JP2508186B2 - 楽音制御装置 - Google Patents

楽音制御装置

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JP2508186B2
JP2508186B2 JP63121489A JP12148988A JP2508186B2 JP 2508186 B2 JP2508186 B2 JP 2508186B2 JP 63121489 A JP63121489 A JP 63121489A JP 12148988 A JP12148988 A JP 12148988A JP 2508186 B2 JP2508186 B2 JP 2508186B2
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    • G10H2220/00Input/output interfacing specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2220/155User input interfaces for electrophonic musical instruments
    • G10H2220/321Garment sensors, i.e. musical control means with trigger surfaces or joint angle sensors, worn as a garment by the player, e.g. bracelet, intelligent clothing

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、演算者の指先の押圧動作に応じて、楽音
の発生を制御することができる楽音制御装置に関するも
のである。
「従来の技術」 従来、電子楽器の演奏は演奏者が鍵盤の前に座って
(あるいは立って)行うものであり、演奏者が、例えば
体操をしながら、あるいはダンスを踊りながら電子楽器
の演奏することは全く不可能であった。
「発明が解決しようとする問題点」 この発明は、演奏者が動きながら電子楽器の演奏を行
うことを可能とする楽音制御装置を提供することを目的
としている。
「問題点を解決するための手段」 この発明は、片手で把持し得る形状の部材に組み込ま
れ、前記部材を握った手の各指先によって加えられる押
圧力に対応した信号を出力する圧力センサと、前記圧力
センサの出力が第1のレベルより大(または小)となっ
た時“1"となり、前記第1のレベルより無押圧時の圧力
センサのレベルに近い第2のレベルより小(または大)
となった時“0"となる信号を出力する操作検出手段と、
操作者に装着され、操作者の関節部の曲げ操作による角
度を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段によっ
て決められる特性の楽音を前記操作検出手段の出力に基
づいて発生するよう楽音発生装置を制御するための楽音
制御データを発生する楽音制御データ発生手段とを具備
することを特徴としている。
「作用」 上記の構成において、部材に組み込まれた圧力センサ
を押圧すると、その操作が操作検出手段によって検出さ
れ、また、操作者の関節部の曲げ角度が角度検出手段に
よって検出され、これらの検出出力が楽音制御データ発
生手段によって楽音制御データに変換される。この楽音
制御データを無線あるいは有線によって楽音発生装置へ
入力すれば、楽音が発生する。すなわち、この発明によ
れば、演奏者が手にもった部材の圧力センサを操作し、
また、肘や膝などの関節を曲げることによって楽音発生
を制御することができ、言い替えれば、部材を手に持
ち、角度検出手段を体に装着すれば、圧力センサの操作
と角度検出手段が装着された部位の角度とによって動き
ながらでも電子楽器の演奏をすることが可能となる。ま
た、この発明によれば、操作検出手段に第1,第2の検出
レベルがあり、これによって検出特性にヒステリシスが
付与される。この結果、圧力センサの操作検出を安定に
行うことができる。
「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明
する。
第1図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロッ
ク図、第2図は同実施例において用いられるグリップ1
R,1Lと角度検出器30R,30Lの外観構成を示す図である。
まず、グリップ1R,1Lの構成について、第2図を参照
して説明する。グリップ1Rは右手用、グリップ1Lは左手
用であり、これらは互いに左右対称となるように構成さ
れているので、以下、右手用のグリップ1Rについてのみ
説明し、各部の符号RをLと読み替えることにより、左
手用のグリップ1Lの説明に代えるものとする。
右手用のグリップ1Rにおいて、2Rは右手で把持し得る
形状のケースであり、このケース2Rには、右手で握られ
た場合に、その手になじむように親指と人差し指の間の
付け根部分と密着する曲面2Raが形成され、また、握っ
た手から外れないように、薬指と中指の間に挟まれる係
止部2Rbが形成されている(第6図参照)。また、ケー
ス2Rには7個の圧力センサーSR1〜SR7が組み込まれてい
る。これらの各圧力センサSR1〜SR7は、ケース2Rに突没
自在に設けられた押しボタンと、この押ボタンを介して
加えられる押圧力に応じて固有抵抗値が変化する圧電素
子とから各々構成されている。
ここで、圧力センサSR1〜SR7の配置について説明す
る。圧力センサSR1〜SR7は、グリップ1Rを右手で握った
場合に、その5本の指先によって容易に押圧可能な位置
に各々配置されており、圧力センサSR1,SR2は親指で押
圧可能な位置に横方向に並べて配置され、圧力センサSR
3,SR4は人差し指で押圧可能な位置に縦方向に並べて配
置され、さらに、圧力センサSR5,SR6,SR7は中指、薬
指、小指によって各々押圧可能な位置に縦方向に並べて
配置されている。このような配置としたことにより、片
手の5本指で、7個の圧力センサSR1〜SR7を無理なく操
作することができる。
そして、各圧力センサSR1〜SR7が指先よって押し込ま
れると、内部の圧電素子に押圧力が作用して、その抵抗
値が変化するようになっている。これらの各圧力センサ
SR1〜SR7は、ケーブル3Rおよびコネクタ4Rを介して、第
6図に示すように、演奏者の腰に装着されたベルト型の
本体5に接続される。このベルト型の本体5の外観構成
を第7図に示す。
一方、第2図において、30Rは右腕用の角度検出器、3
0Lは左腕用の角度検出器である。これらも、グリップ1
R,1Lと同様に、互いに左右対称となるように構成されて
いるので、以下、右腕用の角度検出器30Rについてのみ
説明し、各部の符号RをLと読み替えることにより、左
腕用の角度検出器1Lの説明に代えるのもとする。
角度検出器30Rは、第3図に示すように、演奏者の右
腕に装着されるサポータ状の装着具33に、面ファスナ31
および32を介して取り付けられている。すなわち、角度
検出器30Rには雄型の面ファスナ31が接着され、また接
着具33には雌型の面ファスナ32が接着される、これによ
り、角度検出器30Rが、装着具33に着脱自在となってい
る。また、角度検出器30Rは、第4図に示すように、ケ
ース35と、このケース35内に取り付けられた2個の水銀
スイッチRa,Rbとから構成されており、各水銀スイッチR
a,Rbは、基準線SLに対して45度の角度をなすように配置
されている。各水銀スイッチRa,Rbは、第5図に示すよ
うに両端が塞がれたガラス・チューブ36内に、水銀37を
封入し、このガラス・チューブ36の一端から一対の電極
38a,38bを内部に挿入してなるもので、図示する状態で
は電極38a,38bの間が非導通状態となっており、この状
態から矢印方向へ回すと、電極38a,38bの間が導通状態
となる。このような構成の角度検出器30Rを、第4図に
示す状態から、その基準点Oを中心として矢印Aまたは
B方向に(上下方向に)回動させると、各水銀スイッチ
Ra,Rbが順次オン/オフする。すなわち、基準線SLが地
面と平行の状態(第4図に示す状態)において、水銀ス
イッチRaがオン、水銀スイッチRbがオフとなっており、
この状態から、基準点Oを中心に矢印A方向へ45度以上
回動すると、水銀スイッチRa,Rbが共にオンとなる。逆
に、矢印B方向へ45度以上回動すると、好銀スイッチR
a,Rbが共にオンとなる。そして、これら水銀スイッチR
a,Rbのオン/オフ信号は、ケーブル39Rを介して一旦グ
リップ1R内へ導かれた後、ケーブル3Rを介して本体5内
へ導かれる。
なお、上述した水銀スイッチによる角度検出器30R,30
Lに代えて、肘関節の角度をポテンショメータによって
測定する角度センサ等を用いてもよい。
次に、第1図において、角度検出器30Rの水銀スイッ
チRa,Rbの各一端は共通接続され、ケーブル39Rを介して
グリップ1Rに導かれ、このグリップ1R内の圧電素子SR1
〜SR7の各一端と共に共通接続され、さらにケーブル3R
を介して本体5に導かれた上で接地されている。一方、
圧力センサSR1〜SR7の各他端はケーブル3Rを介して本体
5に導かれ、プルアップ抵抗rによって各々プルアップ
されると共に、キーオン/タッチ検出回路6R1〜6R7に各
々接続されている。また、水銀スイッチRa,Rbの各他端
はケーブル39Rを介してグリップ1R内に導かれ、さら
に、ケーブル3Rを介して本体5に導かれ、プルアップ抵
抗rによって各々プルアップされた上で、後述するマル
チプレクサ12に各々接続されている。
キーオン/タッチ検出回路6R1〜6R7は、各圧力センサ
SR1〜SR7から各々供給される検出電圧に基づいて、キー
オン信号KON、イニシャルタッチデータITD、およびアフ
タータッチデータATDを出力する回路である。ここで、
キーオン信号KONは、各圧力センサSR1〜SR7に対する押
圧力が第1の強さ以上となった時点で出力され、第2の
強さ以下となった時点でオフとされる。また、イニシャ
ルタッチデータITDは、各圧力センサSR1〜SR7の押し始
めのタッチ、すなわち押された瞬間における押圧力の変
化速度に対応して得られるデータであり、さらに、アフ
タータッチデータATDは、各圧力センサSR1〜SR7の押し
終わりまでの押圧力の連続的な変化に対応したデータで
ある。
キーオン/タッチ検出回路6R1の具体的構成を第10図
に示す。なお、キーオン/タッチ検出回路6R2〜6R7の構
成も同様である。この図において、A/Dコンバータ8a
は、圧力センサSR1から供給される検出電圧を所定ビッ
トのデジタルデータに変換し、センサデータVDとして出
力する。このセンサデータVDの値の変化状態の一例を第
11図(イ)に示す。このセンサデータVDは比較回路8bの
入力端子B、比較回路8cの入力端子Aおよびレジスタ8d
の入力端へ供給されると共に、アフタータッチデータAT
Dとして出力される。比較回路8bはセンサデータVDの値
と第1のしきい値THon(第11図参照)とを比較し、前者
が後者より小の時“1"信号、大の時“0"信号を出力す
る。比較回路8cはセンサデータVDの値と第2のしきい値
THoff(第11図参照)とを比較し、前者が後者より小の
時“0"信号、大の時“1"信号を出力する。ここで、第2
のしきい値THoffは、第11図(イ)に示すように、第1
のしきい値THonより大きく、基準値、すなわち、圧力セ
ンサSR1が押圧されていない時のセンサデータVDの値よ
り小さい値のデータである。微分回路8e,8fは各々比較
回路8b,8cの立ち上がりにおいて幅の狭いパルス信号を
出力する。遅延回路8gは微分回路8eの出力パルスを所定
時間T(第11図参照)だけ遅延して出力する。レジスタ
8dは遅延回路8gからパルス信号が出力された時センサデ
ータVDを読み込み、イニシャルタッチデータITDとして
出力する。フリップフロップ8hは遅延回路8gの出力パル
ス信号によってセットされ、微分回路8fの出力パルス信
号によってリセットされる。このフリップフロップ8hの
出力端子Qの信号がキーオン信号KON(第11図(ロ)参
照)として出力される。
しかして、上記の構成によれば、センサデータVDが第
1のしきい値THonより小となった時点から時間Tが経過
後キーオン信号KONが立ち上がり、センサデータVDが第
2のしきい値より大となった時点でキーオン信号が立ち
下がる。ここで、前述したように、 THon<THoff なる関係があるので、キーオン信号がヒステリシス特性
を持つことにより、この結果、キーオン信号が一旦“1"
になると“0"に戻りにくく、一旦“0"に戻ると、“1"に
なりにくい。すなわち、センサデータVDのわずかな変化
でキーオン信号が“1"/“0"と細かく変化することがな
くなる。なお、圧力センサSR1を演奏者が動きながら操
作すると、センサデータVDが小さな振幅で細かく変化す
る状態が発生する。このような場合、キーオン信号がヒ
ステリシス特性をもっと、センサデータVDの小さな振幅
変化に応答しなくなり、したがって、圧力センサSR1
操作検出(言い替えれば、キーオン信号の発生)を安定
に行うことができる。
次に、イニシャルタッチデータITDについて説明す
る。第8図は、圧力センサSR1の圧電素子に加えられる
押圧力と、その抵抗値との関係を示すグラフである。こ
の図において、押圧力がP0となった時点で、抵抗値がRr
efとなり、上述したセンサデータVDが第1のしきい値TH
onに等しくなるものとする。そして、比較的弱いタッチ
で押圧力が加えられた場合、すなわち押圧力の変化速度
が遅い場合、所定時間Tが経過した時点において、押圧
力はP1となり、抵抗値はRinit1となる。逆に、比較的強
いタッチで押圧力が加えられた場合、すなわち押圧力の
変化速度が速い場合、所定時間Tが経過した時点におい
て、押圧力はP2(>P1)となり、抵抗値はRinit2(<Ri
nit1)となる。このように、押圧力がP0を超えてから所
定時間Tが経過した時点における圧電素子の抵抗値は、
タッチの強弱の度合に応じて決まり、タッチが強ければ
抵抗値はRinit2となり、タッチが弱ければ抵抗値はRini
t1となる。そして、A/Dコンバータ8aから出力されるセ
ンサデータVDは、圧力センサSR1内の圧電素子の抵抗値
に対応しているので、このセンサデータVDをレジスタ8d
でラッチすることにより、イニシャルタッチデータITD
が得られる。
上述した構成のキーオン/タッチ検出回路6R1〜6R
7は、右手用のグリップ1Rの各圧力センサSR1〜SR7に対
応して各々設けられているが、これらと全く同様の構成
のキーオン/タッチ検出回路6L1〜6L7が、左手用のグリ
ップ1Lの各圧力センサSR1〜SR7に対応して各々設けられ
ている。そして、これらのキーオン/タッチ検出回路6R
1〜6R7,6L1〜6L7から各々出力されるキーオン信号KON、
イニシャルタッチデータITD、およびアフタータッチデ
ータATDは、マルチプレクサ12へ供給される。
マルチプレクサ12は、そのセレクト端子に供給される
チャンネル・セレクト信号CSに基づいて、キーオン/タ
ッチ検出回路6R1〜6R7,6L1〜6L7から各々出力されるキ
ーオン信号KONとイニシャルタッチデータITDとアフター
タッチデータATDとから成るデータのいずれか一組もし
くは角度検出器30R,30L内の水銀スイッチRa,Rb,La,Lbか
ら出力されるオン/オフ信号(以下、角度データと呼
ぶ)を択一選択して出力する。
14はCPU(中央処理装置)、16はCPU14で用いられるプ
ログラムが記憶されたROM(リードオンメモリ)、17は
ワークエリアとして用いられるRAM(ランダムアクセス
メモリ)である。CPU14は、マルチプレクサ12に供給す
るチャンネル・セレクト信号CSを順次変化させ、キーオ
ン/タッチ検出回路6R1〜6R7,6L1〜6L7の出力データお
よび水銀スイッチRa,Rb,La,Lbから出力される角度デー
タを高速でスキャンし、これにより得られたキーオン信
号KON、イニシャルタッチデータITD、アフタータッチデ
ータATD、および角度データを逐次RAM17へ転送し、この
転送したデータに基づいて、音高を指定するためのカー
コードデータKCと、音量を指定するための音量データVO
Lと、音色を指定するための音色指定データTDとを作成
する。なお、上記キーオン信号KONと、キーコードデー
タKCと、音量データVOLと、音色指定データTDをまとめ
て楽音制御データMCDと呼ぶ。
また、18は操作部であり、プッシュスイッチ(第7図
参照)と、操作されたプッシュスイッチの出力をコード
化してCPU14へ出力するコーダとから構成されている。1
9はLCD(液晶)表示器(第7図参照)、20はCPU14から
供給される楽音制御データMCDを搬送波に乗せ、アンテ
ナ20aから発信するトラッスミッタ、21はCPU14から供給
される楽音制御データMCDをミディ(MIDI;Musical Inst
rument Digital Interface)規格のデータに変換し、出
力端子21aを介して外部へ出力するミディ回路である。
次に、上述した構成による楽音発生制御装置の動作に
ついて説明する。
まず、演奏を行う場合、演奏者は第6図に示すように
ベルト型の本体5を腰に装着し、グリップ1R,1Lから延
びているケーブル3R,3Lの先端のコネクタ4R,4Lを本体5
のコネクタ5R,5L(第7図参照)に接続し、さらに、有
線によって楽音発生装置を駆動する場合は、出力端子21
aと楽音発生装置との間を接続ケーブルによって接続す
る。そして、腰に装着した本体5と、楽音発生装置の電
源をオンとする。次いで、操作部18のプッシュスイッチ
を操作して、有線/無線の別(楽音発生装置へのデータ
伝送方法)を指定し、また、グリップ1R,1Lの各圧力セ
ンサSR1〜SR7,SL1〜SL7と、角度検出器30R,30Lの各水銀
スイッチRa,Rb,La,Lbに対する機能割り当てを行う。
ここでは、第9図に示すように、右手用のグリップ1R
内の圧力センサSR1〜SR4の出力に基づいて、キーオンお
よびタッチの強弱が指定され、圧力センサSR5〜SR7の出
力に基づいて、音量の大小と、ビブラートの強弱と、ワ
ウワウの有無が指定され、また、左手用のグリップ1L内
の圧力センサSR1〜SR4の出力に基づいて、第1オクター
ブ〜第4オクターブが指定され、圧力センサSL5〜SL7
出力に基づいて音色が指定され、さらに、角度検出器30
R,30L内の水銀スイッチRa,Rb,La,Lbのオン/オフの組み
合わせに基づいて、音階Cn,Dn,……,Bn,Cn+1,Dn+1が指
定されるように、各機能を割り当てるものとする。これ
ら各機能の割り当ては、操作部18のプッシュスイッチを
操作することによって、演奏者が任意に設定できるよう
になっている。
次いで、演奏者は、左右の腕に装着具33を介して角度
検出器30R,30Lを各々装着し、また、グリップ1Rを右手
で、グリップ1Lを左手で握り、操作部18のスタートを指
示するプッシュスイッチ操作し、演奏を開始する。以
降、CPU14は、キーオン/タッチ検出回路6R1〜6R7,6L1
〜6L7から得られるキーオン信号KON、イニシャルタッチ
データITD、アフタータッチデータATD、および角度検出
器30R,30Lから得られる角度データを逐次RAM58へ転送
し、この転送したデータに基づいて、楽音制御データMC
Dを作成し、作成した楽音制御データMCDをミディ回路21
へ出力する。ミディ回路21は供給された楽音制御データ
MCDをミディ規格のデータに変換して出力端子21aへ供給
し、この出力端子21aから出力されたデータは、接続ケ
ーブルを介して外部の楽音発生装置へ供給される。これ
により楽音発生装置において、供給されたミディ規格の
データに基づく楽音が形成され、そのスピーカから楽音
として発せられる。
この場合、グリップ1R,1Lの各圧力センサSR1〜SR7,SL
1〜SL7と角度検出器30R,30Lの各水銀スイッチRa,Rb,La,
Lbには、第9図に示すように各機能が割り当てられてい
るので、例えば、両腕を水平に広げた状態(第4図に示
すように水銀スイッチRaおよびLaがオンとなる状態)と
して音階“Gn"を指定し、左手親指で圧力センサSL1を押
して“第1オクターブ”を指定し、左手小指で圧力セン
サSL7を押して“サックス”を指定し、さらに、この状
態で、右手親指で圧力センサSR1を押すと、その押し具
合(強弱)に対応したタッチで、かつ、サックスの音色
で、音階G1の楽音が楽音発生装置から発せられる。続け
て、右手人差し指で圧力センサSR3を押すと、その押し
具合に対応したタッチで、音階G1よりも半音高い楽音が
発せられ、また、右手人差し指で圧力センサSL4を押す
と、それに対応したタッチで、音階G1よりも半音低い楽
音が発せられる。また、右手中指で圧力センサSR5を押
すと、その押し具合によって音量が変化し、右手薬指で
圧力センサSR6を押すとビブラートの強弱が変化し、さ
らに、右手小指で圧力センサSR7を押すとワウワウ効果
が付けられる。
この場合、CPU14は、オクターブ指定のための圧力セ
ンサSL1〜SL4や、音色指定のための圧力センサSL5〜SL7
が押された場合、これらが押されている期間中、その指
定を有効と判断する。なお、圧力センサSL1〜SL4および
SL5〜SL7が一度押されると、この指定が保持されるよう
にしてもよい。
ここで、楽音発生装置への伝送方法として“無線”が
選択された場合は、楽音制御データMCDがトランスミッ
タ20へ供給される。また、LCD表示器19には、操作部18
の操作内容等が表示される。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、演奏者が手
にもった部材の圧力センサの操作と角度検出手段により
検出された演奏者の体の動きとによって楽音発生を制御
することができ、言い替えれば、部材を手に持ち、角度
検出手段を体に装着すれば、圧力センサの操作と角度検
出手段が装着された部位の角度とによって動きながらで
も電子楽器の演奏をすることが可能となる。また、この
発明によれば、操作検出手段に第1,第2の検出レベルが
あり、これによって検出特性にヒステリシスが付与され
る。この結果、圧力センサの操作検出を安定に行うこと
ができるので、膝または肘等の関節の角度と指の押圧力
とによって楽音を制御するという複雑な動作においても
確実な楽音制御が可能となる。すなわち、例えば一旦発
音を開始してから途中でその楽音の特性を変化させるよ
うな場合、特性を変化させる操作に意識が集中し、指の
押圧力が低下したとしても、操作者が意図しない楽音制
御を行ってしまうことを避けることができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第2図は同実施例のグリップ1R,1Lと角度検出器30
R,30Lの外観構成を示す斜視図、第3図は同実施例の角
度検出器の装着例を示す斜視図、第4図は同実施例の角
度検出器の内部構成を示す正断面図、第5図は同実施例
の角度検出器を構成する水銀スイッチの構成を示す正面
図、第6図は同実施例の使用例を示す正面図、第7図は
同実施例のベルト型の本体の外観構成を示す斜視図、第
8図は同実施例において用いられる圧力センサの特性を
示すグラフ、第9図は同実施例における各圧力センサSR
1〜SR7,SL1〜SL7と各水銀スイッチRa,Rb,La,Lbに対する
機能割り当て例を示す図、第10図は同実施例におけるキ
ーオン/タッチ検出回路6R1の構成を示すブロック図、
第11図はセンサデータVDの変化およびキーオン信号KON
の変化を示す波形図である。 1R……右手用のグリップ、 1L……左手用のグリップ、 SR1〜SR7……圧力センサ、 SL1〜SL7……圧力センサ、 6R1〜6R7,6L1〜6L7……キーオン/タッチ検出回路 14……CPU、 16……ROM、 17……RAM。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】片手で把持し得る形状の部材に組み込ま
    れ、前記部材を握った手の各指先によって加えられる押
    圧力に対応した信号を出力する圧力センサと、 前記圧力センサの出力が第1のレベルより大(または
    小)となった時“1"となり、前記第1のレベルより無押
    圧時の圧力センサのレベルに近い第2のレベルより小
    (または大)となった時“0"となる信号を出力する操作
    検出手段と、 操作者に装着され、操作者の関節部の曲げ操作による角
    度を検出する角度検出手段と、 前記角度検出手段によって決められる特性の楽音を前記
    操作検出手段の出力に基づいて発生するよう楽音発生装
    置を制御するための楽音制御データを発生する楽音制御
    データ発生手段と を具備することを特徴とする楽音制御装置。
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