JP2016004261A

JP2016004261A - 腕を伸ばす向きの変化でメロディーを演奏する健康遊具

Info

Publication number: JP2016004261A
Application number: JP2014135064A
Authority: JP
Inventors: 凌一木下; Ryoichi Kinoshita
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2016-01-12

Abstract

【課題】左右の腕を伸ばす方向を変更することにより異なった音高を発音し、その結果メロディーを演奏することができる健康遊具を提供すること。
【解決手段】健康遊具１の本体２上には加速度センサ４が装着されており、利用者は保持部３を持って左右の腕を様々な方向に伸ばすことにより、加速度センサの向きを変えることができる。コントローラ５は、左右の加速度センサ４Ｌ，４Ｒの向きの組み合わせに対応させてあらかじめ定められた音高データを生成し、これをアンプ６経由でスピーカ７に送信することでメロディーを生成することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は左右の腕を伸ばす方向を検知し、方向に応じた音高を発音してメロディーを演奏する健康遊具である。

従来、身体の動きを検知して発音する演奏装置が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００７−２５６７３６号公報特開２０１３−４４８８９号公報

上記技術は、楽曲演奏が主目的であり、健康のための身体動作の喚起には不十分である。また、検知する身体動作はスティックを振り下ろすなど、加速度を生み出す動作が主たる対象である。このため、リズムや強弱の表現をコントロールすることは容易であるが、メロディー演奏のように、ドレミファソラシドなどの音程を正確に区別する動作をコントロールすることが難しい。また、特許文献１においては、加速度を生み出す動作以外に身体の向きを地磁気センサで検知する提案もなされているが、この場合、検知可能な身体動作が水平方向の回転に限定されるため、腕の上下運動などの検知が難しい。

前記課題を解決するため、本発明は、左右一対の本体部上にそれぞれ加速度センサを装着し、この加速度センサの装着向きについては、本体部先端方向を左、上、右に向けたとき、加速度サンサの一つの軸に対する重力加速度検出値がそれぞれ、１Ｇ，０、−１Ｇとなるよう装着したものである。

また、本発明は左右本体部上のそれぞれの加速度センサの出力値を取得し、その値を基に音高を決定し、音高に応じた楽音を生成するコントローラと、このコントローラからの楽音出力を増幅するアンプ及びスピーカから構成される。

本発明により、左右本体部を動かす動作そのものではなく、動作結果としての本体部の向きの違いでドレミファソラシドなどの異なった音程が生成できる。このため、音高を区別する必要のあるメロディー演奏が容易になると同時に左右の腕を左、上、右と伸ばすことで、普段あまり使う機会のない腕の運動をメロディー演奏を楽しみながら行うことができ、身体のみならず心の健康にも効果を発揮するものである。

実施形態１に係わる斜視図である。実施形態１に係わる加速度センサの向きを示す図である。実施形態１に係わる正面図である。実施形態１に係わるコントローラ部のブロック図である。実施形態１の処理の流れを示すフローチャート図である。実施形態１の使用法に関する図である。実施形態２に係わる平面図である。実施形態３に係わる正面図である。実施形態４に係わる斜視図である。実施形態４に係わる加速度センサの向きを示す図である。実施形態４の使用法に関する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係わる実施形態１について説明する。

図１は実施形態１の斜視図である。本体部２には保持部３が付いており、左右本体部２Ｌ、２Ｒ上の部品はリード線９を通して電気的に接続されている。本体部２は平面を有していることが好ましい。これは、使用者が本体部２に装着されている加速度センサ４の向きを認識しやすくするためである。

左右本体部２Ｌ，２Ｒには、加速度センサ（左）４Ｌと加速度センサ（右）４Ｒが、それぞれ装着されている。

本体部（左）２Ｌ上には、さらに、コントローラ５、アンプ６、スピーカ７が装着され、また、保持部（左）３Ｌ上には発音ボタン８が装着されている。

図２は本体部（左）２Ｌに対して加速度センサ（左）４Ｌをどのような向きで装着するかを示したものである。図２において，保持部（左）３Ｌの長さ方向の中心軸をＸ軸とする。また、Ｘ軸に直交し本体部（左）２Ｌが構成する面に含まれ、かつ、加速度センサ（左）４Ｌを通過する線をＺ軸とする。さらに、Ｘ軸とＺ軸の交点で両軸に直交する軸をＹ軸とする。図２において、本体部（左）２Ｌは、Ｚ軸の下向き方向が重力加速度１Ｇの方向に一致するよう配置されているものとする。このとき、加速度センサ（左）４Ｌの一つの軸（３軸加速度センサを利用する場合は、その中のいずれか１つの軸）がこの重力加速度１Ｇの方向と一致するように配置し、かつ、重力加速度の最大値、すなわち、１Ｇを検知する向きに装着するものとする。

この結果、本体部（左）２Ｌが図２の向きに置かれている場合、加速度センサ（左）４Ｌは１Ｇの重力加速度を検知し、本体部（左）２Ｌの先端（保持部と逆の先端位置）が図２の上方向（Ｚ軸上方向）に向けた場合は０Ｇを検知し、本体部（左）２Ｌの先端（保持部と逆の先端位置）を図２の右方向（Ｘ軸右方向）に向けた場合は−１Ｇを検知することになる。

図には書かれていないが、本体部（右）２Ｒ上の加速度センサ（右）４Ｒについても前記同様の向きに装着するものとする。

図３は実施形態１に係わる正面図であり、各構成要素の関係を示すものである。

コントローラ５は加速度センサ（左）４Ｌと加速度センサ（右）４Ｒから出力されるアナログ・データを入力し、これをＡ／Ｄ変換する。また、コントローラ５は発音ボタン８のＯＮ／ＯＦＦに対応したデジタル・データを入力する。コントローラ５は、もし、発音ボタン８がＯＮ（押されている）の場合は、加速度センサ（左）４Ｌと加速度センサ（右）４Ｒの出力値に対応した音高データを計算し、その音高データをアンプ６に送る。アンプ６は増幅された音高データをスピーカ７に送る。この結果、スピーカ７からは加速度センサ（左）４Ｌと加速度センサ（右）４Ｒの向き、すなわち、本体部（左）２Ｌと本体部（右）２Ｒのそれぞれの向きの組み合わせに応じた音高を発音する。図４と図５を用いてさらに詳しい説明を以下で行う。

図４はコントローラ５の内部構成図である。

コントローラ５はＡＤコンバータ５１，ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４から構成されている。

ＡＤコンバータ５１は、加速度センサ４のアナログ出力をデジタル出力に変換し、ＣＰＵ５２に送る。また、発音ボタン８のＯＮ／ＯＦＦ状態はデジタル値としてＣＰＵ５２に送られる。

ＣＰＵ５２は、発音ボタン８がＯＮである場合に限り、ＡＤコンバータ（左）５１Ｌ、および、ＡＤコンバータ（右）５１ＲからのＡ／Ｄ変化されたデータ（その値が１Ｇ、０Ｇ，−１Ｇ）を基に加速度センサ（左）４Ｌと加速度センサ（右）４Ｒの向きを判定し、それぞれの向きの組み合わせに応じた音高データを生成する。生成された音高データはアンプ６に送られ、アンプ６の出力はスピーカ７に送られ、スピーカ７は送られた音高の音を発音する。

ＲＯＭ５３にはコントローラ５をコントロールするためのプログラムが保存され、ＲＡＭ５４には実行時のプログラム、ＡＤコンバータ５１や発音ボタン８から入力されたデータ、また、プログラムの処理過程で発生、処理されるデータが格納される。

図５はコントローラ５をコントロールするプログラムのフローチャートである。以下にその説明をする。

Ｓ１では、加速度センサからのデータをＡ／Ｄコンバータがデジタル変換したデータを読み込む。Ｓ２では、Ｓ１で読み込まれたデータがそれぞれ１Ｇ，０Ｇ，−１Ｇのいずれに対応するかを判定する。ここで実際に入力されたデータは正確には１Ｇ，０Ｇ，−１Ｇに対応しない場合があり、一定幅のぶれを生じているものと想定される。このため、プログラムでの判定は、一定のぶれを見込んだ範囲で行うものとする。すなわち、ぶれを１０％と看做した場合は、０．９Ｇ〜１．０Ｇを１Ｇ、−０．１Ｇ〜０．１Ｇを０Ｇ，−０．９Ｇ〜−１．０Ｇを−１Ｇと判定する。また、上記判定でデータが１Ｇ，０Ｇ，−１Ｇのいずれにも対応しない場合は、Ｓ１に戻って再度データを入力するものとする。

Ｓ３では発音スイッチ８からのデジタル入力データ値を元に発音スイッチ８がＯＮかＯＦＦかを判定する。もし、ＯＮであれば、Ｓ４に進み、Ｓ２で判定した加速度センサ（左）４Ｌと加速度センサ（右）４Ｒの重力加速度値（１Ｇ，０Ｇ，−１Ｇ）に応じた音高データを表１の対応表に基づいて生成する。もし、発音スイッチ８がＯＦＦの場合はＳ１に戻るものとする。

Ｓ５では、Ｓ４で生成した音高データをアンプ６に出力するものとする。この結果、加速度センサ（左）４Ｌの３通りの向きと加速度センサ（右）の３通りの向きの組み合わせに対応したドレミファソラシドなどの音高がスピーカから発音されることになる。

図６で上記実施形態１の使用例の説明を行う。６１では、使用者は本体部（左）２Ｌの先端を左方向に伸ばしている。この結果、本体部（左）２Ｌ上の加速度センサ（左）４Ｌからは１Ｇが出力される。また、使用者は本体部（右）２Ｒの先端を左方向に伸ばしている。この結果、本体部（右）２Ｒ上の加速度センサ（右）４Ｒからも同じく１Ｇが検出される。この結果、表１の規則に基づき本大部（左）２Ｌ上のスピーカ７からは「ド」の音が発音される。なお、このとき、使用者は発音したいタイミングで発音ボタン８を押し、発音を続けたい時間の間発音ボタン８を押し続けるものとする。

６２では、使用者は本体部（左）２Ｌの先端を左方向に伸ばし、本体部（右）２Ｒの先端を上方向に伸ばしている。この結果、加速度センサ（左）４Ｌからは１Ｇが、加速度センサ（右）４Ｒからは０Ｇが検出される。この結果、表１の規則に基づきスピーカ７からは「レ」の音が発音される。以下、６３〜６８についても同様に「ミ」「ファ」「ソ」「ラ」「シ」「ド」が発音される。

次に、図７を参照して、本発明に係わる実施形態２について説明する。

実施形態２においては、実施形態１における加速度センサ（左）４Ｌの出力および発音ボタン８の出力を無線送信機（左）７１Ｌから、また、加速度センサ（右）４Ｒの出力を無線送信機（右）７１Ｒからそれぞれ無線送信し、これを無線受信機および発音装置７２上の無線受信機７２１で受信するものとする。受信されたデータはコントローラ７２２で実施形態１と同様に処理され、その出力はアンプ７２３へ送信され、アンプの出力はスピーカ７２４に送信されるものとする。以上により実施形態２においては、本体部（左）２Ｌと本体部（右）２Ｒを繋ぐリード線９が不要となり、左右本体部２Ｌ，２Ｒの操作に対する制約が少なくなる。また、コントローラ、アンプ、スピーカを本体部２と独立させることで、発音される楽音の音質、音量、音色などでより柔軟性を持った楽曲演奏が可能となる。

次に、図８を参照して、本発明に係わる実施形態３について説明する。

実施形態３においては、実施形態２で使用した本体部２を腕時計型本体部８１で置き換えたものであり、本体を腕時計のように左右の腕に装着できるようにしたものである。このことにより本体部を意識的に保持する必要がなくなると同時に、狭い部屋などで本体部が他の物にぶつかるなどの事故を防ぐことができ、より起動的な使用が可能となる。腕時計型本体部８１は、実施形態１と同様に平面を有していることが好ましい。

次に、図９、図１０、図１１を参照して、本発明に係わる実施形態４について説明する。

実施形態４は実施形態１の本体部２をスティック本体部９２に置き換えたものである。また、加速度センサ９４の向きを図１０に示すように、保持部９３の延長方向に伸びる中心線をＸ軸とするとき、加速度センサ９４の重力加速度最大値検知方向がＸ軸と一致するよう加速度センサの向きを調整して装着するものとする。

加速度センサの向きをこのように設置することで、利用者は図１１に示すようなスティック本体部の操作により「ド」「レ」「ミ」「ファ」「ソ」「ラ」「シ」「ド」を発音することができるようになる。このことにより、実施形態４の使用者は実施形態１の使用者とは異なる腕の運動を促進することができる。

１遊具、２本体部、２Ｌ本体部（左）、２Ｒ本体部（右）、
３保持部、３Ｌ保持部（左）３Ｒ保持部（右）、４加速度センサ、
４Ｌ加速度センサ（左）、４Ｒ加速度センサ（右）、５コントローラ、
６アンプ、７スピーカ、８発音スイッチ、９リード線、１０加速度センサの重力加速度の最大値検知方向、５１ＡＤコンバータ、５１ＬＡＤコンバータ（左）、５１ＲＡＤコンバータ（右）、５２ＣＰＵ、
５３ＲＯＭ、５４ＲＡＭ、６１〜６８「ド」「レ」「ミ」「ファ」「ソ」「ラ」「シ」「ド」を発音する場合の本体部２の向き、７１無線送信機、７１Ｌ無線送信機（左）、７１Ｒ無線送信機（右）、７２無線受信機および発音装置、７２１無線受信機、７２２コントローラ、７２３アンプ、
７２４スピーカ、８１腕時計型本体部、８１Ｌ腕時計型本体部（左）、
８１Ｒ腕時計型本体部（右）、８２加速度センサ、８２Ｌ加速度センサ（左）、８２Ｒ加速度センサ（右）、８３送信部、８３Ｌ送信部（左）、
８３Ｒ送信部（右）、８４発音スイッチ、
９０加速度センサの重力加速度値最大検知方向９２スティック本体部、
９２Ｌスティック本体部（左）、９２Ｒスティック本体部（右）、
９３スティック保持部、９３Ｌスティック保持部（左）、
９３Ｒスティック保持部（右）、９４加速度センサ、
９４Ｌ加速度センサ（左）、９４Ｒ加速度センサ（右）、９５コントローラ、
９６アンプ、９７スピーカ、９８発音スイッチ、９９リード線、
１１１〜１１８「ド」「レ」「ミ」「ファ」「ソ」「ラ」「シ」「ド」を発音する場合のスティック本体部９２の向き

Claims

加速度センサを設置した本体部と利用者が腕を伸ばす向きを変更することでこの本体部上の加速度センサの向きを変更するための保持部を有し、利用者が腕を伸ばす向きを変更した結果として変化する加速度センサの静止時の向きを検知し、その検知された加速度センサの互いに異なる向きに対応づけられた互いに異なる音高を発音することでメロディーを演奏する健康遊具。
本体部上の加速度センサに関し、その検出値が腕を伸ばす３通りの向きにより、１Ｇ，０Ｇ，−１Ｇになるよう加速度センサの装着向きを調整したメロディーを演奏する請求項１記載の健康遊具。