JP6536115B2 - 発音装置および鍵盤楽器 - Google Patents

Description

本発明は、響板を利用して音を発生させる技術に関する。

アコースティックピアノにおいて、ハンマの打弦を阻止するストッパを設置することで、打弦音の代わりに電子音を出力するように構成された、いわゆる消音ピアノが商品化されている。電子音は、ヘッドフォン等を介して出力されることが一般的である。また、出力される電子音をアコースティックピアノの音に近づけるため、響板の振動を利用して出力することも行われている。例えば、特許文献１には、アコースティックピアノの響板を振動させる加振器を用いて、電子音源で生成した音を響板から発生させる技術が開示されている。

特開２０１３−７７０００号公報

この技術によれば、演奏者の押鍵操作の代わりに鍵をソレノイドで駆動することによる自動演奏を楽しむこともできる。この自動演奏によれば、鍵の駆動によって電子音源で生成した音を響板から発生させることができる。一方、自動演奏によらない音、すなわち、鍵の駆動とは関係なく生成した音、例えば、予め録音された楽曲の音を、響板を介して発生させたいという要望もある。

本発明の目的の一つは、鍵の駆動（演奏操作・自動演奏）とは関係なく生成した音を響板から発生させるときに、楽器の特性を有効に活用することにある。

本発明の一実施形態によると、各々異なる振動周波数を有する複数の発音体と、前記発音体の各々に対応して配置され、当該発音体に接触することによって振動を抑えるダンパと、前記ダンパの各々を移動することによって、前記発音体の各々に対する前記ダンパの接触状態を制御するダンパ動作機構と、前記発音体と連成振動する響板と、前記響板を振動させる加振器と、オーディオ信号を取得する取得部と、取得した前記オーディオ信号に応じた振動で前記加振器を駆動するための駆動信号を生成し、当該加振器に出力する信号出力部と、取得した前記オーディオ信号の周波数分布に基づいて、前記発音体と前記ダンパとの接触状態を変化させるように、前記ダンパ動作機構を駆動するダンパ制御部と、を備えることを特徴とする発音装置が提供される。

また、本発明の一実施形態によると、各々異なる振動周波数を有する複数の発音体と、前記発音体の各々に対応して配置され、当該発音体に接触することによって振動を抑えるダンパと、前記ダンパの各々を移動することによって、前記発音体の各々に対する前記ダンパの接触状態を制御するダンパ動作機構と、前記発音体と連成振動する響板と、前記響板を振動させる加振器と、少なくとも発音内容の音高を規定する音高情報を含む演奏制御データを取得する取得部と、取得した前記演奏制御データに基づいて、前記発音内容を示すオーディオ信号を生成し、生成した前記オーディオ信号に基づいて、前記加振器を前記発音内容に応じて駆動する駆動信号を生成して当該加振器に出力する信号出力部と、取得した前記演奏制御データに規定される音高に基づいて、前記発音体と前記ダンパとの接触状態を変化させるように、前記ダンパ動作機構を駆動するダンパ制御部と、を備えることを特徴とする発音装置が提供される。

また、本発明の一実施形態によると、各々異なる振動周波数を有する複数の発音体と、前記発音体の各々に対応して配置され、当該発音体に接触することによって振動を抑えるダンパと、前記ダンパの各々を移動することによって、前記発音体の各々に対する前記ダンパの接触状態を制御するダンパ動作機構と、前記発音体と連成振動する響板と、前記響板を振動させる加振器と、オーディオ信号を取得する取得部と、取得した前記オーディオ信号に応じた振動で前記加振器を駆動するための駆動信号を生成し、当該加振器に出力する信号出力部と、取得した前記オーディオ信号の音の強弱に基づいて、前記発音体と前記ダンパとの接触状態を変化させるように、前記ダンパ動作機構を駆動するダンパ制御部と、を備えることを特徴とする発音装置が提供される。

また、本発明の一実施形態によると、上記に記載の発音装置と、前記発音体の各々に対応して配置された鍵と、前記鍵の押下によって、当該鍵に対応する前記発音体を打撃して振動させるハンマと、前記ハンマの前記発音体への打撃を阻止するためのストッパと、前記ストッパによる前記ハンマの阻止状態を制御するストッパ制御部と、を備え、前記ダンパ動作機構は、前記鍵の押下によって前記発音体を前記ダンパから解放し、前記ダンパ制御部は、前記ストッパが前記ハンマの前記発音体への打撃を阻止している状態で前記鍵を駆動することによって、当該鍵を介して前記ダンパ動作機構を駆動することを特徴とする鍵盤楽器が提供される。

また、本発明の一実施形態によると、上記に記載の発音装置と、前記発音体の各々に対応して配置された鍵と、前記鍵の押下によって、当該鍵に対応する前記発音体を打撃して振動させるハンマと、を備え、前記ダンパ動作機構は、前記鍵の押下によって前記発音体を前記ダンパから解放し、前記ダンパ制御部は、前記ハンマが前記発音体を打撃しないように前記鍵を駆動することによって、当該鍵を介して前記ダンパ動作機構を駆動することを特徴とする鍵盤楽器が提供される。

本発明によれば、鍵の駆動（演奏操作・自動演奏）とは関係なく生成した音を響板から発生させるときに、楽器の特性を有効に活用することができる。

本発明の第１実施形態におけるグランドピアノの外観を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるグランドピアノの内部構造を説明する図である。 本発明の第１実施形態におけるグランドピアノのアクション機構近傍を拡大図である。 本発明の第１実施形態における加振器の位置を説明する図である。 本発明の第１実施形態における加振器の外観を説明する図である。 図５に示す加振器を接続部材の中心を通り、かつ接続部材５１１の振動方向と平行な面で切断した断面図である。 本発明の第１実施形態における制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態における手動演奏モードに設定された場合のグランドピアノの機能構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態における自動演奏モードに設定された場合のグランドピアノの機能構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態におけるオーディオ聴取モードに設定された場合のグランドピアノの機能構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態における各ダンパの位置制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態における電子音聴取モードに設定された場合のグランドピアノの機能構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態におけるアップライトピアノの内部構造を示す図である。 本発明の第２実施形態におけるアップライトピアノのアクション機構近傍を拡大図である。 本発明の第２実施形態における加振器の位置を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態における鍵盤楽器について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡ、Ｂ等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率（各構成間の比率、縦横高さ方向の比率等）は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。

＜第１実施形態＞
［全体構成］
図１は、本発明の第１実施形態におけるグランドピアノ１の外観を示す斜視図である。グランドピアノ１は、その前面に演奏者によって演奏操作がなされる鍵２が複数配列された鍵盤、およびペダル３を有する鍵盤楽器の一例である。グランドピアノ１のペダルは複数存在するが、ペダル３はダンパペダルを示す。また、グランドピアノ１は、前面部分に操作パネル１３を有する制御装置１０、および譜面台部分に設けられたタッチパネル６０を有する。ユーザの指示は、操作パネル１３およびタッチパネル６０が操作されることにより、制御装置１０に対して入力可能になっている。グランドピアノ１は、複数の動作モードを有する。制御装置１０は、ユーザの指示に基づいて設定された動作モードに基づいて、グランドピアノ１の各構成の動作を制御する。動作モードには、鍵２の駆動によらず生成した音を響板から発生させるモードが含まれる。各動作モードの詳細については、後述する。

［グランドピアノ１の構成］
図２は、本発明の第１実施形態におけるグランドピアノ１の内部構造を説明する図である。図３は、本発明の第１実施形態におけるグランドピアノのアクション機構近傍を拡大図である。これらの図においては、各鍵２に対応して設けられている構成については、図示する１つの鍵２（この例では白鍵）に対応して設けられている各構成に着目して示し、他の鍵２に対応して設けられている各構成については記載を省略している。

各鍵２の後端側（演奏するユーザから見て鍵２の奥側）の下部には、ソレノイドを用いて鍵２を駆動する鍵駆動装置３０が設けられている。鍵駆動装置３０は、制御装置１０からの鍵制御信号に応じてソレノイドを駆動する。鍵駆動装置３０は、ソレノイドを駆動してプランジャを上昇させることにより、ユーザが押鍵したときと同様な状態を再現する一方、プランジャを下降させることにより、ユーザが離鍵したときと同様な状態を再現する。ハンマ４は、各鍵２に対応して設けられ、鍵２が押下されるとアクション機構４５を介して力が伝達されて移動し、各鍵２に対応して設けられた弦５を打撃する。弦５は、ハンマ４からの打撃により、発音する発音体である。弦５は、それぞれ、各鍵２に対応した振動周波数を有する。

ダンパ８は、ダンパ動作機構８０によって移動される。ダンパ動作機構８０は、ダンパ動作機構８０は、鍵２の押下量、およびペダル３の踏込量に応じて、ダンパ８と弦５との接触状態を制御するようにダンパ８を移動する。この部分については、従来のグランドピアノと同等の構成である。この接触状態の制御とは、ダンパ８と弦５とが接触して弦５の振動を抑制する位置（以下、制振位置という）から、弦５がダンパ８から解放される位置（以下、解放位置という）までの範囲で、ダンパ８を移動させることをいう。この例では、鍵２の押下、およびペダル３の踏込によらなくても、ダンパ動作機構８０を駆動するためのダンパ駆動装置３８が設置されている。ダンパ駆動装置３８は、制御装置１０からのダンパ制御信号に応じてソレノイドを駆動する。ダンパ駆動装置３８は、ソレノイドを駆動してプランジャを上昇させることによりダンパ動作機構８０を駆動してダンパ８を上方に移動させて、ダンパ８から弦５を解放する。ダンパ駆動装置３８は、支持部であるリフティングレール３９に各鍵２の並びに沿って、複数のダンパ８のそれぞれに対応して複数個設けられる。それぞれのダンパ駆動装置３８は、それぞれ対応するダンパ８を、ダンパ動作機構８０を介してそれぞれを独立して制振位置と解放位置の間で移動させる。また、この例では、ペダル３を駆動するペダル駆動装置３３が設けられている。ペダル駆動装置３３は、制御装置１０からのペダル制御信号に応じてソレノイドを駆動して、ペダル３が演奏者によって踏み込まれた状態を機械的に再現する。なお、本実施形態では、８８鍵全てのそれぞれにダンパ８を有するものとして説明しているが、一般的なピアノのように、最低音から６６鍵あるいは７０鍵にダンパ８を有し、それより高い音高の鍵２はダンパ８を持たない構造のものでもよい。演奏操作時やペダル駆動装置３３によってペダル３が駆動されるときには、ダンパ駆動装置３８は動作しないものとし、ペダル３を操作すると、持ち上げられたリフティングレール３９がダンパ駆動装置３８を介してダンパ動作機構８０を押し上げ、ダンパ８を解放位置に移動させるようにしている。なお、本発明のダンパ駆動装置３８は、個々のダンパ８を独立して駆動できるものであればよく、組み付け位置もリフティングレール３９に組み付けられるものに限らない。

ストッパ４０は、動作モードに適用された設定が所定の設定であるときに、ハンマシャンクと衝突して、打弦前にハンマ４による弦５への打撃を阻止する部材である。ストッパ４０は、制御装置１０からのストッパ制御信号に応じて、ハンマシャンクと衝突する位置（以下、阻止位置という）と、ハンマシャンクと衝突しない位置（以下、待避位置という）とのいずれかに移動する。

鍵センサ２２は、各鍵２の下部に設けられ、鍵２の挙動に応じた検出信号を制御装置１０に出力する。この例においては、鍵センサ２２は、鍵２の押下量を連続量（微細な分解能）で検出し、検出結果を示す検出信号を制御装置１０に出力する。なお、鍵センサ２２は、鍵２の押下量に応じた検出信号を出力する代わりに、鍵２が特定の押下位置を通過したことを示す検出信号が出力されるようにしてもよい。特定の押下位置とは、鍵２のレスト位置からエンド位置に至る範囲のいずれかの位置であり、発音開始、ダンピング開始等の発音状態に変化を与える複数箇所であることが望ましい。このように、鍵センサ２２が出力する検出信号は、鍵２の挙動を制御装置１０に認識させることができる信号であればどのようなものであってもよい。

ハンマセンサ２４は、各ハンマ４に対応して設けられ、ハンマ４の挙動に応じた検出信号を制御装置１０に出力する。この例においては、ハンマセンサ２４は、ハンマ４による弦５の打撃直前の移動速度を検出し、検出結果を示す検出信号を制御装置１０に出力する。なお、この検出信号は、ハンマ４の移動速度そのものを示すものでなくてもよく、別の態様での検出信号として、制御装置１０において移動速度が算出されるようにしてもよい。例えば、ハンマ４が移動中にハンマシャンクが通過する２つの位置について、ハンマシャンクが通過したことを示す検出信号が出力されるようにしてもよいし、一方の位置を通過してから他方の位置を通過するまでの時間を示す検出信号が出力されるようにしてもよい。このように、ハンマセンサ２４が出力する検出信号は、ハンマ４の挙動を制御装置１０に認識させることができる信号であればどのようなものであってもよい。

ペダルセンサ２３は、各ペダル３に対応して設けられ、ペダル３の挙動に応じた検出信号を制御装置１０に出力する。この例においては、ペダル３の踏込量を検出し、検出結果を示す検出信号を制御装置１０に出力する。なお、ペダルセンサ２３は、ペダル３の踏込量に応じた検出信号を出力する代わりに、ペダル３が特定の踏込位置を通過したことを示す検出信号が出力されるようにしてもよい。特定の踏込位置とは、ペダルのレスト位置からエンド位置に至る範囲のいずれかの位置であり、ダンパ８と弦５とが完全に接触する状態（制振位置）と非接触の状態（解放位置）とを区別できる踏込位置であることが望ましく、複数箇所を特定の踏込位置とすることでハーフペダルの状態についても検出することができるようにすることがさらに望ましい。このように、ペダルセンサ２３が出力する検出信号は、ペダル３の挙動を制御装置１０に認識させることができる信号であればどのようなものであってもよい。

なお、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、およびハンマセンサ２４から出力される検出信号によって、制御装置１０が、弦５に対するハンマ４の打撃タイミング（キーオンのタイミング）、打撃速度（ベロシティ）、およびその弦５に対するダンパ８の振動抑制タイミング（キーオフのタイミング）を、各鍵２（キーナンバ）に対応して特定することができるようになっていればよい。したがって、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３およびハンマセンサ２４は、鍵２、ペダル３、ハンマ４の挙動を検出した結果を、上記の態様とは異なる検出信号として出力してもよい。

響板７は、響棒７５および駒６が接続され、駒６を介して響板７の振動を各弦５に伝達するとともに、各弦５の振動が駒６を介して響板７に伝達される。すなわち、響板７と弦５とは連成して振動する。響板７には、加振器５０が接続されている。加振器５０は、響板７に接続された振動部５１と、直支柱９に接続された支持部５５によって支持されたヨーク保持部５２（本体部）とを有する。加振器５０には、制御装置１０から駆動信号が入力される。振動部５１は、入力された駆動信号が示す波形に応じて振動し、響板７を加振する。これにより、駒６も加振される。ダンパ８から解放されている弦５に振動が伝達される。

図４は、本発明の第１実施形態における加振器５０の位置を説明する図である。この例においては、加振器５０として、加振器５０Ｈ、５０Ｌの２つが設けられている。以下、加振器５０Ｈ、５０Ｌを互いに特に区別して説明する必要がない場合には、単に加振器５０という。加振器５０は、響板７のうち、複数存在する響棒７５の間に接続されている。また、加振器５０Ｈは、２つの駒６（駒６Ｈ（長駒）、６Ｌ（短駒））のうち、駒６Ｈに対応する位置に設けられている。一方、加振器５０Ｌは、駒６Ｌに対応する位置に設けられている。すなわち、響板７は、加振器５０と駒６とに挟まれた状態になる。なお、響板７に設けられている加振器５０の数は２つに限らず、より多くの数であってもよいし、１つだけが設けられていてもよい。加振器５０が１つである一方、駒６が２つである場合には、長い駒６Ｈに加振器５０が設けられるようにすることが望ましい。駒６Ｈは、高音側の弦５を支持する駒であり、駒６Ｌは、低音側の弦５を支持する駒である。以下、駒６Ｈ、６Ｌを互いに特に区別して説明する必要がない場合には、単に駒６という。また、上述したように加振器５０は、直支柱９に接続された支持部５５によって支持されている。

なお、加振器５０は、響板７のうち駒６に対応する位置に設けられている場合に限らず、駒６とは離れた位置に設けられていてもよいし、響棒７５に対応する位置に設けられていてもよい。響棒７５に対応する位置に設けられる場合には、響板７の弦５側に加振器５０が設けられることになるが、振動部５１の形状を変更するなどして、加振器５０の設置場所を確保すればよい。

［加振器５０の構成］
図５は、本発明の実施形態における加振器５０の外観を説明する図である。この図においては、ヨーク保持部５２の主要な構造を見やすくするため、ヨーク保持部５２の筐体５２４（図６参照）については記載を省略し、筐体５２４の内部を図示している。振動部５１は、響板７と接続する上面が塞がれた円筒状の接続部材５１１およびボイスコイル５１２を有する。接続部材５１１は、ポリイミド等の樹脂あるいはアルミ素材の金属などの軽い素材で形成され、上面部に樹脂等のキャップを取り付けている。ヨーク保持部５２は、磁石５２２、および磁石５２２を挟みこむヨーク５２１、５２３を有する。ヨーク５２１、５２３は、例えば、軟鉄などの軟磁性材料により形成され、接続部材５１１に比べて非常に重くなっている。振動部５１とヨーク保持部５２とは、空間により隔てられている。

図６は、図５に示す加振器５０を接続部材５１１の中心を通り、かつ接続部材５１１の振動方向と平行な面で切断した断面図である。図６においては、図５において記載を省略した筐体５２４についても記載している。また、図６においては、加振器５０、響板７および駒６の位置関係を示すため、響板７および駒６の位置を破線で示している。振動部５１は、接続部材５１１およびボイスコイル５１２を有している。ボイスコイル５１２は、ヨーク５２１、５２３および磁石５２２により形成された磁路（破線矢印）のうち、ヨーク５２１とヨーク５２３との間に形成される空間を通過する磁路上に位置するように配置されている。加振器５０に入力される駆動信号は、ボイスコイル５１２に入力される。上記のように形成されている磁路における磁力を受けて、ボイスコイル５１２は、入力される駆動信号が示す波形に応じて接続部材５１１が図における上下方向に振動するように駆動力を発生させる。このとき、ヨーク保持部５２は、支持部５５によって支持されて、その位置が固定されているため、ボイスコイル５１２が発生させた駆動力は、ほとんどが接続部材５１１の振動のための推力として用いられる。

接続部材５１１の上面と響板７とは接着剤、両面テープ（図示せず）などにより接着され、接続部材５１１が響板７に固定されている。なお、接続部材５１１の上面と響板７とは、接着により互いに接続される場合に限らず、ネジ止めなどにより接続されていてもよい。また接続部材５１１と響板７を直接固定させず、着脱自在に固定するための中継部材を介して両者を接続してもよい。これにより、響板７は、接続部材５１１が上方に移動した場合には上方に押され、接続部材５１１が下方に移動した場合には、接続部材５１１が離れるのではなく、接続部材５１１により下方に引っ張られることになる。このようにして、接続部材５１１における振動は、響板７を介して駒６に加えられ、さらには、弦５に伝達される。ただし、ダンパ８が接触している弦５については、振動が伝達されても抑えられることになる。

筐体５２４は、ヨーク５２１、５２３および磁石５２２を収容する。また、筐体５２４は、支持部５５によって支持される。このとき、ヨーク５２１、５２３、磁石５２２および筐体５２４により構成されるヨーク保持部５２は、振動部５１と空間によって隔てられた位置、かつ、響板７と接触しない位置に、支持部５５によって支持される。図５に示すように、この例においては、支持部５５は、筐体５２４の下面側からヨーク保持部５２を支持する。また、振動部５１（接続部材５１１）は、ヨーク保持部５２と空間によって隔てられているため、響板７と接続されることによって響板７に支持された状態となる。振動部５１とヨーク保持部５２とが、空間によって隔てられている、とは、図示した構成において、互いに接触していないことを示しているのであって、振動部５１につながる一部の構成（例えば、ボイスコイル５１２への配線など）が、ヨーク保持部５２と接触していてもよい。すなわち、振動部５１とヨーク保持部５２とが間接的に接触していてもよい。このとき、その一部の構成によって振動部５１に対してヨーク保持部５２の重力等による負荷がかからないようになっていることが望ましい。

このような態様で加振器５０のうちヨーク保持部５２が支持部５５によって支持されることにより、響板７に対して加振器５０のうち振動部５１以外の負荷がかからないようになっている。ここで、接続部材５１１はヨーク保持部５２を構成する各部材に比べ、樹脂など軽い素材で形成されている。また、ボイスコイル５１２を含めた振動部５１全体としても、ヨーク保持部５２に比べれば、非常に軽い構成である。ヨーク保持部５２の重力等の負荷は支持部５５により直支柱９にかかるため、加振器５０の大部分の負荷は響板７へはかからないようになっている。響板７へは振動部５１の負荷がかかることになるが、その負荷はわずかであるため、響板７の振動特性に与える影響は非常に少ない。なお、響板７に対して加振器５０による負荷がほとんどかからないようになっていることが望ましいが、響板７に振動部５１以外の負荷がかかる構成であってもよい。すなわち、支持部５５を使用せず、響板７に加振器５０が直接取り付けられた構成であってもよい。また、図示した駆動形態の例はあくまでも一例であり、この構成に限らない。例えば、響板７の振動特性を若干犠牲にしてもよければ、支持部５５を使用せずに駆動部が響板上に載置され、駆動部のヨークや磁石を含む自重で響板７との位置関係を保ち、駆動部のなかで上下動する接続部材が響板７を加振する構成等であってもよい。以上が加振器５０の説明である。

［制御装置１０の構成］
図７は、本発明の第１実施形態における制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置１０は、制御部１１、記憶部１２、操作パネル１３、通信部１４、信号出力部１５、およびインターフェイス１６を有する。これらの各構成はバス１７を介して接続されている。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）、およびＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置を有する。制御部１１は、記録装置に記憶されている制御プログラムに基づいて、制御装置１０の各部およびインターフェイス１６に接続された各構成を制御する。この例においては、制御部１１は、制御プログラムを実行することにより、制御装置１０および制御装置１０に接続された構成の一部を、本発明の鍵盤楽器として機能させる。各構成の制御には、制御信号が用いられる。例えば、上述した鍵制御信号、ストッパ制御信号、ダンパ制御信号およびペダル制御信号が含まれる。制御装置１０は、設定された動作モードに応じてグランドピアノ１を制御する。グランドピアノ１に設定可能な動作モードについては後述する。

記憶部１２は、設定情報、楽曲データ、演奏制御データなど様々な情報を記憶する。楽曲データは、楽曲の発音内容を示すオーディオ信号を示すデータである。楽曲データのフォーマットは、例えば、ＷＡＶやＭＰ３等の各種コード化するフォーマットである。演奏制御データは、演奏内容を時間進行に応じた発音・止音制御で規定した制御データであって、例えば、発音内容の音高を指定する音高情報、発音期間を規定する期間情報等の演奏情報を含み、自動演奏などに用いることができる。演奏制御データのフォーマットは、例えばＭＩＤＩデータである。ＭＩＤＩデータである場合には、音高情報はキーナンバに対応し、期間情報はノートオンからノートオフまでの期間、またはデュレーション（ゲートタイム）等が対応する。設定情報は、制御プログラムを実行しているときに用いられる各種設定内容を示す。例えば、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、およびハンマセンサ２４から出力される検出信号に基づいて、信号出力部１５から出力される駆動信号の内容を決定するための情報、ユーザにより設定された動作モード、各動作モードにおいて適用される設定などを示す情報などが、設定情報に含まれる。

操作パネル１３は、ユーザの操作を受け付ける操作ボタンなどを有する。この操作ボタンによりユーザの操作が受け付けられると、操作に応じた操作信号が制御部１１に出力される。インターフェイス１６に接続されたタッチパネル６０は、液晶ディスプレイなどの表示画面を有し、その表示画面の表面部分には、ユーザの操作を受け付けるタッチセンサが設けられている。この表示画面には、制御部１１のインターフェイス１６を介した制御により、各種設定をすることによって設定情報の内容を変更するため設定画面、設定された楽曲の楽譜などの各種情報が表示される。また、タッチパネル６０により利用者の操作が受け付けられると、操作に応じた操作信号がインターフェイス１６を介して制御部１１に出力される。すなわち、ユーザから制御装置１０への指示は、操作パネル１３またはタッチパネル６０によって受け付けられる操作により入力される。

通信部１４は、無線、有線などにより他の装置と通信を行うインターフェイスである。このインターフェイスには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＣＤ（Compact Disk）などの記録媒体に記録された各種データを読み出し、読み出したデータを出力するディスクドライブが接続されていてもよいし、半導体メモリ等が接続されてもよいし、サーバ等の外部装置がネットワークを介して接続されてもよい。通信部１４を介して制御装置１０に入力されるデータは、例えば、上記の楽曲データまたはオーディオ信号そのものの楽曲データ、演奏制御データであってもよいし、上記の制御プログラムであってもよい。

信号出力部１５は、制御部１１の制御に基づいて加振器５０を駆動するための駆動信号を出力する。例えば、後述する図８において示すように、信号出力部１５は、制御部１１からの指示に基づいてオーディオ信号を出力する音源部１５１、このオーディオ信号の周波数分布を調整するイコライザ部１５２、このオーディオ信号を増幅する増幅部１５３を有する（図８等参照）。音源部１５１は、例えば、演奏制御データに従ってオーディオ信号を生成したり、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、ハンマセンサ２４の検出信号に従ってオーディオ信号を生成したりする。信号出力部１５は、さらに、各種フォーマットでコード化された楽曲データをデコードするデコード部１５５を有する（図１０参照）。デコード部１５５から出力されるオーディオ信号は音源部１５１から出力されるオーディオ信号と同様にイコライザ部１５２に入力される。信号出力部１５は、増幅部１５３で増幅したオーディオ信号を、駆動信号として出力する。

インターフェイス１６は、制御装置１０と外部の各構成とを接続するインターフェイスである。インターフェイス１６に接続される各構成は、この例においては、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、ハンマセンサ２４、鍵駆動装置３０、ストッパ４０、加振器５０、タッチパネル６０、ペダル駆動装置３３、およびダンパ駆動装置３８である。インターフェイス１６は、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、ハンマセンサ２４から出力される検出信号、およびタッチパネル６０から出力される操作信号を、制御部１１に出力する。また、インターフェイス１６は、鍵制御信号を鍵駆動装置３０に出力し、ストッパ制御信号をストッパ４０に出力し、ペダル制御信号をペダル駆動装置３３に出力し、ダンパ制御信号をダンパ駆動装置３８に出力し、駆動信号を加振器５０に出力する。また、インターフェイス１６には、ヘッドフォン５９が接続されるヘッドフォン端子が含まれる。ヘッドフォン端子には、信号出力部１５で生成されたオーディオ信号が供給される。

［動作モードおよび各動作モードに適用可能な設定］
続いて、グランドピアノ１に設定可能な動作モードについて説明する。グランドピアノ１は、複数の動作モードのいずれかが選択されて設定される。複数の動作モードは、この例では、手動演奏モード、自動演奏モード、オーディオ聴取モードおよび電子音聴取モードの４つである。手動演奏モードおよび自動演奏モードでは、通常設定、弱音設定、強音設定、または消音設定のいずれかが適用可能である。オーディオ聴取モードおよび電子音聴取モードでは、ダンパ静止設定、ダンパ駆動設定、または鍵駆動設定のいずれかが適用可能である。各動作モードと適用される設定内容について説明する。

（１）手動演奏モード
演奏者が鍵２を操作して演奏する際に用いるモードである。
（２）自動演奏モード
演奏者が鍵２を操作する代わりに、演奏制御データに従って鍵駆動装置３０により鍵２を駆動するモードである。

手動演奏モードおよび自動演奏モードでは、以下の４種類の設定が適用可能である。
（Ａ）通常設定
通常のピアノとして演奏する場合のモードである。このときには、ストッパ４０は、待避位置に移動している。加振器５０は、響板７の加振を行わない。このとき、加振器５０を上記の構成にした場合には、響板７には、加振器５０のうち非常に軽い部分の振動部５１の負荷がかかるだけである。そのため、加振器５０が響板７自体の振動特性にほとんど影響を与えることはなく、演奏者は本来のアコースティックピアノの音響性能を損なわずに演奏することもできる。
（Ｂ）弱音設定
鍵２の操作によって打弦されないようにし、加振器５０により響板７を加振して演奏者の演奏により電子音を発生させるモードである。そのため、ストッパ４０は、打弦されないように阻止位置に移動している。加振器５０は、演奏者の演奏に基づいて生成される駆動信号により、響板７の加振を行う。打弦が行われず、響板７からの発音になるため、全体としては弱い音で演奏することもできる。また、ピアノ音以外の音（ピアノに類似した音を含む）に基づいて駆動信号が生成されることで、ピアノ音以外の発音も可能となる。なお、加振器５０の振動の振幅を調整することにより、響板７から通常の演奏（打弦による演奏）よりも小さな音を発生させる場合に限らず、大きな音を発生させてもよい。すなわち、弱音設定とは、必ずしも通常設定よりも小さな音を発生させることを示すのではなく、打弦によって加振された弦５の発音が弱いまたは無いことを示し、押鍵によって打弦がされない状態で電子音を発生させることを示している。このとき、押下されている鍵２の弦５はダンパ８から解放されているため、電子音に対して弦５を共鳴させることもできる。
（Ｃ）強音設定
鍵２の操作によって打弦され、かつ加振器５０により響板７を加振して演奏者の演奏により電子音を発生させるモードである。そのため、ストッパ４０は、待避位置に移動している。加振器５０は、演奏者の演奏に基づいて生成される駆動信号により、響板７の加振を行う。打弦が行われ、さらに響板７からの発音になるため、全体としては打弦のみよりも強い音で演奏することもできる。また、ピアノ音以外の音（ピアノに類似した音を含む）に基づいて駆動信号が生成されることで、ピアノ音以外の音を打弦音に混合して発音することも可能となる。すなわち、音色レイヤー効果を得ることができる。また、弱音設定の場合と同様に、押下されている鍵２の弦５を共鳴させることもできる。
（Ｄ）消音設定
演奏者によるあるいは自動演奏による鍵２の駆動時にストッパ４０によって打弦されないようにし、加振器５０による響板７の加振を行わないモードである。このときには、ストッパ４０は、阻止位置に移動している。加振器５０に出力される駆動信号に代えて、信号出力部１５で生成されたオーディオ信号がヘッドフォン５９に供給される。

（３）オーディオ聴取モード
演奏者による演奏によらず、すなわち、鍵２の操作がなくても、加振器５０による響板７の加振によって予め録音された楽曲等の音を発生させるモードである。この例では、楽曲データに基づいて信号出力部１５が生成する駆動信号によって、加振器５０が響板７を加振する。
（４）電子音聴取モード
演奏者による演奏によらず、すなわち、鍵２の操作がなくても、加振器５０による響板７の加振によって予め準備された楽曲等の電子音を発生させるモードである。この例では、演奏制御データに基づいて信号出力部１５が生成する駆動信号によって、加振器５０が響板７を加振する。

オーディオ聴取モードおよび電子音聴取モードでは、以下の３種類の設定が適用可能である。
（Ａ）ダンパ静止設定
ダンパ８の位置は制振位置のまま静止している。すなわち、加振器５０による響板７の加振によって発音する。
（Ｂ）ダンパ駆動設定
ストッパ４０の位置は待避位置でも阻止位置でもよい。ダンパ８はダンパ動作機構８０を介してダンパ駆動装置３８によって駆動され、制振位置と解放位置との間で移動する。各鍵２に対するダンパ８の位置は、加振器５０へ出力される駆動信号（またはオーディオ信号）の内容によって変化する。すなわち、加振器５０による響板７の加振によって発音するとともに、解放位置になっているダンパ８に対応する弦５に響板７からの振動が伝達される。これによってダンパ８が解放位置にある弦５と響板７とが連成して振動する。
（Ｃ）鍵駆動設定
ダンパ駆動設定とほぼ同様な設定であるが、ダンパ８を移動させるために、ダンパ駆動装置３８を用いてダンパ動作機構８０を駆動するのではなく、鍵駆動装置３０を用いて鍵２を駆動することによってダンパ動作機構８０を駆動する。そのため、この例では、ストッパ４０の位置は阻止位置に移動している。なお、ストッパ４０が待避位置に移動していてもよいが、この場合には、ダンパ８を解放位置に移動しつつハンマ４が弦５を打撃しない程度に、鍵２が駆動される。例えば、鍵２の押下速度を所定速度以下に遅くすればよい。結果として、ダンパ駆動設定と同様に、ダンパ８が解放位置にある弦５と響板７とが連成して振動する。

（Ｂ）ダンパ駆動設定および（Ｃ）鍵駆動設定において、各鍵２に対応するダンパ８の位置（ダンパ８と弦５との接触状態）を決める方法については、後述する。この方法は、オーディオ聴取モードと電子音聴取モードとでは異なる。

制御装置１０は、グランドピアノ１の各構成を制御するときには、上記のような動作モードおよび各動作モードに適用された設定内容によって、異なる制御をする。なお、各動作モードおよび設定内容については、上記内容を全て存在している場合に限らず、一部の動作モードのみが存在していてもよい。また、動作モードに適用される設定についても一部の設定内容のみが存在していてもよい。

［グランドピアノ１の機能構成］
グランドピアノ１の機能構成は、動作モードによって異なっている。手動演奏モード、自動演奏モード、オーディオ聴取モードおよび電子音聴取モードのそれぞれにおける機能構成を順に説明する。

（１）手動演奏モード
図８は、本発明の第１実施形態における手動演奏モードに設定された場合のグランドピアノの機能構成を示すブロック図である。図８に示すように、鍵２が操作されると、ハンマ４が弦５を打撃し、弦５が振動する。この振動は、駒６を介して響板７に伝達される。また、鍵２の操作によってアクション機構４５が、ダンパ動作機構８０を押し上げること、またはペダル３の操作によってリフティングレール３９を介してダンパ動作機構８０を押し上げることで、ダンパ８を解放位置に移動させる。ダンパ８が制振位置と解放位置とを移動することで、弦５の振動の抑制状態が変化する。加振器５０は、信号出力部１５０から入力された駆動信号に応じて振動し、響板７を加振する。響板７の振動は、駒６に伝達され、さらに弦５にも伝達される。なお、振動が弦５に伝達される程度は、ダンパ８と弦５との接触状態により変化する。

設定部１１０は、タッチパネル６０（操作パネル１３でもよい）および制御部１１により以下に示す機能を有する構成として実現される。まず、タッチパネル６０は、動作モードおよび設定内容を指示するユーザの操作を受け付ける。設定部１１０は、ユーザによって指示された動作モードおよび設定内容に応じて設定情報を変更する。設定情報は、通常設定、弱音設定、強音設定、および消音設定のうち、ユーザの指示に基づいて手動演奏モードに適用された設定に変更される。設定部１１０は、この設定情報に基づいて、制御信号出力部１２０、ストッパ制御部１３０および信号出力部１５の動作内容を制御する。設定部１１０は、タッチパネル６０によって、信号出力部１５における各種制御パラメータを設定するためのユーザの操作を受け付ける。各種制御パラメータとは、音源部１５１から出力されるオーディオ信号が示す楽音の音色、イコライザ部１５２における周波数分布の調整態様、増幅部１５３における増幅率などを決定するためのパラメータである。なお、イコライザ部１５２、増幅部１５３は、予め設定されたパラメータのみを使用し、設定部１１０によるパラメータ変更が行われない構成が採用されてもよい。

制御信号出力部１２０は、制御部１１、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３およびハンマセンサ２４により以下に示す機能を有する構成として実現される。鍵センサ２２、ペダルセンサ２３およびハンマセンサ２４によって、鍵２、ペダル３およびハンマ４の挙動がそれぞれ検出される。その結果出力される検出信号に基づいて、制御信号出力部１２０は、音源部１５１を制御する制御信号を出力する。制御信号には、ハンマ４による弦５の打撃タイミング（キーオンのタイミング）、打撃された弦５に対応する鍵２の番号（キーナンバ）、打撃速度（ベロシティ）、およびその弦５に対するダンパ８の振動抑制タイミング（キーオフのタイミング）を示す演奏情報が含まれる。この例においては、制御信号出力部１２０は、打撃タイミングおよび鍵２の番号については鍵２の挙動から特定し、打撃速度についてはハンマ４の挙動から特定し、振動抑制タイミングについては、鍵２およびペダル３の挙動から特定する。なお、打撃タイミングがハンマ４の挙動から特定されてもよいし、打撃速度が鍵２の挙動から特定されてもよい。なお、演奏情報は、例えば、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）形式の演奏制御データを構成するものであってもよい。

制御信号出力部１２０は、特定したキーオンのタイミングにおいて、キーナンバ、ベロシティ、およびキーオンを示す演奏情報を、音源部１５１に出力する。また、制御信号出力部１２０は、キーオフのタイミングにおいて、キーナンバおよびキーオフを示す演奏情報を、音源部１５１に出力する。なお、制御信号出力部１２０は、弱音設定、強音設定および消音設定のいずれかが適用されているときに上記処理を実行し、通常設定が適用されている場合には実行しない。

ストッパ制御部１３０は、制御部１１により以下に示す機能を有する構成として実現される。ストッパ制御部１３０は、弱音設定および消音設定のいずれかが適用されているときに、ストッパ制御信号によりストッパ４０を阻止位置に移動させる一方、通常設定および強音設定のいずれかが適用されているときには、待避位置に移動させる。

音源部１５１は、制御信号出力部１２０（制御部１１）から出力される演奏情報（制御信号）に基づいて、オーディオ信号を生成して出力する。例えば、音源部１５１は、キーナンバに応じた音高、ベロシティに応じた音量になるようにオーディオ信号を生成する。このオーディオ信号は、上述したように、イコライザ部１５２により周波数分布が調整され、増幅部１５３において増幅されて加振器５０に駆動信号として出力される。なお、信号出力部１５は、消音設定が適用されているときには、加振器５０に駆動信号を出力せず、インターフェイス１６に接続されるヘッドフォン５９に対してオーディオ信号を出力する。

（２）自動演奏モード
図９は、本発明の第１実施形態における自動演奏モードに設定された場合のグランドピアノの機能構成を示すブロック図である。この説明では、自動演奏モードと手動演奏モードとにおいて異なる部分を中心に説明する。設定部１１０は、さらに自動演奏をするための楽曲を設定する。設定情報は、通常設定、弱音設定、強音設定、および消音設定のうち、ユーザの指示に基づいて自動演奏モードに適用された設定に変更される。

制御信号出力部１８０は、制御部１１により以下に示す機能を有する構成として実現される。制御信号出力部１８０は、弱音設定、強音設定および消音設定のいずれかが適用されている場合に、設定部１１０によって設定された楽曲に対応する演奏制御データに基づいて、演奏情報を生成して音源部１５１に出力する。これによって、音源部１５１は、手動演奏モードのときと同様に、演奏情報に応じたオーディオ信号を生成する。

また、制御信号出力部１８０は、この演奏情報に対応して、鍵２を駆動するための鍵制御信号を鍵駆動装置３０に出力し、ペダル３を駆動するためのペダル制御信号をペダル駆動装置３３に出力する。鍵制御信号およびペダル制御信号は、通常設定、弱音設定、強音設定および消音設定のいずれが適用されている場合でも出力される。なお、制御信号出力部１８０は、上記の制御信号出力部１２０のように、音源部１５１に出力する演奏情報を、自身の制御信号に基づいて駆動させた鍵２等の挙動に応じて生成してもよい。

ストッパ制御部１３０は、弱音設定および消音設定のいずれかが適用されているときに、ストッパ制御信号によりストッパ４０を阻止位置に移動させる一方、通常設定および強音設定のいずれかが適用されているときには、待避位置に移動させる。

（３）オーディオ聴取モード
図１０は、本発明の第１実施形態におけるオーディオ聴取モードに設定された場合のグランドピアノの機能構成を示すブロック図である。この説明では、自動演奏モードと手動演奏モードとにおいて異なる部分を中心に説明する。設定部１１０は、聴取したい楽曲を設定する。設定情報は、ダンパ静止設定、ダンパ駆動設定、および鍵駆動設定のうち、ユーザの指示に基づいてオーディオ聴取モードに適用された設定に変更される。

ストッパ制御部１３０は、鍵駆動設定が適用されているときに、ストッパ制御部によりストッパ４０を阻止位置に移動させる。データ出力部１７０は、制御部１１により以下に示す機能を有する構成として実現される。データ出力部１７０は、設定部１１０によって設定された楽曲に対応する楽曲データをデコード部１５５に出力する。デコード部１５５は、ＷＡＶフォーマットやＭＰ３フォーマット等のコード化された楽曲データをデコードすることによってオーディオ信号を取得する。なお、デコード部１５５は、楽曲データがオーディオ信号そのものを通信部１４から受け取るときなどは、そのままオーディオ信号を取得する。デコード部１５５は、取得したオーディオ信号を、ダンパ制御部１９０および遅延部１５６に出力する。遅延部１５６は、デコード部１５５から出力されたオーディオ信号を、遅延させてイコライザ部１５２に出力する。遅延部１５６における遅延量は、ダンパ制御部１９０における処理時間に対応して決められている。

ダンパ制御部１９０は、鍵駆動装置３０、ダンパ駆動装置３８、および制御部１１により以下に示す機能を有する構成として実現される。ダンパ静止設定が適用されているときには、ダンパ制御部１９０は、ダンパ動作機構８０の制御をせず、全部のダンパ８が制振位置に移動させられた状態で保持する。一方、鍵駆動設定およびダンパ駆動設定では、ダンパ制御部１９０は、デコード部１５５から入力されたオーディオ信号の周波数分布に基づいて、ダンパ８と弦５との接触状態を変化させるように、ダンパ動作機構８０を制御する。鍵駆動設定が適用されているときには、ダンパ制御部１９０は、鍵２の駆動を介してダンパ動作機構８０を制御する。すなわち、ダンパ制御部１９０は、鍵制御信号によって鍵駆動装置３０を駆動して鍵２を押下した状態にすることによって、ダンパ動作機構８０を押し上げて特定のダンパ８を解放位置に移動させる。一方、ダンパ駆動設定が適用されているときには、ダンパ制御部１９０は、ダンパ制御信号によってダンパ駆動装置３８を駆動することによって、ダンパ動作機構８０を押し上げて特定のダンパ８を移動させる。このように鍵駆動設定とダンパ駆動設定とでは、ダンパ８を移動させるための方法（ダンパ動作機構８０を押し上げる方法）が異なっているが、ダンパ８の位置の制御は同じになるように設定されている。ダンパ制御部１９０において、各ダンパ８の位置を制御する方法について説明する。

図１１は、本発明の第１実施形態における各ダンパの位置制御処理を示すフローチャートである。デコード部１５５におけるデコードが開始されると、ダンパ制御部１９０は、ダンパ８の位置制御処理を行う。まず、リセット処理、すなわち全ての「ｋ」について、Ｄ（ｋ）＝ＯＦＦを設定する（ステップＳ１０１）。ここで、「ｋ」は、「１」〜「８８」であり、各鍵２の配列場所を示している。例えば、ｋ＝１は最も低音の鍵２を示し、ｋ＝８８は最も高音の鍵２を示している。なお、上述のように一般的なピアノのように、最低音から６６鍵あるいは７０鍵にダンパを有する構造の場合は、「ｋ」は、「１」〜「８８」に代えて、「１」〜「６６」あるいは「１」〜「７０」で処理する。「Ｄ（ｋ）」は、「ｋ」が示す鍵２に対応するダンパ８の位置（ダンパ８と弦５との接触状態）を示し、「ＯＮ」であれば「解放位置」、「ＯＦＦ」であれば「制振位置」を示している。

続いて、デコード部１５５から取得したオーディオ信号の周波数分布を測定する（ステップＳ１１１）。周波数分布の測定は、この例では、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理によって行われる。この例では、数秒間程度（例えば３秒間）の窓関数を用いる。ＦＦＴ処理の間隔は、ステップＳ１１３からステップＳ１４１に至るまでの時間に対応して決められればよく、例えば、０．１秒である。ｋ＝０に設定（初期化）し（ステップＳ１１３）、ｋに１を加算する（ステップＳ１２１）。

続いて、Ｖ（ｆ（ｋ））がＶｔｈ１より大きいかどうかを判定する（ステップＳ１２３）。「ｆ（ｋ）」は、「ｋ」の鍵２を操作したときに発音される音の振動周波数（基本周波数）に対応する。例えば、ｋが「Ａ４」に対応する音高の鍵２を示す値の場合、ｆ（ｋ）＝４４０Ｈｚとなる。「Ｖ（ｆ（ｋ））」は、周波数分布の測定によって得られたスペクトルの周波数ｆ（ｋ）におけるレベルを示している。「Ｖｔｈ１」は、予め決められたレベル（「ｋ」ごとに異なってもよいし同じであってもよい）であって、ダンパ８を制振位置から解放位置に移動させるための判定の基準となる値である。Ｖ（ｆ（ｋ））がＶｔｈ１より大きい場合（ステップＳ１２３；Ｙｅｓ）、Ｄ（ｋ）＝ＯＮを設定し（ステップＳ１２５）、ステップＳ１３１に進む。一方、Ｖ（ｆ（ｋ））がＶｔｈ１以下である場合（ステップＳ１２３；Ｎｏ）には、Ｖ（ｆ（ｋ））がＶｔｈ２より小さいかどうかを判定する（ステップＳ１２７）。「Ｖｔｈ２」は、予め決められたレベル（「ｋ」ごとに異なってもよいし同じであってもよい）であって、ダンパ８を解放位置から制振位置に移動させるための判定の基準となる値である。「Ｖｔｈ２」は「Ｖｔｈ１」より小さいが、同じであってもよい。Ｖ（ｆ（ｋ））がＶｔｈ２より小さい場合（ステップＳ１２７；Ｙｅｓ）、Ｄ（ｋ）＝ＯＦＦを設定し（ステップＳ１２９）、ステップＳ１３１に進む。一方、Ｖ（ｆ（ｋ））がＶｔｈ２以上である場合（ステップＳ１２３；Ｎｏ）には、そのまま、ステップＳ１３１に進む。

ｋ＝８８でない場合（ステップＳ１３１；Ｎｏ）、ステップＳ１２１に戻る。ｋ＝８８である場合（ステップＳ１３１；Ｙｅｓ）、全ての鍵２に対応するダンパ８の位置が決まったため、Ｄ（ｋ）（Ｄ（１）〜Ｄ（８８））にしたがった位置に、各鍵２に対応するダンパ８を移動させるように、ダンパ動作機構８０を駆動してダンパ８の接触状態を制御する（ステップＳ１４１）。そして、周波数分布測定に戻る（ステップＳ１１１）。

このダンパ制御処理によれば、例えば、オーディオ信号がＣ４、Ｅ４、Ｇ４の音高の周波数成分を多く含む（Ｖｔｈ１より高いレベル）場合、Ｃ４、Ｅ４、Ｇ４の鍵２に対応するダンパ８が解放位置に移動するように制御される。このオーディオ信号は、加振器５０によって響板７に加えられ、弦５にも伝達される。このとき、上記のように音高に応じた特定の弦５をダンパ８から解放することによって、オーディオ信号の周波数分布と弦５の振動周波数との関係から弦５が共鳴しやすくなる。したがって、弦５と響板７との連成振動により豊かな響きが得られるようになる。一方、このレベルがＶｔｈ２よりも低くなると、ダンパ８が制振位置に移動するように制御される。これによって、余計な共鳴を抑制することもできる。なお、上述した遅延部１５６における遅延量が、窓関数の大きさおよびダンパ制御処理の時間を反映して決められれば、ダンパ８が制御されるタイミングと、響板７へ加振するタイミングとを同期させて、弦５のダンパ８からの解放がより効果的に働く。

鍵駆動設定である場合には、ダンパ動作機構８０を押し上げるために鍵２が駆動されるが、ストッパ４０によって打弦を阻止されているため、弦５と響板７の振動による発音と、鍵２の動作とが相関を持つように見えることになり、視覚的に楽しむこともできる。

（４）電子音聴取モード
図１２は、本発明の第１実施形態における電子音聴取モードに設定された場合のグランドピアノの機能構成を示すブロック図である。この説明では、上記の自動演奏モードと異なる部分を中心に説明する。設定部１１０は、聴取したい楽曲を設定する。設定情報は、ダンパ静止設定、ダンパ駆動設定、および鍵駆動設定のうち、ユーザの指示に基づいて電子音聴取モードに適用された設定を示す情報を含む。

ストッパ制御部１３０は、鍵駆動設定が適用されているときに、ストッパ４０を阻止位置に移動させる。制御信号出力部１８０は、制御部１１により以下に示す機能を有する構成として実現される。制御信号出力部１８０は、ダンパ静止設定、ダンパ駆動設定、および鍵駆動設定のいずれが適用されている場合でも、設定部１１０によって設定された楽曲に対応する演奏制御データに基づいて、演奏情報を生成して音源部１５１に出力する。これによって、音源部１５１は、自動演奏モードのときと同様に、演奏情報に応じたオーディオ信号を生成する。また、制御信号出力部１８０は、ダンパ制御部１９０に対しても、演奏情報を出力する。

ダンパ制御部１９０は、鍵駆動装置３０、ダンパ駆動装置３８、および制御部１１により以下に示す機能を有する構成として実現される。ダンパ静止設定が適用されているときには、ダンパ制御部１９０は、ダンパ動作機構８０の制御をせず、全部のダンパ８が制振位置に移動させられた状態で保持する。一方、鍵駆動設定およびダンパ駆動設定では、ダンパ制御部１９０は、出力された演奏情報のうち、キーナンバのような音高情報と、期間情報とに基づいて、ダンパ８と弦５との接触状態を変化させるように、ダンパ動作機構８０を制御する。鍵駆動設定が適用されているときには、ダンパ制御部１９０は、鍵制御信号によって鍵駆動装置３０を駆動して鍵２押下した状態にすることによって、ダンパ動作機構８０を押し上げて特定のダンパ８を移動させる。一方、ダンパ駆動設定が適用されているときには、ダンパ制御部１９０は、ダンパ制御信号によってダンパ駆動装置３８を駆動することによって、ダンパ動作機構８０を押し上げて特定のダンパ８を移動させる。

このダンパ制御処理によれば、例えば、演奏情報が示す音高情報が「Ｃ４」であった場合、Ｃ４の鍵２に対応するダンパ８が、音高情報に対応する期間情報が示す期間、解放位置に移動するように制御される。この演奏情報に基づいて生成されたオーディオ信号は、加振器５０によって響板７に加えられ、弦５にも伝達される。このとき、上記のように音高情報に基づいて特定の弦５をダンパ８から解放することによって、オーディオ信号の周波数分布と弦５の振動周波数との関係から弦５が共鳴しやすくなる。したがって、弦５と響板７との連成振動により豊かな響きが得られるようになる。期間情報が示す期間が終了すると、ダンパ８が制振位置に移動するように制御される。これによって、余計な共鳴を抑制することもできる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、鍵盤楽器の一例としてアップライトピアノ１Ｂを用いた例について説明する。

図１３は、本発明の第２実施形態におけるアップライトピアノの内部構造を示す図である。図１４は、本発明の第２実施形態におけるアップライトピアノのアクション機構近傍を拡大図である。図１４において、アップライトピアノ１Ｂの各構成には、実施形態におけるグランドピアノ１の各構成と対応する符号に「Ｂ」を加えた符号を付している。アクション機構４５Ｂ、ダンパ動作機構８０Ｂなど、各構成は、第１実施形態におけるグランドピアノ１とは異なるが、ダンパ動作機構８０Ｂに対応して設置されるダンパ駆動装置３８Ｂが、ダンパ動作機構８０Ｂを動かして、制振位置から解放位置までの範囲でダンパ８Ｂを移動させることは同じである。

図１５は、本発明の第２実施形態における加振器の位置を説明する図である。アップライトピアノ１Ｂの場合においても、加振器５０Ｂにおける振動部５１Ｂは、響板７Ｂに接続され、ヨーク保持部５２Ｂは、直支柱９Ｂに接続された支持部５５Ｂに支持されている。加振器５０Ｂは、響板７Ｂのうち、響棒７５Ｂの間に接続されている。また、加振器５０Ｂは、駒６Ｂに対応する位置（言い換えれば、響板７Ｂの駒６Ｂが取り付けられている位置の裏面）に設けられている。また、図１５に示す例において、支持部５５Ｂは、複数の直支柱９Ｂに接続されているが、１本の直支柱９Ｂに接続されていてもよい。なお、加振器５０Ｂを設ける位置は、駒６Ｂのうち長駒に対応する位置としたが、短駒（図示略）に対応する位置としてもよい。また、長駒と短駒のそれぞれに対応する位置に設けてもよい。

＜ダンパの位置制御処理の別の例＞
ダンパの位置制御処理については、図１１に示す方法を例として示したが、その他にも様々な方法が取り得る。以下、いくつかの方法について説明する。

（１）ＦＦＴ処理を実行する度に、そのスペクトルに基づいてダンパ８の位置を制御するようにしてもよい。例えば、スペクトルのピークを、レベルの高い順に所定数（例えば５ピーク）の検出をする。そして、そのピーク周波数を基本周波数として有する音高の弦５を特定し、その弦５に対応するダンパ８を解放位置にするように制御すればよい。このとき、１つの音高に対して複数のダンパ８を解放位置に制御してもよい。例えば、この音高とオクターブの違いのダンパ８については解放位置に制御してもよい。

（２）（１）において、周波数範囲を複数に区切った区間（例えば、１オクターブ毎）を用いて、各区間においてレベルの高いピークを検出するようにしてもよい。

（３）（１）において、ピークの位置が予め決められた周波数範囲に集まっている場合、その一部のピークの音高を採用せずに、その周波数範囲とは所定の周波数以上離れたピークの音高から採用してもよい。この場合には、低周波数側に離れたピークから採用されることが望ましい。このとき、別のピークの音高を採用する代わりに、採用しなかったピークの音高の１オクターブ低い音高を採用してもよい。

（４）図１１に示す例において、複数の「ｋ」をまとめて処理をしてもよい。例えば、１オクターブずつ違う音高となるものをまとめればよい。具体的には、「ｋ」を１〜１１までの繰り返しのフローとし、ｋ＋１２×ａ（ａは１〜６の整数：ｋ＋１２、ｋ＋２４、・・・ｋ＋７２）については、同じ値として扱ってもよい。

（５）オーディオ聴取モードにおいて、オーディオ信号に多く含まれる周波数で振動する弦５をダンパ８から解放するようになっていたが、多く含まれない周波数で振動する弦５をダンパ８から解放してもよい。すなわち、オーディオ信号の周波数分布に基づいて、各ダンパ８を解放位置にするか制振位置にするかを決めるようになっていればよい。これによって、様々な共鳴効果を得ることができる。電子音聴取モードにおいても同様に、音高情報が示す鍵２に対応するダンパ８を解放位置に移動させる場合に限らず、音高情報に基づいて、各ダンパ８を解放位置にするか制振位置にするかを決めるようになっていればよい。

（６）上述の実施形態では、響板７から発生させる音に対して共鳴効果が得られる弦５を、ＦＦＴを用いて得られる程度に正確に判定することによって、解放位置に移動させるダンパ８を決定していた。ある程度の共鳴効果が得られる判定方法でダンパ８を決定してもよい。例えば、オーディオ信号または演奏制御データに基づく音に、所定値以上のピークが含まれる音域を判定し、その音域内のダンパ８を所定のルール（例えば、ダンパ８から弦５を解放する音域では、ランダムに解放位置に移動させるダンパ８を決定する等）に基づいて駆動するようにしてもよい。

（７）オーディオ聴取モードにおいて、オーディオ信号に多く含まれる周波数で振動する弦５をダンパ８から解放するようになっていたが、響板７を駆動して発生される音の強弱に基づいて、解放位置に移動させるダンパ８を決定してもよい。すなわち、例えば、オーディオ信号に基づいて響板７から発生する音をマイクなどの集音手段で集音し、集音結果の音圧を利用して、所定のルール（例えば、音圧の強弱）に基づいて、各ダンパ８を解放位置にするか制振位置にするかを決めるようにしてもよい。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は以下のように、様々な態様で実施可能である。

上述した実施形態では、本発明を鍵盤楽器として適用した場合について説明した。一方、動作モードがオーディオ聴取モードおよび電子音聴取モードである場合であって、鍵駆動設定以外であれば、鍵２を用いなくてもよいから、本発明は、鍵２を含まない発音装置としても概念できる。

動作モードがオーディオ聴取モードおよび電子音聴取モードである場合において、特定の条件を満たすと、ペダル３を駆動して、またはダンパ駆動装置３８を駆動して、全部のダンパ８から弦５を解放するようにしてもよい。例えば、オーディオ聴取モードであれば、オーディオ信号の出力レベルが所定値以上になった場合にダンパ８を解放位置に移動させてもよい。また、電子音聴取モードであれば、同様にオーディオ信号の出力レベルに基づいて制御してもよいし、演奏制御データのうちダンパペダルの演奏情報が存在すれば、その演奏情報に従って制御してもよい。

上述した実施形態においては、複数の加振器５０には、同じ駆動信号が入力されていたが、加振器５０毎に異なる駆動信号が入力されるようにしてもよい。例えば、音源部１５１は、加振器５０のそれぞれに対応してオーディオ信号を出力し、イコライザ部１５２における周波数分布の調整、増幅部１５３における増幅を、それぞれのオーディオ信号に対して個別に行うようにしてもよい。このようにすれば、周波数分布の調整態様および増幅率のパラメータの設定を加振器５０毎に異なるパラメータとして設定することもできる。

音源部１５１から出力される複数のオーディオ信号がそれぞれ異なる信号であってもよい。例えば、２つの加振器５０が用いられる場合、それぞれに対応するオーディオ信号は、Ｌｃｈ用のオーディオ信号とＲｃｈ用のオーディオ信号としてもよいし、それぞれ異なる音色の楽音を示すオーディオ信号としてもよい。また、各オーディオ信号は、それぞれ周波数帯域が異なるものとなっていてもよい。この場合には、加振器５０Ｈに高い方の周波数帯域を有するオーディオ信号が出力され、加振器５０Ｌに低い方の周波数帯域を有するオーディオ信号が出力されるようにしてもよい。

１…グランドピアノ、１Ｂ…アップライトピアノ、２，２Ｂ…鍵、３，３Ｂ…ペダル、４，４Ｂ…ハンマ、５，５Ｂ…弦、６，６Ｂ，６Ｈ，６Ｌ…駒、７，７Ｂ…響板、８，８Ｂ…ダンパ、９，９Ｂ…直支柱、１０…制御装置、１１…制御部、１２…記憶部、１３…操作パネル、１４…通信部、１５…信号出力部、１６…インターフェイス、１７…バス、２２，２２Ｂ…鍵センサ、２３，２３Ｂ…ペダルセンサ、２４，２４Ｂ…ハンマセンサ、３０，３０Ｂ…鍵駆動装置、３３，３３Ｂ…ペダル駆動装置、３８，３８Ｂ…ダンパ駆動装置、３９…リフティングレール、４０，４０Ｂ…ストッパ、４５，４５Ｂ…アクション機構、５０，５０Ｂ，５０Ｈ，５０Ｌ…加振器、５１，５１Ｂ…振動部、５１１…接続部材、５１２…ボイスコイル、５２，５２Ｂ…ヨーク保持部、５２１，５２３…ヨーク、５２２…磁石、５２４…筐体、５３…ダンパ部、５５，５５Ｂ…支持部、６０…タッチパネル、７５，７５Ｂ…響棒、８０，８０Ｂ…ダンパ動作機構、１１０…設定部、１２０，１８０…制御信号出力部、１３０…ストッパ制御部、１５１…音源部、１５２…イコライザ部、１５３…増幅部、１５５…デコード部、１５６…遅延部、１７０…データ出力部、１９０…ダンパ制御部

Claims (7)

1. 各々異なる振動周波数を有する複数の発音体と、
   前記発音体の各々に対応して配置され、当該発音体に接触することによって振動を抑えるダンパと、
   前記ダンパの各々を移動することによって、前記発音体の各々に対する前記ダンパの接触状態を制御するダンパ動作機構と、
   前記発音体と連成振動する響板と、
   前記響板を振動させる加振器と、
   オーディオ信号を取得する取得部と、
   取得した前記オーディオ信号に応じた振動で前記加振器を駆動するための駆動信号を生成し、当該加振器に出力する信号出力部と、
   取得した前記オーディオ信号の周波数分布に基づいて、前記発音体と前記ダンパとの接触状態を変化させるように、前記ダンパ動作機構を駆動するダンパ制御部と、
   を備えることを特徴とする発音装置。
2. 前記信号出力部は、前記駆動信号を生成した後、所定時間が経過してから前記加振器に出力することを特徴とする請求項１に記載の発音装置。
3. 前記ダンパ制御部は、取得した前記オーディオ信号の周波数分布が特定の条件を満たすと、前記発音体と前記ダンパとの接触状態を変化させるように、前記ダンパ動作機構を駆動することを特徴とする請求項１に記載の発音装置。
4. 前記ダンパ制御部は、所定の周期で前記発音体と前記ダンパとの接触状態を変化させるように、前記ダンパ動作機構を駆動することを特徴とする請求項１に記載の発音装置。
5. 各々異なる振動周波数を有する複数の発音体と、
   前記発音体の各々に対応して配置され、当該発音体に接触することによって振動を抑えるダンパと、
   前記ダンパの各々を移動することによって、前記発音体の各々に対する前記ダンパの接触状態を制御するダンパ動作機構と、
   前記発音体と連成振動する響板と、
   前記響板を振動させる加振器と、
   オーディオ信号を取得する取得部と、
   取得した前記オーディオ信号に応じた振動で前記加振器を駆動するための駆動信号を生成し、当該加振器に出力する信号出力部と、
   取得した前記オーディオ信号の音の強弱に基づいて、前記発音体と前記ダンパとの接触状態を変化させるように、前記ダンパ動作機構を駆動するダンパ制御部と、
   を備えることを特徴とする発音装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発音装置と、
   前記発音体の各々に対応して配置された鍵と、
   前記鍵の押下によって、当該鍵に対応する前記発音体を打撃して振動させるハンマと、
   前記ハンマの前記発音体への打撃を阻止するためのストッパと、
   前記ストッパによる前記ハンマの阻止状態を制御するストッパ制御部と、
   を備え、
   前記ダンパ動作機構は、前記鍵の押下によって前記発音体を前記ダンパから解放し、
   前記ダンパ制御部は、前記ストッパが前記ハンマの前記発音体への打撃を阻止している状態で前記鍵を駆動することによって、当該鍵を介して前記ダンパ動作機構を駆動することを特徴とする鍵盤楽器。
7. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発音装置と、
   前記発音体の各々に対応して配置された鍵と、
   前記鍵の押下によって、当該鍵に対応する前記発音体を打撃して振動させるハンマと、
   を備え、
   前記ダンパ動作機構は、前記鍵の押下によって前記発音体を前記ダンパから解放し、
   前記ダンパ制御部は、前記ハンマが前記発音体を打撃しないように前記鍵を駆動することによって、当該鍵を介して前記ダンパ動作機構を駆動することを特徴とする鍵盤楽器。

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