JP2008203793A - Electronic wind instrument - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電子フルート等の電子管楽器に関する。 The present invention relates to an electronic wind instrument such as an electronic flute.
周知のように、電子管楽器は、自然管楽器を模した呼気吹入口と演奏用キーの両操作子を備え、呼気吹入口から呼気が吹入されると、演奏用キーの押下の組み合わせである運指に応じたピッチと呼気吹入口から流入する呼気の流量に応じた音量とを持った楽音を合成して放音するものである。なお、電子管楽器に関する先行技術文献として、例えば特許文献１、２等がある。
ところで、フルート等の管楽器の演奏では、演奏の表情付けのために、放音中の楽音のピッチや音色を変化させることを要求されることが多い。ジャズ演奏等では特にこの種の演奏の表情付けが強く求められる。このため、電子管楽器においても、このような放音中の楽音のピッチや音色を変化させる操作を可能にする技術的手段が求められる。電子鍵盤楽器等には、このような操作のための操作子として、ピッチベンドホイールが設けられたものが多い。そこで、このピッチベンドホイールを電子管楽器の管体に設ける、という方法が考えられる。しかし、電子フルート等の電子管楽器の場合、演奏者は、管体を支持し、演奏用キーを操作して演奏を行うために両手の手指を使うので、管体にピッチベンドホイールを設けたとしてもその操作を行うことは困難であり、ピッチベンドホイールを無理に操作しようとすると演奏用キーの操作等に支障を来たすという問題がある。 By the way, in the performance of wind instruments such as flutes, it is often required to change the pitch and tone color of the sound being emitted in order to express the performance. In jazz performances etc., there is a strong demand for expression of this type of performance. For this reason, even in an electronic wind instrument, there is a demand for technical means that enables an operation for changing the pitch and tone color of a musical tone that is being emitted. Many electronic keyboard instruments and the like are provided with a pitch bend wheel as an operator for such an operation. Therefore, a method of providing this pitch bend wheel on the tube of an electronic wind instrument can be considered. However, in the case of an electronic wind instrument such as an electronic flute, the performer uses fingers of both hands to support the tube and operate the performance keys to perform, so even if a pitch bend wheel is provided on the tube It is difficult to perform the operation, and there is a problem that the operation of the performance key is hindered if the pitch bend wheel is forcibly operated.
この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、演奏の妨げとならない簡単かつ自然な操作により放音中の楽音を変化させることが可能な電子管楽器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and it is an object of the present invention to provide an electronic wind instrument that can change a musical sound being emitted by a simple and natural operation that does not interfere with performance. .
フルート等の自然管楽器の中には、一部の演奏用キーに孔が開いており、いわゆるグリッサンド奏法が可能なものがある。この孔の開いた演奏用キーは、リングキーと呼ばれる場合がある。なお、このリングキーを開示した文献としては例えば特許文献３がある。グリッサンド奏法は、このリングキーを押して演奏している状態において、指によるリングキーの孔の塞ぎ方を変化させることにより、放音中の楽音のピッチや音色を変化させる奏法である。上記課題を解決するため、この発明では、電子管楽器に対し、このグリッサンド奏法を可能にする技術的手段を設ける。 Some natural wind instruments, such as flutes, have holes in some performance keys so that a so-called glissando playing technique is possible. This performance key with a hole is sometimes called a ring key. As a document disclosing this ring key, for example, there is Patent Document 3. The glissando performance method is a performance method in which the pitch and tone color of a tone being emitted are changed by changing the way the ring key hole is closed by a finger while the ring key is being pressed. In order to solve the above-described problems, the present invention provides technical means for enabling the glissando playing method for the electronic wind instrument.
具体的には、この発明は、呼気流を検出する呼気流検出手段と、演奏者の手指によって操作される複数の演奏用キーと、前記複数の演奏用キーのＯＮ／ＯＦＦ状態を各々検出する複数の演奏用キーセンサと、前記複数の演奏用キーの一部の演奏用キーに対応して設けられ、当該演奏用キーを押下している指の動きを検出する指動作検出手段と、前記呼気流検出手段によって呼気流が検出されるのに応じて、前記複数の演奏用キーセンサによって検出される前記複数の演奏用キーのＯＮ／ＯＦＦ状態に応じたノートナンバを持った楽音信号を音源に形成させる制御情報を発生すると共に、前記指動作検出手段によって検出される指の動きに応じて前記音源に形成させる楽音信号を変化させる制御情報を発生する制御部とを具備することを特徴とする電子管楽器を提供する。
好ましい態様において、前記指動作検出手段は、前記演奏用キーの上面に設けられ、対象物を検出する非接触センサ群を含み、対象物を検出した非接触センサの個数に基づき、前記指の動きを示す信号を発生する。
他の好ましい態様において、前記指動作検出手段は、前記演奏用キーの上面に設けられ、対象物への接触を検出する接触センサ群を含み、対象物を検出した接触センサの個数に基づき、前記指の動きを示す信号を発生する。
他の好ましい態様において、前記指動作検出手段は、前記演奏用キーの上面に設けられ、対象物への接触面積に応じた信号を出力する接触センサを含み、この接触センサの出力信号に基づき、前記指の動きを示す信号を発生する。
他の好ましい態様において、前記指動作検出手段は、前記演奏用キーの上面に設けられ、対象物から与えられる圧力を検出する圧力センサを含み、この圧力センサの出力信号に基づき、前記指の動きを示す信号を発生する。
他の好ましい態様において、前記指動作検出手段は、前記演奏用キーの上面の各部に対象物から与えられる圧力を各々検出する圧力センサ群を含み、この圧力センサ群の各出力信号に基づき、前記指の動きを示す信号を発生する。
他の好ましい態様において、前記指動作検出手段は、前記演奏用キーの表側部分と裏側部分との間に挟まれ、与えられたせん断応力に応じた信号を出力する圧電素子を含み、この圧電素子の出力信号に基づき、前記指の動きを示す信号を発生する。
他の好ましい態様において、前記演奏用キーは回動軸に回動自在に取り付けられており、この回動軸は、前記電子管楽器の管体の軸方向に所定距離を限度として変位し得るように前記管体に設けられており、前記指動作検出手段は、前記回動軸の変位を検出する変位検出センサを含み、この変位検出センサの出力信号に基づき、前記指の動きを示す信号を発生する。
他の好ましい態様において、前記演奏用キーは前記電子管楽器の管体の軸方向に所定距離だけ変位し得るように遊びを介在させた状態で、回動軸に回動自在に取り付けられており、前記指動作検出手段は、前記演奏用キーの変位を検出する変位検出センサを含み、この変位検出センサの出力信号に基づき、前記指の動きを示す信号を発生する。
好ましい態様において、前記制御部は、前記指動作検出手段によって検出される指の動きに応じて前記音源に形成させる楽音信号のピッチ、音量または音色を変化させる制御情報を発生する。
また、好ましい態様において、前記制御部は、前記指動作検出手段により検出される指の動きのうち、ＯＮ状態となっている演奏用キーを押している指の動きのみを選択し、選択した指の動きに応じて、前記音源に形成させる楽音信号を変化させる制御情報を発生する。
また、好ましい態様において、電子管楽器は、前記制御部によって発生される制御情報に従って楽音信号を形成する音源を具備する。
Specifically, the present invention detects expiratory air flow detecting means for detecting expiratory air flow, a plurality of performance keys operated by the performer's fingers, and ON / OFF states of the plurality of performance keys. A plurality of performance key sensors, a finger motion detection means provided corresponding to a part of the performance keys of the plurality of performance keys, and detecting movement of a finger pressing the performance key; A tone signal having a note number corresponding to the ON / OFF state of the plurality of performance keys detected by the plurality of performance key sensors is generated in the sound source in response to detection of the expiratory airflow by the flow detection means. And a control unit for generating control information for changing a musical tone signal to be formed on the sound source in accordance with a finger movement detected by the finger motion detecting means. To provide that electronic wind instrument.
In a preferred aspect, the finger motion detection means includes a non-contact sensor group that is provided on an upper surface of the performance key and detects an object, and the movement of the finger is based on the number of non-contact sensors that detect the object. Is generated.
In another preferred embodiment, the finger motion detection means includes a contact sensor group that is provided on an upper surface of the performance key and detects contact with an object, and is based on the number of contact sensors that detect the object. A signal indicating the movement of the finger is generated.
In another preferred aspect, the finger motion detection means includes a contact sensor provided on an upper surface of the performance key, and outputs a signal corresponding to a contact area to the object, and based on an output signal of the contact sensor, A signal indicating the movement of the finger is generated.
In another preferred embodiment, the finger motion detection means includes a pressure sensor provided on an upper surface of the performance key and detects a pressure applied from an object, and the movement of the finger is based on an output signal of the pressure sensor. Is generated.
In another preferred embodiment, the finger motion detection means includes a pressure sensor group for detecting pressure applied from an object to each part of the upper surface of the performance key, and based on each output signal of the pressure sensor group, A signal indicating the movement of the finger is generated.
In another preferred aspect, the finger motion detection means includes a piezoelectric element that is sandwiched between a front side portion and a back side portion of the performance key and outputs a signal corresponding to a given shear stress. Based on the output signal, a signal indicating the finger movement is generated.
In another preferred embodiment, the performance key is rotatably attached to a rotation shaft, and the rotation shaft can be displaced within a predetermined distance in the axial direction of the tube of the electronic wind instrument. The finger motion detection means provided in the tube includes a displacement detection sensor for detecting the displacement of the rotating shaft, and generates a signal indicating the movement of the finger based on an output signal of the displacement detection sensor. To do.
In another preferred embodiment, the performance key is rotatably attached to a rotating shaft in a state where play is interposed so as to be displaced by a predetermined distance in the axial direction of the tube of the electronic wind instrument, The finger motion detection means includes a displacement detection sensor for detecting the displacement of the performance key, and generates a signal indicating the movement of the finger based on an output signal of the displacement detection sensor.
In a preferred aspect, the control unit generates control information for changing a pitch, a volume, or a tone color of a musical sound signal to be formed on the sound source in accordance with a finger movement detected by the finger movement detecting unit.
Further, in a preferred aspect, the control unit selects only the movement of the finger pressing the performance key that is in the ON state among the movements of the finger detected by the finger movement detection unit, and the selected finger Control information for changing a musical sound signal to be generated by the sound source according to the movement is generated.
In a preferred embodiment, the electronic wind instrument includes a sound source that forms a musical tone signal in accordance with control information generated by the control unit.
本発明によれば、演奏用キーを指により押下した状態において、その指を動かすと、その指の動きに応じて、音源により形成される楽音信号が変化する。従って、演奏者は、演奏の妨げにならない自然な操作により、放音中の楽音を変化させることができる。 According to the present invention, when the performance key is pressed with a finger and the finger is moved, the musical sound signal formed by the sound source changes according to the movement of the finger. Therefore, the performer can change the musical sound being emitted by a natural operation that does not interfere with the performance.
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明による電子管楽器の一実施形態である電子フルートの概観を示す図である。自然楽器であるフルートの中には、低音から順にＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ａの各演奏用キーがリングキーとなっており、これらのリングキーを利用してグリッサンド奏法を行うことが可能なものがある。本実施形態による電子フルートは、この種のフルートと同様にグリッサンド奏法を可能にしたものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing an overview of an electronic flute which is an embodiment of an electronic wind instrument according to the present invention. In the flute, which is a natural instrument, D, E, F, G, and A performance keys are the ring keys in order from the bass, and it is possible to perform glissando playing using these ring keys. There is something. The electronic flute according to the present embodiment enables the glissando playing method like the flute of this type.
図１に示すように、電子フルートの管体１は、頭管部１０、主管部２０および足管部３０からなる。そして、主管部２０には、演奏者の手指による操作を受け付ける操作子である演奏用キー２２または２２’が、頭管部１０には***による操作を受け付ける操作子であるリッププレート１２がそれぞれ設けられている。また、リッププレート１２には、呼気吹入口１４が設けられている。また、図１では図示を省略したが、リッププレート１２には、演奏者による吹奏動作を検出するための各種のセンサが設けられている。なお、これらのセンサについては後述する。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態による電子フルートの主管部２０には、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ａの各ノートに対応した５個の演奏用キー２２’と、それ以外のノートに対応した演奏用キー２２が設けられている。グリッサンド奏法を可能にするため、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ａの各ノートに対応した５個の演奏用キー２２’には、それらの演奏用キー２２’を押下している指の動きを検出する指動作検出センサが設けられている。
The
この指動作検出センサを備えた演奏用キー２２’に関しては各種の態様が考えられる。図２〜図４はその例を示すものである。これらの各例において、演奏用キー２２’の上面の演奏者の指が触れる領域には、通常の人の指の腹により十分に塞げる大きさの円形の指動作検出センサ２３ａ〜２３ｃが各々配置されている。
Various aspects can be considered for the performance key 22 'provided with the finger motion detection sensor. 2 to 4 show examples thereof. In each of these examples, circular finger
図２に示す例において、指動作検出センサ２３ａは、演奏用キー２２’の上面に設けられ、演奏用キー２２’の上方の対象物を検出する非接触センサ群であり、より具体的には複数のフォトリフレクタをマトリックス状に並べたものである。
In the example shown in FIG. 2, the finger
ここで、各フォトリフレクタは、光（例えば赤外線）を出力する発光素子と、光を受光したときにＯＮ状態、受光していないときにＯＦＦ状態となる受光素子とを組み合わせたものである。演奏者の指の腹の中心が演奏用キー２２’の上面の中心にあり、指の腹が演奏用キー２２’の上面全体を押下している状態では、各フォトリフレクタの発光素子の出力光は、指の腹により反射される。このため、全てのフォトリフレクタの受光素子が指の腹からの反射光を受光してＯＮ状態となる。しかし、演奏者が指の腹を演奏用キー２２’の中心からずらすと、一部のフォトリフレクタの発光素子の出力光が指の腹によって反射されなくなるため、それらのフォトリフレクタの受光素子は反射光を受光せず、ＯＦＦ状態となる。そして、演奏者が指の腹のずらし具合を大きくすると、全フォトリフレクタのうち受光素子がＯＦＦ状態となっているものの個数が多くなる。 Here, each photo reflector is a combination of a light emitting element that outputs light (for example, infrared rays) and a light receiving element that is turned on when light is received and turned off when light is not received. In the state where the center of the performer's finger belly is at the center of the top surface of the performance key 22 'and the finger pad presses the entire top surface of the performance key 22', the output light of the light emitting element of each photoreflector Is reflected by the belly of the finger. For this reason, the light receiving elements of all the photoreflectors receive reflected light from the belly of the finger and are turned on. However, if the performer shifts the finger pad from the center of the performance key 22 ', the output light of the light emitting elements of some of the photo reflectors is not reflected by the finger pad, so that the light receiving elements of those photo reflectors are reflected. The light is not received and is turned off. When the performer increases the degree of finger belly displacement, the number of all the photoreflectors whose light receiving elements are in the OFF state increases.
この例では、この受光素子がＯＦＦ状態となっているフォトリフレクタの個数（すなわち、指の腹を検出していないフォトリフレクタの個数）を求め、演奏用キー２２’を押下している指の動きを示す情報（より具体的には指の腹の演奏用キー２２’の中心からのずらし量）として利用する。なお、指動作検出センサ２３ａに用いる非接触センサは、必ずしもフォトリフレクタのような光学式のセンサである必要はなく、例えば超音波センサなどでもよい。
In this example, the number of photoreflectors in which the light receiving element is in an OFF state (that is, the number of photoreflectors that have not detected the belly of the finger) is obtained, and the movement of the finger pressing the performance key 22 ′ (Specifically, the amount of shift from the center of the performance key 22 'on the belly of the finger). Note that the non-contact sensor used for the finger
図３に示す例において、指動作検出センサ２３ｂは、演奏用キー２２’の上面に設けられ、対象物への接触を検出する接触センサ群であり、より具体的には、複数のメンブレンスイッチをマトリックス状に並べたスイッチマトリックスである。個々のメンブレンスイッチは、演奏者の指の腹が触れているときはＯＮ状態、指の腹が触れていないときはＯＦＦ状態となる。
In the example shown in FIG. 3, the finger
ここで、演奏者の指の腹の中心が演奏用キー２２’の上面の中心にあり、指の腹が演奏用キー２２’の上面全体を押下している状態では、全てのメンブレンスイッチが指の腹と接触してＯＮ状態となる。しかし、演奏者が指の腹を演奏用キー２２’の中心からずらすと、一部のメンブレンスイッチが指の腹と接触しなくなるため、それらのメンブレンスイッチがＯＦＦ状態となる。そして、演奏者が指の腹のずらし具合を大きくすると、全メンブレンスイッチのうちＯＦＦ状態となっているものの個数が多くなる。 Here, in the state where the center of the belly of the performer's finger is at the center of the upper surface of the performance key 22 'and the entire surface of the finger is pressing the entire upper surface of the performance key 22', all the membrane switches are It will be in the ON state when it comes into contact with the stomach. However, when the performer shifts the belly of the finger from the center of the performance key 22 ′, some membrane switches do not come into contact with the belly of the finger, so that the membrane switches are turned off. When the performer increases the degree of finger belly displacement, the number of all membrane switches that are in the OFF state increases.
この例では、このＯＦＦ状態となっているメンブレンスイッチの個数（すなわち、指の腹を検出していないメンブレンスイッチの個数）を求め、演奏用キー２２’を押下している指の動きを示す情報（より具体的には指の腹の演奏用キー２２’の中心からのずらし量）として利用する。 In this example, the number of membrane switches that are in the OFF state (that is, the number of membrane switches that have not detected the belly of the finger) is obtained, and information indicating the movement of the finger pressing the performance key 22 ′ More specifically, it is used as a shift amount from the center of the performance key 22 'on the belly of the finger.
図４に示す例において、指動作検出センサ２３ｃは、指の接触面積に応じて出力電圧を変化させるタッチセンサである。この例では、このタッチセンサの出力電圧を、演奏用キー２２’を押下している指の動きを示す情報として利用する。
In the example shown in FIG. 4, the finger
図５は本実施形態による電子フルートの電気的構成を示すブロック図である。図５において、複数の演奏用キーセンサ４１は、図１に示す演奏用キー２２および２２’の状態を各々検出するセンサである。これらの演奏用キーセンサ４１により、演奏用キー２２および２２’の各々がＯＮ状態（演奏用キーが押下されており、主管部２０または足管部３０のトーンホールを塞いだ状態）であるかＯＦＦ状態（演奏用キーが押下されておらず、トーンホールが開いた状態）であるかを示す運指パターンが発生され、制御部１００に供給される。
FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the electronic flute according to the present embodiment. In FIG. 5, a plurality of performance
下唇圧力センサ４２は、図１におけるリッププレート１２に設けられたセンサであり、リッププレート１２に押し当てられる下唇の圧力を検出し、検出した圧力を示すアナログ信号を出力する。ジェット流量センサ４３は、呼気吹入口１４から吹き込まれる呼気の流量を検出するセンサであり、検出した流量を示すアナログ信号を出力する。上唇近接センサ４４は、例えばリッププレート１２に設けられた赤外線センサであり、リッププレート１２と演奏者の上唇との距離を検出し、検出した距離を示すアナログ信号を出力する。
The lower
Ａ／Ｄ変換器５１、５２および５３は、下唇圧力センサ４２、ジェット流量センサ４３および上唇近接センサ４４から出力される各アナログ信号のＡ／Ｄ変換を行い、デジタル形式の下唇圧力値信号、呼気流量信号およびリッププレート−上唇間距離信号を制御部１００に出力する。
The A /
指動作検出部４５は、本実施形態では５個設けられている。この５個の指動作検出部４５は、上述した５個の演奏用キー２２’に各々設けられた指動作検出センサ（例えば指動作検出センサ２３ａ、２３ｂまたは２３ｃ）の各出力信号を受け取り、演奏用キー２２’の中心からの指のずれの程度を表す指位置変位量信号（デジタル信号）を各々出力する。本実施形態において、各指動作検出部４５が出力する指位置変位量信号の値は、指が演奏用キー２２’の中心からずれていないときには「０」となり、ずれが大きくなるに従って、最大「５０」まで増加する。
In the present embodiment, five finger
制御部１００は、後段のＭＩＤＩ音源２００等、この電子フルートの各部の制御を行う装置であり、例えばＣＰＵと、ＣＰＵによってワークエリアとして使用されるＲＡＭと、ＣＰＵにより実行される各種のプログラムやＣＰＵによって参照される各種のテーブルを記憶したＲＯＭにより構成されている（いずれも図示略）。図５には、制御部１００のＣＰＵがＲＯＭ内のプログラムに従って実行する各種の処理が図示されている。
The
制御部１００により実行される処理は、ノートナンバ、エクスプレッション値、ブレスコントロール値等、ＭＩＤＩ音源２００を制御するＭＩＤＩメッセージの構成要素となるパラメータを生成する処理を含む。以下、これらの各処理について説明する。
The processing executed by the
ノートナンバ発生処理１０１は、複数の演奏用キーセンサ４１から与えられる運指パターンとＡ／Ｄ変換器５１から与えられる下唇圧力値信号に基づき、ＭＩＤＩ音源２００に形成させる楽音信号のノートナンバを演算する処理である。ノートナンバの算出に運指パターンのみならず、下唇圧力値信号を参照するのは、自然楽器であるフルートにおいて、同一の運指パターンであっても、リッププレートに対する下唇の圧力が変化することにより、放音される楽音のピッチがオクターブ単位でシフトする現象をシミュレートするためである。
The note
音量制御パラメータ発生処理１０２は、Ａ／Ｄ変換器５１から与えられる下唇圧力値信号およびＡ／Ｄ変換器５２から与えられる呼気流量信号に基づき、音量制御パラメータであるエクスプレッション値またはブレスコントロール値を決定する処理である。ベロシティ発生処理１０３は、Ａ／Ｄ変換器５２から与えられる呼気流量信号に基づき、楽音の立ち上がり時の強さを指示するベロシティを決定する処理である。
The sound volume control
ピッチベンド制御処理１０４は、運指パターン、Ａ／Ｄ変換器５２から与えられる呼気流量信号、Ａ／Ｄ変換器５３から与えられるリッププレート−上唇間距離信号および５個の指動作検出部４５から与えられる５個の指位置変位量信号に基づき、ピッチベンド値ＰＢを決定する処理である。本実施形態の特徴は、このピッチベンド値ＰＢを決定するに当たって、指位置変位量信号を参照する点にある。なお、このピッチベンド制御処理１０４の詳細については後述する。
The pitch
ＭＩＤＩメッセージ組立処理１１０は、以上説明した各処理により発生されるパラメータを用いてＭＩＤＩメッセージを組み立て、ＭＩＤＩ音源２００に送信する処理である。さらに詳述すると、ＭＩＤＩメッセージ組立処理１１０は、Ａ／Ｄ変換器５２から出力される呼気流量信号の値が閾値を越え、ノートオンの条件が満たされると、その時点においてノートナンバ発生処理１０１から与えられるノートナンバと、ベロシティ発生処理１０３から与えられるベロシティ値とを用いて、ノートオンメッセージを組み立て、ＭＩＤＩ音源２００に送信する。
The MIDI
ノートオンは、呼気流量信号の値が閾値よりも高く、運指パターンが同一パターンを維持する期間持続する。このノートオン期間中、ＭＩＤＩメッセージ組立処理１１０では、音量制御パラメータ発生処理１０２から与えられるエクスプレッション値またはブレスコントロール値を用いて、コントロールチェンジメッセージを組み立ててＭＩＤＩ音源２００に送信し、ピッチベンド制御処理１０４から与えられるピッチベンド値ＰＢを用いて、ピッチベンドメッセージを組み立てＭＩＤＩ音源２００に送信する。そして、呼気流量信号の値が閾値を下回り、あるいは運指パターンが変化した場合、ＭＩＤＩメッセージ組立処理１１０は、ノートオン中である楽音信号を終了させるノートオフメッセージをＭＩＤＩ音源２００に送るのである。
Note-on continues for a period in which the value of the expiratory flow signal is higher than the threshold and the fingering pattern maintains the same pattern. During the note-on period, the MIDI
ＭＩＤＩ音源２００は、以上のようにして制御部１００から送信されるＭＩＤＩメッセージに従い、デジタル形式の楽音信号を形成する装置である。サウンドシステム２１０は、ＭＩＤＩ音源２００から出力される楽音信号をアナログ楽音信号に変換するＤ／Ａ変換器と、このアナログ楽音信号を増幅するアンプと、このアンプにより駆動されるスピーカにより構成されている（図示略）。
The
次に図６を参照し、ピッチベンド制御処理１０４について説明する。本実施形態において、ピッチベンド制御処理１０４は、第１のピッチベンド値発生処理１２０と、第２のピッチベンド値発生処理１３０とを含む。第１のピッチベンド値発生処理１２０は、自然楽器であるフルートの演奏時と同様に、演奏時の息の強弱や演奏の姿勢に応じて楽音にピッチベンド効果を付与するための処理である。この第１のピッチベンド値発生処理１２０では、運指パターン、Ａ／Ｄ変換器５２から与えられる呼気流量信号、Ａ／Ｄ変換器５３から与えられるリッププレート−上唇間距離信号を参照し、ピッチベンド値ＰＢ１を発生する。具体的には、呼気流量が大きくなるのに応じてピッチベンド値ＰＢ１を増加させ、リッププレート−上唇間距離が短くなるのに応じてピッチベンド値ＰＢ１を増加させる。その際のピッチベンド値ＰＢ１の増加の勾配は、運指パターンに基づき決定する。
Next, the pitch
第２のピッチベンド値発生処理１３０は、グリッサンド奏法を実現するためのピッチベンド値ＰＢ２を発生する処理である。この第２のピッチベンド値発生処理１２０では、５個の指動作検出部４５から出力される５個の指位置変位量信号を参照する。この５個の指位置変位量信号は、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ａの各ノートに対応した５個の演奏用キー２２’に関して、各々を押さえる指がその演奏用キーの中心からずれている程度を各々示している。第２のピッチベンド値発生処理１３０では、この５個の指位置変位量信号に対し、運指パターンに応じた０または１の重み係数を各々乗算し、乗算結果の加算を行う。
The second pitch bend
具体的には、例えばＤのノートの演奏用キー２２’が押下され、ＯＮ状態となっていることを運指パターンが示しているときは、このＤのノートの演奏用キー２２’に対応した指位置変位量信号には１を乗算し、Ｄのノートの演奏用キー２２’がＯＦＦ状態となっていることを運指パターンが示しているときは同指位置変位量信号に０を乗算する。他のＥ、Ｆ、Ｇ、Ａの各ノートの演奏用キー２２’に対応した指位置変位量信号についても同様である。すなわち、第２のピッチベンド値発生処理１３０では、指で押下された状態の演奏用キー２２’に対応した指位置変位量信号のみを選択し、それらの加算を行う。このように指で押下された状態の演奏用キー２２’に対応した指位置変位量信号のみを選択するのは、自然楽器であるフルートにおいても、押下されていないリングキーにおける指の位置は、ピッチの決定に関与しないからである。
Specifically, for example, when the fingering pattern indicates that the D note performance key 22 ′ is pressed and turned on, it corresponds to the D note performance key 22 ′. The finger position displacement amount signal is multiplied by 1, and the finger position displacement amount signal is multiplied by 0 when the fingering pattern indicates that the D note performance key 22 'is in the OFF state. . The same applies to the finger position displacement amount signals corresponding to the performance keys 22 'of the other E, F, G, and A notes. That is, in the second pitch bend
第２のピッチベンド値発生処理１３０では、以上のような５個の指位置変位量信号の重み付け加算により、「０」〜「２５０」の範囲内のピッチベンド値ＰＢ２ａが得られる。第２のピッチベンド値発生処理１３０では、このピッチベンド値ＰＢ２ａに対し、係数８１９２／１００を乗算し、ピッチベンド値ＰＢ２を得る。この係数８１９２／１００は、ピッチベンド値ＰＢ２を、本実施形態におけるピッチベンド値の上限値である１６３８３の半分程度に抑圧するための係数である。
In the second pitch bend
ピッチベンド制御処理１０４では、このようにして第２のピッチベンド値発生処理１３０により得られたピッチベンド値ＰＢ２を、第１のピッチベンド値発生処理１２０により得られたピッチベンド値ＰＢ１と加算し、加算結果についてリミタ１２１を実行する。このリミタ１２１では、上記加算結果がピッチベンド値の上限値１６３８３以下であるならば、そのまま最終的なピッチベンド値ＰＢとして出力し、上記加算結果がピッチベンド値の上限値１６３８３を越える場合には上限値１６３８３を最終的なピッチベンド値ＰＢとして出力する。
以上が本実施形態におけるピッチベンド制御処理１０４の詳細である。
In the pitch
The above is the details of the pitch
以上説明した構成において、演奏者が演奏用キー２２および２２’を押下すると、それらの演奏用キーのＯＮ／ＯＦＦ状態を示す運指パターンが複数の演奏用キーセンサ４１を介して制御部１００に取り込まれる。また、演奏者がリッププレート１２に下唇を押し当てた状態で呼気吹入口１４から呼気を吹き込むと、その呼気の流量がジェット流量センサ４３により検出され、Ａ／Ｄ変換器５２から呼気流量信号が出力され、制御部１００に取り込まれる。その際、下唇圧力センサ４２により、リッププレート１２に押し当てられる下唇の圧力が検出され、上唇近接センサ４４により、リッププレート１２と演奏者の上唇との距離が検出される。そして、Ａ／Ｄ変換器５１および５３から制御部１００に、下唇圧力値信号およびリッププレート−上唇間距離信号が供給される。制御部１００では、ノートナンバ発生処理１０１により、運指パターンおよび下唇圧力値信号に基づき、ＭＩＤＩ音源２００において形成すべき楽音信号のノートナンバが発生される。また、ベロシティ発生処理１０３により、呼気流量信号からベロシティ値が発生される。
In the configuration described above, when the performer depresses the
そして、呼気流量信号の値が閾値を越え、ノートオンの条件が満たされると、制御部１００では、ＭＩＤＩメッセージ組立処理１１０により、ノートナンバ発生処理１０１により発生されたノートナンバとベロシティ発生処理１０３により発生されたベロシティ値とを用いて、ノートオンメッセージが組み立てられ、ＭＩＤＩ音源２００に送信される。これによりＭＩＤＩ音源２００ではノートオンメッセージにより指示された楽音信号の形成が開始され、形成された楽音信号がサウンドシステム２１０から楽音として放音される。
When the value of the expiratory flow signal exceeds the threshold value and the note-on condition is satisfied, the
ノートオンは、呼気流量信号の値が閾値よりも高く、運指パターンが同一パターンを維持する期間持続する。このノートオン期間中、ピッチベンド制御処理１０４では、第１のピッチベンド値発生処理１２０により、運指パターンと呼気流量信号とリッププレート−上唇間距離信号とに基づき、ピッチベンド値ＰＢ１が発生される。ここで、グリッサンド奏法が行われず、第２のピッチベンド値発生処理１３０により発生されるピッチベンド値ＰＢ２が０である場合には、第１のピッチベンド値発生処理１２０により発生されるピッチベンド値ＰＢ１が上述した上限値以内に制限され、最終的なピッチベンド値ＰＢとして出力される。そして、ＭＩＤＩメッセージ組立処理１１０によりこのピッチベンド値ＰＢを用いてピッチベンドメッセージが組み立てられ、ＭＩＤＩ音源２００に送られる。これによりＭＩＤＩ音源２００が形成する楽音信号のピッチは、ピッチベンドメッセージ内のピッチベンド値により指示される量だけ高域側にシフトされる。
Note-on continues for a period in which the value of the expiratory flow signal is higher than the threshold and the fingering pattern maintains the same pattern. During the note-on period, in the pitch
第１のピッチベンド値発生処理１２０では、呼気流量信号やリッププレート−上唇間距離信号の信号値が変化すると、その都度、ピッチベンド値ＰＢ１が更新され、これに合わせてＭＩＤＩメッセージ組立処理１１０に引き渡されるピッチベンド値ＰＢも更新される。そして、ＭＩＤＩメッセージ組立処理１１０では、ピッチベンド値ＰＢが更新される都度、新たなピッチベンド値ＰＢを用いてピッチベンドメッセージが組み立てられ、ＭＩＤＩ音源２００に送られる。この結果、ＭＩＤＩ音源２００が形成する楽音信号のピッチは、呼気流量やリッププレート−上唇間距離の変化に応じて変化することとなる。
In the first pitch bend value generation processing 120, whenever the signal value of the expiratory flow signal or the lip plate-upper lip distance signal changes, the pitch bend value PB1 is updated and delivered to the MIDI
一方、第２のピッチベンド値発生処理１３０では、５個の演奏用キー２２’のうち押下されてＯＮ状態となっている各演奏用キー２２’に対応した各指位置変位量信号が加算され、その加算結果に基づき、ピッチベンド値ＰＢ２が発生される。
On the other hand, in the second pitch bend
ここで、押下されている全ての演奏用キー２２’に関して、指の腹が演奏用キー２２’の中心からずれていない場合には、それらの演奏用キー２２’に対応した指位置変位量信号の信号値は０になる。従って、第２のピッチベンド値発生処理１３０により発生されるピッチベンド値ＰＢ２は０となる。
Here, regarding all of the pressed performance keys 22 ', if the finger belly is not deviated from the center of the performance keys 22', the finger position displacement amount signals corresponding to those performance keys 22 'are displayed. The signal value of becomes zero. Accordingly, the pitch bend value PB2 generated by the second pitch bend
しかし、演奏者が演奏用キー２２’を押下している指を動かし、指の腹を演奏用キー２２’の中心からずらすと、そのずれ量に応じた量だけその演奏用キー２２’に対応した指位置変位量信号が増加する。そして、第２のピッチベンド値発生処理１３０により発生されるピッチベンド値ＰＢ２がこの指位置変位量信号の増加に応じて増加する。また、本実施形態では、押下されている全ての演奏用キー２２’に対応した指位置変位量信号に基づいてピッチベンド値ＰＢ１を発生しているため、それらの各演奏用キー２２’についての指のずれ量の総和に相当する変化がピッチベンド値ＰＢ１の変化となって現れる。
However, if the performer moves his / her finger pressing the performance key 22 ′ and shifts the belly of the finger from the center of the performance key 22 ′, it corresponds to the performance key 22 ′ by an amount corresponding to the amount of displacement. The finger position displacement amount signal increases. Then, the pitch bend value PB2 generated by the second pitch bend
ピッチベンド制御処理１０４では、このようにして第２のピッチベンド値発生処理１３０により発生されるピッチベンド値ＰＢ２が上述した第１のピッチベンド値発生処理１２０により発生されるピッチベンド値ＰＢ１と加算され、加算結果に基づき、ＭＩＤＩメッセージ組立処理１１０に引き渡す最終的なピッチベンド値ＰＢが出力される。従って、演奏者が演奏用キー２２’を押下している指を動かして、指の腹の演奏用キー２２’の中心からのずれ量を変化させると、それに連動して、最終的なピッチベンド値ＰＢが変化し、変化後の新たなピッチベンド値ＰＢを含んだピッチベンドメッセージがＭＩＤＩメッセージ組立処理１１０により組み立てられ、ＭＩＤＩ音源２００に送られる。
In the pitch
従って、本実施形態において演奏者は、押下されてＯＮ状態になっている演奏用キー２２’について、指の腹の演奏用キー２２’の中心からのずれ量を変化させるという簡単な操作により、ＭＩＤＩ音源２００によって形成させる楽音信号のピッチベンド量を変化させることができる。従って、本実施形態によれば、演奏者は、演奏の妨げにならない自然な操作により、放音中の楽音を変化させることができる。
Therefore, in this embodiment, the performer can change the amount of deviation from the center of the performance key 22 ′ on the belly of the finger with respect to the performance key 22 ′ that is pressed and turned on. The pitch bend amount of the musical sound signal formed by the
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明にはこれ以外にも他の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。 Although one embodiment of the present invention has been described above, other embodiments are possible for the present invention. For example:
（１）上記各実施形態では、本発明を電子フルートに適用した例を挙げたが、本実施形態は例えばクラリネット、オーボエ、ファゴット、リコーダ等の他の種類の電子管楽器にも適用可能である。 (1) In each of the above embodiments, the present invention is applied to an electronic flute. However, the present embodiment can be applied to other types of electronic wind instruments such as clarinet, oboe, bassoon, and recorder.
（２）上記実施形態では、押下されてＯＮ状態となっている演奏用キー２２’についての指位置変位量信号の変化に応じて、ピッチベンド値を変化させたが、ピッチベンド値以外のパラメータ、例えば音色を決定するフィルタのパラメータや、音量制御パラメータであるエクスプレッション値等を指位置変位量信号の変化に応じて変化させてもよい。 (2) In the above embodiment, the pitch bend value is changed in accordance with the change of the finger position displacement amount signal for the performance key 22 ′ that is pressed and turned on, but parameters other than the pitch bend value, for example, A filter parameter for determining a timbre, an expression value that is a volume control parameter, or the like may be changed according to a change in the finger position displacement amount signal.
（３）指位置変位量信号を発生するための指動作検出センサについては、上記実施形態において示したものの他に、各種の態様が考えられる。図７〜図１１は指動作検出センサに関する各種の変形例を示すものである。 (3) Regarding the finger motion detection sensor for generating the finger position displacement amount signal, various modes can be considered in addition to those shown in the above embodiment. 7 to 11 show various modifications related to the finger motion detection sensor.
（３−１）図７に示す第１の変形例では、演奏用キー２２’の上面に演奏者の指の腹で塞げる程度の開口面積の凹部２２１が設けられており、この凹部２２１の底に圧力センサ２２２が固定されている。この圧力センサ２２２は、凹部２２１の開口部を丁度塞ぐ程度の大きさおよび形状を持ったプレート２２２Ｐを有しており、演奏者の指がこのプレート２２２Ｐに与える圧力を検出する。この例では、演奏用キー２２’がＯＮになった後、圧力センサ２２２によって検出される圧力値の変化から指の動きを示す情報を抽出する。
(3-1) In the first modified example shown in FIG. 7, a
（３−２）図８に示す第２の変形例では、上記第１の変形例と同様、圧力センサを用いている。ただし、この第２の変形例では、演奏用キー２２’の凹部２２１の底に固定された複数（例えば３個）の圧力センサ２２３が一枚のプレート２２３Ｐを下方から支持し、このプレート２２３Ｐを介して加わる圧力を各々検出する。各圧力センサ２２３は、その上方に突出した軸によりプレート２２３Ｐを支持するが軸とプレート２２３Ｐは固定されていない。この例において、演奏者の指がプレート２２３Ｐの中心を押しているときには、複数の圧力センサ２２３に対して均等に圧力が加わる。しかし、演奏者の指がプレート２２３Ｐの端部寄りの部分を押すと、その近傍を支持している圧力センサ２２３が検出する圧力は大きくなるが、そこから離れたところを支持している圧力センサ２２３が検出する圧力は小さくなる。そこで、この例では、各圧力センサ２２３によって検出される圧力値の差に基づき、演奏者の指が押している位置のプレート２２３Ｐの中心からのずれ量を示す指位置変位量信号を発生する。
(3-2) In the second modified example shown in FIG. 8, a pressure sensor is used as in the first modified example. However, in the second modification, a plurality of (for example, three)
（３−３）図９（ａ）は第３の変形例における演奏用キー２２’の平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＩ−Ｉ’線断面図である。この例では、演奏用キー２２’が表半分（演奏者の指が触る側）と裏半分に分かれており、両者の間には、例えばバイモルフなどのようなせん断応力に応じた電圧Ｖｘを出力する圧電素子２２４が挟まれている。この構成において、演奏者が演奏用キー２２’を押下しているだけでは、圧電素子２２４にせん断応力が加わらないので出力電圧Ｖｘは０Ｖである。しかし、演奏者が演奏用キー２２’を押下した状態において、その指を横方向（矢印Ｘ方向）にずらそうとすると、演奏用キー２２’の表半分が裏半分に対して相対移動しようとし、表半分と裏半分との間に挟まれた圧電素子２２４にせん断応力が加わる。この結果、演奏者が指を横方向に移動させようとする力に比例した大きさの出力電圧Ｖｘが圧電素子２２４から得られる。第３の変形例では、この出力電圧Ｖｘを指位置変位量信号として利用する。
(3-3) FIG. 9A is a plan view of a performance key 22 'in the third modification, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line I-I' of FIG. 9A. In this example, the performance key 22 'is divided into a front half (side where the performer's finger touches) and a back half, and a voltage Vx corresponding to a shear stress such as a bimorph is output between the two. The
（３−４）図１０は、指動作検出センサの第４の変形例を示すものである。図１０において、複数（図示の例では３個）の演奏用キー２２’は、共通の回動軸２２５に回動自在に取り付けられており、この回動軸２２５は２個の軸受け２２６により支持されている。回動軸２２５は２個の軸受け２２６を貫通しており、一端が図示しない弾性部材（図示略）を介して電子フルートの管体に固定されている。通常、回動軸２２５はこの弾性部材の弾性力により管体に対して位置固定されているが、弾性力に打ち勝つ力を加えれば、僅かな距離ではあるが管体の軸方向（矢印Ｙ方向）に移動させることが可能である。変位検出センサ２２７は、いわゆるリニアエンコーダであり、回動軸２２５の矢印Ｙ方向の変位を検出する。第４の変形例では、演奏者が少なくとも１個の演奏用キー２２’を指で押下し、その指を矢印Ｙ方向に移動させると、それに伴う回動軸２２５の変位が変位検出センサ２２７により検出される。第４の変形例では、この変位検出センサ２２７により検出される変位を指位置変位量信号として利用する。
(3-4) FIG. 10 shows a fourth modification of the finger motion detection sensor. In FIG. 10, a plurality of (three in the illustrated example)
（３−５）図１１は、指動作検出センサの第５の変形例を示すものである。この第５の変形例では、電子フルートの管体の軸方向（矢印Ｙ方向）に僅かな距離だけ変位し得るように遊びを持たせた状態で演奏用キー２２’が回動軸２２５に回動自在に取り付けられている。演奏用キー２２’と電子フルートの管体との間には弾性部材（図示略）が介在している。通常、演奏用キー２２’はこの弾性部材の弾性力により管体に対して位置固定されているが、弾性力に打ち勝つ力を加えれば、僅かな距離ではあるが回動軸２２５に沿って管体の軸方向（矢印Ｙ方向）に移動させることが可能である。変位検出センサ２２８は、リニアエンコーダであり、演奏用キー２２’の矢印Ｙ方向の変位を検出する。第５の変形例では、演奏者が演奏用キー２２’を指で押下し、その指を矢印Ｙ方向に移動させたとき、それに伴う演奏用キー２２’の変位が変位検出センサ２２８により検出される。第５の変形例では、この変位検出センサ２２８により検出される変位を指位置変位量信号として利用する。
(3-5) FIG. 11 shows a fifth modification of the finger motion detection sensor. In this fifth modification, the performance key 22 ′ rotates around the
（４）上記実施形態では、電子管楽器に音源とサウンドシステムを設けたが、電子管楽器自体には音源とサウンドシステムを設けず、電子管楽器において発生するＭＩＤＩメッセージを電子管楽器の外部の音源に供給するように構成してもよい。 (4) In the above embodiment, the sound source and sound system are provided in the electronic wind instrument, but the sound source and sound system are not provided in the electronic wind instrument itself, and MIDI messages generated in the electronic wind instrument are supplied to the sound source outside the electronic wind instrument. You may comprise as follows.
（５）指動作検出センサをリングキーでない演奏用キーに設け、この演奏用キーの指位置操作に応じてグリッサンド奏法に対応した楽音の制御を行うようにしてもよい。 (5) A finger motion detection sensor may be provided on a performance key that is not a ring key, and a musical tone corresponding to the glissando performance method may be controlled according to the finger position operation of the performance key.
１０……頭管、２０……主管、３０……足管、１２……リッププレート、１４……呼気吹入口、２２，２２’……演奏用キー、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ……指動作検出センサ、４１……演奏用キーセンサ、４２……下唇圧力センサ、４３……ジェット流量センサ、４４……上唇近接センサ、４５……指動作検出部、２００……ＭＩＤＩ音源、１００……制御部、１０１……ノートナンバ発生処理、１０２……音量制御パラメータ発生処理、１０３……ベロシティ発生処理、１０４……ピッチベンド制御処理、１１０……ＭＩＤＩメッセージ組立処理、１２０……第１のピッチベンド値発生処理、１３０……第２のピッチベンド値発生処理、２２２，２２３……圧力センサ、２２４……圧電素子、２２５……回動軸、２２７，２２８……変位検出センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
演奏者の手指によって操作される複数の演奏用キーと、
前記複数の演奏用キーのＯＮ／ＯＦＦ状態を各々検出する複数の演奏用キーセンサと、
前記複数の演奏用キーの一部の演奏用キーに対応して設けられ、当該演奏用キーを押下している指の動きを検出する指動作検出手段と、
前記呼気流検出手段によって呼気流が検出されるのに応じて、前記複数の演奏用キーセンサによって検出される前記複数の演奏用キーのＯＮ／ＯＦＦ状態に応じたノートナンバを持った楽音信号を音源に形成させる制御情報を発生すると共に、前記指動作検出手段によって検出される指の動きに応じて前記音源に形成させる楽音信号を変化させる制御情報を発生する制御部と
を具備することを特徴とする電子管楽器。 Expiratory flow detecting means for detecting expiratory flow;
A plurality of performance keys operated by the performer's fingers;
A plurality of performance key sensors for detecting ON / OFF states of the plurality of performance keys;
Finger motion detection means provided corresponding to a part of the performance keys of the plurality of performance keys, and detecting movement of a finger pressing the performance key;
A musical tone signal having a note number corresponding to the ON / OFF state of the plurality of performance keys detected by the plurality of performance key sensors in response to detection of the expiratory air flow by the expiratory airflow detection means And a control unit for generating control information for changing a musical tone signal to be formed on the sound source in accordance with a finger movement detected by the finger motion detecting means. An electronic wind instrument.
Priority Applications (1)
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