JPH02149898A - 電子楽器のオフセット調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、電子楽器におけるセンサの出力信号のオフ
セットを所望値に調整する際に用いて好適な電子楽器の
オフセット調整装置に関する。

「従来の技術」 マウスピースに吹き込まれた息の強さをセンサによって
検出し、このセンサ出力に基づいて楽音信号を制御する
電子楽器が開発されている。

ところで、この種の電子楽器に用いられるセンサは、バ
イアスを与える関係上、息が全く吹き込まれない場合で
もある程度の出力信号値が得られる。このオフセットの
量が大きすぎたり変動したりすると、楽音の制御特性が
変動してしまうという不都合が生じるため、オフセット
の調整回路が必要になる。

また、一般にセンサの出力信号は、Ａ／Ｄコンバータに
よってデジタル信号に変換された後に種々の処理がなさ
れるため、Ａ／Ｄコンバータの最適人力範囲を設定、維
詩する上でもオフセットの調整が必要になる。この点に
ついて説明する。例えば、第７図に示すＡ／Ｄコンバー
タ１は、ローパスフィルタ２を介して供給される入力電
圧Ｖｉｎを、０■からリファレンス電圧Ｖｒｅｆまでの
間で、デジタル値に変換する。したがって、入力電圧Ｖ
ｉｎがセンサ出力電圧の場合は、これをＯＶからリファ
レンス電圧Ｖｒｅｆの間で変動するように設定し、Ａ／
Ｄコンバータの入力ダイナミックレンジの全域を使用す
ることが望ましい。そこで、入力電圧Ｖｔｎの０点また
はオフセット値の調整が必要となってくる。

このため、センサ出力信号のオフセット値を調整する回
路が開発されている（実開昭６３−２９９８号公報）。

以下、第８図を参照して従来回路について説明する。第
８図において、３は演算増幅器であり、非反転入力端に
センサ出力信号Ｓａが供給される。この信号Ｓａは、セ
ンサ出力そのものあるいはセンサ出力を初段アンプで増
幅した信号である。演算増幅器３の反転入力端と電源間
に介挿されたＲ８Ｆは、オフセット調整用の可変抵抗（
半固定）であり、この可変抵抗の抵抗値を変化させるこ
とにより、反転入力端の電位が変動し、演算増幅器３の
出力オフセット調整か行われ、これにより、センサ出力
信号Ｓａのオフセットが調整される。また、４は、演算
増幅器３で増幅されたセンサ出力信号Ｓａに基づいて楽
音を発生する楽音発生装置であり、センサ信号Ｓａ％デ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータが内蔵されてい
る。

「発明が解決しようとする課題」 しかし、第８図に示す従来の回路においては、操作者が
いちいち手動によってオフセット調整しなければならな
いという不都合があり、また、オフセット値は温度、経
験変化等によって変動するものであるから、変動する毎
に手動調整が必要になるという欠点かあった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、セ
ンサ出力の最適オフセット値を自動的に調整することが
できる電子楽器のオフセットＥＩＭ整装置を提供するこ
とを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、上記課題を解決するために、オフセット制
御信号の値によってオフセットａが調整可能な増幅回路
と、出力信号が前記増幅回路によって増幅されるように
構成されるセンサと、前記増幅回路の出力信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記センサが非検
出状聾のときにおける前記Ａ／Ｄ変換回路の出力データ
を読み込み、この読込値が予め定めた範囲内か範囲外か
を判定する判定手段と、この判定手段が範囲外と判定し
たときは、前記出力データが所定値に近付くように前記
オフセット制御信号の値を段階的に変化させる制御手段
とを具備している。

「作用　」 センサ出力のオフセット量に対応するＡ／Ｄ変換回路の
出力値が、前記制御手段によって予め定めた範囲となる
ように自動的に制御される。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。図において、１は管楽器部であり、第２図に示す
ように管楽器の形状をしたケーンング７とこのケーシン
グ７内に組み込まれる種々のセンサおよび制御回路等か
ら構成されている。次に、第１図に示ず８は、電圧セン
サであり、マウスピース７ａ（第２図参照）から吹き込
まれたい、の強さに対応する信号を出力する。この電圧
センサ８は、バイアスを与える関係上、無い状態であっ
ても、その出力信号Ｓａはオフセット値を有している。

９は増幅部であり、第３図に示す構成になっている。第
３図において、９ａは演算増幅器であり、非反転入力端
が抵抗Ｒａを介して接地され、また、この非反転入力端
にセンサ出力信号Ｓａが供給されるようになっている。

演算増幅器９ａの反転入力端は、抵抗Ｒｂ、Ｒｅを順次
介して接地されるとともに、抵抗Ｒｄを介して出力端に
接続されている。９ｂは反転アンプであり、その出力信
号が抵抗Ｒｂ、Ｒｅの接続点に供給されるようになって
いる。この反転アンプ９ｂの入力端には、Ｄ／Ａコンバ
ータ１０からオフセット制御信号ＳＯが供給されるよう
になっている。第３図に示す構成によれば、オフセット
制御信号ＳＯの値によりて、オペアンプ９ａの出力オフ
セットが調整され、センサ出力信号Ｓａのオフセット値
が調整される。

このように、増幅部９は、オフセット調整機能を有して
いる。

この増幅部９の出力信号は、第１図に示すＡ／Ｄコンバ
ータ１１によってデジタル信号に変換された後に、イン
ターフェース１２を介してＣＰＵ１５に供給されるよう
になっている。このＣＰＵ１５は、装置各部を制御する
ものであり、ＲＯＭ１Ｇ内に記憶されたプログラムに基
づいて動作する。１７は、各種データが一時記憶される
Ｒ　Ａ　Ｍである。１８は、ケーシング７（第２図参照
）の表面に取り付けられている表示部であり、ＣＰＵｌ
５の制御の下に種々のメツセージ等を表示する。

Ｉ９は、複数のスイッチから構成される操作部であり、
ＣＰＵ１５に対し種々の指令信号を出力する。２０はそ
の他のＩｌｏであり、例えば、その他のセンサ等である
。他のセンサとしては、演奏者によってマウスピース７
ａが噛まれた場合のその強さを検出するりツブセンサな
どがある。２１は出力回路であり、ＣＰＵ１５の出力を
ＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｄ
ｉｇｉｔａｌ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格に従ってトー
ジエネレータ２５に送出する回路である。

トージェネレータ２５は、供給される信号に対応する楽
音信号を発生する回路であり、発生した楽音信号はサウ
ンドシステム２６に供給され、楽音として発生される。

次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明す
る。

まず、装置に電源が投入されると、第４図に示すザブル
ーチンが起動される。このサブルーチンにおいては、ま
ず、ステップＳＰＩにおいて、増幅部９のオフセットＶ
ｏの初期値を設定する。この初期値は、センサ出力Ｓａ
が無いときの、増幅部９ａの固有のオフセット初期値で
ある。また、ステップＳＰ１においては、オフセット許
容範囲の上限および下限値Ｖｍａｘ、Ｖｍｉｎを設定し
、さらに、オフセットを補正する際の補正量ΔＶを設定
する。この設定は、例えば、Ｒ２Ｍ１７に予め書き込ま
れているデータを読出してＲＡＭ１７内のワーキングエ
リアに設定する処理によって行われる。また、補正量Δ
Ｖを設定するのは、この実施例においては、オフセット
の調整を補正量ΔＶの単位で逐次行うようにしているか
らである。

ステップＳＰＩの処理が終わると、ステップＳＰ２へ進
み、Ａ／Ｄコンバータ１１の出力を取り込み、データＶ
ｉｎとする。このデータＶｉｎの値は、センサ出力Ｓａ
と増幅部９のオフセットＶ。

の和となる。そして、この場合のセンサ出力Ｓａは、電
源投入直後のらのであるから、無意状態における出力で
あり、オフセット成分のみの出力である。次に、ステッ
プＳＰ３に進み、データＶｉｎが、上限値Ｖ　ｍ　ａ　
ｘと下限値Ｖｍｉｎとの間に入っているか否かが判定さ
れる。この判定結果がｒＹＥｓＪの場合は、オフセット
調整の必要がないと判断して、この処理ルーチンを終了
する（ステップ５Ｐ４）。一方、ステップＳＰ３の判定
が「ＮＯ」の場合は、ステップＳＰ５に進み、Ａ／Ｄコ
ンバータ１１を介して供給されるセンサ出力Ｓａが所望
値に近付くようにオフセットＶｏの値を補正１ΔＶだけ
調整する。すなわち、補正量Δ■の変更が行われたオフ
セット制御データをインターフェイス１２を介してＤ／
Ａコンバータ１０（第３図参照）に供給する。このとき
の補正量ΔＶの変化方向は、Ａ／Ｄコンバータ１１の出
力信号が大きい場合は、Ｄ／Ａコンバータ１０の出力を
増加する方向である。このステップＳ　Ｉ）　５の処理
の結果、Ｄ／Ａコンバータ１０の出力信号ｓＯが補正１
ΔＶに対応する分だけ変動し、抵抗Ｒｈ。

Ｒｃの接続点電位が変動して、補正量ΔＶに対応する値
だけオフセット値ＶＯが変動する。次に、再び、第４図
に示すステップＳＰ２の処理行い、さらに、ステップＳ
Ｐ３の判定を行う。そして、この判定が「ＮＯ」の場合
は、ステップＳＰ５の処理を可変実行する。以後、ステ
ップＳＰ３における判定がｒＹＥｓＪとならない限り、
ステップＳ　Ｐ　５−　Ｓ　Ｐ　２→ＳＰ３→ＳＰ５な
るループを循環し、Ｖｉｎが許容範囲に入るまで循環処
理を継続する。そして、ステップＳＰ３の判定がｒＹＥ
Ｓ」となった時点で、オフセット調整処理を終了する（
ステップ４）。以上のようにして、電源投入直後に自動
的にオフセットが調整される。

上記実施例においては、オフセットが自動調整されてて
最適値になるので、Ａ／Ｄコンバータの入力信号が直流
成分を有していても不都合が生じることがない。また、
Ａ／Ｄコンバータの人力信号が交流成分のみの場合にも
当然に適用が可能であるから、１つのＡ／Ｄコンバータ
で交流、直流双方の信号に対応することができる利点が
ある。

なお、上記実施例においては、電源投入時においてオフ
セット調整を行ったが、例えば、第１図に示すように操
作部１９内にオフセット調整を指示する指示スイッチ＋
９ａを設け、この指示スイッチ１９ａが押されると、第
４図に示すサブルーチンが起動されるように構成しても
よい。このように構成すると、演奏中において、例えば
温度変化等に起因してセンサ出力Ｓａのオフセット変動
があった場合でも、任意の時に、オフセット自動調整を
指示することができ好適である。

また、上記実施例において用いた増幅部９に代えて、第
５図、第６図に示すような増幅部を用いてもよい。第５
図に示す増幅部は、演算増幅器９ａの反転入力端にセン
サ出力信号Ｓａが供給されるようになっており、Ｄ／Ａ
コンバータｌＯが出力するオフセット制御信号ＳＯが抵
抗を介して演算増幅器９ａの反転入力端に供給されるよ
うになっている。また、反転増幅器９ｂが演算増幅器９
２ＬとＡ／Ｄコンバータ１１との間に介挿されている。

この増幅部９を用いた場合は、Ａ／Ｄコンバータ１１の
出力が大きいときはＤ／ＡコンバータＩＯが出力するオ
フセット制御信号Ｓｏを小さくするように、補正量Δの
方向を制御する（逆の場合は大きくする方向に制御）。

第６図に示す増幅部は、２出力のセンサを用いる場合の
増幅部である。すなわち、センサから出力される２つの
信号がそれぞれ演算増幅器９ａの反転、非反転入力端に
供給される。この増幅部を用いたときは、Ａ／Ｄコンバ
ータ１１の出力が大きい場合に、Ｄ／ＡコンバータｌＯ
が出力するオフセット制御信号ＳＯの値を大きくするよ
うに補正量Δの方向を制御する（逆の場合は小さくする
方向に制御）。このように、増幅部としては、種々の構
成のものを使用することができる。要は、オフセット制
御信号により、出力オフセット量の調整が行い得る増幅
部であればよい。

なお、第３図および第５図に示す増幅部を使用して、２
出力のセンサを用いるときは、センサ出力の一方を接地
して使用すればよい。

さらに、この発明には、以下に示すような種々の変形例
が可能である。

■ステップＳＰＩにおいて設定したオフセット調整のた
めの各パラ−メータを、操作部１９の操作に従って適宜
設定あるいは変更し得るように構成してもよい。この場
合にあっては、使用情況等に応じたパラ−メータを任意
に設定でき好適である。

■複数のセンサを用いる場合に、各センサの出力信号を
時分割で切り換え、さらに、各センサに対するオフセッ
ト制御信号も時分割に切り換えて供給するようにしても
よい。

■一般に、電圧センサの出力信号が所定値を超えるとキ
ーオン信号を作成して、楽音の発生を行うようにしてい
る。そこで、キーオン信号が発せられないとき、すなわ
ら、演奏者がマウスピースに息を吹き込んでいないとき
（演奏していないとき）において、第４図に示すサブル
ーチンが起動されるように構成してもよい。この場合に
おいては、演奏途中であっても、曲の休符部分において
オフセット調整がなされるため、使用情況等の変化に追
従したオフセント調整を行うことができ極めて好適であ
る。

■実施例においては、電圧センサを用いる場合を示した
が、適用されるセンサはこれに限らず、振動センサ、ひ
ずみセンサ、圧カセンザ、位置センサ、変位センサ等径
々のセンサが考えられる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、オフセラ）・
制御信号の値によってオフセット虫が調整可能な増幅回
路と、出力信号が前記増幅回路によりて増幅されるよう
に構成されろセンサ゛と、１１自Ａｒ’、増幅回路の出
力信号をデジタル信号に変換４−るＡ／Ｄ変換回路と、
前記センサが非検出状態のと、きにお１３る前記Ａ／Ｄ
変換回路の出力データを読み込み、この読込値が予め定
めノニ範囲内か範囲外かを９１定する判定手段と１、−
の判定手段が範囲外ど判定したときは、１ｒｊ記出力デ
ータが所定値に近（・ｊくように前記オフセット制御信
号の値を段階的に変化さＵ”る制御手段とを具備したの
で、電ｆ−楽器１．−おＩＪるセンサ出力の最適オフセ
ラ！・値を自動釣（調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブｌ−ノック
図、第２図は同実施例の外観を示す斜視図、第３１望は
同実施例における増幅部の構成を示−・Ｊ回路図、第４
図は同実施例の動作を示４７０−チＶト、第５図および
第６図は同実施例におけろ増幅部の他の構成例を示す回
路図、第７図はセンサ出力をデジタル信号に変換する場
合の従来の回路構成を示すブロック図、第８図は従来の
オフセット・調整回路の構成を示・Ｖ回路図である９、
センサ、４　・ ・増幅部（増幅回路）、１ Δ／・’Ｄ変換回路、 ＣＰ　ＴＪ　（判定子 制御１段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オフセット制御信号の値によってオフセット量が調整可
   能な増幅回路と、出力信号が前記増幅回路によって増幅
   されるように構成されるセンサと、前記増幅回路の出力
   信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記
   センサが非検出状態のときにおける前記Ａ／Ｄ変換回路
   の出力データを読み込み、この読込値が予め定めた範囲
   内か範囲外かを判定する判定手段と、この判定手段が範
   囲外と判定したときは、前記出力データが所定値に近付
   くように前記オフセット制御信号の値を段階的に変化さ
   せる制御手段とを具備することを特徴とする電子楽器の
   オフセット調整装置。