JP5641551B1

JP5641551B1 - キーボード楽器

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Publication number: JP5641551B1
Application number: JP2014143703A
Authority: JP
Inventors: 白井　和彦; 和彦白井
Original assignee: 白井　和彦; 和彦白井
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: JP2016014847A; WO2015190175A1

Abstract

【課題】音律の変化を視覚により認識可能なキーボード楽器を提供する。【解決手段】キーボード楽器１は、それぞれ度数が割り当てられた複数のキー５と、ユーザが音律を選択するための音律選択部６と、音律選択部６により選択された音律に応じて複数のキー５のセント値を決定し、複数のキー５をそれぞれの度数及びセント値に応じた位置に二次元的に配置させる制御部３と、複数のキー５のうち選択されたキー５のセント値に対応した音を出力する出力部４と、を備え、制御部３は、一の任意の２つのキー５の度数の差及びセント値の差と、他の任意の２つのキー５の度数の差及びセント値の差と、が同一な場合、前記一の任意の２つのキー５の中心点間の距離及び方向と、前記他の任意の２つのキー５の中心点間の距離及び方向と、が同一となるように、複数のキー５を配置させることを特徴としている。【選択図】図２

Description

本発明は、キーボード楽器に関する。

従来より、タッチパネル上に複数のキーが配置され、タッチされたキーに対応した音程を有する音を出力するisomorphicキーボートという電子キーボード楽器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特表２００２−５３５７０６号公報

ところで、１９世紀後半以降、楽器の調律に用いる音律としては１２平均律が支配的となっているが、音律を他の音律を変えてみることで、音楽の歴史的な流れの理解や演奏・視聴の楽しみを深めることにつながる。

実際、近年では、「古楽」の展開などによって、歴史的な音律を用いることの重要性が広く認められ、また、民族的な音律の再評価や、新しい音律による調律の試みも盛んに行われている。

また、１２平均律とは、音程の純正性には目を瞑って使いやすさを重視したものであるため、これから音楽を始めようとする人が１２平均律のみに頼ることは、基本となる音程感や、調子外れな音をうまく生かすセンスを身に付けるためには好ましくない。

しかしながら、音楽に慣れていないうちは、音律の変化を聴覚のみで感じることは難しい。

そこで、本発明は、音律の変化を視覚により認識可能なキーボード楽器を提供することを目的としている。

本発明は、それぞれ度数が割り当てられた複数のキーと、ユーザが音律を選択するための音律選択部と、前記音律選択部により選択された音律に応じて前記複数のキーのセント値を決定又は変更し、前記複数のキーをそれぞれの度数及びセント値に応じた位置に二次元的に配置させる制御部と、前記複数のキーのうち選択されたキーのセント値に対応した音を出力する出力部と、を備えたキーボード楽器であって、前記制御部は、前記二次元上において、一の任意の２つのキーの前記度数の差及び前記セント値の差と、他の任意の２つのキーの前記度数の差及び前記セント値の差と、が同一な場合、前記一の任意の２つのキーの中心点間の距離及び方向と、前記他の任意の２つのキーの中心点間の距離及び方向と、が同一となるように、前記複数のキーを、一の方向に関してはそれぞれ度数に応じて、前記一の方向と直交する他の方向に関してはそれぞれのセント値に応じて配置させることを特徴とするキーボード楽器を提供している。

このような構成によれば、ユーザが音律の変化を視覚により認識することが可能となり、音楽教育や音楽理論の探求等において大きな利便性を提供し得る。

また、前記制御部は、前記複数のキーとは独立して、任意のキーの倍音に相当する複数の倍音キーをそれぞれの度数及びセント値に応じた位置に二次元的に配置させることが可能であり、前記出力部は、前記複数のキーのうち選択されたキーのセント値に対応した音と、前記複数の倍音キーのうち選択された倍音キーのセント値に対応した音と、を独立して出力可能であることが好ましい。

このような構成によれば、任意の倍音キーと、当該倍音キーに対応するキーとの間の差異を視覚により認識することが可能となる。また、倍音キーとキーとは独立して出力することが可能なので、独立して音を出力してみることで、両者の差異をより明確にすることが可能となる。

また、前記制御部は、各キーに関し、所定の音律に応じたセント値と選択された音律に応じたセント値との差を用いて、配置を変更可能であることが好ましい。

このような構成によれば、所定の音律に応じたセント値と選択された音律に応じたセント値との差が大きいほど、複数のキーはセント値に関係した方向に関して離れていくこととなるので、より効果的に音律の変化を視覚により認識することが可能となる。

また、前記制御部は、前記二次元上の任意の点が前記複数のキーの中心点の中で最も距離の近い中心点と同一のキーに含まれるように各キーの形状を決定することが好ましい。

このような構成によれば、キーの位置のみならず、キーの形状によっても音律の変化を視覚により認識することが可能となる。
また、本発明の別の観点によれば、それぞれ度数が割り当てられた複数のキー、及び、ユーザが音律を選択するための音律選択部、を表示可能な画面と、前記複数のキーのうち選択されたキーのセント値に対応した音を出力可能な出力部と、を備えた装置において、前記画面上に前記複数のキーを配置させるためのキーボード楽器用プログラムであって、前記音律選択部により選択された音律に応じて前記複数のキーのセント値を決定又は変更し、前記画面上において、前記複数のキーをそれぞれの度数及びセント値に応じた位置に表示させるステップと、前記画面上において、一の任意の２つのキーの前記度数の差及び前記セント値の差と、他の任意の２つのキーの前記度数の差及び前記セント値の差と、が同一な場合、前記一の任意の２つのキーの中心点間の距離及び方向と、前記他の任意の２つのキーの中心点間の距離及び方向と、が同一となるように、前記複数のキーを、一の方向に関してはそれぞれ度数に応じて、前記一の方向と直交する他の方向に関してはそれぞれのセント値に応じて表示させるステップと、を備えたことを特徴とするキーボード楽器用プログラムを提供している。

本発明のキーボート楽器によれば、音律の変化を視覚により認識することが可能となるので、より明確な音程感の育成に貢献することができる。

本発明の実施の形態によるキーボード楽器の構成図本発明の実施の形態によるキーボード部の拡大図本発明の実施の形態による倍音キーの説明図本発明の実施の形態による音律変化強調及びキー形状についての説明図本発明の実施の形態によるキーボード部の変形例本発明の実施の形態による倍音キーの変形例

以下、本発明の実施の形態によるキーボード楽器１について、図１〜図６を参照して説明する。

図１は、キーボード楽器１の構成図である。図１に示すように、キーボード楽器１は、キーボード部２と、制御部３と、出力部４と、を備えている。

キーボード部２は、タッチパネルから構成されており、タッチパネル上には、それぞれ音程に対応した複数のキー５が表示可能である。いずれかのキー５がタッチされると、制御部３の制御により、タッチされたキー５に対応した音程を有する音が出力部４から出力される。

図２は、キーボード部２の拡大図である。本実施の形態では、図２における右方向をＸ方向、上方向をＹ方向と定義する。

キーボード部２上には、更に、音律選択部６、倍音表示部７、及び、音律変化強調部８が、表示可能である。

音律選択部６は、ユーザがキーボード楽器１で使用する音律を選択するためのものであり、「平均律」、「ピタゴラス音律」、「中全音律」、「ヴェルクマイスタ」等複数の音律の中から一の音律を選択可能な構成となっている。なお、音律とは、音階を構成する音名間の周波数比の関係を規定したものであり、音律が異なると同じ音名であっても微妙に異なった音程（音高差）となり得る。

ところで、音高差を特定する際に周波数比を用いると、例えば、「ラ」（周波数４４０Ｈｚ）の場合、１オクターブ上の「ラ」の周波数は８８０Ｈｚ（２倍）、２オクターブ上の「ラ」の周波数は１７６０Ｈｚ（４倍）、３オクターブ上の「ラ」は３５２０Ｈｚ（８倍）というように、各音高差は２の累乗により特定されることとなる。しかしながら、このような累乗による特定では、各音名間の高音差を視覚的に把握することが難しい。

そこで、本実施の形態では、セント値という単位を主に用いて音程の特定を行う。セント値とは、１オクターブを１２００セントと規定した上で、単に加算するだけで音程を特定することができるものである。セント値を用いた場合、基準となる音（例えば、上記と同じように「ラ」）のセント値を０セントとすると、１オクターブ上の「ラ」が１２００セント、２オクターブ上の「ラ」が２４００セント、３オクターブの「ラ」が３６００セントというように、各音程は加算により特定される。従って、セント値を用いることによって、各音名間の高音差を視覚的に把握することが容易となる。

倍音表示部７は、任意のキー５の倍音に相当する複数の倍音キー９を表示させるためのものであり、音律変化強調部８は、音律の変化を視覚的に強調させるためのものである。これらについては、後述する。

次に、図２を用いて、複数のキー５の配置について説明する。

制御部３は、音律に応じたセント値を記憶しており、音律選択部６で音律が選択されると、選択された音律に応じたセント値に基づいて各キー５のセント値を決定する。

例えば、「平均律」が選択された場合には、制御部３は、「ド」を基準とすると、「ド」、「レ」、「ミ」、「ファ」、「ソ」、「ラ」、「シ」、「ド」のセント値を、それぞれ、０、２００、４００、５００、７００、９００、１１００、１２００セントに決定する。

続いて、制御部３は、各キー５をそれぞれの度数及びセント値に対応した位置に配置する。詳細には、Ｘ方向に関しては、度数に対応し、Ｙ方向に関しては、セント値に対応した位置に配置する。

図２は、「平均律」が選択された場合のキー５の配置の一例を示したものである。

本実施の形態では、制御部３は、Ｐ方向には長二度ずつ、Ｑ方向には短三度ずつ増加するようにキー５を配置する。従って、このような配置の下では、各キー５には、図２に示すように音名が割り当てられ、Ｐ方向には、ド−レ−ミ・・・と進行し、Ｑ方向には、ド−ミｂ−ソｂ・・・と進行していくこととなる。

そして、制御部３は、Ｐ方向に並ぶ複数のキー５の中心位置がＸ方向に関して等間隔となり、また、Ｑ方向に並ぶ複数のキー５の中心位置もＸ方向に関して等間隔となるように、各キー５を配置し、各キー５間のＸ方向における距離を度数に対応したものとする。

また、制御部は、Ｙ方向に関しては、各キー５をそれぞれのセント値に対応した位置に配置する。

例えば、「平均律」が選択された場合、「ド」を基準とすると、「ド」、「レ」、「ミ」、「ファ」、「ソ」、「ラ」、「シ」、「ド」のセント値は、それぞれ、０、２００、４００、５００、７００、９００、１１００、１２００なので、制御部３は、各キー５の中心を、Ｙ方向に関して、０、２００、４００、５００、７００、９００、１１００、１２００の座標値を有する点に配置する。

このような構成により、各キー５はそれぞれの度数及びセント値に対応した位置に配置されるので、その結果として、一の任意の２つのキー５の度数の差及びセント値の差と、他の任意の２つのキー５の度数の差及びセント値の差と、が同一な場合、前記一の任意の２つのキー５の中心点間の距離及び方向と、前記他の任意の２つのキー５の中心点間の距離及び方向と、は同一となる。

なお、「平均律」の場合、セント値は、Ｐ方向及びＱ方向に１キー増加するごとにそれぞれ２００及び３００増加する関係、すなわち、度数とセント値は比例の関係となっているため、図２では、Ｐ方向及びＱ方向に沿って全てのキー５が直線状に配置されている。

しかしながら、他の音律では、常に度数とセント値が比例の関係となっているとは限らない。従って、他の音律が選択された場合には、全てのキー５がＰ方向及びＱ方向に沿って直線状に配置されるわけではなく、例えば、図４に示すように、折れ線のような形状で配置される場合もある。

但し、そのような場合であっても、一の任意の２つのキー５の度数の差及びセント値の差と、他の任意の２つのキー５の度数の差及びセント値の差と、が同一な場合、前記一の任意の２つのキー５の中心点間の距離及び方向と、前記他の任意の２つのキー５の中心点間の距離及び方向と、は同一となるので、各キー５間の音程（セント値）の差というものを容易に把握することができる。

このように、本実施の形態によるキーボード楽器１では、音律選択部６で音律を変化させた場合に、各キー５の位置の変化を一目で把握することができることが可能である。従って、本実施の形態によるキーボード楽器１によれば、ユーザが音律の変化を視覚により認識することが可能となり、音楽教育や音楽理論の探求等において大きな利便性を提供し得る。

また、本実施の形態によるキーボード楽器１は、任意のキー５の倍音に相当する複数の倍音キー９を表示させるための倍音表示部７を備えている。

倍音とは、任意の音程の整数倍の周波数を有する音程のことを指し、純正音程の目印となるものである。具体的には、「ド」を基準（第１倍音）とすると、第１倍音の整数倍の周波数を有する「（１オクターブ上の）ド」、「（１オクターブ上の）ソ」、「（２オクターブ上の）ド」、「（２オクターブ上の）ミ」・・・が、それぞれ、第２倍音、第３倍音、第４倍音、第５倍音・・・となる。

ユーザにより倍音表示部７が操作されると、制御部３は、図３に示すように、複数のキー５とは独立して、任意のキー５の倍音に相当する複数の倍音キー９をそれぞれの度数及びセント値に応じた位置に配置させる。そして、出力部４は、複数のキー５のうち選択されたキー５のセント値に対応した音と、複数の倍音キー９のうち選択された倍音キー９のセント値に対応した音と、を独立して出力することが可能である。

なお、倍音キー９は、同じ度数を有するキー５とセント値が異なる場合もある。従って、図３では、理解容易のために、全ての倍音キー９は、対応するキー５の略中心位置に表示されているが、対応するキー５の中心位置からセント値に関するＹ方向に離れることもあり得る。

このような構成によれば、任意の倍音キー９と、当該倍音キー９に対応するキー５との間の差異を視覚により認識することが可能となる。また、倍音キー９とキー５とは独立して出力することが可能なので、独立して音を出力してみることで、両者の差異、つまり、選択された音律に応じた音程（セント値）が、純正音程（セント値）に近いか離れているかを、より明確に感じられるようになる。例えば、図６に示す、第８−１０倍音９８−９１０から出力されるドレミと、第８−１０倍音９８−９１０に対応したキー５から出力されるドレミとを比較してみれば、その違いを明確に感じることができる。

なお、本実施の形態では、倍音キー９と、当該倍音キー９に対応するキー５のセント値とが同一の場合には、倍音キー９を太めに表示している。このような構成により、選択された音律に正確に対応している倍音キー９を容易に認識することが可能となっている。

また、本実施の形態によるキーボード楽器１は、音律の変化を視覚的に強調させるための音律変化強調部８を備えており、ユーザにより音律変化強調部８が操作されると、制御部３は、各キー５に関し、所定の音律に応じたセント値と選択された音律に応じたセント値との差を用いて、配置を変更する。

例えば、あるキー５に関し、所定の音律に応じたセント値が１００であり、選択された音律に応じたセント値が１０１であった場合には、その差分１（＝１０１−１００）を、選択された音律に応じたセント値１０１に加算したセント値１０２に応じた位置に配置を変更する。

図４は、不均等な音律である「ヴェルクマイスタＩ（ＩＩＩ））」が選択された場合に、キー５の配置を変更した一例であり、音律の変化をより明確に視覚的に認識することができる。

このような構成により、所定の音律に応じたセント値と選択された音律に応じたセント値との差が大きいほど、複数のキー５はＹ方向に関して離れていくこととなるので、より効果的に音律の変化を視覚により認識することが可能となる。

また、本実施の形態によるキーボード楽器１では、制御部３は、タッチパネル上の任意の点が複数のキー５の中心点の中で最も距離の近い中心点と同一のキー５に含まれるように各キー５の形状を決定している。例えば、不均等な音律である「ヴェルクマイスタ」が選択され、音律変化強調部８が操作された場合には、制御部３は、キー５の形状を図４に示すようなものに決定する。

このような構成によれば、キー５の位置のみならず、キー５の形状によっても音律の変化を視覚により認識することが可能となる。

尚、本発明のキーボード楽器は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

例えば、上記実施の形態では、各キー５のＹ座標はセント値そのものになるように設定したが、セント値そのものになるように設定しなくても、各キー５のＹ座標同士が相対的にセント値に比例するように設定すればよい。

また、上記実施の形態では、複数のキー５は、タッチパネル上に表示したが、タッチパネルでないパソコン等の画面上に表示し、マウス等を用いて使用してもよい。更に、複数のキー５は、画面上に表示させる構成でなく、機械的構造によって実現してもよい。

また、上記実施の形態では、図２における上方向を音高差に対応したとしたが、例えば、図２における右方向を音高差に対応させれば、ピアノのキー配置に慣れているユーザにとっては、親しみやすいものとなり得る。

また、上記実施の形態では、音律変化強調部８は、所定の音律に応じたセント値と選択された音律に応じたセント値との差を、選択された音律に応じたセント値に加算することにより、キー５の配置を変更したが、例えば、上記差を乗算したものを選択された音律に応じたセント値に加算することにより、キー５の配置を変更してもよいし、上記差を乗算したものを所定の音律に応じたセント値に加算することにより、キー５の配置を変更してもよい。

なお、このような場合であっても、各キー５の形状は、上記実施の形態で述べたように、タッチパネル上の任意の点が複数のキー５の中心点の中で最も距離の近い中心点と同一のキー５に含まれるように決定される。

また、上記実施の形態では、制御部３は、Ｐ方向には長二度ずつ、Ｑ方向には短三度ずつ増加するようにキー５を配置したが、キー５間の度数の差は、これに限定されるものではない。

例えば、図５は、「中全音律」が選択された場合に、Ｐ方向に二度の２分の１（半音）ずつ、Ｑ方向に完全四度ずつ増加するようにキー５を配置したものである。なお、図５では、表示の煩雑さを避けるために、Ｐ方向においては１つおきに音名を表示している。

「中全音律」の半音階進行では、例えば、「ド（Ｃ）」−「ミ（Ｅ）」間の半音間のセント値の差、及び、「ファ（Ｆ）」−「シ（Ｂ）」間の半音間のセント値の差は、理想的には均一である。従って、図５に示すように、Ｐ方向において、二度の２分の１（半音）ずつ増加する（半音階を構成する）ように配置されたキー５は、均等な間隔で直線状に配置されることとなり、各キー５間のセント値の差の均等性を視覚により認識することができる。このように、通常の全音階の度数の２分の１の度数を使うことにより、「中全音律」の理想的な半音階進行が演奏可能になる。

また、上記実施の形態で説明したように、倍音は、一般に、「ド」を第１倍音とすると、「（１オクターブ上の）ド」、「（１オクターブ上の）ソ」、「（２オクターブ上の）ド」、「（２オクターブ上の）ミ」・・・が、第２倍音、第３倍音、第４倍音、第５倍音・・・と定義されている。そして、上記実施の形態では、倍音キー９は、上記音名（度数）に応じた位置に配置されていた。

しかしながら、例えば、第７倍音などは、「シｂ（Ｂｂ）」と定義されているが、セント値としては「シｂ（Ｂｂ）」から大きくずれており、実際には、第６倍音と第８倍音の中間値の度数と考えた方が音の構成を理解するには都合が良い。

そこで、本発明であれば、その二次元性を生かして、図６に示すように、Ｘ軸方向に関して、第６倍音９６と第８倍音９８の中間に第７倍音９７を配置することもできる。

また、同様な考え方から、第１７倍音９１７を第１６倍音９１６と第１８倍音９１８の中間値、第１９倍音９１９を第１８倍音９１８と第２０倍音９２０の中間値と考えると、図６に示すように、半音階を構成する「ド（Ｃ）」−「ミ（Ｅ）」の５つのキー５に対応して、第１６倍音９１６−第２０倍音９２０がそれぞれ配置されることとなる。これにより、音律に応じた半音階と、倍音列をモデルとした純正な半音階とを、視覚と聴覚の両方によって比較することが可能となる。

また、上記実施の形態では、音律は、音律選択部６で挙げられたものの中から選択する形式となっていたが、手動で各キー５のセント値を入力することにより、自由な音律を設定可能にしてもよい。

例えば、既存の音律におけるオクターブのセント値は、いずれも１２００セントで固定であるが、１２００セントから外れたオクターブ(ＰｓｅｕｄｏＯｃｔａｖｅ)を用いた音律の実験も行われている。そこで、上記説明したように、手動で登録を行えば、このような音律に応じてキー５を配置することも可能である。なお、その場合にも、オクターブの大小が、キー配置・形状に反映されることとなるので、音律の変化を視覚により感じられることとなる。

このように、本発明には、音の構成を理解するための多くの使い方が考えられる。

また、本発明は、制御部３に相当するプログラムにも応用可能である。

１キーボード楽器
２キーボード部
３制御部
４出力部
５キー
６音律選択部
７倍音表示部
８音律変化強調部
９倍音キー

Claims

それぞれ度数が割り当てられた複数のキーと、
ユーザが音律を選択するための音律選択部と、
前記音律選択部により選択された音律に応じて前記複数のキーのセント値を決定又は変更し、前記複数のキーをそれぞれの度数及びセント値に応じた位置に二次元的に配置させる制御部と、
前記複数のキーのうち選択されたキーのセント値に対応した音を出力する出力部と、
を備えたキーボード楽器であって、
前記制御部は、前記二次元上において、一の任意の２つのキーの前記度数の差及び前記セント値の差と、他の任意の２つのキーの前記度数の差及び前記セント値の差と、が同一な場合、前記一の任意の２つのキーの中心点間の距離及び方向と、前記他の任意の２つのキーの中心点間の距離及び方向と、が同一となるように、前記複数のキーを、一の方向に関してはそれぞれ度数に応じて、前記一の方向と直交する他の方向に関してはそれぞれのセント値に応じて配置させることを特徴とするキーボード楽器。
前記制御部は、前記複数のキーとは独立して、任意のキーの倍音に相当する複数の倍音キーをそれぞれの度数及びセント値に応じた位置に二次元的に配置させることが可能であり、前記出力部は、前記複数のキーのうち選択されたキーのセント値に対応した音と、前記複数の倍音キーのうち選択された倍音キーのセント値に対応した音と、を独立して出力可能であることを特徴とする請求項１に記載のキーボード楽器。
前記制御部は、各キーに関し、所定の音律に応じたセント値と選択された音律に応じたセント値との差を用いて、配置を変更可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のキーボード楽器。
前記制御部は、前記二次元上の任意の点が前記複数のキーの中心点の中で最も距離の近い中心点と同一のキーに含まれるように各キーの形状を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のキーボード楽器。
それぞれ度数が割り当てられた複数のキー、及び、ユーザが音律を選択するための音律選択部、を表示可能な画面と、前記複数のキーのうち選択されたキーのセント値に対応した音を出力可能な出力部と、を備えた装置において、前記画面上に前記複数のキーを配置させるためのキーボード楽器用プログラムであって、
前記音律選択部により選択された音律に応じて前記複数のキーのセント値を決定又は変更し、前記画面上において、前記複数のキーをそれぞれの度数及びセント値に応じた位置に表示させるステップと、
前記画面上において、一の任意の２つのキーの前記度数の差及び前記セント値の差と、他の任意の２つのキーの前記度数の差及び前記セント値の差と、が同一な場合、前記一の任意の２つのキーの中心点間の距離及び方向と、前記他の任意の２つのキーの中心点間の距離及び方向と、が同一となるように、前記複数のキーを、一の方向に関してはそれぞれ度数に応じて、前記一の方向と直交する他の方向に関してはそれぞれのセント値に応じて表示させるステップと、
を備えたことを特徴とするキーボード楽器用プログラム。