JPH06149233A

JPH06149233A - 鍵盤楽器の鍵変位検出装置の調整方法

Info

Publication number: JPH06149233A
Application number: JP29601292A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Inaba; 達也稲場
Original assignee: Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1992-11-05
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】課題を解決するためになされ、鍵変位検出装置
を適切に調整して、精密にかつ容易に鍵の変位量を検出
することができる鍵盤楽器の鍵変位検出装置の調整方法
を提供すること。【構成】録音時に押鍵がなされると、鍵２は下方に移
動して光の透過量が徐々に増加するので、フォトトラン
ジスタ１１で受光する光量も増加し、出力電圧Ｖoutの
値Ｖ_aも徐々に増加する。そして、この出力電圧Ｖ_aは、
Ａ／Ｄコンバータ１５によってデジタル信号に変換さ
れ、電子制御装置１６に入力される（ステップ２０
０）。電子制御装置１６では、ＲＯＭ１６ｄに記憶され
た演算式（３）に基づき、録音に先だってＲＡＭ１６ｃ
に記憶された前記両値Ｖ_a0，Ｖ_a1を読み出して（ステッ
プ２１０）、実際の鍵２の変位量△ｘ（＝ｘ_a−ｘ_a0）
を算出する（ステップ２２０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動演奏ピアノ
等の鍵（キー）の変位量を連続的にかつ高精度に検出す
ることができる鍵盤楽器の鍵変位検出装置の調整方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば自動演奏ピアノの動作
には、演奏者による演奏を記録する記録モードと、記録
した演奏情報等に基づいて自動演奏を行なう自動演奏モ
ードとがある。このうち、記録モードにおいては、演奏
者による押鍵及び離鍵動作を検出して記録する必要があ
るので、それぞれの鍵の動きを検出する各種の検出装置
が使用されている。

【０００３】例えば、鍵の裏側に光の透過を遮蔽する
シャッターを取り付け、そのシャッターの動きにしたが
って、光の遮蔽或は透過がオンオフに切り換えられる一
対の透過型フィトインタラプタを取り付けた検出装置が
知られている。または、近年では、鍵に光を照射するとともに、照射
した光の反射光を受光し、その受光した光に応じて出さ
れる電気信号によって鍵の変位量を検出する反射型フォ
トセンサを用いた検出装置が提案されている。

【０００４】ところが、これらの従来の技術では、必ず
しも正確に変位量を検出できず好適ではなかった。つま
り、前記の技術では、鍵の変位量を（２位置で）離散
的に検出して打鍵強度を検出することができるが、打鍵
強度を連続的にかつ精密に検出することはできなかっ
た。従って、この様な離散的な打鍵強度のデータを用い
て、精密な演奏の再生を行なうことはできなかった。

【０００５】また、前記の技術では、鍵の変位量を連
続的に検出することは可能であるが、反射型フォトセン
サを使用するので、実際にはその調整が難しく、またセ
ンサの出力のばらつきが大きい等の多くの問題があり、
必ずしも現実的ではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらの対策として、
例えば鍵に光の透過量が徐々に変化するシャッターを設
けるとともに、該シャッターに対応して透過型フォトイ
ンタラプタを設けて、その光の透過量に基づいて連続的
に鍵の変位量を検出する鍵変位検出装置を開発したとし
ても、更に別の問題が生ずることがある。

【０００７】つまり、この様な鍵変位検出装置では、各
鍵毎のフォトインタラプタの出力が異なり、また鍵自身
の取り付け位置等も微妙に異なるので、打鍵を行った際
に、精密に鍵の変位量を検出することができないという
問題がある。しかもフォトインタラプタや鍵の取り付け
位置等には経時変化が生ずるので、その点でも精密に鍵
の変位量を検出することはなかなか困難である。

【０００８】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れ、鍵変位検出装置を適切に調整して、精密にかつ容易
に鍵の変位量を検出することができる鍵盤楽器の鍵変位
検出装置の調整方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の請求項１の発明は、鍵盤楽器の各鍵又は鍵に連動する
連動機構に取り付けられ、或は該鍵又は連動機構に対向
する位置に取り付けられ、該鍵又は連動機構の移動方向
に沿って光の透過状態が連続的に変化するシャッター
と、該シャッターに光を照射するとともにシャッターを
透過した光を受光し、この受光した光の状態に基づいて
前記鍵の位置に関する電気信号を出力する光検出手段
と、該光検出手段から出力された電気信号に基づいて、
前記鍵の変位量を検出する変位量検出手段と、を備えた
鍵盤楽器の鍵変位検出装置の調整方法であって、録音に
先だって、前記鍵の位置に対応した前記電気信号の調整
出力を記憶し、録音時には、前記電気信号から前記鍵の
変位量を算出するに当り、前記調整出力に基づいて該鍵
の変位量を補正することを特徴とする鍵盤楽器の鍵変位
検出装置の調整方法を要旨とする。

【００１０】また、請求項２の発明は、前記請求項１記
載の鍵盤楽器の鍵変位検出装置の調整方法であって、前
記電気信号の出力と前記鍵の変位量とが所定の関係とな
る様に前記シャッターの光の透過状態を設定するととも
に、録音に先だって、前記鍵の少なくとも２つの位置に
対応した前記電気信号の調整出力を記憶し、録音時に
は、前記電気信号から前記鍵の変位量を算出するに当
り、前記調整出力に基づいて該鍵の変位量を補正するこ
とを特徴とする鍵盤楽器の鍵変位検出装置の調整方法を
要旨とする。

【００１１】ここで、前記鍵盤楽器としては、例えば自
動演奏ピアノ，電子ピアノ，電子キーボード等の様に、
鍵の動作によって演奏の記録が行われる各種の鍵盤楽器
が挙げられる。また、シャッターとしては、その移動方
向に対して、光の透過量が連続的に変化するものが挙げ
られ、例えば、シャッターを半透明のフィルタで構成
し、その濃淡が徐々に変化するもの，シャッターの光が
透過しない部分を３角形や滑らかなカーブ等の形状にし
たもの，光が透過しない部分を細かいドットで形成し、
そのドット数を徐々に変更したもの等を採用できる。

【００１２】前記所定の関係としては、一次式にて表現
される通常の比例関係が簡単で好適であるが、それ以外
にも、各種の関数等で表現される関係等を採用できる。
前記２点の位置としては、例えば押鍵前の鍵の位置と押
し切った時の鍵の位置とを採用すると、調整が容易であ
るので好適である。

【００１３】

【作用】本発明の調整方法の対象となる鍵盤楽器の鍵変
位検出装置では、光検出手段によって、（光の透過量が
連続的に変化する）シャッターに光を照射するととも
に、シャッターを透過した光を受光し、それとともに受
光した光の状態に基づいて鍵の位置に関する電気信号を
出力する。そして、この光検出手段から出力された電気
信号に基づき、変位量検出手段によって鍵の変位量を検
出する。

【００１４】特に本発明では、予め録音に先だって、調
整用の出力として鍵の位置に対応した電気信号の調整出
力を記憶しておき、実際の録音時には、光検出手段から
得られる電気信号に基づいて鍵の変位量を算出するに当
り、（録音に先だって）記憶した調整出力に基づいて鍵
の変位量を補正する。それによって、例えば個別の光検
出部からの出力の違いや経時変化等による影響を補正す
ることができるので、精密な鍵の変位量を検出すること
が可能となる。

【００１５】また、例えばシャッターの光の透過状態を
予め電気信号の出力と鍵の変位量とが所定の関係となる
様に設定しておき、更に鍵の少なくとも２点の位置に対
応した電気信号の調整出力を用いる場合には、一層容易
に精密な鍵の変位量を検出することが可能である。

【００１６】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の鍵盤楽器の鍵変位検出装
置の調整方法の好適な実施例について説明する。図１は
鍵変位検出装置の調整方法が適用される自動演奏ピアノ
の構成の一部を示し、図２（ａ）は変位検出部の断面を
示し、図２（ｂ）はその正面図を示し、図３は光検出部
の回路図を示している。

【００１７】図１に示す様に、本実施例の自動演奏ピア
ノ１の鍵盤に配置された鍵（キー）２には、その先端側
に鍵２の変位量を検出する変位検出部３が設けられてい
る。この変位検出部３は、鍵２の裏側に取り付けられて
下方に突出するシャッター５と、鍵盤の棚板６側にシャ
ッター５と対向して取り付けられて上方に突出する光検
出部（フォトインタラプタ）７とから構成されている。

【００１８】図２に示す様に、シャッター５は半透明の
プラスチックからなる板状の部材であり、その下部にな
るほど光の透過量が少なくなる様に下部の方が黒色が濃
くされている。尚、図においては、シャッター５の濃淡
の差を便宜的に線の密度で示している。

【００１９】一方、光検出部７は略凹状の部材であり、
左右の壁部７ａ，７ｂによってシャッター５を挟むよう
に、両壁部７ａ，７ｂが対向して設けられている。この
光検出部７の一方の壁部７ｂには、スポット状の光（光
束）を対向する壁部７ａ側に照射する発光ダイオード１
０が配置され、一方、他の壁部７ａには、発光ダイオー
ド１０から（シャッター５を介して）照射された光を受
光し、その受光量に応じた電圧信号（出力電圧）Ｖout
を出力するフォトトランジスタ１１が配置されている。

【００２０】また、前記光検出部７は、図１に示す様
に、Ａ／Ｄコンバータ１５を介して、電子制御装置１６
に接続されている。この電子制御装置１６は、後述する
様に光検出部７からの出力電圧Ｖoutに応じて鍵２の変
位量ｘを算出するものであり、データの入出力が行われ
る入出力部１６ａと、各種の演算を行なうＣＰＵ１６ｂ
と、録音に先だって得られた調整出力等のデータ等を記
憶する（バックアップ）ＲＡＭ１６ｃと、後述する演算
式等を記憶しているＲＯＭ１６ｄと、それらを接続する
バスライン１６ｅとから主として構成されている。尚、
前記入出力部１６ａには、Ａ／Ｄコンバータ１５，ソレ
ノイド等の各種のアクチュエータ１７，ディスクドライ
バ等の外部記憶装置１８などが接続されている。

【００２１】次に、この鍵変位検出装置の動作につい
て、図２及び図３に基づいて簡単に説明する。両図に示
す様に、鍵変位検出装置は、鍵２が押された場合、即
ち、シャッター５が下方に降りる場合には、シャッター
５の上部の黒色の薄い部分が下がって発光ダイオード１
０及びフォトトランジスタ１１の設置位置（検出位置）
に至るので、シャッター５を通過する光の透過量が多く
なって、出力電圧Ｖoutが大きくなる。一方、離鍵動作
によってシャッター５が上方に移動すると、逆にシャッ
ター５の下部の黒色の濃い部分が上がって前記検出位置
に至るので、シャッター５を通過する光の透過量が少な
くって、出力電圧Ｖoutが小さくなる。

【００２２】この出力電圧Ｖoutと光束に対するシャッ
ター５の位置ｘとの関係を図４に示すが、本実施例で
は、出力電圧Ｖoutと光束に対するシャッター５の位置
ｘとが比例する様に、かつシャッターの位置ｘが１０mm
の場合に出力電圧Ｖoutが４Ｖとなる様に、シャッター
５の濃淡が設定されているので、その関係を示すグラフ
は図の様な直線（初期状態の変換テーブル）となる。
尚、この直線は、例えば経時変化（光検出部７の劣化
等）にともなって、一般にその傾きが低下して、直線
（ａ）又は（ｂ）の様になる。

【００２３】次に、この様な構成を備えた本実施例の鍵
変位検出装置の調整方法について、前記図４のグラフ，
図５のシャッター動作の説明図，図６の録音に先立って
行われる処理のフローチャート及び図７の録音時の調整
方法を示すフローチャートに基づいて説明する。

【００２４】（i）最初に、鍵２の変位量△ｘの算出に
使用する演算式について説明する。まず、理想的に光検
出部７の劣化がなく、光束に対するシャッター５の位置
が、鍵２を押す前と鍵２を押し切った後とで０mmから１
０mmまで移動したとすると、鍵２の変位量△ｘは、図４
に示す初期状態の変換テーブルの様な直線となる。この
テーブルでは、変位量△ｘは下記式（１）にて表され
る。

【００２５】 △ｘ＝（１０／４）Ｖ但しＶは出力電圧 …（１）しかしながら、実際には、シャッター５の位置は０mmか
ら１０mmではなく、０mmから（シャッター５の長さ）Ｌ
mmまでの間のある値を取り、各鍵２毎のばらつきにより
通常決まった値にはならない。つまり、図４に示す様
に、例えば鍵（ａ）の位置ｘ_a0と他の鍵（ｂ）の位置ｘ
_b0とは等しいとは限らず、よって、シャッター５の位置
と出力電圧Ｖoutとの関係を示すグラフも違ってくる。

【００２６】そこで、本実施例では、出力電圧Ｖoutが
シャッター５の位置に比例する様に設定することによっ
て、個々の鍵２の違いにかかわらず、下記演算式（２）
によって、鍵２の変位量△ｘを求めることができるもの
である。

【００２７】

【数１】

【００２８】ここで、前記式（２）の４（Ｖ_a−Ｖ_a0 ）
／（Ｖ_a1−Ｖ_a0）は、前記式（１）におけるＶを表して
おり、予めＶ_a0，Ｖ_a1を記憶しておけば、鍵（ａ）の出
力電圧Ｖ_aが演算されて、鍵２の変位量△ｘが得られ
る。尚、前記式（２）は、単に下記式（３）としてもよ
い。

【００２９】

【数２】

【００３０】（ii）次に、録音の前に行われる事前の調
整について、鍵（ａ）を例に取って、図４〜図６に基づ
いて説明する。尚、図４において、ｘ_a0，Ｖ_a0は、鍵
（ａ）を押す前の位置と出力電圧Ｖoutを示し、ｘ_a，Ｖ
_aは、鍵（ａ）が押されている途中の位置と出力電圧Ｖo
utを示し、ｘ_a1，Ｖ_a1は、鍵（ａ）を押し切った時の位
置と出力電圧Ｖoutを示しており、これは鍵（ｂ）につ
いても同様である。

【００３１】図６に示す様に、電源がオンされた場合に
は、発光ダイオード１０からフォトトランジスタ１１に
向けて光が照射される（ステップ１００）。ここで、押
鍵がなされていない場合、即ち鍵２が上方に上がってい
る場合（図５（イ）の状態＝位置ｘ_a0）には、光はシャ
ッター５に殆ど遮られてしまうので、フォトトランジス
タ１１にはあまり到達しない。よって小さな出力電圧Ｖ
_a0が得られる（ステップ１１０）。

【００３２】また、鍵２が押されている途中の場合（図
５（ロ）の状態＝位置ｘ_a）には、位置ｘ_aに応じた出力
電圧Ｖ_aが得られる。ここで、打鍵によって生じた鍵２
の変位量△ｘは、前記各位置の差として、（ｘ_a−
ｘ_a0）にて表される。次に、鍵２を押し切った場合、即
ち鍵２が下方に下がっている場合（図５（ハ）の状態＝
位置ｘ_a1）には、光はシャッター５にあまり遮られない
ので、フォトトランジスタ１１に大部分が到達する。よ
って、大きな出力電圧Ｖ_a1が得られる（ステップ１２
０）。

【００３３】つまり、上述した打鍵動作によって、図４
に示す様に、鍵２の各位置ｘ_a0，ｘ _a，ｘ_a1に応じて、
Ｖ_a0，Ｖ_a，Ｖ_a1の出力電圧Ｖoutが、各々得られること
になる。そして、特に本実施例では、録音に先だって予
め打鍵を行なって、調整用の出力電圧Ｖoutとして、押
鍵がされる前の状態に対応した値Ｖ_a0と、鍵２を押し切
った状態に対応した値Ｖ_a1とを、各々Ａ／Ｄコンバータ
１５によってデジタル信号に変換し、ＲＡＭ１６ｃに記
憶しておく（ステップ１３０）。

【００３４】（iii）次に、この様にして予め記憶され
た両値Ｖ_a0，Ｖ_a1及び前記式（３）を用いて行われる録
音時の調整の動作について、図７に基づいて説明する。
録音時に押鍵がなされると、鍵２は下方に移動して光の
透過量が徐々に変化（この場合には増加）するので、フ
ォトトランジスタ１１で受光する光量も増加し、出力電
圧Ｖoutの値Ｖ_aも徐々に増加する。

【００３５】そして、この出力電圧Ｖ_aは、Ａ／Ｄコン
バータ１５によってデジタル信号に変換され、電子制御
装置１６に入力される（ステップ２００）。電子制御装
置１６では、ＲＯＭ１６ｄに記憶された前記演算式
（３）に基づき、録音に先だってＲＡＭ１６ｃに記憶さ
れた前記両値Ｖ_a0，Ｖ_a1を読み出して（ステップ２１
０）、実際の鍵２の変位量△ｘ（＝ｘ_a−ｘ_a0）を算出
する（ステップ２２０）。

【００３６】この様に、本実施例では、光検出部７から
の出力電圧Ｖoutを検出し、録音に先だって、鍵２を押
す前の位置ｘ_a0に対応した出力電圧Ｖoutの値Ｖ_a0と、
鍵２を押し切った位置ｘ_a1に対応した出力電圧Ｖoutの
値Ｖ_a1とを記憶し、録音の際には、この両値Ｖ_a0，Ｖ_a1
を前記演算式（３）に当てはめることによって、正確な
鍵２の変位量△ｘを求めることができる。

【００３７】つまり、この様な補正を施すことによっ
て、各鍵２毎の光検出部７の出力や鍵２自身の取り付け
位置が異なっている場合、更にはそれらが経時変化によ
って変化した場合でも、好適に調整できるので、常に精
密な鍵２の変位量△ｘを検出することができるという顕
著な効果を奏する。

【００３８】その結果、検出した精密な鍵２の変位量△
ｘに基づいて、極めて正確に演奏を再生することができ
るという利点がある。尚、離鍵動作の場合は、前記押鍵
動作とは逆に、徐々に光の透過量が減少するので出力電
圧Ｖoutが低下し、この出力電圧Ｖoutに応じて鍵２の変
位量△ｘを求めることもできる。

【００３９】尚、本発明は、上記実施例に何等限定され
ず、本発明の要旨の範囲内において各種の態様で実施で
きることは勿論である。例えば前記実施例では、演算式
（３）を用いたが、例えば演算式（２）のうち、一旦、
４（Ｖ_a−Ｖ_a0 ）／（Ｖ_a1−Ｖ_a0）を求め、その値を所
定の変換テーブルによって（１０／４）倍して鍵２の変
位量△ｘを求めてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述した様に本発明の鍵盤楽器の鍵
変位検出装置の調整方法では、録音に先だって、鍵の位
置に対応した電気信号の調整出力を記憶し、録音時に
は、電気信号から鍵の変位量を算出するに当り、調整出
力に基づいて鍵の変位量を補正するので、例えば個々の
光検出手段の出力の違いや鍵の取り付け位置等の違い、
或はそれらの経時変化を適切に補正することができる。

【００４１】それによって、精密に鍵の変位量を検出す
ることができるので、検出した精密な鍵の変位量に基づ
いて、正確な演奏の記録を行なうことができるという特
長がある。また、例えばシャッターの光の透過状態を予
め電気信号の出力と鍵の変位量とが所定の例えば比例す
る関係となる様に設定しておき、更に鍵の少なくとも２
点の位置に対応した電気信号の調整出力を用いる場合に
は、一層容易に精密な鍵の変位量を検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の鍵変位検出装置を示す説明図であ
る。

【図２】変位検出部を示す説明図である。

【図３】変位検出部を示す回路図である。

【図４】出力電圧とシャッターの位置を示すグラフで
ある。

【図５】シャッターの位置と変位量との関係を示す説
明図である。

【図６】録音前の手順を示すフローチャートである。

【図７】録音時の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…自動演奏ピアノ２…鍵（キ
ー）３…変位検出部５…シャッタ
ー７…光検出部１６…電子制
御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鍵盤楽器の各鍵又は鍵に連動する連動機
構に取り付けられ、或は該鍵又は連動機構に対向する位
置に取り付けられ、該鍵又は連動機構の移動方向に沿っ
て光の透過状態が連続的に変化するシャッターと、該シャッターに光を照射するとともにシャッターを透過
した光を受光し、この受光した光の状態に基づいて前記
鍵の位置に関する電気信号を出力する光検出手段と、該光検出手段から出力された電気信号に基づいて、前記
鍵の変位量を検出する変位量検出手段と、を備えた鍵盤楽器の鍵変位検出装置の調整方法であっ
て、録音に先だって、前記鍵の位置に対応した前記電気信号
の調整出力を記憶し、録音時には、前記電気信号から前
記鍵の変位量を算出するに当り、前記調整出力に基づい
て該鍵の変位量を補正することを特徴とする鍵盤楽器の
鍵変位検出装置の調整方法。
【請求項２】前記請求項１記載の鍵盤楽器の鍵変位検
出装置の調整方法であって、前記電気信号の出力と前記鍵の変位量とが所定の関係と
なる様に前記シャッターの光の透過状態を設定するとと
もに、録音に先だって、前記鍵の少なくとも２つの位置
に対応した前記電気信号の調整出力を記憶し、録音時に
は、前記電気信号から前記鍵の変位量を算出するに当
り、前記調整出力に基づいて該鍵の変位量を補正するこ
とを特徴とする鍵盤楽器の鍵変位検出装置の調整方法。