專利名稱：具有檢測裝置的樂音控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有檢測裝置的樂音控制裝置，特別是關(guān)于控制通過檢測裝置來檢測根據(jù)演奏者的動作而產(chǎn)生的樂音的樂音控制裝置。
以往，樂音是通過演奏小提琴、鋼琴、風(fēng)琴、以及低音鼓等樂器或電子樂器產(chǎn)生的。這樣樂器所產(chǎn)生的樂音的音調(diào)以及音色，是通過演奏者的手或腳，時而接觸、時而按壓鍵盤、弦以及踏板來進行控制的。
本發(fā)明的第一個目的在于提供控制按照演奏者手腕向上揮動角度和速度那樣的動作而產(chǎn)生的樂音的樂音控制裝置。
本發(fā)明的第二個目的在于提供控制對應(yīng)于通過演奏者而產(chǎn)生的自然音的人工樂音的樂音控制裝置。
本發(fā)明的第三個目的在于提供檢測由演奏者的動作和手所造成的沖擊等的檢測裝置。
本發(fā)明的第一個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)檢測裝置，用以檢測一物體的運動本身;(乙)樂音控制機構(gòu)，用以根據(jù)該檢測裝置的檢測結(jié)果控制樂音信號;和(丙)樂音發(fā)生裝置，用以產(chǎn)生相應(yīng)于該樂音信號的樂音。
本發(fā)明的第二方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)檢測裝置，用以檢測待檢測物體的擺動運動本身;(乙)樂音控制數(shù)據(jù)輸出裝置，用以根據(jù)該檢測裝置的檢測結(jié)果控制樂音信號。
本發(fā)明的第三方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)檢測裝置，用以檢測待檢測物體的加速度;和(乙)樂音控制數(shù)據(jù)輸出裝置，用以根據(jù)該檢測裝置的檢測結(jié)果控制樂音信號。
本發(fā)明的第四個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)被連接到人體的預(yù)定部分的加速度傳感器;(乙)第一檢測裝置，用以在加速度傳感器的輸出電平高于預(yù)定的第一電平時輸出第一檢測信號;(丙)第二檢測裝置，用以在加速度傳感器輸出信號中所包含的高次諧波分量的電平高于預(yù)定的第二電平時輸出第二檢測信號;(丁)存儲裝置，用以在第一和第二檢測裝置分別輸出第一和第二檢測信號時存儲高次諧波分量電平;和(戊)第一樂音控制數(shù)據(jù)第一發(fā)生裝置，用以產(chǎn)生根據(jù)第一檢測裝置的檢測結(jié)果控制樂音信號的第一樂音控制數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第五方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)裝在人體的預(yù)定部位上的加速度傳感器;(乙)第一檢測裝置，用以輸出第一檢測信號，第一檢測信號的電平在加速度傳感器的輸出電平高于第一參考信號的電平時變?yōu)轭A(yù)定電平;(丙)放大裝置，用以放大加速度傳感器輸出信號中所包含的高次諧波分量;(丁)第二檢測裝置，用以輸出第二檢測信號，第二檢測信號的電平在放大裝置的輸出電平高于第二參考信號的電平時變?yōu)轭A(yù)定電平;(戊)中斷信號發(fā)生裝置，用以產(chǎn)生表示第一和第二檢測信號的電平與預(yù)定電平相等的中斷信號;(己)存儲裝置，用以根據(jù)第二檢測信號的時間存儲高次諧波分量的峰值;(庚)模-數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，用以將高次諧波分量的峰值轉(zhuǎn)換成表示沖擊強度的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù);和(辛)中央處理裝置，用以根據(jù)中斷信號的時間將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成表示樂音音調(diào)的音調(diào)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第六個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)裝在人體的預(yù)定部位的加速度傳感器;(乙)第一檢測裝置，用以輸出第一檢測信號，第一檢測信號的電平在加速度傳感器的輸出電平高于第一參考信號的電平時變?yōu)轭A(yù)定電平;(丙)放大裝置，用以放大加速度傳感器的輸出信號中所包含的高次諧波分量;(丁)第二檢測裝置，用以輸出第二檢測信號，第二檢測信號的電平在放大裝置的輸出電平高于第二參考信號的電平時變?yōu)轭A(yù)定電平;(戊)中斷信號發(fā)生裝置，用以產(chǎn)生表示第一和第二檢測信號的電平等于預(yù)定電平的中斷信號;(己)存儲裝置，用以根據(jù)第二檢測信號的時間存儲高次諧波分量的峰值;(庚)模-數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，用以將高次諧波分量的峰值轉(zhuǎn)換成表示沖擊強度的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù);(辛)中央處理裝置，用以根據(jù)中斷信號的時間將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成表示樂音音調(diào)的音調(diào)數(shù)據(jù);和(壬)樂音發(fā)生裝置，用以根據(jù)音調(diào)數(shù)據(jù)產(chǎn)生樂音。
本發(fā)明的第七個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)第一積分電路，用以積分檢測一物體的加速度的加速度傳感器所輸出的加速度信號，從而將加速度信號轉(zhuǎn)換成表示該物體運動速率的速率信號;(乙)第二積分電路，用以積分速率信號，從而將速率信號轉(zhuǎn)換成表示該物體運動距離的距離信號;(丙)控制裝置，用以根據(jù)在預(yù)定時間內(nèi)的加速度信號的電平控制第一和第二積分電路的積分動作;和(丁)樂音信號發(fā)生裝置，用以根據(jù)距離信號發(fā)出樂音信號。
本發(fā)明的第八個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)第一積分電路，用以積分檢測該物體加速度的加速度傳感器所輸出的加速度信號，從而將加速度信號轉(zhuǎn)換成表示該物體運動速率的速率信號;(乙)第二積分電路，用以積分速率信號，從而將速率信號轉(zhuǎn)換成表示該物體運動距離的距離信號;和(丙)控制裝置，用以根據(jù)在該物體的加速度在增加時的時間內(nèi)加速度信號的電平控制第一和第二積分電路的積分動作，控制裝置在加速度增加期終了時輸出中斷信號;(丁)中央處理裝置，供以中斷信號;(戊)模-數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，用以在中央處理裝置控制下將速率信號和距離信號轉(zhuǎn)換成各自的在中斷信號時間內(nèi)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù);(己)寄存裝置，用以在其中存儲數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，中央處理機讀出存儲在寄存裝置中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，從而輸出作為音量信號相應(yīng)于速率信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而且還輸出作為音調(diào)數(shù)據(jù)相應(yīng)于距離信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù);(庚)聲音發(fā)生裝置，用以產(chǎn)生表示具有相應(yīng)于音量數(shù)據(jù)的音量和相應(yīng)于音調(diào)數(shù)據(jù)的音調(diào)的樂音的樂音信號;和(辛)樂音發(fā)生裝置，用以根據(jù)樂音信號發(fā)出樂音。
本發(fā)明的第九個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)檢測裝置，用以檢測根據(jù)演奏者的動作所產(chǎn)生的音的特性;和(乙)樂音控制數(shù)據(jù)發(fā)生裝置，用以根據(jù)檢測裝置的檢測結(jié)果發(fā)出樂音控制數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第十個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)檢測裝置，用以檢測演奏者關(guān)節(jié)的彎曲或轉(zhuǎn)動動作;和(乙)樂音控制數(shù)據(jù)發(fā)生裝置，用以根據(jù)檢測裝置的檢測結(jié)果發(fā)出控制樂音信號的樂音控制數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第十一個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)檢測裝置，用以檢測演奏者的預(yù)定部位的彎曲角或轉(zhuǎn)動動作;和(乙)樂音控制數(shù)據(jù)發(fā)生裝置，用以根據(jù)檢測裝置的檢測結(jié)果產(chǎn)生樂音控制數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第十二個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)角檢測裝置，用以檢測一物體與一參考平面之間所形成的角，并發(fā)出表示所檢測到的角的角信號;和(乙)樂音控制數(shù)據(jù)發(fā)生器，用以根據(jù)角信號產(chǎn)生控制外部樂音的樂音控制數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第十三個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)檢測裝置，用以檢測演奏者身體的至少某一預(yù)定部位相對于一參考點的位置;和(乙)樂音控制數(shù)據(jù)發(fā)生裝置，用以根據(jù)檢測裝置的檢測結(jié)果發(fā)出控制樂音的樂音控制數(shù)據(jù)，樂音控制數(shù)據(jù)被加到樂音發(fā)生器中。
本發(fā)明的第十四個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)檢測裝置，裝在演奏者關(guān)節(jié)部位附近，檢測裝置檢測關(guān)節(jié)部位的一個角;(乙)回轉(zhuǎn)角速度檢測裝置，用以根據(jù)檢測裝置在一段時間內(nèi)所檢測出來的角的變化檢測關(guān)節(jié)部位的回轉(zhuǎn)角速度;和(丙)樂音信號發(fā)生裝置，用以根據(jù)距離信號發(fā)出樂音信號。
本發(fā)明的第十五個方面提供一種包括下列各部分的樂音控制裝置(甲)一個空箱;(乙)多個觸點，配置在所述空箱內(nèi)部;(丙)導(dǎo)電流體，封閉在空箱內(nèi)，導(dǎo)電流體根據(jù)空箱的傾斜度移動或流動，從而使多個觸點中的各兩個觸點之間在電氣上連接起來，空箱根據(jù)連接了的觸點發(fā)生表示空箱傾斜度的角信號;和(丁)樂音控制數(shù)據(jù)發(fā)生裝置，用以根據(jù)角信號發(fā)生控制樂音的樂音控制數(shù)據(jù)。


圖1表示本發(fā)明的使用了沖擊檢測裝置的樂音控制裝置的一實施例的電路圖。
圖2(a)至(i)為表示圖1所示的沖擊檢測裝置各部份的波形圖。
圖3為表示本發(fā)明動態(tài)檢測電路的一實施例的電路圖。
圖4(a)～(f)為表示圖3所示的動態(tài)檢測電路各部份的波形圖。
圖5為表示用圖3所示的動態(tài)檢測電路的樂音信號發(fā)生裝置的一實施例的方塊圖。
圖6為表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的角速度檢測裝置，應(yīng)用于樂音發(fā)生裝置的情況下的電路構(gòu)成方塊圖。
圖7為表示在演奏者身上裝著同一實施例的角速度檢測設(shè)備的外觀構(gòu)成圖。
圖8為表示在演奏者身上裝著這個發(fā)明的其它實施例的角速度檢測裝置的外觀構(gòu)成圖。
圖9為表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的角度傳感器301的外觀構(gòu)造的斜視圖。
圖10為該角度傳感器301的部分缺口的斜視圖。
圖11為該角度傳感器301的截面圖。
圖12為表示構(gòu)成該角度傳感器301的檢測器304的斜視圖。
圖13為表示構(gòu)成該一檢測器304的電路圖。
圖14為表示構(gòu)成本發(fā)明一實施例的角度傳感器301應(yīng)用于電子樂器情況的方塊圖。
圖15表示構(gòu)成本發(fā)明其它實施例的截面圖。
圖16為表示構(gòu)成本發(fā)明的樂音發(fā)生裝置的第一實施例的方塊圖。
圖17表示同實施例中所用的鼓棒的外觀圖。
圖18為圖16所示的電路的各部份波形圖。
圖19表示在同實施例中，為了說明加速度增加期間的檢測原理的波形圖。
圖20為了說明處理樂音發(fā)生電路460的工作的流程圖。
圖21是表示在樂音發(fā)生處理電路460的控制樂音的波形圖。
圖22(a)、(b)是分別表示同一實施例的不同演奏狀態(tài)的示意圖。
圖23表示在同一實施例中，一例使用了角度傳感器時的正面圖。
圖24表示構(gòu)成角度傳感器一例的斜視圖。
圖25為表示在肘上安裝角度傳感器時的活動狀態(tài)的斜視圖。
圖26表示其它角度傳感器的正面圖。
圖27表示在手上安裝角度傳感器例子的斜視圖。
圖28表示圖27所示的加速度傳感器的安裝狀態(tài)的截面圖。
圖29表示將本發(fā)明的第二實施例安裝在演奏者身上時的外觀構(gòu)成圖。
圖30表示構(gòu)成同一實施例的電路的方塊圖。
圖31表示構(gòu)成同一實施例的右肘用檢測部件502的外觀斜視圖。
圖32表示構(gòu)成同一的右肘用檢測部件502詳細(xì)構(gòu)成斜視圖。
圖33表示構(gòu)成同一第2實施例的右手用檢測部件503的外視斜視圖。
圖34表示同一右手用檢測部件504的內(nèi)部構(gòu)成斜視圖。
圖35(a)-(b)表示同一右手用檢測部件504的指尖部的內(nèi)部構(gòu)成的截面圖。
圖36表示同一第二實施例的第一變形例的構(gòu)成斜視圖。
圖37表示將這第1變形例安裝在演奏者身上時的外觀構(gòu)成圖。
圖38表示將本發(fā)明第2實施例的第2變形例安裝在演奏者身上時的外觀構(gòu)成圖。
圖39(a)～(c)是為了說明同一第2變形例的收發(fā)波器中的壓電元件的布置例的圖。
圖40表示構(gòu)成同一第2變形例的電路方塊圖。
圖41表示本發(fā)明的第3實施例的構(gòu)成的方塊圖。
圖42表示在同一實施例中，所使用的棒601的外觀構(gòu)成正面圖。
圖43表示被裝入同一棒601內(nèi)的角度檢測器602的結(jié)構(gòu)正面圖。
圖44表示安裝于同一角度檢測器602內(nèi)的檢測開關(guān)a至d的結(jié)構(gòu)正面圖。
圖45表示同一角度檢測器602的狀態(tài)與各檢測開關(guān)a至d的開或關(guān)狀態(tài)之間的關(guān)系圖。
圖46表示各檢測開關(guān)a至d的開或關(guān)狀態(tài)與音調(diào)，及鍵碼數(shù)據(jù)之間的關(guān)系圖。
圖47及圖48分別表示中央處理裝置610在同一實施例中的處理工作的流程圖。
圖49(a)～(i)是為了說明第3實施例和演奏例子的圖。
圖50表示在本發(fā)明的第4實施例中，以右手或左手使用的韻律棒701R和701L的圖。
圖51是為了說明同一實施例的產(chǎn)生樂音的動作的方塊圖。
圖52是為了說明同一實施例的產(chǎn)生旋律音的動作的圖。
圖53是為了說明同一實施例的產(chǎn)生伴奏音的動作的圖。
圖54(a)～(b)是表示將角度檢測器分別安裝在右肘，右肩上的圖。
圖55是圖54(a)的右肘附近的放大圖。
圖56表示用于本發(fā)明的第5實施例的樂音控制裝置中的雜音發(fā)生器的圖。
圖57表示雜音發(fā)生器的微音器的輸出信號的波形圖。
圖58表示同一實施例的電路構(gòu)成的方塊圖。
為了說明有關(guān)附圖，對各圖中相同部分分別標(biāo)上相同的記號。
本發(fā)明涉及一種控制根據(jù)演奏者的手臂等物體活動而發(fā)生的樂音的樂音控制裝置。演奏者手臂的活動，即是物體(或者手臂)的移動速度、移動距離、或者移動角度，必須通過檢測裝置進行檢測。所以，我們先說明檢測裝置，然后說明樂音控制裝置。
〔I〕檢測裝置本發(fā)明的檢測裝置，我們把它分為檢測沖擊裝置，檢測狀態(tài)電路，檢測角速度裝置，以及角度傳感器。下面，依次說明這些檢測裝置。
(1)沖擊檢測裝置圖1表示使用了沖擊檢測裝置的本發(fā)明的樂音控制裝置的一實施例的電路圖。圖中，11為加速度傳感器。此加速度傳感器中，使用了具有壓電性的有機或者無機物質(zhì)作為振動器。例如無機物中的水晶、羅謝爾鹽、鈦酸鋇、有機物中的壓電塑料等均可使用。本實施例中是使用有機物的壓電塑料。通過具有固定圓周的振動片結(jié)構(gòu)形成振動器。
加速度傳感器11將加速度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，產(chǎn)生并輸出如圖2(a)所示的輸出電壓Va。12是電阻值R1(Ω)的電阻，該電阻的一端連接在上述加速度傳感器11的輸出端上。13是容量C1(F)的電容器，連接在上述電阻12的另一端和地線之間。通過這些電阻12以及電容器13，構(gòu)成時間常數(shù)R1C1(sec)的低通濾波器14。15是比較儀，在該比較儀15的同向輸入端上，電容器13的銜接點和上述電阻12連接。16是電阻值R2(Ω)的電阻，該電阻的一端和上述電阻12同樣連接在上述加速度傳感器11的輸出端。17是容量C2(F)的電容器，連接在電阻16的另一端和地線之間。這些電阻16以及電容器17構(gòu)成時間常數(shù)R2C2(sec)的低通濾波器18。而且，為了使該時間常數(shù)R2C2(實施例中是0.5msec)達到約為上述時間常數(shù)R1C1(實施例中是50μsec)的10倍，預(yù)先設(shè)定R以及C的各個常數(shù)。
19是二極管。該二極管19的陽極與上述電阻16和電容器17之間的銜接點連接。另一方面，陰極則連接到上述比較儀15的反向輸入端。20也是二極管。該二極管20的陰極，和上述的二極管19同樣連接在比較儀15的反向輸入端上。21是與二極管20串聯(lián)地連接的電阻。而且通過上述二極管20、電阻21形成向比較儀15的反向輸入端供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)電壓Vr1的供應(yīng)電路。
24是電容器，一端連接在前述加速度傳感器11的輸出端。電容器24的另一端連接在放大器25的輸入端上。26是電阻，插入并連接在上述放大器25的輸入端和地線之間。而且，電阻26和電容器24構(gòu)成高通濾波器27。
28是電阻，該電阻28的一端連接在放大器25的輸出端上。電阻28的另一端連接在比較儀29的同向輸入端上。30是插入比較儀29的反向輸入端方面的電阻R3。它的一端連接于上述放大器25的輸出端。31是二極管，陽極一邊連接在上述電阻30的另一端。電容器32(C3)插入并連接在該連接點和地線之間。并且電阻30和電容器32構(gòu)成時間常數(shù)R3C3的低通濾波器33。上述二極管31的陽極一邊連接在比較儀29的反向輸入端上。34是和二極管31一樣，其負(fù)極一邊同樣連接于上述比較儀29的反向輸入端上的二極管。35是電阻，與上述二極管34串聯(lián)地連接。而且，電阻35與二極管34構(gòu)成向比較儀29的反向輸入端供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)電壓Vr2的供應(yīng)電路。另一方面，22是2個輸入的“與”門，比較儀15的輸出端連接于該“與”門22的一邊的輸入端。23是D觸發(fā)電路。前述比較儀15的輸出端連接于該觸發(fā)電路23的數(shù)據(jù)輸入端D。并且，上述比較儀29的輸出端連接于觸發(fā)電路23的時鐘輸入端。輸出端Q和上述“與”門22的另一邊輸入端連接。觸發(fā)電路23在輸入于時鐘輸入端上的脈沖信號的上緣讀出被輸入到數(shù)據(jù)輸入端D上的數(shù)據(jù)。
36是模似開關(guān)，它的輸入端在連接前述放大器15的輸出端的同時，門端連接在上述比較儀29的輸出端上。模似開關(guān)36的輸出端連接在模/數(shù)變換器38的輸入端上。電容器37插入并連接模/數(shù)變換器38的輸入端與地線之間，這個電容器37是為了保持通過上述模似開關(guān)36所供應(yīng)的模似信號的峰值。
39是中央處理裝置(CPU)，在中央處理裝置39上，前述2個輸入的“與”門22的輸出端、D觸發(fā)電路23的復(fù)位端R以及模/數(shù)變換器38的數(shù)字輸出端相互連接。41是樂音信號形成電路。這樂音信號形成電路41與中央處理裝置39連接，形成與中央處理裝置39所輸出的數(shù)據(jù)DP相對應(yīng)的音調(diào)的樂音信號AP，并且將之輸出。43是擴音器，將上述樂音信號形成電路41所輸出的樂音信號AP作為聲音來發(fā)出。
下面參照圖2，說明同一實施例的工作。被安裝在人體的一部分，例如安裝在手掌上的加速度傳感器11在拍手時，輸出如(a)所示的電壓信號Va。信號Va通過低通濾波器14、18可以加在比較儀15的同向輸入端或者反向輸入端。輸入于非反向輸入端的輸入信號Vb是通過低通濾波器14而且具有與如(b)所示的時間常數(shù)R1C1(sec)相對應(yīng)的延遲時間的信號。并且，輸入反向端的信號Vc是通過低通濾波器18產(chǎn)生而且具有與時間常數(shù)R2C2相對應(yīng)的延遲時間的信號。并且，由于比較儀15的反向輸入端與二極管19串聯(lián)，在通過低通濾波器18輸出的信號內(nèi)，在二極管19上，對于標(biāo)準(zhǔn)電壓Vr1以下的信號需要逆偏壓，所以二極管19成了不導(dǎo)通狀態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)中壓Vr1就加到反向輸入端上。另一方面，大于標(biāo)準(zhǔn)電壓Vr1的低通濾波器18的輸出信號，因為在二極管19的正方向上加有偏壓，所以低通濾波器18的輸出信號就加在反向輸入端上。在這情形下，因為R1C1＜R2C2，所以信虧Vc也比Vb的相位落后。結(jié)果，比較儀15在信號Vb/Vc的范圍內(nèi)，輸出如(c)所示的H電平的脈沖信號Vd。另一方面，通過上述加速度傳感器11輸出的電壓信號Va被加在高通濾波器27上。在高通濾波器27中取出信號Va的高次諧波成分，這被取出的信號，通過放大器25，作為如(d)所表示的信號Ve輸出。
信號Ve一方面通過電阻28被加在比較儀29的同向輸出端，另一方面通過設(shè)在反向輸入一邊的低通濾波器33而被延遲(積分)。并且在比較儀29的反向輸入端上串聯(lián)地插入二極管31，同時，因為被供應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)電壓Vr2，所以對于低通濾波器33的小于標(biāo)準(zhǔn)電壓Vr2的輸出信號，標(biāo)準(zhǔn)電壓Vr2就經(jīng)常加在反向輸入端，另一方面，對于低通濾波器33的輸出信號內(nèi)大于標(biāo)準(zhǔn)電壓的輸出信號，該低通濾波器33的信號就加于其上。結(jié)果，被輸入于比較儀29的反向輸入端的信號Vf，形成如(d)所表示的狀態(tài)。
比較儀29在信號Ve＞Vf的范圍內(nèi)輸出如(e)所表示的高電平脈沖信號Vg。
信號Vg作為時鐘信號被加于D觸發(fā)電路23。在觸發(fā)電路23的數(shù)據(jù)輸入端，因為附加了(c)所表示的信號Vd，觸發(fā)電路23從上述信號Vg的上緣讀入信號Vd，并在輸出端Q輸出如(f)所表示的輸出信號Vh。這個信號Vh和前述信號Vd的邏輯積可以用“與”門22求得。這個“與”門22的輸出信號Vi的波形如(g)所示。信號Vi作為中斷信號，被供應(yīng)給中央處理裝置39。
另一方面，上述信號Vg通過比較儀29被輸出時，模似開關(guān)36即成開的狀態(tài)，電容器37通過信號Ve而被充電，這個信號Ve的峰值被保持在電容器37內(nèi)。如(h)所表示的被保持的電壓Vj，通過模/數(shù)變換器38被變換為數(shù)據(jù)Dd，然后被傳送到中央處理裝置39。
中央處理裝置39將信號Vi作為中斷信號接收后，首先在該信號的下緣，向D觸發(fā)電路23的復(fù)位端R輸出如(i)所表示的信號Rack。因此，D觸發(fā)電23被復(fù)位。然后，中央處理裝置39將模/數(shù)變換器38的輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dd讀入。其次將讀入數(shù)據(jù)Dd變換為表示音調(diào)的音調(diào)數(shù)據(jù)Dp，并把該音調(diào)數(shù)據(jù)Dp向樂音信號形成電路41輸出。樂音信號形成電路41形成與音調(diào)數(shù)據(jù)Dp相對應(yīng)的音調(diào)的樂音信號，并向擴音器43輸出。因此從擴音器43產(chǎn)生與手的沖擊力強度相對應(yīng)的音調(diào)。
本實例的構(gòu)成有上面所述，將加速度傳感器11裝在人體時可以產(chǎn)生與人體的活動的手的揮動、腳與地面的沖擊等的強度相對應(yīng)的音調(diào)的樂音。
還有，雖然本實例中，產(chǎn)生與通過加速度傳感器11所檢測出的沖擊強度相對應(yīng)的音調(diào)的樂音，但是也可以根據(jù)上述沖擊的強度，改變樂音的音量或者音色等。
還有，通過圖2(b)所表示的信號Vb和(d)所表示的信號Ve，也可以分別控制各個音色的樂音。例如，通過信號Vb控制低音鼓音，通過信號Ve控制鈸音。如果這樣的話，通過一個檢測器(加速度傳感器11)就可以控制兩種樂音。
(2)動態(tài)檢測電路圖3是表示構(gòu)成本發(fā)明的動態(tài)檢測電路的一個實施例的電路圖。即該圖所示的實施例是以積分由加速度傳感器供給的輸出信號，來輸出與被測物體的速度和移動距離相對應(yīng)的信號的電路。
圖3中，101是供給由加速度傳感器Sa(壓電式等)輸出的加速度信號AI的輸入端。
103是運算放大器，在該運算放大器103的反向輸入端與輸入端101之間插入電阻104，另外在該反向輸入端與運算放大器103的輸出端之間還插有電容器105。運算放大器103的同向輸入端為接地，而它的輸出端在通過電阻111與運算放大器109的反向輸入端相連接的同時，亦與端107相連接。上述運算放大器103、電阻104及電容器105構(gòu)成積分電路102。此外，在電容器105的兩端還并聯(lián)連接著舌簧繼電器106的接點。
108是由運算放大器109、電阻111以及電容器112構(gòu)成的積分電路，其所形成為電路結(jié)構(gòu)與上述的積分電路102相同。該積分電路108的輸出端連接在端114。還有，在電容器112的兩端亦連接著舌簧繼電器113的接點。該舌簧繼電器113和上述的舌簧繼電器106的各自的繼電器線圈的一端與延遲電路122的輸出端相連接，而另一端接地。此外，亦可采用半導(dǎo)體開關(guān)來代替舌簧繼電器106及113。
上述積分電路102及108構(gòu)成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部件CHN。
117是比較儀，該比較儀117的同向輸入端通過電阻118與輸入端101相連接，反向輸入端則通過電容器120接地，同時并通過電阻119與輸入端101連接。在這種情形下，電阻119、電容器120構(gòu)成積分電路，延遲加速度信號AI作出信號AId。比較儀117的輸出端是與觸發(fā)器121的輸入端T相接，同時亦連接著延遲電路122的輸入端。
上述的比較儀117、電阻118、119以及電容器120構(gòu)成了相位移動/峰值檢波電路116。
該相位移動/峰值檢波電路116是用來對供給輸入端101的加速度信號AI與延遲了該加速信號AI后的信號AId進行比較，并輸出與所比較的結(jié)果相應(yīng)的脈沖信號。例如圖4(a)所示的那樣，于時間t0把加速度信號AI一供給輸入端101，該加速信號AI就經(jīng)過電阻118供給比較儀117的同向輸入端，同時通過由電阻119與電容器120構(gòu)成的積分電路來進行延遲并變?yōu)樾盘朅Id，供給比較儀117的反向輸入端。結(jié)果，比較儀117就對加速度信號AI與信號AId進行比較，它的輸出信號U如圖4(b)所示，在從加速度信號AI大于信號AId的時間t0至t1之間，變?yōu)椤?”信號。這時，時間t1就如圖所示那樣，是非常接近于加速度信號AI峰值時的時間。也就是說，因為信號AId是加速信號AI的延遲信號，所以信號AId大于加速度信號AI，即在遲于加速度信號AI的峰值時之后的時間，但是，通過適當(dāng)選擇減少信號AId的延遲時間，就能使信號AId大大于信號AI的時間變?yōu)榕c加速度信號AI的峰值時大致相等。
還有，觸發(fā)器121是每當(dāng)輸入信號U下降時，用來把輸出反向。該觸發(fā)器121的輸出端Q與端123相接，復(fù)位輸入端R則連接著端124。這種情形，觸發(fā)器121的輸出端Q輸出的信號IR(圖4(C))就被供給到外部裝置。另外，外部裝置在信號IR-上升到“1”信號，就輸出復(fù)位信號RES，使觸發(fā)器復(fù)位。
延遲電路122是延遲輸出信號U的下降時間，并擴大脈沖寬度的電路。如圖4(d)所示，延遲電路122輸出的輸出信號DL的下降時間t3是設(shè)定為比輸入信號U的下降時間t1延遲20～100μsec。
上述的相位移動/峰值檢波電路116、延遲電路122以及觸發(fā)器121構(gòu)成數(shù)據(jù)控制部件CTL。
以下參照圖4的波形圖對該實施例的工作進行說明。
加速度信號AI一供給輸入端101，該加速度信號AI就同時被供給到數(shù)據(jù)控制部件CLT和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部件CHN。
首先，就數(shù)據(jù)控制部件CTL來說明它的電路工作。
在圖4(a)所示的時間t0，加速度信號AI經(jīng)過輸入端101一供給相位移動/峰值檢波電路116，在與該加速度信號AI的上升的同時間t0，相位移動/峰值檢波電路116的輸出信號U就上升到“1”信號，在加速度信號AI的振幅變?yōu)樽畲笾档臅r間t1，輸出信號U就下降到“0”信號。在與該輸出信號U下降到“0”信號的同一時間t1，觸發(fā)器121的輸出端Q的信號IR就上升到“1”信號，并通過端123供給到外部裝置。結(jié)果，來自外部裝置的復(fù)位信號RES則通過輸入端124供給到觸發(fā)器121的復(fù)位端R，觸發(fā)器121的信號IR就下降到“0”信號。還有，輸出信號U一上升到“1”信號，延遲電路122的輸出信號DL就上升到“1”信號。該輸出信號DL的“1”信號期間是在輸出信號U下降之后，延續(xù)20～100μsec。舌簧繼電器106及113的繼電器線圈是在輸出信號DL為“1”信號的期間(時間t0-t3)進行激磁，這樣一來，舌簧繼電器106及113的觸點，在時間t0-t3之間就呈開啟狀態(tài)。
以下就數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部件的電路工作進行說明。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部件CHN內(nèi)的積分電路102及108，在舌簧繼電器106及113是閉合狀態(tài)之間，作為積分電路并不工作，但在時間t0，一供給加速度信號AI，因為舌簧繼電器106及113的觸點變?yōu)閱㈤_狀態(tài)，所以積分電路102和積分電路108就開始進行積分工作。也就是說，積分電路102是在時間t0-t3之間，對加速度信號AI進行積分并輸出輸出信號DV。該輸出信號DV是在加速度增加期間t0-t1對加速度信號AI進行積分，以表示被測物體的加速度增加期間結(jié)束時的最大速度。還有，積分電路108是在輸出信號DL變?yōu)椤?”信號的期間，對積分電路102的輸出信號DV進行積分并輸出輸出信號DD。該輸出信號DD是對速度信號DV進行積分，以表示加速度達到最大為止的被測物體的移動距離。
根據(jù)如上述之實施例，根據(jù)從安裝在被測物體的加速度傳感器Sa輸出的加速度信號AI來捕捉它的特征期間，并在該特征期間(加速度增加期間)進行積分，就能測出工作的特征。
還有，在求上述被測物體的移動速度與移動距離時，以簡單的電路(在本發(fā)明的實施例里，用三個運算放大器和一個觸發(fā)器以及其它多個的電阻、電容器、舌簧繼電器)就能夠?qū)崿F(xiàn)，而且也就能夠使費用降低。
此外，作為上述實施例的外部控制裝置，例如也可采用圖5所示的樂音發(fā)生裝置125，以下就其的工作進行說明。
圖5中，觸發(fā)器121的輸出信號IR作為中斷信號一供給中央處理裝置130，中央處理裝置130就向觸發(fā)器121供給復(fù)位信號RES。另外，模/數(shù)變換器(模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路)126、127是在與復(fù)位信號RES的輸出時間(圖4所示的時間t2)同樣的時刻，保持住輸出信號DV、DD，并開始進行轉(zhuǎn)換。通過模/數(shù)變換器126、127轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的輸出信號DV、DD被存儲入寄存器128、129之后，通過數(shù)據(jù)總線131被讀入到中央處理裝置130。中央處理裝置130讀出寄存器128、129內(nèi)的數(shù)據(jù)，再通過總線131把這些讀出數(shù)據(jù)供給聲音發(fā)生器132。這時，中央處理裝置130把寄存器128內(nèi)的數(shù)據(jù)作為音量控制數(shù)據(jù)，而把寄存器129內(nèi)的數(shù)據(jù)作為音調(diào)控制數(shù)據(jù)供給聲音發(fā)生器132。其結(jié)果，聲音發(fā)生器132就會把具有與輸出信號DV、DD相對應(yīng)的音量與音調(diào)的樂音信號供給音響系統(tǒng)133。這樣一來，音響系統(tǒng)133就會從揚聲器134發(fā)生與輸出信號DV、DD相對應(yīng)的樂音。
還有，作為輸出信號DV、DD所帶有的意義，另外還可舉出如下的應(yīng)用例。例如把輸出信號DV作為控制無線電測距的信號，而把輸出信號DD作為控制音色(長笛、鋼琴等)的信號。
而所謂的無線電測距是為決定樂音的音色而在操作盤上進行的各種操縱桿等的預(yù)置工作。
還有，通過輸出信號DV的信號變化來控制無線電測距的話，因為可以根據(jù)人的動作的變化等來變換不同的無線電測距，所以能夠獲得與通過手工操作的無線電測距不同的新的樂音效果。
(3)角速度檢測裝置圖6是表示適用于樂音發(fā)生裝置的本發(fā)明一實施例的角速度檢測裝置的電路構(gòu)成方塊圖。圖7是表示把該實施例裝放在演奏者上的外觀構(gòu)成圖。
圖6中，201是樂音發(fā)生裝置主體，202a、202b是超聲波發(fā)射器，203a、203b是超聲波接收器，這些樂音發(fā)生裝置主體201及接收器203a、203b可如圖7所示的那樣，用皮帶204來裝放在演奏者的腰上，另外，發(fā)射器202a、202b則分別通過護身形的安放具205來裝放在右前臂及左前臂的一空地方的內(nèi)臂一側(cè)。這些發(fā)射器202a、202b及接收器203a、203b是采用例如鈦酸鋇振子等的壓電元件構(gòu)成的，發(fā)射器202a、202b是在外加高頻電壓時產(chǎn)生超聲波，而接收器203a、203b是在接收超聲波時發(fā)生高頻電壓。在這種情形下，各發(fā)射器202a、202b要放射狀地配置2～3個發(fā)射用石壓電元件而構(gòu)成，以便能夠向180度的各方向發(fā)射超聲波。還有，各接收器203a、203b則放射狀地配置2～3個接收用的壓電元件而構(gòu)成，以便能夠檢測來自180度的各方向的超聲波，這樣一來，與接收器203a、203b相對的發(fā)射器202a、202b的位置發(fā)生變化的時候，不論它們的相對位置的關(guān)系如何，發(fā)射器202a、202b發(fā)出的超聲波都可以到達接收器203a、203b。
以下對樂音發(fā)生裝置主體201進行說明。在圖6中，210是啟動脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生一定周期的啟動脈沖SP，該啟動脈沖SP再分別供給超聲波脈沖發(fā)生器211的輸入端以及RS觸發(fā)器212a、212b的各置位輸入端S。超聲波脈沖發(fā)生器211通過啟動脈沖SP而被觸發(fā)，把超聲波脈沖UP分別供給發(fā)射器202a及202b，這樣一來，發(fā)射器202a及202b就能以一定的周期發(fā)射超聲波。而且，由發(fā)射器202a及202b發(fā)出的超聲波一到達接收器203a及203b，接收器203a及203b就分別產(chǎn)生高頻電壓。
由上述接收器203a輸出的高頻電壓被供給到放大器213a進行放大，放大后的信號Sa用二極管214a整流之后，就供給RS觸發(fā)器212a的復(fù)位輸入端R。RS觸發(fā)器212a通過啟動脈沖SP置位，并通過二極管214a的輸出復(fù)位。也就是說，該RS觸發(fā)器212a的Q輸出信號Sa的脈沖寬度是與發(fā)射器202a與接收器203a之間的距離R對應(yīng)的。而且該Q輸出信號Sa被供給“與”門電路215a的一邊的輸入端?！芭c”門電路215a在上述信號Sa供給期間呈啟開狀態(tài)，把時鐘脈沖CP供給計數(shù)器216a的時鐘輸入端CK。計數(shù)器216a對該時鐘脈沖CP進行升序計數(shù)，再把該計數(shù)值作為距離測定數(shù)據(jù)LR輸出。也就是說，由該計數(shù)器216a輸出的距離測定數(shù)據(jù)LR與發(fā)射器202a和接收器203a之間的距離R是對應(yīng)的。
另外，由接收器203b輸出的高頻電壓被供給到放大器213b進行放大，放大后的信號Sb用二極管214b整流之后，供給RS觸發(fā)器212b和復(fù)位輸入端R。RS觸發(fā)器212b根據(jù)啟動脈沖SP進行置位，并通過二極管214b的輸出進行復(fù)位。也就是說，該RS觸發(fā)器212b的Q輸出信號S的脈沖寬度是與發(fā)射器202b與接收器203b之間的距離L相對應(yīng)的。而且，該Q輸出信號S被供給到“與”門215b的一邊的輸入端?！芭c”門215b在上述信號S供給期間呈啟開狀態(tài)，把時鐘脈沖CP供給計數(shù)器216b的時鐘輸入端CK。計數(shù)器216b對該時鐘脈沖CP進行升序計數(shù)，把該計數(shù)值作為距離測定數(shù)據(jù)LL輸出。也就是說，由該計數(shù)器216b輸出的距離測定數(shù)據(jù)LL是與發(fā)射器202b與接收器203b之間的距離L相對應(yīng)的。以上的構(gòu)成組成了超聲波計測電路220。
接著，由上述計數(shù)器216a及216b分別輸出的距離測定數(shù)據(jù)LR及LL分別供給運算電路221a及221b。這些運算電路221a及221b是用來把距離測定數(shù)據(jù)LR及LL分別變換為與右肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度Sr(參照圖7)相對應(yīng)的角度數(shù)據(jù)DR，和與左肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度Sl相對應(yīng)的角度數(shù)據(jù)DL，再將之輸出，以作為查表之功能的ROM(只讀存儲器)構(gòu)成主體。
這里，如圖7所示那樣，把從右肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)中心Or至安放發(fā)射器202a部位的距離定為Ar、而把從回轉(zhuǎn)中心Or至安放接收器203a之部位的距離室為Br，從余弦定律清楚地得知Sr =COS-1(Ar2+Br2-R2)2 · Ar · Br……(1)]]>因而，在上述(1)式中，Ar及Br經(jīng)常為一定的話，通過在R代入距離測定數(shù)據(jù)LR，就能求出右肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度Sr?？傊?，在運算電路221a里，把距離測定數(shù)據(jù)LR作為地址輸入時，可設(shè)置一輸出與回轉(zhuǎn)角度Sr相對應(yīng)的角度數(shù)據(jù)DR的ROM，這樣就能夠進行上述(1)式的運算。
同樣，把左肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)中心01至安放發(fā)射器202b之部位的距離定為A1，而把回轉(zhuǎn)中心01至接收器203b的距離室為B1，則成為S1= COS-1(Al2+Bl2-L22 · Al · Bl) ……(2)]]>因而在上述(2)式里，A1及B1經(jīng)常為一定的話，通過在L代入距離測定數(shù)據(jù)LL，就可求出左肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度S1?？傊?，在運算電路221b里，在把距離測定數(shù)據(jù)LL作為地址輸入時，可設(shè)置一可輸出與回轉(zhuǎn)角度S1相對應(yīng)的角度數(shù)據(jù)DL的ROM，這樣就能夠進行上述(2)式的運算。
還有，各個運算電路221a及221b在信號Sa1及Sb1下降，即RS觸發(fā)器212a及212b復(fù)位的時刻，分別讀入計數(shù)器216a及216b輸出的距離測定數(shù)據(jù)LR和LL，一會兒之后，把復(fù)位脈沖RPa及RPb分別供給計數(shù)器216a及216b的各個復(fù)位輸入端R，使計數(shù)器216a及216b分別能夠進行復(fù)位。而且，運算電路221a及221b輸出的角度數(shù)據(jù)DR及DL是由數(shù)/模變換器222a及222b變換為模擬電壓信號。這些數(shù)/模變換器222a及222b分別輸出的電壓信號VR及VL分別供給微分電路223a及223b。微分電路223a及223b分別對電壓信號VR及VL進行微分，再把由此所得的信號VR1及VL1作為樂音控制數(shù)據(jù)供給樂音信號形成電路224。
在此，電壓信號VR及VL分別與右肩關(guān)節(jié)及左肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度Sr及Sl相對應(yīng)，因此分別對該電壓信號VR及VL進行微分所得的信號VR1及VL1分別與右臂及左臂的回轉(zhuǎn)角速度相對應(yīng)。
樂音信號形成電路224根據(jù)與分別由微分電路223a及223b供給的信號VR1及VL1相對應(yīng)的演奏速度，即根據(jù)預(yù)先設(shè)定的一定的節(jié)奏圖譜來形成打擊音(鼓聲、鈸聲等)的音信號。這時，隨著上述信號VR1，演奏速度不斷地加快，而隨著信號VL1，演奏速度就變慢，而且，演奏速度可以提高到
＝90(即在1分鐘內(nèi)發(fā)生4分音符(
)90次的演奏速度)的程度。由樂音信號形成電路224形成的樂音信號輸出給揚聲器225，這樣一來，從揚聲器225就能以分別與右臂的回轉(zhuǎn)角速度、以及左臂的回轉(zhuǎn)角速度相對應(yīng)的演奏速度發(fā)出所定節(jié)奏圖譜的打擊音。還有，圖中標(biāo)號226是采用無線電通過天線227發(fā)射由樂音信號形成電路224輸出的樂音信號的發(fā)射電路。
這樣，根據(jù)上述的一實施例，測定裝在演奏者右臂的發(fā)射器202a和裝在腰上的接收器203a之間的距離R、再根據(jù)這個距離R算出右臂的向體側(cè)方向的回轉(zhuǎn)角度Sr，進一步再用微分電路223a進行微分，就能夠得到右臂的回轉(zhuǎn)角速度。同樣，測定裝在左臂的發(fā)射器202b和裝在腰上的接收器203b之間的距離L，再根據(jù)這個距離L算出左臂的向體側(cè)方向的回轉(zhuǎn)角度S1，進一步再通過微分電路223b進行微分，也就能夠獲得左臂的回轉(zhuǎn)角速度。而且分別讓這些右臂及左臂的各回轉(zhuǎn)角速度對應(yīng)，就能讓樂音的演奏速度產(chǎn)生變化。
以下參照圖8對本發(fā)明的另一實施例進行說明。
在圖8里，230是復(fù)蓋著演奏者的上半身的胸、肩及肘之部份的裝放具，就象一般的上衣那樣可以穿脫，還有，肩部230a、230b及肘部230c、230d是用可以伸縮的材料構(gòu)成的，在該肩部230a、230b與肘部230c、230d分別安裝有薄型的絕對式的回轉(zhuǎn)式偏碼器231a～231d。在這些回轉(zhuǎn)式編碼器231a～231d的各個轉(zhuǎn)軸上，分別固定有杠桿232a～232d，這些桿杠232a～232d的頂端部，通過由橡膠等具有伸縮性的材料制成的緩沖構(gòu)件233a～233d安裝在裝放具230上。這樣一來，當(dāng)演奏者轉(zhuǎn)動右臂或左臂的時候，右肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度就可直接通過回轉(zhuǎn)式偏碼器231a測出，左肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度，則可通過回轉(zhuǎn)式偏碼器231b直接測出。還有，演奏者彎曲右肘或左肘的時候，右肘關(guān)節(jié)的彎曲角度可通過回轉(zhuǎn)式編碼器231c直接測出，而左肘關(guān)節(jié)的彎曲角度則可通過回轉(zhuǎn)式編碼器231d直接測出。
而且，由各個回轉(zhuǎn)式編碼器231a～231d分別輸出的角度數(shù)據(jù)(一定位數(shù)的計數(shù)信號)通過多心導(dǎo)線234供給裝在演奏者的腰上的樂音發(fā)生裝置主體201a。樂音發(fā)生裝置主體201a是由把各個回轉(zhuǎn)式編碼器231a～231d供給的角度數(shù)據(jù)，分別變換成模擬電壓信號的4個數(shù)/模變換器、把各個數(shù)/模變換器分別輸出的模擬電壓信號進行微分的4個微分電路、以及圖6所示的樂音信號形成電路224、揚聲器225和發(fā)射電路226所構(gòu)成的。這種情形，樂音信號形成電路224的構(gòu)成是便于形成具有與由4個微分電路分別供給的電壓信號相對應(yīng)的演奏速度的預(yù)先設(shè)定的節(jié)奏圖譜的打擊音的樂音信號。這時演奏速度隨著右肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角速度不斷變快、而隨著左肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角速度，演奏速度則變慢，而且，隨著這些肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)速度能夠把演奏速度提高到
＝90的程度。此外，隨著右肘關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角速度，演奏速度就不斷地加快，而隨著左肘關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角速度，演奏速度則變慢，而且，隨著這些肘關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角速度能夠把演奏速度提高到
＝150～180的程度。
根據(jù)上述的另一個的實施例，按照演奏者的肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角速度及肘關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角速度，就能夠使樂音發(fā)生裝置主體201a的揚聲器225發(fā)出的打擊音的演奏速度自由地變化。還有，讓左右手臂在體側(cè)方向(左右方向)回轉(zhuǎn)的情形或者在身體前后方向回轉(zhuǎn)的情形，左右的肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度都能夠用回轉(zhuǎn)式編碼器231a、231b測出，所以演奏者可以自由地活動旋轉(zhuǎn)，增加舞蹈動作彎的自由度。進而，在象普通上衣那樣的裝入具230裝入回轉(zhuǎn)式編碼器231a～231d等，所以也不會損壞到流行性。
尚有，在上述的2個實施例里，其構(gòu)成是把作為計數(shù)數(shù)據(jù)的角度數(shù)據(jù)DR、DL變換成模擬的電壓信號VR、VL，再通過對這電壓信號VR、VL進行微分來求與回轉(zhuǎn)角速度相對應(yīng)的信號VR1、VL1，然后把這些模擬的信號VR1、VL1，作為樂音控制信號供給樂音信號形成電路224，但是也可從角度數(shù)據(jù)DR、DL直接地求差分?jǐn)?shù)據(jù)，把這計數(shù)的差分?jǐn)?shù)據(jù)視為與回轉(zhuǎn)角速度相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后作為樂音控制數(shù)據(jù)供給樂音信號形成電路。另外，也可以直接把檢測的回轉(zhuǎn)角速度作為樂音控制數(shù)據(jù)，或者也可以根據(jù)檢測的回轉(zhuǎn)角速度來形成一定的樂音控制數(shù)據(jù)。
還有，在上述2個實施例里，其構(gòu)成是隨著臂的回轉(zhuǎn)角速度?；蛘呒珀P(guān)節(jié)及肘關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角速度而相應(yīng)變化樂音的演奏速度，但是也可以使樂音的音調(diào)、音量、音長或者是音色等變化。還有也可以根據(jù)左右的臂、肩、肘的各個回轉(zhuǎn)角速度來控制各個不同的樂音參變量，進而也可以任意地將這些各個回轉(zhuǎn)角速度進行適合的組合來控制樂音的參變量。
另外在上述的各個實施例里，對檢測肩及肘的回轉(zhuǎn)角速度的情形進行了說明，但有關(guān)膝蓋的回轉(zhuǎn)角速度，用同樣的構(gòu)成也可以測出。
進而在上述各個實施例里，沒有必要把樂音形成電路及揚聲器設(shè)在裝置主體內(nèi)，而是也可以采用從裝置主體來輸出樂音控制數(shù)據(jù)的方式(例如用公知的MIDI(樂器數(shù)字界面標(biāo)準(zhǔn))方式取出)，把這個樂音控制數(shù)據(jù)供給另外設(shè)置的樂音形成電路(樂音信號發(fā)生裝置)。
(4)角度傳感器圖9～圖13是表示本發(fā)明的一實施例的角度傳感器301的構(gòu)成圖。
在這些圖中，302是球形的空心外殼，在該外殼302的外周面的一定的地方，描繪有形成基準(zhǔn)的圓標(biāo)記303，和以該圓標(biāo)記303為中心向四方伸延的箭頭標(biāo)記303a～303d。另外，在外殼302的內(nèi)周面柵格狀地配設(shè)有X方向線X1～X8和Y方向線Y1～Y16(參照圖14)，在這些X方向線X1～X8與Y方向線Y1～Y16相互交叉的地方分別設(shè)有檢測器304。該檢測器304如圖12所示那樣地構(gòu)成，在表面一側(cè)具有一對接點305a、305b，同時在內(nèi)部具有二極管(未有圖示)，另外如圖13所示的那樣，接點305a連接著X方向線X1～X8，接點305b則通過二極管306與Y方向線Y1～Y16相連接。還有，在外殼302的內(nèi)部，如圖11所示那樣封入水銀307，通過該水銀307使各檢測器304的接點305a與305b之間導(dǎo)通。而且，各X方向線X1～X8與Y方向線Y1～Y16是由多心導(dǎo)線308(參照圖9)導(dǎo)向外部。
如圖9所示那樣，用手H拿著如上述之構(gòu)成的角度傳感器301，該手H向箭頭A方向上下，或向箭頭B方向扭轉(zhuǎn)時，由于外殼302內(nèi)的水銀307總是向下方移動，所以通過該水銀307導(dǎo)通的檢測器304就會隨著角度傳感器301的傾斜產(chǎn)生變化。因此，通過根據(jù)X方向線X1～X8與Y方向線Y1～Y16之間的導(dǎo)通狀態(tài)，檢測形成導(dǎo)通狀態(tài)的檢測器304的組合，就能夠測出角度傳感器301的向箭頭A方向的傾斜角度及向箭頭B方向傾斜的角度。
以下參照圖14對上述一實施例的角度傳感器301適用于電子樂器的情形進行說明。
在該圖里，309是將X方向線X1～X8引向下方的電阻，310是具有Y方向線Y1～Y16所接續(xù)的輸出口PA及PB，和X方向線X1～X8所接續(xù)的輸入口PC的輸入輸出接口，311是中央處理裝置，312是用于中央處理裝置311的能存儲一定程序的只讀存儲器，313是作為作業(yè)區(qū)使用的隨機存取存儲器，314是總線，由上述各結(jié)構(gòu)元件309～314構(gòu)成了樂音發(fā)生控制電路315。中央處理裝置311是通過對輸入輸出接口310的輸出口PA及PB的各位PA0～PA7與PB0～PB7內(nèi)，一次1位順次變?yōu)椤案摺彪娖?，對與此相應(yīng)地供給輸入口PC的各位PC0～PC7的“高”電平信號進行監(jiān)視，來測出各檢測器304內(nèi)的哪一個檢測器304是處于導(dǎo)通的狀態(tài)。還有，中央處理裝置311是根據(jù)各個檢測器304的導(dǎo)通狀態(tài)來判斷角度傳感器301的箭頭A方向及箭頭B方向的傾斜角度，再作出與該傾斜角度相應(yīng)內(nèi)容的樂音控制數(shù)據(jù)KC，然后通過總線314供給樂音形成電路316。樂音形成電路316形成與所供給的樂音控制數(shù)據(jù)KC相應(yīng)的音調(diào)的樂音信號，由該樂音形成電路316輸出的樂音信號是供給發(fā)音系統(tǒng)317而作為樂音進行發(fā)音。
在如上述之構(gòu)成里，每度傳感器301如圖9所示那樣使圓標(biāo)記303處于向上的狀態(tài)的時候，標(biāo)準(zhǔn)的音調(diào)的樂音就會從發(fā)音系統(tǒng)317發(fā)音，而從這種狀態(tài)變?yōu)榘咽諬向箭頭A方向提上或降下，或者把手H向箭頭B方向扭轉(zhuǎn)，音調(diào)就能隨之而產(chǎn)生種種的變化。
如上述那樣，把本發(fā)明這一實施例的角度傳感器301應(yīng)用于電子樂器的話，就能夠隨著該角度傳感器301的傾斜使各種音調(diào)的樂音產(chǎn)生變化，例如用手拿著角度傳感器301一活動，就能隨著該手的移動產(chǎn)生各種樂音，這樣一來，以原來的電子樂器所未能實現(xiàn)的全新的演奏方法，來獲得歡樂的音樂體驗。還有，也可以采用隨著角度傳感器301向箭頭A方向傾斜的角度來使樂音的音調(diào)變化，而隨著向箭頭B方向傾斜的角度來使樂音的音量產(chǎn)生變化，或者隨著角度傳感器301的傾斜角度來使樂音的音色等產(chǎn)生變化的構(gòu)成。
以下，參照圖15對本發(fā)明的其他的實施例進行說明。在該圖里，與上述之實施例不同的地方是，在外殼302的內(nèi)周面設(shè)接點320取代檢測器304，還有在外殼302的空心內(nèi)部里設(shè)有球形的公共電極321。這樣把通過水銀307與公共電極321導(dǎo)通的接點320的組合，就能夠隨著外殼302的傾斜角度而產(chǎn)生變化。
還有，在上述的實施例里，雖然把外殼302做成球形，但是該外殼302的形狀并不只限于球形，例如也可以把它做成空心的圓筒形狀。
〔Ⅱ〕樂音發(fā)生裝置以下對本發(fā)明之樂音發(fā)生裝置的各實施例進行說明。
(A)第1實施例(1)構(gòu)成圖16是表示構(gòu)成本發(fā)明一實施例的方塊圖。在該圖中，1X、1Y、1Z分別是檢測X、Y、Z方向的加速度的加速度傳感器，可采用應(yīng)變計等來構(gòu)成，從而輸出與一定方向的加速度相應(yīng)的加速度信號。該加速度傳感器1X、1Y、1Z是安裝在如圖20所示的桿狀的鼓棒402的一端(在圖20里只顯示加速度傳感器1X)，該鼓棒402是由人握住另一端揮動的物體，所以如后所述的那樣，通過揮動鼓棒402也就能夠形成與“揮舞”的動作相應(yīng)的樂音。此外，在鼓棒402的另一端還安裝著用來選擇音色的音色選擇開關(guān)SEL，演奏者一操作這音色選擇開關(guān)SEL，就能夠選擇與開關(guān)操作相應(yīng)的音色。
以下，對根據(jù)加速度傳感器1X、1Y、1Z的輸出信號發(fā)生樂音的電路之構(gòu)成進行說明。而對于各個加速度傳感器1X、1Y、1Z，因為分別都是根據(jù)相同的電路來形成樂音的，所以為了避免說明繁雜，只取加速度傳感器1X的樂音形成電路為例進行說明。
圖16所示的405是放大加速度傳感器1X的輸出信號的放大部件，由并聯(lián)連接的線性放大器406與對數(shù)放大器407構(gòu)成。408是選擇線性放大器406與對數(shù)放大器407的任何一方的輸出信號的轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過該轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇的信號被供給到加速度峰值檢測電路410的輸入端411。加速度峰值檢測電路410是檢測加速度傳感器1X測出的加速度的峰值，以及增加/衰減期間的電路，以下對它的構(gòu)成進行敘述。
首先，412是比較儀，它的同向輸入端通過電阻413(100KΩ)被連接在輸入端411。其次，電阻415(10KΩ)及電容器416，構(gòu)成了延遲加速度信號Sa的積分電路，該積分電路的輸出信號Sd通過二極管D1供給比較儀412的反向輸入端及比較儀420的同向輸入端?？勺冸娮鑆R是用來對電壓V進行分壓并設(shè)定基準(zhǔn)電壓Vref，該基準(zhǔn)電壓Vref是通過電阻423(100KΩ)供給比較儀420的反向輸入端。該基準(zhǔn)電壓Vref，通過間插于比較儀420的反向輸入端與接地之間的電容器424的充放電來變動其電壓值。還有，比較儀420的反向輸入端順次通過電阻422、二極管D3的陽極及陰極與同向輸入端相接，同時順次通過二極管D2的陽極、陰極以及電阻421(10KΩ)與輸入端411相接。
再下來，DFF1是遲延觸發(fā)器，“1”信號被供給到數(shù)據(jù)輸入端D，而比較儀412的輸出信號則供給時鐘輸入端。延遲觸發(fā)器DFF1的輸出信號作為中斷請求信號INT被供給到中央處理裝置450。而由中央處理裝置450對延遲觸發(fā)器DFF1供給復(fù)位信號RS。
425是根據(jù)對比儀412的輸出信號來進行接通/斷開控制的開關(guān)元件，一變?yōu)榻油顟B(tài)時就把加速度信號Sa供給電容器426及模擬/數(shù)字變換器427。
430是根據(jù)比較儀412的輸出信號檢測加速度信號Sa的增加期間Tw的時間/電壓變換電路，以下說明它的構(gòu)成。
首先，431是比較儀412的輸出信號為“1”信號時接通，而為“0”信號時斷開的開關(guān)元件，一變成接通狀態(tài)時，經(jīng)過電阻432→開關(guān)434的路線或者恒流源433→開關(guān)434的路線向電容器435進行充電。也就是說，在比較儀412的輸出信號變?yōu)椤?”信號期間向電容器435充電，該“1”信號期間可被變換為電容器435的充電電壓。這時，通過變換開關(guān)434就能轉(zhuǎn)換充電特性。還有，電容器435的充電電壓是通過模擬/計數(shù)變換器442變換為計數(shù)信號。
接下來，436及437是構(gòu)成電容器435是放電路線(復(fù)位路線)的電阻及晶體管，晶體管437的基極是經(jīng)過電阻438之后，再通過電容器440與比較儀412的輸出端連接，同時亦通過電阻439接地。這情形，晶體管437在對比儀412的輸出信號上升時，通過電容器440、電阻438供給以基極電流，就能導(dǎo)通。以上就是時間/電壓變換電路430的構(gòu)成。
還有，AN1是“與”門，一邊的輸入端為負(fù)邏輯，比較儀412的輸出信號就被供給到該輸入端。另外，在“與”門AN1的另一邊的輸入端則供給比較儀420的輸出信號。該“與”門AN1的輸出信號被供給到時間/電壓變換電路445。時間/電壓變換電路445的構(gòu)成與上述之時間/電壓變換電路430相同，把“與”門AN1的輸出信號變?yōu)椤?”的信號的期間變換為電壓值。該時間/電壓變換電路445的輸出信號是通過模擬/計數(shù)變換器446轉(zhuǎn)換為計數(shù)信號。
以上就是加速度峰值檢測電路410的構(gòu)成。
以下就樂音發(fā)生處理電路460進行說明。該樂音發(fā)生處理電路460是根據(jù)模擬/計數(shù)變換器427、442、446的各輸出信號控制產(chǎn)生各種樂音的電路，由存儲模擬/計數(shù)變換器446、442、427的各輸出數(shù)據(jù)的寄存器451、452、453;控制電路各部份的中央處理裝置450，在該中央處理裝置450中被使用的存儲程序的存儲器455，臨時存儲各種數(shù)據(jù)的寄存器組456，由指示各種指令和模式的開關(guān)〔包括音色選擇開關(guān)SEL(參照圖17)〕組成的開關(guān)組454以及發(fā)生樂音信號的音調(diào)發(fā)生器457構(gòu)成的。這種情形，由音調(diào)發(fā)生器457發(fā)生的樂音信號被供給到音響系統(tǒng)(圖示省略)而產(chǎn)生樂音。
(2)工作以下對上述之構(gòu)成的第1實施例的工作進行說明。另外，在以下的說明里，開關(guān)408、434為可轉(zhuǎn)換為各個圖示的狀態(tài)。
(a)比較儀412、420的工作首先，對比較儀412、420的工作進行說明。
演奏者拿著鼓棒402(參照圖17)，向所需的方向揮動1次時，與該揮動的動作相應(yīng)的加速度就可由加速度傳感器1X檢測出來。而且，由加速度傳感器1X測出的加速度信號通過線性放大器408供給加速度峰值檢測電路410的輸入端411。這時，供給輸入端411的加速度信號Sa就為圖18(a)所示那樣所描繪的曲線。這里，一般稱為人的“揮動”之動作的加速度特性是如該圖所示那樣，所描繪的特性為先在逆向顯示出加速度(把這期間稱為預(yù)先工作期間)，而后向正向(想要揮動的方向)增大加速度達到峰值，隨后逐漸衰減下去到變?yōu)椤?”。
這種情形，由圖18(a)所示的時間t10開始預(yù)先工作，在時間t11就開始向正向移動。在從該時間t10至t11之間，加速度信號Sa小于標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref，還有，由電阻415和電容器416構(gòu)成的積分電路的輸出信號Sd也如該圖所示那樣小于標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref。其結(jié)果，圖16所示的二極管D1就變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，而二極管D2、D3則變?yōu)榻油顟B(tài)，標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref則通過電阻422、二極管D3附加于比較儀412的反向輸入端。還有，電容器424通過二極管D2開始放電。這樣，標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref降低，在時間t11就與加速度信號Sa一致。在此，因為二極管D3的正向電壓的下降很微小，所以標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref可視為是直接附加于比較儀412的反向輸入端。因此，在至?xí)r間t11為止，附加于反向輸入端的電壓就會高于附加于同向輸入端的電壓，比較儀412的輸出信號則如圖18(b)所示的那樣變?yōu)椤?”信號。
而在從時間t11至?xí)r間t12之間，加速度信號Sa與標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref和信號Sd的關(guān)系則變?yōu)镾a＞Vref＞Sd……(3)其結(jié)果，二極管D1、D2就變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，而二極管D3則變?yōu)榻油顟B(tài)，比較儀412就進行加速度信號Sa與標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref的比較工作，通過比較工作，比較儀412的輸出信號就如圖18(b)所示那樣從時間t11開始變?yōu)椤?”信號。還有，在時間t11，由于二極管D2變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，所以電容器424的放電路線就被斷開，這樣一來，電容器424就可通過可變電阻VR、電阻423進行充電，也就是說，從時間t11起，標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref就徐徐上升，不久就恢復(fù)到起始電壓。
接著，一到時間t12，信號Sd就超過標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref，其結(jié)果，二極管D1就變?yōu)榻油顟B(tài)，而二極管D3則變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，比較儀412將加速度信號Sa與信號Sd進行比較。這種情形，由于信號Sd是延遲加速度信號Sa一點時間，而其傾斜稍為變小了的信號，所以加速度信號Sa在達到峰值為止一直維持Sa＞Sd的關(guān)系。因而，在時間t12以后，比較儀412的輸出信號維持“1”信號。另外，在時間t12，信號Sd一超過標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref，如圖18(c)所示，比較儀420的輸出信號則上升為“1”信號。
接著一到時間t13，信號Sd超過加速度信號Sa，結(jié)果比較儀412的輸出信號就如圖18(b)所示那樣下降為“0”信號。以后，加速度信號Sa就不會超過信號Sd及標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref，其結(jié)果在該時間t13以后，比較儀412的輸出信號就變?yōu)椤?”信號。
還有，在從時間t13至?xí)r間t14之間，由于信號Sd大于標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref，所以比較儀420的輸出信號就維持“1”信號。而且一到時間t14，標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref超過信號Sd，其結(jié)果，比較儀420的輸出信號就下降為“0”信號。以后，信號Sd就變?yōu)樾∮跇?biāo)準(zhǔn)電壓Vref的值，所以比較儀420的輸出信號就維持“0”信號。
上述比較儀412的輸出信號被反向并供給“與”門AN1的一邊的輸入端，而比較儀420的輸出信號則直接供給“與”門AN1的另一邊的輸入端。其結(jié)果“與”門AN1的輸出信號就如圖18(d)所示那樣，在從時間t13至?xí)r間t14之間變?yōu)椤?”信號。
(b)比較儀412、“與”門AN1的輸出信號的意義這里，就比較儀412的輸出信號變?yōu)椤?”信號的期間進行說明。
比較儀412的輸出信號雖然在圖18(a)所示的時間t11～t13里是變?yōu)椤?”信號，但是，此時間t11可從圖中清楚地看出是加速信號Sa從負(fù)反轉(zhuǎn)為正的時間。該反轉(zhuǎn)時間的檢測原理如下。
如圖19所示那樣，現(xiàn)假定由固定后的標(biāo)準(zhǔn)電平L1對加速度信號Sa從負(fù)向正反轉(zhuǎn)的時間進行檢測，其檢測時間則變?yōu)樵搱D所示的時間ta，而測出了遲于實際的反轉(zhuǎn)時間的時間。另外，如該實施例那樣，隨著加速度信號Sa的負(fù)側(cè)的變化而相應(yīng)降下標(biāo)準(zhǔn)電平L2時，(與標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref對應(yīng))，加速度信號Sa從負(fù)向正反轉(zhuǎn)的時間就變?yōu)閠b，其檢測精度大大提高。
還有，時間t13是極其接近于加速度信號Sa達到峰值的時間，該峰值時間的檢測原理從圖18(a)可得知，是將作為原信號的加速度信號Sa與延遲該信號后的信號Sd進行比較，把信號Sd超過加速度信號Sa的瞬間判斷為加速度信號Sa的峰值時間。根據(jù)該檢測原理，通過適當(dāng)?shù)剡x擇信號Sd的延遲時間，就能夠相當(dāng)正確地檢測出峰值時間。
從上述說明可清楚地得知，從圖18所示的時間t11至?xí)r間t13為止的時間，也就是比較儀412的輸出信號變?yōu)椤?”信號的時間Tw是與加速度向正向增加的時間相對應(yīng)的。
還有，比較儀420的輸出信號下降的時間t14是作為延遲信號的信號Sd降低標(biāo)準(zhǔn)電壓的時間，其結(jié)果，“與”門AN1的輸出信號變?yōu)椤?”信號的時間Tr，是與加速度在正向衰減的時間相對應(yīng)。
(c)比較儀412與“與”門AN1的各輸出信號的處理如上所述，比較儀412的輸出信號中，具有表示加速度的增加期間的意義，該輸出信號被供給到開關(guān)元件425的接線柱G與時間/電壓變換電路430。
比較儀412的輸出信號供給開關(guān)元件425的結(jié)果，使開關(guān)元件425在加速度增加期間變?yōu)閱㈤_狀態(tài)。據(jù)此，在期間Tw里，加速度信號Sa被供給到電容器426。這樣一來，電容器426的端電壓就如圖18(e)所示那樣在期間Tw內(nèi)增加。而且在作為加速度信號Sa的峰值時間的時間t13，開關(guān)元件415變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，其結(jié)果，電容器426的在這個時刻的電壓，即信號Sa的峰值電壓就得于保持。而且，該電容器426的保持電壓，在稍微遲于時間t13的規(guī)定時間tS1被模擬/計數(shù)變換器427進行取樣，并在此被變換為計數(shù)信號。
還有，比較儀412的輸出信號一被供給到時間/電壓變換電路430，在該信號升為“1”信號的時間t11，基極電流通過由電容器440，電阻438組成的微分電路流入晶體管437，其結(jié)果，積蓄在電容器435里的電荷就通過電阻436、晶體管437進行放電。也就是說，電容器435的端電壓如圖18(f)所示的那樣，在時間t11被復(fù)位為OV。另外，在時間t11，比較儀412的輸出信號一上升，開關(guān)元件431就變?yōu)榻油顟B(tài)，其結(jié)果通過電阻432向電容器435進行充電。因而，電容器435的端電壓就如圖18(f)里的實線所示那樣，按照一定的充電特性從進行復(fù)位的時間t11開始上升。還有，開關(guān)434被轉(zhuǎn)換到恒流源433一側(cè)時，則按照該圖的虛線所示的特性上升。
比較儀412的輸出信號一下降為“0”信號，開關(guān)元件431則變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，停止向電容器435進行充電。還有，在該時刻，因為晶體管437已經(jīng)處于斷開狀態(tài)，所以在時間t13以后，電容器435的端電壓就保持不變。這時所保持的電壓值，由于是根據(jù)電容器435的充電期間一義地決定的，所以就變?yōu)榕c圖18所示的期間Tn相對應(yīng)的電壓值。該保持電壓值如圖18(f)所示那樣在稍遲于時間t13的室時tS2，在模擬/計數(shù)變換器442被取樣并變換為計數(shù)信號。
接著，與加速度信號Sa的衰減期間Tr相對應(yīng)的“與”門AN1的輸出信號被供給到時間/電壓變換電路445，在此，與上述時間/電壓變換電路430完全一樣地把它變換為與期間Tr相對應(yīng)的電壓值。而該電壓值在一定的時間由模擬/計數(shù)變換器446變換為計數(shù)信號。
(d)樂音發(fā)生處理電路460的工作以下對樂音發(fā)生處理電路460的工作進行說明。
中央處理裝置450是根據(jù)存儲器455內(nèi)的程序，遵照圖20所示的流程圖進行工作，并依此來控制樂音發(fā)生處理電路460的工作。
首先，中央處理裝置450從圖20(a)所示的步驟SP1開始進行工作，接著移到步驟SP2進行樂音發(fā)生以外的其它處理。這種處理例如對開關(guān)組454內(nèi)的各開關(guān)進行掃描，檢測音色有沒有轉(zhuǎn)換等，有轉(zhuǎn)換時則轉(zhuǎn)換音調(diào)發(fā)生器457的音色使之變?yōu)樗付ǖ囊羯＿@時中央處理裝置450一直繼續(xù)進行步驟SP2的工作直至圖16所示的D觸發(fā)器DFF1輸出中斷請求信號INT為止。
而中斷請求信號INT一被供給，中央處理裝置450就把處理移到步驟SP10，以后就實行中斷處理。首先，移到步驟SP11輸出復(fù)位信號RS，使D觸發(fā)器DFF1復(fù)位。結(jié)果，中斷請求信號INT就停止。接著移到步驟SP12，把寄存器453內(nèi)的數(shù)據(jù)作為音量數(shù)據(jù)VOL讀入。在該實施例里，把與模擬/計數(shù)變換器427、442、446分別輸出的加速度信號Sa的峰值、增加期間Tw、衰減期間Tr相對應(yīng)的計數(shù)信號存入寄存器453、452、451，把這些數(shù)據(jù)作為控制樂音的樂音控制數(shù)據(jù)使用。這種情形，如圖21所示那樣，把寄存器453內(nèi)的數(shù)據(jù)作為指示樂音的音量的音量數(shù)據(jù)VOL使用，而把寄存器452內(nèi)的數(shù)據(jù)作為指示樂音的上升時間的起聲數(shù)據(jù)ATK使用，還有，把寄存器451內(nèi)的數(shù)據(jù)作為指示樂音的衰減期間的閉合(衰減)數(shù)據(jù)CLS使用。
在步驟SP12，音量數(shù)據(jù)VOL一被讀入，在步驟SP13該音量數(shù)據(jù)VOL就被供給到樂音發(fā)生器457，設(shè)定樂音信號的音量。接著移到步驟SP14，讀入寄存器452內(nèi)的起聲數(shù)據(jù)ATK，然后把起聲數(shù)據(jù)ATK供給樂音發(fā)生器457，設(shè)定樂音信號的上升時間(步驟SP15)。接著，一移到步驟SP16就對樂音發(fā)生器457供給接通指令。其結(jié)果，樂音發(fā)生器457就根據(jù)所供給的起聲數(shù)據(jù)ATK及音量數(shù)據(jù)VOL開始發(fā)生樂音。而且，中央處理裝置450在經(jīng)過適當(dāng)?shù)牡却龝r間之后(步驟SP17)，移到步驟SP18，讀入寄存器451內(nèi)的閉合數(shù)據(jù)CLS。然后移到步驟SP19，把閉合數(shù)據(jù)CLS供給樂發(fā)生器457。樂音發(fā)生器457就讓樂音信號衰減使之形成與根據(jù)閉合數(shù)據(jù)CLS指定的衰減時間相應(yīng)的衰減包絡(luò)，這樣，最初的樂音發(fā)生處理就結(jié)束了。該步驟SP19的處理一結(jié)束，就通過步驟SP20返回主程序即步驟SP2。而且，以后，每當(dāng)D觸發(fā)器DFF1輸出中斷請求信號，就進行上述中斷處理，即樂音發(fā)生處理。
尚有，上述的步驟SP17的等待時間處理，根據(jù)發(fā)生的樂音的種類不同亦可以省略。
以上是該實施例的工作。
(3)效果在上述第1實施例里，能夠發(fā)揮下述的顯著的效果。
對加速度信號Sa等的變動的輸入信號之特征，即增加期間、衰減期間、峰值等進行檢測時，原來采用的方法是通過以一定電平來進行對比以對輸入信號進行檢測，或者把輸入信號變換為計數(shù)信號之后，通過軟件處理來檢測各個期間與峰值。
這時，采用以一定電平進行對比的方法，由于動態(tài)范圍小，所以例如要對從人的緩慢活動到激烈的活動進行抽樣就很困難。還有，采用軟件處理的方法，由于與中央處理裝置的執(zhí)行速度的關(guān)系，要正確地檢測輸入信號的急變是困難的。也就是說，要檢測輸入信號的特征，它的信息量大量增多，而一般的中央處理裝置在輸入信號急變時就無法應(yīng)付處理。還有，要檢測加速度等就要對X、Y、Z的3個方向進行檢測，而一形成多個輸入結(jié)構(gòu)以便檢測有關(guān)這些各個方向的加速度信號的特征時，由于處理速度及處理精度等的關(guān)系，對各個方向，分別需要中央裝置，所以裝置的結(jié)構(gòu)就變得很復(fù)雜，這也就產(chǎn)生牽涉到提高成本的問題。
與此相反，采用上述實施例，因為是通過對輸入信號(加速度信號Sa)與使該輸入信號延遲的信號進行比較來測出峰值時刻的，所以不用中央處理裝置就能正確地測出峰值時刻、峰值，而且能夠隨著輸入信號而相應(yīng)補償標(biāo)準(zhǔn)電壓Vref，所以能夠達到正確地檢測增加期間、衰減期間的效果。
(4)第一實施例的變形及應(yīng)用例以下，對上述實施例的變形例進行說明。
(a)模擬/計數(shù)變換器427、442、446的各個輸出信號也可用來控制樂音的其它的參變量，即音調(diào)、音色、無線電測距或者是自動韻律演奏裝置的演奏度(進行速度)等。這里所說的無線電測距、是為了決定樂音的特性而在操作盤上進行的各種杠桿等的預(yù)調(diào)工作，預(yù)先進行許多預(yù)調(diào)并且把它存儲起來，然后根據(jù)加速度傳感器的輸出就能選擇任一預(yù)調(diào)狀態(tài)。
(b)也可以通過讓基于X方向的加速度傳感器1X的樂音形成與下方鼓面上繃有響弦的小鼓的聲音和仰拍開音相對應(yīng)，另外讓基于Y方向的加速度1Y的樂音形成與低音鼓的聲音和仰拍閉音聲相對應(yīng)，并把鼓棒402適宜分開為水平、垂直方向，來進行產(chǎn)生韻律音。這樣一來，例如把鼓棒402很快地從水平方向向垂直方向(→↓)揮動，在極短的時間內(nèi)就能夠連續(xù)奏出2個韻律音。
(c)與檢測手臂等的角度的角度傳感器相組合，這樣就能夠進行更多樣的樂音控制。
例如，根據(jù)手臂的角度來控制指示音調(diào)的鍵碼，根據(jù)鼓棒402的揮動來控制接通(開始發(fā)音的時間)及起聲、峰值、衰減等的聲音的包絡(luò)。這里，圖22(a)、(b)是表示分別把各個手臂的角度作為S1S2而向下?lián)]動鼓棒402的狀態(tài)。這樣一來，通過把演奏者的手臂的角度與鼓棒402的揮動法組合起來，就能夠在所需的音調(diào)按所需的音量包絡(luò)來發(fā)生樂音，以致可以實現(xiàn)從來所沒有的新的演奏操作及演奏效果。
在此，顯示一例檢測手臂的角度的角度傳感器。
圖23是預(yù)先安裝在專用的衣服上的角度傳感器的例子。圖中，AS1、AS2是檢測手臂(上臂)與人體的張開角度的角度傳感器。該角度傳感器AS1、AS2如圖24所示樣，是由回轉(zhuǎn)型的電位計480、與電位計480的可動元件連動的作動器481、能夠自由滑動地收放該作動器481的承受構(gòu)件482、以及把作動器481附在承受構(gòu)件482一側(cè)的彈簧483構(gòu)成的。這時，在承受構(gòu)件482與電位計480之間作相對旋轉(zhuǎn)運動的話，作動器481對于電位計480只作與旋轉(zhuǎn)運動相應(yīng)量的旋轉(zhuǎn)，這樣，從電位計480就能獲得各時刻的角度信號。
在圖23所示的例子里，電位計480一邊是固定在肩上，而承受構(gòu)件482一邊是固定在上臂部，與手臂的橫向的張開角度相應(yīng)的角度信號就可以從電位計480輸出。這種情形，通過改變角度傳感器AS1、AS2的安裝位置，就能夠如圖22所示那樣可以測出手臂的前后方向的開度。
另外，如圖23所示那樣，也可以設(shè)置檢測時的彎曲角度的角度傳感器AS3、AS4，然后根據(jù)各角度傳感器AS1～AS4的輸出信號的組合來決定鍵碼。這樣一來，就能在廣闊的整個音域里指定鍵碼，同時也能很快地對其進行多樣改變而能發(fā)揮新的演奏效果。這里以圖25表示安放在肘上的角度傳感器AS3(AS4)的活動狀態(tài)以作參考。
還有，圖23所示的490是收放圖16所示的電路及音向系統(tǒng)的盒子，象圖示那樣做成安裝在演奏者身上的結(jié)構(gòu)的話，則這使用是相當(dāng)方便的。還有，這種情形，也可以把樂音發(fā)生器和音響系統(tǒng)等設(shè)在盒子外面。
還有，作為角度傳感器的其它例子，也可構(gòu)成如圖26所示那樣，把超聲波發(fā)射器495a、496a與超聲波接收器495b、496b組合起來，然后根據(jù)它們之間的超聲波的傳導(dǎo)時間來測出手臂的張開角度。
(d)在圖16所示的實施例里，是把加速度傳感器1X、1Y、1Z設(shè)在鼓棒402里面，但是也可對此加以改變，而構(gòu)成如直接或通過一定的安裝器具來安裝在手、腳、頸、及手臂等，來檢測這些部分的加速度。
圖27是把加速度傳感器安裝在手上的一個例子，如圖所示，把加速度傳感器1X、1Y、1Z等安裝在手套498的各手指部份的頂端(參照圖28)。通過這樣的構(gòu)成，由于能夠檢測出與演奏者的手的揮動與其它的動作相應(yīng)的加速度，所以演奏者無需使用諸如鼓棒之類的器具，能夠以平常的感覺進行各種演奏。
(B)第2實施例圖29是表示把本發(fā)明的第2實施例的樂音控制裝置安放在演奏者身上時的外觀構(gòu)成圖。圖30是表示構(gòu)成該實施例的電氣的方塊圖。該樂音控制裝置是由裝置主體501、右肘用的檢測部件502、左肘用的檢測部件503、以及右手用的檢測部件504組成的，裝置主體501是由皮帶505裝附在演奏者的腰上，還有各檢測部件502、503、504是分別裝放在演奏者的右肘、左肘及右手上。另外，在該實施例，在裝置主體501里，除了樂音控制裝置外，還設(shè)有由該控制裝置控制的樂音形成電路與揚聲器。
在此，對各檢測部件502、503、504的構(gòu)成進行說明。首先，左肘用的檢測部件502的構(gòu)成是如圖31所示。該圖中，507a是由具有伸縮性的材料配合右肘的形狀而構(gòu)成的三角帶形的裝放具，在該裝放具507a蓋住肘關(guān)節(jié)的部份，安裝著薄型的電位計508a。在該電位計508a的轉(zhuǎn)軸509a上固定有杠桿510a，而杠桿510a的頂端則如圖32所示那樣可以自由進出地插入于圓柱體512a里。在該圓柱體512a的內(nèi)部，沒有牽引杠桿510a的彈簧513a，另外，在圓柱體512a的端部形成的固定部件514a是安裝在裝放具507a的復(fù)蓋著前臂中央部的部位。把如上述之構(gòu)成的右肘用的檢測部件502如圖31那樣安放在右肘上，而把該右肘彎曲伸張時，隨著這種彎曲伸張，杠桿510a及圓柱體512a就相應(yīng)搖動，轉(zhuǎn)軸509a就旋轉(zhuǎn)。而且與該轉(zhuǎn)軸509a的旋轉(zhuǎn)角度，即右肘的彎曲角度相應(yīng)的檢測信號(電壓信號)就從電位計508a經(jīng)過多心導(dǎo)線515a供給裝置主體501。另外，由于左肘用的檢測部件503的構(gòu)成與上述的右肘用的檢測部件502相同，分別與上述之各結(jié)構(gòu)元件507a～515a相對應(yīng)的部份，都標(biāo)上記號為507b～515b，所以對它的說明則予以省略。
右手用的檢測部件504之構(gòu)成如圖33及圖34所示。在這些圖里，516是由具有伸縮性的材料制成的手套，電位計508c就安裝在該手套516的蓋住手腕的部位。在該電位計508c的轉(zhuǎn)軸509c上，與右肘用的檢測部件502同樣固定有杠桿510c，該杠桿510c是可以自由進出地插入圓柱體512c內(nèi)，在圓柱體512c的端部形成的固定部件514c是安裝在手套516的蓋住手指根的部位上。并且，如圖33所示的那樣，把右手用的檢測部件504安放在右手上，該右手上下一彎曲，轉(zhuǎn)軸509c就會與此相應(yīng)地進行旋轉(zhuǎn)，與該轉(zhuǎn)軸509c的旋轉(zhuǎn)角度，即右手的彎曲角度相應(yīng)的檢測信號(電壓信號)就從電位計508c經(jīng)過多心導(dǎo)線515c供給裝置主體501。另外，在手套516的各個指尖頂端部分516a～516d的里面，分別設(shè)有具有根據(jù)承受來自各指尖的擠壓力而相應(yīng)變化電阻率的壓敏元件517a～517d。而且，如圖35(a)所示那樣，在伸直手指的狀態(tài)，由于在各指尖與手套516的指尖頂端部分516a～516d之間有空余，所以擠壓力就不會作用于各壓敏元件517a～517d。另外如圖35(b)所示那樣，在手指彎曲的狀態(tài)，隨著各指尖的彎曲角度而相應(yīng)產(chǎn)生的擠壓力就會作用于各壓敏元件517a～517d，而其電阻率就產(chǎn)生變化。這樣，與各指尖的彎曲角度相對應(yīng)的檢測信號(電壓信號)就會從壓敏元件517a～517d經(jīng)多心導(dǎo)線515c供給裝置主體501。還有，作為壓敏元件517a～517d，亦可采用產(chǎn)生與壓力相應(yīng)電壓的壓電元件。
在圖30里，520是7個波道的模擬多路轉(zhuǎn)換器，根據(jù)供給它的選擇端的波道選擇信號CS，從由電位計508a～508c及壓敏元件517a～517d分別供給的檢測信號中選擇任何一個輸出。521是把由模擬多路轉(zhuǎn)換器520供給的檢測信號變換為一定位的計數(shù)檢測數(shù)據(jù)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。還有，522是中央處理裝置、523是中央處理裝置522所用的存儲程序的只讀存儲器、524是用作工作區(qū)域的隨機存取存儲器。中央處理裝置522把依順變化的波道選擇信號CS供給模擬多路轉(zhuǎn)換器520，以高速掃描電位計508a～508c及壓敏元件517a～517d的輸出。還有，中央處理裝置522根據(jù)分別由電位計508a及508b供給并以模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器變換后的檢測數(shù)據(jù)，于4個階段辨別右肘及左肘的各彎曲角度，然后根據(jù)這個辨別結(jié)果，作出根據(jù)右肘與左肘的各彎曲角度的組合而相應(yīng)指示一定的音調(diào)的鍵碼數(shù)據(jù)KC。另外，根據(jù)由電位計508c供給并由模擬/數(shù)字變換器521變換后的檢測數(shù)據(jù)，于3個階段辨別右手腕的彎曲角度，然后根據(jù)該辨別結(jié)果作出指定與右手腕的彎曲角度相應(yīng)之音量(大、中、小)的音量數(shù)據(jù)VOL。進而，根據(jù)由壓敏元件517a～517d供給并由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器521變換后的檢測數(shù)據(jù)，辨別食指、中指、無名指及小指各有沒有彎曲，然后根據(jù)該辨別結(jié)果，作出根據(jù)彎曲手指的組合而相應(yīng)指定一定的音色(例如鋼琴、風(fēng)琴、長笛、薩克管、單簧管等)的音色指定數(shù)據(jù)TD。這些由中央處理裝置522作成的鍵碼數(shù)據(jù)KC、音量數(shù)據(jù)VOL、音色指定數(shù)據(jù)TD(樂音控制數(shù)據(jù))通過總線525供給樂音形成電路526。樂音形成電路526形成與所供給的鍵碼KC相應(yīng)的音調(diào)、與音量數(shù)據(jù)VOL相應(yīng)的音量、并且是由音色指定數(shù)據(jù)TD指定的音色的樂音信號，由該樂音形成電路526輸出的樂音信號是作為樂音從揚聲器527發(fā)出。還有，圖中的標(biāo)號528是通過無線電發(fā)射由樂音形成電路526輸出的樂音信號的發(fā)射電路。
根據(jù)上述第2實施例，就能隨著演奏者的右肘關(guān)節(jié)和左肘關(guān)節(jié)的彎曲角度的組合而相應(yīng)使由裝置主體501的揚聲器527發(fā)出的樂音的音調(diào)發(fā)生變化，另外還能根據(jù)演奏者的右手腕關(guān)節(jié)的彎曲角度而相應(yīng)使樂音的音量作3個階段的彎化，進而還能夠根據(jù)演奏者的右手的食指、中指、無名指及小指的各手指中的彎曲手指的組合而相應(yīng)地讓樂音的音色產(chǎn)生變化。
在上述的第2實施例里，雖然是以電位計508a～508c檢測肘關(guān)節(jié)和手腕關(guān)節(jié)的彎曲角度，然后根據(jù)該檢測結(jié)果來控制音調(diào)等，但如圖36所示的那樣，把電位計531安裝在復(fù)蓋前臂的護身狀的裝放具530的內(nèi)臂一側(cè)的肘側(cè)上，在該電位計531的轉(zhuǎn)軸531a上固定由容許某種程度彎曲且不易扭歪的塑料等材料構(gòu)成的桿532的一端，該桿532的另一端則安裝在裝放具530的內(nèi)臂一側(cè)的手腕處，這樣一來，也可以構(gòu)成通過檢測前臂的扭轉(zhuǎn)角度(手腕的回轉(zhuǎn)角度)并根據(jù)該檢測結(jié)果來控制音調(diào)、音色、音量等。
(1)第1變形例以下，參照圖37對本發(fā)明的第2實施例的第一變形例進行說明。
在圖37里，540是復(fù)蓋演奏者的上半身的胸、肩及肘的部份的裝放具，它象普通的上衣一樣可以穿脫，還有肩部540a、540b和肘部540c、540d是由可自由伸縮的材料構(gòu)成，在該肩部540a、540b和肘部540c、540d，分別安裝薄型的絕對式的回轉(zhuǎn)式編碼器541a～541d。在這些回轉(zhuǎn)式編碼器541a～541d的各轉(zhuǎn)軸上固定有杠桿542a～542d，而這些杠桿542a～542d的頂端部是通過由具有伸縮性的橡膠等材料構(gòu)成的緩沖構(gòu)件543a～543d安裝在裝放具540上。這樣，演奏者在讓右臂或者左臂向體側(cè)方向(與紙面平行的方向)回轉(zhuǎn)的時候，本肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度就會由回轉(zhuǎn)式編碼器541a測出，而左肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度則由回轉(zhuǎn)式編碼器541b測出。另外，演奏者彎曲右肘或左肘時，右肘關(guān)節(jié)的彎曲角度是由回轉(zhuǎn)式編碼器514c測出，而左肘關(guān)節(jié)的彎曲角度則由回轉(zhuǎn)式編碼器541d測出。由這些回轉(zhuǎn)式編碼器541a～541d分別輸出的角度檢測數(shù)據(jù)，通過多心導(dǎo)線544供給用皮帶505裝在演奏者的腰上的裝置主體501a。裝置主體501a是與圖30所示的裝置主體501一樣具有中央處理裝置522、只讀存儲器523、隨機存取存儲器524、總線525、樂音形成電路526、揚聲器527及發(fā)射電路528，同時具有暫時存儲由各回轉(zhuǎn)式編碼器541a～541d供給的角度檢測數(shù)據(jù)的寄存器等而構(gòu)成的。而且，在該第1變形例里，中央處理裝置522順次讀入上述各寄存器的角度檢測數(shù)據(jù)，然后作成指定樂音的演奏速度的速度數(shù)據(jù)，再通過總線525供給樂音形成電路526。另外，樂音形成電路526以與所供給的速度數(shù)據(jù)相對應(yīng)的演奏速度，遵照預(yù)先設(shè)定的韻律譜而形成打擊聲(鼓聲、鐃鈸聲等)的樂音信號。這種情形，中央處理裝置522以5個階段辨別肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度，并根據(jù)該辨別結(jié)果相應(yīng)地把演奏速度提高到
＝90的程度，另外以4個階段辨別肘關(guān)節(jié)的彎曲角度，并根據(jù)該辨別結(jié)果相應(yīng)把演奏速度提高到
＝150～180的程度。
根據(jù)上述的第1變形例，就能夠按照演奏者的肩關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)角度及肘關(guān)節(jié)的彎曲角度，相應(yīng)地使由揚聲器527發(fā)出的打擊聲的演奏速度自由地產(chǎn)生變化。另外，在該第1變形例里，也可以根據(jù)從各回轉(zhuǎn)式編碼器541a～541d得到的角度檢測數(shù)據(jù)，與第二實施例同樣作成鍵碼數(shù)據(jù)KC、音量數(shù)據(jù)VOL、音色指定數(shù)據(jù)TD以控制樂音信號的音調(diào)、音量、音色等。
(2)第2變形例以下、對本發(fā)明的第2實施例的第2變形例進行說明。該第2變形例的裝置如圖38所示的那樣，由通過護身狀的裝放具550分別裝放在右前臂及左前臂的內(nèi)臂一側(cè)的發(fā)射器551a、551b、和用皮帶505裝在演奏者的腰上的接收器552a、552b以及裝置包括501b構(gòu)成。這些發(fā)射器551a、551b及接收器552a、552b采用例如鈦酸鋇振子等的壓電元件構(gòu)成，發(fā)射器551a、551b在被附加了高頻電壓時就產(chǎn)生超聲波，而接收器552a、552b在接收到超聲波時就產(chǎn)生高頻電壓。這時，各發(fā)射器551a、551b如圖39(a)所示的那樣，是由4個發(fā)射用的壓電元件T1～T4構(gòu)成的，各壓電元件T1～T4分別把它們的發(fā)射面對著基面B1，順次向著St1～St4的方向配置。各接收器552a、552b如圖39(b)所示那樣，是由2個接收用的壓電元件R1、R2構(gòu)成的，各壓電元件R1、R2分別把它們的接收面對著基面B2，并順次向著Sr1、Sr2的方向配置著。這樣一來，如圖39(c)所示的那樣，對于裝在演奏者的腰上的接收器552a的位置P0，裝在演奏者的右臂的發(fā)射器551a的位置即使變化為P1、P2、P3、P4，也與這些相對位置的關(guān)系無關(guān)，而能夠把發(fā)射器551a發(fā)出的超聲波送到接收器552a。這里，如把發(fā)射機551a裝在演奏者的右臂，即從肩算起25厘米的位置上，而把接收器552a裝在演奏者的右腰，即從肩算起40厘米的位置上的話，St1＝28°、St2＝58°、St3＝97°，St4＝165°，另外Sr1＝13°、Sr2＝38°，這時，位置P0與P1之間的距離是60厘米，位置P0與P2之間的距離是47厘米，位置P0與P3之間的距離是28厘米，位置P0與P4之間的距離是15厘米。
以下，參照圖40對該第2變形例的裝置的電氣構(gòu)成進行說明。在該圖中，555是啟動脈沖發(fā)生器，發(fā)生一定周期的啟動脈沖SP，該啟動脈沖SP分別供給超聲波脈沖發(fā)生器556的輸入端及S/R(置位/復(fù)位)觸發(fā)器557a、557b的各置位輸入端S。超聲波脈沖發(fā)生器556根據(jù)啟動脈沖起動，然后把超聲波脈沖UP分別供給發(fā)射器551a及551b，這樣，就能夠從發(fā)射機551a及551b以一定的周期發(fā)出超聲波。分別從發(fā)射器551a及551b發(fā)出的超聲波一到達接收器552a及552b，接收器552a及552b就分別產(chǎn)生高頻電壓。由接收器552a輸出的高頻電壓被供給到放大器558a進行放大，放大后的信號Sa用二極管559a進行整流之后，供給S/R觸發(fā)器557a的復(fù)位輸入端R。S/R觸發(fā)器557a通過啟動脈沖SP被置位，而通過二極管559a的輸出被復(fù)位。也就是說，該S/R觸發(fā)器557a的Q輸出信號Sa1的脈沖寬度是與發(fā)射器551a與接收器552a之間的距離1a相對應(yīng)的。而且該Q輸出信號Sa1被供給到“與”門560a的一邊的輸入端?！芭c”門560a在上述信號Sa1供給期間呈啟開狀態(tài)，把時鐘脈沖CP供給計數(shù)器561a的時鐘輸入端CK。計數(shù)器561a對該時鐘脈沖CP進行升序計算并輸出計數(shù)值。也就是說，該計數(shù)器561a的計數(shù)值是與發(fā)射器551a與接收器552a之間的距離1a，即右臂的體側(cè)方向的回轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的。另外，從接收器552b輸出的高頻電壓被供給到放大器558b進行放大，而放大后的信號Sb用二極管559b整流之后，供給S/R觸發(fā)器557b的復(fù)位輸入端R。S/R觸發(fā)器557b通過啟動脈沖SP被置位，而通過二極管559b的輸出被復(fù)位。也就是說，該S/R觸發(fā)器557b的Q輸出信號Sb1的脈沖寬度是與發(fā)射器551b和接收器552b之間的距離1b相對應(yīng)的。該Q輸出信號Sb1被供給到“與”門560Bb的一邊的輸入端?！芭c”門560b在上述信號Sb1供給的其間是呈啟開狀態(tài)，把時鐘脈沖CP供給計數(shù)器561b的時鐘輸入端CK。計數(shù)器561b是對該時鐘脈沖CP進行升序計數(shù)，并輸出計數(shù)值。也就是說，該計數(shù)器561b的計數(shù)值是與發(fā)射器551b和接收器552b之間的距離1b，即左臂的體側(cè)方向的回轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的。以上也就構(gòu)成了超聲波計測電路570。而且上述計數(shù)器561a及561b的各計數(shù)值被供給到樂音控制數(shù)據(jù)發(fā)生電路563。樂音控制數(shù)據(jù)發(fā)生電路563在信號Sa1的下降，即S/R觸發(fā)器557a復(fù)位的時刻讀入計數(shù)器561a的計數(shù)值，稍后，把復(fù)位脈沖RPa供給計數(shù)器561a的復(fù)位脈沖輸入端R，將計數(shù)器561a復(fù)位。同樣，在信號Sb1的下降，即S/R觸發(fā)器557b復(fù)位的時刻，讀入計數(shù)器561b的計數(shù)值，稍后，就把復(fù)位脈沖RPb供給計算器561b的復(fù)位脈沖輸入端R，將計數(shù)器561b的復(fù)位脈沖輸入端R，將計數(shù)器561b復(fù)位。接著，形成與從計數(shù)器561a、561b收入的各計數(shù)值相對應(yīng)的樂音控制數(shù)據(jù)(上述的KC、VOL、TD等)，并輸給樂音形成電路526。樂音形成電路526根據(jù)所提供的樂音控制數(shù)據(jù)形成音調(diào)、音色、音量(或者演奏速度)等變化的樂音信號，并輸給揚聲器527。這樣一來，從揚聲器527就能發(fā)出分別與右臂的體側(cè)方向的回轉(zhuǎn)角度及左臂的體側(cè)方向的回轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的樂音。
就這樣，通過采用上述的第2變形例，根據(jù)裝在演奏者的右臂上的發(fā)射器551a與裝在腰上的接收器552a之間的超聲波傳播時間就能測出右臂的體側(cè)方向的回轉(zhuǎn)角度，還有根據(jù)裝在左臂上的發(fā)射器551b與裝在腰上的接收器552b之間的超聲波傳播時間就能測出左臂的體側(cè)方向的回轉(zhuǎn)角度，而且能夠發(fā)生分別與這些右臂及左臂的各回轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的樂音。
還有，在上述的第2變形例里，其構(gòu)成是隨著左右手臂的回轉(zhuǎn)角度來相應(yīng)變化樂音的音調(diào)，當(dāng)然也可以構(gòu)成使樂音的音色、音量或者是演奏速度等產(chǎn)生變化。同樣，在上述的第2實施例里，隨著肘關(guān)節(jié)的彎曲角度相應(yīng)變化演奏速度，以及根據(jù)各手指的彎曲來相應(yīng)變化音調(diào)等，而上述第2實施例及各變形例是可以任意組合構(gòu)成的。
(C)第3實施例圖41是表示構(gòu)成本發(fā)明的第3實施例的方塊圖、圖42是表示該實施例所用的棒601的外觀構(gòu)成圖。
首先，從棒601的構(gòu)成進行說明。棒601如圖42所示那樣，它的基部601a是由演奏者的手H握著，在它的頂端部601b的內(nèi)部，裝入角度檢測器602，還有，在它的中部601c設(shè)有＃接通開關(guān)Ks、接通開關(guān)Kn、b接通開關(guān)Kf，它們由握住基部601a的手H的大姆指或食指就可以按壓。
上述角度檢測器602，如圖43所示那樣是由支承片603、安裝在該支承片603上的4個檢測開關(guān)a～d構(gòu)成的，各檢測開關(guān)a～d是對著圖示的基準(zhǔn)線L依次分別以22.5°、67.5°、112.5°、157.5°的角度配置著。這些檢測開關(guān)a～d如圖44所示那樣，在兩端封閉的玻璃管604內(nèi)封入水銀605，并有一對電極606a、606b從該玻璃管604的一端插入內(nèi)部而構(gòu)成的。在圖示的狀態(tài)，電極606a與606b之間是為非導(dǎo)通(斷開)狀態(tài)，從這種狀態(tài)把玻璃管604的一端向圖示的箭頭方向倒下時，電極606a與606b之間就通過水銀605變?yōu)閷?dǎo)通(接通)狀態(tài)。這里，以基準(zhǔn)點0作為中心讓圖43所示之構(gòu)成的角度檢測器602回轉(zhuǎn)時，各檢測開關(guān)a、b、c、d的接通/斷開狀態(tài)則如圖45所示。也就是說，在圖43所示的狀態(tài)，全部的檢測開關(guān)a～d是斷開狀態(tài)，而從這種狀態(tài)以基準(zhǔn)點0為中心，向圖示的箭頭Y方向(逆時針方向)作45°回轉(zhuǎn)的話，則只有檢測開點a變?yōu)榻油顟B(tài)。進而再轉(zhuǎn)45°的話檢測開關(guān)a、b組就變?yōu)榻油顟B(tài)，以下每旋轉(zhuǎn)45°，就依次使檢測開關(guān)a、b、c組;檢測開關(guān)a、b、c、d組;檢測開關(guān)b、c、d組;檢測開關(guān)c、d組以及檢測開關(guān)d變?yōu)榻油顟B(tài)。
在圖41里，棒60內(nèi)的各檢測開關(guān)a～d的一邊的電極606a是接地，而另一邊的電極606b則與各負(fù)載電阻ra～rd的一端相接，同時亦與4位的A寄存器608相連接，這樣一來，在A寄存器608的第0位～第3位就可分別存入與各檢測開關(guān)a～d的接通/斷開狀態(tài)相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)Da～Dd。另外，設(shè)在上述棒601的＃接通開關(guān)Ks、接通開關(guān)Kn、b接通開關(guān)Kf的一端是接地，而另一端則與各負(fù)載電阻rs、rn、rf的一端相接，同時亦與3位的B寄存器609相連接。這樣，在B寄存器609的第0位～第2位，就分別能存入與各接通開關(guān)Ks、Kn、Kf的接通/斷開狀態(tài)相應(yīng)的操作數(shù)據(jù)Ds、Dn、Df。這時，各檢測數(shù)據(jù)Da～Dd及各操作數(shù)據(jù)Ds、Dn、Df在各檢測開關(guān)a～d及接通開關(guān)Ks、Kn、Kf接通的時候則變?yōu)椤?”，而在其“斷開”的時候則變?yōu)椤?”。
另外，610是中央處理裝置，611是用于中央處理裝置610的可存儲一定的程序的只讀存儲器，612是用作為工作區(qū)的隨機存取存儲器，613是總線，上述各結(jié)構(gòu)元件608～613構(gòu)成了樂音發(fā)生控制電路614。中央處理裝置610通過后述實行的處理，根據(jù)寄存在A寄存器608及B寄存器609里的各檢測數(shù)據(jù)Da～Dd以及操作數(shù)據(jù)Ds、Dn、Df而作成鍵碼數(shù)據(jù)Kc，同時輸出接通信號KON及斷開信號KOF，然后把這些數(shù)據(jù)通過總線613供給樂音形成電路615。
樂音形成電路615根據(jù)所供給的鍵碼數(shù)據(jù)KC、接通信號KON、斷開信號KOF形成樂音信號。也就是說，該樂音形成電路615構(gòu)成為可形成具有與鍵碼數(shù)據(jù)KC相對應(yīng)的音調(diào)，預(yù)先設(shè)定之音色的樂音信號。而且，由該樂音形成電路615輸出的樂音信號是供給音響系統(tǒng)616作為樂音發(fā)音。
以下，參照圖47及圖48所示的中央處理裝置610的處理流程圖對上述第3實施例的工作進行說明。圖47是主程序的流程圖，中央處理裝置610平時就反復(fù)進行該流程圖所示的處理。
首先，在步驟S1，讀入B寄存器609所寄存的操作數(shù)據(jù)Ds、Dn、Df，接著，在步驟S2，根據(jù)操作數(shù)據(jù)D判斷接通開關(guān)Kn是否按了。即操作數(shù)據(jù)Dn為“0”的時候，就判定接通開關(guān)Kn被按著，而進到步驟S3，操作數(shù)據(jù)Dn為“1”時，則判定接通開關(guān)Kn沒有被按而進到步驟S4。接著，在步驟S4，根據(jù)操作數(shù)據(jù)Ds判斷＃接通開關(guān)Ks是否被按了。即操作數(shù)據(jù)Ds為“0”時，判斷＃接通開關(guān)Ks是被按住而進行到步驟S5，而操作數(shù)據(jù)Ds為“1”時，則判斷＃接通開關(guān)Ks是沒被按著而進到步驟S6。進而，在步驟S6，則根據(jù)操作數(shù)據(jù)Df來判斷b接通開關(guān)Kf是否被按了，即操作數(shù)據(jù)Df為“0”時，就判斷b接通開關(guān)Kf是被按著而進到步驟S7，而操作數(shù)據(jù)Df為“1”時，則判斷b接通開關(guān)Kf沒被按而進到步驟S8。在該步驟S8里，把寄存在隨機存取存儲器612內(nèi)的一定的存儲區(qū)的接通數(shù)據(jù)KOND變?yōu)椤?2”后，進到步驟S9。還有，在上述各步驟S3、S5、S7，把寄存在隨機存取存儲器612內(nèi)的接通數(shù)據(jù)KOND分別變?yōu)椤?”、“+1”、“-1”之后，進到步驟S9。該步驟S9是后述的鍵處理程序，在執(zhí)行該步驟S9之后，再次返回步驟S1。
以下，參照圖48對鍵處理程序進行說明。
首先，在步驟SP1，判斷已經(jīng)存入隨機存取存儲器612內(nèi)的預(yù)先設(shè)定的存儲區(qū)的舊接通數(shù)據(jù)OLDKOND與新的接通數(shù)據(jù)KOND是否一致，OLDKOND＝KOND時就返回主程序，OLDKOND≠KOND時就進入步驟SP2。在該步驟SP2，把寄存在隨機存取存儲器612內(nèi)的舊接通數(shù)據(jù)OLDKOND改寫為新的接通數(shù)據(jù)KOND。接著，在步驟SP3，判斷是否接通數(shù)據(jù)KOND＝-2，當(dāng)接通數(shù)據(jù)KOND＝-2時，就進到步驟SP4，接通數(shù)據(jù)KOND≠-2時，則進入步驟SP5。在步驟SP5，讀入存在A寄存器608里的檢測數(shù)據(jù)Da～Dd，接著在步驟SP6，根據(jù)讀入的檢測數(shù)據(jù)Da、Db、Dc、Dd的組合來決定鍵碼數(shù)據(jù)KC。這時，檢測數(shù)據(jù)Da、Db、Dc、Dd的組合與鍵碼數(shù)據(jù)KC的關(guān)系則如圖46所示。在此，如角度檢測器602是如圖43所示的狀態(tài)時，由于各檢測開關(guān)a、b、c、d全是斷開，所以檢測數(shù)據(jù)Da、Db、Dc、Dd全是“1”。這時，就得到與音調(diào)C3相應(yīng)的鍵碼數(shù)據(jù)KC＝60。
接著，在步驟SP7，判斷是否為鍵碼數(shù)據(jù)KC＝0，KC＝0時就返回主程序，KC≠0時則進到步驟SP8。在該步驟SP8，把接通數(shù)據(jù)KOND加于鍵碼數(shù)據(jù)KC，把相加結(jié)果作為新的鍵的數(shù)據(jù)KC。也就是說，＃接通開關(guān)Ks被按了時，在上述的主程序的步驟S5，則變?yōu)榻油〝?shù)據(jù)KOND＝+1，這樣一來，在步驟SP8，在鍵碼數(shù)據(jù)KC加上1，就變換為與提高半音的音調(diào)相對應(yīng)的鍵碼數(shù)據(jù)KC。例如把與音高C3相應(yīng)的鍵碼數(shù)據(jù)KC＝60變換為與音調(diào)C＃相對應(yīng)的鍵碼數(shù)據(jù)KC＝61。反之，b接通開關(guān)Kf被按了時，在上述的主程序的步驟S7，則變?yōu)榻油〝?shù)據(jù)KOND＝-1，這樣一來，在步驟SP8，從鍵碼數(shù)據(jù)KC減去1，變換為與降低半音的音調(diào)相對應(yīng)的鍵碼數(shù)據(jù)KC。例如，把與音調(diào)C3相對應(yīng)的鍵碼數(shù)據(jù)KC＝60變換為與音調(diào)Cb3(B2)相對應(yīng)的鍵碼數(shù)據(jù)KC＝59。
接下來，在步驟SP9，輸出在步驟SP8算出的鍵碼數(shù)據(jù)KC，然后輸出接通信號KOND。這些數(shù)據(jù)通過總線613依次供給樂音形成電路615，這樣一來，樂音形成電路615的樂音信號的形成工作就開始，從音響系統(tǒng)616產(chǎn)生與鍵碼數(shù)據(jù)KC相對應(yīng)的音調(diào)的樂音。
另外，接通開關(guān)Kn、＃接通開關(guān)Ks、b接通開關(guān)Kf全都不按，在上述的主程序的步驟SP8，當(dāng)變?yōu)榻油〝?shù)據(jù)KOND＝-2時，在鍵處理程序的步驟SP3就判斷為接通數(shù)據(jù)KOND＝-2而進入步驟SP4。在該步驟SP4，輸出斷開信號KOF，該斷開信號KOF通過總線613供給樂音形成電路615，這樣一來，樂音形成電路615的樂音信號的形成工作就停止，這樣音響系統(tǒng)616就停止發(fā)生樂音。接著，中央處理裝置610的處理就再次返回主程序。
以上是圖41所示的本發(fā)明的第3實施例的詳細(xì)說明。根據(jù)這一實施例，如圖42所示那樣用手H握住棒601，在把手H向上、下活動的同時，用大拇指等按住接通開關(guān)Kn，就能夠發(fā)出與該手H的方向，換句話說也就是手臂與傳體的活動相應(yīng)的音調(diào)的樂音。過時，如不按接通開關(guān)Kn而改按＃接通開關(guān)Ks的話，音調(diào)就提高半音，而按b接通開關(guān)Kf則音調(diào)下降半音。
以下，參照圖49(a)～(i)對其它實施例進行說明。在該實施例里，采用與棒601同樣結(jié)構(gòu)的2根棒601R及及601L來控制音調(diào)及控制發(fā)音。這種情形，在樂音發(fā)生控制電路614里，增設(shè)與A寄存器608相應(yīng)的4位的A寄存器608a，由棒601R輸出的檢測數(shù)據(jù)Da～Dd寄存在A寄存器608，而由棒601L輸出的檢測數(shù)據(jù)Da～Dd則寄存在A寄存器608a，還有，分別由棒601R及601L輸出的各操作數(shù)據(jù)Ds、Dn、Df在每個位都進行邏輯和合成后再存入B寄存器609里。而且，演奏者M如圖49(a)所示那樣，右手握住棒601R，左手握住棒601L來進行演奏。還有，這種情形，也可以把接通開關(guān)Ks、Kn、Kf只設(shè)在一邊的棒601R或601L上，或者例如把開關(guān)Ks和Kf設(shè)在棒601R而把開關(guān)Kn設(shè)在棒601L來取代分別把1組接通開關(guān)Ks、Kn、Kf設(shè)在棒601R及601L。
而這種情形與上述實施例不同，是用棒601R及601L的各檢測數(shù)據(jù)Da～Dd的組合來決定樂音的音調(diào)，其演奏例如圖49(b)～(e)所示。也就是說，在圖49(b)，把左手向著圖中以Z1表示的正下方，按著接通開關(guān)Kn，而把右手從正下方向右提起，音調(diào)就如C3→D3→E3那樣依次產(chǎn)生變化。同樣把左手提到Z2的位置，按住接通開關(guān)Kn，而把右手從正下方向右向提起的話，音高則如F3→G3→A3依次產(chǎn)生變化。還有，例如演奏者M把右手與左手的方向變?yōu)閳D49(c)～(e)所示的狀態(tài)的話，音調(diào)則變?yōu)镃3，D3，G4。
還有，圖49(f)～(i)所示的是其它的演奏例。在圖49(f)里，把左手向著圖示Z1的正下方，按住接通開關(guān)Kn，而把右手從正下方向右向提起，音調(diào)則如C2→D2→E2→F2→G2的順序產(chǎn)生變化。同樣，把左手提到Z的位置，按住接通開關(guān)Kn，而把右手從正下方向右提起時，音調(diào)則如G2→A2→B2→C3→D3的順序產(chǎn)生變化。還有，演奏者M如把右手與左手的方向變?yōu)閳D49(g)～(i)所示的狀態(tài)，音調(diào)則變?yōu)镋3、C3、F4。
就這樣，通過用兩手拿住2根棒601R、601L配合使用，就能夠進行多姿多彩的音調(diào)控制。
另外，在上述實施例的棒601里，亦可另外設(shè)置八音度開關(guān)，通過接通/斷開該八音度開關(guān)，就能構(gòu)成把音調(diào)提高或下降1個八音度的量。還有，在上述的實施例里，是把角度檢測器602裝入棒形棒601的內(nèi)部，但是該棒601的形狀并不僅限于棒形，亦可變換成任意的形狀。進而在上述的實施例里，雖然是隨著角度檢測器602的姿勢而相應(yīng)變化樂音的音調(diào)，但是不用說也可以改變其構(gòu)成，使樂音的音色和音量等發(fā)生變化，或者控制是否產(chǎn)生樂音。進而，亦可把角度檢測器602安在腳上或身體上，根據(jù)腳等的活動來控制樂音。
(D)第4實施例圖50是表示本發(fā)明第4實施例所用的右手用的及左手用的韻律棒701R、701L。圖中標(biāo)號705、706是右手用的棒701R的按鈕開關(guān)，位于手握住把手部分701a時大拇指能觸及到的位置上裝著開關(guān)705，而在食指能夠觸及到的位置上裝著開關(guān)706。開關(guān)705、706是與圖51的接口電路707相連接。另外，在棒701R的頂端安裝有角度檢測器702R，該角度檢測器702R的水銀開關(guān)D1R～D5R與接口電路707相接。還有，固定電壓V通過電阻R附加于開關(guān)705、706及水銀開關(guān)D1R～D5R的各一端，而它們的另一端則于GND接地。另外，在左手用的棒701L安將有與上述開關(guān)705、706相對應(yīng)的開關(guān)708、709，另外還與棒701R同樣安裝有與上述角度檢測器702R相對應(yīng)的角度檢測器702L。還有，開關(guān)708、709及角度檢測器702L的水銀開關(guān)D1L～D5L(與水銀開關(guān)D1R～D5R)相對應(yīng))的各接線端跟棒701R的一樣與接口電路707相接。接口電路707根據(jù)水銀開關(guān)D1R～D5R、D1L～D5L的輸出，檢測與操作者的右臂、左臂的垂直線相對的角度，再把該檢測結(jié)果作為角度數(shù)據(jù)KD1、KD2逐次輸給樂音發(fā)生控制電路710。另外，該接口電路707輸入開關(guān)705、706、708、709的操作狀態(tài)，一按開關(guān)705、706、708、709，高電平的信號S1、S2、S3、S4就輸給樂音發(fā)生控制電路710，而一脫離開關(guān)705、706、708、709低電平的信號S1、S2、S3、S4則輸給樂音發(fā)生控制電路710。樂音發(fā)生控制電路710檢查接口電路707發(fā)出的信號S1、S2，首先，信號S1、S2都為“0”信號(開關(guān)705、706斷開)時，則作出與輸入的角度數(shù)據(jù)KD1，KD2相對應(yīng)的音調(diào)數(shù)據(jù)KC。即在圖52里，最上一列的0～180°是表示右臂揮上的角度，而最左端一的0～180°則表示左臂揮上的角度。樂音發(fā)生控制電路710作出隨著右臂、左臂的揮上角度而變化的音調(diào)F2、G2、A2……C5、D5、E5的任一相對應(yīng)的音調(diào)數(shù)據(jù)KC。還有，在上述過程中，信號S3為“1”信號(開關(guān)708接通)時，則把如上述所作出的音調(diào)數(shù)據(jù)KC變換為高半音(＃)值，而S4為“1”信號(開關(guān)709接通)時，則把音調(diào)數(shù)據(jù)KC變換為低半音(b)值。而且，把如此作成的音調(diào)數(shù)據(jù)KC逐次輸給樂音信號形成電路711。另外，該樂音發(fā)生控制電路710是在上述檢測了的信號S1、S2的任何一方或雙方變“1”信號(開關(guān)705、706的一方或雙方接通)時，則與所輸入的角度數(shù)據(jù)KD1、KD2及開關(guān)705、706的操作狀態(tài)相對應(yīng)作出和音數(shù)據(jù)KM。也就是說，在圖53里，F(xiàn)2?！獸3，F(xiàn)3?！獸4、F4?！獷5是分別表示根據(jù)兩臂擺上的角度而定出如圖50所示的音調(diào)的范圍，根據(jù)該音調(diào)的范圍和上段所示的開關(guān)705、706的操作狀態(tài)而相應(yīng)作出與和音的種類Major(大調(diào))、7th，minor(小調(diào))，M7(7th)、m7(7th)，b(5th)，M6(6th)，dim(漸弱)，Aug(主題延長)的任一相應(yīng)的和音數(shù)據(jù)KM。例如，兩臂的擺上角度分別為90度時，如圖52所示那樣，音調(diào)為B3，而對于該音調(diào)B3，在開關(guān)705接通而706斷開時就作出與B3-M7的和音相對應(yīng)的和音數(shù)據(jù)KM，另外，當(dāng)開關(guān)705接通，而707也接通時則作出與B3-m7的和音相對應(yīng)的和音數(shù)據(jù)KM，另外，在開關(guān)705斷開及706接通時，則作出與B3-b5的和音相對應(yīng)的和音數(shù)據(jù)KM。而所作成的和音數(shù)據(jù)KM是逐次輸給樂音信號形成電路712。上述的樂音信號形成電路711形成具有與樂音發(fā)生控制電路710輸出的音調(diào)數(shù)據(jù)KC相對應(yīng)的音調(diào)的旋律音信號，傳動揚聲器SP。樂音信號形成電路712形成與樂音發(fā)生控制電路710輸出的和音數(shù)據(jù)KM相對應(yīng)的和音的伴奏音信號，傳動揚聲器SP。
在上述的構(gòu)成里，操作者H分別握著棒701R、701L，一邊把手指離開開關(guān)705、706一邊分別把兩臂向上揮起時，具有與兩臂的揮上角度及開關(guān)708、709的操作狀態(tài)相對應(yīng)的音調(diào)的旋律音就從物聲器SP發(fā)出來。另外，操作者H把開關(guān)705、706的一邊或雙邊按住，從揚聲器SP就會發(fā)出與兩臂揮上角度及開關(guān)705、706、708、709的操作狀態(tài)相對應(yīng)的伴奏音。
在上述的實施例里，雖然是采用安裝在棒701R，701L的角度檢測器702R、702L來檢測兩臂的揮上角度，但這也可用圖54(a)的構(gòu)成來取代，圖54(a)是右手握住安裝有與上述按鈕開關(guān)705、706相對應(yīng)的開關(guān)713、713的棒703，而把角度檢測器715安裝在右肘上，從而來測出右肘的彎曲情況。還有，裝在操作者H的左臂一側(cè)的構(gòu)成亦與右臂一側(cè)的構(gòu)成相同，其說明以予省略。圖55是表示圖54(a)的右肘部的詳細(xì)構(gòu)成圖。圖中，標(biāo)號716是復(fù)蓋操作者H的上半身的裝放具。在操作者H的肘關(guān)節(jié)之后的后臂部，在裝放具716的上面套上由橡膠等伸縮性的材料構(gòu)成的載體717。在該載體717的復(fù)蓋肘關(guān)節(jié)的部份安裝有角度檢測器715的電阻718。而在該電阻718的轉(zhuǎn)軸718a上固定有杠桿719，該杠桿719的頂端可自由進出他插入圓筒720。而在該圓筒720的內(nèi)部，設(shè)有牽引杠桿719的彈簧。還有，在圓筒720的端部所形成的固定部件720a安裝在裝放具716的復(fù)蓋前臂中部的部位上。在這樣的構(gòu)成里，彎曲或伸展右肘時，杠桿719及圓筒720就隨著彎曲伸展而相應(yīng)搖動，轉(zhuǎn)軸718a則進行旋轉(zhuǎn)。而且，該轉(zhuǎn)軸718a的回轉(zhuǎn)角度，即與右肘的彎曲角度相應(yīng)的檢測信號從電阻718輸給模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(圖示省略)，檢測信號的電平被變換為角度數(shù)據(jù)，而該角度數(shù)據(jù)是作為角度數(shù)據(jù)KD1輸給圖51的樂音發(fā)生控制電路710。同樣，基于左肘用的角度檢測器的角度數(shù)據(jù)是作為角度數(shù)據(jù)KD2輸給樂音發(fā)生控制電路710。這樣一來，根據(jù)操作者H的兩手所握的各個棒的開關(guān)的操作狀態(tài)及兩肘的彎曲情況，也就能夠象前述那樣發(fā)出旋律音或伴奏音。另外，這種情形，由于肘不能彎曲到180°，所以在發(fā)出旋律音時，就不使用圖52的180°的行或列里所記載的音調(diào)。還有，在發(fā)出伴奏音時，同樣也不使用圖53的F＃～E5行的M6、dim、Aug的各個和音。此外，上述的把角度檢測器安裝在肘上的方法亦可改換成如圖54(b)所示那樣，把角度檢測器安裝在肩上。
還有，在上述的實施例里，雖然是采用角度檢測器702R，702L或者是角度檢測器715來作為角度檢測機構(gòu)，但是角度檢測機構(gòu)的形態(tài)并不僅限于此。另外，在圖54(a)里，作為圖51的開關(guān)705、706、708、709的代替開關(guān)，是采用安裝在左、右手上的棒上的開關(guān)，而這些開關(guān)也未必一定安裝在棒上。
(E)第5實施例圖56是表示用于第5實施例的樂音控制裝置的雜音發(fā)生器。圖中，標(biāo)號801是樂音發(fā)生器，由合成樹脂號的盒體構(gòu)成，大小以單手可以抓住為準(zhǔn)。在該樂音發(fā)生器801的相對的兩片側(cè)板801a、801b的內(nèi)壁面，形成有網(wǎng)目狀的多條槽，而另外相對的兩片側(cè)板801c，801d的內(nèi)臂面則形成有無數(shù)的小凸起。還有，相對的另兩片側(cè)板801e、801f的內(nèi)壁面則形成有波形的凸起。另外，在上述的側(cè)板801b的中部設(shè)有1個孔，孔內(nèi)插入并固定住微音器802。此外，在該雜音發(fā)生器801內(nèi)還放入有少量的沙。把這樣構(gòu)成的雜音發(fā)生器801拿在手上一搖，沙就會與側(cè)板的內(nèi)壁面相磨擦，發(fā)出雜音。這種情形，與沙磨擦的壁面的形狀、磨擦強度等的不同，由雜音發(fā)生器810發(fā)出的音就變?yōu)椴煌囊簟Ｒ蚨?，微音?02的輸出信號也就變?yōu)椴煌?。在圖57所示的微音器802的輸出信號的波形圖(橫軸時間，縱軸振幅)里，(a)的部份是沙與雜音發(fā)生器801的側(cè)板801a、801b的內(nèi)壁面磨擦?xí)r的信號的波形，(b)的部份是沙與側(cè)板801c、801d的內(nèi)壁面磨擦?xí)r的信號的波形，還有，(c)的部份是沙與側(cè)板801e、801f的內(nèi)壁面磨擦?xí)r的信號的波形。微音器802的輸出信號是輸給圖58所示的電路。在該圖里，標(biāo)號803、804及805分別是不同特性的帶通濾波器，從上述微音器802的輸出信號只抽取預(yù)先設(shè)定的頻率區(qū)的信號成份，并分別輸給二極管806、807及808。這種情形，帶通濾波器803是讓沙與上述雜音發(fā)生器801的側(cè)板801a、801b的內(nèi)壁面(網(wǎng)目狀)磨擦?xí)r所產(chǎn)生的雜音的固有頻率成份通過，還有，帶通濾波器804也同樣，讓沙與側(cè)板801c、801d的內(nèi)壁面(無數(shù)的小凸起狀)相磨擦?xí)r所生的雜音的固有頻率成份通過，另外，帶通濾波器805也同樣讓沙與側(cè)板801e、801f的內(nèi)壁面(波狀)相磨擦?xí)r所產(chǎn)生的雜音的固有頻率成份通過。二極管806、807及808對各個帶通濾波器803、804及805輸出的信號進行整流，然后把整流輸出分別輸給濾波電路809、910及811。濾波電路809由電阻812與電容器813構(gòu)成，而濾波電路810則由電阻814和電容器815構(gòu)成，濾波電路811由電阻816與電容器817構(gòu)成。這些濾波電路809、810及811把上述各整流輸出平滑并作為樂音控制數(shù)據(jù)輸給樂音信號形成電路818。該樂音信號形成電路818輸入濾波電路809、810及811的輸出電壓并依次檢驗電平，然后形成基于檢驗結(jié)果的音色及音量的樂音信號，輸給揚聲器819。例如，當(dāng)濾波電路809的輸出電壓是在一定值以上的時候，就形成低音鼓音色的樂音信號，所形成的樂音信號的電平由輸出電壓的電平進行控制，輸給揚聲器819。同樣，當(dāng)濾波電路810的輸出電壓是在一定值以上的時候，就把大鼓的音色的樂音信號輸給揚聲器819，還有，當(dāng)濾波電路811的輸出電壓是在一定值以上時，就把鈸的音色的樂音信號輸給物聲器819。此外，當(dāng)濾波電809、810及811的各輸出電壓中有2～3個同時都在一定值以上的時候，各音色的樂音信號就混合輸給揚聲器819。
還有，在上述的實施例里，雖然是在雜音發(fā)生器810內(nèi)放入沙，但不限于此，也可放入其它物體例如球、棒等。另外，雜音發(fā)生器801的內(nèi)壁面的形狀是做成網(wǎng)目狀、無數(shù)小凸起狀及波形，但也不限于此，亦可做成其它的形狀。此外，雖然是把對帶通濾波器的輸出信號進行整流平滑后的輸出電壓作為樂音控制數(shù)據(jù)來控制樂音信號的，但也不限于此，亦可根據(jù)帶通濾波器的輸出信號的峰值來控制樂音信號。還有，雜音發(fā)生器801是采用單手拿著的方式，但也不限于此，也可用手表、皮帶、發(fā)帶等形式裝在身體上。還有，雖然雜音發(fā)生器801的微音器802的輸出信號是用于樂音信號的控制，但不限于此，也可把該輸出信號用作音源信號(在本發(fā)明里，用作這樣的音源信號時的該信號也是相當(dāng)于雜音控制數(shù)據(jù))。另外，雖然是根據(jù)雜音發(fā)生器801的微音器802的輸出信號來控制樂音信號的音色及音量的，但不限于此，也可以根據(jù)該輸出信號來控制樂音信號的音調(diào)、音量等，或者是控制選擇多個樂音特性的預(yù)置內(nèi)容。另外，也可用中央處理裝置等來對雜音發(fā)生器801的微音器802的輸出信號進行計數(shù)處理以形成任意的樂音控制數(shù)據(jù)。還有，可以通過該樂音控制數(shù)據(jù)來傳動MIDI規(guī)格的樂器，亦可通過樂音控制數(shù)據(jù)來控制自動韻律音的演奏速度。進而，檢測音的特征的機構(gòu)也不限于實施例所介紹的機構(gòu)，例如也可檢測微音器802的輸出信號的音量變化與頻率變化等，再根據(jù)該檢測結(jié)果來輸出樂音控制數(shù)據(jù)。還有，作為檢測對象的音也不限于實施例的雜音發(fā)聲器，也可采用其它的聲音(例如人的腳步聲和拍手聲與口笛等)。
權(quán)利要求
1.一種樂音控制裝置，包括(甲)樂音控制機構(gòu)，用以根據(jù)檢測結(jié)果以產(chǎn)生樂音控制數(shù)據(jù)，(乙)樂音發(fā)生裝置，與所說控制機構(gòu)相連接，用以根據(jù)樂音控制數(shù)據(jù)以產(chǎn)生樂音信號；其特征在于所說樂音控制裝置還包括(丙)檢測裝置，與所說控制機構(gòu)相連接，用以檢測演奏者的預(yù)定部位的角度，將所檢測到的角度作為檢測結(jié)果向所說樂音控制機構(gòu)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述樂音控制裝置，其特征在于，所說檢測裝置檢測演奏者的預(yù)定部位的彎曲角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樂音控制裝置，其特征在于，所說檢測裝置檢測演奏者的一預(yù)定部位的轉(zhuǎn)動角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置由一裝在所述演奏者的關(guān)節(jié)部位的電位計構(gòu)成，所述電位計檢測所述關(guān)節(jié)部位的所述角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置包括(甲)一超聲波發(fā)射機和一超聲波接收機，兩者個個都裝在離開所述演奏者的一關(guān)節(jié)部位的一預(yù)定部位;和(乙)一超聲波檢測電路，用以根據(jù)從所述超聲波發(fā)射機到所述超聲波接收機發(fā)射超聲波的時間檢測所述關(guān)節(jié)部位的所述角。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置由一裝在一柔質(zhì)手套指尖部位的壓敏元件組成，所述壓敏元件根據(jù)加到所述壓敏元件的壓力檢測指尖的彎曲角。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述樂音控制數(shù)據(jù)表示待發(fā)出的樂音的音調(diào)、音量、音色或拍子。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置判斷所述演奏者的所述關(guān)節(jié)部位是否彎曲。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置判置判斷所述演奏者的所述關(guān)節(jié)部位是否轉(zhuǎn)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置根據(jù)各個表示各預(yù)定彎曲角的預(yù)定彎曲度數(shù)檢測一彎曲角。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置包括一角檢測裝置，用以檢測附著于演奏者的所述部位的物體的方向與一參考平面之間的角度，且所說樂音控制機構(gòu)根據(jù)該角度信號產(chǎn)生樂音控制數(shù)據(jù)，以控制一外部樂音發(fā)生裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述參考平面經(jīng)鑒定是個水平平面，且所述角檢測裝置利用重力應(yīng)答媒體檢測所述角。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述角檢測裝置由一水銀開關(guān)組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述角檢測裝置具有適宜于演奏者用手把住的形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述角檢測裝置呈棒形。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述樂音控制數(shù)據(jù)代表待發(fā)出的樂音的音調(diào)、音量或音色。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置檢測演奏者的某一相對于一參考點的身體預(yù)定部位的位置，以作為所述角。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置檢測演奏者的手臂位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置檢測演奏者左右臂的各自位置，所述控制機構(gòu)根據(jù)對演奏者左右臂的綜合檢測結(jié)果發(fā)出所述樂音控制數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置由一角傳感器組成。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置為便攜式檢測裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述角傳感器裝在所述演奏者身體的所說預(yù)定部位。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述角傳感器具有適宜于演奏者用手把住的形狀。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樂音按制裝置，其特征在于，所述樂音控制數(shù)據(jù)表示待發(fā)出的樂音的音調(diào)、音量或音色。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述樂音控制數(shù)據(jù)表示伴奏的音樂信息。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述樂音控制數(shù)據(jù)表示樂音的音調(diào)或和弦。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置安裝在演奏者的一關(guān)節(jié)附近，并檢測該關(guān)節(jié)部位的一角度，所說樂音控制機構(gòu)根據(jù)在已過的時間由檢測裝置所檢測到的角度的變化檢測所說關(guān)節(jié)彎曲的角速度，而所說樂音發(fā)生裝置根據(jù)由檢測到的角度而導(dǎo)出的信號以產(chǎn)生一樂音信號。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置測定兩個各個離開所述關(guān)節(jié)部位設(shè)定的預(yù)定部位之間的距離，且所述檢測裝置根據(jù)其所測距離測定所述兩預(yù)定部位之間相對于中心關(guān)節(jié)部位的相對角。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述測定裝置設(shè)有一旋轉(zhuǎn)編碼器，安裝在所述關(guān)節(jié)部位上。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置采用超聲波測定兩預(yù)定部位之間的距離。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述關(guān)節(jié)部位表示演奏者的肘或肩。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置設(shè)有兩個檢測元件，裝在演奏者的左右臂上。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述兩檢測元件獨立控制一外部樂音發(fā)生裝置。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的樂音控制裝置，其特征在于，所述樂音控制數(shù)據(jù)表示待發(fā)出的樂音的拍子、音調(diào)、音量或音色。
全文摘要
一種樂音控制裝置能控制對應(yīng)于一檢測器所檢測出的一物體等的運動本身的樂音。這類檢測器還能檢測該物體的運動速率、運動力、運動角或給定的沖擊強度。當(dāng)檢測器系裝在演奏者的關(guān)節(jié)附近時，檢測器檢測出演奏者關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動角或彎曲角。因此可根據(jù)演奏者關(guān)節(jié)的這種角度控制樂音。這樣，借助這種樂音控制裝置，演奏者就可以根據(jù)物體或自己關(guān)節(jié)的動作發(fā)出具有，例如，所希望的音調(diào)、所希望的音量和所希望的音色的樂音。
文檔編號G10G1/00GK1072791SQ9211126
公開日1993年6月2日 申請日期1992年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1986年10月14日
發(fā)明者日吉昭夫, 金原守, 鈴木秀雄, 中田皓, 青木栄一郎, 坂間真雄 申請人:雅馬哈株式會社