JP2626346B2 - 楽音制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、演奏者の身体の動きを
検出して楽音の発生と楽音要素を制御する楽音制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の楽音制御装置として、例
えば特開平２−２７３７９１号公報、特開平２−２７３
７９２号公報に示すものが知られている。これらの楽音
制御装置は、例えば指の動作を検出して楽音の発生を制
御するようにしたものであり、指の曲げ動作時に所定量
だけ曲げるのに要する時間や所定時間内での曲げの変位
量など、指の速度に相当する量に基づいて音色などの楽
音要素を制御するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の装
置は例えば踊りながら演奏するために用いられるもので
あり、楽音の発音タイミングや音色などの楽音要素が、
演奏者の腕や手の指など身体の一部による演奏動作に適
合したものとなることが要求される。

【０００４】本発明は、演奏者の身体の動きを検出して
楽音の発生と楽音要素を制御する楽音制御装置におい
て、発音タイミングや音色等の楽音要素が演奏動作に適
合したものとなるようにすることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の楽音制御装置は、楽音発生手段にお
ける発音のタイミングと発音する楽音の楽音要素を制御
する楽音制御装置であって、人間の身体の一部の所定位
置からの変位量を検出する変位検出手段と、上記身体の
一部の所定方向への動作の停止を検出する停止検出手段
と、該停止検出手段による停止検出時に発音を指示する
とともに、該停止検出時の前記変位検出手段における変
位量に基づいて楽音の楽音要素を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の楽音制御装置において、手の指の曲げ
量など人間の身体の一部の所定位置からの変位量が変位
検出手段によって検出され、この身体の一部の所定方向
への動作の停止が停止検出手段によって検出される。そ
して、停止検出時に発音が指示され、このときの変位量
に基づいて楽音の楽音要素が制御される。したがって、
例えば、手の指に適用して、指を曲げて止めたときに発
音し、このときの指の曲げの深さに応じた音色で発音す
るなどの制御を行なうことができる。なお、この身体の
一部の変位量に速度に対応する量を合成し、この合成し
た量を楽音要素の制御に用いるようにしてもよい。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の実施例の楽音制御装置を適用
した電子楽器のブロック図であり、この電子楽器は、演
奏者が装着する左右の演奏用手袋１，２を備えている。
演奏用手袋１，２には演奏者の手の各指の曲げ量を検出
する曲げセンサ１０が取り付けられており、演奏用手袋
１，２を着けた演奏者が例えばピアノを弾くように指を
動かすと、指の曲げ延ばしに応じて各指のオン／オフが
検出される。

【０００８】そして、右手の指のオンによりその指に現
在設定されている音高で発音が行なわれ、左手の指のオ
ン／オフ状態の組合せに応じて音色の設定・切換や右手
指の発音音域（ノートコード領域）の設定・切換等の制
御が行なわれる。なお、このような発音音域の設定・切
換等の制御は特願平２−３１９５８４で提案されてい
る。

【０００９】図２は演奏用手袋１，２を示す図、図３は
同演奏用手袋１，２の指の部分の断面図であり、この演
奏用手袋１，２は指の背の部分が薄い袋状になってお
り、その中に曲げセンサ１０が各指毎にそれぞれ配設さ
れている。

【００１０】曲げセンサ１０は特願平２−８３７０４で
提案されている曲げ角度検出器と同様のものであり、図
４に示したようにフレキシブルな樹脂部材でできた基板
１０ａの表裏両面に「Ｕ」字型の抵抗体１０ｂ，１０ｃ
を付けたもので、指の曲げ伸ばしに応じて抵抗体１０
ｂ，１０ｃが伸び縮みしてこの抵抗体１０ｂ，１０ｃの
抵抗値が変化するように構成したものである。そして、
抵抗体１０ｂ，１０ｃの抵抗値はリード線１０ｄを介し
て電気信号として検出される。

【００１１】なお、この実施例では、左手の演奏用手袋
１の親指、ひとさし指、中指、薬指および小指に対して
順に“１”，“３”，“５”，“７”，“９”の奇数の
指番号を対応つけ、右手の演奏用手袋２の親指、ひとさ
し指、中指、薬指および小指に対して順に“０”，
“２”，“４”，“６”，“８”の偶数の指番号を対応
つけ、後述説明する制御動作において各指に対応するレ
ジスタやデータをこの指番号で区別するようにしてい
る。

【００１２】図１において、演奏用手袋１，２の各曲げ
センサ１０にはＡ／Ｄコンバータ３から所定の電流が供
給され、演奏用手袋１，２は各曲げセンサ１０の抵抗値
に応じた電圧値を各指の曲げ量に応じた信号として出力
する。この曲げ量に応じた信号は、Ａ／Ｄコンバータ３
でディジタルデータに変換されて制御部４に入力され
る。

【００１３】制御部４は、このＡ／Ｄコンバータ３から
の曲げ量に応じたデータ（以後、曲げデータという。）
に基づいて各指のオン／オフを判定する。そして、右手
指のオンのイベントにより、現在の曲げデータに基づい
て楽音の音色を制御するベロシティ値を求め、このベロ
シティ値を示すベロシティ信号とイベントのあった指に
現在設定されているノートコードおよび発音を指示する
ノートオン信号を音源回路５に出力する。

【００１４】なお、左手指のオン／オフ状態の組合せに
応じて、音色の変更を行なうときは音色データを音源回
路５に出力し、右手指の発音音域の変更を行なうとき
は、右手指に設定しているノートコードの値を変更す
る。

【００１５】音源回路５は、制御部４から与えられる各
信号に基づいて楽音信号を形成してサウンドシステム６
によって楽音を発生する。なお、この実施例の音源回路
５は音色等に応じて設定されている楽音信号のエンベロ
ープに応じて自然減衰するように構成されている。

【００１６】なお、制御部４には機能設定などを行うた
めのスイッチ群７および各種の設定状態などを表示する
表示器８が接続されており、Ａ／Ｄコンバータ３、制御
部４、スイッチ群７および表示器８は、演奏者が腰に装
着できるようにした図示しないベルト等に組み込まれて
いる。

【００１７】ここで、制御部４は、右手指については、
曲げデータが増加する方向（指を曲げる方向）での指の
ストップ検出によりオンイベントと判定する。これによ
って、演奏者の演奏動作に適合した発音タイミングが得
られる。なお、左手指については曲げデータが予め設定
されている閾値を越えているか越えていないかによって
オン／オフを判定する。

【００１８】また、この実施例では、前記ベロシティ値
を演算するために、曲げデータを引数とする関数テーブ
ルｆ１と指の速度を引数とする関数テーブルｆ２を用い
ている。そして、オンイベント（ストップ検出）のあっ
た指の現在の曲げデータに基づく関数ｆ１の値とその指
を曲げる速度の最大値に基づく関数ｆ２の値を合成し、
この合成値をベロシティ値として用いる。

【００１９】図５は制御部４のブロック図である。制御
部４はマイクロコンピュータ等で構成されており、ＣＰ
Ｕ４１には双方向バス４２を介してプログラムメモリ
（ＲＯＭ）４３、ワーキングメモリ（ＲＡＭ）４４、各
種のインターフェイス回路４５がそれぞれ接続されてお
り、前記Ａ／Ｄコンバータ３からの曲げデータはインタ
ーフェイス回路４５を介してＣＰＵ４１に取り込まれ
る。

【００２０】プログラムメモリ４３には図６および図７
にフローチャートを示した制御プログラム、関数テーブ
ルｆ１，ｆ２等のデータが格納されており、ＣＰＵ４１
はプログラムメモリ４３の制御プログラムに基づいてワ
ーキングメモリ４４内に設定した各種のレジスタを使用
しながら制御を行う。

【００２１】なお、以下の説明およびフローチャートに
おいて、各レジスタを次のラベルで表記し、各レジスタ
名とそれらの内容については特に断らない限り同一のラ
ベルで表す。 ｎｅｗ（ｉ）：指番号ｉの曲げデータを一時格納するレ
ジスタ ｓｐｄ：指が曲げられるときの最大速度を格納するレジ
スタ ｍａｘ：ノートオン候補の指の指番号を格納するレジス
タ ｖｅｌ：ベロシティ値を格納するレジスタ

【００２２】図６は制御プログラムのメインルーチン、
図７はサブルーチンであり、制御部４に電源が投入され
ると、ＣＰＵ４１は図６のメインルーチンの処理を開始
し、ステップＳ１で各レジスタのセットアップなどの初
期設定を行い、ステップＳ２で演奏用手袋２の曲げデー
タに基づいて図７の右手検出処理を行なって楽音発生の
制御を行なう。

【００２３】次に、ステップＳ３の左手検出処理によ
り、左手の指のオン／オフを検出して音色や発音音域の
切換制御等を行い、ステップＳ４でその他の処理を行な
ってステップＳ２以降の処理を繰り返す。なお、ステッ
プＳ４のその他の処理ではスイッチ群７の操作に応じた
機能設定や表示器８における表示などに関する処理を行
なう。また、このメインルーチンの処理は数ｍｓｅｃ毎
に繰り返される。

【００２４】図７の右手検出処理Ｓ２では、ステップＳ
２１で演奏用手袋２の各指について曲げデータを取り込
んで、指番号ｉ（ｉ＝０，２，４，６，８）に対応する
レジスタｎｅｗ（ｉ）にそれぞれ格納し、ステップＳ２
２で曲げデータｎｅｗ（ｉ）に基づいて発音候補となっ
た指の指番号をレジスタｍａｘに格納する。なお、この
発音候補の指番号は、例えば、曲げデータｎｅｗ（ｉ）
を比較することにより一番深く曲げられた指の指番号を
求めるなど、予め設定した条件によって求めることがで
きる。

【００２５】発音候補の指番号をレジスタｍａｘに格納
すると、ステップＳ２３により、指番号「ｍａｘ」の指
の曲げデータｎｅｗ（ｍａｘ）に基づいて、指を曲げる
速度の現在までの最大値を求めてレジスタｓｐｄに格納
する。なお、この速度の最大値は、例えば次のようにし
て求めることができる。先ず、ステップＳ２１で取り込
んだ曲げデータを各指毎にリングバッファ等に保持し、
所定サンプル間の曲げデータの差分を速度データとして
求める。そして、この差分が正のものについてレジスタ
ｓｐｄの値と比較し、大きい方を現在の最大値としてレ
ジスタｓｐｄに格納して同様の処理を繰り返す。これに
よりレジスタｓｐｄの値はそのときまでの最大速度の値
で更新される。なお、発音候補の指番号が入れ代わった
時には、レジスタｓｐｄは“０”にリセットする。

【００２６】次に、ステップＳ２４で、指番号ｍａｘが
示す指について正のストップイベント（曲げる状態から
の指の停止）が検出されたか否か判定し、正のストップ
イベントが検出されなければメインルーチンに復帰し、
指番号ｍａｘに対応する指についてのストップイベント
が検出されれば、ステップＳ２５で次式（１）によりベ
ロシティ値ｖｅｌを求めてレジスタｖｅｌに書き込む。 ｖｅｌ＝ｆ１（ｎｅｗ（ｍａｘ））＋ｆ２（ｓｐｄ） …（１）

【００２７】上記のように、ベロシティ値ｖｅｌを求め
ると、レジスタｓｐｄを“０”にリセットし、ステップ
Ｓ２６で、ｍａｘが示す指に対応するノートコードとノ
ートオン信号およびベロシティ値ｖｅｌを音源回路５に
送出して、メインルーチンに復帰する。なお、音源回路
５は、このベロシティ値ｖｅｌに応じた音色の楽音波形
を生成する。

【００２８】ここで、一般に、大きな音を出そうとする
ときは動作を大きくし、小さな音を出そうとするときは
動作を小さくするのが普通である。また、楽器では音量
の違いは音色の違いにもなる。したがって、上記のよう
に指の曲げの深さによって音色を変化させることは演奏
動作に適合した楽音を生成するのに効果がある。

【００２９】また、上記の実施例では指を曲げる速さ
（最大速度）まで考慮してベロシティ値を求めるように
しているが、曲げの深さだけからベロシティ値を求める
ようにしてもよい。

【００３０】上記の実施例では最大速度をベロシティ値
に効かせるようにしているが、上記実施例の右手検出処
理Ｓ２を図８の右手検出処理Ｓ５に置き換え、指の曲動
作の略平均的な速度を検出して、この速度とオンイベン
トのあった指の曲げデータに基づいてベロシティ値を得
るようにしてもよい。

【００３１】すなわち、図８の右手検出処理Ｓ５におい
て、ステップＳ５１で演奏用手袋２の各指について曲げ
データを取り込んでレジスタｎｅｗ（ｉ）にそれぞれ格
納し、ステップＳ５２で指番号を示すインデックスｉを
リセットする。そして、ステップＳ５６の判定とステッ
プＳ５７における指番号ｉの“２”のインクリメントに
よって、右手の各指についてステップＳ５３、ステップ
Ｓ５４またはステップＳ５５の処理を繰り返す。

【００３２】ステップＳ５３では、現在の指の曲データ
ｎｅｗ（ｉ）が予め設定されている閾値Ｌ１を越えたか
否か判定し、越えていなければステップＳ５４でレジス
タｓｐｄ（ｉ）を“０”にリセットしてステップＳ５６
に進む。また、現在の指の曲データｎｅｗ（ｉ）が閾値
Ｌ１を越えていればステップＳ５５の処理を行なってス
テップＳ５６に進む。

【００３３】ステップＳ５５の処理では、曲データが閾
値Ｌ１を最初に越えてから一定時間ΔＴを経過したとき
に現在の曲データから閾値Ｌ１を減算し、この減算値を
速度のデータとしてレジスタｓｐｄ（ｉ）に格納する。
すなわち、このレジスタｓｐｄ（ｉ）の値は図９に示し
たように一定時間ΔＴを基準にした速度データとなる。
なお、このステップＳ５５の処理では、曲データｎｅｗ
（ｉ）が閾値Ｌ１を最初に越えたときの曲データｎｅｗ
（ｉ）を記憶しておき、カウンタ等でステップＳ５５の
処理の回数をカウントすることにより、曲データｎｅｗ
（ｉ）が閾値Ｌ１を最初に越えたときからの一定時間Δ
Ｔを計時するようにしている。

【００３４】上記の処理により右手の各指についての速
度がレジスタｓｐｄ（ｉ）に得られる。そして、ステッ
プＳ５８で、前記実施例と同様に発音候補となった指の
指番号をレジスタｍａｘに格納し、ステップＳ５９で、
指番号ｍａｘが示す指について正のストップイベントが
検出されたか否か判定し、正のストップイベントが検出
されなければメインルーチンに復帰し、指番号ｍａｘに
対応する指についてのストップイベントが検出されれ
ば、ステップＳ５０１で次式（２）によりベロシティ値
ｖｅｌを求めてレジスタｖｅｌに書き込む。 ｖｅｌ＝ｆ１（ｎｅｗ（ｍａｘ））＋ｆ２（ｓｐｄ（ｍａｘ）） …（１）

【００３５】そして、ステップＳ５０２で、ｍａｘが示
す指に対応するノートコードとノートオン信号およびベ
ロシティ値ｖｅｌを音源回路５に送出して、メインルー
チンに復帰する。

【００３６】上記ステップＳ５５の処理では、曲データ
が閾値Ｌ１を越えてから一定時間ΔＴ後の変化量（減算
値）を速度データとしているが、一定の閾値Ｌ１を越え
てから所定の閾値Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）を越えるまでの時
間Ｔｄを計測し、例えばこの時間Ｔｄの逆数を速度デー
タとして用いるようにしてもよい。

【００３７】以上の各実施例は右手の指の曲具合いによ
って楽音の制御を行なうようにしているが、本発明が適
用される身体の一部は手の指に限定されるものではな
い。例えば、腕の肘の部分に肘関節の曲がり角度を検出
するセンサを用いたり、肩と手先との距離を検出するセ
ンサを用い、腕の曲具合（肘の伸展）に応じて楽音の制
御を行なうようにしてもよい。このように、動作量を検
出できるような部位であれば、本発明を適用することが
できることはいうまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の楽音制御装
置によれば、人間の身体の一部の所定位置からの変位量
と、この身体の一部の所定方向への動作の停止を検出
し、この身体の一部の所定方向への動作の停止が検出さ
れたときに発音を指示するとともに、この停止検出時の
変位量に基づいて楽音の楽音要素を制御するようにした
ので、例えば、手の指に適用して、指を曲げて止めたと
きに発音し、このときの指の曲げの深さに応じた音色で
発音するなど、発音タイミングや音色等の楽音要素を演
奏動作に適合したものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の楽音制御装置を適用した電子
楽器のブロック図である。

【図２】実施例における演奏用手袋を示す図である。

【図３】実施例における演奏用手袋の指の部分の断面図
である。

【図４】実施例における曲げセンサを示す図である。

【図５】実施例における制御部のブロック図である。

【図６】実施例におけるメインルーチンのフローチャー
トである。

【図７】実施例における右手検出処理のフローチャート
である。

【図８】他の実施例における右手検出処理のフローチャ
ートである。

【図９】他の実施例における曲げの速度データを説明す
る図である。 １…左手の演奏用手袋、２…右手の演奏用手袋、４…制
御部、１０…曲げセンサ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 楽音発生手段における発音のタイミング
   と発音する楽音の楽音要素を制御する楽音制御装置であ
   って、 人間の身体の一部の所定位置からの変位量を検出する変
   位検出手段と、 上記身体の一部の所定方向への動作の停止を検出する停
   止検出手段と、 該停止検出手段による停止検出時に発音を指示するとと
   もに、該停止検出時の前記変位検出手段における変位量
   に基づいて楽音の楽音要素を制御する制御手段と、を備
   えることを特徴とする楽音制御装置。