(57)【要約】  弦楽器の演奏挙動を有する楽器を操作するための入力装置であって、楽器の押されたキーの組み合わせまたは押された弦の組み合わせをエミュレートする電気入力信号の第１セットを生成するために、プレーヤによって押される入力キーセットを含むキープレートユニット；変位のテンションが可変であるスティックユニットであって、楽器のストラムされた弦の組み合わせをエミュレートする、所定の離散的な位置の間で前記プレーヤによって動かされるスティック；スティック位置信号を伝送するための異なる離散位置にそれぞれ対応する電気接点のセット；を備えるスティックユニット；処理ユニットであって、音楽パラメータを設定するための入力ボタン；前記スティック位置信号を受信するためのインターフェース入力の第１セット；前記第１セットの電気入力信号を受け取るためのインターフェース入力の第２セット；処理ソフトウェアを記憶するためのメモリ；前記メモリに接続され、前記スティック位置信号と前記電気入力信号の第１セットとを前記処理ソフトウェアを使用してまとめて処理し、押下位置と解放位置との間の前記入力キーの動き、および前記離散位置間の前記スティックの動きに対応する音符のコードを表す電気出力信号を出力する、少なくとも１つのプロセッサ；を備える処理ユニット；音符のコードを表す電気出力信号を前記処理ユニットから、前記電気出力信号を音に変換するコンピュータ化されたトーン生成ユニットに送信するための、１つまたは複数のインターフェース接続；を備える入力装置。【選択図】図１
2021522554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弦楽器の演奏挙動を有する楽器を操作するための入力装置であって、
ａ）楽器の押されたキーの組み合わせまたは押された弦の組み合わせをエミュレートする電気入力信号の第１セットを生成するために、プレーヤによって押される入力キーセットを含むキープレートユニット；
ｂ）変位のテンションが可変であるスティックユニットであって、
ｂ．１） 楽器のストラムされた弦の組み合わせをエミュレートする、所定の離散的な位置の間で前記プレーヤによって動かされるスティック；
ｂ．２） スティック位置信号を伝送するための異なる離散位置にそれぞれ対応する電気接点のセット；
を備えるスティックユニット；
ｃ）処理ユニットであって、
ｃ．１） 音楽パラメータを設定するための入力ボタン；
ｃ．２） 前記スティック位置信号を受信するためのインターフェース入力の第１セット；
ｃ．３） 前記第１セットの電気入力信号を受け取るためのインターフェース入力の第２セット；
ｃ．４） 処理ソフトウェアを記憶するためのメモリ；
ｃ．５）前記メモリに接続され、前記スティック位置信号と前記電気入力信号の第１セットとを前記処理ソフトウェアを使用してまとめて処理し、押下位置と解放位置との間の前記入力キーの動き、および前記離散位置間の前記スティックの動きに対応する音符のコードを表す電気出力信号を出力する、少なくとも１つのプロセッサ；
を備える処理ユニット；
ｄ）音符のコードを表す電気出力信号を前記処理ユニットから、前記電気出力信号を音に変換するコンピュータ化されたトーン生成ユニットに送信するための、１つまたは複数のインターフェース接続；
を備える入力装置。
【請求項２】
前記入力デバイスはさらに、前記キーまたは前記スティックの移動パラメータを表すデータを感知し、前記データを前記処理ユニットに提供するために、前記入力キーの少なくとも一部および／または前記スティックに取り付けられた移動センサのセットを備える、
請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記処理ユニットは、
ａ）前記処理ソフトウェアを用いて、前記スティック位置信号、前記電気入力信号の第１セット、および前記移動パラメータをまとめて処理する；
ｂ）押された位置と解放された位置との間の前記入力キーの特徴的な動き、および離散位置の間の前記スティックの特徴的な動きを用いて、特定のプレーヤに対応する音符のコードを表す出力電気出力信号を出力する
ように構成される、
請求項２記載の入力装置。
【請求項４】
前記移動パラメータは、
ａ）変位速度；
ｂ）任意のキーに加えられた力；
ｃ）前記ジョイスティックに加えられた力；
のうち１以上の含む、
請求項３記載の入力装置。
【請求項５】
有線または無線伝送を使用して信号が伝送される、請求項１記載の入力装置。
【請求項６】
前記トーン生成部は、
シンセサイザ；
コンピュータ；
スマートフォン；
内部音生成器；
タブレット；
によって構成されるグループから選択される、
請求項１記載の入力装置。
【請求項７】
前記入力装置はさらに、前記トーン生成ユニットに接続され、前記生成された信号を送信するためのケーブルまたはワイヤを受け入れる電気ソケットを備える、
請求項１記載の入力装置。
【請求項８】
前記入力装置はさらに、前記生成された信号を送信するための、前記トーン生成ユニットへの短距離無線接続を備える、
請求項１に記載の入力装置。
【請求項９】
前記ソケット／コネクタのうちいくつかは、追加の外部入力装置を前記処理ユニットへ接続することを可能にし、前記処理ユニットは、
ヘッドスイッチ；
フットスイッチ；
大きなボタンスイッチ；
アイトラッキングセンサ；
近接センサ；
によって構成されたグループから選択される、
請求項１記載の入力装置。
【請求項１０】
全ての部品が互いに取り付けられて、単一の本体アセンブリを形成する、
請求項１記載の入力装置。
【請求項１１】
単一の一体化された本体として実装されている、
請求項１記載の入力装置。
【請求項１２】
各部が回転するように構成されており、前記各部の傾斜角度は、前記プレーヤの必要に応じて変更可能である、
請求項１記載の入力装置。
【請求項１３】
各部分を他の部分から切り離すことができ、さらに有線または無線通信手段を介して他の部分と通信することができる、モジュール部品として構成されている、
請求項１記載の入力装置。
【請求項１４】
前記キープレートユニットおよび前記スティックユニットを前記処理ユニットに対して回転または傾斜させることによって、向きが調整される、
請求項１記載の入力装置。
【請求項１５】
前記プレートユニットと前記スティックユニットとが、互いに直接取り付けられることによって、一体化された本体を形成し、前記処理ユニットは離れている、
請求項１記載の入力装置。
【請求項１６】
前記可変テンションスティックユニットは、
ａ）スティックの離散位置に対応するそれぞれ異なる角度で形成された、離間した半管状の溝を有するストリングボード；
ｂ）プレーヤが加える動きと力に反応して、固定されたピボットの周りに回転ロッドを回転させる、交換可能なモジュラーハンドルで構成された、スティック；
ｃ）前記管状の溝の１つと整列させたときに、離散的な位置で前記ピボットの動きを制限するストッパ；
を備える、
請求項１記載の入力装置。
【請求項１７】
前記ストッパは、
ａ）ボールが挿入される管状体、遠位端でプッシュピンを押すばね、および、前記管状体の内側でその円筒形内壁に恒久的に取り付けられる固定ホルダ；
ｂ）前記固定ホルダに形成された対応するねじ山に挿入されるねじとして構成されたばね調整器；
ｃ）前記ばねの近位端を押すための管状フランジ；
ｄ）前記ばね調整器によって決定される力で前記ボールをストリングボードに押し付けるためのプッシュピン；
ｅ）前記スティックの現在の離散位置に関する目視表示を生成するための電気信号を前記処理ユニットに対して提供する近接センサのアレイ；
を備え、
前記プレーヤが前記ハンドルを押すときはいつでも、前記管状体が回転し、前記ボールを前記ストリングボードの前記溝付き表面上の弓形の経路で走行させ、これにより、前記ボールの中心が前記ストリングボードの溝の中心と一致するときはいつでも、前記ボールを溝に押し込み、その位置で前記回転に対して抵抗するようにする、
請求項１記載の入力装置。
【請求項１８】
前記音楽パラメータは、
トーン時間長；
フラット音階選択；
ハーモニック／メロディ再生モード；
の群から選択される、
請求項１記載の入力装置。
【請求項１９】
前記ストリングボードの２つのサイドマージン溝は２つの非アクティブ位置に対応し、これにより、前記スティックが各方向の最後の位置を超えるときはいつでも、前記プレーヤが前記ストラミングシーケンスの外側にいることを可能にする、
請求項１記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は楽器の分野に属する。より具体的には、本発明は、障害者が使用することができる、楽器を操作するための移動距離を有する可変テンションジョイスティックを備えた入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音楽は、世界中のプレーヤをつなぐことができる最も包括的なコミュニケーション手段である。楽器は、長年にわたって人間によって開発されてきた。しかしながら、身体障害のあるプレーヤには、標準的な楽器は適用されていない。
【０００３】
音楽を演奏することを学ぶことは、特に、脳性麻痺のような身体的および運動的障害を有するプレーヤにとって、複雑なタスクである。ギターやピアノのような大部分の楽器は両手の完全な制御および調整を必要とし、これらは、複雑であり、障害のないプレーヤにとっても困難である。また、各手から異なるタイプの動きが同時に必要とされる。例えば、ギターを演奏している間、プレーヤは所望のコードを生成するために、一方の手は打つために使用し、他方の手は弦を押すために使用する。１人のプレーヤの手は、ギターネック上でコードフィンガ位置を実行することを担当し、これにより、異なるフレット位置（ネック上の固定位置）でギター弦を押して異なるトーンを生成する。もう一方の手でギターの弦を打つと、音楽的な和音が生まれる。一方のコード位置から他方のコード位置に移動するとき、意図されたハーモニー外の音の発生を排除するために、プレーヤは通常、指の位置を変えたり、弦を覆ったり、指で弦を減衰させたりすることによって、意図されていない弦が振動し続けるのを打ち消す。
【０００４】
音楽再生は、ある期間にわたる制御された身体活動である。平均的な曲は約３：３０分である。音楽活動の間、それがレッスン、ソロ練習、またはバンドのいずれであれ、プレーヤは、通常、一定の時間で、制御された速度で演奏する。プロのミュージシャンとは対照的に、初心者プレーヤはより正確でない「時間」またはリズム、およびより広い、制御されていない範囲の速度でプレイする。ピアノやギターのような伝統的な楽器を制御しようとすると、不随意運動（ジャークや筋痙攣など）が極めてフラストレーションとなり、楽器を演奏できなくなる。したがって、このような不随意運動は検出され、フィルタリングされるべきである。
【０００５】
ピアノやギターのような伝統的な楽器では、楽器によって生成される音が弦またはキーの起動時に直ちに聞こえる。例えば、ギター弦が引かれると、振動弦の音および音響は、音速でプレーヤの耳に伝わり（１ミリ秒未満で）、したがって、弦が引き抜かれたことを音楽家に即座にフィードバックする。
【０００６】
デジタル楽器では、入力読み取り→データ処理および分析→音響生成のために必要とされる追加のデジタル処理に起因して、これらによるフィードバック遅延がある。この遅延は「待ち時間」と呼ばれる。
【０００７】
・１０ｍｓを超える待ち時間は、楽器をミュージシャンが演奏できないようにするのに十分な遅延を作り出す
・６ｍｓ未満の潜伏期は、ほとんどの人にとってまれにしか検出されない
・６〜１０ｍｓの間の待ち時間は、正確に再生することを非常に困難にし、短い演奏時間でさえ疲労を引き起こす。
【０００８】
したがって、このような待ち時間は最小限に抑えられるべきである。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、楽器を動作させるための移動距離を有する可変テンションジョイスティックを備えた入力装置を提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、移動距離を有する可変テンションジョイスティックと、ハンディキャップのあるプレーヤが使用するのに適した楽器を操作するためのキーセットとの組み合わせを備えた入力装置を提供することである。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、移動距離を有する可変テンションジョイスティックと、最小の動きを用いて複数のトーンおよびコードを生成するのに適した楽器を操作するためのキーセットとの組み合わせを備えた入力装置を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに別の目的は、移動距離を有する可変テンションジョイスティックと、楽器を操作するためのキーセットとの組み合わせを備えた入力装置であって、各プレーヤがプレーヤの音楽表現の独特の演奏スタイルまたは独特の方法を開発することを可能にする入力装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的および利点は、説明が進むにつれて明らかになるであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
＜定義＞
モノフォニー：この用語は、単一のメロディ（または「曲」）を有する音楽を指す。
【００１５】
ポリフォニー：複数のパートを持つ音楽であり、同時にトーンを提示する。
【００１６】
コード：音楽において、２つ以上（通常は３つ以上）のトーン（「ピッチ」とも呼ばれる）で構成され、同時に鳴るかのように聞こえる、ピッチのハーモニーセットである。弦楽器においては、すべての弦を上下に同時に演奏する「フリースタイル」、または「アルペジオ」で演奏することができる。これは演奏または歌うコードトーンを昇順または降順に分割することによって実施する。
【００１７】
ダイナミック：音楽手段においては、音楽がどれくらい大きいかまたは静かであるかを表す。弦楽器においては、ダイナミックは弦を演奏する手の強さから影響を受ける。
【００１８】
レガート：トーンがスムーズに再生され、接続されるように音楽を再生すること。弦楽器においては、これは技術的には第１指で１つのトーンを静的に押し、次いで、第１指の後に別の指で別の音を押すことによって実施される。
【００１９】
メロディ：リスナが単一のエンティティとして知覚する音楽トーンの線形連続である。
【００２０】
ハーモニー：メロディに加えて再生される２つ以上のトーンの同時組み合わせ。
【００２１】
オクターブ：１つの音程と、その半分または２倍の周波数を持つ別の音程との間の間隔。この間隔は、６つのトーンまたは１２の半トーンに等しい。
【００２２】
クロマティックスケール：半音の間隔を有する音楽スケールである。クロマティックスケールは、全てのウエスタントーン（１２トーン）を含む。
【００２３】
「プレーヤ」という用語は一般に、生徒またはミュージシャンのように楽器を演奏する人物を指す。装置を操作または調整する教師または介護者を指す場合もある。
【００２４】
「キー」という用語は「ピアノキー」または「キーボード」という用語と同様に、プレーヤが楽器を演奏するために押すスイッチおよびトリガを指す。
【００２５】
「ＳｔｒｕｍＳｔｉｃｋ」という用語は、ジョイスティックコントローラを有するジョイスティックを指す。
【００２６】
「トーンマッピング」という用語は、コントローラの異なる組み合わせがアクティブ化されたときに、どのトーンを鳴らすべきかを意味する。例えば、キー＃１とキー＃２を同時に押すと「Ｃ」コードが生成される。
【００２７】
「速度」という用語は、プレーヤが最初にキーを押したときに、キーパッド上のキーがどれだけ迅速かつ強制的に押されるかの尺度である。速度測定は、ピアノ機構の挙動をシミュレートすることを意図している；ピアノに打たれた音は、キーがより強く打たれた場合に、より大きくなる。
【００２８】
弦楽器の演奏挙動を有する楽器を操作するための入力装置であって、以下を備える：
ａ）楽器の押されたキーの組み合わせまたは押された弦の組み合わせをエミュレートする電気入力信号の第１セットを生成するために、プレーヤによって押される入力キーセットを含むキープレートユニット；
ｂ）変位のテンションが可変であるスティックユニットであって、以下を備える：
ｂ．１） 楽器のストラムされた弦の組み合わせをエミュレートする、所定の離散的な位置の間でプレーヤによって動かされるスティック；
ｂ．１） スティック位置信号を伝送するための異なる離散位置にそれぞれ対応する一組の電気接点；
ｃ）処理ユニットであって、以下を備える：
ｃ．１） 音楽パラメータ（トーン長、フラット音階選択、ハーモニック／メロディック再生モードなど）を設定するための入力ボタン；
ｃ．２） スティック位置信号を受信するためのインターフェース入力の第１セット；
ｃ．３） 前記第１セットの電気入力信号を受け取るためのインターフェース入力の第２セット；
ｃ．４） 処理ソフトウェアを記憶するためのメモリ；
ｃ．５）メモリに接続され、前記スティック位置信号と前記電気入力信号の第１セットとを前記処理ソフトウェアを使用してまとめて処理し、押下位置と解放位置との間の前記入力キーの動き、および離散位置間の前記スティックの動きに対応する音符のコードを表す電気出力信号を出力する、少なくとも１つのプロセッサ；
ｄ）音符のコードを表す電気出力信号を前記処理ユニットから、前記電気出力信号を音に変換するコンピュータ化されたトーン生成ユニット（シンセサイザ、コンピュータ、スマートフォン、内部サウンドジェネレータ、またはタブレットなど）に送信するための、１つまたは複数のインターフェース接続。
【００２９】
前記入力デバイスはさらに、前記キーまたは前記スティックの移動パラメータ（変位速度、任意のキーまたはジョイスティックに加えられる力など）を表すデータを感知し、前記データを前記処理ユニットに提供するために、前記入力キーの少なくとも一部および／またはスティックに取り付けられた移動センサのセットを備えることができる。
【００３０】
１実施形態において、前記処理ユニットは以下のように構成される：
ａ）前記処理ソフトウェアを用いて、前記スティック位置信号、前記電気入力信号の第１セット、および前記移動パラメータをまとめて処理する；
ｂ）押された位置と解放された位置との間の前記入力キーの特徴的な動き、および離散位置の間の前記スティックの特徴的な動きを用いて、特定のプレーヤに対応する音符のコードを表す出力電気出力信号を出力する。
【００３１】
前記信号は、有線または無線送信を使用して送信されてもよい。
【００３２】
前記入力装置はさらに、前記生成された信号を送信するための、ケーブルまたはワイヤを受け取り前記トーン生成ユニットに接続された、電気ソケット、および、前記生成された信号を送信するための、前記トーン生成ユニットへの短距離無線接続、を備えてもよい。
【００３３】
前記ソケット／コネクタの一部は、追加の外部入力装置（ヘッドスイッチ、フットスイッチ、ビッグボタンスイッチ、アイトラッキングセンサおよび近接センサなど）を前記処理ユニットへ接続することを可能にすることもできる。
【００３４】
１態様において、すべての部品が互いに取り付けられて、単一の本体アセンブリを形成する。また前記入力装置は、単一の一体化された本体として実装されてもよい。
【００３５】
各部品はプレーヤの必要性に応じて、回転させたり、各部品の傾斜角度を変えたりするように構成してもよい。
【００３６】
前記入力装置は、各部品を他の部品から切り離すことができ、かつ有線または無線通信手段を介して他の部品と通信することができる、モジュール部品とすることができる。
【００３７】
前記キープレートユニットおよび前記スティックユニットの向きは、前記処理ユニットに対して前記キープレートユニットおよび前記スティックユニットを回転または傾斜させることによって調整することができる。
【００３８】
前記プレートユニットと前記スティックユニットは、前記処理ユニットが離れている間、互いに直接取り付けられ、統一された本体を形成してもよい。
【００３９】
前記可変テンションスティックユニットは、以下を備えることができる：
ａ）スティックの離散位置に対応するそれぞれ異なる角度で形成された、離間した半管状の溝を有するストリングボード；
ｂ）プレーヤが加える動きと力に反応して、固定されたピボットの周りに回転ロッドを回転させる、交換可能なモジュラーハンドルで構成された、スティック；
ｃ）前記管状の溝の１つと整列させたときに、離散的な位置で前記ピボットの動きを制限するストッパ。
【００４０】
前記ストッパは、以下を備えることができる：
ａ）ボールが挿入される管状体、遠位端でプッシュピンを押すばね、および、前記管状体の内側でその円筒形内壁に恒久的に取り付けられる固定ホルダ；
ｂ）前記固定ホルダに形成された対応するねじ山に挿入されるねじとして構成されたばね調整器；
ｃ）前記ばねの近位端を押すための管状フランジ；
ｄ）前記ばね調整器によって決定される力で前記ボールをストリングボードに押し付けるためのプッシュピン；
ｅ）前記スティックの現在の離散位置に関する目視表示を生成するための電気信号を前記処理ユニットに対して提供する近接センサのアレイ。
【００４１】
前記プレーヤが前記ハンドルを押すときはいつでも、前記管状体が回転し、前記ボールを前記ストリングボードの前記溝付き表面上の弓形の経路で走行させ、これにより、前記ボールの中心が前記ストリングボードの溝の中心と一致するときはいつでも、前記ボールを溝に押し込み、その位置で前記回転に対して抵抗するようにする。
【００４２】
１態様において、前記ストリングボードの２つのサイドマージン溝は２つの非アクティブ位置に対応し、これにより、前記スティックが各方向の最後の位置を超えるときはいつでも、前記プレーヤが演奏シーケンスの外側にいることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の１実施形態による、提案する入力装置の１例を示すモジュール器具を示す；
【図２】ケーブルまたはワイヤを受け入れるための電気ソケットを含む入力装置の背面を示す；
【図３Ａ】入力装置の全長が調整可能である配置を示す；
【図３Ｂ】入力装置の向きが水平面上の角度回転によって調整される配置を示す；
【図３Ｃ】入力装置の向きが傾斜によって調整される配置を示す；
【図３Ｄ】キーまたはジョイスティックユニットのプレートがキーまたはジョイスティックユニットをその垂直中心軸の周りに時計回りまたは反時計回りに回転させるための角度回転機構を備える構成を示す；
【図４Ａ】入力ユニットが互いに直接取り付けられて一体化された本体を形成する実施形態を示す；
【図４Ｂ】処理ユニットが機能ボタンおよびスライダを備える、本発明の実施形態を示す；
【図５Ａ】本発明の１実施形態による、ジョイスティックの変位の可変テンションを有するジョイスティックユニットの機構および主要動作を示す図である；
【図５Ｂ】形成可能な角度を示す；
【図５Ｃ】図５Ｃ〜図５Ｅは、異なる範囲および隣接する溝の境界間の間隔を有する３つの異なるストリングボードを示す；
【図５Ｄ】図５Ｃ〜図５Ｅは、異なる範囲および隣接する溝の境界間の間隔を有する３つの異なるストリングボードを示す；
【図５Ｅ】図５Ｃ〜図５Ｅは、異なる範囲および隣接する溝の境界間の間隔を有する３つの異なるストリングボードを示す；
【図５Ｆ】最大角度に近接して配置されたジョイスティックの方向を示す図である；
【図５Ｇ】本発明の１実施形態によるジョイスティックユニットの上面断面図を示す；
【図５Ｈ】ジョイスティックの現在の離散的な位置に関するジョイスティックの視覚的表示の位置に対応する電気信号を提供するための交換可能なリードスイッチボードを示す図である；
【図５Ｉ】本発明の１実施形態による、リードスイッチのアレイを制御するための機構を示す図である；
【図６】本発明の１実施形態による、ストラミング中に入力キーをアクティブにする組み合わせの１例を示す；
【図７】本発明の１実施形態による、入力キーの２つのペアをアクティブにすることと、ストラミングとの組み合わせの別の例を示す；
【図８Ａ】入力装置のレイアウトの別の例を示し、処理ユニットは、設定のための８つの入力ボタンを有する；
【図８Ｂ】図８Ａのレイアウトの背面を示す；
【図８Ｃ】キーの人間工学的設計を有する別の例を示す；
【図９】入力装置の全長が調整される人間工学的設計の配置を示す；
【図１０】入力装置の向きが水平面上の角度回転によって調整される人間工学的設計の配置を示す；
【図１１】入力装置の向きが傾斜ユニットによって調整される配置を示す；
【図１２】キーユニットおよび／またはジョイスティックユニットのプレートがキーユニットおよび／またはジョイスティックユニットをその垂直中心軸の周りに時計回りまたは反時計回りに回転させるための回転機構を備える構成を示す；
【図１３】ユニットが互いに直接取り付けられて一体化された本体を形成し、一方、処理ユニットが遠隔である実施形態を示す；
【図１４】８つの設定入力ボタンの１例を示す図である；
【図１５】各キー上に固有のマーキングを有する配置を示す；
【図１６】ジョイスティックの各個別可能位置に対する、ＬＥＤライトインジケータを備えた配置を示す図である；
【図１７】入力装置の全長が有線または無線接続を介した電気接続を維持しながら、ユニットを変位させることによって調整される構成を示す；
【図１８】本発明の１実施形態による処理ユニットのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明は、楽器を操作するための入力装置に関する。入力装置は、身体的障害および運動障害を有するプレーヤによって使用されるように構成される。楽器は弦楽器の演奏行動を有し、打楽器、金属管楽器などの任意の楽器の演奏行動に適応することができる。
【００４５】
本発明によって提案される入力装置は、ピアノまたはギターのような一般的な楽器を演奏することができない障害のあるプレーヤによって教えられ、学習され、演奏されることができる広い音域の楽器（２．５オクターブ）を生成するように（手動または自動で）調整されることができる。入力装置はプレーヤの物理的な制約にもかかわらず、楽器の音楽表現能力を放棄することなく使用することができ、標準的な弦入力装置（例えば、ギターからバイオリン）をエミュレートする。
【００４６】
１実施形態において、図１に見られるように、入力装置１００は３つの主要部分からなるモジュール式の器具である：
ａ．１組の入力キー１０２ａ〜１０２ｅを含むキープレートユニット１０１；
ｂ．処理ユニット１０３；
ｃ．ジョイスティック１０５の変位が可変テンションであるジョイスティックユニット１０４。
【００４７】
キープレートユニット１０１の入力キー１０２ａ〜１０２ｅは、楽器の押下されたキー（ピアノのキーなど）の組み合わせまたは押下された弦の組み合わせをエミュレートする入力を受信するために、プレーヤの片手の指で押下される。ジョイスティック１０５は、楽器のキー（ピアノのキーなど）の組み合わせを押すことまたはストラミングをエミュレートする入力を受け取るために、プレーヤの他方の手によって変位される。処理ユニット１０３は、音色持続時間、フラット音階選択、ハーモニック／メロディック演奏モードなどの設定に使用される入力ボタンを備える。
【００４８】
処理ユニット１０３は各入力装置からの入力信号を受け取り、受け取った信号を処理し、プレーヤの活性化属性（各キー上およびジョイスティック１０５上の変位速度および加えられた力など）を反映する電気信号を生成する。これらの信号は、（有線または無線伝送を使用して）シンセサイザ、コンピュータ、または適切なソフトウェアを有するスマートフォン／タブレットなどのトーン生成ユニット１１０に伝送される。トーン生成ユニット１１０は受信信号をコンポジット信号に変換し、これがラウドスピーカ１１１に供給され、サウンド信号を発生する。
【００４９】
図２は、生成された信号を伝送するために、音発生ユニット１１０に接続されるケーブルまたはワイヤを受けるための電気ソケット２０１を含む入力装置１００の背面を示す。これに代えて、生成された信号が短距離無線接続を介してトーン生成ユニット１１０に送信されてもよい。これらのソケット／コネクタのいくつかは、頭部スイッチ、足部スイッチ、大型ボタンスイッチ、視線追跡センサ、近接センサなどの追加の外部入力装置を脳に接続することも可能にする。
【００５０】
入力装置１００において、全ての部品は、典型的には互いに取り付けられて、単一の本体アセンブリを形成する。しかし、図に示すように、プレーヤの必要性に応じて、各部品を回転させたり、各部品の傾斜角度を変えたりすることができるようになっている。以下の図３Ｂ〜３Ｃにこれを示す。
【００５１】
別の実施形態では、入力装置１００はモジュラー器具であり、各部品は他の部品から切り離すことができ、図３Ａおよび４Ｂに示すように、有線または無線通信手段を介して通信することができる。
【００５２】
図３Ａは、移動可能な接点アセンブリ３０ａおよび３０ｂを介して電気的および機械的接続を維持しつつ、ユニット１０１および１０４をユニット１０３から変位させることによって入力装置１００の全長が調整される配置を示している。
【００５３】
図３Ｂは、移動可能な接点アセンブリ３０ｃおよび３０ｄを介して電気的および機械的接続を維持しつつ、入力装置１００の向きがユニット１０３に対して回転ユニット１０１および１０４によって調整される配置を示す。角度による水平回転調整により、スティックの動きの方向と、手の姿勢や動きに対するキーの位置合わせが可能になる。
【００５４】
図３Ｃは、移動可能な接点アセンブリ３０ｅおよび３０ｆを介して電気的および機械的接続を維持しつつ、入力装置１００の向きがユニット１０３に対してユニット１０１および１０４を傾斜させることによって調整される配置を示す。
【００５５】
１実施形態において、キーユニット１０１および／またはユニット１０４のプレートは、それらを時計回りまたは反時計回りに回転させるための調節可能な角度回転機構を備え、ほぼ３６０°回転を可能にし、これにより図３Ｄに見られるように、左手および右手のプレーヤに調整し、プレーヤの好みまたは制限に最適適応する。
【００５６】
図４Ａは、ユニット１０１および１０４が互いに直接取り付けられて一体化された本体を形成し、一方、処理ユニット１０３が離れている実施形態を示す。この場合、ユニット１０１および１０４からのデータは、無線通信を介して処理ユニット１０３に送信される（各ユニットはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離トランシーバを備えることができる）。
【００５７】
図４Ｂは、処理ユニット１０３がオン／オフボタン、スライドポテンショメータ４１ａ〜４１ｅ、セレクタメニューボタン４４ａ〜４４ｃ、ディスプレイスクリーン、およびオプション接続４２（例えばＵＳＢ接続、ＲＪ４５、ＲＣＡ、ＤＩＮ５など）を備える、本発明の実施形態を示す。
【００５８】
図５Ａは、本発明の１実施形態による、ジョイスティック１０５の変位が可変テンションであるジョイスティックユニット１０４の機構および主要動作を示す。ジョイスティックユニット１０４は、ジョイスティック１０５の個別の変位可能な位置に対応する、それぞれが異なる角度に形成された、間隔を置いた半管状の溝５１を有するストリングボード５０を備える。ジョイスティック１０５は交換可能なモジュラーハンドル５２からなり、これは、プレーヤによって加えられた動きおよび力にしたがって、固定ピボットの周りに（レバーとして作用する）ピボットロッド５３を回転させる。ピボットロッド５３は、管状溝５１の１つと整列したときに、枢動ロッド５３の移動を離散位置に制限するストッパ５４を含む。別の個別の変位可能な位置に移動するために、プレーヤは、ストッパ５４が現在の溝から引き出され、次の溝に通過する（それによって、ある角度から別の角度に切り替わる）まで、加えられる回転力を増加させるべきである。このようにして、プレーヤはジョイスティック１０５を異なる離散位置間で動かすことができ、これは異なるスイッチング角度に対応する。
【００５９】
２つのサイドマージン溝５１０および５１１は２つの非アクティブ位置に対応しており、これにより、ジョイスティック１０５が各方向の最後の位置を超えるときはいつでも、プレーヤが演奏シーケンスの外にいることが可能になる。
【００６０】
ジョイスティック１０５の動きに所望の可変テンションを与えるために、ストッパ５４によってストリングボード５０および各溝５１に対して加えられる力を手動で調節することができる。ボードは打撃時に発生する騒音を最小限に抑え、かつ減衰させるために、プラスチックおよび／またはエラストマーゴム材料で構成される。
【００６１】
図５Ｂは、形成可能な角度を示す。この例での最大範囲は±３０°であり、隣接する溝の境界間の角度間隔は９．６°である。
【００６２】
図５Ｃ〜５Ｅは、隣接する溝の境界間の異なる範囲および間隔を有する３つの異なるストリングボード５０ａ〜５０ｃを示す。各ストリングボードは、複製可能なように４つのナット５５によって取り付けられている。この特徴は同じメカニズムを維持しながら、弦のタイプを変更することを可能にし、それによって、異なる触覚フィードバックを可能にする。
【００６３】
図５Ｆは、ジョイスティック１０５の配向を示しており、ジョイスティック１０５は、最大角度に近接して配置されている。この点を越えると、ジョイスティック１０５は、ニュートラル位置から最初のストリングおよび最後のストリングに出入りすることを可能にする非アクティブマージンを有する。
【００６４】
図５Ｇは、本発明の１実施形態によるジョイスティックユニット１０４の上面断面図を示す。ストッパ５４は、ボール５６が挿入される管状本体５５と、その遠位端と共にプッシュピン５８を押すばね５７と、管状本体５５の内側に恒久的に取り付けられる固定ホルダ５９とを有する。ばね調整器６０は、固定ホルダ５９に形成された対応するねじ６１に挿入され、管状フランジ６２によってばね５７の近位端を押し込む、ねじである。プッシュピン５８は、バネ５７の収縮レベルを決定するバネ締め付けアジャスタ６０によって決定される力で、ボール５６をストリングボード５０に押し付ける。プレーヤがハンドル５２を押すと、管状本体が回転し、ボール５６をストリングボード５０の溝付き表面上の弓形経路で移動させる。ボール５６の中心がストリングボード５０内の溝の中心と一致するときはいつでも、ボール５６はこの溝内に押し込まれ、これによりその位置での回転に対して規制／抵抗する。ストリングボード５０の表面は鋸歯状であるので、プレーヤはボール５６を現在の溝から引き出し、次の溝の中心と一致するまでストリングボード５０の鋸歯状表面上を走行し続けるように強制するために、ハンドル５２に加える力を増加させなければならない。このようにして、ジョイスティック１０５の動きは、プレーヤに触覚的であるいくつかの別個の位置に分割される。
【００６５】
ジョイスティック１０５の現在の離散位置に関する電気信号および視覚表示を処理ユニット１０３に対して提供するために、ジョイスティックユニット１０４は、リードスイッチ（永久磁石によって誘起される磁場によって活性化される２つの可撓性タブを有するスイッチ）などの近接センサのアレイを備える。磁場がスイッチに十分に近接すると、タブは互いに対して取り付けられるように曲げられて短絡回路を形成する。磁場がスイッチに対して遠くになると、タブは互いに離れて開回路を形成する。リードスイッチは、（交換可能である）リードスイッチボード６３（図５Ｈに示す）上に配置され、アーク６４に沿ってストッパ５４のアーチ状の進行経路に対応する。リードスイッチボード６３は位置センサの１種であり、これは、ジョイスティック１０５の位置に対応する電気信号を提供する。もちろん、他の位置センサを使用してもよい。
【００６６】
また、リードスイッチボード６３上の隣接するリードスイッチ６４間の間隔は、ストリングボード５０内の隣接する溝の境界間の角度間隔に対応する。これらのリードスイッチは、離散位置の１つへ押されるたびに（すなわち、ボール５６が半管状溝５１の１つに入るときに）、処理ユニット１０３への信号を生成し、対応する個々のＬＥＤをオンにするようになっている。
【００６７】
図５Ｉは、本発明の１実施形態による、リードスイッチのアレイを制御するための機構を示す図である。ジョイスティック１０５のハンドル５２は、ピボットロッド５３の回転に対して平行に、プレーヤによって加えられた動きと力にしたがって、ストリングボード５０の後方に位置し上方の固定ピボットの周りを回転するピボットレバー７１を回転させる。リードスイッチボード６３は、ストリングボード５０の背後に垂直に取り付けられている。永久磁石６５は、ロッド６８が挿入される凹部６７を有する磁石ホルダ６６によって保持される。幅調整部材６９がロッド６８に螺合され、続いてばね６９が設けられている。カバー７２は、ピボットレバー７１の凹部７３に挿入され、ロッド６８上にねじ込まれる。距離調整部材６９とばね７０の両方が、ピボットレバー７１の凹部７４に挿入され、ばね７０の収縮レベルが（調整可能である）距離調整部材６９によって調整されるようになっている。このようにして、磁石６５は磁石とリードスイッチとの間の所望の距離を達成するように、リードスイッチボード６３に対して相対的に調整される。ジョイスティック１０５が押し出されて、形成可能な離散位置の１つに到達すると、磁石６５は、対応するリードスイッチ６４と正確に一致する。その結果、この特定のリードスイッチは、処理ユニット１０３に対して電気信号を発生させ、対応するＬＥＤを点灯させることになる。ジョイスティック１０５が別の離散位置になるように押されると、磁石６５は、別の対応するリードスイッチ６４と正確に一致する。その結果、このリードスイッチは処理ユニット１０３に対して別の個別の電気信号を生成し、別の対応するＬＥＤをオンにする。
【００６８】
図６は、本発明の１実施形態による、演奏中に入力キーをアクティブにする組み合わせの１例を示す。この例では（異なる色を有することができる）入力キー１０２の任意の組み合わせは楽器（例えば、ピアノ）のキーを表し、一方、ストラミングはジョイスティック１０５を６つの離散位置（１，・・・，６）の間で移動させることによって得られる。
【００６９】
図７は、本発明の実施形態による、ストラミングとともにより多くのアクセス可能なキー領域を可能にする、入力キー８０ａと８０ｂの２つのペアのアクティベーションの組み合わせの別の例を示す。この組み合わせは、個別の位置１〜６間のストラミングとともに、さまざまなコードを提供する。
【００７０】
図８Ａは、入力装置１００の別のレイアウトの例を示しており、処理ユニット１０３は、トーン持続時間、音楽スケール選択、ハーモニック／メロディック演奏モードなどの設定のための８つの入力ボタン８１ａ〜８１ｈを有している。各入力ボタンには、プレーヤによって押下されたときに発揮する所定の効果に対応するシンボルがマークされる。
【００７１】
図８Ｂは、図８Ａのレイアウトの後側を示す。この場合、生成された信号をトーン生成部１１０に対して伝送するために、ＨＤＭＩ(登録商標)ケーブルをＨＤＭＩソケット８２に接続する。この構成においては、ＭＩＤＩユニットは内部にあり、トーン生成ユニット１１０に対して無線で送信する。ＨＤＭＩは処理ユニット１０３への追加の入力スイッチ／デバイスのアクセスを提供し、それによって、プレーヤに対する広範囲の調整を可能にする。
【００７２】
図８Ｃは、キー１０２ａ〜１０２ｅの人間工学的設計を有する別の例を示す。
【００７３】
図９は、人間工学的設計の配置を示す。入力装置１００の全長は、ユニット１０１および１０４をユニット１０３から変位させることによって調整され、その一方で、可動接点アセンブリ３０ａおよび３０ｂを介して電気的および機械的接続を維持する。
【００７４】
図１０は、人間工学的設計の配置を示す。入力装置１００の向きは、移動可能な接点アセンブリ３０ｃおよび３０ｄを介して電気的および機械的接続を維持しながら、ユニット１０３に対して回転ユニット１０１および１０４によって調整される。水平面内での角度回転調整により、キーとスティックの動きの方向を手の動きに合わせることができる。
【００７５】
図１１は、移動可能な接点アセンブリ３０ｅおよび３０ｆを介して電気的および機械的接続を維持しつつ、入力装置１００の向きがユニット１０３に対してユニット１０１および１０４を傾斜させることによって調整される配置を示す。
【００７６】
１実施形態において、キーユニット１０１および／またはユニット１０４のプレートは、それらを垂直中心軸の周りに時計回りまたは反時計回りに回転させる調節可能な角度回転機構（水平面内）を備え、ほぼ３６０度の回転を可能にし、これによって、図１２に見られるように、左手および右手のプレーヤに適応し、プレーヤの好みまたは制限に最適適応する。
【００７７】
図１３は、ユニット１０１および１０４が互いに直接取り付けられて一体化されたピースを形成し、一方、処理ユニット１０３が離れている実施形態を示す。この場合、ユニット１０１および１０４からのデータは、有線または無線通信を介して処理ユニット１０３に対して送信される（各ユニットがＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離トランシーバを備えることができる）。
【００７８】
図１４は、設定のための８つの入力ボタン８１ａ〜８１ｈの例を示す。各入力ボタンには、プレーヤによって押下されたときに発揮する所定の効果に対応するシンボルがマークされる。この例では、記号は次のとおりである：
８１ａ：ハーモニー（デフォルト）- メロディ
８１ｂ：Ｎｏｔｅｍａｐ１／ｏｎ−ｏｆｆ
８１ｃ： Ｎｏｔｅｍａｐ２
８１ｄ：Ｈｏｍｅ /ｒｅｓｅｔ/ ｏｎ−ｏｆｆボタン
８１ｅ：サステイン（デフォルト）−ダンプ
８１ｆ：フラット（ベモル）
８１ｇ：シャープ（ディエズ）
８１ｈ：セプタコード。
【００７９】
図１５は、着色されたシンボルおよび触覚要素の両方として実装され得る、各キー上の固有のマーキングを有する配置を示す。
【００８０】
図１６は、ジョイスティック１０５のそれぞれの個別の形成可能な位置について、ＬＥＤ光インジケータを備えた配置を示す。
【００８１】
図１７は、入力装置１００の分離されたユニットがユニット１０１および１０４をユニット１０３から変位させることによって調整される一方で、有線接続または無線接続を介して電気的接続を維持する配置を示す。
【００８２】
図１８は、処理部１０３のブロック図である。処理ユニット１０３は入力、出力、および、入力からアナログ信号を受け取り処理に必要なデジタルフォーマットに変換する４つのアナログ−デジタルコンバータ１８０のセットを備える。処理ユニット１０３は、以下を有するプロセッサを備える：ストリング選択モジュール１８１（ストリング選択アルゴリズムを実行する）；力計算モジュール１８２（プレーヤによって適用される力の計算アルゴリズムを実行する）、コード／音符選択モジュール１８３（コード／音符選択アルゴリズムを実行する）、ユーザ選択音符モジュール１８４（音符オプションを選択する）、ユーザ選択音符モジュール１８５（音符属性を決定する）；音符マッピングモジュール１８６（プレーヤが意図したコードおよび大きさを決定する）；楽器デジタルインターフェース（ＭＩＤＩ：多種多様な電子楽器、コンピュータ、および音楽を再生、編集、記録するための関連するオーディオ装置を接続する通信プロトコル、デジタルインターフェース、電気コネクタを記述する技術標準）データ構成モジュール１８７（音符マッピングモジュール１８６によって生成されたデータをＭＩＤＩプロトコルに変換し、このデータをトーン生成ユニット１１０に送信する）；ジョイスティック１０５の現在位置に関する視覚的表示（ライト）を提供するためのストリングＬＥＤインジケータ１８８。
【００８３】
ストリング選択モジュール１８１は、ジョイスティック１０５の位置と、各位置に到達するためにジョイスティック１０５に加えられる力とを読み取ることによって、エミュレートされたストラミング動作に関する入力を受け取る。このモジュールはプレーヤがどの弦を打ったかを検出し、関連データを音符マッピングモジュール１８６と、適切なＬＥＤ（現在のスティック位置を示す）を点灯させるためのストリングＬＥＤインジケータ１８８とに送る。
【００８４】
力計算モジュール１８２は、キー１０２ａ〜１０２ｅおよびジョイスティック１０５に取り付けられた力センサからデータを受け取り、プレーヤによって加えられた力を計算し、加えられた力に関するデータをデータ構成モジュール１８７に転送する。
【００８５】
コード／音符選択モジュール１８３は、外部入力スイッチ（主に、頭または脚で演奏するような厳しい運動制約を有するプレーヤによって使用される）を含むすべての入力から、押されたキーおよびストラムされたジョイスティック位置に関するデータを受信し、受信したデータを処理し、どのコードがプレーヤによって選択されたかを決定する。この決定に関するデータも、ノートマッピングモジュール１８６に転送される。プレーヤがすべてのキーまたはジョイスティック１０５を使用することができないような障害を有するプレーヤには、外部入力が必要とされる場合がある。この場合、外部入力を使用することができる。例えば、プレーヤが固有の操作ボタンおよびジョイスティック（車椅子を制御するため）を備えた車椅子を使用する場合、キープレートユニット１０１またはジョイスティックユニット１０４の代わりに、同じ固有の操作ボタンおよびジョイスティックを使用して入力を提供することができる。
【００８６】
ユーザ選択音符モジュール１８４は、構成ボタン８１ａ〜８１ｈから選択されたトーンおよび音符属性を受信すると、それらを音符マッピングモジュール１８６に転送する。音符マッピングモジュール１８６は、任意のタイミングでどのノートを再生すべきか、どの大きさで再生すべきかを決定するために、受信されたすべてのデータをまとめて処理する。このデータは、その後、ＭＩＤＩデータ構成モジュール１８７に転送される。MIDIデータ構成モジュール１８７は、このデータをＭＩＤＩプロトコルに変換し、トーン生成ユニット１１０に送信する。ストリングＬＥＤインジケータ１８８は、ジョイスティック１０５からストリング選択に関するデータを受け取り、ＬＥＤインジケータ１８８内の対応するライトをオンにする。このようにして、処理ユニット１０３は、各プレーヤの個々の演奏スタイルに適合した特徴的な信号を生成する。
【００８７】
本発明の実施形態では、各キー（１０２ａ，・・・，１０２ｅ）はキー上のプレーヤの圧力が感知されるだけでなく、キー上の圧力の正確な位置が検出されるように、スイッチおよび力センサに取り付けられる。この特徴は、音の非常に穏やかな変化によって、プレーヤの多大な音楽表現を可能にする。この特徴は例えば、バイオリンの弦を振動させることと等価である。キー１０１のプレートは容易に取り外し、いくつかの構成と交換することができ、プレーヤに個人的に適合させることができる。
【００８８】
各キーの高さは、様々な指の長さおよび位置に適合するように垂直に調整することができる。垂直方向の調整は、各キーにモジュラースペーサーを追加したり、取り外したりすることで実現する。
【００８９】
処理ユニット１０３の動作
１実施形態において、処理ユニット１０３はプレーヤのスキルレベルを自動的に検出し、それに応じて楽器の音楽的複雑度を調整する（例えば、初心者レベルから高度レベルへ）。この特徴は、初心者の演奏者とプロのミュージシャン（教師など）とを区別する多くの属性が存在するので、必要となる。
【００９０】
１実施形態によれば、様々な属性が、毎秒１０，０００回（１０ＫＨｚ）の速度でリアルタイム監視される。次いで、収集されたデータは（例えば、コンピュータまたは外部プロセッサによって）分析され、処理され、それに応じて入力デバイスの挙動が調整される。
【００９１】
監視される属性は、以下のうちの１つまたは複数を含むことができる：
・リズムで演奏する：「時間通り」（一定のテンポ、これは所与の音楽セグメントの速度またはペースである）
・不調トーン
・一貫した制御速度
・さまざまなテンポでつねに時間通りに再生すること。
【００９２】
処理ユニット１０３はトーンのマッピングを調整し、それに応じてキーおよびストラムスティックの範囲をアクティブ化するために、プレーヤの物理的到達範囲を自動的に検出してもよい。ストラムスティック、キー、スライダ、ノブ、およびボタンのような入力装置１００の全ての可動コントローラは、それらの正確な位置を測定するための電子移動センサを有する。入力装置１００は最初に、最大範囲について工場出荷時に較正される。プレーヤが入力装置でプレイを開始すると、移動センサおよび適切なソフトウェアモジュールが、すべてのコントローラの物理的にアクティブ化された最大範囲を測定する。キーとストラムスティックのトーンマッピングの範囲は、それに応じて調整される。
【００９３】
処理ユニット１０３はまた、プレーヤの物理的な力の範囲（「感度」と呼ばれる）を自動的に検出し、プレーヤの能力ごとに可能な最大表現範囲を可能にするために、キーおよび他のボタンの感度範囲を調整してもよい。
【００９４】
処理ユニット１０３はまた、以下を実施するように構成してもよい：
１：不随意運動の検出およびフィルタリング
２：不調和なトーンをミュートする（例えば、ギターミューティング技術をシミュレートすることによって）
３：待ち時間を最小限に抑えるために速度を予測する。
【００９５】
１実施形態において、キーおよびストラムスティックハンドルのような入力装置の全ての押圧可能なコントローラが電子式力センサ（Ｔｏｕｃｈ）で覆われるとともに同センサに接続され、プレーヤによって加えられる力を常に測定する。入力装置１００は最初に、最大力範囲について工場出荷時に較正される。プレーヤが入力装置の再生を開始すると、電子機器およびソフトウェアは、加えられた力のレンジ感度を測定する。キーおよびストラムスティックの性能速度範囲は、それに応じて設定される。
【００９６】
入力装置１００はすべてのキーおよびコントローラを１０Ｋｚの速度でスキャンし、それによってプレーヤのパフォーマンスをサンプリングする。このスキャンの結果は、プレーヤのスキルレベルおよび楽曲属性（テンポ、ダイナミクス、ハーモニー）のプロファイルである。
【００９７】
楽曲プロファイルおよびプレーヤスキル内の許容可能なトーンおよびダイナミックレンジから外れた任意の演奏トリガまたはキープレスは、拒否され、フィルタ除去される。
【００９８】
処理ユニット１０３はまた、（プレーヤがこのタスクを実行する物理的能力を有さないので）不調和トーンを自動的にミュートし、異なるコードを連続して再生するときに不調和トーンのミュートをシミュレートするためにソフトウェアコードを適用してもよい。
【００９９】
処理ユニット１０３は待ち時間を最小化するために、速度予測を自動的に実行してもよい。予測ソフトウェアコードは、物理的遅延特性の「ギャップを閉じる」ために適用される。例えば、ボタン面がタッチされた時からボタンがその機械的停止点まで押されるのに約１０ｍｓかかる。キーを覆う電子埋め込み力センサを用いて、キーが実際に動く前であっても、キー上の指の組織の力（押しつぶされ、圧搾された）を測定することが可能である。これらの初期測定を分析し、処理することにより、システムが顕著な待ち時間（４〜５ｍｓ）を作り出すことなく、システムが必要なデータ処理をすべて完了した後に、プレーヤの意図した速度での音の演奏を「予測」し、トリガすることが可能になる。
【０１００】
キーは物理的に〜１０ｍｓ後に移動し始めるので、待ち時間を検出しないようにするために、音を再生／鳴らすまで５ｍｓを設ける。入力装置１００は、１０ｍｓのプレス前測定期間を提供して、キーが物理的停止まで移動した後にどのような力で押されるかを予測する。
【０１０１】
この１０ｍｓの「ヘッドスタート」は、リアルなプレイ体験を提供するために待ち時間を検出しないまま、支援機能を実行することを可能にする。
【０１０２】
可変テンションスティックユニット１０４の動作
以下の説明ではギターの例を参照するが、楽器は入力装置によって供給されるとき、打楽器、金管楽器などの他の楽器をエミュレートすることができる。
【０１０３】
可変テンションジョイスティック１０５は特殊なジョイスティックであり、その動きは連続的ではない。ジョイスティック１０５は３軸で移動可能であり、各状態が弦を模倣し、プレーヤが実際の楽器の音楽的挙動を感じることを可能にする６つの状態（または非アクティブ位置を含む８つの状態）の間で切り替えることを可能にする。ジョイスティック１０５はまた、２つの状態を無効化することによってのみ４つの状態の間で切り換えるように、そしてそれによって４つの弦のみを有する弦楽器をエミュレートするように、構成することもできる。
【０１０４】
ジョイスティック運動テンションは、非常に穏やかな運動力を有するプレーヤから非常に強い運動力を有するプレーヤへ使用することができる。この特徴は、障害のあるプレーヤが時には伝統的な楽器で音楽を演奏するのに必要な感度を欠く身体の一部のみを使用することに制約されるので、有意義である。たとえば、足だけを動かすことができるプレーヤは、脚によるジョイスティックの動きが非常に強くなる。
【０１０５】
入力装置１００は人間工学的であり、プレーヤの個人的な可動域認知能力に適合させることができる。この入力装置は障害のあるプレーヤ（または任意の他のプレーヤ）が音楽を演奏することを体験し、楽しみ、通常のプレーヤに等しい音楽を学習することを可能にする。
【０１０６】
提案する入力装置１００の有利な特徴は以下である：
１：狭い範囲の動きを使用して広範囲の音を生成する能力：入力装置１００は、ストラミング部分の６０°の最小限の動きおよび押圧部分による５つのキーの押圧を使用して、広範囲の音を再生し、記憶することを可能にする。
【０１０７】
２：入力装置１００は、様々な身体部分に適合する能力を有する。これは、プレーヤが片手および頭部または片脚および頭部、片手および片脚などを制御することができる状況に適合することができる。入力装置１００はまた、音楽を演奏するための２つの同時運動を生成することができる任意のプレーヤを実現するために、外部アクセサリおよび既存のインターフェースと通信することができる。
【０１０８】
３：入力装置は、様々な運動障害に適合する。入力装置は、ストラムスティック１０５を操作するのに必要な力を適合させること、およびキーの高さを調節すること、またはキーの表面積を変化させることの両方において、各プレーヤおよびプレーヤの特定の障害に個人的に適合させることができる。また、入力装置１０３は、その寸法および異なる部品の把持の仕方を変更することによって、プレーヤに対して調整することができる。
【０１０９】
４：入力装置１００は、様々な使用年齢および様々な認知能力に合わせて調整することができる。音楽コンテンツは、ソフトウェアの点で、また入力装置の機構の点で、および再生に必要な要素の数の点で変更することができる。
【０１１０】
５：入力装置１００はユーザが「筋肉記憶」を発達させることを可能にする。ストラムスティック１０５は、「触覚感覚」を含む。
【０１１１】
６：入力装置１００は、モノフォニックおよびポリフォニック音楽を再生することを可能にする。
【０１１２】
入力装置１００は、様々な種類の障害を有する様々な種類のプレーヤに適合されたいくつかの使用モードで動作することができる。
【０１１３】
プリセット：ＧＵＩＴＡＲハーモニーＦＵＬＬモード
あらかじめ設定されたフルモードは、限定された動作能力を有するが認知能力には障害がないプレーヤ向けに調整される。この使用形態では、外部付属品の手段により、２本の指を同時に、または３つの身体部分を同時に操作することが必要である。
【０１１４】
プリセットフルモードにおけるトーンの範囲は、低オクターブＭｉから始まって高オクターブＬａ（２オクターブ半：Ｄｏ  Ｒｅ  Ｍｅ  Ｆａ  Ｓｏｌ・・・）まで至り、ここで、各キーまたはキーの組み合わせは、コードの位置としてトーン配置を変化させる。トーン配置は「オープン」モードにおけるギターコードの位置に等しく、ボイストランスミッションおよびストラミングタイプの理論はギターにおけるものと同じである。
【０１１５】
ハーモニックダイアグラム：ギターストリングおよびフレットフィンガーボードと同様に、全ての圧力が、ストラムスティックの６つの異なるモードにおいて、キーおよびストラムスティックの配置を同時に変化させる。
【０１１６】
プリセット：ＧＵＩＴＡＲハーモニーモード
本ハーモニーモードは、認知能力が損なわれた限られた動作能力を有するプレーヤ、または自分の頭もしくは脚で入力装置を使用するプレーヤ、または非常に若いプレーヤ（５〜８歳）に適合される。このモードでは、入力装置がストラムスティック内で３つのキーおよび４つの状態に縮小され、キーの表面積を増加させ、支柱の動きを減少させる。
【０１１７】
このプリセットモードの音域は低音「Ｍｉ」で始まって高音「Ｓｏｌ」（２．５オクターブ）に至り、各キーまたはキーの組み合わせはコードの位置として音の配列を変化させる。トーン配置は「オープン」モードおよび４弦モードにおけるギターコードの位置に等しい。音声伝送の理論およびストラミングタイプはギターと同じであるが、このモードではソフトウェアが音楽レパートリーのより大きな空間を埋めるために使用され、プレーヤが音楽を再生することをより容易にすることに焦点を当てている。
【０１１８】
プリセット：メロディカラーモード
本メロディカラーモードは、認知能力が制限されていない／損なわれていない、制限された動作能力を有するプレーヤに適合される。このモードでは、補助手段によって２本の指を同時に、または３本の身体部分を同時に操作することが必要である。このモードはギターに似たソロやメロディーラインを再生することを可能にし、トーン配置や視覚的形状はギターの位置と同じである。
【０１１９】
ギターの場合と同様に、キー間のトーン間隔はセミトーンであり、ストラムスティック内のすべての状態はギターの弦を表す。各状態において、２．５トーンの間隔で５つのサウンドを生成することができる。
【０１２０】
この状態は、ギターのクラシックな音楽的および視覚的方法とは異なる音階および同様の位置での演奏を可能にする。
【０１２１】
プリセット：メロディモード
本メロディモードは、認知能力が損なわれた限られた移動性を有するプレーヤ、または自分の頭もしくは脚で入力装置を使用するプレーヤ、または非常に若いプレーヤ（５〜８歳）に適合される。このモードでは、入力装置がストラムスティック内で３つのキーおよび４つの状態に縮小され、キーの表面積を増加させ、支柱の動きを減少させる。このモードでは、ギターに似たソロやメロディラインを再生できる。
【０１２２】
このモードにおけるトーン配置は、プレーヤの制御（これは入力装置の処理ユニットにおけるスイッチである）において変化する状態にあり、２オクターブまでの範囲のペンタトーンスケール、ブルー、メジャーおよびマイナーを含む。
【０１２３】
このモードは、ギターのクラシックな音楽的および視覚的方法とは異なる音階および同様の位置での演奏を可能にする。
【０１２４】
プリセット：バスモード
このモードは一般に、障害のあるプレーヤに適合される。これにより、プレーヤは、多種多様な弦楽器と異なるキャラクタとの間で選択することができる。
【０１２５】
ベースギターと同様、キー間の音程距離は半トーンで、ストラムスティックの各状態はギターの弦を表している。いずれの状態においても、２．５トーンの距離で５つのサウンドを生成することができる。
【０１２６】
このモードは、バスギターの音楽的および視覚的方法とは異なる音階および同様の位置での演奏を可能にする。
【０１２７】
他にもプリセットｕｋｕｌｅｌｅおよびプリセットストリングの２つのモードがある。
【０１２８】
上記の実施例および説明はもちろん、例示の目的のためにのみ提供されており、いかなる方法においても本発明を限定することを意図していない。当業者には理解されるように、本発明は、全て本発明の範囲を超えることなく、上記の技術からの２つ以上の技術を用いて、多種多様な方法で実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
2021522554.tif 000017
【図５Ｈ】
2021522554.tif 000018
【図５Ｉ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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