JP2015126815A - 玩具および音響発生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】その配置に応じて多様な音を発生させることを目的とする。
【解決手段】玩具（玩具１０、玩具１０Ａ、玩具１０Ｂ、ボール１００Ａ、ボール１００Ｂ、８００）は、ユーザに扱われる複数の球体（ボール１００、ボール１００Ａ、ボール１００Ｂ、配置特定機能８０１）と、前記複数の球体の配置を特定する特定部（配置特定部２１２、楽音情報生成部１１２）と、該特定された配置に応じた音を放音する放音部（放音部２０３、放音部１０３、放音機能８０２）とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、音を出す玩具に関する。

ボールの動きにあわせて音を発生させる玩具がある（例えば特許文献１を参照）。

特開２００５-１６８７５８号公報

従来の、この種の玩具においては、発生する音のパターンが限られていた。具体的には、１つのボールを転がしたり投げたりした際に発生する音を聞いて楽しむといった単純な遊び方しかできず、ユーザ（典型的には幼児や児童）によってはすぐに飽きてしまう場合があった。

本発明は、一の態様において、ユーザに扱われる複数の物体と、前記複数の物体の配置を特定する特定部と、該特定された配置に応じた音を放音する放音部とを有する玩具を提供する。
好ましい態様において、前記放音部は、一の物体に対応して一の音を放音し、各音の音高を、各物体の位置の第１方向成分に基づいて決定し、各音の放音タイミングを、各球体の位置の第２方向成分に基づいて決定する。
好ましい態様において、前記放音部は、前記複数の物体のそれぞれに設けられ、各放音部は、前記特定部によって他の物体との位置関係が所定の状態であることが検出された場合に前記放音を実行する。
本発明は、他の観点において、ユーザに扱われる複数の物体の配置を特定するステップと、該特定された配置に応じた音を放音する放音ステップとを有する音響発生方法を提供する。
本発明は、さらに他の観点において、他の玩具との位置関係を特定する特定部と、該特定された位置関係に応じた音を放音する放音部と、前記特定部および前記放音部を収容する球体の筐体とを有する玩具を提供する。

本発明の玩具においては、その配置に応じて多様な音が発生する。

玩具１０の概要を示す図。 マット２００の外観を示す図。 マット２００の機能を示す図。 玩具１０Ａの概要を示す図。 マット２００Ａおよびカメラ３００の機能を示す図。 ボール１００Ａの内部構造を示す図。 ボール１００Ａの機能を示す図。 ボール１００Ａの配置の例を示す図。 玩具１０Ｂの概要を示す図。 ボール１００Ｂおよびカメラ３００Ａの機能を示す図。 ボール１００Ｂの配置の例を示す図。 条件ＤＢ９０２に記憶される情報の例を示す図。 ボール１００Ｃの機能を示す図。 玩具８００の機能を示す図。

（１）実施例１
図１は玩具１０の概要を示す図である。玩具１０は、ボール１００とマット２００とを含む。ボール１００はユーザＵによって取り扱われる。つまり、ユーザＵは手や足その他の体の部位を用いてボール１００を好きな場所に移動させることができる。ボール１００は、形状が球体であり、素材は例えばゴムやプラスチックである。大きさに制限はないが、児童・幼児が安全に手で扱いやすいものが好ましい。

マット２００は、シート状の部材であって部屋の床やテーブルなどユーザが好みの位置に設置することができる。同図では、部屋の床にマット２００を設置し、ユーザＵが座った状態でボール１００を手に持ってマット２００上の好きな位置に配置する遊び方をする例を示す。すなわち、玩具１０は、ボール１００を音符に見立て、幼児等のユーザに自然に作曲を楽しんでもらうことを目的としている。

図２はマット２００の外観を示す図である。この例では、ボール１００−１〜ボール１００−８の計８つのボール１００がユーザＵによって並べられた状態を示している。マット２００において、表面Ｓに五線譜を模した絵が印刷されている。五線譜の各線に対応する場所に、横溝２９１が平行に複数本等間隔に形成される。各横溝２９１のちょうど中間には、横溝２９１と平行に横溝２９２が等間隔に形成される。横溝２９１、および横溝２９２は、音高に対応している。横溝２９１および横溝２９２は、ユーザＵがボール１００を五線譜上のいずれかの音高に相当する位置に置くことを補助する役割を有している。さらに、横溝２９１や横溝２９２に一度置いたボール１００を溝にそって滑らせることによって、他の位置へ移動させることを容易にしている。同図の例では、ボール１００−１〜ボール１００−８の位置は、一番下の線の音程を「ミ」とすれば、順に、ラ、ミ、ソ、ファ、ラ、ド、シ、ドの音程に相当する。

一方、表面Ｓの縦方向には、縦溝２９３が等間隔に形成されている。これにより、ユーザＵがボール１００を縦溝２９３上において上下に移動させることが容易になっている。縦溝２９３は、発音のタイミング（拍や小節）に相当する。同図の例では、各縦溝２９３に１つづつボール１００が置かれているので、ラ、ミ、ソ、ファ、ラ、ド、シ、ドの音が順に一定の時間間隔で発音することが指定されたことを意味する。なお、１つの縦溝２９３の上に２以上のボール１００を置いてもよい。この場合は、異なる高さの音が同一タイミングで発音されること（和音）を意味する。あるいは、一部の縦溝２９３上にはボール１００が置かれていなくてもよい。この場合、その縦溝２９３に対応するタイミングにおいては、何も音は鳴らない。

このように、横溝２９１、横溝２９２、および縦溝２９３を設けることで、ユーザＵは、ボール１００を、音楽理論に基づいて決められた位置のいずれかに置くように誘導される。この結果、ユーザＵに自然に音楽的な原理や規則性を身に付けさせつつ、自分の指定した配置（つまり作曲したメロディ）を楽しんでもらうことができる。

また、横溝２９１および横溝２９２と縦溝２９３との交点の全てには、センサ素子（図示せず）が設けられる。センサ素子の制御回路や電源（図示せず）はマット２００に埋め込まれている。これにより、その位置にボール１００が置かれているか否かが検出される。センサ素子は、例えば静電容量式または感圧式である。

スピーカ２９５はユーザＵが作曲したメロディの放音を行う。
スイッチ２９４はスイッチである。ユーザＵがスイッチ２９４を押すと、表面Ｓ上に並べられている複数のボール１００の位置に基づいて、スピーカ２９５から楽音が放音される。

図３はマット２００の機能を示す図である。マット２００は、制御部２０１、検出部２０２、放音部２０３、記憶部２０４、および入力部２０５を含む。検出部２０２は、上述したセンサ素子や信号処理回路によって実現される。検出部２０２により取得した複数のボール１００についての位置の情報は、制御部２０１に出力される。放音部２０３は増幅回路やスピーカによって実現され、制御部２０１から出力される楽音信号に基づいて音響波を発生させる。
記憶部２０４は半導体メモリ等の記憶手段であって、制御部２０１によって実行され、マット２００の機能を実現するためのプログラムを記憶する。
入力部２０５は、スイッチ２９４等の入力手段によって実現される。ユーザＵがスイッチ２９４を押すと、入力部２０５は制御部２０１に対して発音処理の開始の命令を入力するためのものである。これにより、ボール１００の配置が完成したとユーザＵが考える前に発音がなされてしまうことが防止される。
放音部２０３は、増幅回路やスピーカ２９５等によって実現され、楽音情報生成部２１１から出力された楽音信号に応じた音響波を発生させる。

制御部２０１は、ＣＰＵ等のプロセッサ等によって実現され、楽音情報生成部２１１、配置特定部２１２を含む。配置特定部２１２は、検出部２０２からの情報に基づいて、マット２００上にある複数のボール１００のそれぞれの位置（換言すると全体配置）を特定する。具体的には、各線に平行な方向とこれに垂直な方向で規定される二次元座標が算出される。楽音情報生成部２１１は、音源データ等の楽音情報の生成に必要な情報を記憶したメモリや、楽音情報に基づいて楽音信号（波形データ）を生成するための信号処理回路やクロック回路等によって実現される。楽音情報生成部２１１は、入力部２０５から指示が入力されると、検出部２０２から供給された情報に基づいて楽音情報の生成を行う。具体的には、配置特定部２１２から出力された位置情報を、発音タイミングと音高の情報とに変換する。図２の例でいうと、第１拍〜第８拍において、それぞれラ、ミ、ソ、ファ、ラ、ド、シ、ドの音を発生させるという情報が生成される。発音タイミングと音高に加え、必要に応じて音色や音の長さやについての情報を補うことにより、楽音信号を生成する。生成した楽音信号は、放音部２０３に出力される。

玩具１０においては、ユーザＵは自らが決めたボール１００の配置を異ならせることで様々なメロディを聴くことができる。この際、許される配置が音楽理論的に妥当なものに制限されているので、意味のないあるいは非音楽的なものになるおそれがなく、楽しく音楽に触れることができる。また、玩具１０においては、位置を他の装置に伝えるための仕組みをボール１００に設ける必要がない。例えば、ボール１００として野球ボール、テニスボール等の一般的な既存のボールを活用することができる。

なお、玩具１０において、横溝２９１〜縦溝２９３の少なくともいずれかを省略してもよい。この場合、ユーザＵは拍または音階にとらわれずに、自由な作曲を楽しむことできる。
また、スイッチ２９４や入力部２０５を省略してもよい。この場合、例えば、配置内容が所定条件（例えばすべての縦溝２９３の上にボール１００が置かれたこと）を満たしたことが配置特定部２１２によって特定された場合に、配置特定部２１２は楽音情報生成部２１１に発音開始命令を出力することによって、放音処理が開始される。

なお、ボール１００の置き場所を誘導する方法や、置かれたボール１００の位置を認識する方法については、上述した方法以外の方法を用いてもよい。置き場所を誘導する方法については、例えば、溝に代えて、表面Ｓ上の所定の音高および拍に対応する位置に穴（窪み）を設けてもよい。この場合、ボール１００をより安定して固定（静止）させることができる。ボール１００の位置を認識する方法については、離散的な位置においてセンシングするのではなく、連続的な位置を検出してもよい。例えば、リボンコントローラを五線譜の各線に沿ってそって配置する。こうすることで、所定の拍に縛られないメロディを作曲・放音することができる。

（２）実施例２
ボール１００の配置を特定は、マット２００以外の装置が行ってもよい。図４は玩具１０Ａの概要を示す図である。玩具１０Ａは、ボール１００、マット２００Ａ、およびカメラ３００を含む。玩具１０Ａが玩具１０と異なる点は、マット２００から配置を特定する機能を除く代わりに、カメラ３００にその機能を担わせた点である。カメラ３００は、部屋の天井や壁（図４はこの例を示す）等に設置される。

図５はマット２００Ａおよびカメラ３００の機能を示す図である。以下、図３と同一の機能要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
マット２００Ａにおいては、配置特定部２１２を設けない代わりに通信部２０６を設けている。通信部２０６はWiFi（登録商標）等の無線通信ユニットによって実現される。通信部２０６は、位置情報の要求をカメラ３００に送信し、カメラ３００から送信された配置情報を受信する。

カメラ３００は、制御部３０１、撮像部３０２、および通信部３０３を含む。撮像部３０２はレンズや撮像素子等によって実現され、マット２００Ａを含む領域（例えば部屋全体）を撮影する。撮影された画像のデータは制御部３０１に供給される。
制御部３０１は、プロセッサによって実現され、カメラ３００全体を制御する。また、制御部３０１は配置特定部３１１を含む。配置特定部３１１は、映像信号処理プロセッサ等によって実現され、撮像部３０２から取得した画像データに対して画像解析を行い、マット２００Ａおよびマット２００Ａ上のボール１００の存在を認識すると、マット２００Ａに対する各ボール１００の位置を計算する。マット２００Ａの認識方法については、例えば、マット２００Ａに所定のマーカーを貼りつけておき、このマーカーの画像を記憶部２０４に登録しておき、このマーカーに対応する画像を抽出することでマット２００Ａの存在およびその位置を決定する。一方ボール１００の認識処理については、ボール１００の特徴量（球体であることやそのサイズなど）を記憶しておき、取得した画像にこの特徴量に一致する画像部分が含まれているか否かを判定する。あるいは、全てのボール１００Ａにマーカーを付しておき、画像解析においてマーカーに対応する画像を認識する。

この例では、ボール１００の位置を検出するための機構をマット２００に設ける必要がない。マット２００はユーザに配置の基準となる位置を理解させるためにのみ存在するからである。よって、例えば、用紙に、ボール１００の大きさに合わせて五線を書いたようなものであっても構わない。

（３）実施例３
なお、ボール１００の配置を特定する方法は、接触検出や画像解析に基づくものに限らない。例えば、赤外線や超音波等の電磁波や弾性波を用いてセンシングする既存の手法を用いてもよい。また、複数のボール１００の配置を検出する装置を各ボール１００に設けてもよい。以下、配置検出機能を有するボール１００Ａについて説明する。

図６にボール１００Ａの内部構造を示す。図６は、ボール１００Ａの中心を通る平面における断面図である。ボール１００Ａは、外側から順に外殻部材１８０、支柱部材１７０、および核部材１９０で構成される。外殻部材１８０はユーザが触れる部分であり、球体で、剛性のある素材（例えばプラスティック）で形成されている。また、核部材１９０には内部で発生した音響波を効率よく伝播させるために穴（図示せずが）形成されていることが好ましい。核部材１９０は、球体の筐体と、その内部に、後述する機能を実現させるための、電源、回路、プロセッサ、メモリ、スピーカ等のハードウェアが収容されている。核部材１９０は、複数の支柱部材１７０によって外殻部材１８０に保持されている。Ｒは空洞となっている。

図７は、ボール１００Ａの機能を示す図である。ボール１００Ａは、制御部１０１、センサ１０２、放音部１０３、通信部１０４、記憶部１０５、および電源部１０６を含む。電源部１０６は、電池１６１、電源制御部１６２、および給電部１６３を含む。
電池１６１は二次電池である。電源制御部１６２は、電源制御回路によって実現され、必要な電力をボール１００Ａの各部に供給する。給電部１６３は電源信号を受信するアンテナや、受信した信号を整流してそこから電力を取り出すための整流回路等によって実現され、図示せぬ外部の給電装置から非接触で電源の供給を受ける。
センサ１０２は、赤外線センサ、超音波センサ、磁気センサ等のセンサユニットあるいはカメラなどの、電磁波や弾性波等を用いて外部の状況をセンシングするデバイスによって実現され、他のボール１００の存在を検出するために必要なデータを取得する。

制御部１０１は、配置特定部１１１および楽音情報生成部１１２を含む。配置特定部１１１は、センサ情報の処理や画像解析を行うためのプロセッサ等によって実現され、センサ１０２から供給されたデータに基づいて、自分の位置に対する他のボール１００の位置関係、すなわち複数のボール１００の全体配置を特定する。より具体的には、所定の時間間隔で、繰り返し、自ボールから計測対象の各ボール１００までの距離と方位とを算出する。方位については、例えば、磁気センサなどの方位センサによって、自ボールの向いている絶対方向を決定する。距離については、レーザ光、音波、電磁波（無線電波）等を用いた距離センサによって決定する。こうして、自ボールの周辺にあるすべてのボール１００について、自ボールとの相対的位置を算出する。

楽音情報生成部１１２は、信号処理回路、クロック回路、音源データ等の楽音情報の生成に必要な情報記憶したメモリ等によって実現され、端末固有情報９０１を参照し、配置特定部１１１から供給された配置情報に基づいて楽音情報の生成および楽音信号の生成を行う。
通信部１０４は、WiFi（登録商標）等の無線通信モジュールであって、他のボール１００と間欠的に無線通信を行うことによって各ボール１００から端末固有情報９０１を取得する。
放音部１０３は増幅回路やスピーカによって実現され、制御部２０１から出力される楽音信号に基づいて音響波を発生させる。

記憶部１０５は、半導体メモリ等の記憶手段であって、制御部１０１によって実行されマット２００の機能を実現するためのプログラムを記憶する。さらに、記憶部１０５には、自ボールの端末固有情報９０１および他のボール１００から取得した端末固有情報９０１が記憶される。端末固有情報９０１は、各ボール１００を識別するための識別ＩＤを少なくとも含み、加えて端末固有の楽音パラメータを含んでもよい。楽音パラメータとは、例えば、音色やエフェクトであって、複数のボール１００の配置に基づく楽音情報を生成する際に用いられる。ボール１００ごとに異なる音色パラメータを記憶しておけば、全体としての配置は同一であるので曲の内容（メロディ）は同一であったとしても、例えばボール１００を入れ替えることによって、異なる音色で楽しむことができる。

配置情報から楽音情報を生成する方法ついて、具体的に説明する。一の態様において、各ボール１００Ａがそれぞれ配置情報を生成し、配置情報に基づいてそれぞれ楽音情報を生成し、生成した楽音情報に基づいて放音処理を行う。ただし、各ボール１００Ａがそれぞれ配置情報を生成すると、測定誤差を考慮しなければ、どのボール１００Ａが生成した配置情報も等しくなるはずである。この点に鑑み、好ましい態様において、１つのボール１００Ａのみに配置の特定、楽音情報の生成、放音開始タイミングの決定の処理を担わせる。配置特定の処理を担うボール１００Ａを決定する方法としては、例えば全てのボール１００Ａ同士が相互に通信してネゴシエーションし、配置特定の役割を担う一つ（これをマスターと呼ぶ）と担わないもの（スレーブと称する）を決定する。マスター／スレーブの決定方法は、既存のアルゴリズムを適用することができる。そして、スレーブと決定されたボール１００Ａにおいては、制御部１０１は、ボール１００Ａのうち、配置特定機能および楽音情報生成機能、すなわちセンサ、配置特定部１１１、楽音情報生成部１１２の機能を無効化する。

あるいは、同一の機能を有するボール１００Ａを複数用いるのではなく、一つのボール１００Ａと、ボール１００Ａから配置特定機能および楽音情報生成機能、すなわちセンサ１０２、配置特定部１１１、および楽音情報生成部１１２の機能を省略したボールとを用いてもよい。

いずれに場合においても、配置特定機能を担うボールは、ボール１００Ａの全体配置を決定し、配置に基づいて楽音情報を生成し、他の全てのボール１００Ａへその楽音情報を送信する。配置特定機能を担わないボールは、配置特定機能を担わないボールに自己の端末固有情報９０１を提供するとともに、配置特定機能を担うボールから楽音情報の提供を受け、その楽音信号に従ってそれぞれ放音を実行することになる。

なお、生成した楽音情報を各ボール１００Ａに送信するタイミング（換言するとメロディ再生を実行するタイミング）の決定方法は、任意である。好ましくは、ユーザＵがメロディを完成させたと判定した場合に、ボール１００Ａは楽音情報を送信する。例えば、マスターのボール１００Ａが所定の個数の存在（例えば４個）を検出した場合に、現在の配置に基づいて生成した楽音情報を各ボール１００Ａに送信する。あるいは、さらに検出した配置関係が所定の条件（例えば検出したボール全てが一定の距離範囲にあるなど）であって、かつそれらがすべて静止しているという追加条件を満たしたと判定した場合に、楽音情報の生成または生成した楽音情報の送信を行ってもよい。あるいは、ユーザＵが操作できるスイッチやタッチセンサなどの入力部（図示せぬ）をボール１００Ａに設け、入力部が所定の指示が入力された場合に、楽音情報の生成または生成した楽音情報の送信を行ってもよい。

図８は、ボール１００Ａの配置の例を示す図である。具体的には、ボール１００Ａ−４がマスターであると仮定し、ボール１００Ａ−４は、自ボールの位置を原点として二次元平面上に全てのボール１００の位置をマッピングすることにより、図８に示すような情報を得たとする。
まず、楽音情報の生成に必要な、第１および第２の方向（座標軸）を決定する。具体的には、まず全てのボール１００を覆う長方形領域であって面積が最小（あるいは縦横比が最大）となるものを決定する。同図の例では、Ｒ１よりもＲ２のほうが面積が小さく、Ｒ２が面積最小であると決定される。決定した長方形の短片に平行な方向（Ｙ軸）を第１の方向、長片に平行な方向を第２の方向（Ｘ軸）と定義する。なお、軸の向きの取り方はそれぞれ二通りが考えられる。好ましい態様において、ボール１００−４は、センサ１０２および配置特定部１１１等によってユーザＵのボール１００Ａ−４に対する位置を算出し、Ｘ軸に対してユーザＵの位置する側を−Ｙとし、Ｙ軸の右側の領域を＋Ｘと決定する。

そして、Ｘ方向が上述した五線譜に平行な線であるとみなす。つまり、同図の位置のＹ軸成分は相対的な音高を表し、Ｘ方向は相対的な発音タイミングを表す。次に、絶対的な発音タイミングおよび絶対的な音高を決定する。一例として、音高については、Ｙ座標の最大値（Ｙ１）および最小値（Ｙ３）をそれぞれ最高音および最低音と設定する。そして、最高音から最低音までＹ座標の差を所定値で等分して得られる座標の範囲のそれぞれに、一つの音高を割り当てる。発音タイミングについては、Ｘの最小値（Ｘ２）、最大値（Ｘ１）を発音タイミングの時間原点（最初の１拍目）および最後の発音タイミングとみなす。そして発音期間（Ｘ１−Ｘ２）を所定値で等分し、区分されたＸ座標の各範囲に対して、一つのタイミングを割り当てる。
この結果、ｃ１およびｃ２を予め定めた定数として、例えば、ボール１００Ａ−３については、発音タイミングは、t=c1/（X1-X2）*(X3-X2)と、音高については、p=c2/(Y1-Y2)*(Y3-Y2)と決定される。

ボール１００−４は、各ボール１００について、識別ＩＤに対応づけて、決定した発音タイミングと音高を含む楽音情報を無線送信する。各ボール１００では自ボールの識別ＩＤに対応した発音タイミングと音高とを抽出する。

この実施例においては、配置の情報を取得するための装置をボール１００とは別に用意する必要がない。さらに、音高や発音タイミングを決定するための装置やシートを用意する必要もない。すなわち、ボール１００Ａさえあれば、場所を選ばず遊ぶことができる。

（４）実施例４
図９は玩具１０Ｂの概要を示す。玩具１０Ｂは、ボール１００Ｂ、カメラ３００Ａおよび音響機器４００(図示せず)を含む。ユーザＵは例えば乳幼児である。この例では、ユーザＵは手や足、頭、体等でボール１００Ｂを扱うことを想定している。つまり、ユーザＵは、ボール１００Ｂを正確に所望の位置に運ぶことが出来る必要はかならずしもない。例えば、同図のように、ユーザＵはハイハイができる程度に運動することができ、ボール１００Ｂを転がすことができる年齢であれば、乳児でも遊ぶことができる。この観点から、ボール１００Ｂのサイズは、好ましくは、サッカーボール程度である。

カメラ３００Ａは、撮影機能を有し、部屋の壁や天井等に取り付けられ部屋全体が撮影範囲に入る位置に設けられる。また、同図には示されていないが、音響機器４００が任意の場所（例えばユーザＵのいる部屋とは別の場所）に設置される。音響機器４００は、カメラ３００Ａとの通信信機能と、少なくとも楽音制御情報を入力することができる、携帯型オーディオプレーヤー、据え置き型のＣＤプレイヤーなどの楽音再生機器である。

図１０に、ボール１００Ｂおよびカメラ３００Ａの機能を示す。ボール１００Ｂは、制御部１０１、放音部１０３、通信部１０４、記憶部１０５、および電源部１０６を含む。ボール１００がボール１００Ａと異なる点は、センサ１０２を有していない点である。すなわち、ボール１００Ｂには自ボールや他のボール１００の位置を検出する機能がない。また、通信部１０４は、ボール１００と通信を行うのではなく、カメラ３００Ａと通信を行う。

カメラ３００Ａは、制御部３０１、撮像部３０２、通信部３０３Ａ、および記憶部３０４を含む。制御部３０１は配置特定部３１１と楽音情報生成部３１２とを含む。撮像部３０２および配置特定部３１１に関し、撮像画像からボール１００Ｂの配置を特定する機能を有する点はカメラ３００Ａと同じである。この実施例においては、児童に作曲や音楽理論を学ばせるというよりは、それよりも低い年齢層であっても遊ぶことができることを狙っている。この観点から、五線譜に相当する道具を使用しない。
また、各端末固有情報９０１には、識別ＩＤに加えて、自ボールにて発音される音に関する情報（音高、音量、音長等）を含む楽音情報が予め記録されている点で、実施例１〜３と本実施例とは異なっている。

楽音情報生成部３１２は、各ボール１００Ｂから端末固有情報９０１を含む楽音信号要求を受信すると、条件ＤＢ９０２を参照し、配置特定部３１１から供給された配置情報に基づいて、少なくとも一部のボール１００Ｂのそれぞれに対応する楽音情報を生成し、楽音情報に基づいた楽音信号をそれぞれ生成する。生成された楽音信号は、それぞれ、その信号の宛先を特定するための識別ＩＤに対応付けて無線送信される。自身の識別ＩＤに対応付けら得た楽音信号を受信すると、ボール１００Ｂは当該信号に基づいて放音を行う。加えて、生成された楽音信号は通信部３０３Ａから音響機器４００にも送信される。

加えて、楽音情報生成部３１２は、生成した楽音情報に基づいて、音響機器４００に使用させるための制御情報を生成する。生成された制御情報は、通信部３０３Ａから音響機器４００に送信される。音響機器４００はイコライザ機能等、楽曲再生に関するパラメータを変更する機能を有しており、受信した制御情報を記憶しておく。その後、ユーザＵとは異なるユーザ（例えばユーザＵの保護者）が音響機器４００を用いて楽音の再生を指示するとき、楽音の再生を行う際のパラメータとしてこの制御情報が読み出されて適用される。制御情報とは、例えば再生する楽曲の周波数特性（イコライズパラメータ）を指定する情報である。一例としては、部屋におけるボール１００Ｂの分布の密度（散乱具合）に応じて、周波数特性を決定する。具体的には、分布の密度に非一様である場合（つまり一箇所にボール１００Ｂが集まっている場合）は所定の音域を強調する一方、分布密度の一様性が大きい、部屋にまんべんなく散らばっている（散乱している）場合は他の音域を強調するといった処理を行う。

図１１にボール１００Ｂの配置の例を示す。配置特定部３１１において、ユーザＵのいる部屋の床などの所定の位置を基準として、各ボール１００Ｂの配置がＰ１〜Ｐ６として二次元平面上にマッピングされたと仮定する。なお、同図の座標軸の選定は任意である。楽音情報生成部３１２は、条件ＤＢ９０２を参照し、この配置に適合する楽音パラメータを特定する。

図１２は、条件ＤＢ９０２に記憶される情報の例を示す。条件ＤＢ９０２は、配置条件と適用すべき楽音パラメータとを対応付けて記憶する。配置条件とは、距離についての条件と、個数についての条件とを含む。例えば、同図の条件番号１における、距離「２ｍ」および個数「２以上」とは、任意の位置を基準として直径２ｍの円の中に２個以上のボール１００Ｂが存在する、という条件を意味する。この条件を満たした場合、計６個のボール１００Ｂのうち当該条件を満たすボール１００の各々のみに対して、それぞれ楽音情報が生成され、それ以外のボール１００Ｂに対しては楽音情報が生成されない。

楽音情報は楽音パラメータの集合である。楽音パラメータには、発音タイミング、音高、音長、音色、音量、エフェクトが含まれる。「発音タミング」とは、ボール１００Ｂにて発音を行うタイミングである。「ランダム」というのは、条件を満たす複数のボール１００Ｂから発音されるタイミングがランダムに決定されることを意味する。「同時」というのは、条件を満たす複数のボール１００Ｂから所定のタイミングで同時に発音されることを意味する。「音高」とは、ボール１００にて発音する音の高さを指定する情報である。「固有」というのは、各端末固有情報９０１に規定される音高を採用することを意味する。「音高」について「混合」というのは、発音対象の複数のボール１００Ｂの端末固有情報９０１に記憶される音高についての情報に基づいて、新たな音高についての情報を生成することを意味する。例えば、対象の２つのボール１００Ｂの固有の音高が「ド」と「ソ」である場合、中間的な音である「ミ」を両方のボール１００から放音させる。あるいは、片方のボール１００Ｂから「ド」および「ミ」を放音させたボール１００Ｂからは「ソ」を放音させる。
「音長」は発音持続時間を意味し、「長め」とは、発音持続時間を例えば通常の１．５倍に変更することを意味する。「音色」は、「ピアノ」、「ギター」などを指定する情報であって、「混合」とは両方の周波数特性の平均値を出すなど、発音の周波数特性を変更する処理を行うことを意味する。「エフェクト」とは、放音される音の周波数特性や波形プロファイルについてのその他の変更を行うことを意味する。

この例によれば、放音機能を有する複数のボール１００Ｂのうち、所定の条件を満たすボール１００Ｂについてのみから放音が行われる。また、ユーザＵのボール１００Ｂに対する働きかけ（転がす対象や方向など）に応じてボール１００Ｂの配置が変化し、この変化に応じて放音内容が逐次変化する。この結果、ユーザＵが飽きずに長く遊んでくれることが期待される。

また、ボール１００Ｂ配置はユーザＵの遊ぶ（行動）の内容を反映しているとから、第三者（例えばユーザＵの親）は、音響機器４００で再生される音楽を聴くことで、ユーザＵの活動状態を推定することもできる。例えば、音響機器４００から再生される楽曲のテンポがいつもよりも速ければ、ボール１００の位置がばらばらであることを意味しており、このことからユーザＵはよく動きまわっている（いた）と推定でき、逆に再生テンポが標準よりも遅ければあまり活動していないと推定できる。

（５）実施例５
配置を特定する機能を有する装置をボールとは別に設けなくてもよい。具体的には、図１３に示すように、ボール１００Ｃを用いる。ボール１００Ｃは、ボール１００Ｂが備えていない、カメラ３００Ａにおける配置特定機能を有する。具体的には、各ボール１００Ｃは、ボール１００Ａのセンサ１０２、通信部１０４、および配置特定部１１１を備え、他の全てボール１００Ｃの位置を計測し、全体の配置を特定する。また、各ボール１００Ｃは楽音情報生成部１１２と条件ＤＢ９０２とを有し、特定した配置情報に基づいて条件ＤＢ９０２を参照し、所定の条件に適合する場合は自装置の位置に対応する楽音情報を生成する。ボール１００Ｃがボール１００Ａと異なる点は、各ボール１００Ｃは自ボールの発音制御を自身で管理している点である。すなわち、この例ではマスター／スレーブといった役割を導入する必要はない。各ボール１００Ｃは間欠的に通信を行い、他の各ボール１００Ｃに対する自身の位置情報を更新し、発音内容に逐次反映させる。なお、好ましい態様において、一定時間経過しても配置関係の変化を検出しない場合は、発音を中止する、あるいは電源をＯＦＦする等の例外処理を行ってもよい。

上記の各システムによれば、ユーザＵの遊び方（ユーザＵが扱う複数のボールの配置の変化）に応じた多様な音が発生する。よって、ユーザＵが飽きることなく長く興味をもって長く遊んでもらえることが期待される。加えて、単なるおもちゃとしてではなく、楽しく自然に音楽理論を学ばせる知育玩具としての活用が期待される。さらに、ボールを扱うことによって手足が刺激され、触覚刺激が聴覚刺激と連動するので、情操効果も期待される。

＜その他の実施例＞
上記の各実施例において、１つのボールからは２音程以上の音（和音）を放音してもよい。つまり、必ずしも一つのボールが一音に対応している必要はない。また、配置の情報に加えて、運びかた、置き方、配置後のボールの状態（例えばその位置における回転運動など）を加味して、楽音情報を生成してもよい。例えば、ボールに加速度センサを設け、ボールの位置に応じて音高および発音タイミングを決定するとともに、その位置においてボールに与えられた力やボールの運動（例えば回転運動）に応じた強さのエフェクト（例えばベンド）のパラメータ値を決定する。この場合、例えば、ユーザＵがボールを同じ位置で回したり、叩いたり、なでたりすることを検出すると、そのボールに対応して発音される音のベンドやリバーブの強度をリアルタイムに変更するといった制御を行う。このような制御を行うことで、ユーザの遊び方の幅が広がる。

ボールの形状、構造、サイズ、素材は、上述したものに限られない。たとえば、その形状については、楕円球であってもよい。換言すると、上記形状には球体真球や楕円球も含まれる。あるいは、球体以外にも、柱体（例えばおはじき形の扁平円柱など）、錐体、方体であってもよい。要するに、本発明のボールは、ユーザが手足その他の体の部位を用いて動かせる物体であればよく、遊び方や対象年齢に応じて設計することができる。

放音部をボールやマット以外に設けてもよい。例えば、別途スピーカユニットを用意し、ボールやマット等で生成した楽音信号をスピーカユニットに無線送信する。
このように、上述した各実施例において示した、機能のハードウェアへ実装する方法は例示に過ぎない。つまり、本発明は、１の態様において、図１４に示すように、単独の構造体またはシステム全体として、ユーザに取扱われる複数の物体のそれぞれ配置を特定する配置特定機能８０１と、該特定された配置に応じた音を放音する放音機能８０２とを有する玩具８００を含む。

本発明は、さらに、上述した機能を上述した１以上の装置に実装させるためのプログラムを提供する。また、このプログラムを汎用的なコンピュータや音響装置にインストールすることで、上述の機能を実現させてもよい。このプログラムは、例えば、半導体メモリ、光ディスク、磁気ディスク等の記録媒体に記憶させることによって、あるいはネットワークを介して配布してもよい。

１００・・・ボール、２００・・・マット、３００ カメラ３００、４００・・・音響機器、１０・・・玩具、２０２・・・検出部、２０３・・・放音部、２０５・・・入力部、２０４・・・記憶部、２０６・・・通信部、２０１・・・制御部、２１１・・・楽音情報生成部、２１２・・・配置特定部、２９４・・・スイッチ、２９３・・・縦溝、２９２・・・横溝、２９１・・・横溝、２９５・・・スピーカ、３０１・・・制御部、３０２・・・撮像部、３０３・・・通信部、３０４・・・記憶部、３１１・・・配置特定部、３１２・・・楽音情報生成部、１０１・・・制御部、１０２・・・センサ、１０３・・・放音部、１０４・・・通信部、１０５・・・記憶部、１０６・・・電源部、１１１・・・配置特定部、１１２・・・楽音情報生成部、１６１・・・電池、１６２・・・電源制御部、１６３・・・給電部、１８０・・・外殻部材、１７０・・・支柱部材、１９０・・・核部材、９０１・・・端末固有情報、９０２・・・条件ＤＢ、８０１・・・配置特定機能、８０２・・・放音機能

Claims (5)

1. ユーザに扱われる複数の物体と、
   前記複数の物体の配置を特定する特定部と、
   該特定された配置に応じた音を放音する放音部と
   を有する玩具。
2. 前記放音部は、
   一の物体に対応して一の音を放音し、
   各音の音高を、各物体の位置の第１方向成分に基づいて決定し、
   各音の放音タイミングを、各物体の位置の第２方向成分に基づいて決定する
   ことを特徴とする請求項１記載の玩具。
3. 前記放音部は、前記複数の物体のそれぞれに設けられ、
   各放音部は、前記特定部によって他の物体との位置関係が所定の状態であることが検出された場合に前記放音を実行する
   ことを特徴とする請求項１記載の玩具。
4. ユーザに扱われる複数の物体の配置を特定するステップと、
   該特定された配置に応じた音を放音する放音ステップと
   を有する音響発生方法。
5. 他の玩具との位置関係を特定する特定部と
   該特定された位置関係に応じた音を放音する放音部と
   前記特定部および前記放音部を収容する球体の筐体と
   を有する玩具。

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