JP4882616B2 - 楽器演奏用アクチュエータ、マウスピース及び演奏代行装置 - Google Patents

Description

本発明は、楽器演奏用アクチュエータ、マウスピース及び演奏代行装置に関する。

機械によって自動的に楽器を演奏する技術は広く知られており、例えば、自動的に演奏を行う自動オルガンや自動ピアノなどは古くから生産されている。近年においては、鍵盤楽器だけでなく、吹奏楽器を自動的に演奏する機械も開発されており、特許文献１〜３では金管楽器を自動的に演奏するロボットが開示されている。
特開２００４−２５８４４３号公報 特開２００４−１７７８２８号公報 特開２００４−３１４１８７号公報

ところで、従来の自動オルガン、自動ピアノあるいは特許文献１〜３に記載の技術においては、全ての演奏を機械が自動的に行うものであり、利用者は演奏を聴くだけであった。一方、演奏をしてみたいという要求を持つ人も多く、たとえ演奏技術が未熟であっても自分の演奏によって楽器を奏でて楽しみたいという要望も多い。
しかしながら、上述した従来の技術においては、このような楽器を演奏したいという要求に対応することができなかった。

本発明は上述した背景に鑑みてなされたものであり、たとえ演奏技術が未熟であっても、自分の操作によって楽器を良好に奏でることができるように、吹奏者の演奏を補助する技術を提供することを目的とする。

本発明の好適な態様である楽器演奏用アクチュエータは、加圧気体を管楽器のマウスピースの管路に流入させる流入路と、静止状態においては前記流入路の開口部に接して前記流入路を塞ぎ、振動状態においては前記開口部との間に振動による間隙を形成する振動板と、供給される信号に応じて、前記振動板を振動させる駆動機構と、前記流入路と前記振動板とが接する部分を覆う空間を形成する空間形成部材と、前記空間形成部材の空間に加圧気体を吹入する加圧気体吹入機構と、記振動板と前記マウスピースの吹込み口との間に設けられ、前記振動板から発生される音波と前記マウスピースの吹込み口から吹入される吹奏者の呼気との干渉を防止する干渉防止部材とを具備することを特徴とする。
また、本発明の好適な態様である楽器演奏用アクチュエータは、加圧気体を管楽器のマウスピースの管路に流入させる流入路と、静止状態においては前記流入路の開口部に接して前記流入路を塞ぎ、振動状態においては前記開口部との間に振動による間隙を形成する振動板と、供給される信号に応じて、前記振動板を振動させる駆動機構と、前記流入路と前記振動板とが接する部分を覆う空間を形成する空間形成部材と、前記空間形成部材の空間に加圧気体を吹入する加圧気体吹入機構とを具備し、前記振動板は、前記マウスピースの吹込み口と前記マウスピースの管路との間に設けられ、当該振動板から発生される音波と前記マウスピースの吹込み口から吹入される吹奏者の呼気との干渉を防止する干渉防止手段を兼ねることを特徴とする。

また、本発明の好適な態様であるマウスピースは、吹奏者の呼気が吹入される吹込み口を備え、管楽器に装着可能なマウスピースであって、加圧気体を前記マウスピースの管路に流入させる流入路と、静止状態においては前記流入路の開口部に接して前記流入路を塞ぎ、振動状態においては前記開口部との間に振動による間隙を形成する振動板と、供給される信号に応じて、前記振動板を振動させる駆動機構と、前記流入路と前記振動板とが接する部分を覆う空間を形成する空間形成部材と、前記空間形成部材の空間に加圧気体を吹入する加圧気体吹入機構と、前記振動板と前記マウスピースの吹込み口との間に設けられ、前記振動板から発生される音波と前記マウスピースの吹込み口から吹入される吹奏者の呼気との干渉を防止する干渉防止部材とを具備することを特徴とする。
また、本発明の好適な態様であるマウスピースは、吹奏者の呼気が吹入される吹込み口を備え、管楽器に装着可能なマウスピースであって、加圧気体を前記マウスピースの管路に流入させる流入路と、静止状態においては前記流入路の開口部に接して前記流入路を塞ぎ、振動状態においては前記開口部との間に振動による間隙を形成する振動板と、供給される信号に応じて、前記振動板を振動させる駆動機構と、前記流入路と前記振動板とが接する部分を覆う空間を形成する空間形成部材と、前記空間形成部材の空間に加圧気体を吹入する加圧気体吹入機構とを具備し、前記振動板は、前記マウスピースの吹込み口と前記マウスピースの管路との間に設けられ、当該振動板から発生される音波と前記マウスピースの吹込み口から吹入される吹奏者の呼気との干渉を防止する干渉防止手段を兼ねることを特徴とする。

また、本発明の別の好適な態様である演奏代行装置は、加圧気体を管楽器のマウスピースの管路に流入させる流入路と、静止状態においては前記流入路の開口部に接して前記流入路を塞ぎ、振動状態においては前記開口部との間に振動による間隙を形成する振動板と、供給される信号に応じて、前記振動板を振動させる駆動機構と、前記流入路と前記振動板とが接する部分を覆う空間を形成する空間形成部材と、前記空間形成部材の空間に加圧気体を吹入する加圧気体吹入機構と、前記マウスピースの吹込み口付近に設けられ、吹奏者の演奏の態様の程度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された内容に応じて、演奏補助の度合いを示す演奏補助信号を生成する演奏補助信号生成手段と、前記演奏補助信号生成手段により生成された演奏補助信号に応じた信号を前記駆動機構に供給する駆動機構制御手段と、前記演奏補助信号生成手段により生成された演奏補助信号に応じた量の加圧気体を、前記加圧気体吹入機構によって吹入させる加圧気体吹入機構制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、吹奏者の演奏技術が未熟であっても、自分の操作によって楽器を良好に奏でることができるように、吹奏者の演奏を補助することができる。

＜第１実施形態＞
＜構成＞
図１はこの発明の第１の実施形態である演奏アシスト装置３Ｃの構成を示す図である。演奏アシスト装置３Ｃは、トランペットなどの金管楽器４に装着されて用いられ、吹奏者による金管楽器４の吹奏をアシストする装置である。図において、アクチュエータ１Ｃは、金管楽器４のマウスピース２Ｃの管路に音波を発生させる装置であり、金管楽器４のマウスピース２Ｃに装着されて用いられる。

図２は、マウスピース２Ｃとアクチュエータ１Ｃの構成を示す側断面図である。図において、マウスピース２Ｃには、アクチュエータ１Ｃが、支持部材１１Ｃによって固定されている。なお、図において、５は吹奏者の唇を示す。

ここで、本発明に係るアクチュエータの基本的構成と動作原理について、図３を参照しつつ説明する。図３は、アクチュエータ１Ａの側断面図である。アクチュエータ１Ａは、図示のように、支持部材１１Ａによって、マウスピース２に固定される。図において、スピーカ１２は、振動板１２１１、ボイスコイル、マグネット等（図示略）を備え、供給される信号に応じて、振動板１２１１を振動させる駆動機構である。補強板１２１２は、振動板１２１１を補強するための板であり、振動板１２１１に接着されている。なお、この実施形態では、振動板１２１１を補強するための部材として補強板１２１２を用いるが、補強板１２１２を用いない構成としてもよい。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、振動板１２１１と補強板１２１２とを「振動板１２１」と称して説明する。

流入路２ａは、圧縮空気をマウスピース２の管路に流入させる流入路である。振動板１２１は、静止状態においては流入路２ａの開口部２ｂに接して流入路２ａを塞ぎ、振動状態においては開口部２ｂとの間に振動による間隙を形成する振動板である。振動板１２１は、図中の矢印Ａ方向に振動することによって、金管楽器４のマウスピース２の管路に図中の矢印Ｂ方向に振動する音波を発生させる。空間形成部材１１１は、流入路２ａと振動板１２１とが接する部分を覆う空間を形成する部材である。加圧気体吹入機構１４は、空間形成部材１１１の空間に圧縮空気を吹入する機構である。この加圧気体吹入機構１４は、図示せぬ空気タンクに接続されており、この空気タンクから、振動板１２１によって生成される音波の最大圧力と同等又はそれ以上の圧力の圧縮空気を、スピーカ１２が駆動されている期間に渡って流出させる。

振動板１２１は、振動することによって加圧気体吹入機構１４から吹入される圧縮空気を振動させる弁の働きをする。具体的には、振動板１２１が振動していない状態（静止状態）においては、空間形成部材１１１と振動板１２１とが当接した状態となり、流入路２ａは塞がれ、圧縮空気の通路は遮断された状態となる。一方、振動板１２１が振動すると、空間形成部材１１１と振動板１２１との間に間隙が発生し、この間隙を通路として、加圧気体吹入機構１４から吹入される圧縮空気が流入路２ａに流れ込む。

加圧気体吹入機構１４から吹入される圧縮空気の圧力はほぼ一定である。以下では、このように圧力値が脈動しない空気を「直流空気」と呼ぶ。一方、空間形成部材１１１と振動板１２１との間隙からマウスピース２の管路に流出される圧縮空気は、振動板１２１の振動に応じて脈動したものとなる。

なお、このアクチュエータ１Ａにおいては、振動板１２１の振動に応じてマウスピース２内に圧縮空気が吹入されるから、図３に示すように、音波の振動方向Ｂは振動板１２１の振動方向Ａと同一方向となる。
以上が、本実施形態に係るアクチュエータの基本構成と動作原理の説明である。

図２の説明に戻る。なお、図２に示すアクチュエータ１Ｃの構成が、図３に示したアクチュエータ１Ａの構成と異なる点は、支持部材１１Ａに代えて、支持部材１１Ｃを備えている点と、シャッター部材１５とセンサ１６とを備えている点であり、他の構成は、上述したアクチュエータ１Ａのそれと同様である。そのため、以下の説明においては、アクチュエータ１Ａと同様の構成要素については、同じ符号を付与して適宜その説明を省略する。
なお、このアクチュエータ１Ｃにおいては、振動板１２１の振動に応じてマウスピース２内に圧縮空気が吹入されるから、図２に示すように、音波の振動方向Ｂは振動板１２１の振動方向Ｃと直交する方向となる。

図２において、シャッター部材１５は、振動板１２１から発生される音波とマウスピース２Ｃの吹込み口２１から吹入される吹奏者の呼気による振動（音波）との干渉を防止する干渉防止手段である。より詳細には、シャッター部材１５は、マウスピース２Ｃの管路内の振動板１２１と吹込み口２１との間に開閉可能に設けられ、閉じた状態では振動板１２１から発生する音波及び吹込み口２１から吹入される呼気の伝播を防ぐ弁１５１を備えている。シャッター部材１５は、呼気のエネルギーが音波のエネルギーより小さい場合には弁１５１を開く一方、それ以外の場合（呼気のエネルギーが音波のエネルギーより大きい場合又は無吹奏時）には弁１５１を閉じるように、弁１５１の開閉状態を制御する。すなわち、シャッター部材１５は、非吹奏時又は音の鳴り始め（呼気のエネルギーが音波のエネルギーより大きい場合）には弁１５１を閉じた状態とする一方、吹奏時（呼気のエネルギーが音波のエネルギーより小さい場合）は弁１５１を開いた状態とする。なお、図２（ａ）は、弁１５１が開いている状態を示し、一方、同図（ｂ）は、弁１５１が閉じている状態を示している。なお、この弁１５１は、アクチュエータ１Ｃの電源がＯＦＦされている状態では閉状態となるように構成されている。

図において、センサ１６は、吹込み口２１付近に設けられ、吹奏者の息圧や、吹奏者の演奏により発生する音波のピッチなど、吹奏者の演奏の態様（以下、「演奏態様」）の程度を測定し、測定した内容を表す信号を出力する測定手段として機能する。センサ１６は、マウスピース２Ｃの図中下側を貫通して配置され、マウスピース２Ｃの下側の中空部に露出している。吹奏者の呼気は図中の矢印Ｄ方向に流出し、この息圧をセンサ１６が検出する。

図１の説明に戻る。図において、制御部１７は、センサ１６から出力される信号に応じて、演奏態様の程度（息圧、ピッチ等）を表す演奏情報を生成する演奏情報生成手段として機能するとともに、生成した演奏情報に所定の処理を施し、演奏補助の度合いを示す演奏補助信号を生成する演奏補助信号生成手段として機能する。空気タンク３１は、エアーポンプ３２に接続されており、エアーポンプ３２で生成した圧縮空気の圧力を安定させて加圧気体吹入機構１４に送り込む。制御部１７は、生成した演奏補助信号に応じてエアーポンプ３２を制御して加圧気体吹入機構１４に送り込む圧縮空気の量を調整するとともに、生成した演奏補助信号に応じた信号をスピーカ１２に供給し、振動板１２１を振動させる。また、制御部１７は、スピーカ１２に供給する信号に同期して、シャッター部材１５の弁１５１を開閉する。

＜動作＞
上述した構成によるこの実施形態の動作は以下のとおりである。まず、吹奏者がマウスピース２Ｃに唇５をつけ、息を吹き込むと、マウスピース２Ｃに取り付けられたセンサ１６によって、このときの息圧とピッチとが検出される。制御部１７は、センサ１６から出力される信号に応じて息圧やピッチを表す演奏情報を生成し、生成した演奏情報に応じて演奏補助信号を生成する。そして、制御部１７は、生成した演奏補助信号に応じてエアーポンプ３２を制御して圧縮空気を吹入させるとともに、生成した演奏補助信号に応じたレベルの電気信号をスピーカ１２に供給する。スピーカ１２は、制御部１７から供給される電気信号に応じて振動板１２１を振動させる。

また、制御部１７は、スピーカ１２に供給する信号のＯＮ／ＯＦＦに同期して、シャッター部材１５の弁１５１の開閉を制御する。より詳細には、制御部１７は、センサ１６から出力された息圧を示す信号とスピーカ１２に供給する信号とに応じて、吹奏者の呼気のエネルギーとスピーカ１２から発生される音波のエネルギーとを比較する。次いで、制御部１７は、比較結果に応じて、吹奏者の呼気のエネルギーがスピーカ１２から発生される音波のエネルギーより大きい場合、すなわち音の鳴り始めにおいては、弁１５１を閉じて、アクチュエータ１Ｃをマウスピース２Ｃから遮断するようにシャッター部材１５を制御する。これにより、管の基本的共鳴（共鳴周波数）がアコースティック楽器と大きく変わることを防止することができ、吹奏者は、吹奏をスムーズに開始することができる。
一方、制御部１７は、吹奏者の呼気のエネルギーがスピーカ１２から発生される音波のエネルギーより小さい場合、すなわちアクチュエータ１Ｃが機能している場合には、弁１５１を開くようにシャッター部材１５を制御する。これにより、スピーカ１２から発生する音波がマウスピース２Ｃの管路へ流れ込む。なお、この場合は、振動板１２１から発生する音波により音の壁が作られるから、その制御弁を遮断しなくとも共鳴周波数にさほど影響はない。
なお、制御部１７は、吹奏者の呼気の息圧が検出されなかった場合においても、弁１５１を閉じるようにシャッター部材１５を制御する。

また、このとき、制御部１７は、生成した演奏補助信号に応じてエアーポンプ３２を制御して加圧気体吹入機構１４に送り込む圧縮空気の量を調整する。加圧気体吹入機構１４は、空間形成部材１１１の空間に圧縮空気を吹入する。振動板１２１は、上述したように、圧縮空気を振動させる弁の働きをし、直流空気を脈動させて流入路２ａに送り込む。振動板１２１によって脈動された圧縮空気は、マウスピース２Ｃを介して金管楽器４内へ伝わる。金管楽器４内へ伝わった圧縮空気のうちの多くは音波となり、残りは直流空気として金管楽器４の管内を伝わり、最終的には金管楽器４の朝顔部４１より外部へ放出される。

このように、アクチュエータ１Ｃを経由した圧縮空気は音波となり、金管楽器４内へ伝達される。すなわち、マウスピース２Ｃが取り付けられた金管楽器４の管路には、演奏補助信号に応じた音波が発生する。伝達された音波は、共鳴現象を伴って、金管楽器４の内部音響となる。以上の動作により、金管楽器４からは、振動板１２１の振動と吹奏者の呼気とに応じた音が発音される。この音は、金管楽器４の管路の気柱共鳴の音となる。

この実施形態においては、加圧気体吹入機構１４が空間形成部材１１１と振動板１２１とが接する接触部を覆う空間に圧縮空気を吹入するから、従来の電気駆動のみのスピーカ（以下、「純電気式スピーカ」）を用いる場合よりも高い音圧の音波を発生させることができる。これにより、純電気式スピーカよりも少ない電力で、効率よく、金管楽器演奏の高音圧音波を発生させることができる。

さらに、この実施形態においては、振動板１２１が、吹入される圧縮空気を振動させる弁の働きをするから、脈動していない一定圧力の圧縮空気を、振動板１２１の振動によって脈動した空気として管内に流出させることができる。これにより、スピーカ１２に入力された電気信号に忠実に、与えられた圧縮空気圧（直流）を音波に変換することができ、あたかも人が吹奏しているかのような、実際の吹奏音に近い音色を放音させることができる。

また、この実施形態においては、振動板１２１から発生する音波の伝送路Ｐ１（管への入り口）に、信号に同期して開閉するシャッター部材１５を設けたから、これにより、演奏開始時（音の鳴り始め）において管の基本的共鳴（共鳴周波数）が大きく変化するのを防ぐことができ、吹奏者は、吹奏をスムーズに開始することができる。また、アクチュエータ１Ｃから圧縮空気が伝わってこない場合には弁１５１が閉じられる一方、アクチュエータ１Ｃから圧縮空気が伝わってくる場合には弁１５１が開かれるから、吹奏者は、自身の呼気又はアクチュエータ１Ｃからの圧縮空気による、いわゆる「バックプレッシャー」を感じることができ、一般的な金管楽器と同様の吹奏感を得ることができる。

また、この実施形態においては、演奏アシスト装置３Ｃの電源をＯＦＦにすると弁１５１は閉じた状態となるから、アクチュエータ１Ｃによるアシストなしで、生の金管楽器と同様の吹奏を行うことができる。すなわち、この実施形態によれば、アクチュエータ１Ｃの電源をＯＮにすることで、アクチュエータ１Ｃによる演奏アシストを行わせることができる一方、演奏アシスト装置３Ｃの電源をＯＦＦにすることで、アクチュエータ１Ｃを用いない、一般的なマウスピースを用いたのと同様の演奏を行うこともできる。

＜第２実施形態＞
次に、この発明の第２の実施形態である演奏アシスト装置（以下、「演奏アシスト装置３Ｄ」という）について説明する。この演奏アシスト装置３Ｄの構成が、上述した演奏アシスト装置３Ｃの構成と異なる点は、マウスピース２Ｃに代えて、マウスピース２Ｄを用いる点であり、他の構成は上述した第１の実施形態と同様である。そのため、以下の説明においては、上述した第１の実施形態と同様の構成要素については、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。

図４は、マウスピース２Ｄの構成を示す図である。このマウスピース２Ｄの構成が、上述した第１の実施形態で用いたマウスピース２Ｃのそれと異なる点は、シャッター部材１５に代えて可とう膜１８を備えている点と、排気機構１９Ｄを備えている点である。なお、このアクチュエータ１Ｄにおいては、振動板１２１の振動に応じてマウスピース２Ｄ内に圧縮空気が吹入されるから、音波の振動方向は振動板１２１の振動方向と直交する方向となる。

図において、可とう膜１８は、マウスピース２Ｄの管路内の振動板１２１と吹込み口２１との間に設けられ、吹奏者の呼気による振動（音波）と振動板１２１から発声される音波との干渉を防止する干渉防止手段として機能する。マウスピース２Ｄの吹込み口２１から吹入された呼気は、排気機構１９Ｄからマウスピース２の外部に排出される。この場合、吹奏者の唇５から金管楽器４には、直流空気は届かないが、振動は少し伝播する。

上述した構成によるこの実施形態の動作は以下のとおりである。まず、吹奏者がマウスピース２Ｄに唇５をつけ、息を吹き込むと、マウスピース２Ｄに取り付けられたセンサ１６によって、このときの息圧とピッチとが検出される。制御部１７は、センサ１６から出力される信号に応じて息圧やピッチを検出し、検出した息圧やピッチに応じて演奏補助信号を生成する。次いで、制御部１７は、生成した演奏補助信号に応じてエアーポンプ３２を制御して圧縮空気を吹入させるとともに、生成した演奏補助信号に応じたレベルの電気信号をスピーカ１２に供給する。スピーカ１２は、制御部１７から供給される電気信号に応じて振動板１２１を振動させる。なお、このとき、マウスピース２Ｄの吹込み口２１から吹入された吹奏者の呼気は、排気機構１９Ｄから排出される。

この実施形態によれば、上述した第１の実施形態と比較すると吹奏者の演奏感触はやや劣るものの、共鳴経路が単純化されるため、吹奏者による吹奏をより好適にアシストすることができる。
また、この実施形態においては、吹奏者は、管の共鳴状態を可とう膜１８を経由して感じることができ、ある程度、生の楽器に近い吹奏感（フィードバック）を得ることができる。

＜第３実施形態＞
次に、この発明の第３の実施形態である演奏アシスト装置（以下、「演奏アシスト装置３Ｅ」）について説明する。この演奏アシスト装置３Ｅの構成が、上述した演奏アシスト装置３Ｃのそれと異なる点は、マウスピース２Ｃに代えて、マウスピース２Ｅを用いる点であり、他の構成は上述した第１の実施形態と同様である。そのため、以下の説明においては、上述した第１の実施形態と同様の構成要素については、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。

図５は、この実施形態で用いるマウスピース２Ｅの構成を示す図である。この実施形態で用いるマウスピース２Ｅが、上述した第１の実施形態で用いたマウスピース２Ｃと異なる点は、マウスピース２Ｅの吹込み口２１にアクチュエータ１Ｅが装着されている点と、シャッター部材１５に代えて、吹込み口２２と排気機構１９Ｅとを備えている点である。なお、この実施形態においては、振動板１２１は、マウスピース２Ｅにおいて発生する音波と同じ方向に振動する。

図において、マウスピース２Ｅの吹込み口２１には、アクチュエータ１Ｅが取り付けられており、吹込み口２２は、アクチュエータ１Ｅの背面（図中左側）に設けられている。吹込み口２２には、息圧とピッチとを検出するセンサ１６が設けられている。アクチュエータ１Ｅの壁面には、排気機構１９Ｅが設けられている。吹奏者の呼気は、吹込み口２２から吹入され、振動板１２１の背面に到達した後、排気機構１９Ｅからアクチュエータ１Ｅの外部へ排出される。この実施形態においては、振動板１２１は、図５に示すように、吹込み口２２とマウスピース２Ｅの管路２ｃとの間に設けられており、振動板１２１から発生させる音波とマウスピース２Ｅの吹込み口２２から吹入される吹奏者の呼気による振動（音波）との干渉を防止する干渉防止手段として機能する。すなわち、吹奏者の呼気による振動（音波）と振動板１２１の振動により発生する音波とは、振動板１２１によって遮断される。この場合、直流空気は通さないが、振動は少しは伝播する。

上述した構成によるこの実施形態の動作は以下のとおりである。まず、吹奏者がマウスピース２Ｅの吹込み口２２に唇５をつけ、息を吹き込むと、マウスピース２Ｅに取り付けられたセンサ１６によって、このときの息圧とピッチとが検出される。制御部１７は、センサ１６から出力される信号に応じて息圧やピッチを表す演奏情報を生成し、生成した演奏情報に応じて演奏補助信号を生成する。次いで、制御部１７は、生成した演奏補助信号に応じてエアーポンプ３２を制御して、空間形成部材１１１の空間に圧縮空気を吹入させるとともに、生成した演奏補助信号に応じたレベルの電気信号をスピーカ１２に供給する。スピーカ１２は、制御部１７から供給される電気信号に応じて振動板１２１を振動させる。
このとき、マウスピース２Ｅの吹込み口２２から吹入された吹奏者の呼気は、振動板１２１の背面に到達した後、排気機構１９Ｅからアクチュエータ１Ｅの外部へ排出される。

この実施形態によれば、上述した第１の実施形態と比較すると吹奏者の演奏感触はやや劣るものの、共鳴経路が単純化されるため、吹奏者による吹奏をより好適にアシストすることができる。
また、この実施形態においては、吹奏者は、管の共鳴状態を振動板１２１を経由して感じることができ、ある程度、生の楽器に近い吹奏感（フィードバック）を得ることができる。

＜第４実施形態＞
次に、この発明の第４の実施形態について説明する。この実施形態が上述した第１の実施形態と異なる点は、マウスピース２Ｃに代えて、マウスピース２Ｆを用いる点であり、他の構成は上述した第１の実施形態と同様である。そのため、以下の説明においては、上述した第１の実施形態と同様の構成要素については、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

図６は、この実施形態で用いるマウスピース２Ｆの構成を示す図である。なお、図６は、上述した第３の実施形態において図５に示した図と対応するものである。図６に示すマウスピース２Ｆが、図５に示したマウスピース２Ｅと異なる点は、吹込み口２２に代えて、マウスピース２Ｇが設けられている点である。

図において、マウスピース２Ｆの吹込み口２１には、アクチュエータ１Ｆが取り付けられている。また、マウスピース２Ｆには、マウスピース２Ｇが、装着部材６によって装着されている。マウスピース２Ｇの吹込み口２３には、センサ１６が設けられていおり、マウスピース２Ｇの図中右端には、排気機構１９Ｇが設けられている。吹奏者の呼気は、吹込み口２３から吹入され、排気機構１９Ｇからマウスピース２Ｇの外部へ排出される。
なお、このアクチュエータ１Ｆにおいては、振動板１２１の振動に応じてマウスピース２Ｆに圧縮空気が吹入されるから、図６に示すように、音波の振動方向は振動板１２１の振動方向と同一方向となる。

上述した構成によるこの実施形態の動作は以下のとおりである。まず、吹奏者がマウスピース２Ｇの吹込み口２３に唇５をつけ、息を吹き込むと、マウスピース２Ｇに取り付けられたセンサ１６によって、このときの息圧とピッチとが検出される。制御部１７は、センサ１６から出力される信号に応じて演奏情報を生成し、生成した演奏情報に応じて演奏補助信号を生成する。次いで、制御部１７は、生成した演奏補助信号に応じてエアーポンプ３２を制御して、空間形成部材１１１の空間に圧縮空気を吹入させるとともに、生成した演奏補助信号に応じたレベルの電気信号をスピーカ１２に供給する。スピーカ１２は、制御部１７から供給される電気信号に応じて振動板１２１を振動させる。
一方、マウスピース２Ｇの吹込み口２３から吹入された吹奏者の呼気は、排気機構１９Ｇからマウスピース２Ｇの外部へ排出される。

この実施形態においては、吹奏者は、金管楽器４に実際に取り付けるマウスピース２Ｆとは別途設けられたマウスピース２Ｇに呼気を挿入しつつ吹奏する。この場合、吹奏者にとっては楽器の吹奏感は若干希薄となるものの、アクチュエータ１Ｆの構造は極めてシンプルなものとなる。とりわけ、センサ１６とアクチュエータ１Ｆとの取り付け位置が音響的に分離されているから、ハウリングの問題が一切発生しない。また、振動板１２１から発生される音波と吹奏者の呼気による振動（音波）との干渉を完全に防止することができる。また、吹奏者は、アクチュエータ１Ｆより金管楽器４の管内を経由して朝顔部４１から放射される音を聴くことができるので、吹奏感を得ることができる。

＜変形例＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその一例を示す。
（１）上述した実施形態では、アクチュエータの基本的構成を図３に示した。アクチュエータの構成はこれに限らず、例えば、図７に示すものであってもよい。
図７は、本発明に係るアクチュエータ１Ｂの側断面図である。なお、以下の説明においては、図３に示したアクチュエータ１Ａと同様の構成要素については、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。図７において、アクチュエータ１Ｂは、金管楽器のマウスピース２に支持部材１１Ｂによって固定されて用いられる。振動板１２１は、図中の矢印Ｃ方向に振動することによって、管楽器のマウスピース２内部に、図中の矢印Ｂ方向に振動する音波を発生させる。

加圧気体吹入機構１４が、空間形成部材１１１の空間に圧縮空気を吹入し、また、振動板１２１が振動して、加圧気体吹入機構１４から吹入された加圧空気を振動させる。
なお、このアクチュエータ１Ｂにおいては、振動板１２１の振動に応じてマウスピース２内に圧縮空気が吹入されるから、図７に示すように、音波の振動方向は振動板１２１の振動方向と直交する方向となる。

（２）上述した実施形態は、トランペットなどの金管楽器に本発明を適用した例を示したが、本発明は、管楽器に限らず、木管楽器などの他の管楽器のアシストにも適用することができる。例えば、木管楽器の場合も、マウスピース内部に音圧を発生させるアクチュエータをマウスピースに装着し、このアクチュエータがマウスピース内部に音波を発生させればよい。

（３）上述した実施形態では、振動板１２１から発生される音波と吹奏者の呼気による振動（音波）との干渉を防止する干渉防止手段として、シャッター部材１５、可とう膜１８、振動板１２１を用いた。本発明に係る干渉防止手段は、上述した実施形態で示したものに限らず、振動板１２１から発生される音波と吹奏者の呼気による振動（音波）との干渉を防止するものであればどのようなものであってもよい。
また、上述した実施形態においては、加圧気体として圧縮空気を用いたが、使用する気体は空気以外であってもよい。また、所望する音色に合わせて加圧気体を選定してもよい。

（４）上述した実施形態では、センサ１６は、吹奏者の息圧や、吹奏者の吹奏により発生する音波のピッチなどを測定し、測定した内容を表す信号を出力した。センサ１６が測定するものは息圧やピッチに限らず、例えば、演奏者の唇の緊張（スティッフィネス）、唇の開口（アパチュア）サイズなどであってもよく、要するに、吹奏者の演奏の態様であればどのようなものであってもよい。例えば、アパチュアを測定する場合には、マウスピース２１の吹込み口と吹奏者の唇とが接する面に光センサを設けてこの検出値から算出してもよい。また、例えば、スティッフィネスを検出する場合には、接触面積センサと圧力センサとを設けて、これらの検出値に基づいてスティッフィネスを算出してもよい。

（５）上述した実施形態では、振動板１２１１を補強する板として補強板１２１２を用いたが、補強板１２１２を用いない構成としてもよい。例えば、スピーカのコーン紙（振動板）が弁として機能し得る強度を備えている場合には、補強板を用いる必要はない場合もあり得る。

（６）上述した実施形態では、金管楽器４やマウスピース２に装着可能な演奏アシスト装置について説明した。この演奏アシスト装置は、マウスピース２に装着可能な装置としてマウスピースと別体として構成されていてもよく、また、マウスピースと一体となって構成されていてもよい。また、演奏アシスト装置は、管楽器に装着可能な装置として管楽器と別体として構成されていてもよく、また、管楽器と演奏アシスト装置とが一体となって構成されていてもよい。
また、上述した実施形態では、アクチュエータ，空気タンク，エアーポンプ，制御部などが一体として構成された演奏アシスト装置について説明したが、アクチュエータ単体で構成されていてもよい。

演奏アシスト装置の構成を示す図である。 アクチュエータとマウスピースの構成を示す図である。 アクチュエータの構成を示す図である。 アクチュエータとマウスピースの構成を示す図である。 アクチュエータとマウスピースの構成を示す図である。 アクチュエータとマウスピースの構成を示す図である。 アクチュエータの構成を示す図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…アクチュエータ、２，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ…マウスピース、３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ…演奏アシスト装置、４…金管楽器、５…唇、６…装着部材、１１Ａ，１１Ｂ…支持部材、１２…スピーカ、１４…加圧気体吹入機構、１５…シャッター部材、１６…センサ、１７…制御部、１８…可とう膜、１９Ｄ，１９Ｅ，１９Ｇ…排気機構、２１，２２，２３…吹込み口、３１…空気タンク、３２…エアーポンプ、４１…朝顔部、１１１…空間形成部材、１２１…振動板、１５１…弁。

Claims (5)

1. 加圧気体を管楽器のマウスピースの管路に流入させる流入路と、
   静止状態においては前記流入路の開口部に接して前記流入路を塞ぎ、振動状態においては前記開口部との間に振動による間隙を形成する振動板と、
   供給される信号に応じて、前記振動板を振動させる駆動機構と、
   前記流入路と前記振動板とが接する部分を覆う空間を形成する空間形成部材と、
   前記空間形成部材の空間に加圧気体を吹入する加圧気体吹入機構と、
   前記振動板と前記マウスピースの吹込み口との間に設けられ、前記振動板から発生される音波と前記マウスピースの吹込み口から吹入される吹奏者の呼気との干渉を防止する干渉防止部材と
   を具備することを特徴とする楽器演奏用アクチュエータ。
2. 加圧気体を管楽器のマウスピースの管路に流入させる流入路と、
   静止状態においては前記流入路の開口部に接して前記流入路を塞ぎ、振動状態においては前記開口部との間に振動による間隙を形成する振動板と、
   供給される信号に応じて、前記振動板を振動させる駆動機構と、
   前記流入路と前記振動板とが接する部分を覆う空間を形成する空間形成部材と、
   前記空間形成部材の空間に加圧気体を吹入する加圧気体吹入機構と
   を具備し、
   前記振動板は、前記マウスピースの吹込み口と前記マウスピースの管路との間に設けられ、当該振動板から発生される音波と前記マウスピースの吹込み口から吹入される吹奏者の呼気との干渉を防止する干渉防止手段を兼ねる
   ことを特徴とする楽器演奏用アクチュエータ。
3. 吹奏者の呼気が吹入される吹込み口を備え、管楽器に装着可能なマウスピースであって、
   加圧気体を前記マウスピースの管路に流入させる流入路と、
   静止状態においては前記流入路の開口部に接して前記流入路を塞ぎ、振動状態においては前記開口部との間に振動による間隙を形成する振動板と、
   供給される信号に応じて、前記振動板を振動させる駆動機構と、
   前記流入路と前記振動板とが接する部分を覆う空間を形成する空間形成部材と、
   前記空間形成部材の空間に加圧気体を吹入する加圧気体吹入機構と、
   前記振動板と前記マウスピースの吹込み口との間に設けられ、前記振動板から発生される音波と前記マウスピースの吹込み口から吹入される吹奏者の呼気との干渉を防止する干渉防止部材と
   を具備することを特徴とするマウスピース。
4. 吹奏者の呼気が吹入される吹込み口を備え、管楽器に装着可能なマウスピースであって、
   加圧気体を前記マウスピースの管路に流入させる流入路と、
   静止状態においては前記流入路の開口部に接して前記流入路を塞ぎ、振動状態においては前記開口部との間に振動による間隙を形成する振動板と、
   供給される信号に応じて、前記振動板を振動させる駆動機構と、
   前記流入路と前記振動板とが接する部分を覆う空間を形成する空間形成部材と、
   前記空間形成部材の空間に加圧気体を吹入する加圧気体吹入機構と
   を具備し、
   前記振動板は、前記マウスピースの吹込み口と前記マウスピースの管路との間に設けられ、当該振動板から発生される音波と前記マウスピースの吹込み口から吹入される吹奏者の呼気との干渉を防止する干渉防止手段を兼ねる
   ことを特徴とするマウスピース。
5. 加圧気体を管楽器のマウスピースの管路に流入させる流入路と、
   静止状態においては前記流入路の開口部に接して前記流入路を塞ぎ、振動状態においては前記開口部との間に振動による間隙を形成する振動板と、
   供給される信号に応じて、前記振動板を振動させる駆動機構と、
   前記流入路と前記振動板とが接する部分を覆う空間を形成する空間形成部材と、
   前記空間形成部材の空間に加圧気体を吹入する加圧気体吹入機構と、
   前記マウスピースの吹込み口付近に設けられ、吹奏者の演奏の態様の程度を測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された内容に応じて、演奏補助の度合いを示す演奏補助信号を生成する演奏補助信号生成手段と、
   前記演奏補助信号生成手段により生成された演奏補助信号に応じた信号を前記駆動機構に供給する駆動機構制御手段と、
   前記演奏補助信号生成手段により生成された演奏補助信号に応じた量の加圧気体を、前記加圧気体吹入機構によって吹入させる加圧気体吹入機構制御手段と
   を具備することを特徴とする演奏代行装置。

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