JP2009279273A - 発音制御装置、発音システム、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】サイコロを振らねばならない場所が限定されず、盲目者も容易に楽しむことができるような双六遊びを実現する。
【解決手段】加速度取得部３５は、加速度センサ２１が検出した加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚとそれらの加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚから得た加速度絶対値ａｓをリングバッファ３６に書き込む。ＣＰＵ４０は、サイコロ１０が落下して盤に衝突したことを示す特徴を検出したとき、サイコロ１０が振られたことを示す発音態様の音を発音させる。さらに、その後続の波形から、サイコロ１０が盤の上で転がり始めたことを示す特徴を検出すると、以後のある時刻においてリングバッファ３６に書き込まれた加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを基に上を向いている面を検出し、その面を示す発音態様の音を発音させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、多軸のセンサの出力信号を用いた発音制御を行う技術に関する。

双六遊びを行うための必須の遊具の一つにサイコロがある。双六遊びを行う者は、サイコロを振る順番が回ってくるたびにサイコロを振り、サイコロを振って出た出目の数だけ双六盤上の自らの駒の升目を進めて行き、上がりの升目に到達した順番を競う。双六遊びを支援するシステムの中には、振られたサイコロの出目を検出し、検出した出目を提示するものがある。
たとえば、特許文献１には、コイル間の電磁結合の強度を基にサイコロの出目を検出する技術が開示されている。この文献に開示された読み取りシステムは、送信コイルを有する認識番号送信タグを６つの面の各々に設けたサイコロと、受信コイルを敷き詰めたサイコロ転がり平面と、サイコロの出目を判定する判定手段とを有する。このシステムにおいて、各認識番号送信タグの送信コイルからは、各面の番号を変換した電磁波信号が送信される。そして、振られたサイコロがサイコロ転がり平面上である面を下にして止まると、その止まった面の認識番号送信タグの送信コイルとサイコロ転がり平面における受信コイルとの間の結合強度が強まる。判定手段は、ある認識番号送信タグの送信タグと受信コイルとの間の結合強度が強まると、その送信タグから送信されている電磁波信号を基に下を向いている面を割り出し、その反対側の面に記された番号を出力する。
特開平０５−１７７０５６号公報

ところで、双六遊びを行う者の中には、出目を読むことができない盲目者もいる。特許文献１に開示された技術を用いてサイコロの出目を検出し、検出した出目を音として出力するようすれば、盲目者が振ったサイコロの出目をその盲目者に知らせることは可能である。しかしながら、特許文献１に開示された技術の場合、受信コイルを敷き詰めた平面の場所を把握し、その平面の上で止まるようにサイコロを振らねばならい。よって、この技術によっては、盲目者が双六遊びを十分に楽しめる環境を提供できないという問題があった。
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、サイコロを振らねばならない場所が限定されず、盲目者であっても容易に楽しむことができるような双六遊びを実現することを目的とする。

本発明は、多面体に働く力を複数の方向に分解した複数の物理量成分を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した物理量成分を基に、前記多面体が転がり始めたことを検出し、前記多面体が転がり始めたことを検出した後のある時刻において前記取得手段が取得した物理量成分を基に、前記多面体の姿勢を求め、当該多面体の姿勢に応じた発音態様の音を発音させる発音制御手段とを具備する発音制御装置を提供する。
本発明によると、多面体に働く力を示す物理量の波形から、その多面体が転がり始めたことを示す特徴を検出した場合に、その検出後の物理量成分を基に多面体の姿勢を求め、その姿勢に応じた発音態様の音を発音させる。よって、多面体をなすサイコロが利用者によって振られたこととその振られたサイコロの出目を精度よく検出し、その出目を示す発音態様の音を発音させることができる。また、サイコロを振る場所をコントロールすることが難しい盲目者であっても、サイコロを利用した双六遊びを楽しむことができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施形態を説明する。
図１は、この発明の一実施形態である発音制御装置３０を含む発音システムの構成を示すブロック図である。この発音システムは、複数の利用者による双六遊びを支援するものである。双六遊びは、升目を記した盤（不図示）の上に各利用者の駒を並べ、利用者がサイコロ１０を振って出た出目の数だけ駒を進めていき、上がりの升目への到達の順位を競うものである。利用者は、サイコロ１０を振る順番が回ってくるたび、サイコロ振り動作を行う。サイコロ振り動作は、サイコロ１０を掌の上に載せて持ち上げ、そのサイコロ１０を盤に向かって投げる動作である。

サイコロ１０は、ウレタン発泡樹脂を正六面体に成形したものであり、「１」の数字が記された第１の面と、「２」の数字が記された第２の面と、「３」の数字が記された第３の面と、「４」の数字が記された第４の面と、「５」の数字が記された第５の面と、「６」の数字が記された第６の面とを有する。図１に示すように、第１の面の反対側には第６の面があり、第２の面の反対側には第５の面があり、第３の面の反対側には第４の面がある。

このサイコロ１０の内部における重心の位置には振り検出チップ２０が埋め込まれている。振り検出チップ２０は、加速度センサ２１と無線通信部２２とを有する。
加速度センサ２１は、当該加速度センサ２１に加わる加速度ベクトルを互いに直交する３つの検出軸ｘ，ｙ，ｚの加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚに分解して検出し、これらの加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを示す各アナログ信号を各々出力する。図１に示すように、この加速度センサ２１の検出軸ｘの正の向きは、サイコロ１０の第１の面から第６の面に向かう向きと同じである。また、加速度センサ２１の検出軸ｙの正の向きは、サイコロ１０の第２の面から第５の面に向かう向きと同じであり、加速度センサ２１の検出軸ｚの正の向きは、サイコロ１０の第３の面から第４の面に向かう向きと同じである。

ここで、利用者がサイコロ振り動作を行うと、その動作によって投げられたサイコロ１０は、回転しながら落下し、盤に衝突してから盤の上をしばらく転がり、第１〜第６のいずれかの面を上に向けて止まる。この止まった時に、加速度センサ２１には、重力加速度、すなわち、鉛直方向の１Ｇの加速度だけが加わる。よって、加速度センサ２１は、サイコロ１０が第１の面を上に向けた姿勢で止まった場合、１Ｇ相当の正の加速度成分ａ_ｘと０Ｇ相当の加速度成分ａ_ｙ，ａ_ｚとを出力し、第６の面を上に向けた姿勢で止まった場合、１Ｇ相当の負の加速度成分ａ_ｘと０Ｇ相当の加速度成分ａ_ｙ，ａ_ｚとを出力する。また、第２の面を上に向けた姿勢で止まった場合、１Ｇ相当の正の加速度成分ａ_ｙと０Ｇ相当の加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｚとを出力し、第５の面を上に向けた姿勢で止まった場合、１Ｇ相当の負の加速度成分ａ_ｙと０Ｇ相当の加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｚとを出力する。さらに、第３の面を上に向けた姿勢で止まった場合、１Ｇ相当の正の加速度成分ａ_ｚと０Ｇ相当の加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙとを出力し、第４の面を上に向けた姿勢で止まった場合、１Ｇ相当の負の加速度成分ａ_ｚと０Ｇ相当の加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙとを出力する。

無線通信部２２は、一定時間長（例えば５ｍｓ）のサンプリング周期毎に、加速度センサ２１から出力される３種類のアナログ信号をサンプリングしてデジタル化することにより、加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを示すデータを生成し、このデータを含むパケットを、無線区間を介して発音制御装置３０に送信する。

発音制御装置３０は、操作表示部３１、無線通信部３２、制御部３３、およびインターフェース３４を有する。
操作表示部３１は、ユーザから各種の指示を受け取るとともに、ユーザに各種の情報を提供する。
無線通信部３２は、一定時間長（例えば５ｍｓ）のサンプリング周期ごとに、サイコロ１０の無線通信部２２から送信されたパケットを受信し、そのパケットから加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを示すデータを取り出し、取り出したデータを制御部３３に引き渡す。

制御部３３は、加速度取得部３５、リングバッファ３６、および発音制御部３７を有する。
加速度取得部３５は、無線通信部３２から加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを示すデータが引き渡されるたびにリングバッファ３６の書き込み先アドレスを歩進させ、加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚ、およびその加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを次式に入力して求まる加速度絶対値ａｓのセットを書き込み先アドレスへ書き込んでいく。
ａｓ＝（ａ_ｘ ^２＋ａ_ｙ ^２＋ａ_ｚ ^２）^１/２ …（１）

発音制御部３７は、ＲＡＭ３８、ＲＯＭ３９、ＣＰＵ４０を有する。
ＲＯＭ３９は、制御プログラム４１を記憶した読み出し専用メモリである。ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ３８をワークエリアとして利用しつつ、ＲＯＭ３９に記憶された制御プログラム４１を実行する。制御プログラム４１は、サイコロ振り動作によって投げられたサイコロ１０が止まったときに上を向いている面を示す発音態様の音を発音させる処理を、ＣＰＵ４０に実行させるプログラムである。

この制御プログラム４１は、発音制御機能を有する。発音制御機能は、リングバッファ３６に書き込まれた加速度絶対値ａｓの波形から、サイコロ振り動作によって投げられたサイコロ１０が落下して盤に衝突したことおよびそのサイコロ１０が盤の上で転がり始めたことを示す２つの特徴を検出し、それらの特徴を検出した後のある時刻においてリングバッファ３６に書き込まれた加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを基に盤の上で止まったサイコロ１０の姿勢を求め、その姿勢に応じた発音態様の音を発音させる機能である。

次に、本実施形態の動作を説明する。
図２は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。図２に示す一連の処理は、発音制御機能の働きによってＣＰＵ４０が実行する処理である。
図２において、ＣＰＵ４０は、第１の特徴検出処理を実行する（Ｓ１００）。第１の特徴検出処理は、加速度絶対値ａｓの波形から、サイコロ振り動作によって投げられたサイコロ１０が落下して盤に衝突したことを示す特徴を検出する処理である。

図３は、サイコロ１０が投げられてから盤の上で止まるまでの加速度絶対値ａｓの波形を示す図である。上述したように、サイコロ振り動作によって投げられたサイコロ１０は、回転しながら落下し、盤に衝突してから盤の上をしばらく転がり、第１〜第６のいずれかの面を上に向けて止まる。図３における時刻ｔ１は、サイコロ１０が投げられた時刻を示し、時刻ｔ２は、サイコロ１０が盤に衝突した時刻を示し、時刻ｔ３は、サイコロ１０が盤の上を転がり始めた時刻を示し、時刻ｔ４は、サイコロ１０が盤の上で停止した時刻を示す。

図３の波形において、サイコロ１０が投げられる前、つまり、時刻ｔ１の前の加速度絶対値ａｓはほぼ１Ｇである。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの加速度絶対値ａｓはほぼ０になる。この間は、サイコロ１０とその内部の加速度センサ２１とがともに自由落下しており、両者の間に何らの力（加速度）は作用しないためである。さらに、この波形における時刻ｔ２の後には最も大きな加速度絶対値ａｓの大きさをもったローカルピークが出現し、そのローカルピークの直ぐ後には２番目に大きなローカルピークが出現している。これは、落下したサイコロ１０が盤に衝突した時に強い衝撃力が働くためである。

そこで、ステップＳ１００における第１の特徴検出処理では、ＣＰＵ４０は、加速度取得部３５によってリングバッファ３６へ加速度絶対値ａｓが書き込まれるたび、その加速度絶対値ａｓと１つ前に書き込まれたものとの大小関係を比較し、加速度絶対値ａｓが上昇から下降に転じた時刻を加速度絶対値ａｓの波形のローカルピークとする。そして、閾値ＴＨ_ASを超える加速度絶対値ａｓの大きさをもった２つのローカルピークが連続して現れたとき、該当の特徴が現れたものとみなす。ここで、閾値ＴＨ_ASは、様々な者にサイコロ振り動作を行わせ、サイコロ１０が盤に衝突した時にサイコロ１０に加わった加速度を実測した結果を基に割り出されたものである。この閾値ＴＨ_ASの設定は、サイコロ１０の形状、材質、盤の材質などを加味して行うとよい。

図２において、ＣＰＵ４０は、第１の特徴検出処理によって該当の特徴を検出した場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、サイコロ１０が振られたことを示す発音態様の音の発音を開始させる（Ｓ１２０）。より詳細には、たとえば、「何がでるかな。」といったような、サイコロ１０が振られたことを示す音声の音信号を生成し、インターフェース３４を介してその音信号をサウンドシステム５０へ送り、サウンドシステム５０からその音声を発音させる。

ＣＰＵ４０は、サイコロ１０が振られたことを示す発音態様の音の発音を開始させた後、第２の特徴検出処理を実行する（Ｓ１３０）。第２の特徴検出処理は、サイコロ１０が盤に衝突した後の加速度絶対値ａｓの波形から、そのサイコロ１０が盤の上で転がり始めたことを示す特徴を検出する処理である。

ここで、再び前掲の図３の波形を参照すると、サイコロ１０が転がり始めた時刻である時刻ｔ３の後にはほぼ同じ加速度絶対値ａｓの大きさをもった複数のローカルピークが連続して出現し、サイコロ１０が止まった時刻である時刻ｔ４の後の加速度絶対値ａｓは、投げられる前と同じ大きさである１Ｇに戻る。これは、サイコロ１０が盤の上を転がり始めてから止まるまでの間は、盤に衝突した時のような強い衝撃力は働かないものの、回転するサイコロ１０の辺や頂点が盤に接触するたびに、より弱い衝撃力が働くからである。

そこで、ステップＳ１３０における第２の特徴検出処理では、ＣＰＵ４０は、第１の特徴検出処理における該当の特徴の検出後にリングバッファ３６へ書き込まれた加速度絶対値ａｓが上昇から下降に転じた時刻をローカルピークとする。そして、ほぼ同じ加速度絶対値ａｓの大きさをもった２つのローカルピークが連続して現れたとき、該当の特徴が現れたものとみなす。連続するローカルピークの加速度絶対値ａｓの大きさがほぼ同じであるかどうかの判定は、たとえば、リングバッファ３６にローカルピークの加速度絶対値ａｓが書き込まれるたびにその１つ前のローカルピークの加速度絶対値ａｓとの差を求め、求めた差と０よりも僅かに大きな閾値ＴＨ_DIFFとの大小関係を比較することによって行うとよい。

ＣＰＵ４０は、第２の特徴検出処理を開始してからある短い時間Ｔ₁が経過するまでの間に、第２特徴検出処理における該当の特徴を検出しなかった場合（Ｓ１４０：Ｎｏ）、処理を終了する。一方、時間Ｔ₁が経過するまでの間に該当の特徴を検出した場合（Ｓ１４０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０は、図３における時刻ｔ４以降のものとみなし得る加速度絶対値ａｓ、つまり、１Ｇ相当の大きさの加速度絶対値ａｓがリングバッファ３６に連続して書き込まれるのを待つ。

ＣＰＵ４０は、１Ｇ相当の大きさの加速度絶対値ａｓがリングバッファ３６に連続して書き込まれると（Ｓ１５０：Ｙｅｓ）、姿勢検出処理を実行する（Ｓ１６０）。姿勢検出処理は、盤の上で止まったサイコロ１０の上を向いている面を検出する処理である。この姿勢検出処理において、ＣＰＵ４０は、１Ｇ相当の大きさの加速度絶対値ａｓと同時刻にリングバッファ３６に書き込まれた加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを以下の式（１）、（２）、（３）に入力することによって、角度ａｎｇｌｅ_ｘ、角度ａｎｇｌｅ_ｙ、角度ａｎｇｌｅ_ｚを求め、８０（度）、９０（度）、−８０（度）、−９０（度）とそれらの角度ａｎｇｌｅ_ｘ，角度ａｎｇｌｅ_ｙ，角度ａｎｇｌｅ_ｚの各々との大小関係を比較する。
ａｎｇｌｅ_ｘ＝sin^−１（ａ_ｘ／（ａ_ｘ ^２＋ａ_ｙ ^２＋ａ_ｚ ^２）^１/２ ）、−π／２≦ａｎｇｌｅ_ｘ≦π／２…（１）
ａｎｇｌｅ_ｙ＝sin^−１（ａ_ｙ／（ａ_ｘ ^２＋ａ_ｙ ^２＋ａ_ｚ ^２）^１/２ ）、−π／２≦ａｎｇｌｅ_ｙ≦π／２…（２）
ａｎｇｌｅ_ｚ＝sin^−１（ａ_ｚ／（ａ_ｘ ^２＋ａ_ｙ ^２＋ａ_ｚ ^２）^１/２ ）、−π／２≦ａｎｇｌｅ_ｚ≦π／２…（３）

そして、８０（度）、９０（度）、−８０（度）、−９０（度）とそれらの角度ａｎｇｌｅ_ｘ，角度ａｎｇｌｅ_ｙ，角度ａｎｇｌｅ_ｚの各々との大小関係を基に、上を向いている面を求める。より具体的には、角度ａｎｇｌｅ_ｘが８０（度）より大きく９０（度）より小さい場合は第１の面が上を向いているものとし、角度ａｎｇｌｅ_ｙが８０（度）より大きく９０（度）より小さい場合は第２の面が上を向いているものとし、ａｎｇｌｅ_ｚが８０（度）より大きく９０（度）より小さい場合は第３の面が上を向いているものとし、角度ａｎｇｌｅ_ｘが−８０（度）より小さく−９０（度）より大きい場合は第６の面が上を向いているものとし、角度ａｎｇｌｅ_ｙが−８０（度）より小さく−９０（度）より大きい場合は第５の面が上を向いているものとし、角度ａｎｇｌｅ_ｚが−８０（度）より小さく−９０（度）より大きい場合は第４の面が上を向いているものとする。

ＣＰＵ４０は、姿勢検出処理によって上を向いている面を検出すると、その面に応じた発音態様の音声を発音させる（Ｓ１７０）。より具体的には、第１の面が上を向いている場合は、「いち」という出目の音声の音信号を生成し、第２の面が上を向いている場合は、「に」という出目の音声の音信号を生成し、第３の面が上を向いている場合は、「さん」という出目の音声の音信号を生成し、第４の面が上を向いている場合は、「よん」という出目の音声の音信号を生成し、第５の面が上を向いている場合は、「ご」という出目の音声の音信号を生成し、第６の面が上を向いている場合は、「ろく」という出目の音声の音信号を生成する。そして、生成した音信号をインターフェース３４を介してサウンドシステム５０へ送り、サウンドシステム５０からその音声を発音させる。

本実施形態にかかる発音制御装置３０は、リングバッファ３６に書き込まれた加速度絶対値ａｓの波形からサイコロ１０が盤に衝突したことを示す特徴を検出する第１の特徴検出処理と、その後の波形からサイコロ１０が盤の上で転がり始めたことを示す特徴を検出する第２の特徴検出処理とを行う。そして、第１の特徴検出処理における該当の特徴を検出すると、サイコロ１０が振られたことを示す音声を発音させ、その時から時間Ｔ₁が経過するまでの間に、第２の特徴検出処理における該当の特徴を検出した場合に、サイコロ１０の上を向いている面を求める処理である姿勢検出処理を実行し、この処理によって求めた面に応じた出目の音声を発音させる。よって、サイコロが利用者によって振られたこととその振られたサイコロの出目を精度よく検出し、その出目を示す発音態様の音を発音させることができる。また、サイコロを振る場所をコントロールすることが難しい盲目者であっても、健常者と同様に双六遊びを楽しむことができる。
また、本実施形態では、サイコロ１０が盤に衝突したことを示す特徴とそのサイコロ１０が盤の上で転がり始めたことを示す特徴が時間Ｔ₁の間に連続して検出されたことを条件として、姿勢検出処理が実行され、上を向いている面を示す発音態様の音が発音される。よって、ある特定の面を上に向けたままサイコロ１０を真下に落としたり、サイコロ１０を盤に置いたまま横の面を指で押して転がす、などといったような、本来のものでないサイコロ振り動作が行われた場合に出目の音声が発音されてしまう、という不都合を回避できる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば、以下の通りである。
（１）上記実施形態において、サイコロ１０の形状を、正四面体、正八面体、正十二面体、正二十面体などといった、正六面体以外の多面体の形状にしてもよい。この場合において、加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを変数とする各多面体ごとの関数を準備し、１Ｇ相当の大きさの加速度絶対値ａｓと同時刻にリングバッファ３６に書き込まれた加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚをその関数に入力することにより、どの面が上を向いているかを求めるようにするとよい。
（２）上記実施形態において、ＣＰＵ４０は、第１の特徴検出処理によって該当の特徴を検出した場合、サイコロが振られたことを示す音声の代わりに、そのことを示す楽音や効果音を発音させてもよい。
（３）上記実施形態において、ＣＰＵ４０は、姿勢検出処理によって上を向いている面を求めた後、求めた面に応じた出目を示す音声の代わりに、その面に記された数を示す楽音や効果音を発音させてもよい。
（４）上記実施形態では、ＣＰＵ１０は、加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを合成した加速度絶対値ａｓの波形から、サイコロ１０が盤に衝突したことを示す特徴やサイコロ１０が盤の上で転がり始めたことを示す特徴を検出した。しかし、加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを合成することなく、加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚ自体の波形から、サイコロ１０が盤に衝突したことを示す特徴やサイコロ１０が盤の上で転がり始めたことを示す特徴を検出してもよい。
（５）上記実施形態において、サイコロ１０の数を２つ以上にしてもよい。この場合において、発音制御装置３０は、それらのサイコロ１０に内蔵される加速度センサ２１の検出信号を基に上を向いている各々の面である出目を求め、各々の出目の合計を示す発音態様の音を発音させるようにするとよい。また、発音制御装置３０は、各サイコロ１０（多面体）ごとに固有の演奏パートの音をそれらのサイコロ１０の盤の上での回転状態に応じた発音態様で交互に発音させてもよい。この実施形態は、たとえば、以下のようにして実現できる。発音制御装置３０は、無線通信相手となるサイコロ１０を所定時間毎に巡回的に切り換えながら、各サイコロ１０の加速度センサ２１に加わった加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを示すデータを受信する。そして、あるサイコロ１０から加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚを示すデータを受信している間は、そのサイコロ１０に割り当てておいた演奏パートの楽音を発音させる。さらに、各サイコロ１０から受信した加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚのデータから得られる加速度絶対値ａｓの波形に現れるローカルピークの時間間隔から、それらのサイコロ１０の盤の上での回転の速度を求め、その速度に応じて各々の演奏パートの発音態様（再生速度、ピッチなど）を変えるようにするとよい。
（６）上記実施形態における第１の特徴検出処理において、ＣＰＵ４０は、加速度絶対値ａｓの波形に、閾値ＴＨ_ASを超える加速度絶対値ａｓの大きさをもった２つのローカルピークが現れたとき、サイコロ１０が盤に衝突したことを示す特徴が現れたとみなした。しかし、加速度絶対値ａｓの波形における別の特徴を、第１の特徴検出処理における該当の特徴として検出してもよい。図３に示すように、サイコロ振り動作によって投げられたサイコロ１０が落下している間の加速度絶対値ａｓはほぼ０になり、盤に衝突したときに大きなローカルピークが現れる。よって、加速度絶対値ａｓがほぼ０である時間がある時間Ｔ₂よりも長く続いてから閾値ＴＨ_ASを超える加速度絶対値ａｓの大きさをもった一または複数のローカルピークが現れたときに、該当の特徴が現れたとみなしてもよい。また、閾値ＴＨ_ASを超える加速度絶対値ａｓの大きさをもった２つのローカルピークがある短い時間Ｔ₃の間に連続して現れたときに、該当の特徴が現れたとみなしてもよい。この場合において、時間Ｔ₃は、サイコロ１０の形状、サイコロ１０および盤の材質（反発係数）を加味して最適化するとよい。
（７）上記実施形態における第２の特徴検出処理において、ＣＰＵ４０は、加速度絶対値ａｓの波形に、ほぼ同じ加速度絶対値ａｓの大きさをもった２つのローカルピークが連続して現れたとき、サイコロ１０が盤の上で転がり始めたことを示す特徴が現れたとみなした。しかし、加速度絶対値ａｓの波形における別の特徴を、第２の特徴検出処理における該当の特徴として検出してもよい。図３に示すように、サイコロ１０が転がっている間の加速度絶対値ａｓの波形のローカルピークの大きさは、サイコロ１０が盤に衝突した時のものよりも小さい。よって、たとえば、閾値ＴＨ_ASを超える加速度絶対値ａｓの大きさをもった２つのローカルピークが現れた後の波形に、それらよりも小さい複数のローカルピークが現れたときに、該当の特徴が現れたとみなしてもよい。
（８）上記実施形態において、第１の特徴検出処理を行わず、サイコロ１０が盤の上で転がり始めたことを示す特徴を加速度絶対値ａｓの波形から検出したことのみをトリガーとして、姿勢検出処理を行うようにしてもよい。
（９）上記実施形態は、本発明を、双六遊びに適用したものである。しかし、サイコロ１０の出目により勝敗や順位が決まる別の遊びに上記実施形態のサイコロ１０および発音制御装置３０を適用してもよい。
（１０）上記実施形態において、ジャイロセンサ（角速度センサ）、角度センサ、速度センサなどの運動体の運動を示す特徴量を検出するセンサを、加速度センサ２１の代わりにサイコロ１０内に埋め込み、そのセンサが検出した多面体に働く物理量を基にサイコロ１０の出目を求めるようにしてもよい。
（１１）上記実施形態において、加速度センサ２１は、当該加速度センサ２１に働く加速度ベクトルを互いに直交する３つの検出軸ｘ，ｙ，ｚの加速度成分ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚに分解して検出した。しかし、この加速度ベクトルを互いに異なる方向の２軸や４軸以上の加速度成分に分解して検出してもよい。
（１２）上記実施形態において、制御プログラム４１のものと同じ機能をコンピュータに実現させるプログラムを、ＷＷＷ（World Wide Web）上のサーバ装置から、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal
Data Assistance）、携帯電話端末などの各種端末にダウンロードさせてもよい。この場合、それらの端末に搭載された音源やスピーカ、加速度センサなどをダウンロードしたプログラムによって制御し、上記発音制御装置３０と同様の作用を実現することが可能である。また、そのようなプログラムを記憶媒体に記憶させた上で配布するようにしてもよい。

この発明の一実施形態である発音制御装置を含む発音システムの構成を示すブロック図である。 図１に示す発音制御装置の動作を示すフローチャートである。。 サイコロが投げられてから盤上で止まるまでの加速度絶対値の波形を示す図である。

符号の説明

１０…サイコロ、２０…振り検出チップ、２１…加速度センサ、２２，３２…無線通信部、３０…発音制御装置、３１…操作表示部、３３…制御部、３４…インターフェース、３５…加速度取得部、３６…リングバッファ、３７…発音制御部、３８…ＲＡＭ、３９…ＲＯＭ、４０…ＣＰＵ、４１…制御プログラム、５０…サウンドシステム。

Claims (7)

1. 多面体に働く力を複数の方向に分解した複数の物理量成分を取得する取得手段と、
   前記取得手段が取得した物理量成分を基に、前記多面体が転がり始めたことを検出し、当該多面体が転がり始めたことを検出した後のある時刻において前記取得手段が取得した物理量成分を基に、前記多面体の姿勢を求め、当該多面体の姿勢に応じた発音態様の音を発音させる発音制御手段と
   を具備することを特徴とする発音制御装置。
2. 前記取得手段は、
   前記多面体内のある位置に加わる加速度を複数の方向に分解した加速度成分を取得し、
   前記発音制御手段は、
   前記取得手段が取得した加速度成分を基に、前記多面体が転がり始めたことを検出し、当該多面体が転がり始めたことを検出した後のある時刻において前記取得手段が取得した加速度成分の各々をａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚとした場合に、下記式（１）、（２）、および（３）に従って、角度ａｎｇｌｅ_ｘ，ａｎｇｌｅ_ｙ，ａｎｇｌｅ_ｚを求め、求めた角度ａｎｇｌｅ_ｘ，ａｎｇｌｅ_ｙ，ａｎｇｌｅ_ｚの各々と所定値との大小関係に応じて前記多面体の姿勢を求める
   ことを特徴とする請求項１に記載の発音制御装置。
   ａｎｇｌｅ_ｘ＝sin^−１（ａ_ｘ／（ａ_ｘ ^２＋ａ_ｙ ^２＋ａ_ｚ ^２）^１/２ ）、−π／２≦ａｎｇｌｅ_ｘ≦π／２…（１）
   ａｎｇｌｅ_ｙ＝sin^−１（ａ_ｙ／（ａ_ｘ ^２＋ａ_ｙ ^２＋ａ_ｚ ^２）^１/２ ）、−π／２≦ａｎｇｌｅ_ｙ≦π／２…（２）
   ａｎｇｌｅ_ｚ＝sin^−１（ａ_ｚ／（ａ_ｘ ^２＋ａ_ｙ ^２＋ａ_ｚ ^２）^１/２ ）、−π／２≦ａｎｇｌｅ_ｚ≦π／２…（３）
3. 前記取得手段は、
   前記複数の方向の加速度成分を合成した加速度絶対値をさらに取得し、
   前記発音制御手段は、
   前記取得手段が取得した加速度絶対値の波形から前記多面体が盤に衝突したことを示す特徴を検出し、且つその後の波形から前記多面体が前記盤の上で転がり始めたことを示す特徴を検出したとき、当該盤の上で転がり始めたことを示す特徴を検出した後のある時刻において前記取得手段が取得した物理量成分を基に、前記盤の上の多面体の姿勢を求める
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の発音制御装置。
4. 前記発音制御手段は、
   前記取得手段が取得した加速度絶対値の波形における所定値以上の加速度絶対値の大きさをもった２つ以上の連続するピークを、前記多面体が盤に衝突したことを示す特徴として検出する
   ことを特徴とする請求項３に記載の発音制御装置。
5. 前記発音制御手段は、
   前記多面体が盤に衝突したことを示す特徴の検出後の加速度絶対値の波形におけるほぼ同じ加速度絶対値の大きさをもった２つ以上の連続するピークを、前記多面体が前記盤の上で転がり始めたことを示す特徴として検出する
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の発音制御装置。
6. 請求項２から５のいずれか１項の記載の発音制御装置と、
   前記多面体であるサイコロと、
   前記サイコロに内蔵され、当該サイコロ内のある位置に加わる加速度を複数の方向に分解して検出するセンサと、
   前記サイコロに内蔵され、前記センサが検出した複数の方向の加速度成分を送信する通信手段と、
   前記発音制御装置が求めた姿勢に応じた発音態様の音を示す音信号を前記発音制御装置から受け取り、その音信号が示す音を合成して出力する発音装置と
   を有する発音システム。
7. コンピュータに、
   多面体に働く力を複数の方向に分解した複数の物理量成分が取得されたときに、当該取得された物理量成分を基に、前記多面体が転がり始めたことを検出し、当該多面体が転がり始めたことを検出した後のある時刻において取得された物理量成分を基に、前記多面体の姿勢を求め、当該多面体の姿勢に応じた発音態様の音を発音させる発音制御手段
   を実現させるプログラム。
   

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