在用于发生机构中击打构件的驱动控制装置中模拟弱音的制作方法

在用于发生机构中击打构件的驱动控制装置中模拟弱音的制作方法
【专利摘要】一种声音产生机构，设置有用于响应于击打构件(弦槌)的击打产生振动声音的发声构件(琴弦)，所述声音产生机构根据演奏数据被自动地演奏。演奏数据包括用于指定发声构件应该被击打构件击打的正时的击打数据(音符开事件数据)、表示击打强度的速度数据和用于控制弱音操作的弱音数据(弱音踏板数据)。控制部分根据速度数据确定击打构件的驱动开始正时，其方式是在通过击打数据指定的正时击打构件击打发声构件，且执行控制从而驱动开始正时根据弱音数据而被提前。由此，在通过击打数据指定的击打正时击打发声构件，但是也根据弱音数据执行弱音控制。结果，弱音可被恰当地模仿，而没有声音产生开始正时的偏差。
【专利说明】在用于发生机构中击打构件的驱动控制装置中模拟弱音
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及在用于声音产生机构中的击打构件的驱动控制装置中模拟弱音。例如，本发明涉及自动演奏乐器，其设置有自动演奏功能，例如钢琴、钢片琴和钟琴，且更具体涉及设置在自动演奏乐器中的击打构件的驱动控制，例如弦槌。
【背景技术】
[0002]自动演奏钢琴被认为是原声乐器的例子，其根据演奏指令数据执行自动演奏。通常，自动演奏钢琴包括对设置在普通钢琴中的弦槌进行驱动的驱动机构和控制通过驱动机构做出的弦槌驱动的控制装置。自动演奏钢琴的控制装置根据演奏指令数据控制驱动机构对弦槌进行驱动的工作情况，所述弦槌设置为与琴弦(更具体地，琴弦组)成相对应的关系，所述演奏指令数据表示应该被弦槌击打的琴弦(琴弦组)的音高、琴弦击打正时和强度。结果，音乐作品被自动演奏钢琴自动地演奏或弹奏。
[0003]具有发声构件(在钢琴的情况下是琴弦)的一些乐器(例如钢琴)设置有弱音机构，所述发声构件每一个可通过被相应的一个弦槌击打而振动，以由此产生特定的声音或乐音)。例如，许多钢琴包括诸如弱音机构这样的弱音踏板机构。通常，在三角钢琴的弱音机构中，响应于演奏人按压弱音踏板，整个弦槌机构被促使相对于琴弦向右移动。由此，本领域技术人员可以将弱音机构称为“柔音踏板”。由此，为了在本说明书中方便描述，设置在钢琴中的弱音机构(包括称为“柔音踏板机构”的机构)在下文被称为“弱音踏板机构”，且设置在弱音踏板机构中的踏板在下文被称为“弱音踏板”。
[0004]在三角钢琴的情况下，一旦琴键通过被按下的弱音踏板机构的弱音踏板击打或按下，则对应于被按下琴键的一组琴弦(一个或多个琴弦)被相应的弦槌击打，弦槌的位置与琴弦延伸的方向(即琴弦延伸方向)垂直地移位。由于弦槌的这种移位，与琴键被未被按下的弱音踏板击打或按下的情况相比，被一个弦槌击打的琴弦的数量减少，或击打琴弦的弦槌的位置朝向琴弦的端部(更具体地，一组琴弦的端部)移动。由此，通常，从弱音踏板被按下的钢琴产生的可听见声音将为听众通过更柔和的印象。
[0005]进一步地，在直立钢琴的情况下，一旦琴键通过被按下的弱音踏板机构的弱音踏板击打或按下，则相应的琴弦被弦槌击打，所述弦槌的枢转运动在比通常更靠近琴弦的位置开始。由此，在这种情况下，弦槌以比弱音踏板未按下时弦槌击打琴弦的情况更低的速度击打琴弦。结果，将从钢琴产生更小音量的声音。
[0006]根据演奏指令数据用于执行音乐作品自动演奏(涉及弱音)的技术也是公知的，所述演奏指令数据包括表示弱音踏板按压的处在/不存在或深处的数据(弱音数据)。例如，在已
【公开日】本专利申请N0.HE1-5-289657中公开的自动演奏钢琴(下文称为“专利文献I”)中，如果表示击打琴键的ON事件指令产生时刻弱音踏板按压的存在/不存在的弱音踏板事件信息表示为“0N”，则执行琴键击打强度信息的转换，从而根据被转换的琴键击打强度信息驱动琴键。结果，在弱音踏板机构没有被驱动的情况下执行被赋予弱音效果的自动演奏。
[0007]在专利文献I公开的自动演奏钢琴的情况下，如果在琴键的击打已经通过演奏指令数据指示时通过弱音数据指示弱音，则要被输入到相应琴键螺线管(其经由琴键驱动弦槌)的平均电功率通过琴键击打强度信息的转换而被减小。结果，与不执行琴键击打强度信息转换的情况相比，弦槌的琴弦击打速度减小，从而从相应的琴弦产生弱的声音。
[0008]如果仅仅通过转换琴键击打强度信息而执行弱音以由此减少弦槌驱动力，则在弦槌的驱动开始正时没有改变的情况下弦槌的运动速度降低从而弦槌击打相应的琴弦的正时(琴弦击打正时)将被延迟。图9是显示在已经仅通过琴键击打强度信息的转换而执行弱音时琴弦击打正时如何移位的图。在图9中，水平轴线代表从琴键被琴键螺线管按压的开始正时逝去的时间，而垂直轴线代表琴键按压的深度。在琴键通过琴键螺线管按下时，与被按下琴键接触的弦槌接触被驱动以朝向相应的琴弦运动。因此，琴键按压的深度与弦槌和琴弦之间的距离成比例。
[0009]在图9中，(a)显示了在不执行弱音的情况下从琴键按压开始时刻到琴弦击打时刻琴键按压的深度随时间的变化，且(b)显示了在执行弱音的情况下从琴键按压开始正时到琴弦击打正时的琴键按压深度随时间的变化。如这些曲线所示的，在执行弱音的情况下琴弦击打正时T2将相对于不执行弱音的情况下琴弦击打正时T1向后延迟。

【发明内容】

[0010]在现有技术的前述问题，本发明的目标是提供一种技术。其允许恰当地模仿弱音而没有声音产生正时的偏差。
[0011]为了实现上述目标，本发明提供一种用于声音产生机构中击打构件的改进的驱动控制装置，所述声音产生机构包括适于响应于击打构件所作的击打而产生振动声音的发声机构，其包括:接收部分，适于接收演奏数据，所述演奏数据包括用于指定发声构件应该被击打构件所击打的击打正时的击打数据，表示发声构件的被击打构件所击打的强度的速度数据和用于控制声音弱音的弱音数据；和控制部分，适于根据速度数据确定击打构件的驱动开始正时，其方式是在通过击打数据指定的击打正时通过击打构件击打发声构件，且适于执行控制从而根据弱音数据将驱动开始正时提前。
[0012]表示发声构件被击打构件所击打的强度的速度数据是一种随击打强度增加而增加击打构件的击打速度的数据。即，响应于更大的击打速度，击打构件以更大的强度击打发声构件，以由此增加要被产生的振动声音的音量。根据本发明，击打构件的驱动开始正时根据速度数据确定，从而在通过击打数据指定的击打正时击打构件击打发声构件。由此，对于具体的击打时间点，通过速度数据表示的击打强度越小，则击打构件的驱动开始正时越早。相反地，通过速度数据表示的击打强度越大，则击打构件的驱动开始正时越迟。由此，不管速度数据值，发声构件可在通过击打数据指定的击打正时被击打，但是声音音量控制也可根据速度数据值执行。另外，根据本发明，根据弱音数据执行控制，以使得根据速度数据确定的击打构件的驱动开始正时更早或提前。即，执行控制从而在要使得击打更弱时，使得击打构件的驱动开始正时更早且在遵循慢击打轨迹的同时让击打构件运动，以由此实现对应于弱音数据的弱音控制。以此方式，不管弱音数据值如何，在通过击打数据指定的击打正时击打发声构件，但是也根据弱音数据的值执行弱音控制。结果，本发明可恰当地模拟弱音而没有声音(乐音)产生正时的偏差。应注意，在本说明书中，本文使用的术语“声音”可与术语“乐音”互换。[0013]S卩，根据本发明，不管弱音的存在/不存在或程度，发声构件在通过击打数据指定的正时被击打。由此，在本发明的驱动控制装置应用于在原声乐器上执行的自动演奏的情况下，例如钢琴，涉及弱音的自动演奏可以以精确的声音(乐音)产生正时在原声乐器上执行。应注意，在本发明的驱动控制装置应用于钢琴的情况下，发声构件是钢琴的琴弦(或一组琴弦)，且击打构件是响应于琴键按压而被驱动的琴弦击打弦槌。
[0014]作为例子，控制部分可以改变表示击打强度的速度数据，以根据弱音数据使得击打变弱，且控制部分可以根据改变的速度数据形成击打构件的时间对运动位置的轨迹，从而在击打数据指定的击打正时通过击打构件击打发声构件。在这种情况下，基于速度数据的击打速度本身根据弱音数据而被控制。
[0015]作为另一例子，控制部分可形成击打构件的时间对运动位置的轨迹，从而击打构件的驱动通过对应于弱音数据的加速度控制，且击打构件在通过击打数据指定的击打正时且以通过速度数据表示的强度来击打发声构件。在这种情况下，发声构件被击打构件击打的速度是根据速度数据设置的击打速度，且击打构件运动直到其达到根据速度数据设置的击打速度的加速度被根据弱音数据设置。
[0016]根据本发明的另一方面，提供一种自动演奏乐器，其包括:上述的驱动控制装置；多个发声构件；多个击打构件，每一个配置为击打发声构件中相应的一个；和驱动机构，配置为在控制部分的控制下分别驱动多个击打构件。
[0017]本发明可不仅以构造和实施为如上所述的设备且也可以构造和实施为方法发明。还有，本发明可以设置和实施为用于通过处理器执行的软件程序，例如计算机或DSP，以及存储这种软件程序的非瞬时的计算机可读存储介质。在这种情况下，程序可以在存储介质提供给用户且随后安装在用户的计算机中，或从服伺设备经由通信网络传递到客户的计算机且随后安装在客户的计算机中。进一步地，本发明使用的处理器可以包含专用的处理器，其具有专用的内置逻辑硬件，以及能运转期望的软件程序的计算机或其他通常目的的处理器。
[0018]下文将描述本发明的实施例，但是应理解本发明并不限于所述实施例，且在不脱离基本原理的情况下本发明的各种修改例都是可能的。本发明的范围因此仅通过所附权利要求确定。
【专利附图】

【附图说明】
[0019]通过参考附随的附图，仅通过例子的方式在下文详细描述本发明的某些优选实施例，其中:
[0020]图1是根据本发明优选实施例的自动演奏钢琴的构造的视图；
[0021]图2是本发明优选实施例中的控制单元的构造的视图；
[0022]图3是示意性地显示了指示自动演奏的演奏数据示例性结构的视图；
[0023]图4是显示了在本发明实施例中通过控制部分执行的处理的示例性运行顺序的流程图；
[0024]图5是在本发明的实施例中被控制部分使用的一组弱音踏板运行记录数据的结构的视图；
[0025]图6是在本发明实施例中用于速度值转换的被控制部分使用的转换等式的视图；[0026]图7是本发明实施例中被控制部分使用的轨迹数据的视图；
[0027]图8是在本发明实施例的修改例中被控制部分使用的轨迹数据的视图；和
[0028]图9是根据公知技术的自动演奏中执行弱音时琴弦击打正时是如何移位的视图。
【具体实施方式】
[0029]图1是根据本发明优选实施例的自动演奏钢琴I的构造的侧视图。自动演奏钢琴I根据演奏指令数据通过经由琴键螺线管驱动琴键而执行自动演奏。自动演奏钢琴I的构造类似于通常公知的自动演奏钢琴的构造，不同的是随后描述的琴键螺线管的驱动控制。由此，下文的描述将集中于对于本发明很关键的钢琴I的一部分构造。
[0030]类似于常规钢琴的结构部件，自动演奏钢琴I包括:多个琴键11，设置在架板10上；多个弦槌12，设置为与多个琴键11成相对应的关系且配置为响应于相应的琴键11的按压而枢转；多组琴弦13，取决于相应琴键11每一组琴弦构成包括一到三个琴弦的发声构件，且配置为响应于通过响应于相应琴键11的按压而枢转的弦槌12所作的击打造成的振动而产生具有预定音高的声音；和多个制音器14，设置为与琴键11成相对应的关系且通常被沿与相应的琴弦13 (即一个或多个琴弦的组)相反的上下方向促动，弦槌12每一个响应于相应琴键11的按压而运动离开相应的琴弦13。S卩，钢琴I包括发声机构(声音产生机构)，其包括击打构件和发声构件，每一个发声构件适于响应于被相应击打构件的击打而产生振动声音，且弦槌12是击打构件而琴弦13 (成组的琴弦)是发声构件。
[0031]进一步地，作为用于实施自动演奏功能的结构部件，自动演奏钢琴I包括:多个琴键螺线管15，设置为与琴键11成相对应关系且每一个配置为向上推动相应琴键11的后端部分，以更远离钢琴I的演奏人，以由此驱动琴键11 ;多个琴键传感器16，设置为与琴键11成相对应关系且每一个配置为测量相应琴键11的沿上下或垂直方向的位置，即琴键11的按压深度；和控制单元17，其通过对琴键螺线管15供应PWM(脉宽调制)信号而控制琴键螺线管15做出的对每一个琴键11的驱动，所述信号具有通电宽度，所述通电宽度对应于在目标时间内让琴键11从当前位置运动到目标位置所需的工作周期。即，根据本发明的用于击打构件的驱动控制装置(即，弦槌驱动控制装置)主要包括琴键螺线管15和控制单元17。
[0032]图2是显示了控制单元17的构造的视图。控制单元17包括:存储部分171，在其中存储各种数据，例如表示对控制部分172进行指示以执行各种处理的计算机程序的程序数据和指示控制部分172执行音乐演奏的演奏数据；控制部分172，其控制控制单元17的其他部件的工作情况；正时部分173，其连续测量从参考时刻逝去的时间，以产生表示当前时刻的时间数据；PWM信号产生部分174，其产生具有与从控制部分172给定的指令对应的工作周期的PWM信号，且将产生的PWM信号输出到与从控制部分172给出的指令对应的琴键螺线管15 ;A/D (模拟-数字)转换部分175，其将表示从各个琴键传感器16输入的琴键11位置的模拟琴键位置数据转换为数字数据；和操作部分176，其响应于用户在控制单元17上执行的操作而产生预定数据，用于给出让自动演奏等开始和结束的指令。控制部分172包括微处理器或计算机。
[0033]应注意，在当前实施例中，用于允许控制部分172接收从存储部分171读出的演奏数据的结构用作适于接收演奏数据的接收部分。然而，适于接收演奏数据的接收部分并不限于此，且可以设置或构造为实时地从外部接收演奏数据。进一步地，分别与琴键11成相对应关系的琴键螺线管15构成一种机构，该机构配置为根据基于演奏数据做出的选择而驱动或按压相应的琴键11，且由此驱动对应于琴键11的弦槌12。进一步地，控制部分172、正时部分173、PWM信号产生部分174和A/D转换部分175 —起与琴键传感器16相关联地构成控制部分，所述控制部分控制构成驱动机构的琴键螺线管15的工作情况。
[0034]图3是示意性地显示了存储部分171中存储的演奏数据的示例性结构的视图。演奏数据例如是与MIDI (乐器数字接口)标准的SMF (标准MIDI文件)格式适应的数据，其指示设置有自动演奏功能的乐器按照表示出要被产生的每一个乐音的音高、应该可听见地产生乐音的正时(“音符开(note-on)”)、乐音应该被产生的强度(速度)、产生的乐音应该消减或消失的正时(“音符关(note-off)”)等而执行演奏。进一步地，当前实施例中采用的演奏数据包括作为弱音数据的表示弱音踏板按压深度的数据(弱音踏板数据)。进一步地，演奏数据中的音符开事件数据是击打数据，该击打数据用于指定发声构件(一组琴弦13)应该被击打构件(弦槌12)击打的正时。进而，包括在音符开事件数据中的速度数据是表示通过击打构件(弦槌12)做出击打的强度的数据。
[0035]在图3所示的各种数据中，第一行的数据(“控制改变事件数据”)是弱音踏板数据，其中第一参数表示弱音踏板数据而第二参数是表示弱音踏板按压深度的数据(即用于控制弱音的弱音数据)。表示弱音踏板按压深度的数据在下文简单地被称为“弱音水平”。应注意，弱音水平通过“O”到“127”范围的整数表示。如果弱音水平的值为“0”，则其表示弱音踏板未被按下，且弱音水平的更大值表示弱音踏板的更大按压深度(即更大程度的弱音)。
[0036]进一步地，图3所示的数据中，第二行的数据是指示乐音产生的音符开事件数据，其中第一参数表示要被产生的乐音的音高(音符号)而第二参数是表示乐音应该被产生的音量水平的速度数据(即通过弦槌击打的强度或击打速度)。音符开事件数据的第一参数通过“O”到“127”范围的整数表示，且音符开事件数据的更大值表示更高音高的乐音。音符开事件数据的第二参数通过“O”到“127”范围的整数表示，且第二参数(速度值)的更大值表示乐音应该被产生的音量水平(击打强度)。如果速度值为“0”，则其表示零音量水平(静音水平)，而更大的速度值表示乐音应该以更大的音量水平产生。
[0037]进而，图3所示的各种数据中，第三行的数据是音符关事件数据，其指示当前产生的乐音被静音，其中第一参数表示要被静音的乐音音高且第二参数通常保持在“O”值且不被使用，但是其有时可以用于乐音的表达。应注意控制改变事件数据(例如弱音踏板数据)、音符开事件数据和音符关事件数据将在下文被通常称为“事件数据”。
[0038]包括在图3所示的演奏数据中的每一个事件数据包括被称为“增量时间”的数据。增量时间表示，在从根据最后事件数据应该被执行的操作(过程)的正时经过了逝去的时间后，根据当前事件数据应该被执行的操作(过程)的正时。增量时间值表示相对时间，且由此，例如自音乐作品的开始正时后的绝对时间不能仅通过增量时间识别。因此，除了图3所示的数据，演奏数据包括表示对应于四分音符长度的增量时间的时间单位数据，和以微秒表示的四分音符长度的节拍数据。包括在每一个事件数据中的增量时间在根据这样的时间单位数据和节拍数据而转换为绝对时间之后可使用。
[0039]图4是显示了控制单元17的控制部分172执行的示例性处理操作顺序的流程图，其用于根据音乐作品的演奏数据控制琴键螺线管15的工作情况。在步骤S001，控制部分172从存储部分171读出和接收演奏数据且从一开始一个接一个地选择包括在演奏数据中的多个事件数据。对于如此连续地选择的每一个事件数据，控制部分172首先在步骤S002识别或确定事件数据的类型。
[0040]如果事件数据已经在步骤S002被确定为弱音踏板数据(即在步骤S002的“1”)，则控制部分172在步骤SlOl将表示弱音踏板数据内容的数据加到弱音踏板运行运行记录数据(log data)ο
[0041]图5是一组弱音踏板运行记录数据的结构的图。弱音踏板运行记录数据组包括与各个事件数据对应的数据记录集合，所述事件数据在步骤S002已经被确定为弱音踏板数据，且弱音踏板运行记录数据组包括“正时”和“弱音水平”数据域。“正时”表示一值，该值如此获得:将包括在弱音踏板数据中的增量时间加到已经在步骤SOOl选择的事件数据的增量时间的积累值上，且随后根据时间单位数据和节拍数据将新的积累值转换为从音乐作品开始正时经过的绝对时间。“弱音水平”表示弱音踏板数据的第二参数。弱音踏板运行记录数据用于识别经由对应于音符开事件数据的琴键11而做出的弦槌12的驱动中要被执行的弱音程度，将在下文描述。
[0042]为了识别这样的弱音程度，自音乐作品的开始正时后的所有弱音踏板运行记录数据不是必要的。由此，控制部分172可以在步骤S102从弱音踏板运行记录数据(图5)除去不必要的弱音踏板数据。然而，如果存储部分171具有足够的存储容量，则不必要的弱音踏板数据不必除去。
[0043]如果事件数据已经在步骤S002被确定为音符开事件数据(即在步骤S002的“2”)，则在步骤S201控制部分172参照弱音踏板运行记录数据(图5)，以识别表示在音符开事件数据的增量时间所表示的正时处的弱音程度的数字值。
[0044]更具体地，控制部分172首先将包括在音符开事件数据中的增量时间转换为从音乐作品的开始正时经过的绝对时间。由此转换的绝对时间表示具有通过音符开事件数据的第一参数表示的音高的琴弦13应该被弦槌12击打的正时，即乐音的产生开始正时(乐音(声音)产生开始正时)。随后，从包括在弱音踏板运行记录数据组中的数据记录，控制部分172搜索一数据记录，在该数据记录中“正时”所表示的时间刚好在乐音产生开始正时之前，且控制部分172识别搜索出的数据记录的“弱音踏板”表示的数字值，以作为表示音符开事件数据的琴弦击打正时处的弱音程度的数字值。
[0045]随后，在步骤S202，控制部分172使用存储部分171中预存储的转换等式根据上述弱音水平(弱音数据)转换(或改变)通过音符开事件数据的第二参数表示的速度数据值。图6是上述步骤S202中速度值转换中被控制部分172使用的转换规则，其中水平轴线代表转换之前的速度数据值(即转换前速度值)而垂直轴线代表转换之后的速度数据值(即转换后速度值)。如果弱音水平为“0”，则转换前速度和转换后速度具有相同值，从而不执行速度改变。另一方面，如果弱音水平为“I”或更大，则转换后速度具有比转换前速度更小的值。应注意，弱音水平越大，则转换后速度相对于转换前速度减少的程度越大。
[0046]在步骤S203，控制部分172产生与在上述步骤S202获得的转换后速度对应的轨迹数据。轨迹数据是表示相对于乐音的产生开始正时(即对应于琴键11的琴弦13应该被击打的正时)(即，达成目标)的、在音符开事件数据指示的琴键击打时刻琴键按压深度随时间变化的数据(换句话说，是时间对驱动弦槌12运动位置的轨迹)。图7的曲线示出了转换后速度值为“80”和“68”的情况下的轨迹数据，其中水平轴线代表自音乐作品开始正时逝去的时间，而垂直轴线代表琴键按压的深度。
[0047]控制部分172根据下列规则产生轨迹数据。
[0048](a)无论速度值如何，在通过音符开事件数据的增量时间表示的乐音产生开始正时琴键11应该到达终点位置(即，在最深地按下状态下琴键11的位置或最深地按下的琴键11的位置)。即，不管速度值如何，对应于琴键11的琴弦13应该在音符开事件数据(击打数据)指定的击打正时被弦槌12击打。
[0049](b)琴键11从闲置位置(即，处于未按下状态的琴键11的位置或琴键11的未按下位置)运动到终点位置的速度应该恒定。即，弦槌12应该被以与上述步骤S202转换的速度值对应的恒定击打速度驱动。换句话说，琴键11的运动速度应该是根据控制部分172中存储的速度曲线确定的速度(即对应于转换速度值的速度)。这里，速度值越大，则乐音产生开始正时处琴键的速度变得越大。
[0050]如果控制部分172遵循根据上述规则产生的轨迹数据，则转换后速度越大，琴键11的驱动开始正时(即弦槌12的驱动开始正时)越迟，且转换后的速度越小，则琴键11的驱动开始正时(即弦槌12的驱动开始正时)越早。更具体地，在图7所示的例子中，用于速度“68”的驱动开始正时S2比用于速度“80”的驱动开始正时S1更早。如前所述，响应于琴键11的按压，与按下的琴键11接触的弦槌12被驱动，以朝向相应的琴弦13运动。由此，琴键按压深度与琴弦13和琴键11之间的距离成比例。由此，表示琴键按压深度随时间变化的轨迹数据也表示由于琴弦击打造成的弦槌12和一组琴弦13之间距离的随时间变化，即时间对弦槌12运动位置的轨迹(下文称为“弦槌轨迹”)。
[0051]在上述步骤S203执行的操作特征在于，根据转换前速度数据确定弦槌12的驱动开始正时，和执行控制以根据弱音数据(弱音水平)让驱动开始正时提前，其方式是对应于琴键11的琴弦13由在音符开事件数据(击打数据)的增量时间所指定的击打正时(乐音产生开始正时)被弦槌12击打。通过如此将弦槌12的驱动开始正时提前，弦槌轨迹的斜率(时间对运动位置)变得平缓且弦槌的击打速度降低，从而执行弱音。
[0052]在步骤S203产生轨迹数据之后，控制部分172达到步骤S204，在该处以足够短的时间间隔确定通过产生的轨迹数据表示的琴键11的驱动开始正时(即弦槌12的驱动开始正时)是否已经达到。如果在步骤S204确定驱动开始正时未达到(在步骤S204为“NO”的判断)，则控制部分172继续以预定时间间隔在步骤S204重复做出判断。
[0053]另一方面，如果如在步骤S204确定的驱动开始正时已经达到(在步骤S204为“YES”的判断)，则控制部分172指示P丽信号产生部分174相继产生具有与琴键11 (其具有通过音符开事件数据的第一参数表示的音高)的运动速度等对应的工作周期的PWM信号，且将产生的PWM信号输出到对应于琴键11的琴键螺线管15，其方式是琴键11根据轨迹数据运动。根据从控制部分172给出的这样的指令，PWM信号产生部分174产生PWM信号且将产生的PWM信号输出到琴键螺线管15，从而在步骤S205琴键11被琴键螺线管15驱动。
[0054]在步骤S205，控制部分172继续监视经由A/D转换部分175从琴键传感器16输入的位置数据所表示的琴键11的位置是否与轨迹数据表示的位置一致。如果从琴键传感器16输入的位置数据所表示的琴键11的位置与轨迹数据表示的位置之间存在差异，则控制部分172调整要通过PWM信号产生部分174产生的PWM信号的工作周期。由此，使得通过琴键螺线管15驱动的琴键11大致根据轨迹数据运动。结果，弦槌12在音符开事件数据表示的乐音产生开始正时击打琴弦13。还有，在琴弦击打时，弦槌12的速度对应于根据弱音踏板运行记录数据表示的该时间点处的弱音程度所转换的速度。
[0055]如果在步骤S002事件数据已经被确定为音符关事件数据(即在步骤S002为“3”)，则控制部分172首先将包括在音符关事件数据中的增量时间转换为自音乐作品开始正时经过的绝对时间。由此转换的绝对时间表示具有通过音符关事件数据的第一参数表示的音高的琴弦13的乐音应该被静音时的正时，即乐音静音正时。随后，控制部分172达到S301，在该处其以足够短的时间间隔确定乐音静音正时是否已经达到。如果在步骤S301确定乐音静音正时未达到(在步骤S301为“NO”的判断)，则控制部分172继续以预定时间间隔在步骤S301重复做出判断。
[0056]另一方面，如果在步骤S301确定乐音静音正时已经达到(在步骤S301为“YES”的判断)，则控制部分172指示PWM信号产生部分174停止向琴键螺线管15输出PWM信号，所述琴键螺线管15此时一直在对具有通过音符关事件数据的第一参数表示的音高的琴键11进行驱动。在步骤S302，响应于这样的指令，PWM信号产生部分174停止向通过控制部分172指定的琴键螺线管15输出PWM信号。一旦从PWM信号产生部分174到琴键螺线管15的PWM信号输入中断，则从琴键螺线管15作用在琴键11上的应力消除，从而琴键11通过其自重、施加在弦槌12上的重力等向回运动到闲置位置。响应于琴键11向回到闲置位置的这种运动，对应于琴键11的制音器14压靠琴弦13，从而琴弦13的振动停止。结果，通过音符关事件数据指示的乐音的静音完成。
[0057]如上所述，甚至在琴弦击打期间弦槌轨迹已经根据弱音数据改变时，经由琴键11做出的弦槌12的驱动动作也通过控制部分172控制，其方式是弦槌12击打琴弦13的正时与音符开事件数据表示的乐音产生开始正时一致。结果，构成音乐作品的乐音以精确的正时可听见地产生，甚至在涉及基于弱音数据的弱音操作的自动演奏中也可以。
[0058][修改例]
[0059]上述优选实施例仅仅是本发明的一个具体例子，其应被理解为在如下所述的技术方案内可以各种方式修改本发明。
[0060]尽管针对表示琴弦击打强度的速度根据弱音数据而被转换、转换前速度和转换后速度应该如图6所示成直线函数关系的情况已经如上描述了优选实施例，但是速度转换规则不限于此。即，可以采用任何其他期望的转换规则，只要在根据弱音数据指示了弱音操作的情况下从转换前速度计算的转换后速度比在未指示弱音操作的情况下从相同的转换前速度计算的转换后速度更小即可。进一步地，转换后速度可以使用不同于上述方式的任何其他方式确定，其中控制部分172根据预定计算规则通过算法操作确定转换后速度；例如，可以采用替换的方式，其中控制部分172根据具有一种转换表格格式的数据执行速度转换，所述转换表格格式表示转换前速度和转换后速度之间的对应关系。
[0061]进一步地，针对根据与转换速度对应的轨迹数据和弱音数据来转换表示琴弦击打强度的速度的情况已经如上描述了优选实施例。然而，用于响应于基于弱音数据的弱音操作而使得与琴弦击打对应的轨迹数据区别开的方案并不限于采用如上所述的速度转换的方案。例如，对应于弱音数据的这种轨迹数据可以直接地获得。
[0062]图8示出了修改例曲线，其中对应于包括在音符开事件数据中的速度数据的轨迹数据和弱音踏板数据表示的弱音水平通过演奏加速度控制形成。图8中所示的五条曲线每一条是对应于值为“80”的速度数据的轨迹数据。这五条曲线代表分别对应于弱音水平的不同值“O ”、“ 32 ”、“64”、“96 ”和“ 127 ”的轨迹数据。
[0063]在图8中，水平轴线上100毫秒的时间位置是乐音产生开始正时(击打正时)。尽管弱音水平值不同，乐音产生开始正时(击打正时)处的琴键速度在五条曲线中是相同的。SP，乐音产生开始正时处的琴键速度为200毫米/秒，其是对应于速度“80”的值。进一步地，在轨迹数据的每一个曲线中，驱动开始正时处的初始速度根据弱音水平值确定，且从驱动开始正时到乐音产生开始正时的时间段中加速度基本上恒定，但是这里假定的是，取决于弱音水平的值，加速度采取不同值。即，弱音水平的值越大，则则初始速度越小且加速度越大，从而达到目标击打速度(速度值)花费更长时间。由此，从驱动开始正时到乐音产生开始正时的时间长度根据弱音水平的值增加。例如，对应于弱音水平各个值的加速度以这样的方式确定:用于弱音水平值“127”的琴键按压时间为用于弱音水平值“O”的琴键按压时间的两倍，且轨迹数据每一个通过将确定的加速度和通过速度数据表示的目标击打速度相组合而形成。
[0064]例如，根据与图8的如上所述规则类似的规则、用于速度值“O” - “127”和弱音水平值“O” - “127”的所有组合所形成的估计数据可以预存储在存储部分171中，从而与包括在通过控制部分172接收的演奏数据中的速度数据和弱音水平数据的组合对应的一个轨迹数据可被读出和使用。替换地，可识别是否给出了速度数据和弱音水平数据的函数表达式的数据可以预存储在存储部分171中，从而控制部分172可根据该数据识别函数表达式且通过根据用作变量的弱音水平数据和速度数据计算函数表达式而形成轨迹数据。
[0065]在这样的修改例中，图4的步骤S202处的速度转换被省略，且与音符开事件数据表示的速度和在步骤S201 识别的弱音水平对应的轨迹数据直接地在步骤S203识别。
[0066]在根据与图8的如上所述规则类似的规则产生的轨迹数据来驱动琴键11的情况下，在琴弦击打正时处的弦槌12的速度恒定，而不管弱音水平如何，且由此产生的乐音通常音量相同。然而，弱音水平的更大值使得弦槌12以更大加速度接近琴弦13，由此所谓的“从手指触摸位置得到的琴键击打”或“手指下琴键击打(low-finger key striking)”的琴键按压的触感细节被重现，从而产生为听众赋予更柔和印象的音色(音质，timbre)的乐
曰?
[0067]也是在这样的修改例中，经由琴键螺线管15做出的琴键11的驱动被控制部分172控制，其方式是琴弦击打正时与音符开事件数据表示的乐音产生开始正时一致，而轨迹数据表示的琴键按压时间因弱音水平而不同，且由此，可以在通过自动演奏钢琴I执行的自动演奏中防止包括在音乐作品中的乐音的产生开始正时由于弱音操作而移位所造成的麻烦。
[0068]进而，已经针对弱音数据是除了表示弱音操作存在/不存还表示弱音程度的数据的情况而描述了优选实施例。替换地，弱音数据可以是仅表示弱音操作存在/不存在的数据。更具体地，存在可以采用的替换方式，其中弱音踏板数据的弱音水平“O”表示弱音操作不执行，而不同于“O”的其他弱音水平每一个表示执行弱音操作，且其中相同轨迹数据用于相同的速度，而不管弱音水平是“I” - “127”中的哪一个。
[0069]进一步地，尽管针对演奏数据被预存储在存储部分171中的情况如上描述了优选实施例，但是本发明并不限于此。例如，控制单元17可以包括将存储在外部存储介质中的演奏数据读出的读出器件，从而控制单元17通过读出器件从存储介质读出演奏数据而接收(获取)演奏数据。作为另一替换例，控制单元17可以包括用于经由网络从外部装置接收数据的接收器件，从而控制单元17通过接收器件从外部装置接收(获取)数据。即，可以采用任何期望的构造作为用于自动演奏钢琴I的接收(获得)演奏数据的接收部分。
[0070]进而，尽管针对自动演奏钢琴I是三角钢琴类型自动演奏钢琴的情况已经如上地描述了优选实施例，但是自动演奏钢琴I可以是直立类型的。进而，设置有根据本发明的自动演奏机构的原声乐器并不限于钢琴。即，本发明可以应用于任何期望的自动演奏乐器，例如钢片琴和钟琴，只要自动演奏乐器包括能被根据演奏数据驱动的弦槌击打的发声构件即可。
[0071]进而，尽管针对包括在演奏数据中的弱音数据表示弱音踏板的按压存在/不存在或其按压深度的情况描述了优选实施例，但是弱音数据不必限于与弱音踏板有关的数据，且可以是任何期望的数据，只要数据指示弱音操作即可。
[0072]进而，尽管针对包括在弱音踏板数据中的增量时间每一个在被转换为自音乐作品开始时间经过的绝对时间之后被存储在弱音踏板运行记录数据的数据域“正时”(图5)中而描述了优选实施例，但是包括在弱音踏板数据中的增量时间可以直接地记录在弱音踏板运行记录数据中，从而控制部分172可通过积累各个增量时间来计算通过每一个弱音踏板数据表示的事件产生正时。
[0073]应理解，在上述实施例和其修改例中使用的操作流程、数字值、图、数据等仅仅是说明性的，且在本发明可以使用各种其他的操作流程、数字值、图、数据等。
[0074]本申请基于2012年11月12日递交的日本专利申请2012-248703的优先权。该在先申请的全部内容，包括附图、权利要求和说明书，通过引用合并于本申请中。
【权利要求】
1.一种用于声音产生机构中的击打构件的驱动控制装置，所述声音产生机构包括适于响应于击打构件所作的击打而产生振动声音的发声构件，所述驱动控制装置包括: 接收部分，适于接收演奏数据，所述演奏数据包括用于指定发声构件应该被击打构件击打的击打正时的击打数据，表示发声构件的被击打构件所击打的强度的速度数据和用于控制声音弱音的弱音数据；和 控制部分，适于根据速度数据确定击打构件的驱动开始正时，其方式是在通过击打数据指定的击打正时通过击打构件击打发声构件，且适于执行控制，从而根据弱音数据将驱动开始正时提前。
2.如权利要求1所述的驱动控制装置，其中所述控制部分根据弱音数据改变表示击打强度的所述速度数据，以使得击打变弱，且所述控制部分根据改变的速度数据形成击打构件的时间对运动位置的轨迹，从而在通过击打数据指定的击打正时击打构件击打发声构件。
3.如权利要求1所述的驱动控制装置，其中所述控制部分形成击打构件的时间对运动位置的轨迹，从而击打构件的驱动以对应于弱音数据的加速度控制，且击打构件在通过击打数据指定的击打正时且以通过速度数据表示的强度来击打发声构件。
4.如权利要求1所述的驱动控制装置，其中发声构件是乐器的琴弦，和 击打构件是用于击打琴弦的弦槌。
5.一种自动演奏乐器，包括: 如权利要求1到4中任何一项所述的驱动控制装置； 多个发声构件； 多个击打构件，每一个配置为击打发声构件中相应的一个；和 驱动机构，配置为在所述控制部分的控制下分别驱动多个击打构件。
6.—种计算机实施的方法,用于控制声音产生机构中的击打构件的驱动，所述声音产生机构包括适于响应于击打构件所作的击打而产生振动声音的发声构件，所述方法包括: 接收演奏数据的步骤，演奏数据包括用于指定发声构件应该被击打构件击打的击打正时的击打数据、表不发声构件被击打构件所击打的强度的速度数据和用于控制声音弱音的弱音数据；和 根据速度数据确定击打构件的驱动开始正时的步骤，其方式是在通过击打数据指定的击打正时通过击打构件击打发声构件，和执行控制从而根据弱音数据将驱动开始正时提N /.目U O
【文档编号】G10F1/00GK103810987SQ201310561187
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2012年11月12日
【发明者】大场保彦, 古川令, 藤原佑二 申请人:雅马哈株式会社