JP2012133076A - 演奏装置および電子楽器 - Google Patents

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Abstract

【課題】音色を含む楽音構成要素を、演奏者が所望のように変化させる。
【解決手段】演奏者が手で保持するための長手方向に延びる演奏装置本体１１に、地磁気センサ２２および加速度センサ２３が配置されている。ＣＰＵ２１は、地磁気センサ２２および加速度センサ２３により得られた演奏装置本体１１が、予め空間中に設定された発音可能領域に位置し、かつ、加速度センサ値が所定の変化をするときを発音タイミングとして、電子楽器本体に対して、発音可能領域に対応付けられた音色にて発音するように指示を与える。発音領域と発音すべき音色は、ＲＡＭ２６の領域・音色テーブルに格納されている。発音楽器本体は、発音指示の受信にしたがって、発音可能領域ごとに対応付けられた音色で楽音をさせる。
【選択図】図２

Description

本発明は、演奏者が手で保持して、振ることにより楽音を発生させる演奏装置および電子楽器に関する。
従来、スティック状の部材にセンサを設け、演奏者が部材を手で保持して振ることで、センサが、当該部材の動きを検出し、楽音を発音するように構成された電子楽器が提案されている。特に、この電子楽器では、スティック状の部材は、ドラムのスティックや太鼓の撥のような形状を備え、演奏者があたかもドラムや太鼓をたたくような動作に応じて、打楽器音が発声されるようになっている。
たとえば、特許文献１には、スティック状の部材に加速度センサを設け、加速度センサからの出力（加速度センサ値）が、所定の閾値に達した後、所定時間が経過すると、楽音を発音するように構成された演奏装置が提案されている。
特許第２６６３５０３号公報 特願２００７−２５６７３６号公報
特許文献１に開示された演奏装置では、スティック状の部材の加速度センサ値に基づいて楽音の発音が制御されるだけであり、演奏者の所望のような楽音の変化を実現するのが容易ではないという問題点があった。
また、特許文献２には、複数の音色を発音可能として、地磁気センサを用いて、スティック状の部材が向けられる方向にしたがって、複数の音色のうち、何れかを発音する装置が提案されている。特許文献２に開示された装置においては、部材の方向によって音色を変化させるため、発音すべき音色の種別が増大すると、その音色に割り当てられる方向（角度範囲）が小さくなるため、所望の音色の楽音を発生することが容易ではないという問題点があった。
本発明は、音色を含む楽音構成要素を、演奏者が所望のように変化させることができる演奏装置および電子楽器を提供することを目的とする。
本発明の目的は、演奏者が手で保持するための長手方向に延びる保持部材と、
前記保持部材内に配置された、前記保持部材の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
空間中少なくとも側面が地表面と垂直な面により画定された発音可能領域であって、発音すべき楽音の音色と対応付けられた発音可能領域を特定する情報と、前記対応付けられた音色とを格納する領域・音色記憶手段と、
所定の楽音を発音する楽音発生手段に対して発音の指示を与える制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記位置情報手段により取得された前記保持部材の位置が、前記発音可能領域内に位置し、かつ、前記保持部材に所定の動作が与えられるときを発音タイミングとして、前記領域・音高記憶手段に記憶された、前記発音可能領域に対応付けられた音色にて、前記楽音発生手段に対して発音の指示を与える発音タイミング検出手段を有することを特徴とする演奏装置により達成される。
好ましい実施態様においては、前記位置情報取得手段が、地磁気センサと、加速度センサとを有し、
前記地磁気センサのセンサ値に基づき、前記保持部材の移動方向を検出するとともに、前記加速度センサのセンサ値に基づき、前記保持部材の移動量を算出する。
より好ましい実施態様においては、前記発音タイミング検出手段が、前記加速度センサの値に基づき、前記保持部材の長軸方向の加速度センサ値を取得し、前記加速度センサ値の変化に基づき、前記発音タイミングを決定する。
別の好ましい実施態様においては、前記加速度センサが、３軸加速度センサであり、前記発音タイミング検出手段が、前記加速度センサのそれぞれの軸方向の値の合成値を加速度センサ値として、前記加速度センサ値の変化に基づき、前記発音タイミングを決定する。
さらに別の好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記加速度センサ値の最大値を検出し、当該最大値にしたがった音量レベルを算出する音量レベル算出手段を有し、
前記発音タイミング検出手段が、前記音量レベル算出手段により算出された音量レベルで、前記発音タイミングにおいて、前記楽音発生手段に対して発音の指示を与える。
また、好ましい実施態様においては、指定された３以上の頂点の位置情報に基づき、前記頂点を結ぶ平面を地表面に射影することにより得られる平面を底面として、当該底面となる平面とその頂点から延びる垂線とにより画定される空間を発音可能領域と決定し、前記発音可能領域を特定する情報と音色とを対応付けて、前記領域・音色記憶手段に格納する、領域・音色設定手段を有する。
別の好ましい実施態様においては、指定された中心位置および当該中心位置と異なる他の位置を地表面に射影した地表面上の中心位置および地表面上の他の位置に基づき、前記地表面上の中心位置を中心として、前記地表面上の他の位置を通る円を底面とした円柱を発音可能領域と決定し、前記発音可能領域を特定する情報と音色とを対応付けて、前記領域・音色記憶手段に格納する、領域・音色設定手段を有する。
さらに別の好ましい実施態様においては、前記保持部材の軌跡を、位置情報を所定の時間間隔で取得することにより特定し、当該保持部材の軌跡を地表上に射影した地表面上の閉曲線を底面とする柱状の領域を発音可能領域と決定し、前記発音可能領域を特定する情報と音色とを対応付けて、前記領域・音色記憶手段に格納する、領域・音色設定手段を有する。
また、本発明の目的は、演奏者が手で保持するための長手方向に延びる保持部材と、
前記保持部材内に配置された、前記保持部材の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
空間中少なくとも側面が地表面と垂直な面により画定された発音可能領域であって、発音すべき楽音の音高と対応付けられた発音可能領域を特定する情報と、前記対応付けられた音高とを格納する領域・音色記憶手段と、
所定の楽音を発音する楽音発生手段に対して発音の指示を与える制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記位置情報手段により取得された前記保持部材の位置が、前記発音可能領域内に位置し、かつ、前記保持部材に所定の動作が与えられるときを発音タイミングとして、前記領域・音高記憶手段に記憶された、前記発音可能領域に対応付けられた音高にて、前記楽音発生手段に対して発音の指示を与える発音タイミング検出手段を有することを特徴とする演奏装置により達成される。
さらに、本発明の目的は、上記演奏装置と、
前記楽音発生手段を備えた楽器部と、を備え、
前記演奏装置と、前記楽器部とが、それぞれ、通信手段を備えたことを特徴とする電子楽器により達成される。
本発明によれば、音色を含む楽音構成要素を、演奏者が所望のように変化させることができる演奏装置および電子楽器を提供することが可能となる。
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる電子楽器の構成を示すブロックダイヤグラムである。 図２は、本実施の形態にかかる演奏装置本体の構成を示すブロックダイヤグラムである。 図３は、本実施の形態にかかる演奏装置本体において実行される処理の例を示すフローチャートである。 図４は、本実施の形態にかかる現在位置取得処理の例を示すフローチャートである。 図５は、本実施の形態にかかる領域設定処理の例を示すフローチャートである。 図６は、本実施の形態にかかる音色設定処理の例を示すフローチャートである。 図７は、本実施の形態にかかる発音可能領域の決定を概略的に示す図である。 図８は、本実施の形態にかかるＲＡＭ中の領域・音色テーブルの例を示す図である。 図９は、本実施の形態にかかる発音タイミング検出処理の例を示すフローチャートである。 図１０は、本実施の形態にかかるノートオンイベント生成処理の例を示すフローチャートである。 図１１は、本実施の形態において演奏装置本体の加速度センサにより検出され、ＣＰＵにより取得され長軸方向の加速度センサ値の例を模式的に示したグラフである。 図１２は、本実施の形態にかかる楽器部において実行される処理の例を示すフローチャートである。 図１３は、本実施の形態にかかる演奏装置本体の領域設定処理および音色設定処理において設定された発音可能領域および対応する音色の例を概略的に示す図である。 図１４は、第２の実施の形態にかかる領域設定処理の例を示すフローチャートである。 図１５は、第２の実施の形態にかかるＲＡＭ中の領域・音色テーブルの例を示す図である。 図１６は、第２の実施の形態にかかる演奏装置本体の領域設定処理および音色設定処理において設定された発音可能領域および対応する音色の例を概略的に示す図である。 図１７は、第３の実施の形態にかかる領域設定処理の例を示すフローチャートである。 図１８は、第４の実施の形態にかかる音高設定処理の例を示すフローチャートである。 図１９は、第４の実施の形態にかかるノートオンイベント生成処理の例を示すフローチャートである。 図２０は、他の実施の形態にかかる発音タイミング検出処理の例を示すフローチャートである。 図２１は、演奏装置本体の加速度センサにより検出された加速度センサ値の合成値である合成センサ値の例を模式的に示したグラフである。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる電子楽器の構成を示すブロックダイヤグラムである。図１に示すように、本実施の形態にかかる電子楽器１０は、演奏者が手に持って振るための、長手方向に延びるスティック状の演奏装置本体１１を有している。また、電子楽器１０は、楽音を発生するための楽器部１９を備え、楽器部１９は、ＣＰＵ１２、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１３、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５、表示部１６、入力部１７およびサウンドシステム１８を有する。演奏装置本体１１は、後述するように、演奏者が保持する根元側と反対側である先端側の付近に加速度センサ２３と、地磁気センサ２２とを有する。
楽器部１９のＩ／Ｆ１３は、演奏装置本体１１からのデータ（たとえばノートオンイベント）を受け入れて、ＲＡＭ１５に格納するとともに、ＣＰＵ１２にデータの受け入れを通知する。本実施の形態においては、たとえば、演奏装置本体１１の根元側端部に赤外線通信装置２４が設けられ、Ｉ／Ｆ１３にも赤外線通信装置３３が設けられている。したがって、楽器部１９は、演奏装置本体１１の赤外線通信装置２４が発した赤外線を、Ｉ／Ｆ１３の赤外線通信装置３３が受信することで、演奏装置本体１１からのデータを受信することができる。
ＣＰＵ１２は、電子楽器１０全体の制御、特に、電子楽器の楽器部１９の制御、入力部１７を構成するキースイッチ（図示せず）の操作の検出、Ｉ／Ｆ１３を介して受信したノートオンイベントに基づく楽音の発生など、種々の処理を実行する。
ＲＯＭ１４は、電子楽器１０全体の制御、特に、電子楽器の楽器部１９の制御、入力部１７を構成するキースイッチ（図示せず）の操作の検出、Ｉ／Ｆ１３を介して受信したノートオンイベントに基づく楽音の発生など、種々の処理プログラムを格納する。また、ＲＯＭ１４は、種々の音色の波形データ、特に、バスドラム、ハイハット、スネア、シンバルなど打楽器の波形データを格納する波形データエリアを含む。無論、打楽器の波形データに限定されず、ＲＯＭ２２には、フルート、サックス、トランペットなどの管楽器、ピアノなどの鍵盤楽器、ギターなどの弦楽器、マリンバ、ヴィブラフォン、ティンパニなど他の打楽器の音色の波形データが格納されていても良い。
ＲＡＭ１５は、ＲＯＭ１４から読み出されたプログラムや、処理の過程で生じたデータやパラメータを記憶する。処理の過程で生じたデータには、入力部１７のスイッチの操作状態、Ｉ／Ｆ１３を介して受信したセンサ値、楽音の発音状態（発音フラグ）などが含まれる。
表示部１６は、たとえば、液晶表示装置（図示せず）を有し、選択された音色や後述する発音可能領域と楽音の音色とを対応付けた領域・音色テーブルの内容などを表示することができる。また、入力部１７は、スイッチ（図示せず）を有し、音色の指定などを指示することができる。
サウンドシステム１８は、音源部３１、オーディオ回路３２およびスピーカ３５を備える。音源部３１は、ＣＰＵ１２からの指示にしたがって、ＲＯＭ１５の波形データエリアから波形データを読み出して、楽音データを生成して出力する。オーディオ回路３２は、音源部３１から出力された楽音データをアナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号を増幅してスピーカ３５に出力する。これによりスピーカ３５から楽音が出力される。
図２は、本実施の形態にかかる演奏装置本体の構成を示すブロックダイヤグラムである。図２に示すように、演奏装置本体１１は、演奏者が保持する根元側と反対側である先端側に、地磁気センサ２２および加速度センサ２３を有する。地磁気センサ２２の位置は、先端側に限定されず、根元側に配置されていても良い。しかしながら、演奏者は、演奏装置本体１１の先端の位置を基準と考えて（つまり、先端を目でみながら）演奏装置本体１１を振ることが多い。したがって、演奏装置本体１１の先端の位置情報を取得することを考慮して、地磁気センサ２２は先端側に位置するのが望ましい。加速度センサ２２は、特に、加速度の変化が大きく現れるように、演奏装置本体１１の先端側に配置されるのが望ましい。
地磁気センサ２２は、磁気抵抗効果素子やホール素子を有し、ｘ、ｙ、ｚ方向のそれぞれの磁界の成分を検出することができる、３軸地磁気センサである。したがって、本実施の形態においては、３軸地磁気センサのセンサ値に基づいて、演奏装置本体１１の位置情報（座標値）を取得することができる。また、加速度センサ２３は、たとえば、静電容量型或いはピエゾ抵抗素子型のセンサであり、生じた加速度を示すデータ値を出力することができる。本実施の形態にかかる加速度センサ２３は、たとえば、演奏装置本体１１の長軸、長軸に垂直な２つの軸の３軸方向の加速度値（成分）を得ることができる。加速度センサから得られる３軸方向の成分のそれぞれにより、演奏装置本体１１の移動量を算出することができる。また、演奏装置本体１１の長軸方向の成分により、楽音の発音タイミングを決定することができる。
また、演奏装置本体１１は、ＣＰＵ２１、赤外線通信装置２４、ＲＯＭ２５、ＲＡＭ２６、インタフェース（Ｉ／Ｆ）２７および入力部２８を有する。ＣＰＵ２１は、演奏装置本体１１におけるセンサ値の取得、地磁気センサ２２のセンサ値および加速度センサ２３のセンサ値にしたがった位置情報の取得、楽音の発音を可能にする領域である発音可能領域の設定、加速度センサ２２のセンサ値（加速度センサ値）に基づく楽音の発音タイミングの検出、ノートオンイベントの生成、Ｉ／Ｆ２７および赤外線通信装置２４を介したノートオンイベントの送信制御などの処理を実行する。
ＲＯＭ２５には演奏装置本体１１におけるセンサ値の取得、地磁気センサ２２のセンサ値および加速度センサ２３のセンサ値にしたがった位置情報の取得、楽音の発音を可能にする領域である発音可能領域の設定、加速度センサ値に基づく楽音の発音タイミングの検出、ノートオンイベントの生成、Ｉ／Ｆ２７および赤外線通信装置２４を介したノートオンイベントの送信制御などの処理プログラムが格納される。ＲＡＭ２６には、センサ値等、処理において取得され或いは生成された値が格納される。Ｉ／Ｆ２７は、ＣＰＵ２１からの指示にしたがって赤外線通信装置２４にデータを出力する。また、入力部２８は、スイッチ（図示せず）を有する。
図３は、本実施の形態にかかる演奏装置本体において実行される処理の例を示すフローチャートである。図３に示すように、演奏装置本体１１のＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６のデータやフラグのクリアなどを含むイニシャライズ処理を実行する（ステップ３０１）。イニシャライズ処理においては、タイマインタラプトが解除される。タイマインタラプトが解除されると、演奏装置本体１１において、所定の時間間隔で、地磁気センサ２２のセンサ値、および、加速度センサ２３のセンサ値が、ＣＰＵ２１により読み込まれ、それぞれがＲＡＭ２６に格納される。また、イニシャライズ処理においては、地磁気センサ２２の初期値と、加速度センサ値２３の初期値とに基づいて、演奏装置本体１１の初期位置が取得され、これもＲＡＭ２６に格納される。以下に説明する現在位置取得処理（ステップ３０４）において取得される現在位置は、上記初期位置に対する相対位置となる。イニシャライズ処理の後、ステップ３０２〜３０８は繰り返し実行される。
ＣＰＵ２１は、インタラプト処理により得られている加速度センサ２３のセンサ値（加速度センサ値）を取得してＲＡＭ２６に格納する（ステップ３０２）。また、ＣＰＵ２１は、インタラプト処理により得られている地磁気センサ２２のセンサ値（地磁気センサ値）を取得する（ステップ３０３）。
次いで、ＣＰＵ２１は、現在位置取得処理を実行する（ステップ３０４）。図４は、本実施の形態にかかる現在位置取得処理の例を示すフローチャートである。図４に示すように、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された、前回実行されたステップ３０３で得られた地磁気センサ値と、今回実行されたステップ３０３で得られた地磁気センサ値と、に基づいて、演奏装置本体１１の移動方向を算出する（ステップ４０１）。前述したように、本実施の形態にかかる地磁気センサ２２は、３軸地磁気センサであるため、ｘ成分、ｙ成分、ｚ成分の各成分の差からなる３次元のベクトルに基づいて方向を得ることができる。
また、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された、前回実行されたステップ３０２で得られた加速度センサ値と、今回実行されたステップ３０２で得られた加速度センサ値と、に基づいて、演奏装置本体１１の移動量を算出する（ステップ４０２）。これは、加速度センサ値、および、それぞれの加速度センサ値の取得時刻の差（時間間隔）を用いて、２回積分をすることにより取得できる。次いで、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された前回の位置情報、ステップ４０１、４０２でそれぞれ得られた移動方向および移動量に基づき、現在位置の座標を算出する（ステップ４０３）。
ＣＰＵ２１は、算出された座標が、前回の位置座標から変化があったかを判断する（ステップ４０４）。ステップ４０４でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中、新たな位置情報として、算出された現在位置の座標を格納する（ステップ４０５）。
現在位置取得処理（ステップ３０４）の後、ＣＰＵ２１は、領域設定処理を実行するステップ３０５）。本実施の形態においては、演奏者が演奏装置本体１１を用いて、発音可能領域の頂点を指定し、頂点により画定される２次元平面を射影した地表面上の平面と、当該平面の頂点から延びる垂線と、により画定される領域が発音可能領域となるように構成される。以下、４つの頂点を用いて発音可能領域を設定する場合について説明する。図５は、本実施の形態にかかる領域設定処理の例を示すフローチャートである。図５に示すように、ＣＰＵ２１は、入力部１８中の設定スイッチがオンされたかを判断する（ステップ５０１）。ステップ５０１でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された位置情報を取得して、頂点の座標（頂点座標）としてＲＡＭ２６に格納する（ステップ５０２）。次いで、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中、頂点数を示すパラメータＮをインクリメントする（ステップ５０３）。なお、本実施の形態では、上記パラメータＮは、イニシャライズ処理（図３のステップ３０１）において「０」に初期化される。次いで、ＣＰＵ２１は、パラメータＮが「４」より大きいかを判断する（ステップ５０４）。ステップ５０４でＮｏと判断された場合には、領域設定処理を終了する。
ステップ５０４でＹｅｓと判断されたことは、４つの頂点座標が、ＲＡＭ２６中に格納されたことを意味する。したがって、ステップ５０４でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、４つの頂点座標により画定される２次元平面（四辺形）の情報を取得する（ステップ５０５）。次いで、ＣＰＵ２１は、取得した四辺形を示す情報に基づき、当該四辺形を地表面に射影して得られる四辺形の頂点の位置を取得し、発音可能領域の情報を、ＲＡＭ２６中の領域・音色テーブルに格納する（ステップ５０６）。その後、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中のパラメータＮを「０」に初期化するとともに、領域設定フラグを「１」にセットする（ステップ５０７）。
本実施の形態においては、演奏者が頂点を指定することにより、頂点により画定される平面に基づく発音可能領域を設定することができる。上記実施の形態では、頂点の数が４である平面（四辺形）を発音可能領域として設定しているが、頂点の数を変更することにより、三角形など任意の多角形の発音可能領域を設定することが可能となる。
図７は、本実施の形態にかかる発音可能領域の決定を概略的に示す図である。符号７１〜７４は、それぞれ、演奏者が、設定スイッチをオンしたときの演奏装置本体を示す。符号７１〜７４における演奏装置本体の先端位置は、それぞれ、
Ｐ１（符号７１）：（ｘ１、ｙ１、ｚ１）
Ｐ２（符号７２）：（ｘ２、ｙ２、ｚ２）
Ｐ３（符号７３）：（ｘ３、ｙ３、ｚ３）
Ｐ４（符号７４）：（ｘ４、ｙ４、ｚ４）
である。これら４つの座標を直線で結ぶことにより得られる平面が符号７００で示される。
また、平面７００を地表面（ｚ座標＝ｚ０）に射影した平面７０１において頂点の座標ｙは、
（ｘ１、ｙ１、ｚ０）
（ｘ２、ｙ２、ｚ０）
（ｘ３、ｙ３、ｚ０）
（ｘ４、ｙ４、ｚ０）
となる。
本実施の形態では、４つの座標（ｘ１、ｙ１、ｚ０）、（ｘ２、ｙ２、ｚ０）、（ｘ３、ｙ３、ｚ０）、（ｘ４、ｙ４、ｚ０）により画定される平面と、当該４つの座標から延びる垂線７５〜７８により画定される空間７１０を発音可能領域としている。後述するように、演奏装置本体１１が、上記空間７１０内に位置しているときに、演奏装置本体１１を振ることによる楽音の発生が可能となる。なお、領域の設定や形状については、他の形態もあり得る。これについては後述する。
領域設定処理（ステップ３０５）が終了すると、ＣＰＵ２１は、音色設定処理を実行する（ステップ３０６）。図６、本実施の形態にかかる音色設定処理の例を示すフローチャートである。図６に示すように、ＣＰＵ２１は、領域設定フラグが「１」であるかを判断する（ステップ６０１）。ステップ６０１でＮｏと判断された場合には、音色設定処理を終了する。
ステップ６０１でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、音色確認スイッチがオンされたかを判断する（ステップ６０２）。ステップ６０２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、音色を示すパラメータＴＮにしたがった音色情報を含むノートオンイベントを生成する（ステップ６０３）。このパラメータＴＮは、たとえば、音色を一意的に特定するための音色番号である。このノートオンイベントにおいては、音量レベルや音高を示す情報は予め定められたものであれば良い。次いで、ＣＰＵ２１は、生成されたノートオンイベントをＩ／Ｆ２６に出力する（ステップ６０４）。Ｉ／Ｆ２７は、赤外線通信装置２４にノートオンイベントを赤外線信号として送信させる。赤外線通信装置２４からの赤外線信号は楽器部１９の赤外線通信装置３３に受信される。これにより、楽器部１９において所定の音高の楽音が発音される。楽器部１９における発音については後述する。
ステップ６０４の後、ＣＰＵ２１は、確定スイッチがオンされたかを判断する（ステップ６０５）。ステップ６０５でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、音色を示すパラメータＮＮをインクリメントして（ステップ６０６）、ステップ６０２に戻る。ステップ６０５でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、パラメータＮＮに示す音色情報を、発音可能領域の情報と関連付けて、ＲＡＭ２６中の領域・音高テーブルに格納する（ステップ６０７）。次いで、ＣＰＵ２１は、領域設定フラグを「０」にリセットする（ステップ６０８）。
図８は、本実施の形態にかかるＲＡＭ中の領域・音色テーブルの例を示す図である。図８に示すように、本実施の形態にかかる領域・音色テーブル８００のレコード（たとえば、符号８０１参照）は、領域ＩＤ、頂点位置（頂点１〜頂点４）の座標、および、音色という項目を有する。領域ＩＤは、レコードを一意的に特定するためのもので、領域・音色テーブル８００のレコード生成の際に、ＣＰＵ２１により採番される。本実施の形態においては、打楽器の音色が指定できるようになっている。無論、打楽器以外の楽器（鍵盤楽器、弦楽器、管楽器など）の音色が設定できるように構成しても良い。
また、頂点位置の座標としてｘ方向、ｙ方向の２次元座標（ｘ、ｙ）が格納される。これは、上述したように、本実施の形態にかかる発音可能領域は、地表面上の、たとえば４つの頂点に基づく平面と、当該４つの頂点から延びる垂線７５〜７８により画定される３次元空間であり、ｚ座標は任意としているからである。
音色設定処理３０６が終了すると、ＣＰＵ２１は、発音タイミング検出処理を実行する（ステップ３０７）。図９は、本実施の形態にかかる発音タイミング検出処理の例を示すフローチャートである。ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された位置情報を取得して（ステップ９０１）、位置情報により特定される演奏装置本体１１の位置が、何れかの発音可能領域内にあるかを判断する（ステップ９０２）。ステップ９０２においては、位置情報（座標）中のｘ成分、ｙ成分からなる２次元座標（ｘ，ｙ）が、領域・音色テーブルの位置情報にて画定される空間の境界或いは内部に位置しているかが判断される。
ステップ９０２でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２３中の加速度フラグを「０」にリセットする（ステップ９０３）。ステップ９０２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された加速度センサ値を参照して、演奏装置本体１１の長軸方向の加速度センサ値を取得する（ステップ９０４）。
次いで、ＣＰＵ２１は、長軸方向の加速度センサ値が、所定の第１の閾値αより大きいかを判断する（ステップ９０５）。ステップ９０５でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中の加速度フラグに「１」をセットする（ステップ９０６）。ＣＰＵ２１は、ステップ９０４で取得された軸方向の加速度センサ値が、ＲＡＭ２６に格納されている加速度センサ値の最大値より大きいかを判断する（ステップ９０７）。ステップ９０７でＹｅｓと判断された場合には、ステップ９０４で取得された長軸方向の加速度センサ値を、新たな最大値として、ＲＡＭ２６に格納する（ステップ９０８）。
ステップ９０５でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中の加速度フラグが「１」であるかを判断する（ステップ９０９）。ステップ９０９でＮｏと判断された場合には、発音タイミング検出処理は終了する。ステップ９０９でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、長軸方向の加速度センサ値が、所定の第２の閾値βより小さいかを判断する（ステップ９１０）。ステップ９１０でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ノートオンイベント生成処理を実行する（ステップ９１１）。
図１０は、本実施の形態にかかるノートオンイベント生成処理の例を示すフローチャートである。図１０に示すノートオンイベント生成処理により、ノートオンイベントが楽器部１９に送信され、その後、楽器部１９において発音処理（図１２参照）が実行されることにより、楽音データが生成され、スピーカ３５から楽音が発音される。
なお、ノートオンイベント生成処理の説明に先立ち、本実施の形態にかかる電子楽器１０における発音タイミングについて説明する。図１１は、演奏装置本体の加速度センサにより検出され、ＣＰＵにより取得され長軸方向の加速度センサ値の例を模式的に示したグラフである。演奏者が、演奏装置本体１１の一端（根元側）を持って振ることは、手首、ひじ、肩などを支点とした回転運動を演奏装置本体１１に生じさせる。この回転運動に伴って、特に、遠心力により、演奏装置本体１１の長軸方向に加速度が生じる。
演奏者が、演奏装置本体１１を振ると、加速度センサ値は、次第に大きくなる（図１１の曲線１１００における符号１１０１参照）。演奏者がスティック状の演奏装置本体１１を振るときに、一般には、ドラムを打つ動作と同様に動作する。したがって、演奏者は、仮想的に設定されたドラムやマリンバなどの打撃面にスティックを打ちつける寸前に、スティック（つまりスティック状の演奏装置本体１１）の動作をとめていく。したがって、ある時刻から加速度センサ値は徐々に減少する（符号１１０２参照）。演奏者は、仮想的な打撃面にスティックを打ちつけた瞬間に楽音が発生することを想定している。したがって、演奏者が想定するタイミングで楽音を発生できるのが望ましい。
本発明では、演奏者が仮想的な打撃面にスティックを打ちつける瞬間或いはそのわずかに前に楽音を発生すべく、以下に述べるようなロジックを採用する。発音タイミングは、長軸方向の加速度センサ値が減少して、「０」よりわずかに大きい第２の閾値βより小さくなったときとする。しかしながら、演奏者が予期していない動作により、長軸方向の加速度センサ値が振動して、上述した第２の閾値β前後に達する可能性もある。したがって、予期しない振動を排除するために、いったん、長軸方向の加速度センサ値が上昇して、所定の第１の閾値α（αはβより十分に大きい）を越えることを条件としている。すなわち、長軸方向の加速度センサ値がいったん第１の閾値αより大きくなり（時刻ｔα参照）、その後、長軸方向の加速度センサ値が減少して、第２の閾値βより小さくなったとき（時刻ｔβ参照）、時刻ｔβを発音タイミングとしている。上述したような発音タイミングが到来したと判断されると、演奏装置本体１１においてノートオンイベントが生成され、楽器部１９に送信される。また、これに応答して、楽器部１９において、発音処理が実行されて、楽音が発生する。
図１０に示すように、ノートオンイベント生成処理においては、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された軸方向の加速度センサ値の最大値を参照して、当該最大値に基づく楽音の音量レベル（ベロシティ）を決定する（ステップ１００１）。加速度センサ値の最大値をＡｍａｘ、音量レベル（ベロシティ）の最大値をＶｍａｘとすると、音量レベルＶｅｌは、たとえば、以下のように求めることができる。
Ｖｅｌ＝ａ・Ａｍａｘ
（ただし、ａ・Ａｍａｘ＞Ｖｍａｘであれば、Ｖｅｌ＝Ｖｍａｘ、また、ａは所定の正の係数）
次いで、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中の領域・音色テーブルを参照して、演奏装置本体１１が位置する発音可能領域に関するレコード中の音色を、発音すべき楽音の音色として決定する（ステップ１００２）。ＣＰＵ２１は、決定された音量レベル（ベロシティ）および音色を含むノートオンイベントを生成する（ステップ１００３）。なお、ノートオンイベント中の音高は、規定値とすれば良い。
ＣＰＵ２１は、生成されたノートオンイベントをＩ／Ｆ２７に出力する（ステップ１００４）。Ｉ／Ｆ２７は、赤外線通信装置２４にノートオンイベントを赤外線信号として送信させる。赤外線通信装置２４からの赤外線信号は楽器部１９の赤外線通信装置３３に受信される。その後、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中の加速度フラグを「０」にリセットする（ステップ１００５）。
発音タイミング検出処理（ステップ３０７）が終了すると、ＣＰＵ２１は、パラメータ通信処理を実行する（ステップ３０８）。パラメータ通信処理（ステップ３０８）については、後述する楽器部１９におけるパラメータ通信処理（図１２のステップ１２０５）とともに説明する。
図１２は、本実施の形態にかかる楽器部において実行される処理の例を示すフローチャートである。楽器部１９のＣＰＵ１２は、ＲＡＭ１５のデータのクリア、表示部１６の画面上の画像のクリア、音源部３１のクリアなどを含むイニシャライズ処理を実行する（ステップ１２０１）。次いで、ＣＰＵ１２は、スイッチ処理を実行する（ステップ１２０２）。スイッチ処理においては、たとえば、ＣＰＵ１２は、入力部１７のスイッチ操作にしたがって、発音すべき楽音についての効果音のパラメータなどを設定する。設定された効果音のパラメータ（たとえば、リバーブのデプスなど）は、ＲＡＭ１５に格納される。また、スイッチ処理においては、後述するパラメータ通信処理により演奏装置本体１１から送信され、楽器部１９のＲＡＭ１５に記憶される領域・音色テーブルを、スイッチ操作により編集することもできる。この編集では、発音可能領域を規定する頂点位置を修正し、或いは、音色を変更することもできる。
次いで、ＣＰＵ１２は、Ｉ／Ｆ１３が、ノートオンイベントを新たに受信しているかを判断する（ステップ１２０３）。ステップ１２０３でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１２は発音処理を実行する（ステップ１２０４）。発音処理においては、ＣＰＵ１２は、受信したノートオンイベントを音源部３１に出力する。音源部３１は、ノートオンイベントに示される音色にしたがってＲＯＭの波形データを読み出す。打楽器の音色の楽音を発生する場合には、波形データ読み出しの際の速度は一定である。なお、後述するように音高を有する楽器（鍵盤楽器、管楽器、弦楽器、或いは、打楽器であっても音高が変化するマリンバ、ヴィブラフォン、ティンパニ等）の音色を発音する場合には、音高は、ノートオンイベントに含まれるもの（第１の実施の形態では規定値）に従う。また、音源部３１は、読み出された波形データに、ノートオンイベントに含まれる音量データ（ベロシティ）にしたがった係数を乗算して、所定の音量レベルの楽音データを生成する。生成された楽音データはオーディオ回路３２に出力され、最終的に、所定の楽音がスピーカ３５から発生される。
その後、ＣＰＵ１２は、パラメータ通信処理を実行する（ステップ１２０５）。パラメータ通信処理（ステップ１２０５）においては、ＣＰＵ１２の指示によって、たとえば、スイッチ処理（ステップ１２０２）で編集された領域・音色テーブルのデータが、演奏装置本体１１に送信される。演奏装置本体１１において、赤外線通信装置２４が、データを受信すると、ＣＰＵ２１は、Ｉ／Ｆ２７を介してデータを受け入れ、ＲＡＭ２６に格納する（図３のステップ３０８）。
図３のステップ３０８においても、演奏装置本体１１のＣＰＵ２１は、パラメータ通信処理を実行する。演奏装置本体１１のパラメータ通信処理においては、ステップ３０５、３０６で設定された発音可能領域および音色に基づきレコードが生成され、ＲＡＭ２６中に格納された領域・音色テーブルのデータが、楽器部１９に送信される。
楽器部１９のパラメータ通信処理（ステップ１２０５）が終了すると、ＣＰＵ１２は、その他の処理、たとえば、表示部１６の画面上に表示される画像の更新などを実行する（ステップ１２０６）。
図１３は、本実施の形態にかかる演奏装置本体１１の領域設定処理および音色設定処理において設定された発音可能領域および対応する音色の例を概略的に示す図である。この例は、図８に示す領域・音色テーブルのレコードに対応している。図１３に示すように、この例では、３つの発音可能領域１３５〜１３７が設けられている。発音可能領域１３５〜１３７は、それぞれ、領域・音色テーブル中、領域ＩＤ０〜２のレコードに対応している。
発音可能領域１３５は、符号１３０に示す平面と、当該平面から延びる垂線により画定される３次元空間である。発音可能領域１３６は、符号１３１に示す平面と、当該平面から延びる垂線とにより画定される３次元空間、また、発音可能領域１３７は、符号１３２に示す平面と、当該平面から延びる垂線とにより確定される３次元空間である。
演奏者が、発音可能領域１３５内において、演奏装置本体（符号１３０１）を振り下ろす（或いは振り上げる）と（符号１３０２参照）、ヴィブラフォンの音色の楽音が発生する。また、演奏者が、発音可能領域１３７において、演奏装置本体（符号１３１１）を振り下ろす（或いは振り上げる）と（符号１３１２参照）、シンバルの音色の楽音が発生する。
本実施の形態においては、ＣＰＵ２１が、演奏装置本体１１が、空間中において画定された領域である発音可能領域内に位置し、かつ、演奏装置本体１１において検知された加速度が所定の条件を満たしたときを発音タイミングとして、電子楽器本体１９に対して、当該発音可能領域に対応付けられた音色にて発音するように指示を与える。これにより、発音可能領域ごとに対応付けられた種々の音色で楽音をさせることが可能となる。
また、本実施の形態においては、演奏装置本体１１は、地磁気センサ２２と、加速度センサ２３とを有し、ＣＰＵ２１は、地磁気センサ２２のセンサ値に基づき、演奏装置本体１１の移動方向を検出するとともに、加速度センサ２３のセンサ値に基づき、演奏装置本体１１の移動量を算出する。移動方向および移動量によって、演奏装置本体１１の現在位置が取得される。これにより、大規模な装置を用いず、また、複雑な演算なく、演奏装置本体１１の位置を得ることが可能となる。
さらに、本実施の形態において、ＣＰＵ２１は、演奏装置本体１１の長軸方向の加速度センサ値がいったん第１の閾値αより大きくなり、その後、長軸方向の加速度センサ値が減少して、第１の閾値αより小さな第２の閾値βより小さくなったとき、上記第２の閾値βより小さくなった時刻ｔ発音タイミングとして、電子楽器本体１９に対して、当該発音可能領域に対応付けられた音色にて発音するように指示を与える。これにより、演奏者が実際にスティックを、打楽器の打撃面に当てたときとほぼ同等のタイミングで、楽音を発音させることが可能となる。
さらに、本実施の形態においては、ＣＰＵ２１は、加速度センサ２３のセンサ値の最大値を検出し、当該最大値にしたがった音量レベルを算出し、算出された音量レベルで、前述した発音タイミングにおいて、楽器部１９に対して発音の指示を与える。したがって、演奏者による演奏装置本体１１の振りに応じて、演奏者の所望の音量で楽音を発音することが可能となる。
また、本実施の形態においては、ＣＰＵ２１は、指定された３以上の頂点の位置情報に基づき、前記頂点を結ぶ平面を地表面に射影することにより得られる平面を底面として、当該底面となる平面とその頂点から延びる垂線とにより画定される空間を発音可能領域と決定し、前記発音可能領域を特定する情報と音色とを対応付けて、領域・音色テーブルに格納する。このように、演奏者が頂点を指定することにより、頂点を結んだ平面に基づく発音可能領域を設定することができる。なお、上記実施の形態では、頂点の数が４である平面（四辺形）を発音領域として設定しているが、頂点の数を変更することにより、三角形など任意の底面形状の発音可能領域を設定することが可能となる。
次に、本発明の第２の形態について説明する。第１の実施の形態においては、演奏者が演奏装置本体１１を用いて、発音可能領域の頂点を指定し、指定された頂点を結ぶ平面を地表面上に射影して得た平面と、当該平面の頂点から延びる垂線とにより規定される空間を発音可能領域としている。第２の実施の形態においては、円筒状の発音可能領域を設定するために、中心位置Ｃおよび通過位置Ｐを設定し、中心位置Ｃを中心とする、位置Ｐを通る半径ｄ（位置Ｃと位置Ｐとの距離）の円盤（円形の平面）を画定し、当該円形の平面に基づき、発音可能領域が設定される。
図１４は、第２の実施の形態にかかる領域設定処理の例を示すフローチャートである。ＣＰＵ２１は、演奏装置本体１１の入力部２８中、中心設定スイッチがオンされたかを判断する（ステップ１４０１）。ステップ１４０１でＮｏと判断された場合には、領域設定処理を終了する。ステップ１４０１でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、中心設定スイッチが新規オンであるかを判断する（ステップ１４０２）。ステップ１４０２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された位置情報を取得して、中心位置Ｃの位置情報（座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ））として、ＲＡＭ２６に格納する（ステップ５０２）。
ステップ１４０２でＮｏと判断された場合、つまり、スイッチがオン中である場合、或いは、ステップ１４０３が実行された後に、ＣＰＵ２１は、中心設定スイッチがオフされたかを判断する（ステップ１４０４）。ステップ１４０４でＮｏと判断された場合には、領域設定処理を終了する。ステップ１４０４でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された位置情報を取得して、中心設定スイッチがオフされたときの演奏装置本体１１の位置Ｐの位置情報（座標（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ））として、ＲＡＭ２６に格納する（ステップ１４０５）。
ＣＰＵ２１は、中心位置Ｃおよび位置とを、それぞれ地表面（ｚ座標＝ｚ０）に射影した位置Ｃ’の座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚ０）および位置Ｐ’の座標（ｘｐ，ｙｐ，ｚ０）を取得する（ステップ１４０６）。また、ＣＰＵ２１は、位置Ｃ’と位置Ｐ’との間の距離ｄを算出する（ステップ１４０７）。その後、ＣＰＵ２１は、中心位置を位置Ｃ’として位置Ｐを通る半径ｄの円形の平面に基づく発音可能領域の情報を取得する（ステップ１４０８）。第２の実施の形態では、位置Ｃ’を中心とする（位置Ｐ’）を通る半径ｄの円を底部とした円筒形の３次元空間が、発音可能領域となる。
ＣＰＵ２１は、発音可能領域の情報（中心位置Ｃ’のｘ座標およびｙ座標、位置Ｐ’（通過位置Ｐ’）のｘ座標およびｙ座標）並びに半径ｄを、ＲＡＭ２６中の領域・音色テーブルに格納する（ステップ１４０９）。その後、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中の領域設定フラグを「１」にセットする（ステップ１４１０）。なお、地表面上の円は、中心位置および半径により画定することができるので、通過位置Ｐ’の座標は保持しなくても良い。
このように、第２の実施の形態においては、演奏者は、中心位置Ｃと設定したい位置にて、演奏装置本体１１の設定スイッチをオンして、その状態を維持したまま、半径に相当する位置まで移動し、その位置で、設定スイッチをオフすることにより、設定スイッチがオンされた位置の地表面に射影された位置Ｃ’を中心として、設定スイッチがオフされた位置Ｐの地表面に射影された位置Ｐ’を通る、半径ｄ（ｄ：中心位置Ｃ’と位置Ｐ’との間の距離）の円を底面とする円柱を、発音可能領域として設定することができる。
図１５は、第２の実施の形態にかかる領域・音色テーブルの例を示す図である。図１５に示すように、本実施の形態にかかる領域・音色テーブル１５００のレコード（たとえば、符号１５０１参照）は、領域ＩＤ、中心位置Ｃ’の（ｘ，ｙ）座標、通過位置Ｐ‘の（ｘ，ｙ）座標、半径ｄ、および、音色という項目を有する。
第２の実施の形態における音色設定処理は、第１の実施の形態（図６）と同様である。 図１６は、本実施の形態にかかる演奏装置本体１１の領域設定処理および音色設定処理において設定された発音可能領域および対応する音色の例を概略的に示す図である。この例は、図１５に示す領域・音色テーブルのレコードに対応している。図１６に示すように、この例では、中心位置Ｃ’および半径ｄにより画定される円（符号１６０から１６３参照）のそれぞれを底面とする円柱状の４つの発音可能領域１６５〜１６８が設けられている。
発音可能領域１６５〜１６８は、それぞれ、領域・音色テーブル中、領域ＩＤ０〜３のレコードに対応している。演奏者が、発音可能領域１６５内において、演奏装置本体（符号１６０１）を振り下ろす（或いは振り上げる）と（符号１６０２参照）、タムの音色の楽音が発生する。また、演奏者が、発音可能領域１６６内において、演奏装置本体（符号１６１１）を振り下ろす（或いは振り上げる）と（符号１６１２参照）、スネアの音色の楽音が発生する。
なお、第２の実施の形態における他の処理（たとえば、現在位置取得処理、発音タイミング検出処理など）は、第１の実施の形態と同様である。第２の実施の形態によれば、ＣＰＵ２１は、指定された中心位置Ｃおよび中心位置Ｃと異なる他の位置Ｐのそれぞれを地表面に射影した位置Ｃ’および位置Ｐ’を通る円形を底面とする円柱を、発音可能領域として、ＲＡＭ２６中の領域・音色テーブルに、発音領域を特定する情報と音色とを対応付けて格納する。これにより、演奏者は２点を指定することにより、所望のサイズの発音可能領域を設定することが可能となる。
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態においても、円形（或いは楕円形）を底面とする柱状の発音可能領域が設定される。第３の実施の形態においては、演奏者が、演奏装置本体１１を空間において所望の領域に沿って移動させることにより、円形或いは楕円形の平面を画定し、画定された平面の地表面への射影が、円柱（或いは楕円柱）の底面となる。図１７は、第３の実施の形態にかかる領域設定処理の例を示すフローチャートである。第３の実施の形態においては、発音可能領域の設定のために、演奏装置本体１１のスイッチ部２８が設定開始スイッチおよび設定終了スイッチを有する。
図１７に示すように、ＣＰＵ２１は、設定開始スイッチがオンされたかを判断する（ステップ１７０１）。ステップ１７０１でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された位置情報を取得して、始点位置の座標（始点座標）として、ＲＡＭ２６に格納する（ステップ１７０２）。また、ＣＰＵ２１は、設定中フラグを「１」にセットする（ステップ１７０３）。
ステップ１７０１でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、設定中フラグが「1」であるかを判断する（ステップ１７０４）。ステップ１７０４でＹｅｓと判断された場合には、ＲＡＭ２６に格納された位置情報を取得して、経過位置の座標（経過位置座標）としてＲＡＭ２６に格納する（ステップ１７０５）。なお、ステップ１７０５は、演奏者により演奏装置本体１１の終了スイッチがオンされるまで、複数回実行される。したがって、ステップ１７０５においては、ＲＡＭ２６に、ステップ１７０５の実行回数と関連付けて経過位置座標が格納される。
その後、ＣＰＵ２１は、終了スイッチがオンされたかを判断する（ステップ１７０６）。ステップ１７０６でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された位置情報を取得して、終点位置の座標（終点座標）としてＲＡＭ２６に格納する（ステップ１７０７）。次いで、ＣＰＵ２１は、終点座標が、始点座標から所定の範囲内に位置しているかを判断する（ステップ１７０８）。ステップ１７０８でＮｏと判断された場合には、領域設定処理を終了する。ステップ１７０４、１７０６でＮｏと判断された場合にも、同様に、領域設定処理は終了する。
ステップ１７０８でＹｅｓと判断された場合には、始点座標、経過位置座標、終点位置座標に基づいて、これら座標を通るような楕円或いは円を特定する情報を取得する（ステップ１７０９）。ＣＰＵ２１は、隣接する座標を結ぶ閉曲線を作成し、この閉曲線に近似する円或いは楕円を得れば良い。たとえば、近似においては、最小二乗法など既知の手法を適用することができる。また、ＣＰＵ２１は、ステップ１７０９にて特定された楕円或いは円を地表面に射影したことにより得られる楕円或いは円の情報を算出し、当該射影による楕円或いは円の情報を、発音可能領域の情報として、ＲＡＭ２６中の領域・音色テーブルに格納する（ステップ１７１０）。その後、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中の設定中フラグを「０」にリセットするとともに、領域設定フラグを「１」にセットする（ステップ１７１１）。
なお、第２の実施の形態における他の処理（たとえば、現在位置取得処理、発音タイミング検出処理など）は、第１の実施の形態と同様である。第２の実施の形態においても、演奏者により所望の大きさの円或いは楕円を底面とする柱状の発音可能領域を設定することができる。特に、第２の実施の形態では、演奏者が演奏装置本体１１を移動させた軌跡を外郭の側面とするような、発音可能領域を設定することが可能である。
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第１〜第３の実施の形態においては、発音可能領域ごとに音色を対応付けて、領域・音色テーブルに、発音可能領域を特定する情報と、対応付けられた音色の情報とが格納される。これにより、演奏装置本体１１が発音可能領域内に位置した状態で、演奏者が演奏装置本体１１を振ると、対応する音色の楽音が発音される。第４の実施の形態においては、発音可能領域ごとに音高を対応付け、演奏装置本体１１が、発音可能領域内に位置した状態で、演奏者が演奏装置本体１１を振ると、対応する音高の楽音が発音される。このような構成は、たとえば、マリンバ、ヴィブラフォン、ティンパニのように異なる音高の楽音を発音可能な打楽器楽音を発音するのに適する。
第４の実施の形態においては、図３に示す処理において、音色設定処理（ステップ３０６）の代わりに音高設定処理が実行される。図１８は、第４の実施の形態にかかる音高設定処理の例を示すフローチャートである。第４の実施の形態において、領域設定処理は、第１の実施の形態〜第３の実施の形態の何れかを適用することができる。第４の実施の形態においては、入力部２８は、音高を指定するために、音高確認スイッチと確定スイッチとを有する。また、図１８の処理にて使用される音高を示すパラメータ（たとえば、ＭＩＤＩに基づく音高情報）は、イニシャライズ処理において、初期値（たとえば、最低音）に設定される。図１８に示すように、ＣＰＵ２１は、領域設定フラグが「１」であるかを判断する（ステップ１８０１）。ステップ１８０１でＮｏと判断された場合には、音高設定処理を終了する。
ステップ１８０１でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、音高確認スイッチがオンされたかを判断する（ステップ１８０２）。ステップ１８０２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、音高を示すパラメータＮＮにしたがった音高情報を含むノートオンイベントを生成する（ステップ１８０３）。このノートオンイベントにおいては、音量レベルや音色を示す情報は予め定められたものであれば良い。次いで、ＣＰＵ２１は、生成されたノートオンイベントをＩ／Ｆ２６に出力する（ステップ１８０４）。Ｉ／Ｆ２７は、赤外線通信装置２４にノートオンイベントを赤外線信号として送信させる。赤外線通信装置２４からの赤外線信号は楽器部１９の赤外線通信装置３３に受信される。これにより、楽器部１９において所定の音高の楽音が発音される。
ステップ１８０４の後、ＣＰＵ２１は、確認スイッチがオンされたかを判断する（ステップ１８０５）。ステップ１８０５でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、音高を示すパラメータＮＮをインクリメントして（ステップ１８０６）、ステップ１８０２に戻る。ステップ１８０５でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、パラメータＮＮに示す音高情報を、発音可能領域の情報と関連付けて、ＲＡＭ２６中の領域・音高テーブルに格納する（ステップ１８０７）。次いで、ＣＰＵ２１は、領域設定フラグを「０」にリセットする（ステップ１８０８）。
図１８に示す音高設定処理においては、音高確認スイッチがオンされるたびに、前回より１つ高い音高の楽音が発音される。演奏者は、所望の音高の楽音が発音されたときに、確認スイッチをオンすることにより、所望の音高を、発音可能領域と対応付けることが可能となる。また、第４の実施の形態にかかる、ＲＡＭ２６に設けられる領域・音高テーブルは、図８に示す領域・音色テーブルと類似した構成を備える。図８の領域・音色テーブルにおいては、領域ＩＤおよび発音可能領域を特定する情報（図８の例では、頂点位置情報）と、音色とが対応付けられている。領域・音高テーブルでは、領域ＩＤおよび発音可能領域を特定する情報と、音高とが対応付けられている。
第４の実施の形態においても、第１の実施の形態〜第３の実施の形態と同様に、発音タイミング検出処理が実行され（図９参照）、所定の場合にノートオンイベント生成処理が実行される。図１９は、本実施の形態にかかるノートオンイベント生成処理の例を示すフローチャートである。図１９のステップ１９０１は、図１０のステップ１００１と同様である。ステップ１９０１の後、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中の領域・音高テーブルを参照して、演奏装置本体１１が位置する発音可能領域についてのレコード中の音高を、発音すべき楽音の音高として決定する（ステップ１９０２）。ＣＰＵ２１は、決定された音量レベル（ベロシティ）および音高を含むノートオンイベントを生成する（ステップ１９０３）。ノートオンイベントにおいて、音色は規定値とすれば良い。ステップ１９０４およびステップ１９０５は、図１０のステップ１００４、１００５にそれぞれ対応する。このようにして、発音可能領域に対応付けられた音高の楽音を発生することが可能となる。
この実施の形態によれば、発音可能領域ごとに音高を対応付け、演奏装置本体１１が、発音可能領域内に位置した状態で演奏者が演奏装置本体１１を振ると、対応する音高の楽音が発音される。したがって、マリンバ、ヴィブラフォン、ティンパニなど音高を変化させることができる打楽器のような演奏形態で所望の音高の楽音を発音させることが可能となる。
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
前記実施の形態においては、演奏装置本体１１のＣＰＵ２１は、演奏者が演奏装置本体１１を振っている際の地磁気センサ値および加速度センサ値を検出して、これらセンサ値に基づき演奏装置本体１１の位置情報を取得し、演奏装置本体１１が、発音可能領域中に位置しているかを判断している。ＣＰＵ２１は、演奏装置本体１１が発音可能領域内に位置した状態で、演奏装置本体１１が振られたと判断すると、発音可能領域に対応付けられた音色（第１〜第３の実施の形態）、或いは、発音可能領域に対応付けられた音高（第４の実施の形態）を含むノートオンイベントを生成して、Ｉ／Ｆ２７および赤外線通信装置２４を介して楽器部１９に送信している。その一方、楽器部１９においては、ノートオンイベントを受信すると、ＣＰＵ１２が、受信したノートオンイベントを音源部３１に出力して楽音を発生させている。上記構成は、楽器部１９が、ＭＩＤＩボードなどが取り付けられたパーソナルコンピュータやゲーム機など、楽音生成の専用機ではないときに好適である。
しかしながら、演奏装置本体１１における処理、および、楽器部１９における処理の分担は、上記実施の形態のものに限定されない。たとえば、演奏装置本体１１は、領域・音色テーブルの情報を楽器部１９に送信し、また、センサ値に基づき演奏装置本体に位置情報を取得して、楽器部１９に送信するように構成しても良い。この場合には、発音タイミング検出処理（図９）、ノートオンイベント生成処理（図１０）は、楽器部１９において実行される。上述した構成は、楽器部１９が、楽音生成の専用機である電子楽器について好適である。
また、本実施の形態においては、演奏装置本体１１と楽器部１９との間は、赤外線通信装置２４、３３を用いて赤外線信号にてデータが通信されているが、これに限定されるものではない。たとえば、打楽器本体１１と楽器部１９とは他の無線通信でデータ通信してもよいし、ワイヤケーブルによって有線でデータ通信するように構成しても良い。
さらに、前記実施の形態においては、地磁気センサ２３により演奏装置本体１１の移動方向を検出するとともに、加速度センサ２２により演奏装置本体１１の移動量を検出し、これらに基づき演奏装置本体１１の位置を取得しているが、このような手法に限定されず、他の位置検出装置、たとえば、３軸加速度センサによるセンサ値や、角速度センサのセンサ値を用いて、演奏装置本体１１の位置を取得しても良いことは言うまでも無い。
また、前記実施の形態においては、演奏装置本体１１において、その長軸方向の加速度センサ値がいったん第１の閾値αより大きくなり、その後、長軸方向の加速度センサ値が減少して、第２の閾値βより小さくなったときの時刻を発音タイミングとしている。しかしながら、これに限定されるものではない。たとえば、演奏装置本体１１の長軸方向の加速度センサ値ではなく、３軸加速度センサのｘ、ｙ、ｚ成分の値の合成値（センサ合成値：各成分の値の二乗の総和の平方根）を用いて、発音タイミングを検出しても良い。
図２０は、他の実施の形態にかかる発音タイミング検出処理の例を示すフローチャートである。図２０において、ステップ２００１〜２００３は、図９のステップ９０１〜９０３と同様である。ステップ２００２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６から加速度センサ値（ｘ、ｙ、ｚ成分）を取得する（ステップ２００４）。ＣＰＵ２１は、取得されたｘ、ｙ、ｚ成分の値に基づき、センサ合成値を算出する（ステップ２００５）。センサ合成値は、上述したように、各成分の値の二乗の総和の平方根を算出することにより得られる。
次いで、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された加速度フラグが「０」であるかを判断する（ステップ２００６）。ステップ２００６でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、センサ合成値が（１＋ａ）Ｇに相当する値より大きいかを判断する（ステップ２００７）。ここで、ａは、微小な正の数である。たとえば、ａを「０．０５」とすれば、センサ合成値が、１．０５Ｇに相当する値より大きいかを判断することになる。ステップ２００７でＹｅｓであることは、演奏者により、演奏装置本体１１が振られて、センサ合成値が重力加速度１Ｇより大きくなったことを示している。この値ａは、上記数値に限定されることはない。また、ａ＝０として、ステップ２００７において、センサ合成値が１Ｇに相当する値より大きいかを判断しても良い。
ステップ２００７でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中の加速度フラグを「１」にセットする（ステップ２００８）。ステップ２００７でＮｏと判断された場合には、発音タイミング検出処理を終了する。
ステップ２００６でＹｅｓと判断された場合、つまり、発音フラグが「１」である場合には、ＣＰＵ２１は、センサ合成値が（１＋ａ）Ｇに相当する値より小さいかを判断する（ステップ２００９）。ステップ２００９でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ステップ２００５で算出されたセンサ合成値が、ＲＡＭ２６に格納されているセンサ合成値の最大値より大きいかを判断する（ステップ２０１０）。ステップ２０１０でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、算出されたセンサ合成値を、新たな最大値として、ＲＡＭ２６に格納する（ステップ２０１１）。ステップ２０１０でＮｏと判断された場合には、発音タイミング検出処理を終了する。
ステップ１００９でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ノートオンイベント生成処理を実行する（ステップ２０１２）。ノートイベント生成処理は、第１の実施の形態のもの（図１０）と略同様である。他の実施の形態では、ステップ１００１において、センサ合成値の最大値に基づき音量レベルが決定される。この実施の形態では、以下のような発音タイミングにて楽音が発音される。
図２１は、演奏装置本体の加速度センサにより検出された加速度センサ値の合成値である合成センサ値の例を模式的に示したグラフである。図２１のグラフ２１００に示すように、演奏者が演奏装置本体１１を静止させた状態では、合成センサ値は１Ｇに相当する値である。演奏者が演奏装置本体１１を振ることにより、合成センサ値は上昇し、演奏者が演奏装置本体１１を振り終わって再度静止させることにより、合成センサ値は再度１Ｇに相当する値となる。
本実施の形態では、合成センサ値が（１＋ａ）Ｇ（ａは微小な正の値）に相当する値より大きくなったタイミングが検出し、その後、合成センサ値の最大値が更新される。合成センサ値の最大値Ａｍａｘは、発音する楽音レベルを決定するために用いられる。その後、合成センサセンサ値が（１＋ａ）Ｇ（ａは微小な正の値）に相当する値より小さくなったタイミングｔ１で、ノートオンイベント処理が実行され、楽音が発音されることになる。
さらに、本実施の形態においては、加速度センサのセンサ値に基づいて発音タイミングが決定されているがこれに限定されるものではなく、他のセンサ（角速度センサなど）を用いて、そのセンサ値の変化にしたがって発音タイミングを決定するように構成しても良い。
１０ 電子楽器
１１ 演奏装置本体
１２ ＣＰＵ
１３ Ｉ／Ｆ
１４ ＲＯＭ
１５ ＲＡＭ
１６ 表示部
１７ 入力部
１８ サウンドシステム
１９ 楽器部
２１ ＣＰＵ
２２ 地磁気センサ
２３ 加速度センサ
２４ 赤外線通信装置
２５ ＲＯＭ
２６ ＲＡＭ
２７ Ｉ／Ｆ
３１ 音源部
３２ オーディオ回路
３３ 赤外線通信装置

Claims (10)

  1. 演奏者が手で保持するための長手方向に延びる保持部材と、
    前記保持部材内に配置された、前記保持部材の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
    空間中少なくとも側面が地表面と垂直な面により画定された発音可能領域であって、発音すべき楽音の音色と対応付けられた発音可能領域を特定する情報と、前記対応付けられた音色とを格納する領域・音色記憶手段と、
    所定の楽音を発音する楽音発生手段に対して発音の指示を与える制御手段と、を備え、
    前記制御手段が、前記位置情報手段により取得された前記保持部材の位置が、前記発音可能領域内に位置し、かつ、前記保持部材に所定の動作が与えられるときを発音タイミングとして、前記領域・音高記憶手段に記憶された、前記発音可能領域に対応付けられた音色にて、前記楽音発生手段に対して発音の指示を与える発音タイミング検出手段を有することを特徴とする演奏装置。
  2. 前記位置情報取得手段が、地磁気センサと、加速度センサとを有し、
    前記地磁気センサのセンサ値に基づき、前記保持部材の移動方向を検出するとともに、前記加速度センサのセンサ値に基づき、前記保持部材の移動量を算出するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の演奏装置。
  3. 前記発音タイミング検出手段が、前記加速度センサの値に基づき、前記保持部材の長軸方向の加速度センサ値を取得し、当該長軸方向の加速度センサ値の変化に基づき、前記発音タイミングを決定することを特徴とする請求項２に記載の演奏装置。
  4. 前記加速度センサが、３軸加速度センサであり、前記発音タイミング検出手段が、前記加速度センサのそれぞれの軸方向の値の合成値を加速度センサ値として、前記加速度センサ値の変化に基づき、前記発音タイミングを決定することを特徴とする請求項２に記載の演奏装置。
  5. 前記制御手段が、前記加速度センサ値の最大値を検出し、当該最大値にしたがった音量レベルを算出する音量レベル算出手段を有し、
    前記発音タイミング検出手段が、前記音量レベル算出手段により算出された音量レベルで、前記発音タイミングにおいて、前記楽音発生手段に対して発音の指示を与えることを特徴とする請求項２ないし４の何れか一項に記載の演奏装置。
  6. 指定された３以上の頂点の位置情報に基づき、前記頂点を結ぶ平面を地表面に射影することにより得られる平面を底面として、当該底面となる平面とその頂点から延びる垂線とにより画定される空間を発音可能領域と決定し、前記発音可能領域を特定する情報と音色とを対応付けて、前記領域・音色記憶手段に格納する、領域・音色設定手段を有することを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の演奏装置。
  7. 指定された中心位置および当該中心位置と異なる他の位置を地表面に射影した地表面上の中心位置および地表面上の他の位置に基づき、前記地表面上の中心位置を中心として、前記地表面上の他の位置を通る円を底面とした円柱を発音可能領域と決定し、前記発音可能領域を特定する情報と音色とを対応付けて、前記領域・音色記憶手段に格納する、領域・音色設定手段を有することを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の演奏装置。
  8. 前記保持部材の軌跡を、位置情報を所定の時間間隔で取得することにより特定し、当該保持部材の軌跡を地表上に射影した地表面上の閉曲線を底面とする柱状の領域を発音可能領域と決定し、前記発音可能領域を特定する情報と音色とを対応付けて、前記領域・音色記憶手段に格納する、領域・音色設定手段を有することを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の演奏装置。
  9. 演奏者が手で保持するための長手方向に延びる保持部材と、
    前記保持部材内に配置された、前記保持部材の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
    空間中少なくとも側面が地表面と垂直な面により画定された発音可能領域であって、発音すべき楽音の音高と対応付けられた発音可能領域を特定する情報と、前記対応付けられた音高とを格納する領域・音色記憶手段と、
    所定の楽音を発音する楽音発生手段に対して発音の指示を与える制御手段と、を備え、
    前記制御手段が、前記位置情報手段により取得された前記保持部材の位置が、前記発音可能領域内に位置し、かつ、前記保持部材に所定の動作が与えられるときを発音タイミングとして、前記領域・音高記憶手段に記憶された、前記発音可能領域に対応付けられた音高にて、前記楽音発生手段に対して発音の指示を与える発音タイミング検出手段を有することを特徴とする演奏装置。
  10. 請求項１ないし９の何れか一項に記載の演奏装置と、
    前記楽音発生手段を備えた楽器部と、を備え、
    前記演奏装置と、前記楽器部とが、それぞれ、通信手段を備えたことを特徴とする電子楽器。
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