JP2004004360A - Detection sensor evaluation device, electronic musical instrument, and electronic keyboard instrument - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出センサ評価装置、電子楽器及び電子鍵盤楽器に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動ピアノにおいては、ユーザの押鍵操作に応じて打弦による機械的な楽音を発生させる機能のほか、該操作に応じて電子的な楽音を発生させる機能(消音演奏機能)を備えたものが広く普及している。
【0003】
図13は、消音演奏機能を備えた自動ピアノ100の概略構成を示す図である。
自動ピアノ100は、紙面垂直方向に並設された複数の鍵201の運動をハンマ202及びハンマシャンク203に伝達するハンマアクション機構210と、ハンマ202による弦Sの打撃を阻止する消音機構220と、ハンマ202の動作を検出するハンマ検出機構230と、自動ピアノ100全体を制御するコントローラ240とを具備している。
消音機構220は、ストッパ221、モータ(図示略)等によって構成されている。コントローラ240は、図示せぬ操作部等を介して消音演奏すべき指示が与えられると、該モータを適宜回転させ、ストッパ221を図13の破線で示す位置に移動させることにより、ハンマ202による打弦を阻止する。
【0004】
ここで、図14は、ハンマ検出機構230の構成を説明するための図である。
ハンマ検出機構230は、ハンマシャンク203に設けられたシャッタ204と、シャッタ204による遮光タイミングを検出するハンマ検出センサ205とを具備している。
ハンマ検出センサ205は、ハンマ検出センサステー206上に設けられており、シャッタ204が図14に示す検出点Rを通過するタイミングを検出する。ハンマ検出センサによる検出結果は、コントローラ240に供給され、該コントローラ240は、検出結果に基づきハンマ202の打弦タイミングや打弦速度等(操作状態情報)を算出する。
コントローラ240は、このようにして算出した該打弦タイミング等に基づいて、鍵操作に対応した電子的な楽音の発生を制御する。この結果、図示せぬ電子音源(発音体)等からユーザの鍵操作に応じて音量等の制御された電子的な楽音が発生される。
【0005】
このように、ハンマ202の動作を検出し、検出結果に基づいて電子的な楽音発生を制御する自動ピアノ100のほか、該ハンマ202の動作ではなく、鍵201の動作を直接検出し、検出結果に基づいて電子的な楽音発生を制御する自動ピアノも広く普及している。
【0006】
かかる自動ピアノにおいては、各鍵の下面にシャッタが取り付けられ、各鍵の下面と対向する位置にはシャッタによる遮光タイミングを検出するキー検出センサが配設されている。キー検出センサは、上述したハンマ検出センサ205と同様、シャッタが検出点を通過するタイミングを検出し、検出結果をコントローラに供給する。コントローラは、鍵センサから供給される検出結果に基づき、押鍵タイミングや鍵速度等(操作状態情報)を算出し、鍵操作に対応した電子的な楽音の発生を制御する。この結果、上記自動ピアノ100と同様、図示せぬ電子音源等からユーザの鍵操作に応じて音量等が制御された電子的な楽音(例えば、MIDIデータに基づき生成される楽音)が発生される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように、消音演奏機能を備えた自動ピアノは、ハンマ検出センサやキー検出センサによる検出結果に基づき、鍵速度、打弦速度等を求め、求めた鍵速度、打弦速度等に応じて電子楽音の発生を制御するが、発生される電子楽音にユーザの鍵操作が正しく反映されているかどうか(例えば、鍵操作の強弱が音量に正しく反映されているか等)は、評価するまでわからない。かかる評価方法として、ピアノメンテナンスを行うサービスマンが実際に手弾きすることにより鍵操作が正しく反映されているかどうかを評価する方法(以下、手弾き評価方法)や、該手弾きの代わりに治具や評価用の打鍵器を利用して鍵操作が正しく反映されているかどうかを評価する方法(以下、機械評価方法)が広く利用されているが、これら手弾き評価方法や機械評価方法には次のような問題があった。
【0008】
まず、手弾き評価方法においては、サービスマンが打鍵強度等を種々変えながら手弾きし、そのとき自動ピアノから発生される電子的な楽音の音量等が打鍵強度を反映した適切な音量等であるかを評価するため、サービスマンの経験等により得られた感覚等に頼ることとなり、不正確な評価となりがちであった。また、手弾き操作に繰り返し再現性がないため、ある所定の手弾き操作を行ったときに異常が認められたとしても、該操作を再現することは難しく、単発的な異常であるか、あるいは系統的な異常であるかを判別することができないという問題があった。
【0009】
一方、機械評価方法においては、上記打鍵器等を利用して機械的に打鍵し、そのとき自動ピアノから発生される楽音の音量等が打鍵強度に対応しているかどうか、例えば打鍵強度から求められる推定音量値と実際に自動ピアノから発生される楽音の音量値とが一致しているかどうかを評価する。このため、上記手弾き評価方法と比較して繰り返し再現性はあるものの、打鍵器側にのみ異常原因があったとしても自動ピアノ側の異常として評価することとなり、絶対的な評価ができないという問題があった。また、打鍵したときに認められた異常が打鍵器側の異常によるものなのか、あるいは自動ピアノ側の異常によるものなのかを特定することができないという問題もあった。
【0010】
本発明は、以上説明した事情を鑑みてなされたものであり、操作子の操作状態を検出する検出センサを、定量的かつ絶対的に評価することが可能な検出センサ評価装置、電子楽器及び電子鍵盤楽器を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上述した問題を解決するため、本発明は、操作子の操作状態を検出し、検出結果に基づいて発音体による楽音発生を制御するための操作状態情報を生成する第1検出センサの評価装置であって、前記第1検出センサによって生成される操作状態情報を取得する取得手段と、前記操作子の動作変位を連続的に検出し、検出結果を波形情報として順次出力する第2検出センサと、前記第2検出センサから供給される前記波形情報を解析することにより、前記操作状態情報に対応する基準操作状態情報を生成する生成手段と、前記操作状態情報と前記基準操作状態情報とを比較することにより、前記第1検出センサを評価する評価手段とを具備することを特徴とする。
【0012】
また、本発明は、操作子と、前記操作子の操作状態を検出し、検出結果に基づいて操作状態情報を生成する第1検出センサと、前記操作状態情報に基づいて楽音の発生を制御する制御手段とを備えた電子楽器において、前記操作状態情報を取得する取得手段と、前記操作子の動作変位を連続的に検出し、検出結果を波形情報として順次出力する第2検出センサと、前記第2検出センサから供給される前記波形情報を解析することにより、前記操作状態情報に対応する基準操作状態情報を生成する生成手段と、前記操作状態情報と前記基準操作状態情報とを比較することにより、前記第1検出センサを評価する評価手段とを具備することを特徴とする。
【0013】
また、本発明は、鍵と、前記鍵の操作状態を検出し、検出結果に基づいて操作状態情報を生成する第1検出センサと、前記操作状態情報に基づいて楽音の発生を制御する制御手段とを備えた電子鍵盤楽器において、前記操作状態情報を取得する取得手段と、前記鍵の動作変位を連続的に検出し、検出結果を波形情報として順次出力する第2検出センサと、前記第2検出センサから供給される前記波形情報を解析することにより、前記操作状態情報に対応する基準操作状態情報を生成する生成手段と、前記操作状態情報と前記基準操作状態情報とを比較することにより、前記第1検出センサを評価する評価手段とを具備することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、消音演奏機能を備えた自動ピアノに本発明を適用した実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明に係る技術的思想の範囲で任意に変更可能である。
【0015】
A.本実施形態
(1)実施形態の構成
<検出センサ評価システム300>
図1は、本実施形態に係る検出センサ評価システム300の構成を示すブロック図であり、図2は、本実施形態に係る観測器400の構成を示す図である。
検出センサ評価システム300は、消音演奏機能を備えた既存の自動ピアノ100と、打鍵器250と、観測器400と、評価器500とを具備している。なお、本実施形態に係る自動ピアノ100の構成は、前掲図13に示す自動ピアノと同様であるため、対応する部分には同一符号を付し、説明を割愛する。
さて、図2に示すように本実施形態に係る観測器400は、既存の自動ピアノ100に予め搭載されているハンマ検出センサ205とは異なるハンマ検出センサ410と、A/D変換器420と、出力制御部430とを具備している。なお、以下の説明では混乱を避けるため、既存の自動ピアノ100に予め搭載されているハンマ検出センサ205を第1検出センサ205と呼び、観測器400を構成するハンマ検出センサ410を第2検出センサ410と呼ぶ。
【0016】
図3は、第2検出センサ410を説明するための図である。
第2検出センサ410は、ハンマ202の位置(動作変位)を連続的に検出するセンサであり、固定配置された基板209の裏面のハンマシャンク203と対向する部分に着脱可能に取り付けられている。この第2検出センサ410の基板209に対する取り付けは、例えば第1検出センサ205の評価を行うサービスマン等によって行われる。なお、かかる第2検出センサ410の取り付けに関し、自動ピアノ100の各ハンマ202毎に第2検出センサ410を取り付けても良いが、複数のハンマ202のうちのいずれか一部のハンマに取り付けるようにしても良い。
【0017】
さて、この第2検出センサ410は、発光素子及び受光素子(いずれも図示略)を備えており、発光素子が出射した光は、ハンマシャンク203において反射され、該ハンマシャンク203からの反射光が受光素子によって受光される。第2検出センサ410は、この受光素子による受光量の変位を検出することにより、ハンマ202の位置を連続的に検出する。具体的には、ハンマ202がレストポジションからエンドポジションに移行すると、第2検出センサ410は、受光量に対応した出力電圧を取得する(図4(a)参照)。第2検出センサ410は、これに直線化補正を施し(図4(b)参照)、出力電圧とハンマ202の位置との対応づけを行ってハンマ202の位置を連続的に検出する。第2検出センサ410は、このようにしてハンマ202の位置を連続的に検出すると、これを時系列アナログデータとしてA/D変換器420へ順次供給する(図2参照)。
【0018】
A/D変換器420は、第2検出センサ410から順次供給される時系列アナログデータを時系列デジタルデータに変換し、出力制御部430に供給する。
出力制御部430は、第2検出センサ410から順次供給される第2検出センサ410からA/D変換器420を介して供給される時系列デジタルデータを波形情報として記録すると共に、評価器500からの要求に応じて該波形情報を評価器500へ出力する。
【0019】
詳述すると、出力制御部430は、観測器400に搭載若しくは装着されたハードディスク、フロッピーディスク(いずれも図示略)等の記憶媒体に波形情報を記録する記録部431と、該波形情報を評価器500へ送信するための外部通信インタフェース432とを備えている。外部通信インタフェース432は、LAN(Local Area Network)ケーブル等によって評価器500と接続されている。出力制御部430は、LANケーブルを介して評価器500から波形情報の要求指示を受け取ると、該波形情報を評価器500へ送信する。なお、かかる外部通信インタフェース432の代わりに、無線規格(IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、Bluetooth等)に準拠した外部通信インタフェース432を評価器500に搭載し、評価器500と観測器400を無線接続しても良い。
【0020】
評価器500は、観測器400から供給される波形情報を解析することにより、本来検出すべき打弦タイミング、打弦速度等を示す基準操作状態情報を求め、求めた基準操作状態情報と自動ピアノ100において生成される打弦タイミング、打弦速度等を示す操作状態情報とを比較する。
ここで、図5は、評価器500の構成を示すブロック図である。
コントローラ510は、CPU、ROM、RAM等により構成され、ROM等に格納された各種制御プログラムを適宜起動することにより、評価器500の各部を中枢的に制御する。
【0021】
外部記憶装置520は、フロッピーディスクドライブ等により構成され、コントローラ510による制御の下、フロッピーディスク等の記憶媒体に格納されているデータの読み出し等を行う。なお、この外部記憶装置520に装着された記憶媒体には、自動ピアノ100のコントローラ240によって生成された操作状態情報が格納されている。
【0022】
前述したように(従来技術の項参照)、自動ピアノ100のコントローラ240は、第1検出センサ205において検出されるハンマ動作に基づき、打弦タイミング、打弦速度等を示す操作状態情報を生成する。そして、コントローラ240は、生成した操作状態情報に基づいて電子的な楽音の発生を制御する一方、該操作状態情報を該記憶媒体に記録する。なお、詳しくは後述するが、サービスマンは、第1検出センサ205の評価を行う際、自動ピアノ100から該記憶媒体を取り出し、これを評価器500に装着する。この結果、外部記憶装置520によって記憶媒体に格納されている操作状態情報が読み出されることになる。
【0023】
外部通信インタフェース530は、観測器400に搭載された外部通信インタフェース432に対応する手段であり、LANケーブルを介してコントローラ510から供給される波形情報の要求指示を観測器400に送信する一方、LANケーブルを介して観測器400から送信される波形情報を受信する。
【0024】
コントローラ510は、外部通信インタフェース530を介して受信した波形情報を解析することにより、本来検出すべき打弦タイミング、打弦速度等を示す基準操作状態情報を求め、求めた基準操作状態情報と外部記憶装置520によって読み出される操作状態情報とを比較する。そして、コントローラ510は、比較結果を表示装置540に表示すると共に、該比較結果をハードディスク等によって構成された内部記憶装置525に格納する。なお、基準操作状態情報と操作状態情報との比較動作については、実施形態の動作説明の項において詳細を明らかにする。
【0025】
表示装置540は、液晶パネル等により構成され、コントローラ510から供給される比較結果に基づき基準操作状態情報と操作状態情報との間に生じた打弦タイミング、打弦速度等のズレを表示する。
入力装置550は、電源ON/OFFスイッチ、操作ボタン等によって構成され、操作ボタン等を介して入力される指示等をコントローラ510へ通知する。
以上が本実施形態に係る検出センサ評価システム300の詳細構成である。以下、検出センサ評価システム300の具体的動作について詳細に説明する。
【0026】
(2)実施形態の動作
図6は、検出センサ評価システム300の動作を説明するための概念図であり、図7及び図8は、それぞれ観測器400によって実行される観測処理を示すフローチャート及び評価器500によって実行される評価処理を示すフローチャートである。
第1検出センサ205の性能評価を行うサービスマンは、自動ピアノ100の基板209に観測器400を取り付け、該観測器400と評価器500とをLANケーブルによって接続する。そして、該サービスマンは、自動ピアノ100、観測器400、評価器500に電源を投入し、自動ピアノ100の操作部等を操作して消音演奏モードに設定した後、打鍵器250を利用して打鍵強度を変えながら(あるいは一定に保持して)所定の鍵201を打鍵する。
【0027】
自動ピアノ100のハンマアクション機構210は、所定の鍵201の運動をハンマ202及びハンマシャンク203に伝達する。第1検出センサ205は、該鍵201に対応するハンマシャンク203に設けられたシャッタ204が検出点R(図14参照)を通過するタイミングを検出し、検出結果をコントローラ240に供給する。コントローラ240は、検出結果に基づき該鍵201に対応するハンマ202の打弦タイミング、打弦速度等を示す操作状態情報を生成する。そして、コントローラ240は、生成した操作状態情報に基づいて電子的な楽音の発生を制御する一方、該操作状態情報を当該自動ピアノ100に装着された第1の記憶媒体に記録する(図6に示すA1参照)。以上説明した処理が打鍵器による打鍵操作に応じて繰り返し実行される。
【0028】
一方、観測器400は、電源が投入されると、図示せぬメモリに格納されている制御プログラムを起動し、観測処理を実行する(図7参照)。
観測器400の第2検出センサ410は、制御部(図示略)から通知される検出開始命令に従って、ハンマ202の位置検出を開始する(ステップS1)。第2検出センサ410は、前述したようにハンマ202の位置を連続的に検出し、検出結果を時系列アナログデータとしてA/D変換器420へ供給する(図6に示すB1参照)。A/D変換器420は、第2検出センサ410から供給される時系列アナログデータを時系列デジタルデータに変換し、出力制御部430に供給する(ステップS2;図6に示すB2参照)。
【0029】
出力制御部430は、第2検出センサ410からA/D変換器420を介して時系列デジタルデータを受け取ると、これを記録部431に供給する。記録部431は、A/D変換器420から時系列デジタルデータを受け取ると、これを波形情報としてハードディスク、フロッピーディスク等の第2の記憶媒体に記録する(ステップS3;図6に示すB3参照)。以上説明した一連のステップは、打鍵器250による打鍵操作に応じて繰り返し実行される。
【0030】
サービスマンは、上記打鍵操作を終了すると、自動ピアノ100から操作状態情報の記録された記憶媒体を取り出し、評価器500に装着する(図6に示すC1参照)。そして、サービスマンは、評価器500の操作ボタン等を適宜操作することにより、第1検出センサ205の性能評価を開始すべき指示を入力する。
評価器500のコントローラ510は、入力装置550を介してかかる指示を受け取ると、内部記憶装置525等に格納されている制御プログラムを起動し、評価処理を実行する(図8参照)。
【0031】
コントローラ510は、観測器400から波形情報を取得すべく、波形情報の要求指示を生成し、これを外部通信インタフェース530、LANケーブルを介して観測器400へ送信する(ステップSa1;図6に示すC2参照)。観測器400の出力制御部430は、該要求指示を受け取ると、第2の記憶媒体に格納されている波形情報を読み出し、外部通信インタフェース432を介して評価器500へ返す(図6に示すC3参照)。
【0032】
評価器500のコントローラ510は、外部通信インタフェース530等を介して該波形情報を受け取ると、該波形情報を解析することにより、本来検出すべき打弦タイミング、打弦速度等を示す基準操作状態情報の生成を開始する(ステップSa2→ステップSa3)。
ここで、図9は、ある波形情報から基準操作状態情報を生成する場合を説明するための図である。
【0033】
コントローラ510は、外部通信インタフェース530等を介して受け取った波形情報から、図9に示すハンマ202の位置と時刻との対応関係を得る。コントローラ510は、まず、図9に示すハンマ202のピーク位置(図9に示す、エンドポジション)を検出することにより、本来検出すべき打弦タイミングを取得する。ハンマ202は、弦Sを打撃すると、打撃前の位置(図9に示す、レストポジション)に戻る動作を開始する。従って、コントローラ510は、このハンマ202がピーク位置に到達したタイミング、いいかえればハンマ202の移動方向が変化するタイミングを検出することにより、打弦タイミングT0を得る。
【0034】
次に、コントローラ510は、予め設定された検出区間及び該検出区間を通過するタイミングを検出することにより、本来検出すべき打弦速度を得る。なお、この検出区間の設定に際しては、例えば打弦速度検出のための検出区間距離D1(例えば、5mm)と、この検出区間の終点位置と上記ピーク位置との距離d1(例えば、0.5mm)を予め設定しておく。そして、コントローラ510は、上記のようにして求めた打弦タイミングT0から逆算して検出区間の始点位置と終点位置を求め、さらに該始点位置と終点位置の通過タイミングT1、T2を得る。コントローラ510は、このようにして取得したハンマ202の通過タイミングT1、T2及び検出区間距離D1を下記式(1)に代入することにより、本来検出すべき打弦速度V0を得る。
V0=(T2−T1)/D1 ・・・(1)
【0035】
なお、本実施形態では、打弦直前の速度を打弦速度として検出したが、打弦直後の速度を打弦速度として検出するようにしても良い。かかる場合、上記と同様検出区間距離D2、距離d2(図9参照)を予め設定しておくことにより、打弦タイミングT0から始点位置と終点位置の通過タイミングT3、T4を得ることができ、この結果、打撃直後のハンマ202の速度を得ることができる。
【0036】
再び図8に戻り、コントローラ510は、このようにして本来検出すべき打弦タイミング、打弦速度等を示す基準操作状態情報を生成すると、外部記憶装置520に対し、装着された記憶媒体に格納されている操作状態情報の読み出し指令を送出する(ステップSa4)。外部記憶装置520は、該読み出し指令に従って記憶媒体に格納されている操作状態情報を読み出し、これをコントローラ510へ返す。コントローラ510は、このようにして外部記憶装置520から供給される操作状態情報と、波形情報を解析して求めた基準操作状態情報とを比較し(ステップSa5)、操作状態情報と基準操作状態情報との間に生じたズレを求める。そして、コントローラ510は、このようにして求めたズレ、すなわち比較結果を表示装置540に表示すると共に(ステップSa6)、これらの情報を内部記憶装置525に格納し、評価処理を終了する。
【0037】
なお、上記説明では、操作状態情報及び基準操作状態情報に打弦タイミング、打弦速度が含まれる場合を例に説明したが、これらと共に(あるいはこれらの代わりに)打弦タイミング等から求まる楽音発生タイミング、打弦速度等から求まる楽音の音量等を操作状態情報及び基準操作状態情報に含めるようにしても良い。
【0038】
一例を挙げて説明すると、自動ピアノ100のコントローラ240及び観測器400の図示せぬ制御部に、それぞれ打弦タイミング及び打弦速度から楽音発生タイミング及び楽音の音量等を求める機能を搭載する。自動ピアノ100のコントローラ240及び観測器400の制御部は、かかる機能を利用してそれぞれ打弦タイミング、打弦速度、楽音発生タイミング、楽音の音量等を含む操作状態情報及び基準操作状態情報を生成する。評価器500は、このように生成された操作状態情報と基準操作状態情報とを比較することにより、上記評価処理を実行する。
以下、操作状態情報及び基準操作状態情報に、打弦タイミング、打弦速度、楽音発生タイミング、楽音の音量等が含まれる場合を想定して説明する。
【0039】
ここで、図10は、表示装置540の表示内容を例示した図である。
図10に示すように、表示装置540には、自動ピアノ100側で生成された操作状態情報に含まれる各情報と、観測器400側で生成された基準操作状態情報に含まれる各情報と、操作状態情報に含まれる各情報と基準操作状態情報に含まれる各情報との間に生じたズレ量が表示される。
【0040】
サービスマンは、表示装置540に表示される内容を確認し、自動ピアノ100において発生した不具合等を把握する。例えば、ある特定の鍵201を打鍵したときに生ずるズレ量が所定の閾値を上回っている場合、サービスマンは、該特定の鍵201に対応する第1検出センサ205に何らかの異常が生じているものと推定する。さらに、サービスマンは、操作状態情報に含まれる各情報と基準操作状態情報に含まれる各情報との間に生じたズレを詳細に分析することにより、ズレ(異常)の発生要因を特定する。そして、サービスマンは、特定の鍵201に対応する第1検出センサ205の調整等を行うことにより、自動ピアノ100において発生した異常を解消する。
【0041】
以上説明したように、本実施形態に係る検出センサ評価システム300によれば、既存の自動ピアノ100に搭載されている第1検出センサ205とは異なる第2検出センサ410を該自動ピアノ100に取り付け、該第2検出センサ410の検出結果に基づいて生成される基準操作状態情報と、第1検出センサ205の検出結果に基づいて生成される操作状態情報とを比較することにより、第1検出センサ205の性能を評価する。
【0042】
ここで、基準操作状態情報及び操作状態情報には、打弦タイミング、打弦速度、楽音発生タイミング、楽音の音量を示すパラメータが含まれているため、第1検出センサ205を定量的に評価することができる。すなわち、基準操作状態情報に含まれる各パラメータを絶対基準として操作状態情報に含まれる各パラメータを比較することにより、第1検出センサ205の絶対評価が可能となり、この結果、評価そのものが正確となる。
【0043】
また、打鍵操作にばらつきが生じた場合には、それらの評価結果を排除するなどして、第1検出センサ205に起因しない異常(例えば、打鍵器側の異常)を排除して統計的に評価することがことができる。
また、上記基準操作状態情報及び操作状態情報等は、評価器500の内部記憶装置525に順次記録されるため、後に記録された複数の基準操作状態情報及び操作状態情報等を順次再生し、評価を行うといったことも可能である。これにより、鍵操作毎に第1検出センサ205を評価する場合と比較して、評価時間を短縮することができる。
【0044】
B.その他
以上説明した本実施形態では、自動ピアノ100側で生成された操作状態情報と、観測器400側で生成された基準操作情報と、操作状態情報と基準操作状態情報との間に生じたズレ量を表示装置540に表示する場合を例に説明したが、これに加えて、ハンマ202の位置と時刻の対応関係を表す波形(すなわち、波形情報)を表示するようにしても良い(図11参照)。これにより、該波形を基準とした判定が可能となり、第1検出センサ205に起因した異常であるか、あるいは打鍵器側に起因した異常であるか等を特定することが可能となる。
【0045】
また、本実施形態では、操作状態情報及び基準操作状態情報に含まれる打弦タイミング、打弦速度、楽音発生タイミング、楽音の音量等、全てのパラメータを評価対象としたが、これら複数のパラメータのうちの一部のパラメータのみを評価対象としても良い。また、操作状態情報及び基準操作状態情報にどのようなパラメータ(例えば、打弦タイミングのみ)を含めるかは、第1検出センサ205の性能等に応じて適宜変更可能である。
【0046】
また、本実施形態では、第1検出センサ205としてハンマ検出センサ205、第2検出センサ410としてハンマ検出センサ410を例に説明したが、例えば第1検出センサ及び第2検出センサとしてキーセンサを用いることも可能である。
ここで、図12は、第1検出センサ及び第2検出センサとしてキーセンサを用いたときの構成を示す図である。
【0047】
自動ピアノ100に予め搭載された第1検出センサ205’は、発光側センサヘッド221と、受光側センサヘッド222とを備えている。
発光側センサヘッド221は、LED224から光ファイバを介して供給される検出光を直径約5(mm)程度の検出光として出射する。
受光側センサヘッド222は、発光側センサヘッド221が出射した検出光を受光し、光ファイバを介してフォトダイオード225へ送出し、フォトダイオード225により受光量に応じた出力信号Saに変換される。
【0048】
かかる構成により、発光側センサヘッド221から出射される検出光は、鍵201の下面に設けられたシャッタ26の挿入状態に応じて遮蔽され、受光側センサヘッド222の受光量はシャッタ26の位置、すなわち鍵201の位置に応じて変化する。フォトダイオード225は、受光側センサヘッド222の受光量に基づき出力信号Saを生成し、これをコントローラ240へ出力する。コントローラ240は、フォトダイオード225から供給される出力信号Saに基づき押鍵タイミングや、押鍵速度等を示す操作状態情報を生成する。なお、この後の動作については、本実施形態とほぼ同様であるため、説明を割愛する。また、観測器400を構成する第2検出センサ410’は、取り付け箇所が異なる点を除けば、上述した本実施形態に係る第2検出センサ410とほぼ同様であるため、説明を割愛する。
【0049】
以上説明したように、第1検出センサ及び第2検出センサとしてキーセンサを用い、押鍵タイミング、押鍵速度、及びこれらの情報から求まる楽音発生タイミング、楽音の音量等を比較し、第1検出センサを評価するようにしても良い。
【0050】
また、これらのセンサを適宜組み合わせ、自動ピアノ側に予め搭載された第1検出センサを評価しても良く、例えば自動ピアノ100に搭載されたキーセンサ(第1検出センサ)を、ハンマセンサ(第2検出センサ)を用いて評価したり、自動ピアノ100に搭載されたキーセンサ及びハンマセンサ(第1検出センサ)を、キーセンサ(第2検出センサ)を用いて評価するようにしても良い。
【0051】
さらに、上述した鍵201、ハンマ202のみならず、自動ピアノ100に搭載されているペダル(図示略)についても同様、該自動ピアノ100に搭載された図示せぬペダルセンサ(第1検出センサ)を、観測器400に設けられたペダルセンサ(第2検出センサ)を用いて評価しても良い。
【0052】
また、本実施形態では、観測器400と評価器500をLANケーブルによって接続し、該観測器400から評価器500に波形情報を送信する場合について説明したが(図6参照)、例えばサービスマンが観測器400に装着された第2の記憶媒体を評価器500に装着することにより、波形情報を評価器500に取り込むようにしても良い。
【0053】
また、本実施形態では、観測器400と評価器500を別体構成した場合について説明したが、これらを一体構成しても良いのはもちろんのこと、打鍵器250についても、観測器400と評価器500の両者(若しくはいずれか一方)と一体構成しても良い。また、本実施形態に係る観測器400を予め自動ピアノ100に組み込み、第1検出センサ250の評価、調整等を随時行えるようにしても良い。
【0054】
また、本実施形態では、サービスマンが打鍵器250を利用し、機械的に打鍵して評価を行う機械評価方法を例に説明したが、サービスマンが実際に手弾きにより評価を行う手弾き評価方法にも適用可能である。
【0055】
また、本実施形態では、自動ピアノに本発明を適用した場合を例に説明したが、鍵のほか、ハンマ、ペダルの少なくともいずれかを備える電子鍵盤楽器など、あらゆる電子楽器に適用可能である。以上の説明から明らかなように、本発明は、操作子の操作状態に応じて発音体による楽音発生を制御するあらゆる装置に適用可能である。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、操作子の操作状態を検出する検出センサを、定量的かつ絶対的に評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る検出センサ評価システムの構成を示すブロック図である。
【図2】同実施形態に係る観測器の構成を示す図である。
【図3】同実施形態に係る第2検出センサを説明するための図である。
【図4】同実施形態に係るハンマの位置と出力電圧の対応関係を示す図である。
【図5】同実施形態に係る評価器の構成を示す図である。
【図6】同実施形態に係る評価センサシステムの動作を説明するための概念図である。
【図7】同実施形態に係る観測処理を示すフローチャートである。
【図8】同実施形態に係る評価処理を示すフローチャートである。
【図9】同実施形態に係る波形情報から基準操作状態情報を生成する場合を説明するための図である。
【図10】同実施形態に係る表示装置の表示内容を例示した図である。
【図11】表示装置の表示内容を例示した図である。
【図12】第1検出センサ及び第2検出センサとしてキーセンサを用いたときの構成を示す図である。
【図13】消音機能を備えた自動ピアノの概略構成を示す図である。
【図14】ハンマ検出機構の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
100・・・自動ピアノ、205・・・第1検出センサ、240・・・コントローラ、400・・・観測器、410・・・第2検出センサ、430・・・出力制御部、431・・・記録部、432、530・・・外部通信インタフェース、500・・・評価器、510・・・コントローラ、520・・・外部記憶装置、525・・・内部記憶装置、550・・・入力装置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a detection sensor evaluation device, an electronic musical instrument, and an electronic keyboard musical instrument.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, an automatic piano has a function of generating a mechanical musical tone by striking a string in response to a key press operation of a user, and a function of generating an electronic musical tone in response to the operation (silence playing function). Things are widespread.
[0003]
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of an
The
The silencing mechanism 220 includes a
[0004]
Here, FIG. 14 is a diagram for explaining the configuration of the hammer detection mechanism 230.
The hammer detection mechanism 230 includes a
The
The
[0005]
As described above, in addition to the
[0006]
In such an automatic piano, a shutter is attached to the lower surface of each key, and a key detection sensor that detects light-shielding timing by the shutter is provided at a position facing the lower surface of each key. The key detection sensor detects the timing at which the shutter passes the detection point and supplies the detection result to the controller, similarly to the above-described
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, an automatic piano having a silencing performance function obtains a key speed, a string striking speed, and the like based on the detection results of the hammer detection sensor and the key detection sensor, and electronically responds to the determined key speed, string striking speed, and the like. Although the generation of musical tones is controlled, it is not known until the evaluation is made whether or not the key operation of the user is correctly reflected in the generated electronic musical sound (for example, whether or not the strength of the key operation is correctly reflected in the volume). As such an evaluation method, a method of evaluating whether or not a key operation is correctly reflected by a manual operation by a serviceman performing piano maintenance (hereinafter referred to as a manual evaluation method), and a jig instead of the manual operation A method for evaluating whether or not key operations are correctly reflected using a keyboard or an evaluation keypad (hereinafter referred to as a machine evaluation method) is widely used. There was such a problem.
[0008]
First, in the hand-playing evaluation method, a serviceman performs hand-playing while changing the keying strength and the like in various ways, and at this time, the volume of an electronic musical tone generated from the automatic piano is an appropriate volume or the like reflecting the keying strength. In order to evaluate the evaluation, the reliance on the sensations and the like obtained from the experience of the serviceman or the like is apt to be made, and the evaluation tends to be inaccurate. In addition, since there is no reproducibility in the manual operation, even if an abnormality is recognized when performing a predetermined manual operation, it is difficult to reproduce the operation, it is a one-time abnormality, or There was a problem that it was not possible to determine whether it was a systematic abnormality.
[0009]
On the other hand, in the mechanical evaluation method, a key is mechanically hit using the above-described key tapping device or the like. At this time, it is determined whether or not the volume of a musical tone generated from the automatic piano corresponds to the key hitting intensity, for example, from the key hitting intensity. Evaluate whether the estimated volume value and the volume value of the musical tone actually generated from the automatic piano match. For this reason, although there is repetition reproducibility compared with the above-mentioned manual performance evaluation method, even if there is an abnormality cause only on the keying device side, it is evaluated as an abnormality on the automatic piano side, and an absolute evaluation cannot be performed. was there. Another problem is that it is not possible to specify whether the abnormality detected when the key is pressed is due to an abnormality in the keying device or an abnormality in the automatic piano.
[0010]
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and is a detection sensor evaluation device, an electronic musical instrument, and an electronic musical instrument that can quantitatively and absolutely evaluate a detection sensor that detects an operation state of an operation element. The purpose is to provide keyboard instruments.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the present invention provides an evaluation device for a first detection sensor that detects an operation state of an operation element and generates operation state information for controlling generation of a musical sound by a sounding body based on the detection result. An acquisition unit that acquires operation state information generated by the first detection sensor; a second detection sensor that continuously detects an operation displacement of the operation element and sequentially outputs a detection result as waveform information; A generating unit that generates reference operation state information corresponding to the operation state information by analyzing the waveform information supplied from the second detection sensor, and compares the operation state information with the reference operation state information In this case, there is provided an evaluation means for evaluating the first detection sensor.
[0012]
In addition, the present invention controls an operation element, a first detection sensor that detects an operation state of the operation element, and generates operation state information based on a detection result, and controls generation of a musical tone based on the operation state information. An electronic musical instrument comprising: a control unit; an acquisition unit configured to acquire the operation state information; a second detection sensor configured to continuously detect an operation displacement of the operation element and sequentially output a detection result as waveform information; Generating means for generating reference operation state information corresponding to the operation state information by analyzing the waveform information supplied from the second detection sensor; and comparing the operation state information with the reference operation state information. And evaluating means for evaluating the first detection sensor.
[0013]
Further, the present invention provides a key, a first detection sensor for detecting an operation state of the key, and generating operation state information based on a detection result, and a control means for controlling generation of a musical tone based on the operation state information. An electronic keyboard instrument comprising: an acquisition unit configured to acquire the operation state information; a second detection sensor configured to continuously detect an operation displacement of the key and sequentially output a detection result as waveform information; By analyzing the waveform information supplied from the detection sensor, by generating means for generating reference operation state information corresponding to the operation state information, by comparing the operation state information and the reference operation state information, Evaluation means for evaluating the first detection sensor.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an automatic piano having a silence performance function will be described. These embodiments show one aspect of the present invention, and do not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the technical idea of the present invention.
[0015]
A. This embodiment
(1) Configuration of the embodiment
<Detection sensor evaluation system 300>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a detection sensor evaluation system 300 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an
The detection sensor evaluation system 300 includes an existing
Now, as shown in FIG. 2, the
[0016]
FIG. 3 is a diagram for explaining the
The
[0017]
The
[0018]
The A /
The
[0019]
More specifically, the
[0020]
The
Here, FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the
The
[0021]
The
[0022]
As described above (see the section of the prior art), the
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
The
The above is the detailed configuration of the detection sensor evaluation system 300 according to the present embodiment. Hereinafter, a specific operation of the detection sensor evaluation system 300 will be described in detail.
[0026]
(2) Operation of the embodiment
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the operation of the detection sensor evaluation system 300. FIGS. 7 and 8 are a flowchart showing an observation process executed by the
A serviceman who evaluates the performance of the
[0027]
The
[0028]
On the other hand, when the power is turned on, the
The
[0029]
Upon receiving the time-series digital data from the
[0030]
After finishing the keying operation, the serviceman takes out the storage medium in which the operation state information is recorded from the
Upon receiving such an instruction via the
[0031]
The
[0032]
When the
Here, FIG. 9 is a diagram for explaining a case where reference operation state information is generated from certain waveform information.
[0033]
The
[0034]
Next, the
V0 = (T2-T1) / D1 (1)
[0035]
In the present embodiment, the speed immediately before striking is detected as the striking speed, but the speed immediately after striking may be detected as the striking speed. In such a case, by setting the detection section distance D2 and the distance d2 (see FIG. 9) in advance in the same manner as described above, the passing timings T3 and T4 of the start point position and the end point position can be obtained from the string striking timing T0. As a result, the speed of the
[0036]
Returning to FIG. 8 again, when the
[0037]
In the above description, the case where the operation state information and the reference operation state information include the string striking timing and the string striking speed has been described as an example, but the musical tone generation determined from the string striking timing together with (or instead of) these. The sound volume and the like of the musical tone obtained from the timing, the string striking speed and the like may be included in the operation state information and the reference operation state information.
[0038]
For example, the
Hereinafter, a description will be given on the assumption that the operation state information and the reference operation state information include a string striking timing, a string striking speed, a musical sound generation timing, a volume of a musical sound, and the like.
[0039]
Here, FIG. 10 is a diagram exemplifying display contents of the
As shown in FIG. 10, the
[0040]
The serviceman checks the content displayed on the
[0041]
As described above, according to the detection sensor evaluation system 300 according to the present embodiment, the
[0042]
Here, since the reference operation state information and the operation state information include parameters indicating the string striking timing, the string striking speed, the musical sound generation timing, and the volume of the musical sound, the
[0043]
In addition, when there is a variation in the keying operation, the evaluation results are excluded, and an abnormality not caused by the first detection sensor 205 (for example, an abnormality on the keying device side) is eliminated and statistically evaluated. Can be.
Further, since the reference operation state information and the operation state information are sequentially recorded in the
[0044]
B. Other
In the present embodiment described above, the operation state information generated on the
[0045]
Further, in the present embodiment, all parameters such as the string striking timing, the string striking speed, the musical sound generation timing, and the volume of the musical sound included in the operation state information and the reference operation state information are evaluated. Only some of the parameters may be evaluated. Further, what parameters (for example, only the string striking timing) are included in the operation state information and the reference operation state information can be appropriately changed according to the performance of the
[0046]
In the present embodiment, the
Here, FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration when a key sensor is used as the first detection sensor and the second detection sensor.
[0047]
The
The light emitting
The light-receiving
[0048]
With this configuration, the detection light emitted from the light-emitting
[0049]
As described above, a key sensor is used as the first detection sensor and the second detection sensor, and the key pressing timing, the key pressing speed, the musical sound generation timing determined from these information, the volume of the musical sound, and the like are compared. May be evaluated.
[0050]
Further, these sensors may be appropriately combined to evaluate a first detection sensor mounted on the automatic piano side in advance. For example, a key sensor (first detection sensor) mounted on the
[0051]
Further, not only the key 201 and the
[0052]
Further, in the present embodiment, the case where the
[0053]
Further, in the present embodiment, the case where the
[0054]
Further, in the present embodiment, the machine evaluation method in which the serviceman performs the evaluation by mechanically tapping using the
[0055]
Further, in the present embodiment, the case where the present invention is applied to an automatic piano has been described as an example. As is clear from the above description, the present invention is applicable to any device that controls the generation of musical sounds by the sounding body in accordance with the operation state of the operator.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to quantitatively and absolutely evaluate a detection sensor that detects an operation state of an operation element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a detection sensor evaluation system according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an observer according to the embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining a second detection sensor according to the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a correspondence relationship between a position of a hammer and an output voltage according to the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an evaluator according to the embodiment.
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating the operation of the evaluation sensor system according to the embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing an observation process according to the embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing an evaluation process according to the embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a case where reference operation state information is generated from the waveform information according to the embodiment.
FIG. 10 is a diagram exemplifying display contents of the display device according to the embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating display contents of a display device.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration when a key sensor is used as a first detection sensor and a second detection sensor.
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of an automatic piano having a mute function.
FIG. 14 is a diagram for explaining a configuration of a hammer detection mechanism.
[Explanation of symbols]
100: automatic piano, 205: first detection sensor, 240: controller, 400: observer, 410: second detection sensor, 430: output control unit, 431 ... Recording unit, 432, 530: external communication interface, 500: evaluator, 510: controller, 520: external storage device, 525: internal storage device, 550: input device.
Claims (10)
前記第1検出センサによって生成される操作状態情報を取得する取得手段と、
前記操作子の動作変位を連続的に検出し、検出結果を波形情報として順次出力する第2検出センサと、
前記第2検出センサから供給される前記波形情報を解析することにより、前記操作状態情報に対応する基準操作状態情報を生成する生成手段と、
前記操作状態情報と前記基準操作状態情報とを比較することにより、前記検出センサを評価する評価手段と
を具備することを特徴とする検出センサ評価装置。An evaluation device for a first detection sensor that detects an operation state of an operation element and generates operation state information for controlling generation of a musical sound by a sounding body based on a detection result,
Acquiring means for acquiring operation state information generated by the first detection sensor;
A second detection sensor that continuously detects the operation displacement of the operation element and sequentially outputs a detection result as waveform information;
Generating means for analyzing the waveform information supplied from the second detection sensor to generate reference operation state information corresponding to the operation state information;
An evaluation device for evaluating a detection sensor, comprising: evaluation means for evaluating the detection sensor by comparing the operation state information with the reference operation state information.
前記第1検出センサによって生成される操作状態情報を取得する取得手段と、
前記操作子の動作変位を連続的に検出し、検出結果を波形情報として順次出力する第2検出センサと、
前記第2検出センサから供給される前記波形情報を解析することにより、前記操作状態情報に対応する基準操作状態情報を生成する生成手段と、
前記操作状態情報と前記基準操作状態情報とを比較することにより、前記第2検出センサを評価する評価手段と
を具備することを特徴とする検出センサ評価装置。A sensor mounted on an electronic musical instrument for controlling generation of musical sounds based on given operation state information, wherein the sensor detects an operation state of an operator of the electronic musical instrument and generates operation state information based on the detection result. An evaluation device for a detection sensor,
Acquiring means for acquiring operation state information generated by the first detection sensor;
A second detection sensor that continuously detects the operation displacement of the operation element and sequentially outputs a detection result as waveform information;
Generating means for analyzing the waveform information supplied from the second detection sensor to generate reference operation state information corresponding to the operation state information;
A detection sensor evaluation device, comprising: evaluation means for evaluating the second detection sensor by comparing the operation state information with the reference operation state information.
前記操作子は、前記電子鍵盤楽器の鍵であることを特徴とする請求項2に記載の検出センサ評価装置。The electronic musical instrument is an electronic keyboard instrument,
The detection sensor evaluation device according to claim 2, wherein the operation element is a key of the electronic keyboard instrument.
前記電子鍵盤楽器は、鍵のほか、ハンマ、ペダルの少なくともいずれか1種類の操作子を備え、
前記第1検出センサは、前記電子鍵盤楽器が備える複数種類の操作子のうち特定種類の操作子の操作状態を検出し、
前記第2検出センサは、前記第1検出センサと同一種類の操作子の動作変位を連続的に検出し、検出結果を波形情報として順次出力することを特徴とする請求項2に記載の検出センサ評価装置。The electronic musical instrument is an electronic keyboard instrument,
The electronic keyboard instrument includes, besides a key, a hammer, at least one type of pedal,
The first detection sensor detects an operation state of a specific type of operator among a plurality of types of operators provided in the electronic keyboard instrument,
3. The detection sensor according to claim 2, wherein the second detection sensor continuously detects an operation displacement of the same type of operation element as the first detection sensor, and sequentially outputs a detection result as waveform information. 4. Evaluation device.
前記取得手段と前記第2検出センサを備えた観測器と、前記生成手段と前記評価手段を備えた評価器によって構成され、前記観測器と前記評価器が別体構成されていることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1の請求項に記載の検出センサ評価装置。The detection sensor evaluation device,
The observation unit including the acquisition unit and the second detection sensor, and an evaluator including the generation unit and the evaluation unit, wherein the observation unit and the evaluator are configured separately. The detection sensor evaluation device according to any one of claims 2 to 5, wherein:
前記操作状態情報を取得する取得手段と、
前記操作子の動作変位を連続的に検出し、検出結果を波形情報として順次出力する第2検出センサと、
前記第2検出センサから供給される前記波形情報を解析することにより、前記操作状態情報に対応する基準操作状態情報を生成する生成手段と、
前記操作状態情報と前記基準操作状態情報とを比較することにより、前記第1検出センサを評価する評価手段と
を具備することを特徴とする電子楽器。An operation element, a first detection sensor that detects an operation state of the operation element and generates operation state information based on the detection result, and control means that controls generation of a musical tone based on the operation state information. In electronic musical instruments,
Acquisition means for acquiring the operation state information;
A second detection sensor that continuously detects the operation displacement of the operation element and sequentially outputs a detection result as waveform information;
Generating means for analyzing the waveform information supplied from the second detection sensor to generate reference operation state information corresponding to the operation state information;
An electronic musical instrument comprising: an evaluation unit that evaluates the first detection sensor by comparing the operation state information with the reference operation state information.
前記操作状態情報を取得する取得手段と、
前記鍵の動作変位を連続的に検出し、検出結果を波形情報として順次出力する第2検出センサと、
前記第2検出センサから供給される前記波形情報を解析することにより、前記操作状態情報に対応する基準操作状態情報を生成する生成手段と、
前記操作状態情報と前記基準操作状態情報とを比較することにより、前記第1検出センサを評価する評価手段と
を具備することを特徴とする電子鍵盤楽器。An electronic keyboard comprising: a key; a first detection sensor that detects an operation state of the key and generates operation state information based on a detection result; and a control unit that controls generation of a musical tone based on the operation state information. In musical instruments,
Acquisition means for acquiring the operation state information;
A second detection sensor that continuously detects the operation displacement of the key and sequentially outputs a detection result as waveform information;
Generating means for analyzing the waveform information supplied from the second detection sensor to generate reference operation state information corresponding to the operation state information;
An electronic keyboard instrument comprising: an evaluation unit configured to evaluate the first detection sensor by comparing the operation state information with the reference operation state information.
前記第1検出センサは、前記電子鍵盤楽器が備える複数種類の操作子のうち特定種類の操作子の操作状態を検出し、
前記第2検出センサは、前記第1検出センサと同一種類の操作子の動作変位を連続的に検出し、検出結果を波形情報として順次出力することを特徴とする請求項8に記載の電子鍵盤楽器。In addition to the key, a hammer, at least one of a pedal operation device,
The first detection sensor detects an operation state of a specific type of operator among a plurality of types of operators provided in the electronic keyboard instrument,
9. The electronic keyboard according to claim 8, wherein the second detection sensor continuously detects an operation displacement of an operation element of the same type as the first detection sensor, and sequentially outputs a detection result as waveform information. 10. Musical instruments.
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