JP7423952B2 - 検出装置、電子楽器、検出方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、検出装置、電子楽器、検出方法及びプログラムに関する。

アコースティック管楽器（例えば、サクソフォン）の形状と演奏方法とを模した電子管楽器が知られている。電子管楽器では、例えば、楽音の音色は、マウスピースのリードへの演奏者（ユーザ）の下唇の接触位置に応じて制御され、下唇の接触位置は、下唇の接触を検出するセンサを用いて検出される。例えば、特許文献１の電子楽器では、下唇の接触位置として、マウスピースのリードの先端側（吹込口側の端部）から基端側に向けて設けられた複数の検出部を有する静電容量センサ又は圧力センサの出力値から、下唇の接触中心の位置（重心位置）を求めている。

特開２０１９－１２１３１号公報

一方、アコースティック管楽器では、演奏者は、主に、リードの先端（吹込口側の端部）とリードに接触している下唇の口腔側の端部との距離により、リードの振動（すなわち、音色）をコントロールしている。電子管楽器の音色が下唇の接触中心の位置により制御される場合、アコースティック管楽器の音色はリードの先端と下唇の口腔側の端部との距離により制御されるので、演奏者がアコースティック管楽器と同様に電子管楽器を演奏すると、演奏者の下唇の厚さの違いによって、音色が演奏者ごとに異なるおそれがある。

さらに、電子管楽器以外の演奏者の接触（例えば、指による接触）により演奏を行う電子楽器、ユーザの接触により操作される電子機器等においても、上述の電子管楽器と同様に、ユーザ（例えば、指の太さの違い）ごとに、検出される接触位置が異なるおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ユーザに依らず、正確な接触位置を検出できる検出装置、電子楽器、検出方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る検出装置は、
基板の一端側より第１方向に順に配列され、当該基板の一端側をユーザが咥えた際に、ユーザの唇の接触部位を算出するための出力値を夫々出力する複数のセンサと、
前記複数のセンサからの前記出力値に基づいて前記ユーザの唇の接触位置を求める制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のセンサによる複数の前記出力値を前記配列の一端から順に積算した出力積算値と、前記複数の出力値のうち、前記積算によって最初に前記出力積算値に所定の値を超えさせる第１出力値と、前記第１出力値を出力する前記センサの位置と、に基づいて前記ユーザの唇の接触位置を求める。

本発明によれば、ユーザに依らずに、正確な接触位置を検出できる。

本発明の実施形態に係る電子楽器の正面を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る電子楽器の側面を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る電子楽器の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るマウスピースの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るリード部を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る、標準的な厚さの下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピースを咥えている状態における、静電容量センサの出力値を示す図である。 本発明の実施形態に係る、標準的な厚さの下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピースを咥えている状態における、静電容量センサの出力値分布を示す図である。 本発明の実施形態に係る、標準的な厚さの下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピースを咥えている状態における、静電容量センサの補正された出力値を示す図である。 本発明の実施形態に係る、標準的な厚さの下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピースを咥えている状態における、補正された出力値を順に積算された値と、静電容量センサの位置を示す値とを示す図である。 本発明の実施形態に係る、厚い下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピースを咥えている状態における、静電容量センサの出力値を示す図である。 本発明の実施形態に係る、厚い下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピースを咥えている状態における、静電容量センサの出力値分布を示す図である。 本発明の実施形態に係る、厚い下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピースを咥えている状態における、静電容量センサの補正された出力値と補正された出力値を順に積算された値と静電容量センサの位置を示す値とを示す図である。 本発明の実施形態に係る電子楽器の発音処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る位置検出処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る検出装置を電子楽器に適用した実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態の電子楽器１０は、図１、図２に示すように、アコースティック管楽器のサクソフォンの形状を模した電子楽器である。電子楽器１０は、サクソフォンの筐体の形状を模した管体部２０と、管体部２０の外周面に設けられ、演奏者に操作される操作子３０と、管体部２０のネック側の端部に設けられ、演奏者（ユーザ）に咥えられるマウスピース４０と、管体部２０のベル側の端部に設けられ、楽音を発する発音部９０とを備える。さらに、電子楽器１０は、図３に示すように、演奏者によりマウスピース４０に吹き込まれた息の圧力を検出する息圧検出部５０と、演奏者の下唇の接触を検出する接触検出部６０と、楽音を生成する音源８５と、各部を制御する制御部１００とを備える。
本実施形態では、接触検出部６０と制御部１００が、演奏者の下唇の位置を検出する検出装置２００として機能する。

電子楽器１０の管体部２０は、サクソフォンの筐体の形状を模して、Ｊ字形の筒状に形成される。マウスピース４０が管体部２０のネック側の端部に設けられ、発音部９０が管体部２０のベル側の端部に設けられる。また、操作子３０が管体部２０の外周面に設けられる。

電子楽器１０の操作子３０は、演奏者の指によって操作され、演奏者の指による指示を受け付ける入力部として機能する。操作子３０は、楽音の音高に対する指示を受け付ける演奏キー、音高を微調整する設定キー等を含む。操作子３０により受け付けられた演奏者の指示は、図示しない入出力インタフェースを介して、操作子３０による指示を表す信号として制御部１００に出力される。

電子楽器１０のマウスピース４０は、演奏者の口に咥えられ、演奏者の息を吹き込まれる。マウスピース４０は、演奏者の息の圧力、下唇等による指示を受け付ける入力部として機能する。電子楽器１０は、マウスピース４０に吹き込まれた演奏者の息の圧力に応じた音量で楽音を発し、演奏者の下唇の位置に応じて楽音の音色を調整する。演奏者の息の圧力、演奏者の下唇の位置等については、後述する。

マウスピース４０は、図４に示すように、サクソフォンのマウスピースを模して形成され、本体部４２とリード部４４と固定部４６とを備える。マウスピース４０の本体部４２は、本体部４２の端部４２ａとリード部４４の自由端（後述するリード基板４５の自由端部４５ａ）が演奏者に息を吹き込まれる吹込口４０ａを形成するように、リード部４４を組み付けられる。また、後述する息圧検出部５０の圧力センサ５２が、吹込口４０ａに対向する本体部４２の側部４２ｂに設けられる。

マウスピース４０のリード部４４は、図４、図５に示すように、板状のリード基板４５と、リード基板４５の第１主面４５ａに設けられた電極７０～８１とを有する。リード部４４は、電極７０～８１を設けられたリード基板４５の第１主面４５ａを本体部４２の内側に向けた状態で、本体部４２に組み付けられる。演奏者がマウスピース４０を咥えた場合、演奏者の下唇がサクソフォンのリードと同様にリード部４４に接触する。

リード部４４のリード基板４５は、絶縁性部材から板状に形成される。リード基板４５は、例えば、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）である。リード基板４５は、リード部４４の自由端である自由端部４５ｂと本体部４２に組み付けられる固定端部４５ｃとを有する。

リード部４４の電極７０～８１のそれぞれは、リード基板４５の第１主面４５ａに設けられる。電極７０～８１のそれぞれは、平面視で長方形に形成される。電極７０～８１のそれぞれは、リード基板４５の自由端部４５ｂから固定端部４５ｃに向かう方向に順に（すなわち、図６における左右方向の左から右に順に）、等間隔に配列されている。電極７０～８１のそれぞれは、図示しない配線により、後述する接触検出部６０のＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ：マイクロコントローラユニット）６２に接続する。

電極７０～８０のそれぞれとリード基板４５は、静電容量が演奏者の下唇の接触により変化する、接触検出部６０の静電容量センサＳ０～Ｓ１０を構成する。また、電極８１とリード基板４５は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の温度ドリフトを補正するための接触検出部６０の静電容量センサＳ１１を構成する。静電容量センサＳ０～Ｓ１１は、電極７０～８１が自由端部４５ｂから固定端部４５ｃに向かう方向に順に配列されているので、自由端部４５ｂから固定端部４５ｃに向かう方向に順に配列している。静電容量センサＳ１１は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の温度ドリフトを補正するために、演奏者の下唇が接触しない位置に位置している。また、静電容量センサＳ０～Ｓ１１は、後述するように、ＭＣＵ６２を介して制御部１００に接続している。

マウスピース４０の固定部４６は、リード部４４を本体部４２に固定する。

図３に戻り、電子楽器１０の息圧検出部５０は、マウスピース４０の吹込口４０ａに吹き込まれた演奏者の息の圧力を検出する。息圧検出部５０は、マウスピース４０の本体部４２の側部４２ｂに設けられた圧力センサ５２と、圧力センサ５２に接続するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：アナログデジタル変換器）５４とを有する。圧力センサ５２は演奏者の息の圧力を検出する。ＡＤＣ５４は圧力センサ５２により検出された演奏者の息の圧力を、演奏者の息の圧力値を表すデジタル信号に変換して、制御部１００に送信する。ＡＤＣ５４は、例えば、管体部２０の管内に設けられる。

電子楽器１０の接触検出部６０は、マウスピース４０のリード部４４への演奏者の下唇の接触を検出する。接触検出部６０は、図３に示すように、リード部４４に設けられている静電容量センサＳ０～Ｓ１１と、静電容量センサＳ０～Ｓ１１に接続するＭＣＵ６２とを有する。静電容量センサＳ０～Ｓ１１は、静電容量を出力する。ＭＣＵ６２は、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：デジタルアナログ変換器）、入出力インタフェース等を備える。ＭＣＵ６２は、静電容量センサＳ０～Ｓ１１の静電容量（すなわち、静電容量センサＳ０～Ｓ１１の出力値（検出結果を示す出力値））を表す信号を制御部１００に出力する。ＭＣＵ６２は、例えば、管体部２０の管内に設けられる。

電子楽器１０の音源８５は、シンセサイザ（例えば、音源ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ））である。音源８５は、制御部１００の制御により楽音を生成する。また、音源８５は、生成された楽音を表す信号を発音部９０に出力する。音源８５は、例えば、管体部２０の管内に設けられる。
本実施形態では、音源８５は、例えば、ＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格に対応している。

電子楽器１０の発音部９０は、音源８５から出力された楽音を表す信号に基づいて、電子楽器１０の外部に楽音を出力する。発音部９０は、楽音を表すデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡＣ、楽音を表す信号を増幅するアンプ、楽音を出力するスピーカー等を備える。

電子楽器１０の制御部１００は、操作子３０と息圧検出部５０と接触検出部６０と音源８５とを制御する。
また、制御部１００と接触検出部６０は、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置を検出する検出装置２００を構成する。制御部１００は、接触検出部６０の静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値と、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値を一端に位置する静電容量センサＳ０から順に積算された値とに基づいて、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置を求める。静電容量センサＳ１１の出力値は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値の温度ドリフトを補正するために用いられる。検出装置２００によって検出される下唇の位置については、後述する。

さらに、制御部１００は、求められた下唇の位置と、操作子３０から出力された演奏者の指示を表す信号と、息圧検出部５０から出力された演奏者の息の圧力値を表す信号とに基づいて、ＭＩＤＩ規格に対応した楽音を表す情報を生成する。制御部１００は、楽音を表す情報を音源８５に出力して、音源８５を制御する。

制御部１００は、図３に示すように、各種の処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０２と、プログラムとデータとを記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４と、データを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０６と、各部の間の信号を入出力する入出力インタフェース１０８とを備える。制御部１００の機能は、ＣＰＵ１０２が、ＲＯＭ１０４に記憶されたプログラムを実行することによって、実現される。入出力インタフェース１０８は、ＣＰＵ１０２と、操作子３０と息圧検出部５０と接触検出部６０と音源８５との間の信号を入出力する。制御部１００は管体部２０の管内に設けられる。

（下唇の位置）
検出装置２００によって検出される下唇の位置について、説明する。接触検出部６０は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０により演奏者の下唇の接触を検出し、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値（すなわち、検出結果を示す出力値）を出力する。制御部１００は、接触検出部６０の静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値を一端に位置する静電容量センサＳ０から順に積算し、出力値を順に積算された値（出力積算値）と、出力値のうちの、積算によって最初に出力値を積算された値（出力積算値）に所定の値を超えさせる第１出力値と、第１出力値を出力する静電容量センサの位置とに基づいて、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置を求める。

まず、標準的な厚さ（８ｍｍ程度）の下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピース４０を咥えている状態を例（以下、例１と記載）に、制御部１００により求められる下唇の位置について、具体的に説明する。図６は、標準的な厚さの下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピース４０を咥えている状態における、静電容量センサＳ０～Ｓ１１の出力値の例を示す。図７は、標準的な厚さの下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピース４０を咥えている状態における、静電容量センサＳ０～Ｓ１１の出力値分布の例を示す。

制御部１００は、下唇が接触しない静電容量センサＳ１１の出力値を温度ドリフトによる出力値として、下唇の接触を検出する静電容量センサＳ０～Ｓ１０のそれぞれの出力値と下唇が接触しない静電容量センサＳ１１の出力値との差を、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値として求める。これにより、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値の温度ドリフトを除去できる。図８は、標準的な厚さの下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピース４０を咥えている状態における、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値を示す。

次に、制御部１００は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値を、一端に位置する静電容量センサＳ０から順に積算する。そして、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値のうちの、積算によって最初に積算された値（出力積算値）に所定の値を超えさせる第１出力値と、第１出力値を出力する静電容量センサの位置を示す値とを求める。図９は、図８に示す補正された出力値を静電容量センサＳ０から順に積算された値と、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の位置を示す値とを示す。ここで、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の位置を示す値とは、静電容量センサＳ０～Ｓ１０のそれぞれの間隔に応じて、予め割り振られる値である。本実施形態では、静電容量センサＳ０～Ｓ１０が等間隔に配列されているので、静電容量センサＳ０の位置を示す値を０として、１刻みに静電容量センサＳ０～Ｓ１０の位置を示す値が予め割り振られている。

所定の値を２４６として、第１出力値と、第１出力値を出力する静電容量センサの位置を示す値とを具体的に説明する。図９に示されている積算された値において、補正された出力値が静電容量センサＳ０から静電容量センサＳ３まで順に積算されると（図９のＳ３における積算された値：３０５）、最初に所定の値である２４６を超えるので、第１出力値は、図８から、静電容量センサＳ３の補正された出力値である９５と求められる。また、図９から、第１出力値を出力する静電容量センサＳ３の位置を示す値は３と求められる。

ここで、所定の値である２４６は、例えば、以下のように求められる。
標準的な厚さの下唇が本実施形態のリード部４４の自由端から２３．５ｍｍに位置する場合、下唇の位置である２３．５ｍｍよりもリード部４４の自由端側に位置する静電容量センサの出力値は下唇の厚さの影響を受けにくいことが、実験的に得られている。標準的な厚さの下唇がリード部４４の自由端から２３．５ｍｍに位置した場合、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値の総和が６１５であったので、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値分布に基づいて、補正された出力値の総和６１５の４０％の値である２４６を、下唇の厚さの影響を受けていない値（所定の値）とした。

次に、制御部１００は、第１出力値に対する、所定の値と補正された出力値を積算された値（出力積算値）が所定の値を超える前までに積算された値との差の比率を求める。さらに、制御部１００は、求められた比率と、求められた第１出力値を出力する静電容量センサの位置を示す値との和を、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置として求める。

具体的には、図８、図９に示されている値から、順に積算された値（出力積算値）が所定の値を超える前までに積算された値として、２１０（すなわち静電容量センサＳ０～静電容量センサＳ２の補正された出力値を積算された値）が求められる。したがって、第１出力値に対する、所定の値と補正された出力値を積算された値（出力積算値）が所定の値を超える前までに積算された値との差の比率として、（２４６－２１０）／９５≒０．３８が求められる。さらに、求められた第１出力値を出力する静電容量センサＳ３の位置を示す値は３であるので、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置は、３＋０．３８＝３．３８と求められる。さらに、制御部１００は、ＭＩＤＩ規格に対応させるために、求められた下唇の位置を７ビットで表す（すなわち、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の１１個の位置範囲を０～１２７の値に割り当てる）。例えば、求められた下唇の位置が３．３８である場合、制御部１００は、下唇の位置を７ビットで表現した３９（３．３８×１２７／１１＝３９）と表す。

次に、厚い下唇（１０ｍｍ程度）を有する演奏者が、所定の音色を発するようにマウスピース４０を咥えている状態を例（以下、例２と記載）に、求められる下唇の位置について説明する。ここでの所定の音色は、上述した例１における所定の音色と同じである。図１０は、厚い下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピース４０を咥えている状態における、静電容量センサＳ０～Ｓ１１の出力値を示す。図１１は、厚い下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピース４０を咥えている状態における、静電容量センサＳ０～Ｓ１１の出力値分布を示す。

図１０に示されている出力値から、例１と同様に、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値と補正された出力値を静電容量センサＳ０から順に積算された値（出力積算値）を求めると、図１２に示す補正された出力値と積算された値が求められる。さらに、図１２に示されている値と所定の値（２４６）とから、例１と同様に、第１出力値と第１出力値を出力する静電容量センサの位置を示す値とを求めると、第１出力値として９３が求められ、第１出力値を出力する静電容量センサ（静電容量センサＳ３）の位置を示す値として３が求められる。そして、第１出力値に対する所定の値と出力値を積算された値（出力積算値）が所定の値を超える前までに積算された値との差の比率を求めると、（２４６－２１０）／９３≒０．３９が求められる。さらに、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置は、３＋０．３９＝３．３９と求められる。求められた下唇の位置（３．３９）を７ビットで表現すると、下唇の位置は３９と表される。

以上のように、標準的な厚さの下唇を有する演奏者（例１）の下唇の位置と厚い下唇を有する演奏者（例２）は、同じ位置として検出される。したがって、検出装置２００は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値を一端に位置する静電容量センサＳ０から順に積算し、順に積算された値（出力積算値）と、出力値のうちに、積算によって最初に出力値を積算された値（出力積算値）に所定の値を超えさせる第１出力値と、第１出力値を出力する静電容量センサの位置とに基づいて、下唇の位置を正確に検出できる。

なお、検出装置２００によって検出される下唇の位置は、静電容量センサＳ０を基準とする静電容量センサＳ０～Ｓ１０の配列に対する、相対位置とも表される。また、所定の値は、複数の演奏者による実験から求められる。所定の値は、下唇の位置をサクソフォンの下唇の口腔側の端部に対応する位置として求める観点から、演奏者が通常の力でマウスピース４０を咥えた状態における、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値の総和の５％以上５０％以下であることが、好ましい。

さらに、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値の総和が予め定められているしきい値よりも小さい場合、制御部１００は、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇が、デフォルト位置（標準位置：例えば、７ビットで表現すると６４）に位置するとしてもよい。

次に、図１３を参照して、楽音を発する電子楽器１０の発音処理について説明する。まず、演奏者が図示しない電子楽器１０の電源をＯＮすると、電子楽器１０は初期状態で待機する。

演奏者が初期状態で待機している電子楽器１０のマウスピース４０を咥えると、検出装置２００はマウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置を求める（位置検出処理：ステップＳ２１）。位置検出処理（ステップＳ２１）では、接触検出部６０が静電容量センサＳ０～Ｓ１１の出力値を出力し、制御部１００が静電容量センサＳ０～Ｓ１１の出力値を取得する。そして、制御部１００は、静電容量センサＳ０～Ｓ１１の出力値からマウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置を求める。位置検出処理（ステップＳ２１）の詳細については、後述する。

そして、制御部１００は、求められたマウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置から、楽音の音色を設定する（ステップＳ２２）。

次に、制御部１００は、息圧検出部５０から出力された演奏者の息の圧力値を表す信号を受信して、演奏者の息の圧力値から楽音の音量を設定する（ステップＳ２３）。さらに、操作子３０から出力された操作子による指示を表す信号を受信して、演操作子による指示を表す信号から楽音の音高を設定する（ステップＳ２４）。制御部１００は、設定された楽音の音色と音量と音高とから楽音を表す情報を生成して、音源８５に送信する。

音源８５は、制御部１００から送信された楽音を表す情報に基づいて、楽音を生成する（ステップＳ２５）。音源８５は、生成された楽音を表す信号を発音部９０に出力する。

発音部９０は、音源８５から受信した楽音を表す信号に基づいて、電子楽器１０の外部に楽音を出力する（ステップＳ２６）。制御部１００に終了指示が入力されない場合（ステップＳ２７；ＮＯ）、発音処理は位置検出処理（ステップＳ２１）に戻る。制御部１００に終了指示が入力された場合（ステップＳ２７；ＹＥＳ）、電子楽器１０の発音処理は終了する。

図１４を参照して、位置検出処理（ステップＳ２１）について説明する。まず、制御部１００は、静電容量センサＳ０～Ｓ１１の出力値を表す信号を受信して、静電容量センサＳ０～Ｓ１１の出力値を取得する（ステップＳ１００）。

次に、制御部１００は、取得された静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値を一端から順に積算し、出力値を順に積算された値（出力積算値）と、出力値のうちの、積算によって最初に出力値を積算された値（出力積算値）に所定の値を超えさせる第１出力値と、第１出力値を出力する静電容量センサの位置と、に基づいてマウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置を求める（ステップＳ２００）。以下では、ステップＳ２００を具体的に説明する。

ステップＳ２００では、まず、制御部１００は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値の温度ドリフトを補正する（ステップＳ２０１）。具体的には、制御部１００は、静電容量センサＳ１１の出力値を温度ドリフトによる出力値として、静電容量センサＳ０～Ｓ１０のそれぞれの出力値と静電容量センサＳ１１の出力値との差を、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値として求める。
そして、制御部１００は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値を、一端に位置する静電容量センサＳ０から順に積算する（ステップＳ２０２）。

次に、制御部１００は、積算によって求められた、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値の総和が、予め定められたしきい値以上か否かを判別する（ステップＳ２０３）。補正された出力値の総和が予め定められているしきい値よりも小さい場合（ステップＳ２０３；ＮＯ）、制御部１００は、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置をデフォルト位置（標準位置：例えば、７ビットで表現すると６４）に設定する（ステップＳ２０４）。そして、位置検出処理（ステップＳ２１）は終了する。ここで、予め定められたしきい値は、実験により求められる。例えば、演奏者が通常の力でマウスピース４０を咥えた状態における、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値の総和の３０％～５０％を、予め定められたしきい値に設定できる。

静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値の総和が予め定められたしきい値以上である場合（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、制御部１００は、積算によって最初に積算された値（出力積算値）に所定の値を超えさせる第１出力値と、第１出力値を出力する静電容量センサの位置を示す値とを求める（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５では、制御部１００は、補正された出力値を一端に位置する静電容量センサＳ０から順に積算された値（出力積算値）と、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値とに基づいて、補正された出力値のうちの、積算によって最初に積算された値（出力積算値）に所定の値を超えさせる第１出力値を求める。さらに、制御部１００は、第１出力値を出力する静電容量センサの位置を示す値を求める。ここで、所定の値は、複数の演奏者による実験から予め求められる値である。また、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の位置を示す値は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０のそれぞれの間隔に応じて、予め割り振られる値である。所定の値と静電容量センサＳ０～Ｓ１０の位置を示す値は、例えば、制御部１００のＲＯＭ１０４に予め記憶されている。

次に、制御部１００は、求められた第１出力値に対する、所定の値と補正された出力値を積算された値（出力積算値）が所定の値を超える前までに積算された値との差の比率を求める（ステップＳ２０６）。さらに、制御部１００は、求められた比率と、求められた第１出力値を出力する静電容量センサの位置を示す値との和を、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置として求める（ステップＳ２０７）。そして、制御部１００は、ＭＩＤＩ規格に対応させるために、求められた下唇の位置を７ビットで表す。
以上により、検出装置２００は、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置を、演奏者の下唇の厚さに依らず、正確に検出できる。

（比較例）
比較例として、下唇の接触中心の位置（重心位置）を、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置として求める例について説明する。下唇の接触中心の位置Ｘ_Ｇは、下記の式（１）により求められる。ここで、「ｘｉ」は静電容量センサＳ０～Ｓ１０に割り振られた１～１１の１刻みの番号であり、「ｍｉ」は「ｘｉ」に対応する静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値である。

図８に示されている静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値から、標準的な厚さの下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピース４０を咥えている状態における下唇の接触中心の位置Ｘ_Ｇを求めると、Ｘ_Ｇ＝３．１８が求められる。そして、求められた下唇の接触中心の位置Ｘ_Ｇを７ビットで表現すると、下唇の接触中心の位置は３９と表される。

一方、図１２に示されている静電容量センサＳ０～Ｓ１０の補正された出力値から、厚い下唇を有する演奏者が所定の音色を発するようにマウスピース４０を咥えている状態における下唇の接触中心の位置Ｘ_Ｇを求めると、Ｘ_Ｇ＝４．０７が求められる。そして、求められた下唇の接触中心の位置Ｘ_Ｇを７ビットで表現すると、下唇の接触中心の位置は５１と表される。したがって、下唇の接触中心の位置をマウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置として求めると、演奏者の下唇の厚さに依存して、求められる下唇の位置が異なる場合がある。

以上のように、検出装置２００は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値を一端に位置する静電容量センサＳ０から順に積算し、順に積算された値（出力積算値）と、出力値のうちの、積算によって最初に出力値を積算された値（出力積算値）に所定の値を超えさせる第１出力値と、第１出力値を出力する静電容量センサの位置とに基づいて、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置を検出する。これにより、検出装置２００は、演奏者の下唇の厚さに依らず、マウスピース４０のリード部４４に接触している下唇の位置を正確に検出できる。本実施形態では、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値を一端に位置する静電容量センサＳ０から順に積算された値（出力積算値）から下唇の位置を求めているので、下唇の位置をサクソフォンの下唇の口腔側の端部に対応する位置として、演奏者の下唇の厚さに依らず、正確に検出できる。

検出装置２００が、演奏者の下唇の厚さに依らず下唇の位置を正確に検出できるので、電子楽器１０は、演奏者の意図に応じた楽音を発することができ、さらに、アコースティック管楽器の演奏感に近い演奏感を演奏者に与えることができる。

（変形例）
以上、本発明の複数の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

実施形態では、電子楽器１０はサクソフォンの形状を模しているが、電子楽器１０はサクソフォンの形状を模した電子楽器に限られない。電子楽器１０は、例えば、演奏者がリードを用いて演奏を表現するアコースティック管楽器（クラリネット等）を模した電子楽器であってもよい。

静電容量センサＳ０～Ｓ１１の電極７０～８１の形状は、平面視で長方形に限られない。電極７０～８１の形状は、Ｖ字形、波形等であってもよい。

実施形態では、静電容量センサＳ１１の出力値により、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値の温度ドリフトを補正しているが、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の出力値は温度ドリフトを補正されなくともよい。

静電容量センサＳ０～Ｓ１０の位置を示す値は、０から１刻み（すなわち０～１０の整数）に限られない。例えば、静電容量センサＳ０～Ｓ１０の位置を示す値は、リード基板４５の自由端部４５ｂと静電容量センサＳ０～Ｓ１０の電極７０～８０のそれぞれとの距離であってもよい。

接触検出部６０は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０に限らず、接触を検出するセンサを備えればよい。例えば、接触検出部６０は、静電容量センサＳ０～Ｓ１０に代えて複数の圧力センサを備えてもよい。

実施形態では、接触検出部６０は演奏者の下唇の接触を検出しているが、接触検出部６０は演奏者の下唇の接触と共に、リード部４４への演奏者の舌の接触を検出してもよい。この場合、新たな電極がリード基板４５の自由端部４５ｂと静電容量センサＳ０の電極７０との間に設けられる。接触検出部６０は、新たな電極とリード基板４５とから構成される静電容量センサにより、演奏者の舌の接触を検出する。制御部１００は、リード部４４への舌の接触の有無に応じて、楽音のノートオン（発音）とノートオフ（発音キャンセル）とを設定してもよい。

実施形態の検出装置２００はリード部４４に接触している演奏者の下唇の位置を検出しているが、検出装置２００はユーザの接触位置を検出してもよい。例えば、接触検出部６０がユーザの指の接触を検出して、制御部１００がユーザの指の位置を求めることにより、検出装置２００が接触しているユーザの指の位置（すなわち、ユーザの接触位置）を検出してもよい。ユーザの指の位置を検出する検出装置２００は、例えば、演奏者の指の位置に応じて楽音のエフェクト（ピッチベンド、ビブラート等）を制御する電子楽器、ユーザの指により操作される電子機器等に適用できる。

制御部１００の機能は、専用のシステムによらず、通常の情報携帯端末、パーソナルコンピュータ等を用いて実行可能である。例えば、電子楽器１０の発音処理又は位置検出処理を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、このコンピュータプログラムをパーソナルコンピュータ等にインストールすることにより、発音処理又は位置検出処理を実行する情報端末を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置にこのコンピュータプログラムを格納しておき、通常の情報処理端末などがダウンロード等することで情報処理装置を構成してもよい。

また、制御部１００の機能を、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）とアプリケーションプログラムとの分担、又は、ＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。

さらに、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（ＢＢＳ：Ｂｕｌｌｅｔｉｎ Ｂｏａｒｄ Ｓｙｓｔｅｍ）に、コンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してこのコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行できるように構成してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲とが含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

（付記）
（付記１）
所定の方向に順に配列され、ユーザの接触の検出結果を示す出力値を出力する複数のセンサと、
前記複数のセンサからの前記出力値に基づいて前記ユーザの接触位置を求める制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のセンサによる複数の前記出力値を前記配列の一端から順に積算した出力積算値と、前記複数の出力値のうち、前記積算によって最初に前記出力積算値に所定の値を超えさせる第１出力値と、前記第１出力値を出力する前記センサの位置と、に基づいて前記ユーザの接触位置を求める、
検出装置。

（付記２）
前記制御部は、前記第１出力値に対する、前記所定の値と前記出力積算値が前記所定の値を超える前までに積算された値との差の比率を求め、求められた前記比率と前記第１出力値を出力する前記センサの位置を示す値との和を、前記ユーザの接触位置を示す値として求める、
付記１に記載の検出装置。

（付記３）
前記所定の値が、前記複数のセンサの出力値の総和の５％以上５０％以下である、
付記１又は２に記載の検出装置。

（付記４）
前記複数のセンサは、前記ユーザの唇の接触を検出する、
付記１乃至３のいずれか１つに記載の検出装置。

（付記５）
付記１乃至４のいずれか１つに記載の検出装置と、
前記検出装置により求められた前記ユーザの接触位置に基づいて、楽音を生成する音源と、を備える、
電子楽器。

（付記６）
前記複数のセンサを設けられたマウスピースを備える、
付記５に記載の電子楽器。

（付記７）
所定の方向に順に配列されユーザの接触を検出する複数のセンサから、検出結果を示す出力値を取得する工程と、
取得された前記複数のセンサによる複数の前記出力値を前記配列の一端から順に積算した出力積算値と、前記複数のセンサからの前記出力値のうち、前記積算によって最初に前記出力積算値に所定の値を超えさせる第１出力値と、前記第１出力値を出力する前記センサの位置と、に基づいて前記ユーザの接触位置を求める工程と、を含む、
検出方法。

（付記８）
コンピュータに、
所定の方向に順に配列されユーザの接触を検出する複数のセンサから、検出結果を示す出力値を取得する処理と、
取得された前記複数のセンサによる複数の前記出力値を前記配列の一端から順に積算した出力積算値と、前記複数のセンサからの前記出力値のうち、前記積算によって最初に前記出力積算値に所定の値を超えさせる第１出力値と、前記第１出力値を出力する前記センサの位置と、に基づいて前記ユーザの接触位置を求める処理と、を実行させる、
プログラム。

１０・・・電子楽器、２０・・・管体部、３０・・・操作子、４０・・・マウスピース、４０ａ・・・吹込口、４２・・・本体部、４２ａ・・・端部、４２ｂ・・・側部、４４・・・リード部、４５・・・リード基板、４５ａ・・・第１主面、４５ｂ・・・自由端部、４５ｃ・・・固定端部、４６・・・固定部、５０・・・息圧検出部、５２・・・圧力センサ、５４・・・ＡＤＣ、６０・・・接触検出部、６２・・・ＭＣＵ、７０，７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０，８１・・・電極、８５・・・音源、９０・・・発音部、１００・・・制御部、１０２・・・ＣＰＵ、１０４・・・ＲＯＭ、１０６・・・ＲＡＭ、１０８・・・入出力インタフェース、２００・・・検出装置、Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１・・・静電容量センサ

Claims (8)

1. 基板の一端側より第１方向に順に配列され、当該基板の一端側をユーザが咥えた際に、ユーザの唇の接触部位を算出するための出力値を夫々出力する複数のセンサと、
   前記複数のセンサからの前記出力値に基づいて前記ユーザの唇の接触位置を求める制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記複数のセンサによる複数の前記出力値を前記配列の一端から順に積算した出力積算値と、前記複数の出力値のうち、前記積算によって最初に前記出力積算値に所定の値を超えさせる第１出力値と、前記第１出力値を出力する前記センサの位置と、に基づいて前記ユーザの唇の接触位置を求める、
   検出装置。
2. 前記制御部は、前記第１出力値に対する、前記所定の値と前記出力積算値が前記所定の値を超える前までに積算された値との差の比率を求め、求められた前記比率と前記第１出力値を出力する前記センサの位置を示す値との和を、前記ユーザの唇の接触位置を示す値として求める、
   請求項１に記載の検出装置。
3. 前記所定の値が、前記複数のセンサの出力値の総和の５％以上５０％以下である、
   請求項１又は２に記載の検出装置。
4. 前記複数のセンサは、前記ユーザの唇の接触を検出する、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検出装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検出装置と、
   前記検出装置により求められた前記ユーザの唇の接触位置に基づいて、楽音を生成する音源と、を備える、
   電子楽器。
6. 前記複数のセンサを設けられたマウスピースを備え、
   前記複数のセンサは、当該マウスピースのリード部の一端側から前記第１方向に順に配列されている、
   請求項５に記載の電子楽器。
7. 基板の一端側より第１方向に順に配列され、当該基板の一端側をユーザが咥えた際に、ユーザの唇の接触部位を算出するための出力値を夫々出力する複数のセンサから、当該出力値の夫々を取得する工程と、
   取得された前記複数のセンサによる複数の前記出力値を前記配列の一端から順に積算した出力積算値と、前記複数のセンサからの前記出力値のうち、前記積算によって最初に前記出力積算値に所定の値を超えさせる第１出力値と、前記第１出力値を出力する前記センサの位置と、に基づいて前記ユーザの唇の接触位置を求める工程と、を含む、
   検出方法。
8. コンピュータに、
   基板の一端側より第１方向に順に配列され、当該基板の一端側をユーザが咥えた際に、ユーザの唇の接触部位を算出するための出力値を夫々出力する複数のセンサから、当該出力値の夫々を取得する処理と、
   取得された前記複数のセンサによる複数の前記出力値を前記配列の一端から順に積算した出力積算値と、前記複数のセンサからの前記出力値のうち、前記積算によって最初に前記出力積算値に所定の値を超えさせる第１出力値と、前記第１出力値を出力する前記センサの位置と、に基づいて前記ユーザの唇の接触位置を求める処理と、を実行させる、
   プログラム。

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