JPH0284696A

JPH0284696A - 空気流応答型電子楽器

Info

Publication number: JPH0284696A
Application number: JP1174263A
Authority: JP
Inventors: Takashi Akutsu; 隆阿久津
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1990-03-26
Also published as: JPH0335677B2

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】［発明の技術分野］この発明は電子楽器に関し、特に、プレス操作などによ
る空気流の状態に応答して、所望の楽音を発生させる、
空気流応答型電子楽器に関する。

［背　景］鍵盤式楽器の分野において、いわゆるタッチレスポンス
機能を備えた電子楽器が知られている。

タッチレスポンス機能と現在呼んでいる機能は、鍵盤上
の６鍵に対する押鍵速度（イニシャルのタッチ速度）、
ある程度以上鍵を押し切ってからの鍵に対する操作入力
を、６鍵に設けたセンサーで検出し１それぞれに基づい
て、イニシャルタッチデータ、アフタータッチデータを
生成し、この両データを、楽音の特性に反映させる機能
である。

機種によってはイニシャルデータのタッチレスポンス機
能しかないものもある。

ところで、本件出願人は、実開昭５９−１５０９９号お
よび特開昭６２−１６４０９４号公報に示すように、空
気流ないしは呼気、吸気を利用するタイプの電子楽器（
以下、「空気流応答型電子楽器」と総称することにする
）を提案しているが、このような空気流応答型電子楽器
においては、ａｍ式電子楽器の場合と異なり、吹奏者の
吹奏開始時における演奏意図、すなわち、吹きはじめの
吹き方を、楽音の音量や音色などの特性に充分に反映す
ることができないものであった。

すなわち、従来の電子１１５１楽器の場合、楽音の生成
のｆｆＡｍに用いられるイニシャルデータは、押鍵時に
おける押鍵速度により決定できるため、その押鍵速度に
充分対応したイニシャルデータを正確に生成することが
できる。このため、生成されたイニシャルデータに基づ
いて、発生されるべき楽音の音量制御や音色制御などを
確実に行うことができる。これに対し、空気流状態に対
応した空気流検出信号の出力値に従って、音源を制御す
る従来の空気流応答型電子楽器の場合、前記空気流検出
信号の出力値がキーオンレベル値を越えた場合、それに
応答して、楽音の発生開始を指示するためのキーオン信
号を、音源に対し送出し、このキーオン信号により楽音
の発生開始を指示するにすぎない、このように５発生さ
れるべき楽音の音量制御や音色制御に用いられるイニシ
ャルデータを、キーオン信号とともに、音源に対し送出
するものではなかったので、吹奏者の演奏開始時の演奏
意図、すなわち、ゆるやかに吹き始めるか、急激に、レ
ベルが立上る吹き方をするか等の吹き方に従った音量や
音色をもつ楽音の発生を行うことができないものであっ
た。

そこで、従来から、空気流体の状態に対応した検出信号
の出力値に基づいて１発生されるべき楽音の音量や音色
などの制御に使用されるイニシャルデータを生成し、こ
のイニシャルデータに従って、楽音の特性を可変制御し
、吹奏者の演奏開始時の意図を充分に反映した楽音制御
が可能な電子楽器の開発が要請されている。

また、前記イニシャルデータに従って、所定の音量また
は音色をもつ楽音を発生した後も、引き続き、吹奏者の
吹奏意図、すなわち、吹いている息の強ざを経時的に順
次変えて表現の豊かな楽音を発生させようとする意図な
どに応じて、時間の経過に従って順次、発生される楽音
の特性（音量や音色など）をきめ細かに可変制御できる
電子楽器の開発が要請されている。

〔発明の目的］この発明は、このような要望を満たす空気流応答型電子
楽器を提供することを目的とするものである。

さらに、さまざまなプレス操作ないしウィンド操作など
に対する応答性をもち１表現力の豊かな楽音の発生が可
能な電子楽器を提供することである。

［発明の要点］この発明は、このような目的を達成するために、空気流
検出手段から順次出力された検出信号の出力値が所定の
設定値を越えたことが検出手段により検出された場合、
その検出時点ど近接した前時Ｉ？１１または後時間の少
なくとも一方の時間内における前記検出信号の変化状態
に対応した第１のレスポンスデータを第１レスポンスデ
ータ生成手段により生成し、この第１のレスポンスデー
タに従って、発生されるべき楽音の特性の指示を第１の
楽音特性指示手段により行う一方、楽音の発生開始後も
、順次検出された前記検出信号の出力値に対応してｔ５
２レスポンスデータ生成手段により順次生成される第２
レスポンスデータに基づいて、すでに発生されている楽
音の特性を順次第２の楽音特性指示手段により可変指示
することを要点としている。

Ｅ実施例Ｊ以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

く構　成〉本実施例の構成を第１図に示す、１は吹奏入力部であり
、マウス１ｂを介して息を吹き込むと内部のウィンドセ
ンサーないしプレスセンサー１ｂによりその息の強さも
しくは空気流の速さが検出される。プレスセンサー１ａ
としては例えば、同−出願人に係る特開昭５７−４２０
９　（昭和５７年３月９日公開、「電子笛」）に記載の
ものが使用できる。

２は音高指定用のキー（鍵穴の音高情報入力手段）を含
むキースイッチ部（ＫＥＹ　　５Ｗ）２である。

図では吹奏入力部１と音高指定用キー群２とを別のブロ
ックで示しているが、例えば笛、あるいはハーモニカの
ように一体式でもよい。公知の任、αの型式のものが使
用できる。

プレスセンサー１からのアナログ出力はＡ／Ｄ変換器内
蔵のマイクロコンピュータに取り込まれ、デジタルデー
タとして処８！コれる。吹奏モードにおいて、Ａ／Ｄ変
換は常に行なわれ、マイクロコンピュータ３は一定時間
間隔ごとにデータをサンプルする（読み取る）。さらに
、マイクロコンピュータ３はキースイッチ部２からのキ
ーコード形式の音高情報も読み取る。この２つの入力か
ら、マイクロコンピュータは楽音の制御情報（発音開始
コード、発音絆了コード、音高データ、イニシャルデー
タ、アフターデータ）を生成し、それを音源４に転送す
る。

音源４はマイクロコンピュータ３より送られてくる制御
情報に基づいて楽音信号を生成、変調し、サウンドシス
テムに送る。

サウンドシステムではアンプ５、スピーカ６を介して電
気信号を増幅、音響変換し、最終的な音を出力する。

ここで、前述のイニシャルデータ、アフターデータは、
発生されるべき楽音の特性の制御に用いられる。＠者の
イニシャルデータは、吹きはじめの際の楽音の生成制御
用のレスポンスデータとして用いられ、また、後者のア
フターデータは、楽音の発音開始後ないし発音中の楽音
の制御用のレスポンスデータとして用いられるものであ
る０本実施例で用いられる各種データは、以下の内容を
なす。

音量データ：発音開始時または発音中の楽音の音量を制
御するデータ。

ビブラートデータ：発音中の楽音の音高に付与するビブラートの深さを定めるためのデータ、この代わりにピッチベンドデータ、すなわち、楽音のピッチのベンドの程度を定めるデータを使用してもよい。

ポルタメントスピードデータ：楽音に付与するポルタメントの速度を定めるデータ、なお、ボルタメントとは、開始ピッチより目的ピッチへのピッチ（音高）の、なめらかな経時変化を指す、本例ではグリッサンド（開始ピッチより目的ピッチへのピッチの、段階的な経時変化を指す、）を含めた意味で使用する。

く作　用〉以下、上記実施例の動作を第２図、第３図を参照して説
明する。

第２図はマイクロコンピュータのフローチャートであり
、メインフローで音高指定用キー群（ＫＥＹ　　ＳＷ）
の読み取りが行なわれ（Ａ１）、ＡＤデータ（プレスセ
ンサーからの息の強さを示すデジタルデータ）の読み塩
リサイクルごとに、くタイマーインタラブド〉のフロー
（Ｂｌ〜Ｂ２４）に入り、処理を行う。

第３図は、ＡＤの読み取りサイクル（横軸）に対するＡ
Ｄデータ（縦軸）を例示しである。つまり、時間に対す
る息の強さの変化である。説明の便宜上、息の強さを様
々に変化させて示しである０本発明はこの息の強さをモ
ニターすることにより、発音処理、発音終了処理（キー
オフ処理）、イニシャルデータ（音量、音色などの制御
に用いられる）、アフターデータ（音量データ、ビブラ
ートデータ、ピッチベンドデータ等々の制御に用いられ
る）の生成を行う、さらに本実施例では音高を指定する
ためのキースイッチが変化した場合、息のレベルの経時
的変化率（レート）に従ってポルタメントのスピードも
変えている。

なお１図では、ＡＤデータを８ビツト構成としである。

まず、発音の開始の決定とイニシャルデータの生成につ
いて述べると、ＡＤデータが所定の設定値、すなわち、
下限レベルないしオンスレッシュホールドレベル（本例
では１０）を超えた場合を発音の開始とみなし、超えた
ときのＡＤサンプルＮとその前後のサンプルＮ−１，Ｎ
＋１の３つのサンプルを使って、その変化率ないし差分
を求め、それをレスポンスデータ、すなわち、イニシャ
ルデータとしている（第３図、■、■参照）。

第２図のフローに沿って述べると、サンプルＮ−１のサ
イクルではＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４のＮＯを通ってフロ
ーを技ける。サンプルＮのサイクルではＡＤデータのオ
ンレベルが検出され（第３図の■）、Ｂ５で発音終了処
理（発音時期フラグのセットとの差りの演算）が行なわ
れる。そして、サンプルＮ＋１のサイクルに入ると、Ｂ
３のところで発音待機が確認され、第３図に示す１／２
（Ａ　＋　Ｄ）の演算、すなわち前回のサンプルＮと今
回のサンプルＮ＋１との差Ａを求め、これを、先のｍＤ
と加えて平均をとることにより、イニシャルデータを生
成しくＢ６）、音源４に転送しく８７）、現在のＫＥＹ
　　ＳＷ２のデータ（音高データ）に従って発音処理を
実行する（Ｂ７）。

音源４側では、吹奏者により押されたＫＥＹＳＷ２に対
応する音高データ、吹奏者の吹きはじめにおける吹き方
に対応するイニシャルデータに従って、発生されるべき
楽音にピッチ、音量、音色を付して楽音信号を作成する
。

サンプル（Ｎ−１−２）以降のＡＤデータはアフターデ
ータの生成のために、順次、サンプルされる（吹奏中）
、各サンプルの値は、音量データなどに変換される。音
量データのａ＠囲はＡＤデータ１１０を中心として（第
３図の■参照）、＋１００、−９９のトータル２００段
階に分けである（第３図の［相］、■、Ｏ参照）。

音高データのみが生成、送出されるサイクルでは、第２
図において、Ｂ１、Ｂ２．Ｂ９．Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ１
４を通る。なお、ＡＤデータに変化のないときは音源４
に対してはノーオペレージ目ンとなる（Ｂ９→ＢＩＯで
ＮＯ）。

吹奏中において、ビブラートデータ（またはベンドデー
タ）を生成する場合は、次のいずれかの事象に対して行
なわれる。第１は、ＡＤデータ、すなわち息の強さが一
定でその状態が所定時間以上続いた場合（第３図の■、
■）、第２は、ＡＤデータが所定のビブラートオンレベ
ルを超えた場合である（第３図の■）。

第１の場合、ビブラート（ピッチベンド）の変ｆＡ深さ
は、一定レベルの持続時間に応じて深くなる。

一方、第２の場合はそのときの息の強さの変化率（レー
ト）に従って、ビブラート（ピッチベンド）の深さが制
御される（第３図の■）、さらに、ＡＤデータの大きさ
によって重み付けを行うことができる（第３図の■）、
つまり、息の強さが強いほど、また息の強さを上げてい
くほど深いビブラート（ピッチベンド）がかかる。

第１の場合に相当するＡＤデータ読み取りサイクルでは
、第２図において、Ｂ１、Ｂ２．Ｂ９を経て、ＢＩＯへ
進み、ここでビブラート（ベンド）オンタイムになって
いることが確認され、Ｂｌｌでビブラート（ベンド）デ
ータの生成、生成されたビブラート（ベンド）データの
音１ｉｌ（４への送ｔｆｊとなる。

一方、第２の場合に相当するＡＤデータ読み取りサイク
ルでは、第２図において、Ｂ１．Ｂ２、Ｂ９．Ｂ１２を
経てＢ１３に進みここでビブラート（ベンド）オンレベ
ルを超えていることが確認サレ・　Ｂ１５で音量データ
とともにビブラート（ベンド）データの生成、これらデ
ータの音源４への転送となる。

吹奏中において、ポルタメントのプロセスは次の事象に
対して発生する。すなわち、音高指定用キースイッチ（
ＫＥＹ　　５Ｗ２）に変化があったときである（第３図
の■参照）、そしてそのときの息の強さ（ＡＤデータ）
の変化率に従ってポルタメントのスピード（いいかえれ
ば、変化前のキーの音高から変化後のキーの音高に到達
するまでの時間）が設定される（第３図の■参照）。

第２図に則して述べると、ＫＥＹ　　ＳＷ２に変化があ
ると、メインフローのＡ１を介して、ＡＤデータ処理フ
ローのＢ１６においてこれが確認され、ポルタメントス
イープオンが実行され（Ｂ１７）、ＡＤデータの変化率
からポルタメントスピードないしタイムがセットされ（
Ｂ１８、変化後のキーコードを音源４（あるいはマイク
ロコンピュータ３内のポルタメント処理モジュール）に
送る（Ｂ　１９）　。

以降、ポルタメント処理モジュールにおいてポルタメン
トデータ（ピッチ）が更新されてゆき、ピッチが目的の
ピッチ（変更後のキーコードの示すピッチ）を超えたと
きに、Ｂ２０より、Ｂ２１へ進み、ポルタメントスイー
プをオフにする。

最後に、発音の終了の決定について述べる。

ＡＤデータが所定の設定値、すなわち、下限レベルない
しキーオフスｌ／　ツシュホールドレベル（第３図では
１０）より低くなり、これがある時間ないし回数以上（
第３図では３回）続いた場合にキーオフすなわち吹奏終
了とみなしている（第３図の０参照）、ある時間ないし
回数以上続いた場合に、はじめて、キーオフ、すなわち
、吹奏終了とみなしているのは、吹奏中１，０の強さを
弱くしたため、瞬間的に、ＡＤデータのレベルがキーオ
フのスレッシュホールドレベルより低下することが考え
られるため、それによって発音終了処理が直ちに実行さ
れないようにするためである。

瞬間的なレベル低下の場合にすぎないときには、第２図
において、Ｂ１２のところでＡＤレベルがキーオフレベ
ルに達していることが検知されるが、８２２のところで
、キーオフでないと判断されるため、吹奏中のフローの
Ｂ１３へ戻る・一方、吹奏をやめたときは（息つざのた
め）。

Ｂ２２でＹＥＳとなり、ポルタメントスイープオフとな
り（Ｂ２３）、キーオフ（発音終了）の処理が実行され
る（Ｂ２４）。

く変形例〉この発明は上記実施例に限定されず１種々の変形、変更
が可能である。

例えばアフターデータのなかに、その他の変調パテメー
タを加えてもよい０例えば、楽音に振幅変調（例えば、
トレモロ効果）をかけるのに用いるパラメータ、あるい
は楽音に位相変ｉ（例えばコーラス効果、フェイジング
効果）をかけるのに用いるパラメータ、あるいは、上記
した以外の周波数変調をかけるのに用いるパラメータを
、代替として、もしくは併用のパラメータとして加える
ことができる。

また、種々の変調パラメータの選択を行う選択スイッチ
を設けてもよい０例えば、ポルタメントキーを設け、ポ
ルタメントキーによりボルタメントモードが選択されて
いる下で、上述した事象（音高キーの変化）が発生した
ときにボルタメントスイープをかけるようにする。

また、センサーに関していえば、上述した呼気の検出の
代わりに、あるいは併用として１吸気の検出を行うもの
でもよく、さらには、吹子またはふいごのような空気流
発生源を手または足等で操作して、空気流を押し出し、
この空気流をセンサーで検出するようにしてもよい。

また、音高のキースイッチ群は必ずしもなくてもよい０
例えば、メロディ情報（音高データの系列）をメモリに
セットしておき、センサーを介して吹奏入力を与えるこ
とによって、発音開始時にメモリより音高データを取り
出して演奏処理を行うようにしてもよい。この場合、第
２図のメインフローは不要であり、ＡＤデータの処理フ
ロー中、例えばＢ８のところでメモリからの次の音高デ
ータを読み出す、あるいは、ハーモニカ形式トして、プ
レスセンサーが、音高キーを兼ねるようにしてもよい。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、この発明は、空気流検
出手段から順次出力された検出信号の出力値が所定の設
定値を越えたことが検出手段により検出された場合、そ
の検出時点と近接した前時間または後時間の少なくとも
一方の時間内における前記検出信号の変化状態に対応し
た第１のレスポンスデータを第２レスポンスデータ生成
手段により生成し、この第１のレスポンスデータに従っ
て、発生されるべき楽音の特性の指示をＰＪＳｆの楽音
特性指示手段により行う一方、楽音の発生開始後も、順
次検出された前記検出信号の出力値に対応して第２レス
ポンスデータ生成手段により順次生成される第２レスポ
ンスデータに基づいて、すでに発生されている楽音の特
性を順次第２の楽音特性指示手段により可変指示してい
る。したがって、たとえば、吹奏者による吹奏開始時に
おける空気流状態に対応する、空気流検出手段からの検
出信号の時間的変化状態を有効かっ、リッチに、楽音の
特性（たとえば、音量や音色）に反映させることができ
る一方、楽音の発生開始後においても、前記検出信号の
時間的変化状態に応じて１発生楽音の特性（たとえば、
音量や音色）に順次反映させることができる。このため
、効果的なプレスないしウィンドレスポンシイブな機部
を有する電子楽器が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の電子回路構成図、第２図
はこの発明の一実施例の動作のフローチャート、第３図
はこの実施例の動作の説明に用いた図である。１・・・・・・吹奏入力部、１ａ・・自・・プレスセン
サー３・・・・・・マイクロコンピュータ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空気流体の状態を順次検出し、それに対応する検
出信号を順次出力する空気流検出手段と、この空気流検
出手段から順次出力された検出信号の出力値が所定の設
定値を越えたか否かを検出する検出手段と、この検出手段により前記検出信号の出力値が前記所定の
設定値を越えたことが検出された場合、その検出時点と
近接した前時間または後時間の少なくとも一方の時間内
における前記検出信号の変化状態に対応した第１のレス
ポンスデータを生成する第１レスポンスデータ生成手段
と、この第１レスポンスデータ生成手段により生成された前
記第１のレスポンスデータに従って、発生されるべき楽
音の特性を指示する第１の楽音特性指示手段と、この第１の楽音特性指示手段の指示により楽音が発生開
始された後に、前記空気流検出手段により順次検出され
た前記検出信号の出力値に対応した第２のレスポンスデ
ータを順次生成する第２レスポンスデータ生成手段と、この第２レスポンスデータ生成手段により順次生成され
た前記第２のレスポンスデータに基づいてすでに発生さ
れている楽音の特性を、順次可変制御するように指示す
る第２の楽音特性指示手段と、を備えていることを特徴とする空気流応答型電子楽器。
（２）前記第１の楽音特性指示手段は、前記第１レスポ
ンスデータ生成手段により生成された前記第１のレスポ
ンスデータに従って、発生されるべき楽音の音量または
音色の少なくとも一方の特性の指示を行う特許請求の範
囲第１項記載の空気流応答型電子楽器。
（３）前記第２の楽音特性指示手段は、前記第２レスポ
ンスデータ生成手段により順次生成された前記第２のレ
スポンスデータに従って、発生されるべき楽音の音量ま
たは音色の少なくとも一方の特性を可変制御するように
指示する特許請求の範囲第１項記載の空気流応答型電子
楽器。
（４）前記空気流検出手段は、空気流体の状態を検出し
、これに対応するアナログ電気信号を順次出力する流体
検出センサ手段と、この流体検出センサ手段から順次出
力されたアナログ電気信号を、順次、対応するダジタル
信号に変換し、前記検出信号として出力するアナログ／
デジタル変換手段とからなる特許請求の範囲第１項記載
の空気流応答型電子楽器。
（５）前記空気流検出手段と、空気流体の流体圧を検出
する流体圧検出手段からなる特許請求の範囲第１項記載
の空気流応答型電子楽器。
（６）前記第１レスポンスデータ生成手段は、前記検出
時点と近接した前時間および後時間の双方の時間内にお
ける前記検出信号の変化率に対応した第１のレスポンス
データを生成する変化率データ生成手段からなる特許請
求の範囲第１項記載の空気流応答型電子楽器。
（７）前記第１レスポンスデータ生成手段は、前記検出
時点と近接した前時間および後時間の双方の時間内にお
ける前記検出信号の差分値に対応した第１のレスポンス
データを生成する差分値データ生成手段からなる特許請
求の範囲第１項記載の空気流応答型電子楽器。