(57)【要約】      （修正有）【課題】ハンマの非押鍵対応位置を可変とするペダルのハーフ領域中のハーフポイントを正確に特定する。【解決手段】シフトペダルを、設定された非押鍵対応位置ｓｔに維持しながら押鍵動作を行わせる。ハンマセンサの検出結果から、打弦直前の打弦速度ｖＨｐ、打弦直後の離弦速度ｖＨｎを取得し、打弦速度ｖＨｐ、離弦速度ｖＨｎから反発係数ｅＨを算出して、今回のｓｔ値に対応付けて記憶させる。シフトペダルの非押鍵対応位置をエンド位置に達するまで１ｍｍずつ増加させて同様の処理を行い、非押鍵対応位置ｓｔごとに反発係数ｅＨを取得する。そして、反発係数ｅＨと非押鍵対応位置ｓｔとから曲線を算出し、３本の折れ線で近似する直線近似処理を行い、直線の各交点に基づき、ハーフ領域の開始点終了点を特定する。【選択図】図６
2014130197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵と、前記鍵の操作により回動動作するハンマと、前記ハンマに対応して少なくとも１本の線材からなり、対応するハンマにより打撃される弦と、踏み込み操作により前記ハンマを変位させ、非押鍵状態における前記弦に対する前記ハンマの相対的な初期位置である非押鍵対応位置を可変とするためのペダルとを備えた鍵盤楽器における、前記ペダルのハーフ領域中のハーフポイントを特定する、鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法であって、
前記弦に対する相対的な前記ハンマの前記非押鍵対応位置を直接または間接に検出する非押鍵対応位置検出工程と、
前記ハンマの前記非押鍵対応位置の設定を変えて、前記ハンマに打弦させたときの前記ハンマまたは該ハンマに対応する弦の動作を示す物理量を、設定した前記非押鍵対応位置ごとに取得する取得工程と、
前記非押鍵対応位置検出工程により検出された非押鍵対応位置と前記取得工程により取得された物理量とに基づいて、前記ハーフポイントを特定する特定工程とを有することを特徴とする鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法。
【請求項２】
前記特定工程は、前記検出された非押鍵対応位置に対する前記取得された物理量の関係を示す曲線を求め、該曲線の傾きが急変する点に基づいて前記ハーフポイントを特定することを特徴とする請求項１記載の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法。
【請求項３】
前記取得工程は、前記ハンマの打弦前の速度に対する打弦後の速度の比を、前記ハンマの動作を示す物理量として取得することを特徴とする請求項１または２記載の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法。
【請求項４】
前記取得工程は、前記非押鍵対応位置の設定にかかわらず押鍵速度を一定とした場合の前記ハンマの打弦後の速度を、前記ハンマの動作を示す物理量として取得することを特徴とする請求項１または２記載の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法。
【請求項５】
前記弦は、前記ハンマに対応して少なくとも２本または３本の線材が並列配置されてなり、前記ペダルの踏み切り状態においては、前記ハンマは、押鍵しても最も外側の所定の線材に対して当接しないように構成され、前記取得工程は、前記所定の弦の振動を、前記弦の動作を示す物理量として取得することを特徴とする請求項１または２記載の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法。
【請求項６】
鍵と、前記鍵の操作により回動動作するハンマと、前記ハンマに対応して少なくとも１本の線材からなり、対応するハンマにより打撃される弦と、踏み込み操作により前記ハンマを変位させ、非押鍵状態における前記弦に対する前記ハンマの相対的な初期位置である非押鍵対応位置を可変とするためのペダルとを備えた鍵盤楽器における、前記ペダルのハーフ領域中のハーフポイントを特定する、鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定装置であって、
前記弦に対する相対的な前記ハンマの前記非押鍵対応位置を直接または間接に検出する非押鍵対応位置検出手段と、
前記ハンマの前記非押鍵対応位置の設定を変えて、前記ハンマに打弦させたときの前記ハンマまたは該ハンマに対応する弦の動作を示す物理量を、設定した前記非押鍵対応位置ごとに取得する取得手段と、
前記非押鍵対応位置検出手段により検出された非押鍵対応位置と前記取得手段により取得された物理量とに基づいて、前記ハーフポイントを特定する特定手段とを有することを特徴とする鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンマの非押鍵対応位置を可変とするペダルのハーフ領域中のハーフポイントを特定する、鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法及び装置、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アコースティックピアノのような、弦をハンマで打撃して発音させることができる鍵盤楽器において、踏み込み操作されるペダルが備えられる。ペダルの種類には、踏み込み操作によりハンマを変位させ、非押鍵状態における弦に対するハンマの相対的な初期位置である非押鍵対応位置を可変とするためのペダルがある。このようなペダルは一般に、グランドピアノではシフトペダル、アップライトピアノではソフトペダルと呼ばれる。
【０００３】
グランドピアノを例にとると、シフトペダルの踏み込みにより、弦に対して筬が横方向に変位し、それによってハンマの非押鍵対応位置も変位する。グランドピアノにおいては、音域によって各音高の弦を構成する線材の数が異なり、低音域では１本であるが、中音域では２本、中音域以上では３本の線材が並列配置される。シフトペダルの踏み込みによりハンマによる打弦位置が横方向にずれると、低音域以外では打撃される線材の数が変化する。また、いずれの音域においても、ハンマのうち実際に弦に接触する部位がずれる。
【０００４】
例えば、高音域では、シフトペダルの非踏み込み状態では打撃される線材数は３本であるが、踏み切り状態では２本となる。中音域では、非踏み込み状態では打撃される線材数は２本であるが、踏み切り状態では１本となる。これにより、音色及び音量が変化する。
【０００５】
さらに、非踏み込み状態から踏み切り状態までの、いわゆるペダルストロークのうち、途中まで踏み込んだ状態で押鍵する演奏表現もある。
【０００６】
例えば、ハンマフェルトは、頻繁に打弦する部位は他より凹みが大きくなり、硬さも難くなる。そのため、ハンマが横方向にずれて打弦すると、凹みや硬さが異なる部位で打弦することになり、音色や音量の変化をもたらす。そのため、ペダル踏み込み途中の状態として押鍵すると、弦を打撃するハンマの部位が変化することで楽音特性が変化する。また、端にある１本の線材については不完全に打撃される状態も実現できる。このように、音色や音量の微妙な変化を、シフトペダルの踏み込み状態によって意図的に表現できる。
【０００７】
シフトペダルの踏み込みストロークにおいて、打弦により発生する楽音特性が、非踏み込み状態から踏み切り状態までの間で切り替わる領域ないしポイントが存在する。これを、シフトペダルにおけるハーフ領域ないしハーフポイントと呼称する。
【０００８】
ところで従来、自動ピアノ等の鍵盤楽器には、演奏データに従って、ソレノイドコイルに駆動電流を供給してペダルを駆動することで、ラウドペダル（ダンパペダル）の動作を含む自動演奏を行わせることができるものが知られている。自動演奏においては、演奏の再現性をより高めるために、ラウドペダルにおいてハーフペダル領域に合致した適切なペダル動作の制御を行うことが望まれている。シフトペダルにおいても、これと同様に、ハーフ領域ないしハーフポイントの適切な再現が実現できるようになれば、自動演奏における演奏の再現性が一層高まることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第２６０６６１６号公報
【特許文献２】特許第４５２４７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ペダル系の静特性、動特性は、各鍵盤楽器の固有の特性であり、また、シフトペダルの実装状態によっても鍵盤楽器ごとに異なる。従って、ハーフ領域中のハーフポイントの特定が容易でない。
【００１１】
ところで、ラウドペダルに関して、負荷情報に着目してハーフポイントを特定する方法が特許文献１、２に開示されている。しかし、踏み込み途中からダンパ押し上げ負荷がかかるラウドペダルとは異なり、シフトペダルにおいては負荷に基づくハーフポイントの特定が困難である。そのため、シフトペダルに関するハーフポイントを正確に特定する方法の確立が望まれる。
【００１２】
一方、アップライトピアノにおいては一般に、ソフトペダルの踏み込みにより、非押鍵対応位置におけるハンマの弦に対する距離が変化する。従って、同じ押鍵速度で押鍵しても、ソフトペダルの踏み込み状態によって打弦速度を変化させ、音量を可変にできる。なお、アップライト型のピアノにおいても、ペダル踏み込み途中で楽音特性が切り替わるポイントが存在するような構造を採用することも想定される。
【００１３】
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、ハンマの非押鍵対応位置を可変とするペダルのハーフ領域中のハーフポイントを正確に特定することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法は、鍵と、前記鍵の操作により回動動作するハンマと、前記ハンマに対応して少なくとも１本の線材からなり、対応するハンマにより打撃される弦と、踏み込み操作により前記ハンマを変位させ、非押鍵状態における前記弦に対する前記ハンマの相対的な初期位置である非押鍵対応位置を可変とするためのペダルとを備えた鍵盤楽器における、前記ペダルのハーフ領域中のハーフポイントを特定する、鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法であって、前記弦に対する相対的な前記ハンマの前記非押鍵対応位置（ｓｔ）を直接または間接に検出する非押鍵対応位置検出工程と、前記ハンマの前記非押鍵対応位置の設定を変えて、前記ハンマに打弦させたときの前記ハンマまたは該ハンマに対応する弦の動作を示す物理量（ｖＨｐ、ｖＨｎ）を、設定した前記非押鍵対応位置ごとに取得する取得工程と、前記非押鍵対応位置検出工程により検出された非押鍵対応位置と前記取得工程により取得された物理量とに基づいて、前記ハーフポイントを特定する特定工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記特定工程は、前記検出された非押鍵対応位置に対する前記取得された物理量の関係を示す曲線を求め、該曲線の傾きが急変する点（ｐＳ、ｐＥ）に基づいて前記ハーフポイントを特定する。
【００１６】
好ましくは、前記取得工程は、前記ハンマの打弦前の速度に対する打弦後の速度の比（ｅＨ）を、前記ハンマの動作を示す物理量として取得する。
【００１７】
好ましくは、前記取得工程は、前記非押鍵対応位置の設定にかかわらず押鍵速度を一定とした場合の前記ハンマの打弦後の速度を、前記ハンマの動作を示す物理量として取得する。
【００１８】
好ましくは、前記弦は、前記ハンマに対応して少なくとも２本または３本の線材が並列配置されてなり、前記ペダルの踏み切り状態においては、前記ハンマは、押鍵しても最も外側の所定の線材（３４ａ）に対して当接しないように構成され、前記取得工程は、前記所定の弦の振動を、前記弦の動作を示す物理量として取得する。
【００１９】
上記目的を達成するために本発明の請求項６の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定装置は、鍵と、前記鍵の操作により回動動作するハンマと、前記ハンマに対応して少なくとも１本の線材からなり、対応するハンマにより打撃される弦と、踏み込み操作により前記ハンマを変位させ、非押鍵状態における前記弦に対する前記ハンマの相対的な初期位置である非押鍵対応位置を可変とするためのペダルとを備えた鍵盤楽器における、前記ペダルのハーフ領域中のハーフポイントを特定する、鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定装置であって、前記弦に対する相対的な前記ハンマの前記非押鍵対応位置（ｓｔ）を直接または間接に検出する非押鍵対応位置検出手段（２７）と、前記ハンマの前記非押鍵対応位置の設定を変えて、前記ハンマに打弦させたときの前記ハンマまたは該ハンマに対応する弦の動作を示す物理量（ｖＨｐ、ｖＨｎ）を、設定した前記非押鍵対応位置ごとに取得する取得手段（１１）と、前記非押鍵対応位置検出手段により検出された非押鍵対応位置と前記取得手段により取得された物理量とに基づいて、前記ハーフポイントを特定する特定手段（１１）とを有することを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するために本発明の請求項７のプログラムは、請求項１〜５のいずれか１項に記載の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２１】
なお、上記括弧内の符号は例示である。
【００２２】
なお、請求項７記載のプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体は、本発明を構成する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ハンマの非押鍵対応位置を可変とするペダルのハーフ領域中のハーフポイントを正確に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るペダルのハーフポイント特定方法・装置が適用される鍵盤楽器の構成を、ある１つの鍵に着目して示した部分断面図である。
【図２】鍵盤楽器の制御機構の構成を示すブロック図である。
【図３】高音域の１組のハンマヘッド及び弦の関係を示す平面視による模式図である。
【図４】非押鍵対応位置と反発係数との関係である曲線の例を示す図である。
【図５】曲線の算出処理のためのサーボ駆動の流れを示すブロック図である。
【図６】ハーフポイント決定処理のフローチャートである。
【図７】ハーフポイント決定処理により決定された音高ごと（鍵ごと）、音域（領域）ごとのハーフ領域を示す分布情報の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施の形態に係るペダルのハーフポイント特定方法・装置が適用される鍵盤楽器の構成を、ある１つの鍵に着目して示した部分断面図である。
【００２７】
本鍵盤楽器３０は、自動演奏ピアノとして構成される。鍵盤楽器３０は、通常のアコーステックグランドピアノと同様、鍵３１の運動をハンマＨＭに伝達するアクションメカニズム３３と、ハンマＨＭにより打撃される弦３４と、弦３４の振動を止めるためのダンパ３６とを備えている。
【００２８】
鍵３１は、複数が左右方向に並列に配列され、ハンマＨＭ、アクションメカニズム３３は、鍵３１に対応して設けられる。いずれのハンマＨＭ、アクションメカニズム３３、鍵３１も、筬１００の上に配設される。筬１００は、左右方向（鍵３１の並び方向）に変位可能に構成される。
【００２９】
以降、鍵３１の奏者側を「前方」と称する。なお、ハーフポイント特定装置は、鍵盤楽器３０に一体に組み込まれているが、鍵盤楽器３０と通信可能に、鍵盤楽器３０とは別体に構成してもよい。
【００３０】
ハンマＨＭは、ハンマシャンク５８及びハンマヘッド５７を備え、押鍵動作により回動動作し、ハンマヘッド５７が対応する弦３４を打撃することで発音がなされる。ハンマヘッド５７はハンマフェルトで覆われている。
【００３１】
鍵盤楽器３０において、ソレノイド２０ａ（図５）を有するキードライブユニット２０が、鍵３１ごとに設けられ、鍵３１の後端部側の下方に配置されている。また、キーセンサユニット３７が各鍵３１に対応して設けられる。キーセンサユニット３７は、各鍵３１の前部下方に配置され、鍵３１の位置を連続的に検出し、検出結果に応じた検出信号を出力する。
【００３２】
キーセンサユニット３７に適用されるセンサは、例えば、発光ダイオード、発光ダイオードの光を受光し受光量に応じた検出信号を出力する光センサ、および鍵３１の押鍵量に応じて受光センサへの受光量を変化させる遮光板を有する。キーセンサユニット３７から出力されるアナログ信号である検出信号は、不図示のＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換されてサーボコントローラ４２に供給される。
【００３３】
また、各ハンマＨＭに対応してハンマセンサ５９が設けられる。ハンマセンサ５９は、ハンマＨＭが往方向の回動終了位置近傍に到達したときのハンマシャンク５８の位置に配置される。ハンマセンサ５９の構成は、キーセンサユニット３７に適用されるセンサと同様である。ハンマセンサ５９は、ハンマシャンク５８の通過を検出することでハンマＨＭの位置を連続的に検出し、検出結果に応じた検出信号を出力する。ただし、ハンマＨＭの位置を連続的に検出できるか、あるいは速度を検出できる構成であればよく、センサ種類は限定されない。
【００３４】
演奏データ中の発音イベントデータで規定される音高に対応するキードライブユニット２０に駆動信号が供給されると、そのプランジャが上昇して対応する鍵３１の後端部を突き上げる。これにより鍵３１が押下され、弦３４がハンマＨＭのハンマヘッド５７により叩かれることによりピアノ音が発音されるようになっている。
【００３５】
鍵盤楽器３０には、足で踏み込み操作されるペダルとして、シフトペダルＰＤのほか、ダンパ３６を駆動するためのラウドペダル（ダンパペダル）、ソステヌートペダルが設けられる（いずれも図示せず）。シフトペダルＰＤを踏み込むことにより、筬１００が右方向に変位し、踏み込みを解除すると、不図示の付勢部材の付勢力によって筬１００が及びシフトペダルＰＤが初期位置に復帰する。
【００３６】
また、シフトペダルＰＤを駆動するためのペダルアクチュエータ２６と、シフトペダルＰＤの位置（踏み込み量）を連続的に検出するペダル位置センサ２７とが設けられている。ペダル位置センサ２７の構成は、キーセンサユニット３７に適用されるセンサと同様である。ペダルアクチュエータ２６は、ソレノイドコイルと、シフトペダルＰＤに連結されたプランジャとを有し（いずれも図示せず）、駆動信号が供給されると、上記プランジャが移動してシフトペダルＰＤが駆動されるようになっている。図示はしないが、他のペダルについても、アクチュエータやセンサが設けられている。
【００３７】
シフトペダルＰＤの踏み込み量と初期位置からの筬１００の変位量とは比例する。筬１００の変位に伴いハンマＨＭも変位するから、シフトペダルＰＤは、非押鍵状態における弦３４に対するハンマＨＭの相対的な初期位置である「非押鍵対応位置」を可変とするためのペダルとなる。シフトペダルＰＤの踏み込み量がハンマＨＭの非押鍵対応位置を規定することになるから、ペダル位置センサ２７に限らず、シフトペダルＰＤないしハンマＨＭの非押鍵対応位置を直接または間接に検出するセンサを採用すればよい。例えば、シフトペダルＰＤの踏み込み量の代わりに、シフトペダルＰＤの操作により変位する部品、例えば筬１００または筬１００と一体に変位する構成部品（ハンマＨＭ等）の、左右方向における変位量を検出するセンサを採用してもよい。
【００３８】
鍵盤楽器３０はまた、ピアノコントローラ４０、モーションコントローラ４１及びサーボコントローラ４２を備える。ピアノコントローラ４０は、モーションコントローラ４１に演奏データを供給する。この演奏データは、例えば、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）コードで構成され、鍵３１及び各ペダルの動作を規定する。
【００３９】
ペダル制御に関してはいずれのペダルも同様であるので、以降、制御に関しては代表してシフトペダルＰＤについて説明する。
【００４０】
モーションコントローラ４１は、供給された演奏データに基づいて、各時刻ｔにおけるシフトペダルＰＤ及び鍵３１の各目標位置に対応した位置制御データｒｐ、ｒｋをそれぞれ生成し、サーボコントローラ４２に供給する。一方、ペダル位置センサ２７の検出信号が、フィードバック信号ｙｐとしてサーボコントローラ４２に供給され、また、これと同様にキーセンサユニット３７の検出信号がフィードバック信号ｙｋとしてサーボコントローラ４２に供給される。なお、フィードバック信号ｙｋとして、キードライブユニット２０のソレノイド２０ａから出力される信号を用いてもよい。
【００４１】
サーボコントローラ４２は、位置制御データｒｐ、ｒｋに応じた励磁電流として電流指示値ｕｐ（ｔ）、ｕｋ（ｔ）を生成し、それぞれペダルアクチュエータ２６、キードライブユニット２０に供給する。これら電流指示値ｕｐ（ｔ）、ｕｋ（ｔ）は、実際には、ペダルアクチュエータ２６、キードライブユニット２０のそれぞれのソレノイドコイルに流すべき平均電流の目標値に応じたデューティ比となるようにパルス幅変調を施したＰＷＭ信号である。
【００４２】
演奏データに基づく自動演奏においては、サーボコントローラ４２は、位置制御データｒｐ、ｒｋとフィードバック信号ｙｐ、ｙｋとをそれぞれ比較し、両者がそれぞれ一致するように電流指示値ｕｐ（ｔ）、ｕｋ（ｔ）を随時更新して出力することでサーボ制御を行う。これにより、演奏データに従って、シフトペダルＰＤ及び鍵３１が駆動されて、自動演奏がなされる。
【００４３】
図２は、鍵盤楽器３０の制御機構の構成を示すブロック図である。
【００４４】
鍵盤楽器３０の制御機構は、ＣＰＵ１１に、バス１５を通じて、上記キードライブユニット２０、ペダルアクチュエータ２６、ペダル位置センサ２７、振動センサ５５、キーセンサユニット３７、ハンマセンサ５９、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ＭＩＤＩインターフェイス（ＭＩＤＩＩ／Ｆ）１４、タイマ１６、表示部１７、外部記憶装置１８、操作部１９、音源回路２１、効果回路２２及び記憶部２５が接続されて構成される。音源回路２１には効果回路２２を介してサウンドシステム２３が接続されている。
【００４５】
ＣＰＵ１１は、本鍵盤楽器３０全体の制御を司る。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１が実行する制御プログラムやテーブルデータ等の各種データを記憶する。ＲＡＭ１３は、演奏データ、テキストデータ等の各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算結果等を一時的に記憶する。ＭＩＤＩＩ／Ｆ１４は、不図示のＭＩＤＩ機器等からの演奏データをＭＩＤＩ信号として入力する。タイマ１６は、タイマ割り込み処理における割り込み時間や各種時間を計時する。表示部１７は、例えばＬＣＤを含んで構成され、楽譜等の各種情報を表示する。外部記憶装置１８は、フレキシブルディスク等の不図示の可搬記憶媒体に対してアクセス可能に構成され、これら可搬記憶媒体に対して演奏データ等のデータを読み書きすることができる。操作部１９は、不図示の各種操作子を有し、自動演奏のスタート／ストップの指示、曲選択等の指示、各種設定等を行う。記憶部２５は、フラッシュメモリ等の不揮発メモリで構成され、演奏データ等の各種データを記憶することができる。
【００４６】
音源回路２１は、演奏データを楽音信号に変換する。効果回路２２は、音源回路２１から入力される楽音信号に各種効果を付与し、ＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）やアンプ、スピーカ等のサウンドシステム２３が、効果回路２２から入力される楽音信号等を音響に変換する。
【００４７】
なお、上記モーションコントローラ４１及びサーボコントローラ４２の機能は、実際には、ＣＰＵ１１、タイマ１６、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３等の協働作用によって実現される。各種センサ類の信号は不図示のＡ／Ｄ変換器を介してＣＰＵ１１に供給される。
【００４８】
図３は、高音域の１組のハンマヘッド５７及び弦３４の関係を示す平面視による模式図である。
【００４９】
弦３４は鍵３１ないしハンマＨＭに対応して設けられるが、音域によって各音高の弦３４を構成する線材の数が異なり、低音域では１本であるが、中音域では２本、中音域以上では３本である。図３に示す高音域の弦３４では、平行な３本の線材３４ａ、３４ｂ、３４ｃがほぼ左右方向に並列配置される。線材３４ａ〜３４ｃは駒５６に係止され張られている。
【００５０】
ハンマＨＭないしハンマヘッド５７の非押鍵対応位置について考察すると、シフトペダルＰＤの非踏み込み状態においては、ハンマヘッド５７の非押鍵対応位置は、実線で示すように、３本の線材３４ａ〜３４ｃの全てに対して平面視で干渉する位置となっている。そのため、その状態で押鍵されると、線材３４ａ〜３４ｃの全てが打撃される。
【００５１】
一方、シフトペダルＰＤを踏み込んでいくと、筬１００と共にハンマヘッド５７が右方に変位する。そして、シフトペダルＰＤを完全に踏み込んだ踏切状態においては、２点鎖線で示すように、ハンマヘッド５７の非押鍵対応位置は、３本の線材のうち右側の２本（線材３４ｂ、３４ｃ）に対して平面視で干渉し、左側の端の線材３４ａには干渉しない位置となる。この状態で押鍵されると、線材３４ｂ、３４ｃだけが打撃され、線材３４ａは打撃されない。実際には、シフトペダルＰＤを踏み込みストロークの途中で止めて押鍵する演奏操作も可能であり、その場合は、線材３４ａについては不完全に打撃される態様もあり得る。
【００５２】
また、シフトペダルＰＤの非踏み込み状態において線材３４ａ〜３４ｃに当接するハンマヘッド５７の部位は、頻繁な打弦により他の部位より凹みが大きくなり、硬くもなる。左右方向に凹凸や硬さの不均一が生じているため、シフトペダルＰＤの踏み込み位置によっては、打弦作用が変化する。このように、シフトペダルＰＤの踏み込み位置を調節することによって弦３４を打撃するハンマヘッド５７の部位が変化し、楽音特性（音色や音量）の微妙な変化が得られる。
【００５３】
弦３４の構成線材数が２本である中音域でも同様の作用となるが、シフトペダルＰＤの踏み込み位置により打撃される線材数が１本または２本に変化する。低音域では打撃される線材数の変化はないが、打撃するハンマヘッド５７の部位の変化はある。
【００５４】
線材３４ａに近接して、振動センサ５５が配設されている。振動センサ５５は、非接触で線材３４ａの振動を検出する。なお、線材３４ａの振動を検出できる構成であれば、振動センサ５５の構成や配置位置は問わない。
【００５５】
シフトペダルＰＤの踏み込みストロークにおいて、打弦により発生する楽音特性が、非踏み込み状態から踏み切り状態までの間で切り替わる領域ないしポイントが存在する。これを、シフトペダルＰＤにおけるハーフ領域ないしハーフポイントＨＰと呼称する。
【００５６】
シフトペダルＰＤのハーフ領域、及び該ハーフ領域中のハーフポイントＨＰは、鍵盤楽器ごとに微妙に異なるため、自動演奏時等においてペダル駆動を適切に行うために、事前に当該鍵盤楽器のシフトペダルＰＤのハーフポイントＨＰを把握（同定）しておく必要がある。ここで、ハーフポイントＨＰは、ペダルＰＤのレスト位置（非操作位置）からの操作方向（往方向）の距離（ｍｍ）で表現されるとする。ただし、シフトペダルＰＤの操作により変位する筬１００等の部材の変位量で表現してもよい。
【００５７】
本実施の形態では、シフトペダルＰＤの踏み込み位置を種々変えることでハンマＨＭの非押鍵対応位置の設定を変えて、押鍵し打弦させたときの反発係数ｅＨを、複数の非押鍵対応位置ごとに求める。反発係数ｅＨは、ハンマセンサ５９の検出結果から、同じ位置における打弦直前の打弦速度ｖＨｐ（＞０）に対する打弦直後の離弦速度ｖＨｎ（＜０）の比として求められる。
【００５８】
非押鍵対応位置はハンマヘッド５７の位置であるが、ハンマヘッド５７の変位は筬１００やシフトペダルＰＤの変位と比例し、可動ストローク同士が互いに対応しているので、シフトペダルＰＤの位置としても同じ「非押鍵対応位置」という用語を用いる。非押鍵対応位置の複数の設定としては、初期位置である非踏み込み位置から踏み切り位置までを所定距離（例えば１ｍｍ）間隔で区切った位置とする。
【００５９】
ＣＰＵ１１は、後述する図６のハーフポイント決定処理における曲線算出処理（ステップＳ１１０）で、非押鍵対応位置（ｓｔ）に対する反発係数ｅＨの変化を示す曲線ＣＡ（図４）を算出する。
【００６０】
図４は、非押鍵対応位置ｓｔと反発係数ｅＨとの関係である曲線ＣＡの例を示す図である。
【００６１】
図４の横軸には、シフトペダルＰＤのストローク、すなわち、踏み込み量０からの踏み込み方向（往方向）の位置である非押鍵対応位置ｓｔをとり、図４の縦軸には反発係数ｅＨ（＝−離弦速度ｖＨｎ／打弦速度ｖＨｐ）をとる。
【００６２】
図５は、曲線ＣＡの算出処理のためのサーボ駆動の流れを示すブロック図である。図６は、ハーフポイント決定処理のフローチャートである。図６の処理はＣＰＵ１１によって鍵３１ごとに実行される。
【００６３】
本実施の形態においては、シフトペダルＰＤを、設定した非押鍵対応位置に静止させるための「ペダル静止駆動データ」を設定値ごとに予め用意する。さらに、非押鍵対応位置の各設定値において、鍵３１を押鍵駆動するための「鍵駆動データ」を用意する。本実施の形態では、いずれの非押鍵対応位置においても、押鍵速度が一定となるようにするので、鍵駆動データとしては、非押鍵対応位置の各設定値に対して共通のデータを用いるとする。
【００６４】
これらの駆動データを、図５に示すように、上記演奏データと同様にピアノコントローラ４０からモーションコントローラ４１に供給し、各駆動データに応じた位置制御データがサーボコントローラ４２に供給されるようにする。
【００６５】
そして、サーボコントローラ４２では、フィードバック制御によって、ペダル静止駆動データに応じた位置制御データに基づく電流指示値ｕｐ（ｔ）をペダルアクチュエータ２６のソレノイド２６ａに供給する。すると、シフトペダルＰＤは、ペダルアクチュエータ２６により駆動されて、設定した非押鍵対応位置での静止状態を維持する。
【００６６】
これと並行して、サーボコントローラ４２では、フィードバック制御によって、鍵駆動データに応じた位置制御データに基づく電流指示値ｕｋ（ｔ）をキードライブユニット２０のソレノイド２０ａに供給する。これにより、鍵３１は押鍵される。
【００６７】
図５及び図６を参照して説明すると、まず、ステップＳ１０１では、初期設定を行う。すなわち、シフトペダルＰＤの非押鍵対応位置ｓｔを、非踏み込み位置（ｓｔ＝０）に設定する。
【００６８】
次に、ステップＳ１０２では、設定された非押鍵対応位置ｓｔに対応するペダル静止駆動データを読み出し、ペダル静止駆動データに従って、ペダル位置センサ２７の検出結果を参照しながらシフトペダルＰＤを駆動制御することで、シフトペダルＰＤを、設定したｓｔ値に維持する。さらにその状態で、ステップＳ１０３では、鍵駆動データを読み出し、鍵駆動データに従って押鍵動作を行わせる。
【００６９】
すなわち、ステップＳ１０２、Ｓ１０３の処理においては、図５に示すように、モーションコントローラ４１が、ペダル静止駆動データ、鍵駆動データのそれぞれに基づく軌道リファレンスを獲得し、現在時刻ｔに対応したシフトペダルＰＤの目標位置（位置制御データｒｐ）及び鍵３１の目標位置（位置制御データｒｋ）をそれぞれ生成し、サーボコントローラ４２に出力する。
【００７０】
そして、サーボコントローラ４２は、ペダル位置センサ２７、キーセンサユニット３７からのフィードバック信号ｙｐ、ｙｋを得て、上記出力された位置制御データｒｐ、ｒｋとフィードバック信号ｙｐ、ｙｋとの差ｅｐ、ｅｋをとる。これらの差ｅｐ、ｅｋを増幅した電流指示値ｕｐ、ｕｋをそれぞれＰＷＭ化してペダルアクチュエータ２６のソレノイド２６ａ、キードライブユニット２０のソレノイド２０ａに出力する。本実施の形態では、非押鍵対応位置ｓｔは、ペダル位置センサ２７の検出信号であるフィードバック信号ｙｐに基づく値である。
【００７１】
次に、ステップＳ１０４、Ｓ１０５では、ハンマセンサ５９の検出結果から、打弦速度ｖＨｐ、離弦速度ｖＨｎを取得する（取得工程）。次に、打弦速度ｖＨｐ、離弦速度ｖＨｎから反発係数ｅＨを算出し（ステップＳ１０６）、今回のｓｔ値（実際には現在のペダル位置センサ２７の検出値）に対応付けて反発係数ｅＨをＲＡＭ１３に記憶させる（ステップＳ１０７）。
【００７２】
次に、ステップＳ１０８では、シフトペダルＰＤの非押鍵対応位置を１ｍｍだけ増加させる（ｓｔ＝ｓｔ＋１）。次に、非押鍵対応位置ｓｔがエンド位置に達したか否かを判別し（ステップＳ１０９）、エンド位置に達していない場合は、処理はステップＳ１０２に戻る。これにより、次のステップＳ１０２では、更新された非押鍵対応位置ｓｔに対応するペダル静止駆動データに従ってシフトペダルＰＤが駆動制御される。
【００７３】
一方、非押鍵対応位置ｓｔがエンド位置に達すると、処理はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、複数組が記憶された反発係数ｅＨと非押鍵対応位置ｓｔとから、図４に示す曲線ＣＡを算出する。
【００７４】
なお、上記のような曲線算出処理を、同じ非押鍵対応位置ｓｔについて複数回（例えば１０回）行い、同じ非押鍵対応位置ｓｔに対して複数の反発係数ｅＨを記憶しておいてもよい。あるいは、同じ非押鍵対応位置ｓｔにおける複数の反発係数ｅＨの平均をとって、これを反発係数ｅＨとしてもよい。
【００７５】
次に、ステップＳ１１１では、上記求めた曲線ＣＡを、３本の折れ線で近似する直線近似処理を行う。その結果、図４に示すように、曲線ＣＡが第１〜第３の直線Ｌ１〜Ｌ３で近似される。第１の直線Ｌ１と第２の直線Ｌ２の交点をｐＳ、第２の直線Ｌ２と第３の直線Ｌ３の交点をｐＥで示す。
【００７６】
次に、ステップＳ１１２で、交点ｐＳ、ｐＥに基づき、ハーフ領域の開始点、終了点を特定する。すなわち、交点ｐＳ、ｐＥは、曲線ＣＡの傾きが急変する点に相当する。そのため、平面視で、シフトペダルＰＤの踏み込み往行程において、弦３４の最も外側の線材３４ａに対するハンマヘッド５７の干渉が解除され始める位置と解除し終わる位置とに対応すると見なすことができる。従って、本実施の形態では、交点ｐＳに対応する非押鍵対応位置ｓｔを開始点ｓｔＳ、交点ｐＥに対応する非押鍵対応位置ｓｔを終了点ｓｔＥとして特定する。開始点ｓｔＳから終了点ｓｔＥまでの区間がハーフ領域である。
【００７７】
なお、低音域では、このような傾きの急変点が明瞭に生じない場合もある。その場合は、中音域及び高音域においてだけハーフ領域を求めるようにしてもよい。
【００７８】
次に、ステップＳ１１３では、交点ｐＳ及び交点ｐＥ、ないし開始点ｓｔＳ及び終了点ｓｔＥに基づいて、ハーフポイントＨＰを決定する（特定工程）。すなわち、開始点ｓｔＳ、終了点ｓｔＥを所定の内分比で分ける点をハーフポイントＨＰとする。本実施の形態では、所定の内分比の一例として、１：１を採用しており、従って、図４に示すように、中間位置ｓｔＨがハーフポイントＨＰとして決定される。この中間位置ｓｔＨは、交点ｐＳと交点ｐＥとを上記所定の内分比で分ける点ｐＨに対応するシフトペダルＰＤの位置でもある。その後、本処理を終了する。
【００７９】
曲線ＣＡの直線近似を経て求めた開始点ｓｔＳ、終了点ｓｔＥの内分比からハーフポイントＨＰを決定するので、ハーフポイントＨＰを正確且つ容易に特定することができる。
【００８０】
図６の処理を鍵３１ごとに行い、それぞれのハーフポイントＨＰの値を求める。なお、図６の処理は、１鍵ずつ実行するのではなく、複数鍵分を並行して実行してもよい。
【００８１】
図７（ａ）は、ハーフポイント決定処理により決定された音高ごと（鍵３１ごと）のハーフ領域を示す分布情報の概念図である。
【００８２】
ノート、ないし鍵３１に対応して、開始点ｓｔＳ、終了点ｓｔＥ及びハーフポイントＨＰの値がＲＡＭ１３に記憶される。このハーフ領域の分布情報は、当該鍵盤楽器のシフトペダルＰＤの現在の特性を示す情報となるので、不揮発性の記憶部２５に格納しておくのがよい。
【００８３】
実際に、演奏データに基づく自動演奏処理におけるシフトペダルＰＤの動作のフィードバック制御を行う上では、ハーフポイントＨＰは単一の値として把握するのが都合がよい。そこで、図７（ａ）に示すハーフ領域の分布情報から、ハーフ領域及びハーフポイントＨＰを１つに決める。その決め方に限定はないが、例えば、開始点ｓｔＳのうち最も小さい値と終了点ｓｔＥのうち最も大きい値との間の区間をハーフ領域とし、その中間点をハーフポイントＨＰとする手法が考えられる。あるいは、開始点ｓｔＳの平均値と終了点ｓｔＥの平均値との間の区間をハーフ領域とし、その中間点をハーフポイントＨＰとしてもよい。ハーフポイントＨＰについては、全ての鍵３１に対応するハーフポイントＨＰの平均値を採用してもよい。
【００８４】
サーボコントローラ４２は、このようにして決定されたハーフポイントＨＰの値（ｓｔＨ）を、演奏データに基づく自動演奏処理におけるシフトペダルＰＤの動作のフィードバック制御に反映させる。具体的には、サーボコントローラ４２が位置制御データｒｐに応じて電流指示値ｕｐ（ｔ）を設定する際、演奏データ中のシフトペダルＰＤの深さの中間値を規定するデータ値に対して、シフトペダルＰＤがハーフポイントＨＰである位置ｓｔＨに位置するように演算処理を行う。これにより、演奏の再現性を的確に高めることができる。
【００８５】
なお、図７（ｂ）に示すように、ハーフ領域の分布情報の記憶の仕方として、音域（領域）ごとに記憶してもよい。例えば、弦３４の線材数が同じ領域ごとに分け、線材数が１本の領域（低音域）、２本の領域（中音域）、３本の領域（中音域以上の音域）のそれぞれに、分布情報を定義して保持してもよい。
【００８６】
なお、ハーフ領域の測定は、代表して一部の鍵３１について行ってもよい。例えば、線材数で分けた３つの各領域内で、代表される一部の鍵３１についてハーフ領域を測定してもよい。
【００８７】
本実施の形態によれば、非押鍵対応位置ごとに反発係数ｅＨの曲線ＣＡを求め、曲線ＣＡの傾きが急変する開始点ｓｔＳ、終了点ｓｔＥを求めるので、シフトペダルＰＤのハーフ領域及びハーフポイントＨＰを正確且つ容易に特定することができる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、ハーフポイントＨＰの決定のために、非押鍵対応位置ごとに取得する物理量として打弦速度ｖＨｐ、離弦速度ｖＨｎ、ないしこれらの比である反発係数ｅＨを例示した。しかし、ハンマＨＭまたは弦３４の動作を示す物理量であればよく、例示に限定されない。
【００８９】
例えば、決められた２点間におけるハンマＨＭの通過時間を計測し、その区間の往方向の所要時間と復方向の所要時間との時間差を、ハンマＨＭの動作を示す物理量として取得してもよい。あるいは、非押鍵対応位置の設定にかかわらず押鍵速度を一定とした場合の、一定の位置におけるハンマＨＭの打弦後の速度（離弦速度）を、ハンマＨＭの動作を示す物理量として取得してもよい。これらの場合、少なくともバックチェック位置よりも弦３４に近い位置でハンマＨＭの通過時間や離弦速度を検出する。
【００９０】
また、弦３４の動作を示す物理量としては、例えば、３本の線材のうち、シフトペダルＰＤの踏み切り状態においてハンマヘッド５７が当接しない、最も外側の線材３４ａ（所定の線材）の振動を、弦３４の動作を示す物理量として取得してもよい。線材３４ａの振動は例えば振動センサ５５（図３）により検出可能である。
【００９１】
このほか、打撃される線材数が変わると倍音が変化することに着目し、弦３４から発する楽音の倍音を観測して、倍音構成の変化点からハーフ領域を特定してもよい。
【００９２】
なお、ハンマＨＭを直接駆動する機構を設け、図６のハーフポイント決定処理において、押鍵動作に代えて、ハンマＨＭを往方向に回動駆動して、反発係数ｅＨを求めるようにしてもよい。
【００９３】
なお、図６のハーフポイント決定処理において、ハンマＨＭの非押鍵対応位置を少しずつ変える動作、及び、押鍵動作を、シフトペダルＰＤ及び鍵３１のサーボ駆動によって行うとした。しかし、シフトペダルＰＤ及び鍵３１を駆動する手段は、駆動データを用いたモーションコントローラ４１及びサーボコントローラ４２等による制御に限定されるものではない。また、手動も排除されない。例えば、一定量（例えば１ｍｍ）ずつシフトペダルＰＤを手動で変位させて固定し、その状態で鍵３１を押下して反発係数ｅＨを求めるようにしてもよい。
【００９４】
なお、本発明の適用対象のペダルは、踏み込み操作により、非押鍵状態における弦３４に対するハンマＨＭの相対的な初期位置を可変とするペダルであればよい。すなわち、同じ押鍵態様であっても弦３４に対する当接の態様（線材数、速度または当接部位）を変化させ、音量または音色を変化させるペダルであればよい。
【００９５】
従って、アップライト型の鍵盤楽器であったとしても、ペダルやアクション機構の構成によっては、ペダル踏み込み途中で楽音特性が切り替わるポイントが存在するような構造を採用することも想定される。そのような鍵盤楽器には本発明を適用可能である。
【００９６】
ところで、本発明の目的は、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ１１やＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９７】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００９８】
さらに、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９９】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【符号の説明】
【０１００】
１１  ＣＰＵ（取得手段、特定手段）、  ２７  ペダル位置センサ（非押鍵対応位置検出手段）、  ５９  ハンマセンサ、  ＰＤ  シフトペダル、  ｓｔ  非押鍵対応位置、  ｖＨｐ  打弦速度（物理量）、  ｖＨｎ  離弦速度（物理量）、  ｐＳ、ｐＥ  交点
【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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