(57)【要約】【課題】叩いても手が痛くならない演奏用操作端末を提供する。【解決手段】エクササイズ用のボール１と圧力検出部３との間にチューブ２が接続されており、ボール１内部の空気圧をセンサ３２で計測し、所定のサンプリング周期ごとに無線回路３７を介して演奏制御装置４に送信する。演奏制御装置４は、受信したデータのピークを検出し、該ピークのタイミングで設定されている音を発音したり、検出したピークの間隔からテンポを算出し、算出したテンポで自動演奏を行う。ボール１を叩くので、使用者は手が痛くなることがない。また、ボール１がバランスボールであってもよく、この場合は、使用者がボール１に座ってボール１をバウンドさせると、そのタイミングで音が発生したり、自動演奏のテンポや音量を制御することができる。床にセンサを配列してボール１の移動を検出して、発音を制御するようにしても良い。【選択図】図１
2008076785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性のある外皮を有し、内部に流体が封入されている操作体に対する使用者の操作に対応する計測データを取得する検出手段と、
該検出手段により取得された計測データを所定時間ごとに入力するデータ入力手段と、
前記データ入力手段により入力された前記計測データに基づいて、楽音の楽音パラメータを制御して発音する発音制御手段と
を有することを特徴とする発音制御装置。
【請求項２】
前記計測データは、前記操作体の内部圧力であり、
前記検出手段は、チューブを介して前記操作体の内部に連通された受圧室に設けられた圧力センサにより前記操作体の内部圧力の計測データを取得するものであることを特徴とする請求項１記載の発音制御装置。
【請求項３】
前記操作体の内部と前記受圧室を連通するチューブが複数設けられていることを特徴とする請求項２記載の発音制御装置。
【請求項４】
前記操作体を保持する保持具を有し、
前記検出手段は、前記保持具に設けられていることを特徴とする請求項２記載の発音制御装置。
【請求項５】
前記保持具に、前記操作体が保持されていることを検出するセンサが設けられていることを特徴とする請求項４記載の発音制御装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記操作体が接触する面に配列された複数のフォトセンサ又は接触圧力を検出することができるセンサであることを特徴とする請求項１記載の発音制御装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記操作体に設けられた第１の部材と前記操作体が接触する面に設けられた第２の部材とで電磁誘導回路を形成するものであることを特徴とする請求項１記載の発音制御装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記操作体を載せる設置台に配列された複数のフォトセンサ又は接触圧力を検出することができるセンサであることを特徴とする請求項１記載の発音制御装置。
【請求項９】
前記受圧室には、計測可能範囲が異なる複数の圧力センサが設けられていることを特徴とする請求項２記載の発音制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者がボールなどの操作体を操作することにより楽音の発生や演奏を制御することができる発音制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リハビリや高齢者の健康維持などのために楽器の演奏や合奏が行われている。
このような場合に打楽器が用いられている場合が多い。
また、楽器の操作に不慣れな人であっても、容易に楽曲の演奏を行うことができる発音制御システムも提案されている（特許文献１、２、３）。
特許文献１、特許文献２、特許文献３には、容易な操作で曲の演奏を行うことができる発音制御システムのための操作ユニット、内部に加速度センサを備えたハンドコントローラ、利用者の指先や腕、脚、胴などに加速度センサを取り付けることや靴に加速度センサを内蔵させることが提案されている。加速度センサの出力の大きさにより音量を制御し、ピーク値の間隔に基づいてテンポを制御するようにしている。このような発音制御システムによれば簡単な動作で楽器の演奏や合奏を行うことができる。
【０００３】
楽音を発生する装置などにおいて、内部に空気などが入れられたボールを操作部として用いることが記載された文献として特許文献４と特許文献５がある。
特許文献４には、内部に空気などの流体を入れた可撓性体からなる把持部と、感圧面が前記把持部の内部からの連通路に設けられ、楽音コントロール用出力端子を備える圧力センサとを備えた楽音コントロール用操作体が記載されている。ただし、この発明における把持部は掌で押圧操作されるもの、具体的にはテニスボール状のゴム製の把持部であり、体全体を使うエクササイズで使用できるものではない。
また、特許文献５には、弾性体の外皮を有する空気室と、この空気室を外気に連絡する管体と、この管体内に設けられ気流によって振動する振動子と、この振動子の振動を検出して出力するピックアップ手段とを設けた楽器が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３５０４７４号公報
【特許文献２】特開２００２−２３７４２号公報
【特許文献３】特開２００２−２３７４３号公報
【特許文献４】特開平４−１８１９９３号公報
【特許文献５】特開平２−２２３９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、楽器の演奏に慣れていないひとが演奏や合奏を行うときに、太鼓などの打楽器が用いられる場合が多い。打楽器には、コンガ、ジャンベ、タンバリンなどのパーカッション、電子ドラム、アコースティックドラム、テーブルの上にセンサを設けたミュージックテーブルなど各種のものが知られている。
しかしながら、スティックで叩くものや、手で叩くものにおいて、パッド部分が木であったり、ゴムで作られたものであっても、長い時間叩くと指先や手が痛くなる。特に、お年寄りの場合には、問題となる。
また、太鼓は折り畳めないため、持ち運びが不便であった。
そこで、手で長時間叩いても、手が痛くならない太鼓の類いの楽器が求められている。
また、リハビリ、ストレッチ、腰痛予防などにエクササイズ用のボールを使ったトレーニングが行われている。この場合、通常は、音楽に合わせてボールを使ったトレーニングをするのみであった。
このようなボールを用いたエクササイズをより楽しく行うことが望ましい。
【０００５】
そこで本発明は、操作体を長時間叩いても手が痛くならない発音制御装置を提供することを目的としている。
また、使用者が操作体を操作することにより、楽音の発生や演奏を制御することができる発音制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の発音制御装置は、可撓性のある外皮を有し、内部に流体が封入されている操作体に対する使用者の操作に対応する計測データを取得する検出手段と、該検出手段により取得された計測データを所定時間ごとに入力するデータ入力手段と、前記データ入力手段により入力された前記計測データに基づいて、楽音の楽音パラメータを制御して発音する発音制御手段とを有するものである。
また、前記計測データは、前記操作体の内部圧力であり、前記検出手段は、チューブを介して前記操作体の内部に連通された受圧室に設けられた圧力センサにより前記操作体の内部圧力の計測データを取得するものである。
さらに、前記操作体の内部と前記受圧室を連通するチューブが複数設けられているものである。
さらにまた、前記操作体を保持する保持具を有し、前記検出手段は、前記保持具に設けられているものである。
さらにまた、前記保持具に、前記操作体が保持されていることを検出するセンサが設けられているものである。
さらにまた、前記検出手段は、前記操作体が接触する面に配列された複数のフォトセンサ又は接触圧力を検出することができるセンサとされているものである。
さらにまた、前記検出手段は、前記操作体に設けられた第１の部材と前記操作体が接触する面に設けられた第２の部材とで電磁誘導回路を形成するものである。
さらにまた、前記検出手段は、前記操作体を載せる設置台に配列された複数のフォトセンサ又は接触圧力を検出することができるセンサとされているものである。
さらにまた、前記受圧室には、計測可能範囲が異なる複数の圧力センサが設けられているものである。
【発明の効果】
【０００７】
このような本発明の発音制御装置によれば、流体圧によって膨らました操作体を叩くので、手首や手のひら、指先が痛くならない。
また、持ち運びのときに操作体内部の流体を抜けば、コンパクトになって持ち運びがしやすい。
さらに、電子音源のため、音色を自由に選択することができる。
さらにまた、操作体を使ったエクササイズによって楽音の発生を制御することができるので、トレーニングをより楽しくすることができる。
さらにまた、非接触で操作体の動き、位置、圧力等を検出し、演奏を制御することが可能となる。
さらにまた、計測可能範囲の異なる圧力センサを複数設置することにより、各センサに異なるしきい値を設定し、広いダイナミックレンジと細かいしきい値制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の発音制御装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。本発明において、使用者が操作する操作体は、可撓性のある外皮を有し、内部に空気などの気体や水などの液体が封入されている中空体であるが、この実施の形態では、エクササイズ用として知られているボールを操作体として用いている。
この図において、１は使用者によって操作されるボール、例えば、エクササイズ用のボールである、このボールは、塩化ビニールやゴムなどの可撓性を有する材料により構成された外皮を有する、直径が２５cm〜７５cm程度のものである。使用者は、このボールを叩いたり、両手又は両ひじで挟み込んだり、両ひざで挟み込んだり、床面にバウンドさせたり、床面上を転がしたり、ボールの上に腰掛けたり、腹ばいになったりして、使用者が全身の各部位を使ってボールを操作することができる。
２は前記ボール１の内部空間に一端が接続されたチューブである。例えば、チューブ２の一端を、前記ボール１に空気を入れるために設けられている空気孔に挿入することで、前記ボール１に接続することができる。
３は前記チューブ２の他端が接続される圧力検出部である。この圧力検出部３は、前記ボール１の空気圧を計測して、計測したデータを演奏制御装置４に送出するものである。３１は前記チューブ２の他端が接続され、前記ボール１と連通している受圧室、３２は該受圧室３１に取り付けられた圧力センサ、３３は圧力センサ３２の出力信号を増幅するとともに、オフセットの調整や温度補償を行って出力するセンサアンプ、３４は該センサアンプ３３の出力をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器である。
３５は、圧力検出部３の制御を行う制御部であり、例えば、マイクロコンピュータで構成されている。３６は、この圧力検出部３についての各種設定を行う設定部であり、複数のボール１と複数の圧力検出部３が用いられる場合等にこの圧力検出部３を識別するための識別番号などを設定するためにも用いられる。３７は前記制御部３５から出力される圧力の計測データを変調してアンテナ３８から演算制御装置４に送信するための無線回路部である。なお、無線回路部を使用せずに、演算制御装置４とケーブルで接続して、圧力計測データを有線伝送するようにしてもよい。
【０００９】
使用者が前記ボール１を叩いたり、両手で挟み込んだり、あるいは、ボール１の上に座ったりして、ボール１を変形させると、その内部の空気圧（内圧）は上昇する。本実施の形態の場合、一つの空気室を可撓性のある外皮が表面を覆う構成となっているので、使用者の操作する場所や操作する方法によらず、所定の圧力値を検出することが容易となり、運動能力が劣ったり、異なる運動能力を有する使用者でも広く使用が可能である。
前記受圧室３１内部の空気圧は、前記チューブ２を介して連通しているボール１の内圧と同じ圧力となり、前記圧力センサ３２からは、前記ボール１の内圧に対応した電気信号が出力される。この電気信号は、前記センサアンプ３３を介して前記Ａ／Ｄ変換器３４に供給され、所定のサンプリング周期でデジタルデータに変換され、前記制御部３５に入力される。前記サンプリング周期は、例えば、２．５msec（サンプリング周波数４００Hz）とされており、前記制御部３５からは、前記ボール１内の空気圧の測定データが２．５msecごとに前記無線回路部３７及びアンテナ３８を介して、演奏制御装置４に送信される。このように、２．５msec周期で測定値を送信し、演奏制御装置４で演奏制御を行うことで、使用者が処理に要する遅延を感じることなく、演奏処理を行うことができる。
【００１０】
演奏制御装置４は、例えば、パーソナルコンピュータにより構成されており、４１はアンテナ、４２は無線回路部、４３はこの演奏制御装置４全体の制御を行う制御部、４４はＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶部、４５はＨＤＤなどの大容量記憶部、４６はキーボードやポインティングデバイスなどの操作部、４７はＬＣＤディスプレイなどの表示部、４８は音源である。音源４８には、図示しないアンプを介してスピーカ４９が接続されている。
前記大容量記憶部４５には、各種制御プログラムや楽曲データが記憶されている。楽曲データは、例えば、ＳＭＦ（Standard MIDI File）形式のデータであり、楽音を発生するためのイベントデータと該イベントデータのタイミングを示すタイミングデータが含まれている。
前記制御部４３は、前記制御プログラムにより、モード設定処理、演奏制御装置及び自動演奏処理などの各種処理を実行する。その詳細については、後述するが、これらの処理により、前記圧力検出部３から所定周期ごとに送られてくる前記ボール１の内圧の計測データのピークを検出し、該ピークの間隔に応じたテンポで楽曲データを自動演奏したり、該ピークのタイミングを発音タイミングとして設定された音を発音させることができる。
これにより、使用者は、自分で前記ボール１を叩いたり、挟み込んだり、ボール１の上に腰掛けてバウンドさせるといった動作をすることで、楽曲の演奏や発音を制御することが可能となる。
【００１１】
図２は、前記ボール１と圧力検出部３の第１の実施の形態を示す図である。
この実施の形態では、両手で持つのに適した大きさ（例えば、直径３０cm程度）のボール１とそのボールを保持する保持具５を備えており、（ａ）は外観を示す図であり、（ｂ）は保持具５を断面で示した図である。
図示するように、保持具５は、上部が開口し、上部の直径が下部の直径よりも大きくなっているバケツ状の有底の容器である。この保持具５の上部に前記ボール１の下部を入れることによりボール１を保持することができる。
図２（ｂ）の断面図に示すように、保持具５の底部には、前述した圧力検出部３が設けられており、前記ボール１を保持具５の上部に置いたときに、前記チューブ２を保持具５内の空間に収めることができるようになされている。
【００１２】
図３は、このようなボールを操作する動作を説明するための図である。
ボール１を操作する動作としては、（ａ）手で叩く、（ｂ）ひざでボールを挟み込む、及び、（ｃ）両手で挟み込む、の３通りの動作が基本となる。
図３の（ａ）は、椅子に腰掛けた使用者が、前記保持具５にボール１を保持した状態で、前記保持具５を椅子の上に乗せて両足で支え、前記ボール１を両手で叩いている状態を示す。
このように、叩くパッド部分をボール形状（球体）とすることにより、手にフィットしやすくなる。また、叩くパッド部分を空気圧によって膨らましたボール（内圧によって平衡を保っている）の部分を叩くので、手首や手のひら、指先が痛くなることがないという効果を奏することができる。
図３の（ｂ）は、保持具５を床に置き、椅子に腰掛けた使用者が、ボール１を両ひざでギュッ、ギュッと挟み込む動作をしている様子を示している。また、図３の（ｃ）は、保持具５を床に置き、椅子に腰掛けた使用者が、ボール１を両手で挟み込む動作をしている様子を示している。このようにボール１を使用してエクササイズを行うことができる。
その他に、ボールをつかむ、足で踏む、脇ではさむなどの動作を全身の各部位を使って操作することができる。
【００１３】
使用者が上記のような各種の動作をすることで、前記ボール１が変形し、その内圧が変化する。前記圧力検出部３の圧力センサ３２でホール１内の空気圧を計測し、前記演奏制御装置４は該計測データのピークから使用者の上述した動作のタイミングや強さを検出する。そして、該検出した動作タイミングに応じて音を発生させたり、テンポを制御したり、動作の強さによって音量を変化させたりすることにより音楽の演奏をコントロールする。
【００１４】
さらに、前記保持具５にボール１が保持されているか否かを検出するためのセンサを設け、該センサの出力に応じて、演奏制御装置の動作モードや楽音パラメータなどを設定するようにすることもできる。このセンサとしては、ボールの接触を検出することができるセンサや光を検出するフォトセンサでよい。例えば、保持具５の上部内周面にフォトセンサを配置し、ボール１が保持具５に押し込まれたことを受光量の減少により検出することができる。これにより、例えば、ボール１が保持されているときはボール１を叩いたタイミングで音を発生させるモードとし、ボール１が保持されていないときはボール１を挟み込む早さに応じて、自動演奏のテンポをコントロールするモードとすることができる。
【００１５】
図４は、前記ボール１と圧力検出部３の第２の実施の形態を示す図である。
この実施の形態では、ボール１としてバランスボール（エクササイズボール）を使用する。このバランスボールは、直径が５５cm〜７５cm程度であり、図４に示すように、使用者は、ボール１の上に座った姿勢で、体を上下させてボール１をバウンドさせることで、エクササイズを行う。
このときのボール１の内圧をチューブ２を介して接続された圧力検出部３で計測し、演奏制御装置４に送信することで、テンポと音量を制御しながら選択した曲の演奏をコントロールすることができる。また、自分でコントロールした曲に合わせて手を動かしたりすることもできる。
【００１６】
このようにボール１の上に使用者が座ってエクササイズを行うときには、前記チューブ２がボール１の下に挟まれると、正確な空気圧を計測できない場合がある。
そこで、このような不都合を防止するために、図５に示すように、前記ボール１と前記圧力検出部３の受圧室３１の間に複数本のチューブ２を接続することもできる。
この場合には、１本のチューブ２がボール１と床の間に挟まれたときでも、他のチューブ２を介して前記圧力検出部３の受圧室３１とボール１が連通しているため、正確な空気圧を計測することができる。
【００１７】
次に、このようなボール１、チューブ２、圧力検出部３及び演奏制御装置４からなる本発明の発音制御装置の動作について、図６〜図９のフローチャートを参照して説明する。
図６は、前記圧力検出部３の動作を示すフローチャートである。
前記圧力検出部３は、起動されると、前記設定部３６の設定値の読み込みなど各種の初期化処理を行い（Ｓ１１）、前記圧力センサ３２からの計測信号を読み込むタイミングとなったら、前記圧力センサ３２からの計測信号を読み込み（Ｓ１２，Ｓ１３）、該計測信号を符号化し、前記無線回路部３７から送信する（Ｓ１４）。以下、この動作を繰り返す。
このように、圧力検出部３は、サンプリング周期（例えば、２．５msec）ごとに、前記圧力センサ３２による計測データを前記演奏制御装置４に送信する。
【００１８】
図７〜図９は、前記演奏制御装置４の動作を説明するためのフローチャートである。
図７は、モード設定処理の流れを示すフローチャートである。
本発明の発音制御装置のこの実施の形態では、使用者の前記ボール１を使った動作のタイミングで、使用者に聞かせるために演奏される音楽に合わせて使用者が選択した音を発生させる単音発音モードと、使用者が自動演奏される楽曲のテンポと音量を制御する自動演奏モードの２つの動作モードを有している。
前記操作部４６などを用いて動作モードの選択操作がなされると（Ｓ２１）、選択された動作モードが自動演奏モードであるか単音発音モードであるかが判定される（Ｓ２２）。
自動演奏モードが選択されたときには、使用者に自動演奏する曲の選曲を行わせる（Ｓ２３）。すなわち、前記大容量記憶部４５などに記憶されている楽曲データのリストを前記表示部４７に表示し、使用者に選択させる。楽曲が選択されると、その楽曲のデータを前記記憶部４４に読み出し（Ｓ２４）、自動演奏処理を起動する（Ｓ２５）。ただし、この段階では、テンポデータが設定されていないので、楽曲データの再生は開始されない。
【００１９】
一方、単音発音モードが選択されたときには、まず、前記ステップＳ２３及びＳ２４と同様に、単音発音モードで演奏する楽曲を選択させ（Ｓ２６）、選択された楽曲データを前記記憶部４４に読み出す（Ｓ２７）。次に、使用者に、ボール１を使用した動作に応じて発音する音の音色を選択させる（Ｓ２８）。楽器の音だけではなく、水の流れる音などの自然の音や掛け声などを発音させることができる。
そして、スタートの指示を待ち（Ｓ２９）、スタートが指示されたら、前記Ｓ２６で選択された楽曲の楽曲データで指定されているテンポ情報をテンポデータとして設定して（Ｓ３０）、使用者に聞かせる楽曲の自動演奏処理を開始する（Ｓ３１）。
【００２０】
図８は、前記圧力検出部３からの計測データを受信したときに実行される演奏制御処理の流れを示すフローチャートである。
前述のように、前記圧力検出部３から定期的（例えば、２．５msecごと）に送信されてくる計測データを受信すると（Ｓ４１がＹＥＳ）、その値がピーク値であるか否かを判定するピーク検出処理が実行される（Ｓ４２）。すなわち、受信した計測データを記憶するとともに、前回受信した計測データと比較する。ピーク値でなかったときは、今回の処理を終了し、次の計測データの受信を待つ（Ｓ４３がＮＯ）。
ピーク値であったことを検出すると（Ｓ４３がＹＥＳ）、動作モードを判定する（Ｓ４４）。
動作モードが自動演奏モードであるときは、ピーク値の大きさに基づいて音量を設定する（Ｓ４５）とともに、検出したピークのタイミングと過去に検出されたピークのタイミングからテンポを算出し（Ｓ４６）、該算出したテンポを自動演奏処理のテンポデータとして設定する（Ｓ４７）。そして、次の計測データが受信されるのを待つ。
これにより、使用者が、前記ボール１を早く叩いたり、挟み込んだり、バウンドさせたりしたときは、自動演奏のテンポが速くなり、ゆっくり叩いたり、挟み込んだり、バウンドさせたときは、ゆっくりしたテンポで自動演奏が行われることとなる。
【００２１】
動作モードが単音発音モードであるときは、前記図７のＳ２８で選択された音色の音を発生させるための発音指示データを前記音源４８に送出する（Ｓ４８）。そして、次の計測データの受信を待つ。
これにより、使用者がボール１に対して行った動作のタイミングで選択された音を発生させることができ、使用者は、自動演奏される曲に合わせて、前記ボール１を叩いたり、挟み込んだり、バウンドさせたりすることで、選択した音色の音を発生させることができる。
なお、発音させる音の音量をピーク値に応じて設定するようにしてもよい。
【００２２】
図９は、前記自動演奏処理の流れを示すフローチャートである。
自動演奏処理は、楽音を発生するためのイベントデータと該イベントのタイミングを示すタイミングデータを含む楽曲データに基づいて、指定されたタイミングでイベントデータに対応する発音指示データを音源に送出して楽音を発生させることにより、楽曲を再生する処理である。
起動されると、まず、前記楽曲データの最初のイベントデータの発生タイミングをイベントタイミングとして設定しておき、設定されているテンポデータに応じてクロックを計数する（Ｓ５１）。そして、設定されているタイミングになると（Ｓ５２）、対応するイベントデータに応じた発音指示データを前記音源４８に送出する（Ｓ５３）。これにより、設定されたテンポに応じたタイミングで楽音が発音される。
そして、前記楽曲データから次のイベントのタイミングを取得し、イベントタイミングとして設定し（Ｓ５４）、ステップＳ５１に戻る。
前記自動演奏モードのときは、前記図８のステップＳ４６で算出されたテンポがＳ４７でテンポデータとして設定されているため、使用者の動作の速度に応じたテンポで自動演奏が行われる。また、前記単音発音モードのときは、楽曲データにより指定されているテンポ（図７のステップＳ３０）で自動演奏が行われる。
【００２３】
以上のように、ボールを叩く、手や足で締め付ける、ボールに乗ってバウンドするなどと行った動作に合わせて、所望の楽音や掛け声などを発生させることができ、また、自動演奏のテンポや音量を制御することができる。
これにより、楽しんでトレーニングやエクササイズを行うことができる。
【００２４】
なお、上述した実施の形態では、使用者のボール１に対する操作で、発音タイミングや自動演奏のテンポ及び音量を制御するものであったが、他の楽音パラメータ、例えば、音色やエフェクト（定位、残響等）などを制御するようにしてもよい。さらに、音符の長さ（発音タイミングと停止タイミング）、高さ（ピッチ、音程）、音量（ＭＩＤＩデータのベロシティ）などを制御するようにしてもよい。
さらに、ボール１の保持具５への押し込み深さに応じて、楽音パラメータを変更することもできる。
図１０は、ボール１の保持具５への押し込みの深さに応じて、楽音パラメータを変更する場合について説明するための図である。
この図に示すように、前記保持具５の上部内周面に上下方向に複数のフォトセンサ又はボール１の接触を検知するセンサ１１を配列しておく。そして、前記ボール１の保持具５への押し込み量を、前記複数のセンサ１１の出力により検出し、動作モードや音色等の楽音パラメータを変更するようにすることができる。
このような実施形態により、さらに多様な操作形態による発音の制御が可能となる。
【００２５】
図１１は、使用者のボール１に対する操作を検出するための他の実施の形態を示す図である。
この図に示す実施の形態は、床面にリング状にボール１の接触圧力を検出することができるセンサやフォトセンサ１１が配置されている。ボール１を該リング状に配置されているセンサ１１の中央部で床に押し付けたりバウンドさせることにより、センサで検出される接触圧力やフォトセンサ１１の受光量が変化する。この受光量を計測データとして用い、ピークを検出することにより、前述と同様に、動作タイミングで発音したり、自動演奏を制御することができる。
この実施の形態によれば、チューブ２を設ける必要がないので、使用者はより自由な動きをすることが可能となる。
また、使用者が、ボール１をセンサ１１が配置されたリングの上を転がすように操作したときも、そのことを複数のセンサ１１の検出出力の変化により検出することができる。このようにボール１がリングの上を転がされたことを検出したときに、音量や音色、エフェクトをその動きに合わせて変化させるようにすることもできる。
さらに、前記センサ１１の近傍に複数のＬＥＤを配置しておき、センサ１１がボール１の接触を検知したときに該ＬＥＤを発光させるようにすれば、エンターテインメント性が向上し、より楽しくエクササイズをすることができるようになる。
【００２６】
図１２は、使用者のボール１に対する操作を検出するためのさらに他の実施の形態を示す図である。
この実施の形態は、床面に複数のフィルムコイル１２を配列し、ボール１の表面に複数の磁石１３を貼りつけたものである。磁石１３としては、フィルム状のものが望ましい。ボール１をフィルムコイル１２が配列された床面に押し付けたり、床面上で転がしたりすることにより、前記磁石１３との電磁誘導によりフィルムコイル１２に電流が発生する。これを検出することにより、ボール１の動き、位置、及び、床面への圧力を検出することができ、これに基づいて前述と同様に、演奏を制御したり、音を発生させたり、楽音パラメータを変更したりすることができる。
前記フィルムコイル１２を２次元に配列したときには、各フィルムコイル１２からの出力の変化の様子にしたがって、さらに多様な制御を行うことが可能となる。
この実施の形態においても、チューブは必要とされないため、使用者は自由に動作をすることができる。
なお、構造は複雑になるが、ボール１側にフィルムコイル１３を設け、床に磁石１２を設けるようにすることもできる。
このように、ボール１側に設けた第１の部材とボール１が接触する面側に設けた第２の部材により電磁誘導回路を形成することで、使用者のボール１に対する操作を検出することができる。
【００２７】
図１３は、使用者のボール１に対する操作を検出するためのさらに他の実施の形態を示す図である。
この図に示す実施の形態は、前記ボール１を乗せる設置台１４を使用する。図１３の（ａ）は設置台１４の外観を示す図であり、（ｂ）は設置台１４上にボール１が乗せられている状態を示す図である。
図１３の（ａ）に示すように、設置台１４のボール１に接触する面には、ボール１の接触圧力を検出するセンサやフォトセンサ１１が複数個円周状に配置されている。また、設置台１４の内部には、各センサ１１の出力を前記演奏制御装置４に送信するための制御部３５と無線回路部３７に相当する構成が設けられている。
なお、このボール１は、前記図２〜図４の実施の形態に示したようにチューブ２を介して圧力検出部３に接続されているものであってもよいし、あるいは、圧力検出部３に接続されておらず、設置台１４に設けられたセンサ１１の出力のみを使用するものであっても良い。
前記センサ１１により、ボール１を設置台１４に乗せたことを検出することができる。また、各センサ１１からの出力レベルに応じてボール１を設置台に押し付ける強さを検出することもできる。さらに、各センサ１１からの出力の変化の仕方によって、前記設置台１４の上でボール１が回転されたことを検出することができる。
これにより、前述と同様に、各種発音の制御を行うことができる。
さらに、上記においては、前記設置台１４にセンサ１１を一つの円周状に配置していたが、複数の同心円状に配置しても良い。この場合には、ボール１の押し付けされている度合いをより簡単に検出することが可能となる。
【００２８】
上述のように、本発明においては、図２、図３に示したような直径の比較的小さいボールと図４に示したような比較的大きいボールを使用しているが、ボールの内圧はボールの大きさにより異なっている。
そこで、前記圧力検出部３をどのようなボールにも対応することができるようにするためには、前記圧力検出部３に計測可能範囲の異なる圧力センサ３２を複数設置する。そして、各センサに異なるしきい値を設定することにより、広いダイナミックレンジと細かいしきい値制御が可能となる。これにより、各センサに対して最適な計測範囲を適用することができる。  
図１４は、圧力の計測結果の一例を示す図であり、横軸が時間、縦軸が圧力を示している。
この図に示すように、圧力センサ１、圧力センサ２、圧力センサ３の３つの圧力センサを設け、各センサに最適な計測範囲を割り当てることにより、広範囲の圧力に対して正確な計測を行うことができ、多種類のボールに適用することができる圧力検出部３を実現することができる。
【００２９】
なお、上記においては、一つのボール１を操作する場合について説明したが、複数の使用者がそれぞれのボール１を操作するようにしてもよい。
この場合には、各人にボール１と対応する圧力検出部３が割り当てられる。そして、前記圧力検出部３の設定部３６により、各圧力検出部３を識別する識別番号を設定し、各圧力検出部３は、圧力計測データをその識別番号とともに送信する。前記演奏制御装置４は、計測データともに送られてくる識別番号により、使用者（ボール）を識別する。
前記演奏制御装置４が単音発音モードで動作される場合には、各ボールごとの計測データのピークのタイミングでその使用者に割り当てた音色の音を発音させる。
また、自動演奏モードの場合には、複数のパートで構成される楽曲の各パートを、複数の使用者にそれぞれ割り当て、その楽音パラメータを制御して発音させることができる。制御する楽音パラメータは、複数の使用者で同じであってもよいし、使用者に応じて異なるようにしてもよい。例えば、Ａさんはピアノ（メロディ）パート、Ｂさんはベース（伴奏）パート、Ｃさんはドラム（リズム）パートをそれぞれ担当し、各パートの楽音パラメータ（例えば、テンポ）を制御して演奏する。
また、一つの楽曲の複数の楽音パラメータを、複数の使用者がそれぞれ担当して制御するようにしてもよい。例えば、Ａさんはテンポ、Ｂさんは音量、Ｃさんは音色をそれぞれ担当し、一つの楽曲を共同して演奏することもできる。
【００３０】
なお、上記においては、操作体がボール、特にエクササイズ用のボールである場合について説明したが、本発明における操作体は、これに限られることはなく、可撓性のある外皮を有し、内部に流体が封入されている中空体であればよい。
例えば、内部に水素やヘリウムなどの空気よりも軽いガスを入れた場合には、操作体を空中に浮遊させた状態で操作することが可能となる。
また、気体でなく、水等の液体を封入しても良い。
さらに、形状も球形に限られることはなく、立方体などの直方体やさらに複雑な任意の３次元形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の発音制御装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】ボール１と圧力検出部３の第１の実施の形態を示す図である。
【図３】ボールを使用する動作を説明するための図である。
【図４】ボール１と圧力検出部３の第２の実施の形態を示す図である。
【図５】ボール１と前記圧力検出部３との間に複数本のチューブ２を接続した実施の形態を示す図である。
【図６】圧力検出部３の動作を示すフローチャートである。
【図７】モード設定処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】演奏制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】自動演奏処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】ボール１の保持具５への押し込みの深さに応じて、楽音パラメータを変更する場合について説明するための図である。
【図１１】ボール１に対する操作を検出するための他の実施の形態を示す図である。
【図１２】ボール１に対する操作を検出するためのさらに他の実施の形態を示す図である。
【図１３】ボール１に対する操作を検出するためのさらに他の実施の形態を示す図である。
【図１４】圧力の計測結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：ボール、２：チューブ、３：圧力検出部、４：演奏制御装置、５：保持具、１１：センサ、１２：磁石、１３：フィルムコイル、１４：設置台、３１：受圧室、３２：圧力センサ、３３：センサアンプ、３４：Ａ／Ｄ変換器、３５：制御部、３６：設定部、３７：無線回路部、３８：アンテナ、４１：アンテナ、４２：無線回路部、４３：制御部、４４：記憶部、４５：大容量記憶部、４６：操作部、４７：表示部、４８：音源、４９：スピーカ
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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