JPH0580678B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、鍵と連動するハンマーによつて打
弦するアクシヨン機構を備えた自動ピアノに関す
るものである。

〔従来の技術〕

一般に、自動演奏ピアノは、演奏情報を記録す
る記録部と、この記録された演奏情報を再生しピ
アノを自動演奏する再生部から構成されている。
この場合、記録部は、ピアノ演奏時の演奏情報と
して、鍵盤の押鍵操作に伴う音名，止音タイミン
グなどの打鍵情報と、その押鍵強度に伴う音量，
打弦タイミングなどの打弦情報とを検出し、これ
らの情報をデイジタル化してデータレコーダ等に
記録する。再生部は、その記録された演奏情報を
再生し、この演奏情報に基づいて各鍵ごとに設け
られたソレノイドを駆動することにより、自動的
にピアノを演奏するようになつている。

ところで、このような自動演奏ピアノにおいて
演奏情報を検出するには、従来、第６図に示すよ
うに、鍵盤板下に段違いに配置した２個のスイツ
チからなるキーセンサ１を設け、このキーセンサ
１の各スイツチから得られるオン，オフに伴う信
号S₁，S₂をカウンタ２およびキーアサイナ３の入
力して、演奏情報を検出している。このとき、キ
ーセンサ１の一方の信号S₁はカウンタ２のカウン
トスタート信号とし、他方の信号S₂はカウントス
トツプ信号として入力し、これらの信号S₁，S₂の
タイムチヤートを示すと第７図のようになる。

しかして、第７図において、鍵盤が押される
と、この押鍵操作に基づいてキーセンサ１の信号
S₁が時刻t₁で発生し、この信号によりカウンタ２
の計数が開始する。そして、キーセンサ１の信号
S₂が時刻t₂で発生すると、この信号によつてカウ
ンタ２の計数を停止する。したがつて、この時刻
t₁〜t₂の時間間隔が前記各スイツチの２点間の押
鍵操作による鍵盤速度に対応するため、この間に
得られるカウンタ２の計数値に基づいて押鍵強度
（音の強さ）を音量情報として検出できる。そし
て、キースイツチ１の信号S₁はキーアサイナ３に
も入力し、ここでどの鍵盤が押鍵されたかも検出
（音名決定）されることになる。なお、第７図中、
Ｔはカウンタ２の計数期間を示し、キーセンサ１
の信号S₁は押鍵操作に伴うスイツチのオン，オフ
時間（キーオン）に相当し、そのオフ時の時刻t₃
が止音タイミングに対応している。また、この信
号S₁はインバータ４（第６図参照）を通してカウ
ンタ２をリセツトするリセツト信号として送出さ
れている。さらに、前記信号S₂は打弦タイミング
に対応している。

ところが、以上のごときキーセンサ１の構成に
基づいて得られた信号は、鍵盤薬器の奏法，いわ
ゆるレガート，スタツカートの如何にかかわら
ず、第７図のごとく必ずS₁の信号発生期間内にS₂
の信号が含まれることになる。これは、アクシヨ
ン機構のない電子薬器では問題が発生しないが、
アクシヨン機構を有する自動演奏ピアノでは不都
合を生じる。

即ち、例えば急速で微弱な押鍵タツチを行つた
場合、鍵がフルストローク（10.2mm）動かなくて
も打弦できるので、S₁の信号発生後、S₂の信号が
発生されなくなる可能性がある。このようになる
と、第８図に示すごとくS₁のキーオフ信号がS₂の
信号（カウントストツプ）が発生されないままキ
ーアサイナ３に入力し、これにより回路構成上、
鍵盤の認識がキヤンセルされ、実際に打弦されて
いるにもかかわらず、この打弦情報が記録されな
くなる。

また、アクシヨン機構は鍵盤に連動して作動す
るとは云え、厳密にはハンマー速度と鍵盤の速度
が一致せず、そのため鍵盤の速度をその２点間に
て検出したとしても押鍵強度と音量が正確に対応
したことにはならず、したがつて、正確な音量検
出を行うことができないなどの不都合があつた。
さらに、信号S₂は実際の打弦（発音）よりも前に
発生（浅いスタツカートでは逆になる）するの
で、正確な打弦タイミングが得られなかつた。

このように不都合を解消するために、本出願人
は、別途、自動演奏ピアノの演奏情報検出方法を
提案している。この方法は、自動演奏ピアノにお
いて演奏情報を記録するためのセンサとして、ア
クシヨン機構のワイペン部あるいは鍵盤の１点に
おいて鍵の押鍵操作を検知するキーセンサと、ハ
ンマーの打弦動作に関係づけられた２点において
該ハンマーの打弦強度を検知するハンマーセンサ
を設け、前記キーセンサから得られる鍵の押鍵操
作信号をキーアサイナに入力して音名を検出する
とともに、前記ハンマーセンサから得られるハン
マーの打弦強度に伴う信号をカウンタに入力して
該カウンタの計数値に基づいて音量を検出するも
ので、各キーセンサおよびハンマーセンサの信号
タイムチヤートを第９図に示す。

第９図において、Ｋはキーセンサの信号を、
M₁，M₂はハンマーセンサの信号をそれぞれ示
す。しかして、鍵盤が押されると、先ずＫの信号
がt₁で発生し、この信号Ｋを受けてキーアサイナ
が音名を検出して、押鍵に基づいて駆動したアク
シヨン機構によりM₁の信号が発生（t₂）し、カ
ウンタの計数が開始され、M₂の信号によりカウ
ンタの計数が停止（t₃）されて押鍵（打弦）強度
が検出される。ハンマーの打弦→反撥は鍵盤の押
鍵期間に行われるため、t₅における信号Ｋのオフ
前に、t₄において信号M₁がオフすることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の方法では、各キーセンサ，ハンマーセン
サの信号が第９図のごとく発生し、一応、演奏情
報の記録ミスを防止できるが、更に微妙で特殊な
演奏、例えば微弱なスタツカートや連打等をした
場合、鍵盤よりアクシヨン機構が速い動作をして
第１０図のごとくＫの信号がM₁の信号より遅く
発生する場合がある。このような状況が発生した
場合、打鍵信号Ｋが遅れることによつてキーアサ
イナ３による音名の検出が遅れることとなり、演
奏の記録のための処理のうち音名が決定されない
と開始することができない処理が遅れてしまうと
いう問題が生じる。また、従来は第９図に示され
るように打鍵信号Ｋが発生されて音名が検出され
た後で音量情報の決定に必要な信号M₁，M₂が発
生されることを想定して自動ピアノの各部の設計
がなされていた。しかし、上記状況、すなわち、
信号M₁等よりも音名の検出が遅れるような状況
にあつても正確に演奏記録が行われるようにする
ためには、自動ピアノの各部のうち音名検出が遅
れることによつて悪影響を受ける部分に関しその
ように悪影響を受けないように設計変更を施す必
要があり、そのための設計工数上の負担および製
造コスト上の負担が大きい。

この発明はこのような不都合を解決するために
なされたものであり、従来の自動ピアノに対して
大きな変更を加えることなく、微弱なスタツカー
ト等の特殊な演奏が行われることにより打鍵の検
出が遅れるような状況下にあつてもその影響を受
けることなく正確に演奏を記録することができる
自動ピアノを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このような目的を達成するために、この発明に
係る自動ピアノは、キーセンサ１２と、ハンマセ
ンサ１３と、記録制御回路１４とを有する自動ピ
アノであつて、キーセンサ１２は、鍵２３が所定
の深さよりも深く押下されていることを検出して
打鍵信号Ｋを出力するものであり、ハンマセンサ
１３は、ハンマ３５がその移動行程に設定された
第１および第２の通過点を通過することを検出し
て第１のハンマ検出信号M₁および第２のハンマ
検出信号M₂を出力するものであり、記録制御回
路１４は、キーアサイナ１４ａと、オア回路１４
ｃと、カウンタ１４ｂとを有し、オア回路１４ｃ
は、打鍵信号Ｋと第１のハンマ検出信号M₁との
論理和を出力するものであり、キーアサイナ１４
ａは、オア回路１４ｃの出力信号が入力されるこ
とにより鍵２３の音名情報を出力するものであ
り、カウンタ１４ｂは、第１のハンマ検出信号
M₁によつて計数を開始し、第２のハンマ検出信
号M₁によつて計数を開始し、第２のハンマ検出
信号M₂によつて計数を終了し、その計数値を音
量情報として出力するものである。

［実施例］ 以下、この発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。

第１図はこの発明に係る演奏情報センサの信号
処理方式を用いた自動演奏ピアノの概要を示す全
体のブロツク図、第２図はこの発明の主要部のブ
ロツク図である。ここで、自動演奏ピアノは、そ
の本体であるピアノ１０の演奏情報を記録するた
めのセンサ１１を設け、演奏者の演奏に伴う前述
の演奏情報を記録制御回路１４においてデイジタ
ル化し、該デイジタル信号をデータレコーダ１５
に順次記録する。そして、再生時においてデータ
レコーダ１５に記録された演奏情報を再生ロジツ
ク回路１６によつて順次読出してソレノイドドラ
イブ回路１７に転送し、各鍵ごとに配設した電磁
ソレノイドを有する電磁ソレノイド回路１８をデ
ータレコーダ１５からの読出し内容に従つて駆動
して各鍵を機械的に動かし、これにより自動的に
ピアノ１０を演奏するように構成されている点は
従来周知のものと同様であり、その詳細は省略す
る。

この発明は、ピアノ１０の演奏情報を記録する
ためのセンサ１１として、アクシヨン機構のウイ
ペン部あるいは鍵盤の１点において各鍵の押鍵操
作を検知するキーセンサ１２と、アクシヨン機構
のハンマーの打弦動作に関係づけられた２点にお
いて該ハンマーの打弦強度を検知するハンマーセ
ンサ１３を設け、このハンマーセンサ１３から得
られるハンマーの打弦強度に伴う信号M₁，M₂を
第２図に示すごとく記録制御回路１４のカウンタ
１４ｂに入力する。そして、前記キーセンサ１２
から得られる鍵の押鍵操作信号Ｋとハンマーセン
サ１３の信号M₁とをオア（論理和）回路１４ｃ
を介してキーアサイナ１４ｂに入力することを特
徴とするものである。

第３図は前述のキーセンサ１２およびハンマー
センサ１３を備えた自動演奏ピアノのアクシヨン
機構部の一実施例を示す側断面図、第４図はキー
センサ１２の断面図、第５図はハンマーセンサ１
３の断面図である。第３図において、自動演奏ピ
アノの棚板２１上には鍵盤筬２２が載置されてお
り、その上にはフレーム２４に張設された各音高
の弦２５にそれぞれ対応して多数（例えば88個）
の鍵２３がそれぞれの中間部を支持されて上下方
向に揺動自在に並列配置されている。そして、鍵
２３は通常手で押鍵操作され、自動演奏時に前記
棚板２１と鍵２３の後端部２３ａとの間に配設さ
れた電磁ソレノイドのアクチユエータ２６によつ
てあたかも手によつて押鍵操作されたかのように
作動される。

前記鍵２３の後端部２３ａ上方には周知のアク
シヨン機構２７が配設されている。このアクシヨ
ン機構２７は、一端がセンターレール２８に軸支
され鍵２３の作動に伴いキヤプスタン２９により
突上げ回動されるウイペン３０、このウイペン３
０に回動自在に取付けられたジヤツク３１、前記
センターレール２８に回動自在に軸支され前記ジ
ヤツク３１によつて突上げ回動されるバツト３
２、バツト３２にキヤツチヤーシヤンク３３を介
して取付けられたキヤツチヤー３４、同じく前記
バツト３２に取付けられたハンマー３５等の回動
部品を備え、押鍵操作に連動してウイペン３０が
上昇回動し、ジヤツク３１がバツト３２を突き上
げると、これと一体にハンマー３５が回動して弦
２５を打撃するように構成されている。

前記センターレール２８には更に周知のダンパ
ー機構４０が配設されている。このダンパー機構
４０は、中間部が前記センターレール２８に回動
自在に軸支されたダンパーレバー４１にダンパー
ワイヤー４２を介して配設され通常弦２５を押圧
してその振動を阻止しているダンパー４３、前記
ウイペン３０の回動支点部側に植設されたダンパ
ースプーン４４等からなり、前記ウイペン３０の
上昇回動に伴いダンパースプーン４４がダンパー
レバー４１の下端部を押圧してこれを回動させる
ことにより前記ダンパー４３が弦２５から離間す
るように構成されている。なお、前記アクシヨン
機構２７およびダンパー４０が取付けられる前記
センターレール２８は、前記棚板２１上に立設さ
れ上端がアクシヨンボルト４５によつて前記フレ
ーム２４に連結固定された２〜３個のブラケツト
４６によつて支持されている。また、４７はハン
マーレール、４８はレギユレチングボタン、４９
はバツクチエツク、５０，５１，５２はそれぞれ
ばねである。

前記アクシヨン機構２７の前方にはその上端が
前記ブラケツト４６に固定されたセンサブラケツ
ト５５がほゞ垂直に配設されており、このセンサ
ブラケツト５５の背面には各アクシヨン機構２７
のウイペン３０およびキヤツチヤーシヤンク３３
にそれぞれ対応する多数のキーセンサ１２とハン
マーセンサ１３とが共通のプリント基板８０を介
して配設されている。

前記キーセンサ１２は、第４図に示すように先
端面に上下方向の切欠き溝６２を設けてあるセン
サ取付部材６１と、このセンサ取付部６１の前記
切欠き溝６２を構成する左右一対の垂直壁６３
ａ，６３ｂにそれぞれ埋込み配置され互いに対向
する発光ダイオード，フオトトランジスタ等の発
光素子６４おびび受光素子６５と、前記ウイペン
３０の上昇回動時にこれと一体に上昇して前記セ
ンサ取付部材６１の切欠き溝６２に挿入されるこ
とにより前記受光素子６５によつて受光される発
光素子６４の光を遮ぎるシヤツター６７とで構成
されている。前記シヤツター６７が受光素子６４
の光を遮ぎると、受光素子６５の電圧が高レベル
になつてスイツチオンの状態となり、この時の信
号が前述のキーアサイナ１４ａに入力され音名情
報として検出される。また、ハンマー３５による
打弦動作が終了し、シヤツター６７がウイペン３
０と一体に回動降下して切欠き溝６２から退出す
ると、発光素子６４からの光が受光素子６５によ
つて受光され、スイツチオフの状態に戻り、この
時の信号が止音情報として検出される。この止音
情報はアクシヨン機構２７の復帰によつて得てい
るものの、アクシヨン機構２７とダンパー機構４
０とは鍵２３とダンパー機構４０の連動関係に比
べてより正確な連動関係を維持しているため、従
来の鍵による止音情報に比べてより高い忠実度を
もつて検出される。

前記ハンマーセンサ１３は、先端部がキヤツチ
ヤーシヤンク３３の上方にまで延在しかつ先端面
に第５図に示すように左右一対のセンサ取付部７
１Ａ，７１Ｂを対設してなるセンサ取付部材７１
と、各センサ取付部７１Ａ，７１Ｂに互いに対向
するごとくそれぞれ理設された上下一対の発光素
子７２Ａ，７２Ｂおよび受光素子７３Ａ，７３Ｂ
とからなり、前記キヤツチヤーシヤンク３３およ
びキヤツチヤー３４がアクシヨン機構２７の作動
時に上昇して前記一対のセンサ取付部７１Ａ，７
１Ｂ間に挿入され受光素子７３Ｂ，７３Ａによつ
て受光される発光素子７２Ｂ，７２Ａからの光を
順次遮ぎるように構成されている。ここで、発光
素子７２Ｂ，７２Ａからの光が順次遮ぎられ、受
光素子７３Ｂ，７３Ａの電圧が高レベルになつて
順次スイツチオンの状態になると、この時の各信
号が前述のカウンタ１４ｂに入力される。そし
て、受光素子７３Ｂのオン時点から受光素子７３
Ａのオン時点までの時間はハンマー３５の打弦速
度が速い場合に短く、遅い場合に長くなるため、
これを前記カウンタ１４ｂにて測定することによ
り直接打弦速度、すなわち打弦強度（音量）を検
出できる。

以上のごときキーセンサ１２，ハンマーセンサ
１３の構成に基づいて得られる信号Ｋ，M₁およ
びM₂のタイムチヤートは前述の第９図と同様で
ある。しかして、第２図に示す構成の動作を第９
図のタイムチヤートを参照して説明する。第２図
において、鍵盤が押されると、先ずキーセンサ１
２において信号Ｋが時刻t₁で発生し、この信号Ｋ
がオア回路１４ｃを介してキーアサイナ１４ａに
入力され音名が検出される。そして、押鍵に基づ
いて駆動した上記アクシヨン機構２７によりハン
マーセンサ１３（受光素子７３Ｂ）から信号M₁
が時刻t₂で発生し、この信号M₁がカウントスタ
ート信号としてカウンタ１４ｂに入力され該カウ
ンタ１４ｂの計数が開始される。続いてハンマー
センサ１３（受光素子７３Ａ）から信号M₂が時
刻t₈で発生し、この信号M₂がカウントストツプ
信号としてカウンタ１４ｂの計数を停止する。こ
れにより、この間のカウンタ１４ｂの計数値に基
づいて打弦強度が音量情報として検出される。し
たがつて、アクシヨン機構２７のハンマー３５の
打弦→反撥は鍵盤の押鍵期間に行われるため、時
刻t₅におけるキーセンサ１２の信号Ｋのオフ前に
時刻t₄においてハンマーセンサ１３の信号M₁が
オフすることになる。

また、第１０図の信号状態となつてキーセンサ
１２の信号Ｋが遅れた場合、ハンマーセンサ１３
の信号M₁が時刻t₂で発生すると、この信号M₁は
カウンタ１４ｂに入力されると共に、オア回路１
４ｃを介してキーアサイナ１４ａに入力されるた
め、ハンマーセンサ１３の信号M₁で音名とカウ
ンタ１４ｂの計数が同時に行われる。これによ
り、カウンタ１４ｂの計数値が少なく計数される
ことはなくなり、微弱なスタツカート，連打等の
特殊な奏法に際しても正確な打弦強度を記録する
ことができる。また、キーアサイナ１４ａにはオ
ア回路１４ｃのオア出力が入力されるため、その
止音情報は結果的に上記２つの信号の論理和とな
るが、これもあらゆる奏法に対応した情報を得る
のに非常に有効である。

前記キーセンサ１２の信号Ｋはインバータ１４
ｄを通してカウンタ１４ｂにリセツト信号として
送出される。なお、このカウンタ１４ｂ，キーア
サイナ１４ａは従来と同様のものである。

上記実施例においてはキーセンサ１２をウイペ
ン３０に対応して配設したが、これに限らずウイ
ペン３０に直結する部分や鍵盤の各鍵２３ごとに
配設することもできる。

また、ハンマーセンサ１３はハンマー３５の打
弦動作に関係づけられた２点位置としてキヤツチ
ヤーシヤンク３３の上方位置に対応して配設した
が、これに限らずハンマー３５の打弦距離内の２
点にて該ハンマーの打弦強度を検知するように構
成することもできる。この構成によると、音量を
ハンマー速度として直接検出するため、非常に正
確な音量検出ができるとともに、打弦タイミング
をハンマー３５の打弦位置に設定できるので、そ
の打弦タイミングが正確になる利点を奏する。

さらに、上述の各キーセンサ１２，ハンマーセ
ンサ１３は発光素子と受光素子からなる非接触型
スイツチを用いる場合について示したが、接触型
スイツチを用いてもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明に係る自動ピアノ
は、キーセンサ１２と、ハンマセンサ１３と、記
録制御回路１４とを有する自動ピアノであつて、
キーセンサ１２は、鍵２３が所定の深さよりも深
く押下されていることを検出して打鍵信号Ｋを出
力するものであり、ハンマセンサ１３は、ハンマ
３５がその移動行程に設定された第１および第２
通過点を通過することを検出して第１のハンマ検
出信号M₁および第２のハンマ検出信号M₂を出力
するものであり、記録制御回路１４は、キーアサ
イナ１４ａと、オア回路１４ｃと、カウンタ１４
ｂとを有し、オア回路１４ｃは、打鍵信号Ｋと第
１のハンマ検出信号M₁との論理和を出力するも
のであり、キーアサイナ１４ａは、オア回路１４
ｃの出力信号が入力されることにより鍵２３の音
名情報を出力するものであり、カウンタ１４ｂ
は、第１のハンマ検出信号M₁によつて計数を開
始し、第２のハンマ検出信号M₂によつて計数を
終了し、その計数値を音量情報として出力するも
のであるので、打鍵信号Ｋの出力が第１のハンマ
検出信号M₁の出力タイミングよりも遅れるよう
な場合には第１のハンマ検出信号M₁によりキー
アサイナ１４ａによる音名の検出が行われる。従
つて、本発明によれば、微弱なスタツカート等の
特殊な演奏が行われて打鍵信号Ｋの出力が遅れる
場合であつても、この遅れにも拘わらず迅速に音
名が検出され、他の通常の演奏の場合と同様に正
確に演奏の記録を行うことができるという効果が
ある。また、本発明によれば、ハンマー３５が２
点を通過する時間（上記計数値に対応）の検出に
より音量情報を得ているので正確な音量情報が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る演奏情報センサの信号
処理方式を用いた自動演奏ピアノの概要を示す全
体のブロツク図、第２図はこの発明の構成例を示
す主要部のブロツク図、第３図は第１図のキーセ
ンサおよびハンマーセンサを備えた自動演奏ピア
ノのアクシヨン機構部の一実施例を示す側断面
図、第４図は第３図のキーセンサの断面図、第５
図は第３図のハンマーセンサの断面図、第６図は
従来方法の説明に供するブロツク図、第７図およ
び第８図は第７図のキーセンサの信号タイムチヤ
ート、第９図および第１０図は第３図のキーセン
サ，ハンマーセンサの信号タイムチヤートであ
る。 １２……キーセンサ、１３……ハンマーセン
サ、１４ａ……キーアサイナ、１４ｂ……カウン
タ、１４ｃ……オア回路、２３……鍵、２７……
アクシヨン機構、３０……ウイペン、３３……キ
ヤツチヤーシヤンク、３４……キヤツチヤー、３
５……ハンマー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ キーセンサ１２と、ハンマセンサ１３と、記
   録制御回路１４とを有する自動ピアノであつて、 キーセンサ１２は、鍵２３が所定の深さよりも
   深く押下されていることを検出して打鍵信号Ｋを
   出力するものであり、 ハンマセンサ１３は、ハンマ３５がその移動行
   程に設定された第１および第２の通過点を通過す
   ることを検出して第１のハンマ検出信号M₁およ
   び第２のハンマ検出信号M₂を出力するものであ
   り、 記録制御回路１４は、キーアサイナ１４ａと、
   オア回路１４ｃと、カウンタ１４ｂとを有し、 オア回路１４ｃは、打鍵信号Ｋと第１のハンマ
   検出信号M₁との論理和を出力するものであり、 キーアサイナ１４ａは、オア回路１４ｃの出力
   信号が入力されることにより鍵２３の音名情報を
   出力するものであり、 カウンタ２は、第１のハンマ検出信号M₁によ
   つて計数を開始し、第２のハンマ検出信号M₂に
   よつて計数を終了し、その計数値を音量情報とし
   て出力するものである、 自動ピアノ。