JPH0782323B2

JPH0782323B2 - 楽音発生装置

Info

Publication number: JPH0782323B2
Application number: JP61280426A
Authority: JP
Inventors: 守金原
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1986-11-25
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: JPS63132295A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、物体の動きの状態に対応して楽音を制御す
る楽音発生装置に関する。

「従来の技術」従来、楽音の発生は、ピアノやオルガン等の楽器を演奏
することによって行っており、例えば、人間の「振る」
という動作や、その他の動きの特徴に対応した楽音制御
処理は、全く行われていなかった。

「発明が解決しようとする問題点」そこで、この発明は、「振る」という動作や、その他の
動きの特徴に対応した楽音制御を行うことができる楽音
発生装置を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」そこで、第１の発明にかかる楽音発生装置は、操作者の
部位に装着されあるいは把持される操作具ドラムスティ
ック２、あるいは手袋98）と、この操作具に備えられ、
操作具の操作に基づく加速度の大きさを検出する加速度
検出手段（加速度センサ２）と、この加速度検出手段の
検出結果が所定時間前の検出結果を超えているか否かを
判定することでピークに達したか否かを検出する検出手
段（コンパレータ12）と、操作具を振る動作とは異なる
操作者の操作により発生される楽音の種類を指定する指
定手段（音色選択スイッチSEL）と、前記検出手段がピ
ークに達したことを検出した場合に発音開始を指示する
指示手段（割り込み信号INT）と、該発音開始の指示に
応じて前記指定手段によって指定される種類の楽音を発
生する楽音発生手段（割り込み発生処理、トーンジェネ
レータ）とを具備することを特徴とする。

また、第２の発明にかかる楽音発生装置は、操作者の部
位に装着あるいは把持される操作具（ドラムスティック
２、あるいは手袋98）と、この操作具に備えられ、操作
具の操作に基づく加速度の大きさを検出する加速度検出
手段（加速度センサ２）と、この加速度検出手段の検出
結果が所定時間前の検出結果を超えているか否かを判定
することでピークに達したか否かを検出する検出手段
（コンパレータ12）と、前記加速度検出手段の検出結果
のピーク値を検出して、ピーク値信号を出力するピーク
値検出手段（レジスタ53）と、操作具を振る動作とは異
なる操作者の操作により発生される楽音の種類を指定す
る指定手段（音色選択スイッチSEL）と、前記検出手段
がピークに達したことを検出した場合に発音開始を指示
する指示手段（割り込み信号INT）と、この発音指示手
段による発音開始の指示に応じて前記指定手段によって
指定される種類の楽音をピーク値信号に応じた特性で発
生する楽音発生手段（割り込み発生処理、トーンジェネ
レータ）とを具備することを特徴とする。

「作用」第１の発明においては、操作者の部位に装着されあるい
は把持される操作具の操作に基づく加速度を加速度検出
手段が検出し、加速度検出検出手段の検出結果がピーク
に達したときに、指定手段によって操作子の操作とは別
の操作で指定された種類の楽音を発生させる。

第２の発明においては、操作者の部位に装着されあるい
は把持される操作具の操作に基づく加速度を加速度検出
手段が検出し、加速度検出検出手段の検出結果がピーク
に達したときに、ピーク値を検出し、指定手段によって
操作子の操作とは別の操作で指定された種類の楽音をピ
ーク値に応じた特性で発生させる。

「実施例」以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

（１）実施例の構成第１図は、この発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。この図において、1X,1Y,1Zは、各々X,Y,Z方向
の加速度を検出する加速度センサであり、例えば、スト
レインゲージ等を用いて構成され、所定方向の加速度に
対応する加速度信号を出力するようになっている。この
加速度センサ1X,1Y,1Zは、例えば第２図に示す棒状のド
ラム・スティック２内の一端部に取り付けられている
（第２図では加速度センサ1Xのみ示す）。このドラム・
スティック２は、人がその他端を持って振るためのもの
であり、後述するように、ドラム・スティック２を振る
ことによって「振り」の動作に対応した楽音が形成され
るようになっている。また、ドラム・スティック２の他
端部には音色を選択するための音色選択スイッチSELが
取り付けられており、演奏者がこの音色選択スイッチSE
Lを操作すると、スイッチ操作に応じた音色が選択され
るようになっている。

次に、加速度センサ1X,1Y,1Zの出力信号に基づいて楽音
を発生する回路の構成について説明するが、各加速度セ
ンサ1X,1Y,1Zについては、それぞれ同様の回路により楽
音形成を行うので、説明の繁雑を避けるために加速度セ
ンサ1Xについての楽音形成回路のみを例にとって説明す
る。

第１図に示す５は、加速度センサ1Xの出力信号を増幅す
る増幅部であり、並列接続されたリニアアンプ６と対数
増幅器７とから構成されている。８はリニアアンプ６と
対数増幅器７のいずれか一方の出力信号を選択する切換
スイッチであり、この切換スイッチによって選択された
信号は、加速度ピーク検出回路10の入力端11に供給され
るようになっている。加速度ピーク検出回路10は、加速
度センサ1Xが検出した加速度のピーク、および増加／減
衰期間を検出する回路であり、以下に述べる構成となっ
ている。

まず、12はコンパレータであり、非反転入力端が抵抗13
（100KΩ）を介して入力端11に接続されている。次に、
抵抗15（10KΩ）およびコンデンサ16は、加速度信号Sa
を遅延されるための積分回路を構成しており、この積分
回路の出力信号SdがダイオードD1を介してコンパレータ
12の反転入力端およびコンパレータ20の非反転入力端に
供給されるようになっている。可変抵抗VRは、電圧Ｖを
分圧して基準電圧Vrefを設定するものであり、この基準
電圧Vrefは、抵抗23（100KΩ）を介してコンパレータ20
の反転入力端に供給されている。この基準電圧Vrefは、
コンパレータ20の反転入力端と接地間に介挿されている
コンデンサ24の充放電により、その値が変動するように
なっている。また、コンパレータ20の反転入力端は、抵
抗22、ダイオードD3のアノードおよび同カソードを順次
介して非反転入力端に接続されるとともに、ダイオード
D2のアノード、同カソードおよび抵抗21（10KΩ）を順
次介して入力端11に接続されている。

次に、DFF1はディレイフリップフロップであり、データ
入力端Ｄに“1"信号が供給され、クロック入力端にコン
パレータ12の出力信号が供給される。ディレイフリップ
フロップDFF1の出力信号は、CPU（中央処理装置）50に
割り込み要求信号INTとして供給されるようになってい
る。また、CPU50からはディレイフリップフロップDFF1
に対しリセット信号RSが供給されるようになっている。

25はコンパレータ12の出力信号によってオン／オフ制御
されるスイッチング素子であり、オン状態になると加速
度信号Saをコンデンサ26およびアナログ／デジタル変換
器27に供給する。

30は、コンパレータ12の出力信号に基づいて、加速度信
号Saの増加期間Twを検出する時間／電圧変換回路であ
り、以下の構成となっている。

まず、31は、コンパレータ12の出力信号が“1"信号のと
きにオン、“0"信号のときにオフとなるスイッチング素
子であり、オン状態になると、抵抗32→スイッチ34なる
経路、または、定電流源33→スイッチ34なる経路を介し
てコンデンサ35に充電が行われる。すなわち、コンパレ
ータ12の出力信号が“1"信号となっている間にコンデン
サ35に充電が行われ、この“1"信号期間がコンデンサ35
の充電電圧に変換される。この場合、スイッチ34を切り
換えることにより、充電特性が切り換えられるようにな
っている。また、コンデンサ35の充電電圧は、アナログ
／デジタル変換器42によりデジタル信号に変換される。

次に、36および37は、コンデンサ35の放電経路（リセッ
ト経路）を構成する抵抗およびトランジスタであり、ト
ランジスタ37のベースは、抵抗38を介した後、コンデン
サ40を介してコンパレータ12の出力端に接続されるとと
もに抵抗39を介して接地されている。この場合、トラン
ジスタ37は、コンパレータ12の出力信号の立ち上がり時
において、コンデンサ40、抵抗38を介してベース電流が
供給されるとターンオンするようになっている。以上が
時間／電圧変換回路30の構成である。

次に、AN1はアンドゲートであり、一方の入力端が負論
理となっており、この入力端にコンパレータ12の出力信
号が供給される。また、アンドゲートAN1の他方の入力
端には、コンパレータ20の出力信号が供給される。この
アンドゲートAN1の出力信号は、時間／電圧変換回路45
に供給される。時間／電圧変換回路45は、前述した時間
／電圧変換回路30と同様の構成となっており、アンドゲ
ートAN1の出力信号が“1"信号となっている期間を電圧
値に変換する。この時間／電圧変換回路45の出力信号
は、アナログ／デジタル変換器46によってデジタル信号
に変換されるようになっている。

以上が、加速度ピーク検出回路10の構成である。

次に、楽音発生処理回路60について説明する。この楽音
発生処理回路60は、アナログ／デジタル変換器27,42,46
の各出力信号に基づいて各種楽音の発生を制御する回路
であり、アナログ／デジタル変換器46,42,27の各出力デ
ータを記憶するレジスタ51,52,53、回路各部を制御する
CPU50、このCPU50において用いられるプログラムが記憶
されたメモリ55、各種データを一次記憶するレジスタ群
56、各種コマンドーやモードを指示するスイッチ（音色
選択スイッチSEL（第２図参照）を含む）からなるスイ
ッチ群54および楽音信号の発生を行うトーンジェネレー
タ57から構成されている。この場合、トーンジェネレー
タ57で発生された楽音信号は、サウンドシステム（図示
略）に供給されて、楽音として発生されるようになって
いる。

（２）実施例の動作次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明す
る。なお、以下の説明においては、スイッチ8,34は、各
々図示の状態に切り換えているとする。

（２−１）コンパレータ12,20の動作始めに、コンパレータ12,20の動作について説明する。

演奏者がドラム・スティック２（第２図参照）を持っ
て、所望の方向に１回振ると、この振りの動作に対応し
た加速度が加速度センサ1Xにより検出される。そして、
加速度センサ1Xによって検出された加速度信号は、リニ
アアンプ８を介して加速度ピーク検出回路10の入力端子
11に供給される。今、入力端子11に供給された加速度信
号Saが第３図（イ）に示すような曲線を描いたとする。
ここで、一般に人の「振る」という動作における加速度
特性は、この図に示すように、いったん逆方向に加速度
が現れ（この期間をプリ動作期間という）、その後に正
方向（振ろうとする方向）に加速度が増大してピーク値
に達し、次いで減衰して「０」になるという特性を描
く。

この場合、第３図（イ）に示す時刻t₀からプリ動作が始
まり、時刻t₁において正方向への移動が開始される。こ
の時刻t₀からt₁に至る間においては、加速度信号Saが基
準電圧Vrefより小さく、また、抵抗15とコンデンサ16に
よって構成された積分回路の出力信号Sdも、同図に示す
ように、基準電圧Vrefより小さい。この結果、第１図に
示すダイオードD1がオフ、ダイオードD2,D3がオン状態
となり、コンパレータ12の反転入力端には基準電圧Vref
が抵抗22、ダイオードD3を介して印加される。また、コ
ンデンサ24は、ダイオードD2を介して放電を開始する。
これにより、基準電圧Vrefが低下し、時刻t₁において加
速度信号Saと一致する。ここで、ダイオードD3における
順方向電圧降下は微少であるから、コンパレータ12の反
転入力端には基準電圧Vrefが直接印加されているとみな
せる。したがって、時刻t₁に至るまでにおいては、反転
入力端に印加される電圧の方が非反転入力端に印加され
る電圧より高くなり、コンパレータ12の出力信号は第３
図（ロ）に示すように“0"信号となる。

そして、時刻t₁から時刻t₂に至る間においては、加速度
信号Saと基準電圧Vrefと信号Sdとの関係は、 Sa＞Vref＞Sd …（１）となり、この結果、ダイオードD1,D2がオフ状態、ダイ
オードD3がオン状態となり、コンパレータ12は加速度信
号Saと基準電圧Vrefを比較する動作を行う。この比較動
作により、コンパレータ12の出力信号は第３図（ロ）に
示すように時刻t₁から“1"信号となる。また、時刻t₁に
おいては、ダイオードD2がオフ状態となるため、コンデ
ンサ24の放電経路が断たれ、これにより、コンデンサ24
には可変抵抗VR、抵抗23を介して充電が行われる。すな
わち、時刻t₁からは、基準電圧Vrefが徐々に上昇しやが
て初期電圧に復帰する。

次に、時刻t₂になると、信号Sdが基準電圧Vrefを超え、
この結果、ダイオードD1がオン状態、ダイオードD3がオ
フ状態となって、コンパレータ12は加速度信号Saと信号
Sdを比較する動作を行う。この場合、信号Sdは加速度信
号Saを微少時間遅延し、かつ、その傾きをやや小さくし
た信号となるから、加速度信号Saがピークを迎えるまで
は、Sa＞Sdなる関係が維持される。したがって、時刻t₂
以降においてもコンパレータ12の出力信号は“1"信号を
維持する。また、時刻t₂において、信号Sdが基準電圧Vr
efを超えると、第３図（ハ）に示すようにコンパレータ
20の出力信号が“1"信号に立ち上がる。

次に、時刻t₃になると、信号Sdが加速度信号Saを超え、
この結果、コンパレータ12の出力信号が、第３図（ロ）
に示すように“0"信号に立ち下がる。以後は、加速度信
号Saが信号Sdおよび基準電圧Vrefを超えることがなく、
この結果、この時刻t₃以降はコンパレータ12の出力信号
は“0"信号となる。

また、時刻t₃から時刻t₄に至る間においては、信号Sdが
基準電圧Vrefより大きいから、コンパレータ20の出力信
号は、“1"信号を維持する。そして、時刻t₄になると、
基準電圧Vrefが信号Sdを超え、この結果、コンパレータ
20の出力信号が“0"信号に立ち下がる。以後は、信号Sd
が基準電圧Vrefより小さな値となるから、コンパレータ
20の出力信号は“0"信号を維持する。

上記コンパレータ12の出力信号は、アンドゲートAN1の
一方の入力端に反転されて供給され、また、コンパレー
タ20の出力信号は、そのままアンドゲートAN1の他方の
入力端に供給される。この結果、アンドゲートAN1の出
力信号は、第３図（ニ）に示すように、時刻t₃から時刻
t₄の間において“1"信号となる。

（２−２）コンパレータ12、アンドゲートAN1の出力信
号の意味ここで、コンパレータ12の出力信号が“1"信号となって
いる期間について説明する。

コンパレータ12の出力信号は、第３図（イ）に示す時刻
t₁〜t₃において“1"信号となるが、ここで、時刻t₁は図
から明らかなように、加速度信号Saが負から正に反転す
る時刻である。この反転時刻の検出原理は以下の通りで
ある。

今、第４図に示すように、固定した基準レベルL₁によっ
て加速度信号Saの負から正への反転時刻を検出するとす
ると、その検出時刻は同図に示す時刻taとなり、実際の
反転時刻より遅い時刻を検出してしまう。一方、この実
施例のように、基準レベルL₂（基準電圧Vrefに対応）を
加速度信号Saの負側の変化に応じて低下するように構成
すると、加速度信号Saの負から正への反転時刻はtbとな
り、その検出精度が極めて向上する。

また、時刻t₃は加速度信号Saがピークを迎える時刻に極
めて近い時刻であり、このピーク時刻の検出原理は、第
３図（イ）から判るように、原信号である加速度信号Sa
と、この信号を遅延した信号Sdとを比較し、信号Sdが加
速度信号Saを超える瞬間を、加速度信号Saのピーク時と
判断するようにしている。この検出原理によれば、信号
Sdの遅延時間を適切に選ぶことにより、極めて正確にピ
ーク時刻を検出することができる。

上記説明から判るように、第３図に示す時刻t₁から時刻
t₃に至るまでの時間、すなわち、コンパレータ12の出力
信号が“1"信号となっている時間Twは、加速度が正方向
に増加している時間に対応する。

また、コンパレータ20の出力信号が立ち下がる時刻t
₄は、遅延信号である信号Sdが基準電圧を下回る時刻で
あり、この結果、アンドゲートAN1の出力信号が“1"信
号になっている時間Trは、加速度が正方向において減衰
する時間に対応している。

（２−３）コンパレータ12とアンドゲートAN1の各出力
信号の取り扱い上述したように、コンパレータ12の出力信号には、加速
度の増加期間を示す意味があり、この出力信号はスイッ
チング素子25の端子Ｇと、時間／電圧変換回路30とに供
給される。

コンパレータ12の出力信号がスイッチング素子25に供給
される結果、スイッチング素子25は加速度の増加期間に
おいて開状態となり、これにより、期間Twにおいては加
速度信号Saがコンデンサ26に供給される。これにより、
コンデンサ26の端子電圧は、第３図（ホ）に示すように
期間Twにおいて増加して行く。そして、加速度信号Saの
ピーク時刻である時刻t₃においては、スイッチング素子
25がオフ状態になり、この結果、コンデンサ26にはこの
時点における電圧、すなわち、信号Saのピーク電圧が保
持される。そして、このコンデンサ26の保持電圧は、時
刻t₃より少し遅れた所定タイミングt_S1においてアナロ
グ／デジタル変換器27にサンプリングされ、ここでデジ
タル信号に変換される。

また、時間／電圧変換回路30にコンパレータ12の出力信
号が供給されると、この信号が“1"信号に立ち上がる時
刻t₁において、コンデンサ40、抵抗38からなる微分回路
を介してトランジスタ37にベース電流が流れ、この結
果、コンデンサ35に蓄えられていた電荷が抵抗36、トラ
ンジスタ37を介して放電する。すなわち、コンデンサ35
の端子電圧が第２（へ）に示すように、時刻t₁において
0Vにリセットされる。また、時刻t₁においてコンパレー
タ12の出力信号が立ち上がると、スイッチング素子31が
オン状態となり、この結果、抵抗32を介してコンデンサ
35に充電が行われる。したがって、コンデンサ35の端子
電圧は、第３図（ヘ）に実線で示すようにリセットが行
われた時刻t₁から所定の充電特性にしたがって上昇す
る。なお、スイッチ34が定電流源33側に切り換えられて
いた場合は、同図に破線で示す特性により上昇する。

そして、コンパレータ12の出力信号が“0"信号に立ち下
がると、スイッチング素子31がオフ状態になり、コンデ
ンサ35への充電が停止される。また、この時点において
はトランジスタ37がすでにオフ状態にあるので、時刻t₃
以降は、コンデンサ35の端子電圧が保持される。この場
合に保持される電圧値は、コンデンサ35の充電期間によ
り一義的に決定されるから、第３図に示す期間Twに対応
した電圧値となる。この保持電圧値は、第３図（ヘ）に
示すように、時刻t₃より少し遅れたタイミングt_S2にお
いてアナログ／デジタル変換器42にサンプリングされて
デジタル信号に変換される。

次に、加速度信号Saの減衰期間Trに対応したアンドゲー
トAN1の出力信号は、時間／電圧変換回路45に供給さ
れ、ここで、上記時間／電圧変換回路30と全く同様にし
て、期間Trに対応する電圧値に変換される。そして、こ
の電圧値は、所定のタイミングにおいてアナログ／デジ
タル変換器46によりデジタル信号に変換される。

（２−４）楽音発生処理回路60の動作次に、楽音発生処理回路60の動作について説明する。

CPU50は、メモリ55内のプログラムに基づき第５図に示
すフローチャートに従って動作し、これにより、楽音発
生処理回路60の動作を制御する。

まず、CPU50は、第５図に示すステップSP1から動作を開
始し、次いでステップSP2に移って楽音発生以外の他の
処理を行う。この処理は、例えば、スイッチ群54内の各
スイッチを走査して音色の切換等の有無を検出し、切換
があったときは指定された音色となるようにトーンジェ
ネレータ57における音色を切り換える。この場合、CPU5
0は、第１図に示すＤフリップフロップDFF1が割込要求
信号INTを出力するまでは、ステップSP2の動作を継続し
て行う。

そして、CPU50は、割込要求信号INTが供給されると、そ
の処理をステップSP10に移行し、以後割込処理を実行す
る。まず、ステップSP11に移ってリセット信号RSを出力
し、ＤフリップフロップDFF1をリセットする。この結
果、割込要求信号INTが停止される。次に、ステップSP1
2に移り、レジスタ53内のデータをボリュームデータVOL
として読み込む。この実施例においては、アナログ／デ
ジタル変換器27,42,46から各々出力される加速度信号Sa
のピーク値、増加期間Tw、減衰期間Trに対応するデジタ
ル信号を、レジスタ53,52,51に取り込み、これらのデー
タを楽音を制御する楽音制御データとして用いている。
この場合、第６図に示すように、レジスタ53内のデータ
を楽音の音量を指示するボリュームデータVOLとして、
レジスタ52内のデータを楽音の立ち上がり時間を指示す
るアタックデータATKとして、また、レジスタ51内のデ
ータを楽音の減衰期間を指示するクローズ（ディケィ）
データCLSとして用いるようにしている。

ステップSP12において、ボリュームデータVOLが読み込
まれると、ステップSP13においてこのボリュームデータ
VOLをトーンジェネレータ57に供給し、楽音信号の音量
を設定する。次に、ステップSP14に移ってレジスタ52内
のアタックデータATKを読み込み、その後に、アタック
データATKをトーンジェネレータ57に供給し、楽音信号
の立上り時間を設定する（ステップSP15）。次に、ステ
ップSP16に移ると、トーンジェネレータ57に対し、キー
オン指令を供給する。この結果、トーンジェネレータ57
は、供給されたアタックデータATKおよびボリュームデ
ータVOLに基づいて、楽音の発生を開始する。そして、C
PU50は、適当な待ち時間を経た後（ステップSP17）、ス
テップSP18に移ってレジスタ51内のクローズデータCLS
を読み込む。次いで、ステップSP19に移り、トーンジェ
ネレータ57にクローズデータCLSを供給する。トーンジ
ェネレータ57は、クローズデータCLSを供給する。トー
ンジェネレータ57は、クローズデータCLSによって指定
された減衰時間に対応する減衰エンベロープとなるよう
に楽音信号を減衰させ、これにより、最初の楽音発生処
理が終了する。このステップSP19の処理が終了すると、
ステップSP20を介して、メインルーチンすなわちステッ
プSP2に戻る。そして、以後はＤフリップフロップDFF1
から割込要求信号INTが出力される毎に、上記割込処理
すなわち、楽音発生処理が行われる。

なお、上述したステップSP17の待時間処理は、発生する
楽音の種類によっては省略してもよい。

以上がこの実施例の動作である。

（３）実施例の効果上記実施例においては、以下に述べる顕著な効果を奏す
ることができる。

加速度信号Sa等の変動する入力信号の特徴、すなわち、
増加期間、減衰期間、ピーク値等を検出する場合、従来
は入力信号を所定レベルでコンパレートすることによっ
て検出を行うか、あるいは、入力信号をデジタル信号に
変換した後、ソフト処理に各期間やピーク値を検出する
方法が用いられていた。

この場合、所定レベルをコンパレートする方法にあって
は、ダイナミックレンジが小さいために、例えば、人間
のゆるやかな動きから激しい動きまでを抽出することが
困難であった。また、ソフト処理による方法にあって
は、入力信号の急変を正確に検出するのがCPUの実行速
度との関係で困難であった。すなわち、入力信号の特徴
を検出するには、その情報量が極めて多くなり、一般の
CPUでは入力信号の急変時に処理が追従できなくなって
しまうからである。また、加速度等を検出するのにX,Y,
Zの３方向を検出し、これらの各方向についての加速度
信号の特徴を検出する場合のように多入力構成になる
と、処理速度および処理精度等の関係から各方向別にCP
Uが必要になるため装置の構成が複雑化し、コストアッ
プにつながるという問題が生じた。

これに対し、上記実施例によれば、入力信号（加速度信
号Sa）とこれを遅延させた信号とを比較することにより
ピーク時を検出するようにしたので、ピーク時、ピーク
値をCPUを用いることなく、実時間で正確に検出するこ
とができ、しかも、基準電圧Vrefを入力信号に応じて補
正するようにしたので、正確な増加期間、減衰期間を検
出することができるという効果を達成することができ
る。

（４）実施例の変形および応用例次に、上記実施例の変形例について説明する。

（ａ）アナログ／デジタル変換器27,42,46の各出力信号
を、楽音の他のパラメータ、すなわち、音高、音色、レ
ジストあるいは自動リズム演奏装置の演奏スピード（テ
ンポ）等を制御するように用いてもよい。ここで、レジ
ストとは、楽音の特性を決定するために操作パネル上で
行う各種レバー等のプリッセットのことであり、予め多
数のプリッセットを行ってこれを記憶させておき、加速
度センサの出力に基づいていずれかのプリッセット状態
を選択するようにする。

（ｂ）Ｘ方向の加速度センサ1Xに基づく楽音形成をスネ
アドラム音やハイハットオープン音に対応させ、また、
Ｙ方向の加速度センサ1Xに基づく楽音形成をバスドラム
音やハイハットクローズ音に対応させ、ドラム・スティ
ック２を水平、垂直に適宜振り分けることにより、リズ
ム音の発生を行うようにしてもよい。このようにする
と、例えばドラム・スティック２を水平方向から垂直方
向（→↓）に素早く振ることにより、極めて短時間に２
つのリズム音を連続して奏することができる。

（ｃ）腕等の角度を検出する角度センサと組み合わせ、
これにより、より多様な楽音制御を行うようにしてもよ
い。

例えば、音高を指示するキーコードを腕の角度によって
制御し、ドラム・スティック２の振りによってキーオン
（発音開始タイミング）およびアタック、ピーク、ディ
ケイ等の音のエンペロープを制御する。ここで、第７図
（イ）、（ロ）は各々腕の角度をθ₁、θ₂にしてドラム
・スティック２を振り降ろした状態を示している。この
ようにすれば、演奏者は腕の角度とドラム・スティック
２の振り方の組み合わせにより、所望の音高において所
望の音量エンベロープで楽音を発生することができ、従
来にない新規な演奏操作および演奏効果を実現すること
ができる。

ここで、腕の角度を検出する角度センサの一例を示す。

第８図は、専用の衣服に予め取り付けられた角度センサ
の例であり、図においてAS₁，AS₂は、腕（上腕）と人体
との開き角度を検出する角度センサである。この角度セ
ンサAS₁，AS₂は、各々第９図に示すように、ロータリー
タイプのポテンショメータ80と、ポテンショメータ80の
可動子に連動するアクチュエータ81と、このアクチュエ
ータ81がスライド自在に収納される受部材82と、アクチ
ュエータ81を受部材82側に付勢するバネ83とからなって
いる。この場合、受部材82とポテンショメータ80との間
に相対的な回転運動があれば、アクチュエータ81がポテ
ンショメータ80に対し回転運動に対応スル分だけ回転
し、これにより、ポテンショメータ80からは各時点にお
ける角度信号が得られる。

第８図に示す例においては、ポテンショメータ80側が肩
に、受部材82側が上腕部にそれぞれ固定されており、腕
の横方向の開き角度に応じた角度信号がポテンショメー
タ80から出力されるようになっている。この場合、角度
センサAS₁，AS₂の取り付け位置を変えることにより、第
７図に示す例のように、腕の前後方向の開きを検出する
こともできる。

また、第８図に示すように、肘の曲がり角度を検出する
角度センサAS₃，AS₄を設け、各角度センサAS₁〜AS₄の出
力信号の組み合わせに基づいてキーコードを決定するよ
うにしてもよい。このようにすると、広い音域に渡って
キーコードを指定することができるとともに、その変更
を素早く多様に行うことができ、新規な演奏効果を奏す
ることができる。ここで、参考のために肘に取り付けた
場合の角度センサAS₃（AS₄）の動きの状態を第10図に示
す。

なお、第８図に示す90は、第１図に示す回路およびサウ
ンドシステムが収納されるケースであり、図示のように
演奏者に取り付けるように構成すれば、その取り扱いが
極めて機能的となる利点が得られる。なお、この場合、
トーンジェネレータやサウンドシステム等はケースの外
に設けるようにしてもよい。

また、角度センサの他の例としては、第11図に示すよう
に超音波送波器95a,96aと超音波受波器95b,96bとを組み
合わせ、これらの間の超音波の伝達時間に基づいて腕の
開き角度を検出するように構成してもよい。

（ｄ）第１図に示す実施例においては、ドラム・スティ
ック２内に加速度センサ1X,1Y,1Zを設けたが、これに代
えて、例えば手、足、首、腕等に直接、あるいは所定の
取付具等によって取り付け、これらの部分の加速度を検
出するように構成してもよい。

第12図は、加速度センサを手に取り付ける場合の例であ
り、図示のように、手袋98の各指部分の先端に加速度セ
ンサ1X,1Y,1Z等を取り付ける（第13図参照）。このよう
な構成によれば、演奏者の手の振りやその他の動きに応
じた加速度が検出されるから、演奏者はドラム・スティ
ック２のような器具を使うことなく、日常的な感覚で各
種の演奏を行うことができる。

「発明の効果」以上説明したように、第１の発明によれば、操作者の部
位に装着されあるいは把持される操作具の操作に基づく
加速度を加速度検出手段が検出し、加速度検出手段の検
出結果がピークに達したときに、指定手段によって操作
子の操作とは別の操作で指定された種類の楽音の発生さ
せるので、また、第２の発明によれば、操作者の部位に
装着あるいは把持される操作具の操作に基づく加速度を
加速度検出手段が検出し、加速度検出手段の検出結果が
ピークに達したときに、ピーク値を検出し指定手段によ
って操作子の操作とは別の操作で指定された種類の楽音
をピーク値に応じた特性で発生させるので、操作者の部
位に装着されあるいは把持される操作具を操作すること
で、その操作の加速度に基づいて楽音の発生制御を行う
ことができ、従来にない新規な演奏操作を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例で用いるドラム・スティックの構成を
示す外観図、第３図は第１図に示す回路各部の波形図、
第４図は同実施例における加速度増加期間の検出原理を
説明するための波形図、第５図は同実施例における楽音
発生処理回路60の動作を説明するためのフローチャー
ト、第６図は楽音発生処理回路60における楽音制御を示
すための波形図、第７図は同実施例の変形例における演
奏状態を示す概略図、第８図は同実施例において角度セ
ンサを併用する場合の一例を示す正面図、第９図は角度
センサの構成例を示す斜視図、第10図は角度センサの肘
に取り付けた場合の動きの状態を示す斜視図、第11図は
角度センサの他の例を示す正面図、第12図は加速度セン
サを手に取り付ける場合の例を示す斜視図、第13図は第
12図に示す加速度センサの取り付け状態を示す断面図で
ある。 1X,1Y,1Z……加速度センサ（検出手段、加速度検出回
路）、10……加速度ピーク検出回路（検出手段、加速度
検出回路）、60……楽音発生処理回路（楽音信号発生手
段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作者の部位に装着されあるいは把持され
る操作具と、この操作具に備えられ、操作具の操作に基づく加速度の
大きさを検出する加速度検出手段と、この加速度検出手段の検出結果が所定時間前の検出結果
を超えているか否かを判定することでピークに達したか
否かを検出する検出手段と、操作具を振る動作とは異なる操作者の操作により発生さ
れる楽音の種類を指定する指定手段と、前記検出手段がピークに達したことを検出した場合に発
音開始を指示する指示手段と、該発音開始の指示に応じて前記指定手段によって指定さ
れる種類の楽音の発生する楽音発生手段と、を具備することを特徴とする楽音発生装置。
【請求項２】操作者の部位に装着あるいは把持される操
作具と、この操作具に備えられ、操作具の操作に基づく加速度の
大きさを検出する加速度検出手段と、この加速度検出手段の検出結果が所定時間前の検出結果
を超えているか否かを判定することでピークに達したか
否かを検出する検出手段と、前記加速度検出手段の検出結果のピーク値を検出して、
ピーク値信号を出力するピーク値検出手段と、操作具を振る動作とは異なる操作者の操作により発生さ
れる楽音の種類を指定する指定手段と、前記検出手段がピークに達したことを検出した場合に発
音開始を指示する指示手段と、この発音指示手段による発音開始の指示に応じて前記指
定手段によって指定される種類の楽音をピーク値信号に
応じた特性で発生する楽音発生手段とを具備することを特徴とする楽音発生装置。
【請求項３】前記指定手段は、操作者の関節の角度を検
出する角度検出手段を備え、検出された角度に応じて発
生される楽音の種類を指定することを特徴とする請求項
１または２の楽音発生装置。