(57)【要約】【課題】操作者が身体の一部を用いて機器を操作する場合に、より正しい操作位置を決定することができる検出装置、電子楽器、検出方法及び制御プログラムを提供する。【解決手段】電子楽器１００のマウスピース１０を咥えた状態で、リード部１１に配列されたリップ検出部３の複数のセンサ３０〜３９から得られるセンサ出力値について、互いに隣接する２つのセンサ３０と３１、３１と３２、・・・３８と３９の各組み合わせにおけるセンサ出力値の差分を算出する。算出された複数のセンサ出力値の差分と、当該複数の差分に対応する隣接する２つのセンサの配列位置に対する相関位置とに基づいて、所定の計算式を用いて重心位置（又は、加重平均）を算出することにより、リップＬＰの口腔内側の端部（内縁部分）を示すリップポジションとして決定する。【選択図】図８
2019020504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の方向に配列された複数のセンサと、
前記複数のセンサの出力値に基づいて、前記特定の方向における操作位置を決定する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数のセンサのうち、互いに隣接して配置された２つの前記センサの出力値の差分をそれぞれ算出するとともに、前記算出された複数の差分と、前記複数の差分にそれぞれ対応する、前記隣接して配置された２つのセンサの配列位置に対して相関性のある位置である相関位置と、に基づいて前記操作位置を決定することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の差分にそれぞれ対応する前記出力値の差分を、加重平均を算出する際の重み値として、前記複数の差分にそれぞれ対応する前記相関位置の加重平均を算出し、前記算出した加重平均に基づいて前記操作位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数の差分にそれぞれ対応する前記相関位置を、度数分布における級数とし、前記複数の差分にそれぞれ対応する前記出力値の差分を、前記度数分布における度数として、前記度数分布における統計量である平均値、中央値、最頻値のいずれかを算出し、前記算出した統計量に基づいて前記操作位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記度数分布における平均値を算出し、前記算出した平均値に基づいて前記操作位置を決定することを特徴とする請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記相関位置を用いて算出された位置は、前記度数分布において、前記出力値が急激に上昇又は下降する変化部分の位置であって、前記特定の方向に広がる領域を有する前記操作位置の境界となる端部に対応する位置であることを特徴とする請求項３又は４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記相関位置を用いて算出された位置に対して、設定されたオフセット値を加減算することにより前記操作位置を補正することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の検出装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記複数のセンサから選択した特定の前記センサの出力値に基づいて、前記複数のセンサにおける温度状態を判断し、前記複数のセンサの各出力値から前記温度に起因する成分を除去する処理を行った後に、前記特定のセンサを除く前記複数のセンサの出力値に基づいて、前記操作位置を決定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の検出装置。
【請求項８】
演奏者が口に咥えるマウスピースを備え、
前記複数のセンサは、前記マウスピースのリード部の一端側から他端側に向かって配列されて、それぞれが唇の接触状態を検出し、
前記制御部は、
前記複数のセンサから選択した一部の前記センサを対象として、前記出力値の差分をそれぞれ算出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の検出装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の検出装置と、
楽音を生成する音源と、を備え、
前記制御部は、
前記決定した操作位置に基づいて前記音源に生成させる楽音を制御することを特徴とする電子楽器。
【請求項１０】
前記複数のセンサは、演奏者の身体の一部を検出することを特徴とする請求項９に記載の電子楽器。
【請求項１１】
前記電子楽器はマウスピースを有する電子管楽器であり、
前記複数のセンサは前記マウスピースのリード部に配列されて演奏者の唇を検出することを特徴とする請求項１０に記載の電子楽器。
【請求項１２】
一端側から他端側に向かって唇の接触状態を検出する複数のセンサが配列されたリード部と、
前記複数のセンサの出力値に基づいて、前記リード部上での前記唇の接触位置を決定する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数のセンサのうち、互いに隣接して配置された２つの前記センサの出力値の差分をそれぞれ算出するとともに、前記算出された複数の差分と、前記複数の差分にそれぞれ対応する、前記隣接して配置された２つのセンサの配列位置に対して相関性のある位置である相関位置と、に基づいて、前記一端側から前記他端側に向かう特定方向における、前記リード部上での前記唇の接触位置を決定し、前記決定した唇の接触位置に基づいて楽音の発生を制御することを特徴とする電子楽器。
【請求項１３】
前記相関位置を用いて算出された位置は、前記複数のセンサの出力値が急激に上昇又は下降する変化部分の位置であって、前記特定方向に広がる領域を有する前記唇の接触位置の境界となる端部に対応する位置であることを特徴とする請求項１２に記載の電子楽器。
【請求項１４】
前記制御部は、前記相関位置を用いて算出された位置に対して、設定されたオフセット値を加減算することにより前記唇の接触位置を補正することを特徴とする請求項１３に記載の電子楽器。
【請求項１５】
電子機器が、
特定の方向に配列された複数のセンサの出力値をそれぞれ取得し、
前記複数のセンサのうち、互いに隣接して配置された２つの前記センサの出力値の差分をそれぞれ算出し、
前記算出された複数の差分と、前記複数の差分にそれぞれ対応する、前記隣接して配置された２つのセンサの配列位置に対して相関性のある位置である相関位置と、に基づいて前記操作位置を決定する、
ことを特徴とする検出方法。
【請求項１６】
コンピュータに、
特定の方向に配列された複数のセンサの出力値をそれぞれ取得させ、
前記複数のセンサのうち、互いに隣接して配置された２つの前記センサの出力値の差分をそれぞれ算出させ、
前記算出された複数の差分と、前記複数の差分にそれぞれ対応する、前記隣接して配置された２つのセンサの配列位置に対して相関性のある位置である相関位置と、に基づいて前記操作位置を決定させる、
ことを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作位置を検出する検出装置、電子楽器、操作位置の検出方法及び操作位置を検出するための制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サクソフォンやクラリネット等のアコースティック管楽器の形状や演奏方法を模した電子管楽器が知られている。このような電子管楽器の演奏においては、アコースティック管楽器と同様のキー位置に設けられたスイッチ（音高キー）を操作することにより楽音の音程が指定される。また、マウスピース内に吹き込む息の圧力（息圧）により音量が制御されるとともに、マウスピースを口に咥えたときの唇の位置や舌の接触状態、噛み圧等により音色が制御される。
【０００３】
そのため、従来の電子管楽器のマウスピースには、演奏時に吹き込まれる息圧や唇の位置、舌の接触状態、噛み圧等を検出するための各種のセンサが設けられている。例えば特許文献１には、電子管楽器のマウスピースのリード部に、静電容量方式のタッチセンサを複数配置し、この複数のセンサの検出値と配置位置とに基づいて演奏者の唇や舌の接触状態や接触位置を検出する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−５８５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、サクソフォン等のアコースティック管楽器においては、演奏者がマウスピースを口に咥えた際の唇の位置やその強さに基づいて、リード部の吹込口側（ティップ側）の振動状態が決定されて、それに応じた音色が実現される。すなわち、唇の厚さの違い（厚いか薄いか）に関わらず、唇の接触位置に基づいて音色が制御される。
【０００６】
一方、上述したような電子管楽器においては、演奏者の唇の厚さや硬さ、マウスピースを咥える際の強さ等の違いにより、複数のセンサの検出値にばらつきが生じて最終的に検出される唇の位置（リップポジション）がばらつくという問題があった。ここで、唇の厚さや硬さ、マウスピースを咥える際の強さの違いは、演奏者の性別や年齢、体質のほか、演奏時間の長さやマウスピースの咥え方の癖等によっても発生するものである。
【０００７】
そのため、従来の電子管楽器においては、アコースティックな吹奏感や演奏者が意図する楽音のエフェクト（例えば、ピッチベンドやビブラート等の音色効果）を十分に実現することができない場合があった。また、上記のようなセンサの検出値のばらつきに起因する唇の位置のばらつきを補正するために、演奏者ごとに調整操作（アジャスト）を行う必要があった。
【０００８】
また、上記の電子管楽器の他に、唇以外の指などの身体の一部を用いて演奏を行う電子楽器や、身体の一部を用いて演奏以外の各種の操作を行う電子機器などにおいても、機器の状態や操作環境によっては最終的に検出される操作位置がばらついて、所望の操作が実現できない場合があるという、同様の問題を有していた。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて、操作者が身体の一部を用いて機器を操作する場合に、より正しい操作位置を決定することができる検出装置、電子楽器、検出方法及び制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る検出装置は、
特定の方向に配列された複数のセンサと、
前記複数のセンサの出力値に基づいて、前記特定の方向における操作位置を決定する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数のセンサのうち、互いに隣接して配置された２つの前記センサの出力値の差分をそれぞれ算出するとともに、前記算出された複数の差分と、前記複数の差分にそれぞれ対応する、前記隣接して配置された２つのセンサの配列位置に対して相関性のある位置である相関位置と、に基づいて前記操作位置を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、操作者が身体の一部を用いて機器を操作する場合に、より正しい操作位置を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る検出装置を適用した電子楽器の一実施形態の全体構造を示す外観図である。
【図２】一実施形態に係る電子楽器の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】一実施形態に係る電子楽器に適用されるマウスピースの一例を示す概略図である。
【図４】演奏者の口腔とマウスピースとの接触状態を示す概略図である。
【図５】演奏者がマウスピースを咥えた状態におけるリップ検出部の出力特性の一例（比較例）、及び、リップポジションの算出例を示す図である。
【図６】演奏者がマウスピースを咥えた状態におけるリップ検出部の検出情報の変化特性の一例（本実施形態）、及び、リップポジションの算出例を示す図である。
【図７】一実施形態に係る電子楽器における制御方法のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図８】一実施形態に係る電子楽器の制御方法に適用されるリップ検出部の処理を示すフローチャートである。
【図９】一実施形態に係る電子楽器の制御方法の変形例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】
【００１３】
以下、本発明に係る検出装置、電子楽器、検出方法及び制御プログラムの実施形態について図面を参照しながら詳しく説明する。ここでは、操作位置を検出する検出装置を適用した電子楽器、並びに、当該操作位置の検出方法及び操作位置を検出するための制御プログラムを適用した電子楽器の制御方法の例を示して説明する。
【００１４】
＜電子楽器＞
図１は、本発明に係る検出装置を適用した電子楽器の一実施形態の全体構造を示す外観図である。図１（ａ）は本実施形態に係る電子楽器の側面図であり、図１（ｂ）は電子楽器の正面図である。また、図中、ＩＡ部は電子楽器１００の一部透視部分を示す。
【００１５】
本発明に係る検出装置が適用される電子楽器１００は、例えば図１（ａ）、（ｂ）に示すように、アコースティック管楽器のサクソフォンの形状を模した外観を有し、管状の筐体を有する管体部１００ａの一端側（図面上方端側）に演奏者が口に咥えるマウスピース１０が取り付けられ、他端側（図面下方端側）に楽音を出力するスピーカを有するサウンドシステム９が設けられている。
【００１６】
また、管体部１００ａの側面には、演奏者（ユーザ）が指で操作することにより、音高を決定する演奏キーや、楽曲のキーに合わせて音高を変える機能等を設定する設定キー等を有する操作子１が設けられている。また、例えば図１（ｂ）のＩＡ部に示すように、管体部１００ａの内部に設けられた基板上には、息圧検出部２、制御手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）５、ＲＯＭ（Read Only Memory）６、ＲＡＭ（Random Access Memory）７、音源８が設けられている。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る電子楽器の機能構成の一例を示すブロック図である。
本実施形態に係る電子楽器１００は、図２に示すように、概略、操作子１と、息圧検出部２と、リップ検出部３と、タン検出部４と、ＣＰＵ５と、ＲＯＭ６と、ＲＡＭ７と、音源８と、サウンドシステム９とを有し、これらのうち、サウンドシステム９を除く各部がバス９ａを介して相互に接続されている。ここで、リップ検出部３及びタン検出部４は、後述するマウスピース１０のリード部１１に設けられている。なお、図２に示す機能構成は、本発明に係る電子楽器を実現するための一例であり、この構成に限定されるものではない。また、図２に示す電子楽器の機能構成のうち、少なくともリップ検出部３と、ＣＰＵ５とは、本発明に係る検出装置を構成する。
【００１８】
操作子１は、上述した演奏キー、設定キー等の各種キーに対する演奏者によるキー操作を受け付けて、その操作情報をＣＰＵ５に出力する。ここで、操作子１に設けられる設定キーは、具体的には、楽曲のキーに合わせて音高を変える機能のほか、音高の微調整を行う機能や音色を設定する機能を有するとともに、リップ検出部３において検出されたリップ（下唇）の接触状態に応じて微調整されるモードを楽音の音色、音量、音高の中から予め選択する機能を有している。
【００１９】
息圧検出部２は、演奏者によりマウスピース１０に吹き込まれた息の圧力（息圧）を検出し、その息圧情報をＣＰＵ５に出力する。リップ検出部３は、演奏者のリップの接触を検出する静電容量方式のタッチセンサを有し、リップの接触位置又は接触範囲、及び、その接触面積や接触強度に応じた静電容量をリップの検出情報としてＣＰＵ５に出力する。タン検出部４は、演奏者のタン（舌部）の接触を検出する静電容量方式のタッチセンサを有し、タンの接触の有無、及び、その接触面積に応じた静電容量をタンの検出情報としてＣＰＵ５に出力する。
【００２０】
ＣＰＵ５は、電子楽器１００の各部を制御する制御部として機能する。ＣＰＵ５は、ＲＯＭ６に記憶された所定のプログラムを読み出してＲＡＭ７に展開し、展開されたプログラムと協働して各種の処理を実行する。例えば、ＣＰＵ５は、操作子１から入力された操作情報と、息圧検出部２から入力された息圧情報と、リップ検出部３から入力されたリップの検出情報と、タン検出部４から入力されたタンの検出情報と、に基づいて、楽音の生成を音源８に指示する。
【００２１】
具体的には、ＣＰＵ５は、操作子１から入力された操作情報としての音高情報に基づいて、楽音の音高を設定する。また、ＣＰＵ５は、息圧検出部２から入力された息圧情報に基づいて、楽音の音量を設定し、リップ検出部３から入力されたリップの検出情報に基づいて、楽音の音色、音量、音高の少なくとも１つを微調整する。また、ＣＰＵ５は、タン検出部４から入力されたタン（舌部）の検出情報に基づいて、タンが接触しているか否かを判定して楽音のノートオン／オフを設定する。
【００２２】
ＲＯＭ６は、読み出し専用の半導体メモリであり、電子楽器１００における動作や処理を制御するための各種のデータやプログラムが記憶されている。特に、本実施形態においては、後述する電子楽器の制御方法に適用されるリップポジションの決定方法（本発明に係る操作位置の検出方法に対応する）を実現するためのプログラムが記憶されている。ＲＡＭ７は、揮発性の半導体メモリであり、ＲＯＭ６から読み出されたデータやプログラム、あるいは、プログラムの実行中に生成されたデータ、操作子１や息圧検出部２、リップ検出部３、タン検出部４から出力された各検出情報を一時的に格納するワークエリアを有する。
【００２３】
音源８は、シンセサイザであり、操作子１からの操作情報や、リップ検出部３からのリップの検出情報、タン検出部４からのタンの検出情報に基づいたＣＰＵ５の楽音の生成指示に従い、楽音信号を生成してサウンドシステム９に出力する。サウンドシステム９は、音源８から入力された楽音信号に信号増幅等の処理を施し、内蔵のスピーカから楽音として出力する。
【００２４】
（マウスピース）
次いで、本実施形態に係る電子楽器に適用されるマウスピースの構造について説明する。
【００２５】
図３は、本実施形態に係る電子楽器に適用されるマウスピースの一例を示す概略図である。ここで、図３（ａ）はマウスピースの断面図（図３（ｂ）中のIIIＡ−IIIＡ線における断面図）であり、図３（ｂ）はマウスピースのリード部側を示す下面図である。
【００２６】
マウスピース１０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、概略、マウスピース本体１０ａと、リード部１１と、固定金具１２と、を有している。マウスピース１０は、マウスピース本体１０ａの開口部１３に対して、演奏者が息を吹き込む吹込口となる僅かな隙を有するように、薄板状のリード部１１が固定金具１２により組み付け固定されている。すなわち、リード部１１は、一般的なアコースティック管楽器のリードと同様に、マウスピース本体１０ａの下方側（図３（ａ）の下方側）の位置に組み付けられ、固定金具１２により固定された基端部（以下、「ヒール」と記す）を固定端として、吹込口側（以下、「ティップ側」と記す）が自由端を形成する。
【００２７】
また、リード部１１は、例えば図３（ａ）、（ｂ）に示すように、薄板状の絶縁性部材からなるリード基板１１ａと、リード基板１１ａの長手方向（図面左右方向）に、ティップ側（一端側）からヒール側（他端側）に向かって配列された複数のセンサ２０、３０〜４０と、を有している。ここで、リード部１１の一番ティップ側に配置されたセンサ２０は、タン検出部４が有する静電容量方式のタッチセンサであり、センサ３０〜４０は、リップ検出部３が有する静電容量方式のタッチセンサである。また、リード部１１の一番奥側（すなわち、ヒール側）に配置されたセンサ４０は、温度センサを兼ねている。これらのセンサ２０、３０〜４０はいずれも、センシングパッドとしての電極を有している。ここで、センサ３０〜４０を形成する各電極は、ほぼ等しい幅及び長さの長方形状を有し、センサ３０〜３９を形成する各電極がリード部１１のティップ側からヒール側に向かってほぼ均等間隔で配列されている。
【００２８】
なお、図３（ｂ）においては、センサ３０〜４０を形成する各電極を長方形状で示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＶ字形状や波形状等の平面形状を有しているものであってもよく、また、各電極は任意の寸法や個数に設定されているものであってもよい。
【００２９】
次いで、上述したマウスピースと演奏者の口腔との接触状態について説明する。
図４は、演奏者の口腔とマウスピースとの接触状態を示す概略図である。
【００３０】
電子楽器１００の演奏時においては、演奏者は、例えば図４に示すように、上側前歯Ｅ１をマウスピース本体１０ａの上部に当て、下側前歯Ｅ２を下側のリップ（下唇）ＬＰで巻き込み、リード部１１に押し付ける。これにより、マウスピース１０は、上側前歯Ｅ１とリップＬＰとにより上下方向から挟み込まれて保持される。
【００３１】
このとき、ＣＰＵ５は、リード部１１に配列されたリップ検出部３の複数のセンサ３０〜４０から出力される、リップＬＰの接触状態に応じたセンサ出力値（すなわち、リップ検出部３からの検出情報）に基づいて、リップＬＰの接触位置（リップポジション）を決定する。そして、この決定したリップＬＰの接触位置（リップポジション）に基づいて発生する楽音の音色（音高）を制御する。このとき、アコースティック管楽器の吹奏感により近づけるように音色（音高）を制御する場合には、図４に示すように、ＣＰＵ５は、リップポジション（厳密には、リップＬＰの口腔内側の端部）とリード部１１のティップ側の端部との２点間の距離ＲＴに基づいて、リード部１１の口腔内での仮想的な振動状態を推定して、その仮想的な振動状態に基づいて発生される音色（音高）をエミュレートするようにして音色（音高）を制御する。また、特にアコースティック管楽器の吹奏感に近づける必要が無い場合には、単純に、リップＬＰの接触位置（リップポジション）に対応して予め決められた音色（音高）に基づいて、電子管楽器に特有の音色（音高）を発生するように制御してもよい。
【００３２】
また、演奏時の口腔内部のタン（舌部）は、電子楽器１００の奏法により、図４に示すように、タンＴＮがリード部１１に触れていない状態（図中、実線で表記）と、リード部１１に触れている状態（図中、二点鎖線で表記）と、のいずれかとなる。ＣＰＵ５は、リード部１１のティップ側の端部に配置されたセンサ２０から出力される、タンＴＮの接触状態に応じたセンサ出力値（すなわち、タン検出部４からの検出情報）に基づいて、タンＴＮを接触させてリード部１１の振動を止める奏法であるタンギングの実行状態を判断し、楽音のノートオン（発音）、ノートオフ（発音キャンセル）を制御する。
【００３３】
また、リード部１１に配列されるセンサ２０、３０〜４０に適用される静電容量方式のタッチセンサにおいては、湿気や温度の影響で検出値が変動することが知られている。具体的には、リード部１１の温度の上昇に伴って、ほぼ全てのセンサ２０、３０〜４０から出力されるセンサ出力値が増加する現象が知られており、一般に温度ドリフトと呼ばれている。ここで、電子楽器１００の演奏中に生じるリード部１１の温度状態の変化は、特に、リップＬＰが触れることによりリード基板１１ａに体温が伝わることの影響が大きく、その他にも、マウスピース１０を咥えた状態が長い時間保持されることにより口腔内の湿気や温度が上昇したり、上記のタンギングによりタンＴＮが直接リード部１１に触れたりすることに起因する場合もある。そのため、ＣＰＵ５はリード部１１の一番奥側（すなわち、ヒール側）に配置されたセンサ４０から出力されるセンサ出力値に基づいて、リード部１１の温度状態を判断し、各センサ２０、３０〜４０からのセンサ出力値への温度の影響をオフセット（温度ドリフト成分を除去）する処理を行う。
【００３４】
（リップ検出部の出力特性）
次いで、上述したマウスピースを演奏者が咥えた状態におけるリップ検出部の出力特性について説明する。ここでは、リップ検出部の出力特性について、演奏者の唇の厚さの違いと関連付けて説明するが、唇の硬さやマウスピースを咥える際の強さ等の違いとの関係においても同様の特徴を有している。
【００３５】
図５は、演奏者がマウスピースを咥えた状態におけるリップ検出部の出力特性の一例（比較例）、及び、リップポジションの算出例を示す図である。ここで、図５（ａ）は通常の厚みの唇を有する演奏者がマウスピースを咥えた状態における各センサからのセンサ出力値の分布例、及び、当該分布例に基づいて算出されるリップポジションの例である。図５（ｂ）は通常よりも厚い唇を有する演奏者がマウスピースを咥えた状態におけるセンサからのセンサ出力値の分布例、及び、当該分布例に基づいて算出されるリップポジションの例である。
【００３６】
上述したように、本実施形態に係るマウスピース１０においては、リード部１１へのリップ（下唇）ＬＰやタン（舌部）ＴＮの接触状態を、リード基板１１ａに配列された複数のセンサ２０、３０〜４０の各電極における静電容量に基づいて、例えば０〜２５５までの２５６段階の出力値で検出する方式を採用している。ここで、複数のセンサ２０、３０〜４０がリード基板１１ａの長手方向に一列に配置されているため、通常の（平均的な）厚みの唇を有する演奏者がマウスピース１０を普通に咥え、タンギングを行っていない状態では、図５（ａ）に示すように、リード部１１にリップＬＰが触れている領域（図４中、領域ＲＬ参照）のセンサ及びその周辺のセンサ（例えば位置ＰＳ２〜ＰＳ８の各センサ３１〜３７）が反応して、そのセンサ出力値が高い値を示す。
【００３７】
一方、リップＬＰが触れていない領域（すなわち、リップＬＰが触れている領域ＲＬのティップ側及びヒール側）のセンサ（例えば位置ＰＳ１、ＰＳ９、ＰＳ１０の各センサ３０、３８、３９）からのセンサ出力値は、相対的に低い値を示す。すなわち、この場合のリップ検出部３の各センサ３０〜３９から出力されるセンサ出力値の分布は、図５（ａ）に示すように、演奏者がリップＬＰを最も強く接触させた位置のセンサ（概ね位置ＰＳ５〜ＰＳ７の各センサ３４〜３６）からのセンサ出力値を最大値とする山形を示す特徴を有している。
【００３８】
なお、図５（ａ）、（ｂ）に示したセンサ出力値の分布図において、横軸はリード基板１１ａ上にティップ側からヒール側に向かって配列された各センサ３０、３１、・・・３８、３９の位置ＰＳ１、ＰＳ２、・・・ＰＳ９、ＰＳ１０を示し、縦軸は各位置ＰＳ１〜ＰＳ１０のセンサ３０〜３９から出力される出力値（静電容量の値をＡ／Ｄ変換して０〜２５５までの８bitの値を示すセンサ出力値）を示す。
【００３９】
ここでは、リード部１１に配列されるセンサ２０、３０〜４０のうち、一番ティップ側、及び、一番ヒール側の両端部に配置されたセンサ２０、４０からのセンサ出力値を除外した。センサ２０からのセンサ出力値を除外する理由は、タンギングによりセンサ出力値が突出して高い値を示す場合があり、正確なリップポジションの算出に及ぼす影響を排除するためである。また、センサ４０からのセンサ出力値を除外する理由は、マウスピース１０の一番奥側（ヒール側）に配置され、演奏時にリップＬＰが接触する機会がほとんどなく、実質的にリップポジションの算出に用いられないためである。
【００４０】
一方、通常よりも厚い唇を有する演奏者がマウスピース１０を普通に咥えた状態では、リード部１１にリップＬＰが触れている領域（図４中、領域ＲＬ参照）が広がるため、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）に示したセンサ出力値の分布よりも広い範囲のセンサ（例えば位置ＰＳ２〜ＰＳ９の各センサ３１〜３８）が反応して、そのセンサ出力値が高い値を示すことになる。なお、この場合においても、リップ検出部３の各センサ３０〜３９からのセンサ出力値の分布は、図５（ｂ）に示すように、演奏者によりリップＬＰを最も強く接触させた位置のセンサ（概ね位置ＰＳ５〜ＰＳ７の各センサ３４〜３６）からのセンサ出力値を最大値とする山形を示す。
【００４１】
（リップポジションの算出方法）
まず、図５（ａ）、（ｂ）に示したようなセンサ出力値の分布に基づいて、演奏者がマウスピースを咥えた際のリップの接触位置（リップポジション）を算出する手法について説明する。
【００４２】
上述したようなセンサ出力値の分布に基づいて、リップポジションを算出する方法としては、一般的な重心位置（又は加重平均）の算出方法を適用することができる。具体的には、重心位置ｘＧは、リップの接触状態を検出する複数のセンサからのセンサ出力値ｍｉと、各センサの位置を示す番号ｘｉとに基づいて、次の（１１）式により算出される。
【００４３】
【数１】
2019020504.tif 000003
【００４４】
上記の（１１）式において、ｎは重心位置ｘＧの算出に用いるセンサ出力値の個数である。ここでは、上述したように、リード部１１に配列されたセンサ２０、３０〜４０のうち、センサ２０、４０を除外した、１０個（ｎ＝１０）のセンサ３０〜３９のセンサ出力値ｍｉを重心位置ｘＧの算出に用いる。また、これらのセンサ３０〜３９の位置ＰＳ１〜ＰＳ１０に対応して、各センサの位置番号ｘｉ（＝１、２、・・・１０）が設定されている。
【００４５】
図５（ａ）に示したように、通常の厚みの唇を有する演奏者がマウスピース１０を咥えた場合に得られるセンサ出力値の分布に基づいて、上記の（１１）式を用いて重心位置ｘＧを算出してリップポジションＰＳ(1-10)を求めると、図中の右表に示すように、「5.10」という数値が得られる。この数値は、リップポジションをセンサの位置番号で表したものである。すなわち、位置番号１〜１０で示される各センサ３０〜３９の位置ＰＳ１〜ＰＳ１０に対する相対位置で表したものであり、1.0〜10.0の小数を含む数値で表される。また、図中に示すTotal1は、上記の（１１）式の分子であって、各センサ３０〜３９におけるセンサ出力値ｍｉと位置番号ｘｉとの積の総和であり、Total2は、上記の（１１）式の分母であって、各センサ３０〜３９からのセンサ出力値ｍｉの総和である。なお、図中に示すリップポジションＰＳ(1-10)は、音源８において利用する際には、７ビットで表現した数値であるＭＩＤＩ信号に変換（位置ＰＳ１〜ＰＳ１０までの範囲を０〜１２７の値に割り当て）してから利用される。例えば、リップポジションＰＳ(1-10)が「5.10」であれば、当該リップポジションＰＳ(1-10)から１を減算した後、127/9を乗算して求められる、７ビットで表現した数値（(5.10-1)*127/9=58）がＭＩＤＩ信号として利用される。
【００４６】
一方、図５（ｂ）に示したように、通常よりも厚い唇を有する演奏者がマウスピース１０を咥えた場合に得られるセンサ出力値の分布に対して、上記の（１１）式を用いた重心位置ｘＧの算出を適用した場合には、上述したように、リップＬＰが触れている領域が広がってより多くのセンサにおいてセンサ出力値が変動（増加）することがある。そのため、リップポジションを正確に求めることができない場合がある。
【００４７】
具体的には、通常の厚みの唇を有する演奏者に比較して、厚い唇を有する演奏者の場合には、リップポジションＰＳ(1-10)が「5.10」から「5.54」へ（差分が「0.4」以上も）大幅に変化してしまい、後述する発音処理において演奏者が意図する吹奏感や楽音のエフェクトを実現できなくなる。すなわち、図５（ａ）、（ｂ）に示した例では、演奏者の唇の厚さがリップポジションの決定に影響を与えることになる。しかしながら、サクソフォン等のアコースティック管楽器においては、演奏者の唇が厚いか薄いかによって楽音が変化することはない。なお、図５（ａ）、（ｂ）に示したように、各センサ３０〜３９からのセンサ出力値そのものの分布に対して、上記の（１１）式を用いて重心位置ｘＧを算出してリップポジションを求める手法を、便宜的に「比較例」と表記する。
【００４８】
そこで、本実施形態においては、リード部１１に配列されたリップ検出部３のセンサ３０〜３９について、まず、それぞれ隣接して配置された２つのセンサのセンサ出力値の差分（センサ出力値間の変化量）を算出する。そして、算出された複数のセンサ出力値の差分と、当該複数の差分に対応する隣接する２つのセンサの配列位置に対する相関位置とに基づいて、上記の（１１）式を用いて重心位置ｘＧ（又は、加重平均）を算出して、リード部１１に接触しているリップＬＰの口腔内側の端部（内縁部分；図４に示したリップＬＰが触れている領域ＲＬの口腔内側の境界部分）を示すリップポジションとして決定する一連の手法を採用している。
【００４９】
（リップポジションの決定方法）
以下、本実施形態に適用されるリップポジションの決定方法について詳細に説明する。
図６は、演奏者がマウスピースを咥えた状態におけるリップ検出部の検出情報の変化特性の一例（本実施形態）、及び、リップポジションの算出例を示す図である。ここで、図６（ａ）は通常の厚みの唇を有する演奏者がマウスピースを咥えた状態において、それぞれ隣接する２つのセンサからのセンサ出力値の差分の分布例、及び、当該分布例に基づいて算出されるリップポジションの例である。図６（ｂ）は通常よりも厚い唇を有する演奏者がマウスピースを咥えた状態において、それぞれ隣接する２つのセンサからのセンサ出力値の差分の分布例、及び、当該分布例に基づいて算出されるリップポジションの例である。
【００５０】
本実施形態に適用されるリップポジションの決定方法においては、まず、図５（ａ）又は図５（ｂ）に示した各センサ３０〜３９からのセンサ出力値の分布において、互いに隣接して配置された２つのセンサ３０と３１、３１と３２、３２と３３、・・・３７と３８、３８と３９の各組合せにおけるセンサ出力値の差分（ｍi+1−ｍｉ）を算出する。ここでは、センサ出力値の差分として、１０個（ｎ＝１０）のセンサ３０〜３９に対して９個分（＝ｎ−１）が算出され、それぞれのセンサ出力値の差分を便宜的にDif(31-30)、Dif(32-31)、Dif(33-32)、・・・Dif(38-37)、Dif(39-38)と記す。特に、本実施形態においては、図５（ａ）又は図５（ｂ）に示したセンサ出力値の分布における上昇部分のみを抽出するために、センサ出力値の差分がマイナスの値になる場合には、差分を「０」に設定する。このようにして算出されたセンサ出力値の差分の分布は、図６（ａ）又は図６（ｂ）のように示される。
【００５１】
ここで、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示したセンサ出力値の差分の分布図において、横軸は互いに隣接して配置された２つのセンサ３０と３１、３１と３２、３２と３３、・・・３７と３８、３８と３９の各組合せにおける代表位置（相関位置）ＤＦ１、ＤＦ２、ＤＦ３・・・ＤＦ８、ＤＦ９を示す。ここで、２つのセンサの各組合せにおける代表位置ＤＦ１〜ＤＦ９の一例として、２つのセンサのうちのティップ側のセンサの位置で各組合せにおける代表位置（相関位置）を示しているが、隣接して配置された２つのセンサの配列位置に対して相関性のある位置を示せればよいので、２つのセンサの中間位置又は重心位置、あるいは、別途設定された基準位置からの距離で示される位置であってもよい。また、縦軸は互いに隣接する２つのセンサ３０と３１、３１と３２、３２と３３、・・・３７と３８、３８と３９の各組合せにおけるセンサ出力値の差分を示す。
【００５２】
そして、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示すような分布を有するセンサ出力値の差分に基づいて、上記の（１１）式を用いて重心位置ｘＧを算出してリップポジションＰＳ(ＤＦ)を決定する。本実施形態においては、図中の右表に示すように、リップポジションＰＳ(ＤＦ)がいずれも「1.35」となり、同一又は同等の数値が得られた。すなわち、演奏者の唇の厚さの影響をほとんど受けることなく、より正確なリップポジションを算出することができることが確認された。なお、詳細な説明を省略するが、上記の演奏者の唇の厚さに限らず、唇の硬さやマウスピースを咥える際の強さ等の影響についても同様に、ほとんど受けないことが確認された。
【００５３】
ここで、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示すTotal1は、互いに隣接する２つのセンサ３０と３１、３１と３２、３２と３３、・・・３７と３８、３８と３９の各組合せにおけるセンサ出力値の差分Dif(31-30)、Dif(32-31)、Dif(33-32)、・・・Dif(38-37)、Dif(39-38)と、各組合せにおけるセンサ出力値の差分に対応する、隣接する２つのセンサの配列位置に相関する位置ＤＦ１、ＤＦ２、ＤＦ３・・・ＤＦ８、ＤＦ９を示す位置番号ｘｉとの積の総和である。また、Total2は、隣接する２つのセンサの各組合せにおけるセンサ出力値の差分Dif(31-30)、Dif(32-31)、Dif(33-32)、・・・Dif(38-37)、Dif(39-38)の総和である。
【００５４】
本実施形態においては、次の（１２）式に示すように、これらのTotal1及びTotal2を上記の（１１）式の分子及び分母に適用して、リップポジションＰＳ(ＤＦ)となる重心位置ｘＧを算出する。
ＰＳ(ＤＦ)＝ｘＧ＝Total1／Total2    ・・・（１２）
【００５５】
すなわち、図５（ａ）又は図５（ｂ）に示したような山形を有するセンサ出力値の分布において、互いに隣接するセンサ間のセンサ出力値の変化を監視した場合、センサ出力値が急激に上昇する特徴的な変化部分（図中太線矢印で示した、山形の分布の左側の急傾斜部分に相当する）は、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示すように、隣接する２つのセンサ間のセンサ出力値の差分が大きな値を示すことになる。このような大きな値の差分を示す部分は、（１１）式を用いて重心位置（又は加重平均）を算出する場合においても特徴的な挙動を示す。
【００５６】
そこで、本実施形態においては、複数のセンサのうち、互いに隣接して配列された２つのセンサの出力値の差分をそれぞれ算出し、算出されたそれぞれの出力値の差分を重心位置又は加重平均を算出する際の重み値として、複数の差分にそれぞれ対応する、隣接する２つのセンサの配列位置に相関する位置（相関位置）の重心位置又は加重平均を算出する。これにより、上記の（１２）式によりセンサ出力値の山形の分布の左側の急傾斜部分に相当する位置が特定されることにより、リード部１１に接触しているリップＬＰの口腔内側の端部（内縁部分）を示すリップポジションＰＳ(ＤＦ)を容易に判断して決定することができる。
【００５７】
なお、上記の（１２）式を用いて算出された位置は、各センサ配列に対する相対位置を示すものであり、リップポジションの変化に基づいて楽音の発生を制御する場合にはこの値をそのまま用いることができる。また、リードに接触する唇の端の位置などの絶対的なリップポジションに基づいて楽音の発生を制御する場合には、この相対位置に対して予め実験で求められたオフセット値を加算（又は減算）することにより絶対位置に変換する。
【００５８】
また、本実施形態においては、リップポジションＰＳ(ＤＦ)を決定する際に、リード部１１に配列されたセンサ２０、３０〜４０のうち、センサ２０、４０を除外した、１０個のセンサ３０〜３９からのセンサ出力値を用いる手法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、タン検出部４のセンサ２０のみを除外した、リップ検出部３の１１個のセンサ３０〜４０からのセンサ出力値を用いるものであってもよい。
【００５９】
＜電子楽器の制御方法＞
次に、本実施形態に係るリップポジションの決定方法を適用した電子楽器における制御方法について説明する。ここで、本実施形態に係る電子楽器の制御方法は、上述した電子楽器１００のＣＰＵ５において、特定のリップ検出部の処理プログラムを含む制御プログラムを実行することにより実現されるものである。
【００６０】
図７は、本実施形態に係る電子楽器における制御方法のメインルーチンを示すフローチャートである。
本実施形態に係る電子楽器の制御方法は、図７に示すフローチャートのように、まず、演奏者（ユーザ）が電子楽器１００の電源を投入すると、ＣＰＵ５は電子楽器１００の各種設定を初期化するイニシャライズ処理を実行する（ステップＳ７０２）。
【００６１】
次いで、ＣＰＵ５は、演奏者が電子楽器１００のマウスピース１０を咥えることによりリップ検出部３から出力されるリップ（下唇）ＬＰの検出情報に基づく処理を実行する（ステップＳ７０４）。このリップ検出部３の処理は、上述したリップポジションの決定方法を含むものであり、詳しくは後述する。
【００６２】
次いで、ＣＰＵ５は、マウスピース１０へのタン（舌部）ＴＮの接触状態に応じてタン検出部４から出力されるタンＴＮの検出情報に基づく処理を実行する（ステップＳ７０６）。また、ＣＰＵ５は、マウスピース１０に吹き込まれた息に応じて息圧検出部２から出力される息圧情報に基づく処理を実行する（ステップＳ７０８）。
【００６３】
次いで、ＣＰＵ５は、操作子１の操作情報に含まれる音高情報に応じたキーコードを発生させ、音源８に供給して楽音の音高を設定するキースイッチ処理を実行する（ステップＳ７１０）。このとき、ＣＰＵ５は、リップ検出部３の処理（ステップＳ７０４）において、リップ検出部３から入力されたリップＬＰの検出情報を用いて算出されたリップポジションに基づいて、楽音の音色、音量、音高を調整して音色効果（例えば、ピッチベンドやビブラート等）を設定する処理を実行する。また、ＣＰＵ５は、タン検出部４の処理（ステップＳ７０６）において、タン検出部４から入力されたタンＴＮの検出情報に基づいて、楽音のノートオン／オフを設定する処理を実行し、息圧検出部２の処理（ステップＳ７０８）において、息圧検出部２から入力された息圧情報に基づいて、楽音の音量を設定する処理を実行する。ＣＰＵ５は、これらの一連の処理により、演奏者の演奏動作に応じた楽音を生成するための指示を生成して音源８に出力する。そして、音源８は、ＣＰＵ５からの楽音の生成指示に基づいて、サウンドシステム９を動作させる発音処理を実行する（ステップＳ７１２）。
【００６４】
その後、ＣＰＵ５は、その他の必要な処理（ステップＳ７１４）を実行して一連の処理動作が終了すると、上述したステップＳ７０４からＳ７１４の処理を再度繰り返し実行する。なお、図７に示したフローチャートにおいては図示を省略したが、ＣＰＵ５は、上述した一連の処理動作（ステップＳ７０２〜Ｓ７１４）の実行中に、演奏が終了したり中断したりする状態の変化を検出した場合には、処理動作を強制的に終了する。
【００６５】
（リップ検出部の処理）
次に、上述したメインルーチンに示したリップ検出部３の処理について説明する。
図８は、本実施形態に係る電子楽器の制御方法に適用されるリップ検出部の処理を示すフローチャートである。
【００６６】
図７に示した電子楽器の制御方法に適用されるリップ検出部３の処理は、図８に示すフローチャートのように、まず、ＣＰＵ５は、リード部１１に配列された複数のセンサ２０、３０〜４０から出力されるセンサ出力値を取得して、ＲＡＭ７の所定の記憶領域に現在の出力値として記憶させる。これにより、ＲＡＭ７の所定の記憶領域に記憶されているセンサ出力値が、現在のセンサ出力値に順次更新される（ステップＳ８０２）。
【００６７】
次いで、ＣＰＵ５は、リード部１１の一番奥側（すなわち、ヒール側）に配置されたセンサ４０から出力されるセンサ出力値に基づいて、リード部１１の温度状態を判断し、各センサ２０、３０〜４０からのセンサ出力値への温度の影響をオフセットする処理を行う。上述したように、静電容量方式のタッチセンサにおいては、湿気や温度の影響で検出値が変動することが知られており、リード部１１の温度の上昇に伴って、ほぼ全てのセンサ２０、３０〜４０から出力されるセンサ出力値が上昇する温度ドリフトが生じる。そこで、本実施形態においては、全てのセンサ出力値から温度ドリフト分に対応する所定値（例えば最大で「１００」程度）を減算する処理を行うことにより、口腔内の湿気や温度の上昇に起因する温度ドリフトの影響を除去することができる（ステップＳ８０４）。
【００６８】
次いで、ＣＰＵ５は、リップ検出部３のセンサ３０〜４０から出力されるセンサ出力値（現在の出力値）に基づいて、演奏者が現在、マウスピース１０を咥えているか否かを判断する（ステップＳ８０６）。ここで、マウスピース１０を咥えているか否かを判断する手法としては、例えば図８に示すように、センサ３０〜３９の１０個（又は、センサ３０〜４０の１１個）のセンサ出力値の総和（厳密には、上記の温度ドリフト除去処理後の出力値の総和；図８中では「SumSig」と表記）を用いて判断する手法を適用することができる。すなわち、算出されたセンサ出力値の総和が所定の閾値ＴＨ１を越えている場合（SumSig＞ＴＨ１）には、マウスピース１０を咥えていると判断し、算出値が上記閾値ＴＨ１以下の場合（SumSig≦ＴＨ１）には、マウスピース１０を咥えていないと判断する。本実施形態においては、上記の閾値ＴＨ１として、例えば各センサ３０〜３９（又は、センサ３０〜４０）からのセンサ出力値の総和の７割乃至８割（SumSig×７０〜８０％）となる範囲の値を設定する。
【００６９】
上記のステップＳ８０６において、演奏者がマウスピース１０を咥えていないと判断された場合（ステップＳ８０６のＮｏ）には、ＣＰＵ５は、リップポジション（図８中では「pos」と表記）の算出を行わず、デフォルト値（「pos＝６４」）を設定して（ステップＳ８０８）、リップ検出部３の処理を終了して、図７に示したメインルーチンの処理に戻る。
【００７０】
一方、上記のステップＳ８０６において、演奏者がマウスピース１０を咥えていると判断された場合（ステップＳ８０６のＹｅｓ）には、ＣＰＵ５は、タン検出部４のセンサ２０から出力されるセンサ出力値（現在の出力値）に基づいて、演奏者が現在、タンギングを行っているか否かを判断する（ステップＳ８１０）。ここで、タンギングを行っているか否かを判断する手法としては、例えば図８に示すように、センサ２０のセンサ出力値（厳密には、温度ドリフト除去処理後の出力値；図８中では「cap0」と表記）が所定の閾値ＴＨ２を越えている場合（cap0＞ＴＨ２）には、タンギングを行っていると判断し、センサ出力値が上記閾値ＴＨ２以下の場合（cap0≦ＴＨ２）には、タンギングを行っていないと判断する手法を適用することができる。本実施形態においては、上記の閾値ＴＨ２として、例えば「８０」程度の値を設定する。
【００７１】
上記のステップＳ８１０において、演奏者がタンギングを行っていると判断された場合（ステップＳ８１０のＹｅｓ）には、タンＴＮがリード部１１のティップ側の端部に配置されたセンサ２０に接触していると判断されるため、ＣＰＵ５は、リップポジション（pos）の算出を行わず、「pos＝０」を設定して（ステップＳ８１２）、リップ検出部３の処理を終了して、図７に示したメインルーチンの処理に戻る。
【００７２】
一方、上記のステップＳ８１０において、演奏者がタンギングを行っていないと判断された場合（ステップＳ８１０のＮｏ）には、ＣＰＵ５は、リップ検出部３のセンサ３０〜３９から出力されるセンサ出力値（現在の出力値）がノイズの影響によるものか否かを判断する（ステップＳ８１４）。ここで、センサ出力値がノイズの影響によるものか否かを判断する手法としては、例えば図８に示すように、センサ３０〜３９において、隣接する２つのセンサ間のセンサ出力値の差分の総和（厳密には、上記の温度ドリフト除去処理後の出力値の差分の総和；図中では「sumDif」と表記）を用いて判断する手法を適用することができる。すなわち、算出されたセンサ出力値の差分の総和が所定の閾値ＴＨ３を越えている場合（sumDif＞ＴＨ３）には、センサ３０〜３９から出力されるセンサ出力値がノイズの影響によるものではないと判断し、算出値が上記閾値ＴＨ３以下の場合（sumDif≦ＴＨ３）には、ノイズの影響によるものであると判断する。本実施形態においては、上記の閾値ＴＨ３として、例えば隣接する２つのセンサ間のセンサ出力値の差分の総和の８割（sumDif×８０％）程度の値を設定する。
【００７３】
上記のステップＳ８１４において、センサ３０〜３９から出力されるセンサ出力値がノイズの影響によるものであると判断された場合（ステップＳ８１４のＮｏ）には、ＣＰＵ５は、リップポジション（pos）の算出を行わず、デフォルト値（「pos＝６４」）を設定するとともに、エラーの発生状況を記録する値（図中では「ErrCnt」と表記）を加算して保存する（ステップＳ８１６）。その後、ＣＰＵ５は、リップ検出部３の処理を終了して、図７に示したメインルーチンの処理に戻る。
【００７４】
なお、ステップＳ８１４に示したような、隣接する２つのセンサ間のセンサ出力値の差分の総和が閾値ＴＨ３以下となる状態（sumDif≦ＴＨ３；ステップＳ８１４のＮｏ）は、ノイズによる影響の他にも、演奏者がマウスピース１０を意図的に異常な咥え方をした場合や、センサ自体のハードウェア的な異常が発生した場合等にも生じるものである。
【００７５】
一方、上記のステップＳ８１４において、センサ３０〜３９から出力されるセンサ出力値がノイズの影響によるものではないと判断された場合（ステップＳ８１４のＹｅｓ）には、ＣＰＵ５は、上述したリップポジションの決定方法に基づいてリップポジション（pos）を算出する（ステップＳ８１８）。すなわち、ＣＰＵ５は、互いに隣接して配置されたセンサ間のセンサ出力値の差分をそれぞれ算出して、その値をDif(mi+1-mｉ)として記録する。そして、ＣＰＵ５は、それぞれのセンサ出力値の差分に対応する２つのセンサの配列位置に相関する位置（相関位置）に対する、これらの差分値Dif(mi+1-mｉ)の分布（換言すると、センサの配列位置における出力値である度数や重み値の分布）に基づいて重心位置又は加重平均を算出することにより、リード部１１に接触しているリップＬＰの内縁部分を示すリップポジションを決定する。
【００７６】
このように、本実施形態においては、電子楽器１００のマウスピース１０を咥えた状態で、リード部１１に配列されたリップ検出部３の複数のセンサ３０〜３９から得られるセンサ出力値において、互いに隣接する２つのセンサ間のセンサ出力値の差分の分布に基づいて、所定の計算式を用いて重心位置又は加重平均を算出することにより、センサ出力値が特徴的に上昇する位置を特定してリップポジションとして決定する。
【００７７】
これにより、本実施形態によれば、演奏者の唇の厚さや硬さ、マウスピースを咥える際の強さ等の影響をほとんど受けることなく、より正確なリップポジションを決定することができ、アコースティック管楽器における吹奏感や楽音のエフェクト（例えば、ピッチベンドやビブラート等）により近づけることができる。
【００７８】
なお、本実施形態においては、複数のセンサのうちの、互いに隣接して配列された２つのセンサの配列位置に相関するそれぞれの位置（相関位置）に対する、上記の２つのセンサの出力値の差分の分布に基づいて重心位置又は加重平均を算出することにより、リップポジションを決定する手法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、上記の複数の差分にそれぞれ対応する相関位置を、度数分布における級数とするとともに、複数の差分にそれぞれ対応する出力値の差分を、度数分布における度数として、当該度数分布における統計量である各種の平均値（上記の加重平均を含む）や中央値、最頻値のいずれかを算出し、当該算出した統計量に基づいてリップポジションを決定するものであってもよい。
【００７９】
（変形例）
次に、上述した実施形態に係る電子楽器の制御方法の変形例について説明する。ここで、本変形例が適用される電子楽器の外観及び機能構成は上述した実施形態と同等であるので、その説明を省略する。
【００８０】
図９は、本実施形態に係る電子楽器の制御方法の変形例を示すフローチャートである。
本変形例に係る電子楽器の制御方法は、図７のフローチャートに示したメインルーチンのリップ検出部の処理（ステップＳ７０４）に適用され、特に、演奏者がマウスピースを咥えているか否かの判断方法、及び、リップポジションの決定方法に特徴を有している。なお、図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ９０８〜Ｓ９１６は、図８に示したフローチャートのＳ８０８〜Ｓ８１６と同等であるので、詳細な説明を省略する。
【００８１】
本変形例においては、まず、ＣＰＵ５は、上述した実施形態と同様に、リード部１１に配列された複数のセンサ２０、３０〜４０から出力されるセンサ出力値を取得して、ＲＡＭ７に記憶されているセンサ出力値を更新する（ステップＳ９０２）。次いで、ＣＰＵ５は、取得したリップ検出部３のセンサ３０〜３９（又は、３０〜４０）からのセンサ出力値から、最大値（max）となるセンサ出力値を抽出し（ステップＳ９０４）、当該最大値に基づいて、演奏者がマウスピース１０を咥えているか否かを判断する（ステップＳ９０６）。ここでは、マウスピース１０を咥えているか否かを判断する手法として、図９に示すように、抽出した最大値が所定の閾値ＴＨ４を越えている場合（max＞ＴＨ４）には、マウスピース１０を咥えていると判断し、最大値が上記閾値ＴＨ４以下の場合（max≦ＴＨ４）には、マウスピース１０を咥えていないと判断する。本変形例においては、上記の閾値ＴＨ４として、例えば抽出した最大値の８割（max×８０％）となる値を設定する。
【００８２】
なお、演奏者がマウスピース１０を咥えているか否かの判断は、本変形例や上述した実施形態に示した手法に限定されるものではなく、他の手法を適用するものであってもよい。例えば、センサ３０〜３９から出力されるセンサ出力値が全て所定値以下である場合には、マウスピース１０を咥えていないと判断し、センサ３０〜３９のうち、半数以上のセンサ出力値が上記の所定値を超過している場合には、マウスピース１０を咥えていると判断する手法を適用するものであってもよい。
【００８３】
次いで、上述した実施形態と同様に、演奏者がマウスピース１０を咥えていないと判断された場合（ステップＳ９０６のＮｏ）には、ＣＰＵ５は、リップポジションとしてデフォルト値（「pos＝６４」）を設定する（ステップＳ９０８）。マウスピース１０を咥えていると判断された場合（ステップＳ９０６のＹｅｓ）には、ＣＰＵ５は、タン検出部４のセンサ２０から出力されるセンサ出力値に基づいて、演奏者がタンギングを行っているか否かを判断する（ステップＳ９１０）。演奏者がタンギングを行っていると判断された場合（ステップＳ９１０のＹｅｓ）には、ＣＰＵ５は、リップポジションを「pos＝０」に設定する（ステップＳ９１２）。タンギングを行っていないと判断された場合（ステップＳ９１０のＮｏ）には、ＣＰＵ５は、センサ出力値がノイズの影響によるものか否かを判断する（ステップＳ９１４）。センサ出力値がノイズの影響によるものであると判断された場合（ステップＳ９１４のＮｏ）には、ＣＰＵ５は、リップポジションとしてデフォルト値（「pos＝６４」）を設定し（ステップＳ９１６）、センサ出力値がノイズの影響によるものではないと判断された場合（ステップＳ９１４のＹｅｓ）には、リップポジションを算出する（ステップＳ９１８）。
【００８４】
ここで、リップポジションは、上述した実施形態に示したように、隣接する２つのセンサ間のセンサ出力値の差分の分布に基づいて、重心位置又は加重平均を算出することによりリップポジションを決定するものであってもよいし、他の手法を適用するものであってもよい。例えば、隣接して配置された２つのセンサ間のセンサ出力値の差分をそれぞれ算出して、その値をDif(mi+1-mｉ)として記録し、これらの差分値の分布から最大値Dif(max)となる差分を抽出する。そして、最大値Dif(max)となる差分に対応する２つのセンサの配列位置に相関する位置（相関位置）、例えば２つのセンサの配列位置の中間位置や重心位置等に基づいてリップポジションを決定するものであってもよい。また、抽出した最大値Dif(max)が所定の閾値ＴＨ５を越える場合に、当該最大値Dif(max)となる差分に対応する２つのセンサの配列位置に相関する位置に基づいてリップポジションを決定するものであってもよい。
【００８５】
このような電子楽器の制御方法においても、電子楽器１００のマウスピース１０を咥えた状態で、リード部１１に配列された複数のセンサ３０〜３９から得られるセンサ出力値の分布において、互いに隣接する２つのセンサ間のセンサ出力値の差分に基づいて、センサ出力値が特徴的に上昇する位置を特定することができる。これにより、演奏者の唇の厚さや硬さ、マウスピースを咥える際の強さ等の影響をほとんど受けることなく、より正確なリップポジションを決定することができる。
【００８６】
なお、上述した実施形態及び変形例においては、リップ検出部３の複数のセンサ３０〜３９からのセンサ出力値の分布において、センサ出力値が特徴的に上昇する位置を特定して、リード部１１に接触しているリップＬＰの内縁部分を示すリップポジションとして決定する手法を説明した。本発明は、同様の技術思想に基づいて、リップ検出部３の複数のセンサからのセンサ出力値の分布において、センサ出力値が急激に下降する特徴的な変化部分の位置を特定して、リード部１１に接触しているリップＬＰの口腔外側の端部（外縁部分；リップＬＰが触れている領域ＲＬの口腔外側の境界部分）を示すリップポジションとして決定するものであってもよい。
【００８７】
また、上述した実施形態において、リップ検出部３の複数のセンサ３０〜３９からのセンサ出力値の分布に基づいて決定されたリップＬＰの内縁部分を示すリップポジションを基準にして、予め設定されたリップ（下唇）ＬＰの厚み分、又は、例えばその厚み分の半分に相当する所定の寸法だけマウスピース１０の奥側（ヒール側）方向に位置をシフト（オフセット値を加減算）させて補正するものであってもよい。これによれば、リップＬＰの外縁部分やリップの厚みの中心位置を示すリップポジションを容易に判断して決定することができる。
【００８８】
また、上述した実施形態においては、サクソフォン型の外観を有する電子楽器１００を示して説明したが、本発明に係る電子楽器はこれに限定されるものではない。すなわち、演奏者が口に咥えて、リードを用いるアコースティック管楽器と同様の演奏を表現する電子楽器（電子管楽器）であれば、クラリネット等の他のアコースティック管楽器を模した電子楽器に適用するものであってもよい。
【００８９】
さらに、近年の電子管楽器においては、複数の指を用いて複数の演奏用の操作子を操作する他、例えば、親指の位置にタッチセンサを設け、このタッチセンサにより検出される親指の位置に応じて発生する楽音のエフェクトなどを制御するようにしたものもある。このような電子管楽器に本発明に係る操作位置を検出する検出装置や検出方法を適用して、１つの指で操作可能な位置に、指の接触や近接を検出する複数のセンサを配列させ、この複数のセンサにより検出される複数の検出値に基づいて１つの指による操作位置を検出するようにしてもよい。
【００９０】
また、電子楽器に限らず、操作者が、身体の一部を用いて操作を行うような電子機器においても、本発明に係る操作位置を検出する検出装置や検出方法を適用して、身体の一部で操作可能な位置に、身体の一部の接触や近接を検出する複数のセンサを設け、この複数のセンサにより検出される複数の検出値に基づいて身体の一部による操作位置を検出するようにしてもよい。
【００９１】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲とを含むものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【００９２】
（付記）
［１］
特定の方向に配列された複数のセンサと、
前記複数のセンサの出力値に基づいて、前記特定の方向における操作位置を決定する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数のセンサのうち、互いに隣接して配置された２つの前記センサの出力値の差分をそれぞれ算出するとともに、前記算出された複数の差分と、前記複数の差分にそれぞれ対応する、前記隣接して配置された２つのセンサの配列位置に対して相関性のある位置である相関位置と、に基づいて前記操作位置を決定することを特徴とする検出装置。
【００９３】
［２］
前記制御部は、前記複数の差分にそれぞれ対応する前記出力値の差分を、加重平均を算出する際の重み値として、前記複数の差分にそれぞれ対応する前記相関位置の加重平均を算出し、前記算出した加重平均に基づいて前記操作位置を決定することを特徴とする［１］に記載の検出装置。
【００９４】
［３］
前記制御部は、前記複数の差分にそれぞれ対応する前記相関位置を、度数分布における級数とし、前記複数の差分にそれぞれ対応する前記出力値の差分を、前記度数分布における度数として、前記度数分布における統計量である平均値、中央値、最頻値のいずれかを算出し、前記算出した統計量に基づいて前記操作位置を決定することを特徴とする［１］に記載の検出装置。
【００９５】
［４］
前記制御部は、前記度数分布における平均値を算出し、前記算出した平均値に基づいて前記操作位置を決定することを特徴とする［３］に記載の検出装置。
【００９６】
［５］
前記相関位置を用いて算出された位置は、前記度数分布において、前記出力値が急激に上昇又は下降する変化部分の位置であって、前記特定の方向に広がる領域を有する前記操作位置の境界となる端部に対応する位置であることを特徴とする［３］又は［４］に記載の検出装置。
【００９７】
［６］
前記制御部は、前記相関位置を用いて算出された位置に対して、設定されたオフセット値を加減算することにより前記操作位置を補正することを特徴とする［１］乃至［５］のいずれかに記載の検出装置。
【００９８】
［７］
前記制御部は、
前記複数のセンサから選択した特定の前記センサの出力値に基づいて、前記複数のセンサにおける温度状態を判断し、前記複数のセンサの各出力値から前記温度に起因する成分を除去する処理を行った後に、前記特定のセンサを除く前記複数のセンサの出力値に基づいて、前記操作位置を決定することを特徴とする［１］乃至［６］のいずれかに記載の検出装置。
【００９９】
［８］
演奏者が口に咥えるマウスピースを備え、
前記複数のセンサは、前記マウスピースのリード部の一端側から他端側に向かって配列されて、それぞれが唇の接触状態を検出し、
前記制御部は、
前記複数のセンサから選択した一部の前記センサを対象として、前記出力値の差分をそれぞれ算出することを特徴とする［１］乃至［７］のいずれかに記載の検出装置。
【０１００】
［９］
［１］乃至［８］のいずれかに記載の検出装置と、
楽音を生成する音源と、を備え、
前記制御部は、
前記決定した操作位置に基づいて前記音源に生成させる楽音を制御することを特徴とする電子楽器。
【０１０１】
［１０］
前記複数のセンサは、演奏者の身体の一部を検出することを特徴とする［９］に記載の電子楽器。
【０１０２】
［１１］
前記電子楽器はマウスピースを有する電子管楽器であり、
前記複数のセンサは前記マウスピースのリード部に配列されて演奏者の唇を検出することを特徴とする［１０］に記載の電子楽器。
【０１０３】
［１２］
一端側から他端側に向かって唇の接触状態を検出する複数のセンサが配列されたリード部と、
前記複数のセンサの出力値に基づいて、前記リード部上での前記唇の接触位置を決定する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数のセンサのうち、互いに隣接して配置された２つの前記センサの出力値の差分をそれぞれ算出するとともに、前記算出された複数の差分と、前記複数の差分にそれぞれ対応する、前記隣接して配置された２つのセンサの配列位置に対して相関性のある位置である相関位置と、に基づいて、前記一端側から前記他端側に向かう特定方向における、前記リード部上での前記唇の接触位置を決定し、前記決定した唇の接触位置に基づいて楽音の発生を制御することを特徴とする電子楽器。
【０１０４】
［１３］
前記相関位置を用いて算出された位置は、前記複数のセンサの出力値が急激に上昇又は下降する変化部分の位置であって、前記特定方向に広がる領域を有する前記唇の接触位置の境界となる端部に対応する位置であることを特徴とする［１２］に記載の電子楽器。
【０１０５】
［１４］
前記制御部は、前記相関位置を用いて算出された位置に対して、設定されたオフセット値を加減算することにより前記唇の接触位置を補正することを特徴とする［１３］に記載の電子楽器。
【０１０６】
［１５］
電子機器が、
特定の方向に配列された複数のセンサの出力値をそれぞれ取得し、
前記複数のセンサのうち、互いに隣接して配置された２つの前記センサの出力値の差分をそれぞれ算出し、
前記算出された複数の差分と、前記複数の差分にそれぞれ対応する、前記隣接して配置された２つのセンサの配列位置に対して相関性のある位置である相関位置と、に基づいて前記操作位置を決定する、
ことを特徴とする検出方法。
【０１０７】
［１６］
コンピュータに、
特定の方向に配列された複数のセンサの出力値をそれぞれ取得させ、
前記複数のセンサのうち、互いに隣接して配置された２つの前記センサの出力値の差分をそれぞれ算出させ、
前記算出された複数の差分と、前記複数の差分にそれぞれ対応する、前記隣接して配置された２つのセンサの配列位置に対して相関性のある位置である相関位置と、に基づいて前記操作位置を決定させる、
ことを特徴とする制御プログラム。
【符号の説明】
【０１０８】
３        リップ検出部
４        タン検出部
５        ＣＰＵ（制御部）
８        音源
１０      マウスピース
１１      リード部
１１ａ    リード基板
２０、３０〜４０    センサ
１００    電子楽器
ＬＰ      リップ（下唇）
ＴＮ      タン（舌部）
ＰＳ１〜ＰＳ９    センサの位置
ＤＦ１〜ＤＦ９    センサの配列位置に相関する位置（相関位置）
ＰＳ(ＤＦ)      リップポジション
【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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