JP3617142B2 - 音程調整装置および電気楽器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、音程調整装置および電気楽器に関するものであり、特に、電気楽器の一種であるフレットのない電気弦楽器に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
電気弦楽器は、弦振動をピックアップマイクで検出し、これによって得た元音を電気的に増幅して出力するが、これにはフレットを有するフレット電気弦楽器と有さないフレットレス電気弦楽器とがある。図６はフレット電気弦楽器の平面図である。同図において、弦１は、糸止２と糸巻３との間において、山状のフレット６に接触しないように張られおり、ブリッジ４とナット５で固定されている。したがって、弦１を指で押さえない状態の弦長は、ブリッジ４とナット５間の距離Ｌ１となる。また、弦１を弾くと、その弦振動はピックアップマイク７で検出される。
【０００３】
ここで、弦１をＸ点で押さえた場合の弦長について、電気弦楽器の側面図である図７を用いて説明する。同図において、弦１をＸ点で押さえると、弦１は、フレット６１とフレット６２とに接触しそこで固定される。このため、弦長はブッリジ４とフレット６１との間の距離Ｌ２となる。ところで、フレット６１とフレット６２の間のいずれの箇所を押弦しても弦１はフレット６１で固定され、その弦長は距離Ｌ２となる。そして、音程は弦長に応じて定まり、また、フレット６は所定の音程を得られるよう配設されているから、演奏者は、弦１をフレット間で適当に押さえれば、正確な音程で演奏することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気弦楽器には、図７に示すフレットレス電気弦楽器もある。このフレットレス電気弦楽器にあっては、フレットを有さないので、音程を連続して可変することができ、幅広い表現が可能となる。このため、コンサート等では、楽曲によって、フレット電気弦楽器とフレットレス電気楽器とを使い分けることが行われている。
【０００５】
しかし、フレット電気弦楽器とフレットレス電気楽器とを持ち替えるのは手間がかかり、また、それぞれの楽器が必要となる。さらに、フレットレス電気弦楽器を用いて正確な音程で演奏することは難しく、習熟には相当の練習が必要である。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑がみてなされたものであり、元音信号の音程を所定の音程に調整する音程調整装置（例えば、フレットレス電気弦楽器からの信号をフレット電気弦楽器の音程を持つ信号に変換する装置）、およびこれを用いた電気楽器を提供することを主目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明にあっては、楽音の音程を調整する音程調整装置であって、楽音信号の周波数を検出する周波数検出手段と、複数の基準周波数を格納した記憶手段と、前記周波数検出手段が検出した楽音周波数の値に応じて、前記複数の基準周波数の中から該楽音周波数に最も近い基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い高音側の基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い低音側の基準ピッチデータを選択し、これを選択周波数として出力する周波数選択手段と、前記楽音信号の周波数が連続的に変化しているか否かを判定して判定信号を生成する判定手段と、前記判定信号が連続を示す場合には、前記楽音周波数が連続して変化する直前の時刻における前記選択周波数と前記時刻における前記楽音周波数との差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整し、前記判定信号が不連続を示す場合には、前記選択周波数と前記楽音周波数とのリアルタイムの差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整することにより、前記楽音信号の周波数を前記選択周波数に一致させる調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明にあっては、弦の振動を電気信号に変換することにより楽音信号を発生する楽音信号発生手段と、弦の押弦位置を検出する押弦位置検出手段と、前記押弦位置を周波数に変換して前記楽音周波数を生成する周波数検出手段と、複数の基準周波数を格納した記憶手段と、前記周波数検出手段が検出した楽音周波数の値に応じて、前記複数の基準周波数の中から該楽音周波数に最も近い基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い高音側の基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い低音側の基準ピッチデータを選択し、これを選択周波数として出力する周波数選択手段と、前記楽音信号の周波数が連続的に変化しているか否かを判定して判定信号を生成する判定手段と、前記判定信号が連続を示す場合には、前記楽音周波数が連続して変化する直前の時刻における前記選択周波数と前記時刻における前記楽音周波数の差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整し、前記判定信号が不連続を示す場合には、前記選択周波数と前記楽音周波数のリアルタイムの差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整することにより、前記楽音信号の周波数を前記選択周波数に一致させる調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１に記載する音程調整装置を有する電気楽器であって、楽音信号を発生する楽音信号発生手段と、この楽音信号発生手段からの楽音信号と、前記音程調整装置によって調整された前記楽音信号とを選択出力する選択出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
Ａ．第１実施形態
１．実施形態の構成
以下、図面を参照してこの発明の実施形態の構成について説明する。本実施形態では、フレットレス電気弦楽器の一例としてフレットレス電気ベースを取り上げ説明する。このフレットレス電気ベースの機械的構成は、図７に示すものと同じであるので、この図を共用して説明する。
【００１２】
図７に示すピックアップマイク７からは、弦１の振動に対応した元音信号ＧＳが出力され、この元音信号ＧＳは、図１に示す音程調整装置に供給される。そして、アンプ１０で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１１によってデジタル信号に変換され元音信号ＧＳＤとなる。１２はピッチ検出手段であり、ここで元音信号ＧＳＤが周波数解析され、そのピッチ（周波数）を表す元音ピッチデータＧＰが生成される。１３はＲＯＭ等で構成されるピッチテーブルであり、そこには、電気ベースの各フレットに対応した基準ピッチデータＫＰが格納されている。
【００１３】
各基準ピッチデータＫＰは、平均律による音程を指示し、例えば、Ａ３音は４４０Ｈｚ、Ｂ３音は４６６．１６Ｈｚ、Ｃ４音は４４３．８８３Ｈｚ…という値が設定されている。１４はピッチ選択手段であり、元音ピッチデータＧＰとピッチテーブル１３に格納されている基準ピッチデータＫＰとを比較することにより、元音ピッチデータＧＰに最も近い２つの基準ピッチデータＫＰのうちの高音側の基準ピッチデータＫＰを選択し、これを選択ピッチデータＳＫＰとして出力する。
【００１４】
１５は減算手段であり、選択ピッチデータＳＫＰから元音ピッチデータＧＰを減算して差分ピッチデータＳＰを生成する。１６はピッチ補正手段であり、周波数変換器によって構成される。このピッチ補正手段１６は、差分ピッチデータＳＰに基づいて、元音信号ＧＳＤのピッチを調整し、そのピッチを選択ピッチデータＳＫＰに一致させる。ピッチ補正手段１６の出力信号は、調整済信号ＧＳＤ´としてＤ／Ａ変換器１７に供給され、アナログの調整済信号ＧＳ´に変換される。１８は選択手段であり、これにより、調整済信号ＧＳ´と元音信号ＧＳのいずれか一方が選択され、その出力信号がアンプ１９で増幅された後、外部に出力される。なお、この音程調整装置は、フレットレス電気ベースに内蔵されている。
【００１５】
２．実施形態の動作
以下、図１，２を参照してこの発明の第１実施形態の動作について説明する。図２において、点線で示すＦ１〜Ｆ７は、フレット電気ベースのフレットに対応する位置を示したものである。フレットレス電気ベースにあっては、フレットを備えていないが、押弦位置の説明の便宜上、仮想的なフレット位置Ｆ１〜Ｆ７を示す。なお、以下の説明においてはＦ１〜Ｆ７を仮想フレットと呼ぶこととする。
【００１６】
また、図２に示す例にあっては、仮想フレットＦ５，Ｆ６，Ｆ７からブリッジ４までの弦長をＬ５，Ｌ６，Ｌ７とし、これに対応する振動周波数をｆ５Ｈｚ、ｆ６Ｈｚ、ｆ７Ｈｚになるものとする。また、この例におけるフレットレス電気ベースは、標準的なチューニングがなされており、この結果、ｆ５Ｈｚ、ｆ６Ｈｚ、ｆ７Ｈｚは、各々Ａ０音、Ａ０＃音、Ｂ０音に対応する周波数となる。
【００１７】
ここで、演奏者が、仮想フレットＦ６，Ｆ７の間に位置する点Ｙで、第４弦１０４を押弦して弾いたとすると、弦長ＬＹに対応したピッチ（周波数）を有する元音信号ＧＳがピックアップマイク７から出力される。今、元音信号ＧＳの周波数をｆ０Ｈｚとするなら、図１に示すピッチ検出手段１２によって検出される元音ピッチデータＧＰはｆ０Ｈｚを示す値となる。
【００１８】
次に、ピッチ選択手段１４は、ｆ０Ｈｚに最も近い２つの基準ピッチデータＫＰのうち高音側の基準ピッチデータＫＰを選択する。この場合、ピッチテーブル１３にはフレット電気ベースの各フレットに対応するピッチデータが格納されているから、ｆ０Ｈｚに最も近い２つの基準ピッチデータＫＰは、Ｂ０音とＡ０＃音を示すデータとなる。したがって、高音側のＢ０音を示す基準ピッチデータＫＰが選択され、選択ピッチデータＳＫＰはＢ０音（ｆ７Ｈｚ）を示すデータとなる。
【００１９】
その後、減算手段１５が、選択ピッチデータＳＫＰ（ｆ７Ｈｚ）から元音ピッチデータＧＰ（ｆ０Ｈｚ）を減算して差分ピッチデータＳＰ（ｆ７−ｆ０Ｈｚ）を生成すると、ピッチ補正手段１６は差分ピッチデータＳＰ（ｆ７−ｆ０Ｈｚ）に基づいて元音信号ＧＳを周波数変換し、選択ピッチデータＳＫＰ（ｆ７Ｈｚ）と同一周波数を有する調整済信号ＧＳＤ´を生成する。これをＤ／Ａ変換した調整済信号ＧＳ´は、元音信号ＧＳを単に周波数シフトしたものであるから、元音信号ＧＳと同一の音色を有し、また、その音程はＢ０音の基準ピッチデータＫＰと一致する。
【００２０】
したがって、Ｙ点を押弦して第４弦１０４を弾いても、仮想フレットＦ７の位置を正確に押弦して第４弦１０４を弾いた場合と同じ音程が得られる。このようにして、フレットのいずれの位置を押さえても、その位置に最も近いフレットの音程が得られる。ところで、フレットレス電気弦楽器は音程を連続して可変することができる点に特徴がある。このため、選択手段１８にあっては、元音信号ＧＳと調整済信号ＧＳ´とを選択出力できるようにしており、元音信号ＧＳが選択されれば、音程を連続的に可変することができる。
【００２１】
以上のように、音程調整装置を用いれば、フレット電気ベースで演奏した場合と同様に、フレット中間位置で押弦しても、正確な音程で演奏することができる。また、元音ピッチデータＧＰより高音の基準ピッチデータＫＰを選択ピッチデータＳＰとし、これを基準に元音信号ＧＳのピッチを調整したので、フレット電気弦楽器奏法と同様に演奏することができる。また、チューニングがある程度不正確であっても、元音信号ＧＳのピッチを基準ピッチデータＫＰに合わせるように調整するので、正確な音程で演奏することができる。
【００２２】
なお、第１実施形態は、元音信号ＧＳのピッチを、これに最も近い２つの基準ピッチのうち高音側の基準ピッチに調整するものであるから、フレット電気弦楽器に慣れた演奏者に好適な実施形態である。
【００２３】
Ｂ．第２実施形態
第２実施形態が第１実施形態と相違するのは、フレットレス電気ベースに用いられる音程調整装置の部分である。ここで、図３は第２実施形態のフレットレス電気ベースに用いられる音程調整装置のブロック図であり、図１と同一の構成部分には同一の符号を付す。
【００２４】
第２実施形態の音程調整装置にあっては、第１実施形態のピッチ検手段１２を、押弦位置検出手段２０とピッチ変換手段２１に置換している。この押弦位置検出手段２０は、演奏者が押した弦とその押弦位置を検出し、これらを示す押弦位置信号ＯＳを生成する。押弦位置検出手段２０は、例えば、以下の部分から構成される。すなわち、ネック部の内部において、ナット５に対応した位置に配設された一方の電極、この電極に接続された端部を有し弦に沿った細長い抵抗体、および抵抗体に対抗するようその下側に設けられた細長い他方の電極を各弦毎に設け、各抵抗体と一方の電極が、開放弦の状態では短絡せず、押弦位置において抵抗体と一方の電極とが短絡するように所定距離だけ隔てて平行に配設する。そして、押弦位置検出手段２０においては、電極間の抵抗値を計測し、これにより、ナット５から押弦位置までの距離を検出し、その検出結果に基づいて、何弦・何フレット目を押弦したかを示す押弦位置信号ＯＳを生成する。なお、押弦位置検出手段２０の構成は上記構成に限らない。要は押弦位置を連続的に検出できれば良い。
【００２５】
また、ピッチ変換手段２１は、ＲＯＭ等で構成され、ここにはフレットとピッチの変換テーブルが各弦に対応して格納されている。また、第１実施形態と同様にピッチテーブル１３には、電気ベースの各フレットに対応した各基準ピッチデータＫＰが格納されている。
【００２６】
図２に示すフレットレス電気ベースは、第１実施形態と同様に、標準的なチューニングがなされており、この結果、第４弦１０４を仮想フレットＦ５，Ｆ６，Ｆ７の位置で押弦して弾いた場合、元音信号ＧＳのピッチｆ５Ｈｚ、ｆ６Ｈｚ、ｆ７Ｈｚは、各々Ａ０音、Ａ０＃音、Ｂ０音に対応する周波数となる。また、図２に示す点Ｚは、仮想フレットＦ５からフレット間隔の２／１０だけ仮想フレットＦ６よりに位置する。このため、点Ｚを押弦した場合の押弦位置は５．２フレットとなる。ここで、演奏者が、点Ｚで、第４弦１０４を押弦して弾いたとすると、弦長ＬＺに対応したピッチ（周波数）を有する元音信号ＧＳがピックアップマイク７から出力される。この例では、元音信号ＧＳのピッチをｆ０´Ｈｚとする。
【００２７】
まず、図３に示す押弦位置検出手段２０は、第４弦の５．２フレット目を押弦したことを示す押弦位置信号ＯＳを生成する。そして、この押弦位置信号ＯＳがピッチ変換手段２１に供給されると、ピッチ変換手段２１は、押弦位置信号ＯＳに基づくアドレスでＲＯＭをアクセスして、元音ピッチデータＧＰを生成する。元音ピッチデータＧＰの値は、標準的なチューニングがなされているから、元音信号ＧＳのピッチ値と一致し、ｆ０´Ｈｚを示す。
【００２８】
次に、ピッチ選択手段１４は、ｆ０´Ｈｚに最も近い２つの基準ピッチデータＫＰ（Ａ０音、Ａ０＃音）のうち高音側の基準ピッチデータＫＰ（Ａ０＃音）を選択ピッチデータＳＫＰとして出力するから、選択ピッチデータＳＫＰは、Ａ０＃音に対応したｆ６Ｈｚとなる。そして、減算手段１５が、選択ピッチデータＳＫＰ（ｆ６Ｈｚ）から元音ピッチデータＧＰ（ｆ０´Ｈｚ）を減算して差分ピッチデータＳＰ（ｆ６−ｆ０´Ｈｚ）を生成すると、ピッチ補正手段１６は差分ピッチデータＳＰ（ｆ６−ｆ０´Ｈｚ）に基づいて元音信号ＧＳを周波数変換し、選択ピッチデータＳＫＰ（ｆ６Ｈｚ）と同一周波数を有する調整済信号ＧＳＤ´を生成する。調整済信号ＧＳ´は、元音信号ＧＳを単に周波数シフトしたものであるから、元音信号ＧＳと同一の音色を有し、また、その音程はＡ０＃音となる。したがって、Ｚ点を押弦して第４弦１０４を弾いても、仮想フレットＦ６の位置を正確に押弦して第４弦１０４を弾いた場合と同じ音程が得られる。このようにして、第１実施形態と同様に、フレットのいずれの位置を押さえても、その位置に最も近いフレットの音程が得られる。
【００２９】
一般に、弦の振動振動周波数は、押弦位置により定まる弦長と弦密度によって定まり、また、弦密度は、その弦の張力に依存する。このため、フレットレス電気ベースのチューニングでは、上述したように仮想フレットの位置で所定の音程を得られるように弦の張力が調整される。ところで、この実施形態にあって、押弦位置信号ＯＳは、押弦位置から生成され、また、ピッチ変換手段２１に格納されているＲＯＭは、標準的なチューニングがなされている場合に対応している。このため、ピッチ変換手段２１から出力される元音ピッチデータＧＰの値は、実際の弦のチューニングには依存せず、押弦位置に応じて一意に定まる。
【００３０】
例えば、上述した例のように図２に示す点Ｚを押弦した場合にあっては、差分ピッチデータＳＰの値は、仮想フレットＦ６の位置から点Ｚまでの距離に応じて定まり、弦のチューニングには依存しない。上述した例と同様に、押弦位置Ｚに対応したピッチをｆ０Ｈｚとし、仮想フレットＦ６の位置に対応したピッチをｆ６Ｈｚとすると、差分ピッチデータＳＰの値は、（ｆ６−ｆ０）Ｈｚとなる。ここで、弦のチューニングがずれている状態で、点Ｚを押弦して弾いた場合には、元音信号ＧＳのピッチは、ｆ０Ｈｚと一致しない。チューニングのずれによる変化分をαＨｚとすると、元音信号ＧＳのピッチは、（ｆ０＋α）Ｈｚとなる。そして、調整済信号ＧＳ´は、元音信号ＧＳを差分ピッチデータＳＰに基づいて周波数変換したものであるから、調整済信号ＧＳ´のピッチＰＰは、次式で表される。
ＰＰ＝（ｆ０＋α）＋（ｆ６−ｆ０）＝（ｆ６＋α）Ｈｚ
この式から、調整済信号ＧＳ´のピッチＰＰは、αＨｚだけチューニングのずれの影響を受けることが判る。したがって、第２実施形態におけるピッチ調整は絶対的なものではなく、相対的なものとなる。なお、第２実施形態も第１実施形態と同様にフレット電気弦楽器に慣れた演奏者に好適な実施形態である。
【００３１】
Ｃ．第３実施形態
１．実施形態の構成
第３実施形態も、第１，第２実施形態と同様に、フレットレス電気ベースに関するものである。以下、図面を参照してこの発明の第３実施形態の構成について説明する。図４は、第３実施形態のフレットレス電気ベースに用いられる音程調整装置のブロック図である。図４が図３と相違するのは、遅延手段２２、減算手段２３、判定手段２４および補正値保持手段２５が新たに追加された点である。以下、相違点について説明する。
【００３２】
図において、遅延手段２２は、所定時間だけ元音ピッチデータＧＰを遅延する。また、減算手段２３は、元音ピッチデータＧＰから遅延手段２２の出力を減算して微分ピッチＢＰを生成する。この微分ピッチＢＰは、現在の元音ピッチデータＧＰから過去の元音ピッチデータＧＰを減算して生成され、遅延手段２２の遅延時間ＴＤ当たり、元音ピッチデータＧＰがどれだけ変化しているかを示す。
【００３３】
また、判定手段２４は、微分ピッチＢＰの値を絶対値化し、不要なパルスを除去した後、所定値を越えるか否かを判定し、所定値を越える場合にはハイレベルとなり、一方、所定値を下回る場合にはローレベルとなる制御信号ＳＳを生成する。ここで不要なパルスを除去するのは、元音ピッチデータＧＰがステップ状に変化する際（例えば、Ａ０音からＢ０音に変化するタイミング）に生ずるパルスを除去して、誤動作を防止するためである。また、所定値は、元音ピッチデータＧＰの変化が連続的であるか否かが検出できるように設定する。したがって、制御信号ＳＳがハイレベルの期間は元音ピッチデータＧＰが連続的に変化する期間を示し、一方、ローレベルの期間は、元音ピッチデータＧＰが不連続的に変化する期間を示す。
【００３４】
また、補正値保持手段２５は、制御信号ＳＳがハイレベルの期間中、制御信号ＳＳの立上エッジ発生時の差分ピッチデータＳＰを保持出力し、制御信号ＳＳがローレベルの期間中、現在の差分ピッチデータＳＰをそのまま出力する。
【００３５】
２．実施形態の動作
以下、図５を参照してこの発明の第３実施形態の動作について説明する。図５はこの実施形態のタイミングチャートである。
【００３６】
図５（Ａ）は元音ピッチデータＧＰの時間変化を示したものである。この図において、０〜Ｔ４の期間は元音ピッチデータＧＰがステップ状に変化しており、通常の演奏法で演奏された期間である。一方、Ｔ４〜Ｔ６の期間は、チョーキング奏法で演奏された期間である。このチョーキング奏法は、弦を弾いた後、押弦した指をフレットと平行に動かすものであり、この奏法を行うと、弦の張力は連続的に変化する。図に示す例は、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５にかけて押弦したまま弦を平行移動させ、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６にかけて元の位置に戻す奏法を行った場合である。このような奏法を行うと、元音ピッチデータＧＰの値は、時刻Ｔ４より増加し、時刻Ｔ５で最大となり、その後、徐々に減少して時刻Ｔ６で元の元音ピッチデータＧＰの値に戻る。このように、通常演奏期間（０〜Ｔ４）では、元音ピッチデータＧＰの変化は不連続となるが、チョーキング演奏期間（Ｔ４〜Ｔ６）では、元音ピッチデータＧＰが連続的に変化する。
【００３７】
微分ピッチデータＢＰは、現在の元音ピッチデータＧＰから過去の元音ピッチデータＧＰを減算して得られるものであるから、その波形には、図５（Ｂ）に示すように、元音ピッチデータＧＰがスッテプ状に変化する時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３において、パルスが見られる。このパルスの幅は、遅延手段２２の遅延時間ＴＤと一致する。
【００３８】
次に、微分ピッチデータＢＰが判定手段２４に供給されると、まず、微分ピッチデータＢＰは絶対値化され、同図（Ｃ）に示す絶対値信号ＺＰが生成される。この後、絶対値信号ＺＰを基準レベルＲと比較し、基準レベルＲを上回る期間はハイレベルとなり、基準レベルＲを下回る期間はローレベルとなる比較信号ＨＰを生成する（同図（Ｄ）に図示）。そして、比較信号ＨＰに含まれるパルスの内、パルス幅ＴＡよりも短いパルスを除去して、制御信号ＳＳを生成する。ここでＴＡはＴＤより大きく設定する。これにより、比較信号ＨＰ中の時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ５で発生するパルスが除去され、同図（Ｅ）に示すように、時刻Ｔ４´〜Ｔ６´の期間中、ハイレベルとなる制御信号ＳＳが生成される。ここで、時刻Ｔ４´と時刻Ｔ４、時刻Ｔ６と時刻Ｔ６´は、ほぼ一致するから、制御信号ＳＳのレベルは、元音ピッチデータＧＰが連続的に変化しているか否かを示す。
【００３９】
次に、制御信号ＳＳが時刻Ｔ４´で立ち上ると、図４に示す補正値保持手段２５は、時刻Ｔ４´から差分ピッチデータＳＰの保持を開始し、制御信号ＳＳがハイレベルの期間中、保持した差分ピッチデータＳＰをピッチ補正手段２５に供給する。これを受けたピッチ補正手段２５は、時刻Ｔ４´から時刻Ｔ６´の間、時刻Ｔ４´における差分ピッチデータＳＰに基づいて元音信号ＧＳのピッチ調整を行う。この例では、チョーキング期間中は、通常演奏期間の最後の差分ピッチデータＳＰ（時刻Ｔ４´における差分ピッチデータ）の値が保持されるから、この期間においては元音信号ＧＳのピッチ変化がそのまま調整済信号ＧＳ´のピッチ変化となる。すなわち、チョーキング開始時点における音程は、正確なピッチに調整されるが、その後のチョーキング奏法による連続したピッチ変化は、調整済信号ＧＳ´に反映されるのである。
【００４０】
一方、時刻０〜Ｔ４´の期間にあっては、制御信号ＳＳがローレベルとなり、補正値保持手段２５は、差分ピッチデータＳＰをそのままピッチ補正手段１６に供給する。このため、通常演奏期間中にあっては、第１実施形態と同様に、調整済信号ＧＳ´は、元音信号ＧＳと同一の音色を有し、押弦位置より高音側で最も近いフレットの音程が得られる。
【００４１】
このように、第３実施形態にあっては、元音ピッチデータＧＰが連続的に変化するか否かを判定し、その判定結果に基づいて生成された差分ピッチを用いて、元音信号ＧＳのピッチ調整を行ったので、元音信号ＧＳのピッチを連続的に変化させる演奏法と通常の演奏法のいずれにも対応することができる。
【００４２】
Ｄ．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものでなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
【００４３】
▲１▼上記第１，３実施形態において、ピッチ検出手段１２は、例えば、元音信号ＧＳのゼロクロス点を求め、ゼロクロス点間のクロック数をカウントすることにより、元音ピッチデータＧＰを生成すれば良い。
【００４４】
▲２▼上記第１〜第３実施形態において、純正律の音程を示す基準ピッチデータＫＰをピッチテーブル１３に格納しても良い。また、平均律の音程を示す基準ピッチデータＫＰを格納したピッチテーブルと純正律の音程を示す基準ピッチデータＫＰを格納したピッチテーブルとを別個に用意し、これらをスイッチの操作によって瞬時に切り換えられるように構成しても良い。また、ピッチテーブル１３に格納する基準ピッチデータＫＰを四半音単位とすれば、四半音単位のフレットを有する電気弦楽器を実現することができる。
【００４５】
▲３▼上記第１〜第３実施形態において、ピッチ選択手段１４で生成する選択ピッチデータＳＫＰを部分的に変更することにより、フレットのある部分での移調が可能となる。具体的には、元音ピッチデータＧＰが所定の音域内にあるか否かを検出し、所定の音域内にある場合に、元音ピッチデータＧＰに最も近い基準ピッチデータＫＰから全音下げた基準ピッチデータＫＰを選択すれば良い。例えば、電気ベースの第４弦の開放から第４フレットまでは、Ｅ０〜Ｇ０＃の音を発音するのが通常であるが、この音域についてのみ上記処理を行うことによって、同図（Ｂ）に示すように、Ｄ０〜Ｆ０＃の音を発音させることができる。これにより、従来特殊なペグで実現していたローＤ（極低音Ｄ）を電気的に得ることができる。
【００４６】
▲４▼上記第１〜第３実施形態において、ピッチ選択手段１４は、元音ピッチデータＧＰに最も近い２つの基準ピッチデータＫＰのうち、高音側の基準ピッチデータＫＰを選択ピッチデータＳＫＰとして出力したが、低音側の基準ピッチデータＫＰを選択ピッチデータＳＫＰとして出力しても良い。また、単に元音ピッチデータＧＰに最も近い基準ピッチデータＫＰを選択ピッチデータＳＫＰとして出力しても良い。この例にあっては、ある音程の楽音を発音させる場合、その音程に対応した仮想フレット付近を押弦すれば、押弦位置が当該仮想フレットの高音側であるか低音側であるかに拘らず当該仮想フレットに対応した音程で楽音を発音させることができる。このため、フレットレス電気ベースにある程度慣れた演奏者に好適である。
【００４７】
▲５▼上記第３実施形態にあっては、元音ピッチデータＧＰが連続しているか否かを判定し、この判定結果によって補正処理を変更するために、遅延手段２２、減算手段２３、判定手段２４および補正値保持手段２５を第１実施形態に適用した。ところで、第１実施形態と第２実施形態とは、元音ピッチデータＧＰの生成方法が相違するだけである。したがって、図１０に示すように、遅延手段２２、減算手段２３、判定手段２４および補正値保持手段２５を第２実施形態に適用しても良い。
【００４８】
この例にあって、チョーキング奏法で演奏したとすると、押弦位置はネックに対して横方向にのみ変化するので、元音ピッチデータＧＰの値は変化しない。このため、チョーキング奏法期間中、差分ピッチデータＳＰの値は一定となり、これが補正値保持手段２５で保持されることなく、そのままピッチ補正手段１６に供給される。したがって、この期間中は、元音信号ＧＳのピッチ変化がそのまま調整済信号ＧＳ´のピッチ変化となり、第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００４９】
ただし、チョーキング奏法において、弦を引った状態を保持した場合には、この例による調整済信号ＧＳ´のピッチと第３実施形態による調整済信号ＧＳ´のピッチは相違する。この点について図１１を用いて説明する。ここで、同図（Ａ）は、時刻０からキョーキング奏法を開始し、時刻ｔで弦を引った状態を保持した場合の元音信号ＧＳのピッチ変化を示したものである。この元音信号ＧＳが第２実施形態に係わる音程調整装置に供給されたとすると、その調整済信号ＧＳ´は同図（Ｂ）に示すものとなる。この場合には、押弦位置の保持を開始した時刻ｔからは、通常の音程調整が行なわれるため、調整済信号ＧＳ´の音程はＣ＃となる。一方、この例による音程調整装置に同図（Ａ）に示す元音信号ＧＳを供給したとすると、その調整済信号ＧＳ´は同図（Ｂ）に示すものとなる。この場合には、時刻ｔ以降においても、時刻０〜時刻ｔまでと同様に音程調整が行なわれるから、時刻ｔにおいて、調整済信号ＧＳ´のピッチにスッテプ状の変化は生じない。
【００５０】
▲６▼上記第３実施形態にあっては、元音ピッチデータＧＰを連続的に変化させる演奏法の一例として、チョーキング奏法を挙げて説明したが、元音ピッチデータＧＰを変化させる奏法には、音程を振動的に変化させるビブラート奏法や音程を一方向に連続させて変化させるスライド奏法等があり、第３実施形態をこれらの奏法に適用できることは勿論である。
【００５１】
▲７▼上記第１〜第３実施形態にあっては、音程調整装置はフレットレス電気ベースの一部分として説明したが、この音程調整装置は独立した装置として用いても良いことは勿論である。この場合には、当該装置に入力される楽音信号の音程を調整することができる。
【００５２】
▲８▼上記第１，第３実施形態に記載した電気ベースにあっては、弦振動を検出するピックアップマイクを１個用いるのが通常である。このため、音程調整装置を１つ設けていたが、電気ギター等の電気弦楽器に音程調整装置を適用する場合にあっては、各弦に対応してピックアップマイクと音程調整装置をそれぞれ設ければ良い。
【００５３】
▲９▼上記第１〜第３実施形態にあっては、音程調整装置をフレットレス電気ベースに適用したが、この音程調整装置をトロンボーン等の吹奏楽器に適用しても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４に記載した発明によれば、楽音周波数を基準周波数に合わせるように調整するので、楽音の音色を損なうことなく、その音程を調整するができる。特に、請求項２に記載した発明によれば、楽音周波数が連続して変化しているか否かによって、調整を変更するから、楽曲の一部がチョーキング奏法等で演奏された楽音信号に対しても調整を施すことができる。
【００５５】
また、電気楽器に本発明を適用した場合にあっては、フレットレス電気楽器をフレット電気楽器と同様に取り扱うができる。さらに、調整された楽音信号と調整されていない楽音信号を選択出力できるので（請求項４）、例えばフレットレス電気弦楽器とフレット電気弦楽器を兼用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係るフレットレス電気ベースに用いる音程調整装置のブロック図である。
【図２】フレットレス電気ベースの平面図である。
【図３】この発明の第２実施形態に係るフレットレス電気ベースに用いる音程調整装置のブロック図である。
【図４】この発明の第３実施形態に係るフレットレス電気ベースに用いる音程調整装置のブロック図である。
【図５】第３実施形態のタイミングチャートである。
【図６】フレット電気弦楽器の平面図である。
【図７】フレットの動作を説明するための側面図である。
【図８】フレットレス電気弦楽器の平面図である。
【図９】部分的に移調を行う変形例を説明するための説明図である。
【図１０】この発明の他の実施形態に係るフレットレス電気ベースに用いる音程調整装置のブロック図である。
【図１１】音程調整装置の効果を比較して説明するための説明図である。
【符号の説明】
１ 弦
７ ピックアップマイク（楽音信号発生手段）
１２ ピッチ検出手段（周波数検出手段）
１３ ピッチテーブル（記憶手段）
１４ ピッチ選択手段（周波数選択手段）
１５ 減算手段（差分検出手段）
１６ ピッチ補正手段（調整手段）
１８ 選択手段（出力手段）
１９ アンプ（出力手段）
２０ 押弦位置検出手段（周波数検出手段）
２１ ピッチ変換手段（周波数検出手段，変換手段）
２２ 遅延手段（判定手段）
２３ 減算手段（判定手段）
２４ 判定手段
２５ 補正値保持手段（周波数保持手段）
ＳＰ 差分ピッチ（差分周波数）
ＧＰ 元音ピッチ（楽音周波数）
ＳＫＰ 選択ピッチ（選択周波数）
ＫＰ 基準ピッチ（基準周波数）
ＧＳ 元音信号（楽音信号）
ＳＳ 制御信号（判定信号）
【発明の属する技術分野】
この発明は、音程調整装置および電気楽器に関するものであり、特に、電気楽器の一種であるフレットのない電気弦楽器に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
電気弦楽器は、弦振動をピックアップマイクで検出し、これによって得た元音を電気的に増幅して出力するが、これにはフレットを有するフレット電気弦楽器と有さないフレットレス電気弦楽器とがある。図６はフレット電気弦楽器の平面図である。同図において、弦１は、糸止２と糸巻３との間において、山状のフレット６に接触しないように張られおり、ブリッジ４とナット５で固定されている。したがって、弦１を指で押さえない状態の弦長は、ブリッジ４とナット５間の距離Ｌ１となる。また、弦１を弾くと、その弦振動はピックアップマイク７で検出される。
【０００３】
ここで、弦１をＸ点で押さえた場合の弦長について、電気弦楽器の側面図である図７を用いて説明する。同図において、弦１をＸ点で押さえると、弦１は、フレット６１とフレット６２とに接触しそこで固定される。このため、弦長はブッリジ４とフレット６１との間の距離Ｌ２となる。ところで、フレット６１とフレット６２の間のいずれの箇所を押弦しても弦１はフレット６１で固定され、その弦長は距離Ｌ２となる。そして、音程は弦長に応じて定まり、また、フレット６は所定の音程を得られるよう配設されているから、演奏者は、弦１をフレット間で適当に押さえれば、正確な音程で演奏することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気弦楽器には、図７に示すフレットレス電気弦楽器もある。このフレットレス電気弦楽器にあっては、フレットを有さないので、音程を連続して可変することができ、幅広い表現が可能となる。このため、コンサート等では、楽曲によって、フレット電気弦楽器とフレットレス電気楽器とを使い分けることが行われている。
【０００５】
しかし、フレット電気弦楽器とフレットレス電気楽器とを持ち替えるのは手間がかかり、また、それぞれの楽器が必要となる。さらに、フレットレス電気弦楽器を用いて正確な音程で演奏することは難しく、習熟には相当の練習が必要である。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑がみてなされたものであり、元音信号の音程を所定の音程に調整する音程調整装置（例えば、フレットレス電気弦楽器からの信号をフレット電気弦楽器の音程を持つ信号に変換する装置）、およびこれを用いた電気楽器を提供することを主目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明にあっては、楽音の音程を調整する音程調整装置であって、楽音信号の周波数を検出する周波数検出手段と、複数の基準周波数を格納した記憶手段と、前記周波数検出手段が検出した楽音周波数の値に応じて、前記複数の基準周波数の中から該楽音周波数に最も近い基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い高音側の基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い低音側の基準ピッチデータを選択し、これを選択周波数として出力する周波数選択手段と、前記楽音信号の周波数が連続的に変化しているか否かを判定して判定信号を生成する判定手段と、前記判定信号が連続を示す場合には、前記楽音周波数が連続して変化する直前の時刻における前記選択周波数と前記時刻における前記楽音周波数との差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整し、前記判定信号が不連続を示す場合には、前記選択周波数と前記楽音周波数とのリアルタイムの差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整することにより、前記楽音信号の周波数を前記選択周波数に一致させる調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明にあっては、弦の振動を電気信号に変換することにより楽音信号を発生する楽音信号発生手段と、弦の押弦位置を検出する押弦位置検出手段と、前記押弦位置を周波数に変換して前記楽音周波数を生成する周波数検出手段と、複数の基準周波数を格納した記憶手段と、前記周波数検出手段が検出した楽音周波数の値に応じて、前記複数の基準周波数の中から該楽音周波数に最も近い基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い高音側の基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い低音側の基準ピッチデータを選択し、これを選択周波数として出力する周波数選択手段と、前記楽音信号の周波数が連続的に変化しているか否かを判定して判定信号を生成する判定手段と、前記判定信号が連続を示す場合には、前記楽音周波数が連続して変化する直前の時刻における前記選択周波数と前記時刻における前記楽音周波数の差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整し、前記判定信号が不連続を示す場合には、前記選択周波数と前記楽音周波数のリアルタイムの差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整することにより、前記楽音信号の周波数を前記選択周波数に一致させる調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１に記載する音程調整装置を有する電気楽器であって、楽音信号を発生する楽音信号発生手段と、この楽音信号発生手段からの楽音信号と、前記音程調整装置によって調整された前記楽音信号とを選択出力する選択出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
Ａ．第１実施形態
１．実施形態の構成
以下、図面を参照してこの発明の実施形態の構成について説明する。本実施形態では、フレットレス電気弦楽器の一例としてフレットレス電気ベースを取り上げ説明する。このフレットレス電気ベースの機械的構成は、図７に示すものと同じであるので、この図を共用して説明する。
【００１２】
図７に示すピックアップマイク７からは、弦１の振動に対応した元音信号ＧＳが出力され、この元音信号ＧＳは、図１に示す音程調整装置に供給される。そして、アンプ１０で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１１によってデジタル信号に変換され元音信号ＧＳＤとなる。１２はピッチ検出手段であり、ここで元音信号ＧＳＤが周波数解析され、そのピッチ（周波数）を表す元音ピッチデータＧＰが生成される。１３はＲＯＭ等で構成されるピッチテーブルであり、そこには、電気ベースの各フレットに対応した基準ピッチデータＫＰが格納されている。
【００１３】
各基準ピッチデータＫＰは、平均律による音程を指示し、例えば、Ａ３音は４４０Ｈｚ、Ｂ３音は４６６．１６Ｈｚ、Ｃ４音は４４３．８８３Ｈｚ…という値が設定されている。１４はピッチ選択手段であり、元音ピッチデータＧＰとピッチテーブル１３に格納されている基準ピッチデータＫＰとを比較することにより、元音ピッチデータＧＰに最も近い２つの基準ピッチデータＫＰのうちの高音側の基準ピッチデータＫＰを選択し、これを選択ピッチデータＳＫＰとして出力する。
【００１４】
１５は減算手段であり、選択ピッチデータＳＫＰから元音ピッチデータＧＰを減算して差分ピッチデータＳＰを生成する。１６はピッチ補正手段であり、周波数変換器によって構成される。このピッチ補正手段１６は、差分ピッチデータＳＰに基づいて、元音信号ＧＳＤのピッチを調整し、そのピッチを選択ピッチデータＳＫＰに一致させる。ピッチ補正手段１６の出力信号は、調整済信号ＧＳＤ´としてＤ／Ａ変換器１７に供給され、アナログの調整済信号ＧＳ´に変換される。１８は選択手段であり、これにより、調整済信号ＧＳ´と元音信号ＧＳのいずれか一方が選択され、その出力信号がアンプ１９で増幅された後、外部に出力される。なお、この音程調整装置は、フレットレス電気ベースに内蔵されている。
【００１５】
２．実施形態の動作
以下、図１，２を参照してこの発明の第１実施形態の動作について説明する。図２において、点線で示すＦ１〜Ｆ７は、フレット電気ベースのフレットに対応する位置を示したものである。フレットレス電気ベースにあっては、フレットを備えていないが、押弦位置の説明の便宜上、仮想的なフレット位置Ｆ１〜Ｆ７を示す。なお、以下の説明においてはＦ１〜Ｆ７を仮想フレットと呼ぶこととする。
【００１６】
また、図２に示す例にあっては、仮想フレットＦ５，Ｆ６，Ｆ７からブリッジ４までの弦長をＬ５，Ｌ６，Ｌ７とし、これに対応する振動周波数をｆ５Ｈｚ、ｆ６Ｈｚ、ｆ７Ｈｚになるものとする。また、この例におけるフレットレス電気ベースは、標準的なチューニングがなされており、この結果、ｆ５Ｈｚ、ｆ６Ｈｚ、ｆ７Ｈｚは、各々Ａ０音、Ａ０＃音、Ｂ０音に対応する周波数となる。
【００１７】
ここで、演奏者が、仮想フレットＦ６，Ｆ７の間に位置する点Ｙで、第４弦１０４を押弦して弾いたとすると、弦長ＬＹに対応したピッチ（周波数）を有する元音信号ＧＳがピックアップマイク７から出力される。今、元音信号ＧＳの周波数をｆ０Ｈｚとするなら、図１に示すピッチ検出手段１２によって検出される元音ピッチデータＧＰはｆ０Ｈｚを示す値となる。
【００１８】
次に、ピッチ選択手段１４は、ｆ０Ｈｚに最も近い２つの基準ピッチデータＫＰのうち高音側の基準ピッチデータＫＰを選択する。この場合、ピッチテーブル１３にはフレット電気ベースの各フレットに対応するピッチデータが格納されているから、ｆ０Ｈｚに最も近い２つの基準ピッチデータＫＰは、Ｂ０音とＡ０＃音を示すデータとなる。したがって、高音側のＢ０音を示す基準ピッチデータＫＰが選択され、選択ピッチデータＳＫＰはＢ０音（ｆ７Ｈｚ）を示すデータとなる。
【００１９】
その後、減算手段１５が、選択ピッチデータＳＫＰ（ｆ７Ｈｚ）から元音ピッチデータＧＰ（ｆ０Ｈｚ）を減算して差分ピッチデータＳＰ（ｆ７−ｆ０Ｈｚ）を生成すると、ピッチ補正手段１６は差分ピッチデータＳＰ（ｆ７−ｆ０Ｈｚ）に基づいて元音信号ＧＳを周波数変換し、選択ピッチデータＳＫＰ（ｆ７Ｈｚ）と同一周波数を有する調整済信号ＧＳＤ´を生成する。これをＤ／Ａ変換した調整済信号ＧＳ´は、元音信号ＧＳを単に周波数シフトしたものであるから、元音信号ＧＳと同一の音色を有し、また、その音程はＢ０音の基準ピッチデータＫＰと一致する。
【００２０】
したがって、Ｙ点を押弦して第４弦１０４を弾いても、仮想フレットＦ７の位置を正確に押弦して第４弦１０４を弾いた場合と同じ音程が得られる。このようにして、フレットのいずれの位置を押さえても、その位置に最も近いフレットの音程が得られる。ところで、フレットレス電気弦楽器は音程を連続して可変することができる点に特徴がある。このため、選択手段１８にあっては、元音信号ＧＳと調整済信号ＧＳ´とを選択出力できるようにしており、元音信号ＧＳが選択されれば、音程を連続的に可変することができる。
【００２１】
以上のように、音程調整装置を用いれば、フレット電気ベースで演奏した場合と同様に、フレット中間位置で押弦しても、正確な音程で演奏することができる。また、元音ピッチデータＧＰより高音の基準ピッチデータＫＰを選択ピッチデータＳＰとし、これを基準に元音信号ＧＳのピッチを調整したので、フレット電気弦楽器奏法と同様に演奏することができる。また、チューニングがある程度不正確であっても、元音信号ＧＳのピッチを基準ピッチデータＫＰに合わせるように調整するので、正確な音程で演奏することができる。
【００２２】
なお、第１実施形態は、元音信号ＧＳのピッチを、これに最も近い２つの基準ピッチのうち高音側の基準ピッチに調整するものであるから、フレット電気弦楽器に慣れた演奏者に好適な実施形態である。
【００２３】
Ｂ．第２実施形態
第２実施形態が第１実施形態と相違するのは、フレットレス電気ベースに用いられる音程調整装置の部分である。ここで、図３は第２実施形態のフレットレス電気ベースに用いられる音程調整装置のブロック図であり、図１と同一の構成部分には同一の符号を付す。
【００２４】
第２実施形態の音程調整装置にあっては、第１実施形態のピッチ検手段１２を、押弦位置検出手段２０とピッチ変換手段２１に置換している。この押弦位置検出手段２０は、演奏者が押した弦とその押弦位置を検出し、これらを示す押弦位置信号ＯＳを生成する。押弦位置検出手段２０は、例えば、以下の部分から構成される。すなわち、ネック部の内部において、ナット５に対応した位置に配設された一方の電極、この電極に接続された端部を有し弦に沿った細長い抵抗体、および抵抗体に対抗するようその下側に設けられた細長い他方の電極を各弦毎に設け、各抵抗体と一方の電極が、開放弦の状態では短絡せず、押弦位置において抵抗体と一方の電極とが短絡するように所定距離だけ隔てて平行に配設する。そして、押弦位置検出手段２０においては、電極間の抵抗値を計測し、これにより、ナット５から押弦位置までの距離を検出し、その検出結果に基づいて、何弦・何フレット目を押弦したかを示す押弦位置信号ＯＳを生成する。なお、押弦位置検出手段２０の構成は上記構成に限らない。要は押弦位置を連続的に検出できれば良い。
【００２５】
また、ピッチ変換手段２１は、ＲＯＭ等で構成され、ここにはフレットとピッチの変換テーブルが各弦に対応して格納されている。また、第１実施形態と同様にピッチテーブル１３には、電気ベースの各フレットに対応した各基準ピッチデータＫＰが格納されている。
【００２６】
図２に示すフレットレス電気ベースは、第１実施形態と同様に、標準的なチューニングがなされており、この結果、第４弦１０４を仮想フレットＦ５，Ｆ６，Ｆ７の位置で押弦して弾いた場合、元音信号ＧＳのピッチｆ５Ｈｚ、ｆ６Ｈｚ、ｆ７Ｈｚは、各々Ａ０音、Ａ０＃音、Ｂ０音に対応する周波数となる。また、図２に示す点Ｚは、仮想フレットＦ５からフレット間隔の２／１０だけ仮想フレットＦ６よりに位置する。このため、点Ｚを押弦した場合の押弦位置は５．２フレットとなる。ここで、演奏者が、点Ｚで、第４弦１０４を押弦して弾いたとすると、弦長ＬＺに対応したピッチ（周波数）を有する元音信号ＧＳがピックアップマイク７から出力される。この例では、元音信号ＧＳのピッチをｆ０´Ｈｚとする。
【００２７】
まず、図３に示す押弦位置検出手段２０は、第４弦の５．２フレット目を押弦したことを示す押弦位置信号ＯＳを生成する。そして、この押弦位置信号ＯＳがピッチ変換手段２１に供給されると、ピッチ変換手段２１は、押弦位置信号ＯＳに基づくアドレスでＲＯＭをアクセスして、元音ピッチデータＧＰを生成する。元音ピッチデータＧＰの値は、標準的なチューニングがなされているから、元音信号ＧＳのピッチ値と一致し、ｆ０´Ｈｚを示す。
【００２８】
次に、ピッチ選択手段１４は、ｆ０´Ｈｚに最も近い２つの基準ピッチデータＫＰ（Ａ０音、Ａ０＃音）のうち高音側の基準ピッチデータＫＰ（Ａ０＃音）を選択ピッチデータＳＫＰとして出力するから、選択ピッチデータＳＫＰは、Ａ０＃音に対応したｆ６Ｈｚとなる。そして、減算手段１５が、選択ピッチデータＳＫＰ（ｆ６Ｈｚ）から元音ピッチデータＧＰ（ｆ０´Ｈｚ）を減算して差分ピッチデータＳＰ（ｆ６−ｆ０´Ｈｚ）を生成すると、ピッチ補正手段１６は差分ピッチデータＳＰ（ｆ６−ｆ０´Ｈｚ）に基づいて元音信号ＧＳを周波数変換し、選択ピッチデータＳＫＰ（ｆ６Ｈｚ）と同一周波数を有する調整済信号ＧＳＤ´を生成する。調整済信号ＧＳ´は、元音信号ＧＳを単に周波数シフトしたものであるから、元音信号ＧＳと同一の音色を有し、また、その音程はＡ０＃音となる。したがって、Ｚ点を押弦して第４弦１０４を弾いても、仮想フレットＦ６の位置を正確に押弦して第４弦１０４を弾いた場合と同じ音程が得られる。このようにして、第１実施形態と同様に、フレットのいずれの位置を押さえても、その位置に最も近いフレットの音程が得られる。
【００２９】
一般に、弦の振動振動周波数は、押弦位置により定まる弦長と弦密度によって定まり、また、弦密度は、その弦の張力に依存する。このため、フレットレス電気ベースのチューニングでは、上述したように仮想フレットの位置で所定の音程を得られるように弦の張力が調整される。ところで、この実施形態にあって、押弦位置信号ＯＳは、押弦位置から生成され、また、ピッチ変換手段２１に格納されているＲＯＭは、標準的なチューニングがなされている場合に対応している。このため、ピッチ変換手段２１から出力される元音ピッチデータＧＰの値は、実際の弦のチューニングには依存せず、押弦位置に応じて一意に定まる。
【００３０】
例えば、上述した例のように図２に示す点Ｚを押弦した場合にあっては、差分ピッチデータＳＰの値は、仮想フレットＦ６の位置から点Ｚまでの距離に応じて定まり、弦のチューニングには依存しない。上述した例と同様に、押弦位置Ｚに対応したピッチをｆ０Ｈｚとし、仮想フレットＦ６の位置に対応したピッチをｆ６Ｈｚとすると、差分ピッチデータＳＰの値は、（ｆ６−ｆ０）Ｈｚとなる。ここで、弦のチューニングがずれている状態で、点Ｚを押弦して弾いた場合には、元音信号ＧＳのピッチは、ｆ０Ｈｚと一致しない。チューニングのずれによる変化分をαＨｚとすると、元音信号ＧＳのピッチは、（ｆ０＋α）Ｈｚとなる。そして、調整済信号ＧＳ´は、元音信号ＧＳを差分ピッチデータＳＰに基づいて周波数変換したものであるから、調整済信号ＧＳ´のピッチＰＰは、次式で表される。
ＰＰ＝（ｆ０＋α）＋（ｆ６−ｆ０）＝（ｆ６＋α）Ｈｚ
この式から、調整済信号ＧＳ´のピッチＰＰは、αＨｚだけチューニングのずれの影響を受けることが判る。したがって、第２実施形態におけるピッチ調整は絶対的なものではなく、相対的なものとなる。なお、第２実施形態も第１実施形態と同様にフレット電気弦楽器に慣れた演奏者に好適な実施形態である。
【００３１】
Ｃ．第３実施形態
１．実施形態の構成
第３実施形態も、第１，第２実施形態と同様に、フレットレス電気ベースに関するものである。以下、図面を参照してこの発明の第３実施形態の構成について説明する。図４は、第３実施形態のフレットレス電気ベースに用いられる音程調整装置のブロック図である。図４が図３と相違するのは、遅延手段２２、減算手段２３、判定手段２４および補正値保持手段２５が新たに追加された点である。以下、相違点について説明する。
【００３２】
図において、遅延手段２２は、所定時間だけ元音ピッチデータＧＰを遅延する。また、減算手段２３は、元音ピッチデータＧＰから遅延手段２２の出力を減算して微分ピッチＢＰを生成する。この微分ピッチＢＰは、現在の元音ピッチデータＧＰから過去の元音ピッチデータＧＰを減算して生成され、遅延手段２２の遅延時間ＴＤ当たり、元音ピッチデータＧＰがどれだけ変化しているかを示す。
【００３３】
また、判定手段２４は、微分ピッチＢＰの値を絶対値化し、不要なパルスを除去した後、所定値を越えるか否かを判定し、所定値を越える場合にはハイレベルとなり、一方、所定値を下回る場合にはローレベルとなる制御信号ＳＳを生成する。ここで不要なパルスを除去するのは、元音ピッチデータＧＰがステップ状に変化する際（例えば、Ａ０音からＢ０音に変化するタイミング）に生ずるパルスを除去して、誤動作を防止するためである。また、所定値は、元音ピッチデータＧＰの変化が連続的であるか否かが検出できるように設定する。したがって、制御信号ＳＳがハイレベルの期間は元音ピッチデータＧＰが連続的に変化する期間を示し、一方、ローレベルの期間は、元音ピッチデータＧＰが不連続的に変化する期間を示す。
【００３４】
また、補正値保持手段２５は、制御信号ＳＳがハイレベルの期間中、制御信号ＳＳの立上エッジ発生時の差分ピッチデータＳＰを保持出力し、制御信号ＳＳがローレベルの期間中、現在の差分ピッチデータＳＰをそのまま出力する。
【００３５】
２．実施形態の動作
以下、図５を参照してこの発明の第３実施形態の動作について説明する。図５はこの実施形態のタイミングチャートである。
【００３６】
図５（Ａ）は元音ピッチデータＧＰの時間変化を示したものである。この図において、０〜Ｔ４の期間は元音ピッチデータＧＰがステップ状に変化しており、通常の演奏法で演奏された期間である。一方、Ｔ４〜Ｔ６の期間は、チョーキング奏法で演奏された期間である。このチョーキング奏法は、弦を弾いた後、押弦した指をフレットと平行に動かすものであり、この奏法を行うと、弦の張力は連続的に変化する。図に示す例は、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５にかけて押弦したまま弦を平行移動させ、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６にかけて元の位置に戻す奏法を行った場合である。このような奏法を行うと、元音ピッチデータＧＰの値は、時刻Ｔ４より増加し、時刻Ｔ５で最大となり、その後、徐々に減少して時刻Ｔ６で元の元音ピッチデータＧＰの値に戻る。このように、通常演奏期間（０〜Ｔ４）では、元音ピッチデータＧＰの変化は不連続となるが、チョーキング演奏期間（Ｔ４〜Ｔ６）では、元音ピッチデータＧＰが連続的に変化する。
【００３７】
微分ピッチデータＢＰは、現在の元音ピッチデータＧＰから過去の元音ピッチデータＧＰを減算して得られるものであるから、その波形には、図５（Ｂ）に示すように、元音ピッチデータＧＰがスッテプ状に変化する時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３において、パルスが見られる。このパルスの幅は、遅延手段２２の遅延時間ＴＤと一致する。
【００３８】
次に、微分ピッチデータＢＰが判定手段２４に供給されると、まず、微分ピッチデータＢＰは絶対値化され、同図（Ｃ）に示す絶対値信号ＺＰが生成される。この後、絶対値信号ＺＰを基準レベルＲと比較し、基準レベルＲを上回る期間はハイレベルとなり、基準レベルＲを下回る期間はローレベルとなる比較信号ＨＰを生成する（同図（Ｄ）に図示）。そして、比較信号ＨＰに含まれるパルスの内、パルス幅ＴＡよりも短いパルスを除去して、制御信号ＳＳを生成する。ここでＴＡはＴＤより大きく設定する。これにより、比較信号ＨＰ中の時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ５で発生するパルスが除去され、同図（Ｅ）に示すように、時刻Ｔ４´〜Ｔ６´の期間中、ハイレベルとなる制御信号ＳＳが生成される。ここで、時刻Ｔ４´と時刻Ｔ４、時刻Ｔ６と時刻Ｔ６´は、ほぼ一致するから、制御信号ＳＳのレベルは、元音ピッチデータＧＰが連続的に変化しているか否かを示す。
【００３９】
次に、制御信号ＳＳが時刻Ｔ４´で立ち上ると、図４に示す補正値保持手段２５は、時刻Ｔ４´から差分ピッチデータＳＰの保持を開始し、制御信号ＳＳがハイレベルの期間中、保持した差分ピッチデータＳＰをピッチ補正手段２５に供給する。これを受けたピッチ補正手段２５は、時刻Ｔ４´から時刻Ｔ６´の間、時刻Ｔ４´における差分ピッチデータＳＰに基づいて元音信号ＧＳのピッチ調整を行う。この例では、チョーキング期間中は、通常演奏期間の最後の差分ピッチデータＳＰ（時刻Ｔ４´における差分ピッチデータ）の値が保持されるから、この期間においては元音信号ＧＳのピッチ変化がそのまま調整済信号ＧＳ´のピッチ変化となる。すなわち、チョーキング開始時点における音程は、正確なピッチに調整されるが、その後のチョーキング奏法による連続したピッチ変化は、調整済信号ＧＳ´に反映されるのである。
【００４０】
一方、時刻０〜Ｔ４´の期間にあっては、制御信号ＳＳがローレベルとなり、補正値保持手段２５は、差分ピッチデータＳＰをそのままピッチ補正手段１６に供給する。このため、通常演奏期間中にあっては、第１実施形態と同様に、調整済信号ＧＳ´は、元音信号ＧＳと同一の音色を有し、押弦位置より高音側で最も近いフレットの音程が得られる。
【００４１】
このように、第３実施形態にあっては、元音ピッチデータＧＰが連続的に変化するか否かを判定し、その判定結果に基づいて生成された差分ピッチを用いて、元音信号ＧＳのピッチ調整を行ったので、元音信号ＧＳのピッチを連続的に変化させる演奏法と通常の演奏法のいずれにも対応することができる。
【００４２】
Ｄ．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものでなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
【００４３】
▲１▼上記第１，３実施形態において、ピッチ検出手段１２は、例えば、元音信号ＧＳのゼロクロス点を求め、ゼロクロス点間のクロック数をカウントすることにより、元音ピッチデータＧＰを生成すれば良い。
【００４４】
▲２▼上記第１〜第３実施形態において、純正律の音程を示す基準ピッチデータＫＰをピッチテーブル１３に格納しても良い。また、平均律の音程を示す基準ピッチデータＫＰを格納したピッチテーブルと純正律の音程を示す基準ピッチデータＫＰを格納したピッチテーブルとを別個に用意し、これらをスイッチの操作によって瞬時に切り換えられるように構成しても良い。また、ピッチテーブル１３に格納する基準ピッチデータＫＰを四半音単位とすれば、四半音単位のフレットを有する電気弦楽器を実現することができる。
【００４５】
▲３▼上記第１〜第３実施形態において、ピッチ選択手段１４で生成する選択ピッチデータＳＫＰを部分的に変更することにより、フレットのある部分での移調が可能となる。具体的には、元音ピッチデータＧＰが所定の音域内にあるか否かを検出し、所定の音域内にある場合に、元音ピッチデータＧＰに最も近い基準ピッチデータＫＰから全音下げた基準ピッチデータＫＰを選択すれば良い。例えば、電気ベースの第４弦の開放から第４フレットまでは、Ｅ０〜Ｇ０＃の音を発音するのが通常であるが、この音域についてのみ上記処理を行うことによって、同図（Ｂ）に示すように、Ｄ０〜Ｆ０＃の音を発音させることができる。これにより、従来特殊なペグで実現していたローＤ（極低音Ｄ）を電気的に得ることができる。
【００４６】
▲４▼上記第１〜第３実施形態において、ピッチ選択手段１４は、元音ピッチデータＧＰに最も近い２つの基準ピッチデータＫＰのうち、高音側の基準ピッチデータＫＰを選択ピッチデータＳＫＰとして出力したが、低音側の基準ピッチデータＫＰを選択ピッチデータＳＫＰとして出力しても良い。また、単に元音ピッチデータＧＰに最も近い基準ピッチデータＫＰを選択ピッチデータＳＫＰとして出力しても良い。この例にあっては、ある音程の楽音を発音させる場合、その音程に対応した仮想フレット付近を押弦すれば、押弦位置が当該仮想フレットの高音側であるか低音側であるかに拘らず当該仮想フレットに対応した音程で楽音を発音させることができる。このため、フレットレス電気ベースにある程度慣れた演奏者に好適である。
【００４７】
▲５▼上記第３実施形態にあっては、元音ピッチデータＧＰが連続しているか否かを判定し、この判定結果によって補正処理を変更するために、遅延手段２２、減算手段２３、判定手段２４および補正値保持手段２５を第１実施形態に適用した。ところで、第１実施形態と第２実施形態とは、元音ピッチデータＧＰの生成方法が相違するだけである。したがって、図１０に示すように、遅延手段２２、減算手段２３、判定手段２４および補正値保持手段２５を第２実施形態に適用しても良い。
【００４８】
この例にあって、チョーキング奏法で演奏したとすると、押弦位置はネックに対して横方向にのみ変化するので、元音ピッチデータＧＰの値は変化しない。このため、チョーキング奏法期間中、差分ピッチデータＳＰの値は一定となり、これが補正値保持手段２５で保持されることなく、そのままピッチ補正手段１６に供給される。したがって、この期間中は、元音信号ＧＳのピッチ変化がそのまま調整済信号ＧＳ´のピッチ変化となり、第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００４９】
ただし、チョーキング奏法において、弦を引った状態を保持した場合には、この例による調整済信号ＧＳ´のピッチと第３実施形態による調整済信号ＧＳ´のピッチは相違する。この点について図１１を用いて説明する。ここで、同図（Ａ）は、時刻０からキョーキング奏法を開始し、時刻ｔで弦を引った状態を保持した場合の元音信号ＧＳのピッチ変化を示したものである。この元音信号ＧＳが第２実施形態に係わる音程調整装置に供給されたとすると、その調整済信号ＧＳ´は同図（Ｂ）に示すものとなる。この場合には、押弦位置の保持を開始した時刻ｔからは、通常の音程調整が行なわれるため、調整済信号ＧＳ´の音程はＣ＃となる。一方、この例による音程調整装置に同図（Ａ）に示す元音信号ＧＳを供給したとすると、その調整済信号ＧＳ´は同図（Ｂ）に示すものとなる。この場合には、時刻ｔ以降においても、時刻０〜時刻ｔまでと同様に音程調整が行なわれるから、時刻ｔにおいて、調整済信号ＧＳ´のピッチにスッテプ状の変化は生じない。
【００５０】
▲６▼上記第３実施形態にあっては、元音ピッチデータＧＰを連続的に変化させる演奏法の一例として、チョーキング奏法を挙げて説明したが、元音ピッチデータＧＰを変化させる奏法には、音程を振動的に変化させるビブラート奏法や音程を一方向に連続させて変化させるスライド奏法等があり、第３実施形態をこれらの奏法に適用できることは勿論である。
【００５１】
▲７▼上記第１〜第３実施形態にあっては、音程調整装置はフレットレス電気ベースの一部分として説明したが、この音程調整装置は独立した装置として用いても良いことは勿論である。この場合には、当該装置に入力される楽音信号の音程を調整することができる。
【００５２】
▲８▼上記第１，第３実施形態に記載した電気ベースにあっては、弦振動を検出するピックアップマイクを１個用いるのが通常である。このため、音程調整装置を１つ設けていたが、電気ギター等の電気弦楽器に音程調整装置を適用する場合にあっては、各弦に対応してピックアップマイクと音程調整装置をそれぞれ設ければ良い。
【００５３】
▲９▼上記第１〜第３実施形態にあっては、音程調整装置をフレットレス電気ベースに適用したが、この音程調整装置をトロンボーン等の吹奏楽器に適用しても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４に記載した発明によれば、楽音周波数を基準周波数に合わせるように調整するので、楽音の音色を損なうことなく、その音程を調整するができる。特に、請求項２に記載した発明によれば、楽音周波数が連続して変化しているか否かによって、調整を変更するから、楽曲の一部がチョーキング奏法等で演奏された楽音信号に対しても調整を施すことができる。
【００５５】
また、電気楽器に本発明を適用した場合にあっては、フレットレス電気楽器をフレット電気楽器と同様に取り扱うができる。さらに、調整された楽音信号と調整されていない楽音信号を選択出力できるので（請求項４）、例えばフレットレス電気弦楽器とフレット電気弦楽器を兼用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係るフレットレス電気ベースに用いる音程調整装置のブロック図である。
【図２】フレットレス電気ベースの平面図である。
【図３】この発明の第２実施形態に係るフレットレス電気ベースに用いる音程調整装置のブロック図である。
【図４】この発明の第３実施形態に係るフレットレス電気ベースに用いる音程調整装置のブロック図である。
【図５】第３実施形態のタイミングチャートである。
【図６】フレット電気弦楽器の平面図である。
【図７】フレットの動作を説明するための側面図である。
【図８】フレットレス電気弦楽器の平面図である。
【図９】部分的に移調を行う変形例を説明するための説明図である。
【図１０】この発明の他の実施形態に係るフレットレス電気ベースに用いる音程調整装置のブロック図である。
【図１１】音程調整装置の効果を比較して説明するための説明図である。
【符号の説明】
１ 弦
７ ピックアップマイク（楽音信号発生手段）
１２ ピッチ検出手段（周波数検出手段）
１３ ピッチテーブル（記憶手段）
１４ ピッチ選択手段（周波数選択手段）
１５ 減算手段（差分検出手段）
１６ ピッチ補正手段（調整手段）
１８ 選択手段（出力手段）
１９ アンプ（出力手段）
２０ 押弦位置検出手段（周波数検出手段）
２１ ピッチ変換手段（周波数検出手段，変換手段）
２２ 遅延手段（判定手段）
２３ 減算手段（判定手段）
２４ 判定手段
２５ 補正値保持手段（周波数保持手段）
ＳＰ 差分ピッチ（差分周波数）
ＧＰ 元音ピッチ（楽音周波数）
ＳＫＰ 選択ピッチ（選択周波数）
ＫＰ 基準ピッチ（基準周波数）
ＧＳ 元音信号（楽音信号）
ＳＳ 制御信号（判定信号）
Claims (3)
- 楽音の音程を調整する音程調整装置であって、
楽音信号の周波数を検出する周波数検出手段と、
複数の基準周波数を格納した記憶手段と、
前記周波数検出手段が検出した楽音周波数の値に応じて、前記複数の基準周波数の中から該楽音周波数に最も近い基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い高音側の基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い低音側の基準ピッチデータを選択し、これを選択周波数として出力する周波数選択手段と、
前記楽音信号の周波数が連続的に変化しているか否かを判定して判定信号を生成する判定手段と、
前記判定信号が連続を示す場合には、前記楽音周波数が連続して変化する直前の時刻における前記選択周波数と前記時刻における前記楽音周波数との差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整し、前記判定信号が不連続を示す場合には、前記選択周波数と前記楽音周波数とのリアルタイムの差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整することにより、前記楽音信号の周波数を前記選択周波数に一致させる調整手段と
を備えたことを特徴とする音程調整装置。 - 弦の振動を電気信号に変換することにより楽音信号を発生する楽音信号発生手段と、
前記弦の押弦位置を検出する押弦位置検出手段と、
前記押弦位置を周波数に変換して楽音周波数を生成する周波数検出手段と、
複数の基準周波数を格納した記憶手段と、
前記周波数検出手段が検出した楽音周波数の値に応じて、前記複数の基準周波数の中から該楽音周波数に最も近い基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い高音側の基準ピッチデータ、または該楽音周波数に最も近い低音側の基準ピッチデータを選択し、これを選択周波数として出力する周波数選択手段と、
前記楽音信号の周波数が連続的に変化しているか否かを判定して判定信号を生成する判定手段と、
前記判定信号が連続を示す場合には、前記楽音周波数が連続して変化する直前の時刻における前記選択周波数と前記時刻における前記楽音周波数の差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整し、前記判定信号が不連続を示す場合には、前記選択周波数と前記楽音周波数のリアルタイムの差分ピッチを用いて前記楽音信号を調整することにより、前記楽音信号の周波数を前記選択周波数に一致させる調整手段と
を備えたことを特徴とする電気楽器。 - 請求項１に記載の音程調整装置を有する電気楽器であって、楽音信号を発生する楽音信号発生手段と、この楽音信号発生手段からの楽音信号と、前記音程調整装置によって調整された前記楽音信号とを選択出力する選択出力手段とを備えることを特徴とする電気楽器。
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|---|---|---|---|
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| JP26298795A JP3617142B2 (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | 音程調整装置および電気楽器 |
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- 1995-10-11 JP JP26298795A patent/JP3617142B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH09106286A (ja) | 1997-04-22 |
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