構成することも可能であるが、最も簡素に実現するにはマイクロコンピュータに楽器用調律器のプログラムをインストールし、このプログラムをマイクロコンピュータに備えた中央演算処理装置で解読し、実行させることにより楽器用調律器として機能させる実施形態が最良である。

図１及び図２を用いてこの発明の一実施例を説明する。図１はこの発明による楽器用調律器の全体の構成を示すブロック図を示す。図中１００はこの発明による楽器用調律器の全体を示す。この発明による楽器用調律器１００は楽器音を電気信号に変換するマイクロホン２０と、このマイクロホン２０から出力される楽器音信号を飽和増幅し、矩形波を生成する飽和増幅器３０と、各種の設定用操作スイッチ、電源スイッチ等を含む操作スイッチ群４０と、飽和増幅器３０から入力される矩形波のゼロクロス点から楽音信号の基本波を抽出する基本波抽出手段１２−１、音名決定手段１２−２、ピッチ誤差算出手段１２−３等を構成するためのマイクロコンピュータ１０と、音名表示器５１、ピッチ誤差表示器５２等を含む表示器５０とを備えて構成される。

マイクロコンピュータ１０は既によく知られているように、中央演算処理装置１１と、ＲＯＭと呼ばれる読み出し専用メモリ１２と、ＲＡＭと呼ばれている書き替え可能なメモリ１３と、入力ポート１４、出力ポート１５とを備えて構成される。この実施例では読み出し専用メモリ１２にプログラムをインストールし、インストールしたプログラムにより基本波抽出手段１２−１、音名決定手段１２−２、ピッチ誤差算出手段１２−３、音量−デジタル変換手段１２−４を構成した場合を示す。書き替え可能なメモリ１３はプログラムの実行中に発生する各種のパラメータの記憶に利用される。

基本波抽出手段１２−１は飽和増幅器３０から入力される矩形波のゼロクロス点の時刻情報を収集し、時刻情報から規則性を持つ周期を抽出する。規則性を持つ周期の中から最長の周期を入力中の楽器信号の基本波周期として抽出する。
基本波が抽出されると音名決定手段１２−２が起動される。音名決定手段１２−２は参照表に記憶されている各音名の基準周期を参照し、基本波抽出手段１２−１が抽出した基本波の周期に最も近い周期を持つ音名を入力中の楽音信号の音名として決定する。

ピッチ誤差算出手段１２−３は音名決定手段１２−２が決定した音名の基準周期と基本波抽出手段１２−１が抽出した基本波とを比較し、ピッチ誤差を算出する。
音名決定手段１２−２で決定した音名情報及びピッチ誤差算出手段１２−３で算出したピッチ誤差値はそれぞれ表示器５０に備えた音名表示器５１とピッチ誤差表示器５２に出力され音名とピッチ誤差を表示する。

図２に表示器５０の一例を示す。この例では共通の液晶表示器に音名表示器５１とピッチ誤差表示器５２を実装した例を示す。音名表示器５１は各音名に与えられている表示符号Ａ、Ａ＃、Ｂ、Ｃ、Ｃ＃…等を表示する。ピッチ誤差は中央の０セントを中心に左側に−５０セント、右側に＋５０セントの表示領域を有し、指針を表示するための細条電極が白地に黒、又は黒地に白に表示され、ピッチ誤差値を表示する。ここまでは従来の楽器用調律器の構成及び動作と同じである。

この発明の特徴とする構成は読み出し専用メモリ１２に音量−デジタル変換手段１２−４を設け、入力中の楽器音の音量をデジタル値に変換し、このデジタル値を表示器５０に併設した音量表示器５３に表示する構成とした点を特徴とする。
図２に示す例では数値表示器により音量表示器５３を構成した場合を示す。音量−デジタル変換手段１２−４は例えば飽和増幅器３０の前段側から矩形波に波形整形されない状態の楽音信号を取り出し、整流平滑回路３１で直流に変換し、入力ポート１４に入力する。

音量−デジタル変換手段１２−４は入力ポート１４に入力される直流電圧をデジタル値に変換する。整流平滑回路３１の平滑時定数は調律器でピッチ誤差算出可能な最低周波数の信号の数周期によりわずかに大きい程度の時定数を設定し、音量の変化に対して直流電圧が大きく遅れることなく変化するように設定する。

整流平滑回路３１の平滑電圧が例えば１００ｍＶである場合を最大音量と定めたとすると、０〜１００ｍＶの直流電圧を例えば０〜９９の数値に該当するデジタル値に変換する。このデジタル値を音量表示器５３に送り出し、音量表示器１３に数値として表示する。数値表示型の音量表示器５３であっても音量が一定値に維持されていれば数値表示は一定値を維持する。音量が序々に低下する状況では音量表示器５３を構成する数値表示器は表示中の数値が序々に小さくなる方向に変化する。音量が序々に増加する場合には表示中の数値が序々に大きくなる方向に変化する。従って、数値表示型の音量表示器であっても、ピッチ誤差を一定値に維持したまま音量を増加又は減少させる等の奏法が奏者の意図する通りに実行されているか否かを奏者自身、又は指導者等が監視することができる。

図３及び図４を用いてこの発明の第２の実施例を説明する。この実施例ではマイクロコンピュータ１０の内部に音量−デジタル変換手段１２−４に加えてバーグラフ表示駆動手段１２−５を設けると共に表示器５０にバーグラフ表示部５３Ａを設けた構成とした場合を示す。バーグラフ表示部５３Ａは液晶表示器の一部に線状に配列したドット状電極群ＤＴ−１〜ＤＴ−４によって構成することができる。この実施例では線状に配列したドット状電極群を４群形成した場合を示す。各ドット状電極群ＤＴ−１〜ＤＴ−４の各ドット電極はバーグラフ表示駆動手段１２−５によって音量に応じて配列の一端側ＭＩＮから他端側ＭＡＸに向って音量−デジタル変換手段１２−４が変換したデジタル値に応じて順次表示状態に点灯制御する。尚、液晶表示器では電極（透明電極）に電圧を印加することによってその電極部分が白地に黒くドットを表示するか又は黒地に白くドットを表示する。この表示状態をここでは点灯と称すことにする。

各ドット状電極群ＤＴ−１〜ＤＴ−４は揃って同一の数のドット状電極が表示状態に点灯し、複数列のドット状電極群ＤＴ−１〜ＤＴ−４の点灯表示により帯状にバーグラフが音量に応じて伸縮し、その伸縮量に応じて音量を表示する。バーグラフ表示することにより音量の変化を視認性よく表示することができる。

この発明による楽器用調律器は楽器の初心者から上級者まで幅広く練習用に活用される。

この発明の第１の実施例を説明するためのブロック図。 図１に示した実施例に用いる表示器の一例を説明するための正面図。 この発明の第２の実施例を説明するためのブロック図。 図３に示した実施例に用いる表示器の一例を説明するための正面図。

符号の説明

１０ マイクロコンピュータ ２０ マイクロホン
１１ 中央演算処理装置 ３０ 飽和増幅器
１２ 読み出し専用メモリ ４０ 操作スイッチ群
１２−１ 基本周期抽出手段 ５０ 表示器
１２−２ 音名決定手段 ５１ 音名表示器
１２―３ ピッチ誤差算出手段 ５２ ピッチ誤差表示器
１２−４ 音量−デジタル変換手段 ５３ 音量表示器
１２−５ バーグラフ表示駆動手段 ５３Ａ バーグラフ表示部
１３ 書き替え可能メモリ ＤＴ−１〜ＤＴ−４ ドット状表示電極群
１４ 入力ポート
１５ 出力ポート

Claims (2)

1. 楽器音の基本周期を抽出する基本周期抽出手段と、
   この基本周期抽出手段が抽出した基本周期を手掛りに入力中の楽器音の音名を決定する音名決定手段と、
   音名決定手段が決定した音名に与えられている基準周期と上記基本周期抽出手段が抽出した基本周期とを比較し、上記入力中の楽器音のピッチ誤差を算出するピッチ誤差算出手段と、
   上記音名決定手段が決定した音名を表示する音名表示器と、
   上記ピッチ誤差算出手段が算出したピッチ誤差値を表示するピッチ誤差表示器と、
   入力中の楽器音の音量をデジタル値に変換する音量−デジタル変換手段と、
   この音量−デジタル変換手段が変換したデジタル値に従って入力中の楽器音の音量を表示する音量表示器と、
   を備える構造としたことを特徴とする楽器用調律器。
2. 請求項１記載の楽器用調律器において、上記音量表示器は液晶表示器の一部に線状に配列した複数のドット状電極によって構成されるドット状電極群と、
   このドット状電極群の配列の一端側から他端側に向って上記音量−デジタル変換手段が変換したデジタル値に応じて上記ドット状電極群を構成する各ドット状電極を順次表示状態に点灯させるバーグラフ表示駆動手段と、
   によって構成することを特徴とする楽器用調律器。

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