JPH0485598A - 電子楽器用入力装置及び電子楽器 - Google Patents

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】 し産業上の利用分野［１ 本発明は電子楽器に関し、特に電子楽器用の演１゛従来
の技術］ 電子楽器の演奏入力装置としては、鍵盤が多く用いられ
ている。電子楽器用鍵盤は、自然楽器用鍵盤と同様に音
高を指定する多くの鍵を有し、押鍵」１を検出するスイ
ッチないしセンサや、押簿遼度、押鍵圧力等を検出する
センサないしスイッチを備えている。

また、ウインドコントロー−一ンやギターシンセサイザ
は管楽器やギター類似ジ）Ｍ成を有し、それぞれの楽器
に対応する演奏操作が行なわれた時、それちを検出する
機構を有する。

電子楽器は種々の音色を作り出１ごとができる。

ｍ製型電子楽器においても、ヴア・イオリン、チエ口の
ような弦楽器の楽音を発生できる。

１源回路としては、最近物理（デル音源と呼ばれるもの
が開発された。共鳴体の動作を近似する閉ルー・ブ回路
に振動源を近似する非線形回路から入力信号を供給する
。Ｓ“の物理モデル音源を用いて、たとえば擦弦楽器の
楽器を発生させる時は、楽音パラメータとして回速信号
や弓ｈ：信号か必要となる。

そこで・、これらσ１１パラメータを任意に発生するこ
とのできる演奏入力装置の研究開発か進められている。

１課題を解決するための−ｆ＝Ｊ１ 本発明ａ）電子楽器用演奏入力装置６．ｊ：、軸−１−
に回転′ｉ＋可能な回転部材と　軸Ｃ３す、えちれる圧
力を検Ｊｉする圧カセご、ガを億ズ、　［ｊｊ１転部材
の軸を支持する支持１段と、回転部祠の回転を検出°づ
る回転−１１′：、＝り１段とを壱する。

［］発明か解決し７ようとする課題１ 擦弦楽器は指仮において、指で・弦を押さえ、櫂弦部弦
を弓の毛で擦る。＝とによ−）で演奏を行なう。

擦弦楽器の楽音を発生できる！−７楽器においても、こ
のような擦弦楽器の演奏法を身に付けた演奏者は、演奏
を行なえることか望まし２い。

本発明の目的は、撓弦楽器の演奏と同様の演奏感覚で演
奏を行なうことのできる電子楽器用演奏入力製置を拶供
することである。

本発明の他の目的は、自然楽器の擦弦楽器用弓を用い、
そのまま演奏操作を行な）、７゛どのできる電子楽器用
演奏入力装置を揚供することである。

１作用１ ｉｊｉｊｉ１転可能な回転部材を圧力を検出することの
できる査持ｌＺ殿で支持する、二とにより２好適な楽音
バラメー・夕を形成する。：、２かて゛きる。

自然楽器の擦弦楽器に用いる弓を　回転部材と係合させ
て演奏操作を行な〕１″、）二により、弓の移動Ｇこ比
例し７た回転が牛し２弓のり〕−ノＪζ１．：比例Ｌ　
ｆ、：、　ｌｉで力か支持＋Ｆぐに伝えらｔＬる。この
１−ＧＪ転部材ａ）回転ど　支持子９に与えらｔｌた圧
力を検出す−ることによ−）て、回速信号〜、９庄信号
を形成することかで゛きる。まｔ′：、擦弦位２ｆ。−
１号も必要にｖｉじて形成するＳ”ともて′きる。

１実施例′１ 第１図に本発明の実施例による電子楽器の要部を示す。

電子楽器の楽器本体１は、自然楽器のヴァイオリンと類
似した外形を膚する。楽器本体１は、胴部２と５棹部３
を夷する４胴部２には自然楽器同様の顎あて５、テール
ピース６等か設けられているが、共鳴体を形成する必要
はない、樟Ｍ３は、音高を指定できる指板部９を表側に
墳する。楽器本体１には、実際には弦か張らノ１ておら
ず、駒Ｈ近には擦弦部８が設けられている。また、指板
部９は、弦に相当した機能を平たすため、押指位置から
音高を指定する信号を発４−Ｖるａ楕を南する。

弓１１は、自然楽器の弓と開幕のものてあり、木部１２
と毛１３を有する。自然楽器の弓をこの電子楽器用の弓
として、そのまま用いることかできる。また、任意の代
替品を用いることもできる。

演奏者は、自然楽器のヴァイオリン同様にこの楽器本体
１を顎の下に挟み、左手で指板部９を押指して音高を指
定すると共に、右手で弓１１を操作（７て擦弦部８を擦
ることによって演奏を行なう。

この演奏形態は、自然摩１苫４．のヴｒイ４リンと同様
のものである。し、たかって、自然楽器のヴァイオリン
の演奏技術を習得したものは、／、づごちにこのｔ１′
−楽器の演奏を行な）、、とかできる。

なお、類似の構成で他の擦弦楽器、たとえはチエ口　コ
ントラパス、ビオラ等を構成−することかてきる。

なお、音源回路およびサウンドシステムは、楽器本体１
の胴部２内に設けζもよく、別体とし７て構成ｌ、ζも
よい。

第２図は、第１図に示した；ｆ楽器の擦弦部をより詳細
に示す。

擦弦部８は、丸棒状の回転部材２１を有し１、この回転
部材２１は回転自在に保持されている。この回転部材２
１の支持機構中に圧カセン世２３．２４を有づる軸受げ
が含まれる。第１図に示ず弓１１で、回転部材２】を擦
ると、回転部利２】は回転する。また、弓１１が与える
ｈ゛力は、回転部材２１から圧力センサ２３．２４に与
えられ、それぞれ圧力に応じｆＳ信号を発生する４回転
部材２１の回転は、ロータリーユ１．ンコー・夕２６に
よって検５５される６０−タリー：１−ンコー・ダ２０
は、回転角Ｊｔ６ご応ｌ二たパルス信号を発生する。ま
た、圧力センサ２３．２４は、ノ〜７・”　ｌ）変換器
を含むちび）とする。こσ）ように１て、形成された回
転ｔＦ、号、圧力信号は、インターフェイス回路２７を
介してマイクロコンピノ、−タ２８ｆ１ご供給され、処
理さノ′１ノ’：　後、、　ｔ　Ｂ　Ｕ’Ｉ’］　１Ｉ
ｌｆＧ　２９６ご楽音バラメー・夕とし２て供給される
。

圧カセ：、＋ｊ−２３，２・・１の鎮ぢは、加算ないし
、は平均化されて電圧信号を形成すると共に、その違い
を利用１．−ｒ回転部祠２１ａ）どの位置に弓】１か接
触Ｉ、ているかを検出する。すなわち、回転部材２】）
、の接触位置を検出する。二とによって、自然楽器にお
ける駒からの擦弦位置まで・の距離に相当する信号を発
４−′する。３二の信号Ｃ，こｆ！、す、音色を掌゛化
させ　スル・タスト、スル・ボンエイ・ソヂエ冒等の奏
法を実現−づる、゛どかできる。ロータリー・ユニ・コ
ータ２６は、回転部材２１の回転釣用、に比例）だ信号
を発生づる。

第３図は、回速色好の形成を、］ミゴ回路図である７冒
−タリーコン：７−・夕２６からは、回転角度に比例［
、たパルス信号が槍ζ牛）１、カウンタ回路１・４に供
給さｉする。カウンタ回路１４は、供給さ、ｉノ；：パ
ルス信号を５ｆ数１１、そ（７）和に比例するパルス数
（８号を発生ずる。カウンタ回路１４は、　定間隔て発
７４りるクロック６列をイのリセツｌ一端イ乙Ｊ受ける
。すなわち、パルス数信号は　一定時Ｉｆ１間隔、二：
とに更新される。一定の時間の間ｔ−’、：、　ＩＤ１
転部材２１かどハ、たけ同転ｊ、なかを示すパルス数６
、ｉ２イのま寸回転速度を表ｉ）す髪であり、回転速度
は弓１１ジ）９速に比例するにジ）ように）−で　９速
１８すか形成される。なお、必要に応１冗ζ”パルス恥
（８号を処、理する回路を設ζづ〜ζ−値１よい、この
ような機能的回路は、第２図におけるマイク！７コシビ
コータ２Ｆ（内において実現世る４−どかできる。イの
他、２つめＬ１カセンサから受Ｇする信号かｔ、電圧信
号および擦弦部までの距離を承りへ号を得、る１ワ１路
・（、マイク冒、ア〉ビ１−・夕２８内において実現マ
゛きる。

第４図は、指板部−一に之９いて音高（１ξ号＄発生４
−る回路を概略的示す。

指板部９には各弦に対ｆ；　ｌ、　ｒリボンＪ７ンｈｏ
−ラかｆＱ　Ｌ’ｌらｉｔでいる。リボンコント冒−・
うは、第４図に示づ、↓うに、抵１抗線１５ど、イｆｔ
にＰ行し、配置された導線１６を有する。抵抗線１５ｃ
ｙ）一端には　＋’Ｖの電圧か印加され、他端は開放状
態ζ、゛されている。抵抗線１５に平行Ｃ１゛配賀ｐ　
ｆ＋、　ｆ（’、導線１６は、その〜端か出力魅了１・
゛）に接続＃１＋、但ス端は抵抗１８を介して接地され
１゛いる。指板Ｊ、　７：演奏者か指を押−ｉ＃Ｊ：と
に゛より、導線１６の一部ンブ抵抗線］５と接触する。

この電気的接触を回路的には接点１７て示ず。、二の接
点１７６４指グ）移動Ｃ１，２□′つれて、図中矢印の
ように自由に動かす、“とかできる。すなわぢ、指板部
て指を押？−ｊ“とにより、抵抗１８ど区抗１．１５の
一部で分）Ｈきれた電圧信号か出力端１′−１９に発生
する。、＝の出力電圧から押指位置をテーブル等を利用
し５て知る４二とができ、押指位置に対応した音高信号
を発生する。この電圧信号の構成、音高信号の発生等は
第２図に示すマイクロコンビスーツ２８内において実現
イることかできる。

また、ロータリー・エン、′−１−ダかへの偕；−フを
袴号イｔ１きで゛利用する。２とり、、Ｊす、弓１１の
どの部り）か擦弦部８と接触［、でいるかの弓位置を表
わ′１１号を形成する４″どもできる。

４二のように１２．で形成きれた榮ｎパラメータはｎ源
回路に供給きｈ６、 第５図は　物理モ”　ｌｉＢ源の要部を小す回路である
、 こ゛の音源回路には　上述のよ）に褐献されｌ：業１３
−バンメ１１１、夕で−ある９速信号、７〕高（ビ・・
、・チ）信号、９旬Ｗ信号、弓汀イ１ミ１号等が供給さ
れる。９速（＾号は加算回路５２６．Ｔ入力か）１６る
、管楽器の場合は、息Ｈ−または轡のＭＬを表わづアン
ブミ・・ｌアが０速信号６、：対応°する。こめ回速Ｇ
Ａ号は　起動信号であり、前翼回路ｂ３．除算回路５・
４を介し、て非線形回路５５に供給される。非線形回路
５５はバイオリンの弦の非線形特性等を表す非線形特性
の回路て゛ある。非線形回路５５の特性は、弓位置の関
数と１、てもよい。

Ｉ［、線形回路５１５の非線形特性は、原点からある範
囲までのほぼ線形な領域とぞｔｒよりも外側の特性の変
化し１、た＠域との：）、つの部分を含む。バイオリン
等の擦弦楽器の弦を弓で擦る場合、弓速か遅い間は、弦
の変位はほぼ弓の変ω・と同等であり、弦ａ゛）運動を
静摩擦係数によって表わ１ことかできる。この場合、は
ぼ線形の特性か表われる。弓の弦に対する相対速ルアか
ある値を越ノるど、弓の速度と弦め変位速度とは同一・
ではなくなる。すなわち、静摩擦係数に代わって動摩擦
係数か運動を摂配するようになる。１−の静摩擦係数か
ら動Ｒ擦係数ノ＼の切り替ノζ、Ｓより　非線形特性が
生じる。

第５図においＣ５このような非線形特性を有げる非線形
回路′−ＩＣｉの出力は　乗算回路５６を経て２つの加
算回路・１・・ｌ、４５に供給される６非線形回路１）
５の入力ｍ］の除算回路５４、出力の衆鍵回路５６は、
線圧信号を受けて、１１．線形１ｈＪ路５５の特性を変
更させる。弓托ｆ工号は、管楽器σ）場合はアンブシ、
ニアまたは、ｅ、圧に対応する。ヌカ側の除算回路５４
は、入力信号を除りする、ニアと６Ｊよって、小さな値
に変更憚る。除算回路５４がある場合、大きな入力を受
ζ゛フても小さな入力を受けたかのような出力を与える
。出力側の乗算回路５６は、非線形回路５５の出力を増
大、′−せる役割を果たす、除Ｘ　Ｉ！ｉＪ路５４路弁
４形回路°戸［５で形成される特性６３ａを出力側に増
大し、た特性を作る。

なお　同一の線圧信号を受４１で、入力を初めに除糞し
、後で出力を乗算づることは、除署囲路５４で係数ＣＯ
で除Ｘ　Ｌ　ｌ、來真回路５６て同　の１糸数ＣＯを市
ｊｌ−ゴることを表す、この場合は、総合特性は４１゛
線形回路５うのみの時σ）特性を横軸、継軸にＣＯ倍Ｌ
７た形状を有す゛る９乗算回路の係数を除算回路の係数
と異なるように変化さゼることにより、異なる形状を作
るようにさせてもよい。−１１線形特性は弓位置伝号を
受Ｃ１て修飾される。弓杼動の向きによってさらに変化
させてもよい。

加算回路４４、・１５は半循環ｔｉ４号路３１ａ、３１
　ｋ）の内に設けられている。２−）のず循環ｆハ号路
を合わせた循環信号路３１は、擦弦楽器の弦に対ｚして
余音信列を循環させる閉ル・−ブを構成づる、すなわち
４弦においては振動か両端で反射し、て往復する。また
　管楽器６、パおいては、共鳴体中を振動か往復する。

こｈを信号か循環す゛る閉ループで近似する。こσ）循
環信峙路内には、２つの遅廷回１＃１３２，３３２つの
ＬＰＦ（１ニア−バスフィルタ）３４．３５．２つの減
哀回路１３８．３９、ンつの乗工回路・４２．４３を含
む。遅延回路２２．２３は音高を表ずピッチ信号と係数
αないしく１−α）との積を受け４所定の遅延時間をり
ノる。係数Ｖ・は前λ己２つのＣ４−カセシザ２３，２
４のＪ土、に基づいて決定される。

循環信号路３１．　ａ、３　Ｉｌ、　ｂをイＮＡ号か循
環し、、　ノＴ：：の位置にｈするま′て、の全遅延時
間によ一ンて　楽音力基本ビｙヂが定まる。すなわち、
］、′として２つの遅延回路３２．３３の遅延時間の和
、ピッチ×１α＋（１−α）１−ピッチ、が基本ピッチ
を定める４一方の遅延回路は、弓と弦との接触する位置
から駒までジ）距離、他力の遅延回路は弓と弦の接触す
゛る位置から押指ωＭまでの距離に対応する。

なお、遅廷回Ｎ３２．３３によってピッチがほぼ決定τ
るか、この循環１６号路中に含まれる他の要素、ス・と
λばＬ　Ｐ　Ｆ　３４．３５．減おコン１＝　。

−ル３８．３９等によって（ｌ遅延か発生ずる。厳密に
は、発’ｆＥ、−ｄる楽音のビッザを定めるのは、：＝
　ｈらのルー・プ中に含まれる全１延時間の和である。

１、　））　）−３４，３５は循環している波形信号の
伝達特性を変更することにより、棟々の弦の振動特性を
シミコレ−１・する、楽器本体上の音色ス・イッチの選
択等によ・〕で、音色色号を発生させ、１．、、、　Ｐ
Ｆ”　３４．３５に供給し、で、イの特性を切り替λ・
所望の擦弦楽器の楽音をシミコレ−トりる８弦を振動か
伝搬する際に、振動は次第に派ｔ５す゛る。減哀コント
ロール３８．３９はこの弦を伝わる振動がＡ哀するＡ表
蓋をジミュト、−・・１−・するものである。

乗鵞器４２．４３は弦固定端での振動の反射に対応し、
て反射係数−１を乗算するものである。すなわち、′ｆ
ｉ衰なしの固定端での反射を想定り、マ、弦の振幅を逆
位相に変化させる。係′＃−１がこの逆相反射を示す。

反射におＣ−する振幅の減衰は、減衰コントロール３８
．３９の減衰量に組み込んである。

このよう６ご１−１２て、弦に相当する循環信号路３１
ａ、３１１〕の１−を振動か循環することによ−ノて擦
弦楽器の弦の運動をシミュし−・１・する。

また、擦弦楽器の弦の運動はしステリシス特性を有する
。これをシミユし−１・するため乗算回路５６の出力１
．、孟゛、！、、　Ｖ’　Ｆ　５８と、乗算回路５（９
を看し、て非線形回路５′′）の入力端Ｃごフィー・ド
パツクされている。１−ＰＦ５８はフィードバックルー
プの発振を防」）−するためのらのである。

今、加）゛回路５２から加算回ＩＭ５３／＼の入力をＵ
とし、フィードバック路から加算回路５３への入力をＶ
ど１７．除算回路５４　　非線形回路５５、乗算回路３
６を合わゼだ増幅率をＡとすると、乗算回路５１″ｌめ
出力Ｗは、（ｕ」Ｖ）Ａ・−Ｗで表される。１．、、Ｐ
Ｆ５８と乗算１々Ｊ路５９を含む負帰還ｊｑｌ路めゲ・
イ〕・かＢ（負め値）て′あるとすると、帰還量■はＶ
　−Ｗ　Ｂで表される。こ−ｉｌ、への２・シの式を整
理すると、（ｕ　＋ｗＢ）Ａ＝ｗ、、’、ｖｖ　；ｉｕ
　Ａ　、／（１−Ａ　Ｂ　＞となる。

フィードバックなし、ずなわぢ、Ｉ３・０の場合は−ｗ
＝ｕＡて゛あり一入力１」か単に係数へ倍されて出力す
る。ゲインＩ３の１１、帰還をかけｔ、・場合、同じ出
力を得るにｊ、ｊ　、、、　Ｂ　＝＝　Ｏの場合の（１
−Ａ　Ｂ　＞倍（Ｂは負）の入力を印加］７なζづノ１
ばならない。

−、、ＢＢ大入力開鎖を越してから、再び減少する場合
には　出力Ｗか小さいので、フィー１てバ・ツクされる
ＪＩＢ　ｖ　＝　Ｂ　ｗも小さい。すなわち、非線形回
路５５に入力する（７１号の人きさか同じでも、静摩擦
係数領域の場合と比べて　動摩擦係数領域の場合は、負
のフィードバックｌか小さいので、加算回路５２かち加
ｊＬ１０ｊ路５３八、ジ）入力１．Ｊは小さな値どなる
。

非線形回路５らの入力が、開鎖になる時の加算回路５２
からの入力Ｉ】の入きさを考えると、入力増大時には静
摩擦品数か支装置１１、大きい出力に対応し、て強い負
帰還を受ｃ・するので、より大きな入力でこの切り替え
か起るか、入力減少時には動摩擦係数か支配Ｉ２．小さ
な出力に対応１７、“（貨帰還電か小さいので、より小
さな入力Ｕの値ご切り替／、が起る。ヒステリシスめ大
きさは、衆ｊ１回路１；９のゲインＣごよって制御きれ
る。

このようにして、第５図に示す楽８色号形成Ｎ路によれ
は、擦弦楽器の弦の運動かふ５ミュＬ、−１−でき、楽
ａの基本波形を作ることができる。

第５図にボすよ）に、循環信号路３Ｊのいずノ【かの点
から出力を取り出Ｉ９．て　擦弦楽器の胴の特性をシミ
ュレ・−卜するフォル？ンｉ＝ノイ／１．タロ１゜を介
り、で出力信号をサラン１？ミ、・スラームに供給゛ジ
る。

フシルマント・フィルタ６１も音色信号を受けてイの特
性を変化さゼ゛るようにする。′Ｉ゛とかで・きる。

以ト実施例に沿って本発明を説明し、たが、本発明はこ
れらに制限さハ、るら？）て゛はない、′ｌ：とえば。

指板部には４本のリボ′ンコントローラを配置す゛る構
成を説明し、ため釈リボンコントローラを１本とＬ５、
弦切り替えをスイッチ等で実現し、でもよい。

回転部材を複数個備えてもよい０回転部材２１は、丸棒
状の形状を有する場合をしＩ示し、たか、子の他、中央
部で径を絞ったもの、３φに中央部（径を太きくシ、７
たもの、円ヰ１状Ｃなく多角形の角柱状のもの等　神々
の形状を採用４′る。゛ともで′きる６１７１転角度σ
）検出も、ロータリーＪ’、ンコー・ダの他　捧々の構
成（、Ｓよって実現するこ゛どかてきる。回速信号の形
成も、位置信号を微分すること等によって形成し、でも
、よい。その他、挿々の変形、改良、組み音わせ等かり
能なことは当業者に自明であろう。

［発明の効果］ 以１゜説明したように、本発明によれば、擦弦楽器の・
朶ｎを形成するのに好適な梨音パラメータを発生するこ
とができる６ 自然楽器の弓を加−１゛ゼずに七のまま演奏１：殴どし
で用いる、゛とかできる。、′ｌのため、擦弦楽器の演
奏とご習熟した（、のは、イのよｉｔｆ楽器の演奏を行
なう、二とができる。

自然奈器同等の演奏により、より自然楽器の擦弦楽器に
近似し、た聚肖を形成する、−どがζ゛きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による電？’［器を示す斜視
図 か２１ン１は一箱１図の電子楽器の擦弦部を説１明する
だめのブロックレ１、 第１３図は、０速ｔｉｊ号の形成部分を示す回路し１、
第・４図は、指板部の等価回路を示す回路図第５図は、
音源四路の要部を示す回路図である。 図６ごおいで ２３．２４ 余興本体　　ニジ 棹　　部　　　　　５ テールビー・ス 擦弦部　　　≦〕 弓 木　　部 毛 同転部材 月二カセンサ １：″ノータリーユーンコーダ 指板部 １部 顎あて ２０＼ １４１、 回速ｆ言号の形成 第３図 、！、、。 指板部 第４１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、軸上に回転可能な回転部材と、 軸に与えられる圧力を検出する圧力センサを備え、前記
   回転部材の軸を支持する支持手段と、前記回転部材の回
   転角を検出する回転モニタ手段と を有する電子楽器用演奏入力装置。
2. （２）、軸上に回転可能な回転部材と、 前記回転部材を操作するのに適した回転操作部材を、前
   記回転部材に接触させた時、その回転部材上の接触位置
   を検出する手段と を有する電子楽器用演奏入力装置。