演奏装置及电子乐器的制作方法

专利名称：演奏装置及电子乐器的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过演奏者用手来保持并摇摆(swing)来发出乐音的演奏装置及电
子乐器。
背景技术：
以前，提出了构成为在棒状的部件上设置传感器，演奏者用手保持部件并摇摆，从而传感器检测该部件的运动并发出乐音的电子乐器。特别是，在该电子乐器中，棒状的部件具有鼓的棒、太鼓的鼓槌这样的形状，对应于演奏者宛如敲击鼓、太鼓的动作，发出打击乐器首。例如，在美国专利第5058480号公报中，提出了如下构成的演奏装置在棒状的部件上设置加速度传感器，来自加速度传感器的输出(加速度传感器值)达到规定阈值之后经过规定时间时，发出乐音。但是，美国专利第5058480号公报所公开的演奏装置中，仅根据棒状的部件的加速度传感器值来控制乐音的发音，所以存在不易实现演奏者所期望的乐音的变化的问题。而且，在日本特开2007-256736号公报中，公开了如下装置使能发生多个音色， 使用地磁传感器，对应于棒状的部件朝向的方向，发出多个音色之中的任一音色。在日本特开2007-256736号公报所公开的装置中，为了按照部件的方向使音色进行变化而增大应发音的音色的种类时，由于分配给该音色的方向(角度范围)变小，所以存在不易发生所期望的音色的乐音的问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能使包含音色的乐音构成要素按照演奏者所期望的那样变化的演奏装置及电子乐器。本发明的目的可以通过如下演奏装置达成，该演奏装置具备保持部件，演奏者能用手来保持；区域/参数存储单元，保存(a)将至少一个侧面被与地表面垂直的面划定的空间多个确定为可发音区域的信息、以及(b)与该可发音区域的各个可发音区域对应的乐音的参数；位置信息取得单元，取得被配置在上述保持部件内的、上述保持部件的位置信息； 检测单元，检测(C)基于通过上述位置信息取得单元取得的位置信息的上述保持部件的位置是否被包含在上述多个可发音区域的某一个中，而且检测(d)规定的动作是否被赋予给了上述保持部件；读出单元，从上述区域/参数存储单元读出与被该检测单元检测为含有上述保持部件的位置的可发音区域相对应的参数；及指示单元，将通过上述检测单元检测出规定的动作被赋予给上述保持部件的时间作为发音开始时间，而向乐音发生单元指示使用通过上述读出单元读出的参数确定的乐音的发音。而且，本发明的目的可以通过如下电子乐器而达成，该电子乐器具备演奏装置和具有上述乐音发生单元的乐器部；上述演奏装置和上述乐器部分别具备通信单元。


图1是示出本发明的第1实施方式有关的电子乐器的构成的方框图。图2是示出本实施方式有关的演奏装置本体的构成的方框图。图3是示出在本实施方式有关的演奏装置本体中执行的处理的例子的流程图。图4是示出本实施方式有关的現在位置取得处理的例子的流程图。图5是示出本实施方式有关的区域设定处理的例子的流程图。图6是示出本实施方式有关的音色设定处理的例子的流程图。图7是概略地示出本实施方式有关的可发音区域的确定的图。图8是示出本实施方式有关的RAM中的区域/音色表的例子的图。图9是示出本实施方式有关的发音时间检测处理的例子的流程图。图10是示出本实施方式有关的注意事件生成处理的例子的流程图。图11是示意地示出在本实施方式中被演奏装置本体的加速度传感器检测、由CPU 取得的长轴方向的加速度传感器值的例子的图表。图12是示出在本实施方式有关的乐器部中执行的处理的例子的流程图。图13是概略地示出本实施方式有关的演奏装置本体的区域设定处理及音色设定处理中设定的可发音区域及对应的音色的例子的图。图14是示出第2实施方式有关的区域设定处理的例子的流程图。图15是示出第2实施方式有关的RAM中的区域/音色表的例子的图。图16是概略地示出第2实施方式有关的演奏装置本体的区域设定处理及音色设定处理中设定的可发音区域及对应的音色的例子的图。图17是示出第3实施方式有关的区域设定处理的例子的流程图。图18是示出第4实施方式有关的音高设定处理的例子的流程图。图19是示出第4实施方式有关的注意事件生成处理的例子的流程图。图20是示出其他实施方式有关的发音时间检测处理的例子的流程图。图21是示意地示出被演奏装置本体的加速度传感器检测出的加速度传感器值的合成值即合成传感器值的例子的图表。
具体实施例方式以下，参照附图来说明本发明的实施方式。图1是示出本发明的第1实施方式有关的电子乐器的构成的方框图。如图1所示，本实施方式有关的电子乐器10具有演奏者持在手中摇摆用的沿着长度方向延伸的棒状的演奏装置本体11。而且，电子乐器10具备用于发生乐音的乐器部19，乐器部19具有CPU 12、接口(I/F)13、R0M 14,RAM 15、显示部16、输入部17及音响系统18。演奏装置本体11如后所述，在与演奏者所保持的根部侧相反一侧即前端侧的附近，具有加速度传感器23和地磁传感器22。乐器部19的I/F 13接受来自演奏装置本体11的数据(例如注意事件(Note On event))，保存在RAM 15中，而且向CPU 12通知数据的接受。在本实施方式中，例如，在演奏装置本体11的根部侧端部设有红外线通信装置M，在I/F 13上也设有红外线通信装置 33。因此，I/F 13的红外线通信装置33接收演奏装置本体11的红外线通信装置M发出的红外线，从而乐器部19可以接收来自演奏装置本体11的数据。
CPU 12实行电子乐器10全体的控制，特别是电子乐器的乐器部19的控制、构成输入部17的按键开关(未图示)的操作的检测、基于经由I/F 13接收到的注意事件进行的乐音的发出等各种处理。ROM 14保存电子乐器10全体的控制，特别是电子乐器的乐器部19的控制、构成输入部17的按键开关(未图示)的操作的检测、基于经由I/F 13接收到的注意事件进行的乐音的发出等的各种处理程序。而且，ROM 14含有波形数据区，该波形数据区保存各种音色的波形数据，特别是，低音鼓、踏钹、小军鼓、钹等打击乐器的波形数据。当然，不限于打击乐器的波形数据，也可以在ROM 22中，保存长笛、萨克斯、小号等管乐器，钢琴等键盘乐器， 吉他等弦乐器，木琴、电颤琴、定音鼓等其他打击乐器的音色的波形数据。RAM 15存储从ROM 14中读出的程序、在处理过程中产生的数据、参数。在处理的过程中产生的数据之中，包含输入部17的开关的操作状态、经由I/F 13接收到的传感器值、乐音的发音状态(发音标记)等。显示部16具有例如液晶显示装置(未图示)，可以显示将所选择的音色和如后所述的可发音区域与乐音的音色对应起来的区域/音色表的内容等。而且，输入部17具有开关(未图示)，可以指示音色的指定等。音响系统18具备音源部31、音频电路32及扬声器35。音源部31按照来自CPU 12 的指示，从ROM 15的波形数据区中读出波形数据，生成乐音数据并输出。音频电路32将从音源部31输出的乐音数据变换成模拟信号，将变换后的模拟信号放大而输出到扬声器35。 由此从扬声器35输出乐音。图2是示出本实施方式有关的演奏装置本体的构成的方框图。如图2所示，演奏装置本体11在与演奏者保持的根部侧相反一侧即前端侧，具有地磁传感器22及加速度传感器23。地磁传感器22的位置不限于前端侧，也可以配置在根部侧。但是，演奏者将演奏装置本体11的前端的位置考虑为基准(即，用眼睛一边看着前端一边)来摇摆演奏装置本体11的情况较多。因此，考虑取得演奏装置本体11的前端的位置信息，而优选地磁传感器 22位于前端侧。特别是为了使加速度的变化表现得大，而优选加速度传感器23配置在演奏装置本体11的前端侧。地磁传感器22是3轴地磁传感器，该3轴地磁传感器具有磁阻效应元件或空穴元件(hole element)且可以检测χ、y、ζ方向各自的磁场的成分。因此，在本实施方式中，可以根据3轴地磁传感器的传感器值来取得演奏装置本体11的位置信息(坐标值)。而且， 加速度传感器23是例如静电容量型或压电电阻元件型的传感器，可以输出表示所生成的加速度的数据值。本实施方式有关的加速度传感器23可以得到例如演奏装置本体11的长轴、垂直于长轴的2个轴这3轴方向的加速度值(成分)。可以通过从加速度传感器得到的 3轴方向的各个成分，计算演奏装置本体11的移动量。而且，可以通过演奏装置本体11的长轴方向的成分，确定乐音的发音时间。而且，演奏装置本体11具有CPU 21、红外线通信装置M、R0M 25,RAM 26、接口(I/ F) 27及输入部观。CPU 21执行如下处理演奏装置本体11的传感器值的取得；按照地磁传感器22的传感器值及加速度传感器23的传感器值进行的位置信息的取得；使乐音的发音成为可能的区域即可发音区域的设定；基于加速度传感器22的传感器值(加速度传感器值)进行的乐音的发音时间的检测；注意事件的生成；经由I/F 27及红外线通信装置对进行的注意事件的发送控制等处理。在ROM 25中，保存着演奏装置本体11的传感器值的取得、按照地磁传感器22的传感器值及加速度传感器23的传感器值进行的位置信息的取得、使乐音的发音成为可能的区域即可发音区域的设定、基于加速度传感器值的乐音的发音时间的检测、注意事件的生成、经由I/F 27及红外线通信装置M进行的注意事件的发送控制等的处理程序。在RAM 26中，保存着传感器值等在处理中取得或生成的值。I/F 27按照来自CPU 21的指示将数据输出到红外线通信装置对。而且，输入部观具有开关(未图示)。图3是示出在本实施方式有关的演奏装置本体中实行的处理的例子的流程图。如图3所示，演奏装置本体11的CPU 21实行包括RAM 26的数据和标记的清除等的初始化处理(步骤301)。在初始化处理中，计时中断被解除。当计时中断被解除时，在演奏装置本体11中，按照规定时间间隔，通过CPU 21读入地磁传感器22的传感器值及加速度传感器 23的传感器值，并分别保存到RAM沈中。而且，在初始化处理中，根据地磁传感器22的初始值和加速度传感器值23的初始值，取得演奏装置本体11的初始位置，这些也保存在RAM 26中。在以下说明的当前位置取得处理(步骤304)中取得的当前位置为相对于上述初始位置的相对位置。初始化处理之后，反复实行步骤302 308。CPU 21取得通过中断处理而得到的加速度传感器23的传感器值(加速度传感器值)，保存在RAM沈中(步骤30幻。而且，CPU 21取得通过中断处理得到的地磁传感器22 的传感器值(地磁传感器值)(步骤303)。接着，CPU 21实行当前位置取得处理(步骤304)。图4是示出本实施方式有关的当前位置取得处理的例子的流程图。如图4所示，CPU 21根据保存在RAM沈中的在上次实行的步骤303所得到的地磁传感器值和在这次实行的步骤303中得到的地磁传感器值， 计算演奏装置本体11的移动方向(步骤401)。如前所述，本实施方式有关的地磁传感器 22是3轴地磁传感器，所以可以根据由χ成分、y成分、ζ成分的各成分之差构成的三维矢量来得到方向。而且，CPU 21根据保存在RAM 26中的在上次实行的步骤302得到的加速度传感器值和在这次实行的步骤302得到的加速度传感器值，计算演奏装置本体11的移动量(步骤40 。这可以通过使用加速度传感器值及各自的加速度传感器值的取得时刻之差(时间间隔)进行2次积分而取得。接着，CPU 21根据保存在RAM沈中的上次的位置信息、在步骤401、402中分别得到的移动方向及移动量，计算当前位置的坐标(步骤403)。CPU 21判断所计算出的坐标是否相对于上次的位置坐标发生了变化(步骤404)。 在步骤404判断为“是”的情况下，CPU 21在RAM沈中，作为新的位置信息而保存所计算出的当前位置的坐标(步骤405)。在当前位置取得处理(步骤304)之后，CPU 21实行区域设定处理(步骤30 。在本实施方式中，构成为演奏者使用演奏装置本体11，指定可发音区域的顶点，通过投影(射影)了由顶点划定的二维平面的地表面上的平面和从该平面的顶点延伸的垂线而划定的区域成为可发音区域。以下，对使用4个顶点来设定可发音区域的情况进行说明。图5是示出本实施方式有关的区域设定处理的例子的流程图。如图5所示，CPU 21判断输入部18 中的设定开关是否被打开(ON)(步骤501)。在步骤501判断为“是”的情况下，CPU 21取得保存在RAM沈中的位置信息，作为顶点的坐标(顶点坐标)而保存在RAM沈中(步骤502)。接着，CPU 21在RAM沈中，使表示顶点数的参数N递加(步骤50 。并且，在本实施方式中，上述参数N在初始化处理(图3的步骤301)中被初始化为“0”。接着，CPU 21 判断参数N是否大于“4”(步骤504)。在步骤504中判断为“否”的情况下，结束区域设定处理。在步骤504中判断为“是”则意味着4个顶点坐标已保存在RAM沈中。因此，在步骤504中判断为“是”的情况下，CPU 21取得由4个顶点坐标划定的二维平面(四边形) 的信息(步骤50幻。接着，CPU 21根据表示已取得的四边形的信息，取得将该四边形投影在地表面上而得到的四边形的顶点的位置，将可发音区域的信息保存在RAM 26中的区域/ 音色表中(步骤506)。之后，CPU 21将RAM沈中的参数N初始化为“0”，而且将区域设定标记设为“1”(步骤507)。在本实施方式中，可以通过演奏者指定顶点，来设定基于由顶点划定的平面的可发音区域。在上述实施方式中，虽然将顶点的数量为4的平面(四边形)设定为可发音区域，但也能通过变更顶点的数量，来设定三角形等任意多边形的可发音区域。图7是概略地示出本实施方式有关的可发音区域的确定的图。符号71 74分别表示演奏者打开设定开关时的演奏装置本体。符号71 74的演奏装置本体的前端位置分别为Pl (符号 71) :(Xl，yi，Zl)P2(符号 72) :(x2，y2，z2)P3(符号 73) :(x3，y3，z3)P4(符号 74) :(x4，y4，z4)。将这4个坐标用直线连结而得到的平面，用符号700来表示。而且，将平面700投影在地表面(ζ坐标=Z0)上的平面701中，顶点的坐标y为(χ” Y1, z0)(x2，j2, z0)(x3, y3, z0)(x4, y4, z0)。在本实施方式中，将由4 个坐标(X1, Y1, z0)、(x2, j2, z0)、(x3, y3, z0)、(x4, y4, z0) 划定的平面和从该4个坐标延伸的垂线75 78划定的空间710作为可发音区域。如后所述，演奏装置本体11位于上述空间710内时，通过摇摆演奏装置本体11而进行的乐音的发生成为可能。并且，有关区域的设定和形状，也能是其他形态。这些以后再说明。若区域设定处理(步骤305)结束，则CPU 21实行音色设定处理(步骤306)。图 6是示出本实施方式有关的音色设定处理的例子的流程图。如图6所示，CPU 21判断区域设定标记是否为“1”(步骤601)。在步骤601中判断为“否”的情况下，结束音色设定处理。在步骤601中判断为“是”的情况下，CPU 21判断音色确认开关是否被打开(步骤 602)。在步骤602中判断为“是”的情况下，CPU 21生成注意事件，该注意事件包含与表示音色的参数TN相对应的音色信息(步骤603)。该参数TN例如是用于唯一确定音色的的音色号。在该注意事件中，表示音量水平或音高的信息也可以预先设定。接着，CPU 21将生成的注意事件输出到I/F 27(步骤604)。I/F 27向红外线通信装置M发送注意事件作为红外线信号。来自红外线通信装置M的红外线信号被乐器部19的红外线通信装置33接收。由此，在乐器部19中，规定音高的乐音被发音。有关乐器部19的发音将以后说明。在步骤604之后，CPU 21判断确定开关是否被打开(步骤605)。在步骤605中判断为“否”的情况下，CPU 21使表示音色的参数NN递增(步骤606)，返回步骤602。在步骤605中判断为“是”的情况下，CPU 21将参数NN所示的音色信息与可发音区域的信息关联起来，保存在RAM沈中的区域/音高表中(步骤607)。接着，CPU 21将区域设定标记设为“0”(步骤608)。图8是示出本实施方式有关的RAM中的区域/音色表的例子的图。如图8所示， 本实施方式有关的区域/音色表800的记录(例如，参照符号801)具有区域ID、顶点位置 (顶点1 顶点4)的坐标及音色这些项目。区域ID用于唯一确定记录，在生成区域/音色表800的记录之际，由CPU 21采号。在本实施方式中，可以指定打击乐器的音色。当然，也可以构成为设定打击乐器以外的乐器(键盘乐器、弦乐器、管乐器等)的音色。而且，作为顶点位置的坐标，保存χ方向、y方向的二维坐标(x，y)。这是因为如上所述，本实施方式有关的可发音区域是由地表面上的基于例如4个顶点的平面和从该4个顶点延伸的垂线75 78划定的三维空间，ζ坐标是任意的。若音色设定处理306结束，则CPU 21实行发音时间检测处理(步骤307)。图9是示出本实施方式有关的发音时间检测处理的例子的流程图。CPU 21取得保存在RAM沈中的位置信息(步骤901)，判断由位置信息确定的演奏装置本体11的位置是否位于某一可发音区域内(步骤902)。在步骤902中，判断位置信息(坐标)中的χ成分、y成分构成的二维坐标(x，y)是否位于由区域/音色表的位置信息划定的空间的边界或内部。在步骤902中判断为“否”的情况下，CPU 21将RAM 23中的加速度标记设为 “0” (步骤903)。在步骤902中判断为“是”的情况下，CPU 21参照保存在RAM 26中的加速度传感器值，取得演奏装置本体11的长轴方向的加速度传感器值(步骤904)。接着，CPU 21判断长轴方向的加速度传感器值是否大于规定的第1阈值α (步骤90 。在步骤905中判断为“是”的情况下，CPU 21在RAM 26中的加速度标记中设定 “1”(步骤906)。CPU 21判断在步骤904中取得的轴方向的加速度传感器值是否大于保存在RAM沈中的加速度传感器值的最大值(步骤907)。在步骤907中判断为“是”的情况下， 将在步骤904中取得的长轴方向的加速度传感器值作为新的最大值保存在RAM沈中(步骤 908)。在步骤905中判断为“否”的情况下，CPU 21判断RAM 26中的加速度标记是否为 “1”(步骤909)。在步骤909中判断为“否”的情况下，发音时间检测处理结束。在步骤909 中判断为“是”的情况下，CPU 21判断长轴方向的加速度传感器值是否小于规定的第2阈值 β (步骤910)。在步骤910中判断为“是”的情况下，CPU 21实行注意事件生成处理(步骤 911)。图10是示出本实施方式有关的注意事件生成处理的例子的流程图。通过如图10 所示的注意事件生成处理，注意事件被发送到乐器部19，之后，在乐器部19中实行发音处理(参照图12)，由此生成乐音数据，从扬声器35发出乐音。并且，在说明注意事件生成处理之前，对本实施方式有关的电子乐器10的发音时间进行说明。图11是示意地示出被演奏装置本体的加速度传感器检测、由CPU取得的长轴方向的加速度传感器值的例子。演奏者手持演奏装置本体11的一端(根部侧)并摇摆，使演奏装置本体11产生以手腕、肘、肩等作为支点的旋转运动。伴随该旋转运动，特别是因为离心力，而在演奏装置本体11的长轴方向产生加速度。演奏者摇摆演奏装置本体11时，加速度传感器值接着变大(参照图11的曲线 1100的符号1101)。演奏者摇摆棒状的演奏装置本体11时，一般同打鼓动作相同地动作。 因此，演奏者在棒打假定的鼓、木琴等的打击面之前，停止棒(即棒状的演奏装置本体11) 的动作。因此，从某一时刻开始，加速度传感器值渐渐减少(参照符号1102)。演奏者设想在棒打假想的打击面的瞬间发出乐音。因此，可以在演奏者设想的时间发出乐音，是理想的。在本发明中，为了在演奏者棒打假想的打击面的瞬间或稍微之前一些应发出乐音，而采用如下所述的逻辑。发音时间为长轴方向的加速度传感器值减少，变得比稍大于 “0”的第2阈值β小的时候。但是，也存在如下可能性因为演奏者未预期的动作，而长轴方向的加速度传感器值振动，到达上述第2阈值β前后。因此，为了排除未预期的振动，而将暂时使长轴方向的加速度传感器值上升而超越规定的第1阈值α (α比β足够大)作为条件。即，长轴方向的加速度传感器值暂时变得比第1阈值α大(参照时刻ta)，之后， 长轴方向的加速度传感器值减少，而变得比第2阈值β小时(参照时刻te)，将时刻te作为发音时间。若判断为如上所述的发音时间到来，则在演奏装置本体11中，生成注意事件， 发送到乐器部19。而且，对此进行响应，在乐器部19中，实行发音处理，发出乐音。如图10所示，在注意事件生成处理中，CPU 21参照保存在RAM 26中的轴方向的加速度传感器值的最大值，来确定基于该最大值的乐音的音量水平(velocity 速度)(步骤1001)。若将加速度传感器值的最大值设为Amax，将音量水平(level 等级)(velocity) 的最大值设为Vmax，则音量水平Vel例如可以如下求得。Vel = a · Amax(其中，若a· Amax > VmaxJlJ Vel = Vmax，而且，a是规定的正的系数)接着，CPU 21参照RAM沈中的区域/音色表，将演奏装置本体11位于的可发音区域相关的记录中的音色，确定为应发音的乐音的音色(步骤1002)。CPU 21生成注意事件， 该注意事件包含所确定的音量水平(velocity)及音色(步骤1003)。并且，注意事件中的音高是规定值即可。CPU 21将生成的注意事件输出到I/F 27 (步骤1004)。I/F 27将注意事件作为红外线信号发送到红外线通信装置24。来自红外线通信装置M的红外线信号被乐器部19的红外线通信装置33接收。之后，CPU 21将RAIC6中的加速度标记设为“0” (步骤1005)。若发音时间检测处理(步骤307)结束，则CPU 21实行参数通信处理(步骤308)。 有关参数通信处理(步骤308)，与如后所述的乐器部19的参数通信处理(图12的步骤 1205) 一起说明。图12是示出在本实施方式有关的乐器部中实行的处理的例子的流程图。乐器部 19的CPU 12实行初始化处理，该初始化处理包括RAM 15的数据的清除、显示部16的画面上的图像的清除、音源部31的清除等(步骤1201)。接着，CPU 12实行开关处理(步骤 1202)。在开关处理中，例如，CPU 12按照输入部17的开关操作，设定有关应发音的乐音的効果音的参数等。所设定的効果音的参数(例如，回响的深度等)保存在RAM 15中。而且， 在开关处理中，可以通过开关操作对通过如后所述的参数通信处理而被从演奏装置本体发送、并存储在乐器部19的RAM 15中的区域/音色表进行编辑。通过该编辑，可以修正规定可发音区域的顶点位置或变更音色。接着，CPU 12判断I/F 13是否新接收了注意事件(步骤1203)。在步骤1203中判断为“是”的情况下，CPU 12实行发音处理(步骤1204)。在发音处理中，CPU 12将接收到的注意事件输出到音源部31。音源部31按照注意事件所示的音色来读出ROM的波形数据。在发生打击乐器的音色的乐音的情况下，波形数据读出时的速度是固定的。并且，在发出具有如后所述音高的乐器(键盘乐器、管乐器、弦乐器、或是打击乐器且音高发生变化的木琴、电颤琴、定音鼓等)的音色的情况下，音高与注意事件所含的东西(在第1的实施方式中是规定值)相对应。而且，音源部31在读出的波形数据上乘以与注意事件所含的音量数据(velocity)相对应的系数，来生成规定的音量水平的乐音数据。生成的乐音数据被输出到音频电路32，最终，从扬声器35发生规定的乐音。之后，CPU 12实行参数通信处理(步骤1205)。在参数通信处理(步骤1205)中， 通过CPU 12的指示，例如，在开关处理(步骤1202)中编辑的区域/音色表的数据被发送到演奏装置本体11。在演奏装置本体11中，若红外线通信装置M接收数据，则CPU 21经由I/F 27接受数据，保存在RAM沈中(图3的步骤308)。在图3的步骤308中，演奏装置本体11的CPU 21也实行参数通信处理。在演奏装置本体11的参数通信处理中，根据步骤305、306设定的可发音区域及音色来生成记录， 保存在RAM 26中的区域/音色表的数据被发送到乐器部19。若乐器部19的参数通信处理(步骤1205)结束，则CPU 12实行其他处理，例如， 在显示部16的画面上显示的图像的更新等(步骤1206)。图13是概要地示出在本实施方式有关的演奏装置本体11的区域设定处理及音色设定处理中设定的可发音区域及对应的音色的例子的图。该例子与图8所示的区域/音色表的记录相对应。如图13所示，在该例子中，设有3个可发音区域135 137。可发音区域 135 137分别在区域/音色表中对应于区域IDO 2的记录。可发音区域135是由符号130所示的平面和从该平面延伸的垂线划定的三维空间。可发音区域136是由符号131所示的平面和从该平面延伸的垂线划定的三维空间，而且，可发音区域137是由符号132所示的平面和从该平面延伸的垂线确定的三维空间。若演奏者在可发音区域135内将演奏装置本体(符号1301)往下打(或往上打) (参照符号1302)，则发生电颤琴的音色的乐音。而且，若演奏者在可发音区域137内，将演奏装置本体(符号1311)往下打(或往上打)(参照符号1312)，则发生钹的音色的乐音。在本实施方式中，CPU 21将演奏装置本体11位于在空间中所划定的区域即可发音区域内、而且在演奏装置本体11中检测到的加速度满足规定的条件的时候作为发音时间，向电子乐器本体19指示用与该可发音区域对应起来的音色进行发音。由此，使以与各个可发音区域对应起来的各种音色发出乐音成为可能。而且，在本实施方式中，演奏装置本体11具有地磁传感器22和加速度传感器23， CPU 21根据地磁传感器22的传感器值来检测演奏装置本体11的移动方向，而且根据加速度传感器23的传感器值来计算演奏装置本体11的移动量。通过移动方向及移动量，得到演奏装置本体11的当前位置。由此，能够不使用大规模的装置，而且，没有复杂的运算，就得到演奏装置本体11的位置。
进而，在本实施方式中，CPU 21使演奏装置本体11的长轴方向的加速度传感器值暂时大于第1阈值α，之后，长轴方向的加速度传感器值减少，变成小于比第1阈值α小的第2阈值β时，将变成比上述第2阈值β小的时刻t作为发音时间，对电子乐器本体19 赋予指示，使得发出与该可发音区域对应起来的音色。由此，能在与演奏者实际上使棒接触打击乐器的打击面时基本相同的时间，发出乐音。再者，在本实施方式中，CPU 21检测加速度传感器23的传感器值的最大值，计算出与该最大值相对应的音量水平，通过计算出的音量水平，在上述发音时间，将发音的指示赋予给乐器部19。因此，能够对应于演奏者对演奏装置本体11的摇摆，以演奏者所期望的首量来发出乐首。而且，在本实施方式中，CPU 21根据指定的3个以上的顶点的位置信息，将通过连结上述顶点的平面投影到地表面上而得到平面作为底面，并将由该成为该底面的平面和从该顶点延伸的垂线划定的空间确定为可发音区域，将确定上述可发音区域的信息和音色对应起来保存在区域/音色表中。这样，通过演奏者指定顶点，可以设定基于连结顶点的平面的可发音区域。并且，在上述实施方式中，虽然将顶点的数量为4的平面(四边形)设定为发音区域，但能够通过变更顶点的数量，设定三角形等任意的底面形状的可发音区域。接着，对本发明的第2方式进行说明。在第1的实施方式中，演奏者使用演奏装置本体11，指定可发音区域的顶点，将由连结所指定的顶点的平面投影到地表面上而得到的平面和从该平面的顶点延伸的垂线规定的空间作为可发音区域。在第2的实施方式中，为了设定圆筒状的可发音区域，而设定中心位置C及通过位置P，划定以中心位置C为中心的、 通过了位置P的半径d(位置C和位置P之间的距离)的圆盘(圆形的平面)，根据该圆形的平面来设定可发音区域。图14是示出第2的实施方式有关的区域设定处理的例子的流程图。CPU21判断在演奏装置本体11的输入部观中，中心设定开关是否被打开(步骤1401)。在步骤1401中判断为“否”的情况下，结束区域设定处理。在步骤1401中判断为“是”的情况下，CPU 21 判断中心设定开关是否被新打开(步骤1402)。在步骤1402中判断为“是”的情况下，CPU 21取得保存在RAM沈中的位置信息，作为中心位置C的位置信息(坐标(x。，y。，z。))保存在RAM沈中(步骤502)。在步骤1402中判断为“否”的情况下，即开关是打开中的情况，或步骤1403被实行之后，CPU 21判断中心设定开关是否被关断(步骤1404)。在步骤1404中判断为“否”的情况下，结束区域设定处理。在步骤1404中判断为“是”的情况下，CPU 21取得保存在RAM 沈中的位置信息，作为中心设定开关被关断时的演奏装置本体11的位置P的位置信息(坐标(xp, yp，zp))保存在RAM洸中(步骤1405)。CPU 21取得将中心位置C及位置P分别投影到地表面(ζ坐标=Z0)上的位置C’ 的坐标(x。，y。，~)及位置P’的坐标(xp，yp，~)(步骤1406)。而且，CPU 21计算位置C’和位置P’之间的距离d(步骤1407)。之后，CPU 21取得基于将中心位置作为位置C’而通过了位置P的半径d的圆形的平面形成的可发音区域的信息(步骤1408)。在第2的实施方式中，将以位置C’作为中心的通过了(位置P’)的半径d的圆作为底部的圆筒形的三维空间，成为可发音区域。CPU 21将可发音区域的信息(中心位置C’的χ坐标及y坐标、位置P’ (通过位置P’)的X坐标及y坐标)以及半径d，保存在RAM沈中的区域/音色表中(步骤1409)。 之后，CPU 21将RAM 26中的区域设定标记设为“1”(步骤1410)。并且，地表面上的圆可以由中心位置及半径划定，所以通过位置P’的坐标也可以不保持。这样，在第2的实施方式中，在演奏者想要设定为中心位置的位置，打开演奏装置本体11的设定开关，维持该状态不变，移动到与半径相当的位置，在该位置关断设定开关， 从而能将如下圆柱设定为可发音区域，该圆柱将以设定开关被打开的位置在地表面上投影的位置C’为中心，并以通过设定开关被关断的位置P在地表面上投影的位置P’的半径d(d: 中心位置C’和位置P’之间的距离)的圆作为底面。图15是示出第2的实施方式有关的区域/音色表的例子的图。如图15所示，本实施方式有关的区域/音色表1500的记录(例如，参照符号1501)，具有区域ID、中心位置 C’的(x，y)坐标、通过位置P’的(x，y)坐标，半径d及音色这些项目。第2的实施方式的音色设定处理与第1的实施方式(图6)相同。图16是概略地示出本实施方式有关的演奏装置本体11的区域设定处理及音色设定处理中设定的可发音区域及对应的音色的例子的图。该例子对应于图15所示的区域/ 音色表的记录。如图16所示，在该例子，设置了将由中心位置C’及半径d划定的圆(参照符号160到163)分别作为底面的圆柱状的4个可发音区域165 168。可发音区域165 168分别在区域/音色表中对应于区域IDO 3的记录。若演奏者在可发音区域165内将演奏装置本体(符号1601)往下打(或往上打)(参照符号 1602)，则发生手鼓的音色的乐音。而且，若演奏者在可发音区域166内将演奏装置本体(符号1611)往下打(或往上打)(参照符号1612)，则发生小军鼓的音色的乐音。并且，第2的实施方式的其他处理(例如，当前位置取得处理、发音时间检测处理等)与第1的实施方式一样。根据第2的实施方式，CPU 21将如下圆柱作为可发音区域， 在RAM 26中的区域/音色表中，将确定发音区域的信息和音色对应起来保存，该圆柱将通过了被指定的中心位置C及不同于中心位置C的其他位置P分别投影到地表面上的位置C’ 及位置P’的圆形作为底面。由此，通过演奏者指定2点，能够设定所期望大小的可发音区域。接着，对本发明的第3的实施方式进行说明。在第3的实施方式中，也设定了将圆形(或楕圆形)作为底面的柱状的可发音区域。在第3的实施方式中，演奏者使演奏装置本体11沿着空间上的所期望的区域移动，从而划定圆形或楕圆形的平面，划定的平面向地表面的投影变成圆柱(或楕圆柱)的底面。图17是示出第3的实施方式有关的区域设定处理的例子的流程图。在第3的实施方式中，为了可发音区域的设定，奏装置本体11的开关部W具有设定開始开关及设定结束开关。如图17所示，CPU 21判断设定開始开关是否被打开(步骤1701)。在步骤1701 中判断为“是”的情况下，CPU 21取得保存在RAM沈中的位置信息，作为始点位置的坐标 (始点坐标)保存在RAM 26中(步骤1702)。而且，CPU 21将设定中标记设为“ 1”(步骤
1703)。在步骤1701中判断为“否”的情况下，CPU 21判断设定中标记是否为“ 1”(步骤
1704)。在步骤1704中判断为“是”的情况下，取得保存在RAM沈中的位置信息，作为经过位置的坐标(经过位置坐标)保存在RAM沈中(步骤170 。并且，到由演奏者打开演奏装置本体11的结束开关之前，多次实行步骤1705。因此，在步骤1705中，在RAM沈中，与步骤1705的实行回数关联起来保存经过位置坐标。之后，CPU 21判断结束开关是否被打开(步骤1706)。在步骤1706中判断为“是” 的情况下，CPU 21取得保存在RAM沈中的位置信息，作为终点位置的坐标(终点坐标)保存在RAM沈中(步骤1707)。接着，CPU 21判断终点坐标是否位于距离始点坐标规定的范围内(步骤1708)。在步骤1708中判断为“否”的情况下，结束区域设定处理。在步骤 1704、1706中判断为“否”的情况下，也同样结束区域设定处理。在步骤1708中判断为“是”的情况下，根据始点坐标、经过位置坐标、终点位置坐标，取得确定通过这些坐标这样的楕圆或圆的信息(步骤1709)。CPU 21制作将相邻的坐标连结的封闭曲线，得到近似于该封闭曲线的圆或楕圆即可。例如，近似可以应用最小二乘法等已知手法。而且，CPU 21计算通过将由步骤1709确定的楕圆或圆投影到地表面上而得到的楕圆或圆的信息，将该投影的楕圆或圆的信息，作为可发音区域的信息，保存在RAM 沈中的区域/音色表中(步骤1710)。之后，CPU 21将RAM沈中的设定中标记设为“0”， 而且将区域设定标记设为“1” (步骤1711)。并且，第2的实施方式的其他处理(例如，当前位置取得处理、发音时间检测处理等)与第1的实施方式一样。在第2的实施方式中，也可以通过演奏者来设定将所期望的大小的圆或楕圆作为底面的柱状的可发音区域。特别是，在第2的实施方式中，能够设定将演奏者使演奏装置本体11移动的轨迹作为外轮廓的侧面这样的可发音区域。接着，对本发明的第4的实施方式进行说明。在第1 第3的实施方式中，按每个可发音区域将音色对应起来，而在区域/音色表中，保存与确定可发音区域的信息对应起来的音色的信息。由此，在演奏装置本体11位于可发音区域内的状态下，若演奏者摇摆演奏装置本体11，则发出对应的音色的乐音。在第4的实施方式中，按每个可发音区域将音高对应起来，在演奏装置本体11位于可发音区域内的状态下，若演奏者摇摆演奏装置本体 11，则发出对应的音高的乐音。这样的构成适用于例如木琴、电颤琴、定音鼓这样能发出不同的音高的乐音的打击乐器乐音。在第4的实施方式中，在如图3所示的处理中，替代音色设定处理(步骤306)而实行音高设定处理。图18是示出第4的实施方式有关的音高设定处理的例子的流程图。在第4的实施方式中，区域设定处理可以应用第1的实施方式 第3的实施方式的任意一个。 在第4的实施方式中，输入部观为了指定音高，而具有音高确认开关和确定开关。而且，在图18的处理中使用的表示音高的参数(例如，基于MIDI的音高信息)，在初始化处理中，被设定为初始值(例如，最低音)。如图18所示，CPU 21判断区域设定标记是否为“1”(步骤1801)。在步骤1801中判断为“否”的情况下，结束音高设定处理。在步骤1801中判断为“是”的情况下，CPU 21判断音高确认开关是否被打开(步骤1802)。在步骤1802中判断为“是”的情况下，CPU 21生成注意事件，该注意事件包括与表示音高的参数NN相对应的音高信息(步骤1803)。在该注意事件中，只要是预定了表示音量水平和音色的信息即可。接着，CPU 21将生成的注意事件输出到I/F 27(步骤1804)。 I/F 27将注意事件作为红外线信号发送到红外线通信装置对。来自红外线通信装置M的红外线信号被乐器部19的红外线通信装置33接收。由此，在乐器部19中，发出规定的音高的乐音。
步骤1804之后，CPU 21判断确认开关是否被打开(步骤1805)。在步骤1805中判断为“否”的情况下，CPU 21使表示音高的参数NN递增(步骤1806)，返回步骤1802。在步骤1805中判断为“是”的情况下，CPU 21将表示参数NN的音高信息与可发音区域的信息关联起来保存到RAM沈中的区域/音高表中(步骤1807)。接着，CPU 21将区域设定标记设为“0”(步骤1808)。在如图18所示的音高设定处理中，每当音高确认开关被打开，就发出比上次高1 的音高的乐音。演奏者在发出所期望的音高的乐音时，打开确认开关，从而能将所期望的音高与可发音区域对应起来。而且，第4的实施方式有关的设置在RAM 26中的区域/音高表， 具备与如图8所示的区域/音色表相类似的构成。在图8的区域/音色表中，将区域ID及确定可发音区域的信息(在图8的例子中为顶点位置信息)与音色对应起来。在区域/音高表中，将区域ID及确定可发音区域的信息与音高对应起来。在第4的实施方式中，与第1的实施方式 第3的实施方式一样，实行发音时间检测处理(参照图9)，在规定的情况下实行注意事件生成处理。图19是示出本实施方式有关的注意事件生成处理的例子的流程图。图19的步骤1901与图10的步骤1001相同。步骤 1901之后，CPU 21参照RAM沈中的区域/音高表，将演奏装置本体11位于的可发音区域有关的记录中的音高，确定为应发音的乐音的音高(步骤1902)。CPU 21生成注意事件，该注意事件包含所确定的音量水平(velocity)及音高(步骤1903)。在注意事件中，音色是规定值即可。步骤1904及步骤1905分别对应于图10的步骤1004、1005。这样一来，能发生与可发音区域对应起来的音高的乐音。根据该实施方式，按每个可发音区域将音高对应起来，在演奏装置本体11位于可发音区域内的状态下，若演奏者摇摆演奏装置本体11，则发出对应的音高的乐音。因此，能以像木琴、电颤琴、定音鼓等能使音高发生变化的打击乐器这样的演奏形态发出所期望的
音高的乐音。本发明不限于以上的实施方式，能在权利要求书所记载的发明的范围内进行各种变更，这些当然都包含于本发明的范围之内。在上述实施方式中，演奏装置本体11的CPU 21检测演奏者摇摆演奏装置本体11 时的地磁传感器值及加速度传感器值，根据这些传感器值取得演奏装置本体11的位置信息，判断演奏装置本体11是否位于可发音区域中。CPU 21判断为在演奏装置本体11位于可发音区域内的状态下演奏装置本体11被摇摆时，生成含有与可发音区域对应起来的音色(第1 第3的实施方式)或与可发音区域对应起来的音高(第4的实施方式)，经由I/ F27及红外线通信装置M发送到乐器部19。另一方面，在乐器部19中，若接收注意事件， 则CPU 12将接收到的注意事件输出到音源部31而发生乐音。在乐器部19是安装了 MIDI 板等的个人计算机和游戏机等非乐音生成的专用机时适用上述构成。但是，演奏装置本体11的处理及乐器部19的处理的分担不限于上述实施方式。例如，演奏装置本体11将区域/音色表的信息发送到乐器部19，而且，也可以构成为根据传感器值对演奏装置本体取得位置信息，发送到乐器部19。在该情况下，在乐器部19实行发音时间检测处理(图9)、注意事件生成处理(图10)。如上所述的构成，适用于乐器部19是乐音生成的专用机的电子乐器。而且，在本实施方式中，在演奏装置本体11和乐器部19之间，使用红外线通信装置24、33通过红外线信号对数据进行通信，但不限于此。例如，也可以构成为打击乐器本体 11和乐器部19通过其他无线通信进行数据通信，也可以通过线缆以有线方式进行数据通进而，在上述实施方式中，通过地磁传感器23检测演奏装置本体11的移动方向， 而且通过加速度传感器22检测演奏装置本体11的移动量，根据这些取得演奏装置本体11 的位置，但不限于这些方法，当然也可以使用其他位置检测装置，例如，当然也可以使用3 轴加速度传感器的传感器值、角速度传感器的传感器值，来取得演奏装置本体11的位置。而且，在上述实施方式中，在演奏装置本体11中，该长轴方向的加速度传感器值暂时变得大于第1阈值α，之后，长轴方向的加速度传感器值减少，将变得小于第2阈值β 时的时刻作为发音时间。但是，不限于此。例如，也可以不使用演奏装置本体11的长轴方向的加速度传感器值，而使用3轴加速度传感器的x、y、ζ成分的值的合成值(传感器合成值各成分的值的二乘的总和的平方根)来检测发音时间。图20是示出其他实施方式有关的发音时间检测处理的例子的流程图。在图20中， 步骤2001 2003与图9的步骤901 903 —样。在步骤2002中判断为“是”的情况下， CPU 21从RAM 26取得加速度传感器值(x，y，z成分)(步骤2004)。CPU 21根据所取得的 x、y、z成分的值计算传感器合成值(步骤2005)。传感器合成值如上所述，通过计算各成分的值的二乘的总和的平方根而得到。接着，CPU 21判断保存在RAM 26中的加速度标记是否为“0” (步骤2006)。在步骤2006中判断为“是”的情况下，CPU 21判断传感器合成值是否大于与(l+a)G相当的值 (步骤2007)。在此，a是微小的正数。例如，若使a为“0.05”，则判断传感器合成值是否大于与1. 05G相当的值。在步骤2007中为“是”的情形，表示由演奏者摇摆演奏装置本体11， 而使传感器合成值变得大于重力加速度1G。该值a不限于上述数值。而且，使a = 0，在步骤2007中，也可以判断传感器合成值是否大于与IG相当的值。在步骤2007中判断为“是”的情况下，CPU 21将RAM沈中的加速度标记设为 “1”(步骤2008)。在步骤2007中判断为“否”的情况下，结束发音时间检测处理。在步骤2006中判断为“是”的情况下，即，发音标记是“1”的情况下，CPU 21判断传感器合成值是否小于与(l+a)G相当的值(步骤2009)。在步骤2009中判断为“否”的情况下，CPU 21判断在步骤2005中计算的传感器合成值是否大于保存在RAM 26中的传感器合成值的最大值(步骤2010)。在步骤2010中判断为“是”的情况下，CPU 21将计算出的传感器合成值作为新的最大值保存在RAM沈中(步骤2011)。在步骤2010中判断为“否” 的情况下，结束发音时间检测处理。在步骤1009中判断为“是”的情况下，CPU 21实行注意事件生成处理(步骤 2012)。注意事件生成处理与第1的实施方式(图10)基本相同。在其他实施方式中，在步骤1001中，根据传感器合成值的最大值来确定音量水平。在该实施方式中，在如下的发音时间发出乐音。图21是示意地示出由演奏装置本体的加速度传感器检测出的加速度传感器值的合成值即合成传感器值的例子的图表。如图21的图表2100所示，在演奏者使演奏装置本体11静止的状态下，合成传感器值是与IG相当的值。通过演奏者摇摆演奏装置本体11，合成传感器值上升，演奏者摇摆完演奏装置本体11后再度使其静止，从而合成传感器值变为与再度IG相当的值。在本实施方式中，检测到合成传感器值变为大于与(l+a)G(a是微小的正值)相当的值的时间，之后，合成传感器值的最大值被更新。合成传感器值的最大值Amax用于确定发音的乐音水平。之后，在合成传感器传感器值变为小于与(l+a)G(a是微小的正值)相当的值的时间、，实行注意事件处理，发出乐音。再者，在本实施方式中，不限于根据加速度传感器的传感器值来确定发音时间，也可以使用其他传感器(角速度传感器等)来确定与该传感器值的变化相对应的因此发音时间。
权利要求
1.一种演奏装置，其特征在于，具备 保持部件，演奏者能用手来保持；区域/参数存储单元，保存(a)将至少一个侧面被与地表面垂直的面划定的空间多个确定为可发音区域的信息、以及(b)与该可发音区域的各个可发音区域对应的乐音的参数，位置信息取得单元，取得被配置在上述保持部件内的、上述保持部件的位置信息， 检测单元，检测(c)基于通过上述位置信息取得单元取得的位置信息的上述保持部件的位置是否被包含在上述多个可发音区域的某一个中，而且检测(d)规定的动作是否被赋予给了上述保持部件，读出单元，从上述区域/参数存储单元读出与被该检测单元检测为含有上述保持部件的位置的可发音区域相对应的参数；及指示单元，将通过上述检测单元检测出规定的动作被赋予给上述保持部件的时间作为发音开始时间，而向乐音发生单元指示使用通过上述读出单元读出的参数确定的乐音的发曰°
2.如权利要求1所述的演奏装置，其中，上述位置信息取得单元具有地磁传感器及加速度传感器；构成为根据上述地磁传感器的传感器值来检测上述保持部件的移动方向，而且根据上述加速度传感器的传感器值来计算上述保持部件的移动量。
3.如权利要求2所述的演奏装置，其中， 上述保持部件是长轴部件，上述检测单元根据上述加速度传感器的传感器值来取得上述保持部件的长轴方向的加速度传感器值，而且根据该长轴方向的加速度传感器值的变化来对检测规定的动作被赋予给了上述保持部件的时间进行确定。
4.如权利要求2所述的演奏装置，其中， 上述加速度传感器是3轴加速度传感器，上述检测单元将上述加速度传感器各自的轴方向的值的合成值作为该加速度传感器的传感器值，而且根据上述加速度传感器值的变化来对检测规定的动作被赋予给了上述保持部件的时间进行确定。
5.如权利要求2所述的演奏装置，其中，上述演奏装置还具有音量水平计算单元，该音量水平计算单元检测上述加速度传感器的传感器值的最大值，并计算该最大值所对应的乐音的音量水平，上述指示单元将通过上述音量水平计算单元计算出的音量水平的乐音的发音的指示赋予给上述乐音发生单元。
6.如权利要求1所述的演奏装置，其中，将基于上述取得的3个以上的位置信息的各位置作为顶点，将通过将连结该各顶点的平面投影在地表面上而得到的平面作为底面，而将由成为该底面的平面和从上述各顶点延伸的垂线划定的空间确定为可发音区域。
7.如权利要求1所述的演奏装置，其中，分别根据作为中心位置及不同于该中心位置的其他位置而取得的位置信息，确定在地表面上投影的地表面上的中心位置及地表面上的其他位置，并将以该地表面上的中心位置为中心而通过上述地表面上的其他位置的圆作为底面的圆柱确定为可发音区域。
8.如权利要求1所述的演奏装置，其中，按照规定的时间间隔取得上述位置信息，来确定赋予给上述保持部件的动作的轨迹， 并将以在地表上投影该轨迹的地表面上的封闭曲线为底面的柱状的区域确定为可发音区域。
9.如权利要求1所述的演奏装置，其中， 上述乐音的参数是音色。
10.如权利要求1所述的演奏装置，其中， 上述乐音的参数是音高。
11.一种电子乐器，其特征在于，具备如权利要求1所记载的演奏装置和具有上述乐音发生单元的乐器部； 上述演奏装置和上述乐器部分别具备通信单元。
全文摘要
本发明涉及一种演奏装置及电子乐器。在用于演奏者用手进行保持的长度方向上延伸的演奏装置本体11上，配置了地磁传感器22及加速度传感器23。CPU21通过地磁传感器22及加速度传感器23得到的演奏装置本体11位于被预先设定在空间中的的可发音区域，而且，将加速度传感器值为规定变化的时间作为发音时间，而对电子乐器本体19赋予指示使得以与可发音区域对应起来的音色进行发音。发音区域和要发音的音色被保存在RAM26的区域/音色表中。发音乐器本体19对应于发音指示的接收，按每个可发音区域对应关联的音色进行乐音。
文档编号G10H1/00GK102568455SQ20111043310
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者坂崎尚之 申请人:卡西欧计算机株式会社