JP6064713B2 - 信号出力装置 - Google Patents

Description

本発明は、呼気圧及び吸気圧の検出結果に基づき、楽音制御に用いることが可能な信号を楽器等に対して出力する信号出力装置に関する。

従来、呼気圧や吸気圧を検出し、その検出結果を楽音制御に用いるブレスコントローラ等の装置が知られている。例えば、下記特許文献１の装置は、検出した呼気圧によって楽音信号の発生や消音、アフタータッチ制御等を行い、検出した吸気圧によって伴奏開始、音色変更、フィルイン制御等を行っている。演奏者は息の吹き込み及び吸い込みにより楽音等を制御する。

具体的には、息圧の平衡点をＬ０とし、息圧のレベルをＬ３＜Ｌ０＜Ｌ１＜Ｌ２とすると、呼気圧による制御においてはレベルＬ１をキーオフの閾値、レベルＬ２をキーオンの閾値とし、吸気圧による制御においてはレベルＬ３を音色切り替え等の閾値としている。

特開平３−２５４９７号公報

特許文献１の装置では、呼気圧による制御においては、奏者が異なっても制御の切り替えは一律に同じ閾値でなされる。しかしながら、吹き込みの力は奏者によって異なる。従って、例えば吹き込み力が弱い人にとってはキーオンが遅れ気味になり、吹き込み力が人にとっては、キーオンが速まるように感じられることもあり、その装置の特性に各奏者が合わせなければならない。そのため、あらゆる奏者が呼気や吸気による楽音制御を適切に習得するのは容易でない。

また、呼気圧の値に応じたキーオン、キーオフ等の制御の切り替えの閾値、ないし感度を調節するための機構を設ければ、奏者の各々に適した操作感の実現が可能になるが、そのようなメカ機構を設けると構成が複雑化し、調整操作も習得する必要があり操作が簡単とは限らない。

さらに、呼気圧によって制御される対象（制御される楽音パラメータ等）の切り替えを行える場合、適切な切り替え閾値や感度は制御対象ごとに異なると推測される。すなわち、同一の奏者であっても、どの程度の呼気圧で切り替わるようにするのが適切かは制御対象によって異なると考えられる。そのような切り替え閾値や感度の調整を可能なように構成した場合に、調整操作やその習得はなるべく容易であることが望まれる。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、呼気で楽音制御を行うと共に、呼気圧に対応する信号値を吸気操作によって変更することができる信号出力装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１の信号出力装置は、呼気圧及び吸気圧を検出する検出手段（３７）と、圧力値と信号値との対応関係を規定する対応情報（ＴＢＬ）を記憶する記憶手段（１５）と、前記記憶手段により記憶されている対応情報を用いて、前記検出手段により検出された呼気圧に対応する値の信号を、楽音制御に用いることが可能な信号として出力する出力手段（１１、１９）と、前記検出手段により検出された吸気圧に基づいて、前記記憶手段により記憶されている対応情報における圧力値と信号値との対応関係を変更する変更手段（１１）とを有することを特徴とする。

好ましくは、前記検出手段により検出された吸気圧に基づいて、現在のモードを信号出力モードと対応変更モードとに切り替える切り替え手段（１１）を有し、前記出力手段は、前記切り替え手段により前記信号出力モードが設定されている期間中に前記検出された呼気圧に対応する値の前記信号を出力し、前記変更手段は、前記切り替え手段により前記対応変更モードが設定されている期間中に前記検出された吸気圧に基づいて前記対応関係を変更する。

好ましくは、前記検出された吸気圧が第１の変化態様で変化した場合に前記切り替え手段が前記現在のモードを切り替え、前記対応変更モードが設定されている期間中に前記検出された吸気圧が前記第１の変化態様とは異なる第２の変化態様で変化した場合に前記変更手段が前記対応関係を変更する。好ましくは、前記対応変更モードは複数の階層を有し、前記変更手段は、前記各階層において、前記検出された吸気圧が前記第２の変化態様で変化した場合に前記対応関係を変更する。好ましくは、前記第１の変化態様には、前記検出された吸気圧が、所定の負圧値（Ｐ１）以上の状態が所定時間（Ｔ１）以上継続した場合が含まれる。好ましくは、前記第２の変化態様には、前記対応変更モードが設定されている期間中に、前記検出された吸気圧が所定の負圧値（Ｐ１）以上になることが１回以上生じた場合が含まれる。好ましくは、前記複数の階層には、前記対応情報として複数記憶された情報のうち前記出力手段により用いられる情報を選択する第１の階層と、それより下の階層であって前記選択された情報を補正する第２の階層とが含まれる。

好ましくは、前記変更手段は、前記検出された吸気圧が、所定の負圧状態となった連続回数、前記所定の負圧状態となった継続時間、または前記所定の負圧状態となったときのピーク値の少なくとも１つに基づいて前記対応関係を変更する。

なお、上記括弧内の符号は例示である。

本発明の請求項１によれば、呼気で楽音制御を行うと共に、呼気圧に対応する信号値を吸気操作によって変更することができる。

請求項２によれば、モード切り替えにより信号出力操作と対応関係変更操作とを明確に分けて行える。

請求項３によれば、モード切り替え操作と対応関係変更操作とを明確に分けて行える。

請求項４によれば、対応関係の細かな変更が可能となる。

本発明の一実施の形態に係る信号出力装置を含んだ楽器システムの構成図（図（ａ））、コントローラ部の内部構成を示す模式図（図（ｂ））である。 ブレスコントローラの機能構成を示すブロック図である。 対応情報の例を示す図（図（ａ）〜（ｃ）、（ｇ））、対応情報の変更態様を示す図（図（ｄ）〜（ｆ））である。 気圧センサの検出圧力の遷移を示すタイムチャートである。 メイン処理のフローチャートである。 信号関連処理のフローチャートである。 変更モード処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る信号出力装置を含んだ楽器システムの構成図である。この楽器システムは、信号出力装置としてのブレスコントローラ３０と鍵盤楽器２２とが、信号の送受信が可能なように接続されてなる。鍵盤楽器２２は、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）信号を入力するためのＭＩＤＩインターフェイスを備え、ＭＩＤＩデータによる楽音発生及び楽音制御が可能な電子楽器である。

ブレスコントローラ３０は、ヘッドホン型に構成されて奏者の頭部に装着可能であり、コントローラ部３１、マウスピース３２、出力コード３３を備える。この他、電源コードを備えてもよい。出力コード３３は例えばＭＩＤＩコードであり、鍵盤楽器２２のＭＩＤＩインターフェイスに接続することで、ＭＩＤＩ信号のやりとりが可能となる。

出力コード３３の端子３３ａは例えば、ＭＩＤＩ端子あるいはＵＳＢ端子である。端子３３ａがＭＩＤＩ端子である場合は、コントローラ部３１に電源電池が内蔵される構成をとるのが望ましい。端子３３ａがＵＳＢ端子である場合は、鍵盤楽器２２から電力供給を受けることが可能であり、コントローラ部３１に電池を内蔵することは不要となる。その場合、ＵＳＢ端子の電源ライン以外のラインによってＭＩＤＩ信号がパケット信号にて送受信される。

図１（ｂ）は、コントローラ部３１の内部構成を示す模式図である。コントローラ部３１は、呼気圧及び吸気圧を検出する圧力検出装置を含んでいる。コントローラ部３１には、基板３８が配設され、基板３８に出力端子３９、気圧センサ３７が配設される。出力端子３９は、ＭＩＤＩ信号を出力可能な端子であり、出力コード３３を接続可能である。

コントローラ部３１には、空気圧が独立するようにダイヤフラム３５で仕切られた第１室Ｒ１と第２室Ｒ２が形成される。気圧センサ３７は第２室Ｒ２内に配置される。第２室Ｒ２には、操作により大気に対して第２室Ｒ２を開放または遮蔽することが可能な開閉弁３６が設けられる。第１室Ｒ１には、マウスピース３２を接続可能な接続部３４が設けられる。マウスピース３２を接続部３４に接続した状態で、奏者が息を吐いたり吸ったりすると、第１室Ｒ１の内圧が変化してダイヤフラム３５が変位する。ダイヤフラム３５があるため、第２室Ｒ２に奏者の息等の湿気が直接に入り込むことはない。マウスピース３２には、過剰な空気を逃がすための開口（図示せず）が設けられている。

開閉弁３６を綴じた状態で、ダイヤフラム３５の変位に応じて第２室Ｒ２の内圧が変化する。気圧センサ３７は、第２室Ｒ２の内圧の変化を検出し、検出値に応じた検出信号を出力する。気圧センサ３７はデジタル式の圧力センサであり、例えば、ボッシュ社のＢＭＰ−１８０（登録商標）等が採用される。検出される圧力は、初期状態の第２室Ｒ２の圧力である基準圧Ｐ０に対する相対的な圧力値であり、正圧値、負圧値のいずれも検出値となり得る。なお、検出に際し、開閉弁３６を操作して一端大気開放とすれば、基準圧Ｐ０を大気圧と一致させるようリセットすることができる。気圧センサ３７としては、呼気圧及び吸気圧を検出可能であればよく、例示の構成に限定されない。

また、コントローラ部３１には、表示装置２１が電気的に接続可能となっている。表示装置２１は、ＬＥＤでなる複数の発光部Ｌ（Ｌ１〜Ｌ８）を有する。表示装置２１は、ブレスコントローラ３０に実装してもよい。あるいは、表示装置２１に相当する装置を鍵盤楽器２２に設けておき、ＭＩＤＩ信号と並行して表示用制御信号を鍵盤楽器２２に送信するようにしてもよい。あるいは、表示装置２１に相当する装置を奏者の腕等の身体に装着できるようにしてもよい。

図２は、ブレスコントローラ３０の機能構成を示すブロック図である。

ＣＰＵ１１には、バス１０を介して、タイマ１２、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４、記憶部１５、音声発生部１６、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１７、表示Ｉ／Ｆ１８、ＭＩＤＩ Ｉ／Ｆ１９、その他Ｉ／Ｆ２０及び操作部２３が接続される。気圧センサ３７の検出信号はＩ／Ｆ１７を通じてＣＰＵ１１に供給される。ＣＰＵ１１から、表示Ｉ／Ｆ１８を通じて、発光部Ｌの発光を制御するための信号が表示装置２１に送られる。ＭＩＤＩ Ｉ／Ｆ１９は、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)等のインターフェイスである。その他Ｉ／Ｆ２０には、無線または有線用の通信インターフェイスや、ＭＩＤＩ以外の信号の送受を行うためのインターフェイスが含まれる。

ＭＩＤＩ Ｉ／Ｆ１９は、専用のものに限らず、ＲＳ−２３２ＣやＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、ＩＥＥＥ１３９４（アイトリプルイー１３９４）等の汎用のインターフェイスより構成してもよい。この場合、ＭＩＤＩメッセージ以外のデータも同時に送受信してもよい。ＵＳＢ等を採用して、鍵盤楽器２２から電力の供給を受けるようにしてもよい。

ＣＰＵ１１は、コントローラ部３１全体の制御を司る。ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行する制御プログラムや各種テーブルデータ等を記憶する。ＲＡＭ１４は、演奏データ、テキストデータ等の各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算結果等を一時的に記憶する。タイマ１２は、タイマ割り込み処理における割り込み時間等の各種時間を計時する。記憶部１５は、書き換え可能な不揮発性メモリ等でなり、図３で後述する対応情報ＴＢＬを格納している。オリジナルの対応情報ＴＢＬは記憶部１５に格納しておき、その内容が加工されたものも記憶部１５に別途保持されるとする。なお、対応情報ＴＢＬは、記憶部１５からＲＡＭ１４に読み出して変更や変換の処理に用いるようにしてもよい。操作部２３は、電源のオン／オフや各種の指示の入力に用いられる。

図３（ａ）〜（ｃ）、（ｇ）は、対応情報ＴＢＬの例を示す図である。

本実施の形態では、対応情報ＴＢＬを用いて、気圧センサ３７の検出値をＭＩＤＩ値に変換し、それをＭＩＤＩメッセージの信号としてＭＩＤＩ Ｉ／Ｆ１９（出力端子３９）から外部に出力する。対応情報ＴＢＬは、圧力値と信号値との対応関係を規定する情報であればよく、関数であってもよいが、本実施の形態では変換テーブルを例示する。

本実施の形態では、対応情報ＴＢＬを用いるのは、実質的には正圧値だけであり、負圧値は、対応情報ＴＢＬの変更（選択や補正）に用いる。ところで、「呼気圧や正圧値が大きい」とは、圧力が高いことを意味し、「吸気圧や負圧値が大きい」とは、圧力が低いこと、すなわち真空の度合いが高いことを意味する。正圧値、負圧値はいずれも、基準圧Ｐ０に対する相対的な値であり、単位はｈＰＡ（ヘクトパスカル）とする。

対応情報ＴＢＬは、予め複数用意されており、テーブルＴＢＬ１〜ＴＢＬ３のうちいずれか１つを選択して用いることになる。各対応情報ＴＢＬにおいて、呼気圧（正圧値）に対応して信号値であるＭＩＤＩ値（ベロシティ）が規定されている。例えば、圧力範囲が２０ｈＰＡのものと３０ｈＰＡのものとで、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、カーブの異なるものがそれぞれ３種類ずつ用意されている。

対応情報ＴＢＬの変更には、このように複数の中から用いるものを選択することのほか、図３（ｄ）〜（ｆ）に例示するように、補正や加工という態様もある。例えば、テーブルの中点（変曲点）を上下または左右に移動させる（図３（ｄ）、（ｅ））。または、曲線の傾きを変更する（図３（ｆ））。このほか、曲線全体をシフトする態様もあり得る。

このような補正は、算術式を用いて無段階になされるようにしてもよいが、本実施の形態では、操作を簡単にするために、予め定めた複数の段階で変化（段階切替）させるようにしている。このほか、テーブル自体は補正せずに、ＭＩＤＩメッセージを切り替えること（例えば、ＢＣ（ブレスコントロール）とピッチベンドとで切り替え）、あるいは音色切替等を、対応情報ＴＢＬの変更の概念に含めてもよい。

対応情報ＴＢＬを用いて変換された値のＭＩＤＩ信号が供給される鍵盤楽器２２では、ＭＩＤＩ信号は楽音の制御に用いられる。例えば、鍵盤楽器２２で、設定された音色にて鍵盤演奏を行う際に、ブレスコントローラ３０から供給されるＭＩＤＩ信号によってその発生する楽音が制御される。ブレスコントローラ３０は口で操作されるため、鍵盤楽器２２で管楽器の音色の楽音を発生させつつ、その楽音パラメータを制御するような場合に特に好適である。

ブレスコントローラ３０を用いて鍵盤楽器２２にＭＩＤＩ信号を出力しつつ楽音制御を行う際には、出力コード３３でコントローラ部３１の出力端子３９と鍵盤楽器２２とを接続する。そして、マウスピース３２を圧力検出装置の接続部３４に接続した状態で、奏者が呼気または吸気でブレスコントローラ３０を操作する。

コントローラ部３１のモードには、信号出力モードと対応変更モードとがある。信号出力モード（以下、出力モードとも略記する）は、現在の選択・設定状態にある対応情報ＴＢＬを用いて、気圧センサ３７で検出される正圧値に応じたＭＩＤＩ信号を出力するモードである。対応変更モード（以下、変更モードとも略記する）は、気圧センサ３７で検出される負圧状態に応じて、対応情報ＴＢＬにおける正圧値とＭＩＤＩ信号の値との対応関係を変更するモードである。互いのモードの切り替えは、後述する所定の吸気操作により行える。

ところで、変更モードにおいては、対応情報ＴＢＬの変更を、複数段階の階層に分けて行える。階層数は３以上でもよいが、本実施の形態では２つの階層を採用する。第１の階層では、対応情報ＴＢＬとして複数記憶されたテーブルＴＢＬ１〜ＴＢＬ３（図３（ａ）〜（ｃ）参照）のうち１つを選択する。それより下の第２の階層では、上記選択されたテーブルＴＢＬを補正する。第２の階層での補正の態様としては、テーブルの中点（変曲点）移動、または曲線全体シフトを採用してもよいが、以降は曲線の傾きの変更（図３（ｆ）参照）を採用するものとして説明する。

なお、各階層に採用する変更内容は例示であり、組み合わせは一例に限定されない。例えば、第１の階層で圧力範囲の選択（２０ｈＰＡまたは３０ｈＰＡ）、第２の階層でテーブルＴＢＬ１〜ＴＢＬ３の選択を行うようにしてもよい。このような各階層に適用する内容の設定は、出力モードにおいて操作部２３により設定することができる。以下、ブレスコントローラ３０の呼気・吸気操作によるＭＩＤＩ信号の出力の動作を図４〜図７を用いて説明する。

図４は、気圧センサ３７の検出圧力の遷移を示すタイムチャートである。

検出された吸気圧が第１の変化態様で変化した場合に現在のモードが出力モードと変更モードとの間で切り替わる。本実施の形態では、第１の変化態様は、所定の負圧値Ｐ１（例えば−５ｈＰＡ）以上の負圧状態が第１の所定時間Ｔ１（例えば５００ｍｓ）以上継続した場合とする。

図４に示すように、コントローラ部３１の電源をオンにすると、最初は出力モードとなる（フェーズＦ０）。吸気操作により負圧となり、吸気圧が所定の負圧値Ｐ１以上となってそれが第１の所定時間Ｔ１以上継続すると（フェーズＦ１）、モードが出力モードから変更モードに切り替わる。

ところで、変更モードにおいては、所定の負圧状態となったことに応じて対応情報ＴＢＬの変更を行う。一例として、所定の負圧状態となった連続回数に応じた段階だけ対応情報ＴＢＬの選択切り替えや補正を行う。ここで、所定の負圧状態は、検出された負圧値（吸気圧）が基準圧Ｐ０以上の値から所定の負圧値Ｐ１以上の負圧状態になったこととしている。

変更モードに切り替わった直後は第１の階層となっている（フェーズＦ２）。この状態で奏者が吸気を繰り返す。その際、吸気を完全に解除すれば検出圧力は基準圧Ｐ０に復帰するので、次の吸気と区別される。従って、短い吸気を繰り返すと、その都度、テーブルＴＢＬ１→ＴＢＬ２→ＴＢＬ３→ＴＢＬ１という順序で選択が段階的に切り替わる。最初はテーブルＴＢＬ１が選択状態となっているとする。吸気回数が切り替わり可能な段階以上になると、テーブルＴＢＬの選択は一巡して元（テーブルＴＢＬ１）に戻る。図４の例では、第１の階層において、負圧値が所定の負圧値Ｐ１以上に３回なり、選択が３段階切り替わる結果、テーブルＴＢＬ１が選択される。

階層自体の切り替えは、検出圧力≧Ｐ０の状態が階層切替間隔Ｔｃ以上継続したときになされる（フェーズＦ３）。ただし、いずれの階層においても、検出圧力≧Ｐ０の状態が第２の所定時間Ｔ２以上継続すると、出力モードに切り替わる。そのため、第１の階層において階層を切り替えるには、第２の所定時間Ｔ２以内で階層切替間隔Ｔｃ以上、検出圧力≧Ｐ０の状態とする必要がある。その操作としては、吸気を階層切替間隔Ｔｃ以上解除し、第２の所定時間Ｔ２以内に次の吸気操作を再開すればよい。なお、階層切替間隔Ｔｃは、例えば５００ｍｓであり、第２の所定時間Ｔ２は階層切替間隔Ｔｃや第１の所定時間Ｔ１よりも長い値（例えば、２０００ｍｓ）である。

階層が第２の階層に切り替わると（フェーズＦ４）、第１の階層と同様の吸気操作により、所定の負圧状態となった連続回数に応じた段階だけテーブルＴＢＬの傾きが段階的に切り替わる。従って、短い吸気を繰り返すと、その都度、選択されたテーブルＴＢＬ（ＴＢＬ１）の傾きが切り替わる。吸気回数が切り替わり可能な段階以上になると、テーブルＴＢＬの傾きは一巡して元に戻る。図４の例では、第２の階層において、負圧値が所定の負圧値Ｐ１以上に３回なり、テーブルＴＢＬの傾きが３段階切り替わる。

最下層である第２の階層において、検出圧力≧Ｐ０の状態から吸気圧が所定の負圧値Ｐ１以上となってそれが第１の所定時間Ｔ１以上継続すると（フェーズＦ５）、モードが変更モードから出力モードに切り替わる。このとき、選択や補正の状態、用いる対応情報ＴＢＬ（選択されたテーブル及び傾き）が確定される。

出力モードにおいては、確定した対応情報ＴＢＬにより、検出される正圧値を変換して対応する信号値を生成し、それをＭＩＤＩ信号として出力する（フェーズＦ６以降）。なお、正圧値を変換するか否かの閾値を設けてもよい。例えば、検出圧力が＋２ｈＰＡ以上になった場合にのみ、ＭＩＤＩ信号が出力されるようにしてもよい。

ところで、本実施の形態では、呼気・吸気による操作、検出圧力、モードや階層や補正段階の切り替わり、ＭＩＤＩ信号の出力動作等、各状態を奏者に報知するために、音声発生部１６による音声や表示装置２１による表示処理を実行する。その態様に限定はないが、図１に示す表示装置２１の発光部Ｌの点灯／消灯による報知の一例を示しておく。

例えば、発光部Ｌ１はモードの表示に用いられ、出力モードと変更モードとで点滅間隔を異ならせる。また、発光部Ｌ２はＭＩＤＩ信号の出力状態の表示に用いられ、正圧値に応じた点滅間隔で点滅させる。発光部Ｌ３〜Ｌ５は第１の階層、発光部Ｌ６〜Ｌ８は第２の階層にて、それぞれどの段階が選択されているのかを、点灯により報知する。なお、点滅と点灯と点滅間隔による区別だけでなく、発光色の変化を報知に用いてもよい。また、消費電力抑制のため、各発光部Ｌの点灯は非常に細かい点滅にて代用してもよい。

図５は、メイン処理のフローチャートである。この処理はＣＰＵ１１により実行され、ブレスコントローラ３０の電源オンにより開始される。

まず、初期化処理を実行する（ステップＳ１０１）。ここでは、所定プログラムの実行を開始し、各インターフェイス、ポート、フラグ、レジスタを初期化し、気圧センサ３７の初期設定、タイマ１２の起動も行う。気圧センサ３７の初期設定においては、基準圧Ｐ０の計測、温度測定、圧力測定、検出した温度及び圧力を元にした物理単位の計算等が行われる。

次に、タイマ割込処理を実行する（ステップＳ１０２）。すなわち、一定時間（例えば５００μｓ）の経過を待って処理をステップＳ１０３に進める。ステップＳ１０３では、表示処理の開始の指示を行う。この指示がなされる毎に、各状態を奏者に報知するための、上記説明した表示処理が開始、実行される。この表示処理のルーチンは図示はしないが、ＣＰＵ１１により一定時間間隔で実行されることになる。

続いてステップＳ１０４では信号関連処理（図６）の開始の指示を行う。次に、その他処理を実行し（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０２に処理を戻す。その他処理には、操作部２３による各種指示の受け付け等の処理が含まれる。

図６は、信号関連処理のフローチャートである。この処理は、信号関連処理の開始の指示がなされる毎に開始され、従って、ＣＰＵ１１により一定時間間隔で実行されることになる。

まず、気圧センサ３７から検出圧力（圧力値）を取得する（ステップＳ２０１）。その際、温度測定開始及びその値の取得、圧力測定開始及びその値の取得等がなされる。現在の検出圧力値は現在圧力値ｎｏｗＰとして最新の値が取得される。次に、現在のモードが出力モードであるかを、現在のモードを示すモードフラグｍｏｄｅ＝出力モードであるか否かにより判別する（ステップＳ２０２）。

その判別の結果、ｍｏｄｅ＝変更モードであれば、後述する図７の変更モード処理を実行して（ステップＳ２０６）、図６の処理を終了してメイン処理に戻る。しかし、ｍｏｄｅ＝出力モードであれば、現在圧力値ｎｏｗＰ＜基準圧Ｐ０であるか否かを判別する（ステップＳ２０３）。その判別の結果、ｎｏｗＰ＜基準圧Ｐ０でない場合は、負圧状態でないから、前回のＭＩＤＩ信号の送信から１０ｍｓが経過しているか否かを判別し（ステップＳ２０７）、１０ｍｓが経過していない場合は、今回はＭＩＤＩ信号の出力を行うことなく図６の処理を終了する。

しかし前回のＭＩＤＩ信号の送信から１０ｍｓが経過している場合は、現在確定している対応情報ＴＢＬを用いて正圧値に対応するＭＩＤＩ値を求め（ステップＳ２０８）、それをＭＩＤＩ信号としてＭＩＤＩ Ｉ／Ｆ１９（出力端子３９）から出力する（ステップＳ２０９）（出力手段）。従って、正圧状態が継続していれば、１０ｍｓ毎にＭＩＤＩ信号が出力されることになる。

一方、ステップＳ２０３で、ｎｏｗＰ＜基準圧Ｐ０である場合は、負圧状態であるから、所定の負圧値Ｐ１以上の負圧状態が第１の所定時間Ｔ１以上継続したか否かを判別する（ステップＳ２０４）。その判別の結果、所定の負圧値Ｐ１以上の負圧状態が第１の所定時間Ｔ１以上継続した場合は、モードを出力モードから変更モードに切り替える一方（ステップＳ２０５）（切り替え手段）、そうでない場合は、モード切り替えを行うことなく図６の処理を終了する。

図７は、図６のステップＳ２０６で実行される変更モード処理のフローチャートである。

まず、現在圧力値ｎｏｗＰ＜基準圧Ｐ０であるか否かを判別する（ステップＳ３０１）。その判別の結果、ｎｏｗＰ＜基準圧Ｐ０でない場合は、切替フラグを「０」に設定する（ステップＳ３０９）。ここで切替フラグは、各階層において段階切替（テーブル選択や傾き補正等）がなされた後であって且つ現在圧力値ｎｏｗＰが基準圧Ｐ０以上に未だ至らない状態を「１」で示すフラグである。

次に、ｎｏｗＰ＜基準圧Ｐ０の状態が第２の所定時間Ｔ２以上継続したか否かを判別し（ステップＳ３１０）、第２の所定時間Ｔ２以上継続した（第１の変化態様）場合は、処理をステップＳ３０３に進める一方、第２の所定時間Ｔ２以上継続していない場合は、ｎｏｗＰ＜基準圧Ｐ０の状態が階層切替間隔Ｔｃ継続したか否かを判別する（ステップＳ３１１）。その判別の結果、階層切替間隔Ｔｃ継続していない場合は図７の処理を終了する。

しかし階層切替間隔Ｔｃ継続した場合は、現在の階層が第１の階層であるか否かを判別し（ステップＳ３１２）、第１の階層であれば下位階層、すなわち、第２の階層に階層を切り替えて（ステップＳ３１３）、図７の処理を終了する。一方、現在の階層が第１の階層でない場合は、階層切替を行うことなく図７の処理を終了する。

ステップＳ３０１の判別の結果、ｎｏｗＰ＜基準圧Ｐ０である場合は、負圧状態であるから、所定の負圧値Ｐ１以上の負圧状態が第１の所定時間Ｔ１以上継続したか否かを判別する（ステップＳ３０２）。その判別の結果、所定の負圧値Ｐ１以上の負圧状態が第１の所定時間Ｔ１以上継続（第１の変化態様）した場合は、処理をステップＳ３０３に進める一方、そうでない場合は、切替フラグ＝０であるか否かを判別する（ステップＳ３０４）。

その判別の結果、切替フラグ＝０である場合は、現在圧力値ｎｏｗＰが最後に所定の負圧値Ｐ１以上の負圧状態になってから階層における段階切替を未だ実施していない状態（第２の変化態様）であるから、処理をステップＳ３０５に進める。ステップＳ３０５では、現在の階層が第１の階層であるか否かを判別し、第１の階層であれば第１の階層における段階切替を行う（ステップＳ３０６）（変更手段）。すなわちここではテーブルの選択の段階を１つ進める。一方、現在の階層が第１の階層でないなら第２の階層であるので、第２の階層における段階切替を行う（ステップＳ３０８）（変更手段）。すなわちここではテーブルにおける傾き補正の段階を１つ進める。次に、切替フラグを「１」に設定して（ステップＳ３０７）、図７の処理を終了する。

ステップＳ３０３では、所定の負圧値Ｐ１以上の負圧状態が第１の所定時間Ｔ１以上継続したか、またはｎｏｗＰ＜基準圧Ｐ０の状態が第２の所定時間Ｔ２以上継続した場合であるので、その状態における対応情報ＴＢＬを確定させる処理を行う。すなわち、現在の対応情報ＴＢＬの選択状態（選択テーブル）及び補正状態（傾き）を記憶部１５に反映させ、用いるべき対応情報ＴＢＬを確定させる。それと並行して、切替フラグを「０」に設定し、さらにモードフラグｍｏｄｅ＝出力モードとして（切り替え手段）、図７の処理を終了する。

本実施の形態によれば、対応情報ＴＢＬを用いて、呼気操作によって、呼気圧に対応する値のＭＩＤＩ信号を出力するに際し、対応情報ＴＢＬにおける圧力値と信号値との対応関係を吸気操作によって変更することができる。よって、呼気で楽音制御を行うと共に、呼気圧に対応する信号値を吸気操作によって変更することができる。ひいては、多彩な楽音制御を行うための設定環境を、手足を使うことなく奏者個人の特性に合わせて簡単な口の操作で切り替えることができる。

また、モード切り替えを可能とし、出力モードでは呼気によりＭＩＤＩ信号を出力すると共に、変更モードでは吸気により対応情報ＴＢＬの変更を行うので、信号出力操作と対応関係変更操作とを明確に分けて行える。従って、奏者にとって操作が理解しやすく、習得が容易である。

また、モード切り替え操作は第１の変化態様（図７のステップＳ３０２、Ｓ３１０）が生じたことで実施され、対応情報ＴＢＬにおける圧力値と信号値との対応関係の変更は、所定の負圧状態となった場合に実施される。すなわち、変更モードの期間中に吸気圧が第１の変化態様とは異なる第２の変化態様で変化した場合に実施される。これにより、モード切り替え操作と対応関係変更操作とを明確に分けて行える。また、変更モードは複数の階層を有し、各階層において段階切替が実施可能であるので、対応関係の細かな変更が可能となる。

ところで、オーケストラの指揮タイミングより早めの発音動作を行ういわゆる突っ込み演奏における突っ込みの程度を対応情報ＴＢＬの選択によって調節するという応用も可能である。図３（ｇ）には、対応情報ＴＢＬとして３つのテーブルＴＢＬ１〜ＴＢＬ３が一緒に示してある。例えば、図３（ｇ）に例示する３つのテーブルＴＢＬから１つのテーブルを選択して用い、ＭＩＤＩ値によって音量が制御されるとする。テーブルＴＢＬ１は直線的であるが、テーブルＴＢＬ２は低い圧力に対してだけ上昇が緩やかなカーブであり、テーブルＴＢＬ３は、さらに立ち上がりが緩やかなカーブとなっている。テーブルＴＢＬ１が選択されると突っ込み無しの演奏となり、テーブルＴＢＬ２、ＴＢＬ３が選択されると、それぞれ、発音開始タイミングが少し早い、かなり速い状態の突っ込み有りの演奏となる。

一般に、管楽器の特性として、アンブッシュアへの息圧付加と実発音との関係をみると、管楽器系は、打楽器や爪段楽器等の発弦楽器と比べると発音開始が遅い。熟練の指揮者においては、それを考慮して、管楽器系の奏者に対して早めのタイミングで指揮をし、突っ込み演奏をさせることがある。しかしこれは指揮者の技量に依存する要素が大きい。

これに対し、図３（ｇ）のようなテーブル選択を行えるようにすることで、突っ込み演奏の突っ込み早さの個人差を簡単に変更することができる。特に、ブレスコントローラ３０を、好適な管楽器系の入力装置として適用した場合に利点が大きい。すなわち、突っ込み早さの調節が可能であることは、高度なテクニックとしての突っ込み演奏をしなくても合奏しやすくなる。一方、突っ込み演奏を十分に習得している奏者はテーブル選択にたよることなく突っ込み演奏を行うことも可能である。従って、奏者の個人に応じたテーブル選択により最適な突っ込み演奏を実現することができる。

なお、各階層での段階切替において、吸気の繰り返しにより段階を進めるために、一旦、ｎｏｗＰ＜基準圧Ｐ０となることが必要であった。しかし、所定の負圧値Ｐ１より小さい負圧の閾値を設け、現在圧力値ｎｏｗＰが基準圧Ｐ０まで戻らなくとも、負圧の閾値にまで戻れば、次の所定の負圧値Ｐ１以下の負圧により段階を進める構成としてもよい。

なお、本実施の形態では、吸気圧が、所定の負圧状態となった連続回数に応じて各段階の切替（対応関係の変更）がなされるとしたが、これに限るものではない。例えば、所定の負圧状態となった継続時間に基づいて対応関係を変更するようにしてもよい。その場合、所定の負圧値Ｐ１より大きい閾値を超える大きな負圧状態が継続した時間によって、進める段階を決めてもよい。あるいは所定の負圧状態となったときのピーク値に基づいて対応関係を変更するようにしてもよい。その場合、所定の負圧値Ｐ１より大きい閾値を超えた負圧値のピーク値によって、進める段階を決めてもよい。

なお、対応情報ＴＢＬの変更（階層における段階切替）を判断するための所定の負圧状態（ないし第２の変化態様）については、上記説明は例示であり、対応情報ＴＢＬにおける圧力値と信号値との対応関係の変更を吸気圧に基づいて行う構成であればよい。従って、吸気圧のどのような挙動を採用するかにつき各種の構成が考えられる。モード切り替えを判断するための第１の変化態様についても同様である。

なお、対応情報ＴＢＬを用いて、正圧値に対応する値の信号を出力する際、出力する信号はＭＩＤＩ信号に限定されず、シリアル信号等、楽音制御に用いることが可能な信号であればよい。従って、楽音制御以外の用途に用いることが可能な信号であってもよい。出力のためのインターフェイスないし端子は、その信号に応じて設計すればよい。

ブレスコントローラ３０の用途としては、鍵盤楽器２２に限られず、ボーカロイド（登録商標）やＤＡＷ（Digital Audio Workstation）における楽音に抑揚等の効果を付与・設定するのに好適である。そのほかの楽器としては、電子ハーモニカ、ボイスパーカッション等も考えられる。

また、楽器に限られず、ボイスレッスンやカラオケでの練習にも適用可能で、家電用の操作リモコン、通信端末装置、楽音や文字の入力用のインターフェイス等として応用することも可能である。さらに、３軸加速度センサやジャイロセンサ、照度センサ等を組み合わせて、身体が不自由な者に限られず、あらゆるデバイスの操作に利用できる。

１１ ＣＰＵ、 １５ 記憶部（記憶手段）、 ３１ コントローラ部、 ３０ ブレスコントローラ、 ３７ 気圧センサ（検出手段）、 ３９ 出力端子（出力手段）、 ＴＢＬ 対応情報

Claims (8)

1. 呼気圧及び吸気圧を検出する検出手段と、
   圧力値と信号値との対応関係を規定する対応情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段により記憶されている対応情報を用いて、前記検出手段により検出された呼気圧に対応する値の信号を、楽音制御に用いることが可能な信号として出力する出力手段と、
   前記検出手段により検出された吸気圧に基づいて、前記記憶手段により記憶されている対応情報における圧力値と信号値との対応関係を変更する変更手段とを有することを特徴とする信号出力装置。
2. 前記検出手段により検出された吸気圧に基づいて、現在のモードを信号出力モードと対応変更モードとに切り替える切り替え手段を有し、
   前記出力手段は、前記切り替え手段により前記信号出力モードが設定されている期間中に前記検出された呼気圧に対応する値の前記信号を出力し、
   前記変更手段は、前記切り替え手段により前記対応変更モードが設定されている期間中に前記検出された吸気圧に基づいて前記対応関係を変更することを特徴とする請求項１記載の信号出力装置。
3. 前記検出された吸気圧が第１の変化態様で変化した場合に前記切り替え手段が前記現在のモードを切り替え、前記対応変更モードが設定されている期間中に前記検出された吸気圧が前記第１の変化態様とは異なる第２の変化態様で変化した場合に前記変更手段が前記対応関係を変更することを特徴とする請求項２記載の信号出力装置。
4. 前記対応変更モードは複数の階層を有し、前記変更手段は、前記各階層において、前記検出された吸気圧が前記第２の変化態様で変化した場合に前記対応関係を変更することを特徴とする請求項３記載の信号出力装置。
5. 前記第１の変化態様には、前記検出された吸気圧が、所定の負圧値以上の状態が所定時間以上継続した場合が含まれることを特徴とする請求項３または４記載の信号出力装置。
6. 前記第２の変化態様には、前記対応変更モードが設定されている期間中に、前記検出された吸気圧が所定の負圧値以上になることが１回以上生じた場合が含まれることを特徴とする請求項３または４記載の信号出力装置。
7. 前記複数の階層には、前記対応情報として複数記憶された情報のうち前記出力手段により用いられる情報を選択する第１の階層と、それより下の階層であって前記選択された情報を補正する第２の階層とが含まれることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の信号出力装置。
8. 前記変更手段は、前記検出された吸気圧が、所定の負圧状態となった連続回数、前記所定の負圧状態となった継続時間、または前記所定の負圧状態となったときのピーク値の少なくとも１つに基づいて前記対応関係を変更することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の信号出力装置。

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