JPS63127773A - 楽音制御装置 - Google Patents

楽音制御装置

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JPS63127773A
JPS63127773A JP61274345A JP27434586A JPS63127773A JP S63127773 A JPS63127773 A JP S63127773A JP 61274345 A JP61274345 A JP 61274345A JP 27434586 A JP27434586 A JP 27434586A JP S63127773 A JPS63127773 A JP S63127773A
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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」 この発明は、例えば、演奏者の体の動きに応じて、種々
の楽音を発生させるように楽音制御を行う楽音制御装置
に関する。
「従来の技術」゛ 従来、楽音の発生はピアノ、バイオリン等の楽器を演奏
するか、声帯によるかのいずれかによって行ってきた。
しかし、人間の関節を「曲げる」または「回す」等の動
作を楽音に変換するということは、全く行なわれていな
かった。
「発明が解決しようとする問題点」 そこで、この発明は、人間の「曲げる」または「回す」
という゛動゛作、あるいは、人体の一部の曲げ角度また
は回転角度に対応して楽音を制御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している。
「問題点を解決するための手段」 第1の発明は、人間の関節を「曲げる」または「回す」
という動作を検出する検出手段を具え、前記検出手段の
検出結果に対応して楽音信号を制御する楽音制御データ
を出力するようにしてなることを特徴としている。
また1、第2の発病は、人体の一部の曲げ角度または回
転角度を検出する検出手段を具え、前記検出手段の検出
結果に対応して楽音信号を制御する楽音制御データを出
力するようにしてなることを特徴としている。
「作用」 第1の発明によれば、人間の関節の「曲げる」または「
回す」という動作を検出して楽音を制御し、また、第2
の発明によれば、人体の一部の曲げ角度または回転角度
を検出して楽音を制御する。これにより、人間のボディ
アクションを楽音に変換することが可能となり、リズム
体操その他の分野において種々の効果を得ることができ
る。
「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。
第1図はこの発明の一実施例による楽音制御装置を演奏
者に装着した場合の外観構成を示す図、第2図は同実施
例の電気的構成を示すブロック図である。同装置は、装
置本体1と、右肘用検出部2と、左肘用検出部3と、右
手用検出部4とから構成されており、装置本体lはベル
ト5によって演奏者の腰に装着され、また各検出部2.
3.4は演奏者の在村、在村および右手に各々装着され
ている。なお、この実施例では、装置本体lには楽音制
御装置の外に該制御装置によって制御される楽音形成回
路やスピーカも設けられているものとしている。
ここで、各検出部2.3.4の構成について説明する。
まず、右肘用検出部2は、第3図に示すように構成され
ている。この図において、7aは在村の形状に合わせて
伸縮性を有する素材によって構成されたサポータ状の装
着具であり、この装着具7aの肘関節を覆う部分には薄
型のポテンショメータ8aが取り付けられている。この
ポテンショメータ8aのシャフト9aにはレバー10a
が固着され、このレバー10aの先端は、第4図に示す
ように、シリンダ12aに出し入れ自在に挿入されてい
る。このシリンダ12aの内部には、レバー10aを引
き込むスプリング13aが設けられており、また、シリ
ンダ12aの端部に形成された固定部14aは装着具7
aの前腕中央部を覆う部分に取り付けられている。この
ような構成の右肘用検出部2を、第3図に示すように在
村に装着し、この在村を曲げ伸ばしすると、この曲げ伸
ばしに応じてレバー10aおよびシリンダ12aが揺動
してシャフト9aが回動する。そして、このシャフト9
aの回転角度、すなわち在村の曲げ角度に対応した検出
信号(電圧信号)がポテンショメータ8aからケーブル
15aを介して装置本体lへ供給されるようになってい
る。また、左肘用検出部3は、上述した右肘用検出部2
と同様に構成されているので、上述した各構成要素7a
=15aに各々対応する部分に、符号7b−15bを付
し、その説明を省略する。
次に、右手用検出部4は、第5図および第6図に示すよ
うに構成されている。これらの図において、16は伸縮
性を有する素材によって構成された手袋であり、この手
袋16の手首関節を覆う部分にはポテンショメータ8c
が取り付けられている。このポテンショメータ8cのシ
ャフト9cには、右肘用検出部2と同様に、レバー10
cが固着され、このレバー10cがシリンダ12cに出
し入れ自在に挿入され、シリンダ12cの端部に形成さ
れた固定部14cが手袋16の指の付は根部分を覆う部
分に取り付けられている。そして、右手用検出部4を、
第5図に示すように右手に装着し、この右手を上下に曲
げると、これに応じてシャフト9cが回動し、このシャ
フト9cの回転角度すなわち、右手の曲げ角度に対応し
た検出信号(電圧信号)がポテンショメータ8cからケ
ーブル15cを介して装置本体lへ供給されるようにな
っている。一方、手袋16の各指先先端部16a=16
dの内面には、各指先から受ける押圧力に応じて固有抵
抗値が変化する感圧素子17a〜17dが各々設けられ
ている。そして、第7図(イ)に示すように、指を伸ば
した状態においては、各指先と手袋16の指先先端部1
6a〜16dとの間に余裕があるため、各感圧素子17
a〜+7dに押圧力が作用せず、また第7図(ロ)に示
すよ−うに、指を曲げた状態においては、各指先の曲げ
角度に応じた押圧力が各感圧素子17a=17dに作用
して、固有抵抗値が変化する。これにより、各指先の曲
げ角度に対応した検出信号(電圧信号)が、各感圧素子
+7a=17dからケーブル15cを介して装置本体1
へ供給されるようになっている。なお、感圧素子17a
=17dとして、圧力に応じた電圧を発生する圧電素子
を用いるようにしてもよい。
次に、第2図において、20は7チヤンネルのアナログ
・マルチプレクサであり、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C8に基づいて、ポテンシ
ョメータ8a〜8Cおよび感圧素子17a−17dから
各々供給される検出信号(電圧信号)のいずれかひとつ
を択一選択して出力する。21はアナログ・マルチプレ
クサ20から供給された検出信号を、所定ビットのディ
ジタル検出データに変換するA/Dコンバータである。
また、22はCPU(中央処理装置)、23はCPU2
2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)、24はワークエリアとして用いられる
RAM(ランダムアクセスメモリ)である。CPU22
は、アナログ・マルチプレクサ20に順次変化するチャ
ンネル・セレクト信号C8を供給し、ポテンショメータ
8a〜8Cおよび感圧素子17a=17dの出力を高速
でスキャンする。また、CPU22は、ポテンショメー
タ8aおよび8bから各々供給され、A/Dコンバータ
21で変換された検出データに基づいて、布付および在
村の各曲げ角度を4段階で判別し、この判別結果に基づ
いて、布付と在村の各曲げ角度の組み合わせに応じて所
定の音高を指示するのキーコードデータKCを作成する
。また、ポテンショメータ8cから供給され、A/Dコ
ンバータ21で変換された検出データに基づいて、右手
首の曲げ角度を3段階で判別し、この判別結果に基づい
て、右手首の曲げ角度に応じた音量(大、中、小)を指
定する音量データVOLを作成する。さらに、感圧素子
17a〜17dから供給され、A/Dコンバータ21で
変換された検出データに基づい−て、人差し指、中指、
薬指および小指の各々が曲げられているか否かを判別し
、この判別結果に基づいて、曲げられた指の組み合わせ
に応じて所定の音色(例えば、ピアノ、オルガン、フル
ート、サックス、クラリネット等)を指定する音色指定
データTDを作成する。これらCPU22で作成された
キーコードデータKC,音量データVOL、音色指定デ
ータTD(楽音制御データ)は、パスライン25を介し
て楽音形成回路26へ供給される。楽音形成回路26は
、供給されたキーコードデータKCに対応した音高で、
音量データVOLに対応した音量であって、かつ音色指
定データTDで指定された音色の楽音信号を形成するよ
うに構成されており、この楽音形成回路26から出力さ
れた楽音信号はスピーカ27から楽音として発せられる
。また、図中符号28は楽音形成回路26から出力され
た楽音信号を無線によって送信する送信回路である。
上述した第1の実施例によれば、演奏者の右肘関節と左
肘関節の曲げ角度の組み合わせに応じて、装置本体1の
スピーカ27から発せられる楽音の音高を変化させるこ
とができ、また、演奏者の右手首関節の曲げ角度に応じ
て楽音の音量を3段階に変化させること゛ができ、さら
に、演奏者の右手人差し指、中指、薬指および小指の各
指の内、曲げた指の組み合わせに応じて楽音の音色を変
化させることができる。
ここで、上述した一実施例においては、肘関節や手首関
節の曲げ角度をポテンショメータ88〜8Cで検出し、
この検出結果に基づいて音高等を制御するように構成し
たが、第8図に示すように、前腕を覆うサポータ状の装
着具30の内腕側の肩側にボテンシジメータ31を取り
付け、このボテンシジメータ31のシャフト31aに、
ある程度の曲げを許容しかっネジレが少ないプラスチッ
ク等の素材によって構成されたロッド32の一端を固着
し、このロッド32の他端を装着具30の内腕側の手首
側に取り付け、これにより、前腕の捻り角度(手首の回
転角度)を検出し、この検出結果に基づいて音高、音色
、音量等を制御するように構成してもよい。
次に、この発明の第2の実施例について第9図を参照し
て説明する。
第9図において、40は演奏者の上半身の胸、肩および
肘の部分を覆う装着具であり、普通の上着のように着脱
可能となっており、また、肩部40a、40bと肩部4
0c、40dは伸縮自在の素材によって構成され、この
肩部40a、40bと肩部4Qc、4Qdに、薄型のア
ブソリエート型ロータリーエンコーダ41a〜41dが
各々取り付けられている。これらのロータリーエンコー
ダ41a〜41dの各シャフトには、レバー42a〜4
2dが固着され、これらレバー42a〜42dの先端部
はゴム等の伸縮性を有する素材によって構成された緩衝
部材43a〜43dを介して装着具40に取り付けられ
ている。これにより、演奏者が右腕または左腕を体側方
向(紙面と平行な方向)に回転させた場合、右肩関節の
回転角度がロータリーエンコーダ41aによって検出さ
れ、左肩関節の回転角度がロータリーエンコーダ41b
によって検出される。また、演奏者が右前または左肩を
折り曲げた場合、右肘関節の曲げ角度がロータリーエン
コーダ41cによって検出され、左肘関節の曲げ角度が
ロータリーエンコーダ41dによって検出される。これ
ら各ロータリーエンコーダ41a〜41dから各々出力
された角度検出データは、ベルト5によって演奏者の腰
に装着された装置本体1aヘケーブル44を介して供給
される。装置本体1aは、第2図に示す装置本体lと同
様に、CPU22、ROM23、RAM24、パスライ
ン25、楽音形成回路26、スピーカ27および送信回
路28を有すると共に、各ロータリーエンコーダ41a
〜41dから供給される角度検出データを各々一時的に
記憶するレジスタ等を有して構成されている。そして、
この第2の実施例においては、CPU22は上記各レジ
スタの角度検出データを順次読み込んで楽音の演奏スピ
ードを指定するためのテンポデータを作成し、パスライ
ン25を介して楽音形成回路26へ供給するようになっ
ており、また、楽音形成回路26は供給されたテンポデ
ータに対応した演奏スピードであって、予め設定された
リズムパターンに従ってパーカッシロン音(ドラム音、
シンバル音等)の楽音信号を形成するように構成されて
いる。この場合、CPU22は、肩関節の回転角度を5
段階で判別し、この判別結果に応じて、演奏スピードを
j=90程度まで高め、また肘関節の曲げ角度を4段階
で判別し、この判別結果に応じて演奏スピードをJ=1
50〜180程度まで高めるようになっている。
上述した第2の実施例によれば、演奏者の肩関節の回転
角度および肘関節の曲げ角度に応じて、スピーカ27か
ら発せられるパーカッション音の演奏スピードを自在に
変化させることができる。
なお、この第2の実施例において、各ロータリーエンコ
ーダ41a〜41dから得られる角度検出データに基づ
いて、第1の実施例と同様に、キーコードデータKC,
音量データVOL、音色指定データTD等を作成して楽
音信号の音高、音量、音色等を制御するようにしてもよ
い。
次に、この発明の第3の実施例について説明する。この
第3の実施例による装置は、第10図に示すように、サ
ポータ状の装着具50によって右前腕および左前腕の内
腕側に各々装着された送波@51a、51bと、ベルト
5に上って演奏者の腰に装着された受波器52a、52
bおよび装置本体tbとから構成されている。これら送
波器51a。
51bおよび受波器52a、52bは、例えばチタン酸
バリウム振動子等の圧電素子によって構成されており、
送波器51a、51bは、高周波電圧が印加された場合
に超音波を発生し、受波器52a、52bは、超音波を
受けた場合に高周波電圧を発生する。この場合、各送波
器51a、51bは、第11図(イ)に示すように、4
fllの送波用圧電素子T、〜T、によって構成されて
おり、各圧電素子T1〜T4は、それらの各送波面を基
面B1に対して順次θ1+〜θt、の方向へ向けて各々
配置されている。
また、各受波器52a、52bは、第11図(ロ)に示
すように、2個の受波用圧電素子R、、R、によって構
成され、各圧電素子Rl、 R2は、それらの各受波面
を基面B、に対して順次θr、θr、の方向へ向けて各
々配置されている。これにより、第11図(ハ)に示す
ように、演奏者の腰に装着された受波器52aの位置P
0に対して、演奏者の右腕に装着された送波器51aの
位置がP 、、P 、、P 3+P 、と変化した場合
においても、これらの相対位置関係に拘わらず、送波器
51aから発せられた超音波が受波器52aに到達する
ようになっている。ここで、例えば、演奏者の右腕の肩
から、25cxの位置に送波器51aを装着し、演奏者
の合接の肩から40c+vの位置に受波器52aを装着
した場合、θt、= 28°、θt、= 58°、θt
3=97°、θL4=165°とし、or+=13’、
θrt= 38°とすればよく、この場合、位置P。と
P、間の距離は60cm、位置P0と21間の距離は4
7c肩、位置P。と23間の距離は28cm、位置P。
と24間の距離は15cmとなる。
次に、この第3の実施例による装置の電気的構成を第1
2図を参照して説明する。この図において、55はスタ
ートパルス発生器であり、一定周期のスタートパルスS
Pを発生し、このスタートパルスSPを超音波パルス発
生器56の入力端、およびS/R(セット/リセット)
フリップフロップ57a、57bの各セット入力端子S
へ各々供給する。超音波パルス発生器56はスタートパ
ルスSPによってトリガされ、超音波パルスUPを送波
器51aおよび51bへ各々供給し、これにより、送波
器51aおよび51bから超音波が一定周期で発せられ
る。そして、送波器51aおよび51bから各々発せら
れた超音波が受波器52aおよび52bに達すると、受
波器52aおよび52bは各々高周波電圧を発生する。
受波器52aから出力された高周波電圧は増幅器58a
へ供給されて増幅され、増幅された信号Saはダイオー
ド9aで整流された後、S/Rフリップフロヅプ57a
のリセット入力端Rへ供給される。S/Rフリップフロ
ップ57aは、スタートパルスSPによってセットされ
、ダイオード9aの出力によってリセットされる。すな
わち、このS/Rフリップフロップ57aのQ出力信号
Sa+のパルス幅は、送波器51aと受波器52aの間
の距離Qaに対応している。そして、このQ出力信号S
a+がアンドゲートeLeaの一方の入力端に供給され
る。アンドゲート60aは、上記信号Sa+が供給され
ている期間、開状態となり、クロックパルスφをカウン
タ61aのクロック入力端子GKへ供給する。カウンタ
61aは、該クロックパルスφをアップカウントし、そ
のカウント値を出力する。すなわち、このカウンタ61
aのカウント値は、送波器51aと受波器52aの間の
距離Qas言い替えれば、右腕の体側方向の回転角度に
対応している。一方、受波器52bから出力された高周
波電圧は増幅器58bへ供給されて増幅され、増幅され
た信号sbはダイオード9bで整流された後、S/Rフ
リップフロップ57bのリセット入力端Rへ供給される
。S/Rフリップフロップ57bは、スタートパルスS
Pによってセットされ、ダイオード9bの出力によって
リセットされる。すなわち、このS/Rフリップフロッ
プ57bのQ出力信号Sb1のパルス幅は、送波器51
bと受波器52bの間の距離ebに対応している。そし
て、このQ出力信号sblがアンドゲート60bの一方
の入力端に供給される。
アンドゲート60bは、上記信号Sb、が供給されてい
る期間、開状態となり、クロックパルスφをカウンタ6
1bのクロック入力端子GKへ供給する。カウンタ61
bは、該クロックパルスφをアップカウントし、そのカ
ウント値を出力する。すなわち、このカウンタ61bの
カウント値は、送波器51bと受波器52bの間の距離
cb、言い替えれば、左腕の体側方向の回転角に対応し
ている。以上により超音波計測回路70が構成されてい
る。
そして、上記カウンタ61aおよび61bの各カウント
値が楽音制御データ発生回路63へ供給される。楽音制
御データ発生回路63は、信号Sa、の立ち下がり、す
なわちS/Rフリップフロップ57aがリセットされる
時点においてカウンタ61aのカウント値を取り込み、
この僅か後にリセットパルスRPaをカウンタ61aの
リセットパルス入力端Rへ供給し、カウンタ61aをリ
セットし、同様に、信号Sb、の立ち下がり、すなイつ
ちS/Rフリップフロップ57bがリセットされる時点
においてカウンタ61bのカウント値を−取り込み、こ
の僅か後にリセットパルスRPbをカウンタ61bのリ
セットパルス入力端Rへ供給し、カウンタ61bをリセ
ットする。次いで、カウンタ61a、61bから取り込
んだ各カウント値に対応する楽音制御データ(上述のK
C,VOL、TD等)を形成して楽音形成回路26に出
力する。楽音形成回路26は供給された楽音制御データ
に基づき音高、音色、音量(あるいは演奏スピード)等
が変化する楽音信号を形成し、スピーカ27へ出力する
。
これにより、スピーカ27から右腕の体側方向の回転角
度、および左腕の体側方向の回転角度に各々対応する楽
音が発生される。
このように、上述した第3の実施例によれば、演奏者の
右腕に装着された送波器51aと腰に装着された受波器
52aとの間の超音波伝播時間に基づいて右腕の体側方
向の回転角度を検出することができ、また左腕に装着さ
れた送波器5j bと腰に装着された受波器52bとの
間の超音波伝播時間に基づいて左腕の体側方向の回転角
度を検出することができ、そして、これら右腕および左
腕の各回転角度に各々対応する楽音を発生さ仕ることが
できる。
なお、上述した第3の実施例において、左右の腕の回転
角度に応じて楽音の音高を変化するように構成したり、
楽音の音色、音量または演奏スピード等を変化させるよ
うに構成しても勿論構わない。同様に、上述した第1の
実施例において、肘関節の曲げ角度に応じて演奏スピー
ドを変化させたり、各指の曲げに応じて音高を変化させ
る等、上述第1〜3の各実施例は、任意に組み合わせて
構成することが可能である。
また、上記各実施例において、楽音形成回路およびスピ
ーカを装置本体内に設ける必要はなく、装置本体からは
楽音制御データを出力するようにしく例えば公知のM 
、I D I方式で取り出すようにし)、この楽音制御
データを別途設けられる楽音形成回路(楽音信号発生装
置)に供給するようにしてしよい。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、人間の関節を
「曲げる」または「回す」という動作に対応する楽音、
または、人体の一部の曲げ角度または回転角度に対応す
る楽音を発生させることが可能となり、これにより、人
間のボディアクンヨンを楽音に変換することが可能々な
り、リズム体操その池の分野において種々の効果を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例を演奏者に装着した場
合の外観構成図、第2図は同実施例の電気的構成を示す
ブロワ、り図、第3図は同実施例の右肘用検出部2の外
観構成を示す斜視図、第4図は同右肘用検出部2の細部
の構成を示す斜視図、第5図は同第1の実施例の右手用
検出部4の外観構成を示す斜視図、第6図は同右手用検
出部4の内部構成をしめず斜視甲、第7図は同右手用検
出部4の指先部の内部構成を示す断面図、第8図は同第
1の実施例の変形例の構成を示す斜視図、第9図はこの
発明の第2の実施例を演奏者に装着した場合の外観構成
図、第1θ図はこの発明の第3の実施例を演奏者に装着
した場合の外観構成図、第11図は同第3の実施例の送
、受波器内の圧電素子の配置例を説明するための図、第
12図は同第3の実施例の電気的構成を示すブロック図
である。 8a〜8c、31・・・・・・ポテンショメータ、17
a〜17d・・・・・・感圧素子、41a〜41d・・
・・・・ロータリーエンコーダ、51 a、 5 l 
b−・・・−・送波器、52a。 52b・・・・・・受波器、70・・・・・・超音波計
測回路(以上検出手段)、22・・・・・・CPU、6
3・・・・・・楽音制御データ発生回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)人間の関節を「曲げる」または「回す」という動作
    を検出する検出手段を具え、前記検出手段の検出結果に
    対応して楽音信号を制御する楽音制御データを出力する
    ようにしてなる楽音制御装置。 2)人体の一部の曲げ角度または回転角度を検出する検
    出手段を具え、前記検出手段の検出結果に対応して楽音
    信号を制御する楽音制御データを出力するようにしてな
    る楽音制御装置。 3)前記検出手段は、人体に装着され、関節部の曲げ角
    度または回転角度を検出するポテンショメータによって
    構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第2項
    記載の楽音制御装置。 4)前記検出手段は、人体の関節から離れた部位に各々
    装着される超音波送波器および超音波受波器と、前記超
    音波送波器と超音波受波器の間の超音波伝播時間に基づ
    いて前記関節の曲げ角度または回転角度を検出する超音
    波計測回路とによって構成されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第2項記載の楽音制御装置。 5)前記検出手段は、伸縮性を有する手袋の指先先端部
    に設けられ、指先から受ける圧力に基づいて該指先の曲
    げ角度を検出する感圧素子によって構成されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の楽音制御装置
    。
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