JPH0738111B2

JPH0738111B2 - 楽音制御装置

Info

Publication number: JPH0738111B2
Application number: JP63121490A
Authority: JP
Inventors: 秀雄鈴木; 真雄坂間
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: JPH01291294A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、手に持った部材に設けられた複数の検出器
を操作することによって楽音の発生を制御する楽音制御
装置に関する。

「従来の技術」従来、電子楽器の演奏は演奏者が鍵盤の前に座って（あ
るいは、立って）行うものであり、演奏者が、例えば体
操をしながら、あるいはダンスを踊りながら電子楽器の
演奏することは全く不可能であった。

「発明が解決しようとする問題点」この発明は、演奏者が動きながら電子楽器の演奏を行う
ことを可能とする楽音制御装置を提供することを目的と
している。

「問題点を解決するための手段」この発明は、片手で把持し得る形状の部材に組み込ま
れ、前記部材を握った手の各指先によって押圧力が加え
られたとき信号を出力する複数の検出器と、各検出器の
内の押圧された検出器を検出し、その検出器に対応する
機能を実行として楽音制御データを作成する第１の手段
と、各検出器と前記各機能との対応関係を決定する第２
の手段と、上記対応関係を操作者による検出器の操作に
対応して変更する第３の手段とを具備することを特徴と
している。

「作用」上記の構成によれば、操作者が部材を手に持ち、部材に
設けられた検出器を指で押圧すると、押圧された検出器
に対応する楽音制御データが第１の手段が出力される。
この楽音制御データを無線あるいは有線によって楽音発
生装置へ入力すれば、楽音が発生する。すなわち、この
発明によれば、演奏者が手にもった部材に設けられた検
出器を操作することによって楽音発生を制御することが
でき、言い替えれば、部材を手に持っていれば、検出器
の操作によって動きながらでも電子楽器の演奏をするこ
とが可能となる。また、この発明によれば、各検出器と
検出器が指示する機能との対応関係を操作者が自在に変
更することができる。この結果、操作者は検出器の機能
を最も使用しやすい状態に自ら設定することが可能とな
る。

「実施例」以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説明
する。

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図は同実施例において用いられるグリップ1R,1
Lと角度検出器30R,30Lの外観構成を示す図である。

まず、グリップ1R,1Lの構成について、第２図を参照し
て説明する。グリップ1Rは右手用、グリップ1Lは左手用
であり、これらは互いに左右対称となるように構成され
ているので、以下、右手用のグリップ1Rについてのみ説
明し、各部の符号ＲをＬと読み替えることにより、左手
用のグリップ1Lの説明に代えるのもとする。

右手用のグリップ1Rにおいて、2Rは右手で把持し得る形
状のケースであり、このケース2Rには、右手で握られた
場合に、その手になじむように親指と人差し指の間の付
け根部分と密着する曲面2Raが形成され、また、握った
手から外れないように、薬指と中指の間に挾まれる係止
部2Rbが形成されている（第６図参照）。また、ケース2
Rには７個の圧力センサSR₁〜SR₇が組み込まれている。
これらの各圧力センサSR₁〜SR₇は、ケース2Rに突没自在
に設けられた押しボタンと、この押ボタンを介して加え
られる押圧力に応じて固有抵抗値が変化する圧電素子と
から各々構成されている。

ここで、圧力センサSR₁〜SR₇の配置について説明する。
圧力センサSR₁〜SR₇は、グリップ1Rを右手で握った場合
に、その５本の指先によって容易に押圧可能な位置に各
々配置されており、圧力センサSR₁，SR₂は親指で押圧可
能な位置に横方向に並べて配置され、圧力センサSR₃，S
R₄は人差し指で押圧可能な位置に縦方向に並べて配置さ
れ、さらに、圧力センサSR₅，SR₆，SR₇は中指、薬指、
小指によって各々押圧可能な位置に縦方向に並べて配置
されている。このような配置としたことにより、片手の
５本指で、７個の圧力センサSR₁〜SR₇を無理なく操作す
ることができる。

そして、各圧力センサSR₁〜SR₇が指先よって押し込まれ
ると、内部の圧電素子に押圧力が作用して、その抵抗値
が変化するようになっている。これらの各圧力センサSR
₁〜SR₇は、ケーブル3Rおよびコネクタ4Rを介して、第６
図に示すように、演奏者の腰に装着されたベルト型の本
体５に接続される。このベルト型の本体５の外観構成を
第７図に示す。

一方、第２図において、30Rは右腕用の角度検出器、30L
は左腕用の角度検出器である。これらも、グリップ1R,1
Lと同様に、互いに左右対称となるように構成されてい
るので、以下、右腕用の角度検出30Rについてのみ説明
し、各部の符号ＲをＬと読み替えることにより、左腕用
の角度検出器1Lの説明に代えるのもとする。

角度検出器30Rは、第３図に示すように、演奏者の右腕
に装着されるサポータ状の装着具33に、面ファスナ31お
よび32を介して取り付けられている。すなわち、角度検
出器30Rには雄型の面ファスナ31が装着され、また装着
具33には雌型の面ファスナ32が装着され、これにより、
角度検出器30Rが、装着33に着脱自在となっている。ま
た、角度検出器30Rは、第４図に示すように、ケース35
と、このケース35内に取り付けられた２個の水銀スイッ
チRa,Rbとから構成されており、各水銀スイッチRa,Rb
は、基準線SLに対して45度の角度をなすように配置され
ている。各水銀スイッチRa,Rbは、第５図に示すように
両端が塞がれたガラス・チューブ36内に、水銀37を封入
し、このガラス・チューブ36の一端から一対の電極38a,
38bを内部に挿入してなるもので、図示する状態では電
極38a,38bの間が非導通状態となっており、この状態か
ら矢印方向へ回すと、電極38a,38bの間が導通状態とな
る。このような構成の角度検出器30Rを、第４図に示す
状態から、その基準点Ｏを中心として矢印ＡまたはＢ方
向に（上下方向に）回動させると、各水銀スイッチRa,R
bが順次オン／オフする。すなわち、基準線SLが地面と
平行の状態（第４図に示す状態）において、水銀スイッ
チRaがオン、水銀スイッチRbがオフとなっており、この
状態から、基準点Ｏを中心に矢印Ａ方向へ45度以上回動
すると、水銀スイッチRa,Rbが共にオンとなる。逆に、
矢印Ｂ方向へ45度以上回動すると、水銀スイッチRa,Rb
が共にオフとなる。そして、これら水銀スイッチRa,Rb
のオン／オフ信号は、ケーブル39Rを介して一旦グリッ
プ1R内へ導かれた後、ケーブル3Rを介して本体５内へ導
かれる。

なお、上述した水銀スイッチによる角度検出器30R,30L
に代えて、肘関節の角度をポテンショメータによって測
定する角度センサ等を用いてもよい。

次に、第１図において、角度検出器30Rの水銀スイッチR
a,Rbの各一端は共通接続され、ケーブル39Rを介してグ
リップ1Rに導かれ、このグリップ1R内の圧電素子SR₁〜S
R₇の各一端と共に共通接続され、さらにケーブル3Rを介
して本体５に導かれた上で接地されている。一方、圧力
センサSR₁〜SR₇の各他端はケーブル3Rを介して本体５に
導かれ、プルアップ抵抗ｒによって各々プルアップされ
ると共に、キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇に各々接
続されている。また、水銀スイッチRa,Rbの各他端はケ
ーブル39Rを介してグリップ1R内に導かれ、さらに、ケ
ーブル3Rを介して本体５に導かれ、プルアップ抵抗ｒに
よって各々プルアップされた上で、後述するマルチプレ
クサ12に各々接続されている。

キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇は、各圧力センサSR
₁〜SR₇から各々供給される検出電圧に基づいて、キーオ
ン信号KON、イニシャルタッチデータITD、およびアフタ
ータッチデータAFDを出力する回路である。ここで、キ
ーオン信号KONは、各圧力センサSR₁〜SR₇に対する押圧
力が所定の強さ以上となった時点で出力され、また、イ
ニシャルタッチデータITDは、各圧力センサSR₁〜SR₇の
押し始めのタッチ、すなわち押された瞬間における押圧
力の変化速度に対応して得られるデータであり、さら
に、アフタータッチデータAFDは、各圧力センサSR₁〜SR
₇の押し終わりまでの押圧力の連続的な変化に対応した
データである。

キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇は、A/Dコンバータ
７、比較回路８、遅延回路９、アンドゲート10、および
レジスタ11によって構成されている。A/Dコンバータ７
は、各圧力センサSR₁〜SR₇から各々供給される検出電圧
を所定ビットのデジタルデータに変換し、さらに、その
ディジタルデータの各ビットを反転して検出電圧データ
VDとするものであり、この検出電圧データVDをアフター
タッチデータAFDとして出力する。比較回路８は、A/Dコ
ンバータ７から出力される検出電圧データVDと基準電圧
データVrefとを比較し、VD＞Vrefとなった場合に、その
出力を“H"レベルとする。比較回路８の出力は、アンド
ゲート10の一方の入力端に供給されると共に、遅延回路
９を介して所定時間Ｔだけ遅延された後、アンドゲート
10の他方の入力端に供給される。したがって、VD＞Vref
となってから所定時間Ｔが経過した時点で、アンドゲー
ト10の出力が“H"レベルとなり、この“H"レベルの出力
がキーオン信号KONとして出力される。また、遅延回路
９の出力はレジスタ11のロード端子Ｌにも供給されてお
り、このレジスタ11は、遅延回路９の出力が“H"レベル
に立ち上がった時点で、A/Dコンバータ７から出力され
る検出電圧データVDをラッチし、このラッチしたデータ
をイニシャルタッチデータITDとして出力する。

ここで、VD＞Vrefとなってから所定時間Ｔが経過した時
点で、レジスタ11によってラッチされたデータが、イニ
シャルタッチデータITDとなる理由について、第８図を
参照して説明する。

第８図は、圧力センサSR₁〜SR₇の圧電素子に加えられる
押圧力と、その抵抗値との関係を示すグラフである。こ
の図において、押圧力がP₀となった時点で、抵抗値がRr
efとなり、上述した検出電圧VDが基準電圧Vrefと等しく
なるものとする。そして、比較的弱いタッチで押圧力が
加えられた場合、すなわち押圧力の変化速度が遅い場
合、所定時間Ｔが経過した時点において、押圧力はP₁と
なり、抵抗値はRinit₁となる。逆に、比較的強いタッチ
で押圧力が加えられた場合、すわなち押圧力の変化速度
が速い場合、所定時間Ｔが経過した時点において、押圧
力はP₂（＞P₁）となり、抵抗値はRinit₂（＜Rinit₁）と
なる。このように、押圧力がP₀を超えてから所定時間Ｔ
が経過した時点における圧電素子の抵抗値は、タッチの
強弱の度合に応じて決まり、タッチが強ければ抵抗値は
Rinit₂となり、タッチが弱ければ抵抗値はRinit₁とな
る。そして、A/Dコンバータ７から出力される検出電圧
データVDは、各圧力センサSR₁〜SR₇内の圧電素子の抵抗
値に対応しているので、この検出電圧データVDをレジス
タ11でラッチすることにより、イニシャルタッチデータ
ITDが得られる。

上述した構成のキーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇は、
右手用のグリップ1Rの各圧力センサSR₁〜SR₇に対応して
各々設けられているが、これらと全く同様の構成のキー
オン／タッチ検出回路6L₁〜6L₇が、左手用のグリップ1L
の各圧力センサSL₁〜SL₇に対応して各々設けられてい
る。これらのキーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇，6L₁
〜6L₇から各々出力されるキーオン信号KON、イニシャル
タッチデータITD、およびアフタータッチデータATDは、
マルチプレクサ12へ供給される。

マルチプレクサ12は、そのセレクト端子に供給されるチ
ャンネル・セレクト信号CSに基づいて、キーオン／タッ
チ検出回路6R₁〜6R₇，6L₁〜6L₇から各々出力されるキー
オン信号KONとイニシャルタッチデータITDとアフタータ
ッチデータATDとから成るデータのいずれか一組もしく
は角度検出器30R,30L内の水銀スイッチRa,Rb,La,Lbから
出力されるオン／オフ信号（以下、角度データと呼ぶ）
を択一選択して出力する。

14はCPU（中央処理装置）、16はCPU14で用いられるプロ
グラムが記憶されたROM（リードオンリメモリ）、17は
ワークエリアとして用いられると共に、第10図に示すセ
ンサ・機能対照テーブル17aが記憶されるRAM（ランダム
アクセスメモリ）である。

ここで、センサ・機能対照テーブル17aは、圧力センサ
のセンサナンバと機能ナンバとの対応関係を示すテーブ
ルである。センサナンバとは、各圧力センサに付した番
号であり、圧力センサSR₁〜SR₇の各センサナンバか各々
０〜６であり、圧力センサSL₁〜SL₇の各センサナンバが
各々７〜13である。また機能ナンバとは、各圧力センサ
によって指示される13種類の機能に付した番号であり、
各機能と機能ナンバとの関係は第９図に示される通りで
ある。例えば、機能ナンバ３は、音量を指示する機能で
ある。したがって、機能ナンバ３に対応する圧力センサ
（第10図の対応関係の場合は圧力センサSR₅）が押圧さ
れると、その押圧力に応じた音量が指示される。また、
例えば機能ナンバ10はピアノ音を指示する機能である。
したがって、機能ナンバ10に対応する圧力センサ（第10
図の対応関係の場合は圧力センサSL₅）が押圧される
と、音色としてピアノ音が指示される。

CPU14は、マルチプレクサ12に供給するチャンネル・セ
レクト信号CSを順次変化させ、キーオン／タッチ検出回
路6R₁〜6R₇，6L₁〜6L₇の出力データおよび水銀スイッチ
Ra,Rb,La,Lbから出力される角度データを高速でスキャ
ンし、これにより得られたキーオン信号KON、イニシャ
ルタッチデータITD、アフタータッチデータATD、および
角度データを逐次RAM17へ転送し、この転送したデータ
に基づいて、音高を指定するためのキーコードデータKC
と、音量を指定するための音量データVOLと、音色を指
定するための音色指定データTDとを作成する。この場
合、１オクターブ内における音高（ノートコード）は水
銀スイッチRa,Rb,La,Lbのオン／オフ状態に応じて決定
される。第９図の最左表に水銀スイッチRa,Rb,La,Lbの
オン／オフ状態と、音高（音階）との関係を示す。ま
た、オクターブの指定、音色指定、キーオン／オフの指
定、キータッチ強度、効果の指定は各々圧力センサSR₁
〜SR₇、SL₁〜SL₇によって行なわれる（第９図参照）。
なお、上記キーオン信号KONと、キーコードデータKC
と、音量データVOLと、音色指定データTDをまとめて楽
音制御データMCDと呼ぶ。また、CPU14は、センサ機能設
定モードが指示された場合に、圧力センサSR₁〜SR₇，SL
₁〜SL₇の操作に応じて第10図のテーブル17aを変更する
（詳細は後述する）。

18は操作部であり、プッシュスイッチ（第７図参照）
と、操作されたプッシュスイッチの出力をコード化して
CPU14へ出力するコーダとから構成されている。19はLCD
（液晶）表示器（第７図参照）、20はCPU14から供給さ
れる楽音制御データMCDを搬送波に乗せ、アンテナ20aか
ら発信するトラッスミッタ、21はCPU14から供給される
楽音制御データMCDをミディ（MIDI;Musical Instrument
Digital Interface）規格のデータに変換し、出力端子
21aを介して外部へ出力するミディ回路である。

次に、上述した構成による楽音発生制御装置の動作につ
いて説明する。

まず、演奏を行う場合、演奏者は第６図に示すようにベ
ルト型の本体５を腰に装着し、グリップ1R,1Lから延び
ているケーブル3R,3Lの先端のコネクタ4R,4Lを本体５の
コネクタ5R,5L（第７図参照）に接続し、さらに、有線
によって楽音発生装置を駆動する場合は、出力端子21a
と楽音発生装置との間を接続ケーブルによって接続す
る。そして、腰に装着した本体５と、楽音発生装置の電
源をオンとする。電源がオンとされると、第10図に示す
テーブル17aがRAM17内に初期設定される。次に演奏者
は、操作部18のプッシュスイッチを操作して有線／無線
の別（楽音発生装置へのデータ伝送方法）を指定し、次
いで、グリップ1R,1Lの各圧力センサSR₁〜SR₇，SL₁〜SL
₇に対する機能設定を行う（但し、第10図に示す初期設
定状態を変更したい場合）。

以下、上記の機能設定の過程を詳述する。まず、操作部
18に設けられているモード設定スイッチを操作して、セ
ンサ機能設定モードとする。このモードに設定される
と、CPU14がRAM17内のテーブル17a（第10図）をLCD表示
器19に表示させる。次の演奏者は、圧力センサSR₁〜S
R₇，SL₁〜SL₇を操作して機能設定を行う。すなわち、ま
ず、圧力センサSR₁の機能を例えば「２」に設定したい
場合、圧力センサSR₁を２回押す。圧力センサSR₁が１回
押されると、CPU14がこれを検知し、RAM17内のテーブル
17aのセンサナンバ０に対応する機能ナンバをインクリ
メントし、また、LCD表示器19の表示を変更する。これ
により、テーブル17aのセンサナンバ０に対応する機能
ナンバが「１」となり、また、変更後のテーブル17aがL
CD表示器19に表示される。次に、再び圧力センサSR₁が
押されると、センサナンバ０に対応する機能ナンバが
「２」となる。次に、圧力センサSR₃の機能を例えば
「５」に設定したい場合は、圧力センサSR₃を４回押
す。これにより、上記と同様の過程で、テーブル17aの
センサナンバ２に対応する機能ナンバが「５」に設定さ
れ、また、変更後のテーブル17aがLCD表示器19に表示さ
れる。以下、同様にして、各圧力センサの機能設定を順
次行う。なお、機能ナンバが「13」になった時は自動的
に「０」に戻される。

上述した機能設定が終了すると、次に演奏者は、モード
設定スイッチを演奏モードに設定し、次いで、左右の腕
に装着具33を介して角度検出器30R,30Lを各々装着し、
また、グリップ1Rを右手で、グリップ1Lを左手で握り、
操作部18のスタートを指示するプッシュスイッチを操作
し、演奏を開始する。以降、CPU14は、キーオン／タッ
チ検出回路6R₁〜6R₇，6L₁〜6L₇から得られるキーオン信
号KON,イニシャルタッチデータITD、アフタータッチデ
ータATD、および角度検出器30R,30Lから得られる角度デ
ータを逐次RAM17へ転送し、この転送したデータに基づ
いて、楽音制御データMCDを作成し、作成した楽音制御
データMCDをミディ回路21へ出力する。ミディ回路21は
供給された楽音制御データMCDをミディ規格のデータに
変換して出力端子21aへ供給し、この出力端子21aから出
力されたデータは、接続ケーブルを介して外部の楽音発
生装置へ供給される。これにより楽音発生装置におい
て、供給されたミディ規格のデータに基づく楽音が形成
され、そのスピーカから楽音として発せられる。

いま、グリップ1R,1Lの各圧力センサSR₁〜SR₇，SL₁〜SL
₇に各々第９図のように各機能が割り当てられていたと
する（すなわち、初期設定状態にあったとする）。この
場、例えば、両腕を水平に広げた状態（第４図に示すよ
うに水銀スイッチRaおよびLaがオンとなる状態）として
音階“Gⁿ”を指定し、左手親指で圧力センサSL₁を押し
て“第１オクターブ”を指定し、左手小指で圧力センサ
SL₇を押して“サックス”を指定し、さらに、この状態
で、右手親指で圧力センサSR₁を押すと、その押し具合
（強弱）に対応したタッチで、かつ、サックスの音色
で、音階G¹の楽音が楽音発生装置から発せられる。続け
て、右手人差し指で圧力センサSR₃を押すと、その押し
具合に対応したタッチで、音階G¹よりも半音高い楽音が
発せられ、また、右手人差し指で圧力センサSL₄を押す
と、それに対応したタッチで、音階G¹より半音低い楽音
が発せられる。また、右手中指で圧力センサSR₅を押す
と、その押し具合によって音量が変化し、右手薬指で圧
力センサSR₆を押すとビブラートの強弱が変化し、さら
に、右手小指で圧力センサSR₇を押すとワウワウ効果が
付けられる。

このような過程において、CPU14は、圧力センサが押さ
れ、その圧力センサに対応するキーオン信号KONが“1"
になると、まず、操作された圧力センサに対して設定さ
れている機能ナンバをテーブル17aによって検出し、次
いで、その機能ナンバに対応して予め決められている処
理を実行する。例えば、圧力センサSL₇が押されると、
テーブル17aによって機能ナンバ12を検出し、この機能
ナンバ12に対応する処理、すなわち、音色をサックスに
設定する。

なお、オクターブ指定のための圧力センサSL₁〜SL₄や、
音色指定のための圧力センサSL₅〜SL₇が押された場合、
これらが押されている期間中、その指定を有効と判断し
てもよく、また、一度押されると、この指定が保持され
るようにしてもよい。

また、楽音発生装置への伝送方法として“無線”が選択
された場合は、楽音制御データMCDがトランスミッタ20
へ供給される。この場合、LCD表示器19には、操作部18
の操作内容等が表示される。

また、上記実施例における水銀スイッチRa,Rb,La,Lbお
よび圧力センサSR₁〜SR₇，SL₁〜SL₇と音階あるいは各機
能との対応関係は単なる一例であり、圧力センサによっ
て音階を指定するようにすることも勿論可能である。

「発明の効果」以上説明したように、この発明によれば、手に持った部
材に設けられた検出器を操作することにより、楽音を制
御することができる。したがって、例えば体操をしなが
ら、あるいはダンスをしながら楽音の演奏を行うことが
可能となる。また、この発明のよれば、各検出器と検出
器が指示する機能との対応関係を操作者が自在に変更す
ることができる。この結果、操作者は検出器の機能を最
も使用しやすい状態に自ら設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図は同実施例のグリップ1R,1Lと角度検出器30
R,30Lの外観構成を示す斜視図、第３図は同実施例の角
度検出器の装着例を示す斜視図、第４図は同実施例の角
度検出器の内部構成を示す正断面図、第５図は同実施例
の角度検出器を構成する水銀スイッチの構成を示す正面
図、第６図は同実施例の使用例を示す正面図、第７図は
同実施例のベルト型の本体の外観構成を示す斜視図、第
８図は同実施例において用いられる圧力センサの特性を
示すグラフ、第９図は同実施例における各圧力センサSR
₁〜SR₇，SL₁〜SL₇と各水銀スイッチRa,Rb,La,Lbに対す
る機能割り当て例を示す図、第10図は同実施例における
RAM17内に設けられるセンサ・機能対照テーブルを示す
図である。 1R……右手用のグリップ、1L……左手用のグリップ、SR
₁〜SR₇……圧力センサ（検出器）、SL₁〜SL₇……圧力セ
ンサ（検出器）、５……本体。 6R₁〜6R₇，6L₁〜₆L₇……キーオン／タッチ検出回路 14……CPU 16……ROM 17……RAM 17a……センサ・機能対照テーブル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】片手で把持し得る形状の部材に組み込ま
れ、前記部材を握った手の各指先によって押圧力が加え
られたとき信号を出力する複数の検出器と、前記各検出器の内の押圧された検出器を検出し、その検
出器に対応する機能を実行して楽音制御データを作成す
る第１の手段と、前記各検出器と前記各機能との対応関係を決定する第２
の手段と、前記対応関係を操作者による前記検出器の操作に対応し
て変更する第３の手段と、を具備することを特徴とする楽音制御装置。