JPH05204378A - ピアノの自動演奏装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、音楽演奏情報を記憶装置に記憶せし
めておき、演奏開始が指示された際に該音楽演奏情報を
読み出して鍵盤やペダルを駆動することにより自動的に
ピアノを演奏するピアノの自動演奏装置に関し、打鍵強
度に応じた電力で駆動素子、ひいては鍵盤操作子を駆動
するようにして発熱を抑え、また、鍵盤操作子を駆動す
る駆動素子の小型化あるいは、電源装置の小型化・低価
格化を実現し得るピアノの自動演奏装置を提供すること
を目的とする。 【構成】打鍵強度情報を含む音楽演奏情報を記憶した記
憶手段を有し、該記憶手段から順次読み出した音楽演奏
情報中の打鍵強度情報に応じた強度で操作子を駆動して
音楽を演奏するピアノの自動演奏装置において、前記操
作子を駆動する駆動手段と、該駆動手段に電力を印加す
べき時間を示す印加時間情報を、前記音楽演奏情報中の
打鍵強度情報に応じて算出する算出手段と、該算出手段
で算出された印加時間情報に応じて前記駆動手段に電力
を印加して前記操作子を作動せしめる制御手段とにより
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音楽演奏情報を記憶装
置に記憶せしめておき、演奏開始が指示された際に該音
楽演奏情報を読み出して鍵盤やペダルを駆動することに
より自動的にピアノを演奏するピアノの自動演奏装置に
関する。

【０００２】近年、アコースティックピアノに自動演奏
装置を装着し、予め記憶された音楽演奏情報に基づき駆
動機構を作動せしめて鍵盤やペダルを操作することによ
り音楽を演奏するピアノの自動演奏装置が実用に供され
ている。

【０００３】かかる自動演奏装置においては、人が楽譜
を参照しながら演奏する場合と同様に、曲の進行に応じ
て、打鍵の強弱を制御する必要がある。

【０００４】

【従来の技術】従来のピアノの自動演奏装置は、例えば
鍵番号・打鍵強度・時間情報等からなる音楽演奏情報を
予めフロッピーディスク装置等の記憶装置に記憶してお
き、例えば操作パネルから演奏開始を指示することによ
り、上記記憶装置から音楽演奏情報が読み出され、該読
み出された音楽演奏情報に応じてピアノの鍵盤やペダル
が駆動されて自動的に音楽が演奏されるようになってい
る。

【０００５】更に詳しく言えば、記憶装置には、予め、
イベント情報の集合からなる音楽演奏情報を記憶してお
く。１イベント情報は、例えば図３に示すように、識別
符号・鍵番号・打鍵強度・時間情報から構成される。

【０００６】演奏開始が指示されると、記憶装置から音
楽演奏情報中の１イベント情報を読み出し、当該イベン
ト情報に含まれる時間情報を調べる。そして、時間情報
が該イベントを実行すべきタイミング（時刻）に合致し
たときに、該イベントの実行、つまり押鍵又は離鍵等の
動作を行わしめる。

【０００７】イベント情報を実行するタイミングは、次
のようにして検出される。即ち、クロックに同期して時
間を計数する時間カウンタの値と、読み出したイベント
情報中の時間情報とを比較し、これらが一致したときイ
ベントを実行すべきタイミングが到来したことを判断す
る。

【０００８】１イベント情報の実行を終了すると、新た
に次のイベント情報を記憶装置から読み出して同様の処
理を行う。かかる動作を繰り返すことにより楽曲の演奏
が行われることになる。

【０００９】ところで、従来のピアノの自動演奏装置に
おいては、打鍵強度のコントロールは次のようにして行
われている。

【００１０】即ち、音楽演奏情報中で指定されている、
どの鍵（鍵番号）を、どのくらいの強さ（打鍵強度）で
演奏するかの情報に基づいてソレノイドの駆動電力を決
定し、この決定された駆動電力によりソレノイドを駆動
する。これにより、ソレノイドに連結された鍵やペダル
が、上記駆動電力に応じた強さ（速さ）で作動（押鍵又
は離鍵）されて所定の強度を有する楽音が演奏される。

【００１１】図４は、従来のソレノイドに印加される駆
動電力を説明するための図であり、図中の縦軸は駆動電
力の大きさを表し、横軸は時間を表している。また、上
段は打鍵強度が小さい場合の駆動電力を、下段は打鍵強
度の大きい場合の駆動電力を表している。

【００１２】図において、Ｌ１は打鍵強度に対応した駆
動電力値（以下、「アタックレベル」という）を示し、
Ｌ２は鍵盤操作子を保持しておくのに必要な最小の駆動
電力値（以下、「保持レベル」という）を示している。
また、Ｔ１はアタックレベルを印加する期間（以下、
「アタック期間」という）を示し、Ｔ２は保持レベルを
印加する期間（以下、「保持期間」という）を示す。

【００１３】一方、離鍵状態から押鍵を開始し、打弦に
至るまでの時間は、打鍵強度によって異なる。図５は、
打鍵強度と打鍵機構の速度の関係を示したものである。
上段は打鍵強度が小さい場合を示し、下段は打鍵強度が
大きい場合を示す。

【００１４】図におけるｔは、打鍵機構が駆動され始め
てから打弦に至るまでの時間を示している。打鍵強度が
大きい場合は打鍵強度が小さい場合より短い時間で動作
していることがわかる。

【００１５】実際のピアノにおいては、例えば打鍵強度
が最弱の場合、ｔ＝１５０ｍｓｅｃ程度かかるのに対
し、打鍵強度が最強の場合、ｔ＝３０ｍｓｅｃ程度で完
了する。したがって、アタック期間は、この時間より僅
かに長ければ充分である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来は、電力を印加す
る期間を最も長くする必要がある弱音（打鍵速度が小さ
く打鍵機構の動作速度が遅い）のときにも充分な電力印
加が行えるように、弱音を基準にアタック期間Ｔ１を決
定し、音楽演奏情報で指示された打鍵強度に関係なく駆
動電力の印加を行っていた。そのため、強音（打鍵速度
が大きく打鍵機構の動作速度が早い）のときには、印加
時間が長すぎるという問題があった。

【００１７】即ち、図４中の斜線で示す部分で全く必要
の無い電力印加が行われていた。このことは、無駄な電
力が消費されていることを意味する。この無駄な電力印
加により、発熱及びそれに伴う動作不良が発生し、ま
た、駆動素子や電源容量が大きくなることに伴う装置の
大型化、高価格化等の問題を発生していた。

【００１８】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、打鍵強度に応じた電力で駆動素子、ひいては鍵盤
操作子を駆動するようにして発熱を抑え、また、鍵盤操
作子を駆動する駆動素子の小型化あるいは、電源装置の
小型化・低価格化を実現し得るピアノの自動演奏装置を
提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明のピアノの情報演
奏装置は、上記目的を達成するために、打鍵強度情報を
含む音楽演奏情報を記憶した記憶手段を有し、該記憶手
段から順次読み出した音楽演奏情報中の打鍵強度情報に
応じた強度で操作子を駆動して音楽を演奏するピアノの
自動演奏装置において、前記操作子を駆動する駆動手段
と、該駆動手段に電力を印加すべき時間を示す印加時間
情報を、前記音楽演奏情報中の打鍵強度情報に応じて算
出する算出手段と、該算出手段で算出された印加時間情
報に応じて前記駆動手段に電力を印加して前記操作子を
作動せしめる制御手段とを具備したことを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明は、操作子を駆動する駆動手段に電力を
印加する時間を、音楽演奏情報中の打鍵強度に対応して
決定し、この決定された印加時間だけ駆動手段に電力を
印加するようにしたものである。

【００２１】これにより、駆動手段に印加される電力
は、必要かつ最小限の電力となり、操作子を駆動制御す
る駆動手段の発熱量を抑え、操作子やこれを駆動する駆
動素子の小型化、及び電源装置の小型化・低価格化が可
能となっている。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
つき詳細に説明する。図１は、本発明に係るピアノの自
動演奏装置の一実施例の全体的な構成を概略的に示すブ
ロック図である。

【００２３】図において、１０は中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）であり、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１１に記憶
されている制御プログラムに従って当該自動演奏装置の
各部を制御するものである。ＲＯＭ１１は、上述した制
御プログラムが格納される他、ＣＰＵ１０が使用する種
々の固定データが格納されている。このＲＯＭ１１は、
ＣＰＵ１０により、システムバス３０を介してアクセス
される。

【００２４】１２はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
であり、ＣＰＵ１０の作業用領域、当該自動演奏装置を
制御するための各種レジスタ、フラグ等が定義されてい
る。このＲＡＭ１２も、ＣＰＵ１０により、システムバ
ス３０を介してアクセスされる。

【００２５】１３は入出力インタフェースであり、この
入出力インタフェース１３の一方側はシステムバス３０
に接続され、他方側には操作スイッチ２０、ディスプレ
イ装置２１、記憶装置２２が接続されるようになってい
る。

【００２６】操作スイッチ２０には、自動演奏の開始を
指示する「スタートスイッチ」、テンポ速度を指示する
「テンポ指示スイッチ」、音量を制御する音量操作子
（いずれも図示しない）等の各種スイッチが設けられて
いる。

【００２７】この操作スイッチ２０の各スイッチのオン
／オフ状態は、図示しないスキャン回路により検出さ
れ、入出力インタフェース１３を介してＣＰＵ１０に送
られる。このスイッチのオン／オフ情報は、ＲＡＭ１２
の所定領域に記憶される。

【００２８】ディスプレイ装置２１は、例えばＬＣＤに
より構成されるものであり、装置の各種状態やメッセー
ジを表示するために使用される。例えば、自動演奏が開
始されると、演奏時間を表示するためにこのディスプレ
イ装置２１が用いられる。このディスプレイ装置２１
は、ＣＰＵ１０から入出力インタフェース１３を介して
送られてくる情報により表示制御される。

【００２９】記憶装置２２としては、例えばフロッピー
ディスク装置が用いられ、該フロッピーディスク装置に
は記憶媒体としてのフロッピーディスク２３が装着され
るようになっている。このフロッピーディスク２３に
は、上述した音楽演奏情報が記憶される。

【００３０】ここで、音楽演奏情報は、図３に示すよう
に、イベント情報の集合として構成される。各イベント
情報は、識別符号、鍵番号、打鍵強度及び時間情報によ
り構成されている。

【００３１】識別符号は、当該イベント情報の種類を示
すものでり、例えば当該イベント情報が鍵盤操作子の音
楽演奏情報であるかペダル操作子の音楽演奏情報である
かの識別、また、該イベント情報がオンイベントを指示
するものかオフイベントを指示するものか等が指定され
る。

【００３２】鍵番号は、イベントを実行すべき鍵の番号
を示すものである。打鍵強度は、オンイベント又はオフ
イベント時の打鍵又は離鍵の強さ（速さ）を指定するも
のである。この打鍵強度情報によりソレノイド２５₁ 〜
２５_n に与える平均電力が決定されるとともに、後述す
るように、ソレノイド２５₁ 〜２５_n の駆動時間が決定
される。

【００３３】時間情報は、当該イベント情報を実行すべ
きタイミング（時刻）を示す情報である。この時間情報
が、時間カウンタ１６の計数値に一致したときに、当該
イベント情報に基づくイベントが実行されることにな
る。

【００３４】上記記憶装置２２に装着されたフロッピー
ディスク２３から読み出された音楽演奏情報は、入出力
インタフェース１３を介してＣＰＵ１０に送られ、楽器
の自動演奏に供されることになる。

【００３５】１４ａは信号発生部であり、ＣＰＵ１０か
らシステムバス３０を介して送られてくる打鍵強度情報
に応じて、ソレノイド２５₁ 〜２５_n を駆動するための
信号を発生するものである。この信号発生部１４ａが発
生した信号は、ソレノイド駆動装置１４ｂに供給され
る。

【００３６】ソレノイド駆動装置１４ｂは、全鍵に対応
して設けられたソレノイド２５₁ 〜２５_n を駆動するも
のである。各ソレノイド２５₁ 〜２５_n は鍵に連結され
ている。信号発生部１４ａからの制御信号によりソレノ
イド駆動装置１４ｂが起動されると、ソレノイド２５₁
〜２５_n が駆動され、該当する鍵が押下げ（又は引下
げ）られて押鍵機能が実現される。

【００３７】離鍵の機能は、信号発生部１４ａからの制
御信号によりソレノイド駆動装置１４ｂの起動が停止さ
れ、ソレノイド２５₁ 〜２５_n が解放されることにより
実現される。

【００３８】１５は音楽制御情報中の打鍵強度情報に基
づき、ソレノイド２５₁ 〜２５_n に電力を供給する時間
を発生する変換テーブルである。この変換テーブル１５
は、例えばＲＯＭにより構成される。

【００３９】なお、この実施例では、変換テーブル１５
は、独立のＲＯＭに設ける構成としているが、プログラ
ム等が記憶されたＲＯＭ１１中に設けるように構成して
も良いことは勿論である。

【００４０】図１において、１６は時間カウンタであ
り、クロック発生器１７からのクロック信号により所定
速度でカウントアップ動作を行うものである。この時間
カウンタ１６の内容は、ＣＰＵ１０により読み出され、
発音タイミングの検出に使用される。

【００４１】１８はアタック期間カウンタであり、変換
テーブル１５により求められたアタック期間を計時する
ものである。このアタック期間カウンタ１８は、例えば
セットされた値を時間の経過とともに減算するダウンカ
ウンタである。このアタック期間カウンタ１８の内容
は、ＣＰＵ１０により読み出され、アタック期間の終了
を判断するために使用される。

【００４２】なお、上記ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡ
Ｍ１２、入出力インタフェース１３、ソレノイド駆動装
置１４、変換テーブル１５、時間カウンタ１６及びアタ
ック期間カウンタ１８は、システムバス３０により相互
に接続されている。

【００４３】以上の構成において、本実施例の動作につ
き、図２に示した自動演奏処理のフローチャートを参照
しながら説明する。なお、この自動演奏処理ルーチン
は、図示しないメインルーチンから所定周期でコールさ
れるものとする。

【００４４】操作スイッチ２０のスタートスイッチ（図
示しない）が押下されると、該スイッチの状態が入出力
インタフェース１３を介してＣＰＵ１０に送られる。Ｃ
ＰＵ１０は、スタートスイッチがオンにされたことを判
断すると自動演奏動作を開始する。

【００４５】先ず、実行すべきイベントが存在するか否
かが調べられる（ステップＳ１１）。これは、以下のよ
うにして行われる。つまり、記憶装置２２から音楽演奏
情報の１イベント情報（図３参照）を読み出し、イベン
ト情報中の時間情報を抽出する。

【００４６】次いで、時間カウンタ１６からカウント値
を読み出し、該カウント値と先に抽出したイベント情報
中の時間情報とを比較し、「カウント値≧時間情報」を
満足するとき実行タイミングが到来したことを認識す
る。つまり、実行すべきイベントがあることを判断す
る。

【００４７】以上の判断動作は、予め記憶された音楽演
奏情報に基づき自動演奏を行う場合の方法であるが、こ
の他に外部から入力された音楽演奏情報に従ってリアル
タイムに実行するように構成することもできる。この場
合は、実行すべきイベントの有無を判断する必要はな
く、イベント情報が与えられたタイミングで、該イベン
ト情報を実行することになる。したがって、イベント情
報中に時間情報は含まれない。

【００４８】ここで実行すべきイベントが無いことが判
断されるとステップＳ１６へ分岐する。以下の処理につ
いては、後述する。

【００４９】一方、実行すべきイベントが有ることが判
断されると、該イベントがオンイベントであるか否かが
調べられる（ステップＳ１２）。これは、イベント情報
中の識別符号を調べることにより行われる。

【００５０】そして、オンイベントでない、即ちオフイ
ベントであることが判断されると、ステップＳ１８に分
岐し、ソレノイド２５₁ 〜２５_n の駆動を終了する。即
ち、信号発生部１４ａから駆動終了信号をソレノイド駆
動装置１４ｂに与えることにより、ソレノイド駆動装置
１４ｂによるソレノイド２５₁ 〜２５_n の駆動が停止さ
れる。これにより、離鍵動作が行われることになる。

【００５１】一方、上記ステップＳ１２でオンイベント
であることが判断されると、打鍵強度情報からアタック
レベルが発生される（ステップＳ１３）。このアタック
レベルの発生方法としては、例えば打鍵強度が大きくな
るに連れて電力が大きくなるようにソレノイドに印加す
る電圧を制御する方法や、一定電圧を印加しそのオン／
オフの比率（デユーテイー比）を制御する方法など、周
知の技術を用いることができる。

【００５２】次いで、打鍵強度情報に基づいてアタック
期間が発生される（ステップＳ１４）。これは、打鍵強
度情報に基づいて変換テーブルを参照し、該打鍵強度情
報に応じたアタック期間情報を読み出すことにより実現
される。この変換テーブル１５には、打鍵強度が大きく
なるに連れて、アタック期間が小さくなるようなアタッ
ク期間情報が記憶されている。この変換テーブル１５へ
設定する値は、実験によって最適値を求め、この値を用
いることができる。

【００５３】また、このアタック期間の発生方法として
は、例えば、特性を近似する関数を用意しておき、打鍵
強度を変数として演算によって発生さるようにしても良
い。

【００５４】次いで、上記ステップＳ１３、Ｓ１４で算
出したアタックレベルとアタック期間とによってソレノ
イド２５₁ 〜２５_n の駆動を開始する（ステップＳ１
５）。同時に、ステップＳ１４で算出したアタック期間
の情報をアタック期間カウンタ１８にセットする。以降
は、該アタック期間カウンタ１８の内容は、ＣＰＵ１０
の動作とは非同期に、時間の経過に応じて減算される。

【００５５】次いで、アタック期間が終了したか否かが
調べられる（ステップＳ１６）。これは、ＣＰＵ１０
が、アタック期間カウンタ１８の内容を読み出し、その
内容がゼロになったか否かを調べることにより行われ
る。

【００５６】ここで、アタック期間が終了したことが判
断されると、保持レベルでの駆動が行われる（ステップ
Ｓ１７）。これにより、以降はソレノイド２５₁ 〜２５
_n の駆動電力が保持レベルに維持される。

【００５７】一方、上記ステップＳ１６で、アタック期
間が終了していないことが判断されると、そのまま該処
理ルーチンからリターンする。このことは、引続きアタ
ックレベルによる駆動が継続されることを意味する。

【００５８】上記処理において、ステップＳ１１で実行
すべきイベントがないことが判断された際は、直ちにス
テップＳ１６へ分岐しアタック期間が終了であるか否か
を判断をする。そして、アタック期間の終了でないこと
が判断された場合はアタックレベルでの駆動を継続し、
アタック期間の終了であることが判断された場合に保持
レベルの駆動に移行する。

【００５９】以上説明したように、本実施例によれ
ば、、鍵やペダルを駆動するソレノイド２５₁ 〜２５_n
に電力を印加する時間を、音楽演奏情報中の打鍵強度情
報に対応して決定し、この決定された印加時間だけソレ
ノイド２５₁ 〜２５_n を駆動するようにしたので、ソレ
ノイド２５₁ 〜２５_n に印加される電力は、必要かつ最
小限の電力となり、鍵やペダルを最適条件で駆動できる
ものとなっている。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
打鍵強度に応じた電力で駆動素子、ひいては鍵盤操作子
を駆動するようにして発熱を抑え、また、鍵盤操作子を
駆動する駆動素子の小型化あるいは、電源装置の小型化
・低価格化を実現し、さらに、信頼性の向上あるいは、
製造コストの低減に寄与し得るピアノの自動演奏装置を
提供することができる。

【００６１】出願人は、本願と同時に出願した他の出願
であって、アタック期間を鍵番号によって決定する方法
を採用するピアノの自動演奏装置を提案している。この
他の出願に記載の方法と本願に記載の方法とを組み合わ
せて用いることにより更に高い効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピアノの自動演奏装置の実施例の全体
の構成を概略的に示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図３】本発明の実施例に用いられるイベント情報の構
成を示す図である。

【図４】従来の印加電力を説明するための図である。

【図５】打鍵強度と打鍵機構の速度との関係を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１０ ＣＰＵ（算出手段、制御手段） １５ 変換テーブル １４ｂ ソレノイド駆動装置（駆動手段） １８ アタック期間カウンタ（計時手段） ２２ 記憶装置（記憶手段） ２５₁ 〜２５_n ソレノイド（駆動手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 打鍵強度情報を含む音楽演奏情報を記憶
   した記憶手段を有し、該記憶手段から順次読み出した音
   楽演奏情報中の打鍵強度情報に応じた強度で操作子を駆
   動して音楽を演奏するピアノの自動演奏装置において、 前記操作子を駆動する駆動手段と、 該駆動手段に電力を印加すべき時間を示す印加時間情報
   を、前記音楽演奏情報中の打鍵強度情報に応じて算出す
   る算出手段と、 該算出手段で算出された印加時間情報に応じて前記駆動
   手段に電力を印加して前記操作子を作動せしめる制御手
   段とを具備したことを特徴とするピアノの自動演奏装
   置。
2. 【請求項２】 前記算出手段は、前記音楽演奏情報中の
   各打鍵強度情報に対応して電力の印加時間情報を記憶し
   た変換テーブルを有し、前記打鍵強度情報が与えられた
   時に該変換テーブルを参照して印加時間情報を算出する
   ことを特徴とする請求項１記載のピアノの自動演奏装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記変換テーブル
   は、打鍵強度が大になるに連れて印加時間が短くなるべ
   く、打鍵強度情報と印加時間情報との対応を記憶したこ
   とを特徴とするピアノの自動演奏装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は電力の印加時間を計時す
   る計時手段を有し、該計時手段により前記算出手段で算
   出された印加時間を計時するまで前記駆動手段に電力を
   印加することを特徴とする請求項１記載のピアノの自動
   演奏装置。