(57)【要約】【課題】曲の拍子やテンポが変化した場合における制振性能の低下を小さく抑える。【解決手段】本発明の制振制御装置は、自動演奏装置が演奏する曲を構成する複数の音符信号を表す音符データを含む演奏データであって、前記曲の拍に同期する複数の同期信号の発生タイミングを表す同期データを含む前記演奏データ、に基づいて生成された複数の同期信号を入力する入力部と、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、所定のアクティブマスダンパが有する錘を加振するアクチュエータに対する制御指令を発生する指令発生部と、前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動演奏装置が演奏する曲を構成する複数の音符信号を表す音符データを含む演奏データであって、前記曲の拍に同期する複数の同期信号の発生タイミングを表す同期データを含む前記演奏データ、に基づいて生成された複数の同期信号を入力する入力部と、
前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、所定のアクティブマスダンパが有する錘を加振するアクチュエータに対する制御指令を発生する指令発生部と、
前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部と
を備える制振制御装置。
【請求項２】
前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づき前記曲のテンポを検出するテンポ検出部をさらに備えるとともに、
前記制御指令が、前記テンポ検出部が検出したテンポから算出した周期の波形を基本波形とし、前記アクティブマスダンパが発生する制振力のレベルに前記基本波形を定数倍し、前記同期信号からの位相遅れ量によって定義される指令値を示すものであり、
前記レベルを設定する制振力設定部と、
前記同期信号からの位相遅れ量を設定する位相遅れ設定部と
をさらに備える請求項１に記載の制振制御装置。
【請求項３】
前記アクティブマスダンパが作用する構造物の振動を検出する構造物振動検出部と、
前記錘の振動を検出する錘振動検出部と、
前記構造物振動検出部が検出した振動の大きさを表示する振動値表示部と、
前記構造物振動検出部が検出した振動と前記錘振動検出部が検出した振動の位相差を算出して、前記位相差を表示する位相計算表示部と
をさらに備える請求項２に記載の制振制御装置。
【請求項４】
前記構造物振動検出部が検出した前記構造物の振動に応じて、前記制振力設定部が前記レベルを自動的に設定し、
前記位相計算表示部が算出した前記位相差に応じて、前記位相遅れ設定部が前記位相遅れ量を自動的に設定する
請求項３に記載の制振制御装置。
【請求項５】
ビートトラッキング部によって音響信号に基づいて推定された当該音響信号のビート間隔とビート時刻を表す複数の同期信号を入力する入力部と、
前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、所定のアクティブマスダンパが有する錘を加振するアクチュエータに対する制御指令を発生する指令発生部と、
前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部と
を備える制振制御装置。
【請求項６】
前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づき前記音響信号のテンポを検出するテンポ検出部をさらに備えるとともに、
前記制御指令が、前記テンポ検出部が検出したテンポから算出した周期の波形を基本波形とし、前記アクティブマスダンパが発生する制振力のレベルに前記基本波形を定数倍し、前記同期信号からの位相遅れ量によって定義される指令値を示すものであり、
前記レベルを設定する制振力設定部と、
前記同期信号からの位相遅れ量を設定する位相遅れ設定部と
をさらに備える請求項５に記載の制振制御装置。
【請求項７】
前記アクティブマスダンパが作用する構造物の振動を検出する構造物振動検出部と、
前記錘の振動を検出する錘振動検出部と、
前記構造物振動検出部が検出した振動の大きさを表示する振動値表示部と、
前記構造物振動検出部が検出した振動と前記錘振動検出部が検出した振動の位相差を算出して、前記位相差を表示する位相計算表示部と
をさらに備える請求項６に記載の制振制御装置。
【請求項８】
前記構造物振動検出部が検出した前記構造物の振動に応じて、前記制振力設定部が前記レベルを自動的に設定し、
前記位相計算表示部が算出した前記位相差に応じて、前記位相遅れ設定部が前記位相遅れ量を自動的に設定する
請求項７に記載の制振制御装置。
【請求項９】
錘と前記錘を加振するアクチュエータとを有するアクティブマスダンパと、
自動演奏装置が演奏する曲を構成する複数の音符信号を表す音符データを含む演奏データであって、前記曲の拍に同期する複数の同期信号の発生タイミングを表す同期データを含む前記演奏データ、に基づいて生成された複数の同期信号を入力する入力部と、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、前記アクチュエータに対する制御指令を発生する指令発生部と、前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部とを有する制振制御装置と
を備える制振装置。
【請求項１０】
入力部が、自動演奏装置が演奏する曲を構成する複数の音符信号を表す音符データを含む演奏データであって、前記曲の拍に同期する複数の同期信号の発生タイミングを表す同期データを含む前記演奏データ、に基づいて生成された複数の同期信号を入力し、
指令発生部が、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、所定のアクティブマスダンパが有する錘を加振するアクチュエータに対する制御指令を発生し、
アクチュエータ駆動部が、前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動する
制振制御方法。
【請求項１１】
錘と前記錘を加振するアクチュエータとを有するアクティブマスダンパと、
ビートトラッキング部によって音響信号に基づいて推定された当該音響信号のビート間隔とビート時刻を表す複数の同期信号を入力する入力部と、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、前記アクチュエータに対する制御指令を発生する指令発生部と、前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部とを有する制振制御装置と
を備える制振装置。
【請求項１２】
入力部が、ビートトラッキング部によって音響信号に基づいて推定された当該音響信号のビート間隔とビート時刻を表す複数の同期信号を入力し、
指令発生部が、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、所定のアクティブマスダンパが有する錘を加振するアクチュエータに対する制御指令を発生し、
アクチュエータ駆動部が、前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動する
制振制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振制御装置、制振装置および制振制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
音楽演奏に伴ったいわゆる「縦ノリ」（人が曲に合わせて飛び跳ねる行動）、ダンス等の人の動作によってその下の構造物に振動が発生し、近隣の振動クレームが発生している。対策として構造物の振動を検知してその情報を元に駆動されるアクティブ制振装置が検討されてきた。
【０００３】
特許文献１および２は、アクティブ制振装置の一例を開示する。特許文献１に記載されている制振装置は、制振対象の構造物に設置した加速度センサの信号をフィードバック制御し構造物の振動を低減させるものである。特許文献２に記載されている制振装置は、振動源の振動に対応する位相と周波数を取得し、その周波数と同一の周波数かつその位相とは逆位相となるようにアクティブ制振装置における制振力を制御する。特許文献２に記載されている制振装置は、振動源の振動に対応する位相と周波数を取得する際に、振動源の近傍に配置した加速度センサを用いて加速度を検出したり、コンサートにおいてリズムを発生するドラム等の楽器の発生音を検出したり、演奏者の足踏みや観客の上下動を検出したりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１０６６８２号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１０５４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２６５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した縦ノリ等の振動は２〜３Ｈｚ程度の振動数である（特許文献２）。構造物の固有振動数が縦ノリの２〜３Ｈｚ程度と一致する場合には特許文献１のようにフィードバックで制御する制振装置は有効に機能するが、固有振動数と一致しない場合には効果を発揮しにくい。特許文献２では、加振源近傍の加速度あるいは演奏の音響から縦ノリの振動数成分をＦＦＴ（高速フーリエ変換）により検出し、検出した縦ノリの振動数に同調させたノッチフィルタを通して縦ノリの振動数にフィードバック制御を限定させることで特許文献１の制振装置より効果を高めるものである。しかしながらフィードバック制御であるので強い制御を適用した場合には発振の恐れがある。また、曲の拍子やテンポが変化した場合、不連続な振動数値が検出されたり、あるいは、変化の検出に時間がかかり、変化した直後には制振性能が低下してしまうという課題がある。
【０００６】
本発明は、縦ノリの振動数と構造物の固有振動数が異なる場合にも有効で、かつ、曲の拍子やテンポが変化した場合における制振性能の低下を小さく抑えることができる制振制御装置、制振装置および制振制御方法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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、自動演奏装置が演奏する曲を構成する複数の音符信号を表す音符データを含む演奏データであって、前記曲の拍に同期する複数の同期信号の発生タイミングを表す同期データを含む前記演奏データ、に基づいて生成された複数の同期信号を入力する入力部と、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、所定のアクティブマスダンパが有する錘を加振するアクチュエータに対する制御指令を発生する指令発生部と、前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部とを備える制振制御装置である。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記制振制御装置であって、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づき前記曲のテンポを検出するテンポ検出部をさらに備えるとともに、前記制御指令が、前記テンポ検出部が検出したテンポから算出した周期の波形を基本波形とし、前記アクティブマスダンパが発生する制振力のレベルに前記基本波形を定数倍し、前記同期信号からの位相遅れ量によって定義される指令値を示すものであり、前記レベルを設定する制振力設定部と、前記同期信号からの位相遅れ量を設定する位相遅れ設定部とをさらに備える。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記制振制御装置であって、前記アクティブマスダンパが作用する構造物の振動を検出する構造物振動検出部と、前記錘の振動を検出する錘振動検出部と、前記構造物振動検出部が検出した振動の大きさを表示する振動値表示部と、前記構造物振動検出部が検出した振動と前記錘振動検出部が検出した振動の位相差を算出して、前記位相差を表示する位相計算表示部とをさらに備える。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記制振制御装置であって、前記構造物振動検出部が検出した前記構造物の振動に応じて、前記制振力設定部が前記レベルを自動的に設定し、前記位相計算表示部が算出した前記位相差に応じて、前記位相遅れ設定部が前記位相遅れ量を自動的に設定する。
【００１１】
また、本発明の一態様は、ビートトラッキング部によって音響信号に基づいて推定された当該音響信号のビート間隔とビート時刻を表す複数の同期信号を入力する入力部と、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、所定のアクティブマスダンパが有する錘を加振するアクチュエータに対する制御指令を発生する指令発生部と、前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部とを備える制振制御装置である。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上記制振制御装置であって、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づき前記音響信号のテンポを検出するテンポ検出部をさらに備えるとともに、前記制御指令が、前記テンポ検出部が検出したテンポから算出した周期の波形を基本波形とし、前記アクティブマスダンパが発生する制振力のレベルに前記基本波形を定数倍し、前記同期信号からの位相遅れ量によって定義される指令値を示すものであり、前記レベルを設定する制振力設定部と、前記同期信号からの位相遅れ量を設定する位相遅れ設定部とをさらに備える。
【００１３】
また、本発明の一態様は、上記制振制御装置であって、前記アクティブマスダンパが作用する構造物の振動を検出する構造物振動検出部と、前記錘の振動を検出する錘振動検出部と、前記構造物振動検出部が検出した振動の大きさを表示する振動値表示部と、前記構造物振動検出部が検出した振動と前記錘振動検出部が検出した振動の位相差を算出して、前記位相差を表示する位相計算表示部とをさらに備える。
【００１４】
また、本発明の一態様は、上記制振制御装置であって、前記構造物振動検出部が検出した前記構造物の振動に応じて、前記制振力設定部が前記レベルを自動的に設定し、前記位相計算表示部が算出した前記位相差に応じて、前記位相遅れ設定部が前記位相遅れ量を自動的に設定する。
【００１５】
また、本発明の一態様は、錘と前記錘を加振するアクチュエータとを有するアクティブマスダンパと、自動演奏装置が演奏する曲を構成する複数の音符信号を表す音符データを含む演奏データであって、前記曲の拍に同期する複数の同期信号の発生タイミングを表す同期データを含む前記演奏データ、に基づいて生成された複数の同期信号を入力する入力部と、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、前記アクチュエータに対する制御指令を発生する指令発生部と、前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部とを有する制振制御装置とを備える制振装置である。
【００１６】
また、本発明の一態様は、入力部が、自動演奏装置が演奏する曲を構成する複数の音符信号を表す音符データを含む演奏データであって、前記曲の拍に同期する複数の同期信号の発生タイミングを表す同期データを含む前記演奏データ、に基づいて生成された複数の同期信号を入力し、指令発生部が、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、所定のアクティブマスダンパが有する錘を加振するアクチュエータに対する制御指令を発生し、アクチュエータ駆動部が、前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動する制振制御方法である。
【００１７】
また、本発明の一態様は、錘と前記錘を加振するアクチュエータとを有するアクティブマスダンパと、ビートトラッキング部によって音響信号に基づいて推定された当該音響信号のビート間隔とビート時刻を表す複数の同期信号を入力する入力部と、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、前記アクチュエータに対する制御指令を発生する指令発生部と、前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部とを有する制振制御装置とを備える制振装置である。
【００１８】
また、本発明の一態様は、入力部が、ビートトラッキング部によって音響信号に基づいて推定された当該音響信号のビート間隔とビート時刻を表す複数の同期信号を入力し、指令発生部が、前記入力部が入力した前記複数の同期信号に基づいて、所定のアクティブマスダンパが有する錘を加振するアクチュエータに対する制御指令を発生し、アクチュエータ駆動部が、前記制御指令に基づき前記アクチュエータを駆動する制振制御方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、縦ノリの振動数と構造物の固有振動数が異なる場合にも有効で、かつ、曲の拍子やテンポが変化した場合における制振性能の低下を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る制振装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す演奏データ５の構成例を示す模式図である。
【図３】図１に示す制振装置１の動作例を説明するための波形図である。
【図４】図１に示す制振装置１の動作例を説明するための波形図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る制振装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示す制振装置１は、アクティブマスダンパ１１と、制振制御装置１２と、振動センサ１３（構造物振動検出部）と、振動センサ１４（錘振動検出部）とを備える。
【００２２】
アクティブマスダンパ１１は、アクティブマスダンパ１１が作用する構造物であるコンサートホール２の床３に設置されている。アクティブマスダンパ１１は、錘１１１とアクチュエータ１１２とばね１１３とを備える。錘１１１は、床３に対してばね１１３によって支持されている。アクチュエータ１１２は、制振制御装置１２からの所定の制御信号に従って錘１１１を上下方向に加振することで床３に対する制振力を発生する。アクチュエータ１１２は、例えばリニアモータや回転モータで構成することができる。
【００２３】
振動センサ１３は、アクティブマスダンパ１１が作用する構造物であるコンサートホール２の床３の振動を検出する。振動センサ１３は、床３の変位、変位の速度、加速度等を検出することで床３の振動の大きさを検出し、検出した結果を制振制御装置１２に対して出力する。例えば、振動センサ１３は、上下方向の加速度を検出する加速度センサを用いて構成することができる。
【００２４】
振動センサ１４は、錘１１１の振動を検出する。振動センサ１４は、錘１１１の変位、変位の速度、加速度等を検出することで錘１１１の振動の大きさを検出し、検出した結果を制振制御装置１２に対して出力する。例えば、振動センサ１４は、上下方向の加速度を検出する加速度センサを用いて構成することができる。
【００２５】
なお、図１に示す例では、コンサートホール２の床３に舞台２１が設置され、舞台２１上に電子楽器２２が設置されている。また、舞台２１上には電子楽器２２を利用して演奏、演技等を行うプレイヤー６が存在する。また、床３上には複数の観客７が存在する。電子楽器２２は、自動演奏装置４からＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）データ等の所定形式の制御信号を受信し、受信した制御信号に基づいて音響信号を発生する。なお、電子楽器２２は、１つであってもよいし、複数であってもよい。
【００２６】
また、自動演奏装置４は、演奏データ５を読み込み、読み込んだ演奏データ５に基づいて所定のタイミングで順次、所定形式の制御信号を電子楽器２２に対して出力する。また、自動演奏装置４は、演奏データ５に基づいて所定のタイミングで順次、同期信号を生成し、制振装置１に対して出力する。自動演奏装置４は、例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータを用いて構成することができる。なお、自動演奏装置４は、演奏データ５に基づく曲演奏のテンポを、演奏データ５が含むテンポを表す情報に基づいて決定したり、プレイヤー６等による所定の入力操作に応じて決定したりすることができる。ここで、テンポは、曲の演奏の速さを意味し、１拍の時間の逆数に対応する。
【００２７】
ここで、図２を参照して図１に示す演奏データ５の構成例について説明する。図２は、図１に示す演奏データ５の構成例をピアノロール形式で模式的に示す図である。図２に示す演奏データ５は、音符データ５１ａ〜５１ｃと、同期データ５２とを含む。例えば音符データ５１ａ〜５１ｃと同期データ５２は、異なる複数のトラックのデータとして構成することができる。横軸は時間であり、数字「０」〜「１２」は小節の番号である。縦軸は音符データ５１ａ〜５１ｃについては音程であり、音程をピアノの鍵盤を模して示している。音符データ５１ａ〜５１ｃは、演奏する曲を構成する複数の音符信号５１１を表す情報である。音符信号５１１は、コンピュータが処理可能なデータであり、例えば曲を五線譜で表す場合の音符に対応するデータである。本実施形態では、音符データ５１ａ〜５１ｃとの区別のため音符信号５１１と称している。音符信号５１１は、発生する音の音程、発生開始タイミング、発生終了タイミング、音色、強弱等を表す情報に対応づけられている。
【００２８】
同期データ５２は、音符データ５１ａ〜５１ｃが表す曲の拍に同期する複数の同期信号５２１の発生タイミングを表す情報である。拍は音の長さの基本単位であり、ビートとも呼ばれる。拍には強拍と弱拍があり、周期的に強拍と弱拍を組み合わせることで拍子が形成される。図２に示す例において同期データ５２は、各同期信号５２１の発生タイミングが、４拍子の１拍目と３拍目に同期するタイミングであることを示す。なお、同期信号５２１は、各小節に１または複数含まれていてもよいし、同期信号５２１を含まない小節があってもよい。図１に示す自動演奏装置４は、図２に示すように音符データ５１ａ〜５１ｃと同期データ５２とを含む演奏データ５を読み込み、読み込んだ演奏データ５に基づいて上述した電子楽器２２に対して出力する制御信号と、制振装置１に対して出力する同期信号とを互いに同期させて順次、出力する。
【００２９】
次に、図１に示す制振制御装置１２は、入力インターフェース１２１（入力部）と、テンポ検出部１２２と、制振力設定部１２３と、位相遅れ設定部１２４と、指令発生部１２５と、アクチュエータ駆動部１２６と、振動値表示部１２７と、位相計算表示部１２８とを備える。制振制御装置１２は、例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータと１または複数の周辺装置等を用いて構成することができる。また、例えば、制振制御装置１２と自動演奏装置４を１台のコンピュータで構成してもよい。その場合、入力インターフェース１２１は、ソフトウェアで構成される。
【００３０】
入力インターフェース１２１は、自動演奏装置４が演奏データ５に基づいて生成して出力した複数の同期信号を入力して、テンポ検出部１２２と指令発生部１２５へ出力する。
【００３１】
テンポ検出部１２２は、入力インターフェース１２１が入力した複数の同期信号に基づき曲のテンポを検出する。テンポ検出部１２２は、同期信号の時間間隔からテンポ（振動数）を算出する。また、演奏データ５にテンポ情報が含まれている場合には入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２１を通して得られたテンポ情報から振動数を算出することもある。
【００３２】
指令発生部１２５は、入力インターフェース１２１が入力した複数の同期信号と、テンポ検出部１２２が検出したテンポとに基づいて、アクティブマスダンパ１１が有する錘１１１を加振するアクチュエータ１１２に対する制御指令を発生する。制御指令は、例えばアクティブマスダンパ１１が発生する制振力のレベルと同期信号に対する遅れ量（位相遅れ量）に対応する指令値を示す。制御指令は、例えば、テンポ検出部１２２が検出したテンポから算出した周期の波形を基本波形とし、アクティブマスダンパ１１が発生する制振力のレベルに前記基本波形を定数倍し、同期信号からの遅れ量（位相遅れ量）によって定義される指令値を示すものである。例えば、指令発生部１２５は、アクティブマスダンパ１１が発生する制振力が正弦波となるように制御する場合に、正弦波の周波数をテンポ検出部１２２が検出したテンポに基づいて決定する。さらに、指令発生部１２５は、正弦波の振幅を後述する制振力設定部１２３が設定したレベルに応じて決定し、また、正弦波の位相が同期信号から後述する位相遅れ設定部１２４が設定した位相遅れ量を有するように決定する。
【００３３】
アクチュエータ駆動部１２６は、制御指令に基づきアクチュエータ１１２を駆動する。アクチュエータ駆動部１２６は、制御指令に基づき、例えば、開ループ制御でアクティブマスダンパ１１のアクチュエータ１１２を駆動する。あるいは、アクチュエータ駆動部１２６は、例えば、閉ループ制御で振動センサ１４の検出結果に基づき、アクティブマスダンパ１１が発生する制振力のレベルおよび位相が制御指令が指示するレベルおよび位相と一致するようにアクチュエータ１１２を制御する。
【００３４】
制振力設定部１２３は、指令発生部１２５が発生する制御指令が示すアクティブマスダンパ１１が発生する制振力のレベルを設定する。制振力設定部１２３は、例えば、ユーザによる所定の入力操作に応じて制振力のレベルの設定値を変化させ、変化させた設定値を記憶することで、制振力のレベルを手動で設定する。また、ある程度再現性のある曲であればレベルの時間変化を記録したものを曲の進行に合わせて再現させることも可能である。あるいは、制振力設定部１２３は、振動センサ１３が検出したコンサートホール２の床３（構造物）の振動に応じて、もしくは、振動値表示部１２７が後述するようにして算出した振動の値に応じて、振動が小さくなるように制振力のレベルを自動的に設定する。
【００３５】
位相遅れ設定部１２４は、同期信号からの遅れ量を指定することで指令発生部１２５が発生する制御指令が示すアクティブマスダンパ１１が発生する制振力の位相遅れ量を設定する。ここで、同期信号からの遅れ量は、同期信号からの遅延時間に対応するように設定してもよいし、制振力の波形の位相角の大きさに対応するように設定してもよい。指令発生部１２５は、例えば、図３に示すように、制振力の波形が同期信号から位相遅れ設定部１２４が設定した一定の遅れ量を有するよう、アクティブマスダンパ１１が発生する制振力の位相に対応する指令値を決定する。図３は、横軸に時間をとり、縦軸に同期信号のレベルと制振力のレベルを任意単位で表した波形図である。位相遅れ設定部１２４は、例えば、ユーザによる所定の入力操作に応じて制振力の位相遅れ量の設定値を変化させ、変化させた設定値を記憶することで、制振力の位相遅れ量を手動で設定する。また、ある程度再現性のある曲であれば位相の時間変化を記録したものを曲の進行に合わせて再現させることも可能である。あるいは、位相遅れ設定部１２４は、位相計算表示部１２８が後述するようにして算出した位相差の値に応じて、位相差が小さくなるように制振力の位相遅れ量を自動的に設定する。
【００３６】
振動値表示部１２７は、振動センサ１３が検出した振動の大きさを表示する。振動の大きさの値は、例えば、振動センサ１３が検出した変位、速度、加速度等の大きさや変化を、数値で表示したり、グラフ化して表示したり、波形で表示したり、あるいはそれらの組み合わせによって表示したりすることができる。例えば、ユーザは、振動値表示部１２７が表示する振動の大きさを確認しながら、制振力設定部１２３によって設定する制振力のレベルを調節することができる。
【００３７】
位相計算表示部１２８は、振動センサ１３が検出した振動と振動センサ１４が検出した振動の制御対象振動数における位相差を算出して、算出した位相差を表示する。その際、位相計算表示部１２８は、振動センサ１３が検出した加速度波形のフーリエスペクトルをＦＦＴによって算出する。また、位相計算表示部１２８は、同様に振動センサ１４が検出した加速度波形のフーリエスペクトルをＦＦＴによって算出する。振動センサ１３と振動センサ１４のフーリエスペクトルの商から伝達関数スペクトルが算出され、テンポ検出部１２２で算出した振動数成分における伝達関数スペクトル値から位相差を算出し、数値化された位相差を表示する。また、数値化された位相値の表示に併せて、振動センサ１３と振動センサ１４の時刻歴波形をリアルタイム表示し、位相のずれを視覚的に表示してもよい。例えば、ユーザは、位相計算表示部１２８による位相差の表示を確認しながら、位相遅れ設定部１２４によって設定する制振力の位相遅れ量を調節することができる。
【００３８】
次に、図４を参照して、図１に示す制振装置１の動作例について説明する。図４は、図１に示す同期信号と、観客７の縦ノリ（ジャンプ）による加振力の波形と、加振力によって発生した床３の振動の加速度の波形と、制振装置１が発生するアクティブマスダンパ１１による制振力の波形とを模式化して示す図である。横軸は、時間軸であり、縦軸は任意単位である。プレイヤー６あるいは図示していないユーザ等が自動演奏装置４に所定の操作を入力し、演奏データ５に基づく曲の自動演奏が電子楽器２２によって開始されると、入力インターフェース１２１に対して同期信号の入力が開始される。同期信号は曲の拍に同期して発生される信号である。このため、曲の拍子に合わせて観客７が縦ノリを始めると、図４に示すように、同期信号に同期するように加振力が発生し、床３が振動する。一方、制振装置１では、テンポ検出部１２２が入力された複数の同期信号に基づき曲のテンポを検出する。また、指令発生部１２５が、入力された複数の同期信号とテンポ検出部１２２が検出したテンポとに基づいてアクティブマスダンパ１１が有する錘１１１を加振するアクチュエータ１１２に対する制御指令を発生する。その際、指令発生部１２５は、制振力設定部１２３によるレベルの設定値と位相遅れ設定部１２４による位相遅れ量の設定値とに基づいて、例えば、床３の振動加速度と逆位相で振動加速度が小さくなるような制振力をアクティブマスダンパ１１が発生するように制御指令を発生する。そして、アクチュエータ駆動部１２６は、指令発生部１２５が発生した制御指令に基づきアクチュエータ１１２を駆動する。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の制振装置１は、アクティブマスダンパ１１と、制振制御装置１２とを備える。ここで、アクティブマスダンパ１１は、錘１１１と錘１１１を加振するアクチュエータ１１２とを有する。また、制振制御装置１２は、入力インターフェース１２１（入力部）と、テンポ検出部１２２と、指令発生部１２５と、アクチュエータ駆動部１２６とを有する。
入力インターフェース１２１は、自動演奏装置４が演奏する曲を構成する複数の音符信号５１１を表す音符データ５１ａ〜５１ｃを含む演奏データ５であって、曲の拍に同期する複数の同期信号５２１の発生タイミングを表す同期データ５２を含む演奏データ５、に基づいて生成された複数の同期信号５２１を入力する。
テンポ検出部１２２は、入力インターフェース１２１が入力した複数の同期信号５２１に基づき曲のテンポを検出する。
指令発生部１２５は、入力インターフェース１２１が入力した複数の同期信号５２１と、テンポ検出部１２２が検出したテンポとに基づいて、アクチュエータ１１２に対する制御指令を発生する。
【００４０】
以上のように、本実施形態の制振装置１によれば、曲の音符データを含んでいる演奏データ５に含まれた同期データに基づいて発生される同期信号に基づいてアクティブマスダンパ１１が発生する制振力が制御される。したがって、曲の拍子やテンポが変化した場合でも直ちに制振力を変化させることができる。したがって本実施形態と異なり発生した振動や加振に関連する情報を検出した結果に応じて制振力を変化させる構成と比べて、本実施形態によれば、曲の拍子やテンポが変化した場合における制振性能の低下を小さく抑えることができる。
【００４１】
本実施形態は、音楽演奏に伴ったダンス、縦ノリなどの人の動作によって発生する振動を防止するものである。対象とする構造物はコンサートホールに限定されず、建物の特定のフロアや部屋、公共的なホール、屋外の施設等、任意の構造物を対象とすることができる。また、少なくとも一部の音楽演奏が自動演奏装置４によって行われる場合が適用対象である。すなわち、プレイヤー６等が行う演奏と、自動演奏装置４によって行われる自動演奏とが組み合わされる場合に対しても本実施形態は適用することができる。
【００４２】
次に、図５を参照して本発明の他の実施形態に係る制振装置１ａの構成例について説明する。なお、図５において、図１に示すものと同一の構成には同一の符号を付けている。図５に示す制振装置１ａは、図１に示す制振装置１と比較して、図１に示す入力インターフェース１２１に対応する構成である入力インターフェース１２１ａの構成が異なる。すなわち、図１に示す入力インターフェース１２１は、自動演奏装置４によって演奏データ５に基づいて生成および出力された複数の同期信号を入力し、入力した同期信号をテンポ検出部１２２と指令発生部１２５へ出力する。一方、図５に示す入力インターフェース１２１ａは、ビートトラッキング部６１によって音響信号に基づいて生成および出力された複数の同期信号を入力し、入力した同期信号をテンポ検出部１２２と指令発生部１２５へ出力する。図５に示す制振制御装置１２ａにおける入力インターフェース１２１ａ以外の構成は、図１に示す制振制御装置１２と同一である。ビートトラッキング部６１は、例えば特許文献３に記載されているビートトラッキング装置である。ビートトラッキング部６１は、例えば舞台２１上に設置されている音響装置６２が発した音響信号を入力する。ビートトラッキング部６１は、入力した音響信号に基づいてフィルタリング処理やパターンマッチング処理を行い、ビート間隔とビート時刻を推定した結果を同期信号として出力する。図５に示す制振装置１ａは、同期信号として、事前にプログラミングされた演奏データ５に記録されたものではなく、ビートトラッキング部６１による同期信号を使用する。制振装置１ａにおける入力インターフェース１２１ａの出力信号に基づく他の処理については図１に示す制振装置１と同様である。本実施形態の制振装置１ａによっても、図１に示す制振装置１と同様に、縦ノリ等の振動を低減させることができる。なお、ビートトラッキング部６１において当該音響信号のテンポ情報を推定し出力する場合には、入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２１ａを通して得られたテンポ情報から基本波形の振動数を算出することもある。また、ビートトラッキング部６１としては、曲に合わせて手拍子を打つように人間が押しボタンスイッチをＯＮ／ＯＦＦした信号を同期信号として対応することもできる。
【００４３】
ところで、エアロビクスホールやライブコンサートにおける縦ノリの際に対象部の振動値をＦＢ（フィードバック）して制御するアクティブマスダンパ（ＡＭＤ）では、制御対象の構造物の振動諸元が地盤などの要素が関係することもあり不確定なこともあり、制振効果が安定しない場合があるという問題があった。また、場合によっては制振装置自体が発振してしまうため、強い制御が適用出来なかった。また、構造物の振動情報を元に制御する場合、加振力であるダンス等の人の動作のテンポが曲によって変化するため、曲のテンポよって制振性能が変化することになる。これに対し、本実施形態によれば、制振装置１の制振力は曲のテンポに同期して発生するため、曲のテンポに違いによる制振力の低下が改善される。また、フィードフォワード制御（ＦＦ制御）なので強い制振効果を発揮する制御でも発振することはない。
【００４４】
なお、本発明の実施形態は上記のものに限定されない。例えば、アクティブマスダンパ１１を複数としたり、振動センサ１３や振動センサ１４を複数としたり、自動演奏装置４と電子楽器２２を一体化したりしてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１、１ａ  制振装置
２  コンサートホール（構造物）
２１  舞台
２２  電子楽器
３  床（構造物）
４  自動演奏装置
５  演奏データ
６  プレイヤー
６１  ビートトラッキング部
６２  音響装置
７  観客
５１ａ〜５１ｃ  音符データ
５１１  音符信号
５２  同期データ
５２１  同期信号
１１  アクティブマスダンパ
１１１  錘
１１２  アクチュエータ
１１３  ばね
１２、１２ａ  制振制御装置
１２１、１２１ａ  入力インターフェース
１２２  テンポ検出部
１２３  制振力設定部
１２４  位相遅れ設定部
１２５  指令発生部
１２６  アクチュエータ駆動部
１２７  振動値表示部
１２８  位相計算表示部
１３  振動センサ（構造物振動検出部）
１４  振動センサ（錘振動検出部）
【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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