JP6721961B2 - リズム体感装置および電子メトロノームユニット - Google Patents

Description

本発明は、音楽の演奏時などに用いられるリズム体感装置および電子メトロノームユニットに関する。

従来、音楽練習時等に使用されるメトロノームは、音によりユーザーにテンポやリズムを伝えていた。しかし、ユーザーは演奏する自身の音を聞きながらメトロノームの音に合せなければならず、特に初心者においては、楽器演奏が不慣れな上に、リズムも乱れやすいという不都合が生じていた。そこで、メトロノームにより発生されるリズムを振動により伝える機構を付加することで、このような不都合を解消できるメトロノームが知られるようになった（特許文献１）。

また、オーディオ再生器において、音楽の再生音が出力されるとともに、当該音楽の低音域成分がバイブレータによりユーザーに伝えられることで、音と振動とにより音楽を体感できるオーディオ機器も知られている（特許文献２）。

ここで、電子メトロノームにおいては、リズムを刻む音において様々な種類の音を意図的に含ませることにより、ユーザーに対して、リズムを分かりやすく伝えるという機能を有する。一方で、音によるリズムが演奏の邪魔になる場合や、音によるリズム把握が困難な聴覚障害等の場合等においては、単純に音を振動に変換してユーザーに伝えるのみでは、意図的に含ませていた様々な種類の音をユーザーに伝えきれないおそれが生じてしまう。

特開平８−７５８７５ 特開２００２−２７０２８

本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子メトロノームにより刻まれるリズムを音以外の方法でユーザーに伝える場合において、様々な種類の音に応じた体感をユーザーに有効に伝えることができるリズム体感装置を提供することである。

本発明に係るリズム体感装置は、外部からのリズムがリズム音として入力される入力部と、
前記リズムに応じて振動する振動子と、前記リズム音に含まれる第１リズム音を前記振動子の振動に変換する第１振動波形を生成する第１振動波形生成部と、前記リズムに含まれる前記第１リズム音とは異なる第２リズム音を前記振動子の振動に変換する第２振動波形を生成する第２振動波形生成部と、前記第１振動波形と前記第２振動波形とに基づき前記振動子を駆動する駆動部と、を備え、前記第１リズム音は、前記第２リズム音よりも音程が高い強拍であり、前記第２リズム音は、前記第１リズム音よりも音程が低い弱拍であり、前記駆動部は、前記第１振動波形により前記振動子を振動させる第１駆動時間と、前記第２振動波形により前記振動子を振動させる第２駆動時間とを設定し、前記第１駆動時間と前記第２駆動時間とにより前記振動子を振動させ、前記第１駆動時間は、前記第２駆動時間よりも長い、ことを特徴とする。

また、本発明に係るリズム体感装置は、前記第１振動波形生成部の前段に設けられ、前記第１リズム音に対応する第１周波数域のパルスを通過する第１フィルタ部と、前記第２振動波形生成部の前段に設けられ、前記第２リズム音に対応する前記第１周波数域より低い第２周波数域のパルスを通過する第２フィルタ部と、を備え、前記第１振動波形生成部は、前記第１周波数域のパルスを第１パルス幅のパルスに設定することで前記第１振動波形を生成し、前記第２振動波形生成部は、前記第２周波数域のパルスを第１パルス幅より短い第２パルス幅のパルスに設定することでの前記第２振動波形を生成し、前記駆動部は、前記第１パルス幅に対応する前記第１駆動時間を前記第２パルス幅に対応する前記第２駆動時間より長く設定することを特徴とする。

また、本発明に係るリズム体感装置は、前記第１駆動時間は、４０ミリ秒から１２０ミリ秒の範囲であり、前記第２駆動時間は、３０ミリ秒から７０ミリ秒の範囲であることを特徴とする。

また、本発明に係る電子メトロノームユニットは、リズム体感装置電子と、メトロノームとを含む電子メトロノームユニットであって、前記電子メトロノームは、前記リズム体感装置の前記入力部に入力されるリズムを出力する出力端子を備え、前記出力端子はユーザーが装着するヘッドホンの入力端子を嵌合可能な形状であることを特徴とする。

電子メトロノームにより刻まれるリズムを音以外の方法でユーザーに伝える場合において、様々な種類の音に応じた体感をユーザーに有効に伝えることができるリズム体感装置を提供することができる。

本発明の実施形態におけるリズム体感装置および電子メトロノームユニットの構成を示す図である。 本発明の実施形態におけるリズム体感装置および電子メトロノームユニットの使用状態を示す図である。 本発明の実施形態におけるリズム体感装置および電子メトロノームユニットのブロック図である。 本発明の実施形態におけるリズム体感装置および電子メトロノームユニットの駆動部を動作させる波形を示す図である。 本発明の実施形態におけるリズム体感装置および電子メトロノームユニットの処理フローである。 本発明の実施形態におけるリズム体感装置および電子メトロノームユニットの波形生成部をマイコンで構成した図である。

図１において、本発明の実施形態であるリズム体感装置および電子メトロノームユニットの構成の一例を示す。電子メトロノーム等のリズム発生装置１は、テンポデータを生成し、その音やリズムを出力するヘッドホン出力端子２を備えている。

リズム体感装置４は、電子メトロノーム等のリズム発生装置１のヘッドホン出力端子２に接続するための入力プラグ３を備え、本体内部には音やリズムを振動として演奏者に伝えるための振動子５を備え、ベルトや衣服のポケット等に取り付けるためのクリップ６を備えている。振動子５としては、例えば、回転軸を有するモーターであって、回転軸に重心をずらした錘を取付け、パルス制御により回転軸を回転させることで、外部に振動を伝える振動用モーターを採用できる。

リズム体感装置４は、信号ケーブル７によってリズム発生装置１に接続され、信号ケーブル７を介してリズム等を受け付ける。ここで、リズム発生装置１のヘッドホン出力端子２は、別体のヘッドホン用入力プラグ１０を接続することができる。ヘッドホン用入力プラグ１０は、ヘッドホン９と接続されおり、演奏者がヘッドホン９を耳に装着して使用する際にヘッドホン出力端子２に挿入される。つまり、リズム発生装置１のヘッドホン出力端子２は、リズム体感装置４の入力プラグ３とヘッドホン９のヘッドホン用入力プラグ１０との両者に嵌合可能な形状となっている。

図２において、リズム体感装置４の使用状態の一例を表す。演奏者はリズム体感装置４を演奏者のベルト１１にクリップ６で取り付けて使用することができる。なお、この例では、ベルト１１に取り付けているが、演奏者の手足や首に面ファスナー等を用いて固定して使用してもよい。また、リズム発生装置１は、演奏者の演奏の邪魔にならない任意の位置に配置することができる。

図３において、リズム体感装置４の構成をブロック図により示す。リズム体感装置４は、入力部１２と、増幅部１３と、第１フィルタ１４と、第２フィルタ１５と、第１振動波形生成部１６と、第２振動波形生成部１７と、駆動部１８と、振動子５により構成される。

入力部１２は、電子メトロノーム等のリズム発生装置１のヘッドホン端子から出力される音やリズムの拍信号を入力するための接続手段であり、φ３.５ｍｍやφ６.３ｍｍあるいはφ２.５ｍｍのオーディオ用プラグで構成される。
増幅部１３は、入力部１２からの拍信号を増幅する増幅手段であり、トランジスタやオペアンプを使用した増幅回路で構成され、拍信号を２〜１００倍に増幅する。

第１フィルタ１４および第２フィルタ１５は、上述の増幅された拍信号の所望の周波数成分を通過（フィルタリング）する手段である。第１フィルタ１４および第２フィルタ１５は、拍信号に含まれる様々な種類の音（例えば、弱拍の音や強拍の音）を検出するために、オペアンプを使った高次フィルタ（例えば，ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ）を用いて所望の周波数成分を抽出する。

第１振動波形生成部１６および第２振動波形生成部１７は、上述の第１フィルタ１４および第２フィルタ１５で抽出した第１リズム信号（例えば、強拍の音）および第２リズム信号（例えば、弱拍の音）を後述の振動子５を駆動させるための信号に変換する駆動波形生成手段である。ここで、第１リズム信号と第２リズム信号を区別するためにパルス幅の異なる駆動波形を生成する。

駆動部１８は、上述の第１リズム信号および第２リズム信号に応じた駆動波形で動作し、後述の振動子５を駆動するための駆動手段であり、これは電界効果トランジスタやトランジスタで構成される。

振動子５は、第１振動波形生成部１６および第２振動波形生成部１７で生成された駆動信号に応じた振動を発生させるための振動発生手段であり、例えば、振動モーターや振動アクチュエータで構成される。振動子５は、第１振動波形生成部１６および第２振動波形生成部１７から供給される駆動波形のパルス幅に応じて、例えば振動モーターの場合は、駆動波形であるパルス幅の時間だけ回転して振動を発生させる。

次に、図３および図４を用いて、リズム体感装置４の振動子５を駆動させる信号波形について説明する。図４の波形は、図３における点Ａ、点Ｂ（Ｂ１、Ｂ２）、点Ｃのポイントの信号波形である。点Ａにおける波形は、電子メトロノーム等のリズム発生装置１のヘッドホン出力端子から入力部１２への入力波形を示しており、点Ｂにおける波形は、フィルタ１４、１５を通過した後の波形を示しており、点Ｃにおける波形は、波形成形部１６，１７により波形生成された後の波形を示している。

点Ａにおける入力波形は、図４の(Ａ)により示される。この入力波形は、少なくとも２種類の音（リズム）を含んでおり、例えば、第１リズム（強拍）と第２リズム（弱拍）とが含まれている。この入力波形は、電子メトロノームにおいては拍信号と呼ばれ、図４の(Ａ)で示すようにくし歯状の形状をしており、高い音ほどくし歯の間隔が狭い波形となる。強拍の周波数は、３〜４ｋＨｚであり、弱拍の周波数は、１〜２ｋＨｚに設定され、人間の聴覚で明らかに区別できる周波数に設定されている。

点Ｂ（Ｂ１、Ｂ２）は、図４の（Ｂ）により示され、第１リズム（強拍）が通過する点Ｂ１と、第２リズム（弱拍）が通過する点Ｂ２に分かれている。点Ｂ１には、第１フィルタ１４を通過後の波形が出力され、点Ｂ２には、第２フィルタ１５を通過後の波形が出力される。第１フィルタ１４と第２フィルタ１５とは、通過させる周波数帯がそれぞれ異なるようにオペアンプによる高次フィルタで構成され、本実施形態では、第１フィルタ１４は第１リズム（強拍）のみを通過させ、第２フィルタ１５は第２リズム（弱拍）のみ通過させる働きをする。

点Ｃにおける波形は、図４の（Ｃ）により示され、第１振動波形生成部１６と第２振動波形生成部１７とから出力された波形となる。第１振動波形生成部１６から出力されたパルスのパルス幅と、第２振動波形生成部１７から出力されたパルスのパルス幅とは互いに異なるパルス幅となっており、これら相互に異なるパルス幅が含まれる波形が後段の振動子５に入力される。

図４の(Ｃ)に示す.駆動波形のように第１リズム（強拍）に対応するパルス幅は１００ｍｓｅｃ（ミリ秒）であり、後段の振動子５を駆動する時間に対応する。つまり、振動子５の駆動時間（第１振動時間）は１００ｍｓｅｃとなる。また、第２リズム（弱拍）に対応するパルス幅は５０ｍｓｅｃ（ミリ秒）であり、後段の振動子５を駆動する時間に対応する。つまり、振動子５の駆動時間（第２振動時間）は５０ｍｓｅｃとなる。

ここで、演奏者は振動子５の駆動時間が長い方が振動を強く感じとることができるため、第１リズムの強拍の音（音程の高い音）の駆動時間を、第２リズムの弱拍の音（音程の低い音）の駆動時間より長くなるように設定している。

言い換えると、振動子５の駆動時間の長短と演奏者が感じる音程の高低とが同じ傾向を持つという視点を発見したことに基づき、第１リズムの強拍の音（音程の高い音）の駆動時間を、第２リズムの弱拍の音（音程の低い音）の駆動時間より長くなるように設定している。

また、第１振動時間は、好ましくは、４０ミリ秒から１２０ミリ秒の範囲であり、第２振動時間は、好ましくは、３０ミリ秒から７０ミリ秒の範囲である。このような振動時間を採用することにより、演奏者が、より実感に合ったリズムを体感できるようになる。

これら駆動時間の下限値は、振動子５として振動モーターを使う場合に、モーターを回すまでの時間が必要なため、３０ｍＳｅｃとなる。つまり、上記パルス幅は最低でも３０ｍｓｅｃは必要である。

次に、図５を用いて、リズム体感装置４の内部処理について説明する。
入力信号を得る（Ｓ１）と入力信号を増幅し（Ｓ２）、フィルタにより第一リズム（強拍）と第二リズム（弱拍）を検出する（Ｓ３）。第一リズムを検出された場合、第一リズムに応じたパルス幅の駆動波形を生成する（Ｓ４）。第二リズムが検出された場合、第二リズムに応じたパルス幅の駆動波形を生成する（Ｓ５）。前記リズムに応じたパルス幅の駆動波形は、入力される駆動波形に応じた振動をする（Ｓ６）。

図６においては、第１振動波形生成部１６と第２振動波形生成部１７をマイコンで構成した例である。第１フィルタまたは第２フィルタから、パルスがマイコンのポート（Ｐ１，Ｐ２）に入力されると、ポートＰ１に入力された場合は、ポートＰ３から第一リズムに応じたパルス幅の駆動波形を出力し、ポートＰ２に入力された場合は、ポートＰ３から第二リズムに応じたパルス幅の駆動波形を出力する。このように波形生成部にマイコンを使った構成にしてもよい。このように、リズム体感装置４の構成要素の任意の一部または全部をＣＰＵおよび／またはＣＰＵにて解釈実行されるプログラムにて構成することができる。

以上の実施形態を例とする本発明によれば、外部リズムに含まれる複数のリズムに応じた振動を演奏者は体感することができる。また、演奏者は振動時間によりリズムの違いを体感できるので、実感に合ったリズムを体感できる。また、強拍の第１リズムは長時間の振動により、弱拍の第２リズムは短時間の振動により演奏者に伝えられ、より実感に合ったリズムを体感できる。また、既存の電子メトロノームのリズムを阻害しないとともに、振動体感を十分に体現できる。また、電子メトロノームのヘッドホンの入力端子を利用できることで、既存の構造を利用して上述の効果を達成できる。

なお、本実施形態では、２種類のリズムを区別するための構成であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、フィルタと波形生成部を増やすことで、様々な種類の音程の異なるリズムの抽出が可能になり、これに応じた駆動信号を生成させることが可能である。すなわち、第Ｎフィルタ（Ｎは３以上の整数）、第Ｎ振動波形生成部（Ｎは３以上の整数）を任意の数において追加することが可能である。

また、本実施形態では、増幅部１３のゲイン値や、第１フィルタ１４および第２フィルタ１５のカットオフ周波数や、第１振動波形生成部１６および第２振動波形生成部１７で生成される駆動信号のパルス幅は、予め設定された値を前提としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、演奏者によって任意に可変できる構成にしてもよい。

なお、上述した実施形態におけるリズム体感装置４が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
その他、本発明の効果を奏する範囲で、本実施形態の種々の構成を変更することが可能となる。

１ 電子メトロノーム（リズム発生装置）
２ ヘッドホン出力端子１
３ 入力プラグ
４ リズム体感装置
５ 振動子
６ クリップ
７ 信号ケーブル
８ 出力端子
９ ヘッドホン
１０ ヘッドホン用入力プラグ
１１ ベルト
１２ 入力部
１３ 増幅部
１４ 第１フィルタ
１５ 第２フィルタ
１６ 第１振動波形生成部
１７ 第２振動波形生成部
１８ 駆動部

Claims (4)

1. 外部からのリズムがリズム音として入力される入力部と、
   前記リズムに応じて振動する振動子と、
   前記リズム音に含まれる第１リズム音を前記振動子の振動に変換する第１振動波形を生成する第１振動波形生成部と、
   前記リズムに含まれる前記第１リズム音とは異なる第２リズム音を前記振動子の振動に変換する第２振動波形を生成する第２振動波形生成部と、
   前記第１振動波形と前記第２振動波形とに基づき前記振動子を駆動する駆動部と、
   を備え、前記第１リズム音は、前記第２リズム音よりも音程が高い強拍であり、前記第２リズム音は、前記第１リズム音よりも音程が低い弱拍であり、前記駆動部は、前記第１振動波形により前記振動子を振動させる第１駆動時間と、前記第２振動波形により前記振動子を振動させる第２駆動時間とを設定し、前記第１駆動時間と前記第２駆動時間とにより前記振動子を振動させ、
   前記第１駆動時間は、前記第２駆動時間よりも長い、
   ことを特徴とするリズム体感装置。
2. 前記第１振動波形生成部の前段に設けられ、前記第１リズム音に対応する第１周波数域のパルスを通過する第１フィルタ部と、
   前記第２振動波形生成部の前段に設けられ、前記第２リズム音に対応する前記第１周波数域より低い第２周波数域のパルスを通過する第２フィルタ部と、を備え、
   前記第１振動波形生成部は、前記第１周波数域のパルスを第１パルス幅のパルスに設定することで前記第１振動波形を生成し、
   前記第２振動波形生成部は、前記第２周波数域のパルスを第１パルス幅より短い第２パルス幅のパルスに設定することでの前記第２振動波形を生成し、
   前記駆動部は、前記第１パルス幅に対応する前記第１駆動時間を前記第２パルス幅に対応する前記第２駆動時間より長く設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のリズム体感装置。
3. 前記第１駆動時間は、４０ミリ秒から１２０ミリ秒の範囲であり、
   前記第２駆動時間は、３０ミリ秒から７０ミリ秒の範囲である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリズム体感装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリズム体感装置電子と、メトロノームとを含む電子メトロノームユニットであって、
   前記電子メトロノームは、前記リズム体感装置の前記入力部に入力されるリズムを出力する出力端子を備え、
   前記出力端子はユーザーが装着するヘッドホンの入力端子を嵌合可能な形状であることを特徴とする電子メトロノームユニット