(57)【要約】【課題】サイレント楽器を用いても合奏を可能にする装置を低コストで実現する。【解決手段】サイレント楽器の音を可聴音にする可聴音復元装置１０のそれぞれに、自装置の担当するサイレント楽器の音に対応するインパルスを送信する送信機１３と、自装置の送信したインパルス及び他の可聴音復元装置１０から送信されたインパルスを受信する受信機１６とイヤホン１７とを備えている。各受信機１６は、受信したインパルスから自装置及び他の可聴音復元装置１０の担当するサイレント楽器の音に対応する複数のデジタルデータを復元し、復元した複数のデジタルデータに基づいてイヤホン１７を駆動し、可聴音を出力する。これにより、複数のサイレント楽器の合奏が可能になる。【選択図】図１
2008052104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイレント楽器の発生する消音状態の音を可聴音に変換して出力する可聴音復元装置であって、
自装置の担当するサイレント楽器の音に対応するデジタルデータを出力する自楽器信号生成手段と、
前記自楽器信号生成手段が出力したデジタルデータの符号に対応するインパルスを、自装置に割当てられたタイムスロットに発生して、アンテナから送信する送信手段と、
自装置とは異なる任意数の他装置がそれぞれに割当てられたタイムスロットに発生して送信した該各他装置の担当するサイレント楽器の音に対応するデジタルデータの符号を示すインパルスを、前記アンテナから受信し、該受信したインパルスと前記アンテナから送信したインパルスとを、前記自装置及び他装置のタイムスロット毎のインパルス列に分離する分離手段と、
前記分離された各インパルス列から対応するデジタルデータをそれぞれ復元する復元手段と、
前記復元手段によって復元されたデジタルデータをミキシングする合成手段と、
前記合成手段の出力信号をアナログ音響信号に変換する変換手段と、
前記アナログ音響信号を可聴音にする音響素子と、
を備えることを特徴とする可聴音復元装置。
【請求項２】
前記自装置の担当するサイレント楽器の音に対応するデジタルデータ及び前記他装置の担当するサイレント楽器の音に対応するデジタルデータは、対応するサイレント楽器の音の状態を１ビット単位でそれぞれ示すことを特徴とする請求項１に記載の可聴音復元装置。
【請求項３】
前記デジタルデータは、対応するサイレント楽器の音をΔΣ変調して形成されていることを特徴とする請求項２に記載の可聴音復元装置。
【請求項４】
前記復元手段によって復元されたデジタルデータを選択的に記憶する記憶手段と、
指示に応答して前記記憶手段に記憶されたデジタルデータを前記合成手段に与える制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の可聴音復元装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイレント楽器の音を可聴音にして出力する可聴音復元装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の住宅環境では、アコースティックな楽器を奏でることが困難になっている。そのため、サイレント楽器が注目を集め、実際にサイレント楽器を購入する人も増えている。
サイレント楽器には、スピーカから外部に対して完全に音を出さない状態にしたものや、音は出してもほとんど聞こえない状態にしたものがある（以降、これらの状態を消音状態という）。サイレント楽器の演奏者は、自分のサイレント楽器の発生する音をイヤホンやヘッドホーンで可聴音化して聞いている。
【０００３】
サイレント楽器を可聴音化する技術としては、例えば特許文献１に記載されたものがあった。
【特許文献１】特開２００５−７８００８号公報
【０００４】
特許文献１では、音を身体の音響伝搬特性を模した濾波手段を通過させることにより、サイレント楽器の音を実際の音に近くしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の特許文献１等の技術によれば、自分の演奏するサイレント楽器の音は、イヤホン等で聞くことができるが、他の奏者が演奏した他のサイレント楽器の音は、聞くことができない。そのため、サイレント楽器同士の合奏ができなかった。
【０００６】
複数のサイレント楽器を用いて合奏をする場合には、各サイレント楽器の音に相当する信号で周波数変調して送受信する装置が考えられるが、周波数変調や復調を行う回路が必要となり、コストが上昇するという問題があった。
【０００７】
本発明は、ほとんど音を出さないサイレント楽器を用いても合奏が可能な可聴音復元装置を、低コストで実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の観点に係る可聴音復元装置は、
サイレント楽器の発生する消音状態の音を可聴音に変換して出力する可聴音復元装置であって、
自装置の担当するサイレント楽器の音に対応するデジタルデータを出力する自楽器信号生成手段と、
前記自楽器信号生成手段が出力したデジタルデータの符号に対応するインパルスを、自装置に割当てられたタイムスロットに発生して、アンテナから送信する送信手段と、
自装置とは異なる任意数の他装置がそれぞれに割当てられたタイムスロットに発生して送信した該各他装置の担当するサイレント楽器の音に対応するデジタルデータの符号を示すインパルスを、前記アンテナから受信し、該受信したインパルスと前記アンテナから送信したインパルスとを、前記自装置及び他装置のタイムスロット毎のインパルス列に分離する分離手段と、
前記分離された各インパルス列から対応するデジタルデータをそれぞれ復元する復元手段と、
前記復元手段によって復元されたデジタルデータをミキシングする合成手段と、
前記合成手段の出力信号をアナログ音響信号に変換する変換手段と、
前記アナログ音響信号を可聴音にする音響素子と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
なお、前記自装置の担当するサイレント楽器の音に対応するデジタルデータ及び前記他装置の担当するサイレント楽器の音に対応するデジタルデータは、対応するサイレント楽器の音の状態を１ビット単位でそれぞれ示してもよい。
【００１０】
この場合、前記デジタルデータは、対応するサイレント楽器の音をΔΣ変調して形成されてもよい。
【００１１】
また、前記復元手段によって復元されたデジタルデータを選択的に記憶する記憶手段と、
指示に応答して前記記憶手段に記憶されたデジタルデータを前記合成手段に与える制御手段と、
を更に備えてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ほとんど音を出さないサイレント楽器を用いても合奏が可能な可聴音復元装置を低コストで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る可聴音復元装置１０の概要を示す構成図である。
図２は、複数のサイレント楽器１〜４及び可聴音復元装置１０を示す図である。
【００１４】
本実施形態の可聴音復元装置１０は、図２のように、個々のサイレント楽器１，２，３，４に接続されて用いられる。
サイレント楽器１〜４には、微弱な音を発生するものや音の代わりに電子データを出力するものがある。可聴音復元装置１０は、自装置の接続されたサイレント楽器１〜４の発生する音を可聴音にして出力するばかりでなく、他の可聴復元装置１０との間で、自装置に接続されたサイレント楽器１〜４の音に対応する信号を互いに送受信し、１台の可聴音復元装置１０で合奏が可能になっている。
【００１５】
可聴音復元装置１０は、自楽器信号発生部１１と、インパルス周期設定部１２と、送信機１３と、サーキュレータ１４と、アンテナ１５と、受信機１６と、イヤホン１７と、図示しない制御部及び操作部とを備えている。
【００１６】
自楽器信号発生部１１は、自装置に接続されたサイレント楽器１〜４の発生する音に対応する自楽器信号Ｓ１１を発生する。送信機１３は、自楽器信号発生部１１の出力側に接続されると共に、インパルス周期設定部１２の出力側に接続されている。送信機１３の出力側が、サーキュレータ１４を介してアンテナ１５に接続されている。
【００１７】
アンテナ１５は、サーキュレータ１４を介して受信機１６に接続されている。受信機１６にも、インパルス周波数設定部１２の出力側が接続されている。
受信機１６の出力側が、イヤホン１７に接続されている。
【００１８】
送信機１３は、図３に示すように、一次ΔΣアナログデジタルコンバータ（一次ΔΣＡＤコンバータ）１３ａを備えている。一次ΔΣアナログデジタルコンバータ１３ａの入力側には、自楽器信号発生部１１から自楽器信号Ｓ１１が入力される。
【００１９】
一次ΔΣアナログデジタルコンバータ１３ａの出力側は、排他的論理和回路１３ｂの一方の入力端子に接続されている。排他的論理和回路１３ｂの出力側が、混合器１３ｃ及び１周期遅延回路１３ｄに接続されている。混合器１３ｃは、インパルス周期設定部１２から与えられたインパルスと排他的論理和回路１３ｂの出力信号とを乗算する。混合器１３ｃの出力側が、サーキュレータ１４に接続されている。１周期遅延回路１３ｄの出力側は、排他的論理和回路１３ｂの他方の入力端子に接続されている。１周期遅延回路１３ｄは、インパルスの１周期の時間だけ排他的論理和回路１３ｂの出力信号を遅延させて排他的論理和回路１３ｂの他方の入力端子に入力する。
【００２０】
受信機１６には、図４のように、サーキュレータ１４に接続されたデマルチプレクサ１６ａが設けられ、そのデマルチプレクサ１６ａに、遅延回路１６ｂと混合器１６ｃと積分器１６ｄとコンパレータ１６ｅと遅延型フリップフロップ（以下、ＤＦＦという）１６ｆとで構成される並列回路が、並列に形成されている。これらデマルチプレクサ１６ａに並列の回路は、複数用意されている。デマルチプレクサ１６ａは、サーキュレータ１４から逐次与えられたインパルスを、サイレント楽器１〜４に対応するタイムスロットに分けて、複数の並列回路に与える。
【００２１】
デマルチプレクサ１６ａに並列の回路は、各サイレント楽器１〜４ごとのデジタルデータをそれぞれ復元する回路である。各並列回路において、遅延回路１６ｂと混合器１６ｃの一方の入力端子とがデマルチプレクサ１６ａに接続されて、遅延回路１６ｂの出力側が混合器１６ｃの他方の入力端子に接続されている。
混合器１６ｃの出力側が積分器１６ｄに接続され、積分器１６ｄの出力側がコンパレータ１６ｅに接続されている。コンパレータ１６ｅの出力側に、ＤＦＦ１６ｆが接続されている。
【００２２】
遅延回路１６ｂと混合器１６ｃとにより、デマルチプレクサ１６ａから与えられるインパルス列の自己相関が求められる。
積分器１６ｄは、例えば図示しないコンデンサとスイッチング素子とで構成される。コンデンサとスイッチング素子とで積分器１６ｄを構成した場合、コンデンサが混合器１６ｃとグランドとの間に接続され、スイッチング素子がコンデンサの両電極間に接続される。コンデンサと混合器１６ｃとの接続点がコンパレータ１６ｅの一方の入力端子に接続される。
【００２３】
スイッチング素子のオン・オフは、制御部によって制御され、スイッチング素子がインパルスの周期に同期した動作を行う。例えば、スイッチング素子は、インパルスの与えられる期間にオフとなってコンデンサを充電し、インパルスによる充電が完了した時にオンしてコンデンサを放電させてリセットする。コンデンサの放電が完了したときに再びオフして、次のコンデンサの充電のために待機する。
【００２４】
コンパレータ１６ｅの一方の他方の入力端子には、基準電圧（基準値）が入力される。コンパレータ１６ｅは、積分器１６ｄの出力する電圧が基準電圧以下の場合に高レベルを出力し、積分器１６ｄの出力する電圧が基準電圧を超える場合に低レベルを出力する。
【００２５】
ＤＦＦ１６ｆには、インパルスの周期に同期したクロックが制御部から与えられ、そのクロックが与えられるタイミングでコンパレータ１６ｅの出力信号をラッチして保持する。このクロックのタイミングは、前述の積分器１６ｄのコンデンサが放電を開始する直前であることが望ましい。
【００２６】
なお、コンパレータ１６ｅにヒステリシスを持たせ、出力が高レベルに遷移する入力電圧と出力が低レベルに遷移する入力電圧とに十分な電圧差を持つようにした場合には、ＤＦＦ１６ｆは、省略可能であり、その分、回路規模が小さくなる。
【００２７】
複数の並列回路のＤＦＦ１６ｆの出力端子が、加算器１６ｇに共通に接続されている。加算器１６ｇの出力側が、ΔΣ型デジタルアナログコンバータ（ΔΣ型ＤＡコンバータ）１６ｈに接続されている。ΔΣ型デジタルアナログコンバータ１６ｈの出力側が、イヤホン１７に接続されている。
【００２８】
ここで、合奏をする場合の可聴音復元装置１０の動作を説明する。
各サイレント楽器１〜４の演奏者は、事前に、アンテナ１５から送信する信号にサイレント楽器１〜４の音を示す信号を重畳するタイムスロット（時分割期間）を設定するための情報を操作部を介して制御部に入力する。これにより、各可聴音復元装置１０でインパルスを発生するタイミングが個別に設定される。
【００２９】
図５は、インパルスの発生タイミングを示す説明図である。
例えば４台の可聴音復元装置１０があり、各可聴音復元装置１０にサイレント楽器１〜４がそれぞれ接続された場合には、図５のように、各可聴音復元装置１０に重複しないタイムスロットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄがそれぞれ割当てられる。各可聴音復元装置１０は、割当てられたタイムスロットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにアンテナからインパルスを送信する。
なお、タイムスロットの割当ては、４台の可聴音復元装置１０に均等に割当てなくてもよいが、適宜に重み付けをしてもよい。
【００３０】
図６は、送信機１３の各部の波形を示す図である。図７は、受信機１６内の各部の波形を示す図である。
事前の処理が終了した後に、演奏者はイヤホン１７を取り付けて演奏を開始する。
サイレント楽器１〜４が微弱な音を発生する構成であれば、その音に対応するアナログの自楽器信号Ｓ１１を自楽器信号発生部１１が発生する。サイレント楽器１〜４が電子データを出力するものであれば、そのサイレント楽器１〜４の音に対応するアナログの自楽器信号Ｓ１１を電子データから作成して出力する。
【００３１】
自楽器信号Ｓ１１は、送信機１３に与えられる。送信機１３のインパルス周期設定部１２から当該可聴音復元装置１０に割当てられた固有のタイムスロットの周期でインパルスが与えられる。
【００３２】
送信機１３において、一次ΔΣ型アナログデジタルコンバータ１３ａは、自楽器信号Ｓ１１を、図６のように１ビット単位で表すデジタルデータに変換する。排他的論理和回路１３ｂは、一次ΔΣ型アナログデジタルコンバータ１３ａが出力するデジタルデータと、インパルスの周期で１周期前の排他的論理和回路１３ｂの出力信号との排他的論理和をとって一次変調を行う。この一次変調は、送信機１３の送信するインパルスの極性が直前のインパルスの極性と同じであるか否かで、デジタルデータの符号を示すようにするために行われる。
【００３３】
混合器１３ｃは、排他的論理和回路１３ｂの出力信号とインパルス周期設定部１２から与えられたインパルスとを掛け合わせ、送信信号を生成し、サーキュレータ１４及びアンテナ１５から出力する。
【００３４】
各可聴音復元装置１０の受信機１６には、他の可聴音復元装置１０が送信したインパルスと自装置が送信したインパルスとが受信信号として与えられる。
【００３５】
受信機１６のデマルチプレクサ１６ａは、サーキュレータ１４から与えられる受信信号を入力し、受信信号をタイムスロットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ毎のインパルス列に分離してタイムスロットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する並列回路に与える。
各並列回路において、混合器１６ｃは、その時点で与えられている信号と遅延回路１６ｂで遅延された信号とを掛け合わせて自己相関をとる。積分器１６ｄは、混合器１６ｃの出力信号の積分を行い、コンパレータ１６ｅが積分器１６ｄの出力信号と基準値とを比較する。ＤＦＦ１６ｆが、コンパレータ１６ｅの出力信号をサンプリングし、図７のようなデジタルデータを生成する。
【００３６】
各並列回路のＤＦＦ１６ｆの出力信号が加算器１６ｇで加算され、ビット列が形成される。このビット列の状態は、複数のサイレント楽器１〜４の音を合成したことになり、実質的にミキシングされたことになる。ΔΣ型デジタルアナログコンバータ１６ｈは、加算器１６ｇの出力信号をアナログの音響信号Ｓ１６ｈに変換する。この音響信号Ｓ１６ｈがイヤホン１７を駆動し、イヤホン１７が可聴音を出力する。
【００３７】
以上のように、本実施形態の可聴音復元装置１０では、複数のサイレント楽器１〜４を用いて合奏することができる。また、演奏者の位置が固定されず、信号が届く範囲であれば、演奏者間の距離が制限されない。さらに、インパルス方式ＵＷＢ無線通信で各可聴音復元装置１０を接続したので、周波数変調の無線通信で可聴音復元装置１０を接続する場合のように、周波数変調や復調を行う回路が必要ではなく、コストを低く抑制することが可能である。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えばつぎのようなものがある。
図８は、可聴音復元装置１０の受信機の変形例を示す図である。
例えば、図８のように、可聴音復元装置１０の受信機１６に、複数のＤＦＦ１６ｆの出力側の信号を選択的に記憶する記憶部２０を備え、指示に基づき、記憶した信号を時系列的に加算器１６ｇに出力する構成にしてもよい。このようにすると、等価的に、選択した任意数のサイレント楽器１〜４の音を録音しそれを指示に基づき再生することになり、いつでも好きなときに、何回でも合奏ができるようになり、利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る可聴音復元装置を示す構成図である。
【図２】複数のサイレント楽器と複数の可聴音復元装置を示す図である。
【図３】図１中の送信機を示す構成図である。
【図４】図１中の受信機を示す構成図である。
【図５】インパルスの発生タイミングを示す説明図である。
【図６】送信機の各部の波形の概要を示す図である。
【図７】受信機の各部の波形の概要を示す図である。
【図８】可聴音復元装置の受信機の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１〜４          サイレント楽器
１０            可聴音復元装置
１１            自楽器信号発生部
１２            インパルス周期設定部
１３            送信機
１３ａ          一次ΔΣＡＤコンバータ
１３ｂ          排他的論理和回路
１３ｃ          混合器
１３ｄ          １周期遅延回路
１４            サーキュレータ
１５            アンテナ
１６            受信機
１６ａ          デマルチプレクサ
１６ｂ          遅延回路
１６ｃ          混合器
１６ｄ          積分器
１６ｅ          コンパレータ
１６ｆ          ＤＦＦ
１６ｇ          加算器
１６ｈ          ΔΣ型ＤＡコンバータ
１７            イヤホン
【図１】
2008052104.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008052104.tif 000007
【図６】
2008052104.tif 000008
【図７】
2008052104.tif 000009
【図８】
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