JP3915257B2 - カラオケ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、歌唱用のマイクを用いて打楽器音を発音したり、装置の制御を行うことができるカラオケ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
カラオケ歌唱はマイクに向かって行うため、マイクは歌唱者にとって最も親しみ深いものである。カラオケ歌唱時に、歌唱を盛り上げるために打楽器を演奏する場合がある。また、カラオケ装置にコントローラを接続し、このコントローラの操作で打楽器音を発音できるようにしたものもある。
【0003】
また、カラオケ装置の操作はリモコンで行う。
【0004】
マイクは歌唱時以外はオフにしておくことによって、ハウリングなどの不都合を防止し、また、ワイヤレスマイクの場合には、電池の消耗を防止する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
普通の打楽器(特に大きい打楽器)を置いておくのは邪魔になる。はやりすたりがあるから、打楽器を交換しようとするとお金が掛かる。
【0006】
コントローラは、音色を変更すれば異なる打楽器のようになるが、カラオケ装置本体からケーブルを引っ張ったり煩雑になる。マイク以外にこれを利用者のところまで持っていく必要があるため、煩雑であった。
【0007】
この発明は、マイクのみで打楽器音の発音やカラオケ装置の制御など種々の操作が可能なカラオケ装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、歌唱用のマイクと、打楽器の楽音を発生する打楽器音源と、前記マイクから入力された信号が歌唱の音声信号であるかマイクの打撃または摩擦による音響信号であるかを識別し、この信号が打撃または摩擦による音響信号である場合には前記打楽器音源に打楽器の楽音を発生させる発音制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記発音制御手段は、前記マイクの打撃または摩擦による音響信号の特徴を検出し、その検出内容に基づいて前記打楽器音源が発生する楽音を制御する手段を含むことを特徴とする。
【0010】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記打楽器音源は複数種類の打楽器の楽音を発生する音源であり、前記発音制御手段はマイクの打撃または摩擦による音響信号の特徴を検出し、その検出内容に基づいて前記打楽器音源に発生させる楽音の種類を選択する手段を含むことを特徴とする。
【0011】
請求項4の発明は、歌唱用のマイクに該マイクの揺動およびその揺動方向または軌道を検出するセンサを設けるとともに、複数の打楽器の楽音を発生する打楽器音源と、前記センサが揺動を検出したとき、その揺動方向または軌道に応じて打楽器音を選択し、前記打楽器用音源に該選択した打楽器の楽音を発生させる発音制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0017】
カラオケ装置には、歌唱用のマイクが設けられている。一般のカラオケ装置では、歌唱用のマイクから入力された信号は全てアンプに入力され、カラオケ演奏音をミキシングされてスピーカから出力される。
【0018】
ところで、マイクは音声信号を検出して電気信号(音声信号)に変換するのみでなく、マイクを叩いたり擦ったり(打撃または摩擦)した場合でも、その打撃または摩擦による信号を電気信号(音響信号)に変換する。
【0019】
そして、この音響信号は、周波数帯域やエンベロープなどの特徴が上記歌唱音声信号とは全く異なるものであるため、入力された信号の周波数帯域やエンベロープなどの特徴を抽出することによってその信号が歌唱の音声信号であるか打撃または摩擦による音響信号であるかを判定することができる。
【0020】
そこで、請求項1の発明では、マイクから入力された信号が打撃または摩擦による音響信号であるか否かを識別し、該音響信号であると識別されたときには、これに基づいて打楽器音源に打楽器の楽音信号(打楽器音)を発生させる。
【0021】
これにより、カラオケ歌唱に通常用いている歌唱用のマイクを用いて打楽器演奏をすることができ、カラオケ歌唱を盛り上げることができる。また、打楽器用のコントローラを別に設ける必要がないため、カラオケボックスやカラオケ店内が煩雑にならず、トータルのコストダウンにもつながる。また、歌唱の音声信号と打撃または摩擦による音響信号を識別し、音声信号は通常どおりアンプに入力してスピーカから出力するようにすれば、1本のマイクで歌唱と打楽器演奏を掛け持ちですることができる。
【0022】
また、上記音響信号は叩いたり擦ったり様々な態様で発生されたものであり、それぞれ波形的な特徴を有している。そこで、請求項2の発明では、音響信号の特徴を検出し、これに基づいて打楽器音源が発生する打楽器音を制御する。具体的には、打楽器音のレベル(大きさ)や周波数特性などの音質を制御する。これにより、利用者が様々な態様でマイクを叩いたり擦ったりすることによってその態様に応じた打楽器音を発生させることができる。
【0023】
さらに、請求項3の発明では、打楽器音源に複数種類の打楽器音を発生させ、音響信号の特徴に基づいて発生させる打楽器音を選択する。打楽器音の種類は、たとえば、スネアドラム,バスドラム,コンガなどである。これにより、利用者が様々な態様でマイクを叩いたり擦ったりすることによってその態様に応じた音色の打楽器音を発生させることができる。
【0024】
また、請求項4の発明では、歌唱用のマイクにその運動または姿勢を検出するセンサを設ける。センサとしては、回転運動を検出するジャイロセンサや傾きを検出する傾きセンサなどがある。利用者がマイクを持って揺動させるなどマイクを動かすと、センサがその運動やその結果の姿勢などを検出する。発音制御手段は、この運動や姿勢に応じて打楽器音を発生する。たとえば、マイクが一定距離以上振り下ろされたとき打楽器音を発生するなどである。これにより、歌唱用のマイクの操作で打楽器音を発生させることができる。
【0025】
また、利用者が揺動させたり振動させたりするマイクの運動や姿勢は多様であるため、これに基づいて発生させる打楽器音を制御したり、音色を選択したりする。これにより、その運動や姿勢に応じた打楽器音を発生させることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
図面を参照してこの発明の請求項1〜請求項3の発明の実施形態であるカラオケ装置について説明する。図1は同カラオケ装置のブロック図である。図2は同カラオケ装置のマイク制御装置のブロック図およびマイクの外観図である。
【0029】
このカラオケ装置は、バーチャルパーカッション機能を備えたカラオケ装置である。このカラオケ装置は、歌唱用マイクを2本有しており、一方のマイク(第1のマイク7a)は歌唱専用であるが、他方のマイク(第2のマイク7b)は、歌唱用に用いることができるうえに、このマイクを叩いたり擦ったり或いは揺動させるなど打楽器のように操作して打楽器音を発生することができる。
【0030】
図1において、このカラオケ装置は、カラオケ装置本体1,コントロールアンプ2,音声信号処理装置(ハモリアンプ)3,CD−ROMチェンジャ4,スピーカ5,モニタ6,マイク7,マイク制御装置30および赤外線のリモコン装置8で構成されている。カラオケ装置本体1はこのカラオケ装置全体の動作を制御する。該カラオケ装置本体1の制御装置であるCPU10には、内部バスを介してROM11,RAM12,ハードディスク記憶装置17,通信制御部16,リモコン受信部13,表示パネル14,パネルスイッチ15,音源装置18,音声データ処理部19,文字表示部20,表示制御部21が接続されるとともに、上記外部装置であるコントロールアンプ2,音声信号処理装置3,マイク制御装置30およびCD−ROMチェンジャ4がインタフェースを介して接続されている。
【0031】
ROM11にはこの装置を起動するために必要な起動プログラムなどが記憶されている。装置の動作を制御するシステムプログラム,カラオケ演奏実行プログラムなどはハードディスク記憶装置17に記憶されている。カラオケ装置の電源がオンされると上記起動プログラムによってシステムプログラムやカラオケ演奏プログラムがRAM12に読み込まれる。ハードディスク記憶装置17には、上記プログラムを記憶するプログラム記憶エリアのほか、楽曲データを記憶する楽曲データ記憶エリアなどが設定されている。楽曲データ記憶エリアには、数千曲分の楽曲データを記憶することができ、配信センタ9が定期的にダウンロードしてくる新曲の楽曲データなどが記憶される。通信制御部16はISDN回線を介して配信センタ9と接続される。配信センタ9は、定期的にカラオケ装置に対して電話を掛け、新曲の楽曲データ,バージョンアップされた制御プログラムなどをダウンロードしてくる。
【0032】
リモコン装置8は、テンキー,予約キー,取消キーなどのキースイッチを備えており、利用者がこれらのスイッチを操作するとその操作に応じたコード信号が赤外線で出力される。利用者はテンキーを操作して所望のカラオケ曲の曲番号を入力し、その曲をリクエストする場合には続いて予約キーをオンする。
【0033】
リモコン受信部13はリモコン装置8から送られてくる赤外線信号を受信して、そのコード信号を復元しCPU10に入力する。CPU10は、リモコン装置8から曲番号がリクエスト曲として入力されると、この曲番号をRAM12に設定されている予約曲リストに登録する。
【0034】
表示パネル14はこのカラオケ装置本体1の前面に設けられており、現在演奏中の曲番号や予約曲数を表示するマトリクス表示器や、現在設定されているキーやテンポを表示するLED群などを含んでいる。パネルスイッチ15は、前記リモコン装置8と同様の曲番号入力用のテンキー,予約キーなどのほかキーチェンジスイッチ、テンポチェンジスイッチを備えている。
【0035】
文字表示部20はVRAMを備え、カラオケ曲の歌詞などを文字パターンに展開する。この文字パターンは、映像信号として表示制御部21に入力される。また、カラオケ演奏時はCD−ROMチェンジャ4は背景映像を再生し、この映像信号も表示制御部21に入力される。表示制御部21は、この背景映像に文字パターンをスーパーインポーズで合成してモニタ6に表示する。なお、CD−ROMチェンジャ4にセットには6枚程度のCD−ROMをセットすることができ、そのうち数枚には上記背景映像が記録されており、他の数枚には定番となっているカラオケ曲の楽曲データが記録されている。
【0036】
音源装置18は、楽曲データの楽音トラックのイベントデータに基づいて楽音信号を形成する。楽音トラックは、複数のトラックを有しており、音源装置18はこのデータに基づいて複数パートの楽音信号を同時に形成する。音声データ処理部19は、楽曲データに含まれる音声データに基づき、指定された長さ、指定された音高の音声信号を形成する。音声データは、バックコーラスなどの人声など電子的に形成しにくい信号波形をそのままPCM信号として記憶したものである。前記音源装置18が形成したカラオケ演奏の楽音信号、および、音声データ処理部19が再生したバックコーラスなどの音声信号は、コントロールアンプ2に入力される。コントロールアンプ2には、マイク制御装置30を介して2本のマイク7a,7bが接続されている。
【0037】
通常の歌唱モードのソロ歌唱時には第1のマイク7a(またはマイク7b)からカラオケ歌唱者の歌唱の音声信号が入力される。また、通常の歌唱モードのデュエット歌唱時には第1のマイク7aおよび第2のマイク7bの両方からカラオケ歌唱者の歌唱音声信号が入力される。コントロールアンプ2はこれらのオーディオ信号に、それぞれエコーなど所定の効果を付与したのち増幅してスピーカ5に出力する。音声信号処理装置3は、コントロールアンプ2から入力された歌唱音声信号をディジタル処理することにより、音程のずれを修正したり、他のパートのハーモニー歌唱を作成したりする。修正された歌唱音声信号および作成された他のパートのハーモニー歌唱信号は再度コントロールアンプ2に入力される。
【0038】
一方、バーチャルパーカッションモード時には、第1のマイク7aは歌唱専用のマイクとして設定され、第2のマイク7bはバーチャルパーカッション用のマイクとして設定される。すなわち、第1のマイク7aから歌唱の音声信号がコントロールアンプ2に入力され、第2のマイク7bからは、歌唱の音声信号(以下、単に音声信号という)が入力される場合もあり、マイク7bに対する打撃音や摩擦音などの音響信号(以下、単に音響信号という)が入力される場合もある。マイク制御装置30は、第2のマイク7bから入力された信号(入力信号)から音声信号と音響信号とを識別し、音声信号の場合にはコントロールアンプ2に入力し、音響信号の場合にはコントロールアンプ2に出力せずマイク制御装置30内で処理を行う。
【0039】
図2(A)は、マイク制御部30のブロック図である。第2のマイク7bはスイッチ回路31に接続されている。スイッチ回路31は、第2のマイク7bとコントロールアンプ2およびA/Dコンバータ32との接続を開閉する。通常の歌唱モード時、スイッチ回路31は、第2のマイク7bに対してコントロールアンプ2を接続しA/Dコンバータ32を切断する。また、バーチャルパーカッションモード時には、第2のマイクの入力信号は常時A/Dコンバータ32に入力され、この入力信号が音声信号であると判断されたときのみこの信号がコントロールマイク2に入力される。入力信号が音声信号であるか否かの判断は、後述の判定部33が行う。
【0040】
A/Dコンバータ32は、マイク7bから入力された信号をデジタルデータに変換して判定部33に入力する。判定部33は、入力信号が音声信号であるか音響信号であるかを判定するとともに、入力信号を音響信号と判定した場合には、その音響信号がどのような特徴を有する音響信号であるかを判定する。
【0041】
判定部33には、リファレンスROM34が接続されている。リファレンスROM34には、種々の態様の打撃や摩擦による音響信号のパターンデータが記憶されている。このパターンデータは、少なくとも各音響信号の周波数分布やエンベロープなどの情報を含んでいる。各態様で典型的なサンプル波形そのものを記憶しておいてもよい。
【0042】
打楽器音源35は、打楽器の楽音信号(打楽器音)を形成する音源である。打楽器音は、打撃によって発生しそのまま減衰していく楽音であるため、打楽器音源35として、波形データをワンショットで読み出す簡略な波形メモリ型音源を適用することができる。打楽器音源35は、複数種類の打楽器音を発生するための複数種類の波形データを記憶しており、外部から読出開始アドレスを指定することにより、任意の波形データを読み出すことができる、すなわち任意の打楽器音を発音することができる。
【0043】
判定部33は、音響信号が入力されたとき、リファレンスROM34に記憶されているパターンデータに基づいてその音響信号の特徴を割り出し、この特徴に基づいて発音すべき打楽器音を選択する。そして、打楽器音源35に対して、発音のトリガ信号と選択された打楽器音の波形データの読出開始アドレスを出力する。さらに、判定部33は、入力された音響信号の大きさや倍音構成などの特徴に基づいてレベル制御信号およびフィルタ制御信号を形成し、後述の波形制御部36に出力する。
【0044】
打楽器音源35は、上記トリガ信号,読出開始アドレスが入力されると、読出開始アドレスから波形メモリをアクセスし、所定の打楽器音の波形データを読み出す。この波形データは波形処理部36に入力される。
【0045】
波形処理部36は、打楽器音源35から入力された打楽器音の波形データのレベルや特性を調整する処理部であり、DSPなどで構成されている。なお、打楽器音源35とこの波形処理部36とを一体にDSPなどで構成してもよい。波形処理部36には、判定部33からレベル制御信号およびフィルタ制御信号が入力される。波形処理部36はレベル制御信号に基づいて波形データのレベルを制御し、フィルタ制御信号に基づいて波形データをフィルタリングし、周波数特性などの音質を制御する。
【0046】
このように、判定部33が、入力された音響信号の特徴に基づいて波形データを選択し、さらにこの特徴に基づいて波形データのレベルや周波数特性などを制御することにより、第2のマイク7bの打撃または摩擦の態様に応じた打楽器音を発生することができる。この波形処理部36から出力された打楽器音は、カラオケ演奏音や歌唱音声信号と同様にコントロールアンプ2に入力される。
【0047】
なお、第1のマイク7aは歌唱専用になっており、マイク制御部30に入力された歌唱音声信号は何も処理されずそのままコントロールアンプ2に出力されるようになっている。
【0048】
図3に前記判定部33の一例を示す。第2のマイク7bから入力された音響信号は、複数のバンドパスフィルタBPFおよびピーク検出回路PEAKに入力される。同図において、バンドパスフィルタBPFは、高音域用,中音域用,低音域用の3つが設けられている。中音域が音声信号の音域である。各バンドパスフィルタBPFで選別された高音域,中音域,低音域の信号はそれぞれ対応するエンベロープ検出器EDTに入力される。エンベロープ検出器EDTは、各音域の信号のレベル変化を検出する。
【0049】
各エンベロープ検出器EDTが検出したエンベロープ信号は、認識部37に入力される。認識部37は、リファレンスROM34からパターンデータを入力しており、エンベロープ検出器EDTから入力されたエンベロープ信号をこのパターンデータと比較することによって、入力信号が音声信号であるか音響信号であるか、さらに、音響信号の場合にはどのような態様で打撃または摩擦された音響信号であるかを認識する。
【0050】
入力信号が音声信号であると判断すると、認識部37は、スイッチ制御信号をスイッチ回路31に出力する。スイッチ回路31はこのスイッチ制御信号を受信するとスイッチを閉じ、第2のマイク7bから入力される音声信号をコントロールアンプ2に直接入力する。
【0051】
また、入力信号が音響信号であると判断した場合は、認識部37は、さらにその音響信号の特徴に基づき、どの打楽器音を発生するかを選択する。この選択に基づいて対応する波形データを読み出すための読出開始アドレスを生成し、トリガ信号とともに打楽器音源35に出力する。
【0052】
また、ピーク検出回路PEAKは、入力された音響信号のピーク値を検出してパラメータ生成部38に出力する。パラメータ生成部38は、認識部37から各音域のエンベロープの特徴も入力しており、これらの情報に基づいてレベル制御信号およびフィルタ制御信号を生成する。このレベル制御信号およびフィルタ制御信号は、波形処理部36に対して出力される。
【0053】
認識部37は、たとえば、「中音域(音声帯域)のレベルが低く、且つエンベロープが急峻に上下して音声的でないとき、音響信号と判断する。」などのルールに基づいて入力信号が音声信号か音響信号かを判断する。
【0054】
このようにエンベロープ形状で音声信号か音響信号かを判断する場合、信号が入力されて一定時間を経過しないと音声信号か音響信号かを判断することができないが、音声信号と判ったタイミングでスイッチ回路31をオンするか、または、音響信号と判ったタイミングでトリガ信号を出力するようにすればよい。また、打楽器音の発生は連続して行われる場合が多いため、音響信号(打楽器音の発生の指示)であると判断される入力信号が到来した以後の入力信号については、明らかに音声信号と判断される信号が入力されるまでは、簡略な判断で音響信号と判断し、早いタイミングで打楽器音を発生させるようにすればよい。
【0055】
すなわち、
▲1▼最初は音響信号であると認識した時点でトリガ信号を出力する
▲2▼それ以後は信号が入力されたとき、簡略な処理で音響信号と判断する
▲3▼そのタイミングにトリガ信号(読出開始アドレス)を出力する
▲4▼トリガ出力後、この入力信号が音響信号か音声信号かを正確に判断する
▲5▼入力信号が音響信号であると判断されている限り▲2▼→▲4▼の動作を繰り返す
▲5▼′入力信号が音声信号であると判断されると、その次の入力信号から▲1▼にもどる。
【0056】
また、認識部37が、入力信号を音響信号であると判断した場合には、たとえば以下のような方式で波形データを選択する。
▲1▼低音域のレベルが高い場合はバスドラム
▲2▼高音域のレベルが高くエンベロープが鋭い立ち上がりと急な減衰をしている場合にはリムショット
▲3▼レベルが低くエンベロープが持続的な場合はブラシスネア。
【0057】
さらに、レベル制御信号およびフィルタ制御信号は、入力された音響信号のレベルや周波数特性に近い音がでるような内容に設定すればよい。このように、利用者がマイク7bを打撃または摩擦した態様と同じような音色の打楽器音を発生することで、よりリアリティのあるバーチャルパーカッションを実現することができる。
【0058】
また、図2において、第2のマイク7bをバーチャルパーカッションモードで機能させるか、通常の歌唱モードの歌唱専用のマイクとして機能させるかはマイク7bに設けられている手元スイッチ50によって切り換えることができる。手元スイッチ50の外観を図2(B)に示す。手元スイッチ70は3ステータスのスライドスイッチであり、スライドさせることによりON−PERC−OFFのモードに切り換わる。ONモードのときこのマイクは通常の歌唱専用のマイクとして機能する。このスイッチのステータス信号は前記スイッチ回路31に入力されており、スイッチ回路31は、ONステータス信号が入力されているときは、第2のマイク7bから入力される信号をA/Dコンバータ32に出力せず専らコントロールアンプ2に出力する。また、手元スイッチ50からPERCステータス信号が入力されているときは、上述したように入力信号をA/Dコンバータ32に常時出力し、判定部33のスイッチ制御信号に従ってコントロールアンプ31への接続を開閉する。
【0059】
また、さらに、手元スイッチ50からPERCステータス信号が入力されているとき、スイッチ回路31がコントロールアンプ2への接続を(判定部33のスイッチ制御信号にかかわらず)完全に切断するようにすることにより、第2のマイク7bをバーチャルパーカッション専用のマイクにすることも可能である。
【0060】
この場合、判定部33は入力信号が音声信号であってもその音声信号に合わせた打楽器音を発生するように打楽器音源35に指示を出すようにすることにより、利用者は自分の声で打楽器音を発生するというバーチャルパーカッションを実現することができる。たとえば、判定部33が「あ」、「い」、「う」、「え」、「お」の母音を識別できるようにしておき、「あ」の音声信号が入力されたときスネアドラム、「い」の音声信号が入力されたときハイハット、「う」の音声信号が入力されたときバスドラム、「え」の音声信号が入力されたときボンゴ、「お」の音声信号が入力されたときコンガなどの打楽器音の発音を指示するようにしておくことにより、利用者が意図的に「あ」などの声を出して打楽器音を発音することができるとともに、利用者のカラオケ歌唱を入力してその歌詞中の母音(「か」の場合は「あ」)を検出して対応する打楽器音を発生するという特殊な効果を出すことができる。
【0061】
また、上記実施形態では、打楽器音源35を波形メモリ型の音源で構成したが、物理モデル音源を適用することも可能である。物理モデル音源とは、自然楽器の発音原理をシミュレートして楽音波形を出力するようにしたものである。たとえば、打楽器の場合、振動体や共鳴体の形状や材質をシミュレートした回路系を構成し(DSPのマイクロプログラムで構成してもよい)、打撃場所に相当する箇所に打撃の強さを表す信号を入力する。その信号が振動体や共鳴体を振動させた信号を楽音信号として取り出す。このように物理モデル音源(VOP音源)を用いた例を図2(C)に示す。判定部33′にはA/Dコンバータ32からマイク7bの信号が入力される。判定部33′は、この信号をリファレンスROM34に記憶されているパターンデータに基づいて判定し、音響信号であると判定した場合には、その音響信号がどのような特徴を有するものであるかを更に判定する。この判定に基づき、判定部33′は、VOP音源35′に対して、トリガ信号のほか、構造指定データ,打撃部位指示データおよび打撃信号を出力する。構造指定データは、どのような打楽器をシミュレートするかを指定するデータであり、VOP音源35′は、このデータに基づいて振動体や共鳴体のシミュレーションを作成する。また、打撃部位データは打楽器である振動体のどの場所を打撃するかを指示するデータである。打撃部位が変わると倍音構成などの音色が変化する。そして、打撃信号は、前記打撃部位に入力される打撃のパルス信号である。このパルス信号が振動体および共鳴体に伝搬することによって楽音波形が形成される。そして、共鳴体の所定の部位から取り出された波形データをシミュレートされた打楽器の楽音としてコントロールアンプ2に出力する。
なお、物理モデル音源であれば、楽音の発生時にその発生態様を含めたシミュレートが行われているため、後段の波形処理部は不要である。
【0062】
なお、マイク7bとマイク制御装置30との間は、シールドケーブル、または、ワイヤレスマイクの場合にはFM変調された電波で接続されるが、図2(B)の手元スイッチ50のステイタス信号は、音声信号(または音響信号)に重畳して定期的(100ms毎など)に伝送するようにすればよい。シールドケーブルで接続されたマイクの場合、ステイタス信号は非可聴周波数にエンコードして送信し、ワイヤレスマイクの場合にはFMのキャリア信号を位相変調して重畳すればよい。
【0063】
図4,図5は上記カラオケ装置において、請求項4の発明に対応する実施態様であるマイク制御装置30のブロック図である。この実施形態では第2のマイク7bの内部にx軸回りおよびy軸回りの回転運動を検出する揺動センサを設けてマイクの揺動を検出し、この揺動の態様に基づいて打楽器音を発生する。なお、この実施形態において、第2のマイク7bは、ワイヤレスマイクである。
【0064】
第2のマイク7bの内部には、マイク素子70、ジャイロセンサ71,72、揺動検出回路73、マージ部74および送信部75が内蔵されている。また、図示しないが動作用の電池も内蔵されている。マイク素子70は、エレクトレットコンデンサマイクであり、マイク7bに向けて歌唱された音声信号を電気信号に変換するとともに、このマイク7bを叩いたり擦ったりしたときの音響や振動を電気信号に変換する。ジャイロセンサ71,72は、たとえば圧電振動ジャイロなどのセンサで構成されており、ジャイロセンサ71は、x軸方向に設置されてx軸回りの回転運動を検出する。また、ジャイロセンサ72はy軸方向に設置されてy軸回りの回転運動を検出する。
【0065】
ジャイロセンサ71,72の電極は揺動検出回路73に接続されている。揺動検出回路は、発振回路や同期検波回路を内蔵し、ジャイロセンサの電極の電圧値に基づいてx軸回りの揺動量およびy軸回りの揺動量を検出する。検出された揺動量データはマージ部74においてマイク素子70から入力された音声信号(音響信号)とマージされる。この方位データのマージは、音声信号の周波数帯域(可聴周波数帯域)以下のコード信号にエンコードして音声信号に重畳するようにすればよい。
【0066】
なお、シールドケーブルを介してマイク制御装置30と直接接続されるケーブルマイクの場合は、揺動量データを可聴周波数帯域よりも高い高周波で変調して重畳したり、DCバイアスとして重畳するなどシールドケーブルの伝送帯域をフルに活用することができる。
【0067】
マージされた信号は送信部75から送信される。この送信部75は、この揺動量データがマージされた音声信号(音響信号)をFM変調波にして出力する。周波数はいわゆるFM放送帯域である。
【0068】
一方、受信側の装置であるマイク制御装置30は、以下のような構成になっている。受信部41は上記FM電波を受信する。受信された信号は復調され、分離部42で音声信号と揺動量データとに分離される。この分離はバンドパスフィルタなどで行えばよい。分離された音声信号はコントロールアンプ2に入力される。また、分離された揺動量データは合成部43に入力される。合成部43は、入力されたx軸回りの揺動量およびy軸回りの揺動量を合成してマイク7bの揺動ベクトルを算出する。算出された揺動ベクトルは判定部44に入力される。判定部44は、逐次入力される揺動ベクトルによりマイク7bがどのように揺動しているかを判定し、その揺動の態様に応じて打楽器音を発音させるべく打楽器音源46に指示を送る。
【0069】
なお、打楽器音源46および波形処理部47の構成・機能は、図2(A)に示した打楽器音源35および波形処理部36と同様であり、打楽器音源46は、トリガ信号と読出開始アドレスを入力し、トリガ信号が入力されたとき、読出開始アドレスから始まるエリアに記憶されている波形データをワンショットで読み出し、打楽器の楽音信号の波形データとして出力する。波形処理部47は、打楽器音源46から入力された波形データのレベルや周波数特性を調整して出力する。出力された楽音波形データはコントロールアンプ2に入力される。
【0070】
打楽器音を発生させるためのマイクの揺動の態様の例を図5(A)に示す。カラオケ曲の演奏中に第2のマイク7bが上下に振られ、同図(A)のように揺動した場合、図中Bのタイミングにトリガを発生する。そして、振り下ろす直前のピークと振り下ろした点Bとの高度差(揺動量)に基づいてレベル制御信号が生成される。
【0071】
また、音色の選択やフィルタ制御信号の生成は、振り下ろす軌道に基づいて行われる。たとえば、音色の選択の場合、真っ直ぐ上下に振り下ろせばスネアドラム、円を描くように振り下ろせばバスドラムなどである。また、フィルタ制御信号を生成する場合、常に一定速度で振り下ろせば高音域を抑制した音質にし、加速しながら振り下ろせば高音域を強調した音質にするなどである。
【0072】
なお、ジャイロセンサ71,72は、図5(B)に示すような位置関係でマイク7bに内蔵されているため、同図α方向の揺動がx軸回りの揺動であり、同図β方向の揺動がy軸回りの揺動である。したがって、利用者は手元スイッチ50が上面になるようにマイク7bを保持することにより、上下方向の揺動をx軸回りの揺動とし、左右方向の揺動をy軸回りの揺動とすることができる。
【0073】
また、この実施形態においても、第2のマイク7bをバーチャルパーカッションモードで機能させるか、通常どおり歌唱専用のマイクとして機能させるかはマイク7bに設けられている手元スイッチ50(図2(B)参照)によって切り換えることができる。この手元スイッチ50のステータス信号もFM信号に重畳してマイク制御部30(受信部41)に送信され、分離部42に入力される。分離部は、通常の歌唱モードを示すONステータス信号が入力されているときは、音声信号を復調してコントロールアンプ2に入力する動作のみを行う。なお、手元スイッチ50がONにセットされているワイヤレスマイク(第2のマイク7b)は、このときジャイロセンサ71,72に基づく揺動の検出を停止し、電池の消耗を防止している。
【0074】
手元スイッチ50がSWING(図2(B)のPERCに対応している)にセットされているとき、第2のマイク7bはジャイロセンサ71,72による揺動量の検出を実行し、SWINGのステータス信号を受信したマイク制御部30は、分離部でx軸回り,y軸回りの揺動量データを分離して打楽器音の発音を行う。
【0075】
この場合において、手元スイッチ50からSWINGステータス信号が入力されたとき、第2のマイク7bをバーチャルパーカッション専用のマイクにすることも可能である。この場合、音声信号の伝送は不要であるため、本来は歌唱音声信号を伝送する周波数帯域を用いてx軸回りおよびy軸回りの揺動量データを伝送することができ、高精度の情報を伝達することが可能になる。このような設定にする場合には、分離部42はSWINGステータス信号を受信したときには入力されたFM信号を復調して得られた信号をコントロールアンプ2に入力せず、これを方位データとして合成部43に入力する。
【0076】
以上の実施形態では、第2のマイク7bのみにジャイロセンサ71,72等を内蔵させて揺動によるバーチャルパーカッション機能を持たせたが、第1のマイクにも同様の機能を持たせるようにしてもよい。
【0077】
さらに、上記揺動によるバーチャルパーカッション機能は、カラオケ曲の演奏中に機能すれば足り、カラオケ曲が演奏されていないときには、上記揺動検出機能を備えたマイクを他の機能の制御デバイスとして用いることも可能である。以下、揺動検出機能を備えたマイクを、マウスやジョイスティックと同様のメニューアイコン選択用デバイスとして適用した実施形態について説明する。
【0078】
図6は、カラオケ装置のモニタ6に表示されるメニュー画面の例を示す図である。図7は、マイク7bの揺動方向と上記メニュー画面におけるカーソル移動方向の変換式を説明する図および手元スイッチ50の構造を示す図である。また、図8は上記メニュー画面が表示されたときのカラオケ装置の動作を示すフローチャートである。
【0079】
図6において、同図(A)の画面は、カラオケ演奏終了時(次のリクエストがないとき)に表示されるメニュー画面である。このメニュー画面は、カラオケの演奏を続けるか、カラオケ演奏以外のゲーム、占い、ニュースなどのサービス機能を実行するかを選択する画面である。また、同図(B)の画面は、同図(A)のメニュー画面でサービス機能が選択されたとき、具体的にどの機能を実行するかを選択するためのメニュー画面である。
【0080】
同図(A)のメニュー画面には、「カラオケ演奏」と「サービス機能」のメニューアイコンが左右に表示され、デフォルトで「カラオケ演奏」が選択されている。すなわち、「カラオケ演奏」アイコン上にカーソルが存在している。このとき、利用者が「サービス機能」を選択するためには、カーソルを右に移動させる必要がある。この実施形態では、利用者がマイク7bを右に揺動させることによってカーソルを右に移動させることができる。
【0081】
このとき、利用者がマイク7bを手元スイッチ50が上面になるように保持していれば、図5(B)に示したように右方向への揺動はx軸回りの正方向への揺動として検出されるが、実際には利用者がマイク7bをこのように正確に保持していることは稀である。上記バーチャルパーカッションモードではマイク7bを保持する向きが多少ずれても発生する打楽器音にそれほど影響はないが、メニューアイコンを選択する場合、マイクの揺動方向とカーソルの移動方向がずれてしまうと正確にメニューアイコンが選択できなくなる。そこで、図6(A)のメニュー画面では、カーソルの移動方向は左から右に限定されているため、この画面に対して入力されたマイク7bの揺動量データに基づいてマイク保持の傾きを検出し、以下のメニュー画面でその傾きを補正して利用者の意図どおりにカーソルを移動させるようにしている。
【0082】
すなわち、先頭画面(トップメニュー)である図6(A)のメニュー画面において、利用者がマイク7bを右に揺動させて「カラオケ演奏」アイコンから「サービス機能」アイコンに移動させたとき、その移動時のx軸回りの揺動量およびy軸回りの揺動量を検出し、これがモニタ6のメニュー画面上のX座標,Y座標の変化にどのように対応しているかを割り出して一次変換式を生成し、次の図6(B)のメニュー画面では、マイク7bが揺動操作されたとき、その揺動量を前記一次変換式で変換することによって、その揺動操作の方向に一致するようにカーソルを移動させる。
【0083】
なお、上記のカーソル移動操作は、具体的には以下のように行えばよい。マイク7bを「カラオケ演奏」アイコンの方向に向けて手元スイッチをON(またはOFF)からSWINGに切り換え、この状態でマイク7bの向きを「サービス機能」アイコンの方向へ揺動させる。そして、この「サービス機能」の選択を確定する場合、確定操作をすると、次のメニュー(図6(B))に進む。確定操作は、手元スイッチ50に内蔵されている押しボタンスイッチをオンすることによって行えばよいが、これについては後述する。
【0084】
なお、図6(A)のメニュー画面でカラオケ演奏を継続して行いたい場合には、利用者はカーソルを移動させることなくデフォルトで選択されている「カラオケ演奏」に対して確定操作を行えばよい。
【0085】
図7を参照して一次変換式の生成方式について説明する。マイク7bが「カラオケ演奏」アイコンの方向から「サービス機能」アイコンの方向へ揺動された場合、モニタ6の表示座標において「カラオケ演奏」アイコンの中心から「サービス機能」アイコンの中心までの距離はX1 であるため、画面上でのカーソルの移動距離はX1 である。なお、モニタの表示座標は図6(A)に示すように、左から右に向けてX軸、上から下に向けてY軸が設定されている。なお、マイク7bの揺動方向は、図5(B)に示すように、手元スイッチ50が上面になるように保持したとき上から下がx軸回りの正の揺動方向であり、左から右がy軸回りの正の揺動方向である。
【0086】
ここで、図7(A)のようにマイク7bがθだけ傾けて保持され、この状態で「カラオケ演奏」アイコンの方向から「サービス機能」アイコンの方向へ揺動されたとする。この揺動により、マイク7bのx軸回りおよびy軸回りの揺動量データとしてx1 ,y1 の値が、マイク制御装置30に入力されたとする。そうすると、モニタ上の座標値X1 とマイク7bから入力された揺動量x1 ,y1 は、同図(B)のような関係になり、以下のような関係式が導かれる。ここで、マイク7bの揺動角度x1 ,y1 は小さい角度であるため移動量(座標値)に近似して扱う。
【0087】
x1 =X1 sinθ
y1 =Y1 cosθ
したがって、
sinθ=x1 /X1
cosθ=y1 /X1
これにより、sinθ,cosθの値を算出することができ、以後、利用者がマイク7bを揺動させることによって揺動量(x,y)が入力されたとき、以下の変換式を用いてモニタ6上におけるカーソルの移動量(X,Y)を割り出すことができる。
【0088】
X = xsinθ+ycosθ
Y =−xcosθ+ysinθ
この変換式を用いて、図6(B)に示す多数のアイコンが表示されているメニュー画面であっても、正確に1つのアイコンを選択することができる。
【0089】
また、深い階層の階層メニューを選択する場合など選択画面が何枚も継続する場合には、利用者が操作している間にマイクの傾きθが変化する場合がある。このような選択画面が何枚も継続する場合には、図6(C)に示すような確認画面を間に挿入し、デフォルトの「止める」アイコンから「次に進む」アイコンにカーソルが移動されたときに入力された揺動量データ(x1 ,y1 )に基づいて再度上記一次変換式を生成し、これで以後の変換を行うようにすればよい。
【0090】
ここで、この実施形態のマイク7bは、モードを選択するためのスライドスイッチである手元スイッチ50が、上記メニューの選択を確定するための押しボタンスイッチも兼ねた構造になっている。この手元スイッチ50の構造を図7(C)に示す。手元スイッチ50は、スライドスイッチ部60、および、このスライドスイッチ部60を押しボタンとした押しボタンスイッチ部61からなっている。スライドスイッチ部60は、筐体内にコモン接点62aを下面に有する摺動子62と、コモン接点62aと対向し、摺動子62の摺動に従って択一的にコモン接点と接触する3個の接点631,632,633を有している。接点631,632,633は、それぞれ、ON,SWING,OFFに対応している。また、押しボタンスイッチ部61は、押しボタン(スライドスイッチ部)60の下面に接点64を設けるとともに、これに対向させて筐体底面部に接点65を設け、押しボタン60をコイルバネ66で上方に付勢した構成になっている。
【0091】
以上の構成により、摺動子62を摺動させることによって、マイク7bのモード(ステータス)をON,SWING,OFFに切り換えることができ、このスライドスイッチ部60を押し下げることによって上記選択メニューの確定などの入力を行うことができる。
【0092】
図8は、上記カラオケ装置のメニュー選択動作を示すフローチャートである。この動作は、カラオケ曲の演奏が終了した場面における動作を示している。カラオケ曲の演奏が終了すると、次のカラオケ曲のリクエスト(予約)があるかを判断する(s1)。リクエストがある場合には、このリクエスト曲の演奏動作に進む。
【0093】
リクエストがない場合には、カラオケ演奏以外のサービス機能を望んでいる可能性があるため、カラオケ演奏を継続するかサービス機能に移行するかを選択するメニュー画面(図6(A))を表示する(s2)。このメニュー画面ではデフォルトで「カラオケ演奏」アイコンが選択されているため、このまま押しボタンスイッチ61(図7(C)参照)がオンされた場合には、元どおりカラオケ演奏モードに復帰する。
【0094】
一方、マイク7bが「カラオケ演奏」アイコンの方向から「サービス機能」アイコンの方向へ揺動された場合には(s4)、この揺動によって入力された揺動量x1 ,y1 に基づいてマイク7bの傾きθを割り出し、これに基づいてマイクの揺動量からモニタ6上の座標への変換式を生成する(s5)。なお、s4のマイクの揺動操作は、スライドスイッチ60をSWINGにセットする操作や「サービス機能」を選択したのち押しボタンスイッチ61をオンする操作を含んでいるものとする。
【0095】
上記変換式の生成処理ののち、図7(B)のサービス機能選択画面を表示する(s6)。このときカーソルは、デフォルト位置(たとえば「採点ゲーム」アイコン上)にある。利用者によるマイク7bの揺動(s7)、または押しボタンスイッチ61のオン(s8)があるまで待機する。マイク7bが揺動されるとその揺動量x,yを取り込み、これをモニタ6上のカーソル移動量に変換する(s9)。そして、この変換された位置にカーソルを移動する(s10)。一方、押しボタンスイッチ61がオンされると(s8)、そのときカーソルが位置していたアイコンのメニューを実行する(s11)。たとえば、そのとき「ニュース」アイコン上にカーソルがあった場合には、ここでニュースを表示する。
【0096】
以上の動作により、マイク7bの揺動操作と手元スイッチ50(スライドスイッチ60,押しボタンスイッチ61)の操作により、モニタ6に表示された複数のメニューアイコンを選択することができる。
【0097】
このように上記実施形態では、マイクにジャイロセンサを内蔵し、マイクの揺動量を検出することによってバーチャルパーカッション機能やメニュー選択機能を実現しているが、マイクに内蔵するセンサはジャイロセンサに限定されない。たとえば、水準器のような構成を有する傾きセンサなどを内蔵してもよい。
【0098】
また、上記実施態様では、カラオケ装置の制御機能としてモニタ6にメニュー画面が表示されたときのメニュー選択機能を例示しているが、カラオケ装置の制御機能はこれに限定されない。たとえば、カラオケ曲の演奏時にマイク7bを揺動させたり方位を変えることによって音量やテンポを変更できるようにしてもよく、揺動させたり方位を変えることによって照明装置やエフェクタの機能を制御できるようにしてもよい。これらの機能は全て、マイク制御装置30がマイクの方位や揺動量を検出してカラオケ装置本体に入力し、カラオケ装置本体のCPU10がこの情報に基づいて対応する機器に指示を出すことで実現される。
【0099】
また、上記ようなセンサを内蔵したマイクを用いることにより、必要なときのみにマイク入力がオンされる自動オン/オフ機能付きのカラオケ歌唱用マイクを実現することができる。
【0100】
図9は、この発明の実施形態である自動オン/オフ機能付きのカラオケ歌唱用マイクの外観を示す図である。このカラオケ歌唱用マイク80は、利用者による取り扱い状態を検出するセンサ82を内蔵している。センサ82は、たとえば図4に示すようなジャイロセンサである。また、スライドスイッチである手元スイッチ81は、4ステータスのスイッチであり、各ステータスは、それぞれON,AUTO1,AUTO2,OFFのモードを設定する。ONは常時マイク入力が有効なモードである。OFFは常時マイク入力が無効のモードである。AUTO1は、カラオケ演奏がスタートすると自動的にマイク入力が有効になり、カラオケ演奏が終了すると自動的にマイク入力が無効になるモードである。また、AUTO2は、歌唱者にマイクが取り上げられ、且つ、カラオケ演奏がスタートしたときマイク入力が有効になり、カラオケ演奏が終了し、且つ、歌唱者がマイクを置いたときマイク入力が無効になるモードである。
【0101】
センサ82が上記ジャイロセンサの場合には、マイクの方位が大きく揺動したとき、マイクが取り上げられた、または、マイクが置かれたと判断するようにすればよい。
【0102】
また、センサ82としてはジャイロセンサ以外のものを適用することができ、傾きセンサを適用した場合には、図9(B)のように水平方向から所定角度(たとえば30°)以上の角度に立てられたときマイクが取り上げられたと判断し、所定角度未満に寝かされたときマイクが置かれたと判断するようにすればよい。さらに、センサ82として静電センサなどのタッチセンサを適用した場合、人の手などの接触を検知したときマイクが取り上げられたと判断し、接触を検知しなくなったときマイクが置かれたと判断するようにすればよい。
【0103】
図9(C)は、上記自動オン/オフ機能付きのカラオケ歌唱用マイクを備えたカラオケ装置の概略構成図である。歌唱用マイク80はスイッチ86を介してカラオケ装置本体1に接続されている。スイッチ86はスイッチ制御部85によって開閉される。スイッチ制御部85には、歌唱用マイク80からセンサの検出内容および手元スイッチ81のステータス信号が入力されている。また、カラオケ装置本体1からはカラオケ演奏開始信号およびカラオケ演奏終了信号が入力される。
【0104】
スイッチ制御部85は、OFFステータス信号が入力されているときは、他の信号入力にかかわらずスイッチ86のオフ状態を維持する。また、ONステータス信号が入力されているときは、他の信号入力にかかわらずスイッチ86のオン状態を維持する。AUTO1ステータス信号が入力されているときは、カラオケ装置本体1から入力されるカラオケ演奏開始信号に呼応してスイッチ86をオンし、カラオケ演奏終了信号に呼応してスイッチ86をオフする。
【0105】
さらに、マイク80の手元スイッチ81からAUTO2のステータス信号が入力されているときは、センサ82から入力される信号に基づいてマイク80が取り上げられたと判断し、且つカラオケ装置本体1からカラオケ演奏開始信号が入力されたときスイッチ86をオンし、センサ82から入力される信号に基づいてマイク80が置かれたと判断し、且つカラオケ装置本体1からカラオケ演奏終了信号が入力されたときスイッチ86をオフする。
【0106】
なお、カラオケ装置にマイクが複数本接続されている場合は、それぞれのマイクについて上記制御を行うようにすればよい。
【0107】
以上の動作により、不要なときにマイク80をオンしておくことがなく、ハウリングなどの弊害を未然に防止することができる。また、ワイヤレスマイクにこの技術を適用すれば、使用しないときにマイクを電源をオフすることができるため、不必要なときの電池の消費を防ぎ、電池の寿命を伸ばすことができる。
【0108】
上記の実施形態では、バーチャルパーカッション機能や揺動によるメニュー選択機能を第2のマイク7bで実現しているが、第1のマイク7aにも上記第2のマイク7bと同様の装置を接続し、バーチャルパーカッション機能またはメニュー選択機能をできるようにしてもよい。
【0109】
さらに、上記実施態様のカラオケ装置は、マイク7を2本備えた構成になっているが、マイクの本数は2本に限定されず、1本または3本以上であってもよい。いずれにしてもそのなかの少なくとも1本で上記機能が実現されていればよい。
【0110】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、通常はカラオケ歌唱用に用いているマイクを叩いたり擦ったりすることによって打楽器音を発生することができるため、さらにこの発明によれば、通常はカラオケ歌唱用にもちいているマイクを運動させたり所定の姿勢にすることによって打楽器音を発生することができるため、専用のコントローラがなしでカラオケ演奏を盛り上げることができるうえ、歌唱用のマイクを兼用していることから、歌唱と打楽器演奏とを掛け持ちすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態であるカラオケ装置のブロック図
【図2】同カラオケ装置のマイク制御装置のブロック図
【図3】同マイク制御装置内の判定部の構成を示す図
【図4】同カラオケ装置のマイク制御装置の他の実施形態を示す図
【図5】同カラオケ装置のバーチャルパーカッション動作の例を示す図
【図6】同カラオケ装置においてマイクを揺動させてメニューアイコンを選択するメニュー画面の例を示す図
【図7】マイクの揺動量をメニュー画面上の座標値の変化に変換する方式を説明する図およびマイクの手元スイッチの構成を示す図
【図8】同カラオケ装置の動作を示すフローチャート
【図9】マイクに内蔵したセンサの検出内容でマイクをオン・オフする実施形態を示す図
【符号の説明】
1…カラオケ装置本体、2…コントロールアンプ、
7a,7b…マイク、30…マイク制御装置、
50…手元スイッチ、31…スイッチ回路、
33…判定部、34…リファレンスROM、
35…打楽器音源、36…波形処理部、
BPF…バンドパスフィルタ、EDT…エンベロープ検出部、
37…認識部、38…パラメータ生成部、
70…マイク素子、71,72…ジャイロセンサ、
73…方位検出部、42…分離部、44…判定部44、
46…打楽器音源、47…波形処理部、
80…カラオケ歌唱用マイク、81…手元スイッチ、
82…センサ、85…スイッチ制御部、
86…スイッチ
Claims (4)
- 歌唱用のマイクと、
打楽器の楽音を発生する打楽器音源と、
前記マイクから入力された信号が、歌唱の音声信号であるかマイクの打撃または摩擦による音響信号であるかを識別し、この信号が打撃または摩擦による音響信号である場合には、前記打楽器音源に打楽器の楽音を発生させる発音制御手段と、
を備えたことを特徴とするカラオケ装置。 - 前記発音制御手段は、前記マイクの打撃または摩擦による音響信号の特徴を検出し、その検出内容に基づいて前記打楽器音源が発生する楽音を制御する手段を含む請求項1に記載のカラオケ装置。
- 前記打楽器音源は、複数種類の打楽器の楽音を発生する音源であり、
前記発音制御手段は、マイクの打撃または摩擦による音響信号の特徴を検出し、その検出内容に基づいて前記打楽器音源に発生させる楽音の種類を選択する手段を含む請求項1に記載のカラオケ装置。 - 歌唱用のマイクに、該マイクの揺動およびその揺動方向または軌道を検出するセンサを設けるとともに、
複数の打楽器の楽音を発生する打楽器音源と、
前記センサが揺動を検出したとき、その揺動方向または軌道に応じて打楽器音を選択し、前記打楽器用音源に該選択した打楽器の楽音を発生させる発音制御手段と、
を備えたことを特徴とするカラオケ装置。
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