(57)【要約】【課題】  演奏者の手の動きが拘束されることなく、鍵盤演奏の運指を触覚的にガイドする。【解決手段】  ＣＰＵは、鍵盤２の演奏練習のための曲データを曲データメモリから読み出して、その曲データに含まれている鍵盤演奏の運指データによって変調された赤外線を赤外発光ダイオード３から送信する。演奏する手の各指に装着された指輪６は、赤外発光ダイオード３から送信された赤外線を指輪６のリング部で受信して、その赤外線に含まれている運指データを抽出し、宝石部の振動モータを駆動して、運指データに対応する指を振動させて演奏を指示する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵盤の演奏練習のための曲データを読み出すデータ読出手段と、
前記データ読出手段によって読み出された曲データに含まれている鍵盤演奏の運指データによって変調された無線信号を送信する送信手段と、
演奏する手の各指に装着され、前記送信手段から送信された無線信号を受信して、当該無線信号に含まれている運指データを復調し、当該運指データに対応する指に対して演奏を指示する受信手段と、
を備えたことを特徴とする演奏教習システム。
【請求項２】
前記送信手段は、前記鍵盤の近傍における複数の位置から無線信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の演奏教習システム。
【請求項３】
各指に装着される前記受信手段は、駆動信号に応じて振動する振動手段を有し、装着された指に対応する運指データを復調した場合には当該振動手段に駆動信号を与えることを特徴とする請求項１に記載の演奏教習システム。
【請求項４】
前記鍵盤の近傍の少なくとも１箇所の位置に設けられ、前記受信手段が接触されたときには当該受信手段の電源を充電する充電装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の演奏教習システム。
【請求項５】
前記充電装置は、入力される電気エネルギーを変換して磁気エネルギーを発生する第１のエネルギー変換手段を有し、前記受信手段は、指に挿入される金属のリング部および当該リング部に結合された宝石部を有する指輪で構成され、当該リング部は、前記充電装置から発生される磁気エネルギーを電気エネルギーに変換して当該宝石部に入力する第２のエネルギー変換手段を有し、当該宝石部は、当該入力された電気エネルギーによって充電される電源部、当該電源部からの電力によって無線信号を受信して運指データを復調し、当該運指データに対応する指に対して演奏を指示する電子機器を有することを特徴とする請求項４に記載の演奏教習システム。
【請求項６】
前記送信手段は、運指データによって指定される指ごとに異なる複数の周波数信号で変調した無線信号を送信し、各指の前記受信手段は、当該複数の周波数信号の中の１つの周波数信号を選択して復調することを特徴とする請求項１に記載の演奏教習システム。
【請求項７】
鍵盤の演奏練習のための曲データを読み出すステップＡと、
前記ステップＡによって読み出された曲データに含まれている鍵盤演奏の運指データによって変調された無線信号を送信手段によって送信するステップＢと、
演奏する手の各指に装着された受信手段によって、前記送信手段から送信された無線信号を受信して、当該無線信号に含まれている運指データを復調し、当該運指データに対応する指に対して演奏を指示するステップＣと、
を実行することを特徴とする演奏教習方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演奏教習システムおよび演奏教習方法に関し、特に、鍵盤演奏の運指をガイドする演奏教習システムおよび演奏教習方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鍵盤演奏の運指をガイドするための提案が多くなされているが、その中には、演奏する手の指に刺激を与えて運指をガイドするものもある。
例えば、ある提案の演奏支援装置においては、鍵盤楽器の演奏に関わる情報を物理的刺激に変換し、その刺激を演奏者の指に与えて、動かすべき指やタイミングなどの演奏情報をより確実に演奏者に認識させる。この提案によれば、演奏者がグローブを手に装着すると、演奏者に各指に対応する部分に、それぞれ刺激付与体が位置するようになっている。それぞれの刺激付与体は鍵盤楽器の制御システムと接続コードによって接続されている。制御システムでは、楽曲の運指データ、鍵盤楽器の場合には鍵を押下すべき指を示すデータが記憶されており、この運指データに応じた指に対応する部分に配設された刺激付与体に電力が供給されるようになっている。これにより、演奏者は手の触覚を通じて鍵を押下すべき指を認識することができる。（特許文献１参照）
また、ある提案の教育方法においては、バイナリーコード受信器からの指令によって操作者を訓練してキーボードの操作ができるようにする。この提案によれば、バイナリーコード受信器と、１０個のスイッチおよび各スイッチに対応するソレノイドの各々とが、複数の信号線によって接続されている。各ソレノイドは、電磁コイルとその内部を貫通するアーマチュアとを有し、操作者によってアーマチュアが押されて対応するスイッチがオフからオンに変化する一方、教育係によって電磁コイルが励磁されてアーマチュアが移動して指に当たる。これにより、キーボードのそれぞれの指による正確な運動が感覚的に認識できる。（特許文献２参照）
【特許文献１】特開２０００−０８９７５４公報
【特許文献２】特公平０２−０４１０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１においては、グローブと鍵盤楽器の制御システムとが接続コードによって接続されているので、接続コードが邪魔になって手の動きが拘束されるという問題がある。同様に、特許文献２においても、１０個のソレノイドとバイナリーコード受信器とが信号線で接続されているので、信号線が邪魔になって手の動きが拘束されるという問題がある。
本発明は、このような従来の課題を解決するためのものであり、演奏者の手の動きが拘束されることなく、鍵盤演奏の運指を触覚的にガイドすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の演奏教習システムは、鍵盤の演奏練習のための曲データを読み出すデータ読出手段と、前記データ読出手段によって読み出された曲データに含まれている鍵盤演奏の運指データによって変調された無線信号を送信する送信手段と、演奏する手の各指に装着され、前記送信手段から送信された無線信号を受信して、当該無線信号に含まれている運指データを復調し、当該運指データに対応する指に対して演奏を指示する受信手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００５】
請求項１の演奏教習システムにおいて、請求項２に記載したように、前記送信手段は、前記鍵盤の近傍における複数の位置から無線信号を送信することを特徴とする。
請求項１の演奏教習システムにおいて、請求項３に記載したように、各指に装着される前記受信手段は、駆動信号に応じて振動する振動手段を有し、装着された指に対応する運指データを復調した場合には当該振動手段に駆動信号を与えることを特徴とする。
請求項１の演奏教習システムにおいて、請求項４に記載したように、前記鍵盤の近傍の少なくとも１箇所の位置に設けられ、前記受信手段が接触されたときには当該受信手段の電源を充電する充電装置をさらに備えたことを特徴とする。
請求項４の演奏教習システムにおいて、請求項５に記載したように、前記充電装置は、入力される電気エネルギーを変換して磁気エネルギーを発生する第１のエネルギー変換手段を有し、前記受信手段は、指に挿入される金属のリング部および当該リング部に結合された宝石部を有する指輪で構成され、当該リング部は、前記充電装置から発生される磁気エネルギーを電気エネルギーに変換して当該宝石部に入力する第２のエネルギー変換手段を有し、当該宝石部は、当該入力された電気エネルギーによって充電される電源部、当該電源部からの電力によって無線信号を受信して運指データを復調し、当該運指データに対応する指に対して演奏を指示する電子機器を有することを特徴とする。
請求項１の演奏教習システムにおいて、請求項６に記載したように、前記送信手段は、運指データによって指定される指ごとに異なる複数の周波数信号で変調した無線信号を送信し、各指の前記受信手段は、当該複数の周波数信号の中の１つの周波数信号を選択して復調することを特徴とする。
【０００６】
請求項４に記載の演奏教習方法は、鍵盤の演奏練習のための曲データを読み出すステップＡと、前記ステップＡによって読み出された曲データに含まれている鍵盤演奏の運指データによって変調された無線信号を送信手段によって送信するステップＢと、演奏する手の各指に装着された受信手段によって、前記送信手段から送信された無線信号を受信して、当該無線信号に含まれている運指データを復調し、当該運指データに対応する指に対して演奏を指示するステップＣと、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の演奏教習システムおよび演奏教習方法によれば、演奏者の手の動きが拘束されることなく、鍵盤演奏の運指を触覚的にガイドできるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明による演奏教習システムの実施形態について、電子楽器を演奏する場合を例に採って、図を参照して説明する。
図１は、実施形態における演奏教習システムの構成を示す外観図である。図１において、電子楽器１は、鍵盤２を備えていると共に、鍵盤２の近傍に３個の赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）３、および、鍵盤２の右後方に充電ポール４を備えている。また、演奏者の右手５および図示しない左手の各指には指輪６が装着されている。
【０００９】
図２は、充電ポール４の拡大斜視図である。図２に示すように、充電ポール４は、板状の電磁誘導回路４ａとこれを挟んだ円筒状の非磁性体（例えば、合成樹脂）で構成されている。図３は、充電ポール４内部の電磁誘導回路４ａの構造を示す斜視図である。図３に示すように、電磁誘導回路４ａは、磁性体４ｃにコイル４ｄが巻かれて構成され、コイル４ｄの２つの端子ＶおよびＧは、それぞれ電子楽器１内の交流電源（図示せず）のプラス側の電圧端子およびマイナス側の接地端子に接続されている。したがって、コイル４ｄに印加される電圧の変化によって、コイル４ｄに交流電流が流れて、充電ポール４の周辺に磁力が発生する。図４は、電圧Ｖの変化に応じて図３のコイル４ｄの両側Ａ、Ｂにおける磁力変化を示す図である。
【００１０】
図５は、指輪６の構造を示す外観図である。図５に示すように、指輪６は、リング部６ａとこれに結合された宝石部６ｂによって構成されている。図６は、演奏者の手５で充電ポール４を握った状態を示す図である。図６に示すように、演奏者は充電ポール４を握る。図７は、演奏者の右手５が充電ポール４を握った状態を上から見た場合の充電ポール４と指輪６との位置関係を示す図である。図７に示すように、電磁誘導回路４ａのコイル４ｄ（点線表示）が巻かれた磁性体４ｃを挟むように、左側の指輪６（親指）および右側の指輪６（他の４本の指）が位置している。この結果、各指輪６のリング部６ａの開口面とコイル４ｄの開口面とが平行な位置関係になっているので、電磁誘導回路４ａによって発生された磁束が各指輪６のリング部６ａを通ることになる。図８は、磁束（点線表示）を発生する電磁誘導回路４ａおよびリング部６ａからなる磁気回路における磁界の様子を示す図である。
なお、鍵盤２の左後方にも充電ポールを設けて、演奏者の左手がその充電ポールを容易に握れるようにしてもよい。
【００１１】
すなわち、指輪６は、演奏者が充電ポール４を握ることによって充電される充電回路を有し、さらに、その充電回路から電力の供給を受けて動作する駆動回路を有する。図９は、指輪６の回路構成を示す概略ブロック図であり、充電回路６１および駆動回路６２を備えている。図１０は、充電回路６１の回路図である。図１０において、指輪６のリング部６ａで構成されるコイル２１は、４個のダイオードからなる両波整流回路２２の入力側に接続されている。両波整流回路２２の出力側には、電気二重層キャパシタ２３が接続されている。電気二重層キャパシタ２３は、電極と電解液との界面に形成される電気二重層を利用して蓄電するため、化学反応を利用して蓄電する２次電池に較べて、急速な充放電に耐えることができる。したがって、演奏者が充電ポール４を握ることによって、図８に示したように、指輪６のリング部６ａであるコイル２１を通る磁束によって、コイル２１に交流電圧が発生し、両波整流回路２２によって直流に変換された電圧が電気二重層キャパシタ２３に印加され、電気二重層キャパシタ２３が急速に充電される。充電された後は、電源としての電気二重層キャパシタ２３から駆動回路に対して電圧が供給される。
【００１２】
図１１は、駆動回路６２の回路図である。駆動回路６２は、赤外フォトダイオード２４、アンプ２５、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２６、ワンショット回路２７からなるＬＳＩ（集積回路）、振動モータ２８、および逆起電力保護ダイオード２９によって構成され、充電回路６１から電圧Ｖの供給を受けて動作する。図１２は、指輪６の宝石部１２ｂの構造を示す図である。図１２に示すように、宝石部６ｂは、３層構造になっていて、電子回路部６ｂ１、電気二重層キャパシタ６ｂ２（図１０の２３）、扁平型の小型振動モータ６ｂ３（図１１の駆動モータ２８および逆起電力保護ダイオード２９）で構成されている。電子回路部６ｂ１は、図１０に示した充電回路６１（ただし、コイル２１および電気二重層キャパシタ２３を除く）、および、図１１に示した駆動回路６２のＬＳＩで構成されている。小型振動モータ６ｂ３は、直径が約８ミリで高さが数ミリの円板型（扁平型）であり、宝石部６ｂに組み込むのに最適な形状になっている。
【００１３】
次に、駆動回路６２の動作について、図１１、図１３、および図１４に基づいて説明する。図１３は、振動モータ駆動時の信号波形のタイムチャートであり、図１３（Ａ）〜（Ｄ）が図１１の符号Ａ〜Ｄの箇所における信号波形を示している。図１４は、各指に対応する指輪６のバンドパスフィルタ２６の特性を示す図であり、赤外フォトダイオード２４は、カソードに電圧Ｖが印加され、図１の電子楽器１の赤外ＬＥＤ３から送信された運指データを担う赤外線に応じた光電流Ａをアノードからアンプ２５に入力する。送信された赤外線は、蛍光灯やその他の外光の影響を受けないように、高い周波数のパルス信号で変調され、さらに、各パルス信号が運指データによって変調されている。
【００１４】
すなわち、図１３（Ａ）に示すパルス波形の光信号Ａが赤外フォトダイオード２４からアンプ２５に入力される。アンプ２５は、この光電流を電圧に変換して、図１３（Ｂ）に示すパルス信号に増幅して、バンドパスフィルタ２６に入力する。バンドパスフィルタ２６は、指ごとに設定された固有の周波数帯域によって、アンプ２５から入力された受信信号をフィルタ処理して、指に対応する運指データの有無を検出する。すなわち、図１４に示すように、例えば、右手の指に装着される指輪６のバンドパスフィルタ２６における周波数ｆ対レベルＬの特性は、親指、人差指、中指、薬指、小指に対して周波数帯域ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５に設定されている。なお、図には示していないが、左手の指に装着される指輪６のバンドパスフィルタ２６における周波数ｆ対レベルＬの特性は、親指、人差指、中指、薬指、小指に対して周波数帯域ｆ６、ｆ７、ｆ８、ｆ９、ｆ１０に設定されている。右手の演奏の際には、図１の赤外ＬＥＤ３から送信された運指データも、各指に対応する周波数信号ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５によって変調されている。したがって、右手の任意の指輪６におけるバンドパスフィルタ２６は、その周波数帯域に合致した周波数信号の運指データを受信したときは、その運指データをフィルタ処理（復調）して、図１３（Ｃ）に示す検出信号をワンショット回路２７に入力する。したがって、ワンショット回路２７は、図１３（Ｄ）に示す駆動信号を振動モータ２８に印加する。駆動信号のオン時間が振動モータ回転時間に対応する。
【００１５】
図１５は、図１の電子楽器１のシステム構成を示すブロック図である。図１５において、ＣＰＵ３１は、そのシステムバス３２を介して、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、曲データメモリ３５、ポートＩ／Ｆ（インタフェース）３６、３７に接続され、これら各部との間でコマンドおよびデータの授受を行って、この電子楽器全体を制御する。ＲＯＭ３３は、ＣＰＵ３１によって実行される制御プログラムを格納するプログラムエリアである。ＲＡＭ３４は、ＣＰＵ３１によって処理されるデータを一時的に記憶するワークエリアである。曲データメモリ３５には、演奏教習用の曲データが格納されている。ポートＩ／Ｆ３６は、ＣＰＵ３１の走査コマンドに応じて、鍵盤２およびパネルスイッチ３８をスキャンして、演奏データおよびスイッチのオン・オフのデータをＣＰＵ３１に入力する。ポートＩ／Ｆ３７は、ＣＰＵ３１からの運指データに応じて、３個の赤外発光ダイオード３を駆動して赤外線を放射させる。
【００１６】
図１６は、曲データメモリ３５に格納されている曲データのフォーマットを示す図である。図１６に示すように、曲データの各イベントは、音高、音長、ベロシティ、運指のデータで構成されている。運指データは、右手（＝０）又は左手（＝１）を示す１ビット（ｄ０）のフラグ、および、各指（親指＝００１、人差指＝０１０、中指＝０１１、薬指＝１００、小指＝１０１）を指定する３ビット（ｄ１〜ｄ３）からなる４ビットで構成されている。例えば、右手の中指でメロディパートを演奏する場合の運指データは「００１１」である。したがって、この運指データに対応する周波数信号によって赤外線が変調される。また、左手の親指、人差指、薬指でコードを演奏する場合の運指データは「１００１」、「１０１０」、「１１００」である。したがって、これらの運指データに対応する３つの周波数信号によって赤外線が変調される。図１３（Ｄ）に示した振動モータ回転時間がイベントの音長に対応する。
【００１７】
図１７は、右手で演奏するメロディパートの楽譜と赤外線を変調する周波数信号との対応関係を示す図である。楽譜の各音符の添えられた数字（１〜５）が演奏する指を表している。図１７に示すように、「Ｃ４」、「Ｄ４」、「Ｅ４」、「Ｆ４」、「Ｇ４」、「Ｃ４／Ｅ４」の音符に対応する運指データとして、周波数信号ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ１／ｆ３によって変調された赤外線が３個の赤外発光ダイオード３から放射される。各周波数信号ｆは、図１７の拡大図に示すように、１／ｆの周期のパルス信号になっている。
【００１８】
図１８は、各指に指輪６が装着された右手５で鍵盤２を演奏する状態を示す図である。運指データを担う赤外線は３個の赤外発光ダイオード３から放射されるので、指輪６は最も近い位置の赤外発光ダイオード３から放射される強い光信号の赤外線を受信する。
【００１９】
以上のように、この実施形態によれば、ＣＰＵ３１は、鍵盤２の演奏練習のための曲データを曲データメモリ３５から読み出して、その曲データに含まれている鍵盤演奏の運指データによって変調された赤外線を赤外発光ダイオード３から送信する。演奏する手の各指に装着された指輪６は、赤外発光ダイオード３から送信された赤外線を受信して、その赤外線に含まれている運指データを抽出し、振動モータ２８を駆動して、運指データに対応する指を振動させて演奏を指示する。
したがって、演奏者の手の動きが拘束されることなく、鍵盤演奏の運指を触覚的にガイドできる。
【００２０】
上記実施形態において、ＣＰＵ３１は、鍵盤２の近傍における３箇所の位置の赤外発光ダイオード３から赤外線を送信する。
したがって、各指の指輪６は、演奏する手が鍵盤２の上を左右に移動しても、赤外発光ダイオード３からの赤外線を確実に受信することができる。
【００２１】
また、上記実施形態において、各指に装着される指輪６は、駆動信号に応じて振動する扁平型で小型の振動モータ２８を有し、装着された指に対応する運指データを復調した場合には、その振動モータ２８に駆動信号を与える。
したがって、指輪６の形状を小さくできるので、演奏者の手の動きが指輪６のために拘束されることがない。
【００２２】
また、上記実施形態において、鍵盤２の近傍の少なくとも１箇所の位置に設けられ、演奏者の手５が接触されたときには、指輪６の電源である電気二重層キャパシタ２３を急速に充電する充電ポール４を備えている。
したがって、演奏者が充電ポール４を例えば０．１秒程度握るだけで、電気二重層キャパシタ２３が急速に充電されるので、演奏操作に支障をきたすおそれがない。
【００２３】
また、上記実施形態において、充電ポール４は、入力される電気エネルギーを変換して磁気エネルギーを発生する電磁誘導回路４ａを有し、指輪６は、指に挿入される金属のリング部６ａおよびリング部６ａに結合された宝石部６ｂを有する。リング部６ａは、充電ポール４から発生される磁気エネルギーを電気エネルギーに変換するコイル２１を構成し、宝石部６ｂはその電気エネルギーを交流から直流に整流する両波整流回路および電気二重層キャパシタ２３を有する充電回路６１と、充電回路６１によって動作する駆動回路６２とを有する。駆動回路６２は、充電回路６１からの電力によって赤外線を受信して運指データを復調し、その運指データに対応する指に対して演奏を指示する。
したがって、演奏する手５と電子楽器１との間を信号線で接続する必要がないので、演奏者の手の動きが拘束されることなく、鍵盤演奏の運指を触覚的にガイドできる。
【００２４】
また、上記実施形態において、ＣＰＵ３１は、運指データによって指定される指ごとに異なる複数の周波数信号で変調した赤外線を送信し、各指の指輪６は、その複数の周波数信号の中の１つの周波数信号を選択して復調する。
したがって、演奏すべき指を確実に識別することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態においては、演奏教習システムの発明、すなわち物の発明の実施形態について説明したが、演奏教習方法の発明でもあることは明らかである。
すなわち、本発明の演奏教習方法は、鍵盤の演奏練習のための曲データを読み出すステップＡと、ステップＡによって読み出された曲データに含まれている鍵盤演奏の運指データによって変調された無線信号を送信手段によって送信するステップＢと、演奏する手の各指に装着された受信手段によって、送信手段から送信された無線信号を受信して、当該無線信号に含まれている運指データを復調し、当該運指データに対応する指に対して演奏を指示するステップＣと、を実行する。
したがって、演奏教習システムの発明と同様に、演奏者の手の動きが拘束されることなく、鍵盤演奏の運指を触覚的にガイドできる。
【００２６】
なおまた、上記実施形態においては、赤外線によって運指データを送信する構成にしたが、他の近距離の無線信号、例えば、ブルートゥース（登録商標）の無線信号によって運指データを送信する構成にしてもよい。この場合には、適当な１箇所に無線信号のアンテナを設ける。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態における演奏教習システムの外観図。
【図２】図１の充電ポールの拡大斜視図。
【図３】図２の充電ポール内部の電磁誘導回路の構造を示す斜視図。
【図４】電圧の変化に応じて図３のコイルの両側における磁力変化を示す図。
【図５】図１の指輪の構造を示す外観図。
【図６】演奏者の手で充電ポールを握った状態を示す図。
【図７】演奏者の手で充電ポールを握った状態を上から見た図。
【図８】磁束を発生する電磁誘導回路および指輪のリング部における磁界の様子を示す図。
【図９】指輪の回路構成を示す概略ブロック図。
【図１０】図９の充電回路の回路図。
【図１１】図９の駆動回路の回路図。
【図１２】指輪の宝石部の構造を示す図。
【図１３】振動モータ駆動時の信号波形のタイムチャート。
【図１４】各指に対応する指輪のバンドパスフィルタの特性を示す図。
【図１５】図１の電子楽器のシステム構成を示すブロック図。
【図１６】図１５の曲データメモリに格納されている曲データのフォーマットを示す図。
【図１７】右手で演奏する楽譜と赤外線を変調する周波数信号との対応関係を示す図。
【図１８】各指に指輪が装着された右手で鍵盤を演奏する状態を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１  電子楽器
２  鍵盤
３  赤外線発光ダイオード
４  充電ポール
６  指輪
２３  電気二重層キャパシタ
２６  バンドパスフィルタ
２８  振動モータ
３１  ＣＰＵ
【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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【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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