(57)【要約】【課題】投影された鍵盤パターンに対して押鍵操作が行われた鍵を正確に特定する。【解決手段】複数の操作面から構成される操作部を投影する投影手段２５０と、前記操作部上の光学的変化を検出する光学変化検出手段２５０と、前記光学変化検出手段の検出結果により、前記操作面と前記操作面で行われた操作とを特定する操作特定手段と、前記操作特定手段において特定された前記操作面と前記操作とに応じた演奏情報を生成する演奏情報生成手段とを設けた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の操作面から構成される操作部を投影する投影手段と、
前記操作部上の光学的変化を検出する光学変化検出手段と、
前記光学変化検出手段の検出結果により、前記操作面と前記操作面で行われた操作とを特定する操作特定手段と、
前記操作特定手段において特定された前記操作面と前記操作とに応じた演奏情報を生成する演奏情報生成手段と
を有することを特徴とする演奏情報入力装置。
【請求項２】
前記投影手段は、複数の投影器を有し、該各投影器は前記操作部の一部を投影する投影手段であり、
前記光学変化検出手段は、前記複数の各投影器に対応して、前記操作部の一部の操作面の光学的変化を検出する検出手段を複数有している検出手段である
ことを特徴とする請求項１記載の演奏情報入力装置。
【請求項３】
前記複数の投影器は平板状の台部に載置されるものであり、
前記各投影器および前記台部には前記操作部の配置に適合した位置に載置できるように取り付け部が設けられている
ことを特徴とする請求項２記載の演奏情報入力装置。
【請求項４】
前記操作特定手段は、前記操作面で行われた操作の速度を検出するものであり、
前記演奏情報は、ベロシティを含む演奏情報である
事を特徴とする請求項１記載の演奏情報入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楽器、特に鍵盤楽器に用いて好適な演奏情報入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型軽量で可搬型の鍵盤楽器として、物理的な鍵盤を用いずに演奏を行うことが出来るバーチャル楽器の開発が望まれている。特許文献１には、一体型鍵盤の各鍵部に測距センサを設け、各鍵と指との距離を検出し、指の近接を判定するように構成した鍵盤楽器が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１１７５６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１記載の技術においては、測距センサを配置した位置に指を近接する必要があるので、押鍵位置の変動に対応することが困難である。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、正確に押鍵操作を行うことが出来る演奏情報入力装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載の演奏情報入力装置にあっては、複数の操作面から構成される操作部を投影する投影手段（投影デバイス，ＳＰ２０）と、前記操作部上の光学的変化を検出する光学変化検出手段（走査デバイスセンサデバイス，ＳＰ３０）と、前記光学変化検出手段の検出結果により、前記操作面と前記操作面で行われた操作とを特定する操作特定手段（ＳＰ３０，ＳＰ５０）と、前記操作特定手段において特定された前記操作面と前記操作とに応じた演奏情報を生成する演奏情報生成手段（ＳＰ４０，ＳＰ６０）とを有することを特徴とする。
さらに、請求項２記載の構成にあっては、請求項１記載の演奏情報入力装置において、前記投影手段は、複数の投影器（投影モジュール）を有し、該各投影器は前記操作部の一部を投影する投影手段であり、前記光学変化検出手段は、前記複数の各投影器に対応して、前記操作部の一部の操作面の光学的変化を検出する検出手段を複数有している検出手段であることを特徴とする。
さらに、請求項３記載の構成にあっては、請求項２記載の演奏情報入力装置において、前記複数の投影器は平板状の台部に載置（嵌合）されるものであり、前記各投影器および前記台部には前記操作部の配置に適合した位置に載置できるように取り付け部が設けられていることを特徴とする。
さらに、請求項４記載の構成にあっては、請求項１記載の演奏情報入力装置において、前記操作特定手段は、前記操作面で行われた操作の速度を検出するものであり、前記演奏情報は、ベロシティを含む演奏情報である事を特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
１．    実施形態の構成
本発明の一実施形態であるバーチャル楽器（演奏情報入力装置）は、鍵盤パターンを投影して、押鍵した指の位置を認識する投影鍵盤ユニットおよび該ユニットを駆動し、押鍵操作に合わせて演奏情報を生成し、楽音を放音する本体部から構成されている。
【０００７】
（１）  本体部の構成
本体部の構成を図１を参照して説明する。
図において、１０は音源部であり、供給された演奏情報に応じて楽音を再生する。２０はサウンドシステムであり、音源部１０において再生された楽音をスピーカから放音する。３０はインターフェースであり、投影鍵盤ユニットが接続される。４０はスイッチ部であり、音色の選択などが行われる。５０はＣＰＵであり、後述するプログラムに基づいて投影鍵盤ユニットが認識した押鍵操作に対応した演奏情報を生成するとともに、他の各部を制御する。５２はＲＡＭであり、ワークメモリとして使用される。５４はＲＯＭでありプログラム、パラメータが格納される。６０はバスラインであり各部を接続する。以上の要素により本体部１００が構成される。
【０００８】
（２）  投影鍵盤ユニットの構成・構造
投影鍵盤ユニットにおいては、鍵盤パターンを投影する投影デバイス並びに赤外光を走査する走査デバイスおよび赤外光が物体に照射され、散乱した光を検出し、指の位置を認識するセンサデバイスから構成される投影モジュールが複数使用される。各投影モジュールは、鍵盤パターンの一部を投影し複数の投影モジュールにより鍵盤パターン全体が投影される。
【０００９】
該複数の投影モジュールの配置方法の相違により放射型と並列型との投影鍵盤ユニットが構成される。放射型の投影鍵盤ユニットを図２を参照して説明する。
図において、２５０は投影モジュールであり、略長方形の平板状の筐体の片面に走査デバイス、センサデバイスおよび投影デバイスが光学部を突出するように設けられている。なお、各デバイスの光軸は該略長方形の短辺に対して垂直であり、該略長方形の長辺に対して所定の仰角を有している。所定の仰角を有することにより、投影モジュールによって鍵盤パターンが水平面上に投影される。さらに、平板状の位置決め板２１０に凹部を有した取り付け部が多角形状に複数設けられ、３個の投影モジュール２５０，２５０，２５０が、これらの長辺を隣接させつつ嵌合されている。なお、投影モジュール２５０，２５０，２５０の各光軸が放射状になるように、該モジュールが配置されている。
【００１０】
次に、並列型の投影鍵盤ユニットを図３を参照して説明する。
図において、２６０は投影モジュールであり、投影モジュール２５０と同一形状、同一機能である。さらに、平板状の位置決め板２１５に凹部を有した取り付け部が複数設けられ、投影モジュール２６０，２６０，…，２６０が嵌合されている。なお、投影モジュール２６０，２６０，…，２６０の各光軸が一定間隔毎に平行になるように、該取り付け部が直線上に配置されている。なお、該一定間隔は、たとえば２オクターブに対応する鍵の間隔である。すなわち、投影モジュールは鍵盤の配置に適合した位置に載置される。位置決め板２１５は、取り付け部が設けられている部分を回避するように折りたたむことが可能であり（図３破線参照）、投影鍵盤ユニットは投影モジュールを取り外すことにより持ち運び容易である。
【００１１】
２．  バーチャル楽器の動作
本実施形態のバーチャル楽器は、複数の投影デバイスによって全体が投影された鍵盤パターンを、指の近接によって擬似的に押下することによって、走査デバイス、センサデバイスからの情報から、操作位置、操作速度を検出し、鍵に対応した音高、ベロシティで放音する。以下、バーチャル楽器の動作を図４のフローチャートを参照して説明する。
電源投入により図４のルーチンが起動する。
ステップＳＰ１０においては、スイッチ部４０の設定によって音色の選択、表示部配置の選択、投影鍵域の選択、発音音域の選択等の初期設定が行われる。音色の選択においては、バーチャル楽器が放音する楽音の音色が選択される。表示部配置の選択においては、実際に接続される投影鍵盤ユニットが放射型なのか並列型なのかが選択される。放射型であれば、投影鍵盤ユニットが小型に形成されるが、投影モジュールが投影する鍵盤パターンの境界部で歪みが生じることがある。一方、並列型であれば、投影モジュールが投影する鍵盤パターンの境界部での歪みが少ないが、投影鍵盤ユニットが大型に形成される。発音音域の選択においては、音名およびオクターブ数によって発音音域が指定される。表示鍵域の選択においては投影される鍵盤パターンの鍵の範囲が指定される。なお、表示鍵域および基準となる最低鍵の音高が指定されれば、発音音域が決定され、発音音域が選択されれば表示鍵域が決定される。そして、処理はステップＳＰ２０に進む。
【００１２】
ステップＳＰ２０においては、投影デバイスによって鍵盤パターンが平面上に投影される。このときステップＳＰ１０において選択された投影鍵域の鍵のみが投影される。そして、処理はステップＳＰ３０に進む。
【００１３】
ステップＳＰ３０においては、投影された鍵への近接操作がされたか否かが判定される。赤外線が鍵盤パターンに対して走査される際、平面上に反射・散乱した赤外光がセンサデバイスによって検出される。この状態で、投影された鍵に指が近接すると、指に反射・散乱した赤外光がセンサデバイスによって捉えられる。そして、反射・散乱した光の角度変化、戻り時間変化によって押鍵位置が判断される。また、同時に指の押鍵速度も位置変化速度として検出される。すなわち、鍵盤上の光学的変化により、押鍵位置および押鍵速度が検出される。投影された鍵への近接操作がされない場合には「ＮＯ」と判定され、ステップＳＰ３０に戻り、判定が繰り返される。一方、投影された鍵への近接操作がされた場合には「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳＰ４０に進む。
【００１４】
ステップＳＰ４０においては、近接操作された鍵に対応する音高および指の押鍵速度に対応するベロシティならびにステップＳＰ１０において指定された音色から構成される演奏情報によって音源部１０に対してキーオン指示が行われる。それにより、サウンドシステム２０により放音される。そして、キーオン指示後、処理はステップＳＰ５０に進む。
【００１５】
ステップＳＰ５０においては、投影された鍵からの離鍵操作が生じたか否かが判定される。投影された鍵から離鍵すると、センサデバイスにより該離鍵操作が検出される。投影された鍵からの離鍵操作がされない場合には「ＮＯ」と判定され、処理はステップＳＰ５０に戻り、判定が繰り返される。一方、投影された鍵からの離鍵操作がされた場合には「ＹＥＳ」と判定され、処理はステップＳＰ６０に進む。
【００１６】
ステップＳＰ６０においては、離鍵操作がされた鍵に対応する音高の楽音のキーオフ指示が音源部１０に対して行われる。それにより、サウンドシステム２０による楽音の放音が停止される。そして、処理はステップＳＰ３０に戻り、投影された鍵への近接操作がされたか否かが判定される。なお、電源ＯＦＦにより、本ルーチンの処理が停止する。
【００１７】
以上のように本実施形態によれば、物理的な鍵盤を用いないので可搬型の鍵盤楽器が実現される。投影によって形成された鍵盤パターンの「美しさ」、バーチャル鍵盤としての「おもしろさ」がある。実際の鍵盤と同じ大きさの鍵盤パターンが投影されるので普通の鍵盤楽器を演奏することが出来る人ならば、違和感なく演奏することが出来る。
【００１８】
３．    変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能であり、全て本発明の範疇に含まれる。
（１）上記実施形態においては、投影デバイスが鍵盤パターンを投影し、センサデバイスが指の動きを検出したが、打楽器の打撃面を投影し、打撃する位置、打撃速度を検出してもよい。
（２）上記実施形態においては、本体部の中に音源部１０およびサウンドシステム２０を設け、楽音を放音できるように構成したが、検出された音高情報および強度情報（ベロシティ）ならびに設定された音色情報をインターフェースを介して出力し、例えばＭＩＤＩ信号等の演奏情報として外部の音源装置に出力するように構成してもよい。
（３）上記実施形態においては、位置情報および奥行き情報を認識可能な走査デバイスおよびセンサデバイスを用いて指の位置を検出したが、鍵盤は横方向にのみ並列配置されているものであるため、画像処理によって指の位置を検出することも可能である。
（４）上記実施形態においては、指の押鍵速度によってベロシティを検出したが、スイッチ部４０によってベロシティを設定してもよい。また、押鍵する指の位置を鍵の奥行き方向に変化した場合において、奥行き方向の距離をパラメータとしてベロシティを変化してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の構成によれば、投影された操作部を構成する操作面と該操作面で行われた操作とが特定され、特定された操作面と操作とに応じた演奏情報が生成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるバーチャル楽器の構成図である。
【図２】放射型の投影鍵盤ユニットの外観図である。
【図３】並列型の投影鍵盤ユニットの外観図である。
【図４】フローチャートである。
【符号の説明】
１０…音源部、２０…サウンドシステム、３０…インターフェース、４０…スイッチ部、５０…ＣＰＵ、５２…ＲＡＭ、５４…ＲＯＭ、６０…バスライン、１００…本体部、２００…投影鍵盤ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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