JPH09152310A - 光センサ - Google Patents
光センサInfo
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- JPH09152310A JPH09152310A JP31318595A JP31318595A JPH09152310A JP H09152310 A JPH09152310 A JP H09152310A JP 31318595 A JP31318595 A JP 31318595A JP 31318595 A JP31318595 A JP 31318595A JP H09152310 A JPH09152310 A JP H09152310A
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
- G10H1/32—Constructional details
- G10H1/34—Switch arrangements, e.g. keyboards or mechanical switches specially adapted for electrophonic musical instruments
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- G—PHYSICS
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
- G10H1/02—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
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- G10H1/053—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation during execution only
- G10H1/055—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation during execution only by switches with variable impedance elements
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 移動体の経時的な挙動やその速度を高い精度
で検出することが可能であり、廉価に製造可能な光セン
サを提供する。 【解決手段】 光センサは、発光側の光ファイバ４２か
ら放射状に出射したビームを発光側レンズ４４で屈折さ
せ、さらに受光側の光ファイバに受光させる光路を有し
ており、発光側レンズ４４と受光側レンズとの間にある
光路を横断する移動体を検出する。レンズ４４は、半円
柱状であって、ここから出射するビームの断面形状５１
をほぼ楕円形にする。また、レンズ４４に対向するよう
に、このビームを反射させるプリズム体である発光側セ
ンサヘッド４５が設けられ、このセンサヘッド４５によ
りビームが分岐されて、その断面形状は符号５２で示す
ようになる。移動体は、この断面の長手方向を横断す
る。
で検出することが可能であり、廉価に製造可能な光セン
サを提供する。 【解決手段】 光センサは、発光側の光ファイバ４２か
ら放射状に出射したビームを発光側レンズ４４で屈折さ
せ、さらに受光側の光ファイバに受光させる光路を有し
ており、発光側レンズ４４と受光側レンズとの間にある
光路を横断する移動体を検出する。レンズ４４は、半円
柱状であって、ここから出射するビームの断面形状５１
をほぼ楕円形にする。また、レンズ４４に対向するよう
に、このビームを反射させるプリズム体である発光側セ
ンサヘッド４５が設けられ、このセンサヘッド４５によ
りビームが分岐されて、その断面形状は符号５２で示す
ようになる。移動体は、この断面の長手方向を横断す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば消音ピア
ノや自動演奏ピアノなどの鍵の位置検出に用いて好適な
光センサに関する。
ノや自動演奏ピアノなどの鍵の位置検出に用いて好適な
光センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、消音演奏が可能な消音ピアノ
が知られている。このような消音ピアノは、押鍵しても
ハンマシャンクによる打弦を阻止する機構を備えてお
り、打弦による演奏の代わりに、鍵やハンマの動作をセ
ンサにより検出して、押鍵に対応した音高、発音タイミ
ングおよび音量を有する楽音を電子的に発生する。そし
て、演奏者は、このようにして発生した楽音を、例えば
ヘッドホン等により聴くことによって、近隣者に迷惑を
掛けずに演奏の練習を行うことができる。
が知られている。このような消音ピアノは、押鍵しても
ハンマシャンクによる打弦を阻止する機構を備えてお
り、打弦による演奏の代わりに、鍵やハンマの動作をセ
ンサにより検出して、押鍵に対応した音高、発音タイミ
ングおよび音量を有する楽音を電子的に発生する。そし
て、演奏者は、このようにして発生した楽音を、例えば
ヘッドホン等により聴くことによって、近隣者に迷惑を
掛けずに演奏の練習を行うことができる。
【０００３】ところで、上記のような消音ピアノでは、
鍵やハンマの動作のタイミングと動作速度が検出され
る。鍵等の動作タイミングを検出するための技術として
は、鍵等に設けたシャッタにより動作中の２点を検出す
るのが一般的である。この場合、２点の検出タイミング
に基づいて動作速度を算出することができる。しかし、
これだけでは、各点が検出されるまでの微妙な鍵等の動
作を検出することは不可能であり、楽音を忠実に再現す
ることが困難である。このため、さらに多数点を検出す
ることも考えられるが、その場合、製造コストが上昇す
る上、もしそのようにしても、たとえば、鍵が戻り切ら
ないうちに再度押鍵するような演奏法が採られた場合等
には、やはり楽音の再現性に問題が残ってしまう。
鍵やハンマの動作のタイミングと動作速度が検出され
る。鍵等の動作タイミングを検出するための技術として
は、鍵等に設けたシャッタにより動作中の２点を検出す
るのが一般的である。この場合、２点の検出タイミング
に基づいて動作速度を算出することができる。しかし、
これだけでは、各点が検出されるまでの微妙な鍵等の動
作を検出することは不可能であり、楽音を忠実に再現す
ることが困難である。このため、さらに多数点を検出す
ることも考えられるが、その場合、製造コストが上昇す
る上、もしそのようにしても、たとえば、鍵が戻り切ら
ないうちに再度押鍵するような演奏法が採られた場合等
には、やはり楽音の再現性に問題が残ってしまう。
【０００４】このような事情から、実際の演奏に忠実な
楽音を電子的に発生させるために、鍵等の経時的な位置
変化を連続的に検出する技術が開発されている。従来、
この位置変化を検出する技術としては、次のものが知ら
れている。 米国特許第５，００１，３３９号明細書に開示され
ているように、鍵に設けたシャッタでフォトインタラプ
タの光軸を横断させ、フォトインタラプタのフォトトラ
ンジスタに入射する光の量の変化により鍵の位置変化を
連続的に検出する。 特開平６−１３８８７０号公報および特開平６−１
４９２３３号公報に開示されているように、ペダル等の
検出対象物をグレイスケールによって測定し、グレイス
ケールで測定される経時的な濃淡変化を検出対象物の動
作として検出する。 特開平４−７５０９６号公報に開示されているよう
に、フォトリフレクタを鍵の下側に設け、フォトリフレ
クタに鍵が接近・離間する際の反射光の経時的な強弱変
化を検出する。
楽音を電子的に発生させるために、鍵等の経時的な位置
変化を連続的に検出する技術が開発されている。従来、
この位置変化を検出する技術としては、次のものが知ら
れている。 米国特許第５，００１，３３９号明細書に開示され
ているように、鍵に設けたシャッタでフォトインタラプ
タの光軸を横断させ、フォトインタラプタのフォトトラ
ンジスタに入射する光の量の変化により鍵の位置変化を
連続的に検出する。 特開平６−１３８８７０号公報および特開平６−１
４９２３３号公報に開示されているように、ペダル等の
検出対象物をグレイスケールによって測定し、グレイス
ケールで測定される経時的な濃淡変化を検出対象物の動
作として検出する。 特開平４−７５０９６号公報に開示されているよう
に、フォトリフレクタを鍵の下側に設け、フォトリフレ
クタに鍵が接近・離間する際の反射光の経時的な強弱変
化を検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の手段では、それぞれ次のような問題があった。まず
の手段では、シャッタで遮った光の量に対応するフォト
トランジスタに入射する光の量の変化から鍵の位置変化
を検出しようとするのであるが、鍵の動作可能な範囲に
比べると、一般に市販されているフォトインタラプタの
ビーム径は極めて小さい。したがって、この場合には、
たとえばシャッタに孔を多数形成し、多数点の検出を併
用する等しなければ、鍵の動作範囲全体にわたって、鍵
の位置検出をするのは不可能である。このため、シャッ
タ形状を工夫しなければならなかった。また、一般のフ
ォトインタラプタのビームは、円形の断面形状であるか
ら、単純なシャッタ形状では、ビームを遮るシャッタの
変位と、フォトトランジスタに入射する光の量は線形関
係にならない。このような線形関係を得るためにも、シ
ャッタ形状を工夫しなければならなかった。
の手段では、それぞれ次のような問題があった。まず
の手段では、シャッタで遮った光の量に対応するフォト
トランジスタに入射する光の量の変化から鍵の位置変化
を検出しようとするのであるが、鍵の動作可能な範囲に
比べると、一般に市販されているフォトインタラプタの
ビーム径は極めて小さい。したがって、この場合には、
たとえばシャッタに孔を多数形成し、多数点の検出を併
用する等しなければ、鍵の動作範囲全体にわたって、鍵
の位置検出をするのは不可能である。このため、シャッ
タ形状を工夫しなければならなかった。また、一般のフ
ォトインタラプタのビームは、円形の断面形状であるか
ら、単純なシャッタ形状では、ビームを遮るシャッタの
変位と、フォトトランジスタに入射する光の量は線形関
係にならない。このような線形関係を得るためにも、シ
ャッタ形状を工夫しなければならなかった。
【０００６】の手段では、グレイスケールの取り付け
精度により、検出精度が左右され、信頼性の高い検出結
果を得ることが困難である。の手段では、鍵に設けた
反射面の形状や面精度により、検出精度が左右される
上、場合により、鍵からの反射光の強弱が、鍵の変位に
対応しないこともあり、信頼性の高い検出結果が常に得
られるとは限らない。
精度により、検出精度が左右され、信頼性の高い検出結
果を得ることが困難である。の手段では、鍵に設けた
反射面の形状や面精度により、検出精度が左右される
上、場合により、鍵からの反射光の強弱が、鍵の変位に
対応しないこともあり、信頼性の高い検出結果が常に得
られるとは限らない。
【０００７】このように前記のいずれの手段において
も、検出精度は満足できるものではなく、しかもいずれ
も、製造コストが高いという欠点があった。
も、検出精度は満足できるものではなく、しかもいずれ
も、製造コストが高いという欠点があった。
【０００８】この発明は、前記の事情を考慮してなされ
たものであり、移動体の経時的な挙動やその速度を高い
精度で検出することが可能であり、廉価に製造可能な光
センサを提供することを目的とする。
たものであり、移動体の経時的な挙動やその速度を高い
精度で検出することが可能であり、廉価に製造可能な光
センサを提供することを目的とする。
【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に記載の光センサにあっては、発光手段か
ら出射したビームを受光手段に入射させる光路を有して
おり、前記発光手段と前記受光手段との間にある光路を
横断する移動体を検出する光センサにおいて、前記発光
手段と前記移動体との間、あるいは前記移動体と前記受
光手段との間で、前記ビームの断面形状の縦横の長さを
異ならせる調整手段を設け、前記移動体が前記発光側の
ビームの断面の長手方向と同一方向を横断するように構
成したことを特徴としている。
め、請求項１に記載の光センサにあっては、発光手段か
ら出射したビームを受光手段に入射させる光路を有して
おり、前記発光手段と前記受光手段との間にある光路を
横断する移動体を検出する光センサにおいて、前記発光
手段と前記移動体との間、あるいは前記移動体と前記受
光手段との間で、前記ビームの断面形状の縦横の長さを
異ならせる調整手段を設け、前記移動体が前記発光側の
ビームの断面の長手方向と同一方向を横断するように構
成したことを特徴としている。
【００１０】請求項２に記載の光センサにあっては、請
求項１記載の構成において、前記調整手段によりビーム
の断面形状を矩形にすることを特徴としている。請求項
３に記載の光センサにあっては、請求項１または２記載
の構成において、さらに、前記発光手段と前記移動体と
の間に前記ビームを平行光にする平行化手段を設けたこ
とを特徴としている。請求項４に記載の光センサにあっ
ては、請求項１ないし３記載の構成において、さらに、
前記発光手段と前記移動体との間であって前記発光手段
と離間した位置、あるいは前記移動体と前記受光手段と
の間であって前記受光手段と離間した位置の少なくとも
前者の位置に、前記ビームを反射あるいは屈折させる光
路変更手段を設け、前記発光手段は、当該発光手段から
離れるほど断面積が増大するビームを出射することを特
徴としている。
求項１記載の構成において、前記調整手段によりビーム
の断面形状を矩形にすることを特徴としている。請求項
３に記載の光センサにあっては、請求項１または２記載
の構成において、さらに、前記発光手段と前記移動体と
の間に前記ビームを平行光にする平行化手段を設けたこ
とを特徴としている。請求項４に記載の光センサにあっ
ては、請求項１ないし３記載の構成において、さらに、
前記発光手段と前記移動体との間であって前記発光手段
と離間した位置、あるいは前記移動体と前記受光手段と
の間であって前記受光手段と離間した位置の少なくとも
前者の位置に、前記ビームを反射あるいは屈折させる光
路変更手段を設け、前記発光手段は、当該発光手段から
離れるほど断面積が増大するビームを出射することを特
徴としている。
【００１１】請求項５に記載の光センサにあっては、発
光手段から出射したビームを受光手段に入射させる光路
を有しており、前記発光手段と前記受光手段との間にあ
る光路を横断する移動体を検出する光センサにおいて、
前記発光手段と前記移動体との間であって前記発光手段
と離間した位置、あるいは前記移動体と前記受光手段と
の間であって前記受光手段と離間した位置の少なくとも
前者の位置に、前記ビームを反射あるいは屈折させる光
路変更手段を設け、前記発光手段は、当該発光手段から
離れるほど断面積が増大するビームを出射することを特
徴としている。
光手段から出射したビームを受光手段に入射させる光路
を有しており、前記発光手段と前記受光手段との間にあ
る光路を横断する移動体を検出する光センサにおいて、
前記発光手段と前記移動体との間であって前記発光手段
と離間した位置、あるいは前記移動体と前記受光手段と
の間であって前記受光手段と離間した位置の少なくとも
前者の位置に、前記ビームを反射あるいは屈折させる光
路変更手段を設け、前記発光手段は、当該発光手段から
離れるほど断面積が増大するビームを出射することを特
徴としている。
【００１２】請求項６に記載の光センサにあっては、請
求項４または５記載の構成において、前記発光手段と前
記移動体との間に第１の光路変更手段を設けると共に、
前記移動体と前記受光手段との間に第２の光路変更手段
を設け、複数の移動体の横断位置の左右に、各々第１お
よび第２の光路変更手段を配置し、隣り合う二つの移動
体に対応して設けられた二つの第１の光路変更手段を一
体に形成すると共に、隣り合う二つの移動体に対応して
設けられた二つの第２の光路変更手段を一体に形成した
ことを特徴としている。請求項７に記載の光センサにあ
っては、発光手段から出射したビームを受光手段に入射
させる光路を有しており、前記発光手段と前記受光手段
との間にある光路を横断する移動体を検出する鍵操作検
出用の光センサにおいて、前記移動体は、鍵の短手方向
に平行に前記鍵に設けられ、前記発光手段および前記受
光手段は、前記移動体を挟んで前記鍵の長手方向に対向
して配設され、前記発光手段は、当該発光手段から離れ
るほど断面積が増大するビームを出射することを特徴と
している。
求項４または５記載の構成において、前記発光手段と前
記移動体との間に第１の光路変更手段を設けると共に、
前記移動体と前記受光手段との間に第２の光路変更手段
を設け、複数の移動体の横断位置の左右に、各々第１お
よび第２の光路変更手段を配置し、隣り合う二つの移動
体に対応して設けられた二つの第１の光路変更手段を一
体に形成すると共に、隣り合う二つの移動体に対応して
設けられた二つの第２の光路変更手段を一体に形成した
ことを特徴としている。請求項７に記載の光センサにあ
っては、発光手段から出射したビームを受光手段に入射
させる光路を有しており、前記発光手段と前記受光手段
との間にある光路を横断する移動体を検出する鍵操作検
出用の光センサにおいて、前記移動体は、鍵の短手方向
に平行に前記鍵に設けられ、前記発光手段および前記受
光手段は、前記移動体を挟んで前記鍵の長手方向に対向
して配設され、前記発光手段は、当該発光手段から離れ
るほど断面積が増大するビームを出射することを特徴と
している。
【００１３】請求項１に記載の発明によれば、調整手段
がビームの断面形状の縦横の長さを異ならせる。これに
より、縦横の長さが異なるビームが得られる。そして、
このビームの断面の長手方向と同一方向を移動体が横断
するので、ビームの断面形状が円のものに比して、移動
体の変位と光量の変位の関係を線形に近づけることがで
きる。
がビームの断面形状の縦横の長さを異ならせる。これに
より、縦横の長さが異なるビームが得られる。そして、
このビームの断面の長手方向と同一方向を移動体が横断
するので、ビームの断面形状が円のものに比して、移動
体の変位と光量の変位の関係を線形に近づけることがで
きる。
【００１４】請求項２に記載の発明によれば、例えばビ
ームの外側部分をカットすることにより、ビームの断面
形状が矩形にされる、これにより移動体の変位と、ビー
ムの光量の変位の関係をより線形に近づけることができ
る。加えて、請求項３に記載の発明によれば、ビームが
平行光とされるので、移動体の取付け位置に依らず、移
動体の位置に対するビームの光量を一定とすることがで
きる。
ームの外側部分をカットすることにより、ビームの断面
形状が矩形にされる、これにより移動体の変位と、ビー
ムの光量の変位の関係をより線形に近づけることができ
る。加えて、請求項３に記載の発明によれば、ビームが
平行光とされるので、移動体の取付け位置に依らず、移
動体の位置に対するビームの光量を一定とすることがで
きる。
【００１５】また、請求項４または請求項５に記載の発
明によれば、光路変更手段でビームを反射あるいは屈折
させると共に、発光手段と光路変更手段とを離間させる
ことにより、発光手段から移動体までの距離を大きくす
ることができる。そして、発光手段が、当該発光手段か
ら離れるほど断面積が増大するビームを出射するため
に、移動体が横断する位置におけるビームの断面を拡大
することが可能となり、移動体の位置検出が可能な範囲
を広くすることができると共に、移動体の経時的な位置
の変化やその速度を高い精度で検出することができる。
加えて、光路変更手段を設けることにより、発光手段を
任意の位置に配置することが可能になる。
明によれば、光路変更手段でビームを反射あるいは屈折
させると共に、発光手段と光路変更手段とを離間させる
ことにより、発光手段から移動体までの距離を大きくす
ることができる。そして、発光手段が、当該発光手段か
ら離れるほど断面積が増大するビームを出射するため
に、移動体が横断する位置におけるビームの断面を拡大
することが可能となり、移動体の位置検出が可能な範囲
を広くすることができると共に、移動体の経時的な位置
の変化やその速度を高い精度で検出することができる。
加えて、光路変更手段を設けることにより、発光手段を
任意の位置に配置することが可能になる。
【００１６】さらに、請求項６に記載の発明によれば、
光路変更手段の個数を、検出すべき移動体の個数よりも
大幅に削減することができる。そればかりか、一体形成
した第１の光路変更手段で、発光手段からのビームを二
つの方向に分岐させることが可能となり、一体形成した
第２の光路変更手段で、二つの方向からのビームを一つ
の受光手段の方向に反射あるいは屈折させることが可能
となるから発光手段および受光手段の個数を削減するこ
とができる。これにより製造コストを低減することが可
能である。
光路変更手段の個数を、検出すべき移動体の個数よりも
大幅に削減することができる。そればかりか、一体形成
した第１の光路変更手段で、発光手段からのビームを二
つの方向に分岐させることが可能となり、一体形成した
第２の光路変更手段で、二つの方向からのビームを一つ
の受光手段の方向に反射あるいは屈折させることが可能
となるから発光手段および受光手段の個数を削減するこ
とができる。これにより製造コストを低減することが可
能である。
【００１７】また、請求項７に記載の発明によれば、移
動体を鍵の短手方向に平行に設けると共に、発光手段お
よび受光手段を移動体を挟んで鍵の長手方向に対向して
配設するようにしたので、ビームを反射あるいは屈折さ
せることなく、発光手段から移動体までの距離を大きく
することができる。そして、発光手段からは、当該発光
手段から離れるほど断面積が増大するビームが出射され
るので、移動体が横断する位置におけるビームの断面を
拡大することが可能となり、移動体の位置検出が可能な
範囲を広くすることができると共に、移動体の経時的な
位置の変化やその速度を高い精度で検出することがで
き、鍵操作を正確に検出することが可能になる。
動体を鍵の短手方向に平行に設けると共に、発光手段お
よび受光手段を移動体を挟んで鍵の長手方向に対向して
配設するようにしたので、ビームを反射あるいは屈折さ
せることなく、発光手段から移動体までの距離を大きく
することができる。そして、発光手段からは、当該発光
手段から離れるほど断面積が増大するビームが出射され
るので、移動体が横断する位置におけるビームの断面を
拡大することが可能となり、移動体の位置検出が可能な
範囲を広くすることができると共に、移動体の経時的な
位置の変化やその速度を高い精度で検出することがで
き、鍵操作を正確に検出することが可能になる。
【００１８】
１：実施形態の構成 以下、図面を参照してこの発明の一実施形態について説
明する。本実施形態の光センサは、消音ピアノの鍵の動
作タイミングおよび速度を求めるために用いられる光フ
ァイバセンサである。ただし、後述のように、鍵により
作動されるハンマの動作タイミングおよび速度を求める
ために用いてもよい。
明する。本実施形態の光センサは、消音ピアノの鍵の動
作タイミングおよび速度を求めるために用いられる光フ
ァイバセンサである。ただし、後述のように、鍵により
作動されるハンマの動作タイミングおよび速度を求める
ために用いてもよい。
【００１９】１−１：キーの構成 まず、図１は実施形態に係る光ファイバセンサを備えた
消音ピアノの一つの鍵の構成を示す側面図である。この
図に示すように、鍵３２１は、押鍵により中筬２９のバ
ランスピン２９ａを中心にして、ピン２８ａをガイドと
して図の二点鎖線で示すエンド位置まで反時計回りに回
動するようになっている。そして、離鍵すると、鍵３２
１は、実線で示されるレスト位置まで復帰するようにな
っている。このような構成は、ピアノの８８鍵のそれぞ
れに対して同一である。
消音ピアノの一つの鍵の構成を示す側面図である。この
図に示すように、鍵３２１は、押鍵により中筬２９のバ
ランスピン２９ａを中心にして、ピン２８ａをガイドと
して図の二点鎖線で示すエンド位置まで反時計回りに回
動するようになっている。そして、離鍵すると、鍵３２
１は、実線で示されるレスト位置まで復帰するようにな
っている。このような構成は、ピアノの８８鍵のそれぞ
れに対して同一である。
【００２０】一方、鍵３２１の前筬２８と中筬２９の間
の自由端付近の下（裏面）側には、矩形板のシャッタ３
０が、鍵３２１の長手方向と平行に取り付けられてい
る。シャッタ３０の近傍には、光ファイバセンサ３１が
配置されている。光ファイバセンサ３１は、棚板３３に
取り付けられた箱状の支持基板４０上に固定されてい
る。
の自由端付近の下（裏面）側には、矩形板のシャッタ３
０が、鍵３２１の長手方向と平行に取り付けられてい
る。シャッタ３０の近傍には、光ファイバセンサ３１が
配置されている。光ファイバセンサ３１は、棚板３３に
取り付けられた箱状の支持基板４０上に固定されてい
る。
【００２１】１−２：光ファイバセンサの概略構成 図２は、光ファイバセンサ３１の構成を示す下面図であ
り、図３は、その側面図である。これらの図を参照し、
まず、光ファイバセンサ３１の構成の概略を説明する。
なお、図３は、図１と上下が逆にされている。図２に
は、隣接する３つの鍵の動作を検出する３組の光ファイ
バセンサ３１が示されている。符号４１は、支持基板４
０に形成された長孔であり、長孔４１内では、前記のシ
ャッタ３０が上下（紙面の垂直方向）に移動可能になさ
れている。各光ファイバセンサ３１は、発光側の光ファ
イバ４２から、長孔４１付近つまりシャッタ３０が横断
可能な区域を通過して、受光側の光ファイバ４７に至る
光路５０を有している。
り、図３は、その側面図である。これらの図を参照し、
まず、光ファイバセンサ３１の構成の概略を説明する。
なお、図３は、図１と上下が逆にされている。図２に
は、隣接する３つの鍵の動作を検出する３組の光ファイ
バセンサ３１が示されている。符号４１は、支持基板４
０に形成された長孔であり、長孔４１内では、前記のシ
ャッタ３０が上下（紙面の垂直方向）に移動可能になさ
れている。各光ファイバセンサ３１は、発光側の光ファ
イバ４２から、長孔４１付近つまりシャッタ３０が横断
可能な区域を通過して、受光側の光ファイバ４７に至る
光路５０を有している。
【００２２】発光側の光ファイバ４２および受光側の光
ファイバ４７は、共にアクリルにフッ素樹脂をコーティ
ングして形成された同質のものである。発光側の光ファ
イバ４２の図示しない端部には、発光ダイオードが接続
され、これにより一定輝度のビームが光ファイバ４２内
を伝播させられる。また、受光側の光ファイバ４７の図
示しない端部には、フォトダイオードが接続され、光フ
ァイバ４７から出射した光の強度に対応した大きさの電
圧を出力するようになっている。これらの発光ダイオー
ドおよびフォトダイオードは、支持基板４０の外面に取
り付けられた基板４０ａ（図１参照）上に取り付けられ
ている。
ファイバ４７は、共にアクリルにフッ素樹脂をコーティ
ングして形成された同質のものである。発光側の光ファ
イバ４２の図示しない端部には、発光ダイオードが接続
され、これにより一定輝度のビームが光ファイバ４２内
を伝播させられる。また、受光側の光ファイバ４７の図
示しない端部には、フォトダイオードが接続され、光フ
ァイバ４７から出射した光の強度に対応した大きさの電
圧を出力するようになっている。これらの発光ダイオー
ドおよびフォトダイオードは、支持基板４０の外面に取
り付けられた基板４０ａ（図１参照）上に取り付けられ
ている。
【００２３】符号４３，４８は、ファイバサポートであ
る。ファイバサポート４３，４８は、発光側の光ファイ
バ４２または受光側の光ファイバ４７を支持基板４０上
に固定するものであり、光ファイバ４２，４７と同質の
アクリルからなる。各ファイバサポート４３または４８
には、嵌合孔が形成され、ここに光ファイバ４２または
４７が挿入されて接着されている。なお、図３におい
て、符号４３ａは、ファイバサポート４３の底面に一体
成形され、支持基板４０に嵌合される凸部である。同様
の凸部は、受光側のファイバサポート４８にも形成され
ている。
る。ファイバサポート４３，４８は、発光側の光ファイ
バ４２または受光側の光ファイバ４７を支持基板４０上
に固定するものであり、光ファイバ４２，４７と同質の
アクリルからなる。各ファイバサポート４３または４８
には、嵌合孔が形成され、ここに光ファイバ４２または
４７が挿入されて接着されている。なお、図３におい
て、符号４３ａは、ファイバサポート４３の底面に一体
成形され、支持基板４０に嵌合される凸部である。同様
の凸部は、受光側のファイバサポート４８にも形成され
ている。
【００２４】また、長孔４１，４１の間には、センサヘ
ッド４５，４６が配置されている。センサヘッド４５，
４６は、共にアクリルから形成された同形、同大のもの
であり、斜面を反射面４５ｂ，４６ｂとする直角二等辺
三角形柱状をなすプリズム体をその反射面４５ｂ，４６
ｂが互いに直角をなすように一体化し、これらプリズム
体どうしが連続する面に凸面をなすレンズ４５ａ，４６
ａが形成されて構成されている。なお、図３において、
符号４５ｄは、センサヘッド４５に一体成形されたベー
スであり、このベース４５ｄは支持基板４０に嵌合され
る凸部４５ｅを有する。図２では、簡略化のため、ベー
ス４５ｄは省略されている。同様のベースは、受光側セ
ンサヘッド４６にも形成されている。
ッド４５，４６が配置されている。センサヘッド４５，
４６は、共にアクリルから形成された同形、同大のもの
であり、斜面を反射面４５ｂ，４６ｂとする直角二等辺
三角形柱状をなすプリズム体をその反射面４５ｂ，４６
ｂが互いに直角をなすように一体化し、これらプリズム
体どうしが連続する面に凸面をなすレンズ４５ａ，４６
ａが形成されて構成されている。なお、図３において、
符号４５ｄは、センサヘッド４５に一体成形されたベー
スであり、このベース４５ｄは支持基板４０に嵌合され
る凸部４５ｅを有する。図２では、簡略化のため、ベー
ス４５ｄは省略されている。同様のベースは、受光側セ
ンサヘッド４６にも形成されている。
【００２５】１−３：発光側のファイバサポートおよび
センサヘッドの構成 次に、図４を参照し、発光側のファイバサポート４３お
よびセンサヘッド４５の構成を詳細に説明する。図４に
おいて、（Ａ）は下面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正
面図である。図４に示すように、ファイバサポート４３
には、光ファイバ４２から出射したビームを屈折させる
凸レンズである発光側レンズ４４が一体に突設されてい
る。この発光側レンズ４４は、ほぼ半円柱状であり、こ
れにより縦方向と横方向とで光の屈折の様子が異なって
いる。
センサヘッドの構成 次に、図４を参照し、発光側のファイバサポート４３お
よびセンサヘッド４５の構成を詳細に説明する。図４に
おいて、（Ａ）は下面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正
面図である。図４に示すように、ファイバサポート４３
には、光ファイバ４２から出射したビームを屈折させる
凸レンズである発光側レンズ４４が一体に突設されてい
る。この発光側レンズ４４は、ほぼ半円柱状であり、こ
れにより縦方向と横方向とで光の屈折の様子が異なって
いる。
【００２６】すなわち、（Ａ）に示すように、光ファイ
バ４２の端面からビームが放射状に出射されるが、横方
向においては、レンズ４４が半円状の断面であるため
に、光ファイバ４２から放射されたビームが収束するよ
うに屈折され、センサヘッド４５に到達した時のビーム
の横方向の長さは、あまり大きくならない。これに対し
て、（Ｂ）に示すように、縦方向においては、レンズ４
４が矩形断面であるために、センサヘッド４５に到達し
た時のビームの縦方向の長さはより大きくなる。したが
って、光ファイバ４２の端面から出射した断面円形のビ
ームは、レンズ４４から出射して、センサヘッド４５に
到達するときに、（Ｃ）に符号５１で示すような縦長の
楕円形の断面形状となる。
バ４２の端面からビームが放射状に出射されるが、横方
向においては、レンズ４４が半円状の断面であるため
に、光ファイバ４２から放射されたビームが収束するよ
うに屈折され、センサヘッド４５に到達した時のビーム
の横方向の長さは、あまり大きくならない。これに対し
て、（Ｂ）に示すように、縦方向においては、レンズ４
４が矩形断面であるために、センサヘッド４５に到達し
た時のビームの縦方向の長さはより大きくなる。したが
って、光ファイバ４２の端面から出射した断面円形のビ
ームは、レンズ４４から出射して、センサヘッド４５に
到達するときに、（Ｃ）に符号５１で示すような縦長の
楕円形の断面形状となる。
【００２７】このようにして発光側レンズ４４で断面楕
円形になるように拡大されたビームは、センサヘッド４
５で側方に向けて反射させられる。この場合において、
一つのビームが、センサヘッド４５の前記の二つの反射
面４５ｂによって二つに分割され、センサヘッド４５の
両側に向けて出射させられる。なお、センサヘッド４５
には、発光側レンズ４４から放射するビームを平行光に
して、反射面４５ｂに向かわせるレンズ４５ａが一体に
形成されている。これにより、センサヘッド４５から出
射するビームも平行光となる。
円形になるように拡大されたビームは、センサヘッド４
５で側方に向けて反射させられる。この場合において、
一つのビームが、センサヘッド４５の前記の二つの反射
面４５ｂによって二つに分割され、センサヘッド４５の
両側に向けて出射させられる。なお、センサヘッド４５
には、発光側レンズ４４から放射するビームを平行光に
して、反射面４５ｂに向かわせるレンズ４５ａが一体に
形成されている。これにより、センサヘッド４５から出
射するビームも平行光となる。
【００２８】（Ｃ）に示すように、センサヘッド４５
は、正面視して、ビームの断面形状５１にほぼ内接する
矩形状である。したがって、レンズ４５ａに入射して来
る符号５１で示す楕円形状のビームのうち、発光側セン
サヘッド４５の正面断面より外側の部分はカットされ
て、反射面４５ｂには到達せず、両側の出射面４５ｃか
ら出射するビームは、それぞれ片方の反射面４５ｂを正
面に投影したのと断面形状および大きさが等しくなる。
このビームの断面形状を符号５２で示す。（Ｂ）のセン
サヘッド４５の出射面４５ｃにおいてドットを付した部
分が、ビームの出射する区域に相当する。
は、正面視して、ビームの断面形状５１にほぼ内接する
矩形状である。したがって、レンズ４５ａに入射して来
る符号５１で示す楕円形状のビームのうち、発光側セン
サヘッド４５の正面断面より外側の部分はカットされ
て、反射面４５ｂには到達せず、両側の出射面４５ｃか
ら出射するビームは、それぞれ片方の反射面４５ｂを正
面に投影したのと断面形状および大きさが等しくなる。
このビームの断面形状を符号５２で示す。（Ｂ）のセン
サヘッド４５の出射面４５ｃにおいてドットを付した部
分が、ビームの出射する区域に相当する。
【００２９】図２に示すように、センサヘッド４５の出
射面４５ｃから出射したビームは、長孔４１の真下を通
過しセンサヘッド４６に到達する。なお、出射面４５ｃ
から出射するビームは平行光であるから、発光側センサ
ヘッド４５から受光側センサヘッド４６へ至るビーム
は、出射面４５ｃのドットを付した部分と断面形状およ
び大きさが等しい。
射面４５ｃから出射したビームは、長孔４１の真下を通
過しセンサヘッド４６に到達する。なお、出射面４５ｃ
から出射するビームは平行光であるから、発光側センサ
ヘッド４５から受光側センサヘッド４６へ至るビーム
は、出射面４５ｃのドットを付した部分と断面形状およ
び大きさが等しい。
【００３０】１−４：受光側のファイバサポートおよび
センサヘッドの構成 次に、図５を参照し、受光側のファイバサポート４８お
よびセンサヘッド４６の構成を詳細に説明する。図５に
おいて、（Ａ）は下面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正
面図である。（Ｃ）において、符号５２は、発光側セン
サヘッド４５の出射面４５ｃから出射されてくるビーム
の断面形状を示し、（Ｂ）のセンサヘッド４６の入射面
４６ｃにおいてドットを付した部分が、ビームの入射す
る区域に相当する。
センサヘッドの構成 次に、図５を参照し、受光側のファイバサポート４８お
よびセンサヘッド４６の構成を詳細に説明する。図５に
おいて、（Ａ）は下面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正
面図である。（Ｃ）において、符号５２は、発光側セン
サヘッド４５の出射面４５ｃから出射されてくるビーム
の断面形状を示し、（Ｂ）のセンサヘッド４６の入射面
４６ｃにおいてドットを付した部分が、ビームの入射す
る区域に相当する。
【００３１】前述の通り、センサヘッド４６は、発光側
センサヘッド４５と同形、同大のものであるから、入射
して来るビームは、ほぼすべて反射面４６ｂで内面反射
され、レンズ４６ａから受光側のファイバサポート４８
に向けて出射される。なお、レンズ４６ａは、平行光で
あるセンサヘッド４５からのビームをファイバサポート
４８に向けて収束させる。
センサヘッド４５と同形、同大のものであるから、入射
して来るビームは、ほぼすべて反射面４６ｂで内面反射
され、レンズ４６ａから受光側のファイバサポート４８
に向けて出射される。なお、レンズ４６ａは、平行光で
あるセンサヘッド４５からのビームをファイバサポート
４８に向けて収束させる。
【００３２】図５に示すように、受光側のファイバサポ
ート４８には、センサヘッド４６からのビームを受光側
の光ファイバ４７の端面に向けてさらに収束させる凸レ
ンズである受光側レンズ４９が一体に突設されている。
この受光側レンズ４９は、ほぼ半球状であり、これによ
り縦方向と横方向とで光の屈折の様子は同様となってい
る。受光側レンズ４９は、センサヘッド４６から入射し
てくるビームを収束し、このビームが光ファイバ４７の
端面に入射される。
ート４８には、センサヘッド４６からのビームを受光側
の光ファイバ４７の端面に向けてさらに収束させる凸レ
ンズである受光側レンズ４９が一体に突設されている。
この受光側レンズ４９は、ほぼ半球状であり、これによ
り縦方向と横方向とで光の屈折の様子は同様となってい
る。受光側レンズ４９は、センサヘッド４６から入射し
てくるビームを収束し、このビームが光ファイバ４７の
端面に入射される。
【００３３】この場合において、センサヘッド４６は、
隣接する両側のセンサヘッド４５から二つのビームを二
つの反射面４６ｂによって、受光側のファイバサポート
４８に向けて出射する。したがって、受光側の各光ファ
イバ４７に、隣接する二つの発光側の光ファイバ４２か
らのビームが入射されるようになっている。
隣接する両側のセンサヘッド４５から二つのビームを二
つの反射面４６ｂによって、受光側のファイバサポート
４８に向けて出射する。したがって、受光側の各光ファ
イバ４７に、隣接する二つの発光側の光ファイバ４２か
らのビームが入射されるようになっている。
【００３４】ただし、本実施形態では、発光側の光ファ
イバ４２を短い周期で繰り返し発光させると共に、隣り
合う発光側の光ファイバ４２では、発光タイミングが異
なるように制御する。これにより、受光側の光ファイバ
４７に接続されたフォトダイオードでは、どのタイミン
グで受光したかによって、どちらの光ファイバ４２から
のビームを検出しているのかが明確に区別されるように
なっている。したがって、隣接するシャッタ３０のどち
らの変位を検出しているのか混同することはない。
イバ４２を短い周期で繰り返し発光させると共に、隣り
合う発光側の光ファイバ４２では、発光タイミングが異
なるように制御する。これにより、受光側の光ファイバ
４７に接続されたフォトダイオードでは、どのタイミン
グで受光したかによって、どちらの光ファイバ４２から
のビームを検出しているのかが明確に区別されるように
なっている。したがって、隣接するシャッタ３０のどち
らの変位を検出しているのか混同することはない。
【００３５】このように光ファイバセンサ３１は、発光
側の光ファイバ４２から放射状に出射されたビームを発
光側センサヘッド４５で分岐して、受光側センサヘッド
４６と受光側レンズ４９で収束させて受光側の光ファイ
バ４７に入射させる光路５０を有している。そして、発
光側センサヘッド４５と受光側センサヘッド４６との間
の光路５０をシャッタ３０が横断すると、受光側の光フ
ァイバ４７に入射する光の量が変化し、受光側の光ファ
イバ４７に接続されたフォトダイオードにより、この変
化を検出することが可能になっている。
側の光ファイバ４２から放射状に出射されたビームを発
光側センサヘッド４５で分岐して、受光側センサヘッド
４６と受光側レンズ４９で収束させて受光側の光ファイ
バ４７に入射させる光路５０を有している。そして、発
光側センサヘッド４５と受光側センサヘッド４６との間
の光路５０をシャッタ３０が横断すると、受光側の光フ
ァイバ４７に入射する光の量が変化し、受光側の光ファ
イバ４７に接続されたフォトダイオードにより、この変
化を検出することが可能になっている。
【００３６】２：実施形態の作用・効果 以上のように、本実施形態においては、発光側センサヘ
ッド４５から受光側センサヘッド４６までに至る光路５
０において、ビームの断面形状を縦長の矩形にしてい
る。そして、鍵３２１に取り付けられたシャッタ３０
が、縦方向に移動可能になされ、これによってビームの
矩形の断面の長手方向と同一方向を横断する。
ッド４５から受光側センサヘッド４６までに至る光路５
０において、ビームの断面形状を縦長の矩形にしてい
る。そして、鍵３２１に取り付けられたシャッタ３０
が、縦方向に移動可能になされ、これによってビームの
矩形の断面の長手方向と同一方向を横断する。
【００３７】この場合、シャッタ３０の変位に応じて、
受光側センサヘッド４６が受光する光量が変化する。す
なわち、図１において、鍵３２１がレスト位置にあると
きには、シャッタ３０が光路５０を遮る量は少なく、セ
ンサヘッド４６が受光する光量は最大である。そして、
押鍵により、シャッタ３０が徐々に光路５０を遮ってゆ
き、鍵３２１がエンド位置にあるときでは、シャッタ３
０が光路５０を遮る量が最大となり、センサヘッド４６
が受光する光量は最小となる。
受光側センサヘッド４６が受光する光量が変化する。す
なわち、図１において、鍵３２１がレスト位置にあると
きには、シャッタ３０が光路５０を遮る量は少なく、セ
ンサヘッド４６が受光する光量は最大である。そして、
押鍵により、シャッタ３０が徐々に光路５０を遮ってゆ
き、鍵３２１がエンド位置にあるときでは、シャッタ３
０が光路５０を遮る量が最大となり、センサヘッド４６
が受光する光量は最小となる。
【００３８】このような受光側センサヘッド４６が受光
する光量の変化は、受光側の光ファイバ４７に接続され
たフォトダイオードの発生する電圧変化として、図６
（Ｂ）に示す回路により検出することが可能である。図
６（Ａ）は、鍵３２１の変位と、光ファイバ４７に接続
されたフォトダイオードの出力電圧の関係を示すグラフ
である。この図に示すように、鍵３２１の変位と受光出
力には、ほぼ線形の関係がみられる。
する光量の変化は、受光側の光ファイバ４７に接続され
たフォトダイオードの発生する電圧変化として、図６
（Ｂ）に示す回路により検出することが可能である。図
６（Ａ）は、鍵３２１の変位と、光ファイバ４７に接続
されたフォトダイオードの出力電圧の関係を示すグラフ
である。この図に示すように、鍵３２１の変位と受光出
力には、ほぼ線形の関係がみられる。
【００３９】これは、前述の通り、センサヘッド４５，
４６間の光路５０において、ビームの断面形状を縦長の
矩形にし、シャッタ３０が、ビームの矩形の断面の長手
方向を横断するようにしたため、鍵３２１の変位すなわ
ちシャッタ３０の変位が、ほぼ遮る光の量に比例するこ
とによるものである。
４６間の光路５０において、ビームの断面形状を縦長の
矩形にし、シャッタ３０が、ビームの矩形の断面の長手
方向を横断するようにしたため、鍵３２１の変位すなわ
ちシャッタ３０の変位が、ほぼ遮る光の量に比例するこ
とによるものである。
【００４０】なお、シャッタ３０が横断するビームは、
ほぼ円形断面の発光側の光ファイバ４２から出射したビ
ームを楕円形に拡大し、外側付近の部分をカットしたも
のであるから、カットの程度によっては厳密には、ビー
ムの外側付近（上下の両端）ほど光の密度が低い。この
ため、鍵３２１の変位すなわちシャッタ３０の変位は、
厳密な意味では、上下の両端部において受光出力と線形
の関係にはならない。しかし、シャッタ３０の下端の移
動可能な範囲をビームのある範囲内に限ることにより
（図３参照）、図６（Ａ）に示すように、ほぼ線形関係
にある範囲だけで受光出力を検出することが可能であ
る。
ほぼ円形断面の発光側の光ファイバ４２から出射したビ
ームを楕円形に拡大し、外側付近の部分をカットしたも
のであるから、カットの程度によっては厳密には、ビー
ムの外側付近（上下の両端）ほど光の密度が低い。この
ため、鍵３２１の変位すなわちシャッタ３０の変位は、
厳密な意味では、上下の両端部において受光出力と線形
の関係にはならない。しかし、シャッタ３０の下端の移
動可能な範囲をビームのある範囲内に限ることにより
（図３参照）、図６（Ａ）に示すように、ほぼ線形関係
にある範囲だけで受光出力を検出することが可能であ
る。
【００４１】そして、本実施形態では、単にシャッタ３
０がビームを遮ったか否かを検出するのではなく、受光
側センサヘッド４６で受光したビームの光量をフォトダ
イオードで検出するようにしている。したがって、鍵３
２１がレスト位置とエンド位置との間のどの位置にある
のか、高い精度で直接的に検出することが可能であり、
たとえば、鍵が戻り切らないうちに再度押鍵するような
演奏法が採られた場合でも、鍵が現在どの位置にあるの
か正確に検出することができる。
０がビームを遮ったか否かを検出するのではなく、受光
側センサヘッド４６で受光したビームの光量をフォトダ
イオードで検出するようにしている。したがって、鍵３
２１がレスト位置とエンド位置との間のどの位置にある
のか、高い精度で直接的に検出することが可能であり、
たとえば、鍵が戻り切らないうちに再度押鍵するような
演奏法が採られた場合でも、鍵が現在どの位置にあるの
か正確に検出することができる。
【００４２】また、本実施形態では、前記フォトダイオ
ードの出力電圧を経時的に検出することによって、シャ
ッタ３０の移動範囲全体にわたって、その位置を検出で
きるから、鍵３２１がわずかに変位したときでも、これ
に要した速度を容易に検出することができる。したがっ
て、鍵３２１の押鍵の強弱も高い精度で把握することが
可能である。このようにして、本実施形態では、鍵３２
１の動作を微妙な程度まで検出し、また押鍵の強弱も検
出することにより、演奏動作を高い精度で把握すること
が可能である。したがって、演奏動作に忠実に対応した
楽音を電子的に発生させることが可能となる。
ードの出力電圧を経時的に検出することによって、シャ
ッタ３０の移動範囲全体にわたって、その位置を検出で
きるから、鍵３２１がわずかに変位したときでも、これ
に要した速度を容易に検出することができる。したがっ
て、鍵３２１の押鍵の強弱も高い精度で把握することが
可能である。このようにして、本実施形態では、鍵３２
１の動作を微妙な程度まで検出し、また押鍵の強弱も検
出することにより、演奏動作を高い精度で把握すること
が可能である。したがって、演奏動作に忠実に対応した
楽音を電子的に発生させることが可能となる。
【００４３】また、たとえば従来のようにフォトインタ
ラプタを使用して、鍵の速度を検出するには、フォトイ
ンタラプタの個数を増加させたり、シャッタの検出点を
複数にしたりせざるをえなかった。しかし、シャッタ３
０の形状は、鍵３２１の変位に対応して、矩形のビーム
を遮ることができればよい。このため、本実施形態のよ
うに、単に矩形にすることも可能であるし、その他の形
状であってもよく、いずれにしても、シャッタ３０の製
造が容易に行われ、そのコストを低減することができ
る。また、動作中の一つの鍵の位置を検出するために、
センサの個数を多くする必要もない。さらに、グレイス
ケールを使用する必要もなく、フォトリフレクタを使用
する場合のように、光を反射させるための面を高い精度
で仕上げる必要もない。したがって、本実施形態の光フ
ァイバセンサは、廉価に製造することが可能である。
ラプタを使用して、鍵の速度を検出するには、フォトイ
ンタラプタの個数を増加させたり、シャッタの検出点を
複数にしたりせざるをえなかった。しかし、シャッタ３
０の形状は、鍵３２１の変位に対応して、矩形のビーム
を遮ることができればよい。このため、本実施形態のよ
うに、単に矩形にすることも可能であるし、その他の形
状であってもよく、いずれにしても、シャッタ３０の製
造が容易に行われ、そのコストを低減することができ
る。また、動作中の一つの鍵の位置を検出するために、
センサの個数を多くする必要もない。さらに、グレイス
ケールを使用する必要もなく、フォトリフレクタを使用
する場合のように、光を反射させるための面を高い精度
で仕上げる必要もない。したがって、本実施形態の光フ
ァイバセンサは、廉価に製造することが可能である。
【００４４】なお、本実施形態では、シャッタ３０が横
断する断面矩形のビームは、ほぼ円形断面の発光側の光
ファイバ４２から出射したビームを発光側レンズ４４に
より楕円形に拡大し、外側付近の部分を発光側センサヘ
ッド４５でカットしたものであるが、たとえば、発光側
レンズ４４で拡大した断面楕円形のビームをカットせず
にそのままシャッタ３０の検出に供することも考えられ
る。あるいは、ファイバサポート４３と受光側のファイ
バサポート４８の形状を同一にし、半球状のレンズで拡
大した断面円形のビームの周縁部を発光側センサヘッド
４５でカットするだけで、出射するビームの断面形状を
矩形とし、これをシャッタ３０の検出に供することも考
えられる。これらの場合にも、シャッタ３０の変位に応
じたビームの光量変化があるから、シャッタ３０の挙動
を把握することは可能である。これにより、従来技術の
ようなビームの断面形状が円のものに比して、移動体の
変位とビームの光量の変位の関係を線形に近づけること
ができるのは明らかである。
断する断面矩形のビームは、ほぼ円形断面の発光側の光
ファイバ４２から出射したビームを発光側レンズ４４に
より楕円形に拡大し、外側付近の部分を発光側センサヘ
ッド４５でカットしたものであるが、たとえば、発光側
レンズ４４で拡大した断面楕円形のビームをカットせず
にそのままシャッタ３０の検出に供することも考えられ
る。あるいは、ファイバサポート４３と受光側のファイ
バサポート４８の形状を同一にし、半球状のレンズで拡
大した断面円形のビームの周縁部を発光側センサヘッド
４５でカットするだけで、出射するビームの断面形状を
矩形とし、これをシャッタ３０の検出に供することも考
えられる。これらの場合にも、シャッタ３０の変位に応
じたビームの光量変化があるから、シャッタ３０の挙動
を把握することは可能である。これにより、従来技術の
ようなビームの断面形状が円のものに比して、移動体の
変位とビームの光量の変位の関係を線形に近づけること
ができるのは明らかである。
【００４５】しかし、楕円形のビームをそのまま検出に
供する場合には、受光側のフォトダイオードの出力電圧
と鍵の変位とが、図６（Ａ）に示すようなほぼ完全な線
形関係になることは期待できない。このため、出力電圧
から鍵の変位を換算することが必要になるなど、処理が
複雑化するおそれがある。また、円形のビームの周縁部
を発光側センサヘッド４５でカットする場合には、楕円
形のビームをカットする場合よりも、検出に利用されず
に無駄になる光量が多くなってしまう。
供する場合には、受光側のフォトダイオードの出力電圧
と鍵の変位とが、図６（Ａ）に示すようなほぼ完全な線
形関係になることは期待できない。このため、出力電圧
から鍵の変位を換算することが必要になるなど、処理が
複雑化するおそれがある。また、円形のビームの周縁部
を発光側センサヘッド４５でカットする場合には、楕円
形のビームをカットする場合よりも、検出に利用されず
に無駄になる光量が多くなってしまう。
【００４６】これらに対して、本実施形態では、一旦ビ
ームの断面形状を楕円形にすることにより、無駄になる
光量が少なくなって効率がよく、また、受光側のフォト
ダイオードの出力電圧と鍵の変位とがほぼ線形関係にな
り、検出処理が簡便で済むという利点がある。
ームの断面形状を楕円形にすることにより、無駄になる
光量が少なくなって効率がよく、また、受光側のフォト
ダイオードの出力電圧と鍵の変位とがほぼ線形関係にな
り、検出処理が簡便で済むという利点がある。
【００４７】さらに、発光側のファイバサポート４３と
センサヘッド４５とを離間させたことに伴って、発光側
レンズ４４から出射されるビームが発光側センサヘッド
４５に到達するまでに大きく拡大され、前記のビームの
断面形状の縦横の長さの差も拡大される。
センサヘッド４５とを離間させたことに伴って、発光側
レンズ４４から出射されるビームが発光側センサヘッド
４５に到達するまでに大きく拡大され、前記のビームの
断面形状の縦横の長さの差も拡大される。
【００４８】また、ビームを発光側センサヘッド４５で
シャッタ３０の横断位置に向けて反射させるから、シャ
ッタ３０の移動区域の近辺に光ファイバ４２やファイバ
サポート４３を配置しなくても済む。消音ピアノの鍵３
２１に取り付けられているシャッタ３０どうしの間隔は
一定の狭いものであるため、このことは極めて有利であ
る。そればかりか、本実施形態では、シャッタ３０の移
動区域の近辺に設ける部品が少ないことから、長孔４１
を大きくすることができる。これにより、鍵３２１への
シャッタ３０の取り付けは、あまり精度を要求されな
い。つまり、長孔４１へのシャッタ３０の位置合わせを
厳しく行わなくても、シャッタ３０を長孔４１に侵入さ
せるのが容易だからである。
シャッタ３０の横断位置に向けて反射させるから、シャ
ッタ３０の移動区域の近辺に光ファイバ４２やファイバ
サポート４３を配置しなくても済む。消音ピアノの鍵３
２１に取り付けられているシャッタ３０どうしの間隔は
一定の狭いものであるため、このことは極めて有利であ
る。そればかりか、本実施形態では、シャッタ３０の移
動区域の近辺に設ける部品が少ないことから、長孔４１
を大きくすることができる。これにより、鍵３２１への
シャッタ３０の取り付けは、あまり精度を要求されな
い。つまり、長孔４１へのシャッタ３０の位置合わせを
厳しく行わなくても、シャッタ３０を長孔４１に侵入さ
せるのが容易だからである。
【００４９】さらに、発光側センサヘッド４５には、発
光側レンズ４４から放射するビームを平行光にするレン
ズ４５ａが設けられており、出射面４５ｃから出射し
て、受光側センサヘッド４６の入射面４６ｃに入射する
ビームが平行光になされている。これにより、シャッタ
の取付位置が鍵の短手方向（発光側センサヘッド４５と
受光側センサヘッド４６との間のビームの方向）におい
て変化したとしても、鍵が所定の位置まで押し下げられ
たときに、シャッタ３０がビームを遮光する面積が変化
することがない。したがって、シャッタの取付精度を厳
密に要求する必要がなく、組立作業を簡易化することが
できる。また、センサヘッド４５からセンサヘッド４６
までビームが広がらないために、全く同形、同大のセン
サヘッド４５，４６を発光側にも受光側にも共用するこ
とができるという利点もある。なお、ファイバサポート
４３とセンサヘッド４５とが離間しているために、セン
サヘッド４５に到達するビーム角度は、あまり大きくは
なっていない。したがって、レンズ４５ａの曲率半径は
それほど小さくする必要がなく、その製作も容易であ
る。
光側レンズ４４から放射するビームを平行光にするレン
ズ４５ａが設けられており、出射面４５ｃから出射し
て、受光側センサヘッド４６の入射面４６ｃに入射する
ビームが平行光になされている。これにより、シャッタ
の取付位置が鍵の短手方向（発光側センサヘッド４５と
受光側センサヘッド４６との間のビームの方向）におい
て変化したとしても、鍵が所定の位置まで押し下げられ
たときに、シャッタ３０がビームを遮光する面積が変化
することがない。したがって、シャッタの取付精度を厳
密に要求する必要がなく、組立作業を簡易化することが
できる。また、センサヘッド４５からセンサヘッド４６
までビームが広がらないために、全く同形、同大のセン
サヘッド４５，４６を発光側にも受光側にも共用するこ
とができるという利点もある。なお、ファイバサポート
４３とセンサヘッド４５とが離間しているために、セン
サヘッド４５に到達するビーム角度は、あまり大きくは
なっていない。したがって、レンズ４５ａの曲率半径は
それほど小さくする必要がなく、その製作も容易であ
る。
【００５０】さらにまた、発光側センサヘッド４５から
のビームを受光側センサヘッド４６で受光側のファイバ
サポート４８に向けて反射させることにより、受光側の
ファイバサポート４８と受光側のファイバサポート４３
とを同じ側に配置している。これにより、発光側と受光
側の光ファイバ４２，４７を配置する空間を共用可能に
なっている。また、ビームを受光側センサヘッド４６で
受光側の光ファイバ４７が固定されたファイバサポート
４８に向けて反射させるから、シャッタ３０の横断位置
の近辺に、発光側の光ファイバ４２やファイバサポート
４３だけでなく、受光側の光ファイバ４７やファイバサ
ポート４８を配置しなくても済み、長孔４１を大きくす
ることができるという前記と同様の利点もある。加え
て、発光側のファイバサポート４３からシャッタ３０が
ビームを横断する位置までの距離を充分確保できるの
で、シャッタ３０が横断する位置のビームの大きさを充
分大きくすることができる。
のビームを受光側センサヘッド４６で受光側のファイバ
サポート４８に向けて反射させることにより、受光側の
ファイバサポート４８と受光側のファイバサポート４３
とを同じ側に配置している。これにより、発光側と受光
側の光ファイバ４２，４７を配置する空間を共用可能に
なっている。また、ビームを受光側センサヘッド４６で
受光側の光ファイバ４７が固定されたファイバサポート
４８に向けて反射させるから、シャッタ３０の横断位置
の近辺に、発光側の光ファイバ４２やファイバサポート
４３だけでなく、受光側の光ファイバ４７やファイバサ
ポート４８を配置しなくても済み、長孔４１を大きくす
ることができるという前記と同様の利点もある。加え
て、発光側のファイバサポート４３からシャッタ３０が
ビームを横断する位置までの距離を充分確保できるの
で、シャッタ３０が横断する位置のビームの大きさを充
分大きくすることができる。
【００５１】さらに、本実施形態では、並列された複数
のシャッタ３０を検出するために、複数の発光側センサ
ヘッド４５と受光側センサヘッド４６とが設けられてい
るが、各センサヘッド４５，４６は、二つのプリズム体
を一体成形した構成であって、それぞれ二つのシャッタ
３０の方に向けてビームを出射、あるいは二つのシャッ
タ３０の方からビームが入射されるようになっている。
これに対応して、各光ファイバ４２，４７、各ファイバ
サポート４３，４８も、二つのシャッタ３０の検出用の
ビームを通光するようになっている。このため、光ファ
イバ４２，４７、センサヘッド４５，４６およびファイ
バサポート４３，４８の個数を検出すべきシャッタ３０
の個数（鍵３２１の個数）よりも大幅に削減することが
でき、これにより製造コストを低減することが可能であ
る。
のシャッタ３０を検出するために、複数の発光側センサ
ヘッド４５と受光側センサヘッド４６とが設けられてい
るが、各センサヘッド４５，４６は、二つのプリズム体
を一体成形した構成であって、それぞれ二つのシャッタ
３０の方に向けてビームを出射、あるいは二つのシャッ
タ３０の方からビームが入射されるようになっている。
これに対応して、各光ファイバ４２，４７、各ファイバ
サポート４３，４８も、二つのシャッタ３０の検出用の
ビームを通光するようになっている。このため、光ファ
イバ４２，４７、センサヘッド４５，４６およびファイ
バサポート４３，４８の個数を検出すべきシャッタ３０
の個数（鍵３２１の個数）よりも大幅に削減することが
でき、これにより製造コストを低減することが可能であ
る。
【００５２】しかも、センサヘッド４５，４６は、同一
のものでよいから、シャッタ３０の移動経路である長孔
４１の両側に同一のセンサヘッドを等間隔に並列させる
だけで配設が可能であって、組立て作業が容易である。
また、ファイバサポート４３，４８もセンサヘッドに対
向する位置に、ファイバサポート４３，４８が交互にな
るように等間隔に並列させるだけで配設が可能であっ
て、やはり組立て作業が容易である。
のものでよいから、シャッタ３０の移動経路である長孔
４１の両側に同一のセンサヘッドを等間隔に並列させる
だけで配設が可能であって、組立て作業が容易である。
また、ファイバサポート４３，４８もセンサヘッドに対
向する位置に、ファイバサポート４３，４８が交互にな
るように等間隔に並列させるだけで配設が可能であっ
て、やはり組立て作業が容易である。
【００５３】３：変更例 この発明は、前述の実施形態に限定されるものではな
く、以下のような種々の変更が可能である。 ３−１：ファイバ側のレンズの変更例 発光側の光ファイバ４２から出射するビームを拡大する
レンズは、本実施形態のレンズ４４のような半円柱状で
なくても、センサヘッド４５でビームの周縁部がカット
されるに足る大きさになるように、ビームを拡大するこ
とができさえすれば、半円球状であってもよいことは前
述した通りである。これとは逆に、受光側の光ファイバ
４７にビームを収束させるレンズは、半円柱状であって
もよい。が、前述した実施形態のように半円球状である
方が、取付誤差で光路がずれたとしても、確実にビーム
を受光側の光ファイバ４７に入射でき、好適である。
く、以下のような種々の変更が可能である。 ３−１：ファイバ側のレンズの変更例 発光側の光ファイバ４２から出射するビームを拡大する
レンズは、本実施形態のレンズ４４のような半円柱状で
なくても、センサヘッド４５でビームの周縁部がカット
されるに足る大きさになるように、ビームを拡大するこ
とができさえすれば、半円球状であってもよいことは前
述した通りである。これとは逆に、受光側の光ファイバ
４７にビームを収束させるレンズは、半円柱状であって
もよい。が、前述した実施形態のように半円球状である
方が、取付誤差で光路がずれたとしても、確実にビーム
を受光側の光ファイバ４７に入射でき、好適である。
【００５４】また、これらのレンズとして、図７に示す
レンズ５３を使用することもできる。この図において、
（Ａ）は下面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図であ
る。図７では、レンズ５３を発光側レンズとして使用し
た場合を示す。（Ｃ）に示すように、レンズ５３は正面
視して、楕円形である。そして、（Ａ）に示すように、
横方向の曲率半径が小さく、（Ｂ）に示すように縦方向
の曲率半径が大きくされている。これにより縦方向と横
方向とで光の屈折の様子が異なっており、横方向におい
ては、レンズ５３の曲率半径が小さいために、光ファイ
バ４２から放射されたビームが収束するように屈折さ
れ、あまり拡大されない。これに対して、縦方向におい
ては、レンズ５３の曲率半径が大きいために、ビームが
横方向より大きく拡大される。したがって、このレンズ
５３によっても、出射したビームは、センサヘッド４５
に到達するときに、（Ｃ）に符号５１で示すような縦長
の楕円形の断面形状となる。
レンズ５３を使用することもできる。この図において、
（Ａ）は下面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図であ
る。図７では、レンズ５３を発光側レンズとして使用し
た場合を示す。（Ｃ）に示すように、レンズ５３は正面
視して、楕円形である。そして、（Ａ）に示すように、
横方向の曲率半径が小さく、（Ｂ）に示すように縦方向
の曲率半径が大きくされている。これにより縦方向と横
方向とで光の屈折の様子が異なっており、横方向におい
ては、レンズ５３の曲率半径が小さいために、光ファイ
バ４２から放射されたビームが収束するように屈折さ
れ、あまり拡大されない。これに対して、縦方向におい
ては、レンズ５３の曲率半径が大きいために、ビームが
横方向より大きく拡大される。したがって、このレンズ
５３によっても、出射したビームは、センサヘッド４５
に到達するときに、（Ｃ）に符号５１で示すような縦長
の楕円形の断面形状となる。
【００５５】なお、光ファイバ４２，４７に対向したレ
ンズ４４，５３，４９は、ファイバサポート４３，４８
に一体に設けられているが、これに限らず同様の機能を
果たすレンズをファイバサポート４３，４８とは別個に
設けることも可能である。
ンズ４４，５３，４９は、ファイバサポート４３，４８
に一体に設けられているが、これに限らず同様の機能を
果たすレンズをファイバサポート４３，４８とは別個に
設けることも可能である。
【００５６】３−２：センサヘッドの変更例 図８ないし図９は、センサヘッドの変更例を示す。以
下、発光側センサヘッド４５を例に採るが、受光側セン
サヘッド４６についても同様にすることが可能である。
まず、図８（Ａ）は、センサヘッドの変更例を示す平面
図、（Ｂ）はその側面図である。前記の実施形態では、
センサヘッド４５に入射ビームを平行光にするレンズ４
５ａを設けていたが、この変更例ではレンズを省略し、
入射面を平面にしている。この場合には、別個にビーム
を平行光にするレンズを設けるのが好ましい。受光側セ
ンサヘッド４６に適用する場合にあっても、受光側のフ
ァイバサポート４８に向けてビームを収束するレンズを
別個に設けるのが好ましい。
下、発光側センサヘッド４５を例に採るが、受光側セン
サヘッド４６についても同様にすることが可能である。
まず、図８（Ａ）は、センサヘッドの変更例を示す平面
図、（Ｂ）はその側面図である。前記の実施形態では、
センサヘッド４５に入射ビームを平行光にするレンズ４
５ａを設けていたが、この変更例ではレンズを省略し、
入射面を平面にしている。この場合には、別個にビーム
を平行光にするレンズを設けるのが好ましい。受光側セ
ンサヘッド４６に適用する場合にあっても、受光側のフ
ァイバサポート４８に向けてビームを収束するレンズを
別個に設けるのが好ましい。
【００５７】図９は、センサヘッドの他の変更例を示し
ており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正
面図である。この例では、センサヘッド４５の入射面を
平面にした代わりに、外側に凸となる球面状のレンズを
出射面４５ｃに設けている。これにより別個のレンズを
設けなくても、発光側センサヘッド４５と受光側センサ
ヘッド４６の間のビームは平行光にされる。
ており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正
面図である。この例では、センサヘッド４５の入射面を
平面にした代わりに、外側に凸となる球面状のレンズを
出射面４５ｃに設けている。これにより別個のレンズを
設けなくても、発光側センサヘッド４５と受光側センサ
ヘッド４６の間のビームは平行光にされる。
【００５８】図１０は、センサヘッドのさらに他の変更
例を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、
（Ｃ）は正面図である。この例では、発光側のファイバ
サポートの発光側レンズは、図５に示す受光側レンズ４
９と同様の半球状のレンズであり、センサヘッド４５に
到達したビームの断面形状は円である。また、センサヘ
ッド４５の入射面にレンズ４５ａを設けているが、この
レンズ４５ａは、センサヘッド４５の入射面から突出す
るように形成されている。レンズ４５ａの半径は、発光
側センサヘッド４５に到達したビームの断面の円の半径
よりも大きい。レンズ４５ａにより、入射するビームは
平行光にされるので、反射面４５ｂに到達したときも、
（Ｃ）に示すようにセンサヘッド４５に到達したビーム
の円の半径と同一の半径を有し、レンズ４５ａよりも小
さい円形のままである（ビームの断面を符号５２で示
す）。二つの反射面４５ｂでは、このようにして得られ
たビームを二つに分割し各ビームの断面形状を半円にし
て、両方の出射面４５ｃに向けて反射する。
例を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、
（Ｃ）は正面図である。この例では、発光側のファイバ
サポートの発光側レンズは、図５に示す受光側レンズ４
９と同様の半球状のレンズであり、センサヘッド４５に
到達したビームの断面形状は円である。また、センサヘ
ッド４５の入射面にレンズ４５ａを設けているが、この
レンズ４５ａは、センサヘッド４５の入射面から突出す
るように形成されている。レンズ４５ａの半径は、発光
側センサヘッド４５に到達したビームの断面の円の半径
よりも大きい。レンズ４５ａにより、入射するビームは
平行光にされるので、反射面４５ｂに到達したときも、
（Ｃ）に示すようにセンサヘッド４５に到達したビーム
の円の半径と同一の半径を有し、レンズ４５ａよりも小
さい円形のままである（ビームの断面を符号５２で示
す）。二つの反射面４５ｂでは、このようにして得られ
たビームを二つに分割し各ビームの断面形状を半円にし
て、両方の出射面４５ｃに向けて反射する。
【００５９】したがって、出射面４５ｃから出射するビ
ームは（Ｂ）に示すように半円状の断面となる。この例
では、シャッタ３０の変位と、検出出力とは線形関係に
ならず、検出処理が複雑化するが、ビームがカットされ
る部分がないため、ビームの利用効率は高くなる。すな
わち、フォトダイオードの受光出力は高くなる。
ームは（Ｂ）に示すように半円状の断面となる。この例
では、シャッタ３０の変位と、検出出力とは線形関係に
ならず、検出処理が複雑化するが、ビームがカットされ
る部分がないため、ビームの利用効率は高くなる。すな
わち、フォトダイオードの受光出力は高くなる。
【００６０】３−３：センサヘッドの結合例 図１１および図１２は、多数のセンサヘッド４５，４６
を一体に結合した構造を示す。図１１において、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は側面図である。図１１の例では、全
てのセンサヘッド４５，４６が、スペーサ部５５を介し
て一つの長尺の板材であるベース５４に結合されてい
る。これらのセンサヘッド４５，４６、スペーサ部５５
およびベース５４は、一体成形されている。このような
構造を採ることによって、多数のセンサヘッド４５，４
６を一括して支持基板４０に取り付けることができる。
なお、この構造は、ベース５４があるため、支持基板４
０よりもセンサヘッド４５，４６をシャッタ３０側に設
け、シャッタ３０が（Ｂ）に示すように隣接するセンサ
ヘッド４５，４６の間に侵入できるようにするとよい。
あるいは棚板３３にベース５４を取り付けるようにし
て、シャッタ３０がセンサヘッド４５，４６の間に侵入
可能にすることもできる。
を一体に結合した構造を示す。図１１において、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は側面図である。図１１の例では、全
てのセンサヘッド４５，４６が、スペーサ部５５を介し
て一つの長尺の板材であるベース５４に結合されてい
る。これらのセンサヘッド４５，４６、スペーサ部５５
およびベース５４は、一体成形されている。このような
構造を採ることによって、多数のセンサヘッド４５，４
６を一括して支持基板４０に取り付けることができる。
なお、この構造は、ベース５４があるため、支持基板４
０よりもセンサヘッド４５，４６をシャッタ３０側に設
け、シャッタ３０が（Ｂ）に示すように隣接するセンサ
ヘッド４５，４６の間に侵入できるようにするとよい。
あるいは棚板３３にベース５４を取り付けるようにし
て、シャッタ３０がセンサヘッド４５，４６の間に侵入
可能にすることもできる。
【００６１】図１２の例は、ベース５４から直角に多数
のアーム部５６が分岐し、各アーム部５６上にセンサヘ
ッド４５または４６が結合された構造である。この構造
では、前記の実施形態と同様に、ベース５４を支持基板
４０の内面に取り付けることができ、支持基板４０に形
成した長孔４１を通じて、シャッタ３０がセンサヘッド
４５，４６の間で移動するようにされている。
のアーム部５６が分岐し、各アーム部５６上にセンサヘ
ッド４５または４６が結合された構造である。この構造
では、前記の実施形態と同様に、ベース５４を支持基板
４０の内面に取り付けることができ、支持基板４０に形
成した長孔４１を通じて、シャッタ３０がセンサヘッド
４５，４６の間で移動するようにされている。
【００６２】３−４：ファイバサポートの結合例 図１３は、多数のファイバサポート４３，４８を全て、
一つの長尺の板材であるベース５７に一体に結合した構
造を示す平面図である。これらのファイバサポート４
３，４８およびベース５７は、一体成形されている。こ
のような構造を採ることによって、多数のファイバサポ
ート４３，４８を一括して支持基板４０に取り付けるこ
とができる。なお、符号５８は、光ファイバを固定する
ための嵌合孔を示す。
一つの長尺の板材であるベース５７に一体に結合した構
造を示す平面図である。これらのファイバサポート４
３，４８およびベース５７は、一体成形されている。こ
のような構造を採ることによって、多数のファイバサポ
ート４３，４８を一括して支持基板４０に取り付けるこ
とができる。なお、符号５８は、光ファイバを固定する
ための嵌合孔を示す。
【００６３】３−５：センサヘッドとファイバサポート
の結合例 図１４（Ａ）は、発光側センサヘッド４５とファイバサ
ポート４３とを板材であるベース５９で結合した構造、
および受光側センサヘッド４６とファイバサポート４８
とを板材であるベース５９で結合した構造を示す平面図
であり、（Ｂ）はその側面図である。この例では、対応
するセンサヘッドとファイバサポートとを一括して支持
基板４０に取り付けることができる。
の結合例 図１４（Ａ）は、発光側センサヘッド４５とファイバサ
ポート４３とを板材であるベース５９で結合した構造、
および受光側センサヘッド４６とファイバサポート４８
とを板材であるベース５９で結合した構造を示す平面図
であり、（Ｂ）はその側面図である。この例では、対応
するセンサヘッドとファイバサポートとを一括して支持
基板４０に取り付けることができる。
【００６４】３−６：その他の変更例 前記の実施形態は、消音ピアノの鍵３２１に取り付けた
シャッタ３０を検出し、鍵３２１の挙動を把握するもの
であるが、これに限ることなく、楽器であるか否かに拘
らず、他の移動体の検出にも、この光ファイバセンサは
応用可能である。たとえば、消音ピアノにあっては、鍵
３２１で駆動されるハンマシャンクによる打弦が阻止さ
れるようになっているが、ハンマシャンクを打弦途中ま
で移動可能にし、その挙動を把握することによって、鍵
３２１の挙動データと併せて、より忠実な楽音の発生を
行わせる場合があり、前記の光ファイバセンサをこのハ
ンマシャンクの動作検出に利用することも可能である。
また、演奏時の演奏情報を採取して記憶し、この記憶し
た演奏情報に基づき自動演奏を行う自動演奏ピアノに対
しても適用可能である。またさらに、鍵盤等の操作部分
と、この操作部分の操作に応じて動作するピアノのアク
ション機構と、弦の代わりのストッパとを設け、弦と響
板のないアコースティックタッチの電子ピアノや、疑似
ハンマ動作部を設けた電子ピアノ、さらには鍵盤だけの
電子鍵盤楽器にも適用可能である。
シャッタ３０を検出し、鍵３２１の挙動を把握するもの
であるが、これに限ることなく、楽器であるか否かに拘
らず、他の移動体の検出にも、この光ファイバセンサは
応用可能である。たとえば、消音ピアノにあっては、鍵
３２１で駆動されるハンマシャンクによる打弦が阻止さ
れるようになっているが、ハンマシャンクを打弦途中ま
で移動可能にし、その挙動を把握することによって、鍵
３２１の挙動データと併せて、より忠実な楽音の発生を
行わせる場合があり、前記の光ファイバセンサをこのハ
ンマシャンクの動作検出に利用することも可能である。
また、演奏時の演奏情報を採取して記憶し、この記憶し
た演奏情報に基づき自動演奏を行う自動演奏ピアノに対
しても適用可能である。またさらに、鍵盤等の操作部分
と、この操作部分の操作に応じて動作するピアノのアク
ション機構と、弦の代わりのストッパとを設け、弦と響
板のないアコースティックタッチの電子ピアノや、疑似
ハンマ動作部を設けた電子ピアノ、さらには鍵盤だけの
電子鍵盤楽器にも適用可能である。
【００６５】加えて、これ以外の変更例について列記す
る。 上述した実施の形態では、発光ダイオード、フォトダ
イオードとファイバサポートとの間を光ファイバで接続
するようにしているが、ファイバサポートの位置に直
接、発光ダイオードおよびフォトダイオードを各々配設
するようにしてもよい。 上述した実施の形態では、センサヘッドでビームを反
射させるようにしたが、ビームを屈折させるようにして
もよい。 上述した実施の形態では、発光側のファイバサポート
と発光側のセンサヘッドとの間、および受光側のファイ
バサポートと受光側のセンサヘッドとの間の両者を離間
させるようにしたが、ビームを拡大させるという観点か
らは、発光側のファイバサポートと発光側のセンサヘッ
ドとの間のみを離間させればよく、受光側のセンサヘッ
ドの位置に受光側のファイバサポートあるいはフォトダ
イオードを設けるようにしてもよい。 上述した実施の形態では、発光側レンズによりビーム
を楕円形にすると共に、発光側のセンサヘッドでビーム
を矩形化するようにして、発光手段から移動体までの間
に調整手段を設ける例を示したが、移動体から受光手段
までの間に調整手段を設けてもよい。
る。 上述した実施の形態では、発光ダイオード、フォトダ
イオードとファイバサポートとの間を光ファイバで接続
するようにしているが、ファイバサポートの位置に直
接、発光ダイオードおよびフォトダイオードを各々配設
するようにしてもよい。 上述した実施の形態では、センサヘッドでビームを反
射させるようにしたが、ビームを屈折させるようにして
もよい。 上述した実施の形態では、発光側のファイバサポート
と発光側のセンサヘッドとの間、および受光側のファイ
バサポートと受光側のセンサヘッドとの間の両者を離間
させるようにしたが、ビームを拡大させるという観点か
らは、発光側のファイバサポートと発光側のセンサヘッ
ドとの間のみを離間させればよく、受光側のセンサヘッ
ドの位置に受光側のファイバサポートあるいはフォトダ
イオードを設けるようにしてもよい。 上述した実施の形態では、発光側レンズによりビーム
を楕円形にすると共に、発光側のセンサヘッドでビーム
を矩形化するようにして、発光手段から移動体までの間
に調整手段を設ける例を示したが、移動体から受光手段
までの間に調整手段を設けてもよい。
【００６６】シャッタがビームを横断する位置に置け
るビームの断面積が所望の大きさでない場合には、必要
に応じて凸レンズあるいは凹レンズ等を発光手段から移
動体までの間に挿入するとよい。 上述した変更例において、センサヘッドの結合例、フ
ァイバサポートの結合例、センサヘッドとファイバサポ
ートの結合例は、適宜組み合わせて使用してもよく、セ
ンサヘッドおよびファイバサポートの全てを結合させて
もよいことは、もちろんである。 上述した実施の形態では、発光側のセンサヘッドでビ
ームを反射させると共に、発光側のファイバサポートと
発光側のセンサヘッドとを離間させることにより、発光
手段から移動体までの距離を確保するようにしている
が、図１５に示すように、移動体（たとえばシャッタ３
０）を鍵３２１の短手方向に平行に設けると共に、発光
手段（たとえば発光側の光ファイバ４２を固定したファ
イバサポート４３）および受光手段（たとえば受光側の
光ファイバ４７を固定した受光側のファイバサポート４
８）を移動体を挟んで鍵の長手方向に対向して配設する
ようにすれば、ビームを反射させることなく、発光手段
から移動体までの距離を確保することができる。
るビームの断面積が所望の大きさでない場合には、必要
に応じて凸レンズあるいは凹レンズ等を発光手段から移
動体までの間に挿入するとよい。 上述した変更例において、センサヘッドの結合例、フ
ァイバサポートの結合例、センサヘッドとファイバサポ
ートの結合例は、適宜組み合わせて使用してもよく、セ
ンサヘッドおよびファイバサポートの全てを結合させて
もよいことは、もちろんである。 上述した実施の形態では、発光側のセンサヘッドでビ
ームを反射させると共に、発光側のファイバサポートと
発光側のセンサヘッドとを離間させることにより、発光
手段から移動体までの距離を確保するようにしている
が、図１５に示すように、移動体（たとえばシャッタ３
０）を鍵３２１の短手方向に平行に設けると共に、発光
手段（たとえば発光側の光ファイバ４２を固定したファ
イバサポート４３）および受光手段（たとえば受光側の
光ファイバ４７を固定した受光側のファイバサポート４
８）を移動体を挟んで鍵の長手方向に対向して配設する
ようにすれば、ビームを反射させることなく、発光手段
から移動体までの距離を確保することができる。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、移動体の経時的な挙動やその速度を高い精度で把握
することが可能である。また、光センサを廉価に製造す
ることができる。
ば、移動体の経時的な挙動やその速度を高い精度で把握
することが可能である。また、光センサを廉価に製造す
ることができる。
【図１】 この発明の一実施形態に係る光センサを備え
た消音ピアノの一つの鍵の構成を示す側面図である。
た消音ピアノの一つの鍵の構成を示す側面図である。
【図２】 同実施形態の光センサの構成を示す下面図で
ある。
ある。
【図３】 同実施形態の光センサを示す側面図である。
【図４】 同実施形態における発光側のファイバサポー
トおよびセンサヘッドの構成を示しており、（Ａ）は下
面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
トおよびセンサヘッドの構成を示しており、（Ａ）は下
面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【図５】 同実施形態における受光側のファイバサポー
トおよびセンサヘッドの構成を示しており、（Ａ）は下
面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
トおよびセンサヘッドの構成を示しており、（Ａ）は下
面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【図６】 （Ａ）は、同実施形態における鍵の変位と、
受光側の光ファイバに接続されたフォトダイオードの出
力電圧の関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、受光側の
光ファイバと、これに接続されたフォトダイオードを有
する回路を示す図である。
受光側の光ファイバに接続されたフォトダイオードの出
力電圧の関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、受光側の
光ファイバと、これに接続されたフォトダイオードを有
する回路を示す図である。
【図７】 変更例の発光側のファイバサポートおよびセ
ンサヘッドの構成を示しており、（Ａ）は下面図、
（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
ンサヘッドの構成を示しており、（Ａ）は下面図、
（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【図８】 センサヘッドの変更例を示しており、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は側面図である。
は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図９】 センサヘッドの他の変更例を示しており、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図であ
る。
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図であ
る。
【図１０】 センサヘッドのさらに他の変更例を示して
おり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面
図である。
おり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面
図である。
【図１１】 多数のセンサヘッドを一体に結合した構造
を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図であ
る。
を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図であ
る。
【図１２】 多数のセンサヘッドを一体に結合した他の
構造を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図で
ある。
構造を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図で
ある。
【図１３】 多数のファイバサポートを一体に結合した
構造を示す平面図である。
構造を示す平面図である。
【図１４】 センサヘッドとファイバサポートとを一体
に結合した構造を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）
は側面図である。
に結合した構造を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）
は側面図である。
【図１５】 同実施形態の変更例を示す平面図である。
３０ シャッタ（移動体）、３１ 光センサ、４０ 支
持基板、４１ 長孔、４２ 発光側の光ファイバ（発光
手段）、４３ ファイバサポート、４３ａ 凸部、４４
発光側レンズ（調整手段）、４５ 発光側センサヘッ
ド（光路変更手段）、４６ 受光側センサヘッド（光路
変更手段）、４５ａ，４６ａ レンズ、４７ 受光側の
光ファイバ（受光手段）、４８ 受光側のファイバサポ
ート、４９ 受光側レンズ、５０ 光路、５１，５２
ビームの断面形状、５３ 発光側レンズ
持基板、４１ 長孔、４２ 発光側の光ファイバ（発光
手段）、４３ ファイバサポート、４３ａ 凸部、４４
発光側レンズ（調整手段）、４５ 発光側センサヘッ
ド（光路変更手段）、４６ 受光側センサヘッド（光路
変更手段）、４５ａ，４６ａ レンズ、４７ 受光側の
光ファイバ（受光手段）、４８ 受光側のファイバサポ
ート、４９ 受光側レンズ、５０ 光路、５１，５２
ビームの断面形状、５３ 発光側レンズ
Claims (7)
- 【請求項１】 発光手段から出射したビームを受光手段
に入射させる光路を有しており、前記発光手段と前記受
光手段との間にある光路を横断する移動体を検出する光
センサにおいて、 前記発光手段と前記移動体との間、あるいは前記移動体
と前記受光手段との間で、前記ビームの断面形状の縦横
の長さを異ならせる調整手段を設け、 前記移動体が前記発光側のビームの断面の長手方向と同
一方向を横断するように構成したことを特徴とする光セ
ンサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の光センサにおいて、前記
調整手段によりビームの断面形状を矩形にすることを特
徴とする光センサ。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の光センサにおい
て、さらに、前記発光手段と前記移動体との間に前記ビ
ームを平行光にする平行化手段を設けたことを特徴とす
る光センサ。 - 【請求項４】 請求項１ないし３記載の光センサにおい
て、さらに、前記発光手段と前記移動体との間であって
前記発光手段と離間した位置、あるいは前記移動体と前
記受光手段との間であって前記受光手段と離間した位置
の少なくとも前者の位置に、前記ビームを反射あるいは
屈折させる光路変更手段を設け、 前記発光手段は、当該発光手段から離れるほど断面積が
増大するビームを出射することを特徴とする光センサ。 - 【請求項５】 発光手段から出射したビームを受光手段
に入射させる光路を有しており、前記発光手段と前記受
光手段との間にある光路を横断する移動体を検出する光
センサにおいて、 前記発光手段と前記移動体との間であって前記発光手段
と離間した位置、あるいは前記移動体と前記受光手段と
の間であって前記受光手段と離間した位置の少なくとも
前者の位置に、前記ビームを反射あるいは屈折させる光
路変更手段を設け、 前記発光手段は、当該発光手段から離れるほど断面積が
増大するビームを出射することを特徴とする光センサ。 - 【請求項６】 請求項４または５記載の光センサにおい
て、前記発光手段と前記移動体との間に第１の光路変更
手段を設けると共に、前記移動体と前記受光手段との間
に第２の光路変更手段を設け、複数の移動体の横断位置
の左右に、各々第１および第２の光路変更手段を配置
し、 隣り合う二つの移動体に対応して設けられた二つの第１
の光路変更手段を一体に形成すると共に、隣り合う二つ
の移動体に対応して設けられた二つの第２の光路変更手
段を一体に形成したことを特徴とする光センサ。 - 【請求項７】 発光手段から出射したビームを受光手段
に入射させる光路を有しており、前記発光手段と前記受
光手段との間にある光路を横断する移動体を検出する鍵
操作検出用の光センサにおいて、 前記移動体は、鍵の短手方向に平行に前記鍵に設けら
れ、 前記発光手段および前記受光手段は、前記移動体を挟ん
で前記鍵の長手方向に対向して配設され、前記発光手段
は、当該発光手段から離れるほど断面積が増大するビー
ムを出射することを特徴とする鍵操作検出用の光セン
サ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31318595A JP3610648B2 (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 光センサ |
| TW085114465A TW334556B (en) | 1995-11-30 | 1996-11-23 | Position transducer |
| US08/755,603 US5804816A (en) | 1995-11-30 | 1996-11-25 | Position transducer having optical beam generator for covering wide detectable range |
| CN96123912A CN1070607C (zh) | 1995-11-30 | 1996-11-30 | 设有能覆盖宽检测范围的光束发生器的位置传感器 |
| KR1019960060323A KR100200563B1 (ko) | 1995-11-30 | 1996-11-30 | 위치 변환기 |
| DE19649881A DE19649881B4 (de) | 1995-11-30 | 1996-12-02 | Positionswandler mit einem Lichtstrahlgenerator zum Abdecken eines breiten detektierbaren Bereichs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31318595A JP3610648B2 (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 光センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09152310A true JPH09152310A (ja) | 1997-06-10 |
| JP3610648B2 JP3610648B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=18038130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31318595A Expired - Fee Related JP3610648B2 (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 光センサ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5804816A (ja) |
| JP (1) | JP3610648B2 (ja) |
| KR (1) | KR100200563B1 (ja) |
| CN (1) | CN1070607C (ja) |
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| TW (1) | TW334556B (ja) |
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| JP2012167937A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Cosmo Tec:Kk | プリズムを用いたセンサ |
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| JP3887968B2 (ja) * | 1998-09-18 | 2007-02-28 | ヤマハ株式会社 | 鍵盤楽器および鍵速度判定装置 |
| JP4221896B2 (ja) | 2000-11-30 | 2009-02-12 | ヤマハ株式会社 | 光ファイバーセンサ |
| JP3922085B2 (ja) | 2002-04-25 | 2007-05-30 | ヤマハ株式会社 | 光ファイバ束の保持構造 |
| JP3849570B2 (ja) * | 2002-04-25 | 2006-11-22 | ヤマハ株式会社 | 動作検出用部品 |
| US6858835B2 (en) * | 2002-05-13 | 2005-02-22 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Electronic tilt switch and integrated light module |
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| GB2462081A (en) * | 2008-07-21 | 2010-01-27 | Eigenlabs Ltd | A programmable sound creation interface |
| US8148620B2 (en) * | 2009-04-24 | 2012-04-03 | Steinway Musical Instruments, Inc. | Hammer stoppers and use thereof in pianos playable in acoustic and silent modes |
| US8541673B2 (en) | 2009-04-24 | 2013-09-24 | Steinway Musical Instruments, Inc. | Hammer stoppers for pianos having acoustic and silent modes |
| FI20135575L (fi) * | 2013-05-28 | 2014-11-29 | Aalto Korkeakoulusäätiö | Tekniikoita musiikkiesityksen parametrien analysoimiseksi |
| US20150013525A1 (en) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | Miselu Inc. | Music User Interface Sensor |
| TWI663593B (zh) * | 2018-07-10 | 2019-06-21 | 國立成功大學 | 光學拾音器以及弦樂轉譜系統 |
| CN111947574A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种烟灶一体机、位置检测方法及位置检测装置 |
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| US3275831A (en) * | 1963-05-16 | 1966-09-27 | Industrial Nucleonics Corp | Radiation beam shutter collimator |
| DE1698013A1 (de) * | 1968-01-30 | 1971-06-16 | Zimmer Karl F | Einrichtung zur analogen Umwandlung einer mechanischen Verschiebung in eine proportionale Spannung |
| CH615403A5 (ja) * | 1976-12-08 | 1980-01-31 | Saurer Ag Adolph | |
| JPS61139720A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-27 | Hitachi Ltd | 光学式センサ |
| US5231283A (en) * | 1989-03-27 | 1993-07-27 | Gulbransen, Inc. | Opto-electronic sensing method and device for an acoustic piano |
| US5001339A (en) * | 1989-03-27 | 1991-03-19 | Gulbransen, Inc. | Opto-electronic sensing method and device for an acoustic piano |
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-
1995
- 1995-11-30 JP JP31318595A patent/JP3610648B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-11-23 TW TW085114465A patent/TW334556B/zh not_active IP Right Cessation
- 1996-11-25 US US08/755,603 patent/US5804816A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-30 KR KR1019960060323A patent/KR100200563B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-11-30 CN CN96123912A patent/CN1070607C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-02 DE DE19649881A patent/DE19649881B4/de not_active Expired - Lifetime
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| CN1162111A (zh) | 1997-10-15 |
| KR970029319A (ko) | 1997-06-26 |
| CN1070607C (zh) | 2001-09-05 |
| US5804816A (en) | 1998-09-08 |
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