(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵盤を構成する各鍵の変位に連動して打弦する打弦機構と、
制御データに応じた駆動条件で前記打弦機構を駆動する駆動部と、
前記打弦機構の周囲の音響に応じた音響信号を生成する収音部と、
前記打弦機構が動作したときの前記音響信号の解析で前記打弦機構による打弦を検出する解析部と、
前記解析部による解析結果に応じて前記制御データを調整する調整部とを具備し、
前記解析部は、前記打弦機構の動作の開始に対して時間軸上で所定の関係にある探索範囲内における音響信号の強度に応じて前記打弦機構による打弦を検出する
鍵盤楽器。
【請求項２】
前記解析部は、前記打弦機構の駆動の開始前の前記音響信号から暗騒音の強度を算定し、前記暗騒音の強度に応じた閾値と前記音響信号の強度との比較により前記打弦機構による打弦を検出する
請求項１の鍵盤楽器。
【請求項３】
前記解析部は、前記音響信号の最大強度を算定し、前記最大強度に応じた閾値と前記音響信号の強度との比較により前記打弦機構による打弦を検出する
請求項１の鍵盤楽器。
【請求項４】
前記駆動部は、
前記打弦機構を駆動する駆動体と、
前記制御データに応じた駆動電流を前記駆動体に供給することで前記打弦機構を駆動させる制御部とを含む
請求項１から請求項３の何れかの鍵盤楽器。
【請求項５】
前記制御部は、演奏内容を指定する演奏データに応じて前記駆動体を駆動する演奏動作の実行時と、前記解析部による解析結果に応じて前記制御データを調整する調整動作の実行時とで、前記駆動電流の波形を相違させる
請求項４の鍵盤楽器。
【請求項６】
前記打弦機構は、
前記鍵の変位に連動した回動により打弦するハンマと、
打弦後に前記ハンマを停止させるバックチェックとを含み、
前記演奏動作の実行時における駆動電流は、前記バックチェックが前記ハンマを停止させた状態を維持するための制動区間を含み、前記調整動作の実行時における駆動電流は、前記制動区間を含まない
請求項５の鍵盤楽器。
【請求項７】
前記制御部は、駆動電流の電流値を順次に変更し、
前記解析部は、前記各電流値の駆動電流により前記打弦機構を動作させたときの打弦の検出結果から、前記打弦機構が打弦可能な最小電流と、前記打弦機構の駆動の開始から打弦までの遅延時間とを鍵毎に特定し、
前記調整部は、前記最小電流と前記遅延時間とに応じて前記制御データを調整する
請求項４から請求項６の何れかの鍵盤楽器。
【請求項８】
鍵盤を構成する各鍵の変位に連動して打弦する打弦機構と、制御データに応じた駆動条件で打弦機構を駆動する駆動部と、打弦機構の周囲の音響に応じた音響信号を生成する収音機器とを制御可能なコンピュータを、
前記打弦機構が動作したときの前記音響信号の解析で前記打弦機構による打弦を検出する解析部、および、
前記解析部による解析結果に応じて前記制御データを調整する調整部
として機能させ、
前記解析部は、前記打弦機構の動作の開始に対して時間軸上で所定の関係にある探索範囲内における音響信号の強度に応じて前記打弦機構による打弦を検出する
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動演奏が可能な鍵盤楽器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動演奏が可能な鍵盤楽器では、鍵盤の操作に連動して打弦する打弦機構（アクション機構）の製造誤差や経年変化に起因して、自動演奏時の打弦機構の挙動に誤差が発生し得る。この誤差を低減する観点から、例えば特許文献１には、発光素子と受光素子とを含む光学的なセンサにより鍵およびハンマの動作を検出し、ハンマの軌道が目標軌道に近付くように鍵の挙動をサーボ制御する鍵盤楽器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の構成では、鍵の動作を検出するセンサとハンマの動作を検出するセンサとを、複数の鍵の各々について個別に設置する必要があるから、鍵盤楽器の構成が複雑化するという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、簡便な構成により打弦機構の動作を調整することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る鍵盤楽器は、鍵盤を構成する各鍵の変位に連動して打弦する打弦機構と、制御データに応じた駆動条件で打弦機構を駆動する駆動部と、打弦機構の周囲の音響に応じた音響信号を生成する収音部と、打弦機構が動作したときの音響信号の解析で打弦機構による打弦を検出する解析部と、解析部による解析結果に応じて制御データを調整する調整部とを具備する。以上の態様では、打弦機構の周囲の音響に応じて収音部が生成した音響信号の解析結果に応じて、打弦機構の駆動条件を示す制御データが調整される。したがって、打弦機構の動作を光学的に検出するセンサを鍵毎に個別に設置する必要がない簡便な構成により、打弦機構の特性誤差に応じて打弦機構の駆動条件を調整できるという利点がある。
【０００６】
本発明の好適な態様において、解析部は、打弦機構の動作の開始に対して時間軸上で所定の関係にある探索範囲内における音響信号の強度に応じて打弦機構による打弦を検出する。以上の態様では、打弦機構の駆動の開始に対して所定の関係にある探索範囲内の音響信号の強度に応じて打弦機構による打弦が検出される。したがって、探索範囲外で発生し得る雑音成分（例えば打弦機構の作動音）の影響を低減して打弦機構による打弦を高精度に検出できるという利点がある。
【０００７】
本発明の好適な態様において、解析部は、打弦機構の駆動の開始前の音響信号から暗騒音の強度を算定し、暗騒音の強度に応じた閾値と音響信号の強度との比較により打弦機構による打弦を検出する。以上の態様では、打弦機構の駆動の開始前の音響信号から算定される暗騒音の強度に応じた閾値と音響信号の強度とを比較することで打弦機構による打弦が検出される。したがって、暗騒音（例えば鍵盤楽器の周囲の電気製品や空調設備等の動作音、または、収音部の熱雑音）に応じた適切な閾値の設定により、打弦機構による打弦を高精度に検出できるという利点がある。
【０００８】
本発明の好適な態様において、解析部は、音響信号の最大強度を算定し、最大強度に応じた閾値と音響信号の強度との比較により打弦機構による打弦を検出する。以上の態様では、音響信号の最大強度に応じた閾値と音響信号の強度とを比較することで打弦機構による打弦が検出される。したがって、打弦機構の作動音と打弦音とが時間的に重複する場合でも、打弦機構による打弦を高精度に検出できるという利点がある。
【０００９】
本発明の好適な態様において、駆動部は、打弦機構を駆動する駆動体と、制御データに応じた駆動電流を駆動体に供給することで打弦機構を駆動させる制御部とを含む。
【００１０】
本発明の好適な態様において、制御部は、演奏内容を指定する演奏データに応じて駆動体を駆動する演奏動作の実行時と、解析部による解析結果に応じて制御データを調整する調整動作の実行時とで、駆動電流の波形を相違させる。以上の態様では、駆動体に供給される駆動電流の波形が演奏動作の実行時と調整動作の実行時とで相違する。したがって、演奏動作の実行時には、例えば演奏者による手動演奏時と同様に打弦機構を動作させ得る波形の駆動電流を利用する一方、調整動作の実行時には、打弦機構による作動音を低減し得る波形の駆動電流を利用することで、打弦機構による作動音の影響を低減して打弦を高精度に検出できるという利点がある。
【００１１】
本発明の好適な態様において、打弦機構は、鍵の変位に連動した回動により打弦するハンマと、打弦後にハンマを停止させるバックチェックとを含み、演奏動作の実行時における駆動電流は、バックチェックがハンマを停止させた状態を維持するための制動区間を含み、調整動作の実行時における駆動電流は、制動区間を含まない。以上の態様では、駆動電流のうちバックチェックがハンマを停止させた状態を維持するため制動区間が、調整動作の実行時には省略されるから、制動区間内で駆動電流の電流値が変化することにより打弦機構から発生する作動音が低減される。したがって、調整動作の実行時の駆動電流が演奏動作の実行時と同様の制動区間を含む構成と比較して、打弦機構による打弦を高精度に検出できるという利点がある。
【００１２】
本発明の好適な態様において、制御部は、駆動電流の電流値を順次に変更し、解析部は、各電流値の駆動電流により打弦機構を動作させたときの打弦の検出結果から、打弦機構が打弦可能な最小電流と、打弦機構の駆動の開始から打弦までの遅延時間とを鍵毎に特定し、調整部は、最小電流と遅延時間とに応じて制御データを調整する。以上の態様では、打弦機構が打弦可能な最小電流と打弦機構の駆動の開始から打弦までの遅延時間とが制御データに反映されるから、打弦機構が打弦可能な最小電流の誤差や打弦機構による打弦の時点の誤差を含む打弦機構の特性誤差が補償されるように打弦機構の駆動条件を調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態における鍵盤楽器の構成図である。
【図２】演奏動作時の駆動電流の波形図である。
【図３】電流値データの説明図である。
【図４】継続長データの説明図である。
【図５】補正データの説明図である。
【図６】演奏動作のフローチャートである。
【図７】鍵盤楽器の底面図である。
【図８】打弦時の音響信号の波形図である。
【図９】非打弦時の音響信号の波形図である。
【図１０】調整動作のフローチャートである。
【図１１】調整動作時の駆動電流の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る鍵盤楽器１００の構成図である。第１実施形態の鍵盤楽器１００は、演奏者による任意の演奏と特定の楽曲（以下「対象楽曲」という）の自動演奏とが可能な自動演奏ピアノであり、制御ユニット１０と打弦機構２０と駆動ユニット３０と収音機器４０とを具備する。
【００１５】
制御ユニット１０は、制御装置１２と記憶装置１４とを具備する。制御装置１２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の処理回路で実現され、鍵盤楽器１００の各要素を統括的に制御する。第１実施形態の制御装置１２は、記憶装置１４に記憶されたプログラムを実行することで演奏制御部５２および解析部５４として機能する。記憶装置１４は、制御装置１２が実行するプログラムや制御装置１２が使用する各種のデータを記憶する。例えば半導体記録媒体等の公知の記録媒体、あるいは、複数種の記録媒体の組合せが記憶装置１４として任意に採用され得る。
【００１６】
第１実施形態の記憶装置１４は、対象楽曲の演奏内容を指定する演奏データＰを記憶する。演奏データＰは、対象楽曲の旋律を構成する複数の音符の各々について音高と強度（以下「演奏強度」という）とを指定する時系列データである。具体的には、音高（ノートナンバ）と演奏強度（ベロシティ）とを指定する発音イベントと、発音イベントの処理時点を指定する時間情報とを、対象楽曲の旋律の複数の音符にわたり時系列に配列したＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）形式のファイルが演奏データＰとして好適に利用される。
【００１７】
打弦機構２０は、自然楽器のピアノと同様に、鍵盤の各鍵２２の変位に連動して弦２１を打撃（すなわち打弦）するアクション機構である。第１実施形態の打弦機構２０は、演奏者による操作で変位可能な鍵２２と、回動により打弦可能なハンマ２３と、鍵２２の変位に連動してハンマ２３を回動させる伝達機構２４（例えばウィペン，ジャック，レペティションレバー等）と、打弦後にハンマ２３を受止めて停止させるバックチェック２５とを音高毎に包含する。なお、打弦機構２０の具体的な構造は以上の例示に限定されない。例えば、図１ではグランドピアノの打弦機構２０を例示したが、アップライトピアノの打弦機構を採用することも可能である。
【００１８】
駆動ユニット３０は、打弦機構２０を駆動することで対象楽曲の演奏動作（自動演奏）を実行する要素であり、駆動部３２と調整部３４と記憶回路３６とを具備する。駆動部３２および調整部３４は、例えばＣＰＵやＦＰＧＡ等の処理回路や専用の電子回路で実現される。
【００１９】
駆動部３２は、打弦機構２０を駆動する。第１実施形態の駆動部３２は、鍵盤の鍵２２毎に設置された駆動体６２と、各駆動体６２を動作させる制御部６４とを具備する。各駆動体６２は、駆動電流ＩDRの供給により動作して打弦機構２０を駆動する。具体的には、演奏者による押鍵時と同様に鍵２２を変位させるアクチュエータ（典型的にはソレノイド）が駆動体６２として好適に利用される。制御部６４は、駆動電流ＩDRを各駆動体６２に供給することで打弦機構２０を駆動させる。駆動電流ＩDRの電流値は、駆動体６２に供給される電流信号のパルス幅を制御するパルス幅変調で可変に設定される。
【００２０】
図１の演奏制御部５２は、記憶装置１４に記憶された演奏データＰに応じて駆動ユニット３０による対象楽曲の演奏動作を制御する。第１実施形態の演奏制御部５２は、演奏データＰで時系列に指定される各発音イベントを、時間情報が指定する時点で駆動ユニット３０に対して順次に指示するシーケンサである。演奏制御部５２からの指示に応じて駆動ユニット３０の制御部６４が各駆動体６２に駆動電流ＩDRを供給することで、演奏データＰが時系列に指定する音高の鍵２２が順次に駆動される。すなわち、対象楽曲の自動演奏が実行される。
【００２１】
図２は、演奏動作時に制御部６４から駆動体６２に供給される駆動電流ＩDRの波形図である。図２に例示される通り、駆動電流ＩDRは、時間軸上で複数の区間（準備区間Ｑ1，始動区間Ｑ2，駆動区間Ｑ3，制動区間Ｑ4，保持区間Ｑ5）に区分される。ただし、駆動電流ＩDRの波形は任意であり、図２の例示には限定されない。
【００２２】
準備区間Ｑ1は、鍵２２から離間した初期的な位置にある駆動体６２を、鍵２２に接触する位置に移動させるための区間であり、所定の電流値および継続長に設定される。始動区間Ｑ2は、打弦機構２０の静止摩擦に対抗して打弦機構２０を始動させるための所定の継続長の区間である。始動区間Ｑ2での駆動電流ＩDRの電流値は、準備区間Ｑ1での電流値を上回る。
【００２３】
駆動区間Ｑ3は、鍵２２の変位に連動したハンマ２３の速度を制御するための区間である。駆動区間Ｑ3での駆動電流ＩDRの電流値ＸDRおよび駆動区間Ｑ3の継続長ＹDRは、演奏データＰで指定される演奏強度に応じて可変に設定される。したがって、演奏データＰが指定する演奏強度に応じて押鍵の強度およびハンマ２３による打弦の強度が変動し、結果的に演奏音の音量が制御される。なお、始動区間Ｑ2と駆動区間Ｑ3との合計長を継続長ＹDRとして演奏強度に応じて制御することも可能である。
【００２４】
制動区間Ｑ4は、打弦後のハンマ２３をバックチェック２５により停止させた状態を維持する（すなわちハンマ２３の跳返りを防止する）ための区間である。制動区間Ｑ4での駆動電流ＩDRの電流値Ｘ4は、演奏データＰが指定する演奏強度に応じた可変値または所定の固定値に設定される。具体的には、制動区間Ｑ4での駆動電流ＩDRの電流値Ｘ4は、演奏強度が最大である場合の駆動区間Ｑ3の電流値ＸDRを下回り、演奏強度が最小である場合の駆動区間Ｑ3の電流値ＸDRを上回る範囲内で設定される。保持区間Ｑ5は、押鍵状態に鍵２２を保持するための所定の電流値および継続長に設定された区間である。
【００２５】
図１の記憶回路３６は、例えば半導体記録媒体等の公知の記録媒体で構成され、制御データＤを記憶する。制御データＤは、打弦機構２０の駆動条件を指定するデータであり、制御部６４による各駆動体６２の制御（駆動電流ＩDRの生成）に利用される。第１実施形態の制御データＤは、演奏データＰが指定する演奏強度と、駆動電流ＩDRの駆動区間Ｑ3における電流値ＸDRおよび継続長ＹDRとの関係を規定する。第１実施形態の制御データＤは、図１に例示される通り、電流値データＤXと継続長データＤYと補正データＣとを包含する。
【００２６】
図３は、電流値データＤXの説明図である。図３に例示される通り、電流値データＤXは、所定個（単数または複数）の鍵２２を単位として鍵盤を区分した範囲（以下「鍵範囲」という）毎に演奏強度Ｖと電流値ＸDRの標準的な数値（以下「標準電流値」という）Ｘ0との関係を規定する。図３に併記される通り、演奏強度Ｖが増加するほど標準電流値Ｘ0が増加するように、電流値データＤXは演奏強度Ｖと標準電流値Ｘ0との関係を規定する。なお、図３では、演奏強度Ｖと標準電流値Ｘ0との関係を１個の鍵範囲について便宜的に図示したが、演奏強度Ｖと標準電流値Ｘ0との関係は鍵盤の鍵範囲毎に個別に設定されて各々が相違し得る。なお、駆動電流ＩDRの電流値は、演奏強度Ｖに応じたパルス幅変調で生成された電流信号のデューティ比に応じて設定されるから、電流値データＤXの標準電流値Ｘ0は、実際には、駆動体６２に供給される電流信号のデューティ比で規定される。
【００２７】
図４は、継続長データＤYの説明図である。図４に例示される通り、継続長データＤYは、演奏強度Ｖと駆動区間Ｑ3の継続長ＹDRの標準的な数値（以下「標準継続長」という）Ｙ0との関係を鍵範囲毎に規定する。図４に例示される通り、概略的には、演奏強度Ｖが増加するほど継続長ＹDRが減少するように、継続長データＤYは演奏強度Ｖと標準継続長Ｙ0との関係を規定する。演奏強度Ｖと標準継続長Ｙ0との関係は鍵盤の鍵範囲毎に個別に設定されて各々が相違し得る。
【００２８】
図５は、補正データＣの説明図である。図５に例示される通り、補正データＣは、標準電流値Ｘ0に対する補正値ＣXと標準継続長Ｙ0に対する補正値ＣYとを複数（８８鍵）の鍵２２の各々について指定する。制御部６４は、演奏データＰの発音イベントで指定された音高の鍵（以下「演奏対象鍵」という）２２を含む鍵範囲について電流値データＤXが指定する標準電流値Ｘ0を、演奏対象鍵２２について補正データＣが指定する補正値ＣXに応じて補正することで、駆動区間Ｑ3の駆動電流ＩDRの電流値ＸDRを決定する。例えば、標準電流値Ｘ0と補正値ＣXとの加算値を駆動区間Ｑ3の電流値ＸDRとして制御部６４は駆動電流ＩDRを生成する。また、制御部６４は、演奏対象鍵２２を含む鍵範囲について継続長データＤYが指定する標準継続長Ｙ0を、演奏対象鍵２２について補正データＣが指定する補正値ＣYに応じて補正することで、駆動区間Ｑ3の継続長ＹDRを決定する。例えば、駆動区間Ｑ3の継続長ＹDRが標準継続長Ｙ0と補正値ＣYとの加算値となるように制御部６４は駆動電流ＩDRを生成する。
【００２９】
以上の説明から理解される通り、第１実施形態の駆動部３２は、制御データＤに応じた駆動条件（電流値ＸDR，継続長ＹDR）で打弦機構２０を駆動する要素として包括的に表現される。第１実施形態の駆動部３２は、打弦機構２０を駆動する駆動体６２と、制御データＤに応じた駆動電流ＩDRを駆動体６２に供給することで打弦機構２０を駆動させる制御部６４とを含む。制御データＤは、打弦機構２０の駆動条件（電流値ＸDR，継続長ＹDR）を指定するデータと表現され得る。
【００３０】
図６は、対象楽曲の演奏データＰに応じて駆動体６２を駆動する演奏動作（自動演奏）ＳAのフローチャートである。例えば鍵盤楽器１００の利用者からの指示を契機として図６の演奏動作ＳAが開始される。演奏動作ＳAを開始すると、演奏制御部５２は、演奏データＰで指定された発音イベントを処理すべき時点（時間情報により指定された時点）まで待機する（ＳA1：NO）。
【００３１】
発音イベントを処理すべき時点が到来すると（ＳA1：YES）、演奏制御部５２は、その発音イベントを駆動ユニット３０に対して指示する（ＳA2）。駆動ユニット３０の制御部６４は、発音イベントで指定された演奏強度Ｖに対応する電流値ＸDRおよび継続長ＹDRを設定する（ＳA3）。具体的には、前述の通り、制御部６４は、発音イベントで指示された演奏対象鍵２２の標準電流値Ｘ0を当該演奏対象鍵２２の補正値ＣXに応じて補正することで電流値ＸDRを設定し、演奏対象鍵２２の標準継続長Ｙ0を当該演奏対象鍵２２の補正値ＣYに応じて補正することで継続長ＹDRを設定する。そして、制御部６４は、継続長ＹDRにわたる駆動区間Ｑ3内で電流値ＸDRに設定された図２の駆動電流ＩDRを演奏対象鍵２２の駆動体６２に供給する（ＳA4）。駆動電流ＩDRの供給により打弦機構２０が打弦することで、発音イベントで指示された音高の打弦音が演奏強度Ｖに応じた音量で発音される。演奏動作ＳAの終了が指示されるまで（ＳA5：YES）、演奏データＰが時系列に指定する発音イベント毎に以上の処理が実行されることで、対象楽曲の自動演奏が実現される。
【００３２】
ところで、打弦機構２０には、製造誤差や経年変化に起因した特性誤差（鍵２２毎の相違や設計値との相違）が発生し得る。各鍵２２の打弦機構２０に特性誤差がある状態では、打弦音の音量や打弦の時点にも誤差が発生し得る。最弱打（ピアニッシモ）から弱打（メゾピアノ）程度の範囲内の弱音の発音時には、打弦機構２０の特性誤差の影響が特に顕在化するという傾向がある。以上の事情を考慮して、第１実施形態の鍵盤楽器１００は、打弦音の音量や打弦の時点の誤差を補償するための動作（以下「調整動作」という）を実行可能である。調整動作は、例えば鍵盤楽器１００の出荷前の段階や、鍵盤楽器１００が使用される過程で随時に実施される調律等の保守作業の段階で実行される。ただし、調整動作が実行される時期や周期は任意である。
【００３３】
第１実施形態の調整動作は、複数の鍵２２の各々について打弦機構２０の特性を解析し、解析結果に応じて電流値ＸDRおよび継続長ＹDRを調整する動作（キャリブレーション）である。具体的には、調整動作の実行時に、図１の調整部３４は、打弦機構２０の特性に応じて制御データＤを更新する。第１実施形態では、打弦機構２０の特性誤差に起因した打弦音の音量や打弦の時点の誤差が補償されるように、制御データＤの補正データＣ（標準電流値Ｘ0の補正値ＣX，標準継続長Ｙ0の補正値ＣY）が調整動作により更新される。
【００３４】
図１の収音機器４０（収音部の例示）は、打弦機構２０の周囲の音響に応じた音響信号Ｚを生成する。音響信号Ｚは、打弦機構２０の周囲の音響を表す信号である。例えば無指向性のマイクロホンが収音機器４０として好適に採用され得る。なお、音響信号Ｚをアナログからデジタルに変換するＡ/Ｄ変換器の図示は便宜的に省略した。
【００３５】
図７は、鍵盤楽器１００の底面側の平面図であり、収音機器４０の配置が例示されている。図７に例示される通り、鍵盤楽器１００は、底面に複数の響棒８１が設置された平板状の響板８２と、響板８２を包囲する形状に成形された側板８３と、側板８３を支持する直支柱８４とを具備する。第１実施形態の収音機器４０は、直支柱８４に固定される。ただし、収音機器４０の位置は任意であり、図７の例示には限定されない。例えば収音機器４０を響板８２や側板８３に設置することも可能である。また、鍵盤楽器１００の上面側に収音機器４０を設置することもできる。
【００３６】
図８は、打弦機構２０の動作時における音響信号Ｚの波形図である。図８に例示される通り、駆動体６２に対する駆動電流ＩDRの供給が時点ｔ1で開始されて打弦機構２０が始動すると、打弦機構２０の作動音（例えば打弦機構２０の各部材の衝突や摺動に起因した音響）が収音機器４０により収音される。打弦機構２０の駆動が開始された時点ｔ1から遅延した時点ｔ2にてハンマ２３が打弦し、この打弦による音響（以下「打弦音」という）が収音機器４０により収音される。他方、打弦機構２０の動作前（時点ｔ1以前）には、収音機器４０の周囲の暗騒音が収音機器４０により収音される。暗騒音は、例えば鍵盤楽器１００の周囲に設置された電気製品や空調設備等の動作音または収音機器４０の熱雑音等の雑音成分である。図８に例示される通り、打弦音の強度（例えば音量）は、打弦機構２０の作動音の音量を上回るという傾向がある。
【００３７】
他方、駆動区間Ｑ3での駆動電流ＩDRの電流値ＸDRが小さい場合、打弦機構２０は動作するけれどもハンマ２３は打弦しないという状況（以下「非打弦時」という）が発生し得る。図９は、非打弦時の音響信号Ｚの波形図である。図９から理解される通り、非打弦時には、打弦機構２０の作動音は収音機器４０により収音されるが打弦音は収音されない。すなわち、音響信号Ｚの波形は非打弦時と打弦時とで相違する。以上の説明から理解される通り、音響信号Ｚの波形を解析することで、打弦機構２０を動作させたときの打弦を検出（具体的には打弦の有無を判定）することが可能である。
【００３８】
図１の解析部５４は、打弦機構２０の動作時に収音機器４０が生成した音響信号Ｚを解析する。具体的には、第１実施形態の解析部５４は、打弦機構２０が動作したときの音響信号Ｚの解析で打弦機構２０による打弦を検出する。
【００３９】
前述の通り、打弦機構２０の打弦時には、打弦機構２０の動作が開始する時点ｔ1から遅延した時点ｔ2において、打弦音に起因した音響信号Ｚの強度の増加が観測される一方、非打弦時には打弦時のような強度の増加が時点ｔ2で観測されない、という傾向がある。また、打弦音が発生する時点ｔ2は、図８に例示される通り、打弦機構２０の動作の開始（時点ｔ1）に対して時間軸上で所定の関係にある範囲（以下「探索範囲」という）Ｒ内に存在すると想定される。探索範囲Ｒは、打弦機構２０が動作を開始する時点ｔ1から所定の時間だけ後方の時点を始点として所定の時間にわたる期間である。
【００４０】
以上の傾向を考慮して、第１実施形態の解析部５４は、調整動作の実行時に、探索範囲Ｒ内における音響信号Ｚの強度Ａに応じて打弦機構２０による打弦を検出する。具体的には、解析部５４は、探索範囲Ｒ内における音響信号Ｚの強度Ａと閾値ＡTHとを比較することで打弦を検出する。例えば、第１実施形態の解析部５４は、探索範囲Ｒ内で音響信号Ｚの強度Ａが閾値ＡTHを上回る場合に打弦機構２０が打弦したと判定する一方、探索範囲Ｒ内で音響信号Ｚの強度Ａが閾値ＡTHを下回る場合には打弦機構２０が打弦していないと判定する。他方、探索範囲Ｒの外側について解析部５４は打弦を検出しない。例えば、探索範囲Ｒ外では強度Ａと閾値ＡTHとの比較を省略する構成や、探索範囲Ｒ外では強度Ａが閾値ＡTHを上回る場合でも打弦と判定しない構成が採用され得る。
【００４１】
打弦機構２０による打弦の検出に利用される閾値ＡTHは、打弦機構２０の動作の開始前に観測される暗騒音の強度（例えば平均音量）ＡNに応じて可変に設定される。暗騒音の強度ＡNが大きいほど閾値ＡTHは大きい数値に設定される。具体的には、解析部５４は、打弦機構２０の動作の開始前の音響信号Ｚから暗騒音の強度ＡNを算定し、この強度ＡNに所定の係数α（α＞１）を乗算した数値を閾値ＡTH（ＡTH＝α・ＡN）として打弦を検出する。
【００４２】
駆動区間Ｑ3での駆動電流ＩDRの電流値ＸDRを段階的に低下させると、打弦音が発生する状態から打弦音が発生しない状態に遷移する。したがって、駆動電流ＩDRの電流値ＸDRを段階的に低下させた複数の場合の各々について打弦を検出することで、打弦機構２０が実際に打弦し得る最小の電流値ＸDR（以下「最小電流Ｘmin」という）を複数の鍵２２の各々について特定することが可能である。第１実施形態の解析部５４は、相異なる電流値ＸDRの駆動電流ＩDRにより打弦機構２０を動作させたときの打弦の検出結果（打弦の有無）から最小電流Ｘminを鍵２２毎に特定する。最小電流Ｘminは、打弦機構２０に最弱の強度で打弦（最弱打）させるための電流値ＸDRである。
【００４３】
また、解析部５４は、駆動区間Ｑ3の電流値ＸDRを最小電流Ｘminに設定した駆動電流ＩDRの供給により時点ｔ1で打弦機構２０の動作を開始させてから、実際にハンマ２３が打弦する時点ｔ2までの時間（以下「遅延時間」という）Ｌを鍵２２毎に特定する。
【００４４】
最小電流Ｘminおよび遅延時間Ｌは、打弦機構２０の特性誤差に応じて変動し得るという傾向がある。以上の傾向を考慮して、第１実施形態の調整部３４は、調整動作の実行時に、解析部５４による解析結果（最小電流Ｘmin，遅延時間Ｌ）に応じて制御データＤを調整する。具体的には、調整部３４は、最小電流Ｘminに応じた補正値ＣXの更新と遅延時間Ｌに応じた補正値ＣYの更新とを鍵２２毎に実行する。例えば、最小電流Ｘminが大きいということは、設計上の想定（特性誤差なしの状態）と比較して打弦機構２０が動作し難いことを意味するから、調整部３４は、打弦音の音量の不足が補償されるように補正値ＣXを大きい数値に設定する。また、遅延時間Ｌが長いということは、設計上の想定と比較して打弦機構２０が動作し難いことを意味するから、調整部３４は、駆動区間Ｑ3の時間長の不足が補償されるように補正値ＣYを大きい数値に設定する。
【００４５】
図１０は、音響信号Ｚの解析結果に応じて制御データＤを調整する調整動作ＳBのフローチャートである。鍵盤楽器１００の製造者や保守者等の調整者からの指示を契機として図１０の調整動作ＳBが開始される。
【００４６】
調整動作ＳBを開始すると、解析部５４は、収音機器４０から供給される音響信号Ｚの解析で暗騒音の強度ＡNを算定し（ＳB1）、暗騒音の強度ＡNに応じた閾値ＡTHを設定する（ＳB2）。解析部５４は、鍵盤を構成する複数の鍵２２から調整対象の１個の鍵（以下「調整対象鍵」という）２２を選択する（ＳB3）。他方、駆動ユニット３０の制御部６４は、最小電流Ｘminの候補となる候補値ＸCを所定値に初期化する（ＳB4）。具体的には、駆動区間Ｑ3の電流値ＸDRを候補値ＸCに設定した駆動電流ＩDRを駆動体６２に供給した場合に打弦機構２０が確実に打弦するように、候補値ＸCは比較的に大きい数値に初期化される。
【００４７】
解析部５４は、調整対象鍵２２に対応する打弦機構２０の駆動の指示（以下「駆動指示」という）を駆動ユニット３０に送信する（ＳB5）。駆動指示は、打弦機構２０の駆動を開始すべき時点ｔ1の指定（例えば時点ｔ1の時刻の指定）を包含する。駆動指示を受信した駆動ユニット３０の制御部６４は、駆動指示で指定された時点ｔ1の到来まで待機する（ＳB6：N0）。時点ｔ1が到来すると（ＳB6：YES）、駆動部３２は、駆動電流ＩDRを駆動体６２に供給することで、調整対象鍵２２に対応する打弦機構２０を動作させる（ＳB7）。
【００４８】
図１１は、調整動作ＳBの実行時（ＳB7）に駆動部３２から駆動体６２に供給される駆動電流ＩDRの波形図である。図１１に例示される通り、駆動電流ＩDRのうち駆動区間Ｑ3内の電流値ＸDRは、現段階の候補値ＸCに設定される。駆動区間Ｑ3の継続長ＹDRは所定値に設定される。
【００４９】
図１１から理解される通り、調整動作ＳBの実行時に駆動体６２に供給される駆動電流ＩDRは、演奏動作ＳAの実行時に駆動体６２に供給される図２の駆動電流ＩDRとは波形が相違する。具体的には、演奏動作ＳAの実行時の駆動電流ＩDRは、図２に例示される通り、バックチェック２５がハンマ２３を停止させた状態を維持するための制動区間Ｑ4を含むのに対し、調整動作ＳBの実行時の駆動電流ＩDRは、図１１に例示される通り制動区間Ｑ4を含まない。具体的には、調整動作ＳBの実行時の駆動電流ＩDRは、駆動区間Ｑ3での候補値ＸCを維持したまま、図２に例示した制動区間Ｑ4での電流値Ｘ4に上昇することなく保持区間Ｑ5に遷移する。以上に説明した通り、調整動作ＳBの実行時には、演奏動作ＳAの実行時と比較して、打弦後にバックチェック２５を保持する外力が低減される。したがって、調整動作ＳBでは、制動区間Ｑ4内で駆動電流ＩDRの電流値が上昇することにより打弦機構２０および駆動ユニット３０から発生する作動音（例えば打弦機構２０のハンマ２３とバックチェック２５との衝突による作動音）が演奏動作ＳAの実行時と比較して低減される。すなわち、調整動作ＳBの実行時の駆動電流ＩDRの波形は、演奏動作ＳAの実行時の駆動電流ＩDRと比較して打弦機構２０の作動音の音量を低減し得る波形である。
【００５０】
駆動電流ＩDRの供給により調整対象鍵２２の打弦機構２０が動作すると、制御ユニット１０の解析部５４は、収音機器４０から供給される音響信号Ｚを解析することで、打弦機構２０による打弦を検出する（ＳB8,ＳB9）。すなわち、解析部５４は、駆動指示で駆動ユニット３０に指示した時点ｔ1の後方の探索範囲Ｒにおける音響信号Ｚの強度Ａを算定し（ＳB8）、この強度ＡとステップＳB2で設定した閾値ＡTHとの比較により打弦の有無を判定する（ＳB9）。具体的には、解析部５４は、強度Ａが閾値ＡTHを上回る場合（Ａ＞ＡTH）には打弦が発生したと判定し、強度Ａが閾値ＡTHを下回る場合（Ａ＜ＡTH）には打弦が発生していないと判定する。打弦が発生した場合、解析部５４は、音響信号Ｚを解析することで、候補値ＸCの駆動電流ＩDRの供給（ＳB7）により時点ｔ1で打弦機構２０の動作を開始させてから実際にハンマ２３が打弦する時点ｔ2までの遅延時間Ｌを算定する。そして、解析部５４は、打弦の有無の判定結果を駆動ユニット３０に通知する（ＳB10）。駆動ユニット３０の制御部６４は、解析部５４からの通知により打弦の有無を認識する。
【００５１】
打弦機構２０による打弦が発生した場合（ＳB11：YES）には、駆動ユニット３０の制御部６４は、候補値ＸCを所定値だけ減少させたうえで（ＳB12）、前述のステップＳB5からステップＳB11の処理を反復する。すなわち、候補値ＸCを初期値から段階的に減少させた複数の場合の各々について打弦機構２０による打弦の有無が判定される。
【００５２】
候補値ＸCが最小電流Ｘminを下回ると、駆動電流ＩDRを供給（ＳB7）しても打弦機構２０が打弦できない状態となる。打弦機構２０による打弦が発生しない場合（ＳB11：NO）、解析部５４は、現時点の候補値ＸCの直前の候補値ＸCを最小電流Ｘminとして設定する（ＳB13）。すなわち、打弦機構２０が実際に打弦し得る最小の電流値が最小電流Ｘminとして特定される。なお、打弦機構２０による打弦が発生しなくなった時点での候補値ＸCに所定値を加算することで最小電流Ｘminを算定することも可能である。
【００５３】
最小電流Ｘminが確定すると、解析部５４は、相異なる候補値ＸCのもとで打弦時に算定された複数の遅延時間Ｌのうち、最小電流Ｘminとして設定された候補値ＸCに対応する遅延時間Ｌ（すなわち最小電流Ｘminの供給時の遅延時間Ｌ）を確定値として選択する（ＳB14）。そして、駆動ユニット３０の調整部３４は、補正データＣのうち調整対象鍵２２の補正値ＣXを最小電流Ｘminに応じて更新するとともに、調整対象鍵２２の補正値ＣYを遅延時間Ｌに応じて更新する（ＳB15）。
【００５４】
解析部５４は、鍵盤の全部の鍵２２について以上の処理を実行したか否かを判定する（ＳB16）。判定結果が否定である場合（ＳB16：NO）、調整部３４は、未処理の鍵２２を新たな調整対象鍵２２として選択したうえで（ＳB3）、この調整対象鍵２２についてステップＳB4からステップＳB15までの処理を実行する。すなわち、鍵盤を構成する複数の鍵２２の各々について、当該鍵２２の打鍵機構の特性に応じて補正値ＣXおよび補正値ＣYが順次に更新される。全部の鍵２２について処理が完了すると（ＳB16:YES）、調整動作ＳBは終了する。
【００５５】
以上に説明した通り、第１実施形態では、打弦機構２０の周囲の音響に応じて収音機器４０が生成した音響信号Ｚの解析結果に応じて制御データＤが調整される。したがって、打弦機構２０の動作を光学的に検出するセンサを鍵２２毎に個別に設置する必要がない簡便な構成により、打弦機構２０の特性誤差に応じて打弦機構２０の駆動条件を調整できるという利点がある。なお、駆動電流ＩDRの電流値ＸDRを段階的に低下させながら、鍵盤楽器１００の製造者や保守者等が聴取により打弦の有無を判定して最小電流Ｘminを特定することも可能であるが、全部の鍵２２にわたり同様の手順を実施するのは作業負担が過大であるという問題がある。第１実施形態では、駆動電流ＩDRの電流値ＸDRを相違させた各場合における音響信号Ｚの解析により自動的に最小電流Ｘminを特定できるから、調整作業の負担を大幅に軽減することが可能である。
【００５６】
なお、補正データＣを所定値に固定した構成では、打弦機構２０に特性誤差がある場合でも確実に打弦が実行されるように余裕をみて電流値ＸDRや継続長ＹDRを設定する必要があるから、充分に小さい音量での発音が困難である。第１実施形態では、音響信号Ｚの解析結果に応じて最小電流Ｘminが特定され、この最小電流Ｘminに応じて補正データＣ（補正値ＣX）が調整されるから、充分に小さい音量での発音が可能であるという利点もある。
【００５７】
また、第１実施形態では、打弦機構２０の駆動の開始に対して所定の関係にある探索範囲Ｒ内の音響信号Ｚの強度Ａに応じて打弦機構２０による打弦が検出される。したがって、探索範囲Ｒ外で発生し得る雑音成分（例えば打弦機構２０の作動音）の影響を低減して打弦機構２０による打弦を高精度に検出できるという利点がある。
【００５８】
第１実施形態では、打弦機構２０の駆動の開始前の音響信号Ｚから算定される暗騒音の強度ＡNに応じた閾値ＡTHと音響信号Ｚの強度Ａとを比較することで打弦機構２０による打弦が検出される。したがって、暗騒音（例えば鍵盤楽器１００の周囲の設備の動作音や収音機器４０の熱雑音）に応じた適切な閾値ＡTHの設定により、打弦機構２０による打弦を高精度に検出できるという利点がある。
【００５９】
第１実施形態では、駆動体６２に供給される駆動電流ＩDRの波形が演奏動作ＳAの実行時と調整動作ＳBの実行時とで相違する。したがって、演奏動作ＳAの実行時には、例えば演奏者による手動演奏時と同様に打弦機構２０を動作させ得る波形の駆動電流ＩDRを利用する一方、調整動作ＳBの実行時には、打弦機構２０による作動音を低減し得る波形の駆動電流ＩDRを利用することで、打弦機構２０による作動音の影響を低減して打弦を高精度に検出できるという利点がある。具体的には、駆動電流ＩDRのうちバックチェック２５がハンマ２３を停止させた状態を維持するため制動区間Ｑ4が、調整動作ＳBの実行時には省略されるから、制動区間Ｑ4内で駆動電流ＩDRの電流値が駆動区間Ｑ３内の電流値から変化することにより打弦機構２０と駆動ユニット３０から発生する作動音が低減される。したがって、調整動作ＳBの実行時の駆動電流が演奏動作ＳAの実行時と同様の制動区間Ｑ4を含む構成と比較して、打弦機構２０による打弦を高精度に検出できる。
【００６０】
第１実施形態では、打弦機構２０が打弦可能な最小電流Ｘminと打弦機構２０の駆動の開始から打弦までの遅延時間Ｌとが制御データＤに反映されるから、打弦機構２０が打弦可能な最小電流の誤差や打弦機構２０による打弦の時点の誤差を含む打弦機構２０の特性誤差が補償されるように、制御データＤが示す打弦機構２０の駆動条件を調整することが可能である。
【００６１】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下に例示する各構成において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００６２】
第１実施形態では、暗騒音の強度ＡNに応じた閾値ＡTHと音響信号Ｚの強度Ａとを比較することで打弦機構２０による打弦を検出した。第２実施形態の解析部５４は、探索範囲Ｒ内における音響信号Ｚの強度Ａの最大値（以下「最大強度」という）Ａmaxを算定し、最大強度Ａmaxに応じた閾値ＡTHと音響信号Ｚの強度Ａとの比較により打弦機構２０による打弦を検出する。閾値ＡTHは、最大強度Ａmax（図８参照）に所定の係数β（β＜１）を乗算した数値である。
【００６３】
打弦機構２０の作動音の音量は、打弦機構２０による打弦音の音量を下回る、という傾向がある。したがって、係数βを適切に選定することで、音響信号Ｚのうち打弦機構２０の作動音に対応する強度Ａは閾値ＡTHを下回り、音響信号Ｚのうち打弦音に対応する強度Ａは閾値ＡTHを上回る。すなわち、音響信号Ｚの強度Ａが閾値ＡTHを上回るか否かを判定することで、例えば打弦機構２０の作動音と打弦音とが探索範囲Ｒ内で時間的に重複する場合でも、打弦機構２０による打弦を高精度に検出することが可能である。
【００６４】
＜変形例＞
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は適宜に併合され得る。
【００６５】
（１）打弦機構２０の特性誤差の影響は、例えば最弱打（ピアニッシモ）から弱打（メゾピアノ）程度の範囲内の弱音の発音時に特に顕在化する。そこで、所定の閾値を下回る演奏強度Ｖが指示された場合（すなわち弱音の発音時）に限定して、補正値ＣXに応じた標準電流値Ｘ0の補正と補正値ＣYに応じた標準継続長Ｙ0の補正とを実行することも可能である。閾値を上回る演奏強度Ｖが指示された場合には、標準電流値Ｘ0が駆動区間Ｑ3の電流値ＸDRとして設定されるとともに標準継続長Ｙ0が駆動区間Ｑ3の継続長ＹDRとして設定される。
【００６６】
（２）前述の各形態では、制御ユニット１０と駆動ユニット３０とを別個の要素として例示したが、制御ユニット１０と駆動ユニット３０とを一体に構成することも可能である。具体的には、記憶装置１４に記憶されたプログラムを制御装置１２が実行することで制御部６４および調整部３４が実現され、制御データＤは記憶装置１４に格納される。
【００６７】
（３）前述の各形態では、時間軸上の探索範囲Ｒに着目することで打弦音を検出したが、音響信号Ｚのうち調整対象鍵２２の音高を含む周波数帯域の音響成分（すなわち打弦音に予想される周波数帯域の成分）を解析することで打弦音を検出することも可能である。周波数帯域を限定して打弦音を検出する構成によれば、打弦音と作動音とが時間的に重複する場合でも打弦機構２０による打弦を高精度に検出できるという利点がある。ただし、適正な調律が実施されていない状態（打弦音の周波数に誤差がある状態）では打弦音の検出が阻害され得る。したがって、鍵盤楽器１００の調律の状態に関わらず打弦を高精度に検出するという観点からは、前述の各形態の例示の通り、時間軸上の探索範囲Ｒに限定して打弦機構２０による打弦を検出する構成が好適である。
【００６８】
（４）前述の各形態では、最小電流Ｘminの候補値ＸCを初期値から段階的に減少（ＳB12）させたが、候補値ＸCを初期値から段階的に増加させて最小電流Ｘminを特定することも可能である。具体的には、打弦機構２０による打弦を発生させない小さい初期値（ＳB4）から候補値ＸCを段階的に増加させ、打弦機構２０による打弦が発生した時点の直前の候補値ＸCが最小電流Ｘminとして特定される。
【００６９】
（５）前述の各形態では、電流値データＤXおよび継続長データＤYとは別個の補正データＣを制御データＤが包含する構成を例示したが、補正データＣは省略され得る。例えば、各演奏強度Ｖに対する電流値ＸDRを電流値データＤXで規定するとともに各演奏強度Ｖに対する継続長ＹDRを継続長データＤYで規定する構成では、補正データＣを省略することが可能である。補正データＣを省略した構成では、電流値データＤXが規定する各電流値ＸDRが最小電流Ｘminに応じて調整動作ＳBにより調整され、継続長データＤYが規定する各継続長ＹDRが遅延時間Ｌに応じて調整動作ＳBにより調整される。以上の例示から理解される通り、調整部３４による制御データＤの調整には、補正値ＣXおよび補正値ＣYの調整のほか、補正データＣを省略した構成における電流値ＸDRおよび継続長ＹDRの調整も包含され得る。
【００７０】
（６）前述の各形態では、駆動区間Ｑ3における駆動電流ＩDRの電流値ＸDRおよび継続長ＹDRを打弦機構２０の駆動条件として制御データＤで指定する構成を例示したが、電流値ＸDRおよび継続長ＹDRの一方のみについて調整動作ＳBを実行することも可能である。
【００７１】
（７）前述の各形態では鍵盤楽器１００を例示したが、本発明はプログラムとしても実現され得る。本発明の好適な態様に係るプログラムは、鍵盤を構成する各鍵２２の変位に連動して打弦する打弦機構２０と、制御データＤに応じた駆動条件で打弦機構２０を駆動する駆動部３２と、打弦機構２０の周囲の音響に応じた音響信号Ｚを生成する収音機器４０とを制御可能なコンピュータを、打弦機構２０が動作したときの音響信号Ｚの解析で打弦機構２０による打弦を検出する解析部５４、および、解析部５４による解析結果に応じて制御データＤを調整する調整部３４として機能させる。以上に例示したプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされ得る。記録媒体は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、ＣＤ-ＲＯＭ等の光学式記録媒体（光ディスク）が好例であるが、半導体記録媒体や磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体を包含し得る。また、通信網を介した配信の形態でプログラムをコンピュータに配信することも可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１００……鍵盤楽器、１０……制御ユニット、１２……制御装置、１４……記憶装置、２０……打弦機構、２１……弦、２２……鍵、２３……ハンマ、２４……伝達機構、２５……バックチェック、３０……駆動ユニット、３２……駆動部、３４……調整部、３６……記憶回路、４０……収音機器、５２……演奏制御部、５４……解析部、６２……制御部、６４……駆動体。
【図１】
0006477511.tif 000002
【図２】
0006477511.tif 000003
【図３】
0006477511.tif 000004
【図４】
0006477511.tif 000005
【図５】
0006477511.tif 000006
【図６】
0006477511.tif 000007
【図７】
0006477511.tif 000008
【図８】
0006477511.tif 000009
【図９】
0006477511.tif 000010
【図１０】
0006477511.tif 000011
【図１１】
0006477511.tif 000012