JP6844114B2 - データ通信システム、端末装置、音響装置、データ通信方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電子機器などの音響装置とスマートフォンなどの端末装置との間で、オーディオ信号入出力端子などの音響インタフェースを用いて汎用データ通信を行う技術に関する。

スマートフォンなどの支援装置と演奏装置とをオーディオケーブルで接続し、このオーディオケーブルを介して支援装置から曲データに基づく伴奏音信号や鍵番号信号などを演奏装置に送信して制御するオーディオ信号通信技術が知られている（例えば特許文献１又は２に記載の技術）。

このような可聴帯域を利用したオーディオ信号通信においては、電子楽器などの受信側の機器でオーディオ信号通信のための特別な切替え操作を行わないで支援装置から通信信号を送信してしまった場合には、電子楽器のスピーカなどから通信信号が出音されてしまう。この際、通信信号の形状や振幅等によっては、大音量のポップノイズが発音され、騒音発生、スピーカ等の故障、使用者の聴覚へのダメージ、などの恐れがある。

かかる出音を回避するためには、オーディオ信号通信を行う際には、電子楽器側でスピーカ等から出音がされないように切替えを行えばよい。

従来の電子楽器は、最初からオーディオ信号通信を実行することを前提として開示されていた。

特開２０１５−０４５６８７号公報 特開２０１５−０４５６８８号公報

このため従来から、オーディオ信号入力端子から入力する信号を、そのままオーディオ原信号としてスピーカ等から出音する場合と、スピーカ等からは出音せずにオーディオ信号通信による通信信号として処理する場合とをどのように切り替えるかという課題があった。

そこで、本発明は、スピーカ等からの出音を実施する場合と出音を停止して通信信号として処理する場合とを、ユーザが特に意識する必要がなく簡単に切替え可能とすることを目的とする。

態様の一例のデータ通信システムは、音響信号を出力可能な第１の音響インタフェースと、前記第１の音響インタフェースを介して、音響以外のデータを含む通信本体信号を送信する通信本体信号送信部と、前記通信本体信号送信部により前記通信本体信号の送信を開始する前に、音響として出力したときのノイズ音が前記通信本体信号よりも少ない、音響以外のデータを含む通信開始信号を送信する通信開始信号送信部と、を備えた端末装置と、音響信号を入力可能な第２の音響インタフェースと、前記第２の音響インタフェースを介して入力される前記音響信号に基づいた音響音を生成する音響部と、前記第２の音響インタフェースを介して前記通信開始信号を受信した場合に、通信モードに遷移するとともに、前記第２の音響インタフェースからの信号に基づいた音響音の生成を停止するように前記音響部を制御する通信モード遷移部と、前記通信モードに遷移後に、前記第２の音響インタフェースを介して入力される前記通信本体信号に含まれる前記音響以外のデータに基づく処理を実行する通信本体信号解釈実行部と、を備えた音響装置と、を有し、前記通信開始信号は、信号強度が時間経過に伴って増減する第１波形の波束を複数個含む信号列を有する信号であることを特徴としている。

本発明によれば、スピーカ等からの出音を実施する場合と出音を停止して通信信号として処理する場合とを、ユーザが特に意識する必要がなく簡単に切り替えることが可能となる。

本発明の実施形態に係る音響インタフェースを用いた汎用データ通信システムのシステム構成例を示す図である。 通信開始信号の波形例を示す図である。 通信本体信号の波形例を示す図である。 スマートフォンによる通信信号送信処理の例を示すフローチャートである。 電子楽器による通信信号受信周期処理の例を示すフローチャートである。 電子楽器による通信開始信号検出処理の詳細例を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る音響インタフェースを用いた汎用データ通信システムのシステム構成例を示す図であり、端末装置であるスマートフォン１００と音響装置である電子楽器１１０がオーディオケーブル１０によって接続された構成を有する。

スマートフォン１００は、ＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット：中央演算処理装置）１０１、メモリ１０２、外部記憶装置１０３、タッチパネルディスプレイ１０４、オーディオインタフェース１０５、通信インタフェース１０６、及び可搬記録媒体１０７ａが挿入される可搬記録媒体駆動装置１０７を有し、これらがバス１０８によって相互に接続された構成を有する。スマートフォン１００の構成は、端末装置を実現できるコンピュータの一例であり、そのようなコンピュータはこの構成に限定されるものではない。

ＣＰＵ１０１は、当該コンピュータ全体の制御を行う。メモリ１０２は、プログラムの実行、データ更新等の際に、外部記憶装置１０３（或いは可搬記録媒体１０７ａ）に記憶されている通信信号送信処理プログラムを含む各種制御プログラム又はデータを一時的に格納するＲＡＭ等のメモリである。ＣＵＰ１０１は、プログラムをメモリ１０２に読み出して実行することにより、全体の制御を行う。

タッチパネルディスプレイ１０４は、ユーザによるタッチ入力操作を検出し、その検出結果をＣＰＵ１０１に通知する。また、タッチパネルディスプレイ１０４は、ＣＰＵ１０１の制御によって送られてくるデータを表示する。

外部記憶装置１０３は、例えば半導体ディスク記憶装置である。主に各種データやプログラムの保存に用いられる。

オーディオインタフェース１０５（第１の音響インタフェース）は、例えばイヤホン出力回路及び端子であり、オーディオケーブル１０に、一般的なオーディオ信号（音響信号）を出力するほか、本実施形態では特に、通信信号を出力することができる。

通信インタフェース１０６は、スマートフォン１００の一般機能としての電話通話を行ったり、例えばＷｉＦｉや４Ｇ／ＬＴＥの通信回線を接続するための装置である。

可搬記録媒体駆動装置１０７は、ＵＳＢメモリ、ＳＤカード、又はコンパクトフラッシュ等の可搬記録媒体１０７ａを収容するもので、外部記憶装置１０３の補助の役割を有する。

本実施形態によるスマートフォン１００は、後述する図４のフローチャートで例示される通信信号送信処理プログラムをＣＰＵ１０１が実行することで実現される。そのプログラムは、例えば外部記憶装置１０３や可搬記録媒体１０７ａに記録して配布してもよく、或いは通信インタフェース１０６によりネットワークから取得できるようにしてもよい。

次に、電子楽器１１０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１１２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１１３、音源ＬＳＩ（大規模集積回路）１１４、鍵盤や操作スイッチなどの演奏／操作スイッチ部１１５と各々の出力が接続されるＧＰＩＯ（ジェネラルパーパスインプットアウトプット）１１６、ＤＡＣ／増幅器１１７、スピーカ部１１８、及びオーディオインタフェース１１９（第２の音響インタフェース）を備え、これらがシステムバス１２０によって相互に接続された構成を有する。電子楽器１１０の構成は、音響装置を実現できるハードウェア構成の一例であり、そのようなハードウェア構成はこの構成に限定されるものではない。

ＣＰＵ１１１は、電子楽器１１０全体の制御を行う。ＲＯＭ１１２は、発音制御プログラムや後述する図５、図６のフローチャートで例示される通信信号受信処理プログラムを記憶する。ＲＡＭ１１３は、プログラムの実行時に、データを一時的に格納する。

演奏／操作スイッチ部１１５の各演奏状態及び操作状態は、ＧＰＩＯ１１６を介してＣＰＵ１１１に読み込まれた後、音源ＬＳＩ１１４に送られる。

音源ＬＳＩ１１４は、例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ａｒｒａｙ）である。音源ＬＳＩ１１４の機能は、ＣＰＵ１１１のソフトウェア機能によって実現されてもよい。

音源ＬＳＩ１１４から出力された楽音波形データは、ＣＰＵ１１１からシステムバス１１８を介してＤＡＣ／増幅器１１７においてデジタル信号の楽音波形データからアナログ信号の楽音波形信号に変換されて増幅された後、スピーカ部１１８を介して放音される。

オーディオインタフェース１１９は、例えばオーディオライン入出力回路及び端子であり、オーディオケーブル１０から、一般的なオーディオ信号（音響信号）を入力し、それをＤＡＣ／増幅器１１７からスピーカ部１１８を介して出音するほか、本実施形態では特に、出音動作を行わずに通信信号を受信してＣＰＵ１１１にて処理することができる。

以上の構成を有する汎用データ通信システムの概略の動作について、まず説明する。本実施形態において、電子楽器１１０のスピーカ部１１８から出音する状態を「通常モード」と呼ぶ。スピーカ部１１８から出音せず汎用データ通信を実行してよい状態を「通信モード」と呼ぶ。本実施形態においては、スマートフォン１００の側は「送信機器」として動作し、電子楽器１１０の側は「受信機器」として動作する。なお、電子楽器１１０の側からスマートフォン１００の側に対して、承諾応答信号を送信することは可能である。承諾応答信号の通信応答の方式については、どのような方法でもよいため、詳述しない。スマートフォン１００から電子楽器１１０に向かって、オーディオ信号として流すデータ通信信号を、通信信号と呼ぶ。

前述したように、従来から、電子楽器１１０において、オーディオインタフェース１０５から入力する信号を、そのままオーディオ原信号としてスピーカ等から出音する場合と、スピーカ等からは出音せずにＣＰＵ１１１において通信信号として処理する場合とをどのように切り替えるかという課題がある。切替方式としては、一般的に下記の２点がまず考えられる。

方式Ａ．ユーザ操作によって切り替える。
方式Ｂ．通信用の信号を受け取ったら切り替える。

しかし、上記方式Ａ及び方式Ｂはそれぞれ、下記のような短所が存在する。
短所Ａ．操作ミスで切替えを忘れる懸念がある。
短所Ｂ．切替え前の信号については発音してしまう。

即ちまとめると、下記のようになる。
問題α：通信信号をスピーカ等から出音すると騒音等の問題がある。
問題β：通信信号がスピーカ等から出音されるケースを回避することができない。

αとβは、どちらかが解決すればもう片方も解決するというものである。本実施形態においては、問題αを軽減化することによって解決を図る。まず問題αについてであるが、通信信号の出音が大きなポップノイズとなる原因として、下記のものが挙げられる。

原因１．Ｓ／Ｎ比を稼ぐために、信号の振幅が大きい。
原因２．通信速度を上げるために、信号の周波数が高い。

逆に言えば、通信信号の振幅および周波数を下げれば、スピーカ等から出音しても問題にならなくなる。しかし、単純にそのように信号を変更すると、
・信号の振幅を下げると、通信のエラー率が高まる
・信号の周波数を下げると、通信速度が下がる
といったことになり、オーディオ信号通信の有用性が低くなってしまう。

そこで、本実施形態ではまず、通信信号を、通信開始を送信機器であるスマートフォン１００の側から受信機器である電子楽器１１０の側に伝える信号である通信開始信号と、データの本体を示す信号である通信本体信号とに分ける。

通信開始信号は、電子楽器１１０のスピーカ部１１８から出音しても騒音や故障といった問題が発生しないような音響特性を有する信号とする。図２は、通信開始信号の波形例を示す図である。図２の波形例では、通信開始信号は、信号強度が０から時間経過とともに漸次増加し所定時間経過後に０にむかって漸次減少する正弦波信号からなる波束を複数含む信号列となっている。このように、通信開始信号の波形は、無用に高周波を含まないように、矩形波や鋸歯状波のような波形ではなく、例えば正弦波のような波形をフェードイン／フェードアウトした波束を使用する。通信開始信号の振幅はＳ／Ｎ比を考慮しつつ小さくする。具体的な振幅はエラー率とのトレードオフで決定する。通信開始信号の周波数は低くする。具体的な周波数は通信速度とのトレードオフで決定するが、通信開始信号は通信開始時にのみ使用するため、低通信速度で問題ない。通信開始信号の具体的な周波数の例としては、低帯域（〜１００Ｈｚ辺り）から選ぶ、といったことが挙げられる。これらは、通信開始信号のあくまでも一例であって、受信機器である電子楽器１１０の側で解析可能であれば、通常楽音のようなものを使用してもよい。

図３は、通信本体信号の波形例を示す図である。このように、通信本体信号は、大振幅の高周波信号であってよい。そのため通信全体としては、高速に通信ができる。

スマートフォン１００の側では、オーディオインタフェース１０５からオーディオケーブル１０に、必ず通信開始信号を送った後に、通信本体信号を送るようにする。電子楽器１１０の側では、通常モード時に、オーディオインタフェース１１９がオーディオケーブル１０から通信開始信号を受信すると、ＣＰＵ１１１は、その通信開始信号を通常のオーディオ信号としてＤＡＣ／増幅器１１７を介してスピーカ部１１８から出音するが、前述したように、この信号は出音しても支障のないような音響特性に設定されているので問題はない。電子楽器１１０において、通常モード時に、オーディオインタフェース１１９がオーディオケーブル１０から通信開始信号を受信した場合、ＣＰＵ１１１は、自動的に通信モードに遷移する。このとき、ＣＰＵ１１１は、ＤＡＣ／増幅器１１７の動作を停止することにより、スピーカ部１１８への出音を停止する。その後、ＣＰＵ１１１は、オーディオインタフェース１１９がオーディオケーブル１０から受信する通信本体信号を解釈し、その解釈に基づく処理を実行する。

図４は、スマートフォン１００のＣＰＵ１０１が実行する通信信号送信処理の例を示すフローチャートである。この処理は、スマートフォン１００のユーザがタッチパネルディスプレイ１０４から所定の通信アプリにタップすることにより、ＣＰＵ１０１が、例えば外部記憶装置１０３からメモリ１０２に読み込んだ通信信号送信処理プログラムを起動し実行する動作である。

まず、ＣＰＵ１０１は、図２に例示される通信開始信号を、オーディオインタフェース１０５からオーディオケーブル１０に送信する（ステップＳ４０１）。通信開始信号の仕様の詳細については、後述する。

次に、ＣＰＵ１０１は、オーディオインタフェース１０５がオーディオケーブル１０から承諾応答信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ４０２）。

ステップＳ４０２の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１０１は、承諾応答待ちの状態がタイムアウトしたか否かを判定する（ステップＳ４０３）。

ステップＳ４０３の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ４０２の判定処理に戻る。

ステップＳ４０２とＳ４０３の繰返し処理で、承諾応答待ちの状態がタイムアウトすることによりステップＳ４０３の判定がＹＥＳになったら、ＣＰＵ１０１は、タッチパネルディスプレイ１０４にタイムアウトのエラーメッセージを表示して、送信処理を終了する。

ステップＳ４０２とＳ４０３の繰返し処理において、承諾応答信号が受信されることによりステップＳ４０２の判定がＹＥＳになったら、ＣＰＵ１０１は、図３に例示される通信本体信号を、一定サイズずつ、オーディオインタフェース１０５からオーディオケーブル１０に送信する（ステップＳ４０４）。

ステップＳ４０４の送信処理の後、ＣＰＵ１０１は、オーディオインタフェース１０５がオーディオケーブル１０からエラー応答信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ４０５）。

ステップＳ４０５の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１０１は、出力すべき通信本体信号がまだあるか否かを判定する（ステップＳ４０６）。

ステップＳ４０６の判定がＹＥＳならば、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ４０４の処理に戻って、通信本体信号の送信処理を継続する。

ステップＳ４０６の判定がＮＯになったら、ＣＰＵ１０１は、ＣＰＵ１０１は、タッチパネルディスプレイ１０４に、送信完了のメッセージを表示して、送信処理を終了する。

ステップＳ４０４からＳ４０６の繰返し処理で、エラー応答が受信されることによりステップＳ４０５の判定がＹＥＳになったら、ＣＰＵ１０１は、タッチパネルディスプレイ１０４にタイムアウトのエラーメッセージを表示して、送信処理を終了する。

図５は、電子楽器１１０のＣＰＵ１１１が実行する通信信号受信周期処理の例を示すフローチャートである。この処理は、電子楽器１１０のＣＰＵ１１１が、周期的に例えばＲＯＭ１１２からＲＡＭ１１３に読み込んだ通信信号受信周期処理プログラムを起動し実行する動作である。

ＣＰＵ１１１はまず、オーディオインタフェース１１９がオーディオケーブル１０から通信開始信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ５０１）。この処理の詳細は、図６のフローチャートを用いて後述する。

次に、ステップＳ５０１の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１１１は、オーディオインタフェース１１９がオーディオケーブル１０から通信本体信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ５０２）。

ステップＳ５０２の判定もＮＯならば、ＣＰＵ１１１は、そのまま今回の周期における通信信号受信周期処理プログラムを終了する。

ステップＳ５０１の判定がＹＥＳならば、ＣＰＵ１１１は、現在のモードが通信モードであるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。

最初は通常モードであるため、ステップＳ５０２の判定はＮＯとなる。この場合、ＣＰＵ１１１は、現在のモードを通信モードに移行させる（ステップＳ５０３）。現在のモードは、例えばＲＡＭ１１３にモード変数として記憶させればよい。ステップＳ５０２の判定がＹＥＳの場合には、ＣＰＵ１１１は、ステップＳ５０３の処理はスキップする。

続いて、ＣＰＵ１１１は、オーディオインタフェース１１９からオーディオケーブル１０に、承諾応答信号を送信する（ステップＳ５０４）。その後、ＣＰＵ１１１は、今回の周期の通信信号受信周期処理プログラムを終了する。

ステップＳ５０１の判定がＮＯとなった後、ステップＳ５０５の判定がＹＥＳになった場合、ＣＰＵ１１１は、現在のモードが通信モードであるか否かを判定する（ステップＳ５０６）。

現在のモードが通信モードになっていることによりステップＳ５０６の判定がＹＥＳならば、ＣＰＵ１１１は、オーディオインタフェース１１９がオーディオケーブル１０から受信した通信本体信号を必要に応じて復号して解釈し、その解釈の結果に応じた制御処理を実行する（ステップＳ５０７）。その後、ＣＰＵ１１１は、今回の周期の通信信号受信周期処理プログラムを終了する。

現在のモードが通信モードになっていないことによりステップＳ５０６の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１１１は、エラー応答信号を、オーディオインタフェース１１９からオーディオケーブル１０に送信する（ステップＳ５０８）。その後、ＣＰＵ１１１は、今回の周期の通信信号受信周期処理プログラムを終了する。

次に、図５のステップＳ５０１に関連する通信開始信号の処理の詳細について説明する。図２に例示したように、本実施形態による通信開始信号は、低い周波数のサイン波をフェードイン／アウトさせたものを１ビットとし、さらにそれを並べたものである。この１ビットを表現する信号列をここでは波束と呼ぶことにする。フェードイン（信号強度が０から漸次増加してゆく状態）とフェードアウト（信号強度が０にむかって漸次減少してゆく状態）の速度は同じ、即ち、波束は振幅最大値の時点を基準として前後対称であるものとする。

波束をフェードイン／アウトさせる理由は、無音部から急に振幅の大きなサイン波を出力するとその境界が高周波となってしまうため、フェードイン／アウトすることにより高周波の発生を抑えられるからである。

スマートフォン１００の側でのＣＰＵ１０１による通信開始信号の出力方法について説明する。通信開始信号は予め送信機器であるスマートフォン１００の側と受信機器である電子楽器１１０の側で取り決めた、Ｎビットの定数データ列を表現するものとする。よって、以下の説明では、Ｎビットのデータ列を出力する方法について説明する。一つの波束辺りの時間長は予め決まっているものとする。この時間長さをｌｅｎｇｔｈとする。一つの波束内での最大振幅は、ある決まった閾値ｔｈｒｅｓｈを越えるものとする。ＣＰＵ１０１は、最初にスタートビットとして、１波束分の信号を出力する。その波束の先頭からｌｅｎｇｔｈ後、最初の１ビットのデータが「１」である場合は、ＣＰＵ１０１は、同じく１波束分の信号を更に出力する。一方、最初の１ビットのデータが「０」である場合は、ＣＰＵ１０１は、ｌｅｎｇｔｈの間、信号は出力しない。即ち無音状態である。ＣＰＵ１０１は、その次の１ビットのデータが「１」である場合は同じく１波束出力、「０」であればｌｅｎｇｔｈ間無音とする。ＣＰＵ１０１がこれを合計Ｎ回繰り返すと、Ｎビットのデータ列が出力できる。

次に、電子楽器１１０の側でのＣＰＵ１１１による図５のステップＳ５０１での通信開始信号の検出方法について説明する。ＣＰＵ１１１は、入力信号の解析を、入力信号のサンプリングに同期した割込みで行うものとする。図６は、図５のステップＳ５０１において実行される通信開始信号検出処理の詳細例を示すフローチャートである。入力信号の形状（ｌｅｎｇｔｈや振幅、フェードイン／アウトの速度など）は予め分かっているものとする。

まず、ＣＰＵ１１１は、ＲＡＭ１１３に記憶されている通信開始信号受信済み判定フラグの論理値が真になっているか否かを判定する（ステップＳ６０１）。通信開始信号受信済み判定フラグの論理値が真になると、図５のステップＳ５０１の判定がＹＥＳになる。

最初は、ステップＳ６０１の判定はＮＯとなるため、ＣＰＵ１１１は、今回の入力信号瞬時値をＲＡＭ１１３上の変数ｓｉｇｎａｌに取得する（ステップＳ６０２）。

次に、ＣＰＵ１１１は、現在の検出モードを示すＲＡＭ１１３上の変数ｍｏｄｅの値を判定する（ステップＳ６０３）。

変数ｍｏｄｅの値の初期値は「ＷＡＩＴ」であるため、ＣＰＵ１１１は、ステップＳ６０４を実行する。ステップＳ６０４において、ＣＰＵ１１１は、ステップＳ６０２で抽出したｓｉｇｎａｌの値がｔｈｒｅｓｈを超えたか否かを判定する。

ステップＳ６０４の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１１１は、そのまま図６のフローチャートで示される図５のステップＳ５０１の通信開始信号検出処理を終了する。この時点ではＲＡＭ１１３上の通信開始信号受信済み判定フラグの論理値はまだ偽であるため、図５のステップＳ５０１の判定はＮＯになる。

ステップＳ６０４の判定がＹＥＳになると、ＣＰＵ１１１は、ＲＡＭ１１３上の変数ｍｏｄｅを「ＡＣＴＩＶＥ」に変更し、現在何ビット目の判定かを示すＲＡＭ１１３上の変数ｂｉｔに１を格納し、ＲＡＭ１１３上の変数ｏｖｅｒに「ＮＯ」を格納し、ＲＡＭ１１３上の変数ｔｉｍｅに現在時刻を格納し、ＲＡＭ１１３上の変数ｄａｔａに「０」を格納する（ステップＳ６０５）。入力信号の瞬時値ｓｉｇｎａｌが最初にｔｈｒｅｓｈを越えた場合、それは前述したスタートビットが入力されている最中であるとする。即ち、変数ｍｏｄｅが「ＷＡＩＴ」の状態でステップＳ６０４の判定がＹＥＳとなってステップＳ６０５が実行される状態は、スタートビットが入力されている最中の状態である。ステップＳ６０５の後、ＣＰＵ１１１は、図６のフローチャートで示される図５のステップＳ５０１の通信開始信号検出処理を終了する。この時点ではＲＡＭ１１３上の通信開始信号受信済み判定フラグの論理値はまだ偽であるため、図５のステップＳ５０１の判定はＮＯになる。

ステップＳ６０５の処理が終了すると、ＣＰＵ１１１の通信開始信号検出処理は、スタートビットの波束に続く第１ビット目の波束を判別する処理になる。入力信号の全体的な振幅（音量）は、入力信号のソース（スマートフォン１００など）での設定によって変化し得るため、入力信号の瞬時値ｓｉｇｎａｌがｔｈｒｅｓｈを超えるタイミングが、スタートビットのどの時点かは不明である。しかし、前述したように、スタートビットの波束の形状は前後対象であるため、最大振幅時点はその中央時刻となる。よって、時刻ｔｉｍｅ（＝変数ｔｉｍｅの値）から（ｔｉｍｅ＋ｌｅｎｇｔｈ／２）までの期間は、スタートビット内であると言える。また、ｌｅｎｇｔｈは各ビットで同じであるため、通信開始信号の波束の各ビットの判別期間は、以下の如くとなる。

（ｔｉｍｅ＋ｌｅｎｇｔｈ×１）
〜（ｔｉｍｅ＋ｌｅｎｇｔｈ／２＋ｌｅｎｇｔｈ×１） ：第１ビット
（ｔｉｍｅ＋ｌｅｎｇｔｈ×２）
〜（ｔｉｍｅ＋ｌｅｎｇｔｈ／２＋ｌｅｎｇｔｈ×２） ：第２ビット
・・・
（ｔｉｍｅ＋ｌｅｎｇｔｈ×Ｎ）
〜（ｔｉｍｅ＋ｌｅｎｇｔｈ／２＋ｌｅｎｇｔｈ×Ｎ） ：第Ｎビット

以上の論理より、入力信号の瞬時値ｓｉｇｎａｌが最初にｔｈｒｅｓｈを超えたタイミング（ステップＳ６０５の実行タイミング）から波形の記録を開始し、上記の各ビットの期間内の入力信号の瞬時値ｓｉｇｎａｌを観測し、その間、ｓｉｇｎａｌがｔｈｒｅｓｈを超えた区間については対応するビット値は「１」、超えなければ対応するビット値は「０」と判定することにより、データを検出することができる。この処理を実現するのが、図６のステップＳ６０３からＳ６１４の一連の処理である。

即ち、ＣＰＵ１１１は、ステップＳ６０５が実行されてスタートビットの波束が検出された後に、再度ステップＳ６０３の判定が実行されると、その判定は「ＡＣＴＩＶＥ」となる。この結果、ＣＰＵ１１１は、現在時刻が（ｔｉｍｅ＋ｌｅｎｇｔｈ×ｂｉｔ）よりも後か否かを判定する（ステップＳ６０６）。ここで、「ｔｉｍｅ」はＲＡＭ１１３上の変数ｔｉｍｅの値であり、「ｂｉｔ」はＲＡＭ１１３上の変数ｂｉｔの値である。変数ｔｉｍｅの値は、前回ｓｉｇｎａｌがｌｅｎｇｔｈを超えたときの時刻を保持し、変数ｂｉｔは現在検出しようとしている波束が通信開始信号の何ビット目にあたるかを示している。

ステップＳ６０６の判定がＮＯならば、まだ変数ｂｉｔが示すビットの判断期間に入っていないため、ＣＰＵ１１１は、図６のフローチャートで示される図５のステップＳ５０１の通信開始信号検出処理を終了する。この時点ではＲＡＭ１１３上の通信開始信号受信済み判定フラグの論理値はまだ偽であるため、図５のステップＳ５０１の判定はＮＯになる。

ステップＳ６０６の判定がＹＥＳになったら、ＣＰＵ１１１は、現在時刻が（ｔｉｍｅ＋ｌｅｎｇｔｈ／２＋ｌｅｎｇｔｈ×ｂｉｔ）よりも前か否かを判定する（ステップＳ６０７）。

ステップＳ６０７の判定がＹＥＳとなる期間で、ＣＰＵ１１１は、ステップＳ６０２で抽出したｓｉｇｎａｌの値がｔｈｒｅｓｈを超えたか否かを判定する（ステップＳ６０８）。

ステップＳ６０８の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１１１は、そのまま図６のフローチャートで示される図５のステップＳ５０１の通信開始信号検出処理を終了する。この時点ではＲＡＭ１１３上の通信開始信号受信済み判定フラグの論理値はまだ偽であるため、図５のステップＳ５０１の判定はＮＯになる。

ステップＳ６０８の判定がＹＥＳになると、ＣＰＵ１１１は、ＲＡＭ１１３上の変数ｏｖｅｒに「ＹＥＳ」を格納する（ステップＳ６０９）。変数ｏｖｅｒは、期間中に入力信号の瞬時値がｔｈｒｅｓｈを超えたか否かを「ＹＥＳ」又は「ＮＯ」で示している。ステップＳ６０９で変数ｏｖｅｒに「ＹＥＳ」が設定されることにより、その期間中に波束が存在したことが表示される。その後、ＣＰＵ１１１は、図６のフローチャートで示される図５のステップＳ５０１の通信開始信号検出処理を終了する。この時点ではＲＡＭ１１３上の通信開始信号受信済み判定フラグの論理値はまだ偽であるため、図５のステップＳ５０１の判定はＮＯになる。

その後、期間が経過してステップＳ６０７の判定がＮＯになると、ＣＰＵ１１１は、ＲＡＭ１１３上の変数ｄａｔａにおける変数ｂｉｔが示すビット位置の値を、変数ｏｖｅｒに「ＹＥＳ」がセットされていればその期間中に波束が存在したのでビット値として「１」をセットし、「ＮＯ」がセットされたままであれば期間中に波束が存在しなかったのでビット値として「０」をセットする（ステップＳ６１０）。

その後、ＣＰＵ１１１は、変数ｂｉｔの値を＋１インクリメントし、変数ｏｖｅｒの値を「ＮＯ」にリセットする（ステップＳ６１１）。

その後、ＣＰＵ１１１は、変数ｂｉｔの値が通信開始信号のビット長Ｎを超えたか否かを判定する（ステップＳ６１２）。

ステップＳ６１２の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１１１は、図６のフローチャートで示される図５のステップＳ５０１の通信開始信号検出処理を終了する。この時点ではＲＡＭ１１３上の通信開始信号受信済み判定フラグの論理値はまだ偽であるため、図５のステップＳ５０１の判定はＮＯになる。

ステップＳ６１２の判定がＹＥＳになると、ＣＰＵ１１１は、ＲＡＭ１１３上の変数ｄａｔａが示す値が、スマートフォン１００と電子楽器１１０の間で予め取り決めた定数データの値と合致するか否かを判定する（ステップＳ６１３）。

ステップＳ６１３の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１１１は、図６のフローチャートで示される図５のステップＳ５０１の通信開始信号検出処理を終了する。最終的にＲＡＭ１１３上の通信開始信号受信済み判定フラグの論理値は偽のままとなるため、図５のステップＳ５０１の判定はＮＯになる。

ステップＳ６１３の判定がＹＥＳになると、ＣＰＵ１１１は、ＲＡＭ１１３上の通信開始信号受信済み判定フラグの論理値を真にする（ステップＳ６１４）。ＣＰＵ１１１は、図６のフローチャートで示される図５のステップＳ５０１の通信開始信号検出処理を終了する。この時点で最終的にＲＡＭ１１３上の通信開始信号受信済み判定フラグの論理値が真となるため、図５のステップＳ５０１の判定がＹＥＳになって通信開始信号が検出されたことになる。

以上の制御処理により、本実施形態により前述した問題αを軽減化することが可能となる。即ち、必ず通信開始信号を受け取ってから通信信号の本体が送られてくるようにすることで、オーディオ信号通信による騒音、スピーカ等の故障、使用者の聴覚へのダメージなどの恐れを軽減することが可能となる。

上述の実施形態において、通信モードを解除して通常モードに戻すためには、例えば通信モードの最後に、通信本体信号として通信モードを解除する命令を送ればよい。電子楽器１１０のＣＰＵ１１１は、この命令を受信したときに、通信モードを解除して通常モードに戻り、ＤＡＣ／増幅器１１７をオンにしてスピーカ部１１８からの出音が可能な状態に戻せばよい。

上述の説明は、音響装置が電子楽器１１０である場合について説明したが、音響装置は電子楽器１１０に限る必要はなく、一般的なオーディオ機器等であってもよい。また、端末装置もスマートフォン１００に限られず、他のタブレット端末やパソコン等であってもよい。

以上の実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
音響信号を入出力可能な第１の音響インタフェースと、
前記データ通信の開始時に、信号強度が時間経過に伴ってに増減する正弦波信号の波束を複数個含む信号列を有する通信開始信号を、前記第１の音響インタフェースを介して送信する通信開始信号送信部と、
前記通信開始信号の送信後に、通信本体信号を、前記第１の音響インタフェースを介して送信する通信本体信号送信部と、
を備えた端末装置と、
音響信号を入出力可能な第２の音響インタフェースと、
前記第２の音響インタフェースを介して入力される前記音響信号に基づいた音響音を生成する音響部と、
前記第２の音響インタフェースを介して前記通信開始信号を受信した場合に、通信モードに遷移すとともに、前記第２の音響インタフェースからの信号に基づいた音響音の生成を停止するように前記音響部を制御する通信モード遷移部と、
前記通信モードに遷移後に、前記第２の音響インタフェースを介して入力される前記通信本体信号を解釈し、当該解釈に基づく処理を実行する通信本体信号解釈実行部と、
を備えた音響装置と、
を有するデータ通信システム。
（付記２）
前記通信開始信号は、信号強度が０から時間経過とともに漸次増加した後に０にむかって漸次減少する正弦波信号を有する波束を複数含む信号列である、付記１に記載のデータ通信システム。
（付記３）
前記通信モード遷移部は、前記通信開始信号内の前記正弦波信号を有する波束の有る区間を「1」とするとともに無い区間を「０」とすることにより、前記通信開始信号を複数ビットのデータに変換する変換部と、前記変換された複数ビットのデータが予め定められた値を示すか否か判別する判別部と、を有し、前記予め定められた値を示すと判別された場合に、前記通信モードに遷移する、付記２に記載のデータ通信システム。
（付記４）
前記通信本体信号送信部は、前記通信開始信号の送信後に前記第１の音響インタフェースを介して承諾応答信号を受信した後、前記通信本体信号を、前記第１の音響インタフェースを介して送信し、
前記通信モード遷移部は、前記通信モードに遷移するときに、前記第２の音響インタフェースを介して前記承諾応答信号を送信する、
付記１乃至３のいずれかに記載のデータ通信システム。
（付記５）
音響信号を入出力可能な第１の音響インタフェースを有する端末装置と、前記音響信号を入出力可能な第２の音響インタフェース及び前記第２の音響インタフェースを介して入力される前記音響信号に基づいた音響音を生成する音響部を有する音響装置との間でデータ通信を行うための方法であって、
前記端末装置において、前記データ通信の開始時に、信号強度が時間経過とともに増減する正弦波信号の波束を複数含む信号列を有する通信開始信号を、前記第１の音響インタフェースを介して送信し、
前記端末装置において、前記通信開始信号の送信後に、通信本体信号を、前記第１の音響インタフェースを介して送信し、
前記音響装置において、前記第２の音響インタフェースから前記通信開始信号を受信した場合に、通信モードに遷移するとともに前記第２の音響インタフェースからの信号に基づいた音響音の生成を停止するように前記音響部を制御し、
前記通信モードに遷移後に、前記第２の音響インタフェースを介して受信される前記通信本体信号を解釈し、当該解釈に基づく処理を実行する、
ことを特徴とするデータ通信方法。
（付記６）
端末装置と音響装置との間でデータ通信を行うシステムに用いられる前記端末装置であって、
音響信号を入出力可能な第１の音響インタフェースと、
前記データ通信の開始時に、信号強度が時間経過とともに増減する正弦波信号の波束を複数含む信号列を有する通信開始信号を前記第１の音響インタフェースを介して送信する通信開始信号送信部と、
前記通信開始信号の送信後に、通信本体信号を前記第１の音響インタフェースを介して送信する通信本体信号送信部と、
を備える端末装置。
（付記７）
端末装置と音響装置との間でデータ通信を行うシステムに用いられる前記音響装置であって、
音響信号を入出力可能な第２の音響インタフェースと、
前記第２の音響インタフェースを介して入力される前記音響信号に基づいた音響音を生成する音響部と、
前記第２の音響インタフェースから前記通信開始信号を受信した場合に、通信モードに遷移するとともに前記第２の音響インタフェースからの信号に基づいた音響音の生成を停止するように前記音響部を制御する通信モード遷移部と、
前記通信モードに遷移後に、前記第２の音響インタフェースから受信される前記通信本体信号を解釈し、当該解釈に基づく処理を実行する通信本体信号解釈実行部と、
を備えることを特徴とする音響装置。
（付記８）
音響信号を入出力可能な第１の音響インタフェースを有する端末装置と音響装置との間でデータ通信を行うシステムに用いられる前記端末装置のコンピュータに、
前記汎用データ通信の開始時に、信号強度が時間経過とともに増減する正弦波信号の波束を複数含む信号列を有する通信開始信号を前記第１の音響インタフェースを介して送信するステップと、
前記通信開始信号の送信後に、通信本体信号を前記第１の音響インタフェースを介して送信するステップと、
を実行させるためのプログラム。
（付記９）
端末装置と、音響信号を入出力可能な第２の音響インタフェース及び前記第２の音響インタフェースを介して入力される前記音響信号に基づいた音響音を生成する音響部を有する音響装置との間でデータ通信を行うシステムに用いられる前記音響装置のコンピュータに、
前記第２の音響インタフェースを介して前記通信開始信号を受信した場合に、通信モードに遷移するとともに前記第２の音響インタフェースからの信号に基づいた音響音の生成を停止するように前記音響部を制御するステップと、
前記通信モードに遷移後に、前記第２の音響インタフェースを介して受信される前記通信本体信号を解釈し、当該解釈に基づく処理を実行するステップと、
を実行させるためのプログラム。

１００ スマートフォン
１０１、１１１ ＣＰＵ
１０２ メモリ
１０３ 外部記憶装置
１０４ タッチパネルディスプレイ
１０５、１１９ オーディオインタフェース
１０６ 通信インタフェース
１０７ 可搬記録媒体駆動装置
１０７ａ 可搬記録媒体
１０８、１２０ システムバス
１１２ ＲＯＭ
１１３ ＲＡＭ
１１４ 音源ＬＳＩ
１１５ 演奏／操作スイッチ部
１１６ ＧＰＩＯ
１１７ ＤＡＣ／増幅器
１１８ スピーカ部

Claims (10)

1. 音響信号を出力可能な第１の音響インタフェースと、
   前記第１の音響インタフェースを介して、音響以外のデータを含む通信本体信号を送信する通信本体信号送信部と、
   前記通信本体信号送信部により前記通信本体信号の送信を開始する前に、音響として出力したときのノイズ音が前記通信本体信号よりも少ない、音響以外のデータを含む通信開始信号を送信する通信開始信号送信部と、
   を備えた端末装置と、
   音響信号を入力可能な第２の音響インタフェースと、
   前記第２の音響インタフェースを介して入力される前記音響信号に基づいた音響音を生成する音響部と、
   前記第２の音響インタフェースを介して前記通信開始信号を受信した場合に、通信モードに遷移するとともに、前記第２の音響インタフェースからの信号に基づいた音響音の生成を停止するように前記音響部を制御する通信モード遷移部と、
   前記通信モードに遷移後に、前記第２の音響インタフェースを介して入力される前記通信本体信号に含まれる前記音響以外のデータに基づく処理を実行する通信本体信号解釈実行部と、
   を備えた音響装置と、
   を有し、
   前記通信開始信号は、信号強度が時間経過に伴って増減する第１波形の波束を複数個含む信号列を有する信号である、
   データ通信システム。
2. 前記通信開始信号は、信号強度が時間経過に伴って増減する正弦波の波束を複数個含む信号列を有する信号である、請求項１に記載のデータ通信システム。
3. 前記通信開始信号は、信号強度が０から時間経過とともに漸次増加した後に０にむかって漸次減少する正弦波信号を有する波束を複数含む信号列を有する信号である、請求項１または２に記載のデータ通信システム。
4. 前記通信モード遷移部は、前記通信開始信号内の前記正弦波信号を有する波束の有る区間を「１」とするとともに無い区間を「０」とすることにより、前記通信開始信号を複数ビットのデータに変換する変換部と、前記変換された複数ビットのデータが予め定められた値を示すか否か判別する判別部と、を有し、前記予め定められた値を示すと判別された場合に、前記通信モードに遷移する、請求項３に記載のデータ通信システム。
5. 前記通信本体信号送信部は、前記通信開始信号の送信後に前記第１の音響インタフェースを介して承諾応答信号を受信した後、前記通信本体信号を、前記第１の音響インタフェースを介して送信し、
   前記通信モード遷移部は、前記通信モードに遷移するときに、前記第２の音響インタフェースを介して前記承諾応答信号を送信する、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載のデータ通信システム。
6. 端末装置と音響装置との間でデータ通信を行うための方法であって、
   前記端末装置が、
   音響信号を出力可能な第１の音響インタフェースを介して、音響以外のデータを含む通信本体信号の送信を開始する前に、音響として出力したときのノイズ音が前記通信本体信号よりも少ない、音響以外のデータを含む通信開始信号を送信し、
   前記音響装置が、
   音響信号を入力可能な第２の音響インタフェースを介して入力される前記音響信号に基づいた音響音を生成し、前記第２の音響インタフェースを介して前記通信開始信号を受信した場合に、前記第２の音響インタフェースからの信号に基づいた音響音の生成を停止するように音響部を制御した後に、前記第２の音響インタフェースを介して入力される前記通信本体信号に含まれる前記音響以外のデータに基づく処理を実行し、
   前記通信開始信号は、信号強度が時間経過に伴って増減する第１波形の波束を複数個含む信号列を有する信号である、
   データ通信方法。
7. 音響信号を出力可能な音響インタフェースと、
   前記音響インタフェースを介して、音響以外のデータを含む通信本体信号を送信する通信本体信号送信部と、
   前記通信本体信号送信部により前記通信本体信号の送信を開始する前に、音響として出力したときのノイズ音が前記通信本体信号よりも少ない、音響以外のデータを含む通信開始信号を送信する通信開始信号送信部と、
   を備え、
   前記通信開始信号は、信号強度が時間経過に伴って増減する第１波形の波束を複数個含む信号列を有する信号である、
   端末装置。
8. 音響信号を入力可能な音響インタフェースと、
   前記音響インタフェースを介して入力される前記音響信号に基づいた音響音を生成する音響部と、
   前記音響インタフェースを介して、音響以外のデータを含む通信開始信号を受信した場合に、通信モードに遷移するとともに前記音響インタフェースからの信号に基づいた音響音の生成を停止するように前記音響部を制御する通信モード遷移部と、
   前記通信モードに遷移後に、前記音響インタフェースから受信される通信本体信号に含まれる前記音響以外のデータに基づく処理を実行する通信本体信号解釈実行部と、
   を備え、
   前記通信開始信号は、信号強度が時間経過に伴って増減する第１波形の波束を複数個含む信号列を有する信号である、
   音響装置。
9. コンピュータに、
   音響信号を出力可能な音響インタフェースを介して、音響以外のデータを含む通信本体信号を送信する処理と、
   前記通信本体信号の送信を開始する前に、音響として出力したときのノイズ音が前記通信本体信号よりも少ない、音響以外のデータを含む通信開始信号を送信する処理と、
   を実行させ、
   前記通信開始信号は、信号強度が時間経過に伴って増減する第１波形の波束を複数個含む信号列を有する信号である、
   プログラム。
10. コンピュータに、
    音響信号を入力可能な音響インタフェースを介して入力される前記音響信号に基づいた音響音を生成する処理と、
    前記音響インタフェースを介して、音響以外のデータを含む通信開始信号を受信した場に、通信モードに遷移するとともに前記音響インタフェースからの信号に基づいた音響
    音の生成を停止するように音響部を制御する処理と、
    前記通信モードに遷移後に、前記音響インタフェースから受信される通信本体信号に含まれる前記音響以外のデータに基づく処理を実行する処理と、
    を実行させ、
    前記通信開始信号は、信号強度が時間経過に伴って増減する第１波形の波束を複数個含む信号列を有する信号である、
    プログラム。