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発明の名称 電子楽器の入力装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2002−49369(P2002−49369A)
公開日 平成14年2月15日(2002.2.15)
出願番号 特願2000−266227(P2000−266227)
出願日 平成12年7月31日(2000.7.31)
代理人
発明者 高木 征一 / 高木 雄一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 音高情報及び音量情報に基づいて楽音を形成する電子楽器の入力装置であって、唇から吹き出す呼気流の流速を検出する1個の呼気流センサにより、呼気流速を検出してその流速に応じたレベルの出力を音高情報とし、唇から吹き出す総呼気量を漏斗型集気部により細管に集め、その細管の内部に流速を検出する1個の呼気流センサを取付け、呼気の流速により総呼気量を測定し、音量情報として出力する呼気流検出手段を備えたことを特徴とする電子楽器の入力装置【請求項2】 請求項1において、音高情報は流速測定値と各音階との対応関係を設定し、一方、音量情報は総呼気量測定値を各音階毎に設定した流速値を基にした基準値により補正計算し、音高による呼気流速値の増減を補正し、呼気を吹き込む面積が同じであれば、呼気流速を変化させて音高を変化させても音量は変わらず、吹き込み面積の変化によって音量を変化させることを特徴とする電子楽器の入力装置【請求項3】 請求項1において、マウスピースの中を、吹き込み方向に仕切り板で仕切り、中心孔と左右対象に側孔を設け、中心孔の中には1個の呼気流センサを設けて、呼気流速を測定してこれを音高情報とし、中心孔と側孔の出口全体から吹き出す呼気を漏斗型の集気部で細管に集め、この細管の内部に1個の呼気流センサを設け、呼気流速を測定して総呼気量を測定し、これを音量情報として出力する呼気流検出手段を備えたことを特徴とする電子楽器の入力装置【請求項4】 請求項3において、マウスピースの仕切り板で構成した側孔に吹きんだ際には開き、唇をあてていない吹き込まない側孔から隣の側孔から吹き込んだ排気が逆流して漏れることを防止する逆止弁をとりつけたことを特徴とする電子楽器の入力装置【請求項5】 請求項1において呼気流に応じたレベルの出力を音高とし、総呼気量に応じたレベルの出力を音量とした第一の楽音を出力放音し、この放音したナビゲーターの音高情報を聞いて指で操作するタッチキーを設け、該タッチキーを設け、該タッチキーによりスイッチオンをすると前記第一の楽音の音高レベルに応じた第二または複数の楽音を放音することを特徴とする電子楽器【請求項6】 請求項5において、第一の楽音をナビゲーター音としてイヤホンに放音することを特徴とする電子楽器【請求項7】 音高情報及び音量情報に基づいて楽音を形成する電子楽器の入力装置であって、唇から吹き出す呼気流の流速を1個の呼気流センサにより、呼気流速を検出してその流速に応じたレベルの出力を音量情報とし、唇から吹き出す総呼気量を漏斗型集気部により細管に集め、その細管の内部に呼気流センサを取付け、呼気の流速により、総呼気量を測定し、この総呼気量値を音量情報として得た呼気流速値で除して、唇を開いた面積に比例した値に応じたレベルの出力を、音高情報とする呼気流検出手段を備えたことを特徴とする電子楽器の入力装置【請求項8】 請求項7において総呼量値を音量情報として得た呼気流速値で除して、唇を開いた面積に比例した値に応じたレベルの出力を音高情報として第一の楽音を出力放音し、この放音したナビゲーターの音高情報を聞いて指で操作するタッチキーを設け、該タッチキーにより、スイッチオンをすると前記第一の楽音の音高レベルに応じた第二または複数の楽音を放音することを特徴とする電子楽器【請求項9】 請求項8において、第一楽音をナビゲーター音としてイヤホンに放音することを特徴とする電子楽器
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子楽器における楽音を形成するための音高情報、音量情報を呼気に基づいて得る電子楽器の入力装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】電子楽器の楽音を形成するための音高情報は従来指等の操作によって行っているが、その習熟は難しく、訓練を重ねなければ演奏は出来ない。この対策として、口笛を吹く要領で容易に操作出来る方法として、発明者は特許第2088394号によって呼気流を検出してこのレベルに応じた音高情報を得る方式を提案した。しかしながら前記特許の図に示した様に、圧力センサを数多く要し、コスト高となる問題点があった。また前記特許は、鍵盤キー様のレバーや、タッチキーを押下する方式を提案しているが、楽音の制御方法についての具体的な方式が不十分であった。以上のような問題点があるため実用化が困難であり、改善が望まれていた。
【0003】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、音高情報及び音量情報に基づいて楽音を形成する電子楽器の入力装置において、呼気流を1個の呼気流センサにより、検出してその流速に応じたレベルの出力を音高情報とし、総呼気量を漏斗状の集気部で細管に集め、その細管内部に取付けた1個の呼気流センサにより、総呼気量を検出してその圧力に応じたレベルの出力を音量情報ととし、これらの情報を基に楽音を発生させることを特徴とする。
【0004】請求項2の発明は、請求項1において、音高情報は流速測定値と各音階との対応関係を設定し、一方、音量情報は総呼気量測定値を各音階毎に設定した流速値を基にした基準値により補正計算し、音高による呼気圧の増減を補正し、呼気を吹き込む面積が同じであれば、呼気流速を変化させて音高を変化させても音量は変わらず、吹き込み面積の変化によって音量を変化させることを特徴とする。
【0005】請求項3の発明はマウスピースの中を吹き込み方向に仕切り板で仕切り、中心孔の中に呼気流の流速を検出する呼気流センサーを設けて音高情報とし、中心孔と側孔の出口に漏斗型集気部を設け、細管に連絡し、細管の内部には呼気流センサを取り付け、総呼気量を検出して音量情報とし、これらの情報を基に楽音を発生させる楽音形成部を備えていることを特徴とする。
【0006】請求項4の発明は請求項3のマウスピースの側孔に呼気を吹き込んだ際には開き、唇をあてていない呼気を吹き込まない側孔から隣の側孔に吹き込んだ呼気が逆流して漏れない様にする逆止弁を取り付けることを特徴とする。
【0007】請求項5の発明は請求項1において、呼気流を検出してその流速に応じたレベルの出力を音高とし、総呼気量を漏斗型集気部で集め細管に導きこの中に取り付けた呼気流センサにより、総呼気量を検出してその圧力に応じたレベルの出力を音量とした第一の楽音を出力放音し、この放音したナビゲーターの音高情報を聞いて指で操作するタッチキーを設け、該タッチキーにより、スイッチオンをすると第一の楽音の音高レベルに応じた第二または複数の楽音を放音することを特徴とする。
【0008】請求項6の発明は、請求項5において、第一の楽音をナビゲーター音としてイヤホンに放音することを特徴とする。
【0009】請求項7の発明は、音高情報及び音高情報に基づいて楽音を形成する電子楽器の入力装置において、呼気流を1個の呼気流センサにより、検出してその流速に応じたレベルの出力を音量情報とし、総呼気量を漏斗状の集気部に集め、その細管内部に1個の呼気流センサを取付けて総呼気量を検出し、この値を音量情報として得た呼気流速値で除して、唇の開口面積に比例した値を絵得、これを音高情報とする。これらの情報を基に楽音を発生させることを特徴とする。
【0010】請求項8の発明は、請求項7において総呼気量値を音量情報として得た呼気流値で除して、唇を開いた面積に比例した値に応じたレベルの出力を音高情報として第一の楽音を出力放音し、この放音したナビゲーターの音高情報を聞いて指で操作するタッチキーを設け、該タッチキーにより、スイッチオンをすると前記第一の楽音の音高レベルに応じた第二または複数の楽音を放音することを特徴とする。
【0011】請求項9の発明は請求項8において第一楽音をナビゲーター音としてイヤホンに放音することを特徴とする。
【0012】
【発明の作用・効果】請求項1の構成によれば、中央位置を表示したマウスピースに口をあてて呼気を吹き込むことにより、音高情報用の1個の呼気流センサーと音量情報用の1個の呼気流センサだけで、安定して音高情報及び音量情報を得ることが出来る。一旦マウスピースに口元をあてがうと同じ位置で演奏を続けることは容易であり、唇の開閉と呼気流の強さは必要な音高を求めて正しい位置に必要な呼気を吹き込む微調整の動作を無意識に行う事が出来る。音量については吹き込む唇の開口面の調整により、総呼気量を調整し、音量の調整ができる。
【0013】請求項2の発明によれば、総呼気圧測定値を呼気流速で除して吹き込み面積が同じ場合、呼気流速を変化させて音高を変化させても音量が変わらず、音量を変化させる場合は吹き込み面積を変化させる。その結果音階の変化の度に吹き込み面積を変えないで演奏が出来る。
【0014】請求項3の構成によれば、仕切り板で細かく仕切り、中心孔及び複数の側孔はそれぞれ独立した気道を形成し、吹き込む呼気のエネルギーを減少することなく、呼気流センサ及び、総呼気圧測定用の流速センサに伝えることが出来るので安定した音高の保持ができる。
【0015】請求項4の構成によれば、前記仕切り板に逆止弁を取り付けることによって、呼気を吹き込んだ際、唇をあてていない周囲の側孔から吹き込んだ呼気が漏れることがなく、総呼気量を漏れなく漏斗型集気部に集め、呼気流センサに作動して正確に総呼気量を測定し、所望の音量情報が得られる。
【0016】請求項5の構成によれば、第一の楽音をナビゲーター音として人が音高を確認しながら指でタッチキーを押すことにより、弦楽器、打楽器等の放音が可能となる。吹奏楽器としてのナビゲーター音と弦楽器、打楽器の音を一緒に演奏して娯楽性を高めることも出来る。更にナビゲーター音により、音高を確認してタッチキーを押すことにより、正確な放音が可能となる。ナビゲータ音は演奏者の方向へ向けて最小限の音量へ調整することも出来る。
【0017】請求項6の構成によれば、第一の楽音をナビゲーター音としてイヤホンにより、人が確認しながらタッチキーを押すことにより、ナビゲーター音は漏れずに弦楽器、打楽器、等の放音のみがなされ、新鮮な表現として強い印象を演出できる。この方式は音高を確認してタッチキーを操作するので正確な音高設定が可能であり、第二の楽音を吹奏楽器とし、表現の高度化をはかることもできる。多彩な音楽表現により、老人ホーム演奏会などの演出効果をあげることが出来る。
【0018】請求項7、請求項8、請求項9の発明は唇の開き具合即ち、開口面積の調整によって音高を調整し、吹き込む呼気流速によって音量を調整する方式であり、請求項1の方式が呼気流速によって音高を調整する方式とは異なる表現ができる。請求項7の類似の方式として草笛がある。草笛は木の葉の端部を吹いて振動させるもので、吹きつける木の葉の部分を狭くしたり、広くしたりして音高を調整する。木の葉を吹く呼気の流速によって音量を調整する。草笛は約2オクターブの音階を演奏でき、全国草笛ネットワークなどの全国的なサークルと各地区にサークルがあり活発に活動している。草笛は初歩的な音が出せるようになるまで約10日の練習が必要である。この草笛にくらべると請求項7の発明は即座に音が出せるようになり、音色も豊富である。
【0019】本発明方式は口笛のように吹く方式であるが、口笛の音を出す必要はなく、呼気だけで良いので、楽音のみ放音することが出来る。声や唇を震わせてトランペットのような型式で入力する方式等にくらべて不必要な音の発生がなく楽器としての完成度は高いと言える。
【0020】本方式は楽器の操作の素養がないお年寄りにも演奏できるので、高齢化時代を迎えて応用範囲は広げられる。老人ホームなどでの楽団編成をして楽器演奏を楽しむことが出来る。近年音楽が健康維持、痴呆防止に役立つと言われている。風船を膨らましてダイエットする方式と同じ機能もあり、本方式の普及は有用であり、本方式は介護用品としての機能を有している。
【0021】
【発明の実施の形態】第1図、第2図及び第3図は、本発明の電子楽器100の入力装置1の一実施例を示すものである。呼気流センサ2及び呼気流センサ3は熱式流速センサ、ピト−管プレスセンサー及び、空気流中の空気圧力を検出することによって空気流速を測定し、これを電気信号に変換するコンデンサ型センサ、カーボンマイクロホン型センサ、圧力半導体などの流速センサである。マウスピース4の内部は仕切り板5で吹き込み方向に仕切り、中央孔6と左右対称に側孔7を設ける。中央孔6の気道内には呼気流センサー2を設ける。
【0022】第3図に示すように側孔の出口には逆止弁31を取り付ける。逆止弁31は吹き込む際には開き、逆流する場合は閉じる。逆止弁51は弾性を有するプラスチック、燐青銅等の薄板を取り付けて構成する。
【0023】中央孔6と側孔7の出口には呼気全量を集気する漏斗型の集気部31を取付け、その先端の細管の内部には総呼気圧センサ3を取りつけ、呼気流速の測定により、総呼気圧を測定する。
【0024】マウススピース4は脱着自在にし、集気部31は洗浄可能とし、抗菌材を使用し、細菌感染を防ぐことが出来る。
【0025】上記の検出手段によって得た情報は、楽音形成部200に出力される。
【0026】図4は、上記電子楽器100のブロック図を示す。同図によれば、上記電子楽器は、楽音の形成に必要とされる音高情報及び音量情報を上記電子楽器100の入力装置から得るものである。上記呼気流センサー2で検出された流速値を符号化し、音高情報に変換するAD変換回路10に供給する。上記総呼気圧センサー3で検出された流速値を符号化して音量情報に変換するAD変換回路11に供給される。これらAD変換回路10及び11の検出の分解能は、AD変換回路11及び12で用いるサンプリング周波数及び変換ビット数によって定められる。上記AD変換回路11の変換値は係数回路17に供給される。
【0027】上記中央制御処理装置CPU12は、所定のプログラムに従ってシーケンシャルな制御を行う。すなわち、CPU12は、上記AD変換回路10からのディジタル音高情報データ、音高の基準音を選択的に指定して形成すべき楽音のオクターブをシフト可能とする音高基準設定部13の出力制御信号、音色を選択的に指定する音色設定部14の出力制御信号とが供給されている。中央制御装置CPUは、上記各制御信号に基づいてアドレス信号のような楽音選択データを楽音発生部15に供給する。
【0028】楽音発生部15には、楽音の発生に必要な各種ディジタル波形データを格納した図示しないROM(リード・オンリ・メモリ)が含まれており、上記楽音形成選択データによって指定されるアドレス信号に対応するディジタル波形データをパラレルに出力する。上記ディジタル波形データは、楽音発生のためのメロディーもしくは音階用の波形データに相当するもので、それは乗算回路16に供給される。乗算回路16へ供給される乗算係数データは、係数回路17で形成されるが、AD変換回路11で処理されたディジタル音高データに応じた所定の音量を得るための係数データである。
【0029】乗算回路16には、先ず、総呼気圧センサ3の測定値を音階毎にあらかじめ設定した基準値で補正計算を行って後、乗算係数データと楽音発生部15から供給されるデジタル波形データを乗算し、メロディーもしくは音階に対して所定の音量を重畳した乗算結果を出力する。このように補正することにより、吹き込みの面積が同じ場合、音高の操作によって総呼気圧が変化しても音量は一定になる。乗算回路16による乗算結果データは、DA(ディジタル・トゥー・アナログ)変換回路18においてアナログ信号としての楽音信号に変換される。その楽音信号はフィルタ回路19でノィズとなる所定の周波数成分が除去された後に、増幅回路21で増幅されてスピーカー21から所定の楽音として放音される。
【0030】次に上記実施例の動作を説明する。音高設定部13及び音色設定部14を初期設定した状態で入力装置1の呼気流センサ2に向けて呼気を吹き込まないとき(初期状態)、AD変換回路11は係数回路17を介して音量ゼロのための乗算係数データを乗算回路16に供給すると共に、AD変換回路10はCPU12及び楽音発生部15を介して音高を初期化する為のデータを乗算回路16に供給する。それによって、上記初期状態ではスピーカー21から雑音が発生されなくなる。
【0031】マウスピース4に呼気を吹き込むと、総呼気圧センサ3出力電圧レベルがその呼気流に応じて増大し、音量情報としてAD変換回路11に供給され、デジタル音量データに変換され、係数回路17に出力される。係数回路17は、デジタル音量データに基づいて音量情報に呼応する音量を得るための乗算係数データが乗算回路16に出力される。同時に呼気流センサ1で検出された呼気流の流速値を音高情報としてAD変換回路10に供給され、そのときの音高情報に呼応する音階を得るためのディジタル波形データがCPU12及び楽音発生部15を介して乗算回路16に供給される。
【0032】乗算回路16は、同一時刻にサンプリングされた呼気流センサ2及び総呼気圧センサ3の出力値に呼応する乗算係数データとディジタル波形データとを乗算処理し、その乗算結果データをDA変換回路18に出力される。DA変換回路18で変換されたアナログ信号は、当該所定時刻における総呼気圧に呼応する音量で且つ呼気流速に対応する音階の楽音としてスピーカー21から放音される。更に、音高データによって音量データを除算する構成によって、吹き込み面積が同じ場合、音高の操作により、総呼気が変化しても音量は変化しない。音量の変化は吹き込み面積を変化させて行うことができる。この結果、音高および音量の操作が容易になる。このようにして放音された楽音が所望なものであるかを瞬時に判断し、音高及び音量調整を行うことができる。
【0033】図5はナビゲーター音によるタッチキー操作を示すフローチャートである。ここでナビゲーター音とは、楽音形成部200で発生させたスピーカ音を小さくして演奏者だけに聞こえるようにした楽音、またはイヤホン25(図1参照)から聞こえる楽音である。呼気を楽音発生部に吹き込んで呼気の流速に対応した音高をナビゲーター音として放音、これを演奏者は耳で聞いてタッチキーを操作し、楽音発生部へ入力し、楽音発生部より、弦楽器、打楽器の放音を行う。ナビゲーター音は演奏者へ向けて音量を小さくして抑制出来る。タッチキーの他、弦楽器の弦を弾く方法や弦を弓で弾いても良い。音量情報は吹き込んだ総呼気圧に応じた音量を放音する。
【0034】図6はナビゲーター音をイヤホンに放音し、これを演奏者は耳で聞いて楽音を確かめながらタッチキーを押し、楽音発生部へ入力し、楽音発生部より弦楽器、打楽器の放音を行う方式のフローチャートである。
【0035】請求項7は図1、図2、図3、図4の機器構成である。請求項1と異なる点は、図5におけるブロック構成である。即ち、総呼気圧センサ3のデータと呼気流センサ2のデータをそれぞれAD変換回路において符号化したデジタルデータに変換し、この二つのデータを除算回路にインプットし、総呼気圧センサ3のデータを呼気流センサ2のデータで除算し、これをCPUへインプットし、楽音発生部へとインプットする。次に呼気流センサ2のデジタルデータは係数回路にインプットし、次に乗算回路にインプットし、楽音発生部からインプットされた楽音に音量データを乗算する。請求項8、請求項9の発明は図6及び図7に示すフローチャートの様に構成する。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、マウスピースに呼気を吹き込むことにより、呼気流速を測定する1個の呼気流センサと総呼気量を漏斗集気部で集めて流速を測定する1個の呼気流センサだけで安定して音高情報及び音量情報が得られる。




 

 


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