JP2021107843A - 電子楽器システムおよび楽器用コントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】楽音パラメータの制御を精度よく行える電子楽器システムを提供する。【解決手段】音生成装置に対して演奏信号を送信する演奏装置と、前記音生成装置に対して制御信号を送信するコントローラと、を含む電子楽器システムであって、前記演奏装置は、奏者が行った演奏操作に基づいて、前記コントローラに対してノートオン信号を送信する送信手段を有し、前記コントローラは、基準位置からの変位量を検出するためのセンサと、前記基準位置からの変位量に応じた前記制御信号を生成し、前記音生成装置に送信する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記演奏装置から受信した前記ノートオン信号に基づいて、前記基準位置の再設定を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、電子楽器システムに関する。

電子楽器の分野において、ピッチベンドやエクスプレッションといった楽音パラメータの調整を奏者が行うための機構が広く用いられている。例えば、筐体に設けられたホイールやレバー等の操作子を用いて、演奏しながら楽音パラメータを変化させることができる。

一方で、演奏中にホイールやレバーを操作すると、奏者の片手が占有されてしまうという問題がある。この問題は、特にライブ演奏などにおいて顕著になる。このような背景により、より操作が行いやすい楽器用コントローラの研究が進められている。

これに関する発明として、特許文献１には、奏者の頭部の動きを検出し、検出した頭部の動きに基づいて楽音パラメータの制御を行うコントローラが開示されている。

特開平３−２８８８９７号公報

特許文献１に記載のコントローラによると、両手で演奏をしながら楽音パラメータの調整を行うことが可能になる。しかし、かかる発明では、頭の動きを利用するため、俊敏な操作を行うことができない。

一方で、当該コントローラを小型化し、指先などに装着できるようにすることも考えられる。しかし、コントローラを指先に装着した場合、指先の動きによって演奏を行う楽器（例えば鍵盤楽器など）と組み合わせることが難しくなる。鍵盤楽器においては、鍵盤を押下する指の姿勢が毎回変化しうるため、発音ごとに楽音パラメータが変わってしまうおそれがあるためである。

本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、楽音パラメータの制御を精度よく行える電子楽器システムを提供することを目的とする。

本発明に係る電子楽器システムは、音生成装置に対して演奏信号を送信する演奏装置と、前記音生成装置に対して制御信号を送信するコントローラと、を含むシステムである。
音生成装置は、演奏装置から送信された演奏信号に基づいて音声を処理ないし発生させる装置である。音生成装置は、音源であってもよいし、エフェクターなどの効果付与装置であってもよい。
演奏装置は、演奏操作に応じた信号（演奏信号）を音生成装置に出力する装置である。音生成装置が音源である場合、演奏信号はノートオン信号やノートオフ信号であってもよいし、音源が演奏装置に内蔵されており、音生成装置がエフェクター等である場合、演奏信号は音声信号そのものであってもよい。
コントローラは、音生成装置に対して制御信号を送信する装置である。制御信号とは、典型的には、ピッチベンドやエクスプレッションを指定する信号など、発音の状態を制御
するための信号である。
このように、本発明は、演奏装置によって演奏操作を行い、コントローラによって楽音の発音状態を制御するシステムに適用することができる。

前記演奏装置は、奏者が行った演奏操作に基づいて、前記コントローラに対してノートオン信号を送信する送信手段を有し、前記コントローラは、基準位置からの変位量を検出するためのセンサと、前記基準位置からの変位量に応じた前記制御信号を生成し、前記音生成装置に送信する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記演奏装置から受信した前記ノートオン信号に基づいて、前記基準位置の再設定を行うことを特徴とする。

コントローラが有しているセンサは、基準位置からの変位量を検出するためのセンサである。センサは、ある位置からの変位を検出することができれば、どのようなものであってもよい。例えば、加速度センサであってもよいし、ジャイロセンサ、距離センサなどであってもよい。また、センサは、コントローラと別体で提供されてもよい。
コントローラが有している制御手段は、基準位置からの変位量に応じた制御信号を生成する。例えば、変位が正の方向に大きいほど楽音のピッチを高くし、変位が負の方向に大きいほど楽音のピッチを低くするといった制御信号を生成し、音生成装置に送信する。

本発明における制御手段は、基準位置を、演奏装置が送信したノートオン信号に基づいて設定する。ノートオン信号が送信されたことは、発音を行うための演奏操作が行われたことを意味する。よって、ノートオン信号に基づいて基準位置を都度設定することで、制御信号を生成するための適切な変位量を取得できるようになる。

また、前記送信手段は、前記奏者が行った演奏操作に基づいて、前記コントローラに対してノートオフ信号をさらに送信し、前記制御手段は、前記ノートオン信号およびノートオフ信号に基づいて、無発音状態から発音状態への遷移が発生したことを判定し、前記遷移が発生した場合に、前記基準位置の再設定を行うことを特徴としてもよい。

かかる構成によると、発音が発生したタイミングで基準位置が設定され、次に無発音状態となるまで、基準位置が変動しない。よって、より安定した制御方法を提供することができる。

また、前記センサは、前記演奏装置に対して演奏操作が行われていない状態においてセンシング動作を停止することを特徴としてもよい。

演奏操作が行われていないことは、センシングの結果に基づいて判定してもよいし、演奏装置から取得した情報に基づいて判定してもよい。
演奏操作が行われていない場合、センサ情報の送信は無益となる。よって、センシング動作を停止することで、電力消費を抑制することができる。なお、センシング動作の停止とは、センサへの電源供給の停止であってもよいし、センサデータの出力停止であってもよい。

また、前記センサは、３軸加速度センサであり、前記基準位置からの変位量は、所定の姿勢からの傾斜量を表す値であることを特徴としてもよい。

３軸加速度センサを利用することで、傾斜量を取得できるようになる。よって、このようなセンサを奏者が身につけることで、直感的な操作を行うことができるようになる。

また、前記変位量は、第一の方向を回転軸とする傾斜に対応する第一の変位量と、前記第一の方向と直交する第二の方向を回転軸とする傾斜に対応する第二の変位量からなり、
前記制御手段は、前記第一の変位量に基づいて第一の制御信号を生成し、前記第二の変位量に基づいて第二の制御信号を生成することを特徴としてもよい。

各回転軸は、ピッチ方向、ロール方向、ヨー方向のいずれかに対応するものであってもよい。例えば、センサをピッチ方向に傾斜させることで第一のパラメータを変更することができ、ロール方向に傾斜させることで第二のパラメータを変更することができるようになる。

また、前記第一の制御信号はエクスプレッションを指定する信号であり、前記第二の制御信号はピッチベンドを指定する信号であることを特徴としてもよい。

センサの傾斜量に応じてこれらの制御を可能にすることで、より豊かな表現を行うことが可能になる。

また、前記制御手段は、前記基準位置からの変位量が閾値以下である場合に、所定の値を持つ前記制御信号を生成することを特徴としてもよい。
また、前記閾値は、前記基準位置が設定された際の前記傾斜量の絶対値がより大きい場合においてより小さくなることを特徴としてもよい。

センサを身につけて演奏する場合、演奏操作に必要な動き（例えば、鍵盤を押下する指の動き）によって楽音パラメータがわずかに変動してしまうことがある。よって、これを防ぐため、ある程度の遊びを設けることが好ましい。例えば、変位量が遊びの範囲内にある場合、デフォルト値を指定する制御信号を生成するようにしてもよい。
遊びの範囲は一律であってもよいが、基準位置が設定された際の傾斜量に応じた範囲としてもよい。例えば、基準位置が設定された際の傾斜量の絶対値が所定値よりも大きい場合、よりセンシティブ情報な操作をしていると判定し、遊びを小さくするようにしてもよい。

また、前記演奏装置は、鍵盤を有する演奏装置であり、前記センサは、指に装着するセンサであることを特徴としてもよい。

鍵盤を操作する指にセンサを装着することで、より直感的な操作が可能になる。

また、本発明に係る楽器用コントローラは、
演奏装置から取得した演奏信号に基づいて発音を行う音生成装置に対して制御信号を送信する楽器用コントローラであって、前記演奏装置からノートオン信号を受信する受信手段と、基準位置からの変位量を検出するためのセンサと、前記基準位置からの変位量に応じた前記制御信号を生成し、前記音生成装置に送信する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記演奏装置から受信した前記ノートオン信号に基づいて、前記基準位置の再設定を行うことを特徴とする。

なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を含む電子楽器システム、楽器用コントローラとして特定することができる。また、前記電子楽器システムまたは楽器用コントローラの制御方法として特定することもできる。また、前記制御方法を実行させるためのプログラムとして特定することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。

電子楽器システムの全体構成図である。 センサ装置１０のハードウェア構成図である。 検出対象の回転を説明する図である。 制御装置２０のハードウェア構成図である。 電子楽器３０のハードウェア構成図である。 システムの構成要素の関連を説明する図である。 基準値を説明する図である。 センサ装置１０が行う処理のフローチャート図である。 制御装置が行う処理のフローチャート図（１）である。 制御装置が行う処理のフローチャート図（２）である。 制御装置が行う処理のフローチャート図（３）である。 遊びの設定基準を示した図である。 基準値からの変位量と制御信号との関係を示した図である。

（第一の実施形態）
本実施形態に係る電子楽器システムは、制御装置２０に対してセンサデータを送信するセンサ装置１０と、電子楽器３０を制御する制御装置２０と、電子楽器３０と、を含んで構成される。

図１に、本実施形態に係る電子楽器システムの構成図を示す。
センサ装置１０は、電子楽器３０の奏者が装着する指輪型のセンサデバイスである。センサ装置１０によって取得されたセンサデータは、制御装置２０に送信される。制御装置２０は、センサ装置１０から取得したセンサデータに基づいて、電子楽器３０を制御するための制御信号を生成し、送信する。これにより、電子楽器３０から出力される楽音のパラメータを変化させ、または、楽音に対して様々な効果を付与することができる。センサ装置１０と、制御装置２０と、電子楽器３０は、互いに無線によって接続される。

電子楽器３０は、鍵盤である演奏操作子と、音源を含むシンセサイザーである。本実施形態では、電子楽器３０は、鍵盤に対して行われた演奏操作に応じた楽音を生成し、不図示のスピーカから出力する。また、電子楽器３０は、制御装置２０から送信された制御信号に基づいて、楽音のパラメータを変更する。

まず、センサ装置１０の構成について説明する。図２は、センサ装置１０のハードウェア構成を示した図である。
センサ装置１０は、三次元空間中における姿勢を検出するための装置であり、制御部１０１、加速度センサ１０２、無線送信部１０３を有して構成される。これらの手段は、充電式のバッテリ（不図示）から供給される電力によって駆動される。

制御部１０１は、センサ装置１０が行う制御を司る演算装置である。本実施形態では、制御部１０１はワンチップマイコンで構成され、プログラムを実行する処理装置、プログラムの実行時に利用される主記憶装置、プログラムを記憶する補助記憶装置等を同一のハードウェアに内蔵している。

加速度センサ１０２は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸のそれぞれ３方向について加速度（ｍ／ｓ²
）を取得可能な３軸加速度センサである。加速度センサ１０２が出力した値は、制御部１０１によって取得される。加速度センサ１０２が取得した３つの値をセンサデータと称する。
なお、以降の説明において、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸とは、センサ装置１０を基準とした軸を表す。また、グローバル座標系における軸は、Ｘ’軸，Ｙ’軸，Ｚ’軸と表記する。

本実施形態では、電子楽器３０の奏者が、センサ装置１０を指に装着した状態で演奏を
行う。図３は、指に装着されたセンサ装置１０を示した図である。本実施形態では、センサ装置１０が出力したセンサデータに基づいて、後述する制御装置２０が、Ｘ’軸を回転軸とする傾斜と、Ｙ’軸を回転軸とする傾斜を検知する。
なお、以下の説明において、ピッチ方向とはＸ’軸を回転軸とする傾斜方向を表し、ロール方向とはＹ’軸を回転軸とする傾斜方向を表す。

図３に示した状態においては、Ｘ軸方向の加速度と、Ｙ軸方向の加速度はともに０［ｍ／ｓ²］となる。また、この状態からピッチ方向に手を９０度回転させると、Ｙ軸方向の
加速度は±９．８［ｍ／ｓ²］となる。また、ロール方向に手を９０度回転させると、Ｘ
軸方向の加速度は±９．８［ｍ／ｓ²］となる。
このように、制御装置２０は、センサ装置１０が出力した、Ｘ軸方向の加速度と、Ｙ軸方向の加速度を取得することで、センサ装置１０のピッチ方向における傾きとロール方向における傾きを認識することができる。

無線送信部１０３は、信号を無線によって送信する無線通信インタフェースである。本実施形態では、無線送信部１０３は、制御装置２０に対して、加速度センサ１０２が取得した値（軸ごとの加速度の測定値）を送信する。

本実施形態では、無線送信部１０３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬｏｗＥｎｅｒｇｙ規格（以下、ＢＬＥ）によるデータ通信を行う。ＢＬＥとは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈによる低電力通信規格である。
なお、本実施形態ではＢＬＥを例示するが、他の無線通信規格も利用可能である。例えば、ＮＦＣ（Near Field Communication）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などを利用することもできる。また他の無線通信方式（独自の無線通信方式を含む）を利用することもできる。
上述した各手段は、バスによって通信可能に接続される。

なお、図２に示した構成は一例であり、図示した機能の全部または一部は、専用に設計された回路を用いて実行されてもよい。また、図示した以外の、主記憶装置および補助記憶装置の組み合わせによってプログラムの記憶ないし実行を行ってもよい。

次に、制御装置２０の構成について説明する。図４は、制御装置２０のハードウェア構成を示した図である。
制御装置２０は、例えばスマートフォン、携帯電話、タブレットコンピュータ、個人情報端末、ノートブックコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ（スマートウォッチ等）といった小型のコンピュータである。制御装置２０は、ＣＰＵ（中央処理装置）２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、無線送受信部２０４を有して構成される。

ＣＰＵ２０１は、制御装置２０が行う制御を司る演算装置である。
補助記憶装置２０２は、書き換え可能な不揮発性メモリである。補助記憶装置２０２には、ＣＰＵ２０１において実行されるプログラムや、当該制御プログラムが利用するデータが記憶される。補助記憶装置２０２は、ＣＰＵ２０１で実行されるプログラムをアプリケーションとしてパッケージ化したものを記憶してもよい。また、これらのアプリケーションを実行するためのオペレーティングシステムを記憶してもよい。

主記憶装置２０３は、ＣＰＵ２０１によって実行されるプログラムや、当該制御プログラムが利用するデータが展開されるメモリである。補助記憶装置２０２に記憶されたプログラムが主記憶装置２０３にロードされ、ＣＰＵ２０１によって実行されることで、以降に説明する処理が行われる。

無線送受信部２０４は、センサ装置１０および電子楽器３０に対して信号を送受信する無線通信インタフェースである。本実施形態では、無線送受信部２０４は、（１）センサ装置１０からセンサデータを取得し、（２）電子楽器３０に対して、センサデータに基づいて生成された制御信号を送信し、（３）電子楽器３０から、ノートオン信号およびノートオフ信号を受信する。各データの詳細な内容については後述する。
なお、無線通信の方式は、前述したＢＬＥであってもよいし、他の方式であってもよい。また、センサ装置１０との通信に用いる方式と、電子楽器３０との通信に用いる方式は異なっていてもよい。制御装置２０と電子楽器３０との間の接続にＢＬＥを用いる場合、MIDI over Bluetooth Low Energy（ＢＬＥ−ＭＩＤＩ）規格を用いてもよい。

なお、図４に示した構成は一例であり、図示した機能の全部または一部は、専用に設計された回路を用いて実行されてもよい。また、図示した以外の、主記憶装置および補助記憶装置の組み合わせによってプログラムの記憶ないし実行を行ってもよい。

次に、図５を参照して、電子楽器３０のハードウェア構成について説明する。
電子楽器３０は、演奏操作子（鍵盤）に対して行われた操作に基づいて楽音を合成し、増幅して出力する装置である。電子楽器３０は、無線送受信部３０１、ＣＰＵ３０２、ＲＯＭ３０３、ＲＡＭ３０４、演奏操作子３０５、ＤＳＰ３０６、Ｄ／Ａコンバータ３０７、増幅器３０８、スピーカ３０９を有して構成される。

無線送受信部３０１は、制御装置２０に対して信号を送受信する無線通信インタフェースである。本実施形態では、無線送受信部３０１は、制御装置２０が有する無線送受信部２０４と無線接続され、（１）制御装置２０から、センサ装置１０が行ったセンシングの結果に基づいて生成された制御信号を受信し、（２）制御装置２０に対して、ノートオン信号およびノートオフ信号を送信する。各データの詳細な内容については後述する。

ＣＰＵ３０２は、電子楽器３０が行う制御を司る演算装置である。具体的には、本明細書で説明する処理、および、演奏操作子３０５のスキャンや、行われた操作に基づいて、後述するＤＳＰ３０６を用いて楽音を合成する処理等を行う。
ＲＯＭ３０３は、書き換え可能な不揮発性メモリである。ＲＯＭ３０３には、ＣＰＵ３０２において実行される制御プログラムや、当該制御プログラムが利用するデータが記憶される。
ＲＡＭ３０４は、ＣＰＵ３０２によって実行される制御プログラムや、当該制御プログラムが利用するデータが展開されるメモリである。ＲＯＭ３０３に記憶されたプログラムがＲＡＭ３０４にロードされ、ＣＰＵ３０２によって実行されることで、以降に説明する処理が行われる。
なお、図５に示した構成は一例であり、図示した機能の全部または一部は、専用に設計された回路を用いて実行されてもよい。また、図示した以外の、主記憶装置および補助記憶装置の組み合わせによってプログラムの記憶ないし実行を行ってもよい。

演奏操作子３０５は、奏者による演奏操作を受け付けるためのインタフェースである。本実施形態では、演奏操作子３０５は、演奏を行うための鍵盤や、楽音パラメータ等を指定するための入力インタフェース（例えば、ツマミや押しボタン等）を含んで構成される。

ＤＳＰ３０６は、デジタル信号処理に特化したマイクロプロセッサである。本実施形態では、ＤＳＰ３０６は、ＣＰＵ３０２の制御下で、音声信号の処理に特化した処理を行う。具体的には、演奏操作に基づいて楽音の合成や、楽音に対する効果の付与などを行い、音声信号を出力する。ＤＳＰ３０６から出力された音声信号は、Ｄ／Ａコンバータ３０７によってアナログ信号に変換され、増幅器３０８によって増幅された後、スピーカ３０９
から出力される。

次に、本実施形態において電子楽器３０、制御装置２０、センサ装置１０が行う処理の概要について説明する。図６は、各構成要素間で送受信されるデータと処理を説明する概要図である。
本実施形態では、電子楽器３０が、演奏操作に応じてノートオン信号およびノートオフ信号を制御装置２０に送信し、制御装置２０が、当該ノートオン信号およびノートオフ信号に基づいて、電子楽器３０が発音していることを検出する。ノートオン信号とは、鍵盤が押下されたことを示す信号であり、ノートオフ信号とは、鍵盤が離されたことを示す信号である。電子楽器の分野において、ノートオン信号およびノートオフ信号は、一般的にチャンネル、ノート番号、ベロシティ等を表す情報が付加されているが、本実施形態では、当該情報は利用しない。

また、制御装置２０は、電子楽器３０の発音が始まったタイミングで、センサ装置１０からセンサデータを取得し、当該センサデータに基づいて基準値を記憶する（Ｓ１）。本実施形態では、基準値は、センサ装置１０のＸ軸方向の加速度、および、Ｙ軸方向の加速度を表す値である。

図７は、鍵盤を押下したタイミングにおけるセンサ装置１０の姿勢を説明する図である。本例においてθ（すなわち、ピッチ方向における回転角）が３０度であった場合、Ｙ軸方向の加速度はｃｏｓ３０°×９．８≒１．５［ｍ／ｓ²］となる（以下、必要が無い限
り、加速度の単位は省略）。よって、この値が、ピッチ方向における基準値として記憶される。ロール方向についても同様に基準値が記憶される。

基準値が設定されると、制御装置２０は、センサ装置１０から取得したセンサデータに基づいて、基準値からの変位量を算出し、当該変位量に応じた制御信号を生成し、電子楽器３０へ送信する（Ｓ２）。
例えば、ピッチ方向における基準値が＋１．５であり、センサデータが示す、Ｙ軸方向の加速度が＋２．５であった場合、差分値（＋１．０）に相当する制御信号を生成し、電子楽器３０へ送信する。また、ピッチ方向における基準値が＋１．５であり、センサデータが示す、Ｙ軸方向の加速度が０であった場合、差分値（−１．５）に相当する制御信号を生成し、電子楽器３０へ送信する。
本実施形態では、制御信号として、エクスプレッションを指定する信号と、ピッチベンドを指定する信号を生成する。エクスプレッションを指定する信号がピッチ方向の傾斜に対応し、ピッチベンドを指定する信号がロール方向の傾斜に対応する。これにより、手の姿勢に応じた楽音の制御が可能になる。

設定された基準位置は、電子楽器３０の発音が全て停止したタイミングでクリアされる。電子楽器３０の発音が全て停止したことは、ノートオン信号とノートオフ信号をカウントすることで判断することができる。例えば、ノートオン信号が３回送信され、続いてノートオフ信号が３回送信された場合、発音が停止したことが判断できる。本実施形態では、このように、発音が全て停止したタイミングで基準位置をクリアし、再度発音が開始されたタイミングで新しい基準位置を設定する。これにより、鍵盤を弾く奏者の手がどのような姿勢になっても、適切にエクスプレッションおよびピッチベンドを変更することができるようになる。

次に、各構成要素が行う処理フローについて、詳細な内容を説明する。
図８は、センサ装置１０が行う処理のフローチャート図である。図８に示した処理は、センサ装置１０の電源が投入されている間、制御部１０１によって反復して実行される。

まず、ステップＳ１１で、制御部１０１が、センサデータを制御装置２０に送信する必要があるか否かを判定する。例えば、センサ装置１０が使用されていない場合、センサデータを送信する必要がない。そこで、センサデータを送信する必要がないと判定した場合は、制御部１０１が自装置をスリープモードへ移行させる。なお、スリープモードにおいては、センサ装置１０は、スリープモードからの復帰判定に必要な最小限の機能を残し、その機能を停止する。スリープモードから復帰した場合、図８の処理が再開される。

なお、センサ装置１０が使用されていないことは、例えば、加速度センサが取得したセンサデータ（３軸全ての加速度）が、所定の期間にわたって変化していないことを検出することで判定することができる。もちろん、これ以外の条件を用いてもよい。
また、スリープモードでは、加速度センサ１０２自体の電源を遮断してもよいし、センサデータの取得は続けたままで、センサデータの無線送信のみを停止するようにしてもよい。また、無線送信は続けたままで、送信データの生成のみを停止するようにしてもよい。

ステップＳ１２では、制御部１０１が、加速度センサ１０２からセンサデータを取得し、ステップＳ１３で、制御部１０１が、取得したセンサデータを、無線送信部１０３を介して制御装置２０に送信する。

次に、制御装置２０が行う処理のフローについて説明する。
制御装置２０が行う処理は、電子楽器３０からノートオン信号およびノートオフ信号を受信した際の処理と、センサ装置１０からセンサデータを受信した際の処理に大別される。まず、電子楽器３０からノートオン信号およびノートオフ信号を受信した際にＣＰＵ２０１が行う処理について、図９を参照して説明する。

まず、ステップＳ２１で、受信した信号に基づいて、現在発音中のノート数が１以上であるか否かを判定する。ここで、現在発音中のノート数が１以上であった場合、ステップＳ２２で、直前のノート数が０であるか否かを判定する。ここで、直前のノート数が１以上であった場合（Ｓ２２−Ｎｏ）、発音が継続していることを意味するため、特段の処理は行わず、次の周期まで待機する。
ステップＳ２２で肯定判定であった場合、発音が新たに開始されたことを意味するため、ステップＳ２３に遷移し、最新のセンサデータに基づいて基準値を生成し、記憶する。具体的には、Ｙ軸方向の加速度をピッチ方向における基準値として記憶し、Ｘ軸方向の加速度をロール方向における基準値として記憶する。

ステップＳ２１で、現在発音中のノート数が０であった場合（Ｓ２１−Ｎｏ）、ステップＳ２４へ遷移し、直前のノート数が０であるか否かを判定する。ここで、直前のノート数が０であった場合（Ｓ２４−Ｙｅｓ）、発音されていない状態が継続していることを意味するため、特段の処理は行わず、次の周期まで待機する。直前のノート数が１以上であった場合（Ｓ２４−Ｎｏ）、発音が停止したことを意味するため、ステップＳ２５に遷移し、（ピッチ方向、ロール方向ともに）基準値をクリアする。

次に、制御装置２０が、センサ装置１０からセンサデータを受信した際の処理について、図１０および図１１を参照して説明する。図１０は、エクスプレッション値を変更するための制御信号を送信する処理を表した図であり、図１１は、ピッチベンド値を変更するための制御信号を送信する処理を表した図である。図１０および図１１に示した処理は、センサ装置１０からセンサデータを受信するたびに平行して実行される。

ここでは、図１０から説明する。
まず、ステップＳ３１で、ピッチ方向の基準値が設定済みであるか否かを判定する。こ
こで、ピッチ方向の基準値が設定済みでない場合（クリアされている場合を含む）、電子楽器３０が発音していない状態であるため、次の周期まで待機する。ピッチ方向の基準値が設定されている場合、ステップＳ３２で、動作条件を満たすか（エクスプレッション値を設定すべき条件下にあるか）否かを判定する。

ステップＳ３２について詳しく説明する。
本実施形態では、センサ装置１０が取得した加速度と、予め設定された加速度（基準値）とを比較し、その変位量に応じてエクスプレッション値やピッチベンド値を設定するが、この手法を用いると、演奏操作を行う指の動きそのものによってエクスプレッション値やピッチベンド値が変わってしまう場合がある。
そこで、ステップＳ３２では、設定された基準値（ピッチ方向の基準値）と現在の加速度（Ｙ軸方向の加速度）を比較して変位量を取得し、当該変位量が遊びの範囲内にあるか否かを判断し、遊びの範囲内にある場合に、動作条件を満たさない（エクスプレッション値を設定すべき条件下に無い）と判断する。

遊びの範囲は、基準値の絶対値によって異なる値を取る。
図１２に示したグラフの横軸は設定された基準値の絶対値であり、縦軸は遊びの範囲である。本例では、設定された基準値の絶対値が４．０未満である場合に、遊びの範囲を「±１．０」に設定し、４．０以上７．０未満である場合に、遊びの範囲を「±０．２」に設定する。

例えば、ピッチ方向の基準値が＋３．０である場合、＋２．０〜＋４．０の範囲が遊びとなる。換言すると、現在の加速度がこの範囲にある場合、ステップＳ３２は否定判定となる。また、ピッチ方向の基準値が＋５．０である場合、＋４．８〜＋５．２の範囲が遊びとなる。このように、本実施形態では、基準値が大きいほど、遊びの範囲を小さくする制御を行う。このようにすることで、よりセンシティブな操作と通常の操作を切り替えることが可能になる。

なお、本例では、遊びの範囲を二段階で設定したが、遊びの範囲は多段階であってもよいし、線形に変化させてもよい。

ステップＳ３２において肯定判定となった場合、算出した変位量に応じてＭＩＤＩメッセージを生成する。具体的には、図１３に示したように、基準値からの変位量に基づいてエクスプレッション値を決定し、当該エクスプレッション値を指定するＭＩＤＩメッセージを生成する。生成したメッセージは、ステップＳ３３において電子楽器３０へ送信される。

ステップＳ３２で否定判定となった場合、すなわち、取得した変位量が遊びの範囲内にある場合、現在のエクスプレッションが中央値（例えば６４）であるか否かを判定する（ステップＳ３５）。ここで、現在のエクスプレッション値が中央値以外であった場合、中央値を指定するＭＩＤＩメッセージを生成する（ステップＳ３６）。現在のエクスプレッション値が既に中央値であった場合、処理は終了し、次の周期まで待機する。

図１１に示した処理も同様である。
図１１に示した処理は、ステップＳ４１において、ロール方向における基準値を用いるという点と、ステップＳ４２において、ロール方向の基準値とＸ軸方向の加速度を比較するという点において、図１０で説明した処理と相違する。また、エクスプレッション値（０〜１２７）の代わりにピッチベンド値（−８１９２〜８１９１）を指定するＭＩＤＩメッセージを生成するという点において相違する。その他の処理については同様であるため、詳細な説明は省略する。
なお、エクスプレッションとピッチベンドで、遊びの範囲をそれぞれ異ならせることも可能である。

第一の実施形態によると、センサ装置１０の傾斜角に応じて、エクスプレッション値およびピッチベンド値を指定するＭＩＤＩメッセージを生成するため、奏者が自然な動きで楽音を制御できるようになる。また、電子楽器３０が発音を開始したタイミングで加速度の基準値を記憶し、発音が停止するまで同一の基準値を利用するため、弾き方に依存せず、自然な制御を行うことが可能になる。さらに、加速度の変位量に遊びを設けることで、楽音パラメータの無用な変動を抑制することができる。

（第二の実施形態）
第一の実施形態では、ステップＳ１１において、センサ装置１０が、加速度の変化が無くなったことを検出し、スリープモードへの移行を行った。これに対し、第二の実施形態は、制御装置２０が、電子楽器３０からの発音が無くなったことを判定し、当該判定に基づいてセンサ装置１０をスリープさせる実施形態である。

第二の実施形態では、図９に示したステップＳ２５のタイミングで、制御装置２０が、センサ装置１０に対してスリープ信号を送信する。センサ装置１０がスリープ信号を受信すると、ステップＳ１１で否定判定となり、スリープモードへ移行する。これにより、スリープからの復帰（ウェイクアップ）判定に必要な機能を除き、センサ装置１０の機能が停止する。

また、ステップＳ２２で肯定判定を行ったタイミングで、制御装置２０が、センサ装置１０に対してウェイクアップ信号を送信する。センサ装置１０がウェイクアップ信号を受信すると、図８に示した処理が再開される。なお、ウェイクアップ信号を送信した後は、センサデータを受信するまで待機し、ステップＳ２３の実行に移ることが好ましい。

第二の実施形態によると、奏者がセンサ装置１０を装着したままの状態であっても、センサデータを送信する必要がないことを判定し、省電力モードへの移行をさせることが可能になる。すなわち、より大きい省電力効果を得ることができる。

（変形例）
上記の実施形態はあくまでも一例であって、本発明はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施しうる。

例えば、実施形態の説明では、電子楽器３０としてシンセサイザーを例示したが、これ以外の楽器を接続してもよい。
また、演奏操作子と音源が分離した楽器を利用してもよい。この場合、演奏操作子を含む装置からノートオン信号やノートオフ信号を受信し、音源を含む装置に対して制御信号（ＭＩＤＩメッセージ）を送信する構成としてもよい。
また、制御信号を送信する対象の装置は、音源を内蔵した装置でなくてもよい。例えば、入力された音声に対して効果の付与を行う装置（エフェクター）等であってもよい。

また、実施形態の説明では、センサ装置１０がセンサデータの送信のみを行い、制御装置２０が、センサデータに基づいて制御信号を生成する構成としたが、この形態に限られない。例えば、センサ装置１０と制御装置２０が有する機能を一つのハードウェアに収め、奏者の手に装着できるようにしてもよい。

また、実施形態の説明では、センサ装置１０が、装置の傾きを表す値（所定の軸方向の加速度）を取得したが、取得する情報は、傾き以外を表すものであってもよい。例えば、
奏者や楽器と、センサとの相対位置、またはセンサの絶対位置を表す情報を用いてもよい。例えば、楽器とセンサとの間の距離を基準値とし、距離の差分を変位量としてもよい。

１０：センサ装置
２０：制御装置
３０：電子楽器
１０１：制御部
１０２：加速度センサ
１０３：無線送信部
２０１，３０２：ＣＰＵ
２０２：補助記憶装置
２０３：主記憶装置
２０４，３０１：無線送受信部
３０３：ＲＯＭ
３０４：ＲＡＭ
３０５：演奏操作子
３０６：ＤＳＰ
３０７：Ｄ／Ａコンバータ
３０８：増幅器
３０９：スピーカ

Claims (10)

1. 音生成装置に対して演奏信号を送信する演奏装置と、前記音生成装置に対して制御信号を送信するコントローラと、を含む電子楽器システムであって、
   前記演奏装置は、
   奏者が行った演奏操作に基づいて、前記コントローラに対してノートオン信号を送信する送信手段を有し、
   前記コントローラは、
   基準位置からの変位量を検出するためのセンサと、
   前記基準位置からの変位量に応じた前記制御信号を生成し、前記音生成装置に送信する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記演奏装置から受信した前記ノートオン信号に基づいて、前記基準位置の再設定を行う
   ことを特徴とする、電子楽器システム。
2. 前記送信手段は、前記奏者が行った演奏操作に基づいて、前記コントローラに対してノートオフ信号をさらに送信し、
   前記制御手段は、前記ノートオン信号およびノートオフ信号に基づいて、無発音状態から発音状態への遷移が発生したことを判定し、前記遷移が発生した場合に、前記基準位置の再設定を行う
   ことを特徴とする、請求項１に記載の電子楽器システム。
3. 前記センサは、前記演奏装置に対して演奏操作が行われていない状態においてセンシング動作を停止する
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の電子楽器システム。
4. 前記センサは、３軸加速度センサであり、
   前記基準位置からの変位量は、所定の姿勢からの傾斜量を表す値である
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の電子楽器システム。
5. 前記変位量は、第一の方向を回転軸とする傾斜に対応する第一の変位量と、前記第一の方向と直交する第二の方向を回転軸とする傾斜に対応する第二の変位量からなり、
   前記制御手段は、前記第一の変位量に基づいて第一の制御信号を生成し、前記第二の変位量に基づいて第二の制御信号を生成する、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の電子楽器システム。
6. 前記第一の制御信号はエクスプレッションを指定する信号であり、
   前記第二の制御信号はピッチベンドを指定する信号である
   ことを特徴とする、請求項５に記載の電子楽器システム。
7. 前記制御手段は、前記基準位置からの変位量が閾値以下である場合に、所定の値を持つ前記制御信号を生成する
   ことを特徴とする、請求項４から６のいずれかに記載の電子楽器システム。
8. 前記閾値は、前記基準位置が設定された際の前記傾斜量の絶対値がより大きい場合においてより小さくなる
   ことを特徴とする、請求項７に記載の電子楽器システム。
9. 前記演奏装置は、鍵盤を有する演奏装置であり、
   前記センサは、指に装着するセンサである
   ことを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の電子楽器システム。
10. 演奏装置から取得した演奏信号に基づいて発音を行う音生成装置に対して制御信号を送信する楽器用コントローラであって、
    前記演奏装置からノートオン信号を受信する受信手段と、
    基準位置からの変位量を検出するためのセンサと、
    前記基準位置からの変位量に応じた前記制御信号を生成し、前記音生成装置に送信する制御手段と、
    を有し、
    前記制御手段は、前記演奏装置から受信した前記ノートオン信号に基づいて、前記基準位置の再設定を行う
    ことを特徴とする、楽器用コントローラ。
    

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