JP2019061085A - 音階変換装置、電子管楽器、音階変換方法及び音階変換プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡易な手法により、運指キーの操作と発音させる音階との対応付けを行うことのできる音階変換装置、電子管楽器、音階変換方法及び音階変換プログラムを提供する。【解決手段】運指キー１の操作と音孔又は仮想的な音孔の開閉状態とを対応付ける第１の情報としての仮想音孔開閉状態テーブル９３と、音孔の開閉状態と音階とを対応付ける仮想音孔−音階対応付けテーブル９４と、を記憶する対応付けキー操作・音階対応付けデータ記憶領域９２と、運指キー１の操作を検出するキー操作検出部１１と、仮想音孔開閉状態テーブル９３に基づいて、キー操作検出部１１によって検出された運指キー１の操作を音孔の開閉状態に変換する仮想音孔変換部８１と、仮想音孔−音階対応付けテーブル９４に基づいて、仮想音孔変換部８１により変換された音孔の開閉状態に対応する音階を決定する音階決定部８２と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、音階変換装置、電子管楽器、音階変換方法及び音階変換プログラムに関するものである。

従来、アコースティックのサックス等の管楽器を電子楽器として再現した電子管楽器が知られている。
アコースティックの管楽器には、デフォルトで開閉状態が規定されている複数の音孔と、この音孔の開閉状態を変化させる複数の運指キーが設けられており、運指キーを演奏者が操作することにより音孔の開閉状態が変化して所定の音階の音を出力させるようになっている。
こうしたアコースティックの管楽器においては、ある音階の音を出力させる音孔の開閉状態を作り出す運指キーの組み合わせ（運指パターン）は１種類ではなく、複数の運指パターンで実現することができる。
このため、ユーザは、自身の癖や曲による運指の流れ等に応じて、基本的な運指パターンの他に、様々な変え指による運指パターンを選択して演奏を行うことができる。

この点、電子管楽器では、運指キーの操作を検出し、これに応じて電子的に生成された音を発音させるため、音孔という概念がない。
このため、電子管楽器では、どの音階の音をどのような運指パターンで発音させるかの対応付けを予め登録しておき、運指に基づいて発音させる際には、どの運指キーが操作されたかによって、当該キー入力パターンに対応付けられた音階を判断し、当該音階の音を発音させるとの手法をとっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−０８４０２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の手法によって、全ての運指パターンを登録するのは手間がかかる。
特に変え指による運指パターンは無数に存在するため、これらすべてに対応できるように対応付けを登録することは大変な労力を要するとともに、データ量としても膨大となる。
このため、電子管楽器によってアコースティックの管楽器と同様の演奏を楽しむことが難しくなってしまうという問題がある。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な手法により、運指キーの操作と発音させる音階との対応付けを行うことのできる音階変換装置、電子管楽器、音階変換方法及び音階変換プログラムを提供することを利点とするものである。

前記課題を解決するために、本発明の音階変換装置は、
運指キーの操作と音孔又は仮想的な音孔の開閉状態とを対応付ける第１の情報と、前記音孔の開閉状態と音階とを対応付ける第２の情報と、を記憶する対応付け記憶部と、
前記運指キーの操作を検出する操作検出部と、
前記第１の情報に基づいて、前記操作検出部によって検出された前記運指キーの操作を前記音孔の開閉状態に変換する仮想音孔変換部と、
前記第２の情報に基づいて、前記仮想音孔変換部により変換された前記音孔の開閉状態に対応する音階を決定する音階決定部と、
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、比較的簡易な手法により、運指キーの操作と発音させる音階との対応付けを行うことができる。

本実施形態における音階変換装置を含む電子管楽器の要部構成を示すブロック図である。 本実施形態における仮想音孔開閉状態テーブルの一例を示す図である。 本実施形態における仮想音孔−音階対応付けテーブルの一例を示す図である。 仮想音孔−音階対応付けデータ作成処理を示すフローチャートである。 本実施形態の電子管楽器における音出力処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る音階変換装置及びこれを含む電子管楽器の一実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。

［音階変換装置及びこれを含む電子管楽器の構成］
まず、図１を参照して本実施形態における電子管楽器１００の全体構造について説明する。
図１は、本実施形態における電子管楽器の要部ブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の電子管楽器１００は、音階変換装置１０の他、息圧検出部２、表示部３、電源スイッチ５、操作スイッチ６、及び音を出力させるための各種構成（例えば、音出力部４、発音制御部８４、音源データ記憶領域９５等）を備えている。
なお、図１において、音階変換装置１０を構成する要素を破線で囲って示している。

本実施形態の電子管楽器１００は、アコースティックの管楽器（例えばサックス等）の形状を模した図示しない楽器本体を備え、この楽器本体の外周面にアコースティックの管楽器と同様の数及び配列の複数の運指キー１（図１において運指キー１ａ〜１ｎ）を備えている。各運指キー１には、それぞれ対応するキー番号（運指キーＮｏ．１〜ｎ、単にキーＮｏ．１〜ｎともいう。）が付与されている。
なお、本実施形態における電子管楽器１００の楽器種類は特に限定されず、楽器本体の形状等や、運指キー１の数・配列等は、想定される電子管楽器の楽器種類（サックス、クラリネット、フルート等）に応じて適宜決められる。
また、音階変換装置１０は、各楽器種ごとのものでもよいし、各種楽器種に対応したデータ等を有し、搭載される電子管楽器１００の楽器種に応じて処理に使用するデータ等を切り替えられるようにしてもよい。

また、電子管楽器１００は、運指キー１の操作を検出する操作検出部として、キー操作検出部１１を備えている。
キー操作検出部１１は、例えば、いずれかの運指キー１がユーザによって押下操作されたときにこれを検出する圧力センサ又は接触センサ等である。
キー操作検出部１１による検出結果（すなわち、いずれかの運指キー１が操作されたか否か、操作された運指キー１がある場合、どの運指キー１が操作されたのか。）は、制御装置７に出力されるようになっている。

また、楽器本体の基端には、図示しないマウスピースが嵌着されており、楽器本体内部であってマウスピースの近傍には息圧検出部２が配設されている。
息圧検出部２は、マウスピースを介してユーザ（吹奏者）が吹き込む息の吹圧を検出する吹圧センサである。息圧検出部２は、息の吹込みの有無を検出するとともに、少なくとも電子管楽器１００の演奏時においては、吹圧の強さや速さ（勢い）を検出する。
また、本実施形態では、ユーザが運指キー１を押下しただけでは操作が確定されないようになっており、息圧検出部２が息圧を検出することで運指キー１の操作が確定される。
このように、息圧検出部２は運指キー１の操作を確定させる操作確定部として機能する。
後述する仮想音孔変換部８１及び音階決定部８２は、操作確定部である息圧検出部２が息圧を検出することで運指キー１の操作が確定された状態で、キー操作検出部１１により検出されている運指キー１の操作に基づいて、仮想的な音孔への変換と音階の決定を行う。
このように、運指キー１の操作を確定させるためにユーザによる息の吹込みを必要とすることで、誤って運指キー１を押した場合にも誤動作することを防止できる。また、アコースティックの管楽器においても息を吹き込むことで音が出ることから、息圧の検出をもって操作を確定させることで、よりアコースティックの管楽器に近い感覚で演奏することができる。
なお、息圧検出部２による検出結果は、制御装置７に出力されるようになっている。

また、楽器本体の外周面等には、表示部３が配置されている。
表示部３は、各種指示画面等を表示させるものである。
本実施形態では、後述するように、仮想音孔−音階対応付けデータ作成処理の際に、ユーザに仮想音孔と音階との対応付けの対象となる音階が表示部３にされるようになっている。

また、楽器本体の外周面等には、図示しない電源をオン・オフする電源スイッチ５や、各種の操作入力を行うことのできる操作部である操作スイッチ６等も配置される。
操作スイッチ６は、各種のスイッチイベントを発生するものであり、操作スイッチ６が発生するスイッチイベントは、制御装置７に出力される。
本実施形態では、操作スイッチ６への入力操作をトリガーとして、後述する仮想音孔−音階対応付けデータ作成処理が開始される。

さらに、電子管楽器１００には、音を出力させるための構成として、音出力部４が設けられている。
音出力部４は、例えば、制御装置７で生成された音データをアナログ形式の楽音信号に変換して出力するＤ／Ａ変換部や、この楽音信号を増幅するアンプやアンプによって増幅された楽音信号に基づく音を放音させるスピーカ等を含んでいる。
なお、音出力部４は、楽音信号に基づく音をヘッドフォン等に出力させる出力端子等を含んでいてもよい。

また、制御装置７は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される制御部８と、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等（いずれも図示せず）で構成される記憶部９とを備えるコンピュータである。

記憶部９には、音階変換装置１０及びこれを含む電子管楽器１００を動作させるための各種プログラム等が格納されているプログラム記憶領域９１が設けられている。
本実施形態において、プログラム記憶領域９１には、例えば仮想音孔−音階対応付けデータ作成処理を行うためのプログラムや、楽音を出力させるためのプログラム等が格納されている。

また、本実施形態において記憶部９には、キー操作・音階対応付けデータ記憶領域９２が設けられている。
キー操作・音階対応付けデータ記憶領域９２は、運指キー１の操作と仮想的な音孔（仮想音孔）の開閉状態とを対応付ける第１の情報としての第１の情報と、音孔の開閉状態と音階とを対応付ける第２の情報としての第２の情報とを記憶する対応付け記憶部である。
本実施形態では、第１の情報としての仮想音孔開閉状態テーブル９３、第２の情報としての仮想音孔−音階対応付けテーブル９４がキー操作・音階対応付けデータ記憶領域９２に記憶されている。

第１の情報としての仮想音孔開閉状態テーブル９３は、複数の運指キー１と複数の音孔（本実施形態では、仮想音孔）との組み合わせ毎に、夫々の組み合わせで指定される運指キーが操作された場合に、夫々の組み合わせで指定される音孔の開閉状態を、開状態、閉状態、及び他の運指キーの操作に依存した開閉状態、のいずれの開閉状態に変換すべきかを記憶しているものである。
図２は、仮想音孔開閉状態テーブル９３の一例を示すものである。
図２において、運指キー１（図２において、運指キーＮｏ.１〜１２、以下において、単にキーＮｏ．１〜キーＮｏ．１２ともいう。）及び仮想音孔１〜１２について、各運指キー１が操作された場合の各仮想音孔１〜１２の開閉状態が規定されている。
図２において、「０」は仮想音孔開閉状態テーブル９３の左欄に示された運指キー１の操作によって仮想音孔が閉じる場合を意味し、「１」はこの運指キー１の操作によって仮想音孔が開く場合を意味し、「×」はこの運指キー１の操作による作用がない場合を意味している。このため「×」の場合には仮想音孔の開閉状態は他の運指キー１の作用に依存する（いずれの運指キー１による開閉作用もない場合には、予め仮想音孔毎に決められているデフォルトの開閉状態となる）。

例えば「キーＮｏ．１」の運指キー１が操作されると、この操作により仮想音孔１がデフォルトの「開」状態から「閉」状態となる。
なお、１つの運指キーの操作が複数の仮想音孔に作用することもあり、例えば、「キーＮｏ．４」の運指キー１が操作されると、この操作により仮想音孔４及び５がデフォルトの「開」状態から「閉」状態となる。
なお、仮想音孔開閉状態テーブル９３によって規定される運指キー及び仮想音孔の数は図示例に限定されず、電子管楽器１００に設けられる全ての運指キー１及び、電子管楽器１００の楽器種に応じて想定される音孔の全てがこの仮想音孔開閉状態テーブル９３によって規定される。

また、図３は、仮想音孔−音階対応付けテーブル９４の一例を示すものである。
図３において、「０」は仮想音孔が閉じている状態を意味し、「１」は仮想音孔が開いている状態を意味している。
例えば、全ての仮想音孔が閉じた状態のときには、音階１の音が出力すべき音階として対応付けられている。また、仮想音孔７，８のみが閉じている状態のときには、音階８の音が出力すべき音階として対応付けられている。
本実施形態において、第２の情報である仮想音孔−音階対応付けテーブル９４は、仮想音孔−音階対応付け作成部等において作成又は編集することが可能となっている。

また、記憶部９には、音源データ記憶領域９５が設けられている。
音源データ記憶領域には、電子管楽器１００の楽器種に応じた音色の各音階の波形データ（音源データ）が記憶されている。なお、音源データは、機械的に合成されたものであってもよいし、アコースティック楽器の音をサンプリング等して生成されたものであってもよい。

次に、制御部８は、機能的に見た場合、仮想音孔変換部８１、音階決定部８２、仮想音孔−音階対応付け作成部８３、発音制御部８４等を備えている。これら仮想音孔変換部８１、音階決定部８２、仮想音孔−音階対応付け作成部８３、発音制御部８４等としての機能は、制御部８のＣＰＵと記憶部９のプログラム記憶領域９１に記憶されたプログラムとの協働によって実現される。

仮想音孔変換部８１は、キー操作検出部１１によって検出された運指キー１の操作を仮想音孔の開閉状態に変換する制御部である。
具体的には、仮想音孔変換部８１は、各音孔（本実施形態では、仮想音孔）の開閉状態を、操作検出部であるキー操作検出部１１によって操作されたことが検出された運指キー１に対応して第１の情報である仮想音孔開閉状態テーブル９３に記憶されている開閉状態に基づいて決定する。
すなわち、仮想音孔変換部８１は、キー操作検出部１１によりいずれかの運指キー１の操作が検出されると、キー操作・音階対応付けデータ記憶領域９２から第１の情報である仮想音孔開閉状態テーブル９３を読み出して参照し、運指キー１の操作に対応する仮想音孔の開閉状態の変化の有無及び種類を取得する。

以下、仮想音孔変換部８１による運指キー１の操作に基づく各音孔（本実施形態では、仮想音孔）の開閉状態の決定手法について詳細に説明する。
仮想音孔変換部８１は、キー操作検出部１１によって複数の運指キー１が操作されたことが検出された場合に、操作されたことが検出されたいずれかの運指キー１に対応して第１の情報である仮想音孔開閉状態テーブル９３に記憶されている開状態又は閉状態への変換の指定に基づいて各音孔（本実施形態では、仮想音孔）の開閉状態を決定する。
また、仮想音孔変換部８１は、キー操作検出部１１によって操作されたことが検出された全ての運指キー１に対応して第１の情報である仮想音孔開閉状態テーブル９３に記憶されている開閉状態が他の運指キー１の操作に依存した開閉状態であった場合には、各音孔（本実施形態では、仮想音孔）に対して予め決められている開閉状態を、変換すべき開閉状態として決定する。

具体的には、仮想音孔変換部８１は、デフォルトの仮想音孔の開閉状態を把握し、これと仮想音孔開閉状態テーブル９３とを参照することにより、運指キー１の操作後の仮想音孔の開閉状態を把握する。
例えば、「キーＮｏ．１」の運指キー１のみが操作されると、仮想音孔１のみが「閉」となる。そして、他の仮想音孔１には運指キー１の操作は作用を及ぼさずその開閉状態に変化は生じない。この場合、仮想音孔変換部８１は、仮想音孔２〜１２のデフォルトの開閉状態にプラスして仮想音孔１が「閉」となったとの状態を把握する。

なお、本実施形態では、ユーザが息を吹きかけることで運指キー１の操作が確定されるようになっており、息圧検出部２が息圧を検出すると、その時点で操作されている運指キー１の操作を全て仮想音孔の開閉状態に反映させる。
例えば、ユーザが順にいくつかの運指キー１を押さえていき、息圧検出部２が息圧を検出した時点では、「キーＮｏ．１」の運指キー１と、「キーＮｏ．８」の運指キー１と、「キーＮｏ．１２」の運指キー１と、が押下操作されていた場合には、仮想音孔変換部８１は、当該３つの運指キー１の操作により、仮想音孔１及び９が「閉」となり、仮想音孔１１及び１２が「開」となり、他の仮想音孔については、デフォルトの状態が維持されたものと、仮想音孔の開閉状態を判断する。
なお、わずかな息がかかっただけでも運指キー１の操作が確定されてしまうことは、誤認、誤操作のおそれがある。このため、仮想音孔変換部８１は、息圧検出部２が所定の閾値以上の息圧を検出したときに、運指キー１の操作を確定させることが好ましい。

音階決定部８２は、仮想音孔変換部８１により変換された仮想音孔の開閉状態に対応する音階を決定する制御部である。
音階決定部８２は、仮想音孔変換部８１により運指キー１の操作が仮想音孔の開閉状態に変換されると、キー操作・音階対応付けデータ記憶領域９２から第２の情報としての仮想音孔−音階対応付けテーブル９４を読み出して参照し、仮想音孔の開閉状態に対応する音階を、運指キー１の操作に対応する音階であると判断する。

仮想音孔−音階対応付け作成部８３は、所定の音階が指定されて運指キー１の操作が行われた場合に、運指キー１の操作に応じた仮想音孔の開閉状態と音階とを対応付ける。
本実施形態の電子管楽器１００の音階変換装置１０には、通常の演奏モードの他に、運指キー１の操作と、当該操作に応じて出力させる楽音の音階との対応付けを設定する対応付け設定モードが設けられており、仮想音孔−音階対応付け作成部８３は、この対応付け設定モードにおいて、音階を指定する操作と運指キー１の操作とが行われた場合に、運指キー１の操作に応じて仮想音孔変換部８１により変換された音孔（本実施形態では、仮想音孔）の開閉状態と指定された音階とを対応付けて、第２の情報である仮想音孔−音階対応付けテーブル９４を作成する。

対応付け設定モードでは、例えば本実施形態の電子管楽器１００によって出力させることのできる最も低い「ド」の音階から順に全ての出力可能な音階について、ユーザが、任意の運指パターンを設定・登録することができる。
仮想音孔−音階対応付け作成部８３によって作成された仮想音孔と音階との新たな対応付けの結果は、キー操作・音階対応付けデータ記憶領域９２等に、仮想音孔−音階対応付けテーブル９４として記憶される。
なお、デフォルトの設定等、既に仮想音孔−音階対応付けテーブル９４がキー操作・音階対応付けデータ記憶領域９２に記憶されている場合には、新たに作成されたテーブルによってデフォルトの設定等が書き換えられ更新されるようになっていてもよいし、例えば「仮想音孔−音階対応付けテーブル９４_１」「仮想音孔−音階対応付けテーブル９４_２」というように並列的に保存されて、ユーザが演奏時に使用するテーブルを任意に選択できるようにしてもよい。

なお、対応付け設定モードにおいて設定可能な対応付けは、アコースティックの管楽器において変え指として選択することのできる運指パターンのみであってもよいが、これに限定されない。
例えば、各音階をそれぞれ１つの運指キー１の操作で出力できるようにする等、アコースティックの管楽器ではありえない（用いられない）運指パターンにおける仮想音孔の開閉状態を所望の音階と対応付けてもよい。このような対応付けを行うことを可能とすることで、管楽器初心者や子供等が気軽に管楽器の演奏を楽しむことも可能となる。
また、対応付け設定モードにおける仮想音孔と音階との対応付けの設定は全ての音階について行う場合に限定されず、例えばユーザが苦手とする運指パターンの音階等についてのみ部分的に異なる運指パターンを設定・登録することができてもよい。
この場合、新たに設定された仮想音孔と音階との対応付けと、デフォルト設定の対応付けにおける変更のない部分とを合わせたものを、ユーザによりカスタマイズされた新たな仮想音孔−音階対応付けテーブル９４としてキー操作・音階対応付けデータ記憶領域９２等に記憶させ、これを演奏時に選択し、用いることができるようにしてもよい。

発音制御部８４は、音階決定部８２により音階が決定された場合に、決定された音階の音を音出力部４から出力させるものである。
発音制御部８４は、運指キー１の操作に基づいて決定された音階の他、息圧検出部２において検出された息圧レベル等を取得するようになっており、決定された音階の音を息圧レベル等に応じた音量で発音させるように音出力部４等を制御する。

［音階変換処理及び電子管楽器による音出力処理］
次に、本実施形態における音階変換方法について、図４を参照しつつ説明する。
図４に示すように、本実施形態では、操作スイッチ６の操作等により、仮想音孔−音階対応付けデータ作成モードの開始指示が入力されると（ステップＳ１）、仮想音孔−音階対応付けデータ作成モードに移行する（ステップＳ２）。
仮想音孔−音階対応付けデータ作成モードでは、まず、本実施形態の電子管楽器１００で出力可能な音階のうちの最も低い音階が指定され（ステップＳ３）。制御部８は、指定された音階を表示部３に表示させる（ステップＳ４）。

息圧検出部２が息圧を検出したか否かが制御部８により判断され（ステップＳ５）、検出していない場合（ステップＳ５；ＮＯ）には、ステップ４に戻って処理を繰り返す。なお、息圧検出部２により息圧が検出されても、それが所定の閾値を超えないときは息圧検出なしと判断してもよい。
他方、息圧検出部２が息圧を検出した場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）には、当該検出時点で操作されている運指キー１をキー操作検出部１１が検出する（ステップＳ６）。
そして、キー操作検出部１１により検出された運指キー１の操作を、仮想音孔変換部８１において、仮想音孔の開閉状態に変換する（ステップＳ７）。具体的には、仮想音孔変換部８１は、仮想音孔開閉状態テーブルを参照して（基づいて）、運指キー１の操作によって各仮想音孔の開閉状態がどのように変更されたかを判断する。

そして、仮想音孔変換部８１により全ての仮想音孔の開閉状態が判断されると（ステップＳ８）、仮想音孔−音階対応付け作成部８３が、この全ての仮想音孔の開閉状態のデータを指定された音階と対応付けて、キー操作・音階対応付けデータ記憶領域９２に、新たな仮想音孔−音階対応付けテーブル９４として登録する（ステップＳ９）。
制御部８は、本実施形態の電子管楽器１００で出力可能な音階のうちの最も高い音階までの指定が終了したか否かを判断し（ステップＳ９）、全ての音階について終了している場合（ステップＳ９；ＹＥＳ）には処理を終了する。
他方、最も高い音階までの指定が終了していない場合（ステップＳ９；ＮＯ）には、音階を１つレベルアップして（例えば、「ド」であった場合には「レ」に音階を１つ上げて、ステップＳ１０）、ステップＳ４から以降の処理を繰り返す。
これにより、ユーザの所望の運指パターンで演奏を行うことができる状態となる。

次に、本実施形態における電子管楽器１００を用いて演奏を行う場合の処理について、図５を参照して説明する。
図５に示すように、制御部８は、いずれかの運指キー１の操作がキー操作検出部１１により検出されたか否かを判断する（ステップＳ１１）。そして、運指キー１の操作が検出されていない場合（ステップＳ１１；ＮＯ）には、ステップＳ１１の判断処理を繰り返す。
他方、いずれかの運指キー１の操作が検出された場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）には、仮想音孔変換部８１は、いずれの運指キー１が操作されたのかを順次確認する。具体的には、仮想音孔変換部８１は、「運指キー番号ｋ＝１」と設定し（ステップＳ１２）、「運指キー番号ｋ」のキー操作が検出されたか否かを判断する（ステップＳ１３）。「運指キー番号ｋ」のキー操作があった場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）には、仮想音孔変換部８１は、仮想音孔開閉状態テーブル９３を参照し、該当する運指キー番号（ここでは「ｋ＝１」）に対応する仮想音孔の開閉状態を、当該運指キー１のキー操作後の開閉状態に更新する（ステップＳ１４）。

一方、「運指キー番号ｋ」のキー操作がない場合（ステップＳ１３；ＮＯ）及び「運指キー番号ｋ」のキー操作があって、当該運指キー１に対応した開閉状態の更新がなされた場合には、仮想音孔変換部８１は、「運指キー番号ｋ＝ｋ＋１」と設定し（ステップＳ１５）、「運指キー番号ｋ＝ｋ＋１」とした場合に「ｋ＝ｎ」であるか否か、すなわち、運指キー１がキー番号１〜ｎのｎ個ある場合に、全ての運指キー１について操作の有無を確認したか否かを判断する（ステップＳ１６）。
そして、全ての運指キー１について操作の有無の確認が終了していない場合（ステップＳ１６；ＮＯ）には、「運指キー番号ｋ＝ｋ＋１」についてステップＳ１３からの処理を繰り返す。

なお、いずれの運指キー１が操作されたかの判断処理は、全ての運指キー１に対して、例えばタイマー割り込みや、定期的なタスク処理等により迅速に進められ、仮想音孔変換部８１は、運指キー１の操作に応じて、定期的に仮想音孔開閉状態テーブル９３の内容を更新して、随時最新の状態とする。

全ての運指キー１について操作の有無の確認が終了した場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）には、仮想音孔変換部８１は、息圧検出部２が息圧を検出したか否かを判断する（ステップＳ１７）。息圧が検出されない（又は検出されても所定の閾値を超えていない場合を含んでもよい。）場合（ステップＳ１７；ＮＯ）には、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返す。
他方、息圧が検出された場合（ステップＳ１７；ＮＯ）には、仮想音孔変換部８１は、全ての仮想音孔の開閉状態を、最終的な更新状態で確定させ、キー操作・音階対応付けデータ記憶領域９２に最終更新状態の仮想音孔開閉状態テーブル９３を記憶させる（ステップＳ１８）。
また、息圧検出部２により息圧が検出されると、音階決定部８２は、仮想音孔変換部８１によって更新された仮想音孔開閉状態テーブル９３と仮想音孔−音階対応付けテーブル９４とを参照して（基づいて）、音階を決定する（ステップＳ１９）。
そして、音階決定部８２により決定された音階の音を発音制御部８４が音出力部４から出力させる発音処理を行う（ステップＳ２０）。
発音処理を行うと、制御部８は、ステップＳ１に戻って演奏処理を繰り返す。なお、電源スイッチ５がオフとされた場合や、一定時間継続して運指キー１の操作や息圧が検出されない場合には、予め設定されている所定時間後に自動的に演奏処理が終了されてもよい。
このように、仮想音孔開閉状態テーブル９３と仮想音孔−音階対応付けテーブル９４とにより、出力させる音の音階を決定するため、比較的少ないデータ量で各種の運指パターンに対応した演奏を行うことができる。

以上のように、本実施形態によれば、運指キー１の操作を検出し、当該運指キー１の操作を、仮想音孔変換部８１が、第１の情報である仮想音孔開閉状態テーブル９３を参照して仮想音孔の開閉状態に変換する。さらに、音階決定部８２が、第２の情報である仮想音孔−音階対応付けテーブル９４を参照して、仮想音孔変換部８１により変換された仮想音孔の開閉状態に基づいて音階を決定するようになっている。
このように、音孔の概念のない電子管楽器１００の音階変換装置１０において、仮想的な音孔（仮想音孔）との概念を採用し、運指キー１の操作から仮想音孔の開閉状態、仮想音孔の開閉状態から対応する音階へと２段階に変換して音階を決定することで、音階を決定するためのデータを単純化することができる。
特に第１の情報である仮想音孔開閉状態テーブル９３は、各仮想音孔が対応する運指キー１による開閉作用が無い（他の運指キー１の作用に依存し、いずれの運指キー１による開閉作用もない場合にはデフォルトの開閉状態とする）部分を全て「×」で表し、対応する運指キー１の操作によって開閉状態が変化した部分のみ「０」又は「１」で表現するものである。このため、全ての仮想音孔と運指キー１との組み合わせについて「０」又は「１」で表現する場合と比較してデータ容量を抑えることができる。
これにより、記憶部９として用意すべきメモリーの容量を少なくすることができるとともに、処理速度の迅速化を図ることも可能となる。
このため、無数の変え指による運指パターンがある場合に、多くの運指パターンを網羅することができ、アコースティックの管楽器と同様の多彩な演奏を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、運指キー１の操作と、当該操作に応じて出力させる楽音の音階との対応付けを設定する対応付け設定モードを有し、音階の指定に応じて運指キー１の操作が行われた場合に、運指キー１の操作に応じた仮想音孔の開閉状態と音階とを対応付けて、音階対応付けデータとしての仮想音孔−音階対応付けテーブルを作成する。
これにより、アコースティックの管楽器と同様に、ユーザは、自身の癖や曲による運指の流れ等に応じて、基本的な運指パターンの他に、様々な変え指による運指パターンを選択して演奏を行うことができる。
また、電子管楽器１００における音孔はあくまでも仮想的なものであるため、アコースティックの管楽器にはない音孔と音階との組み合わせを設定することも可能であり、ユーザの所望の運指パターンを登録してユーザの好みに合った設定にカスタマイズすることも可能である。

また、本実施形態では、運指キーの操作を確定させる操作確定部として息圧検出部２をさらに備え、息圧検出部２により運指キー１の操作が確定された場合に、運指キー１の操作を検出する。
このため、誤って運指キー１を押してしまってもそれのみで音が出たり、思いがけない登録処理等がなされる等の誤操作を防止することができる。

また、本実施形態における電子管楽器１００は、こうした音階変換装置１０と、マウスピースを介して吹き込まれた息の吹圧を検出する吹圧センサである息圧検出部２と、複数の運指キー１と、音源データを記憶する音源データ記憶部である音源データ記憶領域９５と、この音源データ記憶領域９５に記憶されている音源データに基づき、音階決定部８２により決定された音階に対応する楽音出力データを生成する発音制御部８４と、息圧検出部２により吹圧が検出された際に、発音制御部８４により生成された出力データに基づいて楽音を出力させる音出力部４とを備えている。
これにより、無数の運指パターンを有し、従来複雑な音階特定処理が必要となっていた電子管楽器１００において、比較的簡易に音階の特定や新たな運指パターンの登録処理等を行うことができ、よりアコースティックの管楽器に近い、ユーザの好みや癖等を反映させた自由な演奏を行うことのできる電子管楽器を実現することができる。

なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。

例えば、本実施形態では、息圧検出部２が運指キー１の操作を確定させる操作確定部として機能する場合を例示したが、操作確定部は、ユーザの指以外の身体部位による操作に基づいて、運指キー１の操作を確定させるタイミングを特定するものであればよく、息圧検出部２に限定されない。
例えば、マウスピースに唇が触れたことを検出するリップセンサ等の接触センサでもよい。運指キー１の操作の確定は、指で運指キー１を押さえた状態で行われるため、操作の確定を手で行うことは難しいが、その他の身体部位での接触等の検出により操作を確定させてもよい。

また、本実施形態では、音孔として仮想的な音孔（仮想音孔）を想定する場合を例示したが、音階変換装置１０が搭載される楽器等に物理的な音孔が設けられている場合には当該音孔の開閉状態に基づく処理を行ってもよい。この場合、第１の情報は実際の音孔の開閉状態を示す音孔開閉状態テーブルとなり、第２の情報は実際の音孔の開閉状態と音階とを対応付ける対応付けテーブルとなる。

以上本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
運指キーの操作と音孔又は仮想的な音孔の開閉状態とを対応付ける第１の情報と、前記音孔の開閉状態と音階とを対応付ける第２の情報と、を記憶する対応付け記憶部と、
前記運指キーの操作を検出する操作検出部と、
前記第１の情報に基づいて、前記操作検出部によって検出された前記運指キーの操作を前記音孔の開閉状態に変換する仮想音孔変換部と、
前記第２の情報に基づいて、前記仮想音孔変換部により変換された前記音孔の開閉状態に対応する音階を決定する音階決定部と、
を備えることを特徴とする音階変換装置。
＜請求項２＞
前記第１の情報は、複数の前記運指キーと複数の前記音孔との組み合わせ毎に、夫々の組み合わせで指定される前記運指キーが操作された場合に、夫々の組み合わせで指定される音孔の開閉状態を、開状態、閉状態、及び他の運指キーの操作に依存した開閉状態、のいずれの開閉状態に変換すべきかを記憶し、
前記仮想音孔変換部は、各音孔の開閉状態を、前記操作検出部によって操作されたことが検出された前記運指キーに対応して前記第１の情報に記憶されている開閉状態に基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の音階変換装置。
＜請求項３＞
前記仮想音孔変換部は、前記操作検出部によって複数の前記運指キーが操作されたことが検出された場合に、操作されたことが検出されたいずれかの前記運指キーに対応して前記第１の情報に記憶されている前記開状態又は前記閉状態への変換の指定に基づいて各音孔の開閉状態を決定することを特徴とする請求項２に記載の音階変換装置。
＜請求項４＞
前記仮想音孔変換部は、前記操作検出部によって操作されたことが検出された全ての前記運指キーに対応して前記第１の情報に記憶されている開閉状態が前記他の運指キーの操作に依存した開閉状態であった場合には、各音孔に対して予め決められている開閉状態を変換すべき開閉状態として決定することを特徴とする請求項３に記載の音階変換装置。
＜請求項５＞
前記運指キーの操作と、楽音の音階との対応付けを設定する対応付け設定モードを有し、
前記対応付け設定モードにおいて、音階を指定する操作と前記運指キーの操作とが行われた場合に、前記仮想音孔変換部により変換された前記音孔の開閉状態と前記指定された前記音階とを対応付けて、前記第２の情報を作成する音階対応付け作成部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の音階変換装置。
＜請求項６＞
前記運指キーの操作を確定させる操作確定部をさらに備え、
前記仮想音孔変換部及び前記音階決定部は、前記操作確定部により前記運指キーの操作が確定された状態で前記操作検出部により検出されている前記運指キーの操作に基づいて、前記仮想的な音孔への変換と前記音階の決定を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の音階変換装置。
＜請求項７＞
前記操作確定部は、ユーザの指以外の身体部位による操作に基づいて、前記運指キーの操作を確定させるタイミングを特定することを特徴とする請求項６に記載の音階変換装置。
＜請求項８＞
前記第２の情報を作成または編集することが可能であることを特徴とする請求項７に記載の音階変換装置。
＜請求項９＞
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の音階変換装置と、
マウスピースを介して吹き込まれた息の吹圧を検出する吹圧センサと、
複数の前記運指キーと、
音源データを記憶する音源データ記憶部と、
前記音源データ記憶部に記憶されている前記音源データに基づき、前記音階決定部により決定された前記音階に対応する楽音出力データを生成する発音制御部と、
前記吹圧センサにより吹圧が検出された際に、前記発音制御部により生成された出力データに基づいて楽音を出力させる音出力部と、
を備えることを特徴とする電子管楽器。
＜請求項１０＞
運指キーを備える電子管楽器の音階変換方法であって、
前記運指キーの操作を検出する操作検出工程と、
前記運指キーの操作と音孔又は仮想的な音孔の開閉状態とを対応付ける第１の情報に基づいて、前記操作検出工程において検出された前記運指キーの操作を前記音孔の開閉状態に変換する仮想音孔変換工程と、
前記音孔の開閉状態と音階とを対応付ける第２の情報に基づいて、前記仮想音孔変換工程において変換された前記音孔の開閉状態に対応する音階を決定する音階決定工程と、
を含むことを特徴とする音階変換方法。
＜請求項１１＞
運指キーを備える電子管楽器の音階変換装置のコンピュータに、
前記運指キーの操作を検出する操作検出機能と、
前記運指キーの操作と音孔又は仮想的な音孔の開閉状態とを対応付ける第１の情報に基づいて、前記操作検出機能によって検出された前記運指キーの操作を前記音孔の開閉状態に変換する仮想音孔変換機能と、
前記音孔の開閉状態と音階とを対応付ける第２の情報に基づいて、前記仮想音孔変換機能により変換された前記音孔の開閉状態に対応する音階を決定する音階決定機能と、
を実現させることを特徴とする音階変換プログラム。

１ 運指キー
８ 制御部
９ 記憶部
１０ 音階変換装置
８１ 仮想音孔変換部
８２ 音階決定部
８３ 仮想音孔−音階対応付け作成部
９１ プログラム記憶部
９２ キー操作・音階対応付けデータ記憶領域
９３ 仮想音孔開閉状態記憶テーブル
９３ 仮想音孔−音階対応付けテーブル
１００ 電子管楽器

Claims (11)

1. 運指キーの操作と音孔又は仮想的な音孔の開閉状態とを対応付ける第１の情報と、前記音孔の開閉状態と音階とを対応付ける第２の情報と、を記憶する対応付け記憶部と、
   前記運指キーの操作を検出する操作検出部と、
   前記第１の情報に基づいて、前記操作検出部によって検出された前記運指キーの操作を前記音孔の開閉状態に変換する仮想音孔変換部と、
   前記第２の情報に基づいて、前記仮想音孔変換部により変換された前記音孔の開閉状態に対応する音階を決定する音階決定部と、
   を備えることを特徴とする音階変換装置。
2. 前記第１の情報は、複数の前記運指キーと複数の前記音孔との組み合わせ毎に、夫々の組み合わせで指定される前記運指キーが操作された場合に、夫々の組み合わせで指定される音孔の開閉状態を、開状態、閉状態、及び他の運指キーの操作に依存した開閉状態、のいずれの開閉状態に変換すべきかを記憶し、
   前記仮想音孔変換部は、各音孔の開閉状態を、前記操作検出部によって操作されたことが検出された前記運指キーに対応して前記第１の情報に記憶されている開閉状態に基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の音階変換装置。
3. 前記仮想音孔変換部は、前記操作検出部によって複数の前記運指キーが操作されたことが検出された場合に、操作されたことが検出されたいずれかの前記運指キーに対応して前記第１の情報に記憶されている前記開状態又は前記閉状態への変換の指定に基づいて各音孔の開閉状態を決定することを特徴とする請求項２に記載の音階変換装置。
4. 前記仮想音孔変換部は、前記操作検出部によって操作されたことが検出された全ての前記運指キーに対応して前記第１の情報に記憶されている開閉状態が前記他の運指キーの操作に依存した開閉状態であった場合には、各音孔に対して予め決められている開閉状態を変換すべき開閉状態として決定することを特徴とする請求項３に記載の音階変換装置。
5. 前記運指キーの操作と、楽音の音階との対応付けを設定する対応付け設定モードを有し、
   前記対応付け設定モードにおいて、音階を指定する操作と前記運指キーの操作とが行われた場合に、前記仮想音孔変換部により変換された前記音孔の開閉状態と前記指定された前記音階とを対応付けて、前記第２の情報を作成する音階対応付け作成部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の音階変換装置。
6. 前記運指キーの操作を確定させる操作確定部をさらに備え、
   前記仮想音孔変換部及び前記音階決定部は、前記操作確定部により前記運指キーの操作が確定された状態で前記操作検出部により検出されている前記運指キーの操作に基づいて、前記仮想的な音孔への変換と前記音階の決定を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の音階変換装置。
7. 前記操作確定部は、ユーザの指以外の身体部位による操作に基づいて、前記運指キーの操作を確定させるタイミングを特定することを特徴とする請求項６に記載の音階変換装置。
8. 前記第２の情報を作成または編集することが可能であることを特徴とする請求項７に記載の音階変換装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の音階変換装置と、
   マウスピースを介して吹き込まれた息の吹圧を検出する吹圧センサと、
   複数の前記運指キーと、
   音源データを記憶する音源データ記憶部と、
   前記音源データ記憶部に記憶されている前記音源データに基づき、前記音階決定部により決定された前記音階に対応する楽音出力データを生成する発音制御部と、
   前記吹圧センサにより吹圧が検出された際に、前記発音制御部により生成された出力データに基づいて楽音を出力させる音出力部と、
   を備えることを特徴とする電子管楽器。
10. 運指キーを備える電子管楽器の音階変換方法であって、
    前記運指キーの操作を検出する操作検出工程と、
    前記運指キーの操作と音孔又は仮想的な音孔の開閉状態とを対応付ける第１の情報に基づいて、前記操作検出工程において検出された前記運指キーの操作を前記音孔の開閉状態に変換する仮想音孔変換工程と、
    前記音孔の開閉状態と音階とを対応付ける第２の情報に基づいて、前記仮想音孔変換工程において変換された前記音孔の開閉状態に対応する音階を決定する音階決定工程と、
    を含むことを特徴とする音階変換方法。
11. 運指キーを備える電子管楽器の音階変換装置のコンピュータに、
    前記運指キーの操作を検出する操作検出機能と、
    前記運指キーの操作と音孔又は仮想的な音孔の開閉状態とを対応付ける第１の情報に基づいて、前記操作検出機能によって検出された前記運指キーの操作を前記音孔の開閉状態に変換する仮想音孔変換機能と、
    前記音孔の開閉状態と音階とを対応付ける第２の情報に基づいて、前記仮想音孔変換機能により変換された前記音孔の開閉状態に対応する音階を決定する音階決定機能と、
    を実現させることを特徴とする音階変換プログラム。

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