JPH08305362A

JPH08305362A - 電子管楽器

Info

Publication number: JPH08305362A
Application number: JP7110699A
Authority: JP
Inventors: Yojiro Takabayashi; 洋次郎高林; Yasuo Kageyama; 保夫蔭山
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1995-05-09
Filing date: 1995-05-09
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】クラリネットやサキソフォン等の管楽器を模
倣した電子管楽器に関し、音高操作子のストロークを検
出することができる電子管楽器を提供することを目的と
する。【構成】自然管楽器の管を近似する演奏体（１）と、
押圧操作により演奏体との離間距離が変化する音高操作
子（６）と、演奏体と音高操作子の離間距離を検出し、
異なる３以上の離間距離に応じて発音すべく楽音の楽音
特性を制御することができる楽音制御手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クラリネットやサキソ
フォン等の管楽器を模倣した電子管楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子管楽器は、音高と音量を演奏者によ
り指示される。音高は、複数ある音高操作子のうち、所
定の音高操作子を組み合わせて押すことにより決定され
る。音高操作子を押す操作は、押すか押さないか、つま
りオンかオフかの操作である。一方、音量は、演奏者の
息圧に応じて決定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような音高指示
と音量指示だけでは、自然管楽器を完全に模倣すること
はできない。例えば、自然楽器において、演奏者が音高
操作子を押す際、音高操作子が管本体に完全に接触する
（管本体の穴がふさがる）直前で、音色やピッチ等が微
妙に変化する。つまり、音高操作子を押さない状態の音
と音高操作子を押した状態の音の他に、その中間の状態
での音が存在する。

【０００４】従来の電子管楽器では、音高操作子を押さ
ない状態と音高操作子を押した状態の２状態しか検出す
ることができない。したがって、その中間の状態におけ
る音を生成することができなかった。これでは、自然管
楽器のような微妙に異なる音色等を作ることができず、
演奏の幅が狭まってしまう。

【０００５】本発明の目的は、音高操作子のストローク
を検出することができる電子管楽器を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子管楽器は、
自然管楽器の管を近似する演奏体と、押圧操作により演
奏体との離間距離が変化する音高操作子と、演奏体と音
高操作子の離間距離を検出し、異なる３以上の離間距離
に応じて発音すべく楽音の楽音特性を制御することがで
きる楽音制御手段とを有する。

【０００７】

【作用】演奏体と音高操作子の離間距離を検出すること
ができるので、音高操作子が押圧されたか否かの他に、
音高操作子のストロークを検出することができる。音高
操作子のストロークに応じて、発音すべく楽音の楽音特
性を制御することができる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例による電子管
楽器の構成を示す断面図である。管体１は、電子管楽器
の本体である。キーポスト８は、管体１の肩部に突出し
て設けられている。キー６は、Ｌ字形の形状を有し、シ
ャフト７を軸にして、キーポスト８に対し回動自在に支
持されている。演奏者は、演奏ルールに従って１つまた
は複数のキー６を押圧することにより、異なる音高を指
定することができる。

【０００９】マグネット５は、キー６の下面に設けられ
ている。演奏者の押圧操作により、キー６が回動する
と、マグネット５も一緒に回動する。演奏者がキー６を
離すと、キーポスト８の内側に設けられているバネ（図
示せず）により、図に示すように、キー６がストッパ９
に当たる位置まで戻される。

【００１０】プリント基板２は、管体１の上部に設けら
れている。プリント基板２の上には、ホール素子ＨＥが
設けられている。ホール素子ＨＥの上には、マグネット
３が設けられている。

【００１１】キー６が回動すると、キー６に固定された
マグネット５が、管体１に固定されたマグネット３に近
づく。マグネット５とマグネット３は、間隔が狭まるほ
ど、２つのマグネット間の反発力が大きくなる。

【００１２】ホール素子ＨＥは、２つのマグネットによ
る磁界変化に応じて、異なる電圧値を出力する。ホール
素子ＨＥが出力する電圧値は、キー６のストローク位置
（回動位置）を表す。

【００１３】以上のように、演奏者がキー６を押すと、
ホール素子ＨＥは、時間と共に変化するキー６のストロ
ーク位置を検出することができる。ホール素子ＨＥが出
力する電圧値に応じて、楽音信号を生成する方法を次に
示す。

【００１４】図２は、本実施例による電子管楽器回路の
全体構成を示すブロック図である。電子管楽器は、ｎ個
のキーを有する。各キーに対応して、ホールセンサＨ
Ｅ、アンプＡＭＰおよびＡ／Ｄ変換器ＣＯＮがそれぞれ
設けられる。ホール素子ＨＥは、電流軸と電圧軸が交差
した十文字形状を有する。電流軸上の一端が正電位端子
Ｖｃｃに接続され、他端が接地端子に接続されて電流軸
上に電流が流れる。電圧軸の両端間には、印加磁界に比
例した電圧が発生する。したがって、電流軸と垂直方向
の電圧軸の両端からキーストロークに応じた電圧値が検
出される。

【００１５】なお、ホール素子以外の素子を用いて、磁
界の強さを検出してもよい。例えば、磁気抵抗が磁場に
応じて変化する性質を利用して、磁気抵抗に流れる電流
値を測定して、キーストロークを検出することもでき
る。

【００１６】アンプＡＭＰは、アナログアンプであり、
ホール素子ＨＥの出力電圧を増幅する。Ａ／Ｄ変換器Ｃ
ＯＮは、アンプＡＭＰにより増幅された電圧値をアナロ
グ信号からデジタル信号に変換する。変換されたデジタ
ル信号は、時分割でデータバス２３に供給される。デー
タバス２３には、ｎ個のキーに対応するデジタル信号が
供給される。

【００１７】なお、ｎ個のＡ／Ｄ変換器ＣＯＮ１〜ＣＯ
Ｎｎは、マルチチャンネル入力の１個のＡ／Ｄ変換器に
置き換えることができる。また、１個のＡ／Ｄ変換器の
前にアナログマルチプレクサを設け、ｎ個のアンプＡＭ
Ｐ１〜ＡＭＰｎからの信号を入力してもよい。

【００１８】息圧検出器２２は、演奏者の息圧を検出す
る。演奏者は、息圧により音量を変化させることができ
る。検出された息圧信号は、時分割でデータバス２３に
供給される。

【００１９】ＣＰＵ２１は、データバス２３を介して、
ｎ個のＡ／Ｄ変換器ＣＯＮ１〜ＣＯＮｎの出力電圧を順
次読み出し、音高および音色を決定する。ｎ個のキーの
うちから、演奏者により押されたキーの組み合わせで、
半音単位の音高（ノート）を決定する。そして、キース
トローク位置（キー回動位置）に応じて、より微妙な音
高および音色を決定する。

【００２０】また、ＣＰＵ２１は、データバス２３を介
して、息圧検出器２２の息圧信号を読み出し、発音また
は消音の処理を行うと共に、音量を決定する。音高、音
色および音量等が決定されると、楽音信号が生成され
る。楽音信号は、アンプおよびスピーカを介して（図示
せず）、発音される。

【００２１】次に、ＣＰＵ２１が制御を行う処理手順を
説明する。図３は、ＣＰＵが制御するメインルーチンの
処理を示すフローチャートである。

【００２２】ステップＳ１では、レジスタやフラグ等の
初期設定を行う。ステップＳ２では、息圧検出器２２か
ら演奏者の息圧を検出する。演奏者は、息圧で音量を調
節することができる。ステップＳ３では、Ａ／Ｄ変換器
ＣＯＮ１〜ＣＯＮｎからｎ個のキーのストロークを検出
する。演奏者は、各キーに対するキーストロークによ
り、音高および音色を調節することができる。

【００２３】ステップＳ４では、検出された息圧に応じ
て、発音または消音の処理を行う。発音処理は、音量を
決定する処理を含む。発音処理を行う際には、検出され
たキーストロークに応じて、押されているキーの組み合
わせを検出し、半音単位の音高を決定する。そして、キ
ーストローク位置に応じて、より微妙な音高および音色
を決定する。

【００２４】なお、キーストローク位置に応じて、音高
またはピッチを揺らぐように制御することもできる。例
えば、キーが管体に接触する直前には、音高またはピッ
チを微妙に変化させることができる。

【００２５】ステップＳ５では、その他必要な処理を行
う。その後、ステップＳ２へ戻り、以上の処理を繰り返
す。以上は、マグネットおよびホール素子を用いて、キ
ーと管体の離間距離を検出する方法を述べた。この他、
発光源および受光素子を設けて、光検出によりキーと管
体の離間距離を検出することもできる。ホトカプラ内の
遮光体をキーストロークに応じて移動させてもよい。

【００２６】次に、他の方法によりキーストロークを検
出する方法を述べる。図４は、本発明の第２の実施例に
よる電子管楽器の構成を示す断面図である。第１の実施
例と同様に、管体１には、キーポスト８およびシャフト
７を介して、キー６が回動可能に係合されている。スト
ッパ９は、キー６の戻り位置を決める。

【００２７】基板３１は、管体１の上面に設けられる。
基板３１の上には、抵抗体３２が設けられている。抵抗
体３２は、所定の抵抗値を有する。キー６の下面には、
導電ゴム３３が貼られている。導電ゴム３３は、抵抗体
３２よりも導電率が高い。演奏者がキー６を押すと、導
電ゴム３３は、弾性変形しつつ徐々に抵抗体３２に接触
して行く。キー６を浅く押し込むと、導電ゴム３３と抵
抗体３２の接触面積は小さく、キー６を深く押し込む
と、導電ゴム３３と抵抗体３２の接触面積は大きくな
る。この接触面積を検出することにより、キーストロー
クを検出することができる。

【００２８】次に、抵抗体３２を基板３１上に設ける方
法を説明する。図５は、基板３１と抵抗体３２の構成を
示す上面図である。基板３１の上には、複数の抵抗体３
２が設けられる。抵抗体３２は、リード端子Ａとリード
端子Ｂの間にカーボン等を塗布することにより構成され
る。カーボン等を塗布することにより、リード端子Ａと
リード端子Ｂの間には、所定の抵抗値のカーボン抵抗が
形成される。矢印３０は、キーを押すことにより、導電
ゴムが徐々に接触して行く方向を示す。

【００２９】図６は、抵抗体３２と導電ゴムの接触面積
により、キーストロークを検出する方法を説明するため
の図である。抵抗体３２は、端子Ａと端子Ｂの間に設け
られる。導電ゴムは、キーを押すことにより、矢印３０
の方向へ向かい徐々に抵抗体３２に接触して行く。グラ
フは、横軸が端子Ａと端子Ｂの間の位置を示し、縦軸が
導電率を示す。

【００３０】図６（Ａ）は、キーを押しておらず、抵抗
体３２に導電ゴムが接触していない状態を示す図であ
る。抵抗体３２に導電ゴムが接触していないとき、端子
Ａと端子Ｂの間からは、抵抗体３２の抵抗値が検出され
る。端子Ａと端子Ｂの間は、均一の導電率分布となる。

【００３１】図６（Ｂ）は、キーを途中まで押し、抵抗
体３２の半分の面積が導電ゴムと接触した状態を示す図
である。抵抗体３２のうちエリア３２ｂは、導電ゴムが
接触しているエリアである。抵抗体３２のうちエリア３
２ａは、導電ゴムが接触していないエリアである。

【００３２】導電ゴムの導電率が抵抗体の導電率より著
しく高ければ、導電ゴムが接触しているエリア３２ｂ
は、導電ゴムの導電率にほぼ等しくなる。導電ゴムが接
触していないエリア３２ａは、抵抗体３２の導電率のま
まである。エリア３２ｂの導電率は、エリア３２ａの導
電率よりも高い。端子Ａと端子Ｂの間の抵抗値は、抵抗
体３２単独の抵抗値よりも小さくなる。

【００３３】端子Ａと端子Ｂの間の抵抗値は、抵抗体３
２と導電ゴムの接触面積が大きくなればなるほど小さく
なる。つまり、演奏者がキーを深く押し込めば押し込む
ほど、段々に抵抗値が小さくなって行く。端子Ａと端子
Ｂの間の抵抗値を測定すれば、キーストロークを検出す
ることができる。

【００３４】キーストロークを検出した後は、第１の実
施例と同様に、音高および音色を決定し、発音処理を行
う。なお、抵抗体３２と導電ゴム３３は、導電率が異な
る１対の抵抗体であればよく、どちらの導電率が大きく
てもよい。導電率が異なりさえすれば、端子Ａと端子Ｂ
の間の抵抗値が変化し、キーストロークを検出すること
ができる。

【００３５】以上のように、本実施例によれば、演奏者
のキー操作によるキーストロークをアナログ的に検出す
ることができる。キーストロークを検出できれば、キー
と管体の間の距離を算出することができる。キーと管体
の間の距離に応じて、音色や音高等の楽音特性を制御す
ることができる。

【００３６】これにより、キーと管体が接触していない
状態と接触している状態の２状態の音の他、その他の状
態の音も別に生成することができるので、演奏の幅が広
がる。例えば、キーと管体が接触するかしないかの状態
において、異なる音色や微妙に異なる音高の音を生成し
たり、音色や音高を揺らぐように制御することもでき
る。

【００３７】以上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れるものではない。例えば、キ
ーストロークを検出するセンサは、キーが管体に接した
状態と接する直前の状態を検出できればよい。２メイク
スイッチ等を用いることもできる。管体は、必ずしも管
の形状を有する必要はない。演奏者が自然な感覚で管楽
器を演奏している印象を受けられるものであればよい。
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なこと
は当業者に自明であろう。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
演奏体と音高操作子の離間距離を検出することができる
ので、離間距離に応じた楽音特性を制御することができ
る。これにより、音高操作子を押したか押さないかの中
間の音を生成することができるので、演奏の幅が広が
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による電子管楽器の構
成を示す断面図である。

【図２】本実施例による電子管楽器回路の全体構成を
示すブロック図である。

【図３】ＣＰＵが制御するメインルーチンの処理を示
すフローチャートである。

【図４】本発明の第２の実施例による電子管楽器の構
成を示す断面図である。

【図５】図４に示す電子管楽器の基板と抵抗体の構成
を示す上面図である。

【図６】図４、５に示す電子管楽器において、キース
トロークを検出する方法を説明するための図である。図
６（Ａ）は、キーを押しておらず抵抗体に導電ゴムが接
触していない状態を示す図であり、図６（Ｂ）は、キー
を途中まで押し抵抗体の半分の面積が導電ゴムと接触し
た状態を示す図である。

【符号の説明】

１管体、２プリント基板、３，５マグネ
ット、６キー、７シャフト、８キーポス
ト、９ストッパ、ＨＥホール素子、Ａ
ＭＰアナログアンプ、ＣＯＮＡ／Ｄ変換器、
２１ＣＰＵ、２２息圧検出器、２３デ
ータバス、３１基板、３２抵抗体、３３
導電ゴム、Ａ，Ｂリード端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自然管楽器の管を近似する演奏体（１）
と、押圧操作により前記演奏体との離間距離が変化する音高
操作子（６）と、前記演奏体と音高操作子の離間距離を検出し、異なる３
以上の離間距離に応じて発音すべく楽音の楽音特性を制
御することができる楽音制御手段とを有する電子管楽
器。
【請求項２】さらに、前記演奏体に設けられる第１の
マグネット（３）と、前記音高操作子に設けられる第２のマグネット（５）と
を有し、前記楽音制御手段は、第１および第２のマグネ
ットによる磁界変化を検出し、前記演奏体と音高操作子
の離間距離を検出する請求項１記載の電子管楽器。
【請求項３】さらに、前記演奏体に設けられる第１の
導電体（３２）と、前記音高操作子に設けられ、前記第
１の導電体とは導電率が異なる第２の導電体（３３）と
を有し、前記第１および第２の導電体の少なくとも一方
は弾性変形可能であり、前記楽音制御手段は、第１およ
び第２の導電体の間の接触面積に応じて変化する抵抗値
を検出し、前記演奏体と音高操作子の離間距離を検出す
る請求項１記載の電子管楽器。