JP2011017759A - 振動発生装置および電子楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】 演奏者に対してフィードバックを与え、演奏に臨場感を与える。
【解決手段】 電子楽器１０の本体１１およびヘッド１３には振動モータ２２、２３が配置される。振動モータ２２、２３は、それぞれ、駆動信号によりその振動量が制御される。弦振動検出部４３は、複数の弦１６の弦振動スイッチ４０の信号に基づき各弦の振動レベルを検出し、振動量演算部４６は、弦が振動しているときの振動レベルに基づく第１の振動パラメータを算出し、当該第１の振動パラメータに対応する所定の振動量を示す駆動信号を生成して、振動部３５を構成する振動モータ２２、２３にそれぞれ出力する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、弦楽器の弦振動に近似した振動を発生する振動発生装置、および、当該振動発生装置を内蔵した電子楽器に関する。

従来、たとえば、特許文献１、特許文献２に開示されているように、ギターなど弦楽器の形態を有する電子楽器が提案されている。アコースティック弦楽器では、演奏者は所望のフレット位置で弦を押さえることで、かつ、弦を指で弾いて振動させることで、弦の太さ、および、フレット位置からブリッジとの間の弦長とナットとブリッジとの間の弦の全長（全弦長）との比にしたがった音高の楽音が発生し、これをボディの内部の空間で共鳴させるようになっている。また、エレクトリックギターなどでは、ボディの表面に取り付けられたピックアップにより弦の振動を検知して、当該弦振動を電気信号に変換して出力できるようなっている。

これに対して、特許文献１、特許文献２に開示された電子楽器では、ネック上、弦およびフレット間で画定される領域のそれぞれにスイッチを設け、演奏者が、スイッチをオンされることで音高を指定し、かつ、ボディの表面に張設された弦を弾いて振動させることで、電子楽器内部に設けられた音源部が指定された音高の楽音データを発生するように構成されている。すなわち、上記電子楽器では、弦振動は、楽音発生開始のトリガーに用いられる。このように、弦およびフレット間で画定される領域のスイッチにより、演奏者により押された弦およびフレット位置を特定して音高を決定することで、弦楽器の演奏形態をとりつつ、高速にかつ簡易に種々の音色の楽音を発生させることが可能となる。

実公平７−３８９５２号公報 実願昭６１−１４５１９８号のマイクロフィルム（実開昭６３−５１３９６号）

アコースティック弦楽器のように、弦振動をボディ内部で共鳴させて楽音を発生するもの、或いは、エレクトリックギターなどのように、弦振動をピックアップで検出して、その電気信号を増幅して出力するものの何れも、弦自体の振動に基づく楽音が発生されるため、張設された弦の支持部、すなわち、ブリッジ、演奏者が指で押さえているネック上の位置やナットに弦振動が伝搬し、その結果、ボディ自体、ネック或いはヘッドが振動する。

これに対して、特許文献１や特許文献２に開示された電子楽器では、弦振動は楽音発生開始のトリガーに用いられ、実際の楽音データは電子回路である音源部により生成される。したがって、演奏者は、指先や体に、本来の弦楽器から生じるような振動を感じることができない。このため、上記電子楽器の演奏者は、楽器からのフィードバックの不足から、演奏の臨場感などを感じられないという問題点があった。

本発明は、演奏者に対してフィードバックを与え、演奏に臨場感を与えることができる振動発生装置、および、当該振動発生装置を内蔵した電子楽器を提供することを目的とする。

本発明の目的は、本体と、本体から長手方向に延びるネックと、ネックの端部に取り付けられたヘッドとを備え、前記本体表面に、複数の弦が張設された電子楽器において、前記弦の振動に基づき前記電子楽器を振動させる振動発生装置であって、
前記複数の弦のそれぞれの振動レベルを検出する弦振動検出手段と、
前記本体内およびヘッド内に配置された振動手段と、
前記振動手段を駆動する駆動信号であって、その振動量を制御可能な駆動信号を生成する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、前記弦が振動しているときの振動レベルに基づく第１の振動パラメータを算出し、当該第１の振動パラメータに対応する所定の振動量を示す駆動信号を生成することを特徴とする振動発生装置により達成される。

好ましい実施態様においては、
前記制御手段が、各弦の振動レベルに基づく第１の振動パラメータの総和に基づいて、前記駆動信号を生成する。

また、好ましい実施態様においては、前記ネックにおいて、長手方向に複数のフレットスイッチが並べて配設され、かつ、当該複数のフレットスイッチが、前記長手方向に直行する列方向に前記弦の数だけ配設され、
前記フレットスイッチの操作状態を検出するフレットスイッチ状態検出手段を備え、
前記制御手段が、オン状態のフレットスイッチの、前記ネックの長手方向における位置に基づき、前記位置が前記ボディに近づくのにしたがって、その振動レベルを小さくする第２の振動パラメータを算出し、前記第１の振動パラメータおよび第２の振動パラメータに基づき前記駆動信号を生成する。

より好ましい実施態様においては、前記ネックにおいて、長手方向に複数のフレットスイッチが並べて配設され、かつ、当該複数のフレットスイッチが、前記長手方向に直行する列方向に前記弦の数だけ配設され、
前記列方向の各列のフレットスイッチの操作状態を検出するフレットスイッチ状態検出手段を備え、
前記制御手段が、前記列ごとに、オン状態のフレットスイッチの、前記ネックの長手方向における位置に基づき、前記位置が前記ボディに近づくのにしたがって、その振動レベルを小さくする第２の振動パラメータを算出し、
前記列についての第２のパラメータと、当該列に対応する弦についての第１のパラメータとに基づいたパラメータの総和を算出し、当該振動パラメータの総和に基づいて、前記駆動信号を生成する。

別の好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記弦の各々に対応付けて、前記弦の張設方向の垂直方向に沿って一様に減少或いは増大する第３の振動パラメータと、前記各弦の振動レベルに基づく第１の振動パラメータと、に基づいたパラメータの総和を算出し、当該振動パラメータの総和に基づいて、前記駆動信号を生成する。

また、本発明の目的は、本体と、本体から長手方向に延びるネックと、ネックの端部に取り付けられたヘッドとを備え、前記本体表面に、複数の弦が張設された電子楽器であって、
前記ネックに配設された複数のフレットスイッチであって、長手方向に並べられた一群のフレットスイッチが、前記長手方向に直行する列方向に前記弦の数だけ配設された複数のフレットスイッチと、
前記列方向の各列のフレットスイッチの操作状態を検出するフレットスイッチ状態検出手段と、
前記複数の弦のそれぞれの振動レベルを検出する弦振動検出手段と、
前記フレットスイッチの操作状態および当該フレットスイッチに対応付けられた弦の振動レベルにしたがって、所定の音高の楽音を発生する楽音発生手段と、
前記本体内およびヘッド内に配置された振動手段と、
前記振動手段を駆動する駆動信号であって、その振動量を制御可能な駆動信号を生成する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、前記弦が振動しているときの振動レベルに基づく第１の振動パラメータを算出し、前記各弦についての第１のパラメータの総和に対応する所定の振動量を示す駆動信号を生成することを特徴とする電子楽器により達成される。

好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記楽音発生手段により発生された楽音の音高に基づき、弦楽器における開放弦のときに全弦長に対する、当該音高の楽音を発生するときの弦長の比にしたがって、当該比が小さくなるのにしたがって、その振動レベルを小さくする第２の振動パラメータを算出し、
前記列についての第２のパラメータと、当該列に対応する弦についての第１のパラメータとに基づいたパラメータの総和を算出し、当該振動パラメータの総和に基づいて、前記駆動信号を生成する。

また、このましい実施態様においては、前記制御手段が、前記楽音発生手段により発生された楽音の音程が所定の度であるときに、前記振動パラメータの総和を増大させ、前記増大された振動パラメータの総和にしたがって駆動信号を生成する。

より好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記音程が、完全１度、完全８度、完全５度のときに、
完全１度＞完全８度＞完全５度
の順で、前記振動パラメータの総和を増大させる。

本発明によれば、演奏者に対してフィードバックを与え、演奏に臨場感を与えることができる振動発生装置、および、当該振動発生装置を内蔵した電子楽器を提供することが可能となる。

図１（ａ）は、本発明の実施の形態にかかる電子楽器の概略平面図、図１（ｂ）は、電子楽器の概略側面図である。 図２は、本実施の形態にかかる電子楽器のハードウェア構成を示すブロックダイヤグラムである。 図３は、本実施の形態にかかる電子楽器１０の内部構成を示すブロックダイヤグラムである。 図４は、本実施の形態にかかる電子楽器において実行される処理の例を示すフローチャートである。 図５は、本実施の形態にかかるスイッチ処理の例を示すフローチャートである。 図６は、本実施の形態にかかるスイッチ処理の例を示すフローチャートである。 図７は、本実施の形態にかかる弾弦処理の例を示すフローチャートである。 図８は、本実施の形態にかかる振動処理の例を示すフローチャートである。 図９は、仮想的な弦長と第２のパラメータＬ（ｋ）を説明する図である。 図１０は、フレット位置と仮想的な弦長に基づくパラメータＬ（ｋ）とを関連付けたパラメータテーブルの例を示す図である。 図１１は、本実施の形態にかかる弦共鳴付加処理の例を示すフローチャートである。 図１２は、本実施の形態にかかる発音処理の例を示すフローチャートである。 図１３は、本実施の形態にかかる発音処理の例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１（ａ）は、本発明の実施の形態にかかる電子楽器の概略平面図、図１（ｂ）は、電子楽器の概略側面図である。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、電子楽器１０は、ギターなど弦楽器に類似した形状であり、ボディ１１、ボディ１１の一端から延びるネック１２、ネック１２の端部（ギターのナットに相当する部分）１７に取り付けられたヘッド１３を備える。ボディ１１の上面中央部には、ブリッジ１４および弦支持部材１５がボディ１１に取り付けられ、これらの間に６本の弦１６が張設されている。ブリッジ１４および弦支持部材１５には、後述するように、弦１６の振動を検出する部材（弦振動スイッチ４０）が設けられている。弦１６において、図１（ｂ）に示す最下部がギターの第６弦に相当するように最も太い弦が張設され、上に向かうのにしたがって弦の太さが徐々に細くなる。

また、本実施の形態においては、ネック１２上にはスイッチ群２１が配置されている。スイッチ群２１においては、ネック１２上の２つのフレット間および弦により画定される所定の領域に少なくとも１つのフレットスイッチが配置されている。演奏者が、ネック１２上の所望の位置を指で押して何れか１つのフレットスイッチをオンさせることで、電子楽器１０は、特定の弦を特定のフレット位置で押さえたことを認識することができる。

さらに、本実施の形態においては、ボディ１１中、ブリッジ１４の対応する所定の位置に振動部材２２が取り付けられると共に、ネック１３中にも振動部材２３が取り付けられている。振動部材２２、２３は、たとえば、駆動信号により回転駆動される振動モータであり、駆動信号の信号レベルによりその回転数（振動量）を変更することが可能である。

図２は、本実施の形態にかかる電子楽器のハードウェア構成を示すブロックダイヤグラムである。図２に示すように、本実施の形態にかかる電子楽器１０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、スイッチ部３４、振動部３５およびサウンドシステム３６を有している。ＣＰＵ１１は、電子楽器１０全体の制御、スイッチ部３４を構成する各種スイッチの操作の検出、振動部３５の振動モータ２２、２３を回転駆動する駆動信号の生成、スイッチ部３４を構成する各種スイッチの操作にしたがった楽音データ生成の指示など種々の処理を実行する。

ＲＯＭ１２は、スイッチ部３４を構成する各種スイッチの操作の検出、振動部３５の振動モータ２２、２３を回転駆動する駆動信号の生成、各種スイッチ操作にしたがった楽音データ生成の指示などの処理プログラムを格納する。また、ＲＯＭ１２は、ギター、ベース、ピアノなど種々の音色の楽音データを生成するための波形データを記憶する波形データエリアを備えている。本実施の形態においては、ＲＯＭ１２の波形データエリアには、エレクトリックギター、アコースティックギター、エレクトリックベース、アコースティックベースなど主として弦楽器の音色の波形データが格納されるが、これに限定されるものではなく、ピアノなど鍵盤楽器、管楽器、打楽器などの音色の波形データが格納されていても良い。

ＲＡＭ１３は、ＲＯＭ１２から読み出されたプログラムや、処理の過程で生じたデータを記憶する。処理の過程で生じたデータには、スイッチ部３４を構成するスイッチ（たとえば、スイッチ群２１中のフレットスイッチ）の操作状態、各弦１６の振動状態および振動レベル、各弦に対応する楽音の発音状態などが含まれる。

サウンドシステム３６は、音源部３７、オーディオ回路３８およびスピーカ３９を備える。音源部３７は、ＣＰＵ３１からの指示にしたがって、ＲＯＭ３２から波形データを読み出して、楽音データを生成して出力する。オーディオ回路３８は、楽音データをアナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号を増幅してスピーカ３９に出力する。これによりスピーカ３９から音響信号が出力される。

スイッチ部３４は、ネック１２上に配置されたスイッチ群２１および弦振動スイッチ４０を備える。スイッチ群２１には、複数のフレットスイッチ（たとえば符号４１、４２参照）が配置される。本実施の形態では、スイッチ群２１において、第ｋ弦（ｋ＝１〜６）に相当するライン上において、フレットごとに１つのフレットスイッチが配置される。第ｋ弦のフレットスイッチは、ネック１２の長手方向に沿ってフレット数だけ並べて配置されている。また、上記長手方向に沿ってフレット数Ｎだけ配置された一群のフレットスイッチが、弦の数（Ｋ：本実施の形態では「６」）だけ、長手方向に垂直な方向に配設される。したがって、本実施の形態においては、ネック１２上には、Ｋ×Ｌ個のフレットスイッチがマトリクス状に配置される。

ＣＰＵ３１は、フレットスイッチの操作状態を検出することにより、演奏者がどの弦およびフレット位置を押したかを判断することができる。無論、ある弦に相当するライン上において、フレット間に複数のスイッチが配置され、それらの何れかがオン状態となったことで、どの弦のフレット位置が押されたかを判断するように構成しても良い。

また、ＣＰＵ３１は、弦振動スイッチ４０の振動状態および振動レベルを検出することにより、演奏者が、何れの弦をどの程度の強さで弾弦したかを判断することができる。

たとえば、特許文献１に記載されたように、弦の端部に導電性部材を設けるとともに、弦が振動していないときには、弦の端部の導電性部材と接触しない他の導電性部材を設け、弦の振動に伴い、当該導電性部材が変動して他の導電性部材と接触することで、弦振動を検出するスイッチにより、振動状態（振動の有無）を判断することができる。また、特許文献２に記載されたように、本体１１上に弦１６と対向する位置にピックアップを設けて、ピックアップからの出力のエンベロープ（包落線）を算出して、当該エンベロープのレベルにより弦の振動レベルを検出することができる。なお、ピックアップ出力に基づいて弦の振動状態（振動の有無）を検出しても良い。無論、他の手段を用いて弦の振動状態および振動レベルを検出しても良い。

図３は、本実施の形態にかかる電子楽器１０の内部構成を示すブロックダイヤグラムである。図３に示すように、電子楽器１０は、弦振動検出部４３、フレットスイッチ状態検出部４４、音源処理部４５および振動量演算部４６を有する。弦振動処理部４３は、弦振動スイッチ４０からの信号に基づいて、各弦の振動状態（振動の有無）および振動レベルを検出する。フレットスイッチ状態検出部４４は、スイッチ群２１を構成するフレットスイッチのそれぞれについての操作状態（オン状態、オフ状態）を検出する。弦の振動状態および振動レベル、フレットスイッチの操作状態は、それぞれ、ＲＡＭ３３に格納される。

音源処理部４５は、弦振動検出部３２により得られた各弦の振動状態（振動の有無）および振動レベルと、フレットスイッチ状態検出部４４により得られたフレットスイッチの操作状態とに基づいて、所定の音高の楽音データを生成してサウンドシステム３６に出力する。また、振動量演算部４６は、各弦の振動状態（振動の有無）および振動レベルと、フレットスイッチの操作状態とに基づいて、振動部３５の振動モータ２２、２３のそれぞれを回転駆動するための駆動信号を生成して駆動部３５に出力する。

本実施の形態において、弦振動検出部４３、フレットスイッチ状態検出部４４および振動量演算部４６は、主としてＣＰＵ３１により実現される。音源処理部４５は、ＣＰＵ３１およびサウンドシステム３６により実現される。

このように構成された電子楽器１０において実行される処理について説明する。図４は、本実施の形態にかかる電子楽器において実行される処理の例を示すフローチャートである。電子楽器１０のＣＰＵ３１は、ＲＡＭ１３に一時的に記憶された各種パラメータ、弦の振動状態や振動レベルを示すデータ、フレットスイッチの操作状態を示すデータのクリアを含むイニシャライズ処理を実行する（ステップ４０１）。

次いで、ＣＰＵ３１（フレットスイッチ状態検出部４４）は、スイッチ処理を実行する（ステップ４０２）。図５および図６は、本実施の形態にかかるスイッチ処理の例を示すフローチャートである。ＣＰＵ３１は、弦を特定するパラメータｋを「１」に初期化し（ステップ５０１）、パラメータｋが「６」より大きくなるまで（ステップ５０２でＹｅｓ）、ステップ５０３〜ステップ５０７、ステップ６０１〜６０３の処理を繰り返す。ステップ５０２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、他のスイッチ処理（たとえば、音色指定スイッチの操作に応答した処理など）を実行して（ステップ５０８）、スイッチ処理を終了する。

ステップ５０２でＮｏと判断された場合に、ＣＰＵ３１は、第ｋ弦に相当するネック１２の長手方向のライン上に、新規オンのフレットスイッチが存在するかを判断する（ステップ５０３）。ステップ５０３でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、第ｋ弦に相当するライン上で、新規オンとなったフレットスイッチの高音側、つまり、よりボディ１１に近い側でオン状態であるような他のフレットスイッチが存在するかを判断する（ステップ５０４）。これは、弦楽器において、同じ弦について、複数のフレット位置で弦が押された場合に、最高音を発生するフレット位置の押弦が有効となることを考慮したものである。

ステップ５０４でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、新規オンとなったフレットスイッチについてのノートオンイベントをＲＡＭ３４に格納する（ステップ５０５）。ノートオンイベントはフレットスイッチの操作状態（オン状態）を示す情報に相当し、フレットスイッチを特定するパラメータ（たとえば、弦の番号およびフレット番号）を含む。

次いで、ＣＰＵ３１は、第ｋ弦に相当するネック１２の長手方向のライン上に、新規オフのフレットスイッチが存在するかを判断する（ステップ５０６）。ステップ５０６でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、パラメータｋをインクリメントして（ステップ６０３）、ステップ５０２に戻る。ステップ５０６でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、新規オフとなったフレットスイッチについてのノートオフイベントをＲＡＭ３４に格納する（ステップ５０７）。ノートオフイベントはフレットスイッチの操作状態（オフ状態）を示す情報に相当し、フレットスイッチを特定するパラメータ（たとえば、弦の番号およびフレット番号）を含む。

その後、ＣＰＵ３１は、第ｋ弦に相当するライン上で、新規オフとなったフレットスイッチの低音側、つまり、よりヘッド１３に近い側でオン状態であるような他のフレットスイッチが存在するかを判断する（ステップ６０１）。ステップ６０１でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、当該他のフレットスイッチについてのノートオンイベントをＲＡＭ３４に格納する（ステップ６０２）。たとえば、ある弦において、２つのフレット位置が押さえられた状態で、高音側をオフ状態にすると、低音側の楽音が鳴ることに対応している。その後ＣＰＵ３１は、パラメータｋをインクリメントして（ステップ６０３）、ステップ５０２に戻る。

スイッチ処理（ステップ４０２）の後、ＣＰＵ３１（弦振動検出部４３）は、弾弦処理を実行する（ステップ４０３）。図７は、本実施の形態にかかる弾弦処理の例を示すフローチャートである。図７に示すように、ＣＰＵ３１は、弦を特定するパラメータｋを「１」に初期化し（ステップ７０１）、パラメータｋが「６」より大きくなるまで（ステップ７０２でＹｅｓ）、ステップ７０３以降の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、第ｋ弦の振動状態（振動の有無）および振動レベルを取得して、ＲＡＭ３４に格納する（ステップ７０３）。その後、ＣＰＵ３１は、パラメータｋをインクリメントして（ステップ７０４）、ステップ７０２に戻る。

弾弦処理（ステップ４０３）の後、ＣＰＵ３１（振動量演算部４６）は振動処理を実行する（ステップ４０４）。図８は、本実施の形態にかかる振動処理の例を示すフローチャートである。本実施の形態においては、弦ごとに、振動レベル、仮想的な弦長、および、仮想的な弦の太さに基づいて振動量パラメータが算出され、算出された振動量パラメータの総和に、さらに発音された楽音の音程（２つの楽音の隔たり）を考慮して、振動モータ２２、２３を回転駆動するための振動量データが生成される。

ＣＰＵ３１は、弦を特定するパラメータｋを「１」に初期化するとともに、振動量パラメータの総和ΣＥを「０」に初期化する（ステップ８０１）。ステップ８０１においては、後述する第１のパラメータＨ（ｋ）、第２のパラメータＬ（ｋ）および第３のパラメータＲ（ｋ）も初期化される。ここで、第１のパラメータＨ（ｋ）の初期値は「０」、第２のパラメータＬ（ｋ）および第３のパラメータＲ（ｋ）の初期値は「１」とする。ＣＰＵ３１は、パラメータｋが「６」より大きくなるまで（ステップ８０２でＹｅｓ）、ステップ８０３〜８０８以降の処理を繰り返す。

ＣＰＵ３１は、第ｋ弦の振動レベルに基づく第１のパラメータＨ（ｋ）を得る（ステップ８０３）。本実施の形態において、第１のパラメータＨ（ｋ）は、それぞれ「０」〜「１」の値をとり、最大の振幅レベルで弾弦されたときにＨ（ｋ）＝１、振幅が「０」（つまり第ｋ弦が振動していない）ときにＨ（ｋ）＝０となり、振幅が大きくなるのにしたがってＨ（ｋ）は線形に増大する。なお、振幅が大きくなるのにしたがってＨ（ｋ）は増大するが、これは線形ではなく他の関数（たとえば指数関数や対数関数）にしたがっても良い。

次いで、ＣＰＵ３１は、第ｋ弦の仮想的な弦長に基づく第２のパラメータＬ（ｋ）を取得する（ステップ８０４）。実際の弦楽器では、第ｋ弦において押弦されたフレット位置とブリッジとの間の弦長、および、ヘッドとネックとの間にあるナットとブリッジとの間の弦の全長（全弦長）に基づき、全弦長に対する弦長の比により発音される楽音の音高が決まる。また、弾弦された際の弦自体の振動量も、全弦長に対する上記弦長の比に従う。すなわち、演奏者により押されたフレット位置が、ヘッドに近づくのにしたがって、弦自体の振動量は大きくなり、開放弦の状態、つまり、全弦長で弾弦されたときに最大となる。

本実施の形態にかかる電子楽器１０では、ヘッドからブリッジの全体にわたって弦が張設されていない。したがって、実際に第ｋ弦がヘッドからブリッジの全体にわたって張設されていた場合を考え、フレットスイッチのオンにより発生する楽音と同一の楽音を発生するときのフレット位置とブリッジとの間の弦長を仮想的な弦長として、当該仮想的な弦長と全弦長との比を、第２のパラメータＬ（ｋ）としている。

図９は、仮想的な弦長と第２のパラメータＬ（ｋ）を説明する図、図１０は、フレット位置と仮想的な弦長に基づくパラメータＬ（ｋ）とを関連付けたパラメータテーブルの例を示す図である。図９において、第１弦１６−１〜第６弦１６−６の下端に位置するブリッジから、ヘッドとネックとの間に位置するナット（符号９００）までの第２のパラメータＬ＝１とする。すなわち、仮想的な弦長／全弦長＝１となるからである。

たとえば、第５フレット（符号９０２参照）の位置（図９では、第３弦の第５フレットに相当する位置（符号９０１参照））が押されている場合には、第３弦の開放弦Ｇ音に対して完全４度高いＣＢ音が発生し、仮想的な弦長／全弦長＝０．７４９２であり、Ｌ（３）＝０．７４９２となる。また、第７フレット（符号９０４参照）の位置（図９では、第６弦の第７フレットに相当する位置（符号９０３参照））が押されている場合には、第６弦の開放弦Ｅ音に対して完全５度高いＢ音が発生し、仮想的な弦長／全弦長＝０．６６６４であり、Ｌ（６）＝０．６６４となる。本実施の形態にかかるパラメータテーブルには、フレット位置ｎにおけるパラメータＬとして、（開放弦のときに発生される楽音の平均率による周波数／第ｎフレットがオンされたときに発生される楽音の平均率による周波数）が格納されている。

本実施の形態においては、図１０のテーブル１０００に示すように、フレット位置と第２のパラメータＬとを関連付けたパラメータテーブルを用意し、ＲＯＭ３２に格納している。したがって、ＣＰＵ３１は、スイッチオンイベントおよび後述する発音ステータスを参照して、フレットスイッチがオン状態で楽音発生中のフレット位置を特定し、ＲＯＭ３２中のパラメータテーブルを参照して、特定されたフレット位置に関連付けられたパラメータＬの値を取得すれば良い。

また、ＣＰＵ３１は、第ｋ弦の仮想的な弦の太さにしたがった第３のパラメータＲ（ｋ）を取得する（ステップ８０５）。本実施の形態において、仮想的な弦の太さとは、実際の弦楽器の第１弦〜第６弦までの弦の太さであり、弦の番号が増大するのにしたがって弦の太さは増大する。たとえば、最も弦の太さが大きい第６弦について、パラメータＲ（６）＝１として、パラメータＲ（ｋ）は以下のような値をとる。

Ｒ（５）＝０．９
Ｒ（４）＝０．７
Ｒ（３）＝０．５
Ｒ（２）＝０．４
Ｒ（１）＝０．３
本実施の形態においては、弦の番号ｋとパラメータＲ（ｋ）とを関連付けた第２のパラメータテーブルを用意し、ＲＯＭ３２に格納している。ＣＰＵ３１は、処理中のパラメータｋの値に基づいて、Ｒ（ｋ）を取得することができる。なお、上記Ｒ（ｋ）の値は上述したものに限定されない。

その後、ＣＰＵ３１は、取得した第１のパラメータＨ（ｋ）、第２のパラメータＬ（ｋ）および第３のパラメータＲ（ｋ）を乗じて、第ｋ弦についての振動量パラメータＥ（ｋ）を算出し（ステップ８０６）、算出された振動量パラメータＥ（ｋ）を、振動量パラメータの総和ΣＥに加算する（ステップ８０７）。次いで、ＣＰＵ３１は、パラメータｋをインクリメントして（ステップ８０８）、ステップ８０２に戻る。

ステップ８０２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、弦共鳴付加処理を実行する。図１１は、本実施の形態にかかる弦共鳴付加処理の例を示すフローチャートである。ＣＰＵ３１は、各弦の発音ステータスを参照して、発音中の弦の番号を特定するとともに、発音中の弦のスイッチオンイベントを参照して、発音中の楽音の音程（２つの楽音の隔たり）を特定する（ステップ１１０１）。

たとえば、演奏者はＥｍａｊのコードを弾く左手を操作すると以下のようなフレット位置が押される。また、括弧内は発生する楽音の音高である。

第６弦：開放弦（Ｅ２）
第５弦：第２フレット（Ｂ２）
第４弦：第２フレット（Ｅ３）
第３弦：第１フレット（Ｇ＃３）
第２弦：開放弦（Ｂ３）
第１弦：開放弦（Ｅ４）
この場合には、第６弦と第５弦とが完全５度、第６弦と第４弦とが完全８度、第５弦と第２弦とが完全８度、第４弦と第２弦とが完全５度、および、第４弦と第１弦とが完全８度の関係を有することになる。

ＣＰＵ３１は、発音中の楽音の音程を参照して、完全１度（同音）の関係を有する楽音が存在するかを判断する（ステップ１１０２）。ステップ１１０２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、振動量パラメータの総和ΣＥに、完全１度についての共鳴係数Ｉｎｔ１を乗じて、その乗算値を振動量データＰとする（ステップ１１０３）。その一方、ステップ１１０２でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、振動量パラメータの総和ΣＥを、振動量データＰとする（ステップ１１０４）。

また、ＣＰＵ３１は、発音中の楽音の音程を参照して、完全５度の関係を有する楽音が存在するかを判断し（ステップ１１０５）、存在する場合には（ステップ１１０５でＹｅｓ）、振動量データＰに、完全５度についての共鳴係数Ｉｎｔ５を乗じる（ステップ１１０６）。さらに、ＣＰＵ３１は、発音中の楽音の音程を参照して、完全８度の関係を有する楽音が存在するかを判断し（ステップ１１０７）、存在する場合には（ステップ１１０７でＹｅｓ）、振動量パラメータＰに、完全８についての共鳴係数Ｉｎｔ８を乗じる（ステップ１１０８）。

本実施の形態において、共鳴係数Ｉｎｔ１、Ｉｎｔ５、Ｉｎｔ８は、それぞれ１より大きい数であり、Ｉｎｔ１＞Ｉｎｔ８＞Ｉｎｔ５である（たとえば、Ｉｎｔ１＝１．４、Ｉｎｔ８＝１．３、Ｉｎｔ５＝１．２）。したがって、発音中の楽音の音程に完全１度、完全８度および完全５度の何れかが含まれる場合に、その音程にしたがって、振動量データＰが増分される。

弦共鳴付加処理（ステップ８０９）が終了すると、ＣＰＵ３１は、得られた振動量データＰに基づいて、振動部３５の振動モータ２２、２３をそれぞれ駆動するための駆動信号を生成して、振動モータ２２、２３に出力する（ステップ８１０）。これにより、振動モータ２２、２３は振動し、ボディ１１およびヘッド１３の振動が演奏者に伝えられる。なお、振動モータ２２は、ヘッド１３より体積および重量の大きいボディ１１を振動させる必要があるため、振動モータ２２は、振動モータ２３よりより大きく振動するように駆動信号は出力されるのが望ましい。

振動処理（ステップ４０４）の後、ＣＰＵ３１（音源処理部４５）は発音処理を実行する（ステップ４０５）。図１２および図１３は、本実施の形態にかかる発音処理の例を示すフローチャートである。図１２に示すように、ＣＰＵ３１は、弦を特定するパラメータｋを「１」に初期化し（ステップ１２０１）、パラメータｋが「６」より大きくなるまで（ステップ１２０２でＹｅｓ）、ステップ１２０３以降の処理を繰り返す。

ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３を参照して、第ｋ弦についてのスイッチオンイベントがあるかを判断する（ステップ１２０３）。ステップ１２０３でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ１３を参照して、第ｋ弦の振動レベルが「０」より大きいかを判断する（ステップ１２０４）。ステップ１２０４でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、スイッチオンイベントにしたがってオン状態となったフレットスイッチに対応する音高の楽音を、振動レベルに基づくベロシティで発音するようにサウンドシステム３６の音源部３７に指示する（ステップ１２０５）。音源部３７は、指示にしたがって、ＲＯＭ３２から音高に応じて波形データを読み出して、所定のベロシティを乗じて楽音データを生成し、オーディオ回路３８に出力する。ＣＰＵ３１は、その後、第ｋ弦のスイッチオンイベントをクリアするとともに、ＲＡＭ３３に格納される第ｋ弦の発音ステータスを「発音中」とする（ステップ１２０６）。これにより、新規に第ｋ弦上のフレットスイッチがオンされ、かつ、第ｋ弦が弾弦されたときに、フレットスイッチに対応する音高の楽音の発音を開始させることができる。

ステップ１２０７でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、第ｋ弦の発音ステータスが「発音中」であるかを判断する（ステップ１２０７）。ステップ１２０７でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、現在発音中の第ｋ弦の楽音の音量レベルを、現在の第ｋ弦の振動レベルに従ったものにするよう、音源部３７に指示する（ステップ１２０８）。音源部３７は、ＣＰＵ３１からの指示にしたがって、読みだされた波形データに、第ｋ弦の現在の振動レベルに基づく音量レベル（エンベロープ）を乗じて楽音データを生成し、オーディオ回路３８に出力する。

さらに、ＣＰＵ３１は、第ｋ弦の振動レベルが「０」になっている場合には（ステップ１２０９でＮｏ）、ＲＡＭ３３に格納される第ｋ弦の発音ステータスを「消音中」とする（ステップ１２１０）。ステップ１２０４でＮｏ或いはステップ１２０９でＹｅｓと判断された場合、または、ステップ１２０６或いはステップ１２１０が終了した場合には、ステップ１３０４に進む。

ステップ１２０７でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、第ｋ弦の振動レベルが「０」より大きいかを判断する（ステップ１３０１）。ステップ１３０１でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、第ｋ弦の開放弦に対応する音高の楽音を、振動レベルに基づくベロシティで発音するようにサウンドシステム３６の音源部３７に指示する（ステップ１３０２）。音源部３７は、指示にしたがって、ＲＯＭ３２から音高に応じて波形データを読み出して、所定のベロシティを乗じて楽音データを生成し、オーディオ回路３８に出力する。ＣＰＵ３１は、その後、第ｋ弦のスイッチオンイベントをクリアするとともに、ＲＡＭ３３に格納される第ｋ弦の発音ステータスを「発音中」とする（ステップ１３０３）。これにより、新規に第ｋ弦において、フレットスイッチがオンされていない、すなわち、開放弦の状態で第ｋ弦が弾弦されたときであっても、開放弦に対応する音高の楽音の発音を開始させることができる。

また、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３を参照して、第ｋ弦についてのスイッチオフイベントがあるかを判断する（ステップ１３０４）。ステップ１３０４でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ３１は、第５弦の楽音の消音を音源部３７に指示する（ステップ１３０５）。音源部３７は、第ｋ弦について発音中の楽音データに、所定のリリースエンベロープを乗じて、楽音を消音させる。ＣＰＵ３１は、その後、第ｋ弦のスイッチオフイベントをクリアするとともに、ＲＡＭ３３に格納される第ｋ弦の発音ステータスを「消音中」とする（ステップ１３０６）。これにより、新規に第ｋ弦上のフレットスイッチがオフにされた場合には、当該フレットスイッチに対応する音高の楽音を消音させることができる。

その後、ＣＰＵ３１はパラメータｋをインクリメントして（ステップ１３０７）、ステップ１２０２に戻る。

本実施の形態によれば、ＣＰＵ３１（弦振動検出部４３）は弦振動スイッチ４０からの信号に基づき、複数の弦１６のそれぞれの振動レベルを検出する。また、ＣＰＵ３１（振動量演算部４６）は、弦振動検出部４３により検出された弦の振動レベルに基づく第１の振動パラメータを算出し、当該第１の振動パラメータに対応する所定の振動量を示す駆動信号を生成する。駆動信号は振動部３５に与えられ、本体内に配置された振動モータ２２およびヘッド内に配置された振動モータ２３が振動する。したがって、本実施の形態においては、実際の弦楽器と同様に、弦が振動したときに、その振動にしたがって電子楽器１０自体を振動させることができる。これにより、ユーザにより演奏しているときの臨場感を感じさせることが可能となる。

また、本実施の形態によれば、ＣＰＵ３１（振動量演算部４６）は、各弦の振動レベルに基づく第１の振動パラメータの総和に基づいて駆動信号を生成する。したがって、弦のそれぞれの振動に基づく適量な振動をボディ１１およびヘッド１３に発生させることが可能となる。

また、本実施の形態においては、ネック１２において、長手方向に複数のフレットスイッチが並べて配設され、かつ、当該複数のフレットスイッチが、前記長手方向に直行する列方向に前記弦の数だけ配設されている。ＣＰＵ３１（フレットスイッチ状態検出部４４）は、フレットスイッチの操作状態を検出し、ＣＰＵ３１（振動量演算部４６）は、オン状態のフレットスイッチの、ネック１２の長手方向における位置に基づき、位置がボディ１１に近づくのにしたがって、その振動レベルを小さくする第２の振動パラメータを算出し、第１の振動パラメータおよび第２の振動パラメータに基づき前記駆動信号を生成する。

実際の弦楽器において、押弦するフレット位置がボディに近い側（高音側）になるのにしたがって、振動する弦長が短くなるため振動量が減少する。フレット位置に応じて振動量を制御することにより、実際の弦楽器の弦長に基づく振動量と同様の振動量を取得することが可能となる。

本実施の形態においては、ＣＰＵ３１（振動量演算部４６）は、列ごとに、オン状態のフレットスイッチの、ネック１２の長手方向における位置に基づき、位置がボディ１１に近づくのにしたがって、その振動レベルを小さくする第２の振動パラメータを算出し、列についての第２のパラメータと、当該列に対応する弦についての第１のパラメータとに基づいたパラメータの総和を算出し、当該振動パラメータの総和に基づいて、駆動信号を生成している。したがって、弦のそれぞれの振動に基づくきめ細かで適量な振動をボディ１１およびヘッド１３に発生させることが可能となる。

さらに、本実施の形態においては、ＣＰＵ３１（振動量演算部４６）は、音源部３７が発生する楽音の音高に基づき、弦楽器における開放弦のときに全弦長に対する、当該音高の楽音を発生するときの弦長の比にしたがって、当該比が小さくなるのにしたがって、その振動レベルを小さくする第２の振動パラメータを算出している。したがって、実際の弦楽器における演奏の際の振動と同様な振動を、ボディ１１およびヘッド１３に発生させることができる。

また、本実施の形態においては、ＣＰＵ３１（振動量算出部４６）は、弦の各々に対応付けて、前記弦の張設方向の垂直方向に沿って一様に減少或いは増大する第３の振動パラメータを参照して、各弦の振動レベルに基づく第１の振動パラメータと第３のパラメータに基づいたパラメータの総和を算出し、当該振動パラメータの総和に基づいて、駆動信号を生成する。実際の弦楽器では、弦の太さは弦の張設方向の垂直方向にそって一様に大きく或いは小さくなる。弦の太さが大きくなるのにしたがってその振動量は大きく、したがって、弦楽器自体を振動させる作用も大きくなる。本実施の形態によれば、このような弦楽器の弦の太さを考慮したボディ１１およびヘッド１３の振動を実現することができる。

さらに、本実施の形態においては、ＣＰＵ３１（振動量演算部４６）は、音源部３７により発生された楽音の音程が所定の度であるときに、振動パラメータの総和を増大させ、増大された振動パラメータの総和にしたがって駆動信号を生成する。実際の弦楽器では、一定の協和音が生じているときに、弦同士が共鳴する。本実施の形態によれば、共鳴による振動を電子楽器においても実現することが可能となる。

また、本実施の形態においては、共鳴度の大きな順に３つ（完全１度、完全８度および完全５度）について、振動パラメータの増大の度合いも上記順序で、振動パラメータを増大させている。したがって、共鳴度にしたがった振動を実現することが可能となる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

本実施の形態においては、弦の振動レベルに基づく第１の振動パラメータ、仮想的な弦の長さに基づく第２の振動パラメータ、および、仮想的な弦の太さに基づく第３の振動パラメータを算出し、これらを乗じて振動パラメータを得ているが、これに限定されるものではない。たとえば、第１の振動パラメータのみを用いてもよい。或いは、第１の振動パラメータおよび第２の振動パラメータを用いても良いし、第１の振動パラメータおよび第３の振動パラメータを用いても良い。さらに、他の振動パラメータの組み合わせを採用しても良い。

また、本実施の形態においては、弦共鳴付加処理において、完全１度、完全８度および完全５度について、１以上の共鳴係数を、振動量パラメータの総和に乗じて、値を増分させている。しかしながら、他の音程（たとえば、完全４度、長１０度）においても所定の共鳴係数を用いて値を増分させても良い。

１０ 電子楽器
１１ ボディ
１２ ネック
１３ ヘッド
１４ ブリッジ
１５ 弦支持部材
１６ 弦
２１ スイッチ群
２２、２３ 振動モータ
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４ スイッチ部
３５ 振動部
３６ サウンドシステム
４０ 弦振動スイッチ
４１、４２ フレットスイッチ
４３ 弦振動検出部
４４ フレットスイッチ状態検出部
４５ 音源処理部
４６ 振動量演算部

Claims (9)

1. 本体と、本体から長手方向に延びるネックと、ネックの端部に取り付けられたヘッドとを備え、前記本体表面に、複数の弦が張設された電子楽器において、前記弦の振動に基づき前記電子楽器を振動させる振動発生装置であって、
   前記複数の弦のそれぞれの振動レベルを検出する弦振動検出手段と、
   前記本体内およびヘッド内に配置された振動手段と、
   前記振動手段を駆動する駆動信号であって、その振動量を制御可能な駆動信号を生成する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段が、前記弦が振動しているときの振動レベルに基づく第１の振動パラメータを算出し、当該第１の振動パラメータに対応する所定の振動量を示す駆動信号を生成することを特徴とする振動発生装置。
2. 前記制御手段が、各弦の振動レベルに基づく第１の振動パラメータの総和に基づいて、前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の振動発生装置。
3. 前記ネックにおいて、長手方向に複数のフレットスイッチが並べて配設され、かつ、当該複数のフレットスイッチが、前記長手方向に直行する列方向に前記弦の数だけ配設され、
   前記フレットスイッチの操作状態を検出するフレットスイッチ状態検出手段を備え、
   前記制御手段が、オン状態のフレットスイッチの、前記ネックの長手方向における位置に基づき、前記位置が前記ボディに近づくのにしたがって、その振動レベルを小さくする第２の振動パラメータを算出し、前記第１の振動パラメータおよび第２の振動パラメータに基づき前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の振動発生装置。
4. 前記ネックにおいて、長手方向に複数のフレットスイッチが並べて配設され、かつ、当該複数のフレットスイッチが、前記長手方向に直行する列方向に前記弦の数だけ配設され、
   前記列方向の各列のフレットスイッチの操作状態を検出するフレットスイッチ状態検出手段を備え、
   前記制御手段が、前記列ごとに、オン状態のフレットスイッチの、前記ネックの長手方向における位置に基づき、前記位置が前記ボディに近づくのにしたがって、その振動レベルを小さくする第２の振動パラメータを算出し、
   前記列についての第２のパラメータと、当該列に対応する弦についての第１のパラメータとに基づいたパラメータの総和を算出し、当該振動パラメータの総和に基づいて、前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の振動発生装置。
5. 前記制御手段が、前記弦の各々に対応付けて、前記弦の張設方向の垂直方向に沿って一様に減少或いは増大する第３の振動パラメータと、前記各弦の振動レベルに基づく第１の振動パラメータと、に基づいたパラメータの総和を算出し、当該振動パラメータの総和に基づいて、前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の振動発生装置。
6. 本体と、本体から長手方向に延びるネックと、ネックの端部に取り付けられたヘッドとを備え、前記本体表面に、複数の弦が張設された電子楽器であって、
   前記ネックに配設された複数のフレットスイッチであって、長手方向に並べられた一群のフレットスイッチが、前記長手方向に直行する列方向に前記弦の数だけ配設された複数のフレットスイッチと、
   前記列方向の各列のフレットスイッチの操作状態を検出するフレットスイッチ状態検出手段と、
   前記複数の弦のそれぞれの振動レベルを検出する弦振動検出手段と、
   前記フレットスイッチの操作状態および当該フレットスイッチに対応付けられた弦の振動レベルにしたがって、所定の音高の楽音を発生する楽音発生手段と、
   前記本体内およびヘッド内に配置された振動手段と、
   前記振動手段を駆動する駆動信号であって、その振動量を制御可能な駆動信号を生成する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段が、前記弦が振動しているときの振動レベルに基づく第１の振動パラメータを算出し、前記各弦についての第１のパラメータの総和に対応する所定の振動量を示す駆動信号を生成することを特徴とする電子楽器。
7. 前記制御手段が、前記楽音発生手段により発生された楽音の音高に基づき、弦楽器における開放弦のときに全弦長に対する、当該音高の楽音を発生するときの弦長の比にしたがって、当該比が小さくなるのにしたがって、その振動レベルを小さくする第２の振動パラメータを算出し、
   前記列についての第２のパラメータと、当該列に対応する弦についての第１のパラメータとに基づいたパラメータの総和を算出し、当該振動パラメータの総和に基づいて、前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項６に記載の電子楽器。
8. 前記制御手段が、前記楽音発生手段により発生された楽音の音程が所定の度であるときに、前記振動パラメータの総和を増大させ、前記増大された振動パラメータの総和にしたがって駆動信号を生成することを特徴とする請求項６または７に記載の電子楽器。
9. 前記制御手段が、前記音程が、完全１度、完全８度、完全５度のときに、
   完全１度＞完全８度＞完全５度
   の順で、前記振動パラメータの総和を増大させることを特徴とする請求項８に記載の電子楽器。

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