键盘乐器的接触检测装置的制作方法

专利名称：键盘乐器的接触检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及键盘乐器的接触检测装置，其适用于比如，电子琴等的电， 盘乐器、无声钢琴或自动演奏钢琴等的复合型钢琴，检测包括键的按压信息的 接触信息。
背景技术：
作为过去的纖乐器的接触检湖蝶置，人们知道有比如，在专利文献1中公开的类型。该鄉乐器为直立型的自动演奏钢琴，象图14所示的那样，包括 可自由转动的键(图中未示出)，及以与键的按压而联动的方式旋转，并击打 弦62的弦锤63。象该图所示的那样，该接触检测装置61由设置于弦锤63上的 光闸(shutter) 64，与第1 第3传感器65 67等构成。光闸64呈板状，沿着 弦锤63的限制柄(catchershank) 63a而固定于其上，并向上方延伸。在光闸64 的顶端部，从弦锤63b侧起，第l 第3的3个节段64a、 64b、 64c依次呈台阶 状形成，第1节段64a最高，第3节段64c最低。第1 第3传感器65 67设置成，呈与第1 第3节段64a 64c相对应而 邻接的状态，分别由一对发光部和感光部(均在图中未示出)构成。这些发光 部设置于光闸64的移动路径的一侧，感光部在移动路径的另一侧，按照与相应 的发光部相对向的方式设置，从发光部射出的光由相应的感光部感光处理。在 离键状态(图14的实线位置)，光闸64不与第1 第3传感器65 67重叠， 位于其底侧。ffiilS样构成，与键的按压联动，弦锤63以中心销68为中心，沿图14的 逆时针方向而转动，伴随该瞎况，光闸64与弦锤63成一体转动。伴随该转动， 光闸64的第l节段64a到达第l传感器65，由此，隔断来自发光部的光，阻止 感光部的感光。如果弦锤63进行转动，则隔断来自第2传感器66的发光部的 光，阻止感光部的感光，如鹏一步转动，贝鹏断来自第3传感器67的发光部 的光，阻止感光部的感光。另外，在离键时，按照与上述相反的顺序，解除来 自发光部的光的隔断状态，感光部恢复到感光状态。第1 第3传感器65 67在M:感光部感光的光的光量在规定量级以上时， 将'Low"信号作为检测信号而输出，在小于规定量级时，将"Mgh"信号作为检测 信号而输出。在这些检测信号中，第1传感器65的检测信号用于键的按压禾嘀 键的检测。具体来说，第1传感器65的检测信号从"Low"切换靴'High"的定时 (在下面称为"挡光定时")作为键的按压定时而检测，与上述相反，从"Hgh"切 换封'Low"的定时(在下面称为"感光定时")作为键的离开定时而检测。另外， 第2和第3传感器66、 67的检测信号用于键的按压鹏的检测。具体来说，根 据第2和第3传感器66、 67各自的挡光定时的时间差，确定键的按压速度。但是，舰去的接触检测装置61中，第1 第3传感器65 67的发光部配 置成呈与光闸64的移动路径的一侧邻接的状态，而它们的感光部则MfiS成呈与 移动路径的另一侧邻接的状态。由此，比如，在/短光部射出的光具有发散性 的场合，由于越接近感光部侧，光謝广散，故不仅来自第1传感器65的发光部 的光，而且来自其相邻的第2传感器66的发光部的光也到达第1传感器65的 感光部。图15以示意方^示该状况。艮P，象该图15 (a)所示的那样，由于来自 第1传感器SOl的发光部S01a的光具有发散性，故不仅到达第1传感器SOl 的感光部SOlb，而且蹈U达第2传感器S02的感光部S02b。由此，象图15 (b)所示的那样，即使在M31光闸S隔断来自第1传感器SOl的发光部SOla 的光的状态，其感光部S01b也会对来自第2传感器S02的发光部S02a的光 进行感光处理。其结果是，在过去的检测检测装置61中，在按压键时，第l传 繊65的挡光定时鹏，在离键时贝,反，感光定时提早，由此，不能够正确 地检测按压键和离键的定时。另外，在检测按压M度的场合，相对第2传感 器66的挡光定时延迟的情况，在第3传感器67的挡光定时，由于不受到来自 第2传感器66的发光部的光的影响，故不产生EiE。其结果是，由于两个挡光 定时的时间差变成比光闸64实际JdS31的时间差还小，故已检测出的按压自 度将大于实际的按压^31^，将无法以高精度检测按压^I度。另外，上述那样的挡光和感光定时的偏离的，M^t应于第1 第3传感器 65 67的发光部和感光部之间的光闸64的通过皿而不同。图16以示意方式 ^该状况。艮P，象图16 (a)所示的那样，在光闸S的3I31位置接近感光部 S01b、 S02b的场合，由于来自第2传感器S02的光容易隔断，难以到达第1传繊S01的感光部S01b，故挡光和感光定时的差的程度减小。与之相对地， 象图16 (b)所示的那样，在光闸S的舰位置接近发光部S01a、 S02a的场合， 难以隔断来自第2传感器S02的光，该光容易到达感光部S01b,由此，挡光 和感光定时的差的程度增加。象±3^那样，由于对应于光闸64的通过位置，挡 光和感光定时的差的程度不同，故根据它而检测的按压键和离键的定时、按压 ^度均对应于光闸64的通过位置而产生差异。以上这样的缺点可舰比如采用下述的方式消除，该方式为将第1 第3 传 65 67之间的距离增加到各自感光部不受到其他传S^的发光部的光的 影响的程度。但是，在该场合，不仅传繊的安装密度陶氏，而且第2和第3 传繊66、 67之间的间距，即，按压^I度的检测区间变长，由此，不肯的多以 高精度检测比如，作为按压键信息而重要的，弦锤63击打弦62之前的按压键 鹏。或者，为了克月^J^缺点，比如还考虑将第1 第3传感器65 67的发 光部的发光强度减小到各自感光部不受到来自另外的传感器的发光部的光的影 响程度。但是，在此场合，由于感光部的感光量整体上减小，故虽然感光部处 于感光状态，其感光量仍小于规定量级等，检测信号不稳定，按压键和离键的 定时、按压繊度的检测精度显著降低。本发明是为了解决这样的课题而提出的，本发明的目的在于提供一种键盘 乐器的接触检测装置，其可提高多个光传感器的安装密度，并且不受到来自其 它的光传繊的光的影响，可以高精度检测键的接触信息。专利文献1: JP特开平2—160292号文献发明内容为了实 Lh述目的，权利要求1所述的发明涉及检测包括可自由转动的键 的按压^ff息的接触信息的键盘乐器的接触检测装置，其特征在于其包括光闸， 该光闸伴随上述键的转动而转动；多个光传感器，其设置于光闸的转动路径的 附近，并且在转动路径的两侧，分别具有发光部，及对从该发光部射出的光进 行感光处理的感光部；接触信息检测部件，其在±^键转动时，根据对应于上 述光闸的来自多个光传感器的发光部的光的光路的开闭的上述感光部的感光的 有无，检测接触信息，其中，多B传感器中的邻接的2个按照它们中的其中 一个光传感器的发光部和另一光传感器的感光部在上述光闸的述转动路径的 同侧相互邻接的方式设置。按照该m乐器的接触检测^fi，通过键的按压或离开，键转动，伴随该 键的转动而转动的光闸依次打开、关闭来自邻接的多个光传感器的发光部的光 的光路。接触信息检测部件根据对应于该光路的开闭的感光部的感光的有无，检测包括键的按压信息的接触信息。按照本发明，对于多个光传感器中的邻接的2个，它们中的一n传S^ 的发光部和另一光传感器的感光部在，光闸的，转动路径的同侧相互邻接 的方式设置。由此，即使在从发光部射出的光具有发散性盼瞎况下，来自其中 一个光传感器的发光部的光仅仅到达该光传 的感光部，与该感光部邻接的 另一光传感器的发光部，不到达另一光传麟的感光部。由此，在光闸仅仅封 闭其中一个光传感器的光路的场合，其感光部不对来自另一光传感器的发光部 的光进行感光，故可使感光部的感光的有无的切换的定时，与光闸的光路的实 际的开闭定时一致。因此，即使在从发光部射出的光具有发散性的情况下，仍 不穀唭它的光传麟的影响，可以高精度检测键的接触信息。由于相同的理由，故无论光传感器的发光部和感光部之间的光闸的通过位 置，均可使感光部的感光的有无的切换的定时与光闸的光路的实际的开闭定时 一致。另外，即使在减小多个光传感器之间的间距的情况下，仍不对检测精度 造成影响，由此，通过象这样处理，可提高光传繊的安装密度，并且减小按 压速度的检测区间，可比如，以高精度检测击打弦之前的按压^il度。另外， 即使在较高地设定发光部的发光强度的情况下，由于不影响检测精度，故通过 m^样处理，使光传感器的输出稳定，可以更加高精度检测键的接触信息。权利要求2所述的发明涉及权利要求1所述的纖乐器的接触检测装置， 其特征在于，光闸按照减小由上述光闸反射的光的光量的方式构成。在权利要求1所述的,检测装置中，在il5i光闸，将其中一个光传感器 的光路关闭的状态，来自另一光传自的发光部的光由光闸反射，到达其中一 个光传感器的感光部。按照本发明，由于光闸象，那样构成，故在来自另一 光传感器的发光部的光由光闸反射时，该反射光的光量通过光闸减小。因此， 即使在该反射光到达其中一个光传 的感光部盼瞎况下，仍可确实排除反射 光的不利影响。


图1为表示本发明的第1实施g的接触检测装置和采用它的无声钢琴的基本结构的图；图2为图1的部分放大图；图3为图1的第1和第2光传感器的透视图；图4为图1的第1和第2光传感器的电路图；图5为图1的第1和第2光传感器的顶视图；图6为键的按压和离开时的第1和第2检测信号的时序图；图7为表示图1的音乐发生装置的一部分的图；图8为表示图7的CPU进行的发音和止音的定时的确定处理的时序图； 图9为表示图7的CPU进行的離力度(velocity)的确定处理的流程图； 图10为标第1实施絲的娜实例的部^t视图； 图11为表示本发明的第2实施形式的接触检测装置和采用它的无声钢琴的 外观结构的图；图12为恭，的按压和离开时的第1 第3检测信号的时序图；图13为^S51图7的CPU进行的，第2实施形态的发音和止音的定时的确定处理的流程图；图14为过去的接触检测體和采用它的自动演奏钢琴的部州则视亂图15为以示意方式g从第1和第2传感器中的(a)发光部射出光的样子，以及(b) M光闸隔断来自第l传感器的发光部的光的样子的亂图16为在光闸的通过位置接近(a)感光部侧的场合，以及接近(b)发光部侧的场合的光闸的光的隔断的样子的图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的 的实施形式进行具体说明。图1为采用本 发明的第1实施形式的接触检测装置1的直立型的无声钢琴2 (键盘乐器)。另 外，在下面的说明中，按照从演奏者观看无声钢琴2的场合的誕自己侧(图l 的右侧)为言，里侧(图1的左侧)为"后"，另外，左侧和右侧分别为"左' 称'右'的方式进fiH兑明。象图1所示的那样，该无声钢琴2包括设置于架板3上、由白键4a和黑键 4b构成的多个(比如，88个)的键4 (仅仅图示各l个)；，于键4的后部 上方的动作部9;针对各键4而设置，击打弦S的弦锤5;以电子方芽生演奏 音用的音乐发生装置IO (参照图7)。在该无声钢琴2中，演奏模式切换到通过弦锤5的弦S的击打弦，产生声学的演奏音的普通演奏模式；在阻止弦锤5
的击打弦的状态，M:音乐发生装置io，产生演奏音的无声演奏模式。 键4 M:形成于中间部的平衡销孔(图中未示出)，以可自由转动的方式
支承于立设于设在架板3上的平衡轨3a上的平衡销11上。
动作部9用于伴随键4的按压，使弦锤5转动，沿前后方向延伸，包括在 各键4的后部经由卡钉(c叩stanscrew) 12而放置的舟型杆(wippen) 13;安装 于舟型杆13上的顶杆(jack) 14等。各舟型杆13在其后端部，以可自由转动 的方式支承于中间轨15上。顶杆(jack) 14呈L字状，由沿上下方向延伸的上 突部14a，与从其下端部向ff^基本垂直地延伸的卡合部14b构成，在其角部， 以可自由转动的方式安装于舟型杆13上。另外，在中心轨15的后端部，以可 自由转动的方式安装阻尼器(damper) 16。
另一方面，弦锤5由铰链5a;从铰链5a向上方延伸的弦锤柄5b，安装于 弦锤柄5b的顶端部上的弦锤头5c等构成，在铰链5a的下端部，以可旋转的方 式安装于中心轨15上。在图1所示的离键状态，在铰链5a上卡合有顶杆(jack) 14的上突部14a的前端，并且弦锤柄5b倾斜地与弦锤轨17接触，弦锤头5c与 弦S面对。
另外，接触检测装置1包括體于各键4上的，光闸6和第1与第2光传 麟7、 8等。
光闸6呈板状，象图1所示的那样，在各键4的下面的平衡销11的前侧， 按照向下方，地突出的方式成一体设置。象图2所示的那样，光闸6呈倒L 字状，其由矩形的左半部6L，与从左半部6L的上半部向右方延伸的右半部6R 形成，右半部6R的下端高于左半部6L的下端。
lt附，光闸6比如，由不使光实JJM射的合自脂形成，在其表面的整个 面的范围内，进行用于减小通过光闸6反射的光(在下面称为"g光")的光 量的加工。作为其表面加工，列举有比如，起绉加工。比如，通过放电加工或 喷砂,的处理，使模具预先赋予起绉用的凹凸部，由此在成形时实施起绉加工。 fflm光闸6，进《m样的表面加工，表面粗糙度增加，光闸6的g量的光量 减小。
第1和第2光传麟7、 8ffl31相互相同的结构的光斩波器构成。象图2 图5所示的那样，第1光传感器7由侧面^RM U形的外壳7c;在该外壳7c中，按照沿前后方向相互面对的方式设置的一对发光二极管7a (发光部)和光 电晶体管7b (感光部)构成。同样，第2光传麟8由在外壳8c中，沿前后方 向面对的方式设置的一对发光二极管8a (发光部)和光电晶体管8b (感光部) 构成。第l和第2光传感器7、 8以外壳7c、 8c直立的状态安装于设置于架板3 上的衬底19上。象图2所示的那样，第1和第2光传感器7、 8分别按照沿左 右方向并列的方式设置于光闸6的左半部6L和右半部6R的下方。
发光二极管7a、 8a由pn连接的二极管构成，它们的阳极禾,极分别与衬 底19电连接。这些发光二极管7a、 8a分别M51将驱动信号从后述的CPU23输 出给这些阳极的方式进行导通驱动，由此，射出光。另外，发光二极管7a、 8a 的发光强自应于供给阳极的电流量而变化，电流M大，上述发光强M高。
光电晶体管7b、 8b由npn连接的双极晶体管构成，它们的集电极和发射极 分别与衬底19电连接。这些光电晶体管7b、 8b M相当于它们的基极的感光 面(图中未示出)而进行感光，对应于该光，进行导M/截止驱动，集电极与发 射极之间切换到导通状态或非导通状态。具体来说，在通过感光面感光的光的 光量(在下面称为"感光量')在规定量级以上时，集电极与发射极之间为导通 状态，在小于规定量级时，集电极与刻寸极之间为非导通状态。
象图3和图5所示的那样，在第1和第2光传麟7、 8中，它们的发光侧 和感光侧前后相反地设置。即，第l光传感器7的发光二极管7a和第2光传感 器8的光电晶体管8b按照相互邻接的方式设置于光闸6的转动路径的后侧，第 1光传感器7的光电晶体管7b和第2光传感器8的发光二极管8a按照相互邻接 的方式设置于转动路径的前侧。M以上的结构，象图5所示的那样，发光二 极管7a向前方射出光，发光二极管8a相反地向后方射出光。光电晶体管7b通 过感光面而对来自发光二极管7a的，行感光处理，光电晶体管8b M感光 面而对来自发光二极管8a的^it行感光处理，将这些感受的光变换为电信号。 这些电信号作为与键4的转动位置相对应的第1和第2检测信号Sl 、S2而输出。
具体来说，il31打开连接发光二极管7a、 8a和光电晶体管7b、 8b的感光 面的光路，允许感光面的感光，这样，感光面的感光量在规定级别以上，光电 晶体管7b、8b的集电极与发射极之间为导通状态，M射极输出H电平的信号。 另一方面，通过隔断该光路，阻止感光面的感光，感光面的感光量小于规定级 别，由此，集电级与发射级之间为非导通状态，从发射极输出L电平的信号。另外，象图l所示的另卩样，在弦锤5和弦S之间，设置止动件18。该止动 件18用于在无声演奏模式的场合，阻止弦锤5对弦S的击打。该止动件18由 主体部18a，与安装于其綱面的缓冲件(cushion:图中未示出)等构成。止动 件18在主体部18a的基端部，以可自由转动的方式支承于支点18b处，ilil电 动机(图中未示出)而驱动。该止动件18在通常演奏模式时，沿上下方向延伸， 驱动到从弦锤5的弦锤柄5b的转动范围内部弓腿的弓腿位置(图1的实线位置)， 另一方面，在无声演奏模式时，沿前后方向延伸，驱动到iaA弦锤柄5b的转动 范围内部的iftA位置(图1的虚线位置)。另外，电动mM31来自CPU23的驱 动信号驱动。
舰以上结构，如果按压键4，贝U键4以平衡销11为中心而沿图1的顺时 针方向转动，伴随该转动，舟型杆13 ，时针方向转动。伴随该舟型杆13的 转动，顶杆(jack) 14与舟型杆13—起而向上方移动，其上突部14a使铰链5a 上突，由此，弦锤5 ,时针方向转动。顿常演奏模式的场合，M将止动 件18驱动到引退位置，弦锤5c击打弦S。另一方面，在无声演奏的场合， 将止动件18驱动到i4A位置，在弦锤5c击打弦S之前，弦锤柄5b与止动件18 接触，阻止弦S的击打。另外，伴随该键4的转动，光闸6实5鹏1和第2光 传 !7、 8的光路的开闭，对应于此，输出第1和第2检测信号S1、 S2。
图6表示伴随键4的转动的第1和第2检测信号S1、 S2的时序图。首先， 在图l所示的离键状态，光闸6打开第1和第2光传麟7、 8的光路，由此， 第1和第2检测信号S1、 S2均为H电平。如果从该离键状态按压键4，贝赃伴 随该瞎况，光闸6向下方转动，其左半部6L到达第1光传繊7的光路上时， Sil隔断该光路，第1检测信号Sl从H电平下降到L电平(定时tl)。另外， 转动进行，光闸6的右半部6R到达第2光传繊8的光路上，通过隔断该光路， 第2检测信号S2从H电平下降到L电平(12)。然后，如果离 m4，贝鹏4 沿压键时相反的方向恢复转动。在该转动的中途，打开第2光传感器8的光路， 第2检测信号S2从L电平上升到H电平(t3),如果恢复转动进一步进行，则 打开第1光传 7的光路，第1检测信号S1从L电平上升到H电平(t4)。
音乐发生装置10在无声演奏模式时，产生音乐，象图7所示的那样，其由 传自扫描电路22、 CPU23、 ROM24、 RAM25、音源电路26、波M储器27、 DSP28、 D/A转换器29、功率放大器30和扬声器31等构成。传li^3描电路22根据从第1和第2光传繊7、 8输出的第1和第2检测信号S1、 S2，检测 键4的on/off信息，以及指定on或off的键4的键号信息，将这些on/off信息 和键号信息与第1和第2检测信号S1、 S2—起，作为键4的按压信息娜，输 出给CPU23。此外，传繊扫描电路22具有在第1检测信号Sl从H电平下降 到L电平之后，计算第2检测信号S2从H电平下降到L电平的时间的降值 (down-count)计数器(图中未示出)，将该计数值cnt输出给CPU23。
ROM24不但存储由CPU23执4亍的控制程序，而且存储用于控制音量等的 固定 等。另外，RAM25暂时存储标无声演奏模式时的动作状态的状雄 息等，并且作为CPU23的作业区域而^ffi。
音源电路26按照来自CPU23的控带腊号，从波棘储器27读出音源波形 数据和包络数据，在已读出的音乐波形数据中附加包络数据，由此，产生形成 原音的音乐信号MS。 DSP28在由音源电路26形成的音乐信号MS中，附加规 定的音响效果。D/A变换器29将通过DSP28而附加有音响效果的音乐信号MS 从数^t号变换为模拟信号。功率放大器30按照规定的增益对经变换的模拟信 号进行放大，扬声器31再生已放大的模拟信号，作为音乐而播放。
CPU23在本实施絲中，构成接触信息检测部件，絡无声演奏模式时， 控制音乐发生装置10的动作。CPU23对应于第1和第2光传感器7、 8的第1 和第2检测信号S1、 S2，确定发音和止音的定时，并M应于键4的按JBg^ V，确定控制音翻的纖力度(velocity)。
图8为表示发音和止音的定时的确定鹏的^f呈图。该处理针对88个全部 的键4，依次进行。在本处理中，首先，在步骤l (图示为"S1"。以下相同)， iim键4的键号n (n=l 88)进行初始化处理，设定为值l。
接着，在上次和本次之间，判断是否第1光传感器7的第1检测信号Sl维 持在L电平，并且第2光传感器8的第2检测信号S2从H电平变为L电平(步 骤2)。在辩,结果为"是对，艮P，在通过光闸6，隔断第1光传感器7的光 路的状态，并且隔断第2光传感器8的光路之后的定时时(图6的t2)，按压 键4，为了开始发音，将发音开始标志FJSTR设定为"1"(步骤4)。
^Jl^步骤2的判断结果为"否"时，在上次和本次之间，判断是否第1和 第2检测信号Sl 、 S2均从H电平变为L电平(步骤S3 )。在该判断结果为"是'， 将第1和第2光传感器7、 8的光路均隔断时，用力地强按压键4，进行，步骤4，将发音开始标志RJ4STR设定为1"。如果象lj^那样，将发音开始标志 F_JVISTR设定为1"，贝ij将开始发音的控制信号输出纟緒源电路26，由此，开始 发音的开始动作。
另一方面，在上述步骤3的判断结果为"否"时，判断是否第1检测信号Sl 从L电平妙H电平(步骤5)。在激,结果为"是"，打开第1光传繊7 的光路之后的定时时(图6中的t4)，离开键4，为了停止发音，将发音停止标 志RJV1STP设定为"1"(步骤6)。如果象，那样，将发音停止标志F_MSTP 设定为"1",贝鹏停止发音的控制信号输出^W源电路26，由此，开始发音的 停止动作。
另一方面，在上述步骤5的判断结果为"否"时，離进行上述步骤4或上 述步骤6之后，使键号n递增(步骤7)。接着，判断递增的键号n是否大于值 88 (步骤8)。在该判断结果为"否"，n^88时，返回到战步骤2，反复进行步 骤2以后的，处理。另一方面，在该步骤8判断结果为"是"，n〉88时，艮P， 在针对键88的全部，结束，处理时，结束本处理。
图9为战離力度的确定M的流程图。在本处理的场合，首先，判断 是否第1检测信号Sl从H电平变为L电平(步骤11)。在游,结果为"是"， M31光闸6，隔断第1光传感器7的光路之后时(图6中的tl)，将此时的计数 值cnt设定为第l计数值Cl (步骤12) ， itA步骤13。
另一方面，战步骤11的判断结果为"否"，第1检测信号Sl未从H电平 变为L电平时，瑕^ii^步骤12，而iSA步骤13。在该步骤13，判断是否第1 检测信号Sl为L电平，并且第2检测信号S2为H电平。在该判断结果为"是"， 光闸6将第1光传感器7的光路隔断之后，尚未隔断第2光传感器8的光路时， 在使计数值cnt递减之后(步骤14) ， itA步骤15。
另一方面，^i^步骤13的判断结果为"否"时，瑕^J^步骤14，不使计 数值cnt递减，而iftA步骤15。在该步骤15，判断是否第2检测信号S2从H 电平变为L电平。在该判断结果为"否"时，结束本处理。
另一方面，在战步骤15的判断结果为"是'，隔断第2光传感器8的光路 之后时(图6中的t2)，将此时的计数值cnt作为第2计数值C2而设定(步骤 16)。
接着，计算第1计数值Cl和第2计数值C2的偏差Acnt (Cl —C2)(步骤17)。该偏差Acnt象根据到目前描述的计算方法而显然知道的那样，相当于 在光闸6将第1光传感器7的光路隔断之后，隔断第2光传感器8的光路所需 要的时间，与键4的按腿度V成反比。接着，以偏差Acnt除以第l和第2光 传 7、 8之间的转动行程ST，并且将所得到的商，与规定的系数K相乘， 由此，计算键4的按压鹏V (步骤18)。该系数K用于将偏差Acnt换算为 时间。另外，根据在战步骤18计算的按^iMV，确定離力度(步骤19)， 结束本处理。
另外，在战实例中，根据来自传繊扫描电路22的按键信息繊，CPU23 进行纖力度的确定处理，但是，也可代替传繊扫描电路22和CPU23，而采 用检测按键信息数据，并且根据已检测的按键信息数据确定，力度的专用的 检测机构，比如，LSI等的大规模集成电路而进行。由此，可離CPU23的负荷。
象Jl^l卩样，按照本实施皿，第1光传感器7的发光二极管7a和第2光 电传感器8的光电晶体管8b设置于光闸6的转动路径的后侧，第1光传感器7 的光电晶体管7b和第2光传感器8的发光二极管8a设置于转动路径的前侧。 由此，象图5所示的那样，来自发光二极管7a的光未能到达光电晶体管8b而 进行感光，来自发光二极管8a的光也未能到达光电晶体管7b而进行感光。
于是，在光闸6仅仅关闭发光二极管7a的光路的状态，光电晶体管7b不 对发光二极管8a的舰行感光，由此，与过去不同，可^蝶1检测信号S1的 下降和上升的定时tl、 t4与光闸6的光路的实际的开闭定时一致，以高精度检 测。于是，即使在发光二极管7a、 8a射出的光具有发散性的情况下，不穀U其 它的光传感器的影响，可以高精度检测按压键和离滩的定时，可适当地确定 发音和止音的定时，可以高精度检测按压^3i^V等，可以高精度检测键4的 接触信息。
另外，由于相同理由，可获得下述的^媒。
1 .无论第1光传感器7的发光二极管7a和光电晶体管7b之间的光闸6的通 过位置，可使第1检测信号Sl的下降和上升的定时与光闸6的光路的实际的开 闭定时一致，以高精度检测。
2.由于即使在减小第1和第2光传感器7、 8之间的间距盼瞎况下，仍不影 响第1和第2检测信号Sl 、 S2，古M31^g样形成，可提高第1和第2光传感器7、 8的安装密度，同时按H3I度V的检测区间变短，由此，可以高精度检测 比如，作为按压^f言息的重要的，击打弦S前的按HiU变V。
3.由于即使在较高地设定发光强度盼瞎况下，仍不影响第1和第2检测信号 Sl、 S2，古爐过^3^样，可j蝶l和第2光传麟7、 8的输出稳定，可以更高 精度检测键4的接触信息。
另外，由于对光闸6进行表面加工，以便减小鄉光的光量，故在关闭第l 光传感器7的光路的状态下，来自第2光传感器8的发光二极管8a的光由光闸 6湖时，该反射光的光量由光闸6减小。于是，即使在该娜光到达第1光传 麟7的光电晶体管7b的情况下，仍可确实排除鄉光的不利影响。另外，由 于即使在Mil光闸6关闭第1和第2光传感器7、 8的两者的光路的状况下，来 自第1光传感器7的发光二极管7a的光由光闸6反射时，H^光的光量减小， 故育,确实排除该娜舰第2光传繊8的不利影响。
图10表示第1实施形态的变形实例。该变形实例在图2和图3的第1实施 形态中，相对第1和第2光传感器7、 8 a:立于架板3上的衬底19 (参照图2) 的状态设置的情况，不同点仅仅在于在第1和第2光传繊7、 8倒在衬底19 上的状态下，另外在外壳7c、 8c的开口侧相互面对的状态设置。在该变形实例 中，与第1实施形式同样，第1光传 7的发光二极管7a和第2光传感器8 的光电晶体管8b按照相互邻接的方式體于光闸6的转动路径的后侧，第1光 传 17的光电晶体管7b和第2光传感器8的发光二极管8a按照相互邻接的 方式设置于转动路径的前侧。
按照该结构，由于来自第2光传感器8的发光二极管8a的光未能到达第1 光二极管7的光电晶体管7b而进行感光，故完全同样地可获得第1实施形态的 战效果。另外，在该'娜实例中，由于第1禾嘴2光传感器7、 8在倒的状态 i體，故可减小架板3和键4之间的空间，由此，可实现 乐器主体的小型 化。
图11表示本发明的第2实施形式的接触检测装置35。另外，在以下的说明 中，针对与第1实施形式相同的结构，采用同样的标号，其具体的说明省略。 象该图所示的那样，该接触检测體35包括體于键4的第1光闸40，与设置 于弦锤5上的第2光闸41等。
第1光闸40与第1实施形态的光闸6相同，呈矩形的板状，并且按照向下方延伸的方式安装于键4的下面上。在第1光闸40的下方，设置第1光传mi 42。第1光传感器42按照与第1实施形式的第1和第2光传感器7、 8相同的 方式构成，由一对发光二极管42a和光电晶体管42b构成，它们与衬底19 (参 照图2)电连接。
第2光闸41呈矩形的板状，象图11所示的那样，固定于弦锤5的弦锤柄 5b的背面上，向后方延伸。对第2光闸41，与第1实施絲的光闸6相同，进 行用于减小第2光闸41的湖光的光量的表面加工。另外，在第2光闸41的 后方的规定位置，设置第2和第3光传感器43、 44。
第2和第3光传 43、 44安装于衬底45上，并且与第1光传感器42相 同，分别由一对发光二极管43a和光电晶体管43b，与一对发光二极管44a和光 电晶体管44b构成。第2和第3光传繊43、 44沿着第2光闸41的转动路径, 沿前后并列的方式设置。衬底45在按照规定的角度而倾斜的状态安装于安装轨 (图中未示出)的规定位置。该安装轨架于分别设于架板3的左右端部的托架(均 在图中未示出)之间。
另外，第2光传 | 43的发光二极管43a和第3光传感器44的光电晶体 管44b按照相互邻接的方式设置于第2光闸41的转动路径的右侧，第2光传感 器43的光电晶体管43b和第3光传感器44的发光二极管44a按照相互邻接的 方式设置于转动路径的左侧。发光二极管43a、 44a分别朝向光电晶体管43b、 44b射出光，光电晶体管43b、 44bfflil其感光面，分别对来自发光二极管43a、 44a的光进行感光，将该感受的光变换为电信号，并且将该电信号作为第2和第 3检测信号S12、 S13，输出给传感器扫描电路22。
图12恭示伴随键4的转动的第1 第3检测信号S11 S13的时序图。首 先，在图ll所示的离键状态下，第1光闸40打开第1光传感器42的光路，并 且第2光闸41打开第2和第3光传感器43、 44的光路，由此，第1 第3检测 信号S11 S13均为H电平。如果从该离键状态按压键4，贝胖随该瞎况，第l 光闸40向下方转动。在于该转动的初期，第1光闸40到达第1光传感器42的 光路上时，隔断该光路，由此，第1检测信号S11从H电平下降到L电平(定 时tll)。
另外，随着伴随该按键而弦键5沿图11的逆时针方向转动，第2光闸41 与弦键5成一條动。在该转动的中途，在第2光闸41至lj达第2光传繊43的鹏上时，隔断该鹏，由此，第2检测信号S12从H电平下降到L电平(tl2)。 在转动进一步进行，弦锤柄5b与止动件18接触之前，第3光传感器44的光路 由第2光闸41隔断，由此，第3检测信号S13从H电平下降到L电平(tl3)。然后，如果离，4，贝鹏4和弦锤5在与按压键时相反的方向恢复转动。 在该转动的中途，第3光传感器44和第2光传感器43的光路依次开放，第3 检测信号S13和第2检测信号S12依次从L电平上升到H电平(tl4、 t15)。 如果恢复转动进一步进行，则将第1光传感器42的光路开放，第1检测信号Sl 1 从L电平上升到H电平(tl6)。图13为对应于M第1 第3检测信号Sl 1 S13 ，标发音和止音的定时 的确定处理的^^呈图。在本处理中，根据第2和第3检测信号S12， S13，确定 发音定时，根据第l检测信号Sll，确定止音定时。在本处理中，首先，与图8所示的处理的步骤1相同，通，键4的键号n 进行初始化处理，设定为值l (步骤21)。接着，在前次和本次之间，判断是 否第2光传感器43的第2检测信号S12维持在L电平的状态，并且第3光传感 器44的第3检测信号S13从H电平变为L电平(步骤22)。在该判断结果为"是" 时，艮P，在M31第2光闸41隔断第2光传繊43的光路的状态下，并且隔断 第3光传感器44的光路之后时(图12的tl3)，作为弦锤柄5b与止动件18接 触之前的定时，即，弦锤5击打弦S之前的定时，将发音开始标志F_MSTR设 定为"l"(步骤24)。另外，根据第2和第3检测信号S12、 S13从H电平下降 到L电平的定时的时间差(tl3-tl2)，检测弦锤5的转动速度，艮卩，击弦皿。另一方面，战步骤22的判断结果为"否"时，在前次和本次之间，判断是 否第2和第3检测信号S12、 S13均从H电平变为L电平(步骤23 )。在i錄lj 断结果为"是"，第2和第3光传感器43、 44的^ 各均隔断时，用力地强按压键 4，进入，步骤24，将发音开始标志FJSTR设定为1"。另外，在Jl^步骤23的判断结果为"否"时，判断是否第1检测信号Sll从 L电平变为H电平(步骤25)。在游嘶结果为"是"，打开第1光传麟42 的光路之后的定时时(图12中的tl6)，为了离JFH4而停止发音，将发音停 止标志F_MSTP设定为1"(步骤26)。此后的处理与图8的处理相同(步骤 27、 28)。如上所述，按照本实施形态，第2光传感器43的发光二极管43a和第3光传感器44的光电晶体管44b ，于第2光闸41的转动路径的右侧，第2光传 感器43的光电晶体管43b和第3光传感器44的发光二极管44a设置于转动路 径的左侧。由此，来自另一光传繊的发光二极管44a、 43a的光没有到达第2 和第3光传感器43、 44的光电晶体管43b、 44b。因此，与第1实施形态相同， 兽,使第2检测信号S12的下降和上升的定时t12、 t15与第2光闸41的光路的 实际的开闭定时一致，以高精度进行检测。其结果是，即使在从发光二极管43a、 44a射出的光具有发散性的情况下，仍不受到另一光传麟的影响，可以高精度 检测弦锤5的击弦的定时和击弦驗等，可获得与第1实施脇相同的效果。特别是，在本实施脇中，由于舰第2和第3光传麟43、 44检测弦锤 5的击弦鹏，故减小两个传繊43、 44之间的间距，由此，可以更高精度检 测检测作为接触信息的重要的，弦锤5的实际的击弦鹏。另外，由于对第2光闸41进行表面加工，以便减小鄉光的光量，故倉嬾 可靠地排除从第3光传感器44的发光二极管44a射出、并在第2光闸41反射 的M第2光二极管43造成的不利影响。同样，即使ffiffi过第2光闸41关闭 第2和第3光传 43 ， 44的两者的光路的状态下，来自第2光传感器43的 发光二极管43a的光在第2光闸41反射时，反射光的光量减小，由此，育,可 靠地排除该娜舰第3光传繊44的不利影响。此外，本发明并不限于已说明的实施形态，可舰各种M而实施。比如， 在第1实施皿中在键4附近、在第2实施形态中在弦键5附近，分别设置2 个光传感器，但是，也可进一步增加它们的数量。在此场合，邻接的各2个光 传感器按照其中一个发光二极管和另一光电晶体管交替地并列的方式设置。由此，在邻接的各2賴传繊之间，可获得m:实施條描述的效果。还有，在第l实施g中，沿左右方向设置第1和第2光传感器7、 8，但 是，也可沿前后方向设置，另外，还可沿光闸6的转动路径而设置。另外，在 第1实施形态中，在光闸6的转动路径的后侧，设置第1光传自7的发光二 极管7a和第2光传感器8的光电晶体管8b，在转动路径的前侧體光电晶体管 7b和发光二极管8a，但是，当然也可相反地體它们。该斷观于第2实施形 态也是相同的。再有，在第l实施脇中，为了依次开闭2个光传繊的光路，呈阶梯状 形成光闸6，但也可代替该方式，对光闸设置缝隙或窗。另夕卜，在实施形态中，光传自采用由发光二极管和光电晶体管形成的光斩波器，但是，也可采用其 它类型的合适的光传感器，比如，采用发光部由激光二极管等构成，感光部由 光电二极管等构成的结构。另外，在实施形态中，为了减小反射光，对光闸的 表面进纟琉铍加工等的表面加工，但是，除此之外或者取而代之，还可采用其 它适当的手段，比如，可以对包括光闸的表面的部分进行着色。另外，在比如， 从发光二极管射出红外线的场合，也可将光闸着成黑色，由此，可吸收该光， 减小鄉光的光量。另外，该场合的着色也可在成形光闸之后进行，另外，还 可在光闸成形时，比如采用有色的树脂而进行。另外，在第2实施絲中，在键4Pf爐仅仅體l个第l光传麟42，但 是，也可与第1实施皿相同，设置2个光传 ，并且适用本发明，以光闸 的转动路径为其之间，相互相Ri也设置2个光传感器的发光二极管和光电晶体 管。在此场合，比如，根据两光传感器的各自的上升的定时的时间差，检测离 自度，根据该离 度，确定止音定时。在声学钢琴中，根据平稳地离，4 还是决速地离开键4，而阻尼器的作用不同。于是，ilil将2个光传自象， 那样设置，能够以高精度检测离皿度，通过根据该离II3I度确定止音定时， 可忠实地再现声学钢琴的阻尼器的止音的定时。此外，在第2实施絲中，将第1 第3检测信号S11 S13输出给1个传 麟扫描电路22，但是，并不限于此，比如，也可另行设置2个传繊扫描电 路，设置于键4附近的第1光传感器42的检测信号Sll输出给其中一个传 扫描电路，设置于弦锤5附近的第2和第3光传感器43， 44的第2和第3检测 信号S12、 S13输出给另一传感器扫描电路。在此场合，可容易进行各自的光传 繊和传^3描电路的连接，并可提高光传繊的體的自由度。还有，实施形态为将本发明用于直立型的无声钢琴2的实例，但是，本发 明并不限于此，也可适用于大型(grand-type)的无声钢琴，另外，还可适用于 自动演奏钢琴或电预琴等的其它类型的键盘乐器。另外，第1实施形式的接 触检测装置1当然可适用于具有弦锤的自动演奏钢琴或电子琴，但还可适用于 不具有弦锤的电子琴等其它类型的键盘乐器。另外，在本发明的主旨范围内， 可对细节i^f亍适当改变。产业上的利用可能性本发明的键盘乐器的接触检测装置，用于无声钢琴、自动演奏钢琴或电子琴等，可提高多个光传感器的安装密度，并且在不受至跌自其它的光传感器的 光的影响的情况下，能够以高精度检测键的接触信息。
权利要求
1. 一种键盘乐器的接触检测装置，用于检测包括可自由转动的键的按压键信息的接触信息，其特征在于，该装置包括光闸，其伴随上述键的转动而转动；多个光传感器，其设置于上述光闸的转动路径的附近，并且在该转动路径的两侧，分别具有发光部及对从该发光部射出的光进行感光的感光部；接触信息检测部件，其在上述键转动时，根据上述感光部的感光的有无，检测上述接触信息，上述感光部的感光的有无对应于上述光闸的来自上述多个光传感器的上述发光部的光之光路的开闭；其中，对于上述多个光传感器中的邻接的2个，设置成其中一个光传感器的发光部和另一光传感器的感光部在上述光闸的上述转动路径的同侧相互邻接。
2. 根据权利要求1所述的,乐器的接触检测装置，其特征在于，上述光闸 按照使得由上述光闸所反射的光的光量减小的方式构成。
全文摘要
本发明提供一种键盘乐器的接触检测装置，其可提高多个光传感器的安装密度，并且不受到来自其它光传感器的光的影响，能够以高精度检测键的接触信息。其包括光闸(6)，该光闸伴随键(4)的转动而转动；多个光传感器(7、8)，其设置于光闸(6)的转动路径的附近，并且在转动路径的两侧，分别具有发光部(7a、8a)与对从发光部射出的光进行感光的感光部(7b、8b)；接触信息检测部件(23)，其在上述键(4)转动时，根据与光闸(6)的来自多个光传感器(7、8)的发光部的光的光路之开闭相对应的上述感光部的感光的有无，检测接触信息，多个光传感器(7、8)中的邻接的2个按照它们中的一个光传感器的发光部和另一光传感器的感光部在光闸(6)的转动路径的同侧相互邻接的方式设置。
文档编号G10H1/34GK101288114SQ20068003333
公开日2008年10月15日 申请日期2006年4月7日 优先权日2005年9月15日
发明者平野哲也 申请人:株式会社河合乐器制作所