CN1020354C - 具有检测装置的乐音控制装置 - Google Patents

Abstract

一种乐音控制装置能控制对应于一检测器所检测出的一物体等的运动本身的乐音。这类检测器还能检测该物体的运动速率、运动力、运动角或给定的冲击强度。当检测器系装在演奏者的关节附近时，检测器检测出演奏者关节的转动角或弯曲角。因此可根据演奏者关节的这种角度控制乐音。这样，借助这种乐音控制装置，演奏者就可以根据物体或自已关节的动作发出具有，例如，所希望的音调、所希望的音量和所希望的音色的乐音。

Description

本发明涉及一种具有检测装置的乐音控制装置，特别是关于控制通过检测装置来检测根据演奏者的动作而产生的乐音的乐音控制装置。

以往，乐音是通过演奏小提琴、钢琴、风琴、以及低音鼓等乐器或电子乐器产生的。这样乐器所产生的乐音的音调以及音色，是通过演奏者的手或脚，时而接触、时而按压键盘、弦以及踏板来进行控制的。

本发明的第一个目的在于提供控制按照演奏者手腕向上挥动角度和速度那样的动作而产生的乐音的乐音控制装置。

本发明的第二个目的在于提供控制对应于通过演奏者而产生的自然音的人工乐音的乐音控制装置。

本发明的第三个目的在于提供检测由演奏者的动作和手所造成的冲击等的检测装置。

本发明的第一个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）检测装置，用以检测一物体的运动本身;（乙）乐音控制机构，用以根据该检测装置的检测结果控制乐音信号;和（丙）乐音发生装置，用以产生相应于该乐音信号的乐音。

本发明的第二方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）检测装置，用以检测待检测物体的摆动运动本身;（乙）乐音控制数据输出装置，用以根据该检测装置的检测结果控制乐音信号。

本发明的第三方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）检测装置，用以检测待检测物体的加速度;和（乙）乐音控制数据输出装置，用以根据该检测装置的检测结果控制乐音信号。

本发明的第四个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）被连接到人体的预定部分的加速度传感器;（乙）第一检测装置，用以在加速度传感器的输出电平高于预定的第一电平时输出第一检测信号;（丙）第二检测装置，用以在加速度传感器输出信号中所包含的高次谐波分量的电平高于预定的第二电平时输出第二检测信号;（丁）存储装置，用以在第一和第二检测装置分别输出第一和第二检测信号时存储高次谐波分量电平;和（戊）第一乐音控制数据第一发生装置，用以产生根据第一检测装置的检测结果控制乐音信号的第一乐音控制数据。

本发明的第五方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）装在人体的预定部位上的加速度传感器;（乙）第一检测装置，用以输出第一检测信号，第一检测信号的电平在加速度传感器的输出电平高于第一参考信号的电平时变为预定电平;（丙）放大装置，用以放大加速度传感器输出信号中所包含的高次谐波分量;（丁）第二检测装置，用以输出第二检测信号，第二检测信号的电平在放大装置的输出电平高于第二参考信号的电平时变为预定电平;（戊）中断信号发生装置，用以产生表示第一和第二检测信号的电平与预定电平相等的中断信号;（己）存储装置，用以根据第二检测信号的时间存储高次谐波分量的峰值;（庚）模-数转换装置，用以将高次谐波分量的峰值转换成表示冲击强度的数字数据;和（辛）中央处理装置，用以根据中断信号的时间将数字数据转换成表示乐音音调的音调数据。

本发明的第六个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）装在人体的预定部位的加速度传感器;（乙）第一检测装置，用以输出第一检测信号，第一检测信号的电平在加速度传感器的输出电平高于第一参考信号的电平时变为预定电平;（丙）放大装置，用以放大加速度传感器的输出信号中所包含的高次谐波分量;（丁）第二检测装置，用以输出第二检测信号，第二检测信号的电平在放大装置的输出电平高于第 二参考信号的电平时变为预定电平;（戊）中断信号发生装置，用以产生表示第一和第二检测信号的电平等于预定电平的中断信号;（己）存储装置，用以根据第二检测信号的时间存储高次谐波分量的峰值;（庚）模-数转换装置，用以将高次谐波分量的峰值转换成表示冲击强度的数字数据;（辛）中央处理装置，用以根据中断信号的时间将数字数据转换成表示乐音音调的音调数据;和（壬）乐音发生装置，用以根据音调数据产生乐音。

本发明的第七个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）第一积分电路，用以积分检测一物体的加速度的加速度传感器所输出的加速度信号，从而将加速度信号转换成表示该物体运动速率的速率信号;（乙）第二积分电路，用以积分速率信号，从而将速率信号转换成表示该物体运动距离的距离信号;（丙）控制装置，用以根据在预定时间内的加速度信号的电平控制第一和第二积分电路的积分动作;和（丁）乐音信号发生装置，用以根据距离信号发出乐音信号。

本发明的第八个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）第一积分电路，用以积分检测该物体加速度的加速度传感器所输出的加速度信号，从而将加速度信号转换成表示该物体运动速率的速率信号;（乙）第二积分电路，用以积分速率信号，从而将速率信号转换成表示该物体运动距离的距离信号;和（丙）控制装置，用以根据在该物体的加速度在增加时的时间内加速度信号的电平控制第一和第二积分电路的积分动作，控制装置在加速度增加期终了时输出中断信号;（丁）中央处理装置，供以中断信号;（戊）模-数转换装置，用以在中央处理装置控制下将速率信号和距离信号转换成各自的在中断信号时间内的数字数据;（己）寄存装置，用以在其中存储数字数据，中央处理机读出存储在寄存装置中的数字数据，从而输出作为音量信号相应于速率信号的数字数据，而且还输出作为音调数据相应于距离信号的数字数据;（庚） 声音发生装置，用以产生表示具有相应于音量数据的音量和相应于音调数据的音调的乐音的乐音信号;和（辛）乐音发生装置，用以根据乐音信号发出乐音。

本发明的第九个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）检测装置，用以检测根据演奏者的动作所产生的音的特性;和（乙）乐音控制数据发生装置，用以根据检测装置的检测结果发出乐音控制数据。

本发明的第十个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）检测装置，用以检测演奏者关节的弯曲或转动动作;和（乙）乐音控制数据发生装置，用以根据检测装置的检测结果发出控制乐音信号的乐音控制数据。

本发明的第十一个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）检测装置，用以检测演奏者的预定部位的弯曲角或转动角;和（乙）乐音控制数据发生装置，用以根据检测装置的检测结果产生乐音控制数据。

本发明的第十二个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）角检测装置，用以检测一物体与一参考平面之间所形成的角，并发出表示所检测到的角的角信号;和（乙）乐音控制数据发生器，用以根据角信号产生控制外部乐音的乐音控制数据。

本发明的第十三个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）检测装置，用以检测演奏者身体的至少某一预定部位相对于一参考点的位置;和（乙）乐音控制数据发生装置，用以根据检测装置的检测结果发出控制乐音的乐音控制数据，乐音控制数据被加到乐音发生器中。

本发明的第十四个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）检测装置，装在演奏者关节部位附近，检测装置检测关节部位的一个角;（乙）回转角速度检测装置，用以根据检测装置在一段时间内 所检测出来的角的变化检测关节部位的回转角速度;和（丙）乐音信号发生装置，用以根据距离信号发出乐音信号。

本发明的第十五个方面提供一种包括下列各部分的乐音控制装置：（甲）一个空箱;（乙）多个触点，配置在所述空箱内部;（丙）导电流体，封闭在空箱内，导电流体根据空箱的倾斜度移动或流动，从而使多个触点中的各两个触点之间在电气上连接起来，空箱根据连接了的触点发生表示空箱倾斜度的角信号;和（丁）乐音控制数据发生装置，用以根据角信号发生控制乐音的乐音控制数据。

图1表示本发明的使用了冲击检测装置的乐音控制装置的一实施例的电路图。

图2（a）至（i）为表示图1所示的冲击检测装置各部份的波形图。

图3为表示本发明动态检测电路的一实施例的电路图。

图4（a）～（f）为表示图3所示的动态检测电路各部份的波形图。

图5为表示用图3所示的动态检测电路的乐音信号发生装置的一实施例的方块图。

图6为表示根据本发明的一实施例的角速度检测装置，应用于乐音发生装置的情况下的电路构成方块图。

图7为表示在演奏者身上装着同一实施例的角速度检测设备的外观构成图。

图8为表示在演奏者身上装着这个发明的其它实施例的角速度检测装置的外观构成图。

图9为表示根据本发明的一实施例的角度传感器301的外观构造的斜视图。

图10为该角度传感器301的部分缺口的斜视图。

图11为该角度传感器301的截面图。

图12为表示构成该角度传感器301的检测器304的斜视图。

图13为表示构成该一检测器304的电路图。

图14为表示构成本发明一实施例的角度传感器301应用于电子乐器情况的方块图。

图15表示构成本发明其它实施例的截面图。

图16为表示构成本发明的乐音发生装置的第一实施例的方块图。

图17表示同实施例中所用的鼓棒的外观图。

图18为图16所示的电路的各部份波形图。

图19表示在同实施例中，为了说明加速度增加期间的检测原理的波形图。

图20为了说明处理乐音发生电路460的工作的流程图。

图21是表示在乐音发生处理电路460的控制乐音的波形图。

图22（a）、（b）是分别表示同一实施例的不同演奏状态的示意图。

图23表示在同一实施例中，一例使用了角度传感器时的正面图。

图24表示构成角度传感器一例的斜视图。

图25为表示在肘上安装角度传感器时的活动状态的斜视图。

图26表示其它角度传感器的正面图。

图27表示在手上安装角度传感器例子的斜视图。

图28表示图27所示的加速度传感器的安装状态的截面图。

图29表示将本发明的第二实施例安装在演奏者身上时的外观构成图。

图30表示构成同一实施例的电路的方块图。

图31表示构成同一实施例的右肘用检测部件502的外观斜视图。

图32表示构成同一的右肘用检测部件502详细构成斜视图。

图33表示构成同一第2实施例的右手用检测部件503的外视斜视图。

图34表示同一右手用检测部件504的内部构成斜视图。

图35（a）-（b）表示同一右手用检测部件504的指尖部的内部构成的截面图。

图36表示同一第二实施例的第一变形例的构成斜视图。

图37表示将这第1变形例安装在演奏者身上时的外观构成图。

图38表示将本发明第2实施例的第2变形例安装在演奏者身上时的外观构成图。

图39（a）～（c）是为了说明同一第2变形例的收发波器中的压电元件的布置例的图。

图40表示构成同一第2变形例的电路方块图。

图41表示本发明的第3实施例的构成的方块图。

图42表示在同一实施例中，所使用的棒601的外观构成正面图。

图43表示被装入同一棒601内的角度检测器602的结构正面图。

图44表示安装于同一角度检测器602内的检测开关a至d的结构正面图。

图45表示同一角度检测器602的状态与各检测开关a至d的开或关状态之间的关系图。

图46表示各检测开关a至d的开或关状态与音调，及键码数据之间的关系图。

图47及图48分别表示中央处理装置610在同一实施例中的处理工作的流程图。

图49（a）～（i）是为了说明第3实施例和演奏例子的图。

图50表示在本发明的第4实施例中，以右手或左手使用的韵律棒701R和701L的图。

图51是为了说明同一实施例的产生乐音的动作的方块图。

图52是为了说明同一实施例的产生旋律音的动作的图。

图53是为了说明同一实施例的产生伴奏音的动作的图。

图54（a）～（b）是表示将角度检测器分别安装在右肘，右肩上的图。

图55是图54（a）的右肘附近的放大图。

图56表示用于本发明的第5实施例的乐音控制装置中的杂音发生器的图。

图57表示杂音发生器的微音器的输出信号的波形图。

图58表示同一实施例的电路构成的方块图。

为了说明有关附图，对各图中相同部分分别标上相同的记号。

本发明涉及一种控制根据演奏者的手臂等物体活动而发生的乐音的乐音控制装置。演奏者手臂的活动，即是物体（或者手臂）的移动速度、移动距离、或者移动角度，必须通过检测装置进行检测。所以，我们先说明检测装置，然后说明乐音控制装置。

〔Ⅰ〕检测装置

本发明的检测装置，我们把它分为检测冲击装置，检测状态电路，检测角速度装置，以及角度传感器。下面，依次说明这些检测装置。

（1）冲击检测装置

图1表示使用了冲击检测装置的本发明的乐音控制装置的一实施例的电路图。图中，11为加速度传感器。此加速度传感器中，使用了具有压电性的有机或者无机物质作为振动器。例如无机物中的水晶、罗谢尔盐、钛酸钡、有机物中的压电塑料等均可使用。本实施例中是使用有机物的压电塑料。通过具有固定圆周的振动片结构形成振动器。

加速度传感器11将加速度转变为电压信号，产生并输出如图2（a）所示的输出电压Va。12是电阻值R₁（Ω）的电阻，该电阻的一端连接在上述加速度传感器11的输出端上。13是容量C₁（F）的电容器，连接在上述电阻12的另一端和地线之间。通过这些电阻12以及电容器13，构成时间常数R₁C₁（sec）的低通滤波器14。15是比较仪，在该比较仪15的同向输入端上，电容器13的衔接点和上述电阻12连接。16是电阻值R₂（Ω）的电阻，该电阻的一端和上述电阻12同样连接在上述加速度传感器11的输出端。17是容量C₂（F）的电容器，连接在电阻16的另一端和地线之间。 这些电阻16以及电容器17构成时间常数R₂C₂（sec）的低通滤波器18。而且，为了使该时间常数R₂C₂（实施例中是0.5msec）达到约为上述时间常数R₁C₁（实施例中是50μsec）的10倍，预先设定R以及C的各个常数。

19是二极管。该二极管19的阳极与上述电阻16和电容器17之间的衔接点连接。另一方面，阴极则连接到上述比较仪15的反向输入端。20也是二极管。该二极管20的阴极，和上述的二极管19同样连接在比较仪15的反向输入端上。21是与二极管20串联地连接的电阻。而且通过上述二极管20、电阻21形成向比较仪15的反向输入端供应标准电压Vr1的供应电路。

24是电容器，一端连接在前述加速度传感器11的输出端。电容器24的另一端连接在放大器25的输入端上。26是电阻，插入并连接在上述放大器25的输入端和地线之间。而且，电阻26和电容器24构成高通滤波器27。

28是电阻，该电阻28的一端连接在放大器25的输出端上。电阻28的另一端连接在比较仪29的同向输入端上。30是插入比较仪29的反向输入端方面的电阻R₃。它的一端连接于上述放大器25的输出端。31是二极管，阳极一边连接在上述电阻30的另一端。电容器32（C₃）插入并连接在该连接点和地线之间。并且电阻30和电容器32构成时间常数R₃C₃的低通滤波器33。上述二极管31的阳极一边连接在比较仪29的反向输入端上。34是和二极管31一样，其负极一边同样连接于上述比较仪29的反向输入端上的二极管。35是电阻，与上述二极管34串联地连接。而且，电阻35与二极管34构成向比较仪29的反向输入端供应标准电压Vr2的供应电路。另一方面，22是2个输入的“与”门，比较仪15的输出端连接于该“与”门22的一边的输入端。23是D触发电路。前述比较仪15的输出端连接于该触发电路23的数据输入端D。并且，上述比较仪29的输出端连接于触发电路23的时钟输入端。输出端Q和上述“与”门22的另一边输入端连 接。触发电路23在输入于时钟输入端上的脉冲信号的上缘读出被输入到数据输入端D上的数据。

36是模似开关，它的输入端在连接前述放大器15的输出端的同时，门端连接在上述比较仪29的输出端上。模拟开关36的输出端连接在模/数变换器38的输入端上。电容器37插入并连接模/数变换器38的输入端与地线之间，这个电容器37是为了保持通过上述模似开关36所供应的模似信号的峰值。

39是中央处理装置（CPU），在中央处理装置39上，前述2个输入的“与”门22的输出端、D触发电路23的复位端R以及模/数变换器38的数字输出端相互连接。41是乐音信号形成电路。这乐音信号形成电路41与中央处理装置39连接，形成与中央处理装置39所输出的数据DP相对应的音调的乐音信号AP，并且将之输出。43是扩音器，将上述乐音信号形成电路41所输出的乐音信号AP作为声音来发出。

下面参照图2，说明同一实施例的工作。被安装在人体的一部分，例如安装在手掌上的加速度传感器11在拍手时，输出如（a）所示的电压信号Va。信号Va通过低通滤波器14、18可以加在比较仪15的同向输入端或者反向输入端。输入于非反向输入端的输入信号Vb是通过低通滤波器14而且具有与如（b）所示的时间常数R₁C₁（sec）相对应的延迟时间的信号。并且，输入反向端的信号Vc是通过低通滤波器18产生而且具有与时间常数R₂C₂相对应的延迟时间的信号。并且，由于比较仪15的反向输入端与二极管19串联，在通过低通滤波器18输出的信号内，在二极管19上，对于标准电压Vr₁以下的信号需要逆偏压，所以二极管19成了不导通状态，标准中压Vr₁就加到反向输入端上。另一方面，大于标准电压Vr₁的低通滤波器18的输出信号，因为在二极管19的正方向上加有偏压，所以低通滤波器18的输出信号就加在反向输入端上。在这情形下，因为R₁C₁＜R₂C₂，所以信亏Vc也比Vb的相位落后。结果，比较仪15在信号 Vb/Vc的范围内，输出如（c）所示的H电平的脉冲信号Vd。另一方面，通过上述加速度传感器11输出的电压信号Va被加在高通滤波器27上。在高通滤波器27中取出信号Va的高次谐波成分，这被取出的信号，通过放大器25，作为如（d）所表示的信号Ve输出。

信号Ve一方面通过电阻28被加在比较仪29的同向输出端，另一方面通过设在反向输入一边的低通滤波器33而被延迟（积分）。并且在比较仪29的反向输入端上串联地插入二极管31，同时，因为被供应以标准电压Vr₂，所以对于低通滤波器33的小于标准电压Vr₂的输出信号，标准电压Vr₂就经常加在反向输入端，另一方面，对于低通滤波器33的输出信号内大于标准电压的输出信号，该低通滤波器33的信号就加于其上。结果，被输入于比较仪29的反向输入端的信号Vf，形成如（d）所表示的状态。

比较仪29在信号Ve＞Vf的范围内输出如（e）所表示的高电平脉冲信号Vg。

信号Vg作为时钟信号被加于D触发电路23。在触发电路23的数据输入端，因为附加了（c）所表示的信号Vd，触发电路23从上述信号Vg的上缘读入信号Vd，并在输出端Q输出如（f）所表示的输出信号Vh。这个信号Vh和前述信号Vd的逻辑积可以用“与”门22求得。这个“与”门22的输出信号Vi的波形如（g）所示。信号Vi作为中断信号，被供应给中央处理装置39。

另一方面，上述信号Vg通过比较仪29被输出时，模似开关36即成开的状态，电容器37通过信号Ve而被充电，这个信号Ve的峰值被保持在电容器37内。如（h）所表示的被保持的电压Vj，通过模/数变换器38被变换为数据Dd，然后被传送到中央处理装置39。

中央处理装置39将信号Vi作为中断信号接收后，首先在该信号的下缘，向D触发电路23的复位端R输出如（i）所表示的信号Rack。因此， D触发电23被复位。然后，中央处理装置39将模/数变换器38的输出数字数据Dd读入。其次将读入数据Dd变换为表示音调的音调数据Dp，并把该音调数据Dp向乐音信号形成电路41输出。乐音信号形成电路41形成与音调数据Dp相对应的音调的乐音信号，并向扩音器43输出。因此从扩音器43产生与手的冲击力强度相对应的音调。

本实例的构成有上面所述，将加速度传感器11装在人体时可以产生与人体的活动的手的挥动、脚与地面的冲击等的强度相对应的音调的乐音。

还有，虽然本实例中，产生与通过加速度传感器11所检测出的冲击强度相对应的音调的乐音，但是也可以根据上述冲击的强度，改变乐音的音量或者音色等。

还有，通过图2（b）所表示的信号Vb和（d）所表示的信号Ve，也可以分别控制各个音色的乐音。例如，通过信号Vb控制低音鼓音，通过信号Ve控制钹音。如果这样的话，通过一个检测器（加速度传感器11）就可以控制两种乐音。

（2）动态检测电路

图3是表示构成本发明的动态检测电路的一个实施例的电路图。即该图所示的实施例是以积分由加速度传感器供给的输出信号，来输出与被测物体的速度和移动距离相对应的信号的电路。

图3中，101是供给由加速度传感器Sa（压电式等）输出的加速度信号AI的输入端。

103是运算放大器，在该运算放大器103的反向输入端与输入端101之间插入电阻104，另外在该反向输入端与运算放大器103的输出端之间还插有电容器105。运算放大器103的同向输入端为接地，而它的输出端在通过电阻111与运算放大器109的反向输入端相连接的同时，亦与端107相连接。上述运算放大器103、电阻104及电容器105构成 积分电路102。此外，在电容器105的两端还并联连接着舌簧继电器106的接点。

108是由运算放大器109、电阻111以及电容器112构成的积分电路，其所形成为电路结构与上述的积分电路102相同。该积分电路108的输出端连接在端114。还有，在电容器112的两端亦连接着舌簧继电器113的接点。该舌簧继电器113和上述的舌簧继电器106的各自的继电器线圈的一端与延迟电路122的输出端相连接，而另一端接地。此外，亦可采用半导体开关来代替舌簧继电器106及113。

上述积分电路102及108构成数据转换部件CHN。

117是比较仪，该比较仪117的同向输入端通过电阻118与输入端101相连接，反向输入端则通过电容器120接地，同时并通过电阻119与输入端101连接。在这种情形下，电阻119、电容器120构成积分电路，延迟加速度信号AI作出信号AId。比较仪117的输出端是与触发器121的输入端T相接，同时亦连接着延迟电路122的输入端。

上述的比较仪117、电阻118、119以及电容器120构成了相位移动/峰值检波电路116。

该相位移动/峰值检波电路116是用来对供给输入端101的加速度信号AI与延迟了该加速信号AI后的信号AId进行比较，并输出与所比较的结果相应的脉冲信号。例如图4（a）所示的那样，于时间t0把加速度信号AI一供给输入端101，该加速信号AI就经过电阻118供给比较仪117的同向输入端，同时通过由电阻119与电容器120构成的积分电路来进行延迟并变为信号AId，供给比较仪117的反向输入端。结果，比较仪117就对加速度信号AI与信号AId进行比较，它的输出信号U如图4（b）所示，在从加速度信号AI大于信号AId的时间t0至t1之间，变为“1”信号。这时，时间t1就如图所示那样，是非常接近于加速度信号AI峰值时的时间。也就是说，因为信号AId是加速度信号AI的延迟信号，所以 信号AId大于加速度信号AI，即在迟于加速度信号AI的峰值时之后的时间，但是，通过适当选择减少信号AId的延迟时间，就能使信号AId大大于信号AI的时间变为与加速度信号AI的峰值时大致相等。

还有，触发器121是每当输入信号U下降时，用来把输出反向。该触发器121的输出端Q与端123相接，复位输入端R则连接着端124。这种情形，触发器121的输出端Q输出的信号IR（图4（C））就被供给到外部装置。另外，外部装置在信号IR-上升到“1”信号，就输出复位信号RES，使触发器复位。

延迟电路122是延迟输出信号U的下降时间，并扩大脉冲宽度的电路。如图4（d）所示，延迟电路122输出的输出信号DL的下降时间t3是设定为比输入信号U的下降时间t1延迟20～100μsec。

上述的相位移动/峰值检波电路116、延迟电路122以及触发器121构成数据控制部件CTL。

以下参照图4的波形图对该实施例的工作进行说明。

加速度信号AI-供给输入端101，该加速度信号AI就同时被供给到数据控制部件CLT和数据转换部件CHN。

首先，就数据控制部件CTL来说明它的电路工作。

在图4（a）所示的时间t0，加速度信号AI经过输入端101一供给相位移动/峰值检波电路116，在与该加速度信号AI的上升的同时间t0，相位移动/峰值检波电路116的输出信号U就上升到“1”信号，在加速度信号AI的振幅变为最大值的时间t1，输出信号U就下降到“0”信号。在与该输出信号U下降到“0”信号的同一时间t1，触发器121的输出端Q的信号IR就上升到“1”信号，并通过端123供给到外部装置。结果，来自外部装置的复位信号RES则通过输入端124供给到触发器121的复位端R，触发器121的信号IR就下降到“0”信号。还有，输出信号U-上升到“1”信号，延迟电路122的输出信号DL就上升到“1” 信号。该输出信号DL的“1”信号期间是在输出信号U下降之后，延续20～100μsec。舌簧继电器106及113的继电器线圈是在输出信号DL为“1”信号的期间（时间t0-t3）进行激磁，这样一来，舌簧继电器106及113的触点，在时间t0-t3之间就呈开启状态。

以下就数据转换部件的电路工作进行说明。

数据转换部件CHN内的积分电路102及108，在舌簧继电器106及113是闭合状态之间，作为积分电路并不工作，但在时间t0，一供给加速度信号AI，因为舌簧继电器106及113的触点变为启开状态，所以积分电路102和积分电路108就开始进行积分工作。也就是说，积分电路102是在时间t0-t3之间，对加速度信号AI进行积分并输出输出信号DV。该输出信号DV是在加速度增加期间t0-t1对加速度信号AI进行积分，以表示被测物体的加速度增加期间结束时的最大速度。还有，积分电路108是在输出信号DL变为“1”信号的期间，对积分电路102的输出信号DV进行积分并输出输出信号DD。该输出信号DD是对速度信号DV进行积分，以表示加速度达到最大为止的被测物体的移动距离。

根据如上述之实施例，根据从安装在被测物体的加速度传感器Sa输出的加速度信号AI来捕捉它的特征期间，并在该特征期间（加速度增加期间）进行积分，就能测出工作的特征。

还有，在求上述被测物体的移动速度与移动距离时，以简单的电路（在本发明的实施例里，用三个运算放大器和一个触发器以及其它多个的电阻、电容器、舌簧继电器）就能够实现，而且也就能够使费用降低。

此外，作为上述实施例的外部控制装置，例如也可采用图5所示的乐音发生装置125，以下就其的工作进行说明。

图5中，触发器121的输出信号IR作为中断信号一供给中央处理装置130，中央处理装置130就向触发器121供给复位信号RES。另外，模/数变换器（模拟/数字转换电路）126、127是在与复位信号RES的输 出时间（图4所示的时间t2）同样的时刻，保持住输出信号DV、DD，并开始进行转换。通过模/数变换器126、127转换为数字值的输出信号DV、DD被存储入寄存器128、129之后，通过数据总线131被读入到中央处理装置130。中央处理装置130读出寄存器128、129内的数据，再通过总线131把这些读出数据供给声音发生器132。这时，中央处理装置130把寄存器128内的数据作为音量控制数据，而把寄存器129内的数据作为音调控制数据供给声音发生器132。其结果，声音发生器132就会把具有与输出信号DV、DD相对应的音量与音调的乐音信号供给音响系统133。这样一来，音响系统133就会从扬声器134发生与输出信号DV、DD相对应的乐音。

还有，作为输出信号DV、DD所带有的意义，另外还可举出如下的应用例。例如把输出信号DV作为控制无线电测距的信号，而把输出信号DD作为控制音色（长笛、钢琴等）的信号。

而所谓的无线电测距是为决定乐音的音色而在操作盘上进行的各种操纵杆等的预置工作。

还有，通过输出信号DV的信号变化来控制无线电测距的话，因为可以根据人的动作的变化等来变换不同的无线电测距，所以能够获得与通过手工操作的无线电测距不同的新的乐音效果。

（3）角速度检测装置

图6是表示适用于乐音发生装置的本发明一实施例的角速度检测装置的电路构成方块图。图7是表示把该实施例装放在演奏者上的外观构成图。

图6中，201是乐音发生装置主体，202a、202b是超声波发射器，203a、203b是超声波接收器，这些乐音发生装置主体201及接收器203a、203b可如图7所示的那样，用皮带204来装放在演奏者的腰上，另外，发射器202a、202b则分别通过护身形的安放具205来装放在右前 臂及左前臂的一空地方的内臂一侧。这些发射器202a、202b及接收器203a、203b是采用例如钛酸钡振子等的压电元件构成的，发射器202a、202b是在外加高频电压时产生超声波，而接收器203a、203b是在接收超声波时发生高频电压。在这种情形下，各发射器202a、202b要放射状地配置2～3个发射用石压电元件而构成，以便能够向180度的各方向发射超声波。还有，各接收器203a、203b则放射状地配置2～3个接收用的压电元件而构成，以便能够检测来自180度的各方向的超声波，这样一来，与接收器203a、203b相对的发射器202a、202b的位置发生变化的时候，不论它们的相对位置的关系如何，发射器202a、202b发出的超声波都可以到达接收器203a、203b。

以下对乐音发生装置主体201进行说明。在图6中，210是启动脉冲发生器，产生一定周期的启动脉冲SP，该启动脉冲SP再分别供给超声波脉冲发生器211的输入端以及RS触发器212a、212b的各置位输入端S。超声波脉冲发生器211通过启动脉冲SP而被触发，把超声波脉冲UP分别供给发射器202a及202b，这样一来，发射器202a及202b就能以一定的周期发射超声波。而且，由发射器202a及202b发出的超声波一到达接收器203a及203b，接收器203a及203b就分别产生高频电压。

由上述接收器203a输出的高频电压被供给到放大器213a进行放大，放大后的信号Sa用二极管214a整流之后，就供给RS触发器212a的复位输入端R。RS触发器212a通过启动脉冲SP置位，并通过二极管214a的输出复位。也就是说，该RS触发器212a的Q输出信号Sa的脉冲宽度是与发射器202a与接收器203a之间的距离R对应的。而且该Q输出信号Sa被供给“与”门电路215a的一边的输入端。“与”门电路215a在上述信号Sa供给期间呈启开状态，把时钟脉冲CP供给计数器216a的时钟输入端CK。计数器216a对该时钟脉冲CP进行升序计数，再把该计数值作为距离测定数据LR输出。也就是说，由该计数器216a输出的距离测定数据LR与 发射器202a和接收器203a之间的距离R是对应的。

另外，由接收器203b输出的高频电压被供给到放大器213b进行放大，放大后的信号Sb用二极管214b整流之后，供给RS触发器212b和复位输入端R。RS触发器212b根据启动脉冲SP进行置位，并通过二极管214b的输出进行复位。也就是说，该RS触发器212b的Q输出信号S的脉冲宽度是与发射器202b与接收器203b之间的距离L相对应的。而且，该Q输出信号S被供给到“与”门215b的一边的输入端。“与”门215b在上述信号S供给期间呈启开状态，把时钟脉冲CP供给计数器216b的时钟输入端CK。计数器216b对该时钟脉冲CP进行升序计数，把该计数值作为距离测定数据LL输出。也就是说，由该计数器216b输出的距离测定数据LL是与发射器202b与接收器203b之间的距离L相对应的。以上的构成组成了超声波计测电路220。

接着，由上述计数器216a及216b分别输出的距离测定数据LR及LL分别供给运算电路221a及221b。这些运算电路221a及221b是用来把距离测定数据LR及LL分别变换为与右肩关节的回转角度Sr（参照图7）相对应的角度数据DR，和与左肩关节的回转角度S1相对应的角度数据DL，再将之输出，以作为查表之功能的ROM（只读存储器）构成主体。

这里，如图7所示那样，把从右肩关节的回转中心Or至安放发射器202a部位的距离定为Ar、而把从回转中心Or至安放接收器203a之部位的距离室为Br，从余弦定律清楚地得知：

${\mathrm{Sr\; =\; COS}}^{\mathrm{-1}}(\frac{{\mathrm{A\; r}}^2{\mathrm{+\; Br}}^2{\mathrm{-\; R}}^2}{\mathrm{2\; ·\; Ar\; ·Br}}\mathrm{)\; \dots \dots (1)}$

因而，在上述（1）式中，Ar及Br经常为一定的话，通过在R代入距离测定数据LR，就能求出右肩关节的回转角度Sr。总之，在运算电路221a里，把距离测定数据LR作为地址输入时，可设置一输出与回转角度Sr相对应的角度数据DR的ROM，这样就能够进行上述（1）式的运算。

同样，把左肩关节的回转中心O1至安放发射器202b之部位的距离定为Al，而把回转中心Ol至接收器203b的距离室为Bl，则成为：

${\mathrm{S1\; =\; COS}}^{\mathrm{-1}}(\frac{{\mathrm{A\; l}}^2{\mathrm{+\; Bl}}^2{\mathrm{-L}}^2}{\mathrm{2\; ·\; Al\; ·Bl}}\mathrm{)\; \dots \dots (2)}$

因而在上述（2）式里，Al及Bl经常为一定的话，通过在L代入距离测定数据LL，就可求出左肩关节的回转角度Sl。总之，在运算电路221b里，在把距离测定数据LL作为地址输入时，可设置一可输出与回转角度Sl相对应的角度数据DL的ROM，这样就能够进行上述（2）式的运算。

还有，各个运算电路221a及221b在信号Sa₁及Sb₁下降，即RS触发器212a及212b复位的时刻，分别读入计数器216a及216b输出的距离测定数据LR和LL，一会儿之后，把复位脉冲RPa及RPb分别供给计数器216a及216b的各个复位输入端R，使计数器216a及216b分别能够进行复位。而且，运算电路221a及221b输出的角度数据DR及DL是由数/模变换器222a及222b变换为模拟电压信号。这些数/模变换器222a及222b分别输出的电压信号VR及VL分别供给微分电路223a及223b。微分电路223a及223b分别对电压信号VR及VL进行微分，再把由此所得的信号VRl及VLl作为乐音控制数据供给乐音信号形成电路224。

在此，电压信号VR及VL分别与右肩关节及左肩关节的回转角度Sr及Sl相对应，因此分别对该电压信号VR及VL进行微分所得的信号VRl及VLl分别与右臂及左臂的回转角速度相对应。

乐音信号形成电路224根据与分别由微分电路223a及223b供给的信号VRl及VLl相对应的演奏速度，即根据预先设定的一定的节奏图谱来形成打击音（鼓声、钹声等）的音信号。这时，随着上述信号VRl，演奏速度不断地加快，而随着信号VLl，演奏速度就变慢，而且，演奏速度可以提高到

＝90（即在1分钟内发生4分音符（

）90次的演奏速度）的程度。由乐音信号形成电路224形成的乐音信号输出给扬声器 225，这样一来，从扬声器225就能以分别与右臂的回转角速度、以及左臂的回转角速度相对应的演奏速度发出所定节奏图谱的打击音。还有，图中标号226是采用无线电通过天线227发射由乐音信号形成电路224输出的乐音信号的发射电路。

这样，根据上述的一实施例，测定装在演奏者右臂的发射器202a和装在腰上的接收器203a之间的距离R、再根据这个距离R算出右臂的向体侧方向的回转角度Sr，进一步再用微分电路223a进行微分，就能够得到右臂的回转角速度。同样，测定装在左臂的发射器202b和装在腰上的接收器203b之间的距离L，再根据这个距离L算出左臂的向体侧方向的回转角度Sl，进一步再通过微分电路223b进行微分，也就能够获得左臂的回转角速度。而且分别让这些右臂及左臂的各回转角速度对应，就能让乐音的演奏速度产生变化。

以下参照图8对本发明的另一实施例进行说明。

在图8里，230是复盖着演奏者的上半身的胸、肩及肘之部份的装放具，就象一般的上衣那样可以穿脱，还有，肩部230a、230b及肘部230c、230d是用可以伸缩的材料构成的，在该肩部230a、230b与肘部230c、230d分别安装有薄型的绝对式的回转式偏码器231a～231d。在这些回转式编码器231a～231d的各个转轴上，分别固定有杠杆232a～232d，这些杆杠232a～232d的顶端部，通过由橡胶等具有伸缩性的材料制成的缓冲构件233a～233d安装在装放具230上。这样一来，当演奏者转动右臂或左臂的时候，右肩关节的回转角度就可直接通过回转式偏码器231a测出，左肩关节的回转角度，则可通过回转式偏码器231b直接测出。还有，演奏者弯曲右肘或左肘的时候，右肘关节的弯曲角度可通过回转式编码器231c直接测出，而左肘关节的弯曲角度则可通过回转式编码器231d直接测出。

而且，由各个回转式编码器231a～231d分别输出的角度数据（一定位数的计数信号）通过多心导线234供给装在演奏者的腰上的乐音发生装置主体201a。乐音发生装置主体201a是由把各个回转式编码器231a～231d供给的角度数据，分别变换成模拟电压信号的4个数/模变换器、把各个数/模变换器分别输出的模拟电压信号进行微分的4个微分电路、以及图6所示的乐音信号形成电路224、扬声器225和发射电路226所构成的。这种情形，乐音信号形成电路224的构成是便于形成具有与由4个微分电路分别供给的电压信号相对应的演奏速度的预先设定的节奏图谱的打击音的乐音信号。这时演奏速度随着右肩关节的回转角速度不断变快、而随着左肩关节的回转角速度，演奏速度则变慢，而且，随着这些肩关节的回转速度能够把演奏速度提高到

＝90的程度。此外，随着右肘关节的回转角速度，演奏速度就不断地加快，而随着左肘关节的回转角速度，演奏速度则变慢，而且，随着这些肘关节的回转角速度能够把演奏速度提高到

＝150～180的程度。

根据上述的另一个的实施例，按照演奏者的肩关节的回转角速度及肘关节的回转角速度，就能够使乐音发生装置主体201a的扬声器225发出的打击音的演奏速度自由地变化。还有，让左右手臂在体侧方向（左右方向）回转的情形或者在身体前后方向回转的情形，左右的肩关节的回转角度都能够用回转式编码器231a、231b测出，所以演奏者可以自由地活动旋转，增加舞蹈动作弯的自由度。进而，在象普通上衣那样的装放具230装入回转式编码器231a～231d等，所以也不会损坏到流行性。

尚有，在上述的2个实施例里，其构成是把作为计数数据的角度数据DR、DL变换成模拟的电压信号VR、VL，再通过对这电压信号VR、VL进行微分来求与回转角速度相对应的信号VR1、VL1，然后把这些模拟的信号VR1、VL1，作为乐音控制信号供给乐音信号形成电路224，但是也可从角度数据DR、DL直接地求差分数据，把这计数的差分数据视为与回转 角速度相对应的数据，然后作为乐音控制数据供给乐音信号形成电路。另外，也可以直接把检测的回转角速度作为乐音控制数据，或者也可以根据检测的回转角速度来形成一定的乐音控制数据。

还有，在上述2个实施例里，其构成是随着臂的回转角速度。或者肩关节及肘关节的回转角速度而相应变化乐音的演奏速度，但是也可以使乐音的音调、音量、音长或者是音色等变化。还有也可以根据左右的臂、肩、肘的各个回转角速度来控制各个不同的乐音参变量，进而也可以任意地将这些各个回转角速度进行适合的组合来控制乐音的参变量。

另外在上述的各个实施例里，对检测肩及肘的回转角速度的情形进行了说明，但有关膝盖的回转角速度，用同样的构成也可以测出。

进而在上述各个实施例里，没有必要把乐音形成电路及扬声器设在装置主体内，而是也可以采用从装置主体来输出乐音控制数据的方式（例如用公知的MIDI（乐器数字界面标准）方式取出），把这个乐音控制数据供给另外设置的乐音形成电路（乐音信号发生装置）。

（4）角度传感器

图9～图13是表示本发明的一实施例的角度传感器301的构成图。

在这些图中，302是球形的空心外壳，在该外壳302的外周面的一定的地方，描绘有形成基准的圆标记303，和以该圆标记303为中心向四方伸延的箭头标记303a～303d。另外，在外壳302的内周面栅格状地配设有X方向线X₁～X₈和Y方向线Y₁～Y₁₆（参照图14），在这些X方向线X₁～X₈与Y方向线Y₁～Y₁₆相互交叉的地方分别设有检测器304。该检测器304如图12所示那样地构成，在表面一侧具有一对接点305a、305b，同时在内部具有二极管（未有图示），另外如图13所示的那样，接点305a连接着X方向线X₁～X₈，接点305b则通过二极管306与Y方向线Y₁～Y₁₆相连接。还有，在外壳302的内部，如图11所示那样封入水银307，通过该水银307使各检测器304的接点305a与305b之间导通。而且，各X方 向线X₁～X₈与Y方向线Y₁～Y₁₆是由多心导线308（参照图9）导向外部。

如图9所示那样，用手H拿着如上述之构成的角度传感器301，该手H向箭头A方向上下，或向箭头B方向扭转时，由于外壳302内的水银307总是向下方移动，所以通过该水银307导通的检测器304就会随着角度传感器301的倾斜产生变化。因此，通过根据X方向线X₁～X₈与Y方向线Y₁～Y₁₆之间的导通状态，检测形成导通状态的检测器304的组合，就能够测出角度传感器301的向箭头A方向的倾斜角度及向箭头B方向倾斜的角度。

以下参照图14对上述一实施例的角度传感器301适用于电子乐器的情形进行说明。

在该图里，309是将X方向线X₁～X₈引向下方的电阻，310是具有Y方向线Y₁～Y₁₆所接续的输出口PA及PB，和X方向线X₁～X₈所接续的输入口PC的输入输出接口，311是中央处理装置，312是用于中央处理装置311的能存储一定程序的只读存储器，313是作为作业区使用的随机存取存储器，314是总线，由上述各结构元件309～314构成了乐音发生控制电路315。中央处理装置311是通过对输入输出接口310的输出口PA及PB的各位PA0～PA7与PB0～PB7内，一次1位顺次变为“高”电平，对与此相应地供给输入口PC的各位PC0～PC7的“高”电平信号进行监视，来测出各检测器304内的哪一个检测器304是处于导通的状态。还有，中央处理装置311是根据各个检测器304的导通状态来判断角度传感器301的箭头A方向及箭头B方向的倾斜角度，再作出与该倾斜角度相应内容的乐音控制数据KC，然后通过总线314供给乐音形成电路316。乐音形成电路316形成与所供给的乐音控制数据KC相应的音调的乐音信号，由该乐音形成电路316输出的乐音信号是供给发音系统317而作为乐音进行发音。

在如上述之构成里，每度传感器301如图9所示那样使圆标记303 处于向上的状态的时候，标准的音调的乐音就会从发音系统317发音，而从这种状态变为把手H向箭头A方向提上或降下，或者把手H向箭头B方向扭转，音调就能随之而产生种种的变化。

如上述那样，把本发明这一实施例的角度传感器301应用于电子乐器的话，就能够随着该角度传感器301的倾斜使各种音调的乐音产生变化，例如用手拿着角度传感器301一活动，就能随着该手的移动产生各种乐音，这样一来，以原来的电子乐器所未能实现的全新的演奏方法，来获得欢乐的音乐体验。还有，也可以采用随着角度传感器301向箭头A方向倾斜的角度来使乐音的音调变化，而随着向箭头B方向倾斜的角度来使乐音的音量产生变化，或者随着角度传感器301的倾斜角度来使乐音的音色等产生变化的构成。

以下，参照图15对本发明的其他的实施例进行说明。在该图里，与上述之实施例不同的地方是，在外壳302的内周面设接点320取代检测器304，还有在外壳302的空心内部里设有球形的公共电极321。这样把通过水银307与公共电极321导通的接点320的组合，就能够随着外壳302的倾斜角度而产生变化。

还有，在上述的实施例里，虽然把外壳302做成球形，但是该外壳302的形状并不只限于球形，例如也可以把它做成空心的圆筒形状。

〔Ⅱ〕乐音发生装置

以下对本发明之乐音发生装置的各实施例进行说明。

（A）第1实施例

（1）构成

图16是表示构成本发明一实施例的方块图。在该图中，1X、1Y、1Z分别是检测X、Y、Z方向的加速度的加速度传感器，可采用应变计等来构成，从而输出与一定方向的加速度相应的加速度信号。该加速度传 感器1X、1Y、1Z是安装在如图20所示的杆状的鼓棒402的一端（在图20里只显示加速度传感器1X），该鼓棒402是由人握住另一端挥动的物体，所以如后所述的那样，通过挥动鼓棒402也就能够形成与“挥舞”的动作相应的乐音。此外，在鼓棒402的另一端还安装着用来选择音色的音色选择开关SEL，演奏者一操作这音色选择开关SEL，就能够选择与开关操作相应的音色。

以下，对根据加速度传感器1X、1Y、1Z的输出信号发生乐音的电路之构成进行说明。而对于各个加速度传感器1X、1Y、1Z，因为分别都是根据相同的电路来形成乐音的，所以为了避免说明繁杂，只取加速度传感器1X的乐音形成电路为例进行说明。

图16所示的405是放大加速度传感器1X的输出信号的放大部件，由并联连接的线性放大器406与对数放大器407构成。408是选择线性放大器406与对数放大器407的任何一方的输出信号的转换开关，通过该转换开关选择的信号被供给到加速度峰值检测电路410的输入端411。加速度峰值检测电路410是检测加速度传感器1X测出的加速度的峰值，以及增加/衰减期间的电路，以下对它的构成进行叙述。

首先，412是比较仪，它的同向输入端通过电阻413（100KΩ）被连接在输入端411。其次，电阻415（10KΩ）及电容器416，构成了延迟加速度信号Sa的积分电路，该积分电路的输出信号Sd通过二极管D1供给比较仪412的反向输入端及比较仪420的同向输入端。可变电阻VR是用来对电压V进行分压并设定基准电压Vref，该基准电压Vref是通过电阻423（100KΩ）供给比较仪420的反向输入端。该基准电压Vref，通过间插于比较仪420的反向输入端与接地之间的电容器424的充放电来变动其电压值。还有，比较仪420的反向输入端顺次通过电阻422、二极管D3的阳极及阴极与同向输入端相接，同时顺次通过二极管D2的阳极、阴极以及电阻421（10K    Ω）与输入端411相接。

再下来，DFF1是迟延触发器，“1”信号被供给到数据输入端D，而比较仪412的输出信号则供给时钟输入端。延迟触发器DFF1的输出信号作为中断请求信号INT被供给到中央处理装置450。而由中央处理装置450对延迟触发器DFF1供给复位信号RS。

425是根据对比仪412的输出信号来进行接通/断开控制的开关元件，一变为接通状态时就把加速度信号Sa供给电容器426及模拟/数字变换器427。

430是根据比较仪412的输出信号检测加速度信号Sa的增加期间Tw的时间/电压变换电路，以下说明它的构成。

首先，431是比较仪412的输出信号为“1”信号时接通，而为“0”信号时断开的开关元件，一变成接通状态时，经过电阻432→开关434的路线或者恒流源433→开关434的路线向电容器435进行充电。也就是说，在比较仪412的输出信号变为“1”信号期间向电容器435充电，该“1”信号期间可被变换为电容器435的充电电压。这时，通过变换开关434就能转换充电特性。还有，电容器435的充电电压是通过模拟/计数变换器442变换为计数信号。

接下来，436及437是构成电容器435是放电路线（复位路线）的电阻及晶体管，晶体管437的基极是经过电阻438之后，再通过电容器440与比较仪412的输出端连接，同时亦通过电阻439接地。这情形，晶体管437在对比仪412的输出信号上升时，通过电容器440、电阻438供给以基极电流，就能导通。以上就是时间/电压变换电路430的构成。

还有，AN1是“与”门，一边的输入端为负逻辑，比较仪412的输出信号就被供给到该输入端。另外，在“与”门AN1的另一边的输入端则供给比较仪420的输出信号。该“与”门AN1的输出信号被供给到时间/电压变换电路445。时间/电压变换电路445的构成与上述之时间 /电压变换电路430相同，把“与”门AN1的输出信号变为“1”的信号的期间变换为电压值。该时间/电压变换电路445的输出信号是通过模拟/计数变换器446转换为计数信号。

以上就是加速度峰值检测电路410的构成。

以下就乐音发生处理电路460进行说明。该乐音发生处理电路460是根据模拟/计数变换器427、442、446的各输出信号控制产生各种乐音的电路，由存储模拟/计数变换器446、442、427的各输出数据的寄存器451、452、453;控制电路各部份的中央处理装置450，在该中央处理装置450中被使用的存储程序的存储器455，临时存储各种数据的寄存器组456，由指示各种指令和模式的开关〔包括音色选择开关SEL（参照图17）〕组成的开关组454以及发生乐音信号的音调发生器457构成的。这种情形，由音调发生器457发生的乐音信号被供给到音响系统（图示省略）而产生乐音。

（2）工作

以下对上述之构成的第1实施例的工作进行说明。另外，在以下的说明里，开关408、434为可转换为各个图示的状态。

（a）比较仪412、420的工作

首先，对比较仪412、420的工作进行说明。

演奏者拿着鼓棒402（参照图17），向所需的方向挥动1次时，与该挥动的动作相应的加速度就可由加速度传感器1X检测出来。而且，由加速度传感器1X测出的加速度信号通过线性放大器408供给加速度峰值检测电路410的输入端411。这时，供给输入端411的加速度信号Sa就为图18（a）所示那样所描绘的曲线。这里，一般称为人的“挥动”之动作的加速度特性是如该图所示那样，所描绘的特性为先在逆向显示出加速度（把这期间称为预先工作期间），而后向正向（想要挥动的方向）增大加速度达到峰值，随后逐渐衰减下去到变为“0”。

这种情形，由图18（a）所示的时间t₁₀开始预先工作，在时间t₁₁就开始向正向移动。在从该时间t₁₀至t₁₁之间，加速度信号Sa小于标准电压Vref，还有，由电阻415和电容器416构成的积分电路的输出信号Sd也如该图所示那样小于标准电压Vref。其结果，图16所示的二极管D1就变为断开状态，而二极管D2、D3则变为接通状态，标准电压Vref则通过电阻422、二极管D3附加于比较仪412的反向输入端。还有，电容器424通过二极管D2开始放电。这样，标准电压Vref降低，在时间t₁₁就与加速度信号Sa一致。在此，因为二极管D3的正向电压的下降很微小，所以标准电压Vref可视为是直接附加于比较仪412的反向输入端。因此，在至时间t₁₁为止，附加于反向输入端的电压就会高于附加于同向输入端的电压，比较仪412的输出信号则如图18（b）所示的那样变为“0”信号。

而在从时间t₁₁至时间t₁₂之间，加速度信号Sa与标准电压Vref和信号Sd的关系则变为：

Sa＞Vref＞Sd……（3）

其结果，二极管D1、D2就变为断开状态，而二极管D3则变为接通状态，比较仪412就进行加速度信号Sa与标准电压Vref的比较工作，通过比较工作，比较仪412的输出信号就如图18（b）所示那样从时间t₁₁开始变为“1”信号。还有，在时间t₁₁，由于二极管D₂变为断开状态，所以电容器424的放电路线就被断开，这样一来，电容器424就可通过可变电阻VR、电阻423进行充电，也就是说，从时间t₁₁起，标准电压Vref就徐徐上升，不久就恢复到起始电压。

接着，一到时间t₁₂，信号Sd就超过标准电压Vref，其结果，二极管D₁就变为接通状态，而二极管D₃则变为断开状态，比较仪412将加速度信号Sa与信号Sd进行比较。这种情形，由于信号Sd是延迟加速度信号Sa一点时间，而其倾斜稍为变小了的信号，所以加速度信号Sa在达到峰值为止一直维持Sa＞Sd的关系。因而，在时间t₁₂以后，比较仪412的输出 信号维持“1”信号。另外，在时间t₁₂，信号Sd一超过标准电压Vref，如图18（c）所示，比较仪420的输出信号则上升为“1”信号。

接着一到时间t₁₃，信号Sd超过加速度信号Sa，结果比较仪412的输出信号就如图18（b）所示那样下降为“0”信号。以后，加速度信号Sa就不会超过信号Sd及标准电压Vref，其结果在该时间t₁₃以后，比较仪412的输出信号就变为“0”信号。

还有，在从时间t₁₃至时间t₁₄之间，由于信号Sd大于标准电压Vref，所以比较仪420的输出信号就维持“1”信号。而且一到时间t₁₄，标准电压Vref超过信号Sd，其结果，比较仪420的输出信号就下降为“0”信号。以后，信号Sd就变为小于标准电压Vref的值，所以比较仪420的输出信号就维持“0”信号。

上述比较仪412的输出信号被反向并供给“与”门AN1的一边的输入端，而比较仪420的输出信号则直接供给“与”门AN1的另一边的输入端。其结果“与”门AN1的输出信号就如图18（d）所示那样，在从时间t₁₃至时间t₁₄之间变为“1”信号。

（b）比较仪412、“与”门AN1的输出信号的意义

这里，就比较仪412的输出信号变为“1”信号的期间进行说明。

比较仪412的输出信号虽然在图18（a）所示的时间t₁₁～t₁₃里是变为“1”信号，但是，此时间t₁₁可从图中清楚地看出是加速信号Sa从负反转为正的时间。该反转时间的检测原理如下。

如图19所示那样，现假定由固定后的标准电平L₁对加速度信号Sa从负向正反转的时间进行检测，其检测时间则变为该图所示的时间ta，而测出了迟于实际的反转时间的时间。另外，如该实施例那样，随着加速度信号Sa的负侧的变化而相应降下标准电平L₂时，（与标准电压Vref对应），加速度信号Sa从负向正反转的时间就变为tb，其检测精度大大提高。

还有，时间t₁₃是极其接近于加速度信号Sa达到峰值的时间，该峰值时间的检测原理从图18（a）可得知，是将作为原信号的加速度信号Sa与延迟该信号后的信号Sd进行比较，把信号Sd超过加速度信号Sa的瞬间判断为加速度信号Sa的峰值时间。根据该检测原理，通过适当地选择信号Sd的延迟时间，就能够相当正确地检测出峰值时间。

从上述说明可清楚地得知，从图18所示的时间t₁₁至时间t₁₃为止的时间，也就是比较仪412的输出信号变为“1”信号的时间Tw是与加速度向正向增加的时间相对应的。

还有，比较仪420的输出信号下降的时间t₁₄是作为延迟信号的信号Sd降低标准电压的时间，其结果，“与”门AN1的输出信号变为“1”信号的时间Tr，是与加速度在正向衰减的时间相对应。

（c）比较仪412与“与”门AN1的各输出信号的处理

如上所述，比较仪412的输出信号中，具有表示加速度的增加期间的意义，该输出信号被供给到开关元件425的接线柱G与时间/电压变换电路430。

比较仪412的输出信号供给开关元件425的结果，使开关元件425在加速度增加期间变为启开状态。据此，在期间Tw里，加速度信号Sa被供给到电容器426。这样一来，电容器426的端电压就如图18（e）所示那样在期间Tw内增加。而且在作为加速度信号Sa的峰值时间的时间t₁₃，开关元件415变为断开状态，其结果，电容器426的在这个时刻的电压，即信号Sa的峰值电压就得于保持。而且，该电容器426的保持电压，在稍微迟于时间t₁₃的规定时间t₅₁被模拟/计数变换器427进行取样，并在此被变换为计数信号。

还有，比较仪412的输出信号一被供给到时间/电压变换电路430，在该信号升为“1”信号的时间t₁₁，基极电流通过由电容器440，电阻438组成的微分电路流入晶体管437，其结果，积蓄在电容器435里的 电荷就通过电阻436、晶体管437进行放电。也就是说，电容器435的端电压如图18（f）所示的那样，在时间t₁₁被复位为OV。另外，在时间t₁₁，比较仪412的输出信号一上升，开关元件431就变为接通状态，其结果通过电阻432向电容器435进行充电。因而，电容器435的端电压就如图18（f）里的实线所示那样，按照一定的充电特性从进行复位的时间t₁₁开始上升。还有，开关434被转换到恒流源433一侧时，则按照该图的虚线所示的特性上升。

比较仪412的输出信号一下降为“0”信号，开关元件431则变为断开状态，停止向电容器435进行充电。还有，在该时刻，因为晶体管437已经处于断开状态，所以在时间t₁₃以后，电容器435的端电压就保持不变。这时所保持的电压值，由于是根据电容器435的充电期间一义地决定的，所以就变为与图18所示的期间Tn相对应的电压值。该保持电压值如图18（f）所示那样在稍迟于时间t₁₃的室时t_s2，在模拟/计数变换器442被取样并变换为计数信号。

接着，与加速度信号Sa的衰减期间Tr相对应的“与”门AN1的输出信号被供给到时间/电压变换电路445，在此，与上述时间/电压变换电路430完全一样地把它变换为与期间Tr相对应的电压值。而该电压值在一定的时间由模拟/计数变换器446变换为计数信号。

（d）乐音发生处理电路460的工作

以下对乐音发生处理电路460的工作进行说明。

中央处理装置450是根据存储器455内的程序，遵照图20所示的流程图进行工作，并依此来控制乐音发生处理电路460的工作。

首先，中央处理装置450从图20（a）所示的步骤SP1开始进行工作，接着移到步骤SP2进行乐音发生以外的其它处理。这种处理例如对开关组454内的各开关进行扫描，检测音色有没有转换等，有转换时则转换音调发生器457的音色使之变为所指定的音色。这时中央处理装置 450一直继续进行步骤SP2的工作直至图16所示的D触发器DFF1输出中断请求信号INT为止。

而中断请求信号INT一被供给，中央处理装置450就把处理移到步骤SP10，以后就实行中断处理。首先，移到步骤SP11输出复位信号RS，使D触发器DFF1复位。结果，中断请求信号INT就停止。接着移到步骤SP12，把寄存器453内的数据作为音量数据VOL读入。在该实施例里，把与模拟/计数变换器427、442、446分别输出的加速度信号Sa的峰值、增加期间Tw、衰减期间Tr相对应的计数信号存入寄存器453、452、451，把这些数据作为控制乐音的乐音控制数据使用。这种情形，如图21所示那样，把寄存器453内的数据作为指示乐音的音量的音量数据VOL使用，而把寄存器452内的数据作为指示乐音的上升时间的起声数据ATK使用，还有，把寄存器451内的数据作为指示乐音的衰减期间的闭合（衰减）数据CLS使用。

在步骤SP12，音量数据VOL一被读入，在步骤SP13该音量数据VOL就被供给到乐音发生器457，设定乐音信号的音量。接着移到步骤SP14，读入寄存器452内的起声数据ATK，然后把起声数据ATK供给乐音发生器457，设定乐音信号的上升时间（步骤SP15）。接着，一移到步骤SP16就对乐音发生器457供给接通指令。其结果，乐音发生器457就根据所供给的起声数据ATK及音量数据VOL开始发生乐音。而且，中央处理装置450在经过适当的等待时间之后（步骤SP17），移到步骤SP18，读入寄存器451内的闭合数据CLS。然后移到步骤SP19，把闭合数据CLS供给乐发生器457。乐音发生器457就让乐音信号衰减使之形成与根据闭合数据CLS指定的衰减时间相应的衰减包络，这样，最初的乐音发生处理就结束了。该步骤SP19的处理一结束，就通过步骤SP20返回主程序即步骤SP2。而且，以后，每当D触发器DFF1输出中断请求信号，就进行上述中断处理，即乐音发生处理。

尚有，上述的步骤SP17的等待时间处理，根据发生的乐音的种类不同亦可以省略。

以上是该实施例的工作。

（3）效果

在上述第1实施例里，能够发挥下述的显著的效果。

对加速度信号Sa等的变动的输入信号之特征，即增加期间、衰减期间、峰值等进行检测时，原来采用的方法是通过以一定电平来进行对比以对输入信号进行检测，或者把输入信号变换为计数信号之后，通过软件处理来检测各个期间与峰值。

这时，采用以一定电平进行对比的方法，由于动态范围小，所以例如要对从人的缓慢活动到激烈的活动进行抽样就很困难。还有，采用软件处理的方法，由于与中央处理装置的执行速度的关系，要正确地检测输入信号的急变是困难的。也就是说，要检测输入信号的特征，它的信息量大量增多，而一般的中央处理装置在输入信号急变时就无法应付处理。还有，要检测加速度等就要对X、Y、Z的3个方向进行检测，而一形成多个输入结构以便检测有关这些各个方向的加速度信号的特征时，由于处理速度及处理精度等的关系，对各个方向，分别需要中央装置，所以装置的结构就变得很复杂，这也就产生牵涉到提高成本的问题。

与此相反，采用上述实施例，因为是通过对输入信号（加速度信号Sa）与使该输入信号延迟的信号进行比较来测出峰值时刻的，所以不用中央处理装置就能正确地测出峰值时刻、峰值，而且能够随着输入信号而相应补偿标准电压Vref，所以能够达到正确地检测增加期间、衰减期间的效果。

（4）第一实施例的变形及应用例

以下，对上述实施例的变形例进行说明。

（a）模拟/计数变换器427、442、446的各个输出信号也可用来 控制乐音的其它的参变量，即音调、音色、无线电测距或者是自动韵律演奏装置的演奏度（进行速度）等。这里所说的无线电测距、是为了决定乐音的特性而在操作盘上进行的各种杠杆等的预调工作，预先进行许多预调并且把它存储起来，然后根据加速度传感器的输出就能选择任一的预调状态。

（b）也可以通过让基于X方向的加速度传感器1X的乐音形成与下方鼓面上绷有响弦的小鼓的声音和仰拍开音相对应，另外让基于Y方向的加速度1Y的乐音形成与低音鼓的声音和仰拍闭音声相对应，并把鼓棒402适宜分开为水平、垂直方向，来进行产生韵律音。这样一来，例如把鼓棒402很快地从水平方向向垂直方向（→↓）挥动，在极短的时间内就能够连续奏出2个韵律音。

（c）与检测手臂等的角度的角度传感器相组合，这样就能够进行更多样的乐音控制。

例如，根据手臂的角度来控制指示音调的键码，根据鼓棒402的挥动来控制接通（开始发音的时间）及起声、峰值、衰减等的声音的包络。这里，图22（a）、（b）是表示分别把各个手臂的角度作为S1S2而向下挥动鼓棒402的状态。这样一来，通过把演奏者的手臂的角度与鼓棒402的挥动法组合起来，就能够在所需的音调按所需的音量包络来发生乐音，以致可以实现从来所没有的新的演奏操作及演奏效果。

在此，显示一例检测手臂的角度的角度传感器。

图23是预先安装在专用的衣服上的角度传感器的例子。图中，AS1、AS2是检测手臂（上臂）与人体的张开角度的角度传感器。该角度传感器AS1、AS2如图24所示样，是由回转型的电位计480、与电位计480的可动元件连动的作动器481、能够自由滑动地收放该作动器481的承受构件482、以及把作动器481附在承受构件482一侧的弹簧483构成的。这时，在承受构件482与电位计480之间作相对旋转运动的话， 作动器481对于电位计480只作与旋转运动相应量的旋转，这样，从电位计480就能获得各时刻的角度信号。

在图23所示的例子里，电位计480一边是固定在肩上，而承受构件482一边是固定在上臂部，与手臂的横向的张开角度相应的角度信号就可以从电位计480输出。这种情形，通过改变角度传感器AS1、AS2的安装位置，就能够如图22所示那样可以测出手臂的前后方向的开度。

另外，如图23所示那样，也可以设置检测时的弯曲角度的角度传感器AS3、AS4，然后根据各角度传感器AS1～AS4的输出信号的组合来决定键码。这样一来，就能在广阔的整个音域里指定键码，同时也能很快地对其进行多样改变而能发挥新的演奏效果。这里以图25表示安放在肘上的角度传感器AS3（AS4）的活动状态以作参考。

还有，图23所示的490是收放图16所示的电路及音向系统的盒子，象图示那样做成安装在演奏者身上的结构的话，则这使用是相当方便的。还有，这种情形，也可以把乐音发生器和音响系统等设在盒子外面。

还有，作为角度传感器的其它例子，也可构成如图26所示那样，把超声波发射器495a、496a与超声波接收器495b、496b组合起来，然后根据它们之间的超声波的传导时间来测出手臂的张开角度。

（d）在图16所示的实施例里，是把加速度传感器1X、1Y、1Z设在鼓棒402里面，但是也可对此加以改变，而构成如直接或通过一定的安装器具来安装在手、脚、颈、及手臂等，来检测这些部分的加速度。

图27是把加速度传感器安装在手上的一个例子，如图所示，把加速度传感器1X、1Y、1Z等安装在手套498的各手指部份的顶端（参照图28）。通过这样的构成，由于能够检测出与演奏者的手的挥动与其它的动作相应的加速度，所以演奏者无需使用诸如鼓棒之类的器具，能够以平常的感觉进行各种演奏。

（B）第2实施例

图29是表示把本发明的第2实施例的乐音控制装置安放在演奏者身上时的外观构成图。图30是表示构成该实施例的电气的方块图。该乐音控制装置是由装置主体501、右肘用的检测部件502、左肘用的检测部件503、以及右手用的检测部件504组成的，装置主体501是由皮带505装附在演奏者的腰上，还有各检测部件502、503、504是分别装放在演奏者的右肘、左肘及右手上。另外，在该实施例，在装置主体501里，除了乐音控制装置外，还设有由该控制装置控制的乐音形成电路与扬声器。

在此，对各检测部件502、503、504的构成进行说明。首先，左肘用的检测部件502的构成是如图31所示。该图中，507a是由具有伸缩性的材料配合右肘的形状而构成的三角带形的装放具，在该装放具507a盖住肘关节的部份，安装着薄型的电位计508a。在该电位计508a的转轴509a上固定有杠杆510a，而杠杆510a的顶端则如图32所示那样可以自由进出地插入于圆柱体512a里。在该圆柱体512a的内部，没有牵引杠杆510a的弹簧513a，另外，在圆柱体512a的端部形成的固定部件514a是安装在装放具507a的复盖着前臂中央部的部位。把如上述之构成的右肘用的检测部件502如图31那样安放在右肘上，而把该右肘弯曲伸张时，随着这种弯曲伸张，杠杆510a及圆柱体512a就相应摇动，转轴509a就旋转。而且与该转轴509a的旋转角度，即右肘的弯曲角度相应的检测信号（电压信号）就从电位计508a经过多心导线515a供给装置主体501。另外，由于左肘用的检测部件503的构成与上述的右肘用的检测部件502相同，分别与上述之各结构元件507a～515a相对应的部份，都标上记号为507b～515b，所以对它的说明则予以省略。

右手用的检测部件504之构成如图33及图34所示。在这些图里，516是由具有伸缩性的材料制成的手套，电位计508c就安装在该手套516的 盖住手腕的部位。在该电位计508c的转轴509c上，与右肘用的检测部件502同样固定有杠杆510c，该杠杆510c是可以自由进出地插入圆柱体512c内，在圆柱体512c的端部形成的固定部件514c是安装在手套516的盖住手指根的部位上。并且，如图33所示的那样，把右手用的检测部件504安放在右手上，该右手上下一弯曲，转轴509c就会与此相应地进行旋转，与该转轴509c的旋转角度，即右手的弯曲角度相应的检测信号（电压信号）就从电位计508c经过多心导线515c供给装置主体501。另外，在手套516的各个指尖顶端部分516a～516d的里面，分别设有具有根据承受来自各指尖的挤压力而相应变化电阻率的压敏元件517a～517d。而且，如图35（a）所示那样，在伸直手指的状态，由于在各指尖与手套516的指尖顶端部分516a～516d之间有空余，所以挤压力就不会作用于各压敏元件517a～517d。另外如图35（b）所示那样，在手指弯曲的状态，随着各指尖的弯曲角度而相应产生的挤压力就会作用于各压敏元件517a～517d，而其电阻率就产生变化。这样，与各指尖的弯曲角度相对应的检测信号（电压信号）就会从压敏元件517a～517d经多心导线515c供给装置主体501。还有，作为压敏元件517a～517d，亦可采用产生与压力相应电压的压电元件。

在图30里，520是7个波道的模拟多路转换器，根据供给它的选择端的波道选择信号CS，从由电位计508a～508c及压敏元件517a～517d分别供给的检测信号中选择任何一个输出。521是把由模拟多路转换器520供给的检测信号变换为一定位的计数检测数据的模拟/数字转换器。还有，522是中央处理装置、523是中央处理装置522所用的存储程序的只读存储器、524是用作工作区域的随机存取存储器。中央处理装置522把依顺变化的波道选择信号CS供给摸拟多路转换器520，以高速扫描电位计508a～508c及压敏元件517a～517d的输出。还有，中央处理装置522根据分别由电位计508a及508b供给并以模拟/数字转换器变换后的检 测数据，于4个阶段辨别右肘及左肘的各弯曲角度，然后根据这个辨别结果，作出根据右肘与左肘的各弯曲角度的组合而相应指示一定的音调的键码数据KC。另外，根据由电位计508c供给并由模拟/数字变换器521变换后的检测数据，于3个阶段辨别右手腕的弯曲角度，然后根据该辨别结果作出指定与右手腕的弯曲角度相应之音量（大、中、小）的音量数据VOL。进而，根据由压敏元件517a～517d供给并由模拟/数字转换器521变换后的检测数据，辨别食指、中指、无名指及小指各有没有弯曲，然后根据该辨别结果，作出根据弯曲手指的组合而相应指定一定的音色（例如钢琴、风琴、长笛、萨克管、单簧管等）的音色指定数据TD。这些由中央处理装置522作成的键码数据KC、音量数据VOL、音色指定数据TD（乐音控制数据）通过总线525供给乐音形成电路526。乐音形成电路526形成与所供给的键码KC相应的音调、与音量数据VOL相应的音量、并且是由音色指定数据TD指定的音色的乐音信号，由该乐音形成电路526输出的乐音信号是作为乐音从扬声器527发出。还有，图中的标号528是通过无线电发射由乐音形成电路526输出的乐音信号的发射电路。

根据上述第2实施例，就能随着演奏者的右肘关节和左肘关节的弯曲角度的组合而相应使由装置主体501的扬声器527发出的乐音的音调发生变化，另外还能根据演奏者的右手腕关节的弯曲角度而相应使乐音的音量作3个阶段的弯化，进而还能够根据演奏者的右手的食指、中指、无名指及小指的各手指中的弯曲手指的组合而相应地让乐音的音色产生变化。

在上述的第2实施例里，虽然是以电位计508a～508c检测肘关节和手腕关节的弯曲角度，然后根据该检测结果来控制音调等，但如图36所示的那样，把电位计531安装在复盖前臂的护身状的装放具530的内臂一侧的肘侧上，在该电位计531的转轴531a上固定由容许某种程度弯曲 且不易扭歪的塑料等材料构成的杆532的一端，该杆532的另一端则安装在装放具530的内臂一侧的手腕处，这样一来，也可以构成通过检测前臂的扭转角度（手腕的回转角度）并根据该检测结果来控制音调、音色、音量等。

（1）第1变形例

以下，参照图37对本发明的第2实施例的第一变形例进行说明。

在图37里，540是复盖演奏者的上半身的胸、肩及肘的部份的装放具，它象普通的上衣一样可以穿脱，还有肩部540a、540b和肘部540c、540d是由可自由伸缩的材料构成，在该肩部540a、540b和肘部540c、540d，分别安装薄型的绝对式的回转式编码器541a～541d。在这些回转式编码器541a～541d的各转轴上固定有杠杆542a～542d，而这些杠杆542a～542d的顶端部是通过由具有伸缩性的橡胶等材料构成的缓冲构件543a～543d安装在装放具540上。这样，演奏者在让右臂或者左臂向体侧方向（与纸面平行的方向）回转的时候，本肩关节的回转角度就会由回转式编码器541a测出，而左肩关节的回转角度则由回转式编码器541b测出。另外，演奏者弯曲右肘或左肘时，右肘关节的弯曲角度是由回转式编码器541c测出，而左肘关节的弯曲角度则由回转式编码器541d测出。由这些回转式编码器541a～541d分别输出的角度检测数据，通过多心导线544供给用皮带505装在演奏者的腰上的装置主体501a。装置主体501a是与图30所示的装置主体501一样具有中央处理装置522、只读存储器523、随机存取存储器524、总线525、乐音形成电路526、扬声器527及发射电路528，同时具有暂时存储由各回转式编码器541a～541d供给的角度检测数据的寄存器等而构成的。而且，在该第1变形例里，中央处理装置522顺次读入上述各寄存器的角度检测数据，然后作成指定乐音的演奏速度的速度数据，再通过总线525供给乐音形成电路526。另外，乐音形成电路526以与所供给的速度数据相对应的演奏速度，遵 照预先设定的韵律谱而形成打击声（鼓声、铙钹声等）的乐音信号。这种情形，中央处理装置522以5个阶段辨别肩关节的回转角度，并根据该辨别结果相应地把演奏速度提高到

＝90的程度，另外以4个阶段辨别肘关节的弯曲角度，并根据该辨别结果相应把演奏速度提高到

＝150～180的程度。

根据上述的第1变形例，就能够按照演奏者的肩关节的回转角度及肘关节的弯曲角度，相应地使由扬声器527发出的打击声的演奏速度自由地产生变化。另外，在该第1变形例里，也可以根据从各回转式编码器541a～541d得到的角度检测数据，与第二实施例同样作成键码数据KC、音量数据VOL、音色指定数据TD以控制乐音信号的音调、音量、音色等。

（2）第2变形例

以下、对本发明的第2实施例的第2变形例进行说明。该第2变形例的装置如图38所示的那样，由通过护身状的装放具550分别装放在右前臂及左前臂的内臂一侧的发射器551a、551b、和用皮带505装在演奏者的腰上的接收器552a、552b以及装置包括501b构成。这些发射器551a、551b及接收器552a、552b采用例如钛酸钡振子等的压电元件构成，发射器551a、551b在被附加了高频电压时就产生超声波，而接收器552a、552b在接收到超声波时就产生高频电压。这时，各发射器551a、551b如图39（a）所示的那样，是由4个发射用的压电元件T₁～T₄构成的，各压电元件T₁～T₄分别把它们的发射面对着基面B₁，顺次向着St₁～St₄的方向配置。各接收器552a、552b如图39（b）所示那样，是由2个接收用的压电元件R₁、R₂构成的，各压电元件R₁、R₂分别把它们的接收面对着基面B₂，并顺次向着Sr₁、Sr₂的方向配置着。这样一来，如图39（c）所示的那样，对于装在演奏者的腰上的接收器552a的位置P₀，装在演奏者的右臂的发射器551a的位置即使变化为P₁、P₂、P₃、P₄，也与这些相对位置的关系无关，而能够把发射器551a发出的超声波送到接收 器552a。这里，如把发射机551a装在演奏者的右臂，即从肩算起25厘米的位置上，而把接收器552a装在演奏者的右腰，即从肩算起40厘米的位置上的话，St₁＝28°、St₂＝58°、St₃＝97°，St₄＝165°，另外Sr₁＝13°、Sr₂＝38°，这时，位置P₀与P₁之间的距离是60厘米，位置P₀与P₂之间的距离是47厘米，位置P₀与P₃之间的距离是28厘米，位置P₀与P₄之间的距离是15厘米。

以下，参照图40对该第2变形例的装置的电气构成进行说明。在该图中，555是启动脉冲发生器，发生一定周期的启动脉冲SP，该启动脉冲SP分别供给超声波脉冲发生器556的输入端及S/R（置位/复位）触发器557a、557b的各置位输入端S。超声波脉冲发生器556根据启动脉冲起动，然后把超声波脉冲UP分别供给发射器551a及551b，这样，就能够从发射机551a及551b以一定的周期发出超声波。分别从发射器551a及551b发出的超声波一到达接收器552a及552b，接收器552a及552b就分别产生高频电压。由接收器552a输出的高频电压被供给到放大器558a进行放大，放大后的信号Sa用二极管559a进行整流之后，供给S/R触发器557a的复位输入端R。S/R触发器557a通过启动脉冲SP被置位，而通过二极管559a的输出被复位。也就是说，该S/R触发器557a的Q输出信号Sa₁的脉冲宽度是与发射器551a与接收器552a之间的距离1a相对应的。而且该Q输出信号Sa₁被供给到“与”门560a的一边的输入端。“与”门560a在上述信号Sa₁供给期间呈启开状态，把时钟脉冲CP供给计数器561a的时钟输入端CK。计数器561a对该时钟脉冲CP进行升序计算并输出计数值。也就是说，该计数器561a的计数值是与发射器551a与接收器552a之间的距离1a，即右臂的体侧方向的回转角度相对应的。另外，从接收器552b输出的高频电压被供给到放大器558b进行放大，而放大后的信号Sb用二极管559b整流之后，供给S/R触发器557b的复位输入端R。S/R触发器557b通过启动脉冲SP被置位，而通过二极管559b的输出被复 位。也就是说，该S/R触发器557b的Q输出信号Sb₁的脉冲宽度是与发射器551b和接收器552b之间的距离1b相对应的。该Q输出信号Sb₁被供给到“与”门560Bb的一边的输入端。“与”门560b在上述信号Sb₁供给的其间是呈启开状态，把时钟脉冲CP供给计数器561b的时钟输入端CK。计数器561b是对该时钟脉冲CP进行升序计数，并输出计数值。也就是说，该计数器561b的计数值是与发射器551b和接收器552b之间的距离1b，即左臂的体侧方向的回转角相对应的。以上也就构成了超声波计测电路570。而且上述计数器561a及561b的各计数值被供给到乐音控制数据发生电路563。乐音控制数据发生电路563在信号Sa₁的下降，即S/R触发器557a复位的时刻读入计数器561a的计数值，稍后，把复位脉冲RPa供给计数器561a的复位脉冲输入端R，将计数器561a复位。同样，在信号Sb₁的下降，即S/R触发器557b复位的时刻，读入计数器561b的计数值，稍后，就把复位脉冲RPb供给计算器561b的复位脉冲输入端R，将计数器561b的复位脉冲输入端R，将计数器561b复位。接着，形成与从计数器561a、561b收入的各计数值相对应的乐音控制数据（上述的KC、VOL、TD等），并输给乐音形成电路526。乐音形成电路526根据所提供的乐音控制数据形成音调、音色、音量（或者演奏速度）等变化的乐音信号，并输给扬声器527。这样一来，从扬声器527就能发出分别与右臂的体侧方向的回转角度及左臂的体侧方向的回转角度相对应的乐音。

就这样，通过采用上述的第2变形例，根据装在演奏者的右臂上的发射器551a与装在腰上的接收器552a之间的超声波传播时间就能测出右臂的体侧方向的回转角度，还有根据装在左臂上的发射器551b与装在腰上的接收器552b之间的超声波传播时间就能测出左臂的体侧方向的回转角度，而且能够发生分别与这些右臂及左臂的各回转角度相对应的乐音。

还有，在上述的第2变形例里，其构成是随着左右手臂的回转角度来相应变化乐音的音调，当然也可以构成使乐音的音色、音量或者是演 奏速度等产生变化。同样，在上述的第2实施例里，随着肘关节的弯曲角度相应变化演奏速度，以及根据各手指的弯曲来相应变化音调等，而上述第2实施例及各变形例是可以任意组合构成的。

（C）第3实施例

图41是表示构成本发明的第3实施例的方块图、图42是表示该实施例所用的棒601的外观构成图。

首先，从棒601的构成进行说明。棒601如图42所示那样，它的基部601a是由演奏者的手H握着，在它的顶端部601b的内部，装入角度检测器602，还有，在它的中部601c设有＃接通开关Ks、接通开关Kn、b接通开关Kf，它们由握住基部601a的手H的大姆指或食指就可以按压。

上述角度检测器602，如图43所示那样是由支承片603、安装在该支承片603上的4个检测开关a～d构成的，各检测开关a～d是对着图示的基准线L依次分别以22.5°、67.5°、112.5°、157.5°的角度配置着。这些检测开关a～d如图44所示那样，在两端封闭的玻璃管604内封入水银605，并有一对电极606a、606b从该玻璃管604的一端插入内部而构成的。在图示的状态，电极606a与606b之间是为非导通（断开）状态，从这种状态把玻璃管604的一端向图示的箭头方向倒下时，电极606a与606b之间就通过水银605变为导通（接通）状态。这里，以基准点0作为中心让图43所示之构成的角度检测器602回转时，各检测开关a、b、c、d的接通/断开状态则如图45所示。也就是说，在图43所示的状态，全部的检测开关a～d是断开状态，而从这种状态以基准点0为中心，向图示的箭头Y方向（逆时针方向）作45°回转的话，则只有检测开点a变为接通状态。进而再转45°的话检测开关a、b组就变为接通状态，以下每旋转45°，就依次使检测开关a、b、c组;检测开关a、b、c、d组;检测开关b、c、d组;检测开关c、d组以及检测开关d变为接通状态。

在图41里，棒60内的各检测开关a～d的一边的电极606a是接地，而另一边的电极606b则与各负载电阻ra～rd的一端相接，同时亦与4位的A寄存器608相连接，这样一来，在A寄存器608的第0位～第3位就可分别存入与各检测开关a～d的接通/断开状态相应的检测数据Da～Dd。另外，设在上述棒601的＃接通开关Ks、接通开关Kn、b接通开关Kf的一端是接地，而另一端则与各负载电阻rs、rn、rf的一端相接，同时亦与3位的B寄存器609相连接。这样，在B寄存器609的第0位～第2位，就分别能存入与各接通开关Ks、Kn、Kf的接通/断开状态相应的操作数据Ds、Dn、Df。这时，各检测数据Da～Dd及各操作数据Ds、Dn、Df在各检测开关a～d及接通开关Ks、Kn、Kf接通的时候则变为“0”，而在其“断开”的时候则变为“1”。

另外，610是中央处理装置，611是用于中央处理装置610的可存储一定的程序的只读存储器，612是用作为工作区的随机存取存储器，613是总线，上述各结构元件608～613构成了乐音发生控制电路614。中央处理装置610通过后述实行的处理，根据寄存在A寄存器608及B寄存器609里的各检测数据Da～Dd以及操作数据Ds、Dn、Df而作成键码数据Kc，同时输出接通信号KON及断开信号KOF，然后把这些数据通过总线613供给乐音形成电路615。

乐音形成电路615根据所供给的键码数据KC、接通信号KON、断开信号KOF形成乐音信号。也就是说，该乐音形成电路615构成为可形成具有与键码数据KC相对应的音调，预先设定之音色的乐音信号。而且，由该乐音形成电路615输出的乐音信号是供给音响系统616作为乐音发音。

以下，参照图47及图48所示的中央处理装置610的处理流程图对上述第3实施例的工作进行说明。图47是主程序的流程图，中央处理装置610平时就反复进行该流程图所示的处理。

首先，在步骤S1，读入B寄存器609所寄存的操作数据Ds、Dn、Df，接着，在步骤S2，根据操作数据D判断接通开关Kn是否按了。即操作数据Dn为“0”的时候，就判定接通开关Kn被按着，而进到步骤S3，操作数据Dn为“1”时，则判定接通开关Kn没有被按而进到步骤S₄。接着，在步骤S₄，根据操作数据Ds判断＃接通开关Ks是否被按了。即操作数据Ds为“0”时，判断＃接通开关Ks是被按住而进行到步骤S5，而操作数据Ds为“1”时，则判断＃接通开关Ks是没被按着而进到步骤S6。进而，在步骤S6，则根据操作数据Df来判断b接通开关Kf是否被按了，即操作数据Df为“0”时，就判断b接通开关Kf是被按着而进到步骤S7，而操作数据Df为“1”时，则判断b接通开关Kf没被按而进到步骤S8。在该步骤S8里，把寄存在随机存取存储器612内的一定的存储区的接通数据KOND变为“-2”后，进到步骤S9。还有，在上述各步骤S3、S5、S7，把寄存在随机存取存储器612内的接通数据KOND分别变为“0”、“+1”、“-1”之后，进到步骤S9。该步骤S9是后述的键处理程序，在执行该步骤S9之后，再次返回步骤S1。

以下，参照图48对键处理程序进行说明。

首先，在步骤SP1，判断已经存入随机存取存储器612内的预先设定的存储区的旧接通数据OLDKOND与新的接通数据KOND是否一致，OLDKOND＝KOND时就返回主程序，OLDKOND≠KOND时就进入步骤SP2。在该步骤SP2，把寄存在随机存取存储器612内的旧接通数据OLDKOND改写为新的接通数据KOND。接着，在步骤SP3，判断是否接通数据KOND＝-2，当接通数据KOND＝-2时，就进到步骤SP4，接通数据KOND≠-2时，则进入步骤SP5。在步骤SP5，读入存在A寄存器608里的检测数据Da～Dd，接着在步骤SP6，根据读入的检测数据Da、Db、Dc、Dd的组合来决定键码数据KC。这时，检测数据Da、Db、Dc、Dd的组合与键码数据KC的关系则如图46所示。在此，如角度检测器602是如图43所示的状态时，由于 各检测开关a、b、c、d全是断开，所以检测数据Da、Db、Dc、Dd全是“1”。这时，就得到与音调C3相应的键码数据KC＝60。

接着，在步骤SP7，判断是否为键码数据KC＝0，KC＝0时就返回主程序，KC≠0时则进到步骤SP8。在该步骤SP8，把接通数据KOND加于键码数据KC，把相加结果作为新的键的数据KC。也就是说，＃接通开关Ks被按了时，在上述的主程序的步骤S5，则变为接通数据KOND＝+1，这样一来，在步骤SP8，在键码数据KC加上1，就变换为与提高半音的音调相对应的键码数据KC。例如把与音高C3相应的键码数据KC＝60变换为与音调C＃相对应的键码数据KC＝61。反之，b接通开关Kf被按了时，在上述的主程序的步骤S7，则变为接通数据KOND＝-1，这样一来，在步骤SP8，从键码数据KC减去1，变换为与降低半音的音调相对应的键码数据KC。例如，把与音调C3相对应的键码数据KC＝60变换为与音调Cb3（B₂）相对应的键码数据KC＝59。

接下来，在步骤SP9，输出在步骤SP8算出的键码数据KC，然后输出接通信号KOND。这些数据通过总线613依次供给乐音形成电路615，这样一来，乐音形成电路615的乐音信号的形成工作就开始，从音响系统616产生与键码数据KC相对应的音调的乐音。

另外，接通开关Kn、＃接通开关Ks、b接通开关Kf全都不按，在上述的主程序的步骤SP8，当变为接通数据KOND＝-2时，在键处理程序的步骤SP3就判断为接通数据KOND＝-2而进入步骤SP4。在该步骤SP4，输出断开信号KOF，该断开信号KOF通过总线613供给乐音形成电路615，这样一来，乐音形成电路615的乐音信号的形成工作就停止，这样音响系统616就停止发生乐音。接着，中央处理装置610的处理就再次返回主程序。

以上是图41所示的本发明的第3实施例的详细说明。根据这一实施例，如图42所示那样用手H握住棒601，在把手H向上、下活动的同时， 用大拇指等按住接通开关Kn，就能够发出与该手H的方向，换句话说也就是手臂与传体的活动相应的音调的乐音。过时，如不按接通开关Kn而改按＃接通开关Ks的话，音调就提高半音，而按b接通开关Kf则音调下降半音。

以下，参照图49（a）～（i）对其它实施例进行说明。在该实施例里，采用与棒601同样结构的2根棒601R及及601L来控制音调及控制发音。这种情形，在乐音发生控制电路614里，增设与A寄存器608相应的4位的A寄存器608a，由棒601R输出的检测数据Da～Dd寄存在A寄存器608，而由棒601L输出的检测数据Da～Dd则寄存在A寄存器608a，还有，分别由棒601R及601L输出的各操作数据Ds、Dn、Df在每个位都进行逻辑和合成后再存入B寄存器609里。而且，演奏者M如图49（a）所示那样，右手握住棒601R，左手握住棒601L来进行演奏。还有，这种情形，也可以把接通开关Ks、Kn、Kf只设在一边的棒601R或601L上，或者例如把开关Ks和Kf设在棒601R而把开关Kn设在棒601L来取代分别把1组接通开关Ks、Kn、Kf设在棒601R及601L。

而这种情形与上述实施例不同，是用棒601R及601L的各检测数据Da～Dd的组合来决定乐音的音调，其演奏例如图49（b）～（e）所示。也就是说，在图49（b），把左手向着图中以Z₁表示的正下方，按着接通开关Kn，而把右手从正下方向右提起，音调就如C3→D3→E3那样依次产生变化。同样把左手提到Z2的的位置，按住接通开关Kn，而把右手从正下方向右向提起的话，音高则如F3→G3→A3依次产生变化。还有，例如演奏者M把右手与左手的方向变为图49（c）～（e）所示的状态的话，音调则变为C3，D3，G4。

还有，图49（f）～（i）所示的是其它的演奏例。在图49（f）里，把左手向着图示Z₁的正下方，按住接通开关Kn，而把右手从正下方向右向提起，音调则如C2→D2→E2→F2→G2的顺序产生变化。同样，把左手提 到Z的位置，按住接通开关Kn，而把右手从正下方向右提起时，音调则如G2→A2→B2→C3→D3的顺序产生变化。还有，演奏者M如把右手与左手的方向变为图49（g）～（i）所示的状态，音调则变为E3、C3、F4。

就这样，通过用两手拿住2根棒601R、601L配合使用，就能够进行多姿多彩的音调控制。

另外，在上述实施例的棒601里，亦可另外设置八音度开关，通过接通/断开该八音度开关，就能构成把音调提高或下降1个八音度的量。还有，在上述的实施例里，是把角度检测器602装入棒形棒601的内部，但是该棒601的形状并不仅限于棒形，亦可变换成任意的形状。进而在上述的实施例里，虽然是随着角度检测器602的姿势而相应变化乐音的音调，但是不用说也可以改变其构成，使乐音的音色和音量等发生变化，或者控制是否产生乐音。进而，亦可把角度检测器602安在脚上或身体上，根据脚等的活动来控制乐音。

（D）第4实施例

图50是表示本发明第4实施例所用的右手用的及左手用的韵律棒701R、701L。图中标号705、706是右手用的棒701R的按钮开关，位于手握住把手部分701a时大拇指能触及到的位置上装着开关705，而在食指能够触及到的位置上装着开关706。开关705、706是与图51的接口电路707相连接。另外，在棒701R的顶端安装有角度检测器702R，该角度检测器702R的水银开关D1R～D5R与接口电路707相接。还有，固定电压V通过电阻R附加于开关705、706及水银开关D1R～D5R的各一端，而它们的另一端则于GND接地。另外，在左手用的棒701L安将有与上述开关705、706相对应的开关708、709，另外还与棒701R同样安装有与上述角度检测器702R相对应的角度检测器702L。还有，开关708、709及角度检测器702L的水银开关D1L～D5L（与水银开关D1R～D5R）相对应）的各接线端跟棒701R的一样与接口电路707相接。接口电路707 根据水银开关D1R～D5R、D1L～D5L的输出，检测与操作者的右臂、左臂的垂直线相对的角度，再把该检测结果作为角度数据KD₁、KD₂逐次输给乐音发生控制电路710。另外，该接口电路707输入开关705、706、708、709的操作状态，一按开关705、706、708、709，高电平的信号S₁、S₂、S₃、S₄就输给乐音发生控制电路710，而一脱离开关705、706、708、709低电平的信号S₁、S₂、S₃、S₄则输给乐音发生控制电路710。乐音发生控制电路710检查接口电路707发出的信号S₁、S₂，首先，信号S₁、S₂都为“0”信号（开关705、706断开）时，则作出与输入的角度数据KD₁，KD₂相对应的音调数据KC。即在图52里，最上一列的0～180°是表示右臂挥上的角度，而最左端一的0～180°则表示左臂挥上的角度。乐音发生控制电路710作出随着右臂、左臂的挥上角度而变化的音调F₂、G₂、A₂……C5、D5、E5的任一相对应的音调数据KC。还有，在上述过程中，信号S₃为“1”信号（开关708接通）时，则把如上述所作出的音调数据KC变换为高半音（＃）值，而S₄为“1”信号（开关709接通）时，则把音调数据KC变换为低半音（b）值。而且，把如此作成的音调数据KC逐次输给乐音信号形成电路711。另外，该乐音发生控制电路710是在上述检测了的信号S₁、S₂的任何一方或双方变“1”信号（开关705、706的一方或双方接通）时，则与所输入的角度数据KD₁、KD₂及开关705、706的操作状态相对应作出和音数据KM。也就是说，在图53里，F2＃～F3，F3＃～F4、F4＃～E5是分别表示根据两臂摆上的角度而定出如图50所示的音调的范围，根据该音调的范围和上段所示的开关705、706的操作状态而相应作出与和音的种类Major（大调）、7th，minor（小调），M7（7th）、m7（7th）、b（5th），M6（6th），dim（渐弱）、Aug（主题延长）的任一相应的和音数据KM。例如，两臂的摆上角度分别为90度时，如图52所示那样，音调为B3，而对于该音调B3，在开关705接通而706断开时就作出与B3-M7的 和音相对应的和音数据KM，另外，当开关705接通，而707也接通时则作出与B3-m7的和音相对应的和音数据KM，另外，在开关705断开及706接通时，则作出与B3-b5的和音相对应的和音数据KM。而所作成的和音数据KM是逐次输给乐音信号形成电路712。上述的乐音信号形成电路711形成具有与乐音发生控制电路710输出的音调数据KC相对应的音调的旋律音信号，传动扬声器SP。乐音信号形成电路712形成与乐音发生控制电路710输出的和音数据KM相对应的和音的伴奏音信号，传动扬声器SP。

在上述的构成里，操作者H分别握着棒701R、701L，一边把手指离开开关705、706一边分别把两臂向上挥起时，具有与两臂的挥上角度及开关708、709的操作状态相对应的音调的旋律音就从物声器SP发出来。另外，操作者H把开关705、706的一边或双边按住，从扬声器SP就会发出与两臂挥上角度及开关705、706、708、709的操作状态相对应的伴奏音。

在上述的实施例里，虽然是采用安装在棒701R，701L的角度检测器702R、702L来检测两臂的挥上角度，但这也可用图54（a）的构成来取代，图54（a）是右手握住安装有与上述按钮开关705、706相对应的开关713、713的棒703，而把角度检测器715安装在右肘上，从而来测出右肘的弯曲情况。还有，装在操作者H的左臂一侧的构成亦与右臂一侧的构成相同，其说明以予省略。图55是表示图54（a）的右肘部的详细构成图。图中，标号716是复盖操作者H的上半身的装放具。在操作者H的肘关节之后的后臂部，在装放具716的上面套上由橡胶等伸缩性的材料构成的载体717。在该载体717的复盖肘关节的部份安装有角度检测器715的电阻718。而在该电阻718的转轴718a上固定有杠杆719，该杠杆719的顶端可自由进出他插入圆筒720。而在该圆筒720的内部，设有牵引杠杆719的弹簧。还有，在圆筒720的端部所形成的固定部件 720a安装在装放具716的复盖前臂中部的部位上。在这样的构成里，弯曲或伸展右肘时，杠杆719及圆筒720就随着弯曲伸展而相应摇动，转轴718a则进行旋转。而且，该转轴718a的回转角度，即与右肘的弯曲角度相应的检测信号从电阻718输给模拟-数字转换器（图示省略），检测信号的电平被变换为角度数据，而该角度数据是作为角度数据KD₁输给图51的乐音发生控制电路710。同样，基于左肘用的角度检测器的角度数据是作为角度数据KD₂输给乐音发生控制电路710。这样一来，根据操作者H的两手所握的各个棒的开关的操作状态及两肘的弯曲情况，也就能够象前述那样发出旋律音或伴奏音。另外，这种情形，由于肘不能弯曲到180°，所以在发出旋律音时，就不使用图52的180°的行或列里所记载的音调。还有，在发出伴奏音时，同样也不使用图53的F＃～E5行的M6、dim、Aug的各个和音。此外，上述的把角度检测器安装在肘上的方法亦可改换成如图54（b）所示那样，把角度检测器安装在肩上。

还有，在上述的实施例里，虽然是采用角度检测器702R，702L或者是角度检测器715来作为角度检测机构，但是角度检测机构的形态并不仅限于此。另外，在图54（a）里，作为图51的开关705、706、708、709的代替开关，是采用安装在左、右手上的棒上的开关，而这些开关也未必一定安装在棒上。

（E）第5实施例

图56是表示用于第5实施例的乐音控制装置的杂音发生器。图中，标号801是乐音发生器，由合成树脂号的盒体构成，大小以单手可以抓住为准。在该乐音发生器801的相对的两片侧板801a、801b的内壁面，形成有网目状的多条槽，而另外相对的两片侧板801c，801d的内壁面则形成有无数的小凸起。还有，相对的另两片侧板801e、801f的内壁面则形成有波形的凸起。另外，在上述的侧板801b的中部设有1个孔，孔内 插入并固定住微音器802。此外，在该杂音发生器801内还放入有少量的沙。把这样构成的杂音发生器801拿在手上一摇，沙就会与侧板的内壁面相磨擦，发出杂音。这种情形，与沙磨擦的壁面的形状、磨擦强度等的不同，由杂音发生器810发出的音就变为不同的音。因而，微音器802的输出信号也就变为不同。在图57所示的微音器802的输出信号的波形图（横轴：时间，纵轴：振幅）里，（a）的部份是沙与杂音发生器801的侧板801a、801b的内壁面磨擦时的信号的波形，（b）的部份是沙与侧板801c、801d的内壁面磨擦时的信号的波形，还有，（c）的部份是沙与侧板801e、801f的内壁面磨擦时的信号的波形。微音器802的输出信号是输给图58所示的电路。在该图里，标号803、804及805分别是不同特性的带通滤波器，从上述微音器802的输出信号只抽取预先设定的频率区的信号成份，并分别输给二极管806、807及808。这种情形，带通滤波器803是让沙与上述杂音发生器801的侧板801a、801b的内壁面（网目状）磨擦时所产生的杂音的固有频率成份通过，还有，带通滤波器804也同样，让沙与侧板801c、801d的内壁面（无数的小凸起状）相磨擦时所生的杂音的固有频率成份通过，另外，带通滤波器805也同样让沙与侧板801e、801f的内壁面（波状）相磨擦时所产生的杂音的固有频率成份通过。二极管806、807及808对各个带通滤波器803、804及805输出的信号进行整流，然后把整流输出分别输给滤波电路809、910及811。滤波电路809由电阻812与电容器813构成，而滤波电路810则由电阻814和电容器815构成，滤波电路811由电阻816与电容器817构成。这些滤波电路809、810及811把上述各整流输出平滑并作为乐音控制数据输给乐音信号形成电路818。该乐音信号形成电路818输入滤波电路809、810及811的输出电压并依次检验电平，然后形成基于检验结果的音色及音量的乐音信号，输给扬声器819。例如，当滤波电路809的输出电压是在一定值以上的时候，就形成低音 鼓音色的乐音信号，所形成的乐音信号的电平由输出电压的电平进行控制，输给扬声器819。同样，当滤波电路810的输出电压是在一定值以上的时候，就把大鼓的音色的乐音信号输给扬声器819，还有，当滤波电路811的输出电压是在一定值以上时，就把钹的音色的乐音信号输给物声器819。此外，当滤波电809、810及811的各输出电压中有2～3个同时都在一定值以上的时候，各音色的乐音信号就混合输给扬声器819。

还有，在上述的实施例里，虽然是在杂音发生器810内放入沙，但不限于此，也可放入其它物体例如球、棒等。另外，杂音发生器801的内壁面的形状是做成网目状、无数小凸起状及波形，但也不限于此，亦可做成其它的形状。此外，虽然是把对带通滤波器的输出信号进行整流平滑后的输出电压作为乐音控制数据来控制乐音信号的，但也不限于此，亦可根据带通滤波器的输出信号的峰值来控制乐音信号。还有，杂音发生器801是采用单手拿着的方式，但也不限于此，也可用手表、皮带、发带等形式装在身体上。还有，虽然杂音发生器801的微音器802的输出信号是用于乐音信号的控制，但不限于此，也可把该输出信号用作音源信号（在本发明里，用作这样的音源信号时的该信号也是相当于杂音控制数据）。另外，虽然是根据杂音发生器801的微音器802的输出信号来控制乐音信号的音色及音量的，但不限于此，也可以根据该输出信号来控制乐音信号的音调、音量等，或者是控制选择多个乐音特性的预置内容。另外，也可用中央处理装置等来对杂音发生器801的微音器802的输出信号进行计数处理以形成任意的乐音控制数据。还有，可以通过该乐音控制数据来传动MIDI现格的乐器，亦可通过乐音控制数据来控制自动韵律音的演奏速度。进而，检测音的特征的机构也不限于实施例所介绍的机构，例如也可检测微音器802的输出信号的音量变化与频率变化等，再根据该检测结果来输出乐音控制数据。还有，作为检测 对象的音也不限于实施例的杂音发声器，也可采用其它的声音（例如人的脚步声和拍手声与口笛等）。

Claims (30)

1、一种乐音控制装置，包括：

(甲)检测装置；用以检测一运动物体所产生的加速度；

(乙)乐音控制机构，连接于所说检测装置，用以响应于所测定的，加速度以产生乐音控制数据；和

(丙)乐音发生装置，连接于所述乐音控制机构，用以响应于所说乐音控制数据以发生一乐音信号；

其特征在于：

(丁)所说乐音控制机构具有一判别装置，用以判别所检测到的加速度是否超过一预定值，当所测出的加速度超过一预定值时发生一起动信号，以指示发生一乐音信号的起动时刻；和

(戊)所说乐音发生装置具有一音乐信号发生机构，用以响应于所说起动信号，起动发生对应于所说物体的运动的乐音信号。

2、根据权利要求1所述的乐音控制装置，其特征在于，所述检测装置检测一响应于物体的摆动运动而发生的加速度。

3、根据权利要求2所述的乐音控制装置，其特征在于，所说检测装置包括一加速度传感器，用以检测所说加速度。

4、根据权利要求1所述的乐音控制装置，其特征在于，所说检测装置呈棒形。

5、根据权利要求2所述的乐音控制装置，其特征在于，所述乐音控制数据代表一表示产生乐音的起动时间的起动信号。

6、根据权利要求1的乐音控制装置，其特征在于，所述乐音控制数据包括表示音量和/或音色的数据。

7、根据权利要求3所述的乐音控制装置，其特征在于，还包括一传感器装置，用以检测不同于所说检测装置所检测的运动参数，所述乐音信号的音调或音色是根据所述传感器装置的检测结果而加以控制的，且所说乐音的包络则根据所说检测装置的检测结果而被控制的。

8、根据权利要求3所述的乐音控制装置，其特征在于，该乐音控制装置还包括：

（甲）第一检测装置，用以在所述加速度传感器装置的输出电平高于预定的第一电平时，输出第一检测信号;

（乙）第二检测装置，用以在所述加速度传感器装置的输出信号中的高次谐波分量的电平高于预定的第二电平时输出第二检测信号;

（丙）存储装置，用以在所述第一和第二检测信号分别从所述第一和第二检测装置输出时存储所述的高次谐波分量电平;和

（丁）第一乐音控制数据的第一发生装置，用以根据所述第一检测装置的检测结果产生第一乐音控制数据以控制乐音。

9、根据权利要求8所述的乐音控制装置，其特征在于，该乐音控制装置还包括一变换装置，用以根据代表所检测到的对应于所述存储装置一输出电平的冲击强度的冲击数据改变或抑制所述第一乐音控制数据。

10、根据权利要求8所述的乐音控制装置，其特征在于，所述乐音控制装置还包括一控制装置，用以根据代表所检测到的对应于所述存储装置一输出电平的冲击强度的冲击数据控制所述第一乐音控制数据。

11、根据权利要求8所述的乐音控制装置，其特征在于，该乐音控制装置还包括第二乐音控制数据的第二发生装置，用以根据代表一所检测到的对应于所述存储装置的一输出电平的冲击强度的冲击数据产生不同于所述第一乐音控制数据的第二乐音控制数据。

12、根据权利要求11的乐音控制装置，其特征在于，所述第二乐音控制数据代表乐音的音量、音色或音调。

13、根据权利要求3所述的乐音控制装置，其特征在于，该乐音控制装置还包括：

（甲）第一检测装置，用以输出第一检测信号，第一检测信号的电平在所述加速度传感器装置的输出电平高于第一参考信号的电平时变为预定电平;

（乙）放大器装置，用以放大包含在所述加速度传感器装置的输出信号中的高次谐波分量;

（丙）第二检测装置，用以输出第二检测信号，第二检测信号的电平在所述放大器装置的输出电平高于第二参考信号的电平时变为预定电平;

（丁）中断信号发生装置，用以产生表示所述第一和第二检测信号的电平与所述预定电平相等的中断信号;

（戊）存储装置，用以根据所述第二检测信号的时间存储所述高次谐波分量的峰值;

（己）模-数转换装置，用以将所述高次谐波分量的所述峰值转换成代表所述冲击强度的数字数据;和

（庚）中央处理装置，用以根据所述中断信号的时间将所述数字数据转换成代表乐音音调的音调数据。

14、根据权利要求13所述的乐音控制装置，其特征在于，所述加速度传感器机构具有一振动器，该振动器由具有压电特性的材料制成。

15、根据权利要求14所述的乐音控制装置，其特征在于，所说第一检测装置包括：

（甲）第一低通滤波器装置，用以从所述加速度传感器装置的输出信号中抽出第一信号，所述第一低通滤波器装置具有一第一时间常数;

（乙）第二低通滤波器装置，用以从所述加速度传感器装置的输出信号中抽出第二信号，所述第二低通滤波器装置具有一大于所述第一时间常数的第二时间常数;

（丙）第一参考信号发生装置，用以根据预定的第一参考电压和所述第二信号产生所述第一参考信号;和

（丁）比较器装置，用以将所述第一信号的电平与所述第一参考信号的电平进行比较，从而输出所述第一检测信号，该第一检测信号的电平在所述第一信号的电平高于所述第一参考信号的电平时变为预定电平。

16、根据权利要求15的乐音控制装置，其特征在于，所述第二时间常数调定为所述第一时间常数的大约8～12.5倍。

17、根据权利要求13、15或16的乐音控制装置，其特征在于，所述放大器装置包括：

（甲）高通滤波器装置，用以从所述加速度传感器装置的输出信号中抽出高次谐波分量;和

（乙）放大器装置，用以放大所述高次谐波分量。

18、根据权利要求17的乐音控制装置，其特征在于，所述第二检测装置包括：

（甲）第三低通滤波器装置，用以从所述加速度传感器装置的输出信号中抽出第三信号;

（乙）第二参考信号发生装置，用以根据预定的第二参考电压和所述第三信号产生所述第二参考信号;和

（丙）比较器装置，用以将所述第二参考信号的电平与所述放大器装置的输出电平进行比较，从而输出所述第二检测信号，该第二检测信号的电平在所述放大器装置的输出电平高于所述第二参考信号的电平时变为所述预定电平。

19、根据权利要求18所述的乐音控制装置，其特征在于，所述中断信号发生装置包括;

（甲）触发装置，用以根据所述第二检测信号的时间存储所述第一检测信号，所述触发装置在所述第一和第二检测信号的电平都不等于所述预定电平的电平时由所述中央处理装置复位;和

（乙）“与”门装置，用以根据“与”操作采用所述第一检测信号和所述触发装置的输出信号产生所述中断信号。

20、根据权利要求13所述的乐音控制装置，其特征在于，所述存储装置包括：

（甲）模拟开关装置，用以每次在所述检测信号的电平与所述预定电平相等时令所述放大器装置的输出信号通过，当所述第二检测信号的电平不等于所述预定电平时，所述模拟开关装置断开;和

（乙）电容器装置，用以保持所述模拟开关的装置的输出电平。

21、根据权利要求3所述的乐音控制装置，其特征在于，所说物体是人体的一预定部分，且根据当所说预定部分与其他物体碰撞时所产生的冲击强度以发生-乐音信号，该乐音控制装置还包括：

（甲）第一检测装置，用以输出第一检测信号，该第一检测信号的电平在所述加速度传感器装置的电平高于第一参考信号的电平时变为预定电平;

（乙）放大器装置，用以放大所述加速度传感器的输出信号中所含有的高次谐波分量;

（丙）第二检测装置，用以输出第二检测信号，该第二检测信号在所述放大器装置的输出电平高于第二参考信号的电平时变为预定电平;

（丁）中断信号发生装置，用以产生表示所述第一和第二检测信号的电平与所述预定电平相等的中断信号;

（戊）存储装置，用以根据所述第二检测信号的时间存储所述高次谐波分量的峰值;

（己）模-数转换装置，用以将所述高次谐波分量的所述峰值转换成表示所述冲击强度的数字数据;

（庚）中央处理装置，用以根据所述中断信号的时间将所述数字数据转换成表示乐音音调的音调数据;和

（辛）乐音发生装置，用以根据所述音调数据产生乐音。

22、一种乐音控制装置，包括：

（甲）检测装置，具有一加速度传感器，用以检测根据物体的运动而产生的加速度;

（乙）乐音控制机构，与所说检测装置相连接，用以根据所检测到的加速度产生乐音控制数据;和

（丙）乐音发生装置，与所说乐音控制机构相连接，用以根据所述乐音控制数据以产生乐音信号;

其特征在于，该乐音控制装置还包括：

（丁）第一积分装置，用以将所说检测到的加速度积分，以便将所检出的加速度转换为表示移动物体速度的速度信号;

（戊）所说乐音发生装置，根据所述速度信号产生乐音信号。

23、根据权利要求22所述的乐音控制装置，其特征在于还包括：

（甲）第二积分装置，用以将速度信号积分，从而将速度信号转换为代表物体的移动距离的距离信号;

（乙）控制机构，用以根据在所定期间内所检测到的加速度以控制所述第一和第二积分装置的积分动作;和

（丙）乐音发生装置用以根据所说距离信号产生一乐音信号。

24、根据权利要求23的乐音控制装置，其特征在于，所述预定时间与所述物体的加速度在增加时的时间相等。

25、根据权利要求23所述的乐音控制装置，其特征在于，所述第一积分装置包括第一运算放大器、第一电阻器和第一电容器，所述第二积分装置则包括一第二运算放大器、一第二电阻器和一第二电容器，所述加速度信号通过第一电阻器输入到所述第一运算放大器的一反向输入端，所述第一电容器连接在同向输入端接地的所述第一运算放大器的所述反向输入端与一输出端之间，所述第一运算放大器的所述输出端所输出的所述速率信号通过所述第二电阻器输入到所述第二运算放大器的一个反向输入端，所述第二电容器连接在非倒相输入端接地的所述第二运算放大器的所述反向输入端与一输出端之间，所述距离信号从所述第二运算放大器的所述输出端输出。

26、根据权利要求23或25所述的乐音控制装置，其特征在于，所说控制机构包括：

（甲）脉冲信号输出装置，所述脉冲信号的脉冲持续时间对应于所述物体的加速度在增加时的时间;

（乙）延迟装置，用以延迟所述脉冲信号的脉冲后沿时间，从而使所述脉冲信号的所述脉冲持续时间延长一预定时间;和

（丙）积分动作控制装置，用以控制所述第一和第二积分装置的积分动作，所述第一和第二积分装置在所述延迟装置一输出信号的脉冲持续时间期间执行积分动作。

27、根据权利要求26所述的乐音控制装置，其特征在于，所述积分动作控制装置由第一和第二舌簧继电器组成，所述第一电容器连接在所述第一舌簧继电器的两触点之间，所述第二电容器连接在所述第二舌簧继电器的两触点之间;所述第一和第二舌簧继电器的触点在所述继电装置输出信号的脉冲持续时间内打开，所述第一和第二舌簧继电器的触点在所述脉冲持续时间外闭合。

28、根据权利要求26所述的乐音控制装置，其特征在于，该积分动作控制装置包括：

（甲）一积分电路，用以延迟所述加速度信号;和

（乙）一比较器，用以将所述加速度信号的电平与所述积分电路所输出的延迟了的加速度信号的电平进行比较，从而输出所述脉冲信号，所述脉冲信号的脉冲持续时间代表所述加速度信号的电平大于所述延迟了的加速度信号的电平时的时间。

29、根据权利要求23所述的乐音控制装置，其特征在于，所说控制机构在物体的加速度增大的期间内根据所说检出的加速度以控制第一及第二积分装置的积分动作。

30、根据权利要求29的乐音控制装置，其特征在于，所述控制机构包括：

（甲）脉冲信号输出装置，该脉冲信号的脉冲持续时间相当于所述加速度在增加时的时间;和

（乙）一触发器，用以在所述脉冲信号的脉冲后沿时间内产生中断信号。

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