JP5572941B2 - 電子鍵盤楽器の力覚制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子鍵盤楽器が備える鍵やペダルなど操作子の操作に対する反力を制御する力覚制御装置に関し、特に、操作子の操作感覚をアコースティックピアノなどの自然鍵盤楽器に近づけることができる電子鍵盤楽器の力覚制御装置に関する。

アコースティックピアノなど生音を発生する自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵により回動するハンマーが打弦して発音するように構成されており、鍵とハンマーの間には、ジャックやウィッペンを有してなるアクション機構が設けられている。このアクション機構によって、演奏者の指に鍵から独特の反力が掛かるようになっており、自然鍵盤楽器の鍵盤ユニットでは、各楽器に特有の鍵タッチ感が得られる。

一方、電子音を発生する電子鍵盤楽器の鍵盤ユニットは、押鍵時に鍵を初期位置に復帰させるスプリングや質量体（擬似ハンマー）などを備えており、それらの反力によって自然鍵盤楽器の鍵タッチ感を模擬している。しかしながら、電子鍵盤楽器は、押鍵により電子音を発生させる装置であり、実際に打弦して発音する機構を有しないので、自然鍵盤楽器のような複雑なアクション機構がない。そのため、自然鍵盤楽器のアクション機構で生じる鍵タッチ感を忠実には再現しきれず、電子鍵盤楽器の鍵タッチ感は、厳密には自然鍵盤楽器の鍵タッチ感とは異なるものとなっている。

そこで、電子鍵盤楽器では、自然鍵盤楽器に近い鍵動作あるいは鍵タッチ感を得ることを目的として、押鍵に対する反力を変化させる鍵駆動装置や制御装置（力覚制御手段）などが提案されている。すなわち、特許文献１に記載の鍵盤ユニットは、ジャックやレペティションハンマーを備えており、これらが鍵と連動することで、自然鍵盤楽器のアクション機構に近い鍵タッチ感が得られるようになっている。また、特許文献２に記載の鍵盤ユニットは、鍵を駆動するためのソレノイドと、ソレノイドを制御する制御装置とを備えており、これらにより、鍵タッチ感を任意に調節して自然鍵盤楽器の演奏感覚を模擬するようになっている。

また、アコースティックピアノなどの自然鍵盤楽器は、押鍵による打弦時の音の響きや音量を変化させるためのペダル装置を備えている。ペダル装置は、幾つかのペダルを有しているが、そのうちのダンパーペダルは、踏込動作に連動してダンパーを移動させることで、弦に対するダンパーの当接状態を調節するペダルである。このダンパーペダルでは、打弦による音の響きを持続させたり抑えたりすることで、楽音の音色や響きを変化させることができる。

ダンパーペダルとダンパーとは、複数の連結部を介して連結され、各連結部の動作には若干の遊びがある。したがって、ダンパーペダルの踏み込みが浅いとき（踏込量が小さいとき）は、踏込動作がダンパーに伝達されず、ペダルに発生する反力（ペダルを介して演奏者に伝わる抵抗力）の変化率は小さい。その後、ダンパーペダルの踏込量が増してゆく段階で、連結部を介してダンパーに踏込動作が伝わり始め、各連結部が有する弾性要素の反力の増加、部分的に弦から離れたダンパーの重さや摩擦により、ペダルの反力の変化率が大きくなる。さらにペダルの踏込量が増すと、ダンパーが弦から完全に離れ、ダンパーの摩擦が減少するとともに、各連結部が有する弾性要素の反力が増加しなくなる。したがって、ペダルの反力の変化率が再び小さくなる。このように、ダンパーペダルの踏込動作では、踏込量に応じて反力の変化率が段階的に変化するようになっている。

また、ダンパーペダルの踏込動作において、ダンパーが弦から完全に離れる前の所定領域をハーフペダル領域と呼ぶことがある。上級演奏者は、ダンパーペダルの踏込深さを微妙に変化させて、このハーフベダル領域を効果的に活用し、弦から発生する楽音の音色や響きを微妙に変化させることができる。したがって、ハーフペダル領域は、演奏上、重要な役割を果たしている。

また、アコースティックピアノでは、ダンパーペダルを踏み込んでいない状態で、鍵のストローク（押鍵深さ）の所定範囲において、鍵に連動してダンパーが動作するようになっている。すなわち、押鍵時に鍵のストロークが所定以上になると、鍵によってダンパーが持ち上げられて弦から離間し、離鍵時に鍵のストロークが所定以下になると、鍵によって持ち上げられていたダンパーが弦に当接して止音が開始される。

ここで、上述のように、ダンパーペダルが所定以上踏み込まれた状態では、ダンパーは既に持ち上がっているので、ダンパーと鍵が連動するのは、ダンパーペダルが踏まれていないか、踏込量が所定以下の場合のみである。したがって、ダンパーペダルを所定以上踏み込んだ状態では、ダンパーペダルを踏み込んでいない状態よりも、鍵盤のタッチが軽くなる（鍵の反力が小さくなる）という性質がある。

一方、電子ピアノなどの電子鍵盤楽器にも、押鍵に伴う音の響きや音量を変化させるためのペダル装置を備えたものがある。しかしながら、電子鍵盤楽器は、アコースティックピアノのような弦やダンパーを有しないので、ダンパーペダルに相当するペダル（以下、単にダンパーペダルということがある。）の踏み込みでは、踏込位置に応じて、電子音源の音色や効果を制御して音の響きをコントロールするだけである。そのため、電子鍵盤楽器のペダル装置では、鍵盤ユニットと同様、スプリングなどの機械的な機構でペダルの反力（復帰力）を発生させている。

前述した特許文献１，２の電子鍵盤楽器は、鍵の反力を制御する機構を備えており、鍵タッチ感を自然鍵盤楽器に近づけることが可能である。しかしながら、ペダルの反力を制御する機構を備えていないので、ダンパーペダルの操作感覚を自然鍵盤楽器に近づけることはできない。したがって、鍵とダンパーペダルそれぞれの操作に対する反力に特徴があり、かつ、鍵とダンパーペダルの反力が所定の動作領域において関連を有する自然鍵盤楽器の演奏感覚を忠実に模擬することができなかった。

すなわち、特許文献１に記載の鍵盤ユニットは、ジャックやレペティションハンマーにより鍵タッチ感を改善するものではあるが、鍵とダンパーペダルの動作に関連を持たせる機構を有していない。したがって、ダンパーペダルの踏込操作に対する反力と、鍵の操作に対する反力との間には関連がなく、自然鍵盤楽器のようなダンパーペダルの踏み込みに伴う鍵タッチ感（反力）の変化を再現できない。なお、特許文献２には、ダンパーペダルのオン／オフを検出するとともに、検出したオン／オフに従って鍵の反力を制御するための力覚付与テーブルを切り替えることが開示されている。しかしながら、特許文献２の鍵盤ユニットでは、ダンパーペダルは、オン／オフの検出のみが可能であり、その反力を制御することはできない。
特許２６５７５８７号公報 特開２００６−１４６２５９号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、鍵とダンパーペダルそれぞれの操作に対する反力に特徴があり、かつ、鍵とダンパーペダルの反力が所定の動作領域において関連を有する自然鍵盤楽器の演奏感覚を再現できる電子鍵盤楽器の力覚制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかる電子鍵盤楽器の力覚制御装置は、鍵（１１）とペダル（３１）を含む複数種類の操作子（１１，３１）と、鍵（１１）の動作を検出する鍵動作検出手段（２５）と、ペダル（３１）の動作を検出するペダル動作検出手段（４５）と、鍵（１１）の操作に対して電気的な駆動力による反力を発生させる鍵反力発生手段（２０）と、ペダル（３１）の操作に対して電気的な駆動力による反力を発生させるペダル反力発生手段（４０）と、鍵（１１）の力覚制御を行うための鍵盤用力覚付与テーブル（８１）とペダル（３１）の力覚制御を行うためのペダル用力覚付与テーブル（８２）とを含む複数種類の操作子それぞれの力覚制御を行うための力覚付与テーブル（８１，８２）を記憶した記憶手段（５２）と、鍵反力発生手段（２０）及びペダル反力発生手段（４０）にて発生させる反力を制御する力覚制御手段（５０）と、を備え、鍵盤用力覚付与テーブル（８１）は、互いに異なる反力パターンを出力するための第１のテーブル（８１−１）と第２のテーブル（８１−２）とを含む複数のテーブルを有し、ペダル（３１）の踏込量が所定の閾値よりも小さい第１の領域（Ａ１）では、ペダル用力覚付与テーブル（８２）により出力されるペダル（３１）の反力の変化率が比較的に小さな第１の反力パターンとなる一方、ペダル（３１）の踏込量が所定の閾値以上である第２の領域（Ａ２）では、第１の領域（Ａ１）よりもペダル（３１）に対する反力の変化率が大きな第２の反力パターンとなり、力覚制御手段（５０）は、ペダル動作検出手段（４５）の検出値に基づいて、ペダル（３１）の踏込量が所定の閾値よりも小さいときには、鍵盤用力覚付与テーブル（８１）に含まれる第１のテーブル（８１−１）を選択し、ペダル（３１）の踏込量が所定の閾値以上のときには、鍵盤用力覚付与テーブル（８１）に含まれる第２のテーブル（８１−２）を選択し、選択した第１又は第２のテーブル（８１−１，８１−２）と鍵動作検出手段（２５）の検出値とに基づいて、鍵反力発生手段（２０）による鍵（１１）に対する反力を制御することを特徴とする。なお、ここでの括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる電子鍵盤楽器の力覚制御装置によれば、鍵とペダルを含む複数種類の操作子それぞれに対応して該操作子の操作に応じた反力を発生させる反力発生手段を備えたので、複数種類の操作子の力覚制御を同時に行うことができる。これにより、例えば、アコースティックピアノにおける鍵のタッチ感と、ダンパーペダルのハーフペダル領域の操作感覚との両方を再現することができ、自然鍵盤楽器の演奏感覚を忠実に模擬可能となる。また、本発明の力覚制御装置では、ペダルの動作に基づいて複数のテーブルのいずれかを選択し、該選択したテーブルと鍵の動作とに基づいて、鍵の反力を制御するようにした。これにより、例えば、アコースティックピアノのダンパーペダルの踏み込みに伴う鍵タッチ感の変化を再現可能となる。つまり、鍵とダンパーペダルの反力が所定の動作領域において関連を有する自然鍵盤楽器の演奏感覚を模擬することが可能となる。

また、上記の力覚制御装置では、鍵盤用力覚付与テーブル（８１）に含まれる第２のテーブル（８１−２）は、鍵（１１）のストロークの全領域に対する所定の中間領域において、同一のストローク位置にある鍵（１１）に対して、第１のテーブル（８１−１）よりも大きな反力値を出力するように設定されていてよい。すなわち、この場合、第１のテーブルは、アコースティックピアノにおいて、ダンパーペダルが踏み込まれてダンパーの荷重が鍵に掛からない状態での鍵の反力を再現するためのテーブルに相当し、第２のテーブルは、ダンパーペダルが踏み込まれておらず、ダンパーの荷重が鍵に掛かる状態での鍵の反力を再現するためのテーブルに相当する。
そして、力覚制御手段は、所定の閾値に対するペダル（３１）の動作を検出する動作検出手段（４５）の検出値の大小に応じて、第１、第２のテーブル（８１−１，８１−２）のいずれかを選択するようにする。つまり、ペダルが所定量以上踏み込まれる前は、第２のテーブルにより鍵の力覚制御を行い、ペダルが所定量以上踏み込まれた後は、第１のテーブルにより鍵の力覚制御を行うことで、アコースティックピアノにおけるダンパーペダル踏込時の鍵タッチ感を忠実に再現することが可能となる。

また、上記力覚制御装置の他の実施形態として、ペダル用力覚付与テーブル（８２）の値と、鍵盤用力覚付与テーブル（８１）が備える第２のテーブル（８１−２）の値とは、設定値入力手段（６１）により入力された設定値に基づいて変更可能であり、力覚制御手段（５０）は、設定値入力手段（６１）により入力された設定値に基づいて、ペダル用力覚付与テーブル（８１）の値を変更したものを算出するとともに、第２のテーブル（８１−２）の値を変更したものを算出し、変更後のペダル用力覚付与テーブル（８２）の値と、動作検出手段（４５）で検出したペダル（３１）の動作とに基づいて、ペダル（３１）に対する反力を制御するとともに、変更後の第２のテーブル（８１−２）の値と、動作検出手段（２５）で検出した鍵（１１）の動作とに基づいて、鍵（１１）に対する反力を制御するようにしてもよい。

この構成によれば、演奏者が設定値入力手段によりペダル用力覚付与テーブルの値を変更することで、ペダルの反力を変えられるようになる。これにより、アコースティックピアノのダンパーペダルが有するハーフペダル領域を演奏者が所望する反力及び位置で再現可能となる。また、演奏者が設定値入力手段により第２のテーブルの値を変更することで、ペダルが踏み込まれていない場合の鍵の反力も変えることができる。つまり、アコースティックピアノでは、ダンパーの荷重が鍵にかかるので、ダンパーの重さなどの要素が異なれば、ダンパーペダルの反力と鍵のタッチ感の両方が異なるが、本発明の力覚制御装置では、そのことを再現できるようになる。

また、上記の力覚制御装置では、鍵（１１）またはペダル（３１）の少なくともいずれかに設けられ、該鍵（１１）またはペダル（３１）の操作に対して物理的な付勢力による反力を付与する付勢手段（３５，２４，４４）をさらに備えてもよい。これによれば、反力発生手段による反力と付勢手段による反力とを合わせた力でペダルまたは鍵を駆動するようになるので、反力発生手段の機構を簡単にでき、力覚制御装置を簡単な構成で実現できる。また、付勢手段にバネなどの弾発手段を用いれば、ペダル装置の駆動に必要な電力を削減できるので、電子鍵盤楽器の消費電力を少なく抑えることが可能となる。

本発明にかかる電子鍵盤楽器の力覚制御装置によれば、鍵とダンパーペダルそれぞれの動作に特徴があり、かつ、鍵とダンパーペダルの反力が所定の動作領域において関連を有する自然鍵盤楽器の演奏感覚を忠実に再現することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、後述する鍵あるいはペダルの長手方向の両側のうち、電子鍵盤楽器の演奏者の側を手前あるいは前といい、その反対側を奥あるいは後という。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態にかかる力覚制御装置を備えた電子鍵盤楽器の全体構成例を示すブロック図である。同図に示す電子鍵盤楽器は、鍵１１（操作子）を有する鍵盤装置１０と、ペダル３１（操作子）を有するペダル装置３０と、鍵１１及びペダル３１の操作に対する反力を制御するための制御部（力覚制御手段）５０とを備えている。鍵盤装置１０及びペダル装置３０と制御部５０とは、バス５を介して互いに接続されている。

図２は、鍵盤装置１０の構成を示す図であり、鍵１１及びその周辺を示す概略側断面図である。なお、同図では、鍵盤装置１０が備える１個の鍵１１及びその周辺の構成部品を示している。鍵盤装置１０は、電子鍵盤楽器本体に取り付けられたフレーム１２と、フレーム１２に対して揺動自在に支持された鍵１１とを備えている。なお、図２では、鍵１１が白鍵である場合を示しているが、黒鍵の場合も同様の構成になっている。

鍵１１は、フレーム１２に設けた鍵支点１３に軸支されており、該鍵支点１３を中心に長手方向が上下に揺動自在になっている。鍵１１の鍵支点１３より後側の下方には、フレーム１２に固定された上限ストッパー１４が設置されており、前側の下方には、フレーム１２に固定された下限ストッパー１５が設置されている。上限ストッパー１４は、図２の実線で示す非押鍵位置（初期位置）にある鍵１１の下面に当接し、鍵１１の前端が非押鍵位置より上方へ回動することを規制する。下限ストッパー１５は、図２の破線で示す押鍵位置（最下位置）にある鍵１１の下面に当接し、鍵１１の前端が押鍵位置より下方へ回動することを規制する。

また、鍵盤装置１０には、鍵１１の操作に対して電気的な駆動力による反力を発生させるソレノイド（反力発生手段）２０が設けられている。ソレノイド２０は、鍵支点１３よりも後方の鍵１１の上面側に設置されており、コイル２１と、コイル２１の中央に設置された進退移動可能なロッド２２とを備えている。また、コイル２１の外側（上下及び外周）を覆う位置には、ヨーク（磁性体）２６が設置されている。ロッド２２は、軸方向が上下方向に配置され、下端が鍵１１の上面に当接している。また、ロッド２２の上端には、平板状の板部材２３が取り付けられている。板部材２３は、その面がロッド２２の軸方向と直交するように取り付けられており、板部材２３がヨーク２６の上端に当接する位置で、ロッド２２の下端が非押鍵位置にある鍵１１の上面に当接するようになっている。また、板部材２３と、ソレノイド２０の真上に張り出したフレーム１２の上壁１２ａとの間には、コイル状のバネ（付勢手段）２４が介在している。このバネ２４により、ロッド２２が下方へ付勢されている。

したがって、鍵１１は、ロッド２２を介して鍵１１に付与されるバネ２４の付勢力によって非押鍵位置へ付勢されている。そして、押鍵操作に伴い、鍵１１は、バネ２４の付勢力に抗してロッド２２を押し上げながら鍵支点１３を中心に回動する。一方、鍵１１を押し下げている力が解除されると、鍵１１は、バネ２４の付勢力で自動的に非押鍵位置へ復帰する。また、このようなバネ２４の付勢力による鍵１１の動作において、コイル２１への電圧印加によりロッド２２を進退駆動すれば、バネ２４の付勢力をアシストすることができる。したがって、制御部５０によりソレノイド２０の駆動を制御することで、鍵１１の操作に対する反力の力覚制御を行うことができる。この力覚制御の手順については後述する。

また、鍵盤装置１０には、鍵１１の位置を検出する鍵位置センサ（動作検出手段）２５が設けられている。ここでの鍵位置センサ２５は、図２に示すように、鍵１１に取り付けたシャッタ２５ａと、該シャッタ２５ａにより光路が遮蔽されるフォトセンサ２５ｂとで構成される光学式センサである。この場合、鍵１１の位置変化に応じて遮光量が連続的に変化するようにシャッタ２５ａの形状が設定され、フォトセンサ２５ｂの出力信号から鍵１１の位置が一義的に特定されるようにする。なお、鍵位置センサ２５は、鍵１１の位置を検出できるものであれば、上記のような遮光式センサ以外にも、図示は省略するが、鍵１１の位置変化に応じて反射光量を連続的に変化させることが可能な反射面を鍵１１に設置し、該反射面で反射した光を受光部で受光して鍵１１の位置を検出するように構成した反射式センサでもよい。さらにいえば、光学式センサに限らず他の方式のセンサでもよい。また、図示は省略するが、鍵位置センサ２５に代えて、鍵位置検出用のスイッチなどを設置してもよい。また、ここでは、鍵１１の動作を検出する動作検出手段として、鍵位置センサ２５を設置した場合を説明したが、それ以外にも、鍵１１の速度、加速度、角度、角速度をそれぞれ検出する鍵速度センサ、鍵加速度センサ、鍵角度センサ、鍵角速度センサのいずれか、あるいはこれらのうちの複数を設置することも可能である。
また、図示は省略するが、鍵盤装置１０には、楽音を発生させるために鍵１１の動作を電気的な出力に変換するスイッチ接点やボリューム検出部などの機構も設けられている。

図３は、ペダル装置３０の構成例を示す図で、（ａ）は概略側断面図、（ｂ）は正面図である。ペダル装置３０は、フレーム３２に対して回動可能に支持された複数のペダルを備えており、本実施形態では、グランドピアノにおけるダンパーペダル、ソステヌートペダル、ソフトペダルに相当する３本のペダルが設置されているが、同図では、ダンパーペダルに相当する演奏者から見て最も右側に位置するペダル３１のみを示し、他のペダルは図示を省略している。本発明の構成は、ダンパーペダルに相当するペダル３１に適用されるので、以下では、ペダル３１及びその周辺の構成部品について説明する。

フレーム３２は、金属などで構成された板状部材を適宜に折り曲げて、略矩形の箱型に形成されている。フレーム３２は、複数のペダルに対応する位置に跨る横長形状で、前壁３２ａにおけるペダル３１の取付箇所には、開口部３３が形成されている。ペダル３１は、長尺状に形成された略平板状の部材からなり、前側が足で踏込操作する操作部３１ａになっており、後側がフレーム３２に取り付けられる取付部３１ｂになっている。そして、フレーム３２の開口部３３は、ペダル３１の断面よりも大きな矩形状に形成されている。開口部３３の内周には、両側の縁を後方に折り曲げてなる平板状の曲げ板部３３ａ，３３ａが設けられている。

ペダル３１は、取付部３１ｂが開口部３３からフレーム３２内に差し込まれた状態で、操作部３１ａがフレーム３２の前方に突出している。このとき、ペダル３１は、取付部３１ｂの中間がペダル支点３４に支持されており、該ペダル支点３４を中心として長手方向が上下に揺動自在になっている。

フレーム３２内におけるペダル３１の下面側には、復帰バネ（付勢手段）３５が設置されている。復帰バネ３５は、金属などの弾性を有する線材をコイル状に巻き回してなるバネ材であり、コイル軸方向に圧縮されることで弾発力（付勢力）を生じるものである。復帰バネ３５は、ペダル支点３４より前方に配置されており、その位置のペダル３１を上方に向かって付勢するようになっている。

また、ペダル３１の操作に対する反力を発生する反力発生手段（駆動手段）として、ペダル３１の上面側に設置したソレノイド４０を備えている。ソレノイド４０は、ペダル支点３４より後方に配置されており、鍵盤装置１０のソレノイド２０と同様、ヨーク４６の内側に設置されたコイル４１と、コイル４１の中央に設置した進退可能なロッド４２とを備えている。ロッド４２の上端には、板部材４３が一体に取り付けられており、該板部材４３とフレーム３２の上壁３２ｂとの間には、コイル状のバネ（付勢手段）４４が介在している。このバネ４４により、ロッド４２が軸方向の下方に向かって付勢されており、ロッド４２の下端は、ペダル３１の上面に当接している。

また、ペダル装置３０には、ペダル３１の位置を検出するペダル位置センサ（動作検出手段）４５が設けられている。ペダル位置センサ４５の具体的な構成は、鍵盤装置１０が備える鍵位置センサ２５と同じであり、シャッタ４５ａとフォトセンサ４５ｂとで構成される光学式センサとすることができる。あるいは、図示は省略するが、ペダル位置センサ４５に代えて、ペダル位置検出用のスイッチなどを設置してもよい。また、ペダルの位置を検出するセンサ以外にも、ペダル速度センサ、ペダル加速度センサ、ペダル角度センサ、ペダル角速度センサのいずれか、あるいはこれらのうちの複数を設置することも可能である。

また、ペダル３１には、ガイド部材３６が取り付けられている。ガイド部材３６は、取付部３１ｂの前端に設置された略矩形状の部材であり、その両側面には、小突起３６ａが複数個（図では両側に各２個ずつ）設けられている。小突起３６ａは、フレーム３２の曲げ板部３３ａの内側面に当接している。これにより、ガイド部材３６は、ペダル３１の揺動に伴って小突起３６ａが曲げ板部３３ａ，３３ａに対して摺動しながら、その内側を上下移動してペダル３１の揺動をガイドする。また、ガイド部材３６の上端に対向するフレーム３２の壁面３２ｃには、ペダル３１の上限位置を規定するための上限ストッパー３７が設置されている。上限ストッパー３７は、ガイド部材３６の衝突による衝撃を緩和するための緩衝材からなる。ペダル３１は、踏込操作が開始される最上位置（以下、「初期位置」という。）にある状態で、ガイド部材３６の上端が上限ストッパー３７に当接するようになっている。

一方、開口部３３の下端には、ペダル３１の下限位置を規定するための下限ストッパー３８が取り付けられている。下限ストッパー３８は、ペダル３１の衝突による衝撃を緩和する緩衝材で構成されており、初期位置にあるペダル３１の下面に対して所定距離を有して対向するように設置されている。
なお、図示は省略するが、ペダル装置３０には、ペダル３１の動作を電気的な出力に変換するためのスイッチ接点やボリューム検出部などの機構も設けられている。

上記構成のペダル装置３０の動作について説明する。ペダル３１は、初期位置で、その自重と、ガイド部材３６が上限ストッパー３７を介してフレーム３２の壁面３２ｃに当接して受ける抗力と、復帰バネ３５の付勢力と、バネ４４の付勢力及びソレノイド４０で発生する反力とが釣り合っている。したがって、初期位置における各力の釣り合いにより、ペダル３１は、前後方向（長手方向）が略水平な状態で静止している。このペダル３１を踏み込むと、ペダル支点３４を中心に回動し、ペダル３１に押された復帰バネ３５が圧縮されるとともに、ソレノイド４０のロッド４２が上方へ移動する。これにより、ペダル３１には、復帰バネ３５の付勢力とバネ４４の付勢力とが付与される。さらにペダル３１を踏み込むと、下限ストッパー３８に当接して停止する。一方、ペダル３１を踏み込んでいる力を弱めると、復帰バネ３５の付勢力とバネ４４の付勢力とによりペダル３１は逆向きに回動し、初期位置へ復帰する。このようにペダル３１が復帰バネ３５やバネ４４の付勢力で移動する過程で、コイル４１に電圧を印加してロッド４２を駆動させれば、復帰バネ３５やバネ４４によりペダル３１に与えられる付勢力をソレノイド４０でアシストすることができる。したがって、制御部５０によりソレノイド４０の駆動を制御することで、ペダル３１の操作に対する反力の力覚制御を行うことができる。この力覚制御の手順については後述する。

次に、図１に示す制御部５０について説明する。制御部５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、フラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）５４を備えている。また、ＣＰＵ５１にはタイマ５５が接続されている。ＣＰＵ５１は、鍵盤装置１０及びペダル装置３０を含む電子鍵盤楽器全体の制御を司る。ＲＯＭ５２やフラッシュメモリ５４には、ＣＰＵ５１が実行する制御プログラムや各種テーブルデータのほか、後述する力覚付与テーブル８０が記憶されている。ＲＡＭ５３は、演奏データ、テキストデータなどの各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算処理結果などを一時的に記憶する。タイマ５５は、タイマ割り込み処理における割り込み時間などの各種時間を計時する。

また、電子鍵盤楽器には、制御部５０のほか、設定操作部６１、表示装置６３、音声出力部６５、外部記憶装置６６、ＨＤＤ６７、通信インターフェイス６８、ＭＩＤＩインターフェイス６９などが設けられている。通信インターフェイス６８には、外部装置７１を接続でき、ＭＩＤＩインターフェイス６９には、ＭＩＤＩ機器７２を接続できる。また、通信インターフェイス６８は、インターネットなどの通信ネットワーク７３を介して外部のサーバ装置７４との間で通信を行えるようになっている。設定操作部６１には、演奏者が設定操作情報を入力するために用いる不図示の各種スイッチなどが含まれ、スイッチの操作による信号がＣＰＵ５１に供給されるようになっている。外部記憶装置６６やＨＤＤ６７は、上記の制御プログラムを含む各種アプリケーションプログラムや各種楽曲データなどを記憶するものである。表示装置６３は、表示制御回路６２を介してバス５に接続されており、音声出力部６５は、音源回路６４を介してバス５に接続されている。

図４は、ＲＯＭ５２に格納された力覚付与テーブル８０の構成例を示す図である。力覚付与テーブル８０は、鍵盤装置１０のソレノイド２０が発生すべき反力のパターンを格納した鍵盤用力覚付与テーブル８１と、ペダル装置３０のソレノイド４０が発生すべき反力のパターンを格納したペダル用力覚付与テーブル８２とを有している。鍵盤用力覚付与テーブル８１には、第１の制御パターンに対応する第１のテーブル８１−１と、第２の制御パターンに対応する第２のテーブル８１−２とがそれぞれ別に用意されている。ここでの第１の制御パターンは、アコースティックピアノにおいてダンパーの荷重が鍵に掛からない状態（ダンパーペダルによりダンパーが持ち上げられている状態）を再現した鍵１１の反力パターンであり、第２の制御パターンは、アコースティックピアノにおいてダンパーの荷重が鍵に掛かる状態（ダンパーペダルによりダンパーが持ち上げられていない状態）を再現した鍵１１の反力パターンである。

さらに、第１のテーブル８１−１には、押鍵用のテーブル８１−１ａと離鍵用のテーブル８１−１ｂとが用意されており、第２のテーブル８１−２には、押鍵用のテーブル８１−２ａと離鍵用のテーブル８１−２ｂとが用意されている。また、ペダル用力覚付与テーブル８２は一種類であるが、それには、押ペダル用のテーブル８２ａと戻ペダル用のテーブル８２ｂがそれぞれ用意されている。

さらに、これらテーブル８１−１ａ，８１−１ｂ，８１−２ａ，８１−２ｂ，８２ａ，８２ｂはそれぞれ、反力パターンテーブル８０ａと指令値テーブル８０ｂを備えている。反力パターンテーブル８０ａは、鍵位置センサ２５あるいはペダル位置センサ４５の検出値（または該検出値から算出した鍵１１あるいはペダル３１の速度、加速度などの値）の信号に対するソレノイド２０，４０の出力値を参照するためのテーブルである。また、指令値テーブル８０ｂは、ソレノイド２０，４０に上記の出力値を発生させる指令値を参照するためのテーブルである。

図１に示すように、制御部５０からの制御信号は、ソレノイド制御ドライバ（駆動制御部）２８を介して鍵盤装置１０のソレノイド２０に入力され、ソレノイド制御ドライバ（駆動制御部）４８を介してペダル装置３０のソレノイド４０に入力されるようになっている。また、鍵位置センサ２５の検出信号と、ペダル位置センサ４５の検出信号は、いずれも制御部５０に入力されるようになっている。

ここで、上記構成の電子鍵盤楽器における鍵１１及びペダル３１の操作に対する力覚制御の手順について説明する。ここでは、ペダル３１の力覚制御の手順と鍵１１の力覚制御の手順を順に説明する。図５は、ペダル３１の力覚制御の手順を説明するためのフローチャートである。ペダル３１の力覚制御では、まず、ペダル３１の位置情報を初期化する（ステップＳＴ１−１）。その後、ペダル位置センサ４５にて検出したペダル３１の位置（踏込量）を読み込む（ステップＳＴ１−２）。また、ペダル速度センサを設けている場合は、検出したペダルの速度を読み込み（ステップＳＴ１−３）、ペダル加速度センサを設けている場合は、検出したペダルの加速度を読み込む（ステップＳＴ１−４）。ペダル速度センサを設けていない場合は、ペダル位置センサ４５で検出したペダル位置データの差分からペダル速度を算出してもよい（ステップ１−３）。また、ペダル加速度センサを設けていない場合は、ペダル速度データの差分からペダル加速度を算出（ステップＳＴ１−４）してもよい。なお、ペダル装置３０に角度センサや角速度センサを設置している場合は、それらで検出したペダル角度やペダル角速度を読み込んでもよい。

次に、ステップＳＴ１−３で読み込んだペダル速度の検出値（あるいは算出値）の符号（正負）を判定する（ステップＳＴ１−５）。その結果、ペダル速度が正である場合は、ペダル３１が踏み込まれる（押ペダル）過程にあるので、ペダル用力覚付与テーブル（図４参照）８２から押ペダル用テーブル８２ａを選択し、これを読み込む（ステップＳＴ１−６）。一方、ペダル３１の速度が負である場合は、ペダル３１の踏み込みが解除される（戻ペダル）過程にあるので、ペダル用力覚付与テーブル８２から戻ペダル用テーブル８２ｂを選択し、これを読み込む（ステップＳＴ１−７）。続いて、読み込んだ上記いずれかのテーブル８２ａ，８２ｂの反力パターンテーブル８０ａを参照して、ソレノイド４０の出力を決定するとともに、指令値テーブル８０ｂを参照して、ソレノイド４０の出力を発生させるための指令値を決定する。そして、決定した指令値をソレノイド制御ドライバ４８へ出力し（ステップＳＴ１−８）、ソレノイド４０を駆動する。このようにして、ペダル用力覚付与テーブル８２に基づくペダル反力の制御が行われる。その後、新たなペダル位置情報の入力が有るかを判断する（ステップＳＴ１−９）。その結果、ペダル位置情報の入力が有れば（ＹＥＳ）、ステップＳＴ１−２以降の手順を繰り返して行い、ペダル位置情報の入力が無ければ（ＮＯ）、処理を終了する。

図６は、上記の力覚制御を行った場合のペダル３１の変位（踏込量）と荷重（反力）との関係を示すグラフである。このグラフの反力分布は、ペダル位置センサ（動作検出手段）４５による一の検出値に対応する反力分布を一例として示したものである。すなわち、ペダル位置センサ４５で検出された値が異なるものである場合は、同図に示すグラフとは別の反力分布となる。ペダル用力覚付与テーブル８２による力覚制御では、同図に示すように、ペダル３１の踏込量が小さく、反力の変化率が小さい領域Ａ１と、ペダル３１の踏込量が増して、反力の変化率が大きくなる領域Ａ２と、さらにペダル３１の踏込量が増して、再度、反力の変化率が小さくなる領域Ａ３の三種類の領域を有している。領域Ａ１では、アコースティックピアノにおいてダンパーの荷重がダンパーペダルに掛かる前の状態が再現され、領域Ａ２では、ペダルとダンパーの連結部を介してダンパーに踏込力が伝わり始め、連結部全体が有する弾性要素からの反力が次第に増加する状態が再現され、領域Ａ３では、ダンパーが完全に弦から離れて摩擦が減少するとともに、連結部全体が有する弾性要素からの反力が増加しなくなる状態が再現されている。このように、本実施形態の力覚制御装置では、アコースティックピアノのダンパーペダルの反力パターンを忠実に再現することができる。また、この場合、領域Ａ２の後半から領域Ａ３の前半にかかるハーフペダル領域の反力パターンも再現することができる。したがって、ペダル３１がこのハーフペダル領域に位置する際の押鍵に伴う楽音の音色や響きを適宜に設定しておけば、電子鍵盤楽器の演奏者は、ハーフペダル領域を利用して、ペダル３１の踏み込み深さに応じて楽音の音色や響きなどを微妙に変化させる高度な演奏操作を行うことが可能となる。

図７は、鍵１１の力覚制御の手順を説明するためのフローチャートである。鍵１１の力覚制御では、まず、鍵１１の位置情報を初期化する（ステップＳＴ２−１）。その後、鍵位置センサ２５で検出した鍵１１の位置（押鍵による変位量）を読み込む（ステップＳＴ２−２）。続けて、鍵速度センサを設けている場合は、検出した鍵の速度を読み込み（ステップＳＴ２−３）、鍵加速度センサを設けている場合は、検出した鍵の加速度を読み込む（ステップＳＴ２−４）。鍵速度センサを設置していない場合は、鍵位置センサ２５で検出した鍵位置データの差分から鍵速度を算出（ステップ２−３）してもよい。また、鍵加速度センサを設置していない場合は、鍵速度データの差分から鍵加速度を算出（ステップＳＴ２−４）してもよい。なお、鍵盤装置１０に角度センサや角速度センサを設置している場合は、それらで検出した鍵１１の角度や角速度を読み込んでもよい。

次に、ペダル装置３０が備えるペダル位置センサ４５で検出したペダル位置（踏込量）を読み込む（ステップＳＴ２−５）。なお、ここでは、ペダル角度センサを設置している場合は、ペダル位置以外にペダル角度を読み込んでもよい。続けて、読み込んだペダル位置（あるいはペダル角度、以下同じ）が所定の閾値以上か否かを判定する（ステップＳＴ２−６）。ここでの所定の閾値は、アコースティックピアノにおけるダンパーペダルの踏み込みによりダンパーの持ち上げが開始されるペダル位置とする。その結果、ペダル位置が閾値以上でない場合（ＮＯ）は、アコースティックピアノにおいてダンパーの反力が鍵に伝達される状態（ダンパーペダルによりダンパーが持ち上げられていない状態）を再現した第２の制御パターンを選択する（ステップＳＴ２−７）。その後、先のステップＳＴ２−３で読み込んだ鍵速度の符号を判定する（ステップＳＴ２−８）。その結果、鍵速度が正である場合は、鍵１１が押される（押鍵）過程にあるので、鍵盤用力覚付与テーブル（図４参照）８１の第２のテーブル８１−２から押鍵用テーブル８1−２ａを選択し、これを読み込む（ステップＳＴ２−９）。一方、鍵速度が負である場合は、鍵１１が初期位置へ戻る（離鍵）過程にあるので、第２のテーブル８1−２から離鍵用テーブル８１−２ｂを選択し、これを読み込む（ステップＳＴ２−１０）。

一方、先のステップＳＴ２−６で、ペダル位置が所定の閾値以上である場合（ＹＥＳ）は、アコースティックピアノにおいてダンパーの荷重が鍵に掛からない状態（ダンパーペダルによりダンパーが持ち上げられている状態）を再現した第１の制御パターンを選択する（ステップＳＴ２−１１）。その後、先のステップＳＴ２−３で読み込んだ鍵速度の符号を判定する（ステップＳＴ２−１２）。その結果、鍵速度の符号が正である場合は、押鍵過程にあるので、鍵盤用力覚付与テーブル８１の第１のテーブル８1−１から押鍵用テーブル８１−１ａを選択し、これを読み込む（ステップＳＴ２−１３）。一方、鍵速度の符号が負である場合は、離鍵過程にあるので、第１のテーブル８１−１から離鍵用テーブル８１−１ｂを選択し、これを読み込む（ステップＳＴ２−１４）。

続いて、読み込んだいずれかのテーブル８１−１ａ，８１−１ｂ，８１−２ａ，８１−２ｂの反力パターンテーブル８０ａを参照してソレノイド２０の出力を決定するとともに、指令値テーブル８０ｂを参照してソレノイド２０の出力を発生させるための指令値を決定する。そして、決定した指令値をソレノイド制御ドライバ（駆動制御部）２８へ出力し（ステップＳＴ２−１５）、鍵盤装置１０のソレノイド２０を駆動する。このようにして、鍵盤用力覚付与テーブル８１に基づく鍵１１の反力の制御が行われる。その後、新たな鍵位置情報の入力が有るかを判断する（ステップＳＴ２−１６）。その結果、鍵位置情報の入力が有れば（ＹＥＳ）、ステップＳＴ２−２以降の手順を繰り返して行い、鍵位置情報の入力が無ければ（ＮＯ）、処理を終了する。

図８は、上記の力覚制御を行った場合の鍵１１の変位（押鍵量）と荷重（反力）の関係を示すグラフである。同図のグラフにおける実線は、第２の制御パターン（第２のテーブル８１−２）に基づく反力特性であり、破線は、第１の制御パターン（第１のテーブル８１−１）に基づく反力特性である。本実施形態の力覚制御装置による鍵１１の力覚制御では、鍵１１の変位量（押鍵量）が小さく、鍵１１の操作に対する反力が比較的小さくその変化も少ない領域Ｂ１と、鍵１１の変位量が増加して、鍵１１の操作に対する反力が大きくなる領域Ｂ２とを有している。領域Ｂ１では、第１のテーブル８１−１で、アコースティックピアノにおいて鍵にダンパーの荷重がかからない場合の反力が再現され（破線）、第２のテーブル８１−２で、鍵にダンパーの荷重がかかる場合の反力が再現されている（実線）。したがって、第２のテーブル８１−２は、鍵１１のストロークの全領域に対する所定の中間領域である領域B１において、鍵１１の同一変位量（鍵位置センサ２５の同一検出値）に対して、第１のテーブル８１−１よりも大きな反力値を有している。このように、第１、第２の制御パターンにより、アコースティックピアノにおけるダンパーの荷重の有無による押鍵時の反力の違いが再現されているので、ダンパーペダルの踏み込みによる鍵のタッチ感の変化を忠実に再現される。また、領域Ｂ２では、アコースティックピアノにおけるいわゆるジャック抜けに伴う急激な鍵盤の反力変化が再現されている。したがって、本実施形態の力覚制御装置では、アコースティックピアノの鍵盤の反力パターンを忠実に再現することができる。

上記では鍵１１の力覚制御とペダル３１の力覚制御の手順を別に説明したが、本実施形態の電子鍵盤楽器では、鍵１１とペダル３１それぞれの反力を制御するためのソレノイド（反力発生手段）２０，４０を設けているので、実際には、電子鍵盤楽器が演奏操作される際、鍵１１の力覚制御とペダル３１の力覚制御とが同時に行われる。したがって、アコースティックピアノにおける鍵のタッチ感とダンパーペダルの操作感覚の両方を再現可能となるので、自然鍵盤楽器の演奏感覚を忠実に模擬できるようになる。

以上説明したように、本実施形態の電子鍵盤楽器によれば、鍵１１とペダル３１それぞれの操作感覚を自然鍵盤楽器に近づけることができるとともに、鍵とダンパーペダルの反力が所定の動作領域において関連を有する自然鍵盤楽器の演奏感覚を忠実に再現することが可能となる。なお、本実施形態では、鍵盤用力覚付与テーブル８１は、第１のテーブル８１−１と、第２のテーブル８１−２の二つのテーブルを有する場合を説明したが、鍵盤用力覚付与テーブル８１には、第１のテーブル８１−１と第２のテーブル８１−２だけでなく、これらに加えて、ハーフペダル領域での鍵の反力（第１、第２のテーブル８１−１，８１−２の中間の反力）を再現した第３のテーブル（図示せず）などをさらに追加することも可能である。これによれば、ペダル３１の踏込量に応じた鍵１１の反力をより細かく制御することができるので、アコースティックピアノの鍵タッチ感をより忠実に再現可能となる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかる電子鍵盤楽器について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同じである。これらの点は他の実施形態についても同様とする。

本実施形態の電子鍵盤楽器の構成及びその力覚制御手順を概説すると、第１実施形態では、鍵盤用力覚付与テーブル８１とペダル用力覚付与テーブル８２の制御パターンをそのまま参照して鍵１１及びペダル３１の力覚制御を行っていたが、本実施形態では、鍵盤用力覚付与テーブル８１とペダル用力覚付与テーブル８２をそれぞれ鍵盤用とペダル用の基準となる力覚付与テーブルとし、設定操作部６１から入力された設定値に基づいて、これら基準となる力覚付与テーブルの値を任意に変更できるようになっている。そして、この変更した力覚付与テーブルを用いて、鍵１１及びペダル３１の力覚制御を行うようになっている。したがって、本実施形態の電子鍵盤楽器では、演奏者がペダル３１の反力を基準値に対して変更するために、設定操作部６１が備えるつまみなどの操作で、反力の基準値からの変更量（例えば＋１，＋２，０，−１，−２など）を入力するようになっている。以下、この点について詳細に説明する。

図９は、基準となる力覚付与テーブルを変更する手順を説明するためのフローチャートである。この手順では、まず、ペダル反力の設定値を初期化する（ステップＳＴ３−１）。続いて、設定操作部６１から入力されたペダル反力の設定値（基準値からの変更量）を検出する（ステップＳＴ３−２）。図１０は、図６のグラフに、変更したペダル用力覚付与テーブル８２の反力特性（点線で示す）を追記したものである。ここで、設定操作部６１から入力される設定値は、例えば、図１０に示す領域Ａ１，Ａ２の境界の反力値P１と、領域Ａ２，Ａ３の境界の反力値P２との差とすることができる。ここでは、当該差の値がP２−Ｐ１からＰ２´−Ｐ１（Ｐ２＜Ｐ２´）に変更される場合を示している。次に、検出したペダル反力の設定値が０（デフォルト）であるか否かを判断する（ステップＳＴ３−３）。その結果、設定値が０であれば（ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。すなわち、この場合は、鍵１１及びペダル３１の力覚制御において、基準となる力覚付与テーブル（鍵盤用力覚付与テーブル８１及びペダル用力覚付与テーブル８２）の反力パターンをそのまま用いて、第1実施形態と同様の力覚制御を行う。

一方、設定値が０でない場合（ステップＳＴ３−３でＮＯ）は、検出した設定値に基づいて、基準となるペダル用力覚付与テーブル８２の反力パターンを変更したものを算出する（ステップＳＴ３−４）。すなわち、検出した設定値と、押ペダル用のテーブル８２ａの基準値とに基づいて、領域Ａ２の反力の傾きを計算し、図１０のグラフにおいて点線で示す反力パターンを算出する。なお、変更する反力パターンの具体的な算出（計算）方法は、基準となる反力値と設定値とを用いて算出すれば、加算、乗算、比例計算、関数近似など何でも良い。そして、算出した反力パターンを新規のペダル用力覚付与テーブル８１とし、これをＲＡＭ５３などの記憶手段に記憶する（ステップＳＴ３−５）。

また、アコースティックピアノでは、ダンパーの荷重が鍵にも掛かるため、ダンパーの重さなどの要素が変わると、ダンパーペダルの反力だけでなく鍵の反力も変わる。この点を再現するために、設定操作部６１から入力されたペダル反力の設定値に基づいて、基準となる鍵盤用力覚付与テーブル８２の反力パターンを変更したものを算出する（ステップＳＴ３−６）。ここでは、ダンパーに関連する反力値を変更すべく、第２のテーブル８１−２の反力パターンを変更する。なお、この際に変更する反力パターンの具体的な算出（計算）方法は、加算、乗算、比例計算、関数近似など何でも良い。そして、算出した反力パターンを新規の鍵盤用力覚付与テーブル８２とし、ＲＡＭ５３などの記憶手段に記憶する（ステップＳＴ３−７）。

本実施形態では、第１実施形態と同様、図５に示す手順で鍵１１の力覚制御を行い、図７に示す手順でペダル３１の力覚制御を行うが、その際、第１実施形態で用いた基準となる鍵盤用力覚付与テーブル８１とペダル用力覚付与テーブル８２に代えて、先の手順で算出した新規の鍵盤用力覚付与テーブル８１とペダル用力覚付与テーブル８２を用いて、鍵１１及びペダル３１の力覚制御を行う。したがって、本実施形態の電子鍵盤楽器では、鍵１１やペダル３１の操作に対して生じる反力を演奏者自身が設定した反力とすることができる。また、ここでは、ペダルの反力パターンにおける領域Ａ２と領域Ａ３（図１０参照）の反力パターンを変更することで、ハーフペダル領域の操作感覚を演奏者が所望する反力で再現できる。よって、演奏者は、所望のハーフペダル領域を利用して、ペダル３１の踏み込み深さを微妙に変化させて楽音の音色などを変える高度な演奏操作を行うことが可能となる。

また、本発明の力覚制御装置では、基準となるペダル用力覚付与テーブル８２の反力パターンを変更する際、鍵１１の力覚制御を行うための第２のテーブル８1−２の反力パターンも変更するので、ペダル３１の操作感覚とともに鍵１１の操作感覚も変更することができる。これにより、鍵とダンパーペダルの反力が所定の動作領域において関連を有するアコースティックピアノの操作感覚を忠実に再現することが可能となる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。たとえば、上記実施形態では、鍵盤装置１０は、鍵１１に対して電気的な駆動力による反力を付与するソレノイド２０に加えて、物理的な付勢力による反力を付与するバネ２４を備えており、ペダル装置３０は、反力発生手段であるソレノイド４０に加えて、ペダル３１に対して付勢力を付与する復帰バネ３５やバネ４４を備えている。しかしながら、本発明にかかる鍵盤装置やペダル装置としては、復帰バネ３５やバネ４４などを省略し、ソレノイド２０，４０のみを設けることも可能である。それにより、鍵盤装置やペダル装置の部品点数を少なく抑えることができる。

なお、上記各実施形態のように、ソレノイド４０に加えて、復帰バネ３５やバネ４４を備えていれば、それらで鍵１１やペダル３１の操作に対する反力を付与することができるので、ソレノイド２０，４０だけで鍵１１やペダル３１を駆動するように構成した場合と比較して、ソレノイド２０，４０で発生させる反力が小さくて済む。したがって、ソレノイド２０，４０や周辺機器の構成を簡単にして小型化できるので、鍵盤装置１０やペダル装置３０の小型化、軽量化を図ることができる。また、電子鍵盤楽器の消費電力を少なく抑えることができる。

また、上記実施形態では、鍵１１やペダル３１の操作に対して電気的な駆動力による反力を発生させる反力発生手段として、ソレノイド２０，４０を備える場合を説明したが、本発明の反力発生手段は、ソレノイドには限らず、他の構成のアクチュエータなどでも良い。

なお、上記実施形態では、ペダル３１を付勢する付勢手段として、ソレノイド４０のロッド４２に連結されたバネ４４と、ペダル３１に直接当接して反力を与える復帰バネ３５との両方を設置した場合を説明したが、ペダル３１の踏込操作に対して反力を与える付勢手段としては、復帰バネ３５とバネ４４のいずれか一方のみを備えていればよい。したがって、復帰バネ３５とバネ４４のいずれかを省略することも可能である。

本発明の第１実施形態にかかる力覚制御装置を備えた電子鍵盤楽器の全体構成例を示すブロック図である。 鍵盤装置を示す図であり、鍵及びその周辺の構成部品を示す概略側断面図である。 ペダル装置の構成例を示す図で、（ａ）は概略側断面図、（ｂ）は正面図である。 力覚付与テーブルの構成例を示す図である。 ペダルの力覚制御の手順を説明するためのフローチャートである。 ペダルの力覚制御によるペダルの変位と荷重との関係を示すグラフである。 鍵の力覚制御の手順を説明するためのフローチャートである。 鍵の力覚制御による鍵の変位と荷重の関係を示すグラフである。 鍵盤用力覚付与テーブルとペダル用力覚付与テーブルの反力パターンを基準に対して変更する手順を説明するためのフローチャートである。 変更したペダル用力覚付与テーブルの反力特性を追記したペダルの変位と荷重との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 鍵盤装置
１１ 鍵（操作子）
２０ ソレノイド（反力発生手段）
２４ バネ（付勢手段）
２５ 鍵位置センサ（動作検出手段）
３０ ペダル装置
３１ ペダル（操作子）
３５ 復帰バネ（付勢手段）
４０ ソレノイド（反力発生手段）
４４ バネ（付勢手段）
４５ ペダル位置センサ（動作検出手段）
４８ ソレノイド制御ドライバ
５０ 制御部（力覚制御手段）
８０ 力覚付与テーブル
８１ 鍵盤用力覚付与テーブル
８１−１ 第１のテーブル
８１−２ 第２のテーブル
８２ ペダル用力覚付与テーブル

Claims (4)

1. 鍵とペダルを含む複数種類の操作子と、
   前記鍵の動作を検出する鍵動作検出手段と、
   前記ペダルの動作を検出するペダル動作検出手段と、
   前記鍵の操作に対して電気的な駆動力による反力を発生させる鍵反力発生手段と、
   前記ペダルの操作に対して電気的な駆動力による反力を発生させるペダル反力発生手段と、
   前記鍵の力覚制御を行うための鍵盤用力覚付与テーブルと前記ペダルの力覚制御を行うためのペダル用力覚付与テーブルとを含む複数種類の操作子それぞれの力覚制御を行うための力覚付与テーブルを記憶した記憶手段と、
   前記鍵反力発生手段及び前記ペダル反力発生手段にて発生させる反力を制御する力覚制御手段と、
   を備え、
   前記鍵盤用力覚付与テーブルは、互いに異なる反力パターンを出力するための第１のテーブルと第２のテーブルとを含む複数のテーブルを有し、
   前記ペダルの踏込量が所定の閾値よりも小さい第１の領域では、前記ペダル用力覚付与テーブルにより出力される前記ペダルの反力の変化率が比較的に小さな第１の反力パターンとなる一方、前記ペダルの踏込量が前記所定の閾値以上である第２の領域では、前記第１の領域よりも前記ペダルに対する反力の変化率が大きな第２の反力パターンとなり、
   前記力覚制御手段は、
   前記ペダル動作検出手段の検出値に基づいて、
   前記ペダルの踏込量が前記所定の閾値よりも小さいときには、前記鍵盤用力覚付与テーブルに含まれる前記第１のテーブルを選択し、
   前記ペダルの踏込量が前記所定の閾値以上のときには、前記鍵盤用力覚付与テーブルに含まれる前記第２のテーブルを選択し、
   前記選択した第１又は第２のテーブルと前記鍵動作検出手段の検出値とに基づいて、前記鍵反力発生手段による前記鍵に対する反力を制御する
   ことを特徴とする電子鍵盤楽器の力覚制御装置。
2. 前記鍵盤用力覚付与テーブルに含まれる前記第２のテーブルは、
   前記鍵のストロークの全領域に対する所定の中間領域において、同一のストローク位置にある前記鍵に対して、前記第１のテーブルよりも大きな反力値を出力するように設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子鍵盤楽器の力覚制御装置。
3. 前記ペダル用力覚付与テーブルの値と、前記鍵盤用力覚付与テーブルが備える前記第２のテーブルの値とは、設定値入力手段により入力された設定値に基づいて変更可能であり、
   前記力覚制御手段は、
   前記設定値入力手段により入力された設定値に基づいて、前記ペダル用力覚付与テーブルの値を変更したものを算出するとともに、前記第２のテーブルの値を変更したものを算出し、
   前記変更後のペダル用力覚付与テーブルの値と、前記ペダル動作検出手段で検出した前記ペダルの動作とに基づいて、前記ペダルに対する反力を制御するとともに、
   前記変更後の第２のテーブルの値と、前記鍵動作検出手段で検出した前記鍵の動作とに基づいて、前記鍵に対する反力を制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電子鍵盤楽器の力覚制御装置。
4. 前記鍵またはペダルの少なくともいずれかに対応して設けられ、該鍵またはペダルの操作に対して物理的な付勢力による反力を付与する付勢手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子鍵盤楽器の力覚制御装置。

Images