JPH07111637B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の技術分野 本発明は音律を任意に設定できるようにした電子楽器に
関するものである。

（２）発明の背景 現在、一部の民族音楽や現代音楽を除き、音楽の大部分
で用いられている音階の音程は、12等分平均律という音
律に基づいている。これは、振動数比1:2の「オクター
ヴ」を互いに等しい振動数比になるように12等分して、
振動数比が となる「半音」をつくり、この「半音」を単位としてそ
の整数倍の音階を構成する音律体系である。近代の音楽
の機能和声法による和声理論、転調、移調、等は全てこ
の12等分平均律を基本としている。すなわち、12等分平
均律によつて、12音のそれぞれを基音とする長調および
短調、計24種の調性が互いに相対的な関係を平等に持つ
ことになるため、和声進行、転調、移調、等の楽音的技
法が単純な数学的操作として容易に行なえることにな
る。これは異なつた種類の楽器同志、あるいは音声・合
唱とのアンサンブルの上で、また楽器を製作・調律する
上で非常に有効なシステムであり、「どのような高さに
転調・移調しても同質の響きが得られる」12等分平均律
の最大の特長である。

しかし一方で、12等分平均律の欠点も多く指摘されてい
る。第一に、音程の基本単位である「半音」自身が という無理数の振動数比を持つため、和声の基本となる
完全５度、長３度の音程の振動数比も無理数となり、こ
れは「振動数比が単純な整数比である音程ほど協和感が
高い」というギリシヤ時代以来よく知られた事実と矛盾
する。すなわち平均律においては、真に協和感のある和
声には接し得ないのである。第二に、オーケストラや合
唱のアンサンブルにおいて、個々の和音ごとに演奏者が
各自の協和感覚に基づいてピツチを微妙に上下させてよ
り純正な響きをつくる中で、平均律に固定された楽器は
不協和な音程で全体のハーモニーを損ない、孤立しやす
い。このため、よく知られた事実として、特に合唱音楽
の分野では、平均律であるピアノの伴奏は好まれていな
い。第三に、幼児の音感教育、音楽専攻者の聴音訓練等
に際して平均律を用いることは、真の和声感を体得でき
ないばかりでなく、誤つた協和感覚に陥る危険性があ
る。これは、平均律のピアノ調律師の一部が、本来不協
和である平均律の音程のうなりを「自然」と体感するよ
うになる事実によつて示される。第四に、純正律、中全
音律等の古典音律の時代の古典音楽を演奏する場合、作
曲家の意図した「調性の性格」を反映することが不可能
である。すなわち、ルネサンス、バロツク等のバツハに
至る時代の音楽に用いられた古典音律においては、調性
はそれぞれ固有の性格をもつて位置づけられており、作
曲家はその効果を作品に反映させて作曲していたが、平
均律の楽器でこれを演奏した場合、調号ごとの協和度の
違い、等の調性の持つ特性は実現できないため、魅力の
乏しい平板な音楽となつてしまう。これは、古典音楽の
演奏家がわざわざ古典音律に調律しなおした楽器を用い
て演奏する、という近年の音楽的傾向に対応している。

以上のような欠点のために、一部の専門家は12等分平均
律でなく、純正律、ピタゴラス音律、中全音律、ウエル
・テンパード音律（よく知られた「ヴエルクマイスター
第三法」はこの一種である）、等の古典音律を用いてき
た。しかしこれらの古典音律は、他の楽器とのアンサン
ブルに応じて移調するたびに新しく調律しなおす必要が
あり、微妙な音程差をつける調律法も複雑であるため、
従来の楽器では実現が困難であつた。また、音律の体系
自体が多種多様であり、専門家が研究・演奏するための
有効な音律設定手段が実現できなかつた。

（３）従来技術と問題点 以上のような背景のもとに、電子回路技術によるいわゆ
る「電子楽器」の分野でも、従来多くの古典音律電子楽
器が考えられてきた。まず、鍵盤等に対応した複数の原
発振器を用いたいわゆる「独立発振方式」において、各
音程を古典音律に調律する方式が考えられたが、これは
従来の楽器と同様に困難な調律作業を伴い、オクターブ
間の音程が狂いやすい欠点があつた。次に最高音域に対
応した12音の独立発振器を用いて、以下のオクターブ関
係は1/2分周器を用いたいわゆる「分周方式」が考えら
れたが、これも12音にわたつて調律しなければならず、
移調するごとに再び調律を必要とする欠点があつた。次
に、基準となる主クロツク発振器から近似的に12音の振
動数を与えるような分周器群を用いたいわゆる「トツプ
オクターブ方式」が考えられたが、音程がハードウエア
的に固定されて変更できない、移調に際して非常に高い
主クロツク周波数を変化させなければならない、等の欠
点があつた。次に、プログラマブル分周器を用いて音程
はその分周比データとして与えるいわゆる「プログラム
カウンタ方式」が考えられたが、この方式によれば分周
比データとして任意の音律に対応した音程を与えること
ができるため、ここに至つて古典音律電子楽器として有
効な方式が実現したのである。さらに、「周波数ナン
バ」と呼ばれる増分値データを周期的に加算累算する加
算累算器によつて音高周波数を発生する、いわゆる「周
波数ナンバ方式」が考えられたが、この方式は、デイジ
タル的に時分割動作することによつて複数の発音チヤン
ネルの音高周波数を同時に発生することができ、また周
波数ナンバデータをデイジタル的に演算処理することで
実時間動作的な操作機能を持つ、という他の方式にない
特長を持つている。

これらの方式の改良と近年のLSI技術に代表されるデイ
ジタル電子回路技術によつて、「電子楽器」という新し
い形態の楽器が、音楽のなかで古典音律の関係する分野
に定着してきた。すなわち音色面では楽音波形合成回路
技術が、音程面では楽音周波数設定回路技術が音楽的要
求に応え得るようになつてきたのである。たとえば音程
の面では、「半音」すなわち100セントに対し、人間の
音程識別能力限界は数セントであるが、一方デイジタル
方式の電子楽器の音程設定精度は容易に誤差１セント程
度に固定できる。これは従来の楽器の音程設定精度・音
程保持安定度を十分に上回る能力であり、平均律と古典
音律との差である数セントから10数セントの音程差の正
確な設定が容易に実現できることを意味する。また、デ
イジタル的に多種の音律データを記憶し選択すること
で、あらかじめ用意された任意の種類の音律を瞬時に選
択することができる。さらに移調に際しては、鍵盤等の
音高情報と上記音律データとの対応をデイジタル的に制
御することにより、任意の調性に瞬時に移調した上で音
律を再設定することができるが、これは従来の楽器では
とうてい実現不可能であつたものである。

このように電子楽器によつて容易に古典音律が実現でき
るようになり、さらにはより有効な新しい音律を探求で
きるようになると、音律体系自体の複雑さを実際にどう
具体化するかが問題になる。すなわち文献に残つている
古典音律だけでも数百種類あり、さらに音律体系の構造
によれば数百万種類以上の音律が存在する計算になるた
め、効果的な音律設定手段が不可欠となつてきたのであ
る。しかし従来の古典音律電子楽器においては、たとえ
ば複数の音律データを記憶しておいて必要な音律を選択
するため、あらかじめ与えられた音律しか選択できない
欠点があつた。また、必要な音程周波数データまたはセ
ントデータ等を入力して、音高周波数を発生するための
データに変換するような改良も考えられるが、これも本
質的には受動的な動作であり、音律そのものを本質的に
設定することにはならない欠点があつた。

（４）発明の目的 本発明の目的は上記のような点に鑑みてなされたもの
で、音楽理論に対応した音律設定機能を持つ電子楽器を
提供することであり、音楽史的には「中全音律」および
「ウエル・テンパード音律」として知られる音律体系の
思想に対応した方式で音律を設定するものである。これ
は、音階理論の基本である完全５度を、基音に対する位
置付けの異なる個々の各音程同志に対して不均等に与
え、協和度の高い純正な３和音と比較的協和度の低い３
和音とをつくるもので、平均律によつて滅びてしまつた
「和音ごとに特有の協和感」を任意の構成で設定・検証
できるものであり、オリジナルな古典音楽の演奏・研究
や音響心理学・音律理論の実験・研究や聴音教育の面で
有効な電子楽器を提供するものである。

（５）発明の構成 上記の目的のため、本発明にかかる電子楽器において
は、音階の基準となる１オクターブ内の12音の振動数比
データが任意に設定できるような電子楽器であって、互
に完全５度の音程関係にある２音間の振動数比を個々に
設定することによって所望の音律を構成できるようにし
た電子楽器において、 前記完全５度の音程関係にある２音の振動数比を設定す
るための入力装置と、入力された前記振動数比データを
記憶するための補助記憶装置と、 設定された音律における所定の音程の振動数比を、純正
な音程の振動数比との差によって表示する表示装置を具
備し、 前記表示装置によって、音律設定情報を視覚的に確認し
ながら入力するとともに、必要に応じて記憶・再設定で
きるようにしたことを特徴とするものである。

（６）発明の実施例 以下本発明の実施例を図面とともに詳細に説明する。

第１図は、本発明による電子楽器の構成を説明するため
の構成概念図であり、６は音律設定情報に応じて楽音周
波数に対応する周波数データを発生する周波数データ発
生回路、３は所望の音律を設定するための設定データ入
力装置、４は設定された音律の状態を表示する表示装
置、５は音律設定情報および楽音情報を記憶する補助記
憶装置である。

すなわち、周波数データ発生回路６においては、表示装
置４においてデイスプレイされる音律設定情報をもとに
入力装置３によつて追加・変更設定された音律情報に応
じて、楽音周波数に対応する周波数データを発生し、楽
音信号発生回路７に供給する。この周波数データ発生回
路６における音律設定情報は必要に応じて補助記憶装置
５によつて記憶・再生され、また表示装置４によつて逐
次表示される。一方、楽音信号発生回路７においては、
鍵盤１および音色・効果等設定用タブレツト２における
楽音演奏情報を検出し、周波発データ発生回路６からの
周波数データに応じて楽音信号を発生するとともに、補
助記憶装置５によつて必要な楽音情報を記憶・再設定す
る。楽音信号発生回路７からの楽音信号は効果回路、ア
ンプ、スピーカーを含むサウンドシステム８によつて音
響に変換され、電子楽器の演奏音として発音される。

第２図は、第１図に示す周波数データ発生回路６に設け
られ、本発明にかかる音律設定処理操作部分を説明する
ための具体的構成例であり、種々の入出力回路，記憶回
路，および制御回路によつて構成される。第２図におい
て、15は回路全体をコントロールする制御回路、12は制
御回路15のためのプログラムを格納するプログラムメモ
リ回路、13は音律設定情報および周波数データ処理のた
めの基準となる基礎データ等を格納する固定データメモ
リ回路、16は音律設定処理および周波数データ処理を行
うデータ処理回路、14はデータ処理中および出力データ
格納等に用いられるデータ格納メモリ回路、９は入力装
置３とのインターフエース回路、10は表示装置４とのイ
ンターフエース回路、11は補助記憶装置５とのインター
フエース回路、17は楽音信号発生回路７に周波数データ
を供給するためのインターフエース回路である。

第２図において、入力装置３からインターフエース回路
９を経て与えられた音律設定情報は、制御回路15および
データ処理回路16によつて対応する周波数データに変換
され、インターフエース回路17を経て周波数データ出力
信号18となる。また、音律設定情報はインターフエース
回路10を経て表示装置４に供給されて表示され、さらに
必要に応じてインターフエース回路11を経て補助記憶装
置５とやりとりされる。この動作を第３図に示すような
音律の一例を設定する場合を例にとつて説明すると、ま
ず基準となる12音（たとえば「平均律」）を表示装置４
によつて「５度円」状に表示し、必要ならば基調の基音
をたとえば“Ｃ音”と指定する。平均律においては“Ｃ
音”〜“Ｇ音”間の完全５度は700.00セントであるが、
ここでは「ミーントーン５度」（696.578セント）とす
るために、セント数もしくはあらかじめ指定された形式
で（入力装置３において「ミーントーン５度」という入
力キーを用意するなどして）設定する。同様にして他の
２音間も個々に入力設定し、この例の場合は“Ｅ♭音”
〜“Ｇ♯”間の完全５度が残され、データ処理回路16に
よつて「ヴオルフ」700.001セントと計算される。こう
して設定された音律設定情報は逐次表示装置４によつて
表示されるとともに、データ処理回路16によつて楽音信
号発生回路７に必要な各音程の周波数データに変換され
てデータ格納メモリ回路14に格納され、楽音信号発生回
路７の要求に応じてインターフエース回路17を通して供
給される。ここでの周波波データは、前述の「プログラ
ムカウンタ方式」におけるプログラム分周比に対応し、
また前述の「周波数ナンバ方式」における増分値データ
に対応するものであり、これらデイジタル方式の電子楽
器であれば、この周波数データを時分割によつて能率良
く転送でき、また制御回路15を中心とする一連の動作が
CPUによつて効果的に実現できる。

第４図は、第３図に示した音律の一例について、各音名
間の音程の協和度の違いを示したものであり、長３度、
完全５度、完全４度、短３度の各音程と純正な音程との
セント差を表わしたものである。グラフから明らかなよ
うに、ハ長調の主要３和音（Cdur、Fdur、Gdur）の構成
音であるハ長調上の全階によつて作られる音程ほど協和
度が高く♯や♭の多い調性にあらわれる音程ほど純正な
響きから遠ざかつて緊張感が増加するのがわかる。この
ような調性ごとの微妙な性格の差を考慮した音楽にとつ
ては、音律情報はセントデータのような数字だけでな
く、表示装置４によつてこの図のような形式で表示され
る方がはるかに直感的であり、理解しやすい。第４図の
ような音律の特性を示すグラフを表示装置４によつて表
示するためには、比較の基準となる純正音程の振動数比
データ（長３度5/4＝386.3137セント、完全５度:3/2＝7
01.9550セント、等）を固定データメモリ回路13に用意
しておき、データ処理回路16において音律設定情報と比
較・演算処理し、さらに作図処理を行うような制御回路
15を中心とする一連の動作をあらかじめ設定しておけば
よい。この例では各音名間の音程の協和度の違いを表示
するようにしたが、「和音の純正度」を適当な方法であ
らかじめ定義して固定データメモリ回路13に用意してお
けば、個々の和音ごとに「和音の純正度」を表示装置４
によつて表示するような改良も容易に類推できる。

第５図は、第３図に示した音律と同様の理論的根拠に基
づく別の音律の一例を示したものである。両５度円図を
比較してみると、「ヴオルフ」700.001セントの位置が
異なつており、“Ｃ音”を基準として「ヴオルフ」まで
右回り、左回りに音名を与えて行くと、“Ｇ♯/A♭音”
と“Ｃ♯/D♭音”とで異名同音の差が現われる。これは
それぞれの音律において生ずる各種の和音の協和度に微
妙な相違をもたらし、調性の純正度の比重に対する音楽
的思想の反映として作用してくる。第５図に示した音律
の一例について、各音名間の音程の協和度の違いを示し
たものが第６図であるが、これと第４図とを比較するこ
とで両者の特性が明らかにされる。すなわち、第３図お
よび第４図に示した音律を「音律１」、第５図および第
６図に示した音律を「音律２」と呼ぶことにすると、音
律１と音律２との差が各音名間の音程の協和度の違いと
して顕著に現われるのは、長３度音程におけるＡ−Ｃ
♯、Ｅ−Ｇ♯、Ａ♭−Ｃ、Ｄ♭−Ｆ、の４個所であり、
これらはAdur、Edur、Asdur、Desdurの和音の響き方の
違いとなる。これを調性と関連させて特徴づければ、音
律１はAsdur、Desdur等の和音が多く用いられる、ハ短
調・変イ長調等のフラツトの多い調性への転調（下降５
度転調の連続、同主短調Cmollへの転調等）を含む音楽
において純正さを保ち、一方音律２においては、Adur、
Edur等の和音が多く用いられる、嬰ハ短調・イ長調等の
シヤープの多い調性への転調（上昇５度転調の連続、並
行短調Amollから同主長調Adurへの転調等）を含む音楽
において純正さを保つ、ということになる。ところで音
律１と音律２とを各音程のセントデータとして与える方
式と比較してみると、各音程は“Ｃ音”を０セントとし
た場合、音律１の“Ｃ♯音”が92.1787セント、音律２
の“Ｄ♭音”が90.2250セントと異なるだけで、他の11
音は完全に一致する。この数字だけから上述の協和度の
議論を導くのは非常に困難であり、本発明による音律設
定方式がいかに音楽的・直感的で理解しやすいか、を示
すものである。

（７）発明の効果 以上説明したように、本発明にかかる電子楽器によれ
ば、音律の理論に対応した音楽的・直感的な方法によつ
て任意の音律を設定・修正することができ、平均律によ
つて滅びてしまつた「和音ごとに特有の協和感」を任意
の構成で設定・検証できるものであり、オリジナルな古
典音楽の演奏者・研究者、音響心理学・音律理論の実験
・研究者や、聴音訓練、和声感教育等の面で、良質の音
楽のために貢献するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電子楽器の構成を説明するため
の構成概念図、第２図は、第１図に示す周波数データ発
生回路６に設けられる、本発明にかかる音律設定処理操
作部分を説明するための具体的構成例、第３図は動作を
説明するための音律の一例を表した５度円図、第４図
は、第３図に示した音律の一例について、各音名間の音
程の協和度の違いを示した図、第５図は動作を説明する
ための別の音律の一例を表した５度円図、第６図は、第
５図に示した音律の一例について、各音名間の音程の協
和度の違いを示した図である。同図において、１は鍵
盤、２は音名・効果等設定用タブレツト、３は設定デー
タ入力装置、４は表示装置、５は補助記憶装置、６は周
波数データ発生回路、７は楽音信号発生回路、８はサウ
ンドシステム、９は入力装置３とのインターフエース回
路、10は表示装置４とのインターフエース回路、11は補
助記憶装置５とのインターフエース回路、12はプログラ
ムメモリ回路、13は固定データメモリ回路、14はデータ
格納メモリ回路、15は制御回路、16はデータ処理回路、
17は楽音信号発生回路７とのインターフエース回路、18
は周波数データ出力信号である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高氏 清己 静岡県浜松市寺島町200番地 株式会社河 合楽器製作所内 (72)発明者 北村 実音夫 静岡県浜松市寺島町200番地 株式会社河 合楽器製作所内 (56)参考文献 実開 昭58−133196（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】音階の基準となる１オクターブ内の12音の
   振動数比データが任意に設定できるような電子楽器であ
   って、互に完全５度の音程関係にある２音間の振動数比
   を個々に設定することによって所望の音律を構成できる
   ようにした電子楽器において、 前記完全５度の音程関係にある２音の振動数比を設定す
   るための入力装置と、 入力された前記振動数比データを記憶するための補助記
   憶装置と、 設定された音律における所定の音程の振動数比を、純正
   な音程の振動数比との差によって表示する表示装置を具
   備し、 前記表示装置によって、音律設定情報を視覚的に確認し
   ながら入力するとともに、必要に応じて記憶・再設定で
   きるようにしたことを特徴とする電子楽器。
2. 【請求項２】前記表示装置において表示する所定の音程
   は、完全５度、完全４度、長３度、短３度である特許請
   求の範囲第１項記載の電子楽器。
3. 【請求項３】前記入力装置は、既知の音律を指定するこ
   とにより、予め記憶装置に記憶されている指定された音
   律の周波数比データが設定される機能を有する特許請求
   の範囲第２項記載の電子楽器。
4. 【請求項４】前記既知の音律は、12等分平均律、純正
   律、ピタゴラス音律、中全音律、ウェルテンバード音律
   である特許請求の範囲第３項記載の電子楽器。
5. 【請求項５】前記表示装置において表示される純正な音
   程の振動数比との差は、各音程の協和度の違いを示すグ
   ラフにより表示されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項から第４項の何れかに記載の電子楽器。
6. 【請求項６】前記設定される振動数比はセント単位であ
   る特許請求の範囲第１項から第５項の何れかに記載の電
   子楽器。