JPH02275991A - 自動ピアノ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野　ｊ この発明は、ハーフペダル駆動を行うことかできろ自動
ピアノに係り、詳しく（」、ペダル演奏）・−クの記録
およびペダルによる自動演奏を、ピアノ個々のペダル系
の特性に影響され４゛゛に均一に行うことがてきる自動
ピアノに関する。

「従来の技術」 自動ピアノにおいてｆＪｌ、＝般に、フ「ｌツピーティ
スク等に記録された演奏データを読み出し、これに従っ
てギーソレノイＩ・やペダルソレノイドを駆動する。

ところで、ペダルの駆動にあって、［踏７．込み」と「
解放」の２種の制御状態のみの場合（」、ペダルソレノ
イドをオンとオフとのし）ずれかて制御すればよい。し
たがって、ごのようなモート（２ステツプモート）にお
（）ろ演奏データの記録にあ−）では、ペダルの「踏め
込め一］と「解放」との２種の演奏状態を検出して記録
すればよく、その再生（こあって（」、８己録データ１
こＪＩｌ、ついてペダルソレノイドをオン７才〕すれは
゛よい。

一方、演奏の再現性をより高めろために（Ｊ、いわゆる
ハーフペダルを再生する必要かあり、このような演奏デ
ータを作成オろには、ペダルの踏み込み量を連続的に検
出して記録する必要がある。

そして、自動演奏の際には、記録データに応じた量だ（
Ｊペダルソレノイドを駆動オろ。ごのようなペダルソレ
ノイ！・の駆動は、ペダルソレノイドへの供給電力を段
階的にフィー）・バック制御することによって行うごと
かできろ。なお、この制御は、一般にはパルス幅変調制
御による場合が多いが、例えば、電圧、電流智を制御す
ることによっても行うごとができろ。

［発明が解決しようとする課題」 とごろで、ペダル基の静特性および動特性は、各ピアノ
に固有の動性となり、また、ペダルの種類（例えば、ラ
ウドペダルとノフトペタル）によって６異なる。さらに
、ペダルを駆動するソレノイドの特性も均一にすること
は難しく、ソレノイド駆動信号と実際の変位！ｉ：ｔ　
ｌの関係もリニアでム゛い。

このため、ある自動ピアノを用いて記録した／ｉ１奏デ
ータを用いて別の自動ピアノで再生してム、記録時のペ
ダル操作を忠実に再現することがてきないという問題が
あった。

また、自動演奏の際には、ペダルソレノイドへの供給電
力を段階的にフィードバック制御４′ろごとによって行
っているが、このようなフィートハック制御では応答性
の速い制御を行うことができ４−゛、再現性が劣るとい
う問題が生じた。

この発明は、−１一連した事情に鑑みてなされたもので
、自動ピアノにお（Ｊろペダルの移動（ｊｉ大駆動信号
との関係を自動測定し、ごれにより、ピアノ固有の特性
を把握することがてきる自動ピ）′ノを提供することを
目的としている。６ また、ごの発明の他の目的（Ｊ、ペダルソレノイド制御
の応答性を著しく高めることができる自動ピアノを提供
することを目的と１２でいる。

「課題を解決するための手段　１ 上記課題を解決するために、請求項（１）に記載の発明
において（ｊ１第１図（１）に例示４゛ろように、ペダ
ルＹ〕を駆動゛ｄ′ろペダル駆動ソレノイド１と、１）
ｊｊ記ペペダＰの変位量を検出する変位量検出センサ２
と、萌記ペタル駆動ソレノイド１に伝達する駆動信号の
値を順次変化させるとと乙に、前記駆動信号の値と前記
変位量検出センサ２の検出結果との関係から、ペダル駆
動量に対する駆動信号値を示す対応テーブルを作成する
変換テーブル作成手段３とを具備することを特徴として
いる。

また、請求項（２）に記載の発明においては、第１図（
２）に例示するように、ペダルＰを駆動するペダル駆動
ソレノイド１と、前記ペダルＰの変位量を検出する変位
量検出センサ２と、前記ペダル駆動ソレノイドＩに伝達
する駆動信号の値を順次変化させるとともに、前記駆動
信号の値と前記変位量検出センサの検出結果との関係か
ら前記ペダルの動作状態を判定ｄ−ろ状態判定手段４と
を具（＋ｉｉｉ　！ｌ−ろことを特徴としている。

また、請求項（３）および（４）に記載の発明にあ−）
では、前記状態判定手段４は、各々ラウトペダルにおけ
るハーフペダル状態の判定およびペダルのアワビ状態の
判定を行うことを特徴点している。

また、請求項（５）に記載の発明（こあって（Ｊ、第１
図（３）に例示するように、ペダルを駆動するペダル駆
動ソレノイド１と、前記ペダルの変位量を検出する変位
量検出センサ２と、ペダル目標変位量を算出する目標変
位量算出手段１５と、この目標変位量算出手段の算出結
果に応じて前記ペダル駆動ソレノイドを制御する制御手
段１８と、前記目標変位量算出手段１５の算出結果に応
じた目標変位状態量を求め、この算出結果から前記制御
手段Ｉ８の制御量を補正するためのフィードフォワード
補正量を算出するフィードフォワード補正量算出手段１
６と、萌記変位量検出センザ２の検出結果に基づく変位
状＠Ｍ七前記ｒ＋標変位量算出手段１５の算出結果に応
じた目標変位状態量との偏差から前記制御手段１８の制
御量を補正するだめのフィードバック補正量を算出する
フィードバック補正量算出手段■７とを具備することを
特徴としている。

「作用」 請求項（１）の発明においては、変換テーブル作成手段
３が駆動ソレノイド１１こ駆動信号を供給すると、これ
に応じて駆動ソレノイドｌのプランジャが移動する。こ
の変位量はペダルＰの変位量と対応するものであり、変
位量検出センサ２によって検出され、変換テーブル作成
手段３に供給される。この検出信号は、ピアノの固有の
特性の影響を受けている信号である。そして、変換テー
ブル作成手段３は、駆動信号の値と変位量検出センサ２
の出力信号の値との関係からペダル駆動歯に対する駆動
信号値を示す対応テーブルを作成する。

また、請求項（２）に記載の発明においては、状態判定
手段４が上記と同様にして駆動ソレノイド゛１（こ駆動
信号を供給するが、状態判定手段４は前記駆動信号の値
と前記変位量検出センサ２の検出結果との関係からペダ
ルＰの動作状態を判定する。

また、請求項（５）に記載の発明においては、フィード
フォワード補正量算出手段１６によってペダル駆動に対
するフィードフォワード制御がなされる。また、フィー
ドバックｈｌｉ正量算１」」手段１７によって前記フィ
ードフォワード制御に対するフィードバック制御が重ね
て行われる。したがって、極めて応答の速い制御がなさ
れる。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

（Ｉ：実施例の構成） 第２図は、この発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。図において、自動演奏グランドピアノＣＰは、
コントローラ６からの制御に従ってこの演奏データに応
じて自動演奏を行い、また、演奏者によって演奏が行イ
っれると、この演奏に対応した演奏データをコントロー
ラ６へ供給するようになっている。第３図は、自動演奏
グランドピアノＧＰおよび周辺機器の外観構成を示す側
断面図である。図示のように、コンローラ６は自動演奏
グランドピアノＧＰに内蔵されており、ケープル７を介
して、周辺機器を内蔵したワゴン８との間で、演奏デー
タや種々の信号の授受が行われるようになっている。コ
ンローラ６は′、自動演奏グランドピアノＧＰのキード
ライブユニット内に制御部６ａとＩ１０ユニット６ｂと
に分割して設けられている。制御部６ａは、第２図に示
すように、自動グランドピアノＧＰ各部を制御するＣ’
ＰＵ９、ＣＰＵ９で用いられるプログラムが記憶されて
いるＲＯＭｌ０１各種データや後述する変換テーブルが
一時記憶されるＲＡＭＩＩから構成されている。この制
御部６ａは、Ｉ１０ユニット６ｂを介し、自動演奏グラ
ンドピアノＣＰおよびフロッピーディスクドライバ（以
下ＦＤＤと略称する）１２に接続され、演奏データの記
録／読出を行う。

次に、第４図に示すソレノイド２０ａは、ラウドペダル
２１ａを駆動するものであり、第４図はその背面図であ
る。図示のように、ラウドペダル２１ａの端部は、」−
下動自在のロッド２２ａの下端に回動自在に接続され、
ロッド２２ａの」二端がソレノイド２０ａのプランジャ
２０ａｐの下端ｊこ回動自在に接続されている。一方、
ソレノイド２０ａのブランジャ２０ａｐの」１端は口・
ソド２３ａに接続され、ロッド２３ａはピアノ本体内の
ダンパ駆動機構に接続される。ソレノイド２０ｂは、シ
フトペダル２１ｂを駆動するソレノイドであり、上記ラ
ウドペダル２１ａの場合と同様に、ロッド２２ｂ、２３
ｂにより、各々の駆動力が伝達さイするようになってい
る。各ソレノイド２０ａ、２０ｂの上部には、プランジ
ャ２０ａｐ、２０ｂｐの変位量を検出するセンサ３５ａ
、３５ｂが各々設けられている。このセンサ３５ａ、３
５ｂは、各々プランジャ２０ａｐ、２０ｂｐと一体とな
って」−下動するグレースケールと、このグレースケー
ルに固定側から光を照射する発光素子と、この発光素子
からの透過光を受光する受光素子により構成されており
、受光素子の出力信号からプランジャ２０ａｐ、２０ｂ
’ｐの変位量、すなわち、各ペダル２１ａ、２１ｂの変
位量が検出されるようになっている。次に、ソステヌー
トペダル３０は、ラウドペダル２１ａとシフトペダル２
１ｂとの間に設置ノられており、」１下動自在の一本の
ロット３Ｉに接続されている。センサ３２は、ロット３
１の上下動の所定位置、ずなわち、ソステヌートペダル
３０の機能の作動開始および作動終了を検出するセンサ
である。

（２：実施例の動作） 次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明す
る。本実施例には、測定変換テーブル作成および制御係
数算出動作と、記録動作と、再生動作とがあるため、以
下に個々の動作について説明する。

Ａ・測定、変換テーブル作成および制御係数算出動作 ■始めに、測定原理について説明する。

まず、ソレノイド２０ａに供給するＰＷＭ信号を順次増
加（パルス幅を増加）させてラウドペダル２１ａを上限
まで移動させ、その後にＰＷＭ信号を減少させて元の位
置に復帰させると、ＰＷＭ信号の大きさと変位量との関
係は第５図に示すようになる。この図において、横軸に
はＰＷＭ信号の大きさを指令する制御コードがとっであ
る。この制御コードは、Ｉ６進表示で「ＯＯ」〜［７Ｆ
］までの値である。なお、制御コードの値は」１記範囲
に限らず、任意的なものである。また、第５図の縦軸に
は、変位量がとっである。この変位量は、センサ３５ａ
の出力信号をＡ／Ｄコンバータにより１２８段階のデジ
タル値に変換したものである。

ＰＷＭ信号と変位量とが図示のような特性になるのは、
ペダル駆動系を構成する部材の弾性特性、および部材間
のアソビなどのためである。そして、上昇過程において
曲線が横ばいになる領域は、ハーフペダルの領域である
。ここで、ハーフペダルの状態について説明する。第６
図はラウドペダルの駆動系の概略を示す側面図である。

図において、ソレノイド２０ａｉ、：ＰＷＭ信号に応じ
た電流が通電されると、その値に応じてプランジャ２０
ａｐが上昇する。プランジャ２０ａｐが上昇すると、レ
バー４０が支点４Ｉを中心に回動し、ロッド４２を押し
上げる。ロッド４２が押し上げられると、レバー４３が
支点４４を中心に回動しダンパーワイヤ４５を押し上げ
る。ダンパーワイヤ４５が押し上げられると、その」１
端に設けられているダンパーヘッド４６が上昇し、弦４
７から離れる。そして、ダンパーヘッド４６が完全に弦
４７から離れた状態が、タンパ−オン領域である。一方
、ダンパーヘッド４６に駆動力が伝達され初めてから、
ダンパヘッド４６が弦４７から離れるまでの間がハーフ
ペダル領域である。このハーフペダル領域においては、
ソレノイド２０ａへのＰＷＭ信号の値を大きくしてもプ
ランジャ２０ａｐの上昇率が低下する。したがって、上
昇過程においては、第５図に示すようにハーフペダル領
域において変位量の上昇率が低下する。

次に、下降過程においては、第５図に示すように、始め
は変位量がほぼ横ばい状態であるが、その後は変位量が
比較的なめらかに下降して行き元の位置に復帰する。

実施例においては、ＰＷＭ信号の値を１ステツプづつ」
１昇させ、」１昇過程における駆動量を測定する。また
、測定した変位量からハーフポイント（第５図ではＥ　
３０　］　（ｉ近）を検出し、さらに、ラウドペダル２
１ａの遊び領域を検出する。

以上が測定および検出の原理であり、シフトペダル２１
ｂについての測定および検出も全く同様の原理による。

ただし、シフトペダル２１ｂの特性は、第７図に示すよ
うに」１昇領域においては、はぼリニアな特性となるた
め、ラウドペダルのようなハーフポイントの検出は行イ
つない。

■次に、変換テーブルについて説明する。

実施例において作成される変換テーブルには以下の３種
類がある。

第１の変換テーブルは、」１記測定結果に基づいてペダ
ル位置データｘｉをＰＷＭ信号の制御コードに変換する
位置−ＰＷＭ変換テーブルである。

この位置−ＰＷＭ変換テーブルは、自動演奏時において
ディスクから構成される装置データを１〕ＷＭ信号の制
御コートに変換する際に用いられる。

この位置−ＰＷＭ変換テーブルを用いることで、ピアノ
やペダル種類によって異なるペダル系の静特性が補償さ
れる。したがって、位置−ＰＷＭ変換テーブルは、ピア
ノ毎、ペダル毎に作成されるとともに、経時変化を補償
するために、適宜更新されるようになっている。なお、
実際には位置ＰＷＭ変換テーブルの作成にあたって、ソ
レノイドの非線形特性を補正するために、若干のデータ
補正を行うようになっている。

第２の変換テーブルは、センサ３５ａ、３５ｂから検出
される約［＋２８］段階の位置データを「１６コ段階の
データに変換するとともに、この変換に際してペダルの
特性に応じた補正を行う正規化変換テーブルである。

例えば、ラウドペダル２１ａについては、第８図に示す
ように、約［＋２８］段階の位置データｘｉについて、
アソビ領域、ハーフペダル領域およびダンパーオン領域
が各々上記■の測定によって検出されるから、各領域に
おける値を正規化し、さらに圧縮した１６段階の位置デ
ータに適宜割り当てる。すなわち、図示のｘａはペダル
解放点の位置、ｘｂはハーフペダル開始点の位置、ｘｃ
はダンパーオンの開始点の位置、ｘｄは最大踏込時の位
置であり、これらの位置を、正規化データのＸａ、Ｘｂ
、Ｘｃ、Ｘｄの各点に割り当てる。この場合の正規化デ
ータＸｉは、ハーフペダル領域に対応する部分は細かく
区分され、他の領域に対応する部分は粗く区分されてい
る。これは、ハーフペダル領域においては、演奏」二微
妙なニュアンスが表現されるため、高精度の制御を行う
必要があるからである。一方、他の領域は、さほど小刻
みな位置制御を行う必要がないため、粗い区分になって
いる。

また、シフトペダル２１ｂについては、第９図に示すよ
うに、正規化データはリニアな１６区分になっている。

これは、前述のように、シフトペダル２１ｂは上昇過程
においてはリニアな特性となるからである。また、ペダ
ル解放点ｘａと最大踏込点ｘｄを、正規化データのＸａ
とＸｄに各々対応させるのは、上記ラウドペダルの場合
と同様であるが、位置ｘｉのアソビ領域については、す
べて正規化データのＸａに対応するようにしている。

ところで、正規化テーブルによって１６段階のデータに
補正圧縮するのは、以下の理由による。

まず、ペダルの変位量を１２８段階のデジタルデータに
よって記録しようとすると、記録媒体中のペダルデータ
量が極めて多くなってしまい、例えば、通常７０分程度
の曲が記憶できるディスクに１５分程度しか記憶できな
いという不都合が生じる。このため、１６段階のデータ
に圧縮する訳である。ただし、ペダルデータを単に圧縮
して記憶すれば、ピアノ個々のペダル系の特性の違いに
より、ペダル演奏の再現性が悪くなるという問題が生じ
る。そこで、各ピアノおよびペダルにおいて固有の値で
ある実測位置データＸｉの各領域が正規化データＸｉの
所定の領域に対応するように変換して圧縮するようにし
ており、さらにラウドペダル２１ａについてはハーフペ
ダルを良好に記録／再生することができるように、正規
化データＸｉのハーフペダル領域を細かく分割している
。

次に、第３の変換テーブルは、第８図、第９図に示す変
換テーブルの逆の変換を行う逆正規化テ−プルである。

ずなイつぢ、正規化データｘ１の値をピアノ固有の補正
値であるｘｉに変換するテーブルである。ただし、逆正
規化テーブルの入力はは１２８段階のデータであり、出
力は１２８段階以下のデータである。したがって、実際
の処理においては、記録媒体から読み出された１６段階
の正規化データＸｉを補完処理によって１２８段階の正
規化データＸｉに変換した後に逆正規化テーブルに供給
するようにしている。

■次に、演算係数について説明する。

上述の逆変換テーブルによって得られた位置データｘｉ
を、位置−ＰＷＭ変換テーブルによってＰＷＭ信号の制
御コート（以下制御コードＰＷＭＳという）に変換し、
この制御コードＰＷＭｓに従ったＰＷＭ信号をソレノイ
ド２０ａ、２０ｂに供給すれば、ピアノおよびペタル系
の固有特性を補償したペダル駆動を行うことができる。

そして、この駆動の際にセンサ３５ａ、３５ｂの出力信
号を用いてプランジャ２０ａｐ、２０ｂｐの位置をフィ
ードバック制御すれば、ペダル位置制御を一応は高精度
に行うことができろ。ただし、ペダルの移動が速い場合
にはフィードバックループが追従できなくなり、ペダル
位置制御が乱れてしまう。

そこで、フィードバックループのゲインを」−げること
し考えらえるが、プランジャ２０ａｐ、２０ｂｐの位置
制御は、一方向制御であるため、ゲインを上げると発振
を起こしてしまう。これは、プランジャ２０ａｐ、２０
ｂｐの突出量は制御できるが、戻りについては重力等に
よる復帰であるので、高いゲインでフィードバック制御
を行うと、目標位置に収束せず、ハンティング状態とな
ってしまうからである。

そこで、この実施例においては、逆正規化変換テーブル
から構成される装置データｘｉを微分して速度データ交
１を算出する。そして、この速度データｘｉに係数Ｋｌ
を乗算し、この乗算結果を補正用の制御コーＦ’　Ｐ　
Ｗ　Ｍ　Ｉとして制御コードＰＷ　Ｍ　ｓに加算し、こ
の加算結果にしたがったＰＷＭ信号をソレノイド２０ａ
、２０ｂ供給するようにしている。ずなイつち、速度デ
ータ☆ｉを用いてフィードフォワード制御を行う訳であ
り、係数に１は、フィードフォワード制御における制御
係数となる。また、係数に１は、ソレノイド２０ａ２０
ｂに一定増加率のＰＷＭ信号を与え、ごのときに得られ
る速度データ☆ｉに基づいて決定される。

以上のようにして、速度補正がなされるたぬ、ペダル速
度が高速であっても、これに追従した制御がなされる。

しかし、例えば、ラウドペダル２１ａおよびシフトペダ
ル２１ｂの踏み始めを考えてみると、当初の速度は０で
あるが駆動力を要する状態であり、その後の加速度が大
きくなる状態である。この場合、速度の急激な増加に応
じてペダル位置制御を行う必要があるが、初期速度がＯ
であるため、速度データでは補正することができず、制
御が追従できなくなる。このような状況は、踏み始めの
みでなく、その他船速度が大きくなる場合において発生
する。

そこで、この実施例においては、逆正規化変換テーブル
から構成される装置データｘｉを２同機分して加速度デ
ータ交ｉを算出する。そして、この加速度データ×１に
係数に２を乗算し、この乗算結果を補正用の制御コード
ＰＷＭ２として上述の加算結果（ＰＷＭＳ＋ｐｗＭＩ　
）にさらに加算し、この加算結果にしたがったＰＷＭ信
号をソレノイド２０ａ、２０ｂに供給するようにしてい
る。

すなわち、加速度データ５２ｉを用いてフィードフォワ
ード制御を行う訳である。係数に２は、この場合の制御
係数であり、ペダル駆動系の質量に対応する値となる。

また、係数に２は、例えば、ソレノイド２０ａ、２０ｂ
に定加速度的に増加するＰＷＭ信号を与えるか、あるい
は、一定の大きさのＰＷＭ信号を瞬時に与えたときに得
られる加速度データｋｉに基づいて決定される。

また、フィードバック制御としては、センサ３５ａ、３
５ｂから出力される信号と、位置データｘｉとの偏差を
とり、この偏差に係数に３を乗じ、この結果を補正用の
制御コードＰＷＭ３として、」二連の加算結果を補正す
るようにしている。係数に３は、フィードバックループ
のゲインに対応ずるものである。この係数に３の値は、
予め実験等によって発振しない安定した値に決定される
。

」二連のことから判るように、この実施例におυる最終
的な制御コードをＰＷＭとすれば、ＰＷＭ＝ＰＷＭｓ＋
ＰＷＭ　Ｉ　（ＰＷＭ２＋Ｉ）ＷＭ３ＰＷＭｓ４Ｋｌ・
ｘｉ＋に２・Ｘｉ＋に３・ΔＸ（ただし、Δは偏差であ
る）　・・・・・（１）なる代数和の式によって算出さ
れる。

■次に、実際の測定、変換テーブル作成および係数算出
動作について説明する。

この動作は、第１０図に示すフローヂャ−１・に基づい
て行イっれる。まず、ステップＳＰＩにおいてペダルの
種類が判定される。ずなわち、ラウドペダル２１ａとシ
フトペダル２１ｂのいずれについて測定を行うかが判定
される。いずれの測定を行うかは、操作者の指示（操作
部の操作による指示）あるいは予め定められたプログラ
ムにしたかって行われる。

このステップＳＰＩにおいて「ラウドペダル」と判定さ
れた場合は、ステップＳＰ２に進む。このステップＳＰ
２においては、まず、制御コードを「００Ｊから１７Ｆ
」まで順次増加させる。この結果、Ｔ１０ユニツト６ｂ
内に設けられているＰＷＭ制御部から、制御コードに対
応したＰＷＭ位置信号レノイド２０ａへ出力される。こ
れにより、プランジャ２０ａｐが上昇していき、その移
動量がセンサ３５ａによって検出される。そして、セン
サ３５ａが出力する位置信号は、Ｉ１０ユニット６ｂ内
のＡ／Ｄコンバータによってデジタル信号に変換され、
位置データｘｉとしてＣＰＵ９に供給される。次に、ス
テップＳＰ３に進み、ＣＰＵ９は、制御コードの値と位
置データｘｊとの関係から、位置−ＰＷＭ変換テーブル
を作成し、ＲＡＭ１１に格納し、ステップＳＰ４に進む
。ステップＳＰ４においては、位置データ（すなわちペ
ダルストローク）Ｘｌの上昇率が、予め定められた定数
ａより小さいか否かを判定し、この判定が［ＹＥＳ］と
なる位置データｘｉの値からハーフペダル領域（第８図
に示ずｘ　ｂ　＝　ｘ　ｃ　）を設定する。

次に、ステップＳＰ５に移り、位置データｘｉの増加率
が一定値以下になる条件に基づいて解放点ｘａと最大踏
込点ｘｄ（第８図参照）を設定しステップＳＰ６に進む
。ステップＳ　Ｐ　６では、第８図に示す変換操作に従
い正規化変換テーブルを作成する。そして、同様の処理
により逆正規化変換テーブルを作成する（ステップ５Ｐ
７）。

次に、ステップＳＰ８においては、加速度的に増加する
ＰＷＭ位置信号レノイド２０ａに供給するか、あるいは
、一定の大きさのＰＷＭ位置信号レノイド２０ａに瞬時
に供給し、この結果前られる位置データｘｉを２同機分
して加速度データｘｉを作成する。そして、この加速度
データＸｉの値から係数に２を決定する。次いで、ステ
ップＳＰ９において、一定増加率のＰＷＭ位置信号レノ
イド２０ａに供給し、この結果前られる位置データＸ１
を１同機分して速度データｘｉを作成する。

そして、この速度データｘｉから係数に１を決定する。

この処理の後は、メインルーヂン（図示略）ヘリターン
する。

一方、ステップＳ　Ｉ）　２において、「シフトペダル Ｐ＋６の処理を行う。これらの処理は、上述したステッ
プＳＰ２〜ＳＰ９と同様である。ただし、シフトペダル
２１ｂについては、ハーフペダル領域の設定は行わない
ので、ステップＳＰ４に対応する処理はない。

Ｉ３；記録動作 次に、演奏データの記録動作について説明する。

ここで、記録動作における処理を第１Ｉ図に示し、また
、この場合の制御ブロック図を第１２図に示す。

第１１図に示すステップＳＰｂ　Ｉにおいては、位置デ
ータＸｊの入力処理が行イっれる。この処理は、演奏者
の演奏に応じてセンサ３５ａまたは３５ｂから構成され
る装置信号をＴ１０ユニツト６ｂ内のＡ／Ｄコンバータ
で位置データｘｉに変換し、この位置データｘｉを順次
取り込む処理である。次に、ステップ５Ｐｂ２において
は、ＲＡＭＩＩ内に作成されている正規化変換テーブル
にしたがって領域の補正を行うとともに、１６段階の正
規化位置データＸｉに変換する。次に、ステップ５Ｐｂ
３に進み、正規化位置データＸ１をＦ　Ｉ）ＤＩ２に供
給して記録を行う。Ｆ’ＤＤ］２では、供給された正規
化位置データＸｉを、フロッピーディスクＦＤに書き込
む。

以上が記録動作であり、正規化変換テーブルを用いたこ
とにより、ピアノ固有の特性を補正した正規化位置デー
タが作成される。

Ｃ；再生動作 次に、演奏データの再生動作について説明する。

第１３図は再生動作を示すフローヂャートであり、第１
４図は再生動作における制御ブロック図である。

まず、ＦＤＤＩ２によってフロッピーディスクＦＤから
正規化位置データＸｉを読み出し、これをＩ１０ユニッ
ト６ｂを介してＣＰＵ９に供給する（ステップ５Ｐｃｌ
）。そして、ＣＰ　Ｕ　９　！、Ｊ：　。

１６段階の正規化位置データＸｉを補完処理により１２
８段階の正規化位置データＸ１に変換する（ステップ５
Ｐｃ２）。次に、ステップ５Ｐｃ３に移り、ＲＡＭＩＩ
内に設定されている逆正規化変換テーブルを用いて、正
規化位置データＸｉをピアノの固有特性に合致した位置
データｘｉに変換し、さらに、ＲＡＭＩ　Ｉ内の位置−
ＰＷＭ変換テーブルを用いて位置データＸ１を制御コー
ドＰＷ　Ｍ　ｓに変換する（ステップ５Ｐｃ４）。

次いで、ステップ５Ｐｃ５の処理を行う。すなわち、Ｃ
ＰＵ９は、位置データｘｉを１回微分して速度データ交
１を作成し、この速度データｘｉに係数に＋を乗じて、
制御コードＰＷＭＩを作成する。また、位置データｘｉ
を２回微分して加速度データシ１を作成し、この加速度
データＸｉに係数に２を乗じて、制御コードＰＷＭ２を
作成する。さらに、第１４図に示すように、Ｉ１０ユニ
ット６ｂ内のＡ／Ｄコンバータを介して入力される位置
信号Ｘと逆正規化変換テーブルから構成される装置信号
ｘｉとの偏差Δを偏差検出点において検出し、この偏差
△に係数に３を乗じて制御コードＰＷＭ３を作成する。

そして、第１４図に示すように、制御コードＰ　Ｗ　Ｍ
　ｓ　、　Ｐ　Ｗ　Ｍ　Ｉ　、　Ｐ　Ｗ　Ｍ２、ＰＷＭ
３に基づく演算を行い、この結果前られる値を制御コー
ドＰＷＭとする。すなわち、第１３図のステップ５Ｐｃ
５に示される演Ｗ（第（１）式の演算）を行う。

次に、ステップ５Ｐｃ５において算出された制御コード
ＰＷＭを、第１４図に示すようにＰＷＭ制御部に供給す
る。ＰＷＭ制御部は、Ｉ１０ユニット６ｂに設けられて
いる回路であり、ここから制御コードＰＷＭに対応する
駆動電流がソレノイド２０ａまたは２０ｂに通電される
（ステップ５Ｐｃ６）。このステップ５Ｐｃ６の処理の
後は、メインルーヂンにリターンする。

以上の処理により、ペダル系の静特性の補正、動特性の
補正、すなわち、ペダル速度についての補正、ペダル加
速度についての補正およびフィードバック信号による補
正がすべて加味されたペダル位置制御が行われる。

（３：実施例効果） 前述のように、この実施例においては、記録時？こは正
蜆化変換テーブル？こよって、ピアノ固存ノ静特性を補
正して位置データｘｉを正規化し、再生時には逆正規化
変換テーブルによって正規化位置データＸｉをピアノ固
有の位置データｘ　ｊ’に変換しているので、いずれか
のピアノによって記録したデータを用いていずれかのピ
アノによって再生しても、それらのピアノの固有特性を
補償して正確な再生を図ることができる。

また、位置データｘｉが圧縮されて記憶されるので、記
録媒体中のペダルデータの記録領域が増えず、長時間の
曲を記録し得る。この際、データ圧縮したにも拘わらず
、正規化変換テーブルおよび逆正規化変換テーブルの処
理により、ペグ２．駆動の再現性は全く犠牲になってい
ない。

また、再生時においては、ピアノ毎の静特性の補正のみ
ならず、ペダル速度、ペダル加速度（ユついテノＭｔ正
、すなわち、ピアノ毎の動特性の補正も行い、さらにフ
ィードバック制御も行ってイルので、極めて精度の高い
ペダル駆動を行うことができる。

さらに、ソレノイド２０ａ、２０ｂが、ラウドペダル２
１ａおよびシフトペダル２１ｂに連動するロッド２２ａ
と２３ａとの間、およびロッ）・２２ｂと２３ｂとの間
に介在し、プランジャ２０　ａｐ、２０ｂｐが直接ロッ
ド２２ａ、２３ａおよびロッド２２ｂ、２３ｂに接続さ
れる構成であるため、ペダル駆動時およびペダル演奏時
の音が静かであるという利点が得られる。

（４・他の実施例） 次に、第１５図に、この発明の他の実施例を示す。この
実施例は前述した実施例をさらに改良したものである。

前述した実施例は、第１４図に示すように制御コードＰ
　Ｗ　Ｍ　ＩおよびＰＷＭ２によってそれぞれペダルの
速度および加速度のフィードフォワード制御を行うよう
になっている。しかし、このような構成でも、位置デー
タｘｉとセンサ３５ａ（または３５ｂ）からの位置デー
タとの間に偏差が生じた場合、制御コードＰ　Ｗ　Ｍ　
３による位置フィードバックだυでは応答の速い制御が
できない。また、位置フィードバックゲインを上げ応答
速度を速くすると、発振等の問題が生じる。そこで、第
１５図に示す自動ピアノにおいては、ペダルの速度およ
び加速度についてもフィードバック制御を行い、これに
より、第１４図に示す自動ピアノより精度の高い制御を
行って記録時のペダル操作を忠実に再現する。

ずなイつち、第１５図に示すように、位置データＸの時
間に対する変化の割合から速度データ交（速度フィード
バックデータ）を求め、また、位置データＸから求めた
速度データの変化の割合から加速度データ×（加速度フ
ィードバックデータ）を求める。そして、速度データ交
とｘｉとの差Δ交を求め、この値に係数に４を乗じて制
御コードＰＷＭ４を求める。また、加速度データ只と×
１との差ΔＸを求め、この値に係数に５を求める。そし
て、これらの制御コードＰＷＭ４、ＰＷＭ５を（Ｐ　Ｗ
　Ｍ　ｓ　十Ｐ　Ｗ　Ｍ　ｌ　＋Ｐ　Ｗ　Ｍ　２　）に
力目算し、この加算結果、 ＰＷＭ−ＰＷＭｓ　＋ＰＷＭ　　Ｉ　　＋ＰＷＭ２　＋
ＰＷＭ３＋Ｐ　ＷＭ　４．　＋Ｉ）　ＷＭ　５ ＰＷＭｓ　　＋ＫＩ　　−ｘ　　ｉ＋に２　　・父　］
十に３　　・Δ　ｘ　　十Ｋ　　４　　・Δ　交　→Ｋ
　５　・Δ　ＸをＰＷＭ制御部へ供給する。ここで、係
数１り４、Ｋ５の値は、予め実験等を行い、発振しない
安定した値に決められる。

なお、係数に１〜に５は固定値である必要はなく、例え
ば、アソビ、ハーフペダル、グンパーオンの各領域毎に
変えたり、あるいは、動き始めＸａ（第９図参照）、動
き終わりｘ　ｄ　（”ｌ近において変えてもよい。また
、ペダルの踏み込み側と戻り側とで別の値にしてもよい
。また、ｘｉ、ｘｉ、Ｘの値に応じて係数に１〜に５を
順次変化させてもよい。ペダル位置がｘａ、ｘｂ、ｘｃ
、ｘｄ　（第９図参照）の近くの場合はペダルの負荷の
変化が大きいが、ｘａ、ｘｂ、ｘｃ、ｘｄの近くにおい
て係数に１〜に５を可変とすることにより、高精度の制
御が可能となる。なお、シフトペダルの制御の場合も同
様に係数を可変とすることが望ましい。また、アップラ
イトピアノの場合も同様である。

「発明の効果」 以上説明したように、請求項（１）に記載の発明によれ
ば、ペダルを駆動するペダル駆動ソレノイドと、前記ペ
ダルの変位量を検出する変位量検出センサと、前記ペダ
ル駆動ソレノイドに供給する駆動信号の値を順次変化さ
せるとともに、前記駆動信号の値と前記変位量検出セン
サの検出結果との関係から、ペダル駆動量に対する駆動
信号値を示す対応テーブルを作成する変換テーブル作成
手段とを具備したので、自動ピアノにおけるペダルの変
位量と駆動信号の関係を自動測定することができ、これ
により、ピアノ毎のペダル系の特性を把握することがで
きる。

また、請求項（２）に記載の発明によれば、ペダルを駆
動するペダル駆動ソレノイドと、前記ペダルの変位中を
検出する変位量検出センサ上、前記ペダル駆動ソレノイ
ドに供給する駆動信号の値を順次変化させるとともに、
前記駆動信号の値と前記変位量検出センサの検出結果上
の関係から前記ペダルの動作状態を判定する状態判定手
段とを具備したので、ペダルのアワビ領域やハーフペダ
ル領域を知ることができ、これによって、ピアノ毎のペ
ダル系の特性をより確実に把握することができる。

さらに、請求項（５）に記載の発明によれば、ペダルを
駆動するペダル駆動ソレノイドと、前記ペダルの変位量
を検出する変位量検出センサと、ペダル目標変位量を算
出する目標変位量算出手段と、この目標変位量算出手段
の算出結果に応じて前記ペダル駆動ソレノイドを制御す
る制御手段と、前記目標変位量算出手段の算出結果に応
じた目標変位状態量を求め、この算出結果から前記制御
手段の制御量を補正するためのフィードフォワード補正
量を算出するフィードフォワード補正量算出手段と、前
記変位量検出センサの検出結果に基づく変位状態量と前
記目標変位量算出手段の算出結果に応じた目標変位状態
量との偏差から前記制御手段の制御量を補正するための
フィードバック補正量を算出するフィードバック補正量
算出手段とを具備したので、ペダル制御の応答性を著し
く向」ニさせることができ、再現性の高い自動演奏を行
うごとができろ１．

【図面の簡単な説明】

第１図（１）、（２）、（３）は各々この発明のコル本
釣な構成を示すブロック図、第２図はこの発明の一実施
例の構成を示すプロ・ツク、第３図は同実施例の外観を
示ケ側断面図、第４図はペダルおよびペダル駆動用のソ
レノイドの位置関係を示す背面図、第５図は同実施例に
おけるラウドペダル２］ａの駆動系の特性を示す特性図
、第６図は同実施例にお（）るラウドペダル２１ａの駆
動系およびダンパー機構の概略構成を示す側面図、第７
図は同実施例にお（ｊるシフトペダルの駆動系の特性を
示す特性図、第８図は同実施例におけろラウドペダル２
１ａの実際の位置データｘｉと正規化位置データｘ１と
の関係を示す説明図、第９図は同実施例にお（Ｊろンフ
トペダル２１ｂの実際の位置データｘｉとｉＥ規化位置
データＸｉとの関係を示す説明図、第１０図は同実施例
におυろ測定処理等の動作を示すフローチャーＩ・、第
１１図は同実施例における記録処理の動作を示ず〕［７
−チ、１・−１・、第１２図は同実施例にお（Ｊる記録
動作時の制御ブロック図、第１３図（ｊ同実施例の１１
）生処理の動作を示すフローチャ−１・、第１４図（ｊ
同実施例の再生処理時にお１）る制御ブトノック図、第
１５図はこの発明の他の実施例の再生処理１１！ｉにお
（ｊろ制御ブロック図である。 ６・・・　コントローラ（変換テーブル作成手段、状態
判定手段、目標変位量算出手段、フィードラ４ワード補
正量算出手段、フィードバック補正量算出手段）、２０
ａ、２０ｂ・・・・・・ソレノイド（ペダル駆動ソレノ
イド）、２１ａ　　　ラウドペダル、２１ｂ・・・・・
・シフトペダル、３５ａ、３５ｂ・・　・センサ（変位
量検出センサ）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ペダルを駆動するペダル駆動ソレノイドと、前記
   ペダルの変位量を検出する変位量検出センサと、前記ペ
   ダル駆動ソレノイドに伝達する駆動信号の値を順次変化
   させるとともに、前記駆動信号の値と前記変位量検出セ
   ンサの検出結果との関係から、ペダル変位量に対する駆
   動信号値を示す対応テーブルを作成する変換テーブル作
   成手段とを具備することを特徴とする自動ピアノ。
2. （２）ペダルを駆動するペダル駆動ソレノイドと、前記
   ペダルの変位量を検出する変位量検出センサと、前記ペ
   ダル駆動ソレノイドに伝達する駆動信号の値を順次変化
   させるとともに、前記駆動信号の値と前記変位量検出セ
   ンサの検出結果との関係から前記ペダルの動作状態を判
   定する状態判定手段とを具備することを特徴とする自動
   ピアノ。
3. （３）前記状態判定手段は、ラウドペダルにおけるハー
   フペダル状態を判定することを特徴とする請求項２記載
   の自動ピアノ。
4. （４）前記状態判定手段は、ペダルのアソビ状態を判定
   することを特徴とする請求項２記載の自動ピアノ。
5. （５）ペダルを駆動するペダル駆動ソレノイドと、前記
   ペダルの変位量を検出する変位量検出センサと、ペダル
   目標変位量を算出する目標変位量算出手段と、この目標
   変位量算出手段の算出結果に応じて前記ペダル駆動ソレ
   ノイドを制御する制御手段と、前記目標変位量算出手段
   の算出結果に応じた目標変位状態量を求め、この算出結
   果から前記制御手段の制御量を補正するためのフィード
   フォワード補正量を算出するフィードフォワード補正量
   算出手段と、前記変位量検出センサの検出結果に基づく
   変位状態量と前記目標変位量算出手段の算出結果に応じ
   た目標変位状態量との偏差から前記制御手段の制御型を
   補正するためのフィードバック補正量を算出するフィー
   ドバック補正量算出手段とを具備することを特徴とする
   自動ピアノ。