鍵盤(pán)樂(lè)器和控制鍵盤(pán)樂(lè)器中的致動(dòng)器的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鍵盤(pán)樂(lè)器和控制鍵盤(pán)樂(lè)器中的致動(dòng)器的方法。所述鍵盤(pán)樂(lè)器包括：鍵；琴槌，被配置為由鍵的按下操作而驅(qū)動(dòng)；致動(dòng)器，被配置為在鍵和琴槌中的至少一個(gè)在鍵按下行程中移動(dòng)的移動(dòng)方向上驅(qū)動(dòng)鍵和琴槌中的所述至少一個(gè)；琴槌檢測(cè)器，被配置為檢測(cè)與琴槌的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值；軌跡生成器，被配置為基于定義鍵和琴槌中的所述至少一個(gè)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的自動(dòng)表演信息，生成鍵和琴槌中的所述至少一個(gè)的目標(biāo)軌跡；反饋值生成器，被配置為基于由琴槌檢測(cè)器檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，生成反饋值；以及控制器，被配置為基于由軌跡生成器生成的目標(biāo)軌跡和由反饋值生成器生成的反饋值，伺服控制致動(dòng)器。
【專利說(shuō)明】鍵盤(pán)樂(lè)器和控制鍵盤(pán)樂(lè)器中的致動(dòng)器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鍵盤(pán)樂(lè)器，諸如被配置為基于自動(dòng)表演信息進(jìn)行自動(dòng)表演的自動(dòng)演奏鋼琴、被配置為驅(qū)動(dòng)鍵的電子樂(lè)器，等等。
【背景技術(shù)】
[0002]如在下面的專利文獻(xiàn)I和2中所公開(kāi)的，傳統(tǒng)上已知基于自動(dòng)表演信息進(jìn)行自動(dòng)表演的鍵盤(pán)樂(lè)器。在這樣的樂(lè)器中，由螺線管(solenoid)根據(jù)自動(dòng)表演信息伺服驅(qū)動(dòng)(servo-drive)鍵,并且,鍵經(jīng)由動(dòng)作部件驅(qū)動(dòng)琴槌,使得琴槌敲擊琴弦。
[0003]在此實(shí)例中，生成每個(gè)鍵基于自動(dòng)表演信息的目標(biāo)軌跡，并且檢測(cè)鍵的位置和速度?；谒鶛z測(cè)的值，對(duì)鍵的目標(biāo)軌跡進(jìn)行反饋和校正(feedback-correct),由此實(shí)時(shí)控制鍵的行為。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利N0.2890557
[0005]專利文獻(xiàn)2 JP-A-2004-294772

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]然而，實(shí)際上重要的是，每個(gè)琴槌的行為是適當(dāng)?shù)?，因?yàn)樽罱K敲擊琴弦的部件是琴槌。盡管如此，在原聲鋼琴的動(dòng)作機(jī)構(gòu)中，鍵和琴槌不一定總是具有間接接觸關(guān)系，而是取決于鍵的按下和釋放風(fēng)格可以具有間接滑動(dòng)關(guān)系和隔離(isolated)關(guān)系。
[0007]例如，在強(qiáng)有力地按下鍵時(shí)，鍵和琴槌有時(shí)在較早階段開(kāi)始具有隔離關(guān)系。在重復(fù)或連續(xù)的鍵按下中，或者在不規(guī)則的鍵按下操作中，鍵和琴槌有時(shí)在相反方向上暫時(shí)地?cái)[動(dòng)。此外，動(dòng)作機(jī)構(gòu)的條件隨著環(huán)境的改變、年代的改變等而改變，并且琴槌關(guān)于鍵的按下和釋放風(fēng)格的行為可能改變。
[0008]因此，難以僅僅通過(guò)檢測(cè)鍵的運(yùn)動(dòng)和基于所檢測(cè)的鍵的運(yùn)動(dòng)而反饋和校正鍵的目標(biāo)軌跡來(lái)適當(dāng)?shù)乜刂魄匍车男袨椤Ｒ虼?，可能存在如下風(fēng)險(xiǎn):琴槌的運(yùn)動(dòng)并非自動(dòng)表演中所預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的音調(diào)生成。
[0009]鑒于上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的目的是在由鍵盤(pán)樂(lè)器進(jìn)行的自動(dòng)表演中確保琴槌的適當(dāng)運(yùn)動(dòng)。
[0010]可以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的所述一個(gè)方面提供了一種鍵盤(pán)樂(lè)器，包括:鍵(10);琴槌(25)，被配置為由所述鍵的按下操作而驅(qū)動(dòng)；致動(dòng)器(50、51)，被配置為在所述鍵和所述琴槌中的至少一個(gè)在鍵按下行程中移動(dòng)的移動(dòng)方向上驅(qū)動(dòng)所述鍵和所述琴槌中的所述至少一個(gè)；琴槌檢測(cè)器(62)，被配置為檢測(cè)與所述琴槌的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值；軌跡生成器(301)，被配置為基于限定所述鍵和所述琴槌中的所述至少一個(gè)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的自動(dòng)表演信息，生成所述鍵和所述琴槌中的所述至少一個(gè)的目標(biāo)軌跡；反饋值生成器(401)，被配置為基于由所述琴槌檢測(cè)器檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，生成反饋值；以及控制器(402)，被配置為基于由所述軌跡生成器生成的目標(biāo)軌跡和由所述反饋值生成器生成的反饋值，伺服控制致動(dòng)器。[0011]根據(jù)如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器，可以使得琴槌的運(yùn)動(dòng)在自動(dòng)表演中為適當(dāng)?shù)摹?br> [0012]如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器還可以包括階段指定器(303)，被配置為基于由所述琴槌檢測(cè)器(62 )檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，從鍵按下-釋放行程中的多個(gè)階段之中指定當(dāng)前階段，并且，所述反饋值生成器(401)可以被配置為基于由所述琴槌檢測(cè)器檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值和由所述階段指定器指定的階段，生成所述反饋值。
[0013]根據(jù)如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器，可以使得琴槌的運(yùn)動(dòng)在自動(dòng)表演中為適當(dāng)?shù)摹?br> [0014]在如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器中，致動(dòng)器(50、51)可以被配置為驅(qū)動(dòng)鍵(10)，軌跡生成器(301)可以被配置為基于自動(dòng)表演信息生成鍵的目標(biāo)軌跡，并且，反饋值生成器(401)可以包括轉(zhuǎn)換器(411、403、408、409)，其被配置為當(dāng)反饋值被生成時(shí)，根據(jù)由階段指定器指定的階段，將由琴槌檢測(cè)器(62)檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值轉(zhuǎn)換為與鍵的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的鍵運(yùn)動(dòng)相關(guān)值。
[0015]根據(jù)如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器，可以在不是鍵的維度中處理琴槌的檢測(cè)結(jié)果。
[0016]在如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器中，反饋值生成器(401)可以被配置為基于通過(guò)由轉(zhuǎn)換器(411、403、408)進(jìn)行的轉(zhuǎn)換而獲得的鍵運(yùn)動(dòng)相關(guān)值生成反饋值。
[0017]根據(jù)如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器，可以在不是鍵的維度中處理琴槌的檢測(cè)結(jié)果。
[0018]如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器還可以包括鍵檢測(cè)器(61)，被配置為檢測(cè)與鍵(10)的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的鍵運(yùn)動(dòng)相關(guān)值。此外，致動(dòng)器(50、51)可以被配置為驅(qū)動(dòng)鍵，軌跡生成器(301)可以被配置為基于自動(dòng)表演信息生成鍵的目標(biāo)軌跡，并且，反饋值生成器(401)可以被配置為基于由琴槌檢測(cè)器(62)檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值、由鍵檢測(cè)器(61)檢測(cè)的自動(dòng)表演中的鍵運(yùn)動(dòng)相關(guān)值、以及由階段指定器指定的階段，生成反饋值。
[0019]根據(jù)如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器，可以更加適當(dāng)?shù)乜刂魄匍车倪\(yùn)動(dòng)。
[0020]在如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器中，致動(dòng)器(50、51)可以被配置為驅(qū)動(dòng)鍵(10)，軌跡生成器(301)可以被配置為基于自動(dòng)表演信息生成琴槌(25)的目標(biāo)軌跡，并且，反饋值生成器(401)可以被配置為基于由琴槌檢測(cè)器(62)檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值、和由階段指定器指定的階段，生成反饋值。
[0021]根據(jù)如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器，可以使得琴槌的運(yùn)動(dòng)在自動(dòng)表演中為適當(dāng)?shù)摹?br> [0022]在如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器中，琴槌檢測(cè)器(62 )可以被配置為檢測(cè)自動(dòng)表演中的琴槌(25)的位置作為琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，并且，階段指定器(303)可以被配置為至少基于琴槌的位置指定當(dāng)前階段。
[0023]根據(jù)如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器，可以使得琴槌的運(yùn)動(dòng)在自動(dòng)表演中為適當(dāng)?shù)摹?br> [0024]在如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器中，琴槌檢測(cè)器(62 )可以被配置為檢測(cè)自動(dòng)表演中的琴槌(25)的速度作為琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，并且，階段指定器(303)可以被配置為至少基于琴槌的速度指定當(dāng)前階段。
[0025]根據(jù)如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器，可以使得琴槌的運(yùn)動(dòng)在自動(dòng)表演中為適當(dāng)?shù)摹?br> [0026]在如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器中，琴槌檢測(cè)器(62 )可以被配置為檢測(cè)自動(dòng)表演中的琴槌(25)的加速度作為琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，并且，階段指定器(303)可以被配置為至少基于琴槌的加速度指定當(dāng)前階段。
[0027]根據(jù)如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器，可以使得琴槌的運(yùn)動(dòng)在自動(dòng)表演中為適當(dāng)?shù)摹?br> [0028]在如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器中，琴槌(25)可以被配置為由鍵(10)的按下操作經(jīng)由至少一個(gè)居間組件(21、22、23)而驅(qū)動(dòng)，并且，鍵和至少一個(gè)居間組件可以被配置為在鍵按下-釋放行程中不僅具有關(guān)于琴槌的直接或間接接觸關(guān)系、還具有關(guān)于琴槌的隔離關(guān)系O
[0029]可以根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面獲得本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的所述另一個(gè)方面提供了一種控制鍵盤(pán)樂(lè)器中的致動(dòng)器(50、51)的方法，所述鍵盤(pán)樂(lè)器包括鍵(10)和琴槌
(25)，琴槌(25)被配置為由鍵的按下操作而驅(qū)動(dòng)，所述致動(dòng)器被配置為在鍵和琴槌中的至少一個(gè)在鍵按下行程中移動(dòng)的移動(dòng)方向上驅(qū)動(dòng)鍵和琴槌中的所述至少一個(gè)，所述方法包括步驟:檢測(cè)與自動(dòng)表演中琴槌的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值；基于琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，從鍵按下-釋放行程中的多個(gè)階段之中指定當(dāng)前階段；基于琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值和當(dāng)前階段生成反饋值；以及基于所述鍵和所述琴槌的所述至少一個(gè)的目標(biāo)軌跡、以及所述反饋值伺服控制所述致動(dòng)器，其中所述鍵和所述琴槌的所述至少一個(gè)的目標(biāo)軌跡基于限定所述鍵和所述琴槌中的所述至少一個(gè)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的自動(dòng)表演信息。
[0030]根據(jù)如上所述構(gòu)造的鍵盤(pán)樂(lè)器，可以使得琴槌的運(yùn)動(dòng)在自動(dòng)表演中為適當(dāng)?shù)摹?br> [0031]在以上描述中附至各個(gè)構(gòu)成單元的括弧中的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)于下面的實(shí)施例中用于表示各個(gè)構(gòu)成單元的標(biāo)號(hào)。附至每個(gè)構(gòu)成單元的標(biāo)號(hào)指示每個(gè)單元與其一個(gè)示例之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且每個(gè)單元不限于所述一個(gè)示例。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)閱讀下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)、以及技術(shù)和工業(yè)意義將更加容易理解，其中:
[0033]圖1是用于說(shuō)明作為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的鍵盤(pán)樂(lè)器的自動(dòng)演奏鋼琴的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系的視圖；
[0034]圖2是示出圖1的自動(dòng)演奏鋼琴的主要部分的電子結(jié)構(gòu)的框圖；
[0035]圖3是示出自動(dòng)演奏鋼琴中用于進(jìn)行自動(dòng)表演的控制機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化框圖；
[0036]圖4是用于說(shuō)明在鍵和琴槌的運(yùn)動(dòng)、與鍵按下和鍵釋放中的階段之間的關(guān)系的視圖；
[0037]圖5是示出自動(dòng)演奏鋼琴中用于進(jìn)行自動(dòng)表演的控制機(jī)構(gòu)的詳細(xì)框圖；以及
[0038]圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的自動(dòng)演奏鋼琴中用于進(jìn)行自動(dòng)表演的控制機(jī)構(gòu)的詳細(xì)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]在下文中將參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施例。
[0040]<第一實(shí)施例>
[0041]圖1是用于說(shuō)明作為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的鍵盤(pán)樂(lè)器的自動(dòng)演奏鋼琴I的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系的視圖。圖2是示出圖1的自動(dòng)演奏鋼琴的主要部分的電子結(jié)構(gòu)的框圖。
[0042]自動(dòng)演奏鋼琴I被構(gòu)造為三角鋼琴，并具有鍵盤(pán)，在鍵盤(pán)中布置了被操作用于表演的多個(gè)鍵10。
[0043]如圖2中所示，自動(dòng)演奏鋼琴I具有控制器110、盤(pán)驅(qū)動(dòng)器120、操作面板130、電子音調(diào)生成器140、脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)生成器150、A/D生成器161、162、以及通信I/F170。這些通過(guò)總線而彼此連接。自動(dòng)演奏鋼琴I還具有連接至所關(guān)聯(lián)的PWM信號(hào)生成器150的螺線管50、連接至所關(guān)聯(lián)的A/D生成器161的鍵傳感器61、以及連接至所關(guān)聯(lián)的A/D生成器162的琴槌傳感器62。為每個(gè)鍵10提供一個(gè)PWM信號(hào)生成器150、一個(gè)A/D生成器161、一個(gè)A/D生成器162、一個(gè)螺線管50、一個(gè)鍵傳感器61、以及一個(gè)琴槌傳感器62。每個(gè)鍵傳感器61是鍵檢測(cè)器的一個(gè)示例，并且每個(gè)琴槌傳感器62是琴槌檢測(cè)器的一個(gè)示例。在適當(dāng)?shù)那闆r下，將關(guān)注由一個(gè)鍵10而進(jìn)行下面的說(shuō)明。
[0044]控制器110包括CPU111、R0M112和RAM113。控制器110基于R0M112中存儲(chǔ)的控制程序和控制數(shù)據(jù)，控制自動(dòng)演奏鋼琴I的各個(gè)部分。在本實(shí)施例中，控制器Iio執(zhí)行控制程序，以便實(shí)現(xiàn)如圖1中所示的運(yùn)動(dòng)控制器300和伺服控制器400的各個(gè)功能。一部分或整體功能可以不通過(guò)軟件而通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0045]盤(pán)驅(qū)動(dòng)器120讀出記錄介質(zhì)中記錄的各種數(shù)據(jù)，并將所讀取的數(shù)據(jù)輸出至控制器110。數(shù)據(jù)包括音樂(lè)數(shù)據(jù)(自動(dòng)表演信息)、控制程序等。數(shù)據(jù)可以通過(guò)任意途徑獲得。
[0046]操作面板130是觸摸面板，其包括諸如液晶顯示器的顯示屏和諸如在顯示屏的表面上提供的觸摸傳感器的操作部分?？刂破?10控制顯示屏以使在顯示屏上顯示設(shè)置屏幕，用于設(shè)置各種操作模式、諸如樂(lè)譜的各種信息等。
[0047]電子音調(diào)生成器140是用于通過(guò)控制器110的控制生成電子樂(lè)音的裝置。電子音調(diào)生成器140包括用于通過(guò)控制器110的控制生成指示電子樂(lè)音的音頻信號(hào)的音調(diào)源、用于發(fā)出音頻信號(hào)的揚(yáng)聲器等。在期望除由琴槌25敲擊琴弦40導(dǎo)致的音調(diào)生成(其將在稍后說(shuō)明)之外的音調(diào)生成的實(shí)例中利用電子音調(diào)生成器140，諸如自動(dòng)表演中除鋼琴音調(diào)之外的伴奏中的音調(diào)生成、以及靜音(tone silencing)模式(即，禁止琴槌25敲擊琴弦的模式)中鋼琴聲音的音調(diào)生成。
[0048]PWM信號(hào)生成器150通過(guò)控制器110的控制將PWM驅(qū)動(dòng)電流提供至所關(guān)聯(lián)的螺線管50。螺線管50被配置為使得其插棒(plunger)通過(guò)從PWM信號(hào)生成器150提供的驅(qū)動(dòng)電流而操作，以便驅(qū)動(dòng)所關(guān)聯(lián)的鍵10。螺線管50的插棒向上移動(dòng)，以便驅(qū)動(dòng)地推升所關(guān)聯(lián)的鍵10的后端部，從而導(dǎo)致鍵10的按下運(yùn)動(dòng)(即，鍵按下運(yùn)動(dòng))。螺線管50的插棒向下移動(dòng)，從而導(dǎo)致鍵10的釋放運(yùn)動(dòng)(即，鍵釋放運(yùn)動(dòng))。
[0049]更具體地，從表演者所在側(cè)觀察(換句話說(shuō)，當(dāng)表演者在前側(cè)彈奏自動(dòng)演奏鋼琴I時(shí)觀察)，在所關(guān)聯(lián)的鍵10的后側(cè)端部，螺線管50被部署在所關(guān)聯(lián)的鍵10的后端部之下。當(dāng)螺線管50的插棒向上移動(dòng)以便推升所關(guān)聯(lián)的鍵10的后端部時(shí)，鍵10圍繞平衡針P轉(zhuǎn)動(dòng)(pivot)，由此向下推鍵10的前端部。因此，執(zhí)行鍵10的按下運(yùn)動(dòng)。與鍵按下運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，致動(dòng)對(duì)應(yīng)于鍵10的動(dòng)作機(jī)構(gòu)20，用于允許制音器30從琴弦40移開(kāi)，并且，琴槌25轉(zhuǎn)動(dòng)以便敲擊琴弦40，從而導(dǎo)致音調(diào)生成。此后，當(dāng)插棒向下移動(dòng)時(shí)，鍵10的前端部被推升，由此執(zhí)行鍵10的釋放運(yùn)動(dòng)。
[0050]以上說(shuō)明是由螺線管50驅(qū)動(dòng)鍵10的實(shí)例。在通過(guò)表演者用手指在鍵10上彈奏來(lái)驅(qū)動(dòng)鍵10的實(shí)例中，類似地執(zhí)行鍵按下運(yùn)動(dòng)和鍵釋放運(yùn)動(dòng)。也就是，兩個(gè)實(shí)例僅在驅(qū)動(dòng)鍵10進(jìn)行鍵按下運(yùn)動(dòng)和鍵釋放運(yùn)動(dòng)的主體上不同，S卩，兩個(gè)實(shí)例的不同在于，驅(qū)動(dòng)鍵10的主體是螺線管50還是彈奏自動(dòng)演奏鋼琴I的表演者。
[0051]在動(dòng)作機(jī)構(gòu)20中，在鍵10和琴槌25之間存在各種居間組件，諸如支撐體21、反復(fù)支撐桿(repetition lever)22、頂桿(jack)23等。通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)地按下鍵10,經(jīng)由居間組件驅(qū)動(dòng)琴槌25，使得琴槌25敲擊琴弦40，從而導(dǎo)致音調(diào)生成。同時(shí)，本自動(dòng)演奏鋼琴I的動(dòng)作機(jī)構(gòu)20在構(gòu)造上基本與三角鋼琴的動(dòng)作機(jī)構(gòu)相同。從而，在鍵按下-釋放行程中，鍵10和居間組件可以不僅具有關(guān)于琴槌25的直接或間接接觸關(guān)系，還具有關(guān)于琴槌25的隔尚關(guān)系。
[0052]鍵傳感器61連續(xù)地檢測(cè)所關(guān)聯(lián)的鍵10的位置，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果輸出檢測(cè)信號(hào)。鍵傳感器61包括發(fā)光二極管、從發(fā)光二極管接收光并根據(jù)所接收的光量輸出檢測(cè)信號(hào)的光傳感器、以及根據(jù)鍵10的按下量改變由光傳感器(光接收傳感器)接收的光量的遮光板。A/D生成器161將通過(guò)將從所關(guān)聯(lián)的鍵傳感器61輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)而獲得的鍵位置檢測(cè)數(shù)據(jù)輸出至控制器110，由此允許控制器110辨識(shí)鍵10的按下量或鍵10的位置。
[0053]鍵傳感器61連續(xù)地檢測(cè)所關(guān)聯(lián)的琴槌25的位置，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果輸出檢測(cè)信號(hào)。琴槌傳感器62的結(jié)構(gòu)類似于鍵傳感器61的結(jié)構(gòu)。A/D生成器162將通過(guò)將從琴槌傳感器62輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)而獲得的琴槌位置檢測(cè)數(shù)據(jù)輸出至控制器110，由此允許控制器110辨識(shí)琴槌25的運(yùn)動(dòng)量或琴槌25的位置。
[0054]通信I/F (接口)170是允許與其他裝置進(jìn)行無(wú)線或有線通信的接口?？梢酝ㄟ^(guò)使用盤(pán)驅(qū)動(dòng)器120獲得各種數(shù)據(jù)和控制程序。此外，可以通過(guò)使用通信I/F170從其他裝置接收各種數(shù)據(jù)和控制程序，由此允許控制器110獲得各種數(shù)據(jù)和控制程序。
[0055]圖3是示出自動(dòng)演奏鋼琴I中用于進(jìn)行自動(dòng)表演的控制機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化框圖?？刂茩C(jī)構(gòu)主要包括作為反饋值生成器的一個(gè)示例的反饋信號(hào)生成器401、作為控制器的一個(gè)示例的控制器402、作為軌跡生成器的一個(gè)示例的軌跡生成器301、以及作為階段指定器的一個(gè)示例的階段指定器303。
[0056]如稍后將參照?qǐng)D4而詳細(xì)描述的，階段指定器303在基于自動(dòng)表演信息的自動(dòng)表演中，從通過(guò)根據(jù)鍵10和琴槌25的運(yùn)動(dòng)形式以及鍵10和琴槌25的關(guān)聯(lián)程度劃分鍵按下-釋放行程而獲得的多個(gè)階段之中指定當(dāng)前階段。階段指定器303基于琴槌傳感器62等的輸出指定當(dāng)前階段。當(dāng)階段指定器303指定所述階段時(shí)，至少參考琴槌傳感器62的輸出。另外，可以參考鍵傳感器61的輸出。將關(guān)于所指定的階段的信息提供至軌跡生成器301、反饋信號(hào)生成器401中的第一生成器411、以及控制器402中的第二生成器412。
[0057]軌跡生成器301基于所指定的階段，從包括規(guī)定鍵10和/或琴槌25的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的信息的自動(dòng)表演信息，生成鍵10根據(jù)時(shí)間進(jìn)度(progress)的目標(biāo)軌跡(鍵位置目標(biāo)導(dǎo)向(directed)值rx和鍵速度目標(biāo)導(dǎo)向值rv)。軌跡生成器301將所生成的目標(biāo)軌跡提供至控制器402。雖然自動(dòng)表演信息由MIDI數(shù)據(jù)等構(gòu)成，但自動(dòng)表演信息可以被另外構(gòu)成。例如，自動(dòng)表演信息可以被構(gòu)成為包括軌跡數(shù)據(jù)。
[0058]致動(dòng)器51被配置為在對(duì)應(yīng)于按下鍵10的鍵按下方向的方向上驅(qū)動(dòng)作為被驅(qū)動(dòng)組件的規(guī)定組件，所述規(guī)定組件是鍵10、琴槌25、以及動(dòng)作機(jī)構(gòu)20中的居間組件(諸如支撐體21、反復(fù)支撐桿22、或頂桿23)中的一者。在第一實(shí)施例中，將鍵10例示為被驅(qū)動(dòng)組件，并且將螺線管50例示為致動(dòng)器51。
[0059]如上所述，鍵傳感器61和琴槌傳感器62分別檢測(cè)基于自動(dòng)表演信息的自動(dòng)表演中鍵10的運(yùn)動(dòng)和琴槌25的運(yùn)動(dòng)，并分別將鍵10的運(yùn)動(dòng)和琴槌25的運(yùn)動(dòng)各自作為連續(xù)量輸出至反饋信號(hào)生成器401。[0060]反饋信號(hào)生成器401至少基于琴槌傳感器62的輸出，生成根據(jù)所指定的階段的反饋信號(hào)(鍵位置值yx和鍵速度值yv)。在此情形下，除了基于琴槌傳感器62的輸出之外，可以還基于鍵傳感器61的輸出生成反饋信號(hào)。當(dāng)生成反饋信號(hào)時(shí)，第一生成器411根據(jù)所指定的階段，將琴槌傳感器62的輸出轉(zhuǎn)換(映射)為與鍵10的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的值(鍵10的維度(dimension)中的值)。
[0061]控制器402基于由軌跡生成器301生成的目標(biāo)軌跡和由反饋信號(hào)生成器401生成的反饋信號(hào)，伺服控制致動(dòng)器51，由此進(jìn)行自動(dòng)表演。在此實(shí)例中，在提供至第二生成器412的輸入信號(hào)與要從第二生成器412輸出并提供至致動(dòng)器51的輸出信號(hào)不在與同一組件相關(guān)的值的維度中的情況下，換言之，在輸入信號(hào)的維度和輸出信號(hào)的維度彼此不同的情況下，第二生成器412進(jìn)行用于使得維度相同的轉(zhuǎn)換(映射)。根據(jù)所指定的階段進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0062]在每個(gè)輸入信號(hào)是在琴槌25的維度中的琴槌驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)并且被驅(qū)動(dòng)組件是鍵10的情況下，例如，第二生成器412將琴槌驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為鍵驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。在每個(gè)輸入信號(hào)是鍵10的維度中的鍵驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的情況下，第二生成器412將鍵驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)于被驅(qū)動(dòng)組件的組件驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。
[0063]然而，在第一實(shí)施例中，輸入信號(hào)的維度和輸出信號(hào)的維度兩者均是鍵10的維度。因此，第二生成器412的轉(zhuǎn)換不是必要的，并且因此，在第一實(shí)施例中不需要提供第二生成器412。換言之，第一實(shí)施例中的控制器402不具有第二生成器412。
[0064]關(guān)于圖1中所示的電子結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。軌跡生成器301和階段指定器303包括在運(yùn)動(dòng)控制器300中。反饋信號(hào)生成器401和控制器402包括在伺服控制器400中。
[0065]圖4是用于說(shuō)明在鍵10和琴槌25的運(yùn)動(dòng)、與鍵按下和鍵釋放中的階段之間的關(guān)系的視圖。
[0066]圖4示出在利用普通的鍵按下強(qiáng)度的操作中的鍵按下行程和鍵釋放行程中、彼此對(duì)應(yīng)的一個(gè)鍵10和一個(gè)琴槌25的各自運(yùn)動(dòng)關(guān)于時(shí)間的變化。由“t”表示鍵按下-釋放行程中經(jīng)過(guò)的時(shí)間。
[0067]在從時(shí)間t0到時(shí)間tl的時(shí)間段中，鍵10和琴槌25位于各自的靜止(rest)位置。此狀態(tài)對(duì)應(yīng)于靜止階段(第一靜止階段)。從時(shí)間tl到時(shí)間t2的時(shí)間段對(duì)應(yīng)于鍵10和琴槌25在間接改變關(guān)聯(lián)程度的同時(shí)(在涉及滑動(dòng)的同時(shí))轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)的協(xié)調(diào)(coordinated)階段(第一協(xié)調(diào)階段)。在協(xié)調(diào)階段中，頂桿23在涉及相對(duì)于琴槌輥的滑動(dòng)的同時(shí)(在產(chǎn)生傳遞損耗的同時(shí))，推升琴槌25的琴槌輥，由此，鍵10和琴槌25在改變從鍵10到琴槌25的力的傳遞程度的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)。從時(shí)間t2到t3的時(shí)間段對(duì)應(yīng)于同步階段(第一同步階段)，其中鍵10和琴槌25基本上(substantially)彼此整體地轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)、而基本不滑動(dòng)。在同步階段中，頂桿23推升琴槌25的琴槌輥，而基本不相對(duì)于琴槌輥滑動(dòng)，由此，鍵10和琴槌25轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)，并且保持從鍵10到琴槌25的力的傳遞程度基本恒定。
[0068]從時(shí)間t3到t4的時(shí)間段對(duì)應(yīng)于協(xié)調(diào)階段(第二協(xié)調(diào)階段)，其中鍵10和琴槌25在再次改變關(guān)聯(lián)程度的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)。在該協(xié)調(diào)階段中，頂桿23在脫離(escape)的同時(shí)推升琴槌25的琴槌輥，由此，鍵10和琴槌25在涉及頂桿23與琴槌輥之間的滑動(dòng)的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)。也就是，鍵10和琴槌25在再次改變關(guān)聯(lián)程度的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)。
[0069]此后，在時(shí)間t4，鍵10和琴槌25從彼此分開(kāi)或移動(dòng)開(kāi)，并且，琴槌25在時(shí)間t4之后立即敲擊琴弦40。在琴弦40已經(jīng)被琴槌25敲擊之后，將琴槌25置于回檢(back-checked)狀態(tài)中，并且，時(shí)間到達(dá)時(shí)間t5。因此，從時(shí)間t4到時(shí)間t5的時(shí)間段對(duì)應(yīng)于鍵10和琴槌25處于隔離狀態(tài)的隔離狀態(tài)，其中鍵10和琴槌25可以彼此獨(dú)立地移動(dòng)。在隔離階段中，鍵10和琴槌25彼此隔離且獨(dú)立，從而分別轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)。此后，鍵10到達(dá)并停止在結(jié)束位置，并且琴槌25停止在回檢狀態(tài)中。
[0070]在鍵按下結(jié)束狀態(tài)中，當(dāng)鍵釋放在時(shí)間t5開(kāi)始時(shí)，琴槌25由于反復(fù)彈簧(repetition spring)的動(dòng)作而暫時(shí)在向前的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，并且此后,琴槌25在時(shí)間t6再次間接地接合(engage)鍵10。從而，從時(shí)間t5到t6的時(shí)間段對(duì)應(yīng)于協(xié)調(diào)階段(第三協(xié)調(diào)階段)。也就是，在該協(xié)調(diào)階段中，鍵10和琴槌25在涉及頂桿23與琴槌輥之間的滑動(dòng)的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)，直到脫離的頂桿23返回至如下?tīng)顟B(tài):在琴槌25已經(jīng)由于反復(fù)彈簧的動(dòng)作而暫時(shí)在向前的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)之后，頂桿23可以再次推升琴槌輥。
[0071]從時(shí)間t6到時(shí)間t7的隨后時(shí)間段對(duì)應(yīng)于同步階段(第二同步階段)。在該同步階段中，保持頂桿23與琴槌輥接觸，并且，鍵10和琴槌25移動(dòng)以便返回至各自的靜止位置，而基本不涉及頂桿23與琴槌輥之間的滑動(dòng)。
[0072]從時(shí)間t7到時(shí)間t8的時(shí)間段對(duì)應(yīng)于協(xié)調(diào)階段(第四協(xié)調(diào)階段)。在此協(xié)調(diào)階段中，琴槌25轉(zhuǎn)動(dòng)以便返回至靜止位置，同時(shí)頂桿23返回至靜止位置。在此情形下，頂桿23在涉及滑動(dòng)的同時(shí)返回至靜止位置，以使頂桿23從琴槌輥解除接合(disengage)。
[0073]從時(shí)間t8到時(shí)間t9的時(shí)間段對(duì)應(yīng)于靜止階段(第二靜止階段)。在此靜止階段中，鍵10和琴槌25位于各自的靜止位置。
[0074]在通過(guò)基于自動(dòng)表演信息驅(qū)動(dòng)鍵10來(lái)進(jìn)行自動(dòng)表演的實(shí)例中，如果根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)僅基于所檢測(cè)的鍵10的位置而反饋控制鍵10的運(yùn)動(dòng)，則完全未考慮琴槌25的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。此外，例如，即使鍵10的位置和琴槌25的位置在鍵按下行程中具有適當(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)關(guān)系，也假設(shè):取決于琴槌25的速度或加速度，琴槌25的行為可能不同于適當(dāng)?shù)逆I按下時(shí)的實(shí)際行為。在這樣的情況下，琴槌25不能準(zhǔn)確地敲擊琴弦40。因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)反饋控制鍵10的運(yùn)動(dòng)時(shí)，從琴槌25的檢測(cè)位置等順序地指定當(dāng)前階段，由此，執(zhí)行根據(jù)所指定的階段的控制。關(guān)于從鍵10到琴槌25的力的傳遞程度，對(duì)應(yīng)于從時(shí)間t2到時(shí)間t3的時(shí)間段的同步階段中的傳遞程度或其平均值可大于對(duì)應(yīng)于從時(shí)間tl到時(shí)間t2的時(shí)間段的協(xié)調(diào)階段中的傳遞程度或其平均值。此外，對(duì)應(yīng)于從時(shí)間t3到時(shí)間t4的時(shí)間段的協(xié)調(diào)階段中的傳遞程度或其平均值可大于對(duì)應(yīng)于從時(shí)間t4到時(shí)間t5的時(shí)間段的隔離階段中的傳遞程度或其平均值。
[0075]如上所述，在鍵按下-釋放行程中至少包括各自的鍵10和琴槌25的關(guān)聯(lián)程度相互不同的兩個(gè)階段。換言之，在鍵按下-釋放行程中至少包括各自的從鍵10到琴槌25的力的傳遞程度(或各自的傳遞程度的平均值)相互不同的兩個(gè)階段。
[0076]圖5是示出自動(dòng)演奏鋼琴I中用于進(jìn)行自動(dòng)表演的控制機(jī)構(gòu)的詳細(xì)框圖。圖5中所示的控制結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是圖3中所示的控制結(jié)構(gòu)的一個(gè)具體示例。
[0077]伺服控制器400包括正規(guī)化器(normalizer) 406、407、映射裝置403、408、按比例分配器404、405等，它們被提供以便對(duì)應(yīng)于每個(gè)鍵10。運(yùn)動(dòng)控制器300包括圖3中所示的軌跡生成器301和階段指定器303。軌跡生成器301包括參考選擇器302。
[0078]關(guān)于圖3中所示的功能部分的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。在伺服控制器400中，映射裝置403、
408、按比例分配器404、405、正規(guī)化器406、407、以及微分器(CvK、CvH)對(duì)應(yīng)于反饋信號(hào)生成器401，并且映射裝置403、408對(duì)應(yīng)于第一生成器411。映射裝置403、408和第一生成器411是轉(zhuǎn)換器的一個(gè)示例。此外，放大器(Kx、Kv)和加法器-減法器對(duì)應(yīng)于控制器402。在圖5的結(jié)構(gòu)中未提供對(duì)應(yīng)于第二生成器412的裝置。
[0079]每個(gè)正規(guī)化器406、407獲得從A/D生成器161、162中的對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并執(zhí)行正規(guī)化處理，用于基于對(duì)應(yīng)的A/D生成器161、162的輸出值范圍正規(guī)化或調(diào)整檢測(cè)數(shù)據(jù)中的各個(gè)差值。正規(guī)化器406輸出經(jīng)正規(guī)化的鍵位置值yxK，并且正規(guī)化器407輸出經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH。(經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH是琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值的一個(gè)示例。)將經(jīng)正規(guī)化的鍵位置值yxK和經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH提供至階段指定器303。此外，將經(jīng)正規(guī)化的鍵位置值yxK發(fā)送至按比例分配器404，并且同時(shí)，將經(jīng)正規(guī)化的鍵位置值yxK作為經(jīng)正規(guī)化的鍵速度值yvK從微分器(CvK)輸出，并發(fā)送至按比例分配器405。
[0080]將經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH發(fā)送至映射裝置403，并且同時(shí)，將經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH作為經(jīng)正規(guī)化的琴槌速度值yvH從微分器(CvH)輸出，并發(fā)送至映射裝置408。(經(jīng)正規(guī)化的琴槌速度值yvH是琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值的一個(gè)示例。)在本實(shí)施例中，為了最終在加10的維度中將螺線管控制信號(hào)u (鍵驅(qū)動(dòng)控制信號(hào))輸出至PWM信號(hào)生成器150，將琴槌25的維度中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為鍵10的維度中的數(shù)據(jù)。換言之，映射裝置403根據(jù)由階段指定器303指定的當(dāng)前階段將經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH轉(zhuǎn)換(映射)為映射的鍵位置值yxZ，并將映射的鍵位置值yxZ輸出至按比例分配器404。另一方面，映射裝置408根據(jù)所指定的當(dāng)前階段將經(jīng)正規(guī)化的琴槌速度值yvH轉(zhuǎn)換(映射)為映射的鍵速度值yvZ，并將映射的鍵速度值yvZ輸出至按比例分配器405。(映射的鍵位置值yxZ和映射的鍵速度值yvZ中的每個(gè)是鍵運(yùn)動(dòng)相關(guān)值的一個(gè)示例。)
[0081]階段指定器303基于被提供的下列值指定當(dāng)前階段:經(jīng)正規(guī)化的鍵位置值yxK、經(jīng)正規(guī)化的鍵速度值yvK、經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH、經(jīng)正規(guī)化的琴槌速度值yvH、映射的鍵位置值yxZ、以及映射的鍵速度值yvZ。
[0082]琴槌25的軌跡取決于鍵按下強(qiáng)度和鍵按下風(fēng)格而改變。鑒于此，在指定階段時(shí)，存儲(chǔ)多個(gè)閾值，并且取決于鍵按下強(qiáng)度和鍵按下風(fēng)格而使用不同閾值，如下面將說(shuō)明的。將描述切換要指定的階段的具體方式(指定時(shí)間t的方式)。注意，通過(guò)舉例描述下列方式，并且，指定階段的方式不被特別限制。
[0083]在鍵按下行程中控制開(kāi)始(時(shí)間t0)之后，當(dāng)yxH變?yōu)榇笥贠 (yxH>0)時(shí)，鍵按下開(kāi)始(時(shí)間tl)。當(dāng)yxH變?yōu)榇笥趚h2 (例如3mm) (yxH>xh2)時(shí),為鍵按下的起始(時(shí)間t2)。隨后，當(dāng)yxH變?yōu)榇笥趚h3 (例如39mm)(yxH>xh3)時(shí)，為琴槌松開(kāi)的時(shí)刻(時(shí)間t3)。當(dāng)yxH變?yōu)榈扔趚h4 (例如48mm) (yxH=xh4)時(shí)(時(shí)間t4),為琴弦敲擊的時(shí)刻。
[0084]在鍵釋放行程中，當(dāng)yxH變?yōu)樾∮趚h5 (例如39mm) (yxH〈xh5)并且yvH變?yōu)榇笥贠 (yvH>0)時(shí),或者當(dāng)yxK變?yōu)樾∮趚k5 (例如9.5mm) (yxK〈xk5)時(shí),鍵釋放開(kāi)始(時(shí)間t5)。這里,可以基于yxH>之前的yxH、而非yvH>0而進(jìn)行判斷。
[0085]隨后，當(dāng)yxH變?yōu)樾∮趚h6 (例如32mm) (yxH〈xh6)時(shí)，或者當(dāng)yxK變?yōu)樾∮趚k6(例如4.5mm) (yxK〈xk6)時(shí)，為音調(diào)停止或靜音的時(shí)刻(時(shí)間t6)。此后，當(dāng)yxH變?yōu)樾∮趚h7 (例如3mm) (yxH〈xh7)時(shí)，為鍵釋放的結(jié)束時(shí)刻(時(shí)間t7)。當(dāng)yxH變?yōu)榈扔贠 CyxH=O)時(shí)，鍵釋放結(jié)束(時(shí)間t8)，并且控制結(jié)束(時(shí)間t9)。
[0086]例如，根據(jù)下列規(guī)則執(zhí)行映射裝置403、408中的轉(zhuǎn)換。映射裝置403具有為各個(gè)階段提供的轉(zhuǎn)換器(CxZR、CxZ1、CxZC、CxZS)。當(dāng)映射裝置403通過(guò)映射經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH生成映射的鍵位置值yxZ時(shí)，轉(zhuǎn)換器中的合適的一個(gè)根據(jù)所指定的階段執(zhí)行轉(zhuǎn)換，如下所述。
[0087]在靜止階段中，轉(zhuǎn)換器CxZR將要生成的映射的鍵位置值yxZ固定至規(guī)定值。在同步階段中，轉(zhuǎn)換器CxZS將經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH乘以規(guī)定次數(shù)。在協(xié)調(diào)階段中，轉(zhuǎn)換器CxZC將通過(guò)將經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH乘以規(guī)定次數(shù)而獲得的值進(jìn)一步乘以規(guī)定次數(shù)。在隔離階段中，轉(zhuǎn)換器CxZI將琴槌速度的符號(hào)反轉(zhuǎn)并對(duì)其積分，并且如果需要截去(clip)積分值的尾部。
[0088]另一方面，在映射裝置408中，轉(zhuǎn)換器CvZ映射經(jīng)正規(guī)化的琴槌速度值yvH，以便生成映射的鍵速度值yvZ。例如，在隔離階段中，將琴槌速度的符號(hào)反轉(zhuǎn)，并乘以規(guī)定次數(shù)。在其他階段中，將琴槌速度乘以規(guī)定次數(shù)。由映射裝置403、408取決于階段進(jìn)行映射的技術(shù)不限于以上所述的技術(shù)?？梢圆捎酶鞣N其他技術(shù)。
[0089]按比例分配器404通過(guò)增益KxK、KxZ按比例地分配經(jīng)正規(guī)化的鍵位置值yxK和經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH，并生成對(duì)應(yīng)于鍵10的位置的鍵位置值yx。按比例分配器404根據(jù)階段確定經(jīng)正規(guī)化的鍵位置值yxK和經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH中的每一個(gè)的反饋貢獻(xiàn)程度。也就是，通過(guò)利用為每個(gè)階段預(yù)先確定的規(guī)定比例按比例地分配值yxK和值yxH，而獲得鍵位置值yx。
[0090]例如，在同步階段中，以1:1的比例按比例分配值yxK和值yxH。在隔離階段中，以1:0 (yxK:yxH=l:0)的比例按比例分配值yxK和值yxH,使得使用經(jīng)正規(guī)化的鍵位置值yxK作為鍵位置值yx。如此，在取決于階段而以1:0的比例或以0:1的比例按比例分配值yxK和值yxH的情況下,意味著選擇經(jīng)正規(guī)化的鍵位置值yxK或經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH作為鍵位置值yx。
[0091]另一方面，按比例分配器405通過(guò)增益KvK、KvZ按比例分配經(jīng)正規(guī)化的鍵速度值yvK和映射的鍵速度值yvZ，并生成對(duì)應(yīng)于鍵10的速度的鍵速度值yv。如按比例分配器404一樣，按比例分配器405根據(jù)階段確定經(jīng)正規(guī)化的鍵速度值yvK和映射的鍵速度值yvZ中的每一個(gè)的反饋貢獻(xiàn)程度。按比例分配器404、405的按比例分配的技術(shù)不限于所述技術(shù)?？梢愿鶕?jù)階段選擇經(jīng)正規(guī)化的鍵速度值yvK和映射的鍵速度值yvZ中的一個(gè)作為鍵速度值
yvo
[0092]接下來(lái)，在運(yùn)動(dòng)控制器300中，軌跡生成器301輸出作為固定操作值的偏置值ru，并輸出鍵位置目標(biāo)導(dǎo)向值rx和鍵速度目標(biāo)導(dǎo)向值rv。軌跡生成器301中的參考選擇器302基于指定的階段選擇偽(pseudo)目標(biāo)鍵位置rxZ和目標(biāo)鍵位置rxK中的一個(gè)，并生成鍵位置目標(biāo)導(dǎo)向值rx。此外，軌跡生成器301基于指定的階段選擇偽目標(biāo)鍵速度rvZ和目標(biāo)鍵速度rvK中的一個(gè),并生成鍵速度目標(biāo)導(dǎo)向值rv。
[0093]這里，值rxK、值rvK、值rxZ和值rvZ是基于在自動(dòng)表演信息的基礎(chǔ)上生成的參考軌跡而生成的目標(biāo)值。特別地，基于自動(dòng)表演信息之中的限定鍵10的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的信息生成值rxK和值rvK。另一方面，基于自動(dòng)表演信息之中的限定琴槌25的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的信息生成值rxZ和值rvZ。
[0094]以上述方式,選擇值rxK和值rxZ中的一個(gè)作為值rx。替代地,可以采用通過(guò)根據(jù)階段以一比例按比例分配值rxK和值rxZ而獲得的值，作為值rx。類似地，當(dāng)從值rvK和值rvZ生成值rv時(shí),可以采用按比例分配處理。
[0095]將通過(guò)從鍵位置目標(biāo)導(dǎo)向值rx中減去從按比例分配器404作為反饋信號(hào)輸出的鍵位置值yx而獲得的結(jié)果作為位置偏移ex。由放大器(Kx)將位置偏移ex放大為位置控制信號(hào)ux。另一方面，將通過(guò)從鍵速度目標(biāo)導(dǎo)向值rv中減去從按比例分配器405作為反饋信號(hào)輸出的鍵速度值yv而獲得的結(jié)果作為速度偏移ev。由放大器(Kv)將速度偏移ev放大為速度控制信號(hào)uv。對(duì)于通過(guò)將位置控制信號(hào)UX和速度控制信號(hào)UV相加而獲得的值，進(jìn)一步加上偏置值ru，以便作為螺線管控制信號(hào)u而輸出。
[0096]當(dāng)將螺線管控制信號(hào)u輸入到PWM信號(hào)生成器150時(shí)，PWM信號(hào)生成器150將螺線管控制信號(hào)u轉(zhuǎn)換為PWM驅(qū)動(dòng)電流。將PWM驅(qū)動(dòng)電流提供至螺線管50。因此，由螺線管50驅(qū)動(dòng)鍵10，以便使得鍵10能夠操作為使得值yx、yv變?yōu)楸M可能靠近相繼輸出的值rx、
rvo
[0097]根據(jù)本實(shí)施例，至少基于琴槌傳感器62的輸出，在鍵按下-釋放行程的多個(gè)階段之中指定當(dāng)前階段。根據(jù)所指定的階段，生成反饋信號(hào)，并且，通過(guò)基于目標(biāo)軌跡和反饋信號(hào)而伺服控制螺線管50，來(lái)進(jìn)行自動(dòng)表演。因此，在自動(dòng)表演中，可以使得琴槌25的運(yùn)動(dòng)變得適當(dāng)，從而確保準(zhǔn)確的音調(diào)生成。
[0098]此外，在指定階段時(shí)，或者在生成反饋信號(hào)時(shí)，不僅參考琴槌傳感器62的輸出，而且還參考鍵傳感器61的輸出，從而使得能夠更加適當(dāng)?shù)乜刂魄匍?5的運(yùn)動(dòng)。
[0099]此外，提供映射裝置403、408作為第一生成器411，從而使得能夠在伺服控制器400中在鍵10的維度中處理琴槌傳感器62的輸出。另外，在映射裝置403、408中根據(jù)所指定的階段執(zhí)行映射，從而使得琴槌25的運(yùn)動(dòng)更加適當(dāng)。
[0100]在本實(shí)施例中，并非必須提供鍵傳感器61。在不提供鍵傳感器61的情況下，可以在階段指定器303、映射裝置408、按比例分配器404等的每一個(gè)中的處理中省略與鍵傳感器61的輸出相關(guān)的處理。
[0101]本實(shí)施例中使用的自動(dòng)表演信息需要包含限定鍵10和琴槌25中的至少一個(gè)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的信息。例如，在自動(dòng)表演信息僅包含限定鍵10的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的信息的情況下，為了生成值rx、rv，參考選擇器302不需要根據(jù)所指定的階段選擇值，或者執(zhí)行按比例分配處理。因此，分別使用目標(biāo)鍵位置rxK和目標(biāo)鍵速度rvK,作為鍵位置目標(biāo)導(dǎo)向值rx和鍵速度目標(biāo)導(dǎo)向值rv。
[0102]在本實(shí)施例中，鍵10被例示為要被致動(dòng)器51 (螺線管50)驅(qū)動(dòng)的被驅(qū)動(dòng)組件。被驅(qū)動(dòng)組件可以是居間組件中的任何一個(gè)、或者可以是琴槌25本身。在要從軌跡生成器301輸出的目標(biāo)軌跡的維度不同于被驅(qū)動(dòng)組件的維度的情況下，例如，在目標(biāo)軌跡在鍵10的維度中而被驅(qū)動(dòng)組件不是在鍵10的維度中的情況下，可以提供第二生成器412 (圖3)。在此情況下，可以將第二生成器412構(gòu)成為被配置為根據(jù)階段將目標(biāo)軌跡的維度映射為被驅(qū)動(dòng)組件的維度的映射裝置。根據(jù)該布置，即使在被驅(qū)動(dòng)組件不是鍵10的情況下，也可以直至組件驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)(螺線管控制信號(hào)u)被輸出至PWM信號(hào)生成器150之前的時(shí)期，在伺服控制器400內(nèi)在鍵10的維度中處理信號(hào)。
[0103]〈第二實(shí)施例〉
[0104]接下來(lái)參照?qǐng)D6，將說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例與所述第一實(shí)施例的不同在于用于進(jìn)行自動(dòng)表演的控制機(jī)構(gòu)。[0105]圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的自動(dòng)演奏鋼琴I中用于進(jìn)行自動(dòng)表演的控制機(jī)構(gòu)的詳細(xì)框圖。圖6中所示的控制結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是圖3中所示的控制結(jié)構(gòu)的一個(gè)具體示例。
[0106]在第二實(shí)施例中，不提供鍵傳感器61，或者，即使提供鍵傳感器61，在伺服控制器400對(duì)鍵10的驅(qū)動(dòng)控制中也不利用鍵傳感器61的輸出。第二實(shí)施例中使用的自動(dòng)表演信息包含限定琴槌25的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的信息。自動(dòng)表演信息不包含限定鍵10的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的信息，或者，即使自動(dòng)表演信息包含限定鍵10的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的信息，在伺服控制器400對(duì)鍵10的驅(qū)動(dòng)控制中也不使用所討論的信息。第二實(shí)施例中的被驅(qū)動(dòng)組件是鍵10。
[0107]在第二實(shí)施例中，伺服控制器400包括對(duì)應(yīng)于第二生成器412 (圖3)的映射裝置
409。在伺服控制器400中，在信號(hào)被發(fā)送至映射裝置409之前執(zhí)行的關(guān)于信號(hào)的處理并非在鍵10的維度中、而是在琴槌25的維度中執(zhí)行。因此，不提供對(duì)應(yīng)于第一生成器411 (圖3)的構(gòu)成單元。此外，第二實(shí)施例中使用的自動(dòng)表演信息不包含限定鍵10的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的信息，或者，即使自動(dòng)表演信息包含限定鍵10的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的信息，也不使用所討論的信息。因此，軌跡生成器301不包括參考選擇器302 (圖5)。
[0108]正規(guī)化器407輸出并提供經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH至階段指定器303。將經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH從微分器(CvH)輸出作為經(jīng)正規(guī)化的琴槌速度值yvH。將經(jīng)正規(guī)化的琴槌速度值yvH提供至階段指定器303。經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH和經(jīng)正規(guī)化的琴槌速度值yvH是反饋/[目號(hào)。
[0109]階段指定器303基于被提供的經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH和經(jīng)正規(guī)化的琴槌速度值yvH指定當(dāng)前階段。在運(yùn)動(dòng)控制器300中，軌跡生成器301輸出作為固定操作值的偏置值ruH，并輸出琴槌位置目標(biāo)導(dǎo)向值rxH和琴槌速度目標(biāo)導(dǎo)向值rvH。
[0110]將通過(guò)從琴槌位置目標(biāo)導(dǎo)向值rxH中減去從正規(guī)化器407作為反饋信號(hào)輸出的經(jīng)正規(guī)化的琴槌位置值yxH而獲得的結(jié)果作為位置偏移exH而輸出。由放大器(KxH)將位置偏移exH放大為位置控制信號(hào)uxH。另一方面，將通過(guò)從琴槌速度目標(biāo)導(dǎo)向值rvH中減去從正微分器(CvH)作為反饋信號(hào)輸出的經(jīng)正規(guī)化的琴槌速度值yvH而獲得的結(jié)果作為速度偏移evH而輸出。由放大器(Kv)將速度偏移evH放大為速度控制信號(hào)uvH。
[0111]對(duì)于通過(guò)將位置控制信號(hào)UXH和速度控制信號(hào)UVH相加而獲得的值，進(jìn)一步加上偏置值ruH，以便被作為控制信號(hào)uH (琴槌驅(qū)動(dòng)控制信號(hào))而輸出。在映射裝置409中將控制信號(hào)uH轉(zhuǎn)換(映射)到鍵10的維度中，并將其輸出作為螺線管控制信號(hào)U。
[0112]這里，映射裝置409中的映射規(guī)則類似于圖5中所示的映射裝置403中的映射規(guī)貝U。例如，為各個(gè)階段提供的轉(zhuǎn)換器CuMR、CuMS, CuMC, CuMI執(zhí)行與由轉(zhuǎn)換器CxZR、CxZS,CxZC, CxZI執(zhí)行的轉(zhuǎn)換類似的轉(zhuǎn)換。
[0113]將螺線管控制信號(hào)u輸入到PWM信號(hào)生成器150，由此由螺線管50驅(qū)動(dòng)鍵10，以便使得鍵10能夠根據(jù)相繼輸出的值rxH、rvH、yxH、yvH而操作。
[0114]根據(jù)第二實(shí)施例，基于琴槌傳感器62的輸出生成反饋信號(hào)，并且，通過(guò)基于在限定琴槌25的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的自動(dòng)表演信息的基礎(chǔ)上生成的目標(biāo)軌跡、以及所述反饋信息而伺服控制螺線管50來(lái)進(jìn)行自動(dòng)表演。該布置確保與如所述第一實(shí)施例中所描述的、使得琴槌25的運(yùn)動(dòng)在自動(dòng)表演中變得適當(dāng)?shù)膬?yōu)點(diǎn)類似的優(yōu)點(diǎn)。
[0115]此外，提供映射裝置409作為第二生成器412。因此，可以直至輸出螺線管控制信號(hào)u之前的時(shí)期，在伺服控制器400內(nèi)在琴槌25的維度中處理信號(hào)。[0116]而且，在第二實(shí)施例中，被驅(qū)動(dòng)組件可以是除鍵10之外的組件。在被驅(qū)動(dòng)組件是除琴槌25之外的組件的情況下，可以相應(yīng)地構(gòu)成映射裝置409，S卩，映射裝置409可以被配置為將琴槌驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)UH)映射為用于驅(qū)動(dòng)地控制被驅(qū)動(dòng)組件的組件驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。因此，即使被驅(qū)動(dòng)組件不是琴槌25，也可以直至輸出組件驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)(螺線管控制信號(hào)u)之前的時(shí)期，在琴槌25的維度中處理信號(hào)。
[0117]在所述第一和第二實(shí)施例中，鍵傳感器61和琴槌傳感器62被配置為分別檢測(cè)鍵10的位置和琴槌25的位置?？梢圆捎酶髯员慌渲脼闄z測(cè)鍵速度或琴槌速度的傳感器，由此可以通過(guò)計(jì)算獲得指示位置的值。此外，在所述的第一和第二實(shí)施例中，在伺服控制器400和運(yùn)動(dòng)控制器300中，使用與位置和速度相關(guān)的值執(zhí)行處理?？梢酝ㄟ^(guò)考慮與加速度相關(guān)的值來(lái)執(zhí)行處理。
[0118]以上已經(jīng)說(shuō)明了三角鋼琴類型的自動(dòng)演奏鋼琴。本發(fā)明適用于直立式鋼琴類型的鍵盤(pán)樂(lè)器。此外，可以在具有琴槌機(jī)構(gòu)的電子樂(lè)器中的鍵驅(qū)動(dòng)控制中利用本發(fā)明。
[0119]在所述實(shí)施例中，使用位置和速度兩者作為目標(biāo)值和測(cè)量值(包括計(jì)算值)?？梢詢H通過(guò)作為目標(biāo)值的位置和作為測(cè)量值的位置、或僅通過(guò)作為目標(biāo)值的速度和作為測(cè)量值的速度來(lái)控制控制目標(biāo)。此外，還可以結(jié)合作為目標(biāo)值的加速度和作為測(cè)量值的加速度來(lái)控制控制目標(biāo)。
[0120]在所述實(shí)施例中，階段指定器303基于由琴槌傳感器62檢測(cè)的琴槌25的位置、琴槌25的速度、鍵10的位置和速度等、或者基于琴槌25的位置和速度，來(lái)指定當(dāng)前階段。階段指定器可以基于至少由琴槌傳感器檢測(cè)的琴槌的位置、至少由琴槌傳感器檢測(cè)的琴槌的速度、或者至少由琴槌傳感器檢測(cè)的琴槌的加速度，來(lái)指定當(dāng)前階段。
[0121]雖然以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所述實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而是可以在不背離所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍的情況下，通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其它改變和修改來(lái)實(shí)施。
【權(quán)利要求】
1.一種鍵盤(pán)樂(lè)器，包括: 鍵(10)； 琴槌(25)，被配置為由所述鍵的按下操作而驅(qū)動(dòng)； 致動(dòng)器(50、51)，被配置為在所述鍵和所述琴槌中的至少一個(gè)在鍵按下行程中移動(dòng)的移動(dòng)方向上驅(qū)動(dòng)所述鍵和所述琴槌中的所述至少一個(gè)； 琴槌檢測(cè)器(62)，被配置為檢測(cè)與所述琴槌的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值； 軌跡生成器(301)，被配置為基于限定所述鍵和所述琴槌中的所述至少一個(gè)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的自動(dòng)表演信息，生成所述鍵和所述琴槌中的所述至少一個(gè)的目標(biāo)軌跡； 反饋值生成器(401)，被配置為基于由所述琴槌檢測(cè)器檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，生成反饋值；以及 控制器(402)，被配置為基于由所述軌跡生成器生成的目標(biāo)軌跡和由所述反饋值生成器生成的反饋值，伺服控制致動(dòng)器。
2.如權(quán)利要求1所述的鍵盤(pán)樂(lè)器，還包括階段指定器(303)，被配置為基于由所述琴槌檢測(cè)器(62)檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，從鍵按下-釋放行程中的多個(gè)階段之中指定當(dāng)前階段， 其中，所述反饋值生成 器(401)被配置為基于由所述琴槌檢測(cè)器檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值和由所述階段指定器指定的階段，生成所述反饋值。
3.如權(quán)利要求2所述的鍵盤(pán)樂(lè)器， 其中，所述致動(dòng)器(50、51)被配置為驅(qū)動(dòng)所述鍵(10)， 其中，所述軌跡生成器(301)被配置為基于所述自動(dòng)表演信息生成所述鍵的目標(biāo)軌跡，并且 其中，所述反饋值生成器(401)包括轉(zhuǎn)換器(411、403、408、409)，所述轉(zhuǎn)換器被配置為當(dāng)所述反饋值被生成時(shí)，根據(jù)由所述階段指定器指定的階段，將由所述琴槌檢測(cè)器(62)檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值轉(zhuǎn)換為與所述鍵的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的鍵運(yùn)動(dòng)相關(guān)值。
4.如權(quán)利要求3所述的鍵盤(pán)樂(lè)器，其中，所述反饋值生成器(401)被配置為基于通過(guò)由所述轉(zhuǎn)換器(411、403、408)進(jìn)行的轉(zhuǎn)換而獲得的鍵運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，生成所述反饋值。
5.如權(quán)利要求2所述的鍵盤(pán)樂(lè)器，還包括鍵檢測(cè)器(61)，其被配置為檢測(cè)與所述鍵(10)的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的鍵運(yùn)動(dòng)相關(guān)值， 其中，所述致動(dòng)器(50、51)被配置為驅(qū)動(dòng)所述鍵， 其中，所述軌跡生成器(301)被配置為基于所述自動(dòng)表演信息生成所述鍵的目標(biāo)軌跡，并且 其中，所述反饋值生成器(401)被配置為基于由所述琴槌檢測(cè)器(62 )檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值、由所述鍵檢測(cè)器(61)檢測(cè)的自動(dòng)表演中的鍵運(yùn)動(dòng)相關(guān)值、以及由所述階段指定器指定的階段，生成所述反饋值。
6.如權(quán)利要求2所述的鍵盤(pán)樂(lè)器， 其中，所述致動(dòng)器(50、51)被配置為驅(qū)動(dòng)所述鍵(10)， 其中，所述軌跡生成器(301)被配置為基于所述自動(dòng)表演信息生成所述琴槌(25 )的目標(biāo)軌跡，并且 其中，所述反饋值生成器(401)被配置為基于由所述琴槌檢測(cè)器(62 )檢測(cè)的自動(dòng)表演中的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值、和由所述階段指定器指定的階段，生成所述反饋值。
7.如權(quán)利要求2-6中的任一項(xiàng)所述的鍵盤(pán)樂(lè)器， 其中，所述琴槌檢測(cè)器(62)被配置為檢測(cè)所述自動(dòng)表演中的琴槌(25)的位置，作為所述琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，并且 其中，所述階段指定器(303)被配置為至少基于所述琴槌的位置指定所述當(dāng)前階段。
8.如權(quán)利要求2-6中的任一項(xiàng)所述的鍵盤(pán)樂(lè)器， 其中，所述琴槌檢測(cè)器(62)被配置為檢測(cè)所述自動(dòng)表演中的琴槌(25)的速度，作為所述琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，并且 其中，所述階段指定器(303)被配置為至少基于所述琴槌的速度指定所述當(dāng)前階段。
9.如權(quán)利要求2-6中的任一項(xiàng)所述的鍵盤(pán)樂(lè)器， 其中，所述琴槌檢測(cè)器(62)被配置為檢測(cè)所述自動(dòng)表演中的琴槌(25)的加速度，作為所述琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，并且 其中，所述階段指定器(303)被配置為至少基于所述琴槌的加速度指定所述當(dāng)前階段。
10.如權(quán)利要求1或2所述的鍵盤(pán)樂(lè)器， 其中，所述琴槌(25)被配置為由所述鍵(10)的按下操作經(jīng)由至少一個(gè)居間組件(21、22、23)而驅(qū)動(dòng)，并且 其中，所述鍵和所述至少一個(gè)居間組件被配置為在鍵按下-釋放行程中不僅具有關(guān)于所述琴槌的直接或間接接觸關(guān)系，還具有關(guān)于所述琴槌的隔離關(guān)系。
11.一種控制鍵盤(pán)樂(lè)器中的致動(dòng)器(50、51)的方法，所述鍵盤(pán)樂(lè)器包括鍵(10)和琴槌(25)，所述琴槌(25)被配置為由所述鍵的按下操作而驅(qū)動(dòng)，所述致動(dòng)器被配置為在所述鍵和所述琴槌中的至少一個(gè)在鍵按下行程中移動(dòng)的移動(dòng)方向上驅(qū)動(dòng)所述鍵和所述琴槌中的所述至少一個(gè)，所述方法包括步驟: 檢測(cè)與自動(dòng)表演中所述琴槌的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值； 基于所述琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值，從鍵按下-釋放行程中的多個(gè)階段之中指定當(dāng)前階段； 基于所述琴槌運(yùn)動(dòng)相關(guān)值和所述當(dāng)前階段生成反饋值；以及 基于所述鍵和所述琴槌的所述至少一個(gè)的目標(biāo)軌跡、以及所述反饋值伺服控制所述致動(dòng)器，其中所述鍵和所述琴槌的所述至少一個(gè)的目標(biāo)軌跡基于限定所述鍵和所述琴槌中的所述至少一個(gè)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的自動(dòng)表演信息。
【文檔編號(hào)】G10H1/34GK103544943SQ201310283359
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月17日
【發(fā)明者】大場(chǎng)保彥, 藤原佑二, 松尾祥也 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社