JP2014238551A - 楽音発生装置、楽音発生方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】指板に配置したセンサで音高指定と振動検出を行うため、ヘキサピックアップ不要、かつ、生の振動を高音質で捕らえることができる楽音発生装置を提供する。
【解決手段】複数の静電パッド２６の中で最も近接度合いの大きい静電パッド２６の指板２１上の位置を押弦操作位置として検出する。ＣＰＵは、検出された押弦操作位置よりブリッジ側にある指板２１に設けられた複数の静電パッド２６夫々の出力信号の少なくとも一部から、張設された複数の弦２２夫々の振動信号を抽出し、抽出された振動信号に基づいて、張設された複数の弦２２のいずれかが弾弦されたか否かを検出し、弾弦の検出に応答して、検出された操作状態から発音すべき楽音の音高を決定し、決定された音高の楽音の発音を、音源に対して指示する。
【選択図】図４

Description

本発明は、楽音発生装置、楽音発生方法及びプログラムに関する。

従来、入力される波形信号のピッチを抽出し、抽出したピッチに対応する楽音の発音を指示する入力制御装置が知られている。この種の装置として、例えば特許文献１には、入力波形信号の最大値検出直後の波形ゼロクロス周期と最小値検出直後の波形ゼロクロス周期とを検出し、両周期が略一致した場合にその検出した周期に対応するピッチの楽音の発音を指示したり、あるいは入力波形信号の最大値検出周期と最小値検出周期とを検出し、両周期が略一致した場合にその検出した周期に対応するピッチの楽音の発音を指示する技術が開示されている。

特開昭６３−１３６０８８号公報

しかしながら、従来の方式では、弦の振動はヘキサピックアップという各弦に対応した専用のセンサを配置して検出していた。このようなヘキサピックアップは、コストが高く、また本体上に設置するため、接着や堀加工を行うため、結果としてボディ（本体）への振動の影響が生じ、生の音が劣化する要因となっていた。さらに、弦の張られている方向である本体の長手方向の一点でのみ振動をとるので倍音などの検出が不十分であり生音が単純化し音がよくなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、指板に配置したセンサで音高指定と振動検出を行うため、ヘキサピックアップ不要、かつ、生の振動を高音質で捕らえることができる楽音発生装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様の楽音発生装置は、
複数の弦が張設された指板に設けられ、それぞれ押弦操作される弦との近接度合いを検出するとともに、当該検出された近接度合いに対応する信号を出力する複数のセンサと、
前記複数のセンサの中で最も近接度合いの大きいセンサの前記指板上の位置を押弦操作位置として検出する操作位置検出手段と、
前記検出された押弦操作位置よりブリッジ部側にある前記指板に設けられた前記複数のセンサ夫々の出力信号の少なくとも一部から、前記張設された複数の弦夫々の振動信号を抽出する振動信号抽出手段と、
前記抽出された振動信号に基づいて、前記張設された複数の弦のいずれかが弾弦されたか否かを検出する弾弦検出手段と、
前記弾弦の検出に応答して、前記検出された操作状態から発音すべき楽音の音高を決定する音高決定手段と、
前記決定された音高の楽音の発音を、音源に対して指示する発音指示手段と、
を有する。

本発明によれば、指板に配置したセンサで音高指定と振動検出を行うため、ヘキサピックアップ不要、かつ、生の振動を高音質で捕らえることができる楽音発生装置を提供できる。

本発明の電子弦楽器の外観を示す正面図である。 電子弦楽器を構成する電子部のハードウェア構成を示すブロック図である。 押弦センサの信号制御部を示す模式図である。 静電センサの出力に基づいて弦とフレットとの接触を検出することなく、押弦を検知するタイプの押弦センサが適用されたネックの斜視図である。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるメインフローを示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるスイッチ処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される音色スイッチ処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される演奏検知処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される押弦位置検知処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される先行トリガ処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される先行トリガ可否処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される弦振動処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるノーマルトリガ処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるピッチ抽出処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される消音検知処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される統合処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるパラメータ変更処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される生音処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるＷａｖｅ取込処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるＷａｖｅ取込処理の変形例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

［電子弦楽器１の概要］
初めに、図１を参照して、本発明の一実施形態としての電子弦楽器１の概要について説明する。

図１は、電子弦楽器１の外観を示す正面図である。図１に示す如く、電子弦楽器１は、本体１０と、ネック２０と、ヘッド３０とに大別される。

ヘッド３０には、スチール製の弦２２の一端が巻かれる糸巻き３１が取り付けられており、ネック２０は、指板２１に複数のフレット２３が埋め込まれている。なお、本実施形態において、弦２２は６本、フレット２３は２１個、設けられている。６本の弦２２は、各々弦番号と対応付けられている。一番細い弦２２が、弦番号「１番」であり、弦２２の太さが太くなる順番で弦番号が大きくなる。２１個のフレット２３は、各々フレット番号と対応付けられている。最もヘッド３０寄りのフレット２３は、フレット番号「１番」であり、ヘッド３０側から遠ざかるに連れて、配置されたフレット２３のフレット番号が大きくなる。

本体１０には、弦２２の他端が取り付けられるブリッジ１６と、弦２２の振動を検出するノーマルピックアップ１１と、放音されるサウンドにトレモロ効果を付加するためのトレモロアーム１７と、本体１０の内部に内蔵されている電子部１３と、各々の弦２２と電子部１３とを接続するケーブル１４と、音色の種類等を表示するための表示部１５と、が設けられている。
なお、電子弦楽器１においては、構造上、押弦操作された場所がブリッジ側に行くにしたがって各弦２２の音高が高くなる。即ち、フレット番号が大きくなる程、音高が高くなる。
このように構成される本実施形態の電子弦楽器１においては、各々の弦２２の振動を独立して検出するヘキサピックアップを用いずに、後述する押弦センサ４４からの出力値（以下、センサ値という）に基づいて各々の弦２２の振動を独立して検出する。
具体的には、本実施形態の電子弦楽器１においては、検出されたセンサ値のうちの１のセンサ値を音高指定に使用し、検出された他のセンサ値を弦の振動を検出するセンサとして使用する。即ち、所定のセンサ値で音高を決定したら、他のセンサ値でピッチ反映と発音のトリガ用の振動検出を行う。また、センサ値を再検出した場合（押弦位置が変わった場合）には、再度検出したセンサ値に基づいて、音高を決定し、他のセンサ値で弦振動に追従してピッチを変更する。

図２は、電子部１３のハードウェア構成を示すブロック図である。電子部１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４３と、押弦センサ４４と、音源４５と、ノーマルピックアップ１１と、スイッチ４８と、表示部１５と、Ｉ／Ｆ（インターフェース）４９と、がバス５０を介して接続されている。
さらに、電子部１３は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）４６と、Ｄ／Ａ（デジタルアナログコンバータ）４７と、を備える。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記録されているプログラム、又は、記憶部（図示せず）からＲＡＭ４３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。

ＲＡＭ４３には、ＣＰＵ４１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。

押弦センサ４４は、押弦が何番の弦の何番のフレットに対して行われたかを検出する。この押弦センサ４４は、後述する静電センサの出力に基づいて、いずれかのフレット２３（図１参照）上において弦２２（図１参照）に対して押弦操作が行われたのかを検出する。

音源４５は、例えばＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）データで発音が指示された楽音の波形データを生成し、その波形データをＤ／Ａ変換して得られるオーディオ信号を、ＤＳＰ４６及びＤ／Ａ４７を介して外部音源５３に出力して、発音及び消音の指示を出す。なお、外部音源５３は、Ｄ／Ａ４７から出力されたオーディオ信号を増幅して出力するアンプ回路（図示せず）と、アンプ回路から入力されたオーディオ信号により楽音を放音するスピーカ（図示せず）と、を備える。また、音源４５は、押弦センサ４４から取得したセンサ値に基づいて生成されたＷａｖｅ（ＲＩＦＦ ｗａｖｅｆｏｒｍ Ａｕｄｉｏ Ｆｏｒｍａｔ）データをＤ／Ａ変換して得られるオーディオ信号を、外部音源５３に出力して生音を出す。

ノーマルピックアップ１１は、検出された弦２２（図１参照）の振動を電気信号に変換してＣＰＵ４１に出力する。

スイッチ４８は、本体１０（図１参照）に設けられた各種スイッチ（図示せず）からの入力信号をＣＰＵ４１に出力する。
表示部１５は、発音対象となる音色の種類等を表示する。

図３は、押弦センサ４４の信号制御部を示す模式図である。

押弦センサ４４においては、Ｙ信号制御部５２は、弦２２のいずれかを順次指定し、指定された弦に対応する静電センサを指定する。Ｘ信号制御部５１は、フレット２３のいずれかを指定し、指定されたフレットに対応する静電センサを指定する。こうして弦２２及びフレット２３の両方同時に指定された静電センサのみを動作させ、この動作された静電センサの出力値の変化をＣＰＵ４１（図２参照）に押弦位置情報として出力する。

図４は、静電センサの出力に基づいて弦２２とフレット２３との接触を検出することなく、押弦を検知するタイプの押弦センサ４４が適用されたネック２０の斜視図である。

図４において、指板２１の下部には、静電センサとしての静電パッド２６が、各々の弦２２、及び各々のフレット２３ごとに対応付けられて配置されている。即ち、本実施形態のように、６弦×２１フレットである場合、１４４箇所の静電パッドが配置される。これらの静電パッド２６は、弦２２が指板２１に近づいたときの静電容量を検出してＣＰＵ４１に送信する。ＣＰＵ４１は、この送信された静電容量の値に基づいて押弦位置に対応する弦２２及びフレット２３を検出する。

［メインフロー］
図５は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行されるメインフローを示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１では、ＣＰＵ４１は、電源の投入によりイニシャライズを実行する。ステップＳ２では、ＣＰＵ４１は、スイッチ処理（図６で後述する）を実行する。ステップＳ３では、ＣＰＵ４１は、演奏検知処理（図８で後述する）を実行する。ステップＳ４では、ＣＰＵ４１は、生音処理（図１８で後述する）を実行する。ステップＳ５では、ＣＰＵ４１は、その他の処理を実行する。その他の処理では、ＣＰＵ４１は、例えば、表示部１５に出力コードのコード名を表示するなどの処理を実行する。ステップＳ５の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ２に移行させて、ステップＳ２〜Ｓ５の処理を繰り返す。

［スイッチ処理］
図６は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行されるスイッチ処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１１では、ＣＰＵ４１は、音色スイッチ処理（図７で後述する）を実行する。ステップＳ１２では、ＣＰＵ４１は、モードスイッチ処理を実行する。モードスイッチ処理では、ＣＰＵ４１は、パラメータ変更処理（図１７で後述する）のいずれが実行されるかを識別するためのモードが決定される。ステップＳ１２の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、スイッチ処理を終了する。

［音色スイッチ処理］
図７は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される音色スイッチ処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２１では、ＣＰＵ４１は、音色スイッチ（図示せず）がオンされたか否かを判断する。音色スイッチがオンされたと判断された場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ２２に移し、オンされたと判断されなかった場合、ＣＰＵ４１は、音色スイッチを終了する。ステップＳ２２では、ＣＰＵ４１は、音色スイッチにより指定された音色に対応する音色番号を、変数ＴＯＮＥに格納する。ステップＳ２３では、ＣＰＵ４１は、変数ＴＯＮＥに基づくイベントを音源４５に供給する。これにより、音源４５に、発音されるべき音色が指定される。ステップＳ２３の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、音色スイッチ処理を終了する。

［演奏検知処理］
図８は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される演奏検知処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３１では、ＣＰＵ４１は、押弦位置検出処理（図９で後述する）を実行する。ステップＳ３２では、ＣＰＵ４１は、弦振動処理（図１２で後述する）を実行する。ステップＳ３３では、ＣＰＵ４１は、統合処理（図１６で後述する）を実行する。ステップＳ３３の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、演奏検知処理を終了する。

［押弦位置検知処理］
図９は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される押弦位置検知処理（図８のステップＳ３１の処理）を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ４１では、ＣＰＵ４１は、１〜６列の弦（各弦）に属する静電センサ４６のセンサ値を順次サーチする。ステップＳ４２において、ＣＰＵ４１は、押弦センサ４４の出力値として、最大のセンサ値を検出した行番号（Ｍ）を取得する。ステップＳ４３において、ＣＰＵ４１は、押弦センサ４４の出力値として、次に大きなセンサ値を検出した行番号（Ｎ）を取得する。ステップＳ４４において、ＣＰＵ４１は、押さえ位置を検出したか否かを判断する。押さえ位置を検出したという判断は、次のように行われる。ＣＰＵ４１は、取得した行番号（Ｍ），（Ｎ）のうち音高が高い位置（ブリッジ側の位置）にある行番号が属するフレットに相当する音程を押さえ位置として検出する。押さえ位置が検出されたと判断された場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ４６に移し、押さえ位置が検出されたと判断されない場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ４５において、非押弦、即ち、開放弦であると判断する。その後、ＣＰＵ４１は、ステップＳ４６に処理を移す。
ステップＳ４６では、ＣＰＵ４１は、先行トリガ処理（図１０で後述）を実行する。ステップＳ４７では、ＣＰＵ４１は、先行トリガタイミング時の押弦センサ４４の出力値をＲＡＭ４３に記録する。ここで、先行トリガタイミング時の押弦センサ４４の出力値は、Ｓｎｍとして押さえ位置ごとに対応付けられて記録される。ここで、ｎ＝弦番号、ｍ＝フレット番号である。
ステップＳ４８では、ＣＰＵ４１は、ピッチ補正データを作成する。具体的には、弦番号とフレット番号とに対応する音高を基準の音高として、当該基準の音高が発音される場合での押弦センサ４４の出力値をＫｎｍとすると、ピッチ補正データ（Ｐｈ）は、補正値（Ｈ）を用いて、以下の式（１）で算出される。
Ｐｈ＝（Ｋｎｍ−Ｓｎｍ）／１００×Ｈ・・・（１）
ここで、Ｓｎｍは、実際の押弦の力に応じて変化するので、押弦状態に応じてピッチ補正データは変化することになる。
ステップＳ４９において、ＣＰＵ４１は、全弦サーチしたか否かを判断する。全弦サーチしていないと判断された場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ４１に戻し、全弦サーチしたと判断された場合、ＣＰＵ４１は、押弦位置検知処理を終了する。

［先行トリガ処理］
図１０は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される先行トリガ処理（図９のステップＳ４６の処理）を示すフローチャートである。ここで、先行トリガとは、演奏者による弾弦前の押弦が検出されたタイミングでの発音のトリガのことである。

まず、ステップＳ５１では、ＣＰＵ４１は、Ｗａｖｅ取込処理（図１９で後述）を実行する。ステップＳ５２では、ＣＰＵ４１は、先行トリガ可否処理（図１１で後述）を実行する。ステップＳ５３では、先行トリガが可能であるか否か、即ち、先行トリガフラグがオンであるか否かを判断する。この先行トリガフラグは、後述する先行トリガ可否処理のステップＳ６２において、オンされる。先行トリガフラグがオンである場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ５４に処理を移行させ、先行トリガフラグがオフである場合、ＣＰＵ４１は、先行トリガ処理を終了する。
ステップＳ５４では、ＣＰＵ４１は、音色スイッチで指定された音色と、先行トリガ可否処理のステップＳ６３で決定されるベロシティとに基づいて、音源４５に発音指示の信号を送信する。ステップＳ５４の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、先行トリガ処理を終了する。

［先行トリガ可否処理］
図１１は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される先行トリガ可否処理（図１０のステップＳ５２の処理）を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ６１では、ＣＰＵ４１は、図１９のステップＳ１４１で算出したＷａｖｅ値に基づいた各々の弦の振動レベルが、所定の閾値（Ｔｈ１）より大きいか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ６２に移行させ、ＮＯの場合、ＣＰＵ４１は、先行トリガ可否処理を終了する。
ステップＳ６２では、ＣＰＵ４１は、先行トリガを可能にするために、先行トリガフラグをオンにする。ステップＳ６３では、ＣＰＵ４１は、ベロシティ確定処理を実行する。
具体的には、ベロシティ確定処理では、以下の処理が実行される。ＣＰＵ４１は、ヘキサピックアップの出力に基づいた振動レベルがＴｈ１を超えた時点（以下、「Ｔｈ１時点」と呼ぶ）より前の、３つの振動レベルのサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の加速度を検出する。具体的には、Ｔｈ１時点より１つ前及び２つ前のサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の第１速度を算出する。さらに、Ｔｈ１時点より２つ前及び３つ前のサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の第２速度を算出する。そして、当該第１速度及び当該第２速度に基づいて、振動レベルの変化の加速度を検出する。さらに、ＣＰＵ４１は、実験で得られた加速度のダイナミクス内にベロシティが０〜１２７に収まるように内挿補間する。
具体的には、ベロシティを「ＶＥＬ」、検出された加速度を「Ｋ」、実験で得られた加速度のダイナミクスを「Ｄ」、補正値を「Ｈ」とすると、ベロシティは、以下の式（２）で算出される。
ＶＥＬ＝（Ｋ／Ｄ）×１２８×Ｈ・・・（２）
加速度Ｋと補正値Ｈとの関係を示すマップ（図示せず）のデータは、各弦の音高ごとにＲＯＭ４２に格納されている。ある弦のある音高の波形を観測すると、弦がピックから離れた直後の波形の変化には固有の特性がある。したがって、この特性のマップのデータが各弦の音高ごとに予めＲＯＭ４２に格納されることで、検出された加速度Ｋに基づいて補正値Ｈが取得される。ステップＳ６３の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、先行トリガ可否処理を終了する。

［弦振動処理］
図１２は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される弦振動処理（図８のステップＳ３２の処理）を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ７１では、ＣＰＵ４１は、Ｗａｖｅ取込処理（図１９で後述）を実行する。ステップＳ７２では、ＣＰＵ４１は、ノーマルトリガ処理（図１３で後述）を実行する。ステップＳ７３では、ＣＰＵ４１は、ピッチ抽出処理（図１４で後述）を実行する。ステップＳ７４では、ＣＰＵ４１は、消音検知処理（図１５で後述）を実行する。ステップＳ７４の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、弦振動処理を終了する。

［ノーマルトリガ処理］
図１３は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行されるノーマルトリガ処理（図１２のステップＳ７２の処理）を示すフローチャートである。ノーマルトリガとは、演奏者による弾弦が検出されたタイミングでの発音のトリガのことである。

まず、ステップＳ８１では、ＣＰＵ４１は、先行トリガが可能でないか否かを判断する。即ち、ＣＰＵ４１は、先行トリガフラグがオフであるか否かを判断する。先行トリガが可能でないと判断された場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ８２に処理を移行させる。先行トリガが可能であると判断された場合、ＣＰＵ４１は、ノーマルトリガ処理を終了する。ステップＳ８２では、ＣＰＵ４１は、図１９のステップＳ１４１で算出したＷａｖｅ値に基づいた各々の弦の振動レベルが、所定の閾値（Ｔｈ２）より大きいか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ８３に移行させ、ＮＯの場合、ＣＰＵ４１は、ノーマルトリガ処理を終了する。ステップＳ８３では、ＣＰＵ４１は、ノーマルトリガを可能にするために、ノーマルトリガフラグをオンにする。ステップＳ８３の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、ノーマルトリガ処理を終了する。

［ピッチ抽出処理］
図１４は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行されるピッチ抽出処理（図１２のステップＳ７３の処理）を示すフローチャートである。

ステップＳ９１において、ＣＰＵ４１は、Ｗａｖｅ取込処理（図１９で後述）を実行する。ステップＳ９２において、ステップＳ９１のＷａｖｅ取込処理により取り込まれたｗａｖｅ値からピッチを抽出して、音高を決定する。

［消音検知処理］
図１５は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される消音検知処理（図１２のステップＳ７４の処理）を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ４１は、発音中であるか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ１０２に移行させ、この判断がＮＯの場合、ＣＰＵ４１は、消音検知処理を終了する。ステップＳ１０２では、ＣＰＵ４１は、図１９のステップＳ１４１で算出したＷａｖｅ値に基づいた各々の弦の振動レベルが、所定の閾値（Ｔｈ３）より小さいか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ１０３に移行させ、ＮＯの場合、ＣＰＵ４１は、消音検知処理を終了する。ステップＳ１０３では、ＣＰＵ４１は、消音フラグをオンにする。ステップＳ１０３の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、消音検知処理を終了する。

［統合処理］
図１６は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される統合処理（図８のステップＳ３３の処理）を示すフローチャートである。統合処理では、押弦位置検出処理（図８のステップＳ３１の処理）の結果と弦振動処理（図８のステップＳ３２の処理）の結果とが統合される。

まず、ステップＳ１１１において、ＣＰＵ４１は、先行発音済みか否かを判断する。即ち、先行トリガ処理（図１０参照）において、音源４５に発音指示がなされたか否かを判断する。先行トリガ処理において、音源４５に発音指示がなされたと判断された場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ１１２に移行させる。ステップＳ１１２において、ＣＰＵ４１は、パラメータ変更処理（図１７で後述）を実行し、処理をステップＳ１１５に移行させる。
一方、ステップＳ１１１において、先行トリガ処理において、音源４５に発音指示がなされたと判断されない場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ１１３に移行させる。ステップＳ１１３において、ＣＰＵ４１は、ノーマルトリガフラグがオンであるか否かを判断する。ノーマルトリガフラグがオンである場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１１４において、音源４５に発音指示信号を送信し、処理をステップＳ１１５に移行させる。ステップＳ１１３において、ノーマルトリガフラグがオフである場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ１１５に移行させる。
ステップＳ１１５では、ＣＰＵ４１は、消音フラグがオンであるか否かを判断する。消音フラグがオンである場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１１６において、音源４５に消音指示信号を送信する。消音フラグがオフである場合、ＣＰＵ４１は、統合処理を終了する。ステップＳ１１６の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、統合処理を終了する。

［パラメータ変更処理］
図１７は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行されるパラメータ変更処理（図１６のステップＳ１１２の処理）を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１２１において、ＣＰＵ４１は、図１４のステップＳ９２で抽出されたピッチ（Ｐｔ）を読み込む。ステップＳ１２２において、ＣＰＵ４１は、読み込まれたピッチ（Ｐｔ）に、図９のステップＳ４６で算出されたピッチ補正データ（Ｐｈ）を乗算することにより、音源４５を制御する音源制御ピッチ（Ｏｐｔ）を算出する。ステップＳ１２３において、ＣＰＵ４１は、音源４５に算出された音源制御ピッチを送信することで、音源４５に音源制御ピッチ（Ｏｐｔ）を反映させる。したがって、押弦状態に応じてピッチを補正できる。

［生音処理］
図１８は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される生音処理を示すフローチャートである。

ステップＳ１３１において、ＣＰＵ４１は、Ｗａｖｅ取込処理（図１９で後述）を実行する。ステップＳ１３２において、ステップＳ１３１のＷａｖｅ取込処理により取り込んだ音をＤ／Ａ変換して、生波形で出力する。即ち、ＣＰＵ４１は、Ｄ／Ａ変換したＷａｖｅ取込処理により取り込んだ音を発音指示信号として音源４５に送信する。ステップＳ１３２の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、生音処理を終了する。本実施形態においては、静電パッド２６を、弦振動を検出する手段として用いているために、押弦された静電センサ以外の静電センサのセンサ値に基づいて、生音を再現する。

［Ｗａｖｅ取込処理］
図１９は、本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるＷａｖｅ取込処理を示すフローチャートである。

ステップＳ１４１において、ＣＰＵ４１は、音高が決定された静電パッドよりも音高の高い他の静電パッドのセンサ値を全て加算平均した値をＷａｖｅ値として算出する。即ち、弦のＷａｖｅ値は、以下の式（１）で表される。
弦のＷａｖｅ値＝ΣＯ_Ｐｏ、ｏ／音高が決定された静電パッドよりも音高の高い他の静電パッドの数・・・（１）
「ΣＯ_Ｐｏ、ｏ」は、検出された他のセンサ値の総和を示す。
ステップＳ１４１の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、Ｗａｖｅ取込処理を終了する。
電子弦楽器１では、このような手法で、弦のＷａｖｅ値を算出することで、ヘキサピックアップ等の各弦の振動を検出する機構を用いずに、押弦の検出にも用いる静電センサのみで音高指定と振動検出を行う。本手法の場合、弦を１点で支持するピックアップに夜場合に比べて、複数のセンサからの値を用いて出力音を生成するためにうなりや実際の演奏に近い綺麗な表現で音を再現することができる。

［Ｗａｖｅ取込処理（変形例）］
図２０は、本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるＷａｖｅ取込処理の変形例を示すフローチャートである。なお、ステップＳ１５１の処理は、上述した図１９のステップＳ１４１の処理に代わる他の手法を示す処理である。

ステップＳ１５１において、ＣＰＵ４１は、音高が決定された静電センサよりも音高の高い静電センサのセンサ値のうちで最大の値を示したセンサ値をＷａｖｅ値として算出する。即ち、弦のＷａｖｅ値は、以下の式（２）で表される。
弦のＷａｖｅ値＝Ｏ_Ｐｍａｘ
「Ｏ_Ｐｍａｘ」は、音高が決定された静電センサよりも音高の高い静電センサのセンサ値のうちで最大の値を示したセンサ値を示す。
電子弦楽器１では、このような手法で、弦のＷａｖｅ値を算出する場合、上述した加算平均からＷａｖｅ値を算出する場合に比べて、ノイズに対する耐性が良好となる。

以上、本実施形態の電子弦楽器１の構成及び処理について説明した。
本実施形態においては、複数の静電パッド２６は、複数の弦２２が張設された指板２１に設けられ、それぞれ押弦操作される弦２２との近接度合いを検出するとともに、当該検出された近接度合いに対応する信号を出力する。ＣＰＵ４１は、複数の静電パッド２６の中で最も近接度合いの大きい静電パッド２６の指板２１上の位置を押弦操作位置として検出し、検出された押弦操作位置よりブリッジ１６側にある指板２１に設けられた複数の静電パッド２６夫々の出力信号の少なくとも一部から、張設された複数の弦２２夫々の振動信号を抽出し、抽出された振動信号に基づいて、張設された複数の弦のいずれかが弾弦されたか否かを検出し、弾弦の検出に応答して、検出された操作状態から発音すべき楽音の音高を決定する。決定された音高の楽音の発音を、音源４５に対して指示する。
したがって、指板２１に配置したセンサで音高指定と振動検出を行うため、ヘキサピックアップ不要、かつ、生の振動を高音質で捕らえることができ、音色やピッチの微妙な変化を反映することができる。

また、本実施形態においては、ＣＰＵ４１は、弾弦の検出された弦２２の振動信号から振動ピッチを抽出し、抽出されたピッチに基づいて、音源４５にて発音されている楽音の音高を制御する。
したがって、指板に配置したセンサで音高指定と振動検出を行うため、ヘキサピックアップ不要となる。

また、本実施形態においては、ＣＰＵ４１は、検出された押弦操作位置よりブリッジ１６側にある指板２１に設けられた複数の静電パッド２６の出力信号それぞれを加重平均した信号を、張設された複数の弦夫々の振動信号として抽出する。
したがって、指板２１に配置した静電パッド２６で音高指定と振動検出を行うため、ヘキサピックアップ不要となる。

また、本実施形態においては、ＣＰＵ４１は、検出された押弦操作位置よりブリッジ１６側にある指板２１に設けられた複数の静電パッド２６の出力信号の中で最大レベルの信号に基づいて、張設された複数の弦２２夫々の振動信号として抽出する。
したがって、指板２１に配置した静電パッド２６で音高指定と振動検出を行うため、ヘキサピックアップ不要となる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

上述の実施形態では、既存の静電パッドが押弦のみを検出するタイプの２２フレットの電子弦楽器と同様の構成で、ヘキサピックアップを除く構成の一例を示したため、２１フレットの電子弦楽器として構成したが、これに限られない。２２フレットの電子弦楽器として構成する場合には、フレット及び弦振動の検出を行う静電パッドをさらに追加することにより構成可能である。また、これ以上のフレットも同様の手法で増設可能である。また、高音質にするために、静電パッドをフレットが設置されていない先に配置してもよい。

また、上述の本実施形態では、音高決定に使用した静電パッド以外の静電パッドのセンサ値を用いて弦振動を検出するように構成したが、音高決定に使用した静電パッドのセンサ値も含めて弦振動を検出してもよい。また、音高決定に使用した静電パッドに対して音高が高い静電パッドのセンサ値を用いるように構成したが、音高決定に使用した静電パッドの両側に位置する静電パッドのセンサ値を用いてもよい。この場合には、アリコート弦（共鳴弦）のような残響成分が含まれるようになるため、より倍音や残響の効果が生じ、豊かな音になる。

また、上述の本実施形態において説明したように、弦の振動の検出に用いたＷａｖｅ値は、生音の生成に利用してもよく、ピッチのみならず、他のエフェクトや音源制御に用いてもよい。

また、上述の実施形態では、本発明が適用される楽音発生装置は、電子弦楽器１を例として説明したが、特にこれに限定されず、弦のない電子楽器としても構成することができる。

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。

一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。

このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布される、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体で構成される。当該記録媒体は、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク、又は光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体は、例えば、プログラムが記録されている図２のＲＡＭ４３に含まれるハードディスク等で構成される。

なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。

以上、本発明の実施形態について説明したが、実施形態は例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換など種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書などに記載された発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
複数の弦が張設された指板に設けられ、それぞれ押弦操作される弦との近接度合いを検出するとともに、当該検出された近接度合いに対応する信号を出力する複数のセンサと、
前記複数のセンサの中で最も近接度合いの大きいセンサの前記指板上の位置を押弦操作位置として検出する操作位置検出手段と、
前記検出された押弦操作位置よりブリッジ部側にある前記指板に設けられた前記複数のセンサ夫々の出力信号の少なくとも一部から、前記張設された複数の弦夫々の振動信号を抽出する振動信号抽出手段と、
前記抽出された振動信号に基づいて、前記張設された複数の弦のいずれかが弾弦されたか否かを検出する弾弦検出手段と、
前記弾弦の検出に応答して、前記検出された操作状態から発音すべき楽音の音高を決定する音高決定手段と、
前記決定された音高の楽音の発音を、音源に対して指示する発音指示手段と、
を有する楽音発生装置。
［付記２］
前記弾弦の検出された弦の振動信号から振動ピッチを抽出するピッチ抽出手段と、
前記抽出されたピッチに基づいて、前記音源にて発音されている楽音の音高を制御する楽音制御手段と、
をさらに有する付記１に記載の楽音発生装置。
［付記３］
前記振動信号抽出手段は、前記検出された押弦操作位置よりブリッジ部側にある前記指板内に設けられた前記複数のセンサの出力信号それぞれを加重平均した信号を、前記張設された複数の弦夫々の振動信号として抽出する付記１又は２に記載の楽音発生装置。
［付記４］
前記振動信号抽出手段は、前記検出された押弦操作位置よりブリッジ部側にある前記指板内に設けられた前記複数のセンサの出力信号の中で最大レベルの信号に基づいて、前記張設された複数の弦夫々の振動信号として抽出する付記１又は２に記載の楽音発生装置。
［付記５］
複数の弦が張設された指板に設けられ、それぞれ押弦操作される弦との近接度合いを検出するとともに、当該検出された近接度合いに対応する信号を出力する複数のセンサを有する楽音発生装置に用いられる楽音発生方法であって、
前記複数のセンサの中で最も近接度合いの大きいセンサの前記指板上の位置を押弦操作位置として検出し、
前記検出された押弦操作位置よりブリッジ部側にある前記指板に設けられた前記複数のセンサ夫々の出力信号の少なくとも一部から、前記張設された複数の弦夫々の振動信号を抽出し、
前記抽出された振動信号に基づいて、前記張設された複数の弦のいずれかが弾弦されたか否かを検出し、
前記弾弦の検出に応答して、前記検出された操作状態から発音すべき楽音の音高を決定し、
前記決定された音高の楽音の発音を、音源に対して指示する、楽音発生方法。
［付記６］
複数の弦が張設された指板に設けられ、それぞれ押弦操作される弦との近接度合いを検出するとともに、当該検出された近接度合いに対応する信号を出力する複数のセンサを有する楽音発生装置として用いられるコンピュータに、
前記複数のセンサの中で最も近接度合いの大きいセンサの前記指板上の位置を押弦操作位置として検出する操作位置検出ステップと、
前記検出された押弦操作位置よりブリッジ部側にある前記指板に設けられた前記複数のセンサ夫々の出力信号の少なくとも一部から、前記張設された複数の弦夫々の振動信号を抽出する振動信号抽出ステップと、
前記抽出された振動信号に基づいて、前記張設された複数の弦のいずれかが弾弦されたか否かを検出する弾弦検出ステップと、
前記弾弦の検出に応答して、前記検出された操作状態から発音すべき楽音の音高を決定する音高決定ステップと、
前記決定された音高の楽音の発音を、音源に対して指示する発音指示ステップと、
を実行させるプログラム。

１・・・電子弦楽器，１０・・・本体，１１・・・ノーマルピックアップ，１３・・・電子部，１４・・・ケーブル，１５・・・表示部，１６・・・ブリッジ，１６１・・・駒部，１６２・・・開口部，１７・・・トレモロアーム，２０・・・ネック，２１・・・指板，２２・・・弦，２３・・・フレット，２４・・・ネックＰＣＢ，２５・・・弾性誘電体，２６・・・静電パッド，３０・・・ヘッド，３１・・・糸巻き，４１・・・ＣＰＵ，４２・・・ＲＯＭ，４３・・・ＲＡＭ，４４・・・押弦センサ，４５・・・音源，４６・・・ＤＳＰ，４７・・・Ｄ／Ａ，４８・・・スイッチ，４９・・・Ｉ／Ｆ，５０・・・バス，５１・・・Ｘ信号制御部，５２・・・Ｙ信号制御部，５３・・・外部音源

Claims (6)

1. 複数の弦が張設された指板に設けられ、それぞれ押弦操作される弦との近接度合いを検出するとともに、当該検出された近接度合いに対応する信号を出力する複数のセンサと、
   前記複数のセンサの中で最も近接度合いの大きいセンサの前記指板上の位置を押弦操作位置として検出する操作位置検出手段と、
   前記検出された押弦操作位置よりブリッジ部側にある前記指板に設けられた前記複数のセンサ夫々の出力信号の少なくとも一部から、前記張設された複数の弦夫々の振動信号を抽出する振動信号抽出手段と、
   前記抽出された振動信号に基づいて、前記張設された複数の弦のいずれかが弾弦されたか否かを検出する弾弦検出手段と、
   前記弾弦の検出に応答して、前記検出された操作状態から発音すべき楽音の音高を決定する音高決定手段と、
   前記決定された音高の楽音の発音を、音源に対して指示する発音指示手段と、
   を有する楽音発生装置。
2. 前記弾弦の検出された弦の振動信号から振動ピッチを抽出するピッチ抽出手段と、
   前記抽出されたピッチに基づいて、前記音源にて発音されている楽音の音高を制御する楽音制御手段と、
   をさらに有する請求項１に記載の楽音発生装置。
3. 前記振動信号抽出手段は、前記検出された押弦操作位置よりブリッジ部側にある前記指板内に設けられた前記複数のセンサの出力信号それぞれを加重平均した信号を、前記張設された複数の弦夫々の振動信号として抽出する請求項１又は２に記載の楽音発生装置。
4. 前記振動信号抽出手段は、前記検出された押弦操作位置よりブリッジ部側にある前記指板内に設けられた前記複数のセンサの出力信号の中で最大レベルの信号に基づいて、前記張設された複数の弦夫々の振動信号として抽出する請求項１又は２に記載の楽音発生装置。
5. 複数の弦が張設された指板に設けられ、それぞれ押弦操作される弦との近接度合いを検出するとともに、当該検出された近接度合いに対応する信号を出力する複数のセンサを有する楽音発生装置に用いられる楽音発生方法であって、
   前記複数のセンサの中で最も近接度合いの大きいセンサの前記指板上の位置を押弦操作位置として検出し、
   前記検出された押弦操作位置よりブリッジ部側にある前記指板に設けられた前記複数のセンサ夫々の出力信号の少なくとも一部から、前記張設された複数の弦夫々の振動信号を抽出し、
   前記抽出された振動信号に基づいて、前記張設された複数の弦のいずれかが弾弦されたか否かを検出し、
   前記弾弦の検出に応答して、前記検出された操作状態から発音すべき楽音の音高を決定し、
   前記決定された音高の楽音の発音を、音源に対して指示する、楽音発生方法。
6. 複数の弦が張設された指板に設けられ、それぞれ押弦操作される弦との近接度合いを検出するとともに、当該検出された近接度合いに対応する信号を出力する複数のセンサを有する楽音発生装置として用いられるコンピュータに、
   前記複数のセンサの中で最も近接度合いの大きいセンサの前記指板上の位置を押弦操作位置として検出する操作位置検出ステップと、
   前記検出された押弦操作位置よりブリッジ部側にある前記指板に設けられた前記複数のセンサ夫々の出力信号の少なくとも一部から、前記張設された複数の弦夫々の振動信号を抽出する振動信号抽出ステップと、
   前記抽出された振動信号に基づいて、前記張設された複数の弦のいずれかが弾弦されたか否かを検出する弾弦検出ステップと、
   前記弾弦の検出に応答して、前記検出された操作状態から発音すべき楽音の音高を決定する音高決定ステップと、
   前記決定された音高の楽音の発音を、音源に対して指示する発音指示ステップと、
   を実行させるプログラム。

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