JPH0823747B2

JPH0823747B2 - 電子金管楽器

Info

Publication number: JPH0823747B2
Application number: JP1211760A
Authority: JP
Inventors: 富谷脇; 実原田; 奏田中
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1989-08-17
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0375696A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、唇の振動を音高の切換えに利用した電子
金管楽器に関する。

〔従来の技術〕

金管楽器は、管楽器のうち、奏者の両唇を振動させて
発音体とするリップ・リード系のものの総称とされてい
る。そして、トランペット等の金管楽器では、３つのバ
ルブの選択的な操作と、唇及び呼気圧の低音操作とを組
み合わせ、所望の音高を持つ楽音を発音させている。

そこで、このような金管楽器を模した電子金管楽器で
は、３つのバルブスイッチによって音高を指定するた
め、自然楽器としての金管楽器と同様に音高の切換えが
必要となる。

従来、電子金管楽器では、例えば、第９図に示すよう
に、楽器本体２にバルブスイッチ41、42、43を配置する
とともにマウスピース６が設けられ、そのマウスピース
６の反対側に倍音の切換えのためのロータリースイッチ
８が取り付けられている。このような電子金管楽器で
は、自然楽器である金管楽器と同様に、マウスピース６
を口に銜え、人差指をバルブスイッチ41、中指をバルブ
スイッチ42、薬指をバルブスイッチ43に当て、バルブス
イッチ41〜43の選択的な操作とともに、必要に応じてロ
ータリースイッチ８を左手で回転させ、所望の音高を得
るのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このように、ロータリースイッチ８による
倍音の切換えは、自然楽器としての金管楽器とは全く異
なる操作を必要としているため、その操作に熟練を要
し、その操作が演奏を妨げるおそれがある。

従来、管楽器を模した電子楽器として実開昭62−2431
1号「電子管楽器」がある。このような複数の押ボタン
を備えたリコーダ型電子楽器では、両手を演奏に用いる
ため、トランペットのように片手での演奏ができない。

そこで、この発明は、マウスピースに対する唇の振動
に応じて音高の切換えを実現した電子金管楽器の提供を
第１の目的とする。

そして、奏者が唇を振動させた場合、マウスピースに
結合された共鳴管には、作用させた唇の振動の強弱に応
じた共鳴音が得られる。

そこで、この発明は、共鳴音のレベルを制御データに
用いて楽音制御を実現した電子金管楽器の提供を第２の
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

（請求項１）この発明の電子金管楽器は、第１の目的を達成するた
め、音高を指定する音高指定手段（バルブスイッチ41〜
43）と、マウスピース（６）に結合されて該マウスピー
スに対する唇の振動に共鳴させる共鳴管（10）と、この
共鳴管に生じた共鳴管を検出する共鳴音検出手段（振動
センサ12）と、前記音高指定手段で指定された音高およ
び前記共鳴音検出手段で検出された共鳴音のピッチに応
じて、発生すべき楽音信号の音高を示す音高情報を発生
する音高情報発生手段（楽音制御部20）とを備えたもの
である。

（請求項２）また、この発明の電子金管楽器は、第２の目的を達成
するため、請求項１の構成に加えて、前記共鳴音検出手
段（振動センサ12,ブレスセンサ30）が検出した共鳴音
の音量を検出する音量検出手段（音量情報検出部18,3
2）と、この音量検出手段で検出された共鳴音の音量に
応じて、発生すべき楽音信号の音量を示す音量情報を発
生する音量情報発生手段（楽音制御部20）とを備えたも
のである。

〔作用〕

（請求項１）この電子金管楽器では、トランペット等の自然楽器と
しての金管楽器に対応する音高指定手段を備え、その音
高指定手段によって自然楽器と同様の運指法で音高の指
定が行われる。

奏者が唇の振動を作用させるマウスピースには、その
振動に共鳴する共鳴管が連結されており、共鳴管によっ
て唇の振動に応じた共鳴音が得られる。

そこで、その共鳴音は共鳴音検出手段によって検出さ
れ、音高情報発生手段では、音高指定手段で指定された
音高および前記共鳴音検出手段で検出された共鳴音のピ
ッチに応じて、発生すべき楽音信号の音高を示す音高情
報が発生される。

このようにすれば、自然楽器の操作に近似した操作を
以て、容易に音高の切換えが行われ、任意の音程の指定
が行える。

（請求項２）また、共鳴管で得られる共鳴音は、奏者の唇の振動に
応じたレベルとなる。そこで、音量情報発生手段では、
音量検出手段で検出された共鳴音の音量に応じて、発生
すべき楽音信号の音量を示す音量情報が発生されるの
で、唇の振動を加減することにより、奏者が意図したレ
ベルの楽音が得られる。

〔実施例〕

以下、この発明を図面に示した実施例を参照して詳細
に説明する。

第１図ないし第４図は、この発明の電子金管楽器の一
実施例を示し、第１図はその電子金管楽器の全体的な構
成、第２図はその楽器本体の構成、第３図はマウスピー
ス、共鳴管及び共鳴音検出手段の具体的な構成、第４図
はそのバルブスイッチの具体的な構成例を示し、以下、
各図を参照しながら項目別に説明する。

a.電子金管楽器の全体的な構成第１図に示すように、楽器本体２には、奏者がマウス
ピース６に作用させた唇の振動に応じて共鳴管10（第３
図）に得られる共鳴音を検出する共鳴音検出手段とし
て、振動センサ12が設置されている。振動センサ12は、
共鳴管10を通じて得られる音響ないし振動を検出するコ
ンデンサマイクロホン等の振動電気変換手段で構成さ
れ、音響・振動を表す共鳴音信号V_Lを発生する。

ところで、この共鳴音信号V_Lは、共鳴管10の口径、長
さ等の形状によって定まる特性に依存する波形を持ち、
その周波数成分は唇の振動、その振幅は唇の振動振幅に
応じることから、奏者の唇の振動の加減によって制御さ
れる。

この共鳴音信号V_Lは、増幅器14で増幅された後、ピッ
チ情報検出部16及び音量情報検出部18に加えられる。ピ
ッチ情報検出部16は、音高切換えの切換データとして共
鳴音信号V_Lから共鳴音の高低を表すピッチデータD_fの検
出手段として設置され、また、音量情報検出部18は、楽
音の音量レベル等の制御をするための音量データD_vの検
出手段として設置されている。

そこで、ピッチ情報検出部16では、フィルタ等で構成
される基本波抽出部162が設置され、共鳴音信号V_Lから
基本波信号S_L1が抽出される。この基本波信号S_L1は、信
号処理の簡易化のために設置された分周器164によって
任意の分周比Ｎで分周された後、アナログ・ディジタル
変換器（ADC）166に加えられてディジタル信号に変換さ
れてピッチデータD_fが得られる。このピッチデータD
_fは、楽音制御部20に音高切換データとして加えられ
る。

また、音量情報検出部18では、ノイズフィルタ182が
設置されており、共鳴音信号V_Lがノイズフィルタ182を
経て不要成分が除去された後、アナログ・ディジタル変
換器（ADC）184に加えられてディジタル信号に変換さ
れ、音量データD_vが検出される。このADC184で得られた
音量データD_vは、楽音の発音及びその音量レベルを制御
する楽音制御部20に楽音制御データとして加えられる。

また、楽器本体２には、音高指定手段として第１、第
２及び第３のバルブスイッチ41、42、43が設けられてい
る。各バルブスイッチ41〜43の選択的な操作によって得
られた音高を表すスイッチ信号S₁，S₂、S₃は、アナログ
・ディジタル変換器（ADC）22によってディジタル信号
に変換された後、楽音制御部20に加えられる。

そして、楽制御部20は、楽音を制御するための楽音制
御プログラムを記憶するメモリ、演算処理部、演算途上
のデータを記憶するメモリを備え、音高の選択、ピッチ
情報検出部16からのピッチデータD_fに応じて音高の切換
え、楽音の発音及びその音量制御等の制御を行う。な
お、楽音制御部20には、図示していない調切換スイッチ
の操作によって得られる調切換データD_iが加えられ、調
切換制御が行われる。

この楽音制御部20で得られた楽音データD_oは、楽音信
号を発生するトーンジェネレータ24に加えられて楽音信
号V_Mに変換される。この楽音信号V_Mは、楽器本体２に接
続されたサウンドシステム26に加えられ、サウンドシス
テム26を構成する増幅器及びスピーカを通じて楽音に変
換されて発音される。

b.楽器本体楽器本体２は、第２図に示すように、角筒状を成すと
ともに、その下面側には親指を掛けるためのフック200
が形成され、また、その上面部には小指を掛けるための
フック202が形成されている。フック200には、親指によ
って操作される調切換スイッチを設けることができる。

この楽器本体２の一端には支持筒204が突設され、こ
の支持筒204には唇の振動及び呼気圧を作用させるマウ
スピース６が取り付けられ、また、楽器本体２の上面に
は、フック200、202の間隔内に位置する人差指、中指及
び薬指によって操作可能に第１、第２及び第３のバルブ
スイッチ41〜43が設置されている。さらに、楽器本体２
のマウスピース６の反対側には、マウスピース６に入っ
た唾液を排出するためのドレイン206が形成されるとと
もに、楽音制御部20の出力信号を取り出すためのコネク
タ208が設けられている。

c.マウスピース及び共鳴音検出手段マウスピース６には、第３図に示すように、唇を当て
る椀状の当接部602とともに、楽器本体２に設けられた
支持筒204に挿入される挿入部604が形成されている。挿
入部604は、支持筒204に形成された挿入孔216に対応し
て円筒形を成し、その内部に呼気圧を作用させるための
通気孔606が形成されている。この挿入部604の終端部
は、楽器本体２の内部に設置された共鳴管10に結合され
ている。共鳴管10は、マウスピース６側を振動入力部10
2とし、その振動入力部102側の内径を通気孔606に合致
させるとともに、緩やかに内径を増加させて楽器本体２
の下面側から外気に解放された通気孔104を備えてお
り、奏者の唇の振動に共鳴し、その振動調整によって共
鳴音のピッチが変更される程度の適当な形態を成してい
る。

そして、この共鳴管10の壁面には、共鳴音を抽出する
ための共鳴音抽出孔106が形成され、この共鳴音抽出孔1
06には共鳴音の音響又は振動を電気的に検出するための
振動センサ12が嵌め込まれている。

そこで、奏者がマウスピース６に唇に当て、マウスピ
ース６の内部に臨ませた唇を呼気圧によって振動させる
と、その振動がマウスピース６の通気孔606を通じて共
鳴管10に作用し、唇の振動成分に応じた共鳴音が得られ
る。したがって、振動センサ12には、共鳴管10が発生す
る共鳴音が検出され、そのピッチ及び音量レベルを表す
共鳴音信号V_Lが得られる。

d.バルブスイッチバルブスイッチ41〜43には、例えば第４図の（Ａ）に
示すように、指によって操作するための円板状を成すス
イッチボタン400の中心部にシャフト402が一体に取り付
けられ、このシャフト402の上下動によって開閉される
ラバースイッチ404が設置されている。

楽器本体２には、外面部にシャフト402の上下動を案
内するガイド部406が形成され、また、その内面部にガ
イド部406に対応した円筒状を成すケース部408が形成さ
れ、このケース部408にはシャフト402の下降に対向して
弾性力を作用させるためのコイル状を成すスプリング41
0が収容されている。そして、このスプリング410の上面
部と楽器本体２の内壁面との間には、シャフト402に取
り付けた押圧板412が設置されている。また、ケース部4
08の底面部にはシャフト402の上下動を案内するための
ガイド部414が設けられ、シャフト402の先端部には円板
状を接触端部416がラバースイッチ404に対応して取り付
けられている。

そして、ラバースイッチ404は、楽器本体２内に設置
された基板418に固定接点420と、この固定接点420に対
してゴム等の弾性体で半円形に形成された可動部422の
内面に取り付けられた可動接点424とを備えている。

そこで、第４図の（Ｂ）に示すように、指でスプリン
グ410の弾性力に対向して力を加え、スイッチボタン400
を下降させると、シャフト402の先端部にある接触端部4
16によってラバースイッチ404の可動部422が押し下げら
れ、可動接点424と固定接点420との間が閉じられ、選択
されたバルブスイッチ41〜43にスイッチ信号S₁〜S₃が得
られる。

また、指の力を解除すると、スイッチボタン400はス
プリング410によって押し上げられるとともに、ラバー
スイッチ404の可動部422はその弾性によって元の形状に
復帰し、可動接点424が固定接点420から離れる。

e.動作の説明以上の構成において、動作を説明する。

親指をフック200、小指をフック202に掛けて人差指を
バルブスイッチ41、中指をバルブスイッチ42、薬指をバ
ルブスイッチ43の各スイッチボタン400に載せて楽器本
体２を支える。そして、奏者はマウスピース６に唇を当
て、呼気圧の作用によって唇を振動させ、各バルブスイ
ッチ41〜43を全開状態から選択的に操作すると、唇の振
動に応じて得られる共鳴音のピッチデータD_fに応じて、
第５図に示すように、２倍音でC^♯〜Ｇの音高が指定さ
れる。この場合、第６図に示すように、バルブスイッチ
41は全音（♭♭）、バルブスイッチ42は半音（♭）、バ
ルブスイッチ43は１音半（♭♭♭）を表す。

また、奏者が唇の振動を増加させると、その振動によ
って得られる共鳴音のピッチデータD_fに応じて３倍音に
切り換えられ、バルブスイッチ41〜43の全開状態から選
択的に操作により、G^♯〜Ｃの音高が指定される。

さらに、奏者が唇の振動をより増加させると、その振
動によって得られる共鳴音のピッチデータD_fに応じて倍
音をより増加させ、バルブスイッチ41〜43の選択的な操
作により、C^♯〜Ｅの音高が指定される。第５図におい
て、（２）、（３）…（12）は、倍音の倍率を表す。

また、指定された音高に応じて、呼気圧を作用させる
と、その呼気圧の作用で楽音の発生が行われるととも
に、唇の振動によって共鳴管10を通じて得られる共鳴音
の音量レベルにより、楽音の音量レベルが制御される。

そして、楽音制御部20には音高、音量等の要素を持つ
楽音データD_oが得られ、この楽音データD_oが楽音制御部
20からトーンジェネレータ24に加えられる。したがっ
て、このトーンジェネレータ24から音高、音量等の要素
に応じた楽音信号V_Mが読み出され、サウンドシステム26
に加えられて奏者が指定した音高を持ち、かつ、必要は
レベルの楽音が発音される。

また、フック200に、例えば調切換スイッチを設置す
れば、この調切換スイッチをバルブスイッチ41〜43に加
えて４つのバルブスイッチを持つ金管楽器として機能さ
せることができ、調の切換えで、実施例で述べた電子金
管楽器を例えば、Ｆ管からＢ♭管として用いることがで
きる。

f.他の実施例この発明の電子金管楽器では、例えば、第７図に示す
ように、共鳴管10の共鳴特性に影響を与えない振動入力
部102に分岐管108を形成し、この分岐管108から通気パ
イプ110を通じてブレスセンサ30に呼気圧を作用させ、
このブレスセンサ30で得られたブレスデータを楽音の音
量制御に用いることができる。

そして、例えば、第８図に示すように、音量情報検出
部32を構成すれば、ブレスセンサ30で得られたブレス信
号V_Bは、増幅器322によって増幅された後、アナログ・
ディジタル変換器（ADC）324でディジタル信号に変換さ
れて楽音制御部20に加えられる。したがって、楽音制御
部20では、音量情報検出部32で得られたブレスデータD_B
が表す息圧の大きさに応じて発生すべき楽音の音量を制
御することができ、必要な音量をブレスによって加減で
きる。

この場合、楽音制御部20では、第１図に示した音量情
報検出部18に第８図に示す音量情報検出部32を併設して
双方のデータD_V、D_Bを楽音制御に用いてもよく、また、
何れか一方を設置して音量データD_V又はブレスデータD_B
の何れかを利用し、発音すべき楽音の音量制御を行って
もよい。

なお、各実施例において、振動センサ12によって得ら
れたデータは、その振動レベルの変化を初期値のデータ
に加算するフローティング式データ処理に利用すること
ができ、共鳴による音高の微妙な増減は、楽音に対する
ビブラートやスラー等の効果を付与するためのピッチベ
ンドデータとして用いることができる。

また、実施例では、振動センサ12として圧力を電気信
号に変換するものを例に取って説明したが、振動センサ
12には、共鳴管10の共鳴音に応じてインダクタンス変化
で検出できるもの等を用いてもよい。また、音高切換え
は倍音毎に限らず、例えば、５度毎等であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、次のような
効果が得られる。

（ａ）唇の振動の加減で任意の音高に切り換えることが
でき、音高指定手段の指定と相俟って任意の音高を実現
することができ、しかも、片手操作での演奏が可能であ
り、自然楽器と同様の操作で演奏することができ、演奏
の自由度を高めることができる。

（ｂ）また、唇の振動の加減によって共鳴管で得られる
共鳴音のレベルが変化するので、発音すべき楽音の音量
レベルを調整でき、自然楽器と同様に自然な感覚で演奏
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電子金管楽器の一実施例を示すブロ
ック図、第２図は第１図に示した電子金管楽器の楽器本体の具体
的な構成例を示す斜視図、第３図は第２図に示した電子金管楽器の楽器本体におけ
るマウスピース、共鳴管及び共鳴音検出手段の具体的な
構成例を示す縦断面図、第４図は第２図に示した楽器本体におけるバルブスイッ
チの具体的な構成例及びその動作を示す断面図、第５図は第１図に示した電子金管楽器における運指及び
押圧に応じた音程を表す図、第６図は第１図に示した電子金管楽器におけるバルブス
イッチの音高を表す図、第７図はこの発明の電子金管楽器の他の実施例における
楽器本体の共鳴管部分を示す断面図、第８図はこの発明の電子金管楽器の他の実施例を示すブ
ロック図、第９図は従来の電子金管楽器を示す斜視図である。２…楽器本体６…マウスピース 10…共鳴管 12…振動センサ 16…ピッチ情報検出部（共鳴音検出手段） 18…音量情報検出部（音量検出手段） 20…楽音制御部（音高情報発生手段，音量情報発生手
段） 41〜43…バルブスイッチ（音高指定手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音高を指定する音高指定手段と、マウスピースに結合されて該マウスピースに対する唇の
振動に共鳴させる共鳴管と、この共鳴管に生じた共鳴音を検出する共鳴音検出手段
と、前記音高指定手段で指定された音高および前記共鳴音検
出手段で検出された共鳴音のピッチに応じて、発生すべ
き楽音信号の音高を示す音高情報を発生する音高情報発
生手段とを備えたことを特徴とする電子金管楽器。
【請求項２】請求項１記載の電子金管楽器において、さ
らに、前記共鳴音検出手段が検出した共鳴音の音量を検出する
音量検出手段と、この音量検出手段で検出された共鳴音の音量に応じて、
発生すべき楽音信号の音量を示す音量情報を発生する音
量情報発生手段とを備えたことを特徴とする電子金管楽器。