JPH04243294A - 鍵盤楽器の鍵タッチ検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鍵盤楽器における押鍵
或は放鍵時の鍵の動きを経時的に逐次検出する鍵盤楽器
の鍵タッチ検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から行なわれている鍵盤楽器の鍵タ
ッチを検出する方式としては、メカニカルスイッチ、圧
電素子或はホール素子等を用いた方式が知られている。 例えば、前記メカニカルスイッチは、押鍵の開始及び終
了等を検出して、他の制御機構へ信号を伝達するＯＮ，
ＯＦＦスイッチとして用いられる。また、前記圧電素子
やホール素子などでは、その電気的特性を利用して打鍵
の強さや押鍵或は放鍵時の鍵の動きを経時的に逐次検出
することが可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記メカニカ
ルスイッチや圧電素子は、鍵の動きを経時的に検出する
ことはできるが、鍵と直接接触して検出するため、鍵盤
楽器、特にピアノでは、鍵の微妙なタッチが音に直接影
響するため、この音に悪影響を及ぼす場合があった。

【０００４】一方、ピアノの打鍵機構に使用される各部
材は、熟練工による手造りの場合が多く、各鍵の打鍵機
構ごとに極く僅かではあるが、機械的なバラツキがある
のが現状である。従って、個々の鍵にマッチした出力特
性を有する検出素子を作って、各打鍵機構に取り付ける
ことが最も好ましいが、前記各検出素子は、いずれも電
気的特性が一定か、或は固定されており、前記各打鍵機
構に合わせて出力特性を微妙に変化させることはできな
かった。

【０００５】本発明は、上記各欠点を解決すべくなされ
たものであり、その目的は、鍵タッチの強弱、押鍵の開
始及び終了、放鍵の開始及び終了、そして押鍵、放鍵時
の単位時間当たりの鍵の動きの変化等を、非接触で検出
することのできる鍵盤楽器の鍵タッチ検出装置を提供す
ることにある。

【０００６】また、本発明の他の目的は、各鍵の機械的
なバラツキに合わせて、出力特性の微妙な変更を容易に
行なうことのできる鍵盤楽器の鍵タッチ検出装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的に鑑
みてなされたものであり、その要旨は、押鍵及び／又は
放鍵時の鍵の動きを逐次検出する鍵盤楽器の鍵タッチ検
出装置であって、鍵操作によって作動する鍵盤楽器の作
動部と、鍵操作によっても静止状態を保つ非作動部のう
ち、一方に光反射手段を設け、他方に、該光反射手段に
向けて一定方向に発光する発光手段及びその反射光を受
光する受光手段を設け、前記光反射手段の表面には、位
置情報を有する光を反射するための位置情報手段を、該
光反射手段或は前記発光、受光手段の作動方向に沿って
形成することを特徴とする鍵盤楽器の鍵タッチ検出装置
にある。

【０００８】なお、前記位置情報を有する光とは、前記
光反射手段と、発光・受光手段との相対的な位置変化を
、光の強度、波長或は光パルス数の変化等として反射す
る光をいう。また、このような位置情報を有する光を反
射させるための位置情報手段としては、色の濃淡、色彩
、傾斜面、或はバーコード等が挙げられる。

【０００９】

【作用】前記光反射手段の表面には、該光反射手段の作
動方向に沿って、色の濃淡、色彩、或は受光手段と光反
射手段との距離等を順に変化させた位置情報手段を設け
、前記発光手段によって、該位置情報手段に向けて一定
方向で光を照射する。このため、前記光反射手段との相
対的な位置変位に伴い、該光反射手段から反射される光
の強度、光の波長等が変化するため、この変化を前記受
光手段で検出する。この検出結果に基づき、押鍵の開始
及び終了、放鍵の開始及び終了の他、単位時間当たりの
鍵の動きの変化等も検出することが可能となる。

【００１０】

【実施例】本発明に係る鍵盤楽器の鍵タッチ検出装置を
添付図面に基づいて説明する。

【００１１】図１（ａ）に、鍵タッチ検出装置を備えた
ピアノの打鍵機構を概略的に示す。鍵タッチ検出装置は
、バックチェック３の先端部の側面に固定した光反射手
段としてのスクリーン１と、ピアノの非作動部に固定し
た固定軸４に、プリント基板５と共に固定した反射型の
光センサ２とで構成し、前記スクリーン１は、光センサ
２と平行状態、即ち一定距離を保ちながら、バックチェ
ックの動作と連動して矢印Ｘ方向にスライドするもので
ある。

【００１２】スクリーン１の表面には、スクリーン１の
作動方向に沿って位置情報手段としての色の濃淡を順に
変化させて配している。光センサ２は、スクリーン１に
向けて一定方向に発光する発光手段としての赤外線ＬＥ
Ｄ２ａと、スクリーン１からの反射光を受光する受光手
段としてのフォトトランジスタ２ｂとで構成する（図３
）。なお、この赤外線ＬＥＤ及びフォトトランジスタの
他に、可視光ＬＥＤ及びフォトダイオードを用いても良
い。

【００１３】この装置の検出機構は、鍵操作に伴ってス
クリーン１がバックチェック３の動作と連動して、矢印
Ｘ方向にスライドすると、スクリーン１の濃淡に応じて
その反射光の強さが変化する。その反射光は、フォトト
ランジスタ２ｂに入光し、反射光の強さに応じた電流値
に変換されるものである。なお、この場合、スクリーン
１は、ウィペン９の回動運動に連動しているため、直線
的に移動するのではなく、緩やかな円弧状に往復運動す
ることになるため、この円弧状にスクリーン１を湾曲さ
せてもよい。

【００１４】実際の鍵操作では、まず、鍵６を押し上げ
ると、バランスピン７を支点として、鍵６の端部６ａが
上方に（矢印Ｙ方向）押し上げられる。これによってキ
ャプスタンボタン８がウィペン９を上方に押し上げ、ウ
ィペン９は固定ピン９ａを支点として矢印Ｚ方向に回転
する。このウィペン９の回転によって、ジャック１０が
上方に押し上げられ、この押し上げ力を受けてバッド１
１が回転し、その外周部に固定したハンマー１２が回転
して弦１３を打つものである。なお、放鍵操作を行なえ
ば、前記各可動部材は、前述と略逆の動作を行ない、定
常位置に復帰する。

【００１５】この鍵操作の際、ウィペン９に固定したバ
ックチェック３に、スクリーン１を固定しているため、
スクリーン１がウィペン９の動きに連動し、矢印Ｘ方向
に沿って往復動する。押鍵開始の時は、スクリーン１端
部付近の色調濃度がＡで、その反射光がフォトトランジ
スタ２ｂに入射し、変換される電流はＩａである。さら
にスクリーン１の移動に伴って赤外線ＬＥＤ２ａの照射
する部分が移動するため、照射されるスクリーン１の色
調濃度も、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅと順に変化し、この反射光が
入射するフォトトランジスタ２ｂの出力電流もＩｂ、Ｉ
ｃ、Ｉｄ、Ｉｅと順に変化する（図１（ｂ）、（ｃ））
。

【００１６】このように光学的に検出を行なうことによ
り、光センサ２とスクリーン１との相対的な位置変化を
反射光の強さの変化として経時的に逐次検出でき、これ
によって押鍵の開始から押鍵の終了、放鍵の開始から放
鍵の終了、或はこの間における鍵の動きの単位時間当た
りの変化を非接触で検出することが可能となる。

【００１７】なお、前記スクリーン１の表面に、色の濃
淡の代わりに色彩を順に変化させるるれば、その反射光
の波長が色彩に応じて変化する。従って、波長に対して
感度の異なるフォトダイオードを用いてこの反射光を受
光すれば、前述の色の濃淡の場合と同様に検出すること
が可能である。

【００１８】前記図１（ｃ）において、一例として点Ａ
から点Ｅまでをプロットしたが、サンプリングの時間間
隔を短くすれば、スクリーン１の移動経過をより詳細に
検出することもできる。また、この出力特性に修正を加
えたい場合には、色の濃淡、或は色彩の変化の状態を変
更すれば容易に修正が可能である。

【００１９】これらの光センサ２の出力電流は、Ａ／Ｄ
コンバータを通すか、或はトランジスタ又はＩＣに入力
して、スレッシュ・ホールド・レベル電圧の値によって
ＯＮ信号又はＯＦＦ信号として、マイクロコンピュータ
等に入力し、データ処理を行なわせればよい。その他、
光センサ２の出力電流を電圧変化に変換し、磁気テープ
等にアナログ信号として記憶させることもできる。

【００２０】また、図２（ａ）に他の実施例を示す。本
実施例では、位置情報手段としてスクリーン１′に傾斜
面１′ａを形成し、スクリーン１′と光センサ２との距
離を変化させて、その反射光の強さからスクリーン１′
の位置を検出するものである。

【００２１】スクリーン１′の形状は図２（ｂ）に示す
ように、その縦断面が略三角形のくさび形を呈しており
、バックチェック３の先端部に固定している。また、光
センサ２は、スクリーン１′の傾斜面１′ａの上方に、
この傾斜面に相対して配置しており、スクリーン１′の
三角形のくさび形の底辺１′ｂと平行状態でプリント基
板５と共に固定軸４に固定している。

【００２２】この装置の検出機構は、スクリーン１′が
鍵６の動作と連動して三角形のくさび形の底辺１′ｂと
平行に、即ち矢印Ｘ′方向に沿って移動すると、傾斜面
１′ａのためにスクリーン１′と光センサ２との距離が
変化し、これに伴って反射光の強さが変化する。この反
射光の強さをフォトトランジスタ２ｂで検出すれば、光
センサ２とスクリーン１′との相対的な位置変化を光セ
ンサ２の出力電流Ｉの変化として逐次検出することがで
きる（図２（ｃ））。従って、スクリーン１′を用いた
場合にも、光センサ２とスクリーン１′との相対的な位
置変化を光学的に逐次検出でき、これによって押鍵の開
始から押鍵の終了、放鍵の開始から放鍵の終了、或はこ
の間における鍵の動きの単位時間当たりの変化を非接触
で検出することが可能である。

【００２３】なお、この場合、スクリーン１′は、ウィ
ペン９の回動運動に連動しているため、直線的に移動す
るのではなく、緩やかな円弧状に往復運動することにな
る。従って、この円弧状の運動を修正し、スクリーン１
′の移動に対し、スクリーン１′と光センサ２との距離
が比例関係になるように、傾斜面１′ａの傾斜を設計す
ることが好ましい。また、各打鍵機構の機械的バラツキ
に合わせて光センサ２の出力特性を変更させたい場合に
は、傾斜面１′ａの傾斜状態を変えれば容易に変更する
ことが可能である。

【００２４】前述の各実施例では、位置情報を有する光
を反射するための光反射手段として、色の濃淡、色彩或
は傾斜面を例示したが、この他にも平板上のスクリーン
の上に白黒或は凹凸状等のバーコードを用いることも可
能であり、この場合、反射光の光パルスをカウントする
ことにより、単位時間当たりの鍵の動きの変化等を検出
することが可能である。なお、各打鍵機構の機械的なバ
ラツキに合わせて、光センサの出力特性に修正を加えた
い場合には、例えば白黒のバーコードであれば、白・黒
の間隔或は各幅等を変更することにより容易に行なえ得
るものである。

【００２５】また、前述の各実施例では、スクリーン１
、１′をバックチェック３に取り付ける例を示したが、
鍵操作によって作動する作動部であれば特に限定するも
のではなく、例えば、鍵６、キャプスタンボタン８、ウ
ィペン９、バッド１１、ハンマー１２等に取り付けるこ
ともできる。なお、スクリーンを取り付ける代わりに、
ピアノの作動部に色の濃淡、色彩を直接施すか、或は直
接凹凸を形成しても良い。さらに、前述の各実施例では
、ピアノの作動部にスクリーン１、１′を取付け、非作
動部に光センサ２を取付ける例を示したが、反対に作動
部に光センサ２を取付け、非作動部にスクリーン１、１
′を取付けても、同様の作用効果が得られる。

【００２６】

【効果】本発明に係る鍵盤楽器の鍵タッチ検出装置によ
れば、鍵操作によって作動する鍵盤楽器の作動部と、鍵
操作によっても静止状態を保つ非作動部のうち、一方に
光反射手段を固定し、他方に、前記光反射手段に向けて
一定方向に発光する発光手段及びその反射光を受光する
受光手段を設け、前記光反射手段の表面には、位置情報
を有する光を反射するための位置情報手段を、該光反射
手段或は発光、受光手段の作動方向に沿って形成する構
成を採用した。

【００２７】従って、前記位置情報手段に修正を加える
ことで、前記受光手段の出力特性を自由に作り出すこと
ができ、各打鍵機構の機械的なバラツキに応じて、個々
の鍵にマッチした鍵タッチの強弱、押鍵の開始から押鍵
の終了、放鍵の開始から放鍵の終了、及び押鍵或は放鍵
の途中の鍵の動きの単位時間当たりの変化を、１組の検
出装置ですべて検出することも可能である。また、本発
明に係る鍵タッチ検出装置は、鍵タッチを光学的に検出
するため、非接触で検出でき、鍵の微妙なタッチに悪影
響を及ぼす恐れがない等の優れた効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明に係る鍵タッチ検出装置
を備えたピアノを示す概略説明図、図１（ｂ）は、スク
リーンを示す正面図、図１（ｃ）は、スクリーンの色調
濃度に対するフォトトランジスタの出力電流を示すグラ
フである。

【図２】図２（ａ）は、他の実施例を示す概略説明図、
図２（ｂ）は、他のスクリーンを示す断面図、図２（ｃ
）は、スクリーンと光センサとの距離に対するフォトト
ランジスタの出力電流を示すグラフである。

【図３】光センサの構成を概略的に示す説明図である。

【符号の説明】

１、１′　　スクリーン（光反射手段）２ａ　　赤外線
ＬＥＤ（発光手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　押鍵及び／又は放鍵時の鍵の動きを逐
   次検出する鍵盤楽器の鍵タッチ検出装置であって、鍵操
   作によって作動する鍵盤楽器の作動部と、鍵操作によっ
   ても静止状態を保つ非作動部のうち、一方に光反射手段
   を設け、他方に、該光反射手段に向けて一定方向に発光
   する発光手段及びその反射光を受光する受光手段を設け
   、前記光反射手段の表面には、位置情報を有する光を反
   射するための位置情報手段を、該光反射手段或は前記発
   光、受光手段の作動方向に沿って形成することを特徴と
   する鍵盤楽器の鍵タッチ検出装置。