JP4524798B2 - 鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法及び装置、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ハーフペダル駆動を行うことができる自動ピアノ等の鍵盤楽器に適用される、鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法及び装置、並びにプログラムに関する。

従来、自動ピアノ等の鍵盤楽器には、演奏データに従って、ソレノイドコイルに駆動電流を供給してペダルを駆動することで、ペダル動作を含む自動演奏を行わせることができるものが知られている。また、例えば、ラウドペダルの踏み込み行程においては、一般に、踏み込みの影響がダンパに伝達されない「遊び領域（乃至レスト領域）」と、弦に対するダンパの押接力の減少が開始される状態からダンパが弦に対して非接触状態となるまでの「ハーフペダル領域」と、その後ダンパが弦から完全に離間状態となる「弦開放領域」という３つの領域が存在する。

自動演奏においては、演奏の再現性をより高めるために、ラウドペダル等において上記ハーフペダル領域に合致した適切なペダル動作の制御を行う、いわゆるハーフペダルを適切に再生することが望まれる。例えば、演奏データに基づくペダル動作のフィードバック制御等を行う際、上記ハーフペダル領域を的確に捉えて上記制御に反映させることが重要となる。

しかし、ペダル系の静特性、動特性は、各鍵盤楽器の固有の特性であり、また、ペダルの種類や、ペダルを駆動するソレノイドコイルの特性によっても異なる。従って、ハーフペダル領域乃至該ハーフペダル領域中のハーフポイントの特定が容易でない。

そこで、下記特許文献１では、ラウドペダルを駆動するソレノイドコイルに与えるＰＷＭ信号の値を、ラウドペダルの非操作位置から徐々に大きくしていき、それに応じたラウドペダルの変位量を検出し、ＰＷＭ信号の値の上昇に対してソレノイドコイルのプランジャの上昇率が低い位置（水平部）をハーフペダル領域と判断している。また、測定した変位量からハーフポイント及び遊び領域を特定するようにしている。
特許２６０６６１６号公報

しかしながら、実際の鍵盤楽器においては、上記特許文献１で示されるような、ＰＷＭ値の上昇に対するプランジャの上昇率が低い位置（水平部）が必ずしも明確に現れず、ハーフポイントの特定が困難であった。また、上記特許文献１では、ＰＷＭ値を単に徐々に変化させるだけで、ラウドペダルの、ある特定の動的特性が測定されるのみであるので、静的特性、あるいは自動演奏におけるあらゆる動作からみて、正確なハーフポイントの特定が的確になされているとはいえなかった。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ハーフペダル領域中のハーフポイントを正確且つ容易に特定することができる鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法及び装置、並びにプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法は、ペダルと該ペダルを駆動するペダル駆動手段とを有する鍵盤楽器の前記ペダルのハーフペダル領域中のハーフポイントを特定する、鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法であって、前記ペダルが目標位置に駆動されるように、前記ペダルの動作を規定するための目標値を前記ペダル駆動手段に供給して前記ペダル駆動手段を制御し、前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが前記目標位置に駆動された際の前記ペダルの位置を示す位置情報を取得し、前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが前記目標位置に駆動されるために前記ペダル駆動手段にかかる負荷を示す負荷情報を取得し、前記取得された位置情報と前記取得された負荷情報とに基づいて、前記ハーフポイントを特定することを特徴とする。

好ましくは、前記ペダル駆動手段は、前記ペダルが略等速で駆動されるように制御される（請求項２）。

さらに好ましくは、前記ハーフポイントの特定は、前記位置情報に対する前記負荷情報の関係を示す曲線を求め、該曲線の傾きが急変する点に基づいてなされる（請求項３）。

あるいは、前記ハーフポイントの特定は、前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが前記目標位置に駆動されるときの時間経過に対する前記負荷情報の関係を示す曲線を求め、該曲線の傾きが急激に小さくなる点に基づいてなされる（請求項４）。具体的には例えば、前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが往方向に駆動されるときは、時間経過に伴い前記負荷の増加度合いが急激に小さくなる時刻に対応する前記ペダルの位置が、前記ハーフポイントとされる。一方、前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが復方向に駆動されるときは、時間経過に伴い前記負荷の減少度合いが急激に大きくなる時刻に対応する前記ペダルの位置が、前記ハーフポイントとされる。

上記目的を達成するために本発明の請求項５の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定装置は、ペダルと該ペダルを駆動するペダル駆動手段とを有する鍵盤楽器の前記ペダルのハーフペダル領域中のハーフポイントを特定する、鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定装置であって、前記ペダルが目標位置に駆動されるように、前記ペダルの動作を規定するための目標値を前記ペダル駆動手段に供給して前記ペダル駆動手段を制御する駆動制御手段と、前記駆動制御手段による前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが前記目標位置に駆動された際の前記ペダルの位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記駆動制御手段による前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが前記目標位置に駆動されるために前記ペダル駆動手段にかかる負荷を示す負荷情報を取得する負荷情報取得手段と、前記位置情報取得手段により取得された位置情報と前記負荷情報取得手段により取得された負荷情報とに基づいて、前記ハーフポイントを特定するハーフポイント特定手段とを有することを特徴とする。
上記目的を達成するために本発明の請求項６のプログラムは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、ハーフペダル領域中のハーフポイントを正確且つ容易に特定することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るペダルのハーフポイント特定装置が適用される鍵盤装置の構成を、ある１つの鍵に着目して示した部分断面図である。本鍵盤装置３０は、自動演奏ピアノとして構成される。鍵盤装置３０は、通常のアコーステックピアノと同様、鍵３１の運動をハンマ３２に伝達するアクションメカニズム３３と、ハンマ３２により打撃される弦３４と、弦３４の振動を止めるためのダンパ３６とを備えている。以降、鍵３１の奏者側を「前方」と称する。なお、ハーフポイント特定装置は、鍵盤装置３０に一体に組み込まれているが、鍵盤装置３０と通信可能に、鍵盤装置３０とは別体に構成してもよい。

鍵盤装置３０において、不図示のソレノイドコイルを有するキードライブユニット２０が、鍵３１ごとに設けられ、鍵３１の後端部側の下方に配置されている。また、キーセンサユニット３７が各鍵３１に対応して設けられる。キーセンサユニット３７は、各鍵３１の前部下方に配置され、鍵３１が押下された状態になると、その鍵３１の押下位置を示す信号を出力する。

演奏データ中の発音イベントデータで規定される音高に対応するキードライブユニット２０に駆動信号が供給されると、そのプランジャが上昇して対応する鍵３１の後端部を突き上げる。これにより鍵３１が押下され、弦３４がハンマ３２により叩かれることによりピアノ音が発音されるようになっている。

鍵盤装置３０にはまた、ダンパ３６を駆動するためのラウドペダルであるペダルＰＤが設けられる。また、ペダルＰＤを駆動するためのペダルアクチュエータ２６と、ペダルＰＤの位置を検出する位置センサ２７とが設けられている。ペダルアクチュエータ２６は、ソレノイドコイルと、ペダルＰＤに連結されたプランジャとを有し（いずれも図示せず）、駆動信号が供給されると、上記プランジャが移動してペダルＰＤが駆動されるようになっている。

鍵盤装置３０はまた、ピアノコントローラ４０、モーションコントローラ４１及びサーボコントローラ４２を備える。ピアノコントローラ４０は、モーションコントローラ４１に演奏データを供給する。この演奏データは、例えば、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）コードで構成され、鍵３１及びペダルＰＤの動作を規定する。モーションコントローラ４１は、供給された演奏データに基づいて、各時刻ｔにおけるペダルＰＤ及び鍵３１の各位置に対応した位置制御データｒｐ、ｒｋをそれぞれ生成し、サーボコントローラ４２に供給する。一方、位置センサ２７の検出信号が、フィードバック信号ｙｐとしてサーボコントローラ４２に供給され、また、キードライブユニット２０のソレノイドコイルからも、同様にフィードバック信号ｙｋがサーボコントローラ４２に供給される。

サーボコントローラ４２は、位置制御データｒｐ、ｒｋに応じた励磁電流として電流指示値ｕｐ（ｔ）、ｕｋ（ｔ）を生成し、それぞれペダルアクチュエータ２６、キードライブユニット２０に供給する。これら電流指示値ｕｐ（ｔ）、ｕｋ（ｔ）は、実際には、ペダルアクチュエータ２６、キードライブユニット２０のそれぞれのソレノイドコイルに流すべき平均電流の目標値に応じたデューティ比となるようにパルス幅変調を施したＰＷＭ信号である。

演奏データに基づく自動演奏においては、サーボコントローラ４２は、位置制御データｒｐ、ｒｋとフィードバック信号ｙｐ、ｙｋとをそれぞれ比較し、両者がそれぞれ一致するように電流指示値ｕｐ（ｔ）、ｕｋ（ｔ）を随時更新して出力することでサーボ制御を行う。これにより、演奏データに従って、ペダルＰＤ及び鍵３１が駆動されて、自動演奏がなされる。

図２は、鍵盤装置３０の制御機構の構成を示すブロック図である。

鍵盤装置３０の制御機構は、ＣＰＵ１１に、バス１５を通じて、上記キードライブユニット２０、ペダルアクチュエータ２６、位置センサ２７、キーセンサユニット３７のほか、鍵盤部ＫＢ、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ＭＩＤＩインターフェイス（ＭＩＤＩＩ／Ｆ）１４、タイマ１６、表示部１７、外部記憶装置１８、操作部１９、音源回路２１、効果回路２２及び記憶部２５が接続されて構成される。音源回路２１には効果回路２２を介してサウンドシステム２３が接続されている。

ＣＰＵ１１は、本装置３０全体の制御を司る。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１が実行する制御プログラムやテーブルデータ等の各種データを記憶する。ＲＡＭ１３は、演奏データ、テキストデータ等の各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算結果等を一時的に記憶する。ＭＩＤＩＩ／Ｆ１４は、不図示のＭＩＤＩ機器等からの演奏データをＭＩＤＩ信号として入力する。タイマ１６は、タイマ割り込み処理における割り込み時間や各種時間を計時する。表示部１７は、例えばＬＣＤを含んで構成され、楽譜等の各種情報を表示する。外部記憶装置１８は、フレキシブルディスク等の不図示の可搬記憶媒体に対してアクセス可能に構成され、これら可搬記憶媒体に対して演奏データ等のデータを読み書きすることができる。操作部１９は、不図示の各種操作子を有し、自動演奏のスタート／ストップの指示、曲選択等の指示、各種設定等を行う。記憶部２５は、フラッシュメモリ等の不揮発メモリで構成され、演奏データ等の各種データを記憶することができる。鍵盤部ＫＢには、上記鍵３１が含まれる。

音源回路２１は、演奏データを楽音信号に変換する。効果回路２２は、音源回路２１から入力される楽音信号に各種効果を付与し、ＤＡＣ（Digital-to-Analog
Converter）やアンプ、スピーカ等のサウンドシステム２３が、効果回路２２から入力される楽音信号等を音響に変換する。

なお、上記モーションコントローラ４１及びサーボコントローラ４２の機能は、実際には、ＣＰＵ１１、タイマ１６、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３等の協働作用によって実現される。

ペダルＰＤのハーフペダル領域、及び該ハーフペダル領域中のハーフポイントＨＰは、鍵盤装置毎に微妙に異なるため、ハーフペダルを適切に再生するために、事前に当該鍵盤装置のペダルＰＤのハーフポイントＨＰを同定しておく必要がある。ここで、ハーフポイントＨＰは、ペダルＰＤのレスト位置（非操作位置）からの操作方向（往方向）の距離（ｍｍ）で表現される。ハーフポイントＨＰの同定は次のようにして行うことができる。

図３は、本実施の形態におけるハーフポイント同定処理の手順を示すフローチャートである。まず、後述する図６の負荷特性曲線算出処理を実行して、ペダルＰＤを駆動した際のペダルＰＤのストロークに対するペダルアクチュエータ２６の負荷を示す負荷特性曲線を求める（ステップＳ１０１）。

図４は、この負荷特性曲線ＣＡとその近似直線Ｌ１〜Ｌ３を示す図である。同図横軸には、ペダルＰＤのストローク、すなわち、踏み込み量０からの踏み込み方向（往方向）の位置ｓｔをとり、同図縦軸には、ペダルアクチュエータ２６にかかる負荷（後述する電流指示値ｕｐ（ｓｔ））をとる。図５は、負荷特性曲線算出処理のためのサーボ駆動の流れを示すブロック図である。図６は、図３のステップＳ１０１で実行される負荷特性曲線算出処理のフローチャートである。

本実施の形態においては、ペダルＰＤが略等速で駆動されるための「ハーフポイント同定用駆動データ」を予め用意し、該同定用駆動データを上記演奏データと同様にピアノコントローラ４０からモーションコントローラ４１に供給し、上記同定用駆動データに応じた位置制御データがサーボコントローラ４２に供給されるようにする。そして、サーボコントローラ４２では、フィードバック制御によって、上記同定用駆動データに応じた位置制御データに基づく電流指示値ｕｐ（ｔ）（以下、これを特に「電流指示値ｕｐ（ｓｔ）」と称する）をペダルアクチュエータ２６に供給する。すると、ペダルＰＤは、ペダルアクチュエータ２６により駆動されて、ほぼ等速で踏み込み方向に動作する。

すなわち、図５及び図６を参照して説明すると、まず、モーションコントローラ４１が、上記同定用駆動データに基づく軌道リファレンスを獲得し（ステップＳ６０１）、一定サンプリング時間（例えば４ｍｓｅｃ）の経過を待ってから（ステップＳ６０２）、現在時刻ｔに対応した目標位置（位置制御データｒｐ）を生成し、サーボコントローラ４２に出力する（ステップＳ６０３）。

そして、サーボコントローラ４２は、位置センサ２７からのフィードバック信号ｙｐを得て、上記出力された目標位置とこのフィードバック信号ｙｐとの差ｅｐをとり（ステップＳ６０４）、この差ｅｐを増幅して電流指示値ｕｐを得て（ステップＳ６０５）、さらにこの電流指示値ｕｐをＰＷＭ化してペダルアクチュエータ２６のソレノイドコイルに出力する（ステップＳ６０６）。これに基づき、ペダルＰＤが駆動され、その位置ｓｔも位置センサ２７によって検出されて、サーボコントローラ４２にフィードバック（フィードバック信号ｙｐ）される。

次に、サーボコントローラ４２は、上記出力した電流指示値ｕｐを、現在位置における値、すなわち、現在のフィードバック信号ｙｐが示すペダルＰＤの位置ｓｔに対応する電流指示値ｕｐ（ｓｔ）としてＲＡＭ１３等の記憶手段に記憶させる（ステップＳ６０７）。前記ステップＳ６０２〜Ｓ６０７の処理を、軌道区間が終了するまで繰り返し（ステップＳ６０８）、最後に、複数記憶された電流指示値ｕｐ（ｓｔ）の並びから、負荷特性曲線ＣＡを算出して（ステップＳ６０９）、図６の負荷特性曲線算出処理を終了する。

なお、上記のような負荷特性曲線算出処理を複数回（例えば１０回）行い、同じ目標位置に対して複数の負荷情報（電流指示値ｕｐ（ｓｔ））を記憶しておいてもよい。あるいは、同じ目標位置における複数の負荷情報の値の平均値をとって、これを電流指示値ｕｐ（ｓｔ）としてもよい。

本実施の形態では、ペダルＰＤの位置ｓｔは、位置センサ２７の検出信号であるフィードバック信号ｙｐに基づく値である。また、同図縦軸の、ペダルアクチュエータ２６にかかる負荷は、同定処理時におけるサーボコントローラ４２からの出力である電流指示値ｕｐ（ｓｔ）である。図４に示す負荷特性曲線ＣＡは、特に、ハーフポイント同定用駆動データに基づき、ペダルＰＤを「約４秒間／１ストローク」というゆっくりとした略一定速度で駆動した場合における、ペダルＰＤの位置ｓｔに対する電流指示値ｕｐ（ｓｔ）の変化を示している。

次に、図３のステップＳ１０２では、上記求めた負荷特性曲線ＣＡを、３本の折れ線で近似する直線近似処理を行う。その結果、図４に示すように、負荷特性曲線ＣＡが第１〜第３の直線Ｌ１〜Ｌ３で近似される。第１の直線Ｌ１と第２の直線Ｌ２の交点をｐＳ、第２の直線Ｌ２と第３の直線Ｌ３の交点をｐＥで示す。

次に、図３のステップＳ１０３で、交点ｐＳ、ｐＥに基づき、ハーフ域開始点、終了点を特定する。すなわち、交点ｐＳ、ｐＥは、負荷特性曲線ＣＡの傾きが急変する点に相当するため、それぞれ、弦３４に対するダンパ３６の押接力の減少が開始される時点と、ダンパ３６が弦３４に対して非接触状態となる時点とに対応すると見なすことができる。従って、本実施の形態では、交点ｐＳに対応するペダルＰＤの位置をハーフ域開始点ｓｔＳ、交点ｐＥに対応するペダルＰＤの位置をハーフ域終了点ｓｔＥとして特定する。

ここで、ペダルＰＤのストロークをハーフ域開始点ｓｔＳ、終了点ｓｔＥで３つの区間に分けたとき、そのうちハーフ域開始点ｓｔＳからハーフ域終了点ｓｔＥまでの区間が「ハーフペダル領域」である。また、ペダルＰＤの０位置からハーフ域開始点ｓｔＳまでの区間が「レスト領域」、ハーフ域終了点ｓｔＥから押し切り位置までの区間が「弦開放領域」である。

次に、図３のステップＳ１０４では、交点ｐＳ及び交点ｐＥ、乃至ハーフ域開始点ｓｔＳ及びハーフ域終了点ｓｔＥに基づいて、ハーフポイントＨＰを決定する。すなわち、ハーフ域開始点ｓｔＳ、終了点ｓｔＥを所定の内分比で分ける点をハーフポイントＨＰとする。本実施の形態では、所定の内分比として、２：１を採用しており、従って、図４に示すように、ハーフポイントＨＰとして位置ｓｔＨが決定される。この位置ｓｔＨは、交点ｐＳと交点ｐＥとを上記所定の内分比で分ける点ｐＨに対応するペダルＰＤの位置でもある。その後、本処理を終了する。

サーボコントローラ４２は、このようにして決定されたハーフポイントＨＰの値（ｓｔＨ）を、演奏データに基づく自動演奏処理におけるペダル動作のフィードバック制御に反映させる。具体的には、サーボコントローラ４２が位置制御データｒｐに応じて電流指示値ｕｐ（ｔ）を設定する際、演奏データ中のペダルＰＤの深さを規定する深さデータ値‘６４’に対して、ペダルＰＤがハーフポイントＨＰである位置ｓｔＨに位置するように演算処理を行う。これにより、演奏の再現性を的確に高めることができる。

本実施の形態によれば、負荷特性曲線ＣＡの直線近似を経て求めたハーフ域開始点ｓｔＳ、終了点ｓｔＥの内分比からハーフポイントＨＰを決定するので、ハーフペダル領域中のハーフポイントＨＰを正確且つ容易に特定することができる。しかも、負荷特性曲線ＣＡは、ペダルＰＤをゆっくりとした略等速で駆動した結果として求めるので、ハーフ域開始点ｓｔＳ、終了点ｓｔＥの特定精度が高く、従って、ハーフポイントＨＰの特定精度も高い。

なお、本実施の形態では、ハーフポイントＨＰを決定する際、内分比を２：１としたが、これに限定されない。特に、適切な内分比は、アップライトピアノとグランドピアノとでも異なるので、鍵盤装置の機種等によって、予め実験等で求めた値を採用すればよい。

なお、本実施の形態では、交点ｐＳ及び交点ｐＥの２交点に基づいてハーフポイントＨＰを決定したが、これに限られず、例えば、交点ｐＥに対応するハーフ域終了点ｓｔＥから所定距離手前のペダルＰＤの位置をハーフポイントＨＰとする等、いずれか一方の交点のみに基づいてハーフポイントＨＰを決定するようにしてもよい。その場合、上記交点からの、所定の距離、所定の負荷及び所定のＭＩＤＩ値の少なくとも１つを用いてハーフポイントＨＰを決定する。

なお、本実施の形態では、負荷特性曲線ＣＡを直線近似して２交点を求めた上でハーフポイントＨＰを決定したが、直線近似処理を経る必要は必ずしもない。例えば、負荷特性曲線ＣＡの傾きが急変する点（少なくとも１点、好ましくは２点）を求め、その点からＨＰを求めるようにしてもよい。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態に対してハーフポイント同定処理が異なり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。第１の実施の形態では、ペダルＰＤの位置ｓｔに対する電流指示値ｕｐ（ｓｔ）の変化を示す負荷特性曲線ＣＡからハーフポイントＨＰを求めたが、本第２の実施の形態では、ペダルＰＤを略一定速度で駆動した場合の経過時間に対する電流指示値ｕｐ（ｓｔ）の変化を示す負荷特性曲線（ＣＣ）に基づきハーフポイントＨＰを求める。従って、図３、図６に代えて図７、図４に代えて図８をそれぞれ用いて第２の実施の形態を説明する。

図７は、本実施の形態におけるハーフポイント同定処理の手順を示すフローチャートである。

まず、図６のステップＳ６０１〜Ｓ６０６の処理を実行した後、ステップＳ７０１に進み、現在時刻ｔにおけるペダルＰＤの位置ｓｔと電流指示値ｕｐ（ｓｔ）とを求めて記憶する。そして、前記ステップＳ６０２〜Ｓ６０６及びステップＳ７０１の処理を、軌道区間が終了するまで繰り返し（ステップＳ７０２）、軌道区間が終了した場合は、後述する時刻−位置曲線ＣＢと共に負荷特性曲線ＣＣを算出する（ステップＳ７０３）。

図８（ａ）は、時刻−位置曲線ＣＢ、同図（ｂ）は負荷特性曲線ＣＣ、同図（ｃ）は、負荷特性曲線ＣＣの一部をそれぞれ示す図である。同図（ａ）、（ｂ）の横軸には、上記したように、ハーフポイント同定用駆動データに基づき、ペダルＰＤを「約４秒間／１ストローク」というゆっくりとした略一定速度で踏み込み量０から等速で踏み込み方向に駆動した場合における経過時間をとる。同図（ａ）の縦軸には、ペダルＰＤの位置ｓｔをとり、同図（ｂ）の縦軸には、ペダルアクチュエータ２６にかかる負荷（電流指示値ｕｐ（ｓｔ））をとる。

時刻−位置曲線ＣＢ、負荷特性曲線ＣＣは、サンプリング時間（４ｍｓｅｃ毎）の間隔で前記ステップＳ７０１で複数記憶された、現在時刻ｔに対するペダルＰＤの位置ｓｔの並び、電流指示値ｕｐ（ｓｔ）の並びからそれぞれ算出される。

次に、ステップＳ７０４では、負荷特性曲線ＣＣ上の評価点Ａにおける傾き差Ｄを算出し、これを記憶する。ここで、サンプリング間隔が４ｍｓｅｃであるとして、最初の評価点Ａは、ペダルＰＤの駆動開始時刻から４００ｍｓｅｃ経過後の時刻に対応する点とする。図８（ｃ）に示すように、評価点Ａに対して、前後に同じ時間ｔ２（４００ｍｓｅｃ）だけ離れた点を点Ａ１、Ａ２とする。そして、評価点Ａから点Ａ２までの傾きと点Ａ１から評価点Ａまでの傾きとの差を、傾き差Ｄとして下記数式１により算出する。
［数１］
Ｄ＝｛（Ａ２でのｕｐ（ｓｔ）値）−（Ａでのｕｐ（ｓｔ）値）｝／ｔ２−｛（Ａでのｕｐ（ｓｔ）値）−（Ａ１でのｕｐ（ｓｔ）値）｝／ｔ２
次に、全評価点に関して傾き差Ｄの算出が終了したか否かを判別する。最終の評価点Ａは、ペダルＰＤの往方向への駆動終了時刻より４００ｍｓｅｃ前の時刻に対応する点とする。そして、全評価点に関して傾き差Ｄの算出が終了していない場合は、次の評価点Ａに処理を進めるべく、今回の評価点Ａに対して、図８（ｃ）に示すように、サンプリング間隔と同じ時間ｔ１（４ｍｓｅｃ）だけ時間的に後方の時刻に対応する負荷特性曲線ＣＣ上の点を新たな評価点Ａとして（ステップＳ７０６）、前記ステップＳ７０４に戻る。このように、ステップＳ７０４〜Ｓ７０６を繰り返して、全評価点Ａにおける傾き差Ｄを算出、記憶する。

次に、ステップＳ７０７では、上記記憶された複数の傾き差Ｄのうち、負の値で且つ最小の（負の程度が大きい）傾き差Ｄを生じさせた評価点Ａを特定し、該評価点Ａに対応するペダルＰＤの位置ｓｔを、ハーフポイントＨＰとして決定し、本処理を終了する。

すなわち、図８（ｂ）の例でいえば、時刻ｔＨにおける評価点Ａである点ｐＣにおいて、負荷特性曲線ＣＣの上昇度合いが最も急激に減少、すなわち、時間経過に伴い電流指示値ｕｐ（ｓｔ）の増加度合いが最も急激に小さくなるとすると、その時刻ｔＨにおける時刻−位置曲線ＣＢ上の点ｐＢに対応する位置ｓｔＨ（図８（ａ）参照）が、ハーフポイントＨＰとして決定される。上記点ｐＣは、傾き差Ｄが負の値であって且つ最も小さい値となる点であり、負荷特性曲線ＣＣが最も上側に凸形状となる点でもある。

本実施の形態によれば、ハーフペダル領域中のハーフポイントＨＰを正確且つ容易に特定することに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

なお、本実施の形態において特定されるハーフポイントＨＰは、第１の実施の形態において、図４で説明した、第２の直線Ｌ２と第３の直線Ｌ３との交点ｐＥに対応するペダルＰＤの位置ｓｔに相当し、すなわち、ハーフ域開始点ｓｔＳ、終了点ｓｔＥを１０：０の内分比で分けた位置に相当することになる。ハーフポイントＨＰは、これら、第１、第２の実施の形態で例示したものに限定されるものではなく、ハーフ域開始点ｓｔＳ〜終了点ｓｔＥまでの領域の範囲内であればハーフポイントＨＰとすることは可能である。

なお、第２の実施の形態において、評価点Ａは、評価が可能な全範囲で行ったが、ハーフポイントＨＰが存在しそうな範囲は限られているので、範囲を限定して評価を行うようにしてもよい。

なお、図７のハーフポイント同定処理によるハーフポイントＨＰの決定を複数回行って、それらの平均値を最終的なハーフポイントＨＰとしてもよい。仮に、複数のハーフポイントＨＰの値が互いに大きく異なっていた場合は、それらの最大値と最小値との中間値をハーフポイントＨＰと仮決定すると共に、エラーを報知するようにしてもよい。

なお、本第２の実施の形態において、上記数式１を用いて傾き差Ｄを求めたのと同様の手法を、第１の実施の形態において、交点ｐＳ、ｐＥ（図４参照）を求めるのに利用してもよい。その場合において、例えば、交点ｐＳを求めるときは、傾き差Ｄが正の値で且つ最大となる評価点を、交点ｐＳとすればよい。また、交点ｐＳ、ｐＥの双方を求めるときは、傾き差Ｄの絶対値が極大となる評価点を、交点ｐＳ、ｐＥとすればよい。

なお、第１、第２の実施の形態において、負荷特性曲線ＣＡ、ＣＣを求める際のペダルＰＤの駆動は、上記のような等速駆動に限られず、ペダルＰＤが常に目標位置に位置するような管理された駆動態様であればよい。従って、ペダルＰＤを駆動する手段はペダルアクチュエータ２６に限定されず、ペダルＰＤを目標位置に駆動制御するための構成も、ハーフポイント同定用駆動データを用いたモーションコントローラ４１及びサーボコントローラ４２等による制御に限定されるものではない。

また、第１、第２の実施の形態において、上記のような動的な駆動による負荷特性曲線ＣＡ、ＣＣの測定に限定されず、静的乃至準静的な駆動により負荷特性曲線ＣＡ、ＣＣを求めてもよい。例えば、ペダルＰＤの複数の各位置において、ペダルＰＤの静止状態を維持するために出力された電流指示値ｕｐ（ｓｔ）をプロットして負荷特性曲線ＣＡ、ＣＣを求めるようにしてもよい。

なお、第１、第２の実施の形態では、ペダルＰＤを０位置から押し切り位置まで往方向に駆動して負荷特性曲線ＣＡ、ＣＣを求めたが、これに限られず、逆に、ペダルＰＤを、押し切り位置から０位置まで、管理された速度で復方向に駆動して負荷特性曲線ＣＡ、ＣＣを求めてもよいし、往方向と往方向の両方向から求めた２曲線に基づき、例えば、両者を平均する等によって、１つの負荷特性曲線ＣＡ、ＣＣを求めてもよい。

例えば、第２の実施の形態において、ペダルＰＤを復方向に等速駆動して負荷特性曲線ＣＣを求める場合は、時間経過に伴い電流指示値ｕｐ（ｓｔ）の減少度合いが最も急激に大きくなる時刻に対応するペダルＰＤの位置ｓｔが、ハーフポイントＨＰとされる。ちなみに、このハーフポイントＨＰは、ペダルＰＤを往方向に等速駆動した場合に求められるハーフポイントＨＰと、理想的には同じとなる。

なお、第１、第２の実施の形態では、図４、図８（ｂ）に示す負荷特性曲線ＣＡ、ＣＣにおいて、横軸の値には、ペダルＰＤの位置ｓｔであって位置センサ２７の検出信号、すなわち、観測値を採用したが、ペダルＰＤの位置の目標値と観測値との誤差が小さくなるように制御できるならば、ペダルＰＤの位置を示す情報として、観測値でなく、目標値乃至指示値を用いてもよい。例えば、演奏データ中のペダルＰＤの動作を規定するＭＩＤＩ値（例えば深さ値）であってもよい。また、縦軸の値は、ペダルＰＤを所望位置に駆動するためにペダルアクチュエータ２６にかかる負荷を示す負荷情報であればよく、電流指示値ｕｐ（ｓｔ）に限定されるものではない。従って、コイル電流等の負荷に対応する物理情報を観測し、その観測値を縦軸の値に採用してもよい。

なお、第１、第２の実施の形態では、ハーフポイントＨＰを求める対象としてラウドペダルを例示したが、これに限られず、例えば、シフトペダルにも同様に適用することができる。

また、本発明の目的は、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ１１やＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

さらに、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の第１の実施の形態に係るペダルのハーフポイント特定装置が適用される鍵盤装置の構成を、ある１つの鍵に着目して示した部分断面図である。 鍵盤装置の制御機構の構成を示すブロック図である。 本実施の形態におけるハーフポイント同定処理の手順を示すフローチャートである。 負荷特性曲線とその近似直線を示す図である。 負荷特性曲線算出処理のためのサーボ駆動の流れを示すブロック図である。 図３のステップＳ１０１で実行される負荷特性曲線算出処理のフローチャートである。 第２の実施の形態におけるハーフポイント同定処理の手順を示すフローチャートである。 時刻−位置曲線（図（ａ））、負荷特性曲線（図（ｂ））、及び負荷特性曲線の一部（図（ｃ））をそれぞれ示す図である。

符号の説明

１１ ＣＰＵ（駆動制御手段、位置情報取得手段、負荷情報取得手段、ハーフポイント特定手段）、 ２６ ペダルアクチュエータ（ペダル駆動手段）、 ２７ 位置センサ、 ３０ 鍵盤装置（鍵盤楽器）、 ４１ モーションコントローラ、 ４２ サーボコントローラ、 ＰＤ ペダル、 ＣＡ、ＣＣ 負荷特性曲線、 ＨＰ ハーフポイント、 ｓｔ 位置（位置情報）、 ｕｐ（ｓｔ） 電流指示値（負荷情報）、 Ｌ１〜Ｌ３ 第１〜第３の直線

Claims (6)

1. ペダルと該ペダルを駆動するペダル駆動手段とを有する鍵盤楽器の前記ペダルのハーフペダル領域中のハーフポイントを特定する、鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法であって、
   前記ペダルが目標位置に駆動されるように、前記ペダルの動作を規定するための目標値を前記ペダル駆動手段に供給して前記ペダル駆動手段を制御し、
   前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが前記目標位置に駆動された際の前記ペダルの位置を示す位置情報を取得し、
   前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが前記目標位置に駆動されるために前記ペダル駆動手段にかかる負荷を示す負荷情報を取得し、
   前記取得された位置情報と前記取得された負荷情報とに基づいて、前記ハーフポイントを特定することを特徴とする鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法。
2. 前記ペダル駆動手段は、前記ペダルが略等速で駆動されるように制御されることを特徴とする請求項１記載の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法。
3. 前記ハーフポイントの特定は、前記位置情報に対する前記負荷情報の関係を示す曲線を求め、該曲線の傾きが急変する点に基づいてなされることを特徴とする請求項１または２記載の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法。
4. 前記ハーフポイントの特定は、前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが前記目標位置に駆動されるときの時間経過に対する前記負荷情報の関係を示す曲線を求め、該曲線の傾きが急激に小さくなる点に基づいてなされることを特徴とする請求項２記載の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法。
5. ペダルと該ペダルを駆動するペダル駆動手段とを有する鍵盤楽器の前記ペダルのハーフペダル領域中のハーフポイントを特定する、鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定装置であって、
   前記ペダルが目標位置に駆動されるように、前記ペダルの動作を規定するための目標値を前記ペダル駆動手段に供給して前記ペダル駆動手段を制御する駆動制御手段と、
   前記駆動制御手段による前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが前記目標位置に駆動された際の前記ペダルの位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記駆動制御手段による前記ペダル駆動手段の制御によって前記ペダルが前記目標位置に駆動されるために前記ペダル駆動手段にかかる負荷を示す負荷情報を取得する負荷情報取得手段と、
   前記位置情報取得手段により取得された位置情報と前記負荷情報取得手段により取得された負荷情報とに基づいて、前記ハーフポイントを特定するハーフポイント特定手段とを有することを特徴とする鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定装置。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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