JP3304366B2 - 管楽器のリード音波形信号形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子楽器、音楽教育装
置、玩具あるいは擬似音声発生装置等に利用できる楽音
波形信号形成装置に係わり、特に、音源振動としてリー
ドを有する管楽器の発生音を模擬する装置に適したリー
ド音波形信号形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、リード管楽器の波形信号発生装置
の一例として、例えば特開平２−２９４６９４号公報
に、管楽器の演奏操作機能を持つ楽音制御信号発生部
と、発音源であるマウスピース部の音響特性をシミュレ
ートする楽音制御信号入力部と、波形信号ループ部を含
む管楽器の共鳴管路の信号伝播特性をシミュレートする
信号伝達部とを有して構成される楽音波形信号形成装置
が開示されている。図２にその従来の装置の楽音制御信
号入力部の構成を示す。

【０００３】図２において、点線で囲った部分は非線型
入出力特性を持った楽音制御信号入力部１０であり、２
０は楽音制御信号発生部であり、３０は線型入出力特性
を持った信号伝達部である。

【０００４】演奏者が、図３に示すマウスピース等を口
にくわえて吹き、同時にキーを押すと楽音制御信号部２
０は息圧に応じた信号ＰＲＥＳと、マウスピースにおけ
る唇の構えと締め具合を表すアンブシュール（ｅｍｂｏ
ｕｃｈｕｒｅ）信号ＥＭＢＳと、音程を示すＰＩＴ信号
を発生する。

【０００５】ＰＲＥＳ信号とＥＭＢＳ信号は、楽音制御
信号入力部１０に入力され、それら入力信号に応じてマ
ウスピース部の音響特性をシミュレートし、共鳴管への
伝播波として出力信号Ｓが信号伝達部３０に出力され
る。

【０００６】ＰＩＴ信号は信号伝達部３０に入力され、
ＰＩＴ信号に応じた音程を発生するよう管路の周波数特
性が選択される。また、共鳴管での反射波を表す帰還信
号Ｒが信号伝達部３０から楽音制御信号入力部１０に与
えられる。

【０００７】次に、楽音制御信号入力部１０のマウスピ
ース部のシュミレーションの構成をさらに詳しく説明す
る。加算器１１は共鳴管での反射波である帰還信号Ｒ
に、息圧を表すＰＲＥＳ信号をマイナスで加算して、両
信号の合成信号を出力する。これは、反射波と息圧波と
が逆相であることを示す。

【０００８】すなわち、図３のマウスピースの断面図で
説明すると、共鳴管からの反射波Ｒがマウスピース２１
内に伝播し、口内圧力すなわち息圧ＰＲＥＳとの差圧で
リード２２が変位し、該変位に応じてマウスピース２１
で共鳴管への入射波が形成される状態を加算器１１が代
表している。

【０００９】加算器１１の出力にはリード２２の機械音
響特性をシミュレートするローパスフィルタ１２が接続
されている。ローパスフィルタ１２は、図４の周波数特
性が示すように、反射波Ｒと息圧ＰＲＥＳとの差圧によ
る入射波の高域成分を除去して出力する。これは、リー
ド２２がその材料や形状等の物理的性質で決まる固有振
動数をもち、高域の振動成分には応答しないためであ
る。

【００１０】なお、ローパスフィルタ１２はＥＭＢＳ信
号をもう一つの入力として受ける。これはＥＭＢＳ信号
に応じてフィルタのＱとカットオフ周波数を制御するた
めである。

【００１１】ローパスフィルタ１２の出力には加算器１
３が接続されており、加算器１３はＥＭＢＳ信号とロー
パスフィルタ１２の出力とを加算して非線型テーブル１
４に出力する。この加算により、差圧に対して唇の構え
や締め具合の影響を反映することができる。

【００１２】非線型テーブル１４は、リード２２に与え
られた力に対する変位すなわち曲げの非線型特性をシミ
ュレートするものである。図５にその非線型特性を示
す。横軸はリードへの入力量であり、縦軸はリードの変
位量を示す。

【００１３】したがって、この非線型テーブル１４の出
力は、リード２２におけるスリット２３すなわち空気通
路面積を表す信号となる。非線型テーブル１４の出力は
乗算器１５の一方の入力に接続される。

【００１４】乗算器１５の他方の入力にはもうひとつの
非線型テーブル１６からの出力が接続される。非線型テ
ーブル１６は加算器１１からの差圧信号を入力とし、図
６に示すようなグレアム関数（Ｇｒａｈａｍ Ｆｕｎｃ
ｔｉｏｎ）と呼ばれる飽和特性を持っている。この特性
は、入力である差圧が増加していっても、空気通路面積
（スリット）２３で決まる空気流速でスリット出口の圧
力が飽和してしまうことをシミュレートしている。

【００１５】これにより、マウスピース２１内のリード
２２の差圧がスリット２３の空気流速の影響を与えられ
て乗算器１５に入力される。そして、乗算器１５はリー
ド２２における空気通路面積を表す信号（非線型テーブ
ル１４の出力）とスリット２３で影響をうけた差圧信号
（非線型テーブル１６の出力）とを乗算してリード２２
における空気流速を表す信号を出力する。

【００１６】この乗算器１５の出力は管路への伝播波の
信号として信号伝達部３０に入力され、信号伝達部３０
における共鳴特性に応じた管楽器の楽音出力信号が取り
出される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したような従
来の装置においては、リード２２の動的特性すなわち機
械音響特性はローパスフィルタ１２によりシミュレート
されていた。図４に示すローパスフィルタの特性のＱと
カットオフ周波数の値は、実際の楽器のリードの物理形
状を直接反映したものであった。

【００１８】このような従来の波形信号発生装置を電子
楽器等の楽音発生装置に使用して擬似管楽器音を発生す
る場合、音作りの範囲が限定されてしまい、多様で微妙
な楽音の表現に限界があった。

【００１９】本発明の目的は、複数のリードを有する管
楽器の発生音を模擬する装置に適し、リードの動特性に
多様な変化を与えることができ、音作りの範囲を広げる
ことのできる管楽器のリード音波形信号形成装置を提供
することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】 本発明の一観点によれ
ば、入力信号を受け、該入力信号に信号処理を施して管
楽器のリード音波形信号を形成する管楽器のリード音波
形信号形成装置は、非線型特性をシミュレートする少な
くとも１つの非線型変換手段と、前記少なくとも１つの
非線型変換手段の前段に並列に配置され、リードの機械
音響特性をシミュレートした信号伝達特性を有する複数
のフィルタ手段とを有する。

【００２１】

【作用】リードの機械音響特性をシミュレートした信号
伝達特性を有するフィルタ手段が複数設けられること
は、リード部を複数備えた状態に対応する。複数リード
の管楽器のリード音波形信号形成装置において、共鳴管
路をシミュレートする部分からの反射信号は複数のリー
ドのそれぞれの機械音響特性を表現する複数のフィルタ
手段に与えられ、それら複数のフィルタ手段の出力は合
成されて共鳴管路をシミュレートする部分に入力され
る。

【００２２】複数の異なる機械音響特性のフィルタ手段
の出力が合成されると、シングルリードの場合に比べ、
音色を様々に変えることができ、個々のフィルタ手段の
特性を変えたり、フィルタ手段同士、あるいはフィルタ
手段と他の要素との接続方法を適宜選択することによ
り、音作りの範囲が大幅に拡大する。

【００２３】

【実施例】図１に、複数リードの管楽器のリード音波形
信号形成装置の一実施例の原理説明のためのブロック図
を示す。なお、図１において図２〜図６と同じ参照番号
のものは同じものを示す。したがって、図２〜図６を参
照してこれまで説明したものについては以下ではその詳
細な説明は省略する。

【００２４】図１の実施例ではリードが並列に備わった
ダブルリードの場合をシミュレートしている。１００は
管楽器のマウスピース内特性を表すための非線型入出力
特性を持った楽音制御信号入力部であり、２０は息圧信
号ＰＲＥＳ、アンブシュール信号ＥＭＢＳ、ピッチ信号
ＰＩＴを発生する楽音制御信号発生部であり、３０は管
楽器の管部を表す線型入出力特性を持った信号伝達部で
ある。

【００２５】ＰＲＥＳ信号とＥＭＢＳ信号は、楽音制御
信号入力部１００に入力され、それら入力信号に応じて
マウスピース部の音響特性がシミュレートされ、共鳴管
への伝播波として出力信号Ｓが信号伝達部３０に出力さ
れる。

【００２６】ＰＩＴ信号はキー操作等により指定される
音高を表し、信号伝達部３０に入力され、ＰＩＴ信号に
応じた音程を発生するよう管路の周波数特性が選択され
る。また、共鳴管での反射波を表す帰還信号Ｒが信号伝
達部３０から楽音制御信号入力部１００に与えられる。

【００２７】結合手段１１０は、リードのスリット部分
で反射部と逆向きに息圧が印加されることをシミュレー
トし、帰還信号Ｒと、ＰＲＥＳ信号との合成信号すなわ
ち、息圧ＰＲＥＳと反射波Ｒの差圧をリードの機械音響
特性をシミュレートする二つのフィルタ１２１と１２２
に与える。これらのフィルタ１２１、１２２はリードの
特性をシミュレートする。

【００２８】二つのフィルタ１２１と１２２の機械音響
特性は同一であってもよく、また異なる特性としてもよ
い。なお、フィルタの伝播特性は楽音制御信号発生部２
０からのＥＭＢＳ信号に応じて制御できる。

【００２９】フィルタ１２１、１２２の出力は非線型テ
ーブル１３０に与えられる。非線型テーブル１３０は図
２、図５で説明した、リードに与えられた力に対する変
位すなわち曲げの非線型特性をシミュレートする。

【００３０】なお、図６で説明したスリットの空気圧の
飽和特性を表す非線型テーブルについては図２の場合と
同様に結合手段１１０の出力と混合手段１４０との間に
接続されるが、以下の実施例では簡単のため図示を省略
した。

【００３１】非線型テーブル１３０におけるリードにお
ける空気通路面積を表す信号は混合手段１４０に与えら
れ、図示しない空気圧を表す図６の非線型テーブルの出
力も与えられて、ＥＭＢＳ信号とＰＲＥＳ信号に応じて
合成され、空気流速を表す信号Ｓを出力する。

【００３２】出力信号Ｓは管路への伝播波の信号として
信号伝達部３０に入力され、信号伝達部３０における共
鳴特性に応じた管楽器の楽音出力信号が取り出される。
なお、混合手段１４０は非線型テーブル１３０の出力に
接続する代わりにフィルタ１２１、１２１と非線型テー
ブル１３０との間に配置されてもよい。

【００３３】図１の実施例では、フィルタ１２１と１２
２は並列配置であったが、これらを直列配置としてもよ
い。これらのフィルターはローパスフィルタ（以下、Ｌ
ＰＦ）に限らず、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰ
Ｆ）、ハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦ）、オールパス
フィルタあるいはそれらの組み合わせでもよい。そし
て、フィルタの数は任意の複数の数とすることができ
る。

【００３４】非線型テーブル１３０を一つで表現した
が、二つの非線型テーブルが各フィルタ手段毎に個別に
配置されてもよい。以下に、具体的な実施例を図面を参
照してさらに説明する。

【００３５】図７に並列ダブルリードの場合の楽音制御
信号入力部の実施例の構成を示す。加算器１１１は共鳴
管での反射波である帰還信号Ｒに、息圧を表すＰＲＥＳ
信号を逆符号で加算して、両信号の合成信号すなわち差
圧信号Ｄを出力する。差圧信号Ｄは、第１のリードの機
械音響特性を表すフィルタ１２３に直接入力し、同時に
第２のリードの機械音響特性を表すフィルタ１２４には
遅延回路１５０を介して入力される。

【００３６】なお、両フィルタ１２３、１２４はＥＭＢ
Ｓ信号をもう一つの入力として受ける。これはＥＭＢＳ
信号に応じてフィルタの共鳴の鋭さを表すＱ値とカット
オフ周波数を制御するためである。

【００３７】フィルタ１２３と１２４はそれぞれＬＰＦ
とＢＰＦとＨＰＦの三つのフィルタの機能を有し、三つ
のフィルタ出力が得られる。フィルタの出力は点線で囲
った混合手段１４０に入力される。フィルタ１２３と１
２４の各々について、そのＬＰＦとＢＰＦとＨＰＦの出
力は増幅器Ｌ１、Ｂ１、Ｈ１、Ｌ２、Ｂ２、Ｈ２で所望
のレベルに増幅され、加算器１４１、１４２でそれぞれ
加算される。

【００３８】各ＬＰＦとＢＰＦとＨＰＦの出力の内、任
意のものが選択されて増幅器に入力されてもよい。な
お、増幅器Ｌ１、Ｂ１、Ｈ１、Ｌ２、Ｂ２、Ｈ２の増幅
度は任意に負値でもよく、その場合にはフィルタ出力が
位相反転して加算されることになる。また、２つのリー
ドの位置が同等を考えられれば遅延回路１５０は省略し
てもよい。

【００３９】加算器１４１と１４２の出力は加算器１４
３で加算合成され、さらに加算器１４３の出力は、差圧
に対して唇の構えや締め具合の影響を反映するために加
算器１４４でＥＭＢＳ信号と加算され非線型テーブル１
３１に出力する。非線型テーブル１３１は、図５で示し
たような非線型特性を示す。

【００４０】さらに、図７のフィルタ１２３と加算器１
４２を含む第１のリードシュミレーション部とフィルタ
１２４と加算器１４１とを含む第２のリードシュミレー
ション部とを加算器１１１と加算器１４４との間で直列
接続することも可能である。

【００４１】次に、図７の並列構成と図７を変更した直
列構成でシミュレートできるマウスピースのダブルリー
ドの構成を図８と図９に示す。図８はリード２２１と２
２２とがマウスピース２１０において並列に配置されて
いる。この場合スリット２３０は一つである。図８は図
７のフィルタの並列配置に対応する。

【００４２】図９は、２枚のリード２２３と２２４とが
マウスピース２１１に直列接続されている。この場合も
スリット２３１は一つである。この場合には、リード２
２３、２２４で材質や形状が異なる組み合わせを選択す
ることができる。図９は図７のフィルタ並列配置を直列
配置に置き換えた場合に相当する。

【００４３】図８と図９の２枚リードの構成において、
両リードのどちらか一方のリードに関して他のリードよ
り、非線型テーブル１２３あるいは１２４のカットオフ
周波数を低く（数１０Ｈｚ程度）し、Ｑ値を高く（例え
ば、Ｑ≒１０）し、時定数を長くすることによりＰＲＥ
Ｓ信号の立ち上がりで「プルプル」という音を付加し
て、リップリードをシミュレートするような音作りをで
きる。

【００４４】またカットオフ周波数を低く（数１０Ｈｚ
程度）し、Ｑ値を高くして発振ギリギリにすると、カッ
トオフ周波数付近で常に発振しているように聞こえる共
鳴弦的な効果を得ることもできる。また、遅延回路１５
０の効果により、２枚のリードが離れているような現実
にはない楽器の音をシミュレートすることも可能であ
る。

【００４５】なお、図８や図９のダブルリードの構成で
はリード配置が近い場合には、リード間の相互干渉が考
えられる。特に、図９の直列接続の場合には両リードは
接続されているため、一方のリードの振動は他方のリー
ドの振動に影響を及ぼし合う。このリード間の相互干渉
も考慮した構成を図１０に示す。

【００４６】図１０において、加算器１１２は共鳴管で
の反射波である帰還信号Ｒに、息圧を表すＰＲＥＳ信号
を逆信号で加算して、両信号の合成信号すなわち差圧信
号Ｄを出力する。差圧信号Ｄは、二つの増幅器１６０と
１６１にそれぞれ入力される。

【００４７】増幅器１６０、１６１で所定のゲインで増
幅された差信号は加算器１４５と１４６とにそれぞれ入
力される。加算器１４５の出力は、第１のリードの機械
音響特性を表すフィルタ１２５に直接入力し、加算器１
４６の出力は同時に第２のリードの機械音響特性を表す
フィルタ１２６には遅延回路１５１を介して入力され
る。

【００４８】なお、両フィルタ１２５、１２６は、ＥＭ
ＢＳ信号に応じてフィルタのＱとカットオフ周波数を制
御するためのフィルタ係数発生部１７０と１７１からの
信号を受ける。フィルタ１２６の出力は、増幅器１６３
を介して加算器１４５の入力へ、フィルタ１２５の出力
は増幅器１６２を介して加算器１４６の入力へそれぞれ
たすきがけで接続される。

【００４９】フィルタ１２５と１２６はそれぞれ図７で
しめしたフィルタ１２３、１２４と同じ構成でよい。さ
らにフィルタ１２５と１２６の出力は、差圧に対して唇
の構えや締め具合の影響を反映するために加算器１４７
と１４８でＥＭＢＳ信号と加算され、非線型テーブル１
３２に出力する。

【００５０】非線型テーブル１３２は、図５で示した非
線型特性を示す。非線型テーブル１３２のふたつの出力
は増幅器１６４と１６５を介して加算器１４９に入力さ
れて加算合成されて信号伝達部３０に入力される。

【００５１】次に、図１１に本発明の別の実施例を示
す。図１１の構成は、図１２に示すような、異なる形状
の二つのリード２２５、２２６と二つのスリット２３
２、２３３を持つダブルリード・ダブルスリット構成
で、現実のアコースティック楽器にはないマウスピース
２１２の機械音響特性をシミュレートするものである。

【００５２】図１１の構成は、図７の実施例の非線型フ
ィルタ１３１を第１と第２のリードをシミュレートする
フィルタ１２３と１２４に個別に設けたものと考えるこ
ともできる。

【００５３】加算器１１１は共鳴管での反射波である帰
還信号Ｒに、息圧を表すＰＲＥＳ信号を逆符号で加算し
て、両信号の合成信号すなわち差圧信号Ｄを出力する。
差圧信号Ｄは、第１のリード２２５の機械音響特性を表
すフィルタ１２３に直接入力し、同時に第２のリード２
２６の機械音響特性を表すフィルタ１２４には遅延回路
１５０を介して入力される。

【００５４】なお、両フィルタ１２３、１２４はＥＭＢ
Ｓ信号をもう一つの入力として受ける。フィルタの構成
は図７の実施例と同じであるので説明は省略する。な
お、両フィルタの特性は異なるものでも同一のものでも
任意である。

【００５５】フィルタ１２３と１２４の各ＬＰＦとＢＰ
ＦとＨＰＦの出力は増幅器Ｌ１、Ｂ１、Ｈ１、Ｌ２、Ｂ
２、Ｈ２で所望のレベルに増幅され、加算器１８０と１
８１とでそれぞれ加算される。

【００５６】さらに加算器１８０と１８１の出力は、差
圧に対して唇の構えや締め具合の影響を反映するために
加算器１８２と１８３で増幅器１６６と１６７をそれぞ
れ介したＥＭＢＳ信号と加算され、第１のスリット２３
２の非線型テーブル１３３と第２のスリット２３４の非
線型テーブル１３４に出力する。

【００５７】増幅器１６６と１６７における乗算係数す
なわちゲインとして、第１と第２のリード個々に異なる
値を設定して、リードのＥＭＢＳ信号のきき具合に差を
つけて変化のある音作りをしてもよい。

【００５８】非線型テーブル１３３、１３４は図１３と
図１４で示したそれぞれ異なる非線型特性を示す。非線
型テーブル１３３と１３４のふたつの出力は増幅器１６
４と１６５を介して加算器１４９に入力されて加算合成
されて信号伝達部３０に入力される。

【００５９】以上述べた実施例ではダブルリードの場合
を示したが、三つあるいはそれ以上のリードを並列配置
してさらに複雑で多様な音作りを可能にすることもでき
る。また、実施例の回路構成は、デジタル回路のハード
ウエアでもプログラム可能なマイクロコンピュータやデ
ジタル信号処理装置（ＤＳＰ）によりソフトウエアでも
実現できるし、アナログ回路でも構成できる。

【００６０】次に、図７、図１０及び図１１の各実施例
で用いることのできるリードの機械音響特性をシミュレ
ートするデジタルフィルタの構成を説明する。このフィ
ルタは特開昭６１−１８２１２号公報に記載のものが利
用できる。

【００６１】一つの回路構成でＬＰＦ、ＢＰＦおよびＨ
ＰＦの３出力が可能なフィルタの例を図１５に示す。図
１５において、１９０はＥＭＢＳ信号に応じてフィルタ
のＱとカットオフ周波数ｆを制御する信号を発生するフ
ィルタ係数発生部である。

【００６２】入力信号すなわち、差圧信号はＳＩＧＩＮ
端子より入力し加算器１９１に入力し、加算器１９１の
出力は乗算器（増幅器）１９２に入力し、乗算器ではＱ
制御信号が乗算されて加算器１９３に入力される。

【００６３】１９４は位相反転のためのインバータであ
り、１９５はインバータ１９４の出力とカットオフ周波
数制御信号とを乗算する乗算器であり、１９６は加算
器、１９７と２００は１サンプル遅れの遅延回路であ
り、１９８は乗算器、１９９は加算器である。

【００６４】ＨＰＦの出力は加算器１９３の出力から得
られ、ＢＰＦの出力は、加算器１９６の出力から得ら
れ、ＬＰＦの出力は加算器１９９の出力から得られる。
その具体的な動作原理については特開昭６１─１８２１
２号公報に開示されており、また当業者には自明と考え
られるので説明は省略する。

【００６５】次に、以上のべた楽音制御信号入力部の実
施例をリード管楽器の電子管楽器に応用する例を説明す
る。その回路の全体構成としては図１に示した構成とな
る。たとえばクラリネットを電子楽器化すると図１６に
示したような外観図が一例として考えられる。

【００６６】図１６において、３００は演奏者が口にく
わえるマウスピースであり、３１０はマイクロコンピュ
ータを含む電気回路部であり、３２０は音程を指で押し
て指定するキースイッチである。

【００６７】図１６の右上にマウスピース３００の内部
構造が示されている。３０１は演奏者の口で噛まれる
と、噛まれた口の構えに応じて動くカンチレバーであ
り、カンチレバーの位置に応じた電気信号を発生する。
また、３０２は息圧を検出して電気信号を発生する圧力
センサである。

【００６８】図１７には図１の楽音制御信号発生部２０
のブロック図が示されている。図１６のカンチレバー３
０１、圧力センサ３０２およびキースイッチ３２０から
の出力信号は、まずマイクロコンピュータ３３０に入力
され、マイクロコンピュータ３３０において口の構えと
締め具合を表すＥＭＢＳ信号と、息圧を示すＰＲＥＳ信
号と、音程を示すＰＩＴ信号を発生する。ＫＯＮ信号は
発音指示信号である。

【００６９】次に、図１の信号伝達部３０の構成につい
て説明する。図１８は管楽器の共鳴管路の側面図であ
り、断面積が連続的に変化している。図で左側端がマウ
スピース部であり、右側端が音が放射される開放端であ
る。

【００７０】電子楽器として管楽器の管路をシミュレー
トする場合には、実際には連続的に変化する管断面積を
図１９で示すように有限の適当な数の一定断面積の円筒
の組み合わせで近似表現する。図１９においては８個の
異なる径の円筒で近似している。ＫS1〜ＫS7は管径の変
化する境界部を示す。

【００７１】図１９の円筒の組み合わせからなる管路の
音響特性を電気的な等価回路で表現すると図２０のよう
になる。図２０においてＳＲ1a〜ＳＲ8aは、開放端に向
かう進行波Ｓの遅延回路であり、ＳＲ1b〜ＳＲ8bは開放
端で反射して楽音制御信号発生部２０に戻る反射波Ｒの
遅延回路である。

【００７２】ＳＲ1aとＳＲ1bのように同じサフィックス
番号のついているもの同士は同一の円筒管路における進
行波と反射波の遅延回路であり、遅延時間は同一であ
る。したがって、進行波用遅延回路と反射波用遅延回路
を一つの遅延回路にまとめてもかまわない。

【００７３】図２０の左端で入射波Ｓが入力され、右方
向に向かって進行する。ローパスフィルタ４００は開放
端における音波の空中への放射抵抗をシミュレートする
もので、電気回路における終端抵抗に対応する。開放端
は開口面積に応じたカットオフ周波数を有するのでロー
パスフィタで表現できる。開口部では反射があるので、
インバータ４０１で信号の位相反転を行い、反射波成分
を形成する。

【００７４】なお、遅延回路と遅延回路との間に接続さ
れる１- ＫS1, １+ ＫS2, １+ ＫS3, １+ ＫS4, １- Ｋ
S5, １+ ＫS6, １- ＫS7は各円筒管路での進行波の損失
を表す増幅器である。また、１+ ＫS1, １- ＫS2, １-
ＫS3, １- ＫS4, １+ ＫS5,１- ＫS6, １+ ＫS7は同じ
く反射波の損失を表す増幅器である。

【００７５】また、円筒管路の径が変化する部分では反
射が生じる。進行波と反射波の信号経路管をつなぐＫS
1, - ＫS1, ＫS2,-ＫS2, ＫS3,-ＫS3, ＫS4,-ＫS4, ＫS
5, -ＫS5, ＫS6,-ＫS6, ＫS7, - ＫS7は各管径の境界部
での進行波の反射と反射波の反射とを表している。それ
らは図示のように＋記号でしめした加算器で加え合わさ
れる。

【００７６】図２０の実施例では８つの円筒管路の組み
合わせで共鳴管のシミュレートをしているが、本発明は
これに限らず、管路の断面形状や音作りの程度に応じて
任意の数の管路の組み合わせで近似してもよい。

【００７７】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。

【００７８】

【発明の効果】本発明の管楽器のリード音波形信号形成
装置によれば、リードの機械音響特性をシミュレートし
た信号伝達特性を有するフィルタ手段を複数設けたこと
により、複数の異なる機械音響特性のフィルタ手段の出
力が合成され、シングルリードの場合に比べ、音色を様
々に変えることができ、個々のフィルタ手段の特性を変
えたり、フィルタ手段同士、あるいはフィルタ手段と他
の要素との接続方法を適宜選択することにより、音作り
の範囲が大幅に拡大するうえに、現実のアコースティッ
ク楽器にはない新規音色の楽器のシュミレーションが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の原理説明のためのブロック
図である。

【図２】 従来技術によるリード管楽器の楽音波形信号
形成装置の構成図である。

【図３】 マウスピースとリードの断面構造を示す図で
ある。

【図４】 ローパスフィルタの周波数特性を示す図であ
る。

【図５】 リードの機械的非線型特性を示す特性図であ
る。

【図６】 スリットにおける流体の非線型特性を示す特
性図である。

【図７】 本発明による楽音制御信号入力部の構成の実
施例である。

【図８】 図７の実施例でシミュレートされるダブルリ
ードのマウスピースの断面構造図である。

【図９】 図７の実施例の変形によりシミュレートされ
るダブルリードのマウスピースの断面構造図である。

【図１０】 本発明による楽音制御信号入力部の構成の
別の実施例である。

【図１１】 本発明による楽音制御信号入力部の構成の
さらに別の実施例である。

【図１２】 図１１の実施例でシミュレートされるダブ
ルリード・ダブルスリットのマウスピースの断面構造図
である。

【図１３】 図１１の実施例における第１のリードの非
線型特性である。

【図１４】 図１１の実施例における第２のリードの非
線型特性である。

【図１５】 三つの出力を有するフィルタの実施例を示
すブロック図である。

【図１６】 クラリネットの電子楽器の外観図である。

【図１７】 本発明の楽音制御信号発生部の実施例のブ
ロック図である。

【図１８】 管楽器の共鳴管路の横断面図である。

【図１９】 図１８の共鳴管路を近似した管路モデルの
断面図である。

【図２０】 図１９の管路モデルをシミュレートした信
号伝達部の実施例である。

【符号の説明】

１０、１００ 楽音制御信号入力部、 １１ 加算器、
１２ ローパスフィルタ、 １４、１６ 非線型テー
ブル、 ２０ 楽音制御信号発生部、 ２１マウスピー
ス、 ２２ リード、 ２３ スリット、 ３０ 信号
伝達部、 １１０結合手段、 １２１、１２２、１２
３、１２４、１２５、１２６ フィルタ、 １５０ 遅
延回路、 １３１、１３２、１３３、１３４ 非線型テ
ーブル、 ２１０、２１１、２１２、３００ マウスピ
ース、 ２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２
２６ リード、 ２３０、２３１、２３２、２３３ ス
リット

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を受け、該入力信号に信号処
   理を施して管楽器のリード音波形信号を形成する管楽器
   のリード音波形信号形成装置であって、 非線型特性をシミュレートする少なくとも１つの非線型
   変換手段と、 前記少なくとも１つの非線型変換手段の前段に並列に配
   置され、リードの機械音響特性をシミュレートした信号
   伝達特性を有する複数のフィルタ手段とを有する管楽器
   のリード音波形信号形成装置。
2. 【請求項２】さらに、前記複数のフィルタ手段の出力を
   前記非線型変換手段を介して混合する混合手段を有する
   請求項１記載の管楽器のリード音波形信号形成装置。