(57)【要約】  空気圧及び／又は空気流を検知するシステム制御デバイスで、このデバイスは、空気センサーの相対的な方位を表示する電磁信号を提供するように構成された方位センサーを有している。このデバイスは、音楽シンセサイザーパッケージや、音楽シンセサイザーパッケージをセットアップするソフトウェアパッケージのようなソフトウェアパッケージを有するインターフェースに使用される、あるイベント情報を提供するため、２つのセンサーからの信号を組み合わせるように構成された信号プロセッサを有している。このデバイスは、当該デバイスの部品の表面である基準と空気センサーとの相対的な位置を表示する信号を提供するように構成された位置センサーを有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧又は空気流あるいはこれらの組み合わせを表示する第１の電磁信号を提供するように構成された第１の空気センサーと、
前記第１のセンサーとの相対的な方位又は方位の変化あるいはこれらの組み合わせを表示する第２の電磁信号を提供するように構成された第２の方位センサーと、
あるイベント情報を提供するため、前記第１及び第２の電磁信号を組み合わせるように構成された信号プロセッサと、
を有するシステム制御デバイス。
【請求項２】
前記第１のセンサーの基準との相対的な位置又は位置の変化を表示する第３の電磁信号を提供するように構成された第３の位置センサーを更に有し、前記信号プロセッサは、更にあるイベント情報を提供するため、前記第１及び第２の電磁信号と前記第３の電磁信号を組み合わせるように構成された請求項１に記載のシステム制御デバイス。
【請求項３】
前記イベント情報をオーディオ信号に変換するようにプログラムされたソフトウェア・プログラマブル装置を更に有する請求項１のシステム制御デバイス。
【請求項４】
前記オーディオ信号は、楽器が表すものである請求項３のシステム制御デバイス。
【請求項５】
前記イベント情報をスクリーン・カーソル・コマンドに変換するようにプログラムされたソフトウェア・プログラマブル装置を更に有する請求項１のシステム制御デバイス。
【請求項６】
前記方位センサーは、回転ポテンショメータからなる請求項１のシステム制御デバイス。
【請求項７】
前記方位センサーは、ジャイロスコープからなる請求項１のシステム制御デバイス。
【請求項８】
前記位置センサーは、リニアポテンショメータからなる請求項２のシステム制御デバイス。
【請求項９】
前記位置センサーは、加速度計からなる請求項２のシステム制御デバイス。
【請求項１０】
空気圧又は空気流あるいはこれらの組み合わせを表示する第１の電磁信号を提供するように構成された第１の空気センサーを準備し、
前記第１のセンサーとの相対的な方位又は方位の変化あるいはこれらの組み合わせを表示する第２の電磁信号を提供するように構成された第２の方位センサーを準備し、
あるイベント情報を提供するため、信号プロセッサを用い、前記第１及び第２の電磁信号を組み合わせる、システムの制御方法。
【請求項１１】
前記第１のセンサーの基準との相対的な位置又は位置の変化を表示する第３の電磁信号を提供するように構成された第３の位置センサーを準備し、更にあるイベント情報を提供するため、前記信号プロセッサを用い、前記第１及び第２の電磁信号と前記第３の電磁信号を組み合わせる、請求項１０に記載のシステムの制御方法。
【請求項１２】
前記イベント情報を、楽器を表すオーディオ信号に変換する請求項１０のシステムの制御方法。
【請求項１３】
前記イベント情報をスクリーン・カーソル・コマンドに変換する請求項１０のシステムの制御方法。
【請求項１４】
空気圧又は空気流あるいはこれらの組み合わせを表示する第１の電磁信号を提供するように構成されたセンサー手段と、
前記第１のセンサーとの相対的な方位又は方位の変化あるいはこれらの組み合わせを表示する第２の電磁信号を提供するセンサー手段と、
あるイベント情報を提供するため、前記第１及び第２の電磁信号を組み合わせる信号プロセッサ手段と、
を有するシステム制御装置。
【請求項１５】
前記第１のセンサー手段の基準との相対的な位置又は位置の変化を表示する第３の電磁信号を提供するセンサー手段を更に有し、前記信号プロセッサ手段は、更にあるイベント情報を提供するため、前記第１及び第２の電磁信号と前記第３の電磁信号を組み合わせる請求項１４に記載のシステム制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
出願についてのクロス・リファレンス
本件特許出願は、発明の名称「ＭＩＤＩ対応風制御システム」の、ビー、デュロンなどによる、２００７年１１月２８日出願の、米国仮特許出願６０／９９６，６６２号の利益を請求し、この内容は、参照され、ここに組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本発明は、概して、空気作動システムコントローラに関し、より詳しくは、音楽のシンセサイザ・ソフトウェア及びハードウェアを含む、ソフトウェアパッケージ及びハードウェアを制御するために用いる空気作動システムコントローラに関する。
【背景技術】
【０００３】
背景技術
例えば、コンピュータ制御のようなシステム制御の分野は、限定されるものではないが、公知のマウス、タッチスクリーン及びトラックボールなどのような手保持装置により支配される。
【０００４】
しかし、ここでは、ハンドフリーが望ましいという状況がある。このような状況は、限定されるものではないが、身体的に障害をもつ人々がシステムを制御するためには、望ましく、必要でもある。四肢麻痺患者は、例えば、頭部動作、言葉、吸ったり吹いたりする能力が不自由な中での制御が規制されることになる。
【０００５】
限定されるものではないが、吸ったり吹いたりの組み合わせや、規制された範囲での頭部の動作により、実際の楽器が完全に制御でき、作動できるようにしたデバイスを、汎用コンピュータ・プログラムのようなシステムで制御するデバイスを持つことはたいへん望ましいことである。
【発明の開示】
【０００６】
発明の開示
本発明は、空気圧と空気流を使用する制御デバイスのシステムと方法に関する。
【０００７】
好ましい実施形態では、空気センサーが、空気圧又は空気流あるいはこれらの組み合わせを表示する電磁信号を提供するように構成されている。加えて、方位センサーが、前記空気センサーとの相対的な方位又は方位の変化あるいはこれらの組み合わせを表示する他の電磁信号を提供するように構成されている。信号プロセッサが、あるイベント情報を提供するため、前記２つのセンサーからの信号を組み合わせるように構成されプログラムされている。このイベント情報は、ソフトウェアパッケージと結びつけられて使用され、このソフトウェアパッケージは、限定されるものではないが、音楽シンセサイザーパッケージや、音楽シンセサイザーパッケージのようなものをセットアップするソフトウェアパッケージなどである。
【０００８】
さらに好ましい実施形態では、位置センサーが、空気センサーの相対的位置を表示する信号を提供するように構成されている。例えば、この位置は、限定されるものではないが、システム制御デバイスのコンポーネントの１表面の平面が、関連する基準点あるいは線である。
【０００９】
信号プロセッサは、イベント情報を提供する空気及び方位信号と位置信号とを組み合わせるように構成されている。
【００１０】
これら及び他の本発明の特徴は、以下の図面を参照することによって、より完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
図面の簡単な説明
【図１】本発明の代表的なシステム制御デバイス１０を示す。
【図２】本発明の他の代表的なシステム制御デバイスを表す正面図である。
【図３】図２に示される代表的なシステム制御デバイスの平面図を示す。
【図４】図２に示される代表的なシステム制御デバイスの側面図を示す。
【図５】本発明の他の代表的なシステム制御デバイスの平面図を示す。
【図６】本発明の代表的な実施形態に使用されるステップを示す流れ線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明を実施するための形態
本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照することにより詳述するが、類似する要素は可能な限り同じ番号により示す。
【００１３】
あらゆる合理的試みが、スケールに関して実施形態の種々の要素を表すために添付図面においてなされているが、二次元の紙面の限界で常にそうすることが可能でないこともある。したがって、示された実施形態相互間で種々の特徴の関係を適切に表し、かつ、合理的に簡略したやり方で本発明を適切に表すため、添付の図面に絶対的スケールから逸脱することは、時に必要となる。しかし、当業者は、開示された実施形態におけるあらゆるスケールの逸脱の可能性を制限しないことを認め及び承認するであろう。
【００１４】
図１は、本発明の代表的なシステム制御デバイス１０を示す。システム制御デバイス１０は、吹き込み又は吸い込み（別名、すすり）に使われるマウスピース１２と、空気流及び／又は空気圧又はこれらの組合せを測定することができる空気センサー１４と、空気センサー１４の相対的な方位又は方位の変化又はこれらの組合せを測定することができる方位センサー１６と、空気センサー１４と信号プロセッサ２２とを接続する信号接続部材１８と、方位センサー１６と信号プロセッサ２２とを接続する信号接続部材２０と、を有している。信号プロセッサ２２は、出力ポート２４も有している。
【００１５】
図２は、本発明の代表的なシステム制御デバイス２１を表す。システム制御デバイス２１は、マウスピース支持体２７により支持されたマウスピース１２、マウスピース１２に取り付けられた空気センサー１４、リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６、リニアガイド２８、前記リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６に軸２５により取り付けられた方位センサー１６、回転軸受３１、及び、基板３０、を有している。システム制御デバイス２１は、信号プロセッサ２２も有している。システム制御デバイス２１は、汎用コンピュータ３４と表示画面３６の接続部材３２も有している。
【００１６】
好ましい実施形態において、基板３０は、特定の方位において保持されている。基板３０は、例えば、ハーモニカ・ラック・ホルダにおいて保持されるように構成されている。基板３０は、スタンド又は支持体にクランプ又は取り付けるために、限定されるものではないが、ベルクロ形式の材料、吸引コップ又は他の手段などの取付機構で取付けられる。リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６は、例えば、方位センサー１６及び回転軸受３１の組合せによって基板３０に回転可能に取り付けられている。方位センサー１６は、限定されるものではないが、例えば、回転型ポテンショメータであってもよい。リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６は、リニアガイド２８を有し、これに沿ってマウスピース支持体２７が動く。
【００１７】
好ましい実施形態では、空気センサー１４は、マウスピース１２における空気の速度、方向又は圧力あるいはこれらの組合せを検知できる。リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６も、マウスピース支持体２７のリニア位置を検知でき、これにより空気センサー１４のリニア位置又は位置の変化が、限定されるものではないが、例えば、方位センサー１６又は回転軸受３１の面のようないくつかの基準に関連して検知できることになる。方位センサー１６は、基板３０に関連するリニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６の方位を検知でき、これにより基板３０に関する空気センサー１４の方位又は方位の変化を検知できる。空気センサー１４、リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６及び方位センサー１６の出力は、電磁信号の形式を取っており、信号プロセッサ２２に中継されたり、信号プロセッサ２２によってイベント情報と組合せられたりするが、このイベント情報とは、限定されるものではないが、例えば、音符を演奏するピッチ又は強度や、音量、ビブラート又はパン、合図、もとの速さをセットするクロック信号又はこれらのいくつかの組合せ、のようなパラメータのための制御信号である。出力は、例えば、電子楽器、コンピュータ及び他の伝達装置が、各々を制御及び同期を可能にするミディ（MIDI）業界標準プロトコルと互換性があるイベントに結合される。ミディは、例えば、コンピュータ、シンセサイザ、MIDIコントローラ、サウンドカード、サンプラ及びドラム・マシンをお互いに制御したり、システムデータの交換を許容する。空気センサー１４は、限定されるものではないが、例えば、ミネソタ州、ゴールデン・ヴァリーのハネウェルにより供給されるAWMlOOOシリーズ質量流量センサーのようなマイクロブリッジ質量流量センサーがある。このようなセンサーは、正確に繰り返される流れを検知できる。
【００１８】
表示画面３６は、限定されるものではないが、楽器の種類、演奏されている音符及び演奏されている音量を表示し、フィードバックの提供に使用できる。
【００１９】
図３は、図２に示される代表的なシステム制御装置の平面図を示す。この図は、リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６がどのように軸受４０によって方位センサー１６に回転可能に接続されるかを示す。この図は、方位センサー１６がブラケット３８によってどのように基板３０に連結されるかも示す。さらにこの図は、リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６が、空気センサー１４に関する位置３７を、空気センサー１４から、例えば、方位センサー１６の第１の面に関する面に存在する基準線３９までの距離４１を効果的に測定することによって得るための使い方を示している。
【００２０】
図４は、図２に示される代表的なシステム制御デバイスの側面図を示す。この図は、方位センサー１６が、空気センサー１４に関する平面と、限定されるものではないが、例えば、基板３０の表面の平面に対し平行な面である参考基準４６との間の角４２を測定することによって、空気センサー１４に関する方位４４を得るための使い方を示している。
【００２１】
図５は、本発明の他の代表的なシステム制御デバイス４１の平面図を示す。制御デバイス４１は、マウスピース支持体２７に対する１以上の飛び飛びの停止点を有するリニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６を有している。飛び飛びの停止点は、例えば、１以上のマグネット４８によって形成されている。
【００２２】
図６は、本発明の代表的な実施形態に使用されるステップを示す流れ線図である。信号プロセッサ２２又は汎用コンピュータ３４は、例えば、最初、セットアップ・モード５０になるように構成される。セットアップ・モード５０は、例えば、オペレータが、周知のコンピュータ・マウス、タッチパッド又はトラックボールのような汎用選択デバイスとしてシステム制御デバイス１０を使用することを許容する。セットアップ・モード５０では、ユーザーは、限定されるものではないが、例えば、信号プロセッサ２２あるいは汎用コンピュータ３４に対する入力のいずれか又はそれらのいくつかの組合せを制御できるグラフィック・ユーザーインターフェースのような、あらゆるソフトウェアと接続するためシステム制御デバイス１０を使用することができる。システム制御デバイス１０は、例えば、ステップ１０において、入力モード５２を選択するために使用される。この入力モード５２は、限定されるものではないが、例えば、ユーザーがセンサー、即ち、空気センサー１４、リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６及び方位センサー１６のいずれかが使用されように構成したり、また、それらが使用され、結合され、センサーの範囲をイベントの範囲にマッピングする方法を構成する、モードである。例えば、特定の動作範囲は、演奏モード時の１オクターブの音域に変換するように選択することができる。入力モード５２において、ユーザーは、例えば、吸い込み及び吹き込みの空気センサー１４が、異なる楽器の開始に使用したり、リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６が演奏すべき音色にリンクされたり、及び、方位センサー１６が演奏すべき音符のピッチあるいは演奏すべき音符の持続時間又はこれらの組合せにリンクされるように構成できる。
【００２３】
ステップ５４において、システム制御デバイス１０は、信号プロセッサ２２又は汎用コンピュータ３４、第三者ハードウェア又はソフトウェアあるいはこれらの組合せを実行するソフトウェアによって合成されるあるタイプの楽器を選ぶために使用することができる。
【００２４】
ステップ５６において、システム制御デバイス１０は、限定されるものではないが、例えば、楽器の調律又は楽器の音質のような楽器のパラメータを選ぶために使用することができる。
【００２５】
ステップ５８において、ユーザーは、それらが演奏する準備できたかどうか尋ねられる。まだ演奏準備できていないならば、システムは、例えば、ステップ５２に戻り、ユーザーがそれらを調整し手直しすることを許容する。
【００２６】
ユーザーが演奏準備できると、システムは、ステップ６０に移り、システム制御デバイス１０は、楽器又はステップ５４において選ばれた楽器を制御するように使用される。ステップ６０の演奏モードにおいて、システムは、メモリ機能を有することができる。
【００２７】
本発明の他の実施形態では、リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６は、他の位置感知デバイス、限定されるものではないが、例えば、視覚距離センサー、短い範囲のレーダーシステム、加速器又はこれらのいくつかの組合せ、によってもとへ戻すことができる。リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６は、限定されるものではないが、例えば、ドイツ、バーデンのロウク  エンジニアリング（Loke engineering）により供給される、非接触距離センサーがある。同様に、本発明の他の実施形態では、方位センサー１６は、限定されるものではないが、例えば、ジャイロスコープを含む他のセンサーによって置換することができる。方位センサー１６、及び、リニアポテンショメータ・スライド・アセンブリ２６は、限定されるものではないが、例えば、カリフォルニア州  サニーヴェールのインベンセンスによって供給される２軸線ジャイロスコープが組み込まれたマイクロ  エレクトロメカニカル  システムズ（Micro Electromechanical Systems、MEMS）のようなジャイロスコープ、及び／又は、限定されるものではないが、例えば、マサチュセッツ州  ノーウッドのアナログ・デバイシイズによって供給された３軸検知加速度計ADXL330のような加速度計チップ、又はこれらのいくつかの組合せ、である。
【００２８】
本発明は、構造的特徴及び／又は方法論的作用のために特定の言語で記載したが、添付の請求の範囲において定義された本発明は、必ずしも記載された特定の特徴又は作用に限定される必要はないと理解されるべきである。むしろ、特定の特徴及び作用は、請求された発明を実現する代表的な形態として開示されている。種々の変更は、本発明の趣旨又は有効範囲から逸脱することなく、当業者によって容易に考え出すことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
産業上の利用可能性
音楽の分野において、空気流により作動されるハンドフリー楽器に有効で魅力的である。このような装置は、例えば、汎用制御デバイス、特に身体的に不利な人々のための装置としてかなり有用性を持っている。
【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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【国際調査報告】
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