检测装置、电子乐器及检测方法与流程

本发明涉及检测操作位置的检测装置、电子乐器、操作位置的检测方法。

背景技术：

以往，已知有模拟萨克斯管或单簧管等原声管乐器的形状或演奏方法的电子管乐器。在这样的电子管乐器的演奏中，通过操作在与声电管乐器相同的琴键位置设置的开关(音高键)，指定乐音的音程。并且，根据吹入吹口内的气息的压力(气息压力)控制音量，并且根据将吹口衔在口中时的唇的位置或舌头的接触状态、咬压等控制音色。

因此，在以往的电子管乐器的吹口设有各种传感器，用于检测在演奏时被吹入的气息压力或唇的位置、舌头的接触状态、咬压等。例如，在专利文献1中记载了这样的技术：在电子管乐器的吹口的簧片部配置多个静电电容方式的触摸传感器，根据该多个传感器的检测值和配置位置检测演奏者的唇或舌头的接触状态和接触位置。

专利文献1：日本特开2017－58502号公报

通常，在萨克斯管等声电管乐器中，根据演奏者将吹口衔在口中时的唇的位置和其强度，决定簧片部的吹入口侧(尖顶侧)的振动状态，实现与其对应的音色。即，与唇的厚度的差异(厚或薄)无关，根据唇的接触位置控制音色。

另一方面，在如上所述的电子管乐器中存在如下的问题，由于演奏者的唇的厚度和硬度、衔住吹口时的强度等的差异，多个传感器的检测值产生偏差，因此使最终检测出的唇的位置(唇位)存在偏差。其中，唇的厚度和硬度、衔住吹口时的强度的差异，除了由于演奏者的性别和年龄、体质以外，还因演奏时间的长短和吹口的衔住方式的习惯等而产生。

因此，在以往的电子管乐器中，存在不能充分实现声电式的吹奏感和演奏者想要的乐音的效果(例如，音高折曲和颤音等音色效果)的情况。并且，为了校正因如上所述的传感器的检测值的偏差而引起的唇的位置的偏差，需要按照每个演奏者进行调整操作(调试)。

并且，除上述的电子管乐器以外，在使用唇以外的手指等身体的一部分进行演奏的电子乐器、和使用身体的一部分进行演奏以外的各种操作的电子设备等中，根据设备的状态和操作环境使最终检测出的操作位置产生偏差，同样存在有时不能实现期望的操作的问题。

技术实现要素：

因此，鉴于上述的问题，本发明的目的在于，提供在操作者使用身体的一部分操作设备的情况下能够决定更准确的操作位置的检测装置、电子乐器及检测方法。

本发明的一个方式为一种检测装置，其特征在于，该检测装置具有：

n个传感器，沿某一方向排列，所述n个传感器中彼此相邻的一对传感器形成(n-1)组，其中，n是3以上的整数；以及

处理器，根据所述n个传感器的输出值决定某一方向上的一个指定位置，

所述处理器以(n-1)组计算所述(n-1)组的所述一对传感器中的2个输出值的差分值，并基于所述计算出的(n-1)组的差分值和与所述(n-1)组的差分值分别对应的、相对于所述一对传感器的排列位置具有相关性的位置即相关位置，决定所述一个指定位置。

并且，本发明的另一个方式为一种电子乐器，其特征在于，所述电子乐器具有：

音源，生成乐音；

n个传感器，沿某一方向排列，所述n个传感器中彼此相邻的一对传感器形成(n-1)组，其中，n是3以上的整数；以及

处理器，根据所述n个传感器的输出值决定所述某一方向上的一个指定位置，

所述处理器以(n-1)组计算所述(n-1)组的所述一对传感器中的2个输出值的差分值，并基于所述计算出的(n-1)组的差分值和与所述(n-1)组的差分值分别对应的、相对于所述一对传感器的排列位置具有相关性的位置即相关位置，决定所述一个指定位置，

根据决定出的所述一个指定位置控制使所述音源生成的乐音。

并且，本发明的另一个方式为一种电子设备中的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

分别取得在某一方向上排列的n个传感器的输出值，所述n个传感器中彼此相邻的一对传感器形成(n-1)组，其中，n是3以上的整数，

以(n-1)组计算所述(n-1)组的所述一对传感器中的2个输出值的差分值，

根据所述计算出的(n-1)组的差分值和与所述(n-1)组的差分值分别对应的、相对于所述一对传感器的排列位置具有相关性的位置即相关位置，决定所述特定方向上的一个指定位置。

附图说明

图1示出适用了本发明的检测装置的电子乐器的一实施方式的整体构造，图1a是电子乐器的侧视图，图1b是电子乐器的主视图。

图2是表示一实施方式的电子乐器的功能结构的一例的框图。

图3示出一实施方式的电子乐器所适用的吹口的一例，图3a是吹口的剖面图，图3b是表示吹口的簧片部侧的仰视图。

图4是表示演奏者的口腔和吹口的接触状态的概略图。

图5示出演奏者衔住吹口的状态下的唇检测部的输出特性的一例(比较例)及唇位的计算例，图5a是表示具有通常厚度的唇的演奏者的例子的图，图5b是表示具有比通常厚的唇的演奏者的例子的图。

图6示出演奏者衔住吹口的状态下的唇检测部的检测信息的变化特性的一例(本实施方式)及唇位的计算例，图6a是表示具有通常厚度的唇的演奏者的例子的图，图6b是表示具有比通常厚的唇的演奏者的例子的图。

图7是表示一实施方式的电子乐器的控制方法的主程序的流程图。

图8是表示一实施方式的电子乐器的控制方法所适用的唇检测部的处理的流程图。

图9是表示一实施方式的电子乐器的控制方法的变形例的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的检测装置、电子乐器及检测方法的实施方式。在此，示出适用了检测操作位置的检测装置的电子乐器、以及适用了该操作位置的检测方法的电子乐器的控制方法的例子进行说明。

<电子乐器>

图1是表示适用了本发明的检测装置的电子乐器的一实施方式的整体构造的外观图。图1a是本实施方式的电子乐器的侧视图，图1b是电子乐器的主视图。并且，在图中，ia部表示电子乐器100的局部透视部分。

适用了本发明的检测装置的电子乐器100例如具有如图1a、图1b所示的模仿声电管乐器的萨克斯管的形状的外观，在具有管状的框体的管体部100a的一端侧(图中上方端侧)安装有供演奏者衔在口中的吹口10，在另一端侧(图中下方端侧)设有音响系统9，音响系统9具有输出乐音的扬声器。

并且，在管体部100a的侧面设有操作部1，操作部1具有通过由演奏者(用户)用手指进行操作来决定音高的演奏键、和设定根据乐曲的基调改变音高的功能等的设定键。并且，例如按照图1b的ia部所示，在设于管体部100a的内部的基板上，设有气息压力检测部2、作为控制单元的cpu(centralprocessingunit)5、rom(readonlymemory)6、ram(randomaccessmemory)7、音源8。

图2是表示本实施方式的电子乐器的功能结构的一例的框图。

本实施方式的电子乐器100如图2所示主要具有操作部1、气息压力检测部2、唇检测部3、舌检测部4、cpu5、rom6、ram7、音源8和音响系统9，其中除音响系统9以外的各部分通过总线9a相互连接。其中，唇检测部3及舌检测部4设于后述的吹口10的簧片部11。另外，图2所示的功能结构是用于实现本发明的电子乐器的一例，但不限于该结构。并且，由图2所示的电子乐器的功能结构中的至少唇检测部3和cpu5构成本发明的检测装置。

操作部1受理演奏者对上述的演奏键、设定键等各种键的键操作，将其操作信息输出给cpu5。其中，具体地，在操作部1设置的设定键除根据乐曲的琴键改变音高的功能以外，还具有进行音高的微调的功能和设定音色的功能，并且具有预先从乐音的音色、音量、音高的各模式中，选择根据在唇检测部3检测出的唇(下唇)的接触状态而微调的模式的功能。

气息压力检测部2检测由演奏者吹入吹口10的气息的压力(气息压力)，将该气息压力信息输出给cpu5。唇检测部3具有检测演奏者的唇的接触状态的静电电容方式的触摸传感器，将唇的接触位置或者接触范围以及与其接触面积和接触强度对应的静电电容，作为唇的检测信息输出给cpu5。舌检测部4具有检测演奏者的舌头(舌部)的接触状态的静电电容方式的触摸传感器，将有无舌头的接触以及与其接触面积对应的静电电容，作为舌头的检测信息输出给cpu5。

cpu5作为控制电子乐器100的各部分的控制部发挥作用。cpu5读出在rom6中存储的规定的程序并在ram7中展开，与所展开的程序协作执行各种处理。例如，cpu5根据从操作部1输入的操作信息、从气息压力检测部2输入的气息压力信息、从唇检测部3输入的唇的检测信息、和从舌检测部4输入的舌头的检测信息，对音源8指示乐音的生成。

具体地，cpu5根据从操作部1输入的作为操作信息的音高信息设定乐音的音高。并且，cpu5根据从气息压力检测部2输入的气息压力信息设定乐音的音量，根据从唇检测部3输入的唇的检测信息微调乐音的音色、音量、音高至少一项。并且，cpu5根据从舌检测部4输入的舌头(舌部)的检测信息，判定舌头是否接触，并设定乐音的音符开/音符关。

rom6是读出专用的半导体存储器，rom6中存储用于控制电子乐器100的动作和处理的各种数据和程序。特别是在本实施方式中，rom6中存储有用于实现后述的电子乐器的控制方法所适用的唇位的决定方法(对应于本发明的操作位置的检测方法)的程序。ram7是易失性的半导体存储器，具有临时存储从rom6读出的数据和程序、或者在程序的执行中生成的数据、从操作部1和气息压力检测部2、唇检测部3、舌检测部4输出的各种检测信息用的工作区域。

音源8是合成器，按照cpu5对乐音的生成指示，生成乐音信号并输出给音响系统9，该生成指示基于来自操作部1的操作信息、来自唇检测部3的唇的检测信息、来自舌检测部4的舌头的检测信息。音响系统9对从音源8输入的乐音信号实施信号放大等处理，并将处理后的乐音信号作为乐音从内置的扬声器输出出来。

(吹口)

下面，对本实施方式的电子乐器所适用的吹口的构造进行说明。

图3是表示本实施方式的电子乐器所适用的吹口的一例的概略图。其中，图3a是吹口的剖面图(沿图3b中的iiia-iiia线的剖面图)，图3b是表示吹口的簧片部11侧的仰视图。

吹口10如图3a、b所示主要具有吹口主体10a、簧片部11和固定部件12。吹口10是以使相对于吹口主体10a的开口部13具有成为供演奏者吹入气息用的吹入口的微小间隙的方式，利用固定部件12组装固定薄板状的簧片部11的构造。即，簧片部11与普通的声电管乐器的簧片一样被组装在吹口主体10a的下侧(图3a的下侧)的位置，是利用固定部件12固定的基端部(下面记述为“跟部”)固定端，吹入口侧(下面记述为“尖顶侧”)为自由端侧。

并且，簧片部11例如图3a、b所示具有：簧片基板11a，由薄板状的绝缘性部件构成；以及多个传感器20、30～40，在簧片基板11a的长边方向(图中左右方向)上从尖顶侧(一端侧)朝向跟部侧(另一端侧)进行排列。这里，在簧片部11的最靠尖顶侧配置的传感器20是舌检测部4具有的静电电容方式的触摸传感器，传感器30～40是唇检测部3具有的静电电容方式的触摸传感器。并且，在簧片部11的最靠里侧(即根部侧)配置的传感器40兼做温度传感器。这些传感器20、30～40都具有作为感测垫发挥作用的电极。在此，形成传感器30～40的各电极具有大致相同的宽度及长度的长方形状，形成传感器30～39的各电极从簧片部11的尖顶侧朝向根部侧以大致均等的间隔进行排列。

另外，在图3b中，示出了形成传感器30～40的各电极为长方形形状的情况，但本发明不限于此，上述各电极例如也可以是具有v字形状或波形状等平面形状的方式，还可以任意设定各电极的尺寸和个数。

下面，对上述的吹口和演奏者的口腔的接触状态进行说明。

图4是表示演奏者的口腔和吹口的接触状态的概略图。

在电子乐器100的演奏时，演奏者例如按照图4所示在使上侧前齿e1与吹口主体10a的上部接触，并用下侧的唇(下唇)lp将下侧前齿e2卷入的状态下按压于簧片部11。由此，由上侧前齿e1和唇lp从上下方向夹住并保持吹口10。

此时，cpu5根据从在簧片部11排列的唇检测部3的多个传感器30～40输出的、与唇lp的接触状态对应的传感器输出值(即，来自唇检测部3的检测信息)，决定唇lp的接触位置(唇位)。并且，cpu5根据该决定的唇lp的接触位置(唇位)控制产生的乐音的音色(音高)。此时，在控制成使更接近声电管乐器的吹奏感的音色(音高)的情况下，按照图4所示，cpu5根据唇位(严格地讲是唇lp的口腔内侧的端部)和簧片部11的尖顶侧的端部这两点间的距离rt，估计簧片部11在口腔内的假想的振动状态，并模拟根据该假想的振动状态产生的音色(音高)来控制音色(音高)。并且，特别是在不需要接近声电管乐器的吹奏感的情况下，单纯地根据对应唇lp的接触位置(唇位)而预先决定的音色(音高)进行控制，使产生电子管乐器特有的音色(音高)。

并且，演奏时的口腔内部的舌头(舌部)tn根据电子乐器100的演奏方法，而如图4所示那样成为不与簧片部11接触的状态(在图中用实线表述)和与簧片部11接触的状态(在图中用双点划线表述)任意一种状态。cpu5根据从在簧片部11的尖顶侧的端部配置的传感器20输出的、与舌头tn的接触状态对应的传感器输出值(即，来自舌检测部4的检测信息)，判定使舌头tn接触来阻止簧片部11的振动的演奏方法即舌动作的执行状态，控制乐音的音符开(发音)、音符关(取消发音)。

并且，已知在簧片部11排列的传感器20、30～40所适用的静电电容方式的触摸传感器，检测值受湿气和温度的影响而变动。具体地，已知这样的现象：随着簧片部11的温度的上升，从几乎所有的传感器20、30～40输出的传感器输出值增加，该现象通常称为温度漂移。其中，在电子乐器100的演奏中产生的簧片部11的温度状态的变化，特别是由于唇lp接触使体温传递至簧片基板11a而产生的影响较大，除此以外，还存在因如下情况而产生的情形：由于长时间保持衔住吹口10的状态而使口腔内的湿气和温度上升，或由于上述的舌动作而使舌头tn直接接触簧片部11。因此，cpu5根据从在簧片部11的最里侧(即根部侧)配置的传感器40输出的传感器输出值判定簧片部11的温度状态，进行使温度对来自各传感器20、30～40的传感器输出值的影响偏置(去除温度漂移成分)的处理。

(唇检测部的输出特性)

下面，对上述的演奏者衔住吹口的状态下的唇检测部3的输出特性进行说明。在此，将唇检测部3的输出特性与演奏者的唇的厚度差异相关联地进行说明，唇检测部3的输出特性在与唇的硬度和衔住吹口10时的强度等的差异的关系方面也具有同样的特征。

图5是表示演奏者衔住吹口10的状态下的唇检测部3的输出特性的一例(比较例)及唇位的计算例的图。其中，图5a是在具有通常厚度的唇的演奏者衔住吹口10的状态下的各传感器的传感器输出值的分布例、以及根据该分布例计算出的唇位的例子。图5b是在具有比通常厚的唇的演奏者衔住吹口10的状态下的各传感器的传感器输出值的分布例、以及根据该分布例计算出的唇位的例子。

如上所述，在本实施方式的吹口10中采用如下方式：根据在簧片基板11a上排列的多个传感器20、30～40的各电极的静电电容，例如以0～255的256档的输出值，检测唇(下唇)lp和舌(舌部)tn与簧片部11的接触状态。其中，多个传感器20、30～40在簧片基板11a的长边方向上配置成一列，因而在具有通常的(平均的)厚度的唇的演奏者以通常方式衔住吹口10、不进行舌动作的状态下，如图5a所示，唇lp与簧片部11接触的区域(在图4中参照区域rl)的传感器及其周边的传感器(例如位置ps2～ps8的各传感器31～37)进行反应，其传感器输出值示出较高的值。

另一方面，唇lp未接触的区域(即，唇lp接触的区域rl的尖顶侧及跟部侧)的传感器(例如位置ps1、ps9、ps10的各传感器30、38、39)的传感器输出值示出相对较低的值。即，从这种情况下的唇检测部3的各传感器30～39输出的传感器输出值的分布，具有示出如图5a所示的如下山形的特征，即以演奏者最强力地使唇lp接触的位置的传感器(大致是位置ps5～ps7的各传感器34～36)的传感器输出值为最大值的山形。

另外，在图5a、图5b所示的传感器输出值的分布图中，横轴表示在簧片基板11a上从尖顶侧朝向跟部侧排列的各传感器30、31、…38、39的位置ps1、ps2、…ps9、ps10，纵轴表示从各位置ps1～ps10的传感器30～39输出的输出值(对静电电容的值进行a/d变换来表示0～255的8比特的值的传感器输出值)。

其中，在簧片部11排列的传感器20、30～40中被配置在最尖顶侧及最跟部侧这两端部的传感器20、40的传感器输出值除外。将来自传感器20的传感器输出值去除的理由是，在该传感器输出值因舌动作而突出地显示出较高的值的情况下，将来自传感器20的传感器输出值对准确的唇位的计算形成的影响去除。并且，将来自传感器40的传感器输出值去除的理由是，传感器40被配置在吹口10的最里侧(跟部侧)，在演奏时传感器40几乎没有与唇lp接触的机会，而且其传感器输出值在唇位的计算中实质上不使用。

另一方面，在具有比通常厚的唇的演奏者以普通方式衔住吹口10的状态下，唇lp与簧片部11接触的区域(在图4中参照区域rl)较大，因而如图5b所示，比图5a所示的传感器输出值的分布大的范围的传感器(例如，位置ps2～ps9的各传感器31～38)进行反应，它们的传感器输出值示出较高的值。另外，在这种情况下，来自唇检测部3的各传感器30～39的传感器输出值的分布示出如图5b所示的如下山形，即以演奏者最强力地使唇lp接触的位置的传感器(大致是位置ps5～ps7的各传感器34～36)的传感器输出值为最大值的山形。

(唇位的计算方法)

首先，说明根据如图5a、图5b所示的传感器输出值的分布，计算演奏者衔住吹口时的唇的接触位置(唇位)的方法。

作为根据如上所述的传感器输出值的分布计算唇位的方法，能够适用通常的重心位置(或者加权平均)的计算方法。具体地，根据来自检测唇的接触状态的多个传感器的传感器输出值mi和表示各传感器的位置的号码xi，根据下面的式(11)计算重心位置xg。

[数式1]

在上述的式(11)中，n表示在重心位置xg的计算中使用的传感器输出值的个数。在此，如上所述，在重心位置xg的计算中使用在簧片部11排列的传感器20、30～40中除传感器20、40以外的10个(n＝10)传感器30～39的传感器输出值mi。并且，对应这些传感器30～39的位置ps1～ps10，设定各传感器的位置号码mi(＝1、2、…10)。

如图5a所示，根据在具有通常的厚度的唇的演奏者衔住吹口10的情况下得到的传感器输出值的分布，使用上述的式(11)计算重心位置xg来求出唇位ps(1-10)时，如图中的右表所示，能够得到数值“5.10”。该数值是用传感器的位置号码表示唇位。即，该数值用以位置号码1～10示出的相对于各传感器30～39的位置ps1～ps10的相对位置进行表示，该相对位置用1.0～10.0这样包含小数的数值进行表示。并且，图中示出的total1表示上述的式(11)的分子，即各传感器30～39的传感器输出值mi与位置号码xi之积的总和，total2表示上述的式(11)的分母，即来自各传感器30～39的传感器输出值mi的总和。另外，图中示出的唇位ps(1-10)当在音源8中使用时，是在变换成用7比特表述的数值即midi信号(将位置ps1～ps10的范围分配成0～127的值)后使用。例如，如果唇位ps(1-10)是“5.10”，则使用由该唇位ps(1-10)减去1、然后乘以127/9而求出的用7比特表述的数值((5.10-1)*127/9＝58)作为midi信号。

另一方面，如图5b所示，在将使用了上述的式(11)的重心位置xg的计算，适用于在具有比通常厚的唇的演奏者衔住吹口10的情况下得到的传感器输出值的分布的情况下，如上所述，唇lp接触的区域较大，在更多的传感器中有时传感器输出值变动(增加)。因此，存在不能准确求出唇位的情况。

具体地，与具有通常的厚度的唇的演奏者相比，具有较厚的唇的演奏者，唇位ps(1-10)从“5.10”向“5.55”(差分在“0.4”以上)大幅变化，在后述的发音处理中将不能实现演奏者想要的吹奏感和乐音的效果。即，在图5a、图5b所示的例子中，演奏者的唇的厚度对唇位的决定产生影响。但是，在萨克斯管等声电管乐器中，乐音不会因演奏者的唇的薄厚而变化。另外，为了方便起见，将如图5a、图5b所示使用上述的式(11)对来自各传感器30～39的传感器输出值自身的分布计算重心位置xg来求出唇位的方法，表述为“比较例”。

因此，在本实施方式中，对被排列于簧片部11的唇检测部3的传感器30～39，首先计算彼此相邻地配置的两个传感器的传感器输出值的差分(传感器输出值间的变化量)。并且，根据所计算出的多个传感器输出值的差分、和相对于与该多个差分对应的相邻的两个传感器的排列位置的相关位置，使用上述的式(11)计算重心位置xg(或者加权平均)，并决定为表示与簧片部11接触的唇lp的口腔内侧的端部(内缘部分，图4所示的唇lp接触的区域rl的口腔内侧的边界部分)的唇位。在本实施方式中采用上述的一系列的方法。

(唇位的决定方法)

下面，对本实施方式所适用的唇位的决定方法进行详细说明。

图6是表示演奏者衔住吹口的状态下的唇检测部的检测信息的变化特性的一例(本实施方式)及唇位的计算例的图。其中，图6a是在具有通常的厚度的唇的演奏者衔住吹口的状态下，来自彼此相邻的两个传感器的传感器输出值的差分的分布例，以及根据该分布例计算的唇位的例子。图6b是在具有比通常厚的唇的演奏者衔住吹口的状态下，来自彼此相邻的两个传感器的传感器输出值的差分的分布例，以及根据该分布例计算的唇位的例子。

在本实施方式所适用的唇位的决定方法中，首先在图5a或者图5b所示的来自各传感器30～39的传感器输出值的分布中，计算彼此相邻地配置的两个传感器30和31、31和32、32和33、…37和38、38和39的各组合中的传感器输出值的差分(mi+1-mi)。在此，作为传感器输出值的差分，针对10个(n＝10)传感器30～39是计算9个差分(＝n-1)，为了方便起见，将各个传感器输出值的差分记述为dif(31-30)、dif(32-31)、dif(33-32)、…dif(38-37)、dif(39-38)。特别是在本实施方式中，仅抽取图5a或图5b所示的传感器输出值的分布中的上升部分作为传感器输出值的差分，在传感器输出值的差分成为负的值的情况下，将差分设定为“0”。这样计算出的传感器输出值的差分的分布如图6a或者图6b所示。

其中，在图6a或者图6b所示的传感器输出值的差分的分布图中，横轴表示彼此相邻地配置的两个传感器30和31、31和32、32和33、…37和38、38和39的各组合中的代表位置(相关位置)df1、df2、df3…df8、df9。在此，作为两个传感器的各组合中的代表位置df1～df9的一例，在两个传感器中的尖顶侧的传感器的位置示出了各组合中的代表位置(相关位置)。然而，只要示出相对于相邻地配置的两个传感器的排列位置具有相关性的位置即可，因而这些代表位置也可以是两个传感器的中间位置或者重心位置、或者用与另外设定的基准位置的距离表示的位置。另外，纵轴表示彼此相邻的两个传感器30和31、31和32、32和33、…37和38、38和39的各组合中的传感器输出值的差分。

并且，根据具有如图6a或者图6b所示的分布的传感器输出值的差分，使用上述的式(11)计算重心位置xg并决定唇位ps(df)。在本实施方式中，如图中的右表所示，唇位ps(df)都约为“1.35”，得到了相同或者同等的数值。即，在本实施方式中，确认到能够计算出几乎不受演奏者的唇的厚度的影响的、更准确的唇位ps。另外，不限于上述的演奏者的唇的厚度的影响，对于唇的硬度和衔住吹口时的强度等的影响，同样也确认到几乎不受影响，但省略详细说明。

其中，图6a或者图6b所示的total1表示彼此相邻的两个传感器30和31、31和32、32和33、…37和38、38和39的各组合中的传感器输出值的差分dif(31-30)、dif(32-31)、dif(33-32)、…dif(38-37)、dif(39-38)、与位置号码xi之积的总和，该位置号码xi表示与各组合中的传感器输出值的差分对应的、与相邻的两个传感器的排列位置相关的位置df1、df2、df3…df8、df9。并且，total2表示相邻的两个传感器的各组合中的传感器输出值的差分dif(31-30)、dif(32-31)、dif(33-32)、…dif(38-37)、dif(39-38)的总和。

在本实施方式中，如下面的式(12)所示，将这些total1及total2适用于上述的式(11)的分子及分母，计算成为唇位ps(df)的重心位置xg。

ps(df)＝xg＝total1/total2……(12)

即，当在具有如图5a或图5b所示的山形的传感器输出值的分布中监视到彼此相邻的传感器间的传感器输出值的变化的情况下，传感器输出值急剧上升的特征性变化部分(图中用粗线箭头示出的、与山形的分布的左侧的急剧倾斜部分相当)，如图6a或图6b所示，相邻的两个传感器间的传感器输出值的差分显示出较大的值。这样显示出较大值的差分的部分，在使用式(11)计算重心位置(或者加权平均)的情况下也显示出特征性举动。

因此，在本实施方式中，分别计算多个传感器中彼此相邻地排列的两个传感器的输出值的差分，将所计算出的各个输出值的差分作为计算重心位置或者加权平均时的加权值，计算与多个差分分别对应的、与相邻的两个传感器的排列位置相关的位置(相关位置)的重心位置或者加权平均。由此，通过根据上述的式(12)确定与传感器输出值的山形的分布的左侧的急剧倾斜部分相当的位置，能够容易判断并决定表示与簧片部11接触的唇lp的口腔内侧的端部(内缘部分)的唇位ps(df)。

另外，使用上述的式(12)计算出的位置用于表示相对于各传感器排列的相对位置，在根据唇位ps的变化控制乐音的产生的情况下，能够直接使用该值。并且，在根据与簧片接触的唇的端部的位置等绝对唇位控制乐音的产生的情况下，通过将预先在实验中求出的偏置值与该相对位置相加(或者相减)来变换成绝对位置。

并且，在本实施方式中，说明了在决定唇位ps(df)时，使用在簧片部11排列的传感器20、30～40中除传感器20、40的10个传感器30～39的传感器输出值的方法，但本发明不限于此。即，在本发明中，也可以适用仅去除舌检测部4的传感器20后的、唇检测部3的11个传感器30～40的传感器输出值的方法。

<电子乐器的控制方法>

下面，对适用了本实施方式的唇位的决定方法的电子乐器的控制方法进行说明。在此，通过在上述的电子乐器100的cpu5中执行包含特定的唇检测部的处理程序的控制程序，实现本实施方式的电子乐器的控制方法。

图7是表示本实施方式的电子乐器的控制方法的主程序的流程图。

本实施方式的电子乐器的控制方法按照图7所示的流程图，首先在演奏者(用户)接通电子乐器100的电源时，cpu5执行将电子乐器100的各种设定初始化的初始化处理(步骤s702)。

然后，cpu5执行基于唇(下唇)lp的检测信息的处理，该检测信息是通过演奏者衔住电子乐器100的吹口10而从唇检测部3输出的(步骤s704)。该唇检测部3的处理包括上述的唇位的决定方法，详细情况在后面进行说明。

然后，cpu5执行基于舌头tn的检测信息的处理，该检测信息是根据舌头(舌部)tn对吹口10的接触状态而从舌检测部4输出的(步骤s706)。并且，cpu5执行基于气息压力信息的处理，该气息压力信息是根据被吹入吹口10的气息而从气息压力检测部2输出的(步骤s708)。

然后，cpu5执行如下琴键开关处理，使产生与操作部1的操作信息中包含的音高信息对应的键码，并提供给音源8来设定乐音的音高(步骤s710)。此时，cpu5在唇检测部3的处理(步骤s704)中，执行根据使用从唇检测部3输入的唇lp的检测信息计算出的唇位，调整乐音的音色、音量、音高来设定音色效果(例如，音高折曲和颤音等)的处理。并且，cpu5在舌检测部4的处理(步骤s706)中，执行根据从舌检测部4输入的舌头tn的检测信息设定乐音的音符开/音符关的处理，在气息压力检测部2的处理(步骤s708)中，执行根据从气息压力检测部2输入的气息压力信息设定乐音的音量的处理。cpu5通过这一系列的处理，生成用于生成与演奏者的演奏动作对应的乐音的指示，并输出给音源8。并且，音源8执行根据来自cpu5的乐音的生成指示，使音响系统9进行动作的发音处理(步骤s712)。

然后，cpu5执行其它必要的处理(步骤s714)，在一系列的处理动作结束时，再次反复执行上述的步骤s704～s714的处理。另外，在图7所示的流程图中省略了图示，cpu5在执行上述一系列的处理动作(步骤s702～s714)的过程中，在检测出演奏结束或中断的状态变化的情况下，强制结束处理动作。

(唇检测部的处理)

下面，对上述的主程序所示出的唇检测部3的处理进行说明。

图8是表示本实施方式的电子乐器的控制方法所适用的唇检测部的处理的流程图。

在图7所示电子乐器的控制方法所适用的唇检测部3的处理中，按照图8所示的流程图，首先由cpu5取得从在簧片部11排列的多个传感器20、30～40输出的传感器输出值，并作为当前的输出值存储在ram7的规定的存储区域中。由此，在ram7的规定的存储区域中存储的传感器输出值被依次更新为当前的传感器输出值(步骤s802)。

然后，cpu5进行如下处理：根据从在簧片部11的最里侧(即跟部侧)配置的传感器40输出的传感器输出值，判定簧片部11的温度状态，使温度对来自各传感器20、30～40的传感器输出值的影响偏置。如上所述，在静电电容方式的触摸传感器中，已知检测值因湿气和温度的影响而变动，随着簧片部11的温度的上升，从几乎所有传感器20、30～40输出的传感器输出值产生上升的温度漂移。因此，在本实施方式中，通过进行由所有的传感器输出值减去与温度漂移量对应的规定值(例如最大约“100”)的处理，去除因口腔内的湿气和温度的上升而引起的温度漂移的影响(步骤s804)。

然后，cpu5根据从唇检测部3的传感器30～40输出的传感器输出值(当前的输出值)，判定演奏者当前是否衔住吹口10(步骤s806)。在此，作为判定是否衔住吹口10的方法，例如能够适用如图8所示的方法：使用传感器30～39这10个(或者，传感器30～40这11个)传感器输出值的总和(严格地讲是上述的温度漂移去除处理后的输出值的总和，在图8中表述为“sumsig”)进行判定。即，在计算出的传感器输出值的总和超过规定的阈值th1的情况下(sumsig>th1)，判定衔住吹口10，在计算值为上述阈值th1以下的情况下(sumsig≤th1)，判定未衔住吹口10。在本实施方式中，作为上述的阈值th1，例如设定为达到各传感器30～39(或者，传感器30～40)的传感器输出值的总和的7成～8成(sumsig×70～80％)的范围的值。

在上述的步骤s806，在判定演奏者未衔住吹口10的情况下(步骤s806：否)，cpu5不进行唇位(在图8中表述为“pos”)的计算，而设定默认值(“pos＝64”)(步骤s808)，并结束唇检测部3的处理，返回到图7所示的主程序的处理。

另一方面，在上述的步骤s806，在判定演奏者衔住吹口10的情况下(步骤s806：是)，cpu5根据从舌检测部4的传感器20输出的传感器输出值(当前的输出值)，判定演奏者当前是否在进行舌动作(步骤s810)。在此，作为判定是否在进行舌动作的方法，例如能够适用如图8所示的方法：在传感器20的传感器输出值(严格地讲是温度漂移去除处理后的输出值，在图8中表述为“cap0”)超过规定的阈值th2的情况下(cap0>th2)，判定在进行舌动作，在传感器输出值为上述阈值th2以下的情况下(cap0≤th2)，判定未进行舌动作。在本实施方式中，作为上述的阈值th2，例如设定约“80”的值。

在上述的步骤s810，当判定演奏者在进行舌动作的情况下(步骤s810：是)，判定舌头tn与在簧片部11的尖顶侧的端部设置的传感器20接触，因而cpu5不进行唇位(pos)的计算，而设定“pos＝0”(步骤s812)，结束唇检测部3的处理，返回到图7所示的主程序的处理。

另一方面，在上述的步骤s810，当判定演奏者未进行舌动作的情况下(步骤s810：否)，cpu5判定从唇检测部3的传感器30～39输出的传感器输出值(当前的值)是否是受到噪声的影响的值(步骤s814)。在此，作为判定传感器输出值是否是受到噪声的影响的值的方法，例如能够适用如图8所示的方法：使用在传感器30～39中相邻的两个传感器间的传感器输出值的差分的总和(严格地讲是上述的温度漂移去除处理后的输出值的差分的总和，在图中表述为“sumdif”)进行判定。即，在计算出的传感器输出值的差分的总和超过规定的阈值th3的情况下(sumdif>th3)，判定从传感器30～39输出的传感器输出值是不受噪声的影响的值，在计算值为上述阈值th3以下的情况下(sumdif≤th3)，判定是受到噪声的影响的值。在本实施方式中，作为上述的阈值th3，例如设定为相邻的两个传感器间的传感器输出值的差分的总和的约8成(sumdif×80％)的值。

在上述的步骤s814，在判定从传感器30～39输出的传感器输出值是受到噪声的影响的值的情况下(步骤s814：否)，cpu5不进行唇位(pos)的计算，而设定默认值(“pos＝64”)，并且与记录错误的发生状况的值(在图中表述为“errcnt”)相加并保存(步骤s816)。然后，cpu5结束唇检测部3的处理，返回到图7所示的主程序的处理。

另外，如步骤s814所示的相邻的两个传感器间的传感器输出值的差分的总和达到阈值th3以下的状态(sumdif≤th3，步骤s814：否)，除噪声的影响以外，在演奏者有意地用异常的衔住方法衔住吹口10的情况下或发生传感器自身的硬件异常的情况下等也会产生。

另一方面，在上述的步骤s814，在判定从传感器30～39输出的传感器输出值是不受噪声的影响的值的情况下(步骤s814：是)，cpu5根据上述的唇位的决定方法计算唇位(pos)(步骤s818)。即，cpu5分别计算彼此相邻地配置的传感器间的传感器输出值的差分，将该值记录为dif(mi+1-mi)。并且，cpu5根据这些差分值dif(mi+1-mi)相对于、与各个传感器输出值的差分对应的与两个传感器的排列位置相关的位置(相关位置)的分布(换言之，传感器的排列位置的输出值即频率或加权值的分布)，计算重心位置或者加权平均，由此决定表示与簧片部11接触的唇lp的内缘部分的唇位。

这样，在本实施方式中，在衔住电子乐器100的吹口10的状态下，根据在从被排列于簧片部11的唇检测部3的多个传感器30～39得到的传感器输出值中的、彼此相邻的两个传感器间的传感器输出值的差分的分布，使用规定的计算式计算重心位置或者加权平均，由此确定传感器输出值呈特征性地上升的位置，并将该位置决定为唇位。

由此，根据本实施方式，能够在几乎不受演奏者的唇的厚度和硬度、衔住吹口时的强度等的影响的情况下，决定更准确的唇位，使乐音的变化更接近声电管乐器的吹奏感和乐音的效果(例如音高折曲和颤音等)。

另外，在本实施方式中说明了这样的方法：根据相对于与多个传感器中彼此相邻地排列的两个传感器的排列位置相关的各个位置(相关位置)的、上述的两个传感器的输出值的差分的分布，计算重心位置或者加权平均来决定唇位，但本发明不限于此。即，也可以是，将与上述的多个差分分别对应的相关位置设为频率分布(frequencydistribution)中的级数(series)，并且将与多个差分分别对应的输出值的差分设为频率分布中的频率，计算该频率分布中的统计量即各种平均值(包括上述的加权平均)和中央值、众数值(modevalue)中任意一种值，根据该计算出的统计量决定唇位。

(变形例)

下面，对上述的实施方式的电子乐器的控制方法的变形例进行说明。在此，适用本变形例的电子乐器的外观及功能结构与上述的实施方式相同，因而省略其说明。

图9是表示本实施方式的电子乐器的控制方法的变形例的流程图。

本变形例的电子乐器的控制方法适用于在图7的流程图中示出的主程序的唇检测部的处理(步骤s704)，特别是在演奏者是否衔住吹口的判定方法以及唇位的决定方法中具有特征。另外，在图9所示的流程图中，步骤s908～s916与图8所示的流程图的s808～s816相同，因而省略详细说明。

在本变形例中，首先cpu5与上述的实施方式一样取得从在簧片部11排列的多个传感器20、30～40输出的传感器输出值，更新被存储于ram7的传感器输出值(步骤s902)。然后，cpu5从所取得的来自唇检测部3的传感器30～39(或者30～40)的传感器输出值中抽取成为最大值(max)的传感器输出值(步骤s904)，根据该最大值判定演奏者是否衔住吹口10(步骤s906)。在此，作为判定是否衔住吹口10的方法，如图9所示，在所抽取的最大值超过规定的阈值th4的情况下(max>th4)，判定衔住吹口10，在最大值为上述阈值th4以下的情况下(max≤th4)，判定未衔住吹口10。在本变形例中，作为上述的阈值th4，例如设定为达到所抽取的最大值的8成(max×80％)的值。

另外，在演奏者是否衔住吹口10的判定中，不限于本变形例和上述的实施方式所示的方法，也可以适用其它的方法。例如，在上述判断中也可以适用这样的方法：在从传感器30～39输出的传感器输出值全部为规定值以下的情况下，判定未衔住吹口10，在传感器30～39中半数以上的传感器输出值超过上述的规定值的情况下，判定衔住吹口10。

然后，与上述的实施方式一样，在判定演奏者未衔住吹口10的情况下(步骤s906：否)，cpu5设定默认值(“pos＝64”)作为唇位(步骤s908)。在判定衔住吹口10的情况下(步骤s906：是)，cpu5根据从舌检测部4的传感器20输出的传感器输出值，判定演奏者是否在进行舌动作(步骤s910)。在判定演奏者进行舌动作的情况下(步骤s910：是)，cpu5将唇位设定为“pos＝0”(步骤s912)。在判定未进行舌动作的情况下(步骤s910：否)，cpu5判定传感器输出值是否是受到噪声的影响的值(步骤s914)。在判定传感器输出值是受到噪声的影响的值的情况下(步骤s914：否)，cpu5设定默认值(“pos＝64”)作为唇位(步骤s916)，在判定传感器输出值是不受噪声的影响的值的情况下(步骤s914：是)，计算唇位(步骤s918)。

在此，唇位可以按照上述的实施方式所示，根据相邻的两个传感器间的传感器输出值的差分的分布计算重心位置或者加权平均来决定唇位，还可以适用其它的方法来决定。例如，也可以是，分别计算相邻地配置的两个传感器间的传感器输出值的差分，将该值记录为dif(mi+1-mi)，从这些差分值的分布中抽取成为最大值dif(max)的差分。并且，根据与成为最大值dif(max)的差分对应的与两个传感器的排列位置相关的位置(相关位置)、例如两个传感器的排列位置的中间位置或重心位置等决定唇位。并且，还可以是，在所抽取的最大值dif(max)超过规定的阈值th5的情况下，根据与成为该最大值dif(max)的差分对应的与两个传感器的排列位置相关的位置决定唇位。

在这样的电子乐器的控制方法中，在衔住电子乐器100的吹口10的状态下，能够根据在从被排列于簧片部11的多个传感器30～39得到的传感器输出值的分布中、彼此相邻的两个传感器间的传感器输出值的差分，确定传感器输出值呈特征性地上升的位置。因此，能够在几乎不受演奏者的唇的厚度和硬度、衔住吹口时的强度等的影响的情况下，决定更准确的唇位。

另外，在上述的实施方式及变形例中说明了这样的方法：确定在唇检测部3的多个传感器30～39的传感器输出值的分布中、传感器输出值呈特征性地上升的位置，并决定为表示与簧片部11接触的唇lp的内缘部分的唇位。然而，在实施本发明时，也可以采用这样的方法：根据同样的技术思想，确定在唇检测部3的多个传感器的传感器输出值的分布中、传感器输出值急剧下降的特征性变化部分的位置，并决定为表示与簧片部11接触的唇lp的口腔外侧的端部(外缘部分，唇lp接触的区域rl的口腔外侧的边界部分)的唇位。

另外，在上述的实施方式中，在决定唇位时，也可以是，将表示根据唇检测部3的多个传感器30～39的传感器输出值的分布决定的唇lp的内缘部分的唇位作为基准，使位置在吹口10的里侧(跟部侧)方向移动(加上或减去偏置值)预先设定的唇(下唇)lp的厚度部分或者例如与该厚度部分的一半相当的规定的尺寸进行校正。由此，能够容易判断并决定表示唇lp的外缘部分或唇的厚度的中心位置的唇位。

另外，在上述的实施方式中，示出具有萨克斯管型的外观的电子乐器100进行了说明，但本发明的电子乐器不限于此。即，只要是演奏者衔在口中来表现与使用簧片的声电管乐器相同的演奏的电子乐器(电子管乐器)，则本发明也可以适用于模拟单簧管等其它模拟声电管乐器的电子乐器。

另外，近年来的电子管乐器中，在使用多个手指来操作多个演奏用的操作部的构成中，例如有的还在拇指的位置设置触摸传感器，根据由该触摸传感器检测的拇指的位置控制产生的乐音的效果等。也可以在这样的电子管乐器中也适用本发明的检测操作位置的检测装置和检测方法，在能够用一根手指操作的位置排列用于检测手指的接触状态和接近状态的多个传感器，根据由该多个传感器检测的多个检测值检测基于一根手指的操作位置。

另外，不限于电子乐器，在诸如操作者使用身体的一部分进行操作的电子设备中，也可以适用本发明的检测操作位置的检测装置和检测方法，在能够用身体的一部分进行操作的位置设置用于检测身体的一部分的接触状态和接近状态的多个传感器，根据由该多个传感器检测的多个检测值检测基于身体的一部分的操作位置。

另外，在上述的实施方式中，构成为通过cpu(通用处理器)执行在rom(存储器)存储的程序来进行多个控制，但本发明中也可以通过专用的处理器将多个控制分别分割并执行。在这种情况下，各个专用处理器可以由能够执行任意程序的通用的处理器(电子电路)、和存储了专用于各种控制的控制程序的存储器构成，或者还可以由专用于各种控制的专用的电子电路构成。

另外，为了使产生如上所述的各种效果而需要的装置的结构(功能)不限于如上所述的结构，例如也可以是如下的结构。

(构成例1)一种检测装置，其特征在于，该检测装置具有：

n个传感器，沿某一方向排列，所述n个传感器中彼此相邻的一对传感器形成(n-1)组，其中，n是3以上的整数；以及

处理器，根据所述n个传感器的输出值决定某一方向上的一个指定位置，

所述处理器以(n-1)组计算所述(n-1)组的所述一对传感器中的2个输出值的差分值，并基于所述计算出的(n-1)组的差分值和与所述(n-1)组的差分值分别对应的、相对于所述一对传感器的排列位置具有相关性的位置即相关位置，决定所述一个指定位置。

(构成例2)

在上述构成例中，

所述处理器将所述(n-1)组的差分值作为计算加权平均时的加权值，计算与所述(n-1)组的差分值分别对应的所述相关位置的加权平均，并根据所述计算出的加权平均决定所述一个指定位置。

(构成例3)

在上述构成例中，

所述处理器将与所述(n-1)组的差分值分别对应的所述相关位置设为频率分布中的级数，将与所述(n-1)组的差分值作为所述频率分布中的频率，计算作为所述频率分布中的统计量的平均值、中央值、众数值中的任意一个值，根据所述计算出的统计量决定所述一个指定位置。

(构成例4)

在上述构成例中，

所述处理器计算所述频率分布中的平均值，根据所述计算出的平均值决定所述一个指定位置。

(构成例5)

在上述构成例中，

根据所述相关位置决定的所述一个指定位置是在所述频率分布中、所述输出值急剧上升或者下降的变化部分的位置，而且是与在所述某一方向上具有宽阔的区域的所述一个指定位置的成为边界的端部对应的位置。

(构成例6)

在上述构成例中，

所述处理器通过对根据所述相关位置决定的所述一个指定位置加上或者减去所设定的偏置值，对所述一个指定位置进行校正。

(构成例7)

在上述构成例中，

所述处理器根据从多个传感器中选择的特定的所述传感器的输出值，判定所述n个传感器的温度状态，在进行了从所述多个传感器的各输出值中去除起因于温度的成分的处理后，根据除所述特定的传感器以外的所述n个传感器的输出值，决定所述一个指定位置。

(构成例8)

在上述构成例中，

所述检测装置具有供演奏者衔在口中的吹口，

多个传感器从所述吹口的簧片部的一端侧朝向另一端侧进行排列，并分别检测唇的接触状态，

所述处理器将从所述多个传感器中选择出的所述n个传感器作为对象，分别计算所述(n-1)组的差分值。

(构成例9)

一种电子乐器，其特征在于，所述电子乐器具有：

音源，生成乐音；

n个传感器，沿某一方向排列，所述n个传感器中彼此相邻的一对传感器形成(n-1)组，其中，n是3以上的整数；以及

处理器，根据所述n个传感器的输出值决定所述某一方向上的一个指定位置，

所述处理器以(n-1)组计算所述(n-1)组的所述一对传感器中的2个输出值的差分值，并基于所述计算出的(n-1)组的差分值和与所述(n-1)组的差分值分别对应的、相对于所述一对传感器的排列位置具有相关性的位置即相关位置，决定所述一个指定位置，

根据决定出的所述一个指定位置控制使所述音源生成的乐音。