(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体の振動が伝達され、内部空間において共鳴させる共鳴部と、
前記共鳴部のうち予め決められた範囲の境界面に到達する音波を電気信号に変換して出力するマイクロフォンと、
前記境界面から前記共鳴部の外側に仮想的に広がる仮想共鳴空間の形状に応じた音響効果であって、前記仮想共鳴空間に入射して反射した音波に相当する音響効果を付与する信号処理を、前記出力された電気信号に対して施す信号処理部と、
前記境界面から前記内部空間に向けて、前記信号処理が施された電気信号を音波に変換して出力するスピーカと
を具備することを特徴とする楽器。
【請求項２】
前記信号処理が施される電気信号に対して、前記マイクロフォンから前記スピーカに至る伝達関数に応じたハウリング抑制処理を施すハウリング抑制部をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の楽器。
【請求項３】
前記ハウリング抑制処理は、前記スピーカから出力される音波のうち、前記伝達関数のピーク周波数における出力レベルを抑える信号処理である
ことを特徴とする請求項２に記載の楽器。
【請求項４】
前記ハウリング抑制処理は、前記伝達関数のピーク周波数において発振条件を満たさないように、前記スピーカから出力される音波の位相をずらす信号処理である
ことを特徴とする請求項２に記載の楽器。
【請求項５】
前記仮想共鳴空間の形状を指定する操作を受け付ける操作手段をさらに具備し、
前記信号処理部は、前記受け付けられた操作により指定される仮想共鳴空間の形状に応じた信号処理を前記出力された電気信号に対して施す
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の楽器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胴を有する楽器の音質を変化させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギターなどの弦楽器においては、胴部に弦の振動が伝達される。伝達された振動が胴部の内部空間において共鳴することにより、ギターは、胴部の形状などに応じた音質で発音する。胴部が小さいと、演奏者はギターの持ち運びが容易にできる一方、胴部の容積が小さくなってしまうため、低域の音量が減少してしまう。特に、胴部の共鳴特性においては、特徴的な２つのピークおよびこれらに挟まれたディップが低周波数帯域に現れるが、胴部が小さいほど、この２つのピークおよびディップの周波数が高くなってしまう。
【０００３】
また、低域の音量が不足してしまう現象は胴部の容積を小さくした場合に限らず、ピックアップした弦の振動を、励振器を用いて強制的に胴に伝達させて音量を大きくするような構成においても問題となる。このような構成を用いる特許文献１においては、ギターの胴部の裏板に、低域の音量を増強するためのスピーカをはめ込むことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５３９４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術において、裏板にはめ込まれたスピーカからの音は、胴部の裏板側の演奏者方向に出力される。この音は、弦の振動をピックアップした電気信号が音として出力されるものであるから、弦の振動をそのまま音に変換したものであり、胴部の共鳴特性が反映されない。すなわち、エレクトリックギターを演奏した場合のような音がスピーカから出力される。また、胴部の共鳴特性が反映された音は、胴部の響孔から聞こえてくる一方、スピーカからの音は、胴部の裏板側から聞こえてくることとなり、それぞれの音の一体感も少ない。このように、スピーカを設けたとしても、胴部が大きい場合の音質とは大きく異なるものとなってしまう。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、振動体の振動が伝達される共鳴部の内部空間が小さくても、共鳴部の内部空間が大きい場合の共鳴特性に近い音質で発音する楽器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】
【０００７】
本発明は、振動体の振動が伝達され、内部空間において共鳴させる共鳴部と、前記共鳴部のうち予め決められた範囲の境界面に到達する音波を電気信号に変換して出力するマイクロフォンと、前記境界面から前記共鳴部の外側に仮想的に広がる仮想共鳴空間の形状に応じた音響効果であって、前記仮想共鳴空間に入射して反射した音波に相当する音響効果を付与する信号処理を、前記出力された電気信号に対して施す信号処理部と、前記境界面から前記内部空間に向けて、前記信号処理が施された電気信号を音波に変換して出力するスピーカとを具備することを特徴とする楽器を提供する。
【０００８】
また、別の好ましい態様において、前記信号処理が施される電気信号に対して、前記マイクロフォンから前記スピーカに至る伝達関数に応じたハウリング抑制処理を施すハウリング抑制部をさらに具備することを特徴とする。
【０００９】
また、別の好ましい態様において、前記ハウリング抑制処理は、前記スピーカから出力される音波のうち、前記伝達関数のピーク周波数における出力レベルを抑える信号処理であることを特徴とする。
【００１０】
また、別の好ましい態様において、前記ハウリング抑制処理は、前記伝達関数のピーク周波数において発振条件を満たさないように、前記スピーカから出力される音波の位相をずらす信号処理であることを特徴とする。
【００１１】
また、別の好ましい態様において、前記仮想共鳴空間の形状を指定する操作を受け付ける操作手段をさらに具備し、前記信号処理部は、前記受け付けられた操作により指定される仮想共鳴空間の形状に応じた信号処理を前記出力された電気信号に対して施すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、振動体の振動が伝達される共鳴部の内部空間が小さくても、共鳴部の内部空間が大きい場合の共鳴特性に近い音質で発音する楽器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態におけるギターの構成を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施形態における信号処理部の構成を説明するブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態における仮想共鳴空間の形状を説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態における音響効果付与部の構成を説明するブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態におけるギターの構成を説明する図である。
【図６】本発明の第２実施形態における仮想共鳴空間の形状を説明する図である。
【図７】本発明の第２実施形態における音響効果付与部の構成を説明するブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態におけるジャンクションフィルタ部の構成を説明するブロック図である。
【図９】本発明の変形例１における音響効果付与部の構成を説明するブロック図である。
【図１０】本発明の変形例２におけるコンガの構成を説明する図である。
【図１１】本発明の変形例２におけるマリンバの構成を説明する図である。
【図１２】本発明の変形例２におけるトロンボーンの構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
[外観構成]
図１は、本発明の第１実施形態におけるギター１の構成を説明する図である。図１（ａ）は、ギター１を正面から見た図、図１（ｂ）は、図１（ａ）における胴部１０の内部空間から仮想空間付与部２０が存在する方向（矢印ＡＲ１方向）を見た図である。
本発明の楽器の一例であるギター１は、胴部１０を有している。胴部１０には、響孔（サウンドホール）１２、ブリッジ１３およびサドル１４が設けられている。胴部１０は、弦２と接触するサドル１４およびサドル１４を支持するブリッジ１３を介して、弦２の振動が伝達され、胴部１０の内部空間において共鳴させる。このように、胴部１０は、共鳴部として機能する。
【００１５】
胴部１０には、操作部１５が設けられている。操作部１５は、ロータリースイッチ、操作ボタンなどが設けられた操作パネルを有し、利用者による操作が受け付けられると、その操作内容を示す情報を出力する。操作部１５には、メニュー画面などを表示する表示部が設けられていてもよい。なお、操作パネルには、さらに、不揮発性メモリを用いた記録媒体が差し込まれるスロット部が設けられていてもよい。また、胴部１０の側板には、さらに、外部からのオーディオ信号の入力を受け付ける入力端子などが設けられていてもよい。また、操作部１５は、ギター１に設けられていなくてもよい。
【００１６】
胴部１０には、仮想空間付与部２０が設けられている。仮想空間付与部２０は、マイクロフォン３０、スピーカ４０および信号処理部１００を有する。仮想空間付与部２０は、胴部１０における予め決められた範囲の境界面ＣＡに接続し、境界面ＣＡに面するようにマイクロフォン３０およびスピーカ４０が設けられている。マイクロフォン３０は、境界面ＣＡに到達する音波を電気信号に変換して出力する。信号処理部１００は、マイクロフォン３０から出力される電気信号に対して、予め決められた音響効果を付与する信号処理を施して出力する。スピーカ４０は、境界面ＣＡから胴部１０の内部空間に向けて、信号処理部１００から出力される電気信号を音波に変換して出力する。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、この例において、マイクロフォン３０は、境界面ＣＡの中央部分に設けられている。また、スピーカ４０は、マイクロフォン３０の両側に１台ずつ設けられている。なお、マイクロフォン３０は、複数設けられていてもよい。スピーカ４０は、さらに多くの台数が設けられていてもよいし、１台のみであってもよいが、境界面ＣＡの面積に対してスピーカ４０の振動面の占める割合が大きくなるように構成されていることが望ましい。また、このスピーカ４０の振動面の形状は円形に限らず矩形であってもよい。
【００１８】
ギター１は、仮想空間付与部２０の機能により、胴部１０の内部空間に加えて、境界面ＣＡから胴部１０の外側に広がる仮想的な空間（以下、仮想共鳴空間という）を接続した空間全体における共鳴特性を反映させて発音することができる。すなわち、ギター１においては、胴部１０の内部空間が大きくなった場合の共鳴特性に近い状態の音質が実現される。
続いて、このような仮想共鳴空間の形状に応じた音響効果を付与する信号処理を施す信号処理部１００の構成について詳細に説明する。
【００１９】
[信号処理部１００の構成]
図２は、本発明の第１実施形態における信号処理部１００の構成を説明するブロック図である。信号処理部１００は、増幅部１１０、１５０、ＡＤ変換部１２０、ハウリング抑制部１３０、ＤＡ変換部１４０、および音響効果付与部２００を有する。増幅部１１０は、マイクロフォン３０から出力される電気信号を増幅して出力する。ＡＤ変換部１２０は、増幅部１１０から出力されたアナログ信号である電気信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００２０】
ハウリング抑制部１３０は、スピーカ４０から出力される音波における特定周波数近傍の出力レベルを抑えるハウリング抑制処理を行う。ハウリング抑制部１３０は、この例においては、ノッチフィルタであり、ＡＤ変換部１２０から出力された電気信号に対して、特定周波数近傍における信号レベルを減衰させる信号処理を施して出力する。特定周波数は、マイクロフォン３０からスピーカ４０に至る伝達関数のピーク周波数に対応したものであり、この例においては、伝達関数における最も大きいピークの周波数であるものとする。
【００２１】
なお、ハウリング抑制部１３０は、複数のノッチフィルタを直列に接続した構成としてもよい。この場合、それぞれのノッチフィルタにおいてレベルが減衰される特定周波数を、伝達関数の複数のピーク周波数（例えば、大きい順に選択したピークの周波数）に対応したものとすればよい。また、この例においては、ハウリング抑制部１３０は、ＡＤ変換部１２０と音響効果付与部２００との間に設けられていたが、音響効果付与部２００とＤＡ変換部１４０との間に設けられていてもよい。伝達関数の内容によりハウリングの影響が少ない場合には、信号処理部１００にハウリング抑制部１３０が設けられていなくてもよい。
【００２２】
音響効果付与部２００は、ハウリング抑制部１３０から出力された電気信号に対して、仮想共鳴空間の形状に応じた音響効果を付与する信号処理を施して出力する。音響効果付与部２００の具体的な構成については後述する。
ＤＡ変換部１４０は、音響効果付与部２００から出力されるデジタル信号である電気信号をアナログ信号に変換して出力する。増幅部１５０は、ＤＡ変換部１４０から出力された電気信号を増幅してスピーカ４０に出力する。
続いて、この例における仮想共鳴空間の形状について説明する。
【００２３】
[仮想共鳴空間の形状]
図３は、本発明の第１実施形態における仮想共鳴空間ＶＳの形状を説明する図である。図３に示すように、仮想共鳴空間ＶＳは、直方体の形状である。この直方体の一面部分と胴部１０の境界面ＣＡとが接続されることにより、境界面ＣＡから胴部１０の外側に広がる仮想共鳴空間ＶＳと胴部１０の内部空間ＢＳとは連続した共鳴空間を形成する構成となる。すなわち、ギター１の弦２の振動が共鳴する空間が、胴部１０の内部空間ＢＳだけでなく、胴部１０の外側に仮想的に広がる仮想共鳴空間ＶＳも含んだ空間に拡張された状態を示している。このように、胴部１０における境界面ＣＡは、内部空間ＢＳと仮想共鳴空間ＶＳとの境界となる面の位置に存在することになる。
【００２４】
境界面ＣＡの法線方向における仮想共鳴空間ＶＳの長さは、ｈであるものとする。この仮想共鳴空間ＶＳは、境界面ＣＡを底面とした高さｈの柱形状であり、この例においては、境界面ＣＡが長方形であるため、上述したように直方体の形状となっている。すなわち、境界面ＣＡが円形であれば、仮想共鳴空間ＶＳは、高さｈの円柱形状となる。
続いて、仮想共鳴空間ＶＳが、上述のような柱形状の場合における音響効果付与部２００の構成について説明する。
【００２５】
[音響効果付与部２００の構成]
図４は、本発明の第１実施形態における音響効果付与部２００の構成を説明するブロック図である。音響効果付与部２００は、ディレイ部２１０、２４０、フィルタ部２２０、減衰部２３０を有する。
ディレイ部２１０は、入力された電気信号に対して、予め決められた遅延処理を施して出力する。この遅延処理は、境界面ＣＡから入射した平面波である音波（以下、入射波という）を想定し、この入射波が境界面ＣＡに対向する仮想共鳴空間ＶＳの面（以下、仮想反射面という）に到達するまでの時間に相当する遅延を与える処理である。すなわち、音速をｃとすると、遅延時間は、ｈ／ｃで表される。したがって、ＡＤ変換部１２０においてデジタル信号に変換されるときのサンプリング周波数をＦｓとすると、ディレイ部２１０においては、電気信号に対して、Ｆｓ・ｈ／ｃサンプル分の遅延を行うことになる。
【００２６】
フィルタ部２２０は、ディレイ部２１０から出力された電気信号に対して、位相の調整、および周波数に依存した減衰をさせるフィルタ処理（例えばローパスフィルタを通す処理）を行って出力する。反射面において反射した音波は、その波形が反射前に比べて鈍った（角が取れ丸みを帯びた）波形になる。このフィルタ処理は、このような波形が鈍る現象を再現するための処理である。波形を鈍らせる程度については、仮想反射面において想定する程度として予め決められている。また、位相の調整については、仮想反射面が閉端であるか開口端であるかによって予め決められている。
減衰部２３０は、フィルタ部２２０から出力された電気信号の信号レベルを一定割合で減衰させて出力する。減衰させる割合は、仮想反射面において想定する反射率に基づいて予め決定されている。
なお、空気伝播の際には、実際は、空気の粘性抵抗であったり、胴部の壁との間の熱の交換による熱損失抵抗であったり、さらに音波の減衰が生じる要因が存在する。そこで、フィルタ部２２０、減衰部２３０の双方またはいずれか一方は、これらの減衰の影響を盛り込んだ内容で、電気信号に対して信号処理を施してもよい。
【００２７】
ディレイ部２４０は、減衰部２３０から出力された電気信号に対して、予め決められた遅延処理を施して出力する。この遅延処理は、仮想反射面において反射した音波（以下、反射波という）が、境界面ＣＡに到達するまでの時間に相当する遅延を与える処理である。すなわち、遅延量としては、ディレイ部２１０と同じである。
なお、ディレイ部２１０は音響効果付与部２００における電気信号の入力側に設けられ、ディレイ部２４０は出力側に設けられていたが、入力側または出力側にまとめて設けられるようにしてもよい。この場合には、一つのディレイ部にまとめた構成とし、ディレイ部２１０における遅延量の２倍の遅延量での遅延処理が電気信号に対して施されるようにしてもよい。
【００２８】
このように、音響効果付与部２００においては、仮想共鳴空間ＶＳに入射される音波および反射される音波をシミュレートした音響効果を、境界面ＣＡに入射した音波に対して付与する処理が行われる。そして、このような音響効果が付与された音波は、境界面ＣＡからスピーカ４０を介して出力される。
したがって、ギター１は、弦２の振動を胴部１０において共鳴させるときに、胴部１０の内部空間ＢＳの容積に応じた共鳴をさせるのではなく、胴部１０の境界面ＣＡから胴部１０の外側に広がる仮想共鳴空間ＶＳが内部空間ＢＳに接続されている空間全体の容積に応じて共鳴させることができる。そのため、大型の胴部を用いた場合の音質で発音が可能なギターを小型化することができる。
【００２９】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態におけるギターについて説明する。第２実施形態においては、第１実施形態における構成と比べて、仮想空間付与部２０が設けられる場所、仮想共鳴空間ＶＳの形状、およびこの形状に応じた音響効果付与部２００の構成が異なるものとなっている。以下、これらの違いについて説明する。
【００３０】
[外観構成]
図５は、本発明の第２実施形態における胴部１０Ａの構成を説明する図である。第２実施形態における胴部１０Ａは、第１実施形態における胴部１０とは異なり、その内部に仮想空間付与部２０Ａが設けられている。仮想空間付与部２０Ａは、胴部１０Ａの内部における空間を仕切る仕切板２１Ａを有している。
【００３１】
胴部１０Ａの内部における空間のうち、仕切板２１Ａよりも響孔１２およびブリッジ１３が存在する側の空間が内部空間ＢＳであり、弦２の振動を共鳴させる空間となっている。このように、第２実施形態における共鳴部は、第１実施形態における場合と異なり、胴部１０Ａのうち内部空間ＢＳを構成する部分、および仕切板２１Ａによって構成される。
【００３２】
また、仮想空間付与部２０Ａは、マイクロフォン３０Ａ、スピーカ４０Ａおよび信号処理部１００Ａを有している。仕切板２１Ａは、境界面ＣＡに対応し、マイクロフォン３０Ａおよびスピーカ４０Ａが取り付けられている。
続いて、この例における仮想共鳴空間の形状について説明する。
【００３３】
[仮想共鳴空間の形状]
図６は、本発明の第２実施形態における仮想共鳴空間ＶＳの形状を説明する図である。図６（ａ）に示すように、仮想共鳴空間ＶＳは、第１実施形態における直方体の形状ではなく、境界面ＣＡから離れるほど幅方向の長さ（図６（ｂ）における幅ｗ１、ｗ２、・・・が表す長さに相当）が短くなる形状になっている。また、境界面ＣＡの厚さ方向（図６における奥行方向の距離）の長さ（以下、厚さｄという）は、境界面ＣＡからの距離によらず一定であるものとする。
【００３４】
図６（ａ）に示す仮想共鳴空間ＶＳの形状のように、境界面ＣＡを底面とする柱形状でない場合には、図６（ｂ）に示すように複数の柱形状の仮想共鳴空間ＶＳ１、ＶＳ２、・・・に近似して仮想共鳴空間ＶＳを表す。この例においては、仮想共鳴空間ＶＳは、横の長さが幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、３、４）、縦の長さが厚さｄの長方形を底面とする高さｈｉの柱形状（直方体）の仮想共鳴空間ＶＳｉの組み合わせによって近似される。
続いて、仮想共鳴空間ＶＳが、上述のような複数の柱形状に近似された場合における音響効果付与部２００Ａの構成について説明する。
【００３５】
[音響効果付与部２００Ａの構成]
図７は、本発明の第２実施形態における音響効果付与部２００Ａの構成を説明するブロック図である。図７（ａ）に示すように、音響効果付与部２００Ａは、仮想共鳴空間ＶＳ１に応じた処理を行うＶＳ１処理部２０１、仮想共鳴空間ＶＳ２に応じた処理を行うＶＳ２処理部２０２、仮想共鳴空間ＶＳ３に応じた処理を行うＶＳ３処理部２０３、および仮想共鳴空間ＶＳ４に応じた処理を行うＶＳ４処理部２０４を有する。
【００３６】
まず、仮想反射面を含まない仮想共鳴空間ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３に対応するＶＳ１処理部２０１、ＶＳ２処理部２０２およびＶＳ３処理部２０３については、電気信号に対する信号処理のパラメータが、仮想共鳴空間の形状により異なるだけであるため、これらを代表して、ＶＳ１処理部２０１について、図７（ｂ）を用いて説明する。
【００３７】
ＶＳ１処理部２０１は、ディレイ部２０１１、２０１３、およびジャンクションフィルタ部２０１２を有する。ディレイ部２０１１、２０１３は、第１実施形態におけるディレイ部２１０、２４０に相当する構成である。仮想共鳴空間ＶＳ１の高さはｈ１であるから、ディレイ部２０１１、２０１３における遅延時間は、それぞれｈ１／ｃとなる。仮想共鳴空間Ｖ２、Ｖ３に対応するディレイ部についは、遅延時間はそれぞれｈ２／ｃ、ｈ３／ｃとなる。なお、ディレイ部２０１１、２０１３は、第１実施形態におけるディレイ部２１０、２４０の場合と同様に、入力側または出力側にまとめて設けられるようにしてもよい。
【００３８】
ジャンクションフィルタ部２０１２は、入力された電気信号に対して、仮想共鳴空間ＶＳ１とＶＳ２との接合部での音波の散乱効果を与えるフィルタ処理を施す。ジャンクションフィルタ部２０１２の具体的な構成について、図８を用いて説明する。
【００３９】
図８は、本発明の第２実施形態におけるジャンクションフィルタ部２０１２の構成を説明するブロック図である。ジャンクションフィルタ部２０１２は、例えば、図８（ａ）に示す４乗算型Ｌａｔｔｉｃｅ−Ｆｉｌｔｅｒ、または図８（ｂ）に示す１乗算型Ｌａｔｔｉｃｅ−Ｆｉｌｔｅｒによって実現される。図８（ａ）における乗算器Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４における係数は、Ｋｉ、１＋Ｋｉ、１−Ｋｉ、−Ｋｉとなっている。Ｋｉは、以下の計算式によって決められている。
Ｋｉ＝（Ｓ（ｉ）−Ｓ（ｉ＋１））／（Ｓ（ｉ）＋Ｓ（ｉ＋１））
ここで、Ｓ（ｉ）＝ｗｉ・ｄである。
ｉは、仮想共鳴空間ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３のいずれかを指定するインデックスである。そのため、ＶＳ１処理部２０１におけるジャンクションフィルタ部２０１２については、仮想共鳴空間ＶＳ１に関する処理であるから、ｉ＝１として、上記計算式が適用される。
なお、図８（ｂ）における乗算器Ａ１は、図８（ａ）における乗算器Ａ１と同じく係数がＫｉとなっている。
【００４０】
図７に戻って説明を続ける。仮想反射面を含む仮想共鳴空間ＶＳ４に対応するＶＳ４処理部２０４は、図７（ｃ）に示すように、ディレイ部２０４１、２０４４、フィルタ部２０４２、減衰部２０４３を有する。これらの各構成は、第１実施形態における音響効果付与部２００と同様であり、仮想共鳴空間ＶＳではなく仮想共鳴空間ＶＳ４の形状に対応して、遅延時間などの各パラメータが決められている。
なお、第１実施形態におけるフィルタ部２２０および減衰部２３０の場合と同様に、フィルタ部２０４２、減衰部２０４３の双方またはいずれか一方は、空気の粘性抵抗、胴部の壁との間の熱の交換による熱損失抵抗による音波の減衰の影響を盛り込んだ内容で、電気信号に対して信号処理を施してもよい。
【００４１】
このように、柱形状の仮想共鳴空間を組み合わせて連結することで、仮想共鳴空間ＶＳの形状は、第１実施形態に示す柱形状に限らず、様々な形状とすることができる。また、第１実施形態に示すように胴部１０全体を共鳴部とするだけでなく、胴部１０Ａの一部と仕切板２１Ａとを用いて共鳴部を構成することもできる。第１実施形態では仮想空間付与部２０がギター１の胴部１０からはみ出していたが、第２実施形態における胴部１０Ａを用いたギターは、仮想空間付与部２０Ａが胴部１０Ａの内部に設置されているので、一般のギターとほぼ同一の外観とした状態で、さらに大きな胴部をもつギターの音質で発音することができる。
【００４２】
＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。
[変形例１]
上述した第１、第２実施形態においては、予め決められた形状の仮想共鳴空間ＶＳを内部空間ＢＳに接続した状態で弦２の振動を共鳴させる構成としていたが、仮想共鳴空間ＶＳの形状を演奏者の操作部１５への操作により変更できるようにしてもよい。この場合には、音響効果付与部２００の構成を、図９に示す音響効果付与部２００Ｂの構成とすればよい。
【００４３】
図９は、本発明の変形例１における音響効果付与部２００Ｂの構成を説明するブロック図である。音響効果付与部２００Ｂは、第１音響効果付与部２００Ｂ−１、第２音響効果付与部２００Ｂ−２、・・・、およびセレクタ２５０Ｂを有する。第１音響効果付与部２００Ｂ−１、第２音響効果付与部２００Ｂ−２、・・・は、それぞれ、第１実施形態における音響効果付与部２００、または第２実施形態における音響効果付与部２００Ａに相当する構成を有している。これらの構成には、互いに異なる形状の仮想共鳴空間ＶＳに対応したパラメータが決められている。
セレクタ２５０Ｂは、ハウリング抑制部１３０およびＤＡ変換部１４０を、操作部１５からの操作信号に応じて選択される第１音響効果付与部２００Ｂ−１、第２音響効果付与部２００Ｂ−２、・・・のいずれかに接続する。
【００４４】
このような構成によれば、演奏者は、様々な大きさの胴部をもつギターの音質に切り替えて演奏をすることができる。なお、操作部１５の操作においては、仮想共鳴空間ＶＳの形状を選択するだけでなく、仮想共鳴空間ＶＳを用いない構成を選択できるようにしてもよい。仮想共鳴空間ＶＳを用いない場合には、仮想空間付与部２０における各構成の動作を停止させればよい。また、第２実施形態に示すように胴部１０Ａの内部に仮想空間付与部２０Ａが存在する場合には、動作を停止させるのではなく、内部空間ＢＳと仮想共鳴空間ＶＳとを接続した空間全体が胴部１０Ａ全体の内部空間と同じ形状となるようにパラメータが決められた音響効果付与部を選択するようにしてもよい。
【００４５】
また、変形例１においては、仮想共鳴空間ＶＳの形状毎に対応する音響効果付与部を設けていたが、操作部１５からの操作信号に応じて、一つの音響効果付与部に設定される各パラメータを変更する構成を用いることにより、音響効果付与部の数を減らしてもよい。数を減らして一つの音響効果付与部のみにする場合には、セレクタ２５０Ｂは不要である。
【００４６】
[変形例２]
上述した第１、第２実施形態においては、楽器の一例としてギターを用いた構成について説明したが、ヴァイオリンなどの他の弦楽器であってもよい。また、弦楽器以外であってもよく、例えば、打楽器、管楽器など、振動体と、振動体の振動が共鳴する内部空間を持つ共鳴部を有する楽器であれば、どのような楽器に本発明の構成を適用してもよい。以下、本発明の構成を適用した楽器の例として、コンガ（図１０）、マリンバ（図１１）、トロンボーン（図１２）について説明する。
【００４７】
図１０は、本発明の変形例２におけるコンガ１Ｃの構成を説明する図である。図１０（ａ）は一般的なコンガ１ＣＡを示し、図１０（ｂ）は本発明のコンガ１Ｃを示している。コンガ１Ｃは、コンガ１ＣＡの胴部１０ＣＡのうち、振動体となるヘッド２Ｃが取り付けられている上部ＵＢの上胴部１０ＣＵ（胴部１０Ｃに相当）を残し、下部ＤＢの下胴部１０ＣＤを除去した構成になっている。
【００４８】
図１０（ｂ）に示すように、胴部１０Ｃには、第２実施形態における構成と同様に、内部に仮想空間付与部２０Ｃが設けられている。仮想空間付与部２０Ｃは、胴部１０Ｃの内部における空間を仕切る仕切板２１Ｃを有している。胴部１０Ｃの内部における空間のうち、仕切板２１Ｃよりもヘッド２Ｃが設けられた側の空間が内部空間ＢＳであり、ヘッド２Ｃの振動を共鳴させる空間となっている。このように、コンガ１Ｃにおける共鳴部は、胴部１０Ｃのうち内部空間ＢＳを構成する部分、ヘッド２Ｃ、および仕切板２１Ｃによって構成される。仮想空間付与部２０Ｃは、マイクロフォン３０Ｃ、スピーカ４０Ｃおよび信号処理部１００Ｃを有している。仕切板２１Ｃは、境界面ＣＡに対応し、マイクロフォン３０Ｃおよびスピーカ４０Ｃが取り付けられている。これらの構成は、第２実施形態における構成と同様である。
【００４９】
このように構成されたコンガ１Ｃは、仮想共鳴空間ＶＳの形状に応じて信号処理部１００Ｃにおける信号処理を行うことにより、胴部１０ＣＡを有するコンガ１ＣＡを発音させたときの音質に近づけて発音することができる。仮想共鳴空間ＶＳをさらに大きな形状とすれば、さらに大きな胴部を有するコンガの共鳴を再現した音質に近づけて発音することもできる。
【００５０】
図１１は、本発明の変形例２におけるマリンバ１Ｄの構成を説明する図である。図１１（ａ）は一般的なマリンバ１ＤＡを示し、図１１（ｂ）は本発明のマリンバ１Ｄを示している。これらの図は、マリンバの音板と共鳴パイプとを側面方向から見た場合の模式図である。マリンバ１Ｄは、マリンバ１ＤＡの共鳴パイプ１０ＤＡのうち、振動体となる音板２Ｄが設けられている側の上部ＵＢの上部共鳴パイプ１０ＤＵ（共鳴パイプ１０Ｄに相当）を残し、下部ＤＢの下部共鳴パイプ１０ＤＤを除去した構成になっている。
【００５１】
図１１（ｂ）に示すように、共鳴パイプ１０Ｄには、第１実施形態における構成と同様に、共鳴パイプ１０Ｄの外側に仮想空間付与部２０Ｄが取り付けられている。なお、共鳴パイプ１０ＤＡは、高音域においては、下部共鳴パイプ１０ＤＤに相当する部分を有していない場合があるが、その音域については、マリンバ１Ｄにおいてもその共鳴パイプ１０ＤＡがそのまま用いられ、仮想空間付与部２０Ｄが取り付けられない構成になっている。
【００５２】
この共鳴パイプ１０Ｄの下端部は開口しているため、仮想空間付与部２０Ｄは、下端部を塞ぐように仕切板２１Ｄを有する構成になっている。共鳴パイプ１０Ｄの内部における空間が内部空間ＢＳであり、音板２Ｄの振動を共鳴させる空間となっている。このように、マリンバ１Ｄにおける共鳴部は、共鳴パイプ１０Ｄおよび仕切板２１Ｄによって構成される。仮想空間付与部２０Ｄは、マイクロフォン３０Ｄ、スピーカ４０Ｄおよび信号処理部１００Ｄを有している。仕切板２１Ｄは、境界面ＣＡに対応し、マイクロフォン３０Ｄおよびスピーカ４０Ｄが取り付けられている。これらの構成は、第２実施形態における構成と同様である。
【００５３】
このように構成されたマリンバ１Ｄは、仮想共鳴空間ＶＳの形状に応じて信号処理部１００Ｄにおける信号処理を行うことにより、共鳴パイプ１０ＤＡを有するマリンバ１ＤＡを発音させたときの音質に近づけて発音することができる。仮想共鳴空間ＶＳをさらに大きな形状とすれば、さらに長い共鳴パイプを有するマリンバの共鳴を再現した音質に近づけて発音することもできる。
【００５４】
図１２は、本発明の変形例２におけるトロンボーン１Ｅの構成を説明する図である。図１２（ａ）は一般的なトロンボーン１ＥＡを示し、図１２（ｂ）は本発明のトロンボーン１Ｅを示している。トロンボーン１Ｅは、トロンボーン１ＥＡのうち、接続部１０Ｊよりも振動体となる唇が接するマウスピース２Ｅおよびスライド管が設けられている側の上流側管体１０ＥＵ（管体１０Ｅに相当）を残し、ベル管などにより構成される下流側管体１０ＥＤを除去した構成になっている。
【００５５】
図１２（ｂ）に示すように、管体１０Ｅにおけるマウスピース２Ｅの反対側の端部（上記接続部１０Ｊ部分に対応）には、上記マリンバ１Ｄの共鳴パイプ１０Ｄに取り付けられた仮想空間付与部２０Ｄと同様に構成された仮想空間付与部２０Ｅが取り付けられている。仮想空間付与部２０Ｅは、仮想空間付与部２０Ｄの構成と同様であり、管体１０Ｅの径に応じてサイズを変更しているものであるから、図１２（ｂ）において、マイクロフォン、スピーカおよび信号処理部の記載は省略した。
【００５６】
このように構成されたトロンボーン１Ｅは、仮想共鳴空間ＶＳの形状に応じて仮想空間付与部２０Ｅにおける信号処理を行うことにより、下流側管体１０ＥＤを有するトロンボーン１ＥＡを発音させたときの音質ならびにピッチに近づけて発音することができる。仮想共鳴空間ＶＳをさらに大きな形状とすれば、トロンボーン１Ｅは、さらに低い音域を有するテナートロンボーン、バストロンボーンなどの共鳴を再現した音質ならびにピッチに近づけて発音することもできる。
【００５７】
なお、上記例におけるコンガ１Ｃ、マリンバ１Ｄ、トロンボーン１Ｅについては、仮想共鳴空間ＶＳにおける仮想反射面は開口端となるため、第１、第２実施形態におけるフィルタ部２２０、２０４２および減衰部２３０、２０４３において用いられる各パラメータは、本変形例の場合と第１、第２実施形態における場合とは大きく異なる場合がある。
また、上記のコンガ１Ｃ、マリンバ１Ｄ、トロンボーン１Ｅについては、操作部１５を設けることで、上記変形例１のように音質を切り替えて発音できる構成としてもよい。
【００５８】
[変形例３]
上述した第１、第２実施形態において、ハウリング抑制部１３０は、ノッチフィルタを用いてハウリングを抑制していたが、他の構成によりハウリングを抑制するようにしてもよい。例えば、マイクロフォン３０からスピーカ４０に至る伝達関数のピーク周波数において、発振条件を満たさないように、ＡＤ変換部１２０から出力された電気信号に対して、そのピーク周波数近傍の位相をずらす処理を施して出力すればよい。このように位相をずらす信号処理を施すには、オールパスフィルタなどの移相型フィルタを用いればよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…ギター、１Ｃ，１ＣＡ…コンガ、１Ｄ，１ＤＡ…マリンバ、１Ｅ，１ＥＡ…トロンボーン、２…弦、２Ｃ…ヘッド、２Ｄ…音板、２Ｅ…マウスピース、１０，１０Ａ，１０Ｃ，１０ＣＡ…胴部、１０Ｄ，１０ＤＡ…共鳴パイプ、１０ＣＵ…上部胴、１０ＣＤ…下部胴、１０ＤＵ…上部共鳴パイプ、１０ＤＤ…下部共鳴パイプ、１０Ｅ…管体、１０ＥＵ…上流側管体、１０ＥＤ…下流側管体、１０Ｊ…接続部、１２…響孔、１３…ブリッジ、１４…サドル、１５…操作部、２０，２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ…仮想空間付与部、２１Ａ．２１Ｃ，２１Ｄ…仕切板、３０，３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ…マイクロフォン、４０，４０Ａ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ…スピーカ、１００，１００Ａ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ…信号処理部、１１０，１５０…増幅部、１２０…ＡＤ変換部、１３０…ハウリング抑制部、１４０…ＤＡ変換部、２００，２００Ａ…音響効果付与部、２００Ｂ−１…第１音響効果付与部、２００Ｂ−２…第２音響効果付与部、２０１…ＶＳ１処理部、２０２…ＶＳ２処理部、２０３…ＶＳ３処理部、２０４…ＶＳ４処理部、２１０，２４０，２０１１，２０１３，２０４１，２０４４…ディレイ部、２２０，２０４２…フィルタ部、２３０，２０４３…減衰部、２０１２…ジャンクションフィルタ部、２５０Ｂ…セレクタ
【図１】
0005707876.tif 000002
【図２】
0005707876.tif 000003
【図３】
0005707876.tif 000004
【図４】
0005707876.tif 000005
【図５】
0005707876.tif 000006
【図６】
0005707876.tif 000007
【図７】
0005707876.tif 000008
【図８】
0005707876.tif 000009
【図９】
0005707876.tif 000010
【図１０】
0005707876.tif 000011
【図１１】
0005707876.tif 000012
【図１２】
0005707876.tif 000013