JPS5942315B2 - electronic musical instruments - Google Patents

electronic musical instruments

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JPS5942315B2
JPS5942315B2 JP48091810A JP9181073A JPS5942315B2 JP S5942315 B2 JPS5942315 B2 JP S5942315B2 JP 48091810 A JP48091810 A JP 48091810A JP 9181073 A JP9181073 A JP 9181073A JP S5942315 B2 JPS5942315 B2 JP S5942315B2
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JP
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signal
output
instrument
output signal
key
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JP48091810A
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Japanese (ja)
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JPS5040122A (en
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ア−ル ノウブル ロジヤ−
エイ ベルナルデイ ウイリアム
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KONPYUTON Inc
Original Assignee
KONPYUTON Inc
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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般には電子楽器に関し、さらに詳しくはエク
スプレツシヨン(表情)の種々の複雑なシューシンク(
微小変化)および演奏者の才能および能力で現われる装
飾音を音に変換することができる電子楽器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates generally to electronic musical instruments, and more particularly to electronic musical instruments, and more particularly, to a variety of complex shoe sinks for expressions.
It concerns an electronic musical instrument that is capable of converting into sounds ornaments that appear with minute changes) and the talents and abilities of the performer.

音響作用の管楽器(電子楽器ではない通常の管楽器)は
、勿論、音楽の分野において古くから知られており、そ
して非常に複雑な音響特性を呈しかつ広範囲のエクスプ
レツシヨンで演奏できる能力をもつ多種類のリード/空
気式柱状楽器を含む。
Acoustic wind instruments (ordinary wind instruments, not electronic instruments) have, of course, been known for a long time in the field of music, and are versatile instruments that exhibit very complex acoustic characteristics and the ability to play over a wide range of expressions. Including types of reed/pneumatic columnar instruments.

音楽家(劫m常くちびるの当て方と称されるくちびるの
形態と圧力の組合せにより、そしてある特性のアタツク
を演奏に与えるために自分が楽器に供給する空気の流れ
を制御することによつて、そしてまた発生される楽音の
ピツチまたは周波数を変えるようにキー操作することに
よつて、これら楽器で自分のエクスプレツシヨンおよび
音質を得る。リード楽器を演奏する際に音源は振動する
リードであると考えることができ、そして演奏によつて
生じる特有の音はリードに結合されるホーンによつて形
成される音響的共鳴とリードに結合される演奏者の口の
構造との修正効果の組合せである。くちびるの当て方お
よび息の制御を通じて、ならびにキーの指使い(運指)
を通じて、演奏者が行なう制御は大いに変化可能であり
、また非常に融通性があり、従つて非常に表情豊かにで
きる。楽器の一般的楽音の性質ずなわち音質はホーンに
よるリードから選択された基音と、この基音の高調波(
倍音)からの寄与との組合せから生じる。高調波のそれ
ぞれからの全体の楽音に対する寄与は楽器の音響的フイ
ルタ作用から生じる。特定の楽器の選択は与えられたく
ちびるの圧力、息の流れおよび音符に対して特定の楽音
構造をもたらすけれど、この楽音構造はくちびるの圧力
および息の流れを変えることによつて与えられた音符に
対して大いに変化可能である。従つて、異なる演奏者に
よつてあるいは同じ演奏者によつてさえ異なる態様で演
奏される同じ楽器の同じ音符は異なる楽音構造をもち得
る。
The musician (kalpa) by the combination of lip shape and pressure, often referred to as lip application, and by controlling the flow of air he supplies to the instrument in order to impart a certain characteristic of attack to the playing. You can also get your own expression and tone with these instruments by manipulating the keys to change the pitch or frequency of the musical notes produced.When playing a reed instrument, the sound source is a vibrating reed. It can be thought that the characteristic sound produced by playing is a combination of the acoustic resonance formed by the horn coupled to the reed and the modifying effect of the performer's mouth structure coupled to the reed. .Through lip application and breath control, as well as key fingering.
The control exerted by the performer throughout is highly variable and can be very flexible and therefore very expressive. The general nature of the musical tone of an instrument, or the quality of the sound, depends on the fundamental tone selected from the horn reed and the harmonics of this fundamental tone (
result from the combination with contributions from overtones). The contribution to the overall musical tone from each of the harmonics results from the acoustic filtering action of the instrument. The selection of a particular instrument results in a specific musical tone structure for a given note of lip pressure, breath flow, and this tone structure is created by varying the lip pressure and breath flow of a given note. can vary greatly. Thus, the same note on the same instrument played in different ways by different players or even by the same player may have different tonal structures.

演奏者の耳が発せられている音を聴くと、この演奏者の
頭屓ま音が演奏されているときにこの音を修正するよう
にくちびるの圧力および息を制御するということを知る
ことが管楽器についての音楽家の演奏の理解に対する鍵
である。現代の科学技術口調でいえば、ホーンおよび演
奏者からの音響出力を含む閉フイードバツクループが存
在し、この音響出力は耳によつて感知されて頭脳に中継
さへこの頭脳はくちびるの圧力および息の供給に影響を
与える筋肉に制御信号を与えてこれら筋肉を修正し、そ
して音響出力を制御することになる。管楽器は、振巾、
ピツチおよび楽音構成におけるこれら管楽器の制御可能
な変数の範囲のために、また演奏者とマウスピースとの
結合が非常に密接であるため、演奏において非常に広範
囲のエクスプレツシヨンを有し、演奏者が高度の制御を
行なうことを可能にする。代表的な管楽器は、非常に芸
術的なエクスプレツシヨン゛が可能であるけれど、ある
制限を有する。
When the performer's ear listens to the sound being produced, it knows that this performer's head will control the pressure of the lips and breath to modify this sound as it is being played. It is the key to understanding musicians' performance on wind instruments. In modern technological terms, there is a closed feedback loop containing the acoustic output from the horn and the performer, which is sensed by the ears and relayed to the brain, which in turn responds to the pressure of the lips. and will provide control signals to the muscles that affect breath supply to modify these muscles and control acoustic output. Wind instruments include swinging width,
Because of the range of controllable variables of these wind instruments in pitch and tonal structure, and because the coupling between the player and the mouthpiece is so close, they have a very wide range of expression in performance, allowing the player to allows a high degree of control. Although typical wind instruments are capable of very artistic expression, they have certain limitations.

これら制限は基本的にはホーンの音響的性質、そのホー
ンの構造に関連した物理的特性および演奏者の音響系を
このホーンに結合することから生じる。従つて、異なる
口の構造を有する2人の人間は、たとえ同じレベルの専
問技術を与えられたとしても、同じ楽器から同じ音を発
生することはまず不可能である。同様に、同じ音を自由
に発生させるように終始一貫して楽器を演奏するのに必
要なくちびるの当て方の素養は非常な量の訓練を必要と
する。また、楽器に空気流を生じさせるのに必要な物理
的能力および楽器を演奏する筋肉の強さは時々および種
々の状態のもとでは同じ個人でも変化し得る。従つて、
長い演奏を始める演奏者はその同じ演奏の始めあるいは
終りでは物理的に発生することができない音符をホーン
から発生することができる。また、いつたんある技術レ
ベルに達した演奏者は、年をとるに従い、同じ音楽の演
奏を行なうのに必要な物理的能力を失なうであろう。あ
る木管楽器の別の制限は運指の複雑さにある。その理由
は、空気柱の長さが制御されるためにキーの配置が必然
的に制限されるからであり、従つて1つの運指位置から
別の運指位置へのある転移は行ないにくく、あるいは実
質的に不可能でさえあり、従つてその楽器で達成し得る
転調を制限する。再び、3オクターブの帯域にわたつて
演奏される楽器の1つのオクターブにおけるある音符を
発するのに必要な運指は異なるオクターブにおける同じ
音符を発するのに必要な運指とは必然的に相違し得る。
その上、ある楽器は「ウオームアツプ(楽器が暖たまる
こと)」期間後でないと適正に発音しない。楽器におけ
る最近の1つの発展は電子的発振器を適用して電気音響
ラウドスピーカを駆動する電気信号を発生し、それによ
り楽音を発するようにすることである。
These limitations arise essentially from the acoustic properties of the horn, the physical characteristics associated with its construction, and the coupling of the performer's acoustic system to the horn. Therefore, it is almost impossible for two people with different mouth structures to produce the same sound from the same instrument, even if they are given the same level of technical expertise. Similarly, the lip application required to play an instrument consistently and consistently producing the same notes requires a tremendous amount of training. Also, the physical ability required to create airflow in an instrument and the strength of the muscles that play the instrument can vary within the same individual from time to time and under various conditions. Therefore,
A performer starting a long performance can generate notes from the horn that cannot be physically generated at the beginning or end of that same performance. Also, once a performer reaches a certain level of skill, as he gets older he may lose the physical ability necessary to perform the same piece of music. Another limitation of some woodwind instruments is the complexity of the fingering. The reason is that the key placement is necessarily restricted due to the controlled length of the air column, and therefore certain transitions from one fingering position to another are difficult to perform; or even virtually impossible, thus limiting the modulations that can be achieved with the instrument. Again, the fingerings required to produce a certain note in one octave of an instrument played over a three-octave range may necessarily differ from the fingerings required to produce the same note in a different octave. .
Additionally, some instruments will not sound properly until after a "warm-up" period. One recent development in musical instruments is the application of electronic oscillators to generate electrical signals that drive electroacoustic loudspeakers, thereby emitting musical tones.

この概念の比較的通常の具体例が電子オルガンである。
他のものは通常の楽器によつて発せられる音の少なくと
も一部分を増巾、または修正する電子的合成装置および
種々の電子的補助ブースタを含む。しかしながら、これ
ら電子楽器はいずれも、演奏者に密接に結合されず、そ
の結果それらは広範囲のエクスプレツシヨンで演奏する
ことができない。従つて、電子オルガンは各キーごとに
純音を発するように演奏され得る。しかしながら、演奏
者のエクスブレツシヨンは、キーがどのようにたたかれ
ても同じ音符を正確に演奏するから、根本的に指の形状
に制限される。これら電子オルガンにおいては、補助キ
ーによつてビブラートを加えることができる。この補助
キーはあらかじめ定められた変化に従つて脈動的にたた
かれる音符の正確な機械的鳴音を発生させる。このビブ
ラートは管楽器の演奏者によつて発生されるビブラート
とは大きく相違する。管楽器のビブラートは演奏者が個
々に制御し得る周波数および振巾の脈動を発することに
よるものであるからである。管楽器の音響作用のトーン
・ジエネレータ(楽音発生器)を電子信号発生器および
電気音響ラウドスピーカの組合せに置きかえる若干の試
みがあつた。
A relatively common example of this concept is the electronic organ.
Others include electronic synthesizers and various electronic auxiliary boosters that amplify or modify at least a portion of the sounds produced by conventional musical instruments. However, none of these electronic instruments are closely coupled to the player, so that they cannot be played with a wide range of expressions. Therefore, the electronic organ can be played so that each key produces a pure tone. However, a performer's expression is fundamentally limited by the shape of his fingers, since he plays exactly the same note no matter how the key is struck. In these electronic organs, vibrato can be added using auxiliary keys. This auxiliary key generates a precise mechanical sound of pulsating notes according to predetermined variations. This vibrato is significantly different from the vibrato produced by players of wind instruments. This is because the vibrato of a wind instrument is the result of emitting pulsations of frequency and amplitude that can be individually controlled by the performer. There have been some attempts to replace the acoustic tone generators of wind instruments with a combination of electronic signal generators and electroacoustic loudspeakers.

そのような1つの楽器は米国特許第2,301,184
号に記載されている。
One such instrument is U.S. Patent No. 2,301,184
listed in the number.

この特許においては、出力音の周波数はキー操作によつ
て制御さへ これは電子オルガンと同じ態様で電子スイ
ツチにより制御され、他方出力音の振巾はくちびるの圧
力に応答するレオスタツトによつて変更される。そのよ
うな装置を使用すると、演奏者は音符の振巾を変更する
ためにその同じ音符の始まりの音に非常に迅速に応答す
るように要求されよう。電子的トーン・ジエネレータに
信号を発生するようにさせるスイツチが演奏者の息によ
つて作動さぺその結果、演奏者はスイツチを作動させる
ためにある速度で楽器に息を吹き込む必要があつしかし
ながら、この息変換器は単に電子的トーン・ジエネレー
タに対するオン・オフスイツチにすぎない。いくぶん複
雑な解決手段が米国特許第 3,439,106号に記載されている。
In this patent, the frequency of the output sound is controlled by keystrokes, which is controlled by an electronic switch in the same manner as an electronic organ, while the amplitude of the output sound is varied by a rheostat that responds to lip pressure. be done. Using such a device, the performer would be required to respond very quickly to the beginning note of the same note in order to change the amplitude of that same note. Since the switch that causes the electronic tone generator to generate a signal is activated by the player's breath, the player must, however, blow into the instrument at a certain rate to activate the switch. This breath transducer is simply an on/off switch for the electronic tone generator. A somewhat more complex solution is described in US Pat. No. 3,439,106.

この特許においては楽器のマウスピースを通る空気流に
比例して変化する出力電気信号を発生する空気流変換器
を含む楽器が記載されている。この空気流信号は電子信
号発生器によつて発生される出力楽音の振巾を制御し、
そして変化させるのに使用される。発生される楽音の周
波数またはピツチはキーを特定の指使いで演奏すること
によつて制御される。また、この楽器は、キーインク(
キー操作)の他に1つの可変制御手段、すなわち息一振
巾効果のみを含むだけであるので、その演奏特性が制限
される。そのような楽器は音楽上のエクスプレツシヨン
の点で非常に制限を受け、上手に演奏することが対応す
る楽器よりかなりむずかしくなるであろう。大ざつぱに
いえば、本発明の電子楽器は、この楽器のマウスピース
のところの空気流変換器によつて、ならびにこの楽器の
マウスピースのところのくちびる圧力変換器によつて発
生される変換器信号(直流制御電圧)の組合せと運指ま
たはキー信号とによつて制御される電子的トーン・ジエ
ネレータを含む。
This patent describes an instrument that includes an airflow transducer that produces an output electrical signal that varies proportionally to the airflow through the mouthpiece of the instrument. This airflow signal controls the amplitude of the output musical tone produced by the electronic signal generator;
and used to change. The frequency or pitch of the musical tones produced is controlled by playing the keys with specific fingerings. This instrument also has key ink (
Since it includes only one variable control means in addition to key operations, namely the breath width effect, its performance characteristics are limited. Such an instrument would be very limited in terms of musical expression and would be considerably more difficult to play well than its counterpart. Broadly speaking, the electronic musical instrument of the invention comprises transducers generated by an air flow transducer at the mouthpiece of the instrument as well as by a lip pressure transducer at the mouthpiece of the instrument. It includes an electronic tone generator controlled by a combination of signals (DC control voltage) and fingering or key signals.

従つて、この楽器は通常の管楽器を演奏する際に存在す
るのとほとんど同じ物理的制御変数で演奏できる。しか
しながら、同じ音響範囲が、木管楽器を演奏するのに必
要な量より少ない量から任意の十分な量まで調節可能で
ある空気流の範囲内で、発生できる。同様にフアクタの
任意の1つの変更効果が結果として生じる楽音の振巾、
ピツチ・音質および継続時間を変化させるために重み付
加フアクタおよび時間遅延とともに使用できる。この楽
器のトーン・ジエネレータは電圧制御可能な(電圧一周
波数)電子発振器であり、この発振器は演奏の前に設定
されたある周波数範囲内の三角波形を発生し、そして個
々の音符(電圧)の特定の周波数は楽器の運指によつて
選択される。この出力波形はコンパレータに供給さへそ
してくちびるおよび/または風(息)変換器からの重み
付加出力が加えられ得る手動調節可能な直流電圧と比較
され、それによりコンパレータ出力の有効デユーテイサ
イクルを変化させる。
Therefore, the instrument can be played with much the same physical control variables that exist when playing conventional wind instruments. However, the same acoustic range can be produced within a range of airflow that is adjustable from less than the amount needed to play a woodwind instrument to any sufficient amount. Similarly, the amplitude of the musical tone that the effect of changing any one of the factors results in,
Can be used with weighting factors and time delays to vary pitch, quality and duration. The tone generator of this instrument is a voltage-controllable (voltage-frequency) electronic oscillator that generates a triangular waveform within a certain frequency range set before playing, and that generates a The particular frequency is selected by the fingering of the instrument. This output waveform is compared to a manually adjustable DC voltage that is supplied to a comparator and to which a weighted output from a lip and/or wind (breath) transducer can be applied, thereby determining the effective duty cycle of the comparator output. change.

コンパレータからの出力方形波は次に信号遅れ回路に送
られ、ほゾのこぎり状の波形を発生する。こののこぎり
波形は上昇一降下時間の比率、従つて高調波成分、が直
流比較電圧によつて変化する。かくしてコンパレータお
よび遅れ回路はこの信号の周波数スペクトルに影響を与
える。この信号は主として息変換器によつて制御される
振巾変調器に供給することができる。結果として生じる
変調された電圧出力信号は増巾器および音響ラウドスピ
ーカ、あるいはイヤホーンのような可聴出力装置を駆動
するためtこ直接使用できる。この信号はまた、後刻可
聴信号に変換するために、磁気テープのような記憶媒体
に記憶できる.代りに、そして本発明の好ましい実施例
においてはより有効であるが、コンパレータ出力は並列
整列のバンドパスフイルタに供給される。これらフイル
タはそれらの中心周波数がそれらの制御入力に供給され
る電圧に比例して変化するように電圧制御可能である。
制御入力がキーインク回洛の出力に接続されることによ
り、これらフイルタの中心周波数は主トーン・ジエネレ
ータの周波数の変化に整合するように追跡する。フイル
タのそれぞれの間の周波数の差(主トーン・ジエネレー
タと比較される)は自然の順序F,2f,3f,4f,
5f,・・・Nfのような所望の順序に合致するように
調整できる。ここで「f」は主トーン・ジエネレータの
周波数を表わす。調律(同調)は主トーン・ジエネレー
タを整調するのと同じキーインク電圧により行なえる。
The output square wave from the comparator is then sent to a signal delay circuit to generate a sawtooth waveform. In this sawtooth waveform, the ratio of rise and fall times, and thus the harmonic components, change depending on the DC comparison voltage. The comparator and delay circuits thus affect the frequency spectrum of this signal. This signal can be fed to an amplitude modulator that is primarily controlled by the breath transducer. The resulting modulated voltage output signal can be used directly to drive audible output devices such as amplifiers and acoustic loudspeakers or earphones. This signal can also be stored on a storage medium such as magnetic tape for later conversion to an audible signal. Alternatively, and more effectively in a preferred embodiment of the invention, the comparator output is provided to a parallel array of bandpass filters. These filters are voltage controllable so that their center frequencies vary proportionally to the voltages supplied to their control inputs.
Control inputs are connected to the outputs of the key ink circuits to track the center frequencies of these filters to match changes in the frequency of the main tone generator. The frequency differences between each of the filters (compared to the main tone generator) are in the natural order F, 2f, 3f, 4f,
It can be adjusted to match a desired order such as 5f, . . . Nf. Here "f" represents the frequency of the main tone generator. Tuning is accomplished by the same key ink voltage that tunes the main tone generator.

通常の楽器では、「ホーン」部分は、キーあるいは滑走
管によつて整調可能であり、かつ楽器の設計、マウスピ
ースの設計および演奏者のくちびるの当て方によつて基
音およびある上音を強める能動的フイルタとして分析で
きる。楽器の「生きた」音は演奏者の能力から得らへ出
力の高調波含有量ならびに高調波間のおよび基本波に対
する位相関係を随意に変化できる.主整調電圧に加える
に、くちびる変換器の出力をフイルタ中心周波数制御入
力に加えることにより、通常の楽器の場合のように高調
波の位相を変えることができる。
In a typical musical instrument, the "horn" section is tuneable by a key or glide tube, and can be used to enhance the fundamental tone and certain overtones depending on the design of the instrument, the design of the mouthpiece, and the way the player's lips are applied. Can be analyzed as an active filter. The ``live'' sound of a musical instrument derives from the performer's ability to vary the harmonic content of the output and the phase relationships between harmonics and with respect to the fundamental. In addition to the main pacing voltage, the output of the lip transducer can be applied to the filter center frequency control input to change the phase of the harmonics as in a conventional musical instrument.

くちびる変換器を使用してコンパレータの「デユーテイ
サイクル」を変えることにより、フイルタに対する楽音
入力の高調波含有量が変化できる。くちびる変換器出力
電圧信号が主トーン・ジエネレータの周波数制御電圧(
キーインク信号)に加えられると、主トーン・ジエネレ
ータの周波数は通常の楽器において得られるのと本質的
に同じ形式の「グリス(Gliss)」である「グリツ
サンド」を提供するように変化できる。これら効果なら
びに出力における高調波の割合に独立して重みを付加し
かつ遅延させる用意がなされており、従つて非常に広範
囲の位相/周波数/高調波含有量の相互依存を与える。
By changing the "duty cycle" of the comparator using a lip transducer, the harmonic content of the musical input to the filter can be varied. The lip transducer output voltage signal is the main tone generator's frequency control voltage (
When added to the key ink signal), the frequency of the main tone generator can be varied to provide a ``glissand'', which is essentially the same type of ``gliss'' as is obtained in conventional musical instruments. Provision is made to independently weight and delay these effects as well as the proportion of harmonics in the output, thus giving a very wide range of phase/frequency/harmonic content interdependence.

フイルタの「Q」は非常に減衰した状態から発振状態に
まで調節可能であるから、この楽器の音質を、通常の楽
器では不可能であるところのある範囲の音色をカバーす
るようにさせることができる。かくして、通常の木管楽
器の場合のように、発生される音の高調波構成あるいは
音質は空気流およびくちびる圧力の両方、ならびに選択
されたキーによつて制御できることは理解されよう。
The "Q" of the filter can be adjusted from very damped to oscillating, allowing the instrument's tonal quality to cover a range of timbres that are not possible with regular instruments. can. Thus, it will be appreciated that, as with conventional woodwind instruments, the harmonic composition or timbre of the sound produced can be controlled both by airflow and lip pressure, as well as by the selected key.

前記したように、木管楽器では、特定音符の上音からの
寄与はくちびる圧力、楽器がどの程度強く吹かれるか、
および楽器が演奏されつつある音域に依存して変化する
ことは分つている。本発明の電子楽器は演奏者に同様程
度のエクスプレツシヨンができるようにする。通常の楽
器では、運指配列は音響的空気柱としてのホーンの物理
的特lによつて制限されたけれど、この電子楽器での運
指位置は演奏者の操作上の便利さに全く関係ずけること
ができる。従つて、通常の楽器と違つて、同じ音符は楽
器が演奏されつつあるオクターブの任意の1つにおける
同じ運指配置によつて演奏できる。通常の木管楽器運指
技術に密接に関係する運指方式が案出された。累積的半
音運指輪理回路が音階の任意の音符のシヤープまたはフ
ラツトまたはダブルシヤープまたはダブルフラツトの都
合のよい演奏を可能にする。この運指方式は、若干の音
符から若干の他の音符へある転移を行なう際に、通常の
楽器において経験された制限の多くを取り除く。次にオ
クターブキー消音回路についてのべる。
As mentioned above, on woodwind instruments, the contribution from the upper notes of a particular note depends on the pressure of the lips, how strongly the instrument is blown,
and that the instrument changes depending on the range in which it is being played. The electronic musical instrument of the present invention allows a similar degree of expression to the performer. In conventional musical instruments, the fingering arrangement is limited by the physical characteristics of the horn as an acoustic air column, but in this electronic instrument, the fingering position is completely independent of the performer's operational convenience. can be used. Therefore, unlike normal musical instruments, the same note can be played with the same fingering arrangement in any one of the octaves in which the instrument is being played. A fingering system closely related to normal woodwind fingering techniques was devised. The cumulative semitone ring logic allows convenient playing of sharps or flats or double sharps or double flats of any note of the scale. This fingering system removes many of the limitations experienced in conventional musical instruments in making certain transitions from some notes to some other notes. Next, I will talk about the octave key muffling circuit.

1オクターブのシフトがなされるときに不所望な出力信
号が聞こえないようにするために、出力消音回路が組み
入れられている。
An output muffling circuit is incorporated to prevent unwanted output signals from being heard when a one octave shift is made.

キーインクによる周波数シフト中、周波数シフトの大き
さに比例する消音信号が主風信号から引き算される。(
回路が応答することができるのと同じ速さでキーシフト
および息の有節発生を行なわせることは物理的に不可能
であることに注意されたい。)これは遅らされたキーイ
ンク信号の「絶対イ直」を微分し、その導関数に重みを
つけ、そしてそれを風(振巾)信号から引き算すること
によつて達成される。大きな変化がなされた場合には、
このシステムは出力をゼロに減するように調整できる。
これはモードを瞬時に変えることができない通常の楽器
から生じる通常の楽器の比例的「音響出力」遅延を模倣
する。以下本発明の好ましい実施例につき図面を参照し
て詳細に説明する。
During a frequency shift by the key ink, a silencing signal proportional to the magnitude of the frequency shift is subtracted from the main wind signal. (
Note that it is physically impossible to make key shifts and breath articulations occur as fast as the circuit can respond. ) This is accomplished by differentiating the "absolute straightness" of the delayed key ink signal, weighting that derivative, and subtracting it from the wind (amplitude) signal. If major changes are made,
This system can be adjusted to reduce the output to zero.
This mimics the proportional "sound output" delay of normal instruments resulting from normal instruments that cannot change modes instantaneously. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図面を参照すると、本発明の電子木管楽器のマウスピー
スおよびキーセクシヨンが第1,2および3図に図示さ
れており、他方第6図はこの楽器に刈する系の回路構成
要素の一般的プロツク図である。
Referring to the drawings, the mouthpiece and key section of the electronic woodwind instrument of the present invention are illustrated in FIGS. 1, 2 and 3, while FIG. 6 is a general block diagram of the circuit components of the instrument's mowing system. It is.

この楽器はマウスピースセクシヨン12を含むほぼ管状
の本体11を有し、マウスピースセクシヨン12はリー
ド13を備えている。一組のキー21,24,25,2
6,29,30および31が音符を選択するために配置
さベキ一22,23,27および28は変位音を選択す
るために配置され、他方本体の反対側には1対のオクタ
ーブキー32および33が親指レスト34とともに位置
付けされている。親指レストと電気コネクタ15の組合
せが出力信号リードを管体からコンソールへと取り出す
ことを提供する。コンソールは第6図に例示された回路
素子を含む。マウスピース12は通常の単一リード木管
マウスピースとして形成され、そしてリードは代表的に
は節のある茎をもつ植物(とう類)あるいはプラスチツ
クよりつくられる。それ故、この楽器はくちびるの当て
方および空気流の点から一般の木管楽器のように演奏で
きる。この楽器では演奏者の息は通路18を介して吹か
れるが、しかし一般の木管楽器が発生するようには音を
発生しない。むしろ、空気流は圧力変換器によつて感知
さべその後マウスピースの開口17を通つて外部に達す
る。この開口17は調節可能なつまみねじ14によつて
一部分阻止されており、従つて通路内の圧力は演奏者に
適当な感じを与えるように、そして変換器の空気流に対
する感度を変化させるように変化できる。第3図に最も
明瞭に例示されているように、この風(圧力)変換器は
通路18の一側壁に沿つて位置付けされた可撓性の膜4
0を含む。
The instrument has a generally tubular body 11 including a mouthpiece section 12, which is provided with a reed 13. A set of keys 21, 24, 25, 2
6, 29, 30 and 31 are arranged for selecting notes, powers 22, 23, 27 and 28 are arranged for selecting displacement notes, while on the opposite side of the body are a pair of octave keys 32 and 33 is positioned with a thumb rest 34. A thumb rest and electrical connector 15 combination provides output signal leads from the tube to the console. The console includes the circuit elements illustrated in FIG. Mouthpiece 12 is formed as a conventional single-reed woodwind mouthpiece, and the reed is typically constructed from a gnarled plant (drum) or plastic. Therefore, this instrument can be played like a regular woodwind instrument in terms of lip application and airflow. In this instrument, the player's breath is blown through the passage 18, but does not produce sound as does a typical woodwind instrument. Rather, the airflow is sensed by a pressure transducer and then exits through the mouthpiece opening 17. This aperture 17 is partially blocked by an adjustable thumbscrew 14 so that the pressure within the passage is adjusted to provide the appropriate feel to the player and to vary the sensitivity of the transducer to airflow. It can change. As most clearly illustrated in FIG.
Contains 0.

この可撓性膜40のすぐ上にオフセツト部分を有するス
プリング素子41が横たわつている.オフセツト部分は
光源43から光密包囲体45の透孔に通る光をさえぎる
。この包囲体45の内部にはホトセル44が位置付けさ
れている。光源43は任意適当な形式をとりうるが、発
光ダイオードは好ましい形式の1つである。動作上空気
流の増加は通路18内の圧力の増加を生じさせ、それに
よつてスプリング素子41を偏向させて光源43によつ
て発生させる光をより大なる割合でさえぎり、その結果
ホトセル44の照明が減する。第4図には例示した空気
流変換器とともに使用する回路が示されている。
Immediately above this flexible membrane 40 lies a spring element 41 having an offset portion. The offset portion blocks light from the light source 43 passing through the through hole in the light tight enclosure 45. A photocell 44 is positioned inside this enclosure 45 . Light source 43 may take any suitable form, but a light emitting diode is one preferred form. In operation, the increase in air flow causes an increase in pressure within passageway 18, thereby deflecting spring element 41 to block a greater proportion of the light generated by light source 43, resulting in illumination of photocell 44. decreases. FIG. 4 shows a circuit for use with the exemplary air flow transducer.

ホトセル44は正電圧源+と負電圧源−Vとの間に抵抗
器51と直列に接続された状態に図示されている。抵抗
器51とホトセル44との間の接続点から直列組合せの
1対の発光ダイオード43および52を通じて正電圧源
+Vに演算増巾器50が接続されている。動作の際、ダ
イオード゛43からのホトセル44に達する光の減少は
演算増巾器50によつてダイオードに供給される電流の
増加をもたらし、その結果発光ダイオード43および発
光ダイオード52の両者の輝度の増加をもたらす。従つ
て、ダイオード52は、圧力の変化によつて直接に変化
する光出力を提供するダイオード43に対する[従属(
どれい)」ダイオードと考えることができる。ダイオー
ド52からの光出力の対応する変化は他の応答回路に適
当に位置付けされたホトセルを含むことによつて息(空
気)流変換器信号として使用できる。この特定形式の空
気流変換器が例示されているけれど、熱線空気流または
類似のもののような他の技術が使用できることは理解さ
れよう。楽器のマウスピース部分における第2の変換器
はリード13のくちびる圧力に応答するものである。こ
の変換器は磁気材料より形成された薄いアーマチヤ47
を含む。このアーマチヤ47はりード13の内面に取付
けられている。このアーマチヤは3つ脚のインダクタン
スコア48に関して位置付けされており、それ故通常の
または休止位置においてこのアーマチヤはコア48と接
触しない。インダクタンスコア48の脚部とアーマチヤ
間で達成される結合はリード位置の関数であり、従つて
くちびる圧力の関数である。コア48は第5図に例示さ
れるように、磁気抵抗ブリツジ49の一部分である。コ
ア48の各脚部にはインダクタンスコイル59,60お
よび−61がそれぞれ巻回されている。インダクタンス
コイル60は発振器58によつて作動さ八またインダク
タンスコイル59はその一端子が接地に接続され、その
他端子がダイオード62およびコンデンサ64と直列で
接地に接続されている。ブリツジの他側は対称的であり
、そしてインダクタンス61の一端子からダイオード6
3およびコンデンサ65を通じて接地に至る接続を含み
、インダクタンス61の第2の端子は直接接地に接続さ
れている。ダイオード62とコンデンサ64間の接続点
は抵抗器71および72を直列に介してダイオード63
とコンデンサ65間の接続点に接続されている。演算噌
巾器74に対する入力は抵抗器71と72間の中間点か
ら接続される。例えば増巾器74からの出力電圧はリー
ド変換器からの出力信号として働く。正電圧+Vと演算
噌巾器74に対する入力との間に接続されたポテンシヨ
メータ70によつてスレツシヨルドFbI御が行なわれ
る。フイードバツク抵抗器7一5が演算増巾器74のま
わりに結合される。この回路の動作は次のようになる。
Photocell 44 is shown connected in series with resistor 51 between positive voltage source + and negative voltage source -V. An operational amplifier 50 is connected from the connection point between the resistor 51 and the photocell 44 to a positive voltage source +V through a pair of light emitting diodes 43 and 52 in series combination. In operation, the reduction in light reaching photocell 44 from diode 43 results in an increase in the current supplied to the diode by operational amplifier 50, resulting in an increase in the brightness of both light emitting diode 43 and light emitting diode 52. bring about an increase. Diode 52 is therefore dependent on diode 43, which provides a light output that varies directly with changes in pressure.
It can be thought of as a diode. A corresponding change in light output from diode 52 can be used as a breath (air) flow transducer signal by including an appropriately positioned photocell in another response circuit. Although this particular type of air flow transducer is illustrated, it will be appreciated that other techniques such as hot wire air flow or the like may be used. A second transducer in the mouthpiece portion of the instrument is responsive to lip pressure on reed 13. This transducer consists of a thin armature 47 made of magnetic material.
including. This armature 47 is attached to the inner surface of lead 13. The armature is positioned with respect to the three-legged inductor core 48 so that in the normal or rest position the armature does not contact the core 48. The coupling achieved between the legs of the inductor core 48 and the armature is a function of lead position and therefore lip pressure. Core 48 is part of a magnetoresistive bridge 49, as illustrated in FIG. Inductance coils 59, 60 and -61 are wound around each leg of the core 48, respectively. The inductance coil 60 is operated by the oscillator 58, and the inductance coil 59 has one terminal connected to ground and the other terminal connected in series with a diode 62 and a capacitor 64 to ground. The other side of the bridge is symmetrical and from one terminal of inductance 61 to diode 6
3 and to ground through capacitor 65, with the second terminal of inductance 61 connected directly to ground. The connection point between the diode 62 and the capacitor 64 is connected to the diode 63 through resistors 71 and 72 in series.
and the connection point between the capacitor 65 and the capacitor 65. The input to the operational amplifier 74 is connected from the midpoint between resistors 71 and 72. For example, the output voltage from amplifier 74 serves as the output signal from the lead transducer. Threshold FbI control is provided by a potentiometer 70 connected between the positive voltage +V and the input to the operational amplifier 74. A feedback resistor 7-5 is coupled around operational amplifier 74. The operation of this circuit is as follows.

リードが休止していると、アーマチャは3つ全部のコア
インダクタンスから非対称的に変位されており、それ故
磁気抵抗ブリツジは不平衡である。リードがくちびるに
よつて通常の演奏位置へ押されると、インダクタンス6
0はアーマチヤ47を通じてより高い結合フアクタをも
つインダクタンス61に結合され、次にインダクタンス
59に結合される。これら条件下ではブリツジは不平衡
である。りードがくちびるによつてより緊密に押される
と、結合は均等になりそしてブリツジはより平衡になる
。初めに、スレツシヨルドポテンシヨメータ70はブリ
ツジの特定の不平衡状態の間、演算増巾器74からの出
力信号が存在しないように調整される。リードが押され
そしてアーマチヤ位置がインダクタンス間に等しい結合
を生じると、演算増巾器はリード位置に比例する出力信
号を提供する。空気流変換器の場合と同様に、本発明は
例示の特定のリード変換器に限定されない。この楽器の
キーインク素子は閉じられるキーに直接応答して変化す
る出力電圧を提供し、それによつて制御電圧Ekを提供
する。
When the leads are at rest, the armature is asymmetrically displaced from all three core inductances, so the magnetoresistive bridge is unbalanced. When the reed is pushed into its normal playing position by the lips, an inductance of 6
0 is coupled through armature 47 to inductance 61, which has a higher coupling factor, and then to inductance 59. Under these conditions the bridge is unbalanced. When the lead is pressed more tightly by the lips, the bond becomes even and the bridge becomes more balanced. Initially, the threshold potentiometer 70 is adjusted so that there is no output signal from the operational amplifier 74 during certain unbalanced conditions of the bridge. When the lead is pushed and the armature position creates an equal coupling between the inductances, the operational amplifier provides an output signal that is proportional to the lead position. As with airflow transducers, the invention is not limited to the particular reed transducers illustrated. The key ink element of this instrument provides an output voltage that varies in direct response to a key being closed, thereby providing a control voltage Ek.

この制御電圧Ekは演奏されている音符によつて変化す
る。キーインク方式はほぼ修正ベーム(ボエム)方式で
ある。キーインク回路の正確な配置は第10図ないし第
13図の説明とともに後で詳揃こ記載する。一般に、マ
ウスピースおよびキーインクセクションからの電気出力
は3つの信号、すなわち空気流変換器出力信号Ew、リ
ード変換器出力信号Egおよびキー位置に応答する出力
信号Ekよりなる。
This control voltage Ek changes depending on the note being played. The key ink method is almost a modified Boehm method. The exact location of the key ink circuit will be described in detail later in conjunction with the description of FIGS. 10-13. Generally, the electrical output from the mouthpiece and key ink sections consists of three signals: an airflow transducer output signal Ew, a reed transducer output signal Eg, and an output signal Ek responsive to key position.

第6図にはこの楽器の全体の電子回路のプロツク図が示
されており、この回路は通常コンソール内に含まれる。
FIG. 6 shows a block diagram of the entire electronic circuit of the instrument, which circuit is normally contained within the console.

加算器、減算器、遅れ回路、絶対値回路およびフアンク
シヨン・フイツタのような第6図に示された個々の構成
要素はこの技術分野において周知である。例えば米国ア
リゾナ州、ツーソンのバーブラウン(Burr−BrO
wn,TucsOn,ArizOna)の「ハンドブツ
ク0オブ0オペレーショナル・アンブリフアイヤ・アプ
リケイシヨンズ(HandbOOkOfOperati
OnalAnlpllfierAppllca−TiO
ns)」1963年の第57,59,67および69頁
に、また米国マサチユーセツツグ凡デツトハムのテレダ
イン社のフイルブリツク/ネクサス、リサーチ(Phi
lbrick/NexusResearch,Tele
dyneCOmpany,Dedham,Massac
husetts)によつて発行された「アプリケイシヨ
ンズ・マニユアル・フオ一・オペレーショナル・アンプ
リフアイヤーズ(ApplicatiOnsManua
lFOrOperatlOnalAmpji−Fier
s)1の1968年セクシヨン.15,1.161.3
,.4および.5に例示されている。
The individual components shown in FIG. 6, such as adders, subtracters, delay circuits, absolute value circuits and function fitters, are well known in the art. For example, Burr-BrO of Tucson, Arizona, USA.
wn, TucsOn, ArizOna) “HandbOOkOfOperati
OnalAnlpllfierAppllca-TiO
ns), 1963, pages 57, 59, 67, and 69, and also published by Philbrick/Nexus, Research (Philippines), Teledyne Corporation, Kentucky, Massachusetts, USA.
lbrick/NexusResearch,Tele
dyneCOMPANY, Dedham, Massac
Applications Manual, Operational Amplifiers, published by
lFOrOperatlOnalAmpji-Fier
s) 1968 section. 15,1.161.3
、. 4 and. 5 is exemplified.

空気流変換器からの出力信号Ewは減算器126を通じ
て変調器121に1つの入力として供給される。変調器
121には後述するようにバンドパスフイルタ111か
らの出力の和信号が加算器120から供給され、またバ
ンドパスフイルタ111が使用されない場合には信号遅
れ回路108からの三角波信号が供給され、空気流信号
Ewによつて振巾変調される。変調器121の出力は加
算器123および増巾器124を通じて出力ラウドスピ
ーカ125に結合される。なお、加算器123に、図示
しないが例えばリズム信号、伴奏信号等を供給すること
により、メロデイに伴奏、効果音等を加えることができ
るが、これは必ずしも本発明の構成要件ではないので、
加算器123はなくてもよい。変換器が第3図に示す如
くであると、変調器121に供給されるこの出力信号E
wは第2の発光ダイオードからの光の形式であり得る。
この楽器の主信号源は発振器102から供給される。こ
の発振器は電圧制御される一定振巾の三角波信号を発生
する可変周波数発振器であり、その制御信号は加算器1
00から調整可能なキーインク遅れ回路101を通じて
供給される。図示するように、加算器にはキーインク信
号Ekおよびリードまたはグリス信号Egが供給される
。キーインク信号は一般に、可変周波数発振器102に
対する主制御を行ない、またリード信号Egは演奏渚に
よつてリードに加えられるくちびる圧力に依存して寄与
ゼロあるいは可変量の寄与を行ない得る。加算器100
からの出力信号はEk+Degと表わすことができる。
ここでDは発振器制御の効果に重みをつけるためにリー
ドに加えられる定数である。キーインク遅れ回路101
は通常の遅れ回路であり、この回路ではキー操作によつ
て発生されるキーインク信号Ekは段階的にその直流信
号レベルが変化するので、この段階的に変化するキーイ
ンク信号を除々に上昇する信号に変換しそして遅れの量
はこの楽器の応答(レスポンス)一時間特性を制御する
。発振器102からの出力のこぎり波信号Esはコンパ
レータ106に1つの入力として供給される。
The output signal Ew from the airflow transducer is provided as one input to modulator 121 through subtractor 126. As will be described later, the modulator 121 is supplied with a sum signal of the output from the bandpass filter 111 from the adder 120, and when the bandpass filter 111 is not used, is supplied with a triangular wave signal from the signal delay circuit 108. It is amplitude modulated by the airflow signal Ew. The output of modulator 121 is coupled through summer 123 and amplifier 124 to output loudspeaker 125. Incidentally, by supplying, for example, a rhythm signal, an accompaniment signal, etc. (not shown) to the adder 123, it is possible to add accompaniment, sound effects, etc. to the melody, but this is not necessarily a component of the present invention.
Adder 123 may be omitted. If the converter is as shown in FIG.
w may be in the form of light from the second light emitting diode.
The main signal source for this instrument is provided by an oscillator 102. This oscillator is a variable frequency oscillator that generates a voltage-controlled triangular wave signal with a constant amplitude, and the control signal is sent to the adder 1.
00 through an adjustable key ink delay circuit 101. As shown, the adder is supplied with a key ink signal Ek and a lead or grease signal Eg. The key ink signal generally provides the primary control over the variable frequency oscillator 102, and the lead signal Eg may contribute zero or a variable amount depending on the lip pressure applied to the reed by the playing shore. adder 100
The output signal from can be expressed as Ek+Deg.
where D is a constant added to the lead to weight the effect of the oscillator control. Key ink delay circuit 101
is a normal delay circuit, and in this circuit, the DC signal level of the key ink signal Ek generated by key operation changes step by step, so the key ink signal Ek, which changes step by step, is gradually increased. The amount of signal conversion and delay controls the temporal characteristics of the instrument's response. The output sawtooth signal Es from oscillator 102 is provided as one input to comparator 106.

このコンパレータ106の他の入力は、加算器104に
おいて手動音質制御器107により調整される直流基準
電圧Etにリード信号Egおよび空気流信号Ewが加算
された和の直流電圧信号(Et+Eg+Ew)であり、
コンパレータ106において発振器102からの出力の
こぎり波信号Es(コンパレータ106の入力側に実線
で例示する波形)がこの和信号(コンパレータ106の
入力側に点線で例示するレベル信号)と比較され、和信
号を越えるのこぎり波信号レベルに対応する持続時間の
方形波信号に変換される。従つて、和信号の直流レベル
によつて方形波信号の各パルスの持続時間が変化し、従
つてそのデユーテイサイクルが変化することになる。な
お、直流基準電圧Etにリード信号Egおよび空気流信
号Ewのいずれか一方のみを加算するだ−けでもコンパ
レータ106の出力信号のデユーテイサィクルは変化す
るので高調波含有量を変化できる。コンパレータ106
の出力信号は信号遅れ回路108に供給され、ほぼのこ
ぎり波信号Esに変換された後一連のバンドパスフイル
タ111に供給される。すなわち、直流和信号によつて
信号遅れ回路108からののこぎり波信号Esの上昇一
降下時間の比率、従つて高調波成分が変化することにな
る。加算器104、コンパレータ106および信号遅れ
108を含む構成要素の目的は一般に上昇対降下時間の
可変比を有するのこぎり波を提供することである。波形
の形状は変化するから、波形内の周波数成分は変化し、
従つて最終的に可聴出力に印加される結果としての信号
の高調波構造が変化する。それ枚この群の回路要素は主
としてこの楽器の音質を匍脚する。コンパレータ106
は、それに供給される入力のこぎり波が特定のスレツシ
ヨルドレベルより上であるときに、このコンパレータが
1つのレベルの出力信号を与え、またこのスレツシヨル
ドより低いときに異なる出力信号レベルを与えるように
あらかじめ設定されたスレツシヨルドをもつ双安定回路
である。コンパレータ106からの出力は、従つて、可
変デユーテイサイクルの方形波であり、そして周波数が
発振器周波数に追従し、またデユーテイサイクルが手動
音質基準電圧Etに空気流信号およびリード信号を加え
た和信号によつて制御される。信号遅れ回路108にこ
の可変デユーテイサイクル方形波をほぼのこぎ一り波に
変換し、そしてこののこぎり波の形状は方形波のデユー
テイサイクルによつて制御される。基準電圧力功市器1
00の出力から直接遅れ回路108に供給され、従つて
この基準電圧は信号Ek+Degを表わす。この電圧は
入力周波数の変動にもかかわらず、信号遅れ回路108
に基準電圧として同期状態で供給されるから、各キー操
作(こ同期した対応する基準電圧が与えられ、信号遅れ
回路108から発生されるのこぎり波信号の振巾をほぼ
一定に保持するように作用する。バンドパスフイルタ1
11は一連の、代表的には5つの電圧制御されるバンド
パスフイルタよりなり、これらフイルタは通常自然順序
で配列されており、そして例えば基音に4つの倍音の上
音を加えたものの帯域通過特性を提供する。
The other input of this comparator 106 is a DC voltage signal (Et+Eg+Ew) which is the sum of the lead signal Eg and the airflow signal Ew to the DC reference voltage Et adjusted by the manual sound quality controller 107 in the adder 104,
In the comparator 106, the output sawtooth signal Es from the oscillator 102 (the waveform illustrated by the solid line on the input side of the comparator 106) is compared with this sum signal (the level signal illustrated by the dotted line on the input side of the comparator 106), and the sum signal is It is converted into a square wave signal of a duration corresponding to the sawtooth signal level that exceeds. Therefore, the DC level of the sum signal will change the duration of each pulse of the square wave signal and thus its duty cycle. Note that even if only one of the read signal Eg and the air flow signal Ew is added to the DC reference voltage Et, the duty cycle of the output signal of the comparator 106 changes, so that the harmonic content can be changed. Comparator 106
The output signal is supplied to a signal delay circuit 108, converted into a substantially sawtooth signal Es, and then supplied to a series of bandpass filters 111. That is, the ratio of rise to fall time of the sawtooth wave signal Es from the signal delay circuit 108, and therefore the harmonic components, change depending on the DC sum signal. The purpose of the components, including summer 104, comparator 106, and signal delay 108, is generally to provide a sawtooth waveform with a variable ratio of rise to fall times. Since the shape of the waveform changes, the frequency components within the waveform change,
The harmonic structure of the resulting signal ultimately applied to the audible output is therefore changed. This group of circuit elements primarily determines the sound quality of this instrument. Comparator 106
is such that this comparator gives an output signal of one level when the input sawtooth wave fed to it is above a certain threshold level, and a different output signal level when below this threshold. It is a bistable circuit with a preset threshold. The output from comparator 106 is therefore a square wave of variable duty cycle and whose frequency follows the oscillator frequency and whose duty cycle adds the airflow signal and the lead signal to the manual sound reference voltage Et. controlled by the sum signal. A signal delay circuit 108 converts this variable duty cycle square wave into a substantially sawtooth wave whose shape is controlled by the duty cycle of the square wave. Reference voltage power supply device 1
00 directly to the delay circuit 108, and this reference voltage therefore represents the signal Ek+Deg. This voltage remains constant at signal delay circuit 108 despite variations in input frequency.
Since each key operation is supplied as a reference voltage in a synchronous state, a corresponding reference voltage is provided in synchronization with each key operation, which acts to maintain the amplitude of the sawtooth signal generated from the signal delay circuit 108 almost constant. Bandpass filter 1
11 consists of a series, typically five, of voltage-controlled bandpass filters, usually arranged in natural order, and with a bandpass characteristic of, for example, the fundamental plus four overtones. I will provide a.

これらフイルタのそれぞれは、加算器109から遅れ回
路110を通じて供給される入力信号によつで制御され
る可変中心周波数フイルタである。加算器109に対す
る入力はリード変換器から直接にEg、また加算器10
0の出力から供給される。加算器゜109からの出力は
Eg+(Ek+Deg)と表わすことができる。この制
御信号がくちびる変換器からの寄与によつて標準に関す
るバンドパスフイルタのそれぞれの中心周波数および重
み付加フアクタを変化させる度合は初めの調整により変
化できる。フイルタ111からの出力信号は加算器12
0に供給さべここでこれら信号は合計さへその結果の出
力信号は変調器121に第2の信号として供給される。
かくし,て、上音選択回路114が考慮されない場合に
は、加算器123、増巾器124、およびラウドスピー
カ125を駆動する変調器121からの出力信号は空気
流変換器からの出力信号Ewによつて変調されたバンド
パスフイルタ111からの出力の和よりなる。
Each of these filters is a variable center frequency filter controlled by an input signal provided from adder 109 through delay circuit 110. The input to adder 109 is Eg directly from the lead converter and also to adder 10.
0 output. The output from adder 109 can be expressed as Eg+(Ek+Deg). The degree to which this control signal changes the center frequency and weighting factor of each of the bandpass filters with respect to the standard due to the contribution from the lip transducer can be varied by initial adjustment. The output signal from the filter 111 is sent to the adder 12
0, where these signals are summed and the resulting output signal is provided as the second signal to modulator 121.
Thus, if the overtone selection circuit 114 is not considered, the output signal from the modulator 121 driving the summer 123, the amplifier 124, and the loudspeaker 125 will be the output signal Ew from the airflow transducer. Therefore, it consists of the sum of the modulated outputs from the bandpass filter 111.

この系はバンドパスフイルタ111なしに作動できるこ
とを注意すべきである。この後者の状況においては信号
遅れユニツト108からの出力信号は変調器121に変
調器信号の1つとして直接供給され、それ故増巾器12
4およびここではラウドスピーカ125として図示する
可聴出力装置に対するその結果の出力信号は空気流変換
器からの信号Ewによつて変調された可変上昇および降
下時間のこぎり波振巾よりなる。しかしながら、好まし
い形式においては、バンドパスフイルタ111は信号遅
れユニツト108の出力と加算器120との間に挿入さ
れ、従つて最終結果としての楽音の上音構造はくちびる
の圧力によつてより直接的に制御できる。バンドパスフ
イルタのそれぞれの中心周波数は一般にあらかじめ設定
さへそして言及したように、おおむね自然順序と同じ関
係にあるけれど、それら中心周波数は任意所望の組合せ
に、例えば通常の木管楽器、例えばクラリネツトの代表
的上音間隔に一致するように、あらかじめ調整設定する
ことによつて変化できるということは理解されよう。同
時に、4つの出力信号のみを示したけれど、指示Fl,
F2およびFnは任意数のフイルタが使用できるという
ことを示すことは明らかである。第6図に示した制御装
置およびフイルタとともに使用するための回路が第6図
に114で指示される上音選択回路である。
It should be noted that this system can operate without bandpass filter 111. In this latter situation, the output signal from signal delay unit 108 is fed directly to modulator 121 as one of the modulator signals, and therefore amplifier 12
4 and the resulting output signal to an audible output device, illustrated here as loudspeaker 125, consists of a variable rise and fall time sawtooth amplitude modulated by the signal Ew from the airflow transducer. However, in the preferred form, a bandpass filter 111 is inserted between the output of the signal delay unit 108 and the adder 120, so that the overtone structure of the final resultant tone is more directly influenced by the pressure of the lips. can be controlled. The center frequencies of each of the bandpass filters are generally preset and, as mentioned, have roughly the same relationship as the natural order, but they can be combined in any desired combination, such as those typical of a typical woodwind instrument, e.g. a clarinet. It will be appreciated that this can be varied by pre-adjustment settings to match the target pitch interval. At the same time, only four output signals are shown, but the instructions Fl,
It is clear that F2 and Fn indicate that any number of filters can be used. A circuit for use with the controller and filter shown in FIG. 6 is the upper tone selection circuit designated at 114 in FIG.

この上音選択回路114は演奏者に高度のエクスプレツ
シヨンを行なえるようにするために設けられたものであ
り、従つて必ずしも必要な回路ではない。この回路は息
の強さの関数としておよびくちびるの圧力に対して出力
の上音構造を変化させる機能を行なう。上音選択回路は
一組のアナログ乗算器116を含む。これら乗算器11
6はバンドパスフイルタ111のそれぞれからの出力信
号F1ないしFnおよびアナログフアンクシヨンフイツ
タ115からの制御信号を入力としてもつ。アナログフ
アンクシヨンフイツタ115に対する入力制御信号は空
気流変換器からの出力信号Ewとくちびる圧力変換器か
らの出力信号Egとの重みを付加された和である。アナ
ログ乗算器116からの出力信号は加算器117に与え
らへそしてこの加算器からの和の出力信号は混合制御装
置118に与えられる。また、加算器120からの出力
信号も、混合制御装置118に供給される。混合造u御
装置118の出力は変調器121に供給される。構成要
素126,127および128は出力消音回路を形成す
る。この回路は微分器128を含み、この微分器128
にはキーインク遅れ回路101からの信号L(Ek+D
eg)が供給される。なお、本明細書および図面中の「
L」は遅れ回路によつて導入された時間遅れを表わ丸微
分された信号は絶対値回路127に供給され、この絶対
値回路127においてオクターブキー32,33の操作
による直流電圧信号の立上りおよび立下り微分パルスの
絶対値をとり、これに適当な重みを付加し、そしてこの
重みの付加された値は次に減算器126において変調器
121に供給される信号Ewから減算される。かくして
、オクターブキーの操作時に、その立上りおよび立下り
の過渡状態信号が空気流信号から減算されるので、変調
器121に供給される被変調信号はこの部分における振
巾変調の度合がかなり弱まり、あるいは零となり、従つ
て不所望な出力信号が発生されない。キーインク遅れ回
路101からの出力信号を微分するのは電子楽器でない
通常の楽器の場合に生じる比例的な音響出力の若干の遅
れを模倣するためである。第7図にはバンドパスフイル
タ111の各段に対する適当なフイルタ設計が例示され
ている。
This upper tone selection circuit 114 is provided to enable the performer to perform sophisticated expressions, and therefore is not necessarily a necessary circuit. This circuit functions to vary the overtone structure of the output as a function of breath force and with respect to lip pressure. The upper tone selection circuit includes a set of analog multipliers 116. These multipliers 11
6 has output signals F1 to Fn from each of the bandpass filters 111 and a control signal from the analog function filter 115 as inputs. The input control signal to the analog function fitter 115 is the weighted sum of the output signal Ew from the air flow transducer and the output signal Eg from the lip pressure transducer. The output signal from analog multiplier 116 is applied to adder 117 and the sum output signal from this adder is applied to mixing controller 118. The output signal from adder 120 is also provided to mixing controller 118 . The output of mixing controller 118 is supplied to modulator 121. Components 126, 127 and 128 form an output silencing circuit. The circuit includes a differentiator 128, the differentiator 128
is the signal L (Ek+D) from the key ink delay circuit 101.
eg) is supplied. In addition, in this specification and drawings, "
"L" represents the time delay introduced by the delay circuit. The circularly differentiated signal is supplied to the absolute value circuit 127, and in this absolute value circuit 127, the rise and rise of the DC voltage signal due to the operation of the octave keys 32 and 33 are detected. The absolute value of the falling differential pulse is taken, an appropriate weight is added to it, and this weighted value is then subtracted from the signal Ew supplied to the modulator 121 in a subtracter 126. Thus, when the octave key is operated, its rising and falling transient signals are subtracted from the airflow signal, so that the modulated signal provided to the modulator 121 is significantly less amplitude modulated in this region. Otherwise, it becomes zero, so that no undesired output signal is generated. The purpose of differentiating the output signal from the key ink delay circuit 101 is to imitate the slight delay in the proportional acoustic output that occurs in a normal musical instrument that is not an electronic musical instrument. FIG. 7 illustrates a suitable filter design for each stage of bandpass filter 111.

これらフイルタに対する信号入力Esは抵抗器142を
通じてフイードバツク抵抗器141を有する演算増巾器
150の入力端子に結合される。演算増巾器150から
の出力は乗算器131に接続され、そして乗算器131
に対する第2の信号は制御入力端子130からである。
入力端子130はその信号を遅れ回路110から受信し
、そしてこの信号はLCeg+(Ek+Deg)〕と表
わすことができる。乗算器131からの出力は抵抗器1
32およびコンデンサ133を通じて他の乗算器135
に接続される。演算増巾器146がコンデンサ133の
両端に接続される。乗算器135に対する第2の入力は
制御入力端子130から直接に与えられる。乗算器13
5からの出力は直列の第2の抵抗器134およびコンデ
ンサ136を介して演算増巾器150の入力抵抗器14
0に結合される。他の演算増巾器148がコンデンサ1
36の両端に接続されそして演算増巾器150の出力端
子はポテンシヨメータ152を通じて演算増巾器148
の出力端子に接続される。ポテンシヨメータ152のア
ームはコンデンサ151を通じて演算増巾器146の入
力端子に接続される。演算増巾器146の出力はポテン
シヨメータ158を通じて接地に、また直列の抵抗器1
54および155を通じて負電圧源−Vに接続されてお
り、これら2つの抵抗器間の接続点は直列組合せの抵抗
器156およびダイオード157を通じて演算増巾器1
46の入力端子にもどされる。全体のフイルタ出力信号
はポテンシヨメータ158のアームから取られる。構成
要素のそれぞれに対する適当な値を以下に記載する。と
表わすことができる。
The signal input Es to these filters is coupled through a resistor 142 to the input terminal of an operational amplifier 150 having a feedback resistor 141. The output from operational amplifier 150 is connected to multiplier 131 and multiplier 131
The second signal for is from control input terminal 130.
Input terminal 130 receives the signal from delay circuit 110, and this signal can be represented as LCeg+(Ek+Deg)]. The output from multiplier 131 is connected to resistor 1
32 and another multiplier 135 through capacitor 133
connected to. An operational amplifier 146 is connected across capacitor 133. A second input to multiplier 135 is provided directly from control input terminal 130. Multiplier 13
The output from 5 is connected to the input resistor 14 of the operational amplifier 150 via a second resistor 134 and a capacitor 136 in series.
Combined with 0. Another operational amplifier 148 is capacitor 1
36 and the output terminal of operational amplifier 150 is connected to operational amplifier 148 through potentiometer 152.
connected to the output terminal of The arm of potentiometer 152 is connected to the input terminal of operational amplifier 146 through capacitor 151. The output of operational amplifier 146 is connected to ground through potentiometer 158 and to series resistor 1.
54 and 155 to the negative voltage source -V, and the connection point between these two resistors is connected to the operational amplifier 1 through a series combination of resistor 156 and diode 157.
46 input terminal. The entire filter output signal is taken from the arm of potentiometer 158. Appropriate values for each of the components are listed below. It can be expressed as

ここで、Rは抵抗器132と134の抵抗値、Cはコン
デンサ133と136の容量イ良そしてAは乗算器13
1または135中の減衰率である。制御入力端子130
に供給される信号は乗算器131および135中の減衰
に影響を与えるから、この制御入力信号はバンドパスフ
イルタの中心周波数Fcに影響を与える。バンドパスフ
イルタに対する代表的応答特性が第7A図に図示されて
いる。このフイルタではポテンシヨメータ152がこの
回路のQの調整を行なう。ダイオード157はこのフイ
ルタが振動モードにあるように調整されるときに正弦波
出力を提供する制限要素である。第8図は第6図の回路
に使用するのに適当な上音選択回路の一形態を例示する
ものである。
Here, R is the resistance value of resistors 132 and 134, C is the capacitance value of capacitors 133 and 136, and A is the multiplier 13.
The attenuation rate is between 1 and 135. Control input terminal 130
This control input signal affects the center frequency Fc of the bandpass filter since the signal applied to it affects the attenuation in multipliers 131 and 135. A typical response characteristic for a bandpass filter is illustrated in FIG. 7A. In this filter, potentiometer 152 adjusts the Q of the circuit. Diode 157 is a limiting element that provides a sinusoidal output when the filter is adjusted to be in an oscillating mode. FIG. 8 illustrates one form of upper tone selection circuit suitable for use with the circuit of FIG.

バンドパスフイルタ信号Fl,F2,F3,F4および
Fnは一組の乗算器116aないし116eに1つの入
力として供給される。これら乗算器のそれぞれに対する
第2の入力はフアンクシヨンフイツタ要素115aない
し115eから供給される。これらフアンクシヨンフイ
ツタ要素115aないし115eに対する入力信号は変
換器出力EwおよびEgに重みをつけそして合計する加
算器から供給される。これらフアンクシヨンフイツタ要
素は変化する入力直流信号に応答してあらかじめ定めら
れた関数に従つて変化する出力直流信号を提供する回路
要素である。すなわち、入力信号を関数変換した出力信
号を提供する。例えば、直線的に、あるいは階段的に変
化する入力信号を2次関数的に、あるいは指数関数的に
変化する出力に変換することができる。例えば、入力信
号(Kew+Keg)が一連の値を通じて直線的に増加
するとした場合に、フアンクシヨンフイツタ要素115
aによつてある特定の入力直流レベルまでは2次関数的
に増加し、この特定の入力直流レベルを越えてからは2
次関数的に減少する関数波形の出力となるように上記入
力信号(Kew+Keg)を変換することができる。各
フアンクシヨンフイツタは所望とする特定の上音特性に
適した特定の応答を提供するように構成することができ
る。追加の調整は一連の乗算器の出力に結合される一連
の重み付加ポテンシヨメータ160,161,162,
163および164によつて与えられる。調整可能なポ
テンシヨメータ160ないし164からの出力は加算器
117において合算される。加算器117は全体の利得
を制御するフイードバツクポテンシヨメータ171を備
えた演算増巾器170として図示されている。加算器1
17からの出力は混合制御装置118の一端に接続さへ
この制御装置118の他端は加算器120の出力に接続
される。制御装置118の「アーム」は乗算器121に
接続される。この混合制御装置は主フイルタ出力と上音
選択出力からの寄与のつり合いを可能にする。ポテンシ
ヨメータ160ないし164は重み付加調整を可能にし
、加算器117に供給される各フイルタからの割合を制
御する。第9図には入力加算器からの信号(Kew+K
eg)が各フイルタからの全体の出力高調波構造の変化
に対する寄与を変化させるときの、第8図に例示された
上音選択回路の代表的出力関数が例示されている。従つ
て、例えばフイルタ出力F1は(Kew+Keg)の非
常に低い値で始まり、そしてヒータに達し、その後(K
ew+Keg)のほマ同じ値において実質的にゼロレベ
ルに減じることが分る。この(Kew+Keg)のほぼ
同じ値においてフイルタF4は出力を提供し始める。こ
れら出力レスポンスの形状はフアンクシヨンフイツタ要
素によつて制御さへこれらフアンクシヨンフイツタはバ
ンドパスフイルタからのそれらのそれぞれの乗算器を介
しての出力を制御する。適当例として特定の形態が図示
されているけれど、この全体の回路は息の強さおよび/
またはくちびるの圧力に比例して基本楽器出力の上音を
変化させることにより完全な制御の融通性を与えること
が理解されよう。図示の回路では、バンドパスフイルタ
111は上音回路に対して別個の高調波信号を提供する
。代りに、上音回路に対してこれら入力信号を提供する
ために完全に別個の組のフイルタが使用でき、そして今
、バンドパスフイルタ111に供給された入力信号がそ
れらフイルタに与えられる.第10図は変化する直流出
力電圧Ekを発生するキーインクおよび挿入回路をプロ
ツク図形式で示すものである。
Bandpass filter signals Fl, F2, F3, F4 and Fn are provided as one input to a set of multipliers 116a-116e. The second input to each of these multipliers is provided by function fitter elements 115a through 115e. The input signals to these function fitter elements 115a-115e are provided by adders that weight and sum the converter outputs Ew and Eg. These function filter elements are circuit elements that provide an output DC signal that varies according to a predetermined function in response to a varying input DC signal. That is, it provides an output signal obtained by functionally transforming the input signal. For example, an input signal that varies linearly or stepwise can be converted into an output that varies quadratically or exponentially. For example, if the input signal (Kew+Keg) increases linearly through a series of values, then the function filter element 115
a increases quadratically up to a certain input DC level, and after exceeding this specific input DC level, it increases by 2.
The input signal (Kew+Keg) can be converted so as to output a functional waveform that decreases in a quadratic manner. Each function fitter can be configured to provide a particular response suited to the particular overtone characteristics desired. Additional adjustment is provided by a series of weighted potentiometers 160, 161, 162, coupled to the output of a series of multipliers.
163 and 164. The outputs from adjustable potentiometers 160-164 are summed in summer 117. Adder 117 is illustrated as an operational amplifier 170 with a feedback potentiometer 171 that controls the overall gain. Adder 1
The output from 17 is connected to one end of a mixing controller 118 , and the other end of this controller 118 is connected to the output of an adder 120 . The “arm” of controller 118 is connected to multiplier 121 . This mixing control allows balancing the contributions from the main filter output and the upper tone selection output. Potentiometers 160-164 allow weighting adjustments and control the proportion from each filter that is fed to summer 117. Figure 9 shows the signal from the input adder (Kew+K
A typical output function of the overtone selection circuit illustrated in FIG. 8 is illustrated as eg) varies the contribution to the overall output harmonic structure variation from each filter. Thus, for example, the filter output F1 starts at a very low value of (Kew+Keg) and reaches the heater, then (K
It can be seen that at almost the same value of ew+Keg), it decreases to substantially zero level. At approximately this same value of (Kew+Keg), filter F4 begins to provide an output. The shape of these output responses is controlled by function fitter elements which control the output from the bandpass filters through their respective multipliers. Although a specific configuration is shown as a suitable example, this entire circuit is dependent on breath strength and/or
Alternatively, it will be appreciated that varying the overtone of the basic instrument output in proportion to lip pressure provides complete flexibility of control. In the illustrated circuit, bandpass filter 111 provides a separate harmonic signal to the upper tone circuit. Alternatively, a completely separate set of filters can be used to provide these input signals to the overtone circuitry, and the input signals provided to bandpass filter 111 are now applied to those filters. FIG. 10 shows in block diagram form the key ink and insert circuits that generate the varying DC output voltage Ek.

この回路は一連のスイツチ21ないし31を含み、これ
らスイツチは第1図およ′び第2図に例示されたキーに
対応し、かつまた第11,12および13図の運指チヤ
ートに図示されている。
This circuit includes a series of switches 21-31, which correspond to the keys illustrated in FIGS. 1 and 2 and also illustrated in the fingering charts of FIGS. 11, 12 and 13. ing.

これらスイツチは適正な「感じ」のために軟かい導電性
プラスチツクを使用する機械的スイツチとして図示され
ているけれど、作動部分は代表的には運指キーの状態で
あり、そしてトランジスタスイツチが実際の詳細な回路
において使用されることは理解されよう。これら作動部
分は作動されたときに電気接点を閉じる実際の物理的キ
ーであつても、あるいは単に高インピーダンスギヤツプ
を有する同心的電極であつてもよく、演奏者の指がこれ
ら電極間に低インピーダンス路を与えてスイツチを閉じ
るようにする。一連の個々の抵抗器162ないし168
が全体の抵抗Raを形成するように酉?Ijされ、この
抵抗Raは抵抗器161として図示された抵抗Rbと直
列で演算増巾器185に対する入力抵抗器を構成する。
スイツチ21,24,25,26,29,30および3
1のそれぞれは通常閉じている。従つて、これらキーが
全部押し下げられると、これらスイツチのそれぞれを開
き、抵抗RaおよびRbが直列となり、そして基準電圧
から増巾器185の入力端Eref子への電流は?であ
る。
Although these switches are illustrated as mechanical switches that use soft conductive plastic for the proper "feel," the actuating parts are typically fingered keys, and the actual transistor switches are It will be understood that it is used in detailed circuits. These actuating parts may be actual physical keys that close electrical contacts when actuated, or they may simply be concentric electrodes with a high impedance gap, with the player's fingers placed between these electrodes. Provide a low impedance path to close the switch. A series of individual resistors 162-168
rooster to form the overall resistance Ra? Ij, which resistor Ra constitutes the input resistor to operational amplifier 185 in series with resistor Rb, shown as resistor 161.
Switches 21, 24, 25, 26, 29, 30 and 3
1 are normally closed. Therefore, when all of these keys are pressed down, they open each of these switches, resistors Ra and Rb are in series, and what is the current from the reference voltage to the input terminal Eref of amplifier 185? It is.

これら状態下でRa+Rb はRa−Rbである。Under these conditions Ra+Rb is Ra-Rb.

抵抗162ないし168のそれぞれは、周波数が「全音
階」において変化するのと同じ割合で電流の変化を与え
るように設計されている。それ故、キー21から始まつ
てキーのそれぞれが上昇されると、増巾器185の入力
端子への電流が1オクターブの「全平均律楽音」(C−
D−E−F−G−A−B−C)中増加する。演算増巾器
185はフイードバツク抵抗器169および2個の他の
フイードバツク抵抗器170および171を備えており
、これら2個のフイードバツク抵抗器170および17
1はオクターブキー32および33の動作によつて回路
に切換え接続できる。
Each of the resistors 162-168 is designed to provide a change in current at the same rate that the frequency changes in a "diatonic scale." Therefore, as each of the keys is raised, starting with key 21, the current to the input terminals of amplifier 185 is equal to one octave of the "all-tempered tone" (C-
D-E-F-G-A-B-C). The operational amplifier 185 includes a feedback resistor 169 and two other feedback resistors 170 and 171.
1 can be switched into the circuit by operation of the octave keys 32 and 33.

抵抗器169および抵抗器170はそれぞれ抵抗器17
1の抵抗値の2倍の値を有する。従つて、両オクターブ
キー32および33が解放されると、抵抗器169,1
70および171は全部並列となる。キー32が押し下
げられると、抵抗器169および170のみがフイード
バツク抵抗器として並列にとどまり、従つて増巾器18
5からの出力信号は2倍となる。しかしながら、両オタ
ターブキ一32および33が押し下げられると、抵抗器
169のみがフイードバツクループ中に残り、従つて増
巾器185かのら出力信号が4倍となる。結果として、
増巾器185からの出力信号は4オクターブの範囲にわ
たり、すなわちキー21ないし31の動作による全楽音
段偕の1オクターブと3つの追加のオクターブ段階の範
囲にわたり変化可能である。第2の演算増巾器186に
対する入力信号はキーの選択によつて決定される抵抗値
で除算される増巾器185からの出力信号e1である。
Resistor 169 and resistor 170 are each resistor 17
It has twice the resistance value of 1. Therefore, when both octave keys 32 and 33 are released, resistors 169,1
70 and 171 are all parallel. When key 32 is depressed, only resistors 169 and 170 remain in parallel as feedback resistors, so amplifier 18
The output signal from 5 is doubled. However, when both otator keys 32 and 33 are depressed, only resistor 169 remains in the feedback loop, thus quadrupling the output signal from amplifier 185. as a result,
The output signal from amplifier 185 is variable over a range of four octaves, ie, one octave of a full musical step plus three additional octave steps by operation of keys 21-31. The input signal to the second operational amplifier 186 is the output signal e1 from the amplifier 185 divided by the resistance value determined by the key selection.

従つて、キー22,23,27および28が解放され、
そして[交さ運指」が使用されないときには、この抵抗
値は抵抗器172,173,174および178の抵抗
の逆数の和に等しい。増巾器186のまわりのフイード
バツク抵抗値179および180は出力信号Ekの値を
発振器102に供給するための適当な値に制御するよう
に選択されている。抵抗180はポンシヨメータであり
、その抵抗値の調整を可能にし、楽器の調律またはキー
の変化を行なえるようにする。前述したように、キーの
選択は電子スイツチング回路を作動させ、従つてこの楽
器においては運指配置の融通性が可能となる、これは通
常の楽器では達成できないことである。この配置の1つ
の顕著な利点はオクターブからオクターブへの運指が一
様にできるということである。
keys 22, 23, 27 and 28 are therefore released;
And when "cross fingering" is not used, this resistance value is equal to the sum of the reciprocals of the resistances of resistors 172, 173, 174 and 178. Feedback resistor values 179 and 180 around amplifier 186 are selected to control the value of output signal Ek to the appropriate value for providing to oscillator 102. Resistor 180 is a ponsiometer that allows adjustment of its resistance value to allow tuning or key changes of the instrument. As previously mentioned, key selection activates an electronic switching circuit, thus allowing flexibility in fingering placement in this instrument, which is not achievable with conventional instruments. One notable advantage of this arrangement is that it allows for uniform fingering from octave to octave.

他の利点はダブルシヤープおよびダブルフラツトの可能
性を含み、かつまた、挿入された変位音に対する運指が
演奏者に対して最も物理的に便利であるように随意に配
置できることである。増巾器186に対する入力回路に
おいて、抵抗器173ないし178はそれらがこの回路
に含まれるか(シヤープ)あるいはこの回路から除去さ
れるか(フラツト)によつて半音の量の入力電流(約6
%)を加算するためにあるいは減算するために使用され
る。キー22および27は常閉であり、そしてこれらキ
ーのいずれか1つを押し下げることにより半音の抵抗器
が除去され、従つて出力電圧Ekが約6%だけ減少する
。両方のキーを押し下げることによりEkが約12%だ
け減じる(ダブルフラツト)。同様に、キー23または
28のいずれか1つを押し下げることにより半音の抵抗
器176または177の1つが加えられ、他方両方のキ
ーを同時に押し下げることによりダブルシヤープが生じ
る。この回路はベーム式の木管楽器の運指において通常
使用されるある挿入を行なうために複数の論理要素を含
む。
Other advantages include the possibility of double sharps and double flats, and also that the fingerings for the inserted displacement notes can be arranged at will as is most physically convenient for the performer. In the input circuit to amplifier 186, resistors 173-178 provide a semitone amount of input current (approximately 6
%) is used to add or subtract. Keys 22 and 27 are normally closed, and pressing down on any one of these keys removes the semitone resistor and thus reduces the output voltage Ek by approximately 6%. By holding both keys down, Ek is reduced by about 12% (double flat). Similarly, depressing either key 23 or 28 adds one of the semitone resistors 176 or 177, while depressing both keys simultaneously produces a double sharp. This circuit includes multiple logic elements to perform certain insertions commonly used in Boehm style woodwind instrument fingering.

これら挿入は論理要素190,191,192および1
93であり、そして木管楽器に精通する演奏者がこれら
挿入を使用できるようにする。論理要素は代表的な論理
ゲートより形成できる。例えば、論理要素190(Fシ
ヤープまたはGフラツト)はキー25,29,30およ
び31が押し下げられたときに作動される。これはスイ
ツチ35を開いて抵抗器178を増巾器186に対する
入力回路から取り除く出力信号を提供する。同様に、論
理要素191(Aフラツト)はキー26がキー30およ
び31とともに閉じたときに作動され、そして論理要素
190と同じ出力作用を与える。論理要素193(Bフ
ラツト)はキー26および31が押し下げられることに
応答して同じスイツチ35を作動させる出力信号を提・
供する。同様に、全てのキーが開放されるときにはいつ
でもCシヤープが演奏され、またキー30が押し下げら
れるときにはCナチユラル(本位記号)が演奏される。
ダブルシヤープおよびダブルフラツトの使用を可能にす
る配置のために、この楽器は対応する通常の楽器の運指
方式でカバーできるより低い全音およびより高い全音を
カバーするようになし得る。これは運指の挿入がある楽
節を演奏する際にオクターブを変えることなく使用でき
るようにする。第11,12および13図は修正された
ベーム式のこのキーインク論理において使用するための
運指チヤートであり、指示された特定の音符を発生する
ものである。
These insertions are logical elements 190, 191, 192 and 1
93 and allows players familiar with woodwind instruments to use these insertions. The logic elements can be formed from typical logic gates. For example, logic element 190 (F sharp or G flat) is activated when keys 25, 29, 30 and 31 are depressed. This provides an output signal that opens switch 35 and removes resistor 178 from the input circuit to amplifier 186. Similarly, logic element 191 (A flat) is actuated when key 26 is closed along with keys 30 and 31 and provides the same output effect as logic element 190. Logic element 193 (B flat) provides an output signal that activates the same switch 35 in response to keys 26 and 31 being depressed.
provide Similarly, a C sharp is played whenever all keys are released, and a C natural is played whenever key 30 is depressed.
Due to the arrangement which allows the use of double sharps and double flats, the instrument can be made to cover lower and higher whole tones that can be covered by the corresponding normal instrument fingering scheme. This allows you to play passages with fingering insertions without changing the octave. Figures 11, 12, and 13 are fingering charts for use in this modified Boehm-style key-ink logic to produce the specific notes indicated.

これらチヤートにおいて黒丸は閉じられたキーを示し、
白丸は開いたキーを示す。運指は音域の頂部および低部
のそれぞれ2つの補助音符を除き各音域(3オクターブ
)に対して同じである。本発明は特定の回路および論理
構成要素によつて記載されたけれど、演奏者に楽器を結
合させるために、例えばキーボードあるいは他の入力装
置のように、実行可能な回路の種々の変形が存在するこ
とは理解されよう。
In these charts, black circles indicate closed keys,
Open circles indicate open keys. The fingering is the same for each range (3 octaves) except for two auxiliary notes at the top and bottom of the range. Although the invention has been described with specific circuitry and logic components, there are many variations of circuitry that may be implemented to couple an instrument to a performer, such as a keyboard or other input device. That will be understood.

上記したように、この楽器はキーおよび重み付加フアク
タの選択によつてタラリネツトあるいは他の通常の木管
楽器の楽音に実質的に等しい楽音を発生するように使用
できる。勿論、典形的な木管楽器のいずれにおいても現
在見出されない完全に異なる配置も、回路内の種々の調
節手段の適当な重み付加ならびに変換器出力信号と関連
する重み付加フアクタを変えることによつて、達成でき
る。また、この楽器は演奏者がそれを使用して実質的に
瞬時の音楽出力を発生させる演奏について記載されたけ
れど、この楽器は瞬時の音楽出力を発生させるのに使用
できるだけでなく、電気制御信号Ew,egおよびEk
が記憶媒体に記録されそして実質的に楽音発生回路に供
給されてこの音楽出力を演奏者なしに再生することもで
きるということは理解されよう。他の技術は音響出力用
電気的駆動信号を記憶媒体に記録し、その後これら信号
を例えばラウドスピーカのような音響出力装置で利用し
て音楽を再生することを含み得る。
As mentioned above, this instrument can be used to produce tones substantially equivalent to the tones of a Talarinet or other conventional woodwind instruments by selection of keys and weighting factors. Of course, completely different arrangements, not currently found in any typical woodwind instrument, could also be achieved by changing the appropriate weighting of the various adjustment means in the circuit and the weighting factors associated with the transducer output signal. It can be achieved. Additionally, although this instrument has been described for performances in which a performer uses it to generate a substantially instantaneous musical output, this instrument can be used not only to generate an instantaneous musical output, but also to provide electrical control signals. Ew, eg and Ek
It will be appreciated that the musical output can also be recorded on a storage medium and supplied to a substantially musical tone generating circuit to reproduce this musical output without a performer. Other techniques may include recording electrical drive signals for sound output on a storage medium and then utilizing these signals on a sound output device, such as a loudspeaker, to reproduce music.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理に従つて構成された楽器のマウス
ピースセクシヨンおよびキーセクシヨンを示す平面図、
第2図は第1図に例示した楽器のマウスピースセクシヨ
ンおよびキーセクシヨンの反対側から見た平面図、第3
図は第1図の楽器のマウスピースセクシヨンの拡大した
断面図、第4図は第3図に例示したマウスピースの空気
流変換器部分とともに使用するための回路の概略図、第
5図は第3図に例示したマウスピースに含まれるリード
変換器に有用な回路の概略図、第6図は第1図に例示し
たマウスピースおよびキーシステムとともに使用される
回路のプロツク図、第7図は第6図に例示したシステム
において有用なフイルタ回路の概略図、第7A図は第7
図のフイルタ部分の代表的周波数レスポンス特性を示す
略図、第8図は第6図に例示したシステムにおいて有用
な風上音回路の概略プロツク図、第9図は第8図の回路
からの出力信号の特性を示す略図、第10図は第1図に
例示した楽器において有用なキーインク回路の概略図、
第11,12および13図はそれぞれ第1図に例示した
楽器を操作する際に有用な運指チヤートを示す略図であ
る。 図の主要な部分を表わす符号の説明は次の通りである。 11:楽器の管状本体、12:マウスピースセクシヨン
、13:リード、15:電気コネクタ、17:開口、1
8:通路、21,24,25,26,29,30,31
:音符選択キー、22,23,27,28:変位音選択
キー、32,33:オクターブキ一 34:親指レスト
、43:光源(発光ダイオード)、44:ホトセル、4
7:アーマチヤ、48:3つ脚インダクタンスコア、5
0:演算増巾器、52:発光ダイオード、59,60,
61:インダクタンスコイル、62,63:ダイオード
、74:演算増巾器、114:上音選択回路、118:
混合制闘装置、124:増巾器、125:ラウドスピー
カ、146,148,150:演算増巾器。
FIG. 1 is a plan view showing the mouthpiece section and key section of a musical instrument constructed in accordance with the principles of the present invention;
Figure 2 is a plan view of the instrument illustrated in Figure 1, viewed from the opposite side of the mouthpiece section and key section;
Figure 1 is an enlarged cross-sectional view of the mouthpiece section of the instrument of Figure 1; Figure 4 is a schematic diagram of a circuit for use with the airflow transducer section of the mouthpiece illustrated in Figure 3; FIG. 3 is a schematic diagram of a circuit useful in the reed transducer included in the mouthpiece illustrated in FIG. 3, FIG. 6 is a block diagram of a circuit for use with the mouthpiece and key system illustrated in FIG. A schematic diagram of a filter circuit useful in the system illustrated in FIG. 6, and FIG.
8 is a schematic block diagram of an upwind sound circuit useful in the system illustrated in FIG. 6, and FIG. 9 is a diagram showing the output signal from the circuit in FIG. 8. FIG. 10 is a schematic diagram of a key ink circuit useful in the musical instrument illustrated in FIG.
Figures 11, 12 and 13 are each schematic diagrams showing fingering charts useful in operating the musical instrument illustrated in Figure 1. Explanations of the symbols representing the main parts of the figure are as follows. 11: Tubular body of musical instrument, 12: Mouthpiece section, 13: Reed, 15: Electrical connector, 17: Opening, 1
8: Passage, 21, 24, 25, 26, 29, 30, 31
: Musical note selection key, 22, 23, 27, 28: Displacement note selection key, 32, 33: Octave key 34: Thumb rest, 43: Light source (light emitting diode), 44: Photocell, 4
7: Armature, 48: Three leg inductance score, 5
0: operational amplifier, 52: light emitting diode, 59, 60,
61: Inductance coil, 62, 63: Diode, 74: Operational amplifier, 114: Upper tone selection circuit, 118:
Mixed suppression device, 124: Amplifier, 125: Loudspeaker, 146, 148, 150: Arithmetic amplifier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 マウスピース12と、 該マウスピース12に結合される楽器本体11と、所定
の周波数範囲内の出力信号を発生する電圧制御発振器1
02と、前記楽器本体11に取付けられており、演奏者
のキー操者に応答して不連続のキーイング信号ekを発
生し、該キーイング信号ekを前記電圧制御発振器10
2に供給してこの発振器から操作されたキーに対応する
周波数の出力信号esを発生させる複数のキー21〜3
3と、前記マウスピース12内に装着され、演奏者の吹
く息の量の変化に応答して位置を変える部材および該部
材に非機械的に結合され、前記息の量の増大にともなつ
て単調に増大する空気流信号ewを発生するための装置
より構成された空気流変換器40、41、43、44、
45、52と、前記マウスピースに取付けられたリード
13および該リードに非機械的に結合され、該リードに
対する演奏者のくちびるの形態および圧力の変化にとも
なつて単調に変化するリード信号egを発生するための
装置より構成されたリード変換器47、48、49と、
前記電圧制御発振器102から供給される出力信号es
を基準電圧信号etに前記空気流信号ewおよび前記リ
ード信号egの少なくとも一方を加えた電圧信号と比較
して該電圧信号レベルを越える前記出力信号に対応する
持続時間を有する可変デューティサイクルの方形波信号
を発生するコンパレータ106と、該コンパレータ10
6からの方形波信号を三角波信号に変換するための変換
回路108と、該変換回路108からの三角波信号を前
記空気流信号ewで変調し、該三角波信号の振巾を変化
させて上昇および下降時間を可変する変調器121と、
該変調器121からの出力信号を増巾し、可聴音として
発生するための可聴出力手段124、とを具備し、前記
リード変換器47、48、49からのリード信号egは
前記電圧制御発振器102にも供給され、この電圧制御
発振器102の出力信号の周波数を限られた範囲にわた
つて変化させる電子管楽器。
[Claims] 1. A mouthpiece 12, a musical instrument body 11 coupled to the mouthpiece 12, and a voltage-controlled oscillator 1 that generates an output signal within a predetermined frequency range.
02 is attached to the musical instrument main body 11, generates a discontinuous keying signal ek in response to the player's key operation, and transmits the keying signal ek to the voltage controlled oscillator 10.
A plurality of keys 21 to 3 which supply the oscillator to the oscillator 2 and generate an output signal es of a frequency corresponding to the operated key.
3, a member mounted within the mouthpiece 12 that changes its position in response to changes in the amount of breath breathed by the player; and a member non-mechanically coupled to the member, as the amount of breath increases. airflow transducers 40, 41, 43, 44, consisting of devices for generating a monotonically increasing airflow signal ew;
45, 52, a reed 13 attached to the mouthpiece, and a reed signal eg that is non-mechanically coupled to the reed and that monotonically changes as the shape and pressure of the performer's lips relative to the reed change. lead transducers 47, 48, 49 consisting of devices for generating;
The output signal es supplied from the voltage controlled oscillator 102
a square wave of variable duty cycle having a duration corresponding to said output signal exceeding said voltage signal level by comparing said output signal to a reference voltage signal et plus at least one of said airflow signal ew and said lead signal eg; A comparator 106 that generates a signal, and the comparator 10
a conversion circuit 108 for converting the square wave signal from 6 to a triangular wave signal, and modulating the triangular wave signal from the conversion circuit 108 with the airflow signal ew, and changing the amplitude of the triangular wave signal to rise and fall. a modulator 121 that varies time;
an audible output means 124 for amplifying the output signal from the modulator 121 and generating it as an audible sound; An electronic wind instrument that is also supplied to the voltage controlled oscillator 102 and changes the frequency of the output signal of the voltage controlled oscillator 102 over a limited range.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0443620Y2 (en) * 1985-12-28 1992-10-15

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS502921A (en) * 1973-05-09 1975-01-13

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