JPH0284692A

JPH0284692A - 空気流応答型電子楽器

Info

Publication number: JPH0284692A
Application number: JP1174264A
Authority: JP
Inventors: Takashi Akutsu; 隆阿久津
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1990-03-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野Ｊこの発明は電子楽器に関し、特に、プレス操作などによ
る空気流の状態に応答して、所望の楽音を発生させる、
空気流応答型電子楽器に関する。

［背　景］鍵盤式楽器の分野において、いわゆるタッチレスポンス
機能を備えた電子楽器が知られている。

タッチレスポンス機能と現在呼んでいる機能は、鍵盤上
の各港に対する押鍵速度（イニシャルのタッチ速度）、
ある程度以上鍵を押し切ってからの鍵に對する操作入力
を、各港に設けたセンサーで検出し、それぞれに基づい
て、イニシャルタッチデータ、アフタータッチデータを
生成し、この両データを、楽音の特性に反映させる機能
である。

機種によってはイニシャルデータのタッチレスポンス機
能しかないものもある。

ところで、本件出願人は、実開昭５９−１５０９９号お
よび特開昭６２−１６４０９４号公報に示すように、空
気流ないしは呼気、吸気を利用するタイプの電子楽器（
以下、「空気流応答型電子楽器」と総称することにする
）を提案しているが、このような空気流応答型電子楽器
においては、鍵盤式電子楽器の場合と異なり、吹奏者の
吹奏開始時における演奏意図、すなわち、吹きはじめの
吹き方を、楽音の音量や音色などの特性に充分に反映す
ることができないものであった。

すなわち、従来の電子ｉｉ楽器の場合、楽音の生成の制
御に用いられるイニシャルデータは、押鍵時における押
鍵速度により決定できるため、その押鍵速度に充分対応
したイニシャルデータを正確に生成することができる。

このため、生成されたイニシャルデータに基づいて、発
生されるべき楽音の音量制御や音色制御などを確実に行
うことができる。これに対し、空気流状態に対応した空
気流検出信号の出力値に従って、音源を制御する従来の
空気流応答型電子楽器の場合、前記空気流検出信号の出
力値がキーオンレベル値を越えた場合、それに応答して
、楽音の発生開始を指示するためのキーオン信号を、音
源に対し送出し、このキーオン信号により楽音の発生開
始を指示するにすぎない。このように、発生されるべき
楽音の音量制御や音色制御に用いられるイニシャルデー
タを、キーオン信号とともに、音源に対し送出するもの
ではなかったので、吹奏者の演奏開始時の演奏意図、す
なわち、ゆるやかに吹き始めるか、急激に、レベルが立
上る吹き方をするか等の吹き方に従った音量や音色をも
つ楽音の発生を行うことができないものであった・そこで、従来から、空気流体の状態に対応した検出信号
の出力値に基づいて１発生されるべき楽音の音量や音色
などの制御に使用されるイニシャルデータを生成し、こ
のイニシャルデータに従って、吹奏者の音高指定操作に
より指定された音高をもつ楽音の特性（たとえば、音量
や音色）を可変制御し、吹奏者の演奏開始時の意図を充
分に反映した楽音制御が可使な電子楽器の開発が要請さ
れている。

また、前記イニシャルデータに従って、所定の音量また
は音色をもつ楽音を発生した後も、引き続き、吹奏者の
吹奏意図、すなわち、吹いている息の強さを経時的に順
次変えて表現の豊かな楽音を発生させようとする意図な
どに応じて、時間の経過に従って順次、指定されている
音高をもつ楽音の特性（音量や音色など）をきめ細かに
可変制御できる電子楽器の開発が要請されている。

［発明の目的］この発明は、このような要望を満たす空気流応答型電子
楽器を提供することを目的とするものである。

さらに、さまざまなプレス操作ないしウィンド操作など
に対する応答性をもち、音高指定操作により指定された
音高で、表現力の豊かな楽音の発生が可能な電子楽器を
提供することである。

［発明の要点］この発明は、このような目的を達成するために、空気流
検出手段から順次出力された検出信号の出力値が所定の
設定値を越えたことが検出手段により検出された場合、
その検出時点と近接した前時間または後時間の少なくと
も一方の時間内における前記検出信号の変化状態に対応
したレスポンスデータをレスポンスデータ生成手段によ
り生成し、音高指定手段により指定されている音高をも
つ楽音を、このレスポンスデータに従った特性で発生す
るように制御手段により制御することを要点とする。

また、この発明は、空気流検出手段から順次出力された
検出信号の出力値が所定の設定値を越えたことが検出手
段により検出された場合、その検出時点と近接した前時
間または後時間の少なくとも一方の時間内における前記
検出信号の変化状態に対応した第１のレスポンスデータ
を第１レスポンスデータ生成手段により生成し、音高指
定手段により指定されている音高をもつ楽音を、この第
１のレスポンスデータに従った特性で発生するように制
御手段により制御する一方、楽音の発生開始後も、指定
されている音高をもつ楽音を、前記検出信号の出力値に
対応して第２レスポンスデータ生戊手段により順次生成
される第２レスポンスデータに基づいた特性で発生する
ように制御手段により制御することを要点とする。

［実施例］以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

く構　成〉本実施例の構成を第１図に示す、１は吹奏入力部であり
、マウスｌｂを介して息を吹き込むと内部のウィンドセ
ンサーないしプレスセンサー１ｂによりその息の強さも
しくは空気流の速さが検出される。プレスセンサー１ａ
としては例えば、同一出願人に係る特開昭５７−４２０
９　（昭和５７年３月９日公開、「電子笛」）に記載の
ものが使用できる。

２は音高指定用のキー（鍵穴の音高情報入力手段）を含
むキースイッチ部（ＫＥＹ　　５Ｗ）２である。

図では吹奏入力部１と音高指定用キー群２とを別のブロ
ックで示しているが、例えば笛、あるいはハーモニカの
ように一体式でもよい、公知の任意の型式のものが使用
できる。

プレスセンサーｌからのアナログ出力はＡ／Ｄ変換器内
蔵のマイクロコンピュータに取り込まれ、デジタルデー
タとして処理される。吹奏モードにおいて、Ａ／Ｄ変換
は常に行なわれ、マイクロコンピュータ３は一定時間間
隔ごとにデータをサンプルする（読み取る）、さらに、
マイクロコンピュータ３はキースイッチ部２からのキー
コード形式の音高情報も読み取る。この２つの入力から
、マイクロコンピュータは楽音の制御情報（発音開始コ
ード、発音終了コード、音高データ、イニシャルデータ
、アフターデータ）を生成し、それを音源４に転送する
。

音源４はマイクロコンピュータ３より送られてくる制御
情報に基づいて楽音信号を生成、変調し、サウンドシス
テムに送る。

サウンドシステムではアンプ５、スピーカ６を介して電
気信号を増幅、音響変換し、最終的な音を出力する。

ここで、前述のイニシャルデータ、アフターデータは１
発生されるべき楽音の特性の制御に用いられる。前者の
イニシャルデータは、吹きはじめの際の楽音の生成制御
用のレスポンスデータとして用いられ、また、後者のア
フターデータは、楽音の発音開始後ないし発音中の楽音
の制御用のレスポンスデータとして用いられるものであ
る０本実施例で用いられる各種データは、以下の内容を
なす。

音量データ二発音開始時または発音中の楽音の音量を制
御するデータ。

ビブラートデータ：発音中の楽音の音高に付与するビブラートの深さを定めるためのデータ。この代わりにピッチベンドデータ、すなわち、楽音のピッチのベンドの程度を定めるデータを使用してもよい。

ポルタメントスピードデータ：楽音に付与するポルタメントの速度を定めるデータ、なお、ボルタメントとは、開始ピッチより目的ピッチへのピッチ（音高）の、なめらかな経時変化を指す０本例ではグリッサンド（開始ピッチより目的ピッチへのピッチの、段階的な経時変化を指す、）を含めた意味で使用する。

く作　用〉以下、上記実施例の動作を第２図、第３図を参照して説
明する。

第２図はマイクロコンピュータのフローチャートであり
、メインフローで音高指定用キー群（ＫＥＹ　　ＳＷ）
の読み取りが行なわれ（Ａ１）、ＡＤデータ（プレスセ
ンサーからの息の強さを示すデジタルデータ）の読み取
りサイクルごとに、くタイマーインタラブド〉のフロー
（Ｂｌ〜Ｂ２４）に入り、処理を行う。

第３図は、ＡＤの読み取りサイクル（横軸）に対するＡ
Ｄデータ（縦軸）を例示しである。つまり、時間に対す
る息の強さの変化である。説明の便宜上、息の強さを様
々に変化させて示しである０本発明はこの息の強さをモ
ニターすることにより、発音処理、発音縫子処理（キー
オフ処理）、イニシャルデータ（音量、音色などの制御
に用いられる）、アフターデータ（音量データ、ビブラ
ートデータ、ピッチベンドデータ等々の制御に用いられ
る）の生成を行う。さらに本実施例では音高を指定する
ためのキースイッチが変化した場合、息のレベルの経時
的変化率（レート）に従ってポルタメントのスピードも
変えている。

なお、図では、ＡＤデータを８ビツト構成としである。

まず、発音の開始の決定とイニシャルデータの生成につ
いて述べると、ＡＤデータが所定の設定値、すなわち、
下限レベルないしオンスレッシュホールドレベル（本例
では１０）を超えた場合を発音の開始とみなし、超えた
ときのＡＤサンプルＮとその前後のサンプルＮ−１，Ｎ
＋１の３つのサンプルを使って、その変化率ないし差分
を求め、それをレスポンスデータ、すなわち、イニシャ
ルデータとしている（第３図、■、■参照）。

第２図のフローに沿って述べると、サンプルＮ−１のサ
イクルではＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４のＮＯを通ってフロ
ーを技ける。サンプルＮのサイクルではＡＤデータのオ
ンレベルが検出され（第３図の■）、Ｂ５で発音待期処
理（発音待期フラグのセットとの差りの演算）が行なわ
れる。そして、サンプルＮ＋１のサイクルに入ると、Ｂ
３のところで発音待機が確認され、第３図に示す１／２
（Ａ＋Ｄ）の演算、すなわち前回のサンプルＮと今回の
サンプルＮ＋１との差Ａを求め、これを、先の差りと加
えて平均をとることにより、イニシャルデータを生成し
くＢ６）、音源４に転送しくＢ７）、現在のＫＥＹ　　
ＳＷ２のデータ（音高データ）に従って発音処理を実行
する（Ｂ７）。

音源４側では、吹奏者により押されたＫＥＹＳＷ２に対
応する音高データ、吹奏者の吹きはじめにおける吹き方
に対応するイニシャルデータに従って、発生されるべき
楽音にピッチ、音量、音色を付して楽音信号を作成する
。

サンプル（Ｎ＋２）以降のＡＤデータはアフターデータ
の生成のために、順次、サンプルされる（吹奏中）、各
サンプルの値は、音量データなどに変換される。音量デ
ータの範囲はＡＤデータ１１０を中心として（第３図の
■参照）、＋ｉｏｏ、−９９のトータル２００段階に分
けである（第３図の［株］、■、＠参照）。

音高データのみが生成、送出されるサイクルでは、第２
図において、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ９、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ１
４を通る。なお、ＡＤデータに変化のないときは音源４
に対してはノーオペレーションとなる（Ｂ９→ＢＩＯで
ＮＯ）。

吹奏中において、ビブラートデータ（またはベンドデー
タ）を生成する場合は、次のいずれかの事象に対して行
なわれる。第１は、ＡＤデータ、すなわち息の強さが一
定でその状態が所定時間以上続いた場合（第３図の■、
■）、第２は、ＡＤデータが所定のビブラートオンレベ
ルを超えた場合である（第３図の■）。

第１の場合、ビブラート（ピッチベンド）の変調深さは
、一定レベルの持続時間に応じて深くなる。

一方、第２の場合はそのときの息の強さの変化率（レー
ト）に従って、ビブラート（ピッチベンド）の深さが制
御される（第３図の■）、さらに、ＡＤデータの大きさ
によって重み付けを行うことができる（第３図の■）、
つまり、息の強さが強いほど、また息の強さを上げてい
くほど深いビブラート（ピッチベンド）がかかる。

第１の場合に相当するＡＤデータ読み取りサイクルでは
、第２図において、Ｂ１．Ｂ２、Ｂ９を経て、ＢＩＯへ
進み、ここでビブラート（ベンド）オンタイムになって
いることが確認され、Ｂｌｌでビブラート（ベンド）デ
ータの生成、生成されたビブラート（ベンド）データの
音源４への送出となる。

一方、第２の場合に相当するＡＤデータ読み取りサイク
ルでは、第２図において、Ｂ１、Ｂ２゜Ｂ９．１３１２
を経てＢ１３に進みここでビブラート（ベンド）オンレ
ベルを超えていることが確認され、Ｂ１５で音量データ
とともにビブラート（ベンド）データの生成、これらデ
ータの音源４への転送となる。

吹奏中において、ポルタメントのプロセスは次の事象に
対して発生する。すなわち、音高指定用キースイッチ（
ＫＥＹ　　５Ｗ２）に変化があったときである（第３図
の■参照）、そしてそのときの息の強さ（ＡＤデータ）
の変化率に従ってポルタメントのスピード（いいかえれ
ば、変化前のキーの音高から変化後のキーの音高に到達
するまでの時間）が設定される（第３図の■参照）。

第２図に則して述べると、ＫＥＹ　　ＳＷ２に変化があ
ると、メインフローのＡＩを介して、ＡＤデータ処理フ
ローのＢ１６においてこれが確認され、ポルタメントス
イープオンが実行され（Ｂ１７）、ＡＤデータの変化率
からポルタメントスピードないしタイムがセットされ（
Ｂ１８、変化後のキーコードを音源４（あるいはマイク
ロコンピュータ３内のポルタメント処理モジュール）に
送る（Ｂ　１９）　。

以降、ポルタメント処理モジュールにおいてポルタメン
トデータ（ピッチ）が更新されてゆき、ピッチが目的の
ピッチ（変更後のキーコードの示すピッチ）を超えたと
きに、Ｂ２０より、Ｂ２１へ進み、ポルタメントスイー
プをオフにする。

最後に、発音の終了の決定について述べる。

ＡＤデータが所定の設定値、すなわち、下限レベルない
しキーオフスレッシュホールドレベル（第３図では１０
）より低くなり、これがある時間ないし回数以上（第３
図では３回）続いた場合にキーオフすなわち吹奏終了と
みなしている（第３図の＠参照）。ある時間ないし回数
以上綿いた場合に、はじめて、キーオフ、すなわち、吹
奏終了とみなしているのは、吹奏中、息の強さを弱くし
たため、瞬間的に、ＡＤデータのレベルがキーオフのス
レッシュホールドレベルより低下することが考えられる
ため、それによって発音終了処理が直ちに実行されない
ようにするためである。

瞬間的なレベル低下の場合にすぎないときにｔ＊、ｍ２
図において、Ｂ１２のところでＡＤレベルがキーオフレ
ベルに達していることが検知されるが、Ｂ２２のところ
で、キーオフでないと判断されるため、吹奏中のフロー
の８１３へ戻る。

一方、吹奏をやめたときは（息つざのため）、Ｂ２２で
ＹＥＳとなり、ポルタメントスイープオフとなり（Ｂ２
３）、キーオフ（発音終了）の処理が実行される（Ｂ２
４）。

く変形例〉この発明は上記実施例に限定されず、種々の変形、変更
が可能である。

例えばアフターデータのなかに、その他の変調パラメー
タを加えてもよい０例えば、楽音に振幅変調（例えば、
トレモロ効果）をかけるのに用いるパラメータ、あるい
は楽音に位相変調（例えばコーラス効果、フェイジング
効果）をかけるのに用いるパラメータ、あるいは、上記
した以外の周波数変調をかけるのに用いるパラメータを
、代替として、もしくは併用のパラメータとして加える
ことができる。

また、種々の変調パラメータの選択を行う選択スイッチ
を設けてもよい０例えば、ボルタメントキーを設け、ボ
ルタメントキーによりボルタメントモードが選択されて
いる下で、上述した事象（音高キーの変化）が発生した
ときにボルタメントスイープをかけるようにする。

また、センサーに関していえば、上述した呼気の検出の
代わりに、あるいは併用として、吸気の検出を行うもの
でもよく、さらには、吹子またはふいごのような空気流
発生源を手または足等で操作して、空気流を押し出し、
この空気流をセンサーで検出するようにしてもよい。

また、音高のキースイッチ群は必ずしもなくてもよい０
例えば、メロディ情報（音高データの系列）をメモリに
セットしておき、センサーを介して吹奏入力を与えるこ
とによって、発音開始時にメモリよ・り音高データを取
り出して演奏処理を行うようにしてもよい、この場合、
第２図のメインフローは不要であり、ＡＤデータの処理
フロー中、例えばＢ８のところでメモリからの次の音高
データを読み出す、あるいは、ハーモニカ形式として、
プレスセンサーが、音高キーを兼ねるようにしてもよい
。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、この発明によれば、た
とえば、吹奏者による吹奏開始時における空気流状態に
対応する、空気流検出手段からの検出信号の時間的変化
状態を有効かつ、リッチに、楽音の特性（たとえば、音
量や音色）に反映させることができる一方、楽音の発生
開始後においても、前記検出信号の時間的変化状態に応
じて、発生楽音の特性（たとえば、音量や音色）に順次
反映させることができる。このため、音高指定手段によ
り指定された音高をもつ楽音を、前記特性で効果的に発
生制御することができる効果的なプレスないしウィンド
レスボンシイブな機能を有する電子楽器が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の電子回路構成図、第２図
はこの発明の一実施例の動作のフローチャート、第３図
はこの実施例の動作の説明に用いた図である。ｌ・・・・・・吹奏入力部、ｌａ・・・・・・プレスセ
ンサー３・・・・・・マイクロコンピュータ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空気流体の状態を順次検出し、それに対応する検
出信号を順次出力する空気流検出手段と、この空気流検
出手段から順次出力された検出信号の出力値が所定の設
定値を越えたか否かを検出する検出手段と、この検出手段により前記検出信号の出力値が前記所定の
設定値を越えたことが検出された場合、その検出時点と
近接した前時間または後時間の少なくとも一方の時間内
における前記検出信号の変化状態に対応したレスポンス
データを生成するレスポンスデータ生成手段と、このレスポンスデータ生成手段により生成された前記レ
スポンスデータに従って、発生されるべき楽音の特性を
指示する楽音特性指示手段と、発生されるべき楽音の音
高を指定する音高指定手段と、この音高指定手段により指定された音高をもつ楽音を、
前記楽音特性指示手段により指示された特性で発生する
ように制御する制御手段と、を備えていることを特徴と
する空気流応答型電子楽器。
（２）前記楽音特性指示手段は、前記レスポンスデータ
生成手段により生成された前記レスポンスデータに従っ
て、発生されるべき楽音の音量または音色の少なくとも
一方の特性の指示を行う特許請求の範囲第１項記載の空
気流応答型電子楽器。
（３）前記空気流検出手段は、空気流体の状態を検出し
、これに対応するアナログ電気信号を順次出力する流体
検出センサ手段と、この流体検出センサ手段から順次出
力されたアナログ電気信号を、順次、対応するデジタル
信号に変換し、前記検出信号として出力するアナログ／
デジタル変換手段とからなる特許請求の範囲第１項記載
の空気流応答型電子楽器。
（４）前記空気流検出手段は、空気流体の流体圧を検出
する流体圧検出手段からなる特許請求の範囲第１項記載
の空気流応答型電子楽器。
（５）前記レスポンスデータ生成手段は、前記検出時点
と近接した前時間および後時間の双方の時間内における
前記検出信号の変化率に対応したレスポンスデータを生
成する変化率データ生成手段からなる特許請求の範囲第
１項記載の空気流応答型電子楽器。
（６）前記レスポンスデータ生成手段は、前記検出時点
と近接した前時間および後時間の双方の時間内における
前記検出信号の差分値に対応したレスポンスデータを生
成する差分値データ生成手段からなる特許請求の範囲第
１項記載の空気流応答型電子楽器。
（７）空気流体の状態を順次検出し、それに対応する検
出信号を順次出力する空気流検出手段と、この空気流検
出手段から順次出力された検出信号の出力値が所定の設
定値を越えたか否かを検出する検出手段と、この検出手段により前記検出信号の出力値が前記所定の
設定値を越えたことが検出された場合、その検出時点と
近接した前時間または後時間の少なくとも一方の時間内
における前記検出信号の変化状態に対応した第１のレス
ポンスデータを生成する第１レスポンスデータ生成手段
と、この第１レスポンスデータ生成手段により生成された前
記第１のレスポンスデータに従って、発生されるべき楽
音の特性を指示する第１の楽音特性指示手段と、この第１の楽音特性指示手段の指示により楽音が発生開
始された後に、前記空気流検出手段により順次検出され
た前記検出信号の出力値に対応した第２のレスポンスデ
ータを生成する第２レスポンスデータ生成手段と、この第２レスポンスデータ生成手段により順次生成され
た前記第２のレスポンスデータに基づいて、前記第１の
楽音特性指示手段の指示により発生開始された後におい
て発生されるべき楽音の特性を順次可変制御するように
指示する第２の楽音特性指示手段と、発生されるべき楽音の音高を指定する音高指定手段と、この音高指定手段により指定された音高をもつ楽音を、
前記第１および第２の楽音特性指示手段により指示され
た特性で発生するように制御する制御手段と、を備えていることを特徴とする空気流応答型電子楽器。
（８）前記第１の楽音特性指示手段は、前記第１レスポ
ンスデータ生成手段により生成された前記第１のレスポ
ンスデータに従って、発生されるべき楽音の音量または
音色の少なくとも一方の特性の指示を行う特許請求の範
囲第７項記載の空気流応答型電子楽器。
（９）前記第２の楽音特性指示手段は、前記第２レスポ
ンスデータ生成手段により順次生成された前記第２のレ
スポンスデータに従って、発生されるべき楽音の音量ま
たは音色の少なくとも一方の特性を可変制御するように
指示する特許請求の範囲第７項記載の空気流応答型電子
楽器。
（１０）前記空気流検出手段は、空気流体の状態を検出
し、これに対応するアナログ電気信号を順次出力する流
体検出センサ手段と、この流体検出センサ手段から順次
出力されたアナログ電気信号を、順次、対応するダジタ
ル信号に変換し、前記検出信号として出力するアナログ
／デジタル変換手段とからなる特許請求の範囲第７項記
載の空気流応答型電子楽器。
（１１）前記空気流検出手段と、流入された空気流の流
体圧を検出する流体圧検出手段からなる特許請求の範囲
第７項記載の空気流応答型電子楽器。
（１２）前記第１レスポンスデータ生成手段は、前記検
出時点と近接した前時間および後時間の双方の時間内に
おける前記検出信号の変化率に対応した第１のレスポン
スデータを生成する変化率データ生成手段からなる特許
請求の範囲第７項記載の空気流応答型電子楽器。
（１３）前記第１レスポンスデータ生成手段は、前記検
出時点と近接した前時間および後時間の双方の時間内に
おける前記検出信号の差分値に対応した第１のレスポン
スデータを生成する差分値データ生成手段からなる特許
請求の範囲第１項記載の空気流応答型電子楽器。