JPS62164094A - 空気流応答型電子楽器 - 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、呼気または吸気に基づいて所望の楽音を発
生させる吹奏型電子楽器に関する。

〔従来の技術〕

従来の、この種の電子楽器としては、例えば、筒状のケ
ース内に歪検出素子を設け、この歪検出素子に対する息
圧の強弱に応じた抵抗値変化に苓づいて、所望の楽勝を
得るようｌこしたものが知られている（例えば、実開昭
５６−２６７９５号、特開昭５７−４２０９４号公報）
。

〔従来の技術の問題点〕

しかしながら、このような従来の電子楽器にちっては、
息圧の強弱に応じた歪検出素子からの抵抗値変化量の大
小に基づいて、所望の楽音の音、１を変化を行うものに
すぎない。また、従来の電子楽器にあっては、発生すべ
き楽音の音量変化またはエンベロープ変化は、歪検出素
子の特性により画一的に決まり、したがって、息圧の強
弱に応じて、吹奏者の所望する楽音の音色制＃等を行う
ことができないという問題点があった。

〔発明の目的〕

この発明は、このような従来の問題点を解消するために
なされたものであり、息圧の強弱に応じて、多種多様な
演奏音を、簡単な構成で実現することができる吹奏型電
子楽器を得るこ七を目的上する。

〔発明の要点〕

この発明は、このような目的を達成するために、呼気圧
または吸気圧に応じてひずみ変形する歪検出素子に甚づ
いて生ずるエンベロープ信号をデジタル信号ｌこ膏換し
、このデジタル信号に基づいて所望の楽音の発生を制御
するようにしたことを要点とする。

〔実施ｅレリ〕

以下、この発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図はこの発明に係る吹奏型電子楽器の一実施例を示
す回路構成図である。

第１図に示すように、呼気または吸気の空気圧に応じて
ひずみ変形し、そのひずみ変化に応じた抵抗１直変化を
出力する多数の歪検出素子１・・・は、第２Ａ図〜第２
Ｃ図に示すような電子ハーモニカ本体２に形成した多数
の吹口部３・・・内に設けられている。この歪検出素子
１・・・は、息圧の強弱に応じて良好な抵抗値変化を得
るため、前記各吹口部３・・・内の所定箇所に弾性変形
可能に取付けらね、た弾性薄ｌｌσ体４・・・上に貼着
されている。この弾性薄膜体４・・・の一端は各吹口部
３・・・に固着され、その他端は自由端となっている。

なお、この弾性薄嘆体４・・・の他端と対応する吹口部
３・・・の位置（こは、突出部３α・・・が設けられて
いるので、弾性薄膜体４・・・は、吹口部３・・・の開
口端３ｈから背面（ｉ１１ｉ排出口３Ｃに向う呼気の流
通のみを許容し、逆に、背面伸排出口３Ｃから開口端３
ｈに向う吸気流の流通は阻止するようになっている。

前記各歪検出素子１・・・からの出力信号は、各エンベ
ロープ抽出回路５・・・に入力され、る。こね、らエン
ベロープ抽出回路５・・・は、歪検出素子１に抵抗器６
及び可変抵抗器７を介して接続された第１の出力バッフ
ァ８と、前記歪検出素子１に接続された第２の出力バッ
ファ９と、前記各第１及び第２の出力バツファ８．９に
抵抗器１０．１１を介して接続された第３の出力バッフ
ァ１２とから構成されている。前記各抵抗器１０．１１
、第３の出力バッファ１２、この第３の出力バッファ１
２の出力端と負入力端とを接続する抵抗器１３、及び前
記第３の出力バッファ１３の正入力端と前記抵抗器１１
とに接続された抵抗器１４にて、前記歪検出素子１から
の出力信号を増幅するアンプ回路１５が構成されている
。なお、前記可変抵抗′ａ７の出力段は抵抗器１６を介
して接地されている。

これらエンベロープ抽出回路５・・・に入力された前記
出力信号は、これらエンベロー１抽出回路５・・・にて
、各歪検出素子１・・・に対する呼気圧（息圧）の強弱
に対応した所定の波形形状をもつエンベロープ信号（第
３図（１１参照）としで出力される。これらエンベロー
プ信号は、アナログ／デジタル変換器（以下、ｒＡ／Ｄ
変換器」という。）１７に入力され、このＡ／Ｄ変換器
１７にて、前記エンベロープ信号に対応したデジタル信
号ｔこ変換される。このデジタル信号はマイクコンピュ
ータ１８に入力され、このマイクロコンピュータ１８に
て、所望の楽音が発生されるように制御される。

すなわち、このマイクロコンピュータ１８は、Ａ／Ｄ変
換器１７から出力されたデジタル信号のレベル値が一定
値（本実施例ではレベル値「５１）以上になったか否か
を検出するとともに、その一定値以上になった時点（第
３図（２）中■の時点）から複数回（本実施例では１．
＠３図（２）に示すように、■および■の２回）に亘っ
てそのデジタル信号のレベル値を検出し、それらのレベ
ル値のうちの最初に一定値以上となった時点におけるデ
ジタル信号に基づいて楽音を発生するように制御する一
方、Ａ／Ｄ賓換器１７からのデジタル信号のレベル値が
その後一定値（本実施例では、レベル値「４ｊ）または
一定値よりも僅かに小さい値となったとき、その時点（
８１Ｅ３図（２）中の■の時点）から所定期間（ｔ）経
過後に、内部に設けられているタイマ１９からのキーオ
フ指令信号に基づいて、発生中の楽音を消音するように
制御される。

このマイクロコンピュータ１８には、Ａ／Ｄ変換器１７
からのデジタル信号の各レベル値を記憎するためのラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０が設けられており、
このランダムアクセスメモリ２０内へのデジタル信号の
各レベル値、例えば「６」、「１１１、「２０」の書込
みは、第３図（２）中の各タイミング■、■、■で１呵
次行わわ、るようになっている。また、このランダムア
クセスメモリ２０にそれぞれ記憶された各レベル値「６
１、ｒｉｌｌ、ｒ２０１が歪検出素子１・・・に対して
加えられた呼気圧の強さとみなされるようになっており
、これらの強さに対応した音量および音色で楽音が楽音
発生装！ｔ２１から発生されるようになっている。また
、このマイクロコンピュータ１８の内部には、各種演算
処理を実行するとともに、前記各エンベロープ抽出回路
５・・・の出力段にそれぞれ設けられた各ゲート２１・
・・を、順次時分割的に開閉制御するゲート制御信号Ｇ
ｌ〜Ｇｎを送出するための演算処理回路（ＡＩＵ）２２
や装置全体を制御するプログラム等を固定記憶している
リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２３などが設けられて
いる。

そして、前記マイクロコンピュータ１８からは、前記Ａ
／Ｄ変換器１７に対するスタート指令信号（Ａ／Ｄ％５
ＴＡＲＴ）を送出して、Ａ／Ｄ変換を実行開始せしめ、
逆にＡ／Ｉ）ｅ換器１７からは、前記エンベロープ信号
をデジタル信号に変換する処理を完了したことを指示す
るエンド指令信号（ＢＡＤ）が出力して、マイクロコン
ピュータ１８に与えられる。

また、楽音発生装置２１は、前記マイクロコンピュータ
１８からの楽音発生指令に基づいて所望の音量および音
色の楽音を発生ずるためのもので、この楽音発生装置２
１には、増幅５２４およびスピーカ２５等が接続されて
いる。

次に、この発明の作用について説明する。

いま、電子ハーモニカ本体２に形成した複敬の吹口部３
・・・内に、所定の強さの呼気圧が加わったとすると、
この呼気圧の強さに応じて吹口部３・・・内の弾性４膜
体４は、４２Ｃ図に示すよう１こ、弾性変形して、吹口
部３・・・の開口端３ｂから背面側排出口３Ｃ・・・へ
向う呼気流の流通を許容する。このとき、前記弾性薄膜
体４上に貼着されている歪検出素子１は、その弾性薄膜
体４・・・の弾性費形に伴い歪変形し、その歪変形に応
じた抵抗値変化を出力する。この歪検出素子１からの出
力信号は、各エンベロープ抽出回路５・・・に入力さね
１、このエンベロープ抽出回路５・・・から、第３図（
１）に示すような波形のエンベロープ信号が抽出される
。抽出さね、た各エンベロープ信号は、マイクロコンピ
ュータ１８からのゲート制御信号０１〜Ｇルにより開閉
制御される各ゲート２１・・畳こよって時分割的にＡ／
Ｄ変換器１７に対し頓次送出される。Ａ／Ｄ変換器１７
に入力されたエンベロープ信号は、このＡ／Ｄ変喚器１
７内で、マイクロコンピュータ１８内に設けられている
タイマ１９から周期的に出力されるＡ／Ｄスタート指令
信号（第３図（２）参照）の出力タイミングごとにデジ
タル信号に変換さイ１＝る。なお、このＡ／Ｄスタート
指令信号の出力タイミングの直後（・こ、前記Ａ／１）
変換器１７からマイクロコンピュータ１８に対しアナロ
グ／デジタルの変換動作の終了を知らせるｇＡＤ信号が
送出される（第３図（３）参照）。Ａ　／　Ｌ’）変換
器１７から出力されたデジタル信号は、マイクロコンピ
ュータ１８内で第４Ｍに示すようなフローチャートに従
って処理される。すなわち、ステップＳ−１から、マイ
クロコンピュータ１８が処理を開始し、ステップＳ−２
に至ると、このステップＳ−２では、第５図に示すサブ
ルーチンＭヘジャンプし、そのマイクロコンピュータ１
８内のタイマ１９が所定時間を計１寺した時点でステッ
プＭ−１においてＡ／Ｄスタート指令信舛をＡ／Ｄ変換
器１７に送出する。次のステップＭ−２において、前記
Ａ／ｒ）スタート指令信号に基づいてＡ／Ｄ変換器１７
が実行するデジタル信号への’Ｒ３％処理の完了を、エ
ンド指令信号（ｇＡＤ）の入力で検出し、そのような指
令信号が人力すると、ＹＥＳの判断をして、次にステッ
プＭ−３に３８ってそのデジタル信号のデータをマイク
ロコンピュータ１８内に取り込む。前イピステップＭ−
３に３いて、デジタル信号データのマイクロコンピュー
タ１８へのデータ取込み動作が完了すると、４４図１こ
示すフローへリターン（ジャンプバック）シ、今の場合
、次のステップＳ−３において、マイクロコンピュータ
１８に取込まれたデジタル信号のレベル値が「５」以上
か否かを判断し、ＹＥＳの場合は、ステップＳ−４にお
いて、マイクロコンピュータ１８から楽音発生装置２１
に対し、ノートオン信号（楽音発生信号）を送出すると
ともに、ステップＳ−５において、その時点でＡ／Ｄ変
換器１７からのデジタル信号のレベル値Ｖ　ｌ（本実施
例の；４会、レベル値ｒ６１）をランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）に記憶する。そして、ステップＳ−６にお
いて、前記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に記１意
されているレベル１直（Ｖｌ＝ｒ６ｊ）に応じた音゛号
および音色の制御信号を楽音発生装置２１に対し送出し
てそのセリ御信号に層づいて所定の音量盲よび音色の楽
音をアンプ２４およびスピーカ２５を介して放音する。

引き読いて次のステップＳ−７に移り、このステップＳ
−７において、前述したサブルーチンＭの過程（Ｍ−１
〜Ｍ−３）を経て、次のＡ／Ｄスタート指令信号のタイ
ミング（第３図（２）中の■のタイミング）でのエンベ
ロープ信号・２、同様にデジタル信号に変換［７、ステ
ップＳ−８において、そのデジタル信号のレベル値Ｖ２
（本実施例では、レベル値ｒｌｌｌ）と前回のデジタル
信号のレベル値（Ｖｘ＝ｒ６ｊ’）七を比較判断する。

本実施例の場合、両デジタル信号のレベル値は等しくな
い（Ｖｔｌ（Ｖｚ）から、ステップＳ−９に移る。仮に
、ステップＳ−８において、両レベル値か等しい（Ｖ　
ｓ　＝　Ｖ　２　）と判断さｎ、た場合は、再びステッ
プＳ−７に契り、サブルーチンの動作を再度行い、ステ
ップＳ−８！こおいて、前回のデジタル信号のレベル＜
Ｋ（Ｖｔ＝「６」）に対し今回のデジタル信号のレベル
値（ｖｌ）が等しくないと判断されるまでサブルーチン
の動作（Ｍ−１〜Ｍ−３）を繰り返す。

ステップＳ−９に移行した場合（こは、そのステップＳ
−９において、今回のデジタル信号のレベル値（ｖｌ）
が「４」以下になったか否かが判断され、仮に、そのレ
ベル値（ｖｌ）カイ例えば前述したように「１１」の場
合には、Ｓ−１１１こおいて、そのレベル値（Ｖｚ＝ｒ
ｔｌＪ）に応じた音。

量および音色の制御信号を楽音発生装ｆＮ２１に対し送
出してその制御信号に基づいて所宇の音量および音色の
楽音をスピーカ２５から放音する。そして、次のステッ
プ５−１２において、前回のデジタル信号のレベル値（
ｖｌ）の代わりに、今回のデジタル信号のレベル値（ｖ
ｌ）を、ランタムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に転送し、
ステップＳ−７に移る。仮に、前記ステップＳ−８にお
いて、前回のデジタル信号のレベル（ＩＩ（Ｖ２）ｃ！
＝今回（７）デジタル信号のレベル値（ｖ３）とが等し
くなく、しかも後者のレベル値（ｖ３）が「４」以下に
なったと判断された場合は、ステップＳ−１ｏにおいて
、ノートオフ信号（楽音消音信号）を楽音発生装置２１
に対し送出して楽音の発生を停止させる。

このように、この実施例では、各吹口部３・・・内に取
付けた歪検出素子１・・・からのアナログ信号を、一旦
、Ａ／Ｄ変換器１７にてデジタル信号に変換したのち、
楽音発生装置４２１から楽音として出力させるようにし
ているので、歪検出素子の特性により楽音の音量が決定
されている従来の１（子楽器の場合と異なり、歪検出索
子１・・・の特性いかんにかかわらず、Ａ／Ｄ変換器１
７からのデジタル信号に基づいて所望の音！および音色
の楽音を自由に発生させることができ、したがって、多
側多様な演奏音を得ることができる。

なお、前述した実施例では、゛重子ハーモニカ本体２に
形成した吹口部３内に、呼気圧に応じてひずみ変形する
歪検出素子１を設けた場合について説明しているが、例
えば第６図に示すように、’ｆｌｆ。

子ハーモニカ本体２に形成した上下２列の吹口部３内に
、呼気圧及び吸気圧にそれぞれ応じてひずみ変形するｊ
σ検出素子ＩＡ、１Ｂを設けるようにしてもよく、また
、図示は省略するが、１つの吹口部内に、呼気圧、吸気
圧のいずれの嚇合にもその上気圧に［６じてひずみ変形
する歪検出索子を役けるよう−こしてもよい。

また、前述した実施例では、α子ハーモニカに本発明を
〕市川した場合について説明したが、これに限らず、例
えば、縦笛、リード楽器等の各（！ｌ（の楽器に適用し
うるちのである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなようＩこ、この発明は、呼ｔＡ
または吸気のうち、少なくとも一方の空気圧に応じてひ
ずみ変形する歪検出素子に某づいて生ずるエンベロープ
信号を、一旦、デジタル信号に変換し、このデジタル信
号に基づいて所望の楽音の発生を制御するように構成し
ているので、１弯嘔・な構成で、多種多肩な演奏音を確
実に発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

；π１図はこの発明に係る吹・奏型電子楽器の一実施例
を示す回路構成図、第２人図はこの発明に使用される゛
成子ハーモニカを示すｉｆ＋視図、４ｇ２Ｂ図は第２Ａ
図における１１−■線断面図、第２Ｃ図は爪検出素子の
ひずみ変形状媚を示す断面図、第３１Ａ（１）は歪検出
素子のひずみ変形に伴って生ずるエンベロープ信号の波
形を示す波形図、第３図（２）はマイクロコンピュータ
からＡ／Ｄ変喚器へのＡ／Ｄスタート指令信号のタイミ
ングチャート、第３；：４［３１はＡ、／Ｄ変踏心から
マイクロコンピュータへの終了指令信号のタイミングを
示すタイミングチャート、第３（閾（４）は、／−トー
オン指令およびノート−オフ指令のタイミングを示すタ
イミングチャート、第４図および第５図はＡ／Ｄ変喚船
からのデジタル４８号に基づいて楽音発生埃ｒＲから楽
音が発生するまでのマイクロコンピュータの処ｆｔＪ！
ヲ示すフローチャート、第６図はこの発明に使用される
ポ子ハーモニカの他の実殉例を示す断面図である。 １・・・歪検出素子、５・・・エンベロープ抽出同格、
１７・・・Ａ／Ｄ変換器、１８・・・マイクロコンピュ
ータ。 特許出、頭人 カシオ計算８１味式会社 Ｊ 茸２Ａ回 斧２Ｂ回　　　　　芋２ｃ図 工゛／公ｔ？−７°信号 冬３ワ 苓４回 峯５回 ￥６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）呼気または吸気のうち、少なくとも一方の空気圧
   に応じてひずみ変形し、そのひずみ変形に応じた抵抗値
   変化を出力する歪検出素子と、この歪検出素子からの出
   力信号に基づいてエンベロープ信号を抽出するエンベロ
   ープ抽出手段と、このエンベロープ抽出手段からのエン
   ベロープ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジ
   タル変換手段と、 このアナログ／デジタル変換手段からのデジタル信号に
   基づいて所望の楽音を発生するように制御する楽音制御
   手段と、 を備えていることを特徴とする吹奏型電子楽器。