JP2638287B2 - Performance input device for stringed electronic musical instruments - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、擦弦型電子楽器に関し、特に擦弦型電子楽
器に用いる演奏入力装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bowed electronic musical instrument, and more particularly to a performance input device used for a bowed electronic musical instrument.

［従来の技術］ 電子楽器の演奏入力装置としては、鍵盤が多く用いら
れている。電子楽器用鍵盤は、自然楽器用鍵盤と同様に
音高を指定する多くの鍵を有し、押鍵・離鍵を検出する
スイッチないしセンサや、押鍵速度、離鍵圧力等を検出
するセンサないしスイッチを備えている。2. Description of the Related Art A keyboard is often used as a performance input device of an electronic musical instrument. The keyboard for electronic musical instruments has many keys for designating the pitch similarly to the keyboard for natural musical instruments, and switches or sensors for detecting key depression / key release, and sensors for detecting key depression speed, key release pressure, etc. Or a switch.

また、ウィンドコントローラやギターシンセサイザは
管楽器やギター類似の構成を有し、それぞれの楽器に対
応する演奏操作が行なわれた時、それらを検出する機構
を有する。The wind controller and the guitar synthesizer have a configuration similar to a wind instrument or a guitar, and have a mechanism for detecting when a performance operation corresponding to each instrument is performed.

電子楽器は種々の音色を作り出すことができる。鍵盤
型電子楽器においても、ヴァイオリン、チェロのような
弦楽器の楽音を発生できる。Electronic musical instruments can produce various tones. Even a keyboard-type electronic musical instrument can generate musical tones of stringed instruments such as violin and cello.

音源回路としては、最近物理モデル音源と呼ばれるも
のが開発された。共鳴体の動作を近似する閉ループ回路
に振動源を近似する非線形回路から入力信号を供給す
る。この物理モデル音源を用いて、たとえば擦弦楽器の
楽音を発生させる時は、楽音パラメータとして弓速信号
や弓圧信号が必要となる。Recently, a so-called physical model sound source has been developed as a sound source circuit. An input signal is supplied from a non-linear circuit that approximates the vibration source to a closed loop circuit that approximates the operation of the resonator. When a musical tone of a bowed musical instrument is generated using this physical model sound source, for example, a bow speed signal and a bow pressure signal are required as musical tone parameters.

そこで、これらの楽音パラメータを任意に発生するこ
とのできる演奏入力装置の研究開発が進められている。Therefore, research and development of a performance input device capable of arbitrarily generating these tone parameters have been promoted.

擦弦楽器の楽音発生に適した演奏入力装置の１つのタ
イプは、自然擦弦楽器の弓もしくはそれに類似する構造
の演奏操作子を用いて、弦に相当する***作部材上で演
奏操作するものである。One type of performance input device suitable for generating musical tones of a bowed musical instrument is to perform a performance operation on an operated member corresponding to a string using a bow of a natural bowed musical instrument or a performance operator having a structure similar thereto. .

たとえば、擦弦部の弦の代わりにローラを配し、弓で
ローラを回すことにより発電機を駆動して起電力より弓
速に対応する信号を得、ローラ支持機構に圧力センサを
組込んで弓圧に対応する信号を得る提案がある（たとえ
ば、特開平２−148097号）。For example, a roller is arranged in place of the string of the bowed portion, a generator is driven by rotating the roller with a bow to obtain a signal corresponding to the bow speed from the electromotive force, and a pressure sensor is incorporated in the roller support mechanism. There is a proposal to obtain a signal corresponding to bow pressure (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-148097).

また、本出願人は自然擦弦楽器類似の構造を有する擦
弦型電子楽器を構成し、弓と楽器本体との相対的運動に
よって楽音制御パラメータを発生させ、楽音信号を制御
する擦弦型電子楽器を提案した。Further, the present applicant constitutes a bowed electronic musical instrument having a structure similar to a natural bowed musical instrument, and generates a musical tone control parameter by a relative movement between a bow and the musical instrument main body, and controls a musical tone signal. Suggested.

［発明が解決しようとする課題］ 電子楽器においては一般に、演奏操作によって電気的
楽音信号を発生することができれば足りる。[Problems to be Solved by the Invention] Generally, it is sufficient for an electronic musical instrument to be able to generate an electric musical tone signal by a performance operation.

自然楽器においては、演奏操作に基づき、弦やリード
等の振動体が振動し、音源を構成している。演奏者は自
然楽器を演奏すると、振動源の振動等により弓等の演奏
操作子に弾きごたえを感じる。また、発生する楽音が聴
覚等を通してフィードバックされ、臨場感を得る。In a natural musical instrument, a vibrating body such as a string or a lead vibrates based on a performance operation to form a sound source. When a player plays a natural musical instrument, he or she feels a hit on a performance operator such as a bow due to vibration of a vibration source or the like. Further, the generated musical sound is fed back through hearing or the like to obtain a sense of reality.

電子楽器においては、機械的な振動がなく、サウンド
システムを介して楽音が発生されてもサウンドシステム
は通常、楽器本体とは離して置かれるため、自然楽器に
おける弾きごたえや臨場感を得ることが難しい。In electronic musical instruments, there is no mechanical vibration, and even when musical sounds are generated through the sound system, the sound system is usually placed away from the instrument body, so that the natural instrument can have a lively feel and a sense of presence. difficult.

電子鍵盤楽器においては、電子楽器の演奏感をピアノ
等の自然楽器の演奏感と近付けるため、種々の提案がな
されている。擦弦型電子楽器においても、弾きごたえや
臨場感を提供するための技術が要望される。Various proposals have been made for electronic keyboard instruments in order to approximate the performance of electronic musical instruments to that of natural musical instruments such as pianos. There is also a demand for a technique for providing a lively feel and a sense of presence in a bowed electronic musical instrument.

本発明の目的は、擦弦型電子楽器の演奏操作におい
て、弾きごたえを与えるのに適した演奏入力装置を提供
することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a performance input device suitable for giving a play response in a performance operation of a bowed electronic musical instrument.

［課題を解決するための手段］ 本発明の演奏入力装置は、本体上の擦弦領域を通って
演奏操作子を往復させることにより、演奏動作を行なう
擦弦型電子楽器に用いる演奏入力装置であって、擦弦領
域に配置され、演奏操作子の演奏操作に対して制動力を
作用させることのできる制動手段と、演奏操作に基づい
て形成される楽音信号形成パラメータに基づいて制動信
号を形成する制動信号形成手段と、制動信号を用いて制
動力を制御するフィードバック手段とを有する。Means for Solving the Problems A performance input device of the present invention is a performance input device used for a bowed electronic musical instrument that performs a performance operation by reciprocating a performance operator through a bowed area on a main body. A braking means arranged in the bowed area and capable of applying a braking force to the performance operation of the performance operator; and forming a braking signal based on a tone signal formation parameter formed based on the performance operation. And a feedback means for controlling the braking force using the braking signal.

［作用］ 擦弦型電子楽器の演奏操作において、演奏操作に基づ
いて演奏操作子に制動力が作用するので、演奏者は反力
により弾きごたえを感じることができる。[Operation] In the performance operation of the bowed-type electronic musical instrument, the braking force acts on the performance operator based on the performance operation, so that the player can feel the response by the reaction force.

また、楽器本体が振動すれば、振動、音等を体感する
ことにより、さらに強い弾きごたえや臨場感を得ること
ができる。Further, when the musical instrument body vibrates, the player can feel vibration, sound, and the like, thereby obtaining a stronger playing response and a sense of presence.

［実施例］ 第１図に本発明の実施例による擦弦型電子楽器の要部
を示す。Embodiment FIG. 1 shows a main part of a bowed electronic musical instrument according to an embodiment of the present invention.

擦弦型電子楽器の楽器本体１は、自然楽器のバイオリ
ンと類似した外形を有する。楽器本体１は、胴部２と棹
部３を有する。胴部２には、自然楽器同様のアゴ当て
５、テールピース６等が設けられているが、特に共鳴体
を形成する必要はない。棹部３は、音高を指定できる指
板部９を表側に有する。楽器本体１には、実際には弦が
張られておらず、駒が存在すべき領域の近傍に擦弦部８
が設けられている。また、指板部９は、弦に相当した機
能を果たすため、ポテンシオメータ構成等により押指位
置を検出し、音高を指定する信号を発生する機構を有す
る。すなわち、指板部９は演奏者の左手情報検出部を構
成する。The instrument main body 1 of the bowed electronic musical instrument has an outer shape similar to a violin of a natural musical instrument. The musical instrument main body 1 has a body 2 and a rod 3. The torso 2 is provided with a jaw pad 5, a tailpiece 6, and the like similar to a natural musical instrument, but it is not particularly necessary to form a resonator. The rod portion 3 has a fingerboard portion 9 on the front side for designating a pitch. The instrument body 1 is not actually stringed, and the stringed portion 8 is located near the area where the piece should exist.
Is provided. Further, the fingerboard portion 9 has a mechanism for detecting a finger pressing position by a potentiometer configuration or the like and generating a signal for designating a pitch in order to perform a function equivalent to a string. That is, the fingerboard section 9 constitutes a player's left hand information detecting section.

弓11は、自然楽器の弓と同等の構成を有し、木部12と
毛13を有する。自然楽器の弓をこの電子楽器用の弓とし
て、そのまま用いることもできる。また、任意の代替品
を用いることもできる。The bow 11 has the same configuration as the bow of a natural musical instrument, and has a xylem 12 and hair 13. A bow of a natural musical instrument can be used as it is as a bow for the electronic musical instrument. Also, any alternative can be used.

演奏者は自然楽器のバイオリン同様に、この楽器本体
１をアゴの下に挾み、左手で指板部９を押指して音高を
指定すると共に、右手で弓11を操作して毛13で擦弦部８
を擦る。擦弦部８は、弓の移動する速さおよび弓が擦弦
部８を押圧する圧力を検出し、弓速信号、弓圧信号を発
生させる。The player holds the instrument body 1 under the jaw, designates the pitch by fingering the fingerboard 9 with the left hand, and operates the bow 11 with the right hand, using the hair 13 as in the case of the natural instrument violin. Stringed part 8
Rub. The bowed portion 8 detects the moving speed of the bow and the pressure at which the bow presses the bowed portion 8, and generates a bow speed signal and a bow pressure signal.

上述の演奏形態は、自然楽器のバイオリンと同様のも
のである。したがって、自然楽器のバイオリンの演奏技
術を習得した者は、ただちにこの電子楽器の演奏を行な
うことができる。The above-described performance form is similar to the violin of a natural musical instrument. Therefore, a person who has learned the playing technique of the natural musical instrument violin can immediately play the electronic musical instrument.

なお、類似の構成で他の擦弦楽器、たとえばチェロ、
コントラバス、ビオラ等を構成することもできる。In addition, other bowed instruments with a similar configuration, such as cello,
A contrabass, a viola or the like can also be configured.

このようにして、楽音信号形成に必要な基本的パラメ
ータを発生させ、音源回路およびサウンドシステムを介
して楽音を発生させる。In this manner, basic parameters necessary for forming a tone signal are generated, and a tone is generated via the tone generator circuit and the sound system.

なお、擦弦部８は、弓11の演奏操作に応じて所定の反
力（抵抗）を示し、演奏者に弾しごたえを与える。Note that the bowed portion 8 exhibits a predetermined reaction force (resistance) in accordance with the performance operation of the bow 11, and gives the player a firm hit.

第２図に、第１図に示した電子楽器の擦弦部をより詳
細に示す。FIG. 2 shows the bowed portion of the electronic musical instrument shown in FIG. 1 in more detail.

擦弦部８は、丸棒状の回転部材21を有し、この回転部
材21は回転自在に保持されている。この回転部材21を両
端で支持する支持機構中に、圧力センサ23、24が組込ま
れている。第１図に示す弓11で、回転部材21の表面を擦
ると、回転部材21は回転する。この時、弓11が与える圧
力は、回転部材21から軸受けを介して圧力センサ23、24
に与えられ、それぞれ圧力に応じた信号を発生する。こ
れら２つの圧力の和が弓圧を表わし、２つの圧力の違い
が弓の弦のどこに当接しているかの擦弦点位置情報を与
える。The bowed portion 8 has a round bar-shaped rotating member 21, which is rotatably held. Pressure sensors 23 and 24 are incorporated in a support mechanism that supports the rotating member 21 at both ends. When the surface of the rotating member 21 is rubbed with the bow 11 shown in FIG. 1, the rotating member 21 rotates. At this time, the pressure applied by the bow 11 is transmitted from the rotating member 21 via the bearings to the pressure sensors 23, 24.
To generate signals corresponding to the respective pressures. The sum of these two pressures represents the bow pressure and gives the bowing point location information where the difference between the two pressures is in contact with the bow string.

一方、回転部材21の回転は、ロータリーエンコーダ26
に伝達され、ロータリーエンコーダ26の軸を回転させる
ことによって、回転角度に応じたパルス信号が発生す
る。On the other hand, the rotation of the rotating member 21 is
And a pulse signal corresponding to the rotation angle is generated by rotating the axis of the rotary encoder 26.

このようにして、形成された回転信号、圧力信号は、
楽音信号、制動信号を制御するパラメータとして送出さ
れる。The rotation signal and pressure signal thus formed are:
It is transmitted as a parameter for controlling the tone signal and the braking signal.

なお、回転部材21の軸には、さらに制動装置22が結合
されている。制動装置22は、制御回路から与えられる電
気信号にしたがって制動力を発生させる。すなわち、演
奏者は制動装置22の発生する制動力を回転部材21の回転
に対する抵抗感として受取り、弾きごたえを感じる。Note that a braking device 22 is further coupled to the shaft of the rotating member 21. The braking device 22 generates a braking force according to an electric signal provided from the control circuit. That is, the player receives the braking force generated by the braking device 22 as a sense of resistance to the rotation of the rotating member 21 and feels a hit.

第３図は、第１図、第２図に示した擦弦型電子楽器の
電気回路の要部を示す。FIG. 3 shows a main part of an electric circuit of the bowed-type electronic musical instrument shown in FIGS.

指板部が構成する左手情報検出部９は押指位置および
押指力を検出し、それぞれの信号をA/D（アナログ−デ
ジタル）変換器10a、10bに供給する。デジタル化された
押指位置、押指力の信号は信号処理回路７に送られる。
擦弦部が構成する右手情報検出部８は、弓が擦弦部上を
移行する速度および弓が擦弦部の回転部材の両端に与え
る圧力（圧力Ａ、圧力Ｂ）を検出する。これらの信号は
それぞれA/D変換器10c、10d、10eによってデジタル信号
に変換される。速度信号は、そのまま信号処理回路７に
供給される。圧力Ａ信号、圧力Ｂ信号は弓圧・擦弦点検
出回路４に供給され、２つの圧力信号から弓圧信号と擦
弦点の位置を表わす擦弦点信号を発生させる。この弓圧
および擦弦点の検出は、数式による演算で行なってもよ
く、テーブルを用いて検出するものでもよい。The left hand information detecting unit 9 formed by the fingerboard unit detects the finger pressing position and the finger pressing force, and supplies respective signals to A / D (analog-digital) converters 10a and 10b. The digitized signal of the finger pressing position and the finger pressing force is sent to the signal processing circuit 7.
The right hand information detector 8 configured by the bowed portion detects the speed at which the bow moves on the bowed portion and the pressure (pressure A, pressure B) applied to both ends of the rotating member of the bowed portion by the bow. These signals are converted into digital signals by A / D converters 10c, 10d, and 10e, respectively. The speed signal is supplied to the signal processing circuit 7 as it is. The pressure A signal and the pressure B signal are supplied to the bow pressure and bowing point detection circuit 4 to generate a bow pressure signal and a bowing point signal indicating the location of the bowing point from the two pressure signals. The detection of the bow pressure and the bowed point may be performed by calculation using a mathematical expression, or may be performed using a table.

このようにして、信号処理回路７は、指板上の押指位
置、押指力、弓の移動する速度を表わす弓速信号、弓が
弦に与える圧力を表わす弓圧信号、弓が弦のどの位置に
当接するかを示す擦弦点信号等を楽音形成パラメータと
して入力し、変換回路15で音源回路16の制御に適した信
号に変換させる。この変換は、数式による計算を行なっ
てもよく、テーブルによる演算を行なってもよい。ま
た、両者の組合わせを用いることもできる。変換回路15
から供給された楽音信号パラメータを入力した音源回路
16は、これらのパラメータに応じた楽音信号を発生さ
せ、サウンドシステムを介して発音させる。In this manner, the signal processing circuit 7 generates the bowing speed signal indicating the finger pressing position on the fingerboard, the finger pressing force, the moving speed of the bow, the bow pressure signal indicating the pressure applied to the string by the bow, and the bow A bowing point signal or the like indicating a position to be touched is input as a musical tone formation parameter, and is converted by the conversion circuit 15 into a signal suitable for controlling the tone generator circuit 16. This conversion may be performed by a mathematical formula or a table. Also, a combination of the two can be used. Conversion circuit 15
Sound source circuit inputting the tone signal parameters supplied from the
16 generates a tone signal according to these parameters and causes the tone signal to be generated via a sound system.

一方、音源回路16が発生する楽音信号および、変換回
路15に入力される各演奏操作パラメータは、制動力演算
回路17に供給され、数式、テーブル等による演算によっ
て制動力信号を発生させる。この制動力信号は、制動力
発生装置22に印加され、弓の動きに対する制動力を発生
させる。演奏者は制動力発生装置22の発生する制動力を
弾きごたえとして感じる。On the other hand, the tone signal generated by the sound source circuit 16 and each performance operation parameter input to the conversion circuit 15 are supplied to a braking force calculation circuit 17 to generate a braking force signal by calculation using a mathematical expression, a table, or the like. This braking force signal is applied to the braking force generator 22 to generate a braking force for the bow movement. The player feels the braking force generated by the braking force generating device 22 as responding.

第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、演奏操作に基づいて制動力
を制御する特性の例を示す。FIGS. 4A to 4D show examples of characteristics for controlling the braking force based on the performance operation.

第４図（Ａ）は、擦弦点位置による制動力の変化の例
を示すグラフである。横軸が擦弦点の位置を示し、縦軸
が制動力を示す。FIG. 4A is a graph showing an example of a change in the braking force depending on the position of the bowing point. The horizontal axis indicates the position of the bow point, and the vertical axis indicates the braking force.

弓が弦の棹部側を擦っている時、制動力は低く、擦弦
点が弦の固定端である駒側に移動するにしたがって、制
動力は増大する。演奏者は、擦弦点の変化によりスル・
タスト、スル・ポンティッチェロ等の奏法を行なう時、
擦弦部より明確な弾きごたえを感ることができる。When the bow is rubbing the rod side of the string, the braking force is low, and as the rubbing point moves toward the fixed end of the string, the braking force increases. The performer will be able to
When playing a performance such as Tast, Sul Ponticello,
You can feel a clear playing response from the bowed part.

第４図（Ｂ）は、弓圧による制動力の変化の例を示
す。横軸が弓圧を示し、縦軸が制動力を示す。FIG. 4B shows an example of a change in the braking force due to the bow pressure. The horizontal axis indicates bow pressure, and the vertical axis indicates braking force.

弓はその移動速度が遅い間は、静止摩擦係数によって
その特性が制御され、弓速がある程度以上速くなると、
動摩擦係数が静止摩擦係数に変わる。いずれの場合にお
いても、弓圧が大きい時、その摩擦力は大きくなる。し
たがって、弓圧による制動力は弓圧に比例して、大きな
制動力が働くように設定される。なお、弓速の変化によ
り、特性を破線ないし一点鎖線のように変化させること
もできる。また、リニアな特性を示したが、弓圧の変化
により、ノンリニアな制動力を発生させるようにしても
よい。The characteristic of the bow is controlled by the coefficient of static friction while its moving speed is slow.
The dynamic friction coefficient changes to the static friction coefficient. In any case, when the bow pressure is high, the frictional force increases. Therefore, the braking force by the bow pressure is set so that a large braking force acts in proportion to the bow pressure. The characteristic can be changed as indicated by a broken line or a dashed line by changing the bow speed. Although the linear characteristic is shown, a non-linear braking force may be generated by a change in bow pressure.

第４図（Ｃ）は、棹部上の左手指の指位置による制動
力の変化の例を示す。FIG. 4C shows an example of a change in the braking force depending on the position of the left finger on the rod.

指位置が糸巻側にある時には、弦の長さが長く、弓に
感じる制動力は相対的に低く設定される。指位置が駒側
に近付くと、弦の長さが短くなり、それに対応して制動
力が増大するように設定されている。なお、この特性に
限らず、糸巻側でも制動力が増大するような特性等を設
定することも自由である。When the finger position is on the peg side, the length of the string is long and the braking force felt by the bow is set relatively low. When the finger position approaches the piece side, the length of the string is shortened, and the braking force is correspondingly increased. It is to be noted that the present invention is not limited to this characteristic, and it is also possible to freely set such a characteristic that the braking force increases on the thread winding side.

第４図（Ｄ）は、演奏操作に基づき、発音が開始され
た後の時間による制動力の変化の例を示す。FIG. 4 (D) shows an example of a change in the braking force according to the time after the start of sound generation based on the performance operation.

擦弦楽器は一般的に持続音を発生させる。この時、発
音開始に必要な力と、いったん発音が開始した後、同一
の楽音を持続させるのに必要な力とは一般的に異なる。
この弓のタッチを実現するように、制動力は時間の経過
と共に低下するように設定されている。Bowed instruments generally produce sustained sounds. At this time, the power required to start sounding is generally different from the power necessary to maintain the same musical tone after the sounding starts once.
The braking force is set to decrease over time so as to realize the touch of the bow.

以上説明のために、いつくかの特性を図示したが、こ
れらの特性は自然楽器の所定の性質を再現するように設
定することかでき、また独自の演奏感を与えるように自
由に設定することもできる。For the sake of explanation, some characteristics have been illustrated, but these characteristics can be set to reproduce the predetermined characteristics of natural musical instruments, and can be set freely to give a unique feeling of performance. Can also.

各パラメータの変化に応じて、制動力を演算する回路
は、たとえばリニアな変化に対しては数式に基づく演算
を行ない、ノンリニアな複雑な変化に対してはテーブル
を用いることができる。また、多次元のマトリックスに
よるテーブルを構成してもよい。The circuit that calculates the braking force in accordance with the change of each parameter performs, for example, a calculation based on a mathematical expression for a linear change, and can use a table for a non-linear complicated change. Further, a table using a multidimensional matrix may be configured.

第５図は、第３図に示す音源回路16の１つの例である
物理モデル音源の要部を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a main part of a physical model sound source which is one example of the sound source circuit 16 shown in FIG.

この音源回路には、上述のように形成された楽音パラ
メータである弓速信号、音高（ピッチ）信号、弓位置信
号、弓圧信号等が供給される。弓速信号は加算回路52に
入力される。管楽器の場合は、息圧または唇の構えを表
わすアンブシュアが弓速信号に対応する。この弓速信号
は、起動信号であり、加算回路53、除算回路54を介して
非線形回路55に供給される。非線形回路55はバイオリン
の弦の非線形特性等を表す非線形特性の回路である。非
線形回路55の特性は、弓位置の関数としてもよい。The tone generator circuit is supplied with a bow speed signal, a pitch (pitch) signal, a bow position signal, a bow pressure signal, and the like, which are tone parameters formed as described above. The bow speed signal is input to the adding circuit 52. In the case of a wind instrument, an embouchure representing breath pressure or lip attitude corresponds to the bow speed signal. This bow speed signal is a start signal, and is supplied to the non-linear circuit 55 via the addition circuit 53 and the division circuit 54. The non-linear circuit 55 is a circuit having a non-linear characteristic representing a non-linear characteristic of a violin string. The characteristics of the non-linear circuit 55 may be a function of the bow position.

非線形回路55の非線形特性は、原点からある範囲まで
のほぼ線形な領域とそれよりも外側の特性の変化した領
域との２つの部分を含む。バイオリン等の擦弦楽器の弦
を弓で擦る場合、弓速が遅い間は、弦の変位はほぼ弓の
変位と同等であり、弦の運動を静摩擦係数によって表わ
すことができる。この場合、ほぼ線形の特性を表われ
る。弓の弦に対する相対速度がある値を越えると、弓の
速度と弦の変位速度とは同一ではなくなる。すなわち、
静摩擦係数に代わって動摩擦係数が運動を支配するよう
になる。この静摩擦係数から動摩擦係数への切り替えに
より、非線形特性が生じる。The non-linear characteristics of the non-linear circuit 55 include two parts: a substantially linear region from the origin to a certain range, and a region outside the region where the characteristics have changed. When a bow of a bowed instrument such as a violin is rubbed with a bow, the displacement of the string is substantially equal to the bow displacement while the bow speed is low, and the movement of the string can be represented by the coefficient of static friction. In this case, an almost linear characteristic appears. When the relative speed of the bow to the string exceeds a certain value, the speed of the bow and the speed of displacement of the string are not the same. That is,
Instead of the static friction coefficient, the dynamic friction coefficient becomes dominant in the motion. Switching from the static friction coefficient to the dynamic friction coefficient causes a non-linear characteristic.

第５図において、このような非線形特性を有する非線
形回路55の出力は、乗算回路56を経て２つの加算回路4
4、45に供給される。In FIG. 5, the output of the non-linear circuit 55 having such non-linear characteristics is passed through the multiplication circuit 56 to the two addition circuits 4.
Supplied to 4, 45.

非線形回路55の入力側の除算回路54、出力の乗算回路
56は、弓圧信号を受けて、非線形回路55の特性を変更さ
せる。弓圧信号は、管楽器の場合はアンブシュアまたは
息圧に対応する。入力側の除算回路54は、入力信号を除
算することによって、小さな値に変更する。除算回路54
がある場合、大きな入力を受けても小さな入力を受けた
かのような出力を与える。出力側の乗算回路56は、非線
形回路55の出力を増大させる役割を果たす。乗算回路54
と非線形回路55で形成される特性63aを出力側に増大し
た特性を作る。なお、同一の弓圧信号を受けて、入力を
初めに除算し、後で出力を乗算することは、除算回路54
で係数C₀で除算し、乗算回路56で同一の係数C₀を乗算す
ることを表す。この場合は、総合特性は非線形回路55の
みの時の特性を横軸、縦軸にC₀倍した形状を有する。乗
算回路の係数を除算回路の係数と異なるように変化させ
ることにより、異なる形状を作るようにさせてもよい。
非線形特性は弓位置信号を受けて修飾される。弓移動の
向きによってさらに変化させてもよい。Input-side division circuit 54 of nonlinear circuit 55, output multiplication circuit
56 receives the bow pressure signal and changes the characteristics of the nonlinear circuit 55. The bow pressure signal corresponds to the embouchure or breath pressure for wind instruments. The division circuit 54 on the input side changes the input signal to a small value by dividing the input signal. Divider circuit 54
When there is a large input, an output is given as if a small input was received. The multiplication circuit 56 on the output side plays a role of increasing the output of the nonlinear circuit 55. Multiplication circuit 54
And the characteristic 63a formed by the nonlinear circuit 55 is increased to the output side. It should be noted that receiving the same bow pressure signal, first dividing the input and then multiplying the output later can be accomplished by a dividing circuit 54.
In divided by the coefficient C _0, indicating that multiplying the same coefficient C ₀ in the multiplier circuit 56. In this case, overall characteristics has horizontal axis characteristics when only the non-linear circuit 55, the C ₀ times the shape on the vertical axis. By changing the coefficient of the multiplication circuit differently from the coefficient of the division circuit, a different shape may be created.
Non-linear characteristics are modified in response to the bow position signal. It may be further changed depending on the direction of the bow movement.

加算回路44、45は半循環信号路31a、31bの内に設けら
れている。２つの半循環信号路を合わせた循環信号路31
は、擦弦楽器の弦に対応して楽音信号を循環させる閉ル
ープを構成する。すなわち、弦においては振動が両端で
反射して往復する。また、管楽器においては、共鳴体中
を振動が往復する。これを信号を循環する閉ループで近
似する。この循環信号路内には、２つの遅延回路32、3
3、２つのLPF（ローパスフィルタ）34、35、２つの減衰
回路38、39、２つの乗算回路42、43を含む。遅延回路3
2、33は音高を表すピッチ信号と係数αないし（１−
α）との積を受け、所定の遅延時間を与える。係数αは
前記２つの圧力センサ23、24の比に基づいて決定され
る。The adders 44 and 45 are provided in the semicircular signal paths 31a and 31b. A circular signal path 31 combining two semi-circular signal paths
Constitutes a closed loop that circulates the tone signal corresponding to the strings of the bowed instrument. That is, in the string, the vibration is reflected at both ends and reciprocates. In a wind instrument, vibration reciprocates in a resonator. This is approximated by a closed loop that circulates the signal. In this circulating signal path, two delay circuits 32, 3
3, two LPFs (low-pass filters) 34 and 35, two attenuation circuits 38 and 39, and two multiplication circuits 42 and 43 are included. Delay circuit 3
Reference numerals 2 and 33 denote pitch signals representing pitches and coefficients α to (1-
α), and a predetermined delay time is given. The coefficient α is determined based on the ratio between the two pressure sensors 23 and 24.

循環信号路31a、31bを信号が循環し、元の位置に戻る
までの全遅延時間によって、楽音の基本ピッチが定ま
る。すなわち、主として２つの遅延回路32、33の遅延時
間の和、ピッチ×［α＋（１−α）］＝ピッチ、が基本
ピッチを定める。一方の遅延回路は、弓と弦との接触す
る位置から駒までの距離、他方の遅延回路は弓と弦の接
触する位置から押指位置までの距離に対応する。The basic pitch of the musical tone is determined by the total delay time until the signal circulates through the circulating signal paths 31a and 31b and returns to the original position. That is, the basic pitch is determined mainly by the sum of the delay times of the two delay circuits 32 and 33, pitch × [α + (1−α)] = pitch. One delay circuit corresponds to the distance from the position where the bow contacts the string to the piece, and the other delay circuit corresponds to the distance from the position where the bow contacts the string to the finger pressing position.

なお、遅延回路32、33によってピッチがほぼ決定する
が、この循環信号路中に含まれる他の要素、たとえばLP
F34、35、減衰コントロール38、39等によっても遅延が
発生する。厳密には、発生する楽音のピッチを定めるの
はこれらのループ中に含まれる全遅延時間の和である。Although the pitch is substantially determined by the delay circuits 32 and 33, other elements included in this circulating signal path, for example, LP
F34, 35, attenuation controls 38, 39, etc. also cause delays. Strictly speaking, it is the sum of all the delay times included in these loops that determines the pitch of the generated musical tone.

LPF34、35は循環している波形信号の伝達特性を変更
することにより、種々の弦の振動特性をシミュレートす
る。楽器本体上の音色スイッチの選択等によって、音色
信号を発生させ、LPF34、35に供給して、その特性を切
り替え、所望の擦弦楽器の楽音をシミュレートする。The LPFs 34 and 35 simulate the vibration characteristics of various strings by changing the transfer characteristics of the circulating waveform signal. A timbre signal is generated by selecting a timbre switch on the main body of the musical instrument, and supplied to the LPFs 34 and 35 to switch its characteristics to simulate a desired tone of a bowed musical instrument.

弦を振動が伝搬する際に、振動は次第に減衰する。減
衰コントロール38、39はこの弦を伝わる振動が減衰する
減衰量をシミュレートするものである。As the vibration propagates down the string, the vibration gradually decays. The damping controls 38 and 39 simulate the amount of damping of the vibration transmitted through the string.

乗算器42、43は弦固定端での振動の反射に対応して反
射係数−１を乗算するものである。すなわち、減衰なし
の固定端での反射を想定して弦の振幅を逆位相に変化さ
せる。係数−１がこの逆相反射を示す。反射における振
幅の減衰は、減衰コントロール38、39の減衰量に組む込
んである。The multipliers 42 and 43 multiply the reflection coefficient by -1 corresponding to the reflection of the vibration at the fixed string end. That is, the amplitude of the string is changed to the opposite phase assuming reflection at the fixed end without attenuation. A factor of -1 indicates this anti-phase reflection. The attenuation of the amplitude in the reflection is incorporated into the attenuation of the attenuation controls 38,39.

このようにして、弦に相当する循環信号路31a、31bの
上を振動が循環することによって擦弦楽器の弦の運動を
シミュレートする。In this manner, the movement of the strings of the bowed instrument is simulated by the vibration circulating on the circulation signal paths 31a and 31b corresponding to the strings.

また、擦弦楽器の弦の運動はヒステリシス特性を有す
る。これをシミュレートするため乗算回路56の出力は、
LPF58と、乗算回路59を介して非線形回路55の入力側に
フィードバックされている。LPF58はフィードバックル
ープの発振を防止するためのものである。Further, the movement of the strings of the bowed musical instrument has a hysteresis characteristic. To simulate this, the output of the multiplication circuit 56 is
The signal is fed back to the input side of the nonlinear circuit 55 via the LPF 58 and the multiplication circuit 59. The LPF 58 is for preventing oscillation of the feedback loop.

今、加算回路52から加算回路53への入力をｕとし、フ
ィードバック路から加算回路53への入力をｖとし、除算
回路54、非線形回路55、乗算回路56を合わせた増幅率を
Ａとすると、乗算回路56の出力ｗは、（ｕ＋ｖ）Ａ＝ｗ
で表される。LPF58と乗算回路59を含む負帰還回路のゲ
インがＢ（負の値）であるとすると、帰還量ｖはｖ＝wB
で表される。これらの２つの式を整理すると、（ｕ＋w
B）Ａ＝ｗ、∴ｗ＝uA/（１−AB）となる。Now, if the input from the addition circuit 52 to the addition circuit 53 is u, the input from the feedback path to the addition circuit 53 is v, and the amplification factor of the division circuit 54, the non-linear circuit 55, and the multiplication circuit 56 is A, The output w of the multiplication circuit 56 is (u + v) A = w
It is represented by Assuming that the gain of the negative feedback circuit including the LPF 58 and the multiplier 59 is B (negative value), the feedback amount v is v = wB
It is represented by Rearranging these two equations gives (u + w
B) A = w, ∴w = uA / (1-AB)

フィードバックなし、すなわち、Ｂ＝０の場合は、ｗ
＝uAであり、入力ｕが単に係数Ａ倍されて出力する。ゲ
インＢの負帰還をかけた場合、同じ出力を得るには、Ｂ
＝０の場合の（１−AB）倍（Ｂは負）の入力を印加しな
ければならない。Without feedback, ie, when B = 0, w
= UA, and the input u is simply multiplied by the coefficient A and output. To obtain the same output when negative feedback of gain B is applied, B
(1-AB) times the input when B = 0 (B is negative) must be applied.

一旦入力が閾値を越してから、再び減少する場合に
は、出力ｗが小さいので、フィードバックされる量ｖ＝
Bwも小さい。すなわち、非線形回路55に入力する信号の
大きさが同じでも、静摩擦係数領域の場合と比べて、動
摩擦係数領域の場合は、負のフィードバック量が小さい
ので、加算回路52から加算回路53への入力ｕは小さな値
となる。If the input once exceeds the threshold and then decreases again, the output w is small and the feedback amount v =
Bw is also small. That is, even if the magnitude of the signal input to the non-linear circuit 55 is the same, the negative feedback amount is smaller in the dynamic friction coefficient region than in the static friction coefficient region, so that the input from the addition circuit 52 to the addition circuit 53 is small. u has a small value.

非線形回路55の入力が、閾値になる時の加算回路52か
らの入力ｕの大きさを考えると、入力増大時には静摩擦
係数が支配し、大きい出力に対応して強い負帰還を受け
るので、より大きな入力でこの切り替えが起るが、入力
減少時には動摩擦係数が支配し、小さな出力に対応して
負帰還量が小さいので、より小さな入力ｕの値で切り替
えが起る。ヒステリシスの大きさは、乗算回路59のゲイ
ンによって制御される。Considering the magnitude of the input u from the adding circuit 52 when the input of the non-linear circuit 55 becomes a threshold, the static friction coefficient is dominant when the input is increased, and a strong negative feedback is received in response to a large output. This switching occurs at the input, but when the input is reduced, the dynamic friction coefficient is dominant, and the amount of negative feedback is small corresponding to the small output, so the switching occurs at a smaller value of the input u. The magnitude of the hysteresis is controlled by the gain of the multiplication circuit 59.

このようにして、第５図に示す楽音信号形成回路によ
れば、擦弦楽器の弦の運動がシミュレートでき、楽音の
基本波形を作ることができる。In this way, according to the tone signal forming circuit shown in FIG. 5, the movement of the strings of the bowed instrument can be simulated, and the basic waveform of the tone can be created.

第５図に示すように、循環信号路31のいずれかの点か
ら出力を取り出して、擦弦楽器の胴の特性をシミュレー
トするフォルマントフィルタ61を介して出力信号をサウ
ンドシステムに供給する。フォルマントフィルタ61も音
色信号を受けてその特性を変化させるようにしることが
できる。As shown in FIG. 5, an output is taken from any point of the circulating signal path 31, and the output signal is supplied to a sound system via a formant filter 61 that simulates the characteristics of the body of a bowed instrument. The formant filter 61 can also receive the timbre signal and change its characteristics.

このようにして、音源回路16で楽音信号を発生し、サ
ウンドシステムに供給して楽音を発生させる一方、楽音
信号は第３図の回路図に示すように、制動力演算回路17
に送られ、演奏操作を表わす各パラメータと共に、制動
力演算のパラメータとして使用される。たとえば、発生
する楽音の音量によって制動力を変化させる。In this way, a tone signal is generated by the tone generator 16 and supplied to the sound system to generate a tone, while the tone signal is generated by the braking force calculating circuit 17 as shown in the circuit diagram of FIG.
And is used as a parameter for calculating the braking force together with the parameters representing the performance operation. For example, the braking force is changed according to the volume of the generated musical sound.

以上説明した実施例においては、弓の移動に対して擦
弦部が制動力を発揮し、演奏者に弾きごたえを与えるも
のであった。ところで、自然楽器における弾きごたえ、
臨場感は、弓に与えられる抵抗感のみには限らない。In the embodiment described above, the bowed portion exerts a braking force against the movement of the bow, and gives the player a playful response. By the way, the response of natural instruments
Realism is not limited to the resistance given to the bow.

第６図は、本発明の他の実施例による擦弦型電子楽器
の構成を概略的に示す一部破断側面図である。FIG. 6 is a partially broken side view schematically showing the configuration of a bowed electronic musical instrument according to another embodiment of the present invention.

電子楽器本体１は、胴部２と棹部３を有する。棹部３
上面には指板部９が構成され、前述の実施例同様に機能
する。また、胴部２上面には擦弦部８が構成され、前述
の実施例同様の機能を果たす。本実施例においては、胴
部２の表板裏面に振動発生機構19が設けられている。ま
た、この胴部２は、自然楽器同様、共鳴体を構成するよ
うに作成されている。音源回路16で発生された楽音信号
は、振動発生機構19に供給され、振動を発生させる。こ
の振動発生機構19が発生した振動は、胴部２を共鳴さ
せ、胴部より特有の楽音を発生させる。すなわち、演奏
者は振動発生機構19が発生し、胴部２が共鳴した振動お
よび楽音を直接感じることにより、臨場感を得る。The electronic musical instrument main body 1 has a body 2 and a rod 3. Rod part 3
A fingerboard portion 9 is formed on the upper surface, and functions in the same manner as in the above-described embodiment. In addition, a bowed portion 8 is formed on the upper surface of the body portion 2 and performs the same function as the above-described embodiment. In this embodiment, a vibration generating mechanism 19 is provided on the back surface of the front plate of the body 2. Further, the body 2 is formed so as to constitute a resonator, like a natural musical instrument. The tone signal generated by the tone generator 16 is supplied to the vibration generating mechanism 19 to generate vibration. The vibration generated by the vibration generating mechanism 19 causes the body 2 to resonate, and generates a unique tone from the body. That is, the player directly feels the vibration and the musical sound generated by the vibration generating mechanism 19 and the body 2 resonates, thereby obtaining a sense of realism.

なお、振動発生機構19に供給する信号は、そのままサ
ウンドシステムを駆動することのできる楽音信号であっ
ても、より簡単な電気信号であってもよい。また、これ
に伴って、胴部２が発生する楽音は、それのみでこの電
子楽器の出力楽音を構成するものであっても、サウンド
システムと平行に楽音を発生させるものであっても、演
奏者にのみ実効を持つものであってもよい。擦弦部８
は、第１図、第２図に示す実施例同様、演奏操作パラメ
ータおよび楽音信号によって制動力を制御する機能を有
することが好ましい。The signal supplied to the vibration generating mechanism 19 may be a tone signal that can drive the sound system as it is or a simpler electric signal. Accordingly, the musical tone generated by the torso portion 2 may constitute the output musical tone of the electronic musical instrument by itself or may be the musical tone generated in parallel with the sound system. May be effective only for the elderly. Stringed part 8
1 preferably has a function of controlling the braking force based on performance operation parameters and tone signals, as in the embodiment shown in FIGS.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこ
れらに制限されるものではない。たとえば、擦弦部に１
つの回転部材を有する構成を示したが、自然楽器の４本
等の弦に対応させて、４つの回転部材を配置してもよ
い。この場合には、各回転部材に制動力発生装置を設け
るのが好ましい。また、指板部９において、４本の弦に
対応させて音高信号を形成しても、弦を１本とし、弦切
替スイッチを設け、スイッチによって弦切替を指示して
もよい。回転部材の回転角度の検出も、ロータリーエン
コーダの他、種々の構成によって実現することができ
る。たとえば、回転部材の回転に伴って、渦電流を発生
させ、その渦電流を検出することによって弓速信号を発
生させるようにしてもよい。また、弓位置信号を形成
し、弓位置信号を微分することによって弓速信号を形成
してもよい。その他、種々の変形、改良、組み合わせ等
が可能なことは当業者に自明であろう。Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. For example, 1
Although the configuration having the four rotating members has been shown, four rotating members may be arranged corresponding to four strings or the like of a natural musical instrument. In this case, it is preferable to provide a braking force generator for each rotating member. Further, in the fingerboard section 9, even if a pitch signal is formed corresponding to four strings, a single string may be provided, a string changeover switch may be provided, and the string changeover may be instructed by the switch. The detection of the rotation angle of the rotating member can be realized by various configurations other than the rotary encoder. For example, an eddy current may be generated with the rotation of the rotating member, and the bow speed signal may be generated by detecting the eddy current. Alternatively, a bow speed signal may be formed by forming a bow position signal and differentiating the bow position signal. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、自然楽器類似
の弾きごたえのある擦弦型電子楽器が得られる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a bowed-type electronic musical instrument having a crisp feel similar to a natural musical instrument.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は、本発明の実施例による電子楽器を示す斜視
図、 第２図は、第１図に示す電子楽器の擦弦部をより詳細に
示す概略側面図、 第３図は、第１図に示す電子楽器の電気回路の要部を示
す回路図、 第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、第１図に示す電子楽器の弓の
移動に対する制動力制御の特性例を示すグラフ、 第５図は、第１図の電子楽器に用いる物理モデル音源の
要部を示す回路図、 第６図は、本発明の他の実施例による電子楽器を概略的
に示す一部破弾側面図である。 図において、 １……楽器本体 ２……胴部 ３……棹部 ４……弓圧・擦弦点検出回路 ７……信号処理回路 ８……擦弦部（右手情報検出部） ９……指板部（左手情報検出部） 10……A/D変換器 11……弓 12……木部 13……毛 15……変換回路 16……音源回路 17……制動力演算回路 19……振動発生機構 21……回転部材 22……制動力発生装置 23、24……圧力センサ 26……ロータリーエンコーダFIG. 1 is a perspective view showing an electronic musical instrument according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic side view showing the bowed portion of the electronic musical instrument shown in FIG. 1 in more detail, and FIG. 4A to 4D are circuit diagrams showing main parts of an electric circuit of the electronic musical instrument shown in FIG. 4, and FIGS. 4A to 4D are graphs showing examples of characteristics of braking force control with respect to movement of a bow of the electronic musical instrument shown in FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing a main part of a physical model sound source used in the electronic musical instrument of FIG. 1, and FIG. 6 is a partially broken side view schematically showing an electronic musical instrument according to another embodiment of the present invention. It is. In the figure, 1... Musical instrument body 2... Trunk 3... Rod 4... Bow pressure and bowed point detection circuit 7... Signal processing circuit 8... Bowed part (right hand information detector) 9. Fingerboard (Left hand information detector) 10 A / D converter 11 Bow 12 Wood 13 Hair 15 Conversion circuit 16 Sound source circuit 17 Braking force calculation circuit 19 Vibration generating mechanism 21 Rotating member 22 Braking force generator 23, 24 Pressure sensor 26 Rotary encoder

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】本体上の擦弦領域を通って演奏操作子を往
復させることにより、演奏動作を行なう擦弦型電子楽器
に用いる演奏入力装置であって、 前記擦弦領域に配置され、前記演奏操作子の演奏操作に
対して制動力を作用させることのできる制動手段と、 演奏操作に基づいて形成される楽音信号形成パラメータ
に基づいて制動信号を形成する制動信号形成手段と、 前記制動信号を用いて前記制動力を制御するフィードバ
ック手段と を有する演奏入力装置。1. A performance input device used for a bowed-type electronic musical instrument that performs a performance operation by reciprocating a performance operator through a bowed area on a main body, wherein the performance input device is arranged in the bowed area. Braking means for applying a braking force to the performance operation of the performance operator; braking signal formation means for forming a braking signal based on a musical tone signal formation parameter formed based on the performance operation; And a feedback means for controlling the braking force by using the performance input device. 【請求項２】請求項１記載の演奏入力装置であって、さ
らに楽器本体に結合され、楽音信号に基づいて駆動され
る振動発生装置を含む演奏入力装置。2. The performance input device according to claim 1, further comprising a vibration generator coupled to the musical instrument main body and driven based on a tone signal.