JPH07111628B2 - 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、空気流応答型発音指示装
置に関する。

［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
応答型電磁楽器」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、従来の電子鍵盤楽器の場合、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、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、楽音の特性を可変制御
し、吹奏者の演奏開始時の意図を充分に反映した楽音制
御が可能な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、楽音の音高を指定する音高
指定手段と、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、前記音高指定手段により指定された
音高の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、前記音高
指定手段が指定する音高に変化があった場合、前記空気
流検出手段から出力された前記検出信号の変化率に基づ
く時間で、前記発生中の楽音の音高を、前記変化前の音
高から前記変化後の音高へ徐々に変更するよう制御する
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、
発生させ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
所定の設備値、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、呼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、音高指定手
段により指定された音高の楽音の発生を楽音発生指示手
段が指示すると共に、楽音発生中に、前記音高指定手段
が指定する音高に変化があった場合、前記空気流検出手
段から出力された前記検出信号の変化状態に基づく速度
で、発生中の楽音の音高を、前記変化前の音高から前記
変化後の音高へ徐々に変更するよう制御手段が制御する
ようにしたので、開始音高から目的音高への音高変更の
速度を、演奏者のブレス操作などの仕方に対応させて、
任意に変化させながら演奏することができ、したがっ
て、表現力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 (1)

【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、 楽音の音高を指定する音高指定手段と、 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、前記音高指定手段により指定された音高の楽音の
   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
   音高指定手段が指定する音高に変化があった場合、前記
   空気流検出手段から出力された前記検出信号の変化率に
   基づく時間で、前記発生中の楽音の音高を、前記変化前
   の音高から前記変化後の音高へ徐々に変更するよう制御
   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。