JPH087585B2

JPH087585B2 - 電子楽器

Info

Publication number: JPH087585B2
Application number: JP2018896A
Authority: JP
Inventors: 由子福島; 聡史宇佐; 徹夫岡本
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH03225397A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、管楽器等をシュミレート可能な電子楽器
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奏者を発生する電子楽器
は、管楽器のマウスピース内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
圧やアンプシュ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、一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、不整音領域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
実質上直接音源に入力していたため、操作状態によって
は不整音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
かわらず正常な発音状態で演奏可能な管楽器等をシュミ
レート可能な電子楽器の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］前記目的を実現するため、請求項１記載の発明では、
操作子の位置情報および圧力情報を出力する演奏操作子
と、複数種類のパラメータに基づいて楽音信号を発生す
る音源手段と、前記演奏操作子から発生される位置情報
および圧力情報のうちの一方の情報を、当該位置情報お
よび圧力情報によって規定される前記音源手段の発音可
能領域の情報に補正し、該補正された情報と前記演奏操
作子から発生される位置情報および圧力情報のうち他方
の情報とを前記音源手段に入力する補正手段とを備える
ことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の電子
楽器において、さらに、楽音信号の発生を指示する発音
指示手段を備え、前記補正手段は、（ａ）前記発音指示
手段で楽音信号の発生が指示されてから所定時間以内に
おいては、前記演奏操作子から発生される位置情報およ
び圧力情報のうちの一方の情報を、前記音源手段の発音
可能領域のうち発音領域の情報に補正し、（ｂ）前記発
音指示手段で楽音信号の発生が指示されてから所定時間
以降においては、前記演奏操作子から発生される位置情
報および圧力情報のうち一方の情報を、前記音源手段の
発音可能領域のうちの前記発音領域以外の持続領域の情
報に補正することを特徴とする。

［作用］演奏操作子から発生される位置情報および圧力情報の
うち一方の情報が、当該位置情報および圧力情報によっ
て規定される音源手段の発音可能領域の情報に補正さ
れ、この補正された情報と演奏操作子から発生される位
置情報および圧力情報のうち他方の情報とが音源手段に
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、ペン２とタブレット３を具備する。この演奏操作子
１は、ペン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
よびアンブ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、アンブ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9,10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、平板上を転動させることにより、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Ｄ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第２の位置デ
ータガ得られる。

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
はアンブシュアと息圧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本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b,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本の直線a,dの外
側の範囲が不整音領域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ブシュアデータに変
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、一旦音を発生した後
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。従って、
一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換え判別フローを第８図に示す。ま
ず、アンブシュアの最大値が設定される（ステップ7
9）。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）、さらにアンブシュ
アの最小値が設定され（ステップ84）、立ち上がり時の
息圧が計算され（ステップ85）、息圧の補正が行われる
（ステップ86）。この息圧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
ンブシュアの最小値が設定され（ステップ89）、音が持
続するための息圧が計算され（ステップ90）息圧の補正
が行われる（ステップ91）。第９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X₀,Y₀
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、息
圧、アンプシュア、ディレイ長、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。

第10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
はバスラインを介して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17
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107
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ッチ処理
（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108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内の息圧に
関連するパラメータを設定するための息圧制御デバイス
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11
1）。BUFのデータは息圧デバイスレジスタPDEVに記憶さ
れる（ステップ112）。続いて息圧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、息圧等を
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115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ィット画面を選択し
この画面番号をレジスタPAGEに記憶する（ステップ11
8）。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、息圧、アンブシュア、ディレイ、
その他のエディッ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120、122、124）。各判別ス
テップでYESであれば、各々息圧関連パラメータ、アン
ブシュア関連パラメータ、ディ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、12
5）。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第１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
れ各レジスタに記憶する（ステップ128）。さらに横ゆ
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ブシュアおよび
息圧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ィレイ長パラ
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（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（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130
におけるアンブシュアおよび息圧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EDEVの番
号により処理すべきアンブ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
離（DIST）を示す。アンブシュア用のレジスタEDEVが
“0"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ブシュアデー
タに変換しこれをEBUFに入力し記憶する（ステップ13
8）。続いて、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
アンブシュア、２は息圧、３はディレイ長、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で息圧用のレジスタPDEV
の番号が判別される。０のときは、ステップ146でEBUF
（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。閾値より小さければノイズとして無視
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,K₂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
法で息圧データに変換されPBUFに入力し記憶する（ステ
ップ143）。続いて後述の息圧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14
8、149）。以上により求めたアンブシュアのデータEBUF
と息圧のデータPBUFは音源に送出される（ステップ15
0）。

一方、前記ステップ136でアンブ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。
まず息圧デバイスレジスタPDEVの番号によりデバイスの
判別が行われる（ステップ151）。PDEVも０のときはエ
ラーとして表示される（ステップ152）。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に対応した方法で息圧データに変換され、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K₁,K₂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、16
5）。以上のようにして求めたアンブシュア用のデータE
BUFと息圧用のデータ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131
におけるディレイ長パラメータ処理ルーチンを示す。ま
ずディレイ長レジスタDDEVの番号によりデバイスが判別
される（ステップ167）。０であればキーコードをディ
レイ長キーコードレジスタTGKCDに入力する（ステップ1
70）。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1
68）。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）。
次にディ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）。横ゆれがない場合に
は、TGKCD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が補正演算を行
いこれをKBUFに入力する（ステップ173）。次にKBUFの
値をディレイ長に変換しこれをディレイ長レジスタDBUF
に入力する（ステップ174）。以上のようにして求めた
ディレイ長のデータは音源に送出される（ステップ17
5）。

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17
6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、標準ゲインSTG1、STG2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）。０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G1、
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184で基
準位置（X₀,Y₀）からの距離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VEL、回転相当量LOT、回転方向DI
R、移動距離DISTを求める（ステップ185、186、187、18
9）。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190）。

第23図は、第18図のステップ145における息圧補正演
算ルーチンの第一の例を示す。まず前述のアンブシュア
および息圧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19 ２）。達していなければ、デ
ィレイ長キーコードレジスタTGKCDからの所定の演算子B
₁,B₂,B₃,B₄を求めこれをK₁,K₂,K₃,K₄とする（ステップ1
93）。このB₁,B₂,B₃,B₄は、第26図に示す発音領域を区
切る直線b,cのグラフにおける、b₁,b₂,c₁−b₁,c₂−b₂に
各々対応する。このグラフにおいて、直線b,cは各々ｙ
＝b₁＋b₂x,y＝c₁＋c_2xで表される。ｘ方向の入力を
x_in、Ｙ方向の入力をy_inとすれば、例えばｙを演算補正
で直線b,c間の発音領域に入れる場合には、x_inをｘとし
b₁＋b₂x＋｛（c₁−b₁）＋（c₂−b₂）ｘ｝y_in/y_in MAXを
ｙとして演算を行う。

ステップ193でK₁,K₂,K₃,K₄を求めたら処理回数をイン
クリメントする（ステップ195）。次にこのK₁,K₂,K₃,K₄
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x_inをｘとし b₁＋b₂x＋｛（c₁−b₁）＋（c₂−b₂）ｘ｝y_in/y_in MAXを
ｙとして行った演算に対応する。

一方、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A₁,A₂,A₃,A₄を求めこれをK₁,K₂,K₃,K₄
として（ステップ194）、上記ステップ196の演算を行
う。このA₁,A₂,A₃,A₄は、前記B₁,B₂,B₃,B₄と同様、第26
図に示す発音領域を区切る直線b,cのグラフにおけるb₁,
b₂,c₁−b₁,c₂−b₂に各々対応する。

第24図は、息圧補正演算ルーチの第２の例を示す。前
述の第１の例（第23図）と同様に、EBUF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、TIM
E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K₁,K₂,K₃,K₄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K₁,K₂,K₃,K₄を求める（ステップ20
2）。このようにして得たK₁,K₂,K₃,K₄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息圧信号
とアンブシュア信号は、各々回路入力部となる減算器20
3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息圧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2
04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、アンブ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206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、所定の入出力特性を有
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206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21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ィ
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の信号とディレイ回路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
タとハ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。減衰器214には第21図の演算ル
ーチンで得たループゲインG2が入力される。遅延回路21
5には第20図の演算ルーチ得たディ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、息圧（pr）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XY座標の
他に筆圧が出力される。従って例えば、アンブシュアは
（Ｙ座標）×（筆圧／筆圧の最大値）から計算し、息圧
はアンブ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。

:pr＝em/a＋ａ′ :pr＝em/d＋ｄ′ この場合、斜線部の息圧prは、pr＝em/d＋ｄ′＋
｛（1/a−1/d）em＋ａ′−ｄ′｝×（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．圧力をアンブシュアに対応させ、Ｘ座標を息圧に対
応させる。

ロ．速度（Ｘ、Ｙ座標から計算）をアンブシュアに対応
させ、圧力を息圧に対応させる。

ハ.Y座標をアンブシュアに対応させ、圧力を息圧に対応
させる。

ニ．圧力を立ち上がりと立ち消えの度合いに対応させ、
沿溶からアンブシュアを求めさらに息圧を求める。圧力
が０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０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ブシュアに対応さ
せ、さらに速度を息圧に対応させる。

ヘ．圧力の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ブシュアを求め、さ
らにアンブシュアから息圧を計算する。

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、息圧＝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、例えばアンブシュア＝定数×息圧として、息圧
からアンブシュアを計算する。横ゆれ情報が入ると、そ
の時点で息圧を固定し、アンブ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本の直線に
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、請求項１記載の発明において
は、演奏操作子から発生される位置情報および圧力情報
を音源に送出する場合に、当該位置情報および圧力情報
に基づいて発生される電子音が必ず正常な発音領域に入
るように、位置情報および圧力情報によって規定される
音源手段の発音可能領域に基づいて演奏操作子から発生
される情報を補正して音源手段に入力するようにしてい
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。

また、請求項２記載の発明によれば、楽音信号の発生
が指示されてからの時間経過に応じて、補正すべきパラ
メータの領域を切り換えるようにしたことにより、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き、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。音量や音質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）は第４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3Dタブレットによる電子管楽器の音源制御機構
の基本構成図、第８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図は音源制御ブ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図は息圧関連デバイスアサイン時のフロー図、第14図の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図はアンブシュアおよび息圧パラメー
タ処理ルーチンのフロー図、第20図はディ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図は息圧補正ルーチンの第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図は息圧補正演算の説明図、第27図は管楽器アルゴリズムの息圧とアンブシュアの関
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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作子の位置情報および圧力情報を出力す
る演奏操作子と、複数種類のパラメータに基づいて楽音信号を発生する音
源手段と、前記演奏操作子から発生される位置情報および圧力情報
のうち一方の情報を、当該位置情報および圧力情報によ
って規定される前記音源手段の発音可能領域の情報に補
正し、該補正された情報と前記演奏操作子から発生され
る位置情報および圧力情報のうち他方の情報とを前記音
源手段に入力する補正手段とを備えることを特徴とする電子楽器。
【請求項２】請求項１記載の電子楽器において、さら
に、楽音信号の発生を指示する発音指示手段を備え、前記補正手段は、（ａ）前記発音指示手段で楽音信号の発生が指示されて
から所定時間以内においては、前記演奏操作子から発生
される位置情報および圧力情報のうちの一方の情報を、
前記音源手段の発音可能領域のうち発音領域の情報に補
正し、（ｂ）前記発音指示手段で楽音信号の発生が指示されて
から所定時間以降においては、前記演奏操作子から発生
される位置情報および圧力情報のうちの一方の情報を、
前記音源手段の発音可能領域のうちの前記発音領域以外
の持続領域の情報に補正することを特徴とする電子楽器。