JP2018194692A - 足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の鍵盤楽器の演奏支援装置は、手指で演奏する鍵盤楽器の演奏支援装置であるため演奏指示表示部が鍵上または鍵盤近傍にあった。このため足指固有の動作特性を考慮して１又は複数の足指入力用キーを組合わせて入力する、足指用キーボードを有する電子楽器には、そのまま応用できないという課題があった。
【解決手段】 複数の練習曲から何れか１曲を選択可能とし、演奏者の能力に適した演奏速度で表示灯の点灯消灯及び正確な楽音を発生する、視覚と聴覚の２系統の演奏練習指示を重畳的に行うことができる、足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置を提供する。

【選択図】 図１

Description

本発明は、足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置に関し、人間の足指の動作特性に適合したキーボードを有する電子楽器の演奏を補助する装置に係る。

本発明者は先に、足指の屈伸動作で演奏可能な足指用キーボードを有する電子楽器を提案した（特願２０１６‐１２０２５４）。この電子楽器は足指の屈折・伸展、横方向への拡張・縮小、ひねりなどの動作に適合する特殊なキーボードを備え、音楽演奏で要求される迅速かつ正確なキー操作を可能にしたものである。そして発明者自身の体験では、若干の練習で唱歌や外国民謡等の簡易な曲目の演奏が可能になる。しかし一般に足指は手指のように意識的に動かせるものではない、と誤解している人が多く、楽器として「とっつきが悪い」という課題があった。

鍵盤楽器の初歩的練習の補助装置として、曲の演奏に合わせて次に操作するキーを光等で指示する装置が数多く提案されている。例えば特許文献１には「表示式訓練装置付鍵盤楽器」という名称で、鍵盤楽器の各鍵または鍵盤近傍に、鍵に対応する表示器を備え、目視により演奏訓練を可能にする表示式訓練装置を付加した鍵盤楽器が開示されている。

また特許文献２には「演奏誘導装置」という名称で、フットペダルを備えた鍵盤楽器において、鍵盤の各鍵にその鍵自体を表示するＬＥＤと複数のフットペダルを表示する複数のＬＥＤ表示を備え、ＬＥＤの点灯表示でキー操作およびフットペダルの操作指示を行う演奏誘導装置が開示されている。

さらに特許文献３には「演奏支援装置および演奏装置」という名称で、複数の演奏操作子（鍵）を有する楽器の正しい運指を訓練するために、左右各指の横方向へのブレを抑制する仕切りおよび操作表示用ＬＥＤを備えた１０鍵の鍵盤を用いて、予め設定された運指通りに指を動かせば、実際の演奏の運指とは無関係に楽曲の演奏が可能になる、初心者向けの演奏支援装置およびそれを用いた演奏装置が開示されている。

特開昭５４−１２６０１５号公報 特開２０００−３１５０８０号公報 特開２００２−３５１４５７号公報

しかし特許文献１乃至３に開示された発明では、演奏指示表示部が鍵上または鍵盤近傍であるため、鍵盤に注意を奪われやすく、演奏表示に過度に依存する癖がつくという課題があった。また上記特許文献１乃至３に開示された発明は、何れも手指で演奏する鍵盤を有する楽器の演奏支援装置であるため、１又は複数の足指入力用キーを、足指固有の動作特性を考慮して組合わせ、連続的かつリズミカルに入力することが求められる足指用キーボードを有する電子楽器には、そのまま応用できないという大きな課題があった。

本発明は、上記のような従来技術では未解決な、新規な課題に対処するために、人間の足指の動作特性に適合したキーボードを有する電子楽器への初期誘導（試用及び入門）を容易にする演奏補助装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
第１足指乃至第３足指及び第5足指の各足指の腹部で押下可能な位置に楽音入力キーを配置し、第１足指用と第５足指用に各々１の楽音入力キーを備え、第２足指、第３足指の２足指の屈折操作に対応する１の楽音入力キーを備えた足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、
上記各楽音入力キーに１対１で対応する表示灯及び、複数の練習曲の音高、音価、テンポ等の音楽情報を格納する曲目保持部と、該保持する曲目の何れか１曲を選択する演奏曲目選択部と、前記選択した演奏曲目に応じた楽音発生タイミングを生成するリズム生成部と、前記演奏曲目の演奏に要求される楽音入力キーの組合せに則して単数又は複数の前記表示灯を前記楽音発生タイミングに同期して点灯又は消灯する表示灯制御部と、前記楽音キーの組合せによって前記足指入力用キーボードを有する電子楽器において予め決定されている楽音に相当する音を生成する楽音発生制御部と、外部との情報通信部とを含み、前記各部を統括制御するマイクロコンピュータ、並びに、前記表示灯及び前記マイクロコンピュータに電力を供給する電源供給部、並びに、前記楽音に相当する音を発生する楽音発生器とを備え、前記演奏曲目の楽音発生タイミングに応じて単数又は複数の表示灯を点灯又は消灯し、前記表示灯点灯時には、前記楽音発生器は、前記点灯表示灯の組合せに相当する楽音を発音することを特徴とする、足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置であり、複数の練習曲から何れか１曲を選択でき、表示灯の点灯消灯及び正確な楽音により、視覚と聴覚の２系統の演奏練習指示を重畳的に行うものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記リズム生成部はさらに、演奏速度を調節可能とする演奏速度調節部を含むことを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置であり、演奏者の技量や習熟度に合った速度で演奏の練習ができる。

請求項３記載の発明は請求項１又は２記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記リズム生成部は、演奏中止及び早送りを可能とする特殊演奏制御部を含むことを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置であり、曲の途中で演奏を中止することができ、また曲の途中まで早送りをすることができる。

請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記表示灯制御部はさらに、前記リズム生成部で決定した楽音発生時間内に、次に操作すべき楽音入力キーに対応する表示灯を典型的には０．２秒間点灯又は消灯する予告表示制御を行うことを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置であり、次に操作する足指用入力キーを視覚的に効率よく予告することができる。

また、請求項５記載の発明は、請求項１、２、３又は４の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記各楽音入力キーに対応する前記表示灯は、表示する色相が互いに異なることを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置であり、表示灯の位置だけでなく表示灯の色相からも視覚的な楽音入力キー操作指示を行うことができる。

また、請求項６記載の発明は、請求項１、２、３、４又は５の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記演奏補助装置は、離れた場所で前記表示灯を点灯消灯表示するための外部出力端子を備えたことを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置であり、演奏補助装置本体から離れた、演奏者が見やすい場所に表示灯を設置することができる。

また、請求項７記載の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記電源供給部が乾電池若しくは蓄電池又は前記電池とＤＣ-ＤＣコンバータとの組合せ、又は外部電源であることを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置であり、複数の電源を択一的に使用できる。

また、請求項８記載の発明は、請求項１、２、３、４、５、６又は７の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記外部との情報通信部は、パーソナル・コンピュータやスマートフォンとの通信を可能にする通信ソフト及びＵＳＢ接続部を有することを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置であり、上記ＵＳＢ接続部を介して演奏補助プログラムの更新や外部電源の供給を受けることができる。

以上説明したように、本発明の請求項１記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置によれば、
前記各楽音入力キーに１対１で対応する表示灯及び、複数の練習曲の音高、音価、テンポ等の音楽情報を格納する曲目保持部と、該保持する曲目の何れか１曲を選択する演奏曲目選択部と、前記選択した演奏曲目に応じた楽音発生タイミングを生成するリズム生成部と、前記演奏曲目の演奏に要求される楽音入力キーの組合せに則して単数又は複数の前記表示灯を前記楽音発生タイミングに同期して点灯又は消灯する表示灯制御部と、前記楽音キーの組合せによって前記足指入力用キーボードを有する電子楽器において予め決定されている楽音に相当する音を生成する楽音発生制御部と、外部との情報通信部とを含み、前記各部を統括制御するマイクロコンピュータ、並びに、前記表示灯及び前記マイクロコンピュータに電力を供給する電源供給部並びに、前記楽音に相当する音を発生する楽音発生器とを備え、前記演奏曲目の楽音発生タイミングに応じて単数又は複数の表示灯を点灯又は消灯し、前記表示灯点灯時には、前記楽音発生器は、前記点灯表示灯の組合せに相当する楽音を発音することを特徴とするので、
表示灯による視覚的指示及び、正しい周波数の楽音による聴覚的指示の異なる２系統の演奏誘導により、足指入力用キーボードを有する電子楽器の未経験者でも、容易に演奏ができ、前記電子楽器の「とっつきの悪さ」が大幅に軽減されるという顕著な効果を奏する。

本発明の請求項２記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置によれば、請求項１記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記リズム生成部はさらに、演奏速度を調節可能とする演奏速度調節部を含むことを特徴とするので、演奏者の技量又は演奏曲目の習熟度に応じた、自分に合った演奏速度で練習ができ、かつ演奏速度を目安として演奏者自身の習熟度も確認できるという効果を奏する。

本発明の請求項３記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置によれば、請求項１又は２記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記リズム生成部は、演奏中止及び早送りを可能とする特殊演奏制御部を含むことを特徴とするので、選曲を間違えたとき等に演奏を中止することができる。また曲の進行を早送り（典型的には５倍速）することで、練習したい楽章のところまで短時間で到達できるという効果を奏する。さらに上記の２つの特殊演奏制御を組合わせることで、不得意な箇所を繰り返し練習する、リピート練習ができるという顕著な効果を奏する。

本発明の請求項４記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置によれば、請求項１、２又は３の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記表示灯制御部はさらに、前記リズム生成部で決定した楽音発生時間内に、次に操作すべき楽音入力キーに対応する表示灯を典型的には０．２秒間点灯又は消灯する予告表示制御を行うことを特徴とするので、上記足指入力用キーボードを有する電子楽器の未経験者や初心者であっても、表示灯が一瞬表示され、かつ楽音が継続状態であることで、次に操作すべき楽音入力キーが予告されたことが認識でき、楽譜等の案内なしでも安心して演奏練習ができるという効果を奏する。
前記予告表示の制御において、次に操作すべき楽音入力キーの表示灯の内、現楽音発生時間内は消灯状態にある表示灯は短時間点灯させ、現楽音発生時間内も点灯状態にある表示灯は短時間消灯する制御を行う。
演奏速度が速い場合は、表示灯の現演奏操作表示と次演奏操作表示（予告表示）の間隔がせばまり、外見上点滅状態に見えるときがあるが、この場合であってもリズム生成部で決定した楽音発生時間中は、楽音が継続状態であるから、現演奏操作指示と次演奏操作指示を明確に区別でき、表示の誤認識が避けられる。

本発明の請求項５記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置によれば、請求項１、２、３又は４の何れかに記載の足指入力用キーボードを備えた電子楽器の演奏補助装置において、前記各楽音入力キーに対応する前記表示灯は表示する色相が互いに異なることを特徴とするので、点灯した表示灯の位置だけでなく表示灯の色相からも、視覚的なキー操作指示がされるので、表示灯の色相と各楽音入力キー及び該楽音キーを操作する足指とが繰り返し対応づけられ、特定の色相に対する足指の屈伸動作パターンが反射づけされ、大幅な演奏技術の向上が期待できる。

本発明の請求項６記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置によれば、請求項１、２、３、４又は５の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記演奏補助装置は、離れた場所で前記表示灯を点灯消灯表示するための外部出力端子を備えたことを特徴とする足指入力用キーボードを備えた電子楽器の演奏補助装置であり、演奏者が見やすい場所に前記表示灯を設置することもできるから、時・場所・状況に応じて最適な演奏練習ができるという効果を奏する。

請求項７記載の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記電源供給部が乾電池若しくは蓄電池又は前記電池とＤＣ-ＤＣコンバータとの組合せ、又は外部電源であることを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置であり、複数の電源を択一的に利用できるので、装置のコンパクト化と長時間使用にも対応できるという効果を奏する。

請求項８記載の発明は、請求項１、２、３、４、５、６又は７の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記外部との情報通信部は、パーソナル・コンピュータやスマートフォンとの通信を可能にする通信ソフト及びＵＳＢ接続部を有することを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置であり、上記ＵＳＢ挿入部を介して前記足指入力用キーボードを有する電子楽器のバージョンアップ等の変更に伴う本演奏補助装置の演奏補助プログラムの更新や、パソコン等のＵＳＢ電源を外部電源として供給を受けられるという顕著な効果を有する。

足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置の概観図 上記演奏補助装置の内部構造 演奏補助装置の制御フローチャート 演奏補助装置の制御フローチャート 演奏補助装置の制御フローチャート 演奏速度制御回路の例 演奏補助装置の使用態様 外付け表示灯の概念及び回路 表示灯を演奏補助装置以外の場所に設置した使用態様

本発明の足指入力用キーボードを備えた電子楽器の演奏補助装置は、足指の操作でリズミカルに楽音を入力して音楽を演奏する前記電子楽器の、初期導入を容易にするための演奏補助装置である。以下、本発明の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置の実施例について図１乃至図７を参照しながら具体的に説明する。

本実施例の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置１は、足指入力用キーボードの楽音入力キー１１の数６鍵、プラス、踵等で入力操作する半音上りキー１１Ｓ１鍵に対応する７個の表示灯ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７による表示部と、スピーカー又はイヤホーン等の楽音発生器３と、前記７個の表示灯ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の点灯消灯と、前記表示灯の点灯消灯パターンに合致した発音周波数の決定と、前記表示灯の点灯及び発音のタイミングを決定する、マイクロコンピュータ１５及び電源供給部１８とで構成される。
図１は、足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置１本体の概観図である。表示灯ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７は本体表面上部に横一列に配置されている。各表示灯はLEDを光源としている。符号３は楽音発生器でありこの例では圧電ブザー３を使用している。符号４は電源スイッチ４である。電源のオンオフの表示は後述するマイコン付属のLED１７を利用している。
符号５は選曲ボタン（演奏曲目選択スイッチ）５である。各スイッチのオンオフ状態を二進数で捉え、その値を引数にして曲を選択する（演奏曲目選択部）。
符号６は、演奏速度調節ダイヤル６である。ダイヤルを適宜に設定して演奏速度を調節する（演奏速度調節部）。この設定した演奏速度を基準として前記マイクロコンピュータ１５は、前記表示灯の点灯消灯や、前記圧電ブザーの発音消音時間を制御する（リズム生成部）。詳細は後述する。
符号７は演奏スタートスイッチ７であり、選曲及び演奏速度設定をした後に押して演奏を開始する。符号８は演奏中止スイッチ８であり、曲の途中で演奏を中止するときに押す。
符号９は早送りスイッチ９であり、該スイッチを押している間は、前記設定演奏速度とは無関係に、高速で演奏が進行する。このとき表示灯は点滅状態となり、前記楽音発生器３は短周期で発音して曲の進度を知らせる（特殊演奏制御部）。

本体ケース２側面の正面側にある符号１２の開口部はＵＳＢプラグ挿入口（USB接続部）１２であり、本体内のマイクロコンピュータ１５と図示しない外部のパーソナルコンピュータ等との情報交換を行い、必要に応じて外部電源の受給口となる（情報通信部）。
本体ケース２側面の向って右側には、表示灯を本体以外の他所に設置するときに使用する表示灯外部出力端子（メス）１３を設けてある。このように表示灯外部出力端子１３を設けることで、演奏者の好みや使用目的に応じて表示灯設置場所を選択できる。
図示しない本体ケース２側面左側にはイヤホーン用ジャック１４が備えてあり、必要に応じて、圧電ブザー音を発生させずに、演奏をイヤホーンで聴けるようにしてある。

図２は上記演奏補助装置１の内部構造の概略を表わしている。図の右端には該演奏補助装置１の各種制御を行うマイクロコンピュータ１５が配置してある。該マイクロコンピュータ１５にはミニＵＳＢ端子（メス）１６が付属しており、マイクロコンピュータ１５の動作状態を表示するLED１７も付属している。本実施例では、このマイクロコンピュータ付属のLED１７を電源表示灯として利用している。また前記ミニＵＳＢ端子（メス）１６は、上記演奏補助装置１と外部機器との通信用ポート以外に、必要に応じて本演奏補助装置１の外部電源受給口としても機能する。

図の左端には内部電源としての電池ボックス１８が配置してある。電源は乾電池又はリチウムイオン電池等の蓄電池又は前記電池と電源安定回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）との組合せが好適である。前記マイクロコンピュータ１５と電池ボックス１８の中間部には演奏スタートスイッチ７、演奏中止スイッチ８、早送りスイッチ９及び演奏曲目選択スイッチ（選曲ボタン）５が略一列に配置してある。本体表面に取付けてある楽音発生器としての圧電ブザー３、電源スイッチ４及び演奏速度調整ダイヤル６は破線で示している。図の上部は７個の表示灯（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７）の設置エリアであり、該表示灯設置エリアの左右ケース側面にはイヤホーン用ジャック１４及び表示灯外部出力端子（メス）１３が取付けてある。

図３Ａ〜図３Ｃは本実施例の演奏補助装置１の制御フローチャートである。
本足指入力用キーボードを備えた電子楽器の演奏補助装置１の制御対象は、７個ある各表示灯（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７）の点灯タイミングと点灯継続時間（＝消灯タイミング）並びに、楽音の音高（周波数）及び発音タイミングと発音継続時間（＝消音タイミング）である。さらに足指入力という楽器操作上の特殊性を考慮して、ある音から次の音へ移るときのロスタイムも制御対象に加えている。

本実施例の演奏補助装置１は、予め前記マイクロコンピュータ１５に基礎データとして、前記本足指入力用キーボードを備えた電子楽器１０が発生可能な楽音の範囲（音程）の周波数データ及びその楽音を発生させる楽音入力キー１１のパターンデータ（表１）、並びに音符及び休符の持続時間である音価（表２）を格納している。

表１において、添字０は休符であり、周波数は可聴域以下の５Ｈｚとして、実質的な休符にしてある。発生可能な最も低い楽音はＥ３（１６５Ｈｚ）であり、この楽音を発生させる楽音入力キーパターンは、キーオンを「１」、キーオフを「０」とすると、キー１１Ｌ５（左脚第５足指入力用キー）、１１Ｌ２（左脚第２・第３足指入力用キー）、１１Ｌ１（左脚第１足指入力用キー）、１１Ｒ１（右脚第１足指入力用キー）、１１Ｒ２（右脚第２・第３足指入力用キー）、１１Ｒ５（右脚第５足指入力用キー）及び１１Ｓ（左右脚の踵で入力操作する半音上りキー）の順に｛０１０１０００｝であり、この配列を７桁の２進数として捉えて１０進数に変換すると「４０」になる。同様にしてＥ＃３（１７５ヘルツ）の楽音入力キーパターンは「４１」になる。上記電子楽器１０で発生可能な最も高い楽音はＣ６（１０４７Ｈｚ）であり楽音キーパターンは「７７」と表わすことができる。

表２は、音符又は休符の長さ（持続時間）を表わす音価を分数で表わし、その長さに相当する数値を組み合わせている。音価「１／１６」は１６分音符（休符）であり長さの値は「１」である。音価「１／４」は４分音符（休符）であり音の長さの値は「４」である。以下、音価「１２／８」の音の長さ「２４」まで表わしている。

（演奏曲目選択制御）
本実施例の演奏補助装置は、予め前記マイクロコンピュータ１５の曲目保持部に複数の練習曲の音高、音価、テンポ等の音楽情報が格納してある。練習曲「聖者の行進」の曲の一部を表３に示している。

表３における「ＴＩＴＬＥ：０」は、選曲のための識別数字である。
「テンポ：１００」は、曲の速さを４分音符に換算した数値で表わしている。
配列ＰＩＴＣＨ［３３］は、曲の進行に則して前記表１の「楽音を指す添字」を順々に記してある。最初の配列要素の「１１」はＣ４（ド）を表わし、「１５」、「１７」、「１９」は順に、Ｅ４（ミ）、Ｆ４（ファ）、Ｇ４（ソ）を表わしている。最後の要素「０」は曲の終了処理に使う。
配列ＴＯＮＥ［３２］は楽音の音価を表わしていて、要素の値「４」は４分音符に相当する長さであり、同様に「８」は２分音符、「１２」は２分音符プラス４分音符の長さを表わしている。休符においても同様である。

（演奏速度調節制御）
本実施例の演奏補助装置１は、前記足指入力用キーボードを有する電子楽器１０の入門者の演奏補助としての使用を主な対象としているので、演奏速度を上記のテンポより大幅に遅くすることや、繰り返し練習したいところまで速やかに進めるなどの速度調節が可能になっている。
演奏速度調節は、図４に示す可変抵抗器（ＶＲ）２０と固定抵抗器（Ｒ１〜Ｒ３）２１からなる可変分圧回路と、ａ接点とｂ接点をもつ切替スイッチ２２を組み合わせた回路で構成され、切替スイッチ２２のｃ接点はマイクロコンピュータ１５のアナログ入力ポートに接続されている。
前記スイッチ２２を操作しない通常状態では、マイクロコンピュータ１５は、ｂ接点からｃ接点を介してアナログ入力ポートに送られる上記可変抵抗器２０によって分圧された電圧に基づいて、段階的に演奏速度を決定する（表４参照）。
コンピュータは可変抵抗器２０によって調節される分圧回路の電圧を６段階に振分け、演奏曲のテンポ（ＴＥＭＰＯ）に１〜３／８の係数を乗じて段階的に変化させた変数Ａｃｔｅｍｐｏを得る。

この速度調節回路では、上記切替スイッチ２２（図１の早送りスイッチ９）を押し続けている間は、電源電圧に近い電圧信号がマイクロコンピュータ１５のアナログ入力ポートに送られる。この電圧信号は可変抵抗器２０を介してアナログ入力ポートに送られる電圧信号より明確に高くなるように各固定抵抗器（Ｒ１〜Ｒ３）２１の抵抗値を設定してある。
マイクロコンピュータ１５は前記電圧信号が閾値を超えて高いときは、早送り操作がされたものと判断して、上記テンポ（ＴＥＭＰＯ）に５を乗じたＡｃｔｅｍｐｏを選択し、早送り制御を行う。
切替スイッチ２２（早送りスイッチ９）の操作をやめると、マイクロコンピュータ１５は、早送り前の演奏速度に戻って演奏を継続する。

（楽音の表示及び発音のループ）
図３Ａ〜図３Ｃに基づいて演奏ループを説明する。
図３Ｂ、図３Ｃ中、右側の処理は予告表示を行う場合の付加的処理である。

最初に選曲を行う（演奏曲目選択部）。次いで、演奏スタートスイッチ（７）を操作すると、「ｉ＝０」が実行され、次に表４の演奏速度決定処理が実行される（演奏速度調節部）。
次に、楽音入力キーパターンと楽音周波数を取得するために、配列ＰＩＴＣＨ［３３］のｉ番目の要素を変数ＰＡに代入する。
前記表１中のキーパターン欄の数値を配列要素とする配列ＦＫＰ［４０］において、表１中の添字欄がＰＡである配列要素を変数ＫＰに代入する。
ＫＰは楽音入力キーパターンを１０進数で表わした数なので、これを展開してＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の点灯消灯パターンを表わす７つの変数を求める。
具体的には計算のための変数ＣＡにＫＰを代入する。ＣＡを２進数化して、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の点灯消灯パターンを表わす７つの変数にするために以下のような計算を行う。

ＣＡと６４（＝２＾７）を対比して、ＣＡ＜６４であれば変数Ｌ１に０を代入し、ＣＡにそのままＣＡを代入する。ＣＡ＞６４であれば変数Ｌ１に１を代入し、ＣＡにＣＡ−６４を代入する。
次に、ＣＡと３２（＝２＾６）を対比して、ＣＡ＜３２であれば変数Ｌ１に０を代入し、ＣＡにそのままＣＡを代入する。ＣＡ＞３２であれば変数Ｌ２に１を代入し、ＣＡにＣＡ−３２を代入する。
以下、この計算を繰り返して、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の点灯消灯パターンに相当する変数Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７を得る（表示灯制御部）。

（予告表示制御）
本発明では、表示灯を点滅して予告表示を行うこともできるので、予告表示する場合の表示灯の点灯消灯動作について、図３Ｂ、図３Ｃ中、右側に記載した処理に基づいて説明する。
前述の、配列ＰＩＴＣＨ［３３］のｉ番目の要素を変数ＰＡに代入すると同時に、ｉ＋１番目の要素を変数ＮＰＡに代入する。以下、上記ＫＰをＮＫＰと置き換えて同様の操作で予告表示用点灯消灯パターンに相当する変数ＮＬ１、ＮＬ２、ＮＬ３、ＮＬ４、ＮＬ５、ＮＬ６、ＮＬ７を得る。
本発明では、予告表示の認識性を向上させるために、現在消灯中の表示灯は一瞬（０．２秒間）点灯し、現在点灯中の表示灯は一瞬（０．２秒間）消灯する予告表示をおこなう。このため、現在表示中の各表示灯の点灯状態と予告表示の点灯を比較し、現在点灯中（１）であり、かつ、予告表示も点灯（１）である場合は、表示灯の予告表示を消灯（０）に切替える処理を行う。このようにして予告表示用点灯消灯パターンに相当する変数ＮＬ１、ＮＬ２、ＮＬ３、ＮＬ４、ＮＬ５、ＮＬ６、ＮＬ７を確定する。

（楽音発生制御部）
前記表１中の周波数欄の数値を配列要素とする配列ＨＺ［４０］の添字ＰＡの配列要素を変数ＳＰＨＺに代入し、曲のｉ番目の楽音の周波数を取得する。

（リズム生成部）
表示灯及び発音の持続時間の目安である音価は、表３の配列ＴＯＮＥ［３２］のｉ番目の音価を変数ＴＡに代入して取得する。
実際の表示灯及び発音の持続時間は、上記音価と曲のテンポ及び演奏速度設定によって決まるので以下の計算処理を行う。
実際の持続時間（ＤＴ：ミリ秒）は表４に示した前記変数Ａｃｔｅｍｐｏ及び上記変数ＴＡを用いて、ＤＴ＝１５０００＊ＴＡ／Ａｃｔｅｍｐｏとして求める。

予告表示を行うときは上記ＤＴの５０％の時間で、一時的に次候補（ｉ+１）の楽音入力キーパターンを表示するため、予告表示のときはＤＴの代わりに、変数ＤＴ５０を、ＤＴ５０＝７５００＊ＴＡ／Ａｃｔｅｍｐｏとして求める。
予告表示の持続時間ＤＴＦは通常２００ミリ秒にしてあるので、持続時間ＤＴからＤＴ５０及びＤＴＦ（２００ミリ秒）を差し引いた残余をＤＴＺ（ミリ秒）とすると、ＤＴ５０＝ＤＴ−ＤＴ５０であるから、
ＤＴＺ＝ＤＴ５０−ＤＴＦになる。
ここでＤＴ５０＜２００となる場合は、ＤＴＺに「０」を代入する（予告表示制御）。

上記で求めたＬ1〜Ｌ7の値（０又は１）を対応するＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の出力ピンに書き込んで点灯消灯させる。同時に楽音発生器３の出力ピンにＳＰＨＺの値の周波数を発音させる（楽音発生制御）。
予告表示をしない場合は、時間計測がＤＴに到達したらＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の出力ピンに「０」書き込んで消灯させる。同時に楽音発生器３の出力ピンに「０」の値を書き込む、若しくは消音コマンドを書き込んで消音させる。

予告表示をする場合は、時間計測がＤＴ５０に到達したらＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の出力ピンにＮＬ１〜ＮＬ７を書き込んで予告表示を点灯又は消灯させる。時間計測が２００ミリ秒に達したら、Ｌ1〜Ｌ7の値をＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の出力ピンに書き込んで初期状態の点灯消灯をさせる。ただし、上述のようにＤＴ５０＜２００となる場合はＤＴＺに「０」を代入して、初期状態の点灯消灯はキャンセルする。

時間計測がＤＴＺに到達したら、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の出力ピンに「０」書き込んで消灯させ、同時に楽音発生器（３）の出力ピンに０の値を書き込む、若しくは消音コマンドを書き込んで消音させる（リズム生成制御）。

本発明では、足指でのキー操作という特殊性に鑑みて、楽音と次の楽音への移行時間として、ロスタイム（ＬＴ）という空時間を設けている。

前記足指入力用キーボードを有する電子楽器１０は、足指の動作特性を考慮して、足指ジャンケン等で行われる４つの足指パターンを演奏操作に用いている。
具体的には、ジャンケンの「パー」に相当する、全足指を開いた足指パターンで第５足指（小指）側面で左脚第５足指用キー１１Ｌ５を押下する「ド」の押鍵操作（パターン１）。
ジャンケンの「グー」に相当する、全足指を軽く閉じて全足指で同脚第５足指乃至第１足指（親指）用の３つのキー１１Ｌ５、１１Ｌ２、１１Ｌ１を押下する「レ」の押鍵操作（パターン２）。
ジャンケンの「チョキ」に相当する、第１足指（親指）だけを上げた状態で、第２足指乃至第５足指を用いて、同脚第２・第３足指（中指）用キー１１Ｌ２及び第５足指用キー１１Ｌ５を押下する「ミ」の押鍵操作（パターン３）。
前記「チョキ」と逆に、第２足指乃至第５足指を浮かせて、第１足指単独で同脚第１足指用キー１１Ｌ１を押下する「ファ」の押鍵操作（パターン４（逆チョキ））。
以下、「ソ」は右脚でパターン４（逆チョキ）の足指操作を行い、「ラ」は右脚でパターン３（チョキ）の足指操作を行い、「シ」は右脚でパターン２（グー）の足指操作を行い、１オクターブ高い「ド」は左右両脚でパターン１（パー）の足指操作を同時に行って演奏を行う。

このように足指パターンを頻繁に変更する必要があるため、通常の手指で操作する楽器のラグタイムより長いロスタイム（空白時間）を設けている。
上記のロスタイムは、速度設定が遅いときは長く、速度設定が速いときは短くしたいので、変数ＬＴは、ＬＴ（ミリ秒）＝１２０００／Ａｃｔｅｍｐｏ+２００として、実演奏速度が速いと短くなる変動時間成分と、演奏速度に無関係な一定時間成分の和で計算する。
変動時間成分は、例えば４分音符６０拍／分の場合に２００ミリ秒になるように設定し、一定時間成分を２００ミリ秒にすると、この場合のロスタイムは４００ミリ秒になる。このように変動時間成分を設けると早送り（５倍速）の場合は、変動時間成分が５分の１になるので、ロスタイムは２４０ミリ秒に短縮される。

（特殊演奏制御）
上記の楽音表示・発音処理の後、次の楽音に移行する間に演奏中止スイッチ８操作や早送りスイッチ９の操作等の速度設定変更がされた場合、及び曲の最後の楽音（休符を含む）が実行されて演奏が終了した場合の操作を説明する。

演奏中止スイッチ（８）が操作されたときは、ループから抜け出して演奏スタートスイッチ操作以前まで戻る。

演奏速度調節ダイヤル６の設定が変更された、又は早送りスイッチ９が操作された場合は、次の楽音から、変更された演奏速度で演奏を継続する（特殊演奏制御部）。

曲の最後の楽音（休符を含む）が実行されて演奏が終了したときに（ｉ＝＝Ｎ−１）、予告表示が行われている場合は、通常２００ミリ秒に設定してあるＤＴＦに「０」を代入し、かつ予告表示後の残余表示時間ＤＴＺは、
ＤＴＺ＝ＤＴＺ+２００として、予告表示時間を残余表示時間に繰り入れて予告表示を行わない処理をする。
予告表示が行われていない場合は上記処理は不要である。

以上の処理が終わったら「ｉ」をインクリメントして演奏ループに戻る。
以下、この処理をｉ＝Ｎ−１になるまで繰り返す。

本実施例の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置１は、前記各楽音入力キー１１に対応する前記表示灯ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の表示色相が互いに異なることを特徴とするものであり、表示灯ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の位置だけでなく表示灯の色相からも、視覚的なキー操作指示ができる。
ＬＥＤ等の光の色相は単波長又は三原色の組合せで自由に選択することができる。特にフルカラーＬＥＤは色相が自由に選べて便利である。また、白色ＬＥＤにカラーフィルタを重ねて色相を変えてもよい。
色相には暖色系、寒色系、中間色系、白色系等の分類があるので、認識及び識別しやすい色相を足指入力用キーボードを有する電子楽器（1）の各楽音入力キー１１Ｌ５〜１１Ｒ５に対応する表示灯ＬＥＤ１〜３、ＬＥＤ５〜７に割り付ける。なおＬＥＤ４には半音上りキー１１Ｓを割り付けてある。

具体的には、左右脚の小指で操作する楽音キーである１１Ｌ５と１１Ｒ５に対応する表示灯（図１中ＬＥＤ１及びＬＥＤ７）には寒色系の青系の色を、示指・中指で操作する楽音キー１１Ｌ２に対応する表示灯（図１中ＬＥＤ２）には中間色系の黄系の色を、同じく１１Ｒ２に対応する表示灯（図１中ＬＥＤ６）には中間色系の緑系の色を、親指で操作する楽音キー１１Ｌ１（図１中ＬＥＤ３）、１１Ｒ１（図１中ＬＥＤ５）に暖色系の赤やピンク等の色を、両脚又は何れか一方脚の踵で操作する半音上りキー（シャープキー）１１S（図１中ＬＥＤ４）に白色を配色する。

カラーＬＥＤ以外にも、白色系光源にカラーフィルタを重ねて好みの色相をつくることもできる。この場合でも、上記各足指入力用キー１１が明確に区別できる色相の選択が重要である。色相に対する感度は個人差が大きいが、交通信号に用いられている、赤、黄、青緑等は識別性が高いと考えられる。したがって動きの鈍い傾向にある足指に前記色相を配することも有意義である。（発明者の経験では左右脚の第１足指の動作が遅れやすい）
また、特にＬＥＤによる表示灯は一般に輝度が高く、眼の健康上有害となる恐れがあるので、長時間使用しても眼が疲れないように、光量や色相に配慮する必要がある。また、足指入力用キーに設定した色相を頻繁に変更することは、色による条件反射の形成という本発明の趣旨からは好ましくない。

図５は、本実施例の足指入力用キーボードを備えた電子楽器の演奏補助装置（1）の一般的使用態様を表わしている。図のように足指入力用キーボードを備えた電子楽器１０を足元に置き、本演奏補助装置１を机上等に置き、足元を見ることなく、ブラインドタッチで演奏練習を行なっている。足指入力用キーのパターンと楽音のリンクができている初級以上の演奏者に向いている。

さらに、本実施例の足指入力用キーボードを備えた電子楽器の演奏補助装置１は、図５に示すように、装置全体が手のひらに収まる程度の大きさなので、室内又は電車等の公共交通手段に乗車時など、椅子に座った状態であれば、前記足指入力用キーボードを備えた電子楽器１０なしでも、表示灯ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７の点灯消灯パターンと発音部品３からの楽音に基づいて、足指のみを動かすカラ演奏練習が出来るという、従来技術にない効果を奏する。

本実施例の足指入力用キーボードを備えた電子楽器の演奏補助装置１は、前記表示灯ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７を離れた場所で点灯消灯表示するための表示灯外部出力端子（13）を備えたことを特徴としており、図５に示すような一般的使用態様以外にも、演奏補助装置本体から離れた、演奏者が見やすい場所に外付け表示灯を設置すれば、時・場所・状況に応じて最適な演奏練習ができる。さらに壁面等に前記外付け表示灯を設置すれば、複数の人が同時に練習又は合奏することも可能になる。
具体的には、前記表示灯外部出力端子（メス）１３に延長ケーブル３１の一端のコネクタ（オス）を嵌入し、前記延長ケーブル３１の他端に、本体表示灯ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７に対応した外付け表示灯ＳＤ１〜ＳＤ７（図６参照）を接続し、演奏補助装置本体の表示灯ＬＥＤ１〜ＬＥＤ７と同期して、又は外付け表示灯ＳＤ１〜ＳＤ７単独で点灯消灯させる。
前記表示灯外部接続用延長ケーブル３１としては、外付け表示灯ＳＤ１〜ＳＤ７の信号線（電力供給線）とＧＮＤ線の合計８線が接続可能なものが好ましい。本実施例では延長ケーブル３１としてLANケーブルを利用している（図１、図２参照）。延長ケーブルとしては、２本の４線ＵＳＢケーブルを一組にして用いてもよいし、他の利用可能なケーブルを用いることができる。

図６ａは上記外付け表示灯ＳＤ１〜ＳＤ７の例である。中央の外付け表示灯SD４には延長ケーブル３１の一端を嵌入するメス端子３２が設けてあり、この外付け表示灯SD４から左右3個づつの外付け表示灯（ＳＤ１〜ＳＤ３、ＳＤ４〜ＳＤ７）に信号線が延びている。
図６ｂは前記外付け表示灯ＳＤ１〜ＳＤ７の回路例である。図示しないが、プレゼンテーション等で高輝度のLEDや電球などの大きな電流を要する表示灯ＳＤ１〜ＳＤ７を用いる場合は、マイクロコンピュータ１５への過負荷防止のため、外付け表示灯用電源及びトランジスタ等のスイッチング素子の追加が必要である。これらの付加的な電源や素子は、外付け表示灯ＳＤ１〜ＳＤ７の何れかに、又は分散して組み込んでおく。若しくは予め本演奏補助装置１の本体内に組み込んでおいてもよい。

図７は、本実施例の演奏補助装置１の表示灯用外部出力端子１３に延長ケーブル３１を介して、白板上に外付け表示灯ＳＤ１〜ＳＤ７を設置して、複数の人にプレゼンテーションを行っている使用態様である。この使用例では、複数の試用者に足指入力用キーボードを有する電子楽器１０を貸与して、プレゼンテータが前記足指入力用キーボードを有する電子楽器１０の基本的な演奏方法及び簡単な曲（きらきら星等）の演奏を試用者に指導する例である。
このような使用態様は、足指入力用キーボードを備えた電子楽器１０の初期誘導（試用）や、初心者の演奏指導に好適である。

１ 足指入力用キーボードを備えた電子楽器の演奏補助装置
２ 演奏補助装置本体ケース
１０ 足指入力用キーボードを備えた電子楽器
１１ 楽音入力キー
１１Ｌ５ 左脚第５足指入力用キー
１１Ｌ２ 左脚第２・第３足指入力用キー
１１Ｌ１ 左脚第１足指入力用キー
１１Ｒ１ 右脚第１足指入力用キー
１１Ｒ２ 右脚第２・第３足指入力用キー
１１Ｒ５ 右脚第５足指入力用キー
１１Ｓ 左右脚の踵で入力操作する半音上りキー（シャープキー）

ＬＥＤ１ 左脚第５足指入力用キーに対応する表示灯
ＬＥＤ２ 左脚第２・第３足指入力用キーに対応する表示灯
ＬＥＤ３ 左脚第１足指入力用キーに対応する表示灯
ＬＥＤ４ 踵で入力操作する半音上りキーに対応する表示灯
ＬＥＤ５ 右脚第１足指入力用キーに対応する表示灯
ＬＥＤ６ 右脚第２・第３足指入力用キーに対応する表示灯
ＬＥＤ７ 右脚第５足指入力用キーに対応する表示灯

３ 発音部品（圧電ブザー）
４ 電源スイッチ
５ 選曲ボタン（演奏曲目選択スイッチ）
６ 演奏速度調節ダイヤル
７ 演奏スタートスイッチ
８ 演奏中止スイッチ
９ 早送りスイッチ
１２ ＵＳＢプラグ挿入用開口部
１３ 表示灯外部出力端子（メス）
１４ イヤホーン用ジャック
１５ マイクロコンピュータ（マイコン）
１６ ミニＵＳＢ端子（メス）
１７ マイコン付属の動作状態表示ＬＥＤ
１８ 電源供給部（電池ボックス）
２０ 可変抵抗器
２１ 固定抵抗器
２２ 切替スイッチ
ＳＤ１ ＬＥＤ１に対応する外付け表示灯
ＳＤ２ ＬＥＤ２に対応する外付け表示灯
ＳＤ３ ＬＥＤ３に対応する外付け表示灯
ＳＤ４ ＬＥＤ４に対応する外付け表示灯
ＳＤ５ ＬＥＤ５に対応する外付け表示灯
ＳＤ６ ＬＥＤ６に対応する外付け表示灯
ＳＤ７ ＬＥＤ７に対応する外付け表示灯
３１ 延長ケーブル
３２ メス端子

Claims (8)

1. 第１足指乃至第３足指及び第5足指の各足指の腹部で押下可能な位置に楽音入力キーを配置し、第１足指用と第５足指用に各々１の楽音入力キーを備え、第２足指、第３足指の２足指の屈折操作に対応する１の楽音入力キーを備えた足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、
   上記各楽音入力キーに１対１で対応する表示灯及び、複数の練習曲の音高、音価、テンポ等の音楽情報を格納する曲目保持部と、該保持する曲目の何れか１曲を選択する演奏曲目選択部と、前記選択した演奏曲目に応じた楽音発生タイミングを生成するリズム生成部と、前記演奏曲目の演奏に要求される楽音入力キーの組合せに則して単数又は複数の前記表示灯を前記楽音発生タイミングに同期して点灯又は消灯する表示灯制御部と、前記楽音キーの組合せによって前記足指入力用キーボードを有する電子楽器において予め決定されている楽音に相当する音を生成する楽音発生制御部と、外部との情報通信部と、を含み、前記各部を統括制御するマイクロコンピュータ、並びに、前記表示灯及び前記マイクロコンピュータに電力を供給する電源供給部、並びに、前記楽音に相当する音を発生する楽音発生器とを備え、前記演奏曲目の楽音発生タイミングに応じて単数又は複数の表示灯を点灯又は消灯し、前記表示灯点灯時には、前記楽音発生器は、前記点灯表示灯の組合せに相当する楽音を発音することを特徴とする、足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置。
   
2. 請求項１記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記リズム生成部はさらに、演奏速度を調節可能とする演奏速度調節部を含むことを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置。
3. 請求項１又は２記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記リズム生成部は、演奏中止及び早送りを可能とする特殊演奏制御部を含むことを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置。
4. 請求項１、２又は３の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記表示灯制御部はさらに、前記リズム生成部で決定した楽音発生時間内に、次に操作すべき楽音入力キーに対応する表示灯を典型的には０．２秒間点灯又は消灯する予告表示制御を行うことを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置。
5. 請求項１、２、３又は４の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記各楽音入力キーに対応する前記表示灯は表示する色相が互いに異なることを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置。
6. 請求項１、２、３、４又は５の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記演奏補助装置は、離れた場所で前記表示灯を点灯消灯表示するための外部出力端子を備えたことを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置。
7. 請求項１、２、３、４、５又は６の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記電源供給部が乾電池若しくは蓄電池又は前記電池とＤＣ-ＤＣコンバータとの組合せ、又は外部電源であることを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置。
8. 請求項１、２、３、４、５、６又は７の何れかに記載の足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置において、前記外部との情報通信部は、パーソナル・コンピュータやスマートフォンとの通信を可能にする通信ソフト及びＵＳＢ接続部を有することを特徴とする足指入力用キーボードを有する電子楽器の演奏補助装置。