JPH0362098A - 自動演奏ピアノの打弦状態検出装置 - Google Patents
自動演奏ピアノの打弦状態検出装置Info
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- JPH0362098A JPH0362098A JP19909789A JP19909789A JPH0362098A JP H0362098 A JPH0362098 A JP H0362098A JP 19909789 A JP19909789 A JP 19909789A JP 19909789 A JP19909789 A JP 19909789A JP H0362098 A JPH0362098 A JP H0362098A
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- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、打弦状態を極めて忠実に検出することがで
きる自動演奏ピアノの打弦状態検出装置に関する。
きる自動演奏ピアノの打弦状態検出装置に関する。
「従来の技術」
自動演奏ピアノの動作には、演奏者による演奏を記録す
る記録モードと、記録した演奏情報(あるいは外部から
供給される演奏情報)によって自動演奏を行う自動演奏
モードとがある。そして、記録モードにおいては、演奏
者による演奏状態を電気信号に変換し記録する必要があ
る。この電気信号(例えば、MIDIID上は押鍵信号
、離鍵信号、鍵番号およびベロシティから成る。ここで
、鍵番号は打鍵された鍵の番号を示すものであり、押鍵
信号、離鍵信号はそれぞれ押鍵時刻、離鍵時刻を示すも
のである。また、ベロシティは打鍵強度を示すものであ
る。この画定のため、従来の自動ピアノにおいては、鍵
の押下位置を検出する鍵位置センサと、ハンマーの通過
位置および速度を検出するハンマーセンサとを設けてい
た。そして、鍵位置センサの出力信号によって離鍵時刻
を検出し、ハンマーがハンマーセンサを通過する時刻に
よって押鍵時刻を検出し、さらにハンマーがハンマーセ
ンサを通過する速度によって打鍵強度を検出していた。
る記録モードと、記録した演奏情報(あるいは外部から
供給される演奏情報)によって自動演奏を行う自動演奏
モードとがある。そして、記録モードにおいては、演奏
者による演奏状態を電気信号に変換し記録する必要があ
る。この電気信号(例えば、MIDIID上は押鍵信号
、離鍵信号、鍵番号およびベロシティから成る。ここで
、鍵番号は打鍵された鍵の番号を示すものであり、押鍵
信号、離鍵信号はそれぞれ押鍵時刻、離鍵時刻を示すも
のである。また、ベロシティは打鍵強度を示すものであ
る。この画定のため、従来の自動ピアノにおいては、鍵
の押下位置を検出する鍵位置センサと、ハンマーの通過
位置および速度を検出するハンマーセンサとを設けてい
た。そして、鍵位置センサの出力信号によって離鍵時刻
を検出し、ハンマーがハンマーセンサを通過する時刻に
よって押鍵時刻を検出し、さらにハンマーがハンマーセ
ンサを通過する速度によって打鍵強度を検出していた。
そして、これらの情報を、例えばMIDIID上して出
力していた。
力していた。
F発明が解決しようとする課題」
しかしながら、従来の自動演奏ピアノにあっては、鍵と
ハンマーとの2カ所にセンサを設ける必要があるため、
構成が複雑になり、高価となる欠点があった。また、従
来の自動演奏ピアノは、打弦機構および鍵盤の動きから
弦振動の大きさを間接的に検出するものであるから、精
度および信頼性が低いという問題もあった。
ハンマーとの2カ所にセンサを設ける必要があるため、
構成が複雑になり、高価となる欠点があった。また、従
来の自動演奏ピアノは、打弦機構および鍵盤の動きから
弦振動の大きさを間接的に検出するものであるから、精
度および信頼性が低いという問題もあった。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり
、弦近傍にのみセンサを設けて構成を簡略化し得るとと
もに、極めて正確な打弦状態を検出することができる自
動演奏ピアノの打弦状態検出装置を提供することを目的
としている。
、弦近傍にのみセンサを設けて構成を簡略化し得るとと
もに、極めて正確な打弦状態を検出することができる自
動演奏ピアノの打弦状態検出装置を提供することを目的
としている。
「課題を解決するための手段」
本発明は上記課題を解決するために、弦の振動あるいは
前記弦の振動に起因した振動を検出するセンサと、前記
センサの出力信号の最大振幅を検出する最大振幅検出手
段と、前記出力信号の開始時刻および終了時刻を検出す
るタイミング検出手段とを具備することを特徴としてい
る。
前記弦の振動に起因した振動を検出するセンサと、前記
センサの出力信号の最大振幅を検出する最大振幅検出手
段と、前記出力信号の開始時刻および終了時刻を検出す
るタイミング検出手段とを具備することを特徴としてい
る。
「作用」
センサは弦の振動あるいは弦の振動に起因した振動を検
出する。最大振幅検出手段はセンサの出力信号の最大振
幅を検出する。一方、タイミング検出手段はセンサの出
力信号の開始時刻および終了時刻を検出する。したがっ
て、発音時期、止音時期および打弦速度を弦振動に基づ
いて検出することができる。
出する。最大振幅検出手段はセンサの出力信号の最大振
幅を検出する。一方、タイミング検出手段はセンサの出
力信号の開始時刻および終了時刻を検出する。したがっ
て、発音時期、止音時期および打弦速度を弦振動に基づ
いて検出することができる。
「実施例」
以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
る。
第1図はこの発明の一実施例の構成を示す側断面図であ
る。この図において、自動演奏ピアノ71は複数の鍵7
3で構成される鍵盤と、各鍵73の動きをハンマー75
に伝達する打弦!177と、ハンマー75に打弦される
弦79と、弦79の振動を抑制するためのダンパー78
と、ペダル機構(図示時)と、このペダル機構を駆動す
るペダル機構駆動装置とを有している。
る。この図において、自動演奏ピアノ71は複数の鍵7
3で構成される鍵盤と、各鍵73の動きをハンマー75
に伝達する打弦!177と、ハンマー75に打弦される
弦79と、弦79の振動を抑制するためのダンパー78
と、ペダル機構(図示時)と、このペダル機構を駆動す
るペダル機構駆動装置とを有している。
鍵73はバランスピン81を中心に揺動自在になってお
り、鍵73が押鍵されるか、あるいは、ソレノイド83
からプランジャが突出して鍵73を回動させると、この
動きが打弦Rm77を介してハンマー75およびダンパ
ー78に伝達される。
り、鍵73が押鍵されるか、あるいは、ソレノイド83
からプランジャが突出して鍵73を回動させると、この
動きが打弦Rm77を介してハンマー75およびダンパ
ー78に伝達される。
これにより、ダンパー78が弦から離れるとともに、ハ
ンマー75が図面左方向に回動し打弦が行われる。弦7
9は、フレーム90に固定されたチューニングピン92
およびヒツチピン91に巻張すれている。また、弦79
には、響板94に固定された駒93が当接している。こ
れにより、弦79は打弦されると振動し、その振動が駒
93を介して響板94に伝達され、この結果、響板94
が振動し、音が発生する。
ンマー75が図面左方向に回動し打弦が行われる。弦7
9は、フレーム90に固定されたチューニングピン92
およびヒツチピン91に巻張すれている。また、弦79
には、響板94に固定された駒93が当接している。こ
れにより、弦79は打弦されると振動し、その振動が駒
93を介して響板94に伝達され、この結果、響板94
が振動し、音が発生する。
コントローラ96は、フロッピーディスクドライブ等の
記録装置(図示せず)を具備し、ここから読出されたM
IDIID化基づいてソレノイド83およびペダル駆動
装置97を駆動する。また、コントローラ96は、供給
された種々の信号からMIDIID化合成し、これを記
録装置を用いて記録する。
記録装置(図示せず)を具備し、ここから読出されたM
IDIID化基づいてソレノイド83およびペダル駆動
装置97を駆動する。また、コントローラ96は、供給
された種々の信号からMIDIID化合成し、これを記
録装置を用いて記録する。
また、弦79の近傍には、この振動を検知する弦センサ
89が設けられている。その詳細を第2図を参照し説明
する。
89が設けられている。その詳細を第2図を参照し説明
する。
図において強磁性体のアウターヨーク11は、弦79と
平行に設けられた四角柱状の縦部材11aと、縦部材1
1aの上端から弦79方向に突出するように設けられた
横部材11bと、縦部材11aの下端から弦79方向に
突出するように設けられた横部材11cとから構成され
ている。そして、横部材fib、llcの先端部は弦7
9に向かって切頭角錐をなすように形成されている。そ
して、これらの先端部と弦79とは所定路離隔てられ、
空隙15.16となっている。円柱状に形成された永久
磁石12は、各端面がN%およびS極になっている。N
極をなす端面は縦部材11aの中央部に固着され、S極
をなす端面ば弦79に対向している。強磁性体のセンタ
ーヨーク13は、磁石12と略同径の円盤状に形成され
た円盤部13aと、小円柱状に形成された円柱部13b
とから構成されている。円盤部13aの一面は、磁石1
2のS極を覆うように、これに接合されている。
平行に設けられた四角柱状の縦部材11aと、縦部材1
1aの上端から弦79方向に突出するように設けられた
横部材11bと、縦部材11aの下端から弦79方向に
突出するように設けられた横部材11cとから構成され
ている。そして、横部材fib、llcの先端部は弦7
9に向かって切頭角錐をなすように形成されている。そ
して、これらの先端部と弦79とは所定路離隔てられ、
空隙15.16となっている。円柱状に形成された永久
磁石12は、各端面がN%およびS極になっている。N
極をなす端面は縦部材11aの中央部に固着され、S極
をなす端面ば弦79に対向している。強磁性体のセンタ
ーヨーク13は、磁石12と略同径の円盤状に形成され
た円盤部13aと、小円柱状に形成された円柱部13b
とから構成されている。円盤部13aの一面は、磁石1
2のS極を覆うように、これに接合されている。
また、円盤部!3aの他面には、弦79に向かって突出
するように、かつ、円盤部13aと同軸をなすように、
円柱部13bが固着されている。また、円柱部13bの
先端と弦79とは所定用離隔てられ、空隙17となって
いる。コイル14は、細導線を円柱部13bに巻回し、
中空円筒状に形成されている。
するように、かつ、円盤部13aと同軸をなすように、
円柱部13bが固着されている。また、円柱部13bの
先端と弦79とは所定用離隔てられ、空隙17となって
いる。コイル14は、細導線を円柱部13bに巻回し、
中空円筒状に形成されている。
上記構成によれば、磁石12のN極から放出された磁束
は縦部材11aの中央部から上下に分岐される。上方向
に分岐された磁束は縦部材11a。
は縦部材11aの中央部から上下に分岐される。上方向
に分岐された磁束は縦部材11a。
横部材11b、空隙15、弦79、空隙17、センター
ヨークI3を順次介してS極に吸収される。
ヨークI3を順次介してS極に吸収される。
一方、下方向に分岐された磁束は縦部材11a、横部材
11G、空隙16、弦79、空隙17、センターヨーク
13を順次介してS極に吸収される。
11G、空隙16、弦79、空隙17、センターヨーク
13を順次介してS極に吸収される。
すなわち、各構成要素11.12.13.15.16.
17.79は磁気回路を構成し、この磁気回路は磁気抵
抗Rを有する。また、磁石12の起磁力をFとすると、
磁束の大きさΦは Φ−F/R・・・・・・ (1) となる。
17.79は磁気回路を構成し、この磁気回路は磁気抵
抗Rを有する。また、磁石12の起磁力をFとすると、
磁束の大きさΦは Φ−F/R・・・・・・ (1) となる。
上記構成において弦79が振動すると、振動に伴って空
隙15.16.17の距離が変化し、磁気抵抗Rが変化
する。これにより、式(1)から明らかなように、磁束
の大きさΦが変化する。ここで、時間をt、コイル14
の巻数をNとすると、コイル14には、 e=N−dΦ/、1t −N−F−d(1/R)/dt ・・・・・・(2)
なる起電力eが発生する。すなわち□、弦79が振動す
ると磁気抵抗Rが変化して磁束の大きさΦが変化し、こ
の結果、コイル14には式(2)で示される起電力eが
発生する。
隙15.16.17の距離が変化し、磁気抵抗Rが変化
する。これにより、式(1)から明らかなように、磁束
の大きさΦが変化する。ここで、時間をt、コイル14
の巻数をNとすると、コイル14には、 e=N−dΦ/、1t −N−F−d(1/R)/dt ・・・・・・(2)
なる起電力eが発生する。すなわち□、弦79が振動す
ると磁気抵抗Rが変化して磁束の大きさΦが変化し、こ
の結果、コイル14には式(2)で示される起電力eが
発生する。
次に、第1図の信号処理回路95の詳細を第3図を参照
し説明する。
し説明する。
図においてマルチスキャン回路21は、弦センサ89お
よびこれと同様に構成された多数の弦センサ(図示せず
)と接続されている。マルチスキャン回路21は、これ
ら多数の弦センサを順次走査し、その出力信号SIを包
絡線検波回路22に供給する。また、マルチスキャン回
路21から、走査した弦センサを示すキースキャン信号
S8が、コントローラ96に供給される。包路線検波回
路22は、信号S1を包絡線検波し、検波した信号S、
を低域通過フィルタ(LPF)23に供給する。LPF
23は、信号S、から高周波成分を除去し、ピークホー
ルド回路24および微分回路25に供給する。ピークホ
ールド回路24は人力信号の最大レベルをホールドし、
このレベルに対応する信号S4をコントローラ96に供
給する。また、微分回路25は、信号S3を微分すると
ともに微分した信号S5をアンプ26に供給する。そし
て、アンプ26は信号S、を増幅してコントローラ96
に供給する。コントローラ96は、供給された各信号S
4、S5、S6に基づいて、MIDI信号を合或し、こ
れを記録装置(図示せず)に記録する。
よびこれと同様に構成された多数の弦センサ(図示せず
)と接続されている。マルチスキャン回路21は、これ
ら多数の弦センサを順次走査し、その出力信号SIを包
絡線検波回路22に供給する。また、マルチスキャン回
路21から、走査した弦センサを示すキースキャン信号
S8が、コントローラ96に供給される。包路線検波回
路22は、信号S1を包絡線検波し、検波した信号S、
を低域通過フィルタ(LPF)23に供給する。LPF
23は、信号S、から高周波成分を除去し、ピークホー
ルド回路24および微分回路25に供給する。ピークホ
ールド回路24は人力信号の最大レベルをホールドし、
このレベルに対応する信号S4をコントローラ96に供
給する。また、微分回路25は、信号S3を微分すると
ともに微分した信号S5をアンプ26に供給する。そし
て、アンプ26は信号S、を増幅してコントローラ96
に供給する。コントローラ96は、供給された各信号S
4、S5、S6に基づいて、MIDI信号を合或し、こ
れを記録装置(図示せず)に記録する。
次に第3図の信号処理回路の動作を第4図(イ)〜(ニ
)を参照し説明する。
)を参照し説明する。
第4図(イ)〜(ニ)は第3図における各信号の波形図
である。まず、弦79が振動すると、弦センサ89から
第5図(イ)に示す信号S1が出力される。信号SIは
立上り時刻t。、において振動が開始され、時刻tpに
おいて振動振幅が最大となる。そして、時間の経過とと
もに振動振幅が徐々に小さくなり、立下り時刻t。F、
において振動が停止する。この信号S1がマルチスキャ
ン回路21を介して、包絡線検波回路22に供給される
と、包絡線検波回路22からは第4図(ロ)に示すよう
な信号S、が出力される。信号S、の波形は信号S1の
半波の包絡線と等しくなっている。
である。まず、弦79が振動すると、弦センサ89から
第5図(イ)に示す信号S1が出力される。信号SIは
立上り時刻t。、において振動が開始され、時刻tpに
おいて振動振幅が最大となる。そして、時間の経過とと
もに振動振幅が徐々に小さくなり、立下り時刻t。F、
において振動が停止する。この信号S1がマルチスキャ
ン回路21を介して、包絡線検波回路22に供給される
と、包絡線検波回路22からは第4図(ロ)に示すよう
な信号S、が出力される。信号S、の波形は信号S1の
半波の包絡線と等しくなっている。
信号S、がLPF23に供給されると、ここで信号S、
の高周波成分が除去され、第4図(ハ)に示すような信
号S3が出力される。ピークホールド回路24は信号S
、の最大レベル、すなわち第4図(ハ)におけるレベル
Vpをホールドし、このレベルVPに対応する信号S4
がMIDI信号のベロシティとしてコントローラ96に
供給される。
の高周波成分が除去され、第4図(ハ)に示すような信
号S3が出力される。ピークホールド回路24は信号S
、の最大レベル、すなわち第4図(ハ)におけるレベル
Vpをホールドし、このレベルVPに対応する信号S4
がMIDI信号のベロシティとしてコントローラ96に
供給される。
一方、信号S3は微分回路25で微分され、ここから第
4図(ニ)に示すような信号S、が出力される。信号S
゛5はアンプ26で増幅され、コントローラ96に供給
される。コントローラ96は、信号S、から立上り時刻
t。、Iおよび立下り時刻t0F、を検知し、それぞれ
をMIDI信号の押鍵時刻および離鍵時刻として記録す
る。また、コントローラ96は、信号S6によって、M
IDI信号がどの弦センサに対応するかを検知し、KE
Y NO倍信号して記録する。
4図(ニ)に示すような信号S、が出力される。信号S
゛5はアンプ26で増幅され、コントローラ96に供給
される。コントローラ96は、信号S、から立上り時刻
t。、Iおよび立下り時刻t0F、を検知し、それぞれ
をMIDI信号の押鍵時刻および離鍵時刻として記録す
る。また、コントローラ96は、信号S6によって、M
IDI信号がどの弦センサに対応するかを検知し、KE
Y NO倍信号して記録する。
以上説明したように本実施例によれば、弦79にのみセ
ンサを設ければよく、もとより鍵73等にはセンサを設
ける必要がないから、構成が簡単であるとともに実装が
容易である。また、弦センサ89が、打弦動作の最終結
果である弦79の振動を検出するから、本実施例によれ
ば極めて正確な打弦状態を検出することができる。さら
に、弦センサ89には可動部分がないから、その信頼性
がきわめて高い。
ンサを設ければよく、もとより鍵73等にはセンサを設
ける必要がないから、構成が簡単であるとともに実装が
容易である。また、弦センサ89が、打弦動作の最終結
果である弦79の振動を検出するから、本実施例によれ
ば極めて正確な打弦状態を検出することができる。さら
に、弦センサ89には可動部分がないから、その信頼性
がきわめて高い。
次に本実施例の変形例を説明する。
(1)第1の変形例
信号処理回路95は、第3図に示す以外に種々の構成が
可能である。その好適な一例として、マイクロコンピュ
ータを使用した信号処理回路を第5図を参照し説明する
。なお、図において第1図ないし第3図の各部に対応す
る部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
可能である。その好適な一例として、マイクロコンピュ
ータを使用した信号処理回路を第5図を参照し説明する
。なお、図において第1図ないし第3図の各部に対応す
る部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図においてA/Dコンバータ27は、包絡線検波回路2
2から信号S、(第4図(ロ)参照)が供給されると、
これをサンプリングし、デジタル信号S7に変換して出
力する。マイクロコンピュータ28は、処理装置、記憶
装置、人出力ボート等(図示せず)を具備する。そして
、マイクロコンピュータ28は、予め設定された処理プ
ログラムに基づいて、信号S7からデータD 、、D
、、D3を算出し、これらのデータをコントローラ96
に供給するように構成されている。ここで、データD、
は押鍵時刻情報、データD、は離鍵時刻情報、データD
3はベロシティである。
2から信号S、(第4図(ロ)参照)が供給されると、
これをサンプリングし、デジタル信号S7に変換して出
力する。マイクロコンピュータ28は、処理装置、記憶
装置、人出力ボート等(図示せず)を具備する。そして
、マイクロコンピュータ28は、予め設定された処理プ
ログラムに基づいて、信号S7からデータD 、、D
、、D3を算出し、これらのデータをコントローラ96
に供給するように構成されている。ここで、データD、
は押鍵時刻情報、データD、は離鍵時刻情報、データD
3はベロシティである。
次に本変形例の動作を第6図を参照し説明する。
第6図はマイクロコンピュータ28に設定された処理プ
ログラムの概要を示すフローチャート図である。図にお
いて処理が開始されると、まず、ステップSPIにおい
て、信号S7がA/Dコンバータ27からマイクロコン
ピュータ28に供給される。次にステップSP2におい
て信号S7からフィルタ処理により、高周波成分が除去
される。
ログラムの概要を示すフローチャート図である。図にお
いて処理が開始されると、まず、ステップSPIにおい
て、信号S7がA/Dコンバータ27からマイクロコン
ピュータ28に供給される。次にステップSP2におい
て信号S7からフィルタ処理により、高周波成分が除去
される。
次にステップSP3において、信号S7を時間tで微分
した信号S、が計算される。次にステップSP4におい
て、信号S8から押鍵時刻t。8および離鍵時刻t。t
’Fが求められ、それぞれがデータD1およびり、に対
応するアドレスに格納される。
した信号S、が計算される。次にステップSP4におい
て、信号S8から押鍵時刻t。8および離鍵時刻t。t
’Fが求められ、それぞれがデータD1およびり、に対
応するアドレスに格納される。
また、ステップSP4においては信号S7の最大値Vp
が求められ、これがデータD、に対応するアドレスに格
納される。そして、ステップSP5において各データD
I、Dt、D、がマイクロコンピュータ28からコント
ローラ96に供給され、処理が終了する。
が求められ、これがデータD、に対応するアドレスに格
納される。そして、ステップSP5において各データD
I、Dt、D、がマイクロコンピュータ28からコント
ローラ96に供給され、処理が終了する。
(2)第2の変形舛
次に本実施例の第2の変形例を説明する。
まず、第1図において、鍵73が押鍵されるとこれに対
応して1本の弦79が振動することを説明したが、1個
の鍵に対応する弦の数は1本に限られるものではなく、
種々の情況に応じて2本あるいは3本設けられることも
ある。このように弦が3本設けられた場合の変形例を第
7図に示す。
応して1本の弦79が振動することを説明したが、1個
の鍵に対応する弦の数は1本に限られるものではなく、
種々の情況に応じて2本あるいは3本設けられることも
ある。このように弦が3本設けられた場合の変形例を第
7図に示す。
図において各弦31.32.33は、所定距離隔てて平
行に配置されている。弦センサ34.35.36は、既
述した弦センサ89(第3図参照)と同様に構成され、
それぞれ弦31.32.33に近接配置されている。そ
して、隣接する位置センサ同士は上下方向に所定距離隔
てて配置され、磁気干渉を防止している。
行に配置されている。弦センサ34.35.36は、既
述した弦センサ89(第3図参照)と同様に構成され、
それぞれ弦31.32.33に近接配置されている。そ
して、隣接する位置センサ同士は上下方向に所定距離隔
てて配置され、磁気干渉を防止している。
上記構成によれば、各弦毎の振動を独立して検出するこ
とができるから、例えば弦の振動を監視しながら調律す
るような用途に用いて好適である。
とができるから、例えば弦の振動を監視しながら調律す
るような用途に用いて好適である。
また、各弦毎の振動を独立して検出する必要がない場合
においては、弦31,32.33のうち1本のみに位置
センサを設けてもよいことは勿論である。例えば、所定
の鍵が打鍵されたときに弦31.33が各種ペダルの操
作情況によって振動しない場合があり、かつ、弦32が
常に振動するように構成されたピアノにあっては、弦3
2にのみ弦センサ35を設けてもよい。
においては、弦31,32.33のうち1本のみに位置
センサを設けてもよいことは勿論である。例えば、所定
の鍵が打鍵されたときに弦31.33が各種ペダルの操
作情況によって振動しない場合があり、かつ、弦32が
常に振動するように構成されたピアノにあっては、弦3
2にのみ弦センサ35を設けてもよい。
(3)第3の変形例
次に本実施例の第3の変形例を説明する。
弦センサ89は、第2図に示すような電磁誘導を利用し
たものに限られず、種々の物理現象を利用して構成する
ことが可能である。例えば、ホトインタラプタの発光素
子と受光素子とを弦79をはさむように対向させると、
発光素子から放射された光が弦79の振動に応じて遮光
されるから、受光素子で光を検出することによって振動
を検出することができる。また、第1図において弦79
と駒93との当接部(図示Aの位置)に圧電素子を介挿
すると、弦79の振動に応じて圧電素子が押圧され、圧
電素子に起電力が発生する。したがって、その圧電素子
の起電力を検出することにより、振動を検出することが
できる。
たものに限られず、種々の物理現象を利用して構成する
ことが可能である。例えば、ホトインタラプタの発光素
子と受光素子とを弦79をはさむように対向させると、
発光素子から放射された光が弦79の振動に応じて遮光
されるから、受光素子で光を検出することによって振動
を検出することができる。また、第1図において弦79
と駒93との当接部(図示Aの位置)に圧電素子を介挿
すると、弦79の振動に応じて圧電素子が押圧され、圧
電素子に起電力が発生する。したがって、その圧電素子
の起電力を検出することにより、振動を検出することが
できる。
また、ホール効果を利用して振動を検出することもでき
る。その好適な一例としての位置センサの斜視図を第8
図に示す。なお、図において第2図の各部に対応する部
分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
る。その好適な一例としての位置センサの斜視図を第8
図に示す。なお、図において第2図の各部に対応する部
分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図においてホール素子37は、磁石12と同径の円盤状
に形成され、磁石12のS極を覆うように、これに接合
されている。センターヨーク38は、底面が磁石12と
同径の円となる切頭円錐状に形成されている。また、そ
の底面は、ホール素子37を覆うように、これと接合さ
れている。センターヨーク38の切頭端面38aと弦7
9との間は所定路離隔てられ、空隙39となっている。
に形成され、磁石12のS極を覆うように、これに接合
されている。センターヨーク38は、底面が磁石12と
同径の円となる切頭円錐状に形成されている。また、そ
の底面は、ホール素子37を覆うように、これと接合さ
れている。センターヨーク38の切頭端面38aと弦7
9との間は所定路離隔てられ、空隙39となっている。
上記構成によれば、第2図と同様に、アウターヨーク1
1、磁石12、ホール素子37、センターヨーク38、
空隙15.16.39および弦79が磁気回路゛を構成
し、弦79が停止している状態においては、この磁気回
路に一定の磁束が発生する。ここで、弦79が振動する
と、磁気回路の磁気抵抗が変化し、これに伴ってホール
素子37を貫通する磁束の大きさも変化する。そして、
磁束の大きさの変化に伴って、ホール素子37の電気抵
抗が変化する。すなわち、本変形例によれば、ホール素
子37の電気抵抗を検出することによって弦79の振動
を検出することができる。
1、磁石12、ホール素子37、センターヨーク38、
空隙15.16.39および弦79が磁気回路゛を構成
し、弦79が停止している状態においては、この磁気回
路に一定の磁束が発生する。ここで、弦79が振動する
と、磁気回路の磁気抵抗が変化し、これに伴ってホール
素子37を貫通する磁束の大きさも変化する。そして、
磁束の大きさの変化に伴って、ホール素子37の電気抵
抗が変化する。すなわち、本変形例によれば、ホール素
子37の電気抵抗を検出することによって弦79の振動
を検出することができる。
(4)第4の変形例
次に本実施例の第4の変形例を説明する。
まず、第2図において自動演奏ピアノ71はアノプライ
ト型であったが、自動演奏ピアノはアップライト型に限
られるものではなく、グランド型でもよいことは勿論で
ある。本実施例をグランド型の自動演奏ピアノに適用し
た好適な変形例を、第9図を参照し説明する。なお、図
において第1図ないし第8図の各部に対応する部分には
同一の符号を付し、その説明を省略する。 図において
40はグランド型の自動演奏ピアノであり、第1図にお
けるアップライト型の自動演奏ピアノ71と同様に種々
の機構が設けられている。
ト型であったが、自動演奏ピアノはアップライト型に限
られるものではなく、グランド型でもよいことは勿論で
ある。本実施例をグランド型の自動演奏ピアノに適用し
た好適な変形例を、第9図を参照し説明する。なお、図
において第1図ないし第8図の各部に対応する部分には
同一の符号を付し、その説明を省略する。 図において
40はグランド型の自動演奏ピアノであり、第1図にお
けるアップライト型の自動演奏ピアノ71と同様に種々
の機構が設けられている。
上記構成において鍵盤73が押鍵されるか、あるいは、
ソレノイド83からプランジャが突出して鍵73を回動
させると、この動きに伴ってハンマー75が図面上方向
に回動して打弦が行われ、弦79が振動する。そして、
弦79の振動は弦センサ89で検出され、その検出信号
が信号処理回路°95で変換されてコントローラ96に
供給される。
ソレノイド83からプランジャが突出して鍵73を回動
させると、この動きに伴ってハンマー75が図面上方向
に回動して打弦が行われ、弦79が振動する。そして、
弦79の振動は弦センサ89で検出され、その検出信号
が信号処理回路°95で変換されてコントローラ96に
供給される。
また、弦センサ89の代わりに同図Bで示す位置に圧電
素子を設け、その圧電素子に発生する電圧を検出するこ
とによって弦79の振動を検出するように構成してもよ
いことは勿論である。
素子を設け、その圧電素子に発生する電圧を検出するこ
とによって弦79の振動を検出するように構成してもよ
いことは勿論である。
(5)第5の変形例
次に本実施例の第5の変形例を説明する。
第5図において、弦センサ89は、弦79の振動を正確
に検出することができるから、自動演奏以外にも自動調
律装置等、種々の応用が可能である。例えば、第5図の
構成において、信号S1の周波数を計測する周波数カウ
ンタと、信号Slの周波数スペクトラムを計則するスペ
クトラムアナライザと、制御信号に従ってチューニング
ビン92(第2図参照)を回動させるチューニング装置
とを新たに設け、周波数カウンタおよびスペクトラムア
ナライザの計測結果を所定の基準値と比較して誤差を検
出し、かつ、その誤差が小さくなる方向にチューニング
ビン92を回動させる処理プログラムをマイクロコンピ
ュータ28に設定してもよい。本変形例によれば、誤差
が小さくなるようにマイクロコンピュータ28が制御信
号を出力し、その制御信号に基づいてチューニング装置
がチューニングピン92を回動させるから、自動的に調
律を行うことが可能である。また、調律のノウハウを処
理プログラムに組み込むと、ベテラン調律師の調律を容
易に再現することができるから、より好適である。さら
に、複数の弦の振動状態を同時に検出し、かつ、これら
を同時に調律できるように構成すれば、調律時間をきわ
めて短くすることができる。
に検出することができるから、自動演奏以外にも自動調
律装置等、種々の応用が可能である。例えば、第5図の
構成において、信号S1の周波数を計測する周波数カウ
ンタと、信号Slの周波数スペクトラムを計則するスペ
クトラムアナライザと、制御信号に従ってチューニング
ビン92(第2図参照)を回動させるチューニング装置
とを新たに設け、周波数カウンタおよびスペクトラムア
ナライザの計測結果を所定の基準値と比較して誤差を検
出し、かつ、その誤差が小さくなる方向にチューニング
ビン92を回動させる処理プログラムをマイクロコンピ
ュータ28に設定してもよい。本変形例によれば、誤差
が小さくなるようにマイクロコンピュータ28が制御信
号を出力し、その制御信号に基づいてチューニング装置
がチューニングピン92を回動させるから、自動的に調
律を行うことが可能である。また、調律のノウハウを処
理プログラムに組み込むと、ベテラン調律師の調律を容
易に再現することができるから、より好適である。さら
に、複数の弦の振動状態を同時に検出し、かつ、これら
を同時に調律できるように構成すれば、調律時間をきわ
めて短くすることができる。
また、上記構成においてチューニング装置を省略し、そ
の代わりに誤差を表示する表示装置あるいはプリンタ等
を設けてもよい。この構成によれば、調律師が誤差を目
視確認しながら調律できるから、熟練度の低い調律師で
あってもきわめて正確な調律が可能となる。また、上記
構成によれば、ピアノの演奏時においても誤差あるいは
音色の定量的な情報が得られるから、ピアノの経年変化
を自動的に検出し、調律時期をメツセージとして表゛示
することもできる。
の代わりに誤差を表示する表示装置あるいはプリンタ等
を設けてもよい。この構成によれば、調律師が誤差を目
視確認しながら調律できるから、熟練度の低い調律師で
あってもきわめて正確な調律が可能となる。また、上記
構成によれば、ピアノの演奏時においても誤差あるいは
音色の定量的な情報が得られるから、ピアノの経年変化
を自動的に検出し、調律時期をメツセージとして表゛示
することもできる。
以上説明したように本変形例によれば、自動演奏のみな
らず自動調律、あるいは調律情況の自動管理等、多方面
に応用できるから、汎用性が大きい。
らず自動調律、あるいは調律情況の自動管理等、多方面
に応用できるから、汎用性が大きい。
(6)第6の変形例
次に本発明の第6の変形例を説明する。
弦センサ89は一本の弦の振動状態を検出するものであ
るが、複数の弦の振動状態を同時に検出する弦センサを
使用してもよい。その好適な一例として、複数の弦に対
応可能な弦センサの平面図を第10図(イ)に示す。ま
た、同図(ロ)にその正面図、同図(ハ)にその右側面
図を示す。
るが、複数の弦の振動状態を同時に検出する弦センサを
使用してもよい。その好適な一例として、複数の弦に対
応可能な弦センサの平面図を第10図(イ)に示す。ま
た、同図(ロ)にその正面図、同図(ハ)にその右側面
図を示す。
同図(イ)において弦50a、50b、50Cは、横手
方向に近接して並べて設けられている。
方向に近接して並べて設けられている。
これらの弦は同一の鍵に対応して振動するようになって
おり、中央に位置する弦50bは対応する鍵が打鍵され
ると必ず振動する。一方、弦50a、50cはペダルの
操作情況によって振動しないこともある。これと同様に
弦50a、50b、50Cの図面左方向には、3本1組
となった7組の弦が所定距離隔てて配置されている。円
柱状に形成された永久磁石53は、そのS極をなす端面
が弦に対向して設けられている。強磁性体のセンターヨ
ーク51は、磁石53のS極を覆うようにして設けられ
た円盤部材51aと、円盤部材51aと同軸をなすよう
に一端面がこれに接合された円柱部材51bと、横手方
向に細長く形成されるとともに円柱部材51bの他端面
に接合された直方体部材51dと、直方体部材51dか
ら各組の中央に位置する弦(弦50b等)に向かって切
頭角錐をなすように突出した8個の突起部51eとから
戊る。コイル54は、細導線を円柱部材51bに巻回し
、中空円筒をなすように形成されている。
おり、中央に位置する弦50bは対応する鍵が打鍵され
ると必ず振動する。一方、弦50a、50cはペダルの
操作情況によって振動しないこともある。これと同様に
弦50a、50b、50Cの図面左方向には、3本1組
となった7組の弦が所定距離隔てて配置されている。円
柱状に形成された永久磁石53は、そのS極をなす端面
が弦に対向して設けられている。強磁性体のセンターヨ
ーク51は、磁石53のS極を覆うようにして設けられ
た円盤部材51aと、円盤部材51aと同軸をなすよう
に一端面がこれに接合された円柱部材51bと、横手方
向に細長く形成されるとともに円柱部材51bの他端面
に接合された直方体部材51dと、直方体部材51dか
ら各組の中央に位置する弦(弦50b等)に向かって切
頭角錐をなすように突出した8個の突起部51eとから
戊る。コイル54は、細導線を円柱部材51bに巻回し
、中空円筒をなすように形成されている。
また、同図(ハ)において、強磁性体のアウターヨーク
52は、磁石53のNl?を覆うとともに下方向に長く
形成された縦板部材52aと、縦板部材52aの下端か
ら図面左方向に突出した横板部材52bと、直方体部材
51dと同様に形成されるとともに横板部材52bの左
端面に接合された直方体部材52dと、突起部51eと
同様に直方体部材52dに設けられた8個の突起部52
eとから成る。そして、縦板部材52aの上端部52C
は、磁石53のN極に沿って半円形状に形成されている
。
52は、磁石53のNl?を覆うとともに下方向に長く
形成された縦板部材52aと、縦板部材52aの下端か
ら図面左方向に突出した横板部材52bと、直方体部材
51dと同様に形成されるとともに横板部材52bの左
端面に接合された直方体部材52dと、突起部51eと
同様に直方体部材52dに設けられた8個の突起部52
eとから成る。そして、縦板部材52aの上端部52C
は、磁石53のN極に沿って半円形状に形成されている
。
上記構成によれば、センターヨーク51、アウターヨー
ク52、磁石53および弦Boa等は磁気回路を構成し
、この磁気回路には磁石53の起磁力によって磁束が発
生する。そして、いずれか1本以上の弦が振動すると、
この磁束の大きさが変化し、コイル54に電圧が誘起さ
れる。この電圧の周波数は、振動した弦が属する組によ
って異なるから、その周波数を検出することによってど
の組の弦が振動したのかを知ることができる。したがっ
て、コイル54に誘起された電圧の周波数をフィルタに
よって弁別すれば、この弦センサを第1図における弦セ
ンサ89と同様に使用することができる。このフィルタ
は、弦振動の基音周波数のみならず、倍音周波数を検出
するように構成してもよい。例えば、ピアノの低音部の
40鍵に対応する弦については倍音周波数を検出し、高
音部の48鍵に対応する弦については基音周波数を検出
するようにしてもよい。
ク52、磁石53および弦Boa等は磁気回路を構成し
、この磁気回路には磁石53の起磁力によって磁束が発
生する。そして、いずれか1本以上の弦が振動すると、
この磁束の大きさが変化し、コイル54に電圧が誘起さ
れる。この電圧の周波数は、振動した弦が属する組によ
って異なるから、その周波数を検出することによってど
の組の弦が振動したのかを知ることができる。したがっ
て、コイル54に誘起された電圧の周波数をフィルタに
よって弁別すれば、この弦センサを第1図における弦セ
ンサ89と同様に使用することができる。このフィルタ
は、弦振動の基音周波数のみならず、倍音周波数を検出
するように構成してもよい。例えば、ピアノの低音部の
40鍵に対応する弦については倍音周波数を検出し、高
音部の48鍵に対応する弦については基音周波数を検出
するようにしてもよい。
また、多数の弦の振動状態を同時に検出するセンサは、
上述のものに限られず、種々の構成が可能である。例え
ば、第9図において響板94の表面(図示Cの位置)に
圧電素子を固着し、その圧電素子の起電力を検出すれば
、響板94の振動を検出することができるから、各弦の
振動を間接的に検出することができる。なお、この圧電
素子は、ピアノ1台に1個のみ設けてもよく、1オクタ
ーブに対して1個設けてもよい。また、第1図における
アンプライト型のピアノ71においても、同様の圧電素
子を用いて響板94の振動が検知できることは言うまで
もない。
上述のものに限られず、種々の構成が可能である。例え
ば、第9図において響板94の表面(図示Cの位置)に
圧電素子を固着し、その圧電素子の起電力を検出すれば
、響板94の振動を検出することができるから、各弦の
振動を間接的に検出することができる。なお、この圧電
素子は、ピアノ1台に1個のみ設けてもよく、1オクタ
ーブに対して1個設けてもよい。また、第1図における
アンプライト型のピアノ71においても、同様の圧電素
子を用いて響板94の振動が検知できることは言うまで
もない。
「発明の効果」
以上説明したように本発明によれば、弦の振動あるいは
弦の振動に起因した振動に基づいて、その最大振幅、開
始時刻および終了時刻が検出できるから、弦のみにセン
サを設けて構成を簡略化し得るとともに、きわめて正確
な打弦状態を検出することができる。
弦の振動に起因した振動に基づいて、その最大振幅、開
始時刻および終了時刻が検出できるから、弦のみにセン
サを設けて構成を簡略化し得るとともに、きわめて正確
な打弦状態を検出することができる。
第1図は本発明の一実施例の機械的構成を示す側断面図
、第2図は弦センサ89の斜視図、第3図は信号処理回
路95のブロック図、第4図(イ)。 (ロ)、(ハ)、(ニ)はその各部の信号の波形図、第
5図は前記実施例の第1の変形例の信号処理回路のブロ
ック図、第6図は第5図における処理プログラムのフロ
ーチャート図、第7図は前記実施例の第2の変形例の要
部の正面図、第8図は前記実施例の第3の変形例の弦セ
ンサの斜視図、第9図は前記実施例の第4の変形例の一
部切欠側面図、第10図(イ)は前記実施例の第6の変
形例の位置センサの一部切欠平面図、同図(ロ)はその
正面図、同図(ハ)はその右側面図である。 79・・・・・・弦、89・・・・・・弦センサ(セン
サ)、95・・・・・信号処理回路(最大振幅検出手段
、タイミング検出手段)、96・・・・・・コントロー
ラ(タイミング検出手段)。
、第2図は弦センサ89の斜視図、第3図は信号処理回
路95のブロック図、第4図(イ)。 (ロ)、(ハ)、(ニ)はその各部の信号の波形図、第
5図は前記実施例の第1の変形例の信号処理回路のブロ
ック図、第6図は第5図における処理プログラムのフロ
ーチャート図、第7図は前記実施例の第2の変形例の要
部の正面図、第8図は前記実施例の第3の変形例の弦セ
ンサの斜視図、第9図は前記実施例の第4の変形例の一
部切欠側面図、第10図(イ)は前記実施例の第6の変
形例の位置センサの一部切欠平面図、同図(ロ)はその
正面図、同図(ハ)はその右側面図である。 79・・・・・・弦、89・・・・・・弦センサ(セン
サ)、95・・・・・信号処理回路(最大振幅検出手段
、タイミング検出手段)、96・・・・・・コントロー
ラ(タイミング検出手段)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 弦の振動あるいは前記弦の振動に起因した振動を検出す
るセンサと、 前記センサの出力信号の最大振幅を検出する最大振幅検
出手段と、 前記出力信号の立上り時刻および立下り時刻を検出する
タイミング検出手段と、 を具備することを特徴とする自動演奏ピアノの打弦状態
検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19909789A JPH0362098A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 自動演奏ピアノの打弦状態検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19909789A JPH0362098A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 自動演奏ピアノの打弦状態検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0362098A true JPH0362098A (ja) | 1991-03-18 |
Family
ID=16402073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19909789A Pending JPH0362098A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 自動演奏ピアノの打弦状態検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0362098A (ja) |
-
1989
- 1989-07-31 JP JP19909789A patent/JPH0362098A/ja active Pending
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