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JPH0481799B2 - - Google Patents
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JPH0481799B2 - - Google Patents

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JPH0481799B2
JPH0481799B2 JP61279028A JP27902886A JPH0481799B2 JP H0481799 B2 JPH0481799 B2 JP H0481799B2 JP 61279028 A JP61279028 A JP 61279028A JP 27902886 A JP27902886 A JP 27902886A JP H0481799 B2 JPH0481799 B2 JP H0481799B2
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angular velocity
joint
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rotational angular
distance
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Akio Hyoshi
Masao Sakama
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えば、人間が腕を回したとき
の、その腕の回転角速度を検出する角速度検出装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an angular velocity detection device that detects the rotational angular velocity of a human arm when the arm is rotated, for example.

「従来の技術」 従来、人間の腕等の回転角速度を検出すること
は、あまり必要とされず、したがつて、腕の回転
角速度を検出する装置も特に存在しなかつた。
"Prior Art" Conventionally, there has been little need to detect the rotational angular velocity of a human arm, etc., and therefore there has been no particular device for detecting the rotational angular velocity of the arm.

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、近年、ボデイアクシヨンを楽音に変
換しようとする試みがなされ、このために腕等の
回転角速度を検出する角速度検出装置の開発が要
望された。
``Problems to be Solved by the Invention'' Incidentally, in recent years, attempts have been made to convert body action into musical sounds, and for this purpose there has been a demand for the development of an angular velocity detection device that detects the rotational angular velocity of an arm, etc.

そこで、この発明は、人間の腕等の回転角速度
を検出することができる角速度検出装置を提供す
ることを目的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide an angular velocity detection device that can detect the rotational angular velocity of a human arm or the like.

「問題点を解決するための手段」 第1の発明は、人体の特定の関節から離間した
2部位間の距離を測定する測定手段と、前記測定
手段によつて得られた測定データを前記特定の関
節を中心とする前記2部位の相対的な回転角度に
対応する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データの変化を検出する変化
検出手段とを具備することを特徴としている。
"Means for Solving the Problem" The first invention provides a measuring means for measuring the distance between two parts of a human body separated from a specific joint, and a measuring means for measuring the distance between two parts separated from a specific joint of the human body, and characterized by comprising a conversion means for converting into data corresponding to the relative rotation angle of the two parts around the joint of the body, and a change detection means for detecting a change in the data output from the conversion means. There is.

第2の発明は、人体の関節部に装着され、該関
節部の回転角度を検出する角度検出手段と、前記
角度検出手段の検出結果の変化を検出する変化検
出手段とを具備することを特徴としている。
A second invention is characterized in that it comprises an angle detection means that is attached to a joint of a human body and detects a rotation angle of the joint, and a change detection means that detects a change in a detection result of the angle detection means. It is said that

「作用」 第1の発明によれば、測定手段によつて、人体
の特定の関節から離間した2部位間の距離に対応
した測定データが得られ、この測定データが、変
換手段によつて、特定の関節を中心とする前記2
部位の相対的な回転角度に対応するデータに変換
され、この変換手段から出力されるデータの変化
が変化検出手段で検出されることにより、特定の
関節を中心とする前記2部位の相対的な回転角速
度が得られる。
"Operation" According to the first invention, the measurement means obtains measurement data corresponding to the distance between two parts of the human body separated from a specific joint, and this measurement data is converted to the following by the conversion means: 2 above centered on a specific joint
The data is converted into data corresponding to the relative rotation angle of the parts, and a change in the data output from the conversion means is detected by the change detection means, thereby determining the relative rotation angle of the two parts around a specific joint. The rotational angular velocity is obtained.

また、第2の発明によれば、角度検出手段によ
つて人体の関節部の回転角度が直接検出され、さ
らに、この角度検出手段の検出結果の変化が変化
検出手段によつて検出されることにより、人体の
関節部の回転角速度が得られる。
Further, according to the second invention, the rotation angle of the joint of the human body is directly detected by the angle detection means, and further, a change in the detection result of the angle detection means is detected by the change detection means. Thus, the rotational angular velocity of the joints of the human body can be obtained.

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例につい
て説明する。
"Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明の第1の実施例による角速度
検出装置を楽音発生装置に適用した場合の回路構
成を示すブロツク図、第2図は同実施例を演奏者
に装着した場合の外観構成を示す図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the circuit configuration when the angular velocity detecting device according to the first embodiment of the present invention is applied to a musical tone generator, and FIG. 2 shows the external configuration when the same embodiment is attached to a performer. FIG.

第1図において、1は楽音発生装置本体、2
a,2bは超音波送波器、3a,3bは超音波受
波器であり、これら楽音発生装置本体1および受
波器3a,3bは、第2図に示すようにベルト4
によつて演奏者の腰に装着され、また送波器2
a,2bはサポータ状の装着具5によつて右前腕
および左前腕の所定個所の内腕側に各々装着され
る。これら送波器2a,2bおよび受波器3a,
3bは、例えばチタン酸バリウム振動子等の圧電
素子によつて構成されており、送波器2a,2b
は、高周波電圧が印加された場合に超音波を発生
し、受波器3a,3bは、超音波を受けた場合に
高周波電圧を発生する。この場合、各送波器2
a,2bは、180度の方向へ超音波を放射し得る
ように、2〜3個の送波用圧電素子を放射状に配
置して構成されており、また、各受波器3a,3
bは、180度の方向からの超音波を検出し得るよ
うに、2〜3個の受波用圧電素子を放射状に配置
して構成されており、これにより、受波器3a,
3bに対する送波器2a,2bの位置が変化した
場合に、これらの相対位置関係に拘わらず、送波
器送波器2a,2bから発せられた超音波が常に
受波器3a,3bに到達するようになつている。
In FIG. 1, 1 is the main body of the musical tone generator, 2
a, 2b are ultrasonic transmitters, 3a, 3b are ultrasonic receivers, and these musical tone generator body 1 and receivers 3a, 3b are connected to a belt 4 as shown in FIG.
It is attached to the waist of the performer by the transmitter 2.
a and 2b are attached to the inner arm sides of the right forearm and the left forearm at predetermined locations by means of supporter-like attachments 5, respectively. These transmitters 2a, 2b and receiver 3a,
3b is composed of a piezoelectric element such as a barium titanate vibrator, and the transmitter 2a, 2b
generates ultrasonic waves when a high frequency voltage is applied, and the receivers 3a and 3b generate high frequency voltages when receiving ultrasonic waves. In this case, each transmitter 2
a, 2b are configured by radially arranging two to three wave transmitting piezoelectric elements so as to radiate ultrasonic waves in a direction of 180 degrees, and each receiver 3a, 3
The receivers 3a and 3b are constructed by radially arranging two to three wave receiving piezoelectric elements so as to detect ultrasonic waves from a direction of 180 degrees.
When the positions of the transmitters 2a, 2b relative to the transmitters 3b change, the ultrasonic waves emitted from the transmitters 2a, 2b always reach the receivers 3a, 3b, regardless of their relative positional relationship. I'm starting to do that.

次に、楽音発生装置本体1について説明する。
第1図において、10はスタートパルス発生器で
あり、一定周期のスタートパルスSPを発生し、
このスタートパルスSPを超音波パルス発生器1
1の入力端、およびS/R(セツト/リセツト)
フリツプフロツプ12a,12bの各セツト入力
端子Sへ各々供給する。超音波パルス発生器11
はスタートパルスSPによつてトリガされ、超音
波パルスUPを送波器2aおよび2bへ各々供給
し、これにより、送波器2aおよび2bから超音
波が一定周期で発せられる。そして、送波器2a
および2bから各々発せられた超音波が受波器3
aおよび3bに達すると、受波器3aおよび3b
は各々高周波電圧を発生する。
Next, the musical tone generator main body 1 will be explained.
In FIG. 1, 10 is a start pulse generator, which generates a start pulse SP of a constant period,
This start pulse SP is sent to the ultrasonic pulse generator 1.
1 input terminal, and S/R (set/reset)
It is supplied to each set input terminal S of flip-flops 12a and 12b. Ultrasonic pulse generator 11
is triggered by the start pulse SP, and supplies an ultrasonic pulse UP to the transmitters 2a and 2b, respectively, whereby ultrasonic waves are emitted from the transmitters 2a and 2b at a constant cycle. And the transmitter 2a
The ultrasonic waves emitted from 2b and 2b are transmitted to the receiver 3
a and 3b, the receivers 3a and 3b
each generate a high frequency voltage.

前記受波器3aから出力された高周波電圧は増
幅器13aへ供給されて増幅され、増幅された信
号Saはダイオード14aで整流された後、S/
Rフリツプフロツプ12aのリセツト入力端子R
へ供給される。S/Rフリツプフロツプ12a
は、スタートパルスSPによつてリセツトされ、
ダイオード14aの出力によつてリセツトされ
る。すなわち、このS/Rフリツプフロツプ12
aのQ出力信号Sa1のパルス幅は、送波器2aと
受波器3aの間の距離Rに対応している。そし
て、このQ出力信号Sa1がアンドゲート15aの
一方の入力端に供給される。アンドゲート15a
は、上記信号Sa1が供給されている期間、開状態
となり、クロツクパルスφをカウンタ16aのク
ロツク入力端子CKへ供給する。カウンタ16a
は、該クロツクパルスφをアツプカウントし、そ
のカウント値を距離測定データLRとして出力す
る。すなわち、このカウンタ16aから出力され
る距離測定データLRは、送波器2aと受波器3
aの間の距離Rに対応している。
The high frequency voltage outputted from the receiver 3a is supplied to an amplifier 13a and amplified, and the amplified signal Sa is rectified by a diode 14a and then converted into an S/
Reset input terminal R of R flip-flop 12a
supplied to S/R flip-flop 12a
is reset by the start pulse SP,
It is reset by the output of diode 14a. That is, this S/R flip-flop 12
The pulse width of the Q output signal Sa 1 of a corresponds to the distance R between the transmitter 2a and the receiver 3a. This Q output signal Sa 1 is then supplied to one input terminal of the AND gate 15a. and gate 15a
is in an open state while the signal Sa 1 is being supplied, and supplies a clock pulse φ to the clock input terminal CK of the counter 16a. counter 16a
counts up the clock pulse φ and outputs the count value as distance measurement data LR. That is, the distance measurement data LR output from this counter 16a is transmitted between the transmitter 2a and the receiver 3.
This corresponds to the distance R between a.

一方、受波器3bから出力された高周波電圧は
増幅器13bへ供給されて増幅され、増幅された
信号Sbはダイオード14bで整流された後、
S/Rフリツプフロツプ12bのリセツト入力端
子Rへ供給される。S/Rフリツプフロツプ12
bは、スタートパルスSPによつてセツトされ、
ダイオード14bの出力によつてリセツトされ
る。すなわち、このS/Rフリツプフロツプ12
bのQ出力信号Sb1のパルス幅は、送波器2bと
受波器3bの間の距離Lに対応している。そし
て、このQ出力信号Sb1がアンドゲート15bの
一方の入力端に供給される。アンドゲート15b
は、上記信号Sb1が供給されている期間、開状態
となり、クロツクパルスφをカウンタ16bのク
ロツク入力端子CKへ供給する。カウンタ16b
は、該クロツクパルスφをアツプカウントし、そ
のカウント値を距離測定データLLとして出力す
る。すなわち、このカウンタ16bから出力され
る距離測定データLLは、送波器2bと受波器3
bの間の距離Lに対応している。以上により超音
波計測回路20が構成されている。
On the other hand, the high frequency voltage output from the receiver 3b is supplied to the amplifier 13b and amplified, and the amplified signal Sb is rectified by the diode 14b.
It is supplied to the reset input terminal R of the S/R flip-flop 12b. S/R flip-flop 12
b is set by the start pulse SP,
It is reset by the output of diode 14b. That is, this S/R flip-flop 12
The pulse width of the Q output signal Sb 1 of b corresponds to the distance L between the transmitter 2b and the receiver 3b. This Q output signal Sb 1 is then supplied to one input terminal of the AND gate 15b. and gate 15b
is in an open state while the signal Sb1 is supplied, and supplies a clock pulse φ to the clock input terminal CK of the counter 16b. counter 16b
counts up the clock pulse φ and outputs the count value as distance measurement data LL. That is, the distance measurement data LL output from this counter 16b is transmitted between the transmitter 2b and the receiver 3.
It corresponds to the distance L between b. The ultrasonic measurement circuit 20 is configured as described above.

次いで、上記カウンタ16aおよび16bから
各々出力される距離測定データLRおよびLLは、
演算回路21aおよび21bへ各々供給される。
これらの各演算回路21aおよび21bは、距離
測定データLRおよびLLを右肩関節の回転角度θr
(第2図参照)に対応した角度データDRおよび
左肩関節の回転角度θlに対応した角度データDL
に各々変換して出力するもので、ルツクアツプテ
ーブルとして機能するROMを主体に構成されて
いる。
Next, the distance measurement data LR and LL respectively output from the counters 16a and 16b are as follows:
The signals are supplied to arithmetic circuits 21a and 21b, respectively.
Each of these arithmetic circuits 21a and 21b converts the distance measurement data LR and LL into a rotation angle θr of the right shoulder joint.
Angle data DR corresponding to (see Figure 2) and angle data DL corresponding to the rotation angle θl of the left shoulder joint.
It converts and outputs each file, and is mainly composed of a ROM that functions as a lookup table.

ここで、第2図に示すように、右肩関節の回転
中心Orから送波器2aが装着された部位までの
距離をArとし、回転中心Orから受波器3aが装
着された部位までの距離をBrとすると、余弦定
理から明らかなように、 θr=COS-1(Ar2+Br2−R2/2・Ar・Br)………
(1) である。
Here, as shown in Fig. 2, Ar is the distance from the rotation center Or of the right shoulder joint to the part where the transmitter 2a is attached, and the distance from the rotation center Or to the part where the receiver 3a is attached is Ar. If the distance is Br, then as is clear from the cosine theorem, θr=COS -1 (Ar 2 +Br 2 -R 2 /2・Ar・Br)……
(1).

したがつて、上記(1)式において、ArおよびBr
が常に一定すると、Rに距離測定データLRを代
入することにより、右肩関節の回転角度θrが求め
られる。つまり、演算回路21aには、距離測定
データLRをアドレスとして入力した場合、回転
角度θrに対応した角度データDRを出力するROM
が設けられており、これにより、上記(1)式の演算
を行うようになつている。
Therefore, in the above formula (1), Ar and Br
When is always constant, the rotation angle θr of the right shoulder joint can be found by substituting the distance measurement data LR for R. In other words, when the distance measurement data LR is input as an address to the arithmetic circuit 21a, the ROM outputs the angle data DR corresponding to the rotation angle θr.
is provided, thereby performing the calculation of equation (1) above.

同様に、左肩関節の回転中心Olから送波器2
bが装着された部位までの距離をAlとし、回転
中心Olから受波器3bが装着された部位までの
距離をBlとすると、 θr=COS-1(Al2+Bl2−L2/2・Al・Bl)………
(2) である。
Similarly, from the rotation center Ol of the left shoulder joint to the transmitter 2
Let Al be the distance to the part where b is attached, and let Bl be the distance from the center of rotation Ol to the part where receiver 3b is attached, then θr=COS -1 (Al 2 + Bl 2 −L 2 /2・Al・Bl)……
(2).

したがつて、上記(2)式において、AlおよびBl
が常に一定すると、Lに距離測定データLLを代
入することにより、左肩関節の回転角度θlが求め
られる。つまり、演算回路21bには、距離測定
データLLをアドレスとして入力した場合に回転
角度θlに対応した角度データDLを出力するROM
が設けられており、これにより、上記(2)式の演算
を行うようになつている。
Therefore, in the above formula (2), Al and Bl
When is always constant, the rotation angle θl of the left shoulder joint can be found by substituting the distance measurement data LL for L. In other words, the arithmetic circuit 21b has a ROM that outputs angle data DL corresponding to the rotation angle θl when distance measurement data LL is input as an address.
is provided, thereby performing the calculation of equation (2) above.

また、各演算回路21aおよび21bは、信号
Sa1およびSb1の立ち下がり、すなわちS/Rフ
リツプフロツプ12aおよび12bがリセツトさ
れる時点において、カウンタ16aおよび16b
から出力される距離測定データLRおよびLLを
各々取り込み、この僅か後にリセツトパルスRPa
およびRPbをカウンタ16aおよび16bの各リ
セツト入力端子Rへ各々供給し、カウンタ16a
および16bを各々リセツトするようになつてい
る。そして、演算回路21aおよび21bから
各々出力された角度データDRおよびDLは、D/
A(デイジタル/アナログ)変換器22aおよび
22bでアナログ電圧信号に変換される。これら
D/A変換器22aおよび22bから各々出力さ
れ電圧信号VRおよびVLは、微分回路23aお
よび23bへ各々供給される。微分回路23aお
よび23bは電圧信号VRおよびVLを各々微分
し、これによつて得られた信号VR1およびVL1
楽音制御データとして楽音信号形成回路24へ供
給する。
Further, each arithmetic circuit 21a and 21b has a signal
At the falling edge of Sa 1 and Sb 1 , that is, when S/R flip-flops 12a and 12b are reset, counters 16a and 16b are reset.
The distance measurement data LR and LL output from the
and RPb are respectively supplied to the reset input terminals R of counters 16a and 16b.
and 16b, respectively. The angle data DR and DL output from the calculation circuits 21a and 21b, respectively, are
It is converted into an analog voltage signal by A (digital/analog) converters 22a and 22b. Voltage signals VR and VL output from these D/A converters 22a and 22b, respectively, are supplied to differentiating circuits 23a and 23b, respectively. Differentiating circuits 23a and 23b differentiate voltage signals VR and VL, respectively, and supply the resulting signals VR 1 and VL 1 to musical tone signal forming circuit 24 as musical tone control data.

ここで、電圧信号VRおよびVLは、右肩関節
および左肩関節の回転角度θrおよびθlに各々対応
しており、したがつて、この電圧信号VRおよび
VLを各々微分して得られる信号VR1およびVL1
は、右腕および左腕の回転角速度に各々対応して
いる。
Here, the voltage signals VR and VL correspond to the rotation angles θr and θl of the right shoulder joint and the left shoulder joint, respectively, and therefore, the voltage signals VR and
Signals VR 1 and VL 1 obtained by differentiating VL respectively
correspond to the rotational angular velocities of the right arm and left arm, respectively.

楽音信号形成回路24は、微分回路23aおよ
び23bから各々供給される信号VR1およびVL1
に対応した演奏スピードであつて、予め設定され
た所定のリズムパターンに従つてパーカツシヨン
音(ドラム音、シンバル音等)の音信号を形成す
るように構成されている。この場合、上記信号
VR1に応じて演奏スピードが速くなる一方、信号
VL1に応じて演奏スピードが遅くなり、そして、
演奏スピードは♪=90程度まで高められるように
なつている。楽音信号形成回路24で形成された
楽音信号は、スピーカ25へ出力され、これによ
り、スピーカ25から右腕の回転角速度、および
左腕の回転角速度に各々対応する演奏スピードで
所定のリズムパターンのパーカツシヨン音が発せ
られる。また、図中符号26は、楽音信号形成回
路24から出力される楽音信号を無線によつて送
信する送信回路である。
The musical tone signal forming circuit 24 receives signals VR 1 and VL 1 supplied from differentiating circuits 23a and 23b, respectively.
The percussion sound (drum sound, cymbal sound, etc.) sound signal is formed in accordance with a predetermined rhythm pattern at a performance speed corresponding to the percussion sound. In this case, the above signal
While the performance speed becomes faster according to VR 1 , the signal
The playing speed slows down according to VL 1 , and
The playing speed can now be increased to about ♪=90. The musical tone signal formed by the musical tone signal forming circuit 24 is outputted to the speaker 25, whereby percussion sounds of a predetermined rhythm pattern are outputted from the speaker 25 at performance speeds corresponding to the rotational angular velocity of the right arm and the rotational angular velocity of the left arm, respectively. Emitted. Further, reference numeral 26 in the figure is a transmitting circuit that wirelessly transmits the musical tone signal output from the musical tone signal forming circuit 24.

このように、上述した一実施例によれば、演奏
者の右腕に装着された送波器2aと腰に装着され
た受波器3aとの間の距離Rを測定し、この距離
Rに基づいて右腕の体側方向の回転角度θrを算出
し、さらに微分回路23aで微分することによ
り、右腕の回転角速度を得ることができる。ま
た、左腕に装着された送波器2bと腰に装着され
た受波器3bとの間の距離Lを測定し、この距離
Lに基づいて左腕の体側方向の回転角度θlを算出
し、さらに微分回路23bで微分することによ
り、左腕の回転角速度を得ることができる。そし
て、これら右腕および左腕の各回転角速度に各々
対応させて楽音の演奏スピードを変化させること
ができる。
In this way, according to the above-described embodiment, the distance R between the transmitter 2a worn on the right arm of the performer and the receiver 3a worn on the waist is measured, and the distance R is calculated based on this distance R. By calculating the rotation angle θr of the right arm in the body side direction and further differentiating it in the differentiating circuit 23a, the rotational angular velocity of the right arm can be obtained. In addition, the distance L between the transmitter 2b attached to the left arm and the receiver 3b attached to the waist is measured, and the rotation angle θl of the left arm in the body direction is calculated based on this distance L. By differentiating with the differentiating circuit 23b, the rotational angular velocity of the left arm can be obtained. The performance speed of musical tones can be changed in accordance with the respective rotational angular velocities of the right and left arms.

次に、この発明の第2の実施例について第3図
を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG.

第3図において、30は演奏者の上半身の胸、
肩および肘の部分を覆う装着具であり、普通の上
着のように着脱可能となつており、また、肩部3
0a,30bと肘部30c,30dは伸縮自在の
素材によつて構成され、この肩部30a,30b
と肘部30c,30dに、薄型のアブソリユート
型ロータリーエンコーダ31a〜31dが各々取
り付けられている。これらのロータリエンコーダ
31a〜31dの各シヤフトには、レバー32a
〜32dが各々固着され、これらレバー32a〜
32dの先端部はゴム等の伸縮性を有する素材に
よつて構成された緩衝部材33a〜33dを介し
て装着具30に取り付けられている。これによ
り、演奏者が右腕または左腕を回転させた場合、
右肩関節の回転角度がロータリーエンコーダ31
aによつて直接検出され、左肩関節の回転角度が
ロータリーエンコーダ31bによつて直接検出さ
れる。また、演奏者が右肘または左肘を折り曲げ
た場合、右肘関節の曲げ角度がロータリーエンコ
ーダ31cによつて直接検出され、左肘関節の曲
げ角度がロータリーエンコーダ31dによつて直
接検出される。
In Figure 3, 30 is the chest of the upper body of the performer,
It is a fitting that covers the shoulders and elbows, and can be put on and taken off like a normal jacket.
0a, 30b and the elbow parts 30c, 30d are made of a stretchable material, and the shoulder parts 30a, 30b
Thin absolute rotary encoders 31a to 31d are attached to the elbows 30c and 30d, respectively. A lever 32a is attached to each shaft of these rotary encoders 31a to 31d.
~32d are fixed respectively, and these levers 32a~
The distal end portion 32d is attached to the mounting tool 30 via buffer members 33a to 33d made of a stretchable material such as rubber. This allows if the performer rotates the right or left arm,
The rotation angle of the right shoulder joint is the rotary encoder 31.
a, and the rotation angle of the left shoulder joint is directly detected by the rotary encoder 31b. Further, when the performer bends the right or left elbow, the bending angle of the right elbow joint is directly detected by the rotary encoder 31c, and the bending angle of the left elbow joint is directly detected by the rotary encoder 31d.

そして、各ロータリーエンコーダ31a〜31
dから各々出力された角度データ(所定ビツト数
のデジタル信号)は、演奏者の腰に装着された楽
音発生装置本体1aへケーブル34を介して供給
される。楽音発生装置本体1aは、各ロータリー
エンコーダ31a〜31dから供給される角度デ
ータをアナログ電圧信号に各々変換する4個の
D/A変換器と、各D/A変換器から各々出力さ
れたアナログ電圧信号を微分する4個の微分回路
と、第1図に示す楽音信号形成回路24、スピー
カ25および送信回路26とを有して構成されて
いる。この場合、楽音信号形成回路24は4個の
微分回路から各々供給される電圧信号に対応した
演奏スピードであつて、予め設定されたリズムパ
ターンのパーカツシヨン音の楽音信号を形成する
ように構成されている。この場合、右肩関節の回
転角速度に応じて演奏スピードが速くなる一方、
左肩関節の回転角速度に応じて演奏スピードが遅
くなり、そして、これら肩関節の回転速度に応じ
て演奏スピードを♪=90程度まで高めるようにな
つている。また右肘関節の回転角速度に応じて演
奏スピードが速くなる一方、左肘関節の回転角速
度に応じて演奏スピードが遅くなり、そしてこれ
ら肘関節の回転角度速度に応じて演奏スピードを
♪=150〜180程度まで高めるようになつている。
And each rotary encoder 31a to 31
The angle data (digital signals of a predetermined number of bits) outputted from each of the angular parts d and d are supplied via a cable 34 to the musical tone generator main body 1a worn on the waist of the performer. The musical tone generator main body 1a includes four D/A converters that convert angle data supplied from each rotary encoder 31a to 31d into analog voltage signals, and analog voltage signals output from each D/A converter. It is comprised of four differentiating circuits for differentiating signals, a musical tone signal forming circuit 24, a speaker 25, and a transmitting circuit 26 shown in FIG. In this case, the musical tone signal forming circuit 24 is configured to form a musical tone signal of a percussion tone having a preset rhythm pattern and having a performance speed corresponding to the voltage signals supplied from the four differentiating circuits. There is. In this case, while the playing speed increases according to the rotational angular velocity of the right shoulder joint,
The playing speed slows down according to the rotational angular velocity of the left shoulder joint, and then increases to about ♪=90 according to the rotational speed of these shoulder joints. Also, the playing speed increases according to the rotational angular velocity of the right elbow joint, while the playing speed decreases according to the rotational angular velocity of the left elbow joint, and the playing speed changes according to the rotational angular velocity of these elbow joints ♪ = 150 ~ It is starting to increase to about 180.

上述した第2の実施例によれば、演奏者の肩関
節の回転角速度および肘関節の回転角速度に応じ
て、楽音発生装置本体1aのスピーカ25から発
せられるパーカツシヨン音の演奏スピードを自在
に変化させることができる。また、左右の腕を体
側方向(左右方向)に回転させた場合、または前
後方向に回転させた場合のいずれにおても左右の
肩関節の回転角度がロータリーエンコーダ31
a,31bによつて検出されるので、演奏者は自
由に動き回ることができ、振り付け等の自由度が
増す。さらに、普通の上着のような装着具30に
ロータリーエンコーダ31a〜31d等が組み込
まれているので、フアツシヨン性が損なわれるこ
ともない。
According to the second embodiment described above, the performance speed of the percussion sound emitted from the speaker 25 of the musical tone generator main body 1a is freely changed according to the rotational angular velocity of the shoulder joint and the rotational angular velocity of the elbow joint of the performer. be able to. Also, when the left and right arms are rotated in the lateral direction (left-right direction) or in the front-back direction, the rotation angle of the left and right shoulder joints is determined by the rotary encoder 31.
a and 31b, the performer can move around freely, increasing the degree of freedom in choreography, etc. Furthermore, since the rotary encoders 31a to 31d and the like are incorporated in the wearing tool 30, which looks like a normal jacket, the fashionability is not impaired.

なお、上述した第1および第2の実施例におい
ては、デイジタルデータである角度データDR,
DLをアナログの電圧信号VR,VLに変換し、こ
の電圧信号VR,VLを微分することにより回転
角速度に対応した信号VR1,VL1を求め、これら
アナログの信号VR1,VL1を楽音制御信号として
楽音信号形成回路24へ供給するように構成した
が、角度データDR,DLから差分データを直接的
に求め、このデイジタルの差分データを回転角速
度に対応したデータと見なし、楽音制御データと
して楽音信号形成回路へ供給するように構成して
もよい。また、検出した回転角速度をそのまま楽
音制御データとしてもよいし、検出した回転角速
度に基づき所定の楽音制御データを形成するよう
にしてもよい。
Note that in the first and second embodiments described above, the angle data DR, which is digital data,
Convert DL to analog voltage signals VR, VL, differentiate these voltage signals VR, VL to obtain signals VR 1 , VL 1 corresponding to the rotational angular velocity, and use these analog signals VR 1 , VL 1 to control the musical tone. Although it is configured to be supplied as a signal to the musical sound signal forming circuit 24, the difference data is directly obtained from the angle data DR and DL, this digital difference data is regarded as data corresponding to the rotational angular velocity, and the musical sound is generated as musical sound control data. The signal may be configured to be supplied to a signal forming circuit. Further, the detected rotational angular velocity may be used as musical tone control data as it is, or predetermined musical tone control data may be formed based on the detected rotational angular velocity.

また、上述した第1および第2の実施例におい
ては、腕の回転角速度、または肩関節および関節
の回転角速度に応じて楽音の演奏スピードが変化
するように構成したが、楽音の音高、音量、音長
または音色等を変化させるように構成してもよ
く、また左右の腕、肩、肘の各回転角速度で、そ
れぞれ異なる楽音パラメータを制御してもよく、
さらに、これらの各回転角速度の任意のものを適
宜組み合わせて楽音パラメータを制御してもよ
い。
Furthermore, in the first and second embodiments described above, the playing speed of musical tones was configured to change according to the rotational angular velocity of the arm or the rotational angular velocity of the shoulder joint and joints, but the pitch and volume of the musical tones were changed. , the tone length or tone color, etc. may be changed, and different musical tone parameters may be controlled by each rotational angular velocity of the left and right arms, shoulders, and elbows.
Furthermore, musical tone parameters may be controlled by appropriately combining any of these rotational angular velocities.

また、上述した各実施例においては、肩および
肘の回転角速度を検出する場合を説明したが、ひ
ざの回転角速度についても同様の構成で検出する
ことができる。
Further, in each of the embodiments described above, a case has been described in which the rotational angular velocity of the shoulder and the elbow is detected, but the rotational angular velocity of the knee can also be detected with a similar configuration.

さらに、上述した各実施例において、楽音形成
回路およびスピーカを装置本体内に設ける必要は
なく、装置本体からは楽音制御データを出力する
ようにし(例えば公知のMIDI方式で取り出すよ
うにし)、この楽音制御データを別途設けられる
楽音形成回路(楽音信号発生装置)に供給するよ
うにしてもよい。
Furthermore, in each of the above-mentioned embodiments, it is not necessary to provide a musical tone forming circuit and a speaker in the device main body, and the musical tone control data is outputted from the device main body (for example, taken out using the known MIDI method), and the musical tone control data is The control data may be supplied to a musical tone forming circuit (musical tone signal generating device) provided separately.

「発明の効果」 以上説明したように、第1の発明によれば、測
定手段が特定の関節から離間した2部位間の距離
に対応した測定データを発生し、変換手段がこの
測定データを特定の関節を中心とする2部位の相
対的な回転角度を表わすデータに変換し、変化検
出手段が回転角度を表わすデータの変化を検出す
ることによつて、特定の関節を中心とする2部位
間の相対的な回転角速度を発生するため、簡単か
つ安価な構成で人体の特定の関節の回転角速度を
得ることができる上、関節をある速さで動かすと
いう操作者側の意図に沿つた回転角速度を正確に
検出することができるという効果が得られる。
"Effects of the Invention" As explained above, according to the first invention, the measuring means generates measurement data corresponding to the distance between two parts separated from a specific joint, and the conversion means specifies this measurement data. The change detection means detects a change in the data representing the rotation angle by converting the data into data representing the relative rotation angle of the two parts around the joint, and detects the change between the two parts around the particular joint. Because it generates a relative rotational angular velocity of This has the effect that it is possible to accurately detect.

また、第2の発明によれば、角度検出手段によ
つて人体の関節部の回転角度が直接検出され、さ
らに、この角度検出手段の検出結果の変化が変化
検出手段によつて該関節部の回転角速度として検
出される。したがつて、単に回転角度のみを検出
する態様に比べた場合、所望の回転角速度を発生
させる操作のバリエーシヨンが増し、例えば、人
間のボデイアクシヨンに伴つて生成される回転角
速度値に基づいて楽音制御する場合などにおい
て、制御操作となるボデイアクシヨンの自由度が
向上するという効果を奏する。
Further, according to the second invention, the rotation angle of the joint of the human body is directly detected by the angle detection means, and furthermore, the change in the detection result of the angle detection means is detected by the change detection means of the joint of the human body. Detected as rotational angular velocity. Therefore, compared to a mode in which only the rotation angle is detected, the variety of operations for generating a desired rotation angular velocity is increased. This has the effect of improving the degree of freedom of body action, which is a control operation, when controlling musical tones.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の第1の実施例による角速度
検出装置を楽音発生装置に適用した場合の回路構
成を示すブロツク図、第2図は同実施例による角
速度検出装置を演奏者に装着した場合の外観構成
を示す図、第3図はこの発明の第2の実施例によ
る角速度検出装置を演奏者に装着した場合の外観
構成を示す図である。 2a,2b……超音波送波器、3a,3b……
超音波受波器、20……超音波計測回路、21
a,21b……演算回路、22a,22b……
D/A変換器、23a,23b……微分回路、3
1a〜31d……ロータリーエンコーダ。
Fig. 1 is a block diagram showing the circuit configuration when the angular velocity detecting device according to the first embodiment of the present invention is applied to a musical tone generating device, and Fig. 2 shows the case where the angular velocity detecting device according to the same embodiment is attached to a performer. FIG. 3 is a diagram showing the external structure when the angular velocity detecting device according to the second embodiment of the present invention is worn on a player. 2a, 2b... Ultrasonic transmitter, 3a, 3b...
Ultrasonic receiver, 20... Ultrasonic measurement circuit, 21
a, 21b... Arithmetic circuit, 22a, 22b...
D/A converter, 23a, 23b... Differential circuit, 3
1a to 31d...Rotary encoder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 人体の特定の関節から離間した2部位置の距
離を測定する測定手段と、前記測定手段によつて
得られた測定データを前記特定の関節を中心とす
る前記2部位の相対的な回転角度に対応するデー
タに変換する変換手段と、前記変換手段から出力
されるデータの変化を検出する変化検出手段とを
具備することを特徴とする角速度検出装置。 2 人体の関節部に装着され、該関節部の回転角
度を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段
の検出結果の変化を検出する変化検出手段とを具
備することを特徴とする角速度検出装置。
[Scope of Claims] 1. Measuring means for measuring the distance of two positions spaced apart from a specific joint of the human body, and measuring data obtained by the measuring means for measuring the distance between the two parts centered on the specific joint. An angular velocity detecting device comprising: a converting means for converting data into data corresponding to a relative rotation angle of the converting means; and a change detecting means for detecting a change in the data output from the converting means. 2. An angular velocity detection device attached to a joint of a human body, comprising an angle detection means for detecting a rotation angle of the joint, and a change detection means for detecting a change in the detection result of the angle detection means. .
JP61279028A 1986-10-14 1986-11-22 Angular velocity detector Granted JPS63132634A (en)

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HK67195A HK67195A (en) 1986-10-14 1995-05-04 Musical tone control apparatus using a detector
HK97101862.7A HK1000333B (en) 1986-10-14 1997-09-26 Musical tone control apparatus using detector

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