JP2020519974A - Auxiliary pedal system - Google Patents

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Abstract

本発明の目的は、補助ペダルシステム(bFaaaP)であって、ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する検出器と、前記検出シグナルを処理してアクチュエータ制御シグナルを生成する処理器と、前記アクチュエータ制御シグナルに従ってペダルを制御するアクチュエータとを含み、前記動きが頭部動作に関与し、前記頭部動作が、前記アクチュエータが駆動しないオフセット範囲を有し、および前記アクチュエータ制御シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、補助ペダルシステムを提供することである。前記ペダルはピアノペダルである場合があり、および、前記検出器は眼鏡に装着される場合がある。また提供されるのは、上記特徴を有するデバイスコントローラーである。本発明は、子供達や足に障害を持つチャレンジドを含む人々に対してユニバーサルデザインを有していて、ペダルを有する任意の楽器および電子ピアノやゲーム機用コントローラー等の任意の電子機器に適用可能である。【選択図】図1An object of the present invention is an auxiliary pedal system (bFaaaP), which detects a movement of a user to generate a detection signal, a processor which processes the detection signal to generate an actuator control signal, and An actuator for controlling a pedal according to an actuator control signal, the movement being involved in head movement, the head movement having an offset range that the actuator does not drive, and the actuator control signal being the user preference. To provide an auxiliary pedal system, which can be modified according to. The pedal may be a piano pedal, and the detector may be worn on spectacles. Also provided is a device controller having the above characteristics. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has a universal design for children and people with challenged feet and is applicable to any musical instrument having a pedal and any electronic device such as an electronic piano or a controller for a game console. It is possible. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は補助ペダルシステムとデバイスコントローラー(ゲーム機用コントローラー)に関し、より具体的には、携帯型補助ピアノペダルシステムであって、角度センサーが眼鏡に装着され、各ユーザーによって選択される頭部傾き角度のオフセット範囲と倍率を使用して、子供達や足に障害を持つ者を含むピアノ演奏者に対するユニバーサルデザインを提供しながら装置を制御する効率的な方法を実行するものに関する。 The present invention relates to an auxiliary pedal system and a device controller (game machine controller), and more specifically, to a portable auxiliary piano pedal system in which an angle sensor is attached to eyeglasses and a head tilt selected by each user. It relates to using angular offset ranges and magnification to implement an efficient method of controlling the device while providing a universal design for piano players, including children and people with foot disabilities.

ピアノは、鍵盤(演奏者の両手の指で押下する鍵が並んだもの)と複数のペダル(演奏者の足で操作するレバー)を有する楽器である。その複数のペダルには、ソフトペダル、(オプションの)ソステヌートペダル、とサスティンペダル(又は、ダンパーペダル若しくはサステイニングペダル)(以後、「サスティンペダル」と称する)が含まれる。サスティンペダルは他のペダルの右側に位置し、他のペダルよりもより頻繁に使用される。サスティンペダルは全てのダンパーを弦から離れるように持ち上げて、演奏者が鍵を放した後も弦が振動を続けられるようにする。このペダルを使用することで豊かな音質を実現し、ピアノ演奏を向上させる。しかしながら、足でこれらのペダルを操作できない者は補助ペダルまたは他の補助デバイスを必要とする。子供用には多くの型の補助ペダルがあるが、障がい者(以後、チャレンジドと称することもある)用の市販補助ピアノペダル装置はほとんど無い。 A piano is a musical instrument having a keyboard (one in which keys to be pressed by the fingers of the performer are aligned) and a plurality of pedals (a lever operated by the performer's feet). The plurality of pedals include a soft pedal, an (optional) sostenuto pedal, and a sustain pedal (or damper pedal or sustaining pedal) (hereinafter referred to as "sustain pedal"). Sustain pedals are located to the right of other pedals and are used more frequently than other pedals. The sustain pedal lifts all dampers away from the string, allowing the string to continue to vibrate even after the performer releases the key. By using this pedal, you can achieve rich sound quality and improve your piano performance. However, those who cannot operate these pedals with their feet require auxiliary pedals or other auxiliary devices. While there are many types of auxiliary pedals for children, there are few commercially available auxiliary piano pedal devices for people with disabilities (sometimes referred to hereinafter as challenged).

足に障害を有する者用の使い易いピアノペダル装置が長年求められてきた。これまでにいくつかの実際の例がある。ヨーロッパでは、Rudiger Rupp博士と共同研究者が口(例、舌、噛み合わせ)で制御する無線ピアノペダルを開発した(非特許文献1)。障害を持つピアニスト用の別のペダル補助装置も知られている(非特許文献2)。米国では、特許文献1が、障がい者用のピアノペダル操作装置であって、ユーザーの背中により奏される圧力によって操作されるものを開示している。日本では、空圧制御ピアノペダルシステムが、あるプロのピアニスト用に設計されて、特許文献2がこのシステムのペダルアクチュエータを開示している。 There has been a long-felt need for an easy-to-use piano pedal device for people with foot disabilities. So far there are some real examples. In Europe, Dr. Rudiger Rupp and co-workers have developed a wireless piano pedal controlled by mouth (eg, tongue, bite) (Non-Patent Document 1). Another pedal assist device for a disabled pianist is also known [2]. In the United States, Patent Document 1 discloses a piano pedal operating device for persons with disabilities, which is operated by pressure exerted by the back of the user. In Japan, a pneumatically controlled piano pedal system was designed for some professional pianists, and US Pat. No. 6,037,058 discloses a pedal actuator for this system.

市販はされていないが、ヤマハ社によるピアノペダル演奏補助装置が特許文献3に提案されている。この装置中では、下半身が不自由な演奏者の上半身による連続量を利用して豊かな演奏表現を実現する。その技術的特徴は、「前記ピアノの前記ペダルのハーフペダル領域におけるハーフポイントが事前に特定されており、前記制御テーブルにおいては、前記検出信号の最小値と最大値との中間値に対して、前記事前に特定されているハーフポイントが対応している」構成に関与する。 Although not commercially available, Patent Document 3 proposes a piano pedal performance assist device by Yamaha Corporation. In this device, a rich performance expression is realized by utilizing the continuous amount by the upper body of the player who has a lower body. The technical feature thereof is that "a half point in a half pedal area of the pedal of the piano is specified in advance, and in the control table, with respect to an intermediate value between a minimum value and a maximum value of the detection signal, Participating in the'corresponding pre-specified half point' configuration.

ビクトリア大のCanAssistチームは、あるピアニストのために頭部作動型ピアノペダルを創作した(非特許文献3)。そのウエブサイトは「CanAssistチームは作業に着手し、2つの部分(床に静置されてピアノペダルに装着する力学的装置と自身の位置の変化を測定する無線センサーを含むヘッドバンド)からなる技術を創作した。センサーはその位置を床にある装置に無線で伝達し、装置を駆動させて、ペダルを押し下げるか又は放す。従って、ヘッドバンドを身に付けたEmilyが頭を下方に傾けると、ペダルは押し下げられて、彼女が演奏している音が伸びる。そして、頭を持ち上げることによって、ペダルは放される」と記載する。 The CanAssist team at Victoria University created a head-actuated piano pedal for a pianist (Non-Patent Document 3). The website states: "The CanAssist team has begun work and consists of two parts: a mechanical device that sits on the floor and is attached to the piano pedal and a headband that contains a wireless sensor that measures changes in its position." The sensor wirelessly communicates its position to the device on the floor, actuating the device and depressing or releasing the pedal, so when Emily with the headband leans her head down, The pedal is pushed down to extend the sound she is playing, and lifting the head releases the pedal."

米国特許第9792885号US Pat. No. 9,792,885 日本特許第5367493号Japanese Patent No. 5376493 日本特許第4742574号Japanese Patent No. 4742574

https://www.heidelberg-university-hospital.com/about-us/press-media/press-releases/singlenews/detail/News/despite-paraplegia-become-a-pianist/https://www.heidelberg-university-hospital.com/about-us/press-media/press-releases/singlenews/detail/News/despite-paraplegia-become-a-pianist/ http://www.pianoman.nl/pedal-assist-device-for-the-disabled-pianist.htmlhttp://www.pianoman.nl/pedal-assist-device-for-the-disabled-pianist.html https://www.canassist.ca/EN/main/programs/technologies-and-devices/test-1/piano-arts.htmlhttps://www.canassist.ca/EN/main/programs/technologies-and-devices/test-1/piano-arts.html

これまでの実際のピアノペダル装置では、口腔の動き(例、舌の動作または息)を利用して、ペダル装置を駆動させてきた。しかしながら、口腔の動きの利用は衛生的問題が伴っているし、演奏者がピアノを弾きながら歌を歌うことは難しい。日本特許第4742574号では、足に障害を持つ演奏者の上半身がペダル装置のために使用可能であり、ペダルを制御する動きの例には頭部動作が含まれる。上記頭部作動型ピアノペダルは、ヘッドバンドを使用して頭部の前方上部に設置した無線センサーによって検出される頭部動作を実際に利用したものである。頭部動作(例、回転速度または傾き角度)は、例えば、加速度計またはジャイロスコープによって検出されて、二値化シグナルまたは連続的シグナルのいずれかを得ることができる。しかしながら、そのペダル装置を制御する実際の具体的動きの効率的検出法は、定義も実施もされていない。従って、足に障害を持つ演奏者の動きを検出および処理する効率的やり方をさらに検討する必要がある。 In the actual piano pedal device to date, the pedal device is driven by using the movement of the oral cavity (eg, movement of the tongue or breath). However, using the movement of the oral cavity is accompanied by hygienic problems, and it is difficult for the performer to sing a song while playing the piano. In Japanese Patent No. 4742574, the upper half of the body of a player with a foot injury can be used for the pedal system, and examples of movements that control the pedal include head movements. The head-actuated piano pedal actually uses head movements detected by a wireless sensor installed in the upper front part of the head using a headband. Head movements (eg, rotational speed or tilt angle) can be detected by, for example, an accelerometer or gyroscope to obtain either a binarized signal or a continuous signal. However, no effective concrete method of detecting the actual concrete movement controlling the pedal system is defined or implemented. Therefore, there is a need to further consider efficient ways to detect and process movements of performers with leg impairments.

日本特許第4742574号は、ハーフペダル領域における上記ハーフポイントを規定していているが、そのハーフポイントは検出信号の最小値と最大値の間に任意に設定可能であり、そのハーフポイントが機能的に何を意味しているのかは不明である。従って、必要な場合、ペダルをペダル操作シグナルにもっと効率的で迅速に応答させる位置を設定することには改善の余地がある。また、ペダル装置中でその位置をどのように設定するのかも改善可能である。 Japanese Patent No. 4742574 defines the half point in the half pedal region, but the half point can be arbitrarily set between the minimum value and the maximum value of the detection signal, and the half point is functional. It is unclear what that means. Therefore, there is room for improvement in setting the position where the pedal responds to the pedal actuation signal more efficiently and quickly if necessary. It is also possible to improve how to set its position in the pedal system.

また、各ペダルアクチュエータは、二値化様式または連続的様式のいずれかで操作されているようだ。しかしながら、ステップモーターの近年の進歩により、ステップ刻み様式でより詳細な制御が可能となっている。ペダル装置でこの制御を使用することも検討するべきである。 Also, each pedal actuator appears to be operated in either a binarized or continuous fashion. However, recent advances in stepper motors have enabled finer control in a step-wise fashion. The use of this control in pedal systems should also be considered.

本発明の課題は、補助ペダルシステムであって、非口腔的な頭部動作を効率的様式で利用するものを提供することである。本発明の別の課題は、頭部動作検出シグナルを処理して電子機器制御指令シグナルであって、ペダル媒介指令シグナルを代替するものを生成および伝達する制御器を含む補助ペダルシステムを提供することである。さらに提供されるのは、頭部の動きを利用してデバイスを制御するデバイスコントローラー(例、ゲーム機用コントローラー)である。 It is an object of the present invention to provide an auxiliary pedal system that utilizes non-oral head movements in an efficient manner. Another object of the present invention is to provide an auxiliary pedal system that includes a controller that processes a head motion detection signal to generate and communicate an electronic device control command signal that replaces the pedal mediated command signal. Is. Also provided is a device controller (eg, a game console controller) that controls the device using head movements.

本発明の第一観点が提供するのは、補助ペダルシステムであって、ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する検出器と、前記検出シグナルを処理してアクチュエータ制御シグナルを生成する処理器と、前記アクチュエータ制御シグナルに従ってペダルを制御するアクチュエータとを含み、前記動きが頭部動作に関与し、前記頭部動作が、前記アクチュエータが駆動しないオフセット範囲を有し、および前記アクチュエータ制御シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、補助ペダルシステムである。 A first aspect of the present invention provides an auxiliary pedal system, a detector for detecting a movement of a user to generate a detection signal, and a processor for processing the detection signal to generate an actuator control signal. And an actuator that controls a pedal according to the actuator control signal, wherein the movement is involved in head movement, the head movement has an offset range that the actuator does not drive, and the actuator control signal is It is an auxiliary pedal system that can be changed according to user preference.

第一観点では、前記動きは頭部動作、特に、足に障害を持つ者や各子供の頭部動作に関与する。その頭部動作は、X−Y−Z軸座標系の3つの各軸回りの頭部回転に関与し、その座標系では、X軸はユーザー側からピアノ側へと延びる水平方向にあり;Z軸はユーザーの左側から右側に延びる別の水平方向にあり;そして、Y軸はそれらX軸とZ軸に直交する垂直方向にある。Z軸回転(ユーザーのうなずく動作を反映するもの)が好ましいが、Z軸回転およびY軸回転も許容される。好ましくは、Z回転軸に対する傾き角度が使用されるが、X回転軸またはY回転軸に対する傾き角度も使用可能である。各回転速度はジャイロスコープによって検出可能である。各軸方向への加速度を利用して頭部動作を検出可能であり、その加速度は加速度計によって測定可能である。傾き角度は本明細書中に記載される方法によって測定可能である。 In the first aspect, the movements are involved in head movements, particularly head movements of persons with leg disorders and children. The head movement is involved in head rotation about each of the three axes of the XYZ axis coordinate system, where the X axis is in the horizontal direction extending from the user side to the piano side; Z The axes are in another horizontal direction extending from the user's left side to the right side; and the Y axis is in the vertical direction orthogonal to their X and Z axes. Z-axis rotation (which reflects the nod motion of the user) is preferred, but Z-axis rotation and Y-axis rotation are also acceptable. Preferably, a tilt angle with respect to the Z rotation axis is used, but tilt angles with respect to the X rotation axis or the Y rotation axis can also be used. Each rotation speed can be detected by a gyroscope. Head motion can be detected by utilizing the acceleration in each axial direction, and the acceleration can be measured by an accelerometer. The tilt angle can be measured by the method described herein.

第一観点では、前記頭部動作は、前記アクチュエータが駆動しないオフセット範囲を有している。ピアノ演奏中では、各演奏者は自発的に頭部を動かすので、検出器の視点から望ましくない頭部動作が検出器の検出シグナルに混ざってしまう場合がある。この望ましくない頭部動作を最小限にするために、アクチュエータが駆動しないオフセット範囲が提供される。このオフセット範囲の例には、X,Y,Z各軸に対する頭部傾き角度、回転速度、および加速度のオフセット範囲が含まれる場合がある。 In the first aspect, the head movement has an offset range in which the actuator is not driven. During the performance of the piano, each player voluntarily moves his/her head, so that undesired head movement from the viewpoint of the detector may be mixed with the detection signal of the detector. To minimize this unwanted head movement, an offset range is provided where the actuator does not drive. Examples of the offset range may include offset ranges of the head tilt angle, the rotation speed, and the acceleration with respect to the X, Y, and Z axes.

第一観点では、前記アクチュエータ制御シグナルは、前記ユーザーの好みに従って変更可能である。アクチュエータの効率的制御法を実現するために、前記アクチュエータ制御シグナルは前記ユーザーの好みに従って生成可能である。ユーザーは、アクチュエータが自身の頭部動作にどのくらい速く応答するのかを選択することができるので、各個々の演奏者のために最適化された応答が実現可能である。応答速度をユーザーが選ぶのと上記オフセット範囲を組み合わせて、前記アクチュエータ制御シグナルを生成する効率的やり方を得る。 In a first aspect, the actuator control signal is changeable according to the user's preference. In order to realize an efficient control method of the actuator, the actuator control signal can be generated according to the user's preference. The user can choose how fast the actuator responds to his head movements, so that an optimized response for each individual performer is feasible. The response range is selected by the user in combination with the offset range to provide an efficient way to generate the actuator control signal.

前記ペダルはピアノペダルであってもよい。本明細書中で使用されるペダルの例には、楽器等の任意の装置や自動車等の車両用のペダルが含まれる。ピアノの例には、グランドピアノ、アップライトピアノ、電子ピアノ、オルガン、キーボード、およびエレクトーンが含まれる。 The pedal may be a piano pedal. Examples of pedals used herein include pedals for any device such as a musical instrument or vehicle such as an automobile. Examples of pianos include grand pianos, upright pianos, electronic pianos, organs, keyboards, and electones.

前記アクチュエータは、ステップモーターを含んでもよい。ペダルを制御および駆動可能な任意の種類のアクチュエータが使用可能である。しかしながら、ステップモーターが、細かいペダル制御の視点から好ましい。ステップモーターの使用は、各ペダル位置でのペダル操作速度と時間を正確に制御可能とする。また、ペダルを垂直に動かす際に垂直方向にモーターを上下に動かすために、リニアステップモーターがより好ましい。 The actuator may include a step motor. Any type of actuator capable of controlling and driving the pedal can be used. However, stepper motors are preferred from the perspective of fine pedal control. The use of a stepper motor allows precise control of pedaling speed and time at each pedal position. Also, a linear step motor is more preferred because it moves the motor up and down vertically when the pedal is moved vertically.

前記検出器は眼鏡、特に眼鏡のサイドフレームに装着可能である。各ユーザーの頭部の傾き角度を検出するために、検出器は好ましくは水平に設置される。この目的を達成するために、検出器はユーザーの目と耳の間の眼鏡サイドフレーム部に沿って装着してもよい。また、その検出器のケースには、そのサイドフレームに嵌合するスリットまたは溝がある場合がある。これにより、検出器を実質的に水平に配置することが可能となり、初期傾き角度がほぼ0度となり、ユーザーが頭部傾き角度オフセット値を設定するのを容易にする。検出器ケースは、検出器の位置決めを容易にするために、眼鏡サイドフレーム部に嵌合するスリットまたは溝を有する場合がある。また、検出器は軽量の検出器である場合がある。これにより、ユーザーの操作(例、演奏者のピアノ演奏)が容易になる場合がある。その理由は、ユーザーが頭部に負荷を感じることなく装置を制御することができるからだ。さらに、検出器は眼鏡サイドフレーム部に固定または着脱可能にされていてもよい。もしユーザーが眼鏡を使用する場合は、検出器は自身の眼鏡に装着可能である。もしユーザーが眼鏡を常用していない場合は、伊達眼鏡がこの目的のために使用可能である。また、検出器が演奏者の頭部にヘッドバンドを使って装着される場合よりも検出器が眼鏡のサイドフレームに装着される場合の方が聴衆の前での検出器の外見は良いかもしれない。検出器を身に付けた演奏者の外見が良いことは、ピアノ演奏のための重要な要素である。 The detector can be mounted on spectacles, especially on the side frames of the spectacles. In order to detect the tilt angle of the head of each user, the detector is preferably installed horizontally. To this end, the detector may be worn along the spectacle side frame between the user's eyes and ears. Also, the case of the detector may have a slit or groove that fits into the side frame. This allows the detector to be placed substantially horizontally, with an initial tilt angle of approximately 0 degrees, which makes it easier for the user to set the head tilt angle offset value. The detector case may have a slit or groove that fits into the eyeglass side frame portion to facilitate positioning of the detector. Also, the detector may be a lightweight detector. This may facilitate the user's operation (eg, the player's piano performance). The reason is that the user can control the device without feeling any strain on the head. Further, the detector may be fixed to or removable from the eyeglass side frame portion. If the user wears spectacles, the detector can be worn on his or her spectacles. If the user does not wear glasses, Date glasses can be used for this purpose. Also, the appearance of the detector in front of the audience may be better when the detector is worn on the side frame of the glasses than when the detector is worn on the performer's head with a headband. Absent. The good appearance of a player wearing a detector is an important factor for playing a piano.

前記頭部動作は頭部傾き角度に関与する場合があり、その頭部傾き角度のオフセット範囲の上限はユーザーによって定義可能である。本明細書中に使用されるオフセット範囲は、例えば、ユーザーの頭部の通常の頷き動作に関与する。オフセット範囲の上限は好ましくは10度以下、より好ましくは7.5度以下、さらに好ましくは5度以下、そして、さらに好ましくは3度以下である。なぜなら、上記上限が、試験被験者によって実際に選択されて、迅速な応答の視点から各bFaaaPを使用して音を伸ばすのに効果的であることを実施例6が実証したからだ。つまり、より速いアクチュエータ応答と首に障害を有する者を考慮すると、オフセット値が小さいほど及びアクチュエータが速く応答すればするほど、より良いものとなる。特に、足に障害があり気管切開をした被験者によって3度が選択され、効果的であったことが分かった。自発的な頭部動作を無効にすることを考慮すると、頭部傾き角度のオフセット範囲の上限は、好ましくは、3度(2.5度)以下、より好ましくは5度以下、さらに好ましくは7.5度以下、そして、さらに好ましくは10度以下であり、このことは下記実施例9の実際の実験で確証された。まとめると、オフセット範囲の上限(オフセット値)が3度から10度の範囲になる場合があることが実験的に実証された。好ましくは、下記するように、この頭部傾き角度が倍率と組み合わされて使用されて、効率的な様式でペダル動作を制御することができる。 The head movement may be related to the head tilt angle, and the upper limit of the offset range of the head tilt angle can be defined by the user. The offset range used herein relates to, for example, the normal nodding motion of the user's head. The upper limit of the offset range is preferably 10 degrees or less, more preferably 7.5 degrees or less, further preferably 5 degrees or less, and further preferably 3 degrees or less. This is because Example 6 demonstrated that the above upper limit was actually selected by the test subjects and was effective in extending the tone using each bFaaaP from the perspective of rapid response. That is, considering a faster actuator response and a person with a neck injury, the smaller the offset value and the faster the actuator responds, the better. In particular, it was found that the test was performed three times by a subject who had a tracheotomy due to a leg disorder and was effective. In consideration of invalidating the voluntary head movement, the upper limit of the offset range of the head tilt angle is preferably 3 degrees (2.5 degrees) or less, more preferably 5 degrees or less, and further preferably 7 degrees. It is less than or equal to 0.5 degree, and more preferably less than or equal to 10 degree, which was confirmed by the actual experiment in Example 9 below. In summary, it was experimentally verified that the upper limit (offset value) of the offset range may be in the range of 3 to 10 degrees. Preferably, as described below, this head tilt angle can be used in combination with a magnification factor to control pedal movement in an efficient manner.

前記アクチュエータ制御シグナルは、前記頭部傾き角度から前記オフセット範囲の上限を差し引いて得られる値を倍率で掛け算することによって変更可能であり;前記倍率は前記ユーザーによって選択されて10から50までであるので、前記オフセット範囲の前記上限から2から10度の頭部傾き角度を使用して前記アクチュエータによって前記ペダルを最大限踏み込むことになる。その倍率は1から50までの範囲にある場合がある。その倍率が10の場合、オフセット範囲の上限から10度の頭部傾き角度を使用してアクチュエータによってペダルを最大限踏み込む。その倍率が20の場合、5度の頭部傾き角度を使用し;その倍率が30の場合、3.3度の頭部傾き角度を使用し;その倍率が40の場合、2.5度の頭部傾き角度を使用し;そしてその倍率が50の場合、2度の頭部傾き角度を使用する。その倍率はユーザーの好みに従って選択可能である。というのも、倍率がより大きくなると、アクチュエータによってペダルが踏み込まれるのがより迅速になり、また、倍率がより小さくなると、ペダルの制御がより細かくなるからだ。特に、実施例6に記載されるAPEE試験被験者によって、20、30、または40が好ましく選択された。 The actuator control signal can be modified by multiplying a value obtained by subtracting the upper limit of the offset range from the head tilt angle by a scale factor; the scale factor being 10 to 50 selected by the user. Therefore, the pedal is maximally depressed by the actuator using a head tilt angle of 2 to 10 degrees from the upper limit of the offset range. The scaling factor may be in the range 1 to 50. If the scaling factor is 10, the actuator is used to maximally pedal using a head tilt angle of 10 degrees from the upper limit of the offset range. If the magnification is 20, use a 5 degree head tilt angle; if the magnification is 30, use a 3.3 degree head tilt angle; if the magnification is 40, use a 2.5 degree head tilt angle. Use head tilt angle; and if the magnification is 50, use 2 degree head tilt angle. The magnification can be selected according to the user's preference. The higher the magnification, the quicker the pedal is depressed by the actuator, and the lower the magnification, the finer the control of the pedal. In particular, 20, 30, or 40 were preferably selected by the APEE test subjects described in Example 6.

前記ペダルが前記アクチュエータ制御シグナルに応答して遅延なく移動するように、ペダルの遊びをオフセットする場合がある。通常、ペダルはペダルの遊びを有しているので、ピアノの場合は例えばペダルは初期にはダンパーを持ち上げない場合がある。そのペダルの遊びをオフセットした後に、この場合はペダルが機能し始める。上記を考慮すると、初期状態でペダルの遊びをオフセットして、前記ペダルが前記アクチュエータ制御シグナルに応答して遅延なく移動する。このことはアクチュエータ制御シグナルに応答するアクチュエータの動作を改善することが期待できる。好ましくは、ペダルの遊びは手作業で決定されるが、アクチュエータ制御器を使用してアクチュエータを実際に制御することによって設定される。 Play of the pedal may be offset so that the pedal moves in response to the actuator control signal without delay. In the case of a piano, for example, the pedal may not initially lift the damper, since the pedal usually has pedal play. After offsetting the play of the pedal, in this case the pedal begins to work. In view of the above, the pedal play is initially offset to allow the pedal to move in response to the actuator control signal without delay. This can be expected to improve actuator behavior in response to actuator control signals. Preferably, the pedal play is manually determined, but is set by actually controlling the actuator using the actuator controller.

本補助ペダルシステムは、前記アクチュエータと着脱可能な重り(複数可)を有する携帯型筐体をさらに含み、前記着脱可能な重りは前記筐体が動かないように前記アクチュエータの反力に抵抗し、および前記筐体は前記アクチュエータを含む防音室を有する。筐体は携帯できるので、本システムは大体どこでも設置可能である。また、重りは着脱可能なので、その重りが筐体から取り外されて輸送中に別個運搬される場合、筐体の携帯性が向上する。ピアノの場合、本システムはコンサートホールのグランドピアノだけでなく、家庭でのアップライトピアノや電子ピアノにも適合可能である。着脱可能な重りはアクチュエータの反力に抵抗するために提供される。このようなやり方では、筐体が携帯することができる一方で、その筐体はアクチュエータの操作中に容易に移動することがない。重りの重さは意図するペダルの反力に依存して選択可能である。いくつかのピアノでは、2つの5kgの重りがこの目的に十分である。筐体の別の特徴は、防音室に関与する。アクチュエータが前記検出器シグナルに応答して駆動する場合、アクチュエータ関連音(ノイズ)が発生する。このノイズを最小限にするか無効にするために、本筐体はアクチュエータ用防音室を有する。この室は、壁に吸音材を有する場合がある。ピアノの場合、これによってノイズを最小限にすることができて、ピアノ演奏の音質を向上することができる。まとめると、本筐体の構成によって、筐体の携帯性、安定性、およびノイズキャンセリング効果を同時に向上可能である。 The present auxiliary pedal system further includes a portable housing having a weight(s) removable from the actuator, the removable weight resisting a reaction force of the actuator to prevent the housing from moving, And the housing has a soundproof room containing the actuator. Since the housing is portable, the system can be installed almost anywhere. Further, since the weight is detachable, the portability of the housing is improved when the weight is detached from the housing and separately carried during transportation. In the case of a piano, this system can be applied not only to a grand piano in a concert hall, but also to an upright piano or electronic piano at home. A removable weight is provided to resist the reaction force of the actuator. In this way, while the housing is portable, it does not move easily during operation of the actuator. The weight of the weight can be selected depending on the intended reaction force of the pedal. On some pianos, two 5 kg weights are sufficient for this purpose. Another feature of the enclosure concerns the soundproof room. When the actuator drives in response to the detector signal, actuator related noise is generated. To minimize or nullify this noise, the enclosure has a soundproof room for the actuator. This chamber may have a sound absorbing material on the wall. In the case of a piano, this can minimize noise and improve the sound quality of the piano performance. In summary, the configuration of this housing can simultaneously improve the portability, stability, and noise canceling effect of the housing.

本発明の第二観点が提供するのは、ペダル操作方法であって、ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する工程と、前記検出シグナルを処理してアクチュエータ制御シグナルを生成する工程と、前記アクチュエータ制御シグナルに従ってペダルを制御する工程とを含み、前記動きが頭部動作に関与し、前記頭部動作が、前記アクチュエータが駆動しないオフセット範囲を有し、および前記アクチュエータ制御シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、方法である。上記したように、本方法では、頭部動作が、ペダルを制御するために効率的様式で利用される。 A second aspect of the present invention provides a pedal operation method, the step of detecting a user's movement to generate a detection signal, and the step of processing the detection signal to generate an actuator control signal, Controlling the pedal according to the actuator control signal, wherein the movement involves head movement, the head movement having an offset range in which the actuator does not drive, and the actuator control signal being It is a method that can be changed according to taste. As mentioned above, the method utilizes head movements in an efficient manner to control the pedal.

第二観点では、上記した特徴がペダル制御を向上するために採用される場合もある。 In a second aspect, the features described above may be employed to improve pedal control.

本発明の第三観点が提供するのは、補助ペダルシステムであって、ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する検出器と、前記検出シグナルを処理して、ペダル媒介指令シグナルを代替する電子機器制御指令シグナルを生成および伝達する制御器とを含み、前記動きが頭部動作に関与し、前記頭部動作が、前記電子機器が前記頭部動作に応答しないオフセット範囲を有し、および前記電子機器制御指令シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、補助ペダルシステムである。 A third aspect of the present invention provides an auxiliary pedal system, a detector for detecting user movement to generate a detection signal, and processing the detection signal to replace a pedal mediated command signal. A controller for generating and transmitting an electronic device control command signal, the movement being involved in head movements, the head movement having an offset range in which the electronic equipment is not responsive to the head movement, and An auxiliary pedal system in which the electronic device control command signal can be changed according to the user's preference.

第三観点では、前記制御器は、前記検出シグナルを処理して、ペダル媒介指令シグナルを代替する電子機器制御指令シグナルを生成および伝達するように構成される。第三観点は、ペダルを実際に制御するアクチュエータを有しない。代わりに、第三観点では、電子機器制御指令シグナルは、電子機器のペダルによって生成される指令シグナルを代替し、目的の機能を実行する電子機器コントローラー中に直接入力される。第三観点では、制御器は検出器側制御ユニットと電子機器側制御ユニットを含む場合がある。この検出器側制御ユニット単独または電子機器側制御ユニットと共に、本発明の特徴に従って検出器シグナルを処理する場合がある。第三観点に係る制御器は好ましくは、この検出器側制御器を含み、電子機器制御指令シグナルを有線または無線様式で伝達することができる。これにより、本発明はペダル有または無しの各種電子機器にさえも適用延長される。 In a third aspect, the controller is configured to process the detection signal to generate and communicate an electronics control command signal that replaces the pedal mediated command signal. The third aspect does not have an actuator that actually controls the pedal. Instead, in a third aspect, the electronics control command signal replaces the command signal generated by the pedal of the electronics and is input directly into the electronics controller that performs the desired function. In a third aspect, the controller may include a detector side control unit and an electronic equipment side control unit. This detector-side control unit alone or together with the electronics-side control unit may process the detector signal according to the features of the invention. The controller according to the third aspect preferably includes the detector-side controller, and can transmit the electronic device control command signal in a wired or wireless manner. This extends the invention even to various electronic devices with or without pedals.

第三の観点では、第一観点中の上記特徴が適用可能な場合がある。 In the third aspect, the above feature in the first aspect may be applicable.

電子機器は電子ピアノであってもよい。各電子ピアノは電子ピアノコントローラーを有するので、本発明は、機械式ピアノよりも電子ピアノの方が、価値が高いかもしれない。電子機器制御指令シグナルを電子ピアノコントローラーに送信するだけで、特に足に障害をもつチャレンジドや子供達によるピアノ演奏の効率的向上法を実現する。 The electronic device may be an electronic piano. Because each electronic piano has an electronic piano controller, the present invention may be more valuable with an electronic piano than with a mechanical piano. Only by sending an electronic device control command signal to the electronic piano controller, it is possible to realize an efficient method for improving the piano playing by challenged children and children, especially those who have foot disorders.

本発明の第四観点が提供するのは、電子機器操作方法であって、ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する工程と、前記検出シグナルを処理して、ペダル媒介指令シグナルを代替する電子機器制御指令シグナルを生成および伝達する工程とを含み、前記動きが頭部動作に関与し、前記頭部動作が、前記電子機器が前記頭部動作に応答しないオフセット範囲を有し、および前記電子機器制御指令シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、方法である。 A fourth aspect of the present invention provides a method of operating an electronic device, the method including detecting a movement of a user to generate a detection signal, and processing the detection signal to replace a pedal-mediated command signal. Generating and transmitting an electronic device control command signal, wherein the movement involves head movements, the head movements having an offset range in which the electronic equipment does not respond to the head movements, and A method wherein the electronic device control command signal can be changed according to the user's preference.

本発明の第四観点では、上記特徴が適用可能な場合があり、足に障害を持つチャレンジドや子供達を含むほぼ誰によっても電子機器を制御することができる効率的でユニバーサルなやり方を提供する。 In a fourth aspect of the invention, the above features may be applicable and provide an efficient and universal way to control the electronic device by almost anyone, including challenged children with legs and children. To do.

本発明の第五観点が提供するのは、デバイスコントローラーであって、ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する検出器と、前記検出シグナルを処理して、デバイス制御指令シグナルを生成および伝達する制御器とを含み、前記動きが頭部動作に関与し、前記頭部動作が、前記デバイスが前記頭部動作に応答しないオフセット範囲を有し、前記デバイス制御指令シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能であり、および前記検出器が眼鏡に装着される場合がある、デバイスコントローラーである。 A fifth aspect of the present invention provides a device controller, a detector for detecting a user's movement to generate a detection signal, and a detector for processing the detection signal to generate and transmit a device control command signal. A controller for performing the head movements, the head movements having an offset range in which the device does not respond to the head movements, and the device control command signal is according to the user's preference. A device controller that can be modified and the detector may be worn on the glasses.

本発明の第五観点では、上記特徴が適用可能とされて、足に障害を持つチャレンジドや子供達を含むほぼ誰によってもデバイスを最大限操作することができる効率的でユニバーサルなやり方を提供する。この観点では、前記デバイスコントローラーはゲーム機用コントローラーであってもよい。頭部の動きを利用することはユーザーの動作を入力する別のやり方を提供可能である。何故なら、ユーザーの好みに従って変更可能なオフセット範囲と倍率に関与する2つの要素によって、本デバイスコントローラーが制御されるからである。このやり方は、ゲームプレイを制御する別のやり方を提供可能である。 In a fifth aspect of the present invention, the above features are applicable to provide an efficient and universal way to allow the maximum operation of the device by almost anyone, including challenged children with feet and children. To do. From this viewpoint, the device controller may be a game machine controller. Utilizing head movements can provide another way of entering user movements. This is because the present device controller is controlled by two factors related to the offset range and the magnification that can be changed according to the user's preference. This approach can provide another way of controlling gameplay.

本発明は足に障害を持つ者や子供達を含む任意のユーザーのための補助ペダルシステムを提供する。足に障害を持つ者にとっては、ペダル、特に、ピアノペダルを使用することはほぼ不可能である。しかしながら、本システムはほぼ誰もがこのペダルを使用することを可能とする。また、頭部動作のオフセット値範囲を使用し、そして、アクチュエータまたは電子機器がその頭部動作に如何に速く応答するのかを各ユーザーに制御させることによって、非口腔的な頭部動作を効率的様式で利用する。このことにより、効率的なアクチュエータ制御と電子機器制御を実現する。 The present invention provides an auxiliary pedal system for any user, including those with foot disabilities and children. It is almost impossible for people with foot disabilities to use pedals, especially piano pedals. However, the system allows almost anyone to use this pedal. It also uses non-oral head movements efficiently by using a head movement offset value range and allowing each user to control how quickly the actuator or electronics responds to that head movement. Use in style. This realizes efficient actuator control and electronic device control.

図1は本発明の一実施形態に係るbFaaaPの概要である。FIG. 1 is an outline of bFaaaP according to an embodiment of the present invention. 図2はそのbFaaaPの検出器側構成とアクチュエータ側構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a detector side configuration and an actuator side configuration of the bFaaaP. 図3Aは、本発明の一実施形態に係る眼鏡装着型検出器の側面図である。図3Bと3Cは、本発明の実施形態に係る他の検出器である。FIG. 3A is a side view of the spectacle-mounted detector according to the embodiment of the present invention. 3B and 3C are other detectors according to embodiments of the present invention. 図4は検出器側処理フローチャートIである。FIG. 4 is a detector side processing flowchart I. 図5は検出器側処理フローチャートIIである。FIG. 5 is a detector-side processing flowchart II. 図6はアクチュエータ側処理フローチャートIである。FIG. 6 is an actuator side processing flowchart I. 図6はアクチュエータ側処理フローチャートIIである。FIG. 6 is an actuator side processing flowchart II. 図8はMOV関数フローチャートである。FIG. 8 is a MOV function flowchart. 図9は本発明の一実施形態に係るbFaaaP筐体の正面図である。FIG. 9 is a front view of the bFaaaP housing according to the embodiment of the present invention. 図10はそのbFaaaP筐体の背面図である。FIG. 10 is a rear view of the bFaaaP casing. 図11はそのbFaaaP筐体の左側断面図(A)と右側断面図(B)である。FIG. 11 is a left side sectional view (A) and a right side sectional view (B) of the bFaaaP casing. 図12は、そのbFaaaP筐体の左側面図(A)と右側面図(B)である。FIG. 12 is a left side view (A) and a right side view (B) of the bFaaaP casing. 図13はそのbFaaaP筐体の上面図(A)と底面図(B)である。FIG. 13 is a top view (A) and a bottom view (B) of the bFaaaP casing. 図14はそのbFaaaP筐体の中間断面図I(A)とII(B)である。FIG. 14 is an intermediate cross-sectional view I(A) and II(B) of the bFaaaP casing. 図15は本発明の一実施形態に係る間隔板部材の拡大図である。FIG. 15 is an enlarged view of the spacing plate member according to the embodiment of the present invention. 図16は各部品のサイズを示したbFaaaP4筐体の正面図である。FIG. 16 is a front view of the bFaaaP4 housing showing the size of each component. 図17は各部品のサイズを示したbFaaaP4筐体の背面図である。FIG. 17 is a rear view of the bFaaaP4 housing showing the size of each component. 図18は各部品のサイズを示したbFaaaP4筐体の左側断面図(A)と右側断面図(B)である。FIG. 18 is a left side sectional view (A) and a right side sectional view (B) of the bFaaaP4 housing showing the size of each component. 図19は各部品のサイズを示したbFaaaP4筐体の左側面図(A)と右側面図(B)である。FIG. 19 is a left side view (A) and a right side view (B) of the bFaaaP4 housing showing the size of each component. 図20は各部品のサイズを示したbFaaaP4筐体の上面図(A)と底面図(B)である。FIG. 20 is a top view (A) and a bottom view (B) of the bFaaaP4 housing showing the size of each component. 図21は各部品のサイズを示したbFaaaP4筐体の中間断面図I(A)とII(B)である。FIG. 21 is an intermediate cross-sectional view I(A) and II(B) of the bFaaaP4 housing showing the size of each component. 図22はサイズを示したbFaaaP4の間隔板部材の拡大図である。FIG. 22 is an enlarged view of the bFaaaP4 spacing plate member showing the size. 図23はAPEE試験で使用した楽譜の音符である。FIG. 23 shows the musical notes of the musical score used in the APEE test. 図24はAPEE試験の手順において被験者に提供されたアンケートである。FIG. 24 is a questionnaire provided to a subject in the procedure of the APEE test. 図25はAPEE試験で得られた図の一つと統計解析に使用した計算式である。FIG. 25 shows one of the diagrams obtained by the APEE test and the calculation formula used for the statistical analysis. 図26はピアノ演奏中のある被験者の頭部傾き角度を示すグラフである。FIG. 26 is a graph showing the head tilt angle of a subject who is playing the piano.

以後、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

用語と定義
本明細書中の用語は、当業者によって使用される通常の意味を持つ。しかしながら、特に他の指示がない場合は、以下のものが各用語の意味を規定する。
Terms and Definitions The terms herein have their ordinary meanings as used by those of ordinary skill in the art. However, unless otherwise indicated, the following defines the meaning of each term.

1.ピアノ
ピアノは音響弦楽器である。本明細書中で使用されるピアノの種類には、グランドピアノ、アップライトピアノ、電子ピアノ(また、電気ピアノとも称される)、キーボード、エレクトーン、およびオルガンが含まれる。現代のピアノのほぼすべては、52個の白鍵と36個の短い黒鍵からなる88個の鍵の並びを有している。ピアノには通常2個または3個のペダルがある。
本明細書中での用法では、演奏者に相対的なピアノに対する各具体的サイドを以下のように定義する。
正面側:ピアノに対して演奏者側;
背面側:鍵盤後方の板に対してアクション機構側;
左側:演奏者から見て左側;
右側:演奏者から見て右側;
上側:ある点に対してより高い位置;および
下側:ある点に対してより低い位置。
一般的に、音楽の音は定まった周期音であり、その長さ、音の高低、強さ(大きさ)、および音色(または音質)を特徴としている。
音の長さがペダル動作によって延長される場合、その音は伸びる。本明細書中で使用される用語「伸びた音」とは、この型の伸びた音のことを指す。
音楽では、音符は音の高低と長さである。音符は通常、C、D、E、F、G、A、およびBまたはド、レ、ミ、ファ、ソ、ラ、およびシのいずれかで表現される。本明細書中で使用する音符はド、レ、ミ、ファ、ソ、ラ、およびシで表す。
1. Piano Piano is an acoustic string instrument. Types of pianos used herein include grand pianos, upright pianos, electronic pianos (also called electric pianos), keyboards, electric tones, and organs. Almost all modern pianos have a row of 88 keys consisting of 52 white keys and 36 short black keys. Pianos usually have two or three pedals.
As used herein, each concrete side of the piano relative to the performer is defined as follows.
Front side: Performer side with respect to piano;
Back side: Action mechanism side with respect to the plate behind the keyboard;
Left side: Left side as seen from the performer;
Right side: Right side as seen from the player;
Upper: higher position to a point; and lower: lower position to a point.
Generally, the sound of music is a fixed periodic sound, and is characterized by its length, pitch, strength (magnitude), and tone (or sound quality).
If the length of the note is extended by pedaling, the note is extended. As used herein, the term "stretching sound" refers to this type of stretching sound.
In music, notes are pitches and lengths of notes. The notes are usually represented by either C, D, E, F, G, A, and B or do, le, mi, fa, so, la, and si. As used herein, the notes are represented by do, le, mi, fa, so, la, and si.

2.ピアノペダル
ピアノペダルはピアノの基底にある足で操作するレバーである。ペダルはピアノの音をいろいろ変化させることができる。ペダルには、通常左から右に、ソフトペダル、ソステヌートペダル、およびサスティンペダルが含まれる。サイレントピアノのいくつかでは、真ん中のソステヌートペダルが消音機能を持つペダルと置換されている場合がある。ソフトペダルはよりソフトでより微妙な音を出す。サスティンペダルはより頻繁に使用され、そして、全てのダンパーを弦から離れるように持ち上げて、演奏者が鍵を放した後も弦が振動を続けられるようにする。サスティンペダルは、演奏者がさもなくば弾くことのできない音符をレガート様式に繋げることを可能とするペダルを兼ねている。
ピアノペダルが演奏者の足で踏み込まれると、演奏者は足に反力(キックバック力)を受ける。本明細書中で使用するこの力を「反力」と称する。
各ピアノペダルは通常ペダルの遊びを有していて、それは自動車のクラッチ装置にも採用されている。
本明細書中で使用する用語「ペダルの遊び」は、ピアノペダルがアクション(例、音を伸ばす又は音を弱めること)を起こす前にそのペダルが踏み込まれる距離または余裕代を指す。
本明細書中で使用する用語「駆動幅」は、ペダルの遊びオフセット値の地点から、ユーザーが本システムを操作するのに従ってペダルが踏み込まれる地点までの距離を指す。
本明細書中で使用する用語「作動域値」は、ペダルの遊びオフセット値の地点から、ペダルが最大限踏み込まれる地点までの距離を指す。
2. Piano Pedal A piano pedal is a lever operated by the foot at the base of the piano. The pedal can change the piano sound in various ways. Pedals, typically from left to right, include soft pedals, sostenuto pedals, and sustain pedals. In some silent pianos, the middle sostenuto pedal may be replaced with a mute pedal. The soft pedal produces a softer and more subtle sound. Sustain pedals are used more often, and lift all dampers away from the strings, allowing the strings to continue to vibrate after the player releases the key. The sustain pedal also doubles as a pedal that allows the performer to connect notes that otherwise would not be played in a legato fashion.
When the piano pedal is depressed by the player's foot, the player receives a reaction force (kickback force) on the foot. This force, as used herein, is referred to as the "reaction force."
Each piano pedal usually has a pedal play, which is also used in automobile clutch systems.
As used herein, the term "pedal play" refers to the distance or margin that a piano pedal is stepped on before it takes action (e.g., stretches or mutes).
As used herein, the term "drive width" refers to the distance from the point of play offset value of the pedal to the point where the pedal is depressed as the user operates the system.
As used herein, the term "operating range value" refers to the distance from the point of play offset value of the pedal to the point where the pedal is fully depressed.

3.補助ペダル
ピアノの前に座った際に足がピアノペダルに届かない子供達用の各種補助ペダルがある。そのほとんどが機械式のものである。各補助ペダルは通常、演奏者がそのような補助装置上の別のペダルを踏み込んだ際にその演奏者がピアノペダルを踏み込むのを補助する。しかしながら、足に障害を持つ者はそれでもそのような補助ペダルを操作することはできない。
近年、ユニバーサルデザインが公共設備や施設と共にビルや住宅にもますます取り入れられてきている。この語句「ユニバーサルデザイン」は、「バリアフリー」概念と同じ文脈で使用される。しかしながら、足に障害を持つ者を含む誰もが使用可能な市販補助ピアノペダルはほとんどない。本発明の各実施形態は、足に障害を持つ者を含むほぼ誰もが使用可能な補助ピアノペダルシステムを提供する。本明細書中で使用される本システムは、「barrier−free assist as a pedal(バリアフリー補助ペダル)(bFaaaP)」とも称される場合がある。
3. Auxiliary pedals There are various auxiliary pedals for children whose feet do not reach the piano pedal when sitting in front of the piano. Most of them are mechanical. Each auxiliary pedal typically assists the performer in depressing a piano pedal when the performer depresses another pedal on such an assist device. However, persons with foot disabilities are still unable to operate such auxiliary pedals.
In recent years, universal design has been increasingly incorporated into buildings and homes as well as public facilities and facilities. The phrase "universal design" is used in the same context as the "barrier-free" concept. However, there are few commercially available auxiliary piano pedals that can be used by anyone, including those with foot disabilities. Embodiments of the present invention provide an auxiliary piano pedal system that can be used by almost anyone, including persons with foot disabilities. As used herein, the system may also be referred to as "barrier-free assist as a pedal (bFaaaP)."

4.頭部動作
頭部動作は、X−Y−Z軸座標系の3つの各軸回りの頭部回転を含む場合があり、その座標系では、X軸はユーザー側からピアノ側へと延びる水平方向にあり(すなわち、上記正面側から背面側へ);Z軸はユーザーの左側から右側に延びる別の水平方向にあり(すなわち、上記左側から右側へ);そして、Y軸はそれらX軸とZ軸に直交する垂直方向にある(すなわち、上記下側から上側へ)。X、Y、およびZ軸回転のいずれもが使用可能である。その回転は回転速度や頭部傾き角度に関与する場合がある。Z軸回転はユーザーの頷き動作を反映していて、そして、使用可能である。X回転軸またはY回転軸に対する傾き角度もまた使用可能である。また、各軸方向への加速度も本発明に利用することができる。
本明細書中で使用する頭部傾き角度は、地面に平行な面(すなわち、水平面)に対する角度として決定される。本明細書中で使用する「(頭部傾き角度)オフセット範囲」は、アクチュエータが駆動しない範囲であり、各ユーザーによって設定可能である。本明細書中で使用する「(頭部傾き角度)オフセット値」はこのオフセット範囲の上限であって、0度ではない。
本明細書中で使用する「倍率」は各ユーザーによって設定されて、そして、頭部傾き角度はこの倍率で掛け算される。各ユーザーは好みに従って倍率を選択することができる。
4. Head Movement Head movement may include head rotation about each of the three axes of the XYZ axis coordinate system, where the X axis is a horizontal direction extending from the user side to the piano side. (Ie, from the front side to the back side); the Z axis is in another horizontal direction extending from the user's left side to the right side (ie, the left side to the right side); and the Y axis is those X and Z axes. In the vertical direction orthogonal to the axis (ie, from bottom to top above). Any of the X, Y, and Z axis rotations can be used. The rotation may be related to the rotation speed and the head tilt angle. The Z-axis rotation reflects the nod motion of the user and is usable. Tilt angles with respect to the X or Y axis of rotation can also be used. Further, the acceleration in each axial direction can also be used in the present invention.
As used herein, the head tilt angle is determined as the angle with respect to a plane parallel to the ground (ie, the horizontal plane). The “(head tilt angle) offset range” used in this specification is a range in which the actuator is not driven, and can be set by each user. As used herein, the "(head tilt angle) offset value" is the upper limit of this offset range and is not 0 degrees.
As used herein, the "magnification" is set by each user, and the head tilt angle is multiplied by this magnification. Each user can select the magnification according to his or her preference.

5.被験者(ユーザーまたはピアノ演奏者)
本明細書では、ピアノ演奏者(ユーザー)をクラスI、II、およびIII被験者にグループ分けする。クラスI被験者は、自身の足でペダルを踏み込むことができる者である(本明細書中では成人と称する場合もある)。クラスII被験者は、足を動かすことができるが従来の補助ペダル無しではピアノペダルを操作できない者である(例、子供ら(子供達))。クラスIII被験者は、足に障害があって従来の補助ペダルを用いてもピアノペダルを操作することができない者(例、足に障害を持つ者)である(以後、足に障害を持つ者は足に障害をもつチャレンジドと称する場合がある)。もし、クラスII被験者がクラスIII被験者にも該当する(例、足に障害を持つ子供達)ならば、これらの被験者はクラスIII被験者として処理する。本明細書では、プロのピアニストもピアノ演奏者と称する。
5. Subject (user or piano player)
Here, piano players (users) are grouped into Class I, II, and III subjects. Class I subjects are those who can pedal with their feet (sometimes referred to herein as adults). Class II subjects are those who can move their feet but cannot operate a piano pedal without conventional auxiliary pedals (eg children (children)). Class III subjects are those who cannot operate the piano pedal even if they use conventional auxiliary pedals due to their legs (for example, those who have a disorder in their legs) Sometimes referred to as challenged with foot disorders). If Class II subjects are also Class III subjects (eg, children with foot disorders), treat these subjects as Class III subjects. Professional pianists are also referred to herein as piano players.

6.補助ペダル効果評価試験(APEE試験)
本補助ペダルシステムの効果を、本システムのアクチュエータを駆動させることによって各音がどのくらい伸びるかを測定することによって評価することができる。この効果を示す証拠を提供するために、上記クラスI〜III被験者をテストした。伸びた音を測定する方法として、各音波波形の音振動面積(以後、「TVA」と称される場合もある)を、各クラスおよび個々のクラス被験者に関して測定および評価する。詳細な手順を下記実施例6で説明する。以後、このテストを、補助ペダル効果評価試験(APEE試験)と呼ぶ。
6. Auxiliary pedal effect evaluation test (APEE test)
The effect of the present auxiliary pedal system can be evaluated by measuring how much each note is extended by driving the actuator of the present system. The above Class I-III subjects were tested to provide evidence of this effect. As a method of measuring extended sound, the sound vibration area (hereinafter sometimes referred to as “TVA”) of each sound wave waveform is measured and evaluated for each class and individual class subject. The detailed procedure will be described in Example 6 below. Hereinafter, this test is referred to as an auxiliary pedal effect evaluation test (APEE test).

7.統計学の用語
統計学の標準的用語が本明細書中で使用され、それには、t検定、F検定、一元配置ANOVA(分散分析)、平均値、標準偏差(SD)、およびp値が含まれる。
7. Statistical Terminology Standard terminology of statistics is used herein, including t-test, F-test, one-way ANOVA (ANOVA), mean, standard deviation (SD), and p-value. Be done.

実施形態1
(A)本発明の一実施形態に係るbFaaaPの概要
あるbFaaaPは本発明の一実施形態に係る補助ペダルシステムであり、検出器と処理器(制御器)とアクチュエータとを含む場合がある。図1と2はこの実施形態のbFaaaPの概要を示す。検出器はユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成するように構成される。次に、処理機はその検出シグナルを処理してアクチュエータ制御シグナルを生成するように構成される。そして、アクチュエータはアクチュエータ制御シグナルに従ってペダルを制御するように構成される。ここで、動きは頭部動作に関与し;その頭部動作はアクチュエータが駆動しないオフセット範囲を有し;そして、アクチュエータ制御シグナルはユーザーの好みに従って変更可能である。なので、このbFaaaPは3種類のメンバーからなる構成を有していてもよい。以下、図面を参照して各メンバーを詳細に説明する。
Embodiment 1
(A) Outline of bFaaaP according to an embodiment of the present invention A bFaaaP that is an embodiment of the present invention is an auxiliary pedal system that may include a detector, a processor (controller), and an actuator. 1 and 2 show the outline of bFaaaP of this embodiment. The detector is configured to detect user motion and generate a detection signal. The processor is then configured to process the detection signal to generate an actuator control signal. The actuator is then configured to control the pedal according to the actuator control signal. Here, the movement is involved in head movements; the head movements have an offset range that the actuator does not drive; and the actuator control signal can be changed according to the user's preference. Therefore, this bFaaaP may have a structure composed of three types of members. Hereinafter, each member will be described in detail with reference to the drawings.

(A−1)検出器(角度センサー)
(1)ジャイロスコープ
各ジャイロスコープは方位や角速度を測定または維持するために使用される装置である。各種ジャイロスコープが存在するが、頭部動作を検出して検出シグナルを得ることができる限り、任意のジャイロスコープが本発明中に使用可能である。
(2)加速度計
各加速度計は適切な加速度を測定する装置である。各種加速度計があるが、様々な分野に広く適用可能である。任意の加速度計が、頭部動作を検出して検出シグナルを得ることができる限り、本発明中で使用可能である。
(3)地磁気センサー
各地磁気センサーは地球を取り巻く磁場に対する物体の方位を測定するために使用される装置である。このセンサーは、局所的磁場に対する方位、地球の磁場の局所的減衰を測定するために使用される場合もあるし、動いている磁気ポテンシャルを追跡するポインターとしても使用可能である。
(4)組み合わせ
本検出器は、ジャイロスコープ、加速度計、および/または地磁気センサーの組み合わせを含む場合がある。本検出器は、頭部動作を検出する別の装置をさらに含んでいてもよい。
(5)他の装置
頭部動作はスマートフォンのカメラまたはウエブカメラによってモニターされる場合があり、そのカメラ画像はその後、そのスマートフォンまたはインターネットサーバー上の画像処理器に送られて解析してもよい。頭部動作画像は深層学習を介して処理されて検出器シグナルを生成してもよい。
(6)頭部への検出器の装着方法
図3は、ユーザーの頭部へ検出器(ケース)を装着する方法を示す。好ましい実施形態では、検出器1000を眼鏡のサイドフレーム1100に取り付ける。図3では、各部品のサイズ(mm)を説明目的で提供するが、そのサイズはこれらの数値に限定されない。図3Aはこの実施形態の側面図である。図3Bは検出器ケース1010がサイドフレーム1100に嵌合するスリット1020を有する場合を示す。図3Cは検出器ケース1010がサイドフレーム1100に嵌合する溝1020を有する場合を示す。どの場合も、センサーモジュール1050が検出器ケース1010内に収納される。サイドフレーム1100がユーザーの耳と目の間にほぼ水平に設置されるので、センサーモジュール1050もほぼ水平にセット可能である。ここで、検出器ケース1010は、各ユーザーの好みに応じて左側または右側に装着されてもよい。また、検出器またはサイドフレームは輪ゴム(複数可)またはマジックテープ(登録商標)(複数化)を使用してさらに固定される場合がある。
(A-1) Detector (angle sensor)
(1) Gyroscope Each gyroscope is a device used to measure or maintain azimuth and angular velocity. Although there are various gyroscopes, any gyroscope can be used in the present invention as long as head movement can be detected and a detection signal can be obtained.
(2) Accelerometer Each accelerometer is a device that measures an appropriate acceleration. Although there are various accelerometers, they are widely applicable to various fields. Any accelerometer can be used in the present invention as long as it can detect head movements and obtain a detection signal.
(3) Geomagnetic sensor Each magnetic sensor is a device used to measure the orientation of an object with respect to the magnetic field surrounding the earth. This sensor may be used to measure the orientation with respect to the local magnetic field, the local attenuation of the Earth's magnetic field, or it may be used as a pointer to track the moving magnetic potential.
(4) Combination The present detector may include a combination of gyroscope, accelerometer, and/or geomagnetic sensor. The detector may further include another device for detecting head movements.
(5) Other Devices Head movements may be monitored by a smartphone's camera or web camera, and the camera image may then be sent to the smartphone or image processor on the Internet server for analysis. The head motion image may be processed via deep learning to generate a detector signal.
(6) Mounting Method of Detector on Head FIG. 3 shows a method of mounting the detector (case) on the head of the user. In the preferred embodiment, the detector 1000 is mounted on the side frame 1100 of the glasses. In FIG. 3, the size (mm) of each component is provided for the purpose of explanation, but the size is not limited to these numerical values. FIG. 3A is a side view of this embodiment. FIG. 3B shows a case where the detector case 1010 has a slit 1020 that fits into the side frame 1100. FIG. 3C shows a case where the detector case 1010 has a groove 1020 that fits into the side frame 1100. In any case, the sensor module 1050 is housed in the detector case 1010. Since the side frame 1100 is installed substantially horizontally between the user's ears and eyes, the sensor module 1050 can also be set substantially horizontally. Here, the detector case 1010 may be mounted on the left side or the right side according to the preference of each user. Also, the detector or side frame may be further secured using rubber band(s) or Velcro® (plural).

(A−2)通信機器(送信機と受信機と実線と破線)
(1)無線通信
任意の種類の無線通信機器が、例えば、検出器と処理器(制御器)との間、処理器(制御器)とアクチュエータ(アクチュエータ制御器またはアクチュエータ用ドライバー)との間、および/または制御器と電子機器(電子機器用コントローラー)との間の通信を可能とする限り使用可能である。例には、Wi−Fi機器、Bluetooth(登録商標)機器、およびBLE(Bluetooth Low Energy)機器が含まれる。
(2)有線通信
任意の種類のケーブル(例、コード、ワイヤー、ライン)が上記通信に使用可能である。
また、任意の対象ユニットを一体化するか、または、組み込み型ユニットとして提供可能である。
(A-2) Communication device (transmitter, receiver, solid line, broken line)
(1) Wireless communication A wireless communication device of any type, for example, between a detector and a processor (controller), between a processor (controller) and an actuator (actuator controller or driver for actuator), It can be used as long as it enables communication between the controller and/or the electronic device (electronic device controller). Examples include Wi-Fi devices, Bluetooth (registered trademark) devices, and BLE (Bluetooth Low Energy) devices.
(2) Wired communication Any type of cable (eg, cord, wire, line) can be used for the above communication.
Also, any target unit can be integrated or provided as an embedded unit.

(A−3−1)処理器または制御器(例、データ処理器およびアクチュエータ制御器)
(1)Arduinoハードウエア
Arduinoハードウエアは、実在およびデジタルワールド中の物体を感知および制御可能なデジタル機器やインタラクティブオブジェクトを構築するためのシングルボードのマイクロコントローラーやマイクロコントローラーキットを含む。Arduino基板設計では、各種マイクロプロセッサーやコントローラーを使用する。それら基盤は、各種拡張基板またはブレッドボード(シールド)および他の回路のインターフェースとなることができるデジタルおよびアナログ入力/出力(I/O)ピンのセットが備わっている。それら基板はシリアル通信インターフェース(いくつかのモデルのユニバーサルシリアルバス(USB)を含ももの)を有していて、それらインターフェースはパソコンからプログラムをロードするためにも使用される。Arduinoハードウエアの例には、Arduino Uno、Arduino Leonardo、Arduino Mega、Arduino Nano、およびM5Stackが含まれる。
マイクロコントローラーは一般的にはプログラミング言語CおよびC++由来の方言の一種を用いてプログラミングされる。従来のコンパイラーツールチェインを使用することに加え、Arduinoプロジェクトは、Processing言語プロジェクトベースの統合開発環境(IDE)を提供する。
(2)他の処理器
検出器からの検出シグナルを処理して制御(指令)シグナルを生成することのできる任意の種類の処理器が採用可能である。例にはSPRESENSEシリーズ(SONY社)が含まれる場合がある。各処理器はIC基板上に設置可能である。
(3)どのように各処理器を配置するか
各処理器は図2に示すように検出器側制御ユニットとアクチュエータ側制御ユニットを含む場合がある。この検出器側制御ユニット単独またはアクチュエータ側制御器と共に、本発明の特徴に従って検出器のシグナルを処理する場合がある。
(4)頭の動きのオフセット範囲用の調節器と倍率用の調節器
処理器(制御器)は、図2に示すように頭部傾き角度オフセット範囲値と倍率を得るための調節器(入力ユニット)(すなわち、図3Aの1210と1220)を有する場合がある。任意の種類の調節器が使用可能である。各調節器の例には、ボタン、ダイアル、レバー、スライダー、およびスイッチが含まれる。また、処理器用のon/offスイッチ1230が含まれる場合もある。
(5)ペダルの遊びオフセット値用の調節器と作動域値用の調節器
処理器(制御器)はまた、図2に示すペダルの遊びオフセット値と作動域値を得るための追加的調節器(図1の初期化装置810)を有していてもよい。任意の種類の調節器(初期化装置)が使用可能である。その調節器の例には、ボタン、ダイアル、レバー、スライダー、およびスイッチが含まれる。
(A-3-1) Processor or controller (eg, data processor and actuator controller)
(1) Arduino Hardware Arduino hardware includes a single-board microcontroller or microcontroller kit for building digital devices and interactive objects that can sense and control objects in the real and digital worlds. Arduino board design uses various microprocessors and controllers. The boards are equipped with a set of digital and analog input/output (I/O) pins that can interface with various expansion boards or breadboards (shields) and other circuits. The boards have serial communication interfaces (including some models of Universal Serial Bus (USB)), which are also used to load programs from a personal computer. Examples of Arduino hardware include Arduino Uno, Arduino Leonardo, Arduino Mega, Arduino Nano, and M5Stack.
Microcontrollers are typically programmed using a dialect from the programming languages C and C++. In addition to using traditional compiler toolchains, the Arduino project provides a Processing Language Project-based Integrated Development Environment (IDE).
(2) Other processor Any type of processor capable of processing the detection signal from the detector to generate a control (command) signal can be adopted. Examples may include the SPRESENSE series (SONY). Each processor can be installed on the IC substrate.
(3) How to arrange each processing unit Each processing unit may include a detector side control unit and an actuator side control unit as shown in FIG. This detector-side control unit alone or together with the actuator-side controller may process the detector signal according to the features of the invention.
(4) Adjuster for Head Motion Offset Range and Adjuster for Magnification The processor (controller) is a controller for adjusting the head tilt angle offset range value and the magnification (input) as shown in FIG. Unit) (ie, 1210 and 1220 of FIG. 3A). Any type of regulator can be used. Examples of each adjuster include buttons, dials, levers, sliders, and switches. It may also include an on/off switch 1230 for the processor.
(5) Controller for pedal play offset value and controller for working range value The processor (controller) is also an additional controller for obtaining the pedal play offset value and working range value shown in FIG. (The initialization device 810 of FIG. 1) may be included. Any type of regulator (initializer) can be used. Examples of the adjuster include buttons, dials, levers, sliders, and switches.

(A−3−2)制御器プログラム
制御器プログラムは任意の既存コンピュータープログラミング言語で書くことができる。例には、Java(登録商標)、C、C++、C#、Python、JavaScript(登録商標)、PHP、Visual Basic、Ruby、Perl、Swift、Go、およびProcessingが含まれる。制御器がArduinoベースの制御器である場合は、Arduino IDEを使用して各プログラムを書いたりデバッグしたりしてもよい。プログラムはUSBを介してArduino基板にインストールすることができる。
(A-3-2) Controller Program The controller program can be written in any existing computer programming language. Examples include Java®, C, C++, C#, Python, JavaScript®, PHP, Visual Basic, Ruby, Perl, Swift, Go, and Processing. If the controller is an Arduino-based controller, Arduino IDE may be used to write and debug each program. The program can be installed on the Arduino board via USB.

(A−4)アクチュエータ(モーター)
(1)ステップモーター
各ステップモーター、ステッパーモーター、ステッピングモーター(以後、ステップモーターと称することもある)は、回転全体を複数の等しいステップに分割するDC電動モーターである。そのモーター位置がその後指令されて移動してこれらのステップの一つで止まる。各モーターを使用してペダルを踏み込無ことができる限りは、任意の種類のモーターが本発明中で使用可能である。ペダル動作を精密に制御する視点からは、好ましくはステップモーターが使用される。
(2)リニアモーター
各リニアモーターはその固定子と回転子が「展開された」電動モーターであって、(回転)トルクを生み出す代わりに長さ方向に沿って直線的力を生み出す。ペダル動作(上下に相互にペダルは動くのであるが)に関しては、リニアモーターを使用するのが有利である場合がある。本発明には、アクチュエータとしてリニアステップモーターを使用するのが好ましい。
(A-4) Actuator (motor)
(1) Step Motor Each step motor, stepper motor, and stepping motor (hereinafter sometimes referred to as a step motor) is a DC electric motor that divides the entire rotation into a plurality of equal steps. The motor position is then commanded to move and stop at one of these steps. Any type of motor can be used in the present invention, as long as each motor can be used without pedaling. From the viewpoint of precisely controlling the pedal operation, a step motor is preferably used.
(2) Linear Motors Each linear motor is an electric motor whose stator and rotor are "deployed", producing linear force along its length instead of producing (rotating) torque. For pedaling (although the pedals move up and down relative to each other), it may be advantageous to use a linear motor. In the present invention, it is preferable to use a linear step motor as the actuator.

(A−5)電源
各電源はAC電源またはDC電源であってもよい。AC電圧はAC/DC変換器によってDC電圧に変換されて、アクチュエータを操作する。また、各電源は電池である場合がある。電池の例にはリチウムイオン二次電池が含まれる。電源や電池の数は限定されない。図2では、各電源へのおよび各電源からの具体的連結は説明目的のために省略している。
(A-5) Power Supply Each power supply may be an AC power supply or a DC power supply. The AC voltage is converted into a DC voltage by the AC/DC converter to operate the actuator. Also, each power source may be a battery. Examples of batteries include lithium ion secondary batteries. The number of power sources and batteries is not limited. In FIG. 2, the specific connections to and from each power source are omitted for purposes of illustration.

(B)本実施形態に係る補助ペダルシステム(bFaaaP)の具体的構成
(B−1)本システム中のユニット
本実施形態の構成を図2に示し、その構成には、角度センサー(1)、データ処理器(2)、送信機(3)、受信機(4)、アクチュエータ制御器(5)、アクチュエータ(6)、並びに検出器側およびアクチュエータ側電源(7)が含まれる。
(B) Specific configuration of auxiliary pedal system (bFaaaP) according to the present embodiment
(B-1) Unit in this system The configuration of this embodiment is shown in FIG. 2. The configuration includes an angle sensor (1), a data processor (2), a transmitter (3), and a receiver (4). , Actuator controller (5), actuator (6), and detector and actuator side power supplies (7).

(B−2)各ユニットの説明
(B−2−1)角度センサー
角度センサー(1)はユーザーの頭部の傾き角度の変化を検出してアナログ電圧またはデジタル値として検出器シグナルを生成する。その後、検出器シグナルはデータ処理器(2)へと送られる。
(B-2) Description of each unit
(B-2-1) Angle Sensor The angle sensor (1) detects a change in the tilt angle of the user's head and generates a detector signal as an analog voltage or a digital value. The detector signal is then sent to the data processor (2).

以下の点が角度センサーに関して考慮される。
1)角度センサーは十分な精度を有する;
2)演奏者が身体を動かしても負荷がかからない;
3)センサーは耐久性がある;
4)センサーは演奏者が演奏中に歌を歌うことを妨げない;
5)センサーは小型である;
6)センサーは市販されているか、または、容易に作製可能である;
7)センサーは高価ではないこと。
The following points are considered regarding the angle sensor.
1) The angle sensor has sufficient accuracy;
2) There is no load when the performer moves his body;
3) The sensor is durable;
4) The sensor does not prevent the performer from singing a song while playing;
5) The sensor is small;
6) The sensor is commercially available or can be easily made;
7) The sensor is not expensive.

角度センサーは頭部の一部へ装着可能である。頭部の動き、特に、傾き角度を容易に検出する観点からは、センサーを眼鏡のサイドフレームに装着してもよい。何故なら、サイドフレームは目と耳の間に水平に設置されるからだ。このことは頭部傾き角度を検出するのを容易にする。また、角度センサーはスリットまたは溝のあるケースの中に収納される。角度センサーを適切な位置にしっかりと固定するために、そのスリットまたは溝はサイドフレームに嵌合する。角度センサーが頭部角度を正確に検出できる限りは、角度センサーはまた、縁なし帽子、縁あり帽子、ヘアバンド、ヘアアクセサリー、または耳飾りに装着してもよい。 The angle sensor can be attached to a part of the head. From the viewpoint of easily detecting the movement of the head, particularly the tilt angle, the sensor may be attached to the side frame of the spectacles. This is because the side frame is placed horizontally between your eyes and ears. This makes it easier to detect the head tilt angle. Also, the angle sensor is housed in a case with slits or grooves. The slit or groove fits into the side frame to secure the angle sensor in place. The angle sensor may also be worn on a cap without a rim, a cap with a rim, a hair band, a hair accessory, or earrings, as long as the angle sensor can accurately detect the head angle.

検出器(角度センサー)の重量は0.1gと20gの間であってもよい。頭部に負荷を感じずに頭部の動きを検出して要求される性能を実行する視点からは、重量は好ましくは0.1g〜15g、より好ましくは0.5g〜10g、さらに好ましくは1g〜5gである。検出器(角度センサー)のサイズは、図3に示すように35mm(水平方向の長さ)×30mm(垂直方向の長さ)×15mm(幅)である場合がある。しかしながら、ユーザーが頭部に負荷を感じずに検出器が適切な性能を実行できる限りは、サイズは上記数値に限定されず、大きくても小さくてもよい。ここで、水平方向の長さの例には、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、または50mmが含まれ;垂直方向の長さの例には、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、または50mmが含まれ;そして、幅の例には、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、または30が含まれる。各値は上記数値の任意の二つの間の値である場合がある。軽量でコンパクトな装置の視点からは、検出器(角度センサー)のサイズは好ましくは約35mm(水平方向の長さ)×約30mm(垂直方向の長さ)×約15mm(幅)である。さらに、検出器は眼鏡の右側または左側のフレーム部あるいは眼鏡の両側のフレーム部に装着してもよい。 The weight of the detector (angle sensor) may be between 0.1 g and 20 g. The weight is preferably 0.1 g to 15 g, more preferably 0.5 g to 10 g, and even more preferably 1 g from the viewpoint of performing the required performance by detecting the movement of the head without feeling the load on the head. ~5g. The size of the detector (angle sensor) may be 35 mm (horizontal length)×30 mm (vertical length)×15 mm (width) as shown in FIG. However, the size is not limited to the above numerical values and may be larger or smaller as long as the detector can perform appropriate performance without the user feeling a load on the head. Here, examples of the horizontal length include 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, or 50 mm; examples of the vertical length. Include 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, or 50 mm; and examples of widths are 1, 2, 3, 4, 5 , 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, or 30 are included. Each value may be between any two of the above numbers. From the perspective of a lightweight and compact device, the size of the detector (angle sensor) is preferably about 35 mm (horizontal length) x about 30 mm (vertical length) x about 15 mm (width). Further, the detector may be mounted on the right or left frame portion of the spectacles or the frame portions on both sides of the spectacles.

さらに、検出器(角度センサー)は、楽譜や指示等の情報が表示可能な眼鏡型ディスプレイ(例、スマートグラス)と組み合わされていてもよい。このことにより、ピアノ演奏者がbFaaaPを使用してペダルを踏み込む際に楽譜を読みやすくなる。 Furthermore, the detector (angle sensor) may be combined with a spectacles type display (eg, smart glasses) capable of displaying information such as music scores and instructions. This makes it easier for the piano player to read the score when depressing the pedal using bFaaaP.

(B−2−2)データ処理器
角度センサー(1)で得たデータをフィルタ処理に掛けてノイズとドリフトを減らす。頭部傾き角度オフセット値とユーザー定義倍率を、それぞれ、データ処理器(2)に接続されるオフセット調節器と倍率調節器によって設定する。オフセット値は実際の角度から引き算され、得られた値は倍率で掛け算される。得られた値が適切な範囲になければ(例、上限を超えると)、値は補正されて、制御データとして送信機(3)へと送られる。
(B-2-2) Data processor The data obtained by the angle sensor (1) is filtered to reduce noise and drift. The head tilt angle offset value and the user-defined magnification are set by an offset adjuster and a magnification adjuster connected to the data processor (2), respectively. The offset value is subtracted from the actual angle and the resulting value is multiplied by the scaling factor. If the obtained value is not in the appropriate range (eg above the upper limit), the value is corrected and sent as control data to the transmitter (3).

データ処理器と次の送信機が含まれる検出器側制御器は、以下の点から見て選択される場合がある。
1)データ処理器は角度センサーからのデータを遅延なしに処理することができる;
2)検出器制御器は小型である;
3)検出器制御器はエネルギーの消費が低い;
4)送信機がその制御器に収納されている;
5)データ処理器は二つ以上のA/D変換器を有している;
6)データ処理器は十分な数の(角度センサーと通信するための)ユニバーサルデジタルポートを有している;
7)制御器は、(角度センサーと通信するための)I2C通信ポートを有している;
8)データ処理器はデバッグすることが容易である;および
9)制御器はバッテリー駆動できる。
The detector-side controller, which includes the data processor and the next transmitter, may be selected in view of the following points.
1) The data processor can process the data from the angle sensor without delay;
2) The detector controller is small;
3) Detector controller consumes less energy;
4) The transmitter is housed in its controller;
5) The data processor has two or more A/D converters;
6) The data processor has a sufficient number of universal digital ports (for communicating with the angle sensor);
7) The controller has an I2C communication port (for communicating with the angle sensor);
8) The data processor is easy to debug; and 9) the controller can be battery powered.

(B−2−3)送信機
送信機(3)は上記制御データを、受信機(4)を介してアクチュエーター制御器(5)に送信する。通信は、適切な規格と適当なプロトコルを使用する無線通信または有線通信である場合がある。
(B-2-3) Transmitter The transmitter (3) transmits the control data to the actuator controller (5) via the receiver (4). The communication may be wireless or wireline communication using suitable standards and suitable protocols.

(B−2−4)受信機
受信機(4)は上記通信プロトコルを使用して上記制御データを受信し、そのデータをアクチュエータ制御器(5)へと送る。
(B-2-4) Receiver The receiver (4) receives the control data using the communication protocol and sends the data to the actuator controller (5).

(B−2−5)アクチュエータ制御器
アクチュエータ制御器(5)は、(ペダルの遊びオフセット値により規定される)操作開始点と作動域値を決定することによって初期化される。次に、入力データ(0〜上限までの値)が作動域に合うように変換される。その後、変換された値を指令値としてアクチュエータ(6)に送る。
(B-2-5) Actuator Controller The actuator controller (5) is initialized by determining the operation start point (defined by the pedal play offset value) and the operating range value. Next, the input data (value from 0 to the upper limit) is converted so as to fit the operating range. Then, the converted value is sent to the actuator (6) as a command value.

アクチュエータ制御器と上記受信機が含まれるアクチュエータ側制御器は、以下の点から見て選択される場合がある。
1)アクチュエータ制御器はエネルギーの消費が低い;
2)受信機がその制御器に収納されている;
3)データ処理器は二つ以上のA/D変換器を有している;
4)データ処理器は十分な数の(アクチュエータと通信するための)ユニバーサルデジタルポートを有している;
5)データ処理器は容易にデバッグできる;および
6)制御器はバッテリー駆動できる。
The actuator controller including the actuator controller and the receiver may be selected from the following points.
1) The actuator controller consumes less energy;
2) The receiver is housed in its controller;
3) The data processor has two or more A/D converters;
4) The data processor has a sufficient number of universal digital ports (for communicating with the actuator);
5) The data processor can be easily debugged; and 6) the controller can be battery powered.

(B−2−6)アクチュエータ
アクチュエータ(6)はアクチュエータドライバーとモーターを含む場合があり、アクチュエータ制御器からの指令値に従って操作される。
(B-2-6) Actuator The actuator (6) may include an actuator driver and a motor, and is operated according to a command value from the actuator controller.

アクチュエータは以下の点から見て選択される場合がある。
1)アクチュエータはペダルを動かすのに十分な力を発揮する;
2)アクチュエータの応答速度は演奏者の演奏の遅れを生じないようにするために十分である;
3)アクチュエータのノイズが演奏者の演奏から見て許容できる;および
4)アクチュエータはバッテリー駆動できる。
The actuator may be selected in view of the following points.
1) The actuator exerts enough force to move the pedal;
2) The response speed of the actuator is sufficient so as not to delay the performance of the performer;
3) Actuator noise can be tolerated by the performer's performance; and 4) The actuator can be battery powered.

(B−2−7)電源
各電源はAC電源またはDC電源であってもよい。AC電圧はAC/DC変換器によってDC電圧に変換されて、アクチュエータ(6)を操作する。また、各電源は電池である場合がある。電池の例にはリチウムイオン二次電池が含まれる。
(B-2-7) Power Supply Each power supply may be an AC power supply or a DC power supply. The AC voltage is converted into a DC voltage by the AC/DC converter to operate the actuator (6). Also, each power source may be a battery. Examples of batteries include lithium ion secondary batteries.

(C)制御器プログラム
頭部傾き角度を検出して、その角度の変化に従ってピアノのペダルを踏み込んだり放したりするように検出器側とアクチュエータ側のプログラムを作成してもよい。ここでは、以下の点を考慮にいれる。
(C) Controller Program A detector side program and an actuator side program may be created so as to detect the head tilt angle and depress or release the piano pedal according to the change in the angle. Here, the following points are taken into consideration.

(1)各演奏者の姿勢は演奏者によって異なるので、初期頭部傾き角度と自発的な頭部動作は、各演奏者によって違う。従って、頭部傾き角度オフセット値(すなわち、オフセット範囲の上限)を導入し、そして、作動開始点は各演奏者によって自由に設定可能とする。 (1) Since the posture of each performer differs depending on the performer, the initial head tilt angle and the voluntary head movement differ depending on the performer. Therefore, the head tilt angle offset value (that is, the upper limit of the offset range) is introduced, and the operation starting point can be freely set by each performer.

(2)各演奏者が頭部をどれだけ傾けるかは演奏者によって異なる。従って、倍率を導入し、アクチュエータがどれくらい速く応答するかを各演奏者によって設定および制御可能とする。 (2) How much each player tilts his/her head depends on the player. Therefore, a scale factor is introduced to allow each performer to set and control how fast the actuator responds.

(3)異なるピアノは異なるペダル作動開始点を有する。従って、ペダルの遊びオフセット値を導入し、各作動開始点を各ピアノに対して調整可能とする。 (3) Different pianos have different pedal activation points. Therefore, the play offset value of the pedal is introduced so that each operation start point can be adjusted for each piano.

(4)異なるピアノは異なる作動域値を有する。従って、各作動域値を各ピアノに対して設定および調整可能とする。 (4) Different pianos have different operating range values. Therefore, each operating range value can be set and adjusted for each piano.

(5)頭部傾き角度を検出信号として安定して取得する必要がある。従って、検出信号はMadgwickフィルタ処理に掛けられてノイズとドリフトを減少させてもよい。 (5) It is necessary to stably acquire the head tilt angle as a detection signal. Accordingly, the detected signal may be subjected to Madgwick filtering to reduce noise and drift.

(C−1)検出器側制御器(処理器)用プログラム
図4と5のフローチャートIおよびIIは、頭部の動きを検出および処理して本発明の実施形態の検出器信号を生成する方法を示す。数値や具体的操作は状況に応じて変更される場合がある。Nassi−Shneiderman図(NSD)を使用して本処理を説明する。「T」は真(TRUE)を表し、被検条件が成立していることを示す。「F」は偽(FALSE)を表し、被検条件が不成立なことを示す。
(C-1) Program for detector side controller (processor) Flow charts I and II of FIGS. 4 and 5 show a method for detecting and processing head movement to generate a detector signal according to an embodiment of the present invention. Indicates. Numerical values and specific operations may change depending on the situation. This process will be described using the Nasi-Shneiderman diagram (NSD). “T” represents true (TRUE), and indicates that the test condition is satisfied. “F” represents false (FALSE) and indicates that the test condition is not satisfied.

S100では、グローバル変数を定義および宣言する。S101〜S105では、ポート、シリアル通信、EEPROM、BLE、およびMPU9250を設定する。 In S100, a global variable is defined and declared. In S101 to S105, the port, serial communication, EEPROM, BLE, and MPU9250 are set.

ループ中では、ローカル変数をS106で定義する。S107〜S109では、センサー(加速度計、ジャイロスコープ、および地磁気センサー)データを取得して、角度データ(例、ピッチ角度)を計算する。その後、得られたデータをS110でMadgwickフィルタ処理に掛ける。 In the loop, local variables are defined in S106. In S107 to S109, sensor (accelerometer, gyroscope, and geomagnetic sensor) data is acquired and angle data (eg, pitch angle) is calculated. Then, the obtained data is subjected to Madgwick filter processing in S110.

S111では、ピッチ角度からオフセット値を引き算する。S112では、得られたピッチ角度が0以下かどうかを決定する。もし真ならば、ピッチ角度を0に設定する。そうでなければ、処理はS114に進む。 In S111, the offset value is subtracted from the pitch angle. In S112, it is determined whether the obtained pitch angle is 0 or less. If true, set pitch angle to zero. Otherwise, the process proceeds to S114.

S114では、ピッチ角度を1〜50の倍率により掛け算する。S115では、得られたピッチ角度が99より大きいかどうかを決定する。もし真ならば、ピッチ角度は99に設定する。そうでなければ、処理はS117へと進む。得られた範囲(すなわち、0〜99)を駆動幅(すなわち、0〜47)へと変換し、以下に記載のアクチュエータ側制御器プログラムによってアクチュエータを操作する。 In S114, the pitch angle is multiplied by a scaling factor of 1 to 50. In S115, it is determined whether the obtained pitch angle is larger than 99. If true, set pitch angle to 99. Otherwise, the process proceeds to S117. The obtained range (that is, 0 to 99) is converted into a drive width (that is, 0 to 47), and the actuator is operated by the actuator side controller program described below.

ここで、アクチュエータによってペダルを最大限踏み込むために、上記範囲の上限(すなわち、99)を使用する。つまり、倍率が10であればオフセット位置から10度のピッチ角度(頭部傾き角度)を使用してペダルを最大限踏み込み;倍率が20であれば、5度のピッチ角度を使用し;倍率が30であれば、3.3度のピッチ角度を使用し;倍率が40であれば、2.5度のピッチ角度を使用し;および倍率が50であれば、2度のピッチ角度を使用する。 Here, the upper limit of the above range (ie, 99) is used in order to fully depress the pedal by the actuator. That is, if the magnification is 10, the pedal is maximally depressed using a pitch angle (head tilt angle) of 10 degrees from the offset position; if the magnification is 20, a pitch angle of 5 degrees is used; If 30, use a pitch angle of 3.3 degrees; if the magnification is 40 use a pitch angle of 2.5 degrees; and if the magnification is 50 use a pitch angle of 2 degrees ..

S117では、数値であるピッチ角度をBLE通信用の文字列へ変換する。S118では、得られた文字列はBLE通信を介して送信する。 In S117, the pitch angle that is a numerical value is converted into a character string for BLE communication. In S118, the obtained character string is transmitted via BLE communication.

次に、オフセット調節器がオンかどうかをS119でチェックする。オフセット調節器の値が変化する場合(S120)、オフセットボリューム値(すなわち、調節器の内部値;アナログボリューム値はA/D変換器によってデジタル値に変換される;以下同様)がS121で読み取られ;その値をS122で−45〜45(傾き角度の度合)に変換し;そして、この変換後の値を新しいオフセット値(目的のオフセット範囲の上限)としてS123で保存する。 Next, it is checked in S119 whether the offset adjuster is on. When the value of the offset adjuster changes (S120), the offset volume value (that is, the internal value of the adjuster; the analog volume value is converted into a digital value by the A/D converter; the same applies below) is read in S121. The value is converted to −45 to 45 (degree of tilt angle) in S122; and the converted value is stored in S123 as a new offset value (upper limit of target offset range).

その後、倍率調節器がオンかどうかをS124でチェックする。倍率調節器の値が変化する場合(S125)、倍率ボリューム値(すなわち、調節器の内部値)をS126で読み取り;その値をS127で1〜50に変換し;そして、この変換後の値を新しい倍率としてS128で保存する。 Then, it is checked in S124 whether the magnification adjuster is on. When the value of the magnification adjuster changes (S125), the magnification volume value (that is, the internal value of the adjuster) is read in S126; the value is converted into 1 to 50 in S127; The new magnification is saved in S128.

引き続き、処理はS106に戻り、ループを繰り返す。 Then, the process returns to S106 to repeat the loop.

(C−2)アクチュエータ側制御器(処理器)用プログラム
図6と7のフローチャートIおよびIIはアクチュエータを制御する方法を示す。
(C-2) Program for actuator side controller (processor) Flow charts I and II of FIGS. 6 and 7 show a method for controlling the actuator.

S200では、グローバル変数を定義および宣言する。共用体をS201で定義する。S202〜S204では、BLEサーバー、シリアル通信ポート、およびI/Oポートを設定する。 In S200, a global variable is defined and declared. The union is defined in S201. In S202 to S204, the BLE server, serial communication port, and I/O port are set.

S205では、アクチュエータを原点位置にセットする。 In S205, the actuator is set to the origin position.

S206では、BLE通信を初期化および開始する。 In S206, BLE communication is initialized and started.

BLEがオフの場合(S207)、処理はS218に進む。BLEがオンの場合、オフセット調節器(すなわち、ペダルの遊びオフセット値用調節器)と作動域値調節器の両方がオフであるかをS208でチェックする。もし両方の調節器がオフの場合、処理はS209に進む。そうでなければ、処理はS218へと進む。データが受信されている場合(S209)、そのデータが先のデータと異なるかどうかをS210で決定する。もしそうならば、検出器側制御器から送信された文字列をS211で数値へと変換する。S212では、その文字列を新たな先のデータとして保存する。その後、得られた数値(0〜99)を駆動幅へと変換する。変換された駆動幅が47(すなわち、アクチュエータを操作する指令値の上限)以上の場合(S214)、S215で値を47に設定する。その後、得られた値は上記共用体を使用することによってビット変換し(S216)、S217で駆動ルーチン(以下のMOV関数)をコールすることによってアクチュエータを操作することになる。 If BLE is off (S207), the process proceeds to S218. If BLE is on, it is checked in step S208 whether both the offset adjuster (i.e., the pedal play offset value adjuster) and the operating range value adjuster are off. If both regulators are off, the process proceeds to S209. Otherwise, the process proceeds to S218. If the data is received (S209), it is determined in S210 whether the data is different from the previous data. If so, the character string transmitted from the detector side controller is converted into a numerical value in S211. In S212, the character string is saved as new destination data. Then, the obtained numerical value (0 to 99) is converted into a driving width. When the converted drive width is 47 or more (that is, the upper limit of the command value for operating the actuator) (S214), the value is set to 47 in S215. Thereafter, the obtained value is bit-converted by using the union (S216), and the actuator is operated by calling the drive routine (MOV function below) in S217.

次に、ペダルの遊びオフセット調節器がオンかどうかをS218でチェックする。オフセット調節器がオフの場合、処理はS227へと進む。オフセット調節器がオンの場合、ペダルの遊びオフセットボリューム値(すなわち、調節器の内部値)をS219で読み込み、そして、44で割り算する。ESP32のA/D変換器は12ビット分解能(すなわち、212;0〜4096の整数)を有していて、駆動幅の上限が本件では47に設定されているので、A/D変換器の値をまず47で割り算して0から約88の数を得る。ここで、この数が奇数の場合(S220)、処理はS227へと進む。次に、この値(最大88)をS221において2で割って47(アクチュエータを操作する指令値の上限)未満の数を得る。もし、この数が47以上(S222)である場合、数(値)をS223で47に設定する。作動域値調節器の場合も同様である。その後、得られた値は上記共用体を使用することによってビット変換し(S224)、S225で駆動ルーチンをコールすることによってアクチュエータを操作することになる。最後に、S226でその値をペダルの遊びオフセット値として保存する。 Next, it is checked in S218 whether the pedal play offset adjuster is on. If the offset adjuster is off, the process proceeds to S227. If the offset adjuster is on, the pedal idle offset volume value (ie, the adjuster internal value) is read in S219 and divided by 44. Since the A/D converter of the ESP32 has a 12-bit resolution (that is, 2 12 ; an integer of 0 to 4096), and the upper limit of the driving width is set to 47 in this case, the A/D converter The value is first divided by 47 to get a number from 0 to about 88. Here, if this number is an odd number (S220), the process proceeds to S227. Next, this value (maximum 88) is divided by 2 in S221 to obtain a number less than 47 (the upper limit of the command value for operating the actuator). If this number is 47 or more (S222), the number (value) is set to 47 in S223. The same applies to the operating range value adjuster. After that, the obtained value is bit-converted by using the union (S224), and the actuator is operated by calling the drive routine in S225. Finally, in S226, the value is stored as the pedal play offset value.

次に、作動域値調節器がオンであるかどうかをS227でチェックする。作動域値調節器がオフである場合、以下のS228〜S239をスキップして、本ループを繰り返す。作動域値調節器がオンの場合、作動域ボリューム値(すなわち、調節器の内部値)をS228で読み込み、そして、44で割り算する。得られた値が奇数である場合、S230〜S239の工程をスキップして、本ループを繰り返す。次に、S230でこの値(最大88)を2で割り算し、47未満の数(作動域値)を得る。その後、S231で上記ペダルの遊びオフセット値をその数から引き算する。得られた数が0以下ならば(S232)、S233でこの値を0に設定する。この後、S234でペダルの遊びオフセット値をこの値に加える。得られた値が47以上であれば(S235)、S236でこの値を47(駆動幅の最大値)に設定する。その後、得られた値は上記共用体を使用することによってビット変換し(S237)、S238で駆動ルーチンをコールすることによってアクチュエータを操作することになる。引き続いて、S239でこの値を作動域値として保存する。その後、処理はS207へと戻り、本ループを繰り返す。 Next, in S227, it is checked whether the operating range value adjuster is on. When the operating range value adjuster is off, the following S228 to S239 are skipped and this loop is repeated. If the operating range value adjuster is on, the operating range volume value (ie, the internal value of the adjuster) is read in S228 and divided by 44. When the obtained value is an odd number, the steps S230 to S239 are skipped and this loop is repeated. Next, in S230, this value (maximum 88) is divided by 2 to obtain a number less than 47 (operating range value). Then, in S231, the play offset value of the pedal is subtracted from the number. If the obtained number is 0 or less (S232), this value is set to 0 in S233. Thereafter, in S234, the pedal play offset value is added to this value. If the obtained value is 47 or more (S235), this value is set to 47 (maximum drive width) in S236. After that, the obtained value is bit-converted by using the union (S237), and the actuator is operated by calling the drive routine in S238. Subsequently, in S239, this value is stored as the operating range value. After that, the process returns to S207 to repeat this loop.

(C−3)MOV関数処理
図8のフローチャートは上記駆動ルーチンを使用することによってアクチュエータを操作する方法を示す。
(C-3) MOV Function Processing The flowchart of FIG. 8 shows a method of operating the actuator by using the above drive routine.

S300では、アクチュエータが駆動中、処理は次の工程に進まない。アクチュエータが設定に利用可能な場合、(S301〜S306のステップで)適切なビット(Mo0〜Mo5)をアクチュエータ操作用に設定する。その後、5msの遅延をS307で置き、STARTビットをS308でONにしてアクチュエータを駆動させる。S309では、アクチュエータが駆動中、処理は次の工程に進まない。そうでなければ、S310でSTARTビットをOFFにする。 In S300, the process does not proceed to the next step while the actuator is being driven. If the actuator is available for configuration, the appropriate bits (Mo0-Mo5) are set for actuator operation (in steps S301-S306). After that, a delay of 5 ms is set in S307, the START bit is turned ON in S308, and the actuator is driven. In S309, the process does not proceed to the next step while the actuator is being driven. If not, the START bit is turned off in S310.

(D−1)bFaaaPの操作方法
まず、検出シグナルを生成するためにユーザーの動きを検出する。次に、その検出シグナルを処理してアクチュエータ制御シグナルを生成する。そして、そのアクチュエータ制御シグナルに従って、アクチュエータによってペダルを制御する。ここで、その動きは頭部動作に関与し;その頭部動作はアクチュエータが駆動しないオフセット範囲を有し;そして、そのアクチュエータ制御シグナルはユーザーの好みに従って変更可能である。その頭部動作は頭部傾き角度に関与する場合があり、その頭部傾き角度のオフセット範囲はユーザーによって定義可能である。そのオフセット範囲の上限の例には、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20度が含まれる。その上限は上記数値の任意の二つの間の値である場合がある。しかしながら、実施例6に記載されるAPEE試験被験者によって、3、5、または10度が特に選択された。また、アクチュエータ制御シグナルの基底値は、ユーザーによって設定された1〜50で掛け算される場合がある。倍率の例には、1、2、3、5、10、15、20、25、30、35、40、45、または50が含まれる。倍率は上記数値の任意の二つの間の値である場合がある。特に、実施例6に記載されるAPEE試験被験者によって、20、30、または40が特に選択された。
(D-1) Method of operating bFaaaP First, the movement of the user is detected to generate a detection signal. The detected signal is then processed to generate an actuator control signal. Then, the pedal is controlled by the actuator according to the actuator control signal. Here, the movement is involved in head movement; the head movement has an offset range that the actuator does not drive; and the actuator control signal is changeable according to the user's preference. The head movement may be related to the head tilt angle, and the offset range of the head tilt angle can be defined by the user. Examples of the upper limit of the offset range are 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18. 19 or 20 degrees are included. The upper limit may be a value between any two of the above numbers. However, 3, 5 or 10 degrees were specifically selected by the APEE test subjects described in Example 6. In addition, the base value of the actuator control signal may be multiplied by 1 to 50 set by the user. Examples of magnification include 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or 50. The scaling factor may be a value between any two of the above numbers. In particular, 20, 30 or 40 were specifically selected by the APEE test subjects described in Example 6.

実際のペダル操作の前に、ペダルが前記アクチュエータ制御シグナルに応答して遅延なく移動するように、ペダルの遊びをオフセットする場合がある。この場合、アクチュエータの高さは、上記調節器のような入力ユニットを使用してアクチュエーターの初期高さを設定することによって、プログラム的に制御してもよい。初期高さはまた、いくつかの場合では手動で設定してもよい。 Prior to actual pedal actuation, pedal play may be offset so that the pedal moves in response to the actuator control signal without delay. In this case, the height of the actuator may be programmatically controlled by setting the initial height of the actuator using an input unit such as the regulator described above. The initial height may also be set manually in some cases.

(D−2)操作手順
工程
(1)第一電源を入れることによってアクチュエータ側制御器のスイッチをオンにする。
(2)第二電源を入れることによって検出器側制御器のスイッチをオンにする。
(3)鍵盤上の鍵を断続的に押下しながら、ペダルの遊びオフセット値用調節器を使用してオフセット値を設定する。
(4)作動域値用調節器を使用して、ペダルが最大限踏み込まれるように作動域値を設定する。
(5)ペダルをbFaaaPによって駆動させながら、頭部傾き角度オフセット値用調節器を使用して各ユーザーの好みに合わせてそのオフセット値を設定する。
(6)ペダルをbFaaaPによって駆動させながら、倍率用調節器を使用して各ユーザーの好みに合わせてその倍率を設定する。
(7)各ユーザーが例えばピアノを弾く際にbFaaaPを操作する。
(D-2) Operation procedure
Step (1) Turn on the switch of the actuator side controller by turning on the first power source.
(2) Turn on the switch of the detector side controller by turning on the second power source.
(3) Set the offset value using the pedal play offset value adjuster while intermittently pressing the key on the keyboard.
(4) Using the operating range adjuster, set the operating range so that the pedal is fully depressed.
(5) While the pedal is driven by bFaaaP, the head tilt angle offset value adjuster is used to set the offset value according to the preference of each user.
(6) While the pedal is driven by bFaaaP, the magnification adjuster is used to set the magnification according to each user's preference.
(7) Each user operates bFaaaP when playing a piano, for example.

工程(3)と(4)の順番は変更可能である。一旦工程(3)と(4)が特定のピアノで完了したら、各ユーザーはこれらの工程を次回は省略してもよい。工程(5)と(6)の順序は変更可能だが、この順序を維持した方がよい場合がある。 The order of steps (3) and (4) can be changed. Once steps (3) and (4) are completed on a particular piano, each user may skip these steps next time. Although the order of steps (5) and (6) can be changed, it may be better to maintain this order.

実施形態2
ピアノペダル
本発明の一実施形態によると、前記ペダルはピアノペダルである。ピアノの種類には、グランドピアノ、アップライトピアノ、電子ピアノ、キーボード、エレクトーン、およびオルガンが含まれる。
Embodiment 2
Piano Pedal According to one embodiment of the present invention, the pedal is a piano pedal. Piano types include grand pianos, upright pianos, electronic pianos, keyboards, electones, and organs.

実施形態3
ユーザーの頭部への検出器の装着方法
ユーザーの頭部動作を検出するためには、検出器はユーザーの頭部の一部に好ましくは装着される。頭部に検出器を装着するための部材(例、ツール、装置)の例には、特に限定はされないが、縁なし帽子、縁あり帽子、ヘッドバンド、耳装飾品、および眼鏡が含まれる。本発明の好ましい実施形態によると、検出器は図3Aに示されるように眼鏡に装着される。より具体的には、検出器はユーザーの目と耳の間の眼鏡サイドフレーム部に装着してもよい。これにより、検出器を実質的に水平に配置することが可能となり、初期傾き角度がほぼ0度となり、ユーザーが傾き角度オフセット値を設定するのを容易にする。図3に示すように、検出器の位置決めを容易にするために、検出器1000は眼鏡のサイドフレーム部に嵌合するスリット(図3B)または溝(図3C)を有する場合がある。また、検出器は軽量の検出器である場合がある。これにより、ユーザーの操作(例、演奏者のピアノ演奏)が容易になる場合がある。その理由は、ユーザーが頭部に負荷を感じることなく本装置を制御することができるからだ。さらに、検出器は眼鏡サイドフレーム部に固定または着脱可能にされていてもよい。各ユーザーが眼鏡を使用する場合は、検出器は自身の眼鏡に装着可能である。もし各ユーザーが眼鏡を常用していない場合は、伊達眼鏡がこの目的のために使用可能である。また、検出器が演奏者の頭部にヘッドバンドを使って装着される場合よりも検出器が眼鏡のサイドフレームに装着される場合の方が聴衆の前での検出器の外見は良いかもしれない。検出器を身に付けた演奏者の外見が良いことは、ピアノ演奏のための重要な要素である。
Embodiment 3
Method of mounting the detector on the user's head In order to detect the user's head movement, the detector is preferably mounted on a part of the user's head. Examples of members (eg, tools, devices) for mounting the detector on the head include, but are not limited to, rimless caps, rimmed caps, headbands, ear ornaments, and eyeglasses. According to a preferred embodiment of the present invention, the detector is mounted on the glasses as shown in Figure 3A. More specifically, the detector may be mounted on the spectacle side frame portion between the user's eyes and ears. This allows the detector to be placed substantially horizontally, with an initial tilt angle of approximately 0 degrees, which facilitates the user in setting the tilt angle offset value. As shown in FIG. 3, the detector 1000 may have a slit (FIG. 3B) or groove (FIG. 3C) that fits into the side frame portion of the glasses to facilitate positioning of the detector. Also, the detector may be a lightweight detector. This may facilitate the user's operation (eg, the player's piano performance). The reason is that the user can control the device without feeling the load on the head. Further, the detector may be fixed to or removable from the eyeglass side frame portion. If each user wears spectacles, the detector can be worn on his or her spectacles. If each user does not wear glasses, Date glasses can be used for this purpose. Also, the appearance of the detector in front of the audience may be better when the detector is worn on the side frame of the glasses than when the detector is worn on the performer's head with a headband. Absent. The good appearance of a player wearing a detector is an important factor for playing a piano.

実施形態4
(A)携帯可能な筐体の構成
本発明の一実施形態によれば、上記補助ペダルシステムの各々は、前記アクチュエータと着脱可能な重り(複数可)を有する携帯可能な筐体をさらに含み、前記着脱可能な重り(複数可)は前記筐体が動かないように前記アクチュエータの反力に抵抗し、および前記筐体は前記アクチュエータを含む防音室を有する。
Embodiment 4
(A) Configuration of Portable Enclosure According to one embodiment of the present invention, each of the auxiliary pedal systems further includes a portable enclosure having weight(s) detachable from the actuator, The removable weight(s) resists the reaction force of the actuator so that the housing does not move, and the housing has a soundproof chamber containing the actuator.

(1)携帯可能な筐体の構築方法
図9〜15は、本発明の一実施形態に係る筐体100の構造を示す。図9は正面図であり;図10は背面図であり;図11は左側および右側断面図であり;図12は左側面図と右側面図であり;図13〜14は上面図、底面図、および中間図を含む断面図であり;そして、図15は間隔板部材630の拡大図である。筐体100は区切られた構造を有していて、図9と10に示すように防音室200、第一重り室300、第二重り室350、およびアクチュエータ制御器室800を備える。それら室は、板部材と当該技術分野で通常の固定方法(例、ボルトとナット、ネジ、接着剤)を使用して構築される。筐体が装置(例、アクチュエータ、制御器、ドライバー、初期化装置、重り)を支持するように構築可能である限り、各板部材は任意の材料(例、木、プラスチック、金属および/またはセラミック)で作製可能である。
(1) Method for Constructing Portable Enclosure FIGS. 9 to 15 show a structure of an enclosure 100 according to an embodiment of the present invention. 9 is a front view; FIG. 10 is a rear view; FIG. 11 is a left and right sectional view; FIG. 12 is a left side view and a right side view; , And an intermediate view; and FIG. 15 is an enlarged view of the spacing plate member 630. The housing 100 has a divided structure and includes a soundproof room 200, a first weight room 300, a second double room 350, and an actuator controller room 800, as shown in FIGS. 9 and 10. The chambers are constructed using plate members and fastening methods conventional in the art (eg, bolts and nuts, screws, adhesives). Each plate member may be of any material (eg, wood, plastic, metal and/or ceramic), as long as the enclosure can be constructed to support the device (eg, actuator, controller, driver, initializer, weight). ) Can be made.

図9〜12と14の防音室200は、天板部材540、第二側板部材560、第三側板部材570、背面板部材580、正面板部材590、および防音室底板部材510によって境界が定まっている。吸音材210を上記板部材の全部または一部に張り付ける。図11Aと14Aに示すように、アクチュエーター(すなわち、リニアステップモーター;電動シリンダー)600の本体部分610はアクチュエータ装着板615を介して正面板590に固定する。アクチュエータ装着板615は内側ゴム栓592b1〜b2および594b1〜b2と対応する外側ゴム栓592a1〜a1および594a1〜a2を挿入する4つの貫通孔を有していて、栓ボルトを使用して各栓を各孔に固定する。これらのゴム栓は振動防止材であるとともに吸音材として機能する。図11Aに示すように、防音室底板部材510は細長い穴250を有する。アクチュエータ600の足部分は本体部分から穴250を通して下に向かって伸びていて、ペダルを踏み込んだり放したりするために双方向に動く。間隔板部材630を、アクチュエータとペダルの直接の接触を避けるために、足部分の底面に張り付ける。図15は間隔板部材630の拡大図である。間隔板部材は、ペダルへの損傷が回避可能な限り、任意の材料で作製可能である。さらに、間隔板部材630は、図15の下図の破線で図示される不織布、織布、またはゴム材で覆われる場合もある。まとめると、防音室200のこの構成を使用して、アクチュエータ600の操作中に発生する操作ノイズを減少させることができる。 The soundproof room 200 of FIGS. 9 to 12 and 14 is bounded by the top plate member 540, the second side plate member 560, the third side plate member 570, the back plate member 580, the front plate member 590, and the soundproof chamber bottom plate member 510. There is. The sound absorbing material 210 is attached to all or part of the plate member. As shown in FIGS. 11A and 14A, the main body portion 610 of the actuator (ie, linear step motor; electric cylinder) 600 is fixed to the front plate 590 via the actuator mounting plate 615. The actuator mounting plate 615 has four through holes into which the inner rubber stoppers 592b1 to b2 and 594b1 to b2 and the corresponding outer rubber stoppers 592a1 to a1 and 594a1 to a2 are inserted. Fix in each hole. These rubber plugs function as a vibration absorbing material as well as a sound absorbing material. As shown in FIG. 11A, the soundproof chamber bottom plate member 510 has an elongated hole 250. The foot portion of the actuator 600 extends downwardly from the body portion through the hole 250 and moves bidirectionally to depress and release the pedal. The spacer member 630 is attached to the bottom surface of the foot portion to avoid direct contact between the actuator and the pedal. FIG. 15 is an enlarged view of the spacing plate member 630. The spacer member can be made of any material so long as damage to the pedal can be avoided. Further, the spacing plate member 630 may be covered with a non-woven fabric, a woven fabric, or a rubber material shown by a broken line in the lower diagram of FIG. In summary, this configuration of soundproof room 200 can be used to reduce operational noise generated during operation of actuator 600.

図9〜11と14Bの第一重り室300は、第一側板部材550、第二側板部材560、第一水平板部材520、床板部材500、および背面板部材580によって境界が定まっている。図9〜11の第二重り室350は、第一側板部材550、第二側板部材560、第一水平板部材520、第二水平板部材530、および背面板部材580によって境界が定まっている。各室の正面側は、図9に示されるように外気に暴露される。図9に示すように、第一および第二重り室の各々では、ボルト(310または360)が第一側板部材550に固定およびそれから突出させられているが、各ボルトの先端は第二側板部材560には到達していない。この構成のために、着脱可能な重り(複数可)が各室に配置可能である。重り700a1−nは、各々、ボルト310が挿入される孔を有していて、第一重り室300に設置される。また、重り750b1−nは、各々、ボルト360が挿入される孔を有していて、第二重り室350に設置される。全ての重りの総重量は、操作中のアクチュエータのペダル反力に耐えるのに十分である必要がある。ペダル反力は実施例8で測定した。実施例8の値を参照すると、総重量は8〜10kgに設定してもよい。着脱可能な重りの使用により筐体の携帯性を向上することができる。 The first weight chamber 300 of FIGS. 9-11 and 14B is bounded by a first side plate member 550, a second side plate member 560, a first horizontal plate member 520, a floor plate member 500, and a back plate member 580. The second double chamber 350 in FIGS. 9 to 11 is bounded by the first side plate member 550, the second side plate member 560, the first horizontal plate member 520, the second horizontal plate member 530, and the back plate member 580. The front side of each chamber is exposed to the outside air as shown in FIG. As shown in FIG. 9, in each of the first and second double chambers, a bolt (310 or 360) is fixed to and protrudes from the first side plate member 550, but the tip of each bolt has a second side plate member. It has not reached 560. Due to this configuration, removable weight(s) can be placed in each chamber. Each of the weights 700a1-n has a hole into which the bolt 310 is inserted and is installed in the first weight chamber 300. Further, each of the weights 750b1-n has a hole into which the bolt 360 is inserted, and is installed in the double weight chamber 350. The total weight of all weights must be sufficient to withstand the pedal reaction of the actuator during operation. The pedal reaction force was measured in Example 8. With reference to the values of Example 8, the total weight may be set to 8-10 kg. The portability of the housing can be improved by using the removable weight.

図9〜11と14Aのアクチュエータ制御器室800は、第一側板部材550、第二側板部材560、第二水平板部材530、天板部材540、および背面板部材580によって境界が定まっている。この室の正面側も外気に暴露されている。この室は初期化装置810(ペダルの遊びオフセット値と作動域値用の調節器)、アクチュエータ制御器820、およびドライバーユニット(例、ドライバーと電源)を収納可能である。これらの装置は固定または着脱可能である。この室の暴露された正面側には、板部材をさらに提供してもよい。この追加的板は筐体の外観を改善する場合がある。というのも、それらの装置が外側から不可視であるからだ。 The actuator controller chamber 800 of FIGS. 9-11 and 14A is bounded by a first side plate member 550, a second side plate member 560, a second horizontal plate member 530, a top plate member 540, and a back plate member 580. The front side of this room is also exposed to the outside air. This chamber can house an initialization device 810 (regulator for pedal play offset value and operating range value), actuator controller 820, and driver unit (eg driver and power supply). These devices can be fixed or removable. The exposed front side of the chamber may further be provided with a plate member. This additional plate may improve the appearance of the housing. Because those devices are invisible from the outside.

図9〜11の振動防止シート900は、アクチュエータ媒介振動を減少し筐体を安定化するために、床板部材500の底面に貼り付け可能である。上記課題を達成できる限りは、任意の材料をこのシートに使用することができる。 The vibration prevention sheet 900 of FIGS. 9 to 11 can be attached to the bottom surface of the floor plate member 500 in order to reduce actuator-mediated vibration and stabilize the housing. Any material can be used for this sheet as long as the above object can be achieved.

図1に示すように、筐体100はペダルの横に設置可能である。サスティンペダルがアクチュエータ600によって踏み込まれる場合、筐体をペダルの右側に設置してもよい。ソフトペダルがアクチュエータ600によって踏み込まれる場合、筐体は左側に設置可能である。ペダルはグランドピアノまたはアップライトピアノのものであってもよい。 As shown in FIG. 1, the housing 100 can be installed beside the pedal. When the sustain pedal is stepped on by the actuator 600, the housing may be installed on the right side of the pedal. When the soft pedal is stepped on by the actuator 600, the housing can be installed on the left side. The pedal may be a grand piano or an upright piano.

床に筐体100をさらに固定するために、粘着テープを使用して床に床板部材500の端を固定する場合がある。 In order to further fix the housing 100 to the floor, an end of the floor plate member 500 may be fixed to the floor using an adhesive tape.

(2)着脱可能な重り
上記着脱可能な重りは、各々、鉄、真ちゅう、青銅、および/または銅で構成される金属であってもよいし、または、コンクリートで構成されていてもよい。目的のペダルの反力に耐えることができる限り、任意の種類の重りが許容可能である。いくつかのピアノでは、二つの5kgの重りまたは20個の400gの金属シートがこの目的に十分である。本筐体が重りを収納できる限り、重りの数は制限されない。この目的のために、本筐体は重り用の部屋を複数有する場合がある。筐体の携帯性の観点からは、一つの重い重りを提供するよりはむしろ別々の複数の重りを提供するのが好ましい場合がある。
(2) Removable Weight Each of the removable weights may be a metal composed of iron, brass, bronze, and/or copper, or may be composed of concrete. Any type of weight is acceptable as long as it can withstand the reaction force of the desired pedal. In some pianos, two 5 kg weights or 20 400 g metal sheets are sufficient for this purpose. The number of weights is not limited as long as the housing can store the weights. For this purpose, the enclosure may have multiple rooms for weights. From the standpoint of portability of the housing, it may be preferable to provide separate weights rather than a single heavy weight.

(3)防音室
アクチュエータが前記検出器シグナルに応答して駆動する場合、アクチュエータ関連音(ノイズ)が発生する。このノイズを最小限にするか無効にするために、本筐体はアクチュエータ用防音室を有する。この室は、壁に吸音材を有する場合がある。吸音材は音響フォームであってもよい。その音響フォームは、音響処理に使用する連続気泡フォームである。それは、空気抵抗を増加させることによって空気伝播音波を減弱し、従って、その波の大きさを小さくする。音響フォームは壁、天井、ドア、および部屋の他の設備に貼り付けて、ノイズレベル、振動、およびエコーを制御することができる。この吸音材の材料の例には、ポリウレタンおよびグラスウールが含まれる。
(3) When the soundproof room actuator is driven in response to the detector signal, an actuator-related sound (noise) is generated. To minimize or nullify this noise, the enclosure has a soundproof room for the actuator. This chamber may have a sound absorbing material on the wall. The sound absorbing material may be an acoustic foam. The acoustic foam is an open cell foam used for acoustic treatment. It attenuates airborne sound waves by increasing air resistance, and thus reduces the wave magnitude. Acoustic foam can be applied to walls, ceilings, doors, and other equipment in the room to control noise levels, vibrations, and echoes. Examples of materials for this sound absorbing material include polyurethane and glass wool.

実施形態5
ペダル操作方法
本発明の一実施形態が提供するのは、ペダル操作方法であって、ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する工程と、前記検出シグナルを処理してアクチュエータ制御シグナルを生成する工程と、前記アクチュエータ制御シグナルに従ってペダルを制御する工程とを含み、前記動きが頭部動作に関与し、前記頭部動作が、前記アクチュエータが駆動しないオフセット範囲を有し、および前記アクチュエータ制御シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、方法である。実施形態1から実施形態4までを通しての上記技術的特徴が、この実施形態にも同様に適用可能である。
Embodiment 5
Pedal Operating Method One embodiment of the present invention provides a pedal operating method, which detects a movement of a user to generate a detection signal, and processes the detection signal to generate an actuator control signal. And a step of controlling a pedal according to the actuator control signal, wherein the movement involves head movement, the head movement having an offset range in which the actuator does not drive, and the actuator control signal is The method can be changed according to the user's preference. The technical features described above from Embodiment 1 to Embodiment 4 can be applied to this embodiment as well.

実施形態6
アクチュエータ無しのbFaaaP
本発明の一実施形態が提供するのは、補助ペダルシステムであって、ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する検出器と、前記検出シグナルを処理して、ペダル媒介指令シグナルを代替する電子機器制御指令シグナルを生成および伝達する制御器とを含み、前記動きが頭部動作に関与し、前記頭部動作が、前記電子機器が前記頭部動作に応答しないオフセット範囲を有し、および前記電子機器制御指令シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、補助ペダルシステムである。
Embodiment 6
BFaaaP without actuator
An embodiment of the present invention provides an auxiliary pedal system, a detector for detecting a user's movement to generate a detection signal, and processing the detection signal to replace a pedal-mediated command signal. A controller for generating and transmitting an electronic device control command signal, the movement being involved in head movements, the head movement having an offset range in which the electronic equipment is not responsive to the head movement, and An auxiliary pedal system in which the electronic device control command signal can be changed according to the user's preference.

この実施形態では、制御器は検出信号を処理して、ペダル媒介指令シグナルを代替する電子機器制御指令シグナルを生成および伝達する。この実施形態は、ペダルを実際に制御するアクチュエータを有しない。代わりに、この実施形態では、電子機器制御指令シグナルは、電子機器のペダルによって生成される指令シグナルを代替し、目的の機能を実行する電子機器コントローラー中に直接入力される。ここでは、制御器は検出器側制御ユニットと電子機器側制御ユニットを含む場合がある。この検出器側制御ユニット単独または電子機器側制御ユニットと共に、本発明の特徴に従って検出器シグナルを処理する場合がある。この実施形態に係る制御器は好ましくは、この検出器側制御器を含み、電子機器制御指令シグナルを有線または無線様式で伝達することができる。これにより、本発明はペダル有または無しの各種電子機器にさえも適用延長される。この実施形態では、上記特徴が適用可能な場合がある。 In this embodiment, the controller processes the detection signal to generate and communicate an electronics control command signal that replaces the pedal mediated command signal. This embodiment does not have an actuator that actually controls the pedal. Instead, in this embodiment, the electronics control command signal replaces the command signal generated by the pedal of the electronics and is input directly into the electronics controller that performs the desired function. Here, the controller may include a detector side control unit and an electronic device side control unit. This detector-side control unit alone or together with the electronics-side control unit may process the detector signal according to the features of the invention. The controller according to this embodiment preferably includes this detector-side controller, which can transmit the electronic device control command signal in a wired or wireless manner. This extends the invention even to various electronic devices with or without pedals. In this embodiment, the above features may be applicable.

実施形態7
電子ピアノ
本発明の一実施形態によれば、前記電子機器は電子ピアノである場合がある。各電子ピアノは電子ピアノコントローラーを有するので、本発明は、機械式ピアノよりも電子ピアノの方が、価値が高いかもしれない。電子機器制御指令シグナルを電子ピアノコントローラーに送信するだけで、特に足に障害をもつチャレンジドや子供達によるピアノ演奏を効率的に高めるやり方を実現する。
Embodiment 7
Electronic Piano According to an embodiment of the present invention, the electronic device may be an electronic piano. Because each electronic piano has an electronic piano controller, the present invention may be more valuable with an electronic piano than with a mechanical piano. By simply sending an electronic device control command signal to the electronic piano controller, it is possible to realize a method of efficiently enhancing the piano playing by challenged children and children with foot disorders.

実施形態8
電子機器操作方法
本発明の一実施形態が提供するのは、電子機器操作方法であって、ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する工程と、前記検出シグナルを処理して、ペダル媒介指令シグナルを代替する電子機器制御指令シグナルを生成および伝達する工程とを含み、前記動きが頭部動作に関与し、前記頭部動作が、前記電子機器が前記頭部動作に応答しないオフセット範囲を有し、および前記電子機器制御指令シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、方法である。この実施形態では、上記特徴が適用可能とされて、足に障害を持つチャレンジドや子供達を含むほぼ誰によっても電子機器を制御することができる効率的でユニバーサルなやり方を提供する。
Embodiment 8
Electronic Device Operating Method An embodiment of the present invention provides an electronic device operating method, which includes a step of detecting a user's movement to generate a detection signal, processing the detection signal, and pedaling a command. Generating and transmitting an electronic device control command signal that replaces the signal, wherein the motion is involved in head motion, and the head motion has an offset range in which the electronic device does not respond to the head motion. And the electronics control command signal can be changed according to the user's preference. In this embodiment, the features described above are applicable to provide an efficient and universal way to control the electronic device by almost anyone, including challenged children and children with foot disorders.

実施形態9
ゲーム機器用コントローラー
本発明の一実施形態が提供するのは、デバイスコントローラーであって、ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する検出器と、前記検出シグナルを処理して、電子機器制御指令シグナルを生成および伝達する制御器とを含み、前記動きが頭部動作に関与し、前記頭部動作が、前記電子機器が前記頭部動作に応答しないオフセット範囲を有し、前記電子機器制御指令シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能であり、および前記検出器が眼鏡のサイドフレームに装着される、デバイスコントローラーである。
Embodiment 9
Gaming Machine Controller One embodiment of the present invention provides a device controller, a detector that detects a user's movement to generate a detection signal, and an electronic device control command that processes the detection signal. A controller for generating and transmitting a signal, wherein the movement is involved in head movement, the head movement has an offset range in which the electronic equipment does not respond to the head movement, and the electronic equipment control command A device controller in which the signal is changeable according to the user's preference and the detector is mounted on the side frame of the spectacles.

本デバイスコントローラーはゲーム機用コントローラーであってもよい。ある意味、ピアノを弾くことはある人達にとってはゲームで遊ぶようなものである場合がある。頭部の動きを使用することはユーザーの動作を入力する別のやり方を提供可能である。何故なら、ユーザーの好みに従って変更可能なオフセット範囲と倍率に関与する2つの要素によって、本デバイスコントローラーが制御されるからである。このことにより、ゲームプレイを制御する違うやり方を提供可能となる。足に障害を持つチャレンジドや子供達を含むほぼ誰もが本コントローラーを使用することができるので、新たな制御方法で、広範囲のゲーマーが各種ゲームで遊ぶことができる。また、本デバイスコントローラーは、新たな型のゲームを提供するためにプレイ制御動作を拡張可能でもある。 The device controller may be a game console controller. In a sense, playing the piano can be like playing a game to some people. Using head movements can provide another way of entering user movements. This is because the present device controller is controlled by two factors related to the offset range and the magnification that can be changed according to the user's preference. This can provide different ways of controlling gameplay. Almost anyone, including challenged children with legs and children can use this controller, so a wide range of gamers can play various games with a new control method. The device controller is also capable of extending play control operations to provide new types of games.

実施例1
bFaaaP4の概要
bFaaaP4は補助ピアノペダルシステムであって、以下の点を考慮して製造した。
1)上半身の動作、つまり頭部の動きを検出しながらピアノのサスティンペダルを踏み込む。
2)本システムの操作は、演奏者がピアノを弾き、演奏中に歌を歌うことを妨げない。
3)bFaaaP4は比較的容易に構築可能であること。
Example 1
Overview of bFaaaP4 The bFaaaP4 is an auxiliary piano pedal system and was manufactured in consideration of the following points.
1) Depress the sustain pedal of the piano while detecting the movement of the upper body, that is, the movement of the head.
2) The operation of this system does not prevent the performer from playing the piano and singing a song during the performance.
3) bFaaaP4 can be constructed relatively easily.

実施例1−1
構成
図16〜22に示すように、bFaaaP4は、角度センサー(1)、データ処理器(2)、送信機(3)、受信機(4)、アクチュエータ制御器(5)、アクチュエータ(6)、並びに検出器側およびアクチュエータ側電源(7)が含まれるように構成した。図16〜22は、それぞれ、図9〜15に対応していて、各部品のサイズをmmで表示する。
Example 1-1
Configuration As shown in FIGS. 16 to 22, bFaaaP4 includes an angle sensor (1), a data processor (2), a transmitter (3), a receiver (4), an actuator controller (5), an actuator (6), and And the detector and actuator side power supplies (7) were included. 16 to 22 correspond to FIGS. 9 to 15, respectively, and the size of each component is displayed in mm.

角度センサー
まず、6軸センサー(加速度計とジャイロスコープとの組み合わせ物)と9軸センサー(加速度計とジャイロスコープと地磁気センサーとの組み合わせ物)を角度センサーとしてテストした。傾き角度を検出する際に、9軸センサーはドリフトがより少なく、市販されていて比較的安価であった。従って、MPU9250(TDK社製)を角度センサーとして使用した。MPU9250は市販モジュールとして提供されていたので、そのモジュールをケースの中に収納した。そのケースを、その後、眼鏡のサイドフレームに着脱可能に装着した。
Angle sensor First, a 6-axis sensor (a combination of an accelerometer and a gyroscope) and a 9-axis sensor (a combination of an accelerometer, a gyroscope and a geomagnetic sensor) were tested as angle sensors. The 9-axis sensor had less drift in detecting tilt angles, was commercially available and was relatively inexpensive. Therefore, MPU9250 (made by TDK) was used as an angle sensor. Since the MPU9250 was provided as a commercially available module, the module was housed in the case. The case was then removably attached to the side frame of the glasses.

データ処理器
ESP32(Espressif Systems社製)をデータ処理器として使用した。その理由は、プログラム開発が比較的容易だからである。図3に示すように、データ処理器はオフセット値(上記オフセット範囲の上限値)用の調節器1210と倍率用の調節器1220とを備えていた。
A data processor ESP32 (manufactured by Espressif Systems) was used as a data processor. The reason is that program development is relatively easy. As shown in FIG. 3, the data processor was provided with an adjuster 1210 for the offset value (upper limit value of the offset range) and an adjuster 1220 for the magnification.

送信機および受信機
送信機は、受信機と通信するためにBluetooth BLEを使用した。
Transmitter and Receiver The transmitter used Bluetooth BLE to communicate with the receiver.

アクチュエータ制御器
ESP32(Espressif Systems社製)をアクチュエータ制御器として使用した。その理由は、プログラム開発が比較的容易だからである。図2に示すように、アクチュエータ制御器は、ペダルの遊びオフセット値用の調節器と作動域値用の調節器を備えていた。
The actuator controller ESP32 (manufactured by Espessif Systems) was used as the actuator controller. The reason is that program development is relatively easy. As shown in FIG. 2, the actuator controller included an adjuster for the play offset value of the pedal and an adjuster for the operating range value.

アクチュエータ
電動シリンダー(EAC4W−D05−AZAAD−1−G;オリエンタルモーター社製)をアクチュエータとして使用し、そして、DC24V AZ−シリーズα−step(EAC4−D05−AZAAD−1)をドライバーとして使用した。また、MEXE02(オリエンタルモーター社)をセットアップソフトウエアとして使用した。
An actuator electric cylinder (EAC4W-D05-AZAAD-1-G; manufactured by Oriental Motor) was used as an actuator, and a DC24V AZ-series α-step (EAC4-D05-AZAAD-1) was used as a driver. Also, MEXE02 (Oriental Motor Company) was used as setup software.

実施例1−2
検出器側制御器プログラム
適切なドライバーをインストールしたArduino IDE 1.8.5を使用することによって、図4〜5の検出器側処理フローチャートに従って検出器側制御器プログラムを作成した。ピッチ角度データをMadgwickフィルタ処理に掛けてノイズとドリフトを減らし、さらに、オフセット処理と倍率処理に掛けた。その後、処理値を0〜99の範囲の制御値へと変換した。この制御値をアクチュエータ制御器へとBLEを介して伝達した。
Example 1-2
Detector-side Controller Program A detector-side controller program was created according to the detector-side processing flowcharts of FIGS. 4-5 by using Arduino IDE 1.8.5 with the appropriate driver installed. The pitch angle data was subjected to Madgwick filter processing to reduce noise and drift, and further subjected to offset processing and magnification processing. Then, the processed value was converted into a control value in the range of 0 to 99. This control value was transmitted to the actuator controller via BLE.

実施例1−3
アクチュエータ側制御器プログラム
適切なドライバーをインストールしたArduino IDE 1.8.5を使用することによって、図6〜7のアクチュエータ側処理フローチャートに従ってアクチュエータ側制御器プログラムを作成した。受信機を介してアクチュエータ制御器に入力された制御値は、ペダル遊び値と作動域値とを考慮して設定されたアクチュエータ指令値(駆動幅)に変換されて、アクチュエータを制御および操作した。
Example 1-3
Actuator Side Controller Program An actuator side controller program was created according to the actuator side process flow charts of FIGS. 6-7 by using Arduino IDE 1.8.5 with the appropriate driver installed. The control value input to the actuator controller via the receiver was converted into an actuator command value (driving width) set in consideration of the pedal play value and the operating range value to control and operate the actuator.

実施例1−4
アクチュエータ(ステップモーター)を有する携帯可能な筐体の構築
bFaaaP4筐体を、実施形態4に従って構築した。筐体の各部品または部材のサイズを、図16〜22中に入れた。各部品および各部材(各板部材は木で作製されて、黒色に色付けした)を準備し、当該技術分野の常法によって組み立てた(各ネジを木製板部材に電動スクリュードライバーを使用してねじ込んだ)。アクチュエータは上記リニアステップモーター(オリエンタルモーター社製)であった。また、20個の400gの金属重りを二つの別々の重り室に配置した(各室は10個の重りを有していた)。アクチュエータ制御器とドライバーはアクチュエータ制御器室に入れた。筐体の底面の側端は、筐体をさらに安定化するために通常の粘着テープを使用して床に取り付けた。
Example 1-4
Construction of Portable Enclosure with Actuator (Step Motor) The bFaaaP4 enclosure was constructed according to the fourth embodiment. The size of each part or member of the housing is included in Figures 16-22. Prepare each part and each member (each plate member is made of wood and colored in black) and assemble by a conventional method in the art (screw each screw into the wooden plate member using an electric screwdriver). That). The actuator was the above linear step motor (manufactured by Oriental Motor). Also, twenty 400 g metal weights were placed in two separate weight chambers (each chamber had ten weights). The actuator controller and driver were placed in the actuator controller room. The side edges of the bottom of the enclosure were attached to the floor using normal adhesive tape to further stabilize the enclosure.

実施例1−5
bFaaaP4の操作方法
bFaaaP4は実施形態(1−D−2)に記載される操作手順に従って操作した。
Example 1-5
Operation method of bFaaaP4 bFaaaP4 was operated according to the operation procedure described in the embodiment (1-D-2).

実施例2
bFaaaP4W
bFaaaP4Wでは、送信機と受信機との間の通信のために、ケーブルを使用した。従って、BLE通信を使用しなかった。何故なら、いくつかの報告がESP32中でのBLEの不具合を示していたからだ。制御プログラムはbFaaaP4のものと実質的に同じであった。なお、ユーザーの頭部の動きに対するアクチュエータの応答が改善した。その理由の一部は、送信機と受信機との間の通信速度が上昇したからだ。
Example 2
bFaaaP4W
In bFaaaP4W, a cable was used for communication between the transmitter and the receiver. Therefore, BLE communication was not used. Because some reports showed BLE failure in ESP32. The control program was substantially the same as that of bFaaaP4. The response of the actuator to the movement of the user's head was improved. Part of the reason is that the communication speed between the transmitter and receiver has increased.

実施例3
bFaaaP3
bFaaaP3は、bFaaaP4と実質的に同一の構成を有していた。重複を避けるために、bFaaaP4との違いを記載する。
両者には3つの主要な差があった。第一の差は検出器側制御器に関係していた。bFaaaP3の検出器側制御器はbFaaaP4と実質的に同一の構成を有していたが、頭部角度傾き角度オフセット値用の調節器と倍率用の調節器は、各々、調節器ボタンの視認可能な目盛りがなかった。従って、オフセット値と倍率は各ユーザーによって調節可能であったが、実際の値は正確に決定できなかった。
二つ目の差は防音室に関係していた。bFaaaP4はアクチュエータを収納する防音室を有していたが、bFaaaP3のアクチュエータはボルトとナットを使用して側壁部材に取り付けられていて、カバーなしに外部へ暴露されていた。従って、アクチュエータ由来のノイズは減衰されなかった。
第三の差は重りに関係する。20個の400g金属プレートを使用する代わりに、2個の5kgのセメントブロックを重り室に設置した。
操作手順はbFaaaP4のものと同一であった。
Example 3
bFaaaP3
bFaaaP3 had substantially the same structure as bFaaaP4. Differences from bFaaaP4 are noted to avoid duplication.
There were three major differences between the two. The first difference was related to the detector side controller. The controller on the detector side of bFaaaP3 had substantially the same configuration as bFaaaP4, but the adjuster for the head angle tilt angle offset value and the adjuster for the magnification each have visible adjuster buttons. There was no such scale. Therefore, the offset value and the scaling factor could be adjusted by each user, but the actual value could not be accurately determined.
The second difference was related to the soundproof room. The bFaaaP4 had a soundproof chamber for accommodating the actuator, but the actuator of the bFaaaP3 was attached to the side wall member using bolts and nuts and exposed to the outside without a cover. Therefore, the noise from the actuator was not attenuated.
The third difference relates to weight. Instead of using 20 400 g metal plates, 2 5 kg cement blocks were placed in the weight chamber.
The operating procedure was the same as that of bFaaaP4.

実施例4
bFaaaP2
bFaaaP2は、bFaaaP3と実質的に同一の構成を有していた。重複を避けるために、bFaaaP3との違いを記載する。
両者には一つの主要な差があった。この差は検出器側制御器に関係していた。角度センサーとデータ処理器として使用したのは、MPU9250を含むM5Stack_Gray(SWITCH SCIENCEから購入)であった。そのプログラムはbFaaaP3またはbFaaaP4のものと実質的に同一であった。このM5Stackを縁なし帽子に取り付けたポケット中に入れて、この帽子を身に着けた各ユーザーの頭部にM5Stackを配置した。頭部には装着されているけれども、正確に頭部傾き角度を検出するために水平に角度検出器を設置することは難しかった。そのM5Stackのボタンを使用して、頭部傾き角度オフセット値と倍率は簡単に入力できた。
Example 4
bFaaaP2
bFaaaP2 had substantially the same structure as bFaaaP3. Differences from bFaaaP3 are noted to avoid duplication.
There was one major difference between the two. This difference was related to the detector side controller. The M5Stack_Gray (purchased from SWITCH SCIENCE) containing the MPU9250 was used as the angle sensor and data processor. The program was virtually identical to that of bFaaaP3 or bFaaaP4. The M5Stack was placed in a pocket attached to a rimless hat and the M5Stack was placed on the head of each user wearing the hat. Although it is attached to the head, it was difficult to install an angle detector horizontally in order to accurately detect the tilt angle of the head. Using the M5Stack button, the head tilt angle offset value and the magnification could be easily input.

実施例5
bFaaaP1
bFaaaP1は、bFaaaP2と実質的に同一の構成を有していた。重複を避けるために、bFaaaP2との違いを記載する。
両者には3つの主要な差があった。第一の差はアクチュエータに関係していた。bFaaaP1のアクチュエータは、(リニアシリンダーではない)ステップモーターVESTA UOK5141(オリエンタルモーター社製)であった。このステップモーターをピアノの右側から操作した。
二つ目の差はアクチュエータ制御器に関係していた。bFaaaP1のアクチュエータ制御器はArduino基板上のESP32(http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM−11819/)であった。ペダルの遊びオフセット値用の調節器と作動域値用の調節器はbFaaaP2のものと実質的に同一であった。
第三の差は検出器側制御器用のプログラムに関係していた。検出器側制御器として使用したのは上記M5Stackであった。しかしながら、そのプログラムは各ユーザーの頭部のZ軸回転速度を検出して検出器シグナルを生成するものであった。検出器シグナルは二値化制御値へと変換されて、ペダルを踏み込むかまたは放すかのいずれかを行った。頭部の動きのオフセット範囲をそのプログラム中で設定した。しかし、倍率は各ユーザーによって設定されなかった。
Example 5
bFaaaP1
bFaaaP1 had substantially the same structure as bFaaaP2. Differences from bFaaaP2 are noted to avoid duplication.
There were three major differences between the two. The first difference was related to the actuator. The actuator of bFaaaP1 was a step motor VESTA UOK 5141 (not manufactured by a linear cylinder) (manufactured by Oriental Motor Co.). I operated this step motor from the right side of the piano.
The second difference was related to the actuator controller. The actuator controller for bFaaaP1 was ESP32 (http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-11819/) on an Arduino substrate. The adjuster for the play offset value of the pedal and the adjuster for the operating range value were substantially the same as those of bFaaaP2.
The third difference was related to the program for the detector side controller. It was the above M5Stack that was used as the detector side controller. However, the program detected the Z-axis rotational speed of each user's head and generated a detector signal. The detector signal was converted to a binary control value and either pedaled or released. The offset range for head movement was set in the program. However, the magnification was not set by each user.

実施例6
補助ペダル効果評価試験(APEE試験)
本補助ペダルシステムをクラスI〜III被験者で評価した。ここで、7名のクラスI被験者、5名のクラスII被験者、および3名のクラスIII被験者が本補助ペダル効果評価試験(APEE試験)に参加した。クラスII被験者は山口恭子ピアノ教室フルール(https://www.fleur-pianok.com/)の生徒さんであった。
Example 6
Auxiliary pedal effect evaluation test (APEE test)
The auxiliary pedal system was evaluated in Class I-III subjects. Here, 7 class I subjects, 5 class II subjects, and 3 class III subjects participated in this auxiliary pedal effect evaluation test (APEE test). Class II test subject was a student of Kyoko Yamaguchi Piano Class Fleur (https://www.fleur-pianok.com/).

テスト方法
まず、全ての被験者はピアノペダルテスト手順を読んで、そして、図23の楽譜のピアノの音符(すなわち、音符はド、ド、ド、レ、レ、レ、およびミ、ミ、ミを4回繰り返す単位からなっている)を練習するよう指示された。
Test Method First, all subjects read the piano pedal test procedure, and note the piano notes of the score of FIG. I am instructed to practice 4 units).

テスト手順を以下に示す。
1.テスト楽譜を読んで、ペダル操作をイメージする。
2.bFaaaPを使用しないでそのテスト楽譜の音符を練習する。
3.bFaaaPを使用して音符を練習する。
4.オフセット値と倍率を調整し、そして、自身の好みに従ってそれらを選択する(クラスII被験者(子供達)は、オフセット値を5度に設定し、倍率を20または30に設定した)。
5.レコーディングを開始して、音符を弾く。
5−1.自身の名前、このレコーディングの日付、選択したオフセット値と倍率を言う。
5−2.ペダルを使用せずに音符を弾く。
5−3.bFaaaPを使用してペダルパターン1で音符を弾く。
5−4.bFaaaPを使用してペダルパターン2で音符を弾く。
5−5.レコーディングを終了する。
6.アンケートに記入する。
The test procedure is shown below.
1. Read the test score and imagine pedal operation.
2. Practice the notes in the test score without using bFaaaP.
3. Practice the notes using bFaaaP.
4. Adjust the offset value and magnification and select them according to their own preference (Class II subjects (children) set the offset value to 5 degrees and the magnification to 20 or 30).
5. Start recording and play a note.
5-1. Say your name, the date of this recording, the selected offset value and the scaling factor.
5-2. Play notes without using the pedal.
5-3. Play a note with pedal pattern 1 using bFaaaP.
5-4. Play a note with pedal pattern 2 using bFaaaP.
5-5. Stop recording.
6. Fill out the questionnaire.

図24にアンケートを示す。 FIG. 24 shows a questionnaire.

アップライトピアノK132(製造番号599580;Steinway&Sonsによってハンブルグで製造)、グランドピアノGC1(製造番号6191885;YAMAHAにより2007年に製造)、およびアップライトピアノUX(製造番号2424245;YAMAHAにより1977年に製造)を本APEE試験に使用した。bFaaaP(bFaaaP2、bFaaaP3、bFaaaP4、またはbFaaaP4W)を使用して、ペダルパターン1または2に従ってサスティンペダルを踏み込んだ。なお、各bFaaaPはサスティンペダルの正面右側に配置した。次に、各被験者は、検出器側制御器のレバーとダイアルを調整することによって頭部傾き角度オフセット値と倍率を選んだ。そして、選んだオフセット値と倍率を記録した。その後、bFaaaPで制御されたペダル動作有無しで音符が弾かれた。ピアノ演奏をスマートフォン(iPhone(登録商標))中にwavファイルとして録音した。対照として、クラスI被験者には自身の足でその音符を弾くように頼んだ。テスト後、各被験者はテストシートに記入して、書面による非開示同意を与えると共にコメントをした。 Upright piano K132 (serial number 599580; manufactured by Steinway & Sons in Hamburg), grand piano GC1 (serial number 6198885; manufactured by YAMAHA in 2007), and upright piano UX (serial number 2424245; manufactured by YAMAHA in 1977). Used for this APEE test. The sustain pedal was depressed according to pedal pattern 1 or 2 using bFaaaP (bFaaaP2, bFaaaP3, bFaaaP4, or bFaaaP4W). Each bFaaaP was arranged on the right side of the front surface of the sustain pedal. Next, each subject selected the head tilt angle offset value and the magnification by adjusting the lever and dial of the detector side controller. Then, the selected offset value and magnification were recorded. After that, a note was played with or without pedal operation controlled by bFaaaP. The piano performance was recorded as a wav file in a smartphone (iPhone (registered trademark)). In contrast, Class I subjects were asked to play the note with their feet. After the test, each subject completed a test sheet and provided written non-disclosure consent and comments.

解析
各wavファイルをSonic Visualiserリリース3.0.3に取り込んで、目的の領域をpngファイルとしてエクスポートした。各pngファイルをその後ImageJ 1.51j8で開いた。その画像タイプと閾値をそれぞれ、8ビットと200に設定した。ペダル動作が有るかまたは無い(すなわち、ペダル無し、パターン1またはパターン2)音符部分の各々を選択した後、各部分の面積を「Analyze Particles」コマンドによって音振動面積(TVA)として計算した。テスト番号17のデータを図25Aに示す。ある音符部分が4つを超える繰り返し単位を含んでいた場合、最初の4つの反復単位を解析に使用した。また、ある音符部分が3つの繰り返し単位しか含んでいなかった場合、3つの繰り返し単位だけをその他の音符部分にも使用してTVAを計算した。その後、図25Bに示すように、ペダル動作の無い部分の面積(すなわち、TVA0)を1に設定し、そして、ペダル動作(パターン1またはパターン2)を有する他の面積(すなわち、TVA1またはTVA2)をそれぞれスコア(TVA0に対する比率)として、各部分の面積(すなわち、TVA0、TVA1、およびTVA2)を比較した。
Analysis Each wav file was imported into Sonic Visualizer Release 3.0.3 and the region of interest was exported as a png file. Each png file was then opened with ImageJ 1.51j8. The image type and threshold were set to 8 bits and 200, respectively. After selecting each note portion with or without pedal actuation (ie, no pedal, pattern 1 or pattern 2), the area of each portion was calculated as the Tonal Vibration Area (TVA) by the "Analyze Particles" command. The data of test number 17 is shown in FIG. 25A. If a note segment contained more than 4 repeat units, the first 4 repeat units were used for analysis. Also, when a note portion contained only three repeating units, the TVA was calculated using only three repeating units for the other note portions. Then, as shown in FIG. 25B, the area of the part without pedal movement (ie TVA0) is set to 1, and the other area with pedal movement (pattern 1 or pattern 2) (ie TVA1 or TVA2). The area of each part (ie, TVA0, TVA1, and TVA2) was compared with each as a score (ratio to TVA0).

結果と統計
表1はAPEE試験のクラスI被験者の結果を示す。表2はクラスIIとIII被験者の結果を示す。
Results and Statistics Table 1 shows the results for class I subjects in the APEE test. Table 2 shows the results for Class II and III subjects.

Figure 2020519974
Figure 2020519974

Figure 2020519974
Figure 2020519974

bFaaaP3がテストに使用された場合、オフセット値と倍率は表1と2では決定されなかった(N.D.)。bFaaaP3では、それらは調節可能であったが、正確な値は目盛りが表示されていなかったので示さなかった。表1の用語「N.A.」は「適用外」を意味している。何故なら該当するユーザーは自身の足を使ってペダルを踏み込んだからだ。テスト番号2、39、および43では、bFaaaP2(M5Stack)が使用された。被験者番号15はスコア(すなわち、相対比率)が良かったが、他の二つのスコアは比較的低かった。この理由は、bFaaaP2はM5Stackを使用していて、そのM5Stackは縁なし帽子に取り付けたポケットの中に入れたので、従って、検出器を眼鏡のサイドフレームに装着した場合よりもオフセット角度を維持するのがより難しかったからだ。また、bFaaaPをどれだけ練習したかがスコアに影響を与えたのかもしれない。従って、以下の統計では、bFaaaP2を使用した結果をその統計から除外した。以下の統計では、bFaaaP3、bFaaaP4、およびbFaaaP4Wを使用した結果をbFaaaPスコアとして使用した。 When bFaaaP3 was used in the test, the offset value and magnification were not determined in Tables 1 and 2 (ND). For bFaaaP3, they were adjustable, but the exact values were not shown because the scale was not displayed. The term “NA” in Table 1 means “not applicable”. The reason is that the corresponding user uses his own foot to step on the pedal. Test numbers 2, 39, and 43 used bFaaaP2 (M5Stack). Subject number 15 had a good score (ie relative ratio), while the other two scores were relatively low. The reason for this is that the bFaaaP2 uses the M5Stack, which was put in a pocket attached to the rimless cap, thus maintaining a more offset angle than when the detector was mounted on the side frame of the glasses. Because it was more difficult. Also, how much you practiced bFaaaP may have influenced your score. Therefore, in the following statistics, the results using bFaaaP2 were excluded from the statistics. In the statistics below, the results using bFaaaP3, bFaaaP4, and bFaaaP4W were used as bFaaaP scores.

bFaaaPを用いるか又は用いないで演奏したペダルパターン間のスコアの違い
ペダルパターン0(ペダルを使用しない場合)の結果をペダルパターン1または2の結果(各bFaaaPを使用することによって得られたもの)と比較した。まず、ペダルパターン0とペダルパターン1との間で、対応のある両側t検定をスコア(相対比率)に関して実施した。次に、ペダルパターン0とペダルパターン2との間で、対応のある両側t検定をスコアに関して実施した。その後、ペダルパターン1とペダルパターン2との間で、対応のある両側t検定をスコアに関して実施した。表3に結果を示す。
Difference in score between pedal patterns played with or without bFaaaP Results for pedal pattern 0 (without pedal) results for pedal pattern 1 or 2 (obtained by using each bFaaaP) Compared with. First, a paired two-tailed t-test was performed on the score (relative ratio) between pedal pattern 0 and pedal pattern 1. A paired two-tailed t-test was then performed on the score between pedal pattern 0 and pedal pattern 2. A paired two-tailed t-test was then performed on the score between pedal pattern 1 and pedal pattern 2. The results are shown in Table 3.

Figure 2020519974
Figure 2020519974

表3は、ペダルパターン0のスコアを1.00に設定した場合、ペダルパターン1のスコアが1.50±0.32(平均±S.D.)で、ペダルパターン2のスコアが1.80±0.44であったことを示す。ペダルパターン0とペダルパターン1の間、および、ペダルパターン0とペダルパターン2の間のスコアは有意に異なり(各p値は<0.01であった)、各bFaaaPが試験被験者によって使用される場合音を伸ばすのに効果的であったことを実証した。また、ペダルパターン1とペダルパターン2との間のスコアも有意に異なり(p=0.00023(<0.01))、ペダルパターンが異なれば異なる効果を奏したことを示唆する。 In Table 3, when the score of pedal pattern 0 is set to 1.00, the score of pedal pattern 1 is 1.50±0.32 (average ±SD) and the score of pedal pattern 2 is 1.80. It was ±0.44. The scores between pedal pattern 0 and pedal pattern 1 and between pedal pattern 0 and pedal pattern 2 were significantly different (each p-value was <0.01) and each bFaaaP was used by the test subject. The case proved to be effective in extending the sound. The scores between pedal pattern 1 and pedal pattern 2 are also significantly different (p=0.00023 (<0.01)), suggesting that different pedal patterns have different effects.

bFaaaP 対 足
bFaaaPを使用して得たスコアが自身の足を使用して得たスコアと異なるか否かを検証するために、これらのスコアをまずF検定(二つの群が統計学的に等分散を有するかどうかを検定するもの)に掛け、その後、t検定(その二つの群が統計学的に異なるかどうかを検定するもの)に掛けた。まず、各bFaaaPを使用するペダルパターン1または2のスコア(相対比率)と自身の足を使用するペダルパターン1または2のスコアをF検定に掛けた。結果は、帰無仮説は棄却されない(p>0.05)ことを示すので、両者間の統計学的な等分散が仮定され得る。その後、等分散を仮定した両側t検定を実施した。表4に結果を示す。
In order to verify whether the score obtained using bFaaaP vs. paw bFaaaP is different from the score obtained using one's own paw, these scores were first subjected to an F-test (the two groups were statistically equal). It was tested for having variance) and then a t-test (testing if the two groups were statistically different). First, the F-test was applied to the score (relative ratio) of the pedal pattern 1 or 2 using each bFaaaP and the score of the pedal pattern 1 or 2 using the own foot. The results show that the null hypothesis is not rejected (p>0.05), so statistical equivariance between them can be assumed. After that, a two-tailed t-test assuming equal variance was performed. The results are shown in Table 4.

Figure 2020519974
Figure 2020519974

表4は、各bFaaaPと自身の足の間のスコアに統計学的に有意な差がなかった(p>0.05)を示し、このことは、各bFaaaPが自身の足を使用することによって得られたと実質的に同じ効果を奏することができることを示唆する。 Table 4 shows that there was no statistically significant difference in the score between each bFaaaP and its own paw (p>0.05), which means that each bFaaaP uses its own paw. It is suggested that the same effect as obtained can be obtained.

ピアノ経験は重要であったか?
本試験では、異なる被験者は異なるピアノ経験を有していた。各被験者のピアノ経験がスコアに影響を与えたかどうかを確認するために、5年以上のピアノ経験を有する被験者(グループI)のスコアを5年未満のピアノ経験を有するもの(グループII)と比較した。まず、グループIのスコアとグループIIのスコアをF検定に掛けた。結果は、帰無仮説は棄却されない(p>0.05)ことを示すので、両者間の統計学的な等分散が仮定され得る。その後、等分散を仮定した両側t検定を実施した。表5に結果を示す。
Was the piano experience important?
In this study, different subjects had different piano experiences. Compare the scores of subjects with more than 5 years of piano experience (Group I) with those with less than 5 years of piano experience (Group II) to see if each subject's piano experience affected the score. did. First, the F-test was applied to the scores of Group I and Group II. The results show that the null hypothesis is not rejected (p>0.05), so statistical equivariance between them can be assumed. After that, a two-tailed t-test assuming equal variance was performed. The results are shown in Table 5.

Figure 2020519974
Figure 2020519974

表5は、グループIとグループIIの間のスコアに統計学的に有意な差がないこと(p>0.05)を示し、このことは、ピアノ経験が少なくとも本APEE試験では統計学的に重要でなかったことを示唆する。 Table 5 shows that there is no statistically significant difference in scores between Group I and Group II (p>0.05), which indicates that the piano experience is statistically at least for the APEE test. Suggest that it was not important.

クラス間の違い
被験者クラス間に差があったか否かを検討するために、一元配置ANOVA(分散分析)を実施した。表6に結果を示す。
Differences Between Classes One-way ANOVA (ANOVA) was performed to examine whether there was a difference between subject classes. The results are shown in Table 6.

Figure 2020519974
Figure 2020519974

表6は、両方のペダルパターン1と2に対してクラスI、II、およびIII間で統計学的に有意な差がなかったことを示し(つまり、両方のp値が0.05より大きかったので、帰無仮説は棄却されなかった)、このことは、各bFaaaPを使用することによって奏された、ペダル伸長効果はクラス間で統計学的有意差がなかったことを示唆する。 Table 6 shows that there was no statistically significant difference between Class I, II, and III for both pedal patterns 1 and 2 (ie, both p-values were greater than 0.05). Therefore, the null hypothesis was not rejected), which suggests that the pedal extension effect exerted by using each bFaaaP was not statistically significant between classes.

ピアノ間の違い
使用したピアノ間に差があったか否かを検討するために、一元配置ANOVA(分散分析)を実施した。表7に結果を示す。
Differences Between Pianos To examine whether there was a difference between the pianos used, a one-way ANOVA (ANOVA) was performed. The results are shown in Table 7.

Figure 2020519974
Figure 2020519974

表7は、両方のペダルパターン1と2に対してピアノ間で統計学的に有意な差があったことを示し(p値の一つは0.01未満であり、および、他のp値は0.05未満であったので、帰無仮説は棄却された)、このことは、各bFaaaPを使用することによって奏された、ペダル伸長効果はピアノ間で統計学的有意差があったことを示唆する。 Table 7 shows that there was a statistically significant difference between the pianos for both pedal patterns 1 and 2 (one of the p values was less than 0.01 and the other p values Was less than 0.05, so the null hypothesis was rejected), which was demonstrated by using each bFaaaP, where the pedal extension effect was statistically significant between pianos. Suggest.

アンケート
全ての被験者に図24の用紙に記入するように依頼した。表8に結果を示す。得票数を感想に関する各評価項目の下に示した。
Questionnaire All subjects were asked to fill out the form in FIG. The results are shown in Table 8. The number of votes obtained is shown below each evaluation item regarding impressions.

Figure 2020519974
Figure 2020519974

比較的多数の試験被験者がbFaaaP体験を楽しみ、装置のネーミングを良いと考えた。また、半数よりも多くの被験者がbFaaaPは使いやすくて、外見も良いと考えた。 A relatively large number of test subjects enjoyed the bFaaaP experience and thought the device naming was good. Further, more than half of the subjects considered that bFaaaP was easy to use and looked good.

試験被験者のコメント
試験被験者のコメントのいくつかは以下のようなものである。
(1)眼鏡装着型センサーはコンパクトで良い。
(2)アクチュエータのノイズがあるが、そのノイズはユーザーにペダルON/OFFタイミングを知らせる可能性がある。
(3)ペダルを放す操作はペダルを踏み込む操作より難しい。
(4)アクチュエータは思ったよりも自然に頭部動作に従う。
(5)頭部の水平方向の動きを使用するのも一つのオプションである。
(6)練習すればするほど装置をもっと容易に使用することができると思う。
Comments from the test subject Some of the comments from the test subject are as follows.
(1) The eyeglass-mounted sensor may be compact.
(2) There is noise in the actuator, but the noise may inform the user of the pedal ON/OFF timing.
(3) The operation of releasing the pedal is more difficult than the operation of depressing the pedal.
(4) The actuator follows head movements more naturally than expected.
(5) Using the horizontal movement of the head is also an option.
(6) I think that the more you practice, the easier you can use the device.

考察
表3で証明されるように、bFaaaPは音を伸ばすのに効果的であることが実証された。また、各bFaaaPを使用して演奏された異なるペダルパターンがそれに応じて統計学的に異なるスコアを生じさせた(すなわち、ペダルパターン1対ペダルパターン2(p=0.00023))。このことは各bFaaaPにより実行されるペダル制御が精密なことを示唆している。さらに、各bFaaaPを使用して得られたスコアは自身の足を使用して得られたスコアと統計学的に有意に異ならなかった(すなわち、それぞれのp値は0.33および0.43(>0.05))。このことは、各bFaaaPと自身の足の間でのペダル制御が同等であることを示唆している(表4を参照されたい)。しかしながら、各TVAは被験者によって異なる。何故なら、被験者は好みのピアノキータッチを有していたからだ。また、bFaaaPをどれだけ練習したかがスコアに影響を与えたのかもしれない。
Discussion As evidenced in Table 3, bFaaaP has been demonstrated to be effective in extending tone. Also, different pedal patterns played using each bFaaaP produced statistically different scores accordingly (ie, pedal pattern 1 vs. pedal pattern 2 (p=0.00023)). This suggests that the pedal control performed by each bFaaaP is precise. Moreover, the scores obtained using each bFaaaP were not statistically significantly different from the scores obtained using their own paw (ie, their p-values were 0.33 and 0.43( >0.05)). This suggests that pedal control between each bFaaaP and its foot is equivalent (see Table 4). However, each TVA varies from subject to subject. Because the subject had a favorite piano key touch. Also, how much you practiced bFaaaP may have influenced your score.

ユーザーが選択したオフセット角度値は3から19度の範囲にあったが、5または10度が多くのユーザーによって好まれていた(表1と2を参照されたい)。また、ユーザーが選択した倍率は8〜50の範囲にあったが、bFaaaP4が使用された場合、10〜50の範囲がユーザーによって選択された。また、20〜40の範囲が多くのユーザーによって好まれた。つまり、多くの場合では、ユーザーは5〜10度をオフセット角度として選択し、そのオフセット角度からさらに2.5度から5または10度を使用して最大限ペダルを踏み込んだ。 User-selected offset angle values ranged from 3 to 19 degrees, with 5 or 10 degrees being preferred by many users (see Tables 1 and 2). Also, the magnification selected by the user was in the range of 8 to 50, but when bFaaaP4 was used, the range of 10 to 50 was selected by the user. Also, the range of 20-40 was preferred by many users. That is, in many cases, the user selected 5 to 10 degrees as the offset angle, and then used a further 2.5 to 5 or 10 degrees from that offset angle to fully pedal.

被験者番号14のケースでは、彼女は部分的な足の障害があり気管切開していたが、オフセット値として5または3、倍率として40または50(最大)をそれぞれ選択した。この理由は、彼女の頭部動作は気管切開のため制限されていたからだ。オスセット値が小さいほど且つ倍率が大きいほど、彼女にとっては良い。上記した両方の値を設定することによって、彼女はbFaaaPをうまく使って上記音符を演奏し、これはテスト番号42のペダルパターン2のケースで実証された。 In the case of subject number 14, she had a tracheotomy with a partial foot injury, but chose an offset value of 5 or 3 and a magnification of 40 or 50 (maximum), respectively. The reason for this is that her head movements were restricted due to tracheostomy. The lower the Osset value and the higher the magnification, the better for her. By setting both values above, she successfully played the note using bFaaaP, which was demonstrated in the case of pedal pattern 2 of test number 42.

ここで、ペダルの精密な制御を提供するためには、倍率が小さい方が良い。その理由はペダルの駆動幅が頭部傾き角度の範囲がより大きくなることによって制御可能であるからだ。しかしながら、より迅速なペダル動作がより大きな倍率を使用することによって実現可能である。また、オフセット値は被験者に依存して違っている。その理由は異なる被験者は自身の好みに合わせて異なるオフセット値を有するからだ。つまり、自身の頭部を激しく動かしたいものもいれば、自身の頭部をわずかに動かしたいものもいる。本bFaaaPは、それらオフセット値と倍率を選択することによってどちらのやり方でもペダル操作を可能とする。bFaaaPの効果はオフセット値と倍率によって奏される相加効果として見なされるのではなく、上記に実証されたようにオフセット値と倍率の組み合わせによって奏される相乗的効果である。 Here, a lower magnification is preferred to provide precise control of the pedal. The reason is that the drive width of the pedal can be controlled by increasing the range of the head tilt angle. However, faster pedaling is achievable by using a larger magnification. Also, the offset value differs depending on the subject. The reason is that different subjects have different offset values according to their own preference. That is, some want their heads to move violently, while others want their heads to move slightly. This bFaaaP enables pedal operation in either way by selecting those offset values and magnifications. The effect of bFaaaP is not regarded as an additive effect exerted by the offset value and the magnification, but is a synergistic effect exerted by the combination of the offset value and the magnification as demonstrated above.

本APEE試験では、グループI(5年以上のピアノ経験を有する被験者)とグループII(5年未満のピアノ経験を有する被験者)の間でスコアに統計学的に有意な差が無かった(すなわち、各p値は0.05より大きかった)(表5を参照されたい)。同様に、被験者クラス(すなわち、クラスI:成人(自身の足でペダルを踏み込むことができる者);クラスII:子供達;およびクラスIII;チャレンジド)の間でスコアに統計学的に有意な差がなかった(すなわち、各p値は0.05よりも大きかった)(表6を参照されたい)。このことが示すのは、bFaaaPはピアノ経験によらず、および、子供達やチャレンジドを含む様々な人々の間で使用可能であることである。しかしながら、これらクラスの間でのペダルパターン1に関する一元配置ANOVAにより得られたp値は0.068であったので、このことはこれらクラス間での潜在的な差を示唆する。 In this APEE study, there was no statistically significant difference in scores between Group I (subjects with more than 5 years of piano experience) and Group II (subjects with less than 5 years of piano experience) (ie, Each p-value was greater than 0.05) (see Table 5). Similarly, scores were statistically significant between subject classes (ie, Class I: adults (those who can pedal with their feet); Class II: children; and Class III; challenged). There was no difference (ie, each p-value was greater than 0.05) (see Table 6). This indicates that bFaaaP can be used regardless of piano experience and among a variety of people, including children and challenged. However, the p-value obtained by one-way ANOVA for pedal pattern 1 between these classes was 0.068, which suggests a potential difference between these classes.

一方、表7は、使用したピアノ間でスコアに統計学的に有意な差があったことを示す。この一元配置ANOVAでは、ペダルパターン1に関するp値は0.0012(<0.01)であり、ペダルパターン2に関するp値は0.032(<0.05)であった。各スコア平均を比較すると、K132とGP1はほぼ同じ値を示していた。従って、その差はUXによる可能性がある。何がその差を生じさせたのかは不明である。一つの要因は各ピアノの構造とダンパー機構であるかもしれない。別の要因は調律である可能性がある。K132とGP1のピアノの調律は定期的に行われていたが、UXの調律は8年よりも長く実施されていなかった。 On the other hand, Table 7 shows that there was a statistically significant difference in score between the pianos used. In this one-way ANOVA, the p-value for pedal pattern 1 was 0.0012 (<0.01) and the p-value for pedal pattern 2 was 0.032 (<0.05). Comparing the average scores, K132 and GP1 showed almost the same value. Therefore, the difference may be due to UX. It's unclear what made the difference. One factor may be the structure of each piano and the damper mechanism. Another factor may be tuning. The K132 and GP1 pianos were tuned regularly, but the UX wasn't tuned for longer than eight years.

総合すると、bFaaaPは自身の足を代替するものとして多様なユーザーに使用可能であり、そして、ユーザーの好みに合わせてペダルを精密に制御することを可能とする。本検出器と本制御器(処理器)の考えや概念はペダルを有するかまたはペダルを有しない任意の電子機器さえにも、特に、電子ピアノやゲーム機用コントローラーに適用可能である。 Taken together, bFaaaP can be used by a wide variety of users as an alternative to their own foot, and allows precise control of the pedal to their tastes. The idea and concept of the present detector and the present controller (processor) can be applied to any electronic device with or without a pedal, in particular to a controller for an electronic piano or a game console.

実施例7
ペダルの遊びの測定
本明細書中で使用した各上記ピアノのペダルの遊びをデジタルノギス(シンワ測定株式会社製)で測定した。ペダルを踏み込むことによって音が伸び始める地点を手作業で決定した。初期ペダル位置から上記地点までの距離を測定して、mm単位で表示されるペダルの遊びとして設定した。表9に結果を示す。
Example 7
Measurement of Pedal Play The pedal play of each of the pianos used in the present specification was measured with a digital caliper (manufactured by Shinwa Measuring Co., Ltd.). I manually set the point where the sound starts to grow when I depress the pedal. The distance from the initial pedal position to the above point was measured and set as the pedal play displayed in mm. The results are shown in Table 9.

Figure 2020519974
Figure 2020519974

結果は、本明細書中で使用された3種類のピアノが異なるペダルの遊びの値を有していたことである。従って、各ピアノに合わせて各bFaaaPを調整および初期化することが必要である。 The result is that the three types of pianos used herein had different pedal play values. Therefore, it is necessary to adjust and initialize each bFaaaP according to each piano.

実施例8
反力の測定
本明細書中で使用した各上記ピアノのペダルの反力を手作業で測定した。その測定のために、メカニカルフォースゲージNK−100(プッシュプルゲージ;Hanchen JP製)を製造者のマニュアルに従って使用した。上記ペダルの遊び地点までペダルが踏み込まれた際のペダル力とペダルが最大限踏み込まれた際のペダル力を測定した。表10に結果を示す。
Example 8
Measurement of Reaction Force The reaction force of the pedal of each of the above pianos used in this specification was measured manually. For the measurement, a mechanical force gauge NK-100 (push pull gauge; manufactured by Hanchen JP) was used according to the manufacturer's manual. The pedal force when the pedal was depressed to the play point of the pedal and the pedal force when the pedal was fully depressed were measured. The results are shown in Table 10.

Figure 2020519974
Figure 2020519974

表10は、その反力がピアノごとに違っていたことを示す。この違いはダンパー機構の構造によるものである可能性がある。しかしながら、最大値は8.0kgであった。従って、十分な重り(本筐体内に設置されるもの)は、8〜10kg以上である場合がある。 Table 10 shows that the reaction force was different for each piano. This difference may be due to the structure of the damper mechanism. However, the maximum value was 8.0 kg. Therefore, a sufficient weight (which is installed in the main body) may be 8 to 10 kg or more.

実施例9
ピアノ演奏中の頭部傾き角度の測定
ルートヴィヒ・ヴァン・ベートーヴェンが作曲したピアノソナタ第8番ハ短調作品13(ソナタ悲愴)の第二楽章をクラスIII被験者番号15が2018年9月19日に演奏した。そのピアノ演奏を、上記bFaaaP制御器プログラムによって以下のように解析した。(1)ピアノ演奏中の頭部傾き角度をbFaaaP4によって検出し;(2)その傾き角度を経時的にUSBポートを介してPCに出力し;(3)得られたデータを統計学的に分析した。表11と図26に結果を示す。
Example 9
Measuring head tilt angle during piano performance Ludwig van Beethoven composed the second movement of Piano Sonata No. 8 in C Minor, Op. 13 (Sonata Tragedy), Class III Subject No. 15 played on September 19, 2018 did. The piano performance was analyzed by the bFaaaP controller program as follows. (1) The head tilt angle during piano performance is detected by bFaaaP4; (2) The tilt angle is output to a PC via the USB port over time; (3) The obtained data is statistically analyzed. did. The results are shown in Table 11 and FIG.

Figure 2020519974
Figure 2020519974

結果
傾き角度の最大値は19.13度で、傾き角度の最小値は−15.02であった。表11と図26のヒストグラム分析が実証したのは、2.5度以下の傾き角度範囲が記録された全ての検出イベントの61%を占め;5.0度以下の傾き角度範囲が86%を占め;7.5度以下の傾き角度範囲が95%を占め;および、10.0度以下の傾き角度範囲が99%を占めたことである。従って、自発的な頭部動作の観点からは、頭部傾き角度オフセット範囲は、好ましくは2.5度(3度)以下、より好ましくは5.0度以下、さらに好ましくは7.5度以下、および、さらに好ましくは10.0度以下に設定される。
As a result, the maximum tilt angle was 19.13 degrees and the minimum tilt angle was -15.02. The histogram analysis in Table 11 and FIG. 26 demonstrated that a tilt angle range of 2.5 degrees or less accounted for 61% of all detected events; a tilt angle range of 5.0 degrees or less accounted for 86%. The tilt angle range of 7.5 degrees or less occupies 95%; and the tilt angle range of 10.0 degrees or less occupies 99%. Therefore, from the viewpoint of voluntary head movement, the head tilt angle offset range is preferably 2.5 degrees (3 degrees) or less, more preferably 5.0 degrees or less, and further preferably 7.5 degrees or less. , And more preferably 10.0 degrees or less.

全ての図面は、大滝建築事務所(https://anity.ootaki.info/)(アニティデザインとも称する;https://scrapbox.io/ootaki/)が設計および作成した。本明細書中に引用したプログラムは全てbFaaaPウエブサイト(本特許出願の出願後に開設する予定のもの)で見ることができる予定である。 All drawings were designed and created by Otaki Architecture Office (https://anity.ootaki.info/) (also known as Anity Design; https://scrapbox.io/ootaki/). All programs cited herein will be available on the bFaaaP website (which will be opened after filing this patent application).

上記実施形態と実施例は本発明の例に過ぎない。従って、それらは、本発明の技術的範囲が制限されるようには解釈されるべきではない。何故なら、本発明は各種実施形態においてさえも、本発明の精神と主要な特徴から逸脱すること無しに、実施可能であるからである。 The above embodiments and examples are merely examples of the present invention. Therefore, they should not be construed as limiting the scope of the invention. This is because the present invention can be implemented in various embodiments without departing from the spirit and main features of the present invention.

本発明は、ペダルを有する任意の装置および楽器(例、ピアノ)に適用可能である。また、本発明は任意の電子機器(例、電子ピアノ、ゲーム機用コントローラー)にも適用可能であり、そして、足に障害を持つチャレンジドや子供達を含むほぼ誰によってもユニバーサルに使用可能である。 The present invention is applicable to any device having a pedal and any musical instrument (eg, piano). Further, the present invention can be applied to any electronic device (eg, electronic piano, controller for game console), and can be universally used by almost anyone including challenged children and children with foot disorders. is there.

100 筐体
200 防音室
210 吸音材
250 穴
300 第一重り室
310 ボルト
350 第二重り室
360 ボルト
500 床板部材
510 防音室底板部材
520 第一水平板部材
530 第二水平板部材
540 天板部材
550 第一側板部材
560 第二側板部材
570 第三側板部材
580 背面板部材
590 正面板部材
592b1〜b2 内側ゴム栓
592a1〜a2 外側ゴム栓
594b1〜b2 内側ゴム栓
594a1〜a2 外側ゴム栓
595 栓ボルト
600 アクチュエータ(モーター)
610 本体部分
615 アクチュエータ装着板
620 足部分
630 間隔板部材
700a1〜n 重り
750b1〜n 重り
800 アクチュエータ制御器室
810 初期化装置(ペダルの遊びオフセット値用と作動域値用の調節器)
820 アクチュエータ制御器
830 ドライバーユニット(ドライバーと電源)
900 振動防止シート
1000 検出器(センサー)
1010 ケース
1020 スリットまたは溝
1050 センサーモジュール(MPU9250)
1100 眼鏡のサイドフレーム
1200 検出器側制御器
1210 オフセット範囲値用の調節器
1220 倍率用の調節器
1230 オン/オフスイッチ
100 Housing 200 Soundproof Chamber 210 Sound Absorbing Material 250 Hole 300 First Weight Chamber 310 Bolt 350 Second Duplex Chamber 360 Bolt 500 Floor Plate Member 510 Soundproof Chamber Bottom Plate Member 520 First Horizontal Plate Member 530 Second Horizontal Plate Member 540 Top Plate Member 550 First side plate member 560 Second side plate member 570 Third side plate member 580 Rear plate member 590 Front plate member 592b1-b2 Inner rubber plug 592a1-a2 Outer rubber plug 594b1-b2 Inner rubber plug 594a1-a2 Outer rubber plug 595 Plug bolt 600 Actuator (motor)
610 body part 615 actuator mounting plate 620 foot part 630 spacing plate member 700a1 to n weights 750b1 to n weights 800 actuator controller room 810 initialization device (adjuster for pedal play offset value and working range value)
820 Actuator controller 830 Driver unit (driver and power supply)
900 Anti-vibration sheet 1000 Detector
1010 Case 1020 Slit or Groove 1050 Sensor Module (MPU9250)
1100 Side Frames of Eyeglasses 1200 Detector-side Controller 1210 Adjuster for Offset Range Value 1220 Adjuster for Magnification 1230 On/Off Switch

Claims (39)

補助ペダルシステムであって、
ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する検出器と、
前記検出シグナルを処理してアクチュエータ制御シグナルを生成する処理器と、
前記アクチュエータ制御シグナルに従ってペダルを制御するアクチュエータと、を含み、
前記動きが頭部動作に関与し、
前記頭部動作が、前記アクチュエータが駆動しないオフセット範囲を有し、および
前記アクチュエータ制御シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、補助ペダルシステム。
An auxiliary pedal system,
A detector that detects the user's movement and produces a detection signal;
A processor for processing the detection signal to generate an actuator control signal,
An actuator for controlling a pedal according to the actuator control signal,
The movement is involved in head movements,
An auxiliary pedal system, wherein the head movement has an offset range in which the actuator is not driven, and the actuator control signal is changeable according to the user's preference.
前記検出器が眼鏡に装着される、請求項1に記載の補助ペダルシステム。 The auxiliary pedal system of claim 1, wherein the detector is mounted on eyeglasses. 前記検出器が前記眼鏡のサイドフレームに装着され、および、前記検出器のケースが前記サイドフレームに嵌合する溝またはスリットを有する、請求項2に記載の補助ペダルシステム。 The auxiliary pedal system according to claim 2, wherein the detector is mounted on a side frame of the spectacles, and a case of the detector has a groove or a slit that fits into the side frame. 前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し、
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が10度以下である、請求項1に記載の補助ペダルシステム。
The head motion is involved in the head tilt angle,
The auxiliary pedal system according to claim 1, wherein the offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 10 degrees or less.
前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し、
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が7.5度以下である、請求項1に記載の補助ペダルシステム。
The head motion is involved in the head tilt angle,
The auxiliary pedal system according to claim 1, wherein the offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 7.5 degrees or less.
前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し、
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が5度以下である、請求項1に記載の補助ペダルシステム。
The head motion is involved in the head tilt angle,
The auxiliary pedal system according to claim 1, wherein the offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 5 degrees or less.
前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し、
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が3度以下である、請求項1に記載の補助ペダルシステム。
The head motion is involved in the head tilt angle,
The auxiliary pedal system according to claim 1, wherein the offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 3 degrees or less.
前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し、
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が10度以下である、請求項2に記載の補助ペダルシステム。
The head motion is involved in the head tilt angle,
The auxiliary pedal system according to claim 2, wherein the offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 10 degrees or less.
前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し、
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が7.5度以下である、請求項2に記載の補助ペダルシステム。
The head motion is involved in the head tilt angle,
The auxiliary pedal system according to claim 2, wherein the offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 7.5 degrees or less.
前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し、
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が5度以下である、請求項2に記載の補助ペダルシステム。
The head motion is involved in the head tilt angle,
The auxiliary pedal system according to claim 2, wherein the offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 5 degrees or less.
前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し、
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が3度以下である、請求項2に記載の補助ペダルシステム。
The head motion is involved in the head tilt angle,
The auxiliary pedal system according to claim 2, wherein the offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 3 degrees or less.
前記アクチュエータ制御シグナルは、前記頭部傾き角度から前記オフセット範囲の前記上限を差し引いて得られる値を倍率で掛け算することによって変更可能であり;および、
前記倍率は前記ユーザーによって選択されて10から50までであるので、前記オフセット範囲の前記上限から2から10度の頭部傾き角度を使用して前記アクチュエータによって前記ペダルを最大限踏み込む、請求項4に記載の補助ペダルシステム。
The actuator control signal is modifiable by multiplying a value obtained by subtracting the upper bound of the offset range from the head tilt angle by a scaling factor; and
5. The head is maximally depressed by the actuator using a head tilt angle of 2 to 10 degrees from the upper limit of the offset range, since the scaling factor is 10 to 50 selected by the user. Auxiliary pedal system described in.
前記アクチュエータ制御シグナルは、前記頭部傾き角度から前記オフセット範囲の前記上限を差し引いて得られる値を倍率で掛け算することによって変更可能であり;および、
前記倍率は前記ユーザーによって選択されて10から50までであるので、前記オフセット範囲の前記上限から2から10度の頭部傾き角度を使用して前記アクチュエータによって前記ペダルを最大限踏み込む、請求項7に記載の補助ペダルシステム。
The actuator control signal is modifiable by multiplying a value obtained by subtracting the upper bound of the offset range from the head tilt angle by a scaling factor; and
8. The pedal is maximally depressed by the actuator using a head tilt angle of 2 to 10 degrees from the upper limit of the offset range, since the magnification is 10 to 50 selected by the user. Auxiliary pedal system described in.
前記アクチュエータ制御シグナルは、前記頭部傾き角度から前記オフセット範囲の前記上限を差し引いて得られる値を倍率で掛け算することによって変更可能であり;および、
前記倍率は前記ユーザーによって選択されて10から50までであるので、前記オフセット範囲の前記上限から2から10度の頭部傾き角度を使用して前記アクチュエータによって前記ペダルを最大限踏み込む、請求項8に記載の補助ペダルシステム。
The actuator control signal is modifiable by multiplying a value obtained by subtracting the upper bound of the offset range from the head tilt angle by a scaling factor; and
9. The head is fully depressed by the actuator using a head tilt angle of 2 to 10 degrees from the upper limit of the offset range, since the scaling factor is 10 to 50 selected by the user. Auxiliary pedal system described in.
前記アクチュエータ制御シグナルは、前記頭部傾き角度から前記オフセット範囲の前記上限を差し引いて得られる値を倍率で掛け算することによって変更可能であり;および、
前記倍率は前記ユーザーによって選択されて10から50までであるので、前記オフセット範囲の前記上限から2から10度の頭部傾き角度を使用して前記アクチュエータによって前記ペダルを最大限踏み込む、請求項11に記載の補助ペダルシステム。
The actuator control signal is modifiable by multiplying a value obtained by subtracting the upper bound of the offset range from the head tilt angle by a scaling factor; and
12. The pedal is maximally depressed by the actuator using a head tilt angle of 2 to 10 degrees from the upper limit of the offset range since the magnification is 10 to 50 selected by the user. Auxiliary pedal system described in.
前記ペダルがピアノペダルである、請求項12に記載の補助ペダルシステム。 The auxiliary pedal system according to claim 12, wherein the pedal is a piano pedal. 前記ペダルがピアノペダルである、請求項13に記載の補助ペダルシステム。 14. The auxiliary pedal system according to claim 13, wherein the pedal is a piano pedal. 前記ペダルがピアノペダルである、請求項14に記載の補助ペダルシステム。 15. The auxiliary pedal system of claim 14, wherein the pedal is a piano pedal. 前記ペダルがピアノペダルである、請求項15に記載の補助ペダルシステム。 16. The auxiliary pedal system according to claim 15, wherein the pedal is a piano pedal. 前記ペダルが前記アクチュエータ制御シグナルに応答して遅延なく移動するように、ペダルの遊びをオフセットする、請求項16に記載の補助ペダルシステム。 18. The auxiliary pedal system of claim 16, wherein the pedal play is offset so that the pedal moves in response to the actuator control signal without delay. 前記ペダルが前記アクチュエータ制御シグナルに応答して遅延なく移動するように、ペダルの遊びをオフセットする、請求項17に記載の補助ペダルシステム。 18. The auxiliary pedal system of claim 17, wherein the pedal play is offset so that the pedal moves in response to the actuator control signal without delay. 前記ペダルが前記アクチュエータ制御シグナルに応答して遅延なく移動するように、ペダルの遊びをオフセットする、請求項18に記載の補助ペダルシステム。 19. The auxiliary pedal system of claim 18, wherein the pedal play is offset so that the pedal moves in response to the actuator control signal without delay. 前記ペダルが前記アクチュエータ制御シグナルに応答して遅延なく移動するように、ペダルの遊びをオフセットする、請求項19に記載の補助ペダルシステム。 20. The auxiliary pedal system of claim 19, wherein the pedal play is offset so that the pedal moves in response to the actuator control signal without delay. 前記補助ペダルシステムが、
前記アクチュエータと着脱可能な重りを有する携帯可能な筐体をさらに含み、
前記着脱可能な重りは前記筐体が動かないように前記アクチュエータの反力に抵抗し、および
前記筐体は前記アクチュエータを含む防音室を有する、請求項20に記載の補助ペダルシステム。
The auxiliary pedal system,
Further comprising a portable housing having a weight detachable from the actuator,
21. The auxiliary pedal system of claim 20, wherein the removable weight resists a reaction force of the actuator so that the housing does not move, and the housing has a soundproof chamber containing the actuator.
前記補助ペダルシステムが、
前記アクチュエータと着脱可能な重りを有する携帯可能な筐体をさらに含み、
前記着脱可能な重りは前記筐体が動かないように前記アクチュエータの反力に抵抗し、および
前記筐体は前記アクチュエータを含む防音室を有する、請求項21に記載の補助ペダルシステム。
The auxiliary pedal system,
Further comprising a portable housing having a weight detachable from the actuator,
22. The auxiliary pedal system of claim 21, wherein the removable weight resists a reaction force of the actuator so that the housing does not move, and the housing has a soundproof chamber containing the actuator.
前記補助ペダルシステムが、
前記アクチュエータと着脱可能な重りを有する携帯可能な筐体をさらに含み、
前記着脱可能な重りは前記筐体が動かないように前記アクチュエータの反力に抵抗し、および
前記筐体は前記アクチュエータを含む防音室を有する、請求項22に記載の補助ペダルシステム。
The auxiliary pedal system,
Further comprising a portable housing having a weight detachable from the actuator,
23. The auxiliary pedal system of claim 22, wherein the removable weight resists a reaction force of the actuator so that the housing does not move, and the housing has a soundproof chamber containing the actuator.
前記補助ペダルシステムが、
前記アクチュエータと着脱可能な重りを有する携帯可能な筐体をさらに含み、
前記着脱可能な重りは前記筐体が動かないように前記アクチュエータの反力に抵抗し、および
前記筐体は前記アクチュエータを含む防音室を有する、請求項23に記載の補助ペダルシステム。
The auxiliary pedal system,
Further comprising a portable housing having a weight detachable from the actuator,
24. The auxiliary pedal system of claim 23, wherein the removable weight resists the reaction force of the actuator so that the housing does not move, and the housing has a soundproof chamber that includes the actuator.
ペダル操作方法であって、
ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する工程と、
前記検出シグナルを処理してアクチュエータ制御シグナルを生成する工程と、
前記アクチュエータ制御シグナルに従ってペダルを制御する工程と、を含み、
前記動きが頭部動作に関与し、
前記頭部動作が、前記アクチュエータが駆動しないオフセット範囲を有し、および
前記アクチュエータ制御シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、ペダル操作方法。
A pedal operation method,
Detecting the user's movement and generating a detection signal,
Processing the detection signal to generate an actuator control signal,
Controlling the pedal in accordance with the actuator control signal,
The movement is involved in head movements,
The pedal operating method, wherein the head movement has an offset range in which the actuator is not driven, and the actuator control signal is changeable according to the user's preference.
補助ペダルシステムであって、
ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する検出器と、
前記検出シグナルを処理して、ペダル媒介指令シグナルを代替する電子機器制御指令シグナルを生成および伝達する制御器と、を含み、
前記動きが頭部動作に関与し、
前記頭部動作が、前記電子機器が前記頭部動作に応答しないオフセット範囲を有し、および
前記電子機器制御指令シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、補助ペダルシステム。
An auxiliary pedal system,
A detector that detects the user's movement and produces a detection signal;
A controller for processing the detection signal to generate and transmit an electronic device control command signal that replaces the pedal mediated command signal;
The movement is involved in head movements,
An auxiliary pedal system, wherein the head movement has an offset range in which the electronic device does not respond to the head movement, and the electronic device control command signal is changeable according to the user's preference.
前記検出器が眼鏡に装着され、および、前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し;
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が10度以下であり;
前記電子機器制御指令シグナルは、前記頭部傾き角度から前記オフセット範囲の前記上限を差し引いて得られる値を倍率で掛け算することによって変更され;ならびに、
前記倍率は前記ユーザーによって選択されて10から50までであるので、前記オフセット範囲の前記上限から2から10度の頭部傾き角度を使用して前記電子機器を最大限操作する、請求項29に記載の補助ペダルシステム。
The detector is worn on spectacles and the head movement contributes to the head tilt angle;
The offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 10 degrees or less;
The electronic device control command signal is modified by multiplying a value obtained by subtracting the upper limit of the offset range from the head tilt angle by a scaling factor; and
30. The electronic device is maximally operated using a head tilt angle of 2 to 10 degrees from the upper limit of the offset range, since the magnification is 10 to 50 selected by the user. Auxiliary pedal system described.
前記検出器が眼鏡に装着され、および、前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し;
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が3度以下であり;
前記電子機器制御指令シグナルは、前記頭部傾き角度から前記オフセット範囲の前記上限を差し引いて得られる値を倍率で掛け算することによって変更され;ならびに、
前記倍率は前記ユーザーによって選択されて10から50までであるので、前記オフセット範囲の前記上限から2から10度の頭部傾き角度を使用して前記電子機器を最大限操作する、請求項29に記載の補助ペダルシステム。
The detector is worn on spectacles and the head movement contributes to the head tilt angle;
The offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 3 degrees or less;
The electronic device control command signal is modified by multiplying a value obtained by subtracting the upper limit of the offset range from the head tilt angle by a scaling factor; and
30. The electronic device is maximally operated using a head tilt angle of 2 to 10 degrees from the upper limit of the offset range, since the magnification is 10 to 50 selected by the user. Auxiliary pedal system described.
前記電子機器が電子ピアノである、請求項30に記載の補助ペダルシステム。 31. The auxiliary pedal system according to claim 30, wherein the electronic device is an electronic piano. 前記電子機器が電子ピアノである、請求項31に記載の補助ペダルシステム。 32. The auxiliary pedal system according to claim 31, wherein the electronic device is an electronic piano. 電子機器操作方法であって、
ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する工程と、
前記検出シグナルを処理して、ペダル媒介指令シグナルを代替する電子機器制御指令シグナルを生成および伝達する工程と、を含み、
前記動きが頭部動作に関与し、
前記頭部動作が、前記電子機器が前記頭部動作に応答しないオフセット範囲を有し、および
前記電子機器制御指令シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、電子機器操作方法。
A method for operating an electronic device,
Detecting the user's movement and generating a detection signal,
Processing the detection signal to generate and communicate an electronic device control command signal that replaces the pedal mediated command signal.
The movement is involved in head movements,
An electronic device operating method, wherein the head motion has an offset range in which the electronic device does not respond to the head motion, and the electronic device control command signal can be changed according to the preference of the user.
デバイスコントローラーであって、
ユーザーの動きを検出して検出シグナルを生成する検出器と、
前記検出シグナルを処理して、デバイス制御指令シグナルを生成および伝達する制御器と、を含み、
前記動きが頭部動作に関与し、
前記頭部動作が、前記デバイスが前記頭部動作に応答しないオフセット範囲を有し、および、
前記デバイス制御指令シグナルが前記ユーザーの好みに従って変更可能である、デバイスコントローラー。
A device controller,
A detector that detects the user's movement and produces a detection signal;
A controller for processing the detection signal to generate and communicate a device control command signal,
The movement is involved in head movements,
The head movement has an offset range in which the device does not respond to the head movement, and
A device controller, wherein the device control command signal is changeable according to the user's preference.
前記検出器が眼鏡に装着され、および、前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し;
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が10度以下であり;
前記デバイス制御指令シグナルは、前記頭部傾き角度から前記オフセット範囲の前記上限を差し引いて得られる値を倍率で掛け算することによって変更され;ならびに、
前記倍率は前記ユーザーによって選択されて10から50までであるので、前記オフセット範囲の前記上限から2から10度の頭部傾き角度を使用して前記デバイスを最大限操作する、請求項35に記載のデバイスコントローラー。
The detector is worn on spectacles and the head movement contributes to the head tilt angle;
The offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 10 degrees or less;
The device control command signal is modified by multiplying a value obtained by subtracting the upper limit of the offset range from the head tilt angle by a scaling factor; and
36. Since the scaling factor is 10 to 50 selected by the user, a head tilt angle of 2 to 10 degrees from the upper limit of the offset range is used to maximize operation of the device. Device controller.
前記検出器が眼鏡に装着され、および、前記頭部動作が頭部傾き角度に関与し;
前記頭部傾き角度の前記オフセット範囲が前記ユーザーによって規定され、および、前記オフセット範囲の上限が3度以下であり;
前記デバイス制御指令シグナルは、前記頭部傾き角度から前記オフセット範囲の前記上限を差し引いて得られる値を倍率で掛け算することによって変更され;ならびに、
前記倍率は前記ユーザーによって選択されて10から50までであるので、前記オフセット範囲の前記上限から2から10度の頭部傾き角度を使用して前記デバイスを最大限操作する、請求項35に記載のデバイスコントローラー。
The detector is worn on spectacles and the head movement contributes to the head tilt angle;
The offset range of the head tilt angle is defined by the user, and the upper limit of the offset range is 3 degrees or less;
The device control command signal is modified by multiplying a value obtained by subtracting the upper limit of the offset range from the head tilt angle by a scaling factor; and
36. Since the scaling factor is 10 to 50 selected by the user, a head tilt angle of 2 to 10 degrees from the upper limit of the offset range is used to maximize operation of the device. Device controller.
前記デバイスコントローラーがゲーム機用コントローラーである、請求項36に記載のデバイスコントローラー。 37. The device controller according to claim 36, wherein the device controller is a game machine controller. 前記デバイスコントローラーがゲーム機用コントローラーである、請求項37に記載のデバイスコントローラー。 38. The device controller according to claim 37, wherein the device controller is a controller for a game console.
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