JP4081908B2

JP4081908B2 - オペアンプのオフセット電圧補償装置

Info

Publication number: JP4081908B2
Application number: JP05944499A
Authority: JP
Inventors: 智行浦; 力佐々木
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2019-03-05
Also published as: JP2000155580A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動ピアノの鍵センサに用いて好適なオペアンプのオフセット電圧補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動ピアノにおいては、演奏記録を行う際に各鍵の動きを検出する必要があり、そのために各鍵に鍵センサが設けられる。鍵センサとしてはＬＥＤ等の発光素子とフォトダイオード等の受光素子とを対向させ、両者間の光路を遮断するシャッタを鍵に取り付けて構成することが一般的である。しかし、ピアノの各鍵（８８鍵）に対して独立したセンサを設けると高価になるため、１２個のＬＥＤと８個のフォトダイオードとを用いてセンサマトリクスを構成する技術が本出願人により提案されている（特開平９−５４５８４号公報（特願平７−２７０３３２））。
【０００３】
このセンサマトリクスの概略を図３に示す。図において２２１は発光側センサヘッドであり、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。２２２は受光側センサヘッドであり、発光側センサヘッド２２１が照射す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は受光量に応じたレベルの出力信号Ｓａを出力する。
【０００４】
１０は鍵であり、その下面から下方に向かって板状のシャッタＫＳが突出している。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、この結果、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。従って、フォトダイオード２２５の出力信号Ｓａは、鍵１０の位置を反映するアナログ量になる。この一例を図４の特性C1に示す。
【０００５】
図においてKRはレスト位置であり、鍵１０の初期位置である。また、KEはエンド位置であり、鍵１０を押し切った位置である。Koはオープン位置であり、シャッタＫＳが光ビームを全く遮蔽しなくなる位置である。なお、レスト位置KRにおいてもシャッタＫＳがある程度光ビームを遮蔽しているから、通常の鍵操作においてシャッタＫＳがオープン位置Koに達することはなく、例えば調律の際に鍵盤全体をピアノ匡体から持ち上げた場合等にシャッタＫＳがオープン位置Koに達することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フォトダイオード２２５の出力信号Ｓａは、オペアンプで増幅された後、デジタル値に変換される。ここで、オペアンプの出力電圧に図５に示すようなオフセット電圧が生じると、オペアンプの入出力信号が比例しなくなり、測定結果に誤差が生じる。
【０００７】
オフセット電圧を補償するために種々の補償回路が提案されているが、何れも追加の部品や追加の調整作業が必要であり、コストアップにつながるという問題があった。一方、オペアンプを自動ピアノのセンサ出力の増幅用等に用いるのであれば、いずれオペアンプの出力はデジタル値に変換されＣＰＵに入力されるのであるから、このような回路をオペアンプのオフセット電圧補償にも流用できれば、追加のコストは殆ど不要になる。
【０００８】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、きわめて安価に構成できるオペアンプのオフセット電圧補償装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の構成にあっては、循環的に点灯される複数の発光素子と、オペアンプの入力端に接続され前記複数の発光素子の何れかから放射された光を受光するとともに受光量に応じた電圧を発生させる受光素子と、前記複数の発光素子の全てを定期的に消灯状態に設定することにより前記オペアンプに対してゼロ電圧を印加するゼロ電圧印加手段と、前記オペアンプの出力値をデジタル値に変換する変換器と、前記オペアンプに前記ゼロ電圧が印加されている際の前記デジタル値を記憶する記憶手段と、前記変換器から出力されたデジタル値と、前記記憶手段に記憶されたデジタル値との差を求める減算手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
１．実施形態の構成
１．１．全体構成
次に、図１は、本実施形態の制御回路の構成を示すブロック図である。図において、２０１は装置各部を制御するＣＰＵであり、２０２はプログラムや各種テーブルが記憶されているＲＯＭ（フラッシュメモリ）である。２０３は各種データが一時記憶されるワーキングエリアや、各種処理に用いられるテーブルが設定されているＲＡＭである。２０４は種々のスイッチが設けられているパネルスイッチ部である。
【００１１】
本実施形態においては、押鍵に応じた打弦を行う通常演奏モードと、押鍵があっても打弦を抑止して弦から発音させない消音演奏モードとがあり、パネルスイッチ部２０４の中には通常演奏と消音演奏を切り換えるための通常／消音切替スイッチＳＷが設けられている。２１１はメンテナンススイッチ部であり、自動ピアノの匡体内に設けられ、製造者あるいは調律者によって操作される各種のスイッチが設けられている。
【００１２】
ここで２１１ａは最大レベル測定指令スイッチであり、最大レベルLM2の測定を指示する。２１１ｂはレスト位置信号レベル測定指令スイッチであり、レスト位置信号レベルLR2の測定を指示する。また、２１１ｃはエンド位置信号レベル測定指令スイッチであり、エンド位置信号レベルLE2の測定を指示する。
【００１３】
次に、２１０は音源回路であり、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およびリリースレート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。また、音源回路２１０は、１６個の発音チャンネルを有しており、これにより、１６音の同時発音が可能になっている。
【００１４】
次に、２２３は、前述したフォトダイオード２２５（図３参照）の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器であり、その出力信号はＣＰＵ２０１に読み取られるようになっている。本構成では、センサマトリックス方式が採用されており、１２個のＬＥＤ２２４と８個のフォトダイオード２２５を使って８８鍵分のデータ（８８＜１２×８）を読み取るようになっている。すなわち、１２個のＬＥＤ２２４は、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は、各々フォトダイオード２２５に接続される。
【００１５】
この時、１つのフォトダイオードが１２個の受光側センサヘッドを受け持つように接続される。そして、ある１つのＬＥＤだけを点灯させ、その時の８個のフォトダイオードの出力を読み、次に、また別のＬＥＤを１つだけ点灯させて８個のフォトダイオードの出力を読むというように順次データを獲得する。また、本構成ではハードウエアの制約から、一度に４個のフォトダイオードの出力をＡ／Ｄ変換するようになっている。これら受発光センサヘッド２２１、２２２、ＬＥＤ２２４、およびフォトダイオード２２５、アンプ２２６等でフォトセンサを構成している。
【００１６】
ＣＰＵ２０１は、Ａ／Ｄ変換器２２３によってデジタル値に変換された各キーの位置情報に基づいて各キーの状態を認識し、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およびリリースレートＲＬを生成する。また、ＣＰＵ２０１は、スキャン操作に応じて、いずれのキー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。
【００１７】
次に、２５０はＦＤドライバであり、フロッピーディスク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およびリリースレート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。
【００１８】
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、各キー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。なお、本実施形態においては、鍵１０は所定範囲内（例えば、約１０ｍｍ）で揺動するものであり、これに伴い、シャッタ位置も所定範囲内（例えば、約５ｍｍ）で揺動する。
【００１９】
１．２．フォトセンサの詳細構成
次に、フォトセンサの詳細構成を図２を参照し説明する。
図においてアンプ２２６−１はオペアンプ２２６ａと、抵抗器２２６ｂ〜２２６ｄとから構成されている。フォトダイオード２２５−１と抵抗器２２６ｂとは直列回路を構成し、両者の接続点にオペアンプ２２６ａの反転入力端が接続されている。
【００２０】
従って、この直列回路に電流が流れると、その電流に比例した電圧が抵抗器２２６ｂとフォトダイオード２２５との接続点に発生し、反転入力端に印加される。印加された電圧は、抵抗器２２６ｃ，２２６ｄの値によって決まる増幅率で増幅され、後段の変換器２２３に供給されることになる。かかる構成は、他のフォトダイオード２２５−２〜２２５−８についても同様である（図示略）。
【００２１】
次に、１０１，１０２，１０５〜１０７は抵抗器、１０３，１０４，１０８，１０９はトランジスタであり、これらにより電流制御回路１５０が構成されている。ＣＰＵ２０１から出力される信号SA12，SA13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。
【００２２】
従って、電流制御回路１５０は抵抗器１０５（抵抗値３３０Ω）単独の回路と等価になる。また、信号SA12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（抵抗値３３０//２２０＝１３２Ω）と等価になる。
【００２３】
同様に、電流制御回路１５０の抵抗値は、信号SA13が“１”であって信号SA12が“０”であれば「１０３Ω」、信号SA12，SA13が共に“１”であれば「７０Ω」になる。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。
【００２４】
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”になる駆動信号SLED1〜SLED12を供給する。“１”信号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。
【００２５】
２．実施形態の動作
２．１．オフセット電流の補償
ここで、オペアンプ２２６ａの反転入力端と非反転入力端とは理想的にはイマジナリーショートされるから、反転入力端および非反転入力端間の電圧Viは「０Ｖ」である。そして、フォトダイオード２２５に光が入射しない時はフォトダイオード２２５に電流が流れないから、アンプ２２６の反転入力端に印加される入力電圧Vinは「０Ｖ」になり、出力電圧Voutも「０Ｖ」になる。
【００２６】
しかし、実際には電圧Viは「０Ｖ」ではない。従って、図５に示すように、入力電圧Vinが「０Ｖ」であったとしても、オペアンプ２２６ａの出力端には電圧Viに基づくオフセット電圧が発生する。従って、実際の出力電圧Voutからこのオフセット電圧を減算することによって出力電圧Voutを補正する必要がある。
【００２７】
そこで、本実施形態においては、ＣＰＵ２０１の制御の下、定期的にオフセット電圧が測定される。その詳細を図６を参照し説明する。図６はＣＰＵ２０１からＬＥＤドライバ２２０に供給される駆動信号SLED1〜SLED12のタイミングチャートであり、これら駆動信号は、各ＬＥＤ２２４に対応して点灯期間において“１”になる。
【００２８】
各ＬＥＤ２２４の点灯期間は「０.０１ｍｓｅｃ」であり、駆動信号SLED1〜SLED12の周期は「０.１２ｍｓｅｃ」になる。但し、ＣＰＵ２０１の制御の下、１分間に１回だけ駆動信号SLED1〜SLED12の周期が「０.１３ｍｓｅｃ」に設定される。この周期においては、最初の「０.１２ｍｓｅｃ」の間に各駆動信号SLED1〜SLED12が順次“１”に設定され、最後の「０.０１ｍｓｅｃ」においては、全ＬＥＤが消灯される。
【００２９】
この消灯期間における各アンプ２２６の出力電圧すなわちオフセット電圧はＣＰＵ２０１によってＲＡＭ２０３に記憶される。そして、以降のアンプ２２６の出力電圧からこのオフセット電圧が減算される。このオフセット電流の補償動作は後述する各動作とともに実行され、ＲＡＭ２０３内に記憶されたオフセット電圧は１分毎に更新される。
【００３０】
なお、上記制御によれば、１分間に１回、スキャンのタイミングが「０.０１ｍｓｅｃ」遅れるため、ベロシティ等の算出に影響を与えることも考えられる。しかし、合計８８鍵分のスキャンを行うために「０.１２ｍｓｅｃ」を要することに鑑みれば「０.０１ｍｓｅｃ」のタイミングの遅れは微小であるため、無視して差し支えない。また、ベロシティを正確に求める必要がある場合には、この「０.０１ｍｓｅｃ」のタイミングの遅れを補償するようにしてもよい。
【００３１】
２．２．初期特性の記録
本実施形態の自動ピアノの製造時においては、各ＬＥＤ２２４の初期特性すなわち図４に示す特性C1が以下のような手順によってＲＯＭ２０２に記憶される。まず、鍵１０を実装する前に、シャッタＫＳを自動ピアノ匡体に実装し、このシャッタＫＳの位置に対応する出力信号Ｓａを「０．１５ｍｍ」間隔（約７ｍｍあたり４７ポイント）でサンプリングする。
【００３２】
次に、測定された各ポイントに対して、前後３ポイント（合計７ポイント）の移動平均が求められ、スムージング処理が施される。これにより、ノイズの影響が除去される。出力信号Ｓａをサンプリングする際、サンプリング値が飽和している場合は電流制御回路１５０の状態を調整することにより、該当するＬＥＤに供給される電流を減少させる。また、サンプリング結果の最大値が所定の許容範囲内に収まらない場合、あるいは、特性のカーブが極端に悪い場合は、一部の部品が不良である可能性が高く、別の部品に交換することになる。
【００３３】
次に、シャッタＫＳのストロークのほぼ中心にあるサンプリング点が選択される。すなわち、サンプリング点の最小値から１５％上がった第１のシャッタ位置と、サンプリング点の最大値から１５％下がった第２のシャッタ位置とが求められ、両者の平均に最も近いサンプリング点が選択される。次に、選択されたサンプリング点の周囲の６４点のサンプリング結果がＲＯＭ２０２に記録される。すなわち、選択されたサンプリング点をAD[31]として、AD[0]〜AD[63]のサンプリング結果がＲＯＭ２０２に記録される。そして、この出力信号Ｓａのサンプリング結果の最大値が最大レベルLM1としてＲＯＭ２０２に記録される。
【００３４】
次に、シャッタＫＳに鍵１０を取付け、徐々に鍵１０を下げてゆくと、やがて受発光側センサヘッド２２１，２２２間の光ビームがシャッタＫＳによって遮蔽され、出力信号Ｓａのレベルが最大レベルLM1よりも下がる。この出力信号Ｓａが最大レベルLM1から下がる直前の鍵位置Ｋがオープン位置KoとしてＲＯＭ２０２に記録される。さらに鍵１０を押し下げてゆくと、やがて出力信号Ｓａのレベルが「０」になる。この時点の鍵位置Ｋは完全遮蔽位置KDとしてＲＯＭ２０２に記憶される。以上の動作は８８個の鍵のうち１個に対応する動作であり、残りの８７鍵に対しても同様に特性C1が測定される。
【００３５】
２．３．手動調整
上述したようにＬＥＤ２２４の輝度は経年変化により変動するが、自動ピアノの製造途中においてもかかる経年変化が見られる。そこで、自動ピアノの製造時の最終段階およびその後の調律時等において特性の調整を行うと好適である。そこで、かかる場合に行われる手動調整について説明する。
【００３６】
まず、作業者は自動ピアノの鍵盤全体を匡体から持ち上げ、シャッタＫＳを受発光側センサヘッド２２１，２２２から充分に引き離す。作業者がこの状態でメンテナンススイッチ部２１１の最大レベル測定指令スイッチ２１１ａを押下すると、１２個のＬＥＤ２２４が順次点灯され、各フォトダイオード２２５の受信レベルが測定され、その結果が各鍵（８８個）における最大レベルLM2として各々ＲＡＭ２０３に記憶される。
【００３７】
次に、作業者が自動ピアノの鍵盤を元の位置に戻し、何れの鍵も押鍵していない状態でレスト位置信号レベル測定指令スイッチ２１１ｂを押下すると、上述した動作と同様に１２個のＬＥＤ２２４が順次点灯され、フォトダイオード２２５の受信レベルが測定される。そして、その結果は各鍵のレスト位置信号レベルLR2としてＲＡＭ２０３に記憶される。
【００３８】
次に、作業者が８８鍵全体を押下し、エンド位置信号レベル測定指令スイッチ２１１ｃを押下すると、上述した動作と同様に１２個のＬＥＤ２２４が順次点灯され、フォトダイオード２２５の受信レベルが測定される。そして、その結果は各鍵のエンド位置信号レベルLE2としてＲＡＭ２０３に記憶される。
【００３９】
以上のように、最大レベルLM2、レスト位置信号レベルLR2およびエンド位置信号レベルLE2が求まると、これらの比に基づいて、特性C1上でレスト位置信号レベルLR1およびエンド位置信号レベルLE1が求められる。すなわち、LR1＝LR2・LM1／LM2、LE1＝LE2・LM1／LM2となる。
【００４０】
なお、各鍵のストロークは一定であるため、各センサ（シャッタＫＳ）のストロークも一定である。従って、最大レベルLM2とエンド位置信号レベルLE2のみ、あるいは最大レベルLM2とレスト位置信号レベルLR2のみを検出し、残りはセンサのストロークから算出するようにしてもよい。
【００４１】
次に、ＣＰＵ２０１においては、各鍵毎に図４(b)に示すリニアライズテーブルが作成される。リニアライズテーブルの入力（横軸）は「０」〜「２５６」の範囲の整数である。これは、レスト位置信号レベルLR2からゼロレベルに至る出力信号Ｓａを２５７サンプルに等分したものに相当する。そして、Ｓａ＝０の点において相対センサレベルＳａｒ＝０となり、Ｓａ＝LR2の点においてＳａｒ＝２５６になる。また、リニアライズテーブルの出力（縦軸）は、特性C1に基づいて得られたシャッタ位置であり、エンド位置KEを「０」、レスト位置KRを「２５５」に対応させている。
【００４２】
リニアライズテーブルの入力および出力は、特性C1のサンプリング点を直線補間することによって得られる。リニアライズテーブルにおいては、相対センサレベルＳａｒに対してシャッタ位置は単調増加すべきであるが、特性C1の測定の際に除ききれなかったノイズ等の影響により、相対センサレベルＳａｒが高くなったにもかかわらずシャッタ位置が減少するような補間結果が得られる場合もある。かかる現象が生じた場合、その相対センサレベルＳａｒｘに対応する出力は、「１」だけ低い入力「Ｓａｒｘ−１」に対応する出力と等しい値に修正される。
【００４３】
２．４．演奏時におけるシャッタ位置の取得
演奏時において何れかの鍵が押下されると、その深さに応じた出力信号Ｓａが検出される。ＣＰＵ２０１においては、この得られた出力信号Ｓａに対して、Ｓａｒ＝Ｓａ×２５６／LR2なる相対センサレベルＳａｒが求められる。次に、この相対センサレベルＳａｒを整数化した値に基づいてリニアライズテーブルが参照され、シャッタ位置が求められる。なお、このシャッタ位置を算出するに際し、出力信号Ｓａは、前述したオペアンプのオフセット電圧の補償が行われたものである。
【００４４】
そして、従来の自動ピアノと同様に、得られた刻々のシャッタ位置に基づいて演奏情報がフロッピーディスク２５１等に記録される。なお、得られた刻々のシャッタ位置に基づいてノートオン／ノートオフのタイミングやベロシティを求める技術は、特開平９−５４５８４号公報（特願平７−２７０３３２）等に開示されている。
【００４５】
２．５．レスト位置信号レベルLR2の自動調整
上述した最大レベルLM2、レスト位置信号レベルLR2およびエンド位置信号レベルLE2等のパラメータは、工場出荷時あるいは調律時において設定されるが、レスト位置信号レベルLR2に関しては、通常の使用時においても自動的に更新される。すなわち、ＣＰＵ２０１は定期的に各フォトダイオード２２５の出力信号Ｓａを記録している。
【００４６】
ここで、ある程度長い所定時間に渡ってほぼ一定の出力信号Ｓａが得られたとすれば、通常は該出力信号Ｓａはレスト位置信号レベルLR2を示すものと看做してさしつかえない。従って、かかる場合はＲＡＭ２０３内において、対応するレスト位置信号レベルLR2が更新される。これにより、短いスパンのＬＥＤの輝度の変化に対しても追従することができる。
【００４７】
２．６．ＬＥＤの輝度の自動調整
上述したように、ＬＥＤ２２４−１〜２２４−１２から放射された光はフォトダイオード２２５−１〜２２５−８によって受光され、フォトダイオード２２５−１〜２２５−８の検出信号はアンプ２２６−１〜２２６−８を介して増幅された後、変換器２２３に供給される。
【００４８】
ここで、ＬＥＤ２２４−１〜２２４−１２の特性にはばらつきがあり、同一の電流を供給したとしても、これらの輝度は同一にはならない。ＬＥＤの輝度が高すぎた場合は、アンプ２２６の出力電圧が変換器２２３の上限電圧を超えてしまい、鍵位置の測定ができなくなる。
【００４９】
勿論、電流制御回路１５０を適当に設定すれば、最も発光効率の高い（輝度の高い）ＬＥＤに対してもアンプ２２６の出力電圧を変換器２２３の上限電圧未満の値に抑制することは可能である。しかし、電流制御回路１５０の設定を固定的にすると、発光効率の輝度の低いＬＥＤに対しては変換器２２３のダイナミックレンジを充分に活用することができず、鍵位置を測定する際の精度が落ちる。
【００５０】
そこで、本実施形態においては、ＬＥＤ毎に電流制御回路１５０の設定状態（すなわち信号SA12，SA13の値）をＲＡＭ２０３に記憶しておき、対応するＬＥＤに対する駆動信号SLED1〜SLED12が“１”に設定される際に、記憶した信号SA12，SA13の値がトランジスタ１０８，１０９に出力されるようにしている。これにより、個々のＬＥＤの発光効率に応じて、最適な電流を供給することができる。
【００５１】
また、電流制御回路１５０の各ＬＥＤに対応する設定内容は以下のようにして自動的に更新される。すなわち、ＣＰＵ２０１は変換器２２３の出力値を常時監視し、この出力値がフルスケール（上記上限電圧に対応する）になると、その時点でオン状態であるＬＥＤの電流が一段低くなるように（合成抵抗値が一段高くなるように）信号SA12，SA13の設定を変更する。
【００５２】
また、上述したように、ある程度長い所定時間に渡ってほぼ一定の出力信号Ｓａが得られた場合に、本実施形態においてはこの出力信号Ｓａはレスト位置信号レベルLR2を示すものと看做される。ここで、出力信号Ｓａが所定値よりも低い場合は、ＬＥＤの輝度が低く過ぎると判定され、該ＬＥＤに対して電流が一段高くなるように（合成抵抗値が一段低くなるように）信号SA12，SA13の設定が変更される。
【００５３】
以上のように自動的にかつＬＥＤ毎に電流制御回路１５０の状態を設定することにより、各ＬＥＤに応じた最適な状態で鍵位置を測定することができる。なお、このようにレスト位置信号レベルLR2を自動調整すると、これに応じて出力信号Ｓａも変化することになるので、この出力信号Ｓａから直接シャッタ位置を取得するようにすると、シャッタ位置を正確に検出することはできない。しかしながら、本実施形態では、Ｓａ×２５６／LR2という式に基づいて相対センサレベルＳａｒを求め、この相対センサレベルＳａｒに基づきシャッタ位置を取得するようにしているため、レスト位置信号レベルLR2の自動調整がシャッタ位置の取得に影響を与えることがない。
【００５４】
３．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においては本発明を自動ピアノの鍵位置の検出に用いた例を説明したが、本発明のオペアンプのオフセット電圧補償装置は、オペアンプとAD変換器とデジタル回路を併用する他の種々の装置に用いることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、自動ピアノ等において元々必要とされる減算手段、記憶手段、あるいは変換器を流用できるから、きわめて安価な構成でオフセット電圧を補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態におけるフォトセンサの詳細構成を示す回路図である。
【図３】同実施形態におけるキーのシャッタ付近の構成を示す斜視図である。
【図４】同実施形態で用いられる各種特性のグラフである。
【図５】アンプ２２６の入出力特性図である。
【図６】ＬＥＤ２２４に対する駆動信号SLED1〜SLED12の波形図である。
【符号の説明】
１０……鍵、２０１……ＣＰＵ、２０２……ＲＯＭ、２０３……ＲＡＭ、２０４……パネルスイッチ部、２１０……音源回路、２１１……メンテナンススイッチ部、２１１ａ……最大レベル測定指令スイッチ、２１１ｂ……レスト位置信号レベル測定指令スイッチ、２１１ｃ……エンド位置信号レベル測定指令スイッチ、２２１……発光側センサヘッド、２２２……受光側センサヘッド、２２３……変換器、２２４……ＬＥＤ、２２５……フォトダイオード、２２６……アンプ、２２６ａ……オペアンプ、２２６ｂ〜２２６ｄ……抵抗器、２５１……フロッピーディスク、２６０……ソレノイド駆動回路。

Claims

循環的に点灯される複数の発光素子と、
オペアンプの入力端に接続され前記複数の発光素子の何れかから放射された光を受光するとともに受光量に応じた電圧を発生させる受光素子と、
前記複数の発光素子の全てを定期的に消灯状態に設定することにより前記オペアンプに対してゼロ電圧を印加するゼロ電圧印加手段と、
前記オペアンプの出力値をデジタル値に変換する変換器と、
前記オペアンプに前記ゼロ電圧が印加されている際の前記デジタル値を記憶する記憶手段と、
前記変換器から出力されたデジタル値と、前記記憶手段に記憶されたデジタル値との差を求める減算手段と
を具備することを特徴とするオペアンプのオフセット電圧補償装置。