JP2829996B2

JP2829996B2 - 電子弦楽器

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Publication number: JP2829996B2
Application number: JP63302575A
Authority: JP
Inventors: 章雄伊庭
Original assignee: KASHIO KEISANKI KK
Current assignee: KASHIO KEISANKI KK
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JPH02148098A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子ギター等の電子弦楽器に係り、特に弦
操作に応じて所定の位相差で複数の楽音を発生させる電
子弦楽器に関する。

〔従来の技術〕

電子弦楽器は、弦の弾弦操作（ピッキング操作）を検
知して、弦のフレット操作位置に対応する音高の楽音を
電子的に発生させる電子楽器である。

このような電子弦楽器において、少なくとも２系列の
音源を設け弾弦の強さに応じて各音源から発生される楽
音のエンベロープを互いに異なるように制御して、音色
を変化させるようにしたものが知られている。

また、電子鍵盤楽器においては、所定の位相差を有す
る複数の楽音を発生する楽音発生手段を設け、押鍵速度
を検出し、その検出速度に応じてその位相差を可変制御
して、音色変化を得るようにしたものが知られている
（例えば、特公昭59−2034号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、電子弦楽器においては発生される複数
の楽音の位相差を可変制御して音色変化を得るようにし
たものはまだ実現されていないのが現状である。

本発明の課題は、フレット操作または弾弦操作に基づ
いて位相差を可変制御し、その位相差で複数の楽音を発
生させ、豊富な音色変化で多様な演奏表現が可能な電子
弦楽器を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、フレット操作位置に対応する周波数情報
を検出する周波数情報検出手段と、楽器本体に張設され
た複数の弦に対して弾弦操作された弦の種類と当該弦振
動の強度を検出する弾弦操作検出手段と、弾弦操作検出
手段で検出された前記弦の種類に対応した係数を設定
し、当該弦の係数と前記弦振動を強度とに基づいて対応
する位相差情報を設定する位相差情報設定手段と、前記
周波数情報検出手段にて検出された前記周波数情報に対
応する周波数の楽音を生成する第１の楽音生成手段と、
前記周波数情報検出手段にて検出された前記周波数情報
に対応する周波数から成り、且つ、前記第１の楽音生成
手段で生成された楽音に対して、前記位相差情報設定手
段にて設定された前記位相差情報に基づく位相差を有す
る楽音を生成する第２の楽音生成手段と、前記第１の楽
音生成手段にて生成された楽音と、前記第２の楽音生成
手段にて生成された楽音とを合成して出力する出力手段
とを具備することを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、楽器本体に張設された複数の弦のい
ずれかをフレット操作しながら弾弦操作すると、そのフ
レット操作位置に対応する周波数情報が検出されると共
に、弾弦操作された弦の種類と弦振動強度とがそれぞれ
検出される。そして、検出された弦の種類に対応した係
数と前記弦振動強度とに基づいて対応する位相差情報を
発生すると、検出された周波数情報に対応する周波数の
楽音と、前記周波数情報に対応する周波数から成り、且
つ、前記第１の楽音生成手段で生成された楽音に対して
前記位相差情報に基づく位相差を有する楽音とを合成し
て出力する。この結果、弾弦操作される弦の種類とその
弦振動強度とに応じて変化する位相差に基づき、フレッ
ト操作位置に対応する音高の楽音が音色制御される為、
音高に応じて音色変化させたり、弦を弾く強さや弦の種
類に応じて音色変化させるといった弦楽器独特な味わい
深い豊かな音色で多様な演奏表現が可能になる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説
明する。

本実施例は、胴部上に６本の弦が張設され、該弦の下
部に設けられたフレットを指で押さえながら、所望の弦
をピッキングすることにより演奏を行う電子ギターとし
て実現されている。また、第１弦から第６弦までの各弦
には、それぞれ「１」〜「６」の弦番号が割り当てられ
ている。

｛第１実施例の構成｝第１図は、第１実施例のシステム構成図である。

特には、図示していないが弦の振動を対応する電気信
号に変換するピックアップが各弦に対応して設けられて
おり、弦が弾弦操作され、弦が振動を開始するとそのピ
ックアップから弦振動に対応する電気信号a₁がアンプ11
により増幅されてLPF（ローパスフィルタ）12に加わ
り、LPF12により高調波成分が除去された波形信号b₁と
なりピッチ抽出部13及びレベル検出部14に加わる。

ピッチ抽出部13は前記波形信号b₁が正のピーク点また
は負のピーク点に達した直後のゼロクロス点通過でCPU1
5に対して割り込み信号INT_a（正のピーク点直後）、ま
たはINT_b（負のピーク点直後）を加える。また、正のピ
ーク点を検出した場合に信号Maxを、負のピーク点を検
出した場合に信号Minをレベル検出部14へ加える。

レベル検出部14は、特には図示していないがCPU15か
ら加わるサンプリング信号に応じて、LPF12から加わる
アナログの波形信号b₁を例えば８ビットのデジタルデー
タに変換するA/Dコンバータを有しており、ピッチ抽出
部13から信号MaxとMinが加わると、その時のデジタルデ
ータを特には図示しないラッチに保持する。この信号Ma
x,Minが印加されるときにラッチされるデジタルデータ
は、それぞれ波形信号b₁の正のピーク値（Max印加
時）、負のピーク値（Min印加時）である。レベル検出
部14は、CPU15から読み出し要求が加わると、そのラッ
チしているピーク値をCPU15へ出力する。

また、レベル検出部14は波形信号b₁の瞬時値Ｗも、CP
U15から読み出し要求が加わると、CPU15へ出力する。

上記アンプ11、LPF12、ピッチ抽出部13、及びレベル
検出部14からなる回路10は、各弦に対応して設けられて
おり、CPU15により時分割制御される。

CPU15は、図示していないROM（リード・オンリ・メモ
リ）に記憶されているプログラムに従って楽音制御やシ
ステム全体の制御を行うマイクロプロセッサであり、ピ
ッチ抽出部13から加わる割り込み信号INT_a,INT_bに基づ
いてピッチ周期の抽出を行い、そのピッチ周期に対応す
る音高情報Ｃを作成する。

また、CPU15は、ピッチ周期抽出までにレベル検出部1
4から入力される正のピーク値P₊または負のピーク値P_-
の中での最大の絶対値P_maxを波形合成装置20に出力す
る。そして、ピッチ周期の抽出が終了すると、CPU15の
制御により音量エンベロープを発生するエンペロープ発
生器18へ楽音発生を指示するキーオン信号K_ONを加え
る。また、CPU15はレベル検出部14から所定周期で弦振
動の波高の瞬時値Ｗを読み出し、その波高の瞬時値Ｗを
エンベロープ発生器18へ出力する。エンベロープ発生器
18はキーオン信号K_ONが加わると入力される波高の瞬時
値Ｗに対応するエンベロープ波形E_Vを乗算器19へ出力す
る。

波形合成装置20は、周波数情報ROM21、累積器22、波
形メモリ23、加算器24、ROM25、波形メモリ26,乗算器2
7、加算器28からなっており、波形メモリ23、波形メモ
リ26には例えばアコースティックギター等の自然弦楽器
の楽音がPCM化（Pulse Code Modulation）されて記憶さ
れている。

周波数情報ROM21は、楽音の各音高に対応する周波数
情報Ｆが記憶されているROM（リード・オンリ・メモ
リ）であり、CPU15から加わる音高情報Ｃに対応する周
波数情報Ｆを累算器22に出力する。累算器22は、所定周
波数のクロックφの立上りエッジに同期して前記周波数
情報Ｆを累算し、その累算値qF（ｑ＝1,2,3,・・・）を
波形メモリ23及び加算器24へ出力する。

波形メモリ23はアドレス信号として累算値qFが加わる
と、そのアドレスqFに格納されている波形データW₁を加
算器26に出力する。

また、ROM25は上位ビットが位相差制御用のパラメー
タＬ、下位ビットが振幅制御用のパラメータＫからなる
制御データを複数個記憶しているリード・オンリ・メモ
リであり、第２図に示すD_a,D_b,D_c,D_dの４種類の位相特
性情報を記憶している。

この位相特性情報D_a,D_b,D_c,D_dは、特性選択スイッチ4
0を操作することにより切換選択される。特性スイッチ4
0を操作すると、その操作信号がCPU15に加えられCPU15
は、特には図示していない２ビットカウンタを歩進す
る。このことにより、前記２ビットカウンタは特性スイ
ッチ40が操作される毎に０→１→２→３→０→１・・・
と歩進される。CPU15は、この２ビットカウンタの値Ｓ
を、上位２ビットのアドレス信号（特性セレクト信号）
としてROM25へ出力する。

また、CPU15は前記最大ピーク値P_maxに弦の種類に対
応して定められた重み係数g_(i)（ｉ＝1,2,・・・６）を
乗算した乗算値g_(i)・P_maxを下位11ビットのアドレス信
号としてROM25へ出力する（第３図（ａ）参照）。

尚、g₍₁₎＝1,g₍₂₎＝2,g₍₃₎＝3,g₍₄₎＝4,g₍₅₎＝5,g₍₆₎
＝６と設定する。

レベル検出部14から出力されるピーク値は−128〜127
までの値をとるため、P_maxの値は、０〜128までの値を
とる。従って、g_(i)・P_maxの値は０〜768までの値をと
る。

第３図（ｂ）に、ROM25の内部構成を示す。

同図（ｂ）に示すように、ROM25内にはアドレス０〜
アドレス768まで位相特性情報D_aが、アドレス769〜アド
レス1537まで位相特性情報D_bがアドレス1538〜アドレス
2306まで位相特性情報D_cが、アドレス2307〜アドレス30
75まで位相特性情報D_dが格納されている。

従って、上位アドレスＳが「０」，「１」，「２」，
「３」のときに、それぞれ位相特性情報D_a,D_b,D_c,D_dが
選択され、さらにg_(i)・P_maxの値に応じてL₀〜L₇₆₈（L
_a0〜L_a128,L_b0〜L_b128,L_c0〜L_c128,L_d0〜L_d128）までの
769種類のパラメータの中から１つのパラメータＬが選
択される。そして、その選択されたパラメータＬがROM2
5から読み出され加算器24へ出力される。

すなわち、第２図に示すように、０〜768までの値を
とるg_(i)・P_maxの値に対応するパラメータL₀〜L₇₆₈がRO
M25に格納されている。

加算器24は、累算器22から加わる累算値qFとROM25か
ら加わるパラメータＬを加算し、その加算値qF＋Ｌをア
ドレス信号として波形メモリ26へ加える。従って、波形
メモリ26には波形メモリ23に加えられるアドレス信号qF
よりもパラメータＬの値だけ大きなアドレス信号が加わ
る。このため、波形メモリ23から出力される波形W₁と波
形メモリ26から出力される波形W₂は、第４図に示すよう
にパラメータＬによって定まる位相差P_hを有している。
パラメータＬは、前述したように弾弦操作力に比例する
弦振動の最大ピーク値P_max及び弦の種類によって変化す
るため、波形W₁と波形W₂の位相差P_hは弾弦操作力に応じ
て変化することになる。

波形W₂は、さらに乗算器27によりROM25から出力され
るパラメータＫと乗算され、その振幅制御された波形Ｋ
・W₂が加算器28に出力される。そして、波形W₁と波形Ｋ
・W₂が加算器28によって加算合成され、その合成された
楽音波形（W₁＋Ｋ・W₂）が乗算器19に出力される。

乗算器19は、入力される楽音波形W₁＋Ｋ・W₂にエンベ
ロープ発生器18から出力されるエンベロープ波形E_Vを乗
算して、その音量エンベロープの付与された楽音波形E_V
・（W₁＋Ｋ・W₂）を、スピーカ、アンプ等からなるサウ
ンドシステム30に出力し、その楽音波形E_V・（W₁＋Ｋ・
W₂）はサウンドシステム30から外部に放音される。

｛第１実施例の動作｝次に、上記構成の第１実施例の動作を説明する。

まず、第５図のフローチャートによりCPU15により行
われる楽音発生制御処理を説明する。

第５図のフローチャートは、CPU15が１弦について行
う処理を示したものであり、実際には時分割制御により
第１弦〜第６弦までの全ての弦について、第５図に示す
処理を定周期で発生するタイマ割り込みにより行ってい
る。

CPU15は、割り込み信号INT_a又は割り込み信号INT_bが
加わる毎にレベル検出部14から波形信号b₁の最新のピー
ク値Ｐ（正のピーク値P₊または負のピーク値P_-）を読み
出し、そのピーク値が所定のキーオンの閾値よりも大き
いか否かを判別している（ST1）。そして、所定のキー
オンの閾値よりも大きければ弦トリガが有ったものと判
別し、続けてピッチ抽出を行う（ST2）。

ピッチ抽出は、ピッチ抽出部13から加わる正のピーク
に達した直後のゼロクロス発生検出による割り込み信号
INT_aの発生時間間隔と、負のピーク値に達した直後のゼ
ロクロス発生検出による割り込み信号INT_bの発生時間間
隔が等しくなったときに弦振動が安定状態になったもの
と判別し、その等しくなった割り込み信号の発生時間間
隔を弦振動の基本波の一周期（ピッチ周期）とみなすこ
とにより行う。そして、その抽出したピッチ周期（前記
基本波の一周期）に対応する音高情報を作成し（ST
3）、弦トリガ有りと判別してからピッチ周期の抽出が
行われるまでの間にレベル検出部14から読み出されたピ
ーク値Ｐ（P₊又はP_-）の中の最大ピーク値P_max（絶対値
が最大のもの）に、弾弦操作された弦に対応する弦の重
み係数g_(i)を乗算し、その乗算値g_(i)・P_maxをROM25へ
下位アドレス信号として出力する。また、特性選択スイ
ッチ40の操作により設定されている２ビットカウンタの
値Ｓを上位アドレス信号としてROM25へ加える（ST4）。

そして、上記ST3で作成した音高情報Ｃを周波数情報R
OM21へ、キーオン信号K_ONをエンベロープ発生器18へ出
力する。また、CPU15は所定周期でレベル検出部14から
波形信号b₁の瞬時値Ｗを読み出し、その瞬時値Ｗをエン
ベロープ発生器18へ出力する（ST15）。

上記動作により、音高情報Ｃに対応する周波数情報Ｆ
が周波数情報ROM21から読み出され累算器22に出力され
る。累算器22は、クロックφの立上りエッジに同期し
て、周波数Ｆを累算し、その累算値qF（ｑ＝1,2,3,・・
・）を波形発生合成装置20内の波形メモリ23及び加算器
24へ出力する。

前述したように、波形発生合成装置20内のROM25に
は、CPU15から出力される特性セレクト信号Ｓとg_(i)・P
_maxからなるアドレス信号が加わっているので、前述し
たように波形発生合成装置20により、選択されている位
相特性情報に基づいて最大ピーク値P_max及び弦の種類に
対応する位相差を有する２つの楽音波形が生成される。
さらにその２つの楽音波形が合成されて乗算器19へ出力
される。

そして、乗算器19によりその合成楽音波形にエンベロ
ープ発生器18から出力されるエンベロープデータE_Vが乗
算されて、音量エンベロープが付与された合成楽音波形
がサウンドシステム30を介して外部に放音される。

このように、弦振動の最大ピーク値P_maxすなわち弦の
弾弦操作力、及び弦の種類に応じて位相差制御用パラメ
ータＬが変化し、そのパラメータＬに応じた位相差を有
する２つの楽音波形が生成され、その２つの楽音波形が
合成されて出力されるので、弾弦操作力の変化に応じて
音色が微妙に変化し、また弾弦操作された弦毎に音色が
変化する。さらに、４種類の位相特性が選択可能であ
り、選択された位相特性に応じて同一の弾弦操作力でも
音色が異なる。このため、多様な演奏表現が可能とな
る。

｛第２の実施例｝次に、第６図は本発明に係る第２実施例のシステム構
成図であり、前述した第１図に示した第１実施例におけ
るものと同一のものには同一符号を付し詳しい説明は省
略する。

前記第１実施例と同様にして、CPU15はピッチ抽出部1
3から加わる割り込み信号INT_a,INT_bに基づいて、弦振動
の基本波のピッチ周期を抽出し、そのピッチ周期に対応
する音高情報Ｃを周波数情報ROM21へ加える。また、特
性選択スイッチ40から加わる操作信号に基づいて特性セ
レクト信号Ｓを作成しROM25′に加える。さらに、ピッ
チ周期の抽出までにレベル検出部14から読み出したピー
ク値の最大値P_maxに、そのピッチ周期抽出を行った弦の
種類ｉに対応する重み係数g_(i)を乗算した値g_(i)・P_max
をROM25′に加える。

ROM25′は、第３図（ｂ）に示す（L_j,K_j）からなるデ
ータの代わりに位相制御用のパラメータL_j′のみからな
るデータを記憶しているリード・オンリ・メモリであ
り、前記第３図（ａ）に示すように（S,g_(i)・P_max）か
らなるアドレス信号でアドレスされた位置に格納されて
いるパラメータL_j′を加算器24へ出力する。

加算器24は、累算器22から加わる累算器qF（ｑ＝1,2,
・・・）とROM25′から加わるパラメータＬ′を加算
し、その加算値qF＋Ｌ′をセレクタ101に加える。

セレクタ101には、第７図（ａ）に示すように累算器2
2に加わるクロックφの２倍の周波数を有するクロック
２φがセレクト端子Ｓに加わっており、セレクタ101
は、クロック２φのパルスが加わる毎に、入力端子A,B
を交互に導通状態とし、他方の入力端子を遮断状態とす
る。

セレクタ101の出力は、波形メモリ23にアドレス信号
として加わっており、波形メモリ23の出力は累算器102
に加わっている。累算器102の加算指令端子AC12には前
記クロック２φが加わっており、累算器102はクロック
２φの立下りエッジで累算を行う。また、クロックφ
は、ディレイ回路103により時間T₁だけ遅延されて第７
図（ｅ）に示すクロックφ′となってラッチ回路105及
びディレイ回路104に加わっている。クロックφ′はデ
ィレイ回路105により時間T₂だけ遅延されて第７図
（ｇ）に示すクロックφ″となって累算器102′のクリ
ア端子CLに加わっている。累算器102は、クロックφ″
の立下りエッジで、累算値を“0"にリセットする。

累算器102の出力はラッチ回路105に入力しており、ラ
ッチ回路105はクロックφ′の立下りエッジで累算器102
の出力をラッチし、そのラッチデータを乗算器19へ出力
する。

次に、以上のように構成された第２実施例の動作を、
第７図のタイミングチャートを参照しながら説明する。

まず、特性選択スイッチ40の操作を行うと、その操作
に対応する特性セレクト信号Ｓが上位アドレス信号とし
てROM25′へ出力される。

続いて、弦が弾弦操作されると、弦の振動がピックア
ップにより対応する電気信号に変換されて回路10に出力
され、前記第１実施例と同様にして回路10から割り込み
信号INT_a,INT_bがCPU15に出力される。そして、CPU15に
より弦振動の基本波のピッチ周期が抽出され、そのピッ
チ周期に対応する音高情報Ｃが周波数情報ROM21へ出力
される。

また、CPU15はピッチ周期が抽出されるまでに回路10
から出力されるピーク値の最大値P_maxと弾弦操作された
弦の種類に対応する重み係数g_(i)の乗算値g_(i)・P_maxを
ROM25′へ下位アドレス信号として出力する。このこと
により、アドレス（S,g_(i)・P_max）に格納されたパラメ
ータＬ′がROM25′から読み出され、加算器24へ出力さ
れる。

一方、音高情報Ｃに対応する周波数情報Ｆが周波数情
報ROM21から読み出され、累算器22へ出力される。累算
器22は、クロックφの立上りエッジで周波数情報Ｆの累
算を行い、その累算値qF（ｑ＝1,2,・・・）を加算器24
及びセレクタ101へ出力する。

まず、クロックφの第１番目のパルスφ_１の立上りエ
ッジで累算器22から累算値1Fが出力され、その累算値1F
がセレクタ101の端子Ａに加わる。

また、累算値1Fは加算器24によりROM25′から出力さ
れるパラメータＬ′と加算され、その加算値1F＋Ｌ′が
セレクタ101の端子Ｂに加わる。

セレクタ101は、クロック２φのパルスが加わる毎
に、セレクタ101の端子A,Bを交互に導通状態にするの
で、第１番目のパルス２φ_１で累算器22から出力される
累算値1Fが波形メモリ23に加わり、第２番目のパルス２
φ_２で加算器24から出力される加算値1F＋Ｌ′が波形メ
モリ23に加わる。

従って、第７図（ｄ）に示すように累算器102はパル
ス２φ_１の立下りエッジで波形メモリ23から出力される
波形振幅値Ｐ（1F）を累算し、次にパルス２φ_２の立下
りエッジで波形メモリ23から出力される波形振幅値Ｐ
（1F＋Ｌ′）を累算する。

このことにより、累算値は、｛Ｐ（1F）＋Ｐ（1F＋Ｌ′）｝となり、その累算値、｛Ｐ（1F）＋Ｐ（1F＋Ｌ′）｝がクロックφよりも時間T₁だけ遅れたクロックφ′の立
下りエッジでラッチ回路105にラッチされ、ラッチ回路1
05を介し乗算器19へ出力される。

続いて、パルスφ_１よりも時刻T₁だけ遅れてクロック
φ″の第１番目のパルスφ_１″が累算器102のクリア端
子CLに加わり、パルスφ_１″の立下りエッジで累算器10
2の累算値が“0"にリセットされる。

続いて、クロックφの第２番目のパルスφ_２の立上り
エッジで累算器22から累算値2Fが出力され、クロック２
φの第３番目のパルス２φ_３で波形メモリ23からアドレ
ス2Fに格納されている波形振幅値Ｐ（2F）が読み出さ
れ、累算器102はクロック２φの第３番目のパルス２φ
_３で波形振幅値Ｐ（2F）を累算する。

続けて、クロック２φの４番目のパルス２φ_４で加算
器24から出力される加算値2F＋Ｌ′がセレクタ101を介
して波形メモリ23にアドレス信号として加わり、波形メ
モリ23のアドレス（2F＋Ｌ′）から波形振幅値Ｐ（2F＋
Ｌ′）が読み出され累算器102へ出力される。そして、
クロック２φの第４番目のパルス２φ_４で累算器102に
より波形振幅値Ｐ（2F＋Ｌ′）が累算され、その結果得
られる累算値｛Ｐ（2F）＋Ｐ（2F＋Ｌ′）｝がクロック
φ′の第２番目のパルスφ_２′でラッチ回路105にラッ
チされラッチ回路105を介し乗算器19へ出力される。そ
して、クロックφ″の第２番目のパルスφ_２″により累
算器102が“0"にリセットされ、次の累算動作に備え
る。

以下同様にして、累算値｛Ｐ（3F）＋Ｐ（3F＋
Ｌ′）｝，｛Ｐ（4F）＋Ｐ（4F＋Ｌ′）｝，・・・が生
成され乗算器19へ入力される。

このように、第２実施例においては１個の波形メモリ
から時分割で波形振幅値Ｐ（qF）、Ｐ（qF＋Ｌ′）が読
み出され、その波形振幅値Ｐ（qF）、Ｐ（qF＋Ｌ′）が
累算器102により加算合成され、楽音波形が生成され
る。上記パラメータＬ′は、弦の振動のピーク値P_max及
び弦の種類ｉによって決定される。このパラメータＬ′
は、２つの楽音波形Ｐ（qF）,P（qF＋Ｌ′）の位相差に
等しい。従って、前記第１実施例と同様に弾弦操作され
た弦の種類に応じて音色が変化し、同一の弦であっても
弾弦操作力に応じて音色が変化する。

また、位相特性も特性選択スイッチ40を操作すること
により４種類の中から所望のものを選択することができ
る。

｛第３実施例｝上記第１、第２実施例は、弦振動のピッチ周期を直接
抽出することにより音高情報Ｃを設定するピッチ抽出型
の電子弦楽器への適用例であるが、第８図はフレット操
作位置を検出してその検出されたフレット操作位置に基
づいて音高情報Ｃを設定するトリガ型の電子弦楽器へ本
発明を適用した第３実施例のシステム構成図である。

同図において、前記第１図に示すものと同一のものに
は、同一符号を付し詳しい説明は省略する。

特には図示していないが楽器本体のフィンガーボード
内には、各フレット間にフレットスイッチが埋設されて
おり、このフレットスイッチは押圧された場合オンする
ようになっている。さらに、同じく図示してはいないが
各弦に対応して、例えば胴部上に弦振動を対応する電気
信号に変換するピックアップが設けられている。

弦の振動は、ピックアップにより対応する電気信号a₃
に変換され、アンプ201により増幅されて波形信号b₃と
なって弦振動レベル検出部202に出力される。

弦振動レベル検出部202は、波形信号b₃が所定の弦ト
リガの閾値よりも大きくなった場合には弦トリガ信号T
_r3をCPU15′へ出力する。また、前記波形信号b₃を所定
のサンプリング周期で対応するデジタルデータW_Dに変換
してCPU15′へ出力する。

フレットスイッチ群110は、前記複数のフレットスイ
ッチからなっており、弦をフィンガーボード上の所定位
置に押圧すると、その押圧位置の下方に埋設されている
フレットスイッチがオンとなるようになっている。各フ
レットスイッチの出力はスイッチステイタス検出部220
に加わっている。

スイッチステイタス検出部220は、フレットスイッチ
群210の各フレットスイッチのオン／オフ状態（ステイ
タス）を記憶する回路であり、CPU15′は、スイッチス
テイタス検出部220からフレットスイッチ群210の各フレ
ットスイッチのステイタスを所定周期で読み出してい
る。

CPU15′は弦振動レベル検出部210からトリガ信号T_r3
が加わるとスイッチステイタス検出部220を介してその
加わったトリガ信号T_r3に対応する弦のフレット操作位
置を求める。

このフレット操作位置の検出は、弦トリガのあった弦
に対応する全てのフレットスイッチのステイタスを読み
出すことにより行う。そして、オンとなっているフレッ
トスイッチに対応するフレット番号を求め、そのフレッ
ト番号に対応する音高情報Ｃを作成し、前記波形発生合
成装置20内の周波数情報ROM21へ出力する。

また、CPU15′はトリガ信号T_r3が加わってから所定時
間経過した後、弦振動レベル検出部202からその時点で
の波形信号b₃の瞬時値Ｐ（デジタルデータ）を読み出
し、その瞬時値Ｐに前記弦トリガのあった弦に対応する
重み係数g_(i)を乗算し、その乗算値g_(i)・Ｐを波形発生
合成装置20内のROM25へ下位アドレス信号として出力す
る。

また、前記第１実施例と同様にして特性選択スイッチ
40の操作信号に応じて特性セレクト信号Ｓを生成し、前
記波形発生合成装置20内の前記ROM25へ上位アドレス信
号として加える。

このように、第３実施例の場合ROM25の下位アドレス
信号（＝g_(i)・Ｐ）は弦トリガ検出後、所定時間経過し
た時点での弦振動の波高値Ｐに比例する。弦振動の波高
の時間的変化量は弾弦操作力に応じて変化するので、RO
M25から読み出されるパラメータＬは弾弦操作力に応じ
て変化することになる。すなわち、上記第１、第２実施
例と同様に、弾弦操作力に応じて音色が変化する。ま
た、弾弦操作された弦の種類に応じて音色が変化するこ
とは前記第１、第２実施例と同様である。

｛第４実施例｝第９図は、超音波を各弦に伝播させてフレット操作位
置を検出する超音波方式の電子弦楽器に本発明を適用し
た第４実施例のシステム構成図である。

同図において、第１図に示すものと同一のものには同
一の符号を付与し、詳しい説明は省略する。

超音波発信・受信部301は、所定周波数（例えば400KH
z乃至1MHz）の超音波を弦の一方の端部近傍から所定周
期で発信させると共にその超音波のエコーを受信するも
のであり、超音波発信部301により発信された超音波は
弦の一端から弦中を伝播していく。そして、フレット操
作が行われている場合には、発信された超音波は弦と接
触しているフレットに反射して、そのエコーが超音波発
信・受信部301に受信される。

超音波発信・受信部301は、超音波を発信すると計時
部302に計時開始信号ｓを出力し、エコーを受信した場
合には計時終了信号ｅを計時部302に出力する。

計時部302は、計時開始信号ｓが加わると計時を開始
し、計時信号ｅが加わると計時を終了する。そして、そ
の計時した値を特には図示していないラッチに記憶す
る。また、計時開始信号ｓが加わってから所定時間以内
に計時終了信号ｅが加わらない場合には、計時を中止
し、前記ラッチを“0"にリセットする。

CPU15″は、計時部302内の前記ラッチから所定周期で
計時値を読み出し、その計時値が“0"でない場合にはそ
の計時値に対応する音高情報を作成する。すなわち、計
時値は超音波が弦の一端から弦が接触しているフレット
までの間を往復する時間であり、計時値によりフレット
操作位置を検出する。

また、特に図示してはいないが各弦に対応して、弦振
動を電気信号に変換するピックアップが設けられてお
り、そのピックアップの出力a₄はアンプ303により増幅
され波形信号b₄となって弦振動レベル検出部304に加わ
る。

弦振動レベル検出部304は、前記第８図に示す弦振動
レベル検出部202と同一のものであり、ピックアップの
出力a₄がキーオンの閾値より大きくなったときに、トリ
ガ信号T_r4をCPU15″へ出力する。また、波形信号b₄を所
定周期でサンプリングし、その瞬時値をCPU15″へ出力
する。

上記のようにして、CPU15″は音高情報を作成し、弦
振動レベル検出部304からトリガ信号T_r4が加わることに
より、以後前記第２実施例と同様な処理を行い波形生成
合成装置20から所定の位相差で楽音を発生させる。

尚、上記第１〜第４の実施例では弦の振動強度及び弦
の種類（弦番号）に応じて、位相差を可変制御するよう
にしているが、ピッチ抽出型の電子弦楽器場合、ピッチ
周期に応じて、例えばピッチ周期が短い時に位相差が大
きくなるように位相差を可変制御するようにしてもよ
い。

また、同様にトリガ型の電子弦楽器の場合にはフレッ
ト番号に応じて、超音波方式の電子弦楽器の場合には計
時値に応じて位相差を可変制御するようにしてもよい。

さらに、各弦に対応する位相差特性を独立して記憶す
るようにしてもよく、位相差特性も第３図に示すものに
限定されることなく、弦の振動レベルが大きくなるに従
って、位相差が小さくなるように設定してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、楽器本体に張設された複数の弦のい
ずれかをフレット操作しながら弾弦操作すると、そのフ
レット操作位置に対応する周波数情報が検出されると共
に、弾弦操作された弦の種類と弦振動強度とがそれぞれ
検出される。そして、検出された弦の種類に対応した係
数と前記弦振動強度とに基づいて対応する位相差情報を
発生すると、検出された周波数情報に対応する周波数の
楽音と、前記周波数情報に対応する周波数から成り、且
つ、前記第１の楽音生成手段で生成された楽音に対して
前記位相差情報に基づく位相差を有する楽音とを合成し
て出力するので、音高に応じて音色変化させたり、弦を
弾く強さや弦の種類に応じて音色変化させるといった弦
楽器独特な味わい深い豊かな音色で多様な演奏表現が実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例のシステム構成図、第２図はROMに記憶されている位相特性情報を示す図、第３図はそれぞれROMに加わるアドレス信号の形式及びR
OMの内部構成を示す図、第４図は上記第１実施例の動作を説明する模式図、第５図はCPUの動作を説明するフローチャート、第６図は第２実施例のシステム構成図、第７図は上記第２実施例の動作を説明するタイミングチ
ャート、第８図は第３実施例のシステム構成図、第９図は第４実施例のシステム構成図である。 13……ピッチ抽出部、 14……レベル検出部、 15,15′,15″……CPU、 21……周波数情報ROM、 22,102……累算器、 23,26……波形メモリ、 25,25′……ROM、 24,28……加算器、 27……乗算器、 40……特性選択スイッチ、 101……セレクタ、 103,104……ディレイ回路、 105……ラッチ回路、 202,304……弦振動レベル検出部、 210……フレットスイッチ部、 220……フレットスイッチ検出部、 301……超音波発信・受信部、 302……計時部．

フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−83224（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−115596（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−112193（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−99415（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−143308（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−239493（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−249197（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−190299（ＪＰ，Ｕ) 特公昭59−2034（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G10H 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フレット操作位置に対応する周波数情報を
検出する周波数情報検出手段と、楽器本体に張設された複数の弦に対して弾弦操作された
弦の種類と当該弦振動の強度を検出する弾弦操作検出手
段と、弾弦操作検出手段で検出された前記弦の種類に対応した
係数を設定し、当該弦の係数と前記弦振動の強度とに基
づいて対応する位相差情報を設定する位相差情報設定手
段と、前記周波数情報検出手段にて検出された前記周波数情報
に対応する周波数の楽音を生成する第１の楽音生成手段
と、前記周波数情報検出手段にて検出された前記周波数情報
に対応する周波数から成り、且つ、前記第１の楽音生成
手段で生成された楽音に対して、前記位相差情報設定手
段にて設定された前記位相差情報に基づく位相差を有す
る楽音を生成する第２の楽音生成手段と、前記第１の楽音生成手段にて生成された楽音と、前記第
２の楽音生成手段にて生成された楽音とを合成して出力
する出力手段とを有することを特徴とする電子弦楽器。