JP3398982B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は肘や手首の角度（身振
り）によって楽音を制御する電子楽器に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より腕や手の姿勢で楽音を制御する
ようにした身振り電子楽器が提案されている。たとえ
ば、従来の身振り電子楽器では肘の角度で発音する楽音
の音高を指定するようにしたものがある。この電子楽器
は、図３に示すように両腕の角度をそれぞれ３段階に分
割し、３×３のマトリクスで音高を指定するようにして
いた。また、上記の電子楽器のように腕の角度を段階に
分割せず、角度情報をそのまま音高に反映させ、肘の角
度の変化に基づいて楽音の音高（周波数）が連続的に変
化するようにしたものも提案されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記マトリク
ス方式では、音高の決定は容易であるが、微妙な音高の
変化を肘で表現することができない欠点があった。ま
た、第２の方式では、音高を連続的に変化させることが
できるが、正確な音階周波数の位置に肘を停止させるこ
とが極めて困難であり、演奏のピッチが不安定になって
しまう欠点があった。 【０００４】この発明は、音高指定が容易で、且つ、ピ
ッチの微妙な変化をも付けることができる電子楽器を提
供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】この発明は、関節近傍に
設けられ該関節の曲げ角度を検出する検出手段と、前記
検出手段の検出範囲を複数の区間に分割し分割された区
間ごとに特定の音高を割り当てる音高割当手段と、楽音
の発音を指示する発音指示手段と、発音指示手段によっ
て発音が指示されたとき前記検出手段の検出値が属する
区間に割り当てられている音高の楽音を発音する発音手
段と、発音指示手段によって発音が指示されたときの前
記検出手段の検出値を記憶する記憶手段と、記憶手段の
記憶内容と前記発音指示手段によって発音が指示された
後に前記検出手段によって検出された検出値との差に基
づいて、前記区間ごとに割り当てられている音高の周波
数間隔よりも細かい刻みの周波数修正値を算出する修正
値算出手段と、を備え、この周波数修正値を前記発音手
段に出力することにより、前記楽音の周波数を微調整す
ることを特徴とする。 【０００６】 【作用】この電子楽器は、いわゆる身振り電子楽器であ
り、関節の曲げ角度に基づいて発音する楽音の音高を設
定する。発音時は、角度を複数の区間に分割し、分割さ
れた段階毎に１つの音高を割り当てるようにした。複数
の曲げ角度を検出する場合には、それぞれの曲げ角度
（区間）でマトリックスを作るようにしてもよい。 【０００７】これにより、大雑把な曲げ角度で正確な楽
音を発音することができる。発音中は、発音時の曲げ角
度からの微小な角度変化((記憶手段）−（検出手段))を
周波数変化として反映するようにした（周波数調整手
段）。これにより、発音後の周波数変化を連続的につけ
ることが可能になる。 【０００８】 【実施例】図面を参照してこの発明の実施例である電子
楽器について説明する。この電子楽器は、図２に示すよ
うに、肘の曲げ角度を検出するエルボーコントローラと
手首の曲げ角度を検出するリストコントローラを有して
いる。同図では右腕のみ示しているが、両腕に同じコン
トローラを装着するものとする。また、図４に示すグリ
ップコントローラを有している。このグリップコントロ
ーラは両手で持って指でキースイッチをオン／オフす
る。肘と手首の曲げ角度（エルボーコントローラ、リス
トコントローラ）で音高および微妙なピッチ変化をコン
トロールし、グリップコントローラのキースイッチのオ
ン／オフで発音／消音および楽音のオクターブを制御す
る。 【０００９】図１において、ＣＰＵ１０がこの電子楽器
の動作を制御する。ＣＰＵ１０にはバス１１を介してＲ
ＯＭ１２、ＲＡＭ１３、検出回路２１〜２６、音高レジ
スタ３０および楽音パラメータレジスタ３１が接続され
ている。ＲＯＭ１２は動作制御プログラムが記憶されて
おり、ＲＡＭ１３には各コントローラの操作状態を示す
データが記憶される。検出回路２１〜２６には左右のエ
ルボーコントローラ１４、１５、左右のリストコントロ
ーラ１６、１７および左右のグリップコントローラ１
８、１９がそれぞれ接続されている。エルボーコントロ
ーラ１４、１５、リストコントローラ１６、１７は歪セ
ンサを有し、肘、手首の曲げ角度をアナログで検出す
る。検出回路２１〜２４はエルボーコントローラ１４、
１５およびリストコントローラ１６、１７の検出値をデ
ィジタル値に変換する。検出回路２５、２６はグリップ
コントローラでオンされたスイッチを検出する。音高レ
ジスタ３０は各種コントローラの操作で決定された音高
を記憶するレジスタである。音源パラメータレジスタ３
１は音色を決定するパラメータ等を記憶する。これらレ
ジスタは音源システム３２に接続されている。音源シス
テム３２はこれらのデータに基づいて楽音信号を形成す
る。形成された楽音信号はサウンドシステム３３によっ
て増幅され楽音として出力される。 【００１０】図２はエルボーコントローラおよびリスト
コントローラを示す図である。この図は右手のみ示して
いる。エルボーコントローラ１５、リストコントローラ
１７ともにいわゆるサポータのように肘および手首には
めるものである。エルボーコントローラ１５、リストコ
ントローラ１７の外側になる部分には歪みセンサ１５
ａ、１７ａが設けられている。歪みセンサは肘および手
首の曲げによってその抵抗値が変化し、連続値として肘
および手首の曲げ角度を検出することができる。 【００１１】図３は同エルボーコントローラによる発音
時の音高決定方式を説明する図である。エルボーコント
ローラは、肘を伸ばした角度から最も屈曲した角度まで
を検出し、０〜１２７の値の角度データとして出力す
る。発音時は０〜１２７を、０〜４２、４３〜８４、８
５〜１２７の３個の範囲に分割する。左右のエルボーコ
ントローラの角度データがどの範囲に属しているかによ
り、同図右のテーブルのように音名が決定される。この
音名はハ長調音階の音階音である。オクターブの決定お
よび半音シフト（シャープ）はグリップコントローラに
よって制御される。 【００１２】図４はグリップコントローラ１８、１９の
正面図である。演奏者は背面を掌にあて第２指（人指し
指）〜第５指（小指）をナチュラルスイッチ側から正面
に回して握る。左右のコントローラは全く同じ機能を有
しており、第２指〜第５指のそれぞれに２個のキースイ
ッチが対応している。このキースイッチは楽音のオクタ
ーブ、シャープを指定するとともに楽音の発音／消音を
指定するスイッチである。各指に近いキースイッチがナ
チュラルスイッチであり、遠いキースイッチがシャープ
スイッチである。第２指に対応するスイッチが＋２オク
ターブ（Ｃ５から始まるオクターブ）の楽音を発音させ
るためのスイッチである。ナチュラル側のスイッチをオ
ンするとエルボーコントローラ１４、１５で指定された
ハ長調の音階音がＣ５〜Ｃ６のオクターブで発音し、シ
ャープ側のスイッチをオンするとハ長調の音階音よりも
半音高い音が発音する。第３指のスイッチをオンすると
＋１オクターブ（Ｃ４から始まるオクターブ）の楽音が
発音する。第４指のスイッチをオンすると０オクターブ
（Ｃ３から始まるオクターブ）の楽音が発音する。 【００１３】第５指のスイッチをオンすると−１オクタ
ーブ（Ｃ２から始まるオクターブ）の楽音が発音する。 【００１４】キースイッチを最初に１個オンしたとき、
上記のようにキーオンによって指定されたオクターブで
エルボーコントローラで指定された音高の楽音が発音す
る。 【００１５】この楽音の発音中に２個目のキースイッチ
（任意のものでよい）をオンした場合は、以下のフロー
チャートで説明するようにエルボーコントローラ、リス
トコントローラの操作に基づいて楽音のピッチが微妙に
上下する。 【００１６】図５〜図１０は同電子楽器の動作を示すフ
ローチャートである。 【００１７】図５はメインルーチンを示している。電源
投入と同時にイニシャライズ動作を実行する（ｎ１）。
この動作は割り込み初期設定やテーブルの初期化等の動
作である。こののちコントローラ処理動作（ｎ２）を繰
り返し実行する。 【００１８】図６、図７はコントローラ処理動作を示す
フローチャートである。この動作はグリップコントロー
ラのキーオン／オフに基づいて発音／消音を制御すると
ともに、エルボー、リスト、グリップの各コントローラ
から入力されるデータに基づいてピッチデータを割り出
す動作である。まず、入力されたコントローラデータの
ステータスを判断する。ステータス（コントローラから
入力されたデータの内容）がグリップコントローラのキ
ースイッチがオンされたデータ（キーオン）であった場
合には（ｎ１０）、キーオンカウンタkoncntに１を加算
する。加算の結果koncntが１になった場合には、最初の
キーオンであるため、そのときの左右のエルボーコント
ローラの角度データlelb，relbをそれぞれHlelb, Hrelb
に記憶する。ここで、角度データは０〜１２７の値をと
りえるが（図３参照）、後述の相対値計算ルーチンを容
易にするため０の場合には１に、１２７の場合には１２
６に書き換えられる（ lmt関数）。また、このとき同時
に左右の相対値を加算したエルボー値elb をリセットす
る。さらに、エルボー値に基づくピッチ変化値がセット
されるレジスタcalpitchに８１９２（＝２¹³）をプリセ
ットする（ｎ１４）。このcalpitchは図１１に示すよう
に、１６３８３（＝２¹⁴）までの値を扱うレジスタであ
り、そのデータは音源システム３２に送られ、音源シス
テム３２においてセントデータに変換されてピッチ制御
に用いられる。すなわち、中央値８１９２を標準ピッチ
（キーオンされたときの音高：±０セント）とし、０が
その１オクターブ下（−１２００セント）、１６３８３
が１オクターブ上（＋１２００セント）として換算され
る。グリップコントローラのキースイッチが１個だけオ
ンされているときは、後述のエルボー相対値計算（図
８、図９）、ピッチ計算（図１０）が実行されないため
calpitchは８１９２に固定されたままである。こののち
キーオン処理を実行する（ｎ１５）。キーオン処理で
は、オンされたキーのキーナンバによって決定されるオ
クターブ値，calpitch（この場合は８１９２），図３の
テーブルから求められた音名、および、オンされたキー
のナチュラル／シャープに基づいて音高を決定し、この
データを音高レジスタ３０に送る。音源システム３２は
このデータに基づいて楽音信号を形成する。今回のキー
オンによりkoncntが２以上になった場合には、現在発音
中の楽音があるため発音動作をスキップする。 【００１９】ステータスがキーオフの場合には（ｎ１
６）、koncntから１を減算する（ｎ１７）。減算の結果
koncntが０になった場合には（ｎ１８）、現在発音して
いる楽音を消音するためキーオフ処理を実行する（ｎ１
９）。減算してもkoncntが１以上の場合にはまだオンさ
れているキーがあるためキーオフ処理をスキップする。 【００２０】また、その他のステータスの信号が入力さ
れた場合には対応する処理を実行する（ｎ２０，ｎ２
１）。 【００２１】一方、ステータスが右エルボーコントロー
ラの操作データの場合には（ｎ２３）、コントローラの
出力（角度データ）をrelbにセットし（ｎ２４）、konc
ntの値を判断する（ｎ２５）。koncntが１以下の場合に
は何もしないで次の動作に進むが、koncntが２以上の場
合には現在発音中の楽音のピッチ制御を行う。すなわ
ち、koncnt＝１の場合には、発音している楽音があるが
ピッチの微妙な制御を行わず、koncnt≧２の場合のみピ
ッチ制御を行う。このため右エルボー相対値計算を実行
し（ｎ２６）、こののちピッチ計算処理を実行する（ｎ
２７）。また、ステータスが左エルボーコントローラの
操作データの場合には（ｎ２８）、コントローラの出力
（角度データ）をlelbにセットし（ｎ２９）、koncntの
値を判断する（ｎ３０）。koncntが１以下の場合には何
もしないで次の動作に進み、koncntが２以上の場合には
現在発音中の楽音のピッチ制御を行う。このため左エル
ボー相対値計算を実行し（ｎ３１）、ピッチ計算処理を
実行する（ｎ３２）。さらに、ステータスが右リストの
操作データの場合には（ｎ２２）、右リストコントロー
ラ１７の角度データを右リストテーブルRWSTTBL （図１
２）で変換して出力値を割り出し、この値を右リストデ
ータレジスタRWSTにセットする（ｎ３４）。こののちピ
ッチ計算処理を実行する（ｎ３５）。なお、右リストテ
ーブルRWSTTBLはＬ１、Ｌ２の２種類設けられており、
その予め何れか一方を選択することができる。ここで、
Ｌ２の中央の平坦部の出力値は６３である。 【００２２】図７は左エルボー相対値計算ルーチンを示
すフローチャートである。まず現在の左角度データlelb
とキーオン時の左角度データHlelb との大小を比較する
（ｎ４０）。lelbが大きいときはｎ４１に進む。lelbが
Hlelb 以下のときにはｎ４２に進む。ｎ４１では以下の
計算により左エルボー値lelbval を算出する。 【００２３】 lelbval＝((lelb-Hlelb)*127)/(127-Hlelb) すなわち、キーオン時の角度データHlelb からlelb＝12
7 までの間を１２８に分割してlelbval に０〜１２７の
データを与える。 【００２４】一方、ｎ４２では以下の計算により左エル
ボー値lelbval を算出する。 【００２５】lelbval＝((lelb-Hlelb)*127)/Hlelb すなわち、キーオン時の角度データHlelb からlelb＝０
までの間を１２８に分割してlelbval に０〜−１２７の
データを与える。 【００２６】図８は右エルボー相対値計算ルーチンを示
すフローチャートである。動作内容は左エルボー相対値
計算ルーチンと全く同様である。すなわち、現在の右角
度データrelbとキーオン時の左角度データHrelb との大
小を比較し（ｎ５０）、relbが大きいときはｎ４１では
下式により左エルボー値relbval を算出する。 【００２７】 relbval＝((relb-Hrelb)*127)/(127-Hrelb) すなわち、キーオン時の角度データHrelb からrelb＝12
7 までの間を１２８に分割してrelbval に０〜１２７の
データを与える。 【００２８】一方、relbがHrelb 以下のときにはｎ４２
では下式により左エルボー値lelbval を算出する。 【００２９】relbval＝((relb-Hrelb)*127)/Hrelb すなわち、キーオン時の角度データHrelb からrelb＝０
までの間を１２８に分割してrelbval に０〜−１２７の
データを与える。 【００３０】図１０はピッチ計算処理動作を示すフロー
チャートである。まず、左右のエルボー値lelbval, rel
bvalを加算してelb を算出する（ｎ６０）。したがっ
て、elb は−254 〜＋254 の値を取りえることになる。
この値と右リスト値RWSTとでピッチパラメータcalpitch
を算出する（ｎ６１）。算出は以下の式で行う。 【００３１】 calpitch＝8192＋(elb×2⁵) ＋((RWST−63) ×2³) すなわち、elb により上下ほぼ１オクターブ（−8128〜
＋8128）の変化が可能であり、RWSTにより上下半音余り
（−1008〜＋1008）の変化が可能である。このピッチパ
ラメータcalpitchを音源へ送出する（ｎ６２）。音源シ
ステム３２はこのパラメータをセント値に変換して楽音
のピッチを上下させる。 【００３２】このようにこの発明では、１個のキーをオ
ンしたとき発音を開始し、２個目のキーをオンしたと
き、それ以後のコントローラの操作でピッチを微妙に上
下することができる。これにより、音階の確定が容易で
且つビブラート等の微妙なピッチの上下ができる。 【００３３】このようなピッチコントロールが可能なコ
ントローラを２組用いてアンサンブル演奏すると、各楽
音間のピッチを純正調のような整数比にすることが容易
にできる。また、コーラス効果のような２つの楽音のピ
ッチを微妙にずらすことも容易にできる。 【００３４】 【発明の効果】この発明では、複数の変換手段を選択で
きるため、自分の演奏スタイルに合った音高変化を採用
することができ、身振り電子楽器の表現力を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の実施例である電子楽器のブロック図 【図２】同電子楽器で用いるエルボーコントローラおよ
びリストコントローラを示す図 【図３】同電子楽器の電子楽器の音高決定方式を説明す
る図 【図４】同電子楽器で用いるグリップコントローラを示
す図 【図５】同電子楽器の動作を示すフローチャート 【図６】同電子楽器の動作を示すフローチャート 【図７】同電子楽器の動作を示すフローチャート 【図８】同電子楽器の動作を示すフローチャート 【図９】同電子楽器の動作を示すフローチャート 【図１０】同電子楽器の動作を示すフローチャート 【図１１】同電子楽器のピッチ変化範囲を示す図 【図１２】同電子楽器の右リストテーブルを示す図 【符号の説明】 １４、１５−エルボーコントローラ １６、１７−リストコントローラ １８、１９−グリップコントローラ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 関節近傍に設けられ、該関節の曲げ角度
   を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出範囲を複数の区間に分割し、分割さ
   れた区間ごとに特定の音高を割り当てる音高割当手段
   と、 楽音の発音を指示する発音指示手段と、 発音指示手段によって発音が指示されたとき、前記検出
   手段の検出値が属する区間に割り当てられている音高の
   楽音を発音する発音手段と、 発音指示手段によって発音が指示されたときの前記検出
   手段の検出値を記憶する記憶手段と、 記憶手段の記憶内容と前記発音指示手段によって発音が
   指示された後に前記検出手段によって検出された検出値
   との差に基づいて、前記区間ごとに割り当てられている
   音高の周波数間隔よりも細かい刻みの周波数修正値を算
   出する修正値算出手段と、 を備え、この周波数修正値を前記発音手段に出力するこ
   とにより、前記楽音の周波数を微調整することを特徴と
   する電子楽器。