JPH0934456A

JPH0934456A - 電子楽器および電子発声装置

Info

Publication number: JPH0934456A
Application number: JP7200335A
Authority: JP
Inventors: Toru Aoyama; 徹青山; Yasushi Sato; 康史佐藤; Satoshi Fujimoto; 諭藤本; Mineo Kitamura; 実音夫北村; Kazuaki Shioda; 和明塩田; 清己 ▲高▼氏; Kiyomi Takauji; Taichi Kosugi; 太一小杉; Kenichi Hirota; 賢一廣田; Iku Matsunaga; 郁松永
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】人や物のリズム動作に同期した半自動演奏が
可能な電子楽器を提供すること。【解決手段】電子楽器において、例えば指揮棒６のリ
ズム動作あるいはフットスイッチ８の操作を検出して、
タイミング信号を発生する検出手段７、９、１０、１１
を備え、タイミング信号に同期して記憶されている演奏
データに基づき楽音信号を発生させる半自動演奏機能を
有する。本発明はこのような構成によって、例えば手拍
子や身体のリズム動作、指揮棒の動き等に同期して半自
動演奏を行うことができ、より容易に演奏の同期が取れ
ると共に、他人に悟られずに半自動演奏を制御すること
もできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子楽器に関し、特
に人や物のリズム動作を検出して、該動作と同期して曲
データを半自動演奏する電子楽器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子楽器においては、任意の鍵を
所定のタイミングでたたくことにより、記憶されている
演奏データが該タイミングに合わせて演奏される半自動
演奏機能を持つものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の半自動演奏機能
を有する電子楽器は、１つの電子楽器筐体に鍵盤からア
ンプあるいはスピーカまで全ての回路あるいは装置が収
納されており、鍵盤を押下しないと半自動演奏が利用で
きなかったので、例えば手拍子や指揮棒の動き、あるい
は歌唱に同期して半自動演奏を行うことができないとい
う問題点があった。本発明の目的は、前記のような従来
技術の問題点を解決し、人や物のリズム動作に同期した
半自動演奏が可能な電子楽器を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、リズム動作を
検出して、タイミング信号を発生する検出手段と半自動
演奏機能とを組み合わせたところに特徴がある。本発明
はこのような構成によって、例えば手拍子や足拍子その
他の身体のリズム動作、演奏者の腕や指の動き、指揮棒
やスティック、バチの動き、あるいは歌唱や楽器からの
発音に同期して半自動演奏を行うことができ、より容易
に演奏の同期が取れると共に他人に悟られずに半自動演
奏を制御することもできる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例
の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２
に格納されている制御プログラムに基づき、電子楽器本
全体の制御を行う中央処理装置である。ＲＯＭ２にはプ
ログラム、音色パラメータ、周波数情報テーブル等の
他、後述する曲データも記憶されている。ＲＡＭ３はワ
ークエリアおよびバッファとして使用され、パネル状態
等も保存されている。また、バッテリバックアップされ
ていてもよい。

【０００６】鍵盤回路４は、例えばそれぞれ２つのスイ
ッチを有する複数の鍵からなる鍵盤と、鍵盤の複数のス
イッチの状態を走査し、状態変化を検出して、キーオ
ン、キーオフ、タッチ等の情報を発生し、ＣＰＵ１に割
り込みをかけるスキャン回路からなる。パネル回路５
は、音色選択等の各種スイッチ、該スイッチの状態変化
を検出してパネルイベント情報を発生し、ＣＰＵ１に割
り込みをかける回路、および液晶やＬＥＤにより、文字
等を表示する表示装置からなる。

【０００７】指揮棒６の内部には、任意の方向の加速度
の大きさを電気信号に変換する加速度センサ７が内蔵さ
れている。加速度センサ７については公知の任意のもの
が採用可能である。微分回路９は、動きの変化の大きな
部分を検出するために、加速度センサ７から入力される
信号を微分する。比較回路１０は微分された信号を予め
設定されている電圧と比較し、微分された信号の方が大
きい場合にはＣＰＵ１に対して割り込みをかける。入力
回路１１は、フットスイッチ（あるいは通常の押しボタ
ンスイッチ）８がオンになるとＣＰＵ１に対して割り込
みをかける。なお、第１の実施例においては、２系統の
検出回路として指揮棒とフットスイッチの組み合わせを
採用しているが、例えば指揮棒２本、あるいはフットス
イッチ２個でもよく、更には後述する他の検出回路およ
び鍵盤も含めた任意の検出回路の数および組み合わせが
可能である。

【０００８】音源回路１２は、例えば波形読み出し方式
により楽音信号を発生する回路であり、デジタル楽音波
形情報が記憶されている波形メモリから発音すべき音高
に比例したアドレス間隔で順次楽音波形を読み出し、エ
ンベロープ信号を乗算することによって楽音信号を発生
させる複数の楽音発生チャネルを有している。なお、実
際には、１つの楽音発生回路を時分割多重動作させるこ
とにより同時に複数の楽音信号を独立して発生可能に構
成されている。Ｄ／Ａ変換器１３はデジタル楽音信号を
アナログ信号に変換し、アンプ１４によって増幅された
楽音信号はスピーカ１５によって発音される。バス１６
は電子楽器内の各回路を接続している。なお、必要に応
じて、フロッピディスクドライブ回路、メモリカードイ
ンターフェース回路、ＭＩＤＩインターフェース回路等
を備えていてもよい。

【０００９】図２はＲＡＭ３上に存在する各種データの
構成を示す説明図である。図２（ａ）は曲データの構成
を示しており、各曲データは例えば４バイトのデータ単
位からなる。第１バイトはステータスバイトであり、該
データ単位の種類を示す。例えば９は発音開始（キーオ
ン）、８は発音終了（キーオフ）、１２は音色指定、０
は無効データ（何もしない）というように決められてい
る。この無効データは、発音しないタイミングに挿入さ
れるほか、曲データを編集した結果、不要になったデー
タ単位を無効データにすることによって、削除してデー
タを詰める処理を不要にできるものである。なお最上位
ビットのＣフラグが１である場合には、次の発音データ
も同時に処理すべきであることを示している。

【００１０】２バイト目の音程（音色番号）データは、
発音開始データの場合にはキーナンバーデータが記憶さ
れており、例えば６０であればＣ3 を表している。ま
た、音色指定データの場合には音色番号が記憶されてい
る。３バイト目には、発音開始データの場合、タッチ
（押鍵強さ）データが記憶されている。４バイト目に
は、音色系列データが記憶されており、これは例えばＭ
ＩＤＩ信号におけるチャネルデータに相当するものであ
る。複数の音色系列のそれぞれには、音色指定データに
よってそれぞれ音色番号が指定され、発音開始データの
場合には、指定された該音色系列に予め設定されている
音色番号の音色で発音が開始される。なお曲データとし
ては、例えば任意の曲のメロディ演奏データ、および該
曲の伴奏演奏データがそれぞれ記憶され、指揮棒の入力
に対応してメロディが、またフットスイッチ入力に対応
して伴奏がそれぞれ半自動演奏される。

【００１１】図２（ｂ）はシステムデータの構成を示し
ており、イベント読み出しポインタ及びイベント書き込
みポインタはそれぞれ図２（ｃ）に示すイベントキュー
バッファの制御に使用される。ＤＣは直接呼び出しフラ
グであり、後述するように、それぞれのイベント処理ル
ーチンの呼び出し元を判定するために使用される。ＭＤ
は分割モードか否かを示すモードフラグである。図２
（ｃ）は、イベントキューバッファの構成を示してお
り、述する割り込み処理によって、４バイト単位のイベ
ントデータが書き込まれる。なお、容量は例えば１キロ
バイトであり、またイベントデータの構成は図２（ａ）
の曲データのデータ単位と同じものであるが、ステータ
スデータにはＡ、Ｂどちらのスイッチイベントであるか
を示す情報が付加されている。

【００１２】図３は、ＣＰＵ９のメイン処理を示すフロ
ーチャートである。電子楽器の電源が投入されると、ス
テップＳ１においては、音源回路やＲＡＭ内のデータを
初期化する。ステップＳ２においては、システムデータ
中のイベント読み出しポインタとイベント書き込みポイ
ンタとが一致しているか否かが判定され、一致していな
ければステップＳ３に移行するが、一致している場合に
は処理すべきイベントがバッファ内には存在しないの
で、ステップＳ１２に移行して、その他の処理、例えば
発音中のチャネルの制御処理、自動演奏処理、効果付与
処理等が行われる。

【００１３】ステップＳ３においては、イベントキュー
バッファの読み出しポインタ位置から４バイトのイベン
トデータを読み出し、読み出しポインタを更新する。ス
テップＳ４においては、読み出したイベントデータのス
テータスがＳＷオンＡ（Ａスイッチオン）であるか否か
が判定され、結果が肯定の場合にはステップＳ５に移行
して後述するＳＷオンＡ処理が行われる。ステップＳ６
においては、読み出したイベントデータのステータスが
ＳＷオンＢであるか否かが判定され、結果が肯定の場合
にはステップＳ７に移行してＳＷオンＢ処理が行われ
る。

【００１４】ステップＳ８においては、読み出したイベ
ントデータのステータスがチェンジモードであるか否か
が判定され、結果が肯定の場合にはステップＳ９に移行
して後述するチェンジモード処理が行われる。ステップ
Ｓ１０においては、読み出したイベントデータのステー
タスがその他のステータス（キーオフ、音色指定等）で
あったか否かが判定され、結果が肯定の場合にはステッ
プＳ１１に移行してその他のステータス処理が行われ
る。

【００１５】図４は、ＣＰＵ１の割り込み処理を示すフ
ローチャートである。この処理は、各検出回路からＣＰ
Ｕ１に割り込みがかかるたびに起動される。ステップＳ
２０においては、割り込み原因がＡスイッチオンを示す
か否かが判定され、結果が肯定の場合にはステップＳ２
１に移行して、ＳＷオンＡイベントデータをイベントキ
ューバッファの書き込みポインタが示す番地から書き込
み、書き込みポインタを更新する。ステップＳ２２にお
いては、割り込み原因がＢスイッチオンを示すか否かが
判定され、結果が肯定の場合にはステップＳ２３に移行
して、ＳＷオンＢイベントデータをイベントキューバッ
ファの書き込みポインタが示す番地から書き込み、書き
込みポインタを更新する。

【００１６】ステップＳ２４においては、割り込み原因
がモードスイッチオンを示すか否かが判定され、結果が
肯定の場合にはステップＳ２５に移行し、モードチェン
ジイベントをイベントキューバッファに書き込む。ステ
ップＳ２６においては、その他のイベントを示すか否か
が判定され、結果が肯定の場合にはステップＳ２７に移
行して、その他のイベントをイベントキューバッファに
書き込む。

【００１７】図５は、ステップＳ５のＳＷオンＡ処理あ
るいはステップＳ７のＳＷオンＢ処理を示すフローチャ
ートである。ステップＳ３０においては、図２（ａ）に
示すようなＡ（Ｂ）スイッチに対応する曲データの中か
ら、図示しないデータカウンタの内容に基づき、次に発
音すべきデータ単位を読み出す。ステップＳ３１におい
ては、読み出したデータ単位に基づき発音処理が行われ
る。ステップＳ３２においては、該データ単位のＣフラ
グが１であるか否かが判定され、結果が肯定の場合には
ステップＳ３０に戻り、次のデータ単位の発音処理を行
う。

【００１８】ステップＳ３２においてＣフラグが０であ
った場合にはステップＳ３３に移行し、ＭＤおよびＤＣ
フラグが共に０であるか否かが判定される。ＭＤが０で
ある場合には分割モードではないので、他方のＳＷオン
処理も起動する必要があり、ＤＣが０であるということ
は、他方のＳＷオン処理からコールされたのではないこ
とを示している。そして、結果が肯定の場合にはステッ
プＳ３４に移行する。ステップＳ３４においては、ＤＣ
フラグを１にセットし、ステップＳ３５においては、他
方のＳＷオン処理であるＳＷオンＢ（Ａ）処理をコール
（起動）する。ここで起動されたＳＷオン処理において
は、ＤＣフラグが１であるので、ステップＳ３３の判定
結果が否定となり、再度他方のＳＷオン処理を起動する
ことはない。ステップＳ３６においては、ＤＣフラグを
０にリセットする。

【００１９】図６は、ステップＳ９のチェンジモード処
理を示す。ステップＳ４０においては、システムデータ
からＭＤフラグを読み出し、ステップＳ４１において
は、読み出したＭＤフラグを反転する。ステップＳ４２
においては、反転したＭＤフラグをシステムデータエリ
アに書き込む。以上のような処理によって、Ａ、Ｂそれ
ぞれのＳＷオンに対応して、それぞれの曲データが半自
動演奏される。

【００２０】図７は、検出回路の第２の実施例を示すブ
ロック図である。第２実施例においては、加速度センサ
７からの電気信号をＡ／Ｄ変換器２０によってデジタル
信号に変換し、ＣＰＵ１に取り込んで、動きの変化を検
出する。このためには、ＣＰＵの処理能力に余裕が必要
であるが、１つのＡ／Ｄ変換器で複数のセンサの信号Ａ
／Ｄ変換したり、Ａ／Ｄ変換器を他の用途と兼用するこ
とが可能である。プログラムによる信号処理機能として
は、第１実施例と同様に、微分機能と比較機能を組み合
わせてもよいし、更に他の機能を付加してもよい。そし
て、信号処理によってタイミングを検出した場合には、
図４の割り込み処理と同様にイベントキューバッファに
イベントデータを書き込む。

【００２１】図８は、検出回路の第３の実施例を示すブ
ロック図である。第３実施例においては、例えば靴の
底、タップボード、カスタネットの内部、手のひら等に
装着された圧力センサ３０から、かかった圧力に対応し
た電気信号が出力され、比較回路１０は、圧力センサ３
０からの入力信号を予め設定されている電圧と比較し、
入力信号の方が大きい場合にはＣＰＵ１に対して割り込
みをかける。なお、第２実施例と同様に、センサからの
信号をＡ／Ｄ変換してソフトウェア処理を行ってもよ
い。

【００２２】図９は、検出回路の第４の実施例を示すブ
ロック図である。第４実施例においては、マイクによっ
て任意の音、例えばメトロノーム、時計などの任意の機
械の音、カスタネットやドラム等の打楽器を含む任意の
楽器音、犬の声、人の歌声、手拍子、タップ音等を検出
し、整流回路４１、平滑回路４２によってエンベロープ
信号を抽出する。そして、比較回路１０は、エンベロー
プ信号を予め設定されている電圧と比較し、エンベロー
プ信号の方が大きい場合にはＣＰＵ１に対して割り込み
をかける。エンベロープ信号の変化に応じてタイミング
信号を発生させたい場合には、平滑回路４２と比較回路
１０の間に微分回路を挿入してもよい。特定の周波数帯
域の信号成分のレベルを検出したい場合には、整流回路
４１の前に所望の特性のフィルタを挿入すればよい。な
お、当実施例も第２実施例と同様に、センサからの信号
をＡ／Ｄ変換してソフトウェア処理を行ってもよい。

【００２３】図１０は、検出回路の第５の実施例を示す
ブロック図である。第５実施例においては、電子楽器本
体とは分離した動作検出回路から出力されるタイミング
信号を無線により本体に伝送するものである。図１０
（ａ）は指揮棒５０の内部に加速度センサ７、バッテリ
駆動される送信回路５１、アンテナ５２を内蔵したもの
で、送信回路５１は、例えば加速度センサ７からの信号
を微分し、所定値と比較して上回った場合には所定の信
号形式のパルス性電波を発信する。受信回路５３は、該
所定信号形式の電波を受信、検出するとＣＰＵ１に対し
て割り込みをかける。このような構成にすれば、離れた
場所から指揮棒を振ることにより、電子楽器に指揮棒に
同期した演奏を行なわせることができる。

【００２４】図１０（ｂ）は指揮棒５０の内部に加速度
センサ７、バッテリ駆動される送信回路６１、赤外線発
光ダイオード６２を内蔵したもので、信号処理回路６１
は、例えば加速度センサ７からの信号を微分し、所定値
と比較して上回った場合には所定の信号形式のパルス信
号を出力する。発光ダイオード６２は該パルス信号によ
り駆動されて赤外線を放射し、受光器６３は検出した赤
外線に対応する電気信号を出力する。信号検出回路６４
は、所定形式の信号を検出するとＣＰＵ１に対して割り
込みをかける。なお、第５実施例においては指揮棒の例
を開示したが、第５実施例における動作等を検出するセ
ンサとしては前記した任意のセンサが適用可能である。

【００２５】以上、実施例を説明したが、次のような変
形例も考えられる。実施例においては、曲データとして
メロディや伴奏のデータを使用し、電子楽器に通常備え
られている音色で発音する例を開示したが、例えば音
色、即ち波形データとして人の音声の発音に必要な全て
の音色波形を用意し、曲データとして例えば経や賛美歌
のデータを使用すれば、電子楽器を使用して経を読ませ
たり賛美歌を歌わせることができる。この場合に、第１
あるいは第５実施例の指揮棒の代わりに木魚をたたくバ
チに加速度センサを装着するか、あるいは第４実施例の
マイクで木魚の音を検出するようにすれば、木魚の発音
に同期した経の発声が可能である。

【００２６】経を読ませる場合には、人の音声の音色波
形としては、経を読むのにふさわしい音色波形を記憶す
るようにしてもよい。また音の高低は通常のメロディと
同様に制御可能であり、更に、スラー等の音高の滑らか
な変化も周知の方式により制御可能である。音色の切換
時には、双方のエンベロープを制御することにより、一
方の音色から他方の音色に滑らかに移行させることもで
きる。なお、曲データとしては、経や賛美歌以外にも、
任意の歌唱、台詞等を発声させることができる。

【００２７】加速度センサ等の出力信号やマイクによる
音の検出信号においては、例えば比較回路の基準値をボ
リューム等により調整可能に構成しても、検出もれ、あ
るいは不要なタイミング信号が出力される恐れがあり、
このような場合には半自動演奏のタイミングがずれてし
まう。そこで、スイッチオンを検出した場合には、その
後の所定の時間（例えば正規のタイミング間隔の数分の
１）は次のスイッチオンを検出しても無視するガードタ
イムを設けてもよい。また、ＰＬＬ回路のような、スイ
ッチオン間隔に追従するパルス発振回路を設け、極端に
間隔のずれたスイッチオン信号は無視すると共に、スイ
ッチオン信号が入力されない場合にもタイミング信号を
発生するようにしてもよい。

【００２８】各種センサからの入力信号やエンベロープ
信号を微分回路を通した後に全波整流回路を通してから
比較回路に入力することにより、信号の立ち上がりと立
ち下がりを検出することができる。従って、センサから
例えば１拍の初めで立ち上がり、拍の中間で立ち下がる
ような信号が出力されるならば、該信号を上記回路に通
すことによって半拍ごとののタイミング信号を得ること
ができる。加速度センサについては、加速度の大きさに
対応した電圧を出力するもの以外に、例えば任意の方向
に所定値以上の加速度が加わった場合にオンあるいはオ
フ状態となるようなスイッチの信号を出力するようなも
のでもよく、この場合にはスイッチの状態に対応したレ
ベル信号をチャタリング防止のための積分回路に通した
後に微分回路に入力すればよい。また、加速度センサは
直接、人の手や足、手袋、靴、服、ベルト等に装着して
もよい。

【００２９】実施例においては、分離モードの場合には
２つのタイミング信号に対応して、それぞれ独立して半
自動演奏機能が実行され、分離モードでない場合には、
それぞれの信号に対応する曲データが同時に演奏される
例を開示したが、例えば分離しない場合には１つの曲デ
ータのみを半自動演奏するようにしてもよい。また、本
発明の実施には鍵盤は特に必要はないが、鍵盤も動作検
出回路の１つとして使用し、任意の鍵を押下することに
より、一方のスイッチオンイベントが発生するようにし
てもよい。更に、鍵盤は通常の演奏モードで押下した鍵
に対応した楽音が発生するようにしてもよい。この他、
タイミング信号を装置内で発生させる全自動の演奏と半
自動演奏とを同時に実行するようにしてもよい。

【００３０】実施例における演奏データは、自動演奏用
の演奏データとはタイミングデータの有無のみの違いで
あるので、自動演奏用のデータを本発明の半自動演奏に
使用することも可能である。ただし、この場合キーオフ
データは不要であるので読み飛ばす。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、リズム動
作を検出して、タイミング信号を発生する検出手段と半
自動演奏機能とを組み合わせることによって、例えば手
拍子や足拍子その他の身体のリズム動作、演奏者の腕や
指の動き、指揮棒やスティック、バチの動き、あるいは
歌唱や楽器からの発音に同期して半自動演奏を行うこと
ができ、より容易に演奏の同期が取れると共に他人に悟
られずに半自動演奏を制御することもできるという効果
がある。従って、玩具的な利用も可能であり、またステ
ージ等において歌唱あるいは演奏、ダンス、指揮等を行
う者の動きに同期した演奏が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】各種データの構成を示す説明図である。

【図３】ＣＰＵのメイン処理を示すフローチャートであ
る。

【図４】ＣＰＵの割り込み処理を示すフローチャートで
ある。

【図５】ＳＷオンＡ（Ｂ）処理を示すフローチャートで
ある。

【図６】ステップＳ９のチェンジモード処理を示す。

【図７】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。

【図８】本発明の第３の実施例を示すブロック図であ
る。

【図９】本発明の第４の実施例を示すブロック図であ
る。

【図１０】本発明の第５の実施例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…ＲＡＭ、４…鍵盤回路、
５…パネル回路、６…指揮棒、７…加速度センサ、８…
フットスイッチ、９…微分回路、１０…比較回路、１１
…入力回路、１２…音源回路、１３…Ｄ／Ａ変換器、１
４…アンプ、１５…スピーカ、１６…バス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北村実音夫静岡県浜松市寺島町200番地株式会社河合楽器製作所内 (72)発明者塩田和明静岡県浜松市寺島町200番地株式会社河合楽器製作所内 (72)発明者 ▲高▼氏清己静岡県浜松市寺島町200番地株式会社河合楽器製作所内 (72)発明者小杉太一静岡県浜松市寺島町200番地株式会社河合楽器製作所内 (72)発明者廣田賢一静岡県浜松市寺島町200番地株式会社河合楽器製作所内 (72)発明者松永郁静岡県浜松市寺島町200番地株式会社河合楽器製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リズム動作を検出して、タイミング信号
を発生する検出手段と、発音データ列からなる演奏データを記憶している演奏デ
ータ記憶手段と、前記タイミング信号に基づき、前記演奏データ記憶手段
から発音データを順次読み出して発音処理する半自動演
奏手段とを備えたことを特徴とする電子楽器。
【請求項２】前記検出手段は、加速度センサあるいは
圧力センサのいずれか一方を含み、該センサはリズム動
作を行う人あるいは物のいずれかに装着されることを特
徴とする請求項１に記載の電子楽器。
【請求項３】音を検出して、タイミング信号を発生す
る検出手段と、発音データ列からなる演奏データを記憶している演奏デ
ータ記憶手段と、前記タイミング信号に基づき、前記演奏データ記憶手段
から発音データを順次読み出して発音処理する半自動演
奏手段とを備えたことを特徴とする電子楽器。
【請求項４】前記検出手段は電子楽器から分離してお
り、検出手段から発生されるタイミング信号を無線伝送方式
によって電子楽器本体に伝送する伝送手段を更に備えた
ことを特徴とする請求項１ないし３に記載の電子楽器。
【請求項５】前記発音データ列は人間の音声に対応し
ていることを特徴とする請求項１ないし４に記載の電子
楽器を使用した電子発声装置。