CN101110212B - 键盘式乐器的声控装置 - Google Patents

Abstract

一种避免挡板接触后止动器的键盘式乐器声控装置，借助它可以适当地设定声音发生时刻并保持满意的敲击感觉。此声控装置包括一个与音锤做成一体的挡板，音锤伴随琴键的摆动运动而摆动，挡板沿着包含音锤摆动路径的平面伸展，并在音锤摆动方向相反一侧的边缘开有开口。光传感器具有位于挡板摆动路径一侧的发光的光发射器，和位于摆动路径另一侧的从光发射器接收光的光接收器，并根据光接收器的光接收状态产生检测信号。由CPU设定声音发生时刻，音乐声应在该时刻根据光传感器的检测信号而发生，该传感器对音锤摆动时由挡板引起的、从光传感器的光发射器来的光的光路的打开和关闭起反应。

Description

键盘式乐器的声控装置

技术领域

本发明涉及键盘式乐器的声控装置，它用在电子钢琴之类的电子键盘式乐器及无声钢琴和自动演奏钢琴之类的合成钢琴中设定声音发生时刻。

背景技术

已公开的日本专利申请特开平2-160292等介绍了一种现有的用于键盘式乐器的普通声控装置。如图1所示，这种声控装置61用于竖式自动演奏钢琴，它包括可摆动琴键(未示出)，音锤63，当敲击琴键时它绕中心轴68枢转运动而撞击琴弦62，与音锤63固定的挡板64，第一和第二传感器65，66，等等。挡板64被做成弓形，其一端固定在音锤柄63a上，另一端固定在限制器63b上。挡板64还开有一个与它相似的弓形挡板窗67。此挡板窗67包括上半67a和下半67b，后者偏离音锤柄63a，也即处在相对于上半67a的后侧。

第一和第二传感器65、66安置在彼此接近相应于挡板窗67上半67a和下半67b的位置。每个传感器65、66包含一组光发射器和光接收器(都未示出)，它们处在挡板64的一侧和另一侧。

在上述结构中，在如图1实线所示的琴键释放状态下，从第一传感器65的光发射器来的光被挡板64遮挡，而从第二传感器66的光发射器来的光通过挡板窗67的下半67b到达光接收器。在琴键释放状态下，随着琴键被敲击，挡板64和音锤63一起作枢转运动，伴随着音锤63按图1反时针方向的枢转运动。随着这种枢转运动，挡板窗67上半67a的后端通过挡板64到达第一传感器65，使光到达其光接收器。随着音锤63继续作枢转运动，挡板窗67下半67b的前沿通过第二传感器66，并遮挡从第二传感器66的光发射器来的光。随着音锤63的进一步枢转运动，挡板窗67上半67a的前沿在音锤63马上就要撞击琴弦之前通过第一传感器65，从而遮挡从第一传感器65来的光。另一方面，当琴键被释放时，第一和第二传感器65、66的检测信号按与上述相反的顺序改变。

在该声控装置61中，设定并记录一个声音发生时刻，在此时刻声音应按自动演奏方式发生，且第二传感器66的检测信号显示光路关闭状态，而第一传感器65的检测信号从打开状态转为关闭状态。另外，设定并记录一个声音停止时刻，在此时刻第二传感器66的检测信号显示光路打开状态，而第一传感器65的检测信号从打开状态转为关闭状态。在撞击琴弦62以后，音锤63按图1顺时针方向枢转运动而返回原位，同时在半路上限制器63b靠在埋在联动杠杆(未示出)上的后止动器69上并停下来。

但是，在普通声控装置61中，因为挡板64是固定在限制器63b上，它将与后止动器69相接触，使得音锤63对弹跳更敏感。当音锤63按这种方式弹跳时，挡板64可以按此顺序关闭第二传感器66和第一传感器65的光路。结果第一和第二传感器65、66产生与声音发生时刻产生的相同检测信号而造成错误的发声，尽管实际上并没有敲击键盘的动作。

另外，挡板64与后止动器69相接触而引起振动，并通过相关动作传给琴键，因而削弱了敲击的感觉。还有，因为声音停止时刻是按上述方式设定的，故必须把挡板64固定成这样，使得在键释放状态下它关闭第一传感器65的光路，而打开第二传感器66的光路。这样的安装工作需要付出很多劳动和时间。

发明内容

本发明将解决上述问题，且其目的是为键盘式乐器提供声控装置，它能避免挡板接触后止动器，从而适当设定声音发生时刻并维持满意的敲击感觉。

为达到此目的，本发明为键盘式乐器提供一种声控装置，其特征是：它包括可摆动的琴键；可以与琴键的摆动协同摆动的音锤；与音锤做成一体的板形挡板，它沿着包含音锤摆动路径的平面伸展，并在敲击音键时音锤摆动方向相反一侧的边缘内开有一开口；光传感器，它在挡板摆动路径一侧具有发射光的光发射器，而在摆动路径的另一侧具有从光发射器接收光的光接收器，光传感器用来按照光接收器的光接收状态产生检测信号；以及用来根据传感器的检测信号设定应产生音乐声的声音发生时刻的声音发生时刻设定装置，该传感器对音锤摆动时被挡板引起的、从光传感器光发射器来的光的光路的打开和关闭起反应。

根据这个用于键盘式乐器的声控装置，当音锤随着音键的摆动而摆动时，与音锤做成一体的板形挡板打开和关闭从光传感器光发射器来的光的光路，同时光传感器根据光接收器的光接收状态(它随着光路的开和关而变化)产生检测信号。声音发生时刻设定装置根据光传感器的检测信号，设定音乐声应该发生的声音发生时刻。

按照本发明，挡板在音锤随着敲击键而摆动的方向相反一侧的边缘内开有开口。因此即使如当挡板的一端被固定在竖式钢琴音锤的限制器上时，由于开口的存在挡板不会与后止动器接触，而当音锤向后朝着开口摆动时，引起限制器与后止动器相接触。这样，因为能防止由于挡板接触后止动器及因此而错误发声造成的音锤弹跳，所以能适当地设定声音发生时刻。另外，通过防止挡板与后止动器接触，可以防止与此有关的振动，从而保持满意的敲击感觉。

上述键盘式乐器的声控装置，最好还包含用来设定声音停止时刻的声音停止时刻设定装置，音乐声应在该时刻根据光传感器的检测信号而停止，其中声音发生时刻设定装置设定声音发生时刻所根据的是这样一个时刻，在此时刻随着挡板开口的边缘通过该光传感器，检测信号从关闭状态变成打开状态，同时声音停止时刻设定装置设定声音停止时刻所根据的是这样一个时刻，在此时刻随着与挡板开口的边缘相对的另一边缘通过该光传感器，检测信号从关闭状态变成打开状态。

根据这个用于键盘式乐器的声控装置优选实施例，当音锤随着敲击琴键而摆动时，挡板遮挡光传感器的光路，使得传感器的检测信号变为关闭状态。其后随着音锤进一步摆动，由开口形成的挡板边缘通过光传感器打开光传感器的光路，使得检测信号从关闭状态变成打开状态。声音发生时刻设定装置根据检测信号改变的时刻设定声音发生时刻。

另外，当声音发生时刻被设定之后音锤按上述相反的方向往后摆动时，挡板遮挡光传感器的光路，使光传感器变成关闭状态。其后随着音锤进一步向后摆动，与开口相反的挡板边缘通过光传感器将光传感器的光路打开，使得检测信号从关闭状态变成打开状态。然后，声音停止时刻设定装置根据检测信号改变的时刻设定声音停止时刻。

如上所述，在本发明中，可以利用开口形成的挡板边缘设定声音发生时刻，而利用与开口相反的边缘设定声音停止时刻。因而，由于挡板不需要象普通声控装置那样形成挡板窗，在键释放状态下，挡板不需要象普通声控装置那样来固定，以让它关闭第一光传感器的光路，而打开第二光传感器的光路，所以挡板容易安装。

建议在上述键盘式乐器声控装置中，沿摆动路径包含几个光传感器，同时该声控装置还包含禁止发声装置，在设定声音发生时刻之后所有这些传感器的检测信号变成关闭状态之前，禁止声音发生时刻设定装置设定新的声音发生时刻。

根据键盘式乐器声控装置的这个优选实施例，在设定声音发生时刻之后、所有这些沿摆动路径安装的光传感器的检测信号变成关闭状态之前，该禁止发声装置禁止声音发生时刻设定装置设定新的声音发生时刻。因此，假定在音锤回到其退回位置的摆动过程中在半路按相反方向摆动，或者音锤保持在中途位置，除非所有的检测信号变成关闭状态，将不会设定新的声音发生时刻，即使由开口形成的挡板边缘已经通过各光传感器，使得检测信号从关闭状态变成打开状态，这样就可以防止由于这种设定而错误地发声。因此，举例说，即使用很大的力敲击琴键，限制器在音锤往回摆动的中途强烈地撞击后止动器而引起音锤弹跳，当检测信号从关闭状态变成打开状态时将不能设定声音发生时刻。

另外，由于磨损等原因，音锤可能在改变了的时刻摆动或停止在改变了的位置上，例如，由于在后止动器内时间过长而造成由开口形成的挡板边缘停留在光传感器的光路上，从而引起检测信号的振荡。即使在这种情况下，也可以防止错误地发声，因为除非如上所述所有检测信号都变成关闭状态，就不会设定新的声音发生时刻。此外，在音锤的返回摆动中，当音锤往回摆动一定程度之后可以再敲击键，并可重复敲击。按照本发明，因为当所有检测信号都变成关闭状态时，可以设定新的声音发生时刻，故可以保证敲击性能的重复性。

附图说明

图1为普通声控装置的侧视图；

图2是按本发明一个实施例的声控装置结构示意图和使用此声控装置的无声钢琴；

图3A和3B分别是挡板的侧视图和前视图；

图4是图1的局部放大图；

图5是第一和第二传感器电路示意图；

图6是敲击琴键时音锤在枢转运动中的位置示意图；

图7是在音锤枢转运动过程中第一和第二检测信号的时刻图；

图8是声音发生器部分示意图；

图9是由图8中CPU执行的声控过程主流程图；

图10是按本发明第一实施例的敲击检测程序流程图；

图11是计数器值计算程序流程图；

图12是表示计数器值与枢转运动中的音锤位置的关系图线；

图13是速度确定程序流程图；

图14是按本发明第二实施例的敲击检测程序流程图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的优选实施例作详细说明。图2是一架竖式无声钢琴2(键盘式乐器)，其中采用按本发明一个实施例的声控装置1。在以下说明中，假定从演奏者一侧看过去，无声钢琴2的前面(图2右面)叫做“前”，而无声钢琴2的背面(图2左面)叫做“后”。

如图2所示，无声钢琴2包括许多(例如，88个)位于键座3上的琴键4(图中仅画出一个)，位于琴键4后端上方的动作装置9，和音锤5(每个键4配置一个)。无声钢琴2还包括固定在音锤5上的挡板6，第一和第二光传感器7、8，用来电子发生演奏声的声音发生器10(见图8)，等等。无声钢琴2可以在正常演奏模式(通过音锤5撞击琴弦S而发出声学演奏声)和无声演奏模式(当音锤5不撞击琴弦S时，通过声音发生器10发出电子演奏声)之间转换。

琴键4被嵌在平衡轨道3a上的平衡销11可摆动地支撑着，平衡轨道通过开在琴键4中心的平衡销孔(未示出)置于键座3上。

动作装置9用来在敲击琴键4时使音锤5枢转地运动，它包括在深度方向伸展的联动杠杆13，并通过转盘螺钉12坐落在每个琴键4的后区，与联动杠杆13固定的传动装置14，等。每个联动杠杆13由中心轨道15枢转地支撑着。传动装置14为L形，它包括向上伸展的音锤上推杆14a，和调节旋钮接触突起物14b，后者基本上从音锤上推杆14a下端成直角地向前伸展，并在调节旋钮接触突起物14b和音锤上推杆14a间的角落处枢转地固定在联动杠杆13上。此外，缓冲器16被枢转地固定在中心轨道15的后端。

联动杠杆13上面安放着后止动器17。此后止动器17包含从联动杠杆13前端向上伸出的后止动器金属丝17a，与后止动器金属丝17a上端相固定的后止动器体17b，和与后止动器体17b背面固定的后止动器表层17c。

音锤5依次包含棒5a，从棒5a伸展的音锤柄5b，与音锤柄5b上端固定的音锤头5c，从棒5a向前伸出的限制器柄5d，与限制器柄5d前端相固定的限制器5e，及其它等等。音锤5被棒法兰18通过棒5a下端的中心孔18a枢转地支撑着。在图2所示的键释放状态下，棒5a与传动装置14音锤上推杆14a的前端相接触，音锤柄15b与音锤轨道19倾斜接触，且音锤头5c与琴弦S相对。

挡板6用合成树脂等不透光的不透明材料制造。如图2至4所示，挡板6包含向深度方向伸展的支座6a，和从支座6a向上伸展的板状体6b。支座6a具有倒U字形截面，其内宽度稍小于棒5a和限制器5e的宽度。通过把支座6a的前端装进限制器5e，后端装进棒5a内，从上面将挡板6固定在音锤5上。板状体6b的后边缘(背面)6d按斜直线向上前方伸展。体6b的前区开了一个开口6c。面对开口6c的板状体6b前边缘6e基本平行于后边缘6d倾斜地伸展。

第一和第二光传感器7、8包括结构彼此相同的遮光器。如图2至5所示，第一光传感器7包括外壳7c，一对位于外壳7c内的发光二极管7a(光发射器)和光三极管7b(光接收器)，它们在横向彼此相对。同样，第二光传感器8包括外壳8c，一对位于外壳8c内的发光二极管8a(光发射器)和光三极管8b(光接收器)，它们在横向彼此相对。第一和第二光传感器7、8安装在电路板20上，其中相对于挡板6枢转摆动的摆动路径，第一传感器7位于下面，而第二传感器8位于上面。发光二极管7a、8a和光三极管7b、8b位于挡板6摆动路径的一面和另一面。电路板20沿横向伸展，并被固定在伸展在键座3左、右面的托架之间的固定轨道21上。

每个发光二极管7a、8a包括pn-结二极管，其阳极和阴极分别连至电路板20上。发光二极管7a、8a受CPU 23加到阳极上的激励信号(下面会讲到)激发而从其光发射表面(未示出)沿水平光路朝光三极管7b、8b发射光。

每个光三极管7b、8b包含npn-结双极晶体管，其集电极和发射极分别与电路板20电连接。光三极管7b、8b把光收集在与其基极相类似的光接收表面(未示出)上，当光量(下面称“被接收光的量”)等于或大于预定水平时，光三极管7b、8b在集电极和发射极之间导通，故从发射极产生H级的信号。另一方面，当被接收光的量小于该预定水平时，光三极管7b、8b不在集电极和发射极之间导通，故从发射极产生L级的信号。第一和第二光传感器7、8将这些H级或L级信号分别作为第一和第二检测信号S₁，S₂输出。

另外如图2所示，在音锤5和琴弦S之间安置一个挡块32，此挡块32可在无声演奏模式中防止音锤5撞击琴弦S，档块包括块体32a，与它的前表面固定的软垫(未示出)，等。挡块32的近端被枢转地支撑在转轴32b上，并由马达(未示出)驱动。在正常演奏模式中，挡块32沿垂直方向伸展，并被驱动到退回位置(如图2中实线所示)，此位置是从音锤柄5b枢转运动的范围退回的。另一方面，在无声演奏模式中，挡块32沿深度方向伸展，挡块32被驱动到前置位置(如图2中两点链线所示)，此位置落在音锤柄5b枢转运动范围以内。马达由CPU 23的驱动信号驱动。

在上述结构中，琴键4被敲击时围绕平衡销11按图2顺时针方向摆动，使得联动杠杆13伴随着此摆动按反时针方向枢转运动。伴随着联动杠杆13的枢转运动，传动装置14与联动杠杆13一起向上运动，使得音锤上推杆14a将棒5a向上推而使音锤5按反时针方向摆动。在正常工作模式中，挡块32处于退回位置，使音锤头5c撞击琴弦S。另一方面，在无声演奏模式中，挡块32处在前置位置，使得音锤柄5b在音锤头5c马上就要撞击琴弦S之前与挡块32相接触，从而防止音锤头5c撞击琴弦S。另外，伴随着音锤5的摆动，挡板6打开和关闭第一和第二传感器7、8的光路，这些传感器是用来产生第一和第二检测信号S₁，S₂的。

图6显示伴随着琴键的敲击，音锤5在枢转运动中的位置，而图7表示在音锤5的枢转运动期间第一和第二检测信号S₁，S₂随时间的变化图。首先，在琴键释放状态，音锤5处于图6(a)所示的键释放位置，这时挡板6打开第一和第二传感器7、8的光路，使它们都产生H级的第一和第二检测信号S₁，S₂(在时刻t₁之前)。当在这个琴键释放状态敲击键时，音锤5按图6逆时针方向摆动，挡板6后边缘6d在音锤5摆动的途中到达第一传感器7的光路，这时光路被挡板6遮挡，造成第一检测信号S₁从H级降至L级(t₁)。当音锤5进一步摆动时，挡板6的后边缘6d到达第二传感器的光路(图6(b))，造成第二检测信号S₂从H级降至L级(t₂)。当音锤5进一步摆动时，挡板6的前边缘6e通过第一传感器7(图6(c))将其光路打开，造成第一检测信号S₁从L级升至H级(t₃)。当音锤5进一步摆动时，挡板6的前边缘6e在靠近音锤柄5b与挡块32接触的位置通过第二传感器8，如图4中双点链线所示，造成第二检测信号S₂从L级升至H级(t₄)。

随后，当音锤5进一步摆动时，音锤柄5b与挡块32接触，使音锤5开始按图6顺时针方向往回摆动至键释放位置(图6(e))。当挡板6的前边缘6e在音锤5摆动回到键释放位置途中到达第二传感器8的光路时，第二传感器8的光路被遮挡，使得第二检测信号S₂从H级降至L级(t₅)。当音锤5进一步摆动回到键释放位置时，限制器5e与后止动器17接触，同时挡板6的前边缘6e在靠近音锤5停止的位置到达第一传感器7的光路(图6(f))，遮挡第一传感器7的光路，造成第一检测信号S₁从H级降至L级(t₆)。当音锤5进一步摆动回到键释放位置时，挡板6的后边缘6d通过第二传感器8，造成第二检测信号S₂从L级升至H级(t₇)。当音锤5进一步摆动回到键释放位置时，挡板6的后边缘6d通过第一传感器7(图6(g))，如图4中实线所示，造成第一检测信号S₁从L级升至H级(t₈)。此后音锤5返回到键释放位置(图6(h))。

声音发生器10在无声演奏模式下发声，并包括传感器扫描电路22，CPU 23、ROM 24、RAM 25、声源电路26、波形储存器27、DSP 28、D/A转换器29、功率放大器30、扬声器31等，如图8所示。传感器扫描电路22检测琴键4上的开/关信息，及根据从第一和第二光传感器7、8输出的第一和第二检测信号S₁，S₂得到的键号信息，用来识别已接通或断开的琴键4，并连同第一和第二检测信号S₁，S₂，将开/关信息和键号信息提供给CPU 23，作为键4上的琴键敲击信息数据。

ROM 24储存控制体积等的固定数据，以及由CPU 23执行的控制程序。而RAM 25临时储存状态信息，指明无声演奏模式中的工作状态等，也被CPU 23用作工作区。

声源电路26读取声源波形数据，并根据CPU 23来的控制信号从波形储存器27读取包络数据，同时将读得的包络数据加到读取的声源波形数据，以产生声信号MS，用作源声。DSP 28将预定的声音效果加到由声源电路26产生的声信号MS。D/A转换器29将已被DSP 28加上声音效果的声信号MS从数字信号转换成模拟信号。功率放大器30将所得具有预定增益的模拟信号放大，扬声器31重现被放大的模拟信号，以音乐声发射出去。

CPU 23使本实施例中的声音发生时刻设定装置，声音停止时刻设定装置，和禁止发声装置工作，并控制在无声演奏模式中的声音发生器10的动作。CPU 23执行一种声音控制程序，以根据第一和第二光传感器7，8的第一和第二检测信号S₁，S₂设定声音发生时刻和声音停止时刻，并根据音锤5摆动的速度V确定控制体积的速度，等。

图9是该声音控制程序的主流程图。此程序按顺序对88个琴键4中的每一个执行。在此程序中，键4的键号n(n＝1-88)从步骤1(图中缩称为“S₁”，这同样适用于以下说明)的1开始。接着进行敲击检测程序，包括对当前键号n的声音发生时刻，声音停止时刻等(步骤2)。

其次，琴键号n加1(步骤3)，并确定所产生的键号n是否大于88(步骤4)。若结果为否，则流程返回步骤2，从那儿重复各步骤。另一方面，当步骤4中确定的结果为是，即上述程序对全部88个键都完成了，则终止该程序。

图10的流程图表示在步骤2的敲击检测过程的程序。在此程序中，首先在步骤11确定第一光传感器7的第一检测信号S₁是否在H级，及第二传感器8的第二检测信号S₂是否在H级。

若此确定的结果为是，即第一和第二传感器7，8的光路两者均被打开，则确定计数器(未示出)的值CNT是否等于最大值CMAX(步骤12)。

计数器值CNT由图11的程序计算。在此程序中，首先在步骤21确定在上次和本次之间第一检测信号S₁是否从L级变成H级。当结果为是，则表明是挡板6刚打开第一传感器7光路之后的时刻，那么将计数器值CNT设置为最大值CMAX(步骤22)，并终止该CNT计算程序。

另一方面，当步骤21的结果为否，则确定第一检测信号S₁是否在H级，及第二检测信号S₂是否在L级(步骤23)。若结果为是，则表明第一传感器7的光路是打开的，第二传感器8的光路是遮挡的，那么将计数器值CNT减1(步骤24)，并终止该CNT计算程序。另一方面，若在步骤23的结果为否，那么终止该CNT计算程序。

当敲击键4时挡板6的前边缘6e已通过第一传感器7(t₃)，则将按上述方法计算的计数器值CNT设定为最大值CMAX，并逐次减1，直到前边缘6e通过第二传感器8(t₄)，如图12所示。最大值CMAX和在t₄处的计数器值CNT之间的差(＝ΔCNT)反比于音锤5摆动的速度。此后计数器值CNT保持在t₄的值，并在音锤5摆动回到退回位置时设定为最大值CMAX，因此挡板6的后边缘6d已通过第一传感器7(t₈)。那时因为步骤23的确定结果为否，故计数器值CNT保持在最大值CMAX而不减小。

返回到图10，当步骤12的确定结果为否，表明计数器值CNT不等于最大值CMAX，也即在一个时刻(图6(d)，t₄)，即伴随着敲击琴键而产生的音锤5的摆动，挡板6的前边缘6e刚好通过第二传感器8之后的时刻，将此时刻确定为应产生音乐声的声音发生时刻。其次，确定再发生禁止标识位F_MSF是否为“0”(步骤13)。当电源(未示出)接通时，这个再发生禁止标识位F_MSF被初始化为“0”。因而在步骤13的确定结果为是，在这种情况下确定速度(步骤14)。

此速度由图13的程序确定。在此程序中，首先在步骤31，将第一和第二传感器7、8间的摆动行程ST除以用图11程序计算的计数器值之差

ΔCNT，并将所得商乘以预定系数K以计算音锤5的摆动速度V。然后根据计算出的摆动速度确定速度(步骤32)，并终止速度确定程序。

返回到图10，在步骤14后的步骤15，将声音发生标识位F_MSTR设定为“1”。当按此将声音发生标识位F_MSTR设定为“1”时，开始发声的控制信号被加到声源电路26上，以按照所确定的速度等开始发声。另外，为禁止再发生音乐声，将再发生禁止标识位F_MSF设定为“1”，随后终止敲击检测程序。

通过执行步骤15，步骤13的确定结果为否，这时终止敲击检测程序。

另一方面，当步骤11的确定结果为否，表示第一和第二检测信号S₁，S₂中至少有一个是在L级，确定是否第一和第二检测信号S₁，S₂两者都在L级(步骤16)。当此确定结果为否，则终止敲击检测程序。另一方面，当步骤16的确定结果为是，表明第一和第二传感器7、8的光路都被遮挡(图6(f))，为释放再发生禁令将再发生禁止标识位F_MSF设定为“0”(步骤17)，随后终止敲击检测程序。

当步骤12的确定结果为是，也就是在伴随音锤5摆动回到退回位置，挡板6的后边缘6d刚好通过第一传感器7之后的时刻(图6(g)，t₈)，此时刻确定为音乐声应停止的声音停止时刻。接着确定声音发生执行标识位F_MSFR是否为“1”(步骤18)。当确定结果为是，表明声音已发生，将声音发生执行标识位F_MSFR设定为“0”。当按此将声音发生执行标识位F_MSFR设定为“0”时，停止发声的控制信号被提供给声源电路26，以停止发声。然后，将声音发生执行标识位F_MSFR设定为“0”(步骤19)，随后终止敲击检测程序。另一方面，当步骤18的确定结果为否，则终止敲击检测程序。

如上所述，根据此实施例，挡板6的前端开有开口6c，因而当限制器5e与后止动器17接触时，开口6c可防止挡板6与后止动器17相接触。因此，由于能防止音锤5因挡板6与后止动器接触而弹跳，并因此而引起错误的发声，所以可以适当地设定声音发生时刻。另外，通过防止挡板6与后止动器17接触，可以防止与之相关的振动，从而保持满意的敲击感觉。

当音锤5随着键4的敲击而摆动时，利用挡板6的前边缘6e设定声音发生时刻。当音锤5摆动回到退回位置时，利用后边缘6d设定声音停止时刻。因此，由于挡板6不需要象普通声控装置那样有挡板窗，挡板6的形状可相应简化。另外，由于省掉挡板窗，挡板6不需要象普通声控装置那样，固定成在键释放状态下关闭第一传感器7的光路而打开第二传感器8的光路。所以挡板容易安装。

当第一检测信号S₁从L级变成H级时，计数器值CNT设定为最大值CMAX，且只有到挡板6的前边缘6e在通过第一传感器7后再通过第二传感器8才减小。因此，当第一和第二两个检测信号S₁，S₂成为H级，且那时计数器值CNT不等于最大值CMAX(在步骤11而不是在步骤12为是)，则根据音锤5已向后摆动而引起挡板6的前边缘6e通过第二传感器8的假定设定声音发生时刻。另外，当第一和第二两个检测信号S₁，S₂成为H级且计数器值CNT不等于最大值CMAX时(在步骤11和12为是)，则根据音锤5已向前摆动而引起挡板6的后边缘6d通过第一传感器7的假定设定声音停止时刻。按上述方法将计数器值CNT与最大值CMAX进行比较，可以正确识别挡板6的前边缘6e还是后边缘6d已经通过第一和第二传感器7、8，以便适当地设定声音发生时刻和声音停止时刻。

另外，在设定声音发生时刻之后，第一和第二检测信号S₁，S₂两者都成为L级而禁止设定新的声音发生时刻，直至再发生禁止标识位F_MSF重新设定为“0”(步骤13、16、17)。因而即使音锤5在它摆动回到退回位置过程的途中按相反方向摆动，或者即使音锤5保持在中间位置，除非挡板6的前边缘6e已通过第一和第二传感器7、8而使第一和第二检测信号S₁，S₂都成为L级，将不会设定新的声音发生时刻，这样就可以避免由于这种设定而错误地发声。例如，在挡板6的前边缘6e已通过第二传感器8之后，音锤5摆动回到退回位置的途中，限制器5e强烈撞击后止动器17的情况下，将引起音锤5弹跳，因而挡板6的前边缘6e通过第二传感器8，使第二检测信号S₂从L级变成H级，从而可以禁止声音发生时刻的设定。

此外，由于后止动器表层17c长期磨损等原因，限制器5e可能在不同位置与后止动器17接触，使得挡板6的前边缘6e停留在第二传感器8的光路上，造成第二检测信号S₂的振荡。即使在这种场合下，仍可防止错误地发声，因为如上所述，除非第一和第二检测信号S₁，S₂两者都成为L级，将不会设定新的声音发生时刻。另外，因为当第一和第二检测信号S₁，S₂两者都成为L级时可以设定新的声音发生时刻，故可保证敲击性能的重复性。

图14是按本发明第二实施例的敲击检测程序流程图。在此程序中，首先在步骤41确定第一检测信号S₁是否保持在H级，且第二检测信号S₂在上次和本次间是否从L级变为H级。和在第一实施例中一样，将此确定结果与步骤11和12中的确定结果相比较。当此确定结果为是时，此时刻被确定为刚好在挡板6前边缘6e通过第二传感器8之后。下面的步骤42-44和在第一实施例中的步骤13-15一样。具体而言，就是确定再发生禁止标识位F_MSF是否为“0”(步骤42)。当确定结果为是，则利用图11程序中计算的计数器值CNT确定速度(步骤43)，并将声音发生执行标识位F_MSTR和再发生禁止标识位F_MSF设定为“1”(步骤44)，方法和第一实施例类似，随后终止敲击检测程序。若执行步骤44的结果象步骤42那样为否，则终止敲击检测程序。

另一方面，当执行步骤41的结果为否，则确定是否第一检测信号S₁已从L级变为H级，第二检测信号S₂在上次和本次之间保持在H级(步骤45)。将此确定结果与第一实施例中的步骤18比较。

若确定结果为否，则确定是否第一检测信号S₁已从H级变为L级，第二检测信号S₂在上次和本次之间保持在H级(步骤47)。将此确定结果与第一实施例中的步骤16比较。若确定结果为否，则终止敲击检测程序。

另一方面，当步骤47的确定结果为是，表明除已遮挡第二传感器8的光路之外，第一传感器7的光路刚刚被遮挡，那么按第一实施例类似的方法，将再发生禁止标识位F_MSF重新设定为“0”(步骤48)，随后终止敲击检测程序。

当步骤45的确定结果为是，则断定挡板6的后边缘6d刚刚通过第一传感器7。接着，按与第一实施例中步骤19类似的方式，将声音发生执行标识位F_MSTR和再发生禁止标识位F_MSF重新设定为“0”(步骤46)，随后终止敲击检测程序。

如上所述，根据这个实施例，当第二检测信号S₂已从L级变为H级(在步骤41为是)，且在上次和本次间第一检测信号S₁保持在H级，则根据在挡板6前边缘6e已通过第二传感器8的假定确定声音发生时刻。另外，当第一检测信号S₁已从L级变为H级(在步骤45为是)，且在上次和本次间第一检测信号S₂保持在H级，则根据挡板6后边缘6d已通过第一传感器7的假定确定声音停止时刻。按照上述方式，在第二实施例中，当第一和第二检测信号S₁，S₂已成为H级时，通过确定第一和第二检测信号S1，S₂中那一个已经改变，可以识别前边缘6e和后边缘6d中那一个已经通过，而不必使用计数器值CNT。因此，可以和第一实施例中的情况那样，适当地设定声音发生时刻和声音停止时刻。

此外，当挡板6在遮挡第二传感器8(在步骤47为是)的同时遮挡第一传感器7，则再发生禁止标识位F_MSF重新设定为“0”，这样可以防止错误地发声，那怕在音锤5摆动回到退回的位置途中，它沿相反方向摆动，或者甚至象在第一实施例中的情况，音锤5停留在中间位置。

应该注意，本发明不限于上述各实施例，而是可以按各种方式实施。例如，在以上实施例中，在挡板6摆动路径附近有两个光传感器，但光传感器的数目不限于此，而可以增加。

另外，用在上述实施例中的光传感器是光遮挡器，每个包含发光二极管和光三极管，但是可以采用任何类型的光传感器，例如光发射器可包括激光二极管等，而光接收器可包括光二极管等。此外，虽然上述实施例中发光二极管和光三极管是直接放在外壳内，但光发射元件和光接收元件可与一些光纤相连接，这些光纤伸展和安置在外壳内，使得它们在外壳光发射侧和光接收侧彼此面对着。还有，在以上实施例中，声控过程是由CPU 23执行的，但也可以改由传感器扫描电路22来执行。

此外，虽然在上述各实施例中本发明是用于竖式无声钢琴，但并不限于此，本发明也可用于大无声钢琴，以及其它类型的键盘式乐器，如自动演奏钢琴、电子钢琴等。还有，本发明的细节可在本发明的范畴内适当地改变。

Claims (3)

1.一种键盘式乐器声控装置，包括：

可摆动琴键；

伴随该琴键的摆动运动而摆动的音锤；

与该音锤做成一体的板形挡板，它沿着包含音锤摆动路径的平面伸展，并在伴随琴键敲击的音锤摆动方向相反一侧的边缘开有一个开口；

光传感器，它有一个处在挡板摆动路径一侧的用来发光的光发射器，和一个处于摆动路径另一侧的用来接收光发射器来的光的光接收器，此传感器用来按照光接收器的光接收状态产生检测信号；及

用来设定声音发生时刻的声音发生时刻设定装置，音乐声应在该时刻根据光传感器的检测信号而发生，该传感器对音锤摆动时由挡板引起的、从光传感器的光发射器来的光的光路的打开和关闭起反应。

2.如权利要求1的键盘式乐器声控装置，还包括：

用来设定声音停止发生时刻的声音停止时刻设定装置，音乐声应在该时刻根据光传感器的检测信号而停止，

其中声音发生时刻设定装置设定声音发生时刻所根据的是这样一个时刻，在此时刻随着挡板开口形成的边缘通过该光传感器，检测信号从关闭状态变成打开状态，及

所述声音停止时刻设定装置设定声音停止时刻所根据的是这样一个时刻，在此时刻随着与挡板开口形成的边缘相对的边缘通过该光传感器，检测信号从关闭状态变成打开状态。

3.如权利要求2的键盘式乐器声控装置，其中：

所述光传感器包括沿摆动路径放置的许多光传感器，且

该声控装置还包括禁止发声装置，在所有这些光传感器的检测信号在设定声音发生时刻之后都变为关闭状态之前，它禁止该声音发生时刻设定装置设定新的声音发生时刻。

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