JPH05173551A - ピアノの自動演奏装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、予め記憶装置に記憶された音楽演奏
情報を読み出して鍵盤やペダルを駆動することにより自
動的にピアノを演奏するピアノの自動演奏装置に関し、
大量のメモリを使用することなく、音量指定によって特
に弱音が指定されたとき打鍵強度を低減させるととも
に、ダイナミックレンジをも減縮して弱音発生時の違和
感をなくすことができるピアノの自動演奏装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】打鍵強度情報を含む音楽演奏情報を記憶した記
憶手段を有し、該記憶手段から順次読み出した音楽演奏
情報中の打鍵強度情報に応じた強度で操作子を駆動して
音楽を演奏するピアノの自動演奏装置において、音量を
指定する音量指定手段と、該音量指定手段により指定さ
れた音量に応じて音量制御情報を発生する発生手段と、
該発生手段により発生された音量制御情報と前記打鍵強
度情報との間で所定の演算を行うことにより新しい打鍵
強度情報を算出する算出手段と、該演算手段により演算
された新しい打鍵強度情報に基づき前記操作子を駆動せ
しめる制御手段とにより構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音楽演奏情報を記憶装
置に記憶せしめておき、演奏開始が指示された際に該音
楽演奏情報を読み出して鍵盤やペダルを駆動することに
より自動的にピアノを演奏するピアノの自動演奏装置に
関する。

【０００２】近年、アコースティックピアノに自動演奏
装置を装着し、予め記憶された音楽演奏情報に基づき駆
動機構を作動せしめて鍵盤やペダルを操作することによ
り音楽を演奏するピアノの自動演奏装置が実用に供され
ている。

【０００３】かかる自動演奏装置においては、演奏する
場所や雰囲気に応じて音量を調整可能にする必要があ
る。

【０００４】

【従来の技術】従来のピアノの自動演奏装置は、例えば
鍵番号・打鍵強度・時間情報等からなる音楽演奏情報を
予めフロッピーディスク装置等の記憶装置に記憶してお
き、例えば操作パネルから演奏開始を指示することによ
り、上記記憶装置から音楽演奏情報が読み出され、該読
み出された音楽演奏自動に応じてピアノの鍵盤やペダル
が駆動されて自動的に音楽が演奏されるようになってい
る。

【０００５】更に詳しく言えば、記憶装置には、予め、
イベント情報の集合からなる音楽演奏情報を記憶してお
く。１イベント情報は、例えば図６に示すように、識別
符号・鍵番号・打鍵強度・時間情報から構成される。

【０００６】演奏開始が指示されると、記憶装置から音
楽演奏情報中の１イベント情報を読み出し、当該イベン
ト情報に含まれる時間情報を調べる。そして、時間情報
が該イベントを実行すべきタイミング（時刻）に合致し
たときに、該イベントの実行、つまり押鍵又は離鍵等の
動作を行わしめる。

【０００７】イベント情報を実行するタイミングは、次
のようにして検出される。即ち、クロックに同期して時
間を計数する時間カウンタの値と、読み出したイベント
情報中の時間情報とを比較し、これらが一致したときイ
ベントを実行すべきタイミングが到来したことを判断す
る。

【０００８】１イベント情報の実行を終了すると、新た
に次のイベント情報を記憶装置から読み出して同様の処
理を行う。かかる動作を繰り返すことにより楽曲の演奏
が行われることになる。

【０００９】上記自動演奏における音楽の強度は、次の
ようにして制御される。即ち、音楽演奏情報中で指定さ
れている、どの鍵（鍵番号）を、どのくらいの強さ（打
鍵強度）で演奏するかの情報に基づいて平均電力を決定
し、この決定された平均電力によりソレノイドを駆動す
る。これにより、ソレノイドに連結された鍵やペダル
が、上記平均電力に応じた強さ（速さ）で作動（押鍵又
は離鍵）されて所定の強度を有する楽音が演奏される。

【００１０】ところで、従来のピアノの自動演奏装置に
おいては、音量のコントロールは次のようにして行われ
ている。

【００１１】即ち、音量指定操作子を操作することによ
って所定の音量が指定されたとき、音楽演奏情報中の打
鍵強度に、音量指定操作子の制御量に応じた所定値を加
算（音量を大にする場合）又は減算（音量を小にする場
合）し、ソレノイド駆動装置に与える打鍵強度情報を作
成している。

【００１２】この音量操作子により指定された音量に応
じてソレノイドを駆動して鍵盤やペダルに与える電圧を
制御する方法では、打鍵強度を一律に増加または低減さ
せることになる。

【００１３】したがって、この方法によると全体として
音量を大きくしたり小さくしたりすることは可能である
が、音量の大小の幅、即ちダイナミックレンジは変更さ
れない。これは、図４に破線で示すように、打鍵強度の
変換特性を示すグラフが単に上下に平行移動したにすぎ
ないからである。かかる音量変更では、特に音量を小と
したとき違和感があった。

【００１４】また、他の音量制御方法として、図７に示
すように、予め、変換特性の異なるデータが記憶された
複数の変換テーブル５０₁ 〜５０_n を用意しておき、音
量指定操作子により所定の音量が指示された際、切換器
５１により上記変換テーブル５０₁ 〜５０_n の何れかを
選択し、選択された変換テーブルのデータに基づいてソ
レノイドに与える打鍵強度情報を得るというものであ
る。

【００１５】この方法によれば、変換テーブルの内容を
所望の値にセットすることにより、ダイナミックレンジ
をも考慮した音量制御が可能となる。しかしながら、こ
の方法は、用意する変換テーブルの数にもよるが、大量
のメモリを必要とする等の不都合があった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、音量
指定操作子により一律に音量を上下する方法によれば、
音量操作子で音量変更を行っても、弱音と強音との幅す
なわちダイナミックレンジが音量変更前のままであるの
で、特に弱音指定時に弱音にならないばかりかダイナミ
ックレンジが大きすぎて違和感があるという欠点があっ
た。

【００１７】また、多種類の変換テーブルを有し、音量
指定操作子の指定により所定の変換テーブルを選択して
音量を制御するものは、大量のメモリを必要とするとい
う欠点があった。

【００１８】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、大量のメモリを使用することなく、音量指定によ
って特に弱音が指定されたとき打鍵強度を低減させると
ともに、ダイナミックレンジをも減縮して弱音発生時の
違和感をなくすことができるピアノの自動演奏装置を提
供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明のピアノの情報演
奏装置は、上記目的を達成するために、打鍵強度情報を
含む音楽演奏情報を記憶した記憶手段を有し、該記憶手
段から順次読み出した音楽演奏情報中の打鍵強度情報に
応じた強度で操作子を駆動して音楽を演奏するピアノの
自動演奏装置において、音量を指定する音量指定手段
と、該音量指定手段により指定された音量に応じて音量
制御情報を発生する発生手段と、該発生手段により発生
された音量制御情報と前記打鍵強度情報との間で所定の
演算を行うことにより新しい打鍵強度情報を算出する算
出手段と、該演算手段により演算された新しい打鍵強度
情報に基づき前記操作子を駆動せしめる制御手段とを具
備したことを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明は、音量が指定された際に、該指定音量
に応じて、例えば音量パラメータとダイナミックレンジ
のパラメータとでなる音量制御情報を発生し、この音量
制御情報と記憶装置から読み出した音楽演奏情報中の打
鍵強度情報との間で所定の演算を行い、該演算結果に基
づいて操作子を駆動することにより音楽の強弱を制御す
るようにしたものである。

【００２１】このように、単に音量制御情報を発生する
だけでなく、演算を併用して打鍵強度を算出するので、
音量制御情報を発生するためのパラメータは、各音量段
階に応じた数を用意すれば良く、音量制御情報を記憶す
るメモリは小さな容量で済むものとなっている。

【００２２】また、音量制御情報のパラメータに基づい
て上記音楽演奏情報中の打鍵強度情報に演算を施すこと
により、音量とダイナミックレンジの双方を一挙に制御
するので、音量制御情報の設定如何により任意の音量及
びダイナミックレンジの音楽を発生でき、弱音指定時の
違和感を解消することができるものとなっている。

【００２３】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
つき詳細に説明する。図１は、本発明に係るピアノの自
動演奏装置の一実施例の全体的な構成を概略的に示すブ
ロック図である。

【００２４】図において、１０は中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）であり、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１１に記憶
されている制御プログラムに従って当該自動演奏装置の
各部を制御するものである。ＲＯＭ１１は、上述した制
御プログラムが格納される他、ＣＰＵ１０が使用する種
々の固定データが格納されている。このＲＯＭ１１は、
ＣＰＵ１０により、システムバス３０を介してアクセス
される。

【００２５】１２はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
であり、ＣＰＵ１０の作業用領域、当該自動演奏装置を
制御するための各種レジスタ、フラグ等が定義されてい
る。このＲＡＭ１２も、ＣＰＵ１０により、システムバ
ス３０を介してアクセスされる。

【００２６】１３は入出力インタフェースであり、この
入出力インタフェース１３の一方側はシステムバス３０
に接続され、他方側には操作スイッチ部２０、ディスプ
レイ装置２１、記憶装置２２が接続されるようになって
いる。

【００２７】操作スイッチ部２０には、この発明の特徴
に直接関係する音量操作子４０の他、自動演奏の開始を
指示する「スタートスイッチ」、テンポ速度を指示する
「テンポ指示スイッチ」（いずれも図示しない）等の各
種スイッチが含まれる。

【００２８】この操作スイッチ部２０の各スイッチのオ
ン／オフ状態は、図示しないスキャン回路により検出さ
れ、入出力インタフェース１３を介してＣＰＵ１０に送
られる。このスイッチのオン／オフ情報は、ＲＡＭ１２
の所定領域に記憶される。

【００２９】ディスプレイ装置２１は、例えばＬＣＤに
より構成されるものであり、装置の各種状態やメッセー
ジを表示するために使用される。例えば、自動演奏が開
始されると、演奏時間を表示するためにこのディスプレ
イ装置２１が用いられる。このディスプレイ装置２１
は、ＣＰＵ１０から入出力インタフェース１３を介して
送られてくる情報により表示制御される。

【００３０】記憶装置２２としては、例えばフロッピー
ディスク装置が用いられ、該フロッピーディスク装置に
は記憶媒体としてのフロッピーディスク２３が装着され
るようになっている。このフロッピーディスク２３に
は、上述した音楽演奏情報が記憶される。

【００３１】ここで、音楽演奏情報は、図６に示すよう
に、イベント情報の集合として構成される。各イベント
情報は、識別符号、鍵番号、打鍵強度及び時間情報によ
り構成されている。

【００３２】識別符号は、当該イベント情報の種類を示
すものでり、例えば当該イベント情報が鍵盤操作子の音
楽演奏情報であるかペダル操作子の音楽演奏情報である
かの識別、また、該イベント情報がオンイベントを指示
するものかオフイベントを指示するものか等が指定され
る。

【００３３】鍵番号は、イベントを実行すべき鍵の番号
を示すものである。打鍵強度は、オンイベント又はオフ
イベント時の打鍵又は離鍵の強さ（速さ）を指定するも
のである。この打鍵強度情報に対し、後述するように、
所定の演算が施される。

【００３４】時間情報は、当該イベント情報を実行すべ
きタイミング（時刻）を示す情報である。この時間情報
が、時間カウンタ１６の計数値に一致したときに、当該
イベント情報に基づくイベントが実行されることにな
る。

【００３５】上記記憶装置２２に装着されたフロッピー
ディスク２３から読み出された音楽演奏情報は、入出力
インタフェース１３を介してＣＰＵ１０に送られ、楽器
の自動演奏に供されることになる。

【００３６】１４はソレノイド駆動装置であり、全鍵に
対応して設けられたソレノイド２５₁ 〜２５_n を駆動す
るものである。各ソレノイド２５₁ 〜２５_n は鍵に連結
されている。ＣＰＵ１０からの制御によりソレノイド駆
動装置１４が起動されると、ソレノイド２５₁ 〜２５_n
が駆動され、該当する鍵が押下げ（又は引下げ）られて
押鍵機能が実現される。

【００３７】離鍵の機能は、ＣＰＵ１０からの制御によ
りソレノイド駆動装置１４の起動が停止され、ソレノイ
ド２５₁ 〜２５_n が開放されることにより実現される。

【００３８】１５は本発明の特徴に直接関係する音量制
御情報の発生手段としての変換テーブルである。この変
換テーブル１５は、例えばＲＯＭにより構成される。こ
の変換テーブル１５は、図２に示すように、係数テーブ
ルと定数テーブルとから構成される。

【００３９】係数テーブルは、音量操作子４０の各音量
段階（左欄）に対し、所定の係数Ｋ（右欄）を記憶する
ものである。この実施例では、「２０」音量段階を有し
ているものとする。この係数Ｋは、後述するように、与
えられた打鍵強度情報を変換する際の、変換割合（図
４、図５における直線の傾き）を指示するために使用さ
れる。

【００４０】定数テーブルは、音量操作子４０の各音量
段階（左欄）に対し、所定の定数Ｃ（右欄）を記憶する
ものである。この係数Ｃは、後述するように、与えられ
た打鍵強度情報を変換する際の、打鍵強度情報「ｖ＝
０」からのバイアス値を与えるために使用される。

【００４１】なお、この実施例では、変換テーブル１５
は、独立のＲＯＭに設ける構成としているが、プログラ
ム等が記憶されたＲＯＭ１１中に設けるように構成して
も良いことは勿論である。

【００４２】図１において、１６は時間カウンタであ
り、クロック発生器１７からのクロック信号により所定
速度でカウントアップ動作を行うものである。この時間
カウンタ１６の内容は、ＣＰＵ１０により読み出され、
発音タイミングの検出に使用される。

【００４３】なお、上記ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡ
Ｍ１２、入出力インタフェース１３、ソレノイド駆動装
置１４、変換テーブル１５及び時間カウンタ１６は、シ
ステムバス３０により相互に接続されている。

【００４４】以上の構成において、本実施例の動作につ
き説明する。

【００４５】操作スイッチ部２０のスタートスイッチ
（図示しない）が押下されると、該スイッチの状態が入
出力インタフェース１３を介してＣＰＵ１０に送られ
る。ＣＰＵ１０は、スタートスイッチがオンにされたこ
とを判断すると、記憶装置２２から音楽演奏情報の１イ
ベント情報（図６参照）を読み出し、イベント情報中の
時間情報を抽出する。

【００４６】次いで、時間カウンタ１６からカウント値
を読み出し、該カウント値と先に抽出したイベント情報
中の時間情報とを比較し、「カウント値≧時間情報」を
満足するとき実行タイミングが到来したことを認識し、
イベント情報を実行する。

【００４７】このイベント情報の実行を終了すると、新
たに次のイベント情報を記憶装置２２から読み出して同
様の処理を繰り返し、音楽を演奏する。

【００４８】以上の動作は、予め記憶された音楽演奏情
報に基づき自動演奏を行う方法であるが、この他に外部
から入力された音楽演奏情報に従ってリアルタイムに実
行するように構成することもできる。この場合は、イベ
ント情報中に時間情報は含まれず、従って時間の到来を
判別する必要はない。

【００４９】ところで、上記イベント情報を実行する際
の音量制御は、次のように行われる。即ち、操作スイッ
チ部２０の音量操作子４０が操作されると、該音量操作
子４０のセット位置に応じた操作子位置データが入出力
インタフェース１３を経由してＣＰＵ１０に送られる。
ＣＰＵ１０は、この音量操作子４０の現在位置を示す操
作子位置データをＲＡＭ１２の所定領域に格納してお
く。

【００５０】かかる状態において、イベント情報の実行
タイミングが到来すると、変換テーブル１５を参照し、
操作子位置データに対応する音量位置から、音量制御情
報としての係数Ｋ及び定数Ｃを読み出す。例えば、操作
子位置データが「０２」であれば、係数Ｋとして「０．
５６」が、定数Ｃとして「−１４．２８」がそれぞれ読
み出される。

【００５１】次いで、上記音量制御情報を用いて下記の
演算を行う。 ｖ＝Ｋ（Ｖ＋Ｃ）…（１） ここで、Ｋは係数、Ｖはイベント情報中の打鍵強度、Ｃ
は定数、ｖは変換後の新しい打鍵強度である。

【００５２】上記（１）式において、係数Ｋと定数Ｃと
を、音量操作子４０で指定された音量に対応するべく決
めておくことにより、任意の音量指定に対応して所望の
音量変換が行える。

【００５３】上記（１）式による打鍵強度データの変換
とその効果について、図４を参照しながら詳細に説明す
る。図４において横軸は変換前の打鍵強度Ｖであり，縦
軸は変換後の打鍵強度ｖである。

【００５４】図４において、は変換率（変換前の打鍵
強度Ｖの増加に対する変換後の打鍵強度ｖの増加の割
合）が「１」すなわちＫ＝１、Ｃ＝０の場合を示す。こ
れは実質的な無変換であり、音量指定が行われない通常
演奏時の状態と同じである。

【００５５】はＫ＝0.5 、Ｃ＝０として変換前の打鍵
情報Ｖに対し、変換率を下げることにより、音量を低減
するとともに、かつダイナミックレンジを圧縮したもの
である。はＫ＝0.5 、Ｃ＝６４として音量小（弱音）
の領域を嵩上げしダイナミックレンジを圧縮した例であ
る。

【００５６】図５は、図２の音量指定量「２」、「１
０」、「１９」について横軸を変換前の打鍵強度Ｖ、縦
軸を変換後の打鍵強度ｖとして図示したものである。

【００５７】ここで、は音量指定が「２」（音量小）
の例でダイナミックレンジが圧縮され、かつ打鍵強度が
全体に小さくなっている。は音量指定が「１０」（普
通）で変換前の打鍵強度Ｖと変換後の打鍵強度ｖとが
「１：１」になっている。は音量指定が「１９」（音
量大）の例でダイナミックレンジが伸長され、かつ打鍵
強度が全体に嵩上げされている。

【００５８】なお、音楽演奏情報の打鍵強度は、例え
ば、「０〜１２７」の１２８段階で定義されており、上
記変換及び演算を行ったときに、結果の打鍵強度が
「１」より小さいか、又は「１２７」より大きいとき
は、演算結果に所定の処理を施し、「１」から「１２
７」におさまるようにする。なお、打鍵強度「０」は、
通常オフの音楽演奏情報として用いられる。

【００５９】このように、音量制御情報を構成する係数
Ｋと定数Ｃとを任意に設定して所望の特性を有する変換
を実現することが容易に可能となる。なお、簡単な場合
は、音量操作子４０からの操作子位置データに基づいて
演算のみで新しい打鍵強度情報を算出してもよいことは
勿論である。

【００６０】次に、上記新しい打鍵強度を求める動作
を、図３に示したフローチャートを参照しながら説明す
る。

【００６１】先ず、イベント情報中の打鍵強度Ｖがゼロ
であるか否かが調べられる（ステップＳ１１）。ここ
で、ゼロであることが判断されると、鍵オフが指示され
たものと判断し、以下の新しい打鍵強度を求める処理は
行わずに、この処理を終了する。この場合、ソレノイド
駆動装置１４の駆動が解除され、イベント情報中の鍵番
号で指定される鍵が離鍵されることになる。

【００６２】一方、打鍵強度Ｖがゼロでないことが判断
されると、イベント情報中の打鍵強度Ｖと定数テーブル
から読み出した定数Ｃとを加算し、中間値Ｔを得る（ス
テップＳ１２）。次いで、この中間値Ｔと係数テーブル
から読み出した係数Ｋとを乗算し、新しい打鍵強度ｖと
する（ステップＳ１３）。

【００６３】次いで、ステップＳ１３で算出した新しい
打鍵強度ｖが「１２７」より大きいか否かを調べ、「１
２７」より大きければ新しい打鍵強度ｖを「１２７」に
して（ステップＳ１６）、処理を終了する。

【００６４】一方、ステップＳ１３で算出した新しい打
鍵強度ｖが「１２７」以下であれば、該新しい打鍵強度
ｖが「１」より小さいか否かを調べる（ステップＳ１
５）。そして、「１」より小さいことが判断されると、
新しい打鍵強度ｖを「１」にして、処理を終了する。

【００６５】上記ステップＳ１５で、「１」以上である
ことが判断されると、即ち、「１≦ｖ≦１２７」である
ことが判断されると、ステップＳ１３で求めた値を新し
い打鍵強度ｖとして、そのまま用いる。

【００６６】以上の処理により、音量操作子４０の各指
定に対応して、変換テーブル１５の内容に従った打鍵強
度特性の音量変換が行われることになる。

【００６７】この実施例によれば、簡単な操作によって
打鍵強度を変換することができ、音量とダイナミックレ
ンジの双方を一挙に制御して特に弱音指定時の違和感を
解消することができ、音楽演奏の品位を向上させること
ができる。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
大量のメモリを使用することなく、音量指定によって特
に弱音が指定されたとき打鍵強度を低減させるととも
に、ダイナミックレンジをも減縮して弱音発生時の違和
感をなくすことができるピアノの自動演奏装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピアノの自動演奏装置の実施例の全体
の構成を概略的に示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例で用いる係数及び定数を記憶し
た変換テーブルの一例を示す図である。

【図３】本発明の実施例の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図４】本発明の打鍵強度変換特性の原理を説明するた
めの図である。

【図５】本発明の実施例の打鍵強度変換特性を説明する
ための図である。

【図６】本発明の実施例で使用するイベント情報の一例
を示す図である。

【図７】従来の音量制御の一例を説明するための図であ
る。

【符号の説明】 １０ ＣＰＵ（算出手段、制御手段） １５ 変換テーブル（発生手段） ２２ 記憶装置（記憶手段） ４０ 音量操作子（音量指定手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 打鍵強度情報を含む音楽演奏情報を記憶
   した記憶手段を有し、該記憶手段から順次読み出した音
   楽演奏情報中の打鍵強度情報に応じた強度で操作子を駆
   動して音楽を演奏するピアノの自動演奏装置において、 音量を指定する音量指定手段と、 該音量指定手段により指定された音量に応じて音量制御
   情報を発生する発生手段と、 該発生手段により発生された音量制御情報と前記打鍵強
   度情報との間で所定の演算を行うことにより新しい打鍵
   強度情報を算出する算出手段と、 該演算手段により演算された新しい打鍵強度情報に基づ
   き前記操作子を駆動せしめる制御手段とを具備したこと
   を特徴とするピアノの自動演奏装置。