JPH02273792A - 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制
御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ｖＪ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ポンス）で楽
音要素を制御している。ここで、アフタータッチとは、
＃盤を押鍵する際における押鍵の深さ（位置）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もとづいて楽
音要素を制御していたため、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から当該
身体の一部が予め定めたある一位置を通過する時点を基
準時として検知する基準時検知手段と、この基準時検知
手段によって基準時が検知されてから所定の時間の経過
後における上記動作検出手段の検出信号にもとづいて上
記身体の一部の変位量を検出する変位量検出手段とを備
えたことにある。

［作用コ 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
検出信号を出力する一方で、基準時検知手段がこの検出
信号によって表される動作の量から当該身体の一部が予
め定めたある一位置を通過する基準時を検知し、変位量
検出手段が基準時検知手段によって基準時が検知されて
から所定の時間の経過後における上記動作検出手段の検
出信号にもとづいて上記身体の一部の変位量を検出する
ため、当該変位量とその変位に要した時間から身体の動
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、所定の一位置
を通過してから一定時間経過後の当該身体の一部の変位
量を検出している。そして、検出された変位量を経過時
間との関連から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。

［実施例コ 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、この楽音制御装置で指の
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１０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３ｏ
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５０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、いわゆる蝶番の構造となっ
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４４　ａ　”　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４０
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、その着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。

センサ１ｏ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。

従って、以後、指の曲げ量はディジタル値として取り扱
われる。

Ａ／Ｄ変換回路１１の検出信号は、指がある位置まで曲
げられたか否かを判定するために比較器１２に入力され
ている。比較器１２には、同時に比較の基準となる基準
信号が基準信号発生回路１３から入力されている。すな
わち、比較器１２には指の曲げ量を表す検出信号と基準
信号とが入力されており、比較器１２は当該三信号を比
較して検出信号の方が大きい場合に判定信号を出力する
。この際の基準信号は、指の曲げに対応する大きさの値
を持つ信号であり、そわも指の曲げ始め付近に対応する
比較的小さな値である。なお、基準信号発生回路１３が
出力する基準信号の大きさは、可変回路１４によって調
整できるようになっている。

比較器１２から出力される判定信号は、タイマ回路１５
のリセット端子Ｒに入力されている。タイマ回路１５は
、リセット端子Ｒに入力される信号の立ち上がり時点か
らクロック端子ＧＫに入力されるクロック信号φのカウ
ントを開始し、所定時間１０が経過するのを判断する回
路である。従って、比較器１２から判定信号が出力され
るとき。

言い替えれば、指がある位置を越えて曲げられたときか
らカウント動作を開始し、所定のクロック数をカウント
するとタイマー信号を出力して一定時間ｔｏが経過した
ことを知らせる。なお、この場合、指を曲げる際の比較
的初期における指の曲げ量を検出してその速度を検出す
るのであるから、クロックをカウントする時間はかかる
要求に適応する微少時間である。

タイマ回路１５から出力されるタイマ信号は、ラッチ回
路１６のロード端子ＬＤに入力されており、また、この
ラッチ回８１８のデータ入力端子には上述したＡ／Ｄ変
換回路１１の出力信号が入力されている。そして、ラッ
チ回路１６は、タイマ信号が入力された時点におけるＡ
／Ｄ変換回路１１の出力信号をラッチする。従って、ラ
ッチ回路１６においてラッチされたデータは、指が曲げ
られである位置を越えた後、所定の微少時間が経過した
ときの指の曲げ量ということになる。

ラッチ回路１６がラッチした指の曲げ量は、変換回路１
７に入力される。この変換回路１７は。

ラッチ回路１６の出力データをイニシャルタッチレスポ
ンス信号（以下、　　ＩＴＲ信号という。）に変換する
変換テーブルである。変換テーブルは、後述するように
可変回路１４を設けたときに必要となる他、　ＩＴＲ信
号が入力されるトーンジェネレータ１８の入力特性に応
じて必要となる場合もある。また、逆に可変回路１４を
省略し、かつ、トーンジェネレータ１８の入力特性がラ
ッチ回路１６の出力特性にマツチする場合は不要である
。

変換回路１７を経由されたランチ回路１６のランチデー
タは、ＩＴＲ信号としてトーンジェネレータ１８に入力
される。

トーンジェネレータ１８には、このＩＴＲ信号の他、次
に述べるキーオン信号（以下、ＫＯＮ信号という。）と
アフタータッチレスポンス信号（以下、ＡＴＲ信号とい
う、）が入力され、ＫＯＮ信号によって楽音信号の発生
が制御されるとともに、ＩＴＲ信号とＡＴＲ信号とによ
って、発生される楽音信号のピッチや音色、及び音量な
どの楽音要素が！制御されるようになっている。

ＫＯＮ信号を得るために１本実施例では、比較器１２の
判定信号を遅延回路１９に入力している。

この際、遅延回路１９における遅延時間は、タイマ回路
１５におけるカウント時間とほぼ同じか、僅かに遅い程
度である。これは、比較器１２から判定信号が出力され
ることによってタイマ回路１５が一定時間を計時し、そ
の後、ラッチ回路１６でラッチが行なわれた時点で遅延
回路１９から判定信号が出力されるようにするためであ
る。

従って、ラッチ回路１６におけるラッチデータが更新さ
れた後に、判定信号がＫＯＮ信号としてトーンジェネレ
ータ１８に入力される。

ＡＴＲ信号については、Ａ／Ｄ変換回路１１の出力がそ
のままトーンジェネレータ１８に入力されている。

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１０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、比較器１２とランチ回
路１６、及び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。

指が曲げられるとともに、センサ１０の出力は徐々に増
加するが、比較器１２において指が曲げられ始めたと認
識する位置で、センサ１ｏの出力値がＡＯになるとする
。逆にいえば、センサ１゜の出力信号と基準信号とを比
較する際、基準信号の値をＡＯとして両信号を比較する
ことにより、指が曲げられ始めたか否かを検知すること
ができる。なお、説明の簡略のため、センサ１ｏの出方
値とは、広い意味でＡ／Ｄ変換回路１１の出力値をも意
味するものとする。

いま、指を比較的ゆっくり曲げてみたとする。

センサ１０の出力値は徐々に上がり、時刻ｔ１のときに
出力値がＡＯになったとする。この時点で比較器１２か
らは判定信号が出力され、その立ち上がりでタイマ回路
１５が作動を開始する。　すなわち１判定信号の立ち上
がりは、基準時（指が曲げられ始めたときに、これを検
知するための位置を越えたと判断する時点）を示してい
る。

指は更に曲げられ、センサ１０の出力値も上昇する。タ
イマ回路１５が計時するタイマ時間はｔｏであるから、
時刻ｔｌ＋ｔｏのときにタイマ回路１５から出力される
タイマ信号によってランチ回路１６がセンサ１０の出力
値をラッチする。このときは、指をゆっくり曲げている
ため、タイマ時間し０の間に指が曲げられた変位量はさ
ほど大きくなく、センサ１０の出力値はＡ１であったと
する。

これに対し、次に指を速く曲げてみたとする。

理解の便宜のため、この場合もセンサ１０の出力値がＡ
Ｏとなったのは時刻ｔ１であったとする。

時刻ｔ１からタイマ回路１５が作動を開始し。

先はどと同じ時間ｔＯを計測し始める。しかし。

今回は指を速く曲げているため、同じ時間１０の間にも
指はたくさん曲げられる。どなれば、時刻ｔｔ　＋ｔｏ
におけるセンサ１０の出力値も先はどよりは大きく、ラ
ッチ回路１６でラッチされたセンサ１０の出力はＡ２に
なったとする。

かかる場合、指の変位量はゆっくり曲げた場合で（ＡＩ
　−ＡＯ）に対応し、速く曲げた場合は（Ａ２−ＡＯ）
に対応するが、ＡＯの値は固定であるため、ラッチ回路
１６のラッチデータ（Ａ２またはＡｌ）を元に指の変位
量も分かる。従って、Ａ２またはＡＩによって指の変位
量が検知でき。

更にこの変位量は予め定めた一定時間ｔｏあたりの変位
量であるから、Ａ２またはＡＩから導かれる変位量は速
度に比例的な関係となる。

以上のことから分かるように、ラッチ回路１６のラッチ
データは指を曲げる速度に比例的な関係となっているた
め、変換回路１７を介してトーンジェネレータ１８の入
力特性に適合するよう調整すれば、このラッチデータは
ＩＴＲ信号となる。

ところで、比較器１２における比較の基準となる基準値
は、可変回路１４によって調整可能となっているが、こ
の基準値を変更すると変換回路１７における変換テーブ
ルを変更する必要が生じる。

第４図は、基準値を変更した場合、同じ速度で指を曲げ
たにもかかわらず、ラッチ回路１６の出力値が変化する
様子を示している。

最初の基準値がＡＯＩであったとすると、センサ１０で
検出される指の曲げ量がＡＯＩに相当する時刻がｔｌｌ
であり、一定時間ｔｏが経過した時刻ｔ　１１＋　ｔ　
Ｏにはセンサ１０の出力値がＡｌｌになっていたとする
。これに対し、基準値をＡＯＩより大きいＡＯ２に変化
させれば、センサ１０の出力値がＡＯ２より大きくなる
のは時刻ｔｌｌより遅い時刻ｔ１２となる。同じ速度で
指を曲げているのであるから、センサ１０の出力値は時
刻が後の方が太きくなるからである。同様に、これから
時刻１０が経過した時刻ｔ　１２＋　ｔ　Ｏにおける指
の曲げ量は、少なくとも時刻ｔ　１１＋　ｔ　Ｏにおけ
る指の曲げ量より大きいのが当然であり、センサ１０の
出力値はＡｌｌより大きいＡｌ１となる。すなわち、基
＄値を大きくすると基準値を越える時刻が遅くなる結果
、ラッチ回路１６でラッチされるデータも大きな値とな
ってしまう。従って、かかることが起こらないように基
準値を変化させる際には変換回路１７における変換テー
ブルを変化させる。すなわち、基準値を大きくすれば、
入力値に対する出力値の比率を小さ（し、基準値を小さ
くすればこの比率を大きくする。この様子を第５図に示
している。

なお、具体的には、変換回路１７をＲＯＭで構成してラ
ッチ回路１６のデータと可変回路１４のデータをアドレ
ス入力とし、その読み出しデータを変換後のデータとす
ればよい。これにより、可変回路１４が出力するデータ
に従って異なるアドレスが参照され、可変回路１４の出
力データに対応した複数の変換テーブルを用意したこと
になる。

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。

この際、比較器１２は、指がある一位置を越えて曲げら
れているか否かを検出しているので、その判定信号を用
いてＫＯＮ信号とすることが考えられる。しかし、ラッ
チ回路１６で新しいデータがラッチされるのは、判定信
号の立ち上がりでタイマ回路１５がカウント動作を行な
った後である。

従って、判定信号をそのままＫＯＮ信号とすると、ＫＯ
Ｎ信号が出力された直後は、ラッチ回路１６において前
回のＩＴＲ信号を得る際にラッチしたラッチデータがト
ーンジェネレータ１８に入力されてしまう、このため、
判定信号を遅延回路１９で遅延させるのであり、その遅
延時間は少なくともタイマ回路１５のカウント時間に変
換回路１７による遅延時間などを加えた時間でなければ
ならない。

ＡＴＲ信号については、楽音信号の発生開始がＫＯＮ信
号で制御されているため、ＫＯＮ信号の発生前に出力さ
れていても問題なく、Ａ／Ｄ変換回路１１から、直接、
　トーンジェネレータ１８に出力している。

この結果、　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信号の立ち下がりから所
定時間が経過して楽音の減衰が終了するまで発生し続け
る。

なお、上記実施例では、クロックをカウントして時間を
計測するタイマ回路１５を備えているが、タイマ回路に
限らず公知の計時手段で構成することもできる。例えば
、比較器の出力を所定時間遅延する遅延回路を設けて一
定時間を計時することもできる。また、単安定マルチバ
イブレータにおける立ち上がりから定常状態に復帰する
までの時間を利用することも可能であり、この場合、い
わゆる立ち下がりのエツジを検出して一定時間の経過と
判定することができる。

センサ１０は、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、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、所定の曲げ量になってから検出信
号を出力するようにすれば、比較器１２で基準信号と比
較する必要がなくなる。

この他にも、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、この出力線のうち一
つの出力線からの信号を選んで上記判定信号を得るとと
もに、各出力線をエンコーダに接続してそのエンコード
出力をラッチ回路１６でラッチす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
。

前述したように、変換回路１７は、可変回路１４の有無
やトーンジェネレータ１８の入力特性に応じて必要とな
ったり不要となったりする。そして、その構成も各種の
ものに変更し得る。例えば、ラッチ回路１６のラッチデ
ータから基準信号ＡＯを減算すると速度に比例する信号
となるため、第６図に示すようにラッチデータから基準
信号発生回路１３の基準信号（あるいは、可変回路１４
から出力される基準信号値の情報）を減算する構成とす
ることもできる。また、第７図に示すように、この減算
回路の出力に特性曲線を付与する変換回路を付加し、低
速領域ではＩＴＲ信号を敏感にするとともに、高速領域
では緩慢なＩＴＲ信号を出力するなどの自由な特性を得
るようにすることもできる。その他、変換の比を変更可
能な構成とすれば、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的な関係となる場合のみならず、
逆比例的な関係となる場合も含み、両者間に一定の対応
関係さえあれば良い。

ＫＯＮ信号を基準信号発生回路１３に入力せしめ、ＫＯ
Ｎ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キーのオン・オフ検出に対してヒス
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。

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、以後の判所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、ｆＪ２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および４図は指を曲げる動作を行
なう際の経過時間とセンサの出力値との関係を示す経過
時間−出力値関係図、第５図は変換回路における変換の
比率を示す比率図、第６図および第７図は変換回路の変
形例を示す回路図である。 符　　号　　の　　説　　明 １０：　センサ　　　　１２：　比較器１５：　　タイ
マ回路 １６二　　ラッチ回路

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から当該
   身体の一部が予め定めたある一位置を通過する時点を基
   準時として検知する基準時検知手段と、 この基準時検知手段によって基準時が検知されてから所
   定の時間の経過後における上記動作検出手段の検出信号
   にもとづいて上記身体の一部の変位量を検出する変位量
   検出手段と を備え、当該計測された変位量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。