(57)【要約】 【課題】  自動演奏ピアノの鍵のサーボ制御において、個々の演奏操作子の重さや現在の動作位置などの各種特性の違いを考慮した制御を行う。【解決手段】  自動演奏ピアノの鍵１のサーボ制御を実行する実行するフィードックループには、軌道リファランスに基づき、鍵の操作位置の目標値ｒｘ及び操作速度の目標値ｒｖの少なくともいずれか一方が供給され、ゲイン値算出部３３は、及び、再生前処理部１０から供給されるキー情報に基づき、フィードバックループゲインの値（Ｋｘ、Ｋｖ及びｕ）を、駆動すべき鍵１の音高に応じて異なるものに設定する。【選択図】  図３
2006084687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演奏操作子と、
該演奏操作子の動きに応じて動作する応動部材と、
前記演奏操作子の軌道を指示する軌道データを供給する供給手段と、
前記演奏操作子を駆動するための駆動手段と、
前記演奏操作子又は応動部材の動きに応じた物理量を検出する検出手段と、
前記供給された軌道データを目標値とし前記検出手段による検出出力をフィードバック値として、該軌道データに従う軌道で前記演奏操作子が動くように前記駆動手段を制御するフィードバックループ手段と、
駆動すべき演奏操作子に割り当てられた音高に応じて前記フィードバックループ手段におけるループゲインの値を異なるものとする制御手段と
を具える楽器の演奏駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、所定の高音域では所定の低音域に比べて、目標値に対する速度応答性を、連続的又は段階的に高めるよう前記ループゲインを異ならせる制御を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の楽器の演奏駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記演奏操作子の動作位置が所定の領域内にある間に、前記ループゲインを異ならせる制御を行う手段を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の楽器の演奏駆動装置。
【請求項４】
楽器の演奏操作子をフィードバック制御によって駆動するための方法であって、
前記演奏操作子の軌道を指示する軌道データを供給するステップと、
前記演奏操作子を駆動手段によって駆動するステップと、
前記演奏操作子又は該演奏操作子の動きに応じて動作する応動部材の動きに応じた物理量を検出するステップと、
前記供給された軌道データを目標値とし前記検出された物理量をフィードバック値として、該軌道データに従う軌道で前記演奏操作子が動くように前記駆動手段をフィードバック制御するステップと、
駆動すべき演奏操作子に割り当てられた音高に応じて前記フィードバック制御のループゲインの値を異ならせる制御を行うステップと
を具えることを特徴とするフィードバック制御の方法。
【請求項５】
楽器の演奏操作子をフィードバック制御によって駆動するためににコンピュータによって実行されるプログラムであって、
前記演奏操作子の軌道を指示する軌道データを供給するステップと、
前記演奏操作子を駆動手段によって駆動するステップと、
前記演奏操作子又は該演奏操作子の動きに応じて動作する応動部材の動きに応じた物理量を検出するステップと、
前記供給された軌道データを目標値とし前記検出された物理量をフィードバック値として、該軌道データに従う軌道で前記演奏操作子が動くように前記駆動手段をフィードバック制御するステップと、
駆動すべき演奏操作子に割り当てられた音高に応じて前記フィードバック制御のループゲインの値を異ならせる制御を行うステップと
を具え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】
この発明は、自動的に鍵を駆動して演奏する自動演奏ピアノ等の鍵盤楽器及び鍵盤楽器の鍵の駆動を制御するための方法及び該方法をコンピュータにより実行する制御プログラムに関し、特に鍵の駆動にフィードバック制御を採用したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られる自動演奏ピアノは、アコースティックのピアノ（アップライト又はグランドピアノ）に備わる各鍵に対して、該鍵を駆動するための駆動手段（例えば電磁ソレノイド）を配設し、再生すべき演奏データに応じて該電磁ソレノイドの駆動を制御することで鍵の自動的な駆動を行い、該鍵の駆動に連動して、アクション機構を介してハンマが駆動される。これにより、前記演奏データに基づくハンマの打弦動作（自動演奏）が実現される。ハンマによる打弦の強弱は、鍵の駆動速度に対応しており、その鍵の駆動速度はソレノイドに供給する励磁電流に対応する。即ち、ソレノイドに対する電流供給量を制御することにより、打弦の強弱、すなわち、発生する楽音の大きさを制御することができる。この種の自動演奏ピアノにおいては、従来から、演奏データと鍵の動作位置や速度に基づき、ソレノイドの駆動をサーボ制御することが行われていた（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。また、鍵の駆動（ソレノイドの駆動）をフィードバック制御するフィードバックループ中に、帰還入力信号に対するオフセット及びゲインを外部から任意に調整可能な増幅器を設けることで、個々の楽器の個体差を吸収することを図ったものがあった（下記特許文献３）。
【特許文献１】特許第２９２３５４１号公報
【特許文献２】特許第２７３７６６９号公報
【特許文献３】特開平１０−２２８２７６号公報
【０００３】
ところで、アコースティックピアノに備わる各ハンマは、それぞれが担当する音高によって、その大きさが、従って、その重さが異なっている。具体的には、低音域を担当するハンマほど、その重量が重くなっており、音高が高くなるにつれて、ハンマの大きさ・重さは、小型・軽量になる。このため、自動演奏ピアノにおいて、再現精度の高い演奏を実現するには、音高に応じた各ハンマ重量の違いを考慮したフィードバック制御を行うことが望ましい。また、周知の通り、アクション機構を介して鍵の打鍵運動(押鍵動作）をハンマの打弦運動に変換する際には、各部材は以下のように作動する。すなわち、鍵の押し下げが開始されると、鍵の動きに連動してジャックの端部がハンマを弦の方に送り出す作用をする。このとき鍵とハンマは機械的に連結した動作系として連動している。鍵がある程度押し下げられると、ジャックとハンマの接触が解かれ、それより先は、いくら鍵を押し下げてもジャックはハンマを送り出す作用をしない。このときハンマには既に或る程度の速度が与えられているので、ジャックの作用がなくなった後も、ハンマは慣性で動き続けて、弦に達する。すなわち、打鍵動作では、初期の段階では鍵とハンマは連動しているが、最終的な打弦の時点では、鍵とハンマの連動関係が断たれ、ハンマは自由運動(慣性運動）していることになる。よって、自動演奏ピアノにおいて、最終的なハンマの自由運動の運動特性として所望の特性（再現すべき打弦速度、タイミングなど）を忠実・高精度に再現するためには、前述した音高の違いに応じたハンマ重量の違い、すなわち、各ハンマ重量の違いに応じた運動特性の違いを考慮したフィードバック制御を実施することが望ましい。
しかしながら、しかし、従来の自動演奏ピアノのフィードバック制御では、そのような音高に応じたハンマ重量の違いに関わらず、何れの鍵の駆動についても共通のゲイン値でフィードバック制御を行っていた。このため、例えば、フィードバック制御の応答性を高めるべくフィードバックゲイン値を大きくすると、ハンマ重量が軽い高音側では、その影響が強く出すぎてしまい、所謂「鍵の暴れ」など、鍵の挙動の乱れが生じやすく、「２度打ち（不所望な打弦）」などの打鍵動作の乱れを抑えることが難しかった、という不都合があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、自動演奏機能を有するピアノ等において、個々の演奏操作子の重さや現在の動作位置などの各種特性の違いを考慮したより高精度なフィードバック制御を行うことができる演奏駆動装置及び演奏操作子をフィードバック制御によって駆動するための方法及び該方法をコンピュータにより実行する制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、演奏操作子と、該演奏操作子の動きに応じて動作する応動部材と、前記演奏操作子の軌道を指示する軌道データを供給する供給手段と、前記演奏操作子を駆動するための駆動手段と、前記演奏操作子又は応動部材の動きに応じた物理量を検出する検出手段と、前記供給された軌道データを目標値とし前記検出手段による検出出力をフィードバック値として、該軌道データに従う軌道で前記演奏操作子が動くように前記駆動手段を制御するフィードバックループ手段と、駆動すべき演奏操作子に割り当てられた音高に応じて前記フィードバックループ手段におけるループゲインの値を異なるものとする制御手段とを具える楽器の演奏駆動装置である。
【０００６】
また、この発明は、楽器の演奏操作子をフィードバック制御によって駆動するための方法であって、前記演奏操作子の軌道を指示する軌道データを供給するステップと、前記演奏操作子を駆動手段によって駆動するステップと、前記演奏操作子又は該演奏操作子の動きに応じて動作する応動部材の動きに応じた物理量を検出するステップと、前記供給された軌道データを目標値とし前記検出された物理量をフィードバック値として、該軌道データに従う軌道で前記演奏操作子が動くように前記駆動手段をフィードバック制御するステップと、駆動すべき演奏操作子に割り当てられた音高に応じて前記フィードバック制御のループゲインの値を異ならせる制御を行うステップとを具えることを特徴とするフィードバック制御の方法、或いは、前記方法をコンピュータにより実行するためのプログラムとして構成することも可能である。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、制御手段により、フィードバックループ手段が駆動すべき演奏操作子に割り当てられた音高に応じて該フィードバックループ手段におけるループゲインの値を異なるものとする。制御手段の具体的な制御例として、高音域の演奏操作子の駆動に際して、低音域の演奏操作子の駆動に比べて、目標値に対する速度応答性を高めるよう前記ループゲインの値を設定してよい。これにより、音高の違いに応じた演奏操作子の運動特性の違いを考慮して、フィードバック制御を最適化することができるという優れた効果を奏する。例えば、自動演奏ピアノにおいて、高音域を低音域に比べて、目標値に対する速度応答性を高めるようループゲインの値が可変されることで、ハンマ重量の軽い高音側での鍵の動作を安定させて、所謂「鍵の暴れ」など、鍵の挙動の乱れを防ぎ、より確実な打鍵動作が行えるようになるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照してこの発明の一実施例について説明する。当該実施例においては、この発明を自動演奏機能を有するアコースティックピアノ（自動演奏ピアノ）に適用した例を示す。
【０００９】
図１は、この実施例に係る自動演奏ピアノの概要構成図であり、機械的な発音機構の要部と共に、電気的制御系に関る機能ブロックの要部を抽出して示している。自動演奏ピアノは、演奏操作に応じて動かされる鍵１を有する。鍵１は複数（例えば８８個）備わっている。図１に示すように、自動演奏ピアノは、機械的な発音機構として、各鍵１の運動をハンマに伝達するためのアクション機構２と、対応する鍵１に連動して打弦運動するハンマ３と、該ハンマ３によって打撃される弦４と、弦４の振動を止めるためのダンパ５等を含む。これら各部材は、８８鍵の各鍵に対応して備わる。上述の通り、ハンマ３の大きさ、重さは、担当する音高に応じて各々異なっており、低音側のハンマ３ほど、大きく、重たい。
【００１０】
鍵１は、バランスピンＰに貫通された位置を凡その支点として、上下ストローク変位可能に支持されており、非押鍵時（外力を加えない状態）では図１において実線で示すレスト位置（ストローク量０ｍｍの位置）にある。そして、演奏操作（押鍵及び離鍵）に応じて、前記レスト位置からエンド位置の間で上下にストロークする。前記エンド位置は、例えばレスト位置から１０ｍｍ押し下げられたストローク位置であり、図１においてはこのエンド位置を２点鎖線で示す。各鍵１の後端下面側には、当該鍵１を自動的に駆動するための駆動手段（アクチュエータ）として、電磁ソレノイド６が具備されている。これらの構成は、一般的な自動演奏ピアノと概ね同様である。
【００１１】
ソレノイド６は、周知の通り、ヨーク内に配置されたコイルと、該コイル軸心内において双方向的に直線移動可能に挿入された棒状のプランジャ９とを有しており、該プランジャ９の先端部が鍵１の後端下面部に当接可能に配設される。当該ソレノイド６に対して励磁電流が与えられてソレノイド６が駆動されると、プランジャ９が上方変位して、対応する鍵１の後端下面を突き上げる。このプランジャ９の突き上げによって、対応する鍵１の駆動（押鍵駆動）が行われる。すなわち、自動演奏ピアノにおいては、ソレノイド６と鍵１という夫々機械的に独立した動作系の協働によって、最終的な制御対象となるハンマ３の打弦運動が実現される。
【００１２】
自動演奏ピアノの各鍵１の下面側には、鍵１の動作を検出するためのキーセンサ７が配設される。キーセンサ７は、例えば、鍵１の動作ストロークの全工程について連続的な位置情報を出力可能な光学式の位置センサによって構成され、鍵１のストローク位置を表すデータをアナログ信号で出力しうる。周知の通り、位置センサの出力（位置情報）を時間的に微分演算することで、速度情報を求めることが可能である。キーセンサ７の出力は、後述する記録制御部１２並びにモーション制御部１１の双方に供給され、演奏録音時の演奏情報の生成・記録処理と、演奏情報再生時のサーボ制御とに利用される。また、キーセンサ７として適用可能な光学式位置センサの具体的な構成例については、例えば上記特許文献１に記載の構成等、従来から知られる適宜のセンサ構成を採用してよく、また、光学式に限らず、その他適宜の位置センサによって構成されても差し支えない。
各ハンマ３に対応してハンマ３による打弦速度及び打弦タイミングを検出するためのハンマセンサ８が設けられている。各ハンマセンサ８は、例えばハンマ３の運動に関する物理量（位置、速度或いは加速度等）の情報を出力可能な適宜の光学式のセンサ等によって構成されてよい。この例では、ハンマセンサ８の出力は、後述する記録制御部１２に供給され、演奏録音時の演奏情報の生成処理に際して利用される。なお、自動演奏ピアノのハンマセンサとして適用可能な各種センサの具体的な構成例については、例えば、特開２００１−１７５２６２号公報等に詳細に記載されている。
【００１３】
ここで、図２を参照して、当該自動演奏ピアノの電気的なハードウェア構成について簡単に説明すると、図２に示すように当該自動演奏ピアノは、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２及び記憶装置２３を含み、各装置間がデータ及びアドレスバス２０Ｂを介して接続される。
【００１４】
ＣＰＵ２０は、当該自動演奏ピアノの全体的な動作を制御するとともに、鍵操作に応じた演奏情報の生成、該生成した演奏情報の記録（録音）や、記憶装置２３に記憶された、演奏情報若しくは外部から供給された演奏情報の再生処理等、各種の信号処理の実行を制御する。ＣＰＵ２０が実行する各種処理の制御プログラムは、例えばＲＯＭ２１内に記憶されていてよい。該各種処理の実行中に発生した各種データや各種パラメータ、或いは、鍵の駆動制御（フィードバック制御）に使用する各種パラメータはＲＡＭ２２等の適宜のメモリ内に記憶されてよい。また、ＲＯＭ２１或いはＲＡＭ２２には、詳しくは後述するフィードバックループのゲイン値等の制御パラメータを算出するためのゲイン値出力テーブルが記憶される。
【００１５】
記憶装置２３は、演奏情報再生時に使用する演奏情報の記憶や、演奏録音処理により生成した演奏情報の書き込み等に利用されるものであり、ハードディスク、フレキシブルディスク又はフロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ‐ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、ＺＩＰディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）、半導体メモリ等、適宜の記憶媒体で構成してよい。
【００１６】
入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）２４はＡＤ変換器を含み、キーセンサ７及びハンマセンサ８から出力される検出信号（アナログ信号）は、当該Ｉ／Ｏ２４を介してディジタル信号に変換されてＣＰＵ２０へ出力される。ＣＰＵ２０では所定のクロックタイミング毎に各センサの出力を取得する処理を行う。また、後述する演奏情報再生時にＣＰＵ２０の制御の下で生成されるソレノイド駆動用の信号は、ＰＷＭ発生器２５を介してＰＷＭ形式の電流信号（以下ＰＷＭ信号と略称）に変換され、ソレノイド６に出力される。なお、当該自動演奏ピアノには、この他にも操作者（ユーザ）が動作モードの選択等を行うための各種設定用の操作子群や、適宜の外部機器に接続する通信インターフェース等が具備されてよい。なお、この実施例では、ソレノイド６の駆動方式として、パルス幅変調方式の電流信号を適用するものとするが、ソレノイド６の駆動方式はこれに限らず、従来から知られるどのような方式も適用可能である。
【００１７】
当該自動演奏ピアノにおいて実行される演奏録音動作及び演奏情報の再生動作の概略について説明する。図１において、記録制御部１２及び記録後処理部１３は、演奏録音処理に関るモジュールに相当し、また、再生前処理部１０及びモーション制御部１１は演奏情報の再生処理に関るモジュールに相当する。この実施例において、これら各モジュールが担う各種演算処理によって実現される信号処理機能は、ＣＰＵ２０が実行するソフトウェアプログラムによって構成及び実施されるものとするが、これに限らず、該各モジュールが担う各種演算処理を実行する信号処理回路を具備することで、該各モジュールの各種機能をハードウェア装置によって構成及び実現することも可能である。
【００１８】
記録制御部１２は、キーセンサ７やハンマセンサ８から出力された各検出信号に基づき演奏情報の生成処理を行う。すなわち、ハンマセンサ８の検出信号に基づき打弦速度及び打弦時刻に関する情報を求め、また、キーセンサ７の検出信号に基づき押鍵速度及び押鍵時刻に関する情報を求め、これら演奏イベントに関する種々の情報に基づきピアノ演奏の内容を表す演奏情報を生成する。当該自動演奏ピアノに備わる８８鍵の各鍵には、個々の鍵を識別するためのキーナンバＫｎ（Ｋｎ１〜８８）が割り当てられており、演奏イベントを表す演奏情報には、操作された鍵を示すキーナンバＫｎが付加されている。なお、本実施例では、キーナンバＫｎは、低音側から順に若い番号が割り当てられているものとする。すなわち、キーナンバＫｎは、ピアノ鍵盤に向かって左側の鍵（低音の鍵）から右に向かって順次Ｋｎ１、Ｋｎ２、Ｋｎ３…Ｋｎ８８という風に割り当てられている。記録後処理部１３は、ピアノの個体差を吸収するための正規化処理を行った後に、該演奏情報を適宜の記憶装置２３（図２参照）に出力する。なお、当該演奏情報はＭＩＤＩ形式等、適宜のデータフォーマットで作成されてよい。
【００１９】
再生前処理部１０では、記憶装置２３（図２参照）や、図示しないリアルタイム通信装置等から供給される前記演奏情報に基づいて、該演奏情報に含まれる各演奏イベントを再現するための鍵の軌道データを生成し、これをモーション制御部１１に供給する。ここで作成される鍵の軌道データは、或る時間区間での時間経過に応じた鍵の位置の変化を表すデータであり、演奏情報に含まれる打弦速度情報を実現するために鍵が描くべき軌道を計算によって求めたものである。再生前処理部１０への演奏情報の供給は、操作者による所定の再生開始指示に応じて開始されるものとする。例えば、操作者は、コントローラに備わる再生指示スイッチをオン状態にすることで、演奏情報の再生指示を行うことができる。
また、この実施例において、再生前処理部１０では、前記軌道データから、鍵の軌道の押鍵行程及び離鍵行程を識別する情報を出力する処理を行うものとする。鍵の軌道が、押鍵行程及び離鍵行程かの識別は、実現される鍵の動作向き（つまり速度の向き）から識別できる。この押鍵行程及び離鍵行程の識別情報は、後述するゲイン値出力処理で使用される。
【００２０】
モーション制御部１１においては、供給された軌道データを用いて各時刻におけるソレノイド駆動用の目標値（位置目標値ｒｘ及び速度目標値ｒｖが生成されると共に、キーセンサ７の検出信号（位置、速度或いは加速度等の物理量情報）がフィードバック信号（フィードバック値）として帰還入力される。すなわち、モーション制御部１１は、基本的には、前記目標値とキーセンサ７の検出出力（フィードバック値）とに基づきソレノイド６を駆動するための制御信号を生成して、鍵１の挙動をサーボ制御するフィードバックループを含んで構成される。なお、この実施例において、鍵１はレスト位置（ストローク０ｍｍ）からエンド位置（レスト位置から略１０ｍｍ押し下げられた位置）の間でストロークするものであるため、位置目標値ｒｘの値は、一例として、ミリメートル（ｍｍ）単位でストローク量０〜１０ｍｍの範囲を表現する。また、速度目標値ｒｖの値は、一例として、ミリメートル毎秒（ｍｍ／ｓ）単位で０〜５００ｍｍ／ｓの範囲の鍵速度を表現する。
【００２１】
図３は、上記モーション制御部１１において実行されるサーボ制御のシステム構成を機能的に示すブロック図である。以下、この発明に係るサーボ制御における制御アルゴリズムの一例について説明する。なお、図３において、１点鎖線で囲むフィードバックループにおける各種演算処理（すなわちサーボ制御）は、ＣＰＵ２０が実行するソフトウェアプログラムによって構成及び実施されるものとする。また、図１及び図２に既に示した要素については、同一の符号を付与し、適宜説明を省略する。
図３において、符号３０は、前記再生前処理部１０（図１参照）から供給される軌道データ（軌道リファランス）に応じて、或る時刻における該軌道リファランスの位置成分を表す位置目標値ｒｘと、速度成分を表す速度目標値ｒｖを算出する目標値生成部である。なお、目標値生成部３０において、位置目標値ｒｘと速度目標値ｒｖは、夫々計算によって求めた値であり、周知の通り、位置成分たるｒｘを微分演算することで速度成分たるｒｖを求めること、或いは、速度成分たるｒｖを積分演算して位置成分たるｒｘを求めることができる。すなわち、位置目標値ｒｘと速度目標値ｒｖは、微分／積分の関係になっている。位置比較部３１は位置目標値ｒｘと位置成分のフィードバック信号との偏差ｅｘを出力し、また、速度比較部３２は速度目標値ｒｖと速度成分のフィードバック信号との偏差ｅｖを出力するモジュールである。位置比較部３１及び速度比較部３２から出力される偏差ｅｘ，ｅｖは、後述する位置成分増幅部３４及び速度成分増幅部３５を介して、増幅される。位置成分増幅部３４及び速度成分増幅部３５の出力は、ソレノイド６に供給すべき励磁電流中の位置成分及び速度成分の使用比率（パーセンテージ）に換算せられた値をとる。すなわち、各増幅部３４、３５は、入力された信号の記述単位（ミリメートル単位及びｍｍ／ｓ単位）による表現から、後段のＰＷＭ発生器におけるデューティ比の増減値に対応する値に単位変換する機能を果たす。第１の加算器３６は、各増幅器３４，３５からの出力ｕｘ、ｕｖを足し込んで一本化することで、制御信号ｕｘｖを生成する。また、第２の加算器３７は、制御信号ｕｘｖに当該サーボシステムの制御パラメータの１つである加算値情報（固定値ｕ）を加算して、ソレノイド駆動用の値（駆動データ）を生成する。そして、ＰＷＭ発生器２５にて該駆動データに応じたＰＷＭ信号（励磁電流）を発生する。
【００２２】
図３において、符号３３はゲイン値算出部である。ゲイン値算出部３３は、位置成分増幅部３４及び速度成分増幅部３５に設定する位置ゲインＫｘ及び速度ゲインＫｖと、第２の加算器３７に設定する固定値ｕを出力する処理（制御パラメータ出力処理）を行うモジュールである。位置ゲインＫｘ及び速度ゲインＫｖは、増幅部３４及び増幅部３５の夫々における入力信号（偏差ｅｘ，ｅｖ）に対する増幅度であり、これは当該フィードバックループの応答特性（サーボの効き具合）に関わる。固定値ｕは、再現したい演奏の特性に応じて決定される固有の値であり、当該サーボ制御の動作を最適化するための補正値として機能する。図に示すとおり、ゲイン値算出部３３には、再生前処理部１０(図１参照）から再生すべき演奏情報に含まれるキー情報（音高（キーナンバＫｎ）と、鍵の動作（つまり、押鍵動作か離鍵動作か停止かの区別）に関する情報）が与えれると共に、目標値生成部３０から位置目標値ｒｘ及び速度目標値ｒｖが与えられており、該ゲイン値算出部３３は、これらの情報に基づき、位置ゲインＫｘ、速度ゲインＫｖ及び固定値ｕの各制御パラメータを出力する。
詳しくは後述するように、この実施例に係るサーボ制御システムの構成によれば、ゲイン値算出部３３の出力する各制御パラメータ（位置ゲインＫｘ、速度ゲインＫｖ及び固定値ｕ）が、発音すべき音高（つまり、ハンマの重さの違い）や鍵の動作位置、動作の向きなど、実現すべき鍵の挙動の運動特性に応じて可変設定される点に特徴がある。これにより、実現すべき鍵の挙動の運動特性に応じて、よりきめ細かにフィードバック制御を最適化して、演奏の再現性能を向上させることができるようになる。
【００２３】
図４(ａ）〜（ｅ）は、ゲイン値算出部３３において位置ゲイン値Ｋｘ、速度ゲインＫｖ並びに固定値ｕを出力するために参照する制御パラメータ出力テーブル構成の一例を示す図である。制御パラメータ出力テーブルはＲＯＭ２１或はＲＡＭ２２（図２参照）など適宜のメモリ内に記憶されていてよい。なお、図４のテーブルを構成する各設定値等、テーブルの特性は、上記鍵の動作の最適化を達成すべく各種実験によって求められたものである。
【００２４】
打鍵動作（押鍵動作）のフィードバック制御を行う場合、図４(ａ）〜（ｃ）に示すテーブルのいずれかが選択的に使用される。(ａ）〜（ｃ）に示す各テーブルには、夫々所定の音高領域が割り当てられており、再生すべき音高（つまり、駆動すべき鍵のキーナンバ）に応じてテーブルが選択される。このように音高に応じて異なる特性のテーブルを用いることで、発音音高に応じてフィードバックの制御パラメータを可変し、フィードバック制御を音高に応じて最適化することができるようになる。
(ａ）〜（ｃ）に示す各テーブルに共通する制御パラメータ出力の条件として、鍵の動作速度が所定の閾値（例えば、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ）以上又は以下の何れであるかという条件、並びに、鍵のストローク位置を初期領域と後半領域（例えば鍵のストローク深さ０ｍｍ〜４ｍｍの初期領域と４ｍｍ〜１０ｍｍの後半領域等）の２つの領域に区分し、位置目標値ｒｘが何れの領域であるか、という条件が設定されている。両条件に従い各テーブルから夫々４通りの組み合わせで制御パラメータ（位置ゲインＫｘ、速度ゲインＫｖ及び固定値ｕ）が出力されることになる。
【００２５】
（ａ）に示すテーブルは、キーナンバＫｎ１〜Ｋｎ２６に相当する音高領域（低音域）が割り当てられたテーブルの構成例を示す。（ａ）に示すテーブルは、鍵のストローク位置を初期領域と後半領域に区分するための分割位置が、キーナンバＫｎに応じてリニアに変化する点に特徴がある。具体的な一例として、この実施例では、前記分割位置の値は、キーナンバＫｎに応じて、６〜５ｍｍでリニアに変化するものとする。図４（ａ）において、「６−０．０４（Ｋｎ−１）」によって、キーナンバＫｎに応じた分割位置の変化特性が示されている。すなわち、初期領域は０ｍｍ〜「６−０．０４（Ｋｎ−１）」ｍｍの範囲であり、後半領域は「６−０．０４（Ｋｎ−１）」ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である。従って、例えば、キーナンバＫｎ＝１の場合、初期領域は０ｍｍ〜６ｍｍの範囲であり、後半領域は６ｍｍ〜１０ｍｍの範囲となり、また、キーナンバＫｎ＝２６の場合、初期領域は０ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり、後半領域は５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲となる。
（ａ）に例示するテーブルの特性は次の通りである。速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以下であり、且つ、位置目標値ｒｘ＝初期領域（０ｍｍ〜「６−０．０４（Ｋｎ−１）」ｍｍの範囲）である場合、位置ゲインＫｘ＝０．６、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９％を出力する。速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以下であり、且つ、位置目標値ｒｘ＝後半領域（「６−０．０４（Ｋｎ−１）」〜１０ｍｍの範囲）である場合、位置ゲインＫｘ＝０．２、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９％を出力する。速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以上であり、且つ、位置目標値ｒｘ＝初期領域である場合、位置ゲインＫｘ＝０．６、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９＋２（ｒｖ−１００）／１００％を出力する。速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以上であり、且つ、位置目標値ｒｘ＝後半領域である場合、位置ゲインＫｘ＝０．２、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９＋２（ｒｖ−１００）／１００％を出力する。
【００２６】
（ｂ）は、キーナンバＫｎ２７〜Ｋｎ６８に相当する音高領域（中音域）が割り当てられたテーブルの構成例を示す。（ｂ）に示すテーブルでは、鍵の動作位置の初期領域として、鍵のストローク深さ０ｍｍ〜４ｍｍの範囲、後半領域としてストローク深さ４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲が設定されている。特性は、鍵の動作位置の分割位置（初期領域と後半領域の境）がストローク深さ４ｍｍの位置に固定されている点を除き、上記（ａ）と概ね同様である。
【００２７】
（ｃ）は、キーナンバＫｎ６９〜Ｋｎ８８に相当する音高領域（高音域）が割り当てられたテーブルの構成例を示す。（ｃ）に示すテーブルは、制御パラメータ出力の条件については、上記（ｂ）のテーブルと同様であるが、位置目標値ｒｘ＝初期領域（ｒｘ＝０〜４ｍｍ）の場合に、位置ゲインＫｘがキーナンバＫｎ６９〜Ｋｎ８８に応じてリニアに漸減変化することに特徴がある。図４（ｃ）において、「０．６−（Ｋｎ−６８）／１００」によって、キーナンバＫｎに応じた位置ゲインＫｘの変化特性が示されている。例えば、キーナンバＫｎ６９であれば位置ゲインＫｘ＝０．５９であり、キーナンバＫｎ７８であれば位置ゲインＫｘ＝０．５であり、キーナンバＫｎ８８であれば位置ゲインＫｘ＝０．４である。すなわち、（ｃ）に示すテーブルによれば、位置目標値ｒｘ＝初期領域の場合、キーナンバＫｎ６９〜Ｋｎ８８に対して出力される位置ゲインＫｘは０．５９〜０．４でリニアに変化する。
【００２８】
また、図４（ｄ）は離鍵動作のフィードバック制御を行う場合に使用する制御パラメータ出力テーブルの構成例を示す。図に示すテーブルの特性（位置ゲインＫｘ＝０．２、速度ゲインＫｖ＝０．７及び固定値ｕ＝９％）によれば、速度成分に対する追従性が向上されるようになっている。また、図４（ｅ）は鍵の停止位置にて使用する制御パラメータ出力テーブルの構成例である。
【００２９】
なお、上述の図４（ａ）〜（ｅ）のテーブルに示す制御パラメータ出力条件の閾値（位置目標値ｒｘ及び速度目標値ｒｖ）や、出力される位置ゲイン値Ｋｘ，速度ゲイン値Ｋｖ及び固定値ｕは、実験により求めた値である。これらの数値は一例であって、テーブルの構成は上記に限定されるものではない。また、各制御パラメータの算出方法はテーブル参照に限らず、例えば、適宜の演算式によって求めるよう構成しても差支えない。
【００３０】
次に、図３に示すサーボ制御システムにおけるサーボ制御の動作手順について簡単に説明する。当該サーボ制御システムは電源投入に応じて起動するものとする。以下の、動作説明においては、ある１つの鍵に着目して処理手順の説明を行うが、この処理は、８８鍵の各鍵毎に時分割で実行されるものとする。
当該システムの電源が投入されると、キーセンサ７は鍵１の現在位置ｙｋを検知し、アナログ検出信号ｙｘａを出力する。アナログ検出信号ｙｘａは、ＡＤ変換器２４を介してディジタル検出信号ｙｘｄに変換され、正規化処理部３８に供給される。正規化処理部３８では、データ記述単位を目標値のそれ（ミリメートル単位）に合わせる単位変換や、個体差による値ずれ吸収等の正規化処理を行い、検出信号ｙｘｄを正規化する。正規化された位置情報（検出信号ｙｘｄ）は、位置フィードバック信号ｙｘとして位置比較部３１に負帰還入力される。また、速度生成部３９では、該正規化された位置情報（検出信号ｙｘｄ）を、例えば多項式適合等により適宜微分演算することで、鍵１の速度情報（鍵速度検出値ｙｖ）を算出する。速度算出方法の一例として、ある任意のサンプリング時点について前後７点での位置情報（鍵位置検出値）を使用した２次曲線適合によって鍵１の速度情報（鍵速度検出値ｙｖ）を算出できる。速度生成部３９の出力は、速度フィードバック信号ｙｖとして位置比較部３１に負帰還入力される。
【００３１】
一方、操作者による所定の再生開始指示が行われると、該再生開始指示に応じて前記再生前処理部１０にて生成された軌道データが目標値生成部３３に供給される。目標値生成部３０は、該供給された軌道リファランスに基づき現在時刻の位置目標値ｒｘと速度目標値ｒｖを生成し、該生成した位置目標値ｒｘと速度目標値ｒｖを所定のサンプル時間（例えば１ｍｓ毎）に従って並行に送出する。位置比較部３１では、位置目標値ｒｘと位置フィードバック信号ｙｘの偏差ｅｘを取り、該偏差ｅｘは、位置成分増幅部３４においてゲイン値算出部３３から出力された位置ゲインＫｘで増幅される。速度比較部３２では、速度目標値ｒｖと速度フィードバック信号ｙｖの偏差ｅｖを取り、該偏差ｅｖは、速度成分増幅部３５においてゲイン値算出部３３から出力された速度ゲインＫｖで増幅される。そして、第１の加算器３６において、位置成分増幅部３４及び速度成分増幅部３５の出力ｕｘ，ｕｖを加算して一本化した制御信号ｕｘｖを生成する。そして、第２の加算器３７において、該生成された制御信号ｕｘｖに対して、ゲイン値算出部３３から出力された固定値ｕが加算されて、ソレノイド駆動用の値（駆動データ）が生成される。この駆動データは、ＰＷＭ発生器２５においててＰＷＭ信号（励磁電流）化され、このＰＷＭ信号によりソレノイド６が駆動される。上記の再生処理（ソレノイド６の駆動）は、演奏情報が終了するまで繰り返される。
【００３２】
次に、上記サーボ制御システムを構成するゲイン値算出部３３における制御パラメータ出力処理の手順の一例について、図５のフローチャートを参照して説明する。なお、当該フローは、図示の都合上、図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の３つに分けて描かれているが、これらは実質的には一続きの処理手順を表すものとする。
この処理は操作者による所定の再生開始指示に応じて開始する。まず、ステップＳ１において、処理対象となる鍵を示すキーナンバＫｎを０にリセットし、ステップＳ２において該キーナンバＫｎを１つインクリメントする。すなわち、１巡目の処理では、キーナンバＫｎ＝１の鍵に対して以下に述べる処理を実行し、当該ステップＳ２に処理が戻ってくる毎に処理対象となる鍵のキーナンバＫｎがインクリメントされてゆくことで、当該処理を８８鍵の各鍵毎に順次実行する。ステップＳ３においては、当該鍵の速度目標値ｒｖが０か否かによって、当該鍵の鍵が動作中か停止しているかを調べる。
【００３３】
一方、ｒｖ≠０であれば、鍵の打鍵動作有りと判断し（ステップＳ３のｙｅｓ）、ステップＳ４において、鍵の動作向き（押鍵か離鍵か）を判定する。鍵の動作向きについての情報は、前述の通り再生前処理部１０から与えられており、ステップＳ４ではこれに基づき鍵の動作向きの判断が行える。
【００３４】
押鍵動作（打鍵動作）の場合（ステップＳ４のｙｅｓ）、ステップＳ５及びＳ６において、キーナンバＫｎを調べる。キーナンバＫｎが６９以上（Ｋｎ＝６９〜８８）の高音域であれば（ステップＳ５のｎｏ）、後述する高音域用の制御パラメータ出力処理（図５（ｃ）のフローチャート）を実行する。また、キーナンバＫｎが２７〜６８の中音域であれば（ステップＳ５のｙｅｓ及びステップＳ６のｎｏ）、後述する中音域用の制御パラメータ出力処理（図５（ｂ）のフローチャート）を実行する。
【００３５】
キーナンバＫｎが２６以下（Ｋｎ＝１〜２６）の低音域であれば（ステップＳ５及びステップＳ６をｎｏに分岐）、ステップＳ７以下の処理手順に従い低音域用の制御パラメータ出力処理を行う。即ち、ステップＳ７において位置目標値ｒｘが鍵の動作位置の初期領域か後半領域かを調べ、また、ステップＳ８又はステップＳ９において、速度目標値ｒｖが所定の閾値（例えば、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ）以上又は以下のいずれかであるかを調べる。キーナンバＫｎが２６以下（Ｋｎ＝１〜２６）の低音域の場合、前述の通り、鍵の動作位置を初期領域と後半領域に分ける分割位置が、キーナンバＫｎに応じてリニアに変化する。従って、前記ステップＳ７では、「ｒｘ≦６−０．０４（Ｋｎ−１）」によって、鍵の位置の選り分けを行っている。そして前述図４（ａ）のテーブルから次のような制御パラメータを出力する。すなわち：位置目標値ｒｘが初期領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以下の場合（ステップＳ７及びＳ８のｙｅｓ）、ステップＳ１０において、位置ゲインＫｘ＝０．６、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９％を出力する。また、位置目標値ｒｘが初期領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以上の場合（ステップＳ７のｙｅｓ及びＳ８のｎｏ）、ステップＳ１１において、位置ゲインＫｘ＝０．６、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９＋２×（ｒｖ−１００）／１００％を出力する。また、位置目標値ｒｘが後半領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以下の場合（ステップＳ７のｎｏ及びＳ９のｙｅｓ）、ステップＳ１２において、位置ゲインＫｘ＝０．２、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９％を出力する。また、位置目標値ｒｘが後半領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以下の場合（ステップＳ７のｎｏ及びＳ９のｎｏ）、ステップＳ１３において、位置ゲインＫｘ＝０．２、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９＋２×（ｒｖ−１００）／１００％を出力する。
【００３６】
また、キーナンバＫｎ＝２７〜６８の中音域の場合、図５（ｂ）に示す中音域用の制御パラメータ出力処理を行う。即ち、ステップＳ２０において、「ｒｘ≦４ｍｍ」によって位置目標値ｒｘが鍵の動作位置の初期領域か後半領域かを調べ、また、ステップＳ２１又はステップＳ２２において、速度目標値ｒｖが所定の閾値（例えばｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ）以上又は以下のいずれかであるかを調べる。そして前述図４（ｂ）のテーブルから次のような制御パラメータを出力する。すなわち：位置目標値ｒｘが初期領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以下の場合（ステップＳ２０及びＳ２１のｙｅｓ）、ステップＳ２３において、位置ゲインＫｘ＝０．６、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９％を出力する。また、位置目標値ｒｘが初期領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以上の場合（ステップＳ２０のｙｅｓ及びＳ２１のｎｏ）、ステップＳ２４において、位置ゲインＫｘ＝０．６、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９＋２×（ｒｖ−１００）／１００％を出力する。また、位置目標値ｒｘが後半領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以下の場合（ステップＳ２０のｎｏ及びＳ２２のｙｅｓ）、ステップＳ２５において、位置ゲインＫｘ＝０．２、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９％を出力する。また、位置目標値ｒｘが後半領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以下の場合（ステップＳ２０及びＳ２２のｎｏ）、ステップＳ２６において、位置ゲインＫｘ＝０．２、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９＋２×（ｒｖ−１００）／１００％を出力する。
【００３７】
また、キーナンバＫｎ＝６９〜８８の高音域の場合、図５（ｃ）に示す高音域用の制御パラメータ出力処理を行う。即ち、ステップＳ２７において、「ｒｘ≦４ｍｍ」によって位置目標値ｒｘが鍵の動作位置の初期領域か後半領域かを調べ、また、ステップＳ２８又はステップＳ２９において、速度目標値ｒｖが所定の閾値（例えばｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ）以上又は以下のいずれかであるかを調べる。そして前述図４（ｃ）のテーブルから次のような制御パラメータを出力する。すなわち：位置目標値ｒｘが初期領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以下の場合（ステップＳ２７及びＳ２８のｙｅｓ）、ステップＳ３０において、位置ゲインＫｘ＝０．６-（Ｋｎ-６８）/１００、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９％を出力する。また、位置目標値ｒｘが初期領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以上の場合（ステップＳ２７のｙｅｓ及びＳ２８のｎｏ）、ステップＳ３１において、位置ゲインＫｘ＝０．６-（Ｋｎ-６８）/１００、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９＋２×（ｒｖ−１００）／１００％を出力する。また、位置目標値ｒｘが後半領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以下の場合（ステップＳ２７のｎｏ及びＳ２９のｙｅｓ）、ステップＳ３２において、位置ゲインＫｘ＝０．２、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９％を出力する。また、位置目標値ｒｘが後半領域、且つ、速度目標値ｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以下の場合（ステップＳ２７及びＳ２９のｎｏ）、ステップＳ２６において、位置ゲインＫｘ＝０．２、速度ゲインＫｖ＝０．３及び固定値ｕ＝９＋２×（ｒｖ−１００）／１００％を出力する。
【００３８】
また、離鍵動作を行う場合（ステップＳ４のｎｏ）は、ステップＳ１６において図４（ｄ）に示す離鍵動作用のテーブルを使用して制御パラメータを出力する。この実施例では、位置ゲインＫｘ＝０．２、速度ゲインＫｖ＝０．７及び固定値ｕ＝９％を出力する。このように、離鍵動作の場合は、打鍵（押鍵）動作の場合と比べて、速度ゲインＫｖが大きい値に設定されており、フィードバック制御の速度追従性を高めるようになっている。
また、鍵が動作停止位置にある場合（ｒｖ＝０；ステップＳ３のｎｏ）は、ステップＳ１７において図４（ｅ）に示す鍵の停止位置用のテーブルを使用して制御パラメータを出力する。出力される制御パラメータの特性は図示の通りである。この例では、レスト位置からストローク量１０ｍｍ（エンド位置）の位置にて、約３０ｍｓの間、固定値ｕ＝１５％を出力するよう制御している。これにより、鍵を押し込んだ時の保持力を確保する。このことは、強打打鍵（速い速度での打鍵）の精度を高めるのに有利である。
【００３９】
そして、ステップＳ１８において、上記の処理により設定された位置ゲインＫｘ，速度ゲインＫｖ及び固定値ｕを用いて、ソレノイド６の駆動をサーボ制御する。なお、ステップＳ１８において実行するサーボ制御の動作手順の詳細については、図３を参照して既に説明したので、ここでは既述を援用して、その詳細を省略する。そして、ステップＳ１９において、キーナンバＫｎ＝８８まで処理が回ったかどうかを調べて、ｎｏであれば、ステップＳ２に戻り、上記の処理を８８鍵すべてに実行するまで当該制御パラメータ出力処理を繰り返す。
【００４０】
上述した制御パラメータ出力処理によれば、キーナンバＫｎが２６以下（Ｋｎ＝１〜２６）の低音域の打鍵駆動に際して、鍵のストローク位置の初期領域と後半領域の分割位置が、キーナンバＫｎ（＝再生すべき音高）に応じて６〜５ｍｍでリニアに変化するので、上記ステップＳ７において、発音音高が低い程（Ｋｎが小さいほど）、初期領域とみなす（つまり、ステップＳ７をｙｅｓに分岐する）範囲を大きくとることになり、相対的に大きい位置ゲインＫｘ＝０．６を出力する範囲を大きくとることになる。前述の通り、低音側のハンマほど大きさが大きく重量があるが、この実施例に従い、キーナンバＫｎに応じて前記分割位置をリニアに変化させて、低音側ほど「初期領域」を広くとることで、低音域の鍵に対するサーボ制御の位置応答性をより強めることができ、各鍵に対応するハンマの重さ（鍵駆動力に負荷する重さ）の違いを補正することができるようになる。すなわち、高音側ほどサーボ制御の速度応答性を高めることとなる。
また、上記ステップＳ３０及び３１において、発音音高が高い程（Ｋｎが大きいほど）位置ゲインＫｘとして小さい値が出力されるようになっている。これにより、演奏部材（ハンマなど）の重量がより軽い高音側でのサーボ制御の位置応答性を弱める、言い換えれば、高音域では速度制御の比重を大きくすることで、鍵の暴れなど、鍵の挙動の乱れを防ぐことができる。
また、これは、すべての鍵の打鍵制御について共通の特徴として、つまり、図４（ａ）〜（ｃ）のテーブルに共通の特性として、言えることであるが、位置目標値ｒｘ＝初期領域の場合、相対的に大きい位置ゲインＫｘ＝０．６を出力することで定常偏差を減らすことができる。また、鍵盤速度が比較的速い場合（この例ではｒｖ＝２００ｍｍ／ｓ以上）、速度目標値ｒｖに応じた固定値ｕ（＝９＋２（ｒｖ−１００）／１００％）を出力することで、フィードバック制御の速度追従性を高めている。
以上説明したとおり、この実施例に係るサーボ制御システムによれば、ゲイン値算出部３３が、キーナンバ（発音音高）や、鍵の動作位置、或いは、鍵の動作の向きに応じて、その時点で最適な位置ゲイン値Ｋｘ、速度ゲイン値Ｋｖ及び固定値ｕを出力することができるので、鍵駆動のフィードバック制御を最適化することができ、鍵の動作安定性や、目標値に対する追従性を高めて、自動演奏ピアノを再生精度を向上させることができる。
【００４１】
なお、上述の実施例においては、ゲイン値算出部３３は、目標値生成部３０にて生成された位置目標値ｒｘと速度目標値ｒｖに応じて、鍵１の位置及び速度を判断し、それに基づき位置ゲインＫｘ、速度ゲインＫｖ及び固定値ｕを出力する構成としたが、これに限らず、鍵１の実際の動作（センサ７の出力）によって鍵１の位置及び速度を判断し、それに基づき位置ゲインＫｘ、速度ゲインＫｖ及び固定値ｕを出力する構成であってもよい。
【００４２】
また、上述の実施例においては、高音側の一部の領域（上記の例ではキーナンバＫｎ＝６９〜８８）のみについて、図４（ｃ）に示す制御パラメータ出力テーブルにより、位置ゲインＫｘが音高に応じて変化する構成例を示したが、これに限らず、鍵盤の全領域にわたって、低音側に比べて高音側の位置ゲインＫｘが小さくなるよう構成してもよい。また、該上述の実施例においては、低音側の一部の領域（上記の例ではキーナンバＫｎ＝１〜２６）のみについて、図４（ａ）に示す制御パラメータ出力テーブルにより、鍵のストローク位置を「初期領域」と「後半領域」に区分するための分割位置が音高に応じて変化する構成例を示したが、これに限らず、鍵盤の全領域にわたって、このように音高に応じて分割位置が可変する構成を適用してもよい。また、上述の実施例においては、音高に応じたゲイン値はリニアな変化特性で可変せられるものとしたが、これに限らず、所定の音域ごとに段階的に変化するものとしてもよい。
【００４３】
また、上述の実施例において、図４（ｄ）に示す離鍵動作時の制御パラメータ出力テーブルは、鍵のストローク位置を「初期領域」と「後半領域」に区分することなく、全ストローク範囲にわたり、共通の制御パラメータを出力するものとし、離鍵動作時には「初期領域」と「後半領域」の区別なくフィードバック制御を行う構成を示したが、これに限らず、鍵のストローク位置を「初期領域」と「後半領域」に区分して、各区分ごとに適切な制御パラメータを出力」することで、離鍵動作時にも該区分に応じたフィードバック制御を行いうるよう構成してもよい。
【００４４】
また、上述の実施例においては、図３及び図５（ａ）に示すフローチャートのステップＳ５及びＳ６に示すように、演奏情報の再生時に、フィードバックループに対して時々刻々供給される軌道データ（軌道リファレンス）に基づき発音すべき音高（つまり駆動すべき鍵のキーナンバＫｎ）を判定し、その判定結果（キーナンバＫｎ）に対応する制御パラメータを、その都度、該フィードバックループにセットする構成例を示したが、これに限らず、各鍵ごとの制御パラメータ（位置ゲイン、速度ゲイン、固定値）を予め記憶させておくと共に、各鍵毎に個別にフィードバックループを具備せしめ、各フィードバックループ毎に対応する鍵の制御パラメータが設定されるよう構成してもよい。この構成によれば、演奏情報の再生時に発音音高の判定処理を行うことなく、各音高に応じた制御パラメータで、フィードバック制御を行うことができる。
【００４５】
また、上記のサーボ制御システムの構成では、位置要素と速度要素によるサーボ制御について説明したが、当該サーボ制御システムにおいて、更に、加速度要素を使用する構成であってもよい。その場合、目標値及びフィードバック信号共々、速度情報を適宜微分演算することにより、加速度要素を算出することができるので、上記のサーボ制御システムの構成に、加速度算出用のモジュールと、加速度制御用のフィードバック経路を加えるだけでよい。また、上記図３のサーボ構成によれば、鍵１に対応して設けられた位置センサ（キーセンサ７）の出力に基づく鍵の位置情報及び速度情報をフィードバック信号として利用する例を示したが、センサが検出する次元は位置信号に限定されない。すなわち、キーセンサ７は位置センサに限らず速度センサや加速度センサであってもよいし、また、それらの組み合わせであってもよい。
【００４６】
なお、上述の実施例においては、ＣＰＵ２０が実行するソフトウェアプログラムによってサーボ処理を実施する構成を示したが、これに限らず、専用のハードウェア的信号処理装置によって当該サーボ処理を実行するよう構成することも可能である。また、上記の実施例を実施可能な自動演奏ピアノの形態は、グランドピアノ、アップライトピアノのいずれであってもよい。また、上記の実施例では、自動演奏機能を有するアコースティックピアノ（所謂自動演奏ピアノ）に本発明を適用する例について述べたが、これに限らず、少なくとも演奏データに基づき鍵を駆動する手段と、該鍵を駆動する手段をフィードバック制御する機構とを備えた鍵盤楽器であれば、どのようなタイプの鍵盤楽器であっても、この発明を適用することに差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の一実施例に係る自動演奏ピアノの全体構成を示す図。
【図２】同実施例に係る自動演奏ピアノにおける電気的ハードウェア構成を示すブロック図。
【図３】同実施例に係る自動演奏ピアノのサーボ制御システム構成例を示す機能ブロック図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は同実施例に係るゲイン値出力テーブルの一例であって、連打打鍵用のゲイン値出力テーブルの一例を示す図。
【図５（ａ）】同実施例に係るゲイン値出力処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図５（ｂ）】図５（ａ）における中音域用の制御パラメータ出力処理の一例を示すフローチャート。
【図５（ｃ）】図５（ａ）における高音域用の制御パラメータ出力処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４８】
１  鍵、２  アクション機構、３  ハンマ、４  弦、５  ダンパ、６  電磁ソレノイド、７  キーセンサ、８  ハンマセンサ、９  プランジャ、１０  再生前処理部、１１  モーション制御部、１２  記録制御部、１３  記録後処理部、３０  目標値生成部、３１  位置比較部、３２  速度比較部、３３  ゲイン値算出部、  ３４  位置成分増幅部、３５  速度成分増幅部
【図１】
2006084687.tif 000003
【図２】
2006084687.tif 000004
【図３】
2006084687.tif 000005
【図４】
2006084687.tif 000006
【図５（ａ）】
2006084687.tif 000007
【図５（ｂ）】
2006084687.tif 000008
【図５（ｃ）】
2006084687.tif 000009