JPH0741038Y2 - Keyboard sensor - Google Patents
Keyboard sensorInfo
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- JPH0741038Y2 JPH0741038Y2 JP1186088U JP1186088U JPH0741038Y2 JP H0741038 Y2 JPH0741038 Y2 JP H0741038Y2 JP 1186088 U JP1186088 U JP 1186088U JP 1186088 U JP1186088 U JP 1186088U JP H0741038 Y2 JPH0741038 Y2 JP H0741038Y2
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- optical sensor
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Description
【考案の詳細な説明】 この考案は自動演奏ピアノにあって鍵に取着したエンコ
ーダプレートのスリットパターンに基づいて異なる信号
を出力するホトカプラにより鍵の動きを検出する鍵盤セ
ンサに関し、1のエンコーダプレートに2N個のスリット
パターンを形成するとともに、該1のエンコーダプレー
トに対してN個のホトカプラを配設することにより、鍵
盤センサとしての鍵の動作に対する検出精度を向上させ
たものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a keyboard sensor in an automatic playing piano, which detects a key movement by a photo coupler that outputs different signals based on a slit pattern of an encoder plate attached to a key. By forming 2 N slit patterns on the first encoder plate and arranging N photo couplers on the first encoder plate, the detection accuracy for the operation of the key as the keyboard sensor is improved.
(従来の技術) 従来この種の自動演奏ピアノとしては、例えば第9図に
示すようなものが知られていた。(Prior Art) Conventionally, as an automatic playing piano of this kind, for example, one shown in FIG. 9 has been known.
同図において、この自動演奏ピアノは、複数の鍵101
と、該鍵101の運動に基づきハンマ103及びダンパ105を
それぞれ駆動する鍵機構107と、ハンマ103により打弦さ
れる弦109と、を有するピアノ本体に、コントローラ113
を内蔵させたものである。そして、該コントローラ113
はハンマ103の軌道上に配設された複数のセンサ115と、
該鍵101に力を付与するソレノイド117とに接続されてい
た。In the figure, this automatic playing piano has a plurality of keys 101
A key mechanism 107 that drives a hammer 103 and a damper 105 based on the movement of the key 101, and a string 109 that is struck by the hammer 103.
Is built in. Then, the controller 113
Is a plurality of sensors 115 arranged on the orbit of the hammer 103,
It was connected to a solenoid 117 that applies a force to the key 101.
かかる構成の自動演奏ピアノは記録モードと再生モード
とで機能し、記録モード時には、演奏者の鍵操作により
ハンマ103が打弦するときにハンマ103の運動をその軌道
上に配設した複数のセンサ115で検出し、該検出結果に
基づきハンマ103の回動速度を算出してハンマ103の打弦
力を推定していた。The automatic playing piano having such a structure functions in the recording mode and the reproducing mode, and in the recording mode, when the hammer 103 strikes the strings by the player's key operation, the movement of the hammer 103 is arranged on a plurality of sensors. The hammering force is detected by 115 and the rotational speed of the hammer 103 is calculated based on the detection result to estimate the string striking force of the hammer 103.
このようにしてハンマ103の打弦力が推定されると、こ
の打弦力は打弦情報として操作された鍵101を特定する
鍵情報等とともにコントローラ113の記憶部に保持さ
れ、演奏の終了まで上記動作が繰り返される。When the string striking force of the hammer 103 is estimated in this manner, the string striking force is held in the storage unit of the controller 113 together with key information for identifying the operated key 101 as string striking information, until the end of the performance. The above operation is repeated.
次に、自動演奏ピアノが再生モードに設定されると、コ
ントローラ113は鍵情報に基づき駆動すべき鍵101を特定
し、該鍵101に対応して設けられているソレノイド117を
励磁して鍵101に所定の力を付与する。このとき、ソレ
ノイド117から鍵101に付与される力は、ハンマ103に打
弦情報で表されている大きさの打弦力を発生させる大き
さなので、ハンマ103は記録モード時と同一の打弦力を
発生し、かかるハンマ103の連続的な運動により記録モ
ード時と同一の演奏が再生される。Next, when the automatic playing piano is set to the reproduction mode, the controller 113 identifies the key 101 to be driven based on the key information, and excites the solenoid 117 provided corresponding to the key 101 to activate the key 101. Apply a predetermined force to. At this time, the force applied from the solenoid 117 to the key 101 is the magnitude that causes the hammer 103 to generate a string-striking force represented by the string-striking information. A force is generated, and the same movement as in the recording mode is reproduced by the continuous movement of the hammer 103.
従って、このような従来の自動演奏ピアノにあっては、
ハンマ103の運動速度を直接センサ115で検出して打弦力
に関する情報を形成していたため、当初から自動演奏機
能を備えるべく、ピアノの製造段階でハンマ103の位
置、大きさ等から決定される軌道上にセンサ115を配設
するならば、僅かな工程の増加で自動演奏ピアノを構成
することができる。Therefore, in such a conventional automatic playing piano,
Since the movement speed of the hammer 103 was directly detected by the sensor 115 to form the information about the string striking force, it is determined from the position, size, etc. of the hammer 103 at the piano manufacturing stage in order to have an automatic performance function from the beginning. If the sensor 115 is arranged on the orbit, an automatic playing piano can be constructed with a slight increase in the number of steps.
しかしながら、既に製造されたピアノに自動演奏機能を
付与しようとする場合には、ピアノの鍵機構107、ハン
マ103の大きさ、その取付位置等が製造メーカ毎に異な
っており、さらには同じ製造メーカでもピアノの型式で
これらが異なることもあるので、ハンマ103の軌道も一
様ではない。従って、かかる既存のピアノにハンマ103
の運動速度を検出するためのセンサ115を取付ようとす
ると、ハンマ103の取付位置、その大きさ等を確認した
上でセンサ115の位置、その取付方法を個別に設計しな
ければならず、既存のピアノの自動演奏装置化に多額の
費用と大規模な工事が必要になるという問題点があっ
た。However, when it is desired to add an automatic performance function to an already manufactured piano, the size of the key mechanism 107 and the hammer 103 of the piano, the mounting positions thereof, etc. are different for each manufacturer, and further, the same manufacturer is used. However, since these may differ depending on the type of piano, the trajectory of the hammer 103 is not uniform. Therefore, the hammer 103
When trying to mount the sensor 115 for detecting the movement speed of the, the position of the sensor 115 and its mounting method must be individually designed after confirming the mounting position of the hammer 103, its size, etc. There was a problem that a large amount of cost and a large-scale construction were required to make the piano an automatic performance device.
ここで、ピアノ等の鍵盤楽器では押鍵により鍵101に力
を付与すると、鍵101はこの付与された力に対応した速
度で運動し、この鍵101の運動は鍵機構107の運動を惹起
して鍵101に付与された力をハンマ103に伝達するもので
ある。Here, in a keyboard instrument such as a piano, when a force is applied to the key 101 by pressing a key, the key 101 moves at a speed corresponding to the applied force, and the movement of the key 101 causes the movement of the key mechanism 107. The force applied to the key 101 is transmitted to the hammer 103.
ハンマ103はこのようにして打弦するものであるところ
から、その打弦力は鍵101の運動速度を検出することに
より推定することができる。しかも、この鍵101の取付
構造はピアノの製造メーカ、ピアノの型式の如何に拘ら
ずほぼ一定である。特に、鍵101の筬中119から筬前121
までの支持構造は全ての鍵101においてほぼ一定の構造
をなしている。よって、センサ115の取付位置、取付構
造を事前に設計することは可能である。Since the hammer 103 hits the strings in this manner, its striking force can be estimated by detecting the movement speed of the key 101. Moreover, the mounting structure of the key 101 is almost constant regardless of the manufacturer of the piano and the model of the piano. In particular, from the reed 119 to the reed 121 of the key 101
The support structure up to is a substantially constant structure in all keys 101. Therefore, it is possible to design the mounting position and the mounting structure of the sensor 115 in advance.
そこで、当該鍵101の動きを検出する鍵盤センサ115を、
鍵盤筬の筬中119と筬前121との間の棚板123上にセンサ
ユニットとして配設することが考えられる。Therefore, the keyboard sensor 115 that detects the movement of the key 101 is
It is conceivable to arrange it as a sensor unit on the shelf plate 123 between the reed inside 119 and the reed front 121 of the keyboard reed.
ところが、この場合にあっては、当該筬中119と筬前121
との間の空間は狭いため、センサユニット自体も薄く小
さく構成しなければならない。However, in this case, the reed 119 and the reed 121
Since the space between and is narrow, the sensor unit itself must be thin and small.
しかしながら、従来の鍵盤センサ115としては、鍵101に
1枚のエンコーダプレートを取着し、このプレートに1
個のスリットパターンを形成したものが知られている。
そして、このエンコーダプレート(シャッタ)の両側に
はホトカプラの発光素子と受光素子とが対向して配設さ
れている。従って、従来のこの種の鍵盤センサ115にあ
っては、2点間におけるシャッタの通過速度を測定して
いた。However, as the conventional keyboard sensor 115, one encoder plate is attached to the key 101, and one plate is attached to this plate.
It is known that one slit pattern is formed.
A light emitting element and a light receiving element of a photocoupler are arranged on both sides of the encoder plate (shutter) so as to face each other. Therefore, in the conventional keyboard sensor 115 of this type, the passing speed of the shutter between two points is measured.
すなわち、1個のエンコーダプレートには1個のスリッ
トパターンしか形成されておらず、結局、1個のエンコ
ーダプレートに対応しては1個のホトカプラしか設けら
れていなかったため、そのセンシング精度を向上させ
て、色々な鍵101の動きを、例えばスタッカート、深い
ピアニッシモ等を検出しようとすると、当該狭い空間に
エンコーダプレートとホトカプラとを複数対配設する必
要があった。That is, since only one slit pattern is formed on one encoder plate, and only one photo coupler is provided corresponding to one encoder plate, the sensing accuracy is improved. In order to detect various movements of the key 101, such as a staccato and a deep pianissimo, it is necessary to arrange a plurality of pairs of encoder plates and photocouplers in the narrow space.
(考案が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の鍵盤センサにあって
は、上述したように、1個のエンコーダプレートに対応
しては1個のホトカプラしか設けられていなかったた
め、狭い空間に配設しなければならない鍵盤センサとし
て、その鍵の複雑な動きに対してのセンシング精度を高
めるには不適当であるという問題点が生じていた。(Problems to be solved by the invention) However, in such a conventional keyboard sensor, as described above, only one photocoupler is provided for one encoder plate. As a keyboard sensor that must be installed in a narrow space, there is a problem that it is not suitable for increasing the sensing accuracy for the complicated movement of the key.
(問題点を解決するための手段) そこで、この考案は、上下方向に揺動自在に設けられた
鍵と、前記鍵に固着された遮光部材と、この遮光部材が
その光路に出没可能に配設されるとともに、該遮光部材
がその光路を遮光するか透光するかに応じて異なる検出
信号を出力する第1および第2の光センサとを備えた鍵
盤センサであって、前記遮光部材は前記第1の光センサ
に対応して設けられた第1の透光部および前記第2の光
センサに対応して設けられた第2の透光部を有し、前記
第1の透光部は鍵の揺動に応じて前記第1の光センサの
検出信号が変化する第1および第2の縁部を有し、前記
第2の透光部は前記第1の光センサの光路が前記第1の
縁部にあるときと前記第2の縁部にあるときとで前記第
2の光センサの検出信号を異ならせるように設けられ、
さらに、前記第1の光センサの検出信号が変化したとき
の前記第2の光センサの検出信号に応じてアップあるい
はダウンするカウンタを備えた鍵盤センサを提供するこ
とにより、上記問題点を解決することをその目的として
いる。(Means for Solving Problems) Therefore, according to this invention, a key provided so as to be vertically swingable, a light-shielding member fixed to the key, and the light-shielding member are arranged so that they can appear and disappear in the optical path. A keyboard sensor that is provided with the first and second optical sensors that output different detection signals depending on whether the light blocking member blocks the light path or transmits the light. A first light transmitting portion provided corresponding to the first optical sensor and a second light transmitting portion provided corresponding to the second optical sensor; and the first light transmitting portion. Has first and second edge portions where the detection signal of the first optical sensor changes in response to the swing of the key, and the second light transmitting portion has an optical path of the first optical sensor. The detection signal of the second optical sensor may be different between when the first edge is present and when the second edge is present. Is provided
Furthermore, the above-mentioned problems are solved by providing a keyboard sensor having a counter that goes up or down according to the detection signal of the second optical sensor when the detection signal of the first optical sensor changes. That is the purpose.
(作用) この考案に係る鍵盤センサにあっては、鍵が揺動する
と、第1および第2の光センサの光路に遮光部材が出没
する。これにより、第1および第2の光センサの光路は
第1および第2の透光部によって透光される。ここで、
透光部材が所定方向に動くと、第1の透光部は第1の縁
部を通過して第1の光センサの光路に達する。その際、
第2の光センサの検出信号は所定の状態になる。一方、
遮光部材が上記所定方向の反対方向に動くと、第1の透
光部は第2の縁部を通過して第1の光センサの光路に達
する。その際、第2の光センサの検出信号は上記所定の
状態とは異なる状態になる。カウンタは、第1の光セン
サの検出信号が変化したときの第2の光センサの検出信
号に応じてアップあるいはダウンするから、カウンタの
計数結果は鍵の位置に対応する値になり、その計数結果
の変化速度は鍵の速度に対応する値になる。(Operation) In the keyboard sensor according to the present invention, when the key swings, the light blocking member appears and disappears in the optical paths of the first and second optical sensors. Thereby, the optical paths of the first and second photosensors are transmitted by the first and second light transmitting portions. here,
When the translucent member moves in the predetermined direction, the first translucent portion passes through the first edge and reaches the optical path of the first photosensor. that time,
The detection signal of the second photosensor is in a predetermined state. on the other hand,
When the light blocking member moves in the direction opposite to the predetermined direction, the first light transmitting portion passes through the second edge portion and reaches the optical path of the first optical sensor. At that time, the detection signal of the second optical sensor is in a state different from the predetermined state. The counter counts up or down according to the detection signal of the second optical sensor when the detection signal of the first optical sensor changes, so the count result of the counter becomes a value corresponding to the position of the key, The speed of change of the result is a value corresponding to the speed of the key.
なお、第1および第2の光センサとしては、ホトインタ
ラプタ、ホトリフレクタ等が適用される。A photointerrupter, a photoreflector, or the like is applied as the first and second optical sensors.
(実施例の前提) 次に、本実施例の前提となる構成を図面に基づいて説明
する。(Premise of Embodiment) Next, a configuration that is a premise of this embodiment will be described based on the drawings.
第1図〜第3図は本考案に係るピアノ自動演奏装置の鍵
盤センサの第1前提例を示している。1 to 3 show a first prerequisite example of the keyboard sensor of the automatic piano playing device according to the present invention.
第1図において、1は棚板を示しており、この棚板1の
上の鍵盤筬の筬中3にはバランスキーピン5を介して鍵
7が上下方向に揺動自在に支持されている。鍵7の下方
で筬中3と筬前9との間の棚板1の上方に画成された偏
平な空間11には鍵駆動ユニット13が配設されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a shelf plate, and a key 7 is supported in a reed 3 of a keyboard reed on the shelf plate 1 via a balance key pin 5 so as to be vertically swingable. A key drive unit 13 is arranged in a flat space 11 defined below the key 7 and above the shelf 1 between the reed inside 3 and the front 9 of the reed.
この鍵駆動ユニット13は、第2図に詳示するように、コ
の字形のケース15と、このケース15に支持された複数の
電磁アクチュエータ17と、を有している。電磁アクチュ
エータ17により揺動レバ19を介して鍵7を上下動させる
(駆動する)ものである。As shown in detail in FIG. 2, the lock driving unit 13 has a U-shaped case 15 and a plurality of electromagnetic actuators 17 supported by the case 15. The electromagnetic actuator 17 moves (drives) the key 7 up and down via a swing lever 19.
すなわち、揺動レバ19はケース15にフレンジ21を介して
上下動自在に支持されており、その揺動レバ19の一端を
電磁アクチュエータ17の電磁プランジャの先端が突き上
げるものである。また、揺動レバ19の他端はフォーク状
に形成されて鍵7の下面に突出した板状のフック23の水
平片25に上方から係合している。That is, the swing lever 19 is supported by the case 15 so as to be vertically movable via the flange 21, and one end of the swing lever 19 is pushed up by the tip of the electromagnetic plunger of the electromagnetic actuator 17. The other end of the swing lever 19 is formed in a fork shape and engages with a horizontal piece 25 of a plate-like hook 23 protruding from the lower surface of the key 7 from above.
また、この空間11で鍵駆動ユニット13の前方にはセンサ
ユニット27が配設されている。A sensor unit 27 is arranged in front of the lock driving unit 13 in this space 11.
このセンサユニット27は鍵7の上下動を検出して図示し
ていないコントロールユニット(CPU)に検出信号を出
力するものである。The sensor unit 27 detects the vertical movement of the key 7 and outputs a detection signal to a control unit (CPU) (not shown).
センサユニット27の構成は、鍵7の下面に固着されて下
方に向かって突出したフック23の下端に連続的に形成し
たエンコーダプレート(シャッタ)29が、一対のホトカ
プラ31、33の光路に対して出没自在に設けられている。
すなわち、エンコーダプレート29には、第3図に示すよ
うに、その幅方向に一対のスリットパターン(窓)35、
37が上下にずれて段違いに形成されている。この段違い
のスリットパターン35、37の位置に対応してケース39の
スリット41の両側面には発光素子と受光素子とからなる
上記一対のホトカプラ31、33が配設されている。すなわ
ち、一方のホトカプラ31の光路には一方のスリットパタ
ーン(窓)35が通過するように、他方のホトカプラ33の
光路は他方のスリットパターン(窓)37が通過可能に構
成されている。The sensor unit 27 is configured such that an encoder plate (shutter) 29 continuously formed at the lower end of a hook 23 that is fixed to the lower surface of the key 7 and protrudes downward with respect to the optical paths of the pair of photocouplers 31 and 33. It is provided so that it can appear and disappear freely.
That is, as shown in FIG. 3, the encoder plate 29 has a pair of slit patterns (windows) 35 in the width direction thereof.
37 is vertically displaced and formed in steps. Corresponding to the positions of the different slit patterns 35, 37, the pair of photocouplers 31, 33 composed of a light emitting element and a light receiving element are arranged on both side surfaces of the slit 41 of the case 39. That is, one slit pattern (window) 35 passes through the optical path of one photocoupler 31, and the other slit pattern (window) 37 passes through the optical path of the other photocoupler 33.
すなわち、上記2個のホトカプラ31、33のそれぞれに対
応して(N=2)、上記エンコーダプレート29にはその
上下方向(鍵7の動き方向)に沿って22=4個のスリッ
トパターン35、37が形成されているのである。That is, corresponding to each of the two photo couplers 31 and 33 (N = 2), the encoder plate 29 has 2 2 = 4 slit patterns 35 along its vertical direction (the moving direction of the key 7). , 37 are formed.
以上の構成に係る鍵盤センサにあっては、押鍵操作によ
り鍵7が下降すると、シャッタ29も下降して各窓35、37
がそれぞれホトカプラ31、33の光路を横切ることとな
る。この結果、ホトカプラ31、33はその光路がシャッタ
29によって遮断されると、例えばOFF信号を、窓35、37
を通って光が受光素子に到達するとON信号を出力する。
また、非押鍵状態(離鍵時)ではシャッタ29は上限位置
にあって、各ホトカプラ31、33の光路を遮断している。In the keyboard sensor having the above configuration, when the key 7 is lowered by the key depression operation, the shutter 29 is also lowered and the windows 35, 37 are moved.
Will cross the optical paths of the photocouplers 31 and 33, respectively. As a result, the optical paths of the photocouplers 31 and 33 are shuttered.
When it is blocked by 29, for example, an OFF signal is transmitted to windows 35 and 37.
When the light passes through and reaches the light receiving element, an ON signal is output.
Further, in the non-depressed state (when the key is released), the shutter 29 is at the upper limit position and blocks the optical paths of the photocouplers 31 and 33.
そして、鍵7の動きに従ってこれらのホトカプラ31、33
は全体としてスリットパターン(窓)35、37に基づいて
下記の別表に示すような異なる4種類の信号を出力する
こととなる。Then, according to the movement of the key 7, these photocouplers 31, 33
Will output four different types of signals as shown in the following table based on the slit patterns (windows) 35 and 37 as a whole.
この別表にあって、鍵7は第4位置が最も高く、第1位
置は最も低く位置していることとなる。 In this attached table, the key 7 is located at the highest position at the fourth position and at the lowest position at the first position.
そして、これらの出力信号の組み合わせに基づいてコン
トローラは、鍵7がどの位置にあるか、各位置間を動く
に要した時間(押鍵速度)を演算することによって、鍵
7の動き方向、その速度、さらに、そのタッチ等を検出
するものである。例えば鍵7が上昇したのか下降したの
か、或は、深いピアニッシモ、浅いタッチ、スタッカー
ト、浅い位置での連打、深い位置での連打、か否か等を
検出、判別することができる。Then, based on the combination of these output signals, the controller calculates the position of the key 7 and the time (key pressing speed) required to move between the positions to determine the moving direction of the key 7. The speed and the touch thereof are detected. For example, it is possible to detect and determine whether the key 7 has risen or descended, or whether deep pianissimo, shallow touch, staccato, continuous strike at a shallow position, continuous strike at a deep position, or the like.
なお、上記ホトカプラ31、33にあっては、少なくとも受
光側を2ヶ所で受けることとし、シャッタ29には分解能
に必要な隙間を設ける。実用上は0.5mm以上とする。シ
ャッタ29の隙間は各列毎にその分解能に応じた段差をつ
けるが、その段差がないときは一方のホトカプラ31と他
方のホトカプラ33との間に段差をつけるものとする。In the photocouplers 31 and 33, at least two light receiving sides are received, and the shutter 29 is provided with a gap necessary for resolution. Practically, it is 0.5 mm or more. The gap of the shutter 29 is provided with a step according to the resolution for each row, but when there is no step, a step is provided between the one photo coupler 31 and the other photo coupler 33.
第4図及び第5図は本考案に係る自動演奏ピアノの鍵盤
センサの第2前提例を示している。4 and 5 show a second premise example of the keyboard sensor of the automatic playing piano according to the present invention.
これらの図に示すように、この前提例にあっては、鍵に
垂下されたエンコーダプレート(シャッタ)51にその幅
方向に並んで大きさの異なる3つの窓(スリット)53、
55、57を並設したものである。これらの3つの窓53、5
5、57はそれぞれの高さ位置が異なり、しかも、その窓5
3、55、57の幅は同一であるが、その高さ自体は各列で
は異なる構成である。As shown in these figures, in this premise example, three windows (slits) 53 of different sizes are arranged in the width direction of the encoder plate (shutter) 51 hanging from the key.
55 and 57 are installed side by side. These three windows 53, 5
5 and 57 have different height positions, and their windows 5
The widths of 3, 55 and 57 are the same, but the height itself is different in each row.
一方、これらの窓53、55、57の各列に対応して3個のホ
トカプラ61、63、65が所定位置に固定されている。すな
わち、所定部位に固定された受光素子と発光素子とから
なる各ホトカプラ61、63、65の各光路に、各窓53、55、
57は移動可能に配設されているのである。On the other hand, three photocouplers 61, 63 and 65 are fixed at predetermined positions corresponding to the respective rows of these windows 53, 55 and 57. That is, in each optical path of each photocoupler 61, 63, 65 consisting of a light receiving element and a light emitting element fixed to a predetermined portion, each window 53, 55,
57 is movably arranged.
そして、窓53はエンコーダプレート51の高さ方向(プレ
ート51の動く方向)に等間隔に4個配列されている。窓
55は同方向に沿って2個、窓57は1個、それぞれ配設、
形成されている。従って、これらの3列の窓53、55、57
によって、エンコーダプレート51にはその高さ方向に沿
って8個の異なる信号が出力可能となっている。Then, four windows 53 are arranged at equal intervals in the height direction of the encoder plate 51 (direction in which the plate 51 moves). window
Two 55 are arranged along the same direction, and one window 57 is arranged.
Has been formed. Therefore, these three rows of windows 53, 55, 57
Thus, eight different signals can be output to the encoder plate 51 along its height direction.
換言すると、当該鍵盤センサにあっては、鍵に対してそ
の高さ方向に8の位置を検出することができるのであ
る。上記スリットパターンの構成に係るエンコーダプレ
ート51により鍵の上下動に対応してその高さ位置を第1
から第8迄の8位置について検出することが可能となっ
ている。In other words, the keyboard sensor can detect 8 positions in the height direction of the key. With the encoder plate 51 having the above-mentioned slit pattern configuration, the height position of the key is set to the first position in correspondence with the vertical movement of the key.
It is possible to detect 8 positions from to 8th.
第5図は各ホトカプラからの出力信号に基づいてコント
ローラにその鍵の位置を示す信号を出力する信号処理回
路を示している。FIG. 5 shows a signal processing circuit for outputting a signal indicating the position of the key to the controller based on the output signal from each photocoupler.
すなわち、各ホトカプラ61、63、65の各出力は第1〜第
8のアンド回路71、72、73、74、75、76、77、78に直接
に又はインバータを介して入力され、これらのアンド回
路71、72、73、74、75、76、77、78の各出力は第1〜第
8のフリップフロップ回路81、82、83、84、85、86、8
7、88の各セット端子にそれぞれ入力されている。That is, each output of each photocoupler 61, 63, 65 is input to the first to eighth AND circuits 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 directly or via an inverter, and these AND The outputs of the circuits 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 are the first to eighth flip-flop circuits 81, 82, 83, 84, 85, 86, 8 respectively.
It is input to each set terminal of 7, 88.
そして、第1〜第8のフリップフロップ回路81、82、8
3、84、85、86、87、88の各リセット端子には、それぞ
れ、第2〜第1のアンド回路72、73、74、75、76、77、
78、71の各出力が入力されている。すなわち、第1のフ
リップフロップ回路81のリセット端子には第2のアンド
回路72の出力が、第2のフリップフロップ回路82のリセ
ット端子には第3のアンド回路73の出力が、第3のフリ
ップフロップ回路83のリセット端子には第4のアンド回
路74の出力が、第4のフリップフロップ回路84について
は第5のアンド回路75の出力が、第5のフリップフロッ
プ回路85には第6のアンド回路76の出力が、第6のフリ
ップフロップ回路86には第7のアンド回路77の出力が、
第7のフリップフロップ回路87には第8のアンド回路78
の出力が、さらに、第8のフリップフロップ回路88には
第1のアンド回路71の出力が、それぞれ、入力されてい
るのである。Then, the first to eighth flip-flop circuits 81, 82, 8
The reset terminals 3, 84, 85, 86, 87, 88 are respectively connected to the second to first AND circuits 72, 73, 74, 75, 76, 77,
Each output of 78 and 71 is input. That is, the output of the second AND circuit 72 is output to the reset terminal of the first flip-flop circuit 81, and the output of the third AND circuit 73 is output to the reset terminal of the second flip-flop circuit 82. To the reset terminal of the flip-flop circuit 83, the output of the fifth AND circuit 75 for the fourth flip-flop circuit 84, and the output of the sixth AND circuit 75 for the fifth flip-flop circuit 85. The output of the circuit 76, the output of the seventh AND circuit 77 to the sixth flip-flop circuit 86,
The seventh flip-flop circuit 87 includes an eighth AND circuit 78.
And the output of the first AND circuit 71 is input to the eighth flip-flop circuit 88, respectively.
以上の構成による第2前提例にあっては、本考案におけ
るN=3のときを示し、3個のホトカプラ61、63、65に
対して3つの窓53、55、57を所定のパターン(23=8個
のスリットパターンを)で1枚のエンコーダプレート51
に形成することにより、鍵の上下動に対して8位置を検
出することができる。鍵盤センサとしてのセンシング精
度を高めることができるのである。8通りの組み合わせ
の出力によりコントローラは鍵のタッチ等をより正確に
検出することが可能となるのである。In the second premise example having the above configuration, the case where N = 3 in the present invention is shown, and three windows 53, 55 and 57 are provided in a predetermined pattern (2) for three photocouplers 61, 63 and 65. 3 = 8 slit patterns) with 1 encoder plate 51
By forming the above, it is possible to detect eight positions with respect to the vertical movement of the key. The sensing accuracy as a keyboard sensor can be improved. The output of the eight combinations enables the controller to detect a key touch and the like more accurately.
(実施例) 次に、本考案の一実施例を第6図〜第8図を参照し説明
する。(Embodiment) Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
この実施例は、上記第1前提例と同様に2個のホトカプ
ラ(N=2)についてのものである。This embodiment is for two photocouplers (N = 2) as in the first precondition example.
この実施例にあっては、第6図に示すように、鍵に取着
される1枚のエンコーダプレート91に2個のホトカプラ
92、93に対応して2列の窓94、95を上下方向に複数個互
い違いに等間隔おいて形成したものである。すなわち、
図示のように、窓95の下縁部に対応する位置においては
窓94が形成されているのに対し、窓95の上縁部に対応す
る位置においては窓は形成されていない。In this embodiment, as shown in FIG. 6, one photo encoder plate 91 attached to the key has two photo couplers.
Corresponding to 92 and 93, two rows of windows 94 and 95 are formed alternately in the vertical direction at equal intervals. That is,
As shown, the window 94 is formed at the position corresponding to the lower edge of the window 95, whereas the window is not formed at the position corresponding to the upper edge of the window 95.
第7図に示すように、これらのホトカプラ92、93からは
カウントアップパルス発生器96、カウントダウンパルス
発生器97、のそれぞれに信号が入力されており、これら
の発生器96、97からはそれぞれカウンタ98に信号が入力
されている。カウンタ98により位置情報に変換するもの
である。As shown in FIG. 7, signals are input from the photo couplers 92 and 93 to the count-up pulse generator 96 and the count-down pulse generator 97, respectively, and the counters are output from the generators 96 and 97, respectively. Signal is input to 98. The counter 98 converts into position information.
第8図はホトカプラ92、93、パルス発生器96、97の各出
力波形、及び、カウンタ98のカウント値をそれぞれ示し
ている。図において最初に鍵7は最も高い位置にあり、
カウンタ98のカウント値は「0」になている。また、ホ
トカプラ92、93の光路は、エンコーダプレート91の下端
部によって遮光されているため、これらホトカプラの出
力信号は“0"になっている。ここで、鍵7が押下される
と、まず窓94によってホトカプラ92の光路が透光され、
ホトカプラ92の検出信号が“1"になる。さらに鍵7が押
下されると、窓95の下縁部がホトカプラ98に達し、ホト
カプラ93の検出信号が“1"に立ち上がる。この時点では
ホトカプラ92の検出信号は“1"であるから、カウントア
ップパルス発生器96によってカウントダウンパルスが発
生され、カウンタ98のカウント値は「1」だけインクリ
メントされ、「1」になる。FIG. 8 shows the output waveforms of the photocouplers 92 and 93, the pulse generators 96 and 97, and the count value of the counter 98, respectively. In the figure, the key 7 is at the highest position first,
The count value of the counter 98 is "0". Further, since the optical paths of the photocouplers 92 and 93 are shielded by the lower end portion of the encoder plate 91, the output signals of these photocouplers are “0”. Here, when the key 7 is pressed, the optical path of the photocoupler 92 is first transmitted through the window 94,
The detection signal of the photocoupler 92 becomes "1". When the key 7 is further pressed, the lower edge of the window 95 reaches the photo coupler 98, and the detection signal of the photo coupler 93 rises to "1". Since the detection signal of the photocoupler 92 is "1" at this time point, a countdown pulse is generated by the countup pulse generator 96, and the count value of the counter 98 is incremented by "1" to become "1".
さらに鍵7が押下されると、窓94、95の上縁部がホトカ
プラ92、93の光路に順次到達するから、これらホトカプ
ラ92、93の検出信号は順次“0"になる。以後、同様に、
鍵7が押下されてゆくと、ホトカプラ93の検出信号が立
ち上がる際にホトカプラ92の検出信号は“1"になってい
るから、カウントアップパルスが順次出力され、カウン
タ98のカウント値は、図示のように、「2」、「3」に
インクリメントされてゆく。When the key 7 is further pressed, the upper edges of the windows 94 and 95 sequentially reach the optical paths of the photocouplers 92 and 93, so that the detection signals of these photocouplers 92 and 93 sequentially become "0". After that, similarly
When the key 7 is pushed down, the detection signal of the photocoupler 93 is "1" when the detection signal of the photocoupler 93 rises. Therefore, count-up pulses are sequentially output, and the count value of the counter 98 is shown in the figure. In this way, it is incremented to "2" and "3".
次に、ホトカプラ92の光路が下から4段目の窓94によっ
て透光状態になった後、鍵7が離鍵されると、エンコー
ダプレート91は上方向に移動し、下から3段目の窓95の
上縁部はホトカプラ93の光路に達する。これにより、ホ
トカプラ93の検出信号は“1"に立ち上がる。しかし、こ
の時点では、下から3段目の窓94の上縁部は未だホトカ
プラ92の光路に達していない。従って、カウントダウン
パルス発生器97からカウントダウンパルスが出力され、
これによってカウンタ98のカウント値は「2」にデクリ
メントされる。Next, when the key 7 is released after the optical path of the photocoupler 92 is made transparent by the window 94 at the fourth stage from the bottom, the encoder plate 91 moves upward and the third stage from the bottom. The upper edge of the window 95 reaches the optical path of the photocoupler 93. As a result, the detection signal of the photocoupler 93 rises to "1". However, at this point, the upper edge of the window 94 at the third stage from the bottom has not reached the optical path of the photocoupler 92 yet. Therefore, the countdown pulse is output from the countdown pulse generator 97,
As a result, the count value of the counter 98 is decremented to "2".
このように、本実施例にあっては、カウンタ98のカウン
ト値によって、エンコーダプレート91の位置すなわち鍵
7の押鍵深さが表される。また、カウント値の変化する
速度は鍵7の押鍵速度(または離鍵速度)に対応するも
のになる。Thus, in this embodiment, the count value of the counter 98 represents the position of the encoder plate 91, that is, the key pressing depth of the key 7. The speed at which the count value changes corresponds to the key pressing speed (or key releasing speed) of the key 7.
この第3実施例にあっては、エンコーダプレート91のス
リット(窓)の数は決まっているため、カウンタ98のカ
ウント値が決まった範囲を越えたときは、カウント値を
境界値に訂正することにより、電源ON時等のエラーによ
る誤差を修正することができ、リセット回路は不必要と
なっている。カウンタのオーバフロー又はアンダフロー
によりリセット回路を不必要とするものである。In the third embodiment, since the number of slits (windows) in the encoder plate 91 is fixed, when the count value of the counter 98 exceeds the fixed range, the count value should be corrected to the boundary value. This makes it possible to correct an error caused by an error when the power is turned on and the reset circuit is unnecessary. The reset circuit becomes unnecessary due to the overflow or underflow of the counter.
(効果) 以上説明したように、本考案によれば、第1の光センサ
の光路が第1の縁部にあるときと第2の縁部にあるとき
とで第2の光センサの検出信号を異ならせるから、鍵の
移動方向を正確に検出することができる。また、その結
果に応じてカウンタをアップあるいはダウンさせるか
ら、鍵の複雑な動きに対して正確なセンシングを行うこ
とが可能になる。(Effect) As described above, according to the present invention, the detection signal of the second optical sensor is detected when the optical path of the first optical sensor is at the first edge and when it is at the second edge. Therefore, the moving direction of the key can be accurately detected. In addition, since the counter is incremented or decremented according to the result, it becomes possible to perform accurate sensing for a complicated movement of the key.
第1図は本考案に係る自動演奏ピアノの鍵盤センサの第
1前提例を示すその側面図、 第2図は本考案の第1前提例に係るセンサユニットを示
すその分解斜視図、 第3図は第1前提例に係るエンコーダプレートを示すそ
の正面図、 第4図は本考案の第2前提例に係るエンコーダプレート
を示すその正面図、 第5図は第2前提例に係るエンコーダ回路を示す回路
図、 第6図は本考案の一実施例に係るエンコーダプレートを
示すその正面図、 第7図は一実施例に係る信号処理回路を示すブロック
図、 第8図は一実施例に係る信号処理回路の波形図、 第9図は従来の自動演奏ピアノの鍵駆動部を示すその側
面図である。 7……鍵、27……センサユニット、29……エンコーダプ
レート、31、33……ホトカプラ、35、37……窓(スリッ
トパターン)、92、93……ホトカプラ(第1および第2
の光センサ)、94、95……窓(第1および第2の透光
部)、96……カウントアップパルス発生器、97……カウ
ントダウンパルス発生器、98……カウンタ。FIG. 1 is a side view showing a first premise example of a keyboard sensor of an automatic playing piano according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a sensor unit according to the first premise example of the present invention, and FIG. Is a front view showing an encoder plate according to a first premise example, FIG. 4 is a front view showing an encoder plate according to a second premise example of the present invention, and FIG. 5 shows an encoder circuit according to a second premise example. FIG. 6 is a front view showing an encoder plate according to one embodiment of the present invention, FIG. 7 is a block diagram showing a signal processing circuit according to one embodiment, and FIG. 8 is a signal according to one embodiment. FIG. 9 is a side view showing a key driving unit of a conventional automatic playing piano. 7 ... key, 27 ... sensor unit, 29 ... encoder plate, 31,33 ... photocoupler, 35,37 ... window (slit pattern), 92,93 ... photocoupler (first and second
Optical sensor), 94, 95 ... Window (first and second light transmitting portions), 96 ... Count-up pulse generator, 97 ... Count-down pulse generator, 98 ... Counter.
Claims (1)
に、該遮光部材がその光路を遮光するか透光するかに応
じて異なる検出信号を出力する第1および第2の光セン
サとを備えた鍵盤センサであって、 前記遮光部材は前記第1の光センサに対応して設けられ
た第1の透光部および前記第2の光センサに対応して設
けられた第2の透光部を有し、前記第1の透光部は鍵の
揺動に応じて前記第1の光センサの検出信号が変化する
第1および第2の縁部を有し、前記第2の透光部は前記
第1の光センサの光路が前記第1の縁部にあるときと前
記第2の縁部にあるときとで前記第2の光センサの検出
信号を異ならせるように設けられ、 さらに、 前記第1の光センサの検出信号が変化したときの前記第
2の光センサの検出信号に応じてアップあるいはダウン
するカウンタを備えた鍵盤センサ。1. A key provided so as to be swingable in a vertical direction, a light-shielding member fixed to the key, the light-shielding member being arranged so as to be retractable in and out of the optical path, and the light-shielding member being in the optical path. And a second optical sensor that outputs different detection signals depending on whether the light is blocked or transmitted, wherein the light blocking member is provided corresponding to the first optical sensor. A first light-transmitting portion and a second light-transmitting portion provided corresponding to the second optical sensor, wherein the first light-transmitting portion is the first light-transmitting portion in response to rocking of a key. The first and second edges where the detection signal of the optical sensor of the first optical sensor changes, and the second light transmitting portion is provided when the optical path of the first optical sensor is at the first edge and It is provided so that the detection signal of the second optical sensor is different from that at the edge of the second optical sensor. Keyboard sensors with up or counter for down in response to the detection signal of the second light sensor when the detection signal of the capacitors is changed.
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
| JP1186088U JPH0741038Y2 (en) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | Keyboard sensor |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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Family
ID=31220783
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2832683B2 (en) * | 1994-12-01 | 1998-12-09 | 株式会社河合楽器製作所 | Electronic musical instrument keyboard device |
| JP2891248B2 (en) * | 1997-08-28 | 1999-05-17 | ヤマハ株式会社 | Electronic keyboard instrument |
-
1988
- 1988-01-29 JP JP1186088U patent/JPH0741038Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH01115797U (en) | 1989-08-03 |
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