JP3721997B2 - 演奏情報伝送システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子鍵盤楽器などの電子楽器を教習する音楽教室において、教師用の電子楽器から生徒用の複数の電子楽器に演奏情報を伝送するのに適した演奏情報伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＭＩＤＩ信号を無線で送受信し、各電子楽器間に演奏情報を送受するシステムが特許第３０３７８６６号として知られている。また、ＬＬ教室における通信方式において、赤外線を伝送媒体として使用するものが特開平６−２２２７０７号公報に開示されている。さらに、ＭＩＤＩ信号を無線で伝送し、楽器演奏人形を駆動する技術も特許２５２２１３２号として知られている。
【０００３】
ところで、電子鍵盤楽器を主とする音楽教室において、教師用の電子楽器から生徒用の複数の電子楽器に演奏情報を伝送できると、教師の演奏を生徒側の電子楽器で再生したり、生徒側の電子楽器で楽譜を表示したり、その他各種の教習形態を実現でき、教習に便利である。そこで、音楽教室においてもＭＩＤＩ信号等の演奏情報を伝送することが考えられる。特に、赤外線等の光を伝送媒体とすると、伝送線の配線も必要なく、また、送受信機の出力も少なくてよいという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、楽器は、基本的に人が演奏するもの（人が介在するもの）であり、それにともなって、非演奏状態と演奏状態とではその態様が異なり、信号の送受信がしにくくなることがある。例えば、電子鍵盤楽器を主とする音楽教室では、教師用電子鍵盤楽器（以後、「親機」ともいう。）の鍵盤蓋が開状態となり、親機の前に相対向する複数の生徒用電子鍵盤楽器（以後、「子機」ともいう。）の鍵盤蓋と、子機を演奏する生徒とが、その後ろに位置する子機への演奏情報伝達を妨げやすいという難点がある。したがって、単に無線の演奏情報伝達システムは、実際には製品として採用されにくいという欠点があった。
【０００５】
本発明は、音楽教室等において、電子楽器の非演奏状態と演奏情報とでその態様が変化したとしても、送信側から受信側の全楽器への演奏情報を確実に伝送できるようにすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の演奏情報伝送システムは、天井を有する室内に配設された複数の電子楽器で構成され、該複数の電子楽器間で演奏情報を光伝送する演奏情報伝送システムであって、前記複数の電子楽器では、送信側には送信機を、受信側には受信機を設けるとともに、演奏情報送信側電子楽器（親機）では、該電子楽器の上面部の前記天井と対向する露出面に光伝送信号を放射する光送信部を大略演奏情報受信側電子楽器（子機）に向く方向に配設し、演奏情報受信側電子楽器では、該電子楽器の上面部の前記天井と対向する露出面に光受信部を前記天井と対向するように設けるとともに開状態において前記光受信部に対向する斜面を形成して前記光伝送信号を反射する蓋部材を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１の演奏情報伝送システムによれば、演奏情報送信側電子楽器であるである親機に送信機が設けられ、演奏情報受信側電子楽器である複数の子機にそれぞれ受信機が設けられている。そして、親機の天板等の上面部の露出面に、子機側に大略向く方向に光送信部が配設され、子機の天板等の上面部の露出面には光受信部が天井と対向するように設けられるとともに開状態において前記光受信部に対向する斜面を形成して前記光伝送信号を反射する蓋部材を設けられている。
【０００８】
ここで、親機（受信側電子楽器）の「大略演奏情報受信側電子楽器側に向く方向に光伝送信号を放射する」とは、光伝送信号を子機側の１つの方向に指向性をもって放射されるものではなく、この１つの方向を中心にしてある程度広がりのある指向性をもって放射されるものである。これにより、子機側では、親機から直接子機側に向けて放射された光伝送信号を蓋部材で反射して受信することも可能であり、また、親機から天井に向けて放射されて該天井で反射した光伝送信号を受信することも可能である。
【０００９】
したがって、例えば親機と子機との間に人などが存在せず、また、前の子機の鍵盤蓋が閉状態であれば、直接子機側に放射される光伝送信号を子機で受信することができる。また、例えば親機と子機との間に人がが存在したり、前の子機の鍵盤蓋が開状態であっても、これらに妨害されずに、天井で反射した光伝送信号を子機で受信できる。すなわち、電子楽器の非演奏状態と演奏情報とでその態様が変化したとしても、親機から子機に対して演奏情報を確実に光伝送することができる。
【００１０】
親機の光送信部は、複数の発光素子（ＬＥＤ等）からなり、この複数の発光素子は、親機に対面して横並びとなる複数の子機に対応してその広がり方向に複数配設され、両端側の１または複数発光素子に対しては広がり方向に向けられて配設されたものでもよい。すなわち、この両端側の１または複数発光素子は前記１つの方向を略中心として両側に角度をもって配置するとよい。これにより、子機の横並び方向の広範囲をカバーでき、広範囲の子機に対して光伝送を確実に行うことができる。
【００１１】
子機の鍵盤蓋が光反射体で、この鍵盤蓋よりも親機側において天板等の上面部の露出面に光受信部を配設すると、この光受信部が天井と対向するようになっていても、鍵盤蓋を開状態にすると、この鍵盤蓋が光受信部の上部で親機側に傾斜して位置するので、親機からの光伝送信号がこの鍵盤蓋で光受信部側に反射され、この光受信部で光伝送信号を確実に受信することができる。すなわち、送信側からの直接光（天井で反射されない光）をカバーすることができる。
【００１２】
また、上記のように鍵盤蓋よりも親機側において天板等の上面部の露出面に光受信部を配設した場合、鍵盤蓋の手前側部分（閉状態で演奏者側となる部分）を透明（透過光処理）にし、この手前側部分よりも後側部分（鍵盤蓋の電子楽器本体への付け根側となる部分）を光反射体（反射光処理）としてもよい。このようにすると、鍵盤蓋を開状態にしたとき、天井で反射した光伝送信号は鍵盤蓋の手前側部分（光受信部の上方に位置している）を透過して光受信部で受信することができるとともに、直接光は鍵盤蓋の後側部分で反射して光受信部で受信することができる。鍵盤蓋の開状態でもより確実に受信することができ、演奏者の態様あるいは鍵盤蓋の開閉状態に関わらず、送受信可能となる。
【００１３】
また、光伝送信号として赤外線光を用い、光送受信部は赤外線用を用いると、外乱光に左右されなくなる。
【００１４】
また、光受信部の受光面にフレネルレンズ処理を施してもよい。これにより、低入射角の直接光もフォトダイオード等により受光することが可能となる。なお、ディオプトリ（視度）が“Ｄ＝０”であるレンズ、すなわち集光力のないレンズ（例えばフラットな透明体）でもよい。この場合でも、レンズ面に低入射角で入射した直接光は入射側面で屈折し、内部を透過し、フォトダイオード等である程度の受光が可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態の演奏情報伝送システムを適用した音楽教室１００の一部透視斜視図である。音楽教室１００は天井１１０、壁１２０，１３０および前面壁１４０で囲まれており、この音楽教室１００内には、演奏情報送信側としての教師用の１台の親機（電子鍵盤楽器）１、演奏情報受信側としての生徒用の複数の子機（電子鍵盤楽器）２₁ ，２₂ ，２₃ ，…，２_i ，…が配設されている。すなわち、天井を有する室内（音楽室１００内）に配設された複数の電子楽器（電子鍵盤楽器１，２₁ ，２₂ ，２₃ ，…，２_i ，…）で構成された演奏情報伝送システムである。そして、該複数の電子楽器間（親機１と子機１，２₁ ，２₂ ，２₃ ，…，２_i ，…）で演奏情報を光伝送する。
【００１６】
なお、符号の添え字は複数の同要素を区別するものであるが、以下の説明において同要素を区別しない場合など添え字は適宜省略する。また、親機１、各子機２において、演奏時に演奏者が立つあるいは座る側（鍵盤側）を「演奏者から見て手前側」または「楽器後方」と称し、その反対側を「演奏者から見て奥側」または「楽器前方」と称する。
【００１７】
親機１は、音楽教室１００の前方位置で前面壁１４０を背にして（楽器後方を前面壁１４０側にして）配設され、子機２₁ ，２₂ ，２₃ ，…，２_i ，…は、それぞれ親機１と対面して（楽器前方を対面して）縦横に配設されている。なお、図１では１列が３台で複数列配置された子機２を、その代表的な一部だけを図示し、一部を一点鎖線のように省略してある。
【００１８】
親機１と子機２は送受信機以外の楽器本体部分は同構造であり、電子楽器の上面部の天井と対向する露出面として、音楽教室１００の天井１１０に対向する天板１１，２１をそれぞれ備えている。そして、親機１の天板１１には光送信部１２が配設され、子機２の天板２１には光受信部２２が配設されている。
【００１９】
図２は親機１と子機２の側面図であり、親機１の演奏者から見て手前側には上鍵盤１３及び下鍵盤１４が配設されるとともに、この上鍵盤１３と下鍵盤１４をカバーする鍵盤蓋（キーボードカバー）１５が配設されている。なお、光送信部１２は鍵盤蓋１５の楽器前方側に配設されている。また、子機２も同様に演奏者から見て手前側に上鍵盤２３及び下鍵盤２４が配設され、上鍵盤２３と下鍵盤２４をカバーする鍵盤蓋２５が配設されている。鍵盤蓋２５は、光受信部２２より演奏者から見て手前側の位置を回転中心Ｏとして配設されており、鍵盤蓋２５は、開状態では、天板２１の演奏者から見て手前側の端部に当接することで、図２の一点鎖線で図示した位置に停止する。
【００２０】
ここで、図２には親機１から子機２に伝送される赤外線光（伝送信号）の代表的な伝播経路（破線）が示されている。鍵盤蓋２５の開状態では、この鍵盤蓋２５は光受信部２２上部で親機１側（送信側）に傾斜して位置し、親機１（送信側電子楽器）からの赤外線光（光伝送信号）Ｌ１が、鍵盤蓋２５の表面で光受信部２２側に反射され、この光受信部２２で光伝送信号を確実に受信することができる。すなわち、親機１（送信側）からの直接光をカバーすることができる。
【００２１】
また、鍵盤蓋２５よりも親機１側において天板２１の露出面に光受信部２２が配設されており、音楽教室１００の天井１１０で反射した赤外線光Ｌ２が光受信部２２に向かい、これを光受信部２２で受信することができる。なお、上鍵盤２３と下鍵盤２４を収納しているテーブルの下には光受信部２２からの受光信号が入力される受信機４０が配設されている。
【００２２】
図３は親機１の光送信部１２の分解斜視図であり、光送信部１２はカバー１２１と底板１２２とでケースが形成されている。底板１２１に形成された保持板１２２ａには回路基板１２３が縦に嵌合されて立設されおり、回路基板１２３の上端は固定金具１２４により固定されている。回路基板１２３の前面には１２個の赤外線光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）１２５が配設されており、この発光ダイオード１２５はコード１２６を介して後述の回路に接続されている。また、回路基板１２３には、発光ダイオード１２７に対する電圧／電流調整用の抵抗体１２７が３つ（図では一つのみ図示）配設されている。
【００２３】
カバー１２１はその下端周囲を底板１２２に嵌合され、この底板１２２を親機１の前記天板１１に載置する状態で該光送信部１２が親機１に配設される。このとき、図３の矢印▲１▼の方向を子機２側（親機１の「楽器前方」側）に向けて配置される。また、カバー１２１は、全体が暗色系のスモーク処理された透明樹脂で構成されており、少なくとも発光ダイオード１２５の前面に位置する窓部１２１ａは赤外線光に対する透過性を有している。
【００２４】
１２個の発光ダイオード１２５は、縦に３個、横に４個の３×４のマトリクス状に配置されている。そして、中央部の縦２列の発光ダイオード１２５は、その光放射中心方向を矢印▲１▼と平行な方向に向けられ、左右の縦２列の発光ダイオード１２５は、そのリード線を折り曲げることで光放射中心方向がそれぞれ外側（矢印▲１▼に対して斜め４５度方向）に向けられている。
【００２５】
各発光ダイオード１２５から放射される赤外線光は光放射中心の回りにある程度の広がりのある指向性を有しており、親機１に取り付けられた光送信部１２は、左右の縦２列の発光ダイオード１２５の左右への曲げの作用と相まって、１２個の発光ダイオード１２５全体で、音楽教室１００の天井１１０および側壁１２０，１３０方向にも略一様な赤外線光が広がるような指向性を有している。また、後述のように各発光ダイオード１２５は送信機からの共通の駆動電圧により駆動され、全体で同期して赤外線光を光伝送信号として放射する。
【００２６】
図４は子機２の光受信部２２の一部側面図及び一部平面図、図５は図４(B) のＡ−Ａ断面図である。光受信部２２は、子機２の天板２１に開口された開口部２１ａの内側に配設された回路基板２２１を有し、この回路基板２２１には複数（例えば１２個）のＰＩＮフォトダイオード２２２が並設されている。なお、開口部２１ａには赤外線光透過性のカバーガラス２１ｂが配設されている。
【００２７】
各ＰＩＮフォトダイオード２２２は、透明樹脂２２２ａ内に半導体素子２２２ｂを埋設するように透明樹脂２２２ａと半導体素子２２２ｂが一体に成形されたものである。この透明樹脂２２２ａは赤外線光の透過性を有しており、その受光面２２２ａ−１は子機２の天板２１と平行すなわち天井１１０に対向するように配置されている。さらに、この受光面２２２ａ−１にはフレネルレンズ２２２ａ−２が形成されている。
【００２８】
これにより、図５に示したように、ＰＩＮフォトダイオード２２２に対して受光面２２２ａ−１に略直角に入射する赤外線光Ｌ３も、受光面２２２ａ−１に対して略水平に（低い角度で）入射する赤外線光Ｌ４も、何れも半導体素子２２２ｂで受光することができる。
【００２９】
なお、上記のようにフレネルレンズ２２２ａ−２があると低い角度の赤外線光も受光できて、光伝送信号の受信がより確実になるが、例えば鍵盤蓋２５の作用により低い角度の赤外線光を受光することも可能であるので、フレネルレンズ２２２ａ−２は無くてもよい。すなわち、受光面２２２ａ−１がフラット（ディオプトリ（視度）が“Ｄ＝０”であるレンズ）であってもよい。また、この場合でも、受光面２２２ａ−１に低入射角で入射した直接光は受光面２２２ａ−１で屈折し、透明樹脂２２２ａ内部を透過し、半導体素子２２２ｂである程度の受光は可能である。
【００３０】
図６は子機２の他の実施例を示す図であり、図２と同様な要素には同符号を付記してある。この実施例の鍵盤蓋２５′は、手前側を少なくとも赤外線光を透過する透過部２５ａ′とされ、奥側の上面が少なくとも赤外線光を反射する反射部２５ｂ′とされている。
【００３１】
したがって、鍵盤蓋２５′の開状態では、親機１からの赤外線光Ｌ５が、鍵盤蓋２５′の反射部２５ｂ′で光受信部２２側に反射され、この光受信部２２で光伝送信号を確実に受信することができる。この場合も、親機１からの直接光をカバーすることができる。また、音楽教室１００の天井１１０で反射した赤外線光Ｌ６は鍵盤蓋２５′の透過部２５ａ′を透過して光受信部２２に向かい、これを光受信部２２で受信することができる。このように、鍵盤蓋２５′の開状態で、鍵盤蓋２５の先端（透過部２５ａ′）が天井１１０からの反射光の光路上に位置したとしても、確実に受信することができる。
【００３２】
図７は実施形態における演奏情報伝送システムの回路ブロック図であり、子機２は１台だけを図示してあるが、その他の子機も同様な構成である。親機１において、通常の電子楽器の機能を果たす楽器本体内回路１０はＣＰＵ１０ａにより制御され、このＣＰＵ１０ａに鍵盤１０ｂ、音色設定等の操作子１０ｃ及び音源１０ｄが接続され、音源１０ｄからの楽音信号はサウンドシステム（ＳＳ）１０ｅで楽音として発生される。ＣＰＵ１０ａには送信機２０が接続され、この送信機２０に前記光送信部１２の１２個の発光ダイオード１２５及び抵抗体１２７が接続されている。
【００３３】
子機２において、通常の電子楽器の機能を果たす楽器本体内回路３０は親機１の楽器本体内回路１０と同様に、ＣＰＵ３０ａ、鍵盤３０ｂ、音色設定等の操作子３０ｃ、音源３０ｄ及びサウンドシステム３０ｅを備えており、その機能も親機１と同様である。光受信部２２の複数のＰＩＮフォトダイオード２２２は受信機４０の同調回路４０ａに並列に接続されている。同調回路４０ａはアンプ４０ｂに接続され、アンプ４０ｂはＦＭ検波回路４０ｃに接続されている。さらにＦＭ検波回路４０ｃはコンパレータ４０ｄの入力側一端に接続され、コンパレータ４０ｄの入力側他端にはスレッショールドレベルとして所定電圧が印加される。そして、コンパレータ４０ｄの出力はＣＰＵ３０ａに入力される。
【００３４】
次に、図７の回路ブロックの動作を説明する。なお、親機１と子機２はＭＩＤＩ信号を扱える同様な機能を備えており、親機１から子機２に対して演奏情報をＭＩＤＩ信号として送信するものとする。親機１のＣＰＵ１０ａは所定のプログラムで動作し、親機１における各種の操作に応じて、演奏情報（例えば自動演奏データ）をＭＩＤＩデータとして送信機２０に出力する。
【００３５】
ここで、ＭＩＤＩ信号は、２バイト、３バイト等をセットにした多数のデータからなるデジタルデータの列であり、送信機２０はこのＭＩＤＩ信号の“１／０”のビット列を周波数変調してシリアルデータとして送信する。すなわち、送信機２０は、光送信部１２に対して“１”に対応する第１所定周波数の駆動電圧を出力し、“０”に対応する第２所定周波数の駆動電圧を出力する。これにより、発光ダイオード１２５は、第１所定周波数および第２所定周波数にそれぞれ対応する例えば正弦波の強度で変化する赤外線光を出力する。なお、この第１所定周波数と第２所定周波数は予め決められた２種類の周波数である。
【００３６】
一方、子機２の光受信部２２において、ＰＩＮフォトダイオード（PIN1〜PIN12)２２２には逆バイアスの電圧が印加されており、ＰＩＮフォトダイオード２２２は赤外線光を受光していないときは空乏層により電流が流れず、赤外線光を受光すると空乏層にキャリア（Ｎ型層では正孔、Ｐ型層では電子）が発生し、この少数キャリアにより赤外線光の受光量に応じた電流が流れる。
【００３７】
同調回路４０ａは、ＰＩＮフォトダイオード２２２を介して流れる電流のうち前記第１所定周波数と第２所定周波数の電流にのみ同調し、この第１所定周波数に対応する電圧信号と第２所定周波数に対応する電圧信号をアンプ４０ｂに出力する。そして、アンプ４０ｂで増幅された電圧信号はＦＭ検波回路４０ｃで検波（ＦＭ復調）され、ＭＩＤＩ信号の“１”に対応するＨレベル電圧とをコンパレータ４０ｄに出力する。そして、コンパレータ４０ｄはＦＭ検波回路４０ｃからの入力電圧を所定電圧（スレッショールドレベル）と比較することで、波形整形された矩形波がデジタル信号としてＣＰＵ３０ａに出力する。
【００３８】
これにより、親機１からのＭＩＤＩ信号が子機２で受信され、子機２の楽器本体内回路３０により、ＭＩＤＩ信号に応じた処理が行われる。なお、このように親機１から子機２にＭＩＤＩ信号を送信することにより、子機２においてＭＩＤＩデータを利用した各種処理が可能であるが、例えば次ぎのような処理ができる。親機１の鍵盤１０ｂで演奏入力された演奏データをＭＩＤＩ信号で子機２に送信し、子機２の鍵盤３０ｂにおいて演奏データに応じたに押鍵ガイド表示を行うことができる。また、親機１から送信された演奏データに応じて子機２において自動演奏することもできる。また、上記演奏データに応じた楽譜を表示したり、別途楽譜のデータをＭＩＤＩ信号で送信して楽譜を表示したりもできる。
【００３９】
図１には親機１から各種の態様となっている複数の子機２に伝送される赤外線光の具体例が示されている。親機１の光送信部１２から複数の子機２側に広がりのある指向性で送出された全赤外線光のうち、最前列右端の子機２₁ は天井１１０の一点Ｐ１で反射した赤外線光を受光（受信）する。これは、この子機２₁ は鍵盤蓋２５が閉状態となっているので、天井１１０と対向する光受信部２２がこの天井１１０からの反射光を最も受光しやすくなることに相当する。
【００４０】
また、最前列中央の子機２₂ 及び最前列左端の子機２₃ は開状態の鍵盤蓋２５で反射した赤外線光を受光する。また、後列の子機２_i は天井１１０の一点Ｐ２で反射した赤外線光を受光（受信）する。これは、子機２_i の前の他の子機によって赤外線光が遮蔽されても、天井１１０で反射した赤外線光を受光できることを示している。
【００４１】
なお、子機２の光受信部２２の前記フレネルレンズ２２２ａ−２は、低い角度で入射する赤外線光を受光できるような補助的な役割をしているだけであり、図１に示したような赤外線光の受光の仕方は、このフレネルレンズ２２２ａ−２が形成されていなくても可能であることはいうまでもない。
【００４２】
なお、音楽教室１００の側壁１２０，１３０で反射された赤外線光をフレネルレンズ２２２ａ−２を介して受光することもでき、また、側壁１２０，１３０で反射された赤外線光を開状態の鍵盤蓋２５あるいは鍵盤蓋２５′で反射して光受信部２２で受光することも可能である。
【００４３】
以上の実施形態では、演奏情報をＭＩＤＩ信号として送信するようにしているが、信号のフォーマットはどのようなものでもよい。
【００４４】
また、実施形態では電子楽器として電子鍵盤楽器を例に説明したが、他の電子楽器でもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１の演奏情報伝送システムによれば、例えば親機の電子楽器と子機の電子楽器との間に人がが存在したり、前の子機の鍵盤蓋が開状態であっても、これらに妨害されずに、天井で反射した光伝送信号を子機で受信でき、電子楽器の非演奏状態と演奏情報とでその態様が変化したとしても、親機から子機に対して演奏情報を確実に伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の演奏情報伝送システムを適用した音楽教室の一部透視斜視図である。
【図２】実施形態における親機と子機の側面図である。
【図３】実施形態における親機の光送信部の分解斜視図である。
【図４】実施形態における子機の光受信部の一部側面図及び一部平面図である。
【図５】図４(B) のＡ−Ａ断面図である。
【図６】実施形態における子機の他の実施例を示す図である。
【図７】実施形態の演奏情報伝送システムの回路ブロック図である。
【符号の説明】
１…親機（演奏情報送信側電子楽器）、２…子機（演奏情報受信側電子楽器）、１１…天板（上面部の露出面）、１２…光送信部、２１…天板（上面部の露出面）、２２…光受信部、２５，２５′…鍵盤蓋、２０…送信機、４０…受信機、１００…音楽教室、１１０…天井

Claims (1)

1. 天井を有する室内に配設された複数の電子楽器で構成され、該複数の電子楽器間で演奏情報を光伝送する演奏情報伝送システムであって、
   前記複数の電子楽器では、送信側には送信機を、受信側には受信機を設けるとともに、演奏情報送信側電子楽器では、該電子楽器の上面部の前記天井と対向する露出面に光伝送信号を放射する光送信部を大略演奏情報受信側電子楽器に向く方向に配設し、演奏情報受信側電子楽器では、該電子楽器の上面部の前記天井と対向する露出面に光受信部を前記天井と対向するように設けるとともに開状態において前記光受信部に対向する斜面を形成して前記光伝送信号を反射する蓋部材を設けたこと
   を特徴とする演奏情報伝送システム。

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