JPH06175652A

JPH06175652A - 電子楽器のパラメータ入力装置および演奏操作装置

Info

Publication number: JPH06175652A
Application number: JP4330505A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ota; 慎一大田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】電子楽器における音色パラメータや効果のパラ
メータをタブレット入力で行い操作性を向上させる。【構成】タブレット上の操作点をサンプリングし、各サ
ンプリング点Ｐ_k（ｋ＝０，１，２，…）を結ぶベクト
ルＶ_kを想定する。操作の初動時のベクトルＶ₀の方向
に対する現在のベクトルの方向の回転角度に応じてパラ
メータを増減させる、パラメータ値を増加させるか減少
させるかは操作点の回転方向によって決める。操作点の
回転方向はベクトルの傾きの差（変化）によって検出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子楽器における音源
の音色パラメータ等の設定操作を行うためのパラメータ
入力装置、および、電子楽器における演奏効果等を制御
するための電子楽器の演奏操作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子楽器において、波形信号に音
色変化を与えるフィルタの特性や波形にエンベロープを
付与するときのエンベロープ形状などを各種の音源パラ
メータによって設定し、この音源パラメータを変えるこ
とで多くの音色を設定できるものがある。また、このよ
うな音源パラメータの設定変更を行うときは、表示画面
にパラメータ値を表示し、ジョグダイヤル等の操作子を
操作してパラメータを変化させるものがある。

【０００３】このジョグダイヤルの操作によれば、ダイ
ヤルの回転方向によってパラメータ値の増加または減少
の方向が決まり、さらに、ダイヤルの回転角度に応じて
パラメータ値が変化するので、例えば数値を直接入力す
る場合よりも変化量を感覚的にとらえやすいという利点
がある。

【０００４】しかしながら、ジョグダイヤルは、大きさ
の決まっているダイヤルを一定の軸を中心に回転させる
ようになっているので、例えば指でダイヤルを回すとき
に一定の真円を描くように操作しなければならないな
ど、ダイヤルを回す動作に制約があり、操作性の点で問
題がある。

【０００５】ところで、電子楽器において、タブレット
等の二次元面入力操作子を演奏操作子として用い、その
操作面上での入力棒などによる摺動動作を例えば擦弦楽
器における弓の擦弦動作や吹奏楽器における吹奏動作な
どに対応させ、擦弦楽器や吹奏楽器のように比較的長い
時間持続される演奏操作を必要とするようなような楽器
についても、その演奏操作をシミュレートできるように
したものが提案されている。

【０００６】このような二次元面入力操作子は、その操
作面における操作点の位置を検出することができ、操作
面内の操作であればどこを操作しても操作位置に応じた
情報が得られるので、これらの位置情報を上手く処理す
れば操作性のよい入力装置を得ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
二次元面入力操作子に着目し、入力動作の制約を低減し
た操作性のよいパラメータ入力装置および演奏操作子を
提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の電子楽器のパラメータ入力装置は、
操作面上の操作点の位置情報を出力する二次元面入力操
作手段と、該二次元面入力操作手段から出力される位置
情報に基づいて前記操作面上を移動する操作点の移動方
向を検出する移動方向検出手段と、前記操作面における
操作点の移動方向の回転角度に応じて電子楽器における
音源のパラメータを増減させるパラメータ制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

【０００９】また、本発明の電子楽器の演奏操作装置
は、操作面上の操作点の位置情報を出力する二次元面入
力操作手段と、該二次元面入力操作手段から出力される
位置情報に基づいて前記操作面上を移動する操作点の移
動方向を検出する移動方向検出手段と、前記操作面にお
ける操作点の移動方向の回転角度に応じて電子楽器にお
ける効果用パラメータを増減させるパラメータ制御手段
と、を備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の電子楽器のパラメータ入力装置および
電子楽器の演奏操作装置において、二次元面入力操作手
段の操作面で例えば円弧状の曲線を描くと、この操作点
の移動方向の回転角度は回転方向に応じて増加または減
少し、これに応じて音源のパラメータまたは効果用パラ
メータが増減する。ここで、操作点の移動方向の回転角
度は、操作面上のどの位置で曲線を描いても検出するこ
とができるので、操作位置に制限されることなく操作を
行うことができる。また、正確に円を描かなくてもパラ
メータを増減させることができる。さらに、同じ速さで
操作した場合、描かれる曲線の曲率が大きいとき回転角
度の時間的な変化量は大きくなり、曲率が小さいとき回
転角度の時間的な変化量は小さくなる。すなわち、小さ
な円を描いてパラメータを速く変化させ、大きな円を描
いてパラメータを遅く変化させることができる。

【００１１】なお、本発明のパラメータ入力装置を演奏
操作子として二次元面入力操作手段を備えた電子楽器に
適用することができ、この場合、演奏操作とパラメータ
入力操作を同じ二次元面上の位置で兼用できるので、例
えば一方の手で演奏モードとパラメータ設定モード等の
切換を行いながら、演奏操作側の手を離さないで、演奏
操作とパラメータ入力操作の両方の操作をスムースに切
り換えることができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明を適用した電子楽器のブロック
図である。図において、ＣＰＵ１、ワーキングＲＡＭ
２、プログラムＲＯＭ３はマイクロコンピュータを構成
しており、ＣＰＵ１はプログラムＲＯＭ３に格納されて
いる制御プログラムに基づいてワーキングＲＡＭ２のワ
ーキングエリアを使用して電子楽器全体の制御を行う。
演奏時には、鍵盤４からキーコードやキーオン信号等の
演奏情報を取り込み、音源回路５で楽音信号を発生し、
サウンドシステム６で楽音を発生する。

【００１３】音源回路５はＣＰＵ１によって設定される
音色パラメータに応じた楽音信号を発生するものであ
り、この音源回路５の音色パラメータを設定変更するこ
とにより音色等が変化する。そして、この音色パラメー
タの設定変更は、本発明実施例のパラメータ入力装置に
より行う。なお、この実施例では、モード設定スイッチ
７でパラメータ設定モードを選択し、表示器８によるパ
ラメータ値の表示をするとともに、二次元面入力操作手
段としてのタブレット９の操作によりパラメータの増減
を行う。

【００１４】タブレット９は操作面が押圧されているか
否かを示す信号を出力するとともに、操作面に設定され
たＸ−Ｙ座標系に基づいてこの操作面上の押圧点である
操作点の座標を座標信号Ｘ，Ｙとして出力する。また、
ＣＰＵ１は割込みクロック発生器１０が発生する割込み
クロックに基づいて後述説明するタブレットイベント処
理を行い、タブレット９の座標信号Ｘ，Ｙを取り込んで
各種演算を行い、音源回路５の音色パラメータを増減す
る。

【００１５】ここで、この実施例では、指または入力棒
等によりタブレット９の操作面上で右廻りに曲線を描く
とパラメータが増加し、左廻りに曲線を描くとパラメー
タが減少するようにしている。また、図２に示したよう
に、入力操作の初動時の操作点Ｐ₀の移動方向Ａを基準
にして現在の操作点Ｐ_nの移動方向Ｂの方位角Θを曲線
Ｃの回転角度Θとして求め、この回転角度Θに応じた量
だけ初動時のパラメータ値を変化させて現在のパラメー
タ値としている。なお、この実施例ではパラメータ値の
増減に対応させて、曲線Ｃのように右廻りに旋回された
ときの回転角度Θを正の値、曲線Ｃ' のように左廻りに
旋回されたときの回転角Θ' を負の値とする。

【００１６】次に、このような回転角度を求める演算方
法と旋回方向の判定方法とについて説明する。いま、図
３のような曲線Ｃを描いたとき、ＣＰＵ１による座標信
号Ｘ，Ｙのサンプリングにより、この曲線Ｃ上の不連続
なサンプリング点Ｐ_k（ｋ＝０，１，２，…）のＸＹ座
標が得られる。なお、このサンプリングの間隔は割込み
クロック発生回路１０による割込み間隔で決まるが、タ
ブレット９における分解能や演算処理時間を考慮して所
定の間隔に設定されている。なお、図３ではわかりやす
くするためにサンプリング点の間隔を広く誇張して図示
してある。

【００１７】そこで、各サンプリング点Ｐ_kについてそ
の次のサンプリング点Ｐ_k+1を終点とするベクトル（Ｖ
₀，Ｖ₁，Ｖ₂，…）を想定して曲線Ｃを近似し、各隣
接するベクトル同志の成す角度θ_k（以後、部分角度と
いう。）を順次加算することにより、最初のベクトルＶ
₀と現在の操作点Ｐ_nに到るベクトルＶ_n-1のなす角度
を現在の回転角度Θとして求める。

【００１８】なお、図５に示したように隣接するベクト
ルＶ_n，Ｖ_n+1は３点Ｐ_n，Ｐ_n+1，Ｐ_n+2の各座標
（ｘ_n，ｙ_n），（ｘ_n+1，ｙ_n+1），（ｘ_n+2，ｙ
_n+2）によって定まり、このベクトルＶ_n，Ｖ_n+1のな
す部分角度θ_nは、ベクトルの内積の関係から、次式
（１）のように各座標（ｘ_n，ｙ_n），（ｘ_n+1，ｙ
_n+1），（ｘ_n+2，ｙ_n+2）から求めることができる。

【数１】

【００１９】ところで、前記のように回転角度Θは右廻
りで正の値、左廻りで負の値としているが、前式（１）
によれば、部分角度θ_nは、第２のベクトルＶ_n+1が第
１のベクトルＶ_nの方向に対して左右いずれの方向に向
いているかに関係なく、すなわち、曲線が左右いずれの
方向に旋回しているかには関係なく常に正の値でしか得
られない。そこで、次のように曲線の旋回方向を判定す
ることにより、右に旋回したときは部分角度θ_nを加算
し、左に旋回したときは部分角度θ_nを減算するように
している。

【００２０】ここで、例えば図３の各ベクトルを図４に
示したように各々の始点が原点で一致するようにそれぞ
れ平行移動したとすると、この移動先の座標系は各ベク
トルの成分を表す座標系（以後、方位座標系という。）
になる。そして、タブレット上の曲線が右廻りに旋回し
ているときは、この方位座標系におけるベクトルは原点
を中心に右廻りに回転し、曲線が左廻りに旋回している
ときは左廻りに回転する。また、このとき、方位座標系
で第１象限（Ｉ）と第３象限（III ）に入るようなベク
トルの傾きは正であり、第２象限（II）と第４象限（I
V) に入るようなベクトルの傾きは負になる。

【００２１】したがって、曲線がタブレット上で右旋回
されてベクトルが方位座標系の第１，第４象限内および
第３，第２象限内を移動するときベクトルの傾きは共に
減少し、曲線がタブレット上で左旋回されて方位座標系
の第２，第３象限内および第４，第１象限内を移動する
ときベクトルの傾きは共に増加する。そこで、このベク
トルの傾きの変化に基づいて旋回方向を検出する。

【００２２】しかし、前回のベクトルから今回のベクト
ルに変化するときにベクトルが方位座標系のＹ軸を横切
るような場合は、ベクトルの傾きは、右回転のときは絶
対値の大きな負の値から大きな正の値へと増加し、左回
転のときは大きな正の値から絶対値の大きな負の値へと
減少する。なお、このようにベクトルが方位座標系のＹ
軸を横切るような場合を、以後、特異点という。

【００２３】そこで、第１のベクトルＶ_nから第２のベ
クトルＶ_n+1へ変化したときの傾きの差（ａ）を次式
（２）により求めるとともに、現在のベクトルが特異点
のものであるか否かを判定して旋回方向を判定する。す
なわち、特異点以外のとき、ａ＞０であれば左旋回と判
明し、ａ＜０であれば右旋回と判明する。また、特異点
の場合は、逆に、ａ＞０であれば右旋回と判明し、ａ＜
０であれば左旋回と判明する。

【数２】

【００２４】また、上記の特異点では、第１のベクトル
Ｖ_nから第２のベクトルＶ_n+1に変化するときＸ成分の
符号が反転されるので、次式（３）で得られる値（ｓｉ
ｎｇ）が正であれば特異点ではなく、負であれば特異点
であることが判明する。

【数３】

【００２５】なお、以上のような曲線の旋回方向の判定
条件を表にすると次表１のようになる。

【表１】

【００２６】図６は制御プログラムのメインルーチンの
フローチャート、図７および図８はタブレットイベント
処理のフローチャートであり、各フローチャートに基づ
いて実施例の動作を説明する。なお、以下の説明および
各フローチャートにおいて制御に用いるデータを下記の
ラベルで表記する。ｐｏｓｉｘ：タブレットのＸ座標出力データｐｏｓｉｙ：タブレットのＹ座標出力データｎ：サンプリング点（座標値）の番号ｍ：部分角度の番号ｘ〔ｉ〕：番号ｉのＸ座標値ｙ〔ｉ〕：番号ｉのＹ座標値 θ〔ｉ〕：番号ｉの部分角度 θｓｕｍ：回転角度（Θ）ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ：パラメータ値の１増減量に相当
する角度（解像度）ｎｕｍ〔ｉ〕：番号ｉに対応するパラメータ値 diff. ｎｕｍ：パラメータ値の差分

【００２７】先ず、電源が投入されると、ＣＰＵ１は図
６のメイン処理を開始し、ステップＳ１で各種データの
プリセット等の初期設定を行い、ステップＳ２で鍵盤４
における鍵イベントを検出して楽音発生処理または消音
処理を行い、ステップＳ３で、モード設定スイッチ７の
操作状態に応じてモード切換等の処理を行ってステップ
Ｓ２に戻る。

【００２８】図７のタブレットイベント処理は、割込み
クロック発生器１０からの割込みクロックにより一定間
隔で起動され、ステップＳ１１で現在設定されているモ
ードを判定し、効果設定モードであればステップＳ１２
で効果データを設定して元の処理に復帰し、音色設定モ
ードであればステップＳ１３で音色データを設定して元
の処理に復帰する。そして、パラメータ設定モードであ
ればステップＳ１４以降の処理を行う。

【００２９】ステップＳ１４では、タブレット９の出力
信号に基づいて現在操作入力されているか否かを判定
し、操作入力されていなければそのまま復帰し、操作入
力されていればステップＳ１５で最初の入力イベントで
あるか否かを判定する。なお、この最初の入力イベント
であるか否かは、タブレット９の出力信号が無くなって
から最初の操作入力であるか否かを判定するものであ
り、イベントが発生した時とイベントが無くなったとき
に所定のフラグ等を反転するなどして記憶しておくこと
ができる。

【００３０】最初の入力イベントであればステップＳ１
６でサンプリング点の番号ｎ、部分角度の番号ｍおよび
回転角度θｓｕｍをリセットしてステップＳ１７に進
み、最初の入力イベントでなければステップＳ１７でタ
ブレット９から出力されている現在のＸＹ座標データｐ
ｏｓｉｘ，ｐｏｓｉｙを配列変数ｘ〔ｎ〕，ｙ〔ｎ〕に
それぞれ取り込んでステップＳ１８に進む。

【００３１】ステップＳ１８では、ｎ＞０であるか否か
を判定し、ｎ＞０でなければ最初の座標データｐｏｓｉ
ｘ，ｐｏｓｉｙを取り込んだ状態であるのでステップＳ
１９でｎをインクリメントして元のルーチンに復帰す
る。また、ｎ＞０でなければ２番目以降の座標データｐ
ｏｓｉｘ，ｐｏｓｉｙを取り込んだ状態であるのでステ
ップＳ２０で座標データが前回のものと変化しているか
否か、すなわち、タブレット９の操作に変化があったか
否かを判定し、変化していなければそのまま元のルーチ
ンに復帰し、変化していればステップＳ２１でｎ＞１で
あるか否かを判定する。

【００３２】ステップＳ２１で、ｎ＞１でなければ２番
目の座標データｐｏｓｉｘ，ｐｏｓｉｙを取り込んだ状
態であるのでステップＳ１９でｎをインクリメントして
元のルーチンに復帰し、ｎ＞１であれば３番目以降の座
標データｐｏｓｉｘ，ｐｏｓｉｙを取り込んだ状態であ
るので、ステップＳ２２で前掲の式（２）に基づいて回
転角度θ〔ｍ〕の計算を行いステップＳ２３に進む。こ
のように異なる３つのサンプリング点の座標データが取
り込まれてから回転角度θ〔ｍ〕の演算が行われる。

【００３３】ステップＳ２３では、前掲の式（３）に基
づいてベクトルの傾きの差（ａ）の計算を行い、ステッ
プＳ２４で前掲の式（４）に基づいて特異点を判定する
ための値（ｓｉｇｎ）の計算を行い、図８のステップＳ
２５に進む。

【００３４】図８のステップＳ２５では、前掲の表１の
条件に基づいて右旋回の条件を満足するか否かを判定
し、条件を満足すれば右旋回であるので、ステップＳ２
６で現在までの回転角度θｓｕｍに現在の部分角度θ
〔ｍ〕を加算して回転角度θｓｕｍを更新してステップ
Ｓ２８に進み、条件を満足しなければ左旋回であるの
で、ステップＳ２７で現在までの回転角度θｓｕｍから
現在の部分角度θ〔ｍ〕を減算して回転角度θｓｕｍを
更新してステップＳ２８に進む。

【００３５】ステップＳ２８では、回転角度θｓｕｍを
パラメータ値に変換し、ステップＳ２９でｍ＞０である
か否かを判定する。ｍ＞０でなければ最初の部分角度θ

〔０〕が得られた直後であるので、ステップＳ３０でパ
ラメータ値の差分diff. ｎｕｍを初期値にセットしてス
テップＳ３２に進み、ｍ＞０であればステップＳ３１で
パラメータ値の差分をdiff. ｎｕｍに格納してステップ
Ｓ３２に進む。

【００３６】ステップＳ３２では、diff. ｎｕｍにより
パラメータの増減データを転送するとともに表示器８に
パラメータ値を表示し、ステップＳ３３でｎ，ｍをイン
クリメントして元のルーチンに復帰する。

【００３７】以上のようにして、パラメータ設定モード
でタブレット９を操作すると、操作した旋回方向に応じ
てパラメータ値を増加または減少させることができる。
また、正確に円を描かなくても感覚的に丸を描くだけで
連続的にパラメータを増減させることができ、操作に制
約を受けず、自由にリラックスしてパラメータを変更す
ることができる。また、小さな丸を描くことによりパラ
メータが速く増減させることができ、大きな丸を描くこ
とによりパラメータ値を微小変化させることができる。

【００３８】以上の実施例は音源回路の音色パラメータ
を変更するものであるが、この実施例と同様にタブレッ
ト上の操作点の軌跡の回転角度を検出し、この回転角度
に応じて効果パラメータを増減させることができる。こ
れにより、タブレット上の操作位置に制限されずに自由
な操作で楽音の効果を制御することができる。

【００３９】例えば、図９に示したように一回の操作で
右廻りと左廻りを行うと効果パラメータが増加して減少
する。なお、制御する効果の一例としては、このように
タブレット上で「８」の字や「∞」の字を連続して描く
とパラメータが増減を繰り返すので、パンニングの制御
や、ビブラートの制御などに適したものとなる。また、
ピッチベンド等を制御するようにしてもよい。

【００４０】さて、前記従来の電子楽器のような演奏用
のタブレットを本発明における音色パラメータの設定や
効果の制御に共用するようにする。この場合、演奏操作
とパラメータ入力操作あるいは効果の制御操作を同じタ
ブレットでできるので、例えば左手で鍵盤の演奏をしな
がら右手でタブレットを操作して音に表情付けをしてい
る状態から、左手でモード切換スイッチを押してパラメ
ータ入力モードあるいは効果制御モードとして、演奏操
作側の手を離さないでそのままタブレットをパラメータ
入力操作あるいは効果の制御操作にスムースに切り換え
ることができる。

【００４１】なお、上記の実施例では、二次元面入力操
作手段としてタブレットを用いた場合について説明した
が、例えばＣＲＴや液晶パネル等の画面を操作面として
マウス等によってポインタ（カーソル）を移動させるも
のなど、他のポインティングデバイスを用いるようにも
できる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
ブレット等の二次元面入力操作手段の操作面上の操作点
の移動方向を検出し、この移動方向の回転角度に応じて
電子楽１における音源のパラメータあるいは効果用パラ
メータを増減させるようにしたので、操作位置に制限さ
れることなく操作を行うことができ、入力動作の制約を
低減した操作性のよい入力装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を適用した電子楽器のブロック
図である。

【図２】実施例におけるタブレット上の回転角度を説明
する図である。

【図３】実施例におけるサンプリング点とベクトルの関
係を説明する図である。

【図４】実施例における方位座標系を説明する図であ
る。

【図５】実施例における部分角度を説明する図である。

【図６】実施例におけるメインルーチンのフローチャー
トである。

【図７】実施例におけるタブレットイベント処理のフロ
ーチャートの一部である。

【図８】実施例におけるタブレットイベント処理のフロ
ーチャートの他の一部である。

【図９】実施例におけるタブレット上の操作例を示す図
である。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、５…音源回路、９…タブレット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作面上の操作点の位置情報を出力する
二次元面入力操作手段と、該二次元面入力操作手段から出力される位置情報に基づ
いて前記操作面上を移動する操作点の移動方向を検出す
る移動方向検出手段と、前記操作面における操作点の移動方向の回転角度に応じ
て電子楽器における音源のパラメータを増減させるパラ
メータ制御手段と、を備えたことを特徴とする電子楽器
のパラメータ入力装置。
【請求項２】操作面上の操作点の位置情報を出力する
二次元面入力操作手段と、該二次元面入力操作手段から出力される位置情報に基づ
いて前記操作面上を移動する操作点の移動方向を検出す
る移動方向検出手段と、前記操作面における操作点の移動方向の回転角度に応じ
て電子楽器における効果用パラメータを増減させるパラ
メータ制御手段と、を備えたことを特徴とする電子楽器
の演奏操作装置。