JP2008210184A - 入力デバイスおよび演奏装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの入力デバイスで豊富な情報の入力を行うことを可能にするとともに、直感的で多様な態様での入力操作を行うことを可能にする。
【解決手段】球状の操作子と、予め定められた２つの方向について前記操作子の回転量を検出し、その検出結果を示す回転量データを出力する回転量検出手段とを有するトラックボールユニットがマトリクス状に配列された操作パネルを有する演奏装置であって、各トラックボールユニットに、前記２つの方向の各々に直交する第３の方向に沿って前記操作子に加わった圧力を検出しその検出結果に応じた押圧量データを出力させ、それら回転量データと押圧量データとをＭＩＤＩイベントに変換して発音制御を実行する演奏装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の操作子に対するユーザの演奏操作に応じた楽音生成を行う技術に関し、特に、操作の多様性や直感的な操作性を向上させる技術に関する。

出願人らにより、テノリオン（登録商標）と称される演奏装置が提案された（例えば、非特許文献１参照）。この演奏装置は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光手段を内蔵した入力デバイスを、横軸が発音タイミングを表す一方、縦軸が音高を表す１６×１６のマトリクス状に配列してなる操作パネルを有する。これら２５６個の入力デバイスの各々は、いわゆるタクトスイッチであり、その押下により音の発音タイミングおよび音高を指定するためのものである。そして、この演奏装置は、演奏開始を指示する旨の所定の操作が為されると、上記マトリクスの左側の列から順に、仮想的なスクロールバーを移動させ、押下されたデバイス上にスクロールバーが到来したときにそのデバイスの発光手段を発光させ、そのデバイスに割り当てられた音高の音を発音するよう構成されている。
"テノリオン"、[online]、ヤマハ、 [平成１９年２月２７日検索] インターネット<URL:http://www.yamaha.co.jp/design/tenori-on/>

ところで、発音するべき音の音高および発音タイミングを指定する際には、その発音の際に付与するべき音響効果（例えば、ピッチベンド）の度合いや、他の音響パラメータ（例えば、音量やベロシティ）も指定できると便利である。しかし、非特許文献１に開示された演奏装置の各入力デバイスはタクトスイッチであるため、多様な情報の入力には適さない。このような問題を解決するためには、音高および発音タイミングの指定のための操作子とは別個に、例えばピッチベンドホイールなどの操作子を設けることが考えられる。しかしながら、ピッチベンドホイール等の操作子を用いる態様では、発音するべき音の音高や発音タイミングを指定する操作とその発音時に付与する音響効果を指定する操作とを各々別個の操作子を用いて同時に行う必要があるため、判り易さや操作性に欠けるといった問題がある。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、１つの入力デバイスで豊富な情報の入力を行うことを可能にするとともに、直感的で多様な入力操作を行うことを可能にする技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、ユーザの入力操作を検出する操作検出手段と、前記操作検出手段により検出された操作の度合いを互いに異なる３つの方向の成分に分解し、各成分の度合いを示す操作量データを出力する操作量データ出力手段とを有することを特徴とする入力デバイス、を提供する。

より好ましい態様においては、前記入力デバイスの操作検出手段は、球体状の操作子と、前記３つの方向のうちの予め定められた２つの方向を回転軸として前記操作子を回転自在に支持する支持部材と、前記各回転軸周りの前記操作子の回転量を検出する回転量検出センサと、前記３つの方向のうちの前記回転軸方向とは異なる方向に沿って前記操作子に加わった圧力を検出する感圧センサと、を備え、前記操作量データ出力手段は、前記回転量検出センサにより検出される前記操作子の回転量を示す回転量データと、前記感圧センサにより検出される前記操作子に加わった圧力を示す押圧量データとを前記操作量データとして出力することを特徴とする。

また、別の好ましい態様においては、前記操作量データ出力手段は、所定の時間間隔で前記回転量検出センサにより検出される前記操作子の回転量から、単位時間当たりの前記操作子の回転量を示す回転速度データを算出するとともに、所定の時間間隔で前記感圧センサにより検出される前記操作子に加わった圧力から、単位時間当たりに前記操作子に加わった圧力を示す押圧速度データを算出し、前記回転量データと前記押圧量データの他に、前記回転速度データと前記押圧速度データとを前記操作量データとして出力することを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明は、上記各入力デバイスの何れかを複数有し、前記複数のトラックボールユニットをマトリクス状に配列してなることを特徴とする演奏装置、を提供する。

本発明によれば、１つの入力デバイスで豊富な情報の入力を行うことが可能になるとともに、直感的で多様な入力操作を行うことが可能になる、といった効果を奏する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（Ａ：構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る演奏装置１の斜視図である。
図１に示すように、演奏装置１は、薄型の略直方体形状を有し、液晶ディスプレイ等からなる表示部２１０、記録ボタンや再生ボタン等の複数の操作子からなる操作部２２０、および、操作パネル２３０が平面に設けられている。この演奏装置１は、非特許文献１に開示された演奏装置と同様にユーザの操作内容に応じて音の再生を行うものであり、記録モードと再生モードの２つの作動モードを有している。ここで、記録モードとは、操作パネル２３０に対して為されるユーザの一連の操作を記録する作動モードである。一方、再生モードとは、記録モードにてユーザが操作パネル２３０に対して行った操作の内容に応じた音の再生を行う作動モードである。そして、操作部２２０は作動モードの切り替えに利用されるものであり、表示部２１０は、操作部２２０を操作することによりセットされた作動モードを示す情報を表示することにより、その作動モードをユーザに報知するためのものである。

図２は、操作パネル２３０の平面図である。
図２に示すように操作パネル２３０には、合計１６個の入力デバイス１００が４×４のマトリクス状に配列されている。このようなマトリクス状の配列であるため、上記１６個の入力デバイス１００の各々の配置位置は、図２に示すように上記マトリクスの列方向にＹ軸を想定し、行方向にＸ軸を想定することにより、２次元座標で示すことができる。例えば、Ｎ行Ｍ列目（Ｎ：１〜４の整数、Ｍ：１〜４の整数）の入力デバイス１００の配置位置は、（Ｍ，Ｎ）という座標で示される。加えて、本実施形態では、上記１６個の入力デバイス１００の各々を一意に識別するため、各入力デバイス１００には、その配置位置に応じた識別子（以下、ユニット識別子）が予め割り当てられている。具体的には、Ｎ行Ｍ列目（Ｎ：１〜４の整数、Ｍ：１〜４の整数）の入力デバイス１００には、図２に示すように、以下の式（１）で定まる値がユニット識別子として予め割り当てられている。
ユニット識別子＝４×（Ｎ−１）＋Ｍ・・・（１）
また、以下では、Ｙ座標の値が増加する方向（例えば、（１，１）から（１，４）へ向う方向）を“＋Ｙ方向”と呼び、逆に、Ｙ座標が減少する方向を“−Ｙ方向”と呼ぶ。同様に、Ｘ座標の値が増加する方向（例えば、（１，１）から（４，１）へ向う方向）を“＋Ｘ方向”と呼び、逆に、Ｘ座標の値が減少する方向を“−Ｘ方向”と呼ぶ。また、以下では、Ｘ軸およびＹ軸の両者と直交する座標軸を“Ｚ軸”と呼び、Ｚ軸に沿ってＸＹ平面から遠ざかる方向を“＋Ｚ方向”、その逆向きの方向を“−Ｚ方向”と呼ぶ。

本実施形態に係る演奏装置１においては、操作パネル２３０の第１行から第４行までの各行に互いに異なる音声フレーズが予め割り当てられている。より詳細に説明すると、各行に属する４つ入力デバイス１００の各々には、その行に対応する音声フレーズの構成音がそのＸ座標が若い順に割り当てられている。そして、この演奏装置１は、再生モードにおいて、非特許文献１に開示された演奏装置と同様に仮想スクロールバーを用いた制御を行い、各行に割り当てられた音声フレーズのループ再生を行う。

ここで、本実施形態に係る演奏装置１が、非特許文献１に開示された演奏装置と異なっている点は、操作パネル２３０を構成する各入力デバイス１００が、球状の操作子１１２を備えた所謂トラックボールユニットで構成されている点である（図３（Ａ）参照）。このような構成としたため、本実施形態に係る演奏装置１においては、その記録モードにおいて、上記各音声フレーズの構成音に付与するべき音響効果等をきめ細かくユーザに指定させることができる。以下では、まず、非特許文献１に開示された演奏装置との相違点である入力デバイス１００の構成について説明する。

図３（Ａ）は、入力デバイス１００の横断面（ＸＹ平面に垂直で操作子１１２の中心を通る平面で切断した場合の断面図）である。図３（Ａ）に示すように、入力デバイス１００は、感圧センサ１２０と、バネなどの付勢部材１３０により所定の間隔を空けて感圧センサ１２０の上方に支持されたトラックボール部１１０とを含んでいる。トラックボール部１１０の構成は、一般的なトラックボールの構成と略同一である。具体的には、図３（Ａ）に示すように、トラックボール部１１０の構成は、操作子１１２と、操作子１１２をその重心Ｇの位置を一定に保ちつつ回転自在に支持する支持部材１１４とに大別される。支持部材１１４には、操作子１１２の回転方向および回転量を検出するために回転量検出センサ１１６ｘおよび１１６ｙが内蔵されている。回転量検出センサ１１６ｘおよび１１６ｙの各々は、例えばシャフトセンサであり、図３（Ｂ）に示すｘ軸周りの回転量およびｙ軸周りの回転量をそれぞれ検出し、その検出結果（すなわち、回転量）に応じた信号レベルの検出信号を出力する。ここで、ｘ軸およびｙ軸の各々は、図３（Ｂ）に示すように、操作子１１２の重心Ｇを通り互いに直交する回転軸であり、前述したＸ軸およびＹ軸と平行である。なお、以下では、図３（Ｂ）に示すように、操作子１１２の重心から外側に向う方向に対して右回りの回転方向を正の向きの回転方向とする。

図３（Ａ）の感圧センサ１２０は、例えば感圧導電性ゴムで構成されており、Ｚ軸方向から加わった圧力の大きさに応じた信号レベルのアナログ信号を出力する。このため、図３（Ｃ）に示すように、ユーザがトラックボール部１１０を指先などで押し込む操作を行うと、その押し込み操作に応じた分だけトラックボール部１１０が−Ｚ方向に移動する。そして、トラックボール部１１０のＺ軸方向の移動に応じて付勢部材１３０が撓むとともに、トラックボール部１１０の底面によって感圧センサ１２０が押圧され、その圧力に応じた信号レベルのアナログ信号が感圧センサ１２０から出力されるのである。この付勢部材１３０は、トラックボール部１１０の自重により感圧センサ１２０が押圧されることを防ぐとともに、ユーザが指を離したときに、押し込まれたトラックボール部１１０を初期状態の位置まで持上げ、そのトラックボール部１１０と感圧センサ１２０とを離間させるためのものである。

上記押し込み操作においては、押し込む力が強いほど、トラックボール部１１０のＺ軸方向の移動量は大きくなり、感圧センサ１２０に加わる圧力も大きくなる。前述したように、操作子１１２は、トラックボール部１１０内でその重心位置が一定になるよう支持部材１１４により支持されているのであるから、トラックボール部１１０のＺ軸方向の移動量は操作子１１２のＺ軸方向の移動量に他ならない。つまり、本実施形態では、付勢部材１３０と感圧センサ１２０とは、操作子１１２のＺ軸方向の移動量を検出するための移動量検出手段として機能する。なお、本実施形態では、操作子１１２のＺ軸方向の移動量を、付勢部材１３０と感圧センサ１２０とで検出する場合について説明したが、例えばＣＣＤなどを用いた位置検出センサで操作子１１２のＺ軸方向の移動量を検出しても良い。
以上が入力デバイス１００の構成である。

このように、操作パネル２３０を構成する各入力デバイス１００は、ユーザの入力操作を互いに異なる３つの方向に分解して検出し、各方向の操作の度合いを示す操作量データを出力することができる。すなわち、入力デバイス１００は、操作子１１２のｘ軸周りの回転量およびｙ軸周りの回転量の各々を示す回転量データと、Ｚ軸方向の移動量を示す移動量データとを上記操作量データとして出力する。本実施形態では、これら３種類の操作成分には、各々固有の音響パラメータまたは音響効果の度合いが予め対応付けられている。具体的には、ｘ軸周りの回転量にはベロシティが、ｙ軸周りの回転量には音量が、Ｚ軸方向の移動量にはピッチベンドの度合いが予め対応付けられている。このため、演奏装置１のユーザは、トラックボール部１１０の操作子１１２を指先で押し込みつつ、その操作子１１２を回転させる操作を行うことによって、そのトラックボール部１１０に対応する音のベロシティや音量、ピッチベンドの度合いを自由に指定することができるのである。一方、演奏装置１は、上記記録モードにおいては、各入力デバイス１００に対してユーザが行った操作を示すデータを記憶し、再生モードにおいては、各音声フレーズのループ再生を行うとともに、上記各音声フレーズの構成音に対してユーザの操作内容に応じた音響パラメータおよび音響効果の度合いを反映させてその再生を行うことが可能なように構成されている。以下、これら処理を実現するための構成、すなわち、演奏装置１の電気的構成について説明する。

図４は、演奏装置１の電気的構成を示すブロック図である。
図４に示すように、演奏装置１は、前述した表示部２１０および操作部２２０の他に、センサインタフェース部２４０、音声出力部２６０、制御部２７０、記憶部２８０、およびこれら構成要素間のデータ授受を仲介するバス２９０を有している。図４に示すように、表示部２１０および操作部２２０以外の構成要素は、何れも図３（Ｃ）の制御基板１４０に実装されている。

センサインタフェース部２４０は、前述した各入力デバイス１００に各々対応付けられた複数のポートを有している。各ポートには、各々が対応する入力デバイス１００のトラックボール部１１０が有する回転量検出センサ１１６ｘおよび１１６ｙと感圧センサ１２０とが接続されている。センサインタフェース部２４０は、何れかのポートを介して上記各センサの出力信号を受信すると、その信号にＡ／Ｄ変換を施してデジタルデータ（前述した回転量データまたは移動量データ）を生成し、さらに、そのポートに接続されている入力デバイス１００のユニット識別子を付加して制御部２７０へ引き渡す。

音声出力部２６０は、図４に示すようにＭＩＤＩ（Electronically Erasable and
Programmable Read Only Memory）−Ｉ／Ｏ部２６０ａとＭＩＤＩ音源２６０ｂとを含んでいる。ＭＩＤＩ−Ｉ／Ｏ部２６０ａは、制御部２７０により生成されたＭＩＤＩデータを受け取り、そのＭＩＤＩデータにしたがってＭＩＤＩイベントを生成しＭＩＤＩ音源２６０ｂに与える。ＭＩＤＩ音源２６０ｂには、Ａ／Ｄ変換器やアンプ、スピーカなどを含むサウンドシステム（図４では、図示省略）が接続されている。ＭＩＤＩ音源２６０ｂは、ＭＩＤＩ−Ｉ／Ｏ部２６０ａから与えられるＭＩＤＩイベントにしたがって音声信号を生成し、サウンドシステムへ出力する。

制御部２７０は、例えばＭＰＵ（Micro Processor Unit）であり、記憶部２８０に記憶されている制御プログラムにしたがって作動し、演奏装置１の制御中枢として機能する。制御部２７０は、上記制御プログラムにしたがって作動することにより、センサインタフェース部２４０からデータを受け取る毎にそのデータを図５に示すデータ形式に編集して記憶部２８０に書き込む処理（すなわち、前述した記録処理）、および、各音声フレーズをループ再生する再生処理を実行する。なお、以下では、図５に示すデータ形式のデータを「操作内容データ」と呼ぶ。

図４に戻って、記憶部２８０は、揮発性記憶部２８０ａと不揮発性記憶部２８０ｂとを含んでいる。揮発性記憶部２８０ａは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）である。この揮発性記憶部２８０ａは、制御プログラムにしたがって作動している制御部２７０によってワークエリアとして利用される。不揮発性記憶部２８０ｂは、例えばハードディスクやＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and
Programmable Read Only Memory）などの不揮発性メモリである。この不揮発性記憶部２８０ｂには、上記制御プログラムが記憶されているとともに、各種データが記憶されている。不揮発性記憶部２８０ｂに記憶されているデータの一例としては、図６に示す管理テーブルが挙げられる。図６に示す管理テーブルには、前述した各ユニット識別子に対応付けて、そのユニット識別子で識別されるトラックボール部１１０の配置位置を示す座標データとそのトラックボール部１１０に対応付けられている音の波形を表す音データが格納されている。なお、図６に示す管理テーブルに格納されている音データＭ−Ｎ（Ｎ：１〜４、Ｍ：１〜４）は、第Ｍ行に対応する音声フレーズのＮ番目の構成音を示す音データである。図６に示す管理テーブルの格納内容は、記録処理にて上記操作内容データを生成する際、および、再生処理にて各音声フレーズの再生を行う際に制御部２７０によって利用される。また、不揮発性記憶部２８０ｂには、前述した操作内容データも書き込まれる。

以上が演奏装置１の電気的構成であるが、別の好ましい態様においては、例えば、ＵＳＢメモリやフラッシュメモリなどの記録媒体を接続するメモリインタフェース部、他の電子機器と通信するための通信インタフェース部などを上記電気的構成に追加しても良い。上記メモリインタフェース部を追加する態様にあっては、そのメモリインタフェース部に接続されている記録媒体から各種データ（例えば、新たな音データや新たな管理テーブル、新たな制御プログラム等）を読み出して不揮発性記憶部２８０ｂに記憶させることが可能になる。また、通信インタフェース部を追加する態様にあっては、その通信インタフェース部に接続されている他の電子機器から各種データを取得することが可能になる。

（Ｂ：動作）
次いで、本実施形態に係る演奏装置１が行う動作について説明する。
ユーザが、操作部２２０の電源スイッチ（図示省略）をオンすると、制御部２７０は、記録モードを示すモード識別子を揮発性記憶部２８０ａの所定領域へ書き込むとともに、前述した制御プログラムを不揮発性記憶部２８０ｂから揮発性記憶部２８０ａに読み出し、その実行を開始する。

図７は、上記制御プログラムにしたがって作動している制御部２７０が実行する動作の流れを示すフローチャートである。図７に示すように、制御部２７０は、まず、上記所定領域に格納されているモード識別子を参照し、作動モードとして記録モードが設定されているのか否かを判定する（ステップＳＡ１００）。例えば、上記所定領域に記録モードを示すモード識別子が格納されている場合には、制御部２７０は、作動モードは記録モードであると判定し、逆に、再生モードを示すモード識別子が格納されている場合には、制御部２７０は、作動モードは再生モードであると判定する。そして、ステップＳＡ１００の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合（すなわち、記録モードと判定した場合には、制御部２７０は記録処理（ステップＳＡ１１０）を実行する。逆に、ステップＳＡ１００の判定結果が“Ｎｏ”である場合（すなわち、再生モードと判定した場合）には、制御部２７０は、再生処理（ステップＳＡ１２０）を実行する。前述したように、電源スイッチがオンにされた直後では、記録モードを示すモード識別子が上記所定領域にセットされるのであるから、ステップＳＡ１００の判定結果は“Ｙｅｓ”になり、記録処理が実行される。すなわち、演奏装置１は、まず、記録モードで作動する。

以上のようにして記録モードでの作動が開始されると、演奏装置１の表示部２１０には、作動モードが記録モードである旨の表示が為される。この表示を視認したユーザは、操作パネル２３０を構成する各入力デバイス１００を適宜操作することによって、再生モードにて再生される各音声フレーズの構成音に付与するべき音響効果の度合いやその音量等の音響パラメータを指定することができる。一方、制御部２７０は、各入力デバイス１００に対してユーザが行った操作を示す操作内容データの生成およびその記録を行う記録処理を前述した制御プログラムにしたがって実行する。以下、制御プログラムにしたがって制御部２７０が実行する記録処理について図８を参照しつつ説明する。

（Ｂ−１：記録処理）
図８は、制御プログラムにしたがって制御部２７０が実行する記録処理の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、制御部２７０は、操作パネル２３０に対するユーザの操作を検知したか否かを判定する（ステップＳＢ１００）。なお、制御部２７０は、センサインタフェース部２４０から各センサの検出結果を示すデータを受信した場合に、操作パネル２３０に対してユーザが何らの操作を行ったと判定する。そして、制御部２７０は、ステップＳＢ１００の判定結果が“Ｎｏ”である場合には、モード切り替え操作が為されたか否かを判定する処理（ステップＳＢ１３０）を実行し、逆に、ステップＳＢ１００の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合には、ステップＳＢ１１０からステップＳＢ１３０の処理を順次実行する。
ステップＳＢ１１０においては、制御部２７０はステップＳＢ１００にて受信したデータを編集し、図５に示す操作内容データを生成する。例えば、ユニット識別子“１”を対応付けけられた回転量データまたは移動量データをセンサインタフェース部２４０から受け取った場合には、制御部２７０は、まず、前述した管理テーブルの格納内容を参照してそのユニット識別子を割り当てられた入力デバイス１００の配置位置が（１，１）であることを特定する。次いで、制御部２７０は、上記のようにして特定したＸ座標およびＹ座標に上記回転量データおよび移動量データを対応付けることにより、図５に示す操作内容データを生成する。なお、係る操作内容データの生成処理は揮発性記憶部２８０ａをワークエリアとして用いることにより行われる。

ステップＳＢ１１０に後続するステップＳＢ１２０においては、制御部２７０はステップＳＢ１１０にて生成した操作内容データを不揮発性記憶部２８０ｂに書き込み記録する。これにより、操作パネル２３０を構成する各入力デバイス１００に対してユーザが行った操作の内容が記録されるのである。以降、制御部２７０は、モード切り替えを指示されるまで（すなわち、ステップＳＢ１３０の判定結果がＹｅｓになるまで）、ステップＳＢ１００以降の処理を繰り返し実行する。

例えば、ユニット識別子が“１”である入力デバイス１００を圧力αで押下する第１の操作、ユニット識別子が“６”である入力デバイス１００の操作子１１２をｘ軸周りにβだけ回転させる第２の操作、ユニット識別子が“１５”である入力デバイス１００の操作子１１２をｙ軸周りにγだけ回転させる第３の操作、を行った場合を想定する。この場合、制御部２７０は、上記第１〜第３の各操作を示すデータをセンサインタフェース部２４０から受け取る度に、上述したステップＳＢ１１０およびＳＢ１２０の処理を実行する。その結果、演奏装置１の不揮発性記憶部２８０ｂには、図９に示す３個の操作内容データが記録されることになる。

そして、上記第３の操作の後に、ユーザが記録モードから再生モードへの切り替えを指示する旨の操作（例えば、操作部２２０の再生ボタンの押下）を行うと、その操作に応じた信号が操作部２２０から制御部２７０へ伝達される。この信号を受信した制御部２７０は、上述したステップＳＢ１３０にてモード切り替えを指示されたと判定して、切り替え先の作動モード（本実施形態では、再生モード）を示すモード識別子を不揮発性記憶部２８０ｂの所定領域に上書きし（ステップＳＢ１４０）、本記録処理を終了する。
以上が、制御プログラムにしたがって制御部２７０が実行する記録処理の流れである。

さて、記録処理の実行を終了した制御部２７０は、図７に示すように、電源の切断を指示されたか否を判定し（ステップＳＡ１３０）、その判定結果が“Ｎｏ”である場合には、図７のステップＳＡ１００以降の処理を繰り返し実行する。前述したように、ステップＳＡ１００においては、制御部２７０は、不揮発性記憶部２８０ｂの所定領域の格納内容を参照し、その時点の作動モードを判定する。本動作例では、上記所定領域の格納内容は、上記記録処理のステップＳＢ１４０で再生モードを示すモード識別子に書き換えられたのであるから、ステップＳＡ１００の判定結果は“Ｎｏ”になり、制御部２７０は再生処理（ステップＳＡ１２０）を実行する。以下、制御プログラムにしたがって制御部２７０が実行する再生処理について図１０を参照しつつ説明する。

（Ｂ−２：再生処理）
図１０は、制御プログラムにしたがって制御部２７０が実行する再生処理の流れを示すフローチャートである。前述したように、演奏装置１が実行する再生処理は、非特許文献１に開示された演奏装置が行う再生処理と同様、仮想スクロールバーを用いたものである。このため、制御部２７０は、まず、仮想スクロールバーの位置を示す変数Ｍを初期化する（ステップＳＣ１００）。具体的には、制御部２７０は、変数Ｍに“１”をセットする。

ステップＳＣ１００に後続するステップＳＣ１１０では、制御部２７０は、管理テーブル（図６参照）から仮想スクロールバー位置に対応する音データを読み出し、その音データの表す音に対応するＭＩＤＩデータを生成し、上記音データに対応付けて管理テーブルに格納されているＹ座標の値を対応付けて揮発性記憶部２８０ａに書き込む。ここで、仮想スクロールバー位置に対応する音データとは、変数Ｍの値に一致するＸ座標に対応付けて管理テーブルに格納されている音データのことである。したがって、変数Ｍの値が１であれば、（１，１）、（１，２）、（１，３）および（１，４）の各座標に対応付けて管理テーブルに格納されている音データが読み出される。なお、以下では、上記ステップＳＣ１１０にて揮発性記憶部２８０ａに書き込まれたＭＩＤＩデータのことを、「再生対象データ」と呼ぶ。

次いで、制御部２７０は、仮想スクロールバー位置に対応する操作内容データが不揮発性記憶部２８０ｂに格納されているか否か判定し（ステップＳＣ１２０）、その判定結果が“Ｙｅｓ”である場合には、ステップＳＣ１３０の処理を実行した後にステップＳＣ１４０の処理を実行する。逆に、ステップＳＣ１２０の判定結果が“Ｎｏ”である場合には、制御部２７０はステップＳＣ１３０の処理を実行することなくステップＳＣ１４０の処理を実行する。なお、仮想スクロールバー位置に対応する操作内容データとは、Ｘ座標の値が変数Ｍの値に一致する操作内容データのことである。したがって、変数Ｍの値が１であり、図９に示す操作内容データが不揮発性記憶部２８０ｂに格納されている状況下では、座標が（１，１）である操作内容データが仮想スクロールバー位置に対応するため、上記ステップＳＣ１２０の判定結果は“Ｙｅｓ”になる。

ステップＳＣ１２０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合に後続して実行されるステップＳＣ１３０においては、制御部２７０は、仮想スクロールバー位置に対応する操作内容データを不揮発性記憶部２８０ｂから読み出し、その操作内容データに含まれている回転量データまたは移動量データにしたがって、その操作内容データのＹ座標に一致するＹ座標を有する再生対象データを修正する。例えば、変数Ｍの値が１である場合は、上記ステップＳＣ１３０においては、制御部２７０は、以下の処理を実行する。まず、制御部２７０は、図９に示す操作内容データ１を不揮発性記憶部２８０ｂから読み出し、揮発性記憶部２８０ａに格納されている４個の再生対象データのうち、音データ１−１（すなわち、座標（１，１）に対応する音データ）に対応するＭＩＤＩデータに、上記操作内容データの示す移動量αに応じた分だけピッチベンドを施す修正を加える。同様に、変数Ｍの値が２であれば、制御部２７０は、図９に示す操作内容データ２を不揮発性記憶部２８０ｂから読み出し、揮発性記憶部２８０ａに格納されている４個の再生対象データのうち、音データ２−２（すなわち、座標（２，２）に対応する音データ）に対応するＭＩＤＩデータに、上記操作内容データの示すｘ軸周りの回転量βに応じた分だけベロシティを変更する修正を施す。また、変数Ｍの値が３であれば、制御部２７０は、図９に示す操作内容データ３を不揮発性記憶部２８０ｂから読み出し、揮発性記憶部２８０ａに格納されている４個の再生対象データのうち、音データ４−３（すなわち、座標（３，４）に対応する音データ）に対応するＭＩＤＩデータに、上記操作内容データの示すｘ軸周りの回転量βに応じた分だけ音量を変更する修正を施す。

上記ステップＳＣ１３０に後続して、または、ステップＳＣ１２０の判定結果が“Ｎｏ”である場合に実行されるステップＳＣ１４０においては、制御部２７０は、揮発性記憶部２８０ａに格納されている各再生対象データを音声出力部２６０に引渡し、その再生対象データにしたがった発音処理を行わせる。以降、制御部２７０は、変数Ｍの値が４未満であるか否かを判定する（ステップＳＣ１５０）。ステップＳＣ１５０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合には、制御部２７０は、仮想スクロールバーの移動テンポに応じた時間の経過を計測した後に、発音を停止するよう音声出力部２６０を制御し（ステップＳＣ１６０）、さらに、変数Ｍの値を“１”だけカウントアップ（ステップＳＣ１７０）して、ステップＳＣ１１０以降の処理を繰り返し実行する。これにより、各音声フレーズの構成音が順次所定のテンポで再生されるシーケンス処理が実行されるのである。

前述したように、音声データＭ−Ｎは、操作パネル２３０の第Ｍ行目に割り当てられた音声フレーズのＮ番目の構成音を示している。このため、本実施形態では、第１行目に対応する音声フレーズについては、その１番目の構成音にユーザの操作内容に応じたピッチベンドが付与されて再生される。同様に、第２行目に対応する音声フレーズについては、その２番目の構成音のベロシティがユーザの操作内容に応じて変更されて再生され、第４行目に対応する音声フレーズについては、その３番目の構成音の音量がユーザの操作内容に応じて変更されて再生される。なお、第３行目に対応する音声フレーズについては、該当する入力デバイス１００に対してユーザが操作を行っていないため、何ら音響効果や音響パラメータの変更を加えられることなく再生される。

そして、制御部２７０は、ステップＳＣ１５０の判定結果が“Ｎｏ”になると、モード切り替えを指示されたか否かを判定し（ステップＳＣ１８０）、その判定結果が“Ｎｏ”である場合には、ステップＳＣ１００以降の処理を繰り返し実行する。これにより、上述した各音声フレーズがループ再生されるのである。逆に、ステップＳＣ１８０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合（すなわち、モード切り替えを指示されたと判定した場合）には、制御部２７０は、切り替え先の作動モード（本実施形態では、記録モード）を示すモード識別子を不揮発性記憶部２８０ｂの所定領域に上書きし（ステップＳＣ１９０）、本再生処理を終了する。例えば、ユーザは再生モードで作動中の制御部２７０に対して、操作部２２０を適宜操作することによって記録モードへの切り替えを指示することができる。
以上が、本実施形態に係る演奏装置１が実行する再生処理である。

以上に説明したように、本実施形態に係る演奏装置１においては、操作パネル２３０を構成する各入力デバイス１００は、操作子１１２のｘ軸およびｙ軸周りの回転量とＺ軸方向の移動量の３種類のデータ入力を受け付けること、すなわち、１つの入力デバイスで豊富な情報の入力が可能である。そして、本実施形態に係る演奏装置１によれば、上記入力デバイス１００をマトリクス状に配列して操作パネル２３０を構成したため、非特許文献１に開示された演奏装置では不可能であった音響効果や音響パラメータの設定を、直感的で判り易く、かつ、多様性に富んだ操作態様で行わせることが可能になるといった効果を奏する。

（Ｃ：他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態に以下に述べる変形を加えても良いことは勿論である。
（１）上述した実施形態では、入力デバイス１００を４次の正方行列（すなわち、４×４のマトリクス）状に配列して操作パネル２３０を構成する場合について説明した。しかしながら、２以上の入力デバイス１００をマトリクス状に配列して上記操作パネルを構成すれば良く、マトリクスの行数と列数が同一でなくても良いことは勿論である。

また、上述した実施形態では、ｘ軸周りおよびｙ軸周りの回転が可能なように支持された球状の操作子１１２を有するトラックボール部１１０と感圧センサとで入力デバイス１００を構成する場合について説明した。しかしながら、トラックボール部１１０に換えて、スティック状の操作子を支持部材によってＸ軸方向およびＹ軸方向に操作可能に支持してなるジョイスティックを用いても良い。このようなジョイスティックによれば、スティック状の操作子に対するユーザの操作をＸ軸方向およびＹ軸方向に分解して検出することができるからである。また、トラックボール部１１０に代えて、支持部材上に複数の感圧センサをマトリクス状に配列した感圧センサアレイを用いても良く、支持部材上に複数のマイクをマトリクス状に配列したマイクアレイを用いても良い。上記感圧センサアレイによれば、ユーザが押圧操作を行ったときの圧力分布からＸ軸およびＹ軸方向の押圧量成分を検出することが可能であり、上記マイクアレイによれば、ユーザが入力デバイス１００に対して押圧操作を行ったときに生じる接触音の音圧をＸ軸およびＹ軸方向の各成分に分解して検出することが可能だからである。要は、感圧センサ１２０により検出されるＺ軸方向の操作量の他に、Ｚ軸方向とは異なる２つの方向の操作量を検出することができる構成であれば、どのような構成であっても良い。

また、上述した実施形態では、トラックボール部１１０のＺ軸方向の移動量をＺ軸方向の操作量として検出する場合について説明したが、操作子１１２に加わった圧力の強さ（押圧量）そのものをＺ軸方向の操作量として検出しても良く、また、圧力が加わった時間の長さをＺ軸方向の操作量として検出しても良い。なお、押圧量や圧力が加わった時間の長さをＺ軸方向の操作量として検出する場合には、操作子１１２がＺ軸に沿って移動可能に支持されている必要はない。要は、Ｚ軸方向から操作子１１２に加わった圧力を感圧センサ１２０に伝達することができる態様であれば、操作子１１２を回転自在に支持する支持部材１１４は固定されていても良い。

（２）上述した実施形態では特段の限定を加えなかったが、操作子１１２の表面に色彩や模様を付与しても勿論良い。操作子１１２の表面に模様や色彩を付加すると、操作パネル２３０の外観の華やかさを向上させることができるからである。なお、操作子１１２に色彩や模様を付加する場合には、操作子毎に異なる色又は模様を付加するとしても良く、列毎又は行毎に異なる色彩や模様を付加しても良い。また、非特許文献１に開示された演奏装置と同様に、ＬＥＤなどの発光手段を各トラックボール部１１０に設け、トラックボール部１１０に対するユーザの操作に応じてその発光手段を発光させるようにしても良い。

（３）上述した実施形態では、記録モードにてユーザの操作内容を記録し、再生モードにおいて、その操作内容に応じた音響効果等を付与しつつ音の再生を行う場合について説明した。しかし、再生モードで作動中、すなわち、各音声フレーズのシーケンス再生中に、操作パネル２３０に対してユーザが何らかの操作を行った場合には、その操作内容に応じた音響効果等をリアルタイムで反映させても良い。具体的には、図１０に示す再生処理の実行中に、操作パネル２３０に対して何らかの操作が為されたことを制御部２７０が検出した場合（すなわち、制御部２７０がセンサインタフェース部２４０からデータを受信した場合）に、図８に示すステップＳＢ１１０およびＳＢ１２０の処理を割り込み処理で制御部２７０に実行させれば良い。

（４）上述した実施形態では、操作パネル２３０の各行に予め対応付けられた音声フレーズのループ再生を同時に開始する場合について説明したが、各音声フレーズを別個にループ再生するようにしても良い。このようなことは、前述した図１０に示す再生処理を各音声フレーズ毎（すなわち、操作パネル２３０の行毎）に演奏装置１に実行させるようにすれば良い。このような態様においては、例えば操作子１１２のＸ軸方向の回転量（すなわち、ｙ軸周りの回転量）をその操作子１１２を有する入力デバイス１００に対応する音の再生開始タイミングの変化量に対応付けておくことによって、各音声フレーズの再生開始タイミングや、その音声フレーズ内での各構成音の再生開始タイミングを自由に変更することが可能になる。

（５）上述した実施形態では、操作パネル２３０の各行に音声フレーズを対応付け、それら音声フレーズのループ再生を演奏装置１に実行させる場合について説明した。しかしながら、例えば、各入力デバイス１００に加わる圧力の分布に対応付けて音データを演奏装置１に記憶させ、操作パネル２３０に対してユーザが行った操作により生じた圧力分布に対応する音声を演奏装置１に再生させるようにしても良い。

（６）上述した実施形態では、ｘ軸およびｙ軸の各軸周りの回転量を検出し記録する場合について説明したが、各軸周りの回転速度（すなわち、単位時間あたりの回転量の変化）や回転加速度（すなわち、単位時間あたりの回転速度の変化）を検出し操作量データとして記録しても良い。各軸周りの回転速度や回転加速度を検出することによって、従来の演奏装置に比較して更に豊富な情報の入力を行うことが可能になるからである。なお、各軸周りの回転速度や回転加速度を検出するための具体的な態様としては、操作子１１２が操作されている間、その操作子１１２の回転量値を所定の時間間隔毎に記録し、このようにして記録される回転量値の列において、互いに隣り合う回転量値の差分を求めることにより回転速度値を算出し、更に、このようして算出される回転速度値の列にて互いに隣り合う回転速度値の差分を求めることにより回転加速度を算出する態様が挙げられる。同様に、Ｚ軸方向の操作量（前述したＺ軸方向の移動量や押圧量）についても、単位時間当たりの操作量（すなわち、移動速度や押圧速度）を検出して記録しても勿論良い。

（７）上述した実施形態では、各入力デバイス１００に対応付けられている音を表す音データからＭＩＤＩデータを生成する処理を制御部２７０に実行させ、そのＭＩＤＩデータにしたがって音声出力部２６０を作動させることによって発音制御を行う場合について説明した。しかしながら、ＭＩＤＩに代えて他のコマンド形式を用いても良く、また、音データに応じたアナログの音声信号を直接出力する処理を実行させるようにしても良い。

（８）上述した実施形態では、本発明に係るトラックボールユニット（すなわち、入力デバイス１００）を演奏装置の入力手段として用いる場合について説明した。しかし、本発明に係るトラックボールユニットの適用対象は、演奏装置に限定されるものではなく、例えばコンピュータゲーム機など、入力操作が直感的であることが好ましく、かつ、豊富な情報を多様な態様で入力できることが好ましい電子機器であれば、どのような電子機器であっても適用可能である。

本発明の一実施形態に係る演奏装置１の外観を示す斜視図である。 同演奏装置１の操作パネル２３０の平面図である。 同入力デバイス１００の構成例を示す図である。 同演奏装置１の電気的構成を示すブロック図である。 同演奏装置１の操作内容データのデータフォーマットを示すブロック図である。 同演奏装置１の不揮発性記憶部２８０ｂに記憶されている管理テーブルの一例を示す図である。 同演奏装置１の制御部２７０が制御プログラムにしたがって行う動作の流れを示すフローチャートである。 記録モードにて制御部２７０が実行する記録処理の流れを示すフローチャートである。 記録処理にて不揮発性記憶部２８０ｂに書き込まれる操作内容データの一例を示す図である。 再生モードにて制御部２７０が実行する再生処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１…演奏装置、１００…入力デバイス、１１０…トラックボール部、１１２…操作子、１１４…支持部材、１１６ｘ，１１６ｙ…回転量検出センサ、１２０…感圧センサ、１３０…付勢部材、１４０…制御基板、２１０…表示部、２２０…操作部、２３０…操作パネル、２４０…センサインタフェース部、２６０…音声出力部、２７０…制御部、２８０…記憶部、２９０…バス。

Claims (4)

1. ユーザの入力操作を検出する操作検出手段と、
   前記操作検出手段により検出された操作の度合いを互いに異なる３つの方向の成分に分解し、各成分の度合いを示す操作量データを出力する操作量データ出力手段と
   を有することを特徴とする入力デバイス。
2. 前記操作検出手段は、
   球体状の操作子と、
   前記３つの方向のうちの予め定められた２つの方向を回転軸として前記操作子を回転自在に支持する支持部材と、
   前記各回転軸周りの前記操作子の回転量を検出する回転量検出センサと、
   前記３つの方向のうちの前記回転軸方向とは異なる方向に沿って前記操作子に加わった圧力を検出する感圧センサと、
   を備え、
   前記操作量データ出力手段は、前記回転量検出センサにより検出される前記操作子の回転量を示す回転量データと、前記感圧センサにより検出される前記操作子に加わった圧力を示す押圧量データとを前記操作量データとして出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力デバイス。
3. 前記操作量データ出力手段は、所定の時間間隔で前記回転量検出センサにより検出される前記操作子の回転量から、単位時間当たりの前記操作子の回転量を示す回転速度データを算出するとともに、所定の時間間隔で前記感圧センサにより検出される前記操作子に加わった圧力から、単位時間当たりに前記操作子に加わった圧力を示す押圧速度データを算出し、前記回転量データと前記押圧量データの他に、前記回転速度データと前記押圧速度データとを前記操作量データとして出力する
   を有することを特徴とする請求項２に記載の入力デバイス。
4. 請求項１乃至３の何れか１に記載の入力デバイスをマトリクス状に配列してなる入力手段と、
   前記入力手段の各入力デバイスから出力される各データをＭＩＤＩイベントに変換し、該ＭＩＤＩイベントにしたがって発音制御を行う発音制御手段と
   を有することを特徴とする演奏装置。
   

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