(57)【要約】【課題】音楽練習者が快適に使用可能であり、テンポの通知により適したメトロノームを提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、指示棒の揺動の動力源であるステッピングモータに入力する駆動パルスの入力間隔を記憶する記憶部に、指示棒の揺動範囲端部から中央に向かって短くなっていくようなパルス入力間隔が記憶されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動パルスをステッピングモータに入力し、前記ステッピングモータを回転運動するステッピングモータ駆動部と、
前記回転運動により揺動する指示棒と、
前記指示棒の揺動範囲において、前記ステッピングモータに前記駆動パルスを入力するパルス入力間隔を記憶する記憶部と、を有し、
前記パルス入力間隔は、前記揺動範囲の揺動端部から揺動中央に向かって短くなっていくことを特徴とするメトロノーム。
【請求項２】
テンポの情報を入力する操作部と、
前記テンポの情報及び前記パルス入力間隔から、前記駆動パルスを入力するパルス入力タイミングを算出する制御部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のメトロノーム。
【請求項３】
前記テンポを発音するスピーカを有し、
前記記憶部は、前記指示棒の揺動範囲において、前記パルス入力間隔に対応する前記スピーカの発音間隔を記憶し、
前記制御部は、前記テンポの情報及び前記発音間隔から、前記スピーカの発音タイミングを算出することを特徴とする請求項１または２に記載のメトロノーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メトロノームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のメトロノームとして、ゼンマイを動力源とし、一定周期で揺動運動する振り子を用いた機械式メトロノームが利用されてきた。しかし、機械式メトロノームは、ぜんまいによる駆動であるため動作時間が短く、水平面に設置されていないと正確な揺動ができない等の機能的欠点を有する。この機能的欠点を改善するためにステッピングモータを使用して指示棒を揺動するメトロノームが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０３０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
音楽練習者は、機械式メトロノームの振り子運動による指示棒の揺動を見ることによりテンポを感じることに慣れている。提案されたメトロノームでは、テンポに応じた駆動パルス送出タイミングを算出しているが、この算出は、設定されたテンポ周期を単に指示棒が揺動範囲の一方の揺動端部から他方の揺動端部まで揺動するのに必要な駆動パルス数で割り算した時間を算出しているだけであるため、等速度運動で指示棒を揺動していることが想定される。したがって、提案されたメトロノームでは、どうすれば機械式メトロノームの動作を行うことができるか不明である。本発明は、音楽練習者が快適に使用可能であり、テンポの通知により適したメトロノー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】
【０００５】
本発明に係るメトロノームは、駆動パルスをステッピングモータに入力し、前記ステッピングモータを回転運動するステッピングモータ駆動部と、前記回転運動により揺動する指示棒と、前記指示棒の揺動範囲において、前記ステッピングモータに前記駆動パルスを入力するパルス入力間隔を記憶する記憶部と、を有し、前記パルス入力間隔は、前記揺動範囲の揺動端部から揺動中央に向かって短くなっていくことを特徴とする。
【０００６】
また、テンポの情報を入力する操作部と、前記テンポの情報及び前記パルス入力間隔から、前記駆動パルスを入力するパルス入力タイミングを算出する制御部と、を有してもよい。
【０００７】
また、前記テンポを発音するスピーカを有し、前記記憶部は、前記指示棒の揺動範囲において、前記パルス入力間隔に対応する前記スピーカの発音間隔を記憶し、前記制御部は、前記テンポの情報及び前記発音間隔から、前記スピーカの発音タイミングを算出してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、音楽練習者が快適に使用可能であり、テンポの通知により適したメトロノームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るメトロノーム１の機能ブロック構成を示す図である。
【図２】メトロノーム１の外観を示す図である。
【図３】指示棒２の動作機構を示す正面図である。
【図４】指示棒２の動作機構を示す側面図である。
【図５】指示棒２の動作態様を示す図である。
【図６】指示棒２が揺動する際の振り角度を示す図である。
【図７】記憶部８が記憶するタイミング指示表１６の一例を示す図である。
【図８】タイミング指示表１６に基づくパルス入力間隔を示す図である。
【図９】パルス入力間隔に基づく指示棒の揺動範囲の駆動パルス波形を示す図である。
【図１０】記憶部８が記憶するタイミング指示表１６の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、添付図面を参照しながら、本発明に係るメトロノームの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明および添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るメトロノーム１の機能ブロック構成を示す図である。図２は、メトロノーム１の外観を示す図である。図３は、指示棒２の動作機構を示す正面図であり、図４は指示棒２の動作機構を示す側面図である。
【００１２】
図１に示すように、メトロノーム１は、指示棒２、原点検出センサ３（センサ）、回転運動変換部４、ステッピングモータ５、ステッピングモータ駆動部６、制御部７、記憶部８、操作部９、表示部１０、スピーカ駆動部１１、スピーカ１２等から構成される。
【００１３】
制御部７は、ステッピングモータ駆動部６、ステッピングモータ５、回転運動変換部４を介して指示棒２の揺動を制御する。また、制御部７は、マイコン等であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、Ｉ／Ｏポート等で構成される。制御部７のＣＰＵは、ＲＯＭ等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、ステッピングモータ駆動部６、原点検出センサ３、記憶部８、操作部９、表示部１０、スピーカ駆動部１１、スピーカ１２の動作を制御し、後述する各種処理を実現する。
【００１４】
図２に示すように、指示棒２は盤１３上を左右に揺動することによって拍子を刻む指針である。指示棒２の揺動周期等は、操作部９から音楽練習者等の入力を受け付けることによって設定される。
【００１５】
メトロノーム１に指示を与える操作部９はメトロノーム１の筐体に備え付けられている複数のスイッチ等である。なお、操作部９は、メトロノーム１の筐体とは別体のリモコン操作機からの指示信号を受信し、その指示信号を制御部７に伝えるインターフェース機能を果たすものであってもよい。
【００１６】
表示部１０は、操作情報、操作部９によって入力されたデータ、現在の設定状況等を表示する。メトロノーム１が指示棒２を揺動し、メトロノームとして動作する場合、表示部１０は、例えば、現在演奏中の拍子等を表示することが可能である。
【００１７】
スピーカ駆動部１１は、操作部９を通じて設定されているテンポ情報など指示棒２の揺動タイミングと関連した情報が入力され、スピーカ１２に出力する。スピーカ１２は、スピーカ駆動部１１から出力された拍子を刻む拍音等を発音する。また、スピーカ１２は、「操作部９を通して指示入力が受け付けられた」、「動作エラーが検出された」、ということ等を音声でも通知可能としている。
【００１８】
ステッピングモータ駆動部６は、駆動パルスを発生し、駆動パルスをステッピングモータ５に入力し、ステッピングモータ５を回転運動する。回転運動変換部４は、ステッピングモータ５の回転運動を伝達する歯車を有する。そして、指示棒２は、回転運動変換部４に固定され、伝達された回転運動により揺動する。
【００１９】
図３、図４に示す通り、ステッピングモータ駆動部６はパルス信号を発生し、ステッピングモータ５を時計回りあるいは反時計回りに回転運動する。ステッピングモータ５の回転運動は、複数の歯車から構成される回転運動変換部４により減速され、トルク変換される。回転運動変換部４は通常ギアボックスの形態で実現される。そして回転運動変換部４の出力軸にねじ等の固定部１４によって固定支持された指示棒２に伝達され、指示棒２を揺動させる。
【００２０】
原点検出センサ３は、指示棒２の揺動範囲において指示棒２が原点位置に存在することを検出する。また原点検出センサ３は、少なくとも１つ以上で構成される。原点検出センサ３が２つ以上のセンサで構成される場合、それぞれのセンサは指示棒２が異なる原点位置に存在することを検出する。
【００２１】
記憶部８は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどであり、制御部７が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、操作部９によって入力されたデータ等が格納される。
【００２２】
また、記憶部８は、変数記憶部１５とタイミング指示表１６とで構成される。変数記憶部１５は、操作部９から入力されたテンポの情報等を記憶する。また、変数記憶部１５は、例えば、リズムの情報、発音する音量の情報等を記憶してもよい。また、タイミング指示表１６は、指示棒２の揺動範囲において、ステッピングモータ５に駆動パルスを入力するパルス入力間隔を記憶する。このパルス入力間隔は、揺動範囲の揺動端部から揺動中央に向かって短くなっていく。また、タイミング指示表１６は、指示棒２の揺動範囲において、パルス入力間隔に対応するスピーカの発音間隔を記憶していてもよい。
【００２３】
また、制御部７は、操作部９からの入力されたテンポの情報及びパルス入力間隔から、駆動パルスを入力するパルス入力タイミングを算出する。また、制御部７は、テンポの情報及び発音間隔から、スピーカの発音タイミングを算出する。
【００２４】
次に、指示棒２の揺動の動作態様を説明する。図５は、指示棒２の動作態様を示す図である。図６は、指示棒２が揺動する際の振り角度の説明図である。
【００２５】
図５に示すように指示棒２は揺動範囲左端「ＬＯ」と揺動範囲右端「ＲＯ」の間でステッピングモータ５の往復回転運動に従い、右方向と左方向への揺動を規定の周期で繰り返すように制御される。図５、図６の点線は、ＬＯ及びＲＯを示す。なお、本実施形態において、ＬＯ及びＲＯは原点位置として規定されている。
【００２６】
図６に示すように指示棒２の振り角度はステッピングモータ５の構造とステッピングモータ５に入力される駆動パルスの数と、回転運動変換部４により規定される減速比率により決定される。この指示棒２は、振り角度Ａの範囲で揺動することで、ＲＯからＬＯまで揺動する。すなわち振り角度Ａ＝ステッピングモータのステップ角×駆動パルス数×ギアボックス減速比である。
【００２７】
このとき、指示棒２を振り角度Ａだけ揺動させるのに必要なステッピングモータ５に入力する駆動パルス数を規定パルス数Ａとする。すなわち規定パルス数は、指示棒２が揺動範囲を揺動するために規定されるパルス数である。このとき、記憶部８は、規定パルス数を記憶し、制御部７に出力する。
【００２８】
ここでは、Ａ個のパルスで、指示棒２がＲ０からＬ０まで移動する。Ｌ０においてステッピングモータ５の回転方向の転換により、指示棒２が反対方向に揺動し、Ａ個のパルスで、指示棒２はＲ０に移動する。なお、算出された駆動パルスタイミングは記憶部８に記憶されている。
【００２９】
次に、タイミング指示表１６を用いた指示棒２の揺動制御について説明する。図７は記憶部８が記憶するタイミング指示表１６の一例を示す図である。図８は、タイミング指示表１６を作成する基になるパルス入力間隔を示す図である。図９は、パルス入力間隔に基づく指示棒の揺動範囲の駆動パルス波形を示す図である。
【００３０】
タイミング指示表１６は、１拍の周期を等間隔で分割している。本例では、１拍の周期を１８００に分割している。分割の数は多いほど指示棒２の緻密な揺動制御を可能とする。一方、分割の数を増やすとタイミング指示表１６で必要とする記憶容量も大きくなる。そのため、分割の数は、バランスを考慮して決定する。
【００３１】
図７に示すように、タイミング指示表１６は、ｉｎｄｅｘが付された５ビットのデータ配列で構成される。制御部７は、分割された間隔毎にｉｎｄｅｘに従って、５ビットのデータ配列を呼び出していく。
【００３２】
図７に示すｂｉｔ＿Ｍはステッピングモータ駆動部６から送出されステッピングモータ５に入力される駆動パルスのパルス入力間隔を示す。各々のｉｎｄｅｘに対応したｂｉｔ＿Ｍの値は駆動パルス波形の論理値そのものである。ｂｉｔ＿Ｓは、パルス入力間隔に対応するスピーカの発音間隔を示す。各々のｉｎｄｅｘに対応したｂｉｔ＿Ｓが“１”のとき、制御部７は、スピーカ駆動部１１に音声出力を指示し、スピーカ１２から音声を出力させる。ｂｉｔ＿Ａ２、ｂｉｔ＿Ａ１、ｂｉｔ＿Ａ０の組み合わせがスピーカ１２から発音される音質を示す。本例では、最大８種類の音質を選択することができる。
【００３３】
また、本例においては、規定パルス数Ａは１００である。図８に示すステップが、入力される入力パルスの番号に相当する。例えば、ステップ１は、１個目の駆動パルスである。また、図８に示す周期τ／１８００は、ｂｉｔ＿Ｍに基づいて計算されたパルス入力間隔である。周期の列の数値は、τに代入される数値である。すなわち、１個目の駆動パルスのパルス入力間隔は１１５／１８００であり、２個目の駆動パルスのパルス入力間隔は４８／１８００である。このパルス入力間隔は、図７に示すように、１個目の駆動パルスの入力がｉｎｄｅｘ０から１１４までの間隔であり、２個目の駆動パルスの入力がｉｎｄｅｘ１１５から１６２までの間隔であることに対応する。
【００３４】
図８に示すパルス入力間隔の場合、ステッピングモータ５に、１個目の駆動パルスが入力された後、１１５／１８００の間隔を空けて２個目の駆動パルスが入力される。次に、４８／１８００の間隔を空けて３個目の駆動パルスが入力される。その後、３７／１８００、３１／１８００、２８／１８００、・・・と間隔を空けて駆動パルスが順次入力されていく。
【００３５】
また、本例のｂｉｔ＿Ｍを用いた場合、ステッピングモータ駆動部６からステッピングモータ５へ出力される駆動パルスの波形は、図９に示す波形で構成される。なお、本例の駆動パルスの波形は、デューティー比５０％としているがこれに限られず、ステッピングモータ駆動部６がタイミング指示表１６で指示された間隔でステッピングモータ５に適正な駆動パルスが送出できるようなデューティー比を選択可能である。
【００３６】
図８に示すように、パルス入力間隔は、最初の駆動パルスから中間の駆動パルスに向かって短くなっていく。同様にパルス入力間隔は、中間の駆動パルスから最後の駆動パルスに向かって長くなっていく。すなわち、パルス入力間隔は、指示棒２の揺動範囲の一方及び他方の揺動端部から揺動中央に向かって短くなっていく。この場合、駆動パルスが１つずつステッピングモータ５に入力される毎に、パルス入力間隔、すなわち揺動軌道の中で指示棒２の先端部分が変位する速度は、余弦関数に基づいて設定されてもよい。これにより、さらにメトロノームの指示棒が疑似的な実体振り子運動に近づく。
【００３７】
設定されたテンポに従い１拍の周期を１８００に分割した時間毎にタイミング指示表１６のｂｉｔ＿Ｍをｉｎｄｅｘ順に読み出し、駆動パルスを入力する制御を１８００回繰り返す。その後、ステッピングモータ５の回転方向をが反転させ、また反対方向へステッピングモータ５を回転させるようにｉｎｄｅｘ「０」からｂｉｔ＿Ｍの読み出し、駆動パルスの入力という制御を繰り返していくことで指示棒２が往復して揺動する。
【００３８】
機械式メトロノームは、実体振り子運動を行って指示棒を揺動させている。すなわち、機械式メトロノームの指示棒は、揺動開始位置から中央に向かって速くなっていき、中央から揺動終了位置に向かって遅くなっていく。この揺動が往復して繰り返される。
【００３９】
本実施例のパルス入力間隔により、メトロノームの指示棒が疑似的な実体振り子運動をしているような表現が可能である。従って音楽練習者がテンポの通知をより自然に感じることが可能となる。
【００４０】
また、メトロノームのように往復して指示棒２が揺動する場合、揺動端部ではステッピングモータ５の回転を反転する必要がある。ステッピングモータにとって逆向きに動き出さなければならないこと、しかも指示棒２の慣性に打ち勝って所定の速度で動き出さなければならないので、回転方向反転時は特に駆動条件が厳しい。ステッピングモータの脱調もこのような条件下で生じることが多いため、一般的にステッピングモータを確実に動作させるために、比較的ゆっくりと動き始め次第に動作速度を上げ、停止タイミングに向かって次第に速度を落としていくという制御が適用されることが多い。上記実施例はステッピングモータを安定して駆動する目的にも適った方法である。
【００４１】
また、操作部９によりテンポ等の情報が入力される場合、変数記憶部１５に記憶される。実際にはこのテンポ設定が変わればパルス入力間隔も変化する。例えば、操作部９によりＴｅｍｐｏ＝１２０の情報が入力された場合、１個目の駆動パルスの入力後の待機時間は（１１５／１８００）×０．５秒となる。Ｔｅｍｐｏ＝２０８の場合には１個目の駆動パルスの入力後の待機時間は（１１５／１８００）×（６０／２０８）秒となる。つまり、指定されたテンポに基づく１拍の周期に図８に示されているパルス入力間隔を乗じることによって実際のパルス入力間隔が求められる。しかし実際の制御部７による制御は、指定されたテンポに基づく１拍の周期を１８００に分割した時間単位でタイマー割り込み処理を実施し、その処理の中で、上述のようにタイミング指示表１６のｂｉｔ＿Ｍをｉｎｄｅｘ順に読み出し、駆動パルスを入力するということを繰り返すのみで目的を達成できる。そのためメトロノーム１の動作制御中頻繁に煩雑な計算処理をする必要がない。
【００４２】
図１０を用いて、指示棒２の揺動と同期して１６分音符のリズムを発音する場合に使用するためのタイミング指示表１６の別の例を説明する。１６分音符は、１拍を４等分で刻むリズムであるため、その発音タイミングは１８００分割された時間間隔の１番目、４５１番目、９０１番目、１３５１番目である。そのため、ｂｉｔ＿Ｓは、ｉｎｄｅｘ０、４５０、９００、１３５０のとき、１である。
【００４３】
すなわち、記憶部８のタイミング指示表１６は、指示棒２の揺動範囲において、パルス入力間隔に対応するスピーカ１２の発音間隔を記憶している。従って制御部７は、上述のパルス入力処理と同様、指定されたテンポに基づく１拍の周期を１８００に分割した時間単位でタイマー割り込み処理を実施し、その処理の中でタイミング指示表１６のｂｉｔ＿Ｓをｉｎｄｅｘ順に読み出し、その値が「１」のときにｂｉｔ＿Ａ２、ｂｉｔ＿Ａ１、ｂｉｔ＿Ａ０の組み合わせで指示される音声の出力をスピーカ駆動部１１に指示し、スピーカ１２から音声を出力させるということを繰り返すのみで目的を達成できる。
【００４４】
また、図１０に示すように、ｂｉｔ＿Ａ２、ｂｉｔ＿Ａ１、ｂｉｔ＿Ａ０にはそれぞれ異なる音質が指定されている。この場合、ｉｎｄｅｘが０のときの「ｂｉｔ＿Ａ２、ｂｉｔ＿Ａ１、ｂｉｔ＿Ａ０」が「０、０、１」、ｉｎｄｅｘが０、４５０、９００、１３５０のときの「ｂｉｔ＿Ａ２、ｂｉｔ＿Ａ１、ｂｉｔ＿Ａ０」が「０、１、０」と異なる種類の音声を割り当てることができる。これにより、１６分音符のリズムの最初の音にアクセントがあるような音声表現を可能にしている。
【００４５】
また、記憶部８は、ビート、リズム等によって、複数のタイミング指示表１６を有していてもよい。ただし、いずれのタイミング指示表１６も、同様のパルス入力間隔になるようにｂｉｔ＿Ｍの値を決定している。
【００４６】
このように、記憶部８が予め記憶しているタイミング指示表１６を使用することにより簡易な処理で目的を達成できるため、処理能力の高いＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等を用いる必要がない。そのため、メトロノームを安価に作製でき、さらに消費電力を抑制することができる。
【００４７】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るメトロノームの好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４８】
例えば、記憶部８は、必ずしも変数記憶部１５、タイミング指示表１６を有する必要はなく、指示棒の揺動範囲において、ステッピングモータに駆動パルスを入力するパルス入力間隔のみを記憶していればよい。
【００４９】
また、記憶部８のタイミング指示表１６は、必ずしも５ビットで構成される必要はなく、少なくともｂｉｔ＿Ｍのデータを有していればよい。この場合でも、記憶部は、指示棒の揺動範囲において、ステッピングモータに駆動パルスを入力するパルス入力間隔を記憶し、本発明の効果を得ることができる。
【００５０】
また、本例のｂｉｔ＿Ｍの構成に限られず、揺動範囲の揺動端部から揺動中央に向かって短くなっていくように構成されていればよい。
【符号の説明】
【００５１】
１………メトロノーム
２………指示棒
３………原点側検出センサ
４………回転運動変換手段
５………ステッピングモータ
６………ステッピングモータ駆動部
７………制御部
８………記憶部
９………操作部
１０………表示部
１１………スピーカ駆動部
１２………スピーカ
１３………盤
１４………固定部
１５………変数記憶部
１６………タイミング指示表
【図１】
2015075375.tif 000003
【図２】
2015075375.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015075375.tif 000008
【図７】
2015075375.tif 000009
【図８】
2015075375.tif 000010
【図９】
2015075375.tif 000011
【図１０】
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