JP4403832B2

JP4403832B2 - 合奏システム

Info

Publication number: JP4403832B2
Application number: JP2004060966A
Authority: JP
Inventors: 繁村松
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2024-03-04
Also published as: JP2005250148A

Description

この発明は、複数の楽器を用いた合奏システムに関する。

一般に、複数の楽器演奏者が音楽の合奏を行う場合、各演奏者はお互いに相手の演奏音を聞いたり、或いは互いに目視したりする等して、互いの演奏状況を認識することや各自の意思のやり取り等を行い、音楽合奏中のコミュニケーションをとる。
一方で、通常の合奏における演奏者間のコミュニケーション（前記演奏音を聞くことや、目視しあうことなど）とは異なる方法によって、複数の演奏者間で音楽を介したコミュニケーションを図るための機構を有する楽器として、例えば、下記特許文献１に記載の装置があった。これは、演奏者が演奏用パットを叩くタイミングに従って自動演奏を進行させる機能を用いた音楽療法用或いは幼児教育用の電子楽器であって、操作者によってパットが叩かれたタイミングに従って自動演奏用の音符データを読み出し、読み出した音符データに基づいて発音を開始させるものであった。該特許文献１には、当該電子楽器の１つの筐体に２つ以上のパットを設け、２人以上の操作者の各々が受け持ちのパッドを操作することで、相互で自動演奏の進行タイミングを指示して、音楽を介したコミュニケーションをとることが示されている。
特開平１０−１９８３６０号公報

上記特許文献１の装置は、例えば指導者と使用者、或いは、教育者と幼児などといった複数の演奏者が１つの同じ楽器を操作することで、音楽演奏を介したコミュニケーションをとることを意図したものであった。つまり、例えばコンサートや合奏等において、複数の演奏者が各々個別に楽器を演奏操作して、音楽合奏中の互いの意志疎通を図ることや、他の演奏者によって個別に行われる演奏の状況を相互に認識することに適用しうるものではなかった。また、従来の合奏では、特に聴覚(或いは視覚)障害等を持つ人が楽器を演奏する場合などのように、他の演奏者が行った演奏の「乗り」やリズム等を明確に聴覚（或いは視覚）によって感知することが困難である場合、演奏者は前記「乗り」やリズムの一致感等を体感することが難しく、他の楽器と連携が取りづらくなってしまうという不都合があった。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、楽器の演奏者に対して、他の演奏者が行った演奏の「乗り」やリズム等を振動や力覚反力等によって体感的に報知することが可能な楽器を用いることで、複数の演奏者間において、他の演奏者が行った演奏の「乗り」やリズム等を互いに体感し合い、視覚／聴覚以外の情報によって音楽合奏中のコミュニケーションをとることが可能な合奏システムを提供することを目的とする。

この発明は、複数の楽器がネットワークを介して相互通信可能に接続されて成る合奏システムにおいて、前記複数の楽器のそれぞれが、演奏者によって操作される複数の鍵からなる操作部と、前記複数の鍵のそれぞれの演奏操作を検出する検出手段と、前記複数の鍵のそれぞれに対応して設けられ、対応する鍵を駆動する駆動手段と、前記検出手段で検出した各鍵の演奏操作に対応する操作情報を発生する操作情報発生手段と、前記ネットワークに接続され、前記操作情報発生手段で発生された前記操作情報を前記合奏システム上の他の楽器に対して出力する操作情報出力手段と、前記ネットワークに接続され、前記合奏システム上の他の楽器から与えられる該他の楽器における演奏操作に応じた操作情報を入力する操作情報入力手段と、前記操作情報発生手段により発生された操作情報及び前記操作情報入力手段により他の楽器から入力された操作情報に基づき、前記操作部に与えるべき触覚的情報を示す報知制御情報を生成する報知制御情報生成手段と、前記報知制御情報生成手段により生成した報知制御情報に基づき、前記駆動手段を制御して前記操作部の鍵を駆動することで、演奏者に対して前記他の楽器における演奏操作の内容を該操作部の駆動によって生じる触覚により報知する報知動作を行う報知手段とを具える鍵盤楽器であることを特徴とする合奏システムである。

この発明の合奏システムによれば、各鍵盤楽器は、その鍵盤楽器で行われた演奏操作に応じた操作情報及び他の楽器から入力された操作情報に基づき、報知制御情報を生成し、該生成した報知制御情報に基づき、駆動手段を制御して操作部の鍵を駆動することで、演奏者に対して他の楽器における演奏操作の内容を該操作部の駆動によって生じる触覚により報知する報知動作を行うことができる。これにより、合奏システムにおいて、各鍵盤楽器の演奏者が演奏操作を行うときに、振動や反力等の触覚的情報を鍵に与えることによって、他の楽器における演奏操作の内容を演奏者に触覚的に報知することができるという優れた効果を奏する。そして、振動や反力等の触覚的情報による触覚的な報知を鍵に対して行うことで、演奏者が行う演奏操作に対して該報知動作を直接伝えることができ、他の楽器における演奏操作の内容を、演奏者自らの演奏に反映させやすくなるという有利な効果を奏する。

以下、添付図面を参照してこの発明の一実施例について説明する。以下の実施例において、この発明に係る楽器を複数用いた合奏システムについて説明する。

図１はこの発明の一実施例に係る合奏システムの基本的な構成を概念的に示す図である。この合奏システムは、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）１上に接続された複数の楽器によって構成され、図示の例では一例として、ピアノ２、エレクトリックベース３及びドラム４からなるトリオ演奏での合奏形態を示している。当該合奏システムを構築するピアノ２、エレクトリックベース３及びドラム４は、夫々ハブ（ＨＵＢ）５を介して結線されており、該ハブ５を介して相互に通信することが可能である。ＬＡＮ１上の各楽器（ピアノ２、べーす３、ドラム４）は、ＬＡＮ１上の各楽器間で情報の送受信についてのマスター／スレーブの関係を規定することなく、相互間での情報の送受信を並行に行うことができるものとする。

この実施例に係る各楽器（ピアノ２、エレクトリックベース３及びドラム４）は、通常の音楽演奏を行うための演奏機構（演奏操作部）と共に、この発明に係る報知機能を実現するためのドライバモジュールを夫々具えている。この実施例において、各楽器の演奏操作部としては、ピアノ２の鍵、ベース３の弦、及び、ドラム４の打撃面等がある。
この発明に係る報知機能とは、当該合奏システムにおいて、或る楽器で行われた演奏操作に対応する情報を、振動や力覚反力等の何らかの触覚的情報として他の楽器の演奏者に対して報知する機能をいう。これにより、各演奏者は、演奏音以外による演奏進行状況の報知に合わせた楽器演奏を行うことや、演奏音や演奏者の相互視認以外の体感的要素から、合奏の「乗り」やリズムの一致感等を感知することが可能となることが後述から明らかになる。

図２は、この実施例に係る報知機能を実現するためのドライバモジュールの基本的なハードウェア構成の概要を示すブロック図である。図２に示すように、報知機能を実現するためのドライバモジュールは、当該楽器の演奏者に対する報知動作を行うためのアクチュエータ６（報知部）と、前記演奏者による演奏操作を検出するためのセンサ７とを具備すると共に、当該モジュールの制御系として全体的な動作を制御するＣＰＵ８、該ＣＰＵ８が実行する制御プラグラム等を記憶するＲＯＭ９、ワーキングエリアとなるＲＡＭ１０、パラメータテーブル１１、パラメータコントローラ１２、入出力インターフェース（入出力Ｉ／Ｆ）１３等を具え、各装置間は通信バスＢを介して接続される。
各楽器は、入出力Ｉ／Ｆ１３を介してＬＡＮ１(図１参照)に信号の送受信可能に接続されている。すなわち、各楽器における送信側動作としては、自機で発生した信号は入出力Ｉ／Ｆ１３を介してハブ５（図１参照）へ出力され、該ハブ５を介してＬＡＮ１上に存在する他の全ての楽器に対して並行に送出される。また、受信側動作としては、該ＬＡＮ１を介して外部（すなわち他の楽器）から出力された各種信号は、ハブ５を経由して入出力Ｉ／Ｆ１３を介して当該楽器内に供給される。

アクチュエータ６（報知部）は、ＣＰＵ８の制御に基づき当該楽器の演奏者に対する報知を行うための装置であって、この実施例では演奏者に対して力覚反力や振動或いは圧迫力等を伝える付勢手段により構成されるものとする。各楽器に備わる報知部の構成や具体的な報知動作は、楽器演奏形態等に応じて異なるので、その詳細については、各楽器別に後述する。

センサ７は、楽器の演奏操作部（例えばピアノの鍵や、ベースの弦、或いはドラム打撃面等）において行われた演奏操作に基づき、演奏者が行った演奏操作に対応する検出信号を検出する。各楽器におけるセンサ７の構成やセンサ出力（検出信号）の詳細については、各楽器に応じて異なるので、その詳細については、各楽器別に後述する。
なお、図２においては、便宜上アクチュエータ６とセンサ７を夫々１つのブロックによって表現しているが、これらは１つの楽器に対して複数個ずつ具備されてよい。

ＣＰＵ８は、センサ７によって検出された検出信号をインターフェース１４及びＡＤ変換器１５を介して取得し、該取得した検出信号に基づき、当該楽器において演奏者が行った演奏操作に対応する操作情報を生成する。また、センサ７によって検出された検出信号に基づき生成される操作情報は、入出力Ｉ／Ｆ１３を介して、ＬＡＮ１（図１参照）上に送出される。ＬＡＮ１上に送出された当該楽器の操作情報は、該ＬＡＮ１に接続する他の全ての楽器に対して供給される。このとき、ＬＡＮ１上に送出される操作情報は、その情報の発信源となる楽器に固有の番号情報（楽器番号情報）と共にＬＡＮ１に送出される。該ＬＡＮ１に接続する他の全ての楽器は、自機以外の楽器から出力された前記楽器番号情報と操作情報を一組とするデータを取得し、該取得したデータに含まれる操作情報を、自機以外の楽器における演奏操作を報知するための情報として使用する。自機以外の楽器において生成された操作情報を取得した他の楽器においては、前記楽器番号情報に基づき前記取得した操作情報の発信源となった楽器を特定できる。以下の説明において、或る楽器からＬＡＮ上に送出される操作情報と、その発信源を示す楽器番号情報を一組とするデータを、説明の便宜上「外部入力信号」という。

ＣＰＵ８は、自機で生成した操作情報と外部から供給される外部入力信号との双方に基づき、アクチュエータ６を駆動するための駆動信号（報知制御情報）を生成する制御を行う。生成された駆動信号はＤＡ変換器１６を介してアナログ信号に変換されて、ドライバ１７に供給される。ドライバ１７は、アクチュエータ６に接続されており、供給された駆動信号に基づきアクチュエータ６を駆動する。これにより、アクチュエータ６は演奏者に対して報知制御情報に基づく報知動作を行うことができる。ここで、アクチュエータ６を駆動するための駆動信号としては、例えばＰＷＭ形式の電流信号を適用しうる。なお。この実施例における前記報知制御情報の生成のためのアルゴリズムの詳細については後述する。

パラメータテーブル１１は、各種のパラメータの値を算出する為のテーブルであり、例えば、アクチュエータ６によって実行されるべき報知動作の運動特性を設定するためのパラメータ値設定や、与えられた外部入力信号の発生源となる楽器種類に応じた報知動作の運動特性を設定するためのパラメータ値設定等に利用でき、ＲＯＭ或いはＲＡＭ等で構成してよい。また、前記各種のパラメータ値の設定や各種パラメータ値の設定についての制御ルールは、パラメータコントローラ１２により任意に可変設定できるように構成してよい。パラメータテーブル１１を使用して、アクチュエータ６によって実行されるべき報知動作の運動特性を設定しうることで、前記報知動作（反力、振動など）の特性を任意に可変設定することができ、演奏者に対して任意のタッチ感を与えることができる。

なお、図２の例では、各楽器は、入出力Ｉ／Ｆ１３を介してＬＡＮ１（図１参照）に有線結線される例を示すが、これに限らず、入出力Ｉ／Ｆ１３にワイレスモジュール１８(図２において点線で示す)を接続することで、この発明に係る合奏システムを無線ＬＡＮによって構築することも可能である。なお無線ＬＡＮを適用すれば、各楽器間の接続が容易になり、演奏者同士が広く隔離した場所にいる場合等にも合奏演奏を行いうるように成る。なお、上述の構成に加えて、音楽の演奏に関らないその他の入力を行うための入力部を更に設けもよく(図２ではこの入力部を点線で示す)、この入力部１９での入力に応じた指示信号を他の楽器に送出できるようにしてもよい。

ここで、図１に戻ると、この合奏システムを構成する各楽器（ピアノ２、エレクトリックベース３及びドラム４）には、上記図２に示すような構成からなる報知機能を実現するためのドライバモジュールが具備されている。よって、各楽器は、自機において演奏者が行った演奏操作に対応する操作情報を検出すると共に、該操作情報を、自機で行われた演奏操作を他の楽器に対して報知するための情報（外部入力信号）として、システム上の他の楽器に与えることができる。すなわち、各楽器は、他の楽器において生成された操作情報（外部入力信号）をＬＡＮ１から取り込むことで、自機における操作情報と外部から供給された操作情報（外部入力信号）との双方に基づき報知制御情報を生成し、該報知制御情報に基づくアクチュエータ６を駆動することで演奏者に対して外部の演奏操作に応じた報知を行うことができる。

各楽器の演奏者は、アクチュエータ６の駆動によって伝達された報知によって、他の演奏者が行った演奏操作を体感することができる。例えば、ピアノ２の演奏者は、ベース３やドラム４における演奏操作に対応して発動される報知動作を体感することで、体感した報知に合わせて演奏を行うことや、演奏リズムの一致感などを感知することができる。以下、個々の楽器における構成及び動作について説明する。

図３は、ピアノ２において報知動作を行うためのハードウェア構成例を示すブロック図である。図３において、符号２０は、演奏者の指２１によって押鍵及び離鍵操作される鍵である。周知のとおりピアノには、複数（典型的には８８個）の鍵２０が設けられている。この複数の鍵２０の各々に対応してセンサ２２が設けられている。センサ２２は、図２に示すセンサ７に相当するものである。各鍵２０に対応して設けられたセンサ２２は、一例として、演奏者による押鍵及び離鍵操作に応じた鍵２０の変位を検出する適宜の位置センサによって構成されるものとし、例えば、鍵２０の操作位置を連続的に検出することが可能な光学式センサを適用しうる。すなわち当該ピアノ２において、センサ２２は、対応する鍵２０の変位に基づき、演奏者によって行われた演奏操作に対応する操作情報を生成する。なお、鍵の操作位置を連続量で検出可能な位置センサの構成自体は公知であるため、その詳細な説明は省略する。

また、当該ピアノ２には、各鍵２０に対応してソレノイド（ｓｏｌ）２３が設けられている。このソレノイド２３が図２に示すアクチュエータ６に相当するものである。詳しくは後述するソレノイド駆動信号（報知制御情報）に基づきソレノイド２３を駆動することで、鍵２０に対して該報知制御情報に応じた力覚反力や振動等による報知動作を与えることができる。なお、当該ピアノ２に具備されるアクチュエータは、ソレノイド２３に限らず、鍵２０に対して反力や振動等を付加できるものであれば、例えば、適宜のモータ（リニアモータ、ロータリーモータ）、ブレーキ装置、油圧或いは水圧装置等の付勢手段を適用することも可能である。

次に、報知制御情報の生成のためのアルゴリズムの詳細例について説明する。
先ず、センサ２２の検出信号に基づき、演奏者が行ったピアノ演奏操作に対応する操作情報を生成する。図３に示すように、センサ２２の検出信号（位置信号Ｓｐ）は、微分器２４に入力されており、該微分器２４において入力された位置信号Ｓｐを適宜微分演算することで、鍵２０の操作速度を示す速度信号Ｓｖを算出することができる。更に、前記算出された速度信号Ｓｖを微分器２５において微分演算することで、鍵２０の操作加速度を示す加速度信号Ｓａを算出ことができる。すなわち、この実施例では、センサ２２の出力から、鍵２０の演奏操作に対応する位置信号Ｓｐを得ると共に、該位置信号Ｓｐに基づき鍵２０の演奏操作に対応する速度信号Ｓｖ及び加速度信号Ｓａを得ている。図において符号２６，２７及び２８はマルチプレクサであって、鍵２０の演奏操作に対応する位置信号Ｓｐ、速度信号Ｓｖ及び加速度信号Ｓａは、夫々、マルチプレクサ２６，２７及び２８によって時分割多重されて取り込まれ、Ａ／Ｄ変換器２９、３０及び３１を介してディジタル信号に変換される。なお、前記微分器２４、２５並びにマルチプレクサ２６，２７及び２８は、図２に示すインターフェース１４に相当し、また、Ａ／Ｄ変換器２９、３０及び３１は、図２に示すＡ／Ｄ変換器１５に相当する。

図３において、符号３３、３４及び３５は、図２に示すパラメータテーブル１１に相当するテーブル群であって、センサ２２の出力として与えられた位置信号Ｓｐ、速度信号Ｓｖ及び加速度信号Ｓａに基づき、演奏操作に対応する操作情報の位置、速度及び加速度の各要素を算出するために用いる。これにより、鍵２０に対して与えられる反力や振動の触覚的特性（タッチ感）を任意に設定することが可能となる。
マルチプレクサ２６から取り込んだ位置信号Ｓｐはヒステリシス回路３２を介してテーブル群３３に供給される。位置信号Ｓｐがヒステリシス回路３２に供給されると、ヒステリシス回路３２では速度信号Ｓｖに基づき鍵２０の操作方向（正方向と負方向）を判別して、テーブル群３３から算出されるテーブル出力Ｙ１に対して鍵２０の操作方向に応じたヒステリシス特性を与える。なお、ここで、テーブル出力Ｙ１は、報知制御情報の位置項となる要素である。具体的には、テーブル群３３が、鍵２０の操作方向（押鍵方向／離鍵方向）に夫々対応する２つのテーブル群（「押鍵」側テーブル群と「離鍵」側テーブル群）を有し、鍵２０が正方向に操作（押鍵）されたときは、位置信号Ｓｐは「押鍵」側テーブル群に供給され、負方向（離鍵）のときは、位置信号Ｓｐは「離鍵」側テーブル群に供給される。鍵２０の操作方向に応じて、異なるテーブル群（「押鍵」側テーブル群又は「離鍵」側テーブル群）を用いることで、テーブル群３３の出力Ｙ１は、鍵２０が押鍵操作されたか、離鍵操作されたかによって異なる値になる。これにより、鍵２０に対して与えられる報知動作に、鍵２０の操作方向に応じたヒステリシス特性を持たせることができ、鍵２０の操作方向に応じた自然なタッチ感を実現できる。

図３に示す通り、テーブル群３３においては、位置信号Ｓｐと共に参照すべきパラメータとして速度信号Ｓｖが与えられており、速度信号Ｓｖの値に応じてテーブル群３３を構成する複数のテーブルのうちの１つが選択される。速度信号Ｓｖの値に応じて選択されたテーブルから、位置信号Ｓｐに応じたテーブル出力Ｙ１の値を読み出す。よって、テーブル群３３の出力Ｙ１は、位置信号Ｓｐと速度信号Ｓｖとを考慮した値となる。線形補間変換部３７では、テーブル群３３の出力Ｙ１を線形補間して出力する（ここでは演算を容易にさせるために線形補間としたが、より微妙な補間値を得るために、Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌなどの非線形補間としてもよいことは当然であり、以下に述べる線形補間についても同様である）。

マルチプレクサ２７から取り込んだ速度信号Ｓｖはテーブル群３４に供給される。テーブル群３４には、速度信号Ｓｖと共に参照すべきパラメータとして位置信号Ｓｐが与えられており、位置信号Ｓｐに応じてテーブル群３４を構成する複数のテーブルのうちの１つが選択される。そして、位置信号Ｓｐに基づき選択されたテーブルから、速度信号Ｓｖに応じたテーブル出力Ｙ２の値を読み出す。テーブル出力Ｙ２は、操作情報の速度項となる要素である。線形補間変換部３８では、テーブル群３４からの出力を線形補間して出力する。

マルチプレクサ２８から取り込んだ加速度信号Ｓａはテーブル群３５に供給される。テーブル群３５には、加速度信号Ｓａと共に参照すべきパラメータとして位置信号Ｓｐが与えられており、位置信号Ｓｐに応じてテーブル群３５を構成する複数のテーブルのうちの１つが選択される。そして、位置信号Ｓｐに基づき選択されたテーブルから、加速度信号Ｓａに応じたテーブル出力Ｙ３の値を読み出す。テーブル出力Ｙ３は、操作情報の加速度項となる要素である。線形補間変換部３９では、テーブル群３５からの出力を線形補間して出力する。なお、テーブル群３５は、加速度信号Ｓａが入力されるのではなく、速度信号Ｓｖが入力されて、その出力が加速度項と成るようなデータテーブルで構成されてもよい。
また、図３において、符号４０は、その他適宜のパラメータ設定値を取り込むためのインターフェース(その他入力)である。その他適宜のパラメータとしては、例えば、鍵２０に与える反力の効き具合を調整するパラメータ等や、或いは、上述したように演奏に関らないその他の入力を行いうるように構成した場合には、該その他の入力値を取り込みうる。その他入力用のインターフェース４０から供給されるパラメータ設定値はテーブル４１に供給され、テーブル４１から該パラメータ設定値に応じたテーブル出力Ｙ４が線形補間変換部４２を介して出力される。また、インターフェース４０を介して入力されるパラメータとしては、例えば、加速度信号Ｓａを更に時間微分して算出可能な躍動項をとってもよい。

上記のようにして各テーブルから出力されたテーブル出力Ｙ１、Ｙ２及びＹ３が、加算器４３、４４にて加算され、当該ピアノ２での演奏操作に対応する操作情報を示すデータ（合成出力ｓｕｍ)が生成される。このとき、加算器４５にて他のパラメータ値（例えば反力の効き具合を調整するパラメータ）を示すテーブル出力Ｙ４も加算合成すれば、例えば反力や振動の効き具合を適宜調整できるようになる。この操作情報（合成出力ｓｕｍ）はソレノイド推力補正テーブル群４６に供給される。ソレノイド推力補正テーブル群４６は、操作情報（合成出力ｓｕｍ）に応じたソレノイド駆動用の操作情報補正値を出力するものであり、位置信号Ｓｐに応じてソレノイド推力補正テーブル群４６を構成する複数の推力補正テーブルのうち１つが選択され、該選択された推力補正テーブルから、合成出力ｓｕｍに応じたテーブル出力Ｙ５（操作情報補正値）を読み出す。ここでソレノイド推力補正テーブルは、ソレノイド特有の非線形的な推力特性を補正することを目的としている。

ソレノイド推力補正テーブル群４６から出力されたテーブル出力Ｙ５（操作情報補正値）は、入出力インターフェース１３（図２参照）を介してハブ５（図１参照）へ出力され、該ＬＡＮ１上の他の全ての楽器（ベース３、ドラム４）は、ハブ５を介して、前記テーブル出力Ｙ５を、ピアノ２において生成された外部入力信号ａｕｘとして取得しうる。すなわち、テーブル出力Ｙ５（操作情報補正値）は、ピアノ２での演奏操作を表す操作情報として、他の楽器（ベース３、ドラム４）に対して出力される。このとき、他の楽器に対する外部入力信号ａｕｘは、ピアノ２の演奏操作に対応するテーブル出力Ｙ５と共に、ピアノ２に固有の楽器番号情報Ｎｏ．を含むデータパケットとして送出されるため、前記外部入力信号ａｕｘを受信した他の楽器では、該外部入力信号ａｕｘに含まれる楽器番号情報Ｎｏ．によって該外部入力信号ａｕｘの送信源を特定できる。

外部入力修正部４７には、ソレノイド推力補正テーブル群４６から出力されたテーブル出力Ｙ５（操作情報補正値）と共に、合奏システム上の他の楽器（ベース３、ドラム４）から供給される外部入力信号ａｕｘ、つまり他の楽器における演奏操作を表す操作情報と送信源の楽器番号情報Ｎｏ．が供給される。そして、外部入力修正部４７において、センサ２２の検出信号に基づき生成されたテーブル出力Ｙ５（操作情報補正値）と、外部から供給された外部入力信号ａｕｘとに基づき、ソレノイド２３を駆動するためのソレノイド駆動信号（報知制御情報）を生成する。すなわち、外部入力修正部４７では、テーブル出力Ｙ５に対して外部入力信号ａｕｘに応じた重み付け(修正)を行う。このとき、楽器番号情報Ｎｏ．に応じた修正値パラメータを発生することで、外部入力信号ａｕｘの発信源となった楽器に応じて重み付け係数を設定することができる。これにより、報知制御情報に基づき発生される反力や振動に対して「揺れ」を付けたり、動作周期を速くして細かい振動を発生させるなど、外部入力信号に応じた変化を与えることができる。なお、振動の揺れや大きさが、前記操作情報の速度項に応じて可変されるよう構成してもよい。

外部入力修正部４７の出力は、ドライバ４８に供給される。ドライバ４８はソレノイド駆動信号（報知制御情報）に応じた電流信号（例えばＰＷＭ形式の信号）を発生し、ソレノイド駆動部４９に該電流信号を供給する。ソレノイド駆動部４９が与えられた電流信号に基づきソレノイド２３の駆動を制御することで、ソレノイド２３は鍵２０に対して報知制御情報に応じた報知動作を行うこととなる。このように、外部入力信号ａｕｘに基づき修正されたソレノイド駆動信号によってソレノイド２３を駆動することで、ピアノ２の演奏者に対して、外部から供給された外部入力信号ａｕｘに応じた力覚反力や振動を伝えることができる。これによりピアノ２の演奏者は、他の楽器の演奏操作を鍵２０に荷重される負荷の変動や、振動として体感できる。また、外部入力修正部４７において、外部入力信号ａｕｘに基づく係数を各楽器毎に異ならせることで、演奏者は、与えられた報知動作の送信源となった楽器を判別できる。

なお、図３に例示するブロック図においては、ソレノイド推力補正テーブル群４６の出力Ｙ５（操作情報補正値）を他の楽器に対する外部入力信号ａｕｘとしてハブ５へ出力し、また、ハブ５を介して他の楽器から供給される外部入力信号ａｕｘが外部入力修正部４７に供給される構成例を示したが、各楽器におけるソレノイド（アクチュエータ）の推力特性が夫々異なる場合には、加算器４４の出力を他の楽器に対して出力（ａｕｘ出力）し、また、他の楽器から供給される外部入力信号ａｕｘをその他入力用インターフェース４０から取得するよう構成してよい。この点について詳しくは図６を参照して後述する。

次に、エレクトリックベース３の構成について説明する。ベース３は、通常のエレクトリックベースと同様に、ボディ、ネック、弦及び該弦の振動を検出するピックアップ(演奏検出部)等を備えると共に、この発明に係る報知機能を実現するための制御部となるコントロールボックスと、演奏者に対して振動による報知動作を伝達するための振動部材を具える。図４は、ベース３の制御構成の概略を概念的に示すブロック図である。図４において、コントロールボックス５０に対して、報知部５１及びピックアップ５３が接続される。コントロールボックス５０は、例えばベース３の本体（ボディ）内に具備されても良いし、本体とは別体で外装してもよい。コントロールボックス５０には、図２を参照して上述したドライバモジュールの制御系に相当するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭや、ＬＡＮ１に接続するための入出力インターフェース等を具える。このコントロールボックスの構成要素の説明については、図２の説明を参照されたい。また、報知部５１は、図２に示すアクチュエータ６に相当し、また、ピックアップ５２がセンサ７に相当する。

ピックアップ５２は、演奏操作に応じた弦（図示省略）の振動を検出するもので、これはエレクトリックベースの演奏音検出用のピックアップを援用してもよいし、演奏操作検出に専用のものを更に設けてもよい。一例として、ピックアップ５２は、演奏操作に応じた弦の振動を検出するものであって、検出した振動に応じた速度信号をコントロールボックス５０に対して出力する。コントロールボックス５０では、供給された速度信号に基づき当該ベース３での演奏操作に対応する操作情報を生成する。生成された該操作情報は、前述したように、当該ベース３での演奏操作を外部に報知するための外部入力信号としてＬＡＮ１上に出力されると共に、当コントロールボックス５０に接続された報知部５１を駆動するための報知制御情報を生成するための１要素として利用される。

図５は報知部５１の一例を示す外観概略斜視図である。図５において、報知部５１は、本体５３内にソレノイドを内蔵しており、該ソレノイドの駆動によって振動される板状の振動子５４を備える。図示の例では、報知部５１は２つの振動子５４を有する。報知部５１は、演奏者がベース３を保持した際に該振動子５４が演奏者の身体に接触するよう、例えば、振動子５４の設置面５５を演奏者側に向けた状態でボディ裏面（図において点線３ａで示す）に設置される。報知部５１は、前記コントロールボックスに対して有線若しくは無線で接続され、該コントロールボックスにおいて生成されたソレノイド駆動信号(報知制御情報)が供給されうる。そして、供給されたソレノイド駆動信号に基づき本体５３内のソレノイドが駆動され、該ソレノイドの駆動によって振動子５４を振動させることで、演奏者に対して報知制御情報に応じた報知を伝える。
この報知部５１は、この実施例に示すようなエレクトリックベース３のみならず、アコースティック楽器／電子楽器を問わず、どのようなタイプの楽器本体に対しても後付可能な機構である。この報知部５１を用いることで、任意の楽器を当該合奏システムに組み入れることができる。

コントロールボックス５０の制御構成の概略について、図６のブロック図を参照して説明する。これは、図３を参照して説明したピアノ２における制御構成と概ね同様であってよく、基本的には、図３の構成から、鍵２０、センサ２２及びソレノイド２３を除き、それに報知部５１の駆動用のアクチュエータと、ピックアップ５２を加えた構成となる。なお、図６では、図３において説明したものと同様の構成要素について、同じ符号を付与しその説明を適宜省略する。
図６において、符号６０は報知部５１に含まれるソレノイド（アクチュエータ）であって、符号６１はベース３の操作部（弦）の振動を検出するセンサ（ピックアップ５２）である。センサ６１の出力（速度信号Ｓｖ）は、マルチプレクサやＡＤ変換器を含むインターフェース６２を介して取り込まれる。図示の例では、センサ６１から出力される速度信号Ｓｖを適宜積分して、その位置情報に対応する信号Ｓｐを求め、また、速度信号Ｓｖを適宜微分して加速度信号Ｓａを求めている。そして、センサ６２の出力に基づく位置信号Ｓｐ、速度信号Ｓｖ及び加速度信号Ｓａを位置、速度及び加速度の各パラメータに対応するテーブル群３３、３４及び３５に供給して、位置、速度及び加速度の各項についてのテーブル出力を得る。なお、上述の図３の例と同様に各テーブル出力は線形補間部３７，３８，３９にて適宜線形補間されてよいが、その図示は省略した。また、上述図３の例と同様、更にその他適宜のパラメータ設定値を取り込むように構成してもよい。
なお、図６の例ではセンサ６１の出力(速度情報)から、位置及び加速度情報を求め、位置、速度及び加速度の各項についてのテーブル出力を得るものとして説明したが、これに限らず、センサ６１から出力された速度情報のみに基づきテーブル出力を得るよう構成してもよい。

上記のようにして求めた各テーブル出力は加算器４３、４４にて加算され、当該ベース３での演奏操作に対応する操作情報を示すデータ（合成出力ｓｕｍ)が生成される。この操作情報（合成出力ｓｕｍ）は、ソレノイド推力補正テーブル群４６にて、推力補正された後、当該ベース３での演奏操作を表す外部入力信号のデータＹ５としてハブ５(図１参照)を介してＬＡＮ１上へ送出されると共に、外部入力修正部４７に供給される。そして、外部入力修正部４７において、操作情報のデータＹ５に対して、他の楽器（ピアノ２、ドラム４）から供給される外部入力信号ａｕｘに基づく重み付け演算が行われることで、該外部入力信号ａｕｘに応じたソレノイド駆動信号（報知制御情報）が生成される。
外部入力修正部４７で生成されたソレノイド駆動信号が、ドライバ４８を介して、ソレノイド駆動部４９に供給され、ソレノイド駆動部４９は与えられた電流信号に基づきソレノイド６０の駆動を制御することで、ソレノイド６０は報知部５１の振動子５４に対して報知制御情報に応じた振動を与える。よって、報知部５１は、自機の演奏操作に応じた操作情報及び外部入力信号ａｕｘに応じた報知動作(振動)を発生することで、他の演奏者が行った演奏操作に対応する情報を、当該ベース３の演奏者に対する振動として伝達することができる。

なお、外部入力信号ａｕｘを入出力するための構成の変更例として、各楽器におけるソレノイド（アクチュエータ）の推力特性が夫々異なる場合には、加算器４４から出力された当該ベース３の演奏操作に対応する操作情報（合成出力ｓｕｍ)を他の楽器に対する外部入力信号ａｕｘとして出力し、また、他の楽器から供給される外部入力信号ａｕｘをその他入力用インターフェース４０から取得するよう構成してよい。これにより、ソレノイド推力補正テーブル群４６において、その他入力用インターフェース４０から入力した外部入力信号ａｕｘに対して、各楽器毎のソレノイド（アクチュエータ）の推力特性を補正しつつ、各楽器のソレノイドの特性に応じた適切な制御を実施することが可能となる。

次に、ドラム４の構成例について説明する。ここで、ドラム４としては、スネアドラム、バスドラム、各種タムタムや各種シンバル類等、複数の打楽器を含むアコースティックのドラムセットを想定している。ドラム４は、前記ベース３に備わるものと同様なコントロールボックスと、ドラム打撃面の振動を検出するためのピックアップと、演奏者に対して報知動作を行うための報知部として図７に例示するようなサポータ状のリストバンド６３を含み、該ピックアップ及びリストバンド６３はコントロールボックスに対して信号送受信可能に接続されている。図７(ａ)は、リストバンド６３の外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すリストバンド６３を展開した図である。リストバンド６３は、当該ドラム３の演奏者の例えば腕等に巻きつけるようにして装着されるもので、その内周面６３ａに設けられた形状記憶合金６４によって、(ａ)に示すような、或る一定の略円筒形状を維持しうるよう形成されている。（ｂ）に示すように、リストバンド６３の内周面６３ａの略中央部には、振動子６５が設けられており、リストバンド６３には該振動子６５を駆動するためのアクチュエータが内蔵されている。リストバンド６３には、前記コントロールボックスにおいて生成される駆動信号(報知制御情報)が供給され、該駆動信号に基づき振動子６５を駆動することで、リストバンド６３を装着した演奏者に対して報知制御情報に応じた押圧（圧迫力）を与えることができる。

この実施例では、ドラム打撃面の振動を検出するためのピックアップは、ドラムセットのセット中の例えばスネアドラムとバスドラムのみという具合に、ドラムセット中の一部のみに対して設置されるものとする。周知の通り、スネアドラムの楽器本体は、中空円筒状の胴部の上面に打撃面たるヘッドを具え、演奏者は該ヘッドをドラムスティックで打撃することで、該ヘッドの振動により演奏音を発音させる（ドラム演奏を行う）。図８は、ピックアップを備えたスネアドラムの概略断面図である。スネアドラム本体７０は、胴部７１の上面に打撃面となるヘッド７２を具える。ヘッド７２の裏面側の略中心部には、ピックアップ７３が該ヘッド７２裏面に接触するよう配置されている。図示の例において。ピックアップ７３が断面略三角形状（典型的には全体として円錐形状）を有するのは、ピックアップ７３とヘッド７２の裏面との接触面積を可及的小さくし、音響特性を損なわないようにするためである。ピックアップ７３は、胴部７１に架設された支持部材７４によって支持される。ピックアップ７３は、演奏操作によってヘッド７２に発生する振動を検出し、該検出した振動に応じた速度信号を、コントロールボックスに対して送出する。なお、ドラム４のピックアップの構成は、図示の例に限らず、例えば圧電素子ピックアップ等をドラム４の胴部７１に設置して、該胴部７１において打撃振動を検出する等のより簡易な検出方法も可能である。
なお、ドラム本体７０には、上記ヘッド７２の振動（ヘッド打撃振動）を検出するピックアップ７３のみならず、例えば、リムショットを検出するための専用のセンサを更に設けることも可能である。また、バスドラムその他のドラム本体に対しても上記と同様にしてピックアップ７３を設置することが可能である。この実施例では、ドラムセットのうちの一部の楽器本体（例えばスネアドラムとバスドラム）にのみ、ピックアップを取り付ける例を想定するが、これに限らず、ドラムセットの全ての楽器にピックアップを取り付けても良い。

ドラム３のコントロールボックスにおいて報知制御情報を生成するためのアルゴリズムは、図６に示すものと概ね同様であってよく、その図示は省略する。図６を適宜援用してドラム３における報知制御情報の生成の手順について簡単に説明する。ピックアップ７３がヘッド７２の打撃時の振動を検出し、検出信号をコントロールボックスへ送出すると、コントロールボックスでは、該検出信号に基づき当該ドラム４での演奏操作に対応する操作情報を示すデータＹ５を生成する。操作情報のデータＹ５は、推力補正テーブルにて補正された後、外部入力修正部４７に供給される。該操作情報のデータＹ５は、また、他の楽器に対する外部入力信号として、当該ドラム４の楽器番号情報Ｎｏ．と共に、ハブ５を介してＬＡＮ１上に送出される。外部入力修正部４７では、入力された操作情報のデータＹ５に対して、当該合奏システム上の他の楽器（ピアノ２、ドラム４）から取得した外部入力信号ａｕｘに基づく修正を加えることで、リストバンド６３のアクチュエータを駆動するための駆動信号（報知制御情報）が生成される。駆動信号に基づき該アクチュエータが駆動され、振動子６５を付勢することで、リストバンド６３を装着した演奏者の腕に圧迫力を与える。このように、リストバンド６３は、自機の演奏操作に応じた操作情報及び外部入力信号ａｕｘに応じた報知動作を行うことで、他の演奏者が行った演奏操作に対応する情報を、ドラム４の演奏者に対する圧迫力として伝達することができる。
なお、外部入力信号ａｕｘを入出力するための構成については、図６を参照して説明した変更例を同様に適用可能である。

以上説明した通り、この実施例によれば、当該合奏システムにおいて、或る楽器における演奏操作を、振動や力覚反力等の何らかの触覚的情報によって、各楽器の演奏者に対して報知することを可能である。これにより、各演奏者は、演奏音以外による演奏進行状況の報知に合わせた楽器演奏を行うことや、演奏音や演奏者の相互視認以外の体感的要素から、合奏の「乗り」やリズムの一致感等を感知することが可能となる。また、演奏者に対して与える報知動作（振動、反力、圧迫等）の物理特性を任意に可変設定することができるので、各楽器の演奏者は報知動作から感知するタッチ感に応じて個々の楽器を弁別することができるようになる。

なお、上記実施例の変形例として、図１に示す合奏システムにおいて、更に、メトロノームを加えたシステム構成であってもよい。図１においてメトロノームＭを点線で示す。メトロノームＭは、インターフェースを介してハブ５に接続され、ＬＡＮ１上の全ての楽器（ピアノ２、ベース３およびドラム４）との間で信号の送受信可能である。例えば、音楽の合奏のリードをとる任意の演奏者からメトロノームＭに対してスタート指示信号を送出して、これを受けたメトロノームＭは、演奏速度のガイドとなる情報を或る一定の時間間隔で各楽器に対して送出する。各楽器の演奏者は、メトロノームの動作に同期した報知動作(振動など)を体感して、演奏タイミングを計ることができるようになる。

また、この発明に係る合奏システムを構成する楽器としては、図１に例示したものに限らず、その他のどのような種類のアコースティック楽器や電子楽器であっても適用することが可能である。また、例えばジョイスティックタイプ等の多軸操作型の操作子等を適用することも可能である。
また、楽器間のみならず、例えば図７に示すようなリストバンドを聴衆側に装着させることで、演奏者達が行った演奏操作を、該リストバンドを装着した聴衆に対して振動や圧迫力等の触覚的情報によって伝達できるようにしてもよい。

なお、上述した図３や図６に示す各楽器（コントロールボックス）の構成では、自機での演奏操作に対応する操作情報と他の楽器における操作情報の双方に基づき報知制御情報を生成する例を示したが、これに限らず、自機以外の楽器の操作情報（外部入力信号ａｕｘ）のみに基づき報知制御情報を生成し、自機以外の楽器の操作情報のみに準拠する報知動作を行いうるよう制御する構成も可能である。

なお、上記の実施例では、演奏者に対する報知動作として、楽器の操作部や振動部材を介して演奏者に反力、振動乃至圧迫力を与える例を示したが、これに限らず、例えばピアノ２等においては、報知動作として或る特定の操作子（鍵）を発音しない程度に動かして、報知動作を視認できるようにしてもよいし、また、力覚反力や振動等の触覚的、体感的情報の報知のみならず、報知制御情報に基づき発光部を発光させたり、或いは、演奏者に対して微弱な電流を流したりする等、どのような形態の報知動作であっても適用可能である。

また、上記の実施例では、合奏システムを構築するＬＡＮの構成は、マスター／スレーブの関係を規定しないもとしたが、これに限らず、例えば、演奏のリードをとる或る一つの楽器をマスター装置として規定し、該マスター装置を演奏するリード演奏者が、その他のスレーブ装置となる楽器の演奏者に対して、自身が行う演奏の意図を報知動作によって伝達できるようにしてもよいし、或いは、マスター装置における演奏操作に応じた報知動作と他のスレーブ装置での演奏操作に応じた報知動作とで、動作態様、特性を異ならせる(例えば反力の付加荷重や振動の振幅を異ならせる等)よう構成することで、マスター装置における演奏と、スレーブ装置における演奏との弁別が可能となるよう構成することもできる。

この発明の一実施例に係る合奏システムの全体構成を示すブロック図。同実施例に係る報知動作を実現するための制御系の電気的ハードウェア構成を示す概略ブロック図。図１の合奏システム中の或る楽器（ピアノ）において報知制御情報を生成の手順を説明するためのブロック図。図１の合奏システム中の別の楽器（ベース）の制御系の全体的な構成を概念的に示すブロック図。図４に示す報知部の外観を示す概略斜視図。図４に示すコントロールボックスにおいて報知制御情報を生成するための手順を説明するための概略ブロック図。図１の合奏システム中の更に別の楽器（ドラム）において適用可能な報知部の一例を示す図であって、（ａ）は前記報知部の外観を示す概略斜視図、（ｂ）は（ａ）を展開して示す斜視図。ドラム打撃面の振動を検出するためのピックアップを説明するための図であって、該ピックアップを備えたスネアドラムの概略断面図。

符号の説明

１ＬＡＮ、２ピアノ、３エレクトリックベース、４ドラム、５ハブ、６アクチュエータ、７センサ、７ａ演奏操作部、８ＣＰＵ、９ＲＯＭ、１０ＲＡＭ、１１パラメータテーブル、１２パラメータコントローラ、１３入出力インターフェース、４７外部入力修正部、５０コントロールボックス

Claims

複数の楽器がネットワークを介して相互通信可能に接続されて成る合奏システムにおいて、
前記複数の楽器のそれぞれが、
演奏者によって操作される複数の鍵からなる操作部と、
前記複数の鍵のそれぞれの演奏操作を検出する検出手段と、
前記複数の鍵のそれぞれに対応して設けられ、対応する鍵を駆動する駆動手段と、
前記検出手段で検出した各鍵の演奏操作に対応する操作情報を発生する操作情報発生手段と、
前記ネットワークに接続され、前記操作情報発生手段で発生された前記操作情報を前記合奏システム上の他の楽器に対して出力する操作情報出力手段と、
前記ネットワークに接続され、前記合奏システム上の他の楽器から与えられる該他の楽器における演奏操作に応じた操作情報を入力する操作情報入力手段と、
前記操作情報発生手段により発生された操作情報及び前記操作情報入力手段により他の楽器から入力された操作情報に基づき、前記操作部に与えるべき触覚的情報を示す報知制御情報を生成する報知制御情報生成手段と、
前記報知制御情報生成手段により生成した報知制御情報に基づき、前記駆動手段を制御して前記操作部の鍵を駆動することで、演奏者に対して前記他の楽器における演奏操作の内容を該操作部の駆動によって生じる触覚により報知する報知動作を行う報知手段と
を具える鍵盤楽器であることを特徴とする合奏システム。