JP2009229640A - 電子楽器用力覚制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 力覚制御を行う電子ピアノにおいて、強押鍵時における反力の立ち上がり速度を向上させる。
【解決手段】 鍵３０の状態を検出するために、通常の位置センサ３５および速度センサ３６の他に加加速度センサ３８を設けた。ソレノイドユニット２０によって付与される反力は、押鍵当初の初期制御期間においては、加加速度信号ｊに対して単調増加する関数によって決定する。初期制御期間経過後は、速度、加速度等に基づいてテーブルを読み出して反力を決定するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子ピアノ等の電子楽器において、良好なタッチ感を鍵等の操作子に付与することができる電子楽器用力覚制御装置に関する。

アコースティックピアノにおいては、弦をハンマで打弦するアクション機構が鍵操作によって駆動されるため、鍵には独特の「タッチ感」が生じる。一方、電子音源によって楽音信号を発生する電子ピアノにおいても、アコースティックピアノと同様のタッチ感を再現することが望まれている。このタッチ感を再現する技術として、アコースティックピアノを模したアクション機構を備えるものと、アクチュエータによって鍵を電気的に付勢することによってタッチ感を再現するものとが知られている。後者のタイプの電子ピアノにおいて上記アクチュエータを制御する技術を「力覚制御」という。

力覚制御においては、鍵に反力を発生させるためのアクチュエータが設けられ、このアクチュエータに供給される電流値によって反力の大きさが増減される。この反力は、押鍵深さ、押鍵速度または加速度等、鍵の操作状態に係る物理量に応じて制御する必要があるため、力覚制御を行う電子ピアノには、鍵の操作状態を検出するためのセンサが設けられている。例えば、特許文献１には、位置センサによって位置情報（鍵の押鍵深さ）を検出し、該位置情報を微分してゆくことにより、速度および加速度を求め、これらの物理量に基づいて反力を制御する技術が開示されている。さらに、特許文献１の段落００３８には、これらの物理量に加えて加加速度を用いてもよい旨が記載されている。但し、同文献には、加加速度を具体的にどのように力覚制御に使用するかについては記載されていない。

また、特許文献２には、光反射型の鍵センサを用いて、位置情報と速度情報とを直接的に取得する技術が開示されている。
次に、特許文献３には、圧電素子を用いて物体の加加速度を測定する技術が開示されている。すなわち、物体に加速度が加えられると、その物体に装着された圧電素子が変形し、圧電素子には加速度に比例した電荷Ｑが発生する。圧電素子の両端を短絡すると、「ｉ＝ｄＱ／ｄｔ」なる短絡電流ｉが流れる。これは加加速度に比例するから、短絡電流ｉを測定することによって加加速度を求めることができる。
また、特許文献４には、鍵の外観を損ねることなく、鍵に各種電気部品（特許文献４にあってはＬＥＤおよびその点灯回路）を配置する技術が開示されている。

特許第３７７２４９１号公報 特開２００５−１９５６１９号公報 特開２００６−２３２８７号公報 特開２００４−９４１６０号公報

しかし、特許文献１に開示された技術によれば、鍵の位置情報（押鍵深さ）の変化が検出されなければ反力が発生しない。その結果、押鍵開始直後、特に強押鍵時において、押鍵深さに対する反力の立ち上がりが遅くなる。また、鍵操作は、人間の感覚器官の中でも鋭敏である指先によって行われる。そのため、反力の立上がりの遅さにより、押鍵開始直後のタッチ感が不自然なように感じられるという問題があった。この問題を解決するためには、レスト位置にある鍵に対してもアクチュエータに電流を供給して予め反力を付与しておく方法が考えられるが、消費電力が多大なものになるという問題が生じる。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、反力の立ち上がりが速く、自然なタッチ感が得られる電子楽器用力覚制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載の電子楽器用力覚制御装置にあっては、電子楽器に設けられ、支点部（３４）を中心に回動可能に支持されるとともに演奏者によって所定方向に回動操作される演奏操作子（３０）と、前記演奏操作子（３０）に設けられ、前記所定方向とは逆方向に前記演奏操作子（３０）を付勢する反力を発生する駆動手段（１３，２０）と、前記演奏操作子（３０）の第１の物理量を測定し、該第１の物理量を表す第１の物理量信号（加加速度信号ｊ）を出力する第１の物理量信号出力手段（３８）と、前記演奏操作子（３０）の第２の物理量を表す第２の物理量信号（ｘ，ｖ，ａ）を出力する第２の物理量信号出力手段（３５，３６）と、前記演奏操作子（３０）の操作が開始された後に所定時間（ｔs）が経過し、または前記演奏操作子（３０）の操作ストロークが所定ストローク（ｘs）に達するまでの期間を初期制御期間とし、該初期制御期間内は前記第１の物理量信号（ｊ）が大となるほど前記反力が大となるように前記駆動手段（１３，２０）を制御する第１の制御手段（ＳＰ４〜ＳＰ１２）と、前記初期制御期間の経過後に、前記第２の物理量信号（ｘ，ｖ，ａ）に基づいて前記駆動手段（１３，２０）に前記反力を発生させる第２の制御手段（ＳＰ１４〜ＳＰ２６）とを有することを特徴とする。
さらに、請求項２記載の構成にあっては、請求項１記載の電子楽器用力覚制御装置において、前記演奏操作子（３０）の操作開始時を基準として、前記第１の物理量信号（ｊ）の立上がりは前記第２の物理量信号（ｘ，ｖ，ａ）の立上がりよりも速いことを特徴とする。
さらに、請求項３記載の構成にあっては、請求項１または２記載の電子楽器用力覚制御装置において、前記第１の物理量信号（ｊ）は加加速度信号であり、前記第１の物理量信号出力手段（３８）は加加速度センサであり、前記第２の物理量信号（ｘ，ｖ，ａ）は、位置（ｘ）、速度（ｖ）、または加速度（ａ）のうち何れかを表す信号であることを特徴とする。
さらに、請求項４記載の構成にあっては、請求項３記載の電子楽器用力覚制御装置において、前記第２の物理量信号出力手段（３５，３６）は、前記演奏操作子（３０）の位置、速度、または加速度を測定するセンサであることを特徴とする。
さらに、請求項５記載の構成にあっては、請求項３記載の電子楽器用力覚制御装置において、前記第２の物理量信号出力手段（３５，３６）は、少なくとも前記演奏操作子（３０）が初期位置（レスト位置）にあるか否かを検出するセンサを含むことを特徴とする。
さらに、請求項６記載の構成にあっては、請求項３記載の電子楽器用力覚制御装置において、前記第２の物理量信号出力手段（３５，３６）は、前記加加速度信号（ｊ）を積分することによって、前記第２の物理量信号（ｘ，ｖ，ａ）を出力することを特徴とする。
さらに、請求項７記載の構成にあっては、請求項３ないし６の何れかに記載の電子楽器用力覚制御装置において、前記第２の物理量信号出力手段（３５，３６）は、位置（ｘ）、速度（ｖ）または加速度（ａ）のうち少なくとも何れか二の物理量を表す物理量信号（ｘ，ｖ，ａ）を出力するものであり、前記第２の制御手段（ＳＰ１４〜ＳＰ２６）は、該二の物理量と前記反力との関係を規定した制御パターンテーブル（４２ａ）を記憶し、該制御パターンテーブル（４２ａ）の読出し結果に基づいて前記駆動手段（１３，２０）に前記反力を発生させるものであることを特徴とする。
さらに、請求項８記載の構成にあっては、請求項３ないし７の何れかに記載の電子楽器用力覚制御装置において、前記加加速度センサ（３８）は、前記演奏操作子（３０）の加速度に応じて変形する圧電素子（３８４）と、該圧電素子（３８４）の所定箇所を接続する線路（１４２）と、該線路（１４２）に流れる電流を測定する電流測定回路（１４４）とから成ることを特徴とする。

本発明によれば、初期制御期間内においては、演奏操作子の加加速度信号が大となるほど反力が大となるように駆動手段を制御し、該初期制御期間の経過後は、該演奏操作子の位置、速度または加速度に基づいて反力を発生させるように駆動手段を制御するから、反力の立ち上がりを速めることができ、自然なタッチ感を実現することができる。

1．実施例のハードウエア構成
1．1．鍵盤部１０の構成
次に、本発明の一実施例の電子ピアノにおける鍵盤部１０の構成を図１を参照し説明する。なお、鍵盤部１０は複数の鍵と、これらの周辺回路とから成るが、図１においては一の鍵あたりの構成を示す。図１において３０は鍵であり、支点部３４を支点として揺動自在になっている。図上、右側が鍵３０の正面になっており、正面側の端部がユーザによって下方向に押下される。鍵３０の後端部の上方には、ソレノイドユニット２０が設けられている。ソレノイドユニット２０の内部において２４はソレノイドであり、導線を略円筒状に巻回して構成されている。また、２２はヨークであり、ソレノイドユニット２０の上下端面および外周面を覆う強磁性体によって構成されている。そして、ヨーク２２およびソレノイド２４によってソレノイドユニット２０の固定子が構成されている。

２６はプランジャであり、強磁性体を略円柱状に形成して成り、ソレノイド２４の中空部分に遊挿されている。プランジャ２６の下面２６ｂからは、さらに小径の円柱状に形成されたシャフト２７が下方に向かって突出しており、その下端には、永久磁石を長方形板状に形成して成る磁石板２８が結合されている。また、鍵３０の上面において磁石板２８に対向する箇所には、永久磁石を長方形板状に形成して成る他の長方形の磁石板３２が固着されている。そして、磁石板２８の下面はＳ極、磁石板３２の上面はＮ極になっており、磁石板２８，３２は、相互に吸着し合う。

次に、鍵３０の前端部の下方には、鍵３０の押鍵速度を検出する速度センサ３６が設けられている。また、鍵３０の後端部の下方には、鍵３０の押下位置を検出する位置センサ３５が設けられている。また、鍵３０の前端部の内部には、鍵３０の加加速度を検出する加加速度センサ３８が埋設されている。１４は加加速度信号出力部であり、加加速度センサ３８の検出信号に基づいて、加加速度信号ｊを出力する。１６は位置信号出力部であり、位置センサ３５の検出信号に基づいて、位置信号ｘを出力する。１８は速度信号出力部であり、速度センサ３６の検出信号に基づいて、速度信号ｖを出力する。

１３は駆動装置であり、ソレノイド２４に電流を供給することによってプランジャ２６を下方向に付勢する。ここで、駆動装置１３からソレノイド２４に供給される電流は、直流電流をＰＷＭ変調したものであり、そのＰＷＭ変調のデューティ比に応じて鍵３０に付与される反力が増減する。１２は駆動制御部であり、後述する指令値Dutyに基づいて、ＰＷＭ変調信号を駆動装置１３に供給する。これにより、ユーザの押鍵操作によって生じる操作子操作力に逆らう方向に駆動力が発生し、その力がユーザの指に「タッチ感」として伝わる。なお、上述したように、図１に示す構成は一の鍵あたりの構成であるため、同図に示す各構成要素は、鍵３０と同数だけ設けられる。

1．2．加加速度センサ３８の詳細構成
次に、図２(a)，(b)を参照し、加加速度センサ３８の詳細を説明する。図２(a)は、図１におけるＡ−Ａ’断面図であり、鍵３０の内壁からは内側に向かって断面長方形状の支持台３０２，３０２が突出している。また、支持台３０２，３０２の上面には、薄板状のダイアフラム３８７の左右両端部が固着されている。ダイアフラム３８７の下面には、略円柱状の錘３８８が固着されており、ダイアフラム３８７の上面には、下電極３８６、ＰＺＴなどの圧電素子３８４、および上電極３８２が順次積層されている。また、上電極３８２および下電極３８６は、加加速度信号出力部１４内の抵抗器１４２の両端に接続されている。１４４は増幅器であり、抵抗器１４２の端子電圧を増幅して出力する。

かかる構成において鍵３０が押下され、鍵３０に下方向への加速度が発生すると、錘３８８は慣性によって従前の位置を保とうするため、加速度に応じてダイアフラム３８７が上方向に膨らむように撓む。そして、圧電素子３８４もダイアフラム３８７に沿って撓むため、圧電素子３８４には、加速度にほぼ比例する電荷Ｑが発生する。この電荷Ｑは、抵抗器１４２を介して放電され、抵抗器１４２には電流Ｉが流れる。ここで、鍵３０の加加速度と電流Ｉとの関係の一例を図２(b)に示す。図２(b)に示すように、鍵３０の加加速度が大きくなると、ダイアフラム３８７が変形限界に達するため、電流Ｉは非線形に変化するが、非線形領域よりも小さい範囲では、電流Ｉは加加速度にほぼ比例する。

その理由は、電流Ｉは電荷Ｑの時間微分（ｄＱ／ｄｔ）に比例し、電荷Ｑは鍵３０の加速度にほぼ比例するから、結果的に電流Ｉが鍵３０の加加速度にほぼ比例するのである。従って、抵抗器１４２の端子電圧もこの加加速度にほぼ比例する。このため、増幅器１４４からは、実際の加加速度にほぼ正確に比例した電圧信号である加加速度信号ｊが出力される。

1．3．制御回路の構成
次に、本実施例の電子ピアノにおける制御回路の構成を図３を参照し説明する。図３において４６はＣＰＵであり、ＲＯＭ４２に記憶されたプログラムに従って、バス５４を介して他の構成要素を制御する。４４はＲＡＭであり、ＣＰＵ４６のワークメモリとして使用される。５０はメモリカード等の外部記憶装置であり、ＲＡＭ４４内の演奏情報等を必要に応じて記憶する。５２は通信インタフェースであり、ＭＩＤＩ信号等の入出力を行う。５６は設定操作部であり、各種設定を行うスイッチおよびノブ等から構成されている。５８は表示装置であり、ユーザに対して各種情報を表示する。６０は音声出力部であり、ＣＰＵ４６から供給された演奏情報に基づいて楽音信号を合成し放音する。

上述したように鍵盤部１０は、加加速度信号ｊ、位置信号ｘおよび速度信号ｖを出力するが、これらの信号はバス５４を介してＣＰＵ４６に供給される。また、ＣＰＵ４６から出力される指令値Dutyは、バス５４を介して鍵盤部１０に供給される。また、ＲＯＭ４２には、ＣＰＵ４６用のプログラムの他、力覚制御を行うための各種テーブルが記憶されている。すなわち、４２ａは制御パターンテーブルであり、位置信号ｘ、速度信号ｖおよび加速度信号ａに基づいて、ソレノイドユニット２０において発生すべき駆動力Ｆを定めるテーブルである。ここで、加速度信号ａは、速度信号ｖを微分することによって得られる。また、４２ｂは出力テーブルであり、駆動力Ｆに基づいて上記指令値Dutyを定めるテーブルである。なお、これらのテーブルの詳細は、「背景技術」に挙げた特許文献１に詳述されている。

2．実施例の動作
次に、本実施例の動作を説明する。
まず、本実施例においては、全ての鍵３０の位置信号ｘがモニタされており、これによって各鍵３０の位置信号ｘがレスト位置を離れたか否か、すなわち押鍵が開始されたか否かが常時監視されている。そして、何れかの鍵３０に対する押鍵の開始が検出されると、その鍵に対して図４に示す力覚制御プログラムが起動される。すなわち、ＣＰＵ４６は、マルチタスクに対応しており、複数の鍵３０が押下されている場合には、これらの鍵毎に図４のプログラムが別プロセスで実行されることになる。

図４において処理がステップＳＰ２に進むと、所定の初期化処理が行われる。次に、処理がステップＳＰ４に進むと、処理対象の鍵３０の位置信号ｘがレスト位置に復帰したか否かが判定される。ここで「ＹＥＳ」と判定されると、処理はステップＳＰ６に進み、対応する駆動装置１３による鍵３０の駆動が停止される。さらに、レスト位置に復帰した鍵３０に対して駆動装置１３の電源をオフ状態にすることにより、実際に押下されている鍵３０に対してのみ駆動装置１３が動作するから、消費電力を一層低減することができる。

一方、鍵３０がレスト位置に復帰していない場合はステップＳＰ４において「ＮＯ」と判定され、処理はステップＳＰ８に進む。ここでは、当該鍵３０の加加速度信号ｊが検出される。次に、処理がステップＳＰ９に進むと、加加速度信号ｊに基づいて、鍵３０に付与されるべき駆動力Ｆが計算されるとともに、出力テーブル４２ｂが参照され、当該駆動力Ｆを発生させるための指令値Duty（ＰＷＭ変調のデューティ比）が読み出される。なお、ステップＳＰ９における計算は、押鍵初期の段階にのみ適用されるものであり、駆動力Ｆおよび指令値Dutyは、加加速度信号ｊに対する単調増加関数になる。

次に、処理がステップＳＰ１０に進むと、計算された指令値Dutyが駆動制御部１２に出力される。これにより、駆動制御部１２においては指令値Dutyに等しいデューティ比を有するＰＷＭ変調信号が駆動装置１３に供給され、ＰＷＭ変調された電流が駆動装置１３からソレノイド２４に供給され、鍵３０に指令値Dutyに応じた駆動力が付与される。次に、処理がステップＳＰ１２に進むと、所定の「初期制御終了条件」が満たされたか否かが判定される。なお、「初期制御終了条件」とは、例えば「押鍵開始時（図４のプログラムの実行開始時）からの経過時間ｔが所定時間ｔsに達した」という条件にするとよい。ここで、所定時間ｔsは、「１ｍｓｅｃ」以下の時間にするとよい。

未だ「初期制御終了条件」が満たされていない場合はステップＳＰ１２において「ＮＯ」と判定され、処理はステップＳＰ４に戻る。以後は、鍵３０がレスト位置に復帰しない限り、初期制御終了条件が満たされるまでステップＳＰ４〜ＳＰ１２の処理が繰り返され、指令値Dutyは、加加速度信号ｊのみに応じた値に設定され、該指令値Dutyに基づいて、駆動制御部１２、駆動装置１３およびソレノイドユニット２０により、鍵３０に対して反力が付与され続ける。

その後、初期制御終了条件が満たされると、処理はステップＳＰ１４に進み、位置信号出力部１６を介して位置信号ｘが検出される。次に、処理がステップＳＰ１６に進むと、速度信号出力部１８を介して速度信号ｖが検出される。次に、処理がステップＳＰ１８に進むと、速度信号ｖを微分することによって加速度信号ａが計算される。次に、処理がステップＳＰ２０に進むと、制御パターンテーブル４２ａから、上記各信号ｘ，ｖ，ａに対応する駆動力Ｆが読み出される。次に、処理がステップＳＰ２２に進むと、出力テーブル４２ｂから、上記駆動力Ｆに対応する指令値Dutyが読み出される。次に、処理がステップＳＰ１０に進むと、計算された指令値Dutyが駆動制御部１２に出力される。これにより、上記ステップＳＰ１０の場合と同様に、鍵３０に指令値Dutyに応じた駆動力が付与される。

次に、処理がステップＳＰ２８に進むと、鍵３０の位置信号ｘがレスト位置に復帰したか否かが判定される。ここで、鍵３０がレスト位置に復帰していない場合は「ＮＯ」と判定され、処理はステップＳＰ１４に戻る。以後は、鍵３０がレスト位置に復帰するまでステップＳＰ１４〜ＳＰ２６の処理が繰り返され、指令値Dutyは、位置信号ｘ、速度信号ｖおよび加速度信号ａに応じた値に設定され、該指令値Dutyに基づいて、駆動制御部１２、駆動装置１３およびソレノイドユニット２０により、鍵３０に対して反力が付与され続ける。一方、鍵３０がレスト位置に復帰すると、ステップＳＰ２６において「ＹＥＳ」と判定され、処理はステップＳＰ２８に進む。ここでは、上記ステップＳＰ６の場合と同様に、駆動装置１３が停止される。

3．実施例の効果
次に、本実施例による効果を図５(a)〜(d)を参照し説明する。なお、図５(a)〜(d)は、アコースティックピアノの鍵を押鍵した場合に当該鍵に現れる加加速度、加速度、速度および押下位置の代表的な例をそれぞれ示すものである。図５(d)において、時刻ｔ0に鍵の押下が開始されると、鍵は徐々に加速し、時刻ｔ3以降になると鍵は等速度的な運動状態になる。ここで、時刻ｔ0〜ｔ3の区間をさらに詳細に分析すると、時刻ｔ0〜ｔ1の区間Ｔaにあっては、ほぼ一定の加加速度で加速度が増加する等加加速度的な運動状態になる。

次の時刻ｔ1〜ｔ2の区間Ｔbにあっては、ほぼ一定の加速度で速度が増加する等加速度的な運動状態になる。さらに次の時刻ｔ2〜ｔ3の区間Ｔcにあっては、ほぼ一定の加加速度で加速度が減少する等加加速度的な運動状態になる。図５(a)〜(d)から明らかなように、他の信号と比較すると、加加速度の立ち上がりはきわめて速い（すなわち押鍵開始からピークに達するまでの時間が最短である）ため、加加速度に基づいて反力を制御すると、特に強押鍵時において反力の立ち上がりを速めることができる。

4．変形例
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
(1)上記実施例においては、位置センサ３５、速度センサ３６および加加速度センサ３８によって鍵３０の運動状態を測定したが、加加速度センサ３８として充分に精度の高いセンサが得られる場合は、位置センサ３５および速度センサ３６を省略してもよい。これは、加加速度信号ｊの精度が高ければ、これを積分してゆくことによって加速度信号ａ、速度信号ｖおよび位置信号ｘを順次得ることができるからである。但し、駆動装置１３のオフ制御（ステップＳＰ６およびＳＰ２８）を行うためには、鍵３０がレスト位置に復帰したか否かを検出する手段は別途設けることが望ましい。これは、積分演算によって位置信号ｘの誤差が蓄積されると、位置信号ｘのみによって鍵３０のレスト位置への復帰を正確に検出することが困難になるためである。なお、この検出手段は、単なるマイクロスイッチなどの接触センサによって実現できる。

本変形例においては、図４の力覚制御プログラムに代えて、図６に示す力覚制御プログラムが用いられる。図６のプログラムにあっては、図４のステップＳＰ１４〜ＳＰ１８に代えて、ステップＳＰ４０〜ＳＰ４６が実行される。他のステップについては、図４のものと同様である。まず、ステップＳＰ４０においては、加加速度センサ３８から加加速度信号ｊが検出される。次に、ステップＳＰ４２にあっては、加加速度信号ｊを積分して加速度信号ａが演算される。次に、ステップＳＰ４４にあっては、加速度信号ａを積分して速度信号ｖが演算される。次に、ステップＳＰ４６にあっては、速度信号ｖを積分して位置信号ｘが演算される。

(2)上記実施例において、ステップＳＰ１２において判定される「初期制御終了条件」とは、「押鍵開始時から所定時間ｔsが経過した」ということであった。しかし、初期制御終了条件の判定には、位置信号ｘを用いてもよい。例えば、「位置信号ｘが所定位置ｘsに達した」ことを初期制御終了条件にしてもよい。また、時間と距離との双方を合わせて、「押鍵開始時から所定時間ｔsが経過し、または位置信号ｘが所定位置ｘsに達した」ことを初期制御終了条件にしてもよい。なお、所定位置ｘsは、位置信号ｘの全ストロークの「１／５」以下の値にしておくと好適である。例えば、鍵３０の先端部分における全ストロークが「１０ｍｍ」であったとすると、所定位置ｘsは、「０ｍｍ」を超え、「２ｍｍ」までの値から、選択するとよい。

(3)また、上記実施例において、ソレノイドユニット２０は鍵３０の支点部３４よりも後方上部に設けられ鍵３０を下方に付勢したが、ソレノイドユニット２０を支点部３４よりも前方下部に設け、鍵３０を上方に付勢するようにしてもよい。

(4)また、上記実施例においては、位置センサ３５と速度センサ３６とを設け、加速度信号ａは速度信号ｖを微分して得たが、さらに加速度センサを設け、加速度信号ａを該加速度センサから直接的に得ても良い。また、位置センサ３５を省略し、速度信号ｖを積分することによって位置信号ｘを得ても良い。但し、上記変形例(１)において述べたように、位置センサ３５を省略する場合は、鍵３０がレスト位置に復帰したか否かを検出する手段を別途設けることが望ましい。
(5)また、これら位置センサ３５、速度センサ３６および加速度センサは、別体であってもよく、一体であってもよい。

(6)また、上記実施例においては、鍵３０に対して力覚制御を行った例について説明したが、本発明は鍵に限られるものではなく、例えばペダル等の操作子の力覚制御に適用してもよい。

本発明の一実施例の電子ピアノにおける鍵盤部の構成を示す図である。 加加速度センサ３８の詳細構成を示す図である。 一実施例の電子ピアノにおける制御回路のブロック図である。 一実施例の電子ピアノにおける力覚制御プログラムのフローチャートである。 アコースティックピアノにおける押鍵位置、速度、加速度および加加速度の関係を示す図である。 一実施例の変形例における力覚制御プログラムのフローチャートである。

符号の説明

１０：鍵盤部、１２：駆動制御部、１３：駆動装置（駆動手段）、１４：加加速度信号出力部、１６：位置信号出力部、１８：速度信号出力部、２０：ソレノイドユニット（駆動手段）、２２：ヨーク、２４：ソレノイド、２６：プランジャ、２７：シャフト、２８，３２は：磁石板、３０：鍵（演奏操作子）、３２：磁石板、３４：支点部、３５：位置センサ（物理量信号出力手段）、３６：速度センサ（物理量信号出力手段）、３８：加加速度センサ、４２：ＲＯＭ、４２ａ：制御パターンテーブル、４２ｂ：出力テーブル、４４：ＲＡＭ、４６：ＣＰＵ、５０：外部記憶装置、５２：通信インタフェース、５４：バス、５６：設定操作部、５８：表示装置、６０：音声出力部、１４２：抵抗器（線路）、１４４：増幅器（電流測定回路）、３０２，３０２：支持台、３８２：上電極、３８４：圧電素子、３８６：下電極、３８７：ダイアフラム、３８８：錘。

Claims (8)

1. 電子楽器に設けられ、支点部を中心に回動可能に支持されるとともに演奏者によって所定方向に回動操作される演奏操作子と、
   前記演奏操作子に設けられ、前記所定方向とは逆方向に前記演奏操作子を付勢する反力を発生する駆動手段と、
   前記演奏操作子の第１の物理量を測定し、該第１の物理量を表す第１の物理量信号を出力する第１の物理量信号出力手段と、
   前記演奏操作子の第２の物理量を表す第２の物理量信号を出力する第２の物理量信号出力手段と、
   前記演奏操作子の操作が開始された後に所定時間が経過し、または前記演奏操作子の操作ストロークが所定ストロークに達するまでの期間を初期制御期間とし、該初期制御期間内は前記第１の物理量信号が大となるほど前記反力が大となるように前記駆動手段を制御する第１の制御手段と、
   前記初期制御期間の経過後に、前記第２の物理量信号に基づいて前記駆動手段に前記反力を発生させる第２の制御手段と
   を有することを特徴とする電子楽器用力覚制御装置。
2. 前記演奏操作子の操作開始時を基準として、前記第１の物理量信号の立上がりは前記第２の物理量信号の立上がりよりも速い
   ことを特徴とする請求項１記載の電子楽器用力覚制御装置。
3. 前記第１の物理量信号は加加速度信号であり、
   前記第１の物理量信号出力手段は加加速度センサであり、
   前記第２の物理量信号は、位置、速度、または加速度のうち何れかを表す信号である
   ことを特徴とする請求項１または２記載の電子楽器用力覚制御装置。
4. 前記第２の物理量信号出力手段は、前記演奏操作子の位置、速度、または加速度を測定するセンサであることを特徴とする請求項３記載の電子楽器用力覚制御装置。
5. 前記第２の物理量信号出力手段は、少なくとも前記演奏操作子が初期位置にあるか否かを検出するセンサを含むことを特徴とする請求項３記載の電子楽器用力覚制御装置。
6. 前記第２の物理量信号出力手段は、前記加加速度信号を積分することによって、前記第２の物理量信号を出力することを特徴とする請求項３記載の電子楽器用力覚制御装置。
7. 前記第２の物理量信号出力手段は、位置、速度または加速度のうち少なくとも何れか二の物理量を表す物理量信号を出力するものであり、
   前記第２の制御手段は、該二の物理量と前記反力との関係を規定した制御パターンテーブルを記憶し、該制御パターンテーブルの読出し結果に基づいて前記駆動手段に前記反力を発生させるものである
   ことを特徴とする請求項３ないし６の何れかに記載の電子楽器用力覚制御装置。
8. 前記加加速度センサは、
   前記演奏操作子の加速度に応じて変形する圧電素子と、
   該圧電素子の所定箇所を接続する線路と、
   該線路に流れる電流を測定する電流測定回路と
   から成ることを特徴とする請求項３ないし７の何れかに記載の電子楽器用力覚制御装置。

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