JP5088398B2 - 演奏装置および電子楽器 - Google Patents

Description

本発明は、演奏者が手で保持して、振ることにより楽音を発生させる演奏装置および電子楽器に関する。

従来、スティック状の部材にセンサを設け、演奏者が部材を手で保持して振ることで、センサが、当該部材の動きを検出し、楽音を発音するように構成された電子楽器が提案されている。特に、この電子楽器では、スティック状の部材は、ドラムのスティックや太鼓の撥のような形状を備え、演奏者があたかもドラムや太鼓をたたくような動作に応じて、打楽器音が発声されるようになっている。

たとえば、特許文献１には、スティック状の部材に加速度センサを設け、加速度センサからの出力（加速度センサ値）が、所定の閾値に達した後、所定時間が経過すると、楽音を発音するように構成された演奏装置が提案されている。

特許第２６６３５０３号

演奏者は、スティック状の演奏装置の一端を手で握り、たとえば、上から下に向けて振り下ろす。実際のドラムの演奏では、演奏者がスティックを振り下ろす際に、その速度を高めて最高速度のときにドラムの打撃面にスティックを当てる場合も有るが、実際には、次の動作（次の打撃）に移行するために、スティックを振り下ろした後に再度振り上げる動作を伴わせ、その振り下ろした最低位置が打撃面となるように動作させる場合が多い。したがって、電子楽器でも、演奏者は、スティック状の演奏装置を振り下ろし、その最低位置において楽音が発生されるのが望ましい。

しかしながら、特許文献１に開示された演奏装置では、上述したような、演奏者がスティックを振り下ろした最低位置で発音させることは難しいという問題点があった。

本発明は、演奏者が意図したタイミングで確実に楽音を発音させることが可能な演奏装置および電子楽器を提供することを目的とする。

本発明の目的は、演奏者が手で保持するための長手方向に延びる保持部材と、
前記保持部材内に配置され、当該保持部材の長手方向の加速度センサ値を取得する加速度センサと、
所定の楽音を発音する楽音発生手段に対して発音の指示を与える制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記加速度センサ値が、所定の第１の閾値を超えて、その後、前記第１の閾値より小さい第２の閾値より小さくなったタイミングを発音タイミングとして、前記楽音発生手段に対して発音の指示を与える発音タイミング検出手段を有することを特徴とする演奏装置により達成される。

好ましい実施態様においては、前記保持部材内に配置された磁気センサと、
前記磁気センサのセンサ値に基づいて、予め設定された基準方位と、前記保持部材の軸方向の方位とのなす角度を示す差分値を取得する差分値算出手段と、を備え、
前記制御手段が、前記差分値算出手段により得られた差分値に基づいて、前記発音すべき楽音の音高を決定する音高決定手段を有する。

より好ましい実施態様においては、前記音高決定手段が、前記差分値が増大するのにしたがって、音高が一様に増大或いは減少するように、前記楽音の音高を決定する。

別の好ましい実施態様においては、前記保持部材内に配置された磁気センサと、
前記磁気センサのセンサ値に基づいて、予め設定された基準方位と、前記保持部材の軸方向の方位とのなす角度を示す差分値を取得する差分値算出手段と、を備え、
前記制御手段が、前記差分値算出手段により得られた差分値に基づいて、前記発音すべき楽音の音色を決定する音色決定手段を有する。

また、好ましい実施態様においては、前記差分値算出手段が、磁気センサのセンサ値に基づいて、磁北の方向と前記保持部材の軸方向とのなす角であるオフセット値θを取得するように構成され、前記基準方位を示す値として、前記磁北の方向と設定の際の前記保持部材の軸方向とのなす角である基準オフセット値θｐを求め、前記差分値として、オフセット値θと基準オフセット値θｐとの差を算出する。

さらに別の好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記加速度センサ値の最大値を検出し、当該最大値にしたがった音量レベルを算出する音量レベル算出手段を有し、
前記発音タイミング検出手段が、前記音量レベル算出手段により算出された音量レベルで、前記発音タイミングにおいて、前記楽音発生手段に対して発音の指示を与える。

好ましい実施態様においては、前記音量レベル算出手段が、前記最大値Ａｍａｘに基づいて、音量レベルＶｅｌを、
Ｖｅｌ＝ａ・Ａｍａｘ（ただし、 ａ・Ａｍａｘ≧音量レベル最大値Ｖｍａｘのときには、Ｖｅｌ＝Ｖｍａｘ、ａは正の定数）に基づいて算出する。

また、別の好ましい実施態様においては、前記加速度センサ値の範囲と、音量レベルとを対応付けたテーブルを備え、
前記音量レベル算出手段が、前記最大値Ａｍａｘが、前記テーブルの何れの範囲に属するかに基づき、音量レベルを取得する。

また、本発明の目的は、上記演奏装置と、
前記楽音発生手段を備えた楽器部と、を備え、
前記演奏装置と、前記楽器部とが、それぞれ、通信手段を備えたことを特徴とする電子楽器により達成される。

本発明によれば、演奏者が意図したタイミングで確実に楽音を発音させることが可能な演奏装置および電子楽器を提供することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる電子楽器の構成を示すブロックダイヤグラムである。 図２は、本実施の形態にかかる演奏装置本体の構成を示すブロックダイヤグラムである。 図３は、本実施の形態にかかる演奏装置本体において実行される処理の例を示すフローチャートである。 図４は、本実施の形態にかかる基準設定処理の例を示すフローチャートである。 図５は、本実施の形態にかかる発音タイミング検出処理の例を示すフローチャートである。 図６は、本実施の形態にかかるノートオンイベント生成処理の例を示すフローチャートである。 図７は、本実施の形態にかかる楽器部において実行される処理の例を示すフローチャートである。 図８は、打楽器本体１１の加速度センサ２３により検出される加速度センサ値の例を模式的に示したグラフである。 図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、差分値θｄを説明する図である。 図１０（ａ）は、差分値θｄの範囲と打楽器の楽音の音高とを対応付けたテーブルの例を示す図、図１０（ｂ）は、演奏装置本体１１を振る方向と音高との関係を模式的に示す図である。 図１１は、第２の実施の形態にかかるノートオンイベント生成処理の例を示すフローチャートである。 図１２（ａ）は、差分値θｄの範囲と打楽器の音色とを対応付けたテーブルの例を示す図、図１２（ｂ）は、演奏装置本体１１を振る方向と音色との関係を模式的に示す図である。 図１３は、加速度センサ値の範囲と音量レベル（ベロシティ）との対応を説明するグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる電子楽器の構成を示すブロックダイヤグラムである。図１に示すように、本実施の形態にかかる電子楽器１０は、演奏者が手に持って振るための、長手方向に延びるスティック状の演奏装置本体１１を有している。また、電子楽器１０は、楽音を発生するための楽器部１９を備え、楽器部１９は、ＣＰＵ１２、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１３、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５、表示部１６、入力部１７およびサウンドシステム１８を有する。演奏装置本体１１は、後述するように、演奏者が保持する根元側と反対側である先端側の付近に加速度センサ２３と、地磁気センサ２２とを有する。

楽器部１９のＩ／Ｆ１３は、演奏装置本体１１からのデータ（たとえばノートオンイベント）を受け入れて、ＲＡＭ１５に格納するとともに、ＣＰＵ１２にデータの受け入れを通知する。本実施の形態においては、たとえば、演奏装置本体１１の根元側端部に赤外線通信装置２４が設けられ、Ｉ／Ｆ１３にも赤外線通信装置３３が設けられている。したがって、楽器部１９は、演奏装置本体１１の赤外線通信装置２４が発した赤外線を、Ｉ／Ｆ１３の赤外線通信装置３３が受信することで、演奏装置本体１１からのデータを受信することができる。

ＣＰＵ１２は、電子楽器１０全体の制御、特に、電子楽器の楽器部１９の制御、入力部１７を構成するキースイッチ（図示せず）の操作の検出、Ｉ／Ｆ１３を介して受信したノートオンイベントに基づく楽音の発生など、種々の処理を実行する。

ＲＯＭ１４は、電子楽器１０全体の制御、特に、電子楽器の楽器部１９の制御、入力部１７を構成するキースイッチ（図示せず）の操作の検出、Ｉ／Ｆ１３を介して受信したノートオンイベントに基づく楽音の発生など、種々の処理プログラムを格納する。また、ＲＯＭ１４は、種々の音色の波形データ、特に、バスドラム、ハイハット、スネア、シンバルなど打楽器の波形データを格納する波形データエリアを含む。無論、打楽器の波形データに限定されず、ＲＯＭ２２には、フルート、サックス、トランペットなどの管楽器、ピアノなどの鍵盤楽器、ギターなどの弦楽器の音色の波形データが格納されていても良い。

ＲＡＭ１５は、ＲＯＭ１４から読み出されたプログラムや、処理の過程で生じたデータやパラメータを記憶する。処理の過程で生じたデータには、入力部１７のスイッチの操作状態、Ｉ／Ｆ１３を介して受信したセンサ値等、楽音の発音状態（発音フラグ）などが含まれる。

表示部１６は、たとえば、液晶表示装置（図示せず）を有し、選択された音色や後述する角度の差分値の範囲と楽音の音高とを対応付けたテーブルなどを表示することができる。また、入力部１７は、スイッチ（図示せず）を有し、音色の指定などを指示することができる。

サウンドシステム１８は、音源部３１、オーディオ回路３２およびスピーカ３５を備える。音源部３１は、ＣＰＵ１２からの指示にしたがって、ＲＯＭ１５の波形データエリアから波形データを読み出して、楽音データを生成して出力する。オーディオ回路３２は、音源部３１から出力された楽音データをアナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号を増幅してスピーカ３５に出力する。これによりスピーカ３５から楽音が出力される。

図２は、本実施の形態にかかる演奏装置本体の構成を示すブロックダイヤグラムである。図２に示すように、演奏装置本体１１は、演奏者が保持する根元側と反対側である先端側に、地磁気センサ２２および加速度センサ２３を有する。地磁気センサ２２の位置は、先端側に限定されず、根元側に配置されていても良い。地磁気センサ２２は、磁気抵抗効果素子やホール素子を有し、ｘ、ｙ、ｚ方向のそれぞれの磁界の成分を検出することができる。また、加速度センサ２３は、たとえば、静電容量型或いはピエゾ抵抗素子型のセンサであり、生じた加速度を示すデータ値を出力することができる。本実施の形態にかかる加速度センサ２３は、たとえば、演奏装置本体１１の軸方向の加速度センサ値を出力する。

演奏者が実際にドラムを演奏するときには、スティックの一端（根元側）を手に持って、スティックに手首などを中心とした回転運動を生じさせる。したがって、この実施の形態では、回転運動に伴う遠心力を検知すべく、演奏装置本体１１の軸方向の加速度センサ値を取得する。無論、加速度センサとして３軸センサを用いても良い。

また、演奏装置本体１１は、ＣＰＵ２１、赤外線通信装置２４、ＲＯＭ２５、ＲＡＭ２６、インタフェース（Ｉ／Ｆ）２７および入力部２８を有する。ＣＰＵ２１は、演奏装置本体１１におけるセンサ値の取得、地磁気センサ２２の基準値（基準オフセット値の取得）、センサ値等にしたがった楽音の発音タイミングの検出、ノートオンイベントの生成、Ｉ／Ｆ２７および赤外線通信装置２４を介したノートオンイベントの送信制御などの処理を実行する。

ＲＯＭ２５には、演奏装置本体１１におけるセンサ値の取得、地磁気センサ２２の基準値（基準オフセット値の取得）、センサ値等にしたがった楽音の発音タイミングの検出、ノートオンイベントの生成、Ｉ／Ｆ２７および赤外線通信装置２４を介したノートオンイベントの送信制御などの処理プログラムが格納される。ＲＡＭ２６には、センサ値等、処理において取得され或いは生成された値が格納される。Ｉ／Ｆ２７は、ＣＰＵ２１からの指示にしたがって赤外線通信装置２４にデータを出力する。また、入力部２８は、スイッチ（図示せず）を有する。

図３は、本実施の形態にかかる演奏装置本体において実行される処理の例を示すフローチャートである。図３に示すように、演奏装置本体１１のＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６のデータのクリアなどを含むイニシャライズ処理を実行する（ステップ３０１）。次いで、ＣＰＵ２１は、入力部２８のスイッチ操作により基準情報設定の指示があったかを判断する（ステップ３０２）。ステップ３０２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、基準設定処理を実行する（ステップ３０３）。

図４は、本実施の形態にかかる基準設定処理の例を示すフローチャートである。基準設定処理においては、演奏者が、入力部２８の設定スイッチ（図示せず）をオンしたときの、演奏装置本体１１の方向が基準値（基準オフセット値）として取得される。まず、ＣＰＵ２１は、地磁気センサ２２のセンサ値を取得して、取得したセンサ値に基づいて、磁北（地磁気が示す北の方向）と、演奏装置本体１１の軸方向とのなす角度（つまり、磁北と演奏装置本体１１の軸方向とのずれを示す角度）を算出する（ステップ４０１）。

ＣＰＵ２１は、入力部２８の設定スイッチがオンされたかを判断する（ステップ４０２）。ステップ４０２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ずれを示す角度を、基準オフセット値θｐとしてＲＡＭ２６に格納する（ステップ４０３）。次いで、ＣＰＵ２１は、入力部２８の終了スイッチ（図示せず）がオンされたかを判断する（ステップ４０４）。ステップ４０４でＮｏと判断された場合には、ステップ４０１に戻る。その一方、ステップ４０４でＹｅｓと判断された場合には基準設定処理を終了する。上述した基準設定処理によりおき順オフセット値θｐがＲＡＭ２６中に格納される。

基準設定処理（ステップ３０３）が終了すると、ＣＰＵ２１は、地磁気センサ２２のセンサ値を取得して、現在の、磁北（地磁気が示す北の方向）と演奏装置本体１１の軸方向とのなす角度（つまり、磁北と演奏装置本体１１の軸方向とのずれを示す角度）を算出する（ステップ３０４）。ＣＰＵ２１は、ステップ３０４で得られたずれを示す角度を、オフセット値θとしてＲＡＭ２６に格納する（ステップ３０５）。また、ＣＰＵ２１は、加速度センサ２３のセンサ値（加速度センサ値）を取得して、ＲＡＭ２６に格納する（ステップ３０６）。上述したように、本実施の形態においては、加速度センサ値として、演奏装置本体１１の軸方向のセンサ値が採用される。

次いで、ＣＰＵ２１は、発音タイミング検出処理を実行する（ステップ３０７）。図５は、本実施の形態にかかる発音タイミング検出処理の例を示すフローチャートである。図５に示すように、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された加速度センサ値およびオフセット値θを読み出す（ステップ５０１）。次いで、ＣＰＵ２１は、加速度センサ値が、所定の第１の閾値αより大きいかを判断する（ステップ５０２）。ステップ５０２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中の加速度フラグに「１」をセットする（ステップ５０３）。ＣＰＵ２１は、ステップ５０１で読み出された加速度センサ値が、ＲＡＭ２６に格納されている加速度センサ値の最大値より大きいかを判断する（ステップ５０４）。ステップ５０４でＹｅｓと判断された場合には、ＲＡＭ２６から読み出された加速度センサ値を、新たな最大値として、ＲＡＭ２６に格納する（ステップ５０５）。

ステップ５０２でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中の加速度フラグが「１」であるかを判断する（ステップ５０６）。ステップ５０６でＮｏと判断された場合には、発音タイミング検出処理は終了する。ステップ５０６でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、加速度センサ値が、所定の第２の閾値βより小さいかを判断する（ステップ５０７）。ステップ５０７でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ２１は、ノートオンイベント生成処理を実行する（ステップ５０８）。

図６は、本実施の形態にかかるノートオンイベント生成処理の例を示すフローチャートである。図６に示すノートオンイベント生成処理により、ノートオンイベントが楽器部１９に送信され、その後、楽器部１９において発音処理（図７参照）が実行されることにより、楽音データが生成され、スピーカ３５から楽音が発音される。

なお、ノートオンイベント生成処理の説明に先立ち、本実施の形態にかかる電子楽器１０における発音タイミングについて説明する。図８は、演奏装置本体１１の加速度センサ２３により検出される加速度センサ値の例を模式的に示したグラフである。演奏者が、演奏装置本体１１の一端（根元側）を持って振ることは、手首、ひじ、肩などを支点とした回転運動を演奏装置本体１１に生じさせる。この回転運動に伴って、特に、遠心力により、演奏装置本体１１の軸方向に加速度が生じる。

演奏者が、演奏装置本体１１を振ると、加速度センサ値は、次第に大きくなる（図８の曲線８００における符号８０１参照）。演奏者がスティック状の演奏装置本体１１を振るときに、一般には、ドラムを打つ動作と同様に動作する。したがって、演奏者は、仮想的に設定されたドラムの面にスティックを打ちつける寸前に、スティック（つまりスティック状の演奏装置本体１１）の動作をとめていく。したがって、ある時刻から加速度センサ値は徐々に減少する（符号８０２参照）。演奏者は、仮想的なドラムの面にスティックを打ちつけた瞬間に楽音が発生することを想定している。したがって、演奏者が想定するタイミングで楽音を発生できるのが望ましい。

本発明では、演奏者が仮想的なドラムの面にスティックを打ちつける瞬間或いはそのわずかに前に楽音を発生すべく、以下に述べるようなロジックを採用する。発音タイミングは、加速度センサ値が減少して、「０」よりわずかに大きい第２の閾値βより小さくなったときとする。しかしながら、演奏者が予期していない動作により、加速度センサ値が振動して、上述した第２の閾値β前後に達する可能性もある。したがって、予期しない振動を排除するために、いったん、加速度センサ値が上昇して、所定の第１の閾値α（αはβより十分に大きい）を越えることを条件としている。すなわち、加速度センサ値がいったん第１の閾値αより大きくなり（時刻ｔ_α参照）、その後、加速度センサ値が減少して、第２の閾値βより小さくなったとき（時刻ｔ_β参照）、時刻ｔ_βを発音タイミングとしている。上述したような発音タイミングが到来したと判断されると、演奏装置本体１１においてノートオンイベントが生成され、楽器部１０に送信される。また、これに応答して、楽器部１９において、発音処理が実行されて、楽音が発生する。

図６に示すように、ノートオンイベント生成処理においては、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納された加速度センサ値の最大値を参照して、当該最大値に基づく楽音の音量レベル（ベロシティ）を決定する（ステップ６０１）。

加速度センサ値の最大値をＡｍａｘ、音量レベル（ベロシティ）の最大値をＶｍａｘとすると、音量レベルＶｅｌは、たとえば、以下のように求めることができる。

Ｖｅｌ＝ａ・Ａｍａｘ
（ただし、ａ・Ａｍａｘ＞Ｖｍａｘであれば、Ｖｅｌ＝Ｖｍａｘ、また、ａは所定の正の係数）
次いで、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納されたオフセット値θと基準オフセット値θｐとの差分値θｄ＝（θ−θｐ）を求め、求められた差分値に基づいて、発声すべき楽音の音高を決定する（ステップ６０２）。図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、差分値θｄを説明する図である。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、設定スイッチがオンされたときの演奏装置本体の方向（基準方向：符号Ｐ参照）と、演奏装置本体１１が振られたときの方向（符号Ｃ）との差分値θｄは、正となる場合（図９（ａ））と、負となる場合（図９（ｂ））とがある。演奏者から見て、基準位置より左側で演奏装置本体１１を振れば、差分値θｄは正となり、右側で演奏装置本体１１を振れば、差分値θｄは負となる。

ドラムセットのタム（ハイタム、ロータム、フロアタム）では、演奏者から見て、時計回りに、音高が高い順に配置される。たとえば、時計回りに、ハイタム、ロータム、フロアタムの順で配置される。したがって、打楽器の音色の楽音を発音する場合には、演奏装置本体１１の音高は、演奏装置本体１１が振られたときの演奏装置本体１１の軸方向が、演奏者からみて時計回りに変化するのにしたがって、低くなるように設定される。その一方、ピアノ、マリンバ、ビブラフォーンなどの楽器では、楽器の音高は、演奏者からみて右側の鍵になるのにしたがって、高くなる。そこで、鍵盤楽器など通常の楽器の音色の楽音を発音する場合には、演奏装置本体１１の音高は、演奏装置本体１１が振られたときの方向が、演奏者からみて時計回りに変化するのにしたがって、高くなるように設定される。

図１０（ａ）は、差分値θｄの範囲と打楽器の楽音の音高とを対応付けたテーブルの例を示す図、また、図１０（ｂ）は、演奏装置本体１１を振る方向と音高との関係を模式的に示す図である。図１０（ａ）に示すテーブルは、演奏装置本体１１のＲＡＭ２６に格納される。図１０のテーブル１０００中に示される音高Ｐ１〜Ｐ４は、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４という関係を有する。

ステップ６０２では、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中のテーブル１０００を参照して、差分値θｄに対応する音高情報を取得すれば良い。その後、ＣＰＵ２１は、音量レベル（ベロシティ）、音高および所定の音色を示す情報を含むノートオンイベントを生成する（ステップ６０３）。

ＣＰＵ２１は、生成されたノートオンイベントをＩ／Ｆ２７に出力する（ステップ６０４）。Ｉ／Ｆ２７は、赤外線通信装置２４にノートオンイベントを赤外線信号として送信させる。赤外線通信装置２４からの赤外線信号は楽器部１９の赤外線通信装置３３に受信される。その後、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６中の加速度フラグを「０」にリセットする（ステップ６０５）。

発音タイミング検出処理（ステップ３０７）が終了すると、ＣＰＵ２１は、パラメータ通信処理を実行する（ステップ３０８）。パラメータ通信処理（ステップ３０８）については、後述する楽器部１９におけるパラメータ通信処理（図７のステップ７０５）とともに説明する。

次に、本実施の形態にかかる楽器部において実行される処理について説明する。

図７は、本実施の形態にかかる楽器部において実行される処理の例を示すフローチャートである。楽器部１９のＣＰＵ１２は、ＲＡＭ１５のデータのクリア、表示部１６の画面上の画像のクリア、音源部３１のクリアなどを含むイニシャライズ処理を実行する（ステップ７０１）。次いで、ＣＰＵ１２は、スイッチ処理を実行する（ステップ７０２）。スイッチ処理においては、たとえば、以下の処理を実行する。

ＣＰＵ１２は、入力部１７のスイッチ操作にしたがって、発音すべき楽音の音色の設定などを実行する。ＣＰＵ１２は、指定された音色の情報をＲＡＭ１５に格納する。また、ＣＰＵ１２は、選択された音色に基づいて、ＲＡＭ１５中の、差分値θｄの範囲と音高とを対応付けたテーブルを特定する。本実施の形態においては、発音する楽音の音色に応じて、複数のテーブルが設けられ、選択された音色に基づくテーブルが選択される。

さらに、本実施の形態においては、前記差分値θｄの範囲と音高とを対応付けたテーブルを編集できるように構成しても良い。たとえば、ＣＰＵ１２は、テーブルの内容を表示部１６の画面上に、テーブルの内容を表示し、演奏者が、スイッチやテンキーを操作して、差分値θｄの範囲および音高を変更する。値が変更されたテーブルは、ＲＡＭ１５に格納される。

次いで、ＣＰＵ１２は、Ｉ／Ｆ１３が、ノートオンイベントを新たに受信しているかを判断する（ステップ７０３）。ステップ７０３でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１２は発音処理を実行する（ステップ７０４）。発音処理においては、ＣＰＵ１２は、受信したノートオンイベントを音源部３１に出力する。音源部３１は、ノートオンイベントに示される音色にしたがってＲＯＭの波形データを読み出す。波形データ読み出しの際の速度はノートオンイベントに含まれる音高に従う。また、音源部３１は、読み出された波形データに、ノートオンイベントに含まれる音量データ（ベロシティ）にしたがった係数を乗算して、所定の音量レベルの楽音データを生成する。生成された楽音データはオーディオ回路３２に出力され、最終的に、所定の楽音がスピーカ３５から発生される。

発音処理（ステップ７０４）の後、ＣＰＵ１２は、パラメータ通信処理を実行する（ステップ７０５）。パラメータ通信処理においては、ＣＰＵ１２の指示によって、たとえば、スイッチ処理（ステップ７０２）で設定された発音すべき楽音の音色、当該音色に対応した、差分値θｄの範囲と音高とを対応付けたテーブルのデータが、Ｉ／Ｆ１３を介して赤外線通信装置３３から、演奏装置本体１１に送信される。また、演奏装置本体１１において、赤外線通信装置２４が、データを受信すると、ＣＰＵ２１は、Ｉ／Ｆ２７を介してデータを受け入れ、ＲＡＭ２６に格納する（図３のステップ３０８）。

パラメータ通信処理（ステップ７０５）が終了すると、ＣＰＵ１２は、その他の処理、たとえば、表示部１６の画面上に表示される画像の更新などを実行する（ステップ７０６）。

本実施の形態によれば、演奏者が手で保持するための長手方向に延びる演奏装置本体１１に、加速度センサ２３が配置されている。演奏装置本体１１のＣＰＵ２１は、所定の楽音を発音する音源部３１に対して発音の指示（ノートオンイベント）を与える。ＣＰＵ２１は、加速度センサ２３の加速度センサ値が、所定の第１の閾値αを超えて、その後、前記第１の閾値より小さい第２の閾値βより小さくなったタイミングを発音タイミングとして、ノートオンイベントを生成し、楽器部１９に対して発音の指示を与える。したがって、演奏者が仮想的なドラムの面にスティックを打ちつけた瞬間に楽音が発生させることが可能となる。

また、本実施の形態においては、演奏装置本体１１内に、地磁気センサ２２が配置されている。ＣＰＵ２１は、地磁気センサ２２のセンサ値に基づいて、予め設定された基準方位と、演奏装置本体１１の軸方向の方位とのなす角度を示す差分値を取得する。また、ＣＰＵ２１は、得られた差分値に基づいて、発音すべき楽音の音高を決定する。したがって、演奏装置本体１１を振る際の軸方向の向きによって、楽音の音高を変化させることが可能となる。

また、本実施の形態においては、ＣＰＵ２１は、差分値が増大するのにしたがって、音高が一様に増大或いは減少するように、楽音の音高を決定する。鍵盤楽器やドラムセットのタムは、ある一定方向に進むのに従って音高が一様に変化するようになっている。したがって、演奏者は、直感的に、所望の音高の楽音を発生させることが可能となる。

また、本実施の形態においては、ＣＰＵ２１は、地磁気センサ２２のセンサ値に基づいて、磁北の方向と演奏装置本体１１の軸方向とのなす角であるオフセット値θを取得する。また、ＣＰＵ２１は、予め、基準方位を示す値として、磁北の方向と設定の際の演奏装置本体１１の軸方向とのなす角である基準オフセット値θｐを求める。そして、ＣＰＵ２１は、差分値として、オフセット値θと基準オフセット値θｐとの差を算出する。これにより、演奏者は、所望の向きで、かつ、所望の音高の楽音を発生させることが可能となる。

さらに、本実施の形態においては、ＣＰＵ２１は、加速度センサ２２のセンサ値の最大値を検出し、最大値にしたがった音量レベルを算出する。そして、ＣＰＵ２１は、算出された音量レベルを示すノートオンイベントを生成する。したがって、演奏者による演奏装置本体１１の振りの鋭さにしたがった音量の楽音を発生することが可能となる。

たとえば、本実施の形態においては、ＣＰＵ２１は、最大値Ａｍａｘに基づいて、音量レベルＶｅｌを、Ｖｅｌ＝ａ・Ａｍａｘ（ただし、 ａ・Ａｍａｘ≧音量レベル最大値Ｖｍａｘのときには、Ｖｅｌ＝Ｖｍａｘ、ａは正の定数）に基づいて算出する。これにより、振りの鋭さに基づく正確な音量の楽音を発生することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、基準オフセット値θｐと、演奏装置本体１１の軸方向とのなす角に相当する差分値（θ−θｐ）に基づいて、発声すべき楽音の音高が制御された。第２の実施の形態では、上記差分値（θ−θｐ）に基づいて、発音すべき楽音の音色が制御される。演奏装置本体１１において実行される処理は、以下のノートオンイベント生成処理を除き、第１の実施の形態のものと同様である。

図１１は、第２の実施の形態にかかるノートオンイベント生成処理の例を示すフローチャートである。図１１において、ステップ１１０１は、図６のステップ６０１と同様である。ステップ１１０１の後、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６に格納されたオフセット値θと基準オフセット値θｐとの差分値θｄ＝（θ−θｐ）を求め、求められた差分値に基づいて、発声すべき楽音の音色を決定する（ステップ１１０２）。第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、ＲＡＭ２６は、差分値θｄの範囲と音色とを対応付けたテーブルを格納している。図１２（ａ）は、差分値θｄの範囲と打楽器の音色とを対応付けたテーブルの例を示す図、また、図１２（ｂ）は、演奏装置本体１１を振る方向と音色との関係を模式的に示す図である。

図１２（ａ）、（ｂ）に示されるように、演奏者からみて右側から左側に向けて（反時計回りに）、フロアタム、ロータム、ハイタム、シンバルの音色の楽音が生成できるようになっている。これは、実際のドラムセットにおける打楽器の配置にほぼ対応している。

その後、ＣＰＵ２１は、音量レベル（ベロシティ）、所定の音高および音色を示す情報を含むノートオンイベントを生成する（ステップ１１０３）。ステップ１１０３において、音高情報は一定値で良い。ステップ１１０４およびステップ１１０５は、図６のステップ６０４および６０５と、それぞれ同様である。

第２の実施の形態にかかる楽器部１９のスイッチ処理（図７のステップ７０２）では、差分値θｄの範囲と音色とを対応付けたテーブルの値の編集が可能である。値が変更されたテーブルは、ＲＡＭ１５に格納され、後の、パラメータ通信処理（図７のステップ７０５、図３のステップ３０８）において、楽器部１９から演奏装置本体１１に送信され、演奏装置本体１１のＲＡＭ２６に格納される。

第２の実施の形態によれば、ＣＰＵ２１は、地磁気センサ２２のセンサ値に基づいて、予め設定された基準方位と、演奏装置本体１１の軸方向の方位とのなす角度を示す差分値を取得する。また、ＣＰＵ２１は、得られた差分値に基づいて、発音すべき楽音の音色を決定する。したがって、演奏装置本体１１を振る際の軸方向の向きによって、楽音の音色を変化させることが可能となる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、加速度センサ値の最大値が、どの範囲に属するかにしたがって、音量レベル（ベロシティ）を決定する。第１の実施の形態では、ステップ６０１において、たとえば、音量レベルＶｅｌ＝ａ・Ａｍａｘ（≦Ｖｍａｘ）に基づいて、音量レベル（ベロシティ）が決定されていた。第３の実施の形態では、ステップ６０１において、以下のように音量レベルが決定される。

ＲＡＭ２６には、加速度センサ値Ａｍａｘの最大値の範囲と音量レベル（ベロシティ）とを対応付けたテーブルが格納されている。図１３は、最大値の範囲と音量レベル（ベロシティ）との対応を説明するグラフである。本実施の形態においては、少なくとも加速度センサ値がαを越えていないと楽音が発音されない。したがって、図１３に示すように、加速度センサ値の閾値α、境界値Ａ１〜Ａ３（α＜Ａ１＜Ａ２＜Ａ３）により画定される範囲について以下のような音量レベルＶｅｌが対応付けられる。
α＜Ａｍａｘ≦Ａ１：Ｖｅｌ＝Ｖ１
Ａ１＜Ａｍａｘ≦Ａ２：Ｖｅｌ＝Ｖ２
Ａ２＜Ａｍａｘ≦Ａ３：Ｖｅｌ＝Ｖ３
Ａ３＜Ａｍａｘ：Ｖｅｌ＝Ｖｍａｘ
（ただし、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖｍａｘ）
たとえば、演奏装置本体１１を振り、曲線１３０１に示されるような加速度センサ値が示される場合には、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２６のテーブルを参照することで、音量レベルＶ１を取得する。また、曲線１３０２に示すような加速度センサ値が示される場合には、ＣＰＵ２１は、テーブルを参照して、音量レベルＶ３を取得する。

第３の実施の形態によれば、ＣＰＵ２１は、最大値Ａｍａｘが、前記テーブルの何れの範囲に属するかに基づき、音量レベルを取得する。したがって、乗算を要することなく、適切な音量レベルを得る事が可能となる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

前記実施の形態においては、演奏装置本体１１のＣＰＵ２１は、演奏者が演奏装置本体１１を振ることによる加速度センサ値を検出して、加速度センサ値に基づき発音タイミングを検出する。さらに、演奏装置本体１１のＣＰＵ２１は、磁気センサのセンサ値に基づくオフセット値を算出し、オフセット値にしたがって発音すべき楽音の音高（第１の実施の形態）或いは音色（第２の実施の形態）を決定する。その後、演奏装置本体１１のＣＰＵ２１は、上記発音タイミングで、音高および音色を含むノートオンイベントを生成して、Ｉ／Ｆ２７および赤外線通信装置２４を介して楽器部１９に送信している。その一方、楽器部１９においては、ノートオンイベントを受信すると、ＣＰＵ１２が、受信したノートオンイベントを音源部３１に出力して楽音を発生させている。上記構成は、楽器部１９が、ＭＩＤＩボードなどが取り付けられたパーソナルコンピュータやゲーム機など、楽音生成の専用機ではないときに好適である。

しかしながら、演奏装置本体１１における処理、および、楽器部１９における処理の分担は、上記実施の形態のものに限定されない。

たとえば、演奏装置本体１１においては、基準オフセット値、オフセット値、加速度センサ値を取得して、楽器部１９に送信するように構成しても良い。この場合には、発音タイミング検出処理（図５）やノートオンイベント生成処理（図６）は、楽器部１９において実行される。上述した構成は、楽器部１９が、楽音生成の専用機である電子楽器について好適である。

また、本実施の形態においては、演奏装置本体１１と楽器部１９との間は、赤外線通信装置２４、３３を用いて赤外線信号にてデータが通信されているが、これに限定されるものではない。たとえば、打楽器本体１１と楽器部１９とは他の無線通信でデータ通信してもよいし、ワイヤケーブルによって有線でデータ通信するように構成しても良い。

１０ 電子楽器
１１ 演奏装置本体
１２ ＣＰＵ
１３ Ｉ／Ｆ
１４ ＲＯＭ
１５ ＲＡＭ
１６ 表示部
１７ 入力部
１８ サウンドシステム
１９ 楽器部
２１ ＣＰＵ
２２ 地磁気センサ
２３ 加速度センサ
２４ 赤外線通信装置
２５ ＲＯＭ
２６ ＲＡＭ
２７ Ｉ／Ｆ
３１ 音源部
３２ オーディオ回路
３３ 赤外線通信装置

Claims (9)

1. 演奏者が手で保持するための長手方向に延びる保持部材と、
   前記保持部材内に配置され、当該保持部材の長手方向の加速度センサ値を取得する加速度センサと、
   所定の楽音を発音する楽音発生手段に対して発音の指示を与える制御手段と、を備え、
   前記制御手段が、前記加速度センサ値が、所定の第１の閾値を超えて、その後、前記第１の閾値より小さい第２の閾値より小さくなったタイミングを発音タイミングとして、前記楽音発生手段に対して発音の指示を与える発音タイミング検出手段を有することを特徴とする演奏装置。
2. 前記保持部材内に配置された磁気センサと、
   前記磁気センサのセンサ値に基づいて、予め設定された基準方位と、前記保持部材の軸方向の方位とのなす角度を示す差分値を取得する差分値算出手段と、を備え、
   前記制御手段が、前記差分値算出手段により得られた差分値に基づいて、前記発音すべき楽音の音高を決定する音高決定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の演奏装置。
3. 前記音高決定手段が、前記差分値が増大するのにしたがって、音高が一様に増大或いは減少するように、前記楽音の音高を決定することを特徴とする請求項２に記載の演奏装置。
4. 前記保持部材内に配置された磁気センサと、
   前記磁気センサのセンサ値に基づいて、予め設定された基準方位と、前記保持部材の軸方向の方位とのなす角度を示す差分値を取得する差分値算出手段と、を備え、
   前記制御手段が、前記差分値算出手段により得られた差分値に基づいて、前記発音すべき楽音の音色を決定する音色決定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の演奏装置。
5. 前記差分値算出手段が、磁気センサのセンサ値に基づいて、磁北の方向と前記保持部材の軸方向とのなす角であるオフセット値θを取得するように構成され、前記基準方位を示す値として、前記磁北の方向と設定の際の前記保持部材の軸方向とのなす角である基準オフセット値θｐを求め、前記差分値として、オフセット値θと基準オフセット値θｐとの差を算出することを特徴とする請求項２ないし４の何れか一項に記載の演奏装置。
6. 前記制御手段が、前記加速度センサ値の最大値を検出し、当該最大値にしたがった音量レベルを算出する音量レベル算出手段を有し、
   前記発音タイミング検出手段が、前記音量レベル算出手段により算出された音量レベルで、前記発音タイミングにおいて、前記楽音発生手段に対して発音の指示を与えることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の演奏装置。
7. 前記音量レベル算出手段が、前記最大値Ａｍａｘに基づいて、音量レベルＶｅｌを、
   Ｖｅｌ＝ａ・Ａｍａｘ（ただし、 ａ・Ａｍａｘ≧音量レベル最大値Ｖｍａｘのときには、Ｖｅｌ＝Ｖｍａｘ、ａは正の定数）に基づいて算出することを特徴とする請求項６に記載の演奏装置。
8. 前記加速度センサ値の範囲と、音量レベルとを対応付けたテーブルを備え、
   前記音量レベル算出手段が、前記最大値Ａｍａｘが、前記テーブルの何れの範囲に属するかに基づき、音量レベルを取得することを特徴とする請求項６に記載の演奏装置。
9. 請求項１ないし８の何れか一項に記載の演奏装置と、
   前記楽音発生手段を備えた楽器部と、を備え、
   前記演奏装置と、前記楽器部とが、それぞれ、通信手段を備えたことを特徴とする電子楽器。

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