JP2022063815A - 電子管楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】 サックスなどの木管楽器に電子管楽器の機能を追加し、生音と電子音のどちらかを選択して演奏できる楽器が提案されてきたが、木管楽器はキーが多くあり、指操作を検出する有効なセンサーと検出手段がなかった。また電子楽器のピッチベントは木管楽器の演奏者には馴染みがなく使いにくいという問題もあった。【解決手段】本発明はフォトセンサーの発光部を光変調することにより、また音階の決定に用いられるキーによってピッチベントを行う事により、これらの問題を解決している。【選択図】図１

Description

本発明は、楽器本体と、楽器本体に設けられた複数の操作子とを備え、複数の操作子の単独操作又は組み合わせ操作に応じて、楽器本体から発音される楽音を決定する電子管楽器または電子管楽器の機能を備えた木管楽器（例えばサックス）に関する。

従来の電子管楽器は演奏者の息圧を検出する圧力検出と指操作を行うキースイッチとリップセンサー及びピッチベントホイールなどを設け、電子回路により楽音を発生させるものがある（例えば、特許文献２）。

しかしながら、専らサックスなどの通常の木管楽器を演奏している演奏者が従来の電子管楽器を演奏する場合に、例えばキースイッチを操作する時に通常の木管楽器のキーのストローク（可変範囲）や感触との大きな違いに違和感があり、またリップセンサーやピッチベントホイールの操作によるピッチベント奏法またはビブラート奏法については通常の管楽器の奏法とは全く関連性がない事など、異なる点が多いため、前記演奏者にとっては簡単に従来の電子管楽器を演奏する事が出来ないという問題がある。

一方、サックスなどの通常の木管楽器は音量が大きく、楽器演奏用の防音設備がない住宅や集合住宅であっても練習したいという要望があるにも関わらず、電子楽器の様にスピーカーを消音して、ヘッドホンで聞きながら練習する事が出来ないという問題がある。

前述の問題の一部を解決する一手段として磁石を操作子に、ホール素子を楽器の周面にそれぞれ固定して、サックスとして配置されていた操作子の押圧操作を検出し、その情報に応じて楽音を電子回路で発生させる特許文献１に記載の先行技術があるが、生楽器としてのサックスに必要な構造を維持した上で前記ホール素子からの出力電圧を確保するために前記磁石と前記ホール素子の距離を前記押圧操作中に接近させる必要があり、そのために前記操作子から離れた位置に前記磁石を配置する必要があり、本来アコースティックな木管楽器には不要な腕部（特許文献１の符号１１ａ）が複数必要で体裁が悪くなり、また前記腕部の部材および取り付け及び磁石とホール素子との距離の調整が必要なため、製造コストが高くなるという欠点がある。

また、前記磁石が楽器の周面に露出するため、前記磁石が例えば書類用クリップなどの身の回りにある様々な金属物を吸着すると、それが障害となって正常な動作が出来ないリスクがある。また仮に磁石をタンポ１５または音孔６に配置出来たとしても、蓋部８が開いている場合に露出するため前記リスクを回避する事は出来ない。

また、前記リスクに対処するために磁気シールド等などのカバーを前記磁石及び磁石の可動領域に取り付けた場合、操作子の数が多いサックスにおいては重量が増加し、使いづらくなるという欠点がある。また、カバーのための部品及び取り付けが必要になり製造コストが高くなるという欠点がある。またサックスとしての楽器の美観も悪くする。

特許文献５では従来の管楽器であるトランペットにアタッチメントとして操作子を取り付け、マウスピースは圧力センサーを取り付けた物と交換し、電子音源で楽音を発生させる装置であり、位置検出手段として、フォトセンサーまたはマイクロスイッチを使用するか、または抵抗値の変化、または静電容量の変化によって行う事が示されている。

しかしながら、フォトセンサーを使用した場合、シリンダ室（特許文献５の符号５３）内に検出部が配置してあるため、前記シリンダ室の遮光効果により前記フォトセンサーの受光部への迷光９０の入射を防ぐ事で、誤検出は回避できるが、前記シリンダ室かそれに代わる遮光部が必要になり、サックスの場合、標準として操作子が２３個あり、それぞれに前記シリンダ室が必要となり製造コストが高くなるという欠点がある。

また、マイクロスイッチを使用した場合は機械的な負荷が操作子にかかり、通常の管楽器の感触との違いに違和感があるという欠点がある。

また、抵抗値の変化を用いる場合は、例えば可変抵抗器を用いた場合、機械的な負荷が操作子にかかり、通常の管楽器の感触との違いにがあるという欠点がある。また、演奏中は頻繁に操作するため、可変抵抗器の寿命が短くなり、信頼性が下がるという欠点もある。

また、静電容量の変化によって行う場合は十分な容量変化幅を確保するために大きな電極が必要になり、検出部が大きくなるという欠点がある。また静電容量を検出するための複数の電極間の距離は、少なくとも操作子間の距離と同じ長さが必要なため、静電容量検出部をそれぞれの電極の近傍に配置する必要があり、アナログ及びデジタルの電子回路と演算処理及びインターフェースのためのマイクロコンピュータがそれぞれ複数必要になり、電子回路の規模が大きくなり、それらを集積した複数の集積回路チップの製造コストがフォトセンサーなどを使用する場合と比較すると高くなるという欠点がある。またインターフェースの通信速度が低くなると操作子の指圧操作に対するデータ出力の受け取りの間に遅延が発生して演奏者が違和感をもつという欠点がある。また高周波信号を電極に印加するため、電磁気妨害を起こすリスクがあり、それらの防止対策のための実施および電磁気妨害（ＥＭＩ）の検査試験等が必要であり、設計する上での制約条件が増えるという欠点がある。

特許第４７１７０４２ 特開平１１－０８５１５９ 特願平１１－３３８８１９ 米国特許第２１５１３３７ 特開平１０－０５５１７３

前記磁石と前記ホール素子を使わずに、本来のアコースティックな管楽器には不要な前記腕部を省略し、アコースティックな木管楽器と同様のキーストロークや感触を再現し、複数の操作子の操作を確実に検出する電子楽器を提供することである。

サックスなどのアコースティックな木管楽器の生音と電子楽器の電子音を切り替えて使用することが出来るようになること。

フォトセンサーに入射する迷光９０による誤動作を無くし且つ迷光９０を遮光するためのシリンダ室または等価な遮光部等及び付随する機構を省略して製造コストを安くすること。

筒状体または長棒状で構成された楽器本体と前記楽器本体に設けられた複数の操作子と、
前記複数の操作子の押圧操作によって複数の支点を中心に回動する複数の反射面と、
前記反射面に対抗する位置に配置した光を発光する複数の発光素子と、
前記反射面により反射された前記光の一部を検知する複数の光電変換素子と、
前記複数の発光素子の発光強度を特定の周期の信号で変調する複数の変調器と、
前記複数の光電変換素子のそれぞれの出力信号から、
前記特定の周期の信号で変調された被変調信号を検出する複数の検出器と、
前記被変調信号の強度をそれぞれの設定値と比較する複数の比較器と、
演奏者の息圧を検出する圧力センサーを備え、
前記複数の比較器のそれぞれの比較結果の単独または複数の組み合わせ及び、
前記圧力センサーで検出された息圧に応じて電子回路により楽音を発生する事を特徴とする手段。

前記複数の発光素子と前記複数の光電変換素子をサックスの複数の音孔内に配置して、それぞれの音孔を開閉する複数のタンポに取り付けられた複数のレゾネータの表面を前記複数の反射面とする手段。

前記複数の光電変換素子のそれぞれの出力信号を一定時間内にサンプル アンド ホールドし、最大値から最小値を引き算することによって、前記複数の被変調信号の強度を検出する複数の検出器を備えた手段。

前記複数の操作子の内、特定の音階決定に関与しない操作子の押圧操作によるキーの変位量を連続して検出し、
前記変位量に応じて音程のピッチを変化させる手段。

アコースティックな木管楽器（例えば、サックスなど）に本発明の実施を追加する事によって前記木管楽器の操作機構を維持し、前記アコースティックな木管楽器のキーストロークや感触を再現した電子管楽器を実現することができる。また、前記電子管楽器は生音を消音して電子回路で発生した楽音を用いて、音量を小さくしたり、またはヘッドホンなどで聴音する事により有効な消音手段となり、場所や時間帯などに制約されない練習環境で演奏できる楽器として提供することが出来る。

また、マウスピースとリードを変更する事によって、生楽器として生音を、または電子楽器として電子音でそれぞれ切り替えて演奏出来るサックスを提供出来る。

サックスの音孔内に前記発光素子１と前記受光素子２を配置した場合、サックスを生音で演奏する際に必要なタンポ１５に取り付けられたレゾネータ（音の反射板）を反射面３として代用できる。また、磁石などの被検出部品を省略して、製造コストを下げる事が出来る。

アコースティックな木管楽器には不要な腕部を省略し、電子管楽器の重量の増加を少なくする。また美観を維持できる。

磁石を使用しないので、金属物の吸着による誤動作のリスクがなく、信頼性を確保できる。その上、磁気シールドなどのカバーも不要で楽器の重量の増加を少なくする。また、磁気シールドなどのカバーに掛かる製造コスト分を安くできる。

楽器の使用中に自然光または照明等を光源とする迷光９０が前記光電変換素子に入射する事があり得るが、前記発光素子の発光強度を特定の周期の信号で変調し、前記発光素子からの信号強度だけを被変調信号として検出するため、前記迷光による誤動作を防げる。また迷光を遮光するための多数の前記シリンダ室もしくは等価な遮光部が必要ないので、その分の製造コストを安く出来る。

アコースティックな木管楽器（例えば、サックスなど）と同じ操作機構を再現し同様のキーストロークや感触を備えた電子楽器を提供する事が出来る。

サックスに本件の実施を追加する事によって押圧の強弱をキーの変位量として連続的に検出できるため、電子楽器としての演奏時のモードを切り替えて、オクターブキーまたはトリルキーで押圧力に応じたピッチベントが出来る。これにより従来からの電子楽器に備えられたリップセンサーやピッチベントホイール等を省略する事が出来る。また、オクターブキー及びトリルキーは本来サックス演奏者にとって使いなれたキーであり、リップセンサーやピッチベントホイールに比べて扱いやすいという利点がある。

検出部に大がかりな電子回路が必要ないため、製造コストを安く出来る。

実施例１の斜視図である。 図１の操作子部分の側面図である。 原理を説明するための特性グラフである 原理を説明するための説明図である。 実施例５の信号処理部を示すブロック図である。 実施例２の斜視図である。 実施形態を示す斜視図である。 実施形態に関わるマウスピース部とリード部を示す斜視図である。 実施例３の斜視図である。 実施例６の信号処理部を示すブロック図である。 実施例７の信号処理部を示すブロック図である。 仮想オシロスコープの波形である。 実施例８におけるサックスの音階と音域の説明図である。 実施例８におけるサックスのピッチベントキーの配置を示す斜視図である。 被変調信号（３０）の振幅値（操作子の押圧値出力）をピッチベントキーに切り替える方法を示したブロック図である。 実施例１０の斜視図である。

［実施形態１］
サックスなどの木管楽器の設計をベースに実施例を追加実施することで、前記木管楽器と同じ運指操作と同じ操作機構を備え、前記木管楽器と同じキーストロークや感触を備えた電子管楽器を提供する事（生音での演奏は出来ない疑似木管楽器）。

実施形態１に関わる実施例は実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５、実施例６、実施例７、実施例８、実施例１０、実施例１１となる。

［実施形態２］
サックスなどの木管楽器に追加の実施をすることで、前記木管楽器と同じ運指操作と同じ操作機構を備え、前記木管楽器と同じキーストロークや感触を備えた電子楽器を提供する事と供にマウスピースとリードを変更する事によって、前記木管楽器の生音による演奏も切り替えて出来る楽器を提供する事。

実施形態２に関わる実施例は実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５、実施例６、実施例７、実施例８、実施例１０となる。

［実施形態３］
サックスなどの木管楽器の指操作機能を再現した機構があり、前記木管楽器と同じ運指操作と同じ操作機構を備え、前記木管楽器と同じキーストロークや感触を備えた電子管楽器であり、アコースティックな木管楽器として必要な筒状体の要素部分の一部もしくは全部を削除した電子管楽器を提供する事。

実施形態３に関わる実施例は実施例１、実施例４、実施例５、実施例６、実施例７、実施例８、実施例９、実施例１０となる。

図１に本実施例の斜視図を示す。発光素子１から発射された光７１は反射面３に向かって、方向４に沿って進む。反射面３は発光された光７１の全部または一部を反射して光電変換素子２の配置されている方向５に沿って進み、反射された光の一部が光電変換素子２に入射し、光電変換素子２によって電気信号２５に変換される。一方、反射面３が固定されている蓋部８はアーム部４２を介してパイプ部１１に結合されており、パイプ部１１に軸１２が挿入されている。また軸１２は軸受け部９及び軸受け部１３によって軸１２の中心の支点位置が保持されている。また、蓋部８には操作子７があり、操作子７を押すと蓋部８及び反射面３が軸１２を支点として回動する。前記回動により発光素子１と反射面３の距離２４が短くなり、光電変換素子２の出力２５が増加する。距離２４と光電変換素子２の出力２５の関係は図３で示した特性曲線７３になる。

この様な特性曲線７３になる理由は図４によって説明出来る。図４（ａ）において例えば発光素子１に発光ダイオードを用いた場合、発射される光７１は発散光となり反射面３に入射し、反射の法則に従い進行方向は反転するが、発散の角度は維持しながら反射光７２となって一部が光電変換素子２に入射する。この時、反射面３の側から観測すると反射光７２が照射される領域はおよそ円状の面７２ａになる。図４（ｂ）では距離２４が長くなった場合で、照射される領域は図４（ａ）に比べて大きな円状の面７２ｂになる。光電変換素子２の受光面は一定の面積であり、また発光素子１から発射される光７１のパワーは一定であるので当然、図４（ａ）の場合より図４（ｂ）の場合の方が円状の面７２ｂ内のパワー密度は低くなり、図４（ｂ）における光電変換素子の出力２５も下がる事になる。言い換えれば、距離２４が短くなると光電変換素子２の出力２５が増加する。

ただし、距離２４がさらに短くなると出力２５は極大値に達し、その後は急激に下降する。この現象は距離２４が極端に短い場合は反射光７２の照射される円状の面７２ａの領域が極端に小さくなり、光電変換素子２の受光面から円状の面７２ａが外れるためである。この実施例では距離２４の変化範囲を極大値を示す距離よりも長くなるように設計している。勿論、これとは逆に発光素子１と光電変換素子２の配置されている間隔を変える事によって極大値を示す距離２４よりも短い範囲で距離２４を検出する方法も容易に考えられる。

尚、図４（ｂ）で反射光の照射領域７２ｂが円状に描かれているが、厳密には発散光を斜めに切った断面の卵形の形状になる。その場合でも特性曲線７３の傾向に大きな差異がないためこの様な図になっている。

一方、発光素子１の発射する光７１の強度は特定の周期の信号５６で光変調される。例えば方形波によって発光素子１をオンオフ変調（ＯＮ－ＯＦＦ変調）する事が容易に行える。その場合でも当然、光電変換素子２の出力２５に含まれている特定の周期の信号５６によって変調された被変調信号３０の振幅も距離２４により変化し、特性曲線７３と同じ形になる。

本実施例では操作子７が蓋部８に固定された場合の例であるが、例えばサックスでは蓋部が第一の回動機構に取り付けられ、操作子が第２の回動機構に取り付けられている構成が複数あり、第１の回動構造と第２の回動構造は機械的にリンクされ、単独または複数の操作子の押圧操作により蓋部の開閉を行っている部分がある。（例えば特許文献４）

また図１とは別に軸１２を境にして蓋部８と反対側にある第２のアーム部１８（図２）に操作ボタンが固定され、通常は蓋部８が閉じていて操作子の押圧操作で蓋部を開けるクローズドキー（ｃｌｏｓｅｄ ｋｅｙ）があるが、いずれの場合も複数の蓋部の開閉を検出する事によって楽音の音階を決定する事が出来る。

反射面３は図２で示す様に、生音で演奏する際に必要なサックスのタンポ１５に取り付けられたレゾネータ（音の反射板）として併用する。

発光素子１の例として発光ダイオード、レーザーダイオードなどがある。

光電変換素子２の例としてフォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトコンダクタ、ＣＣＤ、太陽電池、発光ダイオード（受光素子としても使える）などがある。

図６に示した実施例は発光素子１に発光ダイオードを用いて光電変換素子２にフォトトランジスタを用い、さらにそれぞれの素子を同一のパッケージ内に形成したフォトリフレクタ（例えば特許文献３）があり、発光部と受光部がある側の表面積（パッケージ上面）が２．４平方ミリメートル以下（１．４ミリメートル×１．７ミリメートル）の小型フォトリフレクタ２１も製造されている。小型フォトリフレクタ２１が表面実装により取り付けられたプリント基板２２の音孔６の穴の内部に突き出ている部分の表面積を９．８平方ミリメートル（１．４ミリメートル×７ミリメートル）として、管体部１０に取り付けた場合、一般的なアルトサックスの最高音部の音孔６の直径が１２ミリメートルであり、音孔６の開口面積が約１０８平方ミリメートルになり、９パーセント程度の開口面積の減少に留める。また、最高音部の音孔よりさらに小さいオクターブキー操作によって開閉する蓋部と音孔があるが、実施例３で示した方法により押圧操作の検出が出来る。これらの実施により、音孔の開口面積を十分確保して、前記アルトサックスの生音による楽音の発生も出来るようにする。

また最高音部の音孔６の開口面積がアルトサックスより大きいテナーサックスとバリトンサックスについても同様である。最高音部の音孔６の直径がアルトサックスより小さいソプラノサックスの場合は実施例３に示した方法を最高音部の音孔６でも実施することで生音による演奏を可能にする。

図９に実施例３の斜視図を示す。サックスにはオクターブキー操作により蓋部８の開閉操作を行う直径２～３ミリメートル程度の小さい音孔６も必要であり、音孔６の開口面積を確保するためにアーム部４２の下側に反射面３を配置し、反射面３に対向する位置に小型フォトリフレクタ２１を配置し、管体部１０の側面に貼り付けられたフレキシブル基板５７の面上に取り付けられている。

本実施例では音孔６の開口面積を維持した上で蓋部の開閉を検出する事が出来る。ただし、設計上はアーム部４２と反射面３の距離が近い場合に有効であるため、主にオクターブキーの音孔など小さい音孔に対して用いる。

尚、図９では蓋部の回動機構に付随する操作子を含む別の回動機構及びそれらと連結する機械構造部（例えば特許文献４のＦｉｇ１４．またはＦｉｇ１６．）についての作図は省略している。

図８はマウスピース３３とリード４３の関係を示す斜視図である。通常のサックスなどの木管楽器ではリード４３の片側半分がリガチャーによってマウスピース３３に取り付けられる（４６）。リード４３のもう一方の片側半分は振動出来る様に薄く削られている。従来からのサックスなどの木管楽器はこの部分が振動して音を出す。しかしながら、電子管楽器として使う場合はリード４３に防振効果があるゴムまた樹脂などのシート状の緩衝部材４４を接着４５して振動を制止して息圧だけを送り込む。また、本実施例ではマウスピース３３の中に圧力センサー２７が取り付けられており、息圧を検出して配線ケーブル８４を通ってマイクロコンピュータ３６に内蔵されているＡ／Ｄコンバータに入力される。

図５に示された実施例５は特定の周期の信号５６で変調された被変調信号３０を光電変換素子２の出力２５から選択して取り出し、操作子７の押圧操作情報５３を出力するまでの過程をブロック図で示した例である。発振器５５によって特定の周期の信号５６（例えば方形波など）を発振する。特定の周期の信号５６は変調器５４を駆動して、例えば発光ダイオードなどの発光素子１の電流を特定の周期の信号５６でオンとオフを繰り返し、オンオフ変調（ＯＮ－ＯＦＦ変調）を行う。一方、光電変換素子２の出力２５はエイリアシング（ａｌｉａｓｉｎｇ）を防ぐために必要であれば低域通過フィルタ４７を通過し、その出力２８はＡ／Ｄ変換器４８に入力される。Ａ／Ｄ変換器４８の出力はデジタルデータとなり、帯域通過フィルタ４９（デジタルフィルタ）を通過し、特定の周期の信号５６による被変調信号３０だけを通過させ、検波器５０に入り、検波器５０で被変調信号３０を検波する。検波された信号３１は平滑器５１に入力され、その出力３２は被変調信号３０の振幅値であり、操作子（７）の押圧量を示す操作値の出力として、比較器５２に入力され、設定された値と比較して、その比較結果を音孔６の開閉情報５３として用い、単独または複数の開閉情報５３により楽音を決定するために用いる。

この様に発光素子１を特定の周期の信号５６で変調し、特定の周期の信号５６の被変調信号３０だけを取り出す事によって、蓋部８と音孔６の隙間から入った迷光９０が光電変換素子２に混入して出力２５に影響を与えても、発光素子１から発射された光だけを検出した場合と等価になり、迷光９０による誤動作を防げる

尚、ブロック図の発振器５５、変調器５４、帯域通過フィルタ４９、検波器５０、平滑器５１、比較器５２はデジタル回路による実施例であるが、マイクロコンピュータのソフトウエアによっても実施できる。

図１０は帯域通過フィルタ４９の代りに高域通過フィルタ５８（アナログフィルタ）を用いた実施例５を簡易化した場合である。高域通過フィルタ５８は一次系の簡素な方法で行い、デジタルフィルタを使わないのでソフトウェアの処理が少なくなり、安価なマイクロコンピュータの使用で提供できる。

図１１は帯域通過フィルタ４９の代りにサンプル アンド ホールド（ｓａｍｐｌｅ ａｎｄ ｈｏｌｄ）器１（６２ａ）とサンプル アンド ホールド器２（６２ｂ）を用いて、Ａ／Ｄ変換器のデジタルデータ出力２９からサンプリングによって特定の周期の信号５６による被変調信号３０のピーク値６９とボトム値７０を採取して差分演算器６４により差分を演算して被変調信号３０の振幅を割り出す。

図１２は本実施例の信号の関係をシミュレーションした仮想オシロスコープの波形６８である。特定の周期の信号５６は４分の１周期の時間軸シフト６６によって出力信号６７になる。方形波である出力信号６７の立ち上がりエッジのタイミングはちょうど被変調信号３０のピーク値６９と一致し、方形波６７の立ち下がりエッジのタイミングは被変調信号３０のボトム値７０に一致する。図１２の光電変換素子２の出力信号２５は被変調信号３０だけでなく混入した迷光９０による信号が重畳されているが、それにも関わらず被変調信号３０の振幅だけを選別して検出できる様子を示している。

本実施例の低域通過フィルタ以外のブロックはマイクロコンピュータとソフトウエアによっても実施できる。

サックスでは単独または複数の操作子の運指によって、楽音の音階を決定するが、特定の音階に対して前記運指が複数例あり、通常使用される頻度が少ない替指の運指がある。また特に替指の運指を用いる時だけ使用するトリルキーとして特定の操作子がある。本実施例では前記特定の操作子の役割を制御プログラム上で切り替えて、前記特定の操作子の押し圧量、すなわち蓋部８の角度によって音程のピッチを変えるピッチベント効果を伴った演奏やビブラート効果を伴った演奏を可能にする。操作子の押圧値出力３２は押圧力に応じて連続した値が出力されるので、押圧値出力３２に応じてピッチを変更すれば滑らかなピッチベント効果を伴った演奏やビブラート効果を伴った演奏が出来る。

また例えばサックスと同じ運指の場合、オクターブキーの操作子は第一の音域のローＣシャープ（ｌｏｗ Ｃ♯）（７６）より低い音階での運指では通常使用しないため、前記オクターブキーの操作子によってもピッチベント効果を伴った演奏やビブラート効果を伴った演奏が出来る。

すなわち、音程を決定するために最小限必要な操作子の組み合わせに含まれない操作子の押圧力によって、音程のピッチを変えるピッチベント効果を伴った演奏やビブラート効果を伴った演奏を行う実施例である。
（参考図：図１３及び図１４）

本実施例を実際の運指を考慮しながらサックスに適用する例として以下に示す。尚、音程のピッチを変えるピッチベント効果を伴った演奏やビブラート効果を伴った演奏行うための操作子をピッチベントキー（ｐｉｔｃｈ ｂｅｎｔ ｋｅｙ）と言う名称で使う事とする。

第一の音域７４のローＣシャープ（ｌｏｗ Ｃ♯）７６以下の音階におけるピッチベントキーはオクターブキー８６とする。

第一の音域７４のＤ７７と第一の音域のＤシャープ（Ｄ♯）７８におけるピッチベントキーはサイドＡシャープトリルキー（ｓｉｄｅ Ａ♯ ｔｒｉｌｌ ｋｅｙ）８７とする。

第一の音域７４のＥ７９から第一の音域７４のＣシャープ（Ｃ♯）８０までの音階におけるピッチベントキーはサイドＦシャープトリルキー（ｓｉｄｅ Ｆ♯ ｔｒｉｌｌ ｋｅｙ）８８とする。

第二の音域７５のＤ８１と第二の音域のＤシャープ（Ｄ♯）８２におけるピッチベントキーはサイドＡシャープトリルキー（ｓｉｄｅ Ａ♯ ｔｒｉｌｌ ｋｅｙ）８７とする。

第二の音域７５のＥ８３以上の音階におけるピッチベントキーはサイドＦシャープトリルキー（ｓｉｄｅ Ｆ♯ ｔｒｉｌｌ ｋｅｙ）８８とする。

本実施例のサイドＡシャープトリルキー（ｓｉｄｅ Ａ♯ ｔｒｉｌｌ ｋｅｙ）８７は右手一指し指の基節骨付近で押す。

サックスなどの管楽器を主に演奏している奏者は従来の電子管楽器（例えば特許文献２）によるピッチベント効果を伴った演奏やビブラート効果を伴った演奏が上手く出来ない事がある。電子管楽器に装備されているリップセンサーやピッチベントホイールによりピッチベント効果を伴った演奏やビブラート効果を伴った演奏が可能であるが、サックスなどの管楽器とは全く異なる操作を必要とするため簡単には出来なかった。一方、本実施例では指で従来から操作していたキーを押す事によって行えるため操作方法に関連性があり、従来の電子管楽器に比べ簡単に操作を行う事が出来る。

尚、本実施例は実施形態の中で電子管楽器としての演奏において演奏モードを切り替えて表現方法を広げるための目的であり、アコースティックなサックスを再現して練習するための目的ではない。

図１５は［形態３］に関連した実施例である。軸を通すパイプ部１１、ア－ム部４２、操作子７、反射面３が射出成型などによって、一体として形成されている。また長棒状の本体８５に軸受け部９及び１３が一体として形成されている。音孔６及び管体部１０などを削除しているが、操作子はサックスと同じキーストロークや感触を再現している。製造コストの安い疑似サックスを提供する実施例である。本実施例では音孔６が削除されているが、音孔６の開閉情報５３に等価な情報を得る。

図７に楽器全体の実施例を示す。息圧センサー２７による出力は配線ケーブル８４によって電子回路ユニット３５に接続され、マイクロコンピュータ３６に内蔵されたＡ／Ｄ変換器に入力される。また、光電変換素子２の出力２５は低域通過フィルタ４７を通過し、マイクロコンピュータ３６に内蔵されたＡ／Ｄ変換器４８に入力される。マイクロコンピュータ３６には図１１に示された各機能を等価的に処理するハードウエアとソフトウエアが組み込まれている。またその他にも楽音データ３７を生成する処理が行われる。楽音データ３７を元に音源発生部３８によって楽音信号３９が作られ、サウンドシステム４０によって音響効果等が加えられて、音響信号４１になる。音響信号４１によりヘッドホン８９やスピーカーから楽音を発生させる。

蓋部がなく、指によって音孔の開閉を行う事が出来る木管楽器、例えばクラリネットやリコーダーの場合は回動する指の表面が前記反射面となって機能し、前記発光素子と前記光電変換素子を音孔位置に配置する事で行う。

１発光素子
２光電変換素子（受光素子）
３反射面
４発光素子（１）から発射する光の方向
５反射面（３）で反射され光電変換素子（２）に進む光の方向
６音孔
７操作子
８音孔（６）を塞ぐ蓋部
９第一の軸受け部
１０管体部
１１軸を通すパイプ部
１２軸
１３第二の軸受け部
１４バネ
１５タンポ
１６タンポの厚紙部
１７タンポの皮
１８第２のアーム部
１９コルクなどの緩衝材
２０バネをかける部分
２１小型フォトリフレクタ
２２片端が管体部（１０）に取り付けられたプリント基板
２３音孔の直径
２４反射面（３）と発光素子（１）の距離
２５光電変換素子（２）の出力となる電気信号
２６発光素子を変調する出力
２７圧力センサー
２８低域通過フィルタの出力
２９Ａ／Ｄ変換器のデジタルデータ出力
３０特定の周期の信号（５６）で変調された被変調信号
３１検波された信号
３２被変調信号（３０）の振幅値（操作子の押圧値出力）
３３マウスピース
３４楽器本体
３５電子回路ユニット
３６マイクロコンピュータ部
３７楽音データ
３８音源発生部
３９楽音信号
４０サウンドシステム
４１音響信号
４２第１のア－ム部
４３リード
４４緩衝部
４５接着
４６装着
４７低域通過フィルタ
４８Ａ／Ｄ変換器
４９帯域通過フィルタ
５０検波器
５１平滑器
５２比較器
５３音孔の開閉情報
５４変調器
５５発振器
５６特定の周期の信号（方形波）
５７フレキシブル基板
５８高域通過フィルタ
５９高域通過フィルタの出力
６０加算器
６１バイアス値
６２ａサンプル アンド ホールド器１
６２ｂサンプル アンド ホールド器２
６３ａ特定の周期の信号のピーク値
６３ｂ特定の周期の信号のボトム値
６４差分演算器
６５
６６時間軸シフト
６７時間軸シフトの出力信号
６８仮想オシロスコープ画面
６９被変調信号（３０）の振幅のピーク値
７０被変調信号（３０）の振幅のボトム値
７１発光素子（１）から発射された光
７２反射面（３）で反射した光
７２ａ反射面（３）で反射した光の投光面積
７２ｂ反射面（３）で反射した光の投光面積
７３特性曲線
７４第一の音域
７５第二の音域
７６第一の音域のローＣシャープ（ｌｏｗ Ｃ♯）
７７第一の音域のＤ
７８第一の音域のＤシャープ（Ｄ♯）
７９第一の音域のＥ
８０第一の音域のＣシャープ（Ｃ♯）
８１第二音域のＤ
８２第二の音域のＤシャープ（Ｄ♯）
８３第二音域のＥ
８４圧力センサーの出力（配線ケーブル）
８５長棒状の本体
８６オクターブキー
８７サイドＡシャープトリルキー（ｓｉｄｅ Ａ♯ ｔｒｉｌｌ ｋｅｙ）
８８サイドＦシャープトリルキー（ｓｉｄｅ Ｆ♯ ｔｒｉｌｌ ｋｅｙ）
８９ヘッドホン
９０迷光
９１切り替えスイッチ
９２ピッチ可変部

Claims (4)

1. 筒状体または長棒状で構成された楽器本体と前記楽器本体に設けられた複数の操作子と、
   前記複数の操作子の押圧操作によって複数の支点を中心に回動する複数の反射面と、
   前記反射面に対抗する位置に配置した光を発光する複数の発光素子と、
   前記反射面により反射された前記光の一部を検知する複数の光電変換素子と、
   前記複数の発光素子の発光強度を特定の周期の信号で変調する複数の変調器と、
   前記複数の光電変換素子のそれぞれの出力信号から
   前記特定の周期の信号で変調された被変調信号を検出する複数の検出器と、
   前記被変調信号の強度をそれぞれの設定値と比較する複数の比較器と、
   演奏者の息圧を検出する圧力センサーを備え、
   前記複数の比較器のそれぞれの比較結果の単独または複数の組み合わせ及び、
   前記圧力センサーで検出された息圧に応じて電子回路により楽音を発生する事を特徴とする電子管楽器。
2. 前記複数の発光素子と前記複数の光電変換素子をサックスの複数の音孔内に配置して、それぞれの音孔を開閉する複数のタンポに取り付けられた複数のレゾネータの表面を前記複数の反射面とする請求項１記載の電子管楽器。
3. 前記複数の光電変換素子のそれぞれの出力信号を一定時間内にサンプル アンド ホールドし、最大値から最小値を引き算することによって、前記複数の被変調信号の強度を検出する複数の検出器を備えた請求項１または請求項２記載の電子管楽器。
4. 前記複数の操作子の内、特定の音階決定に関与しない操作子の押圧操作によるキーの変位量を連続して検出し、前記変位量に応じて音程のピッチを変化させる請求項１または請求項２または請求項３記載の電子管楽器。

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