JP2927858B2 - 自動ピアノ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、ハーフペダル駆動を行うことができる自
動ピアノに係り、詳しくは、ペダル演奏データの記録お
よびペダルによる自動演奏を、ピアノ個々のペダル系の
特性に影響されずに均一に行うことができる自動ピアノ
に関する。

「従来の技術」 自動ピアノにおいては、一般に、フロッピーディスク
等に記録された演奏データを読み出し、これに従ってキ
ーソレノイドやペダルソレノイドを駆動する。

ところで、ペダルの駆動にあって、「踏み込み」と
「解放」の２種の制御状態のみの場合は、ペダルソレノ
イドをオンとオフとのいずれかで制御すればよい。した
がって、このようなモード（２ステップモード）におけ
る演奏データの記録にあっては、ペダルの「踏み込み」
と「解放」との２種の演奏状態を検出して記録すればよ
く、その再生にあっては、記録データに基づいてペダル
ソレノイドをオン／オフすればよい。

一方、演奏の再現性をより高めるためには、いわゆる
ハーフペダルを再生する必要があり、このような演奏デ
ータを作成するには、ペダルの踏み込み量を連続的に検
出して記録する必要がある。そして、自動演奏の際に
は、記録データに応じた量だけペダルソレノイドを駆動
する。このようなペダルソレノイドの駆動は、ペダルソ
レノイドへの供給電力を段階的にフィードバック制御す
ることによって行うことができる。なお、この制御は、
一般にはパルス幅変調制御による場合が多いが、例え
ば、電圧、電流等を制御することによっても行うことが
できる。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、ペダル系の静特性および動特性は、各ピア
ノに固有の特性となり、また、ペダルの種類（例えば、
ラウドペダルとシフトペダル）によっても異なる。

このため、ある自動ピアノを用いて記録した演奏デー
タを用いて別の自動ピアノで再生しても、記録時のペダ
ル操作を忠実に再現することができないという問題があ
った。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、
自動ピアノにおけるペダルの移動量と駆動信号との関係
を自動測定し、これにより、ピアノ固有の特性を把握す
ることができる自動ピアノを提供することを目的として
いる。

「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、
ペダルを駆動するペダル駆動ソレノイドと、前記ペダル
の位置を検出するペダル位置検出センサと、前記ペダル
駆動ソレノイドに伝達する駆動信号の値を順次変化させ
るとともに該駆動信号の各値に対応する前記ペダルの位
置を前記ペダル位置検出センサで検出することにより作
成された、前記ペダル位置検出センサで検出されたペダ
ル位置を正規化するための正規化テーブルと、前記ペダ
ル位置検出センサで検出されたペダル位置に基づき前記
正規化テーブルを参照し、前記ペダル位置を正規化した
正規化データを出力する正規化手段とを具備することを
特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の自動ピ
アノにおいて、さらに、前記正規化手段から出力される
正規化データを順次記憶する記憶手段と、前記記憶手段
に記憶された正規化データを順次読み出す読出し手段
と、この読出し手段により読み出された正規化データ
を、ペダル位置を示すデータに変換する逆変換手段と、
この逆変換手段で変換されたデータに基づき発生された
駆動信号を前記ペダル駆動ソレノイドに供給する駆動信
号供給手段とを具備することを特徴としている。

「作用」 請求項１記載の発明によれば、正規化手段は、ペダル
駆動ソレノイドに伝達する駆動信号の値を順次変化させ
るとともに該駆動信号の各値に対応する前記ペダルの位
置を、ペダル位置検出センサで検出することにより作成
された、ペダル位置検出センサで検出されたペダル位置
を正規化するための正規化テーブルを参照し、ペダル位
置を正規化した正規化データを出力する。したがって、
ペダル位置検出センサで検出されたペダル位置は、自動
ピアノ個々のペダル系の特性に影響されない正規化され
たデータとして出力される。

また、請求項２記載の発明によれば、記憶手段は請求
項１記載の自動ピアノにおける正規化手段から出力され
る正規化データを順次記憶し、読出し手段は記憶手段に
記憶された正規化データを順次読み出し、また、逆変換
手段は読出し手段により読み出された正規化データを、
ペダル位置を示すデータに変換する。そして、駆動信号
供給手段は、逆変換手段で変換されたデータに基づき発
生された駆動信号をペダル駆動ソレノイドに供給してペ
ダルを駆動させる。したがって、記憶手段に順次記憶さ
れた正規化データに基づいて、自動ピアノ個々のペダル
系の特性に適合したペダルの位置制御を行うことができ
る。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明
する。

（1:実施例の構成） 第２図は、この発明の一実施例の構成を示すブロック
図である。図において、自動演奏グランドピアノGPは、
コントローラ６からの制御に従ってこの演奏データに応
じて自動演奏を行い、また、演奏者によって演奏が行わ
れると、この演奏に対応した演奏データをコントローラ
６へ供給するようになっている。第３図は、自動演奏グ
ランドピアノGPおよび周辺機器の外観構成を示す側断面
図である。図示のように、コントローラ６は自動演奏グ
ランドピアノGPに内蔵されており、ケーブル７を介し
て、周辺機器を内蔵したワゴン８との間で、演奏データ
や種々と信号の授受が行われるようになっている。コン
トローラ６は、自動演奏グランドピアノGPのキードライ
ブユニット内に制御部6aとI/Oユニット6bとに分割して
設けられている。制御部6aは、第２図に示すように、自
動グランドピアノGP各部を制御するCPU9、CPU9で用いら
れるプログラムが記憶されているROM10、各種データや
後述する変換テーブルが一時記憶されるRAM11から構成
されている。この制御部6aは、I/Oユニット6bを介し、
自動演奏グランドピアノGPおよびフロッピーディスクド
ライバ（以下FDDと略称する）12に接続され、演奏デー
タの記録／読出を行う。

次に、第４図に示すソレノイド20aは、ラウドベダル2
1aを駆動するものであり、第４図はその背面図である。
図示のように、ラウドペダル21aの端部は、上下動自在
のロッド22aの下端に回動自在に接続され、ロッド22aの
上端がソレノイド20aのプランジャ20apの下端に回動自
在に接続されている。一方、ソレノイド20aのプランジ
ャ20apの上端はロッド23aに接続され、ロッド23aはピア
ノ本体内のダンパ駆動機構に接続される。ソレノイド20
bは、シフトペダル21bを駆動するソレノイドであり、上
記ラウドペダル21aの場合と同様に、ロッド22b、23bに
より、各々の駆動力が伝達されるようになっている。各
ソレノイド20a,20bの上部には、プランジャ20ap,20bpの
変位量を検出するセンサ35a,35bが各々設けられてい
る。このセンサ35a,35bは、各々プランジャ20ap,20bpと
一体となって上下動するグレースケールと、このグレー
スケールに固定側から光を照射する発光素子と、この発
光素子からの透過光を受光する受光素子により構成され
ており、受光素子の出力信号からプランジャ20ap,20bp
の変位量、すなわち、各ペダル21a,21bの変位量が検出
されるようになっている。次に、ソステヌートペダル30
は、ラウドペダル21aとシフトペダル21bとの間に設けら
れており、上下動自在の一本のロッド31に接続されてい
る。センサ32は、ロッド31の上下動の所定位置、すなわ
ち、ソステヌートペダル30の機能の作動開始および作動
終了を検出するセンサである。

（2:実施例の動作） 次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明
する。本実施例には、測定変換テーブル作成および制御
係数算出動作と、記録動作と、再生動作とがあるため、
以下に個々の動作について説明する。

A;測定、変換テーブル作成および制御係数算出動作 始めに、測定原理について説明する。

まず、ソレノイド20aに供給するPWM信号を順次増加
（パルス幅を増加）させてラウドペダル21aを上限まで
移動させ、その後にPWM信号を減少させて元の位置に復
帰させると、PWM信号の大きさと変位量との関係は第５
図に示すようになる。この図において、横軸にはPWM信
号の大きさを指令する制御コードがとってある。この制
御コードは、16進表示で［00］〜［7F］までの値であ
る。なお、制御コードの値は上記範囲に限らず、任意的
なものである。また、第５図の縦軸には、変位量がとっ
てある。この変位量は、センサ35aの出力信号をA/Dコン
バータにより128段階のデジタル値に変換したものであ
る。

PWM信号と変位量とが図示のような特性になるのは、
ペダル駆動系を構成する部材の弾性特性、および部材間
のアソビなどのためである。そして、上昇過程において
曲線が横ばいになる領域は、ハーフペダルの領域であ
る。ここで、ハーフペダルの状態について説明する。第
６図はラウドペダルの駆動系の概略を示す側面図であ
る。図において、ソレノイド20aにPWM信号に応じた電流
が通電されると、その値に応じてプランジャ20apが上昇
する。プランジャ20apが上昇すると、レバー40が支点41
を中心に回動し、ロッド42を押し上げる。ロッド42が押
し上げられると、レバー43が支点44を中心に回動しダン
パーワイヤ45を押し上げる。ダンパーワイヤ45が押し上
げられると、その上端に設けられているダンパーヘッド
46が上昇し、弦47から離れる。そして、ダンパーヘッド
46が完全に弦47から離れた状態が、ダンパーオン領域で
ある。一方、ダンパーヘッド46に駆動力が伝達され初め
てから、ダンパヘッド46が弦47から離れるまでの間がハ
ーフペダル領域である。このハーフペダル領域において
は、ソレノイド20aへのPWM信号の値を大きくしてもプラ
ンジャ20abの上昇率が低下する。したがって、上昇過程
においては、第５図に示すようにハーフペダル領域にお
いて変位量の上昇率が低下する。

次に、下降過程においては、第５図に示すように、始
めは変位量がほぼ横ばい状態であるが、その後は変位量
が比較的なめらかに下降して行き元の位置に復帰する。

実施例においては、PWM信号の値を１ステップづつ上
昇させ、上昇過程における駆動量を測定する。また、測
定した変位量からハーフポイント（第５図では［30］付
近）を検出し、さらに、ラウドペダル21aの遊び領域を
検出する。

以上が測定および検出の原理であり、シフトペダル21
bについての測定および検出も全く同様の原理による。
ただし、シフトペダル21bの特性は、第７図に示すよう
に上昇領域においては、ほぼリニアな特性となるため、
ラウドペダルのようなハーフポイントの検出は行わな
い。

次に、変換テーブルについて説明する。

実施例において作成される変換テーブルには以下の３
種類がある。

第１の変換テーブルは、上記測定結果に基づいてペダ
ル位置データxiをPWM信号の制御コードに変換する位置
−PWM変換テーブルである。この位置−PWM変換テーブル
は、自動演奏時においてディスクから読み出される位置
データをPWM信号の制御コードに変換する際に用いられ
る。この位置−PWM変換テーブルを用いることで、ピア
ノやペダル種類によって異なるペダル系の静特性が補償
される。したがって、位置−PWM変換テーブルは、ピア
ノ毎、ペダル毎に作成されるとともに、経時変化を補償
するために、適宜更新されるようになっている。なお、
実際には位置−PWM変換テーブルの作成にあたって、ソ
レノイドの非線形特性を補正するために、若干のデータ
補正を行うようになっている。

第２の変換テーブルは、センサ35a、35bから検出され
る約［128］段階の位置データを［16］段階のデータに
変換するとともに、この変換に際してペダルの特性に応
じた補正を行う正規化変換テーブルである。

例えば、ラウドペダル21aについては、第８図に示す
ように、約［128］段階の位置データxiについて、アソ
ビ領域、ハーフペダル領域およびダンパーオン領域が各
々上記の測定によって検出されるから、各領域におけ
る値を正規化し、さらに圧縮した16段階の位置データに
適宜割り当てる。すなわち、図示のxaはペダル解放点の
位置、xbはハーフペダル開始点の位置、xcはダンパーオ
ンの開始点の位置、xdは最大踏込時の位置であり、これ
らの位置を、正規化データのXa,Xb,Xc,Xdの各点に割り
当てる。この場合の正規化データXiは、ハーフペダル領
域に対応する部分は細かく区分され、他の領域に対応す
る部分は粗く区分されている。これは、ハーフペダル領
域においては、演奏上微妙なニュアンスが表現されるた
め、高精度の制御を行う必要があるからである。一方、
他の領域は、さほど小刻みな位置制御を行う必要がない
ため、粗い区分になっている。

また、シフトペダル21bについては、第９図に示すよ
うに、正規化データはリニアな16区分になっている。こ
れは、前述のように、シフトペダル21bは上昇過程にお
いてはリニアな特性となるからである。また、ペダル解
放点xaと最大踏込点xdを、正規化データのXaとXdに各々
対応させるのは、上記ラウドペダルの場合と同様である
が、位置xiのアソビ領域については、すべて正規化デー
タのXaに対応するようにしている。

ところで、正規化テーブルによって16段階のデータに
補正圧縮するのは、以下の理由による。

まず、ペダルの変位量を128段階のデジタルデータに
よって記録しようとすると、記録媒体中のペダルデータ
量が極めて多くなってしまい、例えば、通常70分程度の
曲が記憶できるディスクに15分程度しか記憶できないと
いう不都合が生じる。このため、16段階のデータに圧縮
する訳である。ただし、ペダルデータを単に圧縮して記
憶すれば、ピアノ個々のペダル系の特性の違いにより、
ペダル演奏の再現性が悪くなるという問題が生じる。そ
こで、各ピアノおよびペダルにおいて固有の値である実
測位置データxiの各領域が正規化データXiの所定の領域
に対応するように変換して圧縮するようにしており、さ
らにラウドペダル21aについてはハーフペダルを良好に
記録／再生することができるように、正規化データXiの
ハーフペダル領域を細かく分割している。

次に、第３の変換テーブルは、第８図、第９図に示す
変換テーブルの逆の変換を行う逆正規化テーブルであ
る。すなわち、正規化データXiの値をピアノ固有の補正
値であるxiに変換するテーブルである。ただし、逆正規
化テーブルの入力はは128段階のデータであり、出力は1
28段階以下のデータである。したがって、実際の処理に
おいては、記録媒体から読み出された16段階の正規化デ
ータXiを補完処理によって128段階の正規化データXiに
変換した後に逆正規化テーブルに供給するようにしてい
る。

次に、演算係数について説明する。

上述の逆変換テーブルによって得られた位置データxi
を、位置−PWM変換テーブルによってPWM信号の制御コー
ド（以下制御コードPWMsという）に変換し、この制御コ
ードPWMsに従ったPWM信号をソレノイド20a,20bに供給す
れば、ピアノおよびペダル系の固有特性を補償したペダ
ル駆動を行うことができる。そして、この駆動の際にセ
ンサ35a,35bの出力信号を用いてプランジャ20ap,20bpの
位置をフィードバック制御すれば、ペダル位置制御を一
応は高精度に行うことができる。ただし、ペダルの移動
が速い場合にはフィードバックループが追従できなくな
り、ペダル位置制御が乱れてしまう。そこで、フィード
バックループのゲインを上げることも考えられるが、プ
ランジャ20ap,20bpの位置制御は、一方向制御であるた
め、ゲインを上げると発振を起こしてしまう。これは、
プランジャ20ap,20bpの突出量は制御できるが、戻りに
ついては重力等による復帰であるので、高いゲインでフ
ィードバック制御を行うと、目標位置に収束せず、ハン
ティング状態となってしまうからである。

そこで、この実施例においては、逆正規化変換テーブ
ルから出力される位置データxiを微分して速度データ
ｉを算出する。そして、この速度データｉに係数K1を
乗算し、この乗算結果を補正用の制御コードPWM1として
制御コードPWMsに加算し、この加算結果にしたがったPW
M信号をソレノイド20a,20b供給するようにしている。す
なわち、速度データｉを用いてフィードフォワード制
御を行う訳であり、係数K1は、フィードフォワード制御
における制御係数となる。また、係数K1は、ソレノイド
20a,20bに一定増加率のPWM信号を与え、このときに得ら
れる速度データｉに基づいて決定される。

以上のようにして、速度補正がなされるため、ペダル
速度が高速であっても、これに追従した制御がなされ
る。しかし、例えば、ラウドペダル21aおよびシフトペ
ダル21bの踏み始めを考えてみると、当初の速度は０で
あるが駆動力を要する状態であり、この後の加速度が大
きくなる状態である。この場合、速度の急激な増加に応
じてペダル位置制御を行う必要があるが、初期速度が０
であるため、速度データでは補正することができず、制
御が追従できなくなる。このような状況は、踏み始めの
みでなく、その他加速度が大きくなる場合において発生
する。

そこで、この実施例においては、逆正規化変換テーブ
ルから出力される位置データxiを２回微分して加速度デ
ータｉを算出する。そして、この加速度データｉに
係数K2を乗算し、この乗算結果を補正用の制御コードPW
M2として上述の加算結果（PWMs＋PWM1）にさらに加算
し、この加算結果にしたがってPWM信号をソレノイド20
a,20bに供給するようにしている。すなわち、加速度デ
ータｉを用いてフィードフォワード制御を行う訳であ
る。係数K2は、この場合の制御係数であり、ペダル駆動
系の質量に対応する値となる。また、係数K2は、例え
ば、ソレノイド20a,20bに定加速度的に増加するPWM信号
を与えるか、あるいは、一定の大きさのPWM信号を瞬時
に与えたときに得られる加速度データｉに基づいて決
定される。

また、フィードバック制御としては、センサ35a,35b
から出力される信号と、位置データxiとの偏差をとり、
この偏差に係数K3を乗じ、この結果を補正用の制御コー
ドPWM3として、上述の加算結果を補正するようにしてい
る。係数K3は、フィードフォワードループのゲインに対
応するものである。この係数K3の値は、予め実験等によ
って発振しない安定した値に決定される。

上述のことから判るように、この実施例における最終
的な制御コードをPWMとすれば、 PWM＝PWMs＋PWM1＋PWM2＋PWM3 ＝PWMs＋K1・ｉ＋K2・ｉ＋K3・Δｘ （ただし、Δは偏差である） ……（１） なる代数和の式によって算出される。

次に、実際の測定、変換テーブル作成および係数算出
動作について説明する。

この動作は、第10図に示すフローチャートに基づいて
行われる。まず、ステップSP1においてペダルの種類が
判定される。すなわち、ラウドペダル21aとシフトペダ
ル21bのいずれについて測定を行うかが判定される。い
ずれの測定を行うかは、操作者の指示（操作部の操作に
よる指示）あるいは予め定められたプログラムにしたが
って行われる。

このステップSP1において「ラウドペダル」と判定さ
れた場合は、ステップSP2に進む。このステップSP2にお
いては、まず、制御コードを［00］から［7F］まで順次
増加させる。この結果、I/Oユニット6b内に設けられて
いるPWM制御部から、制御コードに対応したPWM信号がソ
レノイド20aへ出力される。これにより、プランジャ20a
bが上昇していき、その移動量がセンサ35aによって検出
される。そして、センサ35aが出力する位置信号は、I/O
ユニット6b内のA/Dコンバータによってデジタル信号に
変換され、位置データxiとしてCPU9に供給される。次
に、ステップSP3に進み、CPU9は、制御コードの値と位
置データxiとの関係から、位置−PWM変換テーブルを作
成し、RAM11に格納し、ステップSP4に進む。ステップSP
4においては、位置データ（すなわちペダルストロー
ク）xiの上昇率が、予め定められた定数ａより小さいか
否かを判定し、この判定が「YES］となる位置データxi
の値からハーフペダル領域（第８図に示すxb〜xc）を設
定する。

次に、ステップSP5に移り、位置データxiの増加率が
一定値以下になる条件に基づいて解放点xaと最大踏込点
xd（第８図参照）を設定しステップSP6に進む。ステッ
プSP6では、第８図に示す変換操作に従い正規化変換テ
ーブルを作成する。そして、同様の処理により逆正規化
変換テーブルを作成する（ステップSP7）。

次に、ステップSP8においては、加速度的に増加するP
WM信号をソレノイド20aに供給するか、あるいは、一定
の大きさのPWM信号をソレノイド20aに瞬時に供給し、こ
の結果得られる位置データxiを２回微分して加速度デー
タｉを作成する。そして、この加速度データｉの値
から係数K2を決定する。次いで、ステップSP9におい
て、一定増加率のPWM信号をソレノイド20aに供給し、こ
の結果得られる位置データxiを１回微分して速度データ
ｉを作成する。そして、この速度データｉから係数
K1を決定する。この処理の後は、メインルーチン（図示
略）へリターンする。

一方、ステップSP2において、「シフトペダル」と判
定された場合は、ステップSP10〜SP16の処理を行う。こ
れらの処理は、上述したステップSP2〜SP9と同様であ
る。ただし、シフトペダル21bについては、ハーフペダ
ル領域の設定は行わないので、ステップSP4に対応する
処理はない。

B;記録動作 次に、演奏データの記録動作について説明する。ここ
で、記録動作における処理を第11図に示し、また、この
場合の制御ブロック図を第12図に示す。

第11図に示すステップSPb1においては、位置データxi
の入力処理が行われる。この処理は、演奏者の演奏に応
じてセンサ35aまたは35bから出力される位置信号をI/O
ユニット6b内のA/Dコンバータで位置データxiに変換
し、この位置データxiを順次取り込む処理である。次
に、ステップSPb2においては、RAM11内に作成されてい
る正規化変換テーブルにしたがって領域の補正を行うと
ともに、16段階の正規化位置データXiに変換する。次
に、ステップSPb3に進み、正規化位置データXiをFDD12
に供給して記録を行う。FDD12では、供給された正規化
位置データXiを、フロッピーディスクFDに書き込む。

以上が記録動作であり、正規化変換テーブルを用いた
ことにより、ピアノ固有の特性を補正した正規化位置デ
ータが作成される。

C;再生動作 次に、演奏データの再生動作について説明する。第13
図は再生動作を示すフローチャートであり、第１図は再
生動作における制御ブロック図である。

まず、FDD12によってフロッピーディスクFDから正規
化位置データXiを読み出し、これをI/Oユニット6bを介
してCPU9に供給する（ステップSPc1）。そして、CPU9
は、16段階の正規化位置データXiを補完処理により128
段階の正規化位置データXiに変換する（ステップSPc
2）。次に、ステップSPc3に移り、RAM11内に設定されて
いる逆正規化変換テーブルを用いて、正規化位置データ
Xiをピアノの固有特性に合致した位置データxiに変換
し、さらに、RAM11内の位置−PWM変換テーブルを用いて
位置データxiを制御コードPWMsに変換する（ステップSP
c4）。

次いで、ステップSPc5の処理を行う。すなわち、CPU9
は、位置データxiを１回微分して速度データｉを作成
し、この速度データｉに係数K1を乗じて、制御コード
PWM1を作成する。また、位置データxiを２回微分して加
速度データｉを作成し、この加速度データｉに係数
K2を乗じて、制御コードPWM2を作成する。さらに、第１
図に示すように、I/Oユニット6b内のA/Dコンバータを介
して入力される位置信号ｘと逆正規化変換テーブルから
出力される位置信号xiとの偏差Δを偏差検出点において
検出し、この偏差Δに係数K3を乗じて制御コードPWM3を
作成する。そして、第１図に示すように、制御コードPW
Ms、PWM1、PWM2、PWM3に基づく演算を行い、この結果得
られる値を制御コードPWMとする。すはわち、第13図の
ステップSPc5に示される演算（第（１）式の演算）を行
う。

次に、ステップSPc5において算出された制御コードPW
Mを、第１図に示すようにPWM制御部に供給する。PWM制
御部は、I/Oユニット6bに設けられている回路であり、
ここから制御コードPWMに対応する駆動電流がソレノイ
ド20aまたは20bに通電される（ステップSPc6）。このス
テップSPc6の処理の後は、メインルーチンにリターンす
る。

以上の処理により、ペダル系の静特性の補正、動特性
の補正、すなわち、ペダル速度についての補正、ペダル
加速度についての補正およびフィードバック信号による
補正がすべて加味されたペダル位置制御が行われる。

（3:実施例効果） 前述のように、この実施例においては、記録時には正
規化変換テーブルによって、ピアノ固有の静特性を補正
して位置データxiを正規化し、再生時には逆正規化変換
テーブルによって正規化位置データXiをピアノ固有の位
置データxiに変換しているので、いずれかのピアノによ
って記録したデータを用いていずれかのピアノによって
再生しても、それらのピアノの固有特性を補償して正確
な再生を図ることができる。

また、位置データxiが圧縮されて記憶されるので、記
録媒体中のペダルデータの記録領域が増えず、長時間の
曲を記録し得る。この際、データ圧縮したにも拘わら
ず、正規化変換テーブルおよび逆正規化変換テーブルの
処理により、ペダル駆動の再現性は全く犠牲になってい
ない。

また、再生時においては、ピアノ毎の静特性の補正の
みならず、ペダル速度、ペダル加速度についての補正、
すなわち、ピアノ毎の動特性の補正も行い、さらにフィ
ードバック制御も行っているので、極めて精度の高いペ
ダル駆動を行うことができる。

さらに、ソレノイド20a,20bが、ラウドペダル21aおよ
びシフトペダル21bに連動するロッド22aと23aとの間、
およびロッド22bと23bとの間に介在し、プランジャ20a
p,20bpが直接ロッド22a,23aおよびロッド22b,23bに接続
される構成であるため、ペダル駆動時およびペダル演奏
時の音が静かであるという利点が得られる。

（4:他の実施例） 次に、第14図に、この発明の他の実施例を示す。この
実施例は前述した実施例をさらに改良したものである。
前述した実施例は、第１図に示すように制御コードPWM1
およびPWM2によってそれぞれペダルの速度および加速度
のフィードフォワード制御を行うようになっている。し
かし、このような構成でも、位置データxiとセンサ35a
（または35b）からの位置データとの間に偏差が生じた
場合、制御コードPWM3による位置フィードバックだけで
は応答の速い制御ができない。また、位置フィードバッ
クゲインを上げ応答速度を速くすると、発振等の問題が
生じる。そこで、第14図に示す自動ピアノにおいては、
ペダルの速度および加速度についてもフィードバック制
御を行い、これにより、第１図に示す自動ピアノより精
度の高い制御を行って記録時のペダル操作を忠実に再現
する。

すなわち、第14図に示すように、位置データｘの時間
に対する変化の割合から速度データｉ（速度フィード
バックデータ）を求め、また、位置データｘから求めた
速度データの変化の割合から加速度データｉ（加速度
フィードバックデータ）を求める。そして、速度データ
とｉとの差Δを求め、この値に係数K4を乗じて制
御コードPWM4を求める。また、加速度データとｉと
の差Δを求め、この値に係数K5を求める。そして、こ
れらの制御コードPWM4、PWM5を（PWMs＋PWM1＋PWM2）に
加算し、この加算結果、 PWM＝PWMs＋PWM1＋PWM2＋PWM3＋PWM4＋PWM5 ＝PWMs＋K1・ｉ＋K2・ｉ ＋K3・Δｘ＋K4・Δ＋K5・Δ ……（２） をPWM制御部へ供給する。ここで、係数K4、K5の値は、
予め実験等を行い、発振しない安定した値に決められ
る。

なお、係数K1〜K5は固定値である必要はなく、例え
ば、アソビ、ハーフペダル、ダンパーオンの各領域毎に
変えたり、あるいは、動き始めxa（第９図参照）、動き
終わりxd付近において変えてもよい。また、ペダルの踏
み込み側と戻り側とで別の値にしてもよい。また、xi、
ｉ、ｉの値に応じて係数K1〜K5を順次変化させても
よい。ペダル位置がxa,xb,xc,xd（第９図参照）の近く
の場合はペダルの負荷の変化が大きいが、xa,xb,xc,xd
の近くにおいて係数K1〜K5を可変とすることにより、高
精度の制御が可能となる。なお、シフトペダルの制御の
場合も同様に係数を可変とすることが望ましい。また、
アップライトピアノの場合も同様である。

「発明の効果」 以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、
実測によりペダルの位置を正規化するための正規化テー
ブルを作成し、その正規化テーブルを参照して、ペダル
位置検出センサで検出されたペダル位置を、自動ピアノ
個々のペダル系の特性の差にに影響されない正規化され
たデータとして出力するので、ある自動ピアノから出力
したデータを他の自動ピアノで用いる場合にも、高い再
現性を得ることが可能となる。

また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の
発明から出力された正規化データを順次記憶し、また順
次読み出してペダル位置を示すデータに逆変換し、それ
に基づいてペダルを駆動するので、ある自動ピアノから
出力された正規化データを用いて、他のピアノでペダル
操作を再生する場合にも、自動ピアノ個々のペダル系の
特性の差に影響されない、再現性の高い自動演奏を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例の再生処理時における制御
ブロック図、第２図は同実施例の構成を示すブロック、
第３図は同実施例の外観を示す側断面図、第４図はペダ
ルおよびペダル駆動用のソレノイドの位置関係を示す背
面図、第５図は同実施例におけるラウドペダル21aの駆
動系の特性を示す特性図、第６図は同実施例におけるラ
ウドペダル21aの駆動系およびダンパー機構の概略構成
を示す側面図、第７図は同実施例におけるシフトペダル
の駆動系の特性を示す特性図、第８図は同実施例におけ
るラウドペダル21aの実際の位置データxiと正規化位置
データXiとの関係を示す説明図、第９図は同実施例にお
けるシフトペダル21bの実際の位置データxiと正規化位
置データXiとの関係を示す説明図、第10図は同実施例に
おける測定処理等の動作を示すフローチャート、第11図
は同実施例における記録処理の動作を示すフローチャー
ト、第12図は同実施例における記録動作時の制御ブロッ
ク図、第13図は同実施例の再生処理の動作を示すフロー
チャート、第14図はこの発明の他の実施例の再生処理時
における制御ブロック図である。 ６……コントローラ（正規化テーブル，正規化手段，読
出し手段，逆変換手段，駆動信号供給手段）、12……FD
D（記憶手段）、20a,20b……ソレノイド（ペダル駆動ソ
レノイド）、35a,35b……センサ（ペダル位置検出セン
サ）。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ペダルを駆動するペダル駆動ソレノイド
   と、 前記ペダルの位置を検出するペダル位置検出センサと、 前記ペダル駆動ソレノイドに伝達する駆動信号の値を順
   次変化させるとともに該駆動信号の各値に対応する前記
   ペダルの位置を前記ペダル位置検出センサで検出するこ
   とにより作成された、前記ペダル位置検出センサで検出
   されたペダル位置を正規化するための正規化テーブル
   と、 前記ペダル位置検出センサで検出されたペダル位置に基
   づき前記正規化テーブルを参照し、前記ペダル位置を正
   規化した正規化データを出力する正規化手段と を具備することを特徴とする自動ピアノ。
2. 【請求項２】請求項１記載の自動ピアノにおいて、さら
   に、 前記正規化手段から出力される正規化データを順次記憶
   する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された正規化データを順次読み出す
   読出し手段と、 この読出し手段により読み出された正規化データを、ペ
   ダル位置を示すデータに変換する逆変換手段と、 この逆変換手段で変換されたデータに基づき発生された
   駆動信号を前記ペダル駆動ソレノイドに供給する駆動信
   号供給手段と を具備することを特徴とする自動ピアノ。