JP2680964B2 - ピアノ自動演奏装置のソレノイド駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鍵番号，打鍵強度，時
間情報等からなる音楽演奏情報に基づいて音楽を演奏す
るピアノ自動演奏装置のソレノイド駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動演奏ピアノでは、オンイ
ベントがあると、打鍵強度情報に応じた所定の駆動電力
でソレノイドを駆動することにより打鍵を行わせ、その
後、オフイベントがあるまで該ソレノイドに保持電力を
印加して鍵を打鍵された状態に保っておくことが行われ
ている。これは保持電力を供給しないと、ダンパが働い
て弦の振動が止められて、余韻がなくなってしまうから
である。

【０００３】従来の自動演奏ピアノでは、この保持電力
の印加時間を、通常の音楽演奏において予想される最も
長い押鍵時間例えば２０秒程度より僅かに長い一定期間
に設定し、この期間が過ぎるまで電力供給が継続された
ときには、強制的に電力の供給を中止するようになって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、一律に保持電力の印加期間を設定していたた
め、必要以上に長い期間が設定され、異常時の安全対策
としては不十分であり、長時間の電力の供給により、ソ
レノイドのコイルが加熱あるいは焼損する虞があった。
また、ソレノイドに不要な電力を供給するのは、無駄で
あり好ましくない。

【０００５】本発明は、ソレノイドに必要以上の保持電
力が供給されることを防止し得るピアノ自動演奏装置の
ソレノイド駆動装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は図１に例示するように、打鍵すべき鍵の鍵
番号、打鍵強度及び時間情報等からなる音楽演奏情報に
基づいて、該時間情報が示す演奏タイミングで、該鍵番
号に対応するソレノイドを、該打鍵強度に応じた強さの
駆動電力で駆動し、その後、鍵を打鍵された状態に保持
するために必要な最小の保持電力を当該ソレノイドに供
給するソレノイド駆動制御手段を備えたピアノ自動演奏
装置のソレノイド駆動装置において、鍵番号と打鍵強度
とに基づいて、前記ソレノイドに印加される保持電力の
許容最大印加期間を表す印加期間情報を導出する印加期
間情報導出手段と、前記印加期間情報導出手段により導
出された印加期間情報に基づいて、保持電力の印加期間
を計時する計時手段と、前記計時手段により印加期間の
計時を満了するまで前記ソレノイドが駆動され続けたと
き、前記ソレノイド駆動制御手段によるソレノイドの駆
動を中止させる駆動中止手段と、を備えたことを特徴と
するピアノ自動演奏装置のソレノイド駆動装置を要旨と
する。

【０００７】

【作用】上記構成を有する本発明では、ソレノイド駆動
制御手段が、打鍵すべき鍵の鍵番号、打鍵強度及び時間
情報等からなる音楽演奏情報に基づいて、該時間情報が
示す演奏タイミングで、該鍵番号に対応するソレノイド
を、該打鍵強度に応じた強さの駆動電力で駆動し、その
後、ソレノイドを保持しておくのに必要な最小の保持電
力で駆動する。

【０００８】そして、印加期間情報導出手段が、鍵番号
と打鍵強度とに基づいて、ソレノイドに印加される保持
電力の許容最大印加期間を表す印加期間情報を導出し、
計時手段が、導出された印加期間情報に基づいて、保持
電力の印加期間を計時し、該計時手段により印加期間の
計時を満了するまでソレノイドが駆動され続けた場合に
は、駆動中止手段が、ソレノイド駆動制御手段によるソ
レノイドの駆動を中止させる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は、本実施例のピアノ自動演奏装置の主要
な電気的構成を示すブロック図である。図２において、
電子制御装置１１は、制御装置の中心をなすＣＰＵ１
３，ＣＰＵ１３のプログラム等を記憶するＲＯＭ１５，
音楽演奏情報等を記憶するＲＡＭ１７，ピアノの鍵盤の
各鍵に対応して設けられた各ソレノイド４１を駆動する
駆動回路４３に対して所定の制御信号を発生する信号発
生回路１９，打鍵強度及び／または鍵番号に対応して最
大期間を導出するメモリテーブル２１，所定周期のクロ
ック信号を発生するクロック２３，クロック２３のクロ
ック信号を計数することによりタイマとして働くカウン
タ２５，入出力インターフェース２７及びバス２９など
から構成される。

【００１０】この入出力インターフェース２７には、音
楽演奏情報の記録や再生を行うための操作スイッチ３
１，各種情報を表示するディスプレイ３３，音楽演奏情
報を記憶する大容量の記憶装置３５及び外部入力端子等
が接続される。音楽演奏情報は、図３に示すように、１
イベント情報を単位とする各イベント毎の情報の集合で
あり、１イベントの情報は、該情報を識別するために１
イベント情報毎に付された識別符号と、打鍵あるいは離
鍵を実行すべき鍵を表す鍵番号情報と、打鍵強度（離鍵
の場合は”０”）を表す情報と、打鍵あるいは離鍵を実
行する時間を表す時間情報とからなる。つまり、イベン
トには、打鍵の実行にかかるものと離鍵の実行にかかる
ものとがあり、前者をオンイベント、後者をオフイベン
トと称している。

【００１１】上記電子制御装置１１は、再生が指定され
ると、記憶装置３５から上記音楽演奏情報の１イベント
情報を読み出し、当該イベントの実行時間を判別して実
行時間が到来したとき、そのイベントを実行するように
なっている。電子制御装置１１は、実行するイベントが
オンイベントであれば、ソレノイド４１の駆動を開始さ
せ、オフイベントであれば、駆動中のソレノイド４１の
駆動を終了させる。そして、電子制御装置１１は、１イ
ベントの実行を終了すると、次のイベントを記憶装置３
５から読み出して、同様の処理を繰り返し、音楽を演奏
する。

【００１２】上記ソレノイド４１の駆動時のソレノイド
駆動電力を図４に示す。ここで、上段は打鍵強度が小さ
い場合の駆動電力を表し、下段は打鍵強度の大きい場合
の駆動電力を表している。オンイベントが実行される
と、打鍵強度に対応した駆動電力値（以下、アタックレ
ベルと呼ぶ）Ｌ１が期間Ｔ１の間ソレノイド４１に供給
され、その後、ソレノイド４１を保持しておくのに必要
な最小の駆動電力値（以下、保持レベルと呼ぶ）Ｌ２が
期間Ｔ２の間ソレノイド４１に供給される。期間Ｔ１を
アタック期間と呼び、期間Ｔ２を保持期間と呼ぶ。この
保持期間Ｔ２は、アタック期間Ｔ１の終了後から始まっ
て、オフイベントが実行されたときに終了する。

【００１３】図４に示す期間Ｔｍは、保持レベル電力の
印加を許容する最大期間を表している。次に、この最大
期間Ｔｍについて説明する。打鍵されたピアノの弦の振
動の減衰時間は、図５（ａ）に示すように、打鍵強度が
大きいほど長く、また、図５（ｂ）に示すように、音域
が低いほど長い。上記減衰時間を実測したところ、打鍵
強度が大きい場合には、減衰時間ｔは、低音域で２２
秒、中音域で１０秒、高音域で２秒であった。また、打
鍵強度が小さい場合には、減衰時間ｔは、低音域で８
秒、中音域で３秒、高音域で１秒以下であった。このこ
とからわかるように、弦振動の減衰時間ｔは打鍵強度と
音域に依存する。このため、本実施例では、保持レベル
電力の印加を許容する最大期間Ｔｍを打鍵強度と音域に
よって決定する。

【００１４】図６（ａ）に、打鍵強度に対応した最大期
間を表すマップを示し、図６（ｂ）に、音域つまり鍵番
号に対応した最大期間を表すマップを示す。打鍵強度が
大きくなるほど、また、低音域ほど、最大期間を長く
し、逆に、打鍵強度が小さくなるほど、または、高音域
ほど、最大期間を短くする。

【００１５】次に、本実施例の動作を図７に示すフロー
チャートに基づいて説明する。ステップＳ１（図示で
は、Ｓ１と略称する）において、実行すべきイベントの
有無を調べる。実行すべきイベントがある場合には、続
いて、ステップＳ２において、打鍵強度情報に基づい
て、オンイベントであるか否かを判別する。ここで、打
鍵強度が０であれば、オフイベントであると判別し、そ
うでなければ、オンイベントであると判別する。オンイ
ベントである場合には、ステップＳ３に進み、オフイベ
ントである場合には、ステップＳ６に進む。

【００１６】オンイベントである場合には、ステップＳ
３において、音楽演奏情報に含まれる鍵番号及び打鍵強
度の情報に基づいて、最大期間Ｔｍを導出すると共に、
アタック期間Ｔ１，アタックレベルＬ１及び保持レベル
Ｌ２を決定する。最大期間Ｔｍの導出は、図６（ａ）に
示すマップから、打鍵強度に対応した最大期間を導出
し、導出された最大期間を、図６（ｂ）に示すマップか
ら得られた最大期間に基づいて所定の補正関数により補
正することにより行なう。アタック期間Ｔ１，アタック
レベルＬ１及び保持レベルＬ２の決定方法については、
周知であるので、説明を省略する。

【００１７】続いて、ステップＳ４では、アタック期間
Ｔ１，アタックレベルＬ１，最大期間Ｔｍ及び保持レベ
ルＬ２を、図８に示すように、レジスタへセットする。
レジスタとしては、同時に複数の鍵を打鍵できるように
するために、複数チャンネルを有するものを用いる。チ
ャンネル数は、８チャンネルあるいは１６チャンネル等
適宜定められる。図８に示すチャンネル１の各パラメー
タの状態は、音楽演奏情報に基づいて、各データがセッ
トされた直後の状態である。

【００１８】続いて、ステップＳ５では、アタック期間
Ｔ１及びアタックレベルＬ１に基づいて、鍵番号に対応
するソレノイドの駆動を開始する。このようにして、ソ
レノイドの駆動を開始した場合には、ステップＳ８にお
いて、駆動電力の印加期間の計時をチャンネル番号の小
さい側から順番に行うために、レジスタのチャンネル番
号を１にセットする。続いて、ステップＳ９において、
レジスタの当該チャンネルがデータのセットされていな
い状態であるか否かを判別する。データのセットされて
いない状態つまり空きレジスタであれば、ステップＳ１
８に進む。

【００１９】レジスタの当該チャンネルにアタック期間
などのデータがセットされていれば、ステップＳ１０に
おいて、アタック期間Ｔ１が既に経過して０になってい
るか否かを判別する。はじめは、アタック期間Ｔ１はセ
ットされた値であり、０ではないので、ステップＳ１１
に進み、アタック期間Ｔ１の計時を行なう。

【００２０】そして、以下に説明する計時の結果、既に
アタック期間Ｔ１が０になっている場合、つまりアタッ
ク期間が既に終了している場合には、最大期間Ｔｍを計
時するために、ステップＳ１４に進む。ここで、ステッ
プＳ１１における計時は、レジスタに記憶したアタック
期間Ｔ１の値を所定周期毎に−１することにより行う。

【００２１】ステップＳ１２において、ステップＳ１１
の計時の結果、アタック期間Ｔ１が０になったか否かを
判別する。アタック期間Ｔ１が０になっていなければ、
ステップＳ１８に進み、レジスタの全てのチャンネルに
ついて処理を行ったか否かを判別する。今の場合には、
チャンネル番号１についての計時を行っただけであるの
で、続いて、ステップＳ１９に進み、チャンネル番号を
＋１して、ステップＳ９に戻る。

【００２２】チャンネル番号２以降についても、上述の
ステップＳ９ないしＳ１８の処理を行う。そして、全て
のチャンネルについて同様の処理を行い、全てのチャン
ネルについて計時を行った場合には、リターンする。そ
して、次のプログラム実行タイミングになったとき、処
理を開始し、上述と同様な処理を行う。

【００２３】従って、オフイベントが到来しなければ、
ステップＳ１，Ｓ８〜Ｓ１９の動作を繰り返すうちに、
アタック期間が終了する。アタック期間が終了して、ス
テップＳ１２において、アタック期間Ｔ１が０になった
ことを判別した場合には、ステップＳ１３に進み、保持
レベルＬ２及び最大期間Ｔｍに基づいて、ソレノイドを
保持駆動に切り替える。

【００２４】そして、この切替を行った後のループで
は、ステップＳ１０からステップＳ１４に進み、ステッ
プＳ１４において、最大期間Ｔｍの計時を行う。この計
時は、レジスタにセットした最大期間Ｔｍの値を、所定
周期（例えば、５ミリ秒）毎に−１することにより行
う。図８に示すチャンネル２の各パラメータの状態は、
アタック期間が終了し、保持期間に入り、既に最大期間
Ｔｍが計時されつつある状態である。

【００２５】ステップＳ１５では、最大期間Ｔｍが０に
なったか否かを判別する。最大期間Ｔｍが０になってい
なければ、ステップＳ１８に進む。最大期間Ｔｍが０に
なった場合には、ステップＳ１６において、当該レジス
タの鍵番号をクリアし、続いて、ステップＳ１７におい
て、鍵番号に対応するソレノイドの駆動を強制的に中止
する。

【００２６】一方、最大期間Ｔｍが満了する前にオフイ
ベントが発生した場合には、次の処理を行う。即ち、ス
テップＳ２において、オフイベントであることが判別さ
れた場合には、ステップＳ６において、当該鍵番号がセ
ットされているレジスタをクリアし、続いて、ステップ
Ｓ７において当該鍵番号に対応するソレノイドの駆動を
終了する。図８に示すチャンネル３の各パラメータの状
態は、最大期間が満了する前に、正常なオフイベントが
実行され、最大期間情報を残したまま当該鍵の駆動を中
止し、鍵番号を０にしてレジスタに何もセットされてい
ない状態つまり空の状態にリセットした状態である。

【００２７】以上のように、本実施例では、アタック期
間Ｔ１が終了して保持期間が開始したときから、所定の
周期をもったクロックパルスにより計時を行い、打鍵強
度及び鍵番号に基づいて得られた最大期間が満了するま
での間に正常なオフイベントが実行されず保持電力の印
加が継続した場合には、ソレノイドへの電力供給を中止
する。そして、最大期間が満了するまでに、オフイベン
トが実行されたときには、計時を中断する。

【００２８】従って、本実施例によれば、オフイベント
が欠落し、正常な離鍵動作ができなくなるような異常が
起こった場合、ソレノイドに電力が供給され続けること
がなくなり、ソレノイドのコイルの加熱・焼損を防止す
ることができる。最大期間は、打鍵強度及び鍵番号に基
づいて得られた最適の時間であり、電力の損失は最小限
にとどめられる。

【００２９】以上実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様で実
施し得る。例えば、上記最大期間Ｔｍの導出を次のよう
に実行してもよい。即ち、まず、鍵番号に対応して最大
期間を求め、次に、打鍵強度に対応して得られた最大期
間に基づき所定の補正関数を用いて鍵番号に対応して得
られた最大期間を補正する。また、メモリテーブルに記
憶したマップの代わりに所定の関数を用いてもよい。図
６（ａ）のマップから得られた打鍵強度のみに対応した
最大期間あるいは図６（ｂ）のマップから得られた音域
のみに対応した最大期間を、保持レベル電力の印加を許
容する最大期間Ｔｍとして採用してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ソレノ
イドの打鍵状態を保持しておくのに必要な保持電力の許
容可能な最大印加期間を、打鍵強度および鍵番号に対応
して設定し、この設定された最大期間の計時が満了する
までソレノイドに保持電力が印加され続けたとき、該ソ
レノイドの駆動を中止するようにしたので、オフイベン
トによる正常なオフ動作が行われなかった場合にも、電
力の損失は最小限に留まり、ソレノイドが加熱したり焼
損することがない。

【００３１】従って、電力損失を最小にすると共に、ソ
レノイドの長寿命化を図ることができるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的構成を例示したブロック図であ
る。

【図２】本実施例のピアノ自動演奏装置の主要な電気的
構成を示すブロック図である。

【図３】音楽演奏情報の構成を示す説明図である。

【図４】ソレノイド駆動電力の各種パラメータの説明図
である。

【図５】打鍵強度と弦振動との関係および音域と弦振動
との関係を表した説明図である。

【図６】打鍵強度に対応した最大期間を表すマップおよ
び鍵番号に対応した最大期間を表すマップを示す説明図
である。

【図７】本実施例の動作を示すフローチャートである。

【図８】動作中のレジスタの状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１１…電子制御装置 １３…ＣＰＵ １５…ＲＯＭ
１７…ＲＡＭ １９…メモリテーブル ２１…信号発生回路 ２５
…カウンタ ４１…ソレノイド ４３…駆動回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 打鍵すべき鍵の鍵番号、打鍵強度及び時
   間情報等からなる音楽演奏情報に基づいて、該時間情報
   が示す演奏タイミングで、該鍵番号に対応するソレノイ
   ドを、該打鍵強度に応じた強さの駆動電力で駆動し、そ
   の後、鍵を打鍵された状態に保持するために必要な最小
   の保持電力を当該ソレノイドに供給するソレノイド駆動
   制御手段を備えたピアノ自動演奏装置のソレノイド駆動
   装置において、 鍵番号と打鍵強度とに基づいて、前記ソレノイドに印加
   される保持電力の許容最大印加期間を表す印加期間情報
   を導出する印加期間情報導出手段と、 前記印加期間情報導出手段により導出された印加期間情
   報に基づいて、保持電力の印加期間を計時する計時手段
   と、 前記計時手段による印加期間の計時を満了するまで前記
   ソレノイドが駆動され続けたとき、前記ソレノイド駆動
   制御手段によるソレノイドの駆動を中止させる駆動中止
   手段と、 を備えたことを特徴とするピアノ自動演奏装置のソレノ
   イド駆動装置。