JPH03225397A - 電子楽器 - 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、管楽器をシュミレートした電子管楽器に関
し、特に演奏操作子からの楽音パラメータに対応する位
置や圧力等の入力データに基づいて音源回路が常に正常
に発音するための改良に関するものである。

［従来の技術］ クラリネット等の管楽器の演奥音を発生する電子楽器は
、管楽器のマウスピース内の空気振動により生ずる音を
電気回路により物理的に近似させた電子音を発生する物
理音源を具備している。このような電子管楽器において
は、キーボード操作により押鍵のピッチ情報を入力させ
るとともに、押鍵速度、押鍵圧力等により吹奏操作の息
圧やアンプシェアに対応したパラメータ制御信号を形成
して音源に入力させて電子音を作成し発生させている。

従来の電子管楽器においては、演奏操作子の操作位置お
よび操作圧力による楽音制御信号を速度や圧力等の領域
にかかわらずある係数倍しただけで実質上直接音源に入
力させていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、演奏操作子の操作情報を直接音源に入力
すると、ある操作領域では音がでなかったりあるいは不
快な音や所謂裏返りの音等の不整音を発生する場合があ
った。したがって、このような不整音発生を避けて演奏
操作子を操作しなければならず電子楽器の演奏が容易で
はなかった。

このような不整音発生の理由は、例えば息圧とアンプシ
ュアのパラメータが正常な発音領域に入っていないため
に起こる。管楽器の息圧とアンプシュアの関係は、第６
図に示すように、４本の直線により、音が鳴り始める正
常な発音領域Ａと、−度発生した音が持続する持続領域
Ｂと、音が消えるまたは不快音を発生する不整青領域Ｃ
とにおおよそ分割される。したがって、演奏操作子をあ
る息圧に対応した状態で操作した場合に、そのときのア
ンプシュアが高すぎまたは低すぎて発音領域Ａに入らな
いと音は鳴り始めない。また、不整青領域Ｃに入れば音
が消えたりまたは不快音や裏返り音を発生する。

従来の電子楽器においては、演奏操作子の操作情報を実
買上直接音源に入力していたため、操作状態によっては
不整青領域に入る場合がありこのような場合に音が消え
たりあるいは不快音等を発生していた。

この発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなされたもので
あって、管楽器を近似した物理音源を駆動するのに最適
な演奏操作子を備え、かつ演奏操作子の操作状態にかか
わらず常に正常な発音状態で演奏可能な管楽器をシュミ
レートした電子管楽器の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、この発明では、操作子の位置
情報と圧力情報を出力する演奏操作子と、管楽器の楽音
制御パラメータを入力することにより、管楽器音を作成
する音源と、前記パラメータによる発音領域特性に基づ
いて前記位置情報および圧力情報を正常発音領域のパラ
メータに補正して変換する補正変換回路とを具備し、該
補正変換回路を前記音源に接続している。

前記発音領域特性は、息圧およびアンプシュアを縦軸横
軸とする座標系で４木の曲線からなるグラフで表され、
実買上中央２本の曲線間の領域が発音領域を構成し、そ
の両外側の領域が発音持続領域を構成し、最外側の２本
の曲線の外側の領域が不整青領域を構成する。

［作用コ 演奏操作子からの操作データが例えば不整青領域にある
場合には、これを発音領域に入るデータに補正し、この
補正されたデータが音源に入力される。

［実施例］ 以下、この発明について、図面を参照して実施例に基づ
いてさらに詳しく説明する。

第１図はこの発明に係る電子管楽器のブロック構成図で
ある。演奏操作子１は、３次元タブレット装置からなり
、ベン２とタブレット３を具備する。この演奏操作子１
は、ベン２によりタブレット３上のＸ座標、Ｙ座標の位
置データ信号Ｘ、　Ｙとともに、筆圧による圧力データ
信号Ｐを出力する。これらの位置データ信号Ｘ、Ｙおよ
び圧力データ信号Ｐは補正回路４に入力される。

補正回路４は、最初の発音時である立ち上がり時には、
位置データおよび圧力データを音が鳴り始める領域であ
る発音領域に入るように補正し、息圧パラメータおよび
アンプシュアパラメータに変換して音源６に入力する。

音源６にはさらにキーボード５の操作により音階に対応
したピッチ情報（キーナンバー）が入力される。音源６
はこれらの息圧データ、アンプシュアデータおよびピッ
チデータに基づいて電子音を作成し、サウンドシステム
７を介して放音する。

演奏操作子の別の例を第２図に示す。この例はジョイス
ティック機構を用いた例である。自在回転軸受（図示し
ない）に支承された操作棒８を任意位置に回転操作する
ことにより、Ｘ、Ｙ方向のロータリーボリュウム９．１
０が回転してＸ、　Ｙ方向の回転位置が検出される。ま
た操作棒８の把持部に感圧センサーを設けることにより
操作圧力が検出される。

演奏操作子のさらに別の例を第３図に示す。この例はマ
ウス機構を用いた例である。本体１１内に回転自在なボ
ール１２が装着され、平板上を転勤させることにより、
Ｘ、Ｙ方向の移動量がロータリーボリュウム１４．１５
により検出されＸ。

Ｙ方向の位置データとして出力される。また、本体上面
に感圧センサー１３を設けることにより、押圧力が圧力
データとして出力される。

この発明に係る電子管楽器の楽音パラメータ制御用入力
装置である演奏操作子のさらに別の例を第４図および第
５図に示す。第４図は上面図であり、第５図（ａ）、（
ｂ）は各々要部拡大側面図および上面図である。この入
力装置はスライドボリュウム型操作子であって、第１の
スライドボリュウムを構成する本体２５の中央のガイド
溝２６に沿って操作子２７が摺動する。操作子２７は、
第５図に示すように、ガイド溝２６に沿って矢印りのよ
うに摺動する摺動子２８とこの摺動子２８上に取り付け
られた操作片２９からなる。操作片２９は摺動操作を円
滑にするために摺動子２８に対し矢印Ｆのように回転可
能であることが望ましい。この場合、回転角度を検出可
能としてこれを楽音制御データとして用いることもでき
る。操作片２９は第２のスライドボリュウムを構成する
。

操作片２９のガイド溝３０に沿って摺動子３１が矢印Ｅ
のように摺動する。操作子２７の位置に応じた抵抗値に
より第１の位置データが得られ、操作子３１の位置に応
じた抵抗値により′ｔＳ２の位置データが得られる。

操作子２９の側面には感圧センサー３２が装着され操作
時の圧力が計測され、圧力データが得られる。これらの
２つの位置データおよび圧力データに基づき楽音制御パ
ラメータが算出されるとともに前述の補正演算が行われ
る。

次に、この発明を電子管楽器用音源の制御に適用した場
合の実施例について説明する。管楽器アルゴリズムでは
アンプシュアと意匠との関係による発音特性は第６図の
ように直線に近似される。

擦弦楽器の場合と異なり、４木の直線は原点を通らず各
々切片を有する。中央の２本の直線す、　　ｃ間の範囲
が発音領域Ａであり、その両外側の範囲内が持続領域Ｂ
であり、外側２木の直線ａ、ｄの外側の範囲が不整青領
域Ｃである。また、各直線の傾きはピッチにより大きく
異なる。

このような管楽器特有の発音領域特性に基づいて演奏操
作子からの制御信号を補正して音源に入力させるための
制御システムの一例を第７図に示す。入力装置としては
、ＸＹ平面上に軌跡を描く３次元タブレットからなる演
奏操作子７４を用いる。演奏操作子を押圧する筆圧デー
タおよびＸ位置、Ｙ位置を示すＸＹ座標データは、検出
回路７５の発音領域補正用変換プログラム７６に入力さ
れる。入力データは変換プログラム７６により所定の正
常な発音領域に入る値の息圧データおよびアンプシュア
データに変換され、音源制御回路７７に入力される。

一方、キーボード７８の操作によりキーナンバーがピッ
チ情報として音源制御回路７７に入力される。

電子音を発生する物理音源は、−旦音を発生した後は、
発音領域Ａの外側の持続領域Ｂにおいても音の正常な発
音を持続するヒステリシス特性を有する。従フて、−旦
音が鳴り始めた後は、パラメータの位置を持続領域を含
めて広く変化させ音質の幅を持たせることが望ましい。

音を鳴り始めさせるための立ち上がり処理と立ち上がり
後の持続処理の切変え判別フローを第８図に示す。まず
、アンプシュアの最大値が設定される（ステップ７９）
。次に４本の直線ａ、ｂ。

ｃ、ｄ（第６図）の傾きと切片を所定のテーブルから読
み出す（ステップ８０）、次に立ち上がり時と持続時の
上乗せ用の切片を計算する（ステップ８１）。次にステ
ップ８２で立ち上がり処理か否かが判別される。この判
別は例えば立ち上がり処理回数をカウントし、カウント
数が所定の設定値に達したか否かによって行う。立ち上
がり処理であれば、キーコードによりパラメータが決定
され（ステップ８３）、さらにアンプシュアの最小値が
設定され（ステップ８４）、立ち上がり時の意匠が計算
され（ステップ８５）、意匠の補正が行われる（ステッ
プ８６）。この意匠補正が終わるとカウンタをインクリ
メントする（ステップ８７）。カウント数が所定の設定
値を越えると持続処理に切り換えられ、キーコードによ
るパラメータが決定され（ステップ８８）、さらにアン
プシュアの最小値が設定され（ステップ８９）、音が持
続するための意匠が計算され（ステップ９０）意匠の補
正が行われる（ステップ９１）。３ｉ８９図は、この発
明に係る管楽器タイプの電子楽器の音源制御システムの
ブロック構成図である。３次元タブレットからなる演奏
操作子７４からＸ位置データ、Ｙ位置データおよび筆圧
データが発信され各々レジスタ９４に記憶される。Ｘ、
Ｙ座標データは、基準点座標レジスタ９２に記憶された
基準座標Ｘ。、Ｙｏを用いて演算回路９３により一定時
間ごとに速さ、方向および距離が計算され計算結果がレ
ジスタ９４に記憶される。レジスタ９４は楽音制御パラ
メータ算出回路９５に接続される。

一方、鍵盤７８からは音階を表すキーコード情報および
各パラメータ値を正負方向にシフトする横ゆれ情報が発
信されレジスタ９６に記憶される。このレジスタ９６も
楽音制御パラメータ算出回路９５に接続される。

楽音制御パラメータ算出回路９５は演算に必要なデータ
をレジスタ９４．９６から読み出し各パラメータ、即ち
、意匠、アンプシュア、デイレイ長、乗算器係数、フィ
ルタ係数、その他のデータを計算し音源９７に送出する
。音源９７は作成された電子音をＤ／Ａ変換器９８を介
してサウンドシステム９９より放音する。

￥ＫＩＯ図は、この発明に係る電子管楽器の制御機構の
ブロック図である。演奏操作子７４および鍵盤７８から
の信号はパスラインを介してＣＰＵ１８に入力される。

ＣＰＵ１８は、各ルーチンプログラムおよび演算処理に
必要なデータを格納したＲＯＭ１０３および演算処理中
の各計算結果等を記憶したＲＡＭ１０４から必要なデー
タを読み出して楽音制御用パラメータを算出する。パネ
ルスイッチ１０５は音色、ビブラート等の選択や各種モ
ード切換えを行う。表示器１０６は選択されたスイッチ
やモードの表示を行う。タイマ１フは、ＣＰＵ１８によ
るメインルーチンに対し、数ｍｓ程度の固定周期で割り
込みルーチンを行うためのものである。

第１１図は、基本メインルーチンを示す。ステップ１０
７で各演算回路が初期化され、また各音源パラメータが
所定の初期値に設定される。続いて鍵盤の鍵スイツチ処
理（ステップ１０８）およびその他のスイッチ処理（ス
テップ１０９）が繰り返される。このようなメインルー
チンに対し前記タイマによる一定周期で割り込みルーチ
ン（後述）が実行され前記各種制御パラメータが算出さ
れる。

第１２図は、メインルーチンのステップ１ｏ８内の鍵盤
が押鍵された場合のキーオンイベントのルーチンを示す
。押鍵されたキーのキーコードがレジスタＫＣＤに記憶
される（ステップ１１０）。

第１３図は、メインルーチンのステップ１０９内の意匠
に関連するパラメータを設定するための意匠制御デバイ
スへの数値入力がオンとなった場合のルーチンを示す。

まず入力数値がレジスタＢＵＦに記憶される（ステップ
１１１）。ＢＵＦのデータは息圧デバイスレジスタＰＤ
ＥＶに記憶される（ステップ１１２）。続いて意匠制御
デバイス名が表示される（ステップ１１３）。この実施
例では、意匠等を制御するためのデバイス（操作子デー
タ）を任意に選択できるようになっている。

第１４図は、メインルーチンのステップ１０９内の横ゆ
れ効果スイッチオンイベントのルーチンを示す。ステッ
プ１１４で所定のパラメータに横ゆれ効果を作用させる
か否かを示すフラグの切換えが行われる。ステップ１１
５でこのフラグが“１”か否か、即ち横ゆれが効くか否
かが判別される。“１”であれば横ゆれオンの表示を行
い（ステップ１１７）、１”でなければ横ゆれオフの表
示を行う（ステップ１１６）。この実施例では、各パラ
メータごとに鍵盤の横ゆれによるパラメータを加味させ
るか否かが選択できるようになっている。

第１５図は、メインルーチンのステップ１０９内のパネ
ルスイッチ処理のルーチンを示す。スイッチオンにより
処理すべきパラメータを表示するエデイツト画面を選択
しこの画面番号をレジスタＰＡＧＥに記憶する（ステッ
プ１１８）。この記憶された番号の画面が表示される（
ステップ１１９）。続いて、意匠、アンプシュア、デイ
レイ、その他のエデイツト処理が行われるか否かの判別
が順番に行われる（判別ステップ１２ｏ１１２２．１２
４）。各判別ステップでＹＥＳであれば、各々意匠関連
パラメータ、アンプシュア関連パラメータ、デイレイ関
連パラメータを設定するルーチンが実行される（ステッ
プ１２１．１２３．１２５）。さらにその他のスイッチ
処理が行われる　（ステップ１２６）。

第１６図は、前述のタイマによる’ｆｓ１の割り込みル
ーチンを示す。まず演奏操作子からＸＹ座標データおよ
び圧力データを取り込み各々のレジスタに記憶する（ス
テップ１２７）。これらの記憶データに基づき演奏操作
子の移動速度、方向および距離が後述のルーチンに従っ
て算出され各々レジスタに記憶する（ステップ１２８）
。ざらに横ゆれ情報が取り込まれる（ステップ１２９）
。上記各データに基づいて後述のルーチンに従ってアン
プシュアおよび意匠の各パラメータが算出される（ステ
ップ１３０）。

第１７図は、前述のタイマによる第２の割り込みルーチ
ンを示す。まず後述のルーチンに従ってデイレイ長パラ
メータ処理が行われる（ステップ１３１）。続いて後述
の音源回路のループゲインを算出しくステップ１３２）
、さらにフィルタカットオフパラメータ処理、フィルタ
レゾナンスパラメータ処理、その他のパラメータ処理が
行われる（ステップ１３３．１３４．１３５）。

第１８図は、第１６図の割り込みルーチンのステップ１
３０におけるアンプシュアおよび意匠のパラメータ処理
ルーチンの例を示す。まずステップ１３６でレジスタＥ
ＤＥＶの番号により処理すべきアンプシュアデバイスが
判別される。デバイス番号（ＤＥＶＮ）は、例えば、０
は標準値または他のパラメータからの演算によるもの、
１はタブレットのＸ座標（Ｘ）、２はＹ座標（Ｙ）、３
はタブレットの圧力（ＰＲ）、４はタブレットの速度（
ＶＥＬ）、５は距ｌｉｔ　（Ｄ　Ｉ　ＳＴ）を示す。

アンプシュア用のレジスタＥＤＥＶが“ｏ″でない場合
はまずＥＤＥＶに示されたデバイスの入力データを読み
出しこれをＢＵＦに入力する（ステップ１３７）。次に
ＢＵＦの値をＥＤＥＶに対応した方法でアンプシュアデ
ータに変換しこれをＥＢＵＦに入力し記憶する（ステッ
プ１３８）。続いてステップ１３９．１４０で横ゆれに
ついての処理が行われる。ここでＫＳＥＦ　（ＥＮ）は
ＥＮ番目のパラメータに横ゆれ（ＫＳＨ）が効くか否か
を示すフラグであり、ＤＥＰ　（ＥＮ）はＥＮ番目のパ
ラメータに横ゆれが効く場合の効きの深さを示す。ＥＮ
番面のパラメータ番号としては、例えば、１はアンプシ
ュア、２は意匠、３はデイレイ長、４はループゲイン、
５はフィルタカットオフ、６はフィルタレゾナンスを示
す。次にステップ１４１で意匠用のレジスタＰＤＥＶの
番号が判別される。０のときは、ステップ１４６でＥＢ
ＵＦ（ステップ１３８．１４０）の値が所定の閾値より
大きいか否かが判別される。閾値より小さけれはノイズ
として無視し処理回数を０にクリアして処理を終了する
（ステップ１４７）。閾値より大きければ所定の演算子
Ｋ１．に２を求め（ステップ１５５）、これに基づいて
所定の演算を行いその結果をレジスタＰＢＵＦに入力す
る（ステップ１５６）。続いてレジスタＴＩＭＥを書き
換える（ステップ１５７）。判別ステップ１４１で番号
が０以外のときは、ＰＤＥＶの示すデバイスの入力デー
タを読み出してこれをＢＵＦに入力し記憶する（ステッ
プ１４２）。このＢＵＦの値はＰＤＥＶに対応した方法
で意匠データに変換されＰＢＵＦに入力し記憶する（ス
テップ１４３）。続いて後述の意匠補正演算ルーチンが
行われる（ステップ１４５）。次に前述のステップ１３
９．１４０と同様の横ゆれについての処理が行われる（
ステップ１４８．１４９）。以上により求めたアンプシ
ュアのデータＥＢＵＦと意匠のデータＰＢＵＦは音源に
送出される（ステップ１５０）。

一方、前記ステップ１３６でアンプシュアデバイスレジ
スタＥＤＥＶが０のときは、第１９図のルーチンが行わ
れる。まず意匠デバイスレジスタＰＤＥＶの番号により
デバイスの判別が行われる（ステップ１５１）。ＰＤＥ
ＶもＯのときはエラーとして表示される（ステップ１５
２）。０以外のときには、ＰＤＥＶの示すデバイスの入
力データを読み出しこれをＢＵＦに入力し記憶する（ス
テップ１５３）。このＢＵＦの値はＰＤＥＶに対応した
方法で意匠データに変換され、これをＰＢＵＦに入力し
記憶する（ステップ１５４）。次にＰＢＵＦが所定の閾
値と比較され（ステップ１６０）、閾値より小さければ
ノイズとして無視される。閾値より大きければ、所定の
演算子に、、に２を求め（ステップ１６１）、これに基
づいて所定の演算を行いその結果をレジスタＥＢＵＦに
入力する（ステップ１６２）。続いてレジスタＴＩＭＥ
を書き換える（ステップ１６３）、次に前述のステップ
１３９．１４０と同様の横ゆれについての処理が行われ
る（ステップ１６４．１６５）。

以上のようにして求めたアンプシュア用のデータＥＢＵ
Ｆと意匠用のデータＰＢＵＦは音源に送出される（ステ
ップ１６６）。

第２０図は、第１７図の割り込みルーチンのステップ１
３１におけるデイレイ長パラメータ処理ルーチンを示す
。まずデイレイ長レジスタＤＤＥ■の番号によりデバイ
スが判別される（ステップ１６７）、Ｏであればキーコ
ードをデイレイ長キーコードレジスタＴＧＫＣＤに入力
する（ステップ１７０）。０以外の場合には、ＤＤＥＶ
が示すデバイスの入力データを読み出しこれをＢＵＦに
入力し記憶する（ステップ１６８）。このＢＵＦの値は
ＤＤＥＶに対応した方法でキーコードデータに変換され
ＴＧＫＣＤに入力される（ステップ１６９）。次にデイ
レイ長について横ゆれ効果を作用させるか否かが判別さ
れる（ステップ１７１）。構ゆれかない場合には、ＴＧ
ＫＣＤのデータをそのままＫＢＵＦに入力する（ステッ
プ１７２）。横ゆれがある場合には横ゆれ補正演算を行
いこれをＫＢＬＩＦに入力する（ステップ１７３）。次
にＫＢＵＦの値をデイレイ長に変換しこれをデイレイ長
レジスタＤＢＵＦに入力する（ステップ１７４）。以上
のようにして求めたデイレイ長のデータは音源に送出さ
れる（ステップ１７５）。

第２１図は、割り込みルーチン（第１７図）中のループ
ゲインパラメータ処理のルーチンを示す。まずステップ
１７６でゲインデバイスレジスタＧＤＥＶの番号を判別
する。０であれば、標準ケイン５ＴＧＩ、５ＴＧ２を音
源回路に入力するループゲインＧ１、Ｇ２とする（ステ
ップ１７７）、Ｏ以外であれば、ＧＤＥＶが示すデバイ
スの入力データを読み出しこれをＢＵＦに入力し記憶す
る（ステップ１７８）。このＢＵＦの値はＧＤＥＶに対
応した方法で減衰係数に変換しこれを０１、Ｇ２とする
。次にループゲインについて横ゆれの処理が行われ（ス
テップ１８０．１８１）、最終的に得られたループゲイ
ンＧ１、Ｇ２が音源に送出される（ステップ１８２）。

第２２図は、タイマによる一定周期の割り込みルーチン
（第１６図）におけるステップ１２８の演算ルーチンを
示す。ステップ１８３で前回と今回のＸＹ各座標位置の
差から各方向の移動量ΔＸ、ΔＹを求める。ステップ１
８４で基準位置（ｘｏ、ｙｏ）からの距１１　Ｌ　ｘ　
、　Ｌ　Ｙを求める。これらのデータに基づいて図示し
た所定の演算によりタブレット（演奏操作子）の速度Ｖ
ＥＬ、回転相当量ＬＯＴ、回転方向Ｄ　Ｉ　Ｒ，移動距
離ＤＩＳＴを求める（ステップ１８５．１８６．１８７
．１８９）。演算終了後、今回の位置データＸ、Ｙを次
回の演算のためにレジスタに記憶させる（ステップ１９
０）。

第２３図は、第１８図のステップ１４５における意匠補
正演算ルーチンの第一の例を示す。まず前述のアンプシ
ュアおよび意匠のパラメータ処理ルーチン（第１８図、
第１９図）で算出したＥＢＵＦが所定の閾値と比較され
る（ステップ１９１）。閾値より小さければノイズとし
て無視する。閾値より大きければ処理回数が所定値に達
したか否かが判別される（ステップ１９２）。

達していなければ、デイレイ長キーコードレジスタＴＧ
ＫＣＤから所定の演算子Ｂｌ、　Ｂ２．Ｂ３．　Ｂａを
求めこれをＫｌ、　Ｋ２．に３．に４とする（ステップ
１９３）。このａｌｌ　８２．　ＢＳ＋　８４は、第２
６図に示す発音領域を区切る直線す、ｃのグラフにおけ
る、ｂ＋、ｂ２１　Ｃｘ−ｂ＋、Ｇ２−ｂｚに各々対応
する。コノグラフにおいて、直線す、ｃは各々ｙ−ｂ＋
＋ｂ２ｘ、ｙｍｃｌ＋ｃ２．ｌで表される。Ｘ方向の入
力をｘＩｎ、Ｙ方向の入力をｙＩｒｌとすれば、例えば
ｙを演算補正で直線す、ｃ間の発音領域に入れる場合に
は、ＸｌｎをＸとしす。

”ｂ２Ｘ”　（（Ｃ＋−ｂ＋）”（Ｃｚ−ｂ２）ｘ）’
　ｙ＋ｎ／　ｙａｎ　ＭＡＸをｙとして演算を行う。

ステップ１９３でＫｌ、　Ｋ２．　Ｋ３．　Ｋ４を求め
たら処理回数をインターリメントする（ステップ１９５
）。次にこのＫ１．　Ｋ２．　Ｋｓ、に４に基づいて所
定の演算を行いＰＢＵＦに記憶する（ステップ１９６）
。このステップ１９６の演算は上記ＸｌｎをＸとし Ｊ＋ｂ２ｘ＋（（Ｃ＋−ｂ＋）＋（Ｃ２−ｂｚ）Ｘ）　
ｙｅｎ／　Ｖｔｎ　ＭＡＸをｙとして行った演算に対応
する。

方、ステップ１９２で所定の設定値に達している場合に
は、ＴＧＫＣＤからＡＩ、　Ａ２．　Ａ３．　Ａ４を求
めこれをＫｌ、に２＋　Ｋ３＋に４として（ステップ１
９４）、上記ステップ１９６の演算を行う。このＡＩｌ
　Ａ２．　Ａ３．　Ａ４は、前記Ｂｌｌ　Ｂ２．８３．
８４と同様、第２６図に示す発音領域を区切る直線す、
　ｃのグラフにおけるｂＩ＋　ｂ２＋　ｃ＋−ｂ、　ｌ
　ｃ２−ｂ、に各々対応する。

第２４図は、意匠補正演算ルーチンの第２の例を示す。

前述の第１の例（′ｔＳ２３図）と同様に、ＥＢＬＩＦ
が所定の閾値と比較され（ステップ１９７）、処理回数
が所定の設定値と比較される（ステップ１９８）。設定
値以下であれば、ＴＩＭＥをインクリメントする（ステ
ップ１９９）。

次にステップ２００において、ｉを設定し、図示した演
算を４回繰り返してに１．に２＋に３＋に４を算出する
。一方、判別ステップ１９８で処理回数が設定値に達す
ると、第２３図のステップ１９４と同様にＴＧＫＣＤか
らに１．に２＋　Ｋ３＋に４を求める（ステップ２０２
）。このようにして得たに１．に２゜に３．に４に基づ
いて、第２３図のステップ１９６と同様にしてＰＢＵＦ
を算出する（ステップ２０１）。

第２５図は、この発明に係る管楽器アルゴリズムの音源
回路の例を示す。前述のようにして補正された意匠信号
とアンプシュア信号は、各々回路入力部となる減算器２
０３および加算器２０５に入力される。減算器２０３は
信号ラインＬ２の入力信号から前記意匠信号を減算する
ことにより、マウスピースのリードを変位させるための
差圧信号を出力する。減算器２０３の出力側にはローパ
スフィルタ２０４が接続され、上記差圧信号の高域成分
を除去する。これは、リードが高域成分に応答しないた
めである。加算器２０５は、アンプシュア信号とローパ
スフィルタ２０４の出力とを加算して非線形テーブル２
０６に出力する。この非線形テーブル２０６は付与され
た圧力に対するリードの変位量をシミュレートするもの
で、所定の人出力特性を有する。これにより、非線形テ
ーブル２０６の出力はマウスピースのリードにおける空
気通路面積を表す信号となる。この非線形テーブル２０
６の出力は乗算器２１６の一方の入力に接続される。乗
算器２１６の他方の入力側には減算器２０３からの差圧
信号が非線形テーブル２０７を介して入力される。この
非線形テーブル２０７は、差圧が大きくなっても狭い管
路では流速が飽和して差圧と流速が比例しないことをシ
ミュレートする。これら２つの入力信号に基づき乗算器
２１６の出力信号はマウスピースのリードにおける空気
流速を表す信号となる。

乗算器２１６は減衰器２０９を介して加算器２１０に接
続される。減衰器２０９には前述の演算ルーチン（第２
１図）で得たループゲインＧ１が入力される。この減衰
器２０９は加算器２１０の入力側に接続される。

加算器２１０は加算器２１１とともにジャンクションを
構成する。加算器２１０は信号ラインＬ２を構成するた
めのデイレイ回路２１５の出力側の信号と減衰器２０９
の出力信号とを加算して信号ラインＬ１に出力する。他
方の加算器２１１は信号ラインＬ１の信号とデイレイ回
路２１５からの信号を加算して信号ラインＬ２に出力す
る。このループにより、マウスピースとリードとの間隙
直後における入力流速による入射波と共鳴管からの反射
波の合成圧力がシミュレートされる。

信号ラインＬ１の信号はフィルタ２１３、減衰器２１４
および遅延回路２１５を介して信号ラインＬ２に帰還さ
れる。フィルタ２１３はローパスフィルタ単独またはロ
ーパスフィルタとバイパスフィルタを組み合わせて用い
る。フィルタ２０４．２１３には前述の割り込みルーチ
ン（第１７図）で算出したフィルタカットオフパラメー
タおよびレゾナンスパラメータが入力される。減表器２
１４には第２１図の演算ルーチンで得たループゲインＧ
２が入力される。遅延回路２１５には第２０図の演算ル
ーチンで得たデイレイ長パラメータが入力される。フィ
ルタ２１３は共鳴管の形状をシミュレートする。遅延回
路２１５は共鳴管の長さおよび同共鳴管の端部からトー
ンホールまでの長さに対応してマウスピースからの入射
波が反射波としてマウスピースに戻ってくる状態をシミ
ュレートする。

信号ラインＬ１の波形信号は、空気中の楽音の放射特性
をシミュレートするためのバンドパスフィルタ２１２を
介して電子音出力として取り出される。

第２７図は、意匠（ｐ　ｒ）とアンプシュア（ｅｍ）の
関係グラフである。直線■、■間の斜線部は音が正常に
鳴る範囲を示す。前述の３次元タブレット上のペンはＸ
Ｙ座標の他に筆圧が出力される。従って例えば、アンプ
シュアは（Ｙ座標）×（筆圧／筆圧の最大値）から計算
し、意匠はアンプシュアより計算することができる。

直線■、■の式を以下のように仮定する。

■：ｐｒｗｅｍ／ａ＋ａ ■：ｐｒ＝ｅｍ／ｄ＋ｄ’ この場合、斜線部の意匠ｐｒは、ｐ　ｒ　＝　ｅ　ｍ　
／　ｄ＋　６　”　＋　　（（１／　ａ　−１／　ｄ　
）　　ｅ　ｍ　＋　ａ−ｄ’　　）ｘ　（Ｘ座標）／（
Ｘ座標の最大値）として得ることができる。

管楽器アルゴリズムにおいて、３次元タブレット（また
はマウス、ジョイスティック等）による圧力およびＸ、
Ｙ座標の入力パラメータと楽音制御パラメータとのアサ
イン例を列挙すれば以下のとおりである。

イ、圧力をアンプシュアに対応させ、Ｘ座標を意匠に対
応させる。

ロ、速度（Ｘ、Ｙ座標から計算）をアンプシュアに対応
させ、圧力を意匠に対応させる。

ハ、Ｙ座標をアンプシュアに対応させ、圧力を意匠に対
応させる。

二、圧力を立ち上がりと立ち消えの度合いに対応させ、
速度からアンプシュアを求めざらに意匠を求める。圧力
がＯから変化したときに音が立ち上がるようにする。こ
の場合、音の立ち上がり時の時間と音量の関係を第２８
図（ａ）、（ｂ）に示す。（ａ）は圧力変化が大きい場
合、（ｂ）は圧力変化が小さい場合を示す。操作開始時
等のように速度が０のときに実行する。

逆に圧力がＯに変化したときに音が消えるようにする。

この場合の音量と時間の関係を第２９図（ａ）、（ｂ）
に示す。（ａ）は圧力変化が大きい場合、（ｂ）は圧力
変化が小さい場合を示す。

操作終了時等のように速度が０になるときに実行する。

ホ、圧力を立ち上がりと立ち消えの度合いに対応させ、
操作子の中心座標からの距離をアンプシュアに対応させ
、さらに速度を意匠に対応させる。

へ、圧力を立ち上がりと立ち消えの度合いに対応させ、
操作子の中心座標からの距離からアンプシュアを求め、
さらにアンプシュアから意匠を計算する。

第３０図は、横ゆれ情報を考慮した場合のパラメータ制
御方法の説明図である。横ゆれ情報が入力されたときに
ビブラートをかける。通常時は、意匠＝圧力×速度とし
て、図の点線の直線■上を移動するように制御する。こ
の場合、例えばアンプシュア＝定数Ｘ意匠として、意匠
からアンプシュアを計算する。横ゆれ情報が入ると、そ
の時点で意匠を固定し、アンプシュアを直線■上の点Ｇ
から、横ゆれ情報に従って、直線■■の範囲内で変化さ
せる。これにより、ビブラートを容易にかけることがで
きる。

なお、この実施例では、発音領域特性を４木の直線によ
って近似したが、これは使用する物理音源アルゴリズム
に応じて任意の数であってもよいし、また、曲線であっ
てもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明においては、演奏操作子
の操作情報に基づき楽音制御パラメータ（意匠、アンプ
シュア）を音源に送出する場合に、楽音パラメータによ
り作成された電子音が必ず正常な発音領域に入るように
、楽音制御パラメータによる発音領域特性図に基づいて
補正を行つた後にその楽音制御パラメータを音源に入力
させている。従って、演奏操作子の操作状態にかかわら
ず音が確実に発音し、電子楽器の演奏を容易に行うこと
ができる。

発音領域特性°図に基づき音の立ち上がり時と持続時と
を切り換えて制御することにより、確実な発音が得られ
るとともに音の表現幅を広げることができる。

特に管楽器アルゴリズムの発音領域特性図を用いること
により、管楽器の音色を電子楽器で演奏することが可能
となる。この場合、鍵盤だけで演奏するよりも表現力が
豊かになる。実際の管楽器より容易に演奏で鯉、操作子
の操作で確実に発音するため演奏者の呼吸は楽である。

管楽器では、演奏の際にリードの噛み具合や息圧等で音
を調節するが、操作子では手を動かすだけなので音の調
節が容易にできる。操作子上で手を自由に動かすことが
できるのでダイナミックレンジを大きくとることができ
る。音量や前頁の制御が簡単にできる。また発音のため
の動作と音を感覚的に一致させることができる。さらに
音の持続時間を長く延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る演奏操作子を備えた電子楽器制
御機構の一例の説明図、 第２図は演奏操作子の別の例の説明図、第３図は演奏操
作子のさらに別の例の説明図、第４図はスライドボリュ
ウム型演奏操作子の上面図、 第５図（ａ）、（ｂ）は′ｓ４図の演奏操作子の要部側
面図および上面図、 第６図は管楽器アルゴリズムの発音領域特性図、 第７図は３ｐタブレツトによる電子管楽器の音源制御機
構の基本構成図、 ′ｓ８図は電子管楽器の音の立ち上がり時と持続時の処
理切換え動作のフロー図、 第９図は電子管楽器の音源制御機構のブロック構成図、 第１０図は電子管楽器の基本構成図、 第１１図は音源制御プログラムのメインフローの説明図
、 第１２図はキーオン時の作用説明図、 第１３図は意匠関連デバイスアサイン時のフロー図、 第１４図は横ゆれ効果のフロー図、 第１５図はパネルスイッチ処理のフロー図、第１６図は
割り込みルーチンの第１の例のフロー図、 第１７図は割り込みルーチンの第２の例のフロー図、 第１８図および第１９図はアンプシュアおよび意匠パラ
メータ処理ルーチンのフロー図、第２０図はデイレイ長
パラメータ処理ルーチンのフロー図、 第２１図はループゲイン処理のルーチンのフロー図、 第２２図は演算処理ルーチンのフロー図、第２３図は意
匠補正ルーチンの第１の例のフロー図、 第２４図は息圧ルーチンの第２の例のフロー図、 第２５図は管楽器アルゴリズムの音源の構成図、 第２６図は意匠補正演算の説明図、 第２７図は管楽器アルゴリズムの息圧とアンプシュアの
関係グラフ、 第２８図（ａ）、（ｂ）は各々圧力が大きい場合と小さ
い場合の音の立ち上がり時の時間と音量の関係グラフ、 第２９図は（ａ）、（ｂ）は各々圧力が大きい場合と小
さい場合の音の立ち消え時の時間と音量の関係グラフ、 第３０図は管楽器アルゴリズムにおける横ゆれ効果の制
御説明図である。 １．２７，７４：演奏操作子、４：補正回路、５．７８
：鍵盤、６．９７：音源、１８：ＣＰＵ、７６：変換プ
ログラム。 ト 第 図 ＮハＰ・１．へ１ト 第 １１ 図 パ冬ルＳＷ処Ｉ！ キ オン′ｊぺ）Ｙ 第 ２ 図 第 ３ 図 害弓ｒ（）１−ル 午ンＩ 第 ６ 図 Ｖ・］（！　）Ｆルーっ井ン・２ 第 ７ 図 第２３ 図 ｉ２４ 図 ０ｍ 時間 時間 （０） （１）） 第２８ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）操作子の位置情報と圧力情報を出力する演奏操作
   子と、管楽器の楽音制御パラメータを入力することによ
   り、管楽器音を作成する音源と、前記パラメータによる
   発音領域に基づいて前記位置情報および圧力情報を正常
   発音領域のパラメータに補正して変換する補正変換回路
   とを具備し、該補正変換回路を前記音源に接続したこと
   を特徴とする電子管楽器。
2. （２）前記発音領域特性は、息圧およびアンプシュアを
   縦軸横軸とする座標系で４本の曲線からなるグラフで表
   され、実質上中央２本の曲線間の領域が発音領域を構成
   し、その両外側の領域が発音持続領域を構成し、最外側
   の２本の曲線の外側の領域が不整音領域を構成すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子管楽器。