JPH0794965B2

JPH0794965B2 - 曲げ検出器

Info

Publication number: JPH0794965B2
Application number: JP2416359A
Authority: JP
Inventors: 孝道増渕
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH04233443A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、曲げが行なわれた場所
を検出し、その場所毎の出力を得る曲げ検出方法および
検出器に関し、例えば楽音制御装置等に用いて好適なも
のである。

【０００２】

【従来の技術】自然楽器においては、例えば、ピアノ、
ギター等で代表されるように、弦や鍵盤を弾いたりする
ことによって楽音の発生を制御するのが一般的である。
ところで、弾く等以外の他の動作に基づいて発生楽音を
制御することが可能になれば、楽器を演奏するという従
来の感覚から離れることができ、新たな演奏方法による
楽しみや新たな演奏効果を得ることが可能になる。

【０００３】このような観点から本出願人は、身体の動
きを検出するセンサを人間の身体の一部に装着し、この
センサからの検出に基づいて楽音の発生を制御する楽音
制御装置を提案している。このような装置に用いられる
従来の曲げセンサとして出願人は、例えば、図８にその
全体図を示すようなものを提案している。同図におい
て、曲げセンサ１は大きく分けて本体部２、基端部３お
よびコード４によって構成される。本体部２は細長い板
状をしており、その内部には歪センサ５が設けられてい
る。本体部２の内部では歪センサ５（センサ部に相当）
が適宜リード線（リード部に相当し、図示略）接続さ
れ、そのリード線は基端部３を介してコード４に接続さ
れている。曲げセンサ１は演奏者の身体の必要部位に取
付けられ、身体が曲げられたとき歪センサ５によりその
曲げを検出して所定の検出信号を発生し、コード４を通
して外部に出力する。

【０００４】ここで、例えば図８の曲げセンサで身体の
どの部位がどれだけ曲げを受けたかを知ろうとした場
合、曲げを受ける部位に応じてセンサを設置している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
指のセンサで各指全体の曲げを測定しており、その場
合、指の第２関節で曲げたものか第３関節で曲げたもの
か、あるいは両方で曲げたものか区別がつかなかった。
故に、従来の曲げセンサで複数の部位の曲げを検出しよ
うとした場合には、その部位のそれぞれに応じて１つず
つ曲げセンサを配設する必要があり、そのため部品数の
増加も線材の引き回しの繁雑化などの問題点が生じてい
た。

【０００６】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので、複数の部位の測定の可能な曲げセンサの構成を簡
略化することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項１記載の発明では、可撓性を有し、一
方向に長い平板形状を有するベース部材と、前記ベース
部材の曲げに対応する信号を出力するＵ字状歪センサで
あって、前記ベース部材の同一面または両面に設けら
れ、互いに形状および設置位置が異なる少なくとも２つ
のＵ字状歪センサと、前記少なくとも２つのＵ字状歪セ
ンサが出力する信号により前記ベース部材の曲げ量を検
出する検出手段とを有する曲げ検出器であって、

【０００８】前記少なくとも２つのＵ字状歪センサは、
測定対象とする部位を含む第１の歪センサと、該第１の
歪センサの測定範囲のうち該測定対象とする部位を除く
残りの部位を測定範囲とする第２の歪センサを含み、前
記検出手段は該第１の歪センサの出力と該第２の歪セン
サの出力との差を該測定対象とする部位の曲げ量として
検出することを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明では、可撓性を有し、
一方向に長い平板形状を有するベース部材と、前記ベー
ス部材の曲げに対応する信号を出力するＵ字状歪センサ
であって、前記ベース部材の同一面または両面に設けら
れ、互いに形状および設置位置が異なる少なくとも２つ
のＵ字状歪センサと、前記少なくとも２つのＵ字状歪セ
ンサが出力する信号により前記ベース部材の曲げ量を検
出する検出手段とを有する曲げ検出器であって、前記少
なくとも２つのＵ字状歪センサの各入力端および各出力
端を前記ベース部材の一方の基端部において前記検出手
段と電気的に接続したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明では、同一のベース部材上
に設けられた第１の歪センサおよび第２の歪センサを含
む少なくとも２つの歪センサからの出力信号は検出手段
に入力され、第１の歪センサから出力される目的とする
箇所を含む複数の箇所の歪み量に対応する信号と、第２
の歪みセンサから出力される上記複数の箇所のうち、目
的とする箇所を除く箇所の歪み量に対応する信号との差
を測定対象とする部位の曲げ量とする。このため測定対
象とする部位の曲げ量のみを、その測定範囲のうち測定
対象としない部位の影響なしに検出することができる。

【００１１】また、請求項２記載の発明では、一方向に
長い形状のベース部材上に設けられた少なくとも２つの
歪センサの出力を、そのベース部材の基端部において検
出手段と電気的に接続している。

【００１２】したがって、検出器の線材の引き回しが簡
略化されるとともに、曲げによる変形の少ない基端部で
リード線の接続がなされるため、接続が安定し、耐久性
が向上する。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明の第１実施例の構成を示す図
である。同図において、曲げセンサ１１は大きく分けて
本体部１２、基端部１３およびリード線１４によって構
成される。本体部１２（ベース部材に相当）は可撓性の
ある部材からなり、細長い板状をしている。また、その
一方の表面（片面）には歪センサ１５、１６が設けられ
ており、歪センサ１５は長く配置され、歪センサ１６は
短く配置されており、何れも同一面に設けられている。
各センサ１５、１６は長手方向に均一な電気抵抗特性を
有している。ただし、センサ１５、１６間で全く同一の
特性である必要はない。曲げセンサ１１は演奏者の身体
の必要部位に取付けられ、身体が曲げられたとき歪セン
サ１５、１６によりその曲げに対応して所定の検出信号
を発生し、リード線１４を通して外部に出力する。歪セ
ンサ１５、１６の端部は出力取り出し部１４ａとしてリ
ード線１４に接続されており、リード線１４は検出器１
７に接続されている。なお、歪センサ１５、１６とリー
ド線１４を本体部１２に形成する工程は同じ工程で行わ
れる。検出器１７は歪センサ１５、１６の出力信号を検
出してその曲げの部位を検出する処理を行い、その処理
結果をマイクロコンピュータ１８に出力する。ここで、
検出器１７の詳細は図２に示され、検出器１７は定電流
源２１、２２およびＡ／Ｄ変換器２３を有している。歪
センサ１５、１６はそれぞれ各定電流源２１、２２に直
列に接続され、各定電流源２１、２２の上流側から出力
が取り出されてＡ／Ｄ変換器２３に供給され、Ａ／Ｄ変
換されてマイクロコンピュータ２４に出力される。な
お、図中に示す［出力１］、［出力２］については後述
する。マイクロコンピュータ２４は検出器１７によって
検出された曲げの検出結果から曲げの部位の判別を行う
ために以下に示す処理を行う他に、楽音の制御のために
必要な演算処理を行なって人間の身体の動きに伴う楽音
の発生を制御する制御信号を生成して音源２５に出力す
る。

【００１４】図１に示すように本体部１２をＡ部とＢ部
に分け、歪センサ１５で検出された曲げ量を［出力
１］、歪センサ１６で検出された曲げ量を［出力２］と
した場合、Ａ部の曲げ量＝［出力１］−［出力２］Ｂ部の曲げ量＝［出力２］として曲げ部位の検出処理を行う。検出器１７およびマ
イクロコンピュータ１８は検出手段１９を構成してい
る。

【００１５】音源２５は物理的に必要な楽音を発生させ
るととにも、マイクロコンピュータ１８からの制御信号
に基づいて発生楽音に必要な処理を加え、処理後の楽音
をサウンドシステム２６に出力し、サウンドシステム２
６から生成楽音が外部に音として伝達される。

【００１６】以上の構成において、曲げセンサ１１は演
奏者の身体の必要部位に取付けられ、身体が曲げられた
とき歪センサ１５、１６によりその曲げを検出して所定
の検出信号を発生し、この検出信号に基づき最終的にサ
ウンドシステム２６から身体の動きに対応した生成楽音
が外部に音として伝達される。この処理については、後
述する。

【００１７】ここで、図１の曲げセンサ１１を人間（演
奏者）の身体に装着して身体のどの部位がどれだけ曲げ
を受けたかを知ろうとした場合、歪センサ１５、１６に
よって曲げを受ける部位が検出される。具体的には、図
１に示すように本体部１２をＡ部とＢ部に分けた場合、Ｂ部の曲げ量＝歪センサ１６で検出された曲げ量Ａ部の曲げ量＝（歪センサ１５で検出された曲げ量）−
（歪センサ１６で検出された曲げ量）となる。したがって、身体の曲げ部位に応じた検出を行
うことができる。

【００１８】次に、上述した曲げ角度検出器を電子楽器
に適用した場合の構成について図４を参照して詳しく説
明する。この例ではＡ部の曲げ量を指の第１関節の曲げ
量として音量を制御する。また、Ｂ部の曲げ量を指の第
２関節の曲げ量としてリバーブ深さを制御する。図４に
おいて、２０−１〜２０−５は右手の親指〜小指の各指
のＡ部の曲げ角度を各々検出する曲げ角度検出器、２０
−１１〜２０−１５は右手の親指〜小指の各指のＢ部の
曲げ角度を各々検出する曲げ角度検出器、２０−６〜２
０−１０は左手の親指〜小指の各指のＡ部の曲げ角度を
各々検出する曲げ角度検出器、２０−１６〜２０−２０
は左手の親指〜小指の各指のＢ部の曲げ角度を各々検出
する曲げ角度検出器である。これらは、図３に示す手袋
型の装着具１１０の各１１１ａ〜１１１ｅ内に各々収納
された複数の曲げセンサ５１と、図２に示す検出回路等
によって各々構成されている。

【００１９】上記曲げ角度検出器２０−１〜２０−２０
から各々出力された検出電圧ＶＳは、Ａ／Ｄコンバータ
１２１−１〜１２１−２０に供給される。Ａ／Ｄコンバ
ータ１２１−１〜１２１−２０は、曲げ角度検出器２０
−１〜２０−２０から各々供給される検出電圧ＶＳを所
定ビットのデジタルデータに変換するものであり、これ
により得られたデータは、マルチプレクサ１２２へ供給
される。マルチプレクサ１２２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２
０チャンネル分のＡ／Ｄコンバータ１２１−１〜１２１
−２０から各々出力されるデータのいずれかを択一選択
して出力する。また、１２４はＣＰＵ（中央処理装
置）、１２５はＣＰＵ１２４で用いられるプログラムが
記憶されたＲＯＭ、１２６はワークエリアとして用いら
れるＲＡＭである。ＣＰＵ１２４はマルチプレクサ１２
２に供給するチャンネル・セレクト信号ＣＳを順次変化
させ、Ａ／Ｄコンバータ１２１−１〜１２１−２０の出
力データを高速でスキャンし、これにより得られた各チ
ャンネル毎のデータを、音量データＡＭＰ１〜ＡＭＰ１
０、リバーブデータＡＭＰ１１〜ＡＭＰ２０として逐次
ＲＡＭ１２６に格納する。また、１２７は１０チャンネ
ル分の楽音信号を時分割で生成するＴＧ（トーンジェネ
レータ）であり、予め各チャンネル毎に割当てられた音
高（Ｃ１〜Ｅ２）であって、ＣＰＵ１２４から供給され
た各チャンネル毎の音量データＡＭＰ１〜ＡＭＰ１０に
応じたレベルであって、リバーブデータＡＭＰ１１〜Ａ
ＭＰ２０に応じたリバーブ深さの楽音信号を順次サウン
ドシステム１２８へ供給する。サウンドシステム１２８
はＴＧ１２７から供給された楽音信号を増幅するアンプ
と、このアンプで増幅された楽音信号によって駆動され
るスピーカとによって構成されている。

【００２０】次に、上述した構成による電子楽器の動作
について、図５に示すフローチャートを参照して説明す
る。まず、図示せぬ電源スイッチが投入されると、ＣＰ
Ｕ１２４はステップＳＰ１において初期設定を行った
後、ステップＳＰ２に進み、処理すべきチャンネルを示
す値ｉを１に設定する。次いで、ステップＳＰ３へ進
み、右手親指の第１関節曲げ角度を検出する曲げ角度検
出器１２０−１を指定するためのチャンネル・セレクト
信号ＣＳをマルチプレクサ１２２へ供給し、これにより
曲げ角度検出器１２０−１から供給されたデータを音量
データＡＭＰ１としてＲＡＭ１２６に格納する。そし
て、次のステップＳＰ４に進み、値ｉがｉ＞１０となっ
たか否かを判別し、値ｉが１０以下であると判断された
場合はステップＳＰ５で値ｉに１０を加えてステップＳ
Ｐ３に戻る。ステップＳＰ３ではリバーブ深さＡＭＰ
（ｉ＋１０）がＲＡＭ１２６に格納され、ステップＳＰ
４に進む。ステップＳＰ４では、このとき値ｉがｉ＞１
０であるので、次のステップＳＰ６に進む。ステップＳ
Ｐ６では値ｉから１０を引き、ステップＳＰ７では音量
データＡＭＰＣをＡ部の曲げ量にするために、［音量デ
ータＡＭＰＣｉ−リバーブデータＡＭＰ（ｉ＋１０）］
を演算し、音量データＡＭＰＣｉを格納して次のステッ
プＳＰ８に進む。ステップＳＰ８ではＴＧ１２７の第１
チャンネルに対して音量データＡＭＰとリバーブデータ
ＡＭＰ１１を供給する。これにより、第１チャンネルに
割当てられたＣ１の音高であって、右手親指のＡ部の曲
げ量に応じた音量であってＢ部の曲げ量に応じたリバー
ブ深さの楽音がサウンドシステム１２８のスピーカから
発音される。この場合、指の第１関節を深く折り曲げる
程、音量データＡＭＰｉの値が大きくなるので、それに
応じてサウンドシステム１２８から発せられる音量も大
きくなる。また、指の第２関節を深く折り曲げる程、リ
バーブデータＡＭＰ１１の値が大きくなるので、それに
応じてサウンドシステム１２８から発せられる音のリバ
ーブも深くなる。次に、ステップＳＰ９へ進み、処理す
べきチャンネルを示す値ｉを１だけインクリメントして
ステップＳＰ１０へ進む。このステップＳＰ１０におい
ては、値ｉがｉ＞１０となったか否かを判別し、ｉ＞１
０であると判断された場合は、次のステップＳＰ１１へ
進み、ｉが１０以下であると判断された場合は、ステッ
プＳＰ３へ戻る。これにより、ステップＳＰ１０におい
てｉ＞１０であると判断されるまで、上述したステップ
ＳＰ３〜ステップＳＰ９を繰り返し実行し、そして、１
０チャンネル分の処理を実行した後、ステップＳＰ１１
において、その他の処理を実行し、再びステップＳＰ２
に戻る。

【００２１】以上により、右手の親指〜小指と、左手の
親指〜小指を１本ずつ折り曲げることにより、音高がＣ
１〜Ｅ２まで変化し、さらに各指の第１関節を深く折り
曲げる程、各指に対応した音高の音が大きく発音され、
また各指の第２関節を深く折り曲げる程、各指に対応し
た音高のリバーブが深くなる。この適用例においては、
どの指を折り曲げるかによって音高が指定され、各指の
第１、第２関節の曲げ量に応じて音量とリバーブ深さが
変化するように構成したが、リバーブ以外の効果や、他
の楽音パラメータを制御するようにしてもよい。さら
に、抵抗体１５、１６（歪センサに相当）の抵抗値の単
位時間当りの変化率を求めて、各指を曲げる速度に応じ
て、種々の楽音パラメータを制御するようにしても構わ
ない。

【００２２】このように、本実施例では曲げを受ける部
位を検出する場合、各歪センサ１５、１６とリード線１
４との接続が接続部１４ａによって基端部１３に近い本
体部１２の端部で強固に行われるため、両者の接続を安
定にすることができる。また、歪センサ１５、１６とリ
ード線１４の形成工程は同じ工程で行われるため、従来
に比較して複数のセンサを身体に取付けるという面倒さ
が回避される。さらに、歪センサ１５、１６は可撓性の
ある本体部１２の表面に配置され、リード線１４との接
続は接続部１４ａによって基端部１３に近い本体部１２
の端部で強固に行われるため、曲げに対してリード線１
４の耐久性を確保しつつ、しかも曲げに対してリード線
１４の抵抗値を変化しないようにすることができる。

【００２３】次に、図６は本発明の第２実施例を示す図
であり、本実施例は歪センサのセンサ部の配置を変えた
ものである。すなわち、図６（ａ）において、本体部３
１（ベース部材に相当）には歪センサ３２〜３４が同心
的に配置され、各歪センサ３２〜３４はそれぞれセンサ
部３２ａ〜３４ａおよびリード部３２ｂ〜３４ｂを有し
ている。ただし、他方のリード部３２ｂ〜３４ｂは途中
から３本共１つにまとめられている。そして、各リード
部３２ｂ〜３４ｂの端部は第１実施例と同様にリード線
１４に接続される。一方、図６（ｂ）に示すものは、
（ａ）の例とは逆にリード部をまとめたものである。す
なわち、本体部４１（ベース部材に相当）には歪センサ
４２〜４４が同心的に配置され、各歪センサ４２〜４４
はそれぞれセンサ部４２ａ〜４４ａおよびリード部４２
ｂ〜４４ｂを有している。ただし、他方のリード部４２
ｂ〜４４ｂは途中から３本共１つにまとめられている。
各部の製造工程も接続は第１実施例と同様に行われる。
したがって、歪センサ３２〜３４、４２〜４４をこのよ
うに配置した場合であっても、前述の第１実施例と同様
の方法により身体の各部の部位を検出することができ、
同様の効果を得ることができる。

【００２４】次に、図７は本発明の第３実施例を示す図
である。図７は曲げセンサの主に全体図を示し、同図に
おいて、曲げセンサ５１は大きく分けて本体部５２、基
端部５３およびリード線５４によって構成される。本体
部５２（ベース部材に相当）には２組の歪センサ５５、
５６が設けられている。歪センサ５５は図中Ｃの部位に
そのセンサ部５５ａが配置され、センサ部５５ａは接続
部５５ｂによってリード部５５ｃに接続されてリード線
５４に導かれる。一方、歪センサ５６は図中Ｄの部位に
そのセンサ部が配置され、そのままリード線５４に接続
されている。各部の製造工程や接続は第１実施例と同様
に行われる。したがって、本実施例では、第１実施例の
ように接続部５５ｂがないものに比べると、センサ部５
５ａとリード部５５ｃとの接続の安定性が劣るものの、
部位Ｃ、Ｄをそれぞれ２組の歪センサ５５、５６の小さ
なセンサ部によって検出可能であるとともに、第１実施
例と同様の効果を得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、長さ又は位置の互いに異なる２つの歪センサを同一
のベース部材上に設けたため、複数の部位の測定が容易
に可能になるとともに、センサとしての機能が簡略化さ
れ、部品数の減少を図ることができる。また、第１の歪
センサは目的とする箇所を含む複数の箇所の歪み量に対
応する信号を出力し、第２の歪みセンサは上述した複数
の箇所のうち、目的とする箇所を除く箇所の歪み量に対
応する信号を出力し、検出手段が第１の歪みセンサが出
力した信号と第２の歪みセンサが出力した信号との差を
求めることで、上記目的とする箇所の歪み量を正確に測
定できるので、例えば指のように人体の他の関節に比べ
て小さく、第１，第２関節の曲げを個別に行い難い箇所
でも各関節の曲げを正確に検出することができる。さら
には、検出手段の線材の引き回しが簡略化されるととも
に、曲げによる変形の少ない基端部においてリード線の
接続がなされるため、接続を安定させ、耐久性を向上さ
せることができるばかりでなく、無線の送受信機のよう
な機材を組み込む必要がないので曲げ検出器本体の小型
化が可能となり、一端側のみの結線状態を安定させれば
よく、関節の曲げ動作によって検出部分に歪が生じても
接続が安定した状態を維持し易いという効果を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の全体構成を示す図であ
る。

【図２】同実施例の検出器の回路図である。

【図３】同実施例による曲げ角度検出器の構成を示す
斜視図である。

【図４】同実施例による曲げ角度検出器を用いた電子
楽器の構成を示すブロック図である。

【図５】同実施例における電子楽器の動作を説明する
フローチャートである。

【図６】本発明の第２実施例の歪センサの配置を示す
図である。

【図７】本発明の第３実施例の歪センサの配置を示す
図である。

【図８】従来の曲げセンサの斜視図である。

【符号の説明】

１１、５１：曲げセンサ、１２、３１、４１、５２：本
体部（ベース部材）、１３、５３：基端部、１４、５
４：リード線、１５、１６、３２〜３４、４２〜４４、
５５、５６：歪センサ、１７：検出器、１８：マイクロ
コンピュータ、１９：検出手段、２５：音源、２６：サ
ウンドシステム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性を有し、一方向に長い平板形状を
有するベース部材と、前記ベース部材の曲げに対応する信号を出力するＵ字状
歪センサであって、前記ベース部材の同一面または両面
に設けられ、互いに形状および設置位置が異なる少なく
とも２つのＵ字状歪センサと、前記少なくとも２つのＵ字状歪センサが出力する信号に
より前記ベース部材の曲げ量を検出する検出手段とを有する曲げ検出器であって、前記少なくとも２つのＵ字状歪センサは、測定対象とす
る部位を含む第１の歪センサと、該第１の歪センサの測
定範囲のうち該測定対象とする部位を除く残りの部位を
測定範囲とする第２の歪センサを含み、前記検出手段は該第１の歪センサの出力と該第２の歪セ
ンサの出力との差を該測定対象とする部位の曲げ量とし
て検出することを特徴とする曲げ検出器。
【請求項２】可撓性を有し、一方向に長い平板形状を
有するベース部材と、前記ベース部材の曲げに対応する信号を出力するＵ字状
歪センサであって、前記ベース部材の同一面または両面
に設けられ、互いに形状および設置位置が異なる少なく
とも２つのＵ字状歪センサと、前記少なくとも２つのＵ字状歪センサが出力する信号に
より前記ベース部材の曲げ量を検出する検出手段とを有する曲げ検出器であって、前記少なくとも２つのＵ字状歪センサの各入力端および
各出力端を前記ベース部材の一方の基端部において前記
検出手段と電気的に接続したことを特徴とする曲げ検出
器。