JP5842799B2 - ピアノ - Google Patents

Description

本発明は、打弦モード及び打弦阻止モードが切り替え可能であると共に、駆動信号により響板を振動させて音響を発生させることが可能なピアノに関する。

従来、鍵盤演奏を記録し、記録したデータに基づいて鍵を駆動して自動演奏を行うピアノが知られている。この種の自動演奏ピアノでは、鍵の自動駆動により実際に打弦がなされるので、演奏時と同じような音響が再現可能である。さらにペダル操作まで記録・再生すれば、記録時の音響を一層忠実に再現することが可能となる。しかし実際に打弦がなされるため、音量の調節は基本的にできない。

一方、従来、響板を備えたピアノにおいて、打弦による振動とは別に、駆動信号によってアクチュエータで響板を強制的に振動させることが可能なピアノが知られている（例えば特許文献１、２）。

特許文献１のピアノでは、演奏時の弦や響板の振動を振動センサやマイクロフォンで検出し、それに対してＤＳＰ処理を行って響板駆動信号を生成し、打弦発音から５ｍｓｅｃ内にアクチュエーアを駆動して響板を振動させる。これにより、生ピアノの音にアクチュエータによる響板振動の音が加わり、演奏時に付与する音響効果の種類や可変量を任意に設定できる。

特開平５−７３０３９号公報 特表２００６−５２４３５０号公報

しかしながら、特許文献１のピアノでは、響板と弦とは互いに振動が伝達される関係にあるため、打弦によるものとは別に、響板の強制振動に起因する共鳴音等の音響も生じることになる。そのため、打弦による音響と響板の強制振動による音響とが混ざり、共鳴音が重複するような状況となって、意図しない音響効果が発生するおそれがある。

従って、その生ピアノ本来の音響とは異質の音響が生じるため、特許文献１は、演奏においてその生ピアノの本来の音響特性を忠実に再現することを目指す技術とは異なる。また、演奏を記録したデータを用いて自動再生を行う技術でもない。さらに、演奏時に、あくまで打弦発音に加えて響板強制振動による音響を与える構成であるので、演奏において音量を調節することはほとんどできない。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、演奏記録した曲データの再生において、演奏記録時の生ピアノとしての音響特性を忠実に再現すると共に、音量調節を可能にすることができるピアノを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１のピアノは、複数の鍵（２）、前記各鍵に対応して設けられた弦（５）、響板（７）、及び前記各鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマ（４）を有すると共に、押鍵に伴い前記ハンマが打弦する打弦モードと、押鍵しても打弦阻止手段（４０）の動作により前記ハンマによる打弦が阻止される打弦阻止モードとを切り替え可能なピアノであって、前記響板に配設されると共に前記弦が係止され、前記響板と前記弦との間で振動伝達の機能を果たす駒（６）と、前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記打弦モードにおいて曲として前記鍵を演奏操作したときの振動波形を連続的に検出する機能と前記駒または前記響板を励振する機能の、双方の機能を果たす検出励振手段と、前記検出励振手段の検出結果に基づいて、前記検出励振手段を駆動するための曲再生用データを生成するデータ生成手段と、前記データ生成手段により生成された曲再生用データを記憶する記憶手段（１２）と、前記記憶手段に記憶された曲再生用データの再生時に、前記曲再生用データを読み出して響板用駆動信号を生成する駆動信号生成手段（１５）と、前記曲再生用データを再生する際、前記打弦阻止手段を動作させると共に、前記駆動信号生成手段により生成された響板用駆動信号を前記励振手段に与えるよう制御する制御手段（１１）とを有することを特徴とする。

上記目的を達成するために本発明の請求項２のピアノは、複数の鍵、前記各鍵に対応して設けられた弦、響板、及び前記各鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマを有すると共に、押鍵に伴い前記ハンマが打弦する打弦モードと、押鍵しても打弦阻止手段の動作により前記ハンマによる打弦が阻止される打弦阻止モードとを切り替え可能なピアノであって、前記響板に配設されると共に前記弦が係止され、前記響板と前記弦との間で振動伝達の機能を果たす駒と、前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記打弦モードにおいて曲として前記鍵を演奏操作したときの振動波形を連続的に検出する振動波形検出手段と、前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記駒または前記響板を励振する励振手段と、前記振動波形検出手段の検出結果に基づいて、前記励振手段を駆動するための曲再生用データを生成するデータ生成手段と、前記データ生成手段により生成された曲再生用データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された曲再生用データの再生時に、前記曲再生用データを読み出して響板用駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記曲再生用データを再生する際、前記打弦阻止手段を動作させると共に、前記駆動信号生成手段により生成された響板用駆動信号を前記励振手段に与えるよう制御する制御手段と、前記振動波形検出手段により振動波形が検出されるのに並行してダンパペダルの動作を検出するペダル検出手段（２３）と、前記ダンパペダルを駆動するペダル駆動手段（３１）とを有し、前記制御手段は、前記ペダル検出手段により検出された前記ダンパペダルの動作に基づいて、前記ダンパペダルを駆動するためのペダル駆動データを生成し、前記記憶手段は、前記生成されたペダル駆動データと前記曲再生用データとを対応付けて記憶し、前記制御手段は、前記曲再生用データの再生に並行して、前記駆動信号生成手段（１５）が、前記曲再生用データに対応付けられている前記ペダル駆動データを読み出してペダル用駆動信号を生成し、前記生成されたペダル用駆動信号が前記ペダル駆動手段に与えられるよう制御する。

上記目的を達成するために本発明の請求項３のピアノは、複数の鍵、前記各鍵に対応して設けられた弦、響板、及び前記各鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマを有すると共に、押鍵に伴い前記ハンマが打弦する打弦モードと、押鍵しても打弦阻止手段の動作により前記ハンマによる打弦が阻止される打弦阻止モードとを切り替え可能なピアノであって、前記響板に配設されると共に前記弦が係止され、前記響板と前記弦との間で振動伝達の機能を果たす駒と、前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記打弦モードにおいて曲として前記鍵を演奏操作したときの振動波形を連続的に検出する振動波形検出手段と、前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記駒または前記響板を励振する励振手段と、前記振動波形検出手段の検出結果に基づいて、前記励振手段を駆動するための曲再生用データを生成するデータ生成手段と、前記データ生成手段により生成された曲再生用データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された曲再生用データの再生時に、前記曲再生用データを読み出して響板用駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記曲再生用データを再生する際、前記打弦阻止手段を動作させると共に、前記駆動信号生成手段により生成された響板用駆動信号を前記励振手段に与えるよう制御する制御手段と、前記振動波形検出手段により振動波形が検出されるのに並行して前記鍵の動作を検出する鍵検出手段（２２）と、前記鍵を駆動する鍵駆動手段（３０）とを有し、前記制御手段は、前記鍵検出手段により検出された前記鍵の動作に基づいて、前記鍵を駆動するための鍵駆動データを生成し、前記記憶手段は、前記生成された鍵駆動データと前記曲再生用データとを対応付けて記憶し、前記制御手段は、前記曲再生用データの再生に並行して、前記駆動信号生成手段（１５）が、前記曲再生用データに対応付けられている前記鍵駆動データを読み出して鍵用駆動信号を生成し、前記生成された鍵用駆動信号が前記鍵駆動手段に与えられるよう制御する。

なお、上記括弧内の符号は例示である。

本発明の請求項１によれば、演奏記録した曲データの再生において、演奏記録時の生ピアノとしての音響特性を忠実に再現すると共に、音量調節を可能にすることができる。また、データ記録時と同じ音響特性を一層忠実に再現できると共に、構成を簡単にすることができる。

請求項２によれば、演奏記録した曲データの再生において、演奏記録時の生ピアノとしての音響特性を忠実に再現すると共に、音量調節を可能にすることができる。また、曲再生時に自動駆動されるペダル動作に応じて弦のダンプが解除され、共鳴音がより適切に再現される。

請求項３によれば、演奏記録した曲データの再生において、演奏記録時の生ピアノとしての音響特性を忠実に再現すると共に、音量調節を可能にすることができる。また、曲再生時に自動押鍵される鍵に対応する弦のダンプが解除され、共鳴音がより適切に再現される。

本発明の第１の実施の形態に係るピアノの外観を示す斜視図である。 グランドピアノの内部構造を示す断面図である。 振動センサアクチュエータの取り付け位置を説明するための響板の裏面図である。 グランドピアノの音源装置に関わる構成を示すブロック図である。 打弦モードにおいて曲再生用データを記録する記録処理時の振動の伝搬経路を示す図（図（ａ））、打弦阻止モードにおいて曲再生用データに基づき響板発音を行う曲再生処理時の振動の伝搬経路を示す図（図（ｂ））である。 記録処理のフローチャートである。 曲再生処理のフローチャートである。 第２の実施の形態における、打弦モードにおいて曲再生用データを記録する記録処理時の振動の伝搬経路を示す図（図（ａ））、打弦阻止モードにおいて曲再生用データに基づき響板発音を行う曲再生処理時の振動の伝搬経路を示す図（図（ｂ））である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るピアノの外観を示す斜視図である。このピアノはグランドピアノ１として構成され、その前面に演奏者によって演奏操作がなされる鍵２が複数配列された鍵盤、およびペダル３を有する。また、グランドピアノ１は、前面部分に操作パネル１３を有する音源装置１０、および譜面台部分に設けられたタッチパネル６０を有する。ユーザの指示は、操作パネル１３およびタッチパネル６０が操作されることにより、音源装置１０に対して入力可能になっている。

グランドピアノ１は、ユーザの指示に応じて複数の発音モードが設定可能になっている。この発音モードには、ハンマによる打弦のみで発音させる打弦モード、押鍵してもハンマによる打弦が阻止される打弦阻止モードが含まれている。打弦モードには、一般的なグランドピアノと同様の通常の演奏モードのほか、自動演奏モードも含まれる。打弦阻止モードは、打弦発音に代わって電子発音だけを行ういわゆる消音モードとしても成り立つが、本実施の形態では特に、電子発音を行うことなく、打弦発音に代わって響板発音を行うことが可能である。

自動演奏モードには、電子発音を行うモードと響板発音を行うモードとが含まれる。この自動演奏モードにおいて響板発音を行うモードには、曲再生用データを再生する曲再生処理（図７）が相当する。

図２は、グランドピアノ１の内部構造を示す断面図である。

この図においては、各鍵２に対応して設けられている構成については１つの鍵２に着目して示し、他の鍵２に対応して設けられている部分については記載を省略している。各鍵２の後端側（演奏するユーザから見て鍵２の奥側）の下部には、演奏モードが自動演奏モード等である場合において、ソレノイドを用いて鍵２を駆動する鍵駆動部３０、及び、ソレノイドを用いてペダル３を駆動するペダル駆動部３１が設けられている。

鍵駆動部３０、ペダル駆動部３１は、音源装置１０からのそれぞれの制御信号（ないし駆動信号）に応じてソレノイドを駆動する。鍵駆動部３０は、対応するソレノイドを駆動してプランジャを上昇させることにより、ユーザが押鍵したときと同様な状態を再現する一方、プランジャを下降させることにより、ユーザが離鍵したときと同様な状態を再現する。ペダル駆動部３１は、対応するソレノイドを駆動してプランジャを上昇させることにより、ユーザがペダル３を踏み込んだときと同様な状態を再現する一方、プランジャを下降させることにより、ユーザがペダル３を踏み上げしたときと同様な状態を再現する。

弦５及びハンマ４は、各鍵２に対応して設けられる。鍵２が押下されるとアクション機構（図示略）を介してハンマ４が回動し、各鍵２に対応する弦５を打撃する。ダンパ８は、鍵２の押下量、およびペダル３のうちダンパペダル（以下、単にペダル３といった場合にはダンパペダルを示す）の踏込量に応じて変位し、弦５と非接触状態または接触状態となる。ダンパ８は、弦５と接触しているときには、その弦５の振動を抑制する。押鍵の場合は、押下された鍵２に対応するダンパ８だけが変位する。

ストッパ４０は、打弦阻止モードが設定されているときに動作し、各ハンマ４を受け止めてハンマ４による弦５への打撃を阻止する打弦阻止手段としての部材である。ストッパ４０が動作して、打弦阻止モードに応じた位置に変位した状態では、ハンマシャンクがストッパ４０に衝突してハンマ４の回動がそこで規制され、弦５に当接しない。打弦モードでは、ストッパ４０はハンマシャンクに干渉しない位置に退避している。

鍵センサ２２は、各鍵２に対応して各鍵２の下部に設けられ、対応する鍵２の挙動に応じた検出信号を音源装置１０に出力する。例えば、鍵センサ２２は、鍵２の押下量を検出し、その検出結果を示す検出信号を音源装置１０に出力する。なお、鍵センサ２２は、鍵２が特定の押下位置（１つ以上）を通過したことを示す検出信号を出力する構成であってもよい。

ハンマセンサ２４は、ハンマ４に対応して設けられ、対応するハンマ４の挙動に応じた検出信号を音源装置１０に出力する。例えば、ハンマセンサ２４は、ハンマ４による弦５の打撃直前の移動速度を検出し、その検出結果を示す検出信号を音源装置１０に出力する。なお、ハンマセンサ２４は、ハンマ４が特定の回動位置（１つ以上）を通過したことを示す検出信号を出力する構成であってもよい。

ペダルセンサ２３は、各ペダル３に対応して設けられ、対応するペダル３の挙動に応じた検出信号を音源装置１０に出力する。この例においては、ペダル３の踏込量を検出し、検出結果を示す検出信号を音源装置１０に出力する。なお、ペダルセンサ２３は、ペダル３が特定の踏込位置を通過したことを示す検出信号を出力する構成であってもよい。

ここで特定の踏込位置とは、弦５とダンパ８とが接触する状態と非接触の状態とを区別できる踏込位置であることが望ましく、複数箇所を特定の踏込位置とすることでハーフペダルの状態についても検出できるようにすることがさらに望ましい。ただし、ペダルセンサ２３が出力する検出信号は、ペダル３の挙動を音源装置１０に認識させることができる信号であればどのようなものであってもよい。

なお、消音モードで演奏するためには、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、およびハンマセンサ２４からそれぞれ出力される検出信号によって、音源装置１０が、弦５に対するハンマ４の打撃タイミング（キーオンのタイミング）、打撃速度（ベロシティ）、およびその弦５に対するダンパ８の振動抑制タイミング（キーオフのタイミング）を、各鍵２（キーナンバ）に対応して特定することができるようになっていればよい。従って、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３およびハンマセンサ２４は、鍵２、ペダル３、ハンマ４の挙動を検出した結果を、他の態様での検出信号として出力する構成であってもよい。

響板７には、響棒７５および駒６が配設される。駒６には、張架される弦５の一部が係止される。従って、駒６を介して響板７の振動が各弦５に伝達されるとともに、各弦５の振動が駒６を介して響板７に伝達される。

また、響板７には、振動センサアクチュエータ５０が配設される。振動センサアクチュエータ５０は、響板７に対して振動を伝達する励振機能を有したアクチュエータと、アクチュエータを駆動する駆動回路とを有する。この駆動回路は、音源装置１０から出力される響板用駆動信号（駆動波形信号）を増幅してアクチュエータに供給することにより、アクチュエータを駆動信号が示す波形で振動させる。振動センサアクチュエータ５０は、響板７の振動波形を連続的に検出する振動波形検出センサとしても機能する。

振動センサアクチュエータ５０は、直支柱９に接続された支持部５５によって支持されて、響板７に接続されている。なお、支持部５５を用いずに響板７によって支持されるようにしてもよい。この場合には、振動センサアクチュエータ５０は、駆動信号に応じた振動を慣性力によって響板７に伝達する。

図３は、振動センサアクチュエータ５０の取り付け位置を説明するための響板７の裏面図である。

振動センサアクチュエータ５０は、響板７のうち、複数存在する響棒７５の間に接続されている。振動センサアクチュエータ５０は同じ構成のものが複数、響板７に接続されているが、１つであってもよい。

ところで、図２に示すように、各振動センサアクチュエータ５０は、駒６に極力近い位置に配置され、本実施の形態では、響板７を挟んで駒６の反対側に配置される。振動センサアクチュエータ５０を駒６の近傍部分に配置することで、駒６自体を励振したり駒６自体の振動波形を検出したりするのと同じような状況になるようにしている。

図４は、グランドピアノ１の音源装置１０に関わる構成を示すブロック図である。

音源装置１０は、制御部１１、記憶部１２、操作パネル１３、通信部１４、信号発生部１５、およびインターフェイス１６を有する。これらの各構成要素はバス１７を介して接続されている。

制御部１１は、ＣＰＵ１８のほか、ＲＡＭ１９、ＲＯＭ２１等の記憶装置を有する。制御部１１は、ＲＯＭ２１に記憶されている制御プログラムに基づいて、音源装置１０の各部およびインターフェイス１６に接続された各構成要素を制御する。

記憶部１２は、制御プログラムが実行されているときに用いられる各種設定内容を示す設定情報を記憶する。設定情報は、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、およびハンマセンサ２４から出力される検出信号に基づいて、信号発生部１５において生成する駆動信号の内容を決定するための情報である。例えば、押下された鍵２と生成する駆動信号との関係を規定するテーブルなどが含まれている。記憶部１２はまた、図６の記録処理で記録される「ペダル駆動データ」、「鍵駆動データ」及び「曲再生用データ」を記憶する。

ペダル駆動データは、ペダル駆動部３１を駆動するペダル用駆動信号を生成するためのデータである。鍵駆動データは、鍵駆動部３０を駆動する鍵用駆動信号を生成するためのデータである。これらの駆動データは、例えば、ＭＩＤデータでなる。また、曲再生用データは、振動センサアクチュエータ５０を駆動する響板用駆動信号を生成するための振動波形データである。

操作パネル１３は、ユーザの操作を受け付ける操作ボタンなどを有する。この操作ボタンにより操作が受け付けられると、操作に応じた操作信号が制御部１１に出力される。インターフェイス１６に接続されたタッチパネル６０は、その表示画面に、各種モードの設定などを行う設定画面、楽譜などの各種情報が表示される。ユーザから音源装置１０への指示は操作パネル１３またはタッチパネル６０にいずれによっても入力され得る。

通信部１４は、無線、有線などにより他の装置と通信を行うインターフェイスである。通信部１４には、記録媒体に記録された各種データを読み出すディスクドライブが接続されていてもよい。通信部１４を介して音源装置１０に入力されるデータは、例えば、自動演奏に用いる楽曲データなどである。

信号発生部１５は、「ペダル駆動データ」、「鍵駆動データ」及び「曲再生用データ」に基づいて、不図示の基本特性鍵テーブルや基音ＡＥＧ(Amplitude Envelope Generator)鍵テーブル等を参照し、駆動信号として出力する。

インターフェイス１６は、音源装置１０と外部の各構成要素とを接続するインターフェイスである。インターフェイス１６は、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、ハンマセンサ２４から出力される検出信号、およびタッチパネル６０から出力される操作信号を、制御部１１に出力する。また、インターフェイス１６は、制御部１１から出力された制御信号を鍵駆動部３０、ペダル駆動部３１に出力し、信号発生部１５から出力された駆動信号を振動センサアクチュエータ５０に出力する。

図５（ａ）は、打弦モードにおいて曲再生用データを記録する記録処理時の振動の伝搬経路を示す図である。図５（ｂ）は、打弦阻止モードにおいて曲再生用データに基づき響板発音を行う曲再生処理時の振動の伝搬経路を示す図である。

まず、図５（ａ）に示すように、記録処理時においては、ユーザが鍵２及びペダル３に対して曲としての演奏操作を行う。

記録処理時に、記録開始指示に応じて押鍵した鍵２に対応する弦５−Ｄがハンマ４によって打撃される際、押鍵によってダンパ８が上昇しているので、その弦５−Ｄにはダンパ８が接触していない。図５（ａ）に示すように、まず、打撃された弦５−Ｄの振動（Ａ１ｒ）が駒６を介して響板７に伝わる（Ａ２ｒ）。それと並行して駒６（Ａ４ｒ）→他の弦５へと伝わる。響板７の振動は、空気中に放音（Ａ５ｒ）されると共に、振動センサアクチュエータ５０によって検出され（Ａ３ｒ）、信号化された波形（ａｒ）とされ、このような動作が個々の押鍵に応じて順次なされて、制御部１１のＲＡＭ１９に一旦記憶される。その後、ＲＡＭ１９に順次記憶された複数鍵分の振動波形データが１つの曲再生用データとして記憶部１２に記録される。

また、図６で後述するように、記録処理時には、響板７の振動波形の検出に並行して鍵２及びペダル３の動作が検出され、それらの結果から、鍵用駆動データ及びペダル駆動データが曲再生用データと対応付けられて記憶される。

次に、曲再生処理時には、打弦阻止モードとされ、響板７の振動に関しては、曲再生用データに基づく響板発音がなされる。また、図７で後述するように、鍵用駆動データ及びペダル駆動データに基づいて鍵２及びペダル３が自動駆動され、鍵２及びペダル３の動作に伴いダンパ８も動作する。

制御部１１は、記憶部１２に記録されている振動波形データである曲再生用データを順次、ＲＡＭ１９に読み出す。そして、図５（ｂ）に示すように、順次読み出した波形データに基づいて信号発生部１５により生成した駆動信号（ａｐ）を振動センサアクチュエータ５０に与える。これにより、振動センサアクチュエータ５０は、記録処理時（図５（ａ））の響板７の振動波形に等しい振動波形で響板７を励振することができる。

励振された響板７の振動は、空気中に放音（Ａ５ｐ）されると共に、駒６に伝わり（Ａ２ｐ）、さらに駒６から、自動駆動された鍵２及びペダル３によりダンパ８によるダンプが解除状態となった弦５−Ｐと他の弦５とに伝達される（Ａ１ｐ、Ａ４ｐ）。それにより弦５−Ｐ及び他の弦５は共振し、それが駒６に伝わる。駒６に伝わった共振振動は響板７に伝わり、空気中に放音されると共に、振動センサアクチュエータ５０にも伝わる。

従って、押鍵による打弦を行うことなく、打弦したのと同じような音響を響板７から放音することが可能となる。

次に、図６、図７を用いて、記録処理及び曲再生処理の手順を説明する。

図６は、記録処理のフローチャートである。本処理は、制御部１１のＣＰＵ１８により実行される。

まず、ＣＰＵ１８は、ユーザからの、曲としての演奏を開始する指示を待ち（ステップＳ１０１）、演奏を開始する指示があったら、通常演奏時と同じように発音モードを打弦モードとし、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、ハンマセンサ２４のそれぞれに、鍵２、ペダル３、ハンマ４の動作検出を行わせる（ステップＳ１０２）。ユーザは、例えば１曲分の演奏を行っていく。次に、ＣＰＵ１８は、響板７の振動を振動センサアクチュエータ５０に検出させるよう制御する（ステップＳ１０３）。

次にＣＰＵ１８は、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、ハンマセンサ２４から得られた検出結果、及び、振動センサアクチュエータ５０の検出結果から得られた振動波形データを、ＲＡＭ１９に一時記憶させる（ステップＳ１０４）。

次にＣＰＵ１８は、曲演奏の終了指示が有ったか否かを判別し（ステップＳ１０５）、終了指示がない場合は処理をステップＳ１０２に戻す一方、終了指示が有った場合は、処理をステップＳ１０６でデータ生成・記憶を行う。

ステップＳ１０６では、ＣＰＵ１８は、上述したような手法により、一時記憶された振動波形データを、１つのまとまった振動波形データである曲再生用データとして生成する。なお、これと並行した別のプロセスとして、ＣＰＵ１８は、ＲＡＭ１９に一時記憶された、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３及びハンマセンサ２４から得られた検出結果から、振動波形データに同期した鍵駆動データ及びペダル駆動データを生成する。なお、鍵駆動データは、鍵センサ２２の検出結果のみに基づいて生成してもよく、その場合、ハンマセンサ２４の検出結果は必要ない。さらにＣＰＵ１８は、上記生成した曲再生用データに鍵駆動データ及びペダル駆動データを対応付けて、これらのデータを一括して記憶部１２に記録する。その後本処理が終了する。

図７は、曲再生処理のフローチャートである。本処理は、制御部１１のＣＰＵ１８により実行される。

図７の処理にあたって、ＣＰＵ１８は、操作パネル１３またはタッチパネル６０から入力されるユーザの指示に従って、各種の設定を行う。ここでは例えば、響板用駆動信号に基づく響板７による発音音量（振動センサアクチュエータ５０による励振の程度）の設定、鍵用駆動信号及びペダル用駆動信号に基づく鍵２及びペダル３の駆動の可否の設定、さらには、鍵用駆動信号及びペダル用駆動信号に基づく電子楽音の発音の可否、音色、音量の設定等が可能である。

図７においてまず、ＣＰＵ１８は、ユーザからの、曲再生用データに基づく曲再生の開始指示を待ち（ステップＳ２０１）、開始指示があれば、発音モードを打弦阻止モードに設定し（ステップＳ２０２）、記憶部１２から曲再生用データ、鍵駆動データ及びペダル駆動データをＲＡＭ１９に読み出す（ステップＳ２０３）。この際、各データは１曲分が読み出される。

ステップＳ２０３で読み出されたデータは、図７の処理と並行して動作している別の処理プロセス（図示せず）へ受け渡され、処理される。当該別の処理プロセスは、ＣＰＵ１８によって所定の時間間隔で実行されている。

当該別の処理プロセスでは、ＣＰＵ１８は、各駆動信号を生成するよう信号発生部１５を制御する。ＣＰＵ１８はまず、ＲＡＭ１９に読み出されている鍵駆動データ及びペダル駆動データに基づいて、鍵駆動部３０を駆動するための鍵用駆動信号、及び、ペダル駆動部３１を駆動するためのペダル用駆動信号が信号発生部１５により生成されるよう制御する。それと共に、ＲＡＭ１９に読み出されている曲再生用データに基づいて、信号発生部１５により響板用駆動信号が生成されるよう制御する。

次にＣＰＵ１８は、生成された鍵用駆動信号、ペダル用駆動信号を、それぞれ鍵駆動部３０、ペダル駆動部３１に出力すると共に、生成された響板用駆動信号を、振動センサアクチュエータ５０の駆動回路に出力する。

鍵用駆動信号、ペダル用駆動信号はそれぞれ、時間進行に応じた鍵２、ペダル３の目標軌道である。従って、曲の進行に従って、鍵２、ペダル３は、順次生成される鍵用駆動信号、ペダル用駆動信号に応じて各々の位置が制御され、演奏記録時と同じような動作が自動的に行われる。

また、響板用駆動信号が振動センサアクチュエータ５０に供給されると、響板７に振動が与えられ、その後の弦５による共振振動と併せて響板７から放音がなされる。このことが、連続する振動波形に従って繰り返される。

鍵２及びペダル３は、演奏記録時と同じように動作するから、ダンパ８もそれに応じた動作をし、ダンパ８によるダンプ作用も演奏記録時に準ずる。例えばペダル３が踏み込み駆動されている状況では、各弦５による豊かな共鳴音が発生する。また、ペダル３が踏み込み駆動されていない状況で鍵２が離鍵駆動されれば、対応するダンパ８が対応する弦５を止音することとなる。

これにより、生ピアノとして演奏したときと同じような、共鳴音を含む豊かな音響が、実際の打弦を行わずに実現される。しかも、打弦をしないので、自然な音響を維持しつつ音量の調節が任意であり、減音再生も可能である。

ところで、曲再生用データに基づく響板７の振動によって過共鳴のような現象が生じる場合は、ペダル３の駆動を制御して、ダンパ位置の制御により共鳴を制御するようにしてもよい。

本実施の形態によれば、励振手段及び振動波形検出手段の双方として機能する振動センサアクチュエータ５０を響板７のうち駒６の近傍部分に配置し、曲演奏時の響板７の振動波形の検出結果から曲再生用データを記録する。そして、曲再生処理において、打弦阻止モードにて、曲再生用データに基づいて、響板用駆動信号を生成し、振動センサアクチュエータ５０で響板７を振動させる。これにより、演奏記録した曲データの再生において、演奏記録時の生ピアノとしての音響特性を忠実に再現すると共に、音量調節を可能にすることができる。

また、振動センサアクチュエータ５０は励振手段及び振動波形検出手段の機能を兼ねる同一物として構成したので、振動検出位置と励振位置とを完全に一致させることができる。よって、データ記録時と同じ音響特性を一層忠実に再現できると共に、構成を簡単にすることができる。しかも部品点数の増加を抑えて構成を簡単にすることができる。

また、演奏記録時に、響板７の振動波形が検出されるのに並行して鍵２及びペダル３の動作を検出し、鍵用駆動データ及びペダル駆動データと曲再生用データとを対応付けて記憶しておく。そして、曲再生用データの再生に並行して、鍵用駆動データ及びペダル駆動データに基づき鍵２及びペダル３を動作させる。これらにより、曲再生時に自動駆動される鍵２及びペダル３の動作に応じて弦５のダンプが解除され、共鳴音がより適切に再現される。

なお、曲再生用データの再生において、鍵２及び／またはペダル３の自動駆動を行うことなく、響板発音だけを行うようにしてもよい。その場合は、記録処理時に鍵２及び／またはペダル３の操作を検出する必要はない。あるいは、曲再生処理時に鍵駆動データ及び／またはペダル駆動データを読み出す必要はない。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態に対して振動センサアクチュエータ５０の配置位置が異なり、その他の構成は同様である。すなわち、第２の実施の形態では、振動センサアクチュエータ５０は、響板７ではなく駒６に接続されるよう配設する。

図８（ａ）は、第２の実施の形態における、打弦モードにおいて曲再生用データを記録する記録処理時の振動の伝搬経路を示す図である。図８（ｂ）は、打弦阻止モードにおいて曲再生用データに基づき響板発音を行う曲再生処理時の振動の伝搬経路を示す図である。

１つの押鍵に着目したとき、図８（ａ）に示すように、弦５−Ｄが打弦されたときの振動は、弦５−Ｄ（Ａ１ｒ）→駒６（Ａ２ｒ）→響板７（Ａ５ｒ）→放音となる。それと並行して駒６（Ａ４ｒ）→他の弦５へと伝わると共に、駒６（Ａ３ｒ）→振動センサアクチュエータ５０へと伝搬し、記憶部１２に記録される（ａｒ）。

次に、図８（ｂ）に示すように、曲再生処理時には、図５（ｂ）の例と同様の駆動信号（ａｐ）を振動センサアクチュエータ５０に与える。これにより、振動センサアクチュエータ５０は、記録処理時の駒６の振動波形に等しい振動波形で駒６を励振することができる。

駒６が励振されると、その振動は、駒６（Ａ１ｐ、Ａ４ｐ）→弦５−Ｐ、他の弦５へと伝搬し、弦５−Ｐ、弦５は共振する。それと並行して、駒６（Ａ２ｐ）→響板７（Ａ５ｐ）→放音となる。また、他の弦５の共振により、他の弦５→駒６へと伝わる。そして、駒６→響板７→放音となる。それと並行して、駒６→振動センサアクチュエータ５０にも伝わる。

本実施の形態によれば、演奏記録した曲データの再生において、演奏記録時の生ピアノとしての音響特性を忠実に再現すると共に、音量調節を可能にすることに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

なお、第１、第２の実施の形態において、振動センサアクチュエータ５０は、励振手段及び振動波形検出手段の機能を兼ねる同一物としたが、両者を別体に分けて構成してもよい。その場合、励振手段と振動波形検出手段とは、駒６、または響板７のうち駒６の近傍部分に配置するのがよい。この領域内であれば、振動検出位置や励振位置が駒６または響板７のいずれであったとしても、大きな差異が生じないからである。音響の忠実な再現のためには、両者を極力近い位置に配置するのが望ましい。

また、曲再生用データや駆動データは、グランドピアノ１に備え付けた記憶部１２に記録しておくことに限定されず、一旦、可搬メディア等に記録しておき、必要時に読み出して用いてもよい。なお、データの記録処理を行ったピアノと、当該データを用いて曲再生処理を行うピアノとが同一であることが最も望ましいが、それに限定されるものではない。同様の機種の別個体のピアノで検出・記録したデータを用いて曲再生処理を行ってもよい。

なお、本発明の適用対象となるピアノは、強制的に振動させることが可能な響板を有するものであればよく、アップライト型であってもよい。

２ 鍵、 ４ ハンマ、 ５ 弦、 ６ 駒、 ７ 響板、 １１ 制御部（データ生成手段、制御手段）、 １２ 記憶部（記憶手段）、 １５ 信号発生部（駆動信号生成手段）、 ２２ 鍵センサ（鍵検出手段）、 ２３ ペダルセンサ（ペダル検出手段）、 ３０ 鍵駆動部（鍵駆動手段）、 ３１ ペダル駆動部（ペダル駆動手段）、 ４０ ストッパ（打弦阻止手段）、 ５０ 振動センサアクチュエータ（振動波形検出手段、励振手段）

Claims (4)

1. 複数の鍵、前記各鍵に対応して設けられた弦、響板、及び前記各鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマを有すると共に、押鍵に伴い前記ハンマが打弦する打弦モードと、押鍵しても打弦阻止手段の動作により前記ハンマによる打弦が阻止される打弦阻止モードとを切り替え可能なピアノであって、
   前記響板に配設されると共に前記弦が係止され、前記響板と前記弦との間で振動伝達の機能を果たす駒と、
   前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記打弦モードにおいて曲として前記鍵を演奏操作したときの振動波形を連続的に検出する機能と前記駒または前記響板を励振する機能の、双方の機能を果たす検出励振手段と、
   前記検出励振手段の検出結果に基づいて、前記検出励振手段を駆動するための曲再生用データを生成するデータ生成手段と、
   前記データ生成手段により生成された曲再生用データを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された曲再生用データの再生時に、前記曲再生用データを読み出して響板用駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
   前記曲再生用データを再生する際、前記打弦阻止手段を動作させると共に、前記駆動信号生成手段により生成された響板用駆動信号を前記検出励振手段に与えるよう制御する制御手段とを有することを特徴とするピアノ。
2. 複数の鍵、前記各鍵に対応して設けられた弦、響板、及び前記各鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマを有すると共に、押鍵に伴い前記ハンマが打弦する打弦モードと、押鍵しても打弦阻止手段の動作により前記ハンマによる打弦が阻止される打弦阻止モードとを切り替え可能なピアノであって、
   前記響板に配設されると共に前記弦が係止され、前記響板と前記弦との間で振動伝達の機能を果たす駒と、
   前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記打弦モードにおいて曲として前記鍵を演奏操作したときの振動波形を連続的に検出する振動波形検出手段と、
   前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記駒または前記響板を励振する励振手段と、
   前記振動波形検出手段の検出結果に基づいて、前記励振手段を駆動するための曲再生用データを生成するデータ生成手段と、
   前記データ生成手段により生成された曲再生用データを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された曲再生用データの再生時に、前記曲再生用データを読み出して響板用駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
   前記曲再生用データを再生する際、前記打弦阻止手段を動作させると共に、前記駆動信号生成手段により生成された響板用駆動信号を前記励振手段に与えるよう制御する制御手段と、
   前記振動波形検出手段により振動波形が検出されるのに並行してダンパペダルの動作を検出するペダル検出手段と、
   前記ダンパペダルを駆動するペダル駆動手段とを有し、
   前記制御手段は、前記ペダル検出手段により検出された前記ダンパペダルの動作に基づいて、前記ダンパペダルを駆動するためのペダル駆動データを生成し、前記記憶手段は、前記生成されたペダル駆動データと前記曲再生用データとを対応付けて記憶し、
   前記制御手段は、前記曲再生用データの再生に並行して、前記駆動信号生成手段が、前記曲再生用データに対応付けられている前記ペダル駆動データを読み出してペダル用駆動信号を生成し、前記生成されたペダル用駆動信号が前記ペダル駆動手段に与えられるよう制御することを特徴とするピアノ。
3. 複数の鍵、前記各鍵に対応して設けられた弦、響板、及び前記各鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマを有すると共に、押鍵に伴い前記ハンマが打弦する打弦モードと、押鍵しても打弦阻止手段の動作により前記ハンマによる打弦が阻止される打弦阻止モードとを切り替え可能なピアノであって、
   前記響板に配設されると共に前記弦が係止され、前記響板と前記弦との間で振動伝達の機能を果たす駒と、
   前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記打弦モードにおいて曲として前記鍵を演奏操作したときの振動波形を連続的に検出する振動波形検出手段と、
   前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記駒または前記響板を励振する励振手段と、
   前記振動波形検出手段の検出結果に基づいて、前記励振手段を駆動するための曲再生用データを生成するデータ生成手段と、
   前記データ生成手段により生成された曲再生用データを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された曲再生用データの再生時に、前記曲再生用データを読み出して響板用駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
   前記曲再生用データを再生する際、前記打弦阻止手段を動作させると共に、前記駆動信号生成手段により生成された響板用駆動信号を前記励振手段に与えるよう制御する制御手段と、
   前記振動波形検出手段により振動波形が検出されるのに並行して前記鍵の動作を検出する鍵検出手段と、
   前記鍵を駆動する鍵駆動手段とを有し、
   前記制御手段は、前記鍵検出手段により検出された前記鍵の動作に基づいて、前記鍵を駆動するための鍵駆動データを生成し、前記記憶手段は、前記生成された鍵駆動データと前記曲再生用データとを対応付けて記憶し、
   前記制御手段は、前記曲再生用データの再生に並行して、前記駆動信号生成手段が、前記曲再生用データに対応付けられている前記鍵駆動データを読み出して鍵用駆動信号を生成し、前記生成された鍵用駆動信号が前記鍵駆動手段に与えられるよう制御することを特徴とするピアノ。
4. 前記振動波形検出手段と前記励振手段とは同一物であることを特徴とする請求項２または３記載のピアノ。

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