CN102270446B - 演奏装置以及电子乐器 - Google Patents

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Abstract

演奏装置以及电子乐器。在沿长度方向延伸、用于供演奏者用手保持的演奏装置主体(11)中配置有加速度传感器(23)。演奏装置主体(11)的CPU(21)对发出规定乐音的乐器部(19)的声源部(31)赋予发音指示(键按下事件)。CPU(21)将加速度传感器(23)的加速度传感器值超过规定的第1阈值(α)、之后变得比小于第1阈值(α)的第2阈值(β)小的定时作为发音定时，生成键按下事件，对乐器部(19)赋予发音指示。

Description

演奏装置以及电子乐器
相关申请的交叉引用：本申请基于并要求于2010年6月1日申请的在先日本专利申请No.2010-125713和2010年6月8日申请的在先日本专利申请No.2010-130623的优先权，并将其全部内容引用到本申请中。
技术领域
本发明涉及通过演奏者用手保持并挥动来产生乐音的演奏装置以及电子乐器。
背景技术
以往提出有如下构成的电子乐器：在棒状部件上设置传感器，通过演奏者用手保持该部件而挥动，由此传感器检测出该部件的运动，而该电子乐器发出乐音。特别地，在该电子乐器中，棒状部件具有鼓棒或太鼓槌那样的形状，根据演奏者如敲打鼓或太鼓那样的动作，而发声打击乐器音。
例如，在日本特许第2663503号中提出了如下构成的演奏装置：在棒状部件上设置加速度传感器，在加速度传感器的输出(加速度传感器值)达到了规定阈值之后，当经过规定时间时发出乐音。
演奏者用手握住棒状演奏装置的一端，例如从上向下地挥下。在实际的鼓演奏中，在演奏者将棒挥下时，有时提高其速度而在最高速度时将棒与鼓的打击面接触，但实际上在较多情况下，为了转移到下一次动作(下一次打击)，而在将棒挥下之后伴随有再次挥起的动作，并以其挥下的最低位置位于打击面的方式动作。因此，在电子乐器中也优选演奏者挥下棒状的演奏装置，并在其最低位置产生乐音。
然而，在日本特许第2663503号公开的演奏装置中，存在难以如上所述那样在演奏者挥下棒的最低位置发音的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种演奏装置以及电子乐器，能够在演奏者希望的定时可靠地发出乐音。
本发明的目的通过如下的演奏装置来实现，该演奏装置是与发出规定乐音的乐音产生单元一起使用的演奏装置，其具有：保持部件，沿长度方向延伸，用于供演奏者用手保持；加速度传感器，配置在所述保持部件内；以及控制单元，对所述乐音产生单元赋予发音指示，所述控制单元具有发音定时检测单元，所述发音定时检测单元将所述加速度传感器值超过规定的第1阈值、之后变得比第2阈值小的定时作为发音定时，对所述乐音产生单元赋予发音指示，该第2阈值小于所述第1阈值。
并且，本发明的目的通过如下的电子乐器来实现，该电子乐器具有乐器部以及演奏装置，所述乐器部具有产生规定乐音的乐音产生单元，所述演奏装置具有：保持部件，沿长度方向延伸，用于供演奏者用手保持；加速度传感器，配置在所述保持部件内；以及控制单元，对所述乐音产生单元赋予发音指示，所述控制单元具有发音定时检测单元，所述发音定时检测单元将所述加速度传感器值超过规定的第1阈值、之后变得比第2阈值小的定时作为发音定时，对所述乐音产生单元赋予发音指示，并且所述演奏装置和所述乐器部分别具有通信单元，该第2阈值小于所述第1阈值。
附图说明
图1为表示本发明第1实施方式的电子乐器的结构的框图。
图2为表示本实施方式的演奏装置主体的结构的框图。
图3为表示在本实施方式的演奏装置主体中执行的处理例的流程图。
图4为表示本实施方式的基准设定处理例的流程图。
图5为表示本实施方式的发音定时检测处理例的流程图。
图6为表示本实施方式的键按下事件生成处理例的流程图。
图7为表示在本实施方式的乐器部中执行的处理例的流程图。
图8为示意地表示由打击乐器主体11的加速度传感器23检测的加速度传感器值的例子的图表。
图9中，图9a、图9b分别为说明差分值θd的图。
图10中，图10a为表示将差分值θd范围与打击乐器的乐音的音高赋予了对应的表格的例子的图，图10b为示意地表示挥动演奏装置主体11的方向与音高之间的关系的图。
图11为表示第2实施方式的键按下事件生成处理例的流程图。
图12中，图12a为表示将差分值θd范围与打击乐器的音色赋予了对应的表格的例子的图，图12b为示意地表示挥动演奏装置主体11的方向与音色之间的关系的图。
图13为说明加速度传感器值范围与音量电平(速率)的对应的图表。
图14为表示本发明第4实施方式的电子乐器的结构的框图。
图15为表示第4实施方式的演奏装置主体的结构的框图。
图16中，图16a为表示在本实施方式的演奏装置主体中执行的处理例的流程图，图16b为表示本实施方式的计时器中断处理例的流程图。
图17为表示本实施方式的发音定时检测处理例的流程图。
图18为表示本实施方式的键按下事件生成处理例的流程图。
图19为示意地表示由打击乐器主体的加速度传感器检测的加速度传感器值的例子的图表。
图20为示意地表示由打击乐器主体的加速度传感器检测的加速度传感器值的其他例子的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明第1实施方式的电子乐器的结构的框图。如图1所示，本实施方式的电子乐器10具有棒状的演奏装置主体11，该演奏装置主体11沿长度方向延伸，用于供演奏者用手把持而挥动。而且，电子乐器10具有用于产生乐音的乐器部19，乐器部19具有CPU12、接口(I/F)13、ROM14、RAM15、显示部16、输入部17以及声音系统18。如后所述，演奏装置主体11在与演奏者保持的根部侧相反侧的前端侧附近具有加速度传感器23和地磁传感器22。
乐器部19的I/F13接受来自演奏装置主体11的数据(例如键按下事件)，存储在RAM15中，并且向CPU12通知数据的接受。在本实施方式中，例如在演奏装置主体11的根部侧端部设置有红外线通信装置24，在I/F13也设置有红外线通信装置33。因此，通过由I/F13的红外线通信装置33接收演奏装置主体11的红外线通信装置24发出的红外线，由此乐器部19能够接收来自演奏装置主体11的数据。
CPU12执行电子乐器10整体的控制、特别是电子乐器的乐器部19的控制、构成输入部17的按键开关(未图示)的操作检测、基于经由I/F13接收的键按下事件(Note On Event)来产生乐音等各种处理。
ROM14存储电子乐器10整体的控制、特别是电子乐器的乐器部19的控制、构成输入部17的按键开关(未图示)的操作检测、基于经由I/F13接收的键按下事件来产生乐音等的各种处理程序。而且，ROM14包含波形数据区域，该波形数据区域存储各种音色的波形数据、特别是低音大鼓、踏钹、小军鼓、铙钹等打击乐器的波形数据。当然，不限于打击乐器的波形数据，ROM22中也可以存储长笛、萨克斯管、小号等管乐器、钢琴等键盘乐器、吉他等弦乐器的音色的波形数据。
RAM15存储从ROM14读取的程序、在处理过程中产生的数据以及参数。在处理过程中产生的数据，包括输入部17的开关的操作状态、经由I/F13接收的传感器值等、以及乐音的发音状态(发音标志)等。
显示部16例如具有液晶显示装置(未图示)，能够显示将所选择的音色或后述的角度差分值范围与乐音的音高赋予了对应的表格等。而且，输入部17具有开关(未图示)，能够指示音色的指定等。
声音系统18具有声源部31、音频电路32以及扬声器35。声源部31根据来自CPU12的指示，从ROM15的波形数据区域读出波形数据，生成乐音数据并输出。音频电路32将从声源部31输出的乐音数据变换为模拟信号，并将所变换的模拟信号放大而向扬声器35输出。由此，从扬声器35输出乐音。
图2为表示本实施方式的演奏装置主体的结构的框图。如图2所示，演奏装置主体11在演奏者保持的根部侧的相反侧即前端侧具有地磁传感器22以及加速度传感器23。地磁传感器22的位置不限于前端侧，也可以配置在根部侧。地磁传感器22具有磁阻效应元件或霍尔元件，能够检测x、y、z方向各自的磁场成分。而且，加速度传感器23例如为静电电容式或压电电阻元件式的传感器，能够输出表示产生的加速度的数据值。本实施方式的加速度传感器23例如输出演奏装置主体11的轴向的加速度传感器值。
在演奏者实际演奏鼓时，手持棒的一端(根部侧)，使棒产生以手腕等为中心的旋转运动。因此，在该实施方式中，为了检测伴随旋转运动的离心力，而取得演奏装置主体11的轴向的加速度传感器值。当然，也可以使用3轴传感器作为加速度传感器。
而且，演奏装置主体11具有CPU21、红外线通信装置24、ROM25、RAM26、接口(I/F)27以及输入部28。CPU21执行演奏装置主体11中的传感器值的取得、地磁传感器22的基准值(基准偏置值)的取得、根据传感器值等检测乐音的发音定时、键按下事件的生成、以及经由I/F27和红外线通信装置24发送键按下事件的控制等处理。
在ROM25中存储有演奏装置主体11中的传感器值的取得、地磁传感器22的基准值(基准偏置值)的取得、根据传感器值等检测乐音的发音定时、键按下事件的生成以及经由I/F27和红外线通信装置24发送键按下事件的控制等的处理程序。在RAM26中存储有传感器值等、在处理中取得或生成的值。I/F27根据来自CPU21的指示向红外线通信装置24输出数据。并且，输入部28具有开关(未图示)。
图3为表示在本实施方式的演奏装置主体中执行的处理例的流程图。如图3所示，演奏装置主体11的CPU21执行包含RAM26的数据清除等的初始处理(步骤301)。然后，CPU21根据输入部28的开关操作来判断是否存在基准信息设定的指示(步骤302)。在步骤302中判断为是的情况下，CPU21执行基准设定处理(步骤303)。
图4为表示本实施方式的基准设定处理例的流程图。在基准设定处理中，将演奏者开启了输入部28的设定开关(未图示)时的、演奏装置主体11的方向，取得作为基准值(基准偏置值)。首先，CPU21取得地磁传感器22的传感器值，根据取得的传感器值计算出磁北(地磁表示的北的方向)与演奏装置主体11的轴向所成的角度(即表示磁北与演奏装置主体11的轴向的偏移的角度)(步骤401)。
CPU21判断输入部28的设定开关是否被开启(步骤402)。在步骤402中判断为是的情况下，CPU21将表示偏移的角度作为基准偏置值θp存储到RAM26(步骤403)。然后，CPU21判断输入部28的结束开关(未图示)是否被开启(步骤404)。在步骤404中判断为否的情况下，返回到步骤401。另一方面，在步骤404中判断为是的情况下，结束基准设定处理。通过上述基准设定处理，依次将偏置值θp存储到RAM26中。
当基准设定处理(步骤303)结束时，CPU21取得地磁传感器22的传感器值，计算出当前的磁北(地磁表示的北的方向)与演奏装置主体11的轴向所成的角度(即表示磁北与演奏装置主体11的轴向的偏移的角度)(步骤304)。CPU21将在步骤304中所得到的表示偏移的角度作为偏置值θ存储到RAM26(步骤305)。并且，CPU21取得加速度传感器23的传感器值(加速度传感器值)，并存储到RAM26(步骤306)。如上所述，在本实施方式中，采用演奏装置主体11的轴向的传感器值作为加速度传感器值。
然后，CPU21执行发音定时检测处理(步骤307)。图5为表示本实施方式的发音定时检测处理例的流程图。如图5所示，CPU21读取RAM26中存储的加速度传感器值以及偏置值θ(步骤501)。然后，CPU21判断加速度传感器值是否比规定的第1阈值α大(步骤502)。在步骤502中判断为是的情况下，CPU21对RAM26中的加速度标志设置“1”(步骤503)。CPU21判断在步骤501中读取的加速度传感器值是否比在RAM26中存储的加速度传感器值的最大值大(步骤504)。在步骤504中判断为是的情况下，将从RAM26读取的加速度传感器值作为新的最大值存储到RAM26(步骤505)。
在步骤502中判断为否的情况下，CPU21判断RAM26中的加速度标志是否为“1”(步骤506)。在步骤506中判断为否的情况下，发音定时检测处理结束。在步骤506中判断为是的情况下，CPU21判断加速度传感器值是否比规定的第2阈值β小(步骤507)。在步骤507中判断为是的情况下，CPU21执行键按下事件生成处理(步骤508)。
图6为表示本实施方式的键按下事件生成处理例的流程图。通过图6所示的键按下事件生成处理，向乐器部19发送键按下事件，之后通过在乐器部19中执行发音处理(参照图7)，由此生成乐音数据，并从扬声器35发出乐音。
另外，在说明键按下事件生成处理之前，对本实施方式的电子乐器10中的发音定时进行说明。图8为示意地表示由演奏装置主体11的加速度传感器23检测的加速度传感器值的例子的图表。演奏者把持演奏装置主体11的一端(根部侧)并挥动，使演奏装置主体11产生以手腕、肘、肩等为支点的旋转运动。伴随该旋转运动，特别是通过离心力在演奏装置主体11的轴向上产生加速度。
当演奏者挥动演奏装置主体11时，加速度传感器值逐渐变大(参照图8的曲线800中的符号801)。在演奏者挥动棒状的演奏装置主体11时，一般与打鼓的动作同样地进行动作。因此，演奏者在马上要将棒打到假想地设定的鼓面之前，逐渐停止棒(即棒状的演奏装置主体11)的动作。因此，从某一时刻起加速度传感器值逐渐减小(参照符号802)。演奏者设想在将棒打到假想的鼓面上的瞬间产生乐音。因此，优选能够在演奏者设想的定时产生乐音。
在本发明中，为了在演奏者将棒打到假想的鼓面上的瞬间或其稍前产生乐音，采用以下所述的逻辑。发音定时设为，加速度传感器值减小并变得比稍大于“0”的第2阈值β小时。但是，由于演奏者未预期的动作，加速度传感器值也可能振动，并达到上述第2阈值β前后。因此，为了排除未预期的振动，而以加速度传感器值一度上升并超过规定的第1阈值α(α与β相比为足够大)的情况为条件。即，将加速度传感器值一度变得大于第1阈值α(参照时刻tα)、之后加速度传感器值减小并变得小于第2阈值β时(参照时刻tβ)的时刻tβ设为发音定时。当判断为上述那样的发音定时到来了时，在演奏装置主体11中产生键按下事件，并向乐器部10发送。并且，对其进行响应，在乐器部19中执行发音处理而产生乐音。
如图6所示，在键按下事件生成处理中，CPU21参照RAM26中存储的加速度传感器值的最大值，决定基于该最大值的乐音的音量电平(速率)(步骤601)。
当设加速度传感器值的最大值为Amax、音量电平(速率)的最大值为Vmax时，音量电平Vel例如能够如下地求出。
Vel＝a·Amax(其中，如果a·Amax＞Vmax则Vel＝Vmax，并且a为规定的正系数)
然后，CPU21求出RAM26中存储的偏置值θ与基准偏置值θp之间的差分值θd＝(θ-θp)，基于所求出的差分值，决定应该发声的乐音的音高(步骤602)。图9a、图9b分别为说明差分值θd的图。
如图9a、图9b所示，设定开关被开启了时的演奏装置主体的方向(基准方向：参照符号P)与挥动了演奏装置主体11时的方向(符号C)之间的差分值θd，有成为正的情况(图9a)和成为负的情况(图9b)。从演奏者观察，如果在比基准位置靠左侧挥动演奏装置主体11，则差分值θd成为正，如果在右侧挥动演奏装置主体11，则差分值θd成为负。
在架子鼓的鼓(高音鼓、低音鼓、落地鼓)中，从演奏者观察，在顺时针方向上按照音高变低的顺序配置。例如，在顺时针方向上，按照高音鼓、低音鼓、落地鼓的顺序配置。因此，在发出打击乐器音色的乐音的情况下，演奏装置主体11的音高被设置为，随着演奏装置主体11被挥动时的演奏装置主体11的轴向在从演奏者观察的顺时针方向上变化而变低。另一方面，在钢琴、木琴、电颤琴等乐器中，乐器的音高随着成为从演奏者观察的右侧的键而变高。因此，在发出键盘乐器等通常乐器的音色的乐音的情况下，演奏装置主体11的音高被设定为，随着演奏装置主体11被挥动时的方向在从演奏者观察的顺时针方向上变化而变高。
图10a为表示将差分值θd范围与打击乐器乐音的音高赋予了对应的表格的例子的图，而且图10b为示意地表示挥动演奏装置主体11的方向与音高之间的关系的图。图10a所示的表格存储在演奏装置主体11的RAM26中。图10的表格1000中所示的音高P1～P4具有P1＜P2＜P3＜P4的关系。
在步骤602中，CPU21参照RAM26中的表格1000来取得对应于差分值θd的音高信息即可。之后，CPU21生成含有表示音量电平(速率)、音高以及规定音色的信息的键按下事件(步骤603)。
CPU21将所生成的键按下事件向I/F27输出(步骤604)。I/F27使红外线通信装置24将键按下事件作为红外线信号发送。来自红外线通信装置24的红外线信号由乐器部19的红外线通信装置33接收。之后，CPU21将RAM26中的加速度标志重置为“0”(步骤605)。
当发音定时检测处理(步骤307)结束时，CPU21执行参数通信处理(步骤308)。关于参数通信处理(步骤308)，将与后述的乐器部19中的参数通信处理(图7的步骤705)一起说明。
下面，对在本实施方式的乐器部中执行的处理进行说明。
图7为表示在本实施方式的乐器部中执行的处理例的流程图。乐器部19的CPU12执行包含RAM15的数据清除、显示部16画面上的画像清除、声源部31的清除等在内的初始处理(步骤701)。然后，CPU12执行开关处理(步骤702)。在开关处理中，例如执行以下的处理。
CPU12根据输入部17的开关操作，执行应发音的乐音的音色设定等。CPU12将所指定的音色的信息存储于RAM15。而且，CPU12根据所选择的音色，确定RAM15中的、将差分值θd范围与音高赋予了对应的表格。在本实施方式中，对应于进行发音的乐音的音色，设置多个表格，并选择基于所选择的音色的表格。
而且，在本实施方式中也可以构成为，能够对所述将差分值θd范围与音高赋予了对应的表格进行编辑。例如，CPU12将表格的内容显示在显示部16的画面上，演奏者操作开关或数字键来变更差分值θd范围以及音高。值被变更了的表格被存储在RAM15。
接着，CPU12判断I/F13是否新接收有键按下事件(步骤703)。在步骤703中判断为是的情况下，CPU12执行发音处理(步骤704)。在发音处理中，CPU12将接收的键按下事件向声源部31输出。声源部31根据键按下事件所示的音色读取ROM的波形数据。波形数据读取时的速度与键按下事件中含有的音高相对应。并且，声源部31在所读出的波形数据上乘以与键按下事件中含有的音量数据(速率)相对应的系数，而生成规定音量电平的乐音数据。所生成的乐音数据向音频电路32输出，最终从扬声器35产生规定的乐音。
在发音处理(步骤704)之后，CPU12执行参数通信处理(步骤705)。在参数通信处理中，根据CPU12的指示，例如在开关处理(步骤702)中设定的应发音的乐音的音色、与该音色相对应的将差分值θd范围与音高赋予了对应的图表的数据，经由I/F13从红外线通信装置33向演奏装置主体11发送。并且，在演奏装置主体11中，当红外线通信装置24接收数据时，CPU21经由I/F27接受数据，并存储到RAM26(图3的步骤308)。
当参数通信处理(步骤705)结束时，CPU12执行其他处理，例如显示部16画面上所显示的画像的更新等(步骤706)。
根据本实施方式，在沿长度方向延伸、用于供演奏者用手保持的演奏装置主体11中，配置有加速度传感器23。演奏装置主体11的CPU21对发出规定乐音的声源部31赋予发音指示(键按下事件)。CPU21将加速度传感器23的加速度传感器值超过规定的第1阈值α、之后变得比第2阈值β小的定时，设为发音定时，并生成键按下事件，对乐器部19赋予发音指示，该第2阈值β小于所述第1阈值α。因此，能够在演奏者将棒打到假想的鼓面上的瞬间产生乐音。
而且，在本实施方式中，在演奏装置主体11内配置有地磁传感器22。CPU21基于地磁传感器22的传感器值，取得表示预先设定的基准方位与演奏装置主体11的轴向方位所成的角度的差分值。并且，CPU21基于所得到的差分值，决定应发音的乐音的音高。因此，能够根据挥动演奏装置主体11时轴向的朝向，使乐音的音高变化。
而且，在本实施方式中，CPU21将乐音的音高决定为，随着差分值的增大而音高均匀地增大或减小。键盘乐器或架子鼓的鼓，随着向某个一定方向前进而音高均匀地变化。因此，演奏者能够直觉地产生所希望的音高的乐音。
而且，在本实施方式中，CPU21基于地磁传感器22的传感器值，取得磁北方向与演奏装置主体11轴向所成的角即偏置值θ。并且，CPU21预先求出磁北方向与设定时的演奏装置主体11轴向所成的角即基准偏置值θp，作为表示基准方位的值。而且，CPU21计算出偏置值θ与基准偏置值θp的差，作为差分值。由此，演奏者能够在所希望的朝向产生所希望音高的乐音。
而且，在本实施方式中，CPU21检测加速度传感器22的传感器值的最大值，并计算出与最大值相对应的音量电平。而且，CPU21生成表示所计算出的音量电平的键按下事件。因此，能够产生与演奏者挥动演奏装置主体11的剧烈程度相对应的音量的乐音。
例如，在本实施方式中，CPU21根据最大值Amax，基于Vel＝a·Amax(其中，在a·Amax≥音量电平最大值Vmax时Vel＝Vmax，a为正的常数)，计算出音量电平Vel。由此，能够产生基于挥动剧烈程度的正确音量的乐音。
下面，对本发明第2实施方式进行说明。在第2实施方式中，根据与基准偏置值θp和演奏装置主体11轴向所成的角相当的差分值(θ-θp)，控制应发音的乐音的音高。在第2实施方式中，根据所述差分值(θ-θp)控制应发音的乐音的音色。在演奏装置主体11中执行的处理，除了以下的键按下事件生成处理之外，与第1实施方式相同。
图11为表示第2实施方式的键按下事件生成处理例的流程图。在图11中，步骤1101与图6的步骤601相同。在步骤1101之后，CPU21求出RAM26存储的偏置值θ与基准偏置值θp的差分值θd＝(θ-θp)，根据所求出的差分值决定应发音的乐音的音色(步骤1102)。在第2实施方式中，也与第1实施方式同样，RAM26存储将差分值θd范围与音色赋予了对应的表格。图12a为表示将差分值θd范围与打击乐器的音色赋予了对应的表格的例子的图，并且，图12b为示意地表示挥动演奏装置主体11的方向与音色的关系的图。
如图12a、图12b所示，从演奏者观察，从右侧朝向左侧(逆时针方向)，能够生成落地鼓、低音鼓、高音鼓、铙钹的音色的乐音。这与实际的架子鼓中的打击乐器的配置基本相对应。
之后，CPU21生成包含表示音量电平(速率)、规定的音高以及音色的信息的键按下事件(步骤1103)。在步骤1103中，音高信息为一定值即可。步骤1104以及步骤1105与图6的步骤604以及605分别相同。
在第2实施方式的乐器部19的开关处理(图7的步骤702)中，能够编辑将差分值θd范围与音色赋予了对应的表格的值。值被变更了的表格存储到RAM15，并在之后的参数通信处理(图7的步骤705、图3的步骤308)中，从乐器部19发送到演奏装置主体11，存储到演奏装置主体11的RAM26。
根据第2实施方式，CPU21根据地磁传感器22的传感器值，取得表示预先设定的基准方位与演奏装置主体11的轴向方位所成的角度的差分值。并且，CPU21基于所得到的差分值决定应发音的乐音的音色。因此，能够根据挥动演奏装置主体11时的轴向的朝向，使乐音的音色变化。
下面，对本发明第3实施方式进行说明。在第3实施方式中，根据加速度传感器值的最大值属于哪个范围来决定音量电平(速率)。在第1实施方式中，在步骤601中，例如根据音量电平Vel＝a·Amax(≤Vmax)来决定音量电平(速率)。在第3实施方式中，在步骤601中如下地决定音量电平。
在RAM26中存储有将加速度传感器值Amax的最大值范围与音量电平(速率)赋予了对应的表格。图13是说明最大值范围与音量电平(速率)的对应的图表。在本实施方式中，至少是如果加速度传感器值不超过α则不发出乐音。因此，如图13所示，对于由加速度传感器值的阈值α、边界值A1～A3(α＜A1＜A2＜A3)划分的范围，以下那样的音量电平Vel被赋予对应。
α＜Amax≤A1：Vel＝V1
A1＜Amax≤A2：Vel＝V2
A2＜Amax≤A3：Vel＝V3
A3＜Amax：Vel＝Vmax
(其中，V1＜V2＜V3＜Vmax)
例如，在挥动演奏装置主体11并示出曲线1301所示那样的加速度传感器值的情况下，CPU21通过参照RAM26的表格而取得音量电平V1。并且，在示出曲线1302所示那样的加速度传感器值的情况下，CPU21参照表格而取得音量电平V3。
根据第3实施方式，CPU21根据最大值Amax属于所述表格的哪个范围来取得音量电平。因此，不需要乗法运算就能够得到适当的音量电平。
本发明不限于以上的第1至第3实施方式，在专利请求范围所记载的发明的范围内能够进行各种变更，这些变更也包含在本发明的范围内。
在所述第1至第3实施方式中，演奏装置主体11的CPU21对演奏者挥动演奏装置主体11的加速度传感器值进行检测，基于加速度传感器值检测发音定时。而且，演奏装置主体11的CPU21计算出基于磁传感器的传感器值的偏置值，并根据偏置值来决定应发音的乐音的音高(第1实施方式)或音色(第2实施方式)。之后，演奏装置主体11的CPU21在所述发音定时生成包含音高以及音色的键按下事件，经由I/F27以及红外线通信装置24发送到乐器部19。另一方面，在乐器部19中，当接收到键按下事件时，CPU12将接收的键按下事件输出到声源部31而使其产生乐音。在乐器部19是安装有MIDI键盘等的个人计算机或游戏机等而不是乐音生成的专用机时，上述结构是优选的。
但是，演奏装置主体11中的处理以及乐器部19中的处理的分担，不限于上述实施方式。
例如，也可以构成为，在演奏装置主体11中取得基准偏置值、偏置值、加速度传感器值，并向乐器部19发送。在该情况下，发音定时检测处理(图5)以及键按下事件生成处理(图6)在乐器部19中执行。在乐器部19是作为乐音生成的专用机的电子乐器时，上述结构是优选的。
下面，对本发明第4实施方式进行说明。在第4实施方式中，检测演奏者挥动演奏装置主体11而产生的加速度传感器值，基于加速度传感器值检测发音定时，根据从加速度传感器值达到第1阈值α的时刻起到之后达到第2阈值β的时刻的时间间隔信息T，决定应发音的乐音的音量电平。
图14为表示本发明第4实施方式的电子乐器的结构的框图。如图14所示，本实施方式的电子乐器10具有沿长度方向延伸、用于供演奏者手持并挥动的棒状的演奏装置主体110。如后所述，演奏装置主体110在供演奏者保持的根部侧的相反侧即前端侧附近具有加速度传感器23。
图15为表示本实施方式的演奏装置主体的结构的框图。如图15所示，演奏装置主体110在供演奏者保持的根部侧的相反侧即前端侧具有加速度传感器23。加速度传感器23例如是静电电容式或压电电阻元件式传感器，能够输出表示产生的加速度的数据值。本实施方式的加速度传感器23，例如输出演奏装置主体110的轴向(参照图2的符号200)的加速度传感器值。
演奏装置主体110与第1至第3实施方式同样，具有CPU21、红外线通信装置24、ROM25、RAM26、接口(I/F)27以及输入部28。CPU21执行演奏装置主体11中的加速度传感器值的取得、与加速度传感器值相对应的乐音的发音定时的检测、键按下事件的生成、经由I/F27以及红外线通信装置发送键按下事件的控制等处理。
在ROM25中存储有演奏装置主体110中的加速度传感器值的取得、与加速度传感器值相对应的乐音的发音定时的检测、键按下事件的生成、经由I/F27以及红外线通信装置24发送键按下事件的控制等的处理程序。在RAM26中存储传感器值等、在处理中取得或生成的值。I/F27根据来自CPU21的指示向红外线通信装置24输出数据。并且，输入部28具有开关(未图示)。
图16a为表示在本实施方式的演奏装置主体中执行的处理例的流程图。如图16a所示，演奏装置主体110的CPU21执行包含RAM26的数据清除、计时器值t的重置等在内的初始处理(步骤1601)。CPU21取得加速度传感器23的传感器值(加速度传感器值)，存储到RAM26(步骤1602)。如上所述，在本实施方式中，采用演奏装置主体110的轴向的传感器值作为加速度传感器值。
接着，CPU21执行发音定时检测处理(步骤1603)。图17为表示本实施方式的发音定时检测处理例的流程图。如图17所示，CPU21读出RAM26所存储的加速度传感器值(步骤1701)。接着，CPU21判断加速度传感器值是否比规定的第1阈值α大(步骤1702)。在步骤1702中判断为是的情况下，CPU21使计时器中断有效(步骤403)，并且对RAM26中的加速度标志设置“1”(步骤1704)。图16b为表示计时器中断处理例的流程图。当计时器中断成为有效时，计时器中断处理起动，以规定的时间间隔使计时器值t增量(步骤1611)。
在步骤1704之后，CPU21对时间间隔信息T加上计时器值t，更新该时间间隔信息T(步骤1705)。时间间隔信息T存储到RAM26。之后，CPU21将计时器值t重置为“0”(步骤1706)。
在步骤1702中判断为否的情况下，CPU21判断RAM26中的加速度标志是否为“1”(步骤1707)。在步骤1707中判断为是的情况下，CPU21判断加速度传感器值是否小于规定的第2阈值β(步骤1708)。在步骤1708中判断为否的情况下，前进到步骤1705，对时间间隔信息T加上计时器值t。在步骤1708中判断为是的情况下，CPU21执行键按下事件生成处理(步骤1709)。
图18为表示本实施方式的键按下事件生成处理例的流程图。通过图18所示的键按下事件生成处理，向乐器部19发送键按下事件，之后在乐器部19中执行发音处理(参照图7)，由此生成乐音数据并从扬声器35发出乐音。
另外，在说明键按下事件生成处理之前，对本实施方式的电子乐器10中的发音定时进行说明。图19为示意地表示由演奏装置主体110的加速度传感器23检测的加速度传感器值的例子的图表。演奏者把持演奏装置主体110的一端(根部侧)并挥动，使演奏装置主体110产生以手腕、肘、肩等为支点的旋转运动。伴随该旋转运动，特别是通过离心力在演奏装置主体110的轴向上产生加速度。
当演奏者挥动演奏装置主体110时，加速度传感器值逐渐变大(参照图19的曲线1900中的符号1901)。在演奏者挥动棒状的演奏装置主体110时，一般与打鼓的动作同样地进行动作。因此，演奏者在马上要将棒打到假想地设定的鼓面之前，逐渐停止棒(即棒状的演奏装置主体110)的动作。因此，从某一时刻起加速度传感器值逐渐减小(参照符号1902)。演奏者设想在将棒打到假想的鼓面上的瞬间产生乐音。因此，优选能够在演奏者设想的定时产生乐音
在本发明中，为了在演奏者将棒打到假想的鼓面上的瞬间或其稍前产生乐音，采用以下所述的逻辑。发音定时设为，加速度传感器值减小并变得比稍大于“0”的第2阈值β小时。但是，由于演奏者未预期的动作，加速度传感器值也可能振动，并达到上述第2阈值β前后。因此，为了排除未预期的振动，而以加速度传感器值一度上升并超过规定的第1阈值α(α与β相比为足够大)的情况为条件。即，将加速度传感器值一度变得大于第1阈值α(参照时刻tα)、之后加速度传感器值减小并变得小于第2阈值β时(参照时刻tβ)的时刻tβ设为发音定时。当判断为上述那样的发音定时到来了时，在演奏装置主体110中产生键按下事件，并向乐器部10发送。并且，对其进行响应，在乐器部19中执行发音处理而产生乐音。
而且，在本实施方式中，对加速度传感器值变得大于第1阈值α的时刻tα与之后加速度传感器值变为小于第2阈值β的时刻tβ之间的时间间隔信息T进行计测，并基于该时间间隔信息T计测应发音的乐音的音量电平。在图17的步骤1705中，每当在加速度传感器值变得大于阈值α之后执行发音定时检测处理时，就对时间间隔信息T加上计时器值t。因此，在步骤1708中成为是时，作为时间间隔信息T而得到图19中的时刻tα与时刻tβ之间的时间间隔。
如图18所示，在键按下事件生成处理中，CPU21参照RAM26中存储的时间间隔信息T，决定基于该时间间隔信息T的乐音的音量电平(速率)(步骤1801)。
当设音量电平最大值为Vmax时，音量电平Vel例如能够如下地求出。
Vel＝a·T(其中，如果a·T＞Vmax则Vel＝Vmax，并且a为规定的正系数)
接着，CPU21生成含有所得到的音量电平的键按下事件(步骤1802)。在键按下事件中可以含有音色以及音高信息。CPU21将所生成的键按下事件向I/F27输出(步骤1803)。I/F27使红外线通信装置24将键按下事件作为红外线信号发送。来自红外线通信装置24的红外线信号由乐器部19的红外线通信装置33接收。之后，CPU21将RAM26中的加速度标志重置为“0”(步骤1804)。并且，CPU21将计时器值t重置为“0”(步骤1805)，并使计时器中断无效(步骤1806)。
当键按下事件处理(步骤1709)结束时，CPU21将时间间隔信息T重置为“0”(步骤1710)。在步骤1707中判断为否的情况下，也同样地执行步骤1710。
图20为表示挥动演奏装置主体110时的加速度传感器值的变化的例子的图表。在图20中，加速度传感器值由曲线2000表示时(第1例)的时间间隔信息为T0，加速度传感器值由曲线2001表示时(第2例)的时间间隔信息为T1。如图20所示，由于T0＜T1，因此第2例的音量电平比第1例的音量电平大。
当发音定时检测处理(步骤1603)结束时，CPU21执行参数通信处理(步骤1604)。
根据本实施方式，在沿长度方向延伸、用于供演奏者用手保持的演奏装置主体110中，配置有加速度传感器23。演奏装置主体110的CPU21对发出规定乐音的声源部31赋予发音指示(键按下事件)。CPU21将加速度传感器23的加速度传感器值超过规定的第1阈值α、之后变得比第2阈值β小的定时，设为发音定时，并生成键按下事件，对乐器部19赋予发音指示，该第2阈值β小于所述第1阈值。因此，能够在演奏者将棒打到假想的鼓面上的瞬间产生乐音。
而且，在本实施方式中，基于从加速度传感器值达到规定的第1电平的时刻起、到达到与发音定时相当的电平(小于第1阈值的第2阈值β)的时刻为止的时间间隔，决定应发音的乐音的音量电平。因此，能够产生与演奏者的挥动方式相对应的音量的乐音。
特别是，在本实施方式中，达到规定的第1电平的时刻，为达到发音定时检测的最初的触发即第1阈值的时刻。因此，能够使用在发音定时检测处理中检测出加速度传感器值的时刻，而取得时间间隔信息T。
例如，在本实施方式中，CPU21根据时间间隔信息T，基于Vel＝a·T(其中，在a·T≥音量电平最大值Vmax时Vel＝Vmax，a为正的常数)，计算出音量电平Vel。由此，能够产生与演奏者的挥动方式相对应的正确音量的乐音。
本发明不限以上的实施方式，在专利请求范围记载的发明范围内，能够进行各种变更，这些变更也包含在本发明的范围内。
例如，在上述实施方式中，将从加速度传感器值达到第1阈值α的时刻到之后达到第2阈值β的时刻的时间间隔信息T与系数a相乘，而计算出音量电平。但并不限此，也可以构成为，根据所述时间间隔信息T属于哪个范围来决定音量电平(速率)。
在其他实施方式的演奏装置主体110中，在步骤1801中如下地决定音量电平。在RAM26中存储将时间间隔信息T的范围与音量电平(速率)赋予了对应的表格。在表格中存储如下的信息。
0＜T≤Tm1：Vel＝V1
Tm1＜T≤Tm2：Vel＝V2
Tm2＜T≤Tm3：Vel＝V3
Tm3＜T：Vel＝Vmax
(其中，V1＜V2＜V3＜Vmax)
并且，Tm3例如为0.7秒。
根据该实施方式，CPU21基于时间间隔信息T属于表格的哪个范围来取得音量电平。因此，不需要进行乘法就能够得到适当的音量电平。
在上述实施方式中，演奏装置主体110的CPU21，检测演奏者挥动演奏装置主体110而产生的加速度传感器值，并根据加速度传感器值检测发音定时。并且，演奏装置主体110的CPU21，根据从加速度传感器值达到第1阈值α的时刻到之后到达第2阈值β的时刻的时间间隔信息T，来决定应发音的乐音的音量电平。而且，演奏装置主体110的CPU21，在所述发音定时生成含有音量电平的键按下事件，并经由I/F27以及红外线通信装置24向乐器部19发送。
而且，在本实施方式中，演奏装置主体110与乐器部19之间，使用红外线通信装置24、33通过红外线信号来进行数据通信，但并不限此。例如，演奏装置主体110与乐器部19也可以构成为，通过其他的无线通信来进行数据通信，也可以通过线缆而有线地进行数据通信。

Claims (13)

1.一种演奏装置，与发出规定乐音的乐音产生单元一起使用，其特征在于，具有：
保持部件，沿长度方向延伸，用于供演奏者用手保持；
加速度传感器，配置在所述保持部件内；
控制单元，对所述乐音产生单元赋予发音指示；
磁传感器，配置在所述保持部件内；以及
差分值计算单元，根据所述磁传感器的传感器值，取得表示预先设定的基准方位与所述保持部件的轴向方位所成的角度的差分值，
所述控制单元具有发音定时检测单元，所述发音定时检测单元将所述加速度传感器值超过规定的第1阈值、之后变得比第2阈值小的定时作为发音定时，对所述乐音产生单元赋予发音指示，该第2阈值小于所述第1阈值，
所述控制单元具有音高决定单元，该音高决定单元根据由所述差分值计算单元得到的差分值，决定应进行所述发音的乐音的音高。
2.根据权利要求1所述的演奏装置，其特征在于，
所述差分值计算单元构成为，根据磁传感器的传感器值，取得磁北方向与所述保持部件的轴向所成的角即偏置值(θ)，
求出所述磁北方向与设定时的所述保持部件的轴向所成的角即基准偏置值(θp)，作为表示所述基准方位的值，
计算出偏置值(θ)与基准偏置值(θp)的差，作为所述差分值。
3.根据权利要求1所述的演奏装置，其特征在于，
所述音高决定单元将所述乐音的音高决定为，随着所述差分值的增大而音高均匀地增大或减小。
4.根据权利要求1所述的演奏装置，其特征在于，
所述控制单元具有音色决定单元，该音色决定单元根据由所述差分值计算单元得到的差分值，决定应进行所述发音的乐音的音色。
5.根据权利要求4所述的演奏装置，其特征在于，
所述差分值计算单元构成为，根据磁传感器的传感器值，取得磁北方向与所述保持部件的轴向所成的角即偏置值(θ)，
求出所述磁北方向与设定时的所述保持部件的轴向所成的角即基准偏置值(θp)，作为表示所述基准方位的值，
计算出偏置值(θ)与基准偏置值(θp)的差，作为所述差分值。
6.根据权利要求1所述的演奏装置，其特征在于，
所述控制单元具有音量电平计算单元，该音量电平计算单元检测所述加速度传感器值的最大值，并计算出与该最大值相对应的音量电平，
所述发音定时检测单元以由所述音量电平计算单元计算出的音量电平，在所述发音定时对所述乐音产生单元赋予发音指示。
7.根据权利要求6所述的演奏装置，其特征在于，
所述音量电平计算单元根据所述最大值Amax，基于Vel=a·Amax计算出音量电平(Vel)，
其中，在a·Amax≥音量电平最大值Vmax时Vel=Vmax，a为正的常数。
8.根据权利要求6所述的演奏装置，其特征在于，
具有将所述加速度传感器值的范围与音量电平赋予了对应的表格，
所述音量电平计算单元基于所述最大值(Amax)属于所述图表的哪个范围来取得音量电平。
9.根据权利要求1所述的演奏装置，其特征在于，
所述控制单元还具有音量电平计算单元，该音量电平计算单元取得从所述加速度传感器值达到规定的第1电平到成为作为所述发音定时的第2阈值为止的时间间隔信息，并计算出与所述时间间隔信息相对应的音量电平，
所述发音定时检测单元，以由所述音量电平计算单元计算出的音量电平，在所述发音定时对所述乐音产生单元赋予发音指示。
10.根据权利要求9所述的演奏装置，其特征在于，
所述音量电平计算单元，取得从达到所述第1阈值到成为所述第2阈值为止的时间间隔信息，作为第1电平。
11.根据权利要求9所述的演奏装置，其特征在于，
所述音量电平计算单元，根据所述时间间隔信息T，基于Vel=a·T计算出音量电平(Vel)，
其中，在a·T≥音量电平最大值Vmax时Vel=Vmax，a为正的常数。
12.根据权利要求9所述的演奏装置，其特征在于，
具有将所述时间间隔信息(T)的范围与音量电平赋予了对应的表格，
所述音量电平计算单元基于所述时间间隔信息(T)属于所述表格的哪个范围而取得音量电平。
13.一种电子乐器，其特征在于，
具有乐器部以及演奏装置，
所述乐器部具有产生规定乐音的乐音产生单元，
所述演奏装置具有：
保持部件，沿长度方向延伸，用于供演奏者用手保持；
加速度传感器，配置在所述保持部件内；
控制单元，对所述乐音产生单元赋予发音指示；
磁传感器，配置在所述保持部件内；以及
差分值计算单元，根据所述磁传感器的传感器值，取得表示预先设定的基准方位与所述保持部件的轴向方位所成的角度的差分值，
所述控制单元具有发音定时检测单元，所述发音定时检测单元将所述加速度传感器值超过规定的第1阈值、之后变得比第2阈值小的定时作为发音定时，对所述乐音产生单元赋予发音指示，该第2阈值小于所述第1阈值，
所述控制单元具有音高决定单元，该音高决定单元根据由所述差分值计算单元得到的差分值，决定应进行所述发音的乐音的音高，
而且，所述演奏装置和所述乐器部分别具有通信单元。
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