JP6648414B2 - 鍵盤楽器および鍵盤楽器の自動演奏プログラム - Google Patents
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Description
前記判定手段が、離間位置偏差および前記離間速度偏差からアクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、駆動情報による可動部の目標駆動位置と可動部の推定駆動位置との位置偏差および駆動情報による可動部の目標駆動速度と前記可動部の推定駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正するものである。
以下に、図1から図3を用いて、本発明の第一実施形態に係る鍵盤楽器である自動演奏ピアノ1について説明する。図1に示すように、自動演奏ピアノ1は、本実施形態においてグランドピアノである。自動演奏ピアノ1は、演奏操作子である鍵2(黒鍵および白鍵)やペダル14を演奏情報から生成した駆動情報に従って操作して自動演奏を行うことができるものである。本実施形態において、演奏者が鍵2を操作する側を操作側、弦13が張られている側を弦側とする。
図5に示すように、サーボコントロール部29は、プランジャ位置正規化部29a、鍵位置正規化部29b、判定手段である接触調整部29cおよび位置増幅部29dを有する。
プランジャ位置正規化部29aは、プランジャセンサ信号変換装置20からプランジャ16aの実駆動位置yxPのデジタル信号を取得し、予め設定されている正規化処理を行うものである。同様に、鍵位置正規化部29bは、鍵センサ信号変換装置21から鍵2の実操作位置yxKのデジタル信号を取得し、予め設定されている正規化処理を行うものである。
図6(a)に示すように、接触調整部29cは、離間判定ステップにおいて、プランジャ16aの実駆動位置yxPと、鍵2の実操作位置yxKから定まるプランジャ16aの推定駆動位置yxePとの偏差である離間位置偏差ELが鍵2とプランジャ16aとの離間を判定する位置偏差基準値Ls未満の場合、プランジャ16aと鍵2とが接触状態を維持していると判定する。この場合、接触調整部29cは、補正ステップCにおいて、プランジャ16aの推定駆動位置yxePを目標駆動位置rxにフィードバックする位置補正量yxとして出力する。つまり、鍵2とプランジャ16aとが接触している状態においては、鍵2の実操作位置yxKに基づいて制御することで安定かつ正確な自動演奏が行われる。また、接触調整部29cは、離間判定ステップにおいて、離間位置偏差ELが位置偏差基準値Ls以上の場合、鍵2とプランジャ16aとが離間状態であると判定する。この場合、図6(b)に示すように、接触調整部29cは、補正ステップCにおいて、プランジャ16aの目標駆動位置rxとプランジャ16aの実駆動位置yxPとの偏差である追従位置偏差FLが追従許容値Ft未満のとき、プランジャ16aの実駆動位置yxPを目標駆動位置rxにフィードバックする位置補正量yxとして出力する。つまり、プランジャ16aの実駆動位置yxPが目標駆動位置rxに追従している状態においては、プランジャ16aの実駆動位置yxPに基づいて制御することで安定した自動演奏が行われる。一方、接触調整部29cは、補正ステップCにおいて、追従位置偏差FLが追従許容値Ft以上のとき、離間位置偏差ELに応じてプランジャ16aの実駆動位置yxPとプランジャ16aの推定駆動位置yxePとの案分値を算出する。この際、プランジャ16aの実駆動位置yxPとプランジャ16aの推定駆動位置yxePとの比率は、その合計が1になるように案分する。そして、接触調整部29cは、プランジャ16aの実駆動位置yxPの案分値を目標駆動位置rxにフィードバックする位置補正量yxとして出力する。つまり、プランジャ16aの実駆動位置yxPが目標駆動位置rxに追従してない状態においては、鍵2の実操作位置yxKを考慮しつつプランジャ16aを目標駆動位置rxに追従させるように制御することで自動演奏が安定するように補正される。
自動演奏ピアノ1は、操作パネル25(図3参照)から自動演奏モードにおいて自動演奏する楽曲が選択されると、ディスクドライブ24(図3参照)や図示しない外部記憶装置に記憶されている楽曲の演奏情報である曲データおよび鍵操作用データの読込または通信インターフェイス23を介して取得する。この読込または取得した曲データおよび鍵操作用データは、制御装置26のRAMに構成されている図示しない曲データ格納領域および鍵操作用データ格納領域にそれぞれ記憶される。
以下に、図8および図12から図20を用いて、本発明の第二実施形態に係る鍵盤楽器である自動演奏ピアノ30(図12参照)について説明する。なお、以下の第二実施形態に係る自動演奏ピアノ30は、図1から図11に示す自動演奏ピアノ1において、自動演奏ピアノ30に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
図14に示すように、サーボコントロール部36は、プランジャ速度正規化部36a、鍵位置正規化部36b、ハンマー位置正規化部36c、位置生成部36d、速度生成部36e、接触調整部36f、位置増幅部36gおよび速度増幅部36hを有する。プランジャ速度正規化部36aは、プランジャセンサ信号変換装置33からプランジャ16aの実駆動速度yvPのデジタル信号を取得し、予め設定されている正規化処理を行うものである。同様に、ハンマー位置正規化部36cは、ハンマーセンサ信号変換装置34からハンマー位置yHのデジタル信号を取得し、予め設定されている正規化処理を行うものである。
また、接触調整部36fは、離間判定ステップE(図17参照)において、離間位置偏差ELが位置偏差下限基準値Lsd未満であって、離間速度偏差EVが速度偏差基準値Vs以上の場合、鍵2とプランジャ16aとが接触状態から離間状態への移行を開始していると判定する。具体的には、鍵2とプランジャ16aとが接触状態であるが、以下の数1と数2とに示す関係を満たすようにそれぞれの速さの向きが異なる場合、および以下の数1と数3とに示す関係を満たすようにそれぞれの速さの大きさが異なる場合、鍵2とプランジャ16aとが接触状態から離間状態への移行を開始していると判定する。
また、接触調整部36fは、離間判定ステップE(図17参照)において、離間位置偏差ELが位置偏差下限基準値Lsd以上の場合、プランジャ16aと鍵2とが離間状態であると判定する。この場合、接触調整部36fは、補正ステップF(図18参照)において、離間位置偏差ELが位置偏差上限基準値Lsu以上のとき、プランジャ16aの実駆動位置yxPを目標駆動位置rxにフィードバックする位置補正量yxとして出力し、プランジャ16aの実駆動速度yvPを目標駆動速度rvにフィードバックする速度補正量yvとして出力する。さらに、接触調整部36fは、位置増幅部36gと速度増幅部36hとの増幅率を所定の値に設定する。つまり、鍵2とプランジャ16aとが大きく離間している状態においては、鍵2が不安定な状態であることが想定されることからプランジャ16aの実駆動位置yxPに基づいて制御することで安定した自動演奏が行われる。
さらに、接触調整部36fは、補正ステップF(図18参照)において、離間位置偏差ELが位置偏差上限基準値Lsu未満のとき、プランジャ16aの推定駆動位置yxePを目標駆動位置rxにフィードバックする位置補正量yxとして出力し、プランジャ16aの推定駆動速度yvePを目標駆動速度rvにフィードバックする速度補正量yvとして出力する。この際、所定時間内にハンマー位置yHが弦13の打撃位置にあったとき、プランジャ16aの実駆動位置yxPを目標駆動位置rxにフィードバックする位置補正量yxとして出力し、プランジャ16aの実駆動速度yvPを目標駆動速度rvにフィードバックする速度補正量yvとして出力する。つまり、鍵2とプランジャ16aとが大きく離間していない状態においては、鍵2が安定した状態であることが想定されることから鍵2の実操作位置yxKに基づいて制御することで安定した自動演奏が行われる。ただし、打弦直後は鍵2とプランジャ16aの位置が明確であることから確実に制御できるプランジャ16aの実駆動位置yxPに基づいて制御する。
図8に示すように、ステップS500において、制御装置26は、鍵操作制御Dを開始し、ステップS510に移行する(図16参照)。制御装置26は、鍵操作制御Dが終了すると、ステップS180に移行する。
Claims (10)
- アクチュエータの可動部を演奏操作子に接触させてアクチュエータを駆動情報に従って駆動することで演奏操作子を操作する鍵盤楽器において、
演奏操作子の動作態様とアクチュエータの駆動態様とから演奏操作子とアクチュエータの可動部とが離間状態か否か判定する判定手段、を具備し、
判定手段が演奏操作子と可動部とが離間状態であると判定すると、演奏操作子と可動部とが接触するように駆動情報を補正する鍵盤楽器。 - 前記アクチュエータの駆動態様を示すアクチュエータの可動部の実駆動位置と前記演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作位置から定まるアクチュエータの可動部の推定駆動位置との偏差である離間位置偏差が演奏操作子と可動部との離間を判定する位置偏差基準値未満の場合、または離間位置偏差が位置偏差基準値未満であってアクチュエータの駆動態様を示す可動部の実駆動速度と演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作速度から定まる可動部の推定駆動速度との偏差である離間速度偏差が演奏操作子と可動部との離間を判定する速度偏差基準値未満の場合、前記判定手段が演奏操作子と可動部とが接触状態を維持していると判定し、
可動部の実駆動位置と可動部の推定駆動位置との離間位置偏差が位置偏差基準値以上の場合、判定手段が演奏操作子と可動部とが離間状態であると判定する請求項1に記載の鍵盤楽器。 - 前記判定手段が、前記離間位置偏差から前記アクチュエータと前記演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、前記駆動情報による可動部の目標駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正し、
前記判定手段が、離間位置偏差および前記離間速度偏差からアクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、駆動情報による可動部の目標駆動位置と可動部の推定駆動位置との位置偏差および駆動情報による可動部の目標駆動速度と前記可動部の推定駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正する請求項2に記載の鍵盤楽器。 - 前記判定手段が、前記アクチュエータと前記演奏操作子とが離間状態であると判定した場合、
前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との偏差である追従位置偏差が追従許容値未満のとき、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正し、
前記追従位置偏差が許容値以上のとき、前記離間位置偏差に応じて可動部の実駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との案分値を算出し、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置の案分値との位置偏差に基づいて駆動情報を補正する請求項2または請求項3に記載の鍵盤楽器。 - 前記判定手段が、前記アクチュエータと前記演奏操作子とが離間状態であると判定した場合、
前記離間位置偏差が位置偏差上限基準値以上のとき、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との位置偏差および前記可動部の目標駆動速度と前記可動部の実駆動速度との速度偏差を所定の比率で増幅した増幅値に基づいて前記駆動情報を補正し、
離間位置偏差が位置偏差上限基準値未満のとき、可動部の目標駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との位置偏差および可動部の目標駆動速度と前記可動部の推定駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正し、
離間位置偏差が位置偏差上限基準値未満かつ打弦から所定時間内のとき、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置との位置偏差および可動部の目標駆動速度と可動部の実駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正する請求項2または請求項3に記載の鍵盤楽器。 - 前記離間位置偏差が位置偏差下限基準値未満であって前記離間速度偏差が前記速度偏差基準値以上の場合、前記判定手段が、前記可動部と前記演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行しているとさらに判定する請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の鍵盤楽器。
- 前記可動部と前記演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行していると判定した場合、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との位置偏差および前記可動部の目標駆動速度と前記可動部の実駆動速度との速度偏差を前記離間速度偏差に応じた比率で増幅した増幅値に基づいて前記駆動情報を補正する請求項6に記載の鍵盤楽器。
- 可動部が演奏操作子に接触しているアクチュエータを駆動情報に従って駆動させることで演奏操作子による演奏を行う鍵盤楽器の自動演奏プログラムであって、
駆動情報を生成する駆動情報生成ステップと、
演奏操作子の動作態様とアクチュエータの駆動態様とから演奏操作子とアクチュエータの可動部とが離間しているか否か判定する離間判定ステップと、
離間判定ステップにおいて演奏操作子とアクチュエータの可動部とが離間していると判定すると、演奏操作子とアクチュエータの可動部とが接触するように駆動情報を補正する補正ステップと、
を含む鍵盤楽器の自動演奏プログラム。 - 前記離間判定ステップにおいて、前記アクチュエータの駆動態様を示すアクチュエータの可動部の実駆動位置と前記演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作位置から定まるアクチュエータの可動部の推定駆動位置との偏差である離間位置偏差が演奏操作子とアクチュエータとの離間を判定する位置偏差基準値未満の場合、または離間位置偏差が位置偏差基準値未満であってアクチュエータの駆動態様を示す可動部の実駆動速度と演奏操作子の動作態様を示す演奏操作子の実操作速度から定まる可動部の推定駆動速度との偏差である離間速度偏差が演奏操作子と可動部との離間を判定する速度偏差基準値未満の場合、アクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定し、
離間判定ステップにおいて、離間位置偏差が位置偏差基準値以上の場合、アクチュエータと演奏操作子とが離間状態であると判定し、
離間位置偏差からアクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、補正ステップにおいて、演奏信号によるアクチュエータの可動部の目標駆動位置と可動部の推定駆動位置との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正し、
離間位置偏差および離間速度偏差からアクチュエータと演奏操作子とが接触状態を維持していると判定した場合、補正ステップにおいて、可動部の目標駆動位置と可動部の推定駆動位置との位置偏差および可動部の目標駆動速度と可動部の推定駆動速度との速度偏差に基づいて駆動情報を補正し、
アクチュエータと演奏操作子とが離間状態であると判定した場合、補正ステップにおいて、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との偏差である追従位置偏差が追従許容値未満のとき、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置との位置偏差に基づいて駆動情報を補正し、
追従位置偏差が許容値以上のとき、前記離間位置偏差に応じて可動部の実駆動位置と前記可動部の推定駆動位置との案分値を算出し、可動部の目標駆動位置と可動部の実駆動位置の案分値との位置偏差に基づいて前記駆動情報を補正する請求項8に記載の鍵盤楽器の自動演奏プログラム。 - 前記離間判定ステップにおいて、前記離間位置偏差が位置偏差下限基準値未満であって前記離間速度偏差が前記速度偏差基準値以上の場合、前記アクチュエータと前記演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行しているとさらに判定し、
アクチュエータと演奏操作子とが接触状態から離間状態に移行していると判定した場合、補正ステップにおいて、前記可動部の目標駆動位置と前記可動部の実駆動位置との位置偏差および前記可動部の目標駆動速度と前記可動部の実駆動速度との速度偏差を前記離間速度偏差に応じた比率で増幅した増幅値に基づいて駆動情報を補正する請求項9に記載の鍵盤楽器の自動演奏プログラム。
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