JP2013164542A - 電子管楽器、振動制御装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電子管楽器の吹奏感をアコースティックの管楽器の吹奏感に近づける。
【解決手段】演奏装置１０は、演奏者が吹口部４０に息を吹き込むと、息圧が増加したことを検知する（ステップＳ１１）。次に、演奏装置１０は、予め定められた周波数及び振幅で振動体を振動させる駆動信号を生成し、振動体に出力することで（ステップＳ１２）、振動体を振動させる（ステップＳ１３）。ステップＳ１６において演奏情報が送信されてきた音源装置２０は、その演奏情報に基づいて楽音信号を生成する（ステップＳ２１）。そして、音源装置２０が、次の処理を行う前に予め決められた時間が経過するまで待機するという遅延制御を行い（ステップＳ２２）、スピーカ装置３０が、楽音信号を放音する（ステップＳ３２）。
【選択図】図４

Description

本発明は、アコースティックの管楽器を演奏したときのような吹奏感を演奏者に与える技術に関する。

電子楽器において、演奏したときに楽器本体を振動させてその振動を演奏者に伝えることで、アコースティックの楽器を演奏したときのような感覚を演奏者に与える技術がある。特許文献１には、楽音制御手段が発生させた楽音制御データに応じて振動発生手段が振動を発生することで、電子管楽器を振動させる技術が開示されている。

実開平３−４７５９７号公報

アコースティックの管楽器を演奏する演奏者は、ある時点で音を鳴らすため、音が安定するまでの時間を考慮して、その時点よりも前に口腔内の圧力を高めたり、楽器に息を吹き込んだりするという動作を行っている。この動作によって、演奏者の口腔内や管楽器の本体などには、音が明確に鳴り出す以前から口腔内の気圧変化やリード、マウスピース、楽器本体などの微弱な振動が生じ始めており、演奏者は、その気圧変化や振動を感じながら演奏している。特許文献１に記載された技術では、演奏者は、音が発生したときに楽器本体の振動を感じることができるが、上述した動作を行っている間には上記の振動を感じることができないため、アコースティックの管楽器を演奏するときとは異なる吹奏感を得ることになる。
そこで、本発明は、電子管楽器の吹奏感をアコースティックの管楽器の吹奏感に近づけることを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明は、演奏者により息を吹き込まれる吹口部を有する楽器本体と、前記吹口部へ吹き込まれる息の圧力を検出する息圧検出手段と、前記楽器本体に設けられ、前記息圧検出手段により検出される圧力が決められた変化をしたとき以降に振動する振動手段と、楽音信号を出力する出力手段に対して、前記振動手段が振動を開始したときよりも後に、前記息圧検出手段により検出される圧力に応じた音を表す前記楽音信号を出力するように指示する指示手段とを備えることを特徴とする電子管楽器を提供する。

好ましい態様において、前記息圧検出手段により検出される圧力が前記変化をしたときから、前記指示手段が前記指示を行うまでの時間を調整する調整手段を備えることを特徴とする。
また、別の好ましい態様において、管楽器の種類を選択する選択手段を備え、前記調整手段は、前記選択手段により選択される種類に応じた長さに前記時間を調整し、前記指示手段は、前記選択手段により選択される種類に応じた音色の音を表す楽音信号を出力するように前記指示を行うことを特徴とする。
また、別の好ましい態様において、前記演奏者により操作される演奏操作子と、前記演奏操作子の状態を検出する操作検出手段とを備え、前記調整手段は、前記操作検出手段により検出される状態に応じた長さに前記時間を調整することを特徴とする。

また、別の好ましい態様において、前記振動手段は、前記指示手段が前記出力手段に対して前記楽音信号を出力するように指示している期間に、当該楽音信号に応じた波形で振動することを特徴とする。
また、別の好ましい態様において、前記演奏者により操作される演奏操作子と、前記演奏操作子の状態を検出する操作検出手段とを備え、前記振動手段は、前記指示手段が前記出力手段に対して前記楽音信号を出力するように指示している期間に振動し、当該期間において前記操作検出手段により検出される状態が変化したときに、振動の波形を変化させることを特徴とする。

本発明は、振動する振動体と、電子管楽器から発音制御信号が入力される信号入力部と、前記信号入力部に前記発音制御信号が入力されたことを契機に前記振動体を振動させ、当該振動を開始させたときよりも後に当該発音制御信号による発音を音源が行うように制御する制御手段とを備えることを特徴とする振動制御装置を提供する。
好ましい態様において、前記振動体は、前記電子管楽器の一部の部品に対して一体に組み込まれ、又は当該部品とは別体になっていて当該電子管楽器に装着されることを特徴とする。

本発明は、演奏者により息を吹き込まれる吹口部を有する楽器本体と、前記吹口部へ吹き込まれる息の圧力を検出する息圧検出手段と、前記楽器本体に設けられて振動する振動手段とを備える電子管楽器を制御するコンピュータに、前記息圧検出手段により検出される圧力が決められた変化をしたとき以降に振動するように振動手段を制御するステップと、楽音信号を出力する出力手段に対して、前記振動手段が振動を開始したときよりも後に、前記息圧検出手段により検出される圧力に応じた音を表す前記楽音信号を出力するように指示する指示ステップとを実行させるためのプログラムを提供する。

本発明によれば、振動手段が振動した後に出力手段が楽音信号を出力する構成を有しない場合に比べて、電子管楽器の吹奏感をアコースティックの管楽器の吹奏感に近づけることができる。

第１実施形態の電子管楽器の構成を示す図である。 演奏装置の外観を示す図である。 矢視III−III方向に見た吹口部の断面を示す図である。 フィードバック処理の手順を示すシーケンスチャートである。 クラリネット演奏時に測定される波形の例を表したグラフである。 図５のVI部を拡大して示したグラフである。 第２実施形態に係る電子管楽器の構成を示す図である。 フィードバック処理の手順を示すシーケンスチャートである。 第３実施形態に係るフィードバック処理のシーケンスチャートである。 第４実施形態の電子管楽器の構成を示す図である。 後付けユニット付きの演奏装置の外観を示す図である。 アルトサックスの吹奏音を表したスペクトログラムである。 変形例に係る吹口部の例を示す図である。 変形例に係る振動体の例を示す図である。 記憶部に記憶されているテーブルの一例を示す図である。 記憶部に記憶されているテーブルの一例を示す図である。

［第１実施形態］
第１実施形態の電子管楽器の構成について、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、第１実施形態に係る電子管楽器１の構成を示す図である。電子管楽器１は、演奏装置１０と、音源装置２０と、スピーカ装置３０とを備える。演奏装置１０は、演奏者により演奏され、演奏された内容を表すＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）メッセージを音源装置２０に出力するものである。

図２は、演奏装置１０の外観を示す図である。演奏装置１０は、クラリネットに近い形状をした電子管楽器であり、吹口部４０と、本体５０と、演奏用キー６０とを備える。本体５０は、管状に形成されており、演奏者が演奏装置１０を演奏するときに手指で支持するこの楽器の本体をなすものである。本体５０は、軸方向の一方の端部に吹口部４０が接続され、外周面５１に演奏用キー６０が設けられている。演奏用キー６０は、複数のキーを有し、これら複数のキーは、本体５０の軸方向に沿って並んで配置されている。演奏用キー６０は、これら複数のキーが演奏者の手指により外周面５１に押し付けられたり離されたりすることで、演奏者の手指による操作を受け付ける演奏操作子として機能する。図２（ａ）は、演奏用キー６０が設けられている側から見た演奏装置１０の外観を示しており、図２（ｂ）は、図２（ａ）の演奏装置１０を本体５０の軸を中心に９０度回転させたときの外観を示している。吹口部４０は、演奏者により息を吹き込まれるものであり、図２（ｂ）に示すようにリード４１を有している。吹口部４０及び本体５０は、本発明に係る楽器本体の一例である。

図１に戻って説明する。演奏装置１０は、制御部１１と、Ａ／Ｄ変換部１３と、Ｄ／Ａ変換部１４と、インターフェース１６とを備えている。これらは、バスを介して互いに接続されている。また、演奏装置１０は、Ａ／Ｄ変換部１３に接続されている演奏検出部１２と、Ｄ／Ａ変換部１４に接続され、駆動信号が入力されることにより振動する振動体１５とを備えている。
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）を有する。制御部１１は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、バスを介して接続している各部を制御する。例えば、制御部１１は、振動体１５を振動させるための駆動信号をデジタル信号で生成し、生成した駆動信号をＤ／Ａ変換部１４を介して振動体１５に出力することで、振動体１５を振動させる。
演奏検出部１２は、演奏装置１０に設けられたセンサにより測定される物理量に基づき、演奏者が演奏時に演奏装置１０を操作している状態（以下「操作状態」という。）を検出するものである。演奏検出部１２は、息圧検出部１２１と、アンブシュア検出部１２２と、演奏用キー検出部１２３とを有する。

息圧検出部１２１は、図２に示す吹口部４０の内部に設けられた圧力センサを有し、吹口部４０に吹き込まれた息の圧力（息圧という）を検出する息圧検出手段である。詳細には、息圧検出部１２１は、この圧力センサにより吹口部４０の内部の圧力を検出して、検出した圧力の大きさを示すアナログ信号を、息圧の大きさを示す信号として、Ａ／Ｄ変換部１３に供給する。
アンブシュア検出部１２２は、演奏者の唇の緊張や唇の開口サイズ等、演奏者の唇の構えに関する物理情報、いわゆるアンブシュアを検出する。この構えによって、例えば、リード４１と唇との接触面積が変化し、また、演奏者によるリード４１の噛み位置が変化する。アンブシュア検出部１２２は、上記接触面積を検出する接触面積センサと、上記噛み位置を検出する位置検出センサとを有し、これらのセンサが検出した接触面積及び噛み位置を示すアナログ信号を、アンブシュアを示す信号として、Ａ／Ｄ変換部１３に供給する。なお、この構えによって、リード４１も変形する。アンブシュア検出部１２２は、例えばリードの変形を検出する圧電素子や磁気センサを有し、このセンサが検出した変形度合を示すアナログ信号を、アンブシュアを示す信号としてＡ／Ｄ変換部１３に供給するものであってもよい。

演奏用キー検出部１２３は、演奏者により操作される演奏用キー６０の状態、すなわち演奏用キー６０の各キーの状態を検出する操作検出手段である。演奏用キー検出部１２３は、演奏用キー６０が有する複数のキーが外周面５１に押し付けられている状態（ＯＮ状態）か否（ＯＦＦ状態）かをそれぞれ検出するセンサを有する。演奏用キー検出部１２３は、各キーがＯＮ状態であるか、ＯＦＦ状態であるかを示すアナログ信号を、各キーの状態を示す信号として、Ａ／Ｄ変換部１３に供給する。
Ａ／Ｄ変換部１３は、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換部１３は、上述した各部から供給されたアナログ信号を、例えば１ｋＨｚのサンプリング周波数でデジタル信号に変換して、制御部１１に供給する。このようにして、演奏検出部１２が有する各部は、各々の検出結果（息圧、アンブシュア及び各キーの状態）を示す信号をＡ／Ｄ変換部１３を介して制御部１１に供給する。これにより、制御部１１は、１ｍｓｅｃ（ミリ秒）毎の上記の各部の検出結果を得ることになる。

制御部１１は、Ａ／Ｄ変換部１３から供給される検出結果、すなわち息圧、アンブシュア及び各キーの状態を示す信号に基づき、これらの信号が示す操作状態に対応する演奏の内容を表す情報（以下「演奏情報」という。）を、ＭＩＤＩ形式で生成する。制御部１１は、例えば、予め様々な操作状態と演奏の内容とを対応付けたテーブルをＲＯＭに記憶させておき、このテーブルにおいて上記各信号が表す操作状態に対応している演奏の内容を表すＭＩＤＩメッセージを、演奏情報として生成する。なお、制御部１１は、このＭＩＤＩメッセージを生成する処理を、他の公知の技術を用いて行ってもよい。制御部１１は、この生成を上記検出結果を示す信号が供給される度（つまり１ｍｓｅｃ毎）に行い、生成したＭＩＤＩメッセージをインターフェース１６に供給する。
インターフェース１６は、音源装置２０との間でデータを授受する。例えば、インターフェース１６は、制御部１１から供給されたＭＩＤＩメッセージを音源装置２０に送信する。このようにして、制御部１１は、インターフェース１６を介して演奏情報を音源装置２０に出力する。

Ｄ／Ａ変換部１４は、制御部１１から供給される駆動信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換して、振動体１５に供給する。このようにして、制御部１１は、Ｄ／Ａ変換部１４を介して駆動信号を振動体１５に出力する。
振動体１５は、入力されるアナログ形式の駆動信号を物理的な運動に変換して振動する振動手段である。振動体１５は、圧電素子を有し、この圧電素子を用いて上記変換を行う圧電アクチュエータである。振動体１５は、図２に示す吹口部４０の内部に設けられている。振動体１５の詳細な配置について、図３を参照して説明する。

図３は、図２（ａ）に示す矢視III−III方向に見た吹口部４０の断面を示す図である。吹口部４０は、いわゆるマウスピースであり、内部にバッフル面４３を有する。バッフル面４３には、棒状の支柱４４の一方の端部が固定されている。支柱４４の他方の端部は、振動体１５に固定されている。振動体１５は、板状に形成されており、支柱４４が固定されている面の反対側の面が、リード４１のバッフル面４３に対向する面に固定されている。振動体１５の一部は、リード４１のうち、振動する部分であるフェイシング４２に固定されている。これにより、振動体１５の振動によりフェイシング４２が振動するようになっている。また、振動体１５は、上記のとおり、支柱４４を介してバッフル面４３に固定されている。仮に振動体１５がリード４１にのみ固定されていると、フェイシング４２が振動することにより振動体１５自身も変位することになり、振動体１５が発生させた振動のエネルギーをその変位に使ってしまうことになる。また、周波数が高くなると、この変位と発生させた振動とが相殺してリード４１がほとんど振動しなくなってしまう場合もある。一方、振動体１５が上記のとおり固定されていると、振動体１５自身はほぼ変位することがなくなるため、振動体１５がリード４１にのみ固定されている場合に比べて、リード４１を振動させるために上記のエネルギーを効率よく用いることができる。

図１に戻って説明する。音源装置２０は、インターフェース２１と、記憶部２２と、音源操作部２３と、楽音合成部２４と、Ｄ／Ａ変換部２５とを備える。
インターフェース２１は、演奏装置１０との間でデータを授受する。例えば、インターフェース２１は、演奏装置１０から送信されてきたＭＩＤＩメッセージを受信し、楽音合成部２４に供給する。
記憶部２２は、ハードディスクドライブを有し、例えばクラリネットやアルトサックス、トランペットなど、様々な管楽器の種類にそれぞれ対応付けられた波形データを記憶する。これらの波形データは、それぞれに対応付けられている管楽器の種類に応じた音色の音を表している。ここでいう管楽器の種類に応じた音色とは、例えば、その種類のアコースティックの管楽器により鳴らされる音の音色である。
音源操作部２３は、演奏者により操作されるボタンやつまみを有する。音源操作部２３は、演奏者によりこれらのボタンやつまみが操作されることにより、所望の管楽器の種類を選択する選択手段として機能する。音源操作部２３は、選択した管楽器の種類を示すデータを楽音合成部２４に供給する。

楽音合成部２４は、インターフェース２１を介して供給されるＭＩＤＩメッセージに基づいて、音源操作部２３から供給されてきたデータが示す種類の管楽器に対応付けられて記憶部２２に記憶されている波形データを合成して、デジタル形式の楽音信号を生成する。楽音合成部２４は、生成した楽音信号をＤ／Ａ変換部２５に供給する。
Ｄ／Ａ変換部２５は、楽音合成部２４から供給される楽音信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換して、スピーカ装置３０に出力する。
スピーカ装置３０は、増幅部とスピーカとを有する。増幅部は、音源装置２０から出力されてきた楽音信号を増幅し、スピーカに供給する。スピーカは、増幅部から供給されてきた楽音信号を放音する。

電子管楽器１では、演奏者の演奏装置１０への操作に応じた振動を演奏者に伝えるためのフィードバック処理が行われる。本実施形態では、この処理において、制御部１１が振動体１５に第１駆動信号及び第２駆動信号を出力することで、２種類の振動を発生させる。以下、図４を参照して、これら２種類の振動を発生させるフィードバック処理の手順を説明する。

図４は、フィードバック処理の手順を示すシーケンスチャートである。図４では、演奏装置１０及び音源装置２０の処理として各処理を記載しているが、それらの処理を行う主体は制御部１１及び楽音合成部２４であるため、以下では、制御部１１及び楽音合成部２４を主体として説明する。図４に示す手順が開始される前には、例えば演奏者により音源操作部２３が操作され、所望の管楽器の種類が選択されているものとする。そして、図４に示す手順は、演奏者が演奏を開始すること、すなわち、吹口部４０に息を吹き込み始めることを契機に開始される。

制御部１１は、演奏者により吹口部４０に息が吹き込まれたときに、息圧が増加したことを検知する（ステップＳ１１）。詳細には、制御部１１は、決められた期間において息圧検出部１２１により検出される息圧の増加量が閾値を初めて超えたときに、息圧が増加したこと検知する。ここでいう決められた期間とは、例えば０．５秒間であり、演奏者が息継ぎをするときに要する時間程度に決められている。一旦息が吹き込まれ始めると、リード４１の振動により息圧も振動するため、上記増加量が閾値を繰り返し超えることになる。制御部１１は、上記のように息圧の増加を検知することで、演奏者が息を吹き込み続けているときには、最初に検知した後は息圧の増加を検知しない。一方、制御部１１は、演奏者が息継ぎなどで息の吹き込みを停止し、再び息を吹き込み始めたときには、息圧の増加を検知する。また、上記増加量は、例えば、上述のとおり息圧検出部１２１により検出された息圧を示す信号が制御部１１に供給されてくる間隔、すなわち１ｍｓｅｃ毎に息圧が増加する量である。なお、この間隔は、２ｍｓｅｃ毎や５ｍｓｅｃ毎など、息圧を示す信号が供給されてくる間隔よりも広ければ他の時間的な長さの間隔であってもよい。

次に、制御部１１は、上記の第１駆動信号を生成し、振動体１５に出力することで（ステップＳ１２）、振動体１５を振動させる（ステップＳ１３）。この第１駆動信号は、予め定められた周波数及び振幅で振動体１５を振動させる正弦波の信号である。制御部１１は、予め決められた時間（例えば１０ｍｓｅｃ）が経過するまで、又は上記の第２駆動信号を出力するまで、第１駆動信号を出力し続ける。続いて、制御部１１は、演奏者による操作状態として、息圧、アンブシュア及び各キーの状態を検出する（ステップＳ１４）。

次に、制御部１１は、ステップＳ１４において検出した操作状態に対応する演奏情報（具体的にはＭＩＤＩメッセージ）を生成する（ステップＳ１５）。そして、制御部１１は、インターフェース１６を介して、演奏情報、すなわちＭＩＤＩメッセージを音源装置２０に送信する（ステップＳ１６）。続いて、制御部１１は、上記の第２駆動信号を演奏情報に応じて生成し、振動体１５に出力する（ステップＳ１７）。詳細には、第２駆動信号は、演奏情報が表す音高（ＭＩＤＩメッセージのノート番号）に応じた音高の周波数、かつ、演奏情報が表す音の大きさ（ＭＩＤＩメッセージのベロシティ）に応じた振幅で振動体１５を振動させる正弦波の信号である。制御部１１は、この第２駆動信号を出力することにより、振動体１５を振動させる（ステップＳ１８）。制御部１１は、ステップＳ１７及びＳ１８において、予め決められた時間（例えば４０ｍｓｅｃ）が経過するまで第２駆動信号を出力し続け、その間振動体１５を振動させ続ける。制御部１１がステップＳ１３及びＳ１８において上記のように振動体１５を振動させることで、振動体１５は、息圧検出部１２１により検出される息圧の増加量が閾値を超えたとき以降に振動することになる。

ステップＳ１６において演奏情報が送信されてきた楽音合成部２４は、その演奏情報に基づいて、前述のとおり選択された管楽器の種類に対応付けられて記憶部２２に記憶されている波形データを合成して、楽音信号を生成する（ステップＳ２１）。続いて、楽音合成部２４は、次の処理を行う前に予め決められた時間（以下「遅延時間」という。）が経過するまで待機するという遅延制御を行う（ステップＳ２２）。そして、楽音合成部２４は、遅延制御を終了すると、Ｄ／Ａ変換部２５を介して楽音信号をスピーカ装置３０に出力する。スピーカ装置３０は、増幅部により楽音信号を増幅し（ステップＳ３１）、増幅した楽音信号をスピーカにより放音する（ステップＳ３２）。このとき放音された楽音信号の音色は、上記のとおり選択された管楽器の種類に応じた音色となっている。上記の処理を行うことで、楽音合成部２４は、演奏検出部１２により検出される息圧、アンブシュア及びキーの状態に応じた音を表す楽音信号を出力する出力手段として機能する。この出力は、振動体１５が振動を開始したときよりも後に行われることになる。

以上の手順で処理が行われることで、演奏者は、ステップＳ１３及びＳ１８の処理が実施されたときに、リード４１を介して下唇に伝わる振動体１５の振動をフィードバックとして与えられ、ステップＳ３２の処理が実施されたときに、演奏した結果出力された音をフィードバックとして与えられる。電子管楽器１においては、ステップＳ１１の処理が実施されてから、ステップＳ１３の処理が実施されるまでに要する時間（以下「第１所要時間」という。）及びステップＳ１８の処理が実施されるまでに要する時間（以下「第２所要時間」という。）に比べて、ステップＳ３２の処理が実施されるまでに要する時間（以下「第３所要時間」という。）の方が、装置間のデータの授受が２回行われることになるため、ステップＳ２２の遅延制御を行わなかったとしても、長くなるようになっている。本実施形態においては、第１所要時間が５ｍｓｅｃ、第２所要時間が１０ｍｓｅｃとなり、遅延制御を行わなかった場合の第３所要時間が２０ｍｓｅｃとなるものとする。

アコースティックの管楽器においては、演奏者が息を吹き込み始めてから、音が出始め、所望の大きさの音が出るまでに、それぞれある程度の時間を要することが分かっている。
図５は、クラリネットを演奏したときに測定される波形の例を示したグラフである。図５で測定されている波形は、口の中の圧力（口腔内圧力という）、リードの振動及びクラリネットから出てくる音（出音という）である。各グラフの縦軸は振幅、横軸は時刻（単位は秒）を示している。図５（ａ）は、口腔内に設けた圧力センサで測定した口腔内圧力の波形を表し、図５（ｂ）は、リードに貼り付けた振動センサで測定したリードの振動の波形を表す。また、図５（ｃ）は、演奏者の顔付近に配置したマイクロフォンで測定した出音を表す。また、図５（ｄ）は、メトロノームの音の波形を表す。この例では、演奏者は、メトロノームの音が出るタイミングに合わせて開放の実音Ｆを出すように演奏している。

図５の例では、演奏者は、音を出そうとするタイミングであるメトロノームの音が鳴る時刻（ｔ０とする）よりも約４０ｍｓｅｃ前の時刻（ｔ１とする）に口腔内圧力を高めている。また、時刻ｔ１から、約１５ｍｓｅｃ経過した時刻（ｔ２とする）辺りからリードが振動し始めるとともに、クラリネットの音が出始めている。また、この辺りで口腔内圧力の振動も大きくなり始めている。そして、メトロノームの音が鳴る時刻ｔ０辺りで、出音が安定するようになっている。このように、演奏者は、音が安定して出るまでに要する時間を予め見越して、音を出したい時刻よりもその時間だけ前の時刻から音を出すための事前動作を開始している。

続いて、この演奏を開始した直後の口腔内圧力について詳細に説明する。
図６は、図５のVI部を拡大して示したグラフである。口腔内圧力は、時刻ｔ１にかけて上昇した後、５ｍｓｅｃほどの期間（図中のＡ部）において下降しながら振動している様子が見られる。つまり、演奏者が事前動作を開始した直後から、演奏者の口の中には圧力の振動が与えられている。また、口腔内圧力の振動は、時刻ｔ２以降の期間（図中のＢ部）、図５で述べたとおり、リードの振動及び出音の振動が大きくなるとともに大きくなっている。つまり、Ｂ部における口腔内圧力の振動は、リードの振動によって口腔内の空気が振動させられることで生じるものであり、リードの振動と振幅及び周波数が近くなっている。すなわち、出音の音量及び音高（周波数）とも近くなっている。

図５、図６は、クラリネットを演奏したときの例を示したが、他のアコースティックの管楽器であっても同様のことがいえ、演奏者は、音を出そうとするタイミングよりも一定の時間だけ早く事前動作を開始する。以下では、この時間を「事前動作時間」という。この事前動作時間の長さは、楽器及び演奏者によって異なるが、概ね数十から百数十ｍｓｅｃという長さである。演奏装置１０の形状と近いクラリネットにおいては、例えば、この事前動作時間の長さが図５で示したとおり４０ｍｓｅｃであるものとする。この場合、図４のステップＳ２２において、音源装置２０の楽音合成部２４は、上述した第３所要時間が４０ｍｓｅｃとなるように、遅延制御を行う。電子管楽器１においては、上記のとおり、遅延制御を行わない場合の第３所要時間が２０ｍｓｅｃである。そのため、楽音合成部２４は、ステップＳ２２において２０ｍｓｅｃ経過するまで待機する。このような遅延制御を行うことで、楽音合成部２４は、ステップＳ１１において息圧の増加量が閾値を超えたときから、楽音信号を出力するまでの時間（以下「第４所要時間」という。）を調整する調整手段として機能する。楽音信号が出力されてからスピーカ装置３０が放音するまでに要する時間を２ｍｓｅｃとすると、上述した例では、楽音合成部２４は、第４所要時間が、遅延制御を行わない場合に１８ｍｓｅｃ（２０ｍｓｅｃ−２ｍｓｅｃ）であったところ、２０ｍｓｅｃの遅延制御を行うことで３８ｍｓｅｃとなるように調整する。

以上のように演奏装置１０、音源装置２０及びスピーカ装置３０が動作することで、演奏者が演奏を開始すると、その演奏によりスピーカ装置３０が放音するよりも前に、振動体１５が振動してその振動がリード４１を介して演奏者の下唇に与えられることになる。このとき与えられる振動には２種類あり、図４のステップＳ１３の処理により与えられる振動は、図６のＡ部における口腔内圧力の振動のように、息圧の増加が検出された後に、出音に関係することなく与えられる。また、図４のステップＳ１８の処理により与えられる振動は、図６のＢ部における口腔内圧力の振動のように、出音の音量及び音高に応じて与えられる。本実施形態によれば、演奏者は、自分の演奏によって音が出る前であっても、自分が演奏したことに対する楽器の反応を感じることができる。このため、電子管楽器１は、振動体１５が振動した後にスピーカ装置３０が放音する構成を有しない場合に比べて、吹奏感をアコースティックの管楽器の吹奏感に近づけることができる。また、演奏者は、上記の反応が２種類の振動で与えられることで、与えられる振動が１種類である場合に比べて、よりアコースティックの管楽器を演奏しているときに近い吹奏感を得ることができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る電子管楽器は、上述した第１実施形態の電子管楽器１と共通する構成を有するものである。よって、第１実施形態と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。第１実施形態と本実施形態との主要な相違点は、第１実施形態では、駆動信号と楽音信号とが互いに関与することがなかったが、本実施形態では、これらを互いに関与させるという点である。
図７は、第２実施形態に係る電子管楽器１ａの構成を示す図である。電子管楽器１ａは、演奏装置１０ａ、音源装置２０ａ及びスピーカ装置３０を備える。演奏装置１０ａはインターフェース１６ａを備え、インターフェース１６ａは、音源装置２０ａとの間でデータを授受し、スピーカ装置３０にデータを送信する。音源装置２０ａは、楽音合成部２４ａを備え、楽音合成部２４ａは、生成した楽音信号をＤ／Ａ変換部２５に供給するとともに、インターフェース２１を介して演奏装置１０に出力する。

図８は、本実施形態に係る電子管楽器１ａにおけるフィードバック処理の手順を示すシーケンスチャートである。演奏装置１０ａの制御部１１は、ステップＳ１１の処理を実施した後、上述した第１駆動信号を生成し、生成した第１駆動信号を、振動体１５に出力するとともに、インターフェース１６ａに出力する（ステップＳ４１）。次に、制御部１１は、インターフェース１６ａを介して、第１駆動信号をスピーカ装置３０に出力する（ステップＳ４２）。ステップＳ４１及びＳ４２において、制御部１１は、インターフェース１６ａを介して、予め決められた時間（例えば１０ｍｓｅｃ）が経過するまで第１駆動信号を出力し続ける。スピーカ装置３０は、ステップＳ４２において出力されてきた第１駆動信号を、増幅部により増幅し（ステップＳ４３）、スピーカにより放音する（ステップＳ４４）。これにより、演奏者は、自分の演奏により出力される音よりも先に、演奏の事前動作を行ったことを表す音を聞くことになり、事前動作に対する演奏装置１０の応答（フィードバック）を耳から聞こえる音によって得ることができる。

音源装置２０ａの楽音合成部２４ａは、ステップＳ２１において楽音信号を生成すると、次に、生成した楽音信号をインターフェース２１を介して演奏装置１０に出力する（ステップＳ４５）。制御部１１は、ステップＳ４５において出力されてきた楽音信号に応じた駆動信号（以下「第３駆動信号」という。）を生成して振動体１５に出力する（ステップＳ４６）。第３駆動信号は、例えば、楽音信号が表す波形そのものを表す信号や、その波形の振幅に或る係数を乗じて振幅を増減させた波形を表す信号などである。いずれの場合も、第３駆動信号は、対応する楽音信号が表す楽音と同じ周波数で振動体１５を振動させる信号となっている。そして、制御部１１は、この第３駆動信号を出力することにより、振動体１５を振動させる（ステップＳ４７）。ステップＳ２１、Ｓ４５、Ｓ４６、Ｓ４７の処理は、ステップＳ１６において出力された演奏情報に基づき生成される楽音信号が継続している間、継続して実施され続ける。つまり、楽音信号の生成が終了すると、振動体１５の振動も終了する。以上の処理が行われることで、振動体１５は、楽音合成部２４が楽音信号を出力している期間に、その楽音信号の波形に応じた波形で振動することになる。これにより、演奏者は、出力されている楽音の音色や音高に応じた振動を、演奏装置１０の操作に対するフィードバックとして感じながら演奏することができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る電子管楽器は、上述した第２実施形態の電子管楽器１ａと構成が共通している。第１及び第２実施形態と本実施形態との主要な相違点は、第１及び第２実施形態では、音源装置側で遅延制御を行ったが、本実施形態では、演奏装置側で遅延制御を行うという点である。
図９は、本実施形態に係る電子管楽器１ａにおけるフィードバック処理の手順を示すシーケンスチャートである。演奏装置１０ａの制御部１１は、ステップＳ１５において演奏情報を生成した後、生成した演奏情報を音源装置２０ａに出力する前に、ステップＳ１７（駆動信号を出力）、Ｓ１８（振動体を振動）の処理を行う。次に、制御部１１は、図４のステップＳ２２と同様の遅延制御を行う（ステップＳ５１）。続いて、制御部１１は、ステップＳ１６（演奏情報を出力）の処理を行う。音源装置２０ａの楽音合成部２４ａは、ステップＳ２１（楽音信号を生成）の処理を行った後、遅延制御を行うことなく、生成した楽音信号をスピーカ装置３０に出力する（ステップＳ２３）。この場合、制御部１１は、上述した第４所要時間を調整する調整手段として機能する。電子管楽器においては、得たい音質などとの兼ね合いで、音源装置及びスピーカ装置として様々なものが用いられることが考えられる。上述した第１及び第２実施形態では、遅延制御を実施可能な音源装置が用いられていたが、本実施形態によれば、どのような音源装置であっても、これらの実施形態と同様に演奏者にフィードバックを与えることができる。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る電子管楽器は、上述した各実施形態に係るものと、演奏装置の構成が異なる。演奏装置は、必ずしも吹口部、本体、キーの全てを備えている必要はなく、それらの一部でも良い。
図１０は、本実施形態に係る電子管楽器の一例である電子管楽器１ｂの構成を示す図である。電子管楽器１ｂは、吹口部のみを備えた演奏装置１０ｂと、音源２０と、スピーカ３０とを備える。演奏装置１０ｂは、制御部１１と、息圧検出部１２１及びアンブシュア検出部１２２を有する演奏検出部と、Ａ／Ｄ変換部１３と、インターフェース１６とを有し、上述したＭＩＤＩメッセージなどの演奏情報を、発音を制御する信号（発音制御信号）として出力する。本実施形態では、この発音制御信号に基づき、振動体１５の制御及び上記の遅延制御を行う後付けユニット７０を吹口部に取り付ける。
図１１は、後付けユニット７０が取り付けられた演奏装置１０ｂの外観を示す図である。演奏装置１０ｂは、図２に示す吹口部４０と同じ形状をしており、リード４１を有する。後付けユニット７０は、ゴム等でリング状に形成されたリング部７３と、振動体１５とを有し、リング部７３を演奏装置１０ｂにはめ込むことで、振動体１５がリード４１に接触するように固定される。

後付けユニット７０は、詳細には、振動体１５と、Ｄ／Ａ変換部１４と、制御部７１と、インターフェース７２とを有する。インターフェース７２は、制御部７１、上記のインターフェース１６及び音源２０のインターフェース２１と接続されている。インターフェース７２は、演奏装置１０ｂ（吹口部）から発音制御信号が入力される信号入力部として機能する。制御部７１は、Ｄ／Ａ変換部１４を介して振動体１５に接続されており、上述した制御部１１と同様に、振動体１５を振動させる。また、制御部７１は、インターフェース７２及び２１を介して楽音合成部２４と接続されており、演奏装置１０ｂから入力された発音制御信号を楽音合成部２４に供給することで、音源の動作を制御する。この場合、インターフェース７２は、音源２０に発音制御信号を出力する信号出力部として機能する。制御部７１は、例えば、図４、図８、図９に示すフィードバック処理において演奏装置の制御部が行う処理を実行する。これにより、制御部７１は、インターフェース７２に発音制御信号が入力されたことを契機に振動体１５を振動させ、その振動を開始させたときよりも後に発音制御信号による発音を音源が行うように制御する制御手段として機能する。本実施形態によれば、振動体が備えられていない電子管楽器であっても、後付けユニット７０を取り付けることで、上記のように音が出る前に振動体１５を振動させてることができる。これにより、演奏者は、演奏によって音が出る前であっても、自分が演奏したことに対する楽器の反応を感じることができる。

以上のとおり、後付けユニット７０は、上記の振動体１５、信号入力部及び制御手段を備え、電子管楽器に取り付けられてその電子管楽器に振動を伝える振動制御装置として機能するものである。なお、本実施形態に係る演奏装置には、演奏装置１ｂの他にも、手持ちの吹口部に相当するインターフェースに対して取り付け可能な楽器本体のみを備えたものや、楽器本体に取り付け可能なキーのみ備えていて、それぞれ内部に制御部７１のように振動制御と遅延制御を行う制御部を有するものなども考えられる。また、後付けユニットは、音源装置２０が備えているような音源としての機能を有していてもよい。この場合、後付けユニットは、音源装置２０の記憶部２２及び音源操作部２３と同様の記憶部及び音源操作部を有し、制御部７１が、楽音合成部２４と同様の処理を行う。

なお、振動体１５は、マウスピース、または他の電子管楽器を構成する一部の部品に対して一体に組み込まれて電子管楽器の一部の部品として提供されるものであってもよいし、あるいは、電子管楽器を構成する部品とは別体となっていてその電子管楽器に後から装着されるものであってもよい。また、振動体１５以外でも、音源装置２０、スピーカ装置３０を電子管楽器に取り付けて、電子管楽器と一体にして演奏できるようにしてもよい。

［変形例］
上述した各実施形態は、本発明の実施の一例に過ぎず、以下のように変形させてもよい。また、上述した各実施形態及び以下に示す各変形例は、必要に応じて組み合わせて実施してもよい。

（変形例１）
第１及び第２駆動信号は、上述した各実施形態においては、正弦波の信号であったが、これに限らず、例えば矩形波又は三角波等の信号であってもよい。要するに、これらの駆動信号は、所定の周波数を表す信号となっていればよい。

（変形例２）
演奏装置１０の制御部１１は、上述した各実施形態においては、第１、第２及び第３駆動信号を、所定の周波数で振動体１５を振動させるものとなるように生成した。制御部１１は、これらの駆動信号を、アコースティックの管楽器が鳴らす音に含まれるような、上記所定の周波数とは異なる周波数成分を広く含む信号としてもよい。
図１２は、アルトサックスの吹奏音を表したスペクトログラムである。図１２の縦軸は周波数（Ｈｚ）、横軸は時間を示している。図１２では、Ｅ音を出したときの吹奏音が表されている。図１２に示すとおり、この音の出始めであるＣ部において、Ｅ音の基本周波数の整数倍の周波数（いわゆる調和成分）に加え、それらとは異なる周波数（いわゆる非調和成分）において波が強く現れている。

本変形例においては、制御部１１は、第１駆動信号を出力したときから予め定められた時間（以下「初期時間」という。）の間は、各駆動信号にホワイトノイズやピンクノイズなどのノイズを加えて出力し、初期時間が経過した後は、加えていたノイズを除いて出力する。この初期時間としては、例えば、アルトサックスの音色の音を出力する場合であれば、上述した事前動作時間と、図１２に示すＣ部の波が現れている時間とを合計した時間が予め定められているとよい。ここでいうノイズとは、楽音信号に比べて、調和成分と非調和成分との強さの差が小さい波のことをいう。各駆動信号にこのノイズが加えられることで、振動体１５は、振動を開始した後、上記初期時間の間は、非調和成分の周波数を強くした波形で振動し、初期時間が経過した後は、元の波形で振動することになる。本変形例によれば、駆動信号にノイズが加えられない場合に比べて、演奏が開始されたときのフィードバックをアコースティックの管楽器におけるフィードバックに近づけることができる。

（変形例３）
演奏装置は、上述した各実施形態では、クラリネットに近い形状をしていたが、これ以外の形状をしたものであってもよい。例えば、トランペットやホルンなどのリップリードの楽器の形状であってもよいし、フルートやピッコロなどのエアリードの楽器やオーボエやファゴットなどのダブルリードの楽器の形状であってもよい。これらの場合、それぞれの吹口部の形状に応じて、振動体が固定される。
図１３は、本変形例に係る吹口部の例を示す図である。図１３（ａ）は、リップリードの楽器の吹口部４０ａを示している。吹口部４０ａは、演奏者の唇が接触するカップ面４５を有し、カップ面４５に２つの振動体１５ａがそれぞれ固定されている。図１３（ｂ）は、エアリードの楽器の吹口部４０ｂを示している。吹口部４０ｂは、演奏者の唇が接触するリッププレート４６を有し、リッププレート４６に振動体１５ｂが固定されている。図１３（ｃ）は、ダブルリードの楽器の吹口部４０ｃを示している。吹口部４０ｃは、２枚のリード４１ｃを有し、リード４１ｃのそれぞれに振動体１５ｃが固定されている。本変形例によれば、演奏者は、振動体１５ａ又は振動体１５ｂ、１５ｃがそれぞれ固定された部材であるリッププレート４６やリード４１ｃの振動を唇に感じることで、フィードバックを得ることができる。

（変形例４）
振動体１５は、上述した各実施形態では、吹口部４０の内部でリード４１に固定されていたが、これ以外の場所に固定されていてもよい。例えば、振動体１５は、吹口部４０のリード４１以外の部分や、本体５０に固定されていてもよい。この場合、振動体１５は、演奏中に演奏者の指が本体５０に触れる場所や演奏用キー６０の周辺など、その振動が本体５０又は演奏用キー６０を介して演奏者の手又は指に伝わりやすい位置に固定されることが望ましい。これにより、演奏者は、演奏装置１０から手に伝えられてくる振動によってフィードバックを得ることができる。また、振動体１５は、演奏装置１０に複数固定されていてもよく、例えば、吹口部４０の内部と本体５０の演奏用キー６０近辺とに固定されていてもよい。これにより、演奏者は、唇と手指の両方からフィードバックを得ることができる。要するに、振動体は、吹口部４０及び本体５０からなる楽器本体に設けられていればよい。

（変形例５）
振動体は、上述した各実施形態では、圧電アクチュエータであったが、入力される駆動信号を振動に変換するものであれば、他のものであってもよい。例えば、振動体は、スピーカのコーン紙などを振動させるいわゆるボイスコイルや、回転を振動に変える構造を有するいわゆる振動モータなどであってもよい。振動体は、演奏装置１０を振動させるものに限らず、空気の振動、すなわち音によって演奏者にフィードバックをするものであってもよい。
図１４は、本変形例に係る振動体の例であるスピーカを示す図である。図１４（ａ）では、吹口部４０ｄの内部に固定されたスピーカ１５ｄが示されている。スピーカ１５ｄは、制御部１１から出力されてくる駆動信号に応じた音を出力し、音という空気の振動によって演奏者に振動を伝える振動体である。スピーカ１５ｄの周囲は吹口部４０ｄに囲まれているため、スピーカ１５ｄが出力した音は、チェンバー及びバッフルを通って演奏者の口腔に到達する。これにより、演奏者は、口腔内の空気の振動を感じることによって、フィードバックを得ることができる。

図１４（ｂ）では、吹口部４０ｅに固定されたスピーカ１５ｅが示されている。スピーカ１５ｅは、スピーカ１５ｄと同様に吹口部４０ｅの内部に向けて固定されている一方、スピーカ１５ｄと異なり、外部にも開放された状態となっている。このため、スピーカ１５ｅが出力した音は、口腔内に到達する他、吹口部４０ｅの外部を伝達して演奏者の耳にも到達する。これにより、演奏者は、口腔内の空気の振動に加え、耳から聞こえる音によっても音響的なフィードバックを得ることができる。
図１４（ｃ）では、本体５０ｆに固定されたスピーカ１５ｆが示されており、図１４（ｄ）では、本体５０ｇに固定されたスピーカ１５ｇが示されている。スピーカ１５ｆは、本体５０ｆに設けられた空間５２ｆに固定されている。空間５２ｆは、吹口部４０に開口している。スピーカ１５ｆは、出力した音が口腔内に到達することで、スピーカ１５ｄが出力した音と同様に、演奏者にフィードバックを与えることができる。スピーカ１５ｇは、スピーカ１５ｅと同様に、外部に開放された状態となっている。スピーカ１５ｇは、出力した音が口腔内の空気を振動させることに加え、耳にも到達することによって、スピーカ１５ｅが出力した音と同様に、音響的なフィードバックを演奏者に与えることができる。また、スピーカ１５ｆ、１５ｇは、それぞれ本体に固定されるようになっているため、吹口部を取り替えても、上記フィードバックを演奏者に与えることができる。

また、本変形例においては、演奏検出部１２が、ハイカットフィルタを有し、息圧検出部１２１及びアンブシュア検出部１２２が、このハイカットフィルタを通してアナログ信号を出力してもよい。上述した本変形例に係る各スピーカが出力する音は基音が数十〜数ｋＨｚの交流である。これに対し、息圧検出部１２１の圧力センサやアンブシュア検出部１２２の接触面積センサ、位置検出センサ又は圧電素子などの変形を検出するセンサが出力する信号は数Ｈｚ以下である。このため、これらのセンサがスピーカの音により振動してその振動を検出したとしても、その検出された信号はハイカットフィルタにより取り除かれる。これにより、本変形例に係る各スピーカが出力する音の影響で息圧検出部１２１が息圧を示す信号以外の信号を制御部１１に供給することを、防ぐことができる。また、アンブシュア検出部１２２が接触面積センサや位置検出センサによって上記の操作状態を検出する場合であれば、本変形例に係る各スピーカが出力する音の影響でアンブシュア検出部１２２がアンブシュアを示す信号以外の信号を制御部１１に供給することを、防ぐことができる。

（変形例６）
電子管楽器１においては、演奏装置１０の本体５０の中に音源装置２０が備える各部が収められていてもよい。その場合、楽音合成部２４が行う処理を制御部１１が行うようにしてもよい。この場合の制御部１１は、楽音信号を出力する出力手段として機能し、かつ、上述した遅延制御を行う調整手段としても機能することになる。また、これに加えて、本体５０の中にスピーカ装置が収められていてもよい。この場合、各装置を接続するインターフェース及び配線が不要となる。これにより、ユーザは、演奏装置に接続される配線を気にすることなく演奏することができる。

（変形例７）
電子管楽器は、スピーカ装置を備えていなくてもよい。この場合、電子管楽器は、楽音合成部２４が生成した楽音信号を、振動体１５が振動を開始した後に外部のスピーカ装置に出力する構成を備える。これにより、楽音信号が出力されてから放音されるまでに要する時間に関わらず、この構成を備えない場合に比べて、電子管楽器の吹奏感をアコースティックの管楽器の吹奏感に近づけることができる。また、演奏者は、例えばスピーカ装置を持ち歩かずに、演奏する場所に備え付けられているスピーカ装置で放音させるといった使い方ができる。
さらに、電子管楽器は、音源装置２０も備えていなくてもよい。この場合、電子管楽器の制御部１１は、外部の音源装置に対してＭＩＤＩメッセージを送信することで、息圧検出部１２１により検出される圧力に応じた音を表す楽音信号を出力するように指示する指示手段として機能することになる。この外部の音源装置は、音源装置２０と同様に、演奏検出部１２により検出される息圧、アンブシュア及びキーの状態に応じた音を表す楽音信号を出力する出力手段として機能するものである。このとき、制御部１１は、必要に応じて、ＭＩＤＩメッセージの送信を行う前に、図９のステップＳ５１と同様の遅延制御を行うことで、振動体１５が振動を開始したときよりも後に、上記の楽音信号を出力するように指示するようになっていればよい。

（変形例８）
演奏装置１０の制御部１１は、上述した各実施形態においては、第１及び第２駆動信号、又はそれに加えて第３駆動信号を出力したが、第１と第３、第２と第３の駆動信号を出力するようにしてもよい。要するに、制御部１１は、少なくとも第１駆動信号又は第２駆動信号のいずれか１つの駆動信号を出力して、振動体１５を振動させればよい。いずれにしても、振動体１５は、息圧検出部１２１により検出される息圧の増加量が閾値を超えたとき以降であり、かつ、スピーカ装置３０が放音する前に、振動することになる。これにより、演奏者は、演奏により出力される音が耳から聞こえてくるよりも前に事前動作に対するフィードバックを得ることができるため、そのようなフィードバックが得られない場合に比べて、よりアコースティックの管楽器を演奏しているときに近い吹奏感を得ることができる。

（変形例９）
演奏装置１０の制御部１１は、演奏が継続しているときに、音が切り替わるタイミングで上述したパルスなどを含む駆動信号を出力してもよい。この場合、制御部１１は、演奏用キー検出部１２３から供給される信号が表す各キーの状態が変化したときに、上記パルスを含む駆動信号を生成して振動体１５に出力する。これにより、振動体１５は、楽音合成部２４が楽音信号を出力している期間に振動し、その期間において演奏用キー検出部１２３により検出される各キーの状態が変化したときに、振動の波形を変化させることになる。本変形例によれば、演奏者は、音が切り替わるタイミングには、それ以外のタイミングとは異なる波形の振動を感じることになり、上記のように駆動信号を出力しない場合に比べて、音を切り替えるという操作に対するフィードバックを、他の操作に対するフィードバックとは別のものとして感じることが容易になる。

（変形例１０）
演奏装置１０の制御部１１は、演奏がされていない状態、すなわち、図４のステップＳ１１における息圧の増加が検知されていない状態のときに、演奏用キー６０の操作に応じて振動体１５を振動させてもよい。この場合、制御部１１は、ステップＳ１１の検知がされていない状態で、演奏用キー検出部１２３から供給される信号がいずれかのキーがＯＮ状態となっていることを表すものであることを検知すると、そのときの各キーの状態に応じた駆動信号又は予め定められた駆動信号を生成して出力する。アコースティックの管楽器は、演奏者が息を吹き込んでいない状態でも、演奏用キーを操作すると、各キーが管楽器の本体に衝突することにより、本体が振動したり音が鳴ったりするという挙動を見せることがある。本変形例によれば、制御部１１が上記の処理を行わない場合に比べて、演奏装置１０の挙動を、このようなアコースティックの楽器の挙動に近づけることができる。

（変形例１１）
電子管楽器は、上述した各実施形態においては、演奏装置の制御部又は音源装置の楽音合成部のいずれかにより遅延制御を行ったが、これらの両方で遅延制御を行ってもよい。この場合、それらの遅延制御における遅延時間の合計が、図４のステップＳ２２で行われる遅延制御の遅延時間と一致していればよい。要するに、電子管楽器においては、所望のアコースティックの管楽器における事前動作時間と、図４の説明で述べた第３所要時間、すなわち、ステップＳ１１の処理（息圧の増加を検知）が実施されてからステップＳ３２の処理（楽音信号を放音）が実施されるまでに要する時間とが一致するように遅延制御が行われればよい。この場合、制御部１１及び楽音合成部２４が協働することで、上述した第４所要時間（息圧の増加量が閾値を超えたときから、楽音信号を出力するまでの時間）を調整する調整手段として機能する。

（変形例１２）
電子管楽器は、或る条件が満たされる場合には、遅延制御を行わないようにしてもよい。遅延制御を行わない条件とは、例えば、演奏者が演奏したい管楽器がクラリネットであり、かつ、上記第３所要時間が上述したクラリネットの事前動作時間である４０ｍｓｅｃとなっている場合である。この場合、電子管楽器が遅延制御を行わなくとも、演奏者は、第３所要時間がこれとは異なる場合に比べて、アコースティックのクラリネットに近い吹奏感を得ることができる。要するに、電子管楽器においては、所望のアコースティックの管楽器における事前動作時間と、第３所要時間とが一致していれば、遅延制御を行わなくともよい。

（変形例１３）
電子管楽器１においては、出力される音の音色によって遅延時間を変化させるようにしてもよい。この場合、音源装置２０の記憶部２２は、電子管楽器１において遅延制御が行われなかった場合の事前動作の開始から放音までの時間、すなわち第３所要時間を記憶する。この第３所要時間は、例えば、第１実施形態で述べたように２０ｍｓｅｃであるものとする。また、記憶部２２は、上述したとおり、波形データを管楽器の種類に対応付けて記憶している。記憶部２２は、その管楽器の種類と、予め決められた第３所要時間とを対応付けたテーブルを記憶する。
図１５は、記憶部２２に記憶されているテーブルの一例を示す図である。このテーブルでは、クラリネット、アルトサックス、トランペットという管楽器の種類に対応付けて、４０、７０、１２０（単位はｍｓｅｃ）という第３所要時間が対応付けられている。これらの第３所要時間は、例えば、それぞれの種類のアコースティックの管楽器を演奏者が演奏したときにおける、事前動作の開始から音が鳴るまでの時間を測定したものである。この測定は、その管楽器のマウスピースに取り付けた圧力センサと、その管楽器の音を収音するマイクロフォンとを用いて行われる。詳細には、その圧力センサが検出する圧力が閾値以上増加した時刻から、そのマイクロフォンがその管楽器の音を収音し始めた時刻までの時間が、第３所要時間として測定される。

本変形例に係るフィードバック処理について説明する。前述したとおり、フィードバック処理の前には、管楽器の種類が選択されている。そして、音源装置２０の楽音合成部２４は、図４に示すステップＳ２２において、電子管楽器１における第３所要時間が、その選択された管楽器の種類に対応付けられて記憶部２２に記憶されている第３所要時間となるように遅延制御を行う。例えば、選択された管楽器の種類がアルトサックスであった場合、楽音合成部２４は、アルトサックスに対応付けられた第３所要時間である７０ｍｓｅｃと、上記の遅延制御が行われなかった場合の第３所要時間である２０ｍｓｅｃとの差の５０ｍｓｅｃを遅延時間とした遅延制御を行う。そして、楽音合成部２４は、図４に示すステップＳ１１において息圧の増加量が閾値を超えた後、その時点で選択されている管楽器の種類、この場合はアルトサックスに応じた第３所要時間である７０ｍｓｅｃが経過したときから、そのアルトサックスに応じた音色の音を表す楽音信号を出力する。

この場合、楽音合成部２４は、選択された管楽器の種類に応じた長さに上記第４所要時間を調整する調整手段としても機能する。例えば、上述したように楽音信号が出力されてからスピーカ装置３０が放音するまでに要する時間を２ｍｓｅｃとすると、楽音合成部２４は、１８ｍｓｅｃ（２０ｍｓｅｃ−２ｍｓｅｃ）だった第４所要時間を、５０ｍｓｅｃの遅延制御を行うことで６８ｍｓｅｃとなるように調整する。この６８ｍｓｅｃという時間は、アルトサックスに対応付けられた第３所要時間である７０ｍｓｅｃから上記２ｍｓｅｃを減じた時間であり、つまりはアルトサックスの音色に応じた第４所要時間となっている。以上のとおり遅延制御が行われることで、演奏装置１０を演奏者が演奏したときに、その演奏者が事前動作を開始してから音が鳴るまでに経過する時間が、アコースティックのアルトサックスを演奏したときのその時間と一致することになる。また、そのときに出力される音は、アルトサックスの音色となっている。このため、演奏者は、演奏装置１０を演奏したときに、上記のように遅延制御を行わない場合に比べて、アコースティックのアルトサックスを演奏したときの吹奏感により近い吹奏感を得ることができる。

（変形例１４）
電子管楽器１においては、演奏用キー検出部１２３により検出される状態に応じて遅延時間を変化させるようにしてもよい。この場合、音源装置２０の記憶部２２は、変形例１３と同様に、例えば２０ｍｓｅｃである第３所要時間を記憶する。また、記憶部２２は、上記のように検出される状態と、予め決められた第３所要時間とを対応付けたテーブルを記憶する。このテーブルでは、例えば、ＯＮ状態が検出されたキーのうち、吹口部４０から最も遠い位置にあるものと吹口部４０との距離が大きいほど、第３所要時間が長くなり、この距離が短いほど、第３所要時間が短くなるようになっている。例えば上述した第１実施形態であれば、このテーブルでは、ＭＩＤＩメッセージにおいて音高を示すノート番号と、その音高の音を演奏するときにおけるこの距離に応じた第３所要時間とが対応付けられている。この場合、楽音合成部２４は、図４に示すステップＳ１６で送信されてきたＭＩＤＩメッセージのノート番号に対応付けられている第３所要時間から２０ｍｓｅｃを減じた時間だけステップＳ２２において遅延制御を行う。

図１６は、記憶部２２に記憶されているテーブルの一例を示す図である。このテーブルは、管楽器の種類がアルトサックスの場合のものである。このテーブルでは、アルトサックスにおいて最も音高が低い音（Ｃ＃２）であるノート番号「４９」に「１００」（単位はｍｓｅｃ）という第３所要時間が対応付けられている。また、左手だけでキーを押さえているときに出る音（Ａ＃３）であるノート番号「５８」に「７０」ｍｓｅｃという第３所要時間が対応付けられ、開放音（Ｅ３）であるノート番号「６４」に「５０」ｍｓｅｃという第３所要時間が対応付けられている。この図では、以上の３つの対応付けを示しているが、このテーブルでは、アルトサックスにおいて演奏することが可能な他の音高の音のノート番号に対しても、第３所要時間がそれぞれ対応付けられている。なお、このテーブルは、変形例１３で述べたように選択される管楽器の種類によって異なっていてもよい。例えば、クラリネットであれば２０〜４０ｍｓｅｃ、トランペットであれば９０〜１５０ｍｓｅｃの第３所要時間を対応付けるといった具合である。なお、上記の距離が同じで音高が異なる場合には、第３所要時間を、音高が高いほど短くし、音高が低いほど長くしてもよい。また、これらの第３所要時間は、個人の好みや各管楽器の性質によって定められていてもよい。

（変形例１５）
演奏装置１０の制御部１１は、上述した各実施形態では、図４等のステップＳ１１において、息圧の増加を検知したが、息圧の減少を検知してもよい。図５（ａ）に示す口腔内圧力のグラフにおけるＤ部では、息圧が増加する前に減少していることが示されている。この減少は、演奏者が吹口部４０に息を吹き込む前に、息を吸い込んでいることを表している。制御部１１は、例えば、決められた期間（例えば０．５秒）において息圧検出部１２１により検出される息圧の減少量の絶対値が閾値を初めて超えたときに、息圧が減少したこと検知する。この場合、制御部１１は、息圧の増加を検知する場合よりも早いタイミングでステップＳ１２以降の処理を行うことができるため、事前動作に対するフィードバックを演奏者に与えるタイミングも早くすることができる。上述した各実施形態における息圧の増加量と、本変形例に係る息圧の減少量の絶対値とは、要するに、息圧の変化量である。つまり、制御部１１は、息圧検出部１２１により検出される息圧の変化量が閾値を超えたときを検知する。そして、振動体１５は、制御部１１による検知がされたとき以降に振動する。

（変形例１６）
演奏装置１０の制御部１１は、図４に示すステップＳ１１において、変形例１５で述べたように息圧の変化量が閾値を超えたときを検知したが、図５（ａ）に示す口腔内圧力の値であるＥ０、Ｅ１、Ｅ２が測定されるときの息圧の値がそれぞれ既知であれば、それらの値に応じてこの検知を行ってもよい。このＥ０は、演奏者が息を吸ったり吐いたりしていないときの口腔内圧力である。Ｅ１は、事前動作において息を吸い込んだときの、Ｅ２は、事前動作において吹口部４０に息を吹き込み始めたときの口腔内圧力である。具体的には、制御部１１は、ステップＳ１１の処理で説明した期間（例えば０．５秒間）において息圧検出部１２１により検出される息圧が初めて閾値よりも小さく又は大きくなったときを検知する。これらの閾値は、例えば、口腔内圧力がＥ０からＥ１に減少するときに検出される息圧が取り得る値、又は口腔内圧力がＥ１からＥ２に増加するときに検出される息圧が取り得る値である。要するに、制御部１１は、息圧が、事前動作の開始時に見られるような決められた変化（例えば閾値より大きくなるという変化やその変化量が閾値を超えるという変化）をしたときを検知すればよい。

（変形例１７）
電子管楽器１は、上述した各実施形態において、演奏情報をＭＩＤＩ形式のデータ（ＭＩＤＩメッセージ）で表したが、これに限らず、例えば、ＤＬＳ（Downloadable Sounds）やＸＭＦ（eXtensible Music Format）など、他のデータ形式で表してもよい。要するに、電子管楽器１は、演奏装置１０から音源装置２０に対して演奏の内容を表す情報、すなわち演奏情報が伝えられるのであれば、その演奏情報をどのようなデータ形式で伝えてもよい。

（変形例１８）
演奏装置は、演奏用キーを備えないものであってもよい。この場合、演奏装置の制御部は、演奏検出部から供給されるデータが示す息圧及びアンブシュアに応じて演奏情報を生成する。本変形例においても、この制御部が上述した各実施形態と同様に振動体を振動させることで、演奏者がフィードバックを得ることができる。

（変形例１９）
音源装置としては、例えば波形メモリを使用したＰＣＭ（pulse code modulation）方式により楽音を合成するものが考えられる。しかし、この方式では、或る決まった演奏状態での録音波形が使用されるため、演奏に応じて時々刻々と変化する振動の変化をつけることは困難である。そこで、音源装置は、楽器の発音の原理を模擬することで楽音を合成するようにしてもよい。楽音をこのように合成する方式を、物理モデル方式といい、例えば、特開２００９−１８６９６４号公報には、演奏者の唇の作用を反映させてリードの挙動を模擬することで忠実な楽音を合成する技術が記載されている。本変形例に係る音源装置は、物理モデル方式で楽音を合成する処理に、このような周知の技術を用いればよい。この場合、物理モデル音源に与える演奏情報は、当該発明の演奏検出部で検出したものに加え、必要に応じてこれらを拡張したもの（例えば唇のリードへの接触位置に相当する演奏情報など）を用いればよい。演奏者の演奏に応じて時々刻々と変化する演奏情報を元に、物理モデル音源内部でフィードバックさせたい箇所（例えばリードの唇接触位置）の、振動信号の種類（例えば振動変位）に相当する振動信号で振動体を振動させるので、演奏者は、本物の管楽器と同様、演奏に応じて時々刻々と変化する振動のフィードバックを適切に得ることができる。

（変形例２０）
演奏検出部は、上述した実施形態では、息圧、アンブシュア及びキーの状態を検出したが、これに限らず、息圧及びアンブシュア、息圧及びキーの状態、又は息圧のみを検出してもよい。アコースティックの管楽器においては、息圧を変化させるだけでも、出力される音の音量、音高及び周波数分布が変化する。本変形例に係る電子管楽器は、例えば、このときのアコースティックの管楽器の挙動を変形例１７で述べた物理モデル方式で模擬することで楽音を生成する。これにより、息圧検出部１２１により検出される息圧に応じた音量、音高及び周波数分布の音が出力される。

（変形例２１）
演奏装置１０の制御部１１は、図４等のステップＳ１４（操作状態を検出）の処理を、ステップＳ１２（駆動信号を出力）又はステップＳ１３（振動体を振動）の処理の前に実施してもよいし、これらの処理と並行して実施してもよい。また、制御部１１は、ステップＳ１７（駆動信号を出力）の処理を、ステップＳ１６（演奏情報を出力）の処理よりも前又は並行して実施してもよい。要するに、制御部１１は、ステップＳ１１の処理が実施された後であれば、ステップＳ１２及びＳ１４をどのような順番で行ってもよい。また、制御部１１は、ステップＳ１５の処理を実施した後であれば、ステップＳ１６及びＳ１７の処理をどのような順番で行ってもよい。

（変形例２２）
上述した各実施形態における各インターフェースは、互いに有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよい。要するに、各インターフェースは、互いに通信を行ってデータを授受できるようになっていればよい。この場合、演奏装置１０の制御部１１や後付けユニット７０の制御部７１、音源装置２０の楽音合成部２４は、振動を開始させるタイミング（時刻）、発音を開始させるタイミング（時刻）及びそれらの時間差を、通信による遅延時間を考慮して決定する。つまり、これらの各部は、通信による時間の遅延があった場合でも、これらのタイミング及び時間差で振動及び発音が開始されるように処理を行う。

（変形例２３）
本発明は、上述した各実施形態及び各変形例における電子管楽器の他に、第４実施形態における後付けユニット、すなわち振動制御装置としても把握される。また、本発明は、この電子管楽器及び振動制御装置を制御するコンピュータ（制御部１１及び７１）に図４、図８及び図９で示した演奏装置の処理を実行させるためのプログラムとしても把握される。なお、これらのプログラムは、電子管楽器に接続してその電子管楽器から供給される演奏情報に基づき発音する、すなわち音源として機能するパーソナルコンピュータやスマートフォンなどにより実行されてもよい。これらのプログラムは、それを記憶させた光ディスク等の記録媒体の形態で提供されたり、インターネット等の通信回線を介して、コンピュータにダウンロードさせ、それをインストールして利用可能にするなどの形態でも提供されたりするものであってもよい。

１…電子管楽器、１０…演奏装置、２０…音源装置、３０…スピーカ装置、１１、７１…制御部、１２…演奏検出部、１２１…息圧検出部、１２２…アンブシュア検出部、１２３…演奏用キー検出部、１３…Ａ／Ｄ変換部、１４…Ｄ／Ａ変換部、１５…振動体、１６、２１、７２…インターフェース、２２…記憶部、２３…音源操作部、２４…楽音合成部、２５…Ｄ／Ａ変換部、４０…吹口部、４１…リード、４４…支柱、５０…本体、５１…外周面、６０…演奏用キー、７０…後付けユニット、７３…リング部

Claims (9)

1. 演奏者により息を吹き込まれる吹口部を有する楽器本体と、
   前記吹口部へ吹き込まれる息の圧力を検出する息圧検出手段と、
   前記楽器本体に設けられ、前記息圧検出手段により検出される圧力が決められた変化をしたとき以降に振動する振動手段と、
   楽音信号を出力する出力手段に対して、前記振動手段が振動を開始したときよりも後に、前記息圧検出手段により検出される圧力に応じた音を表す前記楽音信号を出力するように指示する指示手段と
   を備えることを特徴とする電子管楽器。
2. 前記息圧検出手段により検出される圧力が前記変化をしたときから、前記指示手段が前記指示を行うまでの時間を調整する調整手段を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子管楽器。
3. 管楽器の種類を選択する選択手段を備え、
   前記調整手段は、前記選択手段により選択される種類に応じた長さに前記時間を調整し、
   前記指示手段は、前記選択手段により選択される種類に応じた音色の音を表す楽音信号を出力するように前記指示を行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の電子管楽器。
4. 前記演奏者により操作される演奏操作子と、
   前記演奏操作子の状態を検出する操作検出手段とを備え、
   前記調整手段は、前記操作検出手段により検出される状態に応じた長さに前記時間を調整する
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電子管楽器。
5. 前記振動手段は、前記指示手段が前記出力手段に対して前記楽音信号を出力するように指示している期間に、当該楽音信号に応じた波形で振動する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子管楽器。
6. 前記演奏者により操作される演奏操作子と、
   前記演奏操作子の状態を検出する操作検出手段とを備え、
   前記振動手段は、前記指示手段が前記出力手段に対して前記楽音信号を出力するように指示している期間に振動し、当該期間において前記操作検出手段により検出される状態が変化したときに、振動の波形を変化させる
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子管楽器。
7. 振動する振動体と、
   電子管楽器から発音制御信号が入力される信号入力部と、
   前記信号入力部に前記発音制御信号が入力されたことを契機に前記振動体を振動させ、当該振動を開始させたときよりも後に当該発音制御信号による発音を音源が行うように制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする振動制御装置。
8. 前記振動体は、前記電子管楽器の一部の部品に対して一体に組み込まれ、又は当該部品とは別体になっていて当該電子管楽器に装着される
   ことを特徴とする請求項７に記載の振動制御装置。
9. 演奏者により息を吹き込まれる吹口部を有する楽器本体と、前記吹口部へ吹き込まれる息の圧力を検出する息圧検出手段と、前記楽器本体に設けられて振動する振動手段とを備える電子管楽器を制御するコンピュータに、
   前記息圧検出手段により検出される圧力が決められた変化をしたとき以降に振動するように振動手段を制御するステップと、
   楽音信号を出力する出力手段に対して、前記振動手段が振動を開始したときよりも後に、前記息圧検出手段により検出される圧力に応じた音を表す前記楽音信号を出力するように指示する指示ステップと
   を実行させるためのプログラム。

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