JP2555036Y2 - 電子管楽器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、マウスピース部から吹
き込まれる呼気の強さに応じて所定の音量および音色か
らなる楽音を発音するようにした電子管楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子管楽器は、呼気の圧力を検出するブ
レスセンサを内蔵したマウスピース部と、発音する楽音
の音名を指定する複数のキーと、楽音を生成発音する楽
音発生手段とを備えており、マウスピース部に息を吹き
込みながらキーを押圧操作することにより、楽音発生手
段において押圧キーの組み合わせによって指定された音
名の楽音をブレスセンサの出力信号に基づいた音量と音
色で発音するようになっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところで、サキソフォ
ンなどの自然管楽器では、マウスピース部の気道を舌先
で塞ぎながら息を吹き込み、口腔内の呼気圧が高まった
ところで舌を離して呼気を一気にマウスピース部内へ送
り込み、音を鋭く立ち上がらせることによってアタック
感を出すいわゆるタンギングという演奏法が用いられて
いる。

【０００４】しかしながら、従来の電子管楽器では、吹
き込まれる呼気のみを用いて楽音の音量と音色を制御し
ているため、ブレスセンサへ導かれる呼気の圧力がタン
ギング時の圧力変化に十分に追随して変化することがで
きず、立上がりの鋭いアタック感のある楽音を再現する
ことが困難であった。

【０００５】本考案は、前記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、タンギング時に立上がり
の鋭いアタック感のある楽音を再現することのできる電
子管楽器を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】マウスピース部から吹き
込まれる呼気の強さを検出し、呼気強さ情報を出力する
呼気センサと、この呼気センサからの呼気強さ情報に応
じて所定の音量および音色からなる楽音を発生するよう
にした電子管楽器において、マウスピース部に演奏者の
舌の動きを検出するタンギングセンサを設けるととも
に、該タンギングセンサの出力信号について、所定のし
きい値をまたぐ変化を検出した後の基準時間内の変化量
の大きさから求められる増強信号を呼気強さ信号に付加
し、この付加された信号に基づいて楽音信号を制御する
楽音制御手段を備えることにより構成したものである。

【０００７】

【作 用】演奏者がマウスピース部に息を吹き込みなが
ら、運指によって所定のキーを押圧すると、楽音発生手
段からその押圧されたキーの組み合わせによって指定さ
れた音名の楽音が、吹き込まれた息の強さに応じた音量
と音色で発音される。

【０００８】演奏中においてタンギングが行われると、
タンギングに伴う演奏者の舌の動きがタンギングセンサ
によって検出され、このタンギングセンサの出力信号が
楽音制御手段へ送られる。

【０００９】楽音制御手段は、このタンギングセンサの
出力信号について、所定のしきい値をまたぐ変化を検出
した後の基準時間内の変化量の大きさから求められる増
強信号を呼気強さ信号に付加し、この付加された信号に
基づいて楽音信号を制御する。したがって、タンギング
に応じた増強信号の分、立上がりの鋭いアタック感のあ
る楽音を発音することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本考案の実施例につき図面を参照して
説明する。第２図は、本考案になる電子管楽器の一実施
例の全体構成を示す。図において、１は呼気を吹き込む
気道２を開口されたマウスピース部、３は運指により発
音する楽音の音名（音高）を指定する複数個のキー、４
は楽音発生手段としての音源ユニット、５は信号伝送用
のケーブルである。

【００１１】図３に、前記マウスピース部１の内部構造
の詳細を示す。気道２は、その内奥をシールゴム１２な
どによって気密に閉じられており、吹き込まれた呼気を
導圧管１３によって圧力センサ１４に導き、その呼気圧
を検出するように構成されている。なお、圧力センサ１
４に導かれた呼気はセンサ背面から排出され、本体６の
下端などから大気へ解放されている。

【００１２】これら導圧管１３、圧力センサ１４は、全
体として、吹き込まれた呼気の圧力を検出するブレスセ
ンサを構成しており、このブレスセンサの検出信号を利
用することによりマウスピース部１に吹き込まれる呼気
の強さに応じた楽音の発音制御を行うことができる。圧
力センサ１４としては、具体的には、例えば、呼気圧に
応じて変形する可撓性板にピエゾ素子などの感圧素子や
圧電変換素子を固設することにより構成することができ
る。

【００１３】一方、マウスピース部１の先端下面側には
リード７が取り付けられている。このリード７の先端寄
りの内側には、ピン９を支点として回動自在に支持され
たカンチレバー８の先端が接当配置されている。カンチ
レバー８の後端には磁石１０が固設され、さらに、この
磁石１０と僅かの間隙をおいてホール素子１１が対向配
置されている。これらカンチレバー８、磁石１０、ホー
ル素子１１は、全体として、リード７のかみ具合を検出
するリードセンサを構成している。

【００１４】すなわち、唇によりリード７がかまれる
と、このかんだことによるリードの変形がカンチレバー
９に伝わり、カンチレバー後端の磁石１０とホール素子
１１との距離がリード７の変形量に従って変化し、ホー
ル素子１１からリード７の変形量に応じた信号が取り出
される。このホール素子１１の出力信号を利用すること
により、唇によるかみ具合に応じてそのピッチベンドが
微妙に変化する自然管楽器特有の楽音を電子管楽器にお
いても実現することができる。

【００１５】さらに、気道２内には、図４に示すような
２本のファイバー素線１５，１６を内包した光ファイバ
ー１７が気道２の開口部先端に臨んで配設されている。
一方のファイバー素線１５は赤外発光ダイオードなどに
よって構成された発光部１８に接続され、また、他方の
ファイバー素線１６はフォトダイオードなどによって構
成された受光部１９に接続されている。これら光ファイ
バー１７、発光部１８、受光部１９は、全体として、演
奏者の舌２０の位置と動きを検出するタンギングセンサ
を構成している。

【００１６】すなわち、発光部１８で発光した赤外光が
ファイバー素線１５を通じて気道２の開口部先端から放
射される。この放射光はマウスピース部１をくわえてい
る演奏者の舌２０の位置とその動きに応じて反射し、フ
ァイバー素線１６を通じて受光部１９へ導かれて光電変
換され、舌２０の位置と動きに応じて変化する電気信号
として出力されるものである。

【００１７】図１に、前記構造になる電子管楽器の電気
回路を示す。キースイッチ回路２１は、複数個のキー３
の運指による押圧状態に基づいてオン・オフし、そのオ
ン・オフの組み合わせ状態から発音する楽音の音名（音
高）を識別するものである。ホール素子１１、圧力セン
サ１４、受光部１９の出力信号はＡ／Ｄコンバータ２３
に送られ、ディジタル信号に変換した後ワンチップマイ
クロコンピュータ２２に取り込むように構成されてい
る。発光部１８はワンチップマイクロコンピュータ２２
によりその発光タイミングと発光強度を制御されてい
る。なお、ワンチップマイクロコンピュータ２２で生成
された楽音制御用の各種の信号はＭＩＤＩ（Musical In
strument Digital Interface）信号に変換された後、ケ
ーブル５を通じて楽音発生手段たる音源ユニット４へ送
られる。

【００１８】次に、前記実施例の動作を説明する。い
ま、図示にないメインスイッチがオンされると、ワンチ
ップマイクロコンピュータ２２は、発光部１８を発光制
御して光ファイバー１７のファイバー素線１５からタン
ギング検出用の赤外光を放射するとともに、キースイッ
チ回路２１，ホール素子１１，圧力センサ１４，受光部
１９の各出力信号を一定時間間隔でサイクリックにサー
チする。

【００１９】演奏者がマウスピース部１をくわえ、所定
のキー３を押圧操作しながら気道２に呼気を吹き込む
と、キー３の押圧状態がキースイッチ回路２１により検
出され、ワンチップマイクロコンピュータ２２に取り込
まれる。ワンチップマイクロコンピュータ２２はこの押
圧キーの組み合わせから発音すべき楽音の音名を識別す
る。

【００２０】一方、マウスピース部１に吹き込まれた呼
気は導圧管１３を通じて圧力センサ１４へ導かれ、圧力
センサ１４からその時の呼気圧に応じたブレス信号が出
力され、Ａ／Ｄコンバータ２３を介してワンチップマイ
クロコンピュータ２２に取り込まれる。

【００２１】さらに、唇のかみ具合に応じてリード７が
変形すると、リード７に当節したカンチレバー８が駆動
され、磁石１０に対向配置したホール素子１１からリー
ド７の変形に従って変化するリード信号が出力され、Ａ
／Ｄコンバータ２３を介してワンチップマイクロコンピ
ュータ２２に取り込まれる。

【００２２】前記のようにして発音すべき楽音の音名デ
ータ、音量と音色を制御するブレスデータ、楽音のピッ
チベンドを制御するリードデータがそれぞれ得られる
と、ワンチップマイクロコンピュータ２２は必要な信号
処理を行った後、各データをＭＩＤＩ信号に変換して音
源ユニット４へ送る。音源ユニット４は、このＭＩＤＩ
信号に基づいて指定の楽音信号を生成し、発音する。

【００２３】演奏中にタンギングが行われると、次のよ
うにして音の立上がりの鋭いアタック感のある楽音が生
成される。すなわち、いま図３中に二点鎖線で示すよう
に舌２０によって気道２を塞ぐ（タンギング・オン）
と、光ファイバー１７のファイバー素線１５から放射さ
れた赤外光がタンギング・オンされた舌２０によって大
量に反射され、受光用のファイバー素線１６を通じて受
光部１９に導かれる。したがって、タンギング・オンに
よって受光部１９の出力するタンギング信号は最大値と
なる。

【００２４】口腔内の呼気の圧力が高まった時点で気道
２を塞いでいた舌２０を離す（タンギング・オフ）と、
圧力の高まった呼気が一気に気道２内へ流入する。そし
て、タンギング・オフにより舌２０が光ファイバー１７
の先端部から離れるに従って舌２０による赤外光の反射
量も低下していき、受光部１９から出力されるタンギン
グ信号もこれに比例して小さくなっていく。図５に、こ
のタンギング信号の波形例を示す。

【００２５】前記タンギング・オフにより高圧の呼気が
気道２内に流入すると、前述したごとく圧力センサ１４
からブレス信号が、またリード７をかむとホール素子１
１からリード信号がそれぞれ出力され、このブレス信号
とリード信号に基づいて楽音の発音が行われる。本考案
の場合、この時に、ワンチップマイクロコンピュータ２
２が前記受光部１９の出力するタンギング信号の変化か
らタンギング・オフを検出し、前記ブレス信号とリード
信号による通常の楽音制御に加えて、このタンギング信
号により発音される楽音の立ち上がり部の音量や音色を
急峻に変化させ、楽音にアタック感を付与するよう制御
する。

【００２６】タンギング信号を用いて楽音にアタック感
を与えるための具体的な制御方法の例を以下に述べる。

【００２７】図６は、楽音制御信号の時間軸に沿った波
形例、図７はこの図６の楽音制御信号からその時に発音
する楽音の音量と音色（倍音）を決定するための変換特
性曲線の例を示す。従来の場合、図６に点線で示す圧力
センサ１４の出力するブレス信号に基づいて図７の変換
特性曲線からその時の音量データと音色データを求め、
音源ユニット４から指定された音名の楽音を指定された
音量と音色で発音していた。

【００２８】ところで、従来のようにブレス信号のみに
よって楽音の音量と音色を制御する場合、図６から明ら
かなように、ブレス信号がなだらかに立ち上がってしま
い、アタック感のある楽音を発生することが難しい。そ
こで、本考案では、前記受光部１９で得られるタンギン
グ信号による増強分をこのブレス信号に付加し、図６に
実線で示すようにタンギング時に楽音制御信号の立ち上
がり部を増強する。

【００２９】この図６の実線で示す楽音制御信号を得る
には、例えば、タンギング信号の変化速度の大小に応じ
て増強信号を付加するなどすればよい。タンギング信号
の変化速度は、図５のタンギング信号波形において、タ
ンギング信号が所定のしきい値よりも低下した後、一定
の基準時間だけ待ち、この基準時間内における変化量を
タンギング信号の変化速度とすればよい。

【００３０】図６の実線で示した立ち上がり部の急峻に
変化する楽音制御信号が出力されると、この楽音制御信
号に基づいて図７の変換特性曲線から立ち上がり部で急
峻に変化する音量データと音色データが得られる。した
がって、このデータに基づいて音源ユニット４からは立
ち上がり部の音量と音色が急峻に変化するいわゆるアタ
ック感のある楽音が発音される。

【００３１】図８はアタック感のある楽音を発音するた
めの他の例を示す。まず図８のブレス信号のみを用い、
前述した図７の変換特性曲線から発音する楽音の基本的
な音量と音色を決定するともに、図８のタンギング信号
の変化速度による信号を用いて図７の変換特性曲線から
立ち上がり部に付加する音量と音色データを求め、楽音
の立ち上がり部に前記ブレス信号によって決定された主
音色とは異なる別の音色（例えばアタックノイズ成分な
ど）を付加し、楽音にアタック感を付与するようにした
ものである。

【００３２】なお、受光部１９のタンギング信号は、気
道２に息を吹き込んでいるか否かに拘らず舌の動きを検
出すれば自動的に出力されるので、息を吹き込んでいな
いときに音が出ることのないようにするため、タンギン
グ信号を用いた立ち上がり部の楽音制御はブレス信号の
存在を条件として行うようにすることが望ましい。

【００３３】以上、本考案の実施例について詳述した
が、タンギングセンサの検出方式および構造は図示例の
ものに限らないことは当然である。また、楽音の立ち上
がり部の音量と音色を同時に変える場合、および音色の
みを変える場合について例示したが、音量（エンベロー
プ）のみの増減、音色成分の混合比率（レイヤーバラン
ス）の増減など、種々の制御形態を採用することができ
るものである。また、ブレス信号、音高、替え指などに
よってタンギング信号の大きさを変化させてもよい。

【００３４】さらに、前記実施例は、マウスピース部１
とキー３の両者を備え、かつ形状的にも自然管楽器によ
く似た構造の電子管楽器を例に採って説明したが、本考
案は、少なくとも呼気圧によって楽音の発音を制御する
マウスピース部３を備えていれば適用可能である。した
がって、マウスピース部１を備えている限り、形状的に
は自然管楽器に似ていなくても、本考案にいう電子管楽
器の範疇に含まれるものである。

【００３５】

【考案の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本考案の電子管楽器によるときは、自然管楽器と同
様の立上がり部の鋭いアタック感のある楽音を生成する
ことができる。また、タンギングセンサによって舌の動
きを検出しているので、従来のブレスセンサのようにタ
ンギングの検出に遅延を生じ、あるいはタンキング時の
急激な呼気圧の変化に追随できないなどの不具合もな
く、どのようなタンギングであってもこれを検出してア
タック感のある楽音を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電子管楽器の一実施例の電気回路図で
ある。

【図２】本考案の電子楽器の一実施例の全体構成を示す
図である。

【図３】マウスピース部の具体例を示す断面図である。

【図４】タンギングセンサ用に用いられる光ファイバー
を示す図である。

【図５】タンギング信号の例を示す図である。

【図６】楽音制御信号の例を示す図である。

【図７】楽音制御信号と音量および音色の変換特性の例
を示す図である。

【図８】楽音制御信号の他の例を示す図である。

【符号の説明】

１…マウスピース部、２…気道、３…キー、４…音源ユ
ニット、１３…導圧管、１４…圧力センサ、１７…光フ
ァイバー、１８…発光部、１９…受光部、２０…舌、２
２…ワンチップマイクロコンピュータ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 マウスピース部から吹き込まれる呼気の
   強さを検出し、呼気強さ情報を出力する呼気センサと、
   この呼気センサからの呼気強さ情報に応じて所定の音量
   および音色からなる楽音を発生するようにした電子管楽
   器において、マウスピース部に演奏者の舌の動きを検出
   するタンギングセンサを設けるとともに、該タンギング
   センサの出力信号について、所定のしきい値をまたぐ変
   化を検出した後の基準時間内の変化量の大きさから求め
   られる増強信号を呼気強さ信号に付加し、この付加され
   た信号に基づいで楽音信号を制御する楽音制御手段を備
   えたことを特徴とする電子管楽器。