JPH09508982A

JPH09508982A - 純正律調律

Info

Publication number: JPH09508982A
Application number: JP7521306A
Authority: JP
Inventors: ウイリアムギャノン，ジエイ．; レックスエイ．ウエイラー，
Original assignee: ジャストニックチューニングインコーポレイテッド
Priority date: 1994-02-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1997-09-09
Also published as: WO1995022140A1; EP0744067A1; CA2182662A1; AU1839895A; US5501130A

Abstract

(57)【要約】楽器の調律を、楽器が演奏されている間、その楽器が純正律で音を出すように調整する装置は、純正律トーン識別子のアレイ（54）を格納するメモリ（52）内にデータベースを備えている。アレイのトーン識別子は、演奏家によって選択された音階の比率によって定められた純正律関係に従ってキー、コード基音および音によって配置されている。セレクタ装置（20）は、演奏家にキー（22）および／またはコード基音（24）を選択させるよう備えられていて、その結果、CPU（48）はアレイから、選択キーまたはコード基音に対応する純正律のトーン識別子セットを検索し、そしてそれらを楽器のサウンド手段に送信する。この装置は電子トーンジェネレー夕ー（42）、弦のある楽器（65）およびオルガンパイプ（102）と共に利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】純正律調律発明の分野この発明は楽器を純正律に調律することに関する。より詳細には、この発明は、実時間で楽器に適用して、実時間で演奏しながら、楽器を、純正律にダイナミックに再調律することができる純正律調律装置に関する。発明の背景今日、一般に利用されている平均律音階の音程は、純正調律に対して少し調子がはずれていることは周知である。この音階の音程から作られたコードはこの不正確な調律によって生じたうなりのために乱されて、不協和音になる。それに反して、純正律音階の音程から発生した音は一緒に奏されると、完全な和音を形成する。礼拝堂の聖歌隊の歌手たちが歌う、あるいは熟練した室内楽のグループがフレットのついていない楽器（バイオリン、ビオラ、チェロ）を使用する場合、純正律の純正和音が聞かれる。１７世紀に、ピアノのような固定音楽器およびギターのようなフレットのついた楽器においてキーを変える際の機械的困難を克服するために、平均律音程が固定された。ピアノおよびギターの平均律音程によって支配された音楽では、純正和音は失われている。純正和音を作り出す純正律は、１：１、２：１、３：２、４：３、および５：のような整数の比率によって定めることができる。これらの正確な長さに分割された弦は、歌手たちが耳で自然に発見したその同じ純正和音を与える。しかし、これらの音程によって生成された楽音は、音楽のキーあるいはコード基音が変わる場合、完全に互換性があるとは言えない。すなわち、主音あるいはキー音の周波数が変化する場合、新しい音階は、新しいキー音に与えられた完全な比率によって定められる。歌手たちがキー音Ａ（１：１）からキー音Ｂ（キー音Ａの９：８）へキーを変調して、新しい音階を定める場合、元の音階の音の幾つかは、新しい音階で見つかるが、全部ではない；新しい音階の幾つかの音は異なるであろう。キー音Ａの４番目（４：３）として演奏されたＤノートは、キー音Ｂの短音階の３番目として演奏されるＤノートと同じ周波数ではない。最初の場合のＤは、Ａの４／３の周波数であるが、一方第２の場合のＤはＡの９／８の周波数の６／５であるので、両者は異なる。これらの２つの値は小さい比率、81／80だけ異なる。現代音楽は、両ノート間の差を分割することによって、両者を等しくしている。これは平均律音階の誤りの１例にすぎない。キーを変えながら完全に調和を保つことは、歌手たちあるいはどんな音でも演奏できるバイオリンのような楽器の演奏者たちにとって、難しいことではない。しかし、オルガン、クラビコード、ハープシコードおよびピアノのような固定音楽器は２つ以上のキーで演奏するためには、調律されねばならない。１７世紀に、「平均律」音階は12の等しい２音間の隔たりを固定してオクターブに展開させ、よってすべての固定音をあらゆるキーで利用できるようにした。 1685年に、ドイツのオルガニストであり音楽理論家であったアンドレアス・ヴェルクマイスターおよびプロシアの音楽家ヨハン・ナイトハルトはこの等しい音程を２の累乗（2¹、2²、2³、2⁴、2⁵、2⁶、2⁷、2⁸、2⁹、2¹⁰、2¹¹、2¹²）の12番目の基音として計算した。これによってピアノにとっての容易な変調という問題は解決したが、純正調律からのあらゆる音程を取り除くという犠牲を払った。純正律のキー変調問題に対する機械的解決は、ヘルマン・ヘルムホルツ、ペロネット・トムプソン、ヘンリー・プーレおよびその他の人々によって提案されているが、厄介すぎる、そして限定的すぎるだけで、すべてのキーにおける完全な純正律を提供することはできない。モトローラＩｎｃ．に対する米国特許第 3,821,460号は、プログラムできる周波数分割器を利用して、平均律および純正律に調律されうる電子キーボードを開示している。しかし、この調律は即時ではなく、そして実時間での変調およびコード変化を考慮している間、楽器を演奏に使用することができず、どちらかといえば、静止命令ツール向きである。さらに、このキーボードは真の、完全な純正律音階を実現していない。ウエルズに対する米国特許第 3,871,261号が、「“平均律化”装置は事実上、広く受け入れられてきた、・・・しかし、「完全に調和していない」ノートによって生じた「うなりを除去していない」と指摘しているのは正しい。彼の発明は、各ノートのピッチを調整可能にするために、各キーに対する12の周波数変更子（12 のポテンショメータ）および、音楽的キーを切り替えるためのキー選択装置を提案している。ウエルズの音階はどんな場合にも真に純正というわけではなく、そして結合音と上音で騒がしいうなりを生じる。さらに、所定キー内のコード基音のための備えがない。電子キーボード製造業者たちは、1985年に、対数のセントをマイクロ調律単位として利用する種々のマイクロ調律特徴を紹介し始めた。12長調全音階および12 短調全音階と同数のいわゆる「純正」音階を含むプリセット代替音階を持つキーボードおよびトーンジェネレータが生産された。これらの音階の１つを利用するために、ユーザーは多くのメニューを選択することによって進まなければならず、従って作曲中に別のキーに変調することなどとても考えられない。また、コード基音のための備えがない。ヴァーゲに対する米国特許第 4,152,964号は、「調律した４番目と５番目」を保持し、そして「音階のより大きい調律誤りを訂正するために若干のノートのピッチ」をシフトすることによって、純正律に近づく電子装置を開示している。この発明は純正律の類似にすぎない。ヤマダへの米国特許第 4,248,119号は、コード構造を検出し、次いでコードが演奏されるにつれて、平均律から純正律に音を変更しようとするピッチ修正ゲートである。平均律と純正律の混合は、平均律調律だけ、より一層耳障りであるので、このアプローチは実用的ではない。コンヴァイザーへの米国特許第 4,434,696号は、「固定ピッチ楽器の影響によって正確なピッチを失わせ、そして固定ピッチによって束縛されていない声楽家や楽器奏者たちに、平均律あるいは“純正律”のどちらに対しても、“調子はずれ”で歌ったり演奏したりさせてきた。この問題にとって基本的なのは、平均律あるいは純正律に対する楽器の技術上の展開の欠如である。」ということを認めている。コンヴァイザーの発明は、平均律と純正律の周波数を生成するために合成比率を利用している。コンヴァイザーはプトレマイオスによる正確な純正律音階を利用している：９／８、５／４、４／３、３／２、５／３および15／８、しかし「変音を得るために16／15を、そして嬰音を得るために25／24」を乗算することによって、他の音程を導出する。その結果の音階は正確な音階でもなければ完全な純正律音階でもない。真の純正音階が与えられず、そして所定キー内でコード基音を変える場合、必要なコード変化のための備えがない。シマダへの米国特許第 4,498,363号は、「純正律電子キーボード楽器」を開示している。このキーボードは、「24の純正律キーの中から各キーを選択するための複数の調性選択スイッチを備えている・・・」。平均律によって調律されたキーボード楽器は、コーラス練習中指導する際の利用には適していない。この特許は12の長調全音階および12の短調全音階を記述しているが、完全な半音階は見られない。この発明は聖歌隊の練習に意図されているが、実時間での調律を変えるための備えもなければ、コード基音に対する備えもない。日本のヤマハコーポレーションへの米国特許第 4,796,509号は、平均律および純正律音階の両者に基づいた電子調律装置を開示している。この装置は基準信号に基づいた音階を発生し、そしてその音階の各周波数に対する音名を表示する。チューナーは単一の純正律音階を調整することができるが、楽曲が演奏されている際に、コード基音変化に対する備えがない。ヤマハYMF262FMオペレータタイプL3チップは、コンピュータ音楽キーボードおよびトーンジェネレーターのためのサウンドソースとして開発されてきた。それはまた、多くの市販のオーディオカードで利用されている。このチップは、ソフトウエアによって制御することができる周波数変調サウンドソースを含んでいる。シンセサイザーの全機能はそのレジスタアレイに書き込まれたデータによって制御される。周波数を送信する機能は、周波数が1.31を乗算され、次の整数に切り捨てて丸められ、次いでチップ上の10ビットアドレスに送信されることを必要とする。この丸めによって、完全純正律和声にとって必要な簡単な小部分を達成することを不可能にしている。ディナンへの米国特許第 4,860,624号は上音の衝突あるいは不協和音を解決しようと試みた。しかし、ディナンによって与えられた比率の幾つかだけが正確な純正律音程である。その他は、歴史的に使用された純正音階音程とは何の関係もない、そしてそれらは、純正とは考えられない多くの聞き馴れない和声を作り出している。ディナンの発明は、所定のキー内でコード基音を変える場合、音階を変更するための備えをしていない。従来技術についての前述の検討、および固定音楽器に対する純正律間題を解決するための前述の提案の失敗を考慮すると、本発明の目的の１つは、前述の不都合な点を克服し、かつ演奏中に、キーとコード基音の両者の演奏および変調の容易なことを含む、純正律の全要件に応答する純正律装置を作成することである。以前に提案された解決法の失敗は、それらがせいぜいその場しのぎの手段であり、そして包括的な純正律装置を提供していないということである。音楽家にとって実用的であるために、純正律装置は、全コード基音、全キー、コードの全反転に対して、そしてすべての上音および結合音に関連して、包括的であり、完全でなければならない。それはまた、ノートを演奏しながら、キーおよび基音を即時に切り替えることによって、実時間でダイナミックな演奏ができなければならない。発明の概要本発明は楽器が、すべての音楽的キーの、すべてのコード基音における、すべての音階の音程を使用して、実時間に、どんなピッチに基づいても、すべての音階で演奏されうるような純正律を作り出すために、楽器に適用することができる電子純正律調律装置および方法に関する。この発明は、部分的に、同じキー内で、コードが変わる場合、音階の新しい調律が新しいコード基音の周波数に基づいて定められ、そして新しい調律の変数は有限であり、かつキー主音およびコード基音の選択によって識別できる、ということの発見に基づいている。キーは、主音、あるいは音階の基本ノートであるキーノートによって定められる。その音階の残りのノートは主音に対する適切な比率を適用することによって導出される。コード基音は所定キー内のコードの基本ノートである。本発明は、全キーにおける全コード基音に対する正確な純正律音階に基づいた３次元（キー、コード基音、およびノート）純正律アレイを使用している。このアレイは、電子論理回路、あるいは、プログラムされたコンピュータ、機械的リンク装置、水力学、空気力学、あるいは光学を含む、その他の論理手段によって実現することができる。各アレイはｎ³のトーン識別子（オクターブあたり）、ただし、ｎ= 音階の音程（ノート）の数（オクターブあたり）。これらは、ｎの音楽的キーの各々の各ｎ基音に対するｎトーン識別子のセットに分けられる。各ｎ音楽的キーのキー音は、整数のｎ比率セットと関連している。各キーのコード基音はまた、キー音の各々に与えられたｎ比率セット（できれば同じセット）によって定められる。次に、トーン識別子はコード基音の各々に与えられたｎ比率セット（できれば同じセット）によって定められる。全部ではないが、良好な実施態様を含む発明の多くの実現において、トーン識別子の多くは同じ値を持ち、発生されねばならない個々のピッチの総数を大きく低減させるであろう。そして、特定実施態様に対しては、トーン識別子の数は、若干のキーあるいはキー内の若干のコード基音を選択する可能性を除去することによって、さらに低減することができる。従って、トーン識別子によって識別されたピッチの理論的数はｎ³であるが、実際の実施態様はもっと少数であることができる。トーン識別子は、ノートが演奏家によって選択される場合、聞こえてくることになる個別の楽音を表わす、基準を超えるピッチあるいは音程に対応する。トーン識別子は、660ヘルツのような周波数の直接表現、ＭＵ68のような特定音程あるいは音、演奏家がキーやコード基音を選択すると直接起動されるトーンジェネレーター回路のような電子回路、およびノートへの間接的基準、あるいは適切なピッチを発生するためのその他のどんな手段にもなることができる。一般に、この発明は、キーと基音セレクタならびに、演奏中に全キーの全基音における純正律を保持するようなアレイを含む論理装置を提供する。音楽作品が演奏される前、あるいはそれが演奏されている間、キーとその特定キー内の基音を選択するための手段、およびこの選択例を論理装置に通信する手段が設けられている。楽器が、トーン識別子セットを受信して、演奏家によって各ノートが選択される場合、聞こえてくるであろう各ピッチを特定することができるタイプのものであれば、選択されたキーと基音に対応するそのトーン識別子セットが、演奏しようとする楽器に送信される。そうでなければ、論理装置もまた、演奏家からのノート選択例を受信し、そして選択されたキー、選択された基音、および選択されたノートに基づいて、適切なピッチを発生させる。その種々の様相の１つでは、発明は、選択されたキーとコード基音を受信する手段および、選択されたノートを受信すると聞こえてくるであろう純正律の音を決定する手段を含む、楽器の調律を調整する方法である。別の様相では、発明は、選択されたキーとそのキー内の選択されたコード基音を受信する１つ以上の入力を持ち、そして聞こえてくる純正律音を特定する出力を持つ電気回路を備えている。トーン識別子セット全体が、ノートが演奏家によって選択される場合、適切な音を響かせるノート選択受信手段に伝えられるか、あるいは電気回路もまた、選択されたノートを受信する入力を持っていて、次いで回路が適切な音を響かせる。別の様相では、発明は、コンピュータに上述の方法を実行させる、あるいはそれを上述の装置の１実施態様にさせるコンピュータソフトウエアである。別の様相では、発明は上述の方法によって作られた演奏できる音楽録音である。別の様相では、発明は、元来、特定されてない調律あるいは平均律調律（またはどんな調律でも）によって作成された音楽録音または音楽データシーケンス録音からの出力を、その音楽データシーケンス録音に、キーとコード基音の選択例を加算して、その録音を純正律で演奏させることによって、発生する方法である。演奏家が、あらかじめ、演奏しようとする作品を決定する場合、演奏家は所望するキー選択例およびコード基音選択例を録音することができる。それから、演奏家は、キーとコード基音選択例の録音が演奏されている間、その作品を演奏し、演奏家は実行中、コード基音仕様を変更する必要を取り除かれている。従って、別の様相では、発明は、上述の方法を実行するために選択されたキーとコード基音のシーケンスを録音することである。別の様相では、発明は、楽器に関連して楽音を発生するサウンド手段と、ｎ³ のトーン識別子、ただしｎ＝音階の１オクターブの音の数、を格納する論理装置と、トーン識別子はｎ音楽キーの各々のｎコード基音の各々に対するｎトーン識別子セットに分けられている、そして各トーン識別子は楽器のサウンド手段によって発生されようとする音に対応し、そしてトーン識別子に対応する音のセットは純正律音程を生成している、演奏家にキーと、作品の音が演奏されることになっているキー内のコード基音を選択させる、楽器に関連する選択手段と、楽器に関連する論理手段と、選択手段によって選択されたキーとコード基音を論理手段に伝え、ｎトーン識別子セットから前記選択手段によって選択されたキーとコード基音に対応する少なくとも１つのトーン識別子を検索し、そして前記少なくとも１つのトーン識別子をサウンド手段に伝える手段、とを備える、楽器が演奏されている間、純正律で演奏するように楽器の調律を調整する装置を備えている。別の様相では、発明は、選択手段は楽器に関連して、演奏家にキーとコード基音を選択させ、そしてメモリ手段は楽器に関連して、ｎキーの各々のｎコード基音の各々に対するｎトーン識別子セットを格納し、そしてサウンド手段は楽器に関連して、楽音を生成している、楽器が演奏されている間、楽器の調律を純正律で演奏するように調整する方法を備えており、その方法は、キーと音楽的キー内のコード基音を選択する段階と、前記選択されたキーとコード基音を前記メモリに伝える段階と、選択されたキーとコード基音に対応するｎトーン識別子セットから選択された少なくとも１つのトーン識別子を前記メモリから検索する段階と、前記少なくとも１つのトーン識別子を前記楽器の前記サウンド手段に伝え、それによって少なくとも１つの音を必要とするノートが演奏家によって演奏されるよう選択される場合、サウンド手段にその音を発生させる段階、とから成る前記方法を備えている。発明の良好な、および代替の実施態様についての以下の説明を参照し、その図面および関連する表を参照することによって、発明をより完全に理解することができる。図面の簡単な説明図１は、電子キーボードに関する発明の良好な実施態様である。図２は、種々の楽器の純正律での調律を同時に制御する、発明の代替実施態様である。図３は、発明の良好な実施態様で利用されるソフトウエアの流れ図である。図４は、キーと基音を選択するための足踏みペダルを持つピアノキーボードを示す。図５は、ピアノ弦用の複数の電子作動ブリッジを示す。図６は、ピアノ弦用の電子作動張力調整装置を示す。図７は、電子作動オルガンパイプの長さ調整装置を示す。良好な実施態様の詳細な説明発明の良好な実施態様は図１に示されている。楽器のキー12、ハンドホイール 14および液晶表示装置16を持つ標準ディジタル電子キーボード10が与えられている。キーボード10はまた、MIDI OUT ポート18を含む。分離したキーと基音セレクタ装置20が設けられている。セレクタ装置20は12キーセレクタ22、12基音セレクタ24、数値キーパッド26、音階選択ボタン28、ピッチ選択ボタン30、および２つの液晶表示装置32、33を含む。セレクタ装置はMIDI IN ポート34とMIDI OUTポート36を持っている。セレクタ装置20のMIDI IN ポート34はキーボードのMIDI OUTポート36に、MIDI互換ケーブル38によって接続している。トーンジェネレーター42のMIDI IN ポート40はセレクタ装置20のMIDI OUTポート36に接続している。トーンジェネレーター42は、調律することができるものでなければならない。トーンジェネレーター42は増幅器44に接続し、それは次いでスピーカー46に接続している。 CPU48、ROM チップ50およびRAM チップ52は、セレクタ装置20のハウジング内の回路盤（図示されていない）に設けられている。 CPU48 は発明を実行するソフトウエアを備えている。図５は良好な実施態様のソフトウエアの流れ図であるが、発明のパラメータ内で、他のアプローチも行われることができる。 RAM チップ52は、以下で説明するように、トーンジェネレーター42の調律を調整するために利用されるトーン識別子のアレイ54を格納するのに利用される。純正律音階は、慣用および発明者の経験的主張によって純正律音階と定められた整数の比率セットに従って、定められる。発明の良好な実施態様は表Ｉで識別された比率セットを利用する。表Ｉに示されたような比率セットはROM チップ50に格納されている。純正律音階はどの基準ピッチに対しても定めることができる。発明の良好な実施態様はＡ＝440Hz のデフォルトピッチを利用している。発明は、例えば、演奏家が、歌の特色のために、あるいは声域に制限されて、恐らく455Hz あるいは46 0Hz の、標準ＡとＢフラットの中間のキーでメロディを歌おうとする場合のように、どんなピッチの校正でも見込んでいる。基準ピッチは、セレクタ装置の数値キーパッドおよびピッチ選択ボタンを使用して、演奏家によって選択される。それがトーンジェネレーターの範囲内であれば、どんな基準ピッチでも選択することができる。演奏家はまた、数値キーパッド26および音階選択ボタン28を使用して、表Ｉの音階から利用しようとする純正律音階を選択する。良好な実施態様のデフォルト選択は、半音階を表現する表Ｉの音階（ｃ）である。発明によれば、純正律アレイ54は、純正律音階を定める比率セットにおける比率の数に基づいている。表Ｉの音階（ｃ）の場合、ｎ＝12である。アレイはｎ³ （1728）アドレスを含むであろう。演奏家がキーパッドを使用して音階を選択する場合、CPU は、ｎ³アドレスのアレイを含むのに十分なRAM のブロックを予約する。各アドレスはトーン識別子を含むことになっている。このアレイは、ｎ比率セットを基準ピッチに適用してｎキー音を定めることによって、構成される。キー音は各音楽的キーに対する主音を表わす。ｎ比率セットはｎキー音の各々に適用されて、各キー音に対するｎコード基音を定める。この結果、ｎ²コード基音を生じる。コード最低音はこの明細書および請求項では、「コード基音」と称される。それらはどんな所定のコードの主音をも表わす。ｎ比率セットが再びｎコード基音に与えられて、ｎ²コード基音の各々に対してｎトーン識別子を定める。その結果はｎ³音である。この音は一般に、音の記号的あるいは数値的表現であり、従ってこの明細書および請求項において、トーン識別子と称される。アレイの計算はCPU48 によって実現されるが、この CPU48 は、先ずROM50 から、選択音階を定める比率セットを検索し、そして選択基準ピッチに基づいた必要な計算を実行する。ｎ³トーン識別子の結果のアレイはCPU48 によって予約されたRAM52 のブロックに格納される。アレイのトーン識別子は、音楽的キー、コード基音および個別のトーン識別子に分けて配置されている。トーン識別子は、個別トーン発生回路あるいは他の装置を含む、音の直接または間接的表現であることができる。良好な実施態様において、この表現は、少なくとも小数第４位の精度までの、ヘルツによる周波数の２進表現である。トーン識別子で表現された音楽キー、コード基音および音はそれぞれ、相互に関して、純正律であり、柔軟な純正律音階を定める。表ＩＩは44OHz の基準ピッチと表Ｉの音階（ｃ）に基づいたアレイを示す。ヘルツで表わされたアレイの12のキー音は：440，469.3333，495，528，550， 586.6667，616，660，704，733.3333，782.2222，825。キー音469.3333（キー２）の２番目と３番目のコード基音はそれぞれ500.6222と528 である。第２キー音の３番目の基音に対する第１と第２のトーン識別子はそれぞれ、528 と563.2 である。曲を演奏する際に、演奏家は、例えば、純正律の半音階のＡのキーで演奏したいと思うことができる。演奏家は、基準ピッチと音階のデフォルト選択によるか、あるいはそれらを、キーパッド26とピッチ選択ボタン30あるいは音階選択ボタン28をそれぞれ入力する。セレクタ装置20の液晶表示装置32、33は選択された音階とピッチを表示する。演奏家が基準ピッチと音階のパラメータを選択すると、CPU48 は次いで、選択された完全純正律音階のためのキー音、コード基音およびトーン識別子の３次元アレイを計算し、そしてそれをRAM52 に格納する。演奏を始める前に、演奏家は12キーセレクタ22の１つを押す。キーセレクタを押すことによって、演奏家はCPU48 に、曲が開始するであろうキーを知らせる。次に、演奏家は12基音セレクタキー24の１つを押して、作品が開始するであろうコード基音を定める。セレクタ装置の液晶表示装置32、33は、選択されたキーとコード基音の数を表示する。キーセレクタ22と基音セレクタ24のキー表面は二者択一的に押されたままになっていることができて、よって、もう１つのキーが押されて新しい選択をするまで、現在のキーおよび現在の基音を表示する。キーおよび／または基音がそのように選択される場合はいつでも、CPU48 は、RAM52 において、選択された音楽キーおよびコード基音に対応するｎトーン識別子を索引する。次いで、CPU48 はRAM52 からｎトーン識別子セットを検索し、それらを各オクターブに対するMIDIデータフォーマットに変換し、MIDI仕様に従ってMIDIシステム排他的メッセージを構成し、そしてそれをトーンジェネレーター42に送信する。このようにトーンジェネレーターは再調律されるので、演奏家によって音程が演奏される場合、トーンジェネレーター42は、選択された純正律キーとコード基音に対応する音を出すであろう。演奏家は通常のやり方で、キーボード10の楽器のキー12を押すことによって、作品を演奏する。楽器のキーが演奏される度に、その楽器のキーに対応する音程が、セレクタ装置20によって直接にトーンジェネレーター42に伝えられ、次いで、それはアレイ54から、トーン識別子によって調律された音程に対応する音を出す。演奏家が作品を演奏する際に、従来技術では、その音は相互に純正律ではなかったであろう種々のコードを演奏することが最も必要であるように思われる。しかし、発明を利用して、演奏家は、12基音セレクタ24の１つを押すことによって、簡単に、異なるコード基音を選択する。その結果、CPU48 は、RAM52 のアレイ 54から、以前に選択した音楽キーと新たに選択したコード基音に対応するｎトーン識別子セットを検索し、そしてそれらを、各オクターブに対する再調律命令として、トーンジェネレーター42に送信する。このように、新しいコード基音が選択される時はいつでも、トーン識別子によって表現された音の各々は相互に関して純正律になるであろう。演奏家が音楽的キーを変えたい場合、キーセレクタ22の１つが押されて、新しいキーを識別し、そして基音セレクタ24を押して、新しい基音を選択する。その結果、CPU48 は、アレイ54から、新たに選択されたキーと基音に対するｎトーン識別子セットを検索し、そしてそれらをトーンジェネレーター42に送信する。もちろん、アレイが導出された態様から見ると、各基音に対してトーン識別子によって表現された音は、相互に関して純正律にあるので、キーおよび基音を変えても純正律を保持している。アレイの構造によってどんな基音からでもコードを構成することができる。しかし、演奏家あるいは作曲家が、コード基音をスイッチする、例えば、上主音短調コード（２番目、キーの９：８、に基づいて、すなわち、ＡのキーのＢ- 短調（Ｂm）コード）を演奏するよう選択する場合、コードの全ノートまたは音程を新しい基音と協和音に保つように、その基音に対する音階の新しい調律を選択しなければならない。上の例では、ＡのキーのＢm コードは、半音下がった３番目のノートを含み、それはこの場合、Ｄノートである。発明によれば、このＤは、Ａの４番目（４：３）として演奏されるＤノートと同じ周波数ではない。Ｂの半音下がった３番目であるＤは、（表Ｉの音階（c）に基づいたアレイにおいて）基音Ｂの６：５であり、それはキーＡの９：８であり、それは27：20であって、４：３ではない（81：80の音程だけ異なる）。このマイクロ調律はＢ基音を選択することによって達成されるのであって、それは単一音階、すなわち、１セットのｎ音を、キーボードの楽器のキーに対応する（キー選択によってｎ³アレイから選択された）ｎ²マトリックスから選択する。この例において、演奏家がキーボードの楽器のキーＤを演奏することによってＤノートを選択する場合、キー、基音、そして音程データが結合して、コード基音Ｂと協和音である適切なＤ（27 ：20）を選択する。表ＩＩでは、このＤノートはＫ１、Ｒ３、Ｉ４、すなわち59 4Hz、に対応し、それは、Ｋ１、Ｒ１、Ｉ６、すなわち586.66 6Hz のＤとは7.33 33Hzだけ異なる。演奏家はすでにキーを選択した、次は演奏しながら基音を選択するだけである。良好な実施態様のキーとコード基音選択手段はピアノタイプキーの形式であるけれども、選択手段は、足踏みペダルスイッチ、トグルスイッチ、標準コンピュータキーボードのキー、あるいは発明の特定実施態様に適した他のどんな手段であってもよい、ことは理解されるであろう。同様に、良好な実施態様は、キー選択用のｎ選択スイッチセットおよび基音の選択用のｎ選択スイッチセットを提供しているが、その代わりに、ｎ選択スイッチセットは、キー選択モードと基音選択モード間で選択する単一スイッチと組み合わせることができる。さらに、発明は、実時間で調律することができるどんなタイプの楽器にでも適用することができて、各ノートはｎ²音の全セットから必要な、別個の音の各々に調律することができることが理解されるであろう。さらに、発明の原理から逸脱することなく、種々の構造のセレクタ装置および楽器を利用することができる。例えば、発明が適用される電子キーボードあるいは他の楽器の中にセレクタ装置を組み込むことができる。キーと基音選択スイッチはキータイプ楽器のキーボードに組み込むことができるし、ペダルスイッチと組み合わせることもできる。 CPU は、物理的に、楽器内に、サウンド手段内に、あるいは別のハウジング内にさえ設置することができる。一度に１つのトーン識別子のみをトーンジェネレーターあるいは他のサウンド手段に伝達することもまた、この発明の範囲内であるが、それは、各音程は演奏家によって演奏されるのであって、新しいキーあるいはコード基音が選択される度に、ｎトーン識別子セットをトーンジェネレーターに移しているのではないからである。そのような場合、CPU は、キーとコード基音に対応するｎトーン識別子を保持するバッファを含んでいる。アレイそれ自体にアクセスするのではなく、CPU は、バッファにアクセスして、単一音程に対応するトーン識別子を検索し、それをトーンジェネレーターに送信するだけでよい。代替実施態様として、発明は、特定ソフトウエアによって制御される汎用コンピュータによって作成することができる。このコンピュータメモリはトーン識別子のアレイを格納するRAM の機能を果たすであろう。ROM ではなく、ハードディスクのような、書き直しできる固定メモリが使用されるであろう。キーボードのどんな所望のキーでも、キー入力、基音入力、基準周波数入力、および良好な音階入力、に指名することができる。画面の一部分は、そのような入力を与えるためにキーがどのように利用されるかを表示し、そして画面の他の部分は、選択されたキーと基音を表示することができる。コンピューターをキーボードに接続するために、MIDIを利用することができる。あるいはまた、コンピューターを利用して、実時間ではなく、コンピューターキーボードで作成された作品を演奏することができる。コンピューターの出力は、MIDIインターフェースを介して、トーンジェネレーターに送信することができる、あるいは、サウンド周波数を発生するチップによって、コンピューターのハードウエアが直接、音を発生することができる。別の代替例として、発明は、処理装置（CPU）およびソフトウエアなしで、構成することができる。その代わりに、可能な音階選択、ピッチ選択、キー選択、基音選択の各々、そしてキーボードの各キーに対する入力を持った論理ゲートアレイを構成することができる。この論理アレイの出力はMIDI仕様、あるいはトーンジェネレーター回路の起動であって、直接に、所望の音を発生することができる。論理アレイの複雑さは、例えば、唯一の音階または唯一の基準ピッチあるいは限定されたキーの数または各キー内の限定された基音の数だけを許可するように、ユーザーに提示された選択権を低減することによって、低減することができる。図２に示される、発明の別の実施態様では、幾つかの楽器に対して、１人の演奏家がコード基音の変化あるいはキーの変調を信号送信することによって、その全楽器が純正律で制御される。図２では、楽器は、MIDIギターコントローラー56 およびキーボード10である。演奏家は、スチール弦のギターを、弦の近くに電子ピックアップを置き、そして弦の振動の電子表現をMIDI信号に変換することによって、ノート選択手段として利用することができる。そのような装置は、GR-09 ギターシンセサイザーとして、ローランド社から市販されている。従って、各演奏家は楽器をこの装置に接続すると、従来の楽器と同様に、所望のノートを選択するだけで結果のコードは純正律になっているであろう。このことは、前述のようにCPU48、ROM チップ50、RAM52と、キー、コード基音選択キー22、24とを備えたセレクタ装置20を設けることによって達成される。選択コンソール60は、MIDI インターフェースおよびポートによって、楽器とネットワークされている。前述のように、CPU によってｎトーン識別子が検索され、そして各トーンジェネレーターあるいは、ネットワークの各楽器に関連する他のサウンド手段と、MIDIシステム排他的フォーマットでのメッセージによって通信し、よってこれらのサウンド手段は、全オクターブで、セレクタ装置20によって選択されたｎ音の音階に調律される。個々の楽器の演奏家たちは演奏しようとするノートを選択し、そして対応する純正律の音が聞こえてくる。この説明において、データとして音楽情報を符号化するための MIDIプロトコルについて言及される時はいつでも、ZIPPI あるいは他のどんなプロトコルのような、どんなデータ符号化プロトコルでも利用できることを理解すべきである。純正律のトーンを発生するために電子波形発生装置を利用する代わりに、各物理的ノートジェネレーターが非常に素早く電子的に再調律できるようなアコースティック楽器に、この発明を適応させることができる。例えば、図５に示されるように、ピアノあるいはハープシコードのような弦楽器に対して、各々が電子動作駆動装置を含む、複数の電子ブリッジ66がコントローラー76によって作動されて、各弦の調律を調整することができる。ブリッジ66間の間隔は、振動する弦65 の長さの比率として正確に決定されていて、所望の音を生成するように弦の長さを調整する。電子作動ブリッジ66の各々は、ソレノイドによって駆動されることが望ましい。アコースティックピアノ実施態様に対しては、キーボード80の下方に置かれた、キーと基音を選択するための足踏みペダルが図４に示されている。キーとコード基音セレクタペダル68はペダル組立体70に設けられている。キー選択ペダル72 と基音選択ペダル74もまた、設けられていて、組立体70のペダルがキーを選択しているのか、あるいは基音を選択しているのかを特定する。図５に示された電子作動ブリッジの代わりに、弦の調律を可動ブリッジあるいは弦張力調整器によって、調整することができる。例えば、図６に示されるように、調整可能弦引張装置90は、コントローラー96によって特定された電子動作駆動装置94によって作動される。弦は２つのブリッジ63間に張られている。張力が増加したり、減少したりする場合、弦は近い方のブリッジのエッジをわずかに渡って移動する。あるいはまた、近い方のブリッジを除去し、従って、弦引張装置90が２ブリッジの１つとして働くことができたり、あるいは近い方のブリッジはその基部でピボットすることができる。弦65における所望の張力を達成するために駆動装置94によって必要とされる運動量は、弦の弾性、弦の張り、および初期弦調律の関数である。従って、駆動装置94の正確な調律位置は、時間が過ぎると、固定のままでいることはできない。弦が調律される場合、駆動装置94の位置は位置センサ93によって測定される。都合のよいことに、位置センサ93は可変抵抗器である。あるいはまた、それは、駆動装置94から引張装置90への接続に取付けられたひずみ計であることもできる。弦が生成するであろう各ノートに対する正確な位置は調律の時に測定され、そしてCPU によってメモリに格納される。次いで、楽器が演奏される場合、弦が調律された時に決定されたと同じ位置を位置センサ93が表示するまで、コントローラー96は駆動装置94を移動させる。良好な実施態様において、駆動装置94はソレノイドである。あるいはまた、それは、引張装置90を引っ張るためのねじの付いた可逆モータであってもよい。駆動装置94がステップモータを備えている、従ってモータの位置がコントローラ− 96の指令によって決定される場合、位置センサ93は必要ではない。その代わりに、弦が調律される場合に、コントローラ−96によって特定されたステップモータの各位置は、ステップモータが指令に応じてその位置にリターンできるように、メモリに格納される。人間の調律者が十分熟練している場合には、耳によって調律することができる。しかし、各弦の各調律のための所望の周波数は、数学的に既知であり、そして前述のように、マイクロプロセッサによって計算することができるので、実施態様が、弦の周波数を測定するために,CPUに結合された周波数センサ92を含んで、電子自己調律を可能にしている場合には、人間による挑戦は大いに低減される。一度に１弦が調律されてさえいれば、周波数センサ92はアコースティックマイクロフォンであってもよい。あるいはまた、電磁コイルピックアップを、各スチール弦のそばで使用することができて、その結果多くの弦を一度に調律することができる。弦が振動させられる場合、周波数センサ92は、CPU に、弦の一次周波数を伝えるので、CPU は、コントローラー96に、駆動装置94を所望の周波数に調整させて、それは、次いで、位置センサ93の位置を、あるいは駆動装置94のステップモータの位置を指摘することによって、メモリに書き留められる。弦が音を出し続けている間、CP U は、コントローラー96に、周波数センサによって測定された周波数を、その弦によって生成されるであろうノートの各々に対して、達成させる。図６に示された実施態様はまた、演奏の途中に、調律を調整することがなくても、平均律音階（あるいはどんな音階でも）に対して、前述のような電子自己調律のために利用することができる。弦65が振動させられる場合、周波数センサ92 は周波数をCPU に伝え、それによってコントローラー96は、所望の周波数が達成されるまで、駆動装置94を調整する。このプロセスは何時でも使用できるので、周囲の気温あるいは湿度が変化しても、弦楽器はその調律が正確であるように、絶えず再調整している。自己調律も実行することができる、前述の調整可能な弦引張実施態様はまた、ギターのような他の弦楽器にも適している。図７に示されるような、アコースティックパイプオルガンに対して、解決法は基本的に同じである。コントローラーおよび駆動装置106 は、パイプ102 とパイプのベース108 間の伸縮継手において運動を調整することによって、パイプ102 の長さを調整する。弦引張装置についてと同じように、位置センサ104 はCPU にフィードバックを与える、あるいは駆動装置106 は、パイプの位置の仕様をCPU に提供するステップモータを備える。図６の弦引張調整装置におけるように、調律のために、図示されていないが、周波数センサがCPU に、パイプが特定位置にある場合に音を出している周波数を伝える。そのような第１の代替実施態様において、演奏家によって演奏されているコードを自動的に決定するためのアルゴリズムが適用されている。演奏家によって全オクターブで演奏されるノートは、全ノート数が０と11の間の数になるまで、各ノート数から12を減算することによって、１オクターブまで低減される。その結果は３桁の16進数で格納される。各16進数は４つの２進数またはビットで表現される。３つの16進数を表わす12ビットは、アルゴリズムで使用されて、オクターブの12ノートに対応する。アルゴリズムは、同じ３桁の16進数をルックアップ表に位置決めし、そこでは対応するコード基音を見つけることができる。若干の場合、２つ以上のコードを表わすノートの組み合わせがある。例えば、ノートＣ、Ｅ、ＧおよびＡはＣの６番目のコードおよびＡ短調の７番目のコードを形成する。そのような場合、ルックアップテーブルはデフォルトコード基音を選択する。コード基音セレクタキーを利用することによって、演奏家はいつでも、自動コード基音選択を解除することができる。第２の代替実施態様においては、最低ノート、最高ノートのような、演奏家によって演奏された若干のノートの位置、あるいは演奏家によって選択された他のノート位置あるいはノートの範囲によって、コード基音が選択される。第３の代替実施態様においては、キーボードのオクターブはノートを構成するためには無効にされていて、それはコード基音セレクタキーパッドになっている。発明の別の実施態様では、キーと基音セレクタ装置はコンピュータMIDI、あるいは並列または直列ポートに取付けられており、従ってトーンジェネレーターのために予定した調律データが、ソフトウエアによって検索され、かつそのソフトウエアに適した態様で格納されることができて、適切な場所で調律データを現存音楽データファイルあるいは音楽データのシーケンスに加算して、前述のように、再調律命令として、トーンジェネレーターに送信する、その結果、音楽データファイルあるいは音楽シーケンスの音楽は純正律で演奏されるであろう。この実施態様を利用して、元来、非特定調律あるいは平均律調律（またはどんな調律でも）によって作り出された音楽録音あるいは音楽データシーケンス録音からの出力を、その音楽データシーケンス録音にキーとコード基音の選択例を加算し、その録音を純正律で演奏させることによって、発生することができる。発明の別の実施態様においては、ソフトウエアを利用して、キーと基音の選択例を、音楽データファイルまたはシーケンスの一部の、あるいはそれに同期した時間符号と一緒に、データファイルに格納する。音楽ファイルあるいはシーケンスが演奏される場合、キーと基音選択例はCPU に送信され、CPU は、前述のように、RAM のアレイからｎトーン識別子セットを検索し、そしてそれらを再調律命令としてトーンジェネレーターに送信し、その結果、音楽データファイルまたは音楽シーケンスの中の音楽は純正律で演奏されるであろう。時間符号と一緒にそのようなデータファイルに格納されたキーと基音の選択例が演奏される場合、演奏家は、演奏している間、キーとコード基音を調整する必要から解放されている。そのようなデータファイルは、レコーディングあるいは電子送信データファイルの形式で再生あるいは分配されて、多くの演奏家によって利用されることができる。発明の良好な実施態様および代替のそしてその他の実施態様についての上記説明は例証的であって、発明の範囲を限定するものではないことは、当業者には理解されるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩＧ１０Ｈ 1/00 １０２ 7829−5ＨＧ１０Ｈ 1/00 １０２Ｚ 1/18 7829−5Ｈ 1/18 Ｚ 1/20 7829−5Ｈ 1/20 1/38 7829−5Ｈ 1/38 Ｚ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ウエイラー，レックスエイ. カナダマンソンズランディングヴイ０ピー１ケイ０コーテアイランドピー．オー．ボックス 85（番地の表示なし)

Claims

【特許請求の範囲】１．ノート選択例受信器とピッチ発生手段を持つ音楽装置の調律を調整して、ノート選択例受信器にノート選択例が与えられる場合、純正音程を持つ複数のピッチを発生する方法であって、選択されたキーおよびそのキー内の最初に選択されたコード基音を受信する段階と；選択されたキーの主音から選択されたコード基音の主音への純正音程および最初に選択されたコード基音の主音から選択されたノートの各々への純正音程に基づいて、ノート選択例が受信される場合に発生されるべきピッチを決定する段階と；そして決定されたピッチを音楽装置に通信する段階、とから成ることを特徴とする前記方法。２．なお、選択されたキー内の第２選択コード基音を受信する段階と；そして選択キーの主音から第２選択コード基音の主音への純正音程および第２選択コード基音の主音から選択ノートの各々への純正音程に基づいて、ノート選択例が受信される場合に発生されるべきピッチを決定する段階、とから成ることを特徴とする、請求項１の方法。３．請求項1 の方法によって行われたことを特徴とする音楽レコーディング。４．請求項2 の方法によって行われたことを特徴とする音楽レコーディング。５．音楽装置の調律を調整して純正音程を持つ複数のピッチを発生する装置によって読むことができる電子データファイルであって、選択キーとそのキー内の第１選択コード基音がその装置によって利用されるための仕様を含んでいることを特徴とする前記電子データファイル。６．なお、キー内の第２選択コード基音の仕様を含んでいることを特徴とする、請求項5 のデータファイル。７．コンピュータを操作するソフトウエアであって、コンピュータに請求項1 の方法を実行させる段階を含んでいることを特徴とする前記ソフトウエア。８．コンピュータを操作するソフトウエアであって、コンピュータに請求項2 の方法を実行させる段階を含んでいることを特徴とする前記ソフトウエア。９．請求項1 の方法によって、音楽ノート仕様から成るデータシーケンスを処理して、キーとコード基音選択例を加算し、よって純正律で演奏することができる音楽データを発生する段階を実行することを特徴とする装置。１０．請求項2 の方法によって、音楽ノート仕様から成るデータシーケンスを処理して、キーとコード基音選択例を加算し、よって純正律で演奏することができる音楽データを発生する段階を実行することを特徴とする装置。１１．ノート選択例受信器とピッチ供給装置を持つ、音楽装置の調律を調整して、ノート選択例受信器にノート選択例が与えられる場合に、純正律を持つ複数のピッチを供給する装置であって、選択キーとキー内のコード基音を受信する選択例受信手段と；選択キーの主音から選択コード基音の主音への純正音程と選択コード基音の主音から選択ノートの各々への純正音程に基づいて、ノート選択例が受信される場合に提供されるべきピッチを決定する手段；および決定したピッチを音楽装置に通信する手段、とを備えていることを特徴とする、前記装置。１２．提供されるべき純正律音を決定する手段は、選択キーとキー内の選択コード基音を受信する１つ以上の入力を持ち、そしてピッチを提供する出力を持つ電気回路を備えていることを特徴とする、請求項11の装置。１３．電気回路が、トーン識別子を含むメモリ、トーン識別子の少なくとも１つはそれ自体とメモリ内の少なくとも１つの他のトーン識別子間の純正律音程を特定する、前記メモリと、選択キー、選択コード基音、および選択ノートに基づいて、メモリ内のトーン識別子を選択する論理回路、とを備えていることを特徴とする、請求項12の装置。１４．楽器が演奏されている間、純正律で演奏するように楽器の調律を調整する装置は、楽音を発生する楽器に関連するサウンド手段と；ｎは１オクターブの音階の音の数である、ｎ³のトーン識別子を格納するメモリと、トーン識別子は、ｎ音楽キーの各々に対するｎコード基音の各々のｎトーン識別子セットに分けられていて、そして各トーン識別子は楽器のサウンド手段によって発生されるべき音に対応し、そしてトーン識別子に対応する音のセットは純正律音程を発生する；作品の音が演奏されるであろうキーとキー内のコード基音を演奏家に選択させる、楽器に関連した選択手段と；楽器に関連する論理回路と；前記選択手段によって選択されたキーとコード基音に対応するｎトーン識別子セットからの少なくとも１つのトーン識別子をメモリから検索し、そしてそのように検索したトーン識別子の前記少なくとも１つをサウンド手段に通信する、論理回路に関連する手段、とを備えていることを特徴とする、前記装置。１５．トーン識別子セットは、単一ピッチに与えられたｎ比率セットによって定められた音楽キーの音、前記ｎキーの音の各々に与えられた前記ｎ比率セットによって定められたｎ²コード基音、および前記ｎ²基音の各々に与えられた前記ｎ比率セットによって定められたｎ³トーン識別子、とから成ることを特徴とする請求項14の装置。１６．なお、選択されたｎ比率セットを受信する音階選択手段を備えていることを特徴とする、請求項15の装置。１７．楽器が演奏されている間、純正律で演奏するように楽器の調律を調整する方法において、選択手段は楽器に関連して、演奏家がキーとコード基音を選択できるようにしており、メモリ手段は楽器に関連して、ｎ音楽的キーの各々のｎコード基音の各々に対するｎトーン識別子セットから成るデータベースを格納しており、そしてサウンド手段は楽器に関連して、楽音を発生するが、キーと音楽キー内のコード基音を選択する段階と；前記選択キーとコード基音を前記データベースに通信する段階と；前記データベースから、選択キーとコード基音に対応するｎトーン識別子セットから選択された少なくとも１つのトーン識別子を検索する段階と；前記少なくとも１つのトーン識別子を前記楽器の前記サウンド手段に通信し、それによって、前記音が演奏家によって演奏されるよう選択される場合、前記少なくとも１つの音をサウンド手段に発生させる段階、とから成ることを特徴とする前記方法。１８．楽器の調律を調整する電子装置であって、物理的ノートジェネレーターを物理的に調整して、ノートジェネレーターによって発生された一次周波数を調整する電子動作駆動装置に結合された電子コントローラー、を備えていることを特徴とする、前記電子装置。１９．なお、物理的ノートジェネレーターの位置を検出し、かつ位置情報を電子コントローラーに与える位置センサ、を備えていることを特徴とする、請求項18の装置。２０．なお、物理的ノートジェネレーターによって発生された一次周波数を検出し、かつ電子コントローラーに周波数情報を与える周波数センサ、を備えていることを特徴とする、請求項18の装置。２１．物理的ノートジェネレーターはパイプオルガンのパイプであることを特徴とする、請求項18の装置。２２．物理的ノートジェネレーターは２つのブリッジ間に張られた弦であることを特徴とする、請求項18の装置。２３．電子動作駆動装置は電子作動調整可能ブリッジであり、そして作動すると、２つのブリッジ間の弦の長さを調整することを特徴とする、請求項22の装置。