JPH0772853A

JPH0772853A - 電子管楽器

Info

Publication number: JPH0772853A
Application number: JP5224817A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kageyama; 保夫蔭山
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-09-09
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】「リード」に触れる唇の位置に応じて変化す
る微妙な演奏表現を実現できる電子管楽器を提供する。【構成】マウスピース１０に対向配置されるリードに
取付けられるリップセンサ３ａは、リードに当接する唇
あるいは舌の当接状態を検出して状態信号を発生し、Ｃ
ＰＵ４がこの状態信号からリードに当接する唇の位置お
よびその圧力、あるいはリードに当接する舌の位置およ
びその圧力を表す状態情報を抽出して音源８に供給す
る。音源８は状態情報に応じて発音すべき楽音を制御す
る。この結果、実際の管楽器と同様に、「リード」に触
れる唇や舌の位置に応じて変化する微妙な演奏表現が可
能になる。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

【０００１】この発明は、例えば、クラリネット等の管
楽器音を楽音合成する電子管楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、管楽器音を電子的に楽音合成する
電子管楽器が各種実用化されている。この種の楽器は、
例えば、トーンキー／レバー等の演奏操作子を備える管
体部と、この管体部の一端側に取付けられるマウスピー
ス部とから構成され、クラリネット等を模した外観をな
す。このような電子管楽器においては、マウスピース部
に吹奏者が吹込む息圧を検出するセンサを備え、マウス
ピース内部へ吹込まれる息圧が所定値以上となった時に
発音開始を指示するキーオン信号を発生する。そして、
キーオン時点で運指操作されるトーンキーに応じた音高
の管楽器音が形成されるようになっている。

【０００３】ところで、こうした従来の電子管楽器に
は、より自然楽器に近い演奏感を得るようにするため、
上記マウスピース部を形成する「リード」部分に圧力セ
ンサを設けたものが提案されている。この圧力センサ
は、吹奏操作に応じて演奏者が「リード」を噛む圧力を
検出するものであり、検出した圧力値に基づいて楽音制
御することで実際の管楽器に近い演奏感を与えている。
なお、この種の技術については、例えば、実開平３−３
５５９５号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さて、上述した従来の
電子管楽器にあっては、「リード」部分に取付けた圧力
センサの出力に従って自然楽器に近い演奏感を得るよう
楽音制御がなされている。しかしながら、実際の管楽器
における発音挙動を考察すると、「リード」に触れる
「唇」や「舌」の位置や圧力の違いにより発生する楽音
の音色が微妙に変化するという事実が見出されている。
したがって、この観点から見れば、従来の電子管楽器で
は自然楽器に近い演奏感を充分出しているとは言えず、
「リード」に触れる「唇」や「舌」の位置や圧力に応じ
て変化する微妙な演奏表現を達成できないという欠点を
持つ。この発明は上述した事情に鑑みてなされたもの
で、「リード」に触れる「唇」や「舌」の位置や圧力等
に応じて変化する微妙な演奏表現を実現できる電子管楽
器を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、演奏操作子
を有する管体部と、この管体部の一端側に嵌着されるマ
ウスピースとを備える電子管楽器において、前記マウス
ピースに対向配置されるリードに設けられ、吹奏動作に
伴って前記リードに当接する唇あるいは舌の当接状態を
検出し、これら当接状態を表す状態信号を発生する状態
検出センサと、前記状態信号から前記リードに当接する
唇の位置およびその圧力、あるいは前記リードに当接す
る舌の位置およびその圧力を表す状態情報を抽出すると
共に、抽出した状態情報に応じて発音すべき楽音を制御
する楽音制御手段とを具備することを特徴としている。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、マウスピースに対向配置さ
れるリードに取付けられる状態検出センサが、リードに
当接する唇あるいは舌の当接状態を検出して状態信号を
発生し、楽音制御手段がこの状態信号からリードに当接
する唇の位置およびその圧力、あるいはリードに当接す
る舌の位置およびその圧力を表す状態情報を抽出し、抽
出した状態情報に応じて発音すべき楽音を制御する。こ
れにより、実際の管楽器と同様に、「リード」に触れる
唇や舌の位置に応じて変化する微妙な演奏表現が可能に
なる。

【０００７】

【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。Ａ．第１実施例の構成（１）全体構成図１は、本発明の第１実施例による電子管楽器の全体構
成を示すブロック図である。この図に示す電子管楽器
は、管楽器形状を模しており（図示略）、外観上、従来
のものと同様に管体部とマウスピース部とから形成され
ているものとする。図１において、１は管体部に配設さ
れる演奏操作子（トーンキー／トーンレバー）や、音色
選択スイッチ等の各種設定スイッチから構成される操作
子であり、それぞれ演奏操作あるいは設定操作に応じた
操作子信号を発生する。２はマウスピース内部に設けら
れる息圧センサ２ａ（図示略）と、該センサ２ａの出力
に基づいて息圧データを発生する検出回路とから構成さ
れる息圧検出部である。

【０００８】３はリップ位置検出部である。リップ位置
検出部３は、「リード」に当接する演奏者の唇位置およ
びその圧力を検出するものであり、リップセンサ３ａと
該センサ２ａの出力信号に基づき「リード」に当接する
唇の位置や当接する際の圧力を表す信号を発生する信号
発生回路とから構成される。なお、リップセンサ３ａの
構成については後述する。４はこの電子管楽器各部を制
御するＣＰＵであり、その動作については後述する。５
はＣＰＵ４にロードされる制御プログラムが記憶される
プログラムメモリ（ＲＯＭ）である。

【０００９】６はワーキングメモリ（ＲＡＭ）であり、
ＣＰＵ４においてなされる各種演算結果やレジスタ値が
一時記憶される。７は上述した制御プログラムの実行に
伴って参照される各種テーブルデータが記憶されるテー
ブルメモリ（ＲＯＭ）である。テーブルメモリ７には、
複数のリップ制御テーブル（後述する）が記憶されてお
り、上述したリップセンサ３ａの出力に応じてフィルタ
係数などの楽音制御パラメータが読み出される。

【００１０】８は周知の波形メモリ読み出し方式によっ
て構成される音源であり、バスを介して供給される各種
操作子信号や楽音制御パラメータに応じて楽音合成を行
い、これにより形成される楽音信号を出力する。９はサ
ウンドシステムである。サウンドシステム９は、音源８
から供給される楽音信号に対してフィルタリングを施
し、不要ノイズの除去、あるいは効果音などを付与した
後、これを増幅して発音する。

【００１１】（２）リップセンサ３ａの構成次に、図２〜図４を参照し、リップセンサ３ａの構成に
ついて説明する。まず、図２は電子管楽器におけるマウ
スピース部ＭＰの構造を示す図である。この図におい
て、１０はマウスピース本体、１１はマウスピース本体
に所定間隙を介して対向配置されるリード基板である。
このリード基板１１の下面側には、後述するように層構
造をなすリップセンサ３ａが敷設されている。１２はリ
ード基板１１と共にリップセンサ３ａを挟持するスペー
サであり、このスペーサ１２はリード固定金具１３ａ，
１３ｂによって固定される。

【００１２】リップセンサ３ａは、マウスピース部ＭＰ
の吹込み端から幅Ｗ、長さＬの位置検出領域ＳＥを備え
ており、演奏者がマウスピース本体１０を咥えた時に
「リード」へ当接する下唇の位置および当接時の圧力を
表す信号を出力端Ｓoutへ供給する。以下では、こうし
た検出態様を実現するリップセンサ３ａの構造について
説明する。

【００１３】まず、図３は、２層構造をなすリップセン
サ３ａを平面視したものである。図において、１４，１
５はそれぞれセンサ基板である。センサ基板１４，１５
上には、それぞれ面積形状が互いに異なる感圧物質Ｐａ
〜Ｐｆが設けられている。これら感圧物質Ｐａ〜Ｐｆ
は、「感圧インク」とも呼ばれる材質であって、加えら
れる圧力に応じて変形すると共に、その圧力に応じて電
気的抵抗値が減少する性質を備える。感圧物質Ｐａ〜Ｐ
ｆは、センサ基板１４，１５上に設けられる電極Ｄ1〜
Ｄ3および電極Ｄ4〜Ｄ6にそれぞれ接続されている。

【００１４】センサ基板１４，１５は、図４に示すよう
に、絶縁体Ｉを介在させた状態で感圧物質Ｐａ〜Ｐｆ同
士が対向するように重ね合わされる。こうしたサンドイ
ッチ構造をなすリップセンサ３ａでは、感圧物質Ｐａ〜
Ｐｆ同士の接触形態に応じて検出エリアＥ１〜Ｅ６が形
成される。すなわち、検出エリアＥ１は感圧物質Ｐａと
感圧物質Ｐｃとが接触する領域、検出エリアＥ２は感圧
物質Ｐｂと感圧物質Ｐｃとが接触する領域である。ま
た、検出エリアＥ３は感圧物質Ｐａと感圧物質Ｐｃとが
接触すると同時に、感圧物質Ｐｂと感圧物質Ｐｃとが接
触する領域である。

【００１５】さらに、検出エリアＥ４は、感圧物質Ｐｂ
と感圧物質Ｐｄとが接触する領域となる。検出エリアＥ
５は、感圧物質Ｐｂと感圧物質Ｐｃとが接触すると同時
に、感圧物質Ｐｂと感圧物質Ｐｄとが接触する領域であ
る。加えて、検出エリアＥ６は、感圧物質Ｐｅと感圧物
質Ｐｆとが接触する領域である。そして、これら検出エ
リアＥ１〜Ｅ６が前述した位置検出領域ＳＥを形成す
る。なお、これら検出エリアＥ１〜Ｅ６が意図する点に
ついては後述する。

【００１６】以上の構成において、例えば、検出エリア
Ｅ１に吹奏者の下唇が当接すると、その圧力に応じた抵
抗値で電極Ｄ1と電極Ｄ4とが導通する。すなわち、この
リップセンサ３ａでは、検出エリアＥ１〜Ｅ６にそれぞ
れ対応する電極同士が電気的に接続されて当接位置（領
域）が定まり、その接続された電極間の抵抗値が当接時
の圧力に相当する。なお、マウスピース部ＭＰの吹込み
端に位置する検出エリアＥ６は、「タンギング」操作を
検出するのに用いられる。「タンギング」とは、吹奏者
の「舌」によって「リード」と「マウスピース」との間
を塞ぐようにして吹奏する動作を指す。検出エリアＥ６
では、このような「舌」の動作を検出する。

【００１７】Ｂ．第１実施例の動作（１）概略動作（メインルーチンの動作）次に、上記構成による電子管楽器の概略動作について図
５を参照して説明する。まず、この電子管楽器に電源が
投入されると、ＣＰＵ４はプログラムメモリ５に記憶さ
れた制御プログラムをロードして図５に示すメインルー
チンを起動する。これにより、ＣＰＵ４の処理がステッ
プＳａ１に進む。ステップＳａ１では、ワーキングメモ
リ６に確保される各種レジスタの内容をイニシャライズ
すると共に、操作子１の設定操作に対応した初期設定を
行い、次のステップＳａ２に進む。なお、ここで言う設
定操作とは、例えば、音色選択スイッチ操作に基づく音
色設定等を指す。

【００１８】ステップＳａ２では、マウスピース部ＭＰ
の設けられた息圧センサの出力に応じて発音／消音処理
を行う。すなわち、マウスピース内部へ吹込まれる息圧
が所定値以上となった時にＣＰＵ４はキーオン信号を発
生し、これを音源８に供給する。これに対し、マウスピ
ース内部へ吹込まれる息圧が所定値未満となると、ＣＰ
Ｕ４はキーオフ信号を発生し、音源８に対して消音を指
示する。こうした発音／消音処理がなされると、ＣＰＵ
４は次のステップＳａ３に処理を進める。

【００１９】ステップＳａ３では、演奏操作子（トーン
キー／トーンレバー）の操作を表すスイッチイベントが
有るか否かを判断する。ここで、トーンキー／トーンレ
バーが操作されている場合には、判断結果が「ＹＥＳ」
となり、次のステップＳａ４に処理を進める。ステップ
Ｓａ４に進むと、ＣＰＵ４は運指操作されているトーン
キー／トーンレバーに対応するキーコードＫＣを発生
し、これを音源８に供給する。これにより、音源８は発
音指示を受けている場合、上述したステップＳａ１にお
いて設定された音色の管楽器音をキーコードＫＣに対応
する音高で発音する。

【００２０】一方、新たな運指操作がなされない場合、
例えば、同一音高を持続して発音する際にはスイッチイ
ベントが生成されないから、ステップＳａ３の判断結果
は「ＮＯ」となり、ステップＳａ５に処理を進める。ス
テップＳａ５では、前述したリップセンサ３ａの出力に
応じて管楽器音を修飾するリップセンサ処理がなされ
る。このリップセンサ処理では、「リード」に当接する
吹奏者の下唇の位置および当接時の圧力に従って楽音制
御して微妙な演奏表現を与えるものであり、その詳細に
ついては後述する。

【００２１】次いで、ステップＳａ６に進むと、ＣＰＵ
４は演奏操作中になされた音色設定処理や、上記ステッ
プＳａ２〜Ｓａ５の過程で生成された楽音信号に対して
「リバーブ」等の周知の効果音を付与する処理を行い、
この後、再びステップＳａ２以降の動作を繰り返す。こ
のように、メインルーチンにおいては、マウスピース内
部へ吹込まれる息圧が所定値以上となっている場合に、
トーンキー／トーンレバー操作により指定される音高の
管楽器音を生成すると共に、持続発音される管楽器音に
後述するリップセンサ処理を施して微妙な演奏表現を付
与する。

【００２２】（２）リップセンサ処理の動作次に、図６〜図８を参照し、上述したリップセンサ処理
ルーチンの動作について説明する。前述したように、Ｃ
ＰＵ４の処理がステップＳａ５に進むと、図６に示すリ
ップセンサ処理ルーチンが起動し、該ＣＰＵ４はステッ
プＳｂ１に処理を進める。ステッＳｂ１では、検出エリ
アＥ１，Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６（図４参照）の各出力を取込
み、それぞれレジスタＦ（０）〜Ｆ（３）にセットす
る。次いで、ステップＳｂ２に進むと、レジスタＳＵＭ
およびレジスタｉの値をゼロリセットし、次のステップ
Ｓｂ３に進む。

【００２３】ステップＳｂ３では、最初にレジスタＦ
（０）の値が所定値＃１より大であるか否かを判断す
る。ここで、レジスタＦ（０）の値が所定値＃１より
大、すなわち、検出エリアＥ１に吹奏者の下唇が当接
し、所定レベル以上の圧力が与えられた場合に判断結果
が「ＹＥＳ」となり、次のステップＳｂ４に進む。ＣＰ
Ｕ４の処理がステップＳｂ４に進むと、レジスタＯＮ
（０）に検出フラグ「１」をセットすると共に、レジス
タＦ（０）の値をレジスタＳＵＭにセットする。このレ
ジスタＳＵＭには、後述するように、レジスタＦ（０）
〜Ｆ（２）の値が順次加算される。

【００２４】一方、上記レジスタＦ（０）の値が所定値
＃１に満たない場合、つまり、検出エリアＥ１に所定レ
ベル以上の圧力が加えられない場合には、ステップＳｂ
３の判断結果は「ＮＯ」となり、ステップＳｂ５に進
む。ステップＳｂ５では、レジスタＯＮ（０）に検出フ
ラグ「０」をセットする。次いで、ステップＳｂ６に進
むと、レジスタｉを１インクリメントし、この後、ステ
ップＳｂ７に進み、レジスタｉの値が「３」であるか否
かを判断する。そして、この場合、レジスタｉの値は
「１」であるから、判断結果は「ＮＯ」となり、再び上
述したステップＳｂ３に戻る。

【００２５】これ以後、ステップＳｂ７の判断結果が
「ＹＥＳ」となるまでＣＰＵ４はステップＳｂ３〜Ｓｂ
６を繰り返す。これにより、各検出エリアＥ１，Ｅ２，
Ｅ４の検出状態がレジスタＯＮ（０）〜ＯＮ（２）にセ
ットされ、かつ、検出エリアＥ１，Ｅ２，Ｅ４に加えら
れる圧力の総和に相当する値がレジスタＳＵＭに確保さ
れることになる。

【００２６】こうして各検出エリアＥ１，Ｅ２，Ｅ４の
検出状態が取込まれると、ＣＰＵ４は図７に示すステッ
プＳｂ８へ処理を進める。ステップＳｂ８では、上記レ
ジスタＯＮ（０）〜ＯＮ（２）にそれぞれセットされる
検出フラグの組み合わせに応じてリップ制御テーブルを
選択すると共に、レジスタＳＵＭの値を読み出しアドレ
スとし、この選択したテーブルから楽音制御パラメータ
を読み出す。リップ制御テーブルは、前述したように、
テーブルメモリ７（図１参照）に登録されるものであっ
て、検出エリアＥ１，Ｅ２，Ｅ４に加えられる圧力の総
和に対応して、例えばフィルタ係数などの楽音制御パラ
メータが記憶されるデータテーブルである。

【００２７】ここで、図８を参照し、検出フラグとリッ
プ制御テーブルとの対応関係について説明する。いま、
例えば、演奏操作に伴って検出エリアＥ４に吹奏者の下
唇が所定値＃１以上の圧力で当接したとする。この時、
前述した感圧物質Ｐｂ，Ｐｄ同士が当接し、ここに加わ
る圧力に応じた抵抗値が電極Ｄ1，Ｄ4端に表れる。この
場合、前述したステップＳｂ３〜Ｓｂ７の動作を経て、
レジスタＯＮ（０）〜ＯＮ（２）には、それぞれ
「０」，「０」，「１」がセットされる。そして、この
検出フラグの組み合わせからテーブルナンバ「４」のリ
ップ制御テーブルが選択され、当該テーブルからレジス
タＳＵＭの値を読み出しアドレスとしてフィルタ係数が
読み出される。

【００２８】リップ制御テーブルから読み出された楽音
制御パラメータ（フィルタ係数）は、ＣＰＵ４によって
音源８に供給され（ステップＳｂ９）、これにより音源
８は当該フィルタ係数に応じてフィルタリング特性を制
御し、楽音合成される管楽器音の音色を微妙に変化させ
て自然楽器に近い演奏感を醸し出す。次いで、ステップ
Ｓｂ１０に進むと、ＣＰＵ４は前述したレジスタＦ
（３）の値が所定値＃２より大であるか否かを判断す
る。ここで、レジスタＦ（３）には、前述した「タンギ
ング」操作を検出する検出エリアＥ６の出力がセットさ
れている。

【００２９】レジスタＦ（３）の値が所定値＃２より大
きい場合には、「タンギング」操作によってリードとマ
ウスピースとの間隙が舌で塞がれた状態と見做し、ここ
での判断結果が「ＹＥＳ」となってステップＳｂ１１へ
進む。ステップＳｂ１１では、この閉塞状態に対応して
音源８にキーオフ信号を供給して消音を指示し、この
後、ＣＰＵ４の処理は前述したメインルーチン（図５参
照）へ復帰する。

【００３０】これに対し、レジスタＦ（３）の値が所定
値＃２より小さい場合には、ステップＳｂ１０の判断結
果が「ＮＯ」となり、ステップＳｂ１２に進む。ステッ
プＳｂ１２では、レジスタＦ（３）の値が所定値＃３よ
り大であるか否かを判断する。ここで、所定値＃３とは
上記所定値＃２より小なる値であって、リードとマウス
ピースとの間隙を舌で若干閉じた状態、所謂、タンギン
グによる「息詰り音」を発生させる際の操作に相当す
る。そして、この「息詰り音」を発生すべく「タンギン
グ」がなされると、ここでの判断結果が「ＹＥＳ」とな
り、ステップＳｂ１３に進む。

【００３１】ステップＳｂ１３では、レジスタＦ（３）
の値に基づいてフィルタ制御信号を形成し、これを音源
８に供給する。音源８では「息詰り音」を形成すべく、
フィルタ制御信号に従ってカットオフ周波数を下げて音
を鈍らせる。なお、上述したステップＳｂ１２におい
て、レジスタＦ（３）の値が所定値＃３より小さい場合
には、「タンギング」操作と見做さず、判断結果が「Ｎ
Ｏ」となり、このルーチンを完了する。

【００３２】以上のように、第１実施例によれば、「リ
ード」に当接する吹奏者の唇の位置およびその圧力がリ
ップセンサ３ａによって検出され、唇の位置に応じて楽
音制御形態を種々変化させたり、「リード」先端に加え
られる圧力に従って「タンギング」操作をシミュレート
するので、実際の管楽器に極めて近い発音挙動が実現さ
れる。この結果、音色等を微妙に変化させる等、自然楽
器に近い演奏感を得ることが可能になる。

【００３３】なお、上述した第１実施例においては、リ
ップセンサ３ａの出力に基づきリップ制御テーブルを選
択し、選択したリップ制御テーブルから読み出したフィ
ルタ係数に応じてフィルタリング特性を変えて楽音制御
するようにしたが、これに限らず、例えば、リップセン
サ３ａの出力に応じて読み出し波形を異ならせて音色を
制御するようにしても良い。また、この実施例では、波
形メモリ読み出し方式による音源８を用いているが、こ
れに限らず、管楽器の発音メカニズムをシミュレートす
る物理音源を適用することもできる。この場合、「リー
ド」に当接する唇の位置に応じて当該「リード」の挙動
をシミュレートさせるから、実際の管楽器と同等の発音
形態となる。

【００３４】Ｃ．変形例次に、図９はリップセンサ３ａの変形例を示す図であ
る。この図に示すリップセンサ３ａは、タッチパネル２
０ａと感圧センサ２０ｂとを積層してなる２次元検出セ
ンサ２０を基板２１上に配置し、押圧された位置をタッ
チパネル２０ａで検出すると共に、その位置における押
圧力を感圧センサ２０ｂで検出するものである。タッチ
パネル２０ａの出力は基板２１上に敷設された電極Ｖ
1，Ｈ1から取り出され、感圧センサ２０ｂの出力は電極
Ｖ2，Ｈ2から取り出される。

【００３５】このような構成によるリップセンサ３ａを
上述した実施例に適用すれば、「リード」に当接する唇
の位置とその圧力とが個別、かつ、一意的に検出される
態様となる。したがって、前述したリップセンサ処理ル
ーチンのように、各検出エリア毎の出力を取込む必要が
無くなるから、当該リップセンサ処理ルーチンの機能を
極めて簡略的に実現することが可能になる。

【００３６】Ｄ．第２実施例の構成次に、本発明による第２実施例について図面を参照して
説明する。第２実施例と上述した第１実施例とは、リッ
プ位置検出部３の構成が一部相違するだけであり、それ
以外の構成は図１に示す第１実施例のものと共通する。
したがって、ここでは、リップ位置検出部３を形成する
リップセンサ３ａと、該センサ３ａの抵抗変化を検出信
号に変換する信号発生回路３ｂとの構成について図１０
〜図１１を参照して説明する。なお、これらの図におい
て、第１実施例と共通する部分には同一の番号を付し、
その説明を省略する。

【００３７】（１）リップセンサ３ａの構成図１０は、第２実施例によるリップセンサ３ａの構成を
示す平面図である。この図に示すリップセンサ３ａが第
１実施例のものと異なる点は、「タンギング」操作を検
出する感圧物質Ｐｅ，Ｐｆを省略した構造にしたことに
ある。図において、ＰＡ〜ＰＤはそれぞれセンサ基板１
４，１５上に敷設される感圧物質であり、各々電極Ｄａ
〜Ｄｄが接続されてなる。これら感圧物質ＰＡ〜ＰＤ同
士の接触形態から検出位置Ｘ，Ｌ，Ｙが定義される。感
圧物質ＰＡ〜ＰＤは、前述したように、「感圧インク」
とも称される材質であり、加えられる圧力に応じて変形
する一方、その電気的抵抗値が減少する物性を備える。

【００３８】検出位置Ｘ，Ｌ，Ｙは、それぞれ感圧物質
ＰＡ，ＰＣ同士、ＰＢ，ＰＣ同士、ＰＢ，ＰＤ同士が接
触する場合に相当する。つまり、検出位置Ｘ近傍に吹奏
者の下唇が当接した時には、感圧物質ＰＡ，ＰＣ同士が
接触し、電極Ｄａ，Ｄｃ間がその際の圧力に応じた抵抗
状態で導通する。同様に、検出位置Ｌ近傍に圧力が加え
られた時には、その圧力に応じた抵抗状態で電極Ｄｂ，
Ｄｃ間が導通し、さらに、検出位置Ｙ近傍に圧力が加え
られると、これに応じた抵抗状態で電極Ｄｂ，Ｄｄ間が
導通する。

【００３９】（２）信号発生回路３ｂの構成次に、図１１を参照し、上述したリップセンサ３ａの抵
抗変化を検出信号に変換する信号発生回路３ｂの構成に
ついて説明する。図において、３０はスイッチ制御信号
ＳＷＡ〜ＳＷＤに応じてスイッチ３０ａ〜３０ｄをオン
オフ制御するアナログスイッチである。スイッチ３０ａ
〜３０ｄには、それぞれリップセンサ３ａの各電極Ｄａ
〜Ｄｄが接続されている。スイッチ３０ａ〜３０ｄは、
「Ｈ」レベルのスイッチ制御信号ＳＷＡ〜ＳＷＤが供給
された場合にオン状態に設定され、一方、「Ｌ」レベル
のスイッチ制御信号ＳＷＡ〜ＳＷＤが供給された場合に
オフ状態に設定される。

【００４０】３１は抵抗Ｒ1〜Ｒ3を備え、定電流源ＣＣ
から一定電流が供給される周知のブリッジ回路である。
このブリッジ回路３１の一辺には、スイッチ３０ａ，３
０ｂの出力端とスイッチ３０ｃ，３０ｄの出力端とが接
続され、リップセンサ３ａの抵抗値を与えるようになっ
ている。したがって、リップセンサ３ａの抵抗値をＲｃ
とすると、ＲｃＲ2＝Ｒ1Ｒ3がこのブリッジ回路３１の
平衡条件となる。３２は抵抗値Ｒｃを検出信号として出
力する差動増幅器である。３３はこの検出信号を検出デ
ータに変換して出力するＡ／Ｄ変換器である。

【００４１】３４はラッチ信号ＬＡＴに応じて検出デー
タをラッチして出力するラッチ回路、３５はマルチプレ
クサであり、外部から供給される制御信号に応じて検出
データをラッチ回路３６〜３８のいずれかに供給する。
ラッチ回路３６〜３８には、それぞれ検出位置Ｘ，Ｌ，
Ｙ近傍に加えられる圧力に相当する検出データα，β，
γがラッチされる。

【００４２】上記構成による信号発生回路３ｂは、図１
２に示す動作タイミングでアナログスイッチ３０がオン
オフ制御され、これに対応して検出データα，β，γが
ラッチ回路３６〜３８に順次ラッチされる。なお、スイ
ッチ制御信号ＳＷＡ〜ＳＷＤは、ＣＰＵ４の動作に応じ
て生成されるものであり、例えば、検出位置Ｘ近傍の圧
力を表す検出データαを生成する際には、スイッチ制御
信号ＳＷＡ，ＳＷＣを「Ｈ」レベルとして電極Ｄａ，Ｄ
ｃ間の抵抗値Ｒｃをブリッジ回路３１に与え、その時の
Ａ／Ｄ変換器３３の出力をラッチする。

【００４３】（３）パラメータ変換理論第２実施例においては、後述する動作に基づき検出デー
タα，β，γをアンブシュア情報に変換し、当該アンブ
シュア情報に応じて音色等を微妙に変化させる等、実際
の管楽器に極めて近い発音挙動を得ることに特徴があ
る。なお、ここで言うアンブシュア情報は、吹奏者がマ
ウスピース１０を咥える際の「リード」に当接する唇の
接触中心位置ＰＳＴ、接触圧力ＰＲＳおよび接触面積Ｓ
からなるものと定義している。

【００４４】以下、ラッチ回路３６〜３８に順次ラッチ
される検出データα，β，γを、上記パラメータＰＳ
Ｔ、ＰＲＳおよびＳに対応付ける変換理論について説明
する。まず、前述した検出位置Ｘ，Ｌ，Ｙ（図１０参
照）を正規化し、これに対応する変数ｘを図１３に示す
ように（−１，０，１）と定義する。そして、圧力値を
表す値域をｙとして、この変数ｘが（−１，０，１）の
時の検出値をそれぞれ検出データα，β，γに対応付け
る。つまり、唇がリードに接触する圧力は、唇の接触中
心付近が最大になるものと仮定し、かつ、値域ｙが２次
関数で補間されるものとすると、値域ｙと変数ｘとの典
型的な関係は図１３に示す通り、２次関数で近似され
る。

【００４５】この２次関数の係数ａ、最大値ｐおよび切
片ｑは、いずれも厳密に正しい数値ではないが、各々前
述した接触面積Ｓ、唇の接触中心位置ＰＳＴおよび接触
圧力ＰＲＳを反映するパラメータと見做せる。なお、こ
うした関係が言えるのは、２次補間式が上に凸でなけれ
ばならず、その条件については後述する。したがって、
値域ｙと変数ｘとの関係式は、検出データα，β，γに
基づき次式（１）、（２）で表現できる。

【数１】

【数２】

【００４６】上記（１）、（２）式から明らかなよう
に、次の条件が見出される。すなわち、唇がリードに
接触する圧力は接触中心付近が最大となる。唇の接触
が検出位置Ｘ，Ｌ，Ｙに同時に置かれる。α−２β＋
γ＜０を満たす時、アンブシュア情報は次式（３）〜
（５）式に基づいて推定できる。

【数３】

【数４】

【数５】

【００４７】ところで、上記〜項に示す条件を満た
さない状況には、以下のような場合が考えられる。（イ）α−２β＋γ＝０の場合これは検出位置Ｘ，Ｌ，Ｙにおける検出データα，β，
γが一直線上に並ぶ場合である。つまり、α＝β＝γの
場合は、唇の接触面積が非常に広くて位置Ｘ，Ｌ，Ｙに
それぞれ等しい圧力が加わる状況を指す。こうした場合
には、例えば、接触面積Ｓ＝０（最大）、接触中心位置
ＰＳＴ＝０、接触圧力ＰＲＳ＝βとして処理する。な
お、これ以外の時には、α、γの大小を比較して大きい
方に中心があるとする。

【００４８】（ロ）α−２β＋γ＞０の場合これは、２次関数が下に凸となる場合であり、通常の演
奏状態で発生するとは考えにくいが、もし発生した場合
は「α、β、γのうち最大となるものに対応する位置を
接触中心とする」等の処理が考えられる。（ハ）唇が検出位置Ｘ，Ｌ，Ｙの３箇所に同時に置かれ
ていない場合この場合、「α」、「αとβ」、「γ」、「βとγ」の
いずれかが０となり、唇が大きく検出領域から外れた
か、あるいは接触面が小さくて同時に３箇所の検出位置
に唇が接触していない状況等が考えられる。

【００４９】このように、第２実施例においては、リッ
プセンサ３ａの検出範囲ΔＸＹ内に唇が当接してこれに
対応した検出データα，β，γが得られると、上記
（３）〜（５）式の定義に従ってアンブシュア情報を形
成する「接触中心位置ＰＳＴ」、「接触圧力ＰＲＳ」お
よび「接触面積Ｓ」が導出される訳である。次に、こう
したパラメータ変換理論に基づく第２実施例の動作につ
いて説明する。

【００５０】Ｅ．第２実施例の動作第２実施例と前述した第１実施例とは、リップセンサ処
理が異なるだけであり、基本的な動作は図５に示すメイ
ンルーチンに従う。したがって、以下では、上記パラメ
ータ変換理論に基づくリップセンサ処理について図１４
を参照して説明する。

【００５１】前述したように、ＣＰＵ４の処理がステッ
プＳａ５（図５：メインルーチン参照）に進むと、リッ
プセンサ３ａの出力に応じて管楽器音を修飾するリップ
センサ処理が起動される。図１４に示すリップセンサ処
理ルーチンが起動されると、ＣＰＵ４はステップＳｃ１
に処理を進め、検出位置Ｘ，Ｌ，Ｙにそれぞれ対応する
検出データα，β，γを取り込み、これらをレジスタ
α，β，γにセットする。次いで、ステップＳｃ２に進
むと、レジスタα，β，γの内容に基づき、前述した
（３）〜（５）式に基づく演算を行ない、「リード」に
当接する唇の接触中心位置ＰＳＴ、接触圧力ＰＲＳおよ
び接触面積Ｓを算出する。そして、算出された各パラメ
ータ値を対応するレジスタＰＳＴ、ＰＲＳおよびＳに順
次書き込む。

【００５２】次いで、ステップＳｃ３に進むと、ＣＰＵ
４はレジスタＰＳＴ、ＰＲＳおよびＳにセットされた各
パラメータ値を、読み出しアドレスとしてテーブル読み
出し（後述する）を行ない、読み出したテーブルデータ
に従って楽音制御パラメータＰＲＭ，ＶＬ，ＤＰを発生
する。ここで、図１５を参照して接触中心位置ＰＳＴ、
接触圧力ＰＲＳおよび接触面積Ｓに応じたテーブル読み
出しについて説明しておく。

【００５３】まず、この第２実施例にあっては、図１５
に示すデータテーブル１５ａ〜１５ｉがテーブルメモリ
７（図１参照）に記憶されている。ここで、データテー
ブル１５ａ〜１５ｃは、音源８に具備されるローパスフ
ィルタＬＰＦのカットオフ周波数ｆを指定するテーブル
である。すなわち、図１５（ロ）に示す関係の通り、デ
ータテーブル１５ａでは、上述した接触中心位置ＰＳＴ
を読み出しアドレスとして対応するカットオフ周波数ｆ
を読み出す。この例の場合、接触中心位置ＰＳＴが
「大」、つまり、唇が浅い位置に来る程、ローパスフィ
ルタＬＰＦのカットオフ周波数ｆが小さくなる。

【００５４】また、データテーブル１５ｂでは、接触圧
力ＰＲＳを読み出しアドレスとして対応するカットオフ
周波数ｆを読み出す。この例の場合、接触中心位置ＰＳ
Ｔが「大」、つまり、唇の圧力が高まる程、カットオフ
周波数ｆが低下する。さらに、データテーブル１５ｃで
は、接触面積Ｓを読み出しアドレスとして対応するカッ
トオフ周波数ｆを読み出す。この例の場合、接触面積Ｓ
が「大」、つまり、唇の接触面積が広くなる程、カット
オフ周波数ｆが低下する。

【００５５】データテーブル１５ｄ〜１５ｆは、上述と
同様に、接触中心位置ＰＳＴ、接触圧力ＰＲＳおよび接
触面積Ｓをそれぞれ読み出しアドレスとして対応する音
量制御データを読み出すテーブルである。これらテーブ
ル１５ｄ〜１５ｆでは、図１５（ロ）に示す通り、唇が
浅い位置に来る程、発生楽音の音量を小とする音量制御
データを発生し、かつ、唇の圧力が高まる程、発生楽音
の音量を小とする音量制御データを発生し、さらに唇の
接触面積が広くなる程、発生楽音の音量を小とする音量
制御データを発生する。

【００５６】データテーブル１５ｇ〜１５ｉにおいても
同様にして、接触中心位置ＰＳＴ、接触圧力ＰＲＳおよ
び接触面積Ｓをそれぞれ読み出しアドレスとして対応す
るピッチベンドデータを読み出す。なお、ここで言うピ
ッチベンドデータとは、運指操作で定まる所定の発生音
高（ピッチ）を高域あるいは低域側へ制御するデータを
指す。そして、図１５（ロ）に示す一例においては、
「唇が浅い位置に来るほど高域側へ」、「唇の圧力が高
まるほど高域側へ」、「唇の接触面積が広くなるほど低
域側へ」それぞれピッチベンドさせる。

【００５７】そして、このステップＳｃ３では、前述し
たテーブル１５ａ〜１５ｃから読み出したカットオフ周
波数ｆと、テーブル１５ｄ〜１５ｆから読み出した音量
制御データと、テーブル１５ｇ〜１５ｉから読み出した
ピッチベンドデータとをそれぞれ加算平均し、その結果
をレジスタＰＲＭ，ＶＬ，ＤＰにセットする。ここで、
これらレジスタＰＲＭ，ＶＬ，ＤＰにセットされるデー
タを楽音制御パラメータＰＲＭ，ＶＬ，ＤＰと称し、こ
れらパラメータは接触中心位置ＰＳＴ、接触圧力ＰＲＳ
および接触面積Ｓを総合的に勘案した「カットオフ周波
数ｆ」、「音量制御データ」および「ピッチベンドデー
タ」に相当する。さらに、このステップＳｃ３にあって
は、接触中心位置ＰＳＴ、接触圧力ＰＲＳおよび接触面
積Ｓに応じた波形番号を波形テーブル（図示略）から読
み出し、これをレジスタＷＮにセットする。

【００５８】こうして接触中心位置ＰＳＴ、接触圧力Ｐ
ＲＳおよび接触面積Ｓを総合的に勘案して楽音制御パラ
メータＰＲＭ，ＶＬ，ＤＰおよび波形番号ＷＮを求める
と、ＣＰＵ４の処理は、次のステップＳｃ４に進む。ス
テップＳｃ４に進むと、ＣＰＵ４はレジスタＰＲＭ，Ｖ
Ｌ，ＤＰ，ＷＮから楽音制御パラメータＰＲＭ，ＶＬ，
ＤＰおよび波形番号を読み出し、これを音源８に供給す
る。これにより、音源８は波形番号に対応する波形デー
タを波形メモリから読み出し、読み出した波形データを
楽音制御パラメータＰＲＭ，ＶＬ，ＤＰに従って楽音制
御する。これを換言すれば、実際の管楽器と同様に、
「リード」に触れる唇の位置や圧力、面積に応じて変化
する微妙な楽音制御がなされる。

【００５９】このように、上述した第２実施例によれ
ば、リップセンサ３ａの出力信号に基づいて生成される
検出データα，β，γを、アンブシュア情報を形成する
唇の接触中心位置ＰＳＴ、接触圧力ＰＲＳおよび接触面
積Ｓに変換し、これら接触中心位置ＰＳＴ、接触圧力Ｐ
ＲＳおよび接触面積Ｓを総合的に勘案した楽音制御パラ
メータＰＲＭ，ＶＬ，ＤＰと波形番号とに応じて楽音制
御がなされるから、「リード」に触れる唇の位置や圧
力、面積に応じて変化する微妙な演奏表現が実現され
る。

【００６０】なお、上述した第２実施例においては、
「カットオフ周波数ｆ」、「音量」および「ピッチベン
ド」を制御対象としたが、これに替えて、例えば、「ビ
ブラート」等のように吹奏操作に応じて効果音を制御す
る態様にしても良く、この場合には高度な演奏表現が簡
易な吹奏操作で実現することが可能になる。また、第２
実施例では、波形メモリ読み出し方式による音源８を用
いているが、これに限らず、管楽器の発音メカニズムを
シミュレートする物理モデル音源を適用することも可能
である。この場合、「リード」に当接する唇の位置、圧
力および面積に応じて当該「リード」の挙動をシミュレ
ートさせるから、実際の管楽器と同等の発音メカニズム
となる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、マウスピースに対向配置されるリードに取付けられ
る状態検出センサは、リードに当接する唇あるいは舌の
当接状態を検出して状態信号を発生し、楽音制御手段が
この状態信号からリードに当接する唇の位置およびその
圧力、あるいはリードに当接する舌の位置およびその圧
力を表す状態情報を抽出し、抽出した状態情報に応じて
発音すべき楽音を制御するので、実際の管楽器と同様
に、「リード」に触れる唇や舌の位置に応じて変化する
微妙な演奏表現を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による第１実施例の全体構成を示す
ブロック図。

【図２】同実施例におけるマウスピース部ＭＰの構造
を示す図。

【図３】同実施例におけるリップセンサ３ａの構造を
示す平面図。

【図４】同実施例におけるリップセンサ３ａの構造を
示す断面図。

【図５】同実施例におけるメインルーチンの動作を説
明するためのフローチャート。

【図６】同実施例におけるリップセンサ処理ルーチン
の動作を説明するためのフローチャート。

【図７】同実施例におけるリップセンサ処理ルーチン
の動作を説明するためのフローチャート。

【図８】同実施例の動作を説明するための図。

【図９】リップセンサ３ａの変形例を示す図。

【図１０】第２実施例によるリップセンサ３ａの構造
を示す平面図。

【図１１】同実施例における信号発生回路３ｂの構成
を示すブロック図。

【図１２】同実施例における信号発生回路３ｂの動作
を説明するための図。

【図１３】同実施例におけるパラメータ変換理論を説
明するための図。

【図１４】同実施例におけるリップセンサ処理ルーチ
ンの動作を説明するためのフローチャート。

【図１５】同実施例におけるデータテーブル１５ａ〜
１５ｉを説明するための図。

【符号の説明】

３…リップ位置検出部（状態検出センサ）、３ａ…リッ
プセンサ（状態検出センサ）、４…ＣＰＵ（楽音制御手
段）、５…プログラムメモリ（楽音制御手段）、６…ワ
ーキングメモリ（楽音制御手段）、７…テーブルメモリ
（楽音制御手段）、８…音源（楽音制御手段）、１０…
マウスピース。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】演奏操作子を有する管体部と、この管体
部の一端側に嵌着されるマウスピースとを備える電子管
楽器において、前記マウスピースに対向配置されるリードに設けられ、
吹奏動作に伴って前記リードに当接する唇あるいは舌の
当接状態を検出し、これら当接状態を表す状態信号を発
生する状態検出センサと、前記状態信号から前記リードに当接する唇の位置および
その圧力、あるいは前記リードに当接する舌の位置およ
びその圧力を表す状態情報を抽出すると共に、抽出した
状態情報に応じて発音すべき楽音を制御する楽音制御手
段とを具備することを特徴とする電子管楽器。
【請求項２】演奏操作子を有する管体部と、この管体
部の一端側に嵌着されるマウスピースとを備える電子管
楽器において、前記マウスピースに対向配置されるリード部に当接する
唇の押圧状態を検出する複数の状態検出手段と、前記複数の状態検出手段から出力される検出信号を、少
なくとも前記リードに当接する唇の位置、圧力および面
積を表す吹奏状態情報に変換する変換手段と、前記吹奏状態情報に応じて発音すべき管楽器音を形成す
る楽音形成手段とを具備することを特徴とする電子管楽
器。