JP6442654B2 - 電子管楽器 - Google Patents

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Description

本発明は、電子管楽器に関する。
管楽器（アコースティックフルート等）から出力されるような音を電気的に生成して出力する電子管楽器が提案されている。この種の電子管楽器は、演奏用キーや呼気圧検出センサなどといった各操作子のオン／オフの組み合わせと音源から出力させる音のピッチとを対応付けたテーブルを、予め保持している。そして、操作子の状態が変化すると、変化後の各操作子の状態の組み合わせに対応するピッチをテーブルから探索して、探索されたピッチの音を出力する。
特許第４４６６５７６号公報
複数の音孔及び複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体が電子管楽器に設けられるが、種類の異なる複数の管体に対応すること等を考慮した技術の開発が求められる。
本発明は、有益な電子管楽器を提供することを目的とする。
本発明に係る第１の電子管楽器は、複数の音孔及び前記複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体と、前記複数の音孔の開閉状態を音孔ごとに検出する複数のセンサを含む検出部、前記検出部が実装された基板、及び、前記基板が取り付けられる支持材を有する挿入ユニットと、を備え、前記挿入ユニットが前記管体の中空部に挿入された電子管楽器であって、前記基板は第１要素基板を含む複数の要素基板から成り、各要素基板に前記複数のセンサの内の１以上のセンサが実装され、前記第１要素基板が前記管体の軸方向に移動可能となるように、前記支持材が形成されていることを特徴とする。
本発明に係る第２の電子管楽器は、複数の音孔及び前記複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体と、前記複数の音孔の開閉状態を音孔ごとに検出する複数のセンサを含む検出部、前記検出部が実装された基板、及び、前記基板が取り付けられる支持材を有する挿入ユニットと、を備え、前記挿入ユニットが前記管体の中空部に挿入された電子管楽器であって、前記基板は第１及び第２要素基板を含む複数の要素基板から成り、各要素基板に前記複数のセンサの内の１以上のセンサが実装され、前記第１要素基板の部品実装面と前記第２要素基板の部品実装面との成す角度が変更可能となるように、前記支持材が形成されていることを特徴とする。
本発明に係る第３の電子管楽器は、複数の音孔及び前記複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体と、前記複数の音孔の開閉状態を音孔ごとに検出する複数のセンサを含む検出部、前記検出部が実装された基板、及び、前記基板が取り付けられる支持材を有する挿入ユニットと、を備え、前記挿入ユニットが前記管体の中空部に挿入された電子管楽器であって、前記基板は複数の要素基板から成り、各要素基板に前記複数のセンサの内の１以上のセンサが実装され、前記支持材の全部又は一部において、前記管体の軸に直交する同一面上に２以上の要素基板が取り付けられることを特徴とする。
本発明によれば、有益な電子管楽器を提供することが可能である。
本発明の実施形態に係る電子管楽器システムの全体構成図である。 本発明の実施形態に係る電子フルートの分解構成図である。 胴部挿入ユニット、足部挿入ユニット、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）及びスイッチの概略ブロック図である。 胴部管の各音孔と胴部マイコンとの関係を示す図である。 足部管の各音孔と足部マイコンとの関係を示す図である。 胴部マイコンが作成及び送信するデータの構造を示す図である。 ＰＣ及び足部マイコン間のデータ転送手順を示す図である。 足部マイコンが作成及び送信するデータの構造を示す図である。 或るキーパターンと、対応するデータの内容を示す図である。 胴部マイコンの動作フローチャートである。 足部マイコンの、ポート読み込みに関する動作フローチャートである。 足部マイコンの、データ受信に関する動作フローチャートである。 足部マイコンの、ＵＳＢ通信に関する動作フローチャートである。 フルートの出力音のピッチと各音孔の開閉状態との関係を示す図である。 図１４の一部に基づく、ピッチ、ビット列及び参照数値の関係を示す図である。 ＰＣのメモリに格納可能なテーブルを示す図である。 ＰＣの概略内部ブロック図である。 各音孔の状態検出結果に基づく検出ビット列及び検出数値の例を示す図である。 ＰＣに表示される基準映像の例である。 本発明の第２実施例に係る表示映像を示す図である。 本発明の第２実施例に係る他の表示映像を示す図である。 本発明の第３実施例に係る表示映像を示す図である。 本発明の第５実施例に係る表示映像を示す図である。 本発明の第６実施例に係る表示映像を示す図である。 本発明の第６実施例に係る他の表示映像を示す図である。 胴部管と胴部挿入ユニットとの関係を示す分解図である。 胴部管の一部断面図及び一部平面図である。 胴部管の音孔の周辺部分の一部透過平面図である。 光センサの構成図である。 音孔を通じて固定材を基板に取り付ける方法を示す図である。 胴部管及び足部管の結合部分周辺における、電子フルートの分解図である。 本発明の第９実施例に係る基板取り付け材及び基板の一部の分解斜視図である。 本発明の第１０実施例に係る基板取り付け材及び基板の一部の分解斜視図である。
以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。
図１に、本発明の実施形態に係る電子管楽器システムＳＹＳの全体構成図を示す。システムＳＹＳは、電子フルート１と、電子機器としてのパーソナルコンピュータ２（以下、ＰＣ２と呼ぶ）と、スイッチ３を備える。但し、スイッチ３はシステム１から割愛され得る。
図２に、電子フルート１の分解構成図を示す。電子フルート１は、通常のアコースティックフルートに対しユニット２０Ｕ及び３０Ｕを装着することで形成される。アコースティックフルートは、互いに分離可能な頭部管１０、胴部管２０及び足部管３０から成り、それらを連結することで形成される。頭部管１０には、歌口（吹き込み口）が設けられ、胴部管２０及び足部管３０の夫々には、複数の音孔（トーンホール）と、複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキー(操作部材)が設けられる。幾つかのキーは、レバーに分類される操作部材でありうる。ユーザが、頭部管１０、胴部管２０及び足部管３０から成るアコースティックフルートに対し歌口に息を吹き込めば、電気的な作用を介することなく、吹き込んだ息に基づく音がアコースティックフルートから生じる。生じる音のピッチは各音孔の開閉状態に依存する。本明細書においてピッチは音高を指す。上記アコースティックフルートにおける頭部管１０、胴部管２０及び足部管３０を分解した状態で、胴部管２０の中空部に胴部挿入ユニット２０Ｕを挿入し且つ足部管３０の中空部に足部挿入ユニット３０Ｕを挿入した後、頭部管１０、胴部管２０及び足部管３０を連結することで電子フルート１が形成される。
図３に、ユニット２０Ｕ、ユニット３０Ｕ、ＰＣ２及びスイッチ３の接続関係を示すと共に、それらの概略的なブロック図を示す。
ユニット２０Ｕは、胴部基板２１と、胴部管２０に設けられた複数の音孔の開閉状態を音孔ごとに検出する胴部検出ブロック２２と、ブロック２２の検出結果を取得するマイクロコンピュータ２３（以下、胴部マイコン又はマイコン２３と呼ぶ）と、マイコン２３に接続されたコネクタ２４を有する。ブロック２２、マイコン２３及びコネクタ２４は、胴部基板２１上に実装される。ブロック２２は、胴部管２０の音孔ごとに設けられたセンサ２２Ｓを有する。各センサ２２Ｓは、対応する音孔の開閉状態を示す信号（即ち、対応する音孔が開状態及び閉状態のどちらであるかを示す信号）を出力する。各センサ２２Ｓの出力信号をマイコン２３に与えることで、マイコン２３により胴部管２０の各音孔の開閉状態が常時監視される。音孔の開閉状態の検出、監視とは、音孔の状態が開状態と閉状態のどちらであるかの検出、監視を指す。
ユニット３０Ｕは、足部基板３１と、足部管３０に設けられた複数の音孔の開閉状態を音孔ごとに検出する足部検出ブロック３２と、ブロック３２の検出結果を取得するマイクロコンピュータ３３（以下、足部マイコン又はマイコン３３と呼ぶ）と、マイコン３３に接続されたコネクタ３４及び外部端子３５を有する。ブロック３２、マイコン３３、コネクタ３４及び外部端子３５は、足部基板３１上に実装される。ブロック３２は、足部管３０の音孔ごとに設けられたセンサ３２Ｓを有する。各センサ３２Ｓは、対応する音孔の開閉状態を示す信号（即ち、対応する音孔が開状態及び閉状態のどちらであるかを示す信号）を出力する。各センサ３２Ｓの出力信号をマイコン３３に与えることで、マイコン３３により足部管３０の各音孔の開閉状態が常時監視される。
キーの使用感を損なわないように、センサ２２Ｓ及び３２Ｓとして、光の遮断有無で出力信号レベルが変化する光センサを用いることができる（光センサ周辺の詳細な構造は後述）。センサ２２Ｓ又は３２Ｓとしての光センサは、対応する音孔が押さえられているとき（即ち対応する音孔が閉状態であるとき）、光が遮断されてローレベルの信号を出力し、対応する音孔が押さえられていないとき（即ち対応する音孔が開状態であるとき）、光が通過してハイレベルの信号を出力する。以下では、センサ２２Ｓ又は３２Ｓから出力されるローレベルの信号、ハイレベルの信号に、夫々、論理値“０”、“１”を割り当てて考える。
コネクタ２４及び３４は互いに脱着自在である。ユニット２０Ｕが挿入された胴部管２０とユニット３０Ｕが挿入された足部管３０を連結する際、コネクタ２４及び３４が互いに接続される。マイコン２３及び３３は、コネクタ２４及び３４を介してシリアル通信が可能である。マイコン３３及びＰＣ２間で通信が可能となるように、マイコン３３は外部端子３５を介してＰＣ２に接続され、スイッチ３及びＰＣ２間で通信が可能となるように、スイッチ３はＰＣ２に接続される。ここでは、外部端子３５はＵＳＢ端子であって、ＵＳＢケーブル（ＵＳＢ（Universal Serial Bus）の規格に準拠するケーブル）にて、足部基板３１及びマイコン３３がＰＣ２に接続されると共にスイッチ３がＰＣ２に接続され、それらの間における、プラグアンドプレイ等のＵＳＢに関する接続確立処理は完了しているものとする。但し、マイコン３３及びＰＣ２間の通信並びにスイッチ３及びＰＣ２間の通信が可能となる限り、それらの接続は、任意の有線接続又は無線接続であって良い。
スイッチ３がＰＣ２に接続されている場合、ＰＣ２が、任意のタイミングでスイッチ３に対しスイッチ状態読み出し要求コマンドを送信し、スイッチ状態読み出し要求コマンドを受信したスイッチ３が、ＰＣ２に対し、スイッチ３の状態を示すスイッチ状態データをＰＣ２に返信する。スイッチ３は、ユーザによる所定操作の入力を受け付ける操作体であり、スイッチ３に所定操作が入力されたときスイッチ３の状態はオンとなり、スイッチ３に所定操作が入力されていないときスイッチ３の状態はオフとなる。スイッチ３の形態は任意である。例えば、スイッチ３として市販のフットスイッチを利用可能である。
図４及び図５に示す如く、胴部管２０には計１３個の音孔Ｄ〜Ｐが設けられ、足部管３０には計３個の音孔Ａ〜Ｃが設けられる。尚、アコースティックフルートと同様、音孔Ａ〜Ｐには、全てのキーに外力が加えられていない状態において開状態となる音孔と閉状態になる音孔とが混在する。このように、電子フルート１における胴部管２０及び足部管３０には計１６個の音孔が設けられており、奏者であるユーザは、夫々のキーに対し、キーを押さえる又はキーを押さえないという操作を選択的に付与する。或るキーを押さえることによって、当該キーに対応する１以上の音孔の状態が、開状態から閉状態に切り替わる又は閉状態から開状態に切り替わる。
胴部マイコン２３は、胴部検出ブロック２２の各センサ２２Ｓの出力信号に基づき、図６（ａ）に示すデータセット３１０を作成し、足部マイコン３３に送信することができる。データセット３１０は、データ３１２及び３１３並びにチェックサム３１４を含む。胴部マイコン２３は、足部マイコン３３にデータセット３１０を送信する際、最初にデータの送信開始を示すＳＴＸ３１１を送信し、データ３１２及び３１３並びにチェックサム３１４を送信した後、最後にデータの送信終了を示すＥＴＸ３１５を送信する。
データ３１１〜３１５の夫々のデータ長は１バイトであり、１バイトは８ビットから成る。ＳＴＸ３１１及びＥＴＸ３１５の夫々は所定の固定データを持つ。図６（ｂ）に示す如く、データ３１２及び３１３には、各々が１ビット分の情報量を持つ、計１３ビット分のビットデータｂＤ〜ｂＰが含められる。ビットデータｂＤ〜ｂＰは、夫々、音孔Ｄ〜Ｐに対応するセンサ２２Ｓの出力論理値（出力信号が示す論理値）を持つ。胴部マイコン２３は、音孔Ｄ〜Ｐに対応する１３個のセンサ２２Ｓの出力論理値（出力信号レベル）を監視し、何れかのセンサ２２Ｓの出力論理値に変化があった場合に、各センサ２２Ｓの最新の出力論理値を示すデータセット３１０を足部マイコン３３にシリアルで送信する。チェックサム３１４は、データ３１２及び３１３の排他的論理和の値を持つ。チェックサム３１４に基づき、データ送信に誤りがあると判断された場合、足部マイコン３３は、受信したデータセット３１０を破棄する。
図７は、ＰＣ２及び足部マイコン３３間のデータ転送手順を示している。ＰＣ２は、任意のタイミングで、足部マイコン３３に対し２バイト分のコマンドデータから成るデータ要求コマンドを送信する。足部マイコン３３は、受信したコマンドの確認処理を介し、データ要求コマンドの受信に応答して、データセット３２０をＰＣ２に返信する。
図８（ａ）及び（ｂ）に、足部マイコン３３からＰＣ２に送信されるデータセット３２０の構造並びにデータセット３２０中のデータ３２２〜３２４の構造を示す。足部マイコン３３は、胴部マイコン２３から受信したデータセット３１０と足部管３０内の各センサ３２Ｓの出力信号に基づき、データ３２２〜３２４を形成する。データセット３２０は、データ３２２〜３２４の先頭にコマンド３２１を付加することで形成される。コマンド３２１は所定の固定データを持つ。データ３２１〜３２４の夫々のデータ長は１バイトである。データ３２２〜３２４には、各々が１ビット分の情報量を持つ、計１６ビット分のビットデータｂＡ〜ｂＰが含められる。図８（ｂ）のデータ３２３及び３２４は、データセット３１０中のデータ３１２及び３１３と同じものである（図６（ｂ）参照）。データ３２２中のビットデータｂＡ〜ｂＣは、夫々、音孔Ａ〜Ｃに対応するセンサ３２Ｓの出力論理値（出力信号が示す論理値）を持ち、足部管３０内の各センサ３２Ｓから得られる。
図９に、アコースティックフルートにおいて基準オクターブの音名「ド」の音を生じさせるためのキーパターン３４０と、キーパターン３４０にて各キーを操作した場合に得られるデータ３２２〜３２４の内容を示す。基準オクターブの音名「ド」の音を出すためには音孔Ａ〜Ｐを全て閉状態にする必要があるため、図９のデータ３２２〜３２４におけるビットデータｂＡ〜ｂＰは全て“０”である（図８（ｂ）も参照）。キーパターンとは、胴部管２０及び足部管３０に設けられた複数のキーの操作状態の組み合わせを指し、“運指”と同義である。或るキーに関し、当該キーの操作状態は、当該キーが押されている状態又は当該キーが押されていない状態を択一的にとる。
図９では、フルートの模式図上にキーパターン３４０が示されており、図９のキーパターン３４０において、黒く塗りつぶされているキーが押下キーであり、そうでないキーが非押下キーである（任意のキーパターンが示される後述の図でも同様）。押下キーとは、ユーザによって押されているキー又は押されるべきキーを指し、非押下キーとは、ユーザによって押されていないキー又は押されるべきではないキーを指す。
図１０は、胴部マイコン２３の動作フローチャートである。胴部マイコン２３には、センサ２２Ｓの個数分だけ、センサ２２Ｓの出力信号を受けるポートが設けられている。胴部マイコン２３において所定のプログラムが起動すると、まずステップＳ１１にて胴部マイコン２３のポート及びメモリの初期化が行われる。胴部マイコン２３のメモリは第１及び第２メモリを有する。第１及び第２メモリは単一のメモリ内の２つのメモリ領域を指すものであって良い（後述の第３〜第５メモリ等についても同様）。初期化の後、ステップＳ１２において、胴部マイコン２３の各ポートの状態（即ち各音孔Ｄ〜Ｐの状態を示す各センサ２２Ｓの出力論理値）が読み込まれて第１メモリに保存される。続くステップＳ１３において、胴部マイコン２３の各ポートの状態が再び読み込まれて第２メモリに保存される。その後、ステップＳ１４において、胴部マイコン２３は、ステップＳ１２での第１メモリの保存内容とステップＳ１３での第２メモリの保存内容を照合する。それらが互いに一致している場合にはステップＳ１５に進む一方で、それらが互いに異なる場合にはステップＳ１２に戻る。ステップＳ１３及びＳ１４の処理は、第１メモリの保存内容と第２メモリの保存内容との一致が４回連続確認されるまで、繰り返し実行され、それらの一致が４回連続確認された場合にのみ、各センサ２２Ｓから各音孔の状態が正しく読み出せたと判断してステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６において、胴部マイコン２３は、ステップＳ１３の最新の読み込み結果に基づくデータ３１２及び３１３（図６（ｂ）参照）が、足部マイコン３３に前回送信したデータ３１２及び３１３と同じであるかを確認する。それらが互いに同じであれば、ステップＳ１２に戻るが、互いに異なっていればステップＳ１７に進む。但し、胴部マイコン２３の起動後、まだ１回もデータ３１２及び３１３を足部マイコン３３に送信していない場合には、ステップＳ１６から無条件でステップＳ１７に進む。ステップＳ１７において、胴部マイコン２３は、ステップＳ１３の読み込み結果に基づくデータ３１２及び３１３を、上述の送信方法に従い、データセット３１０（図６（ａ）及び（ｂ）参照）に含めた状態で足部マイコン３３に送信する。その後、ステップＳ１２に戻る。尚、音孔の状態の誤判定を回避するためにステップＳ１３〜Ｓ１５を設けているが、ステップＳ１３〜Ｓ１５を割愛することも可能であるし、ステップＳ１５における一致の確認回数は“４”以外でも良い（後述のステップＳ２３〜Ｓ２５についても同様）。
図１１は、足部マイコン３３における、ポート読み込みに関する動作フローチャートである。足部マイコン３３には、センサ３２Ｓの個数分だけ、センサ３２Ｓの出力信号を受けるポートが設けられている。足部マイコン３３において所定のプログラムが起動すると、まずステップＳ２１にて足部マイコン３３のポート及びメモリの初期化が行われる。足部マイコン３３のメモリは第３〜第５メモリを有する。初期化の後、ステップＳ２２において、足部マイコン３３の各ポートの状態（即ち各音孔Ａ〜Ｃの状態を示す各センサ３２Ｓの出力論理値）が読み込まれて第３メモリに保存される。続くステップＳ２３において、足部マイコン３３の各ポートの状態が再び読み込まれて第４メモリに保存される。その後、ステップＳ２４において、足部マイコン３３は、ステップＳ２２での第３メモリの保存内容とステップＳ２３での第４メモリの保存内容を照合する。それらが互いに一致している場合にはステップＳ２５に進む一方で、それらが互いに異なる場合にはステップＳ２２に戻る。ステップＳ２３及びＳ２４の処理は、第３メモリの保存内容と第４メモリの保存内容との一致が４回連続確認されるまで、繰り返し実行され、それらの一致が４回連続確認された場合にのみ、各センサ３２Ｓから各音孔の状態が正しく読み出せたと判断してステップＳ２６に進む。ステップＳ２６において、足部マイコン３３は、ステップＳ２３で読み込まれた各ポートの状態を第５メモリに保存し、その後、ステップＳ２２に戻る。
図１２は、足部マイコン３３における、胴部マイコン２３からのデータ受信に関わる動作フローチャートである。足部マイコン３３において所定のプログラムが起動すると、まずステップＳ３１にて足部マイコン３３のメモリの初期化が行われる。ステップＳ３１の初期化は、上述のステップＳ２１の初期化及び後述のステップＳ４１の初期化と共通実施される（図１１及び図１３参照）。足部マイコン３３のメモリは第６及び第７メモリも有する。ステップＳ３２において、足部マイコン３３は、胴部マイコン２３からシリアルデータとしてデータセット３１０（図６（ａ）及び（ｂ）参照）が送信されてくるのを待機し、データセット３１０を受信すると受信データセット３１０を第６メモリに保存してステップＳ３３に進む。
ステップＳ３３において、足部マイコン３３は、受信データのパリティをチェックすると共に、受信データがＳＴＸから始まりＥＴＸで終わることと受信データのデータ長が５バイトであることの確認及びチェックサム３１４に基づく受信データの誤りの有無の確認を行う。受信データに誤りが無ければステップＳ３４に進むが、受信データに誤りがある場合には受信データを破棄してステップＳ３２に戻る。ステップＳ３４において、足部マイコン３３は、受信データ中のデータ３１２及び３１３（図６（ｂ）参照）を第７メモリに保存し、ステップＳ３１に戻る。第５及び第７メモリの保存データ（図１１及び図１２参照）によって、各音孔Ａ〜Ｐの最新の状態が示される。
図１３は、足部マイコン３３における、ＰＣ２とのＵＳＢ通信に関わる動作のフローチャートである。足部マイコン３３において所定のプログラムが起動すると、まずステップＳ４１にて足部マイコン３３のメモリの初期化が行われる。続くステップＳ４２において、足部マイコン３３は、ＵＳＢにてＰＣ２と接続されていることを確認し、ＰＣ２に接続されていない場合にはステップＳ４２に戻るが、ＰＣ２に接続されている場合にはステップＳ４３に進む。ステップＳ４３において、足部マイコン３３は、ＰＣ２からデータ要求コマンド（図７参照）が送信されてくるのを待機し、ＰＣ２から何らかコマンドを受信すると、受信コマンドがデータ要求コマンドと一致していることを確認してから（ステップＳ４４）、ステップＳ４５に進む。受信コマンドがデータ要求コマンドでない場合は、ステップＳ４２に戻る。ステップＳ４５において、足部マイコン３３は、図１１のステップＳ２６における保存内容及び図１２のステップＳ３４における保存内容に基づき図８（ａ）のデータセット３２０を生成してメモリに入れ、当該データセット３２０をステップＳ４６にてＰＣ２に送信し、ステップＳ４２に戻る。
アコースティックフルートは、３オクターブ分の音域内のピッチを表現でき、夫々のピッチを生じさせるための音孔の開閉状態は定まっている。ＰＣ２は、夫々のピッチに対応する音孔パターンを予め記憶しており、電子フルート１の音孔パターンが何れかのピッチに対応する音孔パターンと一致する場合に、対応するピッチの音を出力する。音孔パターンとは、音孔Ａ〜Ｐの開閉状態の組み合わせを指す。従って、各々の音孔パターンは、音孔Ａ〜Ｐの夫々の状態が開状態と閉状態のどちらであるのかを特定する。
上述の構成及び動作を基本とする電子管楽器システムＳＹＳの更なる詳細な構造若しくは動作又は関連技術を、以下の複数の実施例の中で説明する。矛盾無き限り、以下に示す複数の実施例の内、任意の２以上の実施例を組み合わせることもできる。
＜＜第１実施例＞＞
電子管楽器システムＳＹＳの第１実施例を説明する。センサ２２Ｓ及び３２Ｓの状態に基づく電子フルート１の音孔パターンが何れのピッチに対応しているのかを特定する方法を説明する。
図１４のテーブル３５０は、電子フルート１をアコースティックフルートとして用いた場合における、アコースティックフルートの出力音のピッチと音孔Ａ〜Ｐの開閉状態との関係を示している。テーブル３５０では、センサ２２Ｓ及び３２Ｓの出力信号の論理値に対応するように、音孔ごとに、音孔の閉状態に対してビットデータ“０”が割り当てられ且つ音孔の開状態に対してビットデータ“１”が割り当てられる。図１５に、図１４のテーブル３５０の一部を抜き出したものを示す（図１５の“参照数値”については後述）。
図１４及び図１５並びに後述の図１６には、表を見やすくするための音番号が各ピッチに対して付与されている。音番号０〜２６の順番で対応するピッチが高くなる。アコースティックフルートで表現可能なピッチには、互いに異なる複数のピッチが含まれ、当該複数のピッチを表現するための音孔パターン（従って参照ビット列）は複数のピッチ間で互いに異なる。但し、アコースティックフルートでは、基本となる運指とは異なる運指で同じピッチを表現する奏法（替え指とも呼ばれる；以下、替え指と呼ぶ）がある。従って、ピッチによっては、１つのピッチを表現するに際して複数の音孔パターンの何れかを用いることができる。例えば、音番号９の音孔パターンによっても音番号２８の音孔パターンによっても、基準オクターブの音名「ラ」を表現できる。尚、ここでは、説明及び図示の簡略化上、存在する“替え指”の内の一部のみに注目し、残りの“替え指”の存在を無視する。
以下では、テーブル３５０に含まれるような、電子フルート１をアコースティックフルートとして用いた場合における各音孔の開閉状態のビットデータを、センサ２２Ｓ及び３２Ｓの出力信号に基づくビットデータと区別すべく、参照ビットデータと呼ぶ。テーブル３５０には、ピッチごとの参照ビット列が含まれている。図１５において、ビット列３５２は、基準オクターブの音名「ド」のピッチに対応する参照ビット列であり、ビット列３５４は、基準オクターブより１オクターブ上の音名「ド」のピッチに対応する参照ビット列である。或るピッチに対する参照ビット列は、当該ピッチに対応する音孔Ａ〜Ｐの開閉状態の参照ビットデータを並べることで形成される。参照ビット列では、音孔Ａから始まって音孔Ｐに終わる順番、即ち、音孔Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐの順番（以下、基準順番と呼ぶ）に音孔Ａ〜Ｐの参照ビットデータが並べられ、且つ、音孔Ａについての参照ビットデータが参照ビット列の最下位ビットに配置される。
例えば、図１５に示す如く、参照ビット列３５２は「００００００００００００００００」であり、参照ビット列３５４は「０００１１１１０１１１１１１１１」である。１６ビット分の２進数で表現された参照ビット列を１０進数にて数値化したものを参照数値と呼ぶ。この際、音孔Ａ〜Ｐの参照ビットデータに、夫々、係数２０〜２１５を割り当てて参照数値を求める。そうすると、参照ビット列３５４に対応する参照数値は、“２１２＋２１１＋２１０＋２９＋２７＋２６＋２５＋２４＋２３＋２２＋２１＋２０＝７９３５”より「７９３５」である。参照ビット列３５２についての参照数値は「０」である。
テーブル３５０内の参照ビット列を全て参照数値に変換し、音番号、ピッチ及び参照ビット列と参照数値との対応関係を保ったまま、得られた参照数値を昇順（又は降順）に並べ替えることで、図１６のテーブル３６０が得られる。テーブル３６０では、１〜４０までの音位置が定義されている。テーブル３６０では、複数のピッチに対応する音位置１〜４０が存在し、音位置が異なれば参照ビット列が異なるので、音位置１〜４０に対応する計４０個の参照数値は互いに異なる。故に、ユーザの実際の運指に基づく音孔パターンが分かれば、二分探索を利用して、発生させるべきピッチを特定できる。
二分探索等を利用した、発生させるべきピッチの特定はＰＣ２にて行われる。図１７に、ＰＣ２の概略的な内部ブロック図を示す。ＰＣ２は、符号２０１〜２０６によって参照される各部位を備える。ＵＳＢ処理部２０１は、ＵＳＢの規格に準拠したケーブルにてＰＣ２に接続されているデバイス（足部マイコン３３及びスイッチ３を含む）と通信を行う。操作入力部２０２は、ユーザからの様々な操作を受け付ける部位であり、キーボード、ポインティングデバイスを含む。ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０３は、操作入力部２０２の入力操作内容に基づきつつ、ＰＣ２内の各部位の動作を制御する。メモリ２０４は、ＣＰＵ２０３にて実行されるプログラムを保持するプログラムメモリ、任意のデータを保持するデータメモリを有する。表示画面２０５は、液晶ディスプレイパネル等から成る表示装置である。スピーカ２０６は、１以上のスピーカから成り、任意の音を出力する。尚、操作入力部２０２、表示画面２０５、スピーカ２０６は、夫々、ＰＣ２の外部に接続されたものであっても良い。
メモリ２０４には、図１６のテーブル３６０が保持されている。即ち、複数のピッチに対応する複数の参照数値（換言すれば音位置１〜４０に対応する計４０個の参照数値）がメモリ２０４に保持されている。複数のピッチに対応する複数の参照ビット列をメモリ２０４に保持させておき、ＣＰＵ２０３が各参照ビット列から各参照数値を導出するようにしても良い。
ＣＰＵ２０３は、任意のタイミングでデータ要求コマンドを足部マイコン３３に対して送信することができる。データ要求コマンドに応答した足部マイコン３３からのデータセット３２０には、音孔Ａ〜Ｐの開閉状態を示すビットデータｂＡ〜ｂＰを並べた検出ビット列が含まれている（図８（ａ）及び（ｂ）参照）。ＣＰＵ２０３は、データセット３２０に基づく検出ビット列を１０進数表記で数値化することで検出数値を導出し、二分探索（バイナリサーチ）を用いて、メモリ２０４に保持されている複数の参照数値の中から検出数値を探索する。
そして、検出数値と一致する参照数値が存在している場合、ＣＰＵ２０３は、検出数値と一致する参照数値に対応するピッチを対象ピッチとして特定し、スピーカ２０６を用いて対象ピッチの音を出力する一方、検出数値と一致する参照数値が存在していない場合、ＣＰＵ２０３は、検出ビット列に基づく音を出力しない。尚、スピーカ２０６から対象ピッチの音を出力させるに際し、ユーザは、電子フルート１の歌口に息を吹き込む必要は無い。
例えば、アコースティックフルートにおいて基準オクターブの音名「ド」の音を生じさせることのできる音孔パターンが検出ブロック２２及び３２にて検出された場合を考える。この場合、図１８に示すような検出ビット列を含むデータが足部マイコン３３からＰＣ２に転送され、ＣＰＵ２０３は、その検出ビット列から“７９３５”の検出数値を導出する。ＣＰＵ２０３は、メモリ２０４内のテーブル３６０を参照し、テーブル３６０中の位置１〜４０の中央位置２０を求める。位置２０に対応する参照数値“３１２７”は検出数値“７９３５”より小さいので、検出数値“７９３５”は位置１〜２０までに存在しないことが判明する。続いて、ＣＰＵ２０３は、検出数値“７９３５”が存在するかもしれない位置２１〜４０の中央位置３０を求める。位置３０に対応する参照数値“８８６３”は検出数値“７９３５”より大きいので、検出数値“７９３５”は位置３０〜４０までに存在しないことが判明する。続いて、ＣＰＵ２０３は、検出数値“７９３５”が存在するかもしれない位置２１〜２９の中央位置２５を求める。位置２５の参照数値“７９３５”は検出数値“７９３５”と一致するため、ＣＰＵ２０３は、参照数値“７９３５”に対応する音名、即ち基準オクターブより１オクターブ上の音名「ド」を、対象ピッチとして特定する。
尚、上記“替え指”の利用／非利用を、ユーザが操作入力部２０２を用いて選択できるようにしても良い。“替え指”の非利用が選択された場合、１つのピッチに対して基本となる１つの音孔パターンのみが割り当てられるようにする。実際には、“替え指”の非利用が選択された場合、音番号２７〜３９の参照数値を除外した上で（図１４参照）上記探索を行えば良い。
アコースティックフルートで音を出す場合、歌口に息を吹き込むことが必須となる。深夜などにおいては大きな音を出すことが憚られるが、息を弱めて小さな音を出そうとしても、アコースティックフルートの特性から正しい音が出ないことが多く、運指が正しいのかどうかの確認が困難である。本実施形態に係る電子管楽器システムＳＹＳによれば、正しい運指による操作を電子フルート１に行うことで、息を吹き込まずとも、運指に応じた音を所望の音量で発生させることができる。この際、第１実施例に係る方法を用いることにより、センサで得られたビット列を図１４のテーブル３５０内のビット列と順次比較する方法と比べて、高速に、出力音のピッチ（即ち対象ピッチ）を特定することができる。
電子フルート１を安価に形成するべく、胴部マイコン２３及び足部マイコン３３として低速且つ安価なマイコンを使用したいという要望がある。そのようなマイコンを用いた場合に、マイコン２３及び３３に複雑な処理を行わせると、ユーザが電子フルート１を操作してから実際に音が出力されるまでに、許容できない程度の大きな遅延が発生しうる。このような遅延を低減すべく高速なマイコンを使用したならば、電子フルート１の消費電力及びコストが増大すると共に、マイコン２３、３３が胴部管２０、足部管３０に入らなくなるおそれも生じる。そこで、本方法では、胴部マイコン２３及び足部マイコン３３を音孔の状態監視のみに専念させ、対象ピッチの特定機能をＰＣ２側に担わせている。これにより、既に広く普及しているパーソナルコンピュータを利用し、安価な部品を追加するだけで電子フルート１及び電子管楽器システムＳＹＳを形成することが可能である。
また、センサ２２Ｓ又は３２Ｓの出力信号の読み出しに関しては、Ａ／Ｄ変換に時間を要するＡ／Ｄ変換器を使用せず、信号レベルのハイ、ローの読み出しのみを行うことで、発音までの時間短縮が図られる。
また、ピッチごとの音声データをメモリ２０４に保存しておくと良い。この場合、対象ピッチに対応する音声データを再生するだけで所望の発音が得られるため、ユーザが電子フルート１を操作してから実際に音が出力されるまでの遅延が少なくて済む。アコースティックフルートの音を録音して音声データを形成しておけば、アコースティックフルートの音に近い音をスピーカ２０６から出力できる。近年のＰＣ２におけるメモリ容量は相当に大きいため、音声データをメモリ２０４に保存することのメモリ負担は軽微である。但し、スピーカ２０６から出力される音を、ＭＩＤＩ音源を利用して形成しても良い。
＜＜第２実施例＞＞
電子管楽器システムＳＹＳの第２実施例を説明する。第２実施例では、第１実施例と組み合わせて実施される表示処理を説明する。第１実施例では特に述べなったが、第１実施例で述べたＰＣ２の動作は、メモリ２０４に保持された対象プログラムをＣＰＵ２０３で実行することで実現される。対象プログラムが起動すると、ＣＰＵ２０３は、図１９に示す基準映像を表示画面２０５（図１７参照）に表示する。以下、表示とは、特に記述無き限り、表示画面２０５での表示を指す。
基準映像は、映像４１０、４２０及び４３０を含む。映像４１０は、電子フルート１の外形の映像及び電子フルート１に設けられたキーの映像を含んだフルート映像である。映像４２０は、五線譜及びト音記号を含んだ楽譜映像である。映像４３０は、電子フルート１がＰＣ２に接続されているか否かを示す接続状態通知映像である。以下、映像４１０及び４２０を特に基準フルート映像及び基準楽譜映像と呼ぶ。フルート映像中の各キーは、キー内部が黒く塗りつぶされる黒状態と、そうではない白状態の何れかを択一的にとる。基準フルート映像において全キーは白状態にある。楽譜映像には、音符の映像や音名の映像が付与されうるが、基準楽譜映像において、それらの付与は成されていない。
対象プログラムは複数の動作モードの何れかで動作し、その内の自由演奏モードにおける表示画面２０５の内容例を、図２０に示す。自由演奏モードでは、ユーザが自由に電子フルート１の各キーを操作する。
例えばユーザが基準オクターブの音名「ド」の音を出力させるための操作を電子フルート１のキーに付与しているとき、ＣＰＵ２０３は、第１実施例で述べた方法に従い、基準オクターブの音名「ド」に対応する対象ピッチを特定し、スピーカ２０６を用いて対象ピッチの音を出力する一方で、対象ピッチに応じたフルート映像４１０ａ及び楽譜映像４２０ａを表示する。対象ピッチの音の出力並びにフルート映像４１０ａ及び楽譜映像４２０ａの表示は、基準オクターブの音名「ド」の音を出力させるための操作が電子フルート１のキーに付与されなくなるまで（即ち、その操作に対応する検出ビット列が取得されなくなるまで）継続する。
フルート映像４１０ａは、アコースティックフルートにおいて対象ピッチの音を発生させるためのキーパターン（複数のキーの操作状態）を、基準フルート映像４１０に付与したものである。即ち、フルート映像４１０ａ中のキーの内、対象ピッチの音（図２０では、基準オクターブの「ド」）を発生させるために押されるべきキーは黒状態とされ、押されるべきではないキーは白状態される（後述の他のフルート映像についても同様）。フルート映像における左端の黒楕円は歌口への息の吹き込みをイメージしたものである。楽譜映像４２０ａは、基準楽譜映像４２０に、対象ピッチの音符と対象ピッチの音名を付与することで形成される。音名の表記方法は任意である。図２０では、フランス式表記における音名とドイツ式表記における音名が並列表示されている（後述の図２１等でも同様）。
検出された音孔パターンが基準オクターブの音名「ド」に対応するときにフルート映像４１０ａ及び楽譜映像４２０ａが表示されるのであるから、フルート映像４１０ａは、電子フルート１のキーに対する現在の操作状態を表し、楽譜映像４２０ａは、その操作状態に応じた楽譜映像である。メモリ２０４は、対象ピッチとなりうる複数のピッチについて、ピッチごとにフルート映像に示すべきキーパターン並びに楽譜映像に示すべき音符及び音名を保持しており、ＣＰＵ２０３は、その保持内容を用いて、対象ピッチに応じたフルート映像及び楽譜映像を作成及び表示する。
尚、検出数値と一致する参照数値が存在しない場合、ＣＰＵ２０３は、音を出力せず、図１９の基準映像を表示する（即ち、キーパターン、音符及び音名の表示を行わない）。これにより、ユーザは、現在の運指が正しくないことを認識できる。
また例えば、ユーザが基準オクターブの音名「ド」のシャープの音を出力させるための操作を電子フルート１のキーに付与しているとき、音名「ド」のシャープと音名「レ」のフラットは同じ音を表すため、ＣＰＵ２０３は、図２１に示すフルート映像４１０ｂ及び楽譜映像４２０ｂを表示しても良い。フルート映像４１０ｂは、フルート映像４１０ａと同様、アコースティックフルートにおいて対象ピッチの音を発生させるためのキーパターン（複数のキーの操作状態）を、基準フルート映像４１０に付与したものである。楽譜映像４２０ｂは、楽譜映像４２０ａと同様、基準楽譜映像４２０に、対象ピッチの音符及び音名を付与することで形成されるが、音符及び音名として、音名「ド」のシャープの音符及び音名と音名「レ」のフラットの音符及び音名が付与されている。
＜＜第３実施例＞＞
電子管楽器システムＳＹＳの第３実施例を説明する。第３実施例に示す動作は、特に例えば、スイッチ３がＰＣ２に接続されていないときに実施することができる。アコースティックフルートでは、同じ運指を維持したまま、息の吹き込み方を変えることにより、出力音を１オクターブ分だけ上下させる奏法がある。これに対応して、システムＳＹＳでは、共通の参照数値（共通の音孔パターン）に２つのピッチを割り当てることができる。共通の参照数値に対応する２つのピッチを関連ピッチと呼ぶ。例えば、参照数値“１６９５”に対応するピッチは関連ピッチである。参照数値“１６９５”に対応する２つの関連ピッチの内、一方は基準オクターブの音名「ラ」のシャープ、他方は基準オクターブより１オクターブ上の音名「ラ」のシャープである。アコースティックフルートでは、それら２つの音を上記奏法によって切り替え出力できる。
ＣＰＵ２０３は、検出ビット列に基づく検出数値が関連ピッチの参照数値（例えば１６９５）と一致するとき、即ち、第１実施例で述べた方法に従って特定した対象ピッチが関連ピッチであるとき、検出数値に対応する２つの関連ピッチを２つの対象ピッチと捉えて、２つの関連ピッチを持つ２つの音を同時にスピーカ２０６から出力すると共に、２つの関連ピッチに応じたフルート映像及び楽譜映像を表示する。
従って、検出数値“１６９５”が得られた場合、ＣＰＵ２０３は、スピーカ２０６を用いて、基準オクターブの音名「ラ」のシャープの音と基準オクターブより１オクターブ上の音名「ラ」のシャープの音を同時に出力し、一方で、図２２に示すフルート映像４１０ｃ及び楽譜映像４２０ｃを表示する。
フルート映像４１０ｃは、アコースティックフルートにおいて対象ピッチ（即ち検出数値“１６９５”に対応する関連ピッチ）の音を発生させるためのキーパターン（複数のキーの操作状態）を、基準フルート映像４１０に付与したものである。楽譜映像４２０ｃは、基準楽譜映像４２０に、検出数値“１６９５”に対応する２つの関連ピッチの音符及び音名を付与したものである。図２１の例と同様、図２２でも、「ラ」のシャープと等価な「シ」のフラットの音符及び音名が表示されている。
＜＜第４実施例＞＞
電子管楽器システムＳＹＳの第４実施例を説明する。ＣＰＵ２０３は、検出ビット列に基づく検出数値が関連ピッチの参照数値（例えば１６９５）と一致するケースにおいて、検出数値に対応する２つの関連ピッチの何れか一方を選択し、選択した関連ピッチを持つ音をスピーカ２０６から出力すると共に、選択した関連ピッチに応じたフルート映像及び楽譜映像を表示しても良い（即ち、選択した関連ピッチが１つの対象ピッチとなった状態で、第１及び第２実施例による音出力及び表示が行われても良い）。
ＣＰＵ２０３は、当該選択をスイッチ３からのスイッチ状態データに基づき実行して良い。即ち例えば、上記ケースにおいて、スイッチ３の状態がオフであるとき、検出数値に対応する２つの関連ピッチの内、低い方の関連ピッチを選択し、スイッチ３の状態がオンであるとき、高い方の関連ピッチを選択する。これにより、スイッチ３への所定操作の入力有無に応じて、２つの関連ピッチを持つ２つの音のどちらかが切り替え出力される。関連ピッチに応じたフルート映像及び楽譜映像の表示方法は、上述の対象ピッチに応じたフルート映像及び楽譜映像の表示方法と同様である。
＜＜第５実施例＞＞
電子管楽器システムＳＹＳの第５実施例を説明する。対象プログラムにおける複数の動作モードの内の、運指確認モードにおける動作を説明する。図２３に、運指確認モードにおける表示内容例を示す。図２３に示す如く、運指確認モードにおいて、ＣＰＵ２０３は、スライダバー４５０及びスライダ４５１を表示すると共に、スライダ４５１の位置に応じたフルート映像４６０及び楽譜映像４７０を表示する。
スライダ４５１の位置は、操作入力部２０２への操作に応じてスライダバー４５０上で変化する。ＣＰＵ２０３は、スライダ４５１の位置に基づきテーブル３６０内のピッチの中から目標ピッチを選択及び決定し、目標ピッチに応じたフルート映像４６０及び楽譜映像４７０を表示する。目標ピッチに応じたフルート映像及び楽譜映像の表示方法は、上述の対象ピッチに応じたフルート映像及び楽譜映像の表示方法と同様である。図２３の例では、目標ピッチが基準オクターブより１オクターブ上の音名「レ」になっており、ユーザは操作入力部２０２を通じて目標ピッチを自由に変えることができる。
運指確認モードにおいて、ＣＰＵ２０３は、検出ビット列に基づく検出数値が目標ピッチに対応する参照数値と一致しているか否かを判断し、検出数値が目標ピッチに対応する参照数値に一致している場合に目標ピッチの音をスピーカ２０６から出力し、それらが一致しない場合には目標ピッチの音を出力しない。従って、ユーザがフルート映像４６０に適合した運指にて電子フルート１を操作している間、その運指に対応する音が出力され続けることになる。運指確認モードを用いることで、ユーザは、所望のピッチの運指の確認及び練習を行うことができる。
＜＜第６実施例＞＞
電子管楽器システムＳＹＳの第６実施例を説明する。対象プログラムにおける複数の動作モードの内の、運指練習モードにおける動作を説明する。図２４に、運指練習モードにおける表示内容例を示す。第５実施例と同様、運指練習モードにおいても、ＣＰＵ２０３は、目標ピッチに応じたフルート映像４６０及び楽譜映像４７０を表示する。
但し、運指練習モードにおいて、ＣＰＵ２０３は、目標ピッチ及び音符（音符の種類）をランダムに決定することができる。ＣＰＵ２０３は、目標ピッチを所定の時間間隔で変更することができ、ユーザは、操作入力部２０２を用い、図２４の項目“テンポ”の指定を介して、その時間間隔を自由に設定できる。“テンポ”の指定は、音符の種類（全音符や四分音符）の指定と数値の指定から成り、上記時間間隔は、それらの指定結果に依存する。例えば、“四分音符を指定し且つ数値を１００”に指定した場合において、ランダムに決定された音符が全音符であるとき、ランダムに決定された音符が四分音符のときと比べて、上記時間間隔は４倍になる。楽譜映像４７０の右側には、左右方向に４つの楽譜が並べられた先読みスケール４８０が表示される。先読みスケール４８０中の各楽譜は、五線譜と音符から成る。ユーザが、表示画面２０５に表示されている開始ボタンを指定（マウスでクリック等）することで運指練習モードの動作が開始する。運指練習モードの動作が開始すると、上記時間間隔で先読みスケール４８０中の各音符が左に移動してゆき、先読みスケール４８０中の最も左に位置する音符が次回の目標ピッチの音符となる。このように、先読みスケール４８０中の音符によるピッチが左から順に目標ピッチに更新設定されてゆき、その時々の目標ピッチがフルート映像４６０及び楽譜映像４７０に反映される。
運指練習モードにおいて、ＰＣ２の表示を見ながらユーザが電子フルート１を操作することで、順次、検出数値が得られる。検出数値と目標ピッチに対応する参照数値との一致／不一致に応じた音の出力有無制御は、第５実施例で述べたものと同様である。ユーザが、表示画面２０５に表示されている停止ボタンを指定（マウスでクリック等）することで運指練習モードの動作が停止する。運指練習モードを用いることで、ユーザは、音符を見てすぐに電子フルート１のキーを操作できるよう練習することができる。また、検出数値と目標ピッチに対応する参照数値との一致／不一致の割合を表示したり、その割合が一定値以上に達した時に合格と判定表示したりすることもできる（それらの表示については図示せず）。ユーザは、当該一定値を任意に指定することができる。
運指練習モードにおいて、予め用意しておいた音符データファイルに基づき目標ピッチが決定されても良い。図２５に、この場合における運指練習モードの表示内容例を示す。音符データファイルは、楽曲を形成する時系列上で並んだ複数の音符及び休符を規定し、運指練習モードの動作が開始すると、それらの各音符のピッチが、順次、音符に合わせたテンポで目標ピッチに更新設定される。
＜＜第７実施例＞＞
電子管楽器システムＳＹＳの第７実施例を説明する。第７実施例では、電子フルート１の作成方法及び構造を説明する。
図２６は、胴部管２０と胴部挿入ユニット２０Ｕとの関係を示す分解図である。軸５０１は、胴部管２０の長手方向の中心軸である。図２７（ａ）は、軸５０１に沿った、胴部管２０の一部断面図である。図２７（ｂ）は、胴部管２０の一部平面図である。図２７（ａ）に示す如く、胴部管２０は、筒状且つ金属製の胴部本管５００を有し、胴部本管５００の外周側面に複数の音孔が形成される。胴部本管５００の形状としての筒の軸が軸５０１である。図２７（ａ）及び（ｂ）において、符号５１０は、胴部本管５００に形成された１つの音孔を表しており、符号５１２は、音孔５１０を形成する金属製且つ筒状の突出部を表している。突出部５１２は、胴部本管５００の外周側面より、軸５０１から離れる方向に突出するように胴部本管５００に接合される。軸５１１は、突出部５１２の形状としての筒の中心軸であって、軸５０１と直交する。突出部５１２に囲まれた穴部分が音孔５１０である。図２７（ｃ）の斜線領域に対応する輪状の面５１４は、胴部本管５００及び突出部５１２の接合部分の反対側に位置する、突出部５１２の端面を表している。尚、胴部本管５００及び突出部５１２を、それらを形成可能な任意の材質（木、樹脂など）にて作成しても良い。
音孔５１０は、音孔５１０の上方に配置されたキーの面によって塞がれ得る。端面５１４がキーの面と接触しているとき、音孔５１０は塞がれて音孔５１０の状態は閉状態となり、端面５１４がキーの面と接触していないとき、音孔５１０は塞がれずに音孔５１０の状態は開状態となる。
ユニット２０Ｕには、図３に示すものの他、図２６に示す基板取り付け材（支持材）２６が設けられている。基板取り付け材２６は、胴部基板２１を形成する複数のプリント基板２１ｅを支持する複数の取り付け材から成る。但し、基板取り付け材２６は、一体成型によって形成された単一の部材であっても良い。各プリント基板２１ｅに１以上のセンサ２２Ｓが実装され、複数のプリント基板２１ｅ全体で音孔Ｄ〜Ｐに対する計１３個のセンサ２２Ｓが実装される（図２６では、一部のセンサにのみ符号“２２Ｓ”を付している）。音孔Ｄ〜Ｐは同一面になく、音孔Ｄ〜Ｐの軸５１１は様々な方向を向いている。音孔Ｄ〜Ｐの夫々について、音孔の面（即ち、音孔に対応する端面５１４）が、当該音孔の開閉状態を検出するセンサ２２Ｓを実装したプリント基板２１ｅの面と平行となるように基板取り付け材２６が加工され、各プリント基板２１ｅが基板取り付け材２６に取り付けられる。
胴部基板２１及び基板取り付け材２６を含むユニット２０Ｕは、軸５０１に沿って、胴部管２０の中空部に挿入される。各センサ２２Ｓが対応する音孔の真下に位置するように（対応する音孔の軸５１１上に位置するように）、基板２１上における各センサ２２Ｓの位置が設計され、且つ、ユニット２０Ｕが胴部管２０の中空部に挿入される。
ユニット２０Ｕを胴部管２０に挿入した後、特にユニット２０Ｕに外力を与えない限り、各センサ２２Ｓが対応する音孔の真下に位置する状態が維持されるよう（ユニット２０Ｕが胴部管２０内でガタつかないよう）、基板取り付け材２６の形状が定められている。即ち、上記の状態が維持されるよう、基板取り付け材２６の外周面の一部又は全部が胴部管２０の内壁と密着する。
図２８に、軸５０１及び５１１の夫々に直交する方向から見た、音孔５１０の周辺部分の平面図を示す。図２８では、胴部本管５００の一部を透過して示すことで、胴部管２０内に配置された基板２１、センサ２２Ｓ及び基板取り付け材２６を明示している。符号５３０は、１つの音孔５１０の上方に位置する１つのキーを表している。ユーザの操作に応答してキー５３０の底面５３２は、端面５１４に近づいて端面５１４と接触し、対応する音孔５１０を閉状態とする、或いは、端面５１４から遠ざかって、対応する音孔５１０を開状態とする。
胴部管２０に設けられた各キー５３０の裏面５３２には、不透明の遮光板（遮光体）５３４が取り付けられている。図２９に示す如く、光センサとしてのセンサ２２Ｓは、発光ダイオード等から成る発光素子５５１及びフォトダイオード等から成る受光素子５５２を備えたフォトインタラプタであって、受光素子５５２の受光量に応じた信号を出力する。遮光板５３４が無いとき、発光素子５５１が発生した光は光路５５３を経由して受光素子５５２に到達するが、光路５５３は遮光板５３４により遮断され得る。つまり、キー５３０の底面５３２が端面５１４に接触する音孔５１０の閉状態では、遮光板５３４が光路５５３内に挿入されて光路５５３が遮断され、発光素子５５１からの光が受光素子５５２にて受光されないため、ローレベルの信号がセンサ２２Ｓから出力される。キー５３０の底面５３２が端面５１４から遠ざかって音孔５１０が開状態になると、遮光板５３４は光路５５３を遮らなくなるため、発光素子５５１からの光が受光素子５５２にて受光されて、ハイレベルの信号がセンサ２２Ｓから出力される。
胴部管２０に設けられる１つの音孔に注目して、音孔の構造及びその音孔に対応する部品（キー及びセンサを含む）の説明を行ったが、本実施例における上記の説明は、胴部管２０及び足部管３０に設けられる各音孔及び各音孔に対応する部品に当てはまる。従って、胴部管２０及び足部管３０に設けられる音孔Ａ〜Ｐの夫々について、音孔ごとに、音孔上に位置するキーの裏面に遮光板（遮光体）が設けられ、検出ブロック２２及び３２内の各光センサ（２２Ｓ、３２Ｓ）は、光センサにおける光路が遮光板により遮断された否かに基づき、対応する音孔の開閉状態を検出する。このため、キーの使用感を損なうことなく音孔の開閉状態の検出が可能である。キーの上下運動を機械的に検出するプッシュスイッチ等をキーの裏面側に配置する方法（例えば特開２０１０−０６０８８５号公報参照）も考えられるが、プッシュスイッチ等を用いるとキーの使用感が損なわれる（キーの使用感がアコースティックフルート及び電子フルート間で異なってしまう）。また、キーの裏面に向けて光を出射して反射光を検出するフォトリフレクタを採用する方法も考えられるが、当該方法では、外光の影響による誤動作が懸念される。
ところで、ユニット２０Ｕを胴部管２０の中空部に挿入しただけでは、ユニット２０Ｕが胴部管２０の内部で回転したり、ずれたりし、結果、センサ２２Ｓから正しい検出結果が得られないことがある。足部管３０及びユニット３０Ｕについても同様である。これを考慮し、電子フルート１に、当該回転やずれを抑制するための固定材を設ける。この際、胴部管２０における１以上の音孔と足部管３０における１以上の音孔に、夫々、固定材を設けると良い。図３０を参照し、１つの音孔５１０に対して設けられる固定材５７０を説明する。
固定材５７０の材質は任意であり、例えば、樹脂、金属又は木から形成される。固定材５７０は、図２８の遮光板５３４と干渉しないように、筒状の筒体５７１の内周一部を削り落とした形状を有している。筒体５７１にネジ穴５７２が設けられる一方、基板２１におけるセンサ２２Ｓの近辺にもネジ穴５８２が設けられている。
筒体５７１及び固定材５７０の形状としての筒の軸と、軸５１１（図２７（ａ）参照）がちょうど重なるように、固定材５７０を音孔５１０の上方に配置した後、固定材５７０の裏面５７３（基板２１側の面）が基板２１の上面と接触するまで、固定材５７０を音孔５１０に挿入する。この挿入を行った状態で、ネジ５９０をネジ穴５７２及び５８２を貫通させ且つ基板２１又は基板取り付け材２６に固定されたナット等（不図示）と嵌合させることで、固定材５７０と基板２１を連結する。筒体５７１及び固定材５７０の形状としての筒の外周径は、音孔５１０の径（突出部５１２の内径）と概ね同じとされている。このため、固定材５７０は音孔５１０内で略固定され、固定材５７０及び基板２１間の連結によって胴部管２０の各音孔と基板２１との位置関係は固定される。勿論、センサ２２Ｓによる検出が正しく行われるように、ネジ穴５８２の位置が定められている。
胴部管２０の音孔５１０に対して設けられる固定材５７０に注目して固定材の構造並びに固定材及び基板間の連結方法を説明したが、足部管３０の音孔に対して設けられる固定材の構造並びに固定材及び足部基板３１間の連結方法も同様である。上記のような連結により、胴部管２０及び足部管３０内で基板（２１、３１）が回転したり、ずれたりすることを防止できる。
尚、胴部本管５００から突出部５１２が突出する角度は任意（例えば９０度、６０度又は１２０度）で良い。また、突出部５１２の面５１４は任意の形状（例えば、円、楕円又は多角形）を有していて良い。また、固定材５７０が突出部５１２に内接していさえすれば、固定材５７０を突出部５１２内で固定することができる。
＜＜第８実施例＞＞
電子管楽器システムＳＹＳの第８実施例を説明する。一般に、アコースティックフルートは、自身の保護のため又は持ち運びやすいように、分割してケースに保存されることが多い。ケースへの保存を行いやすいように、電子フルート１においても胴部管及び足部管を分離可能にしている。
図３１は、胴部管２０及び足部管３０の結合部分周辺における、電子フルート１の分解図である。コネクタ２４は、同心円状に第１〜第３極が配置された３極ジャックであり、コネクタ３４は、同心円状に第１〜第３極が配置された３極プラグである。例えば、市販の３極ステレオミニジャック、３極ステレオミニプラグを、夫々、コネクタ２４、３４に用いることができる。
足部基板３１に対しては、足部基板３１及びＰＣ２間のＵＳＢケーブルを介してＰＣ２から直流電圧が供給されており、その直流電圧はコネクタ３４内の第１及び第２極間に加わる。胴部管２０及び足部管３０を連結すると、コネクタ２４の第１〜第３極が夫々コネクタ３４の第１〜第３極に接続される。そして、上述したようにコネクタ２４及び３４は夫々胴部基板２１及び足部基板３１に実装されている。故に、胴部管２０及び足部管３０を連結すると、ＰＣ２からの直流電圧を駆動電圧として検出ブロック２２及び３２並びにマイコン２３及び３３に供給できる。マイコン２３及び３３間のシリアル通信は、コネクタ２４及び３４の各第３極を介して行われる。
コネクタ２４は胴部管２０の中心軸上に配置され且つコネクタ３４は足部管３０の中心軸上に配置されている。従って、胴部管２０と足部管３０を連結する際、コネクタ２４及び３４間の接続を保ったまま、胴部管２０又は足部管３０を中心軸周りに回転させることが可能である。つまり、アコースティックフルートと同様の組み立て方法にて胴部管及び足部管を連結させ且つ両者間の取り付け角度を調整することができ、取り付け作業が行いやすい。足部管３０側にプラグを配置した方が、プラグのフルートからでっぱり量を小さくしやすいが、コネクタ２４をプラグとして且つコネクタ３４をジャックとして形成しても良い。
＜＜第９実施例＞＞
電子管楽器システムＳＹＳの第９実施例を説明する。基板取り付け材２６と基板２１との結合方法の例を説明する。第９実施例では、基板取り付け材２６が一体成型で形成された単一の部品であることを想定する。図３２は、第９実施例に係る基板取り付け材２６及び基板２１の一部の分解斜視図である。図２６を参照して説明したように、基板２１は、複数の基板２１ｅから成る。基板取り付け材２６は、加工された円柱部品６００を有し、円柱部品６００に対して、基板２１ｅごとに、基板取り付け溝６０１、干渉防止溝６０２及びネジ穴６０３を設けることで基板取り付け材２６が形成される。図３２における軸５０１は、基板取り付け材２６を含むユニット２０Ｕを胴部管２０に挿入及び固定したときにおける胴部管２０の軸５０１であり（図２６も参照）、基板取り付け材２６の軸と一致する（後述の図３３においても同様）。
ここでは、電子フルート１を形成するためのアコースティックフルートの候補として、互いに種類の異なる第１及び第２アコースティックフルートが存在することを想定する。隣接する音孔の間隔が、第１及び第２アコースティックフルート間で異なるものとする。円柱部品６００の外周面には、印刷等にて１以上の基板位置マーカが付与されている。ここでは、少なくとも第１及び第２アコースティックフルート用の基板位置マーカ６０４及び６０５が、円柱部品６００に付与されているものとする。また、センサ２２Ｓは基板２１ｅの表面に実装されているものとする。
１つの基板２１ｅを基板取り付け材２６に取り付ける方法を説明する。まず、基板２１ｅの裏面の端部が基板取り付け溝６０１の面と接触するように、基板２１ｅを基板取り付け溝６０１にはめこむ。この状態では、軸５０１の方向に基板２１ｅを溝６０１上で移動させることができる。そして、溝６０１上での基板２１ｅの移動を利用しつつ、第１アコースティックフルートを用いて電子フルート１を形成する場合には、軸５０１の方向における基板２１ｅの端面の位置をマーカ６０４の位置と一致させ、第２アコースティックフルートを用いて電子フルート１を形成する場合には、軸５０１の方向における基板２１ｅの端面の位置をマーカ６０５の位置と一致させる。この一致が得られた状態で、基板２１ｅに設けられた穴ＬＨを通じてネジ６２０をネジ穴６０３に差し込み、ネジ６２０を用いて基板２１ｅを円柱部品６００に固定する。これにより、第１及び第２アコースティックフルートのどちらを用いて電子フルート１を組み立てたとしても、センサ２２Ｓの中心に、対応する音孔の軸５１１がのる（そうなるようにマーカ６０４及び６０５の位置が決定されている）。つまり、音孔位置に関する、アコースティックフルートの形状に依存せず、所望の音孔開閉状態検出が可能である。
基板２１ｅの位置を変更してもネジ６２０が穴ＬＨを通るように、穴ＬＨの形状が決定されている。例えば、穴ＬＨの形状は、軸５０１に平行な長辺を持つ長方形、若しくは、軸５０１の方向に長軸を有する楕円、又は、それらの組み合わせである。溝６０１から見て軸５０１に向かう方向に必要な深さの干渉防止溝６０２が設けられているため、基板２１ｅの裏面に実装された部品が部品６００と干渉することはない。また、溝６０１は、基板２１ｅの大きさに合わせて形成されているため、ネジ６２０の回転につられて基板２１ｅが回ることもない。１つの基板２１ｅに注目して基板２１ｅの基板取り付け材２６への取り付け方法を説明したが、他の基板２１ｅについても同様である。図３２に示すように、軸５０１に直交する面上に複数の基板２１ｅが配置されることもあり、その場合においも各基板２１ｅに対し同様の取り付け方法が適用される。また、足部管３０においても、上述と同様の、基板の基板取り付け材への取り付け方法が適用される。
ところで、基板及び基板取り付け材を含むユニット２０Ｕ、３０Ｕを、胴部管２０及び足部管３０に挿入して電子フルート１を作成しているため、当然、電子フルート１は元となるアコースティックフルートよりも重量が増え、ユーザによっては重く感じることもある。これを考慮し、例えば、干渉防止溝６０２の深さを増大させれば（例えば、その深さを標準の３ｍｍから１０ｍｍに増大させれば）、電子フルート１の重量をアコースティックフルートのそれに近づけることができる。
また、重量の増加と共に、電子フルート１の重量バランスがアコースティックフルートと異なってくることもある。重量バランスの変化は、ユーザに違和感を与えうる。そこで、電子フルート１の重量バランスがアコースティックフルートのそれに近づくように、例えば、基板取り付け材（胴部管２０では基板取り付け材２６）の軸方向の全長を調節する（１０ｍｍ長くする、短くする等）、或いは、干渉防止溝（胴部管２０では干渉防止溝６０２）の深さを対応する基板ごとに変化させる（当該深さを、或る基板に対応する干渉防止溝については５ｍｍにする、他の基板に対応する干渉防止溝については１０ｍｍにする等）、或いは、基板（胴部管２０では基板２１ｅ）の軸方向の長さを対応する音孔ごとに変化させる（当該長さを、或る音孔に対応する基板については１５ｍｍにする、他の音孔に対応する基板については２０ｍｍにする等）、といったことが可能である。
＜＜第１０実施例＞＞
電子管楽器システムＳＹＳの第１０実施例を説明する。第１０実施例は、第９実施例の一部を変更した実施例である。第１０実施例では、基板取り付け材２６が複数の部品の組み合わせから成ることを想定する。図３３は、第１０実施例に係る基板取り付け材２６及び基板２１（複数の基板２１ｅ）の一部の分解斜視図である。第１０実施例に係る基板取り付け材２６は、図３２の円柱部品６００の代わりに、複数の基板支持部品及び１以上の連結部品を含んで形成される。図３３には、複数の基板支持部品に含まれる基板支持部品６００Ａ及び６００Ｃが示され、１以上の連結部品に含まれる連結部品６００Ｂが示されている。つまり、図３３の構造では、図３２の円柱部品６００が、３つの部品６００Ａ、６００Ｂ及び６００Ｃに分割されている。部品６００Ａには或る基板２１ｅが取り付けられ、部品６００Ｃには他の基板２１ｅが取り付けられる。図３２の例と同様、軸５０１に直交する面上に複数の基板２１ｅが配置されることもあり、図３３の例では、部品６００Ｃに対し２枚の基板２１ｅが取り付けられる。部品６００Ａ及び６００Ｃにも、円柱部品６００と同様、基板２１ｅごとの溝６０１及び６０２並びにネジ穴６０３が設けられており、部品６００Ａ、６００Ｃに対する基板２１ｅの取り付け方法は、第９実施例で述べた円柱部品６００に対する基板２１ｅの取り付け方法と同じである。
部品６００Ａと部品６００Ｃの間に部品６００Ｂを挟み込んで、それらを接着剤等を用いて結合することで、基板取り付け材２６が形成される。部品６００Ａの、部品６００Ｂに対向する面には、軸５０１に沿って突出部６４１が形成され、部品６００Ｃの、部品６００Ｂに対向する面にも、軸５０１に沿って突出部６４３が形成される。一方で、部品６００Ｂはドーナツ形状を有し、部品６００Ｂの中央には、軸５０１を軸とする貫通穴６４２が形成されている。部品６００Ｂの貫通穴６４２に部品６００Ａ及び６００Ｃの突出部６４１及び６４３が嵌め込まれることで、軸５０１の直交方向における部品６００Ａ〜６００Ｃの相対位置関係が固定される。
ところで、第７実施例で述べたように、複数の音孔は同一面になく、複数の音孔の軸５１１は様々な方向を向いている。今、便宜上、音孔Ｄを基準に考え、軸５０１の直交面に対して音孔Ｄの軸５１１及び音孔Ｅの軸５１１を投影したときの、それら２つの軸５１１の成す角度を音孔Ｅの角度と呼ぶ（音孔Ｅ以外の他の音孔についても同様）。音孔Ｅ〜Ｐの角度は、アコースティックフルートの種類に依存して変化しうる。また、アコースティックフルートでは、キーの並びにインラインやオフセットと呼ばれるものが存在し、それらによっても音孔Ｅ〜Ｐの角度は変化しうる。
部品６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃの外周面には、夫々、印刷等にて、軸５０１に平行な線状の角度用マーカ６３０Ａ、６３０Ｂ、６３０Ｃが付与されている。マーカ６３０Ａ、６３０Ｂ、６３０Ｃは、第１アコースティックフルートの音孔の角度に合わせて付与されている。従って、第１アコースティックフルートを用いて電子フルート１を形成する場合には、部品６００Ｂの貫通穴６４２に部品６００Ａ及び６００Ｃの突出部６４１及び６４３を嵌め込み、マーカ６３０Ａ、６３０Ｂ及び６３０Ｃが一直線を成すように、部品６００Ａ〜６００Ｃの内、何れかの部品を支点にして他の部品を軸５０１の周りに回転させた後、部品６００Ａ〜６００Ｃ間を接着固定する。これにより、音孔の面（即ち、音孔に対応する端面５１４；図２７（ａ）及び図２８参照）が、当該音孔の開閉状態を検出するセンサ２２Ｓを実装した基板２１ｅの面と平行となり、所望の音孔開閉状態検出が実現される。
第２アコースティックフルートの音孔の角度に合わせた角度用マーカ６３０Ａ’、６３０Ｂ’、６３０Ｃ’（不図示）も、部品６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃの外周面に付与されていても良い。第２アコースティックフルート用の角度用マーカの内、１つ又は２つは、第１アコースティックフルートの角度用マーカと一致しうる。そして、第２アコースティックフルートを用いて電子フルート１を形成する場合には、部品６００Ｂの貫通穴６４２に部品６００Ａ及び６００Ｃの突出部６４１及び６４３を嵌め込み、マーカ６３０Ａ’、６３０Ｂ’及び６３０Ｃ’が一直線を成すように、部品６００Ａ〜６００Ｃの内、何れかの部品を支点にして他の部品を軸５０１の周りに回転させた後、部品６００Ａ〜６００Ｃ間を接着固定する。これにより、第２アコースティックフルートを用いた場合でも、音孔の面（即ち、音孔に対応する端面５１４；図２７（ａ）及び図２８参照）が、当該音孔の開閉状態を検出するセンサ２２Ｓを実装した基板２１ｅの面と平行となり、所望の音孔開閉状態検出が実現される。
このように、基板取り付け材２６に角度用マーカの組（例えば、マーカ６３０Ａ〜６３０Ｃから成る組）を１組付与しておくと、１種類のアコースティックフルートに対応して正確な音孔開閉状態検出が可能となる。基板取り付け材２６に角度用マーカの組を２組以上付与しておくと２種類以上のアコースティックフルートに対応して正確な音孔開閉状態検出が可能となる。この場合、複数の組の夫々について、何れの組が何れの種類のアコースティックフルートに対応するのかを示す識別マーカも基板取り付け材２６に付与しておくと、製造面で便利である。
尚、図３３の構造においても、アコースティックフルートを基準とした電子フルート１の重量の増加及び重量バランスの変化に対し、第９実施例で述べた対策を講じることができる。更に、図３３の構造においては、電子フルート１の重量バランスがアコースティックフルートのそれに近づくように、例えば、或る基板に対する基板支持部品（例えば６００Ａ）の材質を、他の基板に対する基板支持部品（例えば６００Ｃ）の材質と異ならせる、といったことも可能である。具体的には例えば、部品６００Ａ及び６００Ｂを樹脂にて形成する一方、部品６００Ｃを金属にて形成するといったこともできる。また、図３３の構造において、部品６００Ｂを割愛することも可能である。胴部管２０に対する基板取り付け材について説明したが、足部管３０に対しても、それと同様の技術を適用できる。また、第９及び第１０実施例の技術を組み合わせることもできる。即ち例えば、第９実施例で述べた基板取り付け材２６を基本としつつ、基板取り付け材２６の一部を第１０実施例の如く複数の部品（例えば、部品６００Ａ、６００Ｂ及び６００Ｃ）にて形成するようにしても良い。
また、第９及び第１０実施例を含む上述の各説明では、胴部管２０の断面形状が円であることを想定しているが、胴部管２０の断面形状が円以外であれば、その断面形状に合わせて基板取り付け材２６の形状を定めれば良い（足部管３０についても同様）。何れにせよ、基板取り付け材２６を胴部管２０の中空部に挿入することが可能であれば（又は基板取り付け材２６が胴部管２０に内接するのであれば）、胴部管２０の断面形状は任意（円、楕円、多角形など）であって良い（足部管３０についても同様）。胴部管２０の断面形状に合わせて、図３２の部品６００の形状、並びに、図３３の部品６００Ａ〜６００Ｃの形状を定めれば良い（足部管３０についても同様）。例えば、部品６００Ａ又は部品６００Ａ〜６００Ｃを連結した部品は、円錐状の部品又はベル状の部品となりうる。
＜＜第１１実施例＞＞
電子管楽器システムＳＹＳの第１１実施例を説明する。第１１実施例では、上述の構成及び動作に対する、幾つかの応用技術又は変形技術を説明する。
図２８を再度参照する。遮光板５３４の形状やセンサ２２Ｓの位置や音孔の位置によっては、例えば、或るキー５３０は０．３ｃｍ押すだけで対応するセンサ２２Ｓの出力論理値が切り替わるのに対し、他のキー５３０は０．４ｃｍ押さないと対応するセンサ２２Ｓの出力論理値が切り替わらない、といったことが起こりうる。そこで、対応するセンサ２２Ｓの出力論理値を切り替えるためのキー５３０の押し込み量が、全キー間で共通となるように、遮光板５３４の長さをキーごとに調整しても良い、又は、軸５１１方向におけるセンサ２２Ｓの配置位置を調整しても良い（図２７（ａ）参照）。特定のキーに対する上記押し込み量を他のキーのそれよりも大きくしたい又は小さくしたといった要望がある場合にも、同様の調整が可能である。センサ３２Ｓが配置される足部管３０についても同様である。
光センサにおける特性個体差の影響を軽減するべく、胴部マイコン２３は、以下の第１センサ調整処理を行うようにしても良い。第１センサ調整処理が利用される形態において、マイコン２３は、Ｐ秒の期間中で（Ｐ×ｋ）秒だけ発光素子５５１を発光させるＰＷＭ制御を各センサ２２Ｓに対して行うことを前提とする（ｋは０以上１未満）。図２９を参照する。第１センサ調整処理は、係数ｋに所定の初期値を代入した状態で、受光素子５５２の受光量を反映した受光素子５５２の出力電圧値を、センサ２２ＳごとにＡ／Ｄ変換器を用いて取得する第１工程と、光路５５３が遮光板５３４で一切遮断されていないときにおける各センサ２２Ｓの出力電圧値が複数のセンサ２２Ｓ間で同じとなるように、第１工程の取得結果に基づき各センサ２２Ｓに対する係数ｋの値を調整する第２工程と、を含む。これにより、特性個体差があったとしても、完全なる開状態でのセンサ２２Ｓの出力電圧値を複数のセンサ２２Ｓ間で共通にすることができる。
或いは、胴部マイコン２３は、以下の第２センサ調整処理を行うようにしても良い。第２センサ調整処理が利用される形態においては、マイコン２３が発光素子５５１の印加電圧を調整可能であることを前提とする。発光素子５５１の印加電圧の増減によって、発光素子５５１の発光量は増減する。第２センサ調整処理は、発光素子５５１の印加電圧を全センサ２２Ｓ間で共通にした状態で、受光素子５５２の受光量を反映した受光素子５５２の出力電圧値を、センサ２２ＳごとにＡ／Ｄ変換器を用いて取得する第３工程と、光路５５３が遮光板５３４で一切遮断されていないときにおける各センサ２２Ｓの出力電圧値が複数のセンサ２２Ｓ間で同じとなるように、第３工程の取得結果に基づき各センサ２２Ｓの発光素子５５１の印加電圧を調整する第４工程と、を含む。これにより、特性個体差があったとしても、完全なる開状態でのセンサ２２Ｓの出力電圧値を複数のセンサ２２Ｓ間で共通にすることができる。
第１又は第２センサ調整処理を、電子フルート１の起動時に行うことができる、又は、周期的に行うことができる。尚、第１又は第３工程にて取得された出力電圧値が所定値以下であるときには、対応する音孔が完全なる開状態でない又は閉状態であると判断して、第１又は第３工程をやり直すと良い。足部マイコン３３及びセンサ３２Ｓにも、第１又は第２センサ調整処理を適用可能である。また、第１又は第３工程にて取得される出力電圧値を、マイコン２３、３３のポートがハイレベルと判定する電圧以上に設定してもよく、これによって、実稼働時にはＡ／Ｄ変換器を使用せずにポートのハイレベル／ローレベルでの読み出しができ、発音までの時間短縮も可能である。
また、光センサにおける特性個体差の影響を軽減するべく、以下の方法を採用しても良い（この方法の採用時においては、発光素子５５１の印加電圧及び係数ｋの値は、全センサ２２間で共通であるとする）。即ち、光路５５３が遮光板５３４で遮断されているときにおける受光素子５５２の出力電圧値と、光路５５３が遮光板５３４で一切遮断されていないときにおける受光素子５５２の出力電圧値を、センサ２２Ｓごとに予め実験を介して取得しておき、センサ２２Ｓごとに取得された２つの出力電圧値に基づき、センサ２２Ｓごとに、出力信号のローレベルとハイレベルの境界値を定めてマイコン２３のメモリに格納しておく。電子フルート１の実稼働時においては、センサ２２Ｓごとに、センサ２２の出力信号値が対応する境界値より高いか否かをＡ／Ｄ変換器を用いて判定することにより各音孔の開閉状態を検出する。尚、実稼働時において、光路５５３が遮断されているときのセンサ２２Ｓの出力電圧値と光路５５３が遮断されていないときのセンサ２２Ｓの出力電圧値との中間値が境界値となるように、境界値の初期値を補正するようにしても良い。足部マイコン３３及びセンサ３２Ｓについても同様である。
電子フルート１にアンプ及びスピーカを内蔵させても良い。そして、ＰＣ２が電子フルート１に接続されていないときには、スピーカ２０６（図１７参照）から出力すべきであった音を、電子フルート１に内蔵したスピーカから出力しても良い。この場合、音の出力制御に関するＣＰＵ２０３及びメモリ２０４の機能を、電子フルート１に内蔵しておく必要がある。具体的には、電子フルート１の外部端子（ＵＳＢ端子）３５にＰＣ２を接続した場合には、ＰＣ２からの接続要求で、電子フルート１に内蔵したアンプ及びスピーカを不使用の状態とし、上述の各実施例の通り、ＰＣ２にて音を出力し表示を行う。電子フルート１の外部端子３５に電源装置（ＡＣアダプタ等）が接続されている場合には、スピーカ２０６（図１７参照）から出力すべきであった音を、電子フルート１に内蔵したアンプ及びスピーカを用いて出力すれば良い。
また、胴部管２０の音孔Ｄ〜ＰのビットデータｂＤ〜ｂＰに基づき、音孔Ｄ〜Ｐの開閉状態がテーブル３６０（図１６）内の何れかのビット列と適合しうるか否かを胴部マイコン２３にて判断し、音孔Ｄ〜Ｐの開閉状態がテーブル３６０内の何れかのビット列と適合しうる場合にのみ、ビットデータｂＤ〜ｂＰを胴部マイコン２３から足部マイコン３３に送信するようにしても良い。足部マイコン３３は、ビットデータｂＤ〜ｂＰを受信した場合にのみ検出ブロック３２の各センサ３２Ｓから各音孔Ａ〜Ｃの開閉状態を読み出してビットデータｂＡ〜ｂＣを取得する。ビットデータｂＡ〜ｂＰに基づく音の出力有無制御は、ＰＣ２側で行っても良いし、電子フルート１にＰＣが接続されておらず且つ電子フルート１にアンプ及びスピーカが内蔵されている場合には足部マイコン３３が行っても良い。ビットデータｂＤ〜ｂＰがテーブル３６０内の何れのビット列とも適合しえない場合（即ち、正しい運指による操作が行われていない場合）、胴部マイコン２３は、発音停止コマンドを足部マイコン３３に送る。発音停止コマンドが足部マイコン３３に送られた場合、足部管３０の各音孔の状態に関わらず、スピーカ２０６及び電子フルート１に内蔵されうるスピーカから音は出力されない。
＜＜変形等＞＞
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。
上述のＰＣ２の機能を担う電子機器は、パーソナルコンピュータ以外の任意の電子機器（例えば、情報端末、携帯電話機、ゲーム機器）であっても良い。
本発明の一側面に係る電子管楽器システムは、複数の音孔及び前記複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体（２０、３０）と、各音孔の開閉状態を検出する検出部（２２、３２）と、音孔ごとに検出された前記音孔の開閉状態を示すビットデータを前記複数の音孔について並べた検出ビット列を生成する検出ビット列生成部（２３、３３）と、複数のピッチに対応する複数の参照数値を保持する参照数値保持部（２０４）と、前記検出ビット列を数値化することで検出数値を導出し、二分探索を用いて前記複数の参照数値の中から前記検出数値を探索する主処理部（２０３）と、を備える。
管体を備えた管楽器の例としてのフルートは、ソプラノフルート、バスフルート、アルトフルートであっても良いし、管体を備えた管楽器は、フルート以外の任意の管楽器（ピッコロ、オーボエなど）であっても良い。
電子管楽器システムで取り扱われる各データにおいて、ビットデータｂＡ〜ｂＰの並び方は、上述したものに限られず、任意である。ビットデータｂＡ〜ｂＰの内、任意のビットデータを最上位ビットに配置することができるし、他の任意のビットデータを最下位ビットに配置することができる。従って、当然、上述のビット列を反転させることもできる。各ビットデータにおいて、“１”の値と“０”の値の関係を、上述したものと逆にしてもよい。また、上述の実施形態では、管体に設けられた音孔の個数が１６になっているが、本発明において、その個数は１６に限定されない。
本発明の一側面に係る電子管楽器Ａ１は、複数の音孔及び前記複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体と、前記複数の音孔の開閉状態を音孔ごとに検出する複数のセンサを含む検出部、前記検出部が実装された基板、及び、前記基板が取り付けられる支持材を有する挿入ユニットと、を備え、前記挿入ユニットが前記管体の中空部に挿入された電子管楽器であって、前記基板は第１要素基板を含む複数の要素基板から成り、各要素基板に前記複数のセンサの内の１以上のセンサが実装され、前記第１要素基板が前記管体の軸方向に移動可能となるように、前記支持材が形成されている。
上述の実施形態では、電子管楽器として電子フルート１が例示されている。電子管楽器Ａ１は第９実施例にて具体化されている。但し、第９実施例の技術は第１０実施例にも適用され得る（従って、電子管楽器Ａ１は第１０実施例においても具現化されうる）。上記移動を介して管体の軸方向における要素基板の配置位置が変更可能となり、種類の異なる複数の管体（例えば上述の第１及び第２アコースティックフルート）に対応することが可能となる。複数の要素基板の内、一部の要素基板のみが管体の軸方向に移動可能となるように支持材を形成しておいても良いし、全ての要素基板の夫々が管体の軸方向に移動可能となるように支持材を形成しておいても良い。
電子管楽器Ａ１において、前記軸方向における前記第１要素基板の前記支持材への配置位置を示すマーカが、複数個、前記支持材に付与されてもよい。
電子管楽器Ａ１において、前記管体の候補として、第１及び第２管体候補を含む複数の管体候補が存在し、前記マーカは、前記第１管体候補が前記管体として用いられたときの前記配置位置を示す第１マーカと、前記第２管体候補が前記管体として用いられたときの前記配置位置を示す第２マーカと、を含んでいても良い。
図２６等の基板２１ｅは要素基板の例である。図３２において、マーカ６０４及び６０５の夫々は、図３２の右側に示された１枚の基板２１ｅの基板取り付け材（支持材）２６への配置位置を示している。マーカ６０４は第１アコースティックフルート（第１管体候補）が管体として用いられたときの上記配置位置を示し、マーカ６０５は第２アコースティックフルート（第２管体候補）が管体として用いられたときの上記配置位置を示している。
本発明の一側面に係る電子管楽器Ｂ１は、複数の音孔及び前記複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体と、前記複数の音孔の開閉状態を音孔ごとに検出する複数のセンサを含む検出部、前記検出部が実装された基板、及び、前記基板が取り付けられる支持材を有する挿入ユニットと、を備え、前記挿入ユニットが前記管体の中空部に挿入された電子管楽器であって、前記基板は第１及び第２要素基板を含む複数の要素基板から成り、各要素基板に前記複数のセンサの内の１以上のセンサが実装され、前記第１要素基板の部品実装面と前記第２要素基板の部品実装面との成す角度が変更可能となるように、前記支持材が形成されている。
電子管楽器Ｂ１は第１０実施例にて具体化されている。上記角度を変更可能にしておくことにより、種類の異なる複数の管体（例えば上述の第１及び第２アコースティックフルート）に対応することが可能となる。第１要素基板と第２要素基板は、複数の要素基板に含まれる任意の２つの要素基板であって良い。例えば、第１要素基板は、図３３の右側に示された１枚の基板２１ｅであって、第２要素基板は、図３３の左側に示された２枚の基板２１ｅの内の任意の一方であって良い。基板２１ｅの部品実装面は、センサ２２Ｓが実装された面であるが、その面の逆側の面も部品実装面と呼ばれ得る。上記角度が変更可能となる要素基板の組が複数組存在していても良い。例えば、各要素基板が個別に管体の軸周りに回転可能（即ち軸５０１を回転軸として回転可能）となるように支持材を形成しておいても良く、これによって、任意の２つの要素基板の組み合わせにおいて上記角度が変更可能となる。
電子管楽器Ｂ１において、前記角度を指定するための角度用マーカが、複数組、前記支持材に付与されても良い。
図３３において、マーカ６３０Ａ及び６３０Ｃが一直線を成すように（１つの直線上にのるように）基板支持部品６００Ａ及び６００Ｃが組み立てられるので、部品６００Ａに取り付けられる基板２１ｅと部品６００Ｃに取り付けられる基板２１ｅとの間における上記角度は、角度用マーカとしてのマーカ６３０Ａ及び６３０Ｃにより指定されていると言える。
電子管楽器Ｂ１において、前記支持材は、前記第１要素基板を取り付けるための第１基板支持部品（例えば６００Ａ）及び前記第２要素基板を取り付けるための第２基板支持部品（例えば６００Ｃ）を含む複数の基板支持部品を有し、前記複数の基板支持部品が前記管体の軸方向に連結されることで前記支持材が形成され、前記第１基板支持部品を基準として前記第２基板支持部品を前記管体の軸周りに回転させることで、前記第１要素基板を基準として前記第２要素基板が前記軸周りに回転して前記角度が変更されても良い。
電子管楽器Ｂ１において、前記管体の候補として、第１及び第２管体候補を含む複数の管体候補が存在し、前記角度用マーカは、前記第１管体候補が前記管体として用いられたときにおいて前記角度を指定するための第１角度用マーカと、前記第２管体候補が前記管体として用いられたときにおいて前記角度を指定するための第２角度用マーカと、を含んでいても良い。
第１０実施例において、第１アコースティックフルート（第１管体候補）に対する第１角度用マーカは、マーカ６３０Ａ及び６３０Ｃ、又は、マーカ６３０Ａ、６３０Ｂ及び６３０Ｃを含み、第２アコースティックフルート（第２管体候補）に対する第２角度用マーカは、マーカ６３０Ａ’及び６３０Ｃ’、又は、マーカ６３０Ａ’、６３０Ｂ’及び６３０Ｃ’を含む。
本発明の一側面に係る電子管楽器Ｃ１は、複数の音孔及び前記複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体と、前記複数の音孔の開閉状態を音孔ごとに検出する複数のセンサを含む検出部、前記検出部が実装された基板、及び、前記基板が取り付けられる支持材を有する挿入ユニットと、を備え、前記挿入ユニットが前記管体の中空部に挿入された電子管楽器であって、前記基板は複数の要素基板から成り、各要素基板に前記複数のセンサの内の１以上のセンサが実装され、前記支持材の全部又は一部において、前記管体の軸に直交する同一面上に２以上の要素基板が取り付けられる。
電子管楽器Ｃ１は第９及び第１０実施例にて具体化されている。図３２の基板取り付け材２６の左側部分、又は、図３３の基板取り付け材２６中の部品６３０Ｃにおいて、軸５０１に直交する同一面上に２枚の基板２１ｅが存在している。図３２の基板取り付け材２６の右側部分、又は、図３３の基板取り付け材２６中の部品６３０Ａでは、軸５０１に直交する同一面上に１枚の基板２１ｅしか存在していない。従って、図３２及び図３３の例では、基板取り付け材（支持材）２６の一部においてのみ、管体の軸５０１に直交する同一面上に２以上の要素基板が取り付けられている。但し、基板取り付け材２６の全部において、軸５０１に直交する同一面上に２以上の要素基板が取り付けられるよう、基板取り付け材２６が変形されても良い。
任意の電子管楽器システム及び任意の電子管楽器において、管体は、胴部管２０及び足部管３０のように２以上の管にて形成されていても良いし、分離不可能な１つの管体であっても良い。管体が２以上の管から形成される場合、挿入ユニットも管の数だけ用意されうる。管体の軸は、管体の外形形状としてみたれられた円筒の中心軸に相当する。電子管楽器Ａ１、Ｂ１及びＣ１の技術を互いに組み合わせた電子管楽器及び電子管楽器システムを形成しても良い。
本発明は以下の請求項１Ａ〜８Ａに係る電子管楽器システムを含む。
［請求項１Ａ］
複数の音孔及び前記複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体と、
各音孔の開閉状態を検出する検出部と、
音孔ごとに検出された前記開閉状態を示すビットデータを前記複数の音孔について並べた検出ビット列を生成する検出ビット列生成部と、
複数のピッチに対応する複数の参照数値を保持する参照数値保持部と、
前記検出ビット列を数値化することで検出数値を導出し、二分探索を用いて前記複数の参照数値の中から前記検出数値を探索する主処理部と、を備え、
前記主処理部は、前記検出数値と一致する参照数値が存在する場合、前記検出数値と一致する参照数値に対応するピッチの音を出力する
ことを特徴とする電子管楽器システム。
［請求項２Ａ］
前記複数のピッチに含まれる所定のピッチごとに、前記所定のピッチに対応する前記音孔の開閉状態のビットデータを前記複数の音孔について並べることで参照ビット列が形成され、前記参照ビット列を数値化することで前記所定のピッチに対応する参照数値が導出される
ことを特徴とする請求項１Ａに記載の電子管楽器システム。
［請求項３Ａ］
前記検出部及び前記検出ビット列生成部は、前記管体内に収容され、
前記参照数値保持部及び前記主処理部は、前記管体の外部に位置する電子機器に設けられる
ことを特徴とする請求項１Ａ又は２Ａに記載の電子管楽器システム。
［請求項４Ａ］
前記主処理部は、
前記検出数値と一致する参照数値が存在する場合、前記検出数値と一致する参照数値に対応するピッチを対象ピッチとして特定し、前記対象ピッチの音を出力するとともに、前記対象ピッチに対応する前記複数のキーの操作状態及び前記対象ピッチの音符を表示し、
前記検出数値と一致する参照数値が存在しない場合、前記音の出力並びに前記操作状態及び前記音符の表示を行わない
ことを特徴とする請求項１Ａ〜３Ａの何れかに記載の電子管楽器システム。
［請求項５Ａ］
前記複数のピッチには、共通の参照数値に対応し且つ互いに異なる２つの関連ピッチが含まれ、
前記検出数値が前記共通の参照数値と一致する場合、前記主処理部は、前記２つの関連ピッチを持つ２つの音を同時に出力する
ことを特徴とする請求項１Ａ〜４Ａの何れかに記載の電子管楽器システム。
［請求項６Ａ］
前記複数のピッチには、共通の参照数値に対応し且つ互いに異なる２つの関連ピッチが含まれ、
当該電子管楽器システムは、所定操作の入力を受け付ける操作体を更に備え、
前記検出数値が前記共通の参照数値と一致する場合、前記主処理部は、前記操作体に対する前記所定操作の入力の有無に応じて、前記２つの関連ピッチを持つ２つの音のどちらかを切り替え出力する
ことを特徴とする請求項１Ａ〜４Ａの何れかに記載の電子管楽器システム。
［請求項７Ａ］
各音孔は、音孔上に位置するキーの面により音孔が塞がれるか否かにより閉状態又は開状態となり、
前記検出部は、音孔ごとに音孔の開閉状態を検出する複数の光センサから成り、音孔ごとに音孔上に位置するキーの面には遮光体が設けられ、
各光センサは、当該光センサにおける光路が前記遮光体により遮断されたか否かに基づき、対応する音孔の開閉状態を検出する
ことを特徴とする請求項１Ａ〜６Ａの何れかに記載の電子管楽器システム。
［請求項８Ａ］
前記検出部及び前記検出ビット列生成部が実装される基板及び前記基板が取り付けられる支持材が前記管体の中空部に挿入され、
当該電子管楽器システムは、前記複数の音孔中の１以上の音孔に対して挿入される固定材を更に備え、前記固定材と前記基板を連結することで各音孔と前記基板との位置関係を定める
ことを特徴とする請求項１Ａ〜７Ａの何れかに記載の電子管楽器システム。
１ 電子フルート
２ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
３ スイッチ
１０ 頭部管
２０ 胴部管
２１ 胴部基板
２２ 胴部検出ブロック
２３ マイクロコンピュータ（胴部マイコン）
３０ 足部管
３１ 足部基板
３２ 足部検出ブロック
３３ マイクロコンピュータ（足部マイコン）
Ａ〜Ｐ、５１０ 音孔
５３０ キー
５３４ 遮光板

Claims (8)

  1. 複数の音孔及び前記複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体と、
    前記複数の音孔の開閉状態を音孔ごとに検出する複数のセンサを含む検出部、前記検出部が実装された基板、及び、前記基板が取り付けられる支持材を有する挿入ユニットと、を備え、前記挿入ユニットが前記管体の中空部に挿入された電子管楽器であって、
    前記基板は第１要素基板を含む複数の要素基板から成り、
    各要素基板に前記複数のセンサの内の１以上のセンサが実装され、
    前記第１要素基板が前記管体の軸方向に移動可能となるように、前記支持材が形成されている
    ことを特徴とする電子管楽器。
  2. 前記軸方向における前記第１要素基板の前記支持材への配置位置を示すマーカが、複数個、前記支持材に付与される
    ことを特徴とする請求項１に記載の電子管楽器。
  3. 前記管体の候補として、第１及び第２管体候補を含む複数の管体候補が存在し、
    前記マーカは、前記第１管体候補が前記管体として用いられたときの前記配置位置を示す第１マーカと、前記第２管体候補が前記管体として用いられたときの前記配置位置を示す第２マーカと、を含む
    ことを特徴とする請求項２に記載の電子管楽器。
  4. 複数の音孔及び前記複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体と、
    前記複数の音孔の開閉状態を音孔ごとに検出する複数のセンサを含む検出部、前記検出部が実装された基板、及び、前記基板が取り付けられる支持材を有する挿入ユニットと、を備え、前記挿入ユニットが前記管体の中空部に挿入された電子管楽器であって、
    前記基板は第１及び第２要素基板を含む複数の要素基板から成り、
    各要素基板に前記複数のセンサの内の１以上のセンサが実装され、
    前記第１要素基板の部品実装面と前記第２要素基板の部品実装面との成す角度が変更可能となるように、前記支持材が形成されている
    ことを特徴とする電子管楽器。
  5. 前記角度を指定するための角度用マーカが、複数組、前記支持材に付与される
    ことを特徴とする請求項４に記載の電子管楽器。
  6. 前記支持材は、前記第１要素基板を取り付けるための第１基板支持部品及び前記第２要素基板を取り付けるための第２基板支持部品を含む複数の基板支持部品を有し、
    前記複数の基板支持部品が前記管体の軸方向に連結されることで前記支持材が形成され、
    前記第１基板支持部品を基準として前記第２基板支持部品を前記管体の軸周りに回転させることで、前記第１要素基板を基準として前記第２要素基板が前記軸周りに回転して前記角度が変更される
    ことを特徴とする請求項５に記載の電子管楽器。
  7. 前記管体の候補として、第１及び第２管体候補を含む複数の管体候補が存在し、
    前記角度用マーカは、前記第１管体候補が前記管体として用いられたときにおいて前記角度を指定するための第１角度用マーカと、前記第２管体候補が前記管体として用いられたときにおいて前記角度を指定するための第２角度用マーカと、を含む
    ことを特徴とする請求項５に記載の電子管楽器。
  8. 複数の音孔及び前記複数の音孔の開閉状態を操作するための複数のキーが設けられた管体と、
    前記複数の音孔の開閉状態を音孔ごとに検出する複数のセンサを含む検出部、前記検出部が実装された基板、及び、前記基板が取り付けられる支持材を有する挿入ユニットと、を備え、前記挿入ユニットが前記管体の中空部に挿入された電子管楽器であって、
    前記基板は複数の要素基板から成り、
    各要素基板に前記複数のセンサの内の１以上のセンサが実装され、
    前記支持材の全部又は一部において、前記管体の軸に直交する同一面上に２以上の要素基板が取り付けられる
    ことを特徴とする電子管楽器。
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