JP4479554B2

JP4479554B2 - 鍵盤楽器

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Publication number: JP4479554B2
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Inventors: 保彦大場
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Priority date: 2005-03-23
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Description

この発明は、鍵盤楽器であって、演奏情報に基づき鍵を自動的に駆動して演奏を行う自動演奏機能を有するものに関する。

周知の通り、アコースティックのピアノにおいては、鍵の押鍵操作に応じてアクション機構が作動し、該アクション機構の作動によりハンマが打弦動作することで、該ハンマにより打弦された弦の音高に応じた楽音が発音される。演奏者は、鍵の押し込みの強さ（タッチ、押鍵速度）に応じてハンマに与える速度（ハンマによる打弦速度）を加減して、楽音の発音音量を制御できる。すなわち、楽音の発音音量（つまりハンマ打弦速度の強弱）は押鍵速度に対応する。
また、従来から知られる自動演奏ピアノ（自動演奏機能を有するアコースティックピアノ）においては、例えば電磁ソレノイドで構成される鍵の駆動手段が具備されており、再生すべき演奏情報に基づきソレノイドを駆動することで、ピアノ演奏を自動的に行うことができる。自動演奏機能による演奏情報の再生動作の概略は次の通りである。演奏情報に基づく電流信号によりソレノイドが駆動され、該ソレノイドの駆動に応じて鍵の自動的な押鍵操作が行われ、これによりハンマが打弦動作して、楽音が発音される。ここで、ソレノイドに与える電流信号は、鍵を駆動するための信号であり、従って、再現すべき押鍵速度を指示する値となる。これに対して、演奏情報として与えられる情報は再生すべき楽音の音高やベロシティ（音量）を指示するデータであり、これはハンマの打弦速度に対応する。すなわち、自動演奏機能の信号処理系では、最終的に実現したいハンマの打弦速度と、当該打弦速度を実現するための押鍵速度の対応付けて鍵の駆動を制御する必要がある（下記特許文献１参照）。該特許文献１には、所定のリファランス位置（鍵のストローク範囲中において予め定めた所定点）における押鍵速度と、該押鍵速度に対応する打弦速度の関係を利用して、鍵の駆動を自動制御する技術が開示されている。これによると、前記所定のリファランス位置における押鍵速度とこれに打弦速度の関係を利用して、演奏情報として与えられたハンマの打弦速度に対応する押鍵速度を算出し、該算出した押鍵速度に基づきソレノイドによる鍵の駆動を制御することで、前記演奏情報が表すハンマの打弦速度を再現できることが示されている。
特許第３５９６０１５号公報

しかし、上記特許文献１に記載の自動演奏ピアノにおいては、所定のリファランス位置での押鍵速度と打弦速度の関係を一般化しており、個々のピアノ本体毎の個体差やセンサの個体差などを考慮していなかった。このため、個々のピアノの個体差に即した制御を行うことができず、弱い打弦速度の再生が不安定になるなど、ピアノ演奏の再生性能が不十分であった。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、個々の楽器に適した自動演奏制御を行い、再生動作をより一層忠実に実行できる鍵盤楽器を提供することを目的とする。

この発明は、鍵と、前記鍵を駆動する駆動手段と、前記鍵の運動に応じたハンマの打弦速度を検出する検出手段と、テーブル作成指示に応じて前記駆動手段に対して所定の複数の駆動指示値を供給する供給手段と、前記供給手段から供給される各駆動指示値に基づき前記駆動手段を駆動して、前記検出手段により検出された打弦速度を該各駆動指示値毎に測定する測定手段と、前記測定手段で測定した各打弦速度を各駆動指示値に対応づけて記録する記録手段と、前記複数の駆動指示値のうちの最小値を、前記測定手段で測定された打弦速度に基づき設定する最小値設定手段と、前記記録手段に記録された各打弦速度及び各駆動指示値と、前記最小値設定手段により設定された駆動指示値の最小値とに基づき、打弦速度に対応する駆動指示値を出力するためのテーブルを作成するテーブル作成手段とを備えることを特徴とする鍵盤楽器である。

また、この発明の鍵盤楽器は、再生すべき楽音を発音するための打弦速度を含む演奏情報を供給する演奏情報供給手段と、前記テーブル作成手段で作成されたテーブルに基づき、前記演奏情報に含まれる打弦速度に対応する駆動指示値を出力し、該駆動指示値に基づき前記駆動手段の駆動を制御する再生制御手段とを更に備えるよう構成できる。

この発明に係る鍵盤楽器によれば、上記の構成により、ベロシティ値に対応する駆動指示値を出力するためのテーブルを個々の楽器毎に作成することができるようになる。作成されたテーブル出力の下限値（駆動指示値の最小値）は、駆動指示値に基づいて鍵を駆動したときに検出手段により検出されたハンマの打弦速度に基づいて設定される。従って、鍵の駆動に応じたハンマの打弦速度（ハンマの動作による楽音の発音）を考慮して、駆動指示値の最小値を設定できるので、当該楽器の個体特性に適した最弱打の再生が確実に行えるようになり、弱打再生性能及び弱打動作安定性を向上させることができるという優れた効果を奏する。

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。
図１は、この実施例に係る自動演奏ピアノの概要構成図であり、機械的な発音機構の要部（１つの鍵に対応する発音機構）を側面から見た一部断面図と、電気的制御系に関る機能ブロックの要部とを示している。

図１に示すように、自動演奏ピアノは、鍵１と、該鍵１の運動をハンマ２に伝達するアクション機構３と、ハンマ２の打弦運動により打弦される弦４と、鍵１を駆動するための駆動手段（ソレノイド）５と、弦２の振動を止めるためのダンパ６とを含む。これらの構成要素は、ピアノの複数の鍵（典型的には８８鍵）の各々に対応して具備されている。鍵１は、非押鍵時には、図１において実線で示すレスト位置（ストローク量０ｍｍの位置）にある。鍵１は、押鍵操作（図において鍵１の右側を押し下げる操作）に応じて、レスト位置からエンド位置まで押し下げられる。同図において、鍵１のエンド位置を２点鎖線で示す。鍵１が押下されると、アクション機構３の作動により、ハンマ２が打弦位置（図において点線で示す）まで回動すると共に、ダンパ７が弦４から上に離れて、弦４を解放する。ハンマ２が該解放された弦４を打弦することで、当該押鍵操作された鍵１に対応する楽音が発音される。なお、同図において符号７は打弦時の反動によるハンマ２の暴れを防止するための部材（バックチェック）である。上記の構成及び作用は、一般的なアコースティックピアノと概ね同様である。

ソレノイド５は、対応する鍵の後端下面部に対向して配設されており、後述するサーボコントローラ１２から供給される制御信号（励磁電流）に基づき駆動される。該ソレノイド５の駆動に応じて、プランジャ部分が軸方向に突出することで、対応する鍵１の後端下面部を突き上げる。該プランジャの突き上げ動作に応じて、鍵１は押鍵駆動される。これにより、上述と同様な作用によってハンマ２による打弦運動が行われる。なお、図の例では、ソレノイド５には、プランジャの動作速度を検出する適宜の速度センサ（例えばムービングマグネット型の速度センサ）が具備されており、当該センサの出力が該後述するサーボコントローラ１２に対するフィードバック信号として帰還入力されている。

また、自動演奏ピアノには、各ハンマ２に対応して、当該ハンマ２の運動に関する物理量を検出するためのハンマセンサ８が設けられている。ハンマセンサ８は、ハンマ２の運動に関する物理量を検出し、最終的にハンマ２による打弦速度（ベロシティ値）を得ることができるものであれば、どのようなセンサで構成してもよい。例えば、ハンマセンサ８として、ハンマ２の回動範囲（レスト‐エンド間）の全工程の変位を連続量で検出可能な位置センサを適用しうる。周知の通り、位置センサで検出した位置情報を適宜微分することで、速度情報を得ることができる。従って、予め打弦検出用の閾値（例えば、打弦の有無を判断する位置等）を定めておけば、ハンマ２の打弦速度を算出することが可能である。なお、ハンマセンサとして適用可能な位置連続センサの構成例については、特開２００１‐１７５２６２号公報等の記載に詳しい。ハンマセンサ８の出力に基づく打弦速度の検出値は、同図においてテーブル作成処理部９に供給され、後述する「測定ルーチン」において利用される。テーブル作成処理部９の動作「測定ルーチン」については後述する。

また、この自動演奏ピアノは、適宜の記憶媒体（後述の図２に示す記憶装置２３など）或いはリアルタイム通信装置等、外部から供給される演奏情報に基づき自動演奏を行う機能を有する。図１において符号１０〜１３は自動演奏機能にかかるモジュールである。再生前処理部１０は、適宜の記憶媒体或いはリアルタイム通信装置等から供給される演奏情報（例えばＭＩＤＩ形式のデータ）に対して適宜の正規化や単位合わせ（例えば、後述の鍵の軌道を表現するための単位に合わせる）等を行い、再生すべき鍵の軌道を生成する条件となるデータ（これを「再生ＭＩＤＩデータ」と呼ぶ）を生成する。モーションコントローラ１１は、再生ＭＩＤＩデータに基づき鍵の軌道を指示するための駆動指示値（駆動リファレンス値Ｒｅｆ）を生成する。生成された駆動リファレンス値Ｒｅｆは、後段のサーボコントローラ１２に対してサーボ制御の目標値として与えられる。サーボコントローラ１２は、前記リファレンス値Ｒｅｆと、ソレノイド５に設けられたセンサからのフィードバック信号に基づき、該ソレノイド５を駆動するための制御信号（励磁電流）を生成し、該ソレノイド５のサーボ駆動を制御する。また、再生前処理部１０にて生成した再生ＭＩＤＩデータに基づき電子楽音発生部１３による電子的な楽音発生を制御してもよい。

図２は、図１に示す自動演奏ピアノの電気的なハードウェア構成の概略を示すブロック図である。図２に示すように当該自動演奏ピアノは、ＣＰＵ２０、フラッシュＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２及び記憶装置２３を含み、各装置間がデータ及びアドレスバス２０Ｂを介して接続される。ＣＰＵ２０は、当該自動演奏ピアノの全体的な動作を制御するとともに、上記再生前処理部１０、モーションコントローラ１１及びサーボコントローラ１２による自動演奏機能（演奏情報の再生処理）や、テーブル作成処理部９の動作等、各種信号処理を実行する。フラッシュＲＯＭ２１には、ＣＰＵ２０が実行する各種処理の動作プログラムや、後述する「リファレステーブル」など、各種動作に必須のデータ等が記憶されていてよい。ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２０のワークエリアとして使用され、前記各種処理の実行中に発生した各種データや各種パラメータや、センサ出力信号のバッファ等に利用されてよい。また、記憶装置２３は、演奏情報の再生時に使用する演奏情報を記憶しておくこと等に利用されるものであり、ハードディスク、フレキシブルディスク又はフロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ‐ＲＯＭ、ＣＤ‐ＲＡＭ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、ＺＩＰディスク、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）、半導体メモリ等、適宜の記憶媒体で構成してよい。

センサインターフェース（センサＩ／Ｆ）２４はＡＤ変換器を含み、ハンマセンサ８から出力される検出信号（アナログ信号）は、当該センサＩ／Ｆ２４を介してディジタル信号に変換されて、当該信号処理系に取り込まれる。ＣＰＵ２０は所定のクロックタイミング毎にハンマセンサ８の出力を取得する処理を行っている。また、自動演奏機能において生成されるソレノイド駆動用の制御信号は、ＰＷＭ発生器２５を介してＰＷＭ形式の電流信号（ＰＷＭ信号）に変換され、ソレノイド５に供給される。すなわち、ソレノイド５の駆動量は、該供給されるＰＷＭ信号のパルス幅に応じて制御される。
なお、当該自動演奏ピアノには、この他にも操作者（ユーザ）が、自動演奏に関する各種操作（開始、停止、曲選択など）や、信号処理系の動作モードの選択等を行うための操作子群や該操作子等を駆動、検出するための機構、その機構を制御するためのソフトウェアや、適宜の外部機器やインターネット等の通信ネットワークに接続するための通信インターフェース等が具備されてよい。

図３（ａ）は、自動演奏機能に係る信号処理構成の一例をより詳細に示す機能ブロック図である。同図において、点線で囲まれた部分は、上記図１におけるモーションコントローラ１１に相当する。同図において、再生前処理部１０にて生成された再生ＭＩＤＩデータは、モーションコントローラ１１に供給される。図３（ｂ）は該再生ＭＩＤＩデータのデータ構成の一例を示す。再生ＭＩＤＩデータは、時刻情報ｔと、速度情報（べロシティ値Ｖ）とキーナンバＫｎを含むＭＩＤＩ形式のデータである。キーナンバＫｎは、再生対象となる鍵を特定するための情報であって、当該ピアノに具わる鍵（８８鍵）の各々に割り当てた各鍵に固有の番号である。また、ベロシティ値Ｖは、当該打弦動作を実現するためのハンマの速度に対応するデータであり、発音すべき楽音のベロシティ値（音量）を示す。ＭＩＤＩ／鍵速度変換部３０は、再生前処理部１０から与えられる再生ＭＩＤＩデータに含まれるベロシティ値Ｖを、駆動リファレンス値Ｒｅｆに変換して出力するモジュールである。リファレンステーブル３１は、ベロシティ値Ｖと駆動リファレンス値Ｒｅｆを対応付けたデータテーブルである。前記ＭＩＤＩ／鍵速度変換部３０は、該テーブル３１を参照して、与えられたベロシティ値Ｖ（再生ＭＩＤＩデータ）に対応するリファレンス値Ｒｅｆを得ている。リファレンス値Ｒｅｆは、ベロシティ値Ｖが示す打弦速度を実現するために、鍵に与えるべき押鍵速度を示す値である。駆動ルーチン３２は、駆動リファレンス値Ｒｅｆに基づく鍵１の駆動制御（ソレノイド５の駆動制御）を表し、これは、図１におけるサーボコントローラ１２に相当する。リファレンス値Ｒｅｆに基づきソレノイド５を駆動することで、該Ｒｅｆが指示する押鍵速度を再現し、該押鍵速度を再現することで、ベロシティ値Ｖが示す打弦速度を再現することは、先に述べた通りである。
この発明に係る実施例によれば、リファレンステーブル３１の作成処理を個々の楽器ごとに行い、各楽器の個体差に応じたテーブルを作成することに特長がある。なお、このリファレンステーブル３１は８８鍵の各鍵毎に用意される。

リファレンステーブル３１の作成は、測定ルーチン３３及び測定データ記録部３４における動作として行われるもので、これが図１のテーブル作成処理部９に相当する。
図４（ａ）はリファレンステーブル３１の作成処理の動作手順を示すフローチャートである。テーブルの作成は、工場出荷時や定期メンテナンス時等にサービスマン等によって行われる。作業者（サービスマン等）は、当該テーブルを作成すべきときに、図示しないコントローラの操作部等から、信号処理系の動作モードとして「測定モード」を指定して、図４（ａ）に示す処理の起動を指示する。この処理の概括を述べると、この処理では、所定の複数の駆動リファレンス値Ｒｅｆを用いて鍵１を駆動して、そのときのハンマセンサ８により打弦速度を測定（測定ルーチン３３）し、該測定した打弦速度を、当該駆動リファレンス値Ｒｅｆに対応するベロシティ値Ｖとして記録する（測定データの記録測定部３４）。そして、測定データ記録部３４において、記録されたベロシティ値Ｖと、これに対応するリファレンス値Ｒｅｆとを用いてリファレンステーブル３１を作成する。図５は、当該処理により作成されるリファレンステーブルの一例を示す図である。同図において、横軸にベロシティ値Ｖ（ＭＩＤＩデータ）をとり、縦軸に駆動リファレンス値Ｒｅｆをとる。
また、図４（ｂ）は、「測定モード」の処理で使用するパラメータを示す表である。同図において、「Ｋｎ」は各鍵に固有のキーナンバ（「Ｋｎ＝１」〜「Ｋｎ＝８８」）である。また、「Ｒ．ｎｏ」は、当該処理において、鍵の駆動に使用する所定の複数の駆動リファレンス値Ｒｅｆの各々を示す番号「リファランス番号」である。該所定の複数の駆動リファレンス値Ｒｅｆは、所定の最小リファレンス値Ｒｍｉｎから所定の最大リファレンス値Ｒｍａｘの範囲内において、強度が段階的に異なる複数のリファレンス値である。この実施例では一例として、９つのリファレンス値Ｒｅｆを使用する例を示す。リファランス番号「Ｒ．ｎｏ＝１」〜「Ｒ．ｎｏ＝９」は、該９つのリファレンス値Ｒｅｆの各々に対応する。「Ｒ．ｎｏ＝１」に対応するリファレンス値Ｒｅｆ１が最小リファランス値（Ｒｍｉｎ）であり、以降、番号順に対応するリファランス値の強度を段階的に大きくし、「Ｒ．ｎｏ＝９」に対応するリファレンス値Ｒｅｆ９が最大リファランス値（Ｒｍａｘ）である。「測定モード」では、８８個の各鍵「Ｋｎ＝１」〜「Ｋｎ＝８８」毎に、「Ｒ．ｎｏ＝１」〜「Ｒ．ｎｏ＝９」の９つの駆動リファレンス値に対応する打弦速度を測定する。

図４（ａ）のフローチャートを参照して、「測定モード」の動作手順を説明する。作業者（サービスマン等）による起動指示に応じて、当該処理が開始すると、ステップＳ１において、処理対処となるキーナンバをＫｎ＝１にセットして、以下、キーナンバＫｎ＝１についてベロシティ値Ｖの測定が行われるようにする。先ず、ステップＳ２〜Ｓ９において、最小リファレンス値Ｒｍｉｎとこれに対応するベロシティ値Ｖｍｉｎを測定することで、リファレンス値の下限値（最小リファレンスＲｍｉｎ）と、ベロシティ値の最小値（最小ベロシティＶｍｉｎ）を設定する。この最小値の設定に関連して、当該最小値の測定点には、該最小値を規定するための閾値として、最小ベロシティの下限値Ｖｍｉｎ１と、該下限値Ｖｍｉｎ１よりも大きい所定値（最小ベロシティの上限値）Ｖｍｉｎ２が予め設定される（図５参照）。なお、該下限値Ｖｍｉｎ１及び該上限値Ｖｍｉｎ２は、それぞれ固定値として与えられている。

ステップＳ２では、リファランス番号を「Ｒ．ｎｏ＝１」にセットする。「Ｒ．ｎｏ＝１」は最小リファランス値Ｒｍｉｎとして予め設定した値である。、ステップＳ３では当該リファランス番号Ｒ．ｎｏ＝１のリファレンス値Ｒｅｆ１を出力して、該Ｒｅｆ１でソレノイド５を駆動する。ステップＳ４では、該駆動に応じたハンマセンサ８で検出した打弦速度（検出値Ｖ）を取り込む。ステップＳ５では、前記最小ベロシティの上限値Ｖｍｉｎ２と前記取り込んだ検出値Ｖ（ベロシティ値）を比較して、検出値Ｖが該上限値Ｖｍｉｎ２よりも大きかったら（ステップＳ５のｙｅｓ）、ステップＳ６において、最前に使用したリファレンス値Ｒｅｆ１を所定の小量ｘだけ弱くして（Ｒｅｆ１‐ｘ）、この値を新規のリファレンス値Ｒｅｆ１とする。そして、新規のリファレンス値Ｒｅｆ１を用いて再度検出値Ｖの測定（ステップＳ３，Ｓ４）を行う。一方、ステップＳ４で取得したハンマセンサ８の検出値Ｖと最小ベロシティ値の下限値Ｖｍｉｎ１とを比較して、検出値Ｖが該下限値Ｖｍｉｎ１よりも小さかった場合、若しくは、ハンマセンサ８の検出値Ｖが出力されない場合（ステップＳ５のｎｏ，ステップＳ７のｙｅｓ）は、ハンマ２による打弦が行われなかった（非打弦）として扱い、ステップＳ８において、最前に使用したリファレンス値Ｒｅｆ１を所定の小量ｘだけ強くして（Ｒｅｆ１＋ｘ）、この値を新規のリファレンス値Ｒｅｆ１とする。そして、新規のリファレンス値Ｒｅｆ１を用いて検出値Ｖを再度測定する。
上記ステップＳ５及びＳ７の判断構成により、最小ベロシティの下限値Ｖｍｉｎ１と最小ベロシティの上限値Ｖｍｉｎ２の範囲内の検出値Ｖを生じさせる駆動リファレンス値Ｒｅｆ１を調べる。そうして、下限値Ｖｍｉｎ１と上限値Ｖｍｉｎ２の範囲内の検出値Ｖが測定されれば（ステップＳ５のｎｏ，ステップＳ７のｎｏ）、ステップＳ９において、当該Ｒｅｆ１を最小リファランス値Ｒｍｉｎとし、該Ｒｅｆ１に対応して測定された検出値Ｖを最小ベロシティ値Ｖｍｉｎとして、両値をリファランス番号Ｒ．ｎｏ＝１に対応する最弱打鍵の測定データ（図５参照）として記録する。図５に示すとおり最小ベロシティ値Ｖｍｉｎは、閾値Ｖｍｉｎ１〜Ｖｍｉｎ２の範囲内に設定される。また、ステップＳ７のｎｏ（Ｖ＜Ｖｍｉｎ１）の判断に応じて、ステップＳ８にてＲｅｆ１を漸増させることで、最小リファレンス値Ｒｍｉｎをハンマ２による打弦が行われうる最小値としている。言い換えれば、この処理により非打弦となるリファレンス値（＜Ｒｍｉｎ）を定義することになる。

ステップＳ１０ではリファランス番号Ｒ．ｎｏを歩進する。そして、一段階大きい駆動リファランス値Ｒｅｆで鍵１を駆動した場合のセンサ８の検出値Ｖ（ベロシティ値）を測定して、当該リファランス番号Ｒ．ｎｏに対応する駆動リファランス値Ｒｅｆ及び、これに対応する検出値Ｖを測定データとして記録する（以上、ステップＳ１１〜Ｓ１３）。そして、以降リファレンス番号Ｒ．ｎｏの順に、最大リファランス値Ｒｍａｘ（この実施例ではＲ．ｎｏ＝９）と、これに対応するベロシティ値Ｖｍａｘを測定データとして記録するまでステップＳ１０〜Ｓ１３の処理を繰り返す（ステップＳ１４の判断）。

そして、リファランス値Ｒｅｆの全ての測定点（この例ではＲ．ｎｏ＝１〜９の９点）について、測定データを記録し終えたら、キーナンバＫｎを歩進して（ステップＳ１６）、新規の処理対象の鍵について、上記と同様の処理（ステップＳ２〜Ｓ１４）を行う。これを８８鍵の全てに対して行う（ステップＳ１５の判断）。これにより、８８鍵の各鍵について９点の測定データを得ることができる。

以上の処理により、各鍵毎に記録した９点の測定データ、つまりベロシティ値（＝検出値Ｖ）と、これに対応するリファレンス値Ｒｅｆを用いて８８鍵の各鍵毎にリファレンステーブルを作成することができる。図５に示すリファレンステーブルおいて、黒丸で示す点が上記図４（ａ）の処理により測定した９点の測定データである。当該リファレンステーブルの作成において、各測定データ間は、線形補間或いはスプライン曲線など適宜の方法で補間されてよい。また、リファレンステーブルは、リファランス値Ｒｍｉｎ〜Ｒｍａｘの範囲で作成されたものである。従って、最小リファランス値Ｒｍｉｎに対応するベロシティ値Ｖｍｉｎよりも小さいベロシティ値に対応する領域（図５においてＶｍｉｎ以下の点線部分）には、該最小リファランス値Ｒｍｉｎの値を適用し、また、最大リファランス値Ｒｍａｘに対応するベロシティ値Ｖｍａｘよりも大きいベロシティ値に対応する領域（図５においてＶｍａｘ以上の点線部分）には、該最大リファランス値Ｒｍａｘの値を適用する。なお、作成された各リファレステーブルは、例えばフラッシュＲＯＭ２１（図２参照）等、適宜のメモリに記憶されるものとする。

図６は、図５に示すリファレンステーブルを用いた演奏情報の再生処理（自動演奏機能）の動作手順を示すフローチャートである。図６のフローチャート及び図３（ａ）のブロック図を参照して演奏情報の再生処理について説明する。ユーザは、図示しないコントローラの操作部等から、再生すべき演奏情報の選択操作や、自動演奏機能の開始指示等を行うことができる。該演奏情報は、記憶装置２３（図２参照）や図示しないリアルタイム通信装置等から供給されてよい。ステップＳ２０において、記憶装置２３や、図示しないリアルタイム通信装置等から、再生すべき楽音の演奏情報（例えばＭＩＤＩ形式のデータ）を取得し、ステップＳ２１において再生前処理（図１及び図３（ａ）の再生前処理部１０における処理）を行う。すなわち、取得した演奏情報（例えばＭＩＤＩデータ）に対して適宜の正規化や単位合わせ等を行い再生ＭＩＤＩデータを生成する。ステップＳ２２において、前記再生ＭＩＤＩデータが指示するキーナンバに対応するリファレンステーブル（図３（ａ））を参照し、ステップＳ２３において該再生ＭＩＤＩデータが指示するベロシティ値Ｖに対応する駆動リファレンス値Ｒｅｆを出力し、ステップＳ２４において、該出力された駆動リファレンス値Ｒｅｆに基づきソレノイド５の駆動を制御する（図１のサーボコントローラ１２及び及び図３（ａ）の駆動ルーチン３２の処理）。ここで、前記指示されたベロシティ値Ｖが、最小リファランス値Ｒｍｉｎに対応するベロシティ値Ｖｍｉｎ〜最大リファランス値Ｒｍａｘに対応するベロシティ値Ｖｍａｘの範囲内であれば、リファレンステーブルからは当該指示されたベロシティ値Ｖに対応するリファレンス値Ｒｅｆが出力される。一方、前記指示されたベロシティ値Ｖが、最小リファランス値Ｒｍｉｎに対応するベロシティ値Ｖｍｉｎよりも小さい値であれば、リファレンステーブルからは最小リファランス値Ｒｍｉｎが出力され、ステップＳ２４では最弱打鍵の打鍵駆動が行われる。また、前記指示されたベロシティ値Ｖが、最大リファランス値Ｒｍａｘに対応するベロシティ値Ｖｍａｘよりも大きい値であれば、リファレンステーブルからは最大リファランス値Ｒｍａｘが出力され、ステップＳ２４では該最大リファランス値Ｒｍａｘで打鍵駆動が行われる。そして、上記の処理を曲終了まで繰り返す（ステップＳ２５）。

以上、説明したとおり、この実施例によれば、図４（ａ）に示すテーブル作成処理（図３（ａ）の測定ルーチン）により、駆動リファランス値とベロシティ値（再生ＭＩＤＩデータ）を対応付けたリファレンステーブルを個々の楽器毎に作成し、該作成したリファレンステーブルを用いて自動演奏の制御を行うことで、個々の楽器毎の動作特性の違い等、楽器毎の個体差に適合した自動演奏の再生処理が行えるようになり、再生動作の忠実性を向上させることができる。また、図４（ａ）のステップＳ５，Ｓ７の判断構成により、各楽器毎に、リファレンステーブルの下限値（最小リファレンス値Ｒｍｉｎ）を規定することができ、自動演奏の再生処理において与えられたＭＩＤＩベロシティ値が当該下限値に対応するベロシティ値より小さい場合には、再生すべきベロシティ値を該下限値に切り上げるようにしている。これにより、最弱打の再生性能及び動作安全性を向上させることができる。

なお、上述の実施例では、ベロシティ値を検出するためのセンサとしてハンマセンサ８を適用し、該ハンマセンサ８がハンマ２の運動に関する物理量としてハンマ２の変位を連続量で検出する位置センサで構成される例を示した。ハンマセンサ８として適用可能なセンサは、ハンマ変位を連続的に検出するタイプに限らず、ハンマ変位を不連続的に検出するタイプ、例えば、ハンマの回動範囲（レスト‐エンド間）において、所定の複数の箇所に位置検出点を設定し該所定の複数の接点の位置に基づく離散的区間毎にハンマ位置を認識するタイプのセンサ等であっても、ハンマの打弦速度（ベロシティ値）が検出できるものであれば、適用しうる。また、位置センサに限らず、速度センサ、加速度センサなど、その他の物理量を検出するセンサで構成してもよい。また、ハンマの運動を検出するハンマセンサに限らず、鍵の運動に関する物理量（位置、速度、加速度など）を検出するキーセンサを適用してもよい。この場合、当該センサの出力をハンマの打弦速度（ベロシティ値）に換算する処理を行えばよい。また、ハンマセンサとキーセンサの双方を備える構成であってもよい。すなわち、センサの構成は、、鍵の押鍵操作に基づくベロシティ値（打弦速度）を最終的に取得できる構成であれば、どのようなものを適用してもよい。

また、上記図４（ａ）のステップＳ５及びＳ７においては、最小リファレンス値Ｒｍｉｎと最小ベロシティ値Ｖｍｉｎを設定するための閾値として使用される最小ベロシティの下限値Ｖｍｉｎ１及び同上限値Ｖｍｉｎ２を固定値としたが、これに限らず、例えば自動演奏の動作状況に応じて、両値Ｖｍｉｎ１とＶｍｉｎ２が自動調整（適宜変更）されるよう構成してもよい。

また、上記実施例において作成されたリファレンステーブルの最小リファレンス値Ｒｍｉｎをユーザによって可変とし、該作成されたリファレンステーブルの出力（リファレンス値）の下限値を調整できるよう構成してもよい。

なお、下限値Ｖｍｉｎ１、上限値Ｖｍｉｎ２の大きさは、センサ種類センサの性能に応じて設定されるものである。例えば、キーセンサのみを有するピアノにおいては、再生動作の安定性を確保すべく、大きめの値に設定するとよい。

また、上記図４（ａ）のテーブル作成処理では、テーブルを作る際の設定点の点数（測定モードにて測定を行う駆動リファランス値の点数）を９点としたが、これに限らず適宜の複数点で測定を行うよう構成してよい。

また、上記実施例では、この発明に係る自動演奏ピアノの形態として、グランドピアノを示したが、これはアップライトピアノであってもよい。また、この発明は、アコースティックな発音機構（弦）を備えるアコースティックピアノに限らず鍵を機械的に駆動することで自動演奏機能を実現する（つまり、再生ＭＩＤＩデータを駆動リファレンス値に変換する処理を行う）鍵盤楽器であれば、例えば、電子的に楽音を発生する電子ピアノ等にも適用しうる。

なお、上述の実施例では、この発明に係るテーブル作成処理は、自動演奏ピアノ本体に具わる自動演奏制御系の機能の１つとして楽器本体に常駐し、作業者（サービスマン等）が、当該テーブルを作成すべきときに、コントローラの操作部等から起動指示するものとしたが、これに限らず、この発明に係るテーブル作成処理を実行するための装置を楽器本体とは別体で構成し、個々の楽器においてテーブルを作成すべきときに、該別体で構成した装置を用いて個々の楽器に固有のテーブルを作成することも、この発明に含まれる。

この発明の一実施例に係る自動演奏ピアノの全体構成を示す図。同実施例に係る自動演奏ピアノの電気的ハードウェア構成を示すブロック図。（ａ）同実施例に係る自動演奏機能に係る処理構成例をより詳細に示す機能ブロック図、（ｂ）同実施例に係る再生ＭＩＤＩデータのデータ構成例を示す図。（ａ）同実施例に係るテーブル作成処理の手順の一例を示すフローチャート。（ｂ）同フローチャートに示す処理で使用するパラメータを説明するための図。同実施例に係るリファレンステーブルの構成例を示す図。同実施例に係る演奏情報の再生処理の動作手順の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１鍵、２ハンマ、３アクション機構、４弦、５電磁ソレノイド、６ダンパ、７バックチェック、８ハンマセンサ、９テーブル作成処理部、１０再生前処理部、１１モーションコントローラ、１２サーボコントローラ、１３電子楽音発生部、２０ＣＰＵ、２１フラッシュＲＯＭ、２２ＲＡＭ、２３記憶装置、２４センサインターフェース、２５ＰＷＭ発生器、３０ＭＩＤＩ／鍵速度変換部、３１リファレンステーブル、３２駆動ルーチン、３３測定ルーチン、３４測定データ記録部

Claims

鍵と、
前記鍵を駆動する駆動手段と、
前記鍵の運動に応じたハンマの打弦速度を検出する検出手段と、
テーブル作成指示に応じて前記駆動手段に対して所定の複数の駆動指示値を供給する供給手段と、
前記供給手段から供給される各駆動指示値に基づき前記駆動手段を駆動して、前記検出手段により検出された打弦速度を該各駆動指示値毎に測定する測定手段と、
前記測定手段で測定した各打弦速度を各駆動指示値に対応づけて記録する記録手段と、
前記複数の駆動指示値のうちの最小値を、前記測定手段で測定された打弦速度に基づき設定する最小値設定手段と、
前記記録手段に記録された各打弦速度及び各駆動指示値と、前記最小値設定手段により設定された駆動指示値の最小値とに基づき、打弦速度に対応する駆動指示値を出力するためのテーブルを作成するテーブル作成手段と
を備えることを特徴とする鍵盤楽器。
再生すべき楽音を発音するための打弦速度を含む演奏情報を供給する演奏情報供給手段と、
前記テーブル作成手段で作成されたテーブルに基づき、前記演奏情報に含まれる打弦速度に対応する駆動指示値を出力し、該駆動指示値に基づき前記駆動手段の駆動を制御する再生制御手段と
を更に備える請求項１に記載の鍵盤楽器。