JP2012073381A

JP2012073381A - 管楽器の発音態様報知制御装置及びプログラム

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Publication number: JP2012073381A
Application number: JP2010217709A
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Inventors: Ryuji Hashimoto; 隆二橋本
Original assignee: Yamaha Corp
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Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2012-04-12
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Also published as: JP5672905B2

Abstract

【課題】実際の管楽器に近い演奏感覚で、演奏者が所望する音を確実に発音させうる技術を提供する。
【解決手段】発音態様報知制御装置は、管楽器の本体部に接続され、演奏者が口で演奏可能な形状を有した吹口部に対して、演奏者が口で行った動作によって生じた物理量を多段階で検出する。また、発音態様報知制御装置は、吹口部に対する動作によって生じる物理量と、演奏者の指で操作される複数の操作手段における操作状態と、各音高との関係を予め定義した音高情報を記憶している。発音態様報知制御装置は、音高情報に基づいて、検出した前記物理量に対応する音高を報知情報として特定すると共に、特定した報知情報に基づく発音態様を報知する。
【選択図】図６

Description

本発明は、管楽器の発音態様報知制御装置及びプログラムに関する。

管楽器の演奏操作や音色を模した電子管楽器が下記特許文献１に開示されている。下記特許文献１の電子管楽器は、吹き口部を備える管楽器の形状を有し、演奏者が指でオクターブの音域の音高や音色を指定する操作を行い、指定に応じた音を発音させるものである。また、下記特許文献２には、演奏者によって本体装置が傾けられた角度に応じたオクターブと演奏者の押圧操作に応じた音名とに基づく管楽器の音を出力する音声処理装置が開示されている。

特開平０６−０４３８６７号公報特開２０１０−０４８９０９号公報

実際のアコースティック管楽器は、ピストンの操作に応じた倍音がマウスピースに当てた唇の状態に応じて共鳴して発音されるものであるが、従来技術のような電子管楽器の場合、演奏者が手を使って音高を指定するため実際の演奏感覚とは全く異なるものである。
本発明は、実際のアコースティック管楽器に近い演奏感覚で、演奏者が所望する音を確実に発音させうる技術を提供する。

本発明の請求項１に係る管楽器の発音態様報知制御装置は、管楽器本体部に接続され、演奏者が口で演奏可能な形状を有した吹口部に対して、前記演奏者の口による動作によって生じる物理量を多段階で検出する第１検出手段と、前記物理量と前記演奏者の指によって操作される複数の操作手段における操作状態と各音高との関係が定義された音高情報を記憶する記憶手段と、前記音高情報に基づいて、前記第１検出手段により検出された前記物理量に応じた前記音高を報知情報として特定する報知情報特定手段と、前記報知情報特定手段により特定された前記報知情報に基づく発音態様を報知する報知手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明の請求項６に係るプログラムは、コンピュータを、演奏者が口で演奏可能な形状を有した管楽器の吹口部に対して、前記演奏者の口による動作によって生じる物理量を多段階で検出する第１検出手段と、前記物理量と前記演奏者の指によって操作される複数の操作手段における操作状態と各音高との関係が定義された音高情報を記憶する記憶手段と、前記音高情報に基づいて、前記第１検出手段により検出された前記物理量に応じた前記音高を報知情報として特定する報知情報特定手段と、前記報知情報特定手段により特定された前記報知情報に基づいて発音態様を報知する報知手段として機能させることを特徴とするプログラム。

また、本発明の請求項２に係る管楽器の発音態様報知制御装置は、前記発音態様報知制御装置において、前記吹口部は、前記管楽器の本体部に対して移動可能に形成され、前記第１検出手段は、前記吹口部が移動された位置を検出し、前記音高情報は、前記吹口部の位置と前記操作状態と前記各音高との関係が定義されており、前記報知情報特定手段は、前記音高情報に基づいて、前記第１検出手段により検出された前記吹口部の位置に応じた前記報知情報を特定することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る管楽器の発音態様報知制御装置は、前記発音態様報知制御装置において、前記報知手段は、前記報知情報に基づく前記発音態様を表示する表示部を有し、表示によって前記発音態様を報知することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る管楽器の発音態様報知制御装置は、前記発音態様報知制御装置において、指示された振動周波数で振動する振動部を有し、前記報知手段は、前記報知情報に応じた振動周波数を前記振動部に指示することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る管楽器の発音態様報知制御装置は、前記発音態様報知制御装置において、前記操作手段の操作状態を検出する第２検出手段と、前記音高情報に基づいて、前記第１検出手段により検出された前記物理量と前記第２検出手段により検出された前記操作状態に対応する音高を発音指示情報として特定する音高特定手段と、前記吹口部に吹き込まれた息の息圧を検出する息圧検出手段と、前記息圧検出手段によって検出された息圧に応じた音量レベルを特定し、前記息圧検出手段が前記息圧を検出したときに前記音高特定手段において特定された発音指示情報と特定した音量レベルとを発音手段に指示する発音制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項１及び請求項６に記載の構成によれば、吹口部に対して行なった動作がどの音高に対応しているか報知情報に基づく発音態様により確認することができるので、演奏者は、所望する音となるように吹口部を容易に動作させることができる。

請求項２に記載の構成によれば、実際の管楽器を演奏するように、演奏者は、口で吹口部を移動させたときの発音態様によって、所望する音が発音可能か否かを確認することができる。

請求項３に記載の構成によれば、吹口部の状態に応じた音高を視覚によって確認することができる。

請求項４に記載の構成によれば、吹口部の状態に応じた音高を吹口部の振動によって確認することができる。

請求項５に記載の構成によれば、実際の管楽器を演奏するように吹口部に吹き込んだ息圧に応じた音量で所望する音を発音させることができる。

実施形態１に係る電子管楽器の外観を表す図である。（ａ）及び（ｂ）は、実施形態１に係るマウスピース部の内部を示す断面図である。実施形態１に係る電子管楽器の構成を表すブロック図である。（ａ）及び（ｂ）は実施形態１に係る音高決定テーブルと音高変換情報の例を示す図である。（ｃ）は実施形態１における音高と吹口部の位置関係を説明する図である。実施形態１に係る音量テーブルの例を示す図である。実施形態１に係る電子管楽器の動作フローを示す図である。実施形態１における発音態様の表示例を示す図である。（ａ）は、実施形態２に係る電子管楽器の外観を表す図である。（ｂ）は、実施形態２に係るマウスピース部の内部を示す断面図である。実施形態２に係る電子管楽器の構成を表すブロック図である。実施形態２に係る音高・ゲイン決定テーブルの例を示す図である。実施形態２に係る振動パターン情報の一例を示す図である。実施形態２に係る振動パターン情報の変形例を示す図である。実施形態２に係る電子管楽器の動作フローを示す図である。変形例（２）における発音態様の表示例を示す図である。変形例（７）におけるゲイン情報を説明する図である。

本発明に係る実施形態の発音態様報知制御装置は、主に電子管楽器に用いられるものである。以下の実施形態では、発音態様報知制御装置を用いたトランペット型の電子管楽器を例に説明する。
＜実施形態１＞
（外観）
図１は、本実施形態に係る電子管楽器の外観を表す図である。電子管楽器１は、トランペットの形状を模したボディ筐体２（楽器本体部）、演奏者によって息が吹き込まれる部分であるマウスピース部３、ボディ筐体２に設けられたピストン操作子４（操作手段）及び表示部５を有して形成されている。

ピストン操作子４は、３つのピストン（第１ピストン４ａ、第２ピストン４ｂ、第３ピストン４ｃ）を有する。各ピストンは、演奏者の指でボディ筐体２の内部に押下げられるように構成されており、各ピストンには、当該ピストンの操作状態として、押下げられたか否かを検出するスイッチ（第２検出手段の一例）が設けられている。次に、マウスピース部３の詳細について説明する。

（マウスピース部）
図２は、本実施形態に係るマウスピース部３の内部を示す断面図を示している。図２（ａ）に示すように、マウスピース部３は、軸心Ａを共通にし、図２（ａ）の右方向に径が広がる筒状部材で形成された吹口部３１と、図２（ａ）の左方向に径が広がる筒状部材で形成されたマウスピース筐体３２とを有している。

吹口部３１は、演奏者の口によって咥えられる小径部３１０と、小径部３１０より径が大きい大径部３１１とを有する。吹口部３１の大径部３１１の外周には環状の凹部３１ｂが形成されている。凹部３１ｂにおける小径部３１０側の端面３１１ｂは、凹部３１ｂの外周に沿って巻きまわされたコイル状の圧縮バネ３３の一端側のバネ受けとなっており、他方側の端面３１１ａを形成する環状部はストッパー部（フランジ）３１ａとなっている。また、吹口部３１には、小径部３１０から大径部３１１のストッパー部３１ａまで貫通する孔Ｈ１が形成されている。
大径部３１１において、図２（ａ）の上側にある凹部３１ｂには、径方向に貫通する孔Ｈ２が形成され、孔Ｈ２には圧力センサ３５が挿入されており、図２（ａ）の下側にある凹部３１ｂには、孔Ｈ２と対向する位置に凹部（図示略）が設けられている。
圧力センサ３５は、吹口部３１の移動に伴って移動し、吹口部３１に設けられた孔Ｈ１における圧力変化を検出することで、小径部３１０から吹き込まれた息の圧力（以下、息圧と言う）を検出する。

マウスピース筐体３２は、マウスピース筐体３２の内壁の位置から軸心Ａに向かって突出する環状の突起部材３２ａと３２ｂとが軸心Ａから各々所定距離を隔てて設けられている。環状の突起部材３２ｂは、圧縮バネ３３の他端側のバネ受けとなり、凹部３１ｂの端面３１１ｂと突起部材３２ｂとの間に圧縮バネ３３が収容される。突起部材３２ａ、３２ｂの内周面によって吹口部３１の外周面が移動自在に支持され、吹口部３１は軸心Ａと平行に移動可能となっている。
また、マウスピース筐体３２において、図２（ａ）の下側には、スライドボリューム３４（第１検出手段の一例）が設けられており、孔Ｈ２と対向する位置に設けられた凹部（図示略）に、吹口部３１の移動に伴って移動するつまみ部３４ａが挿入されている。このつまみ部３４ａの移動に応じて連続的に変化する抵抗値が吹口部３１の位置と対応する。

吹口部３１が、大径部３１１方向に力を加えられていないときには、図２（ａ）に示すように、圧縮バネ３３のバネ力により、ストッパー部３１ａとマウスピース筐体３２の突起部材３２ａとが接する位置で静止した状態となる。吹口部３１が、大径部３１１方向に力を加えられると、その力に応じて圧縮バネ３３が撓み、これに伴って、吹口部３１が軸心Ａに対して平行に移動し、吹口部３１のストッパー部３１ａとマウスピース筐体３２とが離間する。
吹口部３１が大径部３１１の方向に移動する移動限界は、図２（ｂ）に示すように、圧縮バネ３３の撓みが最大になった位置であり、吹口部３１のストッパー部３１ａとマウスピース筐体３２との間が距離Ｌだけ離間した位置となる。

以上が本実施形態に係るマウスピース部３の構成である。なお、マウスピース部３の内部構造は、連続量で変化するもので説明しているが、マウスピース筐体３２と吹口部３１とが摺動可能に設けられ、吹口部３１の位置と吹口部３１に吹き込まれる息の息圧を少なくとも多段階で検出できる構成を有するものであれば上述した例に限らない。

次に、本実施形態に係る電子管楽器１による発音処理を実現する構成について説明する。
（電子回路構成）
図３は、電子管楽器１の発音処理に用いられる構成を表すブロック図である。図３に示すように、電子管楽器１は、ボディ筐体２において、制御部１０、操作部１１、記憶部１２、音源部１３、音声出力部１４、スライドボリューム３４、圧力センサ３５、及び表示部５を備えている。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）のメモリとを含み、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、制御部１０と接続された各部を制御する。
具体的には、制御部１０は、吹口部３１が移動された位置で発音可能な音高を報知情報として特定し、特定した報知情報に基づく発音態様を表示部５に表示させると共に、ピストン操作子４の操作内容と吹口部３１の位置とに応じた音高を示す発音指示情報を特定し、発音指示情報に基づく楽音を吹口部３１に吹きこまれた息の強さに応じた音量レベルで発音させる制御を行う。

操作部１１は、電子管楽器１の電源（図示略）のオンオフを切替えるスイッチや、上述したピストン操作子４の第１ピストン４ａ、第２ピストン４ｂ、第３ピストン４ｃに対応する第１ピストンスイッチ（ＳＷ）、第２ピストンスイッチ、第３ピストンスイッチを有し、ピストン毎に、ピストンが押下げられている状態か否かを示すオン／オフ信号が各スイッチから送出される。なお、ピストン操作子４の操作状態を検出する第２検出手段としては、多段階スイッチや連続量センサであってもよい。

表示部５は、ＬＥＤやＬＣＤ等などの表示装置であり、制御部１０の制御の下、発音態様を表示する。スライドボリューム３４は、演奏者の口によって吹口部３１に対してなされた動作によって生じる物理量を検出する検出手段の一例であり、本実施形態では、吹口部３１が移動された位置を検出して制御部１０に検出結果を送出する。また、圧力センサ３５は、吹口部３１に吹き込まれた息圧を検出する息圧検出手段の一例であり、吹口部３１内の圧力変化を検出して制御部１０に検出結果を送出する。

記憶部１２は、不揮発性の記憶媒体で構成されており、図４に示す音高情報の一例である音高決定テーブル１１０及び音高変換情報１２０と、図５に示す音量テーブル１３０等の各種データを記憶する。なお、音高決定テーブル１１０、音高変換情報１２０、音量テーブル１３０の詳細は後述する。音源部１３は、例えば、ＭＩＤＩ（Musical Instruments Digital Interface）規格に基づく音源であり、制御部１０の指示情報に基づき指示された音高の楽音信号を、トランペットなどの別途選択された楽器音色で生成して音声出力部１４に送出する。音声出力部１４は、制御部１０からの指示に応じて、音源部１３から入力された楽音信号を増幅する増幅部１４１と、増幅した楽音信号を放音するスピーカ１４２を含む。

（データ）
次に、記憶部１２に記憶されているデータを説明する。図４（ａ）は、音高決定テーブル１１０の例を示している。音高決定テーブル１１０は、図４（ａ）に示すように、運指毎の各倍音の閾値（Ｖ１１、Ｖ２１・・・）と吹口部３１の位置に対する音高（Ｃ３、Ｇ３・・・）とが定義されている。図４（ａ）において、矢印で示す方向にいくほど吹口部３１がマウスピース部３内により押し込まれる位置となる。ここで、運指は、第１ピストン４ａ、第２ピストン４ｂ、第３ピストン４ｃの押下操作を表す。

本明細書において、運指「１」は第１ピストン４ａの押下操作、運指「２」は第２ピストン４ｂの押下操作、運指「３」は第３ピストン４ｃの押下操作を各々示している。また、運指「０」は、いずれのピストンも押下しない開放の状態であり、運指「１・２」は、第１ピストン４ａと第２ピストン４ｂとが同時に押下される操作、運指「２・３」は、第２ピストン４ｂと第３ピストン４ｃとが同時に押下され操作、運指「１・３」は、第１ピストン４ａと第３ピストン４ｃが同時に押下される操作、運指「１・２・３」は、全てのピストンが同時に押下される操作を示している。

運指毎に定められた各倍音は、各運指に応じた気柱共鳴の基本振動モードに対して何倍の振動モードであるかを示しており、図４（ａ）において、各運指に対応する行の左端の列から順に倍音の次数が２、３、４、５・・・となる倍音列に対し、吹口部３１の位置の閾値が設定されている。例えば、この例では、運指が「１」であるときの倍音列の閾値は、倍音２の場合にＶ１３未満、倍音３の場合はＶ１３以上Ｖ２３未満、倍音４の場合はＶ２３以上Ｖ３３未満・・・となる。本実施形態では、現在の運指の操作に応じた倍音列の閾値が特定され、当該閾値と吹口部３１の位置によって発音対象となる音高が特定される。従って、運指が「１」であるときに吹口部３１の位置がＶ１３以上Ｖ２３未満の間であれば、音高「Ｆ３」が発音対象として特定される。

また、図４（ｂ）は、音高変換情報１２０の例を示している。音高変換情報１２０は、図４（ｂ）の直線１２１で示す予め定義された数式により吹口部３１の位置に対応する上記各音高のピッチが定義されている。ここで、この音高変換情報１２０で示す位置と図４（ａ）の音高決定テーブル１１０における各音高との対応関係を図４（ｃ）に示す。図４（ｃ）の破線で示すように、隣合う音高と音高の位置の間隔はΔＶとなるように、吹口部３１の位置と音高とが１対１に対応づけられている。本実施形態では、音高変換情報１２０に基づき、現在の吹口部３１の位置がどの音高の状態となっているかを特定する。

次に、音量テーブル１３０について説明する。図５は、音量テーブル１３０の構成例及びデータ例を示している。音量テーブル１３０には、息圧と音量レベルとが関連づけて記憶されている。息圧は、圧力センサ３５の出力値に対応する息圧の範囲を示し、音量レベルは、各息圧の範囲において楽音信号を出力する際の音量レベルを示している（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４・・・，レベル１＜レベル２＜レベル３・・・）。

（動作）
次に、本実施形態に係る電子管楽器１の動作について説明する。図６は、電子管楽器１の動作フローを示している。演奏者が電子管楽器１のマウスピース部３の吹口部３１を口に咥えて演奏を開始すると、制御部１０は、スライドボリューム３４により吹口部３１の位置の検出を開始する（ステップＳ１１）。

制御部１０は、記憶部１２内の音高変換情報１２０を参照して、ステップＳ１１において検出された吹口部３１の位置に対応する音高を報知情報として特定し、特定した音高を示す発音態様を表示部５に表示する（ステップＳ１２）。例えば、演奏者が押し込んだ吹口部３１の位置が音高「Ｃ３」に対応する位置であった場合には、図７の太線５１で示すように、現在の吹口部３１の位置に応じた音高「Ｃ３」を他の音高と区別できるように表したインジケーターを発音態様として表示部５に表示する。

この表示により、演奏者は、吹口部３１を押し込んだ位置が音高「Ｃ３」に対応する倍音の状態であることを確認することができる。演奏者は、所望する音と現在の吹口部３１の位置に応じた音とが一致しているか確認し、所望する音の状態でなければ、所望する音に近づくように吹口部３１の位置を調整して移動させる。

制御部１０は、吹口部３１の位置が所定量（ΔＶ）以上変化した場合、即ち、ステップＳ１２において特定した音高とは異なる音高に対応する位置に吹口部３１が演奏者によって移動されると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に戻り、その移動した位置に対応する音高を音高変換情報１２０に基づいて特定し、特定した音高を表す発音態様を表示部５に表示する。

演奏者は、現在の吹口部３１の位置が所望する音に対応する位置にある状態で、現在の吹口部３１の位置でピストン操作子４を操作する。制御部１０は、吹口部３１の位置が所定量（ΔＶ）以上変化しない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、演奏者によるピストン操作子４の操作を検出し（ステップＳ１４）、記憶部１２内の音高決定テーブル１１０における、当該ピストン操作子４の操作に応じた運指に対応する倍音列の閾値を特定し、ステップＳ１１において検出された吹口部３１の位置に対応する音高を発音指示情報として特定する（ステップＳ１５）。例えば、図４（ｃ）において、現在の吹口部３１の位置が音高「Ｆ３」の状態であり、ピストン操作子４の操作が運指「１」（すなわち、第１ピストン操作子が「オン」、第２、第３ピストン操作子が「オフ」）であった場合には、図４（ａ）に示す音高決定テーブル１１０において運指「１」に対応する倍音３の閾値範囲内に吹口部３１が位置するため、音高「Ｆ３」が発音対象として特定される。
なお、現在の吹口部３１の位置が音高「Ｆ３」の状態であり、運指「０」（すなわち、全てのピストン操作子が「オフ」）となるようにピストン操作子４が操作された場合には、音高決定テーブル１１０において運指「０」の倍音３の閾値範囲内に吹口部３１が位置するため、この場合には音高「Ｇ３」が発音対象として特定される。

演奏者は、所望する音となるように吹口部３１を移動させるとともにピストン操作を行った状態で、吹口部３１の孔Ｈ１に息を吹き込む。制御部１０は、吹口部３１の孔Ｈ１に演奏者によって吹き込まれた息を圧力センサ３５において検出し、検出された息圧が所定の閾値以上であれば（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、記憶部１２内の音量テーブル１３０を参照して、検出された息圧に対応する音量レベルを特定し、特定した音量レベルを音声出力部１４に指示すると共に、ステップＳ１５において特定した発音指示情報を音源部１３へ指示する（ステップＳ１７）。

音源部１３は、制御部１０から指示された発音指示情報に基づく音高の楽音信号を生成して音声出力部１４へ出力する。音声出力部１４は、音源部１３から出力された楽音信号を、制御部１０から指示された音量レベルに従って増幅部１４１により増幅し、スピーカ１４２から出力する（ステップＳ１８）。
なお、制御部１０は、圧力センサ３５において所定の閾値以上の息圧が検出されなかった場合には（ステップＳ１６：ＮＯ）、特定された音高の音を発音しないように制御し、ステップＳ１１以下の処理を繰り返し行う。

上述した実施形態では、演奏者は、所望する音に近づくように吹口部３１を調整した際に、所望する音に対応する位置となっていることを確認することができる。そのため、所望する音に応じた位置で吹口部３１を固定してピストン操作を行なうことでその音を確実に発音させることができる。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２に係る電子管楽器について説明する。なお、以下の説明において、実施形態１と同様の構成については実施形態１と同じ符号を用い、実施形態１と異なる点を中心に説明する。

（外観・構成）
図８は、本実施形態に係る電子管楽器１ａを表す図である。図８（ａ）（ｂ）に示すように、電子管楽器１ａは、マウスピース部３における吹口部３１に振動部６が設けられている点で実施形態１と異なる。電子管楽器１ａは、図９に示すように、表示部５に替えて振動部６を備え、記憶部１２において音高・ゲイン決定テーブルと振動パターン情報を記憶している点で実施形態１と異なる。

振動部６は、振動信号を機械的な振動として外部に伝達する振動子を有し、制御部１０の制御の下、指示された周波数に応じた振動信号を生成し、指示されたゲインに従って振動信号を調整して振動子を振動させる。なお、本実施形態に係る振動子は電磁式の振動子を例に説明するが、偏芯させた質量体を回転させる、いわゆる振動モータを利用してもよい。記憶部１２は、実施形態１と同様の音量テーブル１３０と、第１記憶手段と第２記憶手段の一例である図１０に示す音高・ゲイン決定テーブル２２０と、図１１に示す振動パターン情報２３０とを記憶する。

音声出力部１４は、実施形態１の増幅部１４１と同様の機能を有する第１増幅部１４１と、楽音信号を放音するスピーカ１４２に加え、第１増幅部１４１において増幅された楽音信号を制御部１０から指示されたゲインに従って調整してスピーカ１４２に出力する第２増幅部１４３とを有する。次に、本実施形態における記憶部１２内のデータについて説明する。

（データ）
図１０に示す音高・ゲイン決定テーブル２２０は、ピストン操作子４の操作状態毎に、吹口部３１の移動量（横軸）に対するゲイン値（縦軸）の特性を決めたテーブルであり、音高テーブルとして、運指毎の各音高と各音高に対する吹口部３１の移動範囲が定められており、ゲインテーブルとして、音高毎に吹口部３１の位置に応じた直線Ｇで表すゲイン情報が設定されている。ゲイン情報は、各音高の移動範囲における所定位置（以下、基準点と言う）のときに、音声出力部１４と振動部６におけるゲインを１００％（図１０の実線Ｇ１）とし、基準点からの吹口部３１の位置に応じたゲインの割合が定義されている。つまり、例えば図１０の運指２の直線Ｇで示すように、各音高の移動範囲の略中間位置となるＸ１、Ｘ２、Ｘ３・・・が各音高の基準点であり、その位置でのゲインを１００％として、基準点から離れるほどゲインが２０％（図１０の実線Ｇ２）まで一定割合で低くなるように定義されている。従って、基準点で音量と振動は最大となり、基準点から離れるほど音量と振動は小さくなる。

自然楽器のトランペットの場合、唇の振動の状態に応じて音の響き方が変わる。本実施形態では、吹口部３１の位置に応じた共鳴の変化を演奏者が認識できるように、各音高の基準点を当該音高の音が最も共鳴する位置とし、吹口部３１の押し込み具合に応じて音量や振動を変化させることで共鳴の変化を演奏者に報知する。

次に、振動パターン情報２３０について説明する。図１１は、本実施形態に係る振動パターン情報２３０の例を示している。振動パターン情報２３０は、発音対象となる音高の周波数に対する振動部６を振動させる周波数が定義されている。図１１の例では、トランペットで演奏可能な音の周波数１６０−１８００Ｈｚを音高の周波数（発音周波数）とし、音高の周波数（発音周波数）に対する振動の周波数（振動周波数）を１０−２００Ｈｚとして設定している。なお、振動部６に振動モータを用いる場合には、図１２に示すように、ゲインの割合（２０−１００％）に対応する振動周波数（１０−２００Ｈｚ）を定義した振動パターン情報２３１を用いるようにしてもよい。

（動作）
次に、本実施形態に係る電子管楽器１ａの動作について説明する。図１３は、電子管楽器１ａの動作フローを示す図である。演奏者が電子管楽器１のマウスピース部３の吹口部３１を口に咥えて演奏を開始すると、制御部１０は、演奏者によるピストン操作子４の操作の検出を開始すると共に（ステップＳ２１）、スライドボリューム３４により吹口部３１の位置の検出を開始する（ステップＳ２２）。

例えば、演奏者によって、運指「２」を示すピストン操作子４の操作がなされると、制御部１０は、記憶部１２における音高・ゲイン決定テーブル２２０を参照し、運指「１・２」の倍音列に対応する吹口部３１の移動範囲を特定する。そして、例えば、演奏者が実線矢印で示す位置Ｘまで吹口部３１を移動させると、制御部１０は、運指「２」と位置Ｘとに対応する音高「Ｂ３」を発音対象として特定すると共に、音高・ゲイン決定テーブル２２０におけるゲイン情報に基づき、位置Ｘに対応するゲインとして例えば５０％を特定する（ステップＳ２３）。

また、制御部１０は、ステップＳ２３で特定した音高の周波数を発音周波数として、記憶部１２における振動パターン情報２３０に基づき、その発音周波数に対応する振動周波数を特定する（ステップＳ２４）。

そして、制御部１０は、吹口部３１の孔Ｈ１に演奏者によって吹き込まれた息を圧力センサ３５において検出し、検出された息圧が所定の閾値以上であれば（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、記憶部１２内の音量テーブル１３０を参照して、検出された息圧に対応する音量レベルを特定する（ステップＳ２６）。

制御部１０は、ステップＳ２３で特定したゲインとステップＳ２６で特定した音量レベルとを音声出力部１４に指示すると共に、ステップＳ２３において特定した音高を音源部１３へ指示し、更に、ステップＳ２３で特定したゲインとステップＳ２４で特定した振動周波数とを振動部６に指示する。

音源部１３は、制御部１０から指示された音高の楽音信号を生成して音声出力部１４に出力し、音声出力部１４は、制御部１０から指示された音量レベルとなるように音源部１３から出力された楽音信号を第１増幅部１４１において増幅すると共に、増幅された楽音信号を制御部１０から指示されたゲインに従って第２増幅部１４３により調整してスピーカ１４２に出力する。また、振動部６は、制御部１０から指示された振動周波数に基づく振動信号を生成し、制御部１０から指示されたゲインに従って当該振動信号を調整して振動子を振動させる（ステップＳ２７）。

例えば、上記の例では、音高「Ｂ３」の楽音信号は息圧に応じた音量レベルとなるように第１増幅部１４１において調整された後、第２増幅部１４３において当該楽音信号の信号レベルが５０％となるように調整されて放音される。また、この場合、振動部６において、音高「Ｂ３」に応じた振動周波数に基づく振動信号のゲインが５０％に調整されて振動子が振動される。なお、吹口部３１の位置が音高「Ｂ３」の基準点「Ｘ３」である場合、ゲインは１００％に設定されているため、息圧に応じた最大音量レベルの楽音信号がスピーカ１４２に出力され、振動部６で生成された振動信号に応じて振動子が振動される。

また、ステップＳ２５において、制御部１０は、圧力センサ３５において検出された息圧が所定の閾値未満であれば（ステップＳ２５：ＮＯ）、ステップＳ２１の処理に戻り、ステップＳ２５までの処理を繰り返す。つまり、息圧が所定の閾値未満であれば、ステップＳ２２で特定された音高の音が発音されず、吹口部３１も振動しない。

このように、上述した実施形態では、吹口部３１の位置に対応する音高の音を発音させる際に、吹口部３１の位置と当該音高における基準点に対する吹口部３１の位置に応じて音量を変化させると共に、吹口部３１を振動させる振動パターンを変化させることができる。これにより、吹口部３１の位置とピストン操作とに応じた管の共鳴を表す指標が設けられ、吹口部３１の位置が管の共鳴と一致していれば音量と吹口部３１の振動が最大となるので、演奏者は自然楽器のトランペットを演奏しているような直感的な演奏を行なうことができる。

＜変形例＞
本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよく、各変形例を組み合わせて実施してもよい。以下、本発明に係る実施形態の変形例について説明する。

（１）上述した実施形態１では、発音態様を表示部５に表示することで、吹口部３１の位置に応じた倍音の状態を演奏者に報知する例であったが、発音態様を報知する方法はこれに限らない。例えば、実施形態２のように吹口部３１等に振動部を設け、吹口部３１の位置に応じた音高に対応する振動周波数（例えば、低音では低周波数、高音では高周波数、音名に応じて断続的に振動させてその振動時の間隔を異ならせるようにするなどの振動の形態、あるいはその組合せなどなど）で振動部を振動させるようにしてもよい。なお、振動部６を吹口部３１に設けたが、ピストン操作子４の位置で手に振動を伝えるようにしてもよいし、電子管楽器１とは別体に振動部６を設け、制御部１０からの振動信号を有線又は無線通信により受け取って、電子管楽器１に利用者が触れている部位以外の体の部位に振動を伝えるようにしてもよい。また、電子管楽器１にヘッドフォンを接続する端子を設け、端子に接続されたヘッドフォンから吹口部３１の位置に応じた音高の音を出力するようにしてもよい。

（２）また、上述した実施形態１では、ピストン操作がなされる前に、吹口部３１の位置に応じた音高を表す発音態様を図７に示す態様で表示する例であったが、ピストン操作がなされたときに、ピストン操作と吹口部３１の位置とで特定される音高を図７の態様で表示してもよいし、また、図１４に示すように五線譜５２を表示し、特定した音高の位置（この例ではＣ３）を他の音高と区別して表示するようにしてもよい。あるいは、多色表示の表示素子を用いて、特定の音高と色をそれぞれ対応付けておき、発音時の音高を色で、音量を光量で表すようにしてもよい。また、実施形態１において、隣合う音高と音高との間に吹口部３１が位置する場合には、２つの音高に対応する位置を点滅させるなどでして表示してもよいし、いずれか一方の音高（例えば低音側又は高音側）を表示するようにしてもよい。

（３）上述した実施形態１では、吹口部３１が移動された位置に応じた音高を発音態様として表示する例であったが、例えば吹口部３１に圧力センサを設け、演奏者の唇を吹口部３１に押し付ける圧力を吹口部３１に対する動作によって生じる物理量として検出し、検出した圧力に応じた音高を発音態様として表示してもよい。この場合には、圧力センサの出力値と音高とを対応づけた音高情報を記憶するように構成し、吹口部３１に設けられた圧力センサからの出力値に応じた音高を示す発音態様を実施形態と同様の方法で表示するように構成してもよい。

（４）上述した実施形態１では、発音装置を電子管楽器に用いる例を説明したが、アコースティックの管楽器に適用してもよい。この場合には、例えば、マウスピースに圧力センサを設け、演奏者が各音高の音を吹いたときの圧力センサから出力された値と音高とを対応づけて記憶するように構成し、圧力センサの出力結果に対応する音高を実施形態１と同様の方法で報知するようにしてもよいし、マウスピースに圧力センサを設けるとともに、ピストンに対して操作状態を検出するセンサを設け、演奏者が各音高の音を吹いたときの圧力センサから出力された値及びピストンの操作状態に対して音高を対応づけて記憶するように構成し、圧力センサおよびピストンの操作状態の出力結果に対応する音高を実施形態１と同様の方法で報知するようにしてもよい。また、実施形態２についても、上記と同様にアコースティックの管楽器に適用してもよい。

（５）上述した実施形態１では、吹口部３１の位置によって一つの音高が特定される例であったが、吹口部３１の位置を含む各運指に対応する複数の音高を特定し、特定した音高のうち、例えば、最も高音又は低音の音高を示す発音態様を報知する等、予め定められた条件を満たす音高を示す発音態様を少なくとも一つ報知するようにしてもよいし、特定した全ての音高を示す発音態様を報知するようにしてもよい。

（６）また、上述した実施形態２では、吹口部３１の位置に応じた共鳴の変化を音量と振動とで報知する例であったが、共鳴の変化をこれ以外の方法で報知するようにしてもよい。例えば、実施形態１のように電子管楽器１ａに表示部５を設け、吹口部３１の位置におけるゲインを示す情報を表示するようにしてもよいし、ピストン操作と吹口部３１の位置とに対応する音高の基準点と現在の吹口部３１の位置との位置関係を表示するようにしてもよい。

（７）また、上述した実施形態２では、吹口部３１の位置に応じたゲインに従って、息圧に応じた音量レベルを調整する例であったが、ピストン操作と吹口部３１の位置とに対応する音高の音色や音質を吹口部３１の位置に応じて変えてもよい。

（８）また、上述した実施形態２では、図１０のテーブルの特性として、各音高の吹口部３１の位置に応じたゲインを直線的に変化させる例を説明したが、各音高の基準点をピークとして図１５の曲線Ｇ'に示すようにゲインを変化させるようにテーブルを構成してもよい。この場合には、吹口部３１の位置に対応するゲインを１対１に対応づけたテーブルを記憶するように構成してもよい。また、吹口部３１を押し込む方向と吹口部３１を戻す方向とに各々対応する上記テーブルを定義し、吹口部３１が移動する方向に応じたテーブルを選択するようにしてもよい。

（９）また、上述した実施形態２では、吹口部３１の位置に応じた共鳴の変化を音量と振動とで報知する例であったが、音量と振動のいずれか一方の方法によって吹口部３１の位置に応じた共鳴の変化を報知するようにしてもよい。

（１０）また、上述した実施形態２では、吹口部３１が移動された位置に応じた音高とゲイン情報が予め定義されている例であったが、吹口部３１に対する動作によって生じる物理量として、例えば、吹口部３１に圧力センサを設け、演奏者の唇を吹口部３１に押し付ける圧力を検出し、吹口部３１に唇を押し付ける圧力の大きさと音高及びゲイン情報を予め定義し、吹口部３１に設けられた圧力センサからの出力値に応じたゲイン情報に基づいて音量と振動とを調整するようにしてもよい。

（１１）上述した実施形態１及び実施形態２に係る発音態様報知制御装置をトランペット等の電子管楽器に適用した形で説明したが、電子管楽器から圧力センサの出力値とピストン情報を出力するようにし、その出力に基づいて報知するプログラムとして適用してもよい。

（１２）上述した実施形態では、トランペットの音色の楽音を発生させる例で説明したが、トロンボーンやコルネット等の他の金管楽器楽音を発音させるものに適用してもよい。この場合には、発音する音色の楽器に応じた運指と吹口部３１の位置と倍音との関係を定義したテーブルを記憶部１２に記憶するようにし、そのテーブルを用いて報知制御を行うようにすればよい。また、金管楽器以外にも、木管楽器の楽音を発生させる例に適用してもよい。その場合は、リードの噛む圧力あるいはそれに相当する物理量を検出して、木管楽器用の、噛む圧力と音高の関係を示すテーブルを記憶し、それを利用して制御するようにすればよい。さらには、複数の楽器音色について、各楽器音色に応じた運指と吹口部３１の位置と倍音との関係を定義したテーブルを記憶部１２に記憶するようにし、楽器音色の選択に応じてテーブルを選択して、選択されたテーブルで報知制御を行なう構成としてもよい。

（１３）上述の実施形態１では、表示用の音高特定用の情報と発音時の音高特定用の情報の両方を音高決定テーブルを用いて特定するようにしたが、それぞれの情報が格納されたテーブルを記憶するようにしてもよい。

１，１ａ・・・電子管楽器、２・・・ボディ筐体、３・・・マウスピース部、４・・・ピストン操作子、４ａ・・・第１ピストン、４ｂ・・・第２ピストン、４ｃ・・・第３ピストン、５・・・表示部、６・・・振動部、１０・・・制御部、１１・・・操作部、１２・・・記憶部、１３・・・音源部、１４・・・音声出力部、１５・・・振動部、３１・・・吹口部、３１ａ・・・ストッパー部、３２・・・マウスピース筐体、３２ａ，３２ｂ・・・突起部材、３３・・・圧縮バネ、３４・・・スライドボリューム、３４ａ・・・つまみ部、３５・・・圧力センサ、１４１・・・増幅部・第１増幅部、１４２・・・スピーカ、１４３・・・第２増幅部

Claims

管楽器本体部に接続され、演奏者が口で演奏可能な形状を有した吹口部に対して、前記演奏者の口による動作によって生じる物理量を多段階で検出する第１検出手段と、
前記物理量と前記演奏者の指によって操作される複数の操作手段における操作状態と各音高との関係が定義された音高情報を記憶する記憶手段と、
前記音高情報に基づいて、前記第１検出手段により検出された前記物理量に応じた前記音高を報知情報として特定する報知情報特定手段と、
前記報知情報特定手段により特定された前記報知情報に基づく発音態様を報知する報知手段と
を備えることを特徴とする管楽器の発音態様報知制御装置。
前記吹口部は、前記管楽器の本体部に対して移動可能に形成され、
前記第１検出手段は、前記吹口部が移動された位置を検出し、
前記音高情報は、前記吹口部の位置と前記操作状態と前記各音高との関係が定義されており、
前記報知情報特定手段は、前記音高情報に基づいて、前記第１検出手段により検出された前記吹口部の位置に応じた前記報知情報を特定することを特徴とする請求項１に記載の管楽器の発音態様報知制御装置。
前記報知手段は、前記報知情報に基づく前記発音態様を表示する表示部を有し、表示によって前記発音態様を報知することを特徴とする請求項１又は２に記載の管楽器の発音態様報知制御装置。
指示された振動周波数で振動する振動部を有し、
前記報知手段は、前記報知情報に応じた振動周波数を前記振動部に指示することを特徴とする請求項１又は２に記載の管楽器の発音態様報知制御装置。
前記操作手段の操作状態を検出する第２検出手段と、
前記音高情報に基づいて、前記第１検出手段により検出された前記物理量と前記第２検出手段により検出された前記操作状態に対応する音高を発音指示情報として特定する音高特定手段と、
前記吹口部に吹き込まれた息の息圧を検出する息圧検出手段と、
前記息圧検出手段によって検出された息圧に応じた音量レベルを特定し、前記息圧検出手段が前記息圧を検出したときに前記音高特定手段において特定された発音指示情報と特定した音量レベルとを発音手段に指示する発音制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の管楽器の発音態様報知制御装置。
コンピュータを、
演奏者が口で演奏可能な形状を有した管楽器の吹口部に対して、前記演奏者の口による動作によって生じる物理量を多段階で検出する第１検出手段と、
前記物理量と前記演奏者の指によって操作される複数の操作手段における操作状態と各音高との関係が定義された音高情報を記憶する記憶手段と、
前記音高情報に基づいて、前記第１検出手段により検出された前記物理量に応じた前記音高を報知情報として特定する報知情報特定手段と、
前記報知情報特定手段により特定された前記報知情報に基づいて発音態様を報知する報知手段として機能させることを特徴とするプログラム。