楽器用励振装置
【課題】 楽器を励振するタイプの演奏装置であっても、テンポやピッチを自由に変えることができる楽器用励振装置を提供する。
【解決手段】 楽器用励振装置１のテンポ／ピッチ変更部１４は、記憶部１１から駆動波形自動演奏データＤ１を読み出す。このとき、テンポ指定部１２またはピッチ指定部１３によりテンポまたはピッチが指定された場合には、テンポ／ピッチ変更部１４は指定された内容に応じて、波形に対して時間方向への伸縮演算（圧縮、伸長等）やタイムストレッチを行うことによって、テンポまたはピッチを変更し、変更した波形データを振動アクチュエータ駆動部１６に供給する。一方、テンポ／ピッチ変更部１７は、記憶部１１から運指自動演奏データＤ２を読み出し、テンポ／ピッチ変更部１７は指定された内容に応じてテンポまたはピッチを変更して、運指アクチュエータ駆動部１８に変更したデータを供給する。
【解決手段】 楽器用励振装置１のテンポ／ピッチ変更部１４は、記憶部１１から駆動波形自動演奏データＤ１を読み出す。このとき、テンポ指定部１２またはピッチ指定部１３によりテンポまたはピッチが指定された場合には、テンポ／ピッチ変更部１４は指定された内容に応じて、波形に対して時間方向への伸縮演算（圧縮、伸長等）やタイムストレッチを行うことによって、テンポまたはピッチを変更し、変更した波形データを振動アクチュエータ駆動部１６に供給する。一方、テンポ／ピッチ変更部１７は、記憶部１１から運指自動演奏データＤ２を読み出し、テンポ／ピッチ変更部１７は指定された内容に応じてテンポまたはピッチを変更して、運指アクチュエータ駆動部１８に変更したデータを供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、楽器の所定部位を励振して音を出すことができる楽器用励振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械によって自動的に楽器を演奏する技術は広く知られており、例えば、自動的に演奏を行う自動オルガンや自動ピアノなどはかなり以前から生産されている。近年においては、鍵盤楽器だけでなく、吹奏楽器を自動的に演奏する機械も開発されており、特許文献１〜３には金管楽器を自動的に演奏する装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２５８４４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１７７８２８号公報
【特許文献３】特開２００４−３１４１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の自動オルガン、自動ピアノなどは演奏データを加工したり、読み出し速度を変えたりすることで、テンポやピッチを変更することができるが、特許文献１〜３に示すような管楽器の管路を励振させる装置の場合、演奏音をそのまま録音したオーディオ信号を再生して励振素子に与えているので、テンポやピッチを自由に変えることができないという問題があった。
【０００４】
本発明は上述した背景に鑑みてなされたものであり、楽器を励振するタイプの演奏装置であっても、テンポやピッチを自由に変えることができる楽器用励振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、楽器の特定部位に取り付けられ、供給される波形データに応じた励振を行う励振手段と、演奏が行われている楽器の特定部位にて収録された波形データを前記演奏について記憶した演奏波形データ記憶手段と、前記演奏波形データ記憶手段から前記波形データを読み出す波形データ読出手段と、前記波形データ読出手段が読み出した波形データを、供給されるパラメータに応じて圧縮、伸張およびタイムストレッチの少なくともいずれか一つを行って加工し、加工後の波形データを前記励振手段に供給する波形変更手段とを具備することを特徴とする楽器用励振装置を提供する。
【０００６】
また、本発明は、楽器の特定部位に取り付けられて励振を行う励振手段と、楽曲の演奏に対応する各音符を示すデータを有する演奏データを記憶する演奏データ記憶手段と、前記演奏データ記憶手段から前記演奏データを読み出す演奏データ読出手段と、前記演奏データ読出手段が読み出す前記演奏データのテンポおよびピッチをパラメータに応じたものにする演奏データ修正手段と、前記楽器の単音の発音に対応する励振波形を１もしくは複数の音階について記憶した波形記憶手段と、前記演奏データ修正手段によって修正された自動演奏データが示す各音符の音高、音長に応じた励振波形になるように前記波形記憶手段から前記励振波形を読み出して加工する励振波形読出手段とを具備することを特徴とする楽器用励振装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、楽器の特定部位に取り付けられて励振を行う励振手段と、前記楽器の発音に関する物理モデルを信号処理によって実現して前記励振手段に与える励振波形を生成する物理モデル音源手段と、前記物理音源モデル手段に発音指示を与えるデータを楽曲の演奏に対応して記憶した自動演奏データ記憶手段と、前記自動演奏データ記憶手段から前記自動演奏データを読み出す自動演奏データ読出手段と、前記自動演奏データ読出手段が読み出す前記自動演奏データのテンポおよびピッチを、パラメータに対応したものにする演奏データ修正手段とを具備し、前記物理モデル音源手段は前記演奏データ修正手段によって修正された演奏データに応じて前記励振波形を生成することを特徴とする楽器用励振装置を提供する。
【０００８】
本発明の好ましい態様において、前記励振手段が取り付けられる前記楽器を演奏を示す演奏操作情報であって、前記演奏波形データ記憶手段内に記憶されている演奏波形データに対応した操作情報を記憶する操作情報記憶手段と、前記パラメータによって決定されるピッチまたはテンポに対応して前記操作情報記憶手段から前記操作情報を読み出す操作情報読出手段と、前記楽器に取り付けられ前記楽器の操作子を操作するアクチュエータを有する演奏操作手段とを有し、前記アクチュエータは、前記操作情報読出手段によって読み出された前記操作情報に応じて動作するようにしてもよい。
本発明の好ましい態様において、前記励振手段が取り付けられる前記楽器の演奏を示す演奏操作情報であって、前記演奏データ記憶手段内に記憶されている演奏データに対応した操作情報を記憶する操作情報記憶手段と、前記パラメータによって決定されるピッチまたはテンポに対応して前記操作情報記憶手段から前記操作情報を読み出す操作情報読出手段と、前記楽器に取り付けられ前記楽器の操作子を操作するアクチュエータを有する演奏操作手段とを有し、前記アクチュエータは、前記操作情報読出手段によって読み出された前記操作情報に応じて動作するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、波形変更手段によって波形データが圧縮、伸張、あるいはタイムストレッチされ、加工された波形データに応じて励振手段が楽器を励振するので、演奏される楽曲のピッチやテンポを任意に変更することができる。
また、本発明によれば、演奏データのテンポやピッチを変更した後に、この演奏データに基づいて励振波形が生成されるので、演奏される楽曲のテンポやピッチを任意に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１実施形態］
図１はこの発明の第１の実施形態である楽器用励振装置１の構成を示す図である。楽器用励振装置１は、一点鎖線で囲まれている部分であり、２はトランペットである。２１はマウスピースであり、２０ａ，２０ｂ，２０ｃはピストンバルブである。ピストンバルブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの各上部には、それぞれピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配置されており、プランジャの軸線がそれぞれ対応するピストンバルブの軸線と同一になるように配設されている。これにより、ピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、それぞれ対応するピストンバルブを押下可能となっている。なお、このトランペット２は、一般的なトランペットであるため、その他の各部構成について、説明は省略する。
【００１１】
図において、１１はＲＯＭ（Read Only Memory）やハードディスク等の記憶装置を備える記憶部である。記憶部１１には、図示のように、駆動波形自動演奏データＤ１と、運指自動演奏データＤ２とが記憶されている。駆動波形自動演奏データＤ１は、演奏が行われているトランペットのマウスピースの所定部位の振動を収録したオーディオ波形データである。したがって、駆動波形自動演奏データＤ１を楽曲の進行に従って順次読み出せば、マウスピースの所定部位における振動波形が再現される。運指自動演奏データＤ２は、トランペットのピストンバルブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの操作内容を示す演奏操作情報であって、駆動波形自動演奏データＤ１に対応した操作情報である。より詳細に言えば、駆動波形自動演奏データの音高に対応し、演奏の進行に沿って記憶されたデータである。運指自動演奏データＤ２は、例えば、トランペットのピストンバルブの動きを検出するセンサを設け、実際の演奏におけるセンサの検出信号に基づいて生成する。すなわち、運指自動演奏データＤ２は、ピストンバルブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの状態を示す情報（ピストン状態情報）と、この状態が変化するまでの時間間隔（以下、ゲートタイムという）を示すデータの対によって構成される。これらは、ちょうどＭＩＤＩ信号のイベントとその間隔を示すデュレーションデータの関係と類似している。
【００１２】
１２はテンポを指定するテンポ指定部であり、１３はピッチを指定するピッチ指定部である。１４は、テンポ指定部１２とピッチ指定部１３から指定されるテンポとピッチに応じて波形データを修正するテンポ／ピッチ変更部である。テンポ／ピッチ変更部１４は、記憶部１１に記憶されている駆動波形自動演奏データＤ１を読み出し、読み出した波形データを、指定されたテンポとピッチに応じたものに修正する。
【００１３】
なお、テンポやピッチの指定は、楽曲の再生（演奏）中にリアルタイムで適宜行ってもよく、または、楽曲のどの部分のテンポやピッチを変更するかを指定する指定情報を予め記憶部１１に記憶させておくようにしてもよい。リアルタイムでテンポやピッチを変更する場合は、楽器用励振装置１にテンポ情報やピッチ情報を入力するための操作部等を設けて、ユーザが操作部を介してテンポ情報をピッチ情報を適宜入力できるようにしてもよい。テンポやピッチを指定する指定情報を予め記憶部１１に記憶させておく場合は、テンポ指定部１２およびピッチ指定部１３は、記憶された指定情報に応じてテンポ／ピッチ変更部１４，１７に対してテンポやピッチを指定するようにすればよい。
【００１４】
ここで、テンポ／ピッチ変更部１４が行うテンポとピッチの変更方法について説明する。図２はテンポ／ピッチ変更部１４が行うピッチの変更方法を概略的に示す図である。図において、Ａ１は駆動波形自動演奏データの波形の一例を示すものである。テンポ／ピッチ変更部１４は、波形Ａ１に対して時間方向への伸縮演算（圧縮、伸長等）を行うことによって、波形Ａ１を波形Ａ２に加工する。この伸縮演算を行う場合は、テンポも変更されてしまうが、ピッチの変更量が小さい場合はテンポの変更量も小さいので、ピッチの変更方法として用いることができる。
【００１５】
図３はテンポ／ピッチ変更部１４が行うテンポの変更方法を概略的に示す図である。図において、Ａ３は駆動波形自動演奏データの波形の一例を示すものである。テンポ／ピッチ変更部１４は、波形Ａ３に対してピッチを変化させずに波形の時間方向の圧縮を行うタイムストレッチ処理を行って、波形Ａ３を波形Ａ４に加工する。具体的には、波形の繰り返し部を順次付加してゆき、波形のタイムストレッチを行う。この場合、タイムストレッチを行った分だけ、テンポが遅くなる。
【００１６】
次に、テンポとピッチを両方変更する場合について、図４を参照しつつ説明する。なお、図４においては、説明の便宜上、テンポ／ピッチ変更部１４をテンポ変更部１４Ａとピッチ変更部１４Ｂとに分けて図示している。テンポとピッチを変更する場合には、まず、ピッチを変更する。この変更は、図２に示したものと同様の方法で行う。このとき、ピッチをｆ１［Hz］からｆ２［Hz］に変更する場合は、波形のサイズが（ｆ１／ｆ２）倍になる。図４においては、ピッチを２倍にした場合の加工前の波形Ａ５と加工後の波形Ａ６を図示している。次に、テンポをＴ１［拍／分］からＴ２［拍／分］に変更する場合は、波形のサイズを（Ｔ１／Ｔ２）倍とする必要があるが、ピッチ変更によるサイズ変更を補正するため、波形サイズは、（Ｔ１／Ｔ２）×（ｆ２／ｆ１）倍として調整する。図４においては、ピッチを２倍、テンポを２倍に加工した場合を示しており、波形Ａ６が波形Ａ７へと変更される。ここでは、上述したような波形サイズの調整を行うことにより、図４に示すように、波形Ａ５と波形Ａ７の波形サイズは同じになる。
【００１７】
図１の説明に戻る。１５はトランペット２のマウスピース２１の内側に取り付けられ、供給される波形データに応じた励振を行う振動アクチュエータである。１６はテンポ／ピッチ変更部１４から供給される波形データに応じて振動アクチュエータ１５を振動させる振動アクチュエータ駆動部である。
【００１８】
１７はテンポ指定部１２とピッチ指定部１３から指定されるテンポとピッチに応じて演奏操作情報を変更するテンポ／ピッチ変更部である。テンポ／ピッチ変更部１７は、記憶部１１に記憶されている運指自動演奏データＤ２を読み出し、読み出した演奏操作情報を、指定されたテンポとピッチに応じたものに修正する。より詳細に説明すると、テンポ／ピッチ変更部１７は、運指自動演奏データＤ２のピストン状態情報を、変更されたピッチに対応するように書き換え、また、変更されたテンポに応じてゲートタイムを書き換える。この場合、ピストン状態情報の書き換えは、予め用意された書き換えテーブルによって、変更後の音高に応じたピストン状態情報を直ちに読み出せるようになっている。
１８はテンポ／ピッチ変更部１７から供給される演奏操作情報に応じてピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃに対して駆動制御を行う運指アクチュエータ駆動部である。運指アクチュエータ駆動部１８は、運指自動演奏データＤ２に従って、トランペット２のピストンバルブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃのうち押下すべきピストンバルブや押下量を決定する。そして、決定したピストンバルブに対応するピストン用ソレノイド２２ａ〜２２ｃに駆動電流を流し、当該ピストンバルブを押下させる。
【００１９】
上述した構成によるこの実施形態の動作は以下のとおりである。楽器用励振装置１のテンポ／ピッチ変更部１４は、記憶部１１から駆動波形自動演奏データＤ１を読み出す。このとき、テンポ指定部１２またはピッチ指定部１３によりテンポまたはピッチが指定された場合には、テンポ／ピッチ変更部１４は指定された内容に応じてテンポまたはピッチを変更し、変更した波形データを振動アクチュエータ駆動部１６に供給する。テンポまたはピッチが指定されなかった場合は、読み出した波形データをそのまま振動アクチュエータ駆動部１６に供給する。一方、テンポ／ピッチ変更部１７は、記憶部１１から運指自動演奏データＤ２を読み出す。このとき、テンポ指定部１２またはピッチ指定部１３によりテンポまたはピッチが指定された場合には、テンポ／ピッチ変更部１７は指定された内容に応じてテンポまたはピッチを変更して、運指アクチュエータ駆動部１８に変更したデータを供給する。テンポまたはピッチが指定されなかった場合は、読み出した運指データをそのまま運指アクチュエータ駆動部１８に供給する。
【００２０】
振動アクチュエータ駆動部１６は供給された波形データに応じて振動アクチュエータ１５を駆動する。また、運指アクチュエータ駆動部１８は、テンポ／ピッチ変更部１７から供給される操作情報に基づいてピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃを駆動する。このとき、振動アクチュエータ駆動部１６と運指アクチュエータ駆動部１８とは互いに同期が取られた状態で振動アクチュエータ１５およびピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃをそれぞれ駆動することになるから、振動アクチュエータ１５による振動とトランペット２の管路長とが常に共鳴関係を保つことになり、トランペットらしい気柱共鳴の音が奏される。
【００２１】
以上説明したようにこの実施形態においては、トランペット２のマウスピース２１（特定部位）へアクチュエートする振動波形（楽音信号波形）について、トランペット２のマウスピース２１での振動波形の再現に適した方式の振動アクチュエータ１５に対して、テンポ、ピッチを変更した振動波形を供給することができるため、自動演奏による演奏の自由度を広げることが可能となる。また、このとき、この楽音信号波形に対するテンポ、ピッチの変更と同様に、運指アクチュエータ用のデータに関してもテンポ、ピッチの変更を適切に行うことによって、気柱共鳴を維持することができ、演奏音の品質を高めることができる。
【００２２】
［第２実施形態］
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
図５はこの発明の第２の実施形態である楽器用励振装置２００の構成を示す図である。この楽器用励振装置２００の構成が第１実施形態である楽器用励振装置１と異なる点は、駆動波形自動演奏データＤ１に代えて波形メモリ方式音源用自動演奏データＤ１１と波形メモリデータベースＤＢ１とを記憶部１１に記憶している点と、テンポ／ピッチ変更部１４に代えてテンポ／ピッチ変更部２１４を備えている点と、波形メモリ方式音源部２０１を備えている点であり、他の構成要素は第１実施形態である楽器用励振装置１のそれと同様である。そのため、以下の説明においては、楽器用励振装置１と同様の構成要素については同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００２３】
記憶部１１に記憶されている波形メモリ方式音源用自動演奏データＤ１１は、例えばＭＩＤＩ（Musical Instruments Digital Interface）形式の演奏データであり、楽曲の演奏に対応する各音符を示すデータを有する演奏データである。この演奏データは、一つの音符に対して、音程を示すノートコードと音符の発音間隔を示す発音間隔（ゲートタイム）と音の大きさを示すベロシティ情報を含んでいる。記憶部１１に記憶されている波形メモリデータベースＤＢ１は、トランペット２の単音の発音に対応する励振波形を複数の音階について記憶している。この波形メモリデータベースに記憶される励振波形は、マウスピース２１の振動アクチュエータ１５が設けられている部位で記録された励振波形である。
【００２４】
テンポ／ピッチ変更部２１４は、記憶部１１から波形メモリ方式音源用自動演奏データＤ１１を読み出し、ピッチ指定部１３またはテンポ指定部１２によって指定されるテンポとピッチに応じて、読み出した波形メモリ方式音源用自動演奏データＤ１１のテンポとピッチを修正する。すなわち、各音符について、変更されたピッチに対応してノートコードを変更するとともに、変更されたテンポに応じてゲートタイムを変更する。
【００２５】
波形メモリ方式音源部２０１は、テンポ／ピッチ変更部２１４から出力される演奏データが示すノートコードに対応した音高の波形を波形メモリデータベースＤＢ１から選択して読み出し、ゲートタイムで示される長さに応じた振動波形となるように加工する。このとき、駆動波形の振幅は演奏データが示すベロシティに応じた振幅にする。この場合、波形メモリデータベースＤＢ１に記憶されている駆動波形が全てのノートコード分用意されていないときは、波形読み出しピッチを変えて周波数変換をして所望の波形を得るようにする。
波形メモリ方式音源部２０１は、上述のようにして波形メモリデータベースＤＢ１から読み出した励振波形を加工することによって生成した波形データを、振動アクチュエータ駆動部１６に供給する。
【００２６】
上述した構成によるこの実施形態の動作は以下のとおりである。楽器用励振装置１のテンポ／ピッチ変更部２１４は、記憶部１１から波形メモリ方式音源用自動演奏データＤ１１を読み出す。このとき、テンポ指定部１２またはピッチ指定部１３によりテンポまたはピッチが指定された場合にはその内容に応じてテンポまたはピッチを変更して、波形メモリ方式音源部２０１に供給する。波形メモリ方式音源部２０１は、テンポ／ピッチ変更部１４から供給される演奏データが示す各音符のノートコード、ゲートタイム、ベロシティに応じた振動波形となるように、波形メモリデータベースＤＢ１から励振波形を読み出して加工し、加工して生成した波形データを振動アクチュエータ１５に供給する。一方、テンポ／ピッチ変更部１７は、記憶部１１から読み出した運指自動演奏データ１１をテンポ指定部１２またはピッチ指定部１３により指定された内容でテンポとピッチを変更した操作情報を、運指アクチュエータ駆動部１８に供給する。
【００２７】
振動アクチュエータ駆動部１６は供給された波形データに応じて振動アクチュエータ１５を駆動する。また、運指アクチュエータ駆動部１８は、テンポ／ピッチ変更部１７から供給される操作情報に基づいてピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃを駆動する。このとき、振動アクチュエータ駆動部１６と運指アクチュエータ駆動部１８とは互いに同期した状態で、振動アクチュエータ１５およびピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃをそれぞれ駆動する。これにより、振動アクチュエータ１５による振動とトランペット２の管路長とが常に共鳴関係と保つことになり、トランペットらしい気柱共鳴の音が奏される。
【００２８】
この実施形態においても、第１の実施形態と同様に、トランペット２のマウスピース２１（特定部位）へアクチュエートする振動波形（楽音信号波形）について、トランペット２のマウスピース２１での振動波形の再現に適した方式の振動アクチュエータ１５に対して、テンポ、ピッチを変更した振動波形を供給することができるため、自動演奏による演奏の自由度を広げることが可能となる。
【００２９】
［第３実施形態］
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。
図６はこの発明の第３の実施形態である楽器用励振装置３００の構成を示す図である。この楽器用励振装置３００の構成が第１の実施形態である楽器用励振装置１と異なる点は、駆動波形自動演奏データＤ１に代えて、物理モデル方式音源用自動演奏データＤ３１と音源パラメータＰ１とを記憶部１１に記憶している点と、物理モデル方式音源部３０１を備えている点と、テンポ／ピッチ変更部１４に代えてテンポ／ピッチ変更部３１４を備えている点であり、他の構成要素は第１実施形態である楽器用励振装置１のそれと同様である。
【００３０】
記憶部１１に記憶されている物理モデル方式音源用自動演奏データＤ３１は、楽曲の演奏に対応して物理モデル方式音源部３０１に発音指示を与えるためのデータの集合体である。例えば、金管楽器の場合は、息圧・アンブシュア・管の長さなどである。記憶部１１に記憶されている音源パラメータＰ１は、トランペット２のマウスピース２１の直下部分の振動波形を物理モデル音源に指定するためのパラメータである。物理モデル方式音源部３０１は、トランペット２の発音に関する物理モデルをデータ信号処理によって実現して振動アクチュエータ駆動部１６に供給するものである。物理モデル方式音源部３０１は、テンポ／ピッチ変更部３１４から供給される演奏データを、音源パラメータＰ１に応じたものに修正して振動アクチュエータ駆動部１６に供給する。
【００３１】
テンポ／ピッチ変更部３１４は、記憶部１１から物理モデル方式音源用自動演奏データＤ３１を読出し、ピッチ指定部１３またはテンポ指定部１２によって指定されるテンポとピッチに応じて、読み出した物理モデル方式音源用自動演奏データＤ３１のテンポとピッチを修正する。
【００３２】
この実施形態においても、第１の実施形態と同様に、トランペット２のマウスピース２１（特定部位）へアクチュエートする振動波形（楽音信号波形）について、トランペット２のマウスピース２１での振動波形の再現に適した方式の振動アクチュエータ１５（音源）に対して、テンポ、ピッチを変更した振動波形を供給することができるため、自動演奏による演奏の自由度を広げることが可能となる。また、このとき、運指アクチュエータ用のデータに関してもテンポ、ピッチの変更を行うが、これについて前述した第２の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００３３】
［変形例］
以上、第１〜第３の実施形態について説明したが、この発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその一例を示す。
（１）上述した第１の実施形態においては、駆動波形自動演奏データＤ１をそのまま記憶部１１に記憶させておくようにしたが、圧縮して記憶させておくようにしてもよい。この場合、図７に示すように、駆動波形の自動演奏データを圧縮させた駆動波形自動演奏圧縮データＤ４１を記憶部１１に記憶させておき、デコード部４０１が記憶部から駆動波形自動演奏圧縮データＤ４１を読み出してデコードし、テンポ／ピッチ変更部１４にデコードした演奏データを供給するようにすればよい。
【００３４】
（２）上述した実施形態においては、指定されたテンポとピッチに応じた制御を行ったが、これらに加えて更に音量や音色を変更するようにしてもよい。その具体例について図８を参照しつつ説明する。図８は、この発明の変形例である楽器用励振装置５００の構成を示す図である。図において、５０１は音量を指定する音量指定部であり、５０２は音色を指定する音色指定部である。
【００３５】
５０３は、音量指定部５０１から指定される音量に応じて、テンポ／ピッチ変更部１４から供給される演奏データの音量を変更する音量変更部である。音量変更部５０３は、例えば係数の乗算などを行って増幅器の増幅率を変える等の処理を行って音量を変更する。５０４は、音色指定部５０２から指定される音色に応じて、音量変更部５０３から供給される演奏データの音色を変更する音色変更部である。音色変更部５０４は、供給される演奏データに対して、例えばローパスフィルタやハイパスフィルタのカットオフ周波数やイコライザの中心周波数を変更する等の処理を行って演奏データの音色を変更する。このように音量や音色を変更することによって、自動演奏による演奏の自由度を更に広げることが可能となる。
【００３６】
波形メモリ方式を用いた第２の実施形態や、物理モデル方式を用いた第３の実施形態についても同様であり、図９や図１０に示すように、音色変更部や音量変更部を設ければ音色や音量を変更することが可能となる。この場合は、音色に関連するパラメータや音量に関連するパラメータを変更することとなる。
【００３７】
（３）上述した各実施形態においては、テンポやピッチをリアルタイムに変更するものであったが、本発明はリアルタイム処理以外でも勿論実行することができる。例えば、変えて、テンポやピッチの変更処理を行ったデータを一時記憶し、この一時記憶したデータを読み出すことで、結果的にテンポやピッチが変更された演奏を行うことができる。この場合に、テンポやピッチの変更処理に時間がかかったとしても、再生される時は一時記憶されたデータが再生されるので、処理速度が遅い装置であっても何ら支障なくテンポ、ピッチの変更処理を行うことができる。
【００３８】
（４）励振手段が取り付けられる楽器の特定部位は、マウスピースの位置に限らず、管の途中のどこでもよいが、マウスピース位置かベル近辺が好ましい。また、本発明は木管楽器や弦楽器、鍵盤楽器など種々の楽器に適用可能である。例えば、木管楽器であればリードに励振手段を取り付けると好適である。また、弦楽器においては弦を励振する振動子や振動によって擦弦する機構を設けると好適であり、鍵盤楽器においては、その内部に張設されている弦を励振する振動子などを設けると好適である。鍵盤楽器においては、鍵を駆動する機構と励振手段を連動させ、鍵をある程度動かしてダンパーを弦から離した状態にして弦を励振させると好適である。この場合、各弦の共振周波数に合わせた振動子を用いれば、弦の共振を利用することができる。
また、上述した楽器に限らず、励振によって発音できる楽器であれば、本願発明は、打楽器などにも勿論適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図２】同実施形態のピッチの変更方法を概略的に示す図である。
【図３】同実施形態のテンポの変更方法を概略的に示す図である。
【図４】同実施形態のピッチとテンポの変更方法を概略的に示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の変形例である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の変形例である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の変形例である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の変形例である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１，２００，３００，４００，５００，６００，７００…楽器用励振装置、２…トランペット、１１…記憶部、１２…テンポ指定部、１３…ピッチ指定部、１４，２１４，３１４…テンポ／ピッチ変更部、１５…振動アクチュエータ、１６…振動アクチュエータ駆動部、１７…テンポ／ピッチ変更部、１８…運指アクチュエータ駆動部、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…ピストンバルブ、２１…マウスピース、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…ピストン用ソレノイド、２０１…波形メモリ方式音源部、３０１…物理モデル方式音源部、４０１…デコード部、５０１…音量指定部、５０２…音色指定部、５０３…音量変更部、５０４…音色変更部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、楽器の所定部位を励振して音を出すことができる楽器用励振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械によって自動的に楽器を演奏する技術は広く知られており、例えば、自動的に演奏を行う自動オルガンや自動ピアノなどはかなり以前から生産されている。近年においては、鍵盤楽器だけでなく、吹奏楽器を自動的に演奏する機械も開発されており、特許文献１〜３には金管楽器を自動的に演奏する装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２５８４４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１７７８２８号公報
【特許文献３】特開２００４−３１４１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の自動オルガン、自動ピアノなどは演奏データを加工したり、読み出し速度を変えたりすることで、テンポやピッチを変更することができるが、特許文献１〜３に示すような管楽器の管路を励振させる装置の場合、演奏音をそのまま録音したオーディオ信号を再生して励振素子に与えているので、テンポやピッチを自由に変えることができないという問題があった。
【０００４】
本発明は上述した背景に鑑みてなされたものであり、楽器を励振するタイプの演奏装置であっても、テンポやピッチを自由に変えることができる楽器用励振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、楽器の特定部位に取り付けられ、供給される波形データに応じた励振を行う励振手段と、演奏が行われている楽器の特定部位にて収録された波形データを前記演奏について記憶した演奏波形データ記憶手段と、前記演奏波形データ記憶手段から前記波形データを読み出す波形データ読出手段と、前記波形データ読出手段が読み出した波形データを、供給されるパラメータに応じて圧縮、伸張およびタイムストレッチの少なくともいずれか一つを行って加工し、加工後の波形データを前記励振手段に供給する波形変更手段とを具備することを特徴とする楽器用励振装置を提供する。
【０００６】
また、本発明は、楽器の特定部位に取り付けられて励振を行う励振手段と、楽曲の演奏に対応する各音符を示すデータを有する演奏データを記憶する演奏データ記憶手段と、前記演奏データ記憶手段から前記演奏データを読み出す演奏データ読出手段と、前記演奏データ読出手段が読み出す前記演奏データのテンポおよびピッチをパラメータに応じたものにする演奏データ修正手段と、前記楽器の単音の発音に対応する励振波形を１もしくは複数の音階について記憶した波形記憶手段と、前記演奏データ修正手段によって修正された自動演奏データが示す各音符の音高、音長に応じた励振波形になるように前記波形記憶手段から前記励振波形を読み出して加工する励振波形読出手段とを具備することを特徴とする楽器用励振装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、楽器の特定部位に取り付けられて励振を行う励振手段と、前記楽器の発音に関する物理モデルを信号処理によって実現して前記励振手段に与える励振波形を生成する物理モデル音源手段と、前記物理音源モデル手段に発音指示を与えるデータを楽曲の演奏に対応して記憶した自動演奏データ記憶手段と、前記自動演奏データ記憶手段から前記自動演奏データを読み出す自動演奏データ読出手段と、前記自動演奏データ読出手段が読み出す前記自動演奏データのテンポおよびピッチを、パラメータに対応したものにする演奏データ修正手段とを具備し、前記物理モデル音源手段は前記演奏データ修正手段によって修正された演奏データに応じて前記励振波形を生成することを特徴とする楽器用励振装置を提供する。
【０００８】
本発明の好ましい態様において、前記励振手段が取り付けられる前記楽器を演奏を示す演奏操作情報であって、前記演奏波形データ記憶手段内に記憶されている演奏波形データに対応した操作情報を記憶する操作情報記憶手段と、前記パラメータによって決定されるピッチまたはテンポに対応して前記操作情報記憶手段から前記操作情報を読み出す操作情報読出手段と、前記楽器に取り付けられ前記楽器の操作子を操作するアクチュエータを有する演奏操作手段とを有し、前記アクチュエータは、前記操作情報読出手段によって読み出された前記操作情報に応じて動作するようにしてもよい。
本発明の好ましい態様において、前記励振手段が取り付けられる前記楽器の演奏を示す演奏操作情報であって、前記演奏データ記憶手段内に記憶されている演奏データに対応した操作情報を記憶する操作情報記憶手段と、前記パラメータによって決定されるピッチまたはテンポに対応して前記操作情報記憶手段から前記操作情報を読み出す操作情報読出手段と、前記楽器に取り付けられ前記楽器の操作子を操作するアクチュエータを有する演奏操作手段とを有し、前記アクチュエータは、前記操作情報読出手段によって読み出された前記操作情報に応じて動作するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、波形変更手段によって波形データが圧縮、伸張、あるいはタイムストレッチされ、加工された波形データに応じて励振手段が楽器を励振するので、演奏される楽曲のピッチやテンポを任意に変更することができる。
また、本発明によれば、演奏データのテンポやピッチを変更した後に、この演奏データに基づいて励振波形が生成されるので、演奏される楽曲のテンポやピッチを任意に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１実施形態］
図１はこの発明の第１の実施形態である楽器用励振装置１の構成を示す図である。楽器用励振装置１は、一点鎖線で囲まれている部分であり、２はトランペットである。２１はマウスピースであり、２０ａ，２０ｂ，２０ｃはピストンバルブである。ピストンバルブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの各上部には、それぞれピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配置されており、プランジャの軸線がそれぞれ対応するピストンバルブの軸線と同一になるように配設されている。これにより、ピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、それぞれ対応するピストンバルブを押下可能となっている。なお、このトランペット２は、一般的なトランペットであるため、その他の各部構成について、説明は省略する。
【００１１】
図において、１１はＲＯＭ（Read Only Memory）やハードディスク等の記憶装置を備える記憶部である。記憶部１１には、図示のように、駆動波形自動演奏データＤ１と、運指自動演奏データＤ２とが記憶されている。駆動波形自動演奏データＤ１は、演奏が行われているトランペットのマウスピースの所定部位の振動を収録したオーディオ波形データである。したがって、駆動波形自動演奏データＤ１を楽曲の進行に従って順次読み出せば、マウスピースの所定部位における振動波形が再現される。運指自動演奏データＤ２は、トランペットのピストンバルブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの操作内容を示す演奏操作情報であって、駆動波形自動演奏データＤ１に対応した操作情報である。より詳細に言えば、駆動波形自動演奏データの音高に対応し、演奏の進行に沿って記憶されたデータである。運指自動演奏データＤ２は、例えば、トランペットのピストンバルブの動きを検出するセンサを設け、実際の演奏におけるセンサの検出信号に基づいて生成する。すなわち、運指自動演奏データＤ２は、ピストンバルブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの状態を示す情報（ピストン状態情報）と、この状態が変化するまでの時間間隔（以下、ゲートタイムという）を示すデータの対によって構成される。これらは、ちょうどＭＩＤＩ信号のイベントとその間隔を示すデュレーションデータの関係と類似している。
【００１２】
１２はテンポを指定するテンポ指定部であり、１３はピッチを指定するピッチ指定部である。１４は、テンポ指定部１２とピッチ指定部１３から指定されるテンポとピッチに応じて波形データを修正するテンポ／ピッチ変更部である。テンポ／ピッチ変更部１４は、記憶部１１に記憶されている駆動波形自動演奏データＤ１を読み出し、読み出した波形データを、指定されたテンポとピッチに応じたものに修正する。
【００１３】
なお、テンポやピッチの指定は、楽曲の再生（演奏）中にリアルタイムで適宜行ってもよく、または、楽曲のどの部分のテンポやピッチを変更するかを指定する指定情報を予め記憶部１１に記憶させておくようにしてもよい。リアルタイムでテンポやピッチを変更する場合は、楽器用励振装置１にテンポ情報やピッチ情報を入力するための操作部等を設けて、ユーザが操作部を介してテンポ情報をピッチ情報を適宜入力できるようにしてもよい。テンポやピッチを指定する指定情報を予め記憶部１１に記憶させておく場合は、テンポ指定部１２およびピッチ指定部１３は、記憶された指定情報に応じてテンポ／ピッチ変更部１４，１７に対してテンポやピッチを指定するようにすればよい。
【００１４】
ここで、テンポ／ピッチ変更部１４が行うテンポとピッチの変更方法について説明する。図２はテンポ／ピッチ変更部１４が行うピッチの変更方法を概略的に示す図である。図において、Ａ１は駆動波形自動演奏データの波形の一例を示すものである。テンポ／ピッチ変更部１４は、波形Ａ１に対して時間方向への伸縮演算（圧縮、伸長等）を行うことによって、波形Ａ１を波形Ａ２に加工する。この伸縮演算を行う場合は、テンポも変更されてしまうが、ピッチの変更量が小さい場合はテンポの変更量も小さいので、ピッチの変更方法として用いることができる。
【００１５】
図３はテンポ／ピッチ変更部１４が行うテンポの変更方法を概略的に示す図である。図において、Ａ３は駆動波形自動演奏データの波形の一例を示すものである。テンポ／ピッチ変更部１４は、波形Ａ３に対してピッチを変化させずに波形の時間方向の圧縮を行うタイムストレッチ処理を行って、波形Ａ３を波形Ａ４に加工する。具体的には、波形の繰り返し部を順次付加してゆき、波形のタイムストレッチを行う。この場合、タイムストレッチを行った分だけ、テンポが遅くなる。
【００１６】
次に、テンポとピッチを両方変更する場合について、図４を参照しつつ説明する。なお、図４においては、説明の便宜上、テンポ／ピッチ変更部１４をテンポ変更部１４Ａとピッチ変更部１４Ｂとに分けて図示している。テンポとピッチを変更する場合には、まず、ピッチを変更する。この変更は、図２に示したものと同様の方法で行う。このとき、ピッチをｆ１［Hz］からｆ２［Hz］に変更する場合は、波形のサイズが（ｆ１／ｆ２）倍になる。図４においては、ピッチを２倍にした場合の加工前の波形Ａ５と加工後の波形Ａ６を図示している。次に、テンポをＴ１［拍／分］からＴ２［拍／分］に変更する場合は、波形のサイズを（Ｔ１／Ｔ２）倍とする必要があるが、ピッチ変更によるサイズ変更を補正するため、波形サイズは、（Ｔ１／Ｔ２）×（ｆ２／ｆ１）倍として調整する。図４においては、ピッチを２倍、テンポを２倍に加工した場合を示しており、波形Ａ６が波形Ａ７へと変更される。ここでは、上述したような波形サイズの調整を行うことにより、図４に示すように、波形Ａ５と波形Ａ７の波形サイズは同じになる。
【００１７】
図１の説明に戻る。１５はトランペット２のマウスピース２１の内側に取り付けられ、供給される波形データに応じた励振を行う振動アクチュエータである。１６はテンポ／ピッチ変更部１４から供給される波形データに応じて振動アクチュエータ１５を振動させる振動アクチュエータ駆動部である。
【００１８】
１７はテンポ指定部１２とピッチ指定部１３から指定されるテンポとピッチに応じて演奏操作情報を変更するテンポ／ピッチ変更部である。テンポ／ピッチ変更部１７は、記憶部１１に記憶されている運指自動演奏データＤ２を読み出し、読み出した演奏操作情報を、指定されたテンポとピッチに応じたものに修正する。より詳細に説明すると、テンポ／ピッチ変更部１７は、運指自動演奏データＤ２のピストン状態情報を、変更されたピッチに対応するように書き換え、また、変更されたテンポに応じてゲートタイムを書き換える。この場合、ピストン状態情報の書き換えは、予め用意された書き換えテーブルによって、変更後の音高に応じたピストン状態情報を直ちに読み出せるようになっている。
１８はテンポ／ピッチ変更部１７から供給される演奏操作情報に応じてピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃに対して駆動制御を行う運指アクチュエータ駆動部である。運指アクチュエータ駆動部１８は、運指自動演奏データＤ２に従って、トランペット２のピストンバルブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃのうち押下すべきピストンバルブや押下量を決定する。そして、決定したピストンバルブに対応するピストン用ソレノイド２２ａ〜２２ｃに駆動電流を流し、当該ピストンバルブを押下させる。
【００１９】
上述した構成によるこの実施形態の動作は以下のとおりである。楽器用励振装置１のテンポ／ピッチ変更部１４は、記憶部１１から駆動波形自動演奏データＤ１を読み出す。このとき、テンポ指定部１２またはピッチ指定部１３によりテンポまたはピッチが指定された場合には、テンポ／ピッチ変更部１４は指定された内容に応じてテンポまたはピッチを変更し、変更した波形データを振動アクチュエータ駆動部１６に供給する。テンポまたはピッチが指定されなかった場合は、読み出した波形データをそのまま振動アクチュエータ駆動部１６に供給する。一方、テンポ／ピッチ変更部１７は、記憶部１１から運指自動演奏データＤ２を読み出す。このとき、テンポ指定部１２またはピッチ指定部１３によりテンポまたはピッチが指定された場合には、テンポ／ピッチ変更部１７は指定された内容に応じてテンポまたはピッチを変更して、運指アクチュエータ駆動部１８に変更したデータを供給する。テンポまたはピッチが指定されなかった場合は、読み出した運指データをそのまま運指アクチュエータ駆動部１８に供給する。
【００２０】
振動アクチュエータ駆動部１６は供給された波形データに応じて振動アクチュエータ１５を駆動する。また、運指アクチュエータ駆動部１８は、テンポ／ピッチ変更部１７から供給される操作情報に基づいてピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃを駆動する。このとき、振動アクチュエータ駆動部１６と運指アクチュエータ駆動部１８とは互いに同期が取られた状態で振動アクチュエータ１５およびピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃをそれぞれ駆動することになるから、振動アクチュエータ１５による振動とトランペット２の管路長とが常に共鳴関係を保つことになり、トランペットらしい気柱共鳴の音が奏される。
【００２１】
以上説明したようにこの実施形態においては、トランペット２のマウスピース２１（特定部位）へアクチュエートする振動波形（楽音信号波形）について、トランペット２のマウスピース２１での振動波形の再現に適した方式の振動アクチュエータ１５に対して、テンポ、ピッチを変更した振動波形を供給することができるため、自動演奏による演奏の自由度を広げることが可能となる。また、このとき、この楽音信号波形に対するテンポ、ピッチの変更と同様に、運指アクチュエータ用のデータに関してもテンポ、ピッチの変更を適切に行うことによって、気柱共鳴を維持することができ、演奏音の品質を高めることができる。
【００２２】
［第２実施形態］
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
図５はこの発明の第２の実施形態である楽器用励振装置２００の構成を示す図である。この楽器用励振装置２００の構成が第１実施形態である楽器用励振装置１と異なる点は、駆動波形自動演奏データＤ１に代えて波形メモリ方式音源用自動演奏データＤ１１と波形メモリデータベースＤＢ１とを記憶部１１に記憶している点と、テンポ／ピッチ変更部１４に代えてテンポ／ピッチ変更部２１４を備えている点と、波形メモリ方式音源部２０１を備えている点であり、他の構成要素は第１実施形態である楽器用励振装置１のそれと同様である。そのため、以下の説明においては、楽器用励振装置１と同様の構成要素については同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００２３】
記憶部１１に記憶されている波形メモリ方式音源用自動演奏データＤ１１は、例えばＭＩＤＩ（Musical Instruments Digital Interface）形式の演奏データであり、楽曲の演奏に対応する各音符を示すデータを有する演奏データである。この演奏データは、一つの音符に対して、音程を示すノートコードと音符の発音間隔を示す発音間隔（ゲートタイム）と音の大きさを示すベロシティ情報を含んでいる。記憶部１１に記憶されている波形メモリデータベースＤＢ１は、トランペット２の単音の発音に対応する励振波形を複数の音階について記憶している。この波形メモリデータベースに記憶される励振波形は、マウスピース２１の振動アクチュエータ１５が設けられている部位で記録された励振波形である。
【００２４】
テンポ／ピッチ変更部２１４は、記憶部１１から波形メモリ方式音源用自動演奏データＤ１１を読み出し、ピッチ指定部１３またはテンポ指定部１２によって指定されるテンポとピッチに応じて、読み出した波形メモリ方式音源用自動演奏データＤ１１のテンポとピッチを修正する。すなわち、各音符について、変更されたピッチに対応してノートコードを変更するとともに、変更されたテンポに応じてゲートタイムを変更する。
【００２５】
波形メモリ方式音源部２０１は、テンポ／ピッチ変更部２１４から出力される演奏データが示すノートコードに対応した音高の波形を波形メモリデータベースＤＢ１から選択して読み出し、ゲートタイムで示される長さに応じた振動波形となるように加工する。このとき、駆動波形の振幅は演奏データが示すベロシティに応じた振幅にする。この場合、波形メモリデータベースＤＢ１に記憶されている駆動波形が全てのノートコード分用意されていないときは、波形読み出しピッチを変えて周波数変換をして所望の波形を得るようにする。
波形メモリ方式音源部２０１は、上述のようにして波形メモリデータベースＤＢ１から読み出した励振波形を加工することによって生成した波形データを、振動アクチュエータ駆動部１６に供給する。
【００２６】
上述した構成によるこの実施形態の動作は以下のとおりである。楽器用励振装置１のテンポ／ピッチ変更部２１４は、記憶部１１から波形メモリ方式音源用自動演奏データＤ１１を読み出す。このとき、テンポ指定部１２またはピッチ指定部１３によりテンポまたはピッチが指定された場合にはその内容に応じてテンポまたはピッチを変更して、波形メモリ方式音源部２０１に供給する。波形メモリ方式音源部２０１は、テンポ／ピッチ変更部１４から供給される演奏データが示す各音符のノートコード、ゲートタイム、ベロシティに応じた振動波形となるように、波形メモリデータベースＤＢ１から励振波形を読み出して加工し、加工して生成した波形データを振動アクチュエータ１５に供給する。一方、テンポ／ピッチ変更部１７は、記憶部１１から読み出した運指自動演奏データ１１をテンポ指定部１２またはピッチ指定部１３により指定された内容でテンポとピッチを変更した操作情報を、運指アクチュエータ駆動部１８に供給する。
【００２７】
振動アクチュエータ駆動部１６は供給された波形データに応じて振動アクチュエータ１５を駆動する。また、運指アクチュエータ駆動部１８は、テンポ／ピッチ変更部１７から供給される操作情報に基づいてピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃを駆動する。このとき、振動アクチュエータ駆動部１６と運指アクチュエータ駆動部１８とは互いに同期した状態で、振動アクチュエータ１５およびピストン用ソレノイド２２ａ，２２ｂ，２２ｃをそれぞれ駆動する。これにより、振動アクチュエータ１５による振動とトランペット２の管路長とが常に共鳴関係と保つことになり、トランペットらしい気柱共鳴の音が奏される。
【００２８】
この実施形態においても、第１の実施形態と同様に、トランペット２のマウスピース２１（特定部位）へアクチュエートする振動波形（楽音信号波形）について、トランペット２のマウスピース２１での振動波形の再現に適した方式の振動アクチュエータ１５に対して、テンポ、ピッチを変更した振動波形を供給することができるため、自動演奏による演奏の自由度を広げることが可能となる。
【００２９】
［第３実施形態］
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。
図６はこの発明の第３の実施形態である楽器用励振装置３００の構成を示す図である。この楽器用励振装置３００の構成が第１の実施形態である楽器用励振装置１と異なる点は、駆動波形自動演奏データＤ１に代えて、物理モデル方式音源用自動演奏データＤ３１と音源パラメータＰ１とを記憶部１１に記憶している点と、物理モデル方式音源部３０１を備えている点と、テンポ／ピッチ変更部１４に代えてテンポ／ピッチ変更部３１４を備えている点であり、他の構成要素は第１実施形態である楽器用励振装置１のそれと同様である。
【００３０】
記憶部１１に記憶されている物理モデル方式音源用自動演奏データＤ３１は、楽曲の演奏に対応して物理モデル方式音源部３０１に発音指示を与えるためのデータの集合体である。例えば、金管楽器の場合は、息圧・アンブシュア・管の長さなどである。記憶部１１に記憶されている音源パラメータＰ１は、トランペット２のマウスピース２１の直下部分の振動波形を物理モデル音源に指定するためのパラメータである。物理モデル方式音源部３０１は、トランペット２の発音に関する物理モデルをデータ信号処理によって実現して振動アクチュエータ駆動部１６に供給するものである。物理モデル方式音源部３０１は、テンポ／ピッチ変更部３１４から供給される演奏データを、音源パラメータＰ１に応じたものに修正して振動アクチュエータ駆動部１６に供給する。
【００３１】
テンポ／ピッチ変更部３１４は、記憶部１１から物理モデル方式音源用自動演奏データＤ３１を読出し、ピッチ指定部１３またはテンポ指定部１２によって指定されるテンポとピッチに応じて、読み出した物理モデル方式音源用自動演奏データＤ３１のテンポとピッチを修正する。
【００３２】
この実施形態においても、第１の実施形態と同様に、トランペット２のマウスピース２１（特定部位）へアクチュエートする振動波形（楽音信号波形）について、トランペット２のマウスピース２１での振動波形の再現に適した方式の振動アクチュエータ１５（音源）に対して、テンポ、ピッチを変更した振動波形を供給することができるため、自動演奏による演奏の自由度を広げることが可能となる。また、このとき、運指アクチュエータ用のデータに関してもテンポ、ピッチの変更を行うが、これについて前述した第２の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００３３】
［変形例］
以上、第１〜第３の実施形態について説明したが、この発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその一例を示す。
（１）上述した第１の実施形態においては、駆動波形自動演奏データＤ１をそのまま記憶部１１に記憶させておくようにしたが、圧縮して記憶させておくようにしてもよい。この場合、図７に示すように、駆動波形の自動演奏データを圧縮させた駆動波形自動演奏圧縮データＤ４１を記憶部１１に記憶させておき、デコード部４０１が記憶部から駆動波形自動演奏圧縮データＤ４１を読み出してデコードし、テンポ／ピッチ変更部１４にデコードした演奏データを供給するようにすればよい。
【００３４】
（２）上述した実施形態においては、指定されたテンポとピッチに応じた制御を行ったが、これらに加えて更に音量や音色を変更するようにしてもよい。その具体例について図８を参照しつつ説明する。図８は、この発明の変形例である楽器用励振装置５００の構成を示す図である。図において、５０１は音量を指定する音量指定部であり、５０２は音色を指定する音色指定部である。
【００３５】
５０３は、音量指定部５０１から指定される音量に応じて、テンポ／ピッチ変更部１４から供給される演奏データの音量を変更する音量変更部である。音量変更部５０３は、例えば係数の乗算などを行って増幅器の増幅率を変える等の処理を行って音量を変更する。５０４は、音色指定部５０２から指定される音色に応じて、音量変更部５０３から供給される演奏データの音色を変更する音色変更部である。音色変更部５０４は、供給される演奏データに対して、例えばローパスフィルタやハイパスフィルタのカットオフ周波数やイコライザの中心周波数を変更する等の処理を行って演奏データの音色を変更する。このように音量や音色を変更することによって、自動演奏による演奏の自由度を更に広げることが可能となる。
【００３６】
波形メモリ方式を用いた第２の実施形態や、物理モデル方式を用いた第３の実施形態についても同様であり、図９や図１０に示すように、音色変更部や音量変更部を設ければ音色や音量を変更することが可能となる。この場合は、音色に関連するパラメータや音量に関連するパラメータを変更することとなる。
【００３７】
（３）上述した各実施形態においては、テンポやピッチをリアルタイムに変更するものであったが、本発明はリアルタイム処理以外でも勿論実行することができる。例えば、変えて、テンポやピッチの変更処理を行ったデータを一時記憶し、この一時記憶したデータを読み出すことで、結果的にテンポやピッチが変更された演奏を行うことができる。この場合に、テンポやピッチの変更処理に時間がかかったとしても、再生される時は一時記憶されたデータが再生されるので、処理速度が遅い装置であっても何ら支障なくテンポ、ピッチの変更処理を行うことができる。
【００３８】
（４）励振手段が取り付けられる楽器の特定部位は、マウスピースの位置に限らず、管の途中のどこでもよいが、マウスピース位置かベル近辺が好ましい。また、本発明は木管楽器や弦楽器、鍵盤楽器など種々の楽器に適用可能である。例えば、木管楽器であればリードに励振手段を取り付けると好適である。また、弦楽器においては弦を励振する振動子や振動によって擦弦する機構を設けると好適であり、鍵盤楽器においては、その内部に張設されている弦を励振する振動子などを設けると好適である。鍵盤楽器においては、鍵を駆動する機構と励振手段を連動させ、鍵をある程度動かしてダンパーを弦から離した状態にして弦を励振させると好適である。この場合、各弦の共振周波数に合わせた振動子を用いれば、弦の共振を利用することができる。
また、上述した楽器に限らず、励振によって発音できる楽器であれば、本願発明は、打楽器などにも勿論適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図２】同実施形態のピッチの変更方法を概略的に示す図である。
【図３】同実施形態のテンポの変更方法を概略的に示す図である。
【図４】同実施形態のピッチとテンポの変更方法を概略的に示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の変形例である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の変形例である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の変形例である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の変形例である楽器用励振装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１，２００，３００，４００，５００，６００，７００…楽器用励振装置、２…トランペット、１１…記憶部、１２…テンポ指定部、１３…ピッチ指定部、１４，２１４，３１４…テンポ／ピッチ変更部、１５…振動アクチュエータ、１６…振動アクチュエータ駆動部、１７…テンポ／ピッチ変更部、１８…運指アクチュエータ駆動部、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…ピストンバルブ、２１…マウスピース、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…ピストン用ソレノイド、２０１…波形メモリ方式音源部、３０１…物理モデル方式音源部、４０１…デコード部、５０１…音量指定部、５０２…音色指定部、５０３…音量変更部、５０４…音色変更部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
楽器の特定部位に取り付けられ、供給される波形データに応じた励振を行う励振手段と、
演奏が行われている楽器の特定部位にて収録された波形データを前記演奏について記憶した演奏波形データ記憶手段と、
前記演奏波形データ記憶手段から前記波形データを読み出す波形データ読出手段と、
前記波形データ読出手段が読み出した波形データを、供給されるパラメータに応じて圧縮、伸張およびタイムストレッチの少なくともいずれか一つを行って加工し、加工後の波形データを前記励振手段に供給する波形変更手段と
を具備することを特徴とする楽器用励振装置。
【請求項２】
楽器の特定部位に取り付けられて励振を行う励振手段と、
楽曲の演奏に対応する各音符を示すデータを有する演奏データを記憶する演奏データ記憶手段と、
前記演奏データ記憶手段から前記演奏データを読み出す演奏データ読出手段と、
前記演奏データ読出手段が読み出す前記演奏データのテンポおよびピッチをパラメータに応じたものにする演奏データ修正手段と、
前記楽器の単音の発音に対応する励振波形を１もしくは複数の音階について記憶した波形記憶手段と、
前記演奏データ修正手段によって修正された自動演奏データが示す各音符の音高、音長に応じた励振波形になるように前記波形記憶手段から前記励振波形を読み出して加工する励振波形読出手段と
を具備することを特徴とする楽器用励振装置。
【請求項３】
楽器の特定部位に取り付けられて励振を行う励振手段と、
前記楽器の発音に関する物理モデルを信号処理によって実現して前記励振手段に与える励振波形を生成する物理モデル音源手段と、
前記物理音源モデル手段に発音指示を与えるデータを楽曲の演奏に対応して記憶した自動演奏データ記憶手段と、
前記自動演奏データ記憶手段から前記自動演奏データを読み出す自動演奏データ読出手段と、
前記自動演奏データ読出手段が読み出す前記自動演奏データのテンポおよびピッチを、パラメータに対応したものにする演奏データ修正手段と
を具備し、前記物理モデル音源手段は前記演奏データ修正手段によって修正された演奏データに応じて前記励振波形を生成することを特徴とする楽器用励振装置。
【請求項４】
前記励振手段が取り付けられる前記楽器を演奏を示す演奏操作情報であって、前記演奏波形データ記憶手段内に記憶されている演奏波形データに対応した操作情報を記憶する操作情報記憶手段と、
前記パラメータによって決定されるピッチまたはテンポに対応して前記操作情報記憶手段から前記操作情報を読み出す操作情報読出手段と、
前記楽器に取り付けられ前記楽器の操作子を操作するアクチュエータを有する演奏操作手段とを有し、
前記アクチュエータは、前記操作情報読出手段によって読み出された前記操作情報に応じて動作することを特徴とする請求項１記載の楽器用励振装置。
【請求項５】
前記励振手段が取り付けられる前記楽器の演奏を示す演奏操作情報であって、前記演奏データ記憶手段内に記憶されている演奏データに対応した操作情報を記憶する操作情報記憶手段と、
前記パラメータによって決定されるピッチまたはテンポに対応して前記操作情報記憶手段から前記操作情報を読み出す操作情報読出手段と、
前記楽器に取り付けられ前記楽器の操作子を操作するアクチュエータを有する演奏操作手段とを有し、
前記アクチュエータは、前記操作情報読出手段によって読み出された前記操作情報に応じて動作することを特徴とする請求項２または３記載の楽器用励振装置。
【請求項１】
楽器の特定部位に取り付けられ、供給される波形データに応じた励振を行う励振手段と、
演奏が行われている楽器の特定部位にて収録された波形データを前記演奏について記憶した演奏波形データ記憶手段と、
前記演奏波形データ記憶手段から前記波形データを読み出す波形データ読出手段と、
前記波形データ読出手段が読み出した波形データを、供給されるパラメータに応じて圧縮、伸張およびタイムストレッチの少なくともいずれか一つを行って加工し、加工後の波形データを前記励振手段に供給する波形変更手段と
を具備することを特徴とする楽器用励振装置。
【請求項２】
楽器の特定部位に取り付けられて励振を行う励振手段と、
楽曲の演奏に対応する各音符を示すデータを有する演奏データを記憶する演奏データ記憶手段と、
前記演奏データ記憶手段から前記演奏データを読み出す演奏データ読出手段と、
前記演奏データ読出手段が読み出す前記演奏データのテンポおよびピッチをパラメータに応じたものにする演奏データ修正手段と、
前記楽器の単音の発音に対応する励振波形を１もしくは複数の音階について記憶した波形記憶手段と、
前記演奏データ修正手段によって修正された自動演奏データが示す各音符の音高、音長に応じた励振波形になるように前記波形記憶手段から前記励振波形を読み出して加工する励振波形読出手段と
を具備することを特徴とする楽器用励振装置。
【請求項３】
楽器の特定部位に取り付けられて励振を行う励振手段と、
前記楽器の発音に関する物理モデルを信号処理によって実現して前記励振手段に与える励振波形を生成する物理モデル音源手段と、
前記物理音源モデル手段に発音指示を与えるデータを楽曲の演奏に対応して記憶した自動演奏データ記憶手段と、
前記自動演奏データ記憶手段から前記自動演奏データを読み出す自動演奏データ読出手段と、
前記自動演奏データ読出手段が読み出す前記自動演奏データのテンポおよびピッチを、パラメータに対応したものにする演奏データ修正手段と
を具備し、前記物理モデル音源手段は前記演奏データ修正手段によって修正された演奏データに応じて前記励振波形を生成することを特徴とする楽器用励振装置。
【請求項４】
前記励振手段が取り付けられる前記楽器を演奏を示す演奏操作情報であって、前記演奏波形データ記憶手段内に記憶されている演奏波形データに対応した操作情報を記憶する操作情報記憶手段と、
前記パラメータによって決定されるピッチまたはテンポに対応して前記操作情報記憶手段から前記操作情報を読み出す操作情報読出手段と、
前記楽器に取り付けられ前記楽器の操作子を操作するアクチュエータを有する演奏操作手段とを有し、
前記アクチュエータは、前記操作情報読出手段によって読み出された前記操作情報に応じて動作することを特徴とする請求項１記載の楽器用励振装置。
【請求項５】
前記励振手段が取り付けられる前記楽器の演奏を示す演奏操作情報であって、前記演奏データ記憶手段内に記憶されている演奏データに対応した操作情報を記憶する操作情報記憶手段と、
前記パラメータによって決定されるピッチまたはテンポに対応して前記操作情報記憶手段から前記操作情報を読み出す操作情報読出手段と、
前記楽器に取り付けられ前記楽器の操作子を操作するアクチュエータを有する演奏操作手段とを有し、
前記アクチュエータは、前記操作情報読出手段によって読み出された前記操作情報に応じて動作することを特徴とする請求項２または３記載の楽器用励振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−６５２００（Ｐ２００７−６５２００Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５００１８（Ｐ２００５−２５００１８）
【出願日】平成１７年８月３０日（２００５．８．３０）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月３０日（２００５．８．３０）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]