JP2005195794A

JP2005195794A - 光学検出装置

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Publication number: JP2005195794A
Application number: JP2004001235A
Authority: JP
Inventors: Satoyuki Ura; 智行浦; Tsutomu Sasaki; 力佐々木; Yasuhiko Oba; 保彦大場; Masahisa Hashimoto; 政久橋本
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Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2005-07-21
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Abstract

【課題】受光部の受光レベルを発光部の発光タイミング毎に個別に設定して、各操作子の個々の動作検出精度を向上させる。
【解決手段】複数のＬＥＤ２２４及びフォトダイオード２２５でセンサマトリクスを構成する。受光信号ＣＨＯ（ｙ）は、各受光部２３０の出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）に基づく選択信号ＭＰＸにより選択される。全ＬＥＤ２２４の発光レベルｌｅｄ（ｘ）を最高に設定し、全受光部２３０の受光信号ＣＨＯ（ｙ）として最低を選択して、出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）のうち閾値ＲＥＦを超えているもの（オーバーキー）が存在しなくなるまで発光レベルｌｅｄ（ｘ）を１段階ずつ下げた後、それを固定して、全受光部２３０について最高を選択し、閾値ＲＥＦを超える出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）が存在しなくなるまで、オーバーキーに対応する受光信号ＣＨＯ（ｙ）の選択を個々に１段階ずつ下げる。
【選択図】図５

Description

本発明は、発光及び受光のセンサマトリクスを構成し、自動ピアノの鍵等の操作子の動作検出を行うための光学検出装置に関する。

従来、複数のＬＥＤ等の発光素子と複数のフォトダイオード等の受光素子とを用いてセンサマトリクスを構成し、鍵盤装置の鍵等の複数の操作子の動作を個別に検出するようにした光学検出装置が知られている（例えば、下記特許文献１）。例えば、図９に示すように、Ｃ列、Ｃ＃列・・・Ｂ＃列という音高列をそれぞれ１２個の発光素子が受け持つと共に、ｃｈ１〜ｃｈ８というチャンネルをそれぞれ８個の受光素子が受け持つようにセンサマトリクスを構成し、１２個の発光素子を循環的に発光させ、それらの発光タイミングと、各受光素子の受光量の変化とに基づいて、どの音高の鍵がどのように動作したのかを検出することができる。

ところが、発光素子及び受光素子は、個々の特性のばらつきが存在する場合や、経年変化により特性が変化する場合がある。そこで、例えば、下記特許文献２の光学検出装置は、受光素子の出力に基づき、発光素子の発光輝度を複数（例えば４）段階で設定して、鍵動作の検出精度を向上させるようにしている。
特開平９−５４５８４号公報特開２０００−１５５５７１号公報

しかしながら、上記特許文献２では、ある発光素子の発光輝度を調節した場合、その発光素子が受け持つ音高群（例えば、Ｃ列）の検出時における複数（ｃｈ１〜ｃｈ８）の受光素子の出力信号レベルが共通の方向に補正されることになるため、各発光素子間のばらつきや特性変化を補償できても、各受光素子間のばらつきや特性変化を補償することができない。従って、個々の操作子毎に検出精度を向上させることができないという問題があった。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、受光部の受光レベルを発光部の発光タイミング毎に個別に設定して、各操作子の個々の動作検出精度を向上させることができる光学検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１の光学検出装置は、循環的に発光する複数の発光部とこれら発光部から放射される光を受光する複数の受光部との組み合わせによりセンサマトリクスを構成し、前記複数の発光部の各発光タイミングと前記複数の各受光部の出力信号とに基づいて複数の操作子の動作を検出するように構成された光学検出装置であって、前記複数の発光部の各々の発光タイミング毎に、前記複数の受光部の受光レベルを個々に調節することが可能な受光レベル調節手段と、前記複数の発光部の各々の発光タイミング毎に出力される前記各受光部の出力信号に応じて、前記各々の発光タイミング毎に前記受光レベル調節手段を制御するレベル制御手段とを有することを特徴とする。

この構成によれば、複数の発光部の各々の発光タイミング毎に出力される各受光部の出力信号に応じて、各々の発光タイミング毎に受光レベルが調節される。

本発明の請求項１に係る光学検出装置によれば、受光部の受光レベルを発光部の発光タイミング毎に個別に設定して、各操作子の個々の動作検出精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光学検出装置の１鍵に対応する構成を示す、シャッタ近傍の外観図である。本光学検出装置は、例えば、８８鍵を有する電子鍵盤楽器の各鍵の動作を検出する鍵センサとして構成される。

本光学検出装置は、特開平９−５４５８４号公報等で示されるように、１２個のＬＥＤ２２４（２２４−１〜２２４−１２）と８個のフォトダイオード２２５（２２５−１〜２２５−８）とを用いて図９に示すようなセンサマトリクスを構成し、８８鍵分のデータを読み取って、各鍵１０の動作を検出するようになっている。

図１に示すように、１２個のＬＥＤ２２４が、各々８個の発光側センサヘッド２２１に接続されており、また、各発光側センサヘッド２２１に対応する受光側センサヘッド２２２が、各々フォトダイオード２２５に接続される。発光側センサヘッド２２１は、光ファイバを介してＬＥＤ２２４から光の供給を受け、直径約５ｍｍのビームを出力する。受光側センサヘッド２２２は、発光側センサヘッド２２１と対向し、発光側センサヘッド２２１から照射される光ビームを受光する。その受光された光は光ファイバを介してフォトダイオード２２５に供給され、フォトダイオード２２５は、受光量に応じた電流を発生させる。

鍵１０の下面には、板状のシャッタＫＳが垂下して設けられている。押鍵操作により鍵１０が上下方向に回動すると、発光側センサヘッド２２１と受光側センサヘッド２２２との間をシャッタＫＳが横断するようになっている。発光側センサヘッド２２１から照射される光ビームは、シャッタＫＳの位置に応じた分だけ遮蔽されるようになっており、その結果、受光側センサヘッド２２２の受光量はシャッタＫＳの位置、すなわち鍵１０の位置に応じて変化する。

１つのＬＥＤ２２４は、８個の発光側センサヘッド２２１を受け持つように接続され、例えば、図９に示すように、音高Ｃ列（Ｃ１〜Ｃ８）に対応する８個の発光側センサヘッド２２１を１つのＬＥＤ２２４が受け持つ。また、１つのフォトダイオード２２５は、１２個の受光側センサヘッド２２２を受け持つように接続され、例えば、チャンネルｃｈ１（音高Ｃ１、Ｃ＃１、Ｄ・・・Ｂ１）に対応する受光側センサヘッド２２２を１つのフォトダイオード２２５が受け持つ。そして、１２個のＬＥＤ２２４を、例えば０.１２ｍｓｅｃ周期で循環的に発光させ、それらの発光タイミングと、各フォトダイオード２２５の出力とに基づいて、各鍵１０の動作を検出する。すなわち、ある１つのＬＥＤ２２４だけを点灯させ、その時の８個のフォトダイオード２２５の出力を読み、次のタイミングで、別のＬＥＤ２２４を１つだけ点灯させて８個のフォトダイオード２２５の出力を読むというようにして、データを順次獲得していく。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光学検出装置の構成を示すブロック図である。本光学検出装置は、ＣＰＵ２０１に、バス２００を介して、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、パネルスイッチ（ＳＷ）部２０４、Ａ／Ｄ変換器２２３、発光制御部１４０、ソレノイド駆動回路２６０、音源回路２１０及びＦＤドライバ２５０が接続されて構成される。

ＣＰＵ２０１は本装置全体の制御を司る。ＲＯＭ２０２には、プログラムや各種テーブルが記憶されている。ＲＡＭ２０３には、各種データや、各種処理に用いられるテーブル等が記憶される。パネルスイッチ部２０４には不図示の種々のスイッチが設けられている。

音源回路２１０は、ＣＰＵ２０１から供給されるキー番号（キーコードともいう）、ベロシティ（押鍵の強さに対応したデータ）、キーオン信号ＫＯＮ、キーオフ信号ＫＯＦ及びリリースレートＲＬ等に基づいてピアノ音の楽音信号を生成し、スピーカＳＰまたはヘッドホンＨＨに供給する。この場合、キーオン信号ＫＯＮが供給されると、アタック、ディケイ、サステインの各部分のエンベロープ制御を行い、さらに、リリース期間のエンベロープ制御としてリリースレートＲＬに基づく減衰制御を行う。なお、楽音信号の振幅（音量）は、ベロシティＫＶに基づいて制御される。

Ａ／Ｄ変換器２２３には、８個の受光部２３０（２３０−１〜２３０−８）が接続されている。受光部２３０には、上記した受光側センサヘッド２２２及びフォトダイオード２２５（２２５−１〜２２５−８）等が備えられる。Ａ／Ｄ変換器２２３は、各受光部２３０からの出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）（：ｎ＝１〜８）をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ２０１に供給する。ＣＰＵ２０１は、Ａ／Ｄ変換器２２３によってデジタル値に変換された各鍵１０の位置情報に基づいて各鍵１０の状態を認識し、これに基づいて、ベロシティ、キーオン信号ＫＯＮ、キーオフ信号ＫＯＦ及びリリースレートＲＬを生成する。また、ＣＰＵ２０１は、スキャン操作に応じて、いずれの鍵１０についての位置情報かを認識し、これに基づいてキー番号ＫＮを出力する。

発光制御部１４０には、上記した発光側センサヘッド２２１、ＬＥＤ２２４及び後述する電流制御回路１５０等が備えられる。

ＦＤドライバ２５０は、フロッピー（登録商標）ディスク２５１に対して、演奏情報の書込／読出を行う。この場合の演奏情報は、前述したベロシティ、キー番号ＫＮ、キーオン信号ＫＯＮ、キーオフ信号ＫＯＦ及びリリースレートＲＬであり、ＭＩＤＩ情報に変換されて書き込まれる。また、フロッピー（登録商標）ディスク２５１から読み出された演奏情報は、ＲＡＭ２０３に一旦格納された後、楽曲の進行に応じて読み出され、ソレノイド駆動回路２６０に供給される。ソレノイド駆動回路２６０は、演奏情報に応じたソレノイド駆動信号を作成し、ソレノイドＳＯＬに供給する。これによって、各鍵１０毎に設けられているソレノイドＳＯＬが駆動され、演奏情報に基づいた自動演奏が行われる。

図３は、発光制御部１４０及び複数の受光部２３０を含んで構成されるフォトセンサの詳細構成を示す回路図である。上述したように、Ａ／Ｄ変換器２２３には、８個の受光部２３０−１〜２３０−８から、各々の出力信号ＣＨＯ（Ｙ１）〜ＣＨＯ（Ｙ８）が入力される。

発光制御部１４０には、電流制御回路１５０が含まれる。電流制御回路１５０は、抵抗器１０１、１０２、１０５〜１０７、電界効果トランジスタ１０３、１０４、トランジスタ１０８、１０９により構成される。ＣＰＵ２０１から出力される信号Ｓ_Ａ１２、Ｓ_Ａ１３が共に“０”である場合は、トランジスタ１０８、１０９が共にオフ状態になり、これに伴ってトランジスタ１０３、１０４もオフ状態になる。この場合、電流制御回路１５０は抵抗器１０５（例えば抵抗値３３０Ω）単独の回路と等価になる。また、信号Ｓ_Ａ１２が“１”になると、トランジスタ１０８、１０３が順次オン状態になるから電流制御回路１５０は抵抗器１０５、１０６の並列回路（例えば、抵抗値３３０//２２０＝１３２Ω）と等価になる。

同様にして、電流制御回路１５０の抵抗値は、信号Ｓ_Ａ１３が“１”であって信号Ｓ_Ａ１２が“０”であれば「１０３Ω」、信号Ｓ_Ａ１２、Ｓ_Ａ１３が共に“１”であれば「７０Ω」になる。このように、ＬＥＤ２２４−１〜２２４−１２は、各々４段階で輝度（以下、「発光レベルｌｅｄ（ｘ）」と称する）調節が可能である。

各ＬＥＤ２２４−１〜２２４−１２と、抵抗器１１０−１〜１１０−１２と、トランジスタ１１１−１〜１１１−１２とは、各々直列に接続され、これら直列回路は電流制御回路１５０に接続されている。そして、ＣＰＵ２０１は、これらトランジスタ１１１−１〜１１１−１２に対して循環的に“１”となる駆動信号Ｓ_ＬＥＤ1〜Ｓ_ＬＥＤ１２を供給する。“１”である駆動信号Ｓ_ＬＥＤが供給された抵抗器１１０−１〜１１０−１２はオン状態になり、対応するＬＥＤ２２４−１〜２２４−１２には電流制御回路１５０から電流が供給され、該ＬＥＤが点灯する。

図４は、１つの受光部２３０の詳細構成を示す回路図である。同図では受光部２３０−１の構成を示すが、他の受光部２３０も同様に構成される。

同図に示すように、フォトダイオード２２５−１には、８個の抵抗器Ｒ１〜Ｒ８が直列に接続されている。フォトダイオード２２５−１と抵抗器Ｒ１との接続点Ｐ０がマルチプレクサ１２の入力端子（０）に接続される。同様に、抵抗器Ｒ１〜Ｒ８における各抵抗器間の接続点Ｐ１〜Ｐ７がマルチプレクサ１２の入力端子（１）〜（７）に接続され、接続点Ｐ８が抵抗器Ｒ９を介してオペアンプ１１の反転入力端子に接続されている。オペアンプ１１の反転入力端子と出力端子とは帰還抵抗器Ｒ１０で接続されている。また、マルチプレクサ１２の出力端子（ＣＯＭ）がオペアンプ１１の非反転入力端子に接続されている。マルチプレクサ１２には、ＣＰＵ２０１から３ビットの選択信号ＭＰＸ（０）〜ＭＰＸ（２）が入力される。

抵抗器Ｒ１〜Ｒ８の抵抗値はいずれも同一である。従って、フォトダイオード２２５−１により、受光量に応じた電流が発生したとき、接続点Ｐ０の電位が最も高く（例えば、Ｖ０ボルト）、以降、抵抗器Ｒ１〜Ｒ８により分圧されることで、接続点Ｐ１から接続点Ｐ７にいくにつれて、電位が（７×Ｖ０／８、６×Ｖ０／８、・・・）というように段階的に低くなる。各接続点Ｐ０〜Ｐ７の８箇所の電位が受光信号ＣＨＯ（ｙ）（ＣＨＯ（０）〜ＣＨＯ（７））としてマルチプレクサ１２に入力されるが、上記選択信号ＭＰＸにより、これら入力される受光信号ＣＨＯ（０）〜ＣＨＯ（７）のうち、どの受光信号を出力用に用いるか、すなわち、出力端子（ＣＯＭ）からオペアンプ１１に出力するかが決定される。

受光信号ＣＨＯ（０）〜ＣＨＯ（７）のうち、選択信号ＭＰＸにより決定された信号、すなわち、出力端子（ＣＯＭ）からオペアンプ１１の非反転入力端子に印加される電圧は、抵抗器Ｒ９、Ｒ１０の値によって決まる増幅率で増幅され、上述のように、受光部２３０−１の出力信号ＣＨＯ（Ｙ１）として、Ａ／Ｄ変換器２２３に出力されることになる。

出力信号ＣＨＯ（Ｙ１）は、ＬＥＤ２２４の発光レベルｌｅｄ（ｘ）が同じであれば、接続点Ｐ０から入力される受光信号ＣＨＯ（０）に基づき出力された場合に最も高い値となり、接続点Ｐ７から入力される受光信号ＣＨＯ（７）に基づく場合は最も低い値となる。従って、受光部２３０−１の受光特性として考えると、受光信号ＣＨＯ（０）が選択された場合に、結果として受光部２３０−１の受光レベルが最も高くなり、以降、受光信号ＣＨＯ（７）にまで、受光レベルが段階的に低くなる。選択信号ＭＰＸがどのように設定されるのかについては、図５、図６を用いて後述する。

図５は、本実施の形態の形態におけるレベル調節処理のフローチャートである。本処理は、例えば、本光学検出装置を備えた電子鍵盤楽器の電源オン毎に開始される。図６（ａ）〜（ｆ）は、ＬＥＤ２２４の発光レベルｌｅｄ（ｘ）の設定と受光部２３０の受光信号ＣＨＯ（ｙ）の選択の態様を示す遷移図である。図６では、選択された受光信号ＣＨＯ（ｙ）が、図９に示すセンサマトリクスに対応して音高Ｄ列とチャンネルｃｈとの組み合わせによって示されており、特に、出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）が所定の閾値ＲＥＦを超えている受光部２３０及びそのタイミングが点線枠で示されている。

まず、図５のステップＳ５０１で、発光制御部１４０におけるすべてのＬＥＤ２２４について、発光レベルｌｅｄ（ｘ）をｌｅｄ（０）（最高レベル）に設定すると共に、すべての受光部２３０について、受光信号ＣＨＯ（ｙ）として受光信号ＣＨＯ（７）（最低レベル）を選択する。受光信号ＣＨＯ（ｙ）の選択は、ＣＰＵ２０１からマルチプレクサ１２に送られる選択信号ＭＰＸによって８段階で決定される。ここで、発光レベルｌｅｄ（ｘ）は上述のように４段階で設定され、対応する発光輝度は０＞１＞２＞３であり、発光レベルｌｅｄ（０）であるとき、ＬＥＤ２２４が最も明るく発光する。一方、受光信号ＣＨＯ（ｙ）については、対応する受光レベルが０＞１＞２＞３＞４＞５＞６＞７であり、受光信号ＣＨＯ（７）であるとき、受光部２３０の受光レベルが最も低くなるように作用する。

次に、オーバーキーが存在するか否かを判別する（ステップＳ５０２）。ここで、本実施の形態において、「オーバーキー」とは、各受光部２３０の出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）のうち、いずれかの発光タイミングにおいて所定の閾値ＲＥＦを超えているものに対応している鍵１０乃至音高を指す。その判別は、各音高列の各チャンネルｃｈ毎になされ、各ＬＥＤ２２４の発光タイミングにおける各チャンネルｃｈの出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）に基づいて個別に判別される。

前記ステップＳ５０２の判別の結果、オーバーキーが存在する場合は、発光レベルｌｅｄ（ｘ）を１段階下げて（ステップＳ５０３）、前記ステップＳ５０２に戻る。例えば、図６（ａ）に点線枠で示すように、音高Ｄ列でチャンネルｃｈ２の出力信号ＣＨＯ（Ｙ２）に対応するキーがオーバーキーであった場合は、前記ステップＳ５０３において、図６（ｂ）に示すように、発光レベルｌｅｄ（ｘ）をｌｅｄ（０）からｌｅｄ（１）へ下げる。

そして、前記ステップＳ５０２で、オーバーキー、すなわち、出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）のうち所定の閾値ＲＥＦを超えているものが存在しなくなったら、そのときの値に発光レベルｌｅｄ（ｘ）を固定してステップＳ５０４に進む。これにより、発光レベルｌｅｄ（ｘ）が比較的高い値に設定された状態で、以後の受光レベル調節がなされる。ステップＳ５０４では、すべての受光部２３０について、受光信号ＣＨＯ（ｙ）として受光信号ＣＨＯ（０）（最高レベル）を選択して（図６（ｃ）参照）、オーバーキーが存在するか否かを再度判別する（ステップＳ５０５）。

その判別の結果、図６（ｃ）に例示するように、オーバーキーが存在する場合は、ステップＳ５０６に進んで、オーバーキーに対応する受光信号ＣＨＯ（ｙ）の選択を１段階下げ（０→１）（図６（ｄ）参照）、前記ステップＳ５０５に戻る。ステップＳ５０５、Ｓ５０６の処理は、オーバーキーが存在しなくなるまで繰り返される。例えば、図６（ｄ）、（ｅ）に示すように、未だオーバーキーが存在する場合は、それに対応する受光信号ＣＨＯ（ｙ）をさらに１段階ずつ下げていく。そして、オーバーキーが存在しなくなったら、その時点における発光レベルｌｅｄ（ｘ）の設定及び受光信号ＣＨＯ（ｙ）の選択状態にてレベル調節を決定し（図６（ｆ））、それらの値を本光学検出装置に設定して（ステップＳ５０７）、本処理を終了する。

このような処理により、例えば、図６の例では、同図（ｆ）に示すように、すべてのＬＥＤ２２４の発光レベルが、明るいほうから２番目のｌｅｄ（１）に設定される。また、受光部２３０については、例えば、チャンネルｃｈ２の受光部２３０−２を代表として例示すると、音高Ｃ列に対応するＬＥＤ２２４−１の発光タイミングでは受光信号ＣＨＯ（２）、音高Ｃ＃列、Ｄ列に対応するＬＥＤ２２４−２、２２４−３の発光タイミングでは受光信号ＣＨＯ（３）、音高Ｄ＃列に対応するＬＥＤ２２４−４の発光タイミングでは受光信号ＣＨＯ（１）がそれぞれ選択される。

本実施の形態によれば、各受光部２３０の出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）に基づいて、各受光部２３０の受光レベルをＬＥＤ２２４の発光タイミング毎に個別に設定することで、鍵１０の個々の動作検出精度を向上させることができる。しかも、ＬＥＤ２２４の発光レベルを比較的高い値に設定した状態で、出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）が所定の閾値ＲＥＦをオーバーしない範囲で受光部２３０の受光レベルを個々に設定することで、Ｓ／Ｎ比を高めて検出精度を一層向上させることができる。

また、発光レベルと受光レベルの双方を制御することで、適切な出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）を得るようにしたので、細かく最適な調節が可能である。

また、受光レベルの調節は、受光信号ＣＨＯ（ｙ）を複数のレベル段階に分けて入力し、それらの中から１つを選択して出力に用いることでなされるので、簡単な構成で受光レベル調節ができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態に比し、レベル調節処理が異なり、その他の構成は同様である。従って、図５、図６に代えて図７、図８を用いて本第２の実施の形態を説明する。

図７は、本発明の第２の実施の形態におけるレベル調節処理のフローチャートである。図８（ａ）〜（ｄ）は、ＬＥＤ２２４の発光レベルｌｅｄ（ｘ）の設定と受光部２３０の受光信号ＣＨＯ（ｙ）の選択の態様を示す遷移図である。

まず、図７のステップＳ７０１で、すべてのＬＥＤ２２４について、発光レベルｌｅｄ（ｘ）をｌｅｄ（３）（最低レベル）に設定すると共に、すべての受光部２３０について、受光信号ＣＨＯ（ｙ）として受光信号ＣＨＯ（０）（最高レベル）を選択する（図８（ａ）参照）。

次に、所定の下限値ＵＲを下回る受光部２３０が１つでも存在するか、すなわち、各受光部２３０の出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）のうち、いずれかの発光タイミングにおいて所定の下限値ＵＲを下回るものが存在するか否かを判別し（ステップＳ７０２）、存在する場合は、発光レベルｌｅｄ（ｘ）を１段階上げて（図８（ｂ）参照）（ステップＳ７０３）、前記ステップＳ７０２に戻る一方、存在しない場合は、ステップＳ７０４に進む。従って、上記所定の下限値ＵＲを下回る出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）が生じなくなるまで発光レベルｌｅｄ（ｘ）を１段階ずつ上げていく。

なお、図８（ａ）〜（ｄ）においては、出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）が所定の下限値ＵＲを下回っている受光部２３０及びそのタイミングが一点鎖線枠で示されている。そして、例えば、図８（ａ）に示す状態では、１点鎖線枠及びｋａで示すように、所定の下限値ＵＲを下回る受光部２３０が存在するので、前記ステップＳ７０３で、発光レベルｌｅｄ（ｘ）をｌｅｄ（３）からｌｅｄ（２）へと上げた結果、所定の下限値ＵＲを下回る受光部２３０が存在しなくなった（図８（ｂ）参照）。

次に、ステップＳ７０４では、オーバーキーが存在するか否かを判別する。その判別の結果、オーバーキーが存在する場合（図８（ｂ）参照）は、前記ステップＳ７０５に進んで、オーバーキーに対応する受光信号ＣＨＯ（ｙ）の選択を１段階下げる（０→１）（図８（ｃ）参照）。

ステップＳ７０４、Ｓ７０５の処理は、オーバーキーが存在しなくなるまで繰り返される。すなわち、オーバーキーが存在する場合は、それに対応する受光信号ＣＨＯ（ｙ）をさらに１段階ずつ下げていき、図８（ｄ）に示すように、オーバーキーが存在しなくなったら、図５の前記ステップＳ５０７と同様の処理を実行して（ステップＳ７０６）、本処理を終了する。

このような処理により、例えば、図８の例では、同図（ｄ）に示すように、すべてのＬＥＤ２２４の発光レベルが、明るいほうから３番目のｌｅｄ（２）に設定される。また、受光部２３０については、例えば、チャンネルｃｈ２の受光部２３０−２を代表として例示すると、音高Ｃ列、Ｃ＃列、Ｄ列、Ｄ＃列・・・という発光タイミングの移行に伴い、
受光信号ＣＨＯ（ｙ）の選択は、ＣＨＯ（１）、ＣＨＯ（２）、ＣＨＯ（２）、ＣＨＯ（０）・・・というように遷移する。

本実施の形態によれば、Ｓ／Ｎ比を高めることを除いて第１の実施の形態と同様の効果を奏するだけでなく、ＬＥＤ２２４の発光レベルを比較的低い値に設定した状態で、出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）が所定の閾値ＲＥＦをオーバーしない範囲で受光部２３０の受光レベルを個々に設定することで、ＬＥＤ２２４の寿命を長くすることができる。

なお、上記実施の形態においては、発光レベル調節において、すべてのＬＥＤ２２４について、発光レベルｌｅｄ（ｘ）を同一値に制御したが、このような制御に限られるものではなく、各ＬＥＤ２２４の発光レベルｌｅｄ（ｘ）を個別に設定してもよい。あるいは、ＬＥＤ２２４をいくつかのグループに分け、グループ毎に同じ値に制御するようにしてもよい。

なお、上記実施の形態においては、発光レベル及び受光レベルの双方を調節するようにしたが、発光レベルは固定し、受光レベルのみを出力信号ＣＨＯ（Ｙｎ）に応じて調節するように構成してもよい。

なお、上記実施の形態においては、光学検出装置は、電子鍵盤楽器の鍵１０の動作を検出するものとして説明したが、これに限るものでなく、例えば、ペダル等、複数の操作子の動作を検出するものに本発明を広く適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る光学検出装置の１鍵に対応する構成を示す、シャッタ近傍の外観図である。本発明の第１の実施の形態に係る光学検出装置の構成を示すブロック図である。発光制御部及び複数の受光部を含んで構成されるフォトセンサの詳細構成を示す回路図である。１つの受光部の詳細構成を示す回路図である。本実施の形態の形態におけるレベル調節処理のフローチャートである。ＬＥＤの発光レベルの設定と受光部の受光信号の選択の態様を示す遷移図である。本発明の第２の実施の形態の形態におけるレベル調節処理のフローチャートである。ＬＥＤの発光レベルの設定と受光部の受光信号の選択の態様を示す遷移図である。１２個のＬＥＤと８個のフォトダイオードとを用いて構成されるセンサマトリクスを示す図である。

符号の説明

１０鍵（操作子）、１２マルチプレクサ（受光レベル調節手段）、１４０発光制御部（発光レベル調節手段）、２０１ＣＰＵ（レベル制御手段）、２２４ＬＥＤ（発光部）、２２５フォトダイオード（受光素子）、２３０受光部、ＣＨＯ（ｙ）受光信号、ＣＨＯ（Ｙｎ）出力信号、ＭＰＸ選択信号、ｌｅｄ（ｘ）発光レベル、ＲＥＦ所定の閾値、ＵＲ所定の下限値

Claims

循環的に発光する複数の発光部（２２４）とこれら発光部から放射される光を受光する複数の受光部（２３０）との組み合わせによりセンサマトリクスを構成し、前記複数の発光部の各発光タイミングと前記複数の各受光部の出力信号とに基づいて複数の操作子（１０）の動作を検出するように構成された光学検出装置であって、
前記複数の発光部の各々の発光タイミング毎に、前記複数の受光部の受光レベルを個々に調節することが可能な受光レベル調節手段（１２）と、
前記複数の発光部の各々の発光タイミング毎に出力される前記各受光部の出力信号に応じて、前記各々の発光タイミング毎に前記受光レベル調節手段を制御するレベル制御手段（２０１）とを有することを特徴とする光学検出装置。
前記複数の発光部の発光レベルを調節する発光レベル調節手段（１４０）を有し、前記レベル制御手段は、さらに、前記複数の受光部の出力信号に応じて前記発光レベル調節手段を制御することを特徴とする請求項１記載の光学検出装置。
前記レベル制御手段は、前記受光レベル調節手段及び前記発光レベル調節手段を制御して、前記複数の受光部の受光レベルを最低とした状態で、前記発光部の発光レベルを最高レベルから徐々に下げ、出力信号のレベルが所定の閾値を超える受光部が存在しなくなった時点で前記発光部の発光レベルを固定し、その後、前記複数の受光部の各々の受光レベルを最高レベルから徐々に下げ、さらに出力信号のレベルが前記所定の閾値を超えている受光部の受光レベルを徐々に下げていき、出力信号のレベルが前記所定の閾値を超える受光部が存在しなくなるまで前記受光レベルを下げることを特徴とする請求項２記載の光学検出装置。
前記レベル制御手段は、前記受光レベル調節手段及び前記発光レベル調節手段を制御して、前記複数の受光部の受光レベルを最高レベルとした状態で、前記発光部の発光レベルを最低レベルから徐々に上げ、前記複数の受光部の出力信号のレベルのいずれもが所定の下限値を下回らなくなった時点で前記発光部の発光レベルを固定し、その後、出力信号のレベルが所定の閾値を超えている受光部の受光レベルを徐々に下げていき、出力信号のレベルが前記所定の閾値を超える受光部が存在しなくなるまで前記受光レベルを下げることを特徴とする請求項２記載の光学検出装置。
前記受光レベル調節手段は、前記各受光部に設けられ、前記各受光部は、受光量に応じた信号を出力する受光素子（２２５）を有し、前記各受光部の受光レベル調節手段は、当該受光部の受光素子から入力される信号を複数のレベル段階に分けて入力し、該入力される複数の信号の中から１つを選択して出力に用いることで、当該受光部の受光レベルを調節することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学検出装置。