JPH07111627B2 - 空気流応答型発音指示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は電子楽器に関し、特に、ブレス操作などによ
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、鍵盤上の各鍵に対する
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対する操作入力を、各鍵に設け
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、吹
奏者の演奏意図を、発生楽音の制御に充分に反映させる
ことができないものであり、発生中の楽音が単調になる
おそれが多々あった。

そこで、従来から、楽音を発生させたあとに、吹奏者の
吹き方に応じて、発生中の楽音にビブラートを付加する
などを施して、表現の豊かな楽音が得られる電子楽器の
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、さまざまなブ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、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
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出
力された前記検出信号に基づいて楽音の発生を指示する
楽音発生指示手段と、この楽音発生指示手段の指示によ
る楽音発生中に、前記空気流検出手段が出力する前記検
出信号がほぼ一定である状態が所定時間継続した場合、
発生中の楽音に対して所定の効果を付加するよう制御す
る制御手段とを有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。

〈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1bを介して息を吹き込むと内部のウィンドセ
ンサーないしブレスセンサー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。ブレスセンサー1aとし
ては例えば、同一出願人に係る特開昭57−4209（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（鍵式の音高情報入力手段）を含
むキースイッチ部（KEY SW）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１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、
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られるものであ
る。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：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、ポルタメントとは、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。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。

〈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（ブレスセンサーから
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、〈タイマーインタラプト〉のフロー（B1〜B2
4）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ADデ
ータ（縦軸）を例示してある。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
変化させて示してある。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、発音終了処理（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ビット構成としてある。

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を通ってフローを抜け
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Ｄ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、B3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Ｄ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（B6）、音源４
に転送し（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KEY SW2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）、＋100、−99のトータル200段階に分けてある（第
３図の、、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、B14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→B10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、B10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、B11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、B12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 SW2）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）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A1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（B19）。

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
ンにする。

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続いた場
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、息の強いを弱くしたため、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は、第２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B13へ
戻る。

一方、吹奏をやめたときは（息つぎのため）、B22でYES
となり、ポルタメントスイープオフとなり（B23）、キ
ーオフ（発音終了）の処理が実行される（B24）。

〈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。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、フェィジング
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。例えば、ポルタメントキーを設け、ポ
ルタメントキーによりポ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
ときにポ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。
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、ブレス
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、この発明は、空気流検
出手段から出力された検出信号に基づいて楽音の発生を
楽音発生指示手段が指示し、この楽音発生指示手段の指
示による楽音発生中に、空気流検出手段が出力する検出
信号がほぼ一定である状態が所定時間継続し場合、発生
中の楽音に対して所定の効果を付加するよう制御手段が
制御するようにしたので、演奏者の楽音発生後の演奏意
図を、発生中の楽音の音高制御に、有効に反映させるこ
とができ、このため、表現の豊かな楽音演奏を行うこと
ができる。

【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。 １……吹奏入力部、1a……ブレスセンサー、３……マイ
クロコンピュータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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出力された前記検出信号に基づ
   いて楽音の発生を指示する楽音発生指示手段と、 この楽音発生指示手段の指示による楽音発生中に、前記
   空気流検出手段が出力する前記検出信号がほぼ一定であ
   る状態が所定時間継続した場合、発生中の楽音に対して
   所定の効果を付加するよう制御する制御手段と を有することを特徴とする空気流応答型発音指示装置。
2. 【請求項２】前記制御手段が前記楽音に対して付加する
   よう制御する前記所定の効果は、前記楽音の音高を周期
   的に変更するビブラートであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の空気流応答型発音指示装置。
3. 【請求項３】前記制御手段は、前記楽音に付加するよう
   制御する前記所定の効果の度合いを、前記空気流検出手
   段が出力する前記検出信号がほぼ一定である状態が継続
   した時間に基づいて設定することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の空気流応答型発音指示装置。