WO2015141663A1 - 手指運動機能回復支援用の楽器および片手演奏用音楽譜面データの生成システム - Google Patents

手指運動機能回復支援用の楽器および片手演奏用音楽譜面データの生成システム Download PDF

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    • G10H2220/265—Key design details; Special characteristics of individual keys of a keyboard; Key-like musical input devices, e.g. finger sensors, pedals, potentiometers, selectors
    • G10H2220/311—Key design details; Special characteristics of individual keys of a keyboard; Key-like musical input devices, e.g. finger sensors, pedals, potentiometers, selectors with controlled tactile or haptic feedback effect; output interfaces therefor

Definitions

  • the present invention relates to a musical instrument for assisting the recovery of the motor function of a finger for a person suffering from a motor function disorder of the finger.
  • the present invention relates to a musical instrument that is effective not only in both hands but also in recovering the motor function of one hand's fingers.
  • the first example is a keyboard with light-on navigation.
  • a keyboard for beginners an LED lamp built in a key is lit as the music progresses, and a key is played according to the lighting.
  • the keyboard with light-on navigation stores the music score data for practice songs, and the controller lights the LED light built into the key to be pressed next as the song progresses. It is something like that.
  • a keyboard instrument disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-242161 is known.
  • the keyboard instrument disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-242161 has a configuration including a keyboard instrument body 1 and a monitor 4 disposed in front of the keyboard instrument. Record the fingering of the keyboard instrument played by the advanced player as a video, project the video on the monitor 4 installed in front of the keyboard instrument 1, and practice the keyboard instrument with the same fingering as the expert while watching it That's it.
  • a device is also disclosed in which a key is assigned to a key of a keyboard instrument played by an advanced player, and the same reference numeral is also attached to the keyboard 5 of the keyboard instrument body 1.
  • the third example has a so-called “concert magic function”.
  • the concert magic function is a function for reading out the note data from the automatic performance data memory at the timing of the key press of the instrument player and starting the sound output based on the note data.
  • the keyboard 801 is simply used as a means for giving a sound output timing, and the musical instrument player performs an automatic performance by pressing any key on the keyboard 801 in accordance with the sound output timing of the song.
  • the electronic musical instrument 800 with the concert magic function is automatically played by the player instructing the sound output timing with the keyboard 801, so that the player is satisfied that he / she is playing. It is something that can be obtained.
  • JP 2000-242161 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-198360
  • the above-described conventional technique has the following problems with respect to keyboard instruments that have been improved for rehabilitation. Patients who need rehabilitation do not necessarily have both hands equally damaged, but rather have a severe disability in either the right or left hand, and recovery of the motor function of the finger on the other hand There are also many. Therefore, it is basically necessary to consider that the instrument is effective in restoring the motor function of fingers concentrated in one hand. In addition, it is necessary to consider that it is basically impossible to simulate the movement of fingers that can be performed by a healthy person because the ability of fingers of patients who require rehabilitation is considerably reduced. Considering these points, various problems can be seen by looking at the above-mentioned conventional keyboard instrument that has been improved for rehabilitation.
  • the keyboard layout of the keyboard is a so-called normal layout and is not particularly for rehabilitation. For this reason, the width and arrangement of a 1-octave keyboard is the same as that of popular products. Also, a keyboard usually corresponds to a 5-octave range of 7 octaves with 88 keyboards and 61 keyboards. Is standard.
  • the keyboard instrument of Japanese Patent Laid-Open No. 10-198360 which is the third improved product, has a so-called “concert magic function”, and automatically plays at the key press timing by pressing any key. Since the sound is output according to the melody based on the note data read from the data memory, even a patient whose fingers do not move freely can perform easily. However, any keyboard can be used, so if you are distracted by the performance, you may end up with a performance using many fingers that you can easily move. In finger rehabilitation, the severity of obstacles often varies from finger to finger, and it is difficult to obtain a rehabilitation application effect unless a finger that is difficult to move is moved at an appropriate timing.
  • the present invention provides a finger motor function recovery support that enables a performance in which the amount of finger motion according to the degree of obstacles of each finger can be ensured for a patient whose finger motor function has deteriorated. It aims to provide a musical instrument. In addition, the music score data that can be played with one hand using the musical instrument for supporting the recovery of finger movement function can be generated. Provide a system.
  • a musical instrument for supporting the recovery of finger movement function is a musical instrument for supporting the recovery of finger movement function that supports rehabilitation of the training finger, and at least if the hand is placed in a predetermined position, One or a plurality of operation keys arranged at a position in contact with the training finger and a change that can be sensed by one of the five senses of the user incorporated in the operation key is pressed by the user.
  • the guide member that guides the operation key and the musical score surface data of the small number of notes whose number of used sounds in the sound string constituting the music is equal to or less than the number of the training fingers, or the used sound that constitutes the original sound string A storage unit for storing musical score data after compression classification processing in which each of the used sounds is compressed into a group equal to or less than the number of training fingers when the number is greater than the number of training fingers; Reading the recorded musical score data, associating each constituent sound in the musical score data with the operation key, selecting the operation key to be pressed next along the flow of music performance, and the guide incorporated therein It is set as the structure provided with the control part which starts a member, and the sound output part which outputs the sound allocated for every said operation key.
  • each training finger can be prompted to press an operation key via a guide member, and rehabilitation of the training finger through music performance can be supported. Since the music can be played, it is possible to obtain a sense of achievement and fun of playing the music along with finger movements, and the effect that rehabilitation can be continued for a long time is also obtained.
  • the number of sounds used in the sound sequence that composes the music is large, and even a normal person is required to perform operations that are not easy to carry with fingers. Since the musical score data after the classification processing is stored, even if the training finger can finally be pressed, the music can be played.
  • the training finger is only one hand of either the left hand or the right hand, it will support the rehabilitation of one hand through playing music with one hand, and all the training fingers will be operated if the operation key is placed in the predetermined position.
  • the number of used sounds in the sound string of the musical score surface data with a small number of notes is 5 or less, or the number of groups after the compression classification process is 5 or less.
  • the training finger if it is in both the left hand and the right hand, it will support rehabilitation of both hands through music performance with both hands, and if the operation key moves both hands to a predetermined position, it will be applied to all training fingers.
  • the number of used sounds in the sound string of the musical score surface data with a small number of notes is 10 or less, or the number of groups after the compression classification process is 10 or less.
  • an input unit that accepts input of the training amount ratio data through rehabilitation according to the disorder for each training finger
  • the control unit is configured to use the sound used in the tone string in the musical score surface data. It is preferable to detect the ratio of the number of appearances and assign the use sound in the sound string having the higher ratio of the number of appearances to the training finger having the higher ratio of the training amount according to the training amount ratio data.
  • the amount of exercise of the training finger in rehabilitation is case by case. There are cases where it is desired to increase the amount of training of fingers with a high degree of disability, and when the amount of training of fingers with a high degree of disability is excessive, fatigue may change and it may be difficult to continue rehabilitation.
  • the rehabilitation menu should be determined under the guidance of doctors and nurses.
  • the usage sound of the music is simply assigned to the operation keys in order from low to high, there is no guarantee as to how often the finger you want to train will be used, making it difficult to select music and limiting the number of songs to be played. There is a risk that it will be.
  • the use sound appearing in the music can be dynamically allocated according to the patient's condition and the rehabilitation menu, and the amount of exercise required for the training finger can be determined. While ensuring, various music can be selected, and a feeling of achievement and fun of playing a favorite music can be obtained, and a rehabilitation effect can be easily obtained.
  • the outline of the musical instrument for supporting the recovery of the finger movement function according to the present invention is a sphere-like one as a whole, and the operation keys are arranged on the surface of the sphere.
  • the “mouse” which is a so-called computer input device as a whole, there is a substantially hemispherical one, with operation keys arranged on the upper surface of the hemispherical surface.
  • the guide member includes an illuminating body, a vibrating body, and a combination of the illuminating body and the vibrating body.
  • the illuminating body shines, the operation key to be pressed can be visually recognized, and it can be guided to press the finger in contact with the shining operation key.
  • the vibrating body vibrates, it is possible to sense the operation key to be pressed, and it is possible to guide the user to press the finger that is in contact with the vibrating operation key.
  • the first generation means is configured to provide a generation function to the finger movement function recovery support musical instrument itself.
  • the musical instrument for supporting finger movement function recovery itself has an original song selection receiving unit that accepts selection of the original song by the user, and the original tone string of the musical score surface data of the selected original song Are compressed and classified into groups equal to or less than the number of training fingers, and a compression classification processing unit assigned to each training finger, and the musical score surface data after the compression classification processing are stored in the storage unit
  • a music score data writing unit is provided, and the compression classification processing unit uses the input unit to calculate the ratio of the number of appearances of sounds assigned to each training finger during the performance along the melody during the compression classification processing. It becomes the structure allocated so that it may substantially correspond with the ratio of the training amount for every training finger
  • the second generation means is configured to provide a dedicated musical score data generation system separately from the finger movement function recovery support musical instrument and download it from the system to the finger movement function recovery support musical instrument.
  • the configuration in the case of the second generation means includes an original music selection receiving unit that receives selection of an original music by a user, and each of the sounds used to constitute the original sound string of the musical score surface data of the selected original music Are compressed and classified into groups equal to or less than the number of training fingers, and assigned to each training finger; It is a sound score data generation system for a musical instrument for assisting finger movement function recovery, which includes a download means for downloading music score data.
  • the third generation means is configured to provide a dedicated musical score data generation system separately from the finger movement function recovery support musical instrument and download it from the system to a personal computer or a smartphone.
  • the musical score data is transferred from the personal computer or smartphone to the finger motor function recovery support instrument.
  • the configuration in the case of the third generation means includes an original song selection receiving unit that receives selection of an original song by a user, and each of the sounds used in the original sound string of the selected musical score data of the original song Are compressed and classified into groups equal to or less than the number of training fingers and assigned to each training finger, and the used sound number compression conversion is performed on the computer terminal or communication terminal of the user via the network
  • the musical instrument for supporting the recovery of the finger movement function of the present invention it is possible to support the rehabilitation of the training finger through playing the music by urging each training finger to press the operation key via the guide member. Since the music can be played, it is possible to obtain a sense of achievement and fun of playing the music along with finger movements, and the effect that rehabilitation can be continued for a long time is also obtained.
  • the control unit detects the ratio of the number of occurrences of the used sound in the sound string in the musical score data, and according to the training amount ratio data, the training finger having the higher training amount ratio uses the higher number of occurrences in the sound string.
  • the number of used sounds constituting the sound string means the number of sounds used in the music, for example, “De, Les, Mi” among the seven scales of “Doremi Fasolashi”. If the music is composed of only three tones, the number of sounds used in the scale is “3”, and the so-called “Ato-Tenki-na-a-are” is “Relereradade Dreed”. The description will be made assuming that the number is “2”.
  • FIG. 1 is a block diagram simply showing an example of the configuration of a musical instrument 100 for supporting the recovery of finger motor function according to the present invention.
  • FIG. 2 shows an example of the outer shape of the musical instrument 100 for supporting the recovery of finger motor function according to the present invention.
  • the musical instrument 100 for supporting finger movement function recovery includes a musical instrument main body 110, operation keys 120, a guide member 130, a storage unit 140, a sound output unit 150, an input unit 160, and a control unit 170. It becomes the composition.
  • the musical instrument main body 110 is a frame on which each component is mounted, and the shape thereof is not particularly limited, but what the user supports is preferably a general shape that the user can easily hold.
  • the frame is a substantially spherical body as shown in FIG.
  • the material may be a strong material, for example, plastic.
  • the size is not particularly limited, but if it is too large, it is difficult to hold it, and if it is too small, it is difficult to handle, so in the configuration example of FIG.
  • the operation key 120 is one or a plurality of members that are disposed at a position that comes into contact with at least the training finger when the hand is placed along a predetermined position.
  • Examples of the shape of the operation key 120 include a keyboard shape and a button shape.
  • a sensor is incorporated in the operation key 120, and it is detected that the training finger has been pressed, and a detection signal is output to the control unit 150.
  • the control unit 150 receives an output from the operation key 120 and outputs a sound from the sound output unit 150.
  • the guide member 130 is a member incorporated in the operation key 120, and is a member that guides the operation key 120 to be pressed by the user by causing a change felt by any of the five senses of the user.
  • LED light emitting elements, vibration vibration elements, etc. LED light emitting elements can be recognized by the user's vision by emitting light
  • vibration vibration elements can be recognized by the user's tactile sense by vibrating. Can be made.
  • the storage unit 140 is a part that stores musical score data, and is, for example, a semiconductor storage element.
  • the controller 170 is configured to allow access for inputting / outputting musical score data.
  • a plurality of musical score data are stored in advance in the storage unit 140.
  • a configuration including a compression classification processing unit and a configuration in which a musical piece is dynamically selected and musical score data is downloaded to the storage unit 140 from the outside will be described. The musical score data will be described later in detail.
  • the sound output unit 150 is a part that outputs a sound assigned to each operation key 120.
  • the sound output unit 150 includes a piano sound source or an organ sound source and outputs sound through a speaker.
  • the input unit 160 is a part that accepts input of the training amount ratio data through rehabilitation according to the obstacle for each training finger.
  • the amount of exercise of the training fingers in rehabilitation is case-by-case, and there may be cases where you want to increase the amount of exercise for fingers with a high degree of disability. In some cases. Therefore, data input is accepted in order to specify how much the finger is moved for each training finger. For example, “Left thumb training rate 45%, index finger training rate 28%, middle finger training rate 17%, ring finger training rate 7%, little finger training rate 3%” Enter the percentage of training amount for each training finger.
  • the control unit 170 is a part that performs various controls. There are the following controls. The first control is to activate the guide member 130 in the operation key 120 to be pressed next based on the musical score data in accordance with the music performance. Second, there is a control for receiving a pressing detection signal of the operation key 120 by the user and controlling the sound output unit 150 to output a sound assigned to each operation key 120. Thirdly, the user freely selects the music that the user wants to play, detects the appearance ratio of the use sound that appears in the music, and presses the training finger press ratio and the use sound that are designated via the input unit 160 There is a control for determining the use sound in the music and the assignment to the operation key so that the appearance ratios generally match.
  • the ratio of the number of occurrences of the use sound in the sound string in the musical score surface data is detected, and the use sound in the sound string having the higher appearance frequency ratio is detected as the training finger having the higher training amount ratio according to the training amount ratio data. assign.
  • the above is the basic configuration of the musical instrument 100 for assisting finger motor function recovery.
  • the number of keys used in the musical instrument 100 for supporting the recovery of the finger motor function is 10 for supporting rehabilitation, so that a maximum of 10 keys may be used. If you have only one finger, you only need to have up to five sounds. In addition, since the finger may be lost due to an injury or the like, it is necessary to limit the number of sounds corresponding to the number of training fingers. Therefore, if the musical score surface data has a small number of sounds whose number of used sounds in the sound string constituting the music is equal to or less than the number of training fingers, it can be used as it is. Some singing songs are composed of only 5 or less sounds.
  • the present invention it is devised to capture even when the number of sounds used in the sound sequence constituting the original music is larger than the number of training fingers.
  • the musical score surface data after compression classification processing is generated by classifying each used sound into a group equal to or less than the number of training fingers.
  • the number of keys to be pressed is adjusted according to the training amount of each training finger.
  • FIG. 3 shows sound score data of the song “Winter Scenery”. It is arranged so that it can be easily played with one hand.
  • the musical score surface data of the song “Winter Scenery” of this arrangement version the number of used sounds in the sound train constituting the music is 16 as shown in FIG. For convenience of explanation, the numbers of these used sounds are numbered from 1 to 16.
  • the operation key assignments of 16 used sounds are compressed to a training index that requires rehabilitation.
  • the 16 used sounds of the song “Winter Scenery” are assigned to the five operation keys, thereby enabling music performance with one hand and supporting rehabilitation.
  • each training finger is the thumb, index finger, middle finger, ring finger, and little finger of the left hand, and the proportion of each training amount is “45%, 28%, 17%, 7%, 3%”.
  • the operation key that contacts the thumb is the A button
  • the operation key that contacts the index finger is the B button
  • the operation key that contacts the middle finger is the C button
  • the operation key that contacts the ring finger is the D button
  • the operation key that contacts the little finger is the E button.
  • use sound No. 1 to use sound No. 16 are compressed and assigned to five groups A to E, and the assignment for each group is close to “45%, 28%, 17%, 7%, 3%”.
  • Assign as follows the sound Nos. 7, 11, 13, 14, and 15 are assigned to the A button as the first group, and the sounds No. 12, 6, and 10 are assigned to the B button as the second group.
  • No. 3 is assigned to the C button as the third group, No. 3, 4, 8, 9, 16 is assigned to the C button, and No. 1 and No. 5 are assigned to the D button as the fourth group.
  • Use sound No. 2 is assigned to the E button as the fifth group.
  • the A button is 39 times
  • the B button is 25 times
  • the C button is 14 times
  • the D button is 6 times
  • the E button is 2 times.
  • a table is shown in FIG. As shown in the upper table of FIG. 5, the number of times the A button is pressed is 45%, which roughly matches the ratio of the thumb training amount of 45%. In addition, the number of times the B button is pressed is 29%, which roughly matches the index finger training amount ratio of 28%. In addition, the number of times the C button is pressed is 16%, which roughly matches the ratio of the middle finger training amount of 17%. The number of times the D button is pressed is 7%, which roughly matches the rate of 7% of the ring finger training amount. In addition, the number of times the E button is pressed is 3%, which roughly matches the 3% ratio of the little finger training amount.
  • the lower table of FIG. 5 represents the relationship between the operation keys and the assigned sounds shown in the upper table of FIG. 5 as a sound string.
  • the buttons of the operation keys are D, E, C, C, D, B, A, C, C in the order of use sound No. 1, No. 2,. , B, A, B, A, A, A, C.
  • the operation order of the operation keys is determined according to the melody of the song “Winter scenery”.
  • FIG. 6 shows operation keys displayed along the melody of the song “Winter Scenery”.
  • the first operation key 120 assigned to the first sound is the A button, and the control unit 170 is incorporated in the operation key 120 of the A button.
  • the guide member 130 By activating the guide member 130, the user is prompted to press the operation key 120 for the A button.
  • the operation key 120 assigned to the second sound of the song “winter scenery” is also the A button, and the control unit 170 is again a guide member incorporated in the operation key 120 of the A button.
  • the control unit 170 is again a guide member incorporated in the operation key 120 of the A button.
  • the user is prompted to press the operation button 120 of the A button.
  • “A”, “A”, “A”, “A”, “B”, “A”, “B”, “B”, “C”, “B”, “C” The operation key to be pressed continues to be guided.
  • FIG. 7 is a diagram simply showing how the user supports the rehabilitation by playing music using the musical instrument 100 for supporting the recovery of finger motor function of the present invention during the rehabilitation.
  • the training finger is for both hands when the finger extends over both hands.
  • the user presses the training finger following the operation key 120 to be pressed by the light emission or vibration of the guide member. It is intended to perform rehabilitation.
  • the operation keys 120 are assigned so that the proportion of the training amount determined for each training finger is obtained, so that necessary rehabilitation is ensured for each training finger. Since the music is selected according to the user's preference, the user can perform rehabilitation through music performance without being relatively bored.
  • the first pattern is a configuration in which all the modules of the compression classification processing unit are provided in the musical instrument for supporting the recovery of the finger motor function.
  • the second pattern includes a musical instrument and a server for supporting finger movement function recovery on the network, a part of the module of the compression classification processing unit is provided on the musical instrument side for supporting the finger movement function recovery, and the remaining part is the server side. This is a configuration prepared for.
  • the third pattern includes a musical instrument, a server, and a user terminal for supporting finger motor function recovery on a network, a part of the compression classification processing module is provided in the user terminal, and the remaining compression classification processing module Is a configuration example provided with the server side.
  • FIG. 8 is a block diagram simply showing a configuration example of the musical instrument 100a for supporting the recovery of finger movement function according to the first pattern.
  • the musical instrument 100 a for supporting the recovery of finger movement function includes a musical instrument main body 110, operation keys 120, a guide member 130, a storage unit 140, a sound output unit 150, an input unit 160, and a control unit 170.
  • the compression classification processing unit 180a is provided.
  • Each configuration from the instrument main body 110 to the control unit 170 may be the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted here.
  • the compression classification processing unit 180a includes an original song selection receiving unit 181a, a compression classification processing execution unit 182a, and a musical score surface data writing unit 183a.
  • the original song selection receiving unit 181a is a part that receives selection of an original song by the user. The user can select a song to be played within a selectable range.
  • the means for accepting the musical score data of the original music selection accepting unit 181a is not particularly limited. For example, it may be a means having an external input means of a USB terminal and transferring the musical score data from the outside via the USB terminal. In recent years, electronic devices capable of inputting / outputting musical score data of smartphones and IC recorders have become widespread, and output data of these electronic devices can be input from a USB terminal.
  • the compression classification processing execution unit 182a analyzes each sound used in the original musical string of the original musical score data received via the original music selection receiving unit 181a, and compresses it into a group equal to or less than the number of training fingers. A compression classification process for performing classification is performed and assigned to each training finger. During the compression classification process, the compression classification process execution unit 182a assigns the ratio of the number of appearances of sounds assigned to each training finger during performance along the melody so that it substantially matches the ratio of the training amount for each training finger. . Since the contents of the compression classification process have been described in the first embodiment, they are omitted here.
  • the musical score surface data writing unit 183a is a part that stores the musical score surface data after the compression classification processing by the compression classification processing execution unit 182a in the storage unit 140. Note that a system in which the musical score data writing unit 183a delivers the musical score data to the control unit 170 and stores it in the storage unit 140 via the control unit 170 may be used.
  • FIG. 9 is a block diagram simply showing a configuration example in which the musical instrument 100b and the server 200b for supporting finger motor function recovery are provided on the network according to the second pattern.
  • the original song selection receiving unit 181b is in the musical instrument 100b for supporting the recovery of finger movement function
  • the compression classification processing execution unit 182b and the musical score surface data writing unit 183b are on the server 200b side. It is divided into two parts.
  • the musical instrument 100b for supporting the finger movement function recovery may be the same as that of the first embodiment except that the musical piece selection receiving unit 181b and the network communication unit 190 are provided, and detailed description of each other unit will be omitted.
  • the original music selection receiving unit 181b is a part that receives the selection of the original music by the user, and transmits the music selection data to the server 200 via the network communication unit 190.
  • the accepting means of the original song selection accepting unit 181b is not particularly limited. For example, a small monitor and a selecting means are mounted, and a favorite song is selected from the songs displayed on the monitor by the selecting means. Send data.
  • the server 200b includes a compression classification processing execution unit 182b and a musical score surface data writing unit 183b.
  • the compression classification processing execution unit 182b may be the same as the compression classification processing execution unit 182a shown in FIG.
  • the music score data writing unit 183b is a part that stores the musical score data after the compression classification processing by the compression classification processing execution unit 182b in the storage unit 140. Note that the musical score surface data writing unit 183b transmits the musical score surface data to the storage unit 140 by transmitting the musical score surface data writing unit 183b to the musical instrument 100b for supporting the recovery of finger movement function through the network communication unit 190.
  • FIG. 10 is a block diagram simply showing a configuration example according to the third pattern, in which the musical instrument 100c, the user terminal 300c, and the server 200c for supporting finger motor function recovery are provided on the network.
  • the modules of the compression classification processing unit shown in FIG. 8 the original music selection receiving unit 181c and the musical score data writing unit 183c are in the user terminal 300c, and the compression classification processing execution unit 182c is separated on the server 200c side. It has become.
  • the musical instrument 100c for supporting the recovery of the finger motor function may be the same as that of the first embodiment, and detailed description of other parts will be omitted.
  • the user terminal 300 is a terminal carried by the user, such as a smartphone, a mobile phone, or a personal computer, and includes an original song selection receiving unit 181c, a musical score surface data writing unit 183c, and a network communication unit 190.
  • the original music selection receiving unit 181c is a part that receives the selection of the original music by the user, and transmits the music selection data to the server 200 via the network communication unit 190.
  • the receiving means of the original song selection receiving unit 181c is not particularly limited, but the user terminal is equipped with a monitor and an input means, and a favorite song is selected by the selecting means from among the songs displayed on the monitor.
  • the selection data is transmitted. If it is a smart phone, the monitor has a touch panel function and can be selected by pressing the music displayed on the monitor with a finger.
  • the original song selection receiving unit 181c transmits the song selection data to the server 200 via the network communication unit 190.
  • the compression classification processing execution unit 182c may be the same as the compression classification processing execution unit 182a shown in FIG.
  • On the server 200c each used sound constituting the original sound string of the original musical score data is analyzed, and a compression classification process is performed for compressing and classifying the sound into groups equal to or less than the number of training fingers.
  • the compression classification processing execution unit 182c transmits the musical score surface data after the compression classification processing from the server 200c to the user terminal 300c via the network communication unit 190.
  • the music score data writing unit 183c receives the sound score data compressed and classified by the compression classification processing execution unit 182c of the server 200c from the server 200c, and thereafter stores the musical score data on the storage unit 140 of the musical instrument 100c for supporting the recovery of finger movement functions. This is the part where music score data is written and stored.
  • the musical score surface data of the compression classification processing of the music desired by the user is stored in the storage unit 140 of the musical instrument 100 for supporting the recovery of finger movement function. Memorized and ready for use. The user can perform rehabilitation by playing the music specified by the user.
  • the present invention can be widely applied as a device that supports rehabilitation for supporting the recovery of finger motor function.
  • FIG. 5 is a diagram showing a table of ratios of sounds appearing in the melody of the song “Winter Scenery” of the arrangement version and pressing of each button, and a diagram expressing a relationship between operation keys and used sounds as a sound string.

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Abstract

【課題】　手指の運動機能が低下している患者に対して、各指の障害度合いに応じた手指の運動量が確保できる楽曲演奏を可能とする。 【解決手段】　リハビリテーションが必要な指を訓練指とし、手を所定位置に沿えれば少なくとも前記訓練指に当接する位置に配置されている一または複数の操作キー１２０と、利用者に感得される手段で前記利用者に押下されるべき操作キー１２０をガイドするガイド部材１３０と、元の音列を構成する使用音数が訓練指の数より多い場合において各々の使用音を訓練指の数以下のグループに圧縮して分類した圧縮分類処理後の音楽譜面データを記憶する記憶部１４０と、音楽譜面データ中の各構成音と操作キー１２０とを対応付け、楽曲演奏の流れに沿って次に押下する操作キー１２０を選定し、それに組み込まれたガイド部材１３０を起動する制御部１７０を備える。

Description

手指運動機能回復支援用の楽器および片手演奏用音楽譜面データの生成システム
　本発明は、手指の運動機能障害を患う方を対象としてその手指の運動機能回復を支援するための楽器に関する。特に両手ばかりでなく、片手の手指の運動機能回復に効果を発揮する楽器に関する。
　手指の運動機能回復のためのリハビリテーションは広く普及している。手指の運動機能の低下の原因はさまざまであるが、例えば、事故などによる外傷、脳溢血や脳梗塞等の病気による脳の一部損傷、加齢による筋肉の委縮などがある。手指の運動機能が低下した状態となった患者に対して、手指の運動機能回復のためにリハビリテーションが施される。
　手指の運動機能回復のためのリハリビテーションは一般には長期間を要し、手指の運動機能回復のための運動メニューを日々繰り返し行う必要がある。従来のリハリビテーションは療養施設内での医師や看護師などの指導に基づく手指の曲げ伸ばしの繰り返しや簡単な遊び道具を用いた単純運動の繰り返しなどの療法が多い。そのためリハビリテーションを受ける人達にとって、それらの単調な運動は自ら積極的に取り組める面白味がなく長続きしないことから、患者によってはリハビリテーションの効果が充分には現れにくいという問題があった。
　例としては少ないが、楽しみながら継続しやすいリハビリテーションとして楽器を使用する療法がある。楽器は手指を用いて演奏するので手指の運動機能の回復につながる上、障害者が楽器演奏を通じて音楽を奏でるという喜びや演奏できた際の達成感を得ることができ、単調な手指の曲げ伸ばしのリハビリテーション療法よりも長続きすると言われている。なお、楽器には様々なものがあるが、手指の運動機能回復向けのリハビリテーションには指先を動かす鍵盤楽器が最適であると考えられる。しかしながら、かならずしも患者は楽器の演奏経験がある者、譜面が読める者とは限らない。このように鍵盤楽器がリハビリテーションに優れたものであることは分かっていても、手足に障害をもつ人達には汎用のピアノなどの鍵盤楽器を用いたリハビリテーションは困難であると考えられていた。
　そのため、従来の鍵盤楽器に対する改良も試みられている例もある。下記のように、リハビリテーション向けに楽器演奏をアシストする機能のついた鍵盤楽器がいくつか提案されている。
　第１の例は、光点灯式のナビゲーションが付いたキーボードが知られている。初心者用のキーボードとして曲の進行に従って鍵に内蔵されたＬＥＤ照明が点灯し、その点灯に従って鍵を弾くキーボードである。この光点灯式のナビゲーションが付いたキーボードには、練習曲用の音楽譜面データが記憶されており、制御装置が曲の進行にともなって次に押すべきキーに内蔵されているＬＥＤ照明を点灯させるようになっているものである。
　第２の例は、特開２０００－２４２１６１号の鍵盤楽器が知られている。特開２０００－２４２１６１号の鍵盤楽器は、図１１に示すように、鍵盤楽器本体１と、鍵盤楽器の前に配設したモニタ４を備えた構成となっている。上級者の弾く鍵盤楽器の指使いを映像として記録しておき、その映像を鍵盤楽器１の前方に設置したモニタ４に映し出し、それを見ながら上級者と同じ指使いで鍵盤楽器の練習をするというものである。なお、上級者の弾く鍵盤楽器の鍵に符号を付しておき、その符号と同一の符号を鍵盤楽器本体１の鍵盤５にも付しておく工夫も開示されている。
　第３の例は、いわゆる“コンサートマジック機能”のついたものである。例えば特開平１０－１９８３６０号のものがある。“コンサートマジック機能とは、楽器演奏者の押鍵のタイミングで音符データを自動演奏データメモリから読み出し、この音符データに基づいて出音を開始させる機能である。図１２に示すように、電子楽器８００においては、鍵盤８０１は単に出音タイミングを与える手段として使用され、楽器演奏者は、曲の出音すべきタイミングに合わせて、鍵盤８０１の何れか任意の鍵を押すことにより、自動演奏を進行させることができる。すなわち、コンサートマジック機能付きの電子楽器８００は、演奏者が出音タイミングを鍵盤８０１で指示することによって自動演奏が進行するので、自分が演奏をしているという満足感を得ることができるものとなっている。
特開２０００－２４２１６１号公報 特開平１０－１９８３６０号公報
　しかし、上記従来技術における、リハビリテーション向けの改良を施した鍵盤楽器に対しては以下の問題があった。
　リハビリテーションが必要な患者は必ずしも両手が均等に障害を負っているとは限らず、むしろ右手、左手のいずれかに重い障害が残り、その障害が残った側の手指の運動機能回復が求められる場合も多い。そのため、基本的には片手に集中した手指の運動機能回復に効果がある楽器となるよう配慮する必要がある。
　また、リハビリテーションが必要な患者の手指の運動能力はかなり落ちているため、健常者ができる手指の動きをそのままシミュレートすることは基本的に無理があるという点を配慮する必要がある。
　これらの点に配慮しつつ上記従来のリハビリテーション向けの改良を施した鍵盤楽器を見ると様々な問題点が見えてくる。
　まず、上記第１の改良品である光点灯式のナビゲーションが付いたキーボードでは、キーボードの鍵盤配置はいわゆる通常の配置となっており、特段リハビリテーション向けのものとなっていない。そのため、１オクターブの鍵盤の幅や配置も普及品と同じであり、また、通常はピアノで鍵盤数が８８個の７オクターブ、キーボードで鍵盤数が６１個の５オクターブ程度の音域に対応する鍵盤が標準装備されている。健常者でも１オクターブ内に配列された１３個のキーですら、自由に操るのは難しい場合が多い中、リハビリテーションを必要とする患者にとって１オクターブをまたがる指の動きは極めて難しく、また、７オクターブに及ぶ広範な音域の鍵盤操作はできないためリハビリテーション向けとしては無駄な鍵盤が多すぎると言える。つまり、光点灯式のナビゲーションが付いたキーボードは、楽曲演奏の流れに沿って次に押下する鍵盤を分かりやすく支援できる点は改善されているとはいえ、それは健常者のキーボード演奏の練習向けであり、むしろリハビリテーション向けの楽器としては不向きと言えるものであった。
　次に、上記第２の改良品である特開２０００－２４２１６１号の鍵盤楽器は、モニタ４上に上級者の指の運びの映像が映し出されるため、練習者はそれを追うように指を運んで行けば良いが、しかし、それは上級者の指の運びと同じ指の運びを行うように練習を行うこととなってしまい、手指のリハビリテーション向けの楽器としては不向きである。また、キーボードの鍵盤配置はいわゆる通常の配置となっており、特段リハビリテーション向けのものとなっていない。
　次に、上記第３の改良品である特開平１０－１９８３６０号の鍵盤楽器は、いわゆる“コンサートマジック機能”がついたものであり、任意の鍵盤を押すことでそのキー押下タイミングにて自動演奏データメモリから読み出した音符データに基づいた旋律どおりの出音となるため、手指が自在には動かない患者でも簡単に演奏を行うことができる。しかし、どの鍵盤でも良いため、演奏することに気を取られると自分の動かしやすい指を多用した演奏に陥ってしまうおそれがある。手指のリハビリテーションでは指ごとに障害の重さが異なることも多く、動かしにくい指も適度なタイミングで動かすような演奏とならないとリハビリテーションの施用効果が得られにくい。
　そこで、上記問題に鑑み、本発明は、手指の運動機能が低下している患者に対して、各指の障害度合いに応じた手指の運動量が確保できる演奏を可能とする手指運動機能回復支援用の楽器を提供することを目的とする。
　また、一般向けに作成されている音楽の旋律を変換し、当該手指運動機能回復支援用の楽器を用いて片手でも演奏できるような音楽譜面データを生成することができる演奏用音楽譜面データの生成システムを提供する。
　上記目的を達成するため、本発明の手指運動機能回復支援用の楽器は、前記訓練指に対するリハビリテーションを支援する手指運動機能回復支援用の楽器であって、手を所定位置に沿えれば少なくとも前記訓練指に当接する位置に配置されている一または複数の操作キーと、前記操作キーに組み込まれた、利用者の五感のいずれかに感得される変化を起こして前記利用者に押下されるべき前記操作キーをガイドするガイド部材と、楽曲を構成する音列中の使用音数が前記訓練指の数以下である小音数の音楽譜面データ、または、元の音列を構成する使用音数が前記訓練指の数より多い場合において各々の前記使用音を前記訓練指の数以下のグループに圧縮して分類した圧縮分類処理後の音楽譜面データを記憶する記憶部と、前記記憶部から前記音楽譜面データを読み出して、前記音楽譜面データ中の各構成音と前記操作キーとを対応付け、楽曲演奏の流れに沿って次に押下する前記操作キーを選定し、それに組み込まれた前記ガイド部材を起動する制御部と、前記操作キーごとに割り当てられた音を出音する出音部を備えた構成とする。
　上記構成により、各々の訓練指に対してガイド部材を介して操作キーの押下を促し、楽曲演奏を通じた訓練指のリハビリテーションを支援することができる。楽曲演奏ができるため、指の運動とともに楽曲演奏と言う達成感、面白さも得られ、リハビリテーションが長く継続しやすくなるという効果も得られる。ここで、一般の楽曲などは楽曲を構成する音列中の使用音数が多く、健常者でも指運びが容易ではない操作が求められるが、記憶部には小音数の音楽譜面データまたは圧縮分類処理後の音楽譜面データが記憶されているので、訓練指がようやく押下できるような状態であっても楽曲としての演奏が可能なものとなる。
　ここで、訓練指が左手または右手のいずれかの片手のみであれば、片手での楽曲演奏を通じて片手のリハビリテーションを支援するものとなり、操作キーが当該片手を所定位置に沿えればすべての訓練指に当接する位置に配置され、小音数の音楽譜面データの音列中の使用音数が５音以下、または圧縮分類処理後のグループ数が５つ以下となる。
　また、ここで、訓練指が左手および右手にいずれにもあれば、両手での楽曲演奏を通じて両手のリハビリテーションを支援するものとなり、操作キーが両手を所定位置に沿えればすべての訓練指に当接する位置に配置され、小音数の音楽譜面データの前記音列中の使用音数が１０音以下、または圧縮分類処理後のグループ数が１０以下となる。
　さらに、上記構成において、訓練指ごとの障害に応じたリハビリテーションを通じた訓練量の割合データの入力を受け付ける入力部を備えた構成とし、制御部が、音楽譜面データ中の音列中の使用音の出現回数の割合を検出し、訓練量の割合データに従って訓練量の割合の多い訓練指ほど出現回数の割合が多い音列中の使用音を割り当てることが好ましい。
　リハビリテーションにおける訓練指の運動量はケースバイケースである。障害度合いの大きい指の訓練量を多くしたい場合もあれば、障害度合いの大きい指の訓練量が多くなりすぎると疲れが大きくかえってリハビリテーションが続きにくい場合もある。リハビリテーションのメニューは医者や看護師の指導のもと決められるべきである。もしも単にその楽曲の使用音を低音から高音まで順に操作キーに固定的に割り付けた場合、訓練したい指の使用頻度がどの程度になるか保証がなく、選曲が難しくなり、また演奏する曲目が限られてしまうおそれがある。しかし、上記構成によれば、楽曲が自由に選定できる一方、その楽曲で出現する使用音の割り当てを患者の状態、リハビリテーションメニューに応じて動的に行うことができ、訓練指に求められる運動量を確保しつつ、様々な楽曲を選択でき、自分の好きな楽曲の演奏と言う達成感、面白さも得られる上、リハビリテーション効果が得られやすくなる。
　本発明の手指運動機能回復支援用の楽器の概形としては、全体が球体状のものであり、操作キーが球体の表面に配設したものがある。また、全体がいわゆるコンピュータの入力デバイスである“マウス”同様、略半球体状のものであり、操作キーが半球面状の上面側の表面に配設したものがある。
　また、ガイド部材としては照明体、振動体、照明体と振動体の組み合わせがある。照明体が光ると押下すべき操作キーが視認でき、光っている操作キーに当接している指を押下するよう導くことができる。また、振動体が振動すると押下すべき操作キーが感得でき、振動している操作キーに当接している指を押下するよう導くことができる。
　次に、本発明の手指運動機能回復支援用楽器向けの音楽譜面データの生成について述べる。
　第１の生成手段は、手指運動機能回復支援用楽器自体に生成機能を持たせる構成である。
　第１の生成手段の場合、手指運動機能回復支援用楽器自体に、利用者による原曲の選択を受け付ける原曲選定受付部と、前記選定された前記原曲の音楽譜面データの元の音列を構成する各々の使用音を前記訓練指の数以下のグループに圧縮して分類し、各訓練指に割り当てる圧縮分類処理部と、前記圧縮分類処理後の音楽譜面データを前記記憶部に記憶させる音楽譜面データ書き込み部を備え、前記圧縮分類処理部が、前記圧縮分類処理の際に、旋律に沿った演奏中に各訓練指に割り当てた音の出現回数の割合が、前記入力部を介して入力された訓練指ごとの訓練量の割合と略合致するように割り当てる構成となる。
　第２の生成手段は、手指運動機能回復支援用楽器とは別に、専用の音楽譜面データ生成システムを設け、当該システムから手指運動機能回復支援用楽器にダウンロードする構成である。
　第２の生成手段の場合の構成は、利用者による原曲の選択を受け付ける原曲選定受付部と、前記選定された前記原曲の音楽譜面データの元の音列を構成する各々の使用音を前記訓練指の数以下のグループに圧縮して分類し、各訓練指に割り当てる圧縮分類処理部と、手指運動機能回復支援用の楽器の記憶部に対して前記使用音数圧縮変換処理後の音楽譜面データをダウンロードするダウンロード手段を備えた手指運動機能回復支援用楽器向けの音楽譜面データ生成システムである。
　第３の生成手段は、手指運動機能回復支援用楽器とは別に専用の音楽譜面データ生成システムを設け、当該システムからパソコンやスマートフォンにダウンロードする構成である。手指運動機能回復支援用楽器に対しては、当該パソコンやスマートフォンから音楽譜面データを転送する。
　第３の生成手段の場合の構成は、利用者による原曲の選択を受け付ける原曲選定受付部と、前記選定された前記原曲の音楽譜面データの元の音列を構成する各々の使用音を前記訓練指の数以下のグループに圧縮して分類し、各訓練指に割り当てる圧縮分類処理部と、ネットワークを介して前記利用者の持つコンピュータ端末または通信端末に対して前記使用音数圧縮変換処理後の音楽譜面データをダウンロードするダウンロード手段を備えた手指運動機能回復支援用楽器向けの音楽譜面データ生成システムである。
　本発明の手指運動機能回復支援用の楽器によれば、各々の訓練指に対してガイド部材を介して操作キーの押下を促し、楽曲演奏を通じた訓練指のリハビリテーションを支援することができる。楽曲演奏ができるため、指の運動とともに楽曲演奏と言う達成感、面白さも得られ、リハビリテーションが長く継続しやすくなるという効果も得られる。
　制御部が、音楽譜面データ中の音列中の使用音の出現回数の割合を検出し、訓練量の割合データに従って訓練量の割合の多い訓練指ほど出現回数の割合が多い音列中の使用音を割り当てる処理を行うことにより、楽曲が自由に選定できる一方、その楽曲で出現する使用音の割り当てを患者の状態、リハビリテーションメニューに応じて動的に行うことができ、訓練指に求められる運動量を確保しつつ、様々な楽曲を選択でき、自分の好きな楽曲の演奏と言う達成感、面白さも得られる上、リハビリテーション効果が得られやすくなる。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の手指運動機能回復支援用の楽器の実施形態を説明する。ただし、本発明の技術的範囲は以下の実施形態に示した具体的な用途や形状・寸法などには限定されない。
　以下、本発明の手指運動機能回復支援用の楽器１００と、手指運動機能回復支援用楽器向けの音楽譜面データ生成システム２００に分けて説明する。
　リハビリテーションが必要な指を“訓練指”と定義する。また、“音列を構成する使用音数”とは、楽曲で使用される音の種類別の数を意味するものとし、例えば、“ドレミファソラシ”の７音階中、“ド、レ、ミ”の３音のみで構成される楽曲であれば、音階中の使用音数が“３”であり、いわゆる“あーしたてんきになぁーあれー”は“レーレレレードドレードレー”であり音階中の使用音数が“２”となるものとして説明する。
　図１は本発明の手指運動機能回復支援用の楽器１００の構成例を簡単に示すブロック図である。
　図２は本発明の手指運動機能回復支援用の楽器１００の外形の一例である。
　図１の構成に示すように、手指運動機能回復支援用の楽器１００は、楽器本体１１０、操作キー１２０、ガイド部材１３０、記憶部１４０、出音部１５０、入力部１６０、制御部１７０を備えた構成となっている。
　楽器本体１１０は、各構成部材を搭載するフレームであり、その形状は特に限定されないが、利用者が持ち支えるものは利用者が持ちやすい概形であることが好ましい。例えば、この例では、図２に示すように略球状体のフレームとなっている。もちろん他の形状であっても良い。素材は、丈夫な素材であれば良いが、例えば、プラスチックとする。大きさは特に限定されないが、大きすぎると持つことが大変であり、逆に小さすぎると扱いにくいので、図２の構成例ではソフトボール程度の大きさとなっている。
　操作キー１２０は、手を所定位置に沿えれば少なくとも訓練指に当接する位置に配置されている一または複数の部材である。操作キー１２０の形状としては、鍵盤状のものやボタン状のものなどがある。図２の構成例ではボタン状のものとなっている。
　なお、操作キー１２０にはセンサーが組み込まれており、訓練指の押下があったことを検知し、その検知信号を制御部１５０に対して出力する。制御部１５０は後述するように操作キー１２０からの出力を受け、出音部１５０から音を出力する。
　ガイド部材１３０は、操作キー１２０に組み込まれた部材であり、利用者の五感のいずれかに感得される変化を起こして利用者に押下されるべき操作キー１２０をガイドする部材である。例えば、ＬＥＤ発光素子、振動バイブレーション素子などであり、ＬＥＤ発光素子であれば発光することにより利用者の視覚により認識させることができ、振動バイブレーション素子であれば振動することにより利用者の触覚により認識させることができる。
　記憶部１４０は、音楽譜面データを記憶する部分であり、例えば、半導体記憶素子などである。なお、制御部１７０によって音楽譜面データの入出力のためのアクセスができるように構成されている。この構成例では、あらかじめ記憶部１４０に複数の音楽譜面データが記憶済みの構成とする。
　なお、圧縮分類処理部を備える構成や、動的に楽曲を選択して外部からこの記憶部１４０に音楽譜面データをダウンロードする構成については実施例２において説明する。
　また、音楽譜面データについては詳しく後述する。
　出音部１５０は、操作キー１２０ごとに割り当てられている音を出音する部分であり、例えば、ピアノ音源やオルガン音源を備え、スピーカーを介して出音する仕組みである。
　入力部１６０は、訓練指ごとの障害に応じたリハビリテーションを通じた訓練量の割合データの入力を受け付ける部分である。
　リハビリテーションにおける訓練指の運動量はケースバイケースであり、障害度合いの大きい指の訓練量を多くしたい場合もあれば、障害度合いの大きい指の訓練量が多くなりすぎると疲れが大きくかえってリハビリテーションが続きにくい場合もある。そこで、訓練指ごとにどの程度の割合で指を動かすかを指定してもらうため、データの入力を受け付ける。例えば、“左手の親指の訓練量の割合４５％、人差し指の訓練量の割合２８％、中指の訓練量の割合１７％、薬指の訓練量の割合７％、小指の訓練量の割合３％”などの訓練指ごとの訓練量の割合を数値で入力する。
　制御部１７０は、様々な制御を行う部分である。
　大きく分けると以下の制御がある。
　第１には、楽曲演奏に従って、音楽譜面データを基に次に押下すべき操作キー１２０の中のガイド部材１３０を起動する制御がある。
　第２には、利用者による操作キー１２０の押下検知信号を受け取り、出音部１５０を制御し、操作キー１２０ごとに割り当てられている音を出音させる制御がある。
　第３には、利用者により演奏したい楽曲を自由に選定してもらい、その楽曲で出現する使用音の出現割合を検知し、入力部１６０を介して指定された訓練指の押下割合と使用音を出現割合が概ね合致するように、楽曲中の使用音と操作キーへの割り当てを決める制御がある。つまり、音楽譜面データ中の音列中の使用音の出現回数の割合を検出し、訓練量の割合データに従って訓練量の割合の多い訓練指ほど出現回数の割合が多い音列中の使用音を割り当てる。
　以上が手指運動機能回復支援用の楽器１００の基本構成である。
　次に、記憶部１４０に搭載する音楽譜面データについて説明する。
　手指運動機能回復支援用の楽器１００において用いられる使用キーは、リハビリテーションを支援するものであるため最大１０個あれば良い。片手の指のみであれば最大５個の音があれば良い。なお、怪我などによる指の欠損もあり得るため、訓練指の数に相当する数の音に限る必要がある。
　そこで、もともと楽曲を構成する音列中の使用音数が訓練指の数以下である小音数の音楽譜面データであればそのまま用いることができる。一部の唱歌には５音以下の使用音のみで構成されているものがある。
　さらに、本発明では、元の楽曲を構成する音列の使用音数が訓練指の数よりも多い場合でも取り込むように工夫をする。元の楽曲を構成する音列の使用音数が訓練指の数より多い場合において各々の使用音を訓練指の数以下のグループに圧縮して分類した圧縮分類処理後の音楽譜面データを生成する。
　また、本発明では、元の楽曲を構成する音列の使用音数が訓練指の数よりも少ない場合でも、各々の訓練指の訓練量に応じて押下すべきキーの割り当て回数を調整するため、訓練指の数に対応するグループに圧縮するに際して、それらの押下回数が訓練指の訓練量の割り合いに近くなるよう調整して分類した音楽譜面データを生成することができる。
　以下に圧縮変換処理の一例を示す。
　唱歌「冬景色」を例にする。
　図３は、唱歌「冬景色」の音楽譜面データである。なお、片手で演奏しやすいように編曲したものとなっている。
　この編曲版の唱歌「冬景色」の音楽譜面データにおいて、楽曲を構成する音列中の使用音数は図４に示すように１６音ある。説明の便宜のため、これらの使用音の番号を１番から１６番まで番号を振る。
　この使用音１番から使用音１６番までの旋律中の出現回数を割り出すと、図４の下段のようになる。つまり、表中にあるように、使用音１番は２回、使用音２番は２回、・・・、使用音１５番は４回、使用音１６番は１回である。唱歌とはいえ、そのままの旋律を通常のピアノで弾けば１６の使用音を使いつつ複雑な指使いが必要となることが分かる。
　ここで、本発明では、１６の使用音の操作キー割り当てをリハビリテーションが必要な訓練指数まで圧縮する。今、訓練指を左手の親指から小指までの５つとすると、唱歌「冬景色」の１６の使用音を５つの操作キーに割り当てることにより片手での楽曲演奏を可能とし、リハビリテーションを支援する。
　訓練量の割合の多い訓練指ほど出現回数の割合が多くなるような音列中の使用音を割り当て方は様々な決め方があるが、一例を説明する。
　いま、各訓練指が、左手の親指、人差し指、中指、薬指、小指であり、それぞれの訓練量の割合は、“４５％、２８％、１７％、７％、３％”であるとする。
　また、親指に当接する操作キーがＡボタン、人差し指に当接する操作キーがＢボタン、中指に当接する操作キーがＣボタン、薬指に当接する操作キーがＤボタン、小指に当接する操作キーがＥボタンとする。
　ここで、使用音１番から使用音１６番までをＡからＥの５つのグループに圧縮して割り当て、グループごとの割り当てが“４５％、２８％、１７％、７％、３％”に近くなるように割り当てる。この例では、第１グループとしてＡボタンに対して使用音７番、１１番、１３番、１４番、１５番を割り当て、第２グループとしてＢボタンに対して使用音１２番、６番、１０番を割り当て、第３グループとしてＣボタンに対して使用音３番、４番、８番、９番、１６番を割り当て、第４グループとしてＤボタンに対して使用音１番、５番を割り当て、第５グループとしてＥボタンに対して使用音２番を割り当てる。この割り当て後の旋律中における各ボタンに対応する音の出現回数を数えると、Ａボタンは３９回、Ｂボタンは２５回、Ｃボタンは１４回、Ｄボタンは６回、Ｅボタンは２回となる。
　旋律中の出現する音は８６音であるため、各ボタン押下の比率を計算すると、Ａボタンは３９回／８６回＝４５％、Ｂボタンは２５回／８６回＝２９％、Ｃボタンは１４回／８６回＝１６％、Ｄボタンは６回／８６回＝７％、Ｅボタンは２回／８６回＝３％となる。
　表にすると図５のようになる。
　図５の上の表に見るように、Ａボタンの押下回数は４５％となり、親指の訓練量の割合４５％と概ね合致する。また、Ｂボタンの押下回数は２９％となり、人差し指の訓練量の割合２８％と概ね合致する。また、Ｃボタンの押下回数は１６％となり、中指の訓練量の割合１７％と概ね合致する。Ｄボタンの押下回数は７％となり、薬指の訓練量の割合７％と概ね合致する。また、Ｅボタンの押下回数は３％となり、小指の訓練量の割合３％と概ね合致する。
　この図５の上表に示した操作キーと使用音の割り当ての関係を音列として表現したものが図５の下表である。図５の下表に示すように、使用音１番、２番、・・・、１６番の順に、操作キーのボタンは、Ｄ、Ｅ、Ｃ、Ｃ、Ｄ、Ｂ、Ａ、Ｃ、Ｃ、Ｂ、Ａ、Ｂ、Ａ、Ａ、Ａ、Ｃとなる。
　このように操作キーと使用音の割り当ての関係がある場合、唱歌「冬景色」の旋律に沿って操作キーの操作順が決まる。
　図６は、唱歌「冬景色」の旋律に沿って操作キーを表示したものである。
　唱歌「冬景色」の楽曲演奏が始まると、１音目の音に対して割り付けられている最初の操作キー１２０はＡボタンであり、制御部１７０はＡボタンの操作キー１２０の内部に組み込まれているガイド部材１３０を起動させることにより利用者にＡボタンの操作キー１２０の押下を促す。
　次に、唱歌「冬景色」の２音目の音に対して割り付けられている操作キー１２０もＡボタンであり、制御部１７０は再度Ａボタンの操作キー１２０の内部に組み込まれているガイド部材１３０を起動させることにより利用者にＡボタンの操作キー１２０の押下を促す。
　３音目からも順に“Ａ”、“Ａ”、“Ａ”、“Ａ”、“Ｂ”、“Ａ”、“Ｂ”、“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｂ”、“Ｃ”と押下すべき操作キーの誘導が続いて行く。
　図７は、実際に利用者がリハビリテーション中に本発明の手指運動機能回復支援用の楽器１００を用いて楽曲を演奏してリハビリテーションを支援する様子を簡単に示した図である。この構成例では、訓練指が両手にまたがっている場合の両手向けのものとなっている。図７に示すように、利用者が両手で手指運動機能回復支援用の楽器１００を持ちつつ、ガイド部材の発光や振動に導かれて押下すべき操作キー１２０を追って訓練指を押下することによりリハビリテーションを行うものとなっている。
　その際、どのような楽曲を選択しても、訓練指ごとに決められた訓練量の割合となるように操作キー１２０が割り当てられているので、訓練指ごとに必要なリハビリテーションが確保される。楽曲は利用者の好みに応じて選択されているため、利用者は比較的飽きることなく音楽演奏を通じたリハビリテーションを行うことができる。
　実施例２として、圧縮分類処理部を備える構成について説明する。
　圧縮分類処理部を備える構成として３パターン紹介する。
　第１のパターンは、手指運動機能回復支援用の楽器の中に圧縮分類処理部のすべてのモジュールを備えた構成である。
　第２のパターンは、ネットワーク上に手指運動機能回復支援用の楽器とサーバーを備え、圧縮分類処理部のモジュールの一部を手指運動機能回復支援用の楽器側に設け、残りの部分をサーバー側に備えた構成である。
　第３のパターンは、ネットワーク上に手指運動機能回復支援用の楽器とサーバーと利用者端末を備え、圧縮分類処理部のモジュールの一部を利用者端末に設け、残りの圧縮分類処理部のモジュールをサーバー側に備えた構成例である。
　まず、第１のパターンを説明する。
　図８は第１のパターンにかかる手指運動機能回復支援用の楽器１００ａの構成例を簡単に示すブロック図である。
　図８の構成に示すように、手指運動機能回復支援用の楽器１００ａは、楽器本体１１０、操作キー１２０、ガイド部材１３０、記憶部１４０、出音部１５０、入力部１６０、制御部１７０に加え、圧縮分類処理部１８０ａを備えた構成となっている。
　楽器本体１１０から制御部１７０までの各構成は実施例１と同様で良く、ここでの説明は省略する。
　圧縮分類処理部１８０ａは、原曲選定受付部１８１ａ、圧縮分類処理実行部１８２ａ、音楽譜面データ書き込み部１８３ａを備えた構成となっている。
　原曲選定受付部１８１ａは、利用者による原曲の選択を受け付ける部分である。利用者は選択可能な範囲で演奏したい曲を選定することができる。
　原曲選定受付部１８１ａの音楽譜面データの受付手段は特に問われないが、例えば、ＵＳＢ端子の外部入力手段を持ち、ＵＳＢ端子を介して外部から音楽譜面データを受け渡す手段でも良い。近年スマートフォンやＩＣレコーダーの音楽譜面データの入出力が可能な電子機器が普及しており、これら電子機器の出力データをＵＳＢ端子から入力することができる。
　圧縮分類処理実行部１８２ａは、原曲選定受付部１８１ａを介して受け付けた原曲の音楽譜面データの元の音列を構成する各々の使用音を分析し、訓練指の数以下のグループに圧縮して分類する圧縮分類処理を施し、各訓練指に割り当てるものである。圧縮分類処理実行部１８２ａは圧縮分類処理の際に、旋律に沿った演奏中に各訓練指に割り当てた音の出現回数の割合が、訓練指ごとの訓練量の割合と略合致するように割り当てる。この圧縮分類処理の処理内容については実施例１において説明したのでここでは省略する。
　音楽譜面データ書き込み部１８３ａは、圧縮分類処理実行部１８２ａで圧縮分類処理後の音楽譜面データを記憶部１４０に記憶させる部分である。なお、音楽譜面データ書き込み部１８３ａが音楽譜面データを制御部１７０に受け渡して制御部１７０を介して記憶部１４０に記憶させる方式でもよい。
　次に、第２のパターンを説明する。
　図９は、第２のパターンにかかる、ネットワーク上に手指運動機能回復支援用の楽器１００ｂとサーバー２００ｂを備えた構成例を簡単に示すブロック図である。
　図８で示した圧縮分類処理部のモジュールのうち、原曲選定受付部１８１ｂが手指運動機能回復支援用の楽器１００ｂにあり、圧縮分類処理実行部１８２ｂと音楽譜面データ書き込み部１８３ｂがサーバー２００ｂ側に分かれた構成となっている。
　手指運動機能回復支援用の楽器１００ｂは、原曲選定受付部１８１ｂとネットワーク通信手段１９０を備える以外は、実施例１と同様で良く、それら他の各部の詳しい説明は省略する。
　原曲選定受付部１８１ｂは、利用者による原曲の選択を受け付ける部分であり、ネットワーク通信手段１９０を介して、サーバー２００に対して楽曲の選定データに送信する。
　原曲選定受付部１８１ｂの受付手段は特に問われないが、例えば、小さなモニタと選択手段が搭載されており、モニタ上に表示される楽曲のうち好みの楽曲を選択手段で選定し、その選定データを送信する。
　サーバー２００ｂは、圧縮分類処理実行部１８２ｂと、音楽譜面データ書き込み部１８３ｂを備えた構成となっている。
　圧縮分類処理実行部１８２ｂは図８に示した圧縮分類処理実行部１８２ａと同様で良い。
　音楽譜面データ書き込み部１８３ｂは、圧縮分類処理実行部１８２ｂで圧縮分類処理後の音楽譜面データを記憶部１４０に記憶させる部分である。なお、音楽譜面データ書き込み部１８３ｂはネットワーク通信手段１９０を介して、手指運動機能回復支援用の楽器１００ｂに対して送信し、記憶部１４０に音楽譜面データを書き込む。
　次に、第３のパターンを説明する。
　図１０は、第３のパターンにかかる、ネットワーク上に手指運動機能回復支援用の楽器１００ｃと利用者端末３００ｃとサーバー２００ｃを備えた構成例を簡単に示すブロック図である。
　図８で示した圧縮分類処理部のモジュールのうち、原曲選定受付部１８１ｃと音楽譜面データ書き込み部１８３ｃが利用者端末３００ｃにあり、圧縮分類処理実行部１８２ｃがサーバー２００ｃ側に分かれた構成となっている。
　手指運動機能回復支援用の楽器１００ｃは、実施例１と同様で良く、それら他の各部の詳しい説明は省略する。
　利用者端末３００は、利用者が携帯する端末であり、例えば、スマートフォン、携帯電話、パソコンなどであり、原曲選定受付部１８１ｃと音楽譜面データ書き込み部１８３ｃとネットワーク通信手段１９０を備えている。
　原曲選定受付部１８１ｃは、利用者による原曲の選択を受け付ける部分であり、ネットワーク通信手段１９０を介して、サーバー２００に対して楽曲の選定データに送信する。
　原曲選定受付部１８１ｃの受付手段は特に問われないが、利用者端末にはモニタと入力手段が搭載されており、モニタ上に表示される楽曲のうち好みの楽曲を選択手段で選定し、その選定データを送信する。スマートフォンであればモニタにタッチパネル機能が搭載されており、モニタに表示された楽曲を指で押下することにより選定できる。原曲選定受付部１８１ｃはネットワーク通信手段１９０を介して、サーバー２００に対して楽曲の選定データに送信する。
　圧縮分類処理実行部１８２ｃは図８に示した圧縮分類処理実行部１８２ａと同様で良い。サーバー２００ｃ上にて、原曲の音楽譜面データの元の音列を構成する各々の使用音を分析し、訓練指の数以下のグループに圧縮・分類する圧縮分類処理を実行する。
　圧縮分類処理実行部１８２ｃはネットワーク通信手段１９０を介して、サーバー２００ｃから圧縮分類処理後の音楽譜面データを利用者端末３００ｃに送信する。
　音楽譜面データ書き込み部１８３ｃは、サーバー２００ｃの圧縮分類処理実行部１８２ｃにて圧縮分類された音楽譜面データをサーバー２００ｃから受け取り、その後、手指運動機能回復支援用の楽器１００ｃの記憶部１４０に対して音楽譜面データを書き込んで記憶させる部分である。
　上記第１のパターン、第２のパターン、第３のパターンのいずれのパターンでも手指運動機能回復支援用の楽器１００の記憶部１４０に対して利用者が望む楽曲の圧縮分類処理の音楽譜面データが記憶され、利用可能な状態になる。
　利用者は、自分が指定した楽曲を演奏することによりリハビリテーションを行うことができる。
　以上、本発明の手指運動機能回復支援用の楽器の構成を説明したが、本発明の手指運動機能回復支援用の楽器は、発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
　本発明は、手指運動機能回復支援用のリハビリテーションを支援する機器として広く適用することができる。
本発明の手指運動機能回復支援用の楽器１００の構成例を簡単に示すブロック図である。 本発明の手指運動機能回復支援用の楽器１００の外形の例である。 編曲版の唱歌「冬景色」の音楽譜面データを示す図である。 編曲版の唱歌「冬景色」の音楽譜面データにおける楽曲を構成する音列中の使用音数を説明する図である。 編曲版の唱歌「冬景色」の旋律中の出現する音と各ボタン押下の比率を表として示した図および操作キーと使用音の割り当ての関係を音列として表現した図である。 唱歌「冬景色」の旋律に沿った操作キーの操作順を併せて書き込んだ図である。 利用者が手指運動機能回復支援用の楽器１００を用いて楽曲を演奏してリハビリテーションを行う様子を簡単に示した図である。 第１のパターンにかかる手指運動機能回復支援用の楽器１００ａの構成例を簡単に示すブロック図である。 第２のパターンにかかる、手指運動機能回復支援用の楽器１００ｂとサーバー２００ｂを備えた構成例を簡単に示すブロック図である。 第３のパターンにかかる、手指運動機能回復支援用の楽器１００ｃと利用者端末３００ｃとサーバー２００ｃを備えた構成例を簡単に示すブロック図である。 特開２０００－２４２１６１号の鍵盤楽器の構造を示す図である。 特開平１０－１９８３６０号の鍵盤楽器の構造を示す図である。
　１００　手指運動機能回復支援用の楽器
　１１０　楽器本体
　１２０　操作キー
　１３０　ガイド部材
　１４０　記憶部
　１５０　出音部
　１６０　入力部
　１７０　制御部
　１８０　圧縮分類処理部
　１８１　原曲選定受付部
　１８２　圧縮分類処理実行部
　１８３　音楽譜面データ書き込み部
　１９０　ネットワーク通信手段
　２００　サーバー
　３００　利用者端末

Claims (10)

  1. 　リハビリテーションが必要な指を訓練指とし、前記訓練指に対するリハビリテーションを支援する手指運動機能回復支援用の楽器であって、
    　手を所定位置に沿えれば少なくとも前記訓練指に当接する位置に配置されている一または複数の操作キーと、
    　前記操作キーに組み込まれた、利用者の五感のいずれかに感得される変化を起こして前記利用者に押下されるべき前記操作キーをガイドするガイド部材と、
    　音列を構成する使用音数が前記訓練指の数以下である小音数の音楽譜面データ、または、元の音列を構成する使用音数が前記訓練指の数より多い場合において各々の前記使用音を前記訓練指の数以下のグループに圧縮して分類した圧縮分類処理後の音楽譜面データを記憶する記憶部と、
    　前記記憶部から前記音楽譜面データを読み出して、前記音楽譜面データ中の各構成音と前記操作キーとを対応付け、楽曲演奏の流れに沿って次に押下する前記操作キーを選定し、それに組み込まれた前記ガイド部材を起動する制御部を備え、
    　前記操作キーごとに割り当てられた音を出音する出音部と、
    　前記訓練指ごとの障害に応じたリハビリテーションを通じた訓練量の割合データの入力を受け付ける入力部を備え、
    　前記制御部が、前記音楽譜面データ中の前記音列中の使用音の出現回数の割合を検出し、前記訓練量の割合データに従って前記訓練量の割合の多い前記訓練指ほど前記出現回数の割合が多い前記音列中の使用音または前記グループを割り当てることを特徴とする手指運動機能回復支援用の楽器。
  2. 　リハビリテーションが必要な指を訓練指とし、前記訓練指に対するリハビリテーションを支援する手指運動機能回復支援用の楽器であって、
    　利用者による原曲の選択を受け付ける原曲選定受付部と、
    　前記選定された前記原曲の音楽譜面データの元の音列を構成する各々の使用音を前記訓練指の数以下のグループに圧縮して分類し、各訓練指に割り当てる圧縮分類処理部と、
    　前記圧縮分類処理後の音楽譜面データを記憶部に記憶させる音楽譜面データ書き込み部と、
    　手を所定位置に沿えれば少なくとも前記訓練指に当接する位置に配置されている一または複数の操作キーと、
    　前記操作キーに組み込まれた、利用者の五感のいずれかに感得される変化を起こして前記利用者に押下されるべき前記操作キーをガイドするガイド部材と、
    　前記記憶部から前記音楽譜面データを読み出して、前記音楽譜面データ中の各構成音と前記操作キーとを対応付け、楽曲演奏の流れに沿って次に押下する前記操作キーを選定し、それに組み込まれた前記ガイド部材を起動する制御部と、
    　前記操作キーごとに割り当てられた音を出音する出音部を備え、
    　楽曲演奏を通じて訓練指のリハビリテーションを支援する手指運動機能回復支援用の楽器。
  3. 　前記訓練指ごとの障害に応じたリハビリテーションを通じた訓練量の割合データの入力を受け付ける入力部を備え、
    　前記圧縮分類処理部が、前記圧縮分類処理の際に、旋律に沿った演奏中に各訓練指に割り当てた音の出現回数の割合が、前記入力部を介して入力された訓練指ごとの訓練量の割合と略合致するように割り当てることを特徴とした請求項２に記載の手指運動機能回復支援用の楽器。
  4. 　前記訓練指が左手または右手のいずれかの片手のみであり、前記操作キーが、前記片手を前記所定位置に沿えればすべての前記訓練指に当接する位置に配置され、前記小音数の音楽譜面データの前記音列中の使用音数が５音以下、または前記圧縮分類処理後の前記グループ数が５つ以下であり、片手での楽曲演奏を通じて片手のリハビリテーションを支援する請求項１から３のいずれか１項に記載の手指運動機能回復支援用の楽器。
  5. 　前記訓練指が左手および右手にいずれにもあり、前記操作キーが、両手を前記所定位置に沿えればすべての前記訓練指に当接する位置に配置され、前記小音数の音楽譜面データの前記音列中の使用音数が１０音以下、または前記圧縮分類処理後の前記グループ数が１０以下であり、両手での楽曲演奏を通じて両手のリハビリテーションを支援する請求項１から３のいずれか１項に記載の手指運動機能回復支援用の楽器。
  6. 　前記操作キーが球体の表面に配設したものである請求項１乃至５のいずれかに記載の手指運動機能回復支援用の楽器。
  7. 　前記操作キーが半球面状でその上面が掌に沿う曲面体の表面に配設したものである請求項１乃至５のいずれかに記載の手指運動機能回復支援用の楽器。
  8. 　前記ガイド部材が、照明体または振動体のいずれか、または、照明体および振動体の組み合わせである請求項１乃至７のいずれかに記載の手指運動機能回復支援用の楽器。
  9. 　ネットワークを介して利用者による原曲の選択を受け付ける原曲選定受付部と、
    　前記選定された前記原曲の音楽譜面データの元の音列を構成する各々の使用音を前記訓練指の数以下のグループに圧縮して分類し、各訓練指に割り当てる圧縮分類処理部と、
    　前記ネットワークを介して請求項１に記載の手指運動機能回復支援用の楽器の記憶部に対して前記使用音数圧縮変換処理後の音楽譜面データをダウンロードするダウンロード手段を備えた手指運動機能回復支援用楽器向けの音楽譜面データ生成システム。
  10. 　ネットワークを介して利用者による原曲の選択を受け付ける原曲選定受付部と、
    　前記選定された前記原曲の音楽譜面データの元の音列を構成する各々の使用音を前記訓練指の数以下のグループに圧縮して分類し、各訓練指に割り当てる圧縮分類処理部と、
    　前記ネットワークを介して前記利用者の持つコンピュータ端末または通信端末に対して請求項１に記載の手指運動機能回復支援用楽器向けの前記使用音数圧縮変換処理後の音楽譜面データをダウンロードするダウンロード手段を備えた手指運動機能回復支援用楽器向けの音楽譜面データ生成システム。
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