CN103280209B - 装配踏板的乐器及其方法 - Google Patents

装配踏板的乐器及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103280209B
CN103280209B CN201310082169.1A CN201310082169A CN103280209B CN 103280209 B CN103280209 B CN 103280209B CN 201310082169 A CN201310082169 A CN 201310082169A CN 103280209 B CN103280209 B CN 103280209B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pedal
database
driven member
value
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310082169.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103280209A (zh
Inventor
大场保彦
藤原佑二
松尾祥也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Publication of CN103280209A publication Critical patent/CN103280209A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103280209B publication Critical patent/CN103280209B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10CPIANOS, HARPSICHORDS, SPINETS OR SIMILAR STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS WITH ONE OR MORE KEYBOARDS
    • G10C3/00Details or accessories
    • G10C3/16Actions
    • G10C3/22Actions specially adapted for grand pianos
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00Details of electrophonic musical instruments
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10CPIANOS, HARPSICHORDS, SPINETS OR SIMILAR STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS WITH ONE OR MORE KEYBOARDS
    • G10C3/00Details or accessories
    • G10C3/16Actions
    • G10C3/20Actions involving the use of hydraulic, pneumatic or electromagnetic means
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10CPIANOS, HARPSICHORDS, SPINETS OR SIMILAR STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS WITH ONE OR MORE KEYBOARDS
    • G10C3/00Details or accessories
    • G10C3/26Pedals or pedal mechanisms; Manually operated sound modification means
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10FAUTOMATIC MUSICAL INSTRUMENTS
    • G10F1/00Automatic musical instruments
    • G10F1/02Pianofortes with keyboard
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10GREPRESENTATION OF MUSIC; RECORDING MUSIC IN NOTATION FORM; ACCESSORIES FOR MUSIC OR MUSICAL INSTRUMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. SUPPORTS
    • G10G3/00Recording music in notation form, e.g. recording the mechanical operation of a musical instrument
    • G10G3/04Recording music in notation form, e.g. recording the mechanical operation of a musical instrument using electrical means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

本发明是装配踏板的乐器及其方法。在演奏钢琴中,位置传感器设置在提升轨的端部上以用于检测提升轨的垂直位置。在保存制音器的演奏数据过程中,从位置传感器输出的且表明提升轨垂直位置的信号被转换为数字信号,并且基于数字信号产生表明提升轨位置的位置值并且将其存储进缓冲器。转换部分将位置值转换成连接到延音踏板的踏板拉杆的垂直位置,并且将由此转换的垂直位置转换成控制值,其可以在MIDI格式数据的延音踏板的控制变化信息中使用。以上述方式获得的控制值可以作为演奏信息记录进记录介质内。

Description

装配踏板的乐器及其方法
技术领域
本发明涉及配备有踏板的乐器(例如,钢琴),所述踏板诸如像用于控制发音构件(弦)的延音踏板,本发明还涉及用于处理与踏板的性能操作相关数据的技术和方法。
背景技术
已知用于记录钢琴的延音踏板的位置和根据由此记录的踏板位置自动控制延音踏板位置的装置,其中的一个例子是在美国专利No.5,714,702中公开的踏板位置记录/再现装置,其对应于日本专利No.2,993,424。在日本专利No.2,993,424中公开的踏板位置记录/再现装置通过传感器检测踏板的位置(踏板位置)并且将检测到的踏板位置转换成普通的钢琴中的踏板位置以记录由此转换的踏板位置。进一步,在美国专利No.5,714,702中公开的踏板位置记录/再现装置将记录的踏板位置转换成对应于钢琴的固有特性的踏板位置并且控制该踏板以采用转换的踏板位置。
通常了解地,在钢琴中,多个部件设置在延音踏板和制音器之间,并且该制音器最终通过借助这样的多个部件变化对应于延音踏板的操作的发力方向和位移量来移位或移动。然而,在美国专利No.5,714,702(日本专利No.2,993,424)中公开的装置(其检测和记录制音器钢琴的位置)中,因为延音踏板和制音器的位移量彼此不同,难以精确地记录和再现制音器的位置。
发明内容
鉴于前述的现有技术的问题,本发明的一个目的是提供一种用于允许准确记录和/或再现控制构件的位置的方法,该控制构件响应于踏板操作在位置上相对于发音构件改变。
为了实现以上目的,本发明提供一种改进的乐器,其包括:踏板,其被配置为可响应于使用者的操作而被移位;从动构件,其被配置为与所述踏板的移位成互锁关系地移位;控制构件,其被配置为响应于所述从动构件的移位,改变控制构件相对于发声构件的位置,从而控制发声构件;驱动部分,其被配置为驱动所述从动构件;传感器,其被配置为检测所述从动构件的位置;第一数据库,其中存储所述踏板的位置和所述从动构件的位置之间的相应关系;第二数据库,其中存储所述踏板的位置和控制值之间的相应关系;第一输出部分,其被配置为:从所述第一数据库获取与由所述传感器检测到的所述从动构件的位置相对应的所述踏板的位置;从所述第二数据库获取与所获取的所述踏板的位置相对应的控制值;和将所获取的控制值作为踏板操作信息输出。
根据上述的方式配置的本发明,控制构件(例如,制音器)相对应发音构件的相对位置响应于使用者对踏板(例如,延音踏板)操作而改变,控制构件可以基于更靠近控制构件的从动构件(例如,提升轨)的位置检测而被高精度地检测到。进一步,因为检测到的位置数据转换为相应于踏板的位置(踏板位置)的控制值并且这样一种控制值作为演奏信息输出,本发明可以基于踏板位置提供高通用性的演奏信息。
在一个实施例中,该乐器可以进一步包含:第三数据库,在其中存储所述踏板位置和所述控制构件位置之间的相应关系;第四数据库,在其中存储所述控制构件位置和所述从动构件位置之间的相应关系;第二输出部分,其配置为:从所述第二数据库获取相应于输入控制值的所述踏板的位置;从所述第三数据库获取与所获取的所述踏板的位置相应的所述控制构件的位置;从所述第四数据库获取与所获取的所述控制构件的位置相应的所述从动构件的位置;并且输出从所述第四数据库获取的所述从动构件的位置作为指示的位置;以及控制部分,其配置为控制所述驱动部分,以将所述从动构件定位到由所述第二输出部分输出的指示的位置。在这样的配置中,更靠近控制构件(例如,制音器)设置的从动构件(例如,提升轨)根据相应于踏板位置的控制值定位,并且由此,可以根据控制值而高精度地自动再现控制构件(例如,制音器)的位置成为可能。
在一个实施例中,由第一输出部分输出的控制值可以记录于记录介质内。在一个实施例中,记录在记录介质里的控制值可以输入至第二输出部分。在一个实施例中,第三数据库可在其中存储在即使所述踏板移位时所述控制构件也不移位的范围内的、与所述踏板位置相关联的所述控制构件的第一虚拟位置,以及第四数据库可以在其中存储与在即使所述从动构件移位时所述控制构件也不移位的范围内的、与所述从动构件位置相关联的所述控制构件的第二虚拟位置。
进一步,在一个实施例中,存储在所述第二数据库中的控制值每个是通过将所述踏板的位置正规化而获得的值。在一个实施例中,踏板可以是延音踏板,并且控制构件可以是用于对发音构件的振动进行的阻尼作用的制音器。
根据本发明的另一个方面,提供了一种改进的乐器,其包括:踏板,其被配置为可响应于使用者的操作而移位;从动构件,其被配置为与所述踏板的移位成互锁关系地移位;控制构件,其被配置为响应于所述从动构件的移位,改变所述控制构件相对于发声构件的位置,从而控制发声构件;驱动部分,其被配置为驱动所述从动构件;传感器,其被配置为检测所述从动构件的位置;第一数据库,其中存储所述踏板的位置和控制值之间的相应关系;第二数据库,其中存储所述踏板的位置和所述控制构件的位置之间的相应关系;第三数据库,其中存储所述控制构件的位置和所述从动构件的位置之间的相应关系;输出部分,其被配置为:从所述第一数据库获取与输入控制值相对应的所述踏板的位置;从所述第二数据库获取与所获取的所述踏板的位置相对应的所述控制构件的位置;从所述第三数据库获取与所获取的所述控制构件的位置相对应的所述从动构件的位置;和将从所述第三数据库获取的所述从动构件的位置作为指示的位置输出。控制部分,其被配置为控制所述驱动部分,以将所述从动构件定位在由所述输出部分输出的指示的位置。在这样的配置中,设置在控制构件(例如,制音器)附近的从动构件(例如,提升轨)根据相应于踏板位置的控制值定位,并且由此,可以根据控制值高精度自动再现控制构件(例如,制音器)的位置。
以下将描述本发明的实施例,但是应该理解的是本发明不被限制在描述的实施例中并且没有背离基本原理的本发明的多种变型是可能的。因此,本发明的范围仅仅由附加的权利要求确定。
附图说明
本发明的某些优选方案将在以下仅以举例的方式参考附图来描述,附图中:
图1是示出了根据本发明的第一实施例的演奏钢琴的示例性外观的透视图;
图2是示意性地示出了图1中所示的演奏钢琴的示例性内部结构的侧视图;
图3是示出了用于一起驱动图1中所示的演奏钢琴中的多个制音器杠杆的轨驱动部分的示例性结构的前视图;
图4是示出了用于将促动器的驱动力传递到图1中所示的演奏钢琴中的提升轨(从动构件)的示例性连接构件的例子的透视图;
图5是示出了图1中所示的演奏钢琴的电气/电子电路的示例性结构的图解方框图;
图6是示出了与演奏钢琴的自动演奏功能相关的示例性功能配置的图解方框图;
图7是示出了图6中所示的动作控制器的示例性功能配置的图解方框图;
图8是示出了钢琴中的提升轨的多种可能位置和踏板拉杆的多种可能位置之间的相应关系的图;
图9是示出了钢琴中的制音器的多种可能位置和踏板拉杆的多种可能位置之间的相应关系的图;
图10是示出了钢琴中的制音器的多种可能位置和提升轨的多种可能位置之间的相应关系的图;
图11是示出了本发明的演奏钢琴的第二实施例中的运动控制器的示例性功能配置的图解方框图;
图12是示出了本发明的演奏钢琴的第三实施例中的电气/电子电路的示例性结构的图解方框图;
图13是示出了演奏钢琴的第三实施例中的键盘架、位置传感器和促动器的示例性位置关系示意图;
图14是示出了演奏钢琴的第三实施例中的动作控制器的示例性功能配置的图解方框图;
图15是示出了使用变型的促动器的演奏钢琴的示例性内部结构的视图;
图16是示出了另一变型的促动器的示意图;以及
图17是示出了又一变型的促动器的示意图。
具体实施方式
[第一实施例]
图1是示出了根据本发明的第一实施例的具有自动演奏功能(即,自动演奏钢琴或演奏钢琴(playerpiano))的三角钢琴100的示例性外观的透视图。演奏钢琴100包括设在与演奏钢琴100的演奏者或使用者面对的前侧上的多个琴键1,和在设琴键1相反的延音踏板110、选择踏板111和弱音踏板112。钢琴100进一步包括用于访问记录介质的存取部分(记录装置和控制值获取装置)120,所述介质诸如是DVD(数字通用磁盘)或CD(光盘),以从记录介质读取MIDI(乐器的数字化界面)格式的演奏数据或将MIDI(乐器的数字化界面)格式的演奏数据写入记录介质,并且除了乐谱台或架台之外,它还包括用于显示的液晶显示器,还有用于操纵钢琴100的自动演奏功能的多个菜单屏幕,和具有触摸面板的操作面板130,其用作用于接收来自演奏者的多种指令的接收装置。
图2是示出了演奏钢琴100的示例性内部机械结构的图解侧视图。对于每个琴键1,该演奏钢琴100还包括弦槌动作机构3、用于驱动琴键1的螺线管50、琴键传感器26、延音踏板110以及用于移动制音器6的制音机构9。图2的右侧是从演奏者的角度来观察的钢琴100的前侧,而图2的左侧是从演奏者的角度来观察的钢琴100的后侧。尽管图2中仅示出了一个琴键1,从演奏者角度来观察沿左右方向并排设置八十八(88)个这样的琴键1。因此,与八十八个琴键1成对应关系地设置八十八个弦槌动作机构3和八十八个琴键传感器26。还有,与八十八个琴键1成对应关系地设置八十八个琴键驱动螺线管50,一个驱动螺线管50对应一个琴键1。从上方看去(即,在俯视图中),八十八个螺线管50排成两行,即,前侧和后侧水平行,四十四个螺线管50在前侧水平行,而四十四个螺线管50在后侧水平行。尽管在图2中好像是每个琴键1设置两个螺线管50,但图2中的前侧的螺线管50用于(即对应于)在图中示出的琴键1,并且图2中的定位于前侧螺线管50的左面的后侧的螺线管50用于与图中示出的琴键1邻近的另一个琴键1。
众所周知地,每个琴键1被枢转地支撑,以用于被演奏者做出的按压操作。每一个具有弦槌2的弦槌动作机构3是用于打击与琴键1成对应关系设置的琴弦(即,发音构件)4的机构。当演奏者按下琴键1时,弦槌2响应于琴键1的动作而打击弦4。在自动演奏中,每一个螺线管50用于自动地驱动相应的琴键1。螺线管50被容置在外壳51内,该外壳51设置在形成于钢琴100的中盘5中的孔中。形成在中盘5中的孔由盖52覆盖。一旦螺线管驱动信号被提供给螺线管50,则螺线管50的柱塞将被移位。当柱塞移位以向上推动琴键1时,该弦槌2响应于琴键1的动作而打击弦4。琴键传感器26设置在琴键1的前(图2的右面)端部的下方,用于检测响应于演奏而改变的琴键的垂直位置,并且所述传感器输出表明经检测位置的信号。
延音踏板110是用于移动制音器6的踏板。在图2中,延音踏板110的前端部分(图中的右端部分)由演奏者的脚踩下或操作。在图2示出的例子中,延音踏板拉杆116连接到延音踏板110的后端部分(图中的左端部分)。延音踏板拉杆116具有与延音踏板杠杆117的前端部分(图中的右端部分)的下表面接触的上端。延音踏板杠杆117由销113枢轴地支撑,从而其能够绕销113枢转。弹簧114(其为用于使延音踏板杠杆117和延音踏板110返回它们的初始位置的弹性元件)和提升杆115与延音踏板杠杆117的上表面接触固定。
弹簧114(其例如为金属盘簧)具有接触盖52的上端。通常,弹簧114沿进行绕销113顺时针(向下)枢转的方向推动延音踏板杠杆117。需要注意的是,任何其他弹性构件(诸如像橡胶)可以替换该金属弹簧114,只要其可对延音踏板杠杆117赋予偏压力即可,该偏压力使延音踏板杠杆117绕着销113顺时针枢转。提升杆115具有与提升轨8的下表面接触的上端,该提升轨8是沿着一行琴键1水平延伸且穿过形成在盖52、外壳51和中盘5中的孔的细长构件。设置该提升轨(从动构件)8以用于移动制音机构9。更具体地,提升轨8设置在相应于各个琴键1的制音机构9的下方,并且其在演奏者的角度来观察为沿左右方向延伸的杆状部件。
每一个制音机构9——设置为用于移动制音器(控制构件)6——包括制音器杠杆91和制音丝杆(damperwire)92。制音器杠杆91一端由销93枢转支撑,而制音丝杆92的一端(图2中的下端)连接制音器杠杆91的另一端。制音丝杆92的与前述一端相对的另一端(图2中的上端)连接至制音器6。即,在钢琴100中设置多个可移位的制音器6和可枢转以用于垂直地移位制音器6的多个制音器杠杆91,用于对弦4(发声构件)中的相应一些的振动进行阻尼作用。
当演奏者没有接触延音踏板110时,延音踏板杠杆117和延音踏板拉杆116由弹簧114保持处于向下按下状态,从而延音踏板110的前端部分位于预定位置。当演奏者抵抗弹簧114的偏压力而踩在延音踏板110的前端部分上时,延音踏板110的后端部分向上移动,从而使延音踏板拉杆116向上移动。通过延音踏板拉杆116的这种向上运动,延音踏板杠杆117的前端部分被向上推动,从而延音踏板杠杆117沿逆时针方向枢转,使得提升杆115被向上推动。因为像这样向上推动提升杆115,提升轨(细长构件)8被向上推动。像这样向上推动的提升轨(从动构件)8邻靠多个制音器杠杆91,以便一起枢转制音器杠杆91。当制音器杠杆91像这样枢转时,每一个制音丝杆92被向上推动,从而每一个制音器6运动脱离与相应弦4的接触。即,制音器6相对于琴弦4的位置响应于提升轨(从动构件)8的移位而改变。即,提升轨(从动构件)8构造为可移动的,以用于一起枢转多个制音器杠杆91。
进一步,当演奏者从延音踏板110上松开脚时,延音踏板杠杆117的前端部分由于弹簧114的偏压力而向下移动,从而压下延音踏板拉杆116。响应于延音踏板拉杆116的下压,延音踏板110的后端部向下移动,从而延音踏板110的前端部分回到初始位置。而且,随着延音踏板杠杆117的前端部分下移,提升杆115向下移动,从而提升轨8也向下移动。然后,多个制音器杠杆91一起向下枢转,响应于此,相应的制音丝杆92向下移动,使得每一个制音器6抓住相应的弦4。
下文描述一种通过使用促动器来驱动提升轨(从动构件)8的结构。图3是设置在提升轨(从动构件)8的任一个纵向端部上的用于驱动提升轨8的轨驱动部分55的前视图。该轨驱动部分55包括连接构件(或传动构件)550、框体551、作为促动器的一个实例的螺线管552和螺钉553。而在示出的实例中,从演奏者的角度来观察,轨驱动部分55设置在提升轨8的右端部分上,但从演奏者角度来观察轨驱动部分55也可以设置在提升轨8的左端部分上。
连接构件550为用于将促动器(螺线管)552的动作传递到提升轨(从动构件)8上的传动构件,该连接构件设置在提升轨8的前侧纵向边缘部分并且基本从提升轨8的右端侧向突出。更具体地,如图4所示,连接构件550通过将平面金属片在距离其一端的预定距离处的一个位置上垂直向上弯曲并然后在距该一个位置的预定距离的另一个位置上水平弯曲该金属片而被形成为台阶形状。该台阶形状平面金属片的下前侧区域的一部分是向上垂直弯曲的,并且这样的垂直弯曲部分具有形成在其中的孔550a,用作螺钉553穿过的通道。该连接构件550通过穿过孔550a的螺钉553而固定到提升轨8的前侧纵向边缘部分的右端区域。需要注意的是,连接构件550可以由除金属外的任何其他合适的材料制成,诸如合成树脂或木材。进一步,连接构件550可以利用粘合剂(而非螺钉553)而被固定到提升轨8上。连接构件550作为用于将下述的柱塞552a的线性运动传递到提升轨8的传动装置。
用作固定定位电磁螺线管(促动器)552的构件的框体551固定在侧向位于提升轨(从动构件)8的右端部分旁边的中盘5的上表面上。框体551具有形成在其中的用作螺线管(促动器)552的柱塞552a穿过的孔。如图3所示,在螺线管552固定在框体551上时,螺线管552位于中盘5上方一定距离处,并且柱塞552a的一端向上突起超过框体551。需要注意的是,框体551也可以由除了金属外的其他任何合适的材料制成,诸如像合成树脂或木材。
螺线管552包括柱塞552a和弹簧552b。柱塞552a延伸穿过螺线管552的框体并且其一端接触台阶形状连接构件550的上部的下侧。当没有电流流过螺线管552时,柱塞552a由于弹簧552b的偏压力与连接构件550保持接触。一旦电流流过螺线管552,柱塞552a向上移动以向上推动连接构件550,响应于此,与连接构件550固定连接的提升轨8向上移动。具体地,提升轨8的前侧纵向边缘部分向上移动,从而提升轨8绕着其假想的纵向轴线枢转。促动器(螺线管)552配置成将其驱动力施加于提升轨8的前侧纵向边缘部分,其方式是提升轨8绕着提升轨8的假想的纵向轴线枢转。更具体地,为了将促动器(螺线管)552的动作传递到提升轨(从动构件)8,连接构件550以大致侧向地超过提升轨8的纵向边缘部分一端而突出的方式固定于提升轨8上,并且连接构件550由促动器(螺线管)552驱动,从而促动器(螺线管)552的驱动力通过连接构件550作用在提升轨(从动构件)8上。需要注意的是,螺线管552可以替换为不具有弹簧552b的推进式螺线管。
位置传感器555与框体551关联地设置。位置传感器555包括透明的或可透光的板555a以及检测部分555b,从而用作检测提升轨(从动构件)8的移位位置的传感器。可透光板555a是由可透光合成树脂制成的板状构件。可透光板555a以这样的方式制成:依据可透光板555a的位置可穿过其透过的光的量不同,即方式是随着可透光板555a远离连接构件550,透过可透光板555a的光的量增加。检测部分555b是包括光发射部分和光接收部分的组合的光传感器(photosensor)。从光发射部分发出的光穿过透光板555a传递并且由光接收部分接收。检测部分555b输出相应于由光接收部分接收的光量的模拟信号ya。采用这样的设置,穿过透光板555a传递的光量和到达光接收部分的光量随着提升轨8的位置在垂直(或上下)方向上的改变而变化。由此,从检测部分555b输出的模拟信号ya响应于提升轨8的垂直位置(即,沿上下方向的位置)的变化而改变,并且表明提升轨8的当前垂直位置。
接着,参考图5,将给出关于三角钢琴100的示例性的电气/电子设置的描述。更具体地说,图5是通过控制上述的螺线管进行自动演奏的控制器10的图解方框图。如图5所示,控制器10包括CPU(中央处理单元)102、ROM(只读存储器)103、RAM(随机存取存储器)104、存取部分120和操作面板130,并且这些部件连接到总线101。控制器10还包括连接到总线101的PWM(脉宽调制)信号产生部分142a和142b和A/D转换部分141a和141b,并且控制器10使用这些部件控制螺线管50和552。
A/D转换部分141a将从任何一个琴键传感器26输出的模拟信号转换为数字信号并且向动作控制器1000a输出该转换好的数字信号。该数字信号表明出响应于演奏操作而改变的相应琴键1的垂直位置。
A/D转换部分141b将从位置传感器555输出的模拟信号转换为数字信号,并且将该转换好的数字信号输出到动作控制器(控制部分)1000b。因为从位置传感器555输出的信号表明如上所述的提升轨8的垂直位置,该转换好的数字信号yd也表明提升轨8的垂直位置。
CPU102使用RAM104作为工作区域运行存储在ROM103中的控制程序。通过运行存储在ROM103中的控制程序,实现自动演奏功能,其中根据从插入在存取部分120中的记录介质读取出的演奏数据来驱动螺线管。
图6是示出了与自动演奏功能相关的示例性功能配置的图解方框图。如图6所示,动作控制器1000a和1000b在CPU102中实施。动作控制器1000a具有基于演奏数据驱动器琴键1的功能,而在这样情况下,动作控制器1000a通过存取部分120获取从记录介质读取出的MIDI格式的演奏数据。需要注意的是,这里通过动作控制器1000a获取的演奏数据是音符开(note-on)/音符关(note-off)信息,其为与琴键1的驱动相关的数据。一旦获取音符开/音符关信息,则运动控制器1000a识别要被驱动的具体琴键1,但是也基于包括在已获取的音符开/音符关信息内的速度数据,计算出相应于时间的推移(passageoftime)的琴键1的垂直位置。
从这样的计算结果可以看出,动作控制器1000a识别相应于时间流逝的琴键1的垂直位置。进一步,动作控制器1000a获取从A/D转换部分141a提供的信号并且计算出作为通过从A/D转换部分141a获取的信号表明的琴键1的垂直位置和所识别的琴键1的垂直位置之间差异的位置偏差。然后,动作控制器1000a将计算出的位置偏差乘以预定的放大系数,从而将由位置偏差ex表示的位置部分(positioncomponent)控制量转换为与要在PWM信号产生部分142a中使用的占空比对应的值,并且将该转换好的值输出为用于控制琴键1的垂直位置的控制值。动作控制器1000a还输出需被驱动的琴键1的琴键号。
PWM信号产生部分142a获取从动作控制器1000a输出的琴键号和控制值,将控制值转换变成PWM信号并且向与由获取的琴键号表示的琴键1对应的螺线管50输出PWM信号。在收到PWM信号时,螺线管50根据PWM信号移位柱塞,从而驱动琴键1。
动作控制器1000a进一步具有下述功能,该功能为用于响应于由使用者执行的演奏输出表明演奏的MIDI格式的演奏数据。更具体地说,一旦使用者操作琴键1,从相应的琴键传感器26输出的模拟信号通过A/D转换部分141a转换为数字信号,从而表明琴键1的垂直位置的信号提供给动作控制器1000a。
基于数字信号,动作控制器1000a识别琴键1随着时间的推移而改变的垂直位置,根据时间变化和识别的琴键1的垂直位置之间的关系确定琴键1的操作速度,并且从由此确定的操作速度产生MIDI格式的速度数据。进一步,动作控制器1000a识别被操作的琴键1并将被操作的琴键1的琴键号转换变成MIDI格式的音符编号。
而且,动作控制器1000a使用产生的速度数据和音符编号数据产生音符开/音符关信息,并且输出产生的音符开/音符关信息和表明琴键1已经被操作时的时间信息。然后,基于音符开/音符关信息和时间信息产生MIDI格式的演奏数据并且通过存取部分120将该演奏数据记录在记录介质内。
下文描述动作控制器(控制部分)1000b。图7是示出了动作控制器(控制部分)1000b的示例性功能配置的图解方框图。动作控制器1000b具有基于演奏数据驱动制音器6的功能,以及产生表明延音踏板110上的使用者操作的演奏数据的功能。
在图7中,位置值产生部分1036执行数字信号yd上的平滑处理,并且输出通过平滑处理获得的值,以作为表明提升轨8的位置的位置值yx。
速度值产生部分1037产生表明提升轨8的移动速度的速度值yv。更具体地说,速度值产生部分1037通过对依次提供的数字信号yd执行暂时的微分处理来计算提升轨8的移动速度并且输出表示提升轨8的移动速度的速度值yv。
图7中,第一数据库1001已经在其中预存储了提升轨8的多种可能垂直位置和延音踏板拉杆116的多种可能垂直位置(延音踏板110的后端部分的垂直位置)之间的相应关系。即,第一数据库1001在其中预存储延了音踏板110的位置(即,延音踏板位置)和提升轨(从动构件)8的位置之间的相应关系。如上所述,当操作延音踏板110时,延音踏板拉杆116向上移动或升高,响应于此提升轨8升高也升高。由此,提升轨8的垂直位置(位置值yx)和延音踏板拉杆116的垂直位置之间的相应关系被建立,这使得当延音踏板拉杆116的位置升高时,提升轨8的位置也升高,如图8所示。因为第一数据库1001已经在其中预存储了针对延音踏板拉杆116的每一位置的、与延音踏板拉杆116的位置相关联的提升轨8的位置,所以可以通过参考第一数据库1001基于提升轨8的位置而获得延音踏板拉杆116的位置。
第二数据库1002为这样的数据库:在其中预存储了延音踏板的多种值控制变化信息(可采用MIDI格式(以下简称″MIDI值″)的演奏数据)和延音踏板拉杆116的多种可能垂直位置之间的相应关系。即,第二数据库1002已经在其中预存储了多种可能的延音踏板位置和制音器踏板的控制值之间的相应关系。因为延音踏板拉杆116的垂直位置的变化相应于延音踏板110的后端部分的垂直位置的变化,因此可以说延音踏板拉杆116的垂直位置表示延音踏板110的后端部分的垂直位置。即,第二数据库1002已经在其中预存储了针对延音踏板拉杆116的每一垂直位置的、与延音踏板拉杆116的垂直位置相关联的MIDI值。即,存储在第二数据库1002中的MIDI值每个是通过将延音踏板拉杆116的垂直位置正规化(normalization)而获得的值。例如,在第二数据库1002中,表示制音器6处于“OFF”状态(即,制音器6处于接触弦4的状态)的MIDI值″0″与当延音踏板拉杆116处于其最低的位置(即,当延音踏板110处于非操作或非下压位置时)时延音踏板拉杆116的垂直位置相关联;MIDI值″64″与当延音踏板110处于半下压或半踏板位置时延音踏板拉杆116的垂直位置相关联;MIDI值″127″与当延音踏板拉杆116处于其最高的位置时(即,当延音踏板110处于完全下压或最低下压位置时)延音踏板110拉杆116的垂直位置相关联。
第三数据库1003是这样的数据库:在其中预存储了延音踏板拉杆116的多种可能垂直位置和制音器6的多种可能垂直位置之间的相应关系的数据库。即,第三数据库1003已经在其中预存储了延音踏板位置和制音器(控制构件)6之间的相应关系。当延音踏板拉杆116升高时,制音器(控制构件)6升高,如上所述的。由此,延音踏板拉杆116的垂直位置和制音器6的垂直位置之间的相应关系如此设定:当延音踏板拉杆116的位置升高,提升轨8的位置和由此的制音器6的位置升高。然而,制音器6不会响应于延音踏板拉杆116的升高运动的开始立即升高,并且由此,事实上,将发生制音器6位置不响应于延音踏板拉杆116的升高运动开始而改变的(即,不移位)的部分或范围,这由图9中的虚线表示出。因此,在本实施例中,在所述部分或范围内的制音器6的虚拟位置(virtualposition)(即,第一虚拟位置)通过外推法获得并且作为对该范围(即,图9中虚线范围)的替换(通过实线表示)而存储在第三数据库1003中。即,第三数据库1003已经在其中预存储了上述的包括以上第一虚拟位置的由图9中实线表示的相应关系,从而制音器6的垂直位置可以通过参考第三数据库1003根据延音踏板拉杆116的垂直位置而获得。然而,在本实施例中,通过图9中的实线所示的关系可预存储在第三数据库1003中,通过图9中的虚线表示的关系可以如实预存储为用于制音器6不响应于延音踏板拉杆116的升高运动而改变位置(即,不移位)的范围(没有使用上述的外推法以获得该第一虚拟位置)。
进一步,在图7中,第四数据库1004是这样的数据库:在其中预存储提升轨8的多种可能垂直位置和制音器6的多种可能垂直位置之间相应关系的数据库。即,第四数据库1004已经在其中预存储了制音器(控制构件)6和提升轨(从动构件)8的位置之间的相应关系。当提升轨8升高时,制音器6升高,如上所述。由此,提升轨8的垂直位置和制音器6的垂直位置之间的相应关系如此设定:当提升轨8的位置升高时,制音器6的位置升高。因为制音器6并不响应于提升轨8的升高运动的开始而立即升高,并且由此,事实上,将发生制音器6不响应于提升轨8的升高运动的开始而改变位置(不移位)的部分或范围,如在图10中的虚线所表示的。因此,在本实施例中,在该范围内的制音器6的虚拟位置(即,第二虚拟的位置)通过外推法获得并且作为对该范围(即,图10中的虚线范围)的替换(通过实线表示)而存储在第四数据库1004中。即,第四数据库1004已经在其中预存储了包括以上第二虚拟位置的由图10中实线表示的相应关系,从而提升轨8的垂直位置可以通过参考第四数据库1004根据制音器6的垂直位置而获得。然而,在本实施例中,由图10中的实线表示的关系预存储在第四数据库1004中,由图10中的虚线表示的关系可以如实预存储为制音器6不响应于提升轨8的升高运动而改变位置的范围(没有使用上述外推法以获得第二虚拟位置)。
注意图8到10的每一个图中,纵轴和横轴表示通过各自的传感器检测位置并将从传感器输出的模拟信号转换成数字信号而获得的无量纲值。
进一步,在图7中,演奏数据产生部分1020包括第一转换部分1021和第一缓冲器1023。第一缓冲器1023是用于获取和存储从位置产生部分1036输出到管理部分1030的位置值yx的缓冲器。当延音踏板110由使用者操作时,提升轨8的垂直位置随时间的推移而变化。如果延音踏板110在时间点t1处于非下压或非操作位置,在时间点t2处于半踏板(半下压)位置和在时间点t3处于完全地下压位置,则在这些时间点t1到t3的各位置值yx按时间点顺序存储在第一缓冲器1023中。
第一转换部分(第一输出部分)1021参考第一数据库1001以获取与存储在第一缓冲器1023中的提升轨8的位置值yx有关(或相应)的延音踏板拉杆116的垂直位置。进一步,第一转换部分1021参考第二数据库1002以获取与从第一数据库1001获取的延音踏板拉杆116的垂直位置有关(或相应)的MIDI值(控制值)。即,通过参考第一和第二数据库1001和1002,第一转换部分1021将位置值yx转换成无量纲的MIDI值(控制值或踏板操作信息)。然后,第一转换部分1021输出包括获取的MIDI值(控制值或踏板操作信息)的MIDI格式的演奏数据。这样的从第一转换部分1021而来的演奏数据成为与制音器6的驱动有关的控制变化信息。由此输出控制变化信息记录在合适的记录介质,诸如是插入或附连至存取部分120的记录介质或RAM104,从而在其后的自动演奏中可以使用。替换地,控制变化信息可以通过通信线路实时输出并且存储在远程存储器中,或用于远程控制另一乐器的踏板。
进一步,在图7中,演奏数据分析部分1010包括第二转换部分1011和第二缓冲器1013。第二转换部分1011获取通过存取部分120从记录介质读取的MIDI格式的演奏数据。通过第二转换部分1011获取的演奏数据是与制音器6的驱动相关的控制变化信息(即,相应于延音踏板操作位置的控制值)。需要注意的是,通过演奏数据分析部分1010获取的演奏数据可以是除了通过存取部分120从记录介质读取的数据以外的任何其他类型的数据,诸如像从外部数据源经过通信线传输的数据。第二转换部分(第二输出部分)1011提取包括在演奏数据内的MIDI值(控制值)。一旦第二转换部分(第二输出部分)1011从依次提供的演奏数据提取MIDI值(控制值),则首先参考第二数据库1002以获取与提取的MIDI值(控制值)关联(或相应)的值,即,获取延音踏板拉杆116的垂直位置。然后,第二转换部分1011参考第三数据库1003以获取与从第二数据库1002获取的延音踏板拉杆116的垂直位置有关(或相应)的制音器6的垂直位置。然后,第二部分1011参考第四数据库1004以获取与从第三数据库1003获取的制音器6的垂直位置相应的提升轨8的垂直位置并且将由此获取的值(提升轨8的垂直位置)输出到第二缓冲器1013,作为位置指示值(表示出所指示的位置)rx。
第二缓冲器1013是一种用于暂时存储位置指示值rx的缓冲器。例如,如果依次提供的演奏数据间的MIDI值不同,并且如果在时间点t1的MIDI值是″0″,时间点t2的MIDI值是″64″以及时间点t3的MIDI值是″127″,则时间点t1和位于时间点t1的位置指示值rx为一组,时间点t2和位于时间点t2的位置指示值rx为一组,以及一组时间点t3和位于时间点t3的位置指示值rx为一组按照时间点的顺序依次存储进第二缓冲器1013内。
管理部分1030获取存储在第二缓冲器1013中的时间点和位置指示值rx并且输出获取到的位置指示值rx。进一步,管理部分1030获取存储在第二缓冲器1013中的时间点和位置指示值rx的那些组,以在获取的那些组时间点和位置指示值rx上执行暂时的微分处理,从而计算出提升轨8的移动速度,并且输出表示提升轨8的移动速度的速度指示值rv。并且,管理部分1030输出预定的定值uf。
而且,在图7中,第一减法器1031获取从管理部分1030输出的位置指示值rx和从位置值产生部分1036输出的位置值yx。然后,第一减法器1031执行″位置指示值rx-位置值yx″的算术运算并且将位置偏差ex输出到第一放大部分1034,该偏差是算术运算的结果。
第二减法器1032获取从管理部分1030输出的速度指示值rv和从速度值产生部分1037输出的速度值yv。然后,第二减法器1032执行″速度指示值rv-速度值yv″的算术运算并且将速度偏差ev输出到第二放大部分1035,该偏差是算术运算的结果。
第一放大部分1034获取位置偏差ex并且将获取的位置偏差ex乘以预定的放大系数并且输出相乘的结果作为位置控制值ux。即,在这里,第一放大部分1034执行用于将由位置偏差ex表示的位置部分控制量转换为与在随后阶段提供的PWM信号产生部分142b中使用的占空比对应的值的单位换算。
第二放大部分1035获取速度偏差ev并且将获取的速度偏差ev乘以预定的放大系数并且输出相乘的结果作为速度控制值uv。即,在这里,第二放大部分1035执行用于将由速度偏差ev表示的速度部分(velocitycomponent)控制量转换成与在随后阶段提供的PWM信号产生部分142b中使用的占空比对应的值的单位换算。
加法器1033将定值uf、位置控制值ux和速度控制值uv加在一起并且输出这些值的加法结果(即,和)作为控制值u。该控制值u是表明要提供给螺线管552的电流的值(换句话说,是要在PWM信号产生部分142b中使用的占空比)。
PWM信号产生部分142b输出用于驱动螺线管552的PWM信号。更具体地说,PWM信号产生部分142b产生相应于上述控制值u的PWM信号ui并且将由此产生的PWM信号ui输出至螺线管552,从而已经接收PWM信号ui的螺线管552根据PWM信号ui移动柱塞。
[第一实施例的工作情况]
下文描述演奏钢琴100的示例性工作情况。具体地,下文描述当制音器6的响应于使用者演奏的动作要被存储为演奏数据时的演奏钢琴100的工作情况,以及当要基于存储在记录介质中的演奏数据驱动制音器6时的工作情况。
[当制音器6的响应于使用者演奏的动作要被存储为演奏数据时的工作情况]
如果使用者在操作面板130上执行用于指示演奏数据存储的操作,代表使用者进行的演奏的演奏数据将记录进插入存取部分120中的记录介质内。例如,当使用者踩上或下压延音踏板110的前端部分时,延音踏板110的后端部分向上移动,引起延音踏板拉杆116向上移动。通过延音踏板拉杆116的向上运动,延音踏板杠杆117的前端部分被向上推动,使得杠杆117枢转,从而抬高提升杆115。当像这样向上推动提升杆115时,提升轨8被向上推动。
当提升轨8的垂直位置以上述的方式改变时,可透光板555a的位置改变,使得从检测部分555b输出的模拟信号ya发生改变。这样的模拟信号ya被取样并且由A/D转换部分141b依次转换为数字信号yd。由A/D转换部分141b获得的数字信号yd被依次输出到位置值产生部分1036。位置值产生部分1036对依次提供的数字信号yd执行平滑处理并且从而输出表明提升轨8位置的位置值yx。因为提升轨8的位置响应于延音踏板110的操作而改变,这样的位置值yx也响应于延音踏板110的操作而改变。
从位置值产生部分1036输出的位置值yx经过管理部分1030提供给第一缓冲器1023以用于在其中存储。第一转换部分1021从第一数据库1001获取与存储在第一缓冲器1023中的位置值yx相关联的(相应)的延音踏板拉杆116的垂直位置,并且从第二数据库1002获取与从第一数据库1001获取的延音踏板拉杆116的垂直位置关联的MIDI值。一旦第一转换部分1021获取MIDI值,则其输出包括获取的MIDI值在内的MIDI格式的演奏数据。从第一转换部分1021输出的这样的演奏数据成为与延音踏板110的驱动有关的控制变化信息。CPU102控制存取部分120,以便将演奏数据和表明演奏时间的信息一起存入记录介质内。
[当要基于演奏数据驱动制音器6时的工作情况]
下文描述当要基于存储在记录介质中的演奏数据驱动制音器6时的演奏钢琴100的工作情况。首先,一旦已经在其中存储了MIDI格式的演奏数据的记录介质插入存取部分120并且在操作面板130上执行用于从记录介质再现演奏数据的使用者操作时,CPU102从记录介质读取演奏数据。如果,在那时,与制音器6的驱动有关的控制变化信息被读取作为演奏数据,那么演奏数据被提供给第二转换部分1011。
一旦第二转换部分1011从获取的演奏数据提取MIDI值,则参考第二数据库1002以获取与提取的MIDI值有关的延音踏板拉杆116的垂直位置。然后,第二转换部分1011参考第三数据库1003以获取与获取的延音踏板拉杆116的垂直位置有关的制音器6的垂直位置。然后,第二转换部分1011从第四数据库1004获取与获取的制音器6的垂直位置有关的提升轨8的垂直位置。之后,第二转换部分1011将获取的提升轨8的垂直位置作为位置指示值rx输出到第二缓冲器1013。
例如,如果在时间点t1的MIDI值是″0″,在时间点t2的MIDI值是″64″以及在时间点t3的MIDI值是″127″,则时间点t1和在时间点t1的位置指示值rx为一组、时间点t2和在时间点t2的位置指示值rx为一组和时间点t3和在时间点t3的位置指示值rx为一组被按照时间点的次序依次存储进第二缓冲器1013中。
一旦位置指示值rx存储进第二缓冲器1013中,则管理部分1030获取存储在管理部分1030中的时间点和位置指示值rx并且输出获取的位置指示值rx。进一步,管理部分1030依次获取存储在第二缓冲器1013中的时间点和位置指示值rx的那些组,对其执行暂时的微分以计算提升轨8的移动速度并且输出表明移动速度的速度指示值rv。
位置传感器555输出表明提升轨8的垂直位置的模拟信号ya,并且这样的模拟信号ya由A/D转换部分141b依次转换为数字信号yd,且基于此,位置值产生部分1036输出表明提升轨8位置的位置值yx。速度值产生部分1037通过对数字信号yd执行暂时微分处理而计算提升轨8的移动速度,并且然后,输出计算出的表明提升轨8的移动速度的速度值yv。
第一减法器1031获取从管理部分1030输出的位置指示值rx和从位置值产生部分1036输出的位置值yx并且执行″位置指令值rx-位置值yx″的算术运算,从而向第一放大部分1034输出位置偏差ex,其是上述算术运算的结果。第二减法器1032获取从管理部分1030输出的速度指示值rv和从速度值产生部分1037输出的速度值yv。然后,第二减法器1032执行″速度指示值rv-速度值yv″的算术运算,从而向第二放大部分1035输出速度偏差ev,其是上述算术运算的结果。
第一放大部分1034获取位置偏差ex并且将获取的位置偏差ex乘以预定的放大系数,并且输出相乘的结果作为位置控制值ux。进一步,第二放大部分1035获取速度偏差ev并且将获取的速度偏差ev乘以预定的放大系数,并且输出相乘的结果作为速度控制值uv。加法器1033将定值uf、位置控制值ux和速度控制值uv加在一起并且将这些值的加法的结果(即,和)作为控制值u输出到PWM信号产生部分142b。PWM信号产生部分142b输出相应于上述控制值u的PWM信号ui并且输出该由此产生的PWM信号ui至螺线管552,使得螺线管552根据PWM信号ui移动柱塞。
当柱塞552a移位时,可透光板555a和提升轨8与连接构件550一起移位。响应于可透光板555a的移位(位置变化),从检测部分555b输出的模拟信号ya改变。该模拟信号ya转换为数字信号yd并且输出到位置值产生部分1036和速度值产生部分1037。位置值yx被反馈到第一减法器1031而速度值yx被反馈到第二减法器1032,从而输出控制值u,以使位置偏差ex和速度偏差ev减小。
在本实施例中,当要基于演奏数据执行自动演奏时,制音器6由通过螺线管552驱动或移动的提升轨8驱动。同由螺线管驱动延音踏板以移动制音器的现有技术的结构比较起来,本发明的本实施例因为由螺线管驱动的部件与制音器之间的部件更少而可以增加移动制音器的精确度。
进一步,在本实施例中,提升轨8的位置通过利用第一数据库1001转换为延音踏板拉杆116的垂直位置,并且这样的延音踏板拉杆116的垂直位置在被转换为MIDI值后被记录。因为这样的MIDI值基于靠近制音器6的提升轨8的位置而被记录,同检测和记录延音踏板的位置的现有技术结构比较起来,制音器6的位置可以增加的准确度记录。
[第二实施例]
下文描述本发明的演奏钢琴100的第二实施例。演奏钢琴100的第二实施例在结构上与上述第一实施例相似,但是除了第二实施例中的动作控制器1000b的结构不同于第一实施例中的。由此,下文描述集中在第二实施例与第一实施例的差异上。
图11是第二实施例中的动作控制器1000b的示例性功能配置的图解方框图。除第一数据库1001a、第二数据库1002a、第三数据库1003a和第四数据库1004a之外,第二实施例中的动作控制器1000b还包括第三转换部分1038和第五数据库1039。
第五数据库1039使用在其中预存储了彼此关联的数字信号yd的多种值和提升轨8的多种垂直位置的表格。这里假定当提升轨8没有通过提升杆115和柱塞552a向上推动时的提升轨8的位置被设定为提升轨8的参考垂直位置而且这样的提升轨8的参考垂直位置是″0毫米″。当提升轨8处于″0毫米″参考位置时的数字信号yd的预定值被预存储在与″0毫米″参考位置相关联的表格中。再假定通过提升杆115和柱塞552a移动的提升轨8的最上或最高位是″0毫米″参考位置上方的10毫米处,在这样情况下当提升轨8处于″10毫米″位置时,数字信号yd的预定值被预存储在与″10毫米″位置相关联的第五数据库1039中。对于″0毫米″参考位置和″10毫米″位置之间的其他位置,彼此相关联的数字信号yd值和提升轨8的垂直位置也被预存储在表格1039中。
第三转换部分1038参考第五数据库1039以获取与从A/D转换部分141b获取的数字信号yd有关的位置值。即,通过参考第五数据库1039,转换部分1038将数字信号yd转换为以毫米表示的表明提升轨8位置的物理量。转换部分1038将由此获取的位置值提供到位置值产生部分1036和速度值产生部分1037。
因为提供给位置值产生部分1036的是以毫米表示的(即,以毫米为单位)的位置值,所以从位置值产生部分1036提供给第二缓冲器和第一减法器1031的位置值yx也以毫米为单位。类似地,因为提供给速度值产生部分1037的是以毫米表示的位置值,所以从速度值产生部分1037输出的速度值yv是以毫米/秒为单位的物理量。
第一数据库1001a是在其中存储了提升轨8的多种可能垂直位置和延音踏板拉杆116的多种可能垂直位置(延音踏板110的后端部分的垂直位置)之间相应关系的数据库。需要注意的是,第一数据库1001a在存储在第一数据库1001a中的提升轨8的垂直位置是以毫米表示的物理量(即,以毫米为单位)这一点上不同于上述的第一数据库1001。
第二数据库1002a是这样的数据库:在其中存储了多种控制值(其中延音踏板的变化信息可以采用MIDI格式的演奏数据(以下简称″MIDI值″))和延音踏板拉杆116的多种可能垂直位置之间的相应关系。需要注意的是,第二数据库1002a在存储在第二数据库1002a中的延音踏板拉杆116的垂直位置是以毫米表示的物理量这一点上不同于上述的第二数据库1002。
第三数据库1003a是这样的数据库:在其中存储了延音踏板拉杆116的多种可能垂直位置和制音器6的多种可能垂直位置之间的相应关系。需要注意的是,第三数据库1003a在存储在第三数据库1003a中的垂直位置是以毫米表示的物理量这一点上不同于上述的第三数据库1003。
第四数据库1004a是这样的数据库:在其中存储了提升轨8的多种可能垂直位置和制音器6的多种可能垂直位置之间的相应关系。需要注意的是,第四数据库1004a在存储在第四数据库1004a中的垂直位置是以毫米表示的物理量这一点上不同于上述的第四数据库1004。
一旦第二转换部分1011从依次获取的演奏数据中提取MIDI值,则第二转换部分1011参考第二数据库1002a以获取与提取的MIDI值有关的(相应的)以毫米表示的值,即延音踏板拉杆116的垂直位置。然后,第二转换部分1011参考第三数据库1003a以获取与获取的延音踏板拉杆116的垂直位置有关的以毫米表示的值,即制音器6的垂直位置,此后第二转换部分1011从第四数据库1004a获取以毫米表示的值,即,与获取的制音器6的垂直位置有关的提升轨8的垂直位置。然后,第二转换部分1011将获取的提升轨8的垂直位置输出至第二缓冲器1013作为位置指示值rx。因为存储在第二缓冲器1013中的位置指示值是以毫米表示的物理量,所以从管理部分1030输出的位置指示值rx也是以毫米表示的物理量,并且从管理部分1030输出的速度指示值rv是以毫米/秒为单位的物理量。
进一步,第一转换部分1021参考第一数据库1001a以获取与存储在第一缓冲器1023中的位置值yx有关的以毫米表示的值,即延音踏板拉杆116的垂直位置。然后,第一转换部分1021参考第二数据库1002a以获取与提取的延音踏板拉杆116的垂直位置有关的MIDI值。即,通过参考第一和第二数据库1001a和1002a,第一转换部分1021将作为以毫米表示的物理量的位置值yx转换为无量纲的MIDI值。然后,第二转换部分1021输出包括该获取的MIDI值的MIDI格式的演奏数据,并且这样的从第二转换部分1021输出的演奏数据成为与制音器6的驱动有关的控制变化信息。
第二实施例在这方面不同于第一实施例,而第一实施例中的位置值yx、位置指令值rx、速度值yv和速度指令值rv是无量纲值,而这样的值在第二实施例中是毫米或毫米/秒表示的物理量。需要注意的是,第二实施例中的伺服控制的工作情况与第一实施例相同,并且因此为了避免不必要的重复没有在这里描述。
[第三实施例]
下文描述本发明的演奏钢琴100的第三实施例。除具有第一实施例的功能之外,第三实施例还具有基于演奏数据操作弱音踏板112的功能,和产生表明弱音踏板112上使用者操作的演奏数据的功能。即,第三实施例构造为将本发明的基本原理应用于弱音踏板112以及延音踏板110。即本发明的基本原理不但适用于延音踏板还适用于乐器中使用的任何其他所需的踏板。
图12是示出了演奏钢琴100的第三实施例中的控制器10的示例性结构的图解方框图,并且图13是琴键1和弦槌动作机构3所放置的琴键架(keyframe)(从动构件)7的图解的俯视平面图。当琴键架7移动时,设置在琴键架7上的弦槌动作机构3也移动,从而弦槌2相对于弦4的相对位置改变。需要注意的是,与延音踏板110以及琴键1的驱动相关的结构的图解在图12中省略。
在图13中,设置位置传感器600以检测响应于弱音踏板112的使用者(演奏者的)操作而移动或移位的琴键架7的位置。如图13所示,位置传感器600设置在琴键架7的设置有低音琴键1的端部上,并且它在从演奏者角度来观察的从左到右的方向上检测琴键架7的位置。促动器(驱动部分)601连接到从左到右方向上的琴键架7的设置有高音琴键1的端部,并且它在从左到右的方向上移动琴键架7。
A/D转换部分141c将从位置传感器600输出的模拟信号转换成数字信号yd并且将转换的数字信号输出至动作控制器1000c。从位置传感器600输出的模拟信号表明左右方向上的琴键架7的位置(以下简称″琴键架7的左右位置″),并且因此,转换的数字信号也表明琴键架7的左右位置。
图14是示出了通过CPU102实施的动作控制器(控制部分)1000c的示例性结构的图解方框图。动作控制器1000c具有基于演奏数据驱动琴键架7的功能,和产生表示琴键架7上的使用者操作的演奏数据的功能。
在图14中,位置值产生部分1066对从A/D转换部分141c输出的数字信号yd执行平滑处理,并且输出通过该平滑处理获得的值,作为表明琴键架7的左右位置的位置值yx。
速度值产生部分1067产生表示琴键架7的移动速度的速度值yv。更具体地说,速度值产生部分1067通过对依次提供的数字信号yd执行暂时微分处理而计算琴键架7的移动速度并且输出表示琴键架7的移动速度的速度值yv。
进一步,在图7中,第六数据库1006在其中预存储了琴键架7的多种可能左右位置和连接到弱音踏板112的踏板拉杆(以下简称″弱音踏板拉杆″)的多种可能垂直位置(即弱音踏板112的后端部分的多种可能垂直位置)之间的相应关系。当操作弱音踏板112时,弱音踏板拉杆向上移动或升高,响应于此从演奏者角度来观察琴键架7向右的移位。因此,琴键架7的多种可能左右位置和弱音踏板拉杆的多种可能垂直位置之间的相应关系设定为使得琴键架7的向右移位量随着弱音踏板拉杆的位置的升高而增长。因为第六数据库1006已经在其中预存储了针对弱音踏板拉杆的每一位置的、与弱音踏板拉杆的位置相关联的琴键架7的左右位置,所以可以通过参考第六数据库1006根据琴键架7的位置获得弱音踏板拉杆的位置。
第七数据库1007是在其中预存储了可以采用MIDI格式(以下简称″MIDI值″)的演奏数据的弱音踏板的控制变化信息的多种值和连接到该弱音踏板112的弱音踏板拉杆的多种可能垂直位置之间的相应关系。即,第七数据库1007已经在其中预存储了通过对弱音踏板拉杆的垂直位置正规化而获得的MIDI值。因为弱音踏板拉杆的垂直位置的变化相应于弱音踏板112的后端部分的垂直位置的变化,因此可以说弱音踏板拉杆的垂直位置表示弱音踏板112的后端部的垂直位置。即,第七数据库1007已经在其中预存储了针对弱音踏板拉杆的每一垂直位置的、与弱音踏板拉杆的垂直位置相关联的MIDI值。例如,在第七数据库1007中,表示无声功能当前是关闭(即,弦槌2处于它们的初始位置)的MIDI值″0″与弱音踏板拉杆的最低位置(即,弱音踏板112处于非操作位置)相关联,MIDI值″64″与弱音踏板112处于半下压或半踏板位置时的弱音踏板拉杆的垂直位置相关联,并且MIDI值″127″与弱音踏板拉杆的最高垂直位置(即,当弦槌2从初始位置移动最大距离时的弱音踏板拉杆的位置)相关联。
进一步,在图14中,第八数据库1008是在其中预存储了连接到弱音踏板112的弱音踏板拉杆的多种可能垂直位置和弦槌2在左右方向上的多种可能的位置(以下简称″弦槌2的左右位置″)之间的相应关系的数据库。在具有弱音踏板的演奏钢琴中,当连接到弱音踏板112的弱音踏板拉杆向上移动或升高时,弦槌2相对于弦4的相对位置改变。因此,连接到弱音踏板112的弱音踏板拉杆的多种可能垂直位置和弦槌2的多种可能左右方向位置之间的相应关系被设定为使得当弱音踏板拉杆的位置升高时弦槌2相对于弦4向右移动。即,第八数据库1008已经在其中预存储了针对弱音踏板拉杆的每一垂直位置、与弱音踏板拉杆的垂直位置相关联的弦槌2的左右位置。因此,通过参考第八数据库1008,可以根据弱音踏板拉杆的垂直位置获得弦槌2的位置。
进一步,在图14中,第九数据库1009是在其中预存储了弦槌2的多种可能左右位置和琴键架7的多种可能左右位置之间的相应关系的数据库。当琴键架7响应于弱音踏板112上的使用者操作而移动时,设置在琴键架7上的弦槌2移动。因此,弦槌2的多种可能左右位置和琴键架7的多种可能左右位置之间的相应关系设定为使得,随着琴键架7的向右位移量增加,弦槌2的向右位移量也增加。因为第九数据库1009已经在其中预存储了弦槌2的多种可能左右位置和琴键架7的多种可能左右位置之间的相应关系,如上所述,所以可以通过参考第九数据库1009根据弦槌2的位置获得琴键架7的左右位置。
进一步,在图14中,弱音踏板演奏数据产生部分1050包括第四转换部分1051和第三缓冲器1053。第三缓冲器1053是用于获取和存储从位置产生部分1066到管理部分1060的位置值yx的缓冲器。当弱音踏板112由使用者操作时,琴键架7的左右位置随时间的推移而变化。如果弱音踏板112在时间点t1处于非操作位置,在时间点t2处于半踏板(半下压)位置和在时间点t3处于完全下压位置,那么在这些时间点t1到t3的各个位置值yx按时间点的次序存储进第三缓冲器1053。
第四转换部分1051参考第六数据库1006以获取与存储在第三缓冲器1053中的位置值yx有关的弱音踏板拉杆的垂直位置。进一步,第四转换部分1051参考第七数据库1007以获取与从第六数据库1006获取的弱音踏板拉杆的垂直位置有关的MIDI值。即,通过参考第六和第七数据库1006和1007,第四转换部分1051将位置值yx转换为无量纲的MIDI值。然后,第四转换部分1051输出包括获取的MIDI值的MIDI格式的演奏数据。这样的从第四转换部分1051输出的演奏数据成为与弱音踏板112有关的控制变化信息。
进一步,在图14中,弱音踏板演奏数据分析部分1040包括第五转换部分1041和第四缓冲器1043。第五转换部分1041通过存取部分120获取从记录介质读取的MIDI格式的演奏数据。通过第五转换部分1041获取的演奏数据是与弱音踏板相关的控制变化信息。第五转换部分1051提取包括在演奏数据内的MIDI值。一旦第五转换部分1041从依次提供的演奏数据中提取出MIDI值,则首先参考第七数据库1007以获取与提取的MIDI值有关的值,即,获取连接到弱音踏板112的弱音踏板拉杆的垂直位置。然后,第五转换部分1041参考第八数据库1008以获取与从第七数据库1007获取的弱音踏板拉杆垂直位置相应的弦槌6的左右位置。然后,第五转换部分1041参考第九数据库1009以获取与从第八数据库1008获取的弦槌2的左右位置相应的琴键架7的左右位置并且将由此获取的值(琴键架7的左右位置)作为位置指示值rx输出到第四缓冲器1043。
第四缓冲器1043是用于暂时存储该位置指示值rx的缓冲器。例如,如果依次提供的演奏数据间的MIDI值不同,并且如果处于时间点t1的MIDI值是″0″,处于时间点t2的MIDI值是″64″和处于时间点t3的MIDI值是″127″,则时间点t1和处于时间点t1的位置指示值rx为一组、时间点t2和处于时间点t2的位置指示值rx为一组以及时间点t3和处于时间点t3的位置指示值rx为一组被按时间点的次序依次存储进第四缓冲器1043中。
管理部分1060获取存储在第四缓冲器1043中的时间点和位置指示值rx并且输出获取的位置指示值rx。进一步,管理部分1060获取存储在第四缓冲器1043中的各组时间点和位置指示值rx以对获取的各组时间点和位置指示值rx执行暂时微分处理,从而计算琴键架7的移动速度并且输出表示琴键架7的移动速度的速度指示值rv。并且,管理部分1060输出预定的定值uf。
而且,在图14中,第三减法器1061获取从管理部分1060输出的位置指示值rx和从位置值产生部分1066输出的位置值yx。然后,第三减法器1061执行″位置指示值rx-位置值yx″的算术运算并且将作为算术运算结果的位置偏差ex输出到第三放大部分1064。
第四减法器1062获取从管理部分1060输出的速度指示值rv和从速度值产生部分1067输出的速度值yv。然后,第四减法器1062执行″速度指示值rv-速度值yv″的算术运算并且将作为算术运算结果的速度偏差ev输出到第四放大部分1065。
第三放大部分1064获取位置偏差ex并且将获取的位置偏差ex乘以预定的放大系数并且输出相乘的结果作为位置控制值ux。即,在这里,第三放大部分1064执行用于将由位置偏差ex表示的位置部分控制量转换为与随后阶段提供的PWM信号产生部分142c中使用的占空比对应的值的单位换算。
第四放大部分1065获取速度偏差ev并且将获取的速度偏差ev乘以预定的放大系数并且输出相乘的结果作为速度控制值uv。即,在这里,第四放大部分1065执行用于将由速度偏差ev表示的速度部分控制量转换成与在PWM信号产生部分142c中使用的占空比对应的值的单位换算。
而且,在图14中,加法器1063将定值uf、位置控制值ux和速度控制值uv加在一起并且输出这些值的加法结果(即,和)作为控制值u。控制值u是表示要提供给促动器601的电流的值(换句话说,是要在PWM信号产生部分142c中使用的占空比)。
PWM信号产生部分142c输出用于驱动促动器601的PWM信号。更具体地说,PWM信号产生部分142c产生相应于上述控制值u的PWM信号ui并且向促动器601输出由此产生的PWM信号ui,从而接收到PWM信号ui的促动器601根据PWM信号ui移动琴键架7。
[第三实施例的工作情况]
[当使用者的演奏被存储为演奏数据时的工作情况]
如果使用者在操作面板130上执行用于指示演奏数据存储的操作,表示由使用者进行的演奏的演奏数据将记录进插入存取部分120的记录介质中。例如当使用者踩上或下压弱音踏板112的前端部分时,弱音踏板112的后端部分向上移动,引起弱音踏板拉杆向上移动。通过弱音踏板拉杆的向上运动,琴键架7移动,使得弦槌2相对于弦4移动。
当琴键架7的左右位置以上述方式变化时,从位置传感器600输出的模拟信号ya变化。这样的模拟信号ya被取样并且通过A/D转换部分141c依次转换为数字信号yd。通过A/D转换部分141c获得的数字信号yd依次被输出至位置值产生部分1066。位置值产生部分1066对依次提供的数字信号yd执行平滑处理并且由此输出表明琴键架7位置的位置值yx。因为琴键架7的位置响应于弱音踏板112的操作而改变,这样的位置值yx也响应于弱音踏板112的操作而改变。
从位置值产生部分1066输出的位置值yx经过管理部分1060提供给第三缓冲器1053以用于在其中存储。第四转换部分1051从第六数据库1006获取与存储在第三缓冲器1053中的位置值yx有关的弱音踏板拉杆的垂直位置,并且从第七数据库1007获取与从第六数据库1006获取的弱音踏板拉杆的垂直位置有关的MIDI值。一旦第四转换部分1051获取MIDI值,则其输出包括获取的MIDI值在内的MIDI格式的演奏数据。这样的从第四转换部分1051输出的演奏数据成为与弱音踏板112有关的控制变化信息。CPU102控制存取部分120,以将演奏数据和表示执行时间的信息一起存入记录介质内。
[当再现弱音踏板的演奏数据时的工作情况]
下文描述当要基于存储在记录介质中的演奏数据来驱动琴键架7时的钢琴100的工作情况。首先,一旦将在其中存储了MIDI格式的演奏数据的记录介质插入存取部分120中并且使用者在操作面板130上进行用于从记录介质再现演奏数据的操作时,则CPU102从记录介质读取演奏数据。如果此时将与弱音踏板112有关的控制变化信息读取为演奏数据,则该演奏数据被提供给第五转换部分1041。
一旦第五转换部分1041从获取的演奏数据提取MIDI值,则参考第七数据库1007以获取与提取的MIDI值关联的弱音踏板拉杆的垂直位置。然后,第五转换部分1041参考第八数据库1008以获取与获取的弱音踏板拉杆的垂直位置关联的弦槌2的左右位置。然后,第五转换部分1041从第九数据库1009获取与获取的弦槌2的左右位置有关的琴键架7的左右位置。之后,第五转换部分1041将获取的琴键架7的左右位置作为位置指示值rx输出到第四缓冲器1043。例如,如果处于时间点t1的MIDI值是″0″、处于时间点t2的MIDI值是″64″并且处于时间点t3的MIDI值是″127″,则时间点t1和处于时间点tl的位置指示值rx为一组、时间点t2和处于时间点t2的位置指示值rx为一组以及时间点t3和处于时间点t3的位置指示值rx为一组被按时间点的次序依次存储在第四缓冲器1043中。
管理部分1060获取存储在第四缓冲器1043中的时间点和位置指示值rx并且输出获取的位置指示值rx。进一步,管理部分1060依次获取存储在第四缓冲器1043中的各组时间点和位置指示值rx,以对获取的各组时间点和位置指示值rx执行暂时微分处理,从而计算琴键架7的移动速度并且输出表示琴键架7的移动速度的速度指示值rv。
表明琴键架7的左右位置的模拟信号ya从位置传感器600输出,并且这样的模拟信号ya通过A/D转换部分141c依次转换为数字信号yd。位置值产生部分1066基于数字信号yd输出表明琴键架7位置的位置值yx,并且速度值产生部分1067对数字信号yd执行暂时微分处理,以计算琴键架7的移动速度并且输出表示琴键架7的移动速度的速度值yv。
第三减法器1061获取从管理部分1060输出的位置指示值rx和从位置值产生部分1066输出的位置值yx,并且执行″位置指示值rx-位置值yx″的算术运算,从而将作为算术运算结果的位置偏差ex输出到第三放大部分1064。第四减法器1062获取从管理部分1060输出的速度指示值rv和从速度值产生部分1067输出的速度值yv。第四减法器1062运行″速度指示值rv-速度值yv″的算术运算,从而将作为算术运算结果的速度偏差ev输出到第四放大部分1065。
第三放大部分1064获取位置偏差ex并且将获取的位置偏差ex乘以预定的放大系数,并且输出相乘的结果作为位置控制值ux。进一步,第四放大部分1065获取速度偏差ev并且将获取的速度偏差ev乘以预定的放大系数,并且输出相乘的结果作为速度控制值uv。加法器1063将定值uf、位置控制值ux和速度控制值uv加在一起并且将这些值的加法结果(即,和)作为控制值u输出到PWM信号产生部分142c。PWM信号产生部分142c输出相应于上述控制值u的PWM信号ui并且将由此产生的PWM信号ui输出到促动器601,从而促动器601根据PWM信号ui移动琴键架7。
当琴键架7移位时,从位置传感器600输出的模拟信号ya改变。将该模拟信号ya转换为数字信号yd并且输出到位置值产生部分1066和速度值产生部分1067。位置值yx被反馈到第三减法器1061,且速度值yv被反馈到第四减法器1062,从而输出控制值u,使得位置偏差ex和速度偏差ev减小。
在本实施例中的动作控制器1000b中,数字信号yd也可以通过转换部分和数据库而被转换为以毫米为单位的值,并且与反馈控制有关的算术运算可以以毫米为单位来执行,如在上述的第二实施例中的动作控制器1000b中的那样。进一步,位置值可以在第六至第九数据库1006至1009中以毫米处理。
[变型]
虽然上面已经联系着多种实施例描述了本发明,但本发明不局限于上述实施例,并且这些实施例可以进行如下变型。上述的实施例和下文描述的变型可以根据需要进行组合。
第一和第二实施例已经如上描述成构造为从MIDI值获取延音踏板拉杆116的位置,从延音踏板拉杆116的位置获取制音器6的位置以及从制音器6的位置获取提升轨8的位置。替代地,可提供另一数据库,在其中存储了延音踏板拉杆116的多种可能位置和提升轨8的多种可能位置之间的相应关系的,使得在通过参考第二数据库1002获取延音踏板拉杆116的位置后,可以通过参考其他数据库从延音踏板拉杆116的位置获取提升轨8的位置。
在第三实施例中,也可提供另一数据库,在其中存储了延音踏板拉杆116的多种可能位置和琴键架7的多种可能位置之间的相应关系的,使得在通过参考第七数据库1007获取连接到弱音踏板112的弱音踏板拉杆的位置后,可以通过参考另一其他数据库从弱音踏板拉杆的位置获取琴键架7的位置。
虽然在上述的实施例中,位置传感器555构造为检测提升轨8的相对的纵向端部的右端部分(从演奏者角度来观察)的垂直位置,但是位置传感器555也可以检测提升轨8的左端部分(从演奏者角度来观察)的垂直位置。替代地,这样的位置传感器555可以设置在提升轨8的两个相对纵向端部上,用于检测提升轨8的相对端部的垂直位置。在这种情况下,位置值产生部分1036可以对通过将从两个位置传感器555输出的模拟信号进行数字转换而获得的数字信号yd的平均值计算并且根据计算出的平均值确定位置值yx。替代地,位置传感器555可以设置在提升轨8的纵向中间部分上。作为另一个选择,位置传感器555可以设置在提升轨8的中间和左端部分、或中间和右端部分或中间、左右端部上。进一步,在提供多个位置传感器555的情况下,位置传感器555的数目不局限于两个或三个,并且四个或更多位置传感器555可以不但设置在提升轨8的相对的纵向端部和中间部分上,还可设置在提升轨8的一个或多个其他部分上。进一步,位置传感器555可不设置在框架551上,而是位置传感器555的可透光板555a可以设置在提升轨8的上表面上并且位置传感器555的检测部分555b可以设置在提升轨8上方。
进一步,虽然在上述实施例中,位置传感器构造为通过利用光来检测位置,然而本发明不受限于此,并且位置传感器可以构造为通过利用检测线性位置的线性电位计、或通过利用磁性或其它方法来检测位置。
而且,上述实施例中,其中位置传感器555构造为检测提升轨8的垂直位置,但是位置传感器555的透明的或可透光板555a可以沿着提升杆115的纵向设置在提升杆115的外周表面上,其方式是通过经过位置传感器555的光发射部分和光接收部分之间的可透光板555a来检测提升杆115的垂直位置。因为提升杆115和提升轨8一起移位,可以说该变型的配置间接地检测提升轨8的位置,尽管该变型的配置事实上检测提升杆115的位置。
而且,虽然上述实施例构采用将从各个动作控制器输出的演奏数据存储进插入存取部分120的记录介质中的方式构造,但是用于与另一外部设备执行通信的接口可以以将演奏数据经过接口输出到其他外部设备的方式设置在控制器10中。进一步,在这种情况下,可以经过接口从其他外部设备获取演奏数据并且将其提供给各个动作控制器。
虽然在上述实施例中,提升轨(从动构件)8经过连接构件550由螺线管552驱动,但是用于驱动提升轨(从动构件)8的结构并不限于此。图15是示出了根据本发明的变型的、配备有自动演奏功能的三角钢琴100的示例性内部结构的视图。在本变型中,螺线管552设置在外壳51内部,并且三角钢琴100包括两个垂直方向上分开的(即,上下)提升拉杆115b和115a。下提升拉杆115a的下端接触延音踏板杠杆117上表面,且其上端接触螺线管552的柱塞552a下端。进一步,上提升杆115b的下端接触螺线管552的柱塞552a上端,并且其上端接触提升轨8的下表面。上提升杆115b用作将螺线管552的线性运动传递至提升轨8的传动装置。
在图15的结构中,当延音踏板110由演奏者踩上或下压时,延音踏板杠杆117向上推动下提升拉杆115a,从而通过下提升拉杆115a向上推动柱塞552a。由此,柱塞552a向上推动上提升杆115b,从而通过上提升杆115b向上推动提升轨8。因为螺线管552在该情况下没有通电,柱塞552a响应于延音踏板110的下压操作而在上下方向中自由移动。
一旦螺线管552被驱动(或通电),柱塞552a向上移动,以向上推动上提升杆115b,其又向上推动提升轨8。当提升轨8像这样经过螺线管552驱动时,螺线管552的驱动力未作用于弹簧114上。由此,通过这个变型,制音器6也可以不要求大的力就可移动。
即,在图15的变型结构中,促动器(螺线管)552设置在提升拉杆115的中段(在上下提升杆115b和115a之间),提升拉杆115可在上下方向中活动,用于将使用者操作的延音踏板110的动作传递到提升轨(从动构件)8,并且提升杆115(115b)响应于促动器(螺线管)552的向上运动而移动,并且从而向上移动提升轨(从动构件)8。
进一步,在用于驱动提升轨8的螺线管容纳在外壳51内情况下,可以使用图16的变型结构。图16是以放大的比例示出了从前面看外壳51内部的图解视图。在本变型中,提升杆115具有连接于其的杆(传动杆)115c,并且侧向地突出以接触容纳在外壳51内的螺线管552的柱塞552a。如果螺线管552被驱动,则柱塞552a向上移动,以向上推动拉杆115c。当拉杆115c像这样被向上推动时,与拉杆115c相连接的提升杆115被向上推动,使得提升轨8被向上推动。通过这个变型的制音器6也可以不要求大的力就可移动,这是因为螺线管552的驱动力没有作用于弹簧114上。
即,在图16的结构中,促动器(螺线管)552设置在提升杆115旁边,该提升杆115在上下方向中可动,其用于将使用者操作的延音踏板110的动作传递到提升轨(从动构件)8,并且促动器(螺线管)552的动作经过传动构件(拉杆115c)传输到提升杆115(115b),从而提升轨(从动构件)8移位。
进一步,在演奏钢琴100中,可以提供同提升杆115分开的另一个或第二提升拉杆(或传动杆),并且第二提升拉杆可以由螺线管552驱动,而提升杆115不被螺线管552驱动。图17是示出了这样的包括第二提升杆115d的变型结构的示意图。设置在外壳51内部的螺线管552的柱塞552a保持与延伸穿过外壳51和中盘5的第二提升杆115d接触,以接触提升轨8的下侧。通过这个变型,制音器6也可以不需要大的力来移动,因为驱动力552没有作用于弹簧114上。
即,在图17的结构中,促动器(螺线管)552布置在提升轨(从动构件)8之下,并且传动杆(第二提升拉杆)115d设置在促动器(螺线管)552和提升轨(从动构件)8之间,从而促动器(螺线管)552的动作经过传动杆(第二提升拉杆)115d传递到提升轨(从动构件)8。
在像这样提供了第二提升杆(传动杆)115d的情况下,第二提升杆115d可以延伸穿过外壳51和盖52,并且螺线管552可以设置在盖52的下面,使得第二提升杆115d由螺线管552驱动。进一步,在该结构中,延伸穿过外壳51和盖52的第二提升杆115d由螺线管552驱动,可以提供接触提升杆115d的下端并且可绕销枢转的杆,以便由螺线管进行驱动。
虽然上述实施例和变型构造为采用螺线管驱动提升轨8或提升杆115,然而用于驱动提升轨8或提升杆115的促动器不局限于诸如像螺线管的线性促动器。例如,诸如像马达这样的旋转式促动器的回转运动可以转换为线性运动,使得提升轨8或提升杆115由这样转换的线性运动而被驱动。
虽然上述实施例构造为使用速度指示值和速度值进行伺服控制,然而本发明可以构造为使用位置指示值和位置值而不是速度指示值和速度值的进行伺服控制。
而且,虽然上述实施例应用于作为设有制音机构的乐器的三角钢琴,但是本发明同时适合于直立钢琴。替代地,本发明可以应用于除了钢琴的其他乐器,诸如具有发音构件的钢片琴和钟琴;在这种情况下,和上述钢琴的实施例一样,制音器的动作也可以存为演奏数据从而基于演奏数据驱动制音器。

Claims (12)

1.一种乐器,其包括:
踏板,其被配置为可响应于使用者的操作而被移位;
从动构件,其被配置为与所述踏板的移位成互锁关系地移位;
控制构件,其被配置为响应于所述从动构件的移位,改变控制构件相对于发声构件的位置,从而控制发声构件;
驱动部分,其被配置为驱动所述从动构件;
传感器,其被配置为检测所述从动构件的位置;
第一数据库,其中存储所述踏板的位置和所述从动构件的位置之间的相应关系;
第二数据库,其中存储所述踏板的位置和控制值之间的相应关系;
第一输出部分,其被配置为:从所述第一数据库获取与由所述传感器检测到的所述从动构件的位置相对应的所述踏板的位置;从所述第二数据库获取与所获取的所述踏板的位置相对应的控制值;和将所获取的控制值作为踏板操作信息输出。
2.如权利要求1所述的乐器,其进一步包括:
第三数据库,在其中存储所述踏板位置和所述控制构件位置之间的相应关系;
第四数据库,在其中存储所述控制构件位置和所述从动构件位置之间的相应关系;
第二输出部分,其配置为:从所述第二数据库获取相应于输入控制值的所述踏板的位置;从所述第三数据库获取与所获取的所述踏板的位置相应的所述控制构件的位置;从所述第四数据库获取与所获取的所述控制构件的位置相应的所述从动构件的位置;并且输出从所述第四数据库获取的所述从动构件的位置作为指示的位置;以及
控制部分,其配置为控制所述驱动部分,以将所述从动构件定位到由所述第二输出部分输出的指示的位置。
3.如权利要求1所述的乐器,其中将由所述第一输出部分输出的控制值记录进记录介质内。
4.如权利要求2所述的乐器,其中将记录在记录介质里的控制值输入至所述第二输出部分。
5.如权利要求2所述的乐器,其中在所述第三数据库中存储了在即使所述踏板移位时所述控制构件也不移位的范围内的、与所述踏板位置相关联的所述控制构件的第一虚拟位置;以及
其中在所述第四数据库中存储了在即使所述从动构件移位时所述控制构件也不移位的范围内的、与所述从动构件位置相关联的所述控制构件的第二虚拟位置。
6.如权利要求1-5中的任何一个所述的乐器,其中存储在所述第二数据库中的控制值每个是通过将所述踏板的位置正规化而获得的值。
7.如权利要求1-5中的任何一个所述的乐器,所述踏板是延音踏板,并且所述控制构件是用于对发音构件的振动进行的阻尼作用的制音器。
8.一种乐器,其包括:
踏板,其被配置为可响应于使用者的操作而移位;
从动构件,其被配置为与所述踏板的移位成互锁关系地移位;
控制构件,其被配置为响应于所述从动构件的移位,改变所述控制构件相对于发声构件的位置,从而控制发声构件;
驱动部分,其被配置为驱动所述从动构件;
传感器,其被配置为检测所述从动构件的位置;
第一数据库,其中存储所述踏板的位置和控制值之间的相应关系;
第二数据库,其中存储所述踏板的位置和所述控制构件的位置之间的相应关系;
第三数据库,其中存储所述控制构件的位置和所述从动构件的位置之间的相应关系;
输出部分,其被配置为:从所述第一数据库获取与输入控制值相对应的所述踏板的位置;从所述第二数据库获取与所获取的所述踏板的位置相对应的所述控制构件的位置;从所述第三数据库获取与所获取的所述控制构件的位置相对应的所述从动构件的位置;和将从所述第三数据库获取的所述从动构件的位置作为指示的位置输出;
控制部分,其被配置为控制所述驱动部分,以将所述从动构件定位在由所述输出部分输出的指示的位置。
9.一种用于获取基于乐器内踏板的操作位置的控制数据的方法,所述乐器包括:踏板,被配置为响应于使用者的操作而可移位;从动构件,被配置为与所述踏板的移位成互锁的关系地移位;控制构件,被配置为响应于所述从动构件的移位改变控制构件相对于发声构件的位置,从而控制发声构件;驱动部分,被配置为驱动所述从动构件;和传感器,被配置为检测所述从动构件位置,
所述方法包括:
步骤:从其中存储有踏板的位置和从动构件的位置之间的相应关系的第一数据库获取与由传感器检测到的从动构件的位置相对应的踏板的位置;和
步骤:从其中存储有踏板的位置和控制值之间的相应关系的第二数据库获取与所获取的踏板位置相对应的控制值,和将所获取的控制值作为踏板操作信息输出。
10.如权利要求9所述的方法,进一步包括:
步骤:从第二数据库获取相应于输入控制值的踏板位置;
步骤:从在其中存储了踏板的位置和控制值的位置之间的相应关系的第三数据库获取相应于所获取的踏板位置的控制构件位置;
步骤:从在其中存储了控制值的位置和从动构件的位置之间的相应关系的第四数据库获取相应于所获取的控制构件位置的从动构件的位置,并且输出所获取的从动构件位置作为指示的位置;和
步骤:控制驱动部分以将从动构件定位于所述指示的位置。
11.如权利要求9或10所述的方法,其中将作为踏板操作信息输出的控制值记录进记录介质内。
12.一种用于再现乐器内踏板的操作的方法,所述乐器包括:踏板,被配置为响应于使用者的操作而可移位;从动构件,被配置为与踏板的移位成互锁关系地移位;控制构件,被配置为响应于从动构件的移位改变控制构件相对于发声构件的位置,从而控制发声构件;驱动部分,被配置为驱动从动构件;和传感器,被配置为检测从动构件位置,
所述方法包括:
步骤:从其中存储有踏板的位置和控制值之间的相应关系的数据库获取与输入控制值相对应的踏板的位置;
步骤:从其中存储有控制构件的位置和踏板的位置之间的相应关系的数据库获取与所获取的踏板位置相对应的控制构件的位置;
步骤:从其中存储有控制构件的位置和从动构件的位置之间的相应关系的数据库获取与所获取的控制构件位置相对应的从动构件的位置,和将所获取的从动构件的位置作为指示的位置输出;
步骤:控制驱动部分以将从动构件定位在所述指示的位置。
CN201310082169.1A 2012-01-18 2013-01-18 装配踏板的乐器及其方法 Active CN103280209B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-008404 2012-01-18
JP2012008404A JP6047882B2 (ja) 2012-01-18 2012-01-18 鍵盤楽器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103280209A CN103280209A (zh) 2013-09-04
CN103280209B true CN103280209B (zh) 2016-02-10

Family

ID=47561327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310082169.1A Active CN103280209B (zh) 2012-01-18 2013-01-18 装配踏板的乐器及其方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9087494B2 (zh)
EP (1) EP2618328B1 (zh)
JP (1) JP6047882B2 (zh)
KR (1) KR101456361B1 (zh)
CN (1) CN103280209B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6047882B2 (ja) * 2012-01-18 2016-12-21 ヤマハ株式会社 鍵盤楽器
EP2618327B1 (en) * 2012-01-18 2016-03-30 Yamaha Corporation Damper drive device for musical instrument, and musical instrument
JP5884503B2 (ja) * 2012-01-18 2016-03-15 ヤマハ株式会社 リフティングレールの駆動機構および楽器
JP2014130197A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Yamaha Corp 鍵盤楽器のペダルのハーフポイント特定方法及び装置、並びにプログラム
JP5987762B2 (ja) * 2013-04-11 2016-09-07 ヤマハ株式会社 鍵盤楽器のハーフペダル領域特定方法及び装置並びにプログラム
JP6111807B2 (ja) 2013-04-11 2017-04-12 ヤマハ株式会社 鍵盤楽器
CN104966510B (zh) * 2015-05-29 2020-12-22 熊世林 一种用于电子曲谱中跨轨及虚拟轨实现多声部的表示方法
CN109313861B (zh) * 2016-07-13 2021-07-16 雅马哈株式会社 乐器练习系统、演奏练习实施装置、内容播放系统、以及内容播放装置
CN109478397B (zh) * 2017-01-18 2021-05-18 森兰信息科技(上海)有限公司 自动演奏系统
WO2018133018A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 Sunland Information Technology Co., Ltd. Key assisted user input system and method for piano system
TWI684319B (zh) * 2019-04-25 2020-02-01 新世代機器人暨人工智慧股份有限公司 馬達驅動移動平台之控制系統及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5131306A (en) * 1989-01-19 1992-07-21 Yamaha Corporation Automatic music playing piano
US5714702A (en) * 1995-06-28 1998-02-03 Yamaha Corporation Pedal controlling system and method of controlling pedal for recording and reproducing pedal action
CN101042859A (zh) * 2006-03-20 2007-09-26 雅马哈株式会社 具有准确区分半踏瓣的控制器的乐器及其控制系统
CN101515451A (zh) * 2008-02-19 2009-08-26 雅马哈株式会社 电子键盘乐器的踏板控制设备
US7851690B1 (en) * 2008-01-15 2010-12-14 Wayne Lee Stahnke Method and system for automatic calibration of pedal actuator in a reproducing piano

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2993424A (en) 1958-08-20 1961-07-25 Meopta Prerov Panoramic camera
JP2606179B2 (ja) * 1989-01-19 1997-04-30 ヤマハ株式会社 自動ピアノ
US5247129A (en) * 1991-06-10 1993-09-21 Yamaha Corporation Stringless piano-touch electric sound producer for directly driving a sound board on the basis of key actions
JPH07271356A (ja) * 1994-03-28 1995-10-20 Yamaha Corp ペダル操作量記録方法
JPH08137473A (ja) * 1994-11-02 1996-05-31 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd 電子楽器のエクスプレッションペダル装置
JP2005265903A (ja) * 2004-03-16 2005-09-29 Yamaha Corp 鍵盤楽器
US7453037B2 (en) * 2004-04-22 2008-11-18 Yamaha Corporation Musical performance apparatus
US7217880B2 (en) 2005-01-20 2007-05-15 Burgett, Inc. Previous event feedback system for electronic player piano systems
US7956261B2 (en) * 2008-03-24 2011-06-07 Yamaha Corporation Pedal apparatus of electronic musical instrument
JP5194924B2 (ja) * 2008-03-25 2013-05-08 ヤマハ株式会社 鍵盤装置
JP5223490B2 (ja) * 2008-06-24 2013-06-26 ヤマハ株式会社 電子鍵盤楽器のペダルの力覚制御装置
US8350143B2 (en) * 2010-02-02 2013-01-08 Yamaha Corporation Keyboard musical instrument
EP2571016B1 (en) * 2011-09-14 2017-02-01 Yamaha Corporation Keyboard instrument
JP5884503B2 (ja) * 2012-01-18 2016-03-15 ヤマハ株式会社 リフティングレールの駆動機構および楽器
JP6047882B2 (ja) * 2012-01-18 2016-12-21 ヤマハ株式会社 鍵盤楽器
JP6111807B2 (ja) * 2013-04-11 2017-04-12 ヤマハ株式会社 鍵盤楽器
JP6064758B2 (ja) * 2013-04-11 2017-01-25 ヤマハ株式会社 鍵盤楽器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5131306A (en) * 1989-01-19 1992-07-21 Yamaha Corporation Automatic music playing piano
US5714702A (en) * 1995-06-28 1998-02-03 Yamaha Corporation Pedal controlling system and method of controlling pedal for recording and reproducing pedal action
CN101042859A (zh) * 2006-03-20 2007-09-26 雅马哈株式会社 具有准确区分半踏瓣的控制器的乐器及其控制系统
US7851690B1 (en) * 2008-01-15 2010-12-14 Wayne Lee Stahnke Method and system for automatic calibration of pedal actuator in a reproducing piano
CN101515451A (zh) * 2008-02-19 2009-08-26 雅马哈株式会社 电子键盘乐器的踏板控制设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP2618328A2 (en) 2013-07-24
US20130180377A1 (en) 2013-07-18
EP2618328B1 (en) 2016-03-30
CN103280209A (zh) 2013-09-04
US9087494B2 (en) 2015-07-21
KR101456361B1 (ko) 2014-10-31
JP2013148674A (ja) 2013-08-01
KR20130084999A (ko) 2013-07-26
EP2618328A3 (en) 2014-07-30
JP6047882B2 (ja) 2016-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103280209B (zh) 装配踏板的乐器及其方法
CN103218998B (zh) 用于乐器的制音器驱动装置和乐器
US7332670B2 (en) Automatic player exactly bringing pedal to half point, musical instrument equipped therewith and method used therein
US7314995B2 (en) Data acquisition system preparing inner force sense data for inner sense controller
CN100593192C (zh) 具有重放表的自动演奏器乐器及其方法
CN100576313C (zh) 自动演奏键盘乐器
CN101042861B (zh) 用于乐器的自动演奏系统和方法
CN1750111B (zh) 免于老化的变换器、使用该变换器的乐器及其使用方法
CN1811904B (zh) 自校准变换器系统以及装有这种系统的乐器
JP2890557B2 (ja) 鍵盤楽器の自動演奏装置
JP2005265903A (ja) 鍵盤楽器
CN103514870B (zh) 电子键盘乐器及方法
CN110431617A (zh) 信号供给装置、键盘装置及程序
CN105741826B (zh) 交互式钢琴及交互方法
JP3364908B2 (ja) 鍵盤楽器の演奏記録装置およびその演奏再生装置
CN111295706B (zh) 音源、键盘乐器以及记录介质
US6075196A (en) Player piano reproducing special performance techniques using information based on musical instrumental digital interface standards
JP2006003444A (ja) 自動演奏ピアノ
CN103915079A (zh) 用于识别键盘乐器上踏板的半踏板点的方法和装置
Colmenares et al. Computational modeling of reproducing-piano rolls
JP5212024B2 (ja) 電子鍵盤楽器
JP2006350384A (ja) 自動演奏ピアノ
JP5927928B2 (ja) ダンパー駆動装置
JP2013148673A (ja) 演奏情報処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant