JP6648414B2

JP6648414B2 - 鍵盤楽器および鍵盤楽器の自動演奏プログラム

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Publication number: JP6648414B2
Application number: JP2015103123A
Authority: JP
Inventors: 藤原　祐二; 祐二藤原; 大場　保彦; 保彦大場; 祥也松尾
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2035-05-20
Also published as: US20160343361A1; US9502014B1; JP2016218258A

Description

本発明は鍵盤楽器および鍵盤楽器の自動演奏プログラムに関する。詳しくは、演奏操作子を操作するアクチュエータを具備し、駆動情報に従ってアクチュエータを制御する鍵盤楽器および鍵盤楽器の自動演奏プログラムに関する。

従来、演奏操作子である鍵を駆動するためのアクチュエータ（駆動手段）であるソレノイドを備えた鍵盤楽器である自動演奏ピアノが知られている。自動演奏ピアノは、演奏情報に基づいてソレノイドを駆動させることで鍵を操作して自動演奏させるものである。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の自動演奏ピアノは、鍵のストローク位置または鍵速度を検出するキーセンサとソレノイドのプランジャ位置またはプランジャ速度を検出するプランジャセンサとを具備する。自動演奏ピアノは、キーセンサが検出した鍵のストローク位置または鍵速度とプランジャセンサが検出したプランジャ位置またはプランジャ速度に基づいた信号を演奏情報にフィードバックする。これにより、自動演奏ピアノは、ソレノイドによる鍵の動作精度を向上させることができる。しかし、特許文献１に記載の技術は、鍵とソレノイドとの正確な駆動状態について考慮されていない。従って、ソレノイドの動きに鍵が追従しないような演奏態様においては、鍵とソレノイドとが離間して駆動雑音が発生する場合や鍵の動作が不安定になり正確な自動演奏がされない場合があった。

特許第４２２２２１０号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、駆動雑音の発生を抑制し、安定かつ正確な自動演奏を行うことができる鍵盤楽器および鍵盤楽器の自動演奏プログラムの提供を目的とする。

本発明によれば、アクチュエータの可動部を演奏操作子に接触させてアクチュエータを駆動情報に従って駆動することで演奏操作子を操作する鍵盤楽器において、演奏操作子の動作態様とアクチュエータの駆動態様とから演奏操作子とアクチュエータの可動部とが離間状態か否か判定する判定手段、を具備し、判定手段が演奏操作子と可動部とが離間状態であると判定すると、演奏操作子と可動部とが接触するように駆動情報を補正するものである。

本発明によれば、前記アクチュエータの駆動態様を示すアクチュエータの可動部の実駆動位置と前記演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作位置から定まるアクチュエータの可動部の推定駆動位置との偏差である離間位置偏差が演奏操作子と可動部との離間を判定する位置偏差基準値未満の場合、または離間位置偏差が位置偏差基準値未満であってアクチュエータの駆動態様を示す可動部の実駆動速度と演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作速度から定まる可動部の推定駆動速度との偏差である離間速度偏差が演奏操作子と可動部との離間を判定する速度偏差基準値未満の場合、前記判定手段が演奏操作子と可動部とが接触状態を維持していると判定し、可動部の実駆動位置と可動部の推定駆動位置との離間位置偏差が位置偏差基準値以上の場合、判定手段が演奏操作子と可動部とが離間状態であると判定するものである。

本発明においては、前記判定手段が、前記離間位置偏差から前記アクチュエータと前記演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、前記駆動情報による可動部の目標駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正し、
前記判定手段が、離間位置偏差および前記離間速度偏差からアクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、駆動情報による可動部の目標駆動位置と可動部の推定駆動位置との位置偏差および駆動情報による可動部の目標駆動速度と前記可動部の推定駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正するものである。

本発明においては、前記判定手段が、前記アクチュエータと前記演奏操作子とが離間状態であると判定した場合、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との偏差である追従位置偏差が追従許容値未満のとき、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正し、前記追従位置偏差が許容値以上のとき、前記離間位置偏差に応じて可動部の実駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との案分値を算出し、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置の案分値との位置偏差に基づいて駆動情報を補正するものである。

本発明においては、前記判定手段が、前記アクチュエータと前記演奏操作子とが離間状態であると判定した場合、前記離間位置偏差が位置偏差上限基準値以上のとき、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との位置偏差および前記可動部の目標駆動速度と前記可動部の実駆動速度との速度偏差を所定の比率で増幅した増幅値に基づいて前記駆動情報を補正し、離間位置偏差が位置偏差上限基準値未満のとき、可動部の目標駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との位置偏差および可動部の目標駆動速度と前記可動部の推定駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正し、離間位置偏差が位置偏差上限基準値未満かつ打弦から所定時間内のとき、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置との位置偏差および可動部の目標駆動速度と可動部の実駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正するものである。

本発明においては、前記離間位置偏差が前記位置偏差下限基準値未満であって前記離間速度偏差が前記速度偏差基準値以上の場合、前記判定手段が、前記可動部と前記演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行しているとさらに判定するものである。

本発明においては、前記可動部と前記演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行していると判定した場合、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との位置偏差および前記可動部の目標駆動速度と前記可動部の実駆動速度との速度偏差を前記離間速度偏差に応じた比率で増幅した増幅値に基づいて前記駆動情報を補正するものである。

本発明においては、可動部が演奏操作子に接触しているアクチュエータを駆動情報に従って駆動させることで演奏操作子による演奏を行う鍵盤楽器の自動演奏プログラムであって、駆動情報を生成する駆動情報生成ステップと、演奏操作子の動作態様とアクチュエータの駆動態様とから演奏操作子とアクチュエータの可動部とが離間しているか否か判定する離間判定ステップと、離間判定ステップにおいて演奏操作子とアクチュエータの可動部とが離間していると判定すると、演奏操作子とアクチュエータの可動部とが接触するように駆動情報を補正する補正ステップと、を含むものである。

本発明においては、前記離間判定ステップにおいて、前記アクチュエータの駆動態様を示すアクチュエータの可動部の実駆動位置と前記演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作位置から定まるアクチュエータの可動部の推定駆動位置との偏差である離間位置偏差が演奏操作子とアクチュエータとの離間を判定する位置偏差基準値未満の場合、または離間位置偏差が位置偏差基準値未満であってアクチュエータの駆動態様を示す可動部の実駆動速度と演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作速度から定まる可動部の推定駆動速度との偏差である離間速度偏差が演奏操作子と可動部との離間を判定する速度偏差基準値未満の場合、アクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定し、離間判定ステップにおいて、離間位置偏差が位置偏差基準値以上の場合、アクチュエータと演奏操作子とが離間状態であると判定し、離間位置偏差からアクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、補正ステップにおいて、演奏信号によるアクチュエータの可動部の目標駆動位置と可動部の推定駆動位置との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正し、離間位置偏差および離間速度偏差からアクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、補正ステップにおいて、可動部の目標駆動位置と可動部の推定駆動位置との位置偏差および可動部の目標駆動速度と可動部の推定駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正し、アクチュエータと演奏操作子とが離間状態であると判定した場合、補正ステップにおいて、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との偏差である追従位置偏差が追従許容値未満のとき、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置との位置偏差に基づいて駆動情報を補正し、追従位置偏差が許容値以上のとき、前記離間位置偏差に応じて可動部の実駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との案分値を算出し、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置の案分値との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正するものである。

本発明においては、前記離間判定ステップにおいて、前記離間位置偏差が前記位置偏差下限基準値未満であって前記離間速度偏差が前記速度偏差基準値以上の場合、前記アクチュエータと前記演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行しているとさらに判定し、アクチュエータと演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行していると判定した場合、補正ステップにおいて、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との位置偏差および前記可動部の目標駆動速度と前記可動部の実駆動速度との速度偏差を前記離間速度偏差に応じた比率で増幅した増幅値に基づいて駆動情報を補正するものである。

本発明によれば、演奏操作子とアクチュエータとの相対的な位置関係を考慮してアクチュエータが制御される。これにより、駆動雑音の発生を抑制し、安定かつ正確な自動演奏を行うことができる。

本発明に係る鍵盤楽器の全体構成を示す側面の部分断面図。本発明に係る鍵盤楽器の第一実施形態における自動演奏の為の駆動機構と制御装置の構成とを示す概略構成図。本発明に係る鍵盤楽器の第一実施形態における制御構成を示すブロック図。本発明に係る鍵盤楽器の第一実施形態におけるアクチュエータによる打弦の態様を示す概略構成図。本発明に係る鍵盤楽器の第一実施形態における制御装置の信号伝達の態様を示す概略構成図。（ａ）本発明に係る鍵盤楽器の第一実施形態における鍵とアクチュエータの可動部との動作態様を表すグラフを示す図（ｂ）同じくアクチュエータの目標駆動位置に対する動作態様を表すグラフを示す図。本発明に係る鍵盤楽器の駆動情報における鍵操作用テーブルを示す図。本発明に係る鍵盤楽器の第一実施形態における自動演奏の制御プログラムの詳細を表すフローチャートを示す図。本発明に係る鍵盤楽器の第一実施形態における鍵操作の制御プログラムの詳細を表すフローチャートを示す図。本発明に係る鍵盤楽器の第一実施形態における鍵とアクチュエータの可動部との離間判定の制御プログラムの詳細を表すフローチャートを示す図。本発明に係る鍵盤楽器の第一実施形態におけるアクチュエータの可動部の目標駆動位置を補正する制御態様を表すフローチャートを示す図。本発明に係る鍵盤楽器の第二実施形態における自動演奏の為の駆動機構と制御装置の構成とを示す概略構成図。本発明に係る鍵盤楽器の第二実施形態における制御構成を示すブロック図。本発明に係る鍵盤楽器の第二実施形態における制御装置の信号伝達の態様を示す概略構成図。本発明に係る鍵盤楽器の第二実施形態における鍵とアクチュエータの可動部との位置と速度に関する動作態様を表すグラフを示す図。本発明に係る鍵盤楽器の第二実施形態における鍵操作の制御プログラムの詳細を表すフローチャートを示す図。本発明に係る鍵盤楽器の第二実施形態における鍵とアクチュエータの可動部との離間判定の制御プログラムの詳細を表すフローチャートを示す図。本発明に係る鍵盤楽器の第二実施形態におけるアクチュエータの可動部の目標駆動位置を補正する制御プログラムの詳細を表すフローチャートを示す図。本発明に係る鍵盤楽器の第二実施形態におけるアクチュエータの可動部の目標駆動位置と目標駆動速度とを補正する制御プログラムの詳細を表すフローチャートを示す図。本発明に係る鍵盤楽器の第二実施形態における鍵とアクチュエータの可動部とが離間している場合の位置補正量と速度補正量とを算出する制御プログラムの詳細を表すフローチャートを示す図。

＜第一実施形態＞
以下に、図１から図３を用いて、本発明の第一実施形態に係る鍵盤楽器である自動演奏ピアノ１について説明する。図１に示すように、自動演奏ピアノ１は、本実施形態においてグランドピアノである。自動演奏ピアノ１は、演奏操作子である鍵２（黒鍵および白鍵）やペダル１４を演奏情報から生成した駆動情報に従って操作して自動演奏を行うことができるものである。本実施形態において、演奏者が鍵２を操作する側を操作側、弦１３が張られている側を弦側とする。

自動演奏ピアノ１は、グランドピアノにアクチュエータであるソレノイド１６、アクチュエータの駆動態様を検出するプランジャセンサ１７、演奏操作子の動作態様を検出する鍵センサ１８、駆動電流発生装置１９（図２、図３参照）、プランジャセンサ信号変換装置２０（図２、図３参照）、鍵センサ信号変換装置２１（図２、図３参照）および制御装置２６（図２、図３参照）を具備する。自動演奏ピアノ１は、演奏者による鍵２やペダル１４の操作が可能であるととともに、各ソレノイド１６の独立した駆動による各鍵２の操作が可能に構成されている。これにより、自動演奏ピアノ１は、演奏者が鍵２やペダル１４を操作して楽曲を演奏したり、複数のソレノイド１６を駆動情報に従って独立して駆動させることで各鍵２を操作して楽曲を自動演奏したりすることができる。

図１と図２とに示すように、自動演奏ピアノ１は、複数の鍵２と各鍵２に設けられているアクション機構４（打弦機構）とを支持している鍵フレーム３にソレノイド１６、プランジャセンサ１７および鍵センサ１８が設けられている。鍵２は、その略中央部がバランスキーピン２ａを介して支持され、上下方向に回動自在に構成されている。鍵２の弦側には、アクション機構４がアクションブラケット５を介して鍵フレーム３に支持されている。また、鍵２の弦側端部には、ダンバー機構９が配置されている。

図２に示すように、アクション機構４は、打弦するものである。アクション機構４は、主にサポート６、ハンマー７およびジャック８等を具備する。サポート６は、棒状に形成され、弦側から操作側に向けて配置されている。サポート６は、弦側端部をサポートレール５ａに支持され、上下方向に回動自在に構成されている。ハンマー７は、操作側から弦側に向けて配置されている棒状のハンマーシャンク７ａを介してシャンクレール５ｂに支持されている。ハンマーシャンク７ａは、操作側端部を支点として上下方向に回動自在に構成されている。つまり、ハンマー７は、ハンマーシャンク７ａを介して上下方向に移動可能に構成されている。ジャック８は、静止時にハンマーシャンク７ａに取り付けられているハンマーローラー７ｂに接している。ジャック８の一側端は、サポート６の操作側端部に支持され、ジャック８の他側端は、ハンマーシャンク７ａの操作側端部（回動支点側）を支持している。このように構成されるアクション機構４において、サポート６は、鍵２の押圧操作等による鍵２の弦側の上方向への回動に伴って上方向に回動される。ジャック８を介してサポート６に支持されているハンマーシャンク７ａは、サポート６の上方向に回動に伴って上方向に回動される。ハンマーシャンク７ａに支持されているハンマー７は、ハンマーシャンク７ａの上方向の回動に伴って上方向に移動される。この結果、アクション機構４は、ジャック８がハンマーローラー７ｂから外れ、その状態でハンマー７によって弦１３を打撃する。そして、ハンマー７が弦１３から離間する。

ダンパー機構９は、ダンパー１２を弦１３から離間したり弦１３に接触させたりするものである。ダンパー機構９は、ダンパーレバー１０、ダンパーワイヤー１１およびダンパー１２等を具備する。ダンパーレバー１０は、棒状に形成され、弦側から操作側に向けて配置されている。ダンパーレバー１０は、弦側端部をピアノ本体に支持され、上下方向に回動自在に構成されている。また、ダンパーレバー１０の操作側端部は、鍵２の弦側端部に支持されている。さらに、ダンパーレバー１０の途中部には、ダンパーワイヤー１１が接続されている。ダンパー１２は弦１３の上側から弦１３と接触するように配置されるとともに、ダンパーワイヤー１１を介してダンパーレバー１０に接続されている。また、ダンパーレバー１０は、ペダル１４と連動連結されているリフティングレール１５によって上方向に回動可能に構成されている。このように構成されダンパー機構９において、鍵２に支持されているダンパーレバー１０は、鍵２の弦側の上方向への回動に伴って上方向に回動される。ダンパー１２は、ダンパーレバー１０の上方向に回動に伴ってダンパーワイヤー１１により上方向に移動される。この結果、ダンパー機構９は、弦１３からダンパー１２を離間させる。ダンパー機構９は、鍵２の弦側が下方向に回動することでダンパー１２が弦１３に接触する。

アクチュエータであるソレノイド１６は、鍵２を駆動するものである。ソレノイド１６は、駆動電流によって励磁される図示しないソレノイドコイルの作用により可動部であるプランジャ１６ａがソレノイド１６の本体から出入りするように構成されている。ソレノイド１６は、プランジャ１６ａが鍵２に対向し、かつプランジャ１６ａが鍵２の下面に接触するようにして鍵２の弦側端部の下側に配置されている。つまり、ソレノイド１６は、プランジャ１６ａがソレノイド１６の本体から突出（上昇）することで鍵２の下面に接触しながら鍵２の弦側端部を持ち上げるように構成されている。

図２と図３とに示すように、アクチュエータであるソレノイド１６の駆動態様を検出するプランジャセンサ１７は、上昇または下降しているプランジャ１６ａ（図２参照）の基準位置からの距離である実駆動位置ｙｘＰを連続的に検出するものである。プランジャセンサ１７は、各ソレノイド１６に組み込まれており、図示しないソレノイドコイルの誘導起電力等に基づいてプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを検出する。プランジャセンサ１７は、検出した実駆動位置ｙｘＰをアナログ信号として出力する。なお、プランジャセンサ１７は、本実施形態に限定されるものではなく、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを検出できるものであればよい。

演奏操作子である鍵２の動作態様を検出する鍵センサ１８は、鍵２の基準位置からの距離である実操作位置ｙｘＫを連続的に検出するものである。鍵センサ１８は、発光ダイオードの受光量に応じた検出信号を出力する光学式の位置センサ等から構成されている。図２に示すように、鍵センサ１８は、センサ本体１８ａと、その位置に応じて受光量を変化させるドグ１８ｂ（遮光板）とから構成されている。鍵センサ１８は各鍵２の下面に対向する位置（鍵フレーム３）にそれぞれ配置される。鍵センサ１８のドグ１８ｂは、鍵２の実操作位置ｙｘＫに応じて発光ダイオードの光を遮るように鍵２の下面に配置される。これにより、鍵センサ１８は、受光量の変化に基づいて鍵２の実操作位置ｙｘＫを検出する。鍵センサ１８は、検出した鍵２の実操作位置ｙｘＫをアナログ信号として出力する。なお、鍵センサ１８は、本実施形態に限定されるものではなく、鍵２の実操作位置ｙｘＫを検出できるものであればよい。

図２と図３とに示すように、駆動電流発生装置１９は、ソレノイド１６に電流を供給するものである。駆動電流発生装置１９は、ＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のプランジャ駆動電流ｕｉ（以下、単に「プランジャ駆動電流ｕｉ」と記す）をソレノイド１６に供給する。駆動電流発生装置１９は、各ソレノイド１６にそれぞれ設けられ、対応するソレノイド１６に接続されている。駆動電流発生装置１９は、各ソレノイド１６に独立してプランジャ駆動電流ｕｉを供給可能に構成されている。

プランジャセンサ信号変換装置２０は、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。プランジャセンサ信号変換装置２０は、プランジャセンサ１７から出力されるアナログ信号の実駆動位置ｙｘＰをデジタル信号に変換する。プランジャセンサ信号変換装置２０は、各プランジャセンサ１７に対応するように設けられ、それぞれのプランジャセンサ１７に接続されている。プランジャセンサ信号変換装置２０は、各プランジャセンサ１７から出力されるアナログ信号の実駆動位置ｙｘＰを独立してデジタル信号の実駆動位置ｙｘＰに変換可能に構成されている。

鍵センサ信号変換装置２１は、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。鍵センサ信号変換装置２１は、鍵センサ１８から出力されるアナログ信号の実操作位置ｙｘＫをデジタル信号に変換する。鍵センサ信号変換装置２１は、各鍵センサ１８に対応するように設けられ、それぞれの鍵センサ１８に接続されている。鍵センサ信号変換装置２１は、各鍵センサ１８から出力されるアナログ信号の実操作位置ｙｘＫを独立してデジタル信号の実操作位置ｙｘＫに変換可能に構成されている。

図３に示すように、自動演奏ピアノ１は、電子音発生装置２２、通信インターフェイス２３、ディスクドライブ２４、操作パネル２５および制御装置２６を具備する。電子音発生装置２２は、電子音を発生させるものである。電子音発生装置２２は、電子音信号を生成するための音源、スピーカー等を具備する。電子音発生装置２２は、自動演奏時における伴奏、消音モード（打弦を行わない演奏状態）における発音を行う場合等に用いられる。

通信インターフェイス（通信Ｉ／Ｆ）２３は、他の装置との通信を行うものである。通信インターフェイス２３は、有線通信、無線通信などによって制御信号、楽曲データ、各種データ、制御プログラム等を受信したり送信したりする。

ディスクドライブ２４は、ＤＶＤ等の記憶媒体に記録された情報を取得するものである。ディスクドライブ２４は、ＤＶＤ等の記憶媒体に記録された楽曲データ、各種データ、制御プログラム等を読み出す。

操作パネル２５は、自動演奏ピアノ１の操作や設定を行うものである。操作パネル２５は、液晶ディスプレイ等の表示画面と操作具またはタッチパネル等から構成されている。操作パネル２５は、曲目の選択、自動演奏の開始、停止、演奏の録音および各種動作モードの設定を行ったり、楽譜等の各種情報を表示したりする。

図２と図３とに示すように、制御装置２６は、自動演奏ピアノ１を制御するものである。制御装置２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等から構成されている。制御装置２６は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等が後述のバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置２６は、ＨＤＤ等の記憶装置に記憶されている制御プログラムや制御データに基づいて自動演奏ピアノ１の各部を制御する。制御装置２６は、演奏検出部２７、モーションコントロール部２８およびサーボコントロール部２９を有する。制御装置２６は、その内部において演奏検出部２７からモーションコントロール部２８に各種情報が伝達可能に構成され、モーションコントロール部２８とサーボコントロール部２９とは互いに各種情報が伝達可能に構成されている。

演奏検出部２７は、鍵２とソレノイド１６との動作に関する情報を生成するものである。演奏検出部２７は、プランジャセンサ信号変換装置２０においてデジタル信号に変換されたプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰから各鍵２におけるイベントタイミングやプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰ等の情報を時系列で生成する。演奏検出部２７は、生成したソレノイド１６の動作情報をモーションコントロール部２８に伝達する。同様にして、演奏検出部２７は、鍵センサ信号変換装置２１においてデジタル信号に変換された鍵２の実操作位置ｙｘＫから各鍵２におけるイベントタイミングや鍵２の実操作位置ｙｘＫ等の情報を時系列で生成する。演奏検出部２７は、生成した鍵２の動作情報をモーションコントロール部２８に伝達する。

モーションコントロール部２８は、駆動情報生成ステップとして演奏情報に基づいてソレノイド１６のプランジャ１６ａの駆動情報である目標駆動位置ｒｘの時系列データ（以下、単に「目標駆動位置ｒｘ」と記す）を生成するものである。モーションコントロール部２８は、制御装置２６を構成するＲＡＭ等の記憶装置から鍵２の目標操作位置の時系列データ（鍵駆動データ、図７参照）等を取得する。また、モーションコントロール部２８は、演奏検出部２７が生成したソレノイド１６の動作情報と鍵２の動作情報とを取得する。モーションコントロール部２８は、取得した鍵駆動データ、ソレノイド１６の動作情報および鍵２の動作情報に基づいてプランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘを生成する。モーションコントロール部２８は、生成した目標駆動位置ｒｘとソレノイド１６を駆動するために必要な推力に相当する固定駆動量ｕｆとをサーボコントロール部２９に伝達する（図５参照）。

サーボコントロール部２９は、離間判定ステップとして鍵２とソレノイド１６のプランジャ１６ａとの離間を判定し、補正ステップとして離間判定ステップの結果に基づいたソレノイド１６のプランジャ駆動量ｕを生成するものである。サーボコントロール部２９は、各鍵２に対応するように構成されている。サーボコントロール部２９は、モーションコントロール部２８が生成した目標駆動位置ｒｘと固定駆動量ｕｆとを取得する。さらに、サーボコントロール部２９は、プランジャセンサ信号変換装置２０からプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰのデジタル信号を取得し、鍵センサ信号変換装置２１から鍵２の実操作位置ｙｘＫのデジタル信号を取得する。サーボコントロール部２９は、取得したプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰおよび鍵２の実操作位置ｙｘＫから鍵２とソレノイド１６のプランジャ１６ａとの離間を判定し、プランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘおよびプランジャ１６ａの固定駆動量ｕｆからプランジャ駆動量ｕを生成する。

図３に示すように、制御装置２６は、バスを介して各ソレノイド１６に対応した複数の駆動電流発生装置１９に接続され、制御装置２６のサーボコントロール部２９が各駆動電流発生装置１９にそれぞれ対応するプランジャ駆動量ｕを伝達することができる。

制御装置２６は、バスを介して各プランジャセンサ１７に対応した複数のプランジャセンサ信号変換装置２０に接続され、制御装置２６の演奏検出部２７とサーボコントロール部２９とが各プランジャセンサ信号変換装置２０からプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰのデジタル信号を取得することができる。同様に、制御装置２６は、バスを介して各鍵センサ１８に対応した複数の鍵センサ信号変換装置２１に接続され、制御装置２６の演奏検出部２７とサーボコントロール部２９とが各鍵センサ信号変換装置２１から鍵２の実操作位置ｙｘＫのデジタル信号を取得することができる。

制御装置２６は、バスを介して電子音発生装置２２に接続され、電子音発生装置２２を制御することができる。また、制御装置２６は、バスを介して通信インターフェイス２３に接続され、通信インターフェイス２３を介して外部の装置との通信を行うことができる。また、制御装置２６は、バスを介してディスクドライブ２４に接続され、ディスクドライブ２４を介してＤＶＤ等の記憶媒体に記録された情報を取得することができる。また、制御装置２６は、バスを介して操作パネル２５に接続され、操作パネル２５を介して自動演奏ピアノ１の操作信号や各種設定に関する信号を取得したり、楽譜等の各種情報を表示画面に表示したりすることができる。

図４に示すように、自動演奏ピアノ１は、制御装置２６（図２、図３参照）が演奏情報に基づいて生成した駆動情報（補正後の駆動情報）であるプランジャ駆動量ｕを駆動電流発生装置１９に伝達する。駆動電流発生装置１９は、プランジャ駆動量ｕに応じたプランジャ駆動電流ｕｉをソレノイド１６に供給する。ソレノイド１６は、プランジャ駆動電流ｕｉに応じた位置までプランジャ１６ａを上昇させることで（黒塗矢印参照）、対応する鍵２の弦側端部を上方向に回動させる。これに伴い、鍵２は、アクション機構４のサポート６、ジャック８、ハンマーシャンク７ａを介してハンマー７を弦１３に打ちつけるとともに、ダンパー機構９のダンパー１２を弦１３から離間させる（薄墨矢印参照）。

以下では、図５と図６とを用いて、制御装置２６のサーボコントロール部２９における離間判定ステップと補正ステップとの制御について説明する。
図５に示すように、サーボコントロール部２９は、プランジャ位置正規化部２９ａ、鍵位置正規化部２９ｂ、判定手段である接触調整部２９ｃおよび位置増幅部２９ｄを有する。
プランジャ位置正規化部２９ａは、プランジャセンサ信号変換装置２０からプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰのデジタル信号を取得し、予め設定されている正規化処理を行うものである。同様に、鍵位置正規化部２９ｂは、鍵センサ信号変換装置２１から鍵２の実操作位置ｙｘＫのデジタル信号を取得し、予め設定されている正規化処理を行うものである。

判定手段である接触調整部２９ｃは、鍵２とソレノイド１６のプランジャ１６ａとが離間状態か否か判定するとともに、位置補正量ｙｘを生成するものである。接触調整部２９ｃは、鍵２とプランジャ１６ａとの離間を判定する離間判定ステップＢ（図９参照）と、目標駆動位置ｒｘを補正するための位置補正量ｙｘを生成して目標駆動位置ｒｘにフィードバックする補正ステップＣ（図９参照）とを行う。接触調整部２９ｃは、プランジャ位置正規化部２９ａで正規化されたプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰと鍵位置正規化部２９ｂで生成された鍵２の実操作位置ｙｘＫとを取得する。さらに、接触調整部２９ｃは、モーションコントロール部２８で生成されたプランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘを取得する。
図６（ａ）に示すように、接触調整部２９ｃは、離間判定ステップにおいて、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰと、鍵２の実操作位置ｙｘＫから定まるプランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰとの偏差である離間位置偏差ＥＬが鍵２とプランジャ１６ａとの離間を判定する位置偏差基準値Ｌｓ未満の場合、プランジャ１６ａと鍵２とが接触状態を維持していると判定する。この場合、接触調整部２９ｃは、補正ステップＣにおいて、プランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰを目標駆動位置ｒｘにフィードバックする位置補正量ｙｘとして出力する。つまり、鍵２とプランジャ１６ａとが接触している状態においては、鍵２の実操作位置ｙｘＫに基づいて制御することで安定かつ正確な自動演奏が行われる。また、接触調整部２９ｃは、離間判定ステップにおいて、離間位置偏差ＥＬが位置偏差基準値Ｌｓ以上の場合、鍵２とプランジャ１６ａとが離間状態であると判定する。この場合、図６（ｂ）に示すように、接触調整部２９ｃは、補正ステップＣにおいて、プランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘとプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰとの偏差である追従位置偏差ＦＬが追従許容値Ｆｔ未満のとき、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを目標駆動位置ｒｘにフィードバックする位置補正量ｙｘとして出力する。つまり、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰが目標駆動位置ｒｘに追従している状態においては、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰに基づいて制御することで安定した自動演奏が行われる。一方、接触調整部２９ｃは、補正ステップＣにおいて、追従位置偏差ＦＬが追従許容値Ｆｔ以上のとき、離間位置偏差ＥＬに応じてプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰとプランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰとの案分値を算出する。この際、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰとプランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰとの比率は、その合計が１になるように案分する。そして、接触調整部２９ｃは、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰの案分値を目標駆動位置ｒｘにフィードバックする位置補正量ｙｘとして出力する。つまり、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰが目標駆動位置ｒｘに追従してない状態においては、鍵２の実操作位置ｙｘＫを考慮しつつプランジャ１６ａを目標駆動位置ｒｘに追従させるように制御することで自動演奏が安定するように補正される。

図５に示すように、位置増幅部２９ｄは、設定された増幅率で増幅するものである。位置増幅部２９ｄは、モーションコントロール部２８から取得したプランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘと接触調整部２９ｃが生成した位置補正量ｙｘとから算出される目標位置偏差ｕｘを予め設定された増幅率で増幅させる。

このように構成されるサーボコントロール部２９は、接触調整部２９ｃにおいて、離間判定ステップにより取得したプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰと鍵２の実操作位置ｙｘＫとから鍵２とプランジャ１６ａとの離間判定を行う。さらに、接触調整部２９ｃにおいて、補正ステップＣ（図９参照）により離間判定に基づいた位置補正量ｙｘを生成する。サーボコントロール部２９は、プランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘから位置補正量ｙｘを減算処理することで目標位置偏差ｕｘを生成する。つまり、サーボコントロール部２９は、鍵２とプランジャ１６ａとが接触するように駆動情報である目標駆動位置ｒｘを位置補正量ｙｘで補正する。サーボコントロール部２９は、位置増幅部２９ｄによって増幅させた補正後の駆動情報である目標位置偏差ｕｘとプランジャ１６ａの固定駆動量ｕｆとを加算処理することでプランジャ駆動量ｕを生成する。

以下では、図７から図１１を用いて、本発明に係る鍵盤楽器である自動演奏ピアノ１が演奏情報に基づいて自動演奏を行う場合の制御態様について具体的に説明する。
自動演奏ピアノ１は、操作パネル２５（図３参照）から自動演奏モードにおいて自動演奏する楽曲が選択されると、ディスクドライブ２４（図３参照）や図示しない外部記憶装置に記憶されている楽曲の演奏情報である曲データおよび鍵操作用データの読込または通信インターフェイス２３を介して取得する。この読込または取得した曲データおよび鍵操作用データは、制御装置２６のＲＡＭに構成されている図示しない曲データ格納領域および鍵操作用データ格納領域にそれぞれ記憶される。

本実施形態で用いる曲データは、ヘッダ、一連のイベントデータ、発生タイミングデータおよびエンドデータからなる。ヘッダは、曲名、初期の音色、音量、演奏テンポなどを表す複数のデータからなる。イベントデータには、ピアノ以外の音の発音イベントやテンポイベントデータなどが含まれる。発生タイミングデータは、イベントデータの楽曲中の発生タイミングを表すタイミングクロックＴＣＬを有する。テンポイベントデータは、自動演奏のテンポを変更するための制御データを有する。エンドデータは、曲データの終了を表す。一方、本実施形態で用いる駆動情報を構成する鍵操作用データは、ヘッダ、一連の操作イベントデータ、操作タイミングデータおよびエンドデータからなる。ヘッダには、曲名を表すデータが含まれる。操作イベントデータには、操作させる鍵２の鍵番号（各鍵２に付与された番号のうち、操作させる鍵２に付与された番号）を表す鍵番号ＫＣ、操作させる鍵２の目標操作位置ｋｘ、鍵２の目標操作速度ｋｖ、鍵２の操作（連打の有無）状態を表す鍵操作状態ＳＴ、鍵２の操作時間ＴＭおよびダンパー１２の操作態様を表すダンパー操作ＤＰを有する。操作タイミングデータは、各操作イベントデータに付随して（隣接して）設けられ、当該操作イベントデータの楽曲中の発生タイミングを表すタイミングクロックＴＣＬを有する。エンドデータは、鍵操作用データの終了を表す。

図７に示すように、鍵操作用テーブルＤＴは、タイミングクロックＴＣＬ毎の操作イベントデータを表したものである。鍵操作用テーブルＤＴは、操作イベントデータ中に操作される鍵２を割り当てる複数（本実施の形態では１０個）のチャンネルｃｈ１〜ｃｈ１０を有する。なお、この１０個のチャンネルは例示であって、これに限定されることなく、他の個数を採用してもよい。各チャンネルｃｈｉ（ｉは、１から１０までの整数)には、鍵番号ＫＣ(ｉ)、目標操作位置ｋｘ（ｉ）、目標操作速度ｋｖ（ｉ）、鍵操作状態ＳＴ(ｉ)、操作時間ＴＭ(ｉ)およびダンパー操作ＤＰ（ｉ）がそれぞれ記憶されるようになっている。前記楽曲の選択および初期設定後、制御装置２６は、曲データのヘッダ部分に含まれているテンポデータにより表された演奏テンポによって規定される所定の短時間毎に、図８から図１１に示す鍵盤楽器である自動演奏ピアノ１の自動演奏プログラムを繰り返し実行し始める。所定の短時間とは、たとえば、４分音符の時間長の１／１６，１／３２程度の時間長である。この演奏テンポは、設定操作子１に含まれるテンポ操作子（図示せず）の操作によっても変更される。

自動演奏ピアノ１は、電源等投入によって制御装置２６の自動演奏プログラムが起動する。図８に示すように、ステップＳ１１０において、自動演奏ピアノ１の制御装置２６は、自動演奏プログラムに基づいて自動演奏を停止しているか否か判断する。その結果、自動演奏を停止していると判定した場合、制御装置２６はステップＳ１２０に移行する。一方、自動演奏を停止していないと判定した場合、ステップＳ１１１に移行する。ステップＳ１１１において、制御装置２６は、タイミングクロックＴＣＬに１を加算して、ステップＳ１４０に移行する。

ステップＳ１２０において、制御装置２６は、操作パネル２５（図３参照）等から自動演奏開始の指示を受けたか否か判断する。その結果、自動演奏開始の指示を受けたと判定した場合、制御装置２６はステップＳ１３０に移行する。一方、自動演奏開始の指示を受けていないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ１１５に移行させ、自動運転開始の指示以外の操作を受け付けて、それに対応する制御を行う。その後、制御装置２６は、ステップＳ１２０に移行する。ステップＳ１３０において、制御装置２６は、タイミングクロックＴＣＬを０にするとともに自動演奏を開始し、ステップＳ１４０に移行する。

ステップＳ１４０において、制御装置２６は、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応するイベントデータが有るか否か判断する。その結果、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応するイベントデータが有ると判定した場合、制御装置２６はステップＳ１５０に移行する。一方、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応するイベントデータがないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ１７０に移行する。ステップＳ１５０において、制御装置２６は、イベントデータに従ってイベント処理を行い、ピアノ以外の音色の発音イベントについては電子音発生装置２２が発音し、ステップＳ１６０に移行する。

ステップＳ１６０において、制御装置２６は、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応する他のイベントデータが有るか否か判断する。その結果、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応する他のイベントデータが有ると判定した場合、制御装置２６はステップＳ１５０に移行する。一方、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応する他のイベントデータがないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ１７０に移行する。

ステップＳ１７０において、制御装置２６は、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応する鍵操作用データが有るか否か判断する。その結果、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応する鍵操作用データが有ると判定した場合、制御装置２６はステップＳ２００に移行する。一方、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応する鍵操作用データがないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ１９０に移行する。

ステップＳ２００において、制御装置２６は、鍵操作制御Ａを開始し、ステップＳ２１０に移行する（図９参照）。制御装置２６は、鍵操作制御Ａが終了すると、ステップＳ１８０に移行する。

ステップＳ１８０において、制御装置２６は、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応する他の鍵操作用データが有るか否か判断する。その結果、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応する他の鍵操作用データが有ると判定した場合、制御装置２６はステップＳ２００に移行する。一方、現在のタイミングクロックＴＣＬにおいて対応する他の鍵操作用データがないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ１９０に移行する。

ステップＳ１９０において、制御装置２６は、現在のタイミングクロックＴＣＬにおける操作イベントデータがエンドデータで有るか否か判断する。その結果、現在のタイミングクロックＴＣＬにおける操作イベントデータがエンドデータで有ると判定した場合、制御装置２６はステップを終了させて自動演奏を終了する。一方、現在のタイミングクロックＴＣＬにおける操作イベントデータがエンドデータでないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ１１０に移行する。

次に、上述の自動演奏プログラムのステップＳ２００における鍵操作制御Ａを説明する。図９に示すように、ステップＳ２１０において、制御装置２６は、駆動情報生成ステップとして、鍵操作用データからプランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘとプランジャ１６ａの固定駆動量ｕｆとを生成し、ステップＳ２２０に移行する。ステップＳ２２０において、制御装置２６は、プランジャセンサ１７（プランジャセンサ信号変換装置２０）からプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを取得し、鍵センサ１８（鍵センサ信号変換装置２１）から鍵２の実操作位置ｙｘＫを取得し、ステップＳ２３０に移行する。ステップＳ２３０において、制御装置２６は、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰと鍵２の実操作位置ｙｘＫとを正規化し、ステップＳ３００に移行する。

ステップＳ３００において、制御装置２６は、離間判定ステップＢを開始し、ステップＳ３１０に移行する（図１０参照）。制御装置２６は、離間判定ステップＢが終了すると、ステップＳ４００に移行する。

ステップＳ４００において、制御装置２６は、補正ステップＣを開始し、ステップＳ４１０に移行する（図１１参照）。制御装置２６は、補正ステップＣが終了すると、ステップＳ２４０に移行する。

ステップＳ２４０において、制御装置２６は、補正ステップＣで生成した目標位置偏差ｕｘにプランジャ１６ａの固定駆動量ｕｆを加算処理してプランジャ駆動量ｕを生成し、ステップＳ２５０に移行する。ステップＳ２５０において、制御装置２６は、プランジャ駆動量ｕを駆動電流発生装置１９に伝達し、鍵操作制御Ａを終了してステップＳ１８０に移行する（図８参照）。

次に、上述の自動演奏プログラムのステップＳ３００における離間判定ステップＢを説明する。図１０に示すように、ステップＳ３１０において、制御装置２６は、鍵２の実操作位置ｙｘＫからプランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰを算出し、ステップＳ３２０に移行する。ステップＳ３２０において、制御装置２６は、プランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰとプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰとの離間位置偏差ＥＬを算出し、ステップＳ３３０に移行する。

ステップＳ３３０において、制御装置２６は、離間位置偏差ＥＬが位置偏差基準値Ｌｓ未満か否か判断する。その結果、離間位置偏差ＥＬが位置偏差基準値Ｌｓ未満であると判定した場合、制御装置２６はステップＳ３４０に移行する。一方、離間位置偏差ＥＬが位置偏差基準値Ｌｓ未満でないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ３３１に移行する。ステップＳ３３１において、制御装置２６は、鍵２とプランジャ１６ａとが離間状態であると判定し、離間判定ステップＢを終了してステップＳ４００に移行する（図９参照）。

ステップＳ３４０において、制御装置２６は、鍵２とプランジャ１６ａとが接触状態であると判定し、離間判定ステップＢを終了してステップＳ４００に移行する（図９参照）。

次に、上述の自動演奏プログラムのステップＳ４００における補正ステップＣを説明する。図１１に示すように、ステップＳ４１０において、制御装置２６は、鍵２とプランジャ１６ａとが離間状態か否か判断する。その結果、鍵２とプランジャ１６ａとが離間状態であると判定した場合、制御装置２６はステップＳ４２０に移行する。一方、鍵２とプランジャ１６ａとが離間状態でないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ４１１に移行する。ステップＳ４１１において、制御装置２６は、位置補正量ｙｘとしてプランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰを出力し、ステップＳ４６０に移行する。

ステップＳ４２０において、制御装置２６は、プランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘとプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰとの追従位置偏差ＦＬを算出し、ステップＳ４３０に移行する。

ステップＳ４３０において、制御装置２６は、追従位置偏差ＦＬが追従許容値Ｆｔ以上か否か判断する。その結果、追従位置偏差ＦＬが追従許容値Ｆｔ以上であると判定した場合、制御装置２６はステップＳ４４０に移行する。一方、追従位置偏差ＦＬが追従許容値Ｆｔ以上でないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ４３１に移行する。ステップＳ４３１において、制御装置２６は、位置補正量ｙｘとしてプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを出力し、ステップＳ４６０に移行する。

ステップＳ４４０において、制御装置２６は、離間判定ステップＢで算出した離間位置偏差ＥＬに応じてプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰと推定駆動位置ｙｘｅＰとの案分値を算出し、ステップＳ４５０に移行する。ステップＳ４５０において、制御装置２６は、位置補正量ｙｘとしてプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰの案分値を出力し、ステップＳ４６０に移行する。

ステップＳ４６０において、制御装置２６は、プランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘに位置補正量ｙｘを減算処理して目標位置偏差ｕｘを生成し、補正ステップＣを終了してステップＳ２４０に移行する（図９参照）。

このように構成することで、自動演奏ピアノ１は、自動演奏プログラムの実行時において、プランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰとプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰとの離間位置偏差ＥＬに基づいて鍵２とプランジャ１６ａとの離間判定を行う。そして、自動演奏ピアノ１は、鍵２とプランジャ１６ａとが接触状態である場合、鍵２の実操作位置ｙｘＫに基づいて生成した位置補正量ｙｘを目標位置偏差ｕｘにフィードバックして補正を行う。一方、自動演奏ピアノ１は、鍵２とプランジャ１６ａが分離状態である場合、積極的に制御が可能なプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰに基づいて生成した位置補正量ｙｘを目標位置偏差ｕｘにフィードバックして補正を行う。これにより、自動演奏ピアノ１は、鍵２とプランジャ１６ａとが接触した状態で駆動情報に従ってソレノイド１６を駆動させるので、制御駆動雑音の発生を抑制し、安定かつ正確な自動演奏を行うことができる。なお、本実施形態において、位置補正量ｙｘのフィードバックは、目標駆動位置ｒｘに対して実施しているがこれに限定されるものではなく、速度や加速度ついてフィードバックによる補正を行ってもよい。また、自動演奏ピアノ１は、鍵センサ１８とプランジャセンサ１７とは、位置センサとしたがこれに限定されるものではなく、鍵２の実操作位置ｙｘＫまたは実操作速度ｙｖＫと、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰまたは実駆動速度ｙｖＰとを検出または算出できるものであればよい。

＜第二実施形態＞
以下に、図８および図１２から図２０を用いて、本発明の第二実施形態に係る鍵盤楽器である自動演奏ピアノ３０（図１２参照）について説明する。なお、以下の第二実施形態に係る自動演奏ピアノ３０は、図１から図１１に示す自動演奏ピアノ１において、自動演奏ピアノ３０に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

図１２に示すように、自動演奏ピアノ３０は、位置センサである鍵センサ１８に加えて、鍵２毎に速度センサであるプランジャセンサ３１と位置センサであるハンマーセンサ３２とが設けられている。プランジャセンサ３１は、上昇または下降しているプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰを連続的に検出するものである。プランジャセンサ３１は、各ソレノイド１６に組み込まれており、図示しないソレノイドコイルの誘導起電力の変化等に基づいてプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰを検出する。プランジャセンサ３１は、検出した実駆動速度ｙｖＰをアナログ信号として出力する。なお、プランジャセンサ３１は、本実施形態に限定されるものではなく、プランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰを検出できるものであればよい。

ハンマーセンサ３２は、ハンマーシャンク７ａの変位を検出するものである。ハンマーセンサ３２は、磁気近接式の近接センサや光学式の位置センサから構成されている。ハンマーセンサ３２は、センサ本体３２ａと被検出部材３２ｂとから構成されている。ハンマーセンサ３２は、センサ本体３２ａがシャンクレール５ｂに設けられ、被検出部材３２ｂがハンマーシャンク７ａに設けられている。ハンマーセンサ３２は、ハンマー７（ハンマーシャンク７ａ）が所定位置にある場合に検出信号を出力する。なお、ハンマーセンサ３２は、鍵センサ１８と同様にハンマー７の位置に応じた検出信号を出力するように構成してもよい。

図１２と図１３とに示すように、プランジャセンサ信号変換装置３３は、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。プランジャセンサ信号変換装置３３は、プランジャセンサ３１から出力されるアナログ信号の実駆動速度ｙｖＰをデジタル信号に変換する。プランジャセンサ信号変換装置３３は、各プランジャセンサ３１にそれぞれ設けられ、対応するプランジャセンサ３１に接続されている。プランジャセンサ信号変換装置３３は、各プランジャセンサ３１から出力されるアナログ信号の実駆動速度ｙｖＰを独立してデジタル信号の実駆動速度ｙｖＰに変換可能に構成されている。

ハンマーセンサ信号変換装置３４は、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。ハンマーセンサ信号変換装置３４は、ハンマーセンサ３２から出力されるアナログ信号のハンマー位置ｙＨをデジタル信号に変換する。ハンマーセンサ信号変換装置３４は、各ハンマーセンサ３２にそれぞれ設けられ、対応するハンマーセンサ３２に接続されている。ハンマーセンサ信号変換装置３４は、各ハンマーセンサ３２から出力されるアナログ信号のハンマー位置ｙＨを独立してデジタル信号に変換可能に構成されている。

演奏検出部３５は、鍵２、ハンマー７およびソレノイド１６の動作に関する情報を生成するものである。演奏検出部３５は、ハンマーセンサ信号変換装置３４においてデジタル信号に変換されたハンマー位置ｙＨ等の情報を時系列で生成する。演奏検出部３５は、生成したハンマー７の動作情報をモーションコントロール部２８に伝達する。

サーボコントロール部３６は、ソレノイド１６のプランジャ駆動量ｕを生成するものである。サーボコントロール部３６は、鍵センサ信号変換装置２１から鍵２の実操作位置ｙｘＫのデジタル信号を取得し、プランジャセンサ信号変換装置３３からプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰのデジタル信号を取得し、ハンマーセンサ信号変換装置３４からハンマー位置ｙＨのデジタル信号を取得する。

図１３に示すように、制御装置２６は、バスを介して各プランジャセンサ３１に対応した複数のプランジャセンサ信号変換装置３３と各ハンマーセンサ３２に対応した複数のハンマーセンサ信号変換装置３４とに接続され、制御装置２６の演奏検出部３５とサーボコントロール部３６とが各プランジャセンサ信号変換装置３３からプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰのデジタル信号を取得し、各ハンマーセンサ信号変換装置３４とからハンマー位置ｙＨのデジタル信号を取得することができる。

以下では、図１４と図１５とを用いて、制御装置２６のサーボコントロール部３６におけるプランジャ駆動量ｕの生成について説明する。
図１４に示すように、サーボコントロール部３６は、プランジャ速度正規化部３６ａ、鍵位置正規化部３６ｂ、ハンマー位置正規化部３６ｃ、位置生成部３６ｄ、速度生成部３６ｅ、接触調整部３６ｆ、位置増幅部３６ｇおよび速度増幅部３６ｈを有する。プランジャ速度正規化部３６ａは、プランジャセンサ信号変換装置３３からプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰのデジタル信号を取得し、予め設定されている正規化処理を行うものである。同様に、ハンマー位置正規化部３６ｃは、ハンマーセンサ信号変換装置３４からハンマー位置ｙＨのデジタル信号を取得し、予め設定されている正規化処理を行うものである。

位置生成部３６ｄは、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを生成するものである。位置生成部３６ｄは、プランジャ速度正規化部３６ａから正規化されたプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰを取得し、単位時間毎の積分処理によってプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを生成する。同様に、速度生成部３６ｅは、鍵２の実操作速度ｙｖＫを生成するものである。速度生成部３６ｅは、鍵位置正規化部３６ｂから正規化された鍵２の実操作位置ｙｘＫを取得し、単位時間毎の微分処理によって鍵２の実操作速度ｙｖＫを生成する。

判定手段である接触調整部３６ｆは、図１６の離間判定ステップにより鍵２とソレノイド１６のプランジャ１６ａとが離間状態か否か判定するとともに、位置補正量ｙｘと速度補正量ｙｖを生成するものである。接触調整部３６ｆは、プランジャ速度正規化部３６ａで正規化されたプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰ、位置生成部３６ｄで生成されたプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰ、鍵位置正規化部３６ｂで生成された鍵２の実操作位置ｙｘＫ、速度生成部３６ｅで生成された鍵２の実操作速度ｙｖＫおよびハンマー位置正規化部３６ｃで正規化されたハンマー位置ｙＨを取得する。さらに、接触調整部３６ｆは、モーションコントロール部２８で生成されたプランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘ、プランジャ１６ａの目標駆動速度ｒｖを取得する。

図１５に示すように、接触調整部３６ｆは、離間判定ステップＥ（図１７参照）において、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰと鍵２の実操作位置ｙｘＫから定まるプランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰとの離間位置偏差ＥＬが、鍵２とプランジャ１６ａとの離間を判定する位置偏差下限基準値Ｌｓｄ未満であって、プランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰと鍵２の実操作速度ｙｖＫから定まるプランジャ１６ａの推定駆動速度ｙｖｅＰとの偏差である離間速度偏差ＥＶが、鍵２とプランジャ１６ａとの離間を判定する速度偏差基準値Ｖｓ未満の場合、鍵２とプランジャ１６ａとが接触状態を維持していると判定する。この場合、接触調整部３６ｆは、補正ステップＦ（図１８参照）において、プランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰを目標駆動位置ｒｘにフィードバックする位置補正量ｙｘとして出力し、プランジャ１６ａの推定駆動速度ｙｖｅＰを目標駆動速度ｒｖにフィードバックする速度補正量ｙｖとして出力する。つまり、鍵２とプランジャ１６ａとが接触している状態においては、鍵２の実操作位置ｙｘＫと鍵２の実操作速度ｙｖＫに基づいて制御することで安定かつ正確な自動演奏が行われる。
また、接触調整部３６ｆは、離間判定ステップＥ（図１７参照）において、離間位置偏差ＥＬが位置偏差下限基準値Ｌｓｄ未満であって、離間速度偏差ＥＶが速度偏差基準値Ｖｓ以上の場合、鍵２とプランジャ１６ａとが接触状態から離間状態への移行を開始していると判定する。具体的には、鍵２とプランジャ１６ａとが接触状態であるが、以下の数１と数２とに示す関係を満たすようにそれぞれの速さの向きが異なる場合、および以下の数１と数３とに示す関係を満たすようにそれぞれの速さの大きさが異なる場合、鍵２とプランジャ１６ａとが接触状態から離間状態への移行を開始していると判定する。

この場合、接触調整部３６ｆは、補正ステップＦ（図１８参照）において、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを目標駆動位置ｒｘにフィードバックする位置補正量ｙｘとして出力し、プランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰを目標駆動速度ｒｖにフィードバックする速度補正量ｙｖとして出力する。さらに、接触調整部３６ｆは、離間速度偏差ＥＶに応じて位置増幅部３６ｇと速度増幅部３６ｈとの増幅率を減少させる。つまり、プランジャ１６ａが目標駆動位置ｒｘから所定の範囲内の位置を維持しているが鍵２とプランジャ１６ａとが離間する可能性が高い状態においては、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰと実駆動速度ｙｖＰとを適切に増幅させて制御することで鍵２とプランジャ１６ａとの離間を抑制し安定した自動演奏が行われる。
また、接触調整部３６ｆは、離間判定ステップＥ（図１７参照）において、離間位置偏差ＥＬが位置偏差下限基準値Ｌｓｄ以上の場合、プランジャ１６ａと鍵２とが離間状態であると判定する。この場合、接触調整部３６ｆは、補正ステップＦ（図１８参照）において、離間位置偏差ＥＬが位置偏差上限基準値Ｌｓｕ以上のとき、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを目標駆動位置ｒｘにフィードバックする位置補正量ｙｘとして出力し、プランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰを目標駆動速度ｒｖにフィードバックする速度補正量ｙｖとして出力する。さらに、接触調整部３６ｆは、位置増幅部３６ｇと速度増幅部３６ｈとの増幅率を所定の値に設定する。つまり、鍵２とプランジャ１６ａとが大きく離間している状態においては、鍵２が不安定な状態であることが想定されることからプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰに基づいて制御することで安定した自動演奏が行われる。
さらに、接触調整部３６ｆは、補正ステップＦ（図１８参照）において、離間位置偏差ＥＬが位置偏差上限基準値Ｌｓｕ未満のとき、プランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰを目標駆動位置ｒｘにフィードバックする位置補正量ｙｘとして出力し、プランジャ１６ａの推定駆動速度ｙｖｅＰを目標駆動速度ｒｖにフィードバックする速度補正量ｙｖとして出力する。この際、所定時間内にハンマー位置ｙＨが弦１３の打撃位置にあったとき、プランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを目標駆動位置ｒｘにフィードバックする位置補正量ｙｘとして出力し、プランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰを目標駆動速度ｒｖにフィードバックする速度補正量ｙｖとして出力する。つまり、鍵２とプランジャ１６ａとが大きく離間していない状態においては、鍵２が安定した状態であることが想定されることから鍵２の実操作位置ｙｘＫに基づいて制御することで安定した自動演奏が行われる。ただし、打弦直後は鍵２とプランジャ１６ａの位置が明確であることから確実に制御できるプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰに基づいて制御する。

速度増幅部３６ｈは、設定された増幅率で増幅するものである。速度増幅部３６ｈは、モーションコントロール部２８から取得したプランジャ１６ａの目標駆動速度ｒｖと接触調整部３６ｆが生成した速度補正量ｙｖとから算出される目標速度偏差ｕｖを予め設定された増幅率で増幅させる。

このように構成されるサーボコントロール部３６は、接触調整部３６ｆにおいて、離間判定ステップにより取得したプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰと実駆動速度ｙｖＰ、および鍵２の実操作位置ｙｘＫと実操作速度ｙｖＫから鍵２とプランジャ１６ａとの離間判定を行う。さらに、サーボコントロール部３６は、接触調整部３６ｆにおいて、補正ステップＦ（図１８参照）により離間判定に基づいた位置補正量ｙｘと速度補正量ｙｖとを生成する。サーボコントロール部３６は、プランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘから位置補正量ｙｘを減算処理し、プランジャ１６ａの目標駆動速度ｒｖから速度補正量ｙｖを減算処理することで目標位置偏差ｕｘと目標速度偏差ｕｖとを生成する。サーボコントロール部３６は、位置増幅部３６ｇによって増幅させた目標位置偏差ｕｘと速度増幅部３６ｈによって増幅させた目標速度偏差ｕｖとプランジャ１６ａの固定駆動量ｕｆとを加算処理することでプランジャ駆動量ｕを生成する。

以下では、図８および図１６から図２０を用いて、本発明に係る鍵盤楽器である自動演奏ピアノ３０における制御態様について具体的に説明する。本実施形態においても、自動演奏ピアノ１は、電源等投入によって制御装置２６の自動演奏プログラムが起動し、図８に示す制御が行われる。ただし、本実施形態においてはステップＳ２００の制御に替えてステップＳ５００の制御が行われる。
図８に示すように、ステップＳ５００において、制御装置２６は、鍵操作制御Ｄを開始し、ステップＳ５１０に移行する（図１６参照）。制御装置２６は、鍵操作制御Ｄが終了すると、ステップＳ１８０に移行する。

図１６に示すように、ステップＳ５１０において、制御装置２６は、鍵操作用データからプランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘ、プランジャ１６ａの目標駆動速度ｒｖおよびプランジャ１６ａの固定駆動量ｕｆを生成し、ステップＳ５２０に移行する。ステップＳ５２０において、制御装置２６は、プランジャセンサ３１からプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰを取得し、鍵センサ１８から鍵２の実操作位置ｙｘＫを取得し、ステップＳ５３０に移行する。ステップＳ５３０において、制御装置２６は、プランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰと鍵２の実操作位置ｙｘＫとを正規化し、ステップＳ５４０に移行する。

ステップＳ５４０において、制御装置２６は、プランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰから積分処理によりプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを算出し、ステップＳ５５０に移行する。ステップＳ５５０において、制御装置２６は、鍵２の実操作位置ｙｘＫから微分処理により鍵２の実操作速度ｙｖＫを算出し、ステップＳ６００に移行する。

ステップＳ６００において、制御装置２６は、離間判定ステップＥを開始し、ステップＳ６１０に移行する（図１７参照）。制御装置２６は、離間判定ステップＥが終了すると、ステップＳ７００に移行する。

ステップＳ７００において、制御装置２６は、補正ステップＦを開始し、ステップＳ７１０に移行する（図１８参照）。制御装置２６は、補正ステップＦが終了すると、ステップＳ５６０に移行する。

ステップＳ５６０において、制御装置２６は、補正ステップＦで生成した目標位置偏差ｕｘに補正ステップＦで生成した目標速度偏差ｕｖとプランジャ１６ａの固定駆動量ｕｆを加算処理してプランジャ駆動量ｕを生成し、ステップＳ５７０に移行する。ステップＳ５７０において、制御装置２６は、プランジャ駆動量ｕを駆動電流発生装置１９に伝達し、鍵操作制御Ｄを終了してステップＳ１８０に移行する（図８参照）。

次に、上述の自動演奏プログラムのステップＳ６００における離間判定ステップＥを説明する。図１７に示すように、ステップＳ６１０において、制御装置２６は、鍵２の実操作位置ｙｘＫからプランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰを算出し、ステップＳ６２０に移行する。ステップＳ６２０において、制御装置２６は、プランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰとプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰとの離間位置偏差ＥＬを算出し、ステップＳ６３０に移行する。

ステップＳ６３０において、制御装置２６は、鍵２の実操作速度ｙｖＫからプランジャ１６ａの推定駆動速度ｙｖｅＰを算出し、ステップＳ６４０に移行する。ステップＳ６４０において、制御装置２６は、プランジャ１６ａの推定駆動速度ｙｖｅＰとプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰとの離間速度偏差ＥＶを算出し、ステップＳ６５０に移行する。

ステップＳ６５０において、制御装置２６は、離間位置偏差ＥＬが位置偏差下限基準値Ｌｓｄ未満か否か判断する。その結果、離間位置偏差ＥＬが位置偏差下限基準値Ｌｓｄ未満であると判定した場合、制御装置２６はステップＳ６６０に移行する。一方、離間位置偏差ＥＬが位置偏差下限基準値Ｌｓｄ未満でないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ６５１に移行する。ステップＳ６５１において、制御装置２６は、プランジャ１６ａと鍵２とが離間状態であると判定し、離間判定ステップＥを終了してステップＳ７００に移行する（図１６参照）。

ステップＳ６６０において、制御装置２６は、離間速度偏差ＥＶが速度偏差基準値Ｖｓ未満か否か判断する。その結果、離間速度偏差ＥＶが速度偏差基準値Ｖｓ未満であると判定した場合、制御装置２６はステップＳ６７０に移行する。一方、離間速度偏差ＥＶが速度偏差基準値Ｖｓ未満でないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ６６１に移行する。ステップＳ６６１において、制御装置２６は、鍵２とプランジャ１６ａとが接触状態から離間状態への移行を開始していると判定し、離間判定ステップＥを終了してステップＳ７００に移行する（図１６参照）。ステップＳ６７０において、制御装置２６は、鍵２とプランジャ１６ａとが接触状態であると判定し、離間判定ステップＥを終了してステップＳ７００に移行する（図１６参照）。

次に、上述の自動演奏プログラムのステップＳ７００における補正ステップＦを説明する。図１８に示すように、ステップＳ７１０において、制御装置２６は、鍵２とプランジャ１６ａとが離間状態か否か判断する。その結果、鍵２とプランジャ１６ａとが離間状態であると判定した場合、制御装置２６はステップＳ８００に移行する。一方、鍵２とプランジャ１６ａとが離間状態でないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ９００に移行する。

ステップＳ８００において、制御装置２６は、離間時補正ステップＦ１を開始し、ステップＳ８１０に移行する（図１９参照）。制御装置２６は、離間時補正ステップＦ１が終了すると、ステップＳ７２０に移行する。

ステップＳ９００において、制御装置２６は、接触時補正ステップＦ２を開始し、ステップＳ９１０に移行する（図２０参照）。制御装置２６は、接触時補正ステップＦ２が終了すると、ステップＳ７２０に移行する。

ステップＳ７２０において、制御装置２６は、プランジャ１６ａの目標駆動位置ｒｘに位置補正量ｙｘを減算処理して目標位置偏差ｕｘを生成し、ステップＳ７３０に移行する。ステップＳ７３０において、制御装置２６は、プランジャ１６ａの目標駆動速度ｒｖに速度補正量ｙｖを減算処理して目標速度偏差ｕｖを生成し、補正ステップＦを終了してステップＳ５６０に移行する（図１６参照）。

次に、上述の自動演奏プログラムのステップＳ８００における離間時補正ステップＦ１を説明する。図１９に示すように、ステップＳ８１０において、制御装置２６は、離間位置偏差ＥＬが位置偏差上限基準値Ｌｓｕ未満か否か判断する。その結果、離間位置偏差ＥＬが位置偏差上限基準値Ｌｓｕ未満であると判定した場合、制御装置２６はステップＳ８２０に移行する。一方、離間位置偏差ＥＬが位置偏差上限基準値Ｌｓｕ未満でないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ８１１に移行する。ステップＳ８１１において、制御装置２６は、位置補正量ｙｘとしてプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを出力し、ステップＳ８１２に移行する。ステップＳ８１２において、制御装置２６は、速度補正量ｙｖとしてプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰを出力し、ステップＳ８１３に移行する。ステップＳ８１３において、制御装置２６は、位置増幅部３６ｇ、速度増幅部３６ｈの増幅率を所定値に変更し、離間時補正ステップＦ１を終了してステップＳ７２０に移行する（図１８参照）。

ステップＳ８２０において、制御装置２６は、所定時間内にハンマー７が弦１３を打撃したか否か判断する。すなわち、所定時間内にハンマー位置ｙＨが弦１３の打撃位置にあったか否か判断する。その結果、所定時間内にハンマー７が弦１３を打撃したと判定した場合、制御装置２６はステップＳ８３０に移行する。一方、所定時間内にハンマー７が弦１３を打撃していないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ８２１に移行する。ステップＳ８２１において、制御装置２６は、位置補正量ｙｘとしてプランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰを出力し、ステップＳ８２２に移行する。ステップＳ８２２において、制御装置２６は、速度補正量ｙｖとしてプランジャ１６ａの推定駆動速度ｙｖｅＰを出力し、離間時補正ステップＦ１を終了してステップＳ７２０に移行する（図１８参照）。

ステップＳ８３０において、制御装置２６は、位置補正量ｙｘとしてプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを出力し、ステップＳ８４０に移行する。ステップＳ８４０において、制御装置２６は、速度補正量ｙｖとしてプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰを出力し、離間時補正ステップＦ１を終了してステップＳ７２０に移行する（図１８参照）。

次に、上述の自動演奏プログラムのステップＳ９００における接触時補正ステップＦ２を説明する。図２０に示すように、ステップＳ９１０において、制御装置２６は、プランジャ１６ａと鍵２とが接触状態から離間状態への移行を開始しているか否か判断する。その結果、プランジャ１６ａと鍵２とが接触状態から離間状態への移行を開始していると判定した場合、制御装置２６はステップＳ９２０に移行する。一方、プランジャ１６ａと鍵２とが接触状態から離間状態への移行を開始していないと判定した場合、制御装置２６はステップＳ９１１に移行する。ステップＳ９１１において、制御装置２６は、位置補正量ｙｘとしてプランジャ１６ａの推定駆動位置ｙｘｅＰを出力し、ステップＳ９１２に移行する。ステップＳ９１２において、制御装置２６は、速度補正量ｙｖとしてプランジャ１６ａの推定駆動速度ｙｖｅＰを出力し、接触時補正ステップＦ２を終了してステップＳ７２０に移行する（図１８参照）。

ステップＳ９２０において、制御装置２６は、位置補正量ｙｘとしてプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰを出力し、ステップＳ９３０に移行する。ステップＳ９３０において、制御装置２６は、速度補正量ｙｖとしてプランジャ１６ａの実駆動速度ｙｖＰを出力し、ステップＳ９４０に移行する。ステップＳ９４０において、制御装置２６は、離間判定ステップＥにおいて算出した離間速度偏差ＥＶに応じて位置増幅部３６ｇと速度増幅部３６ｈとの増幅率を減少させて、接触時補正ステップＦ２を終了してステップＳ７２０に移行する（図１８参照）。

このように構成することで、自動演奏ピアノ３０は、自動演奏プログラムの実行時において、鍵２とプランジャ１６ａとの離間位置偏差ＥＬだけでなく鍵２とプランジャ１６ａとの離間速度偏差ＥＶに基づいて鍵２とプランジャ１６ａとの離間判定を行うのでより適切な判定が可能になる。そして、自動演奏ピアノ３０は、鍵２とプランジャ１６ａとが接触状態である場合、鍵２とプランジャ１６ａとが接触状態であり、鍵２の速度とプランジャ１６ａの速度とが異なる場合、鍵２とプランジャ１６ａとが大きく離間している場合、および鍵２とプランジャ１６ａとが大きく離間していない場合のそれぞれについて位置補正量ｙｘを目標駆動位置ｒｘにフィードバックし、速度補正量ｙｖを目標駆動速度ｒｖにフィードバックして補正するのでより適切な制御が可能になる。これにより、自動演奏ピアノ３０は、制御駆動雑音の発生を抑制し、安定かつ正確な自動演奏を行うことができる。なお、本実施形態において、自動演奏ピアノ３０は、鍵センサ１８を位置センサとし、プランジャセンサ３１を速度センサとしたがこれに限定されるものではなく、鍵２の実操作位置ｙｘＫと実操作速度ｙｖＫ、およびプランジャ１６ａの実駆動位置ｙｘＰと実駆動速度ｙｖＰとを検出または算出できるものであればよい。また、位置補正量ｙｘのフィードバックと速度補正量ｙｖのフィードバックは、目標駆動位置ｒｘと目標駆動速度ｒｖに対して実施しているがこれに限定されるものではなく、加速度についてフィードバックによる補正を行ってもよい。

本実施形態に係る自動演奏ピアノ１および自動演奏ピアノ３０は、グランドピアノに適した実施形態として説明したがこれに限定されるものではなく、アップライトピアノや電子ピアノに適用してもよい。また、自動演奏ピアノ１および自動演奏ピアノ３０は、鍵２をソレノイド１６で操作する構成であるがこれに限定するものではなく、鍵２を任意に操作できるものであればよい。また、自動演奏ピアノ１および自動演奏ピアノ３０は、鍵２とプランジャ１６ａとの位置や速度に基づいて鍵２とプランジャ１６ａとの位置関係を判定しているがこれに限定されるものではなく、鍵２とプランジャ１６ａとが接触する位置に感圧センサを設けて鍵２を駆動するときの鍵２とプランジャ１６ａとの接触を検出して鍵２とプランジャ１６ａとの離間を判定する構成でもよい。また、鍵２とプランジャ１６ａの間に、互いの距離を検出する近接センサや位置センサを設けて鍵２とプランジャ１６ａの位置関係を検出する構成でもよい。また、モーションコントロール部２８が出力する固定駆動量ｕｆは、一定の値に設定されているがこれに限定されるものではなく、離間位置偏差ＥＬに基づいて固定駆動量ｕｆを変動させる構成でもよい。また、自動演奏ピアノ１および自動演奏ピアノ３０は、ラウドペダル１４の操作やシフトペダル１４の操作による鍵２の操作状態の変化に応じて固定駆動量ｕｆ、目標駆動位置ｒｘ、位置補正量ｙｘおよび速度補正量ｙｖを変更する構成でもよい。さらに、自動演奏ピアノ１および自動演奏ピアノ３０は、鍵２とプランジャ１６ａとの離間判定の結果を鍵操作用テーブルＤＴ（図７参照）に記録する構成や、通信インターフェイス２３等（図３参照）を介して外部にリアルタイムに出力する構成でもよい。

本発明に係る鍵盤楽器は、自動演奏ピアノ１および自動演奏ピアノ３０に適用した実施形態として説明したがこれに限定されるものではなく、鍵２等の演奏操作子にソレノイド１６等のアクチュエータを備えた鍵盤楽器であればよい。また、上述の実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１自動演奏ピアノ、２鍵、１６ソレノイド、１６ａプランジャ、２６制御装置、２９ｃ接触調整部、ｒｘ目標駆動位置、ｙｘ位置補正量

Claims

アクチュエータの可動部を演奏操作子に接触させてアクチュエータを駆動情報に従って駆動することで演奏操作子を操作する鍵盤楽器において、
演奏操作子の動作態様とアクチュエータの駆動態様とから演奏操作子とアクチュエータの可動部とが離間状態か否か判定する判定手段、を具備し、
判定手段が演奏操作子と可動部とが離間状態であると判定すると、演奏操作子と可動部とが接触するように駆動情報を補正する鍵盤楽器。
前記アクチュエータの駆動態様を示すアクチュエータの可動部の実駆動位置と前記演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作位置から定まるアクチュエータの可動部の推定駆動位置との偏差である離間位置偏差が演奏操作子と可動部との離間を判定する位置偏差基準値未満の場合、または離間位置偏差が位置偏差基準値未満であってアクチュエータの駆動態様を示す可動部の実駆動速度と演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作速度から定まる可動部の推定駆動速度との偏差である離間速度偏差が演奏操作子と可動部との離間を判定する速度偏差基準値未満の場合、前記判定手段が演奏操作子と可動部とが接触状態を維持していると判定し、
可動部の実駆動位置と可動部の推定駆動位置との離間位置偏差が位置偏差基準値以上の場合、判定手段が演奏操作子と可動部とが離間状態であると判定する請求項１に記載の鍵盤楽器。
前記判定手段が、前記離間位置偏差から前記アクチュエータと前記演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、前記駆動情報による可動部の目標駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正し、
前記判定手段が、離間位置偏差および前記離間速度偏差からアクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、駆動情報による可動部の目標駆動位置と可動部の推定駆動位置との位置偏差および駆動情報による可動部の目標駆動速度と前記可動部の推定駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正する請求項２に記載の鍵盤楽器。
前記判定手段が、前記アクチュエータと前記演奏操作子とが離間状態であると判定した場合、
前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との偏差である追従位置偏差が追従許容値未満のとき、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正し、
前記追従位置偏差が許容値以上のとき、前記離間位置偏差に応じて可動部の実駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との案分値を算出し、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置の案分値との位置偏差に基づいて駆動情報を補正する請求項２または請求項３に記載の鍵盤楽器。
前記判定手段が、前記アクチュエータと前記演奏操作子とが離間状態であると判定した場合、
前記離間位置偏差が位置偏差上限基準値以上のとき、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との位置偏差および前記可動部の目標駆動速度と前記可動部の実駆動速度との速度偏差を所定の比率で増幅した増幅値に基づいて前記駆動情報を補正し、
離間位置偏差が位置偏差上限基準値未満のとき、可動部の目標駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との位置偏差および可動部の目標駆動速度と前記可動部の推定駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正し、
離間位置偏差が位置偏差上限基準値未満かつ打弦から所定時間内のとき、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置との位置偏差および可動部の目標駆動速度と可動部の実駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正する請求項２または請求項３に記載の鍵盤楽器。
前記離間位置偏差が位置偏差下限基準値未満であって前記離間速度偏差が前記速度偏差基準値以上の場合、前記判定手段が、前記可動部と前記演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行しているとさらに判定する請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の鍵盤楽器。
前記可動部と前記演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行していると判定した場合、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との位置偏差および前記可動部の目標駆動速度と前記可動部の実駆動速度との速度偏差を前記離間速度偏差に応じた比率で増幅した増幅値に基づいて前記駆動情報を補正する請求項６に記載の鍵盤楽器。
可動部が演奏操作子に接触しているアクチュエータを駆動情報に従って駆動させることで演奏操作子による演奏を行う鍵盤楽器の自動演奏プログラムであって、
駆動情報を生成する駆動情報生成ステップと、
演奏操作子の動作態様とアクチュエータの駆動態様とから演奏操作子とアクチュエータの可動部とが離間しているか否か判定する離間判定ステップと、
離間判定ステップにおいて演奏操作子とアクチュエータの可動部とが離間していると判定すると、演奏操作子とアクチュエータの可動部とが接触するように駆動情報を補正する補正ステップと、
を含む鍵盤楽器の自動演奏プログラム。
前記離間判定ステップにおいて、前記アクチュエータの駆動態様を示すアクチュエータの可動部の実駆動位置と前記演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作位置から定まるアクチュエータの可動部の推定駆動位置との偏差である離間位置偏差が演奏操作子とアクチュエータとの離間を判定する位置偏差基準値未満の場合、または離間位置偏差が位置偏差基準値未満であってアクチュエータの駆動態様を示す可動部の実駆動速度と演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作速度から定まる可動部の推定駆動速度との偏差である離間速度偏差が演奏操作子と可動部との離間を判定する速度偏差基準値未満の場合、アクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定し、
離間判定ステップにおいて、離間位置偏差が位置偏差基準値以上の場合、アクチュエータと演奏操作子とが離間状態であると判定し、
離間位置偏差からアクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、補正ステップにおいて、演奏信号によるアクチュエータの可動部の目標駆動位置と可動部の推定駆動位置との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正し、
離間位置偏差および離間速度偏差からアクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、補正ステップにおいて、可動部の目標駆動位置と可動部の推定駆動位置との位置偏差および可動部の目標駆動速度と可動部の推定駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正し、
アクチュエータと演奏操作子とが離間状態であると判定した場合、補正ステップにおいて、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との偏差である追従位置偏差が追従許容値未満のとき、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置との位置偏差に基づいて駆動情報を補正し、
追従位置偏差が許容値以上のとき、前記離間位置偏差に応じて可動部の実駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との案分値を算出し、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置の案分値との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正する請求項８に記載の鍵盤楽器の自動演奏プログラム。
前記離間判定ステップにおいて、前記離間位置偏差が位置偏差下限基準値未満であって前記離間速度偏差が前記速度偏差基準値以上の場合、前記アクチュエータと前記演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行しているとさらに判定し、
アクチュエータと演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行していると判定した場合、補正ステップにおいて、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との位置偏差および前記可動部の目標駆動速度と前記可動部の実駆動速度との速度偏差を前記離間速度偏差に応じた比率で増幅した増幅値に基づいて駆動情報を補正する請求項９に記載の鍵盤楽器の自動演奏プログラム。