JP3500721B2

JP3500721B2 - メトロノーム

Info

Publication number: JP3500721B2
Application number: JP21459894A
Authority: JP
Inventors: 善樹西谷
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1994-09-08
Filing date: 1994-09-08
Publication date: 2004-02-23
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: JPH0875875A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、音楽練習時等にテン
ポの発生装置として用いられるメトロノームに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なメトロノームは、図６に示すよ
うに、重り５１を上下方向にスライドできるようにした
振り子部５２を有するもので、振り子部５２が図中矢印
で示すように左右に振れながら『カチカチカチ・・
・』と音を発し、一定のテンポで拍を刻むようになって
いる。また他にも水晶発振器を備える電子メトロノーム
もあり、その場合には設定されたテンポでＬＥＤが点滅
しながら『ピッピッピッ・・・』という音を発して拍
を刻むようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ピアノ等の楽器の練習
時にテンポや拍子をとる場合にはメトロノームが使用さ
れるが、そのときに、拍が音で刻まれるメトロノームで
あると、演奏者は自分の音を聴きながらメトロノームの
音に合わせなければならず、両方の情報が共に耳から取
り入れられるものであるために混乱してしまうことがあ
る。特に初心者においては、楽器演奏が不慣れである上
に、テンポも乱れやすく混乱が生じ易い。また、ときに
はメトロノームの音がうるさく聞こえることもあり、ス
トレスの原因ともなってしまう。なお、従来のメトロノ
ームは振り子の揺れやＬＥＤの点滅等のように、視覚的
にもテンポを得ることができるようになっているが、い
ずれにしても演奏者自身が意識して聴いたり見たりしな
ければテンポを得ることはできなかった。

【０００４】また、メトロノームによって刻まれる拍
は、正確な一定テンポであるため心理的な圧迫感を生じ
させ易く、ストレスの要因となって練習効率を低下させ
てしまうことがあった。

【０００５】この発明の目的は、テンポを音以外の方法
で演奏者に伝達することができるメトロノームを提供す
ることにある。また、この発明の他の目的は、上記テン
ポによる心理的な圧迫感を緩和することのできるメトロ
ノームを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、任意のテンポを入力設定するテンポ設定手段と、入
力されたテンポに基づいて拍信号を生成する拍信号発生
手段と、演奏者の心拍や脳波等の生体情報の微弱変動に
基づいて生成された変動データを演奏者毎に記憶する記
憶手段と、前記演奏者毎の変動データのうち前記変動デ
ータ付加手段に供給する変動データを選択する選択手段
と、前記拍信号発生手段によって生成された拍信号に、
選択手段によって選択された変動データを付加する変動
データ付加手段と、変動データが付加された拍信号を人
体の皮膚に対する刺激に変換して伝達する伝達手段と、
を備えたことを特徴とする。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記
載のメトロノームにおいて、心拍や脳波等の生体情報の
微弱変動を検出する検出手段と、該微弱変動に基づいて
前記変動データを生成し、この生成した変動データを前
記変動データ付加手段に供給し、または、前記記憶手段
に書き込む変動データ生成手段と、を備えたことを特徴
とする。

【０００８】

【作用】この発明においては、任意のテンポを入力設定
するとそのテンポに基づいて拍信号が生成され、その拍
信号が振動等により人体の皮膚への刺激として伝達され
る。この人体が楽器演奏者の場合、拍は演奏者の皮膚へ
の直接の刺激という形で能動的に与えられることにな
り、演奏者は自分の方から働きかけなくても拍を得るこ
とができる。また、拍は皮膚への刺激によって与えられ
るため『カチカチカチ・・・』という不快音を生じ
ず、演奏者側から働きかけて拍を得る煩わしさもない。

【０００９】さらにこの発明においては、拍信号に、心
拍，脳波等の生体情報の微弱変動に基づいて生成された
変動データが付加され、最終的に人体の皮膚に伝達され
る刺激が微弱変動することになる。したがって、人体に
伝達される拍は完全な定間隔のものでなく、わずかなゆ
らぎを含むものとなり、この拍が与えられる演奏者にお
いては、規定された機械的な押しつけの感が和らぎ、圧
迫感が減少する。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の実施例であるメトロノームの
構成例を示している。メトロノームは、テンポデータを
生成する本体１と、演奏者の足首や手首等に装着される
振動部２とを備えており、両者は信号ケーブル３によっ
て接続されている。振動部２は、布等の可撓性の素材か
らなるベルト２１に、振動子２２、および、非観血的に
心拍を検出する心拍センサ２３を取り付けたもので、ベ
ルト２１を演奏者の足首や手首等に巻き付けてマジック
テープ（商標）により固定すると、振動子２２および心
拍センサ２３が演奏者の皮膚に密着する。図２は使用状
態例を表しており、振動部２を演奏者の足首に巻き付け
て使用している。なお、ここでは、振動子２２および心
拍センサ２３をベルト２１を用いて足首や手首等に巻き
付けて固定しているが、粘着剤等を用いて皮膚の任意の
部分に貼り付けるようにしてもよい。

【００１１】図３は同メトロノームの構造を示すブロッ
ク図である。本体１の表面にはテンポ入力部（テンポ設
定手段）１１が設けられている。テンポ入力部１１はテ
ンキー等を備え、任意のテンポ，拍子等を入力設定でき
る。入力されたテンポ，拍子のデータはテンポ発生器
（拍信号発生手段）１２へと送られ、前記入力データに
基づいて一定間隔のパルス列からなる拍信号が生成され
る。この拍信号は発振回路１３にゲート信号として入力
される。発振回路１３は、数十Ｈｚ〜１００Ｈｚの低周
波信号を発振する回路であり、テンポ発生器１２から入
力されるパルス幅の期間のみこの低周波信号をアンプ１
４に出力する。なお、テンポ発生器１２にて生成される
拍信号が拍子を含む場合、発振回路１３においては一拍
めの低周波信号の周波数と、それ以外の拍の周波数とを
変化させる。これにより、拍が人体に伝達されるときに
一拍めとそれ以外の拍とを区別することができる。この
低周波信号はアンプ１４で増幅され、振動子２２へと供
給される。これによって振動子２２は、前記テンポ入力
部１１で設定されたテンポ，拍子に基づいた拍の振動を
生じる。なお、発振回路１３および振動子２２がこの発
明の伝達手段に対応する。

【００１２】ところで、ヒトの心拍や脳波の周波数等の
人体が発生する信号は完全に一定ではなく定常状態でも
微弱変動しており、これに対応して外界の現象に対して
も微弱な変動をしているものに対して心地良さを感じ
る。逆に、全く変動しない機械的な現象に対しては圧迫
感を感じてしまう。このような微弱変動を１／ｆゆらぎ
という。そして、全く変動しない機械的な現象は、メト
ロノームの場合、入力設定されたテンポに基づいて正確
な間隔で生成された拍信号であって、これをそのままの
状態で演奏者に与えると、演奏者は圧迫感を感じるよう
になる。そこで本実施例では、テンポ発生器１２によっ
て拍信号を生成するときに、その信号に心拍の変動（心
拍数の変動）に基づいた微弱な変動データ（ゆらぎデー
タ）を付加し、演奏者に圧迫感を与えることを防止す
る。

【００１３】拍信号を生成する場合に付加されるゆらぎ
データは次のいずれかの方法で設定される。

【００１４】ヒトの平常時の平均的な心拍数のゆらぎ
を求め、それに基づいてゆらぎデータを設定する。

【００１５】個人によって心拍数のゆらぎは若干異な
る。そのため、演奏者の個々の心拍数のゆらぎを検出
し、それに基づいて個人ごとのゆらぎデータを設定す
る。個人ごとのゆらぎデータはメトロノーム本体に記憶
しておき、演奏者名が入力されたときにそのデータを読
みだして設定する。

【００１６】演奏者が演奏中には興奮状態等によって
心拍数のゆらぎ状態が変動する。そのため、演奏中に心
拍数を検出しながらゆらぎを求め、それに基づいてリア
ルタイムでゆらぎデータを変更してゆく。

【００１７】心拍数のゆらぎを求める手順を説明する。
ゆらぎを計測する場合、まずフィルタによって帯域を制
限して雑音を除去する。そして波形がゼロクロスする時
点の間隔を瞬時周波数として順次取り込み、そこから得
られる時系列データをＦＦＴ演算（高速フーリエ解析）
によりパワースペクトラムとして両対数グラフ上に表
す。これが心拍数のゆらぎを表している。

【００１８】図４はヒトの平常時（安定時）の脳波のゆ
らぎを表した両対数グラフであり、ほぼ４５°の右下が
り直線、すなわち、１／ｆのゆらぎとなっている。心拍
数の場合もこれと同様に、平常時にはほぼ１／ｆのゆら
ぎを生じる。

【００１９】の方法にてゆらぎデータを設定する場合
には、上記のようにして計測した心拍数のゆらぎに基づ
いてゆらぎデータを設定し、これを予めメトロノームの
本体に記憶しておく。ゆらぎデータとしては、計測され
たゆらぎをそのまま用いてもよいが、振幅等を若干加工
して用いてもよい。テンポ発生器１２は、このゆらぎデ
ータをＦＭ変調にて拍信号に付加する。なお、の方法
でゆらぎデータを設定する場合には、図３に示した心拍
センサ２３および生体情報入力部４は不要となる。

【００２０】 2)の方法にてゆらぎデータを設定するた
めの構成を説明する。ベルト２１には上記したように、
心拍センサ２３が設けられており演奏者の心拍を検出す
る。検出された心拍はメトロノーム本体１の生体情報入
力部４へと入力される。生体情報入力部４は、帯域を制
限するフィルタ４１、心拍の波形がゼロクロスする時点
の間隔を瞬時周波数（心拍数）に変換し、電圧値として
順次取り込む周波数／電圧変換部４２、ＦＦＴ演算を行
って時系列データ（パワースペクトラム）を得るゆらぎ
演算部４３、および演奏者ごとのゆらぎデータを記憶す
るメモリ４４、演奏者名入力部４５を含んでいる。動作
を説明する。演奏者名入力部４５から演奏者名が入力さ
れると、まず、その演奏者にかかるゆらぎデータが既に
記憶されているか否かを判別する。記憶されていればそ
れを読み出して設定するが、記憶されていない場合には
上記したゆらぎデータの設定手順と同様の手順で演奏者
の心拍数のゆらぎを計測する。このときの計測時間は予
め決められた一定時間（例えば１２０sec 程度）であ
る。そして得られたゆらぎに基づいてゆらぎデータを設
定し、演奏者名入力部４５から入力された演奏者名とと
もにメモリ４４に記憶するとともに、それを設定して拍
信号にゆらぎデータを付加する。

【００２１】の方法にてゆらぎデータを設定するため
の構成を説明する。図５はこの例のメトロノームの構成
を示すブロック図である。図において、テンポ入力部１
１、テンポ発生器１２、発振回路１３、アンプ１４およ
び振動子２２の構成は図３と同様である。また、心拍セ
ンサ２３にて測定された心拍データは、生体情報入力部
５に入力される。生体情報入力部５は、フィルタ４１、
電圧／周波数変換部４２、およびゆらぎ演算部５３を含
んでおり、フィルタ４１および電圧／周波数変換部４２
は図３と同様に構成されている。ゆらぎ演算部５３は、
電圧／周波数変換部４２にて求められた瞬時周波数（心
拍数）に基づいてゆらぎデータを求める。これは、
『（今回の瞬時周波数）−（過去所定回数分の瞬時周波
数の平均値）』にて求める。この辺の右辺の平均値は荷
重平均値であってももちろんかまわない。このデータを
ゆらぎデータとしてテンポ発生器１２に送り、ゆらぎデ
ータを付加した拍信号を得る。なお、前記「過去所定回
数分」は例えば、１０回程度である。

【００２２】以上のようにして拍信号にゆらぎデータを
付加し、振動子２２によって演奏者に伝達される拍をゆ
らぎを含むものとして、演奏者の圧迫感を緩和する。

【００２３】なお、上記の実施例は、拍を振動によって
のみ刻むように構成したもであるが、拍を振動、音のい
ずれによって刻むかを選択できるように構成してもよ
い。例えば、本体１に従来の技術で示した音の発生部
（電子音発生部）を設けるとともに、振動部２を本体１
に接続するための信号ケーブル３と本体１との接続部に
コネクタを設け、このコネクタの着脱の有無によって振
動部２が取り付けられているか否かを判別する。そし
て、振動部２が取り付けられている場合には、振動部２
に対し拍信号を送信し、振動によって拍を刻むようにす
る。一方、振動部２が取り付けられていない場合には、
拍信号を電子音発生部に送信して電子音発生部を動作さ
せ音によって拍を刻むようにする。

【００２４】このように拍を刻む場合に振動、音のいず
れかを選択できるようにすると演奏者が好ましい方を選
択的に用いることができる。熟練者であれば、音が出て
いる方が好ましいと感じる場合があるためである。な
お、本体１の電子音発生部によって拍を刻む場合でもゆ
らぎデータを付加した結果のデータに基づいて音を発す
ることによって、演奏者が圧迫感を感じてしまうのを防
止することができる。

【００２５】また、上記の実施例では、生体情報として
心拍を検出しているが、この情報としてはヒトの生体情
報のゆらぎを含むものであればよく、例えば脳波等を用
いることもできる。さらに、上記の実施例では振動子２
２を低周波信号で駆動するようにしたが、拍信号に同期
したパルス状信号で駆動するようにしてもよい。このよ
うに構成すると、皮膚表面を打つまたは叩く感覚とな
る。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、テンポが皮膚への刺
激として能動的に伝達されるため、演奏者は注意を払わ
なくても拍を受け取ることができる。また、その拍は皮
膚への刺激であって、聴覚や視覚が影響を受けることが
ないため、『カチカチカチ・・・』という音を気に
することなく演奏等の練習を行うことができる。

【００２７】さらにこの発明によれば、拍に微弱な変動
データが付加されて拍が規則的な一定のテンポではなく
なるために、規則的な刺激に対するいらだち感を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるメトロノームの構成を示
す図である。

【図２】同メトロノームの使用例を示す図である。

【図３】同メトロノームのブロック図である。

【図４】同メトロノームのテンポの微弱変動量（ゆらぎ
量）を求める手順を説明するための図である。

【図５】本発明の他の実施例のメトロノームの構成を示
すブロック図である。

【図６】従来のメトロノームの構成を示す図である。

【符号の説明】

１メトロノーム本体２振動部３信号ケーブル２１ベルト２２振動子２３心拍センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】任意のテンポを入力設定するテンポ設定
手段と、入力されたテンポに基づいて拍信号を生成する拍信号発
生手段と、演奏者の心拍や脳波等の生体情報の微弱変動に基づいて
生成された変動データを演奏者毎に記憶する記憶手段
と、前記演奏者毎の変動データのうち前記変動データ付加手
段に供給する変動データを選択する選択手段と、前記拍信号発生手段によって生成された拍信号に、選択
手段によって選択された変動データを付加する変動デー
タ付加手段と、変動データが付加された拍信号を人体の皮膚に対する刺
激に変換して伝達する伝達手段と、を備えたことを特徴とするメトロノーム。
【請求項２】心拍や脳波等の生体情報の微弱変動を検
出する検出手段と、該微弱変動に基づいて前記変動データを生成し、この生
成した変動データを前記変動データ付加手段に供給し、
または、前記記憶手段に書き込む変動データ生成手段
と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のメトロノー
ム。