JP4442026B2

JP4442026B2 - Optical sensor

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Publication number: JP4442026B2
Application number: JP2000367658A
Authority: JP
Inventors: 潔河村
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: JP2002169561A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体の移動状態を検出する光センサに関し、例えば、鍵盤楽器のハンマが弦を打撃するタイミング等の移動状態を検出するのに用いて好適な光センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鍵盤楽器としてのピアノは、演奏者が鍵を押下すると、これに連動してダンパが弦から離れると共にハンマが回動し、打弦が行われる。また、離鍵が行われるとダンパが弦に接して消音が行われる。このように楽音は、押鍵→ダンパ離弦→打弦→止音という一連の動作によって発生されるのが通常である。
このため、自動演奏を行う自動ピアノにおいては、上記一連の動作に基づいて演奏情報を記憶し、再生時には読出された演奏情報に基づいて鍵および又はペダルの動作を制御することが行われる。
この場合、鍵或いはペダルの制御は、演奏情報に基づいて、一方においてアクチュエータであるソレノイドを励磁して鍵を駆動し、これに応じてハンマが回動して打弦を行い、他方においてソレノイドを励磁してペダルを駆動し、伸音、弱音或いは止音を行っている。
【０００３】
また、このような自動ピアノにおいては、弦を打撃するハンマの動きをセンサで検知し、これを演奏データとして記憶したり、これを電子音源に供給して楽音を電子的に発生することが行われている。
従来の自動ピアノには、例えば、光センサなどのハンマセンサをハンマアクション機構に取り付け、このセンサによってハンマが弦を打撃するタイミングと速度とを検出していた。
【０００４】
そこで、上述したハンマセンサにおける打弦タイミングおよび速度の検出について、図１９の概略図を参照しつつ説明する。
図１９に示すハンマ１００は、Ａを回動中心としてＢ方向に移動するハンマシャンク１０１とその先端に固定されたハンマヘッド１０２とからなる。
【０００５】
ハンマセンサ１１１は、ハンマセンサ用取付ブラケット１１０上に配設され、対向配置される発光部１１２Ａおよび受光部１１２Ｂ（図２０〜図２２参照）を有するセンサ本体１１２と、このセンサ本体１１２の光ビームＰを透過／遮断するシャッタ１１３とによって構成されている。シャッタ１１３は、ハンマシャンク１０１に穿設した孔に一部を挿入して接着することによってハンマシャンク１０１に取付けられている。この受光部１１２Ｂは、光ビームＰの光量に対応した出力信号を発生する。
【０００６】
ハンマ１００の打弦タイミングおよび速度は、次のようにしてハンマセンサ１１１により検出される。ハンマ１００が弦Ｓに近づくとハンマシャンク１０１に取付けたシャッタ１１３がセンサ本体１１２内に挿入され、図１９の一点鎖線で示すように、シャッタ１１３の先端縁がセンサ本体１１２の光ビームＰを横切ることになる。これにより、シャッタ１１３は発光部１１２Ａから照射される光を遮光し、受光部１１２Ｂで受光される光を遮断する。この遮光タイミングがコントローラ（図示せず）によって検出される。このときのハンマ１００およびハンマシャンク１０１の位置を図１９においてＨ１で示す。その後、ハンマシャンク１０１がさらに矢印Ｂ方向に回動し、図１９に二点鎖線で示すように、シャッタ１１３の窓１１３ａが光ビームＰを横切る。これにより、光ビームＰの光は、窓１１３ａを通過して受光部１１２Ｂに照射されて再び受光状態になる。ハンマセンサ１１１は、この受光タイミングがコントローラによって検出される。そのときのハンマ１００およびハンマシャンク１０１の位置を図１９においてＨ２で示す。
【０００７】
以上のようにして、コントローラは、ハンマセンサ１１１を用いて遮光タイミングおよび受光タイミングを検出することにより、位置Ｈ１における遮光タイミングからＨ２における受光タイミングに至るまでの時間からハンマ１００が打弦する直前の打弦速度を算出している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したハンマセンサ（光センサ）１１０の検出動作について、図２０〜図２３を参照しつつ説明する。なお、図２０ないし図２２は、シャッタ１１３によって光ビームＰを遮光するまでの状態を、初期（Ｒｅｓｔ）位置、中間（Ｍｉｄｄｌｅ）位置、終了（Ｅｎｄ）位置に分けて段階的に示している。
【０００９】
図２０（ａ）は、発光部１１２Ａから受光部１１２Ｂに届く光ビームＰが、矢印Ｂ方向に移動するシャッタ１１３によって遮光される前の状態（Ｒｅｓｔ位置）を示したものである。図２０（ｂ）は、受光部１１２Ｂに照射される光ビームの形と、シャッタ１１３の移動状態を、図２０（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
この状態においては、シャッタ１１３は発光部１１２Ａからの光を遮っていない。このため、受光部１１２Ｂからコントローラに供給される出力信号は、図２３のＲｅｓｔ位置（Ｒ）の値となる。
この図２３は、シャッタ１１３の移動量に対する受光部１１２Ｂからの出力信号を示した特性線図である。
【００１０】
図２１（ａ）は、矢印Ｂ方向に移動するシャッタ１１３によって光ビームＰのほぼ半分が遮光された状態（Ｍｉｄｄｌｅ位置）を示したものである。図２１（ｂ）は、受光部１１２Ｂに照射される光ビームの形と、シャッタ１１３の移動状態を、図２１（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
この状態においては、シャッタ１１３は光ビームＰのほぼ半分だけ遮っている。このため、受光部１１２Ｂからコントローラに供給される出力信号は、図２３のＭｉｄｄｌｅ位置（Ｍ）の値となる。
【００１１】
図２２（ａ）は、シャッタ１１３によって光ビームＰが完全に遮光された状態（Ｅｎｄ位置）を示したものである。図２２（ｂ）は、受光部１１２Ｂに照射される光ビームの形と、シャッタ１１３の移動状態を、図２２（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
この状態においては、シャッタ１１３は光ビームＰを完全に遮っている。このため、受光部１１２Ｂからコントローラに供給される出力信号は、図２３のＥｎｄ位置（Ｅ）の値となる。
【００１２】
このように、従来技術によるハンマセンサ（光センサ）１１１は、発光部１１２Ａから受光部１１２Ｂに届く光ビームＰをシャッタ１１３によって遮光することにより、シャッタ１１３の移動に伴って受光部１１２Ｂにおける受光面積を変化させていた。しかし、光ビームＰがほぼ円形であり、この光ビームＰをシャッタ１１３で順次遮光させるため、シャッタ１１３の移動量に対する出力信号の変化は比較的急激に変化するようになり、所望の特性（例えば、線形）が得られない（図２３参照）。
【００１３】
そこで、この特性を改良するために、特開平７−１１０６８２号公報等のように、窓部を平行四辺形に形成すると共に、先端をこの平行四辺形とほぼ平行に傾斜されたシャッタがある（以下、「他の従来技術」という）。
しかし、この他の従来技術においても、シャッタの移動量に対する出力信号の特性は、従来技術よりも改良できるものの、やはり所望の特性（例えば、線形）が得られなかった。
【００１４】
これらの従来技術では、発光部から発生する光ビームの形状に拘束されてしまい、センサからの出力信号がシャッタの移動量に対して所望の特性（例えば、線形）とならず、コントローラは出力信号を補正処理する機能を備える必要があった。
【００１５】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、光透過部材の移動量に対する受光部からの出力信号による特性を、光ビームの形状に拘束されずに、例えば線形な特性とすることにより、出力信号の処理を簡単に行うことのできる光センサを提供することをを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、光を発生する発光部と、前記発光部から発せられた光を受光する受光部と、移動体とともに移動して前記発光部から前記受光部に至る光の経路を横切るとともに、この横切っている部分においては、前記受光部に対する光の照射位置を移動させることで前記受光部に到達する光の照射面積を前記移動体の位置に応じて変化させるとともに、前記光を屈折させることで単位面積当たりの光量を前記移動体の位置に応じて変化させる光透過部材と、を具備することを特徴としている。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光センサにおいて、前記光透過部材は、前記光が入射される入射面と、入射面から入射された光を出射させる出射面とを有し、当該光透過部材は、透明部材によって、前記光透過部材が移動する方向に対して前記入射面と出射面との厚さが漸次変化するように形成されたことを特徴とするしている。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光センサにおいて、前記入射面または出射面のうち、少なくともいずれか一方の面は、球面凹レンズまたは非球面凹レンズの一部を用いた形状としたことを特徴としている。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の光センサにおいて、前記入射面または出射面のうち、少なくともいずれか一方の面は、シリンドリカル凹レンズの一部を用いた形状としたことを特徴としている。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の光センサにおいて、前記光透過部材には、前記移動体へ取付ける取付部を形成したことを特徴としている。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項１〜４記載のいずれかに１に記載の光センサにおいて、鍵と、該鍵の動作に応じて対応する弦を打撃するハンマを備える鍵盤楽器において、前記鍵またはハンマに前記光透過部材を設け、該鍵またはハンマの移動状態を検出することを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について説明する。
【００２５】
１．第１の実施形態
まず、図１および図２に基づいて第１の実施形態による光センサが適用されるグランドピアノ形の自動ピアノの構成について説明する。
【００２６】
〈１〉自動ピアノ
〈１−１〉自動ピアノの全体構成
鍵１は、棚板２の上にキーフレーム又は筬３を介して配設された筬中４に、バランスピン５を介して回動自在に支持されている。このようにして、複数の鍵１が図面の表裏方向である左右方向に並設され、鍵盤が構成されている。棚板２は、脚６の上端に脚桁７を介して水平に固定されている。
また、棚板２の下面にペダル持竿８およびペダル笠木９が設けられ、ペダル笠木９には、下方に延びるペダル柱１０が支持されている。ペダル柱１０の下端には、ソフトペダル、ラウドペダルおよびソステヌートペダル（いずれも図示せず）が設けられている。これらペダルは、それぞれ、音を弱める、音を強める、音を延ばすためのペダルである。これらペダルの操作は、ソフトペダルレバー、ラウドペダルレバーおよびソステヌートペダルレバーを介して所定の機構に伝えられるようになっている。
なお、このペダル関連の機構は、周知のピアノと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００２７】
〈１−２〉ハンマアクション機構
鍵１の後端部の上方には、前後方向に水平に延びる弦が鍵１に対応して張られている。この弦と鍵１との間に、鍵１の動作によって弦を打撃するハンマアクション機構２０が設けられている。図２により、そのハンマアクション機構２０を説明する。
【００２８】
サポートレール２１およびシャンクレール２２は、ピアノの左右方向に延在して水平に設けられた固定部材である。サポートレール２１の後端部には、鍵１に沿って配設されたサポート２３の後端部が、センターピン２４により回動自在に結合されている。サポート２３の自由端部である前端部には、ジャック大２５ａとジャック小２５ｂとからなる略Ｌ字状のジャック２５が、その屈曲部近傍部分において回動自在にピン結合されている。サポート２３は、長手方向の中央やや前方よりの部分が、キャプスタン２６を介して鍵１に支持され、鍵１が押下されると上方に突き上げられるようになっている。
【００２９】
サポート２３の中央部には上方に延びるレペティションレバーステージ２７が固定されており、このレペティションレバーステージ２７の上端部には、レペティションレバー２８の中間部が回動自在にピン結合されている。レペティションレバー２８の前端部には、上下方向に貫通する長孔２８ａがレペティションレバー２８の長手方向に沿って形成されており、この長孔２８ａに、ジャック大２５ａの上端部が挿通されている。
【００３０】
シャンクレール２２の上面にはシャンクフレンジ３０が固定されており、このシャンクフレンジ３０には、ハンマ３１が回動自在にピン結合されている。ハンマ３１は、ハンマシャンク３２の先端にハンマヘッド３３が固定されてなるもので、ハンマシャンク３２の基端部が、シャンクフレンジ３０に回動自在にピン結合されている（この点を回動中心Ａとする）。ハンマシャンク３２の、シャンクフレンジ３０へのピン結合部のやや後方部分に当たる下面には、水平方向を軸とするローラ３４が装着されている。このローラ３４の下面は、ジャック大２５ａの上端面との間に僅かな隙間があいた状態で、レペティションレバー２８の上面に当接している。
【００３１】
また、シャンクレール２２には、このシャンクレール２２に沿ってレギュレーティングレール３５が固定されている。このレギュレーティングレール３５には、上下方向に位置調整可能とされたレギュレーティングボタン３６が設けられている。このレギュレーティングボタン３６の下端面には、ジャック小２５ｂの先端部が当接するクロスなどのクッション３６ａが取付けられている。また、鍵１の最後端部には、ハンマヘッド３３へ向かって延びるバックチェック３７が取付けられている。
【００３２】
さらに、サポートレール２１とシャンクレール２２と間には、図２に示すように、高さ調整部材３８を介して略コ字状のセンサ本体取付ブラケット３９が固定されている、このセンサ本体取付ブラケット３９には、後述するハンマセンサ７０を構成するセンサ本体７１が、鍵１に各々対応して取付けられている。
【００３３】
以上がハンマアクション機構２０である。また、このハンマアクション機構２０の奥側には、弦を押さえるダンパ機構４０が設けられている。ダンパレール４１は、鍵盤の全長に亘って設けられ、このダンパレール４１には、ダンパレバーフレンジ４２を介して、前後方向に延びるダンパレバー４３の一端が回動自在にピン結合されている。ダンパレバー４３は、各鍵１に対応して設けられている。ダンパレバー４３の自由端部である前端部には、ダンパブロック４４が回動自在に取付けられ、このダンパブロック４４には、上方に延びるダンパワイヤ４５が取付けられている。このダンパワイヤ４５の上端に、弦を上から押さえるダンパ（図示せず）が取付けられている。このダンパ機構４０によれば、押鍵された鍵１の後端部によりダンパレバー４３が突き上げられ、ハンマ３１が弦を打撃する直前に、ダンパが弦から上に離れるようになっている。従って、ダンパによって押鍵されていない鍵１に対応する弦の共振が防がれる。
【００３４】
ハンマアクション機構２０の動作は、以下の通りである。
鍵１が押下されると、サポート２３はキャプスタン２６により突き上げられ、図２においてピン２４を中心として反時計回りに回動する。すると、ジャック大２５ａがローラ３４を突き上げてハンマシャンク３２を時計回りの方向に回動させ、ハンマヘッド３３が、押鍵された鍵１に対応する弦を打撃する。これによって、その鍵１に応じた楽音が発せられる。
この打弦動作の際、ハンマヘッド３３が弦を打撃する手前でジャック小２５ｂが時計回りに回動することにより、ジャック大２５ａの上端部が前方に移動してローラ３４と離れ、また、ジャック小２５ｂの先端がレギュレーティングボタン３６のクッション３６ａに当接する。ハンマヘッド３３は、弦を打撃した後、弦の反発力と自重により下方に回動し、バックチェック３７で受けられ回動が停止させられる。
【００３５】
次に、鍵１が離されると、サポート２３が時計回りに、ハンマシャンク３２が反時計回りに、それぞれ回動する。これに伴って、ジャック小２５ｂがレギュレーティングボタン３６から徐々に離れ、ジャック大２５ａが反時計方向に回転してローラ３４の真下へ移動して再び当接し、押鍵前の初期状態に戻る。
【００３６】
〈１−３〉自動演奏装置
続いて、本実施形態の自動演奏装置について説明する。
図１および図２に示すように、棚板２における鍵１の後端部に対向する部分には、鍵盤の全長にわたって延びる長い長方形状の収納孔６０が形成されており、この収納孔６０に、本実施形態の自動演奏装置６１が組み込まれている。この自動演奏装置６１は、鍵１の後端部を押し上げることにより鍵１に押鍵動作を与えるもので、棚板２に着脱自在に取付けられた支持体６２と、この支持体６２に鍵１に対応して装着された複数のソレノイドユニット６３とから構成されている。
【００３７】
ソレノイドユニット６３は、磁性材料からなり磁路の主部を形成するヨークと、このヨークに組み込まれたソレノイド（いずれも図示せず）と、このソレノイドに嵌挿されたプランジャ６４とから構成されている。
【００３８】
自動演奏装置６１の動作は、以下の通りである。
記録手段に記録された演奏データが、時間経過に伴って順次読み出される。この演奏データに基づき、駆動回路から駆動電流がソレノイドに供給されると、ソレノイドの断面を巡回する磁場が発生する。発生した磁場により、プランジャ６４に上方へ向かう力が作用し、プランジャ６４は上動して鍵１の後端部を突き上げる。これにより、押鍵動作した際と全く同様にハンマアクション機構２０が作動して楽音が奏でられる。この押鍵動作が終了すると、ソレノイドへの駆動電流の供給が停止され、プランジャ６４は下動して元の位置に戻る。このようなソレノイドユニット６３のプランジャ６４の動きにより、演奏データに基づいた押鍵動作がなされ、自動演奏される。
【００３９】
〈１−４〉キーセンサおよびハンマセンサ
図１に示すように、キーヘッド３の、鍵１の前端部に対向する位置には、押鍵動作（打弦タイミングおよび打弦速度）を検出するキーセンサ５０が設けられている。このキーセンサ５０は、光センサが採用されており、キーヘッド３上に設けられたセンサ本体５１と、鍵１の下面に取付けられたシャッタ５２とによって構成され、センサ本体５１がシャッタ５２が光ビームＰを横切るときの光量の変化に基づいた信号をコントローラ（図示せず）に向けて出力する。その信号は、再生演奏時に鍵１を駆動するための演奏データとしてコントローラからフロッピディスクなどの記録手段に記録される。
【００４０】
また、このピアノには、ハンマシャンク３２の動作に基づいて押鍵動作を検出するハンマセンサ７０が設けられている。
このハンマセンサ７０は、図２に示すように、センサ本体取付ブラケット３９に配設されたセンサ本体７１と、ハンマシャンク３２に取付けられた板状のシャッタ７２とによって構成されている。センサ本体７１は、対向配置される発光部７１Ａおよび受光部７１Ｂ（図４〜図６等参照）を有し、この間に光ビームＰが形成されている。そして、ハンマセンサ７０は、センサ本体７１の光ビームＰをシャッタ７２が横切ることにより、ハンマシャンク３２の動作を検出するものであり、この検出信号が演奏データとして、コントローラを介して記録手段に記録される。
【００４１】
この記録手段は、例えば棚板２の前面に設けられた読み取り装置（図示せず）によって演奏データが読み取られるようになっており、この読み取り装置で読み取られた演奏データが、コントローラに入力されるようになっている。
【００４２】
〈１−５〉ハンマセンサ
〈１−５−１〉ハンマセンサの構成
本実施形態によるハンマセンサ７０は、図３に示すように構成されている。図３はハンマシャンク３２にシャッタ７２を取付ける前の状態を示した分解斜視図である。
【００４３】
シャッタ７２は、透明材料（例えば、アクリル、ポリエチレン、ポリウレタン等の樹脂材料或いはガラス材料）によって、発光部７１Ａから発生するほぼ円形の光ビームＰが入射される入射面７２Ａと、入射された光を出射させる出射面７２Ｂとを有した板状に形成されている。また、シャッタ７２の起端側には、円柱状をした一対の取付部７２Ｃが突出形成されている。この入射面７２Ａおよび出射面７２Ｂは、球面または非球面凹レンズの一部を用いた形状となっており、入射された光を屈折させることにより光ビームＰを偏光させるものである。一方、ハンマシャンク３２には、取付孔３２Ａ、３２Ａが穿設されている。これらの取付孔３２Ａにシャッタ７２の取付部７２Ｃを嵌合させることによって、シャッタ７２はハンマシャンク３２に取付けられる。
【００４４】
〈１−５−２〉ハンマセンサの検出動作
次に、ハンマセンサ７０の検出動作について、図４ないし図７を参照しつつ説明する。なお、図４ないし図６は、シャッタ７２によって偏光される光ビームＰの状態を、初期（Ｒｅｓｔ）位置、中間（Ｍｉｄｄｌｅ）位置、終了（Ｅｎｄ）位置に分けて段階的に示している。
【００４５】
図４（ａ）は、矢印Ｂ方向に移動するシャッタ７２が、発光部７１Ａから受光部７１Ｂに届く光ビームＰに掛かる前の状態（Ｒｅｓｔ位置）を示したものである。図４（ｂ）は、受光部７１Ｂおよびこの受光部７１Ｂに照射される光ビームＰの形を、図４（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
発光部７１Ａおよび受光部７１Ｂは、偏光されるものが間に存在していない場合、発光部７１Ａから発生した光の光ビームＰが受光部７１Ｂによって受光されるように配置されている。この受光部７１Ｂは、光ビームＰの光量に対応した出力信号を発生する。
この状態において、シャッタ７２は光ビームＰに掛かっていないため、円形の光ビームＰが受光部７１Ｂに照射される。この受光部７１Ｂの出力信号は、図７のＲｅｓｔ位置（Ｒ）の出力信号がコントローラに供給されることになる。
この図７は、シャッタ７２の移動量に対する受光部７１Ｂからの出力信号を示した特性線図である。
【００４６】
図５（ａ）は、シャッタ７２が矢印Ｂ方向に移動し、シャッタ７２の先端が光ビームＰの外側に掛かった状態（Ｍｉｄｄｌｅ位置）を示したものである。図５（ｂ）は、受光部７１Ｂおよびこの受光部７１Ｂに照射される光ビームＰの形を、図５（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
シャッタ７２は、入射された光を偏光して卵形に広げた光ビームＰとし、単位面積当たりの光量（即ち、照度）をＲ位置（図４）に比べて小さくする。
この状態では、受光部７１Ｂに照射される光ビームＰは、受光部７１Ｂから下側にはみ出させて照射させて、受光部７１Ｂでの照射面積を小さくすると共に、照度を小さくする。このため、受光部７１Ｂから出力される出力信号は、図７のＭｉｄｄｌｅ位置（Ｍ）となる。
【００４７】
図６（ａ）は、シャッタ７２が図５（ａ）の状態から矢示Ｂ方向に移動して、光ビームＰが偏光した状態（Ｅｎｄ位置）を示したものである。図６（ｂ）は、受光部７１Ｂおよびこの受光部７１Ｂに照射される光ビームＰの形を、図６（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
シャッタ７２が矢印Ｂ方向に移動するのに伴って、卵形に偏光されて光ビームＰは、矢印Ｂの反対側に移動することになる。図６の状態では、受光部７１Ｂに照射される光ビームＰの照射面積がＭ位置（図５）に比べて小さくなるため、受光部７１Ｂから出力される出力信号は、図７のＥｎｄ位置（Ｅ）となる。
【００４８】
〈１−６〉本実施形態の効果
以上詳述した如く、本実施形態によるハンマセンサ（光センサ）７０は、透明材料によって形成されたシャッタ７２により、発光部７１Ａから受光部７１Ｂに向けて照射される光ビームを偏光させる。このシャッタ７２は、偏光後の光ビームＰを卵形に広げ、シャッタ７２を通さない光ビームに比べて、照度を低下させると共に、シャッタ７２が移動するＢ方向の逆に移動させる。
この結果、ハンマセンサ７０は、図７の特性線図に示すように、発光部７１Ａから発生する光ビームＰが円形の場合であっても、シャッタ７２の移動量に対する出力信号の変化が所望の特性（例えば、線形）になる。これにより、コントローラは、出力信号の傾斜を測定することにより、シャッタ７２（ハンマシャンク３２）の移動速度を容易に測定することが可能となる。
なお、シャッタ７２の入射面７２Ａおよび出射面７２Ｂの形状は、本実施形態に限らず、入射面７２Ａまたは出射面７２Ｂのうち、いずれか一方を球面凹レンズ或いは非球面凹レンズの一部を用いた形状、またはシリンドリカル凹レンズの一部を用いた形状としてもよい。即ち、シャッタ７２の形状は、受光部７１Ｂで受光される光ビームＰの光量が、シャッタ７２の移動に伴って、線形に変化するものであればよい。
【００４９】
２．第２の実施形態
次に、図８ないし図１１に基づいて、本発明による第２実施形態について説明する。本実施形態において、前述した第１実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５０】
〈２−１〉ハンマセンサの構成
本実施形態によるハンマセンサ８０は、発光部８１Ａおよび受光部８１Ｂ（図９ないし図１１参照）からなるセンサ本体（図示せず）と、シャッタ８２とからなり、第１実施形態のハンマセンサ７０に代えて取り付けられている。
図８はハンマシャンク３２にシャッタ８２を取付ける前の状態を示した分解斜視図である。
【００５１】
シャッタ８２は、透明材料（例えば、樹脂材料或いはガラス材料）によって、発光部８１Ａから発生する光が入射される入射面８２Ａと、入射された光が出射させる出射面８２Ｂとを有した板状に形成されている。また、シャッタ８２の起端側には、円柱状をした一対の取付部８２Ｃが突出形成されている。これらの取付部８２Ｃは、ハンマシャンク３２の取付孔３２Ａにそれぞれ穿設されることにより、シャッタ８２をハンマシャンク３２に取付けるものである。シャッタ８２は、平面の入射面８２Ａおよび出射面８２Ｂが所定角度θを有するプリズム状になっており、入射された光を屈折させることにより光ビームＰを偏光するものである。
【００５２】
〈２−２〉ハンマセンサの検出動作
次に、ハンマセンサ８０の検出動作について、図９ないし図１０を参照しつつ説明する。なお、図９ないし図１０は、シャッタ８２によって偏光される光ビームＰの状態を、初期（Ｒｅｓｔ）位置、中間（Ｍｉｄｄｌｅ）位置、終了（Ｅｎｄ）位置に分けて段階的に示している。
【０００５３】
図９（ａ）は、矢印Ｂ方向に移動するシャッタ７２が、発光部８１Ａから受光部８１Ｂに届く光ビームＰに掛かる前の状態（Ｒｅｓｔ位置）を示したものである。図９（ｂ）は、受光部８１Ｂおよびこの受光部７１Ｂに照射される光ビームＰの形を、図９（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
発光部８１Ａおよび受光部８１Ｂは、偏光されるものが間に存在していない場合、発光部８１Ａから発生したほぼ円形の光ビームＰが受光部８１Ｂによって受光されるように配置されている。この受光部８１Ｂは、光ビームＰの光量に対応した出力信号を発生する。
この状態において、シャッタ８２は光ビームＰに掛かっていないため、受光部８１Ｂには円形の光ビームＰが照射されている。受光部８１Ｂの出力信号は、図１２のＲｅｓｔ位置（Ｒ）の出力信号がコントローラに供給されることになる。この図１２は、シャッタ８２の移動量に対する受光部８１Ｂからの出力信号を示した特性線図である。
【００５４】
図１０（ａ）は、シャッタ８２が矢印Ｂ方向に移動し、シャッタ８２の先端が光ビームＰの外側に掛かった状態（Ｍｉｄｄｌｅ位置）を示したものである。図１０（ｂ）は、受光部８１Ｂおよびこの受光部８１Ｂに照射される光ビームＰの形を、図１０（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
シャッタ８２は、入射された光を偏光して卵形に広げた光ビームＰとし、単位面積当たりの光量（即ち、照度）をＲ位置（図９）に比べて小さくする。
この状態では、受光部８１Ｂに照射される光ビームＰは、受光部８１Ｂから下側にはみ出させて照射される照射面積を小さくすると共に、照度が小さくなっている。このため、受光部８１Ｂから出力される出力信号は、図１２のＭｉｄｄｌｅ位置（Ｍ）となる。
【００５５】
図１１（ａ）は、シャッタ８２が図１０（ａ）の状態から矢示Ｂ方向に移動して、光ビームＰが偏光した状態（Ｅｎｄ位置）を示したものである。図１１（ｂ）は、受光部８１Ｂおよびこの受光部８１Ｂに照射される光ビームＰの形を、図１１（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
シャッタ８２が矢印Ｂ方向に移動するのに伴って、卵形に偏光されて光ビームＰは、その長尺方向に潰れた形になる。図１１の状態では、受光部８１Ｂに照射される光ビームＰの照度がＭ位置（図１０）に比べて小さくなるため、受光部８１Ｂから出力される出力信号は、図１２のＥｎｄ位置（Ｅ）となる。
【００５６】
〈２−３〉本実施形態の効果
以上詳述した如く、本実施形態によるハンマセンサ（光センサ）８０は、透明材料によって形成されたシャッタ８２により、発光部８１Ａから受光部８１Ｂに向けて照射される光ビームＰを偏光させる。このシャッタ８２は、移動に伴って偏光後の光ビームＰを卵形に潰すように広げるため、シャッタ８２を通さない光ビームＰに比べて、照度を低下させる。
この結果、ハンマセンサ８０は、図１２の特性線図に示すように、シャッタ８２の移動量に対する出力信号の変化が所望の特性（例えば、線形）になる。コントローラは、この出力信号の傾斜を測定することにより、シャッタ８２（ハンマシャンク３２）の移動速度の測定を容易に行うことが可能となる。
【００５７】
３．第３の実施形態
次に、図１３ないし図１８に基づいて、本発明による第３実施形態について説明する。本実施形態において、前述した第１実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５８】
〈３−１〉ハンマセンサの構成
本実施形態によるハンマセンサ９０は、発光部９１Ａおよび受光部９１Ｂ（図１５ないし図１７参照）からなるセンサ本体（図示せず）と、シャッタ９２とからなり、第１実施形態のハンマセンサ７０に代えて取り付けられている。
図１３はハンマシャンク３２にシャッタ９２を取付ける前の状態を示した分解斜視図である。図１４はシャッタ９２の正面図である。
【００５９】
シャッタ９２は、透明材料（例えば、樹脂材料或いはガラス材料）によって、発光部９１Ａから発生する光が入射される入射面９２Ａと、入射された光が出射させる出射面９２Ｂとを有した板状に形成されている。また、シャッタ９２の起端側には、円柱状をした一対の取付部９２Ｃが突出形成されている。これらの取付部９２Ｃは、ハンマシャンク３２の取付孔３２Ａにそれぞれ穿設されることにより、シャッタ９２をハンマシャンク３２に取付けるものである。シャッタ９２は、図１４に示すように、樹脂材料或いはガラス材料等の透明材料に遮光粒子を混入させた板体で、先端側から起端側に向けて、図１４の透過光量の特性線のように、遮光粒子の濃度が、漸次増えるように形成されている。このため、シャッタ９２は、入射面９２Ａから入射される光粒子をこの遮光粒子によって吸収し、残った光粒子のみを受光部９１Ｂに照射する。このシャッタ９２は、光ビームＰが照射される位置によって遮光粒子の濃度が異なっているため、この遮光粒子の濃度に対応した照度の光ビームを受光部９１Ｂに照射することになる。なお、シャッタは、その表面をボカシすりガラス状に形成することも考えられる。入射面９２Ａと出射面９２Ｂがほぼ平行となっているため、入射面９２Ａから入射された光は偏光されずに出射面９２Ｂから出射される。
【００６０】
〈３−２〉ハンマセンサの検出動作
次に、ハンマセンサ９０の検出動作について、図１５ないし図１８を参照しつつ説明する。なお、図１５ないし図１７は、シャッタ９２によって得られる光ビームＰの状態を、初期（Ｒｅｓｔ）位置、中間（Ｍｉｄｄｌｅ）位置、終了（Ｅｎｄ）位置に分けて段階的に示している。
【００６１】
図１５（ａ）は、矢印Ｂ方向に移動するシャッタ９２が、発光部９１Ａから受光部９１Ｂに届く光ビームＰに掛かる前の状態（Ｒｅｓｔ位置）を示したものである。図１５（ｂ）は、受光部９１Ｂに照射される光ビームの形と、シャッタ９２の移動状態を、図１５（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
発光部９１Ａおよび受光部９１Ｂは、遮光されるものが間に存在していない場合、発光部９１Ａから発生した光ビームＰが受光部９１Ｂによって受光されるように配置されている。この受光部９１Ｂは、光ビームＰの光量に対応した出力信号を発生する。
この状態において、シャッタ９２は光ビームＰに掛かっていないため、受光部９１Ｂには円形の光ビームＰが照射されている。受光部９１Ｂの出力信号は、図１８のＲｅｓｔ位置（Ｒ）の出力信号がコントローラに供給されることになる。
この図１８は、シャッタ９２の移動量に対する受光部９１Ｂからの出力信号を示した特性線図である。
【００６２】
図１６（ａ）は、シャッタ９２が矢印Ｂ方向に移動し、シャッタ９２の先端が光ビームＰの外側に掛かった状態（Ｍｉｄｄｌｅ位置）を示したものである。図１６（ｂ）は、受光部９１Ｂに照射される光ビームの形と、シャッタ９２の移動状態を、図１６（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
シャッタ９２は、入射された光の粒子をシャッタ９２内の遮光粒子によって吸収し、残った光粒子を受光部９１Ｂに照射する。これにより、シャッタ９２の先端側によって若干小さくなった光ビームを受光部９１Ｂに照射する。
この状態では、照度が小さくなった分、受光部９１Ｂから出力される出力信号は、図１８のＭｉｄｄｌｅ位置（Ｍ）となる。
【００６３】
図１７（ａ）は、シャッタ９２が図１６（ａ）の状態から矢示Ｂ方向に移動して、光ビームＰが遮光された状態（Ｅｎｄ位置）を示したものである。図１７（ｂ）は、受光部９１Ｂに照射される光ビームの形と、シャッタ９２の移動状態を、図１７（ａ）の矢示ｂ−ｂから見た図である。
シャッタ９２が矢印Ｂ方向に移動するのに伴って、遮光粒子の濃度が大きくなるため、受光部９１Ｂに照射される光ビームＰの照度がＭ位置（図１６）に比べて小さくなる。そして、この受光部８１Ｂから出力される出力信号は、図１８のＥｎｄ位置（Ｅ）となる。
【００６４】
〈３−３〉本実施形態の効果
以上詳述した如く、本実施形態によるハンマセンサ（光センサ）９０は、移動方向に対して遮光粒子の濃度が異なったシャッタ９２により、発光部９１Ａから受光部９１Ｂに向けて照射される光ビームＰの照度を可変させる。これにより、受光部９１Ｂは、シャッタ９２の位置に対応した照度を有する光ビームＰを受光することになる。
この結果、ハンマセンサ９０は、図１８の特性線図に示すように、シャッタ９２の移動量に対する出力信号の変化が所望の特性（例えば、線形）になる。コントローラは、この出力信号の傾斜を測定することにより、シャッタ９２（ハンマシャンク３２）の移動速度を容易に測定することが可能となる。
【００６５】
〈４〉本発明による変形例
以上、本発明の実施形態の説明を行ったが、上記各実施形態はあくまでも本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲内で任意に変形を加えることができる。例えば以下のようなものが考えられる。
【００６６】
（１）前記各実施形態は、発光部から発生する光ビームの形状をほぼ円形とした場合について説明したが、長円或いは楕円であってもよい。この場合には、シャッタの形状を、シャッタの移動に伴って、受光部で受光される光ビームの光量が線形に変化させるようにすればよい。
【００６７】
（２）前記各実施形態では、光センサをハンマセンサに用いた場合を例示したが、本発明はこれに限らず、図１のキーセンサ５０に用いてもよく、この場合、シャッタ５２の部分にシャッタ７２、８２、９２を用いればよい。さらに、本発明は、鍵盤楽器に限らず、移動体の移動状態を検出するセンサとして適用することも可能である。
【００６８】
（３）前記各実施形態では、本発明をグランドピアノに適用した場合を例示して説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られず、アップライトピアノ、チェンバロ、チェレスタ、オルガン、電子鍵盤楽器など、あらゆる鍵盤楽器に適用することができる。
【００６９】
（４）前記各実施形態によるハンマセンサでは、センサ本体に発光部、受光部を内蔵するようにしたものを示したが、センサ本体に発光部、受光部を内蔵せずに、光ファイバを介してセンサ本体に光の送り、受けを行うようにしてもよい。
【００７０】
（５）前記各実施形態では、シャッタの移動量に対する出力信号の特性を線形とする場合について例示したが、シャッタの形状を種々変形することにより、非線形の特性を得ることも可能である。
【００７１】
【発明の効果】
上述したように本発明による光センサは、光透過部材の移動量に対する受光部からの出力信号による特性を、光ビームの形状に拘束されずに、例えば線形な特性とすることにより、出力信号の処理を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による光センサがハンマセンサとして組込まれたグランドピアノの主要部を示す側面断面図である。
【図２】前記グランドピアノのアクション機構を示す側面図である。
【図３】ハンマシャンクにシャッタを取付ける前の状態を示す斜視図である。
【図４】同実施形態によるハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図５】図４に続く、ハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図６】図５に続く、ハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図７】第１実施形態によるハンマセンサのシャッタの移動量に対する出力信号の特性を示す特性線図である。
【図８】第２実施形態によるハンマセンサにおいて、ハンマシャンクにシャッタを取付ける前の状態を示す斜視図である。
【図９】同実施形態によるハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図１０】図９に続く、ハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図１１】図１０に続く、ハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図１２】第２実施形態によるハンマセンサのシャッタの移動量に対する出力信号の特性を示す特性線図である。
【図１３】第３実施形態によるハンマセンサにおいて、ハンマシャンクにシャッタを取付ける前の状態を示す斜視図である。
【図１４】同実施形態によるハンマセンサに用いられるシャッタの正面図である。
【図１５】同実施形態によるハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図１６】図１５に続く、ハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図１７】図１６に続く、ハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図１８】第３実施形態によるハンマセンサのシャッタの移動量に対する出力信号の特性を示す特性線図である。
【図１９】従来技術によるハンマセンサの検知タイミングを示す図である。
【図２０】従来技術によるハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図２１】図２０に続く、ハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図２２】図２１に続く、ハンマセンサの検出動作を示す図である。
【図２３】従来技術によるハンマセンサのシャッタの移動量に対する出力信号の特性を示す特性線図である。
【符号の説明】
３１・・・ハンマ、３２・・・ハンマシャンク、７０、８０、９０・・・ハンマセンサ、７１・・・センサ本体、７２、８２、９２・・・シャッタ、７２Ａ、８２Ａ、９２Ａ・・・入射面、７２Ｂ、８２Ｂ、９２Ｂ・・・出射面、７２Ｃ、８２Ｃ、９２Ｃ・・・取付部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical sensor that detects a moving state of a moving body, for example, an optical sensor that is suitable for use in detecting a moving state such as a timing when a hammer of a keyboard instrument strikes a string.
[0002]
[Prior art]
In a piano as a keyboard instrument, when a performer presses a key, the damper moves away from the string in conjunction with this, and the hammer rotates to strike a string. When the key is released, the damper touches the string and the sound is muted. In this way, the musical tone is usually generated by a series of operations of key depression → damper stringing → string striking → stopping sound.
For this reason, in an automatic piano that performs an automatic performance, performance information is stored based on the above-described series of operations, and operation of keys and / or pedals is controlled based on the read performance information during reproduction.
In this case, the key or pedal is controlled based on the performance information by energizing the solenoid, which is an actuator, on one side to drive the key, and the hammer rotates in response to hitting the string. The pedal is driven by excitation, and the sound is extended, weak or stopped.
[0003]
In such an automatic piano, the movement of a hammer that strikes a string is detected by a sensor and stored as performance data, or this is supplied to an electronic sound source to generate musical sounds electronically. It has been broken.
In a conventional automatic piano, for example, a hammer sensor such as an optical sensor is attached to a hammer action mechanism, and the timing and speed at which the hammer strikes the string is detected by this sensor.
[0004]
Therefore, detection of the string striking timing and speed in the above-described hammer sensor will be described with reference to the schematic diagram of FIG.
A hammer 100 shown in FIG. 19 includes a hammer shank 101 that moves in the B direction around A as a rotation center, and a hammer head 102 that is fixed to the tip thereof.
[0005]
The hammer sensor 111 is disposed on the hammer sensor mounting bracket 110, and has a light emitting unit 112A and a light receiving unit 112B (see FIGS. 20 to 22) opposed to each other, and a light beam of the sensor main body 112. And a shutter 113 that transmits and blocks P. The shutter 113 is attached to the hammer shank 101 by inserting a part into a hole drilled in the hammer shank 101 and bonding it. The light receiving unit 112B generates an output signal corresponding to the light amount of the light beam P.
[0006]
The hammering timing and speed of the hammer 100 are detected by the hammer sensor 111 as follows. When the hammer 100 approaches the string S, the shutter 113 attached to the hammer shank 101 is inserted into the sensor main body 112, and the leading edge of the shutter 113 crosses the light beam P of the sensor main body 112 as shown by a one-dot chain line in FIG. It will be. As a result, the shutter 113 blocks the light emitted from the light emitting unit 112A and blocks the light received by the light receiving unit 112B. This light shielding timing is detected by a controller (not shown). The positions of the hammer 100 and the hammer shank 101 at this time are indicated by H1 in FIG. Thereafter, the hammer shank 101 is further rotated in the direction of arrow B, and as shown by a two-dot chain line in FIG. Is light Cross beam P. Thereby, the light of the light beam P is Window 1 The light receiving unit 112B is irradiated with the light after passing through 13a and enters the light receiving state again. Hammer sensor 111 The light reception timing is detected by the controller. The positions of the hammer 100 and the hammer shank 101 at that time are indicated by H2 in FIG.
[0007]
As described above, the controller detects the light shielding timing and the light receiving timing by using the hammer sensor 111, so that the hammer from the time from the light shielding timing at the position H1 to the light receiving timing at H2 is calculated. 100 The string striking speed immediately before the string is struck is calculated.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The detection operation of the above-described hammer sensor (optical sensor) 110 will be described with reference to FIGS. 20 to 22 show the state until the light beam P is blocked by the shutter 113 in stages, divided into an initial (Rest) position, an intermediate (Middle) position, and an end (End) position.
[0009]
FIG. 20A shows a state before the light beam P reaching the light receiving unit 112B from the light emitting unit 112A is blocked by the shutter 113 moving in the arrow B direction (Rest position). FIG. 20B is a view of the shape of the light beam irradiated to the light receiving unit 112B and the moving state of the shutter 113 as seen from the arrow bb in FIG. 20A.
In this state, the shutter 113 does not block the light from the light emitting unit 112A. Therefore, the output signal supplied from the light receiving unit 112B to the controller has the value of the Rest position (R) in FIG.
FIG. 23 is a characteristic diagram showing an output signal from the light receiving unit 112B with respect to the movement amount of the shutter 113. In FIG.
[0010]
FIG. 21A shows a state (Middle position) in which almost half of the light beam P is shielded by the shutter 113 moving in the arrow B direction. FIG. 21B is a view of the shape of the light beam irradiated to the light receiving unit 112B and the moving state of the shutter 113 as seen from the arrow bb in FIG. 21A.
In this state, the shutter 113 blocks only about half of the light beam P. For this reason, the output signal supplied from the light receiving unit 112B to the controller has the value of the Middle position (M) in FIG.
[0011]
FIG. 22A shows a state where the light beam P is completely shielded by the shutter 113 (End position). FIG. 22B is a view of the shape of the light beam irradiated to the light receiving unit 112B and the moving state of the shutter 113 as seen from the arrow bb in FIG. 22A.
In this state, the shutter 113 completely blocks the light beam P. For this reason, the output signal supplied from the light receiving unit 112B to the controller has the value of the End position (E) in FIG.
[0012]
As described above, the hammer sensor (optical sensor) 111 according to the related art shields the light beam P reaching the light receiving unit 112B from the light emitting unit 112A by the shutter 113, so that the light receiving unit 112 is moved along with the movement of the shutter 113. B The light receiving area was changed. However, since the light beam P is substantially circular and the light beam P is sequentially shielded by the shutter 113, the change of the output signal with respect to the movement amount of the shutter 113 changes relatively abruptly, and desired characteristics (for example, , Linear) cannot be obtained (see FIG. 23).
[0013]
Therefore, in order to improve this characteristic, there is a shutter in which the window portion is formed in a parallelogram and the tip is inclined substantially parallel to the parallelogram as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-110682. Hereinafter referred to as “other prior art”).
However, in other prior arts, the characteristics of the output signal with respect to the amount of movement of the shutter can be improved as compared with the prior art, but the desired characteristics (for example, linear) have not been obtained.
[0014]
In these conventional technologies, the shape of the light beam generated from the light emitting unit is constrained, and the output signal from the sensor does not have a desired characteristic (for example, linear) with respect to the movement amount of the shutter, and the controller outputs the output signal. It was necessary to have a function to correct the image.
[0015]
The present invention has been made in view of the above problems, and the characteristic of the output signal from the light receiving unit with respect to the amount of movement of the light transmitting member is, for example, a linear characteristic without being restricted by the shape of the light beam. Thus, an object of the present invention is to provide an optical sensor that can easily process an output signal.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 includes a light emitting unit that generates light, Emitted from the light emitting part A light receiving unit for receiving light, a moving object, Both Move to do it From the light emitting part While traversing the light path to the light receiving unit, the light irradiation area reaching the light receiving unit is moved to the position of the moving body by moving the light irradiation position on the light receiving unit in the crossing portion. The amount of light per unit area is changed according to the position of the moving body by refracting the light. A light transmissive member Ruko It is characterized by.
[0018]
Claim 2 The described invention is claimed. 1 In the mounted optical sensor, the light transmissive member has an incident surface on which the light is incident, and an output surface that emits light incident from the incident surface, and the light transmissive member is a transparent member, The light-transmitting member is formed so that the thickness of the incident surface and the output surface is gradually changed with respect to the moving direction.
[0019]
Claim 3 The described invention is claimed. 2 The optical sensor described above is characterized in that at least one of the incident surface and the exit surface has a shape using a part of a spherical concave lens or an aspheric concave lens.
[0020]
Claim 4 The described invention is claimed. 2 The optical sensor described above is characterized in that at least one of the incident surface and the exit surface has a shape using a part of a cylindrical concave lens.
[0022]
Claim 5 The described invention is claimed. 1 The light sensor according to claim 1, wherein the light transmitting member is attached to the moving body. The It is characterized by the formation.
[0023]
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 1. 1 to any one of -4 In a keyboard instrument provided with a key and a hammer that strikes a corresponding string according to the operation of the key in the optical sensor, the light transmitting member is provided on the key or the hammer, and the movement state of the key or the hammer is detected. It is characterized by.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0025]
1. First embodiment
First, the configuration of a grand piano type automatic piano to which the optical sensor according to the first embodiment is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0026]
<1> Automatic piano
<1-1> Overall configuration of automatic piano
The key 1 is rotatably supported via a balance pin 5 in a cage 4 disposed on a shelf plate 2 via a key frame or a cage 3. In this way, a plurality of keys 1 are juxtaposed in the left-right direction, which is the front / back direction of the drawing, to constitute a keyboard. The shelf board 2 is horizontally fixed to the upper end of the leg 6 via a leg girder 7.
Further, a pedal holder 8 and a pedal head 9 are provided on the lower surface of the shelf board 2, and a pedal column 10 extending downward is supported on the pedal head 9. A soft pedal, a loud pedal, and a sostenuto pedal (all not shown) are provided at the lower end of the pedal column 10. Each of these pedals is a pedal for weakening the sound, strengthening the sound, and extending the sound. The operation of these pedals is transmitted to a predetermined mechanism via a soft pedal lever, a loud pedal lever and a sostenuto pedal lever.
The pedal-related mechanism is the same as that of a well-known piano, and a detailed description thereof will be omitted.
[0027]
<1-2> Hammer action mechanism
Above the rear end of the key 1, a string extending horizontally in the front-rear direction is stretched corresponding to the key 1. Between the string and the key 1, a hammer action mechanism 20 for hitting the string by the operation of the key 1 is provided. The hammer action mechanism 20 will be described with reference to FIG.
[0028]
The support rail 21 and the shank rail 22 are fixed members that extend in the left-right direction of the piano and are provided horizontally. A rear end portion of a support 23 disposed along the key 1 is coupled to a rear end portion of the support rail 21 by a center pin 24 so as to be freely rotatable. A substantially L-shaped jack 25 comprising a large jack 25a and a small jack 25b is pin-coupled to the front end, which is the free end of the support 23, so as to be rotatable in the vicinity of the bent portion. The support 23 is supported by the key 1 through a capstan 26 at a portion slightly in the center in the longitudinal direction and pushed upward when the key 1 is pressed.
[0029]
A repetition lever stage 27 extending upward is fixed to the center portion of the support 23, and an intermediate portion of the repetition lever 28 is rotatably connected to the upper end portion of the repetition lever stage 27. A long hole 28a penetrating in the vertical direction is formed in the front end portion of the repetition lever 28 along the longitudinal direction of the repetition lever 28, and the upper end portion of the large jack 25a is inserted into the long hole 28a.
[0030]
A shank flange 30 is fixed to the upper surface of the shank rail 22, and a hammer 31 is pin-coupled to the shank flange 30 so as to be rotatable. The hammer 31 has a hammer head 33 fixed to the tip of a hammer shank 32, and the base end of the hammer shank 32 is pivotally connected to the shank flange 30 (this point is the center of rotation). A). A roller 34 having a horizontal axis as an axis is mounted on the lower surface of the hammer shank 32 that is slightly behind the pin coupling portion to the shank flange 30. The lower surface of the roller 34 is in contact with the upper surface of the repetition lever 28 with a slight gap between the upper surface of the large jack 25a.
[0031]
A regulating rail 35 is fixed to the shank rail 22 along the shank rail 22. The regulating rail 35 is provided with a regulating button 36 whose position can be adjusted in the vertical direction. A cushion 36a such as a cloth with which the tip of the small jack 25b abuts is attached to the lower end surface of the regulating button 36. A back check 37 extending toward the hammer head 33 is attached to the rearmost end of the key 1.
[0032]
Further, as shown in FIG. 2, a substantially U-shaped sensor body mounting bracket 39 is fixed between the support rail 21 and the shank rail 22 via a height adjusting member 38. A sensor main body 71 constituting a hammer sensor 70 to be described later is attached to 39 corresponding to the key 1.
[0033]
The above is the hammer action mechanism 20. Further, a damper mechanism 40 that holds down the strings is provided on the back side of the hammer action mechanism 20. The damper rail 41 is provided over the entire length of the keyboard, and one end of a damper lever 43 extending in the front-rear direction is rotatably coupled to the damper rail 41 via a damper lever flange 42. The damper lever 43 is provided corresponding to each key 1. A damper block 44 is rotatably attached to a front end portion which is a free end portion of the damper lever 43, and a damper wire 45 extending upward is attached to the damper block 44. A damper (not shown) for holding the string from above is attached to the upper end of the damper wire 45. According to this damper mechanism 40, the damper lever 43 is pushed up by the rear end portion of the depressed key 1, and the hammer is 31 Immediately before hitting the string, the damper will move away from the string. Therefore, the resonance of the string corresponding to the key 1 not pressed by the damper is prevented.
[0034]
The operation of the hammer action mechanism 20 is as follows.
When the key 1 is pressed, the support 23 is pushed up by the capstan 26 and rotates counterclockwise around the pin 24 in FIG. Then, the large jack 25a pushes up the roller 34 to rotate the hammer shank 32 in the clockwise direction, and the hammer head 33 strikes the string corresponding to the depressed key 1. As a result, a musical sound corresponding to the key 1 is emitted.
During this stringing operation, the small jack 25b rotates clockwise before the hammer head 33 strikes the string, so that the upper end of the large jack 25a moves forward and separates from the roller 34. The tip of the small 25b comes into contact with the cushion 36a of the regulating button 36. After hitting the string, the hammer head 33 is rotated downward by the repulsive force of the string and its own weight, and is received by the back check 37 and stopped.
[0035]
Next, when the key 1 is released, the support 23 rotates clockwise and the hammer shank 32 rotates counterclockwise. Along with this, the small jack 25b is gradually separated from the regulating button 36, the large jack 25a rotates counterclockwise, moves directly below the roller 34, and comes into contact again to return to the initial state before the key depression.
[0036]
<1-3> Automatic performance device
Next, the automatic performance device of this embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, a long rectangular storage hole 60 extending over the entire length of the keyboard is formed in a portion of the shelf plate 2 facing the rear end of the key 1. The automatic performance device 61 of this embodiment is incorporated. This automatic performance device 61 gives a key pressing operation to the key 1 by pushing up the rear end portion of the key 1, and a support body 62 that is detachably attached to the shelf 2 and a key 1 attached to the support body 62. And a plurality of solenoid units 63 mounted in correspondence with each other.
[0037]
The solenoid unit 63 is composed of a yoke made of a magnetic material and forming a main part of a magnetic path, a solenoid (none of which is shown) incorporated in the yoke, and a plunger 64 fitted into the solenoid. Yes.
[0038]
The operation of the automatic performance device 61 is as follows.
The performance data recorded in the recording means is read out sequentially with time. Based on this performance data, when a drive current is supplied from the drive circuit to the solenoid, a magnetic field that circulates the cross section of the solenoid is generated. Due to the generated magnetic field, an upward force acts on the plunger 64, and the plunger 64 moves upward to push up the rear end portion of the key 1. As a result, the hammer action mechanism 20 is operated in exactly the same manner as when the key pressing operation is performed, and a musical tone is played. When this key pressing operation ends, the supply of drive current to the solenoid is stopped, and the plunger 64 moves downward to return to the original position. By such movement of the plunger 64 of the solenoid unit 63, a key pressing operation based on the performance data is performed, and an automatic performance is performed.
[0039]
<1-4> Key sensor and hammer sensor
As shown in FIG. head 3, a key sensor 50 for detecting a key pressing operation (string-striking timing and string-striking speed) is provided at a position facing the front end of the key 1. The key sensor 50 employs an optical sensor, and is composed of a sensor main body 51 provided on the key head 3 and a shutter 52 attached to the lower surface of the key 1. A signal based on a change in the amount of light when crossing P is output to a controller (not shown). The signal is recorded from a controller to a recording means such as a floppy disk as performance data for driving the key 1 during playback performance.
[0040]
Further, this piano is provided with a hammer sensor 70 that detects a key pressing operation based on the operation of the hammer shank 32.
As shown in FIG. 2, the hammer sensor 70 includes a sensor main body 71 disposed on the sensor main body mounting bracket 39 and a plate-shaped shutter 72 attached to the hammer shank 32. The sensor main body 71 has a light emitting portion 71A and a light receiving portion 71B (see FIGS. 4 to 6 and the like) arranged to face each other, and a light beam P is formed therebetween. The hammer sensor 70 detects the operation of the hammer shank 32 when the shutter 72 crosses the light beam P of the sensor main body 71, and this detection signal is recorded as performance data on the recording means via the controller. Is done.
[0041]
The recording means reads performance data by a reading device (not shown) provided on the front surface of the shelf board 2, for example, and the performance data read by the reading device is input to the controller. It is like that.
[0042]
<1-5> Hammer sensor
<1-5-1> Configuration of hammer sensor
The hammer sensor 70 according to the present embodiment is configured as shown in FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view showing a state before the shutter 72 is attached to the hammer shank 32.
[0043]
The shutter 72 is made of a transparent material (for example, a resin material such as acrylic, polyethylene, polyurethane, or a glass material), and a light emitting unit. 71A Is formed in a plate shape having an incident surface 72A on which a substantially circular light beam P generated from the surface is incident and an exit surface 72B for emitting the incident light. In addition, a pair of columnar attachment portions 72 C are formed to project from the starting end side of the shutter 72. The entrance surface 72A and the exit surface 72B have a shape using a part of a spherical or aspheric concave lens, and polarize the light beam P by refracting the incident light. On the other hand, the hammer shank 32 is provided with mounting holes 32A and 32A. The shutter 72 is attached to the hammer shank 32 by fitting the attachment portions 72C of the shutter 72 into these attachment holes 32A.
[0044]
<1-5-2> Hammer sensor detection operation
Next, the detection operation of the hammer sensor 70 will be described with reference to FIGS. 4 to 6 show the state of the light beam P polarized by the shutter 72 in stages, divided into an initial (Rest) position, an intermediate (Middle) position, and an end (End) position.
[0045]
FIG. 4A shows a state before the shutter 72 moving in the arrow B direction is applied to the light beam P reaching the light receiving unit 71B from the light emitting unit 71A (Rest position). FIG. 4B is a view of the light receiving portion 71B and the shape of the light beam P irradiated to the light receiving portion 71B as viewed from the arrow bb in FIG. 4A.
The light emitting unit 71A and the light receiving unit 71B are arranged so that the light beam P of the light generated from the light emitting unit 71A is received by the light receiving unit 71B when there is no polarized light in between. The light receiving unit 71B generates an output signal corresponding to the light amount of the light beam P.
In this state, since the shutter 72 is not engaged with the light beam P, the circular light beam P is applied to the light receiving unit 71B. As the output signal of the light receiving unit 71B, the output signal at the Rest position (R) in FIG. 7 is supplied to the controller.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing an output signal from the light receiving unit 71B with respect to the movement amount of the shutter 72. As shown in FIG.
[0046]
FIG. 5A shows a state (Middle position) in which the shutter 72 is moved in the direction of arrow B and the tip of the shutter 72 is on the outside of the light beam P. FIG. 5B is a view of the light receiving portion 71B and the shape of the light beam P irradiated to the light receiving portion 71B as seen from the arrow bb in FIG. 5A.
The shutter 72 polarizes the incident light into a light beam P that is spread in an egg shape, and reduces the amount of light (ie, illuminance) per unit area compared to the R position (FIG. 4).
In this state, the light beam P irradiated to the light receiving unit 71B protrudes downward from the light receiving unit 71B and is irradiated to reduce the irradiation area at the light receiving unit 71B and reduce the illuminance. For this reason, the output signal output from the light receiving unit 71B is the Middle position (M) in FIG.
[0047]
FIG. 6A shows a state (End position) in which the shutter 72 moves from the state of FIG. 5A in the arrow B direction and the light beam P is polarized. FIG. 6B is a view of the light receiving portion 71B and the shape of the light beam P irradiated to the light receiving portion 71B as seen from the arrow bb in FIG. 6A.
As the shutter 72 moves in the direction of the arrow B, the light beam P is moved to the opposite side of the arrow B by being polarized in an oval shape. In the state of FIG. 6, since the irradiation area of the light beam P irradiated to the light receiving portion 71B is smaller than the M position (FIG. 5), the output signal output from the light receiving portion 71B is the End position ( E).
[0048]
<1-6> Effects of the present embodiment
As described above in detail, the hammer sensor (optical sensor) 70 according to the present embodiment polarizes the light beam emitted from the light emitting portion 71A toward the light receiving portion 71B by the shutter 72 formed of a transparent material. The shutter 72 spreads the polarized light beam P in an oval shape, lowers the illuminance as compared to the light beam that does not pass through the shutter 72, and moves it in the direction opposite to the B direction in which the shutter 72 moves.
As a result, as shown in the characteristic diagram of FIG. 7, the hammer sensor 70 has a desired change in the output signal with respect to the movement amount of the shutter 72 even when the light beam P generated from the light emitting portion 71A is circular. It becomes a characteristic (eg, linear). Accordingly, the controller can easily measure the moving speed of the shutter 72 (hammer shank 32) by measuring the inclination of the output signal.
The shapes of the entrance surface 72A and the exit surface 72B of the shutter 72 are not limited to the present embodiment, and any one of the entrance surface 72A and the exit surface 72B is a shape using a spherical concave lens or a part of an aspheric concave lens. Alternatively, a shape using a part of a cylindrical concave lens may be used. That is, the shape of the shutter 72 may be any shape as long as the amount of the light beam P received by the light receiving unit 71B changes linearly as the shutter 72 moves.
[0049]
2. Second embodiment
Next, based on FIG. 8 thru | or FIG. 11, 2nd Embodiment by this invention is described. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0050]
<2-1> Configuration of hammer sensor
The hammer sensor 80 according to the present embodiment includes a sensor main body (not shown) including a light emitting portion 81A and a light receiving portion 81B (see FIGS. 9 to 11), and a shutter 82. The hammer sensor 70 according to the first embodiment is similar to the hammer sensor 70 according to the first embodiment. It is attached instead.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a state before the shutter 82 is attached to the hammer shank 32.
[0051]
The shutter 82 is made of a transparent material (for example, a resin material or a glass material) and emits light. 81A Are formed in a plate shape having an incident surface 82A on which light generated from the light is incident and an output surface 82B from which the incident light is emitted. In addition, a pair of columnar attachment portions 82 C are formed to protrude from the starting end side of the shutter 82. These attachment portions 82 C are provided in the attachment holes 32 A of the hammer shank 32 to attach the shutter 82 to the hammer shank 32. In the shutter 82, the plane incident surface 82A and the exit surface 82B are in the form of a prism having a predetermined angle θ, and the light beam P is polarized by refracting incident light.
[0052]
<2-2> Hammer sensor detection operation
Next, the detection operation of the hammer sensor 80 will be described with reference to FIGS. 9 to 10 show the state of the light beam P polarized by the shutter 82 in stages, divided into an initial (Rest) position, an intermediate (Middle) position, and an end (End) position.
[00053]
FIG. 9A shows a state before the shutter 72 moving in the arrow B direction is applied to the light beam P reaching the light receiving unit 81B from the light emitting unit 81A (Rest position). FIG. 9B is a view of the light receiving portion 81B and the shape of the light beam P irradiated to the light receiving portion 71B as viewed from the arrow bb in FIG. 9A.
The light emitting unit 81A and the light receiving unit 81B are arranged so that the substantially circular light beam P generated from the light emitting unit 81A is received by the light receiving unit 81B when there is no polarized light in between. The light receiving unit 81B generates an output signal corresponding to the light amount of the light beam P.
In this state, since the shutter 82 is not engaged with the light beam P, the light receiving portion 81B is irradiated with the circular light beam P. As the output signal of the light receiving unit 81B, the output signal at the Rest position (R) in FIG. 12 is supplied to the controller. FIG. 12 is a characteristic diagram showing an output signal from the light receiving unit 81B with respect to the movement amount of the shutter 82. As shown in FIG.
[0054]
FIG. 10A shows a state (Middle position) in which the shutter 82 moves in the direction of arrow B and the tip of the shutter 82 is on the outside of the light beam P. FIG. 10B is a view of the light receiving portion 81B and the shape of the light beam P irradiated to the light receiving portion 81B, as viewed from the arrow bb in FIG. 10A.
The shutter 82 forms a light beam P obtained by polarizing incident light and spreading it into an egg shape, and reduces the amount of light (ie, illuminance) per unit area compared to the R position (FIG. 9).
In this state, the light beam P irradiated to the light receiving unit 81B protrudes downward from the light receiving unit 81B to reduce the irradiated area and reduce the illuminance. For this reason, the output signal output from the light receiving unit 81B is the Middle position (M) in FIG.
[0055]
FIG. 11A shows a state (End position) in which the light beam P is polarized by moving the shutter 82 in the arrow B direction from the state of FIG. 10A. FIG. 11B is a view of the light receiving unit 81B and the shape of the light beam P irradiated to the light receiving unit 81B, as viewed from the arrow bb in FIG. 11A.
As the shutter 82 moves in the direction of the arrow B, it is polarized in an oval shape and the light beam P is crushed in the longitudinal direction. In the state of FIG. 11, since the illuminance of the light beam P irradiated to the light receiving unit 81B is smaller than the M position (FIG. 10), the output signal output from the light receiving unit 81B is the End position (E )
[0056]
<2-3> Effects of the present embodiment
As described above in detail, the hammer sensor (optical sensor) 80 according to the present embodiment polarizes the light beam P irradiated from the light emitting portion 81A toward the light receiving portion 81B by the shutter 82 formed of a transparent material. The shutter 82 spreads so that the polarized light beam P is crushed into an oval shape as it moves, so that the illuminance is lowered compared to the light beam P that does not pass through the shutter 82.
As a result, in the hammer sensor 80, as shown in the characteristic diagram of FIG. 12, the change in the output signal with respect to the movement amount of the shutter 82 has a desired characteristic (for example, linear). The controller can easily measure the moving speed of the shutter 82 (hammer shank 32) by measuring the inclination of the output signal.
[0057]
3. Third embodiment
Next, based on FIG. 13 thru | or FIG. 18, 3rd Embodiment by this invention is described. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0058]
<3-1> Configuration of hammer sensor
The hammer sensor 90 according to the present embodiment includes a sensor main body (not shown) including a light emitting portion 91A and a light receiving portion 91B (see FIGS. 15 to 17), and a shutter 92. The hammer sensor 70 according to the first embodiment is similar to the hammer sensor 70 according to the first embodiment. It is attached instead.
FIG. 13 is an exploded perspective view showing a state before the shutter 92 is attached to the hammer shank 32. FIG. 14 is a front view of the shutter 92.
[0059]
The shutter 92 is made of a transparent material (for example, a resin material or a glass material), and the light emitting unit 91A Is formed in a plate shape having an incident surface 92A on which light generated from the light is incident and an output surface 92B from which the incident light is emitted. In addition, a pair of mounting portions 92 C having a columnar shape is formed to protrude from the starting end side of the shutter 92. These attachment portions 92 C are provided in the attachment holes 32 A of the hammer shank 32 to attach the shutter 92 to the hammer shank 32. As shown in FIG. 14, the shutter 92 is a plate body in which light shielding particles are mixed in a transparent material such as a resin material or a glass material. The shutter 92 has a characteristic line of the transmitted light amount shown in FIG. Thus, the concentration of the light shielding particles is formed so as to gradually increase. Therefore, the shutter 92 absorbs the light particles incident from the incident surface 92A by the light shielding particles and irradiates only the remaining light particles to the light receiving unit 91B. The shutter 92 irradiates the light receiving unit 91 B with a light beam having an illuminance corresponding to the concentration of the light shielding particles because the concentration of the light shielding particles varies depending on the position where the light beam P is irradiated. It is also conceivable that the surface of the shutter is formed in a frosted glass shape. Since the entrance surface 92A and the exit surface 92B are substantially parallel, the light incident from the entrance surface 92A is output from the exit surface 92B without being polarized.
[0060]
<3-2> Detection operation of hammer sensor
Next, the detection operation of the hammer sensor 90 will be described with reference to FIGS. FIGS. 15 to 17 show the state of the light beam P obtained by the shutter 92 in stages, divided into an initial (Rest) position, an intermediate (Middle) position, and an end (End) position.
[0061]
FIG. 15A shows a state before the shutter 92 moving in the arrow B direction is applied to the light beam P reaching the light receiving unit 91B from the light emitting unit 91A (Rest position). FIG. 15B is a view of the shape of the light beam applied to the light receiving unit 91B and the moving state of the shutter 92 as seen from the arrow bb in FIG. 15A.
The light emitting unit 91A and the light receiving unit 91B are arranged so that the light beam P generated from the light emitting unit 91A is received by the light receiving unit 91B when there is no light shielding part therebetween. The light receiving unit 91B generates an output signal corresponding to the light amount of the light beam P.
In this state, since the shutter 92 is not engaged with the light beam P, the light receiving portion 91B is irradiated with the circular light beam P. As the output signal of the light receiving unit 91B, the output signal at the Rest position (R) in FIG. 18 is supplied to the controller.
FIG. 18 is a characteristic diagram showing an output signal from the light receiving unit 91B with respect to the movement amount of the shutter 92. As shown in FIG.
[0062]
FIG. 16A shows a state (Middle position) in which the shutter 92 is moved in the direction of arrow B and the tip of the shutter 92 is applied to the outside of the light beam P. FIG. 16B is a diagram of the shape of the light beam applied to the light receiving unit 91B and the moving state of the shutter 92, as viewed from the arrow bb in FIG. 16A.
The shutter 92 absorbs the incident light particles by the light shielding particles in the shutter 92, and irradiates the light receiving unit 91B with the remaining light particles. Thus, the light beam 91B is irradiated with a light beam slightly reduced by the front end side of the shutter 92.
In this state, as the illuminance decreases, the output signal output from the light receiving unit 91B is at the Middle position (M) in FIG.
[0063]
FIG. 17A shows a state (End position) in which the shutter 92 is moved in the arrow B direction from the state of FIG. FIG. 17B is a view of the shape of the light beam irradiated to the light receiving unit 91B and the moving state of the shutter 92 as seen from the arrow bb in FIG. 17A.
As the shutter 92 moves in the direction of arrow B, the density of the light shielding particles increases, so that the illuminance of the light beam P applied to the light receiving unit 91B becomes smaller than that at the M position (FIG. 16). And the output signal output from this light-receiving part 81B turns into End position (E) of FIG.
[0064]
<3-3> Effects of the present embodiment
As described above in detail, the hammer sensor (optical sensor) 90 according to the present embodiment is a light beam that is emitted from the light emitting unit 91A toward the light receiving unit 91B by the shutter 92 in which the concentration of the light shielding particles is different with respect to the moving direction. The illuminance of P is varied. Thereby, the light receiving unit 91B receives the light beam P having illuminance corresponding to the position of the shutter 92.
As a result, in the hammer sensor 90, as shown in the characteristic diagram of FIG. 18, the change of the output signal with respect to the movement amount of the shutter 92 has a desired characteristic (for example, linear). The controller can easily measure the moving speed of the shutter 92 (hammer shank 32) by measuring the inclination of the output signal.
[0065]
<4> Modification according to the present invention
The embodiments of the present invention have been described above. However, the above embodiments are merely examples of the present invention, and can be arbitrarily modified within the scope of the present invention. For example, the following can be considered.
[0066]
(1) In each of the above embodiments, the case where the shape of the light beam generated from the light emitting unit is substantially circular has been described, but may be an ellipse or an ellipse. In this case, the shape of the shutter may be such that the light amount of the light beam received by the light receiving unit is linearly changed as the shutter moves.
[0067]
(2) In each of the above embodiments, the case where the optical sensor is used as a hammer sensor is exemplified. However, the present invention is not limited to this, and may be used in the key sensor 50 of FIG. , The shutters 72, 82, and 92 may be used for the portion of the shutter 52. Furthermore, the present invention is not limited to a keyboard instrument, and can also be applied as a sensor that detects a moving state of a moving body.
[0068]
(3) In each of the embodiments described above, the case where the present invention is applied to a grand piano has been described as an example. It can be applied to any keyboard instrument.
[0069]
(4) In the hammer sensor according to each of the embodiments, the light emitting unit and the light receiving unit are incorporated in the sensor main body. However, the light emitting unit and the light receiving unit are not built in the sensor main body, and an optical fiber is used. Then, light may be sent to and received from the sensor body.
[0070]
(5) In each of the above embodiments, the case where the characteristic of the output signal with respect to the movement amount of the shutter is linear is exemplified, but it is also possible to obtain nonlinear characteristics by variously changing the shape of the shutter.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, the optical sensor according to the present invention has the characteristics of the output signal of the output signal by making the characteristic of the output signal from the light receiving unit with respect to the movement amount of the light transmitting member, for example, linear characteristics without being restricted by the shape of the light beam. Processing can be performed easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a main part of a grand piano in which an optical sensor according to a first embodiment of the present invention is incorporated as a hammer sensor.
FIG. 2 is a side view showing an action mechanism of the grand piano.
FIG. 3 is a perspective view showing a state before the shutter is attached to the hammer shank.
FIG. 4 is a diagram showing a detection operation of the hammer sensor according to the same embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a detection operation of the hammer sensor following FIG. 4;
6 is a diagram illustrating the detection operation of the hammer sensor following FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the characteristics of the output signal with respect to the movement amount of the shutter of the hammer sensor according to the first embodiment.
FIG. 8 is a perspective view showing a state before the shutter is attached to the hammer shank in the hammer sensor according to the second embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a detection operation of the hammer sensor according to the same embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating the detection operation of the hammer sensor following FIG. 9;
FIG. 11 is a diagram illustrating the detection operation of the hammer sensor following FIG.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the characteristic of an output signal with respect to the movement amount of the shutter of the hammer sensor according to the second embodiment.
FIG. 13 is a perspective view showing a state before the shutter is attached to the hammer shank in the hammer sensor according to the third embodiment.
FIG. 14 is a front view of a shutter used in the hammer sensor according to the same embodiment.
FIG. 15 is a diagram showing a detection operation of the hammer sensor according to the same embodiment.
FIG. 16 is a diagram illustrating the detection operation of the hammer sensor following FIG.
FIG. 17 is a diagram illustrating the detection operation of the hammer sensor following FIG.
FIG. 18 is a characteristic diagram showing characteristics of an output signal with respect to a moving amount of a shutter of a hammer sensor according to a third embodiment.
FIG. 19 is a diagram illustrating detection timing of a hammer sensor according to a conventional technique.
FIG. 20 is a diagram illustrating a detection operation of a hammer sensor according to a conventional technique.
FIG. 21 is a diagram illustrating the detection operation of the hammer sensor following FIG. 20;
FIG. 22 is a diagram illustrating the detection operation of the hammer sensor following FIG.
FIG. 23 is a characteristic diagram showing a characteristic of an output signal with respect to a movement amount of a shutter of a hammer sensor according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
31 ... Hammer, 32 ... Hammer shank, 70, 80, 90 ... Hammer sensor, 71 ... Sensor body, 72, 82, 92 ... Shutter, 72A, 82A, 92A ... Incident Surface, 72B, 82B, 92B ... emitting surface, 72C, 82C, 92C ... mounting portion.

Claims

A light emitting section for generating light;
A light receiving unit that receives light emitted from the light emitting unit ;
Together across the path of light leading to move the mobile together with the light emitting unit to said light receiving portion, in the portion which crosses this, reaches the light receiving portion by moving the irradiation position of the light relative to the light receiving portion together is changed according to the position of the movable body irradiation area of light, it anda light transmitting member is varied according to light intensity per unit area at the position of the movable body by refracting the light
Light sensor, wherein a call.

The optical sensor of claim 1 Symbol placement,
The light transmissive member has an incident surface on which the light is incident and an output surface on which the incident light is emitted. The light transmissive member is formed by a transparent member with respect to a direction in which the light transmissive member moves. The optical sensor is characterized in that the thickness of the incident surface and the outgoing surface changes gradually.

The optical sensor according to claim 2 ,
At least one of the entrance surface and the exit surface has a shape using a part of a spherical concave lens or an aspheric concave lens.

The optical sensor according to claim 2 ,
At least one of the entrance surface and the exit surface has a shape using a part of a cylindrical concave lens.

The optical sensor according to claim 1 .
An optical sensor, wherein the light transmitting member is formed with an attachment portion to be attached to the movable body.

The optical sensor according to any one of claims 1 to 4 , wherein:
In a keyboard instrument comprising a key and a hammer that strikes a corresponding string in accordance with the operation of the key, the light transmitting member is provided on the key or the hammer, and the movement state of the key or the hammer is detected. Optical sensor.