JP6171347B2 - 電子弦楽器、楽音生成方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電子弦楽器、楽音生成方法及びプログラムに関する。

従来、入力される波形信号のピッチを抽出し、抽出したピッチに対応する楽音の発音を指示する入力制御装置が知られている。この種の装置として、例えば特許文献１には、入力波形信号の最大値検出直後の波形ゼロクロス周期と最小値検出直後の波形ゼロクロス周期とを検出し、両周期が略一致した場合にその検出した周期に対応するピッチの楽音の発音を指示したり、あるいは入力波形信号の最大値検出周期と最小値検出周期とを検出し、両周期が略一致した場合にその検出した周期に対応するピッチの楽音の発音を指示する技術が開示されている。

ところで、上記特許文献１に開示の入力制御装置を適用した電子ギターでは、弦ごとに配設されるピックアップコイルにより弾弦（ピッキング）後の弦振動を入力波形信号として検出する。ピッキング後の入力波形信号からピッチ抽出する為には、最低１．５波長分の時間が必要とされる。例えば５弦開放のギター演奏では、１１０Ｈｚのピッキング音となるが、このピッキング音のピッチ抽出に要する時間（１．５波長分）は１３．６３ｍｓｅｃとなり、これにノイズによるエラー訂正等の処理時間を加えると、都合２０ｍｓｅｃ程度のピッチ抽出遅延に成り得る。ピッチ抽出遅延は、発音遅れとして認識され、とりわけピッキング音が低音になるほど顕著になり、ギター演奏に不自然さや違和感を与えてしまうという問題がある。

さらに発音の遅れ解消するために、特許文献２では、弦をピッキングする前のピッチカート音から音高を事前に決定しておき、ピッキング後に音源に対して発音処理するものが開示されている。

特開昭６３−１３６０８８号公報 特許第４２９６４３３号公報

しかしながら、この方式では、少なくとも１波長分の発音遅れが生じてしまい、十分な音楽表現を行うことが出来なかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ピッキングから発音までを高速にすることで、十分な音楽表現を行える電子弦楽器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様の電子弦楽器は、
複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦と、
前記弦が押弦された押弦位置を検出する押弦位置検出手段と、
前記弦の振動レベルを検出することにより、前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出手段と、
前記弾弦検出手段によって弾弦の検出された前記弦の振動レベルの変化を検出する振動レベル変化検出手段と、
接続された音源にて発音される楽音のベロシティであって、前記弦の振動レベルに応じて決定されるべきベロシティを、前記振動レベル変化検出手段により検出された前記振動レベルの変化に基づいて決定するベロシティ決定手段と、
前記ベロシティ決定手段により決定されたベロシティでの発音指示を、前記接続された音源に対して行う発音指示手段と、
を備え、
前記弾弦検出手段によって弾弦の検出された前記弦の振動レベルが或る閾値よりも大きいと判断された場合に、前記振動レベル変化検出手段は、前記判断された以前の振動レベルを用いて前記弦の振動レベルの変化を検出し、前記ベロシティ決定手段は、前記判断された以前の振動レベルを用いて検出される前記弦の振動レベルの変化に基づいて、前記接続された音源にて発音される楽音のベロシティを決定することを特徴とする。

本発明によれば、ピッキングから発音までを高速にすることで、十分な音楽表現を行える電子弦楽器を提供できる。

本発明の電子弦楽器の外観を示す正面図である。 上記電子弦楽器を構成する電子部のハードウェア構成を示すブロック図である。 押弦センサの信号制御部を示す模式図である。 弦とフレットとの電気的接触を検出するタイプの押弦センサが適用されたネックの斜視図である。 ブリッジ付近の縦断面図である。 ブリッジの駒部の斜視図である。 静電センサの出力に基づいて弦とフレットとの接触を検出するタイプの押弦センサが適用されたネックの斜視図である。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるメインフローを示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるスイッチ処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される音色スイッチ処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される演奏検知処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される押弦位置検知処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される押弦位置検知処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される先行トリガ処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される先行トリガ可否処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるベロシティ確定処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される弦振動処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるノーマルトリガ処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行されるピッチ抽出処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される消音検知処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子弦楽器において実行される統合処理を示すフローチャートである。 加速度と補正値との関係を示すマップである。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

［電子弦楽器１の概要］
初めに、図１を参照して、本発明の一実施形態としての電子弦楽器１の概要について説明する。

図１は、電子弦楽器１の外観を示す正面図である。図１に示す如く、電子弦楽器１は、本体１０と、ネック２０と、ヘッド３０とに大別される。

ヘッド３０には、スチール製の弦２２の一端が巻かれる糸巻き３１が取り付けられており、ネック２０は、指板２１に複数のフレット２３が埋め込まれている。なお、本実施形態において、弦２２は６本、フレット２３は２２個、設けられている。６本の弦２２は、各々弦番号と対応付けられている。一番細い弦２２が、弦番号「１番」であり、弦２２の太さが太くなる順番で弦番号が大きくなる。２２個のフレット２３は、各々フレット番号と対応付けられている。最もヘッド３０寄りのフレット２３は、フレット番号「１番」であり、ヘッド３０側から遠ざかるに連れて、配置されたフレット２３のフレット番号が大きくなる。

本体１０には、弦２２の他端が取り付けられるブリッジ１６と、弦２２の振動を検出するノーマルピックアップ１１と、各々の弦２２の振動を独立して検出するヘキサピックアップ１２と、放音されるサウンドにトレモロ効果を付加するためのトレモロアーム１７と、本体１０の内部に内蔵されている電子部１３と、各々の弦２２と電子部１３とを接続するケーブル１４と、音色の種類等を表示するための表示部１５と、が設けられている。

図２は、電子部１３のハードウェア構成を示すブロック図である。電子部１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４３と、押弦センサ４４と、音源４５と、ノーマルピックアップ１１と、ヘキサピックアップ１２と、スイッチ４８と、表示部１５と、Ｉ／Ｆ（インターフェース）４９と、がバス５０を介して接続されている。
さらに、電子部１３は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）４６と、Ｄ／Ａ（デジタルアナログコンバータ）４７と、を備える。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記録されているプログラム、又は、記憶部（図示せず）からＲＡＭ４３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。

ＲＡＭ４３には、ＣＰＵ４１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。

押弦センサ４４は、押弦が何番の弦の何番のフレットに対して行われたかを検出する。この押弦センサ４４には、弦２２（図１参照）とフレット２３（図１参照）との電気的接触を検出して押弦位置を検出するタイプと、後述する静電センサの出力に基づいて押弦位置を検出するタイプとがある。

音源４５は、例えばＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）データで発音が指示された楽音の波形データを生成し、その波形データをＤ／Ａ変換して得られるオーディオ信号を、ＤＳＰ４６及びＤ／Ａ４７を介して外部音源５３に出力して、発音及び消音の指示を出す。なお、外部音源５３は、Ｄ／Ａ４７から出力されたオーディオ信号を増幅して出力するアンプ回路（図示せず）と、アンプ回路から入力されたオーディオ信号により楽音を放音するスピーカ（図示せず）と、を備える。

ノーマルピックアップ１１は、検出された弦２２（図１参照）の振動を電気信号に変換してＣＰＵ４１に出力する。
ヘキサピックアップ１２は、検出された各々の弦２２（図１参照）の独立した振動を電気信号に変換してＣＰＵ４１に出力する。

スイッチ４８は、本体１０（図１参照）に設けられた各種スイッチ（図示せず）からの入力信号をＣＰＵ４１に出力する。
表示部１５は、発音対象となる音色の種類等を表示する。

図３は、押弦センサ４４の信号制御部を示す模式図である。

弦２２とフレット２３との電気的接触位置を押弦位置として検知するタイプの押弦センサ４４においては、Ｙ信号制御部５２は、ＣＰＵ４１から受信した信号を、各々の弦２２に供給する。Ｘ信号制御部５１は、各々の弦２２に供給された信号を各々のフレット２３で時分割に受信することに応じて、各々の弦２２と電気的に接触しているフレット２３のフレット番号を、接触している弦の番号とともにＣＰＵ４１（図２参照）に押弦位置情報として出力する。

静電センサの出力に基づいて押弦位置を検出するタイプの押弦センサ４４においては、Ｙ信号制御部５２は、弦２２のいずれかを順次指定し、指定された弦に対応する静電センサを指定する。Ｘ信号制御部５１は、フレット２３のいずれかを指定し、指定されたフレットに対応する静電センサを指定する。こうして弦２２及びフレット２３の両方同時に指定された静電センサのみを動作させ、この動作された静電センサの出力値の変化をＣＰＵ４１（図２参照）に押弦位置情報として出力する。

図４は、弦２２とフレット２３との電気的接触を検出するタイプの押弦センサ４４が適用されたネック２０の斜視図である。

図４において、フレット２３と指板２１の下部に配置されたネックＰＣＢ（Ｐｏｌｙ Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ Ｂｉｐｈｅｎｙｌ）２４との接続は弾性導電体２５が使用されている。フレット２３とネックＰＣＢ２４とを電気的に接続することにより、弦２２がフレット２３に接触した導通が検出され、押弦時に、どの弦番号の弦と、どのフレット番号のフレットとが電気的に接触されたかを示す信号がＣＰＵ４１に送信される。

図５は、図１のブリッジ１６付近の縦断面図である。図６は、図５のブリッジ１６の駒部１６１の斜視図である。図５及び図６を参照して、各々の弦２２が電気的に独立していることを説明する。
まず、ブリッジ１６の駒部１６１はユリア樹脂性であり、絶縁体である。弦２２は、ブリッジ１６に設けられた開口部１６２を通して本体１０の内部に挿通される。さらに、弦２２は、開口部１６２から本体１０側において、絶縁体であるポリ塩化ビニル製のチューブ２７に被われている。このチューブ２７は、内面に導電面を有しており、この導電面は、弦２２、及び弦２２のボールエンド２２１と接触している。さらに、チューブ２７はカシメ２８によって電線２９の一端が接続され、電線２９の他端は電子部１３（図１参照）に接続されている。

図７は、静電センサの出力に基づいて弦２２とフレット２３との接触を検出することなく、押弦を検知するタイプの押弦センサ４４が適用されたネック２０の斜視図である。

図７において、指板２１の下部には、静電センサとしての静電パッド２６が、各々の弦２２、及び各々のフレット２３ごとに対応付けられて配置されている。即ち、本実施形態のように、６弦×２２フレットである場合、１４４箇所の静電パッドが配置される。これらの静電パッド２６は、弦２２が指板２１に近づいたときの静電容量を検出してＣＰＵ４１に送信する。ＣＰＵ４１は、この送信された静電容量の値に基づいて押弦位置に対応する弦２２及びフレット２３を検出する。

［メインフロー］
図８は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行されるメインフローを示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１では、ＣＰＵ４１は、電源の投入によりイニシャライズを実行する。ステップＳ２では、ＣＰＵ４１は、スイッチ処理（図９で後述する）を実行する。ステップＳ３では、ＣＰＵ４１は、演奏検知処理（図１１で後述する）を実行する。ステップＳ４では、ＣＰＵ４１は、発音処理を実行する。発音処理では、ＣＰＵ４１は、音源４５等を介して、外部音源５３に楽音の発音を実行させる。ステップＳ５では、ＣＰＵ４１は、その他の処理を実行する。その他の処理では、ＣＰＵ４１は、例えば、表示部１５に出力コードのコード名を表示するなどの処理を実行する。ステップＳ５の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ２に移行させて、ステップＳ２〜Ｓ５の処理を繰り返す。

［スイッチ処理］
図９は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行されるスイッチ処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１１では、ＣＰＵ４１は、音色スイッチ処理（図１０で後述する）を実行する。ステップＳ１２では、ＣＰＵ４１は、モードスイッチ処理を実行する。モードスイッチ処理では、ＣＰＵ４１は、スイッチ４８からの信号に応じて、弦とフレットとの間の状態、例えば両者の電気的接触を検出することによる押弦位置検知処理（図１２で後述）を実行するモードと、静電センサの出力に基づいて弦とフレットとの接触を検出することによる押弦位置検知処理（図１３で後述）を実行するモードとのうち、いずれかのモードを設定する。ステップＳ１２の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、スイッチ処理を終了する。

［音色スイッチ処理］
図１０は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される音色スイッチ処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２１では、ＣＰＵ４１は、音色スイッチ（図示せず）がオンされたか否かを判断する。音色スイッチがオンされたと判断された場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ２２に移し、オンされたと判断されなかった場合、ＣＰＵ４１は、音色スイッチを終了する。ステップＳ２２では、ＣＰＵ４１は、音色スイッチにより指定された音色に対応する音色番号を、変数ＴＯＮＥに格納する。ステップＳ２３では、ＣＰＵ４１は、変数ＴＯＮＥに基づくイベントを音源４５に供給する。これにより、音源４５に、発音されるべき音色が指定される。ステップＳ２３の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、音色スイッチ処理を終了する。

［演奏検知処理］
図１１は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される演奏検知処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３１では、ＣＰＵ４１は、押弦位置検出処理（図１２及び図１３で後述する）を実行する。このとき、ＣＰＵ４１は、モードスイッチ処理（図９参照）にて設定されたモードに応じて、弦とフレットとの電気的接触を検出することによる押弦位置検知処理（図１２で後述）、又は、静電センサの出力に基づいて弦とフレットとの接触を検出することによる押弦位置検知処理（図１３で後述）を実行する。ステップＳ３２では、ＣＰＵ４１は、弦振動処理（図１４で後述する）を実行する。ステップＳ３３では、ＣＰＵ４１は、統合処理（図１５で後述する）を実行する。ステップＳ３３の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、演奏検知処理を終了する。

［押弦位置検知処理］
図１２は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される押弦位置検知処理（図１１のステップＳ３１の処理）を示すフローチャートである。この押弦位置検知処理は、弦とフレットとの電気的接触を検出する処理である。

まず、ステップＳ４１において、ＣＰＵ４１は、イニシャライズを実行し、当該押弦位置検知処理で用いられるレジスタ等を初期化する。続いてステップＳ４２では、ＣＰＵ４１は、弦番号が１の弦から６の弦まで順次押弦位置（例えば、弦と接触しているフレットのフレット番号）のサーチを行う。ここで、初回のステップＳ４２の実行時には、弦番号が１の弦について当該サーチが実行され、２回目のステップＳ４２の実行時には、弦番号が２の弦について当該サーチが実行される。以下、同様に、ループ処理が６回行われるまで、各々の弦について当該サーチが実行される。
ステップＳ４３では、ＣＰＵ４１は、ステップＳ４２にてサーチされた弦について、押弦位置が検出されたか否かを判断する。押弦位置が検出されたと判断された場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ４４に移行させる。ステップＳ４４では、検出された一以上の押弦位置のうち、最大のフレット番号を押弦位置と決定する。即ち、検出された一以上の押弦位置のうち、最もブリッジ寄りに位置するフレットが押さえられた、と決定される。
一方、ステップＳ４３において、押弦位置が検出されたと判断されない場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ４５に移行させる。ステップＳ４５では、ＣＰＵ４１は、非押弦、つまり開放弦の状態と認定する。
このステップＳ４４あるいはＳ４５の処理の後、ステップＳ４６に進み、ＣＰＵ４１は、全弦（６つの弦全て）について押弦位置をサーチしたか否かを判定する。全弦サーチしたと判定された場合、ステップＳ４７に進み、先行トリガ処理（図１４で後述する）を実行して、押弦位置検知処理を終了する。一方、全弦サーチしたと判定されない場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ４２に戻す。

［押弦位置検知処理］
図１３は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される押弦位置検知処理（図１１のステップＳ３１の処理）を示すフローチャートである。この押弦位置検知処理は、静電センサの出力に基づいて押弦位置を検出する処理である。

まず、ステップＳ５１では、ＣＰＵ４１は、イニシャライズを実行し、当該押弦位置検知処理で用いられるレジスタ等を初期化する。続いて、ステップＳ５２では、ＣＰＵ４１は、弦番号が１の弦を最初として順次６の弦まで、夫々の弦に対応して設けられている静電パッド２６をサーチする。ここで、初回のステップＳ５２の実行時には、弦番号が１の弦に対応する静電パッド２６のサーチが実行され、２回目のステップＳ５２の実行時には、弦番号が２に対応する静電パッド２６のサーチが実行される。以下、同様に、ループ処理が６回行われるまで、各々の弦について対応する静電パッド２６のサーチが実行される。
続いてステップＳ５３では、ＣＰＵ４１は、ステップＳ５２においてサーチ対象となった弦に対応する静電パッド２６のうち、指定されたフレットに対応する静電パッド２６をサーチする。ステップＳ５４では、こうして弦とフレットとの両方でサーチ対象となった静電パッド２６に対応する位置が押弦位置であるか否かを判断する。
当該判断においては、対応する静電パッド２６（図７参照）により検出された静電容量が所定の閾値以上である場合、ＣＰＵ４１は、押弦がなされたと判断する。これは、押弦操作がなされると、押弦された弦が、押弦位置にある静電パッド２６に近づくため、その静電パッド２６で検出される静電容量が大きく変化することを利用している。
ステップＳ５４において、押弦位置が検出されたと判断された場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ５５において、検出された押弦位置（例えば、静電パッド２６の番号）を押弦レジスタに登録する。続いてステップＳ５６において、ＣＰＵ４１は、サーチ対象となっている弦に対応する静電パッドについて、全てのフレットに対応する静電パッド２６をサーチしたか否かを判断する。当該全てサーチされたと判断された場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ５７に移し、当該全てサーチされたと判断されない場合、処理をステップＳ５３に移す。したがって、当該全てのフレットについてサーチされたと判断されるまで、ステップＳ５３〜Ｓ５６の処理が繰り返し実行される。
そしてステップＳ５７において、ＣＰＵ４１は、押弦レジスタに登録された押弦位置のいずれかひとつを選択する。本実施形態においては、最大フレット番号に対応する静電パッドの位置を押弦位置として決定する。即ち、弦の中の押弦位置のうち、最もブリッジ寄りに位置するフレットが押さえられた、と決定される。
ここで、もちろん選択される押弦位置は最大フレット番号に対応するものでなく、最小フレット番号に対応するものであってもよい。
ステップＳ５４において、押弦位置が検出されたと判断されない場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ５８に処理を移す。ステップＳ５８では、ＣＰＵ４１は、非押弦と認定する。即ち、開放弦と認定する。
ステップＳ５９では、ＣＰＵ４１は、全弦（６つの弦全て）について対応する静電パッド２６をサーチしたか否かを判定する。全弦サーチしたと判定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ６０に処理を移行させ、全弦サーチしたと判定されない場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ５２に移行させる。ステップＳ６０では、ＣＰＵ４１は、先行トリガ処理（図１４で後述）を実行する。なお、この先行トリガ処理は、ステップＳ５７及びＳ５８の処理と、ステップＳ５９の処理との間で実行されてもよい。ステップＳ６０の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、押弦位置検出処理を終了する。

［先行トリガ処理］
図１４は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される先行トリガ処理（図１２のステップＳ４７、及び図１３のステップＳ６０の処理）を示すフローチャートである。ここで、先行トリガとは、演奏者による弾弦前の押弦が検出されたタイミングでの発音のトリガのことである。

まず、ステップＳ７１では、ＣＰＵ４１は、ヘキサピックアップ１２からの出力を受信し、各々の弦の振動レベルを取得する。ステップＳ７２では、ＣＰＵ４１は、先行トリガ可否処理（図１５で後述）を実行する。ステップＳ７３では、先行トリガが可能であるか否か、即ち、先行トリガフラグがオンであるか否かを判断する。この先行トリガフラグは、後述する先行トリガ可否処理のステップＳ８２において、オンされる。先行トリガフラグがオンである場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ７４に処理を移行させ、先行トリガフラグがオフである場合、ＣＰＵ４１は、先行トリガ処理を終了する。
ステップＳ７４では、ＣＰＵ４１は、音色スイッチで指定された音色と、先行トリガ可否処理のステップＳ８３で決定されるベロシティとに基づいて、音源４５に発音指示の信号を送信する。ステップＳ７４の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、先行トリガ処理を終了する。

［先行トリガ可否処理］
図１５は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される先行トリガ可否処理（図１４のステップＳ７２の処理）を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ８１では、ＣＰＵ４１は、図１４のステップＳ７１で受信したヘキサピックアップ１２からの出力に基づいた各々の弦の振動レベルが、所定の閾値（Ｔｈ１）より大きいか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ８２に移行させ、ＮＯの場合、ＣＰＵ４１は、先行トリガ可否処理を終了する。
ステップＳ８２では、ＣＰＵ４１は、先行トリガを可能にするために、先行トリガフラグをオンにする。ステップＳ８３では、ＣＰＵ４１は、ベロシティ確定処理（図１６で後述）を実行する。ステップＳ８３の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、先行トリガ可否処理を終了する。

［ベロシティ確定処理］
図１６は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行されるベロシティ確定処理（図１５のステップＳ８３の処理）を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ９１において、ＣＰＵ４１は、イニシャライズを実行する。ステップＳ９２において、ＣＰＵ４１は、ヘキサピックアップの出力に基づいた振動レベルがＴｈ１を超えた時点（以下、「Ｔｈ１時点」と呼ぶ）より前の、３つの振動レベルのサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の加速度を検出する。具体的には、Ｔｈ１時点より１つ前及び２つ前のサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の第１速度を算出する。さらに、Ｔｈ１時点より２つ前及び３つ前のサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の第２速度を算出する。そして、当該第１速度及び当該第２速度に基づいて、振動レベルの変化の加速度を検出する。
ステップＳ９３において、ＣＰＵ４１は、実験で得られた加速度のダイナミクス内にベロシティが０〜１２７に収まるように内挿補間する。
具体的には、ベロシティを「ＶＥＬ」、検出された加速度を「Ｋ」、実験で得られた加速度のダイナミクスを「Ｄ」、補正値を「Ｈ」とすると、ベロシティは、以下の式（１）で算出される。
ＶＥＬ＝（Ｋ／Ｄ）×１２８×Ｈ・・・（１）

図２２は、加速度Ｋと補正値Ｈとの関係を示すマップである。このマップのデータは、各弦の音高ごとにＲＯＭ４２に格納されている。
ある弦のある音高の波形を観測すると、弦がピックから離れた直後の波形の変化には固有の特性がある。したがって、この特性のマップのデータが各弦の音高ごとに予めＲＯＭ４２に格納されることで、図１６のステップＳ９２で検出された加速度Ｋに基づいて補正値Ｈが取得される。

なお、ステップＳ９２では、Ｔｈ１時点より前の、３つの振動レベルのサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の加速度を検出したが、これに限られず、Ｔｈ１時点より前の、４つの振動レベルのサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の加々速度を検出してもよい。
具体的には、Ｔｈ１時点より１つ前及び２つ前のサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の第１速度を算出する。さらに、Ｔｈ１時点より２つ前及び３つ前のサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の第２速度を算出する。さらに、Ｔｈ１時点より３つ前及び４つ前のサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の第３速度を算出する。そして、当該第１速度及び当該第２速度に基づいて、振動レベルの変化の第１加速度を検出する。さらに、当該第２速度及び当該第３速度に基づいて振動レベルの変化の第２加速度を検出する。そして、当該第１加速度及び当該第２加速度に基づいて、振動レベルの変化の加々速度を検出する。
また、ステップＳ９３において、ＣＰＵ４１は、ベロシティを「ＶＥＬ」、検出された加々速度を「ＫＫ」、実験で得られた加々速度のダイナミクスを「Ｄ」、補正値を「Ｈ」とすると、ベロシティは、以下の式（１）で算出される。
ＶＥＬ＝（ＫＫ／Ｄ）×１２８×Ｈ・・・（１）
加々速度ＫＫと補正値Ｈとの関係を示すマップ（図示せず）のデータは、各弦の音高ごとにＲＯＭ４２に格納されている。

なお、Ｔｈ１時点より１つ前及び２つ前のサンプリングデータに基づいて、振動レベルの変化の速度を算出し、当該速度に基づいて、ベロシティが算出されてもよい。

［弦振動処理］
図１６は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される弦振動処理（図１１のステップＳ３２の処理）を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１では、ＣＰＵ４１は、ヘキサピックアップ１２からの出力を受信し、各々の弦の振動レベルを取得する。ステップＳ１０２では、ＣＰＵ４１は、ノーマルトリガ処理（図１８で後述）を実行する。ステップＳ１０３では、ＣＰＵ４１は、ピッチ抽出処理（図１９で後述）を実行する。ステップＳ１０４では、ＣＰＵ４１は、消音検知処理（図２０で後述）を実行する。ステップＳ１０４の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、弦振動処理を終了する。

［ノーマルトリガ処理］
図１８は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行されるノーマルトリガ処理（図１７のステップＳ１０２の処理）を示すフローチャートである。ノーマルトリガとは、演奏者による弾弦が検出されたタイミングでの発音のトリガのことである。

まず、ステップＳ１１１では、ＣＰＵ４１は、図１７のステップＳ１０１で受信したヘキサピックアップ１２からの出力に基づいた各々の弦の振動レベルが、所定の閾値（Ｔｈ２）より大きいか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ１１２に移行させ、ＮＯの場合、ＣＰＵ４１は、ノーマルトリガ処理を終了する。ステップＳ１１２では、ＣＰＵ４１は、ノーマルトリガを可能にするために、ノーマルトリガフラグをオンにする。ステップＳ１１２の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、ノーマルトリガ処理を終了する。

［ピッチ抽出処理］
図１９は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行されるピッチ抽出処理（図１７のステップＳ１０３の処理）を示すフローチャートである。

ステップＳ１２１において、ＣＰＵ４１は、公知技術によりピッチを抽出して、音高を決定する。ここで、当該公知技術は、例えば、特開平１−１７７０８２号公報に記載の技術等がある。

［消音検知処理］
図２０は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される消音検知処理（図１７のステップＳ１０４の処理）を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１３１において、ＣＰＵ４１は、発音中であるか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ１３２に移行させ、この判断がＮＯの場合、ＣＰＵ４１は、消音検知処理を終了する。ステップＳ１３２では、ＣＰＵ４１は、図１７のステップＳ１０１で受信したヘキサピックアップ１２からの出力に基づいた各々の弦の振動レベルが、所定の閾値（Ｔｈ３）より小さいか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ１３３に移行させ、ＮＯの場合、ＣＰＵ４１は、消音検知処理を終了する。ステップＳ１３３では、ＣＰＵ４１は、消音フラグをオンにする。ステップＳ１３３の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、消音検知処理を終了する。

［統合処理］
図２１は、本実施形態に係る電子弦楽器１において実行される統合処理（図１１のステップＳ３３の処理）を示すフローチャートである。統合処理では、押弦位置検出処理（図１１のステップＳ３１の処理）の結果と弦振動処理（図１１のステップＳ３２の処理）の結果とが統合される。

まず、ステップＳ１４１において、ＣＰＵ４１は、先行発音済みか否かを判断する。即ち、先行トリガ処理（図１４参照）において、音源４５に発音指示がなされたか否かを判断する。先行トリガ処理において、音源４５に発音指示がなされたと判断された場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ１４２に移行させる。ステップＳ１４２において、ピッチ抽出処理（図１９参照）において抽出されたピッチのデータを音源４５に送信することにより、先行トリガ処理において先行発音されている楽音のピッチを補正する。その後、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１４５に処理を移行させる。
一方、ステップＳ１４１において、先行トリガ処理において、音源４５に発音指示がなされたと判断されない場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ１４３に移行させる。ステップＳ１４３において、ＣＰＵ４１は、ノーマルトリガフラグがオンであるか否かを判断する。ノーマルトリガフラグがオンである場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１４４において、音源４５に発音指示信号を送信し、処理をステップＳ１４５に移行させる。ステップＳ１４３において、ノーマルトリガフラグがオフである場合、ＣＰＵ４１は、処理をステップＳ１４５に移行させる。
ステップＳ１４５では、ＣＰＵ４１は、消音フラグがオンであるか否かを判断する。消音フラグがオンである場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１４６において、音源４５に消音指示信号を送信する。消音フラグがオフである場合、ＣＰＵ４１は、統合処理を終了する。ステップＳ１４６の処理が終了すると、ＣＰＵ４１は、統合処理を終了する。

以上、本実施形態の電子弦楽器１の構成及び処理について説明した。
本実施形態においては、電子弦楽器１は、複数のフレット２３夫々と複数の弦２２夫々との間の状態を検出する押弦センサ４４を備え、ＣＰＵ４１は、複数の弦２２のいずれかが弾弦されたことを検出し、検出された押弦位置に基づいて決定されるピッチの楽音の発音指示を、接続された音源４５に対して行い、弾弦の検出された弦２２の振動ピッチを検出し、接続された音源４５にて発音されている楽音のピッチを、検出された振動ピッチに基づいて補正する。
したがって、従来のピッチ抽出を用いた電子弦楽器に比べてピッキングから発音までを高速にできるとともに、発音されたピッチを適切なピッチに補正することができる。

また、本実施形態においては、押弦センサ４４において、ＣＰＵ４１は、各々の弦２２に信号を時分割で順次供給するとともに、各々の弦２２に供給された信号が、いずれかのフレット２３で受信されたか否かを検出することにより、押弦操作により接触状態にあるフレット２３と弦２２とを検知する。
したがって、フレットと弦との接触の検知の精度が向上する。

また、本実施形態においては、押弦センサ４４には、複数のフレット２３夫々に対応する位置に、複数の弦２２夫々に対応して静電センサが設けられ、当該静電センサにおいて、弦２２の接近に伴って検出される静電容量が変化する。
したがって、フレットと弦との接触の検知の精度が向上する。

また、本実施形態においては、ＣＰＵ４１は、接触状態が検出された時点における弦の振動レベルの変化度合いを検出し、発音の指示された楽音の音量を、検出された変化度合いに基づいて決定する。
したがって、発音の指示された楽音の音量をピッキングを行うことなく決定できる。

また、本実施形態においては、ＣＰＵ４１は、変化度合いとして、弦振動レベルの変化の速度を検出する。
したがって、弦振動レベルの波形の極大値を考慮することなく音量を決定でき、ピッキング直後に音量を推定して適切な音量強度で音源に対して発音指示できる。

また、本実施形態においては、ＣＰＵ４１は、変化度合いとして、弦振動レベルの変化の加速度を検出する。
したがって、弦振動レベルの波形の極大値を考慮することなく音量を決定でき、ピッキング直後に音量を推定して適切な音量強度で音源に対して発音指示できる。

また、本実施形態においては、ＣＰＵ４１は、変化度合いとして、弦振動レベルの変化の加々速度を検出する。
したがって、弦振動レベルの波形の極大値を考慮することなく音量を決定でき、ピッキング直後に音量を推定して適切な音量強度で音源に対して発音指示できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、実施形態は例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換など種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書などに記載された発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦と、
前記複数のフレット夫々と複数の弦夫々との間の状態を検出する状態検出手段と、
前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出手段と、
前記状態検出手段により検出された前記状態に基づいて決定されるピッチの楽音の発音指示を、接続された音源に対して行う発音指示手段と、
前記弾弦検出手段によって弾弦の検出された弦の振動ピッチを検出するピッチ検出手段と、
前記接続された音源にて発音されている楽音のピッチを、前記ピッチ検出手段により検出された振動ピッチに基づいて補正する補正手段と、
を有する電子弦楽器。
［付記２］
前記状態検出手段は、前記各弦に信号を時分割で順次供給するとともに、当該前記各弦に供給された信号が、いずれかの前記フレットで受信されたか否かを検出することにより、押弦操作により接触状態にあるフレットと弦とを検知する付記１に記載の電子弦楽器。
［付記３］
前記状態検出手段は、前記複数のフレット夫々に対応する位置に、前記複数の弦夫々に対応して静電センサが設けられ、当該静電センサは、前記弦の接近に伴って検出される静電容量が変化する付記１に記載の電子弦楽器。
［付記４］
前記状態検出手段による前記接触状態が検出された時点における弦の振動レベルの変化度合いを検出する変化度合い検出手段と、
前記発音指示手段により発音の指示された楽音の音量を、前記変化度合い検出手段により検出された変化度合いに基づいて決定する音量決定手段と、
をさらに有する付記１に記載の電子弦楽器。
［付記５］
前記変化度合い検出手段は、前記変化度合いとして、前記弦振動レベルの変化の速度を検出する付記４に記載の電子弦楽器。
［付記６］
前記変化度合い検出手段は、前記変化度合いとして、前記弦振動レベルの変化の加速度を検出する付記４に記載の電子弦楽器。
［付記７］
前記変化度合い検出手段は、前記変化度合いとして、前記弦振動レベルの変化の加々速度を検出する付記４に記載の電子弦楽器。
［付記８］
複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦と、前記複数のフレット夫々と複数の弦夫々との間の状態を検出する状態検出手段と、を有する電子弦楽器に用いられる楽音生成方法であって、
前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出し、
前記状態検出手段により検出された前記状態に基づいて決定されるピッチの楽音の発音指示を、接続された音源に対して行い、
前記弾弦の検出された弦の振動ピッチを検出し、
前記接続された音源にて発音されている楽音のピッチを、前記検出された振動ピッチに基づいて補正する、楽音生成方法。
［付記９］
複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦と、前記複数のフレット夫々と複数の弦夫々との間の状態を検出する状態検出手段と、を有する電子弦楽器に用いられるコンピュータに、
前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出ステップと、
前記状態検出手段により検出された前記状態に基づいて決定される音高のピッチの発音指示を、接続された音源に対して行う発音指示ステップと、
前記弾弦の検出された弦の振動ピッチを検出するピッチ検出ステップと、
前記接続された音源にて発音されている楽音のピッチを、前記検出された振動ピッチに基づいて補正する補正ステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。

１・・・電子弦楽器、１０・・・本体、１１・・・ノーマルピックアップ、１２・・・ヘキサピックアップ、１３・・・電子部、１４・・・ケーブル、１５・・・表示部、１６・・・ブリッジ、１６１・・・駒部、１６２・・・開口部、１７・・・トレモロアーム、２０・・・ネック、２１・・・指板、２２・・・弦、２２１・・・ボールエンド、２３・・・フレット、２４・・・ネックＰＣＢ、２５・・・弾性誘電体、２６・・・静電パッド、２７・・・チューブ、２８・・・カシメ、２９・・・電線、３０・・・ヘッド、３１・・・糸巻き、５１・・・Ｘ信号制御部、５２・・・Ｙ信号制御部、５３・・・外部音源

Claims (7)

1. 複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦と、
   前記弦が押弦された押弦位置を検出する押弦位置検出手段と、
   前記弦の振動レベルを検出することにより、前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出手段と、
   前記弾弦検出手段によって弾弦の検出された前記弦の振動レベルの変化を検出する振動レベル変化検出手段と、
   接続された音源にて発音される楽音のベロシティであって、前記弦の振動レベルに応じて決定されるべきベロシティを、前記振動レベル変化検出手段により検出された前記振動レベルの変化に基づいて決定するベロシティ決定手段と、
   前記ベロシティ決定手段により決定されたベロシティでの発音指示を、前記接続された音源に対して行う発音指示手段と、
   を備え、
   前記弾弦検出手段によって弾弦の検出された前記弦の振動レベルが或る閾値よりも大きいと判断された場合に、前記振動レベル変化検出手段は、前記判断された以前の振動レベルを用いて前記弦の振動レベルの変化を検出し、前記ベロシティ決定手段は、前記判断された以前の振動レベルを用いて検出される前記弦の振動レベルの変化に基づいて、前記接続された音源にて発音される楽音のベロシティを決定することを特徴とする
   電子弦楽器。
2. 音高ごとに、前記弦の振動レベルの変化の値と補正値とを対応付けて記憶している記憶手段と、
   を備え、
   前記ベロシティ決定手段は、前記振動レベル変化検出手段により検出された前記弦の振動レベルの変化の値に対応する補正値を前記記憶手段から取得し、前記記憶手段から取得した前記補正値を用いて、ベロシティを算出する請求項１に記載の電子弦楽器。
3. 前記振動レベル変化検出手段は、前記弦の振動レベルの変化として、前記弦の振動レベルの変化の速度を検出する請求項１または２に記載の電子弦楽器。
4. 前記振動レベル変化検出手段は、前記弦の振動レベルの変化として、前記弦の振動レベルの変化の加速度を検出する請求項１または２に記載の電子弦楽器。
5. 前記振動レベル変化検出手段は、前記弦の振動レベルの変化として、前記弦の振動レベルの変化の加々速度を検出する請求項１または２に記載の電子弦楽器。
6. 複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦を有する電子弦楽器に用いられる楽音生成方法であって、
   前記弦が押弦された押弦位置を検出するステップと、
   前記弦の振動レベルを検出することにより、前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出するステップと、
   前記弾弦の検出された前記弦の振動レベルの変化を検出するステップと、
   接続された音源にて発音される楽音のベロシティであって、前記弦の振動レベルに応じて決定されるべきベロシティを、前記検出された前記振動レベルの変化に基づいて決定するステップと、
   前記決定されたベロシティでの発音指示を、前記接続された音源に対して行うステップと、
   を具え、
   前記弾弦されたことを検出するステップによって弾弦の検出された前記弦の振動レベルが或る閾値よりも大きいと判断された場合に、前記振動レベルの変化を検出するステップは、前記判断された以前の振動レベルを用いて前記弦の振動レベルの変化を検出し、前記ベロシティを決定するステップは、前記判断された以前の振動レベルを用いて検出される前記弦の振動レベルの変化に基づいて、前記接続された音源にて発音される楽音のベロシティを決定することを特徴とする
   楽音生成方法。
7. 複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦を有する電子弦楽器に用いられるコンピュータに、
   前記弦が押弦された押弦位置を検出するステップと、
   前記弦の振動レベルを検出することにより、前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出するステップと、
   前記弾弦の検出された前記弦の振動レベルの変化を検出するステップと、
   接続された音源にて発音される楽音のベロシティであって、前記弦の振動レベルに応じて決定されるべきベロシティを、前記検出された前記振動レベルの変化に基づいて決定するステップと、
   前記決定されたベロシティでの発音指示を、前記接続された音源に対して行うステップと、
   を実行させ、
   前記弾弦されたことを検出するステップによって弾弦の検出された前記弦の振動レベルが或る閾値よりも大きいと判断された場合に、前記振動レベルの変化を検出するステップは、前記判断された以前の振動レベルを用いて前記弦の振動レベルの変化を検出し、前記ベロシティを決定するステップは、前記判断された以前の振動レベルを用いて検出される前記弦の振動レベルの変化に基づいて、前記接続された音源にて発音される楽音のベロシティを決定することを特徴とする
   プログラム。

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