JPH0810398B2

JPH0810398B2 - ピアノ

Info

Publication number: JPH0810398B2
Application number: JP8380589A
Authority: JP
Inventors: 隆玉木; 保敏兼子
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH02262195A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、鍵の戻り速度を検出することができるピ
アノに関する。

「従来の技術」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（あるいは外部か
ら供給される演奏情報）によって自動演奏を行う自動演
奏モードとがある。そして、記録モードにおいては、演
奏者による演奏を記録する際に、打弦用のハンマーが弦
を打つ速度を測定し、これを電気信号に変換する必要が
ある。この測定ため、従来の自動ピアノにおいては、鍵
の押下位置を一点において検出する鍵位置センサと、ハ
ンマーの通過位置を２点において検出するハンマー位置
センサとを設けていた。そして、鍵位置センサの出力信
号によって押鍵、離鍵を検出し、また、ハンマーがハン
マー位置センサを通過する時間によって打弦速度を検出
していた。また、簡単な構成のものとしては、鍵の位置
を２点において検出する鍵位置センサを設け、この２点
を通過する時間に基づいて打弦速度を推定するものがあ
る。

そして、上述の自動演奏ピアノにおいては、押鍵が検
出されたときの打弦速度をMIDI信号のベロシティとして
出力していた。

「発明が解決しようとする課題」ところで、演奏者が鍵を戻すときのタッチは、レガー
ト、スタッカート等の演奏態様や曲調によって微妙に変
化する。このタッチの違いにより鍵の戻り速度が変化
し、この変化が弦を止音するダンパの掛かり具合に影響
を与える。すなわち、演奏者のタッチの違いにより、弦
が急激に止音されたり（スタッカート時、第24図に示
す）、あるいは緩やかに止音されたり、（レガート時、
第25図に示す）する。したがって、忠実に演奏を再現し
ようとすれば、手動演奏時における鍵の戻り速度を検出
し、この検出結果に応じて自動演奏時における鍵の戻り
速度を制御する必要がある。

しかしながら、鍵の位置を一点において検出するタイ
プの自動演奏ピアノにおいては、鍵の戻り速度を検出す
ることはできない。

また、鍵の位置を２点において検出する従来装置にあ
っては、鍵の戻り速度を一応は検出することができる
が、２点間を通過する際の平均速度しか検出することが
できず、その間のタッチの変動に対応し得ないという欠
点があった。しかも、２点間の距離が押鍵／離鍵を検出
するための位置に設定されているので、その間隔が速度
検出を行うには大き過ぎ、十分な分解能が得られないと
いう問題があった。この場合、鍵戻り速度は、ダンパが
弦の止音を開始するタイミングにおける値が最も重要で
あり、平均速度や他のタイミングにおける速度の検出で
は演奏の忠実な再現は期待できない。したがって、最も
重要なタイミングにおいて高い分解能で速度測定を行う
ことが必要である。

さらに、従来の自動演奏ピアノにおいては、検出位置
も固定されていたために、適切な位置を選択するという
ことができなかった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、
鍵の戻り速度を最も重要なタイミングにおいて高精度に
検出することができ、また、測定位置を適宜変更するこ
とができるピアノを提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に
あっては、第１図に例示するように、自動演奏ピアノ１
の鍵の位置を、前記ダンパーが該鍵を止音する特定位
置、を含む少なくとも３以上の異なった位置で検出する
位置検出手段２と、前記位置検出手段２の検出結果に応
じて計時を行う計時手段５と、前記位置検出手段２の検
出結果及び前記計時手段５の計時結果に応じて、３以上
の異なった位置を検出して、押鍵過程において、該検出
のタイミングに基づき発音タイミングあるいは打弦速度
を推定する推定手段６と、離鍵過程において、前記位置
検出手段２によって検出された前記鍵の位置が、前記特
定位置に該当するか否かを判定する判定手段３と、この
判定手段によって特定位置に該当すると判定されたとき
は、前記計時手段５の計時結果に応じて、当該特定位置
とその前に通過した所定位置との間の通過時間に基づい
て鍵の戻り速度を算出する算出手段４とを具備すること
を特徴としている。

また、請求項２に記載の発明においては、前記算出手
段４は、鍵が前記特定位置を通過する瞬間の速度と前記
通過時間との関係を予め記憶したテーブルを有し、この
テーブルを用いて前記通過時間に対応する鍵戻り速度を
算出することを特徴としている。

「作用」位置検出手段２が、鍵の位置を、ダンパーが鍵を止音
する特定位置を含む少なくとも３以上の異なった位置で
検出し、計時手段５が、位置検出手段２の検出結果に応
じて計時を行う。一方、推定手段６が、位置検出手段２
の検出結果及び計時手段５の計時結果に応じて、３以上
の異なった位置を検出して、押鍵過程において、その検
出のタイミングに基づき発音タイミングあるいは打弦速
度を推定し、他方、判定手段３が、離鍵過程において、
位置検出手段２によって検出された鍵の位置が、上記特
定位置に該当するか否かを判定し、さらに、算出手段４
が、判定手段３によって特定位置に該当すると判定され
たときは、計時手段５の計時結果に応じて、当該特定位
置とその前に通過した所定位置との間の通過時間に基づ
いて鍵の戻り速度を算出する。すなわち、判定手段３に
よって特定位置を任意に選択することができるととも
に、特定位置の近傍の通過時間に基づいて鍵戻り速度が
算出される。

また、請求項２に記載の発明においては、前記算出手段
４内に鍵が前記特定位置を通過する瞬間の速度と前記通
過時間との関係を予め記憶したテーブルが設けられてい
るので、このテーブルを用いて鍵戻り速度を高精度に算
出することができる。

「実施例」以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明
する。

（１）実施例の構成第２図はこの発明の一実施例の概略構成を示す側面図
である。この図において、自動ピアノ71は複数の鍵73で
構成される鍵盤と、各鍵73の動きをハンマー75に伝達す
る打弦機構77と、ハンマー75に打弦される弦79と、弦79
の振動を抑制するためのダンパー78と、ペダル機構（図
示略）と、このペダル機構を駆動するソレノイド（第７
図の符号80参照）とを有している。

鍵73はバランスピン81を中心に揺動自在になってお
り、鍵73が押鍵されるか、あるいは、ソレノイド83から
プランジャが突出して鍵73を回動させると、この動きが
打弦機構77を介してハンマー75およびダンパー78に伝達
される。これにより、ダンパー78が弦から離れるととも
に、ハンマー75が図面左方向に回動し打弦が行われる。

鍵73にはシャッタ87が取り付けられており、シャッタ
87の移動範囲内に位置センサ89が設けられている。この
位置センサ89は、第５図に示すように水平方向に所定距
離隔てて設けられているフォトインタラプタFC1,FC2に
よって構成されており、各フォトインタラプタFC1,FC2
の検出信号の組合せから鍵73の位置が検出されるように
なっている。

ここで、位置検出原理について説明する。第５図はシ
ャッタ87とフォトインタラプタFC1,FC2の相対的位置関
係を示したもので、シャッタ87を固定して図示してあ
る。なお、実際にはフォトインタラプタFC1,FC2の位置
が固定で、これに対してシャッタ87が上下動する。

まず、シャッタ87に対してフォトインタラプタFC1,FC
2の位置が第１測定点L1にある場合は、シャッタ87の形
状が段階状になっているため、フォトインタラプタFC1
は光が遮断されてオフ、フォトインタラプタFC2が光が
透光状態となり、検出信号はオンとなる。この第１測定
点L1は、鍵73を動作させて最初にシャッタ87に遮光され
る位置である。次に、鍵73が押下され始めて、シャッタ
87に対するフォトインタラプタFC1,FC2の位置が第２測
定点L2になるとフォトインタラプタFC1,FC2の双方の検
出信号がオフになる。さらに、フォトインタラプタFC1,
FC2の位置が相対的に第３測定点L3の位置になると、フ
ォトインタラプタFC1の検出信号がオン、フォトインタ
ラプタFC2の検出信号がオフになる。そして、鍵73が打
鍵直前まで押下されると、フォトインタラプタFC1,FC2
の位置は第４測定点L4の位置になり、双方の検出信号が
共にオン状態になる。ここで、各フォトインタラプタFC
1,FC2の出力状態（検出信号）と検出位置との関係を第
６図に示す。

また、鍵73の位置の変化（軌跡）は、例えば、第３図
に示すようになっている。この図の左側の部分は鍵の押
鍵離鍵が極めて速く行われた場合であり、右側の部分は
押鍵離鍵が比較的ゆっくり行われた場合である。図示の
ように、押鍵過程における鍵速度は一定でなく、例え
ば、部分a1と部分a2においては押鍵速度が異なってい
る。また、部分ｂについても押し初めの速度とは異な
り、速くなっている。

一方、第４図は鍵73の動きに対応するハンマー75の移
動を示すタイミングチャートであり、第４図の左側が第
３図の左側の鍵の動きに対応し、第４図の右側が第３図
の右側の鍵の動きに対応する。この図面から解るよう
に、最終的な打弦強度は、鍵の速度変化の影響を受け
る。

次に、第２図に示す位置センサ89の出力信号は、コン
トローラ85に供給され、ここにおいて位置判定がなされ
るようになっている。コントローラ85は、第７図に示す
構成になっている。図において、メインマイクロコンピ
ュータ91は、回路各部を制御するものであり、このメイ
ンマイクロコンピュータ91の制御の下にフロッピーディ
スク制御用のローカルマイクロコンピュータ93と鍵走査
用マイクロコンピュータ95とが動作するようになってい
る。また、メインマイクロコンピュータ91は、CPU、RO
M、RAM、EEPROMおよびバックアップRAM等を具備して論
理演算機能を有しており、コモンバスを介して入出力部
に接続された外部回路との間でデータの入出力を行うよ
うになっている。

操作パネル97は、操作者によって操作される各種のス
イッチを有しており、また、遠隔操作用スイッチから出
力されるスイッチ情報が入力されるようになっている。
ローカルマイクロコンピュータ93は、操作パネル97の各
スイッチのスキャンにより得られるスイッチ情報および
遠隔操作用スイッチから供給されるスイッチ情報をメイ
ンマイクロコンピュータ91へ供給する。また、ローカル
マイクロコンピュータ93はフロッピーディスクドライバ
99を制御し、フロッピーディスク101から読出された演
奏情報をメインマイクロコンピュータ91へ供給するとと
もに、メインマイクロコンピュータ91から出力された演
奏情報をフロッピーディスク101に書き込む。さらに、
ローカルマイクロコンピュータ93は、MIDI入出力部103
を介して外部の電子楽器とMIDI情報の授受を行うように
なっている。したがって、メインマイクロコンピュータ
91は、ローカルマイクロコンピュータ93を介して外部電
子楽器との間でMIDI情報の授受を行うことができる。な
お、MIDI情報には周知のように打弦強度情報であるベロ
シティが含まれている。

一方、鍵走査用マイクロコンピュータ95は、各鍵につ
いての位置センサ89の出力信号を順次スキャンし、この
出力信号に基づき鍵73の位置を示すコード、すなわち第
１測定点L1〜第４測定点L4のいずれかを示す位置コード
をメインマイクロコンピュータ91に供給する。また、押
された鍵を特定するキーコードもメインマイクロコンピ
ュータ91に同時に供給する。

メインマイクロコンピュータ91は、供給された位置コ
ードに基づき各測定点の通過時刻を測定する。この場
合、各測定点L1〜L4の間の距離は既知であり、かつ、不
変であるから、測定した時間差はそのまま鍵速度に対応
するデータとなる。すなわち、メインマイクロコンピュ
ータ91は、実質的に鍵速度を測定する。そして、メイン
マイクロコンピュータ91は、測定した時間差から打鍵強
度を推定するようになっている（詳細は後述）。また、
メインマイクロコンピュータ91は、ペダル機構に付加さ
れたセンサ90から供給されるペダルの踏込／解放を示す
情報と上述の推定結果等から演奏情報を作成する。ま
た、メインマイクロコンピュータ91は、フロッピーディ
スク101から読出された演奏情報がローカルマイクロコ
ンピュータ93を介して供給されると、この情報に従って
ソレノイドドライバを制御し、これによりソレノイドド
ライバは鍵用のソレノイド83およびペダル用のソレノイ
ド80を駆動し、自動演奏を行う。

なお、図中107は装置各部に電源を供給する電源ユニ
ットである。

（２）実施例の動作次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明
する。

第８図は、メインマイクロコンピュータ91が実行する
メインルーチンであり、記録モード時に起動され、所定
時間毎に繰り返し実行される。

まず、ステップSP1においては、キーレジスタの初期
化が行われる。キーレジスタは、メインマイクロコンピ
ュータ91内のRAMに設定されているレジスタであり、第
９図に示すようにキー番号NO1〜NO88に対応する記憶エ
リアを有している。各記憶エリアには、各測定点L1〜L4
のいずれかを示す測定点データLnが書き込まれるように
なっている。なお、ｎは各測定点の位置を示す。

次に、ステップSP2に進むと、鍵走査用マイクロコン
ピュータ95から測定点の位置を示す位置コードおよびキ
ーコードが供給されたか否かが判断される。この判定が
「NO」の場合は、「YES」となるまでステップSP2の判定
を繰り返す。ステップSP2の判定が「YES」になると、ス
テップSP3に進み、鍵走査用マイクロコンピュータ95か
ら供給された位置コードとキーコードとを復号し、これ
らをキー番号データKnと測定点データLnに変換する。そ
して、ステップSP4に移ると、キーレジスタ（第９図参
照）内のキー番号データKnに一致する番号の記憶エリア
から前回記憶された位置データLn_-1を読出す。ただし、
今回の位置データLnが最初のデータの場合は前回データ
はない。

次に、ステップSP5に移り、前回の位置データLnをキ
ーレジスタ内の対応する記憶エリアに書き込む。そし
て、ステップSP6に進み、前回の位置データLn_-1と今回
の位置データLnとを比較し、その連続性の有無に基づい
て鍵走査にエラーがあったか否かが判定される。すなわ
ち、位置センサ89による位置検出が正常に行われた場合
は、押鍵時における位置データは測定点L1→L2→L3→L4
を示すものに順次更新されるはずであり、鍵戻り時にお
ける位置データは、上記とは逆に測定点L4→L3→L2→L1
を示すものに順次更新されるはずである。これがエラー
の場合、すなわち、いずれかの測定点において位置デー
タが得られなかった場合は、位置データの更新が上述の
順序にならない。ステップSP6の判定は、この原理によ
り行われ、位置データLnとLn_-1とが正規の関係になって
いない場合にエラーと判定する。次にステップSP7に移
り、エラー判定がされたか否かが判断され「YES」の場
合は再びステップSP2に戻る。そして、エラー判定がな
されなかった場合は、位置データLnがどの測定点を示す
か、および、鍵の動きが押鍵過程と鍵戻り過程のいずれ
にあるかによってステップSP8〜SP15のサブルーチンの
処理を行う。以下に押鍵過程と鍵戻り過程に分けて各サ
ブルーチンの処理を説明する。

A:押鍵過程ステップSP8（L1押鍵時処理ルーチン）この処理ルーチンのフローチャートを第11図に示す。
第11図に示すステップSPa1においては、キーイベントレ
ジスタの当該キーの部分、すなわち、押下されている鍵
のキー番号に対応する部分が初期化される。ここで、キ
ーイベントレジスタは、第７図に示すメインマイクロコ
ンピュータ91のRAM内に設定されているレジスタであ
り、そのメモリマップを第10図に示す。キーイベントレ
ジスタは、キー番号NO1〜NO88に対応した記憶ブロック
を有しており、各記憶ブロックは第10図に示すように９
個の記憶エリアar1〜ar9から成っている。記憶エリアar
1〜ar4には、押鍵時における測定点L1〜L4の通過時刻が
記憶され、記憶エリアar5、ar6には鍵戻り時における測
定点L2、L3の通過時刻が記憶されるようになっている。
また、記憶エリアar7には推定打鍵速度Ｖが記憶され、
記憶エリアar8には発音タイミングＴが記憶されるよう
になっており、記憶エリアar9には、キーオン（ノート
オン）またはキーオフ（ノートオフ）を示すオン／オフ
フラグが設けられている。

次に、ステップSPa2においては、押下されている鍵の
番号に対応する記憶ブロックの記憶エリアar1に現在時
刻をデータTL1として書き込む。この処理の後は、メイ
ンルーチン（第８図参照）にリターンする。

ステップSP9（L2押鍵時処理ルーチン）この処理ルーチンのフローチャートを第12図に示す。
まず、ステップSPb1においては、押下されている鍵の番
号に対応する記憶ブロックの記憶エリアar2に現在時刻
をデータTL2として書き込む。そして、ステップSPb2に
進み、データTL2からデータTL1を減算し、この時間差
（鍵速度に対応）からテーブルに基づいて推定打鍵速度
Ｖを算出する。このテーブルは、第７図に示すメインマ
イクロコンピュータ91内のROM内に設定されている。テ
ーブルの内容は第21図に示すようになっている。すなわ
ち、横軸を時間差の対数目盛りln（TLn−TLn_-1）とし、
縦軸を推定打弦速度Ｖとして、時間差の対数値から推定
打弦速度V2を算出する。

次に、ステップSPb3に進み、ステップSPb2において算
出した推定速度V2が予め定めた基準限界速度v1Lとv1Hと
の範囲内にあるか否かが判定される。この範囲から外れ
る場合は、鍵走査が異常な場合である。例えば、下限の
基準限界速度v1Lを下回る場合は、極めてゆっくりと鍵
が押下された場合であり、通常の鍵操作にはあり得ない
場合である。また、上限の基準限界速度v1Hを上回る場
合は、例えば、第20図のe1に示すような場合であり、鍵
とハンマーとが連動しないで鍵が無負荷で高速に動いた
場合である。

推定打弦速度V2が正常の範囲にあれば、ステップSPb3
の判定が「YES」となり、ステップSPb4に進む。ステッ
プSPb4では推定打弦速度V2からテーブルに基づいて発音
タイミングT2を求める。このテーブルは第７図に示すメ
インマイクロコンピュータ91内のROMに設定されてお
り、その内容は第22図に示すようになっている。すなわ
ち、推定打弦速度を縦軸、発音タイミングの対数lnTを
横軸とした場合に、図示の直線l1〜l3に基づいて発音タ
イミングＴを算出する。ただし、直線l1は第１測定点L1
から第２測定点L2までの区間の通過時間に基づいて推定
打弦速度V2を算出する場合に用いる線であり、同様に直
線l2、l3は各々第２測定点L2から第３測定点L3の区間お
よび第３測定点L3から第４測定点L4の区間の通過時間に
基づいて推定打弦速度V3、V4を算出する場合に用いる線
である。したがって、ステップSPb4においては、直線l1
に基づいて発音タイミングT2が算出される。

ステップSPb4の処理の後は、ステップSPb5に移り、推
定打弦速度V2および発音タイミングT2をキーイベントレ
ジスタ内の記憶エリアar7,ar8にそれぞれ推定打弦速度
Ｖおよび発音タイミングＴとして書き込んでリターンす
る。

一方、ステップSPb3において「NO」と判定された場合
は、縦操作が異常なためキーイベントレジスタの書込は
行わず、直ちにリターンする。

ステップSP10（L3押鍵処理ルーチン）この処理ルーチンのフローチャートを第13図に示す。
図に示すステップSPc1においては、押下されている鍵の
番号に対応する記憶ブロックの記憶エリアar3（第10図
参照）に現在時刻をデータTL3として書き込む。そし
て、ステップSPc2に進み、データTL3からデータTL2を減
算し、この時間差からテーブル（第21図参照）に基づい
て推定打弦速度V3を算出する。次にステップSPc3に進む
と、推定打弦速度ｖが、v2L≦V3≦v2Hの範囲に入ってい
るか否かが判定される。この判定におけるv2Lおよびv2H
の値は、鍵操作が異常であるか否かを判定するための下
限値および上限値であり、前述したv1L、v1Hと同様にし
て予め実験等に基づいて設定される。このように、異常
操作判定のための下限値および上限値をステップSPb3
（第12図参照）の場合と異ならせているのは、押鍵の位
置によって異常操作となる場合の鍵速度が異なるからで
ある。

鍵の異常操作がなくステップSPc3の判定の結果が「YE
S」になるとステップSPc4を進み、推定打弦速度V3から
発音タイミングT3を算出する。この算出は、第22図に示
す直線l2に基づいて行われる。そして、ステップSPc5に
進み、推定打弦速度V3と発音タイミングＴが既にキーイ
ベントレジスタ（第10図参照）のエリアar7またはエリ
アar8に記憶されているか否かが判断される。この判断
結果が「YES」の場合、すなわち、L2押鍵時処理サブル
ーチン（第12図参照）においてステップSPb4,SPb5の処
理がなされている場合は、ステップSPc6に移り、T3＜Ｔ
か否かが判定される。この判定が「YES」の場合は、ス
テップSPc7に移りキーイベントレジスタのエリアar7、a
r8の内容を、各々推定打弦速度V3および発音タイミング
T3に書き換える。この書き換え後は、メインルーチンに
リターンする。

一方、L2押鍵時処理サブルーチン（第12図参照）のス
テップSPc3において鍵が異常操作であると判定された場
合は、キーイベントレジスタのエリアar7,ar8はクリア
された状態にあるから、ステップSPc5の判定が「NO」と
なる。したがって、直ちにステップSPc7に移り、推定打
弦速度V3と発音タイミングT3をエリアar7,ar8に書き込
む。また、鍵に異常操作があり、ステップSPc3において
「NO」と判定された場合においては、打弦推定速度V3お
よび発音タイミングT3の算出は行わずにリターンする。

ステップSP11（L4押鍵時処理ルーチン）第14図は、L4押鍵時処理ルーチンを示すフローチャー
トである。このフローチャートにおける各ステップSPd1
〜SPd7は、各々第13図に示すステップSPc1〜SPc7に対応
しており、同様の処理内容となっている。ただし、ステ
ップSPd3における判定の下限値v3Lおよび上限値v3Hは、
第４測定点L4に対応する値が設定されている。また、算
出されるのは測定点L4に対応した推定打弦速度V4および
発音タイミングT4である（ステップSd2、Sd4参照）。

以上のようにして、鍵操作に異常がなければ、鍵73
（第２図参照）が各測定点L2,L3,L4を通過する毎に推定
打弦速度および発音タイミングが算出される。そして、
算出された発音タイミングT3またはT4が、それ以前に算
出された発音タイミングより早いタイミングを示す場合
は、キーイベントレジスタ内のデータを、新たに算出さ
れ発音タイミングおよび打弦推定速度に更新する。した
がって、L4押鍵時処理が終了した際にキーイベントレジ
スタの記憶エリアar7,ar8に記憶される最終的な推定打
弦速度Ｖと発音タイミングＴとは、押鍵速度の変化を反
映し、実際の打弦速度に対応したものとなる。また、い
ずれの測定点においても鍵操作に異常ありと判定された
場合は、記憶エリアar7,ar8の内容はクリアされたまま
である。

キーイベントタイマー割込処理ルーチンこの処理ルーチンは、キーイベントレジスタの記憶エ
リアar8に格納された発音タイミングＴに基づいて、MID
I信号のNOTO ON信号をリアルタイムで発生する処理ルー
チンである。この処理ルーチンは、第８図に示す処理と
は別個にタイマ割込によって1ms毎に起動されるように
なっており、第19図にそのフローチャートを示す。

第19図に示すステップSPi1においては、キー番号レジ
スタKeyNOに「１」がセットされる。なお、キー番号レ
ジスタKeyNOは、第２図に示すメインマイクロコンピュ
ータ91内のRAM内に設けられている。次に、ステップSPi
2に進むと、メインマイクロコンピュータ91内のCPUのア
キュームレータＡに、記憶エリアar8（第10図参照）に
記憶されている発音タイミングＴを読み込む。そして、
ステップSPi3においてアキュームレータの値が「０」か
否かが判定される。ここで、前述したステップSP8〜SP1
1の各サブルーチンによってキー番号１について発音タ
イミングＴが算出されている場合は、この判定は「NO」
となるから、処理はステップSPi4に進みアキュームレー
タＡの内容が値１だけデクリメントされる。そして、ス
テップSPi5に進んで減算後のアキュームレータＡの値を
同記憶エリアar8にストアする。そして、ステップSPi6
においてアキュームレータＡの内容が「０」か否かが判
定される。この判定が「YES」の場合は、ステップSPi7
に進み、キー番号１の記憶エリアar7に記憶されている
推定速度データＶを読み込む。そして、ステップSPi8に
進むと、ローカルマイクロコンピュータ93に制御信号を
供給し、MIDI端子からMIDI信号を出力させる。この際に
出力されるMIDI信号は、NOTE ON信号である。NOTE ON信
号のステータスバイトは、MIDI規格によれば16進表示で
9X（ＸはチャンネルNO）である。また、MIDI信号の第２
バイトのデータはノートナンバーであるから、キー番号
１に対応するノートナンバーがセットされる。そして、
第３バイトはベロシティ（打弦速度）のデータであるか
ら、ステータスSPi7において読み出された推定打弦速度
Ｖがセットされる。また、ステータスSPi8においては、
上述のようにしてセットされたMIDI信号がフロッピディ
スクドライバ99を介してフロッピーディスク101に書き
込まれる。次に、ステップSPi9に移ると、キーイベント
レジスタの記憶エリアar9にあるオン／オフフラグをセ
ットし、ステップSPi10に移ってキー番号レジスタKeyNO
の値を値１だけインクリメントする。上述のように、ア
キュームレータＡの内容が「０」となった時点におい
て、NOTE ON信号を出力するのは、アキュームレータＡ
の内容は1ms毎に起動されるこのサブルーチンによって
１ずつデクリメントされていくから、アキュームレータ
Ａに読み込まれた発音タイミングＴの値が「０」となる
時点が当該キー番号に対応する弦の発音時刻に対応する
からである。

一方、ステップSPi6における判定結果が「NO」の場合
は、直ちにステップSPi10に進んでキー番号レジスタKey
NOの値を値１だけインクリメントする。このステップSP
i10の処理の後は、ステップSPi11に進む。ステップSPi1
1においては、キー番号レジスタKeyNOの内容が「89」か
否かが判定され、「NO」であれば再びステップSPi2から
処理が行われる。また、ステップSPi3において「YES」
と判定される場合は、押鍵がされなかった場合か、ある
いはステップSP8〜SP11の処理において押鍵が異常操作
と判定されてた場合であり、この場合においても当該キ
ー番号については、NOTE ON信号の作成は行わず、直ち
にステップSPi10に移る。

以後同様にして上記処理が繰り返えされる。すなわ
ち、キー番号１からキー番号88について順次NOTE ON信
号作成の有無が判断され、作成と判断された場合には記
憶エリアar7内の推定打弦速度ＶをベロシティとするMID
I信号を作成する。

そして、すべての鍵についての走査が終了すると、ス
テップSPi11の判定が「YES」となり、割込前の処理ルー
チンへリターンする。

B:鍵戻り過程次に、鍵戻り過程における各処理を説明する。

鍵が最終位置まで押された場合は、測定点L4の位置を
通過した後に鍵戻り過程に入る。この鍵戻り過程におい
ては、当然に各測定点をL4→L3→L2→L1なる順で通過す
る。そして、各通過点においては、第８図に示すステッ
プSP12〜SP15のサブルーチンの処理が行われる。以下各
処理について説明する。

ステップSP12（L4鍵戻り時処理ルーチン）鍵戻り過程において第４測定点L4を通過したときは、
何も処理せず次の第３測定点L3の通過を待機する（第15
図参照）。

ステップSP13（L3鍵戻り時処理ルーチン）鍵戻り過程において鍵73が第３測定点L3を通過する
と、第８図に示す処理によりこれが検出され、L3鍵戻り
時処理ルーチンの処理に移る。この処理は、現在の時刻
をデータTL3Rとしてキーイベントレジスタ（第10図参
照）の記憶エリアar6に記憶させる処理であり（第16図
のステップSPf1参照）、記憶させた後はメインルーチン
にリターンする。

ステップSP14（L2鍵戻り時処理ルーチン）まず、第17図に示すステップSPg1にいおいて、現在の
時刻をデータTL2Rとしてキーイベントレジスタの記憶エ
リアar5に格納する。そして、ステップSPg2に至り、記
憶エリアar5、ar6内のデータTL3R、TL2Rを読出し、時間
差（TL3R−TL2R）から推定鍵戻り速度VRを算出する。こ
の算出は、メインマイクロコンピュータ91（第７図参
照）内のROMに予め記憶されているテーブルに従って行
われる。テーブルの内容は、第23図に示すように、時間
差（TL3R−TL2R）の対数を横軸、推定鍵戻り速度VRを縦
軸にした場合に、右下がりの直線l5に従って推定鍵戻り
速度VRが求められるようになっている。

このように、鍵の戻り位置が第２測定点L2の時に推定
鍵戻り速度VRを算出するのは以下の理由による。すなわ
ち、ダンパ78が弦79（第２図参照）の止音を開始するの
は、鍵の戻り位置が第２測定点L2を通過するときであ
り、この時点における鍵の戻り速度が止音効果（レガー
ト、ノンレガート等）に大きな影響を与える。したがっ
て、止音制御における最も重要な鍵の戻り速度は、第２
測定点L2における速度となる。そして、ここにおいて算
出された推定鍵戻り速度VRは、演奏者のタッチに対応
し、ダンパ78のかかり具合を示す。また、ステップSPg2
において測定している第３測定点L3と第２測定点L2との
間の通過時間（TL3R−TL2R）は、鍵が第２測定点L2を通
過する瞬間の速度との相関が極めて強い。しかも、この
通過時間（TL3R−TL2R）と鍵が測定点L2を通過する際の
速度との関係を記憶したテーブル（第23図参照）を用い
て、鍵戻り速度VRの算出を行っているので、ステップSP
g2における算出結果は、鍵が第２測定点L2を実際に通過
する際の速度に正確に一致することになる。

次に、ステップSPg3に移ると、キーイベントレジスタ
内の記憶エリアar9にあるオン／オフフラグが“0"にな
っているかどうか、すなわち、NOTE OFFになっているか
どうかが判定される。本来、鍵操作が正常に行われれ
ば、押鍵過程において各測定点L2、L3、L4を通過した時
点において、ステップSP9〜SP11のサブルーチン（第12
図〜第14図参照）の処理によって発音タイミングＴが算
出されているはずであるから、ステップSPg3においてNO
TE OFFと判定されることはない。しかし、鍵操作が異常
の場合は、前述のように発音タイミングＴが算出されな
いから、押鍵過程において各測定点L2、L3、L4のいずれ
かを通過した後に鍵戻り過程に入ったとしてもNOTE OFF
となっている場合がある。ステップSPg3は、このような
誤操作の場合を排除するための判断処理であり、「YE
S」（誤操作）と判定されたときは以後の処理を行わ
ず、直ちにメインルーチンへリターンする。このステッ
プSPg3において「NO」と判定されると、ステップSPg4に
移り記憶エリアar9内のオン／オフフラグが“1"になっ
ているか否か、すなわち、NOTE ONになっているか否か
が判定される。本来ステップSPg3において「NO」と判定
されれば必然的にステップSPg4の判定は「YES」と判定
されるはずであるが、ここでは、確実性を得るために再
度NOTE ONか否かを判断する。

ステップSPg4の判定が「YES」の場合は、ステップSPg
5に移り、ローカルマイクロコンピュータ93（第２図参
照）に制御信号を供給し、MIDI端子からMIDI信号を出力
させる。この際に出力されるMIDI信号は、NOTE OFF信号
である。NOTE OFF信号のステータスバイトは、MIDI規格
によれば16進表示で8X（Ｘはドントケア）である。ま
た、MIDI信号の第２バイトのデータはノートナンバーで
あるから、該等するキー番号に対応するノートナンバー
がセットされる。そして、第３バイトはベロシティ（打
弦速度）のデータであるから、ステップSPg2において算
出された推定鍵戻り速度VRがセットされる。また、ステ
ップSPg5においては、上述のようにしてセットされたMI
DI信号がフロッピディスクドライバ99を介してフロッピ
ーディスク101に書き込まれる。次に、ステップSPg6に
移ると、キーイベントレジスタの記憶エリアar9にある
オン／オフフラグをリセットしメインルーチンにリター
ンする。

一方、ステップSPg3において「YES」またはSPg4にお
いて「NO」と判定された場合は、NOTE OFF信号の作成を
行わずにリターンする。

ステップSP15（L1鍵戻り時処理ルーチン）この処理ルーチンのフローチャートを第18図に示す。
図に示すステップSPh1、SPh2、およびSPh3は各々第17図
に示すステップSPg3、SPg4およびSPg5と同様の処理であ
る。ただし、ステップSPh3において作成されるNOTE OFF
信号に含まれるベロシティは、ステップSPg5において算
出された推定鍵戻り速度VRである。このように、鍵が第
１測定点L1に達したときに、改めて推定鍵戻り速度VRの
算出を行わないのは、前述したように鍵が第２測定点L2
を通過した時点の速度がダンパの止音制御に最も重要だ
からである。したがって、第18図に示す処理ルーチンで
は、NOTE OFF信号を発生するか否かのみを制御する。

次に、ステップSPh4においては、当該するキー番号に
対応するキーイベントレジスタ内の記憶ブロック（ar1
〜ar9）をクリアする。この様に記憶ブロック内を全て
クリアするのは、鍵戻り過程において第１測定点L1に至
り、一連の押鍵／鍵戻り過程が全て終了した後は、新た
な押鍵に備えて記憶ブロックの内容をクリアする必要が
あるからである。

C:全体動作以上の説明から判るように、操作者が鍵73を第２測定
点L2より下に押下すれば、各測定点の通過時刻に応じて
推定打弦速度データＶおよび発音タイミングＴが算出さ
れ、発音タイミングＴに対応する時刻において推定打弦
速度データＶをベロシティとするMIDI信号（NOTE ON）
が作成される。MIDI信号の作成前においては、押鍵速度
に変化があった場合は、推定打弦速度データＶが適宜更
新されるからMIDI信号中のベロシティは押鍵速度の変化
を反映したものとなる。また、鍵の誤操作の場合は、推
定打弦速度データＶは採用されず、また、発音タイミン
グＴは算出されない。したがって、MIDI信号も発生され
ない。

一方、鍵戻り行程においては、各測定点の通過時刻に
応じて推定鍵戻り速度VRが算出され、このVRをベロシテ
ィとするMIDI信号（NOTE OFF）が作成される。このよう
に、NOTE OFF信号中に鍵戻し速度に対応したベロシティ
が含まれると、NOTE OFF信号を受ける自動演奏ピアノに
おいては、消音過程おけるダンパのかかり具合を制御す
ることができる。

（３）変形例上述した実施例においては、推定打弦速度、発音タイ
ミング、推定鍵戻り速度の算出を各々テーブルを用いて
行ったが、テーブルに代えて所定の演算を示す数式を記
憶するように構成してもよい。

また、鍵の操作異常の判定を、各測定点の通過時間
差、すなわち、鍵速度自体に基づいて行うように構成し
てもよい。

「発明の効果」以上説明したように、請求項１および２に記載の発明
によれば、ピアノの鍵の位置を、ダンパーが該鍵を止音
する特定位置、を含む少なくとも３以上の異なった位置
で検出する位置検出手段と、位置検出手段の検出結果に
応じて計時を行う計時手段と、位置検出手段の検出結果
及び計時手段の計時結果に応じて、３以上の異なった位
置を検出して、押鍵過程において、該検出のタイミング
に基づき発音タイミングあるいは打弦速度を推定する推
定手段と、離鍵過程において、位置検出手段によって検
出された鍵の位置が、上記特定手段に該当するか否かを
判定する判定手段と、この判定手段によって特定位置に
該当すると判定されたときは、計時手段の計時結果に応
じて、当該特定位置とその前に通過した所定位置との間
の通過時間に基づいて鍵の戻り速度を算出する算出手段
とを具備したので、鍵の戻り速度を最も重要なタイミン
グにおいて高精度に検出することができる。

さらに、請求項２に記載の発明においては、前記算出
手段は、鍵が前記特定位置を通過する瞬間の速度と前記
通過時間との関係を予め記憶したテーブルを有し、この
テーブルを用いて前記通過時間に対応する鍵戻り速度を
算出するようにしたので、鍵の戻り速度を極めて高精度
に検出することができる。

したがって、請求項１および２にかかる発明において
は、記録時に検出した戻り速度に従って再生時に鍵の戻
り状態を制御することができる。この場合、速度検出結
果に基づいてオープンループによる制御を行うことがで
き、しかも、フィードバック制御に匹敵する精度を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概略構成を示す基本的構成図、第２
図はこの発明の一実施例の機械的構成を示す側断面図、
第３図は鍵の操作状況を示すタイミングチャート、第４
図は第３図に示す鍵操作に対応したハンマーの動きを示
すタイミングチャート、第５図は同実施例におけるシャ
ッター87と位置センサ89の検出位置との関係を示す説明
図、第６図は位置センサの出力信号と検出位置との対応
を示す説明図、第７図は同実施例の電気的構成を示すブ
ロック図、第８図は同実施例におけるメインルーチンを
示すフローチャート、第９図は同実施例において用いる
キーレジスタのメモリマップを示す説明図、第10図は同
実施例において用いるキーイベントレジスタのメモリマ
ップを示す説明図、第11図〜第19図は各々同実施例にお
けるサブルーチンを示すフローチャート、第20図は鍵の
移動状況を示すタイミングチャート、第21図は推定打弦
速度Ｖを算出するためのテーブルの内容を示すグラフ、
第22図は発音タイミングＴを算出するためのテーブルの
内容を示すグラフ、第23図は推定鍵戻り速度VRを算出す
るためのテーブルの内容を示すグラフ、第24図および第
25図は鍵の位置と弦の振幅との関係を示すタイミングチ
ャートである。１……自動演奏ピアノ、２……位置検出手段、３……判
定手段、４……算出手段、89……位置センサ（位置検出
手段）、91……メインマイクロコンピュータ（計時手
段、推定手段、判定手段、算出手段）、ROM……記憶手
段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鍵と、ハンマーと、前記ハンマーにより打
撃される弦と、前記鍵の動作を前記ハンマーに伝達して
前記ハンマーを打弦させる打弦機構と、前記鍵の動作に
応じて該鍵を止音するダンパーとを有するピアノにおい
て、前記鍵の位置を、前記ダンパーが該鍵を止音する特定位
置、を含む少なくとも３以上の異なった位置で検出する
位置検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に応じて計時を行う計時手
段と、前記位置検出手段の検出結果及び前記計時手段の計時結
果に応じて、３以上の異なった位置を検出して、押鍵過
程において、該検出のタイミングに基づき発音タイミン
グあるいは打弦速度を推定する推定手段と、離鍵過程において、前記位置検出手段によって検出され
た前記鍵の位置が、前記特定位置に該当するか否かを判
定する判定手段と、この判定手段によって特定位置に該当すると判定された
ときは、前記計時手段の計時結果に応じて、当該特定位
置とその前に通過した所定位置との間の通過時間に基づ
いて鍵の戻り速度を算出する算出手段とを具備することを特徴とするピアノ。
【請求項２】前記算出手段は、鍵が前記特定位置を通過
する瞬間の速度と前記通過時間との関係を予め記憶した
テーブルを有し、このテーブルを用いて前記通過時間に
対応する鍵戻り速度を算出することを特徴とする請求項
１記載のピアノ。