JP2537195B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、管楽器や弦楽器などの楽音を発生する電子
楽器に関するものである。

（従来の技術） 従来において、電子的に楽音を生成して発生する電子
楽器としては、鍵盤型の電子楽器が代表的である。

この鍵盤型の電子楽器は、鍵盤部と、ピアノ，フルー
ト，バイオリン等の音色を選択設定する音色設定手段
と、ビブラートやトレモロなどの楽音の周波数や振幅を
変調するための変調手段などを備え、音色設定手段で設
定された音色で、かつ鍵盤部における押圧鍵の音高に対
応した楽音をトーンジェネレータで形成し、必要に応じ
て楽音の周波数や振幅を変調してビブラートやトレモロ
等の効果が付与された楽音をスピーカから発生するよう
になっている。さらに、各種のリズム音も同様に発生し
得るように構成されているものもある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した従来の鍵盤型の電子楽器で
は、１つの装置で多くの種類の楽音を発生可能に構成し
ているが故に、演奏に際しては相当の習熟度を必要と
し、普通の人が練習せずに演奏するのが非常に困難であ
るという問題があった。

そこで、楽譜の一部に設けた磁気記録部に演奏曲を構
成する音高のデータを予め記憶させておき、この楽譜を
読取り部に挿入して１本の指で鍵を操作することによ
り、所望の演奏曲を自動的に発生させるようにした電子
楽器が提案されている。しかし、この電子楽器は操作が
簡単になった反面で、演奏者個有の演奏表現を反映させ
ることができず、楽音が単調であるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、操作
が簡単で、かつ演奏者個有の演奏表現を充分に反映し得
るようにした電子楽器を提供することを目的とするもの
である。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、曲を構成する音高のデータが発音順に記憶
された音高データメモリと、発生すべき楽音の音高を更
新するための複数の演奏用キーと、この演奏用キー中の
操作キーに対応して前記音高データメモリの該当アドレ
スから音高データを読取る読取り手段と、発生する音高
の音量調整を指示するための音量調整指示操作部と、こ
の音量調整指示操作部における操作を検出する第１のセ
ンサと、スプリングにより支持され、前記演奏用キーが
付設された支持体と、この支持体の変位動に応じた押圧
力を検出する第２のセンサと、前記読取り手段により読
取られた音高のデータに対し、前記演奏用キーの操作の
長さに対応する音の長さを付与すると共に、前記第２の
センサの出力に応じて音高に変動を加えて、楽音信号を
形成する楽音信号形成手段と、この楽音信号形成手段に
より形成された楽音信号を増幅してスピーカから発生さ
せる増幅手段と、前記第１のセンサの出力に応じて前記
増幅手段の利得を制御する音量制御手段とを備えて、電
子楽器を構成したものである。

（作用） 複数の演奏用キーのいずれかを操作することにより、
音高データメモリから音高のデータが１音単位で読み出
され、また、この音高のデータが、演奏用キーの操作の
長さに対応して音の長さが制御されると共に、演奏用キ
ーが付設された支持体の変位動に応じて音高に変動が加
えられて楽音信号とされ、更に、音量調整指示操作部の
操作に応じた音量の楽音信号とされて出力され、音量、
音の長さ、テンポ、更に音高の変動によるビブラートを
任意に付加した演奏が可能となる。

また、複数の演奏用キーのいずれかを操作する毎に次
々に新たな音高の楽音が発生されるため、操作も極めて
簡単になる。

従って、楽器本体を手に持って演奏する管楽器，弦楽
器などに適用して最適である。

（実施例） 第１図はサキソホーン型電子楽器の一実施例を示す外
観図である。

図において、サキソホーン型楽器本体１は、実際のサ
キソホーンと同様に金属材料で形成され、しかも形状も
ほぼ相似形に形成されている。そして、上端部の空気吹
込口であるマウスピース２の下流には、演奏者の空気吹
込み量を検出する流量センサ３が配設されると共に、胴
部には人間の両手の指に対応した数の演奏用キーK1〜K1
0が配設されている。さらに腰部には曲目を選択する曲
目選択スイッチ４が設けられ、さらにその下側には所望
の演奏曲を構成する音高データを記憶したメモリカード
５から音高データを読取る読取装置６が配置され、さら
にその下側には電子的に楽音を形成するトーンジェネレ
ータ等の電子回路部７とスピーカ８とが配置されてい
る。

このうち、演奏用キーK1〜K5およびK6〜K10を収納す
るキーブロック９は第２図の横断面図に示すように、５
個のキーK1〜K5（またはK6〜K10）の頭部が楽器本体１
の外壁から僅かに突出するように支持する支持体10と、
この支持体10を弾性的に支持するスプリング11A〜11D
と、仕切り板12に固定され、支持体10の上下動に応じた
圧力を受け、その圧力に対応した出力信号を送出する圧
力センサ13とを有している。

なお、曲目選択スイッチ４の下側に設けられているス
イッチ14は、操作の動作を初期状態に戻すためのリセッ
トスイッチである。

第３図は電子回路部７の詳細な構成を示すブロック図
であり、キーK1〜K10の出力はキースイッチインタフェ
ース回路15〜24にそれぞれ入力されている。キースイッ
チインタフェース回路15〜24は入力信号を反転するイン
バータ25と、入力信号が“L"に変化した時に所定パルス
幅のワンショットパルスを発制する第１のワンショット
マルチ26と、インバータ25の出力信号が“L"に変化した
ときに所定パルス幅のワンショットパルスを発生する第
２のワンショットマルチ27によって構成され、それぞれ
の回路に入力される演奏用キーK1〜K10の出力信号が
“H"→“L"および“L"→“H"に変化した時に所定パルス
幅のワンショットパルスを発生し、オアゲート28を介し
てカウンタ29のカウント入力（CK）に入力するように構
成されている。すなわち、キーK1〜K10のいずれかがオ
ン→オフまたはオフ→オンに変化したときの両方向の状
態変化発生時にカウンタ29に所定パルス幅のワンショッ
トパルスを入力するように構成されている。

この場合、カウンタ29はリセットスイッチ14によって
カウント値がリセットされる。

カウンタ29はメモリカード５から音高データを読取る
際の読出しアドレスを指定するもので、そのカウント出
力は読取装置６の下位アドレス信号として入力されてい
る。

一方、曲目選択スイッチ４の出力信号はエンコーダ30
に入力され、ここで曲目選択状態に対応した複数ビット
の信号に変換されて読取装置６の上位アドレス信号とし
て入力されている。

読取装置６は、メモリカード５に時系列的に記憶され
た音高データを順に読取り、次の新たな読出しアドレス
が指定されるまで現在の読出しアドレスの音高データを
継続して出力するものであるが、この実施例におけるメ
モリカード５には複数の演奏曲の音高データが記憶され
ているため、エンコーダ30の出力信号が上位アドレス信
号として入力されることによって曲目選択スイッチ４で
指定した番号の曲目の記憶アドレスが指定され、またカ
ウンタ29の出力信号が下位アドレス信号として入力され
ることにより、選択した曲目を構成する音高データの記
憶アドレスが順に指定される。これにより、選択した曲
目の音高データが１音単位で順に読出され、トーンジェ
ネレータ33に供給される。なお、音高データは１つの音
符で示される音の高さを現わす情報であり、音の長さを
示す情報は含まれていない。

この場合、読取装置６はメモリカード５に記憶した音
高データを全ての曲目について全て読取り、これをバッ
ファメモリ等に記憶させておき、演奏に際してはこのバ
ッファメモリから１音単位の音高データを読出すように
してもよい。

トーンジェネレータ33は読取装置６から音高データが
入力されると、当該音高データに対応した音高で、かつ
サキソホーンの音色の楽音信号を形成し、増幅器31を介
してスピーカ８に入力する。この時、キーブロック９の
下部に配置された圧力センサ13が演奏者の演奏操作に応
じた圧力を支持体10から受けると、この時の圧力に比例
した信号をトーンジェネレータ33に供給する。このた
め、トーンジェネレータ33は音高データに対応した楽音
の音高を圧力センサ13からの出力信号の変化に合わせて
上下動し、ビブラート効果を付与する。

また、増幅器31は音量調整ボリウム32によって設定さ
れた利得でトーンジェネレータ33からの楽音信号を増幅
してスピーカ８から発生させるが、流量センサ３の出力
信号が零である場合は利得を零とし、スピーカ８からの
楽音を発生させない。そして、流量センサ３の出力信号
が所定値以上である時のみ、すなわちマウスピース２か
らの空気吹込み量が所定値以上の場合のみ、音量調整ボ
リウム32で設定された利得を流量センサ３の出力信号で
微調整しながら楽音をスピーカ８から発生させる。

すなわち、楽音本体を演奏操作に合わせて揺り動かし
たりすることにより圧力センサ13の出力信号が変化し、
音高データに対応した楽音にビブラート効果が付与され
る。また、空気吹込み量を加減することにより、楽音の
発生停止および音量の変化を制御することができる。

従って、１つ１つの音高データを基に発音する楽音の
長さをキーK1〜K10のいずれか（または全部）のオンか
らオフまたはオフからオンへのタイミングによってコン
トロールしながら演奏し、かつ楽器本体１を揺り動かす
などの動作を行うことにより、あたかも実際にサキソホ
ーンを演奏している時と同様の演奏表現の付された楽音
が得られる。

第４図は第３図の電子回路部７にマイクロプロセッサ
を導入した本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。同図において、第３図と同一部分は同一番号を付し
て示しているが、キースイッチインタフェース回路15〜
24,カンウンタ29,エンコーダ30を削除した代わりに、キ
ーマトリクス回路35,マイクロプロセッサ36,表示部37,A
D変換器38を新たに設けている。

キーマトリクス回路35は黒丸印で図示する10個の演奏
用キーK1〜K10と白丸印で示すリセットスイッチ等をマ
トリクス状に配置し、マイクロプロセッサ36から縦の列
を順次に選択し、各列におけるキーやスイッチのオン／
オフ信号を４ビット並列の信号で読取るためのもので、
この実施例においては演奏用キーK1〜K10以外のスイッ
チとして、第５図の表示部の詳細構成図に示すように、
サキソホーン，トランペット，フルート，クラリネット
の各音色を選択する音色選択スイッチK11,リセットスイ
ッチK12,曲目番号の数値をカウントアップおよびカウン
トダウンするスイッチK13,K14と、１つの演奏曲中の音
高データの番号をカウントアップおよびカウントダウン
するスイッチK15,K16とが設けられている。

また、表示部37には第５図の詳細構成図に示すよう
に、音色選択スイッチK11で選択設定された音色を発光
表示によって表示する発光ダイオードLD1〜LD4と、スイ
ッチK13,K14によって設定された曲目番号を数字表示す
る数字表示器DP1と、スイッチK15,K16によって設定され
た音高データの番号（＝楽譜上の音符の番号）を数字表
示する数字表示器DP2と、音量調整ボリウム32の操作子V
RLおよび電源投入スイッチPSWとが設けられている。

一方、AD変換器38は流量センサ３の出力信号をディジ
タル信号に変換してマイクロプロセッサ36に入力するも
ので、これは空気吹込量が変化するときには、音量と共
に楽音の音高も若干変化させ、自然楽器と同様の音高変
化を持つ楽音を発生させようとするために設けられるも
のである。

なお、第５図に示した表示部37は第１図における楽器
本体１の胴部から腰部付近に配置されるものである。

第６図および第７図は以上の構成におけるマイクロプ
ロセッサ36の動作を示すフローチャートであり、まず電
源スイッチPSWがオンされると、マイクロプロセッサ36
は自己の内部に設けられたバッファメモリやカウンタ等
をイニシャライズする（ステップ100）。次にキーK1〜K
16のオン／オフ状態を所定周期（例えば10ms周期）で読
取るためのキースキャン用割込みタイマをスタートさせ
る（ステップ101）。

キースキャン用割込みタイマは、マイクロプロセッサ
36に内蔵されているもので、このタイマがタイムアップ
すると、第７図に示すキースキャン用割込み処理が実行
され、キーK1〜K16のオン／オフ状態が読取られる。す
なわち、マイクロプロセッサ36はキースキャン用割込み
処理において、まずキーマトリクス回路35の各列のキー
を順次に選択することにより、キーK1〜K16のオン／オ
フ状態を１列単位で読取る（ステップ200）。次にキーK
1〜K16のオン／オフ状態を記憶するキーバッファ（図示
せず）の内容を新たに読取ったオン／オフ状態の情報に
更新する（ステップ201）。次に、前回読取り時のオン
／オフ状態と今回の読取り時のオン／オフ状態とを比較
し、キーK1〜K10のうちいずれかの状態に変化が生じて
いるならばフラグＫをセットする（ステップ202,20
3）。同様に、スイッチK11〜K16のいずれかに変化が生
じているならばフラグＭをセットする。

要約すれば、キーK1〜K10およびスイッチK11〜K16の
オン／オフ状態が所定周期で読取られ、キーバッファの
内容が新たなオン／オフ状態に対応した内容に更新され
たうえ、キーK1〜K10のいずれかに変化があればフラグ
Ｋがセットされ、またスイッチK1〜K16のいずれかに変
化が有ればフラグＭがセットされる。

マイクロプロセッサ36はこのようにして得たK1〜K16
のオン／オフ状態の情報を基に第６図のステップ102以
降のキー分析処理に移り、まずフラグＭがセットされて
いるか否か判別し、セットされているならばスイッチK1
1による音色の変更、スイッチK12によるリセット操作、
スイッチK13またはK14による曲目番号の変更、スイッチ
15またはK16による音高データ番号の変更という操作の
いずれかが行なわれることになるので、フラグM,Kを共
にクリアし（ステップ104）、動作モードをこれらのス
イッチK11〜K16の新たな操作状態に対応したモードに変
更する（ステップ105）。例えば、スイッチK11によって
音色がサキソホーンからトランペットに変更されたなら
ば、トーンジェネレータ33に転送する楽音形成用のパラ
メータをトランペットのパラメータに変更する。また、
スイッチK13またはK14によって曲目番号が変更されたな
らば、読取装置６に対する上位アドレス信号を新たな曲
目番号に対応した信号に変更する。

一方、フラグＭがセットされていなければ、次にフラ
グＫがセットされているか否かを判別し（ステップ10
6）、セットされていなければ何等状態が変化していな
いことになるためにキー分析処理の最初のステップ102
に戻る。

しかし、フラグＫがセットされているならば、次に音
符番号（音高データの番号）＝０か否か、すなわち１か
ら始まりｍ（ｍ＝曲の最後の音符番号）で終る音符番号
が０か否かを判別し（ステップ107）、０であれば、未
だ演奏が始まっていないことになるので、次に流量セン
サ３の出力信号が所定値以上か否かを判別し（ステップ
108）、所定値以上であれば今から演奏を始めるために
マウスピースから空気が吹込まれたものと判断し、フラ
グＫをクリアした後、音高データの読出しアドレスを
「０」から「１」に更新する（ステップ110）。する
と、読出しアドレス＝１の情報が読取り装置６に下位ア
ドレス信号として入力され、読出しアドレス＝１の音高
データがメモリカード５から読取られる。マイクロプロ
セッサ36はこのようにして読取った音高データをトーン
ジェネレータ33に転送し（ステップ111）、再びキー分
析処理の最初のステップに戻る。

トーンジェネレータ33は音高データが入力されると、
次の新たな音高データが入力されるまで現在入力されて
いる音高データに対応した音高の楽音信号を形成し、さ
らに圧力センサ13の出力信号に応じてビブラート効果を
付与して増幅器31に入力する。これによって、音高デー
タに対応した音高で、かつスイッチK11で設定された音
色の楽音がマウスピースからの空気吹きこみ量に対応し
た音量でスピーカ８から発生される。

なお、演奏途中において何番目の音符を演奏している
かは表示器DP2に数字表示される。従って、１つの演奏
曲の途中から演奏を開始したい場合には、スイッチK15
またはK16を用いて表示器DP2の表示内容を楽譜に付され
た音符番号のうち演奏を開始する小節の音符番号にセッ
トした後、演奏を開始すればよい。上記において、マウ
スピース２が、発生する音高の音量を制御するための音
量調整指示操作部に対応し、流量センサ３が、この音量
調整指示操作部における操作を検出する第１のセンサに
対応する。また、第２図の構成において、圧力センサ13
が、スプリングにより支持され、演奏用キーが付設され
た支持体の支持体の変位動に応じた押圧力を検出する第
２のセンサに対応している。

なお、空気吹込量は流量センサ３で検出しているが、
圧力センサを用いて検出してもよい。要するに、空気吹
込み強さを検出し、その検出出力によって楽音の音量を
調整する構成であればよい。

さらに、管楽器のみに限らず、第８図に示すようなバ
イオリンなどの弦楽器、あるいは第９に示すようなアコ
ーデオンにも適用することができる。

第８図に示すバイオリンについては、響鳴板のｆ字孔
40に近接する位置に弓41の毛42の往復摺動によって動く
回転子43を設け、この回転子43の回転速度に応じて音量
を制御すると共に、言の張設面に沿って演奏用キーK1〜
K5を設け、このキーK1〜K5によって音高データの読出し
アドレスを順次に更新するようにすればよい。

さらに、第９図に示すアコーデオンについては蛇腹で
覆われた空気室45内に空気の入出力量を検出するセンサ
を設け、このセンサの出力信号によって音量を制御する
と共に、楽器全体を手で持つ部分に演奏用キーK1〜K5を
設け、このキーK1〜K5によって音高データの読出しアド
レスを更新するようにすればよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、複数の演奏用キ
ーのいずれかを発生する音の長さに応じて次々にオン／
オフするだけで所望の演奏曲を構成する楽音が１音単位
で次々と発生されるため、楽譜の読み方を知らなくても
簡単に演奏曲を最初から最後まで演奏することができ
る。また、演奏時の姿勢や操作の仕方によっても音量も
変化するので演奏者個有の演奏表現が付与された楽音を
発生することができる。さらに、操作によりビブラート
効果が付加されるので現実味のある演奏表現が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はサキソホーン型電子楽器の一実施例を示す外観
図、第２図は第１図におけるキーブロックの横断面図、
第３図は第１図における電子回路部の詳細構成を示すブ
ロック図、第４図は本発明の他の実施例を示すブロック
図、第５図は第４図における表示部の詳細構成を示す外
観図、第６図および第７図は第４図におけるマイクロプ
ロセッサの動作を示すフローチャート、第８図は本発明
の一部を適用したバイオリン型電子楽器の例を示す外観
図、第９図は本発明の一部を適用したアコーデオン型電
子楽器の例を示した外観図である。 １……楽器本体、２……マウスピース、 ３……流量センサ、K1〜K10……演奏用キー、 ４……曲目選択スイッチ、５……メモリカード、 ６……読取装置、７……電子回路部、 ８……スピーカ、９……キーブロック、 11A〜11D……スプリング、 13……圧力センサ、 15〜24……キースイッチインタフェース回路、 26,27……ワンショットマルチ、 29……カウンタ、30……エンコーダ、 31……増幅器、33……トーンジェネレータ、 35……キーマトリクス回路、 36……マイクロプロセッサ、 37……表示部、38……AD変換器、 K11〜K16……スイッチ、43……回転子。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】曲を構成する音高のデータが発音順に記憶
   された音高データメモリと、 発生すべき楽音の音高を更新するための複数の演奏用キ
   ーと、 この演奏用キー中の操作キーに対応して前記音高データ
   メモリの該当アドレスから音高データを読取る読取り手
   段と、 発生する音高の音量調整を指示するための音量調整指示
   操作部と、 この音量調整指示操作部における操作を検出する第１の
   センサと、 スプリングにより支持され、前記演奏用キーが付設され
   た支持体と、 この支持体の変位動に応じた押圧力を検出する第２のセ
   ンサと、 前記読取り手段により読取られた音高のデータに対し、
   前記演奏用キーの操作の長さに対応する音の長さを付与
   すると共に、前記第２のセンサの出力に応じて音高に変
   動を加えて、楽音信号を形成する楽音信号形成手段と、 この楽音信号形成手段により形成された楽音信号を増幅
   してスピーカから発生させる増幅手段と、 前記第１のセンサの出力に応じて前記増幅手段の利得を
   制御する音量制御手段とを備えて成る電子楽器。
2. 【請求項２】第１のセンサは、空気室に入出力する空気
   量に応じて出力信号が変化する流量センサであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。
3. 【請求項３】第２のセンサは、圧力センサであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。