(57)【要約】【課題】  空間内の複数のセンサによる検知結果の間に表れる規則性を音楽的に表現するシステムを提供すること。【解決手段】  検知対象の状態の変化を検知する複数の風センサ１０と、各センサの識別情報を、各風センサ１０が状態の変化を検知した際に再生されるべき楽音の属性と対応付けて記憶した楽音設定メモリ１１を備える。更に、状態の変化を検知したセンサの識別情報を出力する電気信号生成装置１２と、出力された識別情報と対応付けて楽音設定メモリ１１に記憶された属性を有する楽音の楽音信号を生成する楽音信号生成装置１３を備える。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象の状態の変化をそれぞれ検知する複数のセンサと、
前記各センサの識別情報と、各センサが状態の変化を検知した際に再生されるべき楽音の属性とを各々対応付けて記憶した記憶手段と、
状態の変化を検知したセンサを特定し、特定したセンサの識別情報を出力する出力手段と、
前記出力手段から識別情報が出力されると、その識別情報と対応付けて前記記憶手段に記憶された属性を有する楽音の楽音信号を生成する生成手段と
を備えた楽音生成システム。
【請求項２】
請求項１に記載の楽音生成システムにおいて、
前記楽音の属性は、
楽音の音色、ピッチ、音量、又はこれらの組合せである
楽音生成システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の楽音生成システムにおいて、
前記センサは、
光センサ、磁気センサ、超音波センサ、赤外線センサ、荷重センサ、又はこれらの組合せからなる
楽音生成システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の楽音生成システムにおいて、
予め設定された所定時間の経過の有無を判断し、前記所定時間が経過したと判断する毎に、前記記憶手段にて各識別情報と対応付けられた属性の内容を変更する変更手段
を更に備えた楽音生成システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の楽音生成システムにおいて、
前記出力手段は、
各センサの識別情報と対応付けられた属性を有する楽音の楽音信号の出力回数に応じて、当該楽音信号が示す音量を制御する手段
を備えた楽音生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、楽音生成システムに係り、特に、センサアレイによる検知結果を基に楽音を生成する楽音生成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
外部からの物理的作用を検知し、その内容を楽音によって表現する種々の器機が従来より提案されている。例えば、特許文献１には、外部から加えられた衝撃を音に変換して出力する玩具が開示されている。この玩具は、図１６に示すように、センサ２２、タイマ回路２３、音響信号合成回路２４、アンプ２５、スピーカ２６などを備える。そして、玩具が叩かれたり揺すられたりすると、その衝撃を検知したセンサ２２から検知信号が発せられる。すると、音響信号合成回路２４は、タイマ回路２３の支援の下、予め設定された時間長の間、所定の音色の音響信号をアンプ２５へ供給し、アンプ２５にて増幅された音響信号がスピーカ２６へ出力されるようになっている。
【０００３】
また、非特許文献１にも同種の技術が開示されている。この文献に開示されたシステムは、１０個のＵＦＯ型のオブジェとコンピュータ、音源などにより構成される。そして、１０個のうち４つのオブジェはガイガーセンサーを内蔵し、宇宙からやってくるガンマー波に反応して音を生み出す。一方で、別の２つのオブジェは赤外線センサーを内蔵し、人の動きに反応して音を生成するようになっている。
【０００４】
非特許文献２には、人の特定の動作に音楽的意味付けを与えることで演奏を実現する、「ブレインオペラ」と呼ばれるシステムが開示されている。このシステムでは、あるスクリーンの前に演奏者が立って特定の動作を行なうと、スクリーン上の演奏者の指の位置、スクリーンに触る圧力、スクリーン上を動く指の速度などがセンサによって検出される。そして、検出結果に応じて予め設定されていたＭＩＤＩ（musical instrument digital interface）データを順次出力することで演奏を実現する。
【特許文献１】実開平０６−０４８７９１
【非特許文献１】http://www.threeweb.ad.jp/~ueharakz/INST/index.html
【非特許文献２】http://brainop.media.mit.edu/onsite/melody/main.html
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ある空間内に一定の距離をおいて複数のセンサを配置し、その空間の環境を決定付ける特定の物質の物理量を検知した場合、それら各センサによる検知結果の間には何らかの規則性が表れることが極めて多い。例えば、ある空間内に配置した複数の風センサによってその空間内を流れる風を検知する場合、風源への距離が近いほどより強い風が検知され、距離が遠くなるにつれて弱い風が検知されるといったような、ある種の規則性が表れる。そして、このような、空間内の各センサによる検知結果の間に表れる規則性を、観察者をして感覚的に了解せしめる手段の実現が強く望まれていた。
本発明は、このような状況の下に案出されたものであり、空間内の複数のセンサによる検知結果の間に表れる規則性を音楽的に表現するシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の好適な態様である楽音生成システムは、検知対象の状態の変化をそれぞれ検知する複数のセンサと、前記各センサの識別情報と、各センサが状態の変化を検知した際に再生されるべき楽音の属性とを各々対応付けて記憶した記憶手段と、状態の変化を検知したセンサを特定し、特定したセンサの識別情報を出力する出力手段と、前記出力手段から識別情報が出力されると、その識別情報と対応付けて前記記憶手段に記憶された属性を有する楽音の楽音信号を生成する生成手段とを備える。
この態様において、前記楽音の属性は、楽音の音色、ピッチ、音量、又はこれらの組合せであってもよい。
【０００７】
前記センサは、光センサ、磁気センサ、超音波センサ、赤外線センサ、荷重センサ、又はこれらの組合せからなるものでもよい。
また、予め設定された所定時間の経過の有無を判断し、前記所定時間が経過したと判断する毎に、前記記憶手段にて各識別情報と対応付けられた属性の内容を変更する変更手段を更に備えてもよい。
更に、前記出力手段は、各センサの識別情報と対応付けられた属性を有する楽音の楽音信号の出力回数に応じて、当該楽音信号が示す音量を制御する手段を備えてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、検知対象の状態の変化を複数のセンサによって検知し、それらのセンサに予め対応付けられた属性の楽音を出力する。従って、空間内の各センサによる検知結果の間に表れる規則性を、観察者をして感覚的に了解せしめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態にかかる楽音生成システムの特徴は、室内に配置した複数のセンサによってその室内の風の流れを検知し、検知した流れを楽曲として表現するようにした点にある。
図１は、本実施形態にかかる楽音生成システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、この楽音生成システムは、風センサ１０Ａ乃至Ｚ、楽音設定メモリ１１、電気信号生成装置１２、楽音信号生成装置１３、音源１４、アンプ１５、スピーカ１６を備えている。
【００１０】
風センサ１０は、図２に示すように、風防１、リード線２及び３、受風部４などから構成される。リード線２とリード線３は共にその上端が電気信号生成装置１２に接続されており、リード線２の下方部は、リード線３を包み込むように螺旋状に湾曲されている。リード線３の下端と一部接続されている受風部４が室内を流れる風の作用を受けて揺動すると、リード線２の湾曲部位とリード線３とが電気的に短絡し、「ＯＮ」になったことを示す短絡信号が電気信号生成装置１２に供給される。
楽音設定メモリ１１は、図３に示すように、各々が１つの風センサ１０と対応する複数のレコードを集めたテーブルを記憶している。そして、このテーブルを構成する１つのレコードは、「センサ」と「楽音」のフィールドからなる。「センサ」のフィールドには、各風センサ１０を識別する識別情報を記憶する。そして、「楽音」のフィールドには、各風センサ１０が「ＯＮ」になったときに再生されるべき楽音の属性を表すパラメータを記憶する。このフィールドのパラメータは、再生されれるべき楽音の音色、ピッチ、音量のいずれを表すものであってもよいし、それらの一又は複数を組み合わせたものを表してもよい。また、楽音の別の属性を表すものでもよい。
【００１１】
電気信号生成装置１２は、図４に示すように、風センサ１０ごとのリード線２と３の各対と夫々接続されたインターフェースＡ乃至Ｚを備えている。そして、この電気信号生成装置１２は、各インターフェースからの短絡信号の入力状況を基に、「ＯＮ」になった一又は複数のセンサを特定し、特定したセンサを示す識別情報を電気信号として楽音信号生成装置１３へ供給する。
楽音信号生成装置１３は、図５に示すように、電気信号生成装置１２から供給される電気信号を基に、「ＯＮ」になった一又は複数のセンサの識別情報を特定し、特定した識別情報と対応付けて楽音設定メモリ１１に記憶された属性を有する楽音のＭＩＤＩデータを生成する。このＭＩＤＩデータは、キーオンのＭＩＤＩメッセージを表すものであり、例えば、楽音設定メモリ１１のテーブルにて、あるセンサの識別情報が楽音の特定のピッチを表すパラメータと対応付けられていれば、そのようなピッチでの演奏を指示するノートナンバデータをＭＩＤＩデータに内包させる。また、別のあるセンサの識別情報が楽音の特定の音量を表すパラメータと対応付けられていれば、そのような音量での演奏を指示するベロシティ値をＭＩＤＩデータに内包させる。楽音信号生成装置１３は、生成したＭＩＤＩデータを楽音信号として音源１４へ供給する。
【００１２】
ＭＩＤＩデータが音源１４へ供給されると、音源１４からは、そのＭＩＤＩデータが指定する音のアナログ波形データが出力される。音源１４から出力されたアナログ波形データは、アンプ１５にて増幅された後、スピーカ１６に供給される。スピーカ１６からは、アナログ波形データを基に合成された楽音が放音される。
このように、本システムでは、室内に設置された風センサ１０が風を検知すると、楽音設定メモリ１１にてその風センサ１０に固有に割り当てられていた属性を有する楽音が直ちに放音されるようになっている。システム利用者は、室内の風の流れに応じた聴き心地のよい楽曲を表現すべく、室内の各風センサ１０に割り当てる楽音の属性を適宜設定する。以下には、そのような聴き心地のよい楽曲を表現するような楽音の属性の割り当て例をいくつか紹介する。
【００１３】
図６は、第１の割り当て例を説明する図である。同図に示す例では、室内に風を供給する風源との距離に応じて、各風センサにそれぞれ割り当てる楽音の属性を決定している。即ち、風源との距離が最も近い風センサＡには、リズムの生成に好適な属性の楽音（例えば、ドラムセット音）を割り当て、風源との距離が２番目に近い風センサＢと３番目に近い風センサＣには、伴奏の生成に好適な属性の楽音（例えば、互いに和音の関係にある特定の２つのピッチの弦楽器音）をそれぞれ割り当てる。そして、風源との距離が４番目に近い風センサＤには、メロディの生成に好適な属性の楽音（例えば、管楽器音）を割り当て、風源との距離が最も遠い風センサＥには、効果音の生成に好適な属性の楽音（例えば、オーケストラヒット音）を割り当てる。
【００１４】
このような割り当てを行なった場合、風センサＡが最も多い頻度で風を検知することになるため、風センサＡと対応する属性の楽音によって、楽曲全体に渡り一定の秩序を与えることができる。また、風センサＢが風を検知するタイミングとその近傍の風センサＣが風を検知するタイミングには微小なずれが生じるため、これら２つの風センサと対応する属性の楽音が交互に放音されることによって、リズミカルな伴奏を得ることができる。更に、風源から発せられる風の強さを所定の時間長毎に強くすると、風センサＤや風センサＥによっても風が検知されることになるため、これらの風センサと対応する属性の楽音によって、楽曲全体の曲調に心地よいアクセントをつけることができる。
【００１５】
図７は、第２の割り当て例を説明する図である。同図に示す例では、同時に鳴ったときに和音としてうまく調和するように、各風センサ１０に割り当てる楽音の属性を決定している。即ち、風源との距離が最も近い風センサＡには、「ド」のピッチの楽音を割り当て、２番目に近い風センサＢには、「ミ」のピッチの楽音を割り当て、３番目に近い風センサＣには、「ソ」のピッチの楽音を割り当てる。そして、風源との距離が４番目に近い風センサＤには、「シ」のピッチの楽音を割り当て、最も遠い風センサＥには、「レ」のピッチの楽音を割り当てる。
【００１６】
図８は、第３の割り当て例を説明する図である。同図に示す例では、異なる楽器の音色による心地よいアンサンブルが実現するように、各風センサ１０に割り当てる楽音の属性を決定する。即ち、風源との距離が最も近い風センサＡには、「ドラム」の音色の楽音を割り当て、２番目に近い風センサＢには、「ピアノ」の音色の楽音を割り当て、３番目に近い風センサＣには、「サックス」の音色の楽音を割り当てる。そして、風源との距離が４番目に近い風センサＤには、「ベース」の音色の楽音を割り当て、最も遠い風センサＥには、「ギター」の音色の楽音を割り当てる。
【００１７】
図９は、第４の割り当て例を説明する図である。同図に示す例は、上述した第２の割り当て例と第３の割り当て例とを組み合わせたものである。即ち、風センサを横５列×縦４列の２次元のマトリックス状に配置し、横方向に並ぶ風センサの列には、風源からの距離が最も近い列から順番に、「ドラム」、「ピアノ」、「サックス」、「ベース」、「ギター」の音色となるような楽音をそれぞれ割り当てつつ、縦方向に並ぶ風センサの列には、風源からの距離が最も近い列から順番に、「ド」、「ミ」、「ソ」、「シ」のピッチとなるような楽音をそれぞれ割り当てる。
【００１８】
図１０は、第５の割り当て例を説明する図である。同図に示す例は、配置する風センサ群を複数の領域に区画し、区画した各々の領域内にある風センサ１０がそれぞれ和音を奏でるように、各風センサ１０に割り当てる楽音の属性を決定する。即ち、２次元のマトリックス状に配置した各風センサ１０を、領域Ｃ、領域Ｆ、領域Ｇ、領域Ａｍに位置する風センサ群毎にグループ化し、領域Ｃに位置する各風センサ１０には、コード「Ｃ」の和音を構成する、「ド」、「ミ」、「ソ」のピッチの楽音をそれぞれ割り当て、領域Ｆに位置する各風センサ１０には、コード「Ｆ」の和音を構成する、「ファ」、「ラ」、「ド」のピッチの楽音をそれぞれ割り当てる。そして、領域Ｇに位置する各風センサ１０には、コード「Ｇ」の和音を構成する、「ソ」、「シ」、「レ」のピッチの楽音をそれぞれ割り当て、領域Ａｍに位置する各風センサ１０には、コード「Ａｍ（エーマイナー）」の和音を構成する、「ラ」、「ド」、「ミ」のピッチの楽音をそれぞれ割り当てる。
【００１９】
以上説明した本実施形態では、各々が所定の属性の楽音と対応付けられた複数の風センサ１０を室内に配置し、それらの各風センサ１０によって検知した室内の風の流れを楽音として表現するようになっている。このように室内の風の流れを利用して楽音を生成することにより、人為的でなく、また、全くのランダムでもない心地よい揺らぎを持った楽曲を提供することができる。また、室内の環境の変化を感覚的に了解せしめるような楽音を提供することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態の特徴は、楽音設定メモリ１１の設定内容を、所定の時間長毎に切り替えるようにした点である。
図１１は、本実施形態にかかる楽音生成システムの構成を示すブロック図である。同図に示す楽音生成システムは、風センサ１０Ａ乃至Ｚ、楽音設定メモリ１１、電気信号生成装置１２、楽音信号生成装置１３、音源１４、アンプ１５、スピーカ１６に加えて、タイマ１７、設定変更装置１８を備える。
タイマ１７は、現在時刻を生成し、設定変更装置１８に供給する。
設定変更装置１８は、タイマ１７による支援の下、予め設定された所定時間の経過の有無を判断し、その所定時間が経過したと判断する毎に、楽音設定メモリ１１の設定内容を変更する。
【００２１】
図１２は、設定変更装置１８による設定内容の変更と時間軸との関係を表す図である。この図では、時刻ｔ０からｔ１までの時間は、コード「Ｃ」の和音を構成する、「ド」、「ミ」、「ソ」のピッチの楽音が風センサＡ乃至Ｃにそれぞれ割り当てられた状態となっているが、ｔ１からｔ２までの時間は、コード「Ｆ」の和音を構成する、「ド」、「ファ」、「ラ」のピッチの楽音が割り当てられた状態に遷移する。更に、時刻ｔ２からｔ３までの時間は、コード「Ｇ」の和音を構成する、「シ」、「ソ」、「レ」のピッチの楽音が割り当てられた状態に遷移し、時刻ｔ３からｔ４までの時間は、コード「Ａｍ」の和音を構成する、「ド」、「ラ」、「ミ」のピッチの楽音が割り当てられた状態に遷移する。
このように、本実施形態では、所定時間が経過する毎に、楽音設定メモリ１１にて各風センサ１０の識別情報と対応付けられた楽音の属性の内容が変更されるようになっている。このため、室内の風の流れに応じて生成される各楽音の音階が所定時間毎に切り替わることで、より聴き心地のよい印象の楽曲を生成することができる。
【００２２】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態の特徴は、楽音の音量の大きさを、各センサに割り当てられた楽音の発音回数に応じて制御するようにした点にある。
図１３は、本実施形態にかかる楽音生成システムの構成を示すブロック図である。同図に示す楽音生成システムは、風センサ１０Ａ乃至Ｚ、楽音設定メモリ１１、電気信号生成装置１２、楽音信号生成装置１３、音源１４、アンプ１５、スピーカ１６に加えて、カウンタ１９を備える。
【００２３】
カウンタ１９は、図１４に示すようなデータ構造のカウンタテーブルを内蔵し、各風センサ１０と対応するＭＩＤＩデータが生成された回数をそれぞれカウントする。
そして、本実施形態における楽音信号生成装置１３は、カウンタ１９による支援の下、各風センサ１０と対応する楽音のＭＩＤＩデータの生成回数が予め設定された所定回数（例えば、２０回）を超えたか否か判断する。そして、ある風センサ１０と対応するＭＩＤＩデータの生成回数が所定回数を超えると、次のタイミングで生成されるＭＩＤＩデータに内包させるヴェロシティ値に変更を施して出力する。
【００２４】
図１５は、ある風センサ１０に対応する楽音のＭＩＤＩデータの生成回数と楽音信号生成装置１３の振る舞いとの関係を表す図である。この図では、ＭＩＤＩデータの生成回数が２０回を超えた時点と、４０回を超えた時点と、６０回を超えた時点で、楽音の音量が大幅に大きくなっている。これは、楽音信号生成装置１３が、ＭＩＤＩデータの生成回数が２０回を超える毎に、ＭＩＤＩデータに内包させるベロシティ値を大幅に高い値に変更して出力していることを意味している。
以上説明した本実施形態では、ＭＩＤＩデータの生成回数が所定回数を超えると、その次のタイミングで生成されるＭＩＤＩデータに内包させるヴェロシティ値を変更するようになっている。このため、風センサ１０が敏感に反応しすぎるような状況になっても、センサの反応回数を間引くことなく、人間の聴覚に認識しやすい頻度で適度な音量の楽音を出力することができる。
【００２５】
（他の実施形態）
本発明は、種々の変形実施が可能である。
上記実施形態では、室内の風の流れを対となるリード線２及び３の短絡の有無によって検知していたが、他の手法で風を検知してもよい。風の流れを検知する他の手法としては、光センサ、磁気センサ、超音波センサ、又は赤外線センサによって受風部４の位置の変位を検知する手法や、重荷センサによって受風部４の引っ張られる力を検知する手法などが想定できる。
また、上記実施形態では、風センサ１０からの「ＯＮ」の短絡信号の供給の有無に応じて楽音のＭＩＤＩデータが生成されるようになっていた。これに対し、風センサ１０が、受風部４の揺動する大きさを定量化して得た値の信号を供給し、楽音信号生成装置１３は、受風部４の揺動する大きさに比例したベロシティ値を自らの生成するＭＩＤＩデータに内包させるようにしてもよい。
【００２６】
上記実施形態は、室内の環境を決定付ける物理量のひとつである風の流れを楽曲として表現するものであったが、他の物理量の変化を楽曲として表現してもよい。例えば、室内に放出される光の変化を光センサによって検知したり、磁気の変化を磁気センサによって検知し、検知した内容を楽曲として表現してもよいし、室内に放射される超音波を超音波センサによって検知し、検知した内容を楽曲として表現してもよい。
更に、室内における物理量の変化を音楽として表現するだけでなく、２つの特定の物体の間の距離や、人や物の移動量の変化を楽曲として表現してもよい。物体の間の距離は、例えば、赤外線ＬＥＤ（light emitting diode）と赤外線センサを用いることで容易に検出できるし、また、人や物の移動量は重荷センサを用いることで容易に検出できる。
【００２７】
各風センサ１０にＬＥＤを搭載し、各センサが短絡信号を出力したときに各々のＬＥＤが点灯するようにしてもよい。このような変形例によれば、どの風センサ１０が反応して楽音が鳴っているのかを、システム利用者が容易に認識できるようになり、また、ＬＥＤの点灯の様子を視覚的に楽しむこともできる。
【００２８】
第３実施形態では、ＭＩＤＩデータの生成回数が所定回数を超えると、次のタイミングで楽音信号生成装置１３によって生成されるＭＩＤＩデータには、大幅に大きなベロシティ値が内包されるようになっていた。これに対し、ＭＩＤＩデータの生成回数に応じて音量の大小を変動させるのではなく、各風センサ１０が風を検知した回数をそれぞれカウントし、風センサ１０が風を検知した回数が所定の回数を超えるたびに、そのセンサの識別情報を表す電気信号が電気信号生成装置１２から出力されるようにしてもよい。かかる変形例によれば、検知回数が所定回数を越えなければＭＩＤＩデータの生成も行なわれないので、ＭＩＤＩデータに内包させるベロシティ値を切り替える制御を行なわなくても、人間の聴覚に認識しやすい頻度で適度な音量の楽音を出力することができる。この変形例の構成及び動作を概念的に示すと、「検知対象の状態の変化をそれぞれ検知する複数のセンサと、前記各センサの識別情報と、各センサが状態の変化を検知した際に再生されるべき楽音の属性とを各々対応付けて記憶した記憶手段と、前記各センサが状態の変化を検知した回数をそれぞれカウントし、あるセンサが状態の変化を検知した回数が予め設定された所定の回数を超えると、そのセンサの識別情報を出力する出力手段と、前記出力手段から識別情報が出力されると、その識別情報と対応付けて前記記憶手段に記憶された属性を有する楽音の楽音信号を生成する生成手段とを備える楽音生成システム」となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】風センサの構成を示す図である。
【図３】楽音設定メモリのデータ構成図である。
【図４】電気信号生成装置の構成を示す図である。
【図５】楽音信号生成装置の構成を示す図である。
【図６】楽音の属性の第１の割り当て例を示す図である。
【図７】楽音の属性の第２の割り当て例を説明する図である。
【図８】楽音の属性の第３の割り当て例を説明する図である。
【図９】楽音の属性の第４の割り当て例を説明する図である。
【図１０】楽音の属性の第５の割り当て例を説明する図である。
【図１１】楽音生成システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】設定変更装置の設定の変更と時間軸との関係を表す図である。
【図１３】楽音生成システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】カウンタテーブルのデータ構造図である。
【図１５】ＭＩＤＩデータの生成回数と楽音信号生成装置の振る舞いとの関係を表す図である。
【図１６】従来技術の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…風防、２，３…リード線、４…受風部、１０…風センサ、１１…楽音設定メモリ、１２…電気信号生成装置、１３…楽音信号生成装置、１４…音源、１５…アンプ、１６…スピーカ、１７…タイマ、１８…設定変更装置、１９…カウンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006010978.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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