JP2720443B2 - 楽音制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、人間の身体各部の関節の曲げ角度に応じ
て楽音制御を行う楽音制御装置に関するものである。

「従来の技術」 従来、楽音の発生は、ピアノ，バイオリン等の楽器を
演奏するか、声帯によるかのいずれかによって行なわ
れ、リズム体操等における人間の動作を楽音に変換する
ことは全く行なわれていなかった。

そこでこの発明の出願人は、先に、人間の動作を楽音
に変換することを可能とする楽音制御装置を開発した
（特願昭61−274345号参照）。第７図および第８図はこ
の楽音制御装置の構成を示す図である。この装置は、装
置本体１と、右肘用検出部２と、左肘用検出部３と、右
手用検出部４とから構成されており、装置本体１はベル
ト５によって演奏者の腰に装着され、また各検出部2,3,
4は演奏者の右肘、左肘および右手に各々装置されてい
る。また、装置本体１には楽音制御装置の外に該制御装
置によって制御される楽音信号形成回路26やスピーカ27
等も設けられている。

ここで、各検出部2,3,4の構成について説明する。ま
ず、右肘用検出部２は、第６図に示すように、サポータ
7aと、このサポータ7aに取り付けられたポテンショメー
タ8aと、このポテンショメータ8aのシャフト9aに固着さ
れたレバー10aと、このレバー10aの先端が挿入されると
ともに端部14aがサポータ7aに取り付けられたシリンダ1
2aとから構成されており、右腕を動かし、その肘関節を
曲げると、シリンダ12aとレバー10aが回動し、これに伴
ってポテンショメータ8aのシャフト9aおよびその内部の
摺動子が回動する。検出部３の構成もほほ同様であり、
左腕の関節を動かすと、シリンダ12bとレバーがポテン
ショメータ8bの摺動子を回動させる。そして、これらの
検出部2,3の各ポテンショメータ8a,8bの端子がケーブル
15a,15bを介して本体１に接続されている。

次に、右手用検出部４において、符号16は伸縮性を有
する素材によって構成された手袋であり、この手袋16の
手首関節を覆う部分にはポテンショメータ8cが取り付け
られている。このポテンショメータ8cのシャフトには、
右肘用検出部２と同様にレバーが固着され、このレバー
の先端が挿入されたシリンダ12cが手袋16に取り付けら
れている。また、手袋16の各指先端部の内面には、各指
先から受ける押圧力に応じて固有抵抗値が変化する感圧
素子17a〜17dが各々設けられている。そして、指を伸ば
した状態においては、各感圧素子17a〜17dに押圧力が作
用せず、一方、指を曲げた状態においては、各指先の曲
げ角度に応じた押圧力が各感圧素子17a〜17dに作用し
て、その固有抵抗値が変化する。上述したポテンショメ
ータ8cの端子および感圧素子17a〜17dの端子がケーブル
15cを介して本体１に接続されている。

次に、第８図において、20は７チャンネルのアナログ
・マルチプレクサであり、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、ポテンショ
メータ8a〜8cおよび感圧素子17a〜17dから各々供給され
る検出信号（電圧信号）のいずれかひとつを択一選択し
て出力する。21はアナログ・マルチプレクサ20から供給
された検出信号を、所定ビットのディジタル検出データ
に変換するA/Dコンバータである。また、22はCPU（中央
処理装置）、23はCPU22で用いられるプログラムが記憶
されたROM（リードオンリメモリ）、24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。CPU22は、アナログ・マルチプレクサ20に順次変化
するチャンネル・セレクト信号CSを供給し、ポテンショ
メータ8a〜8cおよび感圧素子17a〜17dの出力を高速でス
キャンする。また、このCPU22は、ポテンショメータ8a
および8bから各々供給され、A/Dコンバータ21で変換さ
れた検出データに基づいて、右肘および左肘の各曲げ角
度を４段階で判別し、この判別結果に基づいて、右肘と
左肘の各曲げ角度の組み合わせに応じて所定の音高を指
示するキーコードデータKCを作成する。また、ポテンシ
ョメータ8cから供給され、A/Dコンバータ21で変換され
た検出データに基づいて、右手首の曲げ角度を３段階で
判別し、この判別結果に基づいて、右手首の曲げ角度に
応じた音量（大，中，小）を指定する音量データVOLを
作成する。さらに、感圧素子17a〜17dから供給され、A/
Dコンバータ21で変換された検出データに基づいて、人
差し指、中指、薬指および小指の各々が曲げられている
か否かを判別し、この判別結果に基づいて、曲げられた
指の組み合わせに応じた所定の音色（例えば、ピアノ，
オルガン，フルート，サックス，クラリネット等）を指
定する音色指定データTDを作成する。これらCPU22で作
成されたキーコードデータKC、音量データVOL、音色指
定データTD（これらのデータを合わせて楽音制御データ
という）は、バスライン25を介して楽音信号形成回路26
へ供給される。楽音信号形成回路26は、供給されたキー
コードデータKCに対応した音高で、音量データVOLに対
応した音量であって、かつ音色指定データTDで指定され
た音色の楽音信号を形成する。この楽音信号形成回路26
から出力された楽音信号はスピーカ27から楽音として発
せられる。また、符号28は楽音信号形成回路26から出力
された楽音信号を無線によって送信する送信回路であ
る。

しかして、上述した装置によれば、演奏者の右肘関節
と左肘関節の曲げ角度の組み合わせに応じて、装置本体
１のスピーカ27から発せられる楽音の音高を変化させる
ことができ、また、演奏者の右手首関節の曲げ角度に応
じて楽音の音量を３段階に変化させることができ、さら
に、演奏者の右手人差し指、中指、薬指および小指の各
指の内、曲げた指の組み合わせに応じて楽音の音色を変
化させることができる。すなわち、演奏者の体の動きに
応じて楽音を制御することができる。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来の楽音制御装置においては、
関節の曲げ角度を検出する検出部２〜４が、ポテンショ
メータ8a〜8cと、各関節の動きをポテンショメータ8a〜
8cの摺動子へ伝達する伝達機構（レバーおよびシリンダ
12a〜12c）とから構成されているので、演奏者の関節部
に装着した場合にかさばり、これが演奏者の円滑な動作
を妨げるという問題があった。

そこでこの発明は、演奏者の円滑な動作を妨げること
なく、身体各部の関節の曲げ角度に応じて楽音制御を行
うことができる楽音制御装置を提供することを目的とし
ている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、人間の関節部に装着される装着具と、前
記装着具に着脱自在に取り付けられるとともに端部同士
が前記関節の曲げ方向へ回動自在に連結された第１およ
び第２の板体と、前記第１の板体に設けられた抵抗体
と、前記第２の板体に設けられ前記第１の板体の回動に
伴って前記抵抗体に接触しつつ摺動する接点とから構成
され、前記接点と前記抵抗体の端部から前記関節の曲げ
角度に応じた信号を出力する検出手段と、前記検出手段
から出力される信号に基づいて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。

この場合、前記第１および第２の板体の互いに連結さ
れた連結部が、前記関節部に一致するように、前記第１
の板体の前記連結部以外の２点と、前記第２の板体の前
記連結部以外の１点を前記装着具に着脱自在に取り付け
ることが好ましい。

「作用」 上記の構成によれば、各関節の曲げ角度を検出する検
出手段を、薄く構成することができ、これにより演奏者
の各関節部に装着した場合、その演奏者の動作を妨げる
ことがない。

また、上記のように、第１および第２の板体の３点を
装着具に取り付けた場合は、連結部が固定されないの
で、関節の曲げに応じて円滑に回動し、取付精度が不要
で、関節の曲げ角度を良好に検出することが可能とな
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による右肘用検出部50R
の構成を示す正面図、第２図（イ）および（ロ）は同実
施例による角度検出器30Rの一部切欠側面図および正面
図、第３図は同実施例による角度検出器30Rの要部の構
成を示す分解斜視図、第４図はこの同実施例の全体構成
を示す正面図である。

まず、第１図〜第３図を参照して、右肘用検出部50R
の構成について説明する。この右肘用検出部50Rは、サ
ポータ29Rと、角度検出器30Rとから構成される。サポー
タ29Rは演奏者の右腕の肘関節の部分に装着されるもの
で、伸縮性を有する素材、例えば、ナイロン84％，ポリ
ウレタン16％からなるエネル8000（商品名）によって構
成されている。また、角度検出器30Rは以下に述べるよ
うに構成されている。角度検出器30Rにおいて、31,32は
それらの端部31a,32a同士がピン33によって互いに回動
自在に連結された板体であり、ホック34,35,36によって
サポータ29Rに着脱自在に取り付けられている。これら
の板体31,32は、ほぼ同一寸法の長尺状のプラスチック
板等によって構成されている。板体31の裏面にはホック
34,35の雄側34a,35aが取り付けられており、また、サポ
ータ29Rには、これらの雄測34a,35aがはめ込まれる雌測
34b,35bが取り付けられている。また、板体32にはその
長手方向に沿って長孔32bが形成されており、この長孔3
2bには、可動部材37が移動自在にはめ込まれている。可
動部材37の裏面にはホック36の雄測36aが取り付けられ
ており、サポータ29Rには、この雄側36aがはめ込まれる
雌側36bが取り付けられている。

また、板体31,32の各端部31a,32aの、互いに対向する
各面には、第３図に示すように、ポテンショメータとし
ての機能を担う抵抗体38および固定接点39と、摺動接点
40とが各々設けられている。この場合、板体31の端部31
aには、ピン33が挿入された上で固着される孔31bが形成
されており、この孔31bの周囲には固定接点39が設けら
れ、また孔31bを中心とする仮想円周上には略円弧状の
抵抗体38が設けられている。一方、板体32の端部32aに
は、ピン33が回動自在に挿入される孔32cが形成されて
おり、この孔32cの周囲には、抵抗体38と固定接点39に
接触する摺動接点40が設けられている。この摺動接点40
は、固定接点39に常に接触する環状部40aと、板体31,32
が相対的に回動するのに伴って、抵抗体38に接触しつつ
摺動する凸部40bとからなる。また、抵抗体38の端部に
設けられた端子38aにはリード線42が接続され、固定接
点39の端部に設けられた端子39aにはリード線43が接続
され、これらのリード線42,43は第１図に示すケーブル4
4Rを介してコネクタ45Rに接続されている。

以上のように構成された右肘用検出部50Rを、第１図
に示すように右腕に装着し、その右腕を同図に２点鎖線
Ａで示すように曲げ、もしくは２点鎖線Ｂで示すように
伸ばすと、この腕の動きに伴って板体32がピン33を軸と
して回動する。この回動に伴って、摺動接点40の凸部40
bが抵抗体38上を摺動し、これにより、抵抗体38の端子3
8aと、固定接点39の端子39a間の抵抗値が、摺動接点40
の位置、すなわち右腕の曲げ角度に応じて変化する。こ
の場合、腕の曲げ伸ばしにより板体31,32が回動するの
に伴って、可動部材37が長孔32bに沿って移動するの
で、腕の動きが妨げられることがない。

また、サポータ29Rの肩側の上腕（二の腕）を覆う部
分には、板体32が可動部材37とホック36（１点）を介し
て、その長さ方向へ摺動自在に取り付けられており、ま
た、サポータ29Rの手首側の前腕を覆う部分には、板体3
1がホック34,35（２点）によって固定されているので、
次のような利点がある。

上腕の動きは、比較的安定しているので、この上腕を
覆うサポータ29Rの部分に、摺動する側の板体32を取り
付けた方が、関節の曲げに応じた円滑な動作が得られ
る。

手首側は、人によっては筋肉が盛り上がっていたり、
手首の捻り等で、余計な動きが多いので、板体31を２点
で固定する方がよい。

肘関節の曲げ角度に応じた信号は、固定される側の板
体31からケーブル44Rを介して取り出されるが、このケ
ーブル44Rを手首まで導き、右手用検出部50Hを介して装
置本体１まで導くことが可能となる。

次に、左肘用検出部50Lは、第４図に示すように、演
奏者の左腕の肘関節の部分に装着されるサポータ29Lと
このサポータ29Lに着脱自在に取り付けられた角度検出
器30Lとから構成されており、また、右手用検出部50H
は、各指先端部の内面に感圧素子17a〜17dが各々設けら
れた手袋29Hと、この手袋29Hに着脱自在に取り付けられ
た角度検出器30Hとから構成されている。これら角度検
出器30L,30Hは上述した角度検出器30Rと同様の構成なの
で、その説明は省略する。

そして、上述した構成の右肘用検出部50Rと、左肘用
検出部50Lと、右手用検出部50Hは、ケーブル44R,44L,44
Hおよびコネクタ45R,45L,45Hを各々介して、楽音制御装
置本体１に接続される。これにより、従来の楽音制御装
置と同様に、演奏者の右肘関節と左肘関節の曲げ角度の
組み合わせに応じて、装置本体１のスピーカ27から発せ
られる楽音の音高が変化し、また、演奏者の右手首関節
の曲げ角度に応じて楽音の音量が３段階に変化し、さら
に、演奏者の右手人差し指、中指、薬指および小指の各
指の内、曲げた指の組み合わせに応じて楽音の音色が変
化する。すなわち、演奏者の体の動きに応じて楽音を制
御することができる。

上述した一実施例によれば、ピン33によって回動自在
に連結された板体31,32に、ポテンショメータとして機
能する抵抗体38と固定接点39と摺動接点40を直接設け、
板体31に対する板体32の回転角度を直接検出する構造と
したので、第６図に示す従来の検出部２と比較して、薄
く構成することができ、演奏者の各関節部に装着した場
合、その演奏者の動作を妨げることがない。

次に、この発明の他の実施例について、第５図を参照
して説明する。

この実施例においては、サポータ29Rの素材として、
薄膜状の高分子ゴムによって構成され、高い防水透湿性
と高伸縮性を有する人工皮膚のような素材、例えば、バ
イオン２（商品名）が用いられ、これにより、角度検出
器30Rを構成する板体31,32の可動性向上が図られてい
る。また、サポータ29Rに取り付けられた角度検出器30R
を覆うカバー51が縫い付けられており、このような二重
構造とすることにより、耐汗性向上が図られ、これによ
り、演奏者の汗が抵抗体38や固定接点39や摺動接点40等
の金属部分に付着しないようになっている。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、人間の関節
部の曲げ角度を検出する検出手段を、人間の関節部に装
着される装着具と、前記装着具に着脱自在に取り付けら
れるとともに端部同士が前記関節の曲げ方向へ回動自在
に連結された第１および第２の板体と、前記第１の板体
に設けられた抵抗体と、前記第２の板体に設けられ、前
記第１の板体の回動に伴って前記抵抗体に接触しつつ摺
動する接点とから構成したので、この検出手段を薄く構
成することができ、演奏者の各関節部に装着した場合、
その演奏者の動作を妨げることがないという効果が得ら
れる。

また、前記第１および第２の板体の互いに連結された
連結部が、前記関節部に一致するように、前記第１の板
体の前記連結部以外の２点と、前記第２の板体の前記連
結部以外の１点を前記装着具に着脱自在に取り付けた場
合は、連結部が固定されないので、関節の曲げに応じて
円滑に回動し、取付精度が不要で、関節の曲げ角度を良
好に検出することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による右肘用検出部50Rの
構成を示す正面図、 第２図（イ）および（ロ）は同実施例による角度検出器
30Rの一部切欠側面図および正面図、 第３図は同実施例の要部の構成を示す分解斜視図、 第４図は同実施例の全体構成を示す正面図、 第５図はこの発明の他の実施例の構成を示す正面図、 第６図は従来の楽音制御装置の検出部の構成を示す正面
図、 第７図は同楽音制御装置の全体構成を示す正面図、 第８図は同楽音制御装置の電気的構成を示すブロック図
である。 １……楽音制御装置本体、 29R,29L……サポータ（装着具）、 29H……手袋（装着具）、 30R,30L,30H……角度検出器（検出手段）、 31……第１の板体、32……第２の板体、 33……ピン、34,35,36……ホック、 38……抵抗体、39……固定接点、 40……摺動接点、42,43……リード線、 44R,44L,44H……ケーブル、 45R,45L,45H……コネクタ、 50R……右肘用検出部、 50L……左肘用検出部、 50H……右手用検出部。

フロントページの続き (72)発明者 坂間 真雄 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−135993（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−124470（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4436099（ＵＳ，Ａ) 米国特許4635516（ＵＳ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人間の関節部に装着される装着具と、前記
   装着具に着脱自在に取り付けられるとともに端部同士が
   前記関節の曲げ方向へ回動自在に連結された第１および
   第２の板体と、前記第１の板体に設けられた抵抗体と、
   前記第２の板体に設けられ前記第１の板体の回動に伴っ
   て前記抵抗体に接触しつつ摺動する接点とから構成さ
   れ、前記接点と前記抵抗体の端部から前記関節の曲げ角
   度に応じた信号を出力する検出手段と、 前記検出手段から出力される信号に基づいて楽音発生装
   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。
2. 【請求項２】前記第１および第２の板体の互いに連結さ
   れた連結部が、前記関節部に一致するように、前記第１
   の板体の前記連結部以外の２点と、前記第２の板体の前
   記連結部以外の１点を前記装着具に着脱自在に取り付け
   ることを特徴とする請求項１記載の楽音制御装置。