JPS6132748B2

JPS6132748B2 -

Info

Publication number: JPS6132748B2
Application number: JP50066970A
Authority: JP
Inventors: Arubaato Uinsento Reimondo
Original assignee: Teledyne Industries Inc
Current assignee: TDY Industries LLC
Priority date: 1975-06-03
Filing date: 1975-06-03
Publication date: 1986-07-29
Also published as: JPS51148416A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、演奏を形成するデータが任意に記録
され、そして同一の楽器又は別の楽器を介して後
で再現するという様に、データ記録及び検索シス
テムを利用した音楽表現を作る方法及び楽器に係
る。

ピアノやオルガンの如き楽器が予め記録された
データに依つて音楽表現を再現する様に制御され
得るという事は良く知られている。予め記録され
るデータの最もよく知られた形式はいわゆる“ピ
アノロール”であり、これは本質的にはピアノキ
ーの操作を制御するために並列に読み取られると
ころの少くとも88チヤンネルを有するパンチされ
た紙テープである。公知のピアノロールを作る事
は骨が折れて費用がかかり、そして任意に作つた
り或いは又大巾な変更はしにくい。

後で再現する様に演奏を記録するための装置に
於ける最新の開発は、キー押下データを１つ或い
は２つのチヤンネルのタイム・マルチプレクスさ
れた順序でテープに記録し、そしてテープを再生
せしめ且つデマルチプレクスせしめて音楽表現を
再現させるというシステム及びテープ記録器を利
用している。このシステムは、ピアノロールを作
るに時間浪費をなくし、そして注意深く且つ入念
に予め記録された演奏並びに任意に予め記録され
た演奏を共に所望に応じて頻繁に再現させる事が
出来るという利点を有している。

公知のテープ記録システムは所定の長さのスキ
ヤンフレームに分断される比較的一定周波数の正
弦波形の発生を含んでいる。各々のスキヤンフレ
ームは正弦波サイクルに依つて表わされる80以上
のデータユニツトの直列組合せから成り、各デー
タユニツトは或るカウントに指定され、そして各
カウントはピアノ又はオルガンのキー、或いは各
幾つかの補助的なフアンクシヨン例えば表現の如
きを表わしている。公知システムは、スキヤンフ
レームの各データユニツト内の正弦波形を振巾変
調して高振巾レベルが“同期”パルスを表わし、
中間振巾が“キー・オン”信号を表わし、そして
低振巾信号が“クロツク”量を表わす様にした回
路を含んでいるところの精巧なメカニズムから成
る。簡単に云えば、正弦波的な推移のカウントは
スキヤンフレーム内の特定キーを識別し、そして
波形推移の振巾レベルはそのキーに関して行なわ
れるべき特定フアンクシヨンを表わし、或いは又
キーフアンクシヨン・コードがない場合には推移
はデコード動作中に再同期するために使用され
る。

テープ記録システム内で上記した正確な振巾変
調を使用することは非常に困難であり、そしてテ
ープ速度の変化、テープの伸び、回路ドリフトの
如きエラー発生フアクタ及びその他のフアクタに
依る出力信号振巾変動を最小にする様な高価で正
確な記録装置を代表的には必要とする。簡単に伝
えば、非常に短い直列データに於ける３つ以上の
異つた振巾レベルを用いた正確なデータのエンコ
ード及びデコードは非常に困難な作業であつて、
家庭娯楽用の商品に関する限りに於いては一般的
でない様な値段を招く。

本発明は、演奏が任意に記録され、そして再現
される様な、データ記録及び検索システムを利用
した音楽表現を作る方法および特にピアノの如き
楽器を提供する。このシステムはカセツトテープ
レコーダ及びテープデツキの如き低価格の家庭娯
楽用のテープ記録装置を用いてこの実施に非常に
適している。一般的に、これは２進コードを用い
て磁気テープの如き連続的な記録媒体にデータの
流れを記録する様なシステムに依つて行なわれ、
記録される波形は第１及び第２の相対的信号レベ
ル及びこれらのレベル間の比較的急激なコード化
遷移のみから成り、従つてコード及び復調システ
ムをアナログ振巾検出、スレツシユホールド検出
或いは又その他の絶対値監視装置に対する必要性
並びに絶対振巾レベルと完全に無関係にさせる。
好ましい形態に於いては、データは自己クロツキ
ング２進波形に記録され、キー押下信号及びクロ
ツク信号は２進レベル間の遷移の位置に依つて表
わされ、レベル即ち振巾自体はそれがどの様なも
のであろうと何ら意味は持たない。従つて自己ク
ロツキングデータを記録するためには１チヤンネ
ルテープを使用する事ができ、これからキー押下
データとクロツクデータとが容易に検索される。

本発明の更に別の目的は、データエンコーデイ
ングの拡張にあり、この拡張は遷移エンコーデイ
ングを使用する事に依つて生じ、その結果、リズ
ム伴奏やビデオデイスプレイの如き補助的な装置
を演奏の再現と同期して作動乃至は制御するため
の記録波形の能力が与えられる。一般的に、これ
は補助的な駆動データの記録に対するスキヤンフ
レーム内の或るデータユニツトを音楽データ自体
として２進信号レベル間の同一の遷移コードに割
り当て、そして復調する間にかかる信号を分離し
且つかかる信号を用いて補助装置を直接励起し、
そして制御する事に依つて達成される。

本発明の更に別の特徴及び効果は次の説明を読
む事に依り容易に明らかとなろう。本発明は、演
奏を形成するデータを記録し且つ再現するという
両方についてのシステムを参照して説明されてい
るが、本発明は演奏を或る位置及び設備に記録
し、そしてその演奏を別の位置及び設備で再生即
ち再現する事が出来るという事を意図している事
に注意すべきである。従つて、本発明の効果は、
任意の記録能力を持たない再現システム内で実施
する事ができる。本発明の全体を理解するために
は、添付図面と説明とを参照すべきである。

第１図を参照すれば、任意に発生されたピアノ
の表現を記録し且つ再現するためのシステム１０
が示されている。このシステム１０は、スイツチ
１２を形成するキー閉成接点を含む様にのみ変更
された従来型のピアノ（図示せず）に関連して使
用する様に特に適用され、上記スイツチ１２は何
らかの所与のキー（鍵）が押下げられるたび毎に
デジタル２進化形態でデータを発生する様に閉成
される。これは第２０図を参照してより詳細に説
明する。ピアノは“持続”ペタルの使用を示すペ
タルスイツチ１４と、従来の形態でピアノで音楽
表現を演奏するのに伴つて発生される表現信号の
２進ソース１６とを更に含んでいる。ソース１
２，１４及び１６は全て入力信号を発生する様に
音楽表現の演奏中に奏者に依つて使用する事が出
来、上記信号は或る順序に基いて色々な組合せで
発生し、そしてそのタイミングは奏者に依つて決
定される。信号の組合せは、音楽表現中に単１の
音符が弾かれる時の１つのキーの押下信号と、演
奏中に和音又は他の音符の組合せが鳴らされる時
のキー押下信号の同時の組合せとを含んでいる。

システム１０はマルチプレクサ２０を含んでお
り、該マルチプレクサの作用は所定の直列のビツ
ト長さ（この場合には128ビツトの長さである）
のスキヤンフレームを確立し、そして入力データ
ソース１２，１４及び１６からの並列の入力デー
タをこのスキヤンフレーム内に直列化する事であ
り、即ちマルチプレクサ２０は全ソースからの並
列入力データを第２図に最もよく示す様な128個
のデータセル即ちビツトの所定の番号付けされた
順序で整列させる。選択されたデータ・フオーマ
ツトは、同期ワードについては８ビツト；ピアノ
鍵盤スイツチ１２については72ビツト；持続デー
タについては１ビツト；表現データについては12
ビツト；歌詞、楽譜等のCRTデイスプレイを駆
動するためのデータについては12ビツト；そして
リズムの伴奏及びその他の色々な操作の如き補助
フアンクシヨンについては15ビツトという割当て
を含んでいる。

マルチプレクサ２０からの直列化されたデータ
は非零復帰（NRZ）として知られているコードフ
オーマツトであり、２進信号レベル間の正の遷移
は“１”を表わし、そして負の遷移は２進“０”
を表わしている。データ及びコード化の原理をよ
く知つている者は、NRZコードが、全く遷移のな
い事に依つて同一の２進値の長いビツトストリン
グが特徴付けられるので本来的に自己クロツキン
グではないという事が明らかであろう。これは(1)
受信器回路網の周波数応答が直流からビツト速度
まで達しなければならず、そして(2)別々のクロツ
ク信号が第２の記録器トラツクにエンコード乃至
は記録されて、読み取り動作をデータ列即ちスキ
ヤンフレームのデータセルの実際の位置と同期さ
せねばならないという事を含む幾つかの問題を生
じる。一方、NRZコードは、データ密度が高いと
いう利点を有しており、従つて、この密度が高い
という利点を出来得る程度まで保持する事が望ま
しい。エンコーダ２６は、タイミング装置２２か
らのクロツク情報をマルチプレクサ２０からの直
列化されたNRZデータと結合させ、そして各スキ
ヤンフレームのデータセルの大部分乃至は全てに
対して２進信号レベル間に、保障された遷移を生
じる様なコード或いはフオーマツトでストレージ
媒体２４にデータを与えるという様な、以下第８
図を参照して説明する形態をとる事が好ましい。
このコードフオーマツトは少くとも２つの利点を
有している；即ち(1)データの流れは自己クロツキ
ングであり従つて第２の記録媒体チヤンネルに別
のクロツク信号を必要としない、そして(2)スキヤ
ンフレームのデータは信号の振巾即ちレベルでは
なくて遷移に含まれている。これらの２つの利点
に依つて、データデコード精度が高い、データス
トレージ密度が高い、そして使用される記録装置
の性能要件が実質的に減少されるという事が実現
される。ストレージ媒体２４は好ましくは、標準
のリール−リール式のテープカセツトを用いた型
式の標準型１トラツク磁気テープ記録器−再生装
置の形態をとる。然し乍ら他の記録装置を用いる
事が出来る。電源２８は当業技術者にとつて明ら
かであろうものと同じものを必要とする第１図の
システムエレメントの全体に電気的な励起を与え
る。

第１図は更に、前記した様に入力ソース１２，
１４及び１６からのデータに依つて表わされた音
楽形成体（作品）を再現するのに使用するため
に、ストアされたデータを媒体２４から検索して
そのデータをデマルチプレクスするための手段を
示している。この再現システムは固有のクロツク
データと共に音楽形成体と補助フアンクシヨンと
を形成しているデータを受信器３０、デコーダ３
２、及び同期装置３４とに与える従来型の読み取
りヘツド構成体を含んでおり、上記同期装置はス
キヤンフレームからクロツク信号を取り出す。こ
の再構成されたクロツクは図示された様にデコー
ダ３２に印加されて２相データをNRZ形態に再ス
トアしそしてデマルチプレクサ３６に印加され
る。このデマルチプレクサ３６はマルチプレクサ
２０と実質的に反対の動作を行い、即ち各スキヤ
ンフレームからの直列化されたデータを並列形態
に再編制し、そして出力バス３８を経てピアノ又
はオルガン或いは又その他の使用される楽器のキ
ー駆動ソレノイドに与える。これと同時に表現デ
ータは、キー駆動ソレノイドに供給されて表現作
用を行なう駆動電圧の振巾を変調するためにバス
４０を経て電源２８に印加される。又第１図に示
される様にデコーダ３２からの再構成されたクロ
ツク信号はデマルチプレクス作用を同期化するタ
イミング装置２２に印加される。第２図のスキヤ
ンフレームの８ビツト同期信号は、デマルチプレ
クス作用中に取り出されそしてタイミング装置２
２に印加されて各スキヤンフレームに対してスト
ローブクロツクを再スタート乃至は同期させ、か
くして、読み取られたストローブ信号が信号の質
の低下及びデータセル同期信号のあり得そうなロ
スとに依つてデータセルの境界の外にドリフトし
ない様にするという事も又明らかであろう。

第１図は又、補助駆動信号をCRTデイスプレ
イの如き補助装置に伝送して言葉を絵で表現した
り、カラー表示したり或いは又その他の幾つかの
補助的なフアンクシヨン例えば室内灯を所望の輝
度レベルに制御する事、リズム装置を作動する
事、その他の付属装置及び機器を作動する事を行
なう様なデマルチプレクサ３６からの出力バス３
７をも示しており、上記フアンクシヨンは音楽の
再現に関連したり或いは又関連しなかつたりす
る。

表現制御は色々な方法で与えられる。第３図に
は或る１つの表現制御システムが示されている。
このシステムに於いてはトランスジユーサ５０は
キーが打たれるところの強さを感知するために装
着されている。この情報はＮチヤンネルマルチプ
レクサ５２に依つて直列化されそして５４で増巾
される。この増巾された信号は、幾つかの弁別レ
ベルを有する簡単なスレツシユホールド検出器で
あるパワー検出器５６に印加される。この検出器
５６の出力はアナログ−デジタルコンバータ５８
に印加され、該コンバータ５８は第１図のシステ
ム内で記録するのに適したデジタル信号を発生す
る。

トランスジユーサ５０は幾つかの形態のうちの
いずれかをとる事が出来、例えばマイクロホン、
簡単な加速度計、或いは磁気ピツクアツプであつ
てもよい。いかなる形態であつてもトランスジユ
ーサは信号を発生する電圧発生装置であり、該信
号は次いで５２でマルチプレクスされて単１のア
ナログ電圧の流れを形成する。アナログ−デジタ
ルコンバータ５８は、もちろん、各々のトランス
ジユーサ１乃至Ｎが適当な時刻にサンプルされね
ばならないのでタイミング装置２２からのクロツ
ク信号の制御の下で作動する。

第４図乃至１９図に於いては、参照記号で表わ
しただけではなく、多数の構成要素は業界で標準
化された集積回路を表わす番号をも含んでおり、
かかる回路は市場で入手出来、従つてここでは特
別に説明は行なわない。これらの回路は予備実装
された装置としてテキサスインストルメント社
（Texas instrument、Inc.）、シグネテツクス社
（Signetics）、フエアチヤイルド社（Fairchild）
及びハリス社（Harris）を含む色々な製造業者か
ら入手できる。1972年及び1973年にこれらの会社
に依つて発行されたカタログに依り、以下の様に
特定的な区分けされた集積回路ユニツトが上記会
社より入手できる。

シグネテツクス社：NE565（位相固定ルー
プ）；フエアチヤイルド社：741、710、37002、
7400、7404、74193、74150、74151、7486、
7474、74121、7420、74192及び74164。

第４図は、鍵盤の後部で一定の間隔で離された
４つのマイクロホンセンサ６０を含んだピアノの
表現制御の別のシステムを示している。マイクロ
ホンの出力は６２に於いて一緒に直列にマルチプ
レクスされ、この装置６２は好ましくはフエアチ
ヤイルド社の37022のdc装置である４ビツトアナ
ログマルチプレクサの形態をとる。マルチプレク
サ６２からの直列出力は６４に於いて増巾されそ
して低域フイルタ６６に印加される。このフイル
タを通された出力は次いで比較器６８、カウンタ
７０、及びはしご形回路網７２に依つてデジタル
化される。このはしご形回路網は公知の装置であ
つて、別々の成分を用いて容易に構成され或いは
又オングストローム・プレシジヨン社
（Angstrohm Precision、Inc.）から予備実装さ
れた回路装置、例えば２進回路のDIPシリーズの
１部として入手できる。低域フイルタに対する周
波数応答はほぼ30Hzに関して中心定めされる。低
域フイルタ６６の出力はデジタル形態に変換され
そしてアナログ−デジタルコンバータの最下位ビ
ツトは“１”から“０”へと交互に切り替わり、
３つの最上位ビツトはキーを打つソレノイドへの
電圧を変える事に依りピアノの鍵盤の各1/4に於
ける強さ即ち音量についての８個程度の制御レベ
ルを与える出力として用いられる。データの３つ
のビツトはデータフオーマツトに追加され、スト
アされるか又は伝送され、そして並列な情報に再
び変換される。デジタルからアナログ形態に変換
された後には、ソレノイドが作動されるところの
電圧はこのアナログ信号に感じて調整されて、キ
ーが打たれるところの力を制御する。

手動の表現制御を含む別の表現制御形式をもち
ろん使用する事が出来る。

第５図は第１図のマルチプレクサ２０の代表的
な実施の詳細を示している。このマルチプレクサ
２０は１２８のマルチプレクスフアンクシヨンに
対して２７の組合せを与える７ビツトカウンタを
含んでいる。第５図の回路は２段のマルチプレク
ス機構であり、そのうちの第１段はデータを各々
16ビツトの８つの部分に組立てそして第２段はこ
の８つの部分を１２８或いはそれ以上のデータユ
ニツトを持つた１つのスキヤンフレームに更に組
立てる。第１段はタイミング装置２２からの４ビ
ツトを用いて16ビツトマルチプレクスフアンクシ
ヨンを行なう。例えば回路８０に於いては、４ビ
ツトのタイミング情報と16ビツトの入力データは
ビツト１が最初に取り出されそしてビツト１６が
最後に取り出されるという様にして１６の入力情
報ビツトから直列な出力を発生する。このマルチ
プレクサ装置と並列に作動するのは、同一の速度
で出力ビツトを発生し且つ同一の４つの入力タイ
ミングビツトに依つて制御される実質的に同一の
構造の他の７つのマルチプレクサである。然し乍
ら、これらの８つのマルチプレクサ装置の出力は
８ビツトマルチプレクサ８２に供給され、そして
そのタイミングは第１図に示された装置２２から
の連続する３つのタイミングビツト即ちタイミン
グ順序の最下位ビツトに依つて制御される。マル
チプレクサ装置８２の出力は他の８つのマルチプ
レクサの各々をそれらの各々の出力ビツト時刻に
１度サンプルして、マルチプレクサＡ１のビツト
１が最初に取り出されそしてマルチプレクサ８０
ｇのビツト１６が最後に取り出される様にして
128ビツトの直列NRZデータの流れを発生する。

第２図のスキヤンフレームの始めに図示された
同期ワードは、例えば、誤る余地のないデータ形
態を与える様な一連の８個の１から成り、これは
ランダムな音楽データ形成中には発生されにくく
且つ又同期装置３４に依つて分配され且つ同期ワ
ードとして認識され得る。この同期ワードは同期
ワードとして全て１が必要とされる場合には初め
の８ビツトを零に布線する様にして固定布線する
事が出来る。この点詳述するに、第５図の左上隅
に示されるように、同期ワードは、最初の８ビツ
トが零すなわち接地バスに布線されるようにして
固定布線される。これらの接続線は、この配列に
て最初に走査され、第２図に例示したデータフレ
ームにおける最初の８ビツトを発生する。全楽譜
がテープに記録された後（ここで注意すべきこと
は、それはテープに直列形式にて記録されるとい
うことである）、それはデコードされ、それから
デマルチプレツクスされ、そして、第１図におい
てデマルチプレクサ３６からタイミング装置２２
への“同期”と称されたラインに示された同期ワ
ード（すべて１；1.1111111）は、データの各フ
レームについてシステムを再同期させる。再生
中、同期ワードは、第１９図の左側に示すIC回
路１７８にて検出される。その固定布線は、第５
図の左上隅に示されているようなここで使用され
ている２レベルマルチプレキシングの第１の部分
であるブロツク８０に接続された布線である。マ
ルチプレキシングのこの第１のレベルにおける最
初の８ビツトは、同期ワードのため固定布線され
ているのである。装置８０として提案されたSN
74150は入力と出力との間に反転を生じ、従つて
全ての零は全ての１の同期ワードとして布線され
る。ピアノの鍵盤からのそして同期ワードのため
のスイツチ１２はマルチプレクサ装置８０の入力
に直接的に布線され、そしてキーが閉成された時
にはそのスイツチが共通点に接地されて出力信号
を発生する。従つて出力データは接地即ち２進零
を２進１に変換する様に反転される。

音楽を再現する場合には、サンプル速度は複雑
な楽曲及び補助的なフアンクシヨンが従来型の記
録装置を使用して適当に再現され得る様にするた
めに実質的に意味のあるものである。各々のデー
タセルに対するサンプル期間はサンプル速度が演
奏速度よりも非常に速くなる様にするために両方
のマルチプレクサについて約250マイクロ秒であ
る。従つてサンプル時間はピアノ又はオルガン或
いは別の楽器の通常の操作でキーが実際に押下げ
られる時間に比べて無視できる程のものである。
各ビツトのためのサンプル期間は、前述したよう
に、約250マイクロ秒という程に非常に速いの
で、あるキースイツチがそのビツト時間の中程、
即ちサンプル期間の中程で押下げ開始された場合
には、そのスキヤンフレームにおけるそのサンプ
ル期間には検出されない。しかし、次のスキヤン
フレームの対応するサンプル期間は、250マイク
ロ秒×128＝0.032秒後にすぐに到来するので、そ
のサンプル期間にてそのキースイツチの押下げは
検出される。何故ならば、ピアノやオルガンの通
常の操作によるキーの押下げは、0.032秒よりも
もつと長い時間かかるものであるからである。こ
れに対し、スキヤンフレーム時間である0.032秒
よりも短いような短期間のキーの寄生的操作は、
検出されずにすむのである。このように、キーの
押下げの強さ（表現効果）は、最初のスキヤンフ
レームにて検出されないとしても、必ず次のスキ
ヤンフレームにて検出され、そのスキヤンフレー
ムの表現データビツト位置に記録されるのであ
る。

さて第６図を参照すれば第１図の装置２６に実
施するための２相エンコーダが示されている。こ
のエンコーダ２６はマルチプレクサ２０からの
NRZデータに感じて或るコードを発生し、このコ
ードは自己クロツキングの特徴を有しており且つ
又著しい直流成分は示さない。基本的な２相レベ
ルコードは零情報が反転されたクロツクであり且
つ１情報が真のクロツクである様になつている。
このコードは反転されたクロツク情報及びNRZデ
ータの単純な排他的オアである。これはゲート９
０及び９２に依つて与えられ、図示された様に実
施され且つ接続される。第７図のタイミング図に
於いては、２相データは２進１に対するクロツク
と２進零に対する反転されたクロツクである。デ
ータの遷移間の最大時間はビツト時間である。ビ
ツトの中間に於いては常にデータに遷移があり、
これは高から低への遷移であつて“１”を示すも
のと低から高への遷移であつて“０”を示すもの
とである。２相データを発生するのに排他的オア
ゲート９０及び９２を用いる場合には、高周波数
即ち狭いパルス巾である様なデータに発生された
スパイク即ち過渡現象は充分な低周波数応答テー
プ記録システムに依つてろ波される。従つて第６
図及び７図の２相データエンコーダは特にテープ
記録器の使用に良く適しているが無線又は有線伝
送の如き他の伝送媒体に対する幾つかの別の解決
策を必要とする。

正しいデータの位相がストレージ又は伝送シス
テムの要件であり且つシステムの信号対雑音比が
良好な場合には、２倍の密度のエンコード機構が
第８図の実施を用いて使用できる。これは第９図
に示された様なコードフオーマツトを生じる。第
９図の２倍密度コードは１の中間に遷移をそして
零の終りに遷移を有している。然し乍ら、いずれ
かの波形側部が１である１つの零が生じた時には
遷移は全くない。２倍密度のコードを発生するた
めには、２相レベルコードは排他的オアゲート９
６に印加されるクロツク及びNRZデータを用いて
発生される。ゲート９６の出力は電圧スパイクを
除去するためにバツフアフリツプ−フロツプ９８
にストアされる。このフリツプ−フロツプの“ノ
ツト”出力はフリツプ−フロツプ装置１００のク
ロツク入力に印加され、負の縁でこのフリツプ−
フロツプを切り替える。従つてこのフリツプ−フ
ロツプはコードの位相をストレージ又は伝送媒体
２４に依つて保持する必要のない２倍密度コード
を発生する。バンド巾は２相データに対して必要
であつたバンド巾の半分でよい。第８図及び第９
図を参照するに、２倍密度コードでは、両端に１
を有しその間が全て０であるような場合には、長
いコードビツトシーケンスにおいて全く遷移が生
じないことになり、直流成分が発生することにな
る。これは、バンド巾を広げることになりあまり
好ましくなく、これを避けるためには、データは
ある程度ランダムなものとする必要がある。もち
ろん零復帰（RZ）を含むその他のコードフオー
マツトを使用できる。これはストレージ又は伝送
媒体２４がクロツク及びデータを必要とする場合
には別の利点があり、例えば電話線伝送手段の使
用はクロツク及びNRZデータを必要としたがその
他の媒体はRZデータを必要としてもよい。

受信器３０は幾つかの形態のうちのいずれの形
態をとつてもよく、或る１つの形態が第１０図に
示されている。受信器３０への入力はトランジス
タ１０２から成る零交叉検出器へテープ読み取り
ヘツドから交流結合される。入力を補正負荷Ｒ２
又はＲ３に負荷する抵抗Ｒ１はトランジスタ１０
２を零交叉する様にバイアスする。キヤパシタＣ
１は結合キヤパシタである。キヤパシタＣ２はノ
イズをろ波するための低域フイルタ用のキヤパシ
タである。抵抗Ｒ４はトランジスタ１０２の単な
る負荷であり、そして出力は初めのフオーマツト
に再ストアされるデータである。大部分のテープ
記録器及び他の伝送システムは第１０図の受信器
を使用する事ができる。

装置３２に対する２相デコーダの実施装置は第
１１図及び１２図に示されている。第１１図の２
相デコーダ３２は遅延回路としてのＲ１及びＣ１
を持つたトランジスタＱ１を通して２相データを
遅延する事に依つて２相データから遷移を取り出
すというワン・シヨツト装置を用いている。次い
で回路３２は反転され且つ遅延された２相データ
であるＱ１の出力を入力２相データと共に排他的
オア化する。排他的オアゲート１１０の出力は入
来データの縁で正に向かうスパイクであり、そし
てＲ３及びＣ２に依つてセツトされたタイミング
でワンシヨツト装置１１２をトリガする。このワ
ンシヨツト装置１１２の出力は3/4ビツト期間の
クロツクであり、ワンシヨツト装置が２相データ
の１から零或いは零から１の遷移に出会う第１番
目の時にこのワンシヨツト装置は入来データ列と
同期する。このクロツクは次いでデータフリツプ
−フロツプ１１４へ反転された２相データをクロ
ツクするのに使用される。データフリツプ−フロ
ツプ１１４の出力は再構成NRZデータであり、そ
してワンシヨツト装置１１２の出力はデータのデ
マルチプレクスに用いられるクロツクである。

第１３図は第１図の装置３４を実施するのに適
当な位相固定ループ同期装置を示している。デー
タストレージ及び伝送装置が低い信号対雑音比を
有している場合即ちテープ速度変動或いはその他
の要因がデータの質の低下を生じる場合には、ク
ロツク情報は第１３図に示された型式の位相固定
ループを使用する事に依つて再発生する事ができ
る。２相或いは２倍密度のコードのいずれに於い
ても、クロツク周波数の２倍に関連したクロツク
信号は遅延回路網Ｒ１，Ｃ１、トランジスタ１１
６、排他的オアゲート１１８、フリツプ−フロツ
プ１１９及びワンシヨツト装置１２０とを用いて
データの遷移の縁を取り出す事に依つてデータか
ら得られる。ワンシヨツト装置の出力は使用する
クロツク速度のビツト時間のほゞ1/4である。こ
のパルスはビツト速度の２倍である出力クロツク
を発生するトランジスタ１２１を含んだ位相固定
ループに供給される。デコード機構は次いでクロ
ツクを２で割算し、そしてそれをデータと正しく
位相合せする。第１３図の回路に於いては、ワン
シヨツト装置の出力はビツト速度の２倍の中心周
波数で作動するシグネテツクス社のNE565或いは
その等効物を使用した位相固定ループに供給され
る。シグネテツクス社のこのNE565が周波数レン
ジ0.001Hz乃至500KHz用の自蔵式の適合するフイ
ルタ及び復調器である。この回路は格別な安定性
と直線性の電圧制御発振器、位相比較器、増巾器
及び低域フイルタを含んでおり、これはシグネテ
ツクスリニア集積回路カタログの６−72乃至６−
76ページにより詳しく記述されている。電圧制御
発振器VCOは、記録テープのバツクグランドに
存在するかもしれないノイズによるフラツタ及び
入力周波数の大きな変動に対処しうるものでなけ
ればなない。位相固定ループの出力はビツト速度
クロツクが２倍であればバツフアされる。位相固
定ループは標準的な集積回路を用いた簡単な回路
である。

第１４図を参照すれば、位相固定ループを用い
た２相デコーダが示されている。位相固定ループ
からの2Xクロツクは２相データをデータフリツ
プ−フロツプ１３２及び１３４へシフトする様に
用いられ、そしてこれらのフリツプ−フロツプは
２つの半ビツトをシフトレジスタへストアするシ
フトレジスタとして作動する。両方のフリツプ−
フロツプで１を或いは両方のフリツプ−フロツプ
で零を得てそしてこの状態をクロツクと共にデコ
ードする際には、出力フリツプ−フロツプ１３
６，１３８はクリアされてクロツクを入来データ
と位相合せする。第１４図に示された回路に於い
ては、データの零−１遷移はクロツプフリツプ−
フロツプ１３２，１３４をデータの正しい位相に
同期する。２相データはビツト速度クロツクのフ
リツプ−フロツプを用いたデータフリツプ−フロ
ツプ１３６，１３８に負荷され、次いで第１５図
に示されたタイミング図で以つてデコードされて
NRZデータを発生する。

クロツクとして位相固定ループを用いた２倍密
度デコーダは第１６図に示されている。２倍密度
入力データはデータフリツプ−フロツプ１５０，
１５２，１５４及び１５６を用いた４ビツトシフ
トレジスタにシフトされる。これらの４つのデー
タフリツプ−フロツプからの出力はデコードされ
てクロツクを同期し且つ出力データを零にセツト
する。４つのデータフリツプ−フロツプが全て１
を持つているか或いは４つのデータフリツプ−フ
ロツプが全て零を持つている時にはクロツク及び
データはこの時には両方共零でなければならない
という事が第１７図のタイミング図から明らかで
ある。この状態をデコードする事に依り、クロツ
クフリツプ−フロツプをクリアしそしてデータフ
リツプ−フロツプをクリアする４つの全フリツプ
−フロツプに於ける全ての１或いは全ての零は一
緒に適当に位相合せされる。出力データフリツプ
−フロツプはNRZデータを再構成するために切替
えられる（トグルされる）。

第１８図は第１図のタイミング装置２２の適当
な実施を示している。タイミング装置はマルチプ
レクスモード及びデマルチプレクスモードの両方
に於いて同一のカウンタを用いている。システム
がマルチプレクスモードで作動しているか或いは
デマルチプレクスモードで作動しているかは幾つ
かの方法で決定する事ができる。理想的な方法は
テープ記録器２４から共通の入力を得る事であ
る。クロツクをタイミング回路網２２で使用させ
る様に作動するためのコマンドはコマンドに依つ
てタイミング基準発振器１６０から得られるか又
は入来データから感知されるかである。ゲート１
６２及び１６４を可能化する事に依つて発振器か
ら得られるか或いは又ゲート１６６を経てのデー
タから得られるかのいずれかであるこのクロツク
は次いで、１カウントサイクル当たり128パルス
としての２つのSN74 192で実施される同期カウ
ンタ１７０、１７２へゲート１６８を経て供給さ
れる。受信モード中にカウンタを同期する同期信
号は同期ワードを感知するデマルチプレクサから
入来する。すなわち、第１９図の左上隅に示され
る同期検出回路を参照するに、データフレームに
おける同期ワードビツトは、レジスタ１７８を介
してアンドゲートに加えられて１つの同期パルス
を発生する。この同期パルスは、第１８図のタイ
ミング装置における２つのSN7474データフリツ
プフロツプからなる同期カウンタ１７４，１７６
に加えられる。第２図に示したようなデータフレ
ームが正しく同期して送られてくる場合には、こ
のような同期パルスが相続いて同期カウンタ１７
４，１７６に加えられるので、第１８図の同期カ
ウンタ１７６からの禁止信号は解除され、即ち禁
止信号は出されず、従つて、第１９図の中央に示
されるデマルチプレクサへの禁止信号は解除され
て、マルチプレクサからの出力データは、デマル
チプレクサを介して使用することができる。しか
し、このような同期パルスが相続いて生じない場
合には、データフレームの同期が正しくとれてい
ないのであつて、第１８図の同期カウンタ１７６
は、禁止信号を発生する。この禁止信号は、第１
９図のデマルチプレクサに加えられて、マルチプ
レクサからの出力データの使用が禁止される。こ
のようにして、同期のとれていないデータフレー
ムによる音の再生は禁止され、その音を抜かして
演奏再生がなされていくのである。これは、同期
のとれていないデータフレームによる音を再生し
てしまつて、調子はずれの音を演奏してしまうよ
りは、そのような調子はずれの音は演奏せずに抜
かしてしまうほうが、聴取者には耳ざわりとなら
ないですむという効果のあるものである。ビツト
速度クロツクを発振する内部発振器からのクロツ
ク或いは又受信器同期装置からのクロツクは、必
要なクロツクを選択するためのコマンドと共に、
１７８としても示されたSN7400を用いたゲート
参照）。

第１９図を参照すれば、デマルチプレクサ３７
が示されている。第１９図に於いては、タイミン
グ装置２２からの７つのタイミングビツトは、８
個の16チヤンネルデマルチプレクサ１８２に信号
供給する１個の８チヤンネルデマルチプレクサ１
８０から成る２段デマルチプレクス作動の出力デ
マルチプレクサを制御する。このデマルチプレク
サからの出力は250マイクロ秒の間のみ存在し、
これはソレノイドを駆動するには不充分であり、
従つてパルス伸張器１８４は必要とされる30ミリ
秒までこの出力を延ばすために必要である。適当
なパルス伸大張器はホイールライト氏（Wheel
wright）の特許第3771406号の第９図に開示され
ており、その参照番号290と特許の第６節第33行
から始まる説明とを参照せよ。ワンシヨツト装置
の如き他の装置を使用する事も出来る。伸張され
たパルスは駆動装置スイツチ１８６に印加され
る。第１９図のマルチプレクサはストレージ装置
は用いていない。時間ビツトに対するストレージ
装置を用いたデマルチプレクサを使用する事もで
きる。

第２０図はピアノ自体に於いて或る形態で必要
とされる装置を示している。キー１８８は従来型
のメカニズム１９８を介し、ストリング１９４を
打つためにハンマー１９２を動かす様に作動す
る。キー１８８が手で打たれて押下げられた時に
は、非導電性トリツプ１９６は導体２０２と接触
する様にスプリングワイヤ１９８を押して、励起
プレート２００から、マルチプレクサ２０に接続
された導体２０２への電気回路を作る。各々のキ
ーに対して同様の構成が設けられている。プレイ
バツクするためには、ソレノイド２０４が電圧パ
ルスで付勢されてプランジヤーヘツド２０６がキ
ー１８８を回転させ、あたかもこのキーが手で打
たれたかの様にする。

デマルチプレクサ３７からの補助的なそしてビ
デオ信号は性質が音楽ではない様なものを含んだ
色々な動作に使用する事ができる。ビデオワード
デスプレイは、ゲルスバツクパブリケーシヨン
ズ・オブ・ニユーヨーク（Gerusback
publicatons of New York）に依つて1973年に発
行され且つ“TV Typewriter”と称するラジオ
−エレクトロニツクス（Radio−Electronics）論
文に掲載された型式のCRT装置に依つて与えら
れてもよい。この装置はCRT（テレビジヨン）
セツト３００を含んでおり、これはタイプライタ
を経てプログラムされて或る選択された速度でワ
ードを表示する事が出来る。かかるシステムをこ
こに述べた自動ピアノシステムに関連して使用す
るためには、第１のオペレータは第２のオペレー
タによるある曲目の同時演奏と同期してワードを
タイプし、そして全ての情報はマルチプレクサ２
０を経てエンコーダ２６に入力される。ここで
は、第１のオペレータも第２のオペレータも人間
であり、第２のオペレータは普通のピアノのキー
を演奏している人であり、第１のオペレータは第
２のオペレータのピアノ演奏に合わせてTVタイ
プライタにてデータワードを手でタイプしている
人である。第５図の装置８０ｇはTVタイプライ
タ入力に割り当てられてもよい。プレーバツクの
際には、デマルチプレクサ３６のチヤンネル１８
２ｆがTVセツトの制御に対して排他的に割り当
てられてもよい。

上記説明は本発明の単なる説明であつて、何ら
これに限定するものではないという事を理解すべ
きである。

【図面の簡単な説明】

第１図はデータ記録及び再現シスチムのブロツ
クダイアグラム、第２図は或るスキヤンフレーム
内のデータ記録フオーマツトの図、第３図は表現
制御システムのブロツクダイアグラム、第４図は
第２の自動表現制御システムの回路図、第５図は
マルチプレクスシステムのブロツクダイアグラ
ム、第６図は２相エンコーダを示す図、第７図は
第６図のエンコーダの動作を示す波形図、第８図
は第２のエンコーダを示す図、第９図は第８図の
エンコーダの波形図、第１０図は受信器の回路
図、第１１図は２相デコーダの回路図、第１２図
は第１１図のデコーダの波形図、第１３図は位相
固定ループ同期装置の回路図、第１４図は位相固
定ループを用いた２相デコーダを示す図、第１５
図は第１４図のデコーダの波形図、第１６図は第
８図のエンコーダに関連して使用するための２倍
密度デコーダの回路図、第１７図は第１６図のデ
コーダの波形図、第１８図は第１図のタイミング
装置の回路図、第１９図はデマルチプレクサを示
す図、及び第２０図はピアノキーデータ発生及び
作動装置の斜視図である。１０……記録及び再現システム、１２……スイ
ツチ、１６……２進ソース、２０……マルチプレ
クサ、２２……タイミング装置、２４……ストレ
ージ又は伝送媒体、２６……エンコーダ、２８…
…電源、３０……受信器、３２……デコーダ、３
４……同期装置、３６……デマルチプレクサ、１
８８……キー、２０４……ソレノイド。

Claims

【特許請求の範囲】１選択的に作動しうるキー等を有する楽器を用
いて音楽形成体を演奏し、楽器のキーの押下げに
対して別々のキー押下げ信号を発生し前記キー押
下げ装置のどの作動よりも高い速度でスキヤン時
間中に全てのキー押下げ信号を直列にサンプリン
グし、前記スキヤン時間に関連しキー押下げ信号
の一定の直列構成を含む一定長さの直列２進コー
ド化波形を発生し、前記一定直列構成をクロツク
信号で２相エンコードし、磁気テープの信号が第
１及び第２のレベルによつて構成されそのレベル
間における比較的に急激な遷移がクロツク及び音
楽制御データを表わすように前記２相エンコード
された信号を磁気テープの単一チヤンネルに記録
し、その後、記録されたエンコード信号を再生す
るため前記磁気テープを読み取り、前記再生信号
をデコードしてそこからクロツク信号を回収し、
前記回収されたクロツク信号を使用して直列構成
されたスキヤンフレームを順次発生する並列キー
作動データ群へ再変換し、前記回収されたクロツ
ク信号の制御のもとに前記データをキー作動装置
へ加えてキーを再作動させ音楽を再生させること
を特徴とする音楽表現を作る方法。２音楽を形成するため選択的に作動しうるキー
押下げ装置および該選択的に作動しうるキー押下
げ装置に作動的に関連付けられ音楽の形成におけ
る別々の時間でのキーボードの別々のキーの押下
げを表わす入力データ信号を発生するための複数
の入力信号発生手段を有する楽器において、前記
キー押下げ信号の発生速度よりも高い速度で一定
長さのスキヤンフレーム中に前記入力データ信号
発生手段を走査しサンプリングし且つその走査信
号を直列波形へ変換する走査およびサンプリング
手段と、前記直列波形をクロツク信号と結合し
て、前記クロツク信号の速度の関数として生ずる
データユニツトの直列配列されたフレームを含む
ような記録波形であつて該フレーム内においては
サンプルされた前記別々の入力データ信号が所定
の順序を有しておりクロツク信号が自己クロツキ
ングするような記録波形を発生するための２相エ
ンコーダと、第１の磁気信号レベルと第２の磁気
信号レベルとの間の磁気的遷移のシーケンスとし
て磁気記録媒体に前記直列波形を記録するための
磁気記録手段と、前記遷移を検出するための手段
と、前記遷移をデコードし前記媒体から直列波形
における前記クロツク信号データを検索するため
の手段と、前記検索されたクロツク信号によつて
制御され別々の直列化された入力データ信号を並
列形態に繰り返し再変換するための手段と、再変
換された入力データ信号を前記キー押下げ装置へ
加えて記録された音楽形成体を再生させる手段と
を備えることを特徴とする楽器。３音楽を形成するため選択的に作動しうるキー
押下げ装置および該選択的に作動しうるキー押下
げ装置に作動的に関連付けられ音楽の形成におけ
る別々の時間でのキーボードの別々のキーの押下
げを表わす入力データ信号を発生するための複数
の入力信号発生手段を有する楽器において、前記
キー押下げ信号の発生速度よりも高い速度で一定
長さのスキヤンフレーム中に前記入力データ信号
発生手段を走査しサンプリングし且つその走査信
号を直列波形へ変換する走査およびサンプリング
手段と、前記直列波形をクロツク信号と結合し
て、前記クロツク信号の速度の関数として生ずる
データユニツトの直列配列されたフレームを含む
ような記録波形であつて該フレーム内においては
サンプルされた前記別々の入力データ信号が所定
の順序を有しておりクロツク信号が自己クロツキ
ングするような記録波形を発生するための２倍密
度エンコーダと、第１の磁気信号レベルと第２の
磁気信号レベルとの間の磁気的遷移のシーケンス
として磁気記録媒体に前記直列波形を記録するた
めの磁気記録手段と、前記遷移を検出するための
手段と、前記遷移をデコードし前記媒体から直列
波形における前記クロツク信号データを検索する
ための手段と、前記検索されたクロツク信号によ
つて制御され別々の直列化された入力データ信号
を並列形態に繰り返し再変換するための手段と、
再変換された入力データ信号を前記キー押下げ装
置へ加えて記録されれた音楽形成体を再生させる
手段とを備えることを特徴とする楽器。４音楽を形成するため選択的に作動しうるキー
押下げ装置および該選択的に作動しうるキー押下
げ装置に作動的に関連付けられ音楽の形成におけ
る別々の時間でのキーボードの別々のキーの押下
げを表わす入力データ信号を発生するための複数
の入力信号発生手段を有する楽器において、前記
キー押下げ信号の発生速度よりも高い速度で一定
長さのスキヤンフレーム中に前記入力データ信号
発生手段を走査しサンプリングし且つその走査信
号を直列波形へ変換する走査およびサンプリング
手段と、前記直列波形をクロツク信号と結合し
て、前記クロツク信号の速度の関数として生ずる
データユニツトの直列配列されたフレームを含む
ような記録波形であつて該フレーム内においては
サンプルされた前記別々の入力データ信号が所定
の順序を有しておりクロツク信号が自己クロツキ
ングするような記録波形を発生するための２相エ
ンコーダと、第１の磁気信号レベルと第２の磁気
信号レベルとの間の磁気的遷移のシーケンスとし
て磁気記録媒体に前記直列波形を記録するための
磁気記録手段と、前記遷移を検出するための手段
と、前記遷移をデコードし前記媒体から直列波形
における前記クロツク信号データを検索するため
の手段と、前記検索されたクロツク信号によつて
制御され別々の直列化された入力データ信号を並
列形態に繰り返し再変換するための手段と、再変
換された入力データ信号を前記キー押下げ装置へ
加えて記録された音楽形成体を再生させる手段
と、音楽形成中にキーが押し下げられる強度に関
した信号を発生する手段と、前記サンプリングお
よび変換手段へ前記強度信号を入力して前記波形
の部分とし前記強度信号をエンコードする手段
と、前記検索され再変換された強度信号に応答し
て音楽形成体の再生中に奏される音符の強度を制
御する手段とを備えることを特徴とする楽器。