(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鍵と、前記鍵の動きを伝達する機構の押鍵動作に応じて前記鍵に対応した弦を打弦する打弦部材とを有する鍵盤楽器に搭載され、前記鍵を駆動する鍵駆動装置であって、
演奏情報に含まれるモード情報にしたがって、当該演奏情報に示される音高に対応する鍵がガイド駆動すべき鍵であるか自動演奏駆動すべき鍵であるかを判別する判別手段と、
前記鍵に対応して設けられ、前記打弦部材による打弦が実行されない範囲内の所定位置に前記鍵が位置しているか否かを検出する鍵センサと、
前記演奏情報に示される音高に対応する鍵が前記判別手段によって自動演奏駆動すべき鍵と判別された場合には、前記打弦部材が打弦するように当該鍵を駆動し、前記演奏情報に示される音高に対応する鍵が前記判別手段によってガイド駆動すべき鍵と判別された場合には、当該鍵に対応した鍵センサのみが前記所定位置に鍵が位置しているか否か検出し、当該鍵が前記所定位置に位置したことを前記鍵センサが検出するまで当該鍵を駆動し、当該鍵が前記所定位置に位置したことを前記鍵センサが検出すると当該鍵の駆動を終了する鍵駆動手段と
を具備する鍵駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍵を駆動する鍵駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ピアノなどの鍵盤楽器には、各鍵毎にソレノイドユニット等の押鍵機構を設け、演奏データに基づいて特定される鍵を押鍵機構が突き上げることにより自動演奏を行う鍵駆動装置を備えたものがある。
【０００３】
このような鍵駆動装置を備えた鍵盤楽器では、自動演奏を行う以外にも、ハンマが弦を打撃しない程度に鍵を駆動させ、演奏者に次に押下すべき鍵を指示するガイド機能を備えたものがある。
【０００４】
ところで、上述したような微小な押鍵によるガイド機能を備えた鍵駆動装置においては、ハンマが打弦しない程度に鍵を駆動するため、高精度の鍵駆動制御を行う必要がある。従来のガイド機能を備えた鍵駆動装置では、ハンマが打弦しない程度に鍵が動くようなソレノイドの駆動時間等を予め測定して求めておき、これにしたがってソレノイドを駆動することにより、ハンマが打弦しない程度に鍵を駆動していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような予め測定した駆動時間を用いたソレノイドの駆動方法では、鍵駆動装置を搭載する鍵盤楽器の種類や構造の違いにより、それぞれ駆動時間が異なり、多種の鍵盤楽器の各々について駆動時間等の測定を行う必要がある。また、経年変化によってソレノイドの推力が低下してしまい、初期に測定した駆動時間では鍵がほとんど動かなくなってしまうこともある。
【０００６】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、煩雑な測定作業等を行うことなく構造の異なる鍵盤に搭載可能であり、かつ装置各部が経年変化した場合にも正常な動作が可能な鍵駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の鍵駆動装置は、複数の鍵と、前記鍵の動きを伝達する機構の押鍵動作に応じて前記鍵に対応した弦を打弦する打弦部材とを有する鍵盤楽器に搭載され、前記鍵を駆動する鍵駆動装置であって、演奏情報に含まれるモード情報にしたがって、当該演奏情報に示される音高に対応する鍵がガイド駆動すべき鍵であるか自動演奏駆動すべき鍵であるかを判別する判別手段と、前記鍵に対応して設けられ、前記打弦部材による打弦が実行されない範囲内の所定位置に前記鍵が位置しているか否かを検出する鍵センサと、前記演奏情報に示される音高に対応する鍵が前記判別手段によって自動演奏駆動すべき鍵と判別された場合には、前記打弦部材が打弦するように当該鍵を駆動し、前記演奏情報に示される音高に対応する鍵が前記判別手段によってガイド駆動すべき鍵と判別された場合には、当該鍵に対応した鍵センサのみが前記所定位置に鍵が位置しているか否か検出し、当該鍵が前記所定位置に位置したことを前記鍵センサが検出するまで当該鍵を駆動し、当該鍵が前記所定位置に位置したことを前記鍵センサが検出すると当該鍵の駆動を終了する鍵駆動手段とを具備することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
Ａ．実施形態の構成
図１は本発明の一実施形態に係る鍵駆動装置を備えたピアノの主要部の構成を示す図である。図１に示すピアノ１００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６と、鍵１を駆動する鍵駆動装置１０とを備えている。ここで、鍵１、ハンマ２、アクションメカニズム３、弦４およびダンパ６は、通常の一般的なピアノと同様の構成であり、その構成および動作についての詳細な説明は省略する。
【００１１】
鍵駆動装置１０は、各鍵１毎に設けられるソレノイドユニット５と、各鍵１毎に設けられる鍵センサ２５と、コントローラ２８と、駆動制御装置３０とを備えている。
【００１２】
ソレノイドユニット５は、鍵１の後端側（図の左側）の下方に配置されており、駆動制御装置３０から駆動電流が供給されると、そのプランジャが上昇して鍵１の後端を突き上げる。これにより鍵１を押下させることができるが、本実施形態に係る鍵駆動装置１０では、ソレノイドユニット５により鍵１を駆動してハンマ２に弦４を打撃させて発音させる演奏、いわゆる自動演奏駆動だけではなく、演奏ガイド機能も実現できるようになっている。すなわち、鍵１の動きによりアクションメカニズム３が動作してハンマ２が弦４を打撃しない程度にソレノイドユニット５を駆動し（以下、ガイド駆動という）、この程度に鍵１を押下することにより、演奏者に押下すべき鍵１を指示することもできるようになっている。もちろん、ガイド駆動と自動演奏とを同時に行うことも可能であり、例えば伴奏を自動演奏で行い、主演奏をガイド駆動により演奏者に指示し、演奏者が演奏するといったことも可能である。
【００１３】
鍵センサ２５は、ピアノの棚板上における各鍵１の前端側（図の右側）にそれぞれ配置されており、対応する鍵１の位置を検出して駆動制御装置３０に出力する。ここで、鍵センサ２５は、駆動制御装置３０から後述する指示信号を受けた場合にのみ検出結果を駆動制御装置３０に出力するようになっている。また、本実施形態では、鍵センサ２５は、鍵１をガイド駆動する場合には、鍵センサ２５は鍵１がガイド駆動の終了位置を通過したことを検出し、当該検出信号を駆動制御装置３０に出力する。また、鍵センサ２５は、通常の自動演奏を行う場合には、対応する鍵１が押下状態（NOTE ON）であるか、押下されていない状態（NOTE OFF）であるかを検出して出力することになるが、通常の自動演奏時にはデータ量を減少させるために、上記ガイド駆動位置の通過に関する信号は出力しないようになっている。ここで、ガイド駆動の終了位置は、上述したように鍵１が動いてもハンマ２が弦４を打撃しない範囲内の位置である必要があり、また演奏者にどの鍵１が押下されているかを明確に伝える必要があるので、弦４が打撃されない範囲内で鍵１がなるべく大きく変位する位置に設定することが好ましい。
【００１４】
コントローラ２８は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、および光記録媒体や磁気記録媒体等からデータを読み出すドライブユニット等を有しており、このピアノの装置各部を制御する。また、コントローラ２８は、楽曲の音高列を示す演奏データ（例えば、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）データ）を読み出し、どの鍵をどのタイミングで動作させるといった情報を含む演奏情報を駆動制御装置３０に供給する。ここで、コントローラ２８は、ユーザにより選択された駆動モード（自動演奏駆動、ガイド駆動または両者）に関する情報を駆動制御装置３０に供給する。また、自動演奏駆動とガイド駆動の両者を同時に行う場合には、楽曲の音高を示す情報に、当該音高がガイド駆動であるか自動演奏駆動であるかを示すモード情報を含ませるようにすればよいが、ＭＩＤＩデータを使用する場合には、ガイド駆動用のチャンネルと自動演奏用のチャンネルを用意しておけばよい。なお、このピアノが電子音源等の他の機能を備えるものである場合には、コントローラ２８が当該鍵駆動装置だけではなく、演奏データに基づいて電子音源等の他の機能を制御するようにしてもよい。
【００１５】
駆動制御装置３０は、コントローラ２８から供給される演奏情報に基づいて特定される鍵１に対応したソレノイドユニット５に駆動電流を供給してプランジャを上昇させ、鍵１の駆動を行う。この鍵駆動装置は、上述したように自動演奏用の駆動とガイド駆動の両者が可能であるため、コントローラ２８から供給される演奏のモード等にしたがって鍵１の駆動を制御する。また、ガイド駆動を行う場合には、ガイド駆動を行う鍵１に対応する鍵センサ２５に対して、検出結果を出力すべきことを指示する指示信号を出力する。
【００１６】
Ｂ．実施形態の動作
次に、上記構成の鍵駆動装置の動作について説明する。まず、図２を参照しながら、ある鍵を駆動するための駆動制御装置３０によって行われるレノイドユニット５の駆動制御について説明する。
【００１７】
駆動制御装置３０は、コントローラ２８から演奏データに応じた演奏情報を取得し（ステップＳａ１）、この演奏情報に示される音高に対する鍵１がガイド駆動をすべき鍵であるか、自動演奏駆動をすべき鍵であるかを判別する（ステップＳａ２）。ここでの判別は、上述したように演奏情報に含まれるモード情報や、コントローラ２８により自動演奏駆動モードおよびガイド駆動モードのいずれかが設定されている場合には、その設定されたモードにしたがって判別する。
【００１８】
ここで、鍵１が自動演奏駆動をすべきものである場合には、通常の一般的な自動演奏と同様のソレノイドユニット５に駆動制御が行われる（ステップＳａ３）。具体的には、演奏情報に含まれる音の強弱情報（ベロシティ）に応じた駆動電流波形等が生成され、この駆動電流波形によりソレノイドユニット５が駆動され、鍵１が動かされる。これにより、アクションメカニズム３が作動してハンマ２により弦４が打撃されて楽音が発生する。このように自動演奏駆動が制御されると、当該鍵に関する駆動処理を終了する。
【００１９】
一方、ステップＳａ２において、鍵１がガイド駆動をすべきものであると判別した場合には、当該鍵１に対応した鍵センサ２５のみに検出結果を出力させるための指示信号を出力する（ステップＳａ４）。そして、ソレノイドユニット５への駆動電流の供給を開始する（ステップＳａ５）。これにより、ソレノイドユニット５のプランジャが上昇を開始し、鍵１が回動動作を開始する。
【００２０】
この後、鍵センサ２５から鍵１がガイド駆動終了位置に達したことの検出信号を受け取ったか否かを判別する（ステップＳａ６）。ここで、鍵センサ２５からの検出信号がない場合には、鍵１がガイド駆動終了位置に達していないので、そのままソレノイドユニット５の駆動を続行し、鍵１をさらに回動動作させる（ステップＳａ５）。
【００２１】
一方、鍵センサ２５からの検出信号を受け取った場合には、鍵１がガイド駆動終了位置に達しているので、ソレノイドユニット５への駆動電流の供給を終了する（ステップＳａ７）。これにより、鍵１がレストポジションに復帰する。
【００２２】
このようにな制御が演奏データに示される音高に対応した鍵毎に繰り返し行われ、演奏データに示される楽曲の自動演奏、ガイド駆動もしくは両者を実現することができる。
【００２３】
上述したように駆動制御装置３０は、駆動しようとする鍵１に対応した鍵センサ２５のみに検出結果を出力するように指示するようになっている。そして、当該指示を受けた鍵センサ２５のみが駆動制御装置３０に検出信号を出力するようになっており、以下、鍵センサ２５の動作について図３を参照しながら説明する。
【００２４】
まず、鍵１がガイド駆動終了位置を通過したか否かを判別する（ステップＳｂ１）。ここで、鍵１がガイド駆動終了位置を通過した場合には、当該鍵１がガイド駆動中であるか否かを判別する（ステップＳｂ２）。ここでの判別は、上述したように駆動制御装置３０から検出結果を出力すべきとの指示信号を受けたか否かによって判断すればよい。すなわち、駆動制御装置３０からの指示信号を受けている場合には、当該鍵１がガイド駆動中の鍵１と判別し、指示信号を受けていない場合にはガイド駆動中ではないと判別する。
【００２５】
そして、ガイド駆動中の鍵１である場合には、鍵１がガイド駆動終了位置を通過したこと示す検出信号を駆動制御装置３０に出力する（ステップＳｂ３）。一方、ガイド駆動中の鍵１ではない、つまり自動演奏駆動中の鍵１である場合には、ガイド駆動終了位置を通過しても検出信号を駆動制御装置３０には送らずに処理を終了する。
【００２６】
このような鍵センサ２５側の動作によって、ガイド駆動中の鍵１に対応する鍵センサ２５だけが駆動制御装置３０にガイド駆動位置を通過したという検出信号を出力することになる。つまり、ソレノイドユニット５のフィードバック制御を行う必要がある鍵１に対応する鍵センサ２５以外の鍵センサ２５からは駆動制御装置３０にガイド駆動位置に関する出力結果が送出されることはない。なお、ガイド駆動位置以外に関する出力結果（NOTE ONやNOTE OFFなど）は、駆動制御装置３０からの指示信号の有無に関わらず出力する。
【００２７】
本実施形態に係る鍵駆動装置では、ソレノイドユニット５のガイド駆動制御を行う場合に、鍵センサ２５からの検出信号を用いたフィードバック制御を行っている。したがって、この鍵駆動装置を様々な種類の鍵盤楽器に搭載した場合にも、搭載される鍵盤楽器の鍵高さなどの構造の違いの影響を受けることなく、常にガイド駆動終了位置まで鍵１を駆動させることができる。言い換えれば、従来の鍵駆動装置のように搭載する楽器毎に、ソレノイドの駆動時間を測定するといった作業が不要であるため、構造の異なる多種の鍵盤楽器に複雑な作業を行うことなく、搭載することが可能である。
【００２８】
また、本実施形態では、ガイド駆動時において鍵センサ２５は、鍵１の移動時の連続的な位置情報を出力するのではなく、ガイド駆動終了位置を通過したか否かの検出信号を出力している。このようにすることで、正確にガイド駆動終了位置で鍵１の駆動を停止させることを実現させながら、扱う信号量を少なくすることもできる。
【００２９】
また、経年変化によりソレノイドユニット５の推力が低下した場合には、ガイド駆動終了位置まで鍵１を駆動するためにソレノイドユニット５を駆動する時間が長くなってしまう。従来では、予め測定により求めた駆動時間だけソレノイドユニット５を駆動するようになっていたので、鍵１がガイド駆動終了位置に達する前に鍵１の駆動が終了してしまうことがあった。例えば、図４中破線で示すように、予め設定された駆動時間Ｔの間ソレノイドユニット５を駆動しても、ソレノイドユニット５の推力低下により鍵１がガイド駆動終了位置よりも前の位置Ｐに達した時点で鍵１の駆動が終了し、鍵１がレストポジションへの復帰動作を開始してしまう。これに対し、本実施形態では、図４中実線で示すように、鍵センサ２５の出力結果を用いたフィードバック制御を行っているので、ソレノイドユニット５の推力が低下した場合にも、駆動に要する時間は長くなるものの確実に鍵１をガイド駆動終了位置まで駆動することができる。
【００３０】
また、ガイド駆動中の鍵１に対応する鍵センサ２５、つまりソレノイドユニット５のフィードバック制御を行うために必要な鍵センサ２５以外からは、駆動制御装置３０にガイド駆動位置を通過したという検出信号が送出されないため、駆動制御装置３０が扱う信号が不用意に増加することなく、駆動制御処理が複雑になってしまうことを低減できる。すなわち、上述したように正確な鍵１の駆動を行うことが可能な制御を採用しているにも関わらず、扱う信号等が不用意に増加することなく、制御処理の大幅な複雑化を招くことがない。
【００３１】
また、本実施形態では、ガイド駆動の場合に鍵センサ２５を使用する構成となっているので、鍵１がガイド駆動終了位置に達したか否かを検出するだけでよく、分解能の低いものでも十分使用することが可能である。したがって、鍵センサ２５としては安価なものを用いることができ、鍵駆動装置の製造コストの増加を抑制することができる。
【００３２】
Ｃ．変形例
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下のような種々の変形が可能である。
【００３４】
（変形例２）
また、上述した実施形態では、本発明をピアノに適用した場合について説明したが、これに限らず、オルガンなどの他の鍵盤を有する様々な鍵盤装置の鍵駆動装置に適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、煩雑な測定作業等を行うことなく構造の異なる鍵盤に搭載可能であり、かつ装置各部が経年変化した場合にも正常な動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る鍵駆動装置を備えたピアノの主要部の構成を示す図である。
【図２】  前記鍵駆動装置の構成要素である駆動制御装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】  前記鍵駆動装置の構成要素である鍵センサの制御内容を示すフローチャートである。
【図４】  ガイド駆動中における前記鍵駆動装置による鍵の位置と時間との関係、および従来の鍵駆動装置による鍵の位置と時間との関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
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、２５……鍵センサ、３０……駆動制御装置
【図１】
0004232325.tif 000002
【図２】
0004232325.tif 000003
【図３】
0004232325.tif 000004
【図４】
0004232325.tif 000005