DE19944718B4

DE19944718B4 - Tastenmusikinstrument und darin umfaßtes Informationsverarbeitungssystem zur Unterscheidung verschiedener Arten von Tastenbewegungen

Info

Publication number: DE19944718B4
Application number: DE19944718A
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Hamamatsu Ura; Tsutomu Hamamatsu Sasaki
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2019-09-18
Also published as: DE19944718A1; JP3887968B2; US6297437B1; JP2000099029A

Abstract

Tastenmusikinstrument, das folgendes aufweist:
Manipulatoren oder Betätiger (3a/3b), die durch einen Raum bewegbar sind, welcher zwischen entsprechenden Ruhepositionen (REST) der Manipulatoren und entsprechenden Endpositionen (END) der Manipulatoren in Abschnitte (REST-K1, K1-K2, K2-K2A, K2A-K3, K3-K4, K4-END) unterteilt ist,
Sensoren (90), die jeweils für die Manipulatoren (3a/3b) vorgesehen sind und aktuelle Positionen auf Bahnen oder Pfaden (C1, C2, C3) der zugehörigen Manipulatoren in den Abschnitten messen,
eine Steuereinrichtung (100), die mit den Sensoren (90) verbunden ist und eine Abschnittsgeschwindigkeit jeder der Manipulatoren berechnet und Musikdateninformationen produziert, die repräsentativ sind für ein Spiel anhand der Manipulatoren, und
einen Tongenerator (100f), welcher mit der Steuereinrichtung verbunden ist und die Musikdateninformationen erhält zum Erzeugen von Tönen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (100) die Abschnittsgeschwindigkeit in ausgewählten Abschnitten berechnet (SP73), um zu bestimmen, wie die Kraft auf jeden der Manipulatoren ausgeübt wird, und zwar durch Vergleichen der Werte der Abschnittsgeschwindigkeit,...

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Tastenmusikinstrument, und insbesondere auf ein Tastenmusikinstrument mit einem Informationsverarbeitungssystem zur Verarbeitung von Daten, die repräsentativ sind für Tastenbewegungen.

Verschiedene Arten von Tastaturmusikinstrumenten werden auf dem Markt verkauft. Ein akustisches Klavier, ein elektrisches Keyboard und ein Kompromiß dazwischen sind typische Beispiele für ein Tastenmusikinstrument. Ein Spieler gibt seine Anweisungen für ein Musikstück an das akustische Klavier über die schwarzen und weißen Tasten, und die Saiten erzeugen die akustischen Klänge nach dem Aufschlagen der Hämmer. Somit werden die Anweisungen des Spielers mechanisch auf die Saiten übertragen. Ebenso gibt ein Spieler seine Anweisungen für ein Musikstück an das elektrische Keyboard über die schwarzen und weißen Tasten. Jedoch sind die schwarzen und weißen Tasten nicht mechanisch mit einem Klang- oder Schallsystem verbunden, wie beispielsweise mit einem Lautsprechersystem. Das elektrische Keyboard besitzt eine Anordnung von Tastenschaltern. Die Tastenschalter interpretieren die Anweisungen des Spielers und wandeln die Anweisungen in elektrische Signale um.

Ein automatisches oder Selbstspielklavier ist eine Art Kompromiß. Das Selbstspielklavier ist ein akustisches Klavier, das mit Tastensensoren und elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungsvorrichtungen ausgestattet ist. Während ein Spieler ein Musikstück auf der Tastatur mit seinen Fingern spielt, treiben die Tastenmechaniken die Hämmer zur Drehung an, so daß diese die Saiten anschlagen, und die Saiten vibrieren zur Erzeugung der akustischen Klänge. Die Tastensensoren überwachen die Tastenbewegungen und inter pretieren die Anweisungen des Spielers für das Musikstück. Die Tastensensoren wandeln die Anweisungen des Spielers in elektrische Signale um, und die Anweisungen des Spielers werden elektrisch oder magnetisch in einem geeigneten Informationsspeicher gespeichert.

Ein weiteres Beispiel eines Kompromisses ist als "stummes Klavier" (silent piano) bekannt. Das stumme Klavier ist offenbart der Japanischen Patentveröffentlichung der ungeprüften Anmeldung JP 9-54584 A. Das stumme Klavier ist ein akustisches Klavier, das mit einem Hammerstopper und einem elektronischen Klangerzeugungssystem ausgerüstet ist. Wenn der Hammerstopper außerhalb der Bahnen der Hämmer angeordnet ist, treiben die Tastenmechaniken die Hämmer zur Drehung, und die Hämmer schlagen die Saiten an zum Erzeugen der akustischen Klänge. Wenn der Spieler den Hammerstopper in die Bahnen der Hämmer bringt, prallen die Hämmer von dem Hammerstopper ab, bevor sie die Saiten anschlagen, und es wird kein akustischer Klang erzeugt. Jedoch überwachen Tastensensoren die Hammerbewegungen. Die Tastensensoren interpretieren die Anweisungen des Spielers und wandeln sie in elektrische Signale um. Die elektrischen Signale werden an einen Tongenerator geliefert. Der Tongenerator erzeugt ein entsprechendes Audiosignal, und ein geeignetes Klang- oder Schallsystem (Sound-System), wie beispielsweise ein Kopfhörer, erzeugt elektronische Klänge aus dem Audiosignal. Somit sind die Tastensensoren in dem Kompromiß und in dem elektrischen Keyboard unerläßlich.

1 zeigt Detektionspunkte eines Tastensensors, der in einer Bahn einer schwarzen/weißen Taste vorgesehen ist, welche in dem stummen Klavier umfaßt ist, das in der Japanischen Patentveröffentlichung der nicht geprüften Anmeldung offenbart ist. "Rest" und "end" sind eine Anzeige für eine Ruheposition und eine Endposition. Die Taste verbleibt in der Ruheposition, wenn keine Kraft darauf ausgeübt wird. Wenn ein Spieler die Taste drückt, beginnt die Taste eine Bewegung aus der Ruheposition heraus. Der Finger des Spielers senkt sich zusammen mit der Taste, bis die Taste nicht weiter niedergedrückt werden kann. Dann hat die Taste die Endposition erreicht.

Ein Spieler legt seinen Finger auf die schwarze/weiße Taste und drückt die schwarze/weiße Taste aus der Ruheposition in die Endposition. Die schwarze/weiße Taste ist nicht vom Finger beabstandet und stoppt in der Endposition. Die Tastenbewegung ohne Trennung vom Finger wird im weiteren bezeichnet als "normale Tastenbewegung". Die schwarze/weiße Taste wird entlang der Bahn TR1 bewegt. Die Bahn TR1 ist einer Parabel angeglichen.

Ein Tastensensor ist für die schwarze/weiße Taste vorgesehen und ändert ein Tastenpositionssignal an entsprechenden Detektionspunkten K1, K2, K3 und K4. Das Tastenpositionssignal wird an eine Steuereinrichtung geliefert, und die Steuereinrichtung speichert die Ankunftszeiten an den Detektionspunkten K1, K2, K3 und K4. Die Steuereinrichtung mittelt die Tastengeschwindigkeit der Tastenbewegung zwischen dem Detektionspunkt K2 und dem Detektionspunkt K4 und bestimmt die Tastengeschwindigkeit auf der Basis der gemittelten Tastenbewegung. Die Tastenbewegung zwischen dem Detektionspunkt K1 und dem Detektionspunkt K2 wird nicht berücksichtigt, weil sie die Hammergeschwindigkeit beim Aufschlag nicht beeinflußt.

2 zeigt eine weitere Art der Tastenbewegung, die die Japanische Patentveröffentlichung der unveröffentlichten Anmeldung nicht berücksichtigt hat. Wenn ein Spieler seinen Finger auf die schwarze/weiße Taste herunterbringt, schlägt der Finger auf die schwarze/weiße Taste auf, und die schwarze/weiße Taste beginnt eine freie Bewegung zur Endposition hin. Dies bedeutet, daß die schwarze/weiße Taste nach dem Aufschlagen von dem Finger getrennt ist. Die schwarze/weiße Taste wird auf einer Bahn TR2 bewegt, und die Bahn TR2 weist eine Stufe A1 zwischen zwei geraden Teilen TR2a und TR2b auf. Die Stufe A1 ergibt sich aus der Visko-Elastizität des Filzes und des Tuches bzw. Stoffes, die Teile der zugehörigen Tastenmechanik bilden. Die Bahn TR2 ist repräsentativ für die Tastenbewegung, die dadurch ausgelöst wurde, daß der Finger auf die schwarze/weiße Taste heruntergebracht wurde, und die Tastenbewegung wird im weiteren bezeichnet als "abrupte Tastenbewegung".

Selbst wenn eine schwarze/weiße Taste die abrupte Tastenbewegung beginnt, mittelt die Steuereinrichtung die abrupte Tastenbewegung zwischen dem Detektionspunkt K2 und dem Detektionspunkt K4 und speichert die Tastengeschwindigkeit der gemittelten Tastenbewegung als die Tastengeschwindigkeit, die der letztendlichen Hammergeschwindigkeit entspricht. Jedoch ist die aus der gemittelten Tastenbewegung errechnete Tastengeschwindigkeit geringer als die Tastengeschwindigkeit, die proportional zur letztendlichen Hammergeschwindigkeit ist. Infolgedessen ist der elektronische Klang hinsichtlich seiner Lautstärke geringer als ein an sich zu erzeugender elektronischer Klang. Somit kann das herkömmliche stumme Klavier die Lautstärke des elektronischen Klangs bei der abrupten Tastenbewegung nicht exakt steuern.

Wenn der Tastensensor und die Steuereinrichtung in dem herkömmlichen automatischen bzw. Selbstspielklavier umfaßt sind, reproduziert das herkömmliche Selbstspielklavier nicht exakt den akustischen Klang bei der Wiedergabe (playback), sondern die elektromagnetbetätigte Tastenbetätigungsvorrichtung schlägt die schwarze/weiße Taste nicht an, sondern drückt sie.

In EP 0 747 876 A2 ist ein Tastenmusikinstrument offenbart, das kontinuierlich eine Tastenbewegung überwacht und den aktuellen Tastenzustand anhand des vorhergehenden Tastenzustands, der aktuellen Tastenposition und der seit des vorhergehenden Tastenzustands vergangenen Zeit bestimmt, um eine Klangerzeugung genau zu steuern.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Tastenmusikinstrument vorzusehen, das die Lautstärke eines Klangs für die abrupte Tastenbewegung exakt steuert.

Es ist auch ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Informationsverarbeitungssystem vorzusehen, daß verschiedene Arten von Tastenbewegung unterscheiden kann.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Tastenmusikinstrument vorgesehen, welches folgendes aufweist: Manipulatoren bzw. Betätiger, die durch einen Raum hindurch bewegbar sind, welcher in Abschnitte unterteilt ist zwischen jeweiligen Ruhepositionen und Endpositionen der Betätiger, weiter Sensoren, die jeweils vorgesehen sind für die Betätiger und welche aktuelle Positionen auf Bahnen der zugehörigen Betätiger in den Abschnitten messen, und außerdem eine Steuereinrichtung, die mit den Sensoren verbunden ist und die eine Abschnittsgeschwindigkeit jeder der Manipulatoren berechnet und Musikdateninformationen produziert, die repräsentativ sind für ein Spiel anhand der Manipulatoren. Auch weist das Tastenmusikinstrument einen Tongenerator auf, welcher mit der Steuereinrichtung verbunden ist und die Musikdateninformationen zum Erzeugen von Tönen erhält. Dabei berechnet die Steuereinrichtung die Abschnittsgeschwindigkeit in ausgewählten Abschnitten, um zu bestimmen, wie die Kraft auf jeden der Manipulatoren ausgeübt wird, und zwar durch Vergleichen der Werte der Abschnittsgeschwindigkeit, die jeweils in den ausgewählten Abschnitten berechnet wurden, um dadurch ein Attribut oder eine Eigenschaft jedes zu erzeugenden Tons ansprechend auf jeden Manipulator zu bestimmen, und zwar auf der Grundlage der Abschnittsgeschwindigkeit in einem entsprechenden Abschnitt, wobei der Tongenerator die Eigenschaft jedes Tons regelt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Informationsverarbeitungssystem vorgesehen zum Bestimmen eines Attributs oder einer Eigenschaft eine zu erzeugenden Tons ansprechend auf eine Bewegung jedes Manipulators, wobei das System folgendes aufweist: Datenspeichermittel zum Speichern erster Dateninformationen, die repräsentativ sind für Werte einer Abschnittsgeschwindigkeit von Manipulatoren eines Musikinstruments, welche in Abschnitten eines Raums zwischen Ruhepositionen der Manipulatoren und Endpositionen der Manipulatoren gemessen wird; und Mittel zum Bestimmen, wie die Kraft auf jeden der Manipulatoren ausgeübt wird, und zwar durch Vergleichen der Werte der Abschnittsgeschwindigkeit, die in ausgewählten Abschnitten gemessen wurden, um dadurch die Eigenschaft auf der Grundlage des Werts der Abschnittsgeschwindigkeit zu bestimmen, die in einem entsprechenden Abschnitt gemessen wurde.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale und Vorteile des Tastenmusikinstruments und des Informationsverarbeitungssystems werden besser verstanden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 ein Schaubild ist, das die Detektionspunkte des Tastensensors in der Bahn der scharzen/weißen Taste zeigt, welche in dem herkömmlichen stummen Klavier umfaßt ist;
2 ein Schaubild ist, das die Bahn der schwarzen/weißen Taste bei der abrupten Tastenbewegung zeigt;
3 eine Seitenansicht ist, die die Struktur eines automatischen bzw. Selbstspielklaviers zeigt, welches mit einer Stummschaltungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
4 eine Seitenansicht ist, die eine Tastenmechanik zeigt, die in dem automatischen bzw. Selbstspielklavier umfaßt ist;
5 ein Blockdiagramm ist, das die Anordnung von Komponenten eines Selbstspielsystems zeigt;
6 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Tastensensor zeigt, welcher in dem Selbstspielklavier umfaßt ist;
7 ein Schaubild ist, das die Beziehung zwischen einer Tastenposition und der Lichtmenge am lichtempfangenden Sensorkopf zeigt;
8 ein Schaubild ist, das die Bahn einer Taste zeigt;
9 eine Ansicht ist, die eine Tastentabelle zeigt, die in einem zugriffsfreien Speicher (RAM) für alle Tasten definiert ist;
10A eine Ansicht ist, die eine Tonerzeugungstabelle zeigt, die in dem zugriffsfreien Speicher (RAM) definiert ist;
10B eine Ansicht ist, die eine Zeitsteuertabelle für Kanäle über die Tastensensoren hinweg zeigt;
11 ein Blockdiagramm ist, das die Umwandlung aus einer Tastengeschwindigkeit in die Geschwindigkeit zeigt, die in den MIDI-Standards definiert ist;
12 ein Zeitablaufsschaubild ist, das die Beziehung zwischen einer Hauptroutine und zwei Unterbrechungs-Subroutinen zeig;
13 ein Flußdiagramm ist, das eine Subroutine für einen Timer und Zähler zeigt;
14 eine Ansicht ist, die eine interne Registeranordnung zeigt, welche in einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) umfaßt ist;
15 ein Flußdiagramm ist, das eine Subroutine zur Datenerfassung zeigt;
16 ein Schaubild ist, das eine Änderung des Tastenzustands einer schwarzen/weißen Taste zeigt;
17 ein Schaubild ist, das eine andere Art von Tastenzustand zeigt, und zwar bei einer extrem schnellen Tastenbewegung;
18 ein Flußdiagramm ist, das eine Hauptroutine zeigt;
19 ein Flußdiagramm ist, das eine Subroutine für "UPPER" zeigt;
20 ein Flußdiagramm ist, das eine Subroutine für "TOUCH-A" zeigt;
21 ein Flußdiagramm ist, das eine Subroutine für "COUNT-DOWN" zeigt;
22 ein Flußdiagramm ist, das eine Subroutine für "SOUND" zeigt;
23 ein Flußdiagramm ist, das eine Subroutine für "RELEASE" zeigt;
24 ein Flußdiagramm ist, das eine Subroutine für "HOLD" zeigt;
25 ein Flußdiagramm ist, das eine Subroutine für "TOUCH-B" zeigt;
26 ein Flußdiagramm ist, das eine Subroutine für "TIMEOVER" zeigt;
27 ein Diagramm ist, das einen Übergang der Steuerung zwischen den Subroutinen zeigt;
28 eine Ansicht ist, die Detektionspunkte zeigt, welche in einem anderen Tastenmusikinstrument gemäß der vorliegenden Erfindung definiert sind; und
29 ein Schaubild ist, das die Beziehung zwischen einem Teil einer umhüllenden eines in dem Tastenmusikinstrument erzeugten elektronischen Klangs und der Zeit bzw. dem Zeitverlauf zeigt.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Ein automatisches oder Selbstspielklavier mit einer Stummschaltungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist im wesentlichen ein akustisches Klavier 1, ein Stummschaltungssystem 20 und ein automatisches oder Selbstspielsystem 30 auf. Ein Spieler spielt mit seinen Fingern ein Musikstück auf dem akustischen Klavier 1, und das akustische Klavier 1 erzeugt akustische Klänge für das Musikstück. Das Stummschaltungssystem 20 gestattet, daß der Spieler das Musikstück ohne die akustischen Klänge spielt, und erzeugt elektronische Klänge ansprechend auf das Spiel bzw. die Fingerbetätigung. Das Selbstspielsystem 30 zeichnet das Spiel bzw. die Musik auf und reproduziert das Spiel bzw. die Musik ohne Fingerbetätigung des Spielers. In der folgenden Beschreibung bezeichnet das Wort "vorn" eine relative Position näher zum Spieler hin als eine "hintere" Position, und die Richtung zwischen der vorderen Position und der hinteren Position wird bezeichnet unter Verwendung des Worts "längs". Die seitliche Richtung ist senkrecht zu der Längsrichtung.
Akustisches Klavier
Das akustische Klavier 1 umfaßt eine Klaviatur 3. Die Klaviatur 3 ist auf einem Tastenbett 4a angeordnet und umfaßt schwarze Tasten 3a und weiße Tasten 3b, eine vordere Schiene (Rahmen-Vorderstück oder Vorderbalken) 3c, eine Balance- bzw. Waageschiene (Waagebalken) 3d und eine hintere Schiene (Rahmen-Hinterstück oder Hinterbalken) 3e. Der Vorderbalken 3c, der Waagebalken 3d und der Hinterbalken 3e erstrecken sich parallel zueinander auf dem Tastenbett 4a und sind voneinander in der Längsrichtung beabstandet. Die schwarzen Tasten 3a und die weißen Tasten 3b sind im bekannten Muster ausgelegt und sind unabhängig voneinander um den Waagebalken 3d herum drehbar. Die Noten einer Tonleiter sind den schwarzen/weißen Tasten 3a/3b zugewiesen. Waagebalkenstifte 3f halten die schwarzen Tasten 3a und die weißen Tasten 3b an den richtigen Positionen. In diesem Beispiel sind 88 schwarze/weiße Tasten 3a/3b in der Klaviatur 3 umfaßt, und die Tastennummern "1", "2", ... und "88" sind den jeweiligen schwarzen/weißen Tasten 3a/3b zugewiesen. Daher sind die Noten der Tonleiter angegeben unter Verwendung der Tastennummern.
Wenn keine Kraft auf die schwarzen Tasten 3a und die weißen Tasten 3b ausgeübt wird, sinken die hinteren Enden der schwarzen Tasten 3a und der weißen Tasten 3b auf das Polster bzw. Tuch, das an dem Hinterbalken 3e befestigt ist, und verbleiben in den jeweiligen Ruhepositionen. Wenn ein Spieler die schwarzen/weißen Tasten 3a/3b drückt, werden die schwarzen/weißen Tasten 3a/3b zur Drehung in der Gegenuhrzeigerrichtung angetrieben und erreichen jeweilige Endpositionen. Kapstanschrauben bzw. Piloten 3g stehen von den hinteren Endteilen der schwarzen/weißen Tasten 3a/3b vor.
Das akustische Klavier 1 weist ferner Tastenmechaniken 5, Hämmer 6 und Sätze von Saiten 7 auf. Die Tastenmechaniken 5 sind mit den schwarzen/weißen Tasten 3a/3b assoziiert, und die Kapstanschrauben bzw. Piloten 3g übertragen die Tastenbewegungen auf die jeweiligen Tastenmechaniken 5. Die Hämmer 6 sind mit den jeweiligen Tastenmechaniken 5 verbunden und werden zur Drehung angetrieben. Die Hämmer 6 schlagen auf zugehörige Sätze von Saiten 7 auf und prallen von dort zurück. Die Tastenmechaniken 5 geben den Fingern des Spielers ein einzigartiges Tasten- bzw. Anschlaggefühl, wie im weiteren noch in Einzelheiten beschrieben wird.
4 zeigt die Tastenmechanik 5. Die Tastenmechanik 5 ist unterteilt in eine Hebegliedanordnung 5a, eine Stoßzunge 5b, eine Hammernußanordnung 5c, eine Regulierknopf- bzw. Auslösepuppenanordnung 5d und einen Fänger 5e. Der Hammer 6 ist an der Hammernußanordnung 5c befestigt. Eine Mittelschiene bzw. ein Mittelbalken 4b erstreckt sich seitlich über die Klaviatur 3 hinweg, und (nicht gezeigte) Tastenmechanikhaltebügel tragen den Mittelbalken 4b über dem Tastenbett 4a. Die Hebegliedanordnung 5a und die Hammernußanordnung 5c sind auf dem Mittelbalken 4b drehbar getragen, und die Auslösepuppenanordnung 5d ist an dem Mittelbalken 4b befestigt. Die Stoßzunge 5b und der Fänger 5e sind auf der Hebegliedanordnung 5a angebracht und drehen sich zusammen mit dieser. Die Stoßzunge 5b ist drehbar von der Hebegliedanordnung getragen und treibt die Hammernußanordnung 5c zur Drehung an. Wenn die Stoßzunge 5b während der Drehung zusammen mit der Hebegliedanordnung 5a in Kontakt mit der Auslösepuppenanordnung 5d gebracht wird, wird eine Reaktion auf die Stoßzunge 5b ausgeübt und bewirkt, daß die Stoßzunge 5b sich dreht, um die Hammernußanordnung 5c zur Drehung anzutreiben. Somit kommt die Stoßzunge 5b von der Hammernußanordnung 5c frei und ergibt für den Finger des Spielers das einzigartige Tastengefühl. Die Hammernußanordnung 5c ist mit dem Fänger 5e verbunden und verhindert, daß der Satz von Saiten 7 von dem Hammer 6 doppelt angeschlagen wird.
Die Hebegliedanordnung 5a weist einen Hebegliedflansch bzw. eine Hebelgliedkapsel 5f, ein Hebeglied 5g und einen Stoßzungenflansch bzw. eine Stoßzungenkapsel 5h auf. Die Hebegliedkapsel 5f ist an der Rückseite des Mittelbalkens 4b befestigt und ragt von dort nach unten. Der hintere Endteil des Hebeglieds 5g ist drehbar mit der Hebegliedkapsel 5f verbunden, und die Kapstanschraube bzw. Pilote 3g wird in Kontakt mit der Unterseite des Hebeglieds 5g gehalten. Die Stoßzungenkapsel 5h ist am Mittelteil des Hebeglieds 5f befestigt und ragt von dort nach oben. Während die zugehörige schwarze/weiße Taste 3a/3b in der Ruheposition bleibt, hält die Kapstanschraube bzw. Pilote 3g das Hebeglied 5g im wesentlichen horizontal. Das Hebeglied 5g wird bei einer Aufwärtsbewegung der Kapstanschraube bzw. Pilote 3g und entsprechender Bewegung der zugehörigen Taste 3a/3b aus der Ruheposition zur Endposition hin in Uhrzeigerrichtung um die Hebegliedkapsel 5f herum gedreht. Das Eigengewicht gestattet, daß die Hebegliedanordnung 5a sich nach Loslassen der schwarzen/weißen Taste 3a/3b in Gegenuhrzeigerrichtung um die Hebegliedkapsel 5f dreht.
Die Stoßzunge 5b ist durch die Stoßzungenkapsel 5h drehbar getragen, und eine Stoßzungenfeder 5i drängt die Stoßzunge 5b zur Drehung in der Uhrzeigerrichtung. Die Stoßzunge 5b ist ähnlich eines Spiegelbilds des Buchstabens L. Die Stoßzunge 5b weist eine Zehe bzw. einen Vorsprung 5j am vorderen bzw. äußeren Ende des kurzen Teils auf und wird am vorderen bzw. äußeren Ende des langen Teils in Kontakt mit der Hammernußanordnung 5c gehalten. Die Regulierknopf- bzw. Auslösepuppenanordnung 5d ist über der Zehe bzw. dem Vorsprung 5j angeordnet. Wenn die Zehe bzw. der Vorsprung 5j in Kontakt mit der Auslösepuppenanordnung 5d gebracht wird, bewirkt die Reaktion, daß die Stoßzunge 5b sich um die Stoßzungenkapsel 5h dreht und die Stoßzunge 5b kommt von der Hammernußanordnung 5c frei. Die Stoßzunge 5b kickt beim Freikommen die Hammernußanordnung 5c bzw. gibt dieser einen Stoß, und die Hammernußanordnung 5c und der Hammer 6 beginnen die freie Drehung zum zugehörigen Satz von Saiten 7.
Die Hammernußanordnung 5c weist eine Hammernuß 5k, einen Hammernußflansch bzw. eine Hammernußkapsel 5m, einen Gegenfänger 5n, eine Hammernußfeder 5p und ein Hammernußleder 5q auf. Der Hammer 6 und der Gegenfänger 5n sind an der Hammernuß 5k befestigt und ragen in unterschiedlichen Richtungen weg. Die Hammernuß 5k ist drehbar mit der Hammernuß kapsel 5m verbunden, und die Hammernußkapsel 5m ist an der Vorderseite des Mittelbalkens 4b befestigt. Die Hammernußkapsel 5m hält die Hammernuß 5k über der Stoßzunge 5b, und das Hammernußleder 5q ist an einer Unterseite der Hammernuß 5k befestigt. Während die schwarze/weiße Taste 3a/3b in der Ruheposition ist, wird die Stoßzunge 5b in Kontakt mit dem Hammernußleder 5q gehalten. Die Zehe bzw. der Vorsprung 5j wird während der Tastenbewegung aus der Ruheposition zu der Endposition hin in Kontakt mit der Auslösepuppenanordnung 5d gebracht. Dann dreht sich die Stoßzunge 5b schnell um die Stoßzungenkapsel 5h und bewirkt eine freie Drehung der Hammernuß 5k und demgemäß des Hammers 6 in Uhrzeigerrichtung um die Hammernußkapsel 5m herum.
Während die Kapstanschraube bzw. Pilote 3g das Hebeglied 5g drückt, ist die Laste entgegen der Tastenbewegung das gesamte Eigengewicht der Hebegliedanordnung 5a, der Stoßzunge 5b, der Hammernußanordnung 5c und des Hammers 6, und der Spieler fühlt diese Last mit seinem Finger und empfindet sie als schwer. Wenn die Zehe bzw. der Vorsprung 5j in Kontakt mit dem Auslösepuppenmechanismus 5d gebracht wird, bewirkt die Reaktion, daß die Stoßzunge 5b sich um die Stoßzungenkapsel 5h in Gegenuhrzeigerrichtung dreht, und die Stoßzunge 5b kommt von der Hammernuß 5k frei. Der Kontakt zwischen der Zehe bzw. dem Vorsprung 5j und der Auslösepuppenanordnung 5c ergibt einen Anstieg der Last am Finger des Spielers, und die Last wird beim Freikommen plötzlich vom Finger des Spielers weggenommen. Somit erzeugt die Tastenmechanik 5 das einzigartige Tasten- bzw. Anschlaggefühl.
Die Auslösepuppenanordnung 5d weist eine Auslösepuppe 5r, eine Auslösepuppenleiste 5s, eine Gabelschraube 5t und eine Auslösepuppenschraube 5u auf. Die Gabelschraube 5t ist an der Vorderseite des Mittelbalkens 5b befestigt und trägt die Auslösepuppenleiste 5s über der Zehe bzw. dem Vorsprung 5j. Die Auslösepuppenleiste 5s erstreckt sich seitlich über die Klaviatur 3 hinweg. Die Auslösepuppe 5r ist an der Auslösepuppenschraube 5u befestigt, und die Auslösepuppenschraube 5u ist an der Auslösepuppenleiste 5s befestigt bzw. aufgehängt. Der Abstand zwischen der Auslösepuppenleiste 5s und der Auslösepuppe 5r ist regulierbar, und entsprechend ist der Zwischenraum zwischen der Zehe bzw. dem Vorsprung 5j und der Auslösepuppe 5r auch regulierbar. Dies bedeutet, daß ein Klavierstimmer den Zeitpunkt ändern kann, zu dem die Zehe bzw. der Vorsprung 5j in Kontakt mit der Auslösepuppe 5r gebracht wird. Somit wird der Zeitpunkt des Freikommens durch Regulieren des Zwischenraums variiert.
Der Fänger 5e weist einen Fängerblock 5v auf, welcher von einem Fängerdraht 5w über dem vorderen Endteil des Hebeglieds 5g getragen ist. Der Fängerblock 5v schneidet die Bahn des Gegenfängers 5n, und ein Bändchen 5x ist zwischen dem Gegenfänger 5n und einem Bändchendraht 5y verbunden. Der Bändchendraht 5y ragt von dem vorderen Endteil des Hebeglieds 5g vor. Nach dem Freikommen werden die Hammernuß 5k, der Gegenfänger 5n und der Hammer 6 zum Satz von Saiten 7 hin bewegt, und der Hammer 6 prallt von dem Satz von Saiten 7 ab. Dann beginnen die Hammernuß 5k, der Gegenfänger 5n und der Hammer 6, sich in Gegenuhrzeigerrichtung um die Hammernußkapsel 5m zu drehen. Wie oben beschrieben wurde ist der Fängerblock 5v mit dem Gegenfänger 5n mittels des Bändchens 5x verbunden, und der Gegenfängerblock 5v liegt in der Bahn des Gegenfängers 5n. Aus diesem Grund trifft der Fängerblock 5v auf den Gegenfänger 5n auf. Wenn der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b losläßt, dreht sich das Hebeglied 5g geringfügig in Gegenuhrzeigerrichtung um die Hebegliedkapsel 5f herum. Dann gleitet die Stoßzunge 5b in den unteren Raum bzw. Bereich der Hammernuß 5k. Somit verbindet das Bändchen 5x die Hebegliedanordnung 5a mit der Hammernußanordnung 5c und verhindert, daß der Satz von Saiten doppelt angeschlagen wird.
Ein Hammerstiel 6a, ein Hammerkern 6b und ein Hammerfilz 6c bilden in Kombination jeden der Hämmer 6. Der Hammerstiel 6a ist an der Hammernuß 5k befestigt und ragt von dort vor. Der Hammerkern 6b ist am vorderen bzw. äußeren Ende des Hammerstiels 6a befestigt und trägt den Hammeroberfilz 6c. Eine Hammerleiste 4c erstreckt sich seitwärts über die Tastenmechaniken 5, und ein Hammerleistenstoff 4d ist an der Rückseite der Hammerleiste 4c befestigt. Der Hammerstiel 6a ruht auf dem Hammerleistenstoff 4d, bevor die zugehörige schwarze/weiße Taste 3a/3b gedrückt wird. Wenn der Spieler die zugehörige schwarze/weiße Taste 3a/3b drückt, dreht sich der Hammer 6 zusammen mit der Hammernuß 5k, wie es oben beschrieben wurde. Nach dem Anschlagen des Satzes von Saiten 7, prallt der Hammer 6 zurück und kehrt zum Hammerleistenstoff 4d zurück. Obwohl der Gegenfänger 5n auf den Fänger 5v auftrifft, landet der Hammerstiel 6a danach weich auf dem Hammerleistenstoff 4d.
Das akustische Piano bzw. Klavier 1 weist ferner Dämpfermechanismen 8 auf. Die Dämpfermechanismen 8 sind jeweils mit Sätzen von Saiten 7 assoziiert und sind jeweils mit den Tastenmechaniken 5 verbunden. Die Dämpfermechanismen 8 sind vor dem Auftreffen der Hämmer 6 von den Sätzen von Saiten 7 beabstandet und werden zum Dämpfen der Schwingungen der Saiten mit den Sätzen von Saiten in Kontakt gebracht.
Jeder der Dämpfermechanismen 8 umfaßt einen Dämpferflansch bzw. eine Dämpferkapsel 8a, einen Dämpferlöffel 8b, einen Dämpferarm 8c, einen Dämpferdraht 8d, einen Dämpferkopf bzw. ein Dämpferholz 8e und eine Dämpferfeder 8f. Die Dämpferkapsel 8a ist an der Oberseite des Mittelbalkens 4b befestigt und trägt den Dämpferarm 8c in drehbarer Weise. Der Dämpferlöffel 8b ist an dem hinteren Endteil des Hebeglieds 5g befestigt und ragt von dort vor. Der Dämpferdraht 8d ist an dem Dämpferarm 8c befestigt, und der Dämpferkopf 8e ist an dem vorderen bzw. äußeren Ende des Dämpferdrahts 8d befestigt. Die Dämpferfeder 8f drängt den Dämpferarm 8c stets zu einer Drehung in der Uhrzeigerrichtung. Infolgedessen wird der Dämpferarm 8c am unteren Ende davon in Kontakt mit dem Dämpferlöffel 8b gehalten, und der Dämpferkopf 8e wird gegen den Satz von Saiten 7 gedrückt.
Während der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b aus der Ruheposition zu der Endposition hin drückt, drückt die Kapstanschraube bzw. Pilote 3g das Hebeglied 5g nach oben, und das Hebeglied 5g dreht sich in der Uhrzeigerrichtung. Dann wird der Dämpferlöffel 8b abgesenkt und drückt den unteren Teil des Dämpferarms 8c entgegen der elastischen Kraft der Dämpferfeder 8f. Der Dämpferarm 8c dreht sich um die Dämpferkapsel 8a in der Gegenuhrzeigerrichtung, und der Dämpferkopf 8e ist von dem Satz von Saiten 7 beabstandet. Das Hebeglied 5g bewirkt, daß der Dämpferkopf 8e vor dem Freikommen (bezüglich der Saiten) beabstandet ist, und der Satz von Saiten 7 ist bereit zur Schwingung.
Wenn der Spieler die gedrückte Taste 3a/3b losläßt, dreht sich das Hebeglied 5g aufgrund des Eigengewichts in der Gegenuhrzeigerrichtung, und die Dämpferfeder 8f bewirkt, daß sich der Dämpferarm 8c in Uhrzeigerrichtung dreht. Während des Wegs der schwarzen/weißen Taste 3a/3b in die Ruheposition wird der Dämpferkopf 8e in Kontakt mit dem Satz schwingender Saiten 7 gebracht und nimmt die Schwingungen auf.
Somit erzeugt das akustische Klavier 1 die akustischen Töne während ein Musikstück mit den Fingern gespielt wird, und das Verhalten ist ähnlich zu einem herkömmlichen Klavier. Obwohl das akustische Klavier mit Pedalmechanismen, wie beispielsweise einem Dämpferpedalmechanismus und einem Pianopedalmechanismus, ausgerüstet ist, sind diese in den 3 und 4 aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt.
Stummschaltungssystem
Im weiteren wird das Stummschaltungssytem 20 mit Bezug auf die 3, 4 und 5 der Zeichnungen beschrieben. Das Stummschaltungssytem 20 umfaßt einen Gegenfängerstopper 20a, einen Betätiger 20b, einen Winkeldetektor 20c, Tastensensoren 90, eine Steuereinrichtung 100, eine Betätigungstafel 110 und ein Klang- bzw. Schallsystem 20d, wie beispielsweise ein Lautsprechersystem 20e und einen Kopfhörer 20f. Die Tastensensoren 90, die Steuereinrichtung 100 und die Betätigungstafel 110 werden sowohl von dem Stummschaltungssytem 20 als auch von dem automatischen bzw. Selbstspielsystem 30 verwendet. Ein Druckknopfschalter 110a ist in der Betätigungstafel 110 umfaßt.
Der Tastensensor 90 ist implementiert durch die Kombination aus einer Verschlußplatte 90a, einem Licht aussendendem Sensorkopf 90b, einem Licht empfangenden Sensorkopf 90c, einer Leuchtdiode 90d, einer Photodiode 90e und optischen Fasern 90f/90g. Die Verschlußplatte 90a ist an der Unterseite der schwarzen/weißen Taste 3a/3b befestigt, und der Licht aussendende Sensorkopf 90b und der Licht empfangende Sensorkopf 90c sind in einem Sensorgehäuse 90h aufgenommen, das auf dem Tastenbett 4a angebracht ist, wie es in 3 gezeigt ist. Der Licht aussendende Sensorkopf 90b ist von dem Licht empfangenden Sensorkopf 90c beabstandet, und die Verschlußplatte 90a wird in den Spalt bzw. Zwischenraum zwischen dem Licht aussendenden Sensorkopf 90b und dem Licht empfangenden Sensorkopf 90c hinein und heraus bewegt. Der Tastensensor 90 wird im weiteren noch in Einzelheiten beschrieben.
Der Gegenfängerstopper 20a weist folgendes auf: Einen Schaft bzw. eine Welle 20g, mehrere Bügel 20h, Polsterglieder 20j und Schutzlagen 20k. Der Schaft 20g ist von den (nicht gezeigten) Tastenmechanikbügeln drehbar getragen und erstreckt sich in seitliche Richtung über die Gegenfänger 5n hinweg. Die Bügel 20h sind in Abständen an dem Schaft 20g befestigt, und die Polsterglieder 20j sind jeweils an den entsprechenden Bügeln 20h befestigt. Die Polsterglieder 20j sind jeweils von den Schutzlagen 20k überzogen bzw. bedeckt. Der Betätiger 20b ist mit dem Schaft 20g verbunden und dreht den Gegenfängerstopper 20a zwischen einer freien Position FP und einer Blockierposition BP. Der Gegenfängerstopper 20a in der freien Position FP ist mit durchgezogenen Linien dargestellt und befindet sich außerhalb der Bahnen der Gegenfänger 5n. Andererseits ist der Gegenfängerstopper 20a in der Blockierposition BP durch Strichpunktlinien dargestellt, und die mit den Schutzlagen 20k bedeckten Polsterglieder 20j befinden sich in den Bahnen der Gegenfänger 5n. Der Winkeldetektor 20c ist im Zusammenspiel mit dem Betätiger 20b oder dem Gegenfängerstopper 20a vorgesehen und erzeugt ein Stopperpositionssignal S1 als Anzeige für eine derzeitige Winkelposition des Gegenfängerstoppers 20a für die Steuereinrichtung 100.
Es sei angenommen, daß der Gegenfängerstopper 20a in der freien Position FP ist. Wenn der Spieler den Druckknopfschalter 110a drückt, erregt die Steuereinrichtung 100 den Betätiger 20b, und der Betätiger 20b dreht den Schaft 20g in der Gegenuhrzeigerrichtung. Der Winkeldetektor 20c überwacht die Drehung und ändert das Stopperpositionssignal S1. Die Steuereinrichtung 100 überprüft das Stopperpositionssignal S1 um zu sehen, ob der Gegenfängerstopper 20a die Blockierposition BP erreicht. Wenn die aktuelle Winkelposition mit der Blockierposition BP übereinstimmt, schaltet die Steuereinrichtung 100 die elektrische Leistung für den Betätiger 20b ab, und der Gegenfängerstopper 20a stoppt in der Blockierposition BP.
Nachdem der Gegenfängerstopper 20a in die Blockierposition gebracht wurde, sei angenommen, daß ein Spieler mit dem Spiel auf der Klaviatur 3 (mit seinen Fingern) beginnt. Die schwarzen/weißen Tasten 3a/3b werden wahlweise gedrückt und danach losgelassen. Wenn der Spieler eine schwarze/weiße Taste 3a/3b drückt, drückt die Kapstanschraube bzw. Pilote 3g das Hebeglied 5g und dreht das Hebeglied 5g um die Hebegliedkapsel 5f in der Uhrzeigerrichtung. Die Stoßzunge 5b wird zusammen mit dem Hebeglied 5g gedreht, und die Zehe bzw. der Vorsprung 5j kommt der Auslösepuppe 5r immer näher. Die Stoßzunge 5b drückt die Hammernuß 5k und dreht diese und den Hammer 6 um die Hammernußkapsel 5m in der Uhrzeigerrichtung. Wenn die Zehe bzw. der Vorsprung 5j in Kontakt mit der Auslösepuppe 5r gebracht wird, dreht sich die Stoßzunge 5b um die Stoßzungenkapsel 5h in der Gegenuhrzeigerrichtung und kommt von der Hammernuß 5k frei. Die Hammernuß 5k und der Hammer 6 beginnen beim Freikommen mit einer freien Drehung und der Spieler fühlt das übliche Tasten- bzw. Anschlaggefühl. Jedoch wird der Gegenfänger 5n in Kontakt mit dem Gegenfängerstopper 20a gebracht, bevor der Hammeroberfilz 6c auf den Satz von Saiten 7 auftrifft. Der Gegenfänger 5n prallt auf den Gegenfängerstopper 20a, und es wird kein akustischer Klang durch Schwingungen des Satzes von Saiten 7 erzeugt. Der Tastensensor 90 überwacht die Tastenbewegung, und die Steuereinrichtung 100 erkennt die gedrückte schwarze/weiße Taste 3a/3b. Die Steuereinrich tung 100 unterscheidet die Arten von Tastenbewegung und schätzt die schließliche Hammergeschwindigkeit in genauer Weise, wie es im weiteren noch in Einzelheiten beschrieben wird. Die Steuereinrichtung 100 liefert ein Audiosignal S2 an das Lautsprechersystem 20e und/oder den Kopfhörer 20f, und das Lautsprechersystem 20e und/oder der Kopfhörer 20f erzeugen elektronischen Klang mit einer entsprechenden bzw. geeigneten Lautstärke.
Wenn der Spieler den Druckknopfschalter 110a wieder drückt, ändert die Steuereinrichtung 100 die Polarität der elektrischen Leistung, und der Betätiger 20b dreht den Schaft 20g in umgekehrter Richtung. Der Winkeldetektor 20c ändert die aktuelle Winkelposition, die durch das Stopperpositionssignal S1 dargestellt ist, und die Steuereinrichtung 100 vergleicht die aktuelle Winkelposition mit der freien Position FP, um zu sehen, ob der Gegenfängerstopper 20a die freie Position FP erreicht hat. Wenn die aktuelle Winkelposition mit der freien Position FP übereinstimmt, weist die Steuereinrichtung 100 den Betätiger 20b an, den Schaft 20g zu stoppen. Nachdem die freie Position FP erreicht wurde, erreichen die Gegenfänger 5n den Gegenfängerstopper 20a nicht, und der Spieler spielt das Musikstück auf der Klaviatur 3 (mit seinen Fingern) ohne Unterbrechung durch den Gegenfängerstopper 20a. Infolgedessen werden die akustischen Klänge durch den Satz von Saiten 7 erzeugt.
Der Tastensensor 90 ist in 6 in Einzelheiten dargestellt. Der Licht aussendende Sensorkopf 90b ist anhand der optischen Faser 90f mit der Leuchtdiode 90d verbunden, die in 6 mit "LED" abgekürzt ist. In ähnlicher Weise ist der Licht empfangende Sensorkopf 90c anhand der optischen Faser 90g mit der Photodiode 90e verbunden. Der Licht aussendende Sensorkopf 90b ist von dem Licht empfangenden Sensorkopf 90c beabstandet, und beide Sensorköpfe sind in dem Sensorgehäuse 90h aufgenommen. Ein optischer Strahl bzw. Lichtstrahl 90j wird zwischen dem Licht aussendenden Sensorkopf 90b und dem Licht empfangenden Sensorkopf 90c ausgestrahlt und ist in der Größenordnung von 5 Millimetern im Durchmesser.
Der Spalt bzw. der Zwischenraum zwischen dem Licht aussendenden Sensorkopf 90b und dem Licht empfangenden Sensorkopf 90c ist durch einen in dem Sensorgehäuse 90h gebildeten Schlitz zum Raum unter der Klaviatur 3 hin offen. Die Leuchtdiode 90d hält die abgestrahlte Lichtmenge konstant. Die Verschlußplatte 90a wird in den Schlitz und dort heraus bewegt und schneidet den Lichtstrahl 90j. Die Verschlußplatte 90a ändert die Lichtmenge, die am Licht empfangenden Sensorkopf 90c und demgemäß an der Photodiode 90c empfangen wird, und die Steuereinrichtung 100 schätzt die aktuelle Tastenposition auf der Basis der Lichtmenge. Es sei nun angenommen, daß der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b aus der Ruheposition zu der Endposition hin drückt. Die Verschlußplatte 90a erreicht den Lichtstrahl 90j am Punkt P1 und unterbricht allmählich den Lichtstrahl 90j abhängig von den Tastenpositionen K1, K2, K2A, K3 und K4. Entsprechend wird die Lichtmenge allmählich vermindert und erreicht in der Endposition das Minimum. Die Photodiode 90e wandelt die Lichtmenge proportional in elektrischen Strom um und erzeugt ein Tastenpositionssignal S3 anhand des elektrischen Stroms. Somit ist die Größe des Tastenpositionssignals S3 repräsentativ für die aktuelle Tastenposition.
Bei diesem Beispiel sind zwölf Leuchtdioden 90d und acht Photodioden 90e selektiv mit den Sensorköpfen 90b/90c verbunden und bilden eine optische Schaltmatrix. Im Einzelnen sind die Licht aussendenden Sensorköpfe 90b in zwölf Gruppen unterteilt, und die zwölf Gruppen sind jeweils mit den zwölf Leuchtdioden 90d verbunden. Jede der zwölf Gruppen von Licht aussendenden Sensorköpfen 90b ist über die optischen Fasern 90f mit einer jeweiligen Leuchtdiode 90d verbunden. Andererseits sind die Licht empfangenden Sensorköpfe 90c in acht Gruppen unterteilt, und die acht Gruppen sind jeweils mit den acht Photodioden 90e verbunden. Jede der Gruppen von Licht empfangenden Sensorköpfen 90c ist über acht optische Fasern 90g mit einer jeweiligen Photodiode 90e verbunden. Die zwölf Leuchtdioden 90d werden aufeinanderfolgend bzw. sequentiell mit Energie versorgt bzw. eingeschaltet und jede Leuchtdiode 90d beleuchtet bzw. illuminiert gleichzeitig die zwölf optischen Fasern 90f. Die zwölf optischen Fasern 90f leiten das Licht zu den zwölf Licht aussendenden Sensorköpfen 90b und die zwölf Licht aussendenden Sensorköpfe 90b strahlen die zwölf Lichtstrahlen 90j zu den zugehörigen Licht empfangenden Sensorköpfen 90c. Die acht Licht empfangenden Sensorköpfe 90c übertragen das auftreffende Licht über die acht optischen Fasern 90g zu den acht Photodioden 90e, und die acht Photodioden 90e wandeln gleichzeitig das auftreffende Licht in acht Tastenpositionssignale S3 um. Die Leuchtdioden 90d werden sequentiell bzw. aufeinanderfolgend mit Energie versorgt und die achtundachtzig schwarzen/weißen Tasten 3a/3b werden periodisch durch die Lichtstrahlen 90j überprüft.
Automatisches oder Selbstspielsystem
Das automatische oder Selbstspielsystem 30 umfaßt die Tastensensoren 90, die Steuereinrichtung 100 und Tastenbetätiger 30a. Eine Aufzeichnungsbetriebsart und eine Wiedergabebetriebsart werden wahlweise durch das automatische bzw. Selbstspielsystem 30 vorgesehen. Die Betriebsarten werden über die Betätigungstafel 110 eingestellt. Der Tastenbetätiger 30a kann als elektromagnetbetätigter Betätiger implementiert sein. Die Tastenbetätiger 30a sind jeweils mit den schwarzen/weißen Tasten 3a/3b assoziiert und sind auf dem Tastenbett 4a unter den zugehörigen schwarzen/weißen Tasten 3a/3b angebracht. Der Tastenbetätiger 30a weist einen Elektromagneten 30b und einen Kolben 30c auf, der von dem Elektromagneten 30b vorsteht und in diesen zurückgezogen wird. Wenn die Steuereinrichtung 100 den Elektromagneten 30b mit einem Treibersignal S4 erregt, wird der Kolben 30c aus dem Elektromagneten 30b herausbewegt und drückt gegen die Unterseite der zugehörigen schwarzen/weißen Taste 3a/3b. Der Kolben 30c übt eine Kraft entsprechend der schließlichen Hammergeschwindigkeit des zugehörigen Hammers 6 auf die Unterseite der schwarzen/weißen Taste 3a/3b aus.
Es sei angenommen, daß der Spieler die Steuereinrichtung 100 über die Betätigungstafel 110 anweist, ein Musikstück aufzuzeichnen. Jeder der Tastensensoren 90 überwacht die Tastenbewegung der zugehörigen schwarzen/weißen Taste 3a/3b und liefert die Tastenpositionssignale S3 an die Steuereinrichtung 100. Die Tastenpositionssignale S3 ändern sich bezüglich ihrer Größe abhängig von der aktuellen Tastenposition. Die Steuereinrichtung 100 unterscheidet die gedrückten Tasten 3a/3b und die Art der Tastenbewegung, d.h. die normale Tastenbewegung oder die abrupte Tastenbewegung, und schätzt genau die schließliche Hammergeschwindigkeit. Die Steuereinrichtung 100 erzeugt Musikdatencodes, die für die schließliche Hammergeschwindigkeit repräsentativ sind, und Taste-Ein-Zeiten bzw. Tastenbetätigungszeiten (key-on), zu denen die Hämmer 6 auf die zugehörigen Sätze von Saiten 7 aufschlagen. Die schließliche Hammergeschwindigkeit ist proportional zu der Tastengeschwindigkeit nach unten und wird im weiteren einfach als "Geschwindigkeit" bezeichnet.
In ähnlicher Weise bestimmt die Steuereinrichtung 100 die Loslaßgeschwindigkeiten und Taste-Aus-Zeiten bzw. Tastenlösezeiten (key-off), zu denen die freigegebenen Tasten 3a/3b die Dämpferköpfe 6c in Kontakt mit den Sätzen von Saiten 7 bringen, und erzeugt Musikdatencodes, die repräsentativ sind für die Zeiten und die Loslaßgeschwindigkeiten. Die Loslaßgeschwindigkeit ist eine Anzeige des Abklingens des akustischen Klangs. Die Steuereinrichtung 100 speichert die Musikdatencodes, die für das Spiel repräsentativ sind, und zwar beispielsweise auf einer Diskette 40. Somit ist jede Tastenbewegung mit Musikdatencodes beschrieben, welche Dateninformation von Musikstücken enthalten, und zwar repräsentativ für die Tastennummer, die Tastenbetätigungszeit, den Wert bzw. die Größe der Geschwindigkeit, die Tastenlösezeit und die Loslaßgeschwindigkeit. Die Musikdatencodes können gemäß den MIDI (Musical Instrument Digital Interface)-Standards formatiert sein.
Wenn der Spieler die Steuereinrichtung 100 über die Betätigungstafel 110 anweist, das Spiel zu reproduzieren, liest die Steuereinrichtung 100 die Musikdatencodes von der Diskette 40 aus und liefert sequentiell die Treibersignale S4 an die Tastenbetätiger 30a. Die Größe bzw. der Wert des Treibersignals S4 wird exakt an den Wert entsprechend der schließlichen Hammergeschwindigkeit angepaßt. Die Tastenbetätiger 30a bewegen die zugehörigen schwarzen/weißen Tasten 3a/3b, und die schwarzen/weißen Tasten 3a/3b betätigen die zugehörigen Tastenmechaniken 5 ohne Fingerspiel auf den Tasten. Die Tastenmechaniken 5 treiben die zugehörigen Hämmer 6 zur Drehung an, und jeder der Hämmer 6 schlägt den Satz von Saiten 7 mit der schließlichen Hammergeschwindigkeit gleich derjenigen während der Aufzeichnung an. Infolgedessen wird das Spiel exakt reproduziert.
Steuereinrichtung
Die Steuereinrichtung 100 umfaßt eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 100a, einen Lesespeicher (ROM) 100b, einen freien Zugriffsspeicher (RAM) 100c und einen gemeinsamen Bus 100d. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a, der Lesespeicher 100b und der zugriffsfreie Speicher 100c sind in 5 jeweils abgekürzt als "CPU", "ROM" und "RAM". Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kann als Mikroprozessor implementiert sein. Der Lesespeicher 100b speichert programmierte Anweisungen, und verschiedene Tabellen sind in dem Lesespeicher 100b definiert. Die Musikdatencodes werden temporär im zugriffsfreien Speicher 100c gespeichert, und Berechnungsergebnisse werden auch temporär im zugriffsfreien Speicher 100c gespeichert. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a, der Lesespeicher 100b und der zugriffsfreie Speicher 100c sind mit dem gemeinsamen Bus 100d verbunden. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a holt sequentiell programmierte Anweisungen über den gemeinsamen Bus 100d und führt sie für gegebene Aufgaben aus. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a besitzt einen (nicht gezeigten) CPU-Timer und verzweigt sich selektiv aus einem Hauptroutineprogramm in Subroutineprogramme bei jeder Timer-Unterbrechung. Das Hauptroutineprogramm und die Subroutineprogramme werden im weiteren noch in Einzelheiten beschrieben. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a schreibt Dateninformationen über den gemeinsamen Bus 100d in die zugriffsfreie Speichereinrichtung 100c und liest diese von dort aus. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a definiert während der Ausführung der programmierten Anweisungen Tabellen in der zugriffsfreien Speichereinrichtung.
Die Steuereinrichtung 100 umfaßt ferner eine Treiberschaltung 100e für den Betätiger 20b, einen Tongenerator 100f, einen LED-Treiber 100g und einen Analog/Digital-Wandler 100h. Der LED-Treiber 100g ist in 5 als "LED-Treiber" bezeichnet und erregt sequentiell die zwölf Leuchtdioden 12d unter der Steuerung der zentralen Verarbeitungseinheit 100a. Der Analog/Digital-Wandler 100h ist mit den acht Photodetektoren 90e verbunden und wandelt die Größe bzw. den Wert jedes Tastenpositionssignals S3 in einen binären Wert eines digitalen Tastenpositionssignals S6 um. Wie oben beschrieben wurde, wandeln die acht Photodioden 90e gleichzeitig das auftreffende Licht in die acht Tastenpositionssignale S3 um. Jedoch hat der Analog/Digital-Wandler 100h nur vier Analog/Digital-Wandlereinheiten. Die acht Tastenpositionssignale S3 werden in zwei Gruppen geteilt, und die zwei Gruppen werden aufeinanderfolgend an die vier Analog/Digital-Wandlereinheiten geliefert. Somit wiederholt der Analog/Digital-Wandler 100h die Analog/Digital-Umwandlung zweimal während der Beleuchtung der acht optischen Fasern 90f. Die zwölf Leuchtdioden 90d und die acht Photodioden 90e erzeugen sechsundneunzig Kombinationen, was mehr ist als die achtundachtzig schwarzen/weißen Tasten 3a/3b. Achtundachtzig Kombinationen sind jeweils den achtundachtzig schwarzen/weißen Tasten 3a/3b zugewiesen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a gibt sequentiell Zeitpunkte und -perioden aus zum Einschalten der zwölf Leuchtdioden 90d und bestimmt die acht schwarzen/weißen Tasten 3a/3b, die mit den Lichtstrahlen 90j überprüft werden. Wenn sich eines der Tastenpositionssignale S3 bezüglich seines Werts bzw. seiner Größe ändert, kann die zentrale Verarbeitungseinheit 100a daher die schwarze/weiße Tasten 3a/3b angeben und bestimmt die zugewiesene Tastennummer.
Die Treiberschaltung 100e, der Tongenerator 100f, der LED-Treiber 100g und der Analog/Digital-Wandler 100h betreffen das Stummschaltungssystem 20. Die Treiberschaltung 100e und der Tongenerator 100f sind mit dem gemeinsamen Bus 100d verbunden, und der LED-Treiber 100g und der Analog/Digital-Wandler 100h sind über eine (nicht gezeigte) geeignete Schnittstelle mit dem gemeinsamen Bus 100d verbunden.
Der Winkeldetektor 20c und die Betätigungstafel 110 sind auch mit dem gemeinsamen Bus 100d über die (nicht gezeigte) Schnittstelle verbunden, und eine Anweisung des Spielers wird von der Betätigungstafel 110 in Form eines Anweisungssignals S5 gegeben. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft periodisch die Schnittstelle um zu sehen, ob der Winkeldetektor 20c oder die Betätigungstafel 110 das Stopperpositionssignal S1 oder das Anweisungssignal S5 ändern. Wenn das Stopperpositionssignal S1 und/oder das Anweisungssignal S5 sich ändern, holt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a das Stopperpositionssignal S1 und/oder das Anweisungssignal S5 und verfährt entsprechend der Änderung.
Wenn beispielsweise der Druckknopfschalter 110a betätigt wird, liefert die Betätigungstafel 110 das Anweisungssignal S5, das repräsentativ ist für eine Änderung zwischen der freien Position FP und der Blockierposition BP, an die Schnittstelle. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a holt Anweisungsdaten über den gemeinsamen Bus 100d und interpretiert die Bedeutung der Anweisung. Dann weist die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Treiberschaltung 100e an, den Betätiger 20b zu betätigen, und überwacht die Drehung des Schafts 20g anhand des Stopperpositionssignals S1. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a vergleicht die aktuelle Winkelposition, die durch das Stopperpositionssignal S1 repräsentiert wird, mit der freien bzw. Blockierposition FP bzw. BP um zu sehen, ob der Gegenfängerstopper 20a die freie Position FP bzw. die Blockierposition BP erreicht. Wenn der Gegenfängerstopper 20a noch auf dem Weg in die freie bzw. Blockierposition FP bzw. BP ist, löscht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Anweisung nicht. Wenn jedoch der Gegenfängerstopper 20a die freie bzw. Blockierposition FP bzw. BP erreicht, löscht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Anweisung, und die Treiberschaltung 100e schaltet die elektrische Leistung für den Betätiger 20b ab. Dann stoppt der Betätiger 20b die Drehung und der Gegenfängerstopper 20a bleibt in der freien Position FP bzw. der Blockierposition BP.
Der Tongenerator 100f ist mit dem Klang- bzw. Schallsystem 20d verbunden und liefert das Audiosignal S2 dort hin. Der Tongenerator 100f besitzt sechzehn Kanäle, und die sechzehn Kanäle sind jeweils den sechzehn Spalten einer Tonerzeugungstabelle zugeordnet. Die Tonerzeugungstabelle ist in dem zugriffsfreien Speicher 100c definiert, und jede der Spalten der Tonerzeugungstabelle speichert Tondateninformationen zum Erzeugen eines Tonsignals. Auf die Tondateninformationen wird durch die zugehörigen Kanäle unabhängig zugegriffen. Dies bedeutet, daß der Tongenerator 100f gleichzeitig maximal sechzehn Tonsignale erzeugt. Der Tongenerator 100f weist selektiv die Musikdatencodes, die repräsentativ sind für die verschiedenen elektronischen Klänge, den sechzehn Kanälen zu, und die sechzehn Spalten der Tonerzeugungstabelle sind mit den sechzehn Kanälen verbunden. Der Kanal des Tongenerators 100f greift auf Tondateninformationen in der zugewiesenen Spalte der Tonerzeugungstabelle zu und verleiht einem oszillierenden Signal eine umhüllende, um das Erklingen bzw. Anschwingen, das Ausklingen und das Halten eines elektrischen Tons bzw. Klangs zu steuern. Das oder die Tonsignale werden mit dem Audiosignal S2 gemischt, und das Audiosignal S2 wird an das Klang- bzw. Schallsystem 20d geliefert. Die Tonerzeugungstabelle wird im weiteren noch in größerer Einzelheit beschrieben.
Wenn ein Spieler ein Musikstück auf der Klaviatur 3 (mit den Fingern) spielt, überwachen die Tastensensoren 90 die zugehörigen schwarzen/weißen Tasten 3a/3b um zu sehen, ob der Spieler diese drückt oder losläßt. Die aktuelle Tastenposition jeder schwarzen/weißen Taste 3a/3b wird an den Analog/Digital-Wandler 100h geliefert, und der Analog/Digital-Wandler 100h wandelt das Tastenpositionssignal S3 in das digitale Tastenpositionssignal S6 um. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a holt periodisch die digitalen Tastenpositionssignale S6 über den gemeinsamen Bus 100d und vergleicht die Binärwerte mit vorhergehenden Binärwerten um zu sehen, ob die schwarzen/weißen Tasten 3a/3b die Tastenpositionen ändern. Wenn irgendeine der schwarzen/weißen Tasten 3a/3b die Tastenposition ändert, speichert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die neue Tastenposition in dem zugriffsfreien Speicher 100c.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt die Tastennummer, die der gedrückten Taste 3a/3b zugewiesen ist, sowie die Art der Tastenbewegung und schätzt exakt die Geschwindigkeit. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a liefert die Musikdateninformationen, die repräsentativ sind für die Tastennummer und die Geschwindigkeit zur Tastenbetätigungszeit an den Tongenerator 100f, und der Tongenerator 100f erzeugt das Tonsignal für die gedrückte Taste 300a, 300b. Das Tonsignal besitzt eine Amplitude, die äquivalent ist zur Geschwindigkeit, und der elektronische Klang besitzt eine Lautstärke gleich derjenigen des akustischen Klangs, welcher ansonsten durch die Schwingungen des Satzes von Saiten 7 erzeugt würde. Das Audiosignal S2 wird aus den Tonsignalen erzeugt und wird an das Klang- bzw. Schallsystem 20d geliefert zur Erzeugung der elektronischen Klänge.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt ferner die Tastennummer und die Loslaßgeschwindigkeit für die losgelassene Taste 3a/3b und überträgt die Musikdateninformationen, die repräsentativ sind für die Tastennummer und die Loslaßgeschwindigkeit, an den Tongenerator 100f zum Zeitpunkt des Loslassens der Taste (Taste-Aus-Zeit). Dann läßt der Tongenerator 100f das Tonsignal ausklingen und das Klang- bzw. Schallsystem 20d läßt den elektronischen Klang mit der Loslaßgeschwindigkeit verstummen. Somit arbeitet die zentrale Verarbeitungseinheit 100a mit den Tastensensoren 90 und dem Tongenerator 100f zusammen zum elektronischen Erzeugen der Tonsignale.
Die Steuereinrichtung 100 umfaßt ferner ein Diskettenlaufwerk 100j und eine Treiberschaltung 100k für die Tastenbetätiger 30a. Das Diskettenlaufwerk 100j, die Treiberschaltung 100k, die Tastensensoren 90, der LED-Treiber 100g und der Analog/Digital-Wandler 100h sind in dem automatischen bzw. Selbstspielsystem 30 umfaßt. Das Diskettenlaufwerk 100j und die Treiberschaltung 100k für die Tastenbetätiger 30a sind über die Schnittstelle mit dem gemeinsamen Bus 100d verbunden, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kommuniziert mit dem Diskettenlaufwerk 100j und der Treiberschaltung 100k über den gemeinsamen Bus 100d. Das Diskettenlaufwerk 100j schreibt die Musikdatencodes auf die Diskette 40 und liest sie von dort aus. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überträgt die Musikdatencodes zwischen dem Diskettenlaufwerk 100j und dem zugriffsfreien Speicher 100c über den gemeinsamen Bus 100d.
Bei der Wiedergabe liest die zentrale Verarbeitungseinheit 100a sequentielle die Musikdatencodes aus dem zugriffsfreien Speicher 100c aus und bestimmt die Größe bzw. den Wert der Treibersignale S4, die an die Tastenbetätiger 30a geliefert werden sollen. Die Größe des Treibersignals S4 wird mit der Geschwindigkeit verändert, die durch die Musikdatencodes repräsentiert wird. Wenn ein Musikdatencode die zentrale Verarbeitungseinheit 100a anweist, eine der schwarzen/weißen Tasten 3a/3b aus der Ruheposition zu der Endposition hin zu bewegen, bestimmt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die der schwarzen/weißen Taste 3a/3b zugewiesene Tastennummer sowie die Größe des Treibersignals S4 auf der Basis des Musikdatencodes und liefert Steuerdateninformation an die Treiberschaltung 100k über den gemeinsamen Bus 100d. Dann regelt die Treiberschaltung 100k die Größe des Treibersignals S4 auf einen Zielwert und liefert das Treibersignal S4 an den Tastenbetätiger 30a. Der Tastenbetätiger 30a drückt die zugehörige schwarze/weiße Taste 3a/3b mit der angewiesenen Kraft, und die zugehörige Tastenmechanik 5 treibt den Hammer 6 mit der Zielgeschwindigkeit an. Der Hammer 6 schlägt mit der Zielintensität auf den Satz von Saiten 7 auf, und der Satz von Saiten erzeugt den akustischen Klang mit der Lautstärke des ursprünglichen Spiels.
Kalibrierung der Tastenposition
Produkte des akustischen Klaviers besitzen Individualität. Jede der Leuchtdioden 90d strahlt das Licht auf die zwölf optischen Fasern 90f. Es ist unmöglich, das Licht gleichmäßig zwischen den zwölf optischen Fasern 90f aufzuteilen. Dies bedeutet, daß eine Kalibrierung erforderlich ist. Schwellenwerte an den Detektionspunkten K1, K2, K3, K4 und K2A werden während der Kalibrierung bestimmt. Die Schwellenwerte an den Detektionspunkten K1, K2, K3, K4 und K2A werden verwendet zum Bestimmen eines Tastenzustands. Der Detektionspunkt K2A ist zwischen den Detektionspunkten K2 und K3 vorgesehen, und die Loslaßgeschwindigkeit wird bestimmt auf der Basis des Schwellenwerts am Detektionspunkt K2A.
8 zeigt die Bahn C1 von einer der schwarzen/weißen Tasten 3a/3b bei der normalen Tastenbewegung. Die Kalibrierung für die schwarze/weiße Taste 3a/3b erfolgt wie folgt. Wenn die Steuereinrichtung 100 eingeschaltet wird, initialisiert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die internen Register und den zugriffsfreien Speicher 100c und kalibriert die Tastensensoren 90. Der Initialisierungsschritt und der Kalibrierungsschritt sind in ein Hauptroutineprogramm eingefügt, und das Hauptroutineprogramm wird im weiteren noch in Einzelheiten beschrieben.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weist den LED-Treiber 100g an, die Leuchtdioden 90d sequentiell bzw. nacheinander mit Energie zu versorgen bzw. einzuschalten und empfängt die vier digitalen Tastenpositionssignale zweimal bei jeder Lichtabstrahlung. Die zentrale Verarbeitungseinheit weist jeden vier digitalen Tastenpositionssignalen einen Kanal zu, und die Kanäle "0" bis "23" werden den achtundachtzig schwarzen/weißen Tasten 3a/3b zugewiesen. Obwohl 22 Kanäle ausreichend sind für die achtundachtzig schwarzen/weißen Tasten 3a/3b, erzeugen die zwölf Leuchtdioden 90d und die acht Photodioden 90e sechsundneunzig Kombinationen äquivalent zu den vierundzwanzig Kanälen. Entsprechend besitzt eine Tastentabelle sechsundneunzig Spalten, die in 9 mit "KEY_POS 0" bis "KEY_POS 95" bezeichnet sind. Jedoch sind nur achtundachtzig Spalten "KEY_POS 0" bis "KEY_POS 87" den schwarzen/weißen Tasten 3a/3b zugewiesen.
Nach Beendigung des Abtastens bzw. Scannens nach den digitalen Tastenpositionssignalen S6 erhält die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die maximalen Binärwerte X0, X1, X2 ... und X87 der digitalen Tastenpositionssignale S6 an den Ruhepositionen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a schreibt die maximalen Binärwerte X0 bis X87 in die Zeile der Tastentabelle "KEY_RST".
Nachfolgend liest die zentrale Verarbeitungseinheit 100a Sätze von Koeffizienten r1, r2, r3, r4 und r2A aus. Die Sätze von Koeffizienten r1, r2, r3, r4 und r2A wurden in die Steuereinrichtung 100 eingegeben. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a multipliziert jeden maximalen Binärwert mit den Koeffizienten ri (wobei i gleich 1, 2, 3, 4 und 2A ist), d.h. Xr × r1, Xr × r2, Xr × r3, Xr × r4 und Xr × r2A, wobei das Suffix r gleich 0, 1, 2 ... und 87 ist. Dann erhält die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Schwellenwerte K1, K2, K3, K4 und K2A für jede der schwarzen/weißen Tasten 3a/3b und schreibt die Schwellenwerte K1, K2, K3, K4 und K2A in die Zeilen der Tastentabelle "THR_K1", THR_K2", "THR_K3", "THR_K4" und "THR_K2A".
Der Hersteller bestimmt die Koeffizienten ri durch Experimente. Der Hersteller bestimmt die Detektionspunkte K1 bis K4 und K2A als angemessen für die Unterscheidung des Tastenzustands, und das Verhältnis des Binärwerts an jedem Detektionspunkt zum Binärwert in der Ruheposition wird für alle schwarzen Tasten 3a und alle weißen Tasten 3b berechnet. Die Verhältnisse werden gemittelt und die Koeffizienten ri werden erhalten. Ein Satz von Koeffizienten ri wird für die schwarzen Tasten 3a verwendet, und ein weiterer Satz von Koeffizienten ri wird für die weißen Tasten 3b verwendet.
Die in 9 gezeigte Tastentabelle besitzt ferner die folgenden Zeilen. Die mit "KEY_STATE" bezeichnete Zeile ist Steuerdateninformation zugewiesen, die repräsentativ ist für den aktuellen Tastenzustand, und die mit "TBL_NUM" bezeichnete Zeile ist einer anderen Steuerdateninformation zugewiesen, die repräsentativ ist für die Spaltenzahl der Tonerzeugungstabelle im Tongenerator 100f. Die mit "KEY_TIM" bezeichnete Zeile ist einer Steuerdateninformation zugewiesen, die repräsentativ ist für die Zeit, zu der die Tastenpositionssignale S3 in die digitalen Tastenpositionssignale S6 umgewandelt werden. Die mit "K0" und mit "K0_TIM" bezeichneten Zeilen sind Steuerdateninformationen zugewiesen, die von der Steuerdateninformation in der Zeile "KEY_POS" bzw. "KEY_TIM" dupliziert wurden.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Tonerzeugungstabelle im zugriffsfreien Speicher 100c definiert. Obwohl es nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, sind sechzehn Zeitablaufszähler in der zugriffsfreien Speichereinrichtung definiert. 10A zeigt die Tonerzeugungstabelle. Ein quadratisches Kästchen repräsentiert ein Byte, und ein rechteckiges Kästchen mit einer Strichlinie ist repräsentativ für ein Wort, d.h. zwei Bytes. Die sechzehn Spalten sind mit "0", "1", "2" ... und "15" bezeichnet und sind mit den sechzehn Kanälen des Tongenerators 100f verbunden. Die Zeitablaufzähler sind mit den sechzehn Spalten assoziiert. Der Zeitablaufzähler bildet eine Anzeige für den Ablauf nach dem Eintritt in eine bestimmte Art von Tastenzustand.
Die erste Zeile ist mit "KEY_NUM" bezeichnet und ist der Tastennummer zugewiesen. Wenn die Tastennummer "1" in die Spalte "0" geschrieben ist, greift der zugehörige Kanal auf die Tondateninformationen zu, die in der Spalte "0" gespeichert sind und erzeugt einen elektronischen Klang bzw. Ton entsprechend dem tiefsten akustischen Ton.
Die zweite Zeile "OVR_K1", die dritte Zeile OVR_K2" und die vierte Zeile "OVR_K3" speichern Tondateninformationen, die repräsentativ sind für detektierte Tastenpositionen, an denen die digitalen Tastenpositionssignale S6 die Schwellen K1, K2 und K3 überschreiten. Die fünfte Zeile "OVK1_TIM", die sechste Zeile "OVK2_TIM" und die siebte Zeile "OVK3_TIM" speichern Tondateninformationen, die repräsentativ sind für Zeiten bzw. Zeitpunkte, zu denen die digitalen Tastenpositionssignale S6 wieder unter die Schwellen bzw. Schwellenwerte K1, K2 und K3 fallen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft periodisch die Schnittstelle um zu sehen, ob die digitalen Tastenpositionssignale S6 die Schwellenwerte K1 bis K3 überschreiten. Eine Zeitverzögerung kann eingeführt werden zwischen dem detektierten Zeitpunkt und dem tatsächlichen Zeitpunkt. Die detektierte Tastenposition wird zusammen mit dem Zeitpunkt gespeichert, um die Tondateninformation zuverlässig zu machen. Jede in der fünften bis siebten Zeile gespeicherte Tondateninformation ist zwei Byte lang. In anderen Worten ist jede der Spalten "0" bis "15" in der fünften bis siebten Zeile erweitert bzw. verbreitert, wie in 10 gezeigt ist.
Die achte Zeile "VELOCITY" speichert Tondateninformationen, die repräsentativ sind für die Geschwindigkeit oder die Aufschlagintensität zwischen dem Hammer 6 und dem Satz von Saiten 7, und die letzte Zeile "DWN_CNTR" speichert Tondateninformationen, die repräsentativ sind für Zeitperioden bis zur Tonerzeugung.
10B zeigt eine Zeitsteuertabelle für die vierundzwanzig Kanäle, die durch die Leuchtdioden 90d und die Photodioden 90e erzeugt werden. Zwei Bytes sind jedem Kanal zugewiesen, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a speichert eine Musikdateninformation, die repräsentativ ist für den Zeitpunkt, zu dem die vier digitalen Tastenpositionssignale S6 durch den Kanal erhalten werden.
Die Geschwindigkeit wird wie folgt berechnet. Es sei angenommen, daß sich eine schwarze/weiße Taste 3a/3b entlang der Bahn C1 bewegt. Das digitale Tastenpositionssignal S6 überschreitet die Schwelle bzw. den Schwellenwert Ki (i = 1, 2 oder 3) an der Tastenposition d1 und danach die Schwelle bzw. den Schwellenwert Kj (j = 2, 3 oder 4, j > i) an der Tastenposition d2. Die Ankunftszeit an der Tastenposition d1 und die Ankunftszeit an der Tastenposition d2 sind t1 bzw. t2. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a berechnet zuerst eine normalisierte Bewegung bzw. Versetzung Dn wie folgt. Dn = (d1 – d2) × 28 ÷ MAX × 28 wobei MAX der maximale Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6 in der Ruheposition ist. Das digitale Tastenpositionssignal S6 wird von der Ruheposition zu der Enposition hin vermindert bzw. verkleinert. Daher wird die Tastenposition d2 von der Tastenposition d1 abgezogen. Die Differenz ist eine Anzeige für die tatsächliche Versetzung bzw. Bewegung der schwarzen/weißen Taste 3a/3b, und die Streuung der Ruhepositionen wird normali siert durch Teilen der tatsächlichen Versetzung durch den maximalen Binärwert. Schließlich macht die Multiplikation mit 2⁸ die normalisierte Versetzung Dn äquivalent zu den Zwei-Byte-Daten für die Ankunftszeit.
Danach berechnet die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Tastengeschwindigkeit Vk zwischen den Tastenpositionen d1 und d2. Vk = Dn ÷ (t2 – t1) ÷ 28
Die Tastengeschwindigkeit ist repräsentiert durch ein einziges Byte wegen der Division durch 2⁸.
Danach schätzt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Hammergeschwindigkeit beim Aufprall, wie es in 11 gezeigt ist. Eine Umwandlungstabelle TB2 ist in dem Lesespeicher (ROM) definiert. Die Umwandlungstabelle TB2 speichert für die Geschwindigkeit repräsentative Dateninformationen, die in den MIDI-Standards definiert sind, und die Beziehung zwischen der Tastengeschwindigkeit Vk und der MIDI-Geschwindigkeit wird durch Kurven bzw. Kennlinien ausgedrückt. Die Photodioden 90e haben nicht lineare Licht/Strom-Umwandlungscharakteristiken, und das binäre Tastenpositionssignal S6 wird durch die Nichtlinearität beeinflußt. Um die Linearität der Tastenpositionsdaten zu kompensieren, wurden die Umwandlungsdateninformationen vor dem Speichern in der Tabelle TB2 modifiziert.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a liefert die Tastengeschwindigkeit Vk an die Umwandlungstabelle TB2, und die Umwandlungstabelle TB2 gibt die MIDI-Geschwindigkeit aus. Die MIDI-Geschwindigkeit wird in die achte Zeile "VELOCITY" der Tastentabelle geschrieben. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b wird entlang des Wegs bzw. Pfades C1 bewegt, und das digitale Tastenpositionssignal S6 überschreitet sequentiell die Schwellenwerte K1, K2, K3 und K4. Wenn das digitale Tastenpositionssignal S6 die nächste Schwelle K3 oder K4 überschreitet, berechnet die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Tastengeschwindigkeit Vk und wandelt die Tastengeschwindigkeit Vk in die MIDI- Geschwindigkeit um. Jedoch überschreibt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a nicht stets die Tondateninformationen, die für die Geschwindigkeit repräsentativ sind. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überschreibt die Tondateninformationen nur dann, wenn die neue MIDI-Geschwindigkeit größer ist als die MIDI-Geschwindigkeit, die schon in der Tastentabelle gespeichert ist.
Countdown- bzw. Herabzähltabellen TB3-2, TB3-3 und TB3-4 sind ferner in dem Lesespeicher (ROM) 100b definiert. Die Countdown-Tabellen TB3-2, TB3-3 und TB3-4 entsprechen der Tastenposition d2. Wenn das digitale Tastenpositionssignal S6 die Schwelle K2 an der Tastenposition d2 überschreitet, wird die Countdown-Tabelle TB3-2 ausgewählt. Wenn jedoch das digitale Tastenpositionssignal S6 die Schwelle K3 oder K4 an der Tastenposition d2 überschreitet, wird die Countdown-Tabelle TB3-3 oder die Countdown-Tabelle TB3-4 ausgewählt. Die Countdown-Tabellen TB3-2, TB3-3 und TB3-4 speichern Zeitdateninformationen, die repräsentativ sind für Zeitperioden, bis die Saiten 7 mit den Hämmern 6 angeschlagen werden. Wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 100a eine der Countdown-Tabellen TB3-2, TB3-3 und TB3-4 entsprechend den Schwellen K2, K3 oder K4 auswählt, weist die Countdown-Tabelle eine Reihe von Zeitdateninformationen für die MIDI-Geschwindigkeit der schwarzen/weißen Taste 3a/3b zu, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a schreibt die erste Zeitdateninformation in die letzte Zeile "DWN_CNTR" als Tondateninformation. Die Tondateninformation wird periodisch überschrieben in Übereinstimmung mit der Reihe von Zeitdateninformationen. Wenn die Tondateninformation in der letzten Zeile "DWN_CNTR" eine Anzeige von null ist, empfängt der Kanal des Tongenerators 100f die für die Tastennummer und die MIDI-Geschwindigkeit repräsentativen Tondateninformationen von der Tastentabelle und beginnt, das Tonsignal zu erzeugen. Somit dient die Zeile "DWN_CNTR" als Zähler für die Tonerzeugung. In der folgenden Beschreibung werden die Zähler mit "DWN_CNTR" bezeichnet, und ein Überschreibvorgang der Tondateninformation in der Zeile "DWN_CNTR" ist äquivalent zu einem Herabzählvorgang bzw. einer Dekrementierung des Zählers.
Software
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a holt die programmierten Anweisungen aus dem Lesespeicher 100b und führt sie nacheinander aus. Die programmierten Anweisungen bilden eine Hauptroutine und zwei Subroutinen. 12 zeigt die Beziehung zwischen der Hauptroutine und den zwei Subroutinen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a steuert den Hauptteil der Erzeugung des Tonsignals anhand der Hauptroutine.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a wird in Intervallen von 100 Mikrosekunden in die erste Subroutine verzweigt. In der ersten Unterbrechungssubroutine, inkrementiert bzw. erhöht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a den CPU-Timer. Ferner überschreibt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Tondateninformationen, die in der Zeile "DWN_CNTR" gespeichert sind. Diese Operation ist äquivalent zum Herabzählen bzw. zur Dekrementierung des Zählers "DWN_CNTR", wie oben beschrieben wurde.
Andererseits wird die zentrale Verarbeitungseinheit 100a in Intervallen von 40 Millisekunden in die zweite Unterbrechungssubroutine verzweigt zur Datenerfassung. Punkte auf beiden Seiten des Steuerungsübergangs in die erste Unterbrechungssubroutine sind repräsentativ für die Wiederholung des Steuerungsübergangs zwischen der Hauptroutine und der ersten Unterbrechungssubroutine.
Wenn die Unterbrechung INT1 erfolgt, weist die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Analog/Digital-Wandler 100h an, die derzeitigen Binärwerte beizubehalten, wie durch den Pfeil AR10 angezeigt ist, und die Analog/Digital-Wandler 100h senden wiederholt die vier digitalen Tastenpositionssignale S6 an die zentrale Verarbeitungseinheit 100h. Nach Beendigung der Datenerfassung weist die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Analog/Digital-Wandler 100h an, die Analog/Digital-Umwandlung erneut zu starten, wie durch den Pfeil AR11 angezeigt ist. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a gibt der ersten Unterbrechung für die Timer-Inkrementierung Priorität, weil der Timer die fundamentalen Zeitpunkte bzw. Zeitsteuerungen bei der Tonerzeugung definiert.
Subroutine für Timer und Zähler
13 zeigt das Subroutine-Programm für den Timer und die Zähler "DWN_CNTR". Während die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Hauptroutine durchläuft, findet jede 100 Mikrosekunden eine Unterbrechung statt durch den Schritt SP10. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a wird von der Hauptroutine in die erste Subroutine verzweigt und inkrementiert den CPU-Timer um eins im Schritt SP11.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a besitzt einundzwanzig Register En, RnH und RnL, wobei n null bis sechs ist, wie in 14 gezeigt ist. Das interne Register E6 ist dem Timer zugewiesen, und der Timer E6 wird im Schritt SP11 um eins inkrementiert. Andere interne Register E5, R3H und R3L bis R6L sind wie folgt zugewiesen.
Das interne Register E5 speichert eine Zeit, zu der die Analog/Digital-Umwandlung ausgeführt wird. Das interne Register R3H ist dem Tastenzustand zugewiesen, und die aktuelle Tastenposition wird im internen Register R3L gespeichert. Das interne Register R4L speichert die Spaltennummer der Tonerzeugungstabelle, und die Tastennummer wird im internen Register R5L gespeichert. Wie in Verbindung mit den Tastensensoren 90 beschrieben wurde, werden die achtundachtzig schwarzen/weißen Tasten 3a/3b selektiv anhand der vierundzwanzig Kanäle überwacht. Die Nummer des Kanals wird im internen Register R6L gespeichert. Die übrigen Register sind Allzweckregister.
Bezugnehmend wiederum auf 13 inkrementiert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a den Timer alle 100 Mikrosekunden, und die aktuelle Zeit wird im internen Register E6 behalten. Nach Beendigung der Inkrementierung, geht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weiter zum Schritt SP12 und überprüft den Timer E6 um zu sehen, ob die aktuelle Zeit ein mehrfaches von acht ist oder nicht. Wenn die Antwort im Schritt SP12 negativ ist, kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zur Hauptroutine zurück.
Wenn andererseits die Antwort im Schritt SP12 zustimmend ist, geht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weiter zum Schritt SP13. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a führt den Schritt SP13 jede 800 Mikrosekunden aus. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a dekrementiert bzw. vermindert die Zähler "DWN_CNTR" und überprüft die Zähler "DWN_CNTR" um zu sehen, ob einer der darin gespeicherten Werte null erreicht. Falls die Antwort zustimmend ist, weist die zentrale Verarbeitungseinheit 100a den Tongenerator 100f an, ein Tonsignal zu erzeugen, ändert den Tastenzustand in "SOUND" und gibt die Spalte der Tonerzeugungstabelle für die gedrückte Taste 3a/3b frei. Dies bedeutet, daß die Spalte einer neuen gedrückten Taste zugewiesen wird. Um den Tongenerator 100f anzuweisen, ein neues Tonsignal zu erzeugen, liefert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a Musikdateninformationen, die repräsentativ sind für die Tastennummer und die MIDI-Geschwindigkeit an den Tongenerator 100f zusammen mit einer Anweisung, gemäß der die Tonerzeugung gestattet wird. Der Tongenerator 100f weist die Tondateninformationen einem noch nicht belegten Kanal zu, und der Kanal erzeugt das Tonsignal. Dies ist äquivalent zu der folgenden Prozedur. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert die Steuerdateninformation in der Zeile "KEY_STATE" der Tastentabelle in "SOUND", was bedeutet, daß der Kanal ein Tonsignal erzeugt, und löscht die Steuerdateninformation, die die Spaltennummer der Tonerzeugungstabelle anzeigt. Dann wird die Spalte der Tonerzeugungstabelle freigegeben. Wenn andererseits noch keiner der Zähler "DWN_CNTR" null erreicht hat, geht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weiter zum Schritt SP14.
Im Schritt SP14 überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 100a das interne Register E6 um zu sehen, ob die aktuelle Zeit ein mehrfaches von 8192 ist. Falls die Antwort negativ ist, kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zur Hauptroutine zurück. Wenn andererseits die Antwort zustimmend ist, geht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weiter zum Schritt SP15. Somit wird der Schritt SP15 jede 819,2 Millisekunden ausgeführt.
Im Schritt SP15 inkrementiert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Zeitzähler, die mit den sechzehn Spalten der Tonerzeugungstabelle assoziiert sind. Der Zeitzähler bildet eine Anzeige für die Zeitperiode nach dem Eintritt in diese Art von Tastenzustand. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt zur Hauptroutine zurück.
Subroutine zur Datenerfassung
15 zeigt die Subroutine für die Datenerfassung. Die Analog/Digital-Wandler 100h sind synchron mit der zentralen Verarbeitungseinheit 100a. Nach Beendigung der Analog/Digital-Umwandlung für die vier digitalen Tastenpositionssignale S6 findet die Unterbrechung jede 40 Millisekunden statt. Dann wird die zentrale Verarbeitungseinheit 100a durch den Schritt SP20 in die Subroutine verzweigt. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weist den LED-Treiber 100g an, die elektrische Leistung von einer der schon mit Energie versorgten Leuchtdioden 90d abzuschalten, und weist ferner den LED-Treiber 100g an, die nächste Leuchtdiode 90d mit Energie zu versorgen, und zwar im Schritt SP21.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP22 und überträgt die Binärwerte des digitalen Tastenpositionssignals S6 und die aktuelle Zeit von der Schnittstelle und dem Timer E6 in die Tastentabelle. Die Binärwerte werden in die Zeile "KEY_POS" unter den Tastennummern geschrieben, die den vier schwarzen/weißen Tasten 3a/3b zugewiesen sind, und die aktuelle Zeit wird ebenfalls unter den Tastennummern in die Zeile "KEY_TIM" geschrieben. Ferner überträgt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die aktuelle Zeit in die Zeitsteuertabelle (siehe 10B) und schreibt die aktuelle Zeit in die dem Kanal zugewiesene Speicherstelle. Somit speichert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Zeit, zu der der Ana log/Digital-Wandler 100h die vier digitalen Tastenpositionssignale S6 in der Zeitsteuertabelle erzeugt.
Schließlich inkrementiert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP23 die in dem internen Register R6L gespeicherte Kanalzeit. Dann startet der Analog/Digital-Wandler 100h erneut die Analog/Digital-Umwandlung. Somit aktiviert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zeitweise die Analog/Digital-Umwandler 100h, wie es in 12 durch die Pfeile AR10 und AR11 angezeigt ist, und überschreibt die Steuerdateninformationen in der Tastentabelle. Nach dem Schritt SP23 kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zur Hauptroutine zurück.
Hauptroutine
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt den Tastenzustand der achtundachtzig schwarzen/weißen Tasten 3a/3b anhand der Hauptroutine. Zunächst wird eine Beschreibung des Tastenzustands mit Bezug auf 16 gegeben. Es sei angenommen, daß sich eine schwarze/weiße Taste 3a/3b zwischen der Ruheposition und der Endposition entlang einer Bahn C2 bewegt. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b beginnt die Bewegung zur Zeit t1, und das digitale Tastenpositionssignal S6 überschreitet die Schwellen K1, K2, K3 und K4 zu den jeweiligen Zeiten t2, t3, t4 und t5. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b erreicht die Endposition zur Zeit t6. In der folgenden Beschreibung werden die Positionen, zu denen das digitale Tastenpositionssignal S6 die Schwellen K1, K2, K3 und K4 überschreitet, auch mit "K1", "K2", "K3" bzw. "K4" bezeichnet.
Während sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b aus der Ruheposition in die Position K1 bewegt, ist der Tastenzustand "UPPER". Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich an der Position K1 vorbeibewegt, wird der Tastenzustand verändert zu "TOUCH-A". Die schwarze/weiße Taste 3a/3b tritt aufeinanderfolgend in den Tastenzustand "COUNT-DOWN-0" bei der Position K2, in den Tastenzustand "COUNT-DOWN-1" bei der Position K3 und in den Tastenzustand "COUNT-DOWN-2" an der Position K4 ein. Wenn der Tongenerator 100f das Tonsignal für einen elektrischen Klang erzeugt, wird der Tastenzustand verändert zu "SOUND".
Die schwarze/weiße Taste 3a/3b wird zur Zeit t7 losgelassen und bewegt sich zur Zeit t8 an der Position K4, zur Zeit t9 an der Position K3 und zur Zeit t10 an der Position K2 vorbei. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b bleibt bis zur Position K2 im Tastenzustand "SOUND" und ändert den Tastenzustand in "HOLD" an der Position K2 aufgrund des Zurückkehrens der Taste (key-off).
Die schwarze/weiße Taste 3a/3b ändert die Bewegungsrichtung zwischen der Position K2 und der Position K1 und bewegt sich zur Zeit t11 an der Position K2, zur Zeit t12 an der Position K3 und zur Zeit t13 an der Position K4 vorbei. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b ändert die Bewegungsrichtung zwischen der Position K4 und der Endposition zur Zeit t14 und bewegt sich zur Zeit t15 an der Position K4, zur Zeit t16 an der Position K3 und zur Zeit t17 an der Position K2 vorbei. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b ändert die Bewegungsrichtung zwischen der Position K2 und der Position K1 und bewegt sich zur Zeit t18 an der Position K2 und zur Zeit t19 an der Position K3 vorbei. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b ändert wiederum die Richtung der Tastenbewegung zwischen der Position K3 und der Position K4 und bewegt sich zur Zeit t20 an der Position K3, zur Zeit t21 an der Position K2 und zur Zeit t22 an der Position K1 vorbei. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b kehrt schließlich zur Zeit t23 in die Ruheposition zurück.
Der Tastenzustand wird zur Zeit t11 von "HOLD" zu "TOUCH-B" geändert. Wenn jedoch die schwarze/weiße Taste 3a/3b den Tastenzustand "TOUCH-B" für eine vorbestimmte Zeit hält, wird der Tastenzustand in "TIME-OVER" geändert (siehe die Bahn zwischen der Zeit t18 und der Zeit t19). Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b mit einer extrem hohen Geschwindigkeit bewegt, überschreitet das digitale Tastenpositionssignal S6 mehr als einen Schwellenwert und der Tastenzustand wird in einem einzigen Samplingintervall in "COUNT-DOWN-3" geändert. 17 zeigt den Tastenzustand "COUNT- DOWN-3". Eine schwarze/weiße Taste 3a/3b bewegt sich entlang der Bahn C3. Die Tastengeschwindigkeit zwischen der Position P1 und der Position P2 ist so groß, daß sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b an den Positionen K1 und K2 innerhalb eines einzigen Samplingintervalls vorbeibewegt. Dies bedeutet, daß die zentrale Verarbeitungseinheit 100a nicht den Analog/Digital-Wandler 100a überprüft, um zu sehen, ob das digitale Tastenpositionssignal S6 den binären Wert zwischen der Position P1 und der Position P2 ändert. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bemerkt, daß die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich an den zwei Positionen K1 und K2 vorbeibewegt zwischen der vorherigen Datenerfassung und der aktuellen Datenerfassung. Die Tastenbewegung zwischen der Position P3 und der nächsten Position P4 ergibt auch den Tastenzustand "COUNT-DOWN-3".
Somit drückt der Tastenzustand verschiedene Tastenbewegungen auf der Bahn C2/C3 aus, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt den Tastenzustand auf der Grundlage des vorherigen Tastenzustands und der seither vergangenen Zeit.
18 zeigt die Hauptroutine. Wenn die Steuereinrichtung 100 eingeschaltet wird, beginnt die zentrale Verarbeitungseinheit die Hauptroutine. Im Schritt SP30 initialisiert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Register und den zugriffsfreien Speicher 100c und startet den Timer.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP31. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weist die Treiberschaltung 100k an, die schwarzen/weißen Tasten 3a/3b sequentiell zu bewegen, und berechnet die Schwellen K1, K2, K3, K4 und K2A für jede der schwarzen/weißen Tasten 3a/3b. Die Schwellen K1, K2, K3, K4 und K2A werden in die Tastentabelle geschrieben, wie es oben beschrieben wurde.
Danach inkrementiert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP32 die in dem Register R5L gespeicherte Tastennummer. Wenn das interne Register R5L die Tastennummer 87 speichert, ändert die zentrale Verarbei tungseinheit 100a die Tastennummer auf null. Das interne Register R5L zeigt die schwarze/weiße Taste 3a/3b an, für die Informationen verarbeitet werden. Daher ist für die darin gespeicherte Tastennummer eine Schleife zwischen null und siebenundachtzig vorgesehen. Die folgenden Schritte in der Hauptroutine und in den zugehörigen Subroutinen werden für die schwarze/weiße Taste 3a/3b ausgeführt, deren Tastennummer im internen Register R5L gespeichert ist. Daher bedeutet der Ausdruck "schwarze/weiße Taste 3a/3b" diejenige schwarze/weiße Taste 3a/3b, die durch die in dem internen Register R5L gespeicherte Tastennummer angegeben ist, außer daß dieser Ausdruck mit einer anderen Definition versehen wird.
Danach greift die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP33 auf die Tastentabelle zu und liest diejenigen Steuerdateninformationen aus, die repräsentativ sind für den neuesten Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6 und die Erfassungszeit, und zwar aus den Zeilen KEY_POS und KEY_TIM für die durch das interne Register R5L angezeigte schwarze/weiße Taste 3a/3b. Die Steuerdateninformationen in den Zeilen KEY_POS und KEY_TIM werden im Schritt SP22 periodisch erneuert (siehe 15). Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a schreibt die aus der Steuertabelle ausgelesenen Steuerdateninformationen in die internen Register R3L bzw. E5.
Danach liest die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP34 die Steuerdateninformationen aus, die repräsentativ sind für den aktuellen Tastenzustand, und zwar aus der Zeile KEY_STATE der Tastentabelle, und zwar für die durch das interne Register R5L angezeigte schwarze/weiße Taste 3a/3b, und speichert den aktuellen Tastenzustand im internen Register R3H. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a untersucht sequentiell den aktuellen Tastenzustand und wird selektiv in Subroutineprogramme abgezweigt, wie es in den 19 bis 26 gezeigt ist.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft zuerst im Schritt SP35 den aktuellen Tastenzustand um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b im Zustand "UPPER" ist oder nicht. Falls die Antwort im Schritt SP35 zustim mend ist, tritt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a in die Subroutine für "UPPER" ein, die in 19 gezeigt ist.
In der Subroutine für "UPPER" überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP41 zunächst das interne Register R3L um zu sehen, ob die aktuelle Tastenposition unter dem Detektionspunkt K1 ist oder nicht. Falls die schwarze/weiße Taste 3a/3b in der Ruheposition ist oder die Bewegung gerade beginnt, wird die Antwort im Schritt SP41 negativ sein, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP42. Dann dupliziert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Steuerdateninformation, die repräsentativ ist für den Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6 von der Speicherstelle der Zeile "KEY_POS", die der schwarzen/weißen Taste 3a/3b zugewiesen ist, in die entsprechende Speicherstelle der Zeile "K0", und die Steuerdateninformation, die repräsentativ ist für die Umwandlungszeit, aus der Speicherstelle der Zeile "KEY_TIM" zu der entsprechenden Speicherstelle der Zeile "K0_TIM". Nach Beendigung der Duplizierung kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 zurück. Somit werden die Steuerdateninformationen in den Zeilen "K0" und "K0_TIM" wiederholt erneuert bzw. überschrieben, bis die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich am Detektionspunkt K1 vorbeibewegt.
Wenn andererseits die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich schon am Detektionspunkt K1 vorbeibewegt hat, ist die Antwort im Schritt SP41 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a erkennt, daß der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b drückt. Dann geht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weiter zum Schritt SP43. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a durchsucht zuerst die Tonerzeugungstabelle um zu sehen, ob es eine Spalte gibt, die keiner der anderen schwarzen/weißen Tasten 3a/3b zugewiesen ist. Wenn es keine nicht-zugewiesene Spalte gibt, entscheidet die zentrale Verarbeitungseinheit 100a, daß die Tastenbewegung ignoriert wird, weil die sechzehn Kanäle schon belegt sind. Dann kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 der Hauptroutine zurück. Wenn es andererseits eine nicht-zugewiesene Spalte gibt, schreibt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Tondateninformation, die repräsentativ ist für die Tastnummer der schwarzen/weißen Taste 3a/3b, in die Speicherstelle am Kreuzungspunkt zwischen der Zeile "KEY_NUM" und der nicht-zugewiesenen Spalte.
Danach überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP44 das interne Register R3L um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich schon nach unten am nächsten Detektionspunkt K2 vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b auf dem Weg vom Detektionspunkt K1 zum nächsten Detektionspunkt K2 ist, wird die Antwort im Schritt SP44 negativ gegeben, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP45. Wie oben beschrieben wurde, ist die schwarze/weiße Taste 3a/3b auf dem Weg zum Detektionspunkt K2 im Tastenzustand "TOUCH-A" (siehe 16). Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a schreibt die Steuerdateninformation, die repräsentativ ist für den Tastenzustand "TOUCH-A" in die Speicherstelle in der Zeile "KEY_STATE", die der schwarzen/weißen Taste 3a/3b zugewiesen ist (siehe 9). Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a schreibt null in die Speicherstelle der Zeitsteuertabelle, die der schwarzen/weißen Taste 3a/3b zugewiesen ist, und überträgt den Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6 und die Umwandlungszeit von den internen Registern R3L und E5 in die Tonerzeugungstabelle. Der Binärwert und die Umwandlungszeit werden in der Speicherstelle in der Zeile OVR_K1 bzw. in der Speicherstelle in der Zeile OVK1_TIM gespeichert, die beide dem Kanal zugewiesen sind. Somit speichert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Position und die Zeit, zu der die schwarze/weiße Taste 3a/3b die Schwelle K1 überschreitet, in der Tonerzeugungstabelle. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b am Detektionspunkt K2 vorbeibewegt hat, wird die Antwort im Schritt SP44 als zustimmend gegeben, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP46. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit (siehe die Bahn zwischen den Punkten P1 und P2 in 17) und bewegt sich an den zwei Detektionspunkten K1 und K2 während einer einzigen Samplingperiode vorbei. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überschreibt die Steuerdateninformation in der Speicherstelle in der Zeile KEY_STATE, die der schwarzen/weißen Taste 3a/3b zugewiesen ist, aus dem Tastenzustand "UPPER" mit dem Tastenzustand "COUNT-DOWN-3". Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a nimmt an, daß sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b mit der maximalen Geschwindigkeit bewegt, und schreibt die Tondateninformation, die repräsentativ ist für die maximale Tastengeschwindigkeit "7F" in die Speicherstelle in der Zeile "VELOCITY", die dem Kanal zugewiesen ist. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt die Zeit, die vergehen muß bis zur Tonerzeugung auf der Grundlage der maximalen Tastengeschwindigkeit, und speichert die herunterzuzählende Zahl in der Speicherstelle in der Zeile "DWN_CNTR", die dem Kanal zugewiesen ist. Der herabzuzählende Wert ist äquivalent zu der Zeit, die bis zur Tonerzeugung vergehen muß. Obwohl die Zeit bestimmt wird unter Verwendung einer der Countdown-Tabellen TB3-2, TB3-3, TB3-4 ... (siehe 11), wird der Geschwindigkeit der Maximalwert "7F" gegeben unabhängig von den in der Umwandlungstabelle TB2 gespeicherten Umwandlungsdateninformationen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Bezugnehmend wieder auf 18 ist, wenn der Tastenzustand schon in "TOUCH-A" geändert wurde (siehe SP45 in 19), die Antwort im Schritt SP35 und die Antwort im Schritt SP36 negativ, aber die Antwort im Schritt SP37 ist zustimmend. Dann tritt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a in die Subroutine SR2 für "TOUCH-A" ein, die in 20 gezeigt ist.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft zuerst die Zeitablaufzähler um zu sehen, ob der zugehörige Zeitablaufzähler schon den kritischen Wert überschritten hat, der eine Anzeige bildet für den Tastenzustand "TIME_OVER", und zwar im Schritt SP51. Der Zeitablaufzähler wird periodisch im Schritt SP15 der ersten Unterbrechungssubroutine inkrementiert (siehe 13), und wird entsprechend den kritischen Wert überschreiten, falls er nicht zurückgesetzt wird. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b im Tastenzustand "TOUCH-A" über die kritische Zeitperiode hinweg verbleibt, hat der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b nur leicht gedrückt, aber er hat die schwarze/weiße Taste 3a/3b nicht (vollständig) niedergedrückt. In dieser Situation gibt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Spalte der Tonerzeugungstabelle von der schwarzen/weißen Taste 3a/3b frei, weil der Kanal für eine weitere gedrückte Taste benötigt wird. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand von "TOUCH-A" zu "HOLD" und speichert die Steuerdateninformation, die repräsentativ ist für den Tastenzustand "HOLD", in der Speicherstelle der Zeile "KEY_STATE", die der schwarzen/weißen Taste 3a/3b zugewiesen ist. Wenn der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b aus der Tastenposition zwischen den Detektionspunkten K1 und K2 zur Endposition hin durchdrückt, startet die zentrale Verarbeitungseinheit 100a natürlich die Datenverarbeitung erneut für die schwarze/weiße Taste 3a/3b, wie im weiteren beschrieben wird. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b andererseits kontinuierlich nach unten bewegt, wird die Antwort im Schritt SP51 negativ gegeben, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft im Schritt SP53 die Tastentabelle um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b schon nach unten am Detektionspunkt K3 vorbeibewegt hat.
Wenn die Antwort im Schritt SP53 negativ ist, überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP54 ferner die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b nach unten am Detektionspunkt K2 vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b zwischen den Detektionspunkten K2 und K3 bewegt, ist die Antwort im Schritt SP54 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP55. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überschreibt die Steuerdateninformation, die in der Speicherstelle der Zeile KEY_STATE gespeichert ist, welche der schwarzen/weißen Taste 3a/3b zugewiesen ist, und zwar von "TOUCH_A" in "COUNT-DOWN-0". Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überträgt ferner die aktuelle Tastenposition und die Umwand lungszeit aus den internen Registern R3L und E5 in die Speicherstelle der Zeile OVR-K2 und die Speicherstelle der Zeile OVK2-TIM, die beide dem Kanal zugewiesen sind, und speichert sie als Tondateninformationen. Die Tastenposition und die Umwandlungszeit am Detektionspunkt K1 wurden schon in der Tonerzeugungstabelle gespeichert. Unter Verwendung der Tastenposition und der Umwandlungszeit am Detektionspunkt K1 und der Tastenposition und der Umwandlungszeit am Detektionspunkt K2 berechnet die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Tastengeschwindigkeit Vk und bestimmt die Geschwindigkeit und die herabzuzählenden Werte (siehe 11). Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a speichert die Tondateninformation, die repräsentativ ist für die Geschwindigkeit, und die Tondateninformation, die repräsentativ ist für den herabzuzählenden Wert, in der Speicherstelle der Zeile "VELOCITY" und der Speicherstelle der Zeile "DWN_CNTR", die dem Kanal zugewiesen sind. Nach Beendigung der Aufgaben im Schritt SP55 kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich in der einzigen Samplingperiode an den Detektionspunkten K2 und K3 vorbeibewegt (siehe die Tastenbewegung zwischen den Punkten P3 und P4 in 17), ist die Antwort im Schritt SP53 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP56. Die zentrale Verarbeitungseinheit überschreibt die Steuerdateninformation, die repräsentativ ist für den Tastenzustand von "TOUCH-A" in "COUNT-DOWN-3" und bestimmt, daß die Geschwindigkeit der Maximalwert "7F" ist. Die an die Countdown-Tabelle TB3-2 ... gelieferte Geschwindigkeit und der herabzuzählende Wert wird bestimmt. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a speichert die Tondateninformation, die repräsentativ ist für die Maximalgeschwindigkeit, und die Tondateninformation, die repräsentativ ist für den herabzuzählenden Wert, in der Speicherstelle der Zeile "VELOCITY", die dem Kanal zugewiesen ist, und in der Speicherstelle der Zeile "DWN_CNTR", die dem Kanal zugewiesen ist. Die Datenverarbeitung im Schritt SP56 ist ähnlich zu der im Schritt SP46.
Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich nicht an dem Detektionspunkt K2 vorbeibewegt hat, wird die Antwort im Schritt SP54 verneinend gegeben, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a vergleicht im Schritt SP57 die aktuelle Tastenposition mit der Schwelle K1 um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b nach unten am Detektionspunkt K1 vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b zwischen den Detektionspunkten K1 und K2 (stehen) bleibt, ist der Tastenzustand noch "TOUCH-A", und die Antwort im Schritt SP57 ist zustimmend. Dann kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn jedoch die schwarze/weiße Taste 3a/3b aus der Tastenposition zwischen den Detektionspunkten K1 und K2 in die Ruheposition zurückgekehrt ist, ist die Antwort im Schritt SP57 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP58. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a gibt die Spalte der Tonerzeugungstabelle von der schwarzen/weißen Taste 3a/3b frei, und es wird kein elektronischer Klang erzeugt. Der von der schwarzen/weißen Taste 3a/3b freigegebene Kanal ist verfügbar für die Steuerung der Tonerzeugung. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überschreibt den Tastenzustand von "TOUCH-A" mit "UPPER" und kehrt zum Schritt SP32 der Hauptroutine zurück.
Bezugnehmend wiederum auf 18 ist, wenn der Tastenzustand in "COUNT-DOWN-0", "COUNT-DOWN-1", "COUNT-DOWN-2" oder "COUNT-DOWN-3" geändert wurde, die Antwort im Schritt SP36 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a tritt in die in 21 gezeigte Subroutine SR3 für "COUNT-DOWN" ein.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft zunächst im Schritt SP61 das interne Register R3L um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b nach unten am Detektionspunkt K2 vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b zu einer Tastenposition zwischen dem Detektionspunkt K2 und der Ruheposition zurückgekehrt ist, ist die Antwort im Schritt SP61 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a gibt die Spalte der Tonerzeugungstabelle von der schwarzen/weißen Taste 3a/3b im Schritt SP62 frei. Der freigegebene Kanal kann einer anderen gedrückten schwarzen/weißen Taste 3a/3b zugewiesen werden. Wenn der Spieler beim Spiel auf der Klaviatur 3 sehr kurze Töne spielt gemäß Stakkatos in einer Melodie, kann es sein, daß die Entscheidung im Schritt SP61 negativ ist, so daß die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Spalte der Tonerzeugungstabelle freigibt. Dies ergibt fehlende Töne. Jedoch sind Stakkatotöne nicht sehr häufig und der Hersteller gestattet dem automatischen oder Selbstspielsystem 30, die Stakkatos zu ignorieren.
Infolgedessen vergleicht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP63 die aktuelle Tastenposition mit dem Detektionspunkt K1 um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich am Detektionspunkt K1 vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b in die Ruheposition oder in die Nähe davon zurückgekehrt ist, ist die Antwort im Schritt SP63 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert im Schritt SP64 die für den Tastenzustand repräsentative Steuerdateninformation von "COUNT-DOWN-0/1/2/31" in "UPPER". Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn andererseits die schwarze/weiße Taste 3a/3b zwischen den Detektionspunkten K1 und K2 war, ist die Antwort im Schritt SP63 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert im Schritt SP65 die für den Tastenzustand repräsentative Steuerdateninformation von "COUNT-DOWN-0/1/2/3" in "HOLD". Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b am Detektionspunkt K2 vorbeibewegt hat, ist die Antwort im Schritt SP61 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft den aktuellen Tastenzustand um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b im Tastenzustand "COUNT-DOWN-2/3" ist. Wenn die Antwort im Schritt SP66 zustimmend ist, kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück. Wenn die Antwort im Schritt SP66 negativ ist, überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP67 das interne Register R3L um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich am Detektionspunkt K3 vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b zwischen den Detektionspunkten K2 und K3 bewegt, ist die Antwort im Schritt SP67 negativ, und der Tastenzustand "COUNT-DOWN-0" wird beibehalten (siehe Schritt SP55). Dann kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich am Detektionspunkt K3 vorbeibewegt hat, ist die Antwort im Schritt SP67 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a vergleicht im Schritt SP68 die aktuelle Tastenposition mit dem Detektionspunkt K4 um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b am Detektionspunkt K4 vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b noch nicht am Detektionspunkt K4 vorbeibewegt hat, ist die Antwort im Schritt SP68 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit überprüft im Schritt SP69 den Tastenzustand um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b in den Tastenzustand "COUNT-DOWN-0" eingetreten ist.
Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b vom Detektionspunkt K3 in den Abschnitt zwischen den Detektionspunkten K3 und K4 bewegt wurde, ist die Antwort im Schritt SP69 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP70. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand von "COUNT-DOWN-0" in "COUNT-DOWN-1" (siehe 16). Die zentrale Verarbeitungseinheit subtrahiert den Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6 an der Schwelle K3 von dem Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6 an der Schwelle K1 sowie die Umwandlungszeit an der Schwelle K3 von der Umwandlungszeit an der Schwelle K1. Der Binärwert an der Schwelle K1 und die Umwandlungszeit an der Schwelle K1 werden aus der Tonerzeugungstabelle ausgelesen. Jedoch liest die zentrale Verarbeitungseinheit 100a den Binärwert an der Schwelle K3 und die Umwandlungszeit an der Schwelle K3 aus den internen Registern R3L bzw. E5 aus. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt die Tastengeschwindigkeit Vk auf der Basis der Berechnungen. Die Tastengeschwindigkeit Vk wird anhand der Umwandlungstabelle TB2 in die Geschwindigkeit umgewandelt, und die Geschwindigkeit wird weiter durch die Countdown-Tabelle in den herabzuzählenden Wert umgewandelt. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a vergleicht die Geschwindigkeit und den schon in der Tonerzeugungstabelle gespeicherten Wert mit der neuen Geschwindigkeit und dem neuen Wert. Wenn die neue Geschwindigkeit größer ist als die vorherige Geschwindigkeit, speichert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die neue Geschwindigkeit und den neuen Wert in der Tonerzeugungstabelle, da angenommen wird, daß der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b beschleunigt hat. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b noch im Tastenzustand "COUNT-DOWN-1" ist, ist die Antwort im Schritt SP69 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt unmittelbar zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn andererseits die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich am Detektionspunkt K4 vorbeibewegt hat, ist die Antwort im Schritt SP68 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft im Schritt SP71 den Tastenzustand um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b noch im Tastenzustand "COUNT-DOWN-0" befindet. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich in einer einzigen Samplingperiode an den Detektionspunkten K3 und K4 vorbeibewegt hat, ist die Antwort im Schritt SP71 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP72. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand in "COUNT-DOWN-3" und schreibt die maximale Geschwindigkeit "7F" und die herabzuzählenden Werte in die Tonerzeugungstabelle.
Wenn andererseits die Antwort im Schritt SP71 negativ ist, geht die Verarbeitungseinheit 100a weiter zum Schritt SP73. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a berechnet die Tastengeschwindigkeit S01 am Detektionspunkt K1, die mittlere Tastengeschwindigkeit S24 zwischen den Detektionspunkten K2 und K4 und die mittlere Tastengeschwindigkeit S14 zwischen den Detektionspunkten K1 und K4. Der Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6 unmittelbar vor der Schwelle K1 und die Umwandlungszeit davon werden entsprechend in den Zeilen "K0" und "K0-TIM" der Tastentabelle gespeichert, und der Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6 unmittelbar nach der Schwelle K1 und die Umwandlungzeit davon werden entsprechend in den Zeilen "OVR-K1" und "OVK1-TIM" der Tonerzeugungstabelle gespeichert. Die Tastengeschwindigkeit S01 wird berechnet auf der Grundlage der Steuerdateninformationen, die in den Zeilen "K0" und "K0-TIM" gespeichert sind, sowie der Tondateninformationen "OVR-K1" und "OVK1-TIM". In ähnlicher Weise werden der Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6 unmittelbar nach der Schwelle K2 und die Umwandlungszeit davon in der Tonerzeugungstabelle gespeichert. Jedoch werden der Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6, d.h. die aktuelle Tastenposition unmittelbar nach der Schwelle K4, und die Umwandlungszeit davon aus den internen Registern R3L und E5 ausgelesen. Die Tastengeschwindigkeit S01, die mittlere Tastengeschwindigkeit S24 und die mittlere Tastengeschwindigkeit S14 können in den internen Allzweckregistern gespeichert werden.
Nach Beendigung der Berechnung geht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weiter zum Schritt SP74 und vergleicht die Tastengeschwindigkeit S01 mit der mittleren Tastengeschwindigkeit S14 um zu sehen, ob die Tastengeschwindigkeit S01 geringer ist als die mittlere Tastengeschwindigkeit S14. Wenn die Tastengeschwindigkeit S01 geringer ist als die mittlere Tastengeschwindigkeit S14, ist die Antwort im Schritt SP74 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP75. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert zunächst den Tastenzustand in "COUNT-DOWN-2" und vergleicht die mittlere Tastengeschwindigkeit mit der in der Zeile "VELOCITY" der Tonerzeugungstabelle gespeicherten Geschwindigkeit. Wenn die mittlere Tastengeschwindigkeit S24 größer ist als die Geschwindigkeit, beschleunigt der Spieler die Tastenbewegung, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt den herabzuzählenden Wert. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a speichert die mittlere Tastengeschwindigkeit S24 und den herabzuzählenden Wert in der Zeile "VELOCITY" bzw. in der Zeile "DWN_CNTR".
Wenn andererseits die Tastengeschwindigkeit S01 nicht geringer ist als die mittlere Tastengeschwindigkeit S14, ist die Antwort im Schritt SP74 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP76. Die abrupte Tastenbewegung (siehe 2) ergibt, daß die Tastengeschwindigkeit S01 größer ist als die mittlere Tastengeschwindigkeit S14. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert zunächst den Tastenzustand in "COUNT-DOWN-2" und bestimmt den herabzuzählenden Wert. Die Geschwindigkeit in der Zeile "VELOCITY" wird ersetzt durch die mittlere Tastengeschwindigkeit S14, und der Wert in der Zeile "DWN_CNTR" wird ersetzt durch den neuen herabzuzählenden Wert. Schließlich kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 zurück.
Der Tastenzustand wurde in "SOUND" geändert. Die Antworten in den Schritten SP35, SP36, SP37 sind negativ. Die in der Zeile "DWN_CNTR" gespeicherten Werte werden bei jeder ersten Unterbrechungssubroutine vermindert bzw. dekrementiert (siehe 13). Wenn der in einer Speicherstelle der Zeile "DWN_CNTR" gespeicherte Wert null erreicht, beginnt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Tonerzeugung über den Kanal und ändert den Tastenzustand in "SOUND". Dann wird die Antwort im Schritt SP36 zustimmend gegeben, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a tritt in die in 22 gezeigte Subroutine SR4 für "SOUND" ein.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft zunächst im Schritt SP81 die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich nach unten am Detektionspunkt K2 vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b im Abschnitt zwischen dem Detektionspunkt K2 und dem Detektionspunkt K1 nach oben bewegt, ist die Antwort im Schritt SP81 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a liefert im Schritt 82 ein Tastenabschaltsignal (Taste-aus-Signal) MIDI OFF an den Tongenerator 100f. Dann dämpft der Tongenerator 100f schnell das Audiosignal S2 und löscht bzw. beendet den elektronischen Klang.
Danach überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP83 die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste nach unten am Detektionspunkt K1 vorbeibewegt hat. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b in den Abschnitt oberhalb des Detektionspunkts K1 eintritt, ist die Antwort im Schritt SP83 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand im Schritt SP84 in "UPPER". Danach kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn andererseits die schwarze/weiße Taste 3a/3b noch zwischen den Detektionspunkten K1 und K2 ist, ist die Antwort im Schritt SP83 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand im Schritt SP85 in "HOLD". Danach kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b unterhalb des Detektionspunkts K2 befindet, ist die Antwort im Schritt SP81 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a tritt in die Subroutine SR8 für "RELEASE" ein. Die Subroutine für "RELEASE" ist in 23 gezeigt.
Es gibt zwei Arten des Tastenzustands "SOUND". Auf die erste Art des Tastenzustands "SOUND" wird im Schritt SP13 Bezug genommen, und sie wird im weiteren bezeichnet mit "SOUND 0". Andererseits bezieht sich die andere Art des Tastenzustands "SOUND 1" auf den Detektionspunkt K2A und wird später noch beschrieben. In der Subroutine für "RELEASE" untersucht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zunächst im Schritt SP86, ob der Tastenzustand "SOUND 0" ist oder nicht. Wenn der Tongenerator 100f beginnt, ein elektronisches Signal zu erzeugen, tritt die entsprechende schwarze/weiße Taste 3a/3b in den Tastenzustand "SOUND 0" ein. Daher gibt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zunächst im Schritt SP86 eine zustimmende Ant wort. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP87 und überprüft die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich noch unterhalb des Detektionspunkts K2A befindet oder nicht. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b noch in der unteren bzw. tiefen Tastenposition ist, ist die Antwort im Schritt SP87 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt über die Subroutine für "SOUND" zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn sich andererseits die schwarze/weiße Taste 3a/3b nach oben am Detektionspunkt K2A vorbeibewegt hat, ist die Antwort im Schritt SP87 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert im Schritt SP88 den Tastenzustand in "SOUND 1" und erhöht die Loslaßgeschwindigkeit auf "AXXX01" als Anzeige für eine große Dämpfungsrate. Die Loslaßgeschwindigkeit "AXXX01" ist ein MIDI-CODE und es wird keine weitere Beschreibung dafür angegeben. Der Tongenerator 100f spricht auf die Loslaßgeschwindigkeit "AXXX01" an, um das Loslassen in der Umhüllenden des Audiosignals S2 zu beschleunigen. Infolgedessen wird der elektronische Klang schneller gedämpft als ein elektronischer Klang mit natürlicher Dämpfung. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt über die Subroutine für "SOUND" zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn andererseits der Tastenzustand schon in "SOUND 1" geändert wurde, ist die Antwort im Schritt SP86 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft im Schritt SP89 die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich nach oben am Detektionspunkt K2A vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b oberhalb des Detektionspunkts K2A befindet, ist die Antwort im Schritt SP89 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt über die Subroutine für "SOUND" zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn andererseits die schwarze/weiße Taste 3a/3b in den Abschnitt der Tastenbahn unter dem Detektionspunkt K2A eingetreten ist, ist die Antwort im Schritt SP89 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP90. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand in "SOUND 0" und die Loslaßgeschwindigkeit in "AX XX 00". Die Loslaßgeschwindigkeit "AX XX 00" ist auch ein MIDI-Code, welcher dem Fachmann gut bekannt ist. Die Loslaßgeschwindigkeit "AX XX 00" bedeutet eine geringere Dämpfungsrate als die Loslaßgeschwindigkeit "AX XX 01". Der Tongenerator 100f vermindert bzw. verkleinert die Umhüllende des Audiosignals S2 bei der Loslaßgeschwindigkeit "AX XX 00" langsam, und der elektronische Klang wird mit der natürlichen Dämpfung gedämpft. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt über die Subroutine für "SOUND" zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück. Somit ändert die Steuereinrichtung 100 die Loslaßgeschwindigkeit abhängig von der (Eindrück-)Tiefe der schwarzen/weißen Taste 3a/3b bezüglich des Detektionspunkts K2A und steuert in genauer Weise die Dämpfung der elektronischen Klänge. Ein akustisches Klavier dämpft den akustischen Klang, wenn der Dämpferkopf in Kontakt mit den Saiten gebracht wird. Jedoch wird der Dämpferkopf nicht geradewegs in Kontakt mit den Saiten gebracht. Wenn der Spieler eine schwarze/weiße Taste 3a/3b vorsichtig anspielt, bewirkt dies, daß der Dämpferkopf auf den Saiten "tanzt". Die Bewegung des Dämpferkopfs beeinflußt das Dämpfen des akustischen Klangs. In ähnlicher Weise wird, wenn die Loslaßgeschwindigkeit angemessen geändert wird, der elektrische Klang ähnlich wie beim akustischen Klavier gedämpft. Somit erzeugt die Steuereinrichtung 100 die vorsichtige bzw. feine Dämpfung des akustischen Klangs.
Der Tastenzustand "HOLD" ist repräsentativ dafür, daß eine schwarze/weiße Taste nach unten unter den Detektionspunkt K2 gedrückt wird und danach zu einer Tastenposition zwischen den Detektionspunkten K2 und K1 zurückkehrt oder daß eine schwarze/weiße Taste 3a/3b in einer Tastenposition unterhalb des Detektionspunkts K1 aber nicht niedriger als der Detektionspunkt K2 verbleibt, und zwar für eine vorbestimmte Zeit. Wenn der Tastenzustand in "HOLD" geändert wurde, sind die Antworten in den Schritten SP35, SP36, SP37 und SP38 negativ, und die Antwort im Schritt SP39 ist zustimmend. Dann tritt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a in die Subroutine SR5 "HOLD" ein, und 24 zeigt die Subroutine "HOLD".
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft zunächst im Schritt SP91 die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich nach unten am Detektionspunkt K2 vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b oberhalb des Detektionspunkts K2 befindet, ist die Antwort im Schritt SP91 negativ. Dann überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit im Schritt SP92 die aktuelle Tastenposition wiederum um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich nach unten am Detektionspunkt K1 vorbeibewegt hat. Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b noch in der Position unterhalb des Detektionspunkts K1, aber nicht tiefer bzw. niedriger als der Detektionspunkt K2 befindet, ist die Antwort im Schritt SP92 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn andererseits die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich nach oben am Detektionspunkt K1 vorbeibewegt hat, ist die Antwort im Schritt SP92 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand im Schritt SP93 in "UPPER". Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b unter den Detektionspunkt K2 drückt, wird die Antwort im Schritt SP91 zustimmend gegeben, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weist der schwarzen/weißen Taste 3a/3b im Schritt SP94 eine Spalte der Tonerzeugungstabelle zu. Wenn jedoch alle Spalten schon anderen schwarzen/weißen Tasten 3a/3b zugewiesen wurden, geht die zentrale Verarbeitungseinheit am Schritt SP94 vorbei, ohne diesen auszuführen.
Danach überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP95 den aktuellen Tastenzustand um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich nach unten am Detektionspunkt K3 vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b stark niederdrückt, bewegt sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b in einer einzigen Samplingperiode an den beiden Detektionspunkten K2 und K3 vorbei, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP96.
Im Schritt SP96 ändert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zunächst den Tastenzustand in "COUNT-DOWN-3" und weist der schwarzen/weißen Taste 3a/3b die maximale Geschwindigkeit "7F" zu. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt den herabzuzählenden Wert und speichert die Tondateninformation, die repräsentativ ist für die maximale Geschwindigkeit "7F" und die herabzuzählenden Werte in der Zeile "VELOCITY" bzw. in der Zeile "DWN_CNTR". Dann kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn sich andererseits die schwarze/weiße Taste 3a/3b zwischen den Detektionspunkten K2 und K3 bewegt, ist die Antwort im Schritt SP95 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP97. Im Schritt SP97 ändert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zunächst den Tastenzustand in "TOUCH-B" und setzt den zugehörigen Zeitablaufszähler auf null. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überträgt die aktuelle Tastenposition und die Umwandlungszeit von den internen Registern R3L und E5 an die Speicherstelle in der Zeile "OVR-K2", die dem Kanal zugewiesen ist, und in die Speicherstelle der Zeile "OVK2-TIM", die ebenfalls diesem Kanal zugewiesen ist, und speichert darin die Tondateninformationen, die repräsentativ sind für die aktuelle Tastenposition und die Umwandlungszeit. Somit werden die Tastenposition und die Umwandlungszeit für die sich am Detektionspunkt K2 vorbeibewegende schwarze/weiße Taste 3a/3b in der Tonerzeugungstabelle gespeichert.
Bezugnehmend wiederum auf 18 sind, wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b nach dem Eintritt in den Tastenzustand "HOLD" ohne Rückkehr in die Ruheposition gedrückt wird, alle Antworten in den Schritten SP35, SP36, SP37, SP38, SP39 und SP40 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a tritt in die Subroutine SR7 für "TOUCH-B" ein.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft zunächst im Schritt SP100 den zugehörigen Zeitablaufzähler um zu sehen, ob der Zähler die vorbestimmte Zeit überschreitet oder nicht. Wenn der im Zeitablaufzähler gespeicherte Wert anzeigt, daß die vorbestimmte Zeit schon abgelaufen ist, ist die Antwort im Schritt SP100 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP101. Im Schritt SP101 gibt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Spalte der Tonerzeugungstabelle von der schwarze/weiße Taste 3a/3b frei und ändert den Tastenzustand in "TIME-OVER". Danach kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn andererseits der zugehörige Zeitablaufzähler einen Wert speichert, der eine Anzeige einer Zeit bildet, die kürzer ist als die vorbestimmte Zeit, ist die Antwort im Schritt SP100 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP102. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft im Schritt SP102 die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b nach unten am Detektionspunkt K4 vorbeibewegt hat. Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b schon an den beiden Detektionspunkten K3 und K4 vorbeibewegt hat, ist die Antwort im Schritt SP102 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP103. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand in "COUNT-DOWN-3" und gibt der Geschwindigkeit den Maximalwert "7F". Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt den herabzuzählenden Wert auf der Basis der Geschwindigkeit "7F" und speichert die Maximalgeschwindigkeit und den herabzuzählenden Wert in der Speicherstelle der Zeile "VELOCITY", die dem zugehörigen Kanal zugewiesen ist, bzw. in der Speicherstelle der Zeile "DWN_CNTR", die ebenfalls diesem Kanal zugewiesen ist. Danach kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn die Antwort im Schritt SP102 negativ ist, geht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weiter zum Schritt SP104 und überprüft die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b nach un ten am Detektionspunkt K3 vorbeibewegt hat. Wenn sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b im Abschnitt zwischen den Detektionspunkten K3 und K4 befindet, ist die Antwort im Schritt SP104 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a geht weiter zum Schritt SP105. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert zunächst den Tastenzustand in "COUNT-DOWN-1" und berechnet die Tastengeschwindigkeit zwischen den Detektionspunkten K2 und K3. Der Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6 am Detektionspunkt K2 und die Umwandlungszeit werden aus der Tonerzeugungstabelle ausgelesen, und der Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals S6 am Detektionspunkt K3 und die Umwandlungszeit werden aus den internen Registern R3L und E5 ausgelesen. Die Tastengeschwindigkeit wird in die Geschwindigkeit umgewandelt, und der herabzuzählende Wert wird auf der Grundlage der Geschwindigkeit bestimmt, wie es in 11 gezeigt ist. Schließlich speichert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Geschwindigkeit und den herabzuzählenden Wert in der Speicherstelle der Zeile "VELOCITY", die dem zugehörigen Kanal zugewiesen ist, bzw. in der Speicherstelle der Zeile "DWN_CNTR", die ebenfalls diesem Kanal zugewiesen ist. Nach Beendigung der Aufgaben kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in die Hauptroutine zurück.
Wenn die Antwort im Schritt SP104 negativ ist, überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP106 die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob die schwarze/weiße Taste sich am Detektionspunkt K2 vorbei nach unten bewegt hat. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich im Bereich zwischen den Detektionspunkten K2 und K3 befindet, ist die Antwort im Schritt SP106 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Wenn andererseits die Antwort im Schritt SP106 negativ ist, gibt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP107 die Spalte der Tonerzeugungstabelle von der schwarzen/weißen Taste 3a/3b frei, und die freigegebene Spalte ist verfügbar für die Tonerzeugung einer anderen schwarzen/weißen Taste 3a/3b.
Danach überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 100a im Schritt SP108 die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b nach unten am Detektionspunkt K1 vorbeibewegt hat oder nicht. Wenn die Antwort im Schritt SP108 zustimmend ist, ändert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a den Tastenzustand in "HOLD" und kehrt danach zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück. Wenn andererseits die Antwort im Schritt SP108 negativ ist, ändert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a den Tastenzustand in "UPPER" und kehrt danach zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück.
Bezugnehmend wiederum auf 18 sind, wenn der Tastenzustand "TIME-OVER" ist, die Antworten in den Schritten SP35, SP36, SP37, SP38 und SP39 negativ, und die Anwort im Schritt SP40 ist zustimmend. Dann tritt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a in die in 26 gezeigte Subroutine für "TIME-OVER" ein. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft im Schritt SP120 die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b unterhalb des Detektionspunkts K2 befindet oder nicht. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b noch niedriger ist als der Detektionspunkt K2, ist die Antwort im Schritt SP120 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a kehrt zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück. Somit bleibt der Tastenzustand nach dem Eintritt in den Tastenzustand "TIME-OVER" unverändert. Selbst wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b nach dem Eintritt in den Tastenzustand "TIME-OVER" die Endposition erreicht, wird kein elektronischer Klang erzeugt. Wenn ein Spieler eine schwarze/weiße Taste eines akustischen Klaviers für eine vorbestimmte Zeit zwischen den Detektionspunkten K2 und K3 hält, ergibt eine weitere Tastenbewegung kein Anschlagen von Saiten mit einem Hammer, und es wird kein akustischer Klang erzeugt. Somit macht die Subroutine für "TIME-OVER" die Erzeugung elektronischer Klänge ähnlich zu denen des akustischen Klaviers.
Wenn andererseits die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich oberhalb des Detektionspunkts K2 befindet, ist die Antwort im Schritt SP120 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a überprüft im Schritt SP121 die aktuelle Tastenposition um zu sehen, ob sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b unterhalb des Detektionspunkts K1 befindet oder nicht. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich zwischen den Detektionspunkten K1 und K2 befindet, ist die Antwort im Schritt SP121 zustimmend, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand im Schritt SP122 in "HOLD". Danach kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück. Wenn sich andererseits die schwarze/weiße Taste 3a/3b nach oben am Detektionspunkt K1 vorbeibewegt hat, ist die Antwort im Schritt SP121 negativ, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand im Schritt SP123 in "UPPER". Danach kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a zum Schritt SP32 in der Hauptroutine zurück. Wenn also der Spieler gestattet, daß die schwarze/weiße Taste 3a/3b über den Detektionspunkt K2 hinaus (nach oben) zurückkehrt, gibt eine (erneute) Abwärtsbewegung der schwarzen/weißen Taste 3a/3b diese aus dem Tastenzustand "TIME-OVER" frei, und der Tongenerator kann die elektronischen Klänge erzeugen ansprechend auf Tastenbewegungen der freigegebenen Tasten.
Wie oben beschrieben wurde, sind die Unterbrechungssubroutinen (siehe 13 und 15), die Hauptroutine (siehe 18) und die Subroutinen (siehe 19 bis 26) miteinander verbunden, und die Steuerung wird dazwischen übertragen bzw. geht zwischen diesen über, wie es in 27 gezeigt ist.
Steuersequenz bei tatsächlichen Tastenbewegungen
Im weiteren wird die Steuersequenz des automatischen bzw. Selbstspielklaviers beschrieben. Das Stummschaltungssystem 20 wird in die Blockierposition gebracht und verhindert, daß die Hämmer 6 auf die zugehörigen Saiten 7 aufschlagen. Es sei angenommen, daß ein Spieler die in den 8, 16 und 17 gezeigten Tastenbewegungen verursacht.
Zunächst wird auf 16 Bezug genommen. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b bleibt vor der Zeit t1 in der Ruheposition und beginnt die Tastenbewegung zur Zeit t1. Der Tastenzustand "UPPER" wird anfangs in der Zeile "KEY_STATE" der Tastentabelle gespeichert, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a verarbeitet die Dateninformation anhand der Subroutine "UPPER" unmittelbar nach der Einleitung bzw. dem Beginn. Während die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich nach unten in den Abschnitt zwischen der Ruheposition und dem Detektionspunkt K1 bewegt, kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a wiederholt von der Subroutine "UPPER" durch den Schritt SP42 zurück und ändert den Tastenzustand nicht.
Die schwarze/weiße Taste 3a/3b bewegt sich zur Zeit t2 am Detektionspunkt K1 vorbei. Dann weist die zentrale Verarbeitungseinheit 100a eine Spalte der Tonerzeugungstabelle für eine Tonerzeugung zu anhand der Schritte SP43, SP44 und SP45 und ändert den Tastenzustand in "TOUCH-A" (siehe Schritt SP45). Infolgedessen ändert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Steuersequenz von der Subroutine für "UPPER" in die in 20 gezeigte Subroutine für "TOUCH-A".
Die schwarze/weiße Taste 3a/3b bewegt sich zur Zeit t3 am Detektionspunkt K2 vorbei. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt die Geschwindigkeit und den herabzuzählenden Wert und speichert sie in der Tonerzeugungstabelle anhand der Schritte SP51, SP53, SP54 und SP55. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand in "COUNT-DOWN", und die Steuerung geht weiter von der Subroutine "TOUCH-A" in die in 21 gezeigte Subroutine für "COUNT-DOWN".
Die schwarze/weiße Taste 3a/3b bewegt sich zur Zeit t4 am Detektionspunkt K3 vorbei. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt die Geschwindigkeit und den herabzuzählenden Wert anhand der Schritte SP67, SP68, SP69 und SP70 und ändert den Tastenzustand in "COUNT-DOWN-1".
Die schwarze/weiße Taste 3a/3b bewegt sich zur Zeit t5 am Detektionspunkt K4 vorbei. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt die Geschwindigkeit und den herabzuzählenden Wert anhand der Schritte SP68, SP71 und SP72 und ändert den Tastenzustand in "COUNT-DOWN-2". Obwohl die Geschwindigkeit an den Detektionspunkten K3 und K4 erneut berechnet wird, wird eine größere Geschwindigkeit und der zugehörige herabzuzählende Wert in der Tonerzeugungstabelle gelassen. Somit verbleiben schließlich die größte Geschwindigkeit und der zugehörige herabzuzählende Wert in der Tonerzeugungstabelle. Der herabzuzählende Wert wird mit jeder Unterbrechungssubroutine dekrementiert bzw. vermindert (siehe Schritt SP13). Wenn der Zähler null erreicht, beginnt der Tongenerator, das Audiosignal zur Zeit t6 zu erzeugen, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand in "SOUND".
Die schwarze/weiße Taste 3a/3b wird zur Zeit t7 losgelassen und bewegt sich nach oben. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b bewegt sich zur Zeit t10 am Detektionspunkt K2 nach oben vorbei, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weist den Tongenerator 100f an, die Tonerzeugung zu beenden. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a ändert den Tastenzustand in "HOLD" anhand der Schritte SP81, SP82, SP83 und SP85.
Die schwarze/weiße Taste 3a/3b wird wieder gedrückt. Dann wird eine Spalte der Tonerzeugungstabelle der schwarzen/weißen Taste 3a/3b zugewiesen anhand der Schritte SP91, SP94, SP95 und SP97, und der Tastenzustand wird in "TOUCH-B" geändert. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b wird weiter gedrückt, und der Tastenzustand wird wieder in "COUNT-DOWN" geändert. Der Countdown-Wert erreicht zur Zeit t14 null, und die zentrale Verarbeitungseinheit 100a weist den Tongenerator 100f an, den elektronischen Klang zu erzeugen.
Der Spieler läßt die schwarze/weiße Taste 3a/3b los, und der Tastenzustand wird zur Zeit t17 in "HOLD" geändert. Der Spieler drückt erneut die schwarze/weiße Taste 3a/3b. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b bewegt sich zur Zeit t18 am Detektionspunkt K2 vorbei, und der Tastenzustand wird in "TOUCH-B" geändert. Der Spieler hält die schwarze/weiße Taste 3a/3b im Tastenzustand "TOUCH-B" für eine vorbestimmte Zeit, und die schwarze/weiße Taste 3a/3b tritt in den Tastenzustand "TIME-OVER" ein. Obwohl der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b nach dem Eintritt in den Tastenzustand "TIME-OVER" niederdrückt, bleibt der Tastenzustand unverändert, und es wird kein Countdown-Wert für die schwarze/weiße Taste 3a/3b gespeichert. Daher wird kein elektronischer Klang erzeugt.
Die schwarze/weiße Taste 3a/3b bewegt sich nach oben und bewegt sich zur Zeit t21 am Detektionspunkt K2 und zur Zeit t22 am Detektionspunkt K1 vorbei. Entsprechend wird der Tastenzustand zur Zeit t21 in "HOLD" und zur Zeit t22 in "UPPER" geändert. Dies ist die Steuersequenz für die Tastenbewegung, die durch die durchgezogene Linie in 16 angezeigt ist.
Wenn andererseits der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b kontinuierlich im Tastenzustand "TOUCH-A" hält, und zwar ab dem Punkt P10, wie es durch die unterbrochene Linie dargestellt ist, ist die vorbestimmte Zeit zum Zeitpunkt P11 abgelaufen. Jedoch tritt die schwarze/weiße Taste 3a/3b anhand der Schritte SP51 und SP52 in den Tastenzustand "HOLD" ein. Wenn der Spieler die schwarze/weiße Taste 3a/3b zum Zeitpunkt P10 losläßt, kehrt die schwarze/weiße Taste 3a/3b in den Abschnitt oberhalb des Detektionspunkts K1 zurück, wie durch eine weitere unterbrochene Linie angezeigt ist, und tritt anhand der Schritte SP57 und SP58 zum Zeitpunkt P12 in den Tastenzustand "UPPER" ein.
Wenn der Spieler ferner die schwarze/weiße Taste 3a/3b zum Zeitpunkt P20 losläßt, bewegt sich die schwarze/weiße Taste 3a/3b vom Zeitpunkt P20 bis zum Zeitpunkt P21 entlang der unterbrochenen Linie und tritt in den Tastenzustand "HOLD" ein (siehe Schritte SP108 und SP109).
Anschließend wird die Steuersequenz für die in 17 gezeigte Tastenbewegung beschrieben. Die in 17 gezeigte Tastenbewegung enthält zwei Teile, die beide als abrupte Tastenbewegung klassifiziert sind. Der erste Teil ist vom Zeitpunkt P1 zum Zeitpunkt P2, und die schwarze/weiße Taste 3a/3b überschreitet die Schwellen K1 und K2 innerhalb einer gewissen Samplingperiode der Tastensensoren 90. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b tritt anhand der Schritte SP41, SP43, SP44 und SP46 in den Tastenzustand "COUNT-DOWN-3" ein, und der Tongenerator 100f erzeugt den elektronischen Klang mit der maximalen Geschwindigkeit "7F".
Der zweite Teil ist vom Punkt P3 zum Punkt P4, und die schwarze/weiße Taste 3a/3b überschreitet die Schwellen K2 und K3 in einer weiteren Samplingperiode. Die schwarze/weiße Taste 3a/3b tritt anhand der Schritte SP91, SP94, SP95 und SP96 in den Tastenzustand "COUNT-DOWN-3" ein, und der Tongenerator 100f erzeugt den elektronischen Klang mit der maximalen Geschwindigkeit "7F".
Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich wiederholt am Detektionspunkt K2A vorbeibewegt, wie es in 8 gezeigt ist, ändert die zentrale Verarbeitungseinheit 100a schließlich die Loslaßgeschwindigkeit anhand der in 23 gezeigten Steuersequenz, und die elektronischen Klänge werden vorsichtig bzw. fein gedämpft.
Wie aus der obigen Beschreibung verständlich ist, besitzt das automatische bzw. Selbstspielklavier gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile.
Erstens gibt der Hersteller die Koeffizienten ri in die Steuereinrichtung 100 ein, und die zentrale Verarbeitungseinheit multipliziert den Binärwert an der Ruheposition mit den Koeffizienten ri. Die Produkte sind eine Anzeige der Binärwerte an den Detektionspunkten K1, K2, K3, K4 und K2A. Somit bestimmt der Hersteller in geeigneter Weise die Detektionspunkte und entsprechend die Schwellen bzw. Schwellenwerte K1, K2, K3, K4 und K2A.
Zweitens ist der Raum zwischen der Ruheposition und der Endposition in mehrere Abschnitte unterteilt, und die Steuereinrichtung 100 unterscheidet verschiedene Arten von Tastenbewegungen, wie beispielsweise eine Tastenbewegung im Abschnitt zwischen der Ruheposition und dem Detektionspunkt K1 und eine Tastenbewegung in dem Abschnitt unterhalb des Detektionspunkts K4. Entsprechend steuert der Tongenerator 100f in geeigneter Weise die Lautstärke, die Dämpfungsrate usw.
Drittens sind die Schwellen bzw. die Schwellenwerte K1, K2, K3, K4 und K2A veränderbar. Dies bedeutet, daß die Steuereinrichtung Einbau- bzw. Installationsfehler der Tastensensoren 90 auf dem Tastenbett 4a durch Kalibrierung korrigieren kann.
Viertens wird der Tastenzustand beispielsweise als "TOUCH-A", "COUNT-DOWN-0", "TOUCH-B" und "HOLD", auf der Grundlage des vorherigen Tastenzustands und der aktuellen Tastenposition bestimmt. Die Steuereinrichtung berücksichtigt die aktuelle Tastenposition, den vorhergehenden Tastenzustand und die Dauer des vorhergehenden Tastenzustands für den Tastenzustand "TIME-OVER" und den Tastenzustand "HOLD". Somit erkennt die zentrale Verarbeitungseinheit 100a exakt den aktuellen Tastenzustand und weist den Tongenerator 100f entsprechend an, die elektronischen Klänge zu erzeugen. Die elektronischen Klänge enthalten Details bzw. Einzelheiten der akustischen Klavierklänge. Beispielsweise ist der Detektionspunkt K2A an einem gewissen Punkt auf der Bahn jeder schwarzen/weißen Taste 3a/3b vorgesehen, und der zugehörige Dämpferkopf wird an diesem gewissen Punkt mit den Saiten in Kontakt gebracht. Der Tongenerator ändert die Loslaßgeschwindigkeit abhängig von der Tastenbewegung um den Detektionspunkt K2A herum. Infolgedessen wird der elektronische Klang wie beim akustischen Klavierklang gedämpft.
Fünftens unterscheidet die Steuereinrichtung 100 die abrupte Tastenbewegung von der normalen Tastenbewegung. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a berechnet die Tastengeschwindigkeit in den verschiedenen Abschnitten bzw. Spannen, d.h. die Tastengeschwindigkeiten S01, S24 und S14, und bestimmt die Geschwindigkeit nach dem Vergleich (siehe den Schritt SP74). Wie oben beschrieben wurde, weist die abrupte Tastenbewegung den Schritt A1 auf (siehe 2), und der Schritt A1 findet nur in einem Abschnitt oder gewissen Abschnitten statt. Der Schritt A1 erstreckt sich von dem Abschnitt K1-K2 zum Abschnitt K3-K4. Wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Tastengeschwindigkeit in einem bestimmten Abschnitt zu allen Zeitpunkten berechnet, reflektiert die Tastengeschwindigkeit in dieser Situation nicht exakt die Geschwindigkeit oder die Intensität des Aufschlags bzw. Anschlags. Die zentrale Verarbeitungseinheit 100a bestimmt die Tastengeschwindigkeit in der Spanne bzw. auf dem Weg zwischen dem Detektionspunkt K1 und dem Detektionspunkt K4 für die abrupte Tastenbewegung und beseitigt den Fehler aufgrund des Schritts A1 hinsichtlich der Geschwindigkeit.
Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel dienen die schwarzen/weißen Tasten 3a/3b als Manipulatoren bzw. Betätiger. Die Abschnitte zwischen den Detektionspunkten K1, K2, K2A, K3, K4 entsprechen vier Abschnitten, die in dem Raum zwischen der Ruheposition und der Endposition definiert sind.
Modifikationen
Wenn beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich an jedem der Detektionspunkte K2, K3 und K4 vorbeibewegt, berechnet die zentrale Verarbeitungseinheit 100a wiederholt die Tastengeschwindigkeit, und die Geschwindigkeit und der Countdown-Wert werden in neue Werte geändert unter der Bedingung, daß die neue Geschwindigkeit größer ist als die vorherige. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird jedoch die Tastengeschwindigkeit S01, S14 und S24 bestimmt. Wenn die schwarze/weiße Taste 3a/3b sich am Detektionspunkt K4 vorbeibewegt, vergleicht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Tastengeschwindigkeit S01 mit der Tastengeschwindigkeit S14. Wenn die Tastengeschwindigkeit S01 geringer ist als die Tastengeschwindigkeit S14, verwendet die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Tastengeschwindigkeit S24 als die Geschwindigkeit und bestimmt den Countdown-Wert auf der Grundlage der Tastengeschwindigkeit S24. Wenn andererseits die Tastengeschwindigkeit S01 größer ist als die Tastengeschwindigkeit S14, dann verwendet die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die Tastengeschwindigkeit S14 als die Geschwindigkeit und bestimmt den Countdown-Wert auf der Grundlage der Tastengeschwindigkeit S14.
Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet die zentrale Verarbeitungseinheit die Tastengeschwindigkeit S24 für die normale Tastenbewegung und die Tastengeschwindigkeit S14 für abrupte Tastenbewegung. Infolgedessen enthält die Spanne für die normale Tastenbewegung die Spanne für die abrupte Tastenbewegung. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel überlappt die Spanne für die normale Tastenbewegung teilweise die Spanne für die abrupte Tastenbewegung. Andernfalls kann die Spanne für die normale Tastenbewegung von der Spanne für die abrupte Tastenbewegung beabstandet sein.
Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel erzeugt der Tongenerator 100f die elektronischen Klänge, deren Klangfarbe ähnlich denen eines akustischen Klaviers ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel speichert der Tongenerator 100f eine Umhüllende, die unterschiedlich ist von der eines akustischen Klaviers, und gibt den elektronischen Klängen eine andere Klangfarbe. Die Dämpfungsrate wird ähnlich wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel gesteuert. Die Umhüllenden-Steuerung kann auch auf einen anderen Teil der Umhüllenden angewandt werden, wie beispielsweise beim Halten (des Tons).
Die vorliegende Erfindung ist auf jegliche Art von Tastenmusikinstrument anwendbar, wie beispielsweise ein elektrisches Keyboard ohne Tastenmechanik. Die vorliegende Erfindung kann ferner angewandt werden auf andere Betätiger bzw. Manipulatoren als die schwarzen/weißen Tasten 3a/3b.
Das Tastenpositionssignal S3 ist als Rückkopplungs- oder Feedbacksignal verfügbar, das repräsentativ ist für die aktuelle Tastenposition, und zwar beim automatischen Spielen unter Verwendung der Tastenbetätiger 30.
Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Spanne zum Berechnen der Tastengeschwindigkeit unterschiedlich abhängig vom Tastenzustand. Im Tastenzustand "TOUCH-A" wird die Tastengeschwindigkeit auf der Grundlage der Tastenbewegung zwischen dem Detektionspunkt K1 und dem Detektionspunkt K2 berechnet, im Tastenzustand "COUNT-DOWN-0" wird die Tastengeschwindigkeit berechnet auf der Grundlage der Tastenbewegung zwischen dem Detektionspunkt K1 und dem Detektionspunkt K3, und im Tastenzustand "COUNT-DOWN-1" wird die Tastengeschwindigkeit berechnet auf der Grundlage der Tastenbewegung zwischen dem Detektionspunkt K2 und dem Detektionspunkt K4. Jedoch ist die für die Berechnung verwendete Spanne nicht auf das Obige begrenzt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Tastengeschwindigkeit im Tastenzustand "COUNT-DOWN-0" berechnet auf der Grundlage der Tastenbewegung vom Detektionspunkt K2 zum Detektionspunkt K3.
Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel teilen die Detektionspunkte K1, K2, K2A, K3 und K4 den Raum zwischen der Ruheposition und der Endposition in die Abschnitte. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind drei Detektionspunkte K2A, K2B und K2C in dem Abschnitt zwischen den Detektionspunkten K2 und K3 vorgesehen, wie es in 28 gezeigt ist. Obwohl die Anzahl der Detektionspunkte erhöht wurde, ist kein zusätzlicher Sensor erforderlich, da die Schwellen bzw. Schwellenwerte K1, K2, K2A, K2B, K2C, K3 und K4 entsprechend den Detektionspunkten K1 bis K4 durch Berechnung unter Verwendung der Koeffizienten ri bestimmt werden. Natürlich können mehr als drei Detektionspunkte zwischen den Detektionspunkten K2 und K3 vorgesehen werden. Somit ergibt eine Erhöhung der Anzahl von Detektionspunkten keine höheren Kosten.
Die Dämpfungsrate wird variiert gemäß "AX XX 00", "AX XX 01", "AX XX 02" und "AX XX 03". Die Dämpfungsrate "AX XX 00" ist repräsentativ für natürliche Dämpfung, und die Dämpfungsrate steigt von "AX XX 00" bis "AX XX 03" an. Ein elektronischer Klang wird am Punkt P50 erzeugt und wird mit der natürlichen Dämpfungsrate zwischen den Punkten P50 und P51 sowie zwischen den Punkten P52 und P53 gedämpft. Zwischen den Punkten P51 und P52 wird die Dämpfungsrate erhöht und danach vermindert, und sie wird vom Punkt P53 bis zum Tastenlösepunkt (key-off- oder Taste-aus-Punkt) erhöht. Infolgedessen besitzt der elektrische Klang eine Umhüllende, wie sie in 29 gezeigt ist. Somit sind die elektronischen Klänge näher am akustischen Klang als die elektronischen Klänge, die im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel erzeugt wurden.
Schließlich vergleicht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a die neue Geschwindigkeit mit der vorherigen Geschwindigkeit um zu bestimmen, ob der Countdown-Wert erneuert bzw. überschrieben wurde oder nicht. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel vergleicht die zentrale Verarbeitungseinheit 100a direkt den neuen Countdown-Wert mit dem vorhergehenden Countdown-Wert um zu bestimmen, ob die zentrale Verarbeitungseinheit 100a den vorhergehenden Countdown-Wert mit dem neuen Countdown-Wert ersetzen soll oder nicht. Es wird erwartet, daß der direkte Vergleich die Genauigkeit verbessert. Es wurde der indirekte Vergleich und der direkte Vergleich untersucht und es wurde kein signifikanter Unterschied dazwischen gefunden. Jedoch ist der indirekte Vergleich zweckmäßig für die Vereinfachung der Datenverarbeitung.
Obwohl bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist es dem Fachmann klar, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Der Gegenfängerstopper 20a könnte mittels eines Pedals oder eines damit verbundenen Knopfes zur Drehung angetrieben werden. Der Gegenfänger stopper 20a könnte durch einen (Hammer-)Stielstopper ersetzt werden, auf den die Hammerstiele aufprallen, bevor sie die Sätze von Saiten 7 anschlagen. Jede Art von Stopper ist verfügbar für das Zurückprallen der Hämmer 6.
Die Musikdatencodes, die repräsentativ sind für das Spiel, können mittels eines geeigneten Kanals zu einem anderen automatischen bzw. Selbstspielklavier übertragen werden.
In der Subroutine für "COUNT-DOWN" könnte die zentrale Verarbeitungseinheit 100a den Schritt SP62 nicht aufweisen. In diesem Fall werden für die Stakkotos elektrische Klänge erzeugt.
Die vorliegende Erfindung kann angewandt werden auf ein stummes Klavier (silent piano), d.h. die Kombination eines akustischen Klaviers und eines Stummschaltungssystems, oder auf ein normales automatisches bzw. Selbstspielklavier, d.h. die Kombination eines akustischen Klaviers und eines automatischen bzw. Selbstspielsystems.

Claims

Tastenmusikinstrument, das folgendes aufweist: Manipulatoren oder Betätiger (3a/3b), die durch einen Raum bewegbar sind, welcher zwischen entsprechenden Ruhepositionen (REST) der Manipulatoren und entsprechenden Endpositionen (END) der Manipulatoren in Abschnitte (REST-K1, K1-K2, K2-K2A, K2A-K3, K3-K4, K4-END) unterteilt ist, Sensoren (90), die jeweils für die Manipulatoren (3a/3b) vorgesehen sind und aktuelle Positionen auf Bahnen oder Pfaden (C1, C2, C3) der zugehörigen Manipulatoren in den Abschnitten messen, eine Steuereinrichtung (100), die mit den Sensoren (90) verbunden ist und eine Abschnittsgeschwindigkeit jeder der Manipulatoren berechnet und Musikdateninformationen produziert, die repräsentativ sind für ein Spiel anhand der Manipulatoren, und einen Tongenerator (100f), welcher mit der Steuereinrichtung verbunden ist und die Musikdateninformationen erhält zum Erzeugen von Tönen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (100) die Abschnittsgeschwindigkeit in ausgewählten Abschnitten berechnet (SP73), um zu bestimmen, wie die Kraft auf jeden der Manipulatoren ausgeübt wird, und zwar durch Vergleichen der Werte der Abschnittsgeschwindigkeit, die jeweils in den ausgewählten Abschnitten berechnet wurden, um dadurch ein Attribut oder eine Eigenschaft jedes zu erzeugenden Tons ansprechend auf jeden Manipulator zu bestimmen, und zwar auf der Grundlage der Abschnittsgeschwindigkeit in einem entsprechenden Abschnitt (SP75/SP76), wobei der Tongenerator (100f) die Eigenschaft jedes Tons regelt.
Tastenmusikinstrument gemäß Anspruch 1, wobei eine Art von Bewegung eine erste Bahn aufweist, die einen ersten Teil, welcher durch einen ersten Wert (S01) der Abschnittsgeschwindigkeit repräsentiert wird, und einen zweiten Teil aufweist, welcher näher an der Endposition ist als der erste Teil und durch einen zweiten Wert (S14) der Abschnittsgeschwindigkeit repräsentiert wird, welcher geringer ist als der erste Wert, wobei eine weitere Art der Bewegung einen dritten Teil, welcher durch einen dritten Wert (S01) der Abschnittsgeschwindigkeit repräsentiert wird, sowie einen vierten Teil aufweist, welcher näher an der Endposition ist als der dritte Teil und durch einen vierten Wert (S14) der Abschnittsgeschwindigkeit repräsentiert wird, welcher größer ist als der dritte Wert, wobei die Steuereinrichtung die eine Art der Bewegung von der anderen Art der Bewegung unterscheidet auf der Grundlage der Änderung der Abschnittsgeschwindigkeit (SP74).
Tastenmusikinstrument gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (100) ferner eine Geschwindigkeit (S14/S24) berechnet, die signifikant ist für die Eigenschaft für einen der Manipulatoren auf der Grundlage eines Teils (K1-K4) der ersten Bahn, die länger ist als ein Teil (K2-K4) der zweiten Bahn.
Tastenmusikinstrument gemäß Anspruch 3, wobei die Manipulatoren oder Betätiger in Kombination eine Klaviatur bzw. Tastatur (3) bilden.
Tastenmusikinstrument gemäß Anspruch 4, wobei das Tastenmusikinstrument ferner folgendes aufweist: Tastenmechaniken (5), die mit den Manipulatoren verbunden sind, Hämmer (6), die von den Tastenmechaniken jeweils zur Drehung angetrieben werden, Saiten (7), die von den Hämmern jeweils angeschlagen werden, und Dämpfermechanismen (8), die jeweils mit den Manipulatoren verbunden sind und durch die zugehörigen Manipulatoren jeweils zwischen einem Kontaktzustand und einem beabstandeten Zustand umgeschaltet oder verändert werden.
Tastenmusikinstrument gemäß Anspruch 5, wobei das Tastenmusikinstrument ferner folgendes aufweist: ein Stummschaltungssystem (20), das zwischen einer Blockierposition und einer freien Position umgeschaltet oder verändert wird, wobei das Stummschaltungssystem bewirkt, daß die Hämmer (6) in der Blockierposition vor dem Anschlagen der Saiten (7) zurückprallen und in der freien Position die Saiten anschlagen.
Tastenmusikinstrument gemäß Anspruch 6, wobei das Tastenmusikinstrument ferner ein automatisches oder Selbstspielsystem (30) aufweist mit Betätigern (30a), die jeweils mit den Manipulatoren (3a/3b) assoziiert sind und mit der Steuereinrichtung verbunden sind, um selektiv mit Energie versorgt zu werden zum Bewegen der zugehörigen Manipulatoren ohne Fingerspiel auf der Klaviatur.
Tastenmusikinstrument gemäß Anspruch 3, wobei die Eigenschaft die Lautstärke des elektronischen Klangs ist.
Tastenmusikinstrument gemäß Anspruch 1, wobei die Sensoren folgendes aufweisen: Verschlußplatten (90a), die jeweils an den Manipulatoren befestigt sind und entlang Verschlußbahnen bewegt werden und Photounterbrecher (90b/90c), die jeweils mit den Manipulatoren assoziiert sind und optische Strahlen oder Lichtstrahlen (90j) über die Verschlußbahnen hinweg erzeugen und Positionssignale (S3/S6) an die Steuereinrichtung liefern, welche jeweils repräsentativ sind für die aktuellen Manipulatorpositionen, so daß die Steuereinrichtung die Bahnen als eine Serie von aktuellen Manipulatorpositionen bestimmt.
Tastenmusikinstrument gemäß Anspruch 9, wobei jedes der Positionssignale (S3/S6) einen Wert ändert, welcher repräsentativ ist für die Intensität eines nicht-unterbrochenen optischen Strahls zwischen der Ruheposition und der Endposition, und wobei Grenzen der Abschnitte für einen der Manipulatoren definiert werden durch Werte (K1, K2, K2A, K3, K4; K1, K2, K2A, K2B, K2C, K3, K4) eines zugehörigen Positionssignals, das sich durch eine Multiplikation zwischen einem Abstand von der Ruheposition zu der Endposition hin und Koeffizienten ergibt.
Tastenmusikinstrument gemäß Anspruch 10, wobei die Koeffizienten veränderbar sind.
Informationsverarbeitungssystem zum Bestimmen eines Attributs oder einer Eigenschaft eines erzeugenden Tons ansprechend auf eine Bewegung jedes Manipulators, wobei das System folgendes aufweist: Datenspeichermittel zum Speichern erster Dateninformationen, die repräsentativ sind für Werte einer Abschnittsgeschwindigkeit von Manipulatoren eines Musikinstruments, welche in Abschnitten eines Raums zwischen Ruhepositionen der Manipulatoren und Endpositionen der Manipulatoren gemessen wird; und Mittel zum Bestimmen, wie die Kraft auf jeden der Manipulatoren ausgeübt wird, und zwar durch Vergleichen der Werte der Abschnittsgeschwindigkeit, die in ausgewählten Abschnitten gemessen wurden, um dadurch die Eigenschaft auf der Grundlage des Werts der Abschnittsgeschwindigkeit zu bestimmen, die in einem entsprechenden Abschnitt gemessen wurde.
Informationsverarbeitungssystem gemäß Anspruch 12, wobei das System ferner Mittel aufweist zum Bestimmen einer signifikanten Geschwindigkeit für die Bewegung einer der Manipulatoren, die klassifiziert ist in eine der Arten von Bewegung auf der Grundlage einer Geschwindigkeit in einer ersten Zone des Raums, die größer ist als eine Geschwindigkeit einer zweiten Zone des Raums für die Bewegung, die als eine andere Art der Bewegung klassifiziert wird.