(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された楽音の音高を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された音高と所定の基準音高との偏差を表示する表示手段と、
指定されたテンポに応じた周期で、該周期よりも短い発音時間のメトロノーム音を繰り返し発生するメトロノーム手段と、
前記検出手段と前記メトロノーム手段が共に動作中であって、かつ前記メトロノーム手段が前記周期においてメトロノーム音を発音している間は、前記表示手段が、メトロノーム音の発音が開始される直前の偏差を表示するよう制御する制御手段とを備えたメトロノーム付きチューナ。
【請求項２】
前記制御手段は、前記メトロノーム手段が前記周期においてメトロノーム音を発音している間は、前記表示手段が、メトロノーム音の発音が開始される直前の前記検出手段により検出された音高に基づいて偏差を表示するよう制御する制御手段である請求項１記載のメトロノーム付きチューナ。
【請求項３】
前記検出手段は、前記メトロノーム手段が前記周期においてメトロノーム音を発音している間は音高の検出を中止し、前記メトロノーム音の発音が終わると音高の検出を再開する検出手段である請求項１または２記載のメトロノーム付きチューナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力された楽音の音高と、その音高に応じた基準音高との偏差を検出して表示するメトロノーム付きチューナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
楽器の調律を行うため、入力された楽音の音高と、所定の基準音高との偏差を表示するチューナが知られている。また、テンポに応じた楽器演奏の練習を行うために所定のテンポでメトロノーム音を発するメトロノームが知られている。さらに、チューナとメトロノームを一体化させ、いずれかの機能を選択して用いる機器も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、弦楽器や管楽器などの持続音が長い楽器の演奏においては、一定のテンポで一定の音高の音を発音し続けなければならないことがある。そのため、一定のテンポで一定の音高の音を発音し続ける持続音の練習が行われることがある。このような持続音の練習では、本来、楽器の調律に用いられるチューナが、一定の音高の音を発音し続けることができるか否かを確認するために用いられることがある。そこで、持続音の練習に、チューナとメトロノームとを一体化させた従来の機器を用いることを考えてみると、この従来の機器は、携帯性の面からは利便であるが、一定のテンポを保つために、メトロノームの機能を用いようとすると、チューナの機能が使用できなくなってしまうため、この従来の機器は持続音の練習には不向きである。また、メトロノームとチューナとを別々に用意し、メトロノームからメトロノーム音を発音させ、発音されたメトロノーム音を頼りに一定のテンポを保とうとすると、チューナには、楽器からの持続音の他にメトロノーム音も入力されてしまうため、メトロノーム音が発音された時には、チューナに表示される偏差がメトロノーム音に影響されたものとなってしまい、この組み合わせもまた、持続音の練習には不向きである。そこで、メトロノーム音の代わりに、テンポを視覚的に知らせることが考えられるが、テンポを聴覚を用いずに視覚のみで正確に捉えるには熟練が必要である。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑み、一定のテンポで一定の音高の音を発音し続ける練習に好適なメトロノーム付きチューナを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のメトロノーム付きチューナは、
入力された楽音の音高を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された音高と所定の基準音高との偏差を表示する表示手段と、
指定されたテンポに応じた周期で、該周期よりも短い発音時間のメトロノーム音を繰り返し発生するメトロノーム手段と、
前記検出手段と前記メトロノーム手段が共に動作中であって、かつ前記メトロノーム手段が前記周期においてメトロノーム音を発音している間は、前記表示手段が、メトロノーム音の発音が開始される直前の偏差を表示するよう制御する制御手段とを備えている。この構成により、練習者は、メトロノームによる所定のテンポのメトロノーム音を聞きながら、楽器による楽音を発生すると、その楽音の音高と基準音高との偏差が表示され、メトロノーム音が発生している間は、メトロノーム音が発生する直前の表示に維持されるため、メトロノーム音に影響されずに楽音の音高と基準音高との偏差が安定して表示される。したがって、本発明のメトロノーム付きチューナは、メトロノーム音を聞きながら所定の音高の楽音を発生する楽器練習に好適である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態のチューナの作用を示す機能ブロック図である。
【０００８】
図１に示すチューナ１は、メトロノーム機能が付加されたものであって、音高検出手段１１、基準音高記憶手段１２、偏差検出手段１３、報知制御手段１４、表示手段１５、メトロノーム手段１６、スピーカ１７、操作子群１８、および偏差記憶手段１９を備えている。
【０００９】
音高検出手段１１には、入力端子１１１が設けられている。この入力端子１１１には、図１では不図示のマイクロフォンが接続されており、マイクロフォンで拾われた楽器音等の楽音が入力される。音高検出手段１１は、入力された楽音の音高を所定間隔ごとに検出し、検出した音高を偏差検出手段１３に順次送る。
【００１０】
基準音高記憶手段１２には、互いに半音階ずつ異なる複数の基準音高が記憶されている。偏差検出手段１３は、まず、基準音高記憶手段１２に記録されている複数の基準音高の中から、送られてきた検出音高に最も近い音高を選び出し、次いで、検出された音高と、選出された基準音高との偏差を検出する。この結果、検出される偏差は半音階以内のものとなる。なお、この図１に示すチューナ１は、検出された音高に応じた基準音高を自動的に選択するものであるが、練習者が所望の基準音高を予め指定し、その指定した基準音高を検出された音高に応じた基準音高にしてもよい。
【００１１】
偏差検出手段１３において検出された偏差は報知制御手段１４に送られる。報知制御手段１４は、偏差検出手段１３からの偏差を表示手段１５に送る。この結果、表示手段１５には、検出された偏差が表示される。
【００１２】
メトロノーム手段１６は、詳しくは後述する操作子群１８の中の所定の操作子を操作することで、設定されたテンポに応じて、設定された拍子の各拍ごとにメトロノーム音（クリック音）を生成する。生成されたメトロノーム音は、スピーカ１７から放音される。また、メトロノーム手段１６は、音高検出手段１１と報知制御手段１４との双方に、メトロノーム音の生成開始直前には開始タイミング信号を出力し、メトロノーム音の生成終了直後には終了タイミング信号を出力する。音高検出手段１１は、開始タイミング信号を受け取ると音高検出を中止し、終了タイミング信号を受け取ると音高検出を再開する。報知制御手段１４は、開始タイミング信号を受け取ると、送られきた偏差を偏差記憶手段１９に記録し、終了タイミング信号を受け取るまで、表示手段１５にその記録した偏差を送り続ける。したがって、表示手段１５には、メトロノーム音が発せられている間はメトロノーム音が消音している間の偏差が表示される。また、報知制御手段１４は、終了タイミング信号を受け取ると、その後に送られてくる偏差を表示手段１５に送り、次の開始タイミング信号を受け取るまで、順次送られてくる偏差を表示手段１５に送り続ける。したがって、表示手段１５に表示される偏差は、メトロノーム音の影響を受けていない偏差となる。なお、この図１に示すチューナ１では、開始タイミング信号や終了タイミング信号は、音高検出手段１１と報知制御手段１４との双方に出力されるが、音高検出手段１１、偏差検出手段１３、および報知制御手段１４のうちのいずれか一つに出力されればよい。すなわち、これらのタイミング信号が、これら３つの手段１１，１３，１４のうち報知制御手段１４にのみ出力される場合には、報知制御手段１４を、上述の説明のように、開始タイミング信号を受け取ると、送られきた偏差を偏差記憶手段１９に記録し、終了タイミング信号を受け取るまで、表示手段１５にその記録した偏差を送り続けるものとすればよい。また、これらのタイミング信号が、報知制御手段１４を除く２つの手段１１，１３の双方、あるいはこれら２つの手段１１，１３のうちのいずれか一方の手段にのみ出力される場合には、報知制御手段１４を、偏差が送られてくるたびに、送られてきた偏差を偏差記憶手段１９に順次更新しながら記録し、次の偏差が送られてくるまで、表示手段１５にその記録した偏差を送り続けるものとすればよい。
【００１３】
続いて、図２を用いて、図１に示すチューナのハードウェア構成について説明する。
【００１４】
図２は、図１に示すチューナのハードウェア構成図である。
【００１５】
図１に示すチューナ１は、１つのチップに作り込まれたワンチップＣＰＵと称されるＣＰＵ１００を備えている。このＣＰＵ１００には、演算処理機能の他にＤ／Ａ変換機能等が付加されているとともにＲＡＭやＲＯＭが内蔵されており、さらに、このＣＰＵ１００は、割込端子（ＩＮＴ）や複数のＩ／Ｏポート（ＰＯＲＴ）を有する。このようなＣＰＵ１００は、各種のプログラムを実行するものである。また、図１に示すチューナ１は、ＣＰＵ１００で実行されるプログラムで参照されるデータの格納領域やそのプログラムの作業領域として使用されるＲＡＭ２００、および各種のプログラムやデータが格納されたＲＯＭ３００を備えており、ＣＰＵ１００、ＲＡＭ２００、およびＲＯＭ３００は、バスにより相互に接続されている。ＲＡＭ２００は、検出した偏差を表す偏差データが一時的に記録されるものであり、図１に示す偏差記憶手段１９に相当する。ＲＯＭ３００には、複数の基準音高を表す基準音高データが記録されている。したがて、このＲＯＭ３００は、図１に示す基準音高記憶手段１２に相当する。なお、図２に示すＲＡＭ２００やＲＯＭ３００の代わりに、ＣＰＵ１００に内蔵されたＲＡＭやＲＯＭを用いても良い。
【００１６】
また、図１に示すチューナ１は、マイクロフォン４００およびゼロクロス検出回路５００を備えている。マイクロフォン４００で拾われた楽音は、ゼロクロス検出回路５００に送られる。ゼロクロス検出回路５００は、楽音波形のゼロクロスポイントを検出し、ＣＰＵ１００にゼロクロスポイントを検出するたびに割込信号を出力する。ＣＰＵ１００は、割り込みが発生するたびに、前回の割り込みが発生した時からの時間を求め、この時間の変化、詳しくは自己相関からくりかえし周期を求め、この値から入力楽音の音高を検出する。
【００１７】
さらに、図１に示すチューナ１は、メータドライブ回路６００と、スピーカドライブ回路７００とを備えている。ＣＰＵ１００は、図１に示す偏差検出手段１３にも相当し、検出した音高と基準音高との偏差を検出する。また、ＣＰＵ１００は、検出した偏差を表すディジタル信号を、Ｄ／Ａ変換機能を用いてアナログ信号に変換し、Ｄ／Ａコンバータ出力からメータドライブ回路６００に出力する。メータドライブ回路６００は、入力されたアナログ信号に基づいて表示手段１５を駆動する。したがって、ＣＰＵ１００とメータドライブ回路６００を合わせたものが、図１に示す報知制御手段１４に相当する。さらに、ＣＰＵ１００は、メトロノーム音を表すバースト信号を生成し、出力ポートからスピーカドライブ回路７００に出力する。スピーカドライブ回路７００は、入力されたバースト信号に基づいてスピーカ１７を駆動する。したがって、ＣＰＵ１００とスピーカドライブ回路７００を合わせたものが、図１に示すメトロノーム手段１６に相当する。
【００１８】
またさらに、図１に示すチューナ１は操作パネルを備えており、この操作パネルには、表示手段１５、マイクロフォン４００、スピーカ１７、および操作子群１８が配備されている他、７セグメントＬＥＤ８００、赤色に点滅するビート表示用ＬＥＤ９０１、および緑色に点滅するビート表示用ＬＥＤ９０２も配備されている。
【００１９】
図３は、図１に示すチューナに備えられた操作パネルを示す図である。
【００２０】
図３に示す操作パネル１０には、電源スイッチ１８１、１組のテンポ設定操作子１８２、１組のビート設定操作子１８３、メトロノーム操作子１８４、チューナ操作子１８５、および表示精度切替操作子１８６が配備されている。図１や図２に示す操作子群１８は、これらの各種操作子１８１〜１８６からなるものである。また、操作パネル１０には、図１や図２に示す表示手段１５に相当するチューナメータ１５１も配備されている。さらに、上述のごとく、操作パネル１０には、７セグメントＬＥＤ８００、２つのビート表示用ＬＥＤ９０１，９０２、マイクロフォン４００、およびスピーカ１７も配備されている。
【００２１】
図１に示すチューナは、チューナノード、メトロノームモード、メトロノーム付きチューナモードの３つのモードを有する。チューナモードは、チューナのみが機能し、メトロノームモードは、メトロノームのみが機能し、メトロノーム付きチューナモードは、本願発明であるメトロノームとチューナが同時に機能するモードである。なお、電源投入時には、電源を切る直前のモード、テンポ、拍子に設定される。
【００２２】
メトロノームモードが解除されている状態で、メトロノーム操作子１８４が押下されると、このチューナはメトロノームモードに設定され、さらにもう１度押下されると、メトロノームモードが再び解除される。このチューナがメトロノームモードに設定されると、スピーカ１７から、設定されたテンポに応じて、設定された拍子の各拍ごとにメトロノーム音が発音されるとともに、２つのビート表示用ＬＥＤ９０１，９０２が点滅する。発音されるメトロノーム音のテンポは、１組のテンポ設定操作子１８２を操作することで設定される。すなわち、メトロノーム音のテンポは、１組のテンポ設定操作子１８２のうちの、図３の上側の操作子を押下することで速くなり、下側の操作子を押下することで反対に遅くなる。７セグメントＬＥＤ８００には、メトロノーム音の現在の設定値が表示される。また、発音されるメトロノーム音のビート（拍子）は、１組のテンポ設定操作子１８２と同様の操作を１組のビート設定操作子１８３で行うことにより設定される。７セグメントＬＥＤ８００の表示は、１組のビート設定操作子１８３のうちのいずれか一方の操作子が押下されるとビートを表す値（例えば４／４拍子であれば‘４’）の表示に切替わり、以後、７セグメントＬＥＤ８００には、１組のビート設定操作子１８３の操作に応じた現在の設定値が表示される。また、メトロノーム音の発音とともに点滅する２つのビート表示用ＬＥＤ９０１，９０２のうち、赤色に点滅するビート表示用ＬＥＤ９０１は拍子の先頭の拍で点滅し、緑色に点滅するビート表示用ＬＥＤ９０２は２拍目以降の各拍で点滅する。例えば、４ビートであれば、最初、赤色に点滅するビート表示用ＬＥＤ９０１が１回点滅し、次に緑色に点滅するビート表示用ＬＥＤ９０２が３回点滅する。練習者は、メトロノーム音の他、これら２つのビート表示用ＬＥＤ９０１，９０２の点滅によっても、一定のテンポを感じ取ることができる。
【００２３】
また、このチューナがメトロノームモードに設定された状態で、チューナ操作子１８５を押下すると、メトロノーム付きチューナモードに設定され、さらにもう１度押下すると、これら２つのモードのうちチューナモードのみが解除される。チューナモードが選択されている状態で、メトロノーム操作子１８４を押下すると、メトロノーム付きチューナモードに設定される。メトロノーム付きチューナモードあるいはチューナモードに設定されると、このチューナは、まずは、マイクロフォン４００で拾われた楽音の音高に応じた基準音高を選び出し、７セグメントＬＥＤ８００にその基準音高の音名（例えば、‘Ａ２ｂ’）を表示し、次いで入力された楽音の音高と選出した基準音高との偏差を検出し、偏差値に応じてチューナメータ１５１の指針の振れを制御し、偏差を表示する。図１に示すチューナには、検出された偏差をチューナメータ１５１に表示するにあたり、ノーマルとファインとの２つの表示精度が用意されている。表示精度切替操作子１８６は、チューナメータ１５１の表示精度をノーマルとファインとの間で切替える操作子である。ここで、図４を用いて、図３に示すチューナメータ１５１について詳述する。
【００２４】
図４（ａ）は、従来のチューナに備えられたチューナメータの表示板の一例を拡大して示す図であって、図４（ｂ）は、図１に示すチューナに備えられたチューナメータの表示板を拡大して示す図である。
【００２５】
従来のチューナにも、ノーマルとファインとの２つの表示精度が用意されているものがある。図４（ａ）に示すように、２つの表示精度が用意された従来のチューナの、チューナメータの表示板には、ノーマルの目盛表示とファインの目盛表示との２通りの目盛表示がなされている。いずれの目盛表示も、中央を０セントとする目盛表示である。ノーマルの目盛表示は、＋５０セントから−５０セントの間で、１０セントずつ均等に目盛を付したものである。ファインの目盛表示は、＋２５セントから−２５セントの間で、５セントずつ均等に目盛を付したものである。これら２つの目盛表示の端部は互いに揃えられており、そのため、ファインの目盛表示の方がノーマルの目盛表示よりも表示精度が高くなっている。
【００２６】
一方、図４（ｂ）に示すように、図１に示すチューナの、チューナメータ１５１の表示板１５１２にも、従来と同じように、ノーマルの目盛表示とファインの目盛表示との２通りの目盛表示がなされており、いずれの目盛表示も、中央を０セントとした目盛表示である。これらの目盛表示のうち、ノーマルの目盛表示は、従来のノーマルの目盛表示と何ら変わるところはない。一方、ファインの目盛表示は、従来のそれとは異なり、＋５０セントから−５０セントの間における目盛表示である。このような図４（ｂ）に示すファインの目盛表示は、中央の０セントに向かうほど表示精度が高くなるように、不均等に目盛を付したものであり、０セント付近では、従来のファインの目盛表示の０セント付近よりも高精度な表示精度になっている。
【００２７】
続いて、図５を用いて、図１に示すチューナの、表示精度の切替えにおける作用について説明する。
【００２８】
図５は、図１に示すチューナの、表示精度の切替えにおける作用を示す機能ブロック図である。
【００２９】
図１に示すチューナ１には、表示精度を切替えるために、ノーマル表示変換テーブル３０１、ファイン表示変換テーブル３０２、変換テーブル切替手段１４１、およびＤ／Ａ変換手段１４２を備えている。これらのうち、変換テーブル切替手段１４１とＤ／Ａ変換手段１４２とは、図１に示す報知制御手段１４が有するものである。ノーマル表示変換テーブル３０１は、図１に示す偏差検出手段１３によって検出された偏差を表す値をノーマルの目盛表示に合うように変換するためのテーブルである。一方、ファイン表示変換テーブル３０２は、検出された偏差を表す値をファインの目盛表示に合うように変換するためのテーブルである。これら２つの変換テーブル３０１，３０２はともに、図２に示すＲＯＭ３００に記録されており、ＣＰＵ１００は、検出された偏差をこれら２つの変換テーブル３０１，３０２を用いて変換する。すなわち、図１に示す偏差検出手段１３から出力された偏差を表す値は、報知制御手段１４によって、これら２つの変換テーブル３０１，３０２それぞれを用いて表示用の偏差を表す値に変換される。表示精度が互いに異なる、２種類の表示用の偏差を表す値は、変換テーブル切替手段１４１に揃って送られる。図３に示す表示精度切替操作子１８６からは、操作に応じて、チューナメータ１５１の表示精度をノーマルとファインとのうちのいずれか一方に設定する表示精度切替信号が、変換テーブル切替手段１４１に向けて出力される。変換テーブル切替手段１４１は、表示精度切替信号に応じて、２種類の表示用の偏差を表す値のうちのいずれか一方の値のみをＤ／Ａ変換手段１４２に送る。Ｄ／Ａ変換手段１４２は、送られてきた値を、アナログ信号に変換する。したがって、表示精度切替操作子１８６を操作することで表示精度をノーマルに設定しておくと、図２に示すチューナメータ１５１の指針１５１１が、検出された偏差に応じて−５０セントから＋５０セントの間で均等に振れ、チューナメータ１５１に検出された偏差が表示される。一方、表示精度をファインに設定しておくと、チューナメータ１５１の指針１５１１が、検出された偏差に応じて、０セントを中心に高精度に振れ、＋５０または−５０セントに近づくにつれて低精度に振れ、チューナメータ１５１に検出された偏差が表示される。このように、このチューナ１では、検出された１つの偏差を２つの変換テーブル３０１，３０２を用いて変換し、いずれか一方の表示用の偏差を表す値をチューナメータ１５１に表示するため、偏差の検出途中で検出精度を切替える必要がなく、簡単なデータ処理で、ノーマルの表示精度とファインの表示精度とを切替えることができる。
【００３０】
以上、説明したように、図１に示すチューナ１では、メトロノーム付きチューナモードに設定することができるため、練習者は、メトロノーム音によって一定のテンポを保ちつつ、チューナメータで、一定の音高の音を発音し続けることができるか否かを確認することができる。しかも、チューナメータには、入力された楽音の音高と、その音高に応じた基準音高との偏差が常に正確に表示される。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、一定のテンポで一定の音高の音を発音し続ける練習に好適なメトロノーム付きチューナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のチューナの作用を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示すチューナのハードウェア構成図である。
【図３】図１に示すチューナに備えられた操作パネルを示す図である。
【図４】従来のチューナに備えられたチューナメータの表示板の一例を拡大して示す図（ａ）と、図１に示すチューナに備えられたチューナメータの表示板を拡大して示す図（ｂ）である。
【図５】図１に示すチューナの、表示精度の切替えにおける作用を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１    チューナ
１１    音高検出手段
１１１    入力端子
１２    基準音高記憶手段
１３    偏差検出手段
１４    報知制御手段
１４１    変換テーブル切替手段
１４２    Ｄ／Ａ変換手段
４００    マイクロフォン
１５    表示手段
１５１    チューナメータ
１５１１    指針
１５１２    表示板
１６    メトロノーム手段
１７    スピーカ
１８    操作子群
１８１    電源スイッチ
１８２    テンポ設定操作子
１８３    ビート設定操作子
１８４    メトロノーム操作子
１８５    チューナ操作子
１８６    表示精度切替操作子
１９    偏差記憶手段
１００    ＣＰＵ
２００    ＲＡＭ
３００    ＲＯＭ
３０１    ノーマル表示変換テーブル
３０２    ファイン表示変換テーブル
５００    ゼロクロス検出回路
６００    メータドライブ回路
７００    スピーカドライブ回路
８００    ７セグメントＬＥＤ
９０１，９０２    ビート表示用ＬＥＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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