以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
なお、全図面にわたって、同一または対応する要素には同一符号を付す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is the same or respond | corresponds over all the drawings.
(第1実施形態)
[構成の説明]
図1は、本発明の第1実施形態による楽音装置100の全体構成の一例を模式的に示している。楽音装置100は、管楽器の共鳴管として機能する管体部(例えば管楽器のボディ、ボウ、ベルから構成される部分)の音響特性を電気的に模擬することにより、管楽器特有の自励発振現象を再現し、この自励発振現象に伴うバックプレッシャを管楽器のマウスピース(吹奏体)内に発生させながら、その管楽器の音を電気的に合成する。
(First embodiment)
[Description of configuration]
FIG. 1 schematically shows an example of the overall configuration of the musical sound device 100 according to the first embodiment of the present invention. The musical sound device 100 electrically simulates the acoustic characteristics of a tubular part (for example, a part composed of a wind instrument body, a bow, and a bell) that functions as a resonance tube of a wind instrument, thereby generating a self-excited oscillation phenomenon unique to the wind instrument. The sound of the wind instrument is electrically synthesized while reproducing and generating the back pressure accompanying the self-oscillation phenomenon in the mouthpiece of the wind instrument.
なお、本実施形態では、サクソフォン等の木管楽器の音を合成するものとして楽音装置100を説明するが、この例に限定されることなく、本実施形態による楽音装置100は、トランペット等の金管楽器を含む管楽器全般に適用可能である。
また、以下の説明では、「上流側」なる用語は、管楽器のマウスピースから共鳴管に吹き込まれる呼気の流入側を指し、「下流側」なる用語は、その呼気の流出側を指す。また、「終端部」なる用語は、自然管楽器の上流側から下流側に伝搬する波動が反射する位置を指し、管楽器の音孔が開くことによって形成される開放端と、管楽器の下流側(ベル側)の端部に相当する開放端または閉端を含む。
In the present embodiment, the musical sound device 100 is described as one that synthesizes the sound of a woodwind instrument such as a saxophone, but the musical sound device 100 according to the present embodiment is not limited to this example, and the musical instrument 100 according to the present embodiment is a brass instrument such as a trumpet. It is applicable to all wind instruments including
Further, in the following description, the term “upstream side” refers to the inflow side of exhaled air that is blown from the mouthpiece of the wind instrument into the resonance tube, and the term “downstream side” refers to the outflow side of the exhalation. The term “terminal portion” refers to a position where a wave propagating from the upstream side to the downstream side of a natural wind instrument reflects, an open end formed by opening a sound hole of the wind instrument, and a downstream side (bell) of the wind instrument. Side) and an open end or a closed end corresponding to the end.
楽音装置100は、マウスピース110、消音器120、操作子130、信号処理部140、放音部170、連結部190を備える。このうち、マウスピース110は、リード111を備え、自然管楽器に用いられるものである。ただし、この例に限定されず、マウスピース110は管楽器のマウスピースと同様の機能を有するものであればよい。
The musical sound device 100 includes a mouthpiece 110, a silencer 120, an operator 130, a signal processing unit 140, a sound emitting unit 170, and a connecting unit 190. Among these, the mouthpiece 110 includes a lead 111 and is used for a natural wind instrument. However, it is not limited to this example, The mouthpiece 110 should just have the function similar to the mouthpiece of a wind instrument.
消音器120は、マウスピース110から発生された音の音量を低減させるためのものであり、管路部121と吸音部122を備える。管路部121は、自然管楽器のネック部に対応した構造を有する管体であり、マウスピース110の着脱が可能に構成されている。吸音部122は、管路部121の管内を通じてマウスピース110から伝搬する音を吸収するものである。消音器120の構造の詳細については後述する。
The silencer 120 is for reducing the volume of the sound generated from the mouthpiece 110, and includes a pipe line part 121 and a sound absorbing part 122. The pipe part 121 is a tubular body having a structure corresponding to a neck part of a natural wind instrument, and is configured so that the mouthpiece 110 can be attached and detached. The sound absorbing part 122 absorbs sound propagating from the mouthpiece 110 through the pipe part 121. Details of the structure of the silencer 120 will be described later.
消音器120の管路部121には、検出部123と加振部124が設けられている。このうち、検出部123は、マウスピース110から管路部121の内部に伝搬する音の波動を検出して検出信号SAを出力するものであり、管路部121の長手方向の中途部に設けられている。検出信号SAは信号処理部140に入力される。検出部123は、例えばマイクロフォンである。加振部124は、信号処理部140から出力された音響信号SBに基づいて管路部121の内部空間を加振するものである。加振部124は、検出部123の近傍に位置するようにして管路部121の長手方向の中途部に設けられている。加振部124は、例えばスピーカである。
The pipe section 121 of the silencer 120 is provided with a detection unit 123 and a vibration unit 124. Among these, the detection unit 123 detects a wave of sound propagating from the mouthpiece 110 to the inside of the pipe part 121 and outputs a detection signal SA, and is provided in the middle part of the pipe part 121 in the longitudinal direction. It has been. The detection signal SA is input to the signal processing unit 140. The detection unit 123 is a microphone, for example. The vibration unit 124 vibrates the internal space of the pipe line unit 121 based on the acoustic signal SB output from the signal processing unit 140. The vibration part 124 is provided in the middle part of the pipe part 121 in the longitudinal direction so as to be positioned in the vicinity of the detection part 123. The vibration unit 124 is, for example, a speaker.
操作子130は、自然管楽器に備えられた操作キーに相当し、演奏者の運指により操作されるものである。操作子130は、音高に対応した複数のスイッチ(図示なし)から構成され、演奏者の運指に伴う操作子130の各スイッチの開閉に応じた運指信号SCを出力する。操作子130は、連結部190を介して消音器120に固定される。ただし、この例に限定されず、操作子130は、消音器120から分離されてもよい。操作子130として、例えばウインドシンセサイザーやブレスコントローラの操作キーの機能を用いることができる。
The operation element 130 corresponds to an operation key provided in a natural wind instrument, and is operated by a player's fingering. The operator 130 is composed of a plurality of switches (not shown) corresponding to the pitch, and outputs a fingering signal SC corresponding to the opening / closing of each switch of the operator 130 according to the fingering of the performer. The operation element 130 is fixed to the silencer 120 via the connecting portion 190. However, the operation element 130 may be separated from the silencer 120 without being limited to this example. As the operation element 130, for example, a function of an operation key of a wind synthesizer or a breath controller can be used.
信号処理部140は、演奏者による操作子130の操作に応じて、検出部123から出力された検出信号SAに対し後述の楽器管体部の音響特性(波動の伝達特性)を模擬するための信号処理を施して音響信号SBを生成するものである。信号処理部140は、この音響信号SBにより加振部124を駆動して、加振部124の振動板を振動させる。信号処理部140は、例えば、デジタル・シグナル・プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)を用いて構成される。信号処理部140は、消音器120または操作子130と一体に構成されてもよく、これらとは別体に構成されてもよい。
The signal processing unit 140 is for simulating the acoustic characteristics (wave transfer characteristics) of the instrument tube section described later with respect to the detection signal SA output from the detection unit 123 in accordance with the operation of the operator 130 by the performer. The acoustic signal SB is generated by performing signal processing. The signal processing unit 140 drives the vibration unit 124 with the acoustic signal SB to vibrate the diaphragm of the vibration unit 124. The signal processing unit 140 is configured using, for example, a digital signal processor (DSP). The signal processing unit 140 may be configured integrally with the silencer 120 or the operation element 130, or may be configured separately from these.
図2は、図1の楽音装置100の構成を補足説明するための説明図であり、上述の「楽器管体部」の意味を説明するための図である。図2では、木管楽器である自然管楽器10の断面構造が模式的に示され、音孔の個数や配置などは簡略化されている。
図2に示す自然管楽器10は、木管楽器の一種である例えばソプラノサックスであり、マウスピース11とネック部12と主管体部13から構成される。主管体部13は、ボディ、ボウ、ベルなどを含む共鳴管を構成し、複数の音孔Ha,Hb,Hcと、各音孔の開閉を行うための複数の操作キーKa,Kb,Kcを備える。主管体部13の上流側にはネック部12が取り付けられ、ネック部12の上流側にはマウスピース11が取り付けられる。図2において、位置Aは、図1に示す検出部123および加振部124が設けられた管路部121上の長手方向中途部の位置に対応している。位置Bは、開かれた音孔のうち、最も上流側に位置する音孔の位置を表し、音孔が開くことによって形成される終端部の位置を表している。位置Cは、自然管楽器10の下流側の端部の位置を表している。図2の例では、演奏者の運指により、上流側の音孔Haが操作キーKaで閉じられ、その下流側の音孔Hb,Hcが開かれた状態となっている。従って、この例では、音孔Hbの位置Bが終端部となる。なお、ネック部12と主管体部13は必ずしも分離できるとは限らず、一体となって形成される場合もある。
FIG. 2 is an explanatory diagram for supplementarily explaining the configuration of the musical sound device 100 of FIG. 1, and is a diagram for explaining the meaning of the “instrument tube body” described above. FIG. 2 schematically shows a cross-sectional structure of a natural wind instrument 10 which is a woodwind instrument, and the number and arrangement of sound holes are simplified.
A natural wind instrument 10 shown in FIG. 2 is, for example, a soprano saxophone that is a kind of woodwind instrument, and includes a mouthpiece 11, a neck portion 12, and a main tube body portion 13. The main tube body portion 13 constitutes a resonance tube including a body, a bow, a bell, and the like, and includes a plurality of sound holes Ha, Hb, Hc and a plurality of operation keys Ka, Kb, Kc for opening and closing each sound hole. Prepare. A neck portion 12 is attached to the upstream side of the main pipe body portion 13, and a mouthpiece 11 is attached to the upstream side of the neck portion 12. In FIG. 2, the position A corresponds to the position of the midway part in the longitudinal direction on the pipe line part 121 provided with the detection part 123 and the vibration part 124 shown in FIG. 1. The position B represents the position of the sound hole located on the most upstream side among the opened sound holes, and represents the position of the terminal portion formed by opening the sound hole. The position C represents the position of the downstream end of the natural wind instrument 10. In the example of FIG. 2, the sound hole Ha on the upstream side is closed with the operation key Ka and the sound holes Hb and Hc on the downstream side are opened by the fingering of the performer. Therefore, in this example, the position B of the sound hole Hb is the terminal portion. The neck portion 12 and the main tube portion 13 are not necessarily separable and may be formed integrally.
上述の「楽器管体部」は、図2に示す自然管楽器10において、図1の検出部123および加振部124が設けられた位置に相当する位置Aから、自然管楽器10の下流側の端部である位置Cまでの部分を指す。従って、信号処理部140は、検出部123および加振部124が設けられた位置に対応する自然管楽器10の位置Aを基点とした下流側の音響特性を模擬する。
なお、検出部123および加振部124の取り付け位置は任意に設定することができ、これらの取り付け位置に対応した位置Aに応じて定まる楽器管体部の音響特性に合わせて、信号処理部140が模擬する音響特性を適切に設定すればよい。
The above-mentioned “musical instrument body” is a downstream end of the natural wind instrument 10 from the position A corresponding to the position where the detection unit 123 and the excitation unit 124 of FIG. 1 are provided in the natural wind instrument 10 shown in FIG. This refers to the part up to position C, which is a part. Therefore, the signal processing unit 140 simulates the acoustic characteristics on the downstream side with respect to the position A of the natural wind instrument 10 corresponding to the position where the detection unit 123 and the excitation unit 124 are provided.
Note that the attachment positions of the detection unit 123 and the excitation unit 124 can be arbitrarily set, and the signal processing unit 140 is adapted to the acoustic characteristics of the instrument tube unit determined according to the position A corresponding to these attachment positions. What is necessary is just to set suitably the acoustic characteristic which simulates.
説明を図1に戻す。信号処理部140は、増幅器141、アナログ/デジタル(A/D)変換器142、フィルタ143、仮想管体部144、デジタル/アナログ(D/A)変換器145、増幅器146、運指情報生成部147、増幅器148を備える。増幅器141は、検出部123から出力された検出信号SAを増幅するものである。アナログ/デジタル変換器142は、増幅器141により増幅された検出信号SAをデジタル信号SADに変換するものである。フィルタ143は、ハウリング防止用のフィルタである。フィルタ143は例えばイコライザ等から構成してもよい。
Returning to FIG. The signal processing unit 140 includes an amplifier 141, an analog / digital (A / D) converter 142, a filter 143, a virtual tube unit 144, a digital / analog (D / A) converter 145, an amplifier 146, and a fingering information generation unit. 147 and an amplifier 148 are provided. The amplifier 141 amplifies the detection signal SA output from the detection unit 123. The analog / digital converter 142 converts the detection signal SA amplified by the amplifier 141 into a digital signal SAD. The filter 143 is a howling prevention filter. The filter 143 may be composed of, for example, an equalizer.
仮想管体部144は、フィルタ143を介してアナログ/デジタル(A/D)変換器142から入力されるデジタル信号SADに対し、物理モデルに基づいて上述の楽器管体部の音響特性を電気的に模擬するための信号処理を施してデジタル信号SBDを出力するものである。本実施形態では、仮想管体部144は、楽器管体部の長さ(楽器管体部の内部の波動の伝搬距離)に対応した遅延特性を有する遅延部1441から構成される。本実施形態では、遅延部1441の機能はデジタル信号処理により実現されるが、この例に限定されず、例えばアナログ回路により実現することも可能である。
The virtual tube unit 144 electrically converts the acoustic characteristics of the above-described instrument tube unit based on the physical model with respect to the digital signal SAD input from the analog / digital (A / D) converter 142 via the filter 143. The digital signal SBD is output by performing signal processing for simulating the above. In this embodiment, the virtual tube unit 144 includes a delay unit 1441 having a delay characteristic corresponding to the length of the instrument tube unit (wave propagation distance inside the instrument tube unit). In the present embodiment, the function of the delay unit 1441 is realized by digital signal processing, but is not limited to this example, and may be realized by an analog circuit, for example.
一般に、管楽器の下流側(ベル側)の端部は開放端になっている。このため、例えば全ての音孔が閉じられていれば、管楽器の上流側から下流側に伝搬する波動の位相は、管楽器の下流側の端部の位置(図2の位置C)で反転し、この位相反転された波動が上流側に戻ることにより管楽器特有の自励発振現象が発生する。管体の形状がストレートに近い管楽器では、その下流側の端部で波動の位相が反転する場合、管楽器の倍音の周波数は基音の周波数の奇数倍になるが、図1の例では、仮想管体部144は、管楽器の下流側の端部での反射波に相当する遅延部1441の出力信号を位相反転させないことにより、基音の周波数の整数倍の音を発生させる音響特性を模擬する。ただし、この例に限定されず、仮想管体部144が模擬する管楽器の音響特性は任意に設定し得る。
Generally, the downstream end (bell side) of the wind instrument is an open end. For this reason, for example, if all the sound holes are closed, the phase of the wave propagating from the upstream side to the downstream side of the wind instrument is reversed at the position of the downstream end of the wind instrument (position C in FIG. 2), This phase-inverted wave returns to the upstream side, and a self-oscillation phenomenon peculiar to wind instruments occurs. In a wind instrument having a tubular shape close to a straight shape, when the wave phase is inverted at the downstream end thereof, the frequency of the harmonic overtone of the wind instrument is an odd multiple of the frequency of the fundamental tone. In the example of FIG. The body part 144 simulates an acoustic characteristic that generates a sound that is an integral multiple of the fundamental frequency by not inverting the phase of the output signal of the delay part 1441 corresponding to the reflected wave at the downstream end of the wind instrument. However, the present invention is not limited to this example, and the acoustic characteristics of the wind instrument simulated by the virtual tube unit 144 can be arbitrarily set.
デジタル/アナログ変換器145は、フィルタ143を介して仮想管体部144から入力されるデジタル信号SBDをアナログ信号に変換するものである。増幅器146は、デジタル/アナログ変換器145からのアナログ信号を増幅して音響信号SBとして加振部124に出力するものである。上述の増幅部141,146の増幅度は、楽音装置100が再現する管楽器特有の自励発振現象が発生するように適切に設定される。
The digital / analog converter 145 converts the digital signal SBD input from the virtual tube unit 144 via the filter 143 into an analog signal. The amplifier 146 amplifies the analog signal from the digital / analog converter 145 and outputs it as an acoustic signal SB to the excitation unit 124. The amplification degrees of the amplifying units 141 and 146 are appropriately set so that the self-excited oscillation phenomenon unique to the wind instrument reproduced by the musical sound device 100 occurs.
運指情報生成部147は、操作子130から出力された運指信号SCから、演奏者により操作された操作子のスイッチに対応する音高を決定し、その音高を示す運指情報SCCを生成して出力するものである。後述するように、運指情報SCCに基づいて、仮想管体部144が、遅延部1441の遅延特性を制御することにより、演奏者が操作した操作子130のスイッチに対応する音高に応じて楽器管体部の音響特性を模擬する。
The fingering information generation unit 147 determines a pitch corresponding to the switch of the operator operated by the performer from the fingering signal SC output from the operator 130, and generates fingering information SCC indicating the pitch. Generate and output. As will be described later, the virtual tube unit 144 controls the delay characteristic of the delay unit 1441 on the basis of the fingering information SCC, so that it corresponds to the pitch corresponding to the switch of the operator 130 operated by the performer. Simulate the acoustic characteristics of the instrument tube.
増幅器148は、フィルタ143からのデジタル信号SADに基づいて、演奏者に対して放音される音を形成するための音信号を生成するものである。放音部170は、例えばヘッドフォンであり、増幅器148からの音信号に応じて演奏者に音を放音するものである。なお、演奏者がマウスピース110、リード111、消音器120等からの漏れ音を聴取して演奏することができれば、必ずしも増幅器148と放音部170を備える必要はなく、これら増幅器148と放音部170を省略することもできる。
The amplifier 148 generates a sound signal for forming a sound emitted to the performer based on the digital signal SAD from the filter 143. The sound emitting unit 170 is, for example, a headphone, and emits sound to the performer according to the sound signal from the amplifier 148. It should be noted that if the performer can hear and perform the leakage sound from the mouthpiece 110, the lead 111, the silencer 120, etc., the amplifier 148 and the sound emission unit 170 are not necessarily provided, and the amplifier 148 and the sound emission are not necessarily provided. The unit 170 can be omitted.
次に、消音器120の構造について詳細に説明する。
図3は、消音器120の断面構造の一例を模式的に示す図である。
消音器120は、一端が楽器のマウスピースに着脱可能に取り付けられる筒状の管体からなる管路部121と、管路部121の他端に設けられた吸音部122とを備える。
Next, the structure of the silencer 120 will be described in detail.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of the silencer 120.
The silencer 120 includes a pipe line part 121 made of a tubular tube whose one end is detachably attached to the mouthpiece of the musical instrument, and a sound absorbing part 122 provided at the other end of the pipe line part 121.
管路部121は、前述の図2に示す自然管楽器10のネック部12をなす管部に相当する。管路部121の上流側の端部は、マウスピース110が取り付け可能な形状に形成されている。具体的には、管路部121をなす管体の外周においてマウスピース110に嵌め込まれる部分には、自然管楽器のネック部と同様に、例えばコルク1211が設けられている。これにより、自然管楽器のネック部への取り付けと同様の要領で、管路部121にマウスピース110を取り付けることができる。好ましくは、管路部121は、自然管楽器のネック部と同じ部材で構成されるが、これに限定されない。
The pipe part 121 corresponds to the pipe part forming the neck part 12 of the natural wind instrument 10 shown in FIG. The upstream end of the pipe line part 121 is formed in a shape to which the mouthpiece 110 can be attached. Specifically, for example, a cork 1211 is provided in a portion fitted into the mouthpiece 110 on the outer periphery of the pipe body forming the pipe line portion 121, similarly to the neck portion of the natural wind instrument. Thereby, the mouthpiece 110 can be attached to the duct portion 121 in the same manner as the attachment to the neck portion of the natural wind instrument. Preferably, the duct portion 121 is made of the same member as the neck portion of the natural wind instrument, but is not limited thereto.
管路部121において、前述の図2に示す位置Aに対応する部位には、検出部123と加振部124が設けられる。検出部123は、その収音部の一部(例えばマイクロフォンの振動板)が管路部121の管内(内部)に露出するように取り付けられる。これにより、検出部123は、管路部121の管内に発生する音の波動を検出することができる。加振部124は、その振動板(例えばスピーカのコーン部)が管路部121の管内(内部)に露出するように取り付けられる。これにより、加振部124は、管路部121の管内に音の波動を発生させることができる。
In the pipe line part 121, the detection part 123 and the vibration part 124 are provided in the site | part corresponding to the position A shown in above-mentioned FIG. The detection unit 123 is attached so that a part of the sound collection unit (for example, a diaphragm of a microphone) is exposed inside (inside) the pipe unit 121. Thereby, the detection unit 123 can detect a wave of sound generated in the pipe 121. The vibration unit 124 is attached such that its diaphragm (for example, a cone part of a speaker) is exposed in the pipe (inside) of the pipe line part 121. As a result, the excitation unit 124 can generate a sound wave in the pipe of the pipe line part 121.
なお、図3に示した例では、検出部123及び加振部124が互いに対向するように管路部121に設けられているが、これに限定されるものではなく、前述の自励発振現象を発生させることを限度として、検出部123と加振部124は、任意に配置することができる。
In the example shown in FIG. 3, the detection unit 123 and the excitation unit 124 are provided in the pipe line unit 121 so as to face each other, but the present invention is not limited to this, and the above self-oscillation phenomenon The detection unit 123 and the excitation unit 124 can be arbitrarily arranged as long as they are generated.
管路部121の下流側の端部には、吸音部122が設けられる。吸音部122は、管路部121の下流側の端部において音を吸収する。吸音部122は、筒状に形成された管体からなる通気管1221の管内に吸音材1224を充填して構成される。通気管1221は、管路部121の下流側の端部に接続され、管路部121から離れる方向に延びるように形成されている。本実施形態では、通気管1221は、直線状に延びた形状を有するものとするが、例えば屈曲した形状であってもよく、吹奏感を損なわないことを限度に、その形状は任意である。通気管1221の延在方向(図3では長手方向)の先端は外部に開口している。通気管1221は、息抜きダクトとしての機能を兼ねている。なお、吸音材の材料としては、例えば、ウレタン、綿、グラスウール、ロックウールなど、吸音効果のある材料であれば、任意の材料を用いることができる。
A sound absorbing part 122 is provided at the downstream end of the pipe part 121. The sound absorbing part 122 absorbs sound at the downstream end of the pipe line part 121. The sound absorbing portion 122 is configured by filling a sound absorbing material 1224 in a tube of a ventilation tube 1221 formed of a tubular tube. The vent pipe 1221 is connected to the downstream end of the pipe line part 121 and is formed to extend in a direction away from the pipe line part 121. In the present embodiment, the vent pipe 1221 has a shape extending linearly, but may be, for example, a bent shape, and the shape is arbitrary as long as it does not impair the feeling of blowing. The tip in the extending direction (longitudinal direction in FIG. 3) of the vent pipe 1221 is open to the outside. The ventilation pipe 1221 also functions as a breathing duct. As a material for the sound absorbing material, any material can be used as long as it has a sound absorbing effect, such as urethane, cotton, glass wool, rock wool, and the like.
通気管1221は、通気管1221の内径が管路部121の内径よりも小さい部分を有している。本実施形態では、管路部121と通気管1221との接続部分において、通気管1221の内径が管路部121の内径よりも小さく設定され、通気管1221の長手方向の全体にわたって、通気管1221の内径が管路部121の内径よりも小さい部分が形成されている。ただし、この例に限らず、例えば後述する図6に示す第2変形例のように、通気管の一部に、この通気管の内径が管路部121の内径よりも小さい部分(第2管部1221B3)が形成されていてもよい。また、管路部121及び通気管1221は、通気管1221の径方向外側に延びる段差壁部1222によって相互に接続されている。
The vent pipe 1221 has a portion in which the inner diameter of the vent pipe 1221 is smaller than the inner diameter of the duct portion 121. In the present embodiment, the inner diameter of the vent pipe 1221 is set to be smaller than the inner diameter of the duct section 121 at the connection portion between the duct section 121 and the vent pipe 1221, and the vent pipe 1221 extends over the entire longitudinal direction of the vent pipe 1221. A portion where the inner diameter is smaller than the inner diameter of the duct portion 121 is formed. However, the present invention is not limited to this example. For example, as in a second modification shown in FIG. 6 to be described later, a portion (second pipe) in which the inner diameter of the vent pipe is smaller than the inner diameter of the duct portion 121 is formed in a part of the vent pipe. Part 1221B 3 ) may be formed. Further, the pipe line part 121 and the vent pipe 1221 are connected to each other by a stepped wall part 1222 that extends outward in the radial direction of the vent pipe 1221.
上記の構造により、演奏者がマウスピース110から管路部121に吹き込んだ呼気を、通気管1221を通して外部に抜くことができる。このように呼気が外部に抜けていく過程で、管路部121から通気管1221経由で外部に漏洩しようとする音は吸音材1224により吸収される。この場合、通気管1221の内径が小さいほど、管路部121から通気管1221に直進して入射する波動成分が少なくなると同時に、外部に開口する部位である通気管1221の先端部の内周円の面積(以下、管体の内周円の面積を「内径面積」と称す。)が小さくなるので、吸音部122による消音効果が高くなる。
With the above structure, the exhaled breath that the performer has blown into the duct part 121 from the mouthpiece 110 can be extracted to the outside through the vent pipe 1221. In this manner, in the process of exhalation to the outside, the sound that is about to leak to the outside from the duct portion 121 via the vent pipe 1221 is absorbed by the sound absorbing material 1224. In this case, the smaller the inner diameter of the vent pipe 1221, the less the wave component that travels straight from the pipe line section 121 to the vent pipe 1221 and at the same time, and at the same time, the inner circumference of the tip of the vent pipe 1221 that is a part opening to the outside (Hereinafter, the area of the inner circumference of the tubular body is referred to as “inner diameter area”) is reduced, so that the sound absorbing effect by the sound absorbing portion 122 is enhanced.
また、通気管1221の延在方向の寸法が長いほど、通気管1221に入射した波動が通気管1221の端部に到達するまでに通過する吸音材1224の量が増えるので、吸音部122による消音効果は高くなる。このため、吸音材1224の密度を増やすことなく、演奏者がマウスピース110から吹き込んだ呼気に対する抵抗を抑制しつつ、消音効果を有効に得ることが可能となる。
Further, the longer the dimension in the extending direction of the vent pipe 1221, the more the sound absorbing material 1224 that passes through the wave incident on the vent pipe 1221 before reaching the end of the vent pipe 1221. The effect is high. For this reason, it is possible to effectively obtain a silencing effect while suppressing the resistance to exhalation blown from the mouthpiece 110 by the performer without increasing the density of the sound absorbing material 1224.
管路部121に対して遮音部125が設けられる。遮音部125は、外側遮音ケース1251と、防振材1252と、内側遮音ケース1253と、吸音材1254,1255とを備える。内側遮音ケース1253は、検出部123と加振部124とを覆うように管路部121の外周側に設けられる。内側遮音ケース1253からは、マウスピース110が取り付けられる管路部121の上流側の端部と、吸音部122全体が突出する。吸音材1255は、内側遮音ケース1253の内部空間を埋めるように設けられる。
A sound insulation part 125 is provided for the pipe line part 121. The sound insulation unit 125 includes an outer sound insulation case 1251, a vibration isolation material 1252, an inner sound insulation case 1253, and sound absorption materials 1254 and 1255. The inner sound insulation case 1253 is provided on the outer peripheral side of the pipe line part 121 so as to cover the detection part 123 and the excitation part 124. From the inner sound insulation case 1253, the upstream end of the pipe line part 121 to which the mouthpiece 110 is attached and the entire sound absorbing part 122 protrude. The sound absorbing material 1255 is provided so as to fill the inner space of the inner sound insulating case 1253.
外側遮音ケース1251は、内側遮音ケース1253を覆うように設けられる。外側遮音ケース1251からは、マウスピース110が取り付けられる管路部121の上流側の端部と、吸音部122の先端側の所定長の部分が突出する。吸音材1254は、外側遮音ケース1251と内側遮音ケース1253との間の内部空間を埋めるように設けられる。防振材1252は、外側遮音ケース1251の外面全体に設けられる。ただし、防振材1252は、外側遮音ケース1251の外面の一部(例えば、加振部124に近い面)に設けられてもよいし、外側遮音ケース1251の内面に設けられてもよい。
以上のように遮音部125を設けることで、加振部124から放出された音が遮音部125の外部に漏れることを抑制することができる。
The outer sound insulation case 1251 is provided so as to cover the inner sound insulation case 1253. From the outer sound insulation case 1251, an upstream end portion of the conduit portion 121 to which the mouthpiece 110 is attached and a predetermined length portion on the distal end side of the sound absorbing portion 122 protrude. The sound absorbing material 1254 is provided so as to fill the internal space between the outer sound insulating case 1251 and the inner sound insulating case 1253. The anti-vibration material 1252 is provided on the entire outer surface of the outer sound insulation case 1251. However, the vibration isolator 1252 may be provided on a part of the outer surface of the outer sound insulation case 1251 (for example, a surface close to the excitation unit 124), or may be provided on the inner surface of the outer sound insulation case 1251.
By providing the sound insulation unit 125 as described above, it is possible to suppress the sound emitted from the excitation unit 124 from leaking outside the sound insulation unit 125.
次に、検出部123と加振部124が取り付けられた管路部121の詳細構造を説明する。
上述のように、本実施形態では、スピーカからなる加振部124は、振動板であるコーン部を備えている。コーン部は、例えば平面形状ではなく、テーパー状となっている。このため、加振部124を管路部121に設けることにより、管路部121を構成する管体の内壁面には凹部が形成される。このため、管路部121の内径面積が、自然管楽器のネック部の内径面積と一致しなくなる。このように管路部121における内径面積が自然管楽器のネック部の内径面積と異なると、吹鳴される音高がずれるおそれがある。そこで、本実施形態では、管路部121の管内に内径面積調整部を設けることにより、加振部124が取り付けられた管路部121の管内の内径面積が自然管楽器のネックの内径面積とほぼ同じになるように、管路部121の管内の形状を調整している。本実施形態では、管路部121の管内の内径面積が自然管楽器のネックの管内の内径面積とほぼ同じであることは、例えば、人間の聴覚上、管内の音響特性がほぼ同じであることを意味する。従って、人間の聴覚上の音響特性がほぼ同じである限りにおいて、加振部124等が取り付けられた管路部121の管内の内径面積と、この管路部121に対応する自然管楽器のネックの管内の内径面積とが異なってもよい。
Next, the detailed structure of the pipeline part 121 to which the detection part 123 and the vibration part 124 were attached is demonstrated.
As described above, in the present embodiment, the excitation unit 124 including a speaker includes a cone part that is a diaphragm. For example, the cone portion has a tapered shape rather than a planar shape. For this reason, by providing the vibration part 124 in the pipe line part 121, a recessed part is formed in the inner wall surface of the tubular body which comprises the pipe line part 121. FIG. For this reason, the inner diameter area of the pipe section 121 does not match the inner diameter area of the neck portion of the natural wind instrument. As described above, when the inner diameter area of the pipe line portion 121 is different from the inner diameter area of the neck portion of the natural wind instrument, the pitch of the sound generated may be shifted. Therefore, in the present embodiment, by providing an inner diameter area adjusting section in the pipe of the pipe section 121, the inner diameter area in the pipe of the pipe section 121 to which the vibration unit 124 is attached is approximately equal to the inner diameter area of the neck of the natural wind instrument. The shape of the pipe portion 121 in the pipe is adjusted so as to be the same. In the present embodiment, the fact that the inner diameter area in the pipe of the pipe section 121 is substantially the same as the inner diameter area in the pipe of the neck of the natural wind instrument means that, for example, the acoustic characteristics in the pipe are substantially the same for human hearing. means. Therefore, as long as the acoustic characteristics of human hearing are substantially the same, the inner diameter area of the pipe part 121 to which the vibration part 124 and the like are attached and the neck of the natural wind instrument corresponding to the pipe part 121 The inner diameter area in the tube may be different.
図4は、消音器120を構成する管路部121の詳細を説明するための説明図である。
管路部121の管内においては、加振部124と対向する位置に内径面積調整部121aが突出して設けられる。内径面積調整部121aは、加振部124のコーン部124aのテーパー形状に対応して円錐に近い形状を有している。内径面積調整部121aが設けられる位置の管路部121には検出部123が取り付けられることから、例えば図示するように検出部123は内径面積調整部121aの中央部分から、例えばその先端が表出するように設けられる。内径面積調整部121aが設けられることによって、管路部121の管内の内径面積は、自然管楽器のネック部の対応する部分の内径面積とほぼ同じになる。具体的には、図4に示すように、加振部124のコーン部124aの中央部分に位置する管路部121の管内の内径面積S11は、加振部124等が取り付けられていない場合の内径面積S12(即ち、管路部121に対応する自然管楽器のネック部の内径面積)とほぼ同じになる。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the details of the pipe section 121 constituting the silencer 120.
In the pipe of the pipe line part 121, an inner diameter area adjusting part 121 a is provided so as to protrude at a position facing the exciting part 124. The inner diameter area adjustment unit 121a has a shape close to a cone corresponding to the tapered shape of the cone portion 124a of the excitation unit 124. Since the detection part 123 is attached to the pipe line part 121 at the position where the inner diameter area adjustment part 121a is provided, for example, as shown in the figure, the detection part 123 is exposed from the central part of the inner diameter area adjustment part 121a. To be provided. By providing the inner diameter area adjusting section 121a, the inner diameter area in the pipe of the pipe section 121 becomes substantially the same as the inner diameter area of the corresponding portion of the neck portion of the natural wind instrument. Specifically, as shown in FIG. 4, the inner diameter area S11 in the pipe portion 121 located at the central portion of the cone portion 124a of the vibration portion 124 is the case where the vibration portion 124 or the like is not attached. This is almost the same as the inner diameter area S12 (that is, the inner diameter area of the neck portion of the natural wind instrument corresponding to the duct portion 121).
このように、管路部121における管体の内径面積が自然管楽器の内径面積とほぼ同じになるように管路部121の管内の形状が調整されている。これにより、加振部124の形状に起因した管体共鳴の音高のずれを解消し、吹鳴される音高の精度を向上させることができる。
なお、内径面積調整部121aは、管路部121の管内に対して後付けされるように取り付けられてもよいし、管路部121と一体化されるように形成されてもよい。
In this way, the shape of the pipe portion 121 in the pipe is adjusted so that the inner diameter area of the pipe body in the pipe portion 121 is substantially the same as the inner diameter area of the natural wind instrument. Thereby, the deviation of the pitch of the tube resonance due to the shape of the excitation unit 124 can be eliminated, and the accuracy of the pitched sound can be improved.
In addition, the inner diameter area adjusting unit 121a may be attached so as to be retrofitted with respect to the inside of the pipe part 121 or may be formed so as to be integrated with the pipe part 121.
次に、上述した消音器120の変形例を説明する。
<第1変形例>
図5は、第1変形例による消音器120Aの断面構造の一例を模式的に示す図である。消音器120Aは、前述の図3に示す消音器120の構成において、遮音部125を取り除いた構成を有する。その他の構成は、上述の消音器120と同様である。
図3に示す前述の消音器120の構成によれば、加振部124の加振動作に伴って発生する音、または管路部121の管壁の振動により管路部121から漏れる音の音量が大きい場合であっても、優れた消音効果を得ることができるが、これらの音の音量が許容し得る環境においては遮音部125を必ずしも備える必要はない。遮音部125を省略すれば、装置構成を簡略化し、軽量化することができる。
Next, a modified example of the silencer 120 described above will be described.
<First Modification>
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of the silencer 120A according to the first modification. The silencer 120A has a configuration in which the sound insulating portion 125 is removed from the configuration of the silencer 120 shown in FIG. Other configurations are the same as those of the silencer 120 described above.
According to the configuration of the silencer 120 described above shown in FIG. 3, the volume of the sound generated from the vibration operation of the vibration unit 124 or the sound leaked from the pipe part 121 due to the vibration of the pipe wall of the pipe part 121. Even if the noise level is large, an excellent silencing effect can be obtained. However, the sound insulation unit 125 is not necessarily provided in an environment where the volume of these sounds can be tolerated. If the sound insulating portion 125 is omitted, the device configuration can be simplified and the weight can be reduced.
<第2変形例>
図6は、第2変形例による消音器120Bの断面構造の一例を模式的に示す図である。消音器120Bは、上述の図5の消音器120Aの構成において、吸音部122に代えて吸音部122Bを備える。吸音部122Bは、通気管1221Bと、通気管1221Bに充填された吸音材1224とを備え、通気管1221Bは、第1管部1221B1と、段差壁部1221B2と、第2管部1221B3とから構成される。その他の構成は上述の消音器120Aと同様である。
なお、本変形例では、上述した遮音部125は設けられていないが、本変形例においても、遮音部125を設けてもよい。
<Second Modification>
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of a silencer 120B according to a second modification. The silencer 120B includes a sound absorbing part 122B in place of the sound absorbing part 122 in the configuration of the silencer 120A of FIG. Sound absorbing unit 122B is provided with a vent tube 1221 b, and a sound absorbing material 1224 filled in the vent tube 1221 b, the vent tube 1221 b includes a first tubular portion 1221 b 1, a stepped wall portion 1221 b 2, second pipe portion 1221 b 3 It consists of. Other configurations are the same as the above-described silencer 120A.
In addition, in this modification, the sound insulation part 125 mentioned above is not provided, However, You may provide the sound insulation part 125 also in this modification.
本変形例では、通気管1221Bの一部に、その内径が管路部121の内径よりも小さい部分に相当する第2管部1221B3を有している。即ち、管路部121と第1管部1221B1との接続部分における管路部121及び第1管部1221B1の内径が同等に設定される。また、吸音部122Bを構成する通気管1221Bの延在方向先端における内径(第2管部1221B3の内径)が、この通気管1221Bの延在方向基端における内径(第1管部1221B1の内径)よりも小さく設定されている。具体的には、通気管1221Bを構成する第1管部1221B1は、その一端が管路部121の他端に接続され、管路部121の内径と同等の内径を有する。また、通気管1221Bを構成する第2管部1221B3は、その一端の周縁が第1管部1221B1の他端の周縁に段差壁部1221B2を介して接続され、第1管部1221B1の内径よりも小さい内径を有する。即ち、段差壁部1221B2は、環状に形成され、第1管部1221B1の他端の周縁と第2管部1221B3の一端の周縁との間を接続するように、通気管1221Bの径方向に延在している。また、段差壁部1221B2は、第1管部1221B1の内周面と第2管部1221B3の内周面とを結ぶ段差面(符号なし)を有し、この段差面は管路部121の管内に面している。
In the present modification, a part of the ventilation pipe 1221B has a second pipe part 1221B 3 corresponding to a part whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the pipe line part 121. That is, conduit section 121 and the first inner diameter of the tubular portion 1221 b 1 in the connecting portion between the conduit portion 121 and the first pipe section 1221 b 1 is equally set. The inner diameter in the extending direction leading end of the vent tube 1221 b that constitutes the sound absorbing portion 122B (inner diameter of the second pipe portion 1221 b 3) is an inner diameter (of the first tubular portion 1221 b 1 in the extending direction base end of the vent tube 1221 b Smaller than the inner diameter). Specifically, the first pipe portion 1221B 1 constituting the vent pipe 1221B has one end connected to the other end of the pipe section 121 and has an inner diameter equivalent to the inner diameter of the pipe section 121. Further, the second pipe portion 1221B 3 constituting the ventilation pipe 1221B has a peripheral edge at one end thereof connected to a peripheral edge at the other end of the first pipe part 1221B 1 via a step wall part 1221B 2 , and the first pipe part 1221B 1. Has an inner diameter that is smaller than the inner diameter. That is, the step wall portion 1221B 2 is formed in an annular shape, and the diameter of the vent tube 1221B is connected so as to connect between the periphery of the other end of the first tube portion 1221B 1 and the periphery of one end of the second tube portion 1221B 3. Extends in the direction. Further, the step wall portion 1221B 2 has a step surface (not indicated) that connects the inner peripheral surface of the first tube portion 1221B 1 and the inner peripheral surface of the second tube portion 1221B 3 , and this step surface is a pipe line portion. It faces the 121 pipe.
前述の第1変形例によれば、管路部121の下流側端部と接合する通気管1221の内径は、管路部121の下流側端部の内径よりも小さい。この場合、管路部121と通気管1221との間の段差壁部1222において波動が反射する。これに対し、図6に示す本変形例によれば、段差壁部1221B2の上流側に位置する第1管部1221B1に吸音材1224が充填されているので、マウスピース110から直進して第1管部1221B1に入射した波動成分のうち、段差壁部1221B2に向かう波動成分と、段差壁部1221B2の段差面での反射成分が抑制される。従って、第1変形例に比較して、吸音部122Bからの反射波が管路部121の内部の波動に与える影響を抑制することができる。これにより、第1変形例に比較して、管楽器特有の自励発振現象を精度よく再現することができ、より優れた吹奏感と遮音効果を両立させることができる。
According to the first modified example described above, the inner diameter of the vent pipe 1221 joined to the downstream end portion of the conduit portion 121 is smaller than the inner diameter of the downstream end portion of the conduit portion 121. In this case, the wave is reflected at the stepped wall 1222 between the pipe line 121 and the ventilation pipe 1221. On the other hand, according to the present modification shown in FIG. 6, the first pipe portion 1221B 1 located upstream of the step wall portion 1221B 2 is filled with the sound absorbing material 1224. of the wave components incident on the first pipe section 1221 b 1, and wave component directed to the stepped wall portion 1221 b 2, a reflection component in the step surface of the stepped wall portion 1221 b 2 is suppressed. Therefore, compared with the first modification, it is possible to suppress the influence of the reflected wave from the sound absorbing portion 122B on the wave inside the duct portion 121. Thereby, the self-oscillation phenomenon peculiar to a wind instrument can be accurately reproduced as compared with the first modified example, and both a better feeling of wind and a sound insulation effect can be achieved.
<第3変形例>
図7は、第3変形例による消音器120Cの断面構造の一例を模式的に示す図である。消音器120Cは、前述の図5の消音器120Aの構成において、吸音部122に代えて吸音部122Cを備える。吸音部120Cをなす通気管1221Cは、管路部121の下流側端部と接合する基端部における開口部の形状を、管路部121の下流側端部と同じに設定している。また、通気管1221Cは、その基端から先端にかけて徐々に内径が小さくなるテーパー状に形成されている。つまり、通気管1221Cは、その内径が通気管の延在方向基端から先端に向かうに従って小さくなるように形成されている。その他の構成は上述の消音器120Aと同様である。
なお、本変形例では、上述した遮音部125は設けられていないが、本変形例においても、遮音部125を設けてもよい。
<Third Modification>
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of a silencer 120C according to a third modification. The silencer 120C includes a sound absorbing portion 122C in place of the sound absorbing portion 122 in the configuration of the silencer 120A of FIG. The vent pipe 1221 </ b> C forming the sound absorbing part 120 </ b> C has the same shape as the downstream end of the pipe line part 121 in the shape of the opening at the base end part joined to the downstream end part of the pipe line part 121. Further, the vent pipe 1221C is formed in a taper shape in which the inner diameter gradually decreases from the proximal end to the distal end. In other words, the vent pipe 1221C is formed so that its inner diameter decreases from the base end in the extending direction of the vent pipe toward the tip. Other configurations are the same as the above-described silencer 120A.
In addition, in this modification, the sound insulation part 125 mentioned above is not provided, However, You may provide the sound insulation part 125 also in this modification.
本変形例によれば、第1変形例による吸音部1222の段差壁部1222に相当する要素が存在しないので、吸音部122Cからの波動の反射の影響が小さくなる。また、通気管1221Cは、その先端の内径が基端の内径よりも小さくなるテーパー形状を有するので、その内部を伝搬する波動が先端部において制限される。これにより、第2変形例と同様に、管楽器特有の自励発振現象を精度よく再現することができ、より優れた吹奏感と遮音効果を両立させることができる。なお、通気管1221Cは先端部が細いほど遮音効果が高まる。さらに、通気管1221Cはテーパー形状を有することで、通気管1221Cの管壁に反射する波動が散乱する。これにより、通気管1221C自体の共鳴の影響が小さくなるので、通気管1221Cの共鳴に起因した管体共鳴の音高のずれを解消し、吹鳴される音高の精度を向上させることができる。
According to this modification, since there is no element corresponding to the step wall 1222 of the sound absorbing section 1222 according to the first modification, the influence of wave reflection from the sound absorbing section 122C is reduced. In addition, the vent tube 1221C has a tapered shape in which the inner diameter of the distal end is smaller than the inner diameter of the proximal end, so that the wave propagating through the inside is limited at the distal end portion. Thereby, like the second modification, the self-excited oscillation phenomenon peculiar to wind instruments can be reproduced with high accuracy, and both a better wind feeling and a sound insulation effect can be achieved. Note that the sound insulation effect of the vent tube 1221C increases as the tip end portion is thinner. Furthermore, since the vent pipe 1221C has a tapered shape, the wave reflected on the pipe wall of the vent pipe 1221C is scattered. Thereby, since the influence of resonance of the vent pipe 1221C itself is reduced, the deviation of the pitch of the pipe body resonance caused by the resonance of the vent pipe 1221C can be eliminated, and the accuracy of the pitch of the sound that is blown can be improved.
<第4変形例>
図8は、第4変形例による消音器120Dの断面構造の一例を模式的に示す図である。消音器120Dは、前述の図5の消音器120Aの構成において、吸音部122に代えて吸音部122Dを備える。吸音部122Dをなす通気管1221Dは、管路部121の下流側端部と接合する基端から先端にかけて管路部121の端部と同じ開口部の形状である。その他の構成は上述の消音器120Aと同様である。
なお、本変形例では、上述した遮音部125は設けられていないが、本変形例においても、遮音部125を設けてもよい。
<Fourth Modification>
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of a silencer 120D according to a fourth modification. The silencer 120D includes a sound absorbing unit 122D in place of the sound absorbing unit 122 in the configuration of the silencer 120A of FIG. The ventilation pipe 1221D that forms the sound absorbing part 122D has the same opening shape as the end part of the pipe line part 121 from the base end to the front end joined to the downstream side end part of the pipe line part 121. Other configurations are the same as the above-described silencer 120A.
In addition, in this modification, the sound insulation part 125 mentioned above is not provided, However, You may provide the sound insulation part 125 also in this modification.
本変形例によれば、上述の消音器120と比較して通気管1221Dの内径が大きいので、マウスピース110から通気管1221Dに入射する波動成分が増える。そのため、仮に通気管1221Dの長さが通気管1221と同じであれば、マウスピース110から発生された音が外部に漏れる音量が大きくなる。しかし、通気管1221Dの長さを増やせば、上述の消音器120と同等の消音効果を得ることができる。
According to this modification, since the inner diameter of the vent pipe 1221D is larger than that of the silencer 120 described above, the wave component incident on the vent pipe 1221D from the mouthpiece 110 increases. Therefore, if the length of the vent pipe 1221D is the same as that of the vent pipe 1221, the volume at which the sound generated from the mouthpiece 110 leaks to the outside increases. However, if the length of the ventilation pipe 1221D is increased, a noise reduction effect equivalent to that of the silencer 120 described above can be obtained.
また、本変形例によれば、上述の消音器120と比較して通気管1221Dの内径が大きいので、演奏者により吹き込まれる呼気に対する抵抗が低減される。加えて、本変形例によれば、第1変形例による吸音部1222の段差壁部1222に相当する要素が存在しないので、吸音部122Dからの波動の反射の影響が小さくなる。従って、本変形例によれば、管楽器の自励発振現象を精度よく再現することができ、上述した第1から第3変形例に比較して、よりいっそう自然管楽器に近い吹奏感を得ることができる。
Moreover, according to this modification, since the inner diameter of the vent pipe 1221D is larger than that of the silencer 120 described above, the resistance to exhaled breath blown by the performer is reduced. In addition, according to this modification, since there is no element corresponding to the step wall 1222 of the sound absorbing section 1222 according to the first modification, the influence of wave reflection from the sound absorbing section 122D is reduced. Therefore, according to the present modification, the self-oscillation phenomenon of the wind instrument can be accurately reproduced, and a wind sensation closer to that of a natural wind instrument can be obtained as compared with the first to third modifications described above. it can.
<第5変形例>
図9は、第5変形例による消音器120Eの断面構造の一例を模式的に示す図である。消音器120Eは、前述の図5の消音器120Aの構成において、吸音部122に代えて吸音部122Eを備える。吸音部122Eをなす通気管1221Eは、第4変形例と同様に、管路部121の下流側端部と接合する基端から先端にかけて管路部121の端部と同じ開口部の形状である。本変形例では、通気管1221Eに充填された吸音材1224Eは、その密度が通気管1221Eの延在方向基端から先端に向かうに従って増すように充填され、これにより、通気管1221Eの基端側の密度を低くし、通気管1221Eの先端側の密度を高くしている。その他の構成は上述の消音器120Aと同様である。
なお、本変形例では、上述した遮音部125は設けられていないが、本変形例においても、遮音部125を設けてもよい。
<Fifth Modification>
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of a silencer 120E according to a fifth modification. The silencer 120E includes a sound absorbing part 122E instead of the sound absorbing part 122 in the configuration of the silencer 120A of FIG. The ventilation pipe 1221E forming the sound absorbing part 122E has the same opening shape as the end part of the pipe line part 121 from the base end to the front end joined to the downstream side end part of the pipe line part 121 as in the fourth modification. . In this modified example, the sound absorbing material 1224E filled in the vent pipe 1221E is filled so that the density increases from the base end in the extending direction of the vent pipe 1221E toward the tip, thereby the base end side of the vent pipe 1221E. The density on the tip side of the vent pipe 1221E is increased. Other configurations are the same as the above-described silencer 120A.
In addition, in this modification, the sound insulation part 125 mentioned above is not provided, However, You may provide the sound insulation part 125 also in this modification.
本変形例によれば、通気管1221Eの基端側の吸音材1224Eの密度を低くすることにより、上述の第4変形例に比較して、吸音材1224Eでの波動の反射を有効に抑制することができる。一方、通気管1221Eの先端側の吸音材1224Eの密度を高くすることにより遮音効果も保つことができる。従って、本変形例によれば、管楽器の自励発振現象を精度よく再現することができ、上述した第1から第4変形例に比較して、よりいっそう自然管楽器に近い吹奏感を得ることができる。
According to this modification, by reducing the density of the sound absorbing material 1224E on the proximal end side of the vent pipe 1221E, the reflection of the wave at the sound absorbing material 1224E is effectively suppressed compared to the above-described fourth modification. be able to. On the other hand, the sound insulation effect can be maintained by increasing the density of the sound absorbing material 1224E on the distal end side of the vent pipe 1221E. Therefore, according to the present modification, the self-oscillation phenomenon of the wind instrument can be accurately reproduced, and a wind feeling closer to that of a natural wind instrument can be obtained as compared with the first to fourth modifications described above. it can.
<第6変形例>
図10は、第6変形例による消音器120Fの断面構造の一例を模式的に示す図である。消音器120Fは、前述の図6に示す第2変形例による消音器120Bの構成において、図3に示す遮音部125の構成要素である内側遮音ケース1253と吸音材1255を更に備える。その他の構成は、上述の消音器120Bと同様である。
なお、本変形例では、上述した遮音部125は設けられていないが、本変形例においても、遮音部125を設けてもよい。その他の構成は上述の消音器120Aと同様である。
本変形例によれば、上述の第2変形例による効果に加え、加振部124の加振動作に伴って加振部124から発生する音を遮音することができる。従って、本変形例によれば、第2変形例に比較して消音効果を改善することができる。
<Sixth Modification>
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of a silencer 120F according to a sixth modification. The silencer 120F further includes an inner sound insulation case 1253 and a sound absorbing material 1255, which are components of the sound insulation unit 125 shown in FIG. 3, in the structure of the silencer 120B according to the second modification shown in FIG. Other configurations are the same as the silencer 120B described above.
In addition, in this modification, the sound insulation part 125 mentioned above is not provided, However, You may provide the sound insulation part 125 also in this modification. Other configurations are the same as the above-described silencer 120A.
According to the present modification, in addition to the effects of the second modification described above, it is possible to isolate sound generated from the vibration unit 124 due to the vibration operation of the vibration unit 124. Therefore, according to this modification, the silencing effect can be improved compared to the second modification.
<第7変形例>
図11は、第7変形例による消音器120Gの断面構造の一例を模式的に示す図である。消音器120Gは、前述の図6に示す第2変形例による消音器120Bの構成において、図3に示す遮音部125の構成要素である外側遮音ケース1251と吸音材1254を更に備える。その他の構成は、上述の消音器120Bと同様である。
本変形例によれば、上述の第2変形例による効果に加え、加振部124の加振動作に伴って加振部124から発生する音に加えて、管路部121の管壁の振動により管路部121の内部から漏れる音を遮音することができる。従って、第6変形例に比較して更に消音効果を改善することができる。
<Seventh Modification>
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of a silencer 120G according to a seventh modification. The silencer 120G further includes an outer sound insulation case 1251 and a sound absorbing material 1254 which are components of the sound insulation part 125 shown in FIG. 3 in the structure of the silencer 120B according to the second modification shown in FIG. Other configurations are the same as the silencer 120B described above.
According to this modified example, in addition to the effect of the second modified example described above, in addition to the sound generated from the vibrating unit 124 due to the vibrating operation of the vibrating unit 124, the vibration of the pipe wall of the pipe line unit 121 is performed. Thus, the sound leaking from the inside of the pipe line part 121 can be insulated. Therefore, the silencing effect can be further improved compared to the sixth modification.
<第8変形例>
図12は、第8変形例による消音器120Hの断面構造の一例を模式的に示す図である。消音器120Hは、前述の図6に示す第2変形例による消音器120Bの構成において、図3に示す遮音部125の構成要素である外側遮音ケース1251と、内側遮音ケース1253と、吸音材1254,1255を更に備える。その他の構成は、上述の消音器120Bと同様である。
本変形例によれば、加振部124が、外側遮音ケース1251と内側遮音ケース1253とにより二重に覆われるので、上述の第7変形例に比較して更に消音効果を改善することができる。
<Eighth Modification>
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of a silencer 120H according to an eighth modification. The silencer 120H is the same as the silencer 120B according to the second modification shown in FIG. 6 described above, but includes an outer sound insulation case 1251, an inner sound insulation case 1253, and a sound absorbing material 1254, which are components of the sound insulation unit 125 shown in FIG. , 1255. Other configurations are the same as the silencer 120B described above.
According to the present modification, the vibration exciter 124 is doubly covered by the outer sound insulation case 1251 and the inner sound insulation case 1253, so that the silencing effect can be further improved compared to the seventh modification described above. .
<第9変形例>
図13は、第9変形例による消音器120Jの断面構造の一例を模式的に示す図である。消音器120Jは、前述の図6に示す第2変形例による消音器120Bの構成において、図3に示す遮音部125の構成要素である外側遮音ケース1251と、内側遮音ケース1253と、吸音材1254,1255と、防振材1252を更に備える。その他の構成は、上述の消音器120Bと同様である。
本変形例によれば、外側遮音ケース1251の表面が防振材1252で覆われているので、加振部124または管路部121の振動による外側遮音ケース1251の振動が抑制される。従って、上述の第8変形例に比較して更に消音効果を改善することができる。
<Ninth Modification>
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of a silencer 120J according to a ninth modification. The silencer 120J includes the outer sound insulation case 1251, the inner sound insulation case 1253, and the sound absorbing material 1254 that are components of the sound insulation unit 125 shown in FIG. , 1255 and an anti-vibration material 1252. Other configurations are the same as the silencer 120B described above.
According to this modification, since the surface of the outer sound insulation case 1251 is covered with the vibration isolating material 1252, vibration of the outer sound insulation case 1251 due to vibration of the excitation unit 124 or the pipeline part 121 is suppressed. Therefore, the silencing effect can be further improved compared to the above-described eighth modification.
<第10変形例>
図14は、第10変形例による消音器120K,120L,120Mの断面構造の一例を模式的に示す図である。
図14(A)に示す変形例では、消音器120Kが備える吸音部122Kは、通気管1221Kと吸音材1224とを備える。ここで、通気管1221Kは、前述の第2変形例の通気管1221Bと同様の第1管部1221B1と段差壁部1221B2とを備えると共に、第2変形例の第2管部1221B3に対応する要素として第2管部1221B4を備える。第10変形例では、第2管部1221B4は、その延在方向中途部にマフラーとして機能する拡幅部Jを備えている。また、この変形例では、拡幅部Jは中空とされ、拡幅部Jに吸音材は充填されていない。その他の構成は、前述の第2変形例による消音器120Bと同様である。
この変形例によれば、拡幅部Jを通過する呼気が膨張及び収縮し、呼気の圧力が減衰することで、外部に放出される音の音量が抑制されるというマフラーとしての機能が発揮される。従って、通気管1221Kに充填された吸音材1224による吸音と拡幅部Jによる消音とを組み合わせて、消音効果を更に改善することができる。
<10th modification>
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of silencers 120K, 120L, and 120M according to the tenth modification.
In the modification shown in FIG. 14A, the sound absorbing part 122K included in the silencer 120K includes a vent pipe 1221K and a sound absorbing material 1224. Here, the vent pipe 1221K includes a first pipe portion 1221B 1 and a step wall portion 1221B 2 similar to the vent pipe 1221B of the second modified example described above, and is provided in the second pipe portion 1221B 3 of the second modified example. A second pipe portion 1221B 4 is provided as a corresponding element. In the tenth modification, the second pipe portion 1221B 4 includes a widened portion J that functions as a muffler in the middle in the extending direction. In this modification, the widened portion J is hollow, and the widened portion J is not filled with a sound absorbing material. Other configurations are the same as those of the silencer 120B according to the second modification described above.
According to this modification, the function as a muffler is exhibited in which the volume of the sound emitted to the outside is suppressed by the expansion and contraction of the exhaled air passing through the widened portion J and the attenuation of the exhaled pressure. . Therefore, the sound absorbing effect can be further improved by combining the sound absorption by the sound absorbing material 1224 filled in the vent pipe 1221K and the sound deadening by the widened portion J.
図14(B)に示す変形例では、拡幅部Jにも吸音材1224が充填されている。その他の構成は、図14(A)に示す例と同様である。図14(B)の変形例によれば、図14(A)に示した例に比較して、拡幅部Jにおいても吸音材1224による吸音効果が得られるので、消音効果を更に改善することができる。
図14(C)に示す変形例では、拡幅部Jの一部に吸音材1224が充填されている。また、この変形例では、拡幅部Jを形成する管部の内周面に吸音材1224が設けられている。その他の構成は、図14(A)に示す例と同様である。図14(C)の変形例によれば、拡幅部Jにおいて拡散した波動が吸音材1224に吸収されるので、マフラーによる消音効果と吸音材による吸音効果を最適化することができる。
なお、図14(A)〜(C)に示す変形例では、上述した遮音部125は設けられていないが、本変形例においても、遮音部125を設けてもよい。
In the modification shown in FIG. 14B, the sound absorbing material 1224 is also filled in the widened portion J. Other structures are similar to the example shown in FIG. According to the modified example of FIG. 14B, since the sound absorbing effect by the sound absorbing material 1224 can be obtained also in the widened portion J, compared with the example shown in FIG. it can.
In the modification shown in FIG. 14C, the sound absorbing material 1224 is filled in a part of the widened portion J. Further, in this modification, a sound absorbing material 1224 is provided on the inner peripheral surface of the pipe portion that forms the widened portion J. Other structures are similar to the example shown in FIG. According to the modified example of FIG. 14C, the wave diffused in the widened portion J is absorbed by the sound absorbing material 1224, so that the silencing effect by the muffler and the sound absorbing effect by the sound absorbing material can be optimized.
In addition, in the modification shown to FIG. 14 (A)-(C), the sound insulation part 125 mentioned above is not provided, However, You may provide the sound insulation part 125 also in this modification.
[動作の説明]
次に、図1を用いて楽音装置100の動作を説明する。
演奏者がマウスピース110に呼気を吹き込むと、マウスピース110に取り付けられたリード111が振動して音圧の変化が発生する。この音圧の変化は、波動となってマウスピース110から管路部121の管内に伝搬する。管路部121に設けられた検出部123は、管路部121の管内を伝搬する波動を検出し、その波動の振幅に応じた信号レベルを有する検出信号SA(アナログ信号)を信号処理部140に出力する。
[Description of operation]
Next, the operation of the musical sound device 100 will be described with reference to FIG.
When the performer blows into the mouthpiece 110, the lead 111 attached to the mouthpiece 110 vibrates and a change in sound pressure occurs. This change in sound pressure is propagated as a wave from the mouthpiece 110 into the pipe portion 121. The detection unit 123 provided in the pipe line unit 121 detects a wave propagating in the pipe of the pipe line unit 121 and outputs a detection signal SA (analog signal) having a signal level corresponding to the amplitude of the wave to the signal processing unit 140. Output to.
信号処理部140の増幅器141は、検出部123からの検出信号SAを、後段のアナログ/デジタル変換部142の入力特性に適合した信号に増幅する。アナログ/デジタル変換部142は、増幅器141により増幅された検出信号SAをデジタル信号SADに変換してフィルタ143に出力する。フィルタ143は、デジタル信号SADに含まれるハウリングを引き起こす周波数成分を抑圧して仮想管体部144に出力する。
The amplifier 141 of the signal processing unit 140 amplifies the detection signal SA from the detection unit 123 into a signal suitable for the input characteristics of the analog / digital conversion unit 142 at the subsequent stage. The analog / digital conversion unit 142 converts the detection signal SA amplified by the amplifier 141 into a digital signal SAD and outputs the digital signal SAD to the filter 143. The filter 143 suppresses a frequency component that causes howling included in the digital signal SAD and outputs the suppressed frequency component to the virtual tube unit 144.
仮想管体部144は、フィルタ143から入力されたデジタル信号SADを、遅延部1441における遅延処理により遅延させてデジタル信号SBDとして出力する。この遅延処理により、仮想管体部144は、楽器管体部における波動の遅延、即ち、図2に示す位置Aから下流側の楽器管体部の音響特性(波動の伝達特性)を模擬する。この信号処理により得られるデジタル信号SBDは、図2に示す自然管楽器10の終端部(開放端)で反射した後、上流側へ伝搬して戻ってくる波動の振幅の時間波形を表す。
The virtual tube unit 144 delays the digital signal SAD input from the filter 143 by delay processing in the delay unit 1441 and outputs the delayed signal as a digital signal SBD. By this delay processing, the virtual tube section 144 simulates the wave delay in the instrument tube section, that is, the acoustic characteristics (wave transfer characteristics) of the instrument tube section downstream from the position A shown in FIG. The digital signal SBD obtained by this signal processing represents a time waveform of the amplitude of the wave that propagates upstream after being reflected by the terminal end (open end) of the natural wind instrument 10 shown in FIG.
一方、操作子130は、演奏者の操作(運指)に応じて、図2に示す自然管楽器10の複数の音孔Ha,Hb,Hcの開閉に対応した操作子130のスイッチの開閉を示す運指信号SCを信号処理部140に出力する。信号処理部140の運指情報生成部147は、操作子130からの運指信号SCに基づいて、演奏者による操作子130の操作に応じた音高を決定し、その音高を示す音高情報SCCを生成する。仮想管体部144は、上記の音高情報SCCに基づいて遅延部1441の遅延量を設定する。
On the other hand, the operator 130 indicates opening / closing of the switch of the operator 130 corresponding to opening / closing of the plurality of sound holes Ha, Hb, Hc of the natural wind instrument 10 shown in FIG. 2 according to the player's operation (fingering). The fingering signal SC is output to the signal processing unit 140. The fingering information generation unit 147 of the signal processing unit 140 determines a pitch according to the operation of the operator 130 by the performer based on the fingering signal SC from the operator 130, and a pitch indicating the pitch. Information SCC is generated. The virtual tube unit 144 sets the delay amount of the delay unit 1441 based on the pitch information SCC.
ここで、仮想管体部144は、遅延部1441の遅延量として、図2に示す自然管楽器10の位置Aから終端部(例えば音孔Hbの位置B)まで波動が伝搬するのに要する時間を設定する。これにより、仮想管体部144は、図2に示す位置Aから下流側の自然管楽器10の管体部の音響特性を再現し、演奏者の運指に応じた音高の音に対応したデジタル信号SBDを生成してフィルタ143に戻す。
Here, the virtual tube unit 144 uses, as the delay amount of the delay unit 1441, the time required for the wave to propagate from the position A of the natural wind instrument 10 shown in FIG. 2 to the terminal end (for example, the position B of the sound hole Hb). Set. As a result, the virtual tube unit 144 reproduces the acoustic characteristics of the tube unit of the natural wind instrument 10 on the downstream side from the position A shown in FIG. 2, and digital corresponding to the pitch of sound corresponding to the fingering of the performer. A signal SBD is generated and returned to the filter 143.
フィルタ143は、デジタル信号SBDに含まれたハウリングを引き起こす周波数成分を抑圧してデジタル/アナログ変換器145に出力する。デジタル/アナログ変換器145は、フィルタ143からのデジタル信号SBDをアナログ信号に変換して増幅器146に出力する。増幅器146は、自励発振現象を発生させるために必要な条件を満たす(自然管楽器内を波動が伝搬することによって生じる波動の損失を再現する)ように、デジタル/アナログ変換器145からのアナログ信号を増幅し、これを音響信号SBとして加振部124に出力する。
The filter 143 suppresses the frequency component that causes the howling included in the digital signal SBD, and outputs it to the digital / analog converter 145. The digital / analog converter 145 converts the digital signal SBD from the filter 143 into an analog signal and outputs the analog signal to the amplifier 146. The amplifier 146 satisfies an analog signal from the digital / analog converter 145 so as to satisfy a condition necessary for generating the self-excited oscillation phenomenon (reproducing a wave loss caused by the wave propagating in the natural wind instrument). Is output to the vibration unit 124 as an acoustic signal SB.
加振部124は、音響信号SBにより駆動され、上述の検出信号SAが検出された管路部121の管内の位置(図2の位置Aに相当する位置)において管路部121の内部空間を加振し、その管内に波動を発生させる。これにより、図2に示す自然管楽器10の位置Aから下流側に伝搬して終端部で反射し、上流側の位置Aへ伝搬して戻ってくる波動とほぼ同じ波動が管路部121の管内に形成される。加振部124により管路部121の管内に形成された波動は、管路部121から上流側のマウスピース110の内部に伝搬してバックプレッシャを発生させ、リード111を押し戻す。これにより、図2に示す自然管楽器10と同様の自励発振現象が再現され、その発振周波数の定在波が管路部121の管内に形成される。管路部121の管内に形成された音の波動は、前述したように、図3の吸音部122を構成する通気管1221を伝搬する過程で吸音材1224により吸音される。これにより、外部に放出される音の音量が抑制され、静音性が得られる。
The vibration unit 124 is driven by the acoustic signal SB and passes through the internal space of the pipe line part 121 at a position (corresponding to the position A in FIG. 2) of the pipe line part 121 where the detection signal SA described above is detected. Vibrates and generates a wave in the tube. As a result, a wave substantially the same as the wave propagating downstream from the position A of the natural wind instrument 10 shown in FIG. Formed. Waves formed in the pipe of the pipe part 121 by the vibration part 124 propagate from the pipe part 121 to the inside of the mouthpiece 110 on the upstream side to generate back pressure and push the lead 111 back. As a result, a self-excited oscillation phenomenon similar to that of the natural wind instrument 10 shown in FIG. 2 is reproduced, and a standing wave having the oscillation frequency is formed in the pipe 121. As described above, the sound wave formed in the pipe 121 is absorbed by the sound absorbing material 1224 in the process of propagating through the ventilation pipe 1221 constituting the sound absorbing section 122 of FIG. Thereby, the volume of the sound emitted to the outside is suppressed, and quietness is obtained.
また、管路部121の管内に形成された音は、検出部123により検出され、信号処理部140のフィルタ143を介して仮想管体部144と増幅器148に供給されるデジタル信号SADに反映される。信号処理部140の増幅器148は、音が反映されたデジタル信号SADを増幅して放音部170(例えばヘッドフォン)を駆動する。これにより、演奏者による操作子130の操作に応じた音高の音が放音部170から演奏者に対して放音される。なお、増幅器148の入力は、フィルタ143からのデジタル信号SADに限られず、信号処理部140内の信号であって、検出部123から出力された検出信号に基づく信号であれば、どのような信号でもよい。例えば、増幅器148の入力は、仮想管体部144からフィルタ143に入力されるデジタル信号SBDでもよく、デジタル/アナログ変換器145から出力されるアナログ信号でも良い。また、増幅器148の入力がデジタル信号の場合は、増幅器148に入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル/アナログ変換器を増幅器148内に備えてもよい。
Further, the sound formed in the pipe of the pipe line unit 121 is detected by the detection unit 123 and reflected in the digital signal SAD supplied to the virtual tube unit 144 and the amplifier 148 through the filter 143 of the signal processing unit 140. The The amplifier 148 of the signal processing unit 140 amplifies the digital signal SAD reflecting the sound and drives the sound emitting unit 170 (for example, headphones). Thereby, a sound having a pitch corresponding to the operation of the operator 130 by the performer is emitted from the sound emitting unit 170 to the performer. Note that the input of the amplifier 148 is not limited to the digital signal SAD from the filter 143, and is any signal as long as it is a signal in the signal processing unit 140 and based on the detection signal output from the detection unit 123. But you can. For example, the input of the amplifier 148 may be a digital signal SBD input from the virtual tube unit 144 to the filter 143 or an analog signal output from the digital / analog converter 145. When the input of the amplifier 148 is a digital signal, a digital / analog converter that converts the digital signal input to the amplifier 148 into an analog signal may be provided in the amplifier 148.
ここで、演奏者の操作により操作子130のスイッチの開閉が変化すると、そのスイッチの開閉を示す運指信号SCに基づいて、信号処理部140は、仮想管体部144の遅延部1441の遅延量を変化させる。これにより、加振部124が管路部121の内部空間を加振することにより形成される波動の周波数が変化し、管路部121の管内の音の音高が変化する。管路部121の管内の音の音高が変化すると、信号処理部140のフィルタ143から出力されるデジタル信号SADにより示される音の音高が変化するため、このデジタル信号SADに基づいて放音部170から放出される音の音高が変化する。従って、演奏者は放音部170から放音される音を聴取しながら操作子130を操作することにより、演奏を行うことができる。
Here, when the opening / closing of the switch of the operator 130 is changed by the player's operation, the signal processing unit 140 delays the delay unit 1441 of the virtual tube unit 144 based on the fingering signal SC indicating the opening / closing of the switch. Change the amount. Thereby, the frequency of the wave formed when the vibration part 124 vibrates the internal space of the pipe part 121 changes, and the pitch of the sound in the pipe of the pipe part 121 changes. When the pitch of the sound in the pipe of the pipe line section 121 changes, the pitch of the sound indicated by the digital signal SAD output from the filter 143 of the signal processing section 140 changes, so that sound is emitted based on the digital signal SAD. The pitch of the sound emitted from the unit 170 changes. Therefore, the performer can perform by operating the operation element 130 while listening to the sound emitted from the sound emitting unit 170.
以上により、本実施形態の楽音装置100によれば、自然管楽器の管体部をマウスピースに装着することなく、自然管楽器と同様の吹奏感を得ながら、その音を再現することができる。従って、管楽器の管体部から実際に音を発生させることなく、所望の音量で管楽器の演奏を楽しむことができる。
As described above, according to the musical sound device 100 of the present embodiment, it is possible to reproduce the sound while obtaining a wind feeling similar to that of a natural wind instrument without attaching the tube portion of the natural wind instrument to the mouthpiece. Therefore, it is possible to enjoy the performance of the wind instrument at a desired volume without actually generating sound from the tube body portion of the wind instrument.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
図15は、本発明の第2実施形態による楽音装置が備える信号処理部(図示なし)の仮想管体部244の物理モデルの一例を説明するための説明図である。また、図16は、本実施形態による仮想管体部の物理モデルの一例を補足説明するための説明図である。図16の上段に模式的に例示する自然管楽器10aは、下流側の端部が閉じている閉管楽器であり、マウスピース11a、ネック部12a、主管体部13aを備え、主管体部13aにオクターブ孔OHを備えている。図16の例では、説明の簡略化のため、ネック部12aと主管体部13aを含む共鳴管をストレート形状とみなしている。
本実施形態による楽音装置は、上述の第1実施形態による楽音装置100の構成において、仮想管体部144に代えて、図16に示す自然管楽器10aのオクターブ孔OHの機能を有する仮想管体部244(図15)を備える。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining an example of a physical model of the virtual tube unit 244 of the signal processing unit (not shown) included in the musical sound device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 16 is an explanatory diagram for supplementarily explaining an example of the physical model of the virtual tubular portion according to the present embodiment. A natural wind instrument 10a schematically illustrated in the upper part of FIG. 16 is a closed wind instrument having a closed end on the downstream side, and includes a mouthpiece 11a, a neck portion 12a, and a main tube portion 13a. The main tube portion 13a has an octave. A hole OH is provided. In the example of FIG. 16, the resonance tube including the neck portion 12a and the main tube body portion 13a is regarded as a straight shape for simplification of description.
In the musical sound device according to the present embodiment, in the configuration of the musical sound device 100 according to the first embodiment described above, a virtual tube portion having the function of the octave hole OH of the natural wind instrument 10a shown in FIG. 244 (FIG. 15). Other configurations are the same as those of the first embodiment.
トランペットのような金管楽器の音を再現する場合、前述の検出部123により検出した検出信号SCから得られるデジタル信号SADを遅延させ、正相でフィードバックさせることにより、基音の整数倍の周波数にピークを持つ特性を実現することができる。これにより、演奏者は、唇を緊張させることで、自然数倍のN次モード(Nは自然数)の音高を発生させ、広い音域で演奏することができる。しかしながら、上述の第1実施形態による仮想管体部144は、各音高の基音の発生は可能であるが、サクソフォンのような木管楽器のリードの特性上、2次モード以上の音高を発生させることができないため、音域が狭くなる。
When reproducing the sound of a brass instrument such as a trumpet, the digital signal SAD obtained from the detection signal SC detected by the detection unit 123 is delayed and fed back in the positive phase, thereby peaking at a frequency that is an integral multiple of the fundamental tone. The characteristic with can be realized. Thus, the performer can generate a pitch of an Nth-order mode (N is a natural number) that is a natural number multiple by tensioning the lips, and can perform in a wide range. However, the virtual tube unit 144 according to the first embodiment described above can generate a fundamental tone of each pitch, but generates a pitch higher than the secondary mode due to the characteristics of the lead of a woodwind instrument such as a saxophone. The sound range is narrowed because it cannot be made.
そこで、本実施形態では、信号処理部244は、管楽器のオクターブ孔の開閉に応じた楽器管体部の内部における波動の振る舞いを反映させた物理モデルに基づき、この楽器管体部の音響特性を模擬する。即ち、本実施形態では、単純な遅延部によって表現される閉−閉管の途中に、仮想的に1オクターブだけ上の2次モードの音高の音を誘発させるためのオクターブ孔を、ウェーブガイド等の技術を用いて実現する。これにより、再現する音の音域を広げる。
Therefore, in the present embodiment, the signal processing unit 244 determines the acoustic characteristics of the instrument tube unit based on a physical model that reflects the behavior of the wave inside the instrument tube unit according to the opening and closing of the octave hole of the wind instrument. Simulate. In other words, in the present embodiment, an octave hole for virtually inducing a secondary mode pitch only one octave higher in the middle of a closed-closed tube expressed by a simple delay unit, a wave guide or the like. Realized using the technology of As a result, the range of the reproduced sound is expanded.
仮に図16の自然管楽器10aがオクターブ孔OHを備えず、単純な遅延信号を正相でフィードバックさせた場合、自然管楽器10aのマウスピース11aと、位置Aから上流側のネック部12aと、位置Aから下流側のネック部12aおよび主管体部13aの内部の波動は、マウスピース11aやネック部12aを含む共鳴管を仮にストレート形状とみなせば、図16の下段に実線で示すように、管楽器の下流側の端部(閉端)の位置P3(図2の位置C)で位相が反転しない場合の音圧に関する定在波により表される。このような管楽器において、上記の定在波を基音として1オクターブ上の2次モードの音高の音を発生させるためには、図16の下段に破線で示す波形のように、節の位置を変化させればよい。そのためには、図16の例では、自然管楽器10aの全長が半波長に相当し、自然管楽器10aの下流側の端部の位置P3から上流側に向かって8分の1波長に相当する位置P2にオクターブ孔OHを形成すればよい。図16の例では、自然管楽器10aの上流側の端部の位置P1から下流側に8分の1波長の位置P4で節を発生させてもよい。
なお、位置P4が仮想管体内に相当する場合、仮想管体のオクターブ孔OHは位置P2もしくは位置P4のいずれか1箇所に設置してもよいし、位置P2および位置P4の両方に設置してもよい。また、位置P4が仮想管体外つまりマウスピース11aやネック部12aの位置となった場合には、その位置に実際のオクターブ孔を開け、実際に開閉させても良い。
If the natural wind instrument 10a in FIG. 16 does not have the octave hole OH and a simple delayed signal is fed back in the normal phase, the mouthpiece 11a of the natural wind instrument 10a, the neck portion 12a upstream from the position A, and the position A Waves inside the neck portion 12a and the main tube portion 13a on the downstream side of the wind instrument are as shown by a solid line in the lower part of FIG. 16 if the resonance tube including the mouthpiece 11a and the neck portion 12a is regarded as a straight shape. This is represented by a standing wave related to sound pressure when the phase does not reverse at the downstream end (closed end) position P3 (position C in FIG. 2). In such a wind instrument, in order to generate a secondary mode pitch one octave higher than the above standing wave as a fundamental tone, the position of the node is set as shown by the broken line in the lower part of FIG. Change it. For this purpose, in the example of FIG. 16, the total length of the natural wind instrument 10a corresponds to a half wavelength, and the position P2 corresponding to an eighth wavelength from the position P3 of the downstream end of the natural wind instrument 10a toward the upstream side. An octave hole OH may be formed in the substrate. In the example of FIG. 16, a node may be generated at a position P4 having an eighth wavelength downstream from the position P1 of the upstream end of the natural wind instrument 10a.
When the position P4 corresponds to the virtual pipe, the octave hole OH of the virtual pipe may be installed at either one of the position P2 or the position P4, or may be installed at both the position P2 and the position P4. Also good. When the position P4 is outside the virtual tube, that is, the position of the mouthpiece 11a or the neck portion 12a, an actual octave hole may be opened at that position and actually opened and closed.
図15に示す仮想管体部244は、次のように、図16の下段に点線で例示する波形のうち、位置Aから下流側の波動を模擬し得るように構成される。
仮想管体部244は、遅延部201,206,211と、ゲイン調整器202,208,209,213,214と、減算器203,205,210と、加算器204と、ローパスフィルタ207,212とから構成される。このうち、ゲイン調整器202,209,214と加算器204とにより、オクターブ孔OHが分岐している分岐点へ向かう方向の進行波の信号から、オクターブ孔OHの分岐点での音圧が計算される。また、減算器203,205,210により、加算器204の出力信号を元に、上記オクターブ孔OHが分岐している分岐点からそれぞれ、上流管体側、下流管体側、オクターブ孔へ向かう後退波の波形が生成される。
The virtual tube part 244 shown in FIG. 15 is configured so as to simulate a wave downstream from the position A among the waveforms illustrated by dotted lines in the lower part of FIG.
The virtual tube unit 244 includes delay units 201, 206, 211, gain adjusters 202, 208, 209, 213, 214, subtracters 203, 205, 210, an adder 204, low pass filters 207, 212, Consists of Among these, the sound pressure at the branch point of the octave hole OH is calculated from the traveling wave signal in the direction toward the branch point where the octave hole OH branches by the gain adjusters 202, 209, 214 and the adder 204. Is done. Further, the subtracters 203, 205, and 210, based on the output signal of the adder 204, from the branching point where the octave hole OH branches, the backward wave toward the upstream tube side, the downstream tube side, and the octave hole, respectively. A waveform is generated.
ここで、遅延部201は、図16の下段に示す自然管楽器10の位置A(即ち、検出部123および加振部124の位置)からオクターブ孔の位置P2までの主管体部13aにおける波動の遅延を表現し、遅延部206は、図16の下段に示す自然管楽器10aのオクターブ孔OHの位置P2から自然管楽器10の終端部の位置P3までの主管体部13aの遅延を表現し、遅延部211は、オクターブ孔OHでの遅延を表現している。また、ローパスフィルタ207は、主管体部13a内の伝搬による周波数依存の損失を表現している。ローパスフィルタ212は、オクターブ孔OH内の伝搬や、オクターブ孔OHが開口した場合の各開口端での反射による周波数依存の損失を表現している。ゲイン調整器202,209,214は、仮想管体内の波動の散乱現象を模擬するためのウェーブガイド係数α1、α2、αtを表現している。ゲイン調整器208,213は、主管体部13aおよびオクターブ孔OHの各閉口端もしくは開口端での反射係数γ,γtを表現している。
Here, the delay unit 201 delays the wave in the main tube part 13a from the position A of the natural wind instrument 10 shown in the lower part of FIG. 16 (that is, the position of the detection unit 123 and the excitation unit 124) to the position P2 of the octave hole. The delay unit 206 expresses the delay of the main pipe body part 13a from the position P2 of the octave hole OH of the natural wind instrument 10a shown in the lower part of FIG. Represents the delay in the octave hole OH. The low-pass filter 207 represents a frequency-dependent loss due to propagation in the main tube portion 13a. The low-pass filter 212 expresses frequency-dependent loss due to propagation in the octave hole OH and reflection at each opening end when the octave hole OH is opened. The gain adjusters 202, 209, and 214 express waveguide coefficients α1, α2, and αt for simulating the wave scattering phenomenon in the virtual tube. The gain adjusters 208 and 213 represent the reflection coefficients γ and γt at the closed ends or the open ends of the main tube portion 13a and the octave hole OH.
本実施形態におけるウェーブガイドの物理モデルでは、ウェーブガイド係数α1、α2、αtと、主管体部13aの内径面積Sと、オクターブ孔OHの内径面積Stは次の関係を有する。
α1=α2=2・S/(2・S+St)
αt=2・St/(2・S+St)
In the physical model of the waveguide in the present embodiment, the waveguide coefficients α1, α2, and αt, the inner diameter area S of the main tube portion 13a, and the inner diameter area St of the octave hole OH have the following relationship.
α1 = α2 = 2 · S / (2 · S + St)
αt = 2 · St / (2 · S + St)
本実施形態では、ゲイン調整器208が表現する反射係数γは「+a」(aは正の数)であり、管体の下流側の端部が閉じている閉管楽器の端部での反射特性を仮想的に表現している。ゲイン調整器213の反射係数γtは、自然管楽器10aのオクターブ孔OHに対応する仮想管体部のオクターブ孔が閉じた状態では「+a」であり、開いた状態では「−a」である。即ち、ゲイン調整器213の反射係数γtは、演奏者によるオクターブ孔OHに対応する操作子の操作に応じて「+a」または「−a」の値をとる。
以上の構成によれば、仮想管体部244は自然管楽器10aのオクターブ孔OHの機能を模擬することができるので、基音の整数倍の音高の音を発生させることができ、広い音域での演奏が可能になる。
In the present embodiment, the reflection coefficient γ expressed by the gain adjuster 208 is “+ a” (a is a positive number), and the reflection characteristic at the end of the closed wind instrument in which the end on the downstream side of the tube is closed. Is virtually represented. The reflection coefficient γt of the gain adjuster 213 is “+ a” when the octave hole of the virtual tube portion corresponding to the octave hole OH of the natural wind instrument 10a is closed, and is “−a” when it is opened. That is, the reflection coefficient γt of the gain adjuster 213 takes a value of “+ a” or “−a” according to the operation of the operator corresponding to the octave hole OH by the player.
According to the above configuration, since the virtual tube unit 244 can simulate the function of the octave hole OH of the natural wind instrument 10a, it is possible to generate a sound having a pitch that is an integral multiple of the fundamental tone, and in a wide sound range. The performance becomes possible.
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を説明する。
図17は、本実施形態による楽音装置の全体構成の一例を模式的に示す図である。図18は、本実施形態による楽音装置が備える信号処理部の仮想管体部の物理モデルの一例を補足説明するための説明図である。
本実施形態による楽音装置は、上述の第1実施形態による楽音装置100の構成において、仮想管体部144に代えて、テーパー状の円錐管の音響特性を模擬する仮想管体部344を備える。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 17 is a diagram schematically illustrating an example of the overall configuration of the musical sound device according to the present embodiment. FIG. 18 is an explanatory diagram for supplementarily explaining an example of a physical model of the virtual tube unit of the signal processing unit included in the musical sound device according to the present embodiment.
The musical sound device according to the present embodiment includes a virtual tubular body portion 344 that simulates the acoustic characteristics of a tapered conical tube in place of the virtual tubular body portion 144 in the configuration of the musical sound device 100 according to the first embodiment described above. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
図17に示す仮想管体部344は、円錐管からなる管楽器の楽器管体部の音響特性を複数の円筒管の音響特性を用いて近似する物理モデルに基づいて、円錐管の管楽器の管体部の音響特性を模擬する。本実施形態では、円錐管を近似する2本の円筒管をウェーブガイドフィルタにより実現する。
The virtual tubular part 344 shown in FIG. 17 is based on a physical model that approximates the acoustic characteristics of a musical instrument tubular part of a wind instrument composed of a conical pipe using the acoustic characteristics of a plurality of cylindrical tubes. The acoustic characteristics of the part are simulated. In this embodiment, two cylindrical tubes that approximate a conical tube are realized by a waveguide filter.
ここで、図18を参照して、2本の円筒管による円錐管の近似について説明する。図18の上段には、円錐管の自然管楽器10bの全体が示されている。この例では、自然管楽器10bは、マウスピース11bと、ネック部12bと、円錐管からなる主管体部13bとから構成されている。図18の下段には、2本の円筒管で自然管楽器10bの円錐管を近似した例が示されている。この例では、自然管楽器10bの主管体部13bをなす円錐管が2本の円筒管131b,132bにより近似されている。以下では、円筒管131bを「主管部131b」と称し、円筒管132bを「副管部132b」と称す。主管部131bの一端は、管楽器のネック部12bに接続され、この位置から分岐するように副管部132bが取り付けられている。主管部131bの長さは、自然管楽器10bをなす主管体部13bの下流側の端部の位置P3からネック部12bの下流側の端部の位置P5までの長さに相当し、主管部131bの内径面積S1は、ネック部12bの内径面積とほぼ同じである。また、副管部132bの長さはL2であり、その内径面積はS2である。
Here, with reference to FIG. 18, the approximation of the conical tube by two cylindrical tubes is demonstrated. The upper part of FIG. 18 shows the entire conical natural wind instrument 10b. In this example, the natural wind instrument 10b includes a mouthpiece 11b, a neck portion 12b, and a main tube body portion 13b made of a conical tube. The lower part of FIG. 18 shows an example in which the conical tube of the natural wind instrument 10b is approximated by two cylindrical tubes. In this example, the conical tube forming the main tube portion 13b of the natural wind instrument 10b is approximated by two cylindrical tubes 131b and 132b. Hereinafter, the cylindrical tube 131b is referred to as a “main tube portion 131b”, and the cylindrical tube 132b is referred to as a “sub tube portion 132b”. One end of the main pipe portion 131b is connected to the neck portion 12b of the wind instrument, and a sub pipe portion 132b is attached so as to branch from this position. The length of the main pipe portion 131b corresponds to the length from the position P3 of the downstream end portion of the main pipe body portion 13b constituting the natural wind instrument 10b to the position P5 of the downstream end portion of the neck portion 12b, and the main pipe portion 131b. The inner diameter area S1 is substantially the same as the inner diameter area of the neck portion 12b. Moreover, the length of the sub pipe part 132b is L2, and the internal diameter area is S2.
図17に示す仮想管体部344は、図18に示すように、主管部131bおよび副管部132bの2本の円筒管を用いて円錐管である自然管楽器10bの主管体部13bを近似する場合を想定したものであり、概略的には、上述の図15に示す仮想管体部244の構成要素と対応する要素から構成される。ただし、本実施形態では、各構成要素が表現するパラメータの意味が異なる。
As shown in FIG. 18, the virtual tube portion 344 shown in FIG. 17 approximates the main tube portion 13b of the natural wind instrument 10b, which is a conical tube, using two cylindrical tubes, a main tube portion 131b and a sub tube portion 132b. This is assumed to be a case, and is generally composed of elements corresponding to the components of the virtual tube part 244 shown in FIG. However, in the present embodiment, the meaning of the parameter expressed by each component is different.
図17において、遅延部301は、図18の下段に示す楽器の先端部の位置P1から主管部131bの上流側の一端の位置P5までの管体の遅延を表現し、遅延部306は、主管部131bにおける遅延を表現し、遅延部311は、副管部132bにおける遅延を表現している。また、ローパスフィルタ307,312は、主管部131bおよび副管部132bの各開口端での反射による周波数依存の損失を表現している。ゲイン調整器302,309,314は、仮想管体内の波動の散乱現象を模擬するためのウェーブガイド係数αi、αL、αxを表現している。ゲイン調整器308,313は、それぞれ、主管部131bおよび副管部132bの開口端での反射係数γL,γxを表現している。加算器304は、主管部131bと副管部132bとの分岐位置P5から上流側の波動の伝達特性と、主管部131bの波動の伝達特性と、副管部132bの波動の伝達特性とを合成するものである。本実施形態では、ゲイン調整器308,313が表現する反射係数γL,γxは、いずれも開放端を表す「−a」(aは正の数)である。
なお、本実施形態では、図18に示すマウスピース11bおよびネック部12bに対応する図1のマウスピース110およびネック部120として、仮想管体ではなく、自然楽器と同様のパーツが使用されるので、図17に示す遅延部301は省略される。この場合、図1のアナログ/デジタル変換器142からフィルタ143を通じてデジタル信号SADが図17のゲイン調整器302に直接入力される。
In FIG. 17, a delay unit 301 expresses a delay of the tubular body from a position P1 of the front end portion of the musical instrument shown in the lower part of FIG. 18 to a position P5 of one end on the upstream side of the main pipe portion 131b. The delay in the unit 131b is represented, and the delay unit 311 represents the delay in the sub-pipe unit 132b. The low-pass filters 307 and 312 express a frequency-dependent loss due to reflection at each opening end of the main pipe portion 131b and the sub pipe portion 132b. The gain adjusters 302, 309, and 314 represent waveguide coefficients αi, αL, and αx for simulating the wave scattering phenomenon in the virtual tube. The gain adjusters 308 and 313 represent the reflection coefficients γL and γx at the open ends of the main pipe portion 131b and the sub pipe portion 132b, respectively. The adder 304 combines the wave transmission characteristics upstream of the branch position P5 between the main pipe portion 131b and the sub pipe portion 132b, the wave transfer characteristics of the main pipe portion 131b, and the wave transfer characteristics of the sub pipe portion 132b. To do. In the present embodiment, the reflection coefficients γL and γx expressed by the gain adjusters 308 and 313 are both “−a” (a is a positive number) representing the open end.
In this embodiment, since the mouthpiece 110 and the neck portion 120 in FIG. 1 corresponding to the mouthpiece 11b and the neck portion 12b shown in FIG. 18 are not virtual tubes but parts similar to natural instruments are used. The delay unit 301 shown in FIG. 17 is omitted. In this case, the digital signal SAD is directly input to the gain adjuster 302 in FIG. 17 from the analog / digital converter 142 in FIG. 1 through the filter 143.
本実施形態におけるウェーブガイドの物理モデルでは、ウェーブガイド係数αi、αL、αxと、主管部131bの内径面積S1と、副管部132bの内径面積S2は次の関係を有する。
αi=αL=2・S1/(2・S1+H・S1)
αx=2・H・S1/(2・S1+H・S1)
S2=H・S1
L2=H・r
In the physical model of the waveguide in this embodiment, the waveguide coefficients αi, αL, αx, the inner diameter area S1 of the main pipe portion 131b, and the inner diameter area S2 of the sub pipe portion 132b have the following relationship.
αi = αL = 2 · S1 / (2 · S1 + H · S1)
αx = 2 · H · S1 / (2 · S1 + H · S1)
S2 = H ・ S1
L2 = H · r
ここで、Hは任意の正の値であり、通常、0<H<1の値に設定される。Hの値が小さい程、円錐管の特性を正確に近似できる。rは、自然管楽器10bの主管体部13bをなす円錐管の斜辺を延長して得られる仮想的な円錐の頂点の位置P0から、主管部131bの上流側の一端(主管体部13bをなす円錐管の上流側の一端)の位置P5までの距離である。L1は主管部131bの長さであり、L2は副管部132bの長さである。
Here, H is an arbitrary positive value, and is normally set to a value of 0 <H <1. The smaller the value of H, the more accurately the characteristics of the conical tube can be approximated. r is an upstream end of the main pipe part 131b (cone forming the main pipe part 13b) from the position P0 of the virtual cone obtained by extending the hypotenuse of the conical pipe forming the main pipe part 13b of the natural wind instrument 10b. It is the distance to the position P5 at one end on the upstream side of the tube. L1 is the length of the main pipe portion 131b, and L2 is the length of the sub pipe portion 132b.
上述の例では、仮想管体部344は、円錐管からなる自然管楽器10bの主管体部13bを、分岐する2本の円筒管(主管部131bおよび副管部132b)により表現したが、太さの異なる円筒管を長手方向に細かく輪切りにして接続した物理モデルを、ウェーブガイドで実現したものを用いてもよい。また、自然管楽器のように、主管体部13bの途中に音孔を設けた物理モデルをウェーブガイドにより構成し、音孔の開閉により各音高を実現してもよい。
In the above-described example, the virtual tube portion 344 represents the main tube portion 13b of the natural wind instrument 10b made of a conical tube with two branched cylindrical tubes (the main tube portion 131b and the sub tube portion 132b). A physical model realized by using a wave guide may be used in which cylindrical pipes having different diameters are connected to each other by being cut into pieces in the longitudinal direction. Further, as in a natural wind instrument, a physical model in which a sound hole is provided in the middle of the main tube portion 13b may be configured by a wave guide, and each pitch may be realized by opening and closing the sound hole.
また、演奏者の好みに応じて、ワンタッチで管楽器の種類を変更できるように、仮想管体部344を構成してもよい。例えば、ソプラノサックスやアルトサックスなど、形状の異なる複数の自然管楽器の音響特性を模擬する複数の物理モデルを準備し、デジタル・シグナル・プロセッサ上で実現する管体形状に応じて物理モデルをプログラム切替手段によって切り替えてもよい。
Further, the virtual tube unit 344 may be configured so that the type of wind instrument can be changed with a single touch according to the player's preference. For example, multiple physical models that simulate the acoustic characteristics of multiple natural wind instruments with different shapes, such as soprano saxophone and alto saxophone, are prepared, and the physical model is switched according to the tubular shape realized on the digital signal processor. It may be switched by means.
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態を説明する。
図19は、本実施形態による楽音装置400の全体構成の一例を模式的に示す図である。図1に示す構成要素と同一または対応する要素には同一符号を付す。
楽音装置400は、前述の図1に示す第1実施形態による楽音装置100の構成において、信号処理部140に代えて信号処理部440を備えると共に、自然管楽器の主管体部40と波動発生部160を更に備える。また、本実施形態による楽音装置400は、第1実施形態による楽音装置100の操作子130に対応する要素として、運指検出部150を備える。この運指検出部150は、演奏者の運指を検出するものである点で第1実施形態の操作子130と同様のものであるが、本実施形態では、自然管楽器の主管体部に取り付けられた状態で演奏者の運指を検出するものである。また、本実施形態では、管路部121における検出部123及び加振部124の取り付け位置は、主管体部40に取り付けられた加振部163の取り付け位置に対応している。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 19 is a diagram schematically illustrating an example of the overall configuration of the musical sound device 400 according to the present embodiment. Elements that are the same as or correspond to the components shown in FIG.
In the configuration of the musical sound device 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 described above, the musical sound device 400 includes a signal processing unit 440 instead of the signal processing unit 140, and a main tubular body unit 40 and a wave generation unit 160 of a natural wind instrument. Is further provided. In addition, the musical sound device 400 according to the present embodiment includes a fingering detection unit 150 as an element corresponding to the operator 130 of the musical sound device 100 according to the first embodiment. This fingering detection unit 150 is the same as the operator 130 of the first embodiment in that it detects the player's fingering. In this embodiment, the fingering detection unit 150 is attached to the main body of the natural wind instrument. In this state, the fingering of the performer is detected. In the present embodiment, the attachment positions of the detection unit 123 and the vibration unit 124 in the pipe line part 121 correspond to the attachment positions of the vibration part 163 attached to the main pipe body part 40.
信号処理部440は、前述の図1に示す第1実施形態による楽音装置100が備える信号処理部140の構成において、仮想管体部144に代えて、開管楽器の音響特性を模擬する物理モデルに基づく仮想管体部444を備える。なお、仮想管体部444が模擬する管楽器の音響特性は、この例に限定されることなく、任意である。
In the configuration of the signal processing unit 140 included in the musical sound device 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 described above, the signal processing unit 440 uses a physical model that simulates the acoustic characteristics of an open-pipe instrument instead of the virtual tube unit 144. A virtual tube unit 444 based thereon is provided. Note that the acoustic characteristics of the wind instrument simulated by the virtual tube unit 444 are not limited to this example and are arbitrary.
波動発生部160は、主管体部40の上流側の一端に取り付けられ、検出部123から出力された検出信号SAに基づき、主管体部40の内部空間を加振し、その上流側から下流側に向かう波動を発生させるものである。波動発生部160は、増幅部161、音量調整部162、加振部163を備える。増幅部161は、検出部123から出力された検出信号SAを増幅するものである。音量調整部162は、増幅部161の出力信号の振幅を調整して音の音量を調整するものである。加振部163は、音量調整部162により調整された信号に基づき主管体部40の上流側の内部空間を加振するものである。その他の構成は第1実施形態の楽音装置100と同様である。
The wave generation unit 160 is attached to one end on the upstream side of the main tube body unit 40, and vibrates the internal space of the main tube body unit 40 based on the detection signal SA output from the detection unit 123. The wave which goes to is generated. The wave generation unit 160 includes an amplification unit 161, a volume adjustment unit 162, and an excitation unit 163. The amplification unit 161 amplifies the detection signal SA output from the detection unit 123. The volume adjustment unit 162 adjusts the volume of the sound by adjusting the amplitude of the output signal of the amplification unit 161. The vibration exciter 163 excites the internal space on the upstream side of the main tube body 40 based on the signal adjusted by the volume adjuster 162. Other configurations are the same as those of the musical sound device 100 of the first embodiment.
上述の第1から第3実施形態では、演奏者が自然管楽器の操作キーとは異なる操作子130を用いて運指操作が行われ、この運指操作に応じて合成された音を放音部170から放出するものとして構成したが、本実施形態では、演奏者は自然管楽器の主管体部40に備えられた操作キーを操作することにより演奏を行う。そして、演奏者の演奏に応じて合成された音に基づいて主管体部40の上流側から波動を主管体部40に入射させることにより、自然管楽器の主管体部40を共鳴させる。これにより、自然管楽器に近い音色を再現する。
In the first to third embodiments described above, the performer performs a fingering operation using the operator 130 that is different from the operation keys of the natural wind instrument, and the sound synthesized in response to this fingering operation is output from the sound emitting unit. In this embodiment, the performer performs the performance by operating the operation keys provided on the main tube section 40 of the natural wind instrument. Then, the main tubular portion 40 of the natural wind instrument is caused to resonate by causing a wave to enter the main tubular portion 40 from the upstream side of the main tubular portion 40 based on the sound synthesized according to the performance of the performer. This reproduces a timbre close to that of a natural wind instrument.
図20は、本実施形態による楽音装置400の波動発生部160の取り付け構造の一例を模式的に示す図である。主管体部40の上流側の一端は、連結部1601に形成された挿通孔(符号なし)に嵌め込まれる。消音器120を構成する外側遮音ケース1251には連結部1601が固定される。これにより、主管体部40は、連結部1601を介して消音器120に固定される。また、主管体部40の上流側の開口部には、加振部163が取り付けられる。加振部163は、遮音ケース1602に覆われ、遮音ケース1602の外面は防振材1603で覆われている。このような遮音構造により、主管体部40に取り付けられた加振部163の加振動作に伴って発生する不要な音が抑制される構造となっている。
FIG. 20 is a diagram schematically illustrating an example of a mounting structure of the wave generator 160 of the musical sound device 400 according to the present embodiment. One end on the upstream side of the main tube body portion 40 is fitted into an insertion hole (not indicated) formed in the connecting portion 1601. A connecting portion 1601 is fixed to the outer sound insulation case 1251 constituting the silencer 120. Thereby, the main pipe body part 40 is fixed to the silencer 120 via the connecting part 1601. Further, a vibration exciter 163 is attached to the upstream opening of the main tube body 40. The excitation unit 163 is covered with a sound insulation case 1602, and the outer surface of the sound insulation case 1602 is covered with a vibration isolation material 1603. With such a sound insulation structure, an unnecessary sound generated with the vibration operation of the vibration unit 163 attached to the main tube body part 40 is suppressed.
以下では図19、図20を用いて、本実施形態の特徴部である波動発生部160に着目して楽音装置400の動作を説明する。
前述した第1実施形態と同様に、演奏者がマウスピース110に呼気を吹き込むと、前述した管楽器特有の自励発振現象が発生し、演奏者が操作した主管体部40の操作キーに対応する音高の音が管路部121の管内に形成される。検出部123は、管路部121の管内に形成された音の波動を検出し、その波動の振幅に応じた信号レベルを有する検出信号SAを生成して波動発生部160と信号処理部440に出力する。
Hereinafter, the operation of the musical sound device 400 will be described with reference to FIG. 19 and FIG. 20 while paying attention to the wave generator 160 which is a characteristic part of the present embodiment.
As in the first embodiment described above, when the performer blows into the mouthpiece 110, the above-described self-excited oscillation phenomenon unique to the wind instrument occurs, corresponding to the operation keys of the main tube section 40 operated by the performer. A pitch sound is formed in the pipe of the pipe line part 121. The detection unit 123 detects a wave of sound formed in the pipe of the pipe line unit 121, generates a detection signal SA having a signal level corresponding to the amplitude of the wave, and transmits the detection signal SA to the wave generation unit 160 and the signal processing unit 440. Output.
波動発生部160において、増幅器161は、検出信号SAを増幅して音量調整部162に出力する。音量調整部162は、増幅器161により増幅された信号の振幅を調整して音量を調整する。加振部163は、音量調整部162により音量が調整された信号に駆動され、主管体部40の上流側の内部空間を加振する。これにより、加振部163により波動が発生されて主管体部40に送り込まれる。
In the wave generation unit 160, the amplifier 161 amplifies the detection signal SA and outputs it to the volume adjustment unit 162. The volume adjusting unit 162 adjusts the volume by adjusting the amplitude of the signal amplified by the amplifier 161. The excitation unit 163 is driven by the signal whose volume is adjusted by the volume adjustment unit 162, and vibrates the internal space on the upstream side of the main tube body unit 40. As a result, a wave is generated by the excitation unit 163 and sent to the main tube body 40.
ここで、加振部163が発生させる波動は、自然管楽器と同様に形成された管路部121の管内と同じ位相の波動であるから、波動の振幅の違いを除けば、主管体部40が管路部121の下流側端部に直接接続された場合と同様の音響効果を得ることができる。従って、本実施形態によれば、自然管楽器に近い音色の音を再現することができる。また、本実施形態では、運指検出部150は自然管楽器の主管体部40に装着されるので、自然管楽器と同様の操作感を得ることができる。
Here, the wave generated by the excitation unit 163 is a wave having the same phase as that of the pipe 121 formed in the same manner as the natural wind instrument. The same acoustic effect as when directly connected to the downstream end of the pipe line part 121 can be obtained. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reproduce a tone color similar to that of a natural wind instrument. Moreover, in this embodiment, since the fingering detection part 150 is mounted | worn with the main pipe body part 40 of a natural wind instrument, the operation feeling similar to a natural wind instrument can be acquired.
また、本実施形態によれば、音量調整部162により、加振部163の加振量を調整することができる。これにより、主管体部40から放出される音の音量を任意に調整することができる。従って、音量調整部162により音量を下げれば、例えば夜中などに消音状態で演奏することができる。また、例えば日中など、音量を上げても許容される環境であれば、音量調整部162により音量を上げて、自然管楽器と同様の音量で演奏を楽しむことができる。
Further, according to the present embodiment, the volume adjustment unit 162 can adjust the excitation amount of the excitation unit 163. Thereby, the volume of the sound emitted from the main tube 40 can be arbitrarily adjusted. Therefore, if the volume is reduced by the volume adjustment unit 162, it can be performed in a mute state, for example, at night. In an environment where it is acceptable to increase the volume, such as during the day, the volume can be increased by the volume adjustment unit 162 and the performance can be enjoyed at the same volume as a natural wind instrument.
上述した本実施形態によれば、演奏者は自然管楽器の主管体部を操作し、この主管体部を利用して音を発生させるので、より自然管楽器に近い運指の操作感覚と音色で演奏を楽しむことができる。また、音量を自由に設定して管楽器の練習/演奏を行うことができる。
According to the above-described embodiment, the performer operates the main body part of the natural wind instrument and generates sound using the main body part. Therefore, the player can perform with the fingering operation feeling and tone color closer to the natural wind instrument. Can enjoy. In addition, the wind instrument can be practiced / played with the volume set freely.
上述した各実施形態によれば、仮想管体を利用した管楽器用の消音器を実現することができる。また、可搬性に優れ、静音性能に優れ、音質の良好な木管用ミュート機能を、広い音域で実現する楽音装置を実現することができる。
また、自然管楽器のマウスピースをそのまま用いて演奏することができる。
更に、例えば、自宅で夜中に行う小音量での楽器の演奏や旅行先での演奏などを支援することができる。
According to each embodiment mentioned above, the silencer for wind instruments using a virtual tube can be realized. In addition, it is possible to realize a musical sound device that realizes a woodwind mute function with excellent portability, excellent silent performance, and good sound quality in a wide sound range.
In addition, a natural wind instrument mouthpiece can be used as it is.
Furthermore, for example, it is possible to support playing a musical instrument with a small volume at home or playing at a travel destination.