(57)【要約】【課題】操作が簡単で、初心者でも簡単に発音させることができ、しかも、変化に富んだ複雑な音色を発生することができる磁気センサ内蔵発音装置を提供する。【解決手段】二軸磁気センサ１２は、それが位置する場所のＸ、Ｙ軸の磁界強度を測定する。マイコン１４、メモリ１５，２０は二軸磁気センサ１２の出力を、音階を指定する音階データと、音量を指定する音量データに変換する。発音部１８は、音階データに基づく音高の楽音信号を生成する。電力増幅部２１は発音部１８から出力される楽音信号をマイコン１４から出力される音量データに対応する増幅度で増幅し、スピーカ２２へ出力する。これにより、二軸磁気センサ１２の出力に対応する音階および音量の楽音が発生する。また、二軸磁気センサ１２に永久磁石を近づけると、その永久磁石の位置に対応する楽音が発生する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
置かれた場所の磁界強度を測定する磁気センサと、
前記磁気センサの出力を楽音制御データに変換する変換手段と、
前記変換手段から出力される楽音制御データに基づく楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、
を具備することを特徴とする磁気センサ内蔵発音装置。
【請求項２】
置かれた場所の複数の軸の磁界強度を測定する磁気センサと、
前記磁気センサの出力を前記複数の軸に対応する複数の楽音制御データに変換する変換手段と、
前記変換手段から出力された前記複数の楽音制御データに基づいて複数の楽音要素を制御して楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、
を具備することを特徴とする磁気センサ内蔵発音装置。
【請求項３】
手袋と、前記手袋に取り付けられた永久磁石とからなる磁界制御手段を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気センサ内蔵発音装置。
【請求項４】
前記磁気センサはＸ、Ｙ二軸またはＸ、Ｙ、Ｚ三軸の磁界強度を測定する磁気センサであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の磁気センサ内蔵発音装置。
【請求項５】
前記楽音要素は、音色、音階、音量のいずれかであることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかの項に記載の磁気センサ内蔵発音装置。
【請求項６】
前記変換手段は、前記磁気センサの出力に基づいて磁界強度の変化量を求め、該変化量を楽音制御データに変換することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの項に記載の磁気センサ内蔵発音装置。
【請求項７】
前記変換手段は、前記磁気センサの出力に基づいて複数の軸の磁界強度の総合磁界強度を求め、該総合磁界強度を楽音制御データに変換することを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかの項に記載の磁気センサ内蔵発音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内蔵の磁気センサによって磁界強度の変化を検出し、その検出結果に応じた楽音を発音する磁気センサ内蔵発音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テルミンという楽器が知られている。この楽器は、図５に示すように、発音装置１からアンテナ２、２が伸びており、このアンテナ２，２に手をかざすことによってアンテナ周囲の電磁場を変化させると、発音装置１がこの変化を検出して発生楽音の音階や音量を変化させるものである。このテルミンは鍵盤楽器のように音階が確立していないので、初心者には演奏が難しく、また、音色が選べない欠点があった。
【０００３】
他方、手に持ち、動かすことによって音を出す発音装置として、図６に示す鈴などの発音物が知られている。しかし、この種の発音物は単品のため単純な音しか発生できない欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、操作が簡単で、初心者でも簡単に発音させる（演奏する）ことができ、しかも、変化に富んだ複雑な音色を発生することができる磁気センサ内蔵発音装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、置かれた場所の磁界強度を測定する磁気センサと、前記磁気センサの出力を楽音制御データに変換する変換手段と、前記変換手段から出力される楽音制御データに基づく楽音信号を生成する楽音信号生成手段とを具備することを特徴とする磁気センサ内蔵発音装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、置かれた場所の複数の軸の磁界強度を測定する磁気センサと、前記磁気センサの出力を前記複数の軸に対応する複数の楽音制御データに変換する変換手段と、前記変換手段から出力された前記複数の楽音制御データに基づいて複数の楽音要素を制御して楽音信号を生成する楽音信号生成手段とを具備することを特徴とする磁気センサ内蔵発音装置である。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の磁気センサ内蔵発音装置において、手袋と、前記手袋に取り付けられた永久磁石とからなる磁界制御手段を具備することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の磁気センサ内蔵発音装置において、前記磁気センサはＸ、Ｙ二軸またはＸ、Ｙ、Ｚ三軸の磁界強度を測定する磁気センサであることを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれかの項に記載の磁気センサ内蔵発音装置において、前記楽音要素は、音色、音階、音量のいずれかであることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかの項に記載の磁気センサ内蔵発音装置において、前記変換手段は、前記磁気センサの出力に基づいて磁界強度の変化量を求め、該変化量を楽音制御データに変換することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項２〜請求項６のいずれかの項に記載の磁気センサ内蔵発音装置において、前記変換手段は、前記磁気センサの出力に基づいて複数の軸の磁界強度の総合磁界強度を求め、該総合磁界強度を楽音制御データに変換することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の一実施の形態について説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態による磁気センサ内蔵発音装置１１の構成を示すブロック図であり、図２は同発音装置１１の使用状態を示す正面図である。
【００１０】
図１において、符号１２はＸ軸方向およびＹ軸方向の磁界強度を各々検出する二軸磁気センサであり、図２に示すように、発音装置本体１１ａの天板から上方へ突出して設置されている。ここで、Ｘ軸方向とは図の左右方向であり、Ｙ軸方向とは図の上下方向である。１３は演算部であり、マイコン（マイクロコンピュータ）１４と磁界強度（磁界変化量）／音量メモリ１５とから構成されている。マイコン１４は二軸磁気センサ１２の出力およびメモリ１５内のデータに基づいて音響部１７における楽音の発音を制御する。メモリ１５は二軸磁気センサ１２から出力されるＹ軸方向の磁界強度（または磁界変化量）を、音量を指定する音量情報に変換するメモリである。
【００１１】
次に、音響部１７において、１８は、例えばＷＴ（波形テーブル）方式の発音部（音源）であり、音色メモリ１９内の波形データを読み出して楽音信号を形成する。２０は磁界強度／音階メモリであり、マイコン１４から出力されるＸ軸方向の磁界強度を音階データに変換し、発音部１８へ出力する。以下に磁界強度と音階データの関係を示す。なお、ｔはテスラの意味である。
１０ｔ〜２０ｔ・・・ド
２０ｔ〜３０ｔ・・・レ
３０ｔ〜４０ｔ・・・ミ
４０ｔ〜５０ｔ・・・ファ
５０ｔ〜６０ｔ・・・ソ
６０ｔ〜７０ｔ・・・ラ
７０ｔ〜８０ｔ・・・シ
８０ｔ〜９０ｔ・・・ド（オクターブ上）
【００１２】
電力増幅部２１は発音部１８から出力される楽音信号を電力増幅してスピーカ２２へ出力する。この場合、増幅度はマイコン１４から出力される音量データＶに応じた値となる。スピーカ２２は電力増幅部２１から出力される楽音信号を発音する。
【００１３】
このような構成において、ユーザが、図２に示すように、中央部に永久磁石２４を取り付けた手袋を着け、その手を二軸磁気センサ１２へ近づけると、二軸磁気センサ１２が永久磁石２４に基づくＸ軸方向の磁界強度およびＹ軸方向の磁界強度を検出し、マイコン１４へ出力する。マイコン１４は、Ｙ軸方向の磁界強度をメモリ１５によって音量データＶに変換し、電力増幅器２１へ出力すると共に、Ｘ軸方向の磁界強度をメモリ２０へ出力し、そして、発音指示を発音部１８へ出力する。マイコン１４からメモリ２０へＸ軸方向の磁界強度が出力されると、メモリ２０からその磁界強度に対応する音階データが出力され、発音部１８へ供給される。
【００１４】
発音部１８は、メモリ２０から出力される音階データに対応する音階の楽音信号を生成し、電力増幅部２１へ出力する。電力増幅部２１は発音部１８から出力される楽音信号を音量データＶに応じた増幅度によって増幅し、スピーカ２２へ出力する。これにより、二軸磁気センサ１２（の位置）のＸ軸方向の磁界強度に対応する音階で、Ｙ軸方向の磁界強度に対応する音量の楽音信号がスピーカ２２から発生する。
そして、ユーザが永久磁石２４を持った手の位置を動かすと、それに応じて二軸磁気センサ１２（の位置）のＸ軸方向およびＹ軸方向の磁界強度が変化し、従って、スピーカから発生する楽音の音階および音量が変化する。
【００１５】
なお、上記実施形態は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁界強度をそれぞれ発生楽音の音階および音量に割り付けたが、これは逆に割り付けてもよく、また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁界強度それぞれ別の楽音要素を割り付けてもよい。例えば、Ｘ軸方向の磁界強度に音色を、Ｙ軸方向の磁界強度に音階を割り付けてもよい。この場合、音色メモリ１９内に予め種々の音色の楽音データを記憶させておき、その楽音データをＸ軸方向の磁界強度に基づいて選択する。
また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁界強度を合成し、この合成磁界強度に音階または音量を割り付けてもよい。
【００１６】
また、上記実施形態は磁界強度に基づいて楽音の制御を行っているが、これに変えて、磁界強度の変化に基づいて楽音制御を行ってもよい。例えばＸ軸方向の磁界強度が１０ｔ（テスラ）変化した場合は「ド」の音階から「レ」の音階に変化させ、磁界強度が５０ｔ変化した場合は「ド」から「ソ」に変化させる。また、Ｙ軸方向の磁界強度が１０ｔ変化した場合は音量「１」とし、磁界強度が５０ｔ変化した場合は音量を「５」とする。この場合、磁界強度の変化量に応じた音量の変化量は予めメモり１５に設定しておく。
また、上記の実施形態において、二軸磁気センサ１２の形状は任意の形状とすることができる。また、永久磁石２４を手袋ではなく、例えばタクトのような棒の先端に付けてもよい。
【００１７】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
図３はこの発明の第２の実施形態による磁気センサ内蔵発音装置３０の構成を示すブロック図であり、図４は同発音装置３０の外観図である。図４に示すように、この発音装置は立方体形状をなし、片手で持てる程度の大きさである。
【００１８】
図３において、符号３１はＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の地磁気（または周囲の磁界）の磁界強度を各々検出する三軸磁気センサであり、図４に示すケース内部に配置される。３２は演算部であり、マイコン３３と変化量ＲＯＭ（あるいはＲＡＭ）３４とから構成されている。マイコン３３は三軸磁気センサ３１の出力およびＲＯＭ３４内のデータに基づいて音響部３５における楽音の発音を制御する。メモリ３４は三軸磁気センサ３４から出力されるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の磁界強度の変化量をそれぞれ、音色を指定する音色データ、音階を指定する音階データ、音量を指定する音量データに変換するためのメモリであり、各磁界強度の変化量と各データとの対応関係が記憶されている。そして、マイコン３３から出力される各軸の磁界強度の変化量を示すデータを受け、対応する音色データ、音階データ、音量データを出力する。
【００１９】
例えば、Ｘ軸方向の磁界強度が１０ｔ（テスラ）変化した場合は、変化量ＲＯＭ３４から出力される音色データが、「ピアノ音」の音色データから「ギター音」の音色データに変化し、Ｘ軸方向の磁界強度が５０ｔ変化した場合は、「ピアノ音」の音色データから「フルート音」の音色データに変化する。また、Ｙ軸方向の磁界強度が１０ｔ変化した場合は、変化量ＲＯＭ３４から出力される音階データが「ド」の音階データから「レ」の音階データに変化し、Ｙ軸方向の磁界強度が５０ｔ変化した場合は、「ド」の音階データから「ソ」の音階データに変化する。また、Ｚ軸方向の磁界強度が１０ｔ変化した場合は、変化量ＲＯＭ３４から音量データ「１」が出力され、Ｚ軸方向の磁界強度が５０ｔ変化した場合は、音量データ「５」が出力される。
【００２０】
次に、音響部３５において、３６は、例えばＷＴ方式の発音部（音源）であり、音色ＲＯＭ３７内の波形データを読み出して楽音信号を形成する。電力増幅部３８は発音部３６から出力される楽音信号を電力増幅してスピーカ３９へ出力する。この場合、増幅度はマイコン３３から出力される音量データに応じた値となる。スピーカ３９は電力増幅部３８から出力される楽音信号を発音する。
【００２１】
このような構成において、ユーザが、図４に示すケースを持ち、スイッチ（図示略）を入れると、マイコン３３内に予め設定されている音色データ、音階データ、音量データの初期値がマイコン３３から出力され、それぞれ音色ＲＯＭ３７、発音部３６および電力増幅部３８へ出力される。音色ＲＯＭ３７へ音色データが供給されると、同音色データに対応する波形データが記憶されている領域が指定される。発音部３６へ音階データが供給されると、発音部３６が音色ＲＯＭ３７の上述した音色データによって指定されている領域の波形データを、音階データに対応する速度で読み出して楽音信号を生成し、電力増幅部３８へ出力する。
【００２２】
電力増幅部３８は発音部３６から出力される楽音信号をマイコン３３から出力された音量データに応じた増幅度によって増幅し、スピーカ３９へ出力する。これにより、スピーカ３９から、マイコン３３の初期値に基づく楽音が発生する。
【００２３】
次に、ユーザがケースを動かすと、三軸磁気センサ３１が移動後のケースの位置の地磁気のＸ、Ｙ、Ｚ方向の各磁界強度をマイコン３３へ出力する。マイコン３３は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の各磁界強度の変化量をそれぞれメモリ３４によって音色データ、音階データ、音量データに変換し、音色ＲＯＭ３７、発音部３６、電力増幅部３８へ出力する。これにより、スピーカ３９から、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の各磁界強度の変化量に対応する楽音が発生する。
【００２４】
このように、上記第２の実施形態の発音装置は、ユーザがケースを持ち、種々に動かすと、ケースの動きに応じた楽音が次々と発生する。したがって、変化に富んだ音を発生する玩具として用いて好適である。なお、ユーザが永久磁石をケースに近づけることによってケース周囲の磁界を変化させ、種々の楽音を発生させてもよい。
【００２５】
なお、上記実施形態はＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の各磁界強度をそれぞれ３つの楽音要素（音色、音階、音量）に割り当てているが、この割当は一例であり、他の割当方法でもよいことは勿論である。また、三軸の総合磁界強度を求め、この総合磁界強度またはその変化量によっていずれかの楽音要素を制御してもよい。例えば、総合磁界強度の変化量に応じて次のような種々の音色を発生させもよい。
１０ｔ〜２０ｔ・・・豚の鳴き声
２０ｔ〜３０ｔ・・・馬の鳴き声
３０ｔ〜４０ｔ・・・鶏の鳴き声
４０ｔ〜５０ｔ・・・犬の鳴き声
５０ｔ〜６０ｔ・・・猫の鳴き声
６０ｔ〜７０ｔ・・・カラスの鳴き声
この場合、擬音の楽音データを予め音色ＲＯＭ３７内に記憶させておく。
また、上記第２の実施形態において、ケースを多面体にすることで変化量のバリエーションを増やすことができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、置かれた場所の磁界強度を測定する磁気センサと、磁気センサの出力を楽音制御データに変換する変換手段と、変換手段から出力された楽音制御データに基づく楽音信号を生成する楽音信号生成手段とを具備するので、操作が簡単で、初心者でも簡単に発音させる（演奏する）ことができ、しかも、変化に富んだ複雑な音色を発生することができる。したがって、従来にない新しい楽器として、あるいは玩具として用いて極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による磁気センサ内蔵発音装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同磁気センサ内蔵発音装置の正面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態による磁気センサ内蔵発音装置の構成を示すブロック図である。
【図４】同磁気センサ内蔵発音装置の外観を示す図である。
【図５】従来の楽器の一例であるテルミンの概略構成を示す正面図である。
【図６】従来の玩具の一例である鈴の外観を示す図である。
【符号の説明】
１１…磁気センサ内蔵発音装置、１２…二軸磁気センサ、１３…演算部、１４…マイコン、１５…磁界強度（磁界変化量）／音量メモリ、１７…音響部、１８…発音部（音源）、１９…音色メモリ、２０…磁界強度／音階メモリ、２１…電力増幅部、２４…永久磁石、３０…磁気センサ内蔵発音装置、３１…三軸磁気センサ、３２…演算部、３３…マイコン、３４…変化量ＲＯＭ、３５…音響部、３６…発音部（音源）、３７…音色ＲＯＭ、３８…電力増幅部。
【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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