JPH0944148A

JPH0944148A - 押鍵情報出力装置

Info

Publication number: JPH0944148A
Application number: JP8130192A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tamaki; 隆玉木
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1997-02-14
Anticipated expiration: 2016-05-24
Also published as: JP2699966B2

Abstract

(57)【要約】【課題】押鍵操作に対して、正確な速度情報と発音タ
イミング情報を得る。【解決手段】自動演奏ピアノ１の各鍵には４つの基準
位置（測定点）が設けられ、鍵の押下位置が各基準位置
のいずれかにあれば、位置検出手段２が検出信号を発生
する。そして、検出信号が順次発生される各時刻の間隔
から鍵速度検出手段３が鍵速度を求める。また、記憶手
段４には予め鍵速度と打弦速度との関係が記憶されてい
る。従って、鍵速度が求められれば推定打弦速度算出手
段５によって鍵速度に対応する推定打弦速度が逐次求め
られる。そして、更新手段６は、最新に求められた値が
前回の値より速いものであれば、これを真の推定打弦速
度として更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ピアノ等の押鍵
情報（鍵のオン／オフや押鍵速度等）をきわめて正確に
出力する押鍵情報出力装置に関する。

【０００２】

【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。

【０００３】この測定のため、従来の自動ピアノにおい
ては、鍵の押下位置を検出する鍵位置センサと、ハンマ
ーの通過位置を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
通過する時刻によって打弦速度を検出していた。そし
て、押鍵が検出されたときの打弦速度をＭＩＤＩ信号の
ベロシティーとして出力していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自動演奏ピアノにあっては、鍵とハンマーとの２カ所に
センサを設ける必要があるため、構成が複雑になり、高
価となる次点があった。ところで、押鍵の速度が打弦速
度に対応することに鑑みて、鍵が鍵位置センサを通過す
る時刻を測定し、予め用意したテーブルにより測定結果
に応じて打弦速度を推定すればセンサは鍵の部分だけで
済ませることができる。

【０００５】しかしながら、押鍵の速度は一定ではな
く、演奏技法や演奏者の癖等により押し初めから終わり
までの間に多様に変化し、しかも、ハンマーの最終的な
打弦速度は、押鍵速度の変化と強い相関がある。したが
って、単に所定位置において鍵の押下速度を検出しても
正確な打弦速度を推定することはできない。

【０００６】また、鍵を静かに押下するのみで発音が行
われない場合（ミスタッチの場合）もあるが、鍵側にの
みセンサを設けると、かかる場合においても打弦と誤判
定してしまうという問題が生じる。この発明は、上述し
た事情に鑑みてなされたもので、鍵側にのみセンサを設
けて構成を簡略化し得るとともに、押鍵速度の変化に応
じて極めて正確な速度情報あるいは発音タイミング情報
を推定することができる押鍵情報出力装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載の構成にあっては、図１に例示するよう
に、揺動自在に支持された鍵の揺動過程における複数の
区間において、該各区間毎に前記鍵の鍵速度を検出し、
該検出された鍵速度に対応する速度情報を発生する速度
情報発生手段（位置検出手段２、鍵速度検出手段３、記
憶手段４、推定打弦速度算出手段５）と、この速度情報
発生手段から発生された各区間の鍵速度に対応する複数
の速度情報のうち、最も速い速度を示す速度情報を外部
に出力する出力手段（更新手段６）とを具備することを
特徴とする。

【０００８】また、請求項２記載の構成にあっては、揺
動自在に支持された鍵の揺動過程における複数の区間に
おいて、該各区間毎に前記鍵の鍵速度を検出する鍵速度
検出手段（鍵速度検出手段３）と、この鍵速度検出手段
で各区間毎に検出された複数の鍵速度に基づき、楽音の
推定発音タイミングを示す発音タイミング情報を発生す
る発音タイミング情報発生手段（推定打弦速度算出手段
５）と、この発音タイミング情報発生手段から発生され
た発音タイミング情報に基づき、発音開始を指示するノ
ートオン信号を外部に出力する信号出力手段（更新手段
６）とを具備することを特徴とする。

【０００９】また、請求項３記載の構成にあっては、請
求項２記載の押鍵情報出力装置において、さらに、前記
鍵速度検出手段で検出された鍵速度に対応する速度情報
を発生する手段（推定打弦速度算出手段５）を具備し、
前記信号出力手段は、前記ノートオン信号とともに前記
速度情報を外部に出力するものであることを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】

(１)実施形態の概要最初に図１を参照し本実施形態の概要を説明する。自動
演奏ピアノ１の鍵の押下位置が各基準位置のいずれかに
あれば、位置検出手段２が検出信号を発生する。そし
て、検出信号が順次発生される各時刻の間隔から鍵速度
検出手段３が鍵速度を求める。また、記憶手段４には予
め鍵速度と打弦速度との関係が記憶されている。従っ
て、鍵速度が求められれば推定打弦速度算出手段５によ
って鍵速度に対応する推定打弦速度が逐次求められる。
そして、更新手段６は、最新に求められた値が前回の値
より速いものであれば、これを真の推定打弦速度として
更新する。

【００１１】さらに、鍵操作異常判定手段７によって、
推定打弦速度が予め定められた基準範囲内にあるか否か
が判定される。これは鍵が正常に操作された場合に取り
得る速度を経験的に知り得ることができるため、この正
常操作における速度範囲を基準範囲にとり、かかる範囲
を逸脱した場合には異常操作と判定するためである。そ
して、鍵操作異常判定手段７は、異常操作の場合にはそ
の推定打弦速度を排除する。

【００１２】(２)実施形態の構成以下、本実施形態の詳細を説明する。図２はこの発明の
一実施形態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（図７
の符号８０参照）とを有している。

【００１３】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
レイノイド８３からプランジャが突出して鍵７３を回転
させると、この動きが打弦機構７７を介してハンマー７
５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。

【００１４】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。この位置センサー８９は、図５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。

【００１５】ここで、位置検出原理について説明する。
図５はシャッタ８７とフォトインタラプタＦＣ１，ＦＣ
２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プラ
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。

【００１６】まず、シャッタ８７に対してフォトインタ
ラプタＦＣ１，ＦＣ２の位置が第１測定点Ｌ１にある場
合は、シャッタ８７の形状が階段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が透光状態となり、検出信号はオ
ンとなる。この第１の測定点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。

【００１７】次に、鍵７３が押下され初めて、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が打弦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ＦＣ１，ＦＣ２
の出力状態（検出信号）と検出位置との関係を図６に示
す。

【００１８】また、鍵７３の位置の変化（軌跡）は、例
えば、図３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。

【００１９】一方、図４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、図４
の左側が図３の左側の鍵の動きに対応し、図４の右側が
図３の右側の鍵の動きに対応する。この図面から解るよ
うに、最終的な打弦速度は、鍵の速度変化の影響を受け
る。

【００２０】コントローラ８５は、図７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９
１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、ＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ、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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】さらに、ローカルマイクロコンピュータ９
３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速度情報
であるベロシティが含まれている。

【００２４】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嗅ぎ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。

【００２５】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
した時間差から打弦速度を推定するようになっている
（詳細は後述）。

【００２６】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／解除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。

【００２７】（３）実施形態の動作次に、上記構成によるこの実施形態の動作について説明
する。図８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ＳＰ
１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ＲＡ
Ｍに設定されているレジスタであり、図９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。

【００２８】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複号し、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（図９参照）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。

【００２９】次に、ステップＳＰ５に移り、今回の位置
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。

【００３０】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次にならない。ステップＳ
Ｐ６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。

【００３１】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図１１に示す。図
１１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、図７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図１０に示す。

【００３２】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
憶ブロックは図１０に示すように９個の記憶エリアａｒ
１〜ａｒ９から成っている。記憶エリアａｒ１〜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。

【００３３】また、記憶エリアａｒ７には推定打弦速度
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（図８参照）にリターンする。

【００３４】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図１２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
て推定打弦速度Ｖを算出する。このテーブルは、図７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。テーブルの内容は図２１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。

【００３５】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、図２
２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。

【００３６】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Ｖ
２からテーブルに基づいて発音タイミングＴ２を求め
る。このテーブルは図７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、その内容は図２
２に示すようになっている。

【００３７】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ｌ
１〜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。

【００３８】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ＳＰ
ｂ３において「ＮＯ」と判定された場合は、鍵操作が異
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。

【００３９】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図１３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（図
１０参照）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ＴＬを減算し、この時間差からテーブル（図２１参
照）に基づいて推定打弦速度Ｖ３を算出する。

【００４０】次にステップＳＰｃ３に進むと、推定打弦
速度Ｖ３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ｖ
２Ｈ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（図１２参照）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。

【００４１】鍵の異常操作がなくステップＳＰｃ３の判
定の結果が「ＹＥＳ」になるとステップＳＰｃ４に進
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
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（図１０参照）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。

【００４２】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（図１２参照）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ＳＰ
ｃ７に移りキーイベントレジスタのエリアａｒ７、ａｒ
８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。

【００４３】一方、Ｌ２押鍵時処理サブルーチン（図１
２参照）のステップＳＰｂ３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、推定打弦速度Ｖ
３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。

【００４４】ステップＳＰ１１（Ｌ４押鍵時処理ルー
チン）図１４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ＳＰ
ｄ１〜ＳＰｄ７は、各々図１３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ｖ
３Ｌ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）。

【００４５】以上のようにして、鍵操作に異常がなけれ
ば、鍵７３（図２参照）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速い
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、新たに算出された発音タイミングおよび推定打
弦速度に更新する。

【００４６】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。

【００４７】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、Ｍ
ＩＤＩ信号のＮＯＴＥＯＮ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、図８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、図１９にそのフローチャート
を示す。

【００４８】図１９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、図２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ＳＰｉ２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（図１０参照）に記憶されてい
る発音タイミングＴを読み込む。

【００４９】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〜ＳＰ１１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。

【００５０】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、ＮＯＴＥＯＮ信
号である。

【００５１】ＮＯＴＥＯＮ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。

【００５２】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
ラブをセットし、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、ＮＯＴＥＯＮ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
いくらか、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。

【００５３】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ＫｅｙＮＯの値を値１だけインクリ
メントする。このステップＳＰｉ１０の処理の後は、ス
テップＳＰｉ１１に進む。ステップＳＰｉ１１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いた場合であり、この場
合においても当該キー番号については、ＮＯＴＥＯＮ
信号の作成は行わず、直ちにステップＳＰｉ１０に移
る。

【００５４】以後同様にして上記処理が繰り返される。
すなわち、キー番号１からキー番号８８について順次Ｎ
ＯＴＥＯＮ信号作成の有無が判断され、作成と判断さ
れた記憶エリアａｒ７内の推定打弦速度Ｖをベロシティ
とするＭＩＤＩ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ヘリター
ンする。

【００５５】Ｂ：鍵戻り過程次に、鍵戻り過程における角処理を説明する。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、図８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。

【００５６】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、
何も処理せず次の台測定点Ｌ３の通過を待機する（図１
５参照）。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、図８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（図１０
参照）の記憶エリアａｒ６に記憶される処理であり（図
１６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。

【００５７】ステップＳＰ１４（Ｌ２鍵戻り時処理ル
ーチン）まず、図１７に示すステップＳＰｇ１において、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ＴＬ３
Ｒ、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（図７参照）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。デーブ
ルの内容は、図２３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。

【００５８】このように、鍵の戻り位置が第２測定点Ｌ
２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が元９（図２参照）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。

【００５９】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）と鍵が第２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
（図２３参照）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ＳＰｇ２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。

【００６０】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、ＮＯ
ＴＥＯＦＦ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（図１２〜図１４参
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ＮＯＴＥ
ＯＦＦと判定されることはない。

【００６１】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ＮＯＴＥＯＦＦ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。

【００６２】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ａｒ
９内のオン／オフフラグが“１”になっているか否か、
すなわち、ＮＯＴＥＯＮ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
判定されるはずでであるが、ここでは、確実性を得るた
めに再度ＮＯＴＥＯＮか否かを判断する。

【００６３】ステップＳＰｇ４の判定が「ＹＥＳ」の場
合は、ステップＳＰｇ５に移り、ローカルマイクロコン
ピュータ９３（図２参照）に制御信号を供給し、ＭＩＤ
Ｉ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、ＮＯＴＥＯＦＦ信号である。Ｎ
ＯＴＥＯＦＦ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、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。

【００６４】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／オフフラブをリセットしメ
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、ＮＯＴＥＯＦＦ信号の作成を行わ
ずにリターンする。

【００６５】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図１８に示す。図
に示すステップＳＰｈ１、ＳＰｈ２、およびＳＰｈ３は
各々図１７に示すステップＳＰｇ３、ＳＰｇ４およびＳ
Ｐｇ５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ＮＯＴＥＯＦＦ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Ｌ
１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、図１８に示す処理ルーチンでは、
ＮＯＴＥＯＦＦ信号を発生するか否かのみを制御す
る。

【００６６】次に、ステップＳＰｈ４においては、該等
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。

【００６７】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（ＮＯ
ＴＥＯＮ）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。

【００６８】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（ＮＯＴＥＯＦ
Ｆ）が作成される。このように、ＮＯＴＥＯＦＦ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、Ｎ
ＯＴＥＯＦＦ信号を受ける自動演奏ピアノにおいて
は、消音過程におけるダンパのかかり具合を制御するこ
とができる。

【００６９】（４）変形例上述した実施形態においては、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。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の構
成によれば、複数の鍵速度を検出し、この複数の鍵速度
に対応する速度情報の中の最速の速度情報を出力するた
め、鍵の押下途中において押下速度が変化した場合であ
っても正確な速度情報を出力することができる。また、
請求項２，３記載の構成によれば、鍵速度から発音タイ
ミングを推定できるから、ピアノ等における鍵速度の変
化に応じた発音タイミングの変化を忠実に模倣すること
ができる。しかも、かかる推定は複数区間の鍵速度に基
づいて行われるため、高い精度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の概略構成を示す基本的構成図であ
る。

【図２】この発明の一実施形態の機械的構成を示す側
断面図である。

【図３】遅い鍵操作およびそれに対応したハンマーの
動きを示すタイミングチャートである。

【図４】速い鍵操作およびそれに対応したハンマーの
動きを示すタイミングチャートである。

【図５】同実施形態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である。

【図６】位置センサの出力信号と検出位置との対応を
示す説明図である。

【図７】同実施形態の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図８】同実施形態におけるメインルーチンのフロー
チャートである。

【図９】同実施形態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である。

【図１０】同実施形態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である。

【図１１】同実施形態におけるサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１２】同実施形態におけるサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１３】同実施形態におけるサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１４】同実施形態におけるサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１５】同実施形態におけるサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１６】同実施形態におけるサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１７】同実施形態におけるサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１８】同実施形態におけるサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１９】同実施形態におけるサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図２０】鍵の移動状況を示すタイミングチャートで
ある。

【図２１】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である。

【図２２】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である。

【図２３】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である。

【符号の説明】

１……自動演奏ピアノ（鍵）、２……位置検出手段（速
度情報発生手段）、３……鍵速度検出手段（鍵速度検出
手段、速度情報発生手段）、４……記憶手段（速度情報
発生手段）、５……推定打弦速度算出手段（速度情報発
生手段、発音タイミング情報発生手段）、６……更新手
段（出力手段、信号出力手段）、７……鍵操作異常判定
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（鍵速度検出手段、推定打
弦速度算出手段、更新手段）、ＲＯＭ……記憶手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】揺動自在に支持された鍵の揺動過程にお
ける複数の区間において、該各区間毎に前記鍵の鍵速度
を検出し、該検出された鍵速度に対応する速度情報を発
生する速度情報発生手段と、この速度情報発生手段から発生された各区間の鍵速度に
対応する複数の速度情報のうち、最も速い速度を示す速
度情報を外部に出力する出力手段とを具備することを特
徴とする押鍵情報出力装置。
【請求項２】揺動自在に支持された鍵の揺動過程にお
ける複数の区間において、該各区間毎に前記鍵の鍵速度
を検出する鍵速度検出手段と、この鍵速度検出手段で各区間毎に検出された複数の鍵速
度に基づき、楽音の推定発音タイミングを示す発音タイ
ミング情報を発生する発音タイミング情報発生手段と、この発音タイミング情報発生手段から発生された発音タ
イミング情報に基づき、発音開始を指示するノートオン
信号を外部に出力する信号出力手段とを具備することを
特徴とする押鍵情報出力装置。
【請求項３】前記鍵速度検出手段で検出された鍵速度
に対応する速度情報を発生する手段を具備し、前記信号
出力手段は、前記ノートオン信号とともに前記速度情報
を外部に出力するものであることを特徴とする請求項２
記載の押鍵情報出力装置。