JPH1055177A - 電子管楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人間が話したり口笛を吹いたりするような要
領で誰でも簡単に演奏ができるようにする。 【解決手段】 マウスピース２を口にくわえて演奏する
際、マウスピース２を噛む力を変化させると、マウスピ
ース２のリップ部６が弾性部材９の弾性力に抗して回動
し、これに伴ってリップ部６の先端が呼気流路５内に出
没して呼気流路５の隙間Ｌを変化させるので、呼気流路
５内に吹き込まれる呼気の流速Ｑを変化させることがで
き、またブレスセンサ８からの検出信号に基づいて楽音
制御手段が楽音の音高および音量を制御する際、マウス
ピース２の噛む力と呼気流路５内の呼気の流速Ｑとで楽
音の音高を制御し、かつ呼気の流速Ｑで楽音の音量を制
御するので、噛む力と呼気の流速Ｑのいずれか一方だけ
で音高を制御する場合に比べて、急激な音高変化がな
く、安定した音高制御ができ、人間が話したり口笛を吹
いたりするような要領で誰でも簡単に演奏ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電子管楽器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子管楽器には、管楽器本体の先
端に設けられたマウスピースから吹き込まれた呼気の圧
力をブレスセンサで検出し、このブレスセンサからの検
出信号に基づいて楽音の音量を制御するとともに、管楽
器本体に設けられた複数の音高指定スイッチで楽音の音
高を指定することにより、所望の演奏ができるようにし
たものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電子管楽器では、演奏者が演奏を楽しむためには音
高指定スイッチの独特のスイッチ操作を修得する必要が
あり、しかもこのスイッチ操作の技能を修得するのに時
間がかかるため、誰でも簡単に演奏を楽しむことができ
ないという不都合があった。

【０００４】この発明の課題は、人間が「話す」という
動作をする際、息の強さや口の形状を無意識にコントロ
ールしている点に着目し、この動作を楽器の楽音制御に
適用することにより、人間が話したり口笛を吹いたりす
るような要領で誰でも簡単に演奏ができるようにするこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、管楽器本体
と、この管楽器本体の先端に設けられ、内部に呼気流路
が設けられたマウスピースと、このマウスピースに回動
可能に設けられてマウスピースをくわえる力に応じて呼
気流路内に出没可能に突出するリップ部と、呼気流路に
吹き込まれた呼気の流速を検出するブレスセンサと、こ
のブレスセンサで検出された検出信号に基づいて楽音の
音高および音量を制御する楽音制御手段とを備え、マウ
スピースを口にくわえて演奏する際、リップ部を呼気流
路内に向けて回動させるマウスピースのくわえる力と呼
気流路内に吹き込まれた呼気の流速とで楽音の音高を制
御するとともに、吹き込まれた呼気の流速で楽音の音量
を制御することを特徴とする。

【０００６】したがって、この発明によれば、マウスピ
ースを口にくわえて演奏する際、マウスピースをくわえ
る力を変化させると、このくわえる力に応じてマウスピ
ースのリップ部が呼気流路内の出没方向に回動変位し、
これにより呼気流路内を流れる呼気の流速を変化させる
ことができ、このようなマウスピースのくわえる力と呼
気流路内に吹き込まれた呼気の流速とで楽音の音高を制
御するとともに、吹き込まれた呼気の流速で楽音の音量
を制御するので、くわえる力と呼気の流速のいずれか一
方だけで音高を制御する場合に比べて、急激な音高変化
を防ぐことができ、安定した音高制御ができ、このため
人間が話したり口笛を吹いたりするような要領で誰でも
簡単に演奏ができ、しかも一定の音高を保つ際には吹き
込まれた呼気の流速とマウスピースをくわえる力のいず
れか一方を選択することができるので、安定した音高を
保つことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１２を参照して、
この発明の電子管楽器の一実施形態について説明する。
図１は電子管楽器の外観図である。この図において、１
は合成樹脂製の管楽器本体である。この管楽器本体１の
先端つまり吹口部には、マウスピース２が取り付けられ
ており、管楽器本体１のベルの部分の外面には、操作表
示部３が設けられている。この操作表示部３は、音高の
種類などを選択するキースイッチ部３ａと、情報を表示
する表示部３ｂとからなっている。なお、管楽器本体１
のベルの部分の内部には、回路基板やスピーカなどの種
々の電子部品（図示せず）が組み込まれている。

【０００８】マウスピース２は、図２に示すように、演
奏者の口ｍにくわえ込まれるものであり、合成樹脂から
なり、図３および図４に示すように、その内部に呼気流
路５が形成され、この呼気流路５と外部とに貫通する開
口部２ａ内にリップ部６が支持ピン７によって回動可能
に取り付けられ、このリップ部６に呼気流路５内に吹き
込まれた呼気の流速を検出するブレスセンサ８が設けら
れた構造になっている。この場合、リップ部６は、その
奥部が支持ピン７によって取り付けられ、この奥端部に
設けられた係止突起６ａと開口部２ａの内壁に設けられ
た係止凹部２ｂとの間にコイルバネやゴムなどの弾性部
材９が配置され、この弾性部材９の弾性力によって呼気
流路５内を広げる方向に付勢されている。そして、この
リップ部６は、マウスピース２を口ｍでくわえて弾性部
材９の弾性力に抗して噛むと、その噛む力に応じて支持
ピン７を中心に回動し、図４に示すようにリップ部６の
先端が呼気流路５内の出没方向に変位して呼気流路５の
先端側における隙間Ｌを変化させ、これにより呼気流路
５内の呼気の流速が変化する構造になっている。なお、
マウスピース２の外面上部には、上あごの歯を係止する
凹部２ｃが後述するブレスセンサ８の呼気流入部１１に
対応して設けられている。

【０００９】ブレスセンサ８は、ピトー管タイプのもの
であり、図５（ａ）に示すように、ベース部１０に呼気
流入部１１およびセンサ部１２が一体に形成され、呼気
流入部１１内からベース部１０内を経てセンサ部１２内
に亘って検出流路１３が連続して形成された構造になっ
ている。この場合、ベース部１０は、マウスピース２の
呼気流路５の内壁に埋め込まれている。呼気流入部１１
は、ベース部１０の呼気流入側に設けられ、ベース部１
０から呼気流路５内に突出し、この突出した部分の呼気
流入面つまり呼気がほぼ垂直に当たる面に呼気流入口１
４が設けられ、この呼気流入口１４から検出流路１３内
に呼気が流入する構造になっている。

【００１０】ブレスセンサ８のセンサ部１２は、弾性変
形可能な円筒状のドーム部１５内に光センサ１６を配置
し、検出流路１３から流入した呼気の圧力に応じてドー
ム部１５が変形し、このドーム部１５の変形状態を光セ
ンサ１６で検出する構造になっている。すなわち、ドー
ム部１５は、図５（ｂ）に示すように、その上部周縁部
に蛇腹状の弾性変形可能な薄肉部１５ａが円形状に連続
して形成され、この薄肉部１５ａが検出流路１３から流
入した呼気の圧力とドーム部１５の外部を流れる呼気の
圧力との圧力差によって変形し、これに伴ってドーム部
１５の上端部１５ｂが上下に変位する構造になってい
る。光センサ１６は、発光素子と受光素子とからなる検
出部１６ａを基板１６ｂ上に設け、リード線１６ｃによ
り管楽器本体１内の回路基板（図示せず）に電気的に接
続したものである。この光センサ１６は、ドーム部１５
内の底部に配置され、上下に変位するドーム部１５の上
端部１５ｂの内面に発光素子からの赤外線などの光を照
射し、その反射光を受光素子で受光することにより、上
下に変位する上端部１５ｂの内面の高さを検出し、これ
により呼気流路５内に吹き込まれた呼気の流速を検出す
る構造になっている。

【００１１】この電子管楽器の回路構成は、図６に示す
ような構成になっている。マウスピース２に設けられた
ブレスセンサ８は、検出した信号をアナログ信号として
アンプ２０に出力する。アンプ２０は、アナログ信号を
増幅してＡ／Ｄコンバータ２１に出力する。Ａ／Ｄコン
バータ２１は、アンプ２０で増幅されたアナログ信号を
デジタル信号に変換してＣＰＵ２２に入力する。ＣＰＵ
２２は、ＲＯＭ／ＲＡＭ２３との間でデータの授受を行
ない、このＲＯＭ／ＲＡＭ２３からのプログラムに従っ
て操作表示部３の表示部３ｂにデータを表示するととも
に、ブレスセンサ８からの検出信号および操作表示部３
のキースイッチ部３ａで選択指定された音高の種類など
のデータに基づいて音源部２４に発音データを与える。
音源部２４は、ＣＰＵ２２からの発音データに基づいて
楽音信号を作成してＤ／Ａコンバータ２５に出力する。
Ｄ／Ａコンバータ２５は、音源部２４からの楽音信号を
ＣＰＵ２２からの波形成形信号に基づいて波形を整形す
るとともに、デジタル信号をアナログ信号に変化してア
ンプ２６に出力する。アンプ２６はＤ／Ａコンバータ２
５からのアナログ信号を増幅してスピーカ２７に出力
し、スピーカ２７はアンプ２６で増幅されたアナログ信
号に基づいて楽音を放音する。

【００１２】ところで、この電子管楽器では、ブレスセ
ンサ８の光センサ１６で検出された呼気の流速Ｑと音高
との関係が、図７（ａ）に示すように、マウスピース２
の噛む力が一定のとき、つまり呼気流路５の隙間Ｌが変
化しない状態のとき、例えば音高が３オクターブ（Ｃ１
〜Ｃ３）の範囲において、呼気の流速Ｑが遅いと音高が
低く、呼気の流速Ｑが速くなるに従って音高が高くなる
ような比例関係に設定されているとともに、呼気の流速
Ｑとマウスピース２の噛む力との関係、つまり呼気の流
速Ｑと呼気流路５の隙間Ｌとの関係が、図７（ｂ）に示
すように、音高を一定としたとき、呼気の流速Ｑが遅い
と呼気流路５の隙間Ｌが大きく、マウスピース２の噛む
力が弱く、呼気の流速Ｑが速くなるに従って呼気流路５
の隙間Ｌが小さくなり、マウスピース２の噛む力が強く
なるような反比例関係に設定されている。この場合、音
高変化の種類は、数種類あり、例えば図６（ａ）および
図６（ｂ）に示すように、実線Ａのような直線、２点鎖
線Ｂのような上方に向けて凸となる曲線、２点鎖線Ｃの
ような下方に向けて凸となる曲線などであり、これらが
ＲＯＭ／ＲＡＭ２３に予め記憶されており、演奏者が操
作表示部３のキースイッチ部３ａによって音高変化の種
類を任意に選択できるようになっている。

【００１３】また、ＲＯＭ／ＲＡＭ２３には、図８およ
び図９に示すように、マップデータＭＡＰ（ｉ）が記憶
されているとともに、メモリエリヤＭ（ｉ）が設けられ
ている。マップデータＭＡＰ（ｉ）は、３種類の異なる
音高パターンのデータであり、マップデータＭＡＰ１〜
ＭＡＰ３からなり、操作表示部３のキースイッチ部３ａ
の操作によってマップデータＭＡＰ１〜ＭＡＰ３のいず
れかが指定される。例えば、マップデータＭＡＰ１は、
図７（ａ）および図７（ｂ）の実線Ａに対応するデータ
であり、図８に示すように、４ビットのアドレスと４ビ
ットのデータＤがそれぞれ対応して多数設けられてい
る。マップデータＭＡＰ２は同図の２点鎖線Ｂに対応す
るデータで、ＭＡＰ３は同図の２点鎖線Ｃに対応するデ
ータで、それぞれマップデータＭＡＰ１と異なるデータ
で構成されている。メモリエリヤＭ（ｉ）は、図９に示
すように、４つのメモリＭ１〜Ｍ４をそれぞれ記憶する
ものであり、メモリＭ１はブレスセンサ８で検出された
呼気の流速Ｑの値を記憶し、メモリＭ２はメモリＭ１に
記憶された呼気の流速Ｑの値からあるしきい値ｋを引い
た値を記憶し、メモリＭ３は指定されたマップデータＭ
ＡＰ１〜ＭＡＰ３のいずれからメモリＭ１の値に基づい
て読み出されたデータＤを記憶し、メモリＭ４はメモリ
Ｍ１とメモリＭ３との積の値を記憶する。

【００１４】次に、図１０〜図１２を参照して、この電
子管楽器の動作フローについて説明する。まず、図１０
に示したメインフローでは、マウスピース２を口ｍにく
わえて電源をオンさせるとスタートし、ステップＳ１で
システムをリセットし、メモリＭ１〜Ｍ４をクリアし、
スピーカ２８からの放音を消してステップＳ２に進む。
ステップＳ２では、呼気流路５内の呼気の流速Ｑに変化
があるかが判断され、変化がないときにはマウスピース
２に息が吹き込まれるまで待機し、息が吹き込まれて呼
気の流速Ｑが変化すると、その流速Ｑがブレスセンサ８
で検出され、ステップＳ３に進で、ブレスセンサ８で検
出された呼気の流速ＱをメモリＭ１にストアする。この
後、ステップＳ４に進んで、メモリＭ１の値が予め設定
されたしきい値ｋよりも大きいかが判断され、しきい値
ｋに達しないときには、ステップＳ５に進んでスピーカ
２８からの放音を消し、ステップＳ６に進んでメモリＭ
２をクリアし、再びステップＳ２に戻り、メモリＭ１の
値がしきい値ｋに達するまで上記フローを繰り返す。そ
して、メモリＭ１の値がしきい値ｋに達し、ステップＳ
４でメモリＭ１の値がしきい値ｋよりも大きいと判断さ
れると、ステップＳ７に進んでメモリＭ２にメモリＭ１
の値からしきい値ｋを引いたデータ（＝Ｍ１−ｋ）をス
トアする。

【００１５】この後、ステップＳ８に進んで、マップデ
ータＭＡＰ（ｉ）を参照し、予め指定されたマップデー
タＭＡＰ（ｉ）からデータＤを読み出し、ステップＳ９
に進んで読み出されたデータＤをメモリＭ３にストア
し、ステップＳ１０に進んでメモリＭ１の値とメモリＭ
３の値を掛け合わせる演算を行ない、この演算結果（＝
Ｍ１×Ｍ３）の値をメモリＭ４にストアする。すなわ
ち、ステップＳ８からステップＳ１０までのフローは、
ブレスセンサ８で検出されるデータが呼気の流量Ｑのみ
であるため、呼気の流量Ｑを元にしてマウスピース２の
噛む力を算出する必要があり、この噛む力をマップデー
タＭＡＰ（ｉ）から読み出し、この読み出したデータＤ
と呼気の流量Ｑとを掛け合わすことにより、楽音の音高
の決定を可能にする。そして、ステップＳ１１に進ん
で、メモリＭ４の値に基づいて楽音の音高を決定し、ス
テップＳ１２に進んでメモリＭ２の値に基づいて楽音の
音量を決定し、この決定された音高および音量で楽音を
スピーカ２８から放音させ、ステップＳ１３に進んで電
源がオフであるかを判断し、オフでないときには再びス
テップＳ２に戻って上記フローを繰り返し、楽音を連続
して放音し、オフのときにはこのフローを終了する。

【００１６】ところで、ステップＳ８でマップデータＭ
ＡＰ（ｉ）からデータＤを読み出すマップ参照処理は、
メインフローのステップＳ７でメモリＭ２にデータ（＝
Ｍ１−ｋ）がストアされるとスタートし、図１１に示す
ステップＳ１５で、マップデータＭＡＰ１〜ＭＡＰ３の
いずれがキースイッチ部３ａの操作によって指定されて
いるかを判断し、ステップＳ１６で指定されたマップデ
ータＭＡＰ（ｉ）、例えばマップデータＭＡＰ１が指定
されているときには、マップデータＭＡＰ１からメモリ
Ｍ１の値に対応するアドレスが選択され、このアドレス
に対応するデータＤが読み出され、メインフローに戻
り、ステップＳ９で読み出されたデータＤがメモリＭ３
にストアされる。なお、キースイッチ部３ａの操作によ
ってマップデータＭＡＰ１〜ＭＡＰ３のいずれかを選択
指定するスイッチ割込み処理は、図１２に示すように、
キースイッチ部３ａが操作されると、スタートし、ステ
ップＳ１７でキースイッチ部３ａの操作に応じてマップ
データＭＡＰ１〜ＭＡＰ３のいずれかが指定され、指定
されたマップデータＭＡＰ（ｉ）のデータがＣＰＵ２２
に取り込まれ、メインフローに戻る。

【００１７】このように、この電子管楽器では、マウス
ピース２を口ｍにくわえて演奏する際、マウスピース２
をくわえて噛む力を変化させると、マウスピース２のリ
ップ部６が弾性部材９の弾性力に応じて回動し、これに
伴ってリップ部６の先端が呼気流路５内の出没方向に変
位して呼気流路５の隙間Ｌを変化させるので、呼気流路
５内に吹き込まれる呼気の流速Ｑを変化させることがで
き、またブレスセンサ８で検出された検出信号に基づい
てＣＰＵ２２、ＲＯＭ／ＲＡＭ２３などの楽音制御手段
が楽音の音高および音量を制御する際、マウスピース２
の噛む力と呼気流路５内に吹き込まれた呼気の流速Ｑと
によって楽音制御手段のマップデータＭＡＰ（ｉ）を参
照して楽音の音高を制御するとともに、吹き込まれた呼
気の流速Ｑで楽音の音量を制御するので、噛む力と呼気
の流速Ｑのいずれか一方だけで音高を制御する場合に比
べて、急激な音高変化を防ぐことができ、安定した音高
制御ができ、このため人間が話したり口笛を吹いたりす
るような要領で誰でも簡単に演奏ができ、しかも一定の
音高を保つ際には吹き込まれた呼気の流速Ｑとマウスピ
ース２の噛む力のいずれか一方を選択することができる
ので、安定した音高を保つことができる。

【００１８】なお、上記実施形態では、ブレスセンサ８
をリップ部６に設けたが、必ずしもリップ部６に設ける
必要はなく、マウスピース２内の呼気流路５の内壁に設
けてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、管楽器本体の先端に設けられたマウスピースにリッ
プ部を回動可能に設けるとともに、呼気流路内に吹き込
まれた呼気の流速を検出するブレスセンサを設けたか
ら、マウスピースを口にくわえて演奏する際、マウスピ
ースをくわえる力を変化させると、このくわえる力に応
じてマウスピースのリップ部が呼気流路内の出没方向に
回動変位し、これにより呼気流路内に吹き込まれる呼気
の流速を変化させることができ、またブレスセンサで検
出された検出信号に基づいて楽音制御手段が楽音の音高
および音量を制御する際、マウスピースのくわえる力と
呼気流路内に吹き込まれた呼気の流速とで楽音の音高を
制御するとともに、吹き込まれた呼気の流速で楽音の音
量を制御するので、くわえる力と呼気の流速のいずれか
一方だけで音高を制御する場合に比べて、急激な音高変
化を防ぐことができ、安定した音高制御ができ、このた
め人間が話したり口笛を吹いたりするような要領で誰で
も簡単に演奏ができ、しかも一定の音高を保つ際には吹
き込まれた呼気の流速とマウスピースをくわえる力のい
ずれか一方を選択することができるので、安定した音高
を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電子管楽器の一実施形態の外観斜視
図。

【図２】図１のマウスピースを口にくわえた状態で一部
を断面した図。

【図３】図２のマウスピースの要部を拡大した断面図。

【図４】図３のマウスピースをくわえて噛んだときの状
態を示した断面図。

【図５】図３のブレスセンサを示し、（ａ）はその分解
斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ拡大断面図。

【図６】図１の電子管楽器の回路構成を示したブロック
図。

【図７】（ａ）はブレスセンサで検出された呼気の流速
と音高との関係を示した図、（ｂ）は呼気の流速とマウ
スピースの噛む力との関係を示した図。

【図８】ＲＯＭ／ＲＡＭ内に記憶されたマップデータの
一例を示した図。

【図９】ＲＯＭ／ＲＡＭ内のメモリエリアを示した図

【図１０】図１の電子管楽器のメインフローを示した
図。

【図１１】図９のメインフローのマップデータを参照し
てデータを読み出す処理を示した図。

【図１２】キースイッチ部の割込み処理を示した図。

【符号の説明】

１ 管楽器本体 ２ マウスピース ５ 呼気流路 ６ リップ部 ８ ブレスセンサ ９ 弾性部材 １１ 呼気流入部 ２２ ＣＰＵ ２３ ＲＯＭ／ＲＡＭ ２４ 音源部 Ｌ 呼気流路内の隙間 ＭＡＰ（ｉ） マップデータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管楽器本体と、この管楽器本体の先端に設
   けられ、内部に呼気流路が設けられたマウスピースと、
   このマウスピースに回動可能に設けられて前記マウスピ
   ースをくわえる力に応じて前記呼気流路内に出没可能に
   突出するリップ部と、前記呼気流路に吹き込まれた呼気
   の流速を検出するブレスセンサと、このブレスセンサで
   検出された検出信号に基づいて楽音の音高および音量を
   制御する楽音制御手段とを備え、 前記マウスピースを口にくわえて演奏する際、前記リッ
   プ部を前記呼気流路内に向けて回動させる前記マウスピ
   ースのくわえる力と前記呼気流路内に吹き込まれた呼気
   の流速とで楽音の音高を制御するとともに、前記吹き込
   まれた呼気の流速で楽音の音量を制御することを特徴と
   する電子管楽器。
2. 【請求項２】前記楽音制御手段は、楽音の音高を決定す
   るためのマップデータを備えていることを特徴とする請
   求項１記載の電子管楽器。
3. 【請求項３】前記リップ部は、弾性部材によって前記呼
   気流路内を広げる方向に向けて付勢されていることを特
   徴とする請求項１または２記載の電子管楽器。
4. 【請求項４】前記ブレスセンサは、前記リップ部に設け
   られていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
   記載の電子管楽器。