JP2005181505A - Controller for musical performance operator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鍵の操作に応じて弦を打弦することによって自然音を発生するとともに、鍵の操作に応じたMIDI(Musical Instrument Digital Interface)データ等の楽音データを記録したり、音楽データに基づいて鍵を駆動して自然音による自動演奏が可能な自動演奏ピアノ等の鍵盤楽器、演奏用操作子を複数待ち、各演奏用操作子の駆動制御を行う演奏装置、あるいは、ジョイスティック状の操作装置を利用して、複数次元を個別に駆動制御を行うような多次元型演奏装置の制御装置など、演奏操作子用制御装置に関する。 The present invention generates a natural sound by striking a string in response to a key operation, records musical sound data such as MIDI (Musical Instrument Digital Interface) data in accordance with a key operation, or records music data. Based on a keyboard instrument such as an automatic piano that can be automatically played with natural sounds by driving keys based on it, a performance device that waits for multiple performance controls, and controls the operation of each performance control device, or a joystick-like operation The present invention relates to a control device for a performance operator such as a control device of a multidimensional performance device that individually controls driving of a plurality of dimensions by using the device.
従来、上記の自動演奏ピアノは、鍵の運動をアクションメカニズムによりハンマに伝達し、このハンマで弦を打撃して発音することはアコースティックピアノと同様であるが、この鍵を駆動するソレノイドと、このソレノイドへの通電を制御する操作子I/O制御ユニットを備えている。ソレノイドで鍵を駆動するときは、操作子I/O制御ユニットから例えばPWM(パルス幅変調)信号などの駆動信号によりトランジスタをオン/オフし、このトランジスタを介してソレノイドに駆動電流(PWM電流)が供給される。このような自動演奏ピアノにおいては、鍵を駆動する際にフィードバック制御を行うようにするものも知られている。また、このような自動演奏ピアノにおいて、ソレノイドの異常を検出するソレノイド異常検出回路が例えば特開平5−152127号公報に開示されている。このソレノイド異常検出回路は、トランジスタのショートあるいは半ショートによってソレノイドに異常な電流が供給されるのを防止するものであり、異常検出信号が出力されると制御回路(図示されていない)によりソレノイドへの通電を停止するようにしている。また、鍵などの演奏用操作子を演奏のために駆動するものだけでなく、演奏操作を行ったときの反力を制御する力覚制御を行う演奏装置も、例えば、特開平10−177378号公報に開示されている。
ところで、前記従来の技術では、前記異常検出信号の出力によりソレノイドへの通電を停止する制御回路を設けるようにしているが、異常が発生してメンテナンス等を行う場合に、異常内容を容易に判断できるようにすることが要求される。このため、制御回路で異常検出信号を検出したとき表示等を行うことが考えられるが、そのためには制御回路から表示回路等に異常表示を指示する信号を出力する必要がある。この場合、通常は専用の信号線を設けることが考えられるが、このようにすると回路基板の面積や束線が増加するという問題がある。また、専用の制御回路を設ける場合も同様の問題がある。また、自動演奏時に、鍵盤装置の回路基板等の温度を検出して温度管理をし、温度異常が発生していることが判断できると有効である。さらに、演奏データによる鍵やペダルの駆動、あるいはマニュアル操作による鍵やペダルの駆動を行い、このときのキーセンサやハンマーセンサあるいはペダルセンサ等からのセンサ信号の出力を確認できることは有効である。このような場合、通常は専用の信号線を設けることが考えられるが、前記同様に回路基板の面積や束線が増加するという問題がある。したがって、回路構成が複雑になり、異常検出の回路の一部に異常が生じてしまう可能性が上がり、その場合には、正しく異常を報知できない等の問題があった。 By the way, in the prior art, a control circuit for stopping the energization to the solenoid by the output of the abnormality detection signal is provided. However, when an abnormality occurs and maintenance is performed, the contents of the abnormality can be easily determined. It is required to be able to do so. For this reason, it is conceivable that display or the like is performed when an abnormality detection signal is detected by the control circuit, but for this purpose, it is necessary to output a signal for instructing abnormality display from the control circuit to the display circuit or the like. In this case, it is usually considered to provide a dedicated signal line. However, if this is done, there is a problem that the area of the circuit board and the bundled line increase. There is a similar problem when a dedicated control circuit is provided. In addition, it is effective to detect the temperature abnormality by detecting the temperature of the circuit board or the like of the keyboard device during automatic performance, and to determine that a temperature abnormality has occurred. Furthermore, it is effective to check the output of sensor signals from the key sensor, hammer sensor, pedal sensor, etc. at this time by driving keys and pedals by performance data or driving keys and pedals by manual operation. In such a case, it is usually considered to provide a dedicated signal line, but there is a problem that the area of the circuit board and the bundled line increase as described above. Therefore, the circuit configuration becomes complicated and the possibility that an abnormality will occur in a part of the abnormality detection circuit increases. In such a case, there is a problem that the abnormality cannot be notified correctly.
本発明は、例えば自動演奏ピアノにおいて、鍵を駆動するための操作子I/O制御ユニットが多数の入出力ポートを備えていることに着目してなされたもので、回路基板の面積や束線の増加を抑えながら内部の制御ユニット回路から点灯指示信号や、センサ信号等の検査信号を出力できるようにすることを課題とする。 The present invention is made by paying attention to the fact that an operator I / O control unit for driving a key has a large number of input / output ports, for example, in an automatic performance piano. It is an object of the present invention to be able to output a lighting instruction signal and a test signal such as a sensor signal from an internal control unit circuit while suppressing an increase in the above.
請求項1の演奏操作子用制御装置は、1または複数の演奏用操作子と、該演奏用操作子を駆動するための、複数の駆動部と、前記演奏用操作子の駆動制御を行うための駆動データを演算して求め、該駆動データを出力する制御ユニット回路と、前記制御ユニット回路とは別体に設けられ、前記演奏用操作子の複数の駆動部にそれぞれ接続される出力チャンネルの複数の出力ポートを有する操作子I/O制御ユニットであって、前記制御ユニット回路に接続され、前記制御ユニット回路からの駆動データを出力ポートから駆動部に出力して演奏用操作子を駆動制御する操作子I/O制御ユニットと、を備え、前記操作子I/O制御ユニットの前記駆動部に割り当てられていないチャンネルの出力ポートの少なくとも1つを介して検査信号を出力することを特徴とする。
The performance operator control device according to
制御ユニット回路は操作子I/O制御ユニットと信号の授受を行って操作子I/O制御ユニット及び演奏用操作子を駆動制御するので、該制御ユニット回路と操作子I/O制御ユニットとの間に通信線が設けられている。すなわち、自動演奏ピアノなどにおける演奏操作子用制御装置が操作子I/O制御ユニットを構成するために(設計上)既に設けられているIC回路等の通信線を、制御ユニット回路から操作子I/O制御ユニットに検査信号を送るのに利用できるので、基板面積や束線が増加するのを防止することができる。また、信号(データ)の入出力を制御するソフトウエア制御のルーチンが鍵やペダル等の演奏用操作子制御のためのルーチンと共通にできるので、ソフトウエアがシンプルになり、結果として処理負荷も少なくなる。また、複数種類の検査信号をそれぞれ駆動部に割り当てられていない複数のチャンネル(空きチャンネル)から出力するようにすれば、ソフトウエアで設定して出力する検査信号を選択できるようにもできる。 Since the control unit circuit exchanges signals with the operator I / O control unit to drive and control the operator I / O control unit and the performance operator, the control unit circuit and the operator I / O control unit A communication line is provided between them. That is, in order to configure a controller I / O control unit for a performance controller in an automatic performance piano or the like, a communication line such as an IC circuit already provided (by design) is connected from the control unit circuit to the controller I. Since it can be used to send an inspection signal to the / O control unit, it is possible to prevent an increase in substrate area and bundled wires. In addition, software control routines that control the input / output of signals (data) can be shared with routines for control of performance operators such as keys and pedals, which simplifies software and results in increased processing load. Less. Further, if a plurality of types of inspection signals are output from a plurality of channels (empty channels) that are not assigned to the drive units, it is possible to select inspection signals that are set and output by software.
検査信号としては、ソレノイドへの通電異常が検出されたときや、温度異常などが検出されたときの表示用のLED駆動信号、操作子I/O制御ユニット等の温度を検出した温度検出信号、ソレノイドを駆動するための駆動電源の電圧を検出した電圧検出信号、ユーザが操作した演奏用操作子に対応する操作子信号などがある。また、キーセンサやハンマーセンサあるいはペダルセンサ等からのセンサ信号などがある。また、自動演奏ピアノでは、鍵駆動用のソレノイドのプランジャがマニュアル演奏時の鍵操作に影響しないように、ソレノイドと鍵(鍵駆動部)との距離を正確に設定する必要があり、鍵盤の高さ方向(プランジャの移動方向)の取付精度が要求される。そこで、光学式等の距離センサを設け、組み付け時(あるいはメンテナンス時)にこの距離センサからの距離検出信号等を上記検査信号として出力できるようにしてもよい。 As an inspection signal, an LED drive signal for display when an energization abnormality to a solenoid is detected or a temperature abnormality is detected, a temperature detection signal that detects the temperature of an operator I / O control unit, etc. There are a voltage detection signal for detecting the voltage of the driving power supply for driving the solenoid, an operation signal corresponding to the performance operation element operated by the user, and the like. In addition, there are sensor signals from key sensors, hammer sensors, pedal sensors, and the like. In an automatic piano, it is necessary to set the distance between the solenoid and the key (key drive unit) accurately so that the plunger of the solenoid for key drive does not affect the key operation during manual performance. Mounting accuracy in the vertical direction (plunger movement direction) is required. Therefore, an optical distance sensor or the like may be provided so that a distance detection signal or the like from the distance sensor can be output as the inspection signal during assembly (or maintenance).
請求項2の演奏操作子用制御装置は、請求項1の構成を備えるとともに、前記操作子I/O制御ユニットの温度異常を検出する温度異常検出手段を備え、該温度異常が検出されたときに、該異常を示す信号を前記検査信号として出力するようにしたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a performance operator control device having the configuration of the first aspect, further comprising temperature abnormality detection means for detecting a temperature abnormality of the operation element I / O control unit, and when the temperature abnormality is detected. In addition, a signal indicating the abnormality is output as the inspection signal.
請求項2の演奏操作子用制御装置によれば、請求項1と同様な作用効果が得られるとともに、温度異常を表示することもできる。
According to the control device for performance operator of
請求項3の演奏操作子用制御装置は、請求項1または2の構成を備えるとともに、前記演奏用操作子の操作に関してその動作の物理量を検出し、物理量データを出力する複数のセンサ部を備え、前記制御ユニット回路は、前記演奏用操作子の物理量データに基づき駆動制御を行うための駆動データを演算するものであり、前記操作子I/O制御ユニットは、前記センサ部および駆動部に接続される入出力チャンネルをそれぞれ対で複数ポート有し、前記制御ユニット回路からの駆動データを出力ポートから駆動部に出力して演奏用操作子を駆動制御するとともに、前記センサ部からの物理量データを入力ポートから入力して前記制御ユニット回路に出力するものであり、前記制御ユニット回路と操作子I/O制御ユニットをループで接続し、少なくとも前記演奏用操作子の物理量データを操作子I/O制御ユニットから制御ユニット回路に対してシリアルデータとして送るとともに、前記演奏用操作子の駆動データと前記検査信号を制御ユニット回路から操作子I/O制御ユニットに対してシリアルデータとして送り、前記操作子I/O制御ユニットは、前記駆動部に対して駆動データを出力ポートからパラレルに出力し、前記センサ部からの物理量データを入力ポートからパラレルに入力し、前記検査信号は、前記操作子I/O制御ユニットの入力ポートから入力され制御ユニット回路に送られた情報を元に、該制御ユニット回路が出力するものであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a performance operator control device having the configuration according to the first or second aspect, and further comprising a plurality of sensor units for detecting physical quantities of the movements of the performance operators and outputting physical quantity data. The control unit circuit calculates drive data for performing drive control based on the physical quantity data of the performance operator, and the operator I / O control unit is connected to the sensor unit and the drive unit. A plurality of input / output channels in pairs, driving data from the control unit circuit is output from the output port to the driving unit to drive and control the performance operator, and physical quantity data from the sensor unit is Input from the input port and output to the control unit circuit, connect the control unit circuit and the operator I / O control unit in a loop, At least, the physical quantity data of the performance operator is sent as serial data from the operator I / O control unit to the control unit circuit, and the drive data of the performance operator and the inspection signal are transmitted from the control unit circuit to the control unit circuit. Serial data is sent to the I / O control unit, and the operator I / O control unit outputs the drive data to the drive unit in parallel from the output port, and the physical quantity data from the sensor unit to the input port. The test signal is output from the control unit circuit based on information input from the input port of the operation element I / O control unit and sent to the control unit circuit. And
請求項3の演奏操作子用制御装置によれば、請求項1または2と同様な作用効果が得られる。また、複数の演奏用操作子を個々に、あるいは1つの演奏用操作子を多次元的にサーボ制御を行う演奏操作子用制御装置において、少ない信号で演奏用操作子のサーボ制御を行えるとともに、そのサーボ制御と並行して検査信号の出力ができるので、検査で異常が有った固体で、再度試動作させながら検査信号を出力させることができる。したがって、サーボ制御を行う演奏操作子用制御装置において、より簡単な構成で、リアルタイムに正確に正常・異常の判断を行うことができる。また、制御ユニット回路と操作子I/O制御ユニットはループで接続されており、操作子I/O制御ユニットから制御ユニット回路への物理量データと、制御ユニット回路から操作子I/O制御ユニットへの駆動データおよび検査信号は、一連のシリアルデータとして一括して送られる。したがって、さらにソフトウエアがシンプルになり、結果として処理負荷も少なくなる。
According to the control device for performance operator of
本発明の演奏操作子用制御装置によれば、回路基板の面積や束線の増加を抑え処理負荷を軽減しながら、よりこまめに内部の制御ユニット回路から検査信号を確実に出力することができる。 According to the performance operator control device of the present invention, it is possible to more reliably output the inspection signal from the internal control unit circuit more frequently while suppressing the increase in the area of the circuit board and the bundled wires and reducing the processing load. .
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図1は本発明の演奏操作子用制御装置を適用した実施形態における自動演奏ピアノの要部ブロック図であり、この実施形態の自動演奏ピアノは「演奏用操作子」としての白鍵と黒鍵合わせて88個の鍵からなる鍵盤4を備えている。「制御ユニット回路」としてのモーションコントロールユニット1はDSP(digital signal processor)等で構成されており、CPU10、ROM20、RAM30、第1の通信ポート40及び第2の通信ポート50を備えている。CPU10はROM20に記憶されているプログラムを実行して、主に自動演奏時の鍵盤4の各鍵の駆動制御を行う。第1の通信ポート40は他の回路ユニットとの間でデータの入出力を行うものであり、自動演奏時にMIDIコントローラから演奏データであるMIDIデータを受信する。また、自動演奏時にハンマーセンサ、キーセンサのセンサ出力を受信したり、ペダルドライブの制御を行う。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a main part of an automatic performance piano in an embodiment to which the control device for performance operators of the present invention is applied. The automatic performance piano of this embodiment has white keys and black keys as “performance operators”. A keyboard 4 consisting of 88 keys in total is provided. The
第2の通信ポート50は「操作子I/O制御ユニット」としてのキードライブユニット2との間でデータの入出力を行うものである。キードライブユニット2は鍵盤制御用入出力IC(keyI/O)21-1,21-2,21-3,21-4,21-5,21-6を備えており、鍵盤制御用入出力IC21-1は第1基板221に搭載され、鍵盤制御用入出力IC21-2と21-3は第2基板222に搭載され、鍵盤制御用入出力21-4は第3基板223に搭載され、鍵盤制御用入出力IC21-5と21-6は第4基板224に搭載されている。そして、モーションコントロールユニット1(その通信ポート50)とキードライブユニット2(その鍵盤制御用入出力IC21-1〜21-6)は、シリアルバス5によりループで接続されている。なお、以下の説明で、各鍵盤制御用入出力IC21-1〜21-6の符号の添字は適宜省略して説明する。各鍵盤制御用入出力IC21はそれぞれ同じ構造のIC回路であり、回路要素3との間で各種信号の入出力を行う。回路要素3は、各鍵を駆動する「駆動部」としてのソレノイド駆動回路、ソレノイドのプランジャの速度を検出する速度センサ、ソレノイドへの異常通電を検出するソレノイド異常検出回路、キードライブユニット2(操作子I/O制御ユニット)の温度を検出する温度センサ、異常検出時に異常警報を表示する図示しないLEDを駆動するためのLED駆動回路等である。なお、上記ソレノイド異常検出回路の構成は例えば前記特開平5−152127号公報と同様な構成であり、その詳細は省略する。
The
図2は各鍵盤制御用入出力IC21の詳細を示す図であり、代表例として第1の鍵盤制御用入出力IC21−1のものを示す。各鍵盤制御用入出力IC21は、16チャンネル(16の出力ポート)からなるD/A出力ポート部21Aと16チャンネル(16の入力ポート)からなるA/D入力ポート部21Bとを備えている。また、鍵盤制御用入力出力IC21は、モーションコントロールユニット1(その第2の通信ポート50)あるいは他の鍵制御用入出力IC21との間でデータをシリアルに入出力する通信ポート21Cを備えている。この通信ポート21Cは、複数鍵(図2の場合は12鍵)の駆動信号とLED駆動回路へのLED駆動信号分のデータをシリアルに入力し、速度センサの検出信号、異常検出回路からの異常検出信号、温度センサの温度信号分のデータをシリアルに出力する。
FIG. 2 is a diagram showing details of each keyboard control input / output IC 21. As a representative example, the keyboard control input / output IC 21-1 is shown. Each keyboard control input / output IC 21 includes a D / A
D/A出力ポート部21Aはシリアルに入力されたデジタルデータ(16bit/ch)を各チャンネル分のアナログ信号に変換(D/A変換)してパラレルに出力し、A/D入力ポート部21Bはアナログ信号をパラレルに入力してデジタルデータに変換(A/D変換)する。このデジタルデータをシリアルにして通信ポート21Cから次段の鍵盤制御用入出力IC21あるいはモーションコントロールユニット1に送る。従来同様に自動演奏時の鍵盤駆動に関しては、D/A出力ポート部21Aはモーションコントロールユニット1からの各チャンネルに対応するソレノイド駆動用のデジタルデータをD/A変換して、各チャンネルに対応する駆動信号(PWM信号)を対応するソレノイド駆動回路にパラレルに出力する。また、A/D入力ポート部21Bは、各ソレノイドの速度センサからの速度信号(アナログ信号)を各チャンネル毎に入力し、A/D変換して最終的にモーションコントロールユニット1に送信する。なお、この速度信号はソレノイドのフィードバック制御に用いられる。つまり、通信ポート21Cからは、第1の鍵盤制御用入出力IC21−1の場合、12ch分の速度信号と、4ch分の温度センサ等からの信号がシリアルなデジタルデータ(16bit×16ch=256bit)として後段の鍵盤制御用入出力IC21-2〜21-6を介してモーションコントロールユニット1に送られる。このような256bitのデータが各鍵盤制御用入出力IC21-1〜21-6分あり、全てがシリアルとなるので、1536bit長のデータとなる。
The D / A
この実施形態では、自動演奏時のモーションコントロールユニット1とキードライブユニット2との間のデータの送受信は次のように行う。モーションコントロールユニット1のCPU10は、1回の送信タイムスロットにおいて、鍵盤制御用入出力IC21-1〜21-6の各D/A出力チャンネルに対応する全チャンネル分のデータを作成し、その全データを出力してキードライブユニット2にデータを設定する。これにより、指定した鍵に対応するソレノイドが駆動されるとともに、検査信号に応じた処理が行われる。また、ソレノイドの速度信号とモニタ信号が鍵盤制御用入出力IC21-1〜21-6の各A/D入力チャンネルに入力され、速度信号とモニタ信号はそれぞれA/D変換され、全チャンネル分のデータをモーションコントロールユニット1のCPU10が1回の受信タイムスロットにおいて受信する。
In this embodiment, data transmission / reception between the
ここで、図2の例では16チャンネルのD/A出力ポート部21AとA/D入力ポート部21Bにおいて、12チャンネル(12ch)と4チャンネル(4ch)を分割して図示しているが、これは、12チャンネルの入出力はそれぞれ各鍵に対応した12個のソレノイド(鍵)と速度センサが割り当てられて「使用チャンネル」となっていることを示し、4チャンネルの入出力はソレノイドと速度センサが割り当てられていない「空きチャンネル」となっていることを示している。そして、D/A出力ポート部21Aの空きチャンネルから後述の検査信号を出力する。また、A/D入力ポート部21Bの空きチャンネルから後述のモニタ信号を入力し、これをデジタルデータに変換してモーションコントロールユニット1に送信する。なお、D/A出力ポート部21Aの各チャンネルを「D/A出力チャンネル」、A/D入力ポート部21Bの各チャンネルを「A/D入力チャンネル」ともいう。
Here, in the example of FIG. 2, in the 16-channel D / A
この使用チャンネル数と空きチャンネル数は鍵盤制御用入出力IC21-1〜21-6のぞれぞれに応じて異なっており、第1基板221〜第4基板224毎にまとめると、次表1のようになっている。
The number of used channels and the number of vacant channels differ depending on each of the keyboard control input / output ICs 21-1 to 21-6, and are summarized in the following table 1 for each of the
すなわち、第1基板221の鍵盤制御用入出力IC21-1は使用チャンネル数が12チャンネルで空きチャンネル数が4チャンネルである(図2の構成)。また、第2基板222の鍵盤制御用入出力IC21-2と21-4は各チャンネルを合わせて32チャンネルとなるが、このうち使用チャンネル数が28チャンネルで空きチャンネル数が4チャンネルである。また、第3基板223の鍵盤制御用入出力IC21-4は使用チャンネル数が16チャンネルで空きチャンネル数が0チャンネルである。また、第4基板224の鍵盤制御用入出力IC21-5と21-6は各チャンネルを合わせて32チャンネルとなるが、使用チャンネル数が32チャンネルで空きチャンネル数が0チャンネルである。すなわち、使用チャンネル数は計88チャンネルであり各チャンネルが88の各鍵に対応している。そして、この実施形態では8チャンネル分の空きチャンネル(A/D入力チャンネル)をモニタ信号の入力用に割り当てることができ、8チャンネル分の空きチャンネル(D/A出力チャンネル)を検査信号の出力用に割り当てることができる。
That is, the keyboard control input / output IC 21-1 on the
このように鍵盤制御用入出力IC21に入力するモニタ信号、鍵盤制御用入出力IC21から出力する検査信号としては以下のものがある。この実施形態では、ソレノイド異常検出回路で検出したソレノイドへの通電異常を示す異常検出信号をモニタ信号として入力する。また、キードライブユニット2の所定の位置に配設した温度センサにより検出した温度検出信号をモニタ信号とし入力する。なお、ソレノイドを駆動するための駆動電源の電圧を検出した電圧検出信号、ユーザが操作した演奏用操作子に対応する操作子信号などをモニタ信号として入力してもよい。また、この実施形態では、ソレノイドへの通電異常検出時やキードライブユニット2の温度異常検出時にLEDを点灯駆動するためのLED駆動信号を検査信号として出力する。
As described above, the monitor signal input to the keyboard control input / output IC 21 and the inspection signal output from the keyboard control input / output IC 21 include the following. In this embodiment, an abnormality detection signal indicating abnormality in energization of the solenoid detected by the solenoid abnormality detection circuit is input as a monitor signal. Further, a temperature detection signal detected by a temperature sensor disposed at a predetermined position of the
なお、キーセンサやハンマーセンサなど鍵盤に配設された鍵盤センサからのセンサ信号、あるいはペダルセンサからのセンサ信号を、モーションコントロールユニット1に入力し、このセンサ信号を例えばバスを介して接続されるハードディスク等に記録しておき、メンテナンス時の検査信号として外部に出力してもよい。さらに、各種制御用に設定されている制御内部値のデータを検査信号として外部に出力してもよい。なお、モニタ信号や検査信号は、8チャンネルの全部の空きチャンネルを使って8種類の信号とするようにしてもよいし、8チャンネルのうちの所定の空きチャンネルで所定の信号を入出力するようにしてもよい。
A sensor signal from a keyboard sensor such as a key sensor or a hammer sensor or a sensor signal from a pedal sensor is input to the
実施形態の自動演奏ピアノは、操作子I/O制御ユニット(キードライブユニット2)が複数(16チャンネル)の出力ポートを有する複数のIC回路(鍵盤制御用入出力IC21)で構成され、全IC回路の出力ポート数が鍵盤4の鍵数(88鍵)を上回るように該IC回路の個数が設定され、該IC回路の鍵に割り当てられていない出力ポートが空きチャンネルとされている。自動演奏ピアノでは、機種の異なる(鍵数の異なる)場合にも通常上記のようなIC回路を用い、このIC回路の個数は鍵数に応じて設定されている。したがって、この実施形態のようにすれば、機種の異なる場合でもIC回路の個数以外は略同様な設計とすることができる。 The automatic performance piano according to the embodiment includes a plurality of IC circuits (keyboard control input / output ICs 21) in which an operator I / O control unit (key drive unit 2) has a plurality (16 channels) of output ports, and all IC circuits. The number of IC circuits is set so that the number of output ports exceeds the number of keys on the keyboard 4 (88 keys), and output ports not assigned to the keys of the IC circuits are vacant channels. In an auto-playing piano, an IC circuit as described above is usually used even when the model is different (the number of keys is different), and the number of IC circuits is set according to the number of keys. Therefore, according to this embodiment, even when the models are different, the design can be substantially the same except for the number of IC circuits.
図3は実施形態におけるモーションコントロールユニット1のCPU10が実行する制御プログラムの要部を示すフローチャートであり、同図に基づいて制御動作の一例を説明する。まず、自動演奏モードであるかを判定し(ステップS1)、自動演奏モードでなければその他の処理を行う(ステップS2)。自動演奏モードでは、所定のクロックで動作する。まず、MIDIコントローラから受信したMIDIデータ(演奏データのイベントデータ)を所定のバッファから読み出し(ステップS3)、そのデータに基づいて、駆動すべき鍵の駆動信号に対応する駆動データを含む全チャンネル分のデータを作成し(ステップS4)、その全チャンネルのデータをキードライブユニット2に送信する。また、ペダル駆動用の信号は第1通信ポート40から他のユニットに出力する(ステップS5)。
FIG. 3 is a flowchart showing a main part of a control program executed by the
次にキードライブユニット2からA/D入力チャンネルの全チャンネルのデータを受信(入力)し(ステップS6)、速度信号に応じてソレノイドのフィードバック制御に関する処理を行う(ステップS7)。また、受信データの中の検査信号の中に異常検出信号(ソレノイド通電異常)が有るかを判断し(ステップS8)、異常検出信号が検出されていれば、対応するソレノイドへの通電を禁止するためにフラグセット等を行う(ステップS9)。このフラグのセット情報は、前記キードライブユニット2への送信データの作成時に(ステップS4)、対応するソレノイドを駆動しないようにするために用いる。
Next, the data of all the A / D input channels is received (input) from the key drive unit 2 (step S6), and processing related to solenoid feedback control is performed according to the speed signal (step S7). Further, it is determined whether or not there is an abnormality detection signal (solenoid energization abnormality) in the inspection signal in the received data (step S8). If an abnormality detection signal is detected, energization to the corresponding solenoid is prohibited. Therefore, flag setting or the like is performed (step S9). This set information of the flag is used to prevent the corresponding solenoid from being driven when the transmission data to the
次に、受信データの温度検出信号から温度異常であるかを判断し(ステップS10)、温度異常であればLEDの点灯駆動用のデータを生成する(ステップS11)。この点灯駆動用のデータは、前記キードライブユニット2への送信データの作成時に(ステップS4)、空きチャンネルのD/A出力チャンネルを指定して全チャンネルのデータ中に含ませる。そして、MIDIデータが終了かを判定し(ステップS12)、終了でなければステップS3以降を繰り返す。
Next, it is determined from the temperature detection signal of the received data whether the temperature is abnormal (step S10). If the temperature is abnormal, data for lighting the LED is generated (step S11). The data for driving the lighting is included in the data of all channels by designating the D / A output channel of the empty channel when the transmission data to the
以上のステップS3〜ステップS12の処理を所定クロックのタイミングで繰り返すことにより、MIDIデータに基づく自動演奏が行われるとともに、異常が発生した時点でソレノイドの駆動停止や、LEDによる温度異常発生の表示等を行うことができる。また、ソレノイドに対する通電異常の異常検出時には、対応するソレノイドあるいは鍵を別途表示器等に表示するようにしてもよい。 By repeating the above steps S3 to S12 at a predetermined clock timing, an automatic performance based on MIDI data is performed, and when an abnormality occurs, the drive of the solenoid is stopped, the display of the temperature abnormality occurrence by the LED, etc. It can be performed. Further, when an abnormality in energization to the solenoid is detected, the corresponding solenoid or key may be separately displayed on a display or the like.
メンテナンスモード時には、例えばMIDIデータにより鍵を駆動したとき、あるいは手動で鍵盤を操作したとき、キーセンサやハンマーセンサなどの鍵盤センサからセンサ信号を取り込み、そのセンサ信号を検査信号として鍵盤制御用入出力IC21-1〜21-3の空きチャンネルのD/A出力チャンネルから出力する。これにより、この検査信号を調べて各部が正常に動作しているか否かを判定することができる。 In the maintenance mode, for example, when a key is driven by MIDI data or when a keyboard is manually operated, a sensor signal is acquired from a key sensor such as a key sensor or a hammer sensor, and the sensor signal is used as an inspection signal to input / output IC 21 for keyboard control. Output from D / A output channels of -1 to 21-3 empty channels. Thereby, it can be determined whether each part is operating normally by examining this inspection signal.
以上の実施形態ではキードライブユニット2のチャンネル構成が前掲の表1の場合について説明したが、例えば次表2のようなチャンネル構成など、空きチャンネルがあれば他のチャンネル構成でもよい。
In the above embodiment, the case where the channel configuration of the
この表2の例では、第1基板と第3基板における鍵盤制御用入出力ICのハードウエア構成は前掲の図2と同様であるが、第2基板と第4基板の鍵盤制御用入出力ICはA/D入力ポート部を備えていない。すなわち、ソレノイドのフィードバック制御を行わないタイプ(前記実施形態より廉価なタイプ)の自動演奏ピアノに適用される。しかし、この場合でも、第1基板と第3基板における鍵盤制御用入出力ICのD/A出力ポート部の合計8チャンネルの空きチャンネルにより検査信号を出力することができる。 In the example of Table 2, the hardware configuration of the keyboard control input / output ICs on the first board and the third board is the same as that shown in FIG. 2, but the keyboard control input / output ICs on the second board and the fourth board. Does not have an A / D input port. That is, the present invention is applied to an automatic performance piano of a type that does not perform solenoid feedback control (a type that is cheaper than the above embodiment). However, even in this case, the inspection signal can be output by a total of eight vacant channels in the D / A output port portion of the keyboard control input / output IC on the first substrate and the third substrate.
実施形態における一つの鍵盤制御用入出力ICはチャンネル数が16チャンネルの場合であるがその他のチャンネル数のICでもよい。例えば鍵盤制御用入出力ICのチャンネル数が12チャンネルの場合、88鍵では8個のICが必要であるが、この場合にも12×8−88=8で8チャンネルの空きチャンネルができるので、これをモニタ信号の入力や検査信号の出力に利用することができる。また、前記実施形態では88鍵の例について説明したが、鍵の数に限定されることはなく、鍵盤制御用入出力ICに空きチャンネルがあればよい。 One keyboard control input / output IC in the embodiment is the case where the number of channels is 16, but may be an IC having other numbers of channels. For example, if the number of input / output ICs for keyboard control is 12 channels, 88 ICs require 8 ICs, but in this case as well, 12 × 8−88 = 8 and 8 channels are available. This can be used to input a monitor signal or output a test signal. In the above embodiment, an example of 88 keys has been described. However, the number of keys is not limited, and it is sufficient if there is an empty channel in the keyboard control input / output IC.
なお、モニタ信号としては、実施形態に限らず、組み付け時はメンテナンス時に鍵盤の高さ方向の距離(位置)を検出する距離検出信号等でもよい。また、この距離信号による距離の情報を検査信号として出力するようにしてもよい。 The monitor signal is not limited to the embodiment, but may be a distance detection signal for detecting the distance (position) in the height direction of the keyboard during assembly during assembly. Further, distance information based on the distance signal may be output as an inspection signal.
また、実施形態ではモニタ信号を入力するようにしているが、本発明では、少なくとも検査信号を出力すればモニタ信号を入力しなくてもよいことはいうまでもない。 In the embodiment, the monitor signal is input. However, in the present invention, it is needless to say that the monitor signal may not be input if at least the inspection signal is output.
なお、実施の形態では、自動演奏ピアノの例を示したが、前述のような力覚制御を行う鍵盤楽器に利用したり、ジョイスティックのように、多次元的に操作でき、その操作を駆動したり、あるいは力覚制御したりする多次元型演奏制御装置の制御に適用してもよい。後者の場合、1つのチャンネルは演奏用操作子の1つの次元の操作の検出と駆動に用いるようにし、それを複数設けることによって、多次元の制御を行うようにすればよい。 In the embodiment, an example of an automatic performance piano has been described. However, it can be used for a keyboard instrument that performs force sense control as described above, or can be operated in a multidimensional manner like a joystick, and the operation is driven. Or may be applied to control of a multidimensional performance control device that performs force sense control. In the latter case, one channel may be used for detecting and driving one-dimensional operation of the performance operator, and a plurality of channels may be provided to perform multidimensional control.
1…モーションコントロールユニット(制御ユニット回路)、2…キードライブユニット(操作子I/O制御ユニット)、3…回路要素、21…鍵盤制御用入出力IC、21A…D/A出力ポート部、21B…A/D入力ポート部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該演奏用操作子を駆動するための、複数の駆動部と、
前記演奏用操作子の駆動制御を行うための駆動データを演算して求め、該駆動データを出力する制御ユニット回路と、
前記制御ユニット回路とは別体に設けられ、前記演奏用操作子の複数の駆動部にそれぞれ接続される出力チャンネルの複数の出力ポートを有する操作子I/O制御ユニットであって、前記制御ユニット回路に接続され、前記制御ユニット回路からの駆動データを出力ポートから駆動部に出力して演奏用操作子を駆動制御する操作子I/O制御ユニットと、
を備え、前記操作子I/O制御ユニットの前記駆動部に割り当てられていないチャンネルの出力ポートの少なくとも1つを介して検査信号を出力することを特徴とする演奏操作子用制御装置。 One or more performance controls;
A plurality of drive units for driving the performance operators;
A control unit circuit for calculating and obtaining drive data for performing drive control of the performance operator, and outputting the drive data;
An operator I / O control unit provided separately from the control unit circuit and having a plurality of output ports of output channels respectively connected to a plurality of drive units of the performance operator, wherein the control unit An operation unit I / O control unit connected to a circuit and outputting drive data from the control unit circuit to an output unit from an output port to drive and control a performance operation unit;
And a control device for a performance operator, which outputs a test signal via at least one of output ports of channels not assigned to the drive section of the operator I / O control unit.
前記制御ユニット回路は、前記演奏用操作子の物理量データに基づき駆動制御を行うための駆動データを演算するものであり、
前記操作子I/O制御ユニットは、前記センサ部および駆動部に接続される入出力チャンネルをそれぞれ対で複数ポート有し、前記制御ユニット回路からの駆動データを出力ポートから駆動部に出力して演奏用操作子を駆動制御するとともに、前記センサ部からの物理量データを入力ポートから入力して前記制御ユニット回路に出力するものであり、
前記制御ユニット回路と操作子I/O制御ユニットをループで接続し、少なくとも前記演奏用操作子の物理量データを操作子I/O制御ユニットから制御ユニット回路に対してシリアルデータとして送るとともに、前記演奏用操作子の駆動データと前記検査信号を制御ユニット回路から操作子I/O制御ユニットに対してシリアルデータとして送り、
前記操作子I/O制御ユニットは、前記駆動部に対して駆動データを出力ポートからパラレルに出力し、前記センサ部からの物理量データを入力ポートからパラレルに入力し、
前記検査信号は、前記操作子I/O制御ユニットの入力ポートから入力され制御ユニット回路に送られた情報を元に、該制御ユニット回路が出力するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の演奏操作子用制御装置。 A plurality of sensor units for detecting physical quantities of the movements of the performance operators and outputting physical quantity data;
The control unit circuit calculates drive data for performing drive control based on physical quantity data of the performance operator,
The operation element I / O control unit has a plurality of pairs of input / output channels connected to the sensor unit and the drive unit, and outputs drive data from the control unit circuit from the output port to the drive unit. While driving and controlling the performance operator, the physical quantity data from the sensor unit is input from the input port and output to the control unit circuit,
The control unit circuit and the operator I / O control unit are connected in a loop, and at least the physical quantity data of the performance operator is sent as serial data from the operator I / O control unit to the control unit circuit. The operating unit drive data and the inspection signal are sent as serial data from the control unit circuit to the operating unit I / O control unit.
The operator I / O control unit outputs drive data to the drive unit in parallel from an output port, inputs physical quantity data from the sensor unit in parallel from an input port,
The control unit circuit outputs the inspection signal based on information input from an input port of the operator I / O control unit and sent to the control unit circuit. 3. A control device for a performance operator according to 2.
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