JPH02273791A - 楽音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、演奏者の身体の動きを検出して楽音要素を＄
１１＃する楽音制御装置に関する。

［従来技術］ 従来、この種の装置は、例えば、特開昭６３−１２７７
７３号公報に示されるように、関節の曲げや捻り　（回
転）量をポテンショメータやロータリエンコーダ、ある
いは超音波を利用した圧電素子からなる距離計測手段や
手袋内の指先に設けられた感圧素子によって検出し、検
出された曲げ角度や回転角度によって楽音要素を制御し
ている。

このため、ダンスやリズム体操をしながら身体の関節を
曲げたり回転させることによって楽音要素を制御するこ
とが可能となっていた。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、電子オルガンやシンセサイザなどの電子楽器
では、アフタータッチ（アフタータッチレスポンス）や
イニシャルタッチ（イニシャルタッチレスピンス）で楽
音要素を制御している。ここで、アフタータッチとは、
鍵盤を押鍵する際における押鍵の深さ（位Ｗ）や圧力な
ど位置の制御要素であり、イニシャルタッチとは、押鍵
する速さ、すなわち、速度の制御要素である。

しかるに、上述した従来の楽音制御装置では、関節など
を曲げたり回転させたりしたときの角度に基づいて楽音
要素をＩＩＩ御していたため、いわゆるアフタータッチ
の制御に留まり、イニシャルタッチで楽音要素を制御す
ることができなかった。

このため、演奏者によるより微妙な演奏表現を楽音に反
映することはなし得なかった。

本発明は、上記課題に対処するためになされたもので、
演奏者の身体の動きを検出して楽音を制御するにあたり
、イニシャルタッチを検出して楽音要素を制御せしめる
ことを可能とし、演奏者のより微妙な演奏表現に対応す
ることができる楽音制御装置を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、
人間の身体の一部の動作を検出してその動作の量を表す
検出信号を出力する動作検出手段と、この動作検出手段
が出力する検出信号によって表される動作の量が所定の
第１の値から同第１の値とは異なる第２の値まで変化す
る時間を計測する時間計測手段とを備えたことにある。

［作用］ 上記のように構成した本発明においては、動作検出手段
が人間の身体の一部の動作を検出してその動作量を表す
検出信号を出力し１時間計測手段はこの検出信号によっ
て表される動作の量が所定の第１の値から同第１の値と
は異なる第２の値まで変化する時間を計測しているため
、その動作の量と時間から身体の動作速度が検出でき、
いわゆるイニシャルタッチによる楽音要素の制御が可能
となる。

［発明の効果］ 上記作用説明からも理解できるように、上記本発明によ
れば、人間の身体の一部の動作を監視し、所定の三位置
間を移動する時間を計測した上で、当該計測された時間
を人間の身体の一部の動作速度として反映させるように
した。このため、イニシャルタッチによる楽音制御が可
能となり、演奏者はイニシャルタッチによるより細やか
な演奏表現をなすことができる。

また、同様の動作検出手段を有する従来の楽音制御装置
に対して当該動作検出手段を共通とし、その検出結果を
取り込むようにするだけで、新たにイニシャルタッチに
よる楽音要素の制御機能を付加せしめることが可能とな
る。従って、従来装置に対してもわずかな変更で適応し
うる。

［実施例］ 以下、図面にもとづいて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る楽音制御装置の概略
構成を示しており、第２図は、この楽音１１御装置で指
の曲げ量を検出する際に使用する可動部材を示している
。

本実施例では、センサ１ｏは指に沿って装着された可動
部材を有しており、手の平と指の付は根を結ぶ直線と指
の付は根と指先を結ぶ直線の二つの直線がなす角度をも
って指の曲げ量としている。

すなわち、この角度を検出して電気量に変換せしめ、指
の曲げ量を表すアナログ信号としてＡ／Ｄ変換回路１１
に出力している。

センサ１０が有する可動部材のより具体的な構造は、第
２図にも示すように、二重構造の手袋２０の内部に、手
の平に沿って配置される基部３０と、一端にて基部３０
に固定された連結部４０と、連結部４０の他端にて横方
向に回動可能に支持されるとともに各指に沿って設けら
れた回転部５ｏとを備えた構成となっている。また、そ
の細部において、連結部４ｏは回転部材４１と４２が貫
通軸４３を介して結合され、いわゆる蝶番の４ｉＩ造と
なっている。さらに、この回転部材４１と４２の間には
回転摺動材を使用した可変抵抗器が備えられており、リ
ード線４．４ａ−ｅを介して可変抵抗器が示す抵抗値を
検出することにより、回転部材４１と４２の相対角度を
検出することができる。

かかる構成とすることにより、回転部５０は連結部４ｏ
を支点として基部３０に対して回動自在となり、その回
転角度を可変抵抗器によって検出できるようになってい
る。むろん回転部材５０は指の曲げに追従して回動する
。

従って、各センサ１０ではリード線４４を介して可変抵
抗器に電流を供給し、その際生じる電圧降下を利用して
検出信号としている。なお、この可動部材の場合、五つ
までのセンサ１０に対応することができる。また、各セ
ンサ１０の出力は、指の曲げ量に比例したものとなって
いる。

さて、センサ１０から出力されるアナログ信号の検出信
号はＡ／Ｄ変換回路１１に入力されており、Ａ／Ｄ変換
回路１１はこの検出信号をＡ／Ｄ変換したディジタル信
号の検出信号を出力している。そして、Ａ／Ｄ変換回路
１１から出力されたディジタル信号の検出信号は、第１
および第２の比較器１２ａ、１２ｂにおける一方の入力
端子に入力されている。一方、１１および第２の比較器
１２　ａ、　　１２　ｂにおける他の入力端子には、基
準信号発生回路１３が出力する二つの基準信号Ａｌ。

Ａ２がそれぞれ入力されている。この第１および第２の
比較器１２　ａ、　　１２　ｂは、それぞれＡ／Ｄ変換
回路１１から出力される検出信号と基準信号発生回路１
３から出力される基準信号Ａｌ、Ａ２とを比較し、Ａ／
Ｄ変換回路１１の検出信号が大きいと判新した時点でそ
れぞれ第１および第２の判定信号を出力する。

ところで、この際の基準値となる基準信号Ａｌ。

Ａ２は、それぞれ異なる値を持つよう基準信号発生回路
１３において設定されている。また、その値は、指の曲
げ始めにおける僅かな曲げ量に応じてセンサ１０から出
力される検出信号に対応する二値、すなわち、この検出
信号が示す範囲内のある小さな二値となっている。従っ
て、第１および第２の比較器１２　ａ、　　１２　ｂに
よって指の曲げ量を表す検出信号と二つの基準信号Ａｔ
、Ａ２とを比較するということは、とりもなおさず、指
の曲げ始めの二位置を基準として指の曲げ状態を判定す
ることになる。この場合、基準信号Ａ１は基準信号Ａ２
より小さく設定されているので、検出信号が基準信号Ａ
１を越えない状態（これを第１段階ということにする。

）と、検出信号が基準信号Ａ１より大きく基準信号Ａ２
より小さい状ｆｍ（これを第２段階ということにする。

）と、基準信号Ａ２より大きい状態（これを第３段階と
いうことにする。）という第１〜ｔｉ３段階の三つの位
置状態として判定することができる。

第１および第２の比較器１２ａ、１２ｂから出力される
１！１およびＩＩ２の判定信号は、それぞれ第１および
第２のフンショット回路（単安定マルチバイブレータ）
１４ａ、１４ｂに入力されており、それぞれのワンショ
ット回路１４　ａ、　　１４　ｂは第１および第２の判
定信号の立上がりタイミングを検出している。

これらのワンショット回路のうち第１のワンショット回
路１４ａの出力信号は、カウンタ１５のリセット入力と
して一人力され、一方で、このカウンタ１５のカウント
入力には、クロックパルスφが入力されている。従って
、カウンタ１５は１通常時、クロックパルスをカウント
し、第１のフンショット回路１４ａがＷｉｌの判定信号
の立上がりを検出した時点でカウント内容をリセットす
る。

このカウンタ１５のカウント出力はレジスタ１６のデー
タ入力として入力されており、また、このレジスタ１６
のロード端子（ＬＤ）には、上記フンショット回路のう
ち第２のフンショット回路１４ｂの出力信号が入力され
ている。従って、レジスタ１６にはクロックパルスφに
従って常に変化しているカウンタ１５のカウントデータ
が入力されているが、レジスタ１６は第２のワンショッ
ト回路１４ｂにおいて第２の判定信号の立上がりを検出
した時点のカウントデータだけを保持することになる。

レジスタ１６の保持データは、変換回路１７に入力され
１．この変、換回路１７内部の変換テーブルに従って所
定の値に変換された後、イニシャルタッチレスポンス信
号（以下、　ＩＴＲ信号という。）としてトーンジェネ
レータ１８に出力される。なお、この変換はトーンジェ
ネレータ１８の入力特性に起因するものであり、詳細は
後述する。

ＩＴＲ信号が入力されるトーンジェネレータ１８は楽音
信号を形成出力する回路であり、変換回路１７から出力
されるＩＴＲ信号の他、第２の比較器１２ｂから出力さ
れる第２の判定信号がキーオン信号（以下、ＫＯＮ信号
という。）として入力され、また、Ａ／Ｄ変換回路１１
が出力する指の曲げ量を表す検出信号がアフタータッチ
レスポンス信号（以下、ＡＴＲ信号という。）として入
力されている。そして、このトーンジェネレータ１８に
おいては、ＫＯＮ信号により楽音信号の発生が制御され
るとともに、ＩＴＲ信号とＡＴＲ信号とにより該発生楽
音信号のピッチ、音色、音量などの楽音要素が制御され
るようになっている。

次に、上記構成からなる本実施例の楽音制御装置につい
て、その作用を説明する。

演奏者が、第２図に示す可動部材を手に装着した状態で
指を曲げると、センサ１ｏはその曲げ量を検出し、その
曲げ量を表す検出信号を出力する。

そして、この検出信号はＡ／Ｄ変換回路１１によってデ
ィジタルの検出信号に変換され、第１および第２の比較
器１２　ａ、　　１２　ｂとトーンジェネレータ１８に
入力される。

ここで、第３図を参照すると、同図は、指を曲げる動作
を行なう際の経過時間（はぼ曲げ量に比例しているとす
る。）と、時間の経過にともなって検出される曲げ量を
表す検出信号の出力値との関係を示している。

前述したように、二つの基準信号Ａｌ、Ａ２を基準とし
て、指は第１段階の位置状態から徐々に第２段階を経て
第３段階の位置状態へと移行する。

そして、第１の比較器１２ａは指の曲げ量の検出信号と
基準信号Ａ１とを比較し、検出信号が大きくなった時点
（ｔｌ）、すなわち、第１段階から第２段階へ移行する
時点で第１の判定信号を出力する。すると、第１のワン
ショット回路１４ａがこの第１の判定信号の立上がりを
検出し、カウンタ１５はその立上がりが検出されたタイ
ミングでリセットされる。リセットされたカウンタ１５
は「０」からカウントをし直すため、これは、カウンタ
１５が時刻ｔ１の時点から経過時間を計測し始めること
を意味する。

一方、指がさらに曲げられ、第２段階から第３段階の位
置状態へ移行すると、第２の比較器１２ｂが指の曲げ量
を表す検出信号と基準信号Ａ２との比較において、これ
を検知する。すると、第２の比較器１２ｂからは第２の
判定信号が出力され、ＩＪ２のワンショット回路１４．
　ｂがこの第２の判定信号の立上がりタイミング（ｔ２
）を検知する。

この結果、同タイミングでレジスタ１６のロード端子に
信号が入力され、そのときにおけるカウンタ１５のカウ
ントデータがレジスタ１６にロードされる。

従って、時刻し２の時点でレジスタ１６にロードされる
カウントデータは、　（ｔ２−ｔｌ）の時間を示すデー
タとなり、これは指が基準信号Ａｌ。

Ａ２で示される二位置間を通過する時間である。

例えば、指が速く曲げられればこの時間は短くなり、ゆ
っくり曲げられれば長い時間となる。

しかし、イニシャルタッチレスポンスとして考える場合
、速ければ値が大きく、遅ければ値を小さくして制御信
号とするのが普通であり、本実施例のトーンジェネレー
タ１８におけるＩＴＲ信号の入力特性もそのようになっ
ている。このため、変換回路１７がレジスタ１６の値を
変換している。

すなわち、入力値が大きければ小さな値を出力し、入力
値が小さければ大きな値を出力する。なお、この変換の
様子を第４図のグラフで示している。

但し、　トーンジェネレータ１８におけるＩＴＲ信号の
入力特性が、大きな値に対して小さなイニシャルタッチ
レスポンスと認識し、小さな値に対して大きなイニシャ
ルタッチレスポンスと認識する場合は、当然にこの変換
を要しない。

以上のようにして変換回路１７からＩＴＲ信号が得られ
るため、演奏者としてはイニシャルタッチレスポンスを
活かした演奏表現を行なうことができる。

一方、ｆｆ２の判定信号は、ＫＯＮ信号としてトーンジ
ェネレータ１８に入力されている。このため、　トーン
ジェネレータ１８は、指が第３段階の位置状態まで曲げ
られた時点、すなわち、第２の判定信号が出力された時
点で、楽音の発生開始タイミングと認識する。また、そ
の後においては、Ａ／Ｄ変換回路１１の検出信号がＡＴ
Ｒ信号としてトーンジェネレータ１８に入力されている
ため、このＡＴＲ信号で所定の楽音要素がＩｇ御される
。

すなわち、　トーンジェネレータ１８は、ＫＯＮ信号の
立上がりタイミングで楽音信号の発生を開始するととも
に、ＩＴＲ信号とＡＴＲ信号とによって楽音要素の制御
された楽音信号を、前記に○Ｎ信号の立下がりタイミン
グまで発生し続ける。

なお、上記実施例においては、センサ１０が回転摺動材
からなる可変抵抗器でアナログ信号を得ているが、延ば
したり、圧縮されたりすることによって抵抗値が変化す
る部材を指に沿って設置する構成とすることもできる。

また、センサ１０は、指の曲げ具合いを示すためにアナ
ログ信号を出力しているが、デジタル信号を出力するデ
ィジタルエンコーダとしてＡ／Ｄ変換回路１１を省略す
る構成とすることもできる。

さらに、Ａ／Ｄ変換回路１１から出力されるディジタル
信号をデコーダに入力せしめ、このデコーダの出力のう
ち二つの出力線から上記実施例における第１および第２
の判定信号を得る構成とすることもできる。かかる構成
においては、センサ１０の出力はＡ／Ｄ変換回路１１で
数ビットのディジタル信号に変換された後、デコーダに
入力され、当該ディジタル値に対応するデコーダの出力
線に信号が出力されることになる。従って、デコーダの
出力線のうち指の曲げ始め付近に対応する二つの出力線
を選択することにより、ｆｌｉｌおよび第２の判定信号
に相当する信号が得られ、比較器１２と基準信号発生回
路１３が不要となる。

また、センサ１０として、曲げ角度に対応する複数の出
力線を備えたものを使用し、この出力線のうち二つの出
力線からの信号を選んで上記第１および第２の判定信号
を得る構成とすることもできる。かかる構成においては
、曲げ角度がそのままいずれかの出力線に反映されるた
め、Ａ／Ｄ変換回路１１や比較器１２、並びに基準信号
発生回路１３が不要となる。

さらに、上記実施例における変換回路１７では、第４図
に示すように入力値と出力値とをほぼ逆比例となるよう
に変換しているが、前述したように、この変換はトーン
ジェネレータ１８の入力特性によって適宜決定する。ま
た、変換の比を変更可能とすれば、演奏者ごとに相違す
る指の曲げ速度に合わせて調整することができる。なお
、身体の移動速度を示すべくＩＴＲ信号を得る場合、移
動速度とＩＴＲ信号の出力値とが比例する場合のみなら
ず、逆比例する場合も含み、両者間に一定の対応関係さ
えあれば良い。

また、基準信号Ａｌ、Ａ２について両者の差を変更する
ことなく共に大きくしたり小さくしたりできるようにす
れば、キーオンとなる指の曲げ量を調整することができ
、演奏し易くなる。

さらに、Ｋ　Ｏ’Ｎ信号を基準信号発生回路１３に入力
せしめ、ＫＯＮ信号が出力されている期間中は基準信号
Ａ２を少し小さな値とするように構成すれば、楽音信号
の発生タイミングを検出する際にヒステリシス特性を与
えることができる。すなわち、ＫＯＮ信号がオフからオ
ンになるときの基準値よりオンからオフになるときの基
準値がやや小さくなり、誤判断が少なくなる。

また、上記実施例では、二つの位置を基準とし、その間
を通過する速度だけを検出しているが、より多くの位置
を基準として速度の変化状態を検出する構成とすること
もできる６例えば、基準の位置を三つとして、それぞれ
第１の位置、第２の位置、第３の位置とし、指が第１お
よび第２の位置を通過する時間差から当該区間の速度を
検出し、同様に第２および第３の位置を通過する時間差
から当該区間の速度を検出する。そして、両区間の速度
差から加速度を検出し、当該加速度によって楽音要素の
制御を行なうようにしてもよい。

その他、上記実施例では、各指ごとにセンサを設けて以
上の回路からなる装置を構成しており、五本の指に対応
する場合はこの回路を五つ並列に並べて対処することに
なるが、複数のセンサの出力を時分割多重せしめ、以後
の判断を時分割処理で行なう一つの処理回路で構成する
こともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る楽音制御装置のブロッ
ク図、第２図は指の曲げ量を検出する際に使用する可動
部材の上面図、第３図は指を曲げる際の経過時間と指の
曲げ量に応じて検出される検出信号の出力値との関係を
示す経過時間−検出信号関係図、ｆＪ４図は第１図に示
す変換回路における変換状態を示す入力値−出力値関係
図である。 符 号 の 説 明 １０： センサ ２： 比較器 ５： カウンタ ６： レジスタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 人間の身体の一部の動作を検出してその動作の量を表す
   検出信号を出力する動作検出手段と、この動作検出手段
   が出力する検出信号によつて表される動作の量が所定の
   第１の値から同第１の値とは異なる第２の値まで変化す
   る時間を計測する時間計測手段と を備え、当該計測された時間に対応した制御信号を楽音
   制御信号として出力することを特徴とする楽音制御装置
   。