(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵盤と、
前記鍵盤の演奏操作に対する反力又は助力を付与するアクチュエータと、
前記鍵盤に対する駆動制御情報を記憶する記憶手段と、
前記駆動制御情報に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御することで、前記鍵盤の操作に対する力覚を制御する力覚制御手段と、
を備えた電子鍵盤楽器において、
前記記憶手段に記憶されている前記駆動制御情報は、自然鍵盤楽器の鍵盤におけるエスケープメント領域の操作感覚を再現するための第１のエスケープメント駆動制御情報を含み、
前記第１のエスケープメント駆動制御情報によって再現されるエスケープメント領域の操作感覚を変更するための第２のエスケープメント駆動制御情報を外部から取り込む情報取込手段を備え、
前記電子鍵盤楽器とのデータの授受が可能な外部機器、前記電子鍵盤楽器又は前記外部機器でデータ読取可能な記録媒体、前記電子鍵盤楽器又は前記外部機器が接続された通信ネットワーク上のサーバの少なくともいずれかに、前記電子鍵盤楽器の演奏技術に関する教習用教材データが格納されており、
前記第２のエスケープメント駆動制御情報は、前記教習用教材データに含まれる複数の教習内容又は教習レベルの少なくともいずれかに対応して記憶されており、
前記外部機器又は前記電子鍵盤楽器で前記教習用教材データに含まれるいずれかの教習内容又は教習レベルを読み出した際に、
前記情報取込手段は、当該読み出した教習内容又は教習レベルに対応する前記第２のエスケープメント駆動制御情報を取り込み、
前記情報取込手段によって前記第２のエスケープメント駆動制御情報が取り込まれた際、前記記憶手段に記憶されている前記第１のエスケープメント駆動制御情報を前記第２のエスケープメント駆動制御情報に変更することで、当該第２のエスケープメント駆動制御情報に基づいて変更した前記鍵盤のエスケープメント領域の操作感覚を出力する
ことを特徴とする電子鍵盤楽器。
【請求項２】
前記第１のエスケープメント駆動制御情報に基づく操作感覚よりも、前記第２のエスケープメント駆動制御情報に基づく操作感覚の方が、前記エスケープメント領域における前記鍵盤の演奏操作に対する反力が大きくなるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項３】
ペダルと、
前記ペダルの演奏操作に対する反力を付与するアクチュエータと、
前記ペダルに対する駆動制御情報を記憶する記憶手段と、
前記駆動制御情報に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御することで、前記ペダルの操作に対する力覚を制御する力覚制御手段と、
を備えた電子鍵盤楽器において、
前記記憶手段に記憶されている前記駆動制御情報は、自然鍵盤楽器のペダルにおけるハーフペダル領域の操作感覚を再現するための第１のハーフペダル駆動制御情報を含み、
前記第１のハーフペダル駆動制御情報によって再現されるハーフペダル領域の操作感覚を変更するための第２のハーフペダル駆動制御情報を外部から取り込む情報取込手段を備え、
前記電子鍵盤楽器とのデータの授受が可能な外部機器、前記電子鍵盤楽器又は前記外部機器でデータ読取可能な記録媒体、前記電子鍵盤楽器又は前記外部機器が接続された通信ネットワーク上のサーバの少なくともいずれかに、前記電子鍵盤楽器の演奏技術に関する教習用教材データが格納されており、
前記第２のハーフペダル駆動制御情報は、前記教習用教材データに含まれる複数の教習内容又は教習レベルの少なくともいずれかに対応して記憶されており、
前記外部機器又は前記電子鍵盤楽器で前記教習用教材データに含まれるいずれかの教習内容又は教習レベルを読み出した際に、
前記情報取込手段は、当該読み出した教習内容又は教習レベルに対応する前記第２のハーフペダル駆動制御情報を取り込み、
前記情報取込手段によって前記第２のハーフペダル駆動制御情報が取り込まれた際、前記記憶手段に記憶されている前記第１のハーフペダル駆動制御情報を前記第２のハーフペダル駆動制御情報に変更することで、当該第２のハーフペダル駆動制御情報に基づいて変更した前記ペダルのハーフペダル領域の操作感覚を出力する
ことを特徴とする電子鍵盤楽器。
【請求項４】
前記第１のハーフペダル駆動制御情報に基づく操作感覚よりも、前記第２のハーフペダル駆動制御情報に基づく操作感覚の方が、前記ハーフペダル領域における前記ペダルの演奏操作に対する反力が大きくなるようにした
ことを特徴とする請求項３に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項５】
前記教習用教材データは、インターネット上のサーバに格納されており、
前記情報取込手段は、前記インターネット経由で前記外部機器又は前記電子鍵盤楽器にダウンロードされた前記教習用教材データに含まれる前記第２のエスケープメント駆動制御情報又は前記第２のハーフペダル駆動制御情報を取り込む
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子鍵盤楽器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍵やペダルなどの演奏操作子を駆動するソレノイドなどの駆動手段を備え、該駆動手段を制御することで鍵やペダルなどの操作に対する力覚制御を行う電子鍵盤楽器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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が打弦して発音するように構成されており、鍵とハンマの間には、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。そして、このようなアコースティックピアノに特有の鍵タッチ感として、鍵盤の動きをハンマに伝える部品であるジャックが脱進するエスケープメント（いわゆるジャック抜け）の演奏感覚がある。このエスケープメントの演奏感覚は、ジャック抜けに伴って鍵から指に伝わる荷重の比較的急な変化を伴うものである。
【０００３】
また、アコースティックピアノは、押鍵に応じてハンマを弦に打ちつけて音を発生する機構を有しており、発生する音は、押鍵の強弱やスピードによって響き方や大きさが異なる。そして、アコースティックピアノには、音の余韻をコントロールするためのペダルが搭載されている。グランドピアノを例にとると、ダンパーペダル、ソステヌートペダル、ソフトペダルである。
【０００４】
このうちのダンパーペダルは、弦の振動を止めるためのダンパーを制御するペダルである。ダンパーは、弦と一対一に対応して設けられており、通常、押鍵により弦から離れ、離鍵により弦を押さえて音の響きを止める。そして、各ダンパーは、幾つかの連結部を介してダンパーペダル（以下、単に「ペダル」ということがある。）に接続されている。ペダルが踏み込まれると、全ての弦に対応するダンパーが解放され、鍵から指を離してもダンパーによる止音は行われず、押鍵した音が残る。この場合、押鍵されていない鍵に対応する弦を含めた全ての弦が共振し、倍音が鮮明に響く。このようにペダルでダンパーを操作することで、ピアノの発音に様々な表情を与えることができる。
【０００５】
ところで、上記の各ダンパーとペダルとの間の連結部には、いわゆる遊びが設けられている。この遊びにより、ペダルを浅く踏み込んだ状態ではダンパーが動作せず、ペダルを所定位置まで踏み込んだときに初めてダンパーが押し上げられる。これを利用して、演奏者は常時ペダルに足を乗せておくことができる上、ダンパーが弦を僅かに拘束するような位置にペダルを踏み込む所謂ハーフペダルと呼ばれる操作が可能となる。このハーフペダル操作では、ダンパーペダルの踏込量を最大の半分程度の所定位置に調節することで、ダンパーが弦から離れ始める位置での音の反響具合を加減することができる。
【０００６】
ところで、近年、上記のような自然鍵盤楽器の演奏音や演奏感覚を模擬した電子鍵盤楽器が広く普及している。このような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）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。また、ペダルの踏込感についても、自然鍵盤楽器のペダルの踏込感とは異なるものとなっている。
【０００７】
そして、電子音を発生する電子鍵盤楽器では、上記のような自然鍵盤楽器に近い鍵タッチ感又はペダル操作感を創り出すことを目的として、鍵やペダルを駆動して押鍵に対する反力を変化させるアクチュエータ機構からなる駆動装置や、これを制御する制御装置（力覚制御手段）が提案されている。この場合、鍵やペダルを駆動するための駆動源として、例えば、特許文献１に示すように、ソレノイドが用いられる。
【０００８】
一方で、従来、ピアノなどの鍵盤楽器の演奏技術を習得するには、教室または自宅で指導者に指導を受ける方法が一般的であった。また、教習本やＤＶＤなどをはじめとする教育用教材を用いて独学で習得する方法もある。さらに、特許文献２に記載のように、インターネットなどの通信手段を用いた双方向型の教育システムを利用する方法もある。また、従来技術として、例えば、特許文献３に記載の鍵盤装置のように、演奏情報に基づいて鍵を駆動することで演奏者に対する教示を行う鍵盤装置がある。特許文献３に記載の鍵盤装置は、演奏データに従って、演奏者が次に操作すべき鍵をわずかに駆動させることで、演奏支援を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−９８５８３号公報
【特許文献２】特開２００１−２８２０９５号公報
【特許文献３】特開２０００−１９４３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ピアノなど鍵盤楽器の演奏技術の教習においては、特に演奏初心者にとって、上記のようなジャックが脱進するエスケープメント（いわゆるジャック抜け）時の演奏感覚の習得や、ダンパーペダルの踏み込みにおいてダンパーのリフトが開始されるハーフペダル位置での操作の習得が難しいという問題がある。
【００１１】
すなわち、鍵盤の操作において、エスケープメント以降は鍵操作の動力がハンマに伝達されないので、エスケープメントの位置を把握することが演奏上達に重要である。しかしながら、エスケープメントの感覚は、鍵盤の弱打時に感じられるものであり、当該感覚は指先に感じる微妙なものである。そのため、ゆっくりと押鍵すれば演奏初心者でもわかるが、その感覚を弱打音に効果的に反映させるような高度な奏法を身に付けることは難しい。
【００１２】
また、ダンパーペダルにおけるハーフペダル領域の操作感覚も微妙なものであるため、演奏初心者には判り難い。そのため、教本などの教習用教材でハーフペダル操作について文章で説明されても、簡単に理解できない。また、指導者に実地で指導を受ける場合でも、従来の鍵盤楽器では、ハーフペダル操作の感覚自体が微妙なものであるため、教習を受ける者にとって、ハーフペダル領域の位置や操作加減が分かり難いという問題がある。
【００１３】
なお、特許文献１に記載の電子鍵盤楽器のように、アクチュエータで電磁的に生成した力覚を付与する電子鍵盤楽器によれば、上記のエスケープメント領域やハーフペダル領域の操作感覚自体を創り出すことは可能である。したがって、電子鍵盤楽器におけるエスケープメント領域やハーフペダル領域の操作感覚の再現によって、自然鍵盤楽器に近似した演奏感覚を得ることができるようにはなる。しかしながら、このような電子鍵盤楽器を用いたとしても、既述のように、初心者にとってエスケープメント領域やハーフペダル領域の微妙な位置や感覚を習得することは容易でない。
【００１４】
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、鍵盤やペダルの操作に関する教習内容を演奏者に対して感覚的により分かり易く習得させることができる電子鍵盤楽器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための本発明は、鍵盤（１２０）と、鍵盤（１２０）の演奏操作に対する反力又は助力を付与するアクチュエータ（１４０）と、鍵盤（１２０）に対する駆動制御情報（８０）を記憶する記憶手段（５２）と、駆動制御情報（８０）に基づいてアクチュエータ（１４０）の駆動を制御することで、鍵盤（２０）の操作に対する力覚を制御する力覚制御手段（５０）と、を備えた電子鍵盤楽器（１）において、記憶手段（５２）に記憶されている駆動制御情報（８０）は、自然鍵盤楽器の鍵盤におけるエスケープメント領域の操作感覚を再現するための第１のエスケープメント駆動制御情報（８０）を含み、第１のエスケープメント駆動制御情報（８０）によって再現されるエスケープメント領域の操作感覚を変更するための第２のエスケープメント駆動制御情報（８０´）を外部から取り込む情報取込手段（５０）を備え、情報取込手段（５０）によって第２のエスケープメント駆動制御情報（８０´）が取り込まれた際、記憶手段（５２）に記憶されている第１のエスケープメント駆動制御情報（８０）を第２のエスケープメント駆動制御情報（８０´）に変更することで、当該第２のエスケープメント駆動制御情報（８０´）に基づいて変更した鍵盤（１２０）のエスケープメント領域の操作感覚を出力することを特徴とする。この場合、変更前の第１のエスケープメント駆動制御情報（８０）に基づく操作感覚よりも、変更後の第２のエスケープメント駆動制御情報（８０´）に基づく操作感覚の方が、エスケープメント領域における鍵盤（１２０）の演奏操作に対する反力が大きくなるようにするとよい。
【００１６】
また、本発明は、ペダル（２２０）と、ペダル（２２０）の演奏操作に対する反力を付与するアクチュエータ（２４０）と、ペダル（２２０）に対する駆動制御情報（８５）を記憶する記憶手段（５２）と、駆動制御情報（８５）に基づいてアクチュエータ（２４０）の駆動を制御することで、ペダル（２２０）の操作に対する力覚を制御する力覚制御手段（５０）と、を備えた電子鍵盤楽器（１）において、記憶手段（５２）に記憶されている駆動制御情報（８５）は、自然鍵盤楽器のペダルにおけるハーフペダル領域の操作感覚を再現するための第１のハーフペダル駆動制御情報（８５）を含み、第１のハーフペダル駆動制御情報（８５）によって再現されるハーフペダル領域の操作感覚を変更するための第２のハーフペダル駆動制御情報（８５´）を外部から取り込む情報取込手段（５０）を備え、情報取込手段（５０）によって第２のハーフペダル駆動制御情報（８５´）が取り込まれた際、記憶手段（５２）に記憶されている第１のハーフペダル駆動制御情報（８５）を第２のハーフペダル駆動制御情報（８５´）に変更することで、当該第２のハーフペダル駆動制御情報（８５´）に基づいて変更したペダル（２２０）のハーフペダル領域の操作感覚を出力することを特徴とする。この場合、変更前の第１のハーフペダル駆動制御情報（８５）に基づく操作感覚よりも、変更後の第２のハーフペダル駆動制御情報（８５´）に基づく操作感覚の方が、ハーフペダル領域におけるペダル（２２０）の演奏操作に対する反力が大きくなるようにするとよい。
【００１７】
本発明にかかる電子鍵盤楽器によれば、外部から取り込んだ情報に従って鍵盤のエスケープメント領域（いわゆるジャック抜けが生じる押鍵領域）の操作感覚、又はペダル踏込時のハーフペダル領域（ダンパーのリフトが開始される位置及びその前後の踏込領域）の操作感覚を変化させることで、演奏技術習得者に対して、鍵盤のエスケープメント領域に関する教習内容、又はペダル操作におけるハーフペダル領域に関する教習内容を感覚的により分かり易く習得させることができる。すなわち、たとえば、エスケープメント領域又はハーフペダル領域において鍵盤から指にかかる荷重（負荷）の変化量を通常時の２倍程度に大きくすることで、エスケープメント領域又はハーフペダル領域の負荷を強調するようにすれば、演奏初心者にエスケープメント又はハーフペダルの感覚を良好に把握させることが可能となる。また、外部から取り込んだ情報に従って鍵盤又はペダルの操作感覚を変化させるので、エスケープメント又はハーフペダルの教習を行うときだけ鍵盤から指にかかる荷重（負荷）を変化させることができ、それ以外のときは、通常の荷重とすることができる。したがって、鍵盤又はペダルの操作感覚を教習内容に応じて必要なときに適切に変化させることができる。
【００１８】
また、本発明では、電子鍵盤楽器（１）とのデータの授受が可能な外部機器（７０）、電子鍵盤楽器（１）又は外部機器（７０）でデータ読取可能な記録媒体（７３）、電子鍵盤楽器（１）又は外部機器（７０）が接続された通信ネットワーク（７５）上のサーバ（７２）の少なくともいずれかには、電子鍵盤楽器（１）の演奏技術に関する教習用教材データ（Ｓ）が格納されており、第２のエスケープメント駆動制御情報（８０´）又は第２のハーフペダル駆動制御情報（８５´）は、教習用教材データ（Ｓ）に含まれる複数の教習内容（９１）又は教習レベル（９２）の少なくともいずれかに対応して記憶されており、外部機器（７０）又は電子鍵盤楽器（１）で教習用教材データ（Ｓ）に含まれるいずれかの教習内容（９１）又は教習レベル（９２）を読み出した際に、情報取込手段（５０）は、当該読み出した教習内容（９１）又は教習レベル（９２）に対応する第２のエスケープメント駆動制御情報（８０´）又は第２のハーフペダル駆動制御情報（８５´）を取り込み、当該第２のエスケープメント駆動制御情報（８０´）又は第２のハーフペダル駆動制御情報（８５´）に基づいて、鍵盤（１２０）のエスケープメント領域の操作感覚又はペダル（２２０）のハーフペダル領域の操作感覚を変更するとよい。これによれば、教習用教材の内容に従って電子鍵盤楽器の鍵盤のタッチ感又はペダルの踏込感を変化させることができるので、教習用教材の内容と鍵盤又はペダルの操作感覚とを連動させることができる。したがって、演奏技術の習得者にとって、エスケープメントやハーフペダルに関する教習用教材の内容を感覚的に理解し易くなり、これらの迅速かつ確実な習得が可能となる。
【００１９】
また、教習用教材データ（Ｓ）は、インターネット（７５）上のサーバ（７２）に格納されており、情報取込手段（５０）は、インターネット（７５）経由で外部機器（７０）又は電子鍵盤楽器（１）にダウンロードされた教習用教材データ（Ｓ）に含まれる第２のエスケープメント駆動制御情報（８０´）又は第２のハーフペダル駆動制御情報（８５´）を取り込むようにするとよい。これによれば、演奏技術の習得者が自宅などにいながら、最新の教習用教材ソフトを容易に入手することができ、当該教習用教材ソフトから取り込んだ情報によって、エスケープメントやハーフペダルの演奏技術を効果的に習得できるようになる。したがって、教習用教材を用いた演奏教習の利便性を向上させることができる。
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。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる電子鍵盤楽器によれば、外部から取り込んだ情報に従って鍵盤やペダルの操作感覚を変化させることで、鍵盤やペダルの操作に関する教習内容を演奏者に対して感覚的により分かり易く習得させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電子鍵盤楽器の機能構成を示すブロック図である。
【図２】鍵盤装置の構成例を示す図で、鍵及びその周辺の構成部品を示す概略側面図である。
【図３】鍵盤装置の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵が非押鍵位置にある状態、（ｂ）は、鍵が押鍵位置にある状態を示す図である。
【図４】（ａ）は、鍵盤用力覚付与テーブルを示す図、（ｂ）は、ペダル用力覚付与テーブルを示す図である。
【図５】鍵盤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。
【図６】鍵盤に対する力覚制御を行った場合の鍵の変位（押鍵量）に対する反力（荷重）の分布を示すグラフであり、（ａ）は、変更前の力覚付与テーブルによる反力の分布、（ｂ）は、変更後の力覚付与テーブルによる反力の分布を示す図である。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】ペダルに対する力覚制御を行った場合のペダルの変位（踏込量）に対する反力（荷重）の分布を示すグラフであり、（ａ）は、変更前の力覚付与テーブルによる反力の分布、（ｂ）は、変更後の力覚付与テーブルによる反力の分布を示すグラフである。
【図１０】教習用教材ソフトに含まれるデータ内容を示す図である。
【図１１】鍵盤のエスケープメントについての教習内容に基づく処理のフローチャートである。
【図１２】ペダルのハーフペダルについての教習内容に基づく処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
〔全体の構成〕
図１は、本発明の一実施形態にかかる電子鍵盤楽器の全体の機能構成を示すブロック図である。同図に示す電子鍵盤楽器１は、鍵（鍵盤）１２０を有する鍵盤装置１０と、ペダル２２０を有するペダル装置２０と、鍵盤装置１０やペダル装置２０を含む電子鍵盤楽器１の全体を制御する主制御部５０とを備えている。鍵盤装置１０とペダル装置２０及び主制御部５０など電子鍵盤楽器１の各部は、バス５１を介して互いに接続されている。
【００２４】
まず、図１に示す主制御部５０について説明する。主制御部５０は、ＣＰＵ５１、フラッシュメモリ（ＦＬＡＳＨ  ＲＯＭ）５２、ＲＡＭ５３などを備えている。ＣＰＵ５１は、鍵盤装置１０及びペダル装置２０を含む電子鍵盤楽器１の全体の制御を司る。特に、ＣＰＵ５１は、鍵盤装置１０のソレノイド１４０やペダル装置２０のソレノイド２４０の駆動を制御することで、鍵１２０あるいはペダル２２０の力覚制御を行う力覚制御手段として機能する。また、フラッシュメモリ５２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、鍵１２０の力覚制御を行うためのデータである鍵盤用力覚付与テーブル８０、及びペダル２２０の力覚制御を行うためのデータであるペダル用力覚付与テーブル８５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領域である。
【００２５】
また、電子鍵盤楽器１には、主制御部５０のほか、設定操作部６１、表示装置６３、音声出力部６５、記憶装置（ＨＤＤ）６６、通信インターフェイス６８、接続端子部６９などが設けられている。通信インターフェイス６８は、インターネット（通信ネットワーク）７５に繋がれており、当該インターネット７５を介してサーバ７２との間でデータの送受信を行えるようになっている。接続端子部６９は、ＵＳＢ端子やＬＡＮ端子などであり、ＵＳＢケーブル又はＬＡＮケーブルなどの接続ケーブル６９ａで外部の電子機器であるパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と記す。）７０と接続されるようになっている。
【００２６】
ＰＣ７０は、詳細な図示は省略するが、ＣＰＵやＨＤＤなどを備えているほか、電子鍵盤楽器1の演奏操作に関する教習内容を含む教習用教材ソフト（教習用教材データ）Ｓが格納されたＤＶＤ−ＲＯＭやＣＤ−ＲＯＭなど記録媒体７３のデータを読み取るための読取装置や、記録媒体７３から読み取ったデータ内容を表示するためのディスプレイ７１を備えている。なお、教習用教材ソフトＳのデータは、記録媒体７３に格納されているほか、インターネット７５上のサーバ７２に格納されているものをＰＣ７０のＨＤＤにダウンロードしたものであってもよい。記録媒体７３やＰＣ７０のＨＤＤから読み取られた教習用教材ソフトＳの内容は、ディスプレイ７１に画面表示させることができる。また、教習用教材ソフトＳのデータをＰＣ７０から電子鍵盤楽器１に送ることで、教習用教材ソフトＳの内容を電子鍵盤楽器１に設けた表示装置６３に表示したり、音声出力部６５から音声として出力したりすることも可能である。
【００２７】
また、電子鍵盤楽器１が通信インターフェイス６８を介してインターネット７５に直接接続されている場合は、教習用教材ソフトＳのデータは、インターネット７５上のサーバ７２から電子鍵盤楽器１の記憶装置６６にダウンロードすることが可能である。この場合も、教習用教材ソフトＳの内容は、電子鍵盤楽器１の表示装置６３に表示したり、音声出力部６５から音声として出力したりすることができる。なお、教習用教材ソフトＳの内容については、後述する。
【００２８】
また、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。表示装置６３は、表示制御回路６２を介してバス５１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５１に接続されている。
【００２９】
〔鍵盤装置〕
図２は、鍵盤装置１０の構成例を示す図であり、鍵１２０及びその周辺の概略側面図である。また、図３は、鍵盤装置１０の動作を説明するための図で、（ａ）は、鍵１２０が非押鍵位置にある状態を示し、（ｂ）は、鍵１２０が押鍵位置にある状態を示している。鍵盤装置１０は、平板状のフレーム１１１と、それぞれがフレーム１１１に対して回動可能に支持された鍵１２０及び質量体１３０と、鍵１２０と質量体１３０の間に設置したソレノイド（電磁アクチュエータ）１４０とを備えて構成されている。
【００３０】
なお、以下の説明では、鍵１２０の長手方向における両側のうち、電子鍵盤楽器１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。なお、図２では、鍵盤装置１０が備える並設された複数の鍵１２０のうち、１個の鍵１２０及びその周辺の構成部品を示している。また、同図では、鍵１２０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。なお、図示は省略するが、鍵盤装置１０には、鍵１２０の動作に応じた楽音を発生させるように、鍵１２０の動作を電気的な出力に変換するためのスイッチ接点機構も設けられている。
【００３１】
鍵１２０は、前後方向の中間の位置がフレーム１１１上の鍵支点１１２に支持されている。鍵１２０は、前端１２０ａ及び後端１２０ｂが鍵支点１１２を中心に上下方向へ回動可能であり、演奏者による押鍵部１２０ｃへの押鍵操作に応じて回動するようになっている。また、鍵１２０の後端１２０ｂの下方には、鍵上限ストッパー１２１が設置されており、前端１２０ａの下方には、鍵下限ストッパー１２２が設置されている。鍵上限ストッパー１２１は、図３（ａ）に示す非押鍵位置にある鍵１２０の後端１２０ｂの下面に当接し、鍵１２０の回動を非押鍵位置で規制する。一方、鍵下限ストッパー１２２は、図３（ｂ）に示す押鍵位置にある鍵１２０の前端１２０ａの下面に当接し、鍵１２０の回動を押鍵位置で規制する。
【００３２】
また、鍵支点１１２より後方のフレーム１１１上には、質量体１３０を支持するための柱状の支持部１１４が設けられている。支持部１１４は、フレーム１１１上で隣接する鍵１２０の間から、複数鍵域ごとに１つの割合で各鍵１２０の真上に張り出している。支持部１１４に支持された質量体１３０は、各鍵１２０に対応して設置されており、鍵支点１１２よりも後側の真上位置に設置されている。質量体１３０は、支持部１１４の上端に設けた質量体支点１３１から後方に延びる直線棒状のシャンク部１３２と、該シャンク部１３２の先端に取り付けた所定の質量を有する質量部（錘）１３３とを備えて構成されている。シャンク部１３２は、質量体支点１３１に回動自在に支持されており、鍵１２０の長手方向に沿う垂直面内で上下に回動するようになっている。質量部１３３は、シャンク部１３２の先端においてその回動方向に沿って延びる棒状に形成されている。この質量体１３０は、質量体支点１３１を中心にシャンク部１３２を腕として質量部１３３が鍵１２０の後端近傍の上方で上下方向に回動するようになっている。
【００３３】
支持部１１４には、質量体１３０の回動を下限位置と上限位置とでそれぞれ規制するための質量体上限ストッパー１３４及び質量体下限ストッパー１３５が設けられている。これら質量体下限ストッパー１３５及び質量体上限ストッパー１３４によって、質量体１３０は、図３（ａ）に示すように、シャンク部１３２が質量体支点１３１から後側の斜め下方向に延びる下限位置と、図４（ｂ）に示すように、シャンク部１３２が質量体支点１３１から後側の略水平方向に延びる上限位置との間で回動するように規制される。質量体１３０は、後述するプランジャ１４２を介して鍵１２０の動作に連動するようになっており、ソレノイド１４０との協働によって、鍵１２０にその演奏操作に対する反力を与えるものである。
【００３４】
鍵１２０及び質量体１３０に所定の駆動力を付与するためのソレノイド１４０は、鍵支点１１２より後側の鍵１２０の上面と、質量体１３０のシャンク部１３２との間に設置されている。ソレノイド１４０は、双方向駆動型のアクチュエータであり、上下に同軸状に並べて設置した往動コイル１４１ａと復動コイル１４１ｂからなるコイル１４１と、コイル１４１の内側に嵌挿された１本のプランジャ１４２とを備えて構成されている。コイル１４１は、支持部１１４及びフレーム１１１に対して固定されている。
【００３５】
質量体１３０のシャンク部１３２におけるプランジャ１４２の上端に対向する位置には、円筒状のローラ１３６が取り付けられている。ローラ１３６は、軸方向が鍵１２０の配列方向に沿う水平向きで、下側面（円筒面）がプランジャ１４２の上端面に載置されている。一方、プランジャ１４２の下端は、鍵１２０の上面に設けたスクリュー（ネジ）１２５の上に載置されている。
【００３６】
ソレノイド１４０は、往動コイル１４１ａ及び復動コイル１４１ｂに駆動電流が供給されることで、プランジャ１４２を上下双方向へ駆動するようになっている。すなわち、復動コイル１４１ｂに駆動電流が供給されると、プランジャ１４２は下側へ移動する。これにより、プランジャ１４２から鍵１２０の鍵支点１１２よりも後側に対して下向きの荷重が付与されるので、鍵１２０の離鍵方向へかかる荷重が増加する。一方、往動コイル１４１ａに駆動電流が供給されると、プランジャ１４２は上側へ移動する。これにより、プランジャ１４２から鍵１２０の鍵支点１１２よりも後側に対して下向きにかかる荷重が軽減されるので、鍵１２０の離鍵方向へかかる荷重が減少する。
【００３７】
また、鍵盤装置１０には、鍵１２０の位置を検出するための鍵位置センサ１４５が設置されている。鍵位置センサ１４５は、コイル１４０側に設けた受光部と、プランジャ１４２側に設けた反射面とを互いに対向させて配置しており、反射面で反射した光を受光部で受光するように構成した反射式センサである。反射面は、上下方向の各位置の反射光量が連続的に変化するように構成されている。したがって、受光部の出力信号に基づいてプランジャ１４２及び鍵１２０の位置を一義的に特定できる。
【００３８】
鍵１２０の駆動制御回路は、図１に示すように、主制御部５０と、主制御部５０の指令に応じてソレノイド１４０に駆動用のＰＷＭ（パルス幅変調）信号を出力するソレノイド制御ドライバ１４８を備えている。主制御部５０のフラッシュメモリ５２には、鍵盤用力覚付与テーブル８０が格納されている。鍵位置センサ１４５によって検出された鍵１２０の位置情報は、主制御部５０に出力されるようになっている。主制御部５０からの制御信号は、ソレノイド制御ドライバ１４８に入力される。ソレノイド制御ドライバ１４８は、主制御部５０からの制御信号に基づいて、ソレノイド１４０に駆動用の信号を供給する。
【００３９】
図４（ａ）は、フラッシュメモリ５２に格納された鍵盤用力覚付与テーブル８０の構成例を示す図である。鍵盤用力覚付与テーブル８０は、鍵盤装置１０のソレノイド１４０が発生すべき駆動力のパターンを格納したテーブルである。鍵盤用力覚付与テーブル８０には、押鍵用テーブル８１と離鍵用テーブル８２とが用意されている。また、これら押鍵用テーブル８１と離鍵用テーブル８２はそれぞれ、反力パターンテーブル８１ａ，８２ａと指令値テーブル８１ｂ，８２ｂを備えている。反力パターンテーブル８１ａ，８２ａは、鍵位置センサ１４５の検出値（または該検出値から算出した鍵１２０の速度、加速度などの値）の信号に対する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８１ｂ，８２ｂは、ソレノイド制御ドライバ１４８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。なお、鍵盤用力覚付与テーブル８０は、後述するように、自然鍵盤楽器の鍵盤におけるエスケープメント（いわゆるジャック抜け）領域の操作感覚を再現するための駆動制御情報（第１のエスケープメント駆動制御情報）を含んでいる。
【００４０】
次に、鍵盤装置１０の動作について説明する。鍵１２０は、鍵支点１１２の前後の質量（自重）バランスによって生じる押鍵方向への付勢力と、プランジャ１４２を介してかかる質量体１３０からの荷重との大小関係によって、押鍵力が作用していない状態では、図３（ａ）に示す非押鍵位置にある。このとき、質量体１３０は、シャンク部１３２が質量体下限ストッパー１３５に当接した下限位置にある。一方、非押鍵位置にある鍵１２０が押鍵操作されると、鍵１２０は、プランジャ１４２を介して質量体１３０を押し上げながら鍵支点１１２を中心に押鍵方向へ回動する。こうして、図３（ｂ）に示す押鍵位置となる。鍵１２０が押鍵位置のとき、プランジャ１４２を介して鍵１２０によって押し上げられた質量体１３０は、シャンク部１３２が質量体上限ストッパー１３４に当接する上限位置にある。そして、鍵１２０に対する押鍵力が解除されると、鍵１２０には、自重で下方へ回動する質量体１３０からプランジャ１４２を介して荷重が加わる。鍵１２０は、この荷重と自重バランスとの両方によって非押鍵位置へ復帰する。
【００４１】
このような質量体１３０の慣性質量を利用した鍵１２０の動作が行われる際に、主制御部５０でソレノイド１４０の駆動を制御することで、押鍵操作に対する反力の力覚制御を行うことができる。本実施形態の鍵盤装置１０では、アコースティックピアノでアクション機構の作用に基づいて指に感じられる独特の鍵タッチ感（抵抗感）を再現すべく、当該アコースティックピアノの鍵タッチ感に相当する反力特性をソレノイド１４０で鍵１２０に付与するようになっている。
【００４２】
図５は、鍵１２０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１２０の力覚制御では、まず、鍵１２０の位置情報を初期化する（ステップＳＴ１−１）。その後、鍵位置センサ１４５にて検出した鍵１２０の位置（押鍵量）を読み込む（ステップＳＴ１−２）。また、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ＳＴ１−３）、鍵加速度センサを設けている場合は、検出した鍵１２０の加速度を読み込む（ステップＳＴ１−４）。鍵速度センサを設けていない場合は、鍵位置センサ１４５で検出した鍵位置データの差分から鍵速度を算出してもよい（ステップ１−３）。また、鍵加速度センサを設けていない場合は、鍵速度データの差分から鍵加速度を算出（ステップＳＴ１−４）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角度や鍵角速度を読み込んでもよい。
【００４３】
次に、ステップＳＴ１−３で読み込んだ鍵速度の検出値（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、鍵速度が正である場合は、鍵１２０が押鍵過程にあるので、鍵盤用力覚付与テーブル８０の押鍵用テーブル８１を選択し、これを読み込む（ステップＳＴ１−６）。一方、鍵１２０の速度が負である場合は、鍵１２０が離鍵過程にあるので、鍵盤用力覚付与テーブル８０の離鍵用テーブル８２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８１，８２の反力パターンテーブル８１ａ，８２ａを参照して、ソレノイド１４０の出力を決定するとともに、指令値テーブル８１ｂ，８２ｂを参照して、ソレノイド１４０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１４８へ出力し（ステップＳＴ１−８）、ソレノイド１４０を駆動する。その後、新たな鍵位置情報の入力があるか否かを判断する（ステップＳＴ１−９）。その結果、新たな鍵位置情報の入力があれば（ＹＥＳ）、ステップＳＴ１−２からの処理を再度実行し、新たな鍵位置情報の入力が無ければ（ＮＯ）、処理を終了する。このようにして、鍵盤用力覚付与テーブル８０に基づく反力の制御が行われる。
【００４４】
図６（ａ）は、鍵盤用力覚付与テーブル８０による力覚制御を行った場合の鍵１２０の変位（押鍵量）と押鍵操作をする指にかかる反力の分布との関係を示すグラフであり、鍵１２０を比較的ゆっくりと押鍵操作したときの反力分布である。なお、このグラフでは、押鍵時における反力分布のみを示しており、離鍵時における反力分布は省略している。また、図６（ａ）の反力分布は、電子鍵盤楽器１のフラッシュメモリ５２にあらかじめ格納されている鍵盤用力覚付与テーブル８０に基づく反力分布である。鍵１２０の力覚制御では、鍵１２０にかかる質量体１３０の質量あるいは慣性負荷による反力Ｌ１と、ソレノイド１４０で鍵１２０に付与される反力Ｌ２とを合わせたもの（図６の一点鎖線）が、押鍵操作を行う演奏者の指にかかる反力となる。この演奏者の指にかかる反力の分布は、質量体１３０の反力Ｌ１とソレノイド１４０で付与される反力Ｌ２との協働によるものであり、それによってアコースティックピアノの反力分布を再現したものとなっている。
【００４５】
この場合、押鍵操作を行う演奏者の指にかかる反力は、押鍵量がゼロのときの初期値（荷重ゼロ）から、以下で説明する領域Ａ，領域Ｂ，領域Ｃ，領域Ｄの四箇所の変化を含む分布になっている。領域Ａは、押鍵初期において、静止状態にある鍵１２０及び質量体１３０の持ち上げが開始される際の静荷重による反力分布である。押鍵初期には、まだソレノイド１４０によるプランジャ１４２の駆動は無く、鍵１２０には質量体１３０からの反力のみが作用している。この領域Ａは、静止状態にある鍵１２０及び質量体１３０の静荷重によるものであるが、アコースティックピアノの押鍵に対する反力特性でも、押鍵初期には、鍵及びハンマの持ち上げによって同様の分布が現れる。領域Ｂは、ソレノイド１４０によるプランジャ１４２の駆動が開始される際の反力分布である。この領域Ｂでは、アコースティックピアノのアクション機構で、鍵によるダンパーの持ち上げが開始される際に鍵にかかる反力が再現されている。
【００４６】
領域Ｃは、領域Ｂよりも若干小さい反力の増加量であり、ソレノイド１４０の駆動で創生される反力分布である。領域Ｃでは、アコースティックピアノでの押鍵途中にアクション機構の各部が動作することで鍵に付与される反力（いわゆるアクションバネ荷重）が再現されている。領域Ｄは、ソレノイド１４０の駆動で創生される反力の急激かつ大きな増加及び減少を伴う山型の分布である。この領域Ｄでは、アコースティックピアノのアクション機構におけるエスケープメント（いわゆるジャック嵌合状態からのジャック抜け）に伴って鍵にかかる負荷の急激な変化が再現されている。ここで、鍵盤用力覚付与テーブル８０に含まれている第１のエスケープメント駆動制御情報は、自然鍵盤楽器の鍵盤におけるエスケープメント領域の操作感覚を再現するためのテーブルデータである。したがって、領域Ｄで鍵１２０に生じる反力は、この第１のエスケープメント駆動制御情報によって再現されたものである。
【００４７】
〔ペダル装置〕
次に、ペダル装置２０について説明する。図７は、ペダル装置２０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２０は、フレーム２３２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２２０のみを示し、他のペダルは図示を省略している。本発明は、ダンパーペダルに相当するペダル２２０に適用されるので、以下では、ペダル２２０及びその周辺の構成部品について説明する。
【００４８】
フレーム２３２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２３２は、複数のペダルに対応する位置に跨る横長形状で、前壁２３２ａにおけるペダル２２０の取付箇所には、開口部２３３が形成されている。ペダル２２０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２２０ａになっており、後側がフレーム２３２に取り付けられる取付部２２０ｂになっている。そして、フレーム２３２の開口部２３３は、ペダル２２０の断面よりも大きな矩形状に形成されている。
【００４９】
ペダル２２０は、取付部２２０ｂが開口部２３３からフレーム２３２内に差し込まれた状態で、操作部２２０ａがフレーム２３２の前方に突出している。このとき、ペダル２２０は、取付部２２０ｂの中間がペダル支点２３４に支持されており、該ペダル支点２３４を中心として長手方向が上下に揺動自在になっている。
【００５０】
ペダル２２０の下面側には、復帰バネ２３５が設置されている。復帰バネ２３５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２３５は、ペダル支点２３４より前方に配置されており、その位置のペダル２２０を上方に向かって付勢するようになっている。
【００５１】
また、ペダル２２０の操作に対して電気的な駆動力による反力を発生する駆動手段として、ペダル２２０の上面側に設置したソレノイド２４０を備えている。ソレノイド２４０は、ペダル支点２３４よりも後方に配置されており、コイル２４１と、コイル２４１の中央に設置された進退移動可能なロッド２４２とを備えている。また、コイル２４１の外側（上下及び外周）を覆う位置には、ヨーク（磁性体）２４６が設置されている。ロッド２４２は、軸方向が上下方向に配置され、下端がペダル２２０の上面に当接している。また、ロッド２４２の上端には、平板状の板部材２４３が取り付けられている。板部材２４３は、その面がロッド２４２の軸方向と直交するように取り付けられており、板部材２４３がヨーク２４６の上端に当接する位置で、ロッド２４２の下端が初期位置にあるペダル２２０の上面に当接するようになっている。また、板部材２４３と、ソレノイド２４０の真上に張り出したフレーム２３２の上壁２３２ｂとの間には、コイル状のバネ（付勢手段）２４４が介在している。このバネ２４４により、ロッド２４２が下方へ付勢されている。
【００５２】
また、ペダル装置２０には、ペダル２２０の位置を検出するペダル位置センサ２４５が設けられている。ペダル位置センサ２４５は、一例として、ペダル２２０に取り付けたシャッタ２４５ａと、該シャッタ２４５ａにより光路が遮蔽されるフォトセンサ２４５ｂとを備えた光学式センサで構成することができる。この場合、ペダル２２０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２４５ａの形状を設定し、フォトセンサ２４５ｂの出力信号からペダル２２０の位置が一義的に特定されるようにする。なお、ここでは、ペダル位置センサ２４５を設置した場合を説明したが、それ以外にも、ペダル２２０の速度、加速度、角度、角速度をそれぞれ検出するペダル速度センサ、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。
【００５３】
また、ペダル２２０には、ガイド部材２３６が取り付けられている。ガイド部材２３６は、取付部２２０ｂの前端に設置された略矩形状の部材である。このガイド部材２３６は、ペダル２２０の揺動に伴ってフレーム２３２内で上下移動してペダル２２０の揺動をガイドする。また、ペダル２２０は、踏込操作が開始される最上位置で、ガイド部材２３６の上端が上限ストッパー２３７に当接するようになっている。一方、最上位置にあるペダル２２０の下面に対して所定距離を有する位置には、ペダル２２０の下限位置を規定するための下限ストッパー２３８が設置されている。なお、図示は省略するが、ペダル装置２０には、ペダル２２０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。
【００５４】
ペダル装置２０の駆動制御回路は、図１に示すように、主制御部５０と、主制御部５０の指令に応じてソレノイド２４０に駆動用のＰＷＭ（パルス幅変調）信号を出力するソレノイド制御ドライバ２４８を備えている。主制御部５０のフラッシュメモリ５２には、ペダル用力覚付与テーブル８５が格納されている。ペダル位置センサ２４５によって検出されたペダル２２０の位置情報は、主制御部５０に出力されるようになっている。主制御部５０からの制御信号は、ソレノイド制御ドライバ２４８に入力される。ソレノイド制御ドライバ２４８は、主制御部５０からの制御信号に基づいてソレノイド２４０に駆動用の信号を供給する。
【００５５】
図４（ｂ）は、フラッシュメモリ５２に格納されたペダル用力覚付与テーブル８５の構成例を示す図である。ペダル用力覚付与テーブル８５は、ペダル装置２０のソレノイド２４０が発生すべき反力のパターンを格納したテーブルである。ペダル用力覚付与テーブル８５には、押ペダル用のテーブル８６と戻りペダル用のテーブル８７が用意されている。さらに、押ペダル用のテーブル８６と戻りペダル用のテーブル８７はそれぞれ、反力パターンテーブル８６ａ，８７ａと指令値テーブル８６ｂ，８７ｂを備えている。反力パターンテーブル８６ａ，８７ａは、ペダル位置センサ２４５の検出値（または該検出値から算出したペダル２２０の速度、加速度などの値）に対するソレノイド２４０の出力値を参照するためのテーブルである。指令値テーブル８６ｂ，８７ｂは、ソレノイド２４０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。なお、ペダル用力覚付与テーブル８５は、後述するように、自然鍵盤楽器のペダルにおけるハーフペダル領域の操作感覚を再現するための駆動制御情報（第１のハーフペダル駆動制御情報）を含んでいる。
【００５６】
ペダル装置２０の動作について説明する。ペダル２２０が初期位置にあるとき、ペダル２２０の自重と、ガイド部材２３６が上限ストッパー２３７から受ける抗力と、復帰バネ２３５の付勢力と、バネ２４４の付勢力の各力が釣り合っており、ペダル２２０は、前後方向（長手方向）が略水平な状態（図７における実線で示す状態）で静止している。この状態のペダル２２０を踏み込むと、ペダル支点２３４を中心に回動し、復帰バネ２３５が圧縮されるとともに、バネ２４４が圧縮されてロッド２４２が上方へ移動する。これにより、ペダル２２０には、復帰バネ２３５の付勢力による反力とバネ２４４の付勢力による反力とが付与される。さらにペダル２２０を踏み込むと、ペダル２２０は、図７における点線で示すように、下限ストッパー２３８に当接して停止する。一方、ペダル２２０を踏み込んでいる力を弱めると、復帰バネ２３５の付勢力とバネ２４４の付勢力とによりペダル２２０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２２０が復帰バネ２３５やバネ２４４の付勢力で移動する過程で、ソレノイド２４０のコイル２４１に電圧を印加してロッド２４２を駆動させれば、復帰バネ２３５やバネ２４４からペダル２２０に与えられる反力をソレノイド２４０による反力でアシストすることができる。したがって、主制御部５０によりソレノイド２４０の駆動を制御することで、ペダル２２０の操作に対する反力の力覚制御を行うことができる。
【００５７】
図８は、ペダル２２０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２２０の力覚制御では、まず、ペダル２２０の位置情報を初期化する（ステップＳＴ２−１）。その後、ペダル位置センサ２４５で検出したペダル２２０の位置（踏込量）を読み込む（ステップＳＴ２−２）。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２２０の速度を読み込み（ステップＳＴ２−３）、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２２０の加速度を読み込む（ステップＳＴ２−４）。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２４５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２−３）。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ＳＴ２−４）してもよい。なお、ペダル装置２０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。
【００５８】
次に、ステップＳＴ２−３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ＳＴ２−５）。その結果、ペダル速度が正である場合は、ペダル２２０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（ｂ）参照）８５から押ペダル用テーブル８６を選択し、これを読み込む（ステップＳＴ２−６）。一方、ペダル２２０の速度が負である場合は、ペダル２２０の踏み込みが解除される（戻りペダル）過程にあるので、ペダル用力覚付与テーブル８５から戻りペダル用テーブル８７を選択し、これを読み込む（ステップＳＴ２−７）。続いて、読み込んだ上記いずれかのテーブル８６，８７の反力パターンテーブル８６ａ，８７ａを参照して、ソレノイド２４０の出力を決定するとともに、指令値テーブル８６ｂ，８７ｂを参照して、ソレノイド２４０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２４８へ出力し（ステップＳＴ２−８）、ソレノイド２４０を駆動する。その後、新たなペダル位置情報の入力があるか否かを判断する（ステップＳＴ２−９）。その結果、新たなペダル位置情報の入力があれば（ＹＥＳ）、ステップＳＴ２−２からの処理を再度実行し、新たなペダル位置情報の入力が無ければ（ＮＯ）、処理を終了する。このようにして、ペダル用力覚付与テーブル８５に基づくペダル反力の制御が行われる。
【００５９】
図９（ａ）は、ペダル用力覚付与テーブル８５による力覚制御を行った場合のペダル２２０の変位（踏込量）Ｘと反力（荷重）Ｆの関係を示すグラフである。なお、このグラフでは、ペダル踏込時における反力分布のみを示しており、ペダル戻り時における反力分布は省略している。また、この力覚制御における反力パターン（ペダル変位に対する反力分布）は、付勢手段である復帰バネ２３５及びバネ２４４による反力Ｆ１と、駆動手段であるソレノイド２４０による反力Ｆ２とが合わさった反力になっている。
【００６０】
ペダル用力覚付与テーブル８５による力覚制御では、ペダル踏込時において、ペダル２２０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２２０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２２０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。
【００６１】
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が忠実に再現されている。この場合、特に、領域Ａ２の後半から領域Ａ３の前半にかけて、ダンパーのリフトに起因するハーフペダル領域Ｍの反力パターンが再現されている。したがって、ペダル２２０がハーフペダル領域Ｍ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１の演奏者は、ハーフペダル領域Ｍを利用し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。ここで、ペダル用力覚付与テーブル８５に含まれている第１のハーフペダル駆動制御情報は、自然鍵盤楽器のペダルにおけるハーフペダル領域Ｍの操作感覚を再現するためのデータである。したがって、上記のハーフペダル領域でペダル２２０に生じる反力は、この第１のハーフペダル駆動制御情報によって再現されたものである。
【００６２】
〔エスケープメント領域又はハーフペダル領域の操作感覚変更〕
本実施形態では、既述のように、電子鍵盤楽器１とのデータの授受が可能な外部機器であるＰＣ７０、電子鍵盤楽器１又はＰＣ７０で読取可能なＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体７３、電子鍵盤楽器１又はＰＣ７０が接続された通信ネットワーク７５上のサーバ７２、の少なくともいずれかに、電子鍵盤楽器１の演奏技術に関する教習用教材ソフトＳが格納されている。図１０は、教習用教材ソフトＳに含まれるデータ内容の一例を示す概念図である。同図に示すように、教習用教材ソフトＳは、教習内容を区分する複数の教習テーマ９１及び教習レベルを区分する複数のレッスン９２を含んで構成されている。
【００６３】
すなわち、図１０に示す教習用教材ソフトＳでは、教習テーマ９１は、教習テーマ１、教習テーマ２、教習テーマ３・・・に分類されており、さらに、各教習テーマに含まれるレッスン９２は、Lesson１、Lesson２、Lesson３・・・に分類されている。各Lessonには、ＰＣ７０のディスプレイ７１の表示内容を制御するための表示制御データ９３、鍵盤装置１０のソレノイド１４０又はペダル装置２０のソレノイド２４０の駆動を制御するためのソレノイド駆動制御データ９４、具体的な演奏方法などの指示を行うための演奏指示データ９５などが格納されている。そして、図１０に示す例では、教習テーマ１のLesson１のソレノイド駆動制御データ９４内に、鍵盤用力覚付与テーブル８０´が含まれている。また、教習テーマ３のLesson１のソレノイド駆動制御データ９４内に、ペダル用力覚付与テーブル８５´が含まれている。すなわち、教習用教材ソフトＳが有する複数の教習テーマ９１またはレッスン９２の少なくともいずれかに対応して、鍵盤用力覚付与テーブル８０´又はペダル用力覚付与テーブル８５´が格納されている。
【００６４】
鍵盤用力覚付与テーブル８０´は、第２のエスケープメント駆動制御情報を含んでいる。この第２のエスケープメント駆動制御情報は、フラッシュメモリ５２に格納された元の鍵盤用力覚付与テーブル８０に含まれる第１のエスケープメント駆動制御情報によって再現された鍵１２０のエスケープメント領域の操作感覚を変更するための情報である。また、ペダル用力覚付与テーブル８５´は、第２のエスケープメント駆動制御情報を含んでいる。この第２のエスケープメント駆動制御情報は、フラッシュメモリ５２に格納された元のペダル用力覚付与テーブル８５に含まれる第１のハーフペダル駆動制御情報によって再現されるハーフペダル領域の操作感覚を変更するための情報である。
【００６５】
また、本実施形態の電子鍵盤楽器１は、既述のように、接続端子部６９又は通信インターフェイス６８を介して外部のＰＣ７０又はインターネット７５に接続されている。そして、電子鍵盤楽器１では、これら接続を経由して、教習用教材ソフトＳに含まれる複数の教習テーマ９１又はレッスン９２から１つの教習テーマ９１またはレッスン９２を読み出し、当該読み出した教習テーマ９１又はレッスン９２に含まれている鍵盤用力覚付与テーブル８０´又はペダル用力覚付与テーブル８５´を取り込むようになっている。
【００６６】
そして、本実施形態の電子鍵盤楽器１では、鍵盤１２０のエスケープメントに関する教習が行われる際、通信インターフェイス６８又は接続端子部６９を介して取り込んだ教習用教材ソフトＳに含まれる鍵盤用力覚付与テーブル８０´で、あらかじめフラッシュメモリ５２に記憶されている元の鍵盤用力覚付与テーブル８０を書き換えて変更する。そして、変更した鍵盤用力覚付与テーブル８０´に基づいて、ソレノイド１４０の駆動を制御することで、変更した鍵１２０のエスケープメント領域の操作感覚を出力するようになっている。
【００６７】
この手順を具体的に説明する。図１１は、エスケープメントに関する教習に基づく処理のフローチャートである。同図に示す処理は、現在のレッスンが鍵１２０のエスケープメント（いわゆるジャック抜け）に関するものである場合に行われる。したがって、現在のレッスンがエスケープメントに関するものでない場合（ステップＳＴ３−１でＮＯ）は、そのまま処理を終了する。現在のレッスンがエスケープメントに関するものである場合（ステップＳＴ３−１でＹＥＳ）、ＰＣ７０のディスプレイ７１に教習用教材ソフトＳから読み出されたエスケープメントに関する教習内容が表示される（ステップＳＴ３−２）。そして、電子鍵盤楽器１は、教習用教材ソフトＳに含まれる鍵盤用力覚付与テーブル８０´をＰＣ７０から取り込み、これをフラッシュメモリ５２に記憶されている元の鍵盤用力覚付与テーブル８０と書き換える（ステップＳＴ３−３）。その後、電子鍵盤楽器１の主制御部５０は、書き換えられた鍵盤用力覚付与テーブル８０´に従って、ＰＷＭディユーティ比を変更した指令値をソレノイド制御ドライバ１４８に出力する（ステップＳＴ３−４）。
【００６８】
図６（ｂ）は、書き換えられた鍵盤用力覚付与テーブル８０´による力覚制御を行った場合の鍵１２０の変位（押鍵量）と鍵１２０から押鍵操作をする指にかかる反力の分布との関係を示すグラフである。教育用教材ソフトＳに含まれる鍵盤用力覚付与テーブル８０´は、フラッシュメモリ５２に記憶されている元の鍵盤用力覚付与テーブル８０によるエスケープメント領域の押鍵に対する反力（負荷）を約２倍に変更する内容の力覚付与テーブルである。したがって、図６（ｂ）に示すように、エスケープメント領域の押鍵に対する反力（負荷）が通常時に比べて約２倍に強調される。（ステップＳＴ３−５）。エスケープメントに関するレッスンが終了する前（ステップＳＴ３−６でＮＯ）は、ステップＳＴ３−４及びステップＳＴ３−５の処理を繰り返して実行する。エスケープメントに関するレッスンが終了したら（ステップＳＴ３−６でＹＥＳ）、ＰＣ７０のディスプレイ７１に次のレッスン内容が表示される（ステップＳＴ３−７）。この際、主制御部５０は、フラッシュメモリ５２内の書き換えられていた鍵盤用力覚付与テーブル８０´を元の鍵盤用力覚付与テーブル８０に戻す。これにより、エスケープメント領域のタッチ感が通常の負荷に戻される（ステップＳＴ３−９）ので、鍵１２０の反力分布は、再度、図６（ａ）に示す分布になる。
【００６９】
一方、本実施形態の電子鍵盤楽器１では、ペダル２２０の操作におけるハーフペダルに関する教習が行われる際、ペダル２２０の踏込操作に対する力覚制御において、通信インターフェイス６８又は接続端子部６９を介して取り込んだ教習用教材ソフトＳに含まれるペダル用力覚付与テーブル８５´で、フラッシュメモリ５２に記憶されている元のペダル用力覚付与テーブル８５を書き換えて変更する。そして、変更したペダル用力覚付与テーブル８５´に基づいてソレノイド２４０の駆動を制御することで、変更したハーフペダル領域の操作感覚を出力するようになっている。
【００７０】
この手順を具体的に説明する。図１２は、ハーフペダルに関する教習に基づく処理のフローチャートである。同図に示す処理は、現在のレッスンがハーフペダル操作に関するものである場合に行われる。したがって、現在のレッスンがハーフペダル操作に関するものでない場合（ステップＳＴ４−１でＮＯ）は、そのまま処理を終了する。現在のレッスンがハーフペダル操作に関するものである場合（ステップＳＴ４−１でＹＥＳ）、ＰＣ７０のディスプレイ７１に教習用教材ソフトＳから読み出されたハーフペダルに関する教習内容が表示される（ステップＳＴ４−２）。そして、電子鍵盤楽器１は、教育用教材ソフトＳに含まれるペダル用力覚付与テーブル８５´をＰＣ７０から取り込み、これでフラッシュメモリ５２に記憶されている元のペダル用力覚付与テーブル８５を書き換える（ステップＳＴ４−３）。その後、電子鍵盤楽器１の主制御部５０は、書き換えられたペダル用力覚付与テーブル８５´に従って、ＰＷＭディユーティ比を変更した指令値をソレノイド制御ドライバ２４８に出力する（ステップＳＴ４−４）。
【００７１】
ここで、図９（ｂ）は、書き換えられたペダル用力覚付与テーブル８５´による力覚制御を行った場合のペダル２２０の変位（踏込量）Ｘと反力（荷重）Ｆとの関係を示すグラフである。図９（ｂ）に示すように、教育用教材ソフトＳに含まれるペダル用力覚付与テーブル８５´は、フラッシュメモリ５２に記憶されている元のペダル用力覚付与テーブル８５によるハーフペダル領域の踏込感覚（負荷）を約２倍に変更する内容の力覚付与テーブルである。したがって、図９（ｂ）に示すように、ハーフペダル領域のペダル踏込感（負荷）が通常時に比べて約２倍に強調される。（ステップＳＴ４−５）。ハーフペダルに関するレッスンが終了する前（ステップＳＴ４−６でＮＯ）は、ステップＳＴ４−４及びステップＳＴ４−５の処理を繰り返して実行する。ハーフペダルに関するレッスンが終了したら（ステップＳＴ４−６でＹＥＳ）、ＰＣ７０のディスプレイ７１に次のレッスン内容が表示される（ステップＳＴ４−７）。この際、主制御部５０は、フラッシュメモリ５２内の書き換えられていたペダル用力覚付与テーブル８５´を元のペダル用力覚付与テーブル８５に戻す。これにより、ハーフペダル領域のペダル踏込感が通常の負荷に戻される（ステップＳＴ４−９）ので、ペダル２２０の反力分布は、再度、図９（ａ）に示す分布になる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態の電子鍵盤楽器１では、フラッシュメモリ５２に記憶されている鍵盤用力覚付与テーブル８０によって再現されるエスケープメント領域の鍵１２０の操作感覚を変更するための鍵盤用力覚付与テーブル８０´、又はペダル用力覚付与テーブル８５によって再現されるハーフペダル領域の鍵１２０の操作感覚を変更するためのペダル用力覚付与テーブル８５´を外部から取り込み、フラッシュメモリ５２に記憶されている元の鍵盤用力覚付与テーブル８０又はペダル用力覚付与テーブル８５を書き換えて変更する。そして、変更後の鍵盤用力覚付与テーブル８０´又はペダル用力覚付与テーブル８５´に基づいて、鍵１２０のエスケープメント領域の操作感覚、又はペダル２２０のハーフペダル領域の操作感覚を作り出すことができる。この場合、あらかじめフラッシュメモリ５２に記憶されている元の鍵盤用力覚付与テーブル８０又はペダル用力覚付与テーブル８５に基づく操作感覚よりも、変更後の鍵盤用力覚付与テーブル８０´又はペダル用力覚付与テーブル８５´に基づく操作感覚の方が、エスケープメント領域における鍵１２０の演奏操作に対する反力、又はハーフペダル領域におけるペダル２２０の演奏操作に対する反力が大きくなるようにしている。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態の電子鍵盤楽器１によれば、外部から取り込んだ教習用教材ソフトＳに含まれる情報に従って、鍵１２０のエスケープメント領域に関する操作感覚、又はペダル２２０のハーフペダル領域に関する操作感覚を変化させることで、演奏技術の習得者に対して、エスケープメント領域又はハーフペダル領域に関する教習内容を感覚的により分かり易く習得させることができる。すなわち、上記のように、エスケープメント領域において鍵１２０から指にかかる荷重（負荷）の変化量を通常時の約２倍程度に大きくしたり、ハーフペダル領域においてペダル２２０から足にかかる荷重（負荷）の変化量を通常時の約２倍程度に大きくしたりすることで、エスケープメント領域又はハーフペダル領域の負荷を強調すれば、演奏初心者にエスケープメントやハーフペダルの感覚を良好に把握させることが可能となる。これにより、演奏技術を習得する者が、エスケープメントやハーフペダルの教習内容を分かり易く習得できるようになる。また、外部から取り込んだ教習用教材ソフトＳのデータに従って鍵１２０の操作感覚を変化させるので、エスケープメント又はハーフペダルの教習を行うときにだけ、鍵１２０から指にかかる荷重（負荷）又はペダル２２０から足にかかる荷重（負荷）を変化させることができ、それ以外のときは、通常の荷重とすることができる。したがって、鍵１２０やペダル２２０の操作感覚を教習内容に応じて必要なときにだけ適切に変化させることができる。
【００７４】
また、本実施形態では、電子鍵盤楽器１の演奏技術に関する教習用教材ソフトＳは、電子鍵盤楽器１とのデータの授受が可能なＰＣ７０、電子鍵盤楽器１又はＰＣ７０でデータ読取可能なＤＶＤ−ＲＯＭ７３、電子鍵盤楽器１又はＰＣ７０が接続された通信ネットワーク７５上のサーバ７２の少なくともいずれかに格納されている。そして、ＰＣ７０で教習用教材ソフトＳに含まれるいずれかの教習テーマ９１又はレッスン９２を読み出した際に、電子鍵盤楽器１の主制御部５０は、当該読み出した教習テーマ９１又はレッスン９２に対応する鍵盤用力覚付与テーブル８０´又はペダル用力覚付与テーブル８５´を取り込み、それに基づいて、鍵１２０のエスケープメント領域の操作感覚、又はペダル２２０のハーフペダル領域の操作感覚を変更するようにしている。これにより、教習用教材ソフトＳの内容に従って電子鍵盤楽器１の鍵１２０のタッチ感又はペダル２２０の踏込感を変化させることができるので、教習用教材ソフトＳの内容と鍵１２０又はペダル２２０の操作感覚とを連動させることができる。したがって、演奏技術の習得者にとって、エスケープメントやハーフペダルに関する教習用教材ソフトＳの内容を感覚的に理解し易くなり、これらの迅速かつ確実な習得が可能となる。
【００７５】
また、本実施形態の電子鍵盤楽器１では、教習用教材ソフトＳは、インターネット７５上のサーバ７２に格納されていてもよい。この場合、インターネット７５経由でＰＣ７０にダウンロードされた教習用教材ソフトＳから、鍵盤用力覚付与テーブル８０´又はペダル用力覚付与テーブル８５´を取り込むようにするとよい。これによれば、演奏技術の習得者が自宅などにいながら、最新内容の教習用教材ソフトＳを容易に入手することができ、当該教習用教材ソフトＳから取り込んだ鍵盤用力覚付与テーブル８０´又はペダル用力覚付与テーブル８５´によって、エスケープメントやハーフペダルの演奏技術を効果的に習得できるようになる。したがって、教習用教材ソフトＳを用いた演奏教習の利便性を向上させることができる。
【００７６】
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、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体７３に記録された教習用教材ソフトＳをＰＣ７０で読み出すか、あるいはインターネット７５上のサーバ７２に格納されている教習用教材ソフトＳをＰＣ７０にダウンロードし、当該ＰＣ７０から教習用教材ソフトＳに含まれるデータを電子鍵盤楽器１に取り込む場合を説明したが、これ以外にも、インターネット７５上のサーバ７２に格納されている教習用教材ソフトＳは、電子鍵盤楽器１に直接ダウンロードすることも可能である。その場合は、電子鍵盤楽器１の表示装置６３で教習用教材ソフトＳの内容を表示したり、音声出力部６５で音声を出力したりすることができる。また、電子鍵盤楽器１にＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体７３の読取装置を設けていれば、記録媒体７３に記録された教習用教材ソフトＳを電子鍵盤楽器１で直接読み取ることもできる。
【００７７】
また、上記実施形態では、エスケープメント領域の操作感覚の変更や、ハーフペダル領域の操作感覚の変更を行う際、電子鍵盤楽器１のフラッシュメモリ５２に格納されている力覚付与テーブル８０，８５を、教習用教材ソフトＳに含まれる力覚付与テーブル８０´，８５´で書き換えて変更する場合を説明したが、これ以外にも、変更前の力覚付与テーブル８０，８５と変更後の力覚付与テーブル８０´，８５´の両方をあらかじめ電子鍵盤楽器１のフラッシュメモリ５２に格納しておき、力覚付与テーブル８０，８５と力覚付与テーブル８０´，８５´との選択に関する指示データを電子鍵盤楽器１に取り込むことで、エスケープメント領域の操作感覚又はハーフペダル領域の操作感覚の変更を行うように構成することも可能である。この場合、上記の指示データは、教習用教材ソフトＳに含まれるようにしてよい。
【００７８】
また、上記実施形態におけるエスケープメント領域の操作感覚やハーフペダル領域の操作感覚の具体的な変更方法は一例である。したがって、上記のように、エスケープメント領域の操作感覚やハーフペダル領域の操作感覚を元の負荷の２倍程度に強調するような変更を行う以外にも、エスケープメント領域やハーフペダル領域の荷重を他の分布や大きさに変更することも可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１  電子鍵盤楽器
１０  鍵盤装置
２０  ペダル装置
５０  主制御部
５２  フラッシュメモリ（ＦＬＡＳＨ  ＲＯＭ）
６３  表示装置
６５  音声出力部
６６  記憶装置
６８  通信インターフェイス
６９  接続端子部
６９ａ  接続ケーブル
７１  ディスプレイ
７２  サーバ
７３  記録媒体
７５  インターネット（通信ネットワーク）
８０  鍵盤用力覚付与テーブル（第１のエスケープメント駆動制御情報）
８５  ペダル用力覚付与テーブル（第１のハーフペダル駆動制御情報）
８０´  鍵盤用力覚付与テーブル（第２のエスケープメント駆動制御情報）
８５´  ペダル用力覚付与テーブル（第２のハーフペダル駆動制御情報）
９１  教習テーマ（教習内容）
９２  レッスン（教習レベル）
９３  表示制御データ
９４  ソレノイド駆動制御データ
９５  演奏指示データ
１２０  鍵
１３０  質量体
１４０  ソレノイド
１４５  鍵位置センサ
１４８  ソレノイド制御ドライバ
２２０  ペダル
２４０  ソレノイド
２４５  ペダル位置センサ
２４８  ソレノイド制御ドライバ
Ｓ  教習用教材ソフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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