JP6137519B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

本発明は、電子楽器に関し、より詳細には、ミュージックシーケンサ型の電子楽器に関する。

電子ピアノや電子ドラムに代表される従来の電子楽器は、ユーザに対してアナログ楽器を模倣したユーザ・インターフェースを提供するものでしかなかったが、近年、全く新しい設計思想の下、次世代型の電子楽器が開発され注目を集めている。

特開２００７−５８１４９号公報（特許文献１）は、そのような次世代型電子楽器を開示する。特許文献１が開示する電子楽器は、キー入力のためのユーザ・インターフェースとして機能する１６個×１６個のボタンが、同時に、光によるパフォーマンスを実施することによって、ユーザの直観的な操作を促し、演奏時のユーザの興趣を高める。

特開２００７−５８１４９号公報

本発明は、演奏時の興趣を高めることができる新規な電子楽器を提供することを目的とする。

本発明者らは、演奏時の興趣を高めることができる新規な電子楽器につき鋭意検討した結果、ミュージックシーケンサ型の電子楽器において、キー入力のためのユーザ・インターフェースを可動自在に構成し、その動きと発音をシンクロさせる構成に想到し、本発明に至ったのである。

すなわち、本発明によれば、キーによって予め指定された音およびリズムに基づいて発音する電子楽器であって、マトリックス状に配列した複数の円筒状のキーと、前記複数の円筒状のキーが円筒軸方向に上下動自在に嵌合される筐体と、前記キーを円筒軸方向および円周方向に可動自在に支持し、円筒軸方向に駆動するソレノイドアクチュエータと、前記キーの円筒軸方向の突出量を検出する突出量検出手段と、前記キーの円周方向の回転量を検出する回転量検出手段と、コントローラとを含み、前記コントローラは、前記キーの入力に前記キーによって指定された音を所定の発音期間にわたって発音させる発音制御部と、前記発音期間に同期して、該キーを支持する前記ソレノイドアクチュエータを駆動し、該キーを前記筐体から突出させるキー駆動制御部と、前記キーについて検出された前記突出量および前記回転量に基づいて、該キーに割り当てる音の性質を設定する音性質設定部とを含む電子楽器が提供される。

上述したように、本発明によれば、演奏時の興趣を高めることができる新規な電子楽器が提供される。

本実施形態の電子楽器の斜視図。 本実施形態におけるリアルタイム・モードを説明するための概念図。 本実施形態におけるシーケンス・モードを説明するための概念図。 本実施形態の電子楽器の側面透視図。 本実施形態におけるキーユニットの詳細図。 本実施形態の電子楽器の機能ブロック図。 本実施形態におけるキーの押下を説明するための概念図。 本実施形態におけるキーユニットの駆動動作を説明するための概念図。 本実施形態における突出量検出手段を説明するための概念図。 本実施形態における回転量検出手段を説明するための概念図。 本実施形態における音性質の設定方法を説明するための概念図。 本実施形態におけるコントローラが実行する音性質設定処理のフローチャート。 本実施形態における３つの演奏モードを説明するための概念図。 本実施形態におけるシーケンス・モードにおいて実行される処理のフローチャート。 ３つの演奏モード時において実現可能な即興演奏方法を説明するための概念図。

以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。

図１は、本発明の実施形態である電子楽器１０の斜視図である。電子楽器１０は、ミュージックシーケンサ型の電子楽器として参照されるものであり、図１に示すように、正方形の上面を有する直方体状の筐体１２を備え、その上面１２ａには、１６個の円筒状のキー２０がマトリックス状に配列している。

ここでは、まず、本実施形態の電子楽器１０が有する、「リアルタイム・モード」および「シーケンス・モード」という２つの演奏モードについて説明する。まず、図２を参照して、リアルタイム・モードを説明する。リアルタイム・モードは、電子ピアノ等と同様の演奏方法をユーザに提供するモードである。リアルタイム・モードにおいては、図２（ａ）に示すように、各キー２０に固有の音高が割り当てられ、図２（ｂ）に示すように、ユーザがキー２０を押下すると、電子楽器１０は、これに応答して、キー２０が押下されている期間、割り当てられた音高の合成音を再生する。なお、このとき、キー２０は、発音に同期して発光する。

次に、図３を参照して、シーケンス・モードを説明する。各キー２０に固有の音高を割り当てられる点は、上述したリアルタイム・モードと同様である。一方、シーケンス・モードにおいては、マトリックス状に配列した１６個の各キー２０が拍として定義され、１６個のキーが１つのタイムラインおよび一小節として定義される。そして、ユーザは、発音させたい音高が割り当てられたキー２０を押下して指定する。その後、自動演奏時において、予め指定された音が進行するタイムラインに沿って発音される。

例えば、ユーザが図３（ａ）に示すようにキー２０を押下すると、一小節分の音高と譜割り（リズム）が指定される。自動演奏時においては、図３（ｂ）に示すように、設定されたテンポのもと、指定されたリズムに同期して、「ド」「ラ」、「ファ」「レ」の順序で発音し、このサイクルを繰り返す。

このとき、４つのキー２０からなる各列は、発音タイミングに同期して発光し、各キー２０は、発音タイミングに同期して上面１２ａから飛び出す動きを行う。つまり、シーケンス・モードにおいては、発音に同期して各キー２０がリズミカルに動きながら光を放つので、聴覚と視覚が同時に刺激され、ユーザの興趣が高まる。

以上、本実施形態の電子楽器１０が発音に同期した動きのパフォーマンスを実施する点について説明してきたが、本実施形態の電子楽器１０は、さらに、以下の特徴を有する。すなわち、本実施形態の電子楽器１０においては、音を指定するためのキースイッチであるキー２０が、同時に、音の性質に関するパラメータを設定するためのインターフェースとして機能する。さらに、本実施形態の電子楽器１０によれば、自動演奏中にリズミカルに動くキー２０に対して、ユーザがなんらかのアクションを即興的に加えることによって、自動演奏にアドリブ的な要素を加えることが可能になる。以下、上述した特徴を実現するための機構について、順を追って説明する。

図４（ａ）は、電子楽器１０の側面透視図である。電子楽器１０の筐体１２の正方形の上面１２ａには、円筒状のキー２０を嵌合するために１６個の円形開口部がマトリックス状に形成されており、当該円形開口部に嵌合された各キー２０の上面２０ａは、初期状態において、筐体１２の上面１２ａと略面一になるように構成される。

図４（ｂ）は、筐体１２を取りはずした電子楽器１０の内部構造の斜視図である。なお、図４（ｂ）においては、説明の都合上、各種配線類の図示を省略している（他の図において同様）。図４（ｂ）に示すように、電子楽器１０の内部構造は、直方体状の筐体を有する制御ユニット１５と、制御ユニット１５の上面にマトリックス状に配設された１６個のキーユニット４０を含んで構成されている。なお、制御ユニット１５の詳細については後述する。

図５は、キーユニット４０の詳細図である。本実施形態におけるキーユニット４０は、図５（ａ）に示すように、可動部であるキー２０と土台部であるアッセンブリー３０から構成される。

キー２０は、一端が開放された中空円筒状を有する円筒部２２と、円筒部２２の中空部の中心を円筒軸方向に伸びるピストン部２４と、ピストン部２４の先端からさらに円筒軸方向に伸びるスイッチ押下部２６を備える。円筒部２２は、後述するＬＥＤの発光を透過させるように光透過性の材料（例えば、白色のプラスチックなど）で形成されている。また、円筒部２２の外周壁には、開放側のおおよそ下半分に適切な数（図５の場合、８つ）のスリットが円筒軸に平行に形成されている。さらに、円筒部２２の一部を切り欠いて示すように、ピストン部２４の先端には、ネオジウム磁石などとして参照されるリング型の永久磁石２８が固定されている。

一方、アッセンブリー３０は、キー２０を駆動・発光させるとともに、キー２０の動きに応じて信号を出力するための機構であり、キー２０のピストン部２４が挿入されるシリンダ部３１と、シリンダ部３１の外周に固設されるドーナツ円盤状の支持部３２と、シリンダ部３１の長手方向に平行に固設される板状の支持部３３を備える。支持部３２の上面には、フルカラーＬＥＤ３４と、フォトリフレクタ３５が固定され、支持部３３には、２つのフォトリフレクタ３６ａ，３６ｂが円筒部２２の外周方向に離間して固定されている。なお、フルカラーＬＥＤ３４は発光素子の例示であり、フォトリフレクタ３５は測距センサの例示であって、これらに限定されない。

上述したキー２０のピストン部２４がアッセンブリー３０のシリンダ部３１に挿入されてなるキーユニット４０は、ソレノイドアクチュエータとして機能する。図５（ｂ）は、キー２０とアッセンブリー３０の断面図を示す。シリンダ部３１の下部には絶縁被膜つき銅線が巻かれ、ソレノイドコイル３７を構成している。さらに、貫通するシリンダ部３１の下方端側にタクトスイッチ３９が配置されている。キー２０のピストン部２４がシリンダ部３１に挿入された際、キー２０は、電磁誘導の作用でアッセンブリー３０から若干浮遊した状態に保たれる。その結果、円筒部２２は、その円筒軸方向および円周方向に可動自在に支持される。以上、電子楽器１０の物理構成について説明してきたが、続いて、電子楽器１０の機能構成について図７に基づいて説明する。

図６は、電子楽器１０の機能ブロック図である。図６に示すように、電子楽器１０は、１６個のキーユニット４０と、制御ユニット１５と、スピーカー１６を含んで構成される。

各キーユニット４０は、突出量検出手段３５、回転量検出手段３６、キー押下検出手段３９、ソレノイドコイル３７、およびＬＥＤ３４を含んで構成される。ここで、突出量検出手段３５は、キー２０の突出量を検出する手段であり、図５（ａ）に示したフォトリフレクタ３５がこれに相当する。また、回転量検出手段３６は、キー２０の円周方向の回転量を検出する手段であり、図５（ａ）に示した２つのフォトリフレクタ３６ａ，３６ｂがこれに相当する。また、キー押下検出手段３９は、キーが押下されたことを検出する手段であり、図５（ａ）に示したタクトスイッチ３９がこれに相当する。

制御ユニット１５内には１６個のキーユニット４０を制御するためのコントローラ１００が搭載されている。コントローラ１００は、マイクロコンピュータなどとして参照することができる情報処理装置を含んで構成され、発音制御部１０２、音性質設定部１０４、発音キー登録部１０６、キー駆動制御部１０８、キー発光制御部１１０、キーマトリックススキャン部１１２、演奏モード設定部１１４、および発音データ生成部１２０として機能する。

演奏モード設定部１１４は、適切なＵＩを介してユーザから演奏モード（リアルタイム・モード／シーケンス・モード）の指定を受け付ける。

キーマトリックススキャン部１１２は、各キー２０に対応する検出手段（突出量検出手段３５、回転量検出手段３６およびキー押下検出手段３９）の出力を４×４のキーマトリックススキャンを利用して監視・検出する。

発音キー登録部１０６は、キーマトリックススキャン部１１２が検出したキー押下検出手段３９の出力に基づいて、発音するキーを登録する。図７（ａ）に示すように、初期状態において、電磁誘導の作用で浮遊したキー２０の上面２０ａは、筐体１２の上面１２ａと略面一になっており、図７（ｂ）に示すように、ユーザがキー２０の上面２０ａを押下することに伴って、スイッチ押下部２６がタクトスイッチ３９を押下し、スイッチＯＮ信号が出力される。発音キー登録部１０６は、スイッチＯＮ信号が出力されたキー２０を発音キーとして登録する。

音性質設定部１０４は、キーマトリックススキャン部１１２が検出した突出量検出手段３５および回転量検出手段３６からの出力に基づいて、各キー２０に割り当てる音高を設定し、各キー２０に紐付けられた所定のエフェクトを設定する（詳細については後述する）。

発音データ生成部１２０は、シーケンス・モードにおいて、自動演奏の実行要求を受け付けると、設定されたテンポのもと、指定されたリズム（発音タイミング）に同期して、発音データ（ＭＩＤＩ）を動的に生成する。発音データの生成にあたり、発音データ生成部１２０は、登録された発音キー（発音キー情報）を発音キー登録部１０６から読み出し、発音タイミングに同期して、登録された発音キーに割り当てられた音高ならびに設定されたエフェクト（音性質情報）を音性質設定部１０４から動的に読み出す。

発音データ生成部１２０は、各発音キーの音性質情報に基づいて、所定の発音期間を有する発音データを動的に生成し、発音制御部１０２に出力する。例えば、テンポが60bpmに設定されている場合、発音キー１つあたりの発音期間は1 / 16 = 0.06 [s] となる。発音制御部１０２は、発音タイミングに同期して発音データ生成部１２０から送られてくる発音データをＷＡＶに変換し、スピーカー１６に出力する。

一方、発音データ生成部１２０は、発音キーに係る発音データの発音期間に同期して、キー駆動制御部１０８およびキー発光制御部１１０のそれぞれに対して駆動信号を出力する。キー駆動制御部１０８およびキー発光制御部１１０は、入力された駆動信号に応答して、発音キーに対応するキーユニット４０を制御してキー２０を上下動させると同時に発光させる。

以下、キーユニット４０の駆動動作について、図８に基づいて説明する。先に述べたように、高い信号応答性と静かな駆動音を実現すべく、本実施形態においては、キーユニット４０をソレノイドアクチュエータとして構成している。図８（ａ）は、キーユニット４０の初期状態を示す。初期状態においては、キー２０の上面２０ａは筐体１２の上面１２ａと略面一になっている。発音データ生成部１２０からの駆動信号の入力に応答して、キー駆動制御部１０８がソレノイドコイル３７に対して通電を開始し、キー発光制御部１１０がＬＥＤ３４への給電を開始する。その結果、ソレノイドコイル３７に磁界が発生し、これに永久磁石２８が反発して、図８（ｂ）に示すように、キー２０が円筒軸上方向に押し上げられると同時に、ＬＥＤ３４が発光する。その後、発音期間の終了に同期して、キー駆動制御部１０８がソレノイドコイル３７への通電を停止し、キー発光制御部１１０がＬＥＤ３４への給電を停止する。その結果、図８（ｃ）に示すように、ＬＥＤ３４は消灯し、キー２０は自重の作用で降下して、最終的に、図８（ｄ）に示すように初期状態に戻る。

ここで、図８（ｂ）および（ｃ）に注目されたい。磁界の反発の作用で上下動するキー２０には、上昇方向および下降方向のいずれにも加速度が生じる。したがって、そのままでは、バネ運動が発生し、キー２０の挙動が安定しない。この点につき、本実施形態は、シリンダ部３１を常磁性の金属（例えば、アルミニウム）で形成することによってこれを解決する。すなわち、シリンダ部３１を常磁性の金属とすることによって、永久磁石２８がシリンダ部３１内部を移動する際、その移動方向とは逆向きの電磁力ｅが生じる。この電磁力ｅが、上昇方向および下降方向に生じる加速度を減殺する結果、キー２０の上下動が等速運動に近い動きとなり、キー２０の動きのパフォーマンスがスムーズになる。

ここで、音性質設定部１０４が突出量検出手段３５および回転量検出手段３６からの出力に基づいて音性質を設定する機構について、順を追って説明する。

まず、図９に基づいて、本実施形態における突出量検出手段３５について説明する。本実施形態においては、図９に示すように、シリンダ部３１の外周に固設された支持部３２の上面にフォトリフレクタ３５が円筒部２２の中空部の天井に対峙するように固定されており、天井までの距離Ｌを測距し、その測定値に基づいて突出量αを導出する。具体的には、突出量αは、キー２０の初期状態における計測値＝Ｌ_１とキー２０の突出時の計測値＝Ｌ_２の差分として求めることができる。

次に、図１０に基づいて、本実施形態における回転量検出手段３６について説明する。なお、以下の説明においては、図５（ａ）を併せて参照されたい。図１０に示すように、円筒部２２の外周壁には、８つのスリットが等間隔に形成されている。ここで、２つのフォトリフレクタ３６ａおよびフォトリフレクタ３６ｂは、円筒部２２の円周方向に並設され、それぞれが円筒部２２の中空部の内周面に向けて光線を照射し、その反射光を検出するように構成されている。ここで、フォトリフレクタ３６ａ（以下、Ｌという）とフォトリフレクタ３６ｂ（以下、Ｒという）は、それぞれの光軸が略平行になり、且つ、２つの光軸間の距離がスリットの幅Ｓより小さくなるように適切な離間距離をもって並設される。

図１０（ａ）の左端の状態においては、ＬおよびＲのいずれにおいても反射光が検出されない（Ｌ＝検出無／Ｒ＝検出無）。この状態からキー２０の円筒部２２を正方向（紙面を上から見て時計回り）に回転させる場合を検討する。この場合、最初に、Ｌにおいてのみ反射光が検出される状態になり（Ｌ＝検出有／Ｒ＝検出無）、次に、ＬおよびＲの両方で反射光が検出される状態になり（Ｌ＝検出有／Ｒ＝検出有）、次に、Ｒにおいてのみ反射光が検出される状態になり（Ｌ＝検出無／Ｒ＝検出有）、次に再び、ＬおよびＲのいずれにおいても反射光が検出されない最初の状態（Ｌ＝検出無／Ｒ＝検出無）に戻る。

同じく、図１０（ｂ）の左端の状態においては、ＬおよびＲのいずれにおいても反射光が検出されない（Ｌ＝検出無／Ｒ＝検出無）。この状態からキー２０の円筒部２２を逆方向（紙面を上から見て反時計回り）に回転させる場合を検討する。この場合、最初に、Ｒにおいてのみ反射光が検出される状態になり（Ｌ＝検出無／Ｒ＝検出有）、次に、ＬおよびＲの両方で反射光が検出される状態になり（Ｌ＝検出有／Ｒ＝検出有）、次に、Ｌにおいてのみ反射光が検出される状態になり（Ｌ＝検出有／Ｒ＝検出無）、次に再び、ＬおよびＲのいずれにおいても反射光が検出されない最初の状態（Ｌ＝検出無／Ｒ＝検出無）に戻る。

つまり、正方向の場合には、「Ｌ＝検出無／Ｒ＝検出無」の状態に後に必ず「Ｌ＝検出有／Ｒ＝検出無」の状態に遷移し、「Ｌ＝検出有／Ｒ＝検出有」の状態に後に必ず「Ｌ＝検出無／Ｒ＝検出有」の状態に遷移するのに対し、逆方向の場合には、「Ｌ＝検出無／Ｒ＝検出無」の状態に後に必ず「Ｌ＝検出無／Ｒ＝検出有」の状態に遷移し、「Ｌ＝検出有／Ｒ＝検出有」の状態に後に必ず「Ｌ＝検出有／Ｒ＝検出無」の状態に遷移する。

以上の検討から、当業者であれば、２つのフォトリフレクタ３６ａおよびフォトリフレクタ３６ｂからの検出信号の有無を時系列で監視し、その内容を解析することによって、キー２０の回転方向を取得することができ、且つ、スリットの数に応じた分割数で回転量を取得することができることを理解するであろう。

以上、本実施形態における突出量検出手段３５および回転量検出手段３６について説明してきたが、次に、突出量検出手段３５および回転量検出手段３６からの出力に基づいて音性質に関するパラメータを設定する方法について、図１１に基づいて説明する。ここで、音性質とは、音の高さ、音の大きさ、音色などの音の性質を意味する。

本実施形態において、ユーザは、図１１（ａ）に示すように、キー２０を降りた状態で回すことによって当該キーについて所望の音高を設定することができる。さらに、本実施形態において、ユーザは、図１１（ｂ）に示すように、キー２０を掴んで引き上げた状態で回すことによって電子楽器１０の発音に対して残響、反響、歪み、揺らぎなどの各種のエフェクトをかけることができる。

以下、図１２に示すフローチャート基づいて、音性質設定部１０４が実行する音性質の設定処理を具体的に説明する。なお、以下の処理は、１６個のキー２０全てについて、所定のサイクルで繰り返し実施される。

本実施形態においては、１６個のキー２０（あるいはその一部）のそれぞれに予め異なるエフェクトの種類を割り当てておき、キー２０が掴まれて引き上げられた状態で回されたことに応答して、当該キー２０に紐付けられたエフェクトを設定する。

まず、キー[i]について、上述した突出量検出手段３５によって検出された突出量αが所定の閾値Ｈを超えているか否かが判断される（ステップ１０１）。本実施形態においては、閾値Ｈとして、キー２０の電磁力による可動限界に相当する突出量を設定することによって、突出量αが閾値Ｈを超えた時点で、ユーザがキー２０を掴んで引き上げたことを検出することができる。

ステップ１０１において、キー[i]の突出量αが閾値Ｈを超えていると判断された場合（ステップ１０１、Ｙｅｓ）、キー[i]がユーザによって掴まれていると判定してステップ１０２に進む。

ステップ１０２おいては、キー[i]の回転を検出したか否かが判断される。ステップ１０２において、回転が検出されなかった場合は（ステップ１０２、Ｎｏ）、処理を終了する。一方、回転が検出された場合は（ステップ１０２、Ｙｅｓ）、ステップ１０３において、その回転方向が判断される。

その結果、回転方向が正方向であった場合（ステップ１０３、正）、処理はステップ１０４に進む。ステップ１０４においては、検出した正方向の回転量Ｎに応じて、キー[i]に紐付けられたエフェクト[E]の設定値を直前の設定値よりＮ段階大きい値に変更し、処理を終了する。一方、回転方向が逆方向であった場合（ステップ１０３、逆）、処理はステップ１０５に進む。ステップ１０５においては、検出した逆方向の回転量Ｎに応じてエフェクト[E]の設定値を直前の設定値よりＮ段階小さい値に変更し、処理を終了する。

再び、ステップ１０１に戻って説明を続ける。ステップ１０１において、突出量αが閾値Ｈを超えていないと判断された場合（ステップ１０１、Ｎｏ）、キー[i]が降りた状態であると判定してステップ１０６に進む。

ステップ１０６においては、キー[i]の回転を検出したか否かが判断される。ステップ１０６において、回転が検出されなかった場合は（ステップ１０６、Ｎｏ）、処理を終了する。一方、回転が検出された場合は（ステップ１０６、Ｙｅｓ）、ステップ１０７において、その回転方向が判断される。

その結果、回転方向が正方向であった場合（ステップ１０７、正）、処理はステップ１０８に進む。ステップ１０８においては、検出した正方向の回転量Ｎに応じて、キー[i]に割り当てられた音高[P]を直前の音高よりＮ段階高い音高に変更し、処理を終了する。一方、回転方向が逆方向であった場合（ステップ１０７、逆）、処理はステップ１０９に進む。ステップ１０９においては、検出した逆方向の回転量Ｎに応じて、キー[i]に割り当てられた音高[P]を直前の音高よりＮ段階低い音高に変更し、処理を終了する。なお、上述した音高の変更は、予め定められた音階に沿って行われる。

以上、音性質として音高および音色（エフェクト）に関するパラメータの設定方法について説明してきたが、上述した内容はあくまで例示であることに留意されたい。本実施形態においては、この他にも、キー２０を降りた状態で回す操作によってエフェクトを設定するようにし、キー２０を掴んで引き上げた状態で回すことによって音高を設定するように構成してもよいし、また、そのいずれかの操作によって音量を設定するように構成してもよい。

つまり、本発明の要旨は、キー２０の突出量について、複数の突出量を定義した上で、各突出量を設定の対象となる音性質に紐付け、各突出量における回転量と音性質に関するパラメータを対応付けることにある。この点につき、上述した実施形態は、所定の閾値Ｈを基準にして２種類の突出量を定義し、各突出量を、エフェクトおよび音高に対応付けたケースを例示したものである。つまり、本発明においては、３種類以上の突出量を定義することによって、３種類以上のパラメータを設定することができる。

以上、音性質を設定する方法について説明してきたが、続いて、本実施形態の電子楽器１０におけるシーケンス・モードについてさらに詳細に説明する。シーケンス・モードは、３つの演奏モード（Ａモード、Ｂモード、Ｃモード）に区分され、ユーザがこれを選択する。図１３は、各モードにおける発音の音高と音量の時系列的変化を、キー２０の発音期間および突出量αとともに示す。

Ａモードは、各キーの発音期間にわたって一定の音高および音量で発音するモードであり、図１３（ａ）に示すように、発音期間にわたって、一定の音高Ｐを、一定の音量Ｖで発音する。ここで、音高Ｐは、キー２０に割り当てられた音高であり、音量Ｖは、電子楽器１０全体に設定された音量である（以下、同様）。

Ｂモードは、各キーの発音期間にわたって、音高がキー２０の突出量αに依存して変化するモードであり、図１３（ｂ）に示すように、発音期間にわたって、一定の設定音量Ｖが維持されるが、音高は、音高Ｐから音高Ｐ’までの間で、突出量αに応じてアナログ的に変化する。

Ｃモードは、キー２０の突出量αに依存して音量が変化するモードであり、図１３（ｃ）に示すように、発音期間にわたって、一定の音高Ｐで発音するが、音量は、音量Ｖから音量Ｖ’までの間で、突出量αに応じてアナログ的に変化する。

図１４は、シーケンス・モードにおいて実行される処理のフローチャートを示す。なお、以下の処理は、所定のサイクルで繰り返し実施される。また、以下の処理と図１２において説明した音性質設定処理は、適切な方法で並列的に処理されるものとして参照されたい。

まず、ステップ２０１において、キー[i]が指定されているか否かが判断され、指定されていない場合（ステップ２０１、Ｎｏ）、処理を終了する。一方、キー[i]が指定されている場合（ステップ２０１、Ｙｅｓ）、ステップ２０２において、キー[i]の発音タイミングか否かが判断され、発音タイミングでない場合（ステップ２０２、Ｎｏ）、処理を終了する。一方、発音タイミングであった場合（ステップ２０２、Ｙｅｓ）、ステップ２０３に進み、キー[i]に設定された音性質（音高・エフェクタ量）をセットする。ここで、ステップ２０３でセットされる音高[Ｐ]およびエフェクタ量[Ｅ]の値は、図１２において説明した音性質設定処理によって随時更新されるものとして参照されたい。

続くステップ２０４では、ユーザが選択した演奏モードの種類が判断され、選択された演奏モードごとに異なる処理を実行する。

Ａモードが選択されていた場合（ステップ２０４、Ａモード）、キー[i]の駆動・発光・発音が開始され（ステップ２０５）、ステップ２０３で読み込んだパラメータ（音高[Ｐ]・エフェクタ量[Ｅ]）で発音が実施される（ステップ２０６）。キー[i]の駆動・発光・発音は、発音期間が終了するまで続けられ（ステップ２０７、Ｎｏ）、発音期間が終了すると（ステップ２０７、Ｙｅｓ）、これに同期して、キー[i]の駆動、発光および発音が終了して（ステップ２０８，２０９）、処理を終了する。

Ｂモードが選択されていた場合（ステップ２０４、Ｂモード）、キー[i]の駆動・発光・発音が開始されると同時に（ステップ２１０）、キー[i]の突出量αの監視が開始され（ステップ２１１）、ステップ２０３で読み込んだパラメータ（音高[Ｐ]・エフェクタ量[Ｅ]）で発音する（ステップ２１２）。但し、Ｂモードにおいては、発音の音高が、音高[Ｐ]から音高[Ｐ’]までの間で、突出量αに応じてアナログ的に変化する。キー[i]の駆動・発光・発音は、発音期間が終了するまで続けられ（ステップ２１３、Ｎｏ）、発音期間が終了すると（ステップ２１３、Ｙｅｓ）、キー[i]の駆動が終了し（ステップ２１４）、ステップ２１５に進む。ステップ２１５においては、キー[i]の突出量αが閾値Ｈを超えているか否かが判断され、キー[i]の突出量αが閾値Ｈを超えている限り（すなわち、キー[i]がユーザに掴んで引き上げられている限り、ステップ２１１〜ステップ２１４の一連の処理を繰り返す。一方、突出量αが閾値Ｈ以下になると（ステップ２１５、Ｎｏ）、ステップ２０９に進み、キー[i]の発光および発音が終了して（ステップ２０９）、処理を終了する。

Ｃモードが選択されていた場合（ステップ２０４、Ｃモード）、キー[i]の駆動・発光・発音が開始されると同時に（ステップ２１６）、キー[i]の突出量αの監視が開始され（ステップ２１７）、ステップ２０３で読み込んだパラメータ（音高[Ｐ]・エフェクタ量[Ｅ]）で発音する（ステップ２１８）。但し、Ｃモードにおいては、発音の音高が、音量[Ｖ]から音量[Ｖ’]までの間で、突出量αに応じてアナログ的に変化する。キー[i]の駆動・発光・発音は、発音期間が終了するまで続けられ（ステップ２１９、Ｎｏ）、発音期間が終了すると（ステップ２１９、Ｙｅｓ）、キー[i]の駆動が終了し（ステップ２２０）、ステップ２２１に進む。ステップ２２１においては、キー[i]の突出量αが閾値Ｈを超えているか否かが判断され、キー[i]の突出量αが閾値Ｈを超えている限り（すなわち、キー[i]が掴んで引き上げられている限り）、ステップ２１７〜ステップ２２０の一連の処理を繰り返す。一方、突出量αが閾値Ｈ以下になると（ステップ２２１、Ｎｏ）、ステップ２０９に進み、キー[i]の発光および発音が終了して（ステップ２０９）、処理を終了する。

以上、説明したように、演奏モードがＢモードまたはＣモードに設定されている場合、キー[i]の突出量αが閾値Ｈを超えている限り（すなわち、キー[i]が掴んで引き上げられている限り）、当該キー[i]の発音期間が延長される。発音制御部１０２は、キーマトリックススキャン部１１２が検出した突出量検出手段３５からの出力に基づいて、キー[i]の突出量αが閾値Ｈを超えているか否かを判断し、突出量αが閾値Ｈを超えている限り、発音データ生成部１２０から送られてくる発音データによって指定された当初の発音期間を延長する。

以上、シーケンス・モードにおいて提供される３つの演奏モードについて説明してきたが、次に、これらの３つの演奏モード時において実現可能な即興演奏方法について、図１５に基づいて例示的に説明する。

ユーザは、図１５（ａ）に示すように、リズムに合わせて飛び出すキー２０を掴んで静止させることによって、掴んだキー２０の発音期間を伸ばすことができる（Ａ〜Ｃのいずれのモードにおいても可能）。この場合、例えば、本来、「♪ド」と短く発音するところが、キー２０を掴んでいる間「♪ド〜〜〜〜〜」と発音し続ける。

また、ユーザは、図１５（ｂ）に示すように、リズムに合わせて飛び出すキー２０を掴んで上下に動かすことによって、掴んだキー２０の発音をキー２０の上下動に同期して変化させることができる。この場合、Ｂモードにおいては、キー２０の上下動に応じて音高が上下し、ビブラートのような音色を演出することができる。一方、Ｃモードにおいては、キー２０の上下動に応じて音量が増減し、トレモロのような音色を演出することができる。

また、ユーザは、図１５（ｃ）に示すように、リズムに合わせて飛び出すキー２０を掴んだ状態で回すことによって、自動演奏中に任意のエフェクト（例えば、エコー）をかけることができる（Ａ〜Ｃのいずれのモードにおいても可能）。さらに、キー２０を正逆方向に交互に回すことによってワウ音のような音色を演出することもできる。

さらに、ユーザは、図１５（ｄ）に示すように、リズムに合わせて飛び出そうとするキー２０を手で押さえ込むことによって、Ｂモードにおいては、本来の発音されるべき音高[Ｐ’]より低い音高で発音し、Ｃモードにおいては、本来の発音されるべき最大音量[Ｖ’]より低い音量で発音する。その結果、発音にミュートがかかったような印象を演出することができる。

以上、説明したように、本発明の電子楽器においては、自動演奏の発音タイミングに同期して音を指定するためのキースイッチが光を放ちながらリズミカルに動くので、ユーザを聴覚的および視覚的に魅了することができ、さらに、ユーザはリズミカルに動くキースイッチに対して即興的にアクションを加えることによって自動演奏を動的に演出することができるため、演奏中の興趣がさらに高まる。

以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の電子楽器の筐体（外観）は、正方形の上面を有する直方体状に限定されるものではなく、所望の形状の筐体を採用することができる。また、上述した実施形態では、１６個のキーで１小節分の演奏を繰り返す態様を例示したが、本発明は、キーの数やその配列態様を限定するものではない。その他、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

上述した実施形態の各機能は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）などのオブジェクト指向プログラミング言語などで記述された装置実行可能なプログラムにより実現でき、本実施形態のプログラムは、ハードディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、フレキシブルディスク、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭなどの装置可読な記録媒体に格納して頒布することができ、また他装置が可能な形式でネットワークを介して伝送することができる。

１０…電子楽器
１２…筐体
１５…制御ユニット
１６…スピーカー
２０…キー
２２…円筒部
２４…ピストン部
２６…スイッチ押下部
２８…永久磁石
３０…アッセンブリー
３１…シリンダ部
３２，３３…支持部
３４…ＬＥＤ
３５…突出量検出手段（フォトリフレクタ）
３６…回転量検出手段（フォトリフレクタ）
３７…ソレノイドコイル
３９…キー押下検出手段（タクトスイッチ）
４０…キーユニット
１００…コントローラ
１０２…発音制御部
１０４…音性質設定部
１０６…発音キー登録部
１０８…キー駆動制御部
１１０…キー発光制御部
１１２…キーマトリックススキャン部
１１４…演奏モード設定部
１２０…発音データ生成部

Claims (5)

1. キーによって予め指定された音およびリズムに基づいて発音する電子楽器であって、
   マトリックス状に配列した複数の円筒状のキーと、
   前記複数の円筒状のキーが円筒軸方向に上下動自在に嵌合される筐体と、
   前記キーを円筒軸方向および円周方向に可動自在に支持し、円筒軸方向に駆動するソレノイドアクチュエータと、
   前記キーの円筒軸方向の突出量を検出する突出量検出手段と、
   前記キーの円周方向の回転量を検出する回転量検出手段と、
   コントローラとを含み、
   前記コントローラは、
   前記キーによって指定された音を所定の発音期間にわたって発音させる発音制御部と、
   前記キーによって指定された音の前記発音期間に同期して、該キーを支持する前記ソレノイドアクチュエータを駆動し、該キーを前記筐体から突出させるキー駆動制御部と、
   前記キーについて検出された前記突出量および前記回転量に基づいて、該キーに割り当てる音の性質を設定する音性質設定部と
   を含み、
   前記円筒状のキーは、
   開放端側の外周にスリットが形成された中空円筒であり、中空部の中心を円筒軸方向に伸びて永久磁石を含むピストン部が固定され、
   前記ソレノイドアクチュエータは、
   前記キーの前記ピストン部が挿入されるシリンダ部であって、常磁性の金属で形成され、外周にソレノイドコイルが形成されるシリンダ部を含み、
   前記突出量検出手段は、前記キーの前記円筒部の中空部の天井に対峙するように固定されるフォトリフレクタであり、
   前記音性質設定部は、
   前記キーの前記突出量について、ｎ種類（ｎは３以上の整数）の異なる前記突出量を定義した上で、それぞれの前記突出量に異なる音の性質を紐付け、
   前記キーについて前記フォトリフレクタによって前記突出量が検出されたときに、該キーについて検出された前記回転量に応じて、該突出量に紐付いた音の性質に関するパラメータを設定する、
   電子楽器。
2. 前記キーは発光手段を備え、
   該キーによって指定された音の発音期間に同期して、該キーの前記発光手段を発光させるキー発光制御部と
   を含む、請求項１に記載の電子楽器。
3. 前記発音制御部は、前記キーの前記突出量が所定の閾値を超えている限り、該キーによって指定された音の前記発音期間を延長する、請求項１または２に記載の電子楽器。
4. 前記発音制御部は、前記キーの前記突出量に応じて、該キーによって指定された音の音高または音量を変更する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子楽器。
5. 前記回転量検出手段は、中空円筒状の前記キーの内周面に向けて光線を照射し、その反射光を検出する２つのフォトリフレクタであり、該２つのフォトリフレクタの光軸間の距離が前記スリットの幅より小さくなるように、前記キーの回転方向に並設される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子楽器。