(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
演奏者によって操作された演奏部材の運動状態を検出する検出手段と、
前記演奏部材を駆動する駆動手段と、
予め定められた複数の運動状態が予め定められた順に前記検出手段によって検出されたか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記演奏部材が予め定められた挙動を行うように前記駆動手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする演奏支援装置。
【請求項２】
前記検出手段により検出された運動状態が、予め設定された第２の運動状態であるか否かを判定する第２の判定手段
を具備し、
前記制御手段は、前記演奏部材が前記予め定められた挙動を行うように前記駆動手段を制御している最中において、前記第２の判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記駆動手段に対する制御を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載の演奏支援装置。
【請求項３】
前記検出手段は、少なくとも前記演奏部材の位置を検出し、
前記判定手段は、前記演奏部材が予め定められた軌道を経た後に、レスト位置からエンド位置までの間の所定の範囲内に前記演奏部材が一定時間以上維持された場合に、前記予め定められた複数の運動状態が前記予め定められた順に検出されたと判定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の演奏支援装置。
【請求項４】
前記検出手段は、少なくとも前記演奏部材の移動速度を検出し、
前記判定手段は、前記演奏部材の移動速度が一定時間以上予め定められた範囲内であった場合に、前記予め定められた複数の運動状態が前記予め定められた順に検出されたと判定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の演奏支援装置。
【請求項５】
前記演奏部材は、鍵盤楽器の鍵盤を構成する鍵であり、
前記制御手段は、前記判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記鍵が離鍵と押鍵を連続して行うように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の演奏支援装置。
【請求項６】
前記検出手段は、少なくとも前記演奏部材の移動速度を検出し、
前記制御手段は、前記判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記鍵が離鍵と押鍵を連続して行うように、かつ、押鍵の際に前記鍵が前記検出手段によって検出された移動速度で移動するように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の演奏支援装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記演奏部材が予め定められた移動速度で移動するように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の演奏支援装置。
【請求項８】
前記検出手段は、少なくとも前記演奏部材の位置を検出し、
前記制御手段は、前記判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記演奏部材の位置が前記検出手段によって検出された位置を維持するように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の演奏支援装置。
【請求項９】
前記検出手段は、少なくとも前記演奏部材の位置を検出し、
前記第２の判定手段は、前記制御手段が前記駆動手段に指示している鍵の位置と前記検出手段によって検出された鍵の位置との差分が予め定められた閾値以上である場合に、前記予め設定された第２の運動状態が検出されたと判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の演奏支援装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の演奏支援装置と、
複数の前記演奏部材と、
前記演奏部材の挙動に応じて発音する発音手段と
を具備することを特徴とする楽器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演奏者の演奏を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピアノなどの鍵盤楽器においては、演奏者による手動演奏が可能であるとともに、楽曲データに基づいて特定される鍵を押鍵機構により駆動することで自動演奏を行うこともできるものが知られている。この種の鍵盤楽器には、上記のような自動演奏の機能のほか、演奏者が次に押下すべき鍵を指示する演奏支援機能を備えたものがある。また、特許文献１には、演奏された鍵とは別の鍵を、演奏された鍵の操作に同期し且つ鍵の軌道に対応する動きで駆動することにより、例えば教師の演奏による鍵の動きを別の鍵によって生徒が視認できる技術が開示されている。また、特許文献２には、再生制御における軌道再現の忠実性と再生動作の安定性の何れの性能も適切に発揮することができる演奏情報再生装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−１７８１９７号公報
【特許文献２】特開２００６−２４３６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、鍵盤楽器の演奏技法においては、例えば、トレモロ（単一の高さの音を連続して小刻みに演奏する技法、ならびに複数の高さの音を交互に小刻みに演奏する技法）や、フォルテピアノ（フォルテで演奏してすぐピアノにする技法）といった種々の演奏技法がある。このような種々の演奏技法の中には、その演奏技法を習得するのが困難であり、演奏技術が未熟である場合にはその演奏技法を用いて演奏することが困難であるものもある。しかしながら、演奏技術が未熟であっても、これらの種々の演奏技法を用いて楽器を奏でて楽しみたいという要望も多い。
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、演奏者が容易な演奏操作を行うだけで、高度な演奏技法を用いた演奏を実現することのできる技術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】
【０００４】
本発明の好適な態様である演奏支援装置は、演奏者によって操作された演奏部材の運動状態を検出する検出手段と、前記演奏部材を駆動する駆動手段と、予め定められた複数の運動状態が予め定められた順に前記検出手段によって検出されたか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記演奏部材が予め定められた挙動を行うように前記駆動手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００５】
上述の態様において、前記検出手段により検出された運動状態が、予め設定された第２の運動状態であるか否かを判定する第２の判定手段を具備し、前記制御手段は、前記演奏部材が前記予め定められた挙動を行うように前記駆動手段を制御している最中において、前記第２の判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記駆動手段に対する制御を停止してもよい。
【０００６】
また、上述の態様において、前記検出手段は、少なくとも前記演奏部材の位置を検出し、前記判定手段は、前記演奏部材が予め定められた軌道を経た後に、レスト位置からエンド位置までの間の所定の範囲内に前記演奏部材が一定時間以上維持された場合に、前記予め定められた複数の運動状態が前記予め定められた順に検出されたと判定してもよい。
また、上述の態様において、前記検出手段は、少なくとも前記演奏部材の移動速度を検
出し、前記判定手段は、前記演奏部材の移動速度が一定時間以上予め定められた範囲内であった場合に、前記予め定められた複数の運動状態が前記予め定められた順に検出されたと判定してもよい。
【０００７】
また、上述の態様において、前記演奏部材は、鍵盤楽器の鍵盤を構成する鍵であり、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記鍵が離鍵と押鍵を連続して行うように前記駆動手段を制御してもよい。
また、この態様において、前記検出手段は、少なくとも前記演奏部材の移動速度を検出し、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記鍵が離鍵と押鍵を連続して行うように、かつ、押鍵の際に前記鍵が前記検出手段によって検出された移動速度で移動するように前記駆動手段を制御してもよい。
【０００８】
また、上述の態様において、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記演奏部材が予め定められた移動速度で移動するように前記駆動手段を制御してもよい。
【０００９】
また、上述の態様において、前記検出手段は、少なくとも前記演奏部材の位置を検出し、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果が肯定的である場合に、前記演奏部材の位置が前記検出手段によって検出された位置を維持するように前記駆動手段を制御してもよい。
また、上述の態様において、前記検出手段は、少なくとも前記演奏部材の位置を検出し、前記第２の判定手段は、前記制御手段が前記駆動手段に指示している鍵の位置と前記検出手段によって検出された鍵の位置との差分が予め定められた閾値以上である場合に、前記予め設定された第２の運動状態が検出されたと判定してもよい。
【００１０】
また、本発明の好適な態様である楽器は、上述のいずれかに記載の演奏支援装置と、複数の前記演奏部材と、前記演奏部材の挙動に応じて発音する発音手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、演奏者が容易な演奏操作を行うだけで、高度な演奏技法を用いた演奏を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（Ａ：実施形態の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る自動演奏ピアノ１００の外観を示す斜視図である。自動演奏ピアノ１００の前面には、演奏者によって操作される鍵１が複数配列されている。演奏者から見て鍵１の前端が押し下げられる状態を「押鍵」といい、鍵１の前端が押し下げられた状態から押し上げられる状態となることを「離鍵」という。自動演奏ピアノ１００の前面にはディスクドライブ１２０が設けられている。ディスクドライブ１２０は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disk）やＣＤ（Compact Disk）などの記録媒体に記録された楽曲データを読み出し、読み出した楽曲データを自動演奏ピアノ１００に供給する。また、自動演奏ピアノ１００の上面には操作パネル１３０が設けられており、さらに自動演奏ピアノ１００の下方にはペダル１１０が設けられている。操作パネル１３０は、タッチパネル形式の液晶ディスプレイであり、楽譜などの各種情報の表示手段として機能するとともに、この自動演奏ピアノ１００における各種の動作モードの設定や処理の指示を行うための操作手段として機能する。
【００１３】
図２は、自動演奏ピアノ１００の主要部の機械的構成と電気的構成を示す図であり、図３は自動演奏ピアノ１００の主要部の構成を示すブロック図である。図２の上段に示すように、自動演奏ピアノ１００には、鍵１の運動をハンマ２に伝達するアクションメカニズム３と、ハンマ２によって打撃される弦４と、鍵１を駆動するソレノイドユニット５と、弦４の振動を止めるためのダンパ６と、打弦後のハンマ２の暴れを防止するためのバックチェック７と、鍵１のそれぞれに対応して設けられた複数の鍵センサ２６などが設けられている。また、図２の下段に示すように、自動演奏ピアノ１００は、前述したディスクドライブ１２０や操作パネル１３０のほか、コントローラ１１と、モーションコントローラ１２と、電子楽音発生部２５とを備えている。
【００１４】
複数のソレノイドユニット５は、演奏者から見て各鍵１の後端側（図の左側）の下方にそれぞれ配置されている。このソレノイドユニット５に対してモーションコントローラ１２から駆動電流が供給されると、プランジャが上昇して鍵１の後端を突き上げ、その鍵１をバランスピンＰを中心に回動させる。これにより、鍵１の前端側が下に押し下げられることになる。さらに、この動きに連動してアクションメカニズム３が作動し、ダンパ６が弦４から離れるとともに、ハンマ２が回動して打弦して発音する。このような作用を利用して楽曲データに応じた楽音を発生させることを、自動演奏という。また、演奏者が自ら鍵１を押鍵した場合も、上述のアクションメカニズム３の作用によって、ハンマ２が弦４を打撃することで発音がなされる。これを手動演奏という。
【００１５】
自動演奏ピアノ１００は、手動演奏時に演奏者に対する演奏支援を行う機能を備えている。つまり、自動演奏ピアノ１００は、手動演奏時において、演奏者が予め定められた演奏操作を行ったときに、その鍵１に対応するソレノイドユニット５を駆動して、高度な演奏技法を実現するための挙動を鍵１に行わせるのである。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、演奏者が予め定められた演奏操作を行ったときに自動演奏ピアノ１００が高度な演奏技法を実現するための挙動を鍵１に行わせることを「呼応自動演奏」と称して説明する。
【００１６】
複数の鍵センサ２６はそれぞれ、各鍵１の前端側（図の右側）の下方に配置されている。各々の鍵センサ２６は、対応する鍵１の運動状態を検出するための手段を構成しており、その状態に応じた検出信号をコントローラ１１及びモーションコントローラ１２に出力する。鍵の運動状態とは、鍵１の位置や速度のほか、加速度などをも含む概念である。本実施形態では、鍵センサ２６が鍵１の時系列の位置を検出し、モーションコントローラ１２がその時系列の位置に基づいて鍵１の速度を算出する。
【００１７】
ここで、図４は、鍵センサ２６の構成の一例を示す図である。同図（ａ）は、鍵センサ２６の外観を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、その断面図であり、同図（ｃ）は、その正面図である。鍵センサ２６は、フォトインタファプタと呼ばれる半導体モジュールを備えており、その中央付近には切り欠き部１０１ａが設けられている。この切り欠き部１０１ａを挟んで対向する位置に、フォトトランジスタ１０３と発光ダイオード１０４とが設けられている。鍵１の下面には、光の透過率が上方に向かって徐々に小さくなる半透明の透過板１０２が設けられている。この透過板１０２が鍵１の運動に応じて切り欠き部１０１ａ内を上下方向に移動する。鍵センサ２６は、発光ダイオード１０４を発光させ、その光の受光量に応じてフォトトランジスタ１０３に流れる電流値を検出することで、透過板１０２の上下方向の位置（つまり鍵１の位置）を検出する。コントローラ１１は、この透過板１０２の位置の時間的変化を見ることで、鍵１の速度を算出する。
【００１８】
図２及び図３の説明に戻る。コントローラ１１は、図３に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１などの演算装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２やＲＡＭ（Random Access Memory）１１３或いはフラッシュメモリなどの記憶装置とを備えている。コントローラ１１は、ＲＯＭやフラッシュメモリなどに記憶されている制御プログラムや制御データに基づいて、自動演奏ピアノ１００の各部を制御する。楽曲データは、上述した記録媒体に限らず、コントローラ１１のフラッシュメモリに記憶されていてもよい。コントローラ１１の記憶装置には、呼応自動演奏を行うか否かを設定するための「呼応モードフラグ」が記憶されている。コントローラ１１は、この記憶装置に記憶された呼応モードフラグがオンであるかオフであるかを参照し、オンかオフかに基づいて呼応自動演奏を行うか否かを判定する。電子楽音発生部２５は、コントローラ１１の制御に基づいて電子的な楽音を発生するものであり、音源やスピーカ等から構成されている。この電子楽音発生部２５は、楽曲を自動演奏する場合に用いられる。
【００１９】
コントローラ１１は、自動演奏を行う際には、どの鍵１をどのタイミングで動作させるかを算出して各鍵１の軌道データを生成し、その軌道データに基づいて、鍵１を駆動するための駆動信号をモーションコントローラ１２に供給する。この駆動信号には、各時刻における鍵１の位置指示値ｒｘとそれに対応した速度を示す速度指示値ｒｖが含まれている。モーションコントローラ１２は、自動演奏を行う際には、コントローラ１１から供給される駆動信号に含まれる位置指示値ｒｘと速度指示値ｒｖに応じた励磁電流をソレノイドユニット５に供給することで、ソレノイドユニット５のプランジャを上昇又は下降させる。さらに、モーションコントローラ１２は、ソレノイドユニット５から供給されるフィードバック信号としての出力位置ｙｘ及び出力速度ｙｖと、位置指示値ｒｘ及び速度指示値ｒｖとを比較し、両者が一致するようにサーボ制御を行う。これにより、コントローラ１１が指示したとおりに鍵１が駆動されることになる。
【００２０】
また、モーションコントローラ１２は、鍵センサ２６によって検出された鍵１の運動状態が、予め設定された運動状態であるか否かを判定し、判定結果が肯定的である場合に、呼応自動演奏を行うようにソレノイドユニット５を制御する。すなわち、モーションコントローラ１２は、鍵センサ２６によって検出された鍵１の運動状態が予め定められた運動状態である場合に、高度な演奏技法を実現するための挙動を鍵１が行うように、その鍵１に対応するソレノイドユニット５を駆動する。
【００２１】
図５は、モーションコントローラ１２の構成の一例を示す図である。図５において、鍵センサ２６から出力される信号は、ＡＤ変換部１２１に供給される。ＡＤ変換部１２１は、鍵センサ２６から供給されるアナログ信号をデジタルデータに変換する。正規化部１２２は、ＡＤ変換部１２１から供給されるデジタルデータを正規化し、位置生成部１２３と速度生成部１２４とに供給する。位置生成部１２３は、正規化部１２２から供給されるデータから鍵１の位置を示す位置値ｙｘを生成する。また、速度生成部１２４は、正規化部１２４から供給されるデータから、透過板１０２の位置の時間的変化をみることで鍵１の速度を算出し、算出した速度を示す速度値ｙｖを生成する。
【００２２】
軌道管理エンジン１２５は、位置生成部１２３から供給される位置値ｙｘと速度生成部１２４から供給される速度値ｙｖとから、鍵１の運動状態が予め定められた運動状態であるか否かを判定する。なお、この判定処理については、後に詳述するためここではその詳細な説明を省略する。判定結果が否定的である場合には、軌道管理エンジン１２５は、呼応自動演奏処理を行わない。すなわち、演奏者によって演奏操作された鍵１の運動状態が、予め定められた運動状態でない場合には、手動演奏が継続して行われ、演奏者の演奏操作に応じた楽音が自動演奏ピアノ１００から放音される。
【００２３】
一方、判定結果が肯定的である場合には、軌道管理エンジン１２５は、呼応自動演奏処理を行う。まず、軌道管理エンジン１２５は、位置生成部１２３から供給される位置値ｙｘと速度生成部１２４から供給される速度値ｙｖとから、呼応自動演奏を実現するための打鍵軌道を決定し、打鍵軌道を指示するための位置指示値ｒｘと速度指示値ｒｖとを生成する。なお、この打鍵軌道の決定処理については、後に詳述するため、ここではその詳細な説明を省略する。位置指示値ｒｘと位置値ｙｘとは減算器１２６に入力され、減算器１２６からは、位置指示値ｒｘから位置値ｙｘが減算された位置差分値ｅｘが出力される。一方、速度指示値ｒｖと速度値ｙｖは減算器１２７に入力され、減算器１２７からは、速度指示値ｒｖから速度値ｙｖが減算された速度差分値ｅｖが出力される。減算器１２６から出力された位置差分値ｅｘは、増幅器１２８において予め定められた増幅率Ｋｘで増幅される。また、減算器１２７から出力される速度差分値ｅｖは、増幅器１２９において予め定められた増幅率Ｋｖで増幅される。位置差分値ｅｘを増幅器１２８で増幅した位置制御信号ｕｘと速度差分値ｅｖを増幅器１２９で増幅した速度制御信号ｕｖとは加算器１３１で加算され、制御信号ｕとしてＰＷＭ化部１３２に供給される。ＰＷＭ化部１３２は、制御信号ｕをＰＷＭ形式の駆動電流に変換し、この駆動電流がソレノイドユニット５に供給される。モーションコントローラ１２からソレノイドユニット５に駆動電流が供給されると、プランジャが上昇して鍵１の後端を突き上げ、その鍵１を回動させる。
【００２４】
（Ｂ：動作モードの説明）
次に、自動演奏ピアノ１００の動作モードについて説明する。自動演奏ピアノ１００の動作モードには、「手動演奏モード」と「演奏記録モード」と「自動演奏モード」と「呼応自動演奏モード」とがある。「手動演奏モード」は、コントローラ１１とモーションコントローラ１２とが共に非起動の状態であり、手動演奏を行うためのモードである。「演奏記録モード」は、コントローラ１１が起動、モーションコントローラが非起動の状態であり、手動演奏を行いながら演奏記録を行うためのモードである。「自動演奏モード」は、コントローラ１１とモーションコントローラ１２とが共に起動状態であるとともに、「呼応モードフラグ」がオフの状態であり、自動演奏を行うモードである。次に、「呼応自動演奏モード」は、コントローラ１１とモーションコントローラ１２とが共に起動状態であるとともに、「呼応モードフラグ」がオンの状態であり、手動演奏を行うとともに、予め定められた演奏操作が行われた場合には呼応自動演奏を行うモードである。
【００２５】
コントローラ１１は、これらの演奏モードのうち、演奏者が操作パネル１３０を操作することによって指定された演奏モードを選択し、選択した演奏モード別に異なる処理を行う。例えば、コントローラ１１が演奏モードとして呼応自動演奏モードを選択した場合には、予め定められた鍵状態が検出された場合には呼応自動演奏を行い、それ以外の操作状態においては手動演奏を行わせるといった具合である。
【００２６】
（Ｃ：実施形態の動作）
次に、この実施形態の動作について図面を参照しつつ説明する。まず、図６のフローチャートを参照しつつ、この実施形態の全体の動作の流れについて説明する。まず、演奏者によって自動演奏ピアノの電源が投入されると、コントローラ１１が起動する（ステップＳ１）。コントローラ１１は、演奏モードとして「自動演奏モード」が選択されているかを判定する（ステップＳ２）。「自動演奏モード」が選択されていない場合には（ステップＳ２；ＮＯ）、コントローラ１１は、モーションコントローラ１２を停止する（非起動の状態にする）ように制御する（ステップＳ３）。一方、ステップＳ２において、「自動演奏モード」が選択されていると判定された場合には（ステップＳ２；ＹＥＳ）、コントローラ１１は、モーションコントローラ１２を起動し（ステップＳ４）、次いで、呼応自動演奏モードが選択されているかを判定する（ステップＳ５）。呼応自動演奏モードが選択されていると判定された場合には（ステップＳ５；ＹＥＳ）、コントローラ１１は、記憶装置に記憶された呼応モードフラグをＯＮにする（ステップＳ６）。一方、呼応自動演奏モードが選択されていないと判定された場合には（ステップＳ５；ＮＯ）、コントローラ１１は、呼応モードフラグをＯＦＦにする（ステップＳ７）。コントローラ１１は、演奏者によってモードが変更されるまで待機し（ステップＳ８；ＮＯ）、演奏者が操作パネル１３０を用いて操作することによってモードが変更されたことを検知すると（ステップＳ８；ＹＥＳ）、ステップＳ２の処理に戻り、モーションコントローラ１２の起動制御やフラグの値の変更処理を行う。
【００２７】
次に、図７に示すフローチャートを参照しつつ、モーションコントローラ１２の動作の流れについて説明する。まず、モーションコントローラ１２は、呼応モードフラグを参照して、呼応自動演奏モードであるか否かを判定する（ステップＳＢ１）。呼応自動演奏モードでない場合には（ステップＳＢ１；ＮＯ）、モーションコントローラ１２は、従来の自動演奏と同様の処理を行う（ステップＳＢ２）。なお、この自動演奏処理は、従来の自動演奏処理と同様の処理であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
【００２８】
一方、ステップＳＢ１において、呼応自動演奏モードであると判定された場合には（ステップＳＢ１；ＹＥＳ）、モーションコントローラ１２は、ステップＳＢ３以降の処理を実行することによって、呼応自動演奏処理を実行する。まず、モーションコントローラ１２は、鍵センサ２６の検出信号に基づいて、鍵１の運動状態が予め定められた運動状態（以下「軌道規制動作」という）であるかを判定する（ステップＳＢ３）。判定結果が否定的である場合には（ステップＳＢ４；ＮＯ）、モーションコントローラ１２は、高度な演奏技法を実現させるための処理（以下「軌道管理処理」という）を実行せず、ステップＳＢ３の処理に戻り、判定処理を継続して実行する。このように、軌道規制動作（予め定められた運動状態）が検出されない場合には、演奏者による手動演奏が行われ、手動演奏による楽音が自動演奏ピアノ１００から放音される。一方、ステップＳＢ４の判定結果が肯定的である場合には（ステップＳＢ４；ＹＥＳ）、モーションコントローラ１２は、高度な演奏技法を実現するための挙動を鍵１が行うように、その鍵１に対応するソレノイドユニット５を駆動する（軌道管理処理を行う）（ステップＳＢ５）。モーションコントローラ１２は、呼応自動演奏モードを終了するまでステップＳＢ３〜ステップＳＢ５の処理を継続して実行し（ステップＳＢ６；ＮＯ）、呼応自動演奏モードを終了すると判定された場合に（ステップＳＢ６；ＹＥＳ）、処理を終了する。
【００２９】
次に、図７のステップＳＢ３に示した鍵１の運動状態の判定処理（軌道規制動作検出処理）について、図８に示すフローチャートを参照しつつ以下に詳述する。モーションコントローラ１２は、鍵センサ２６の検出信号に基づいて鍵１の位置を所定のサンプリング周期で算出することによって鍵１の位置を連続的に算出し（ステップＳＣ１）、その位置をＲＡＭに順次バッファしていく。図９は、鍵１の位置を連続して表したものであり、横軸が時刻を示し、縦軸がレスト位置Ｌからエンド位置Ｅまでの間の位置を示している。レスト位置Ｌとは、押鍵しない状態における鍵１の位置であり、エンド位置Ｅとは、レスト位置Ｌにある鍵１が押鍵されて最下方まで押し込まれた状態における、その鍵１の位置である。つまり、鍵１の可動範囲は、レスト位置Ｌからエンド位置Ｅまでである。
【００３０】
モーションコントローラ１２は、鍵１の位置の時間的変化に基づいて鍵１の速度を算出する。次いで、モーションコントローラ１２は、鍵１の位置が予め定められた範囲（以下「規制範囲」という）Ｔ内にあるかを判定する（ステップＳＣ２）。この実施形態では、モーションコントローラ１２は、鍵１が規制範囲Ｔ内で所定時間以上維持された場合に、演奏者による軌道規制動作を検知したと判定する。この実施形態ではレスト位置Ｌからの距離が６ｍｍ〜８ｍｍの間の範囲を規制範囲Ｔとする。規制範囲Ｔ内に鍵１がないと判定された場合には（ステップＳＣ２；ＮＯ）、モーションコントローラ１２は、軌道規制動作の検出なしと判定し（ステップＳ３）、処理を終了する。一方、鍵１の位置が規制範囲Ｔ内であると判定された場合には（ステップＳＣ２；ＹＥＳ）、モーションコントローラ１２は、位置及び速度を検出し（ステップＳＣ４）、検出結果に基づいて、鍵１の位置が規制範囲外になったか否かを判定する（ステップＳＣ５）。規制範囲Ｔから出たと判定された場合には（ステップＳＣ５；ＹＥＳ）、モーションコントローラ１２は、軌道規制動作の検出なしと判定し（ステップＳＣ３）、そのまま処理を終了する。一方、領域からでていないと判定された場合には（ステップＳＣ５；ＮＯ）、モーションコントローラ１２は、計時カウントを増やし（ステップＳＣ６）、次いで、計時カウントが所定値以上になったかを判定する（ステップＳＣ７）。計時カウントが所定値以上である場合には（ステップＳＣ７；ＹＥＳ）、モーションコントローラ１２は、軌道規制動作の検出ありと判定し（ステップＳＣ８）、処理を終了する。一方、計時カウントが所定値に達していない場合には（ステップＳ７；ＮＯ）、モーションコントローラ１２は、ステップＳＣ４の処理に戻り、軌道規制動作検出判定処理を続行する。
【００３１】
すなわち、この実施形態では、モーションコントローラ１２は、鍵１が、所定時間以上予め定められた規制範囲Ｔ内にある場合に、演奏者の演奏操作による軌道規制動作を検知したと判定する。例えば、図９に示す例においては、時刻ｔ３〜ｔ４の間において、演奏者によって鍵１の位置が規制範囲Ｔ内で維持され、これにより、軌道規制動作が検出されたと判定される。
【００３２】
ところで、一般的に、演奏者が、レスト位置Ｌとエンド位置Ｅとの間の中間の中途半端な位置で鍵１を維持することは、通常の演奏操作においてはほとんどみられない。この実施形態では、このような通常の演奏ではあらわれないような特定の演奏操作が行われたときに、それをトリガとして高度な演奏技法を用いた演奏を実現する。
【００３３】
次に、図７のステップＳＢ５に示した、モーションコントローラ１２が行う軌道管理処理について、図面を参照しつつ以下に詳述する。この実施形態では、自動演奏ピアノ１００が実現する高度な演奏技法として、「連打」、「最弱打」、「フォルテピアノ」を実現する。「連打」は、単一の高さの音を連続して小刻みに演奏する演奏技法を示す。「最弱打」は、装置として発音し得る最小の音量で発音する演奏技法を示す。「フォルテピアノ」は、フォルテで演奏してすぐピアノにする演奏技法を示す。モーションコントローラ１２は、軌道規制動作が検出されると、その軌道規制動作の前後の動作に基づいて、上述の３つの演奏技法処理のいずれかを選択して実行する。それぞれの演奏技法の実現動作について、以下に順に説明する。
【００３４】
（ａ：連打）
モーションコントローラ１２は、以下の（i）〜（iii）の３つの動作が連続して検出された場合に、連打を行うための制御を行う。
（i）押鍵（すなわち鍵１がレスト位置Ｌからエンド位置Ｅまで移動）
（ii）押鍵の直後に離鍵開始（すなわち鍵１がエンド位置Ｅまで移動した直後にエンド位置Ｅからレスト位置Ｌ方向へ移動開始）
（iii）軌道規制動作（すなわち鍵１の位置が規制範囲Ｔ内で所定時間以上維持される）
図９は、自動連打演奏が行われる際の鍵１の位置を連続して表したものである。図において、時刻ｔ１において演奏者の演奏操作によって押鍵が開始され、時刻ｔ１〜ｔ２において鍵１がレスト位置Ｌからエンド位置Ｅまで移動する。次に、演奏者は、指を若干（７ｍｍ程度）エンド位置Ｅから浮かせて、しばらくの間鍵１をその位置で保持する。図９においては、時刻ｔ２から離鍵が開始され、時刻ｔ３〜ｔ４の間、規制範囲Ｔ内で鍵１の位置が維持される。モーションコントローラ１２は、上述の（i）〜（iii）の動作が連続して検出された場合に、以下に示す自動連打を実現するための制御を実行する。
【００３５】
まず、モーションコントローラ１２は、上述の（i）の動作中において検出された鍵１の速度（以下速度ｖ１）で、鍵１をエンド位置Ｅまで移動させるようための駆動信号を生成し、ソレノイドユニット５に供給する。ソレノイドユニット５は、供給される信号に応じて駆動され、これにより、（i）の動作中で検出された速度ｖ１で鍵１が自動押鍵される。図９に示す例においては、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の間において、モーションコントローラ１２の制御により鍵１がエンド位置Ｅまで移動する。これにより、鍵１に対応する音高の楽音が自動演奏ピアノ１００から放音される。
【００３６】
鍵１がエンド位置Ｅまで移動すると、次に、モーションコントローラ１２は、鍵１をエンド位置Ｅからレスト位置Ｌまで移動させるようにソレノイドユニット５を制御する。このとき、演奏者の指が規制範囲Ｔ内で維持されていない場合には、時刻ｔ８〜ｔ９に示すように、鍵１はエンド位置Ｅからレスト位置Ｌまで移動し、これにより離鍵が行われる。一方、演奏者の指が規制範囲Ｔ内で維持されている場合には、ソレノイドユニット５は、鍵１がレスト位置Ｌまで移動するように駆動されるものの、実際の鍵１は演奏者の指によって規制範囲Ｔ内で再び維持される。モーションコントローラ１２は、ソレノイドユニット５に供給した鍵１の位置と実際の鍵１の位置とを比較し、その差分が予め定められた閾値以上になった場合には、軌道規制動作が継続して行われていると判定する。軌道規制動作が継続して行われていると判定された場合には、モーションコントローラ１２は、図９の時刻ｔ７〜ｔ８に示されるように、鍵１の位置を、再度、速度ｖ１でエンド位置Ｅまで移動させる。これにより、鍵１に対応する音高の音が放音される。このように、モーションコントローラ１２は、軌道規制動作が解除されるまで（すなわち演奏者が指を鍵１から離すまで）、押鍵と離鍵とを繰り返し（図９の時刻ｔ４〜ｔ７の処理を繰り返し）行うのである。これにより、演奏者が指を規制範囲Ｔ内で維持している間、鍵１に対応する音高の音が連続して放音されることとなる。
【００３７】
このように本実施形態では、演奏者が押鍵を行った後に指を少し浮かせて鍵１を規制範囲Ｔ内で所定時間以上維持するという特定の演奏操作を行うと、鍵１の位置が維持されている間、自動演奏ピアノ１００が鍵１を自動連打する。このように、演奏者が簡単な演奏操作を行うだけで、あたかも演奏者が鍵を連打しているかのような演奏音を奏でることができる。また、自動連打演奏を終了させるためには、演奏者は浮かせていた指を鍵１から離すだけでよく、簡単な演奏操作で、自動連打演奏を開始又は終了させることができる。
【００３８】
なお、上述の実施形態では、演奏者が打鍵した際の速度ｖ１で連打するようにしたが、連打する鍵の速度はこれに限らず、予め定められた速度、例えば周波数１５Ｈｚ以上で鍵１を連打するようにしてもよい。このようにすれば、例えば周波数１５Ｈｚ以上で連打するといったような、人の演奏では困難な速い速度での連打演奏も可能となる。
【００３９】
なお、この実施形態では、軌道規制動作が解除されるまで（演奏者が指を鍵１から話して鍵１がレスト位置Ｌに移動するまで）自動連打を継続するようにしたが、これに限らず、例えば、予め定められた回数（例えば、２回）だけ打鍵するようにしてもよい。
また、例えば、スタッカートの場合は上述の自動連打演奏を行う一方、レガートの場合は通常の手動演奏を行うようにしてもよい。この場合は、例えば、鍵１がエンド位置Ｅで維持された時間が所定時間未満である場合には自動連打演奏を行う一方、鍵１がエンド位置Ｅで所定時間以上維持された場合には自動連打演奏を行わないようにしてもよい。
【００４０】
（ｂ：最弱打）
次に、自動最弱打演奏について説明する。モーションコントローラ１２は、鍵センサ２６からの信号を参照して、以下の（i）〜（ii）の２つの動作が連続して検出されたときに、自動最弱打演奏を行うための制御を行う。
（i）所定速度より低速度で押鍵（すなわち鍵１がレスト位置Ｌからエンド位置Ｅまで移動し、そのときの移動速度が所定速度より遅い）
（ii）軌道規制動作（すなわち鍵１の位置が規制範囲Ｔ内で所定時間以上維持される）
【００４１】
図１０は、最弱打演奏が行われる最の鍵１の位置を連続して表したものであり、横軸が時刻を示し、縦軸がレスト位置Ｌからエンド位置Ｅまでの間の位置を示している。最弱打演奏を行う場合には、演奏者は、鍵１をゆっくり押鍵する。このとき、演奏者は、鍵１をエンド位置Ｅまで押し込まずに、レスト位置Ｌとエンド位置Ｅの間まで鍵１を押し下げ、規制範囲Ｔ内で鍵１を保持する。図において、時刻ｔ１１において演奏者の演奏操作によって押鍵が開始され、時刻ｔ１１〜ｔ１２において、鍵１がレスト位置Ｌから規制範囲Ｔ内の位置ｋまで移動する。その後、鍵１は、位置ｋにおいて所定時間以上（時刻ｔ１２〜時刻ｔ１３の間）維持される。モーションコントローラ１２は、時刻ｔ１２〜時刻ｔ１３に表れる軌道規制動作を検出することをトリガとして、以下に示す最弱打演奏を開始する。
【００４２】
まず、モーションコントローラ１２は、予め定められた移動速度ｖ０で、鍵１を位置ｋからエンド位置Ｅまで移動させる。この移動速度ｖ０は、自動演奏ピアノ１００が装置として発音できる範囲での最小速度である。図１０に示す例においては、時刻ｔ１３〜時刻ｔ１４の間において、鍵１が移動速度ｖ０でゆっくり移動される。これにより、自動演奏ピアノ１００が装置として発音できる最弱の音を発音することができる。
【００４３】
図１０に示す鎖線は演奏者の指の位置の軌道の一例を示す。鎖線に示されるように、指を一定速度で移動させることは困難であり、速度にばらつきが表れて最弱打で演奏することは困難であることが多い。これに対し本実施形態では、自動演奏ピアノ１００において一定の速度ｖ０で鍵１をエンド位置Ｅまで移動させるから、演奏者は指の位置を途中で止めて維持するだけで、あたかも演奏者が演奏しているかのように最弱打演奏を行うことができる。
【００４４】
鍵１がエンド位置Ｅまで移動すると、モーションコントローラ１２は、鍵１の位置をエンド位置Ｅで維持する。モーションコントローラ１２は、呼応自動演奏の解除動作が演奏者によって行われるまで、鍵１の位置をエンド位置Ｅで維持する。この実施形態では、演奏者が鍵１を少し持ち上げる動作を解除動作として用いる。演奏者によって鍵１が少し持ち上げられると、モーションコントローラ１２がソレノイドユニット５に指示している鍵１の位置と実際の鍵１の位置とにずれが生じる。モーションコントローラ１２は、ソレノイドユニット５に指示している鍵１の位置と実際の鍵１の位置との差分が予め定められた閾値以上になったことを検知すると、所定の速度で離鍵するようにソレノイドユニット５を制御し、鍵１をレスト位置Ｌまで移動させる（図１０の時刻ｔ１６〜ｔ１７参照）。
【００４５】
なお、この実施形態では、モーションコントローラ１２は、解除動作が検出されることをトリガとして離鍵を開始するようにしたが、これに代えて、解除動作が検出されるとソレノイドユニット５への駆動電流出力を切るようにしてもよい。この場合は、ソレノイドユニット５による押鍵動作がなくなり、また、演奏者によって押鍵がされていないから、鍵１は自然にレスト位置Ｌに戻ることとなる。
【００４６】
また、この実施形態では、最弱打技法を実現する場合について説明したが、最弱打技法に限らず、サイレントノート（音を出さずに静かに押鍵してその鍵のダンパを持ち上げる演奏技法）を実現するようにしてもよい。サイレントノート技法を実現する場合には、モーションコントローラ１２は、押鍵する際（図１０の時刻ｔ１３〜ｔ１４）の鍵１の移動速度を速度ｖ０よりも遅くし、音を出さずにダンパ６を持ち上げるようにすればよい。
【００４７】
（ｃ：フォルテピアノ）
次に、フォルテピアノ演奏について説明する。モーションコントローラ１２は、鍵センサ２６からの信号を参照して、以下の（i）〜（iii）の３つの動作が連続して検出された際に、フォルテピアノ演奏を行うための制御を行う。
（i）所定速度より高速度で押鍵（すなわち鍵１がレスト位置Ｌからエンド位置Ｅまで移動し、そのときの移動速度が所定速度より速い）
（ii）押鍵の直後に離鍵開始（すなわち鍵１がエンド位置Ｅまで移動した直後にエンド位置Ｅからレスト位置Ｌ方向へ移動開始）
（iii）軌道規制動作（すなわち鍵１の位置が規制範囲Ｔ内で所定時間以上維持される）
【００４８】
図１１は、フォルテピアノ演奏が行われる際の鍵１の位置を連続して表してものであり、横軸は時刻を示し、縦軸は鍵１のレスト位置Ｌからエンド位置Ｅの間の位置を示す。図において、時刻ｔ２１において演奏者の演奏操作によって押鍵が開始され、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２２において鍵１がレスト位置Ｌからエンド位置Ｅまで移動する。次に、演奏者は、指を若干（７ｍｍ程度）エンド位置Ｅから浮かせて、しばらくの間鍵１をその位置で保持する。図１１においては、時刻ｔ２２から離鍵が開始され、時刻ｔ２３〜ｔ２４の間、規制範囲Ｔ内で鍵１が保持される。モーションコントローラ１２は、時刻ｔ２３〜ｔ２４に表れる軌道規制動作を検出することをトリガとして、以下に示す自動フォルテピアノ演奏を開始する。
【００４９】
モーションコントローラ１２は、鍵１の位置を演奏者によって維持されている位置で維持する。図１１に示す例においては、時刻ｔ２４〜ｔ２５の間、鍵１が位置ｋ２で維持される。モーションコントローラ１２は、呼応自動演奏の解除動作が演奏者によって行われるまで、鍵１の位置を位置ｋ２で維持する。この実施形態では、演奏者が鍵１を少し持ち上げる動作を解除動作として用いる。演奏者によって鍵１が若干持ち上げられると、モーションコントローラ１２がソレノイドユニット５に指示している鍵１の位置と実際の鍵１の位置との間にずれが生じる。モーションコントローラ１２は、ソレノイドユニット５に指示している鍵１の位置と実際の鍵１の位置との差分が予め定められた閾値以上になったことを検知すると、モーションコントローラ１２は、所定の速度で離鍵し（図１１の時刻ｔ２５〜ｔ２６参照）、鍵１をレスト位置Ｌまで移動させる。
【００５０】
図１１に示す鎖線は演奏者の指の位置の軌道の一例を示す。鎖線に示されるように演奏者が指を同じ位置で長時間維持することは困難である。仮に指が浮いてしまった場合にはダンパが完全に接弦して音が消えてしまい、ピアノの音（弱い音）を維持することができない。これに対し本実施形態では、自動演奏ピアノ１００が鍵１の位置を維持することによりダンパの接弦高さを維持するから、演奏者は指の位置を途中で止めて一定時間以上維持するだけでフォルテピアノ演奏を行うことができる。
なお、本実施形態では、モーションコントローラ１２は、解除動作が検出されることをトリガとして離鍵を開始するようにしたが、これに代えて、解除動作が検出されるとソレノイドユニット５への駆動電流出力を切るようにしてもよい。
【００５１】
以上説明したように本実施形態によれば、演奏者の演奏操作によって予め定められた軌道規制動作が行われると、自動演奏ピアノ１００がそれを検知し、その検知内容に基づいて種々の演奏技法を実現する。このようにすることにより、演奏者の演奏技法が未熟であっても、フォルテピアノやトレモロといった種々の難易度の高い演奏技法を用いた演奏を実現することができる。また、例えば、周波数１５Ｈｚ以上で連打するといったように、人の演奏では実現が困難な演奏をも容易な演奏操作で実現することができる。
【００５２】
（Ｄ：変形例）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその一例を示す。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
（１）上述の実施形態では、自動演奏ピアノに呼応自動演奏機能を適用した例について説明したが、これに限らず、自動演奏機能のないピアノのほか、消音型ピアノ、オルガンや電子音源で発音する電子楽器などの他の鍵盤楽器に上記の呼応自動演奏機能を適用してもよい。さらには、鍵を有する鍵盤楽器に限らず、鍵以外の演奏部材を複数有する楽器であっても、上記の呼応自動演奏機能を適用し得る。例えば、トランペット等の金管楽器において、ピストンバルブが中途半端に押下された場合に、呼応自動演奏を行うようにしてもよい。この場合は、金管楽器のピストンバルブに、押下状態を検出するセンサを設け、ピストンバルブが全部ではなく略半分ほど押下された場合に、トレモロ演奏音等の難易度の高い技法を用いた演奏音を放音するようにしてもよい。
【００５３】
（２）上述の実施形態では、位置と速度とを鍵の運動状態として検出するようにしたが、速度を検出する構成とせず、位置を検出するようにしてもよい。要するに、位置及び速度の少なくともいずれか一方を検出するようにしてもよい。また、演奏部材の運動状態として検出するものは位置と速度に限らず、例えば、演奏部材の加速度を検出するものであってもよく、要するに、演奏部材の運動状態を検出するものであればよい。
【００５４】
（３）上述の実施形態では、モーションコントローラ１２が呼応自動演奏を行うための制御を行っている最中において、演奏者による解除動作が検出されたときに、呼応自動演奏の制御を停止するようにした。呼応自動演奏の制御を停止するタイミングはこれに限定されるものではなく、制御を停止するタイミングは設計等に応じて変更可能である。例えば、モーションコントローラ１２が、呼応自動演奏を行うための制御を開始してから、予め定められた時間が経過した後に、制御を停止するようにしてもよい。
【００５５】
（４）上述した実施形態では、演奏者によって規制範囲Ｔ内に鍵１が所定時間以上維持されたことをトリガとして、呼応自動演奏を行うようにした。呼応自動演奏のトリガとなる軌道規制動作はこれに限定されるのものではなく、例えば、鍵１が若干持ち上げられたことをトリガとして呼応自動演奏を行うようにしてもよい。この場合は、例えば、モーションコントローラ１２は、鍵１の位置がレスト位置Ｌよりも高い位置（レスト位置Ｌとエンド位置Ｅとの間以外の位置）に鍵１が位置したことを検出すると、これをトリガとして、呼応自動演奏を行うようにしてもよい。また、例えば、隣接する２以上の複数の鍵が同時に押鍵された場合に、これをトリガとして呼応自動演奏を行うようにしてもよい。要するに、モーションコントローラ１２が、鍵センサ２６からの検出信号に基づいて、演奏部材の運動状態が予め定められた運動状態であるか否かを判定し、判定結果が肯定的である場合に、呼応自動演奏を行うようにすればよい。
【００５６】
（５）上述の実施形態では、呼応自動演奏の具体例として、自動連打演奏、最弱打演奏、フォルテピアノ演奏、サイレントノートについて説明した。呼応自動演奏、すなわち、鍵１の予め定められた運動状態が検出された際に鍵１に行わせる挙動はこれらに限らず、例えば、複数の高さの音を交互に小刻みに演奏する、いわゆるトレモロ演奏であってもよい。要するに、演奏者による軌道規制動作が検出されたときに、モーションコントローラ１２が、演奏部材が予め定められた挙動を行うようにソレノイドユニット５を制御するようにすればよい。なお、この予め定められた挙動は、習得が困難な高度な演奏技法や、人の演奏では困難な演奏技法であることが好ましい。
【００５７】
（６）上述の実施形態では、軌道規制動作が検出されたときに、その前後の鍵１の動作状態に応じて、実現する演奏技法（連打、最弱打等）を切り換えた。実現する演奏技法の切り換えの判定方法はこれに限らず、例えば、鍵１の押鍵の深さ（３〜５ｍｍ、５〜７ｍｍ、等）を判定し、深さによって実現する演奏技法を切り換えるようにしてもよく、実現する演奏技法の判定方法は設計等に応じて変更可能である。
【００５８】
（７）上述の実施形態に係るコントローラ１１又はモーションコントローラ１２が実行するプログラムは、磁気テープ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光記録媒体、光磁気記録媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記録媒体に記録した状態で提供し得る。また、インターネットのようなネットワーク経由で自動演奏ピアノ１００にダウンロードさせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動演奏ピアノの外観を示す斜視図である。
【図２】自動演奏ピアノの主要部の構成を示す図である。
【図３】自動演奏ピアノの主要部の構成を示す図である。
【図４】鍵センサの構成を示す図である。
【図５】モーションコントローラの構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態の全体の動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】モーションコントローラの動作を示すフローチャートである。
【図８】モーションコントローラが行う軌道規制動作検出処理の動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】鍵の動作状態の一例を示す図である。
【図１０】鍵の動作状態の一例を示す図である。
【図１１】鍵の動作状態の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…鍵、２…ハンマ、３…アクションメカニズム、４…弦、５…ソレノイドユニット、６…ダンパ、７…バックチェック、１１…コントローラ、１２…モーションコントローラ、２５…電子楽音発生部、２６…鍵センサ、１００…自動演奏ピアノ、１０２…透過板、１０３…フォトトランジスタ、１０４…発光ダイオード、１１０…ペダル、１２０…ディスクドライブ、１３０…操作パネル。
【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】
0005135927.tif 000009
【図９】
0005135927.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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