(57)【要約】【課題】  ある楽器の調律情報を複数楽器間で共有し、複数楽器の調律を速やかに行うことが可能な調律装置を提供する。【解決手段】  調律する楽器の音や楽音信号を調律し、オクターブ、音名、ピッチ、セント値等の調律情報を算出する。算出した調律情報を、外部にある他の楽器や装置に転送する。【選択図】  図1
2007219444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調律する楽器の音を入力し楽音信号を生成する入力手段と、
前記入力手段から取得した楽音信号の波形を整形した信号を生成する波形整形手段と、
前記波形整形手段から取得した信号に基づいてピッチを抽出するピッチ抽出手段と、
前記ピッチ抽出手段で抽出したピッチと、予め記憶している基準となる音の基準周波数とを比較して、入力された音の音名とオクターブを検索する、音名・オクターブ検索手段と、
入力された音の、前記音名・オクターブ検索手段で検索した音名とオクターブの音の基準周波数に対する偏差を算出するセント値算出部と、
前記音名・オクターブ検索手段で検索した音名とオクターブ、および／もしくは前記セント値算出部で算出したセント値を調律情報として、外部の装置に出力可能なデータに変換するデータ変換部と、
前記データ変換部で変換した調律情報を外部に出力するための変換手段とを有する、調律装置。
【請求項２】
請求項１記載の調律装置に於いて、前記変換手段は、ＭＩＤＩインターフェースであることを特徴とする調律装置。
【請求項３】
請求項１記載の調律装置に於いて、前記変換手段は、ＵＳＢインターフェースであることを特徴とする調律装置。
【請求項４】
請求項１記載の調律装置に於いて、前記変換手段は、ＲＳ−２３２Ｃインターフェースであることを特徴とする調律装置。
【請求項５】
前記外部の装置は調律する音を発音している楽器とは別の楽器であり、
前記変換手段は、前記別の楽器に前記調律情報に基づいた調律を実行させるため、前記別の楽器を対して前記調律情報を出力する、請求項１から４のいずれかに記載の調律装置。
【請求項６】
前記外部の装置は調律する音を発音している楽器とは別の楽器であり、
前記変換手段は、前記別の楽器に前記調律情報に基づいた楽音を発生させるため、前記別の楽器を対して前記調律情報を出力する、請求項１から４のいずれかに記載の調律装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、楽器の音や楽音信号の基本周波数と比較の基準となる基準周波数との偏差を測定し、その偏差を表示する調律装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な調律装置は、マイクなどの入力手段を介して集音された楽音信号を矩形波に変換する波形整形部と、前記波形整形部から出力される矩形波間のエッジを計数することで周期を算出し、その周期からピッチを求める計測手段と、求まったピッチの音名・オクターブを判別する音名・オクターブ判別手段と、判別された音名・オクターブの基準ピッチに対し求まったピッチの誤差を算出するピッチ誤差算出部と、音名とオクターブ及びピッチ誤差値を表示する表示部と、から構成されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
また、弦楽器を調律する調律装置としては、弾いた弦の入力信号のピッチを検出し、検出したピッチに対応させて弦の番号を表示する調律装置が提案されている（例えば特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開平５−０６６７６５号公報
【特許文献２】特開平６−３０８９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の調律装置は、入力された楽音信号を矩形波に変換して矩形波の周期を計数することでピッチを算出し、求まったピッチから楽音の音程を検索して図５に示すような調律に関する情報（音名やオクターブとセント誤差）を表示していた。このため、調律（またはチューニング）が変動し易い弦楽器などのアナログ楽器と、チューニングが変動し難いキーボードなどの電子楽器とにより、バンド演奏を行うときは、調律器でアナログ楽器の音程をチューニングして、そのチューニングの情報に合わせて電子楽器の音程を調整するという煩わしさが生じていた。
【０００５】
また、ピアノなどの専門家でなければチューニングが困難なアコースティック楽器とのアンサンブルに於いては、ピアノの音を基準に周囲の楽器のチューニングを合わすか、或いは、ピアノの音を調律器で測定してその音程に周囲の楽器を合わせるという手間を生じていた。
【０００６】
更に、チューニングの基準音を発音する機能を有した調律器が市販されているが、音質があまり良いとは云えず、聴覚でのチューニングは不適であり、判定に戸惑うという課題があった。
【０００７】
そこで上記問題を鑑みて、本発明は、ある楽器の調律情報を複数楽器間で共有し、複数楽器の調律を速やかに行うことが可能な調律装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明は、調律する楽器の音を入力し楽音信号を生成する入力手段と、前記入力手段から取得した楽音信号の波形を整形した信号を生成する波形整形手段と、前記波形整形手段から取得した信号に基づいてピッチを抽出するピッチ抽出手段と、前記ピッチ抽出手段で抽出したピッチと、予め記憶している基準となる音の基準周波数とを比較して、入力された音の音名とオクターブを検索する、音名・オクターブ検索手段と、入力された音の、前記音名・オクターブ検索手段で検索した音名とオクターブの音の基準周波数に対する偏差を算出するセント値算出部と、前記音名・オクターブ検索手段で検索した音名とオクターブ、および／もしくは前記セント値算出部で算出したセント値を調律情報として、外部の装置に出力可能なデータに変換するデータ変換部と、前記データ変換部で変換した調律情報を外部に出力するための変換手段とを有する、調律装置とする。
【０００９】
またその際、変換手段は、ＭＩＤＩインターフェース、ＵＳＢインターフェース、ＲＳ−２３２Ｃインターフェースであることを特徴とする。
【００１０】
また、前記外部の装置は、調律する音を発音している楽器とは別の楽器であり、前記変換手段は、前記別の楽器に前記調律情報に基づいた調律を実行させるため、または前記別の楽器に前記調律情報に基づいた楽音を発生させるため、前記別の楽器を対して前記調律情報を出力するものとする。
【００１１】
これにより、バンドやアンサンブルに伴う周囲の楽器および情報機器などへ、チューニングの情報を転送できると共に情報の共有化が計ることができる。そしてチューニングの情報を音源に転送することで、音質の優れた基準音を発生させることも可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の調律装置では、調律した楽器のチューニング情報を他の楽器や情報機器に転送するようにしたものである。これにより、チューニング情報の共有化が瞬時に計れると共に、音質の優れた音源からチューニングに適した基準音を発生させることができるという効果がある。
【００１３】
また、チューニング情報を他の楽器或いは情報機器に転送することで、チューニング情報の管理やデータの加工が行なえるようにしたという効果も有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
【実施例】
【００１５】
この発明に係る調律装置の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図1は、本発明を適用した調律装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
調律装置１０は、入力手段１、波形整形手段４、ＭＣＵ（マイクロコンピュ−タ）２、設定手段６、表示手段３、変換手段５から構成されている。ここでマイクロコンピュータ２は、この調律装置１０の全体の動作を制御するように構成されている。
【００１８】
入力手段１は、楽器の音を電気信号に変換するマイクロフォンや、ジャックを介して得られた電気信号を増幅する低周波増幅器などで構成され、増幅された楽音信号Ｓ１を波形整形手段４に出力する。
【００１９】
波形整形部４は、入力手段１の出力信号を受け、波形整形された電気信号Ｓ２（矩形波）をマイクロコンピュ−タ２に出力する。
【００２０】
設定手段６は、スイッチ部材の開閉によりスイッチ信号を発生する回路などで構成され、調律する楽器や弦楽器の弦、或いはクロマチック（完全８度の音程、即ち１オクタ−ブを１２個の半音階に分けた名称）の音名などを外部から選択するための手段である。設定部６の信号は、マイクロコンピュ−タ２の内部の制御部２Ｆへ出力される
マイクロコンピュータ２は、調律装置１０全体の動作制御のプログラムや、調律で用いる基準となる情報などが格納されたリード・オンリー・メモリと、プログラムを実行する際に必要なワーキング・エリアとしてのランダム・アクセス・メモリとなどから構成されたメモリ２Ｄを有する。マイクロコンピュータ２はまた、ピッチ抽出部２Ａと、音名・オクターブ検索部２Ｂと、セント値算出部２Ｃと、データ変換部２Ｅと、制御部２Ｆを有し、これらは、メモリ２Ｄに格納された動作制御のプログラムを実行することで達成される構成要素である。
【００２１】
ピッチ抽出部２Ａは、電気信号Ｓ２に示す、矩形波の立ち上がり或いは立ち下り毎に時間間隔を計測し、電気信号Ｓ２、即ち楽音信号Ｓ１のピッチ（周期）を抽出する。抽出されたピッチの信号は、音名・オクターブ検索部２Ｂに出力される。
【００２２】
音名・オクターブ検索部２Ｂは、メモリ２Ｄ内に記憶されているオクターブ（完全８度の音程）や音名（オクターブ内に含まれる１２個の異なる音に付けられた名称）の基準周期デ−タと、ピッチ抽出部２Ａが抽出したピッチの信号とを比較し、抽出したピッチの信号に近い基準周期デ−タからクロマチック（完全８度の音程、即ち１オクタ−ブを１２個の半音階に分けた名称）の音名を算出する。そして、算出されたクロマチックの信号（オクターブや音名の基準周期データ）をセント値算出部２Ｃとデータ変換部２Ｅに出力すると共に、ピッチ抽出部２Ａが抽出したピッチの信号をセント値算出部２Ｃへ出力する。
【００２３】
セント値算出部２Ｃでは、音名・オクターブ検索部２Ｂからの検索されたクロマチックの信号を受け、メモリ２Ｄ内に記憶されているクロマチックの各半音の１セント（セントは、クロマチックの半音の、１００分の１程度の音程）に相当する基準デ−タの中から、該当する半音の１セントの基準デ−タを読込む。そして、該当する半音の１セントの基準デ−タと音名・オクターブ検索部２Ｂから取得したピッチの信号を基にクロマチックの半音に対するセント値を算出し、データ変換部２Ｅ、及び制御部２Ｆを介して表示部３へ出力する。
【００２４】
データ変換部２Ｅは、調律情報を、外部機器と通信をするためのデータに変換する。例えば図２のような、調律情報と通信をするための情報とが対応付けられたテーブルを用意し、そのテーブルを参照して調律情報のデータ変換を行う。そして、変換したデータを制御部２Ｆへ出力する。
【００２５】
図２は、算出された音名・オクターブと通信するためのデータであるＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅの略）データとを対応付けた音名テーブルの一例である。図２中の数値Ａは、調律範囲の低い音を０（２進数８ビットでは００００００００）とし、高い音に準じて番号が付加されている。数値Ｂの左端０（２進数８ビットでは００００００００）からオクターブを示し、数値Ｂの１（２進数８ビットでは０００００００１）は音名を示し、数値Ｂの２（２進数８ビットでは００００００１０）はＭＩＤＩ規格に対応するノート番号の十進数を示し、数値Ｂの３（２進数８ビットでは００００００１１）はＭＩＤＩ規格に対応するノート番号の十六進数を示す。これらの情報を参照し、調律音などの情報を対応するＭＩＤＩデータに変換する。ここで、ＭＩＤＩ規格のノート番号は、中央Ｃ（ピアノの鍵盤中央の音階Ｃを示す）の音階を十進数で６０（十六進数は、３ＣＨ）と取り決められている。
【００２６】
セント値もＭＩＤＩ規格に対応し、図は割愛するが、音名・オクターブの場合と同様にテーブル（セント値とＭＩＤＩデータとのテーブル）を用いて、通信するためのデータに変換する。
【００２７】
また、データ変換部２Ｅは、パソコンとの通信規格であるＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）或いは、ＲＳ−２３２Ｃ（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｓｔａｎｄａｒｄ ２３２  ｖｅｒｓｉｏｎ  Ｃ）などのフォーマットに対応したデータに変換しても良い。ＵＳＢ及びＲＳ−２３２Ｃの各種通信規格の詳細は、周知の通りであるため説明を割愛する。
【００２８】
制御部２Ｆは、設定部６からの信号と、セント値算出部２Ｃなどからの出力信号を受け、オクターブや音名とセント値といった調律情報を表示するための信号を表示手段３へ出力する。制御部２Ｆはまた、変換手段５を介して外部機器との通信を制御し、データ変換部２Ｅからの取得した信号を外部機器に送出する。
【００２９】
変換手段５は、例えば図３に示すようなインターフェース回路を備え、外部機器と接続することができる。通信手段の一種としてＭＩＤＩが掲げられ、ＵＳＢやＲＳ−２３２Ｃなどの他の通信手段でも構わない。図３中のＲ１と、Ｒ２と、Ｒ３と、Ｒ４と、Ｒ５と、Ｒ６は抵抗であり、Ｄ１はダイオードである。ＯＩ１はフォトカプラー（ＯＰＴＯ  ＩＳＯＬＡＴＥＲ）であり、ＩＶ１ａと、ＩＶ１ｂと、ＩＶ１ｃと、ＩＶ１ｄはインバータであり、ＭＴ１と、ＭＴ２と、ＭＴ３はＭＩＤＩ入出力端子である。図３は、変換手段の一例であり、ＭＩＤＩインターフェースを示す。ここで、ＭＩＤＩインターフェースは、公知の回路のため説明を割愛する。
【００３０】
表示手段３は、制御部２Ｆの出力信号を受け、音名やオクターブ及びセント偏差などの調律結果を、針式メータや液晶表示素子、ＬＥＤ素子などで構成された部材により表示させることができる。また、外部との通信状態を表示するような構成としても構わない。
【００３１】
以上の構成においての調律装置１０のこれらの一連の動作を、図４のフローチャートを参照しながらステップ毎に説明する。図４は、本発明の調律装置１０のメインルーチンである。
【００３２】
図４のステップＳ１００は、調律装置１０の起動したときに実行されるルーチンであり、各種のバッファ、レジスタ、パラメータなどを初期化するルーチンであり、調律装置１０全体の制御を司るマイクロコンピュータ２が初期化される。ステップＳ１００を終了すると、ステップＳ１０１へ進む。
【００３３】
ステップＳ１０１では、設定手段６を用いて、調律する楽器や弦楽器の弦、或いはクロマチックの音名などを、調律者が目的とする調律のモードを設定する。設定後、ステップＳ１０２へ進む。
【００３４】
ステップＳ１０２では、入力手段１に入力された信号の波形を波形整形手段４で整形し、出力信号（電気信号Ｓ２）をマイクロコンピュータ２に出力する。その後、ステップＳ１０３へ進む。
【００３５】
ステップＳ１０３では、マイクロコンピュータ２内のピッチ抽出部２Ａにおいて、ステップＳ１０２で出力された電気信号Ｓ２を取得する。そして、電気信号Ｓ２に示す、矩形波の立ち上がり或いは立下り毎に時間間隔を計数し、電気信号Ｓ２、即ち楽音信号Ｓ１のピッチ（周期）を抽出する。その後、ステップＳ１０４へ進む。
【００３６】
ステップＳ１０４では、音名・オクターブ検索部２Ｂにおいて、ピッチ抽出部２Ａによって抽出されたピッチの信号を取得する。そして、メモリ２Ｄ内に記憶されているオクターブ（完全８度の音程）や音名（オクターブ内に含まれる１２個の異なる音に付けられた名称）の基準周期デ−タと抽出したピッチの信号とを比較し、抽出したピッチに近い基準周期デ−タからクロマチック（完全８度の音程即ち、１オクタ−ブを１２個の半音階に分けた名称）の音名とオクターブを算出する。その後、ステップＳ１０５へ進む。
【００３７】
ステップＳ１０５では、セント算出部２Ｃにおいて、音名・オクターブ検索部２Ｂによって検索されたクロマチックの半音の信号を取得する。そして、メモリ２Ｄ内に記憶されているクロマチックの各半音の１セント（セントは、クロマチックの半音の、１００分の１程度の音程）に相当する基準デ−タの中から、該当する半音の１セントの基準デ−タを読込む。また、該当する半音の１セントの基準デ−タと抽出したピッチの信号を基にクロマチックの半音に対するセント値を算出する。その後、ステップＳ１０６へ進む。
【００３８】
ステップＳ１０６では、データ変換部２Ｅにおいて、音名・オクターブ検索部２Ｂによって検索された音名とオクターブの情報を取得する。そしてその音名やオクターブ及びピッチから、図２のような外部通信用のＭＩＤＩデータなどに変換し、ステップＳ１０７へ進む。
【００３９】
ステップＳ１０７では、表示ルーチンであり、入力した楽音のオクターブや音名とセント値などの調律情報の中から、ステップＳ１０１で取り込んだ設定に基づき、表示手段３により調律状態を表示させる動作を行う。
【００４０】
ステップＳ１０８は、外部入出力ルーチンであり、変換手段５からデータ通信を行う。ステップＳ１０８の実施後、このメインルーチンをリターンする。ここで、ステップＳ１０７とステップＳ１０８の処理を入れ替える処理としても構わない。
【００４１】
このようにマイクロコンピュ−タ２によって構成されるピッチ抽出部２Ａと、音名・オクターブ検索部２Ｂと、セント値算出部２Ｃと、メモリ２Ｄと、データ変換部２Ｅと、制御部２Ｆとの作用は、以上説明したプログラムで実現できる。
【００４２】
このように、調律装置１０に外部機器との通信を目的とした変換手段を設けたことにより、外部機器とのインターフェース機能を有し、ＭＩＤＩ入出力端子を持つ楽器とＭＩＤＩケーブルにより接続することができ、他の楽器へ調律情報を転送することができる。
【００４３】
これにより、バンドやアンサンブルの場面では、図６に示すような周囲の楽器および情報機器などと、調律の情報の共有化が計ることができる。
【００４４】
例えば、調律が変動し易い弦楽器などのアナログ楽器やピアノなどの専門家でなければチューニングが困難なアコースティック楽器を本発明の調律装置１０で調律し、その調律情報をチューニングが変動し難いキーボードなどの電子楽器に転送し、その調律情報に基づいて電子楽器を調律することで、演奏者による調律の手間を軽減することが出来る。
【００４５】
また、調律情報を音質の優れた電子楽器等の音源に転送することで、電子楽器等の音源を用いた音質の優れた基準音を発生させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を適用した調律装置１０の構成を示すブロック図である。
【図２】音名テーブルの一例である。
【図３】変換手段の一例である。
【図４】本発明の調律装置１０のフローチャートである。
【図５】従来の調律装置１０の例である。
【図６】本発明の調律装置１０の例である。
【符号の説明】
【００４７】
１  入力手段
２  ＭＣＵ（マイクロコンピュ−タ）
３  表示手段
４  波形整形手段
５  変換手段
６  設定手段
２Ａ  ピッチ抽出部
２Ｂ  音名・オクターブ検索部
２Ｃ  セント値算出部
２Ｄ  メモリ
２Ｅ  データ変換部
２Ｆ  制御部
Ｓ１  楽音信号
Ｓ２  電気信号
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６  抵抗
Ｄ１  ダイオード
ＯＩ１  フォトカプラ
ＩＶ１ａ、ＩＶ１ｂ、ＩＶ１ｃ、ＩＶ１ｄ  インバータ
ＭＴ１、ＭＴ２、ＭＴ３  ＭＩＤＩ端子
【図１】
2007219444.tif 000003
【図２】
2007219444.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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