(57)【要約】      （修正有）【課題】手や足の指を動かす訓練を楽しみながら行えるようにする。【解決手段】訓練支援装置１０の筐体の上面の孔からは、ユーザの左右の手の指の上下運動を検出する光センサ１２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）が露出している。訓練支援装置１０は、ＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の発光とバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の振動とによってユーザが上下運動させるべき指を案内しながら訓練支援曲を再生し、発光と振動とによって案内された指の上下運動のテンポが速く（遅く）なるほど訓練支援曲のテンポが速く（遅く）なり、その指の上下運動の幅が大きく（小さく）なるほど訓練支援曲の音量が大きく（小さく）なるように、訓練支援曲の再生の態様を制御する。【選択図】図１
2010172435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の運動体の運動を示す複数の種類の物理量を取得する取得手段と、
曲を再生する再生手段と、
前記取得手段によって取得された複数の種類の物理量の波形に基づいて前記再生手段による曲の再生の態様を制御する再生態様制御手段と
を具備することを特徴とする訓練支援装置。
【請求項２】
前記複数の運動体の各々に向かって発光する発光素子と、
前記複数の運動体の各々によって反射された反射光を受光し、受光した反射光の光量を示す信号を前記複数の種類の物理量を示す信号として前記取得手段に与える受光素子と
をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の訓練支援装置。
【請求項３】
前記再生態様制御手段は、前記複数の種類の物理量の波形に出現する複数の種類の特徴点を検出し、検出した複数の種類の特徴点のうちの１または複数の種類の特徴点を前記再生手段による曲の再生に合わせて選択し、選択した種類の特徴点の出現間隔に基づいて前記再生手段が再生する曲のテンポを制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の訓練支援装置。
【請求項４】
前記再生態様制御手段は、前記複数の種類の物理量の波形に出現する複数の種類の特徴点を検出し、検出した複数の種類の特徴点のうち１または複数の種類の特徴点を前記再生手段による曲の再生に合わせて選択し、選択した種類の特徴点における物理量の大きさに基づいて前記再生手段が再生する曲の音量を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の訓練支援装置。
【請求項５】
前記再生態様制御手段は、前記複数の種類の物理量の波形に出現する複数の種類の特徴点を検出し、検出した複数の種類の特徴点のうち１または複数の種類の特徴点を前記再生手段による曲の再生に合わせて選択し、選択した種類の特徴点の出現間隔に基づいて前記再生手段が再生する曲のテンポを制御するとともに前記特徴点における物理量の大きさに基づいて前記再生手段が再生する曲の音量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の訓練支援装置。
【請求項６】
振動手段と、
前記再生手段が曲を再生している間に前記取得手段によって取得された複数の種類の物理量に基づいて運動体の運動の回数を求め、前記曲の再生の始まりから終わりまでの間における前記回数が閾値以上である場合に前記振動手段を振動させる運動良否提示手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の訓練支援装置。
【請求項７】
コンピュータに、
曲を再生する再生手段と、
複数の運動体の運動を示す複数の種類の物理量の波形に基づいて前記再生手段による曲の再生の態様を制御する再生態様制御手段と
を実現させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手足の指を動かす訓練を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
手や足の指を動かす訓練が認知症などの脳機能障害の予防や治療に効果的であることは広く知られており、この種の訓練を効率よく行えるようにした各種技術が提案されている。たとえば、特許文献１に開示された健康補助具は、１〜５の各番号が記された５つの駒を有する。この健康補助具を使った訓練を行う者は、５つの駒を、親指、人差指、中指、薬指、小指の各々の下にランダムに並べ、若い番号が記された駒から順にタッチする、という動作を繰り返す。この動作の繰り返しにより、小脳と大脳の左半球の領域に刺激が与えられ、脳機能障害の予防や治療が促される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５５１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたような訓練は、単純で無味乾燥なものであるため、楽しみながら継続していくことが難しいという問題があった。
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、手や足の指を動かす訓練を楽しみながら行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数の運動体の運動を示す複数の種類の物理量を取得する取得手段と、曲を再生する再生手段と、前記取得手段によって取得された複数の種類の物理量の波形に基づいて前記再生手段による曲の再生の態様を制御する再生態様制御手段とを具備する訓練支援装置を提供する。
本発明によると、複数の運動体の運動を示す複数の種類の物理量の波形に基づいて曲の再生の態様を制御する。よって、訓練を行う者の各指を運動体として各々の運動を示す物理量を取得し、曲をなすあるフレーズを再生している間は親指の運動を示す物理量の波形に基づいてそのフレーズの再生の態様を制御し、次のフレーズの再生している間は人差指の運動を示す物理量の波形に基づいてそのフレーズの再生の態様を制御する、というように曲の再生の態様を制御していくことにより、指を動かす訓練を楽しみながら行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】この発明の一実施形態である訓練支援装置の構成を示すブロック図である。。
【図２】図１に示す訓練支援装置の光センサの構成を示す図である。
【図３】図１に示す訓練支援装置の曲データ記憶メモリに記憶された曲データのデータ構造を示す図である。
【図４】図１に示す訓練支援装置の設定テーブル記憶メモリに記憶された設定テーブルのデータ構造を示す図である。
【図５】図１に示す訓練支援装置が実行するテンポ決定処理を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す訓練支援装置が実行する再生処理を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す訓練支援装置が実行する発光・振動制御処理を示すフローチャートである。
【図８】図１に示す訓練支援装置が実行する再生態様制御処理を示すフローチャートである。
【図９】図１に示す訓練支援装置が実行する運動良否提示処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施形態にかかる訓練支援装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明の一実施形態である訓練支援装置１０の構成を示すブロック図である。この訓練支援装置１０は、運動体たる左右の手の各指を上下運動させて脳を刺激する訓練を支援する装置である。
【０００８】
訓練支援装置１０は、ＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の発光とバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の振動とによってユーザが上下運動させるべき指を案内しながら訓練支援曲を再生し、その案内に従ってユーザが行う指の上下運動のテンポと各々の上下運動の幅とに基づいて、訓練支援曲の再生の態様を制御する。
【０００９】
音源６０は、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）音源である。この音源６０は、Ｍ個の発音チャネルｃｈｍ（ｍ＝１，２…Ｍ）を有している。音源６０は、発音チャネルｃｈｍ（ｍ＝１，２…Ｍ）を供給先とするＭＩＤＩのイベントデータを受け取り、そのイベントデータの指示に従って、該当の発音チャネルｃｈｍに割り当てられた波形番号の音波形を生成し、スピーカ６２Ｌ，６２Ｒへ出力する。
【００１０】
訓練支援装置１０の筐体９０の上面９１の後端（訓練支援装置１０のユーザから見て遠い側の端部）より僅かに前には１０個の孔が左右方向に並んで穿設されている。そして、駆動信号の供給をうけて発光する発光手段であるＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）が、それらの孔から筐体９０外に露出している。
【００１１】
筐体９０の上面９１には、その上面９１上で左右の手の各指を拡げた場合における各指の指先の真下に相当する位置に１０個の孔が穿設されおり、光センサ１２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）がそれらの孔から筐体９０外に露出している。光センサ１２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）は、各々の真上の指先との間の距離を検出する。より具体的に説明すると、図２に示すように、光センサ１２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）は、各々の真上の指先に向かって光を照射する発光素子３１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）と、指先で反射した反射光を受光し、受光した光の光量を示すアナログ信号を出力する受光素子３２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）とを有する。受光素子３２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）が出力するアナログ信号のレベルは、光センサ１２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）から指までの距離ｄが短い（長い）ほど大きく（小さく）なる。
【００１２】
筐体９０の上面９１には、その上面９１上で左右の手の各指を拡げた場合における各指の第二関節の真下に相当する位置に１０個の孔が穿設されている。そして、駆動信号の供給を受けて振動する振動手段であるバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）が、それらの孔から筐体９０外に露出している。
【００１３】
操作表示部２１は、各種の情報を表示するとともに、訓練の開始を指示する操作を受け付ける。
光量取得部２２は、光センサ１２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の受光素子３２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）から出力されるアナログ信号をアナログ／デジタル変換したデジタル信号（「光量サンプル」という）を、バッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）に書き込む。
【００１４】
曲データ記憶メモリ２４は、曲データｍｄを記憶したメモリである。この曲データｍｄｍｄは、２つのトラックｔｒ−ｋ（ｋ＝１，２）を有する。
トラックｔｒ−１には、訓練支援曲を再生するための音源６０の制御手順を示すデルタタイムとイベントデータが記述されている。
【００１５】
デルタタイムは、イベントデータの実行タイミングを指示するデータである。トラックｔｒ−１に記述されたデルタタイムは、トラックｔｒ−１に先行して記述されたイベントデータの実行タイミングから後続して記述されたイベントデータの実行タイミングまでのティック数を示す。周知のように、ティックは、ＭＩＤＩのテンポ制御における時間の最小単位となる値である。１ティックの長さを長くすると、あるイベントデータの実行タイミングから次のイベントデータの実行タイミングまでの時間間隔は長くなり、１ティックの長さを短くすると、あるイベントデータの実行タイミングから次のイベントデータの実行タイミングまでの時間間隔は短くなる。
【００１６】
イベントデータは、音源６０の制御を指示するデータであり、チャネル番号、イベント種、パラメータの３種類のデータから構成される。トラックｔｒ−１に記述されたイベントデータのチャネル番号は、当該トラックｔｒ−１に記述されたイベントデータの供給先の発音チャネルｃｈｍ（たとえば、発音チャネルｃｈ１とする）の番号１を示す。トラックｔｒ−１に記述されたイベントデータのイベント種は、当該イベントデータにおける音源６０の制御の指示の種類を示し、パラメータは、その指示の具体的な内容を示す。たとえば、図３の例に示すように、イベントデータのイベント種が音波形の発生を指示する「ノートオン」である場合のパラメータは、音波形のピッチを決定づけるノートナンバＮｕｍ、そのレベルを決定づけるベロシティＶｅｌ、およびその発生時間長を決定づけるゲートタイムＧｔｍとなる。トラックｔｒ−１には、「ノートオン」のほかにも、音波形のレベルをある時間長をかけて別のレベルまで変化させる「エクスプレッション」などの様々な種類のイベントデータが記述されており、そのパラメータも各々の種類に応じて変わる。
【００１７】
トラックｔｒ−２には、訓練支援曲の再生中のＬＥＤ１１−ｎ（＝１，２…１０）およびバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の制御手順を示すデルタタイムとイベントデータが記述されている。トラックｔｒ−２には、イベント種を「ノートオン」とするイベントノートだけが記述されており、そのパラメータであるノートナンバＮｕｍは、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」、「７」、「８」、「９」、「１０」のいずれかを示す。また、各イベントデータの間に記述されたデルタタイムはいずれも、訓練支援曲における１小節分の長さに相当するティック数を示す。本実施形態では、このトラックｔｒ−２に記述された一連のイベントデータのうち「１」のノートナンバＮｕｍを含むイベントデータをＬＥＤ１１−１の発光とバイブレータ１３−１の振動を指示するデータとして取り扱う。また、「２」のノートナンバＮｕｍを含むイベントデータをＬＥＤ１１−２の発光とバイブレータ１３−２の振動を指示するデータとして、「３」のノートナンバＮｕｍを含むイベントデータをＬＥＤ１１−３の発光とバイブレータ１３−３の振動を指示するデータとして、「４」のノートナンバＮｕｍを含むイベントデータをＬＥＤ１１−４の発光とバイブレータ１３−４の振動を指示するデータとして、「５」のノートナンバＮｕｍを含むイベントデータをＬＥＤ１１−５の発光とバイブレータ１３−５の振動を指示するデータとして、「６」のノートナンバＮｕｍを含むイベントデータをＬＥＤ１１−６の発光とバイブレータ１３−６の振動を指示するデータとして、「７」のノートナンバＮｕｍを含むイベントデータをＬＥＤ１１−７の発光とバイブレータ１３−７の振動を指示するデータとして、「８」のノートナンバＮｕｍを含むイベントデータをＬＥＤ１１−８の発光とバイブレータ１３−８の振動を指示するデータとして、「９」のノートナンバＮｕｍを含むイベントデータをＬＥＤ１１−９の発光とバイブレータ１３−９の振動を指示するデータとして、「１０」のノートナンバＮｕｍを含むイベントデータをＬＥＤ１１−１０の発光とバイブレータ１３−１０の振動を指示するデータとしてそれぞれ取り扱う。詳しくは、後述する。
【００１８】
設定テーブル記憶メモリ２５は、設定テーブルｔｂｌを記憶する。図４に示すように、設定テーブルｔｂｌは、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」、「７」、「８」、「９」、「１０」のノートナンバＮｕｍと、バッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）を識別する識別子（「バッファ識別子ＩＤ−ｎ（ｎ＝１，２…１０）」という）とを対応づけたテーブルである。
【００１９】
図１において、ＲＯＭ２６は、制御プログラム４０を記憶した読み出し専用メモリである。ＣＰＵ２８は、ＲＡＭ２７をワークエリアとして利用しつつ、制御プログラム４０を実行する。
制御プログラム４０は、テンポ決定処理４１、再生処理４２、発光・振動制御処理４３、再生態様制御処理４４、および運動良否提示処理４５の５つの処理をＣＰＵ２８に実行させるプログラムである。
【００２０】
テンポ決定処理４１は、訓練支援曲の再生のテンポを決定づける１ティックの時間長を決定する処理である。再生処理４２は、訓練支援曲の曲データｍｄのトラックｔｒ−１に記述されたイベントデータの音源６０への供給を通じて訓練支援曲を再生する処理である。発光・振動制御処理４３は、訓練支援曲の曲データｍｄのトラックｔｒ−２の記述内容に従ってＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の発光とバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の振動とを制御する処理である。再生態様制御処理４４は、バッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）にそれぞれ書き込まれる複数の種類の光量サンプルの波形から複数の種類のピークを検出し、複数の種類のピークのうち１つの種類のピークを訓練支援曲の再生に合わせて選択し、選択した種類のピークの大きさと出現間隔とに基づいて訓練支援曲の再生の態様を制御する処理である。運動良否提示処理４５は、訓練支援曲の再生を始めてから終えるまでの間の指の上下運動の回数が閾値以上であった場合にそのことをバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の振動を通じてユーザに知らせる処理である。
【００２１】
これらの処理について、さらに詳述する。図５は、テンポ決定処理４１を示すフローチャートである。図６は、再生処理４２を示すフローチャートである。図７は、発光・振動制御処理４３を示すフローチャートである。図８は、再生態様制御処理４４を示すフローチャートである。図９は、運動良否提示処理４５を示すフローチャートである。
【００２２】
ＣＰＵ２８は、操作表示部２１によって訓練の開始の指示が下されると、曲データ記憶メモリ２４に記憶された曲データｍｄおよび設定テーブル記憶メモリ２５に記憶された設定テーブルｔｂｌをＲＡＭ２７に読み出すとともに、１拍分のティック数であるタイムベースを記憶する記憶領域ＡＲTB、１分（６０秒）当たりの拍の数であるテンポを示すテンポデータを記憶する記憶領域ＡＲTEM、上下運動させるべき指を示すノートナンバＮｕｍを記憶する記憶領域ＡＲNUM、バッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の光量サンプルにおけるピークの出現時刻とそのバッファ２３−ｎのバッファ識別子ＩＤ−ｎとの対を記憶する記憶領域ＡＲPEAK、ＣＰＵ２８自らが生成したベロシティＶｅｌを記憶する記憶領域ＡＲVEL、指の上下運動の回数を記憶する記憶領域ＡＲCOUNT、および訓練支援曲の再生が終了したことを示す再生終了フラグを記憶する記憶領域ＡＲFLAGをＲＡＭ２７に確保する。
【００２３】
そして、ＣＰＵ２８は、記憶領域ＡＲTBにタイムベースのデフォルト値である「４８０」を書き込み、記憶領域ＡＲTEMにテンポデータの初期値である「６０」を書き込み、記憶領域ＡＲVELにベロシティＶｅｌの初期値である「１００」を書き込み、記憶領域ＡＲCOUNTに上下運動の回数の初期値である「０」を書き込んだ後、記憶領域ＡＲTB，ＡＲTEM，ＡＲNUM，ＡＲPEAK，ＡＲVER，ＡＲCOUNTの記憶内容を更新しつつ、図５，図６，図７，図８，図９に示す処理を行う。
【００２４】
図５において、テンポ決定処理４１では、ＣＰＵ２８は、記憶領域ＡＲTEMの記憶内容が更新されると（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、１ティックの最新の時間長を決定する（Ｓ１１０）。より具体的には、ＣＰＵ２８は、記憶領域ＡＲTEMに記憶されたテンポデータと記憶領域ＡＲTBに記憶されたタイムベースとを取得し、これらに基づいて１ティックの最新の時間長を決定する。たとえば、記憶領域ＡＲTEMに記憶されたテンポデータが「６０」を示し、記憶領域ＡＲTBに記憶されたタイムベースが「４８０」を示す場合、１拍分の時間長は１秒となり、この１秒をタイムベースで除算した値である１／４８０秒が１ティックの時間長になる。記憶領域ＡＲTEMの記憶内容は、光量取得部２２によってバッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）に書き込まれる光量サンプルの波形に基づいて更新される。詳しくは、後述する。
ＣＰＵ２８は、１ティックの時間長を決定したあと、ステップＳ１００に戻り、記憶領域ＡＲTEMの記憶内容が更新されると（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０を繰り返す。
【００２５】
図６において、再生処理４２では、ＣＰＵ２８は、曲データｍｄのトラックｔｒ−１に記述された最初のデルタタイムを読み出す（Ｓ２００）。
次に、ＣＰＵ２８は、テンポ決定処理４１におけるステップＳ１１０で決定された１ティックの時間長が経過するたびにティック数をカウントアップする。そして、ＣＰＵ２８は、カウントアップ後のティック数が、トラックｔｒ−１から読み出されているデルタタイムが示すティック数に達したとき（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、そのデルタタイムに後続して記述されたイベントデータを読み出し、そのイベントデータのイベント種が「ノートオン」であるかを判断する（Ｓ２２０）。
【００２６】
ＣＰＵ２８は、イベントデータのイベント種が「ノートオン」であると判断した場合（Ｓ２２０：Ｙｅｓ）、そのイベントデータのパラメータの１つであるベロシティＶｅｌを記憶領域ＡＲVELに書き込まれているベロシティＶｅｌによって置き換える（Ｓ２３０）。この記憶領域ＡＲVELの記憶内容は、光量取得部２２によってバッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）に書き込まれる光量サンプルの波形に基づいて更新される。詳しくは、後述する。
【００２７】
ＣＰＵ２８は、イベントデータのベロシティＶｅｌを置き換えた後、そのイベントデータを音源６０に供給する（Ｓ２４０）。また、ＣＰＵ２８は、ステップＳ２２０において、イベントデータのイベント種が「ノートオン」以外のイベント種であると判断した場合（Ｓ２２０：Ｎｏ）、ステップＳ２３０を実行することなく、そのイベントデータを音源６０に供給する（Ｓ２４０）。
【００２８】
ＣＰＵ２８は、イベントデータを音源６０に供給したあと、トラックｔｒ−１に記述された最後のイベントデータの供給を終えたかを判断する（Ｓ２５０）。ＣＰＵ２８は、最後のイベントデータの供給を終えていないと判断した場合（Ｓ２５０：Ｎｏ）、次のデルタタイムを読み出してから（Ｓ２６０）、ステップＳ２１０に戻り、以降の処理を繰り返す。
ＣＰＵ２８は、最後のイベントデータの供給を終えたと判断した場合（Ｓ２５０：Ｙｅｓ）、再生終了フラグを記憶領域ＡＲFLAGに書き込んだ後（Ｓ２７０）、処理を終了する。
上述したテンポ決定処理４１と併せてこの再生処理４２が実行されることにより、訓練支援曲をなす一連の音が発音チャネルｃｈ１の音としてスピーカ６２Ｌ，６２Ｒから発音される。
【００２９】
図７において、発光・振動制御処理４３では、ＣＰＵ２８は、曲データｍｄのトラックｔｒ−２に記述された最初のデルタタイムを読み出す（Ｓ３００）。
次に、ＣＰＵ２８は、テンポ決定処理４１におけるステップＳ１１０で決定された１ティックの時間長が経過するたびにティック数をカウントアップする。そして、ＣＰＵ２８は、カウントアップ後のティック数が、トラックｔｒ−２から読み出されているデルタタイムが示すティック数に達したとき（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、そのデルタタイムに後続して記述された「ノートオン」のイベントデータに含まれるノートナンバＮｕｍを記憶領域ＡＲNUMに書き込み（Ｓ３２０）、そのノートナンバＮｕｍと対応するＬＥＤ１１−ｎとバイブレータ１３−ｎを選択し（Ｓ３３０）、選択したＬＥＤ１１−ｎとバイブレータ１３−ｎへの駆動信号の供給を開始する（Ｓ３４０）。
【００３０】
ＣＰＵ２８は、ＬＥＤ１１−ｎとバイブレータ１３−ｎへの駆動信号の供給を開始したあと、トラックｔｒ−２に記憶された次のデルタタイムを読み出し（Ｓ３５０）、テンポ決定処理４１におけるステップＳ１１０で決定された１ティックの時間長が経過するたびにティック数をカウントアップする。そして、ＣＰＵ２８は、カウントアップ後のティック数が、トラックｔｒ−２から読み出されているデルタタイムが示すティック数に達したとき（Ｓ３６０：Ｙｅｓ）、ＬＥＤ１１−ｎとバイブレータ１３−ｎへの駆動信号の供給を停止してから（Ｓ３７０）、ステップＳ３２０以降の処理を繰り返す。
【００３１】
上述したように、曲データｍｄのトラックｔｒ−２には、訓練支援曲の１小節分の長さに相当するティック数を示すデルタタイムが記述されている。よって、上述したテンポ決定処理４１および再生処理４２と併せてこの発光・振動制御処理４３が実行されることにより、訓練支援曲の各小節において、上下運動すべき各指の下のＬＥＤ１１−ｎが発光し、それらの指の下のバイブレータ１３−ｎが振動する。
【００３２】
ユーザは、スピーカ６２Ｌ，６２Ｒから音が発音され始めると、ＬＥＤ１１−１が点灯しバイブレータ１３−１が振動している間は左手小指を上下運動させ、ＬＥＤ１１−２が点灯しバイブレータ１３−２が振動している間は左手薬指を上下運動させる、というように、ＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の点灯およびバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の振動による案内に従って左右の各指を順に上下運動させる。
【００３３】
図８において、再生態様制御処理４４では、ＣＰＵ２８は、バッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）における一連の光量サンプルの波形から各々の波形の特徴点であるピークの検出を試みる。ユーザがある指を上下運動させると、その指の下の光センサ１２−ｎの出力信号から得られる光量サンプルの波形にピークが出現する。ＣＰＵ２８は、いずれかのバッファ２３−ｎの光量サンプルの波形からピークを検出すると（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、そのバッファ２３−ｎのバッファ識別子ＩＤ−ｎとピークの出現時刻の対を記憶領域ＡＲPEAKに書き込んだあと（Ｓ４１０）、設定テーブルｔｂｌにおいてそのバッファ識別子ＩＤ−ｎと対応づけられたノートナンバＮｕｍが記憶領域ＡＲNUMに記憶されているかを判断する（Ｓ４２０）。ＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の発光とバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の振動とを通じて案内された指と同じ指をユーザが上下運動させていればこのステップＳ４２０の判断結果は「Ｙｅｓ」となり、違う指を上下運動させていればこのステップＳ４２０の判断結果は「Ｎｏ」となる。
【００３４】
ＣＰＵ２８は、ステップＳ４２０において、ノートナンバＮｕｍが記憶領域ＡＲNUMに記憶されていると判断した場合（Ｓ４２０：Ｙｅｓ）、記憶領域ＡＲVELを更新する（Ｓ４３０）。より具体的には、ＣＰＵ２８は、ステップＳ４００において検出したピークにおける光量に所定の係数を乗じた値を最新のベロシティＶｅｌとし、このベロシティＶｅｌを記憶領域ＡＲVELに上書きする。さらに、ＣＰＵ２８は、記憶領域ＡＲTEMを更新する（Ｓ４４０）。より詳細に説明すると、ＣＰＵ２８は、記憶領域ＡＲTEMに記憶されているバッファ識別子ＩＤ−ｎと出現時刻の対を最新の対に近いものから順に走査し、最新の対におけるバッファ識別子ＩＤ−ｎと同じ識別子ＩＤ−ｎを含む対の所在を突き止める。次に、ＣＰＵ２８は、その対における出現時刻から最新の対における出現時刻までの時間長（ピークの出現間隔）を１拍分の最新の時間長（秒）とし、この時間長（秒）で６０（秒）を除算した値をテンポデータとして記憶領域ＡＲTEMに上書きする。
【００３５】
ＣＰＵ２８は、記憶領域ＡＲTEMを更新したあと、ステップＳ４００に戻る。また、ＣＰＵ２８は、ステップＳ４２０において、ノートナンバＮｕｍが記憶領域ＡＲNUMに記憶されていないと判断した場合（Ｓ４２０：Ｎｏ）、ステップＳ４３０およびステップＳ４４０を実行することなく、ステップＳ４００に戻る。そして、ＣＰＵ２８は、いずれかのバッファ２３−ｎの光量サンプルの波形からピークを検出すると（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、以降の処理を繰り返す。
ここで、この再生態様制御処理４４のステップＳ４３０において、大きな（小さな）ベロシティＶｅｌが記憶領域ＡＲVELに上書きされると、その後の再生処理４２では、記憶領域ＡＲVELに上書きされたベロシティＶｅｌが「ノートオン」のイベントデータのパラメータとして音源６０に供給される。また、この再生態様制御処理４４のステップＳ４４０において、記憶領域ＡＲTEMがより大きな（小さな）数を示すテンポデータによって書き換えられると、その後のテンポ決定処理４１にて決定される１ティックの最新の時間長は短く（長く）なる。
よって、上述したテンポ決定処理４１、再生処理４２、および発光・振動制御処理４３と併せてこの再生態様制御処理４４が実行されることにより、指の上下運動の幅が大きく（小さく）なるほど訓練支援曲の音量が大きく（小さく）なり、指の上下運動のテンポが速く（遅く）なるほど訓練支援曲のテンポが速く（遅く）なる。
【００３６】
図９において、運動良否提示処理４５では、ＣＰＵ２８は、再生態様制御処理４４においていずれかのバッファ２３−ｎの光量サンプルの波形からピークが検出されると（Ｓ５００：Ｙｅｓ）、記憶領域ＡＲCOUNTを１つカウントアップする（Ｓ５１０）。
ＣＰＵ２８は、記憶領域ＡＲCOUNTを１つカウントアップしたあと、記憶領域ＡＲFLAGを参照する。ＣＰＵ２８は、記憶領域ＡＲFLAGに再生終了フラグが書き込まれていない場合（Ｓ５２０：Ｎｏ）、ステップＳ５００に戻り、バッファ２３−ｎの光量サンプルの波形からピークが検出されると（Ｓ５００：Ｙｅｓ）、以降の処理を繰り返す。
【００３７】
ＣＰＵ２８は、記憶領域ＡＲFLAGに再生終了フラグが書き込まれている場合（Ｓ５２０：Ｙｅｓ）、その時点において記憶領域ＡＲCOUNTに書き込まれているピークの出現の回数が閾値以上であるかを判断する（Ｓ５３０）。
ＣＰＵ２８は、ステップＳ５３０において、ピークの出現の回数が閾値以上であると判断した場合（Ｓ５３０：Ｙｅｓ）、バイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）への駆動信号の供給を開始し（Ｓ５４０）、駆動信号の供給を時間Ｔに渡って続ける。駆動信号が供給されている間、駆動信号の供給先であるバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）が振動する。ＣＰＵ２８は、時間Ｔが経過すると（Ｓ５５０：Ｙｅｓ）、バイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）への駆動信号の供給を停止する（Ｓ５６０）。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態にかかる訓練支援装置１０は、ＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の発光とバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の振動とによってユーザが上下運動させるべき指を案内しながら訓練支援曲を再生し、発光と振動とによって案内された指の上下運動のテンポが速く（遅く）なるほど訓練支援曲のテンポが速く（遅く）なり、その指の上下運動の幅が大きく（小さく）なるほど訓練支援曲の音量が大きく（小さく）なるように、訓練支援曲の再生の態様を制御する。よって、ユーザは、単調で無味乾燥なものになりがちな訓練を楽しみながら行うことができる。
【００３９】
また、本実施形態にかかる訓練支援装置１０は、曲データｍｄのトラックｔｒ−２の記述内容に従い、ＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）のうちの１つとバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）のうちの１つを１小節ごとに切り換えて選択し、ＬＥＤ１１−ｎの発光とバイブレータ１３−ｎの振動によって上下運動させるべき指を案内する。よって、ユーザは、ＬＥＤ１１−ｎの発光とバイブレータ１３−ｎの振動の案内に従って上下運動せる指を切り換えていくことにより、すべての指を余すことなく訓練することができる。
【００４０】
また、訓練支援装置１０は、訓練支援曲の再生を始めてから終えるまでの間の指の上下運動の回数を求め、その回数が閾値以上である場合には、バイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）のすべてを時間Ｔに渡って振動させる。よって、ユーザは、訓練支援曲の再生を終えた後に各指の真下のバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）が振動したか否かを確認することにより、脳に十分な刺激を与えられる程度に指を上下運動させることができたかを知ることができる。
【００４１】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば、以下の通りである。
（１）上記実施形態は、本発明を左右の手の指を上下運動させる訓練に適用したものであった。しかし、本発明を、手首、腕、かかと、つま先を動かす訓練に適用してもよい。この実施形態では、たとえば、訓練支援装置１０の筐体９０の上面９１に設けた２つの孔から光センサを露出させる。そして、ユーザは、それらの光センサの上に両脚のかかとを載せるようにして立ち、かかとを上げ下げする。訓練支援装置１０のＣＰＵ２８は、訓練支援曲のテンポがこの光センサの出力信号のピークの出現間隔に追随して変化するように、訓練支援曲の再生の態様を制御する。
【００４２】
（２）上記実施形態において、赤外線センサや静電容量センサなどといったような、非接触で距離（速度）を検出できる他の種類のセンサで光センサ１２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）を置き換えてもよい。
【００４３】
（３）上記実施形態において、訓練支援装置１０の筐体９０の上面９１における光センサ１２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の位置は固定されていた。しかし、ユーザの手の大きさや各指の長さに合わせてセンサの位置を調整できるようにしてもよい。この実施形態は、たとえば、訓練支援装置１０（図１）を図１０に示す検出装置８０および検出センサ３−１，３−２，３−３，３−４，３−５と組み合わせて利用することにより実現できる。なお、図１０の例では、左足用の検出装置８０が示されているが、左足用と右足用の２種類の検出装置を利用してもよい。検出装置８０について詳述すると、この検出装置８０には、導線１−ｉ（ｉ＝１〜３５）と導線２−ｈ（ｈ＝１〜１８）が、上側（ユーザが左足を載せる側）から見て直交するようにして敷設されている。また、導線１−ｉと２−ｈの交差点において両者は電気的に絶縁され、導線１−ｉ（ｉ＝１〜３５）は電圧源８１と、導線２−ｈ（ｈ＝１〜１８）はＣＰＵ２８と各々接続される。また、導線１−ｉ（ｉ＝１〜３５）と導線２−ｈ（ｈ＝１〜１８）の各交差点には、検出センサ３−１，３−２，３−３，３−４，３−５を装着するための装着支具（不図示）が設けられている。図１０に示すように、ユーザが、たとえば、検出センサ３−１を導線１−４と導線２−１４の交差点の装着支具に装着し、装着された検出センサ３−１に上から圧力が加わると、導線１−４と導線２−１４とが検出センサ３−１を介して導通する。この実施形態では、ユーザは、検出センサ３−１，３−２，３−３，３−４，３−５を、左足親指、左足人差指、左足中指、左足薬指、左足小指の真下に相当する位置の装着支具に装着する。そして、各指を識別する指識別子と検出センサ３−１，３−２，３−３，３−４，３−５が装着された交差点において導線１−ｉと交差する導線２−ｈを識別する導線識別子とを対応づけてＲＡＭ２７に記憶させる。ユーザが指の上下運動を行っている間、ＣＰＵ２８は、導線２−ｈ（ｈ＝１〜１８）の電圧をスキャンし、ある導線２−ｈの電圧がローレベルからハイレベルに変化すると、ＲＡＭ２７においてその導線２−ｈの導線識別子と対応づけられた指識別子が示す指が上下運動しているとみなし、その導線２−ｈがハイレベルであった時間を指の運動量に変換する。
【００４４】
（４）上記実施形態において、訓練支援装置１０のＣＰＵ２８は、ＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の発光とバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の振動とによって上下運動させるべき指を案内した。しかし、ＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の発光とバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の振動の一方によって上下運動させるべき指を案内してもよい。この実施形態では、ＣＰＵ２８は、トラックｔｒ−２に記述されたイベントデータのノートナンバＮｕｍに対応するＬＥＤ１１−ｎまたはバイブレータ１３−ｎを選択し、その選択したＬＥＤ１１−ｎまたはバイブレータ１３−ｎへ駆動信号を供給する。また、上下運動すべき指をＬＥＤ１１−ｎの発光によって案内する第１のモードと上下運動すべき指をバイブレータ１３−ｎの振動によって案内する第２のモードのうち一方を操作表示部２１の操作を通じて選択できるようにしてもよい。
【００４５】
（５）上記実施形態では、バッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）に書き込まれる複数の種類の光量サンプルから各々の波形の特徴点である複数の種類のピークを検出し、検出した複数の種類のピークのうち１つの種類のピークを選択し、その種類の最新のピークにおける光量に基づいて訓練支援曲の音量を制御した。しかし、バッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）に書き込まれる複数の種類の光量サンプルから各々の波形の特徴点である複数の種類の変曲点を検出し、検出した複数の種類の変曲点のうち１つの種類の変曲点を選択し、その変曲点における光量に応じて訓練支援曲の音量を制御してもよい。
【００４６】
（６）上記実施形態では、バッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）に書き込まれる複数の種類の光量サンプルから各々の波形の特徴点である複数の種類のピークを検出し、検出した複数の種類のピークのうち１つの種類のピークを選択し、その種類の最新のピークと１つ前のピークとの出現間隔に基づいて訓練支援曲のテンポを制御した。しかし、バッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）に書き込まれる複数の種類の光量サンプルから各々の波形の特徴点である複数の種類の変曲点を検出し、検出した複数の種類の変曲点のうち１つの種類の変曲点を選択し、その種類の最新の変曲点と１つ前の変曲点との出現間隔に基づいて訓練支援曲のテンポを制御してもよい。
【００４７】
（７）上記実施形態における再生態様制御処理４４では、ＣＰＵ２８は、運動支援曲の再生の始まりから終わりまでの間における指の上下運動の回数が閾値以上であった場合に、バイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の振動を通じてそのことをユーザに提示した。しかし、運動支援曲の再生の始まりから終わりまでの間における指の仕事量（運動エネルギー）が閾値以上であった場合に、バイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の振動を通じてそのことをユーザに提示してもよい。この実施形態では、ＣＰＵ２８は、バッファ２３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）に新たな光量サンプルが書き込まれるたび、その光量サンプルを指と光センサ１２−ｎの間の距離ｄに換算し、この距離ｄを微分した速度ｖを下記式に代入することによって仕事量Ｑを求める。下記式において、ｍは、指の質量に相当する定数である。
Ｑ＝（１／２）・ｍ・ｖ２  …（１）
そして、ＣＰＵ２８は、記憶領域ＡＲFLAGに再生終了フラグが書き込まれると、その時までに求めた仕事量Ｑの総計が閾値以上であるかを判断し、仕事量Ｑの総計が閾値以上である場合、時間Ｔに渡ってバイブレータ１３−ｎ（ｎ＝１，２…１０）を振動させる。
【００４８】
（８）上記実施形態における発光・振動制御処理４４では、発光させるＬＥＤ１１−ｎと振動させるバイブレータ１３−ｎとを一小節ごとに切り換えた。しかし、発光させるＬＥＤ１１−ｎと振動させるバイブレータ１３−ｎのうち少なくとも一方を一音ごとに切り換えてもよい。その場合、訓練支援曲のあるピッチの音を再生する直前にＬＥＤ１１−１を発光させ、別のピッチの音を再生する直前にＬＥＤ１１−２を発光させる、というように、ユーザが訓練支援曲の各音の再生に合わせて上下運動させるべき指の下のＬＥＤ１１−ｎを、それらの音を発音させる前に発行させるようにするとよい。同様に、訓練支援曲のあるピッチの音を再生する直前にバイブレータ１３−１を振動させ、別のピッチの音を再生する直前にバイブレータ１３−２を振動させる、というように、ユーザが訓練支援曲の各音の再生に合わせて上下運動させるべき指の下のバイブレータ１３−ｎを、それらの音を発音させる前に発光させるようにしてもよい。この実施形態にかかる訓練支援装置１０によると、ユーザは、ピアノやオルガンなどの鍵盤楽器の訓練を併せて行うことができる。
【００４９】
（９）上記実施形態において、光センサ１２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）によって検出した当該光センサ１２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）と指先との距離の時間波形の特徴（たとえば、ゆれ具合、上昇や下降の大きさなど）を分析し、その分析結果に基づいて、指がスムーズに動いていないか、指が迷いながら動いていないか、指の上がる高さは適正か、といった指の動かし方の良否を評価してもよい。
【００５０】
（１０）上記実施形態では、訓練支援装置１０は、ユーザが上下運動させるべき指をＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の点灯により案内した。しかし、ＬＥＤ１１−ｎ（ｎ＝１，２…１０）を点灯させずに曲データｍｄのトラックｔｒ−１を再生し、そのトラックｔｒ−１の再生音をスピーカ６２Ｌ，６２Ｒから放音している間にユーザが決められた順序に従って各指を上下運動させることができたかを評価するようにしてもよい。
【００５１】
（１１）上記実施形態は、本発明を、各指を上下運動させて脳を刺激する訓練に適用したものであった。しかし、本発明を、鍵盤楽器、管楽器、弦楽器などの各種楽器の演奏時の指遣いの訓練に適用してもよい。たとえば、光センサ１２−ｎ（ｎ＝１，２…１０）の検出信号からユーザの指遣いを分析し、その分析結果とお手本となるピアニストの指遣いとを比較評価してもよい。この実施形態によると、楽音の微妙な表情を作り出すための指遣いの良否を、各指の運動やある指から別の指への連携などといった観点から評価することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０…訓練支援装置、１１…ＬＥＤ、１２…光センサ、１３…バイブレータ、２１…操作表示部、２２…光量取得部、２３…バッファ、２４…曲データ記憶メモリ、２５…設定テーブル記憶メモリ、２６…ＲＯＭ、２７…ＲＡＭ、３１…発光素子、３２…受光素子、４０…制御プログラム、４１…テンポ決定処理、４２…再生処理、４３…発光・振動制御処理、４４…再生態様制御処理、４５…運動良否提示処理、６０…音源、６１…波形メモリ、６２…スピーカ、９０…筐体、９１…上面。
【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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