特許 6490499 リズム付加装置およびメトロノームユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6490499

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】リズム付加装置およびメトロノームユニット

(51)【国際特許分類】

   G04F 5/02 20060101AFI20190318BHJP

【ＦＩ】

   G04F5/02 C

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-114610(P2015-114610)

(22)【出願日】2015年6月5日

(65)【公開番号】特開2017-3296(P2017-3296A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2018年4月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142837

【弁理士】

【氏名又は名称】内野 則彰

(74)【代理人】

【識別番号】100166305

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 徹

(72)【発明者】

【氏名】芹田 浩一

(72)【発明者】

【氏名】和田 聖治

【審査官】 藤田 憲二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２０５８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０６１１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２３００６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０６８７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６２０１７６９（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０４Ｆ ５／０２

Ｇ１０Ｈ １／００−７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部音に基づく第１信号を検出する検出部と、
前記第１信号が検出される第１時間間隔を算出する計時部と、
前記第１時間間隔に基づき第２時間間隔を設定するリズム設定部と、
前記第２時間間隔に応じて出力される信号を前記第１信号に付加し第２信号を生成するリズム付加部と、
前記第２信号に基づく音を外部に出力する出力部と、
を備えることを特徴とするリズム付加装置。

【請求項2】

所望の付加リズムを選択できる付加リズム選択部を備え、
前記リズム設定部は、選択された前記付加リズムに基づき前記第１時間間隔を分割することで前記第２時間間隔を設定することを特徴とする請求項１に記載のリズム付加装置。

【請求項3】

前記第１信号はぜんまいを動力とした振子運動から得られる拍子に基づく信号であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリズム付加装置。

【請求項4】

前記第２時間間隔は、前記第１時間間隔を等しい時間間隔に分割した時間間隔であり、
前記第２信号は、前記第２時間間隔で発生する信号の一部を除く信号であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリズム付加装置。

【請求項5】

前記第２信号を波形変換する信号変換部を備え、
前記信号変換部は、前記第２信号の中の前記第１信号に付加された信号を区別し、周波数、パルス幅、パルス数、および各パルスのデューティ比の少なくとも１つにおいて、前記第１信号に基づく波形とは異なる波形として、前記区別された信号を変換することにより、前記出力部からの出力が複数の音質により構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリズム付加装置。

【請求項6】

前記出力部は、前記波形の振幅を増幅する増幅部を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリズム付加装置。

【請求項7】

ぜんまいを動力とした振子運動から得られる拍子を発する機械式メトロノームと、前記拍子に基づく第１信号を検出する検出部を有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリズム付加装置と、を備えるメトロノームユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、音楽の演奏時などに用いられるリズム付加装置およびメトロノームユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、音楽のリズムを検出し、そのリズムに同期して得られる出力を機械的な振動としてユーザーに伝えることのできるリズム認識装置が知られている（特許文献１）。
しかし、従来の装置においては、検出するリズムと出力するリズムとの同期をとることが目的となっており、出力されたリズムにおいてはユーザーの希望するリズムが反映されているものではなかった。言い換えれば、既存のリズムに対してユーザーが所望するリズムを反映させることが困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特公平６−７３２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、既存のリズムに対して所望のリズムを付加できるリズム付加装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するため、本発明に係るリズム付加装置は、外部音に基づく第１信号を検出する検出部と、前記第１信号が検出される第１時間間隔を算出する計時部と、前記第１時間間隔に基づき第２時間間隔を設定するリズム設定部と、前記第２時間間隔に応じて出力される信号を前記第１信号に付加し第２信号を生成するリズム付加部と、前記第２信号に基づく音を外部に出力する出力部と、を備えることを特徴とする。

【0006】

また、本発明に係るリズム付加装置は、所望の付加リズムを選択できる付加リズム選択部を備え、前記リズム設定部は、選択された前記付加リズムに基づき前記第１時間間隔を分割することで前記第２時間間隔を設定することを特徴とする。

【0007】

また、本発明に係るリズム付加装置は、前記第１信号はぜんまいを動力とした振子運動から得られる拍子に基づく信号であることを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係るリズム付加装置は、前記第２時間間隔が、前記第１時間間隔を等しい時間間隔に分割した時間間隔であり、前記第２信号は、前記第２時間間隔で発生する信号の一部を除く信号であることを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係るリズム付加装置は、前記第２信号を波形に変換する信号変換部を備え、前記信号変換部は、前記第２信号の中の前記第１信号に付加された信号を区別し、周波数、パルス幅、パルス数、および各パルスのデューティ比の少なくとも１つにおいて、前記第１信号に基づく波形とは異なる波形として、前記区別された信号を変換することにより、前記出力部からの出力が複数の音質により構成されることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係るリズム付加装置は、前記出力部が、前記波形の振幅を増幅する増幅部を有することを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係るメトロノームユニットは、ぜんまいを動力とした振子運動から得られる拍子を発する機械式メトロノームと、前記拍子に基づく第１信号を検出する検出部を有する上述のリズム付加装置とを備える。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、既存のリズムに対してユーザーが所望するリズムを反映させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態を構成するブロック図である。

【図2】本発明の実施形態を示す外観図である。

【図3】本発明の実施形態において付加できるリズムを示した表である。

【図4】本発明の実施形態において第１信号と第２信号との関係を示すタイミング図である。

【図5】本発明の実施形態においてリズム種類に対応する第２信号のタイミング図である。

【図6】本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。

【図7】本発明の実施形態の動作におけるタイマーＡの割り込み処理を示すフローチャートである。

【図8】本発明の実施形態の動作におけるタイマーＢの割り込み処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態のリズム付加装置を、図面を参照して説明する。
図１に、本実施形態のブロック図を示す。本実施形態のリズム付加装置１００は、検出部２０、制御部３０、出力部４０、リズム選択スイッチ部９、表示部１０により構成される。検出部２０は、センサー部１、センサー信号波形成形部２を含む。制御部３０は、タイマーＡ３、計時部４、リズム設定部５、リズム選択部６、タイマーＢ７．リズム付加部８、信号変換部１７を含む。出力部４０は、リズム信号増幅部１１、スピーカ１２を含む。リズム信号増幅部１１は、音量調節部１８に接続されている。

【0015】

図１において、外部から検出部２０に入力されるのはテンポ信号Ｗ１である。センサー信号波形成形部２で処理され検出部２０から出力され制御部３０に入力される信号は、第１信号Ｐ１である。リズム付加部８においてリズムが付加され出力され信号変換部１７に入力される信号は第２信号Ｐ２である。信号変換部１７から出力され出力部４０に入力される信号は変換信号Ｗ２である。

【0016】

外部から入力されるテンポ信号Ｗ１がセンサー部１に入力されると、入力された信号は電気信号に変換されセンサー信号波形成形部２に送られる。センサー信号波形成形部２では電圧が増幅され、単純なパルス信号に波形成形した第１信号Ｐ１に変換され、タイマーＡ３に入力される。タイマーＡ３に信号が入力されると割り込みが発生する。タイマーＡ３でカウントされたカウント値は計時部４に入力され、第１信号の時間間隔に設定され、リズム設定部５に入力される。リズム設定部５では、リズム選択スイッチ部９をユーザーが操作することによりリズム選択部６で選択されたリズムと前記第１信号の時間間隔とから、選択されたリズムに対応した第２信号の時間間隔を計算し、タイマーＢ７に第２信号の時間間隔を設定する。このとき、リズム選択部６で選択されたリズムは表示部１０に表示され、ユーザーが自ら選択したリズムを把握できる。タイマーＡの割り込み情報は、計時部４、リズム設定部５、を通してリズム付加部８に入力されリズム付加部８から第２信号の１音目として出力される。タイマーＢ７では第２信号の前記時間間隔が設定されるとカウントを開始し、オーバーフローすると割り込みが発生する。前記割り込みが発生したタイミングでリズム付加部８は第２信号の２音目以降を出力することで第２信号Ｐ２を出力する。リズム付加部８から出力された第２信号Ｐ２は信号変換部１７において変換信号Ｗ２に変換される。リズム信号増幅部１１は制御部３０からから入力された変換信号Ｗ２を増幅しスピーカ１２を駆動する。増幅率は、音量調節部１８によりユーザーが適宜設定可能である。

【0017】

図４に、図１の対応するブロックにおける入出力波形として、テンポ信号Ｗ１、第１信号Ｐ１、第２信号Ｐ２．変換信号Ｗ２の波形を示す。
外部からセンサー部１に入力されるテンポ信号Ｗ１は、複数の音波形が第１時間間隔Ｔ１毎に連続する信号として構成される。これら音波形の各々は、種々の周波数で構成され、様々な音質、音色に応じた音波形となる。なお、例えば、「チーン」、「カッ」、「カッ」、「カッ」、というような音として入力されることも想定され、その場合、図示しないが、「チーン」と「カッ」では音波形の継続時間（幅、長さ）が異なることになる。

【0018】

第１信号Ｐ１は、センサー部１から出力されたテンポ信号Ｗ１がセンサー信号波形成形部２おいて電圧増幅され単純なパルス信号に波形成形された信号である。第１信号Ｐ１はテンポ信号Ｗ１の音波形とは異なり、複数の矩形波のパルスで構成される。当該複数のパルスの間隔は、テンポ信号Ｗ１と同様であり、第１時間間隔Ｔ１で繰り返される。

【0019】

第２信号Ｐ２は、第１信号Ｐ１に、リズム選択部６で選択されたリズムとするための付加リズムが付加された信号である。第２信号Ｐ２は、第１信号Ｐ１と同様に複数の矩形波のパルスで構成される。当該複数のパルスの間隔は、第１時間間隔Ｔ１を分割した第２時間間隔Ｔ２となる。よって、第２時間間隔Ｔ２は第１時間間隔Ｔ１より短い。また、第２時間間隔Ｔ２は第１時間間隔Ｔ１を均等に等分した時間間隔として設定している。勿論、不均等な時間間隔とすることも可能である。なお、図４においては、第２信号Ｐ２が、後述するリズム番号２に対応する２連符の場合を示している。

【0020】

変換信号Ｗ２は、第２信号Ｐ２を出力部４０に送る前の波形変換された信号である。第２信号Ｐ２の複数の矩形波パルスとは異なり、変換信号Ｗ２は複数の波形（音信号）により構成される。当該複数の波形の間隔は第２時間間隔Ｔ２となる。このとき、第１信号Ｐ１に対応する第１時間間隔Ｔ１の波形ＰＷ１とリズム負荷部８で付加されたパルスに対応する第２時間間隔Ｔ２の波形ＰＷ２とを同種の波形とすることができる。一方、付加された波形ＰＷ２のみを、即ち、第２時間間隔Ｔ２として付加されたパルスに対応する波形ＰＷ２のみを、第１時間間隔Ｔ１の波形に対して異なる周波数とすることができる。また、当該波形ＰＷ２を、波形ＰＷ１に対して、異なるパルス幅の波形として構成することもできる。また、当該波形ＰＷ２を、波形ＰＷ１に対して、異なるパルス数の波形として構成することもできる。また、当該波形ＰＷ２を、波形ＰＷ１に対して、複数のデューティ比を有するパルスにより構成することもできる。これら場合は、ユーザーは、付加されたリズムと元のリズムとが異なる音色で区別される等、個々の識別が容易となり、楽器練習等に役立てることができる。なお、図４では、第１時間間隔Ｔ１と第２時間間隔Ｔ２とは、各パルスの立ち上がり時点同士の間隔を示しているが、波形ＰＷ１と波形ＰＷ２とが所定の条件の場合には、パルスの立下り時点と次のパルスの立上り時点との時間間隔とすることもできる。また、本実施形態では、波形ＰＷ１、波形ＰＷ２を同一の継続時間（長さ、幅）としているが、異なる継続時間として設定することもできる。また、本実施形態では、波形ＰＷ１、波形ＰＷ２を種々のパルスにより音信号として構成するが、これに限らず、動物の鳴き声や人の声等をイメージした音声信号とすることもできる。つまり、これら波形を、パルス列により構成されるデジタル音とするだけではなく、アナログ的な、「ワン、ワン」、「ヒヒーン」等の動物の鳴き声や、「いち」、「に」、「さん」、「し」というような人間の音声とすることもできる。これにより、更にユーザーがリズムを有効利用しやすくなる。

【0021】

図２に、本実施形態の外観図を示す。リズム付加装置１００は、本体１６とセンサー部１とを備える。本体１６は、リズムを選択できるリズム選択スイッチ部９と、選択されたリズムを表示する表示部１０と、リズム音を発音するスピーカ１２と、スピーカ１２の音量を調節できる音量調節部１８とが内蔵され、センサー部１に繋がっている。本体１６とセンサー部１とは有線接続と無線接続とを適宜選択できる。表示部１０には、選択され出力されるリズムが音符記号の形態等で表示され、ユーザーが視認しやすく構成される。

【0022】

センサー部１は、機械式メトロノーム２００に取付けられている。機械式メトロノームとリズム付加装置１００とにより、メトロノームユニット３００が構成されている。
センサー部１として、例えば、振動センサーを使用する。ぜんまいを動力源とする振子運動によりテンポを刻む機械式メトロノーム２００のテンポ音（拍子信号）をピックアップし、センサー部１に入力されるテンポ信号Ｗ１とすれば、機械式メトロノーム２００の拍子にリズム音を付加することが出来る。また、センサー部１を人の腕、腰、胸、着衣等に取付けることで人が手を叩いた音をピックアップし、当該音をセンサー部１に入力されるテンポ信号Ｗ１とすれば手を叩いた拍子にリズム音を付加することが出来る。

【0023】

図３に、本実施形態で選択できるリズムの種類を示す。リズム番号１は、４分音符であり、第１信号Ｐ１と同じタイミングで発音する。リズム番号２は、２連符であり、第１信号の１／２の時間間隔で発音する。リズム番号３は、３連符であり、第１信号の１／３の時間間隔で発音する。リズム番号４は、３連符に休符を組み合わせたリズムであり、第１信号の１／３の時間間隔で発音するが、２音目を休符としているので２音目は発音しない。リズム番号５は、４連符であり、第１信号の１／４の時間間隔で発音する。リズム番号６は、付点８分音符と１６分音符を組み合わせたリズムであり、第１信号の１／４を基本の時間間隔として１音目の付点８分音符は第１信号の３／４時間、２音目の１６分音符は第１信号の１／４時間として発音する。

【0024】

図５に、リズム番号に対応する第２信号のタイミングを示す。リズム番号１の４分音符に対応するタイミングがＰ２（１）である。リズム番号２の２連符に対応するタイミングがＰ２（２）である。リズム番号３の３連符に対応するタイミングがＰ２（３）である。リズム番号４の休符付き３連符に対応するタイミングがＰ２（４）である。リズム番号５の４連符に対応するタイミングがＰ２（５）である。リズム番号６の付点８分音符付き１６分音符に対応するタイミングがＰ２（６）である。なお、第２信号Ｐ２は、図３および図５に示すリズム以外にもユーザーの要求に応じて設定することが可能である。

【0025】

図６に、本実施形態の制御部３０で行う処理のフローチャートを示す。また、図７に、本実施形態の動作におけるタイマーＡの割り込み処理を示すフローチャートを示す。また、図８に、本実施形態の動作におけるタイマーＢの割り込み処理を示すフローチャートを示す。

【0026】

まず、図６において、スタートするとタイマーＡを開始させ（Ｓ１）、第１信号入力待機の状態にする。リズム選択スイッチの入力処理（Ｓ２）と選択されたリズムを表示する（Ｓ３）をループ処理しながら第１信号の入力を待つ。第１信号の入力があるとタイマーＡ割り込みが発生し、タイマーＡ割り込み処理に分岐する。

【0027】

図７において、タイマーＡ割り込みに分岐すると、第２信号の１音目を出力する（Ｓ４）。そして、タイマーＡのカウント値から第１信号の時間間隔を得て（Ｓ５）、第２信号の時間間隔を計算する。第２信号の時間間隔は選択されたリズムに対応して計算される（Ｓ６）。リズム番号１の場合は第１信号時間間隔の１／１、リズム番号２の場合は第１信号時間間隔の１／２、リズム番号３と４の場合は第１信号時間間隔の１／３、リズム番号５と６の場合は第１信号時間間隔の１／４とする。求まった第２信号の時間間隔をタイマーＢに設定しカウントを開始させる（Ｓ７）。カウント開始後タイマーＡ割り込み処理からリターンする。タイマーＢはカウントがオーバーフローするとタイマーＢ割り込みを発生させ、継続して第２信号の時間間隔のカウントを行う。タイマーＢがオーバーフローすると、タイマーＢ割り込みが発生し、タイマーＢ割り込み処理に分岐する。

【0028】

図８において、選択されたリズムの第２信号が休符であるか判断する（Ｓ８）、休符でなければ第２信号の２音目以降の信号を出力する（Ｓ９）、休符の場合は信号を出力しない。選択されたリズムの第２信号の終了を判断し（Ｓ１０）、終了した場合はタイマーＢを停止する（Ｓ１１）、継続ならばてタイマーＢのカウントを続けタイマーＢ割り込み処理からリターンする。ここで、第２信号の１音目と２音目以降の音色に変化をつけると、リズムの１音目と２音目以降の音が判別しやすくなるので、１音目の音を強調することが出来る。周波数、パルス幅、パルス数、および各パルスのデューティ比の少なくとも１つを変えることで音色や音質に変化を付けて出力する。

【0029】

本実施形態の作用効果としては、外部音に基づく第１信号を検出する検出部と、第１信号が検出される第１時間間隔を算出する計時部と、第１時間間隔に基づき第２時間間隔を設定するリズム設定部と、第２時間間隔に応じて出力される信号を前記第１信号に付加し第２信号を生成するリズム付加部と、前記第２信号に基づく音を外部に出力する出力部と、を備えることにより、既存のリズムに対してユーザーが所望するリズムを任意に付加できる。

【0030】

また、リズム付加装置１００が、所望の付加リズムを選択できる付加リズム選択部を備え、リズム設定部は、選択された付加リズムに基づき第１時間間隔を分割することで第２時間間隔を設定することにより、選択された付加リズムに対応した第１信号（四分音符など）とは異なる第２信号（２〜４連符、休符付き連符など）を設定できる。

【0031】

また、本実施形態において、第１信号はぜんまいを動力とした振子運動から得られる拍子に基づく信号であることにより、既存の機械式メトロノームにユーザーの所望するリズムを付加することができ、両方のリズムを合わせたリズムをユーザーが利用することができる。

【0032】

また、第２時間間隔は、第１時間間隔を等しい時間間隔に分割した時間間隔であり、第２信号は、第２時間間隔で発生する信号の一部を除く信号であることにより、休符付き連符を表現したリズムを出力できるので、バラエティに富んだリズムを表現できる。

【0033】

また、本実施形態において、第２信号を波形に変換する信号変換部を備え、信号変換部は、第２信号の中の第１信号に付加された信号を区別し、周波数、パルス幅、パルス数、および各パルスデューティ比の少なくとも１つにおいて、第１信号に基づく波形とは異なる波形として、当該区別された信号を変換することにより、出力部からの出力が複数の音質で構成されることになるため、ユーザーが既存のリズムと付加したリズムとを区別して認識することができるので、音楽練習が容易となる。

【0034】

また、本実施形態において、出力部は、波形の振幅を増幅する増幅部を有することにより、機械式メトロノームからの第１信号で音量が不足するときでも、第２信号が付加された音声は増幅されるので、多人数で利用する場合に有利である。

【0035】

また、ぜんまいを動力とした振子運動から得られる拍子を発する機械式メトロノームと、拍子に基づく第１信号を検出する検出部を有するリズム付加装置とを備えるメトロノームユニットを提供できる。
なお、本発明の実施形態は上述の形態に限定されず、発明趣旨を逸脱しない範囲で、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0036】

１…センサー部
２…センサー信号波形成形部
３…タイマーＡ
４…計時部
５…リズム設定部
６…リズム選択部
７…タイマーＢ
８…リズム付加部
９…リズム選択スイッチ部
１０…表示部
１１…リズム信号増幅部
１２…スピーカ
１６…本体
１７…信号変換部
１８…音量調節部
２０…検出部
３０…制御部
４０…出力部
１００…リズム付加装置
２００…機械式メトロノーム
３００…メトロノームユニット
Ｗ１…テンポ信号
Ｐ１…第１信号
Ｐ２…第２信号
Ｗ２…変換信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】