JP2787691B2

JP2787691B2 - 電子擦弦楽器

Info

Publication number: JP2787691B2
Application number: JP63300960A
Authority: JP
Inventors: 達也出嶌
Original assignee: KASHIO KEISANKI KK
Current assignee: KASHIO KEISANKI KK
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JPH02148097A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明は、電子擦弦楽器に関し、特に、擦弦操作力
等に応じて、発生されるべき楽音の楽音パラメータを可
変制御することのできる電子擦弦楽器に関する。

［従来技術とその問題点］従来の電子擦弦楽器には、擦弦操作に応じて、弦に相
当する回転棒を回転させ、この回転棒の一端に設けた発
電機を回転駆動させ、その回転速度に応じた音量で楽音
を発生させるようにしたものがある。

従来のこのような電子擦弦楽器では、擦弦速度すなわ
ち弓の運弓速度を例えば大きくし、それに対応してアナ
ログ的な擦弦検出信号の値（出力電圧値）を大きくさせ
ると、これに比例して、楽音の音量レベルを大きくさせ
ることができる。

しかしながら、従来のこのような電子擦弦楽器では、
アナログ擦弦検出信号に応じて、楽音の音量レベルを大
きくしたり小さくしたりすることができるのみであるの
で、発生中の楽音の他の楽音パラメータ、例えば音色内
容を可変制御することができなかった。

そこで、最近、本件出願人は、擦弦速度に応じて、発
生されるべき楽音の音量や音色等を適宜可変制御可能な
電子擦弦楽器を提案している（実願昭63−123314号）。

しかしながら、伝統的な自然擦弦楽器の一種であるバ
イオリンの場合、発生されるべき楽音の音色を、弓を弦
に押し付ける強さ（以下、「擦弦操作力」という。）を
加減することにより、適宜、可変制御しているにもかか
わらず、前述の電子擦弦楽器の場合、擦弦操作力の大き
さを加減しても、発生されるべき楽音の音色を変更させ
ることはできない。したがって、伝統的な自然擦弦楽器
の演奏に近似した演奏を行うには、いまだ不充分なもの
であった。

［発明の目的］この発明は上述の如き事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、擦弦操作状態を検出する擦弦
検出部と、該検出された擦弦操作状態に基づいて楽音パ
ラメーターを可変制御する楽音パラメータ制御手段とを
ボデーに具備し、この検出された回転速度と変位量に基
づいて、発生されるべき楽音の楽音パラメータ、例えば
音量レベル、音色、音高等を適宜に可変制御することの
できる電子擦弦楽器を提供することにある。

［発明の要点］この発明は上述の如き目的を達成するために、擦弦操
作状態を検出する擦弦検出部と、該検出された際弦操作
状態に基づいて楽音パラメータを可変制御する楽音パラ
メータ制御手段とをボデーに具備して成り、前記擦弦検
出部は、擦弦操作されるとこの擦弦速度に応じた速さで
回転する回転部材と、該回転部材の回転速度を検出する
回転速度検出手段と、前記回転部材に擦弦操作力が加わ
るとこの操作力に応じて当該回転部材が所定方向に変位
し、この変位量を検出する変位量検出手段とを具備し、
当該回転速度及び変位量を擦弦操作状態として検出する
ことを要点とする。

［実施例］以下、実施例につきこの発明を詳細に説明する。

第１図はこの発明を適用した電子擦弦楽器の外観を表
したものである。

この電子擦弦楽器は、全体がバイオリン形状をした楽
器本体１を備えている。楽器本体１は、大別して、ボデ
ィ部２、ネック部３、ヘッド部４からなっている。ボデ
ィ部２には、後述する擦弦操作検出部５、サウンドシス
テムのスピーカ６が設けられている。ネック部３のフィ
ンガーボード内には、マトリクス状の多数の音高指定ス
イッチからなる音高指定スイッチ群７が設けられてい
る。ネック部３のフィンガーボード上には４本の弦８が
張設されている。これらの弦８の各一端はヘッド部４に
固定され、各他端は支持板９に固定されている。

第２図および第３図はこの電子擦弦楽器の擦弦操作検
出部５を表したものである。

擦弦操作検出部５はベース11を備えている。ベース11
は、ボディ部２上に設けられた支持板12にねじ13によっ
て取り付けられている。ベース11の所定の４つの平面11
aには、各弦８に対応する擦弦操作検出機構14がそれぞ
れ設けられているが、同一構造であるので、第２図にお
いて１つだけ図示し、かつ図示した１つについて説明す
る。

擦弦操作検出機構14は、発電機（擦弦速度検出セン
サ）21、圧力センサ（擦弦操作力検出センサ）22、ロー
ラ23等からなっている。発電機21は、発電機ホルダー21
Aの内部に収納固定されており、この発電機ホルダー21A
は、支持アーム24を介して、ベース11の上面に設けられ
た支持部材25の支持軸26に上下方向に回動自在に支持さ
れている。発電機ホルダー21Aは、スプリング21Bによっ
て上方に付勢されているが、通常は、発電機ホルダー21
Aに固着されたストッパ21Cの作用により所定の上限位置
に位置決めされている。また、発電機ホルダー21Aの下
端には、発電機ホルダー21Aの所定以上の下動を規制す
るための下限規制ピン21Dが固着されている。圧力セン
サ22は、発電機ホルダー21Aの下方におけるベース11の
上面に設けられている。スプリング21Bの弾性力により
上方に付勢されている発電機ホルダー21Aがストッパ21C
により所定の上限位置に位置する状態では、発電機ホル
ダー21Aは、圧力センサ22の上面とただ単に接触し、圧
力センサ22の出力値はゼロもしくはゼロとみなされるよ
うになっている。

ローラ23は、ゴム材料等によって形成され、外周面に
ローレット23aを有する有頭円筒部31と、この円筒部31
の頭部内面中心部から円筒部31の中心線に沿って延びる
ように片持ち状態に突設された軸心部32とからなってい
る。ローラ23の軸心部32には発電機21の細長い回転軸33
の先端側が埋設されている。これにより、ローラ23は発
電機23の片持ち状に支持されている。なお、ベース11の
所定の４つの平面11aには、必要に応じて適宜の厚さの
調整板34がねじ35によって取り付けられ、この調整板34
の上面に発電機21の支持部材25や圧力センサ22等を設け
ることにより、擦弦操作検出機構14のうち特にローラ23
の高さ位置を調整することができるようになっている。
なお、発電機21の回転軸33とローラ23の軸心部32とを直
接連結せずに、例えばコイルスプリングを介して間接的
に連結するようにしてもよい。

この電子擦弦楽器では、ローラ23が図示しない弓によ
って擦弦操作されると、その擦弦速度すなわち弓の運弓
速度に比例してローラ23が回転し、その回転速度に応じ
て発電機21が回転駆動し、その出力電圧値が変化するこ
とになる。そして、この出力電圧値の変化に基づいて、
後で詳述するように、所定の楽音の発生が開始されると
ともに、発生中の楽音の音量レベルが可変制御されるよ
うになっている。また、ローラ23が弓によって押し付け
られると、その押し付けの強さすなわち擦弦操作力に比
例してローラ23共に発電機21がスプリング21Bの力に抗
して下方向に変位し、その変位量に応じて圧力センサ22
が上方向から押圧されるので、それに伴って、弾性変形
し、その圧力センサ22から出力される出力電圧値が変化
することになる。そして、この出力電圧値の変化に基づ
いて、後で詳述するように、発生中の楽音の音色内容が
可変制御されるようになっている。

第４図はこの電子擦弦楽器の回路の一例を表したもの
である。

この電子擦弦楽器は、音高指定スイッチ群７に対する
音高指定操作状態は音高検出回路41によって検出され、
音高指定信号としてCPU（中央処理装置）42に与えられ
るようになっている。CPU42はこの楽器全体の回路動作
を制御するものである。また、４つの圧力センサ22から
なる各擦弦操作力検出センサ220の検出信号は各A/D（ア
ナロク・デジタル）変換器43にてデジタル擦弦操作力デ
ータに変換された後、CPU42に与えられる。また、４つ
の発電機21からなる各擦弦速度検出センサ210の検出信
号は各A/D変換器44にてデジタル擦弦速度データに変換
された後、CPU42に与えられる。

CPU42は、音高検出回路41から与えられた音高指定信
号に基づいて、第１の音源45と第２の音源46に対して、
音高は同じであるが、音色の互いに異なる各所定の楽音
波形の生成制御を行う。また、CPU42は、４つのA/D変換
器43から与えられたデジタル擦弦操作力データを音色混
合比データ生成部47に供給する。音色混合比データ生成
部47は、供給されたデジタル擦弦操作データを音色混合
比α、（１−α）に変換する。データ（１−α）は乗算
器48に供給され、ここで第１の音源45の出力（第１の楽
音信号）に乗算される。データαは乗算器49に供給さ
れ、ここで第２の音源46の出力（第２の楽音信号）に乗
算される。乗算器48からの重み付けされた第１の楽音信
号と乗算器49からの重み付けされた第２の楽音信号は加
算器50において加算される。この加算された楽音信号は
乗算器51に供給される。

また、CPU42は、４つのA/D変換器44から与えられたデ
ジタル擦弦速度データの値が所定の設定値以上になる
と、第１、第２の音源45、46に対し供給するとともに、
音量制御部52に供給する。第１、第２の音源45、46は、
供給されたデジタル擦弦速度データに基づいて、所定の
楽音波形を出力させる。このため、サウンドシステム53
からは、デジタル擦弦速度データに対応した音量で楽音
が発生されることとなる。一方、音量制御部52は、供給
されたデジタル擦弦速度データを変数とし、乗算基51に
おいて楽音信号の振幅すなわち音量を変化させるための
振幅変換器（例えばアッテネータ）からなっている。乗
算器51から出力される楽音信号はサウンドシステム53に
供給される。

次に、この電子擦弦楽器の動作について説明する。

この電子擦弦楽器の音高指定スイッチ群７に対して音
高指定操作が行われると、その操作状態は音高検出回路
41によって検出され、音高指定信号としてCPU42に与え
られる。CPU42は、この与えられた音高指定信号に基づ
いて、第１の音源45と第２の音源46に対して、音高は同
じである、音色の互いに異なる２つの楽音波形信号をそ
れぞれ生成するように制御する。この生成された各楽音
波形信号は乗算器48、49にそれぞれ供給される。

一方、この電子擦弦楽器のローラ23に対して弓による
擦弦操作が行われると、その擦弦操作力は圧力センサ22
からなる擦弦操作力検出センサ220によって検出され、A
/D変換器43にてデジタル擦弦操作力データに変換された
後、CPU42に与えあれる。また、擦弦速度は発電機21か
らなる擦弦速度検出センサ210によって検出され、A/D変
換器44にてデジタル擦弦速度データに変換された後、CP
U42に与えられる。CPU42は、前者のデジタル擦弦操作力
データを音色混合データ生成47に供給し、後者のデジタ
ル擦弦速度データを第１の音源45および第２の音源46に
対し供給するとともに、音量制御部52に供給する。

音色混合比データ生成部47では、デジタル擦弦操作力
データｐを変数とする音色混合比変換関数α＝ｆ（ｐ）
の関数データが求められる。第５図はその関数α（０≦
α≦１）の変化を（ｐ、α）座標軸上に示すグラフであ
り、関数αとしては、同図（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示
すように、直線関数、指数関数、対数関数等の任意の関
数が設定される。いま、直線関数α＝ｆ（ｐ）を設定し
たとすると、同図（ａ）に示すように、デジタル擦弦操
作力データｐが大きくなるにしたがって、０≦α≦１の
範囲でαが直線的に増大する。このため、乗算器47にお
いて演算される第１の音源45の楽音波形信号はその振幅
レベルを（１−α）倍され、乗算器49において演算され
る第２の音源46の楽音波形信号はその振幅レベルをα倍
され、この後各楽音波形信号は加算器50において加算、
混合される。

音量制御部52では、デジタル擦源速度データｖを変数
とする振幅変数関数β＝ｈ（ｖ）の関数データが求めら
れる。第６図はその関数β（０≦β≦１）の変化を
（ｖ、β）座標軸乗に示すグラフであり、関数βとして
は、同図（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すように、直線関
数、指数関数、対数関数等の任意の関数が設定される。
いま、直線関数β＝ｈ（ｖ）を設定したとすると、同図
（ａ）に示すように、デジタル際弦速度データｖが大き
くなるにしたがって、０≦β≦１の範囲でβが直線的に
増大する。そして、この振幅変数関数βの値が加算器50
を経た後の楽音波形信号に乗算器51において乗算され、
振幅すなわち音量を制御された楽音波形信号がサウンド
システム53を経て音響出力として放音されることにな
る。

ここで、この電子擦弦楽器のより具体的な動作につい
て説明すると、いま、第１の音源45は柔かい音色の楽音
波形信号を生成し、第２の音源46は硬い音色の楽音波形
信号を生成するようになっているとする。また、音色混
合比データ生成部47の音色混合比変換関数αは、デジタ
ル擦弦操作力データｐすなわち擦弦操作力が大きくなる
にしたがって、増大するようになっているとする。更
に、音量制御部52の振幅変換関数βは、デジタル擦弦速
度データｖすなわち擦弦速度が大きくなるにしたがっ
て、増大するようになっているとする。

すると、弓をローラ23に軽く押し付けた状態でゆっ
くりと動かした場合には、擦弦操作力が小しく、かつ擦
弦速度が小さいことになる。このため、デジタル擦弦操
作力データｐの値は小さいので、第１の音源45からの楽
音波形信号の振幅レベルは大きくて第２の音源46からの
楽音波形信号の振幅レベルは小さく設定され、かつ、デ
ジタル擦源速度データｖの値は小さいので、音量レベル
は小さく設定される。したがって、柔かい音色で、か
つ、小さな音量の音が発生されることになる。

弓をローラ23に軽く押し付けた状態で早く動かした
場合には、擦弦操作力が小さく、かつ擦弦速度が大きい
ことになるので、デジタル擦弦操作力データｐの値は小
さく、デジタル擦弦速度データｖの値は大きくなる。こ
のため、第１の音源45からの楽音波形信号の振幅レベル
は大きくて第２の音源46からの楽音波形信号の振幅レベ
ルは小さく設定され、かつ音量レベルは大きく設定され
る。したがって、柔かい音色で、かつ、大きな音量で楽
音が発生することになる。

弓をローラ23に強く押し付けた状態でゆっくりと動
かした場合には、擦源操作力が大きく、かつ擦弦速度が
小さいことになるので、デジタル擦弦操作データｐの値
は大きく、デジタル擦弦速度データｖの値は小さくな
る。このため、第１の音源45からの楽音波形信号の振幅
レベルは小さくて第２の音源46からの楽音波形信号の振
幅レベルは大きく設定され、かつ音量レベルは小さく設
定される。したがって、硬い音色で音量が大きな楽音が
発生されることになる。

弓をローラ23に強く押し付けた状態で早く動かした
場合には、擦弦操作力が大きく、かつ擦弦速度が大きい
ことになるので、デジタル擦弦操作力データｐの値は大
きく、デジタル擦弦速度データｖの値は大きくなる。こ
のため、第１の音源45からの楽音波形信号の振幅レベル
は小さくて第２の音源46からの楽音波形信号の振幅レベ
ルは大きく設定され、かつ音量レベルは大きく設定され
る。したがって、硬い音色で音量が大きな楽音が発生さ
れることになる。

このように、この電子擦弦楽器では、擦弦操作力およ
び擦弦速度に応じて、楽音発生中に音色内容および音量
レベルを共に可変制御することができ、このため伝統的
なバイオリン、チェロ、ビオラ等の擦弦楽器の演奏に近
似した演奏を行うことができることになる。

なお、上記実施例では、発電機ホルダー21Aの下面に
圧力センサ22を設け、ローラ23と共に発電機ホルダー21
Aが変位したとき、この変位量を圧力センサ22で検出す
るようにしているが、これに限定されるものではない。
例えば、第７図に示すように、発電機21をベース11に固
定し、その回転軸33を軸受100およびこの軸受100の周囲
に設けた環状の圧力センサ101を介してベース11上の支
持部102に回転自在に支持させ、擦弦操作力により、ロ
ーラ23と共に回転軸33およびその軸受100が変位したと
き、この変位量を環状の圧力センサ101で検出するよう
にしてもよい。

なお、前記各実施例では、擦弦操作力の大きさに応じ
て、発生されるべき楽音の音色内容を可変制御するよう
にしているが、これに限定されず、例えば、音量レベ
ル、音高等の他の各種の楽音パラメータを可変制御する
ようにしてもよい。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、擦弦擦弦操
作状態を検出する擦弦検出部と、該検出された擦弦操作
状態に基づいて楽音パラメータを可変制御する楽音パラ
メータ制御手段とをボデーに収納しているので簡素化さ
れた形態となり、また擦弦検出部は、擦弦操作されると
この擦弦速度に応じた速さで回転する回転部材と、該回
転部材の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記
回転部材に擦弦操作力が加わるとこの操作力に応じて当
該回転部材が所定方向に変位し、この変位量を検出する
変位量検出手段とを具備し、当該回転速度及び変位量を
擦弦操作状態として検出して、発生されるべき楽音の楽
音パラメータを可変制御することによってより演奏の幅
が広がり、特に可変制御可能な楽音パラメータを音色や
音量に反映した場合には、演奏者の擦弦操作に応じた音
量で柔らかい音色或は、硬い音色等豊かな演奏表現が可
能となりより一層演奏を楽しめるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した電子擦弦楽器の一例を示す
外観図、第２図および第３図はこの電子擦弦楽器の要部
の斜視図および断面図、第４図はこの電子擦弦楽器の回
路の一例を示す図、第５図（ａ）〜（ｃ）はこの電子擦
弦楽器の音色混合比変換関数のグラフを示す図、第６図
（ａ）〜（ｃ）はこの電子擦弦楽器の振幅変換関数のグ
ラフを示す図、第７図は擦弦操作力検出部の他の実施例
を示す断面図である。 21……発電機（擦弦速度検出センサ）、22……圧力セン
サ（擦弦操作力検出センサ）、23……ローラ、42……CP
U、43、44……A/D（アナログ・デジタル）変換器、45…
…第１の音源、46……第２の音源、47……音色混合比デ
ータ生成部、52……音量制御部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】擦弦状態を検出する擦弦検出部と、該検出
された擦弦操作状態に基づいて楽音パラメーターを可変
制御する楽音パラメータ制御手段とをボデーに具備した
電子擦弦楽器であって、前記擦弦検出部は、擦弦操作されるとこの擦弦速度に応
じた速さで回転する回転部材と、該回転部材の回転速度
を検出する回転速度検出手段と、前記回転部材に擦弦操
作力が加わるとこの操作力に応じて当該回転部材が所定
方向に変位し、この変位量を検出する変位量検出手段と
を具備し、当該回転速度及び変位量を擦弦操作状態とし
て検出することを特徴とする電子擦弦楽器。
【請求項２】前記楽音パラメータ制御手段は前記回転速
度検出手段で検出された楽音パラメーターによって音量
及び音色を可変制御することを特徴とする請求項１記載
の電子擦弦楽器。
【請求項３】前記楽音パラメータ制御手段は前記変位量
検出手段で検出された楽音パラメーターによって音色を
可変制御することを特徴とする請求項１記載の電子擦弦
楽器。