用于人类演奏者的乐器和自动伴奏系统的制作方法

专利名称：用于人类演奏者的乐器和自动伴奏系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及乐器，并且更具体地，涉及用于在乐器上演奏乐曲曲调的人 类演奏者的乐器和自动伴奏系统。
背景技术：
自动演奏器钢琴是混合键盘乐器(即，用于自动演奏的原声钢琴和电子 系统之间的组合)的典型例子。当表示沿着乐曲曲调的演奏的乐曲数据代码 被顺序地提供到电子系统时，该电子系统使得有选择地按下和释放黑键和白 键，作为自动演奏器，并且通过原声钢琴沿着乐曲曲调而产生音调。已向电子系统赋予了其它能力。例如，现有技术的电子系统可对人类演 奏者的演奏给出伴奏。具有此能力的系统在下文中被称为"自动伴奏器"或"自 动伴奏系统"。一些初学者感觉到用双手同时弹奏旋律和伴奏是困难的。对于这些初学 者，自动伴奏器产生除了旋律中的音调之外的钢琴音调，并且初学者用手指 在钢琴键盘上沿着旋律而弹奏。然而，初学者容易放慢手指弹奏。在日本专利申请特开No.2001-195063 中提出了对策。如在该日本专利申请特开中公开的，通过编码的提示数据来 标记用于旋律的乐曲数据代码和用于伴奏的相关乐曲数据代码中所选的一 个，并且，如果现有技术自动伴奏器发现初学者未能产生旋律上的相关音调， 则现有技术自动伴奏器在标记有提示数据代码的乐曲数据代码处中断伴奏。 当初学者按下相关音调的键时，现有技术自动伴奏器确认初学者赶上了自动 伴奏器，并恢复伴奏。在现有技术自动伴奏器中碰到如下问题高水平的钢琴家感觉自动伴奏 与旋律不一致。发明内容因而，本发明的一个重要目的是提供一种乐器，其内置伴奏系统在对人类演奏者的伴奏中及时地产生音调。本发明的再一个重要目的是提供一种自动伴奏系统，其使得用户感觉到 一部分乐曲曲调与由人类演奏者演奏的另一部分乐曲曲调相一致。本发明人考虑了现有技术自动伴奏系统所固有的问题，并注意到从检测 到按下键和恢复伴奏经过了 IO多毫秒。本发明人推断该延迟时间使得高水平 的演奏者感觉到伴奏与通过初学者的手指弹奏而产生的旋律不一致。为实现该目的，本发明提出了监视由人类演奏者触动(active)的联接件， 以便在必要时放慢伴奏。根据本发明的一个方面，提供了一种用于演奏乐曲曲调的乐器，包括 多个联接件，由人类演奏者选择性地触动，以便指定要产生的音调的属性以 及产生该音调时的音调产生时刻；音调生成器，连接到该多个联接件，以便 在所述时刻产生音调；以及自动伴奏系统，包括数据存储装置，存储表示 要产生的伴奏音调的乐曲数据、表示产生伴奏音调的伴奏音调产生时刻的时 间数据、表示要由人类演奏者产生的音调中的所选择的一个的提示音符(note) 数据、以及表示希望人类演奏者产生音调中的所述所选择的音调的音调产生 时刻的提示时间数据；第一时间保持器，连接到数据存储装置以便读出提示 音符数据和提示时间数据，并监视由提示音符数据表示的联接件，以便产生 表示人类演奏者是否在由提示时间数据表示的音调产生时刻时或之前触动联 接件的控制数据；第二时间保持器，连接到音调生成器和数据存储装置以便 读出乐曲数据和时间数据，并在伴奏音调产生时刻来临时将乐曲数据提供给 音调生成器，以使得音调生成器产生伴奏音调；以及中断器，连接到第一时 间保持器和第二时间保持器，并响应于控制信号，以便在第一时间保持器的 答复给出为否定时，中断向伴奏音调产生时刻的时间推移。根据本发明的另 一方面，提供了 一种用于产生针对人类演奏者在乐器上 演奏的乐曲小节的伴奏音调的自动伴奏系统，包括数据存储装置，存储表 示伴奏音调的乐曲数据、表示产生伴奏音调的伴奏音调产生时刻的时间数据、表示乐曲小节中的音调中的所选4奪的音调的提示音符数据、以及表示希望人 类演奏者产生音调中的所选捧的音调的音调产生时刻的提示时间数据；第一时间保持器，连接到数据存储装置以便读出提示音符数据和提示时间数据， 并监视由提示音符数据表示的乐器的联接件，以便产生表示人类演奏者是否 在二时间保持器，连接到音调生成器和数据存储装置以便读出乐曲数据和时间 数据，并在伴奏音调产生时刻来临时，将乐曲数据提供给音调生成器，以使得音调生成器产生伴奏音调；以及中断器，连接到第一时间保持器和第二时间保持器，并响应于控制信号，以便在第一时间保持器的答复给出为否定时， 中断向伴奏音调产生时刻的时间推移。


根据以下结合附图的说明，该乐器和自动伴奏系统的特征和优点将会得到更清楚地理解，附图中图1是示出本发明的自动演奏器钢琴的透视图，图2是示出大钢琴的结构和电子系统的系统配置的示意横截面视图，图3A到图3C是示出用于将键位置转换为键位置信号的键传感器的示意前视图，图4A是示出键行程和光电量之间的关系的图表， 图4B是示出可用于键传感器的另 一关系的图表， 图5是示出用于测量提示时间的控制序列的流程图， 图6是示出键行程和时间之间的关系的图表，图7A和图7B是示出在伴奏轨道中存储的键事件数据代码和持续时间数 据代码的视图，视图，图8是示出用于旋律的一部分乐谱(score)和用于伴奏的另一部分乐谱的视图，图9A是示出在本发明的另一自动演奏器钢琴中检测到提示音符的键位 置的图表，图9B和图9C是示出按下键的非线性轨线的图表，图IOA和图IOB是示出用于控制在自动演奏器钢琴中执行的自动伴奏的 子例程程序的流程图，图10C是示出用于计算音符开(note-on^建位置子例程程序的流程图，图11是示出在本发明的再一自动演奏器钢琴中按下键的轨线和调整工 作的概念的图表，子例程程序的流程图，图12C是用于计算调整时间的子例程程序的流程图， 图13是示出本发明的再一自动演奏器钢琴的透视图， 图14是示出在图13所示的自动演奏器钢琴中处理的乐曲数据文件的轨 道的视图，以及图15是示出在按下键的轨线上的初步提示音符开键位置和证实(proved) 提示音符开键位置的图表。
具体实施方式
人类演奏者在实施本发明的乐器上演奏乐曲曲调。该乐器包括多个联接 件、音调生成器和自动伴奏系统。人类演奏者选择性地触动该多个联接件， 以便弹奏乐曲曲调，并且该自动伴奏系统产生对该乐曲曲调的伴奏音调，而 无需人类演奏者的任何手指弹奏。人类演奏者选择性地触动该多个联接件，以便指定要产生的音调的属性以及产生该音调时的音调产生时刻。多个联接件连接到音调生成器，并且音 调生成器响应于被触动的联接件以便在所述时刻产生音调。由此，例如，人 类演奏者在多个联接件的阵列上演奏乐曲曲调，类似于在钢琴上演奏乐曲曲调的演奏者。自动伴奏系统包括数据存储装置、第一时间保持器、第二时间保持器和 中断器。通过执行计算机程序来实现第一时间保持器、第二时间保持器和中 断器。表示要产生的伴奏音调的乐曲数据、表示产生该伴奏音调的伴奏音调产 生时刻的时间数据、表示要由人类演奏者产生的音调中所选择的音调的提示 音符数据以及表示希望人类演奏者产生音调中所述所选择的音调时的音调产 生时刻的提示时间数据被存储在该数据存储装置中。第一时间保持器连接到该数据存储装置，以便读出提示音符数据和提示 时间数据。第一时间保持器指定由提示音符数据表示的联接件，并监视这些 联接件，以查看人类演奏者是否触动这些联接件。第一时间保持器产生控制 数据，其表示人类演奏者是否在由提示时间数据表示的音调产生时刻时或之 前触动联接件。第一时间保持器连接到中断器，并且将控制数据提供给中断器。第二时间保持器连接到音调生成器和数据存储装置。第二时间保持器从 数据存储装置中读出乐曲数据和时间数据，并在伴奏音调产生时刻来临时将 乐曲数据提供给音调生成器。由此，第二时间保持器使得音调生成器产生伴 奏音调。中断器还连接到第二时间保持器。如前所述，第一时间保持器将控制数 据提供给中断器。中断器响应于控制数据，以便在第一时间保持器的答复给 出为否定时，中断向伴奏音调产生时刻的时间推移。为此，如果人类演奏者 有意或无意地放慢联接件的触动，则中断器通过中断而不允许音调生成器产 生伴奏音调。当人类演奏者触动由提示音符数据指定的联接件时，第一时间保持器的答复改变为肯定，并且中断器允许第二时间保持器在伴奏音调产生 时刻将乐曲数据提供给音调生成器。如将从前述说明理解的，第 一 时间保持器和中断器与第二时间保持器协 作，以便在适合于由人类演奏者演奏的乐曲曲调中的音调的定时处，将乐曲 数据传输到音调生成器。由此，自动伴奏系统使得伴奏与乐曲曲调同步。在以下说明中，术语"前，，指示与由术语"后，，修饰的另一位置相比、更接 近准备好演奏曲调的人类钢琴家的位置。在前位置和相应的后位置之间绘出 的线在"纵向"上延伸，并且"横向"以直角与该纵向相交。"上下方向，，垂直于由 纵向和横向所限定的虚拟平面。第一实施例首先参照附图中的图1,实施本发明的自动演奏器钢琴大体上包括大钢 琴1和电子系统100。大钢琴1响应于人类演奏者的手指弹奏而产生原声钢 琴音调。电子系统100作为自动演奏器和自动伴奏器，并且该自动演奏器和 自动伴奏器产生原声钢琴音调而无需人类演奏者的任何手指弹奏。电子系统100具有信息处理能力，并且在电子系统100中安装计算机程序。通过执行计算机程序来实现自动演奏器和自动伴奏器。自动演奏器在系统配置上与自 动伴奏器相同。然而，用于自动演奏器的子例程程序与用于自动伴奏器的子 例程程序不同。大钢琴1包括键盘la、音调生成系统lb、钢琴箱体5a和腿5b。腿5b 从钢琴箱体5a向下伸出，并且在上下方向上使得钢琴箱体5a与地板隔开。 键盘la被安装在钢琴箱体5a的前部上，并且面对人类演奏者以进行手指弹奏。在钢琴箱体5a内部限定内部空间，并且在该内部空间中提供音调生成系 统lb。键盘la连接到音调生成系统lb，并且音调生成系统lb响应于键盘la 上的手指弹奏，以便产生原声钢琴音调。电子系统100部分地安装在该内部 空间中，部分地配备在钢琴箱体5a的外表面上。转到附图的图2，键盘la安装在中盘5c的前部，中盘5c形成钢琴箱体 5a的底部，并且键盘la具有黑键lc和白键ld。向黑键lc和白键ld赋予音 名。黑键lc和白键ld以公知模式布置在横向上，并且独立地上下摆动(pitch)。 平衡键销钉le分别向黑键lc和白键ld提供支点。音调生成系统lb包括弦槌2、动作单元3、琴弦4、制音器6、托木7 和踏板系统8 (见图1 )。在黑键和白键lc/ld的后部上方提供动作单元3，并 且，从黑键和白键lc/ld的后部向上伸出的卡定柱lf分别保持与动作单元3 接触。在动作单元3上方提供弦槌2，并且动作单元3使得相关联的弦槌2 旋转。弦槌2和动作单元3的重量施加在卡定柱lf上，并产生逆时针方向上 的力矩。为此，在未施加任何外力时，黑键和白键lc/ld的前部浮在中盘5c 上方，并且键位置被称为"静止位置"。当用力向下按黑键和白键lc/ld的前部，在顺时针方向上产生比逆时针 方向上的力矩更大的力矩时，黑键和白键lc/ld开始从静止位置向中盘5c行 进。按下的键lc/ld使得相关联的动作单元3在轨迹上的特定点处脱离相关 联的弦槌2，并且使得相关联的弦槌2旋转。当黑键和白键lc/ld停止时，黑 键和白键lc/ld分别到达"终点位置"。琴弦4在弦槌2上方张紧，并且弦槌2在旋转的终点处与琴弦4碰撞。 由此，黑键和白键lc/ld分别通过动作单元3而与弦槌2相联接，并且分别 对应于琴弦4。制音器6可连接到黑键和白键lc/ld的最后部。当黑键和白键lc/ld停留 在静止位置上时，制音器6保持与琴弦4接触，并且不允许相关联的琴弦4 振动。当黑键和白键lc/ld从静止位置向着终点位置行进时，黑键和白键lc/ld 的最后部在到终点位置的路径上的特定点处开始向上挤压制音器。制音器6 从琴弦4分离开，并允许琴弦4振动。当弦槌2与相关联的琴弦4碰撞时，弦槌2使得琴弦4振动，并且通过 琴弦4的振动、产生所述音名上的原声音调。弦槌2在碰撞之后立刻从琴弦4弹开，并且被托木7接住。托木7不允许弦槌2从其上弹开，防止对琴弦4再次冲击。当从按下的键lc/ld上移走 力时，弦槌2和动作单元3的自重使得黑键和白键lc/ld的后部向下移动， 使得黑键和白键lc/ld返回静止位置。踏板系统8具有与制音器6和键盘la选择性地联接的踏板。踏板系统8 使得原声钢琴音调的响度减弱，并使得原声钢琴音调延长。电子系统100包括信息处理器10、电子音调生成器13、键传感器14、 电磁控制键致动器15、 MIDI接口 110 (在图2中缩写为"MIDI/IF，)、盘驱动 器120和面板显示器130。 "MIDI"是"乐器数字接口"的缩写，并且是注册商 标。尽管在图中未示出，信号处理器IO通过线缆连接到电子音调生成器13、 键传感器14、电磁控制键致动器15、 MIDI接口 110、盘驱动器120和面板 显示器130。信号处理器IO是数据处理能力的来源。尽管在图中未示出，但信息处理 器10包括中央处理单元、外围处理器(例如，直接存储器存取控制器)、只 读存储器、随机存取存储器、信号接口、大容量存储装置(例如，硬盘单元) 和共享总线系统。中央处理单元、只读存储器和随机存取存储器通常分别缩 写为"CPU"、 "ROM"和"RAM"。共享总线系统连接到中央处理单元、外围处 理器、只读存储器、随机存取存储器、信号接口和大容量存储装置，并允许 中央处理单元与外围处理器、只读存储器、随机存取存储器、信号接口和大 容量存储装置进行通信。在只读存储器中存储计算机程序、默认控制参数和数据表，并且计算机 程序在中央处理单元上运行以实现给定任务。当中央处理单元正执行计算机 程序时，随机存取存储器充当临时数据存储装置。在随机存取存储器中定义 多个寄存器，并将它们分别分配给黑键和白键lc/ld。每个键lc/ld的键位置 数据被存储在寄存器之一中。中央处理单元周期性地检查寄存器，以查看是 否按下了黑键和白键lc/ld中的任一个以及是否释放了按下的键lc/ld中的任 一个。在随机存取存储器中定义提示标志。当使得该提示标志升高时，如后 面所述，中断伴奏。外围处理器在中央处理单元的控制下执行各个计算机程序。例如，在自 动演奏之前，外围处理器之一将一组MIDI乐曲数据从硬盘传输到随机存取 存储器。信号接口中的一些被连接到键传感器14,并且模数转换器分别被合并到向键传感器14分配的信号接口中。其它信号接口和再其它的信号接口被分配 给电磁控制键致动器15以进行伺服控制。如后所述，所述其它信号接口具有 各自的模数转换器，并且在所述再其它的信号接口中并入脉沖宽度调制器。计算机程序分为主例程程序和子例程程序。自动演奏通过执行子例程程 序之一来实现，并且在下文中被称为"自动演奏子例程程序"。另一子例程程 序表示用于自动伴奏的任务的序列，并且在下文中被称为"自动伴奏子例程程序"。信息处理器、自动演奏子例程程序和电磁控制键致动器15充当自动演 奏器，信息处理器、自动伴奏子例程程序、键传感器14和电磁控制键致动器是自动伴奏器的基本组件。下面详细描述自动演奏子例程程序和自动伴奏子 例程程序。电子音调生成器13具有多个通道和波形存储器，并且在波形存储器中存 储波形数据。当表示不同音符名的音符开事件的MIDI乐曲数据代码到达电 子音调生成器13，通道中所选的各个通道被分配给MIDI乐曲数据代码，并 且通过通道从波形存储器中顺序地读出波形数据。波形数据被形成为音频数 据，并且将音频数据从电子音调生成器13提供到声音系统(未示出)，以便 从声音系统发出电子音调。在下文中，将表示音符开事件的MIDI乐曲数据代码称为"音符开事件数 据代码"。"音符关事件数据代码"是表示音符关事件的MIDI乐曲数据代码， 并且音符开事件数据代码和音符关事件数据代码这两者简称为"键事件数据 代码"。"持续时间代码，，表示在一个事件和下一事件之间经过的时间。将该经 过的时间表示为节拍时钟(tempo clock)的数目，并且通过使用四分之一音符作 为单位来确定该节拍。现在假设将节拍调整为120，则单位时间等于0.5秒。 如果四分之一音符等于480,则每个时钟脉沖对应于1/960秒。在此情形下， 当持续时间代码表示960时，下一事件在这一事件的1秒后发生。在黑键和白键lc/ld的前部下方的键框架(key frame) 1 h上提供键传感器 14。在此例中，采用光学位置换能器作为键传感器14。光学位置换能器包括 发光二极管(未示出)、光检测二极管(未示出)、传感器头14a、在传感器头 14a和发光二极管/光检测二极管之间选择性地连接的光纤(未示出)、以及快 门板14b。快门板14b被固定在黑键和白键lc/ld的下表面，并且从相关联的 黑键和白键lc/ld向下伸出。快门板14b与相关联的黑键和白键lc/ld—起沿 着轨迹行进。在每个轨迹的两侧上提供传感器头14a,并且，除了最右侧的传感器头14a和最左侧的传感器头14a之外，在相邻的两个快门板14b之间共 享每个传感器头14a。每个发光二极管通过光纤将光提供给所选的各个传感器 头14a，穿过轨迹、从这些传感器头14a向相邻的传感器头14a发出光束，并 且入射光通过光纤传播到光检测二极管，以便被转换为光电流。因为顺序地 激发发光二极管，所以周期性地发出穿过所有轨迹的光。转到图3A到3C,键传感器14之一监视黑键lc之一，并且用附图标记 140来标记光束。用附图标记141标记从其发出光束140的传感器头14a，用 附图标记142标记光束140入射到的传感器头。当黑键lc停留在静止位置上时，快门板14b停留在光束140上方，如图 3A所示，并且光束140具有最宽的横截面。为此，光电流的量最大。当黑键lc沿着轨迹向终点位置行进时，快门板lb逐渐截断光束140， 如图3B所示，并因此，减少了光电流的量。当黑键lc到达终点位置时，快门板14b截断光束140,不允许光束140 到达传感器头142。结果，光电流的量最小。由此，利用键传感器14而将键位置转换为光电流的量。通过合适的电流 -电压转换器(未示出)将光电流转换为与之等效的电势电平，并且将键位置 信号S1从键传感器14提供到信息处理器10。在此实例中，光电流量，即键 位置信号Sl的电势电平线性变化，如图4A中的图线PL1所示。然而，光电 流量可以是非线性变化的，如图4B中的图线PL2所示。在光电流量如图线 PL2所示的那样非线性变化时，增强了终点位置附近的分辨率。电磁控制键致动器15被提供于黑键和白键lc/ld的后部下方，并且在横 向上以交错方式排列。电磁控制键致动器15具有相应的螺线管15a和相应的 活塞15b,并且螺线管15a连接到信号接口的脉沖宽度调制器。将驱动脉冲信 号S2从脉沖宽度调制器提供到与要驱动的黑键和白键lc/ld相关联的电磁控 制键致动器15的螺线管15a。脉冲宽度调制器可改变驱动脉冲信号S2的占 空比，并因此，在活塞15b上施加的^f兹力是可变的。由内置活塞传感器15c分别监视活塞15b。活塞传感器15c将活塞15b 的速度转换为活塞速度信号S3，并且将活塞速度信号S3提供给信号处理器 10。信号处理器10基于活塞速度信号S3，通过驱动脉冲信号S2来执行伺服 控制。在中盘5c中形成槽5e,并且该槽5e在横向上延伸。中盘5c按照活塞15b穿过槽5e的方式来支撑电磁控制键致动器15。活塞15b具有位于黑键和 白4定lc/ld的最后部的下表面下方的相应尖端。当驱动脉沖信号S2正流过螺 线管15a时，在活塞15b周围建立磁场，并且，,兹力被施加在活塞上，以便 使得活塞15b向上伸出。活塞15b按压相关联的黑键lc或白键ld的后部， 使得黑键lc或白键ld沿着轨迹行进，而无需人类演奏者的任何手指弹奏。MIDI接口 110连接到信息处理器10的信号接口之一。MIDI接口 110 从外部源接收MIDI乐曲数据代码，并将MIDI乐曲数据代码提供给信息处理 器10。MIDI接口 110还从信息处理器10接收MIDI乐曲数据代码，并将MIDI 乐曲数据代码提供给外部装置。当用户希望使得外部乐器对原声钢琴1上的 演奏进行伴奏时，表示该伴奏的MIDI乐曲数据代码通过MIDI接口 110而被 传输到外部乐器。在此实例中，如图1所示，将MIDI接口 110安装在中盘 5c的侧面部分。盘驱动器120连接到信息处理器IO的另一信号接口，且具有放置CD(光 盘)或DVD(数字多用盘)的托盘。乐曲数据文件被存储在CD或DVD中，用 于自动伴奏，并且用户将乐曲数据文件(一个或多个)从CD或DVD传输到信 息处理器10。在此实例中，将盘驱动器120安装在中盘5c的前部，如图1 所示。面板显示器130i立在钢琴箱体5a上，在乐谱架(musicrack)5f旁边，并 且是可三维倾斜的。因而，坐在凳子(未示出)上进行手指弹奏的用户将面 板显示器130朝向自己。液晶面板、触摸传感器和视觉图像控制器形成该面 板显示器130。液晶面板具有成像表面，并且成像表面上重叠了触摸传感器。 当主例程程序正在主例程程序上运行时，信息处理器IO请求视觉图像控制器 在液晶面板上形成画面，用于信息控制器IO和用户之间的对话。用户按压触 摸传感器上重叠了视觉图像的区域，以便给出指令。然后，信息处理器10确 定用户所按压的区域，并确认该指令。用户通过自动演奏器的视觉图像上的 触摸传感器，请求自动演奏器在原声钢琴上演奏乐曲曲调。当用户请求自动 伴奏器对他在键盘la上的演奏进行伴奏时，他按压自动伴奏器的视觉图像上 的触摸传感器。通过另一画面将乐曲曲调的标题提供给用户，并且用户按压 要演奏的乐曲曲调的标题上的触摸传感器。返回图2，信息处理器IO通过执行自动演奏子例程程序和执行自动伴奏 子例程程序来实现自动演奏器和自动伴奏器的功能。该功能被分为运动控制器11和伺服控制器12。音符开事件数据代码包含表示键编号和键速度(即，要产生的音调的音名和响度)的乐曲数据。因为响度与弦槌2在撞击相关联的琴弦4之前瞬间 的最终速度成比例，并且最终弦槌速度与相关联的键lc/ld在脱离之前的参 考点处的速度成比例。为此，通过控制参考点处的键速度，自动演奏器和自 动伴奏器可产生目标响度的音调。下文中将参考点处的键速度称为"参考前向 键速度"。音符开事件发生的时间是可基于由持续时间代码表示的时间数据来 计算的。另一方面，音符关事件数据代码包含表示分配给其音调要被衰减的 键的键编号的乐曲数据，并且要衰减音调的时间是可基于由持续时间代码表 示的时间数据来计算的。当制音器6与振动的琴弦4接触时，音调被衰减。 相关联的键lc/ld使得制音器6移动。为此，通过在所计算的时间上、将释 放的键lc/ld带到终点位置和静止位置之间的某一点上，自动演奏器和自动 伴奏器可衰减音调。自动演奏器和自动伴奏器利用电磁控制键致动器15来控 制键lc/ld的移动。由此，自动演奏器和自动伴奏器可利用电磁控制键致动 器15来控制音符开事件和音符关事件。将一组乐曲数据代码从盘驱动单元120传输到信息处理器10中的随机存 取存储器中，并且从随机存取存储器中顺序地读出乐曲数据代码。将键事件 数据代码从信息处理器IO提供到运动控制器11，以进行自动演奏或自动伴 奏。运动控制器11分析音符开事件数据代码和相关联的持续时间代码，并确 定参考前向键速度以及键lc/id经过参考点时的目标时间。运动控制器11确 定参考点前的目标键位置的一系列值。目标键位置随着时间变化。为此，将 目标键位置的每个值与键lc/ld要经过目标位置的值时的时间进行配对。分 别将目标键位置的值与穿越时间(transit time)的值配对，并且随时间变化的目 标键位置的一系列值被称为"参考前向键轨迹"。运动控制器11确定要被移动 来生成原声钢琴音调的黑键和白键lc/ld的参考前向键轨迹。运动控制器11还分析用于参考后向键轨迹的音符关事件数据代码和持 续时间数据代码，参考后向键轨迹是随着时间变化直到释放的键lc/ld使得 制音器6与振动的琴弦4接触时的特定键位置为止的一系列目标键位置。由 此，运动控制器11确定用于要被释放的黑键和白键lc/ld的参考后向键轨迹。伺服控制器12与电磁控制键致动器15和内置活塞速度传感器15c —起 形成伺服控制环，并实现对要移动的每个黑键和白键lc/ld的伺服控制。当要启动黑键1C或白键Id的时间来临时，运动控制器11将目标键位置的第一值提供给伺服控制器12,并且伺服控制12将驱动脉沖信号S2的占空比调整 为适当值。伺服控制器12开始将驱动脉冲信号S2提供给与要移动的黑键lc 或白键ld相关联的电磁控制键致动器15。驱动脉沖信号S2使得螺线管15a 在活塞15b周围建立磁场，使得活塞15b开始从螺线管15a向上伸出。内置 活塞速度传感器15c确定活塞速度，并将活塞速度信号S3提供给伺服控制器 12。运动控制器11周期性地将目标键位置的值提供给伺服控制器12，并且 内置活塞传感器15c向伺服控制器12报告当前活塞速度。伺服控制器12基 于目标键位置的值计算目标键速度的值，并基于当前活塞速度的值来计算当 前键位置的值。伺服控制器12确定目标键位置的值和当前活塞位置的值之间 的差值，以及目标键速度的值和当前活塞速度的值之间的差值。当确定了这 些差值时，伺服控制器12计算新的占空比值，以便使得这些差值最小。伺服 控制器12将驱动脉沖信号S2调整为新的占空比值。周期性地重复上述任务， 使得运动控制器11和伺服控制器12强迫黑键lc或白键ld以参考前向键速 度经过参考点。当音符关事件数据代码达到运动控制器11时，运动控制器11确定参考 后向键轨迹，并且开始与伺服控制器12协作控制电磁控制键致动器15。可以通过使用MIDI乐曲数据代码来控制16个通道。因此，16个轨道 TrO到Trl5可用于自动演奏和自动伴奏。在此实例中，轨道Trl和轨道Trl5 被分别分配给用于自动伴奏的MIDI乐曲数据代码和定时控制数据代码，并 且被分别称为"伴奏轨道"和"提示时间轨道"。定时控制数据代码使得自动伴奏器对在键盘la上的手指弹奏适当地进 行伴奏。词语"提示音符"被定义为等同于要在演奏者所演奏的旋律中发生的 键事件的"特定准键事件(quasi-key event)",并且被存储为提示音符数据代码。 词语"提示时间"被定义为提示音符和下一提示音符之间的持续时间或经过时 间，并且被存储为提示时间数据代码。提示音符数据代码和提示时间数据代 码被存储在提示时间轨道Tr15中。因为不将提示音符数据代码传输到电子音 调生成器13,所以不会基于提示音符数据代码而产生电子音调。自动伴奏器 基于从伴奏轨道Trl中读出的键事件数据代码来进行伴奏。为此，以压下的 键lc/ld表示的事件被称为"准键事件"。为了使未安装自动伴奏子例程程序的另一乐器基于伴奏轨道Trl中的 MIDI乐曲数据代码来进行伴奏，制造者向提示时间轨道Trl5赋予与伴奏轨 道Trl的首标不同的首标。为此，乐器不会基于提示音符数据代码而产生任 何音调。自动伴奏器通过对节拍时钟进行计数来测量持续时间。图5示出了用于提示音符的控制序列。当人类演奏者指示自动伴奏器通过电子音调来沿着旋 律伴奏他或她的演奏时，主例程程序开始周期性地分支到自动伴奏子例程程序。图5所示的控制序列形成自动伴奏子例程程序的一部分。形成信息处理 器10的一部分的计数器被分配为测量节拍时钟。如步骤Sl,中央处理单元检查计数器，以查看节拍时钟的数目是否变为 等于第一提示时间。当节拍时钟的数目正指示短于第一提示时间的经过时间 时，步骤SI处的答复给出为否定"否"，并且如步骤S3，中央处理单元递增 计数器。在计数器递增之后，如步骤S4，中央处理单元检查伴奏轨道Tr15,以查 看伴奏是否完成。当伴奏正向结尾进行时，答复给出为否定"否"，并且中央 处理单元返回步骤S1。由此，中央处理单元重复由步骤Sl、 S3和S4构成的 循环，直到第一提示时间到期。当第一提示时间到期时，节拍时钟的数目变为等于第一提示时间，并且 步骤S1处的答复改变为肯定"是"。通过此肯定答复，中央处理单元前进到步 骤S2。中央处理单元检查为提示音符而分配给黑键lc或白键ld的寄存器， 以查看人类演奏者是否按下了键lc/ld。换言之，如步骤S2，中央处理单元 检查寄存器以查看用于提示音符的音符开事件是否发生。当对旋律的手指弹 奏被延緩时，演奏者用手指弹奏在提示音符之前的部分旋律，并且提示音符 处的音符开事件还未发生。然后，步骤S2处的答复给出为否定"否"。通过此 否定答复，中央处理单元升高提示音符标志，并周期性地重复步骤S2。由此， 未发生的提示音符中断伴奏。当正升高提示标志时，不递增用于伴奏轨道Trl 的计数器。换言之，未发生的提示音符使自动伴奏器在提示音符处等待按下 键lc/ld。当演奏者按下用于提示音符的黑键lc或白键ld时，步骤S2处的答复改 变为肯定"是"，并且中央处理单元降低提示标志。然后，中央处理单元读出 下一提示时间，并且重新开始测量下一提示音符的经过时间。由此，中央处理单元重复由步骤Sl到S4构成的循环，以便使伴奏与沿着旋律的演奏同步。 与沿着图5所示的控制序列的执行同时，中央处理单元顺序地从伴奏轨 道Trl中读出持续时间数据代码和MIDI乐曲数据代码。当从伴奏轨道Trl 读出的每个持续时间到期时，只要提示标志未被升高，则中央处理单元将表 示键事件(一个或多个)的MIDI乐曲数据代码(一个或多个)传输到电子音调生 成器13。然而，升高的提示标志不允许中央处理单元递增用于从伴奏轨道Trl 读出的持续时间代码的计数器。换言之，当正升高提示标志时，不产生电子 音调。在此情况下，当提示标志降低时，中央处理单元重新开始测量经过时 间。在由持续时间数据代码表示的时间段到期时，中央处理单元将MIDI乐 曲数据代码(一个或多个)传输到电子音调生成器13，并且开始测量到下一键 事件的经过时间。当中央处理单元执行伴奏轨道Trl中的最后的MIDI乐曲数据代码对， 或当演奏者指示自动伴奏器结束伴奏时，步骤S4处的答复改变为肯定"是"， 并且中央处理单元返回到主例程程序。自动伴奏器在用于旋律中的原声钢琴音调的恰当时刻处产生伴奏的音 调，如下所示。图6示出了黑键lc或白键ld随时间变化的键行程。当键lc/ld 停留在静止位置时，键行程为0。当键lc/ld到达最深的位置时，键行程是-10 毫米。当自动伴奏器正通过电子音调来伴奏演奏者的手指弹奏时，中央处理 单元在相应的键lc/ld到达最深点时，即在键行程变为-10毫米的时刻处，将 键事件数据代码传输给电子音调生成器13，并且立刻产生电子音调。然而， 中央处理单元在中断之后、到达用于电子音调的-10毫米之前，将键事件数据 代码传输到电子音调生成器13。具体地，假设提示时间到期，而没有提示音符。中央处理单元升高提示 标志，并中断向电子音调生成器13传输键事件数据代码。在此情况下，中央 处理单元在到达最深点稍微之前，将键事件数据代码传输给电子音调生成器 13。当按下的键lc/ld经过相当于-6.5毫米的键行程的键位置时，中央处理单 元将键事件数据代码从向电子音调生成器13的传输中断中释放开。-6.5毫米 处的传送比按下的4建lc/ld到达最深点时的时间早15毫秒。接着，参照图7A到7C描述自动伴奏的示例。图7A和图7B示出了在 某一乐曲数据文件的伴奏轨道Trl中存储的事件数据代码和持续时间数据代 码。在图7A和7B中将持续时间数据代码的值称为"增量时间"。时间从图7A的第一行走到该图的最后一行，并且图7A的最后一行之后是图7B的第一行。 图7C示出在同一乐曲数据文件的提示时间轨道Tr15中存储的提示数据代码 和提示时间代码。图8示出了旋律和伴奏的部分乐谱，并且上面的五线谱中的音符和下面 的五线谱中的音符分别表示沿着旋律的音调和用于伴奏的和弦。第一音符"C" 和第五音符"A"被规定为第一提示音符"提示音符l，，和第二提示音符"提示音 符2"。人类演奏者演奏旋律，并且自动伴奏器演奏和弦。用于和弦的键事件 被存储在伴奏轨道Trl中，并且提示音符"提示音符1"、"提示音符2"…被存 储在提示时间轨道Trl中。音符"C3"和音符"A3"分别对应于键编号60和键编号69,从而将"60"和 "69，，写入到提示时间轨道Trl中。(见图7C中的第二行和第四行。)乐曲要以 120的节拍演奏，使得四分之一音符等于480的节拍时钟数。从演奏开始到 提示音符l的时间段是O,因此，第一行中的提示时间是0。提示音符l和下 一提示音符2之间的时间段等于两个四分之一音符，所以第三行中的提示时 间是960。第一和弦(即，和弦1)要与第一音符"C3"同时产生，使得如图7A所示， 第一、第三和第五行中的持续时间代码是"O"。在第二、第四和第六行中找到 用于和弦1的音调的音符开事件数据代码。和弦1由三个音调"C3"、 "E3"和 "G3"构成,并且因此，在第二、第四和第六行中写入键编号"60"、 "64"和"67"。 和弦1的三个音调是四分之一音符，并且和弦2在和弦1之后，没有任何停 顿。为此，第七行中的持续时间等于480个节拍时钟。在经过等于480个节 拍时钟的时间之后，将衰减和弦l，并将产生和弦2。在第八、第十和第十二 行中写入音符关事件数据代码，并在第十四、第十六和第十八行中找到键开 事件代码。和弦1的音调要被同时衰减，并且要同时产生和弦2的音调。为 此，在第九、第十一、第十三、第十五、第十七和第十九行中写入持续时间"O"。 与先前的持续时间数据代码和先前的键事件数据代码类似地确定第十九行之 后的持续时间数据代码和键事件数据代码。演奏如下进行。为了使两个计数器彼此区分开，用于伴奏轨道Trl的计数器和用于提示时间轨道Tr 15的另 一计数器被分别称为"持续时间计数器"和 "提示时间计数器"。中央处理单元在递增持续时间计数器之前递增提示时间 计数器。首先，人类演奏者在盘驱动器120的托盘上插入光盘，其中存储了包含 图7A到图7C所示的轨道的乐曲数据文件，并指示自动伴奏器用电子音调来 伴奏他或她的演奏。然后，从光盘读出乐曲数据文件，并将乐曲数据文件存 储到信息处理器10的随机存取存储器中。中央处理单元周期性地从被分配给键位置传感器14的接口中提取键位 置数据，并且在分配给黑键lc和白键ld的寄存器中累积新的键位置数据。 中央处理单元检查寄存器以查看是否有任何键从先前的例程移动。中央处理单元分别从伴奏轨道Tr 1和提示时间轨道Tr 15读出持续时间数 据代码和提示时间代码，并检查提示时间计数器和持续时间计数器，以查看 是否有任一计数器到达等于所读出代码的节拍时钟数。中央处理单元随着节 拍时钟周期性地递增提示时间计数器和持续时间计数器。中央处理单元在递 增持续时间计数器之前递增提示时间计数器。第一提示时间数据代码表示经过时间"O"，如图7C的第一行中所写入的， 使得中央处理单元找到在递增提示时间计数器之前到期的提示时间。然后， 中央处理单元升高提示标志，并立即中断持续时间计数器。中央处理单元周 期性地检查被分配给"C3"处的白键ld的寄存器，中央处理单元等待演奏开 始。人类演奏者开始演奏。白键ld被按下，并经过相当于-6.5毫米的键行程 的键位置。然后，中央处理单元降低提示标志，持续时间"O"与通过键位置的 穿越同时到期。然后，中央处理单元将用于音符"C3"、 "E3"和"G3"的音符开 事件数据代码从随机存取存储器中的伴奏轨道Trl传输到电子音调生成器 13。上述数据处理和数据传输消耗10多(tenodd)毫秒。因为中央处理单元 在到达最深键位置之前15毫秒开始数据处理，所以在白键ld到达最深键位 置时的附近产生和弦1的电子音调。因此，自动伴奏器使人类演奏者感觉到 和弦是按时产生的。在将键事件数据代码传输到电子音调生成器13之后，中央处理单元从伴 奏轨道Trl读出"480"的持续时间数据代码，并重新启动持续时间计数器。中 央处理单元还从提示时间轨道Trl5读出"960"的提示时间数据代码，并重新 启动提示时间计数器。中央处理单元周期性地递增持续时间计数器和提示时 间计数器，并检查这些计数器以查看这些计数器中的至少一个是否到达等于 "480"或"960"的节拍时钟数。当答复给出为否定时，中央处理单元继续递增两个计数器，并比较计数器与"480"和"960"。持续时间计数器在提示时间计数器到达"960，，之前到达"480"。提示标志 不升高。当持续时间计数器到达"480"时，0.5秒到期，并且中央处理单元将 用于和弦1的音符关事件数据代码和用于和弦2的音符开事件数据代码从伴 奏轨道Trl传输到电子音调生成器13。和弦1的电子音调"C3"、 "E3"和"G3" 被衰减，并且产生用于和弦2的"C3"、 "E3"和"G3"。中央处理单元读出表示 等于0.5秒的节拍时钟"480"的下一持续时间数据代码，并将持续时间计数器 重置为0。中央处理单元周期性地递增持续时间计数器和提示时间计数器。如果人类演奏者恰当地在键盘la上进行手指弹奏时，人类演奏者在提示 时间计数器到达"960"之前瞬间按下用于"A3"的白键，并且中央处理单元使提 示标志保持降低。持续时间计数器到达"480",没有任何中断。结果，将键事 件数据代码从伴奏轨道Trl传输到电子音调生成器13,并且按时产生和弦3 的电子音调。然而，人类演奏者可以按下用于第二音调"G3"的白键ld保持超过0.25 秒，例如0.4秒。延长第二电子音调"G3"，并延迟用于"A3"的白键的移动。 在此情况下，提示时间计数器在人类演奏者按下用于"A3"的白键ld之前到达 "960",使得中央处理单元升高提示标志。结果，中央处理单元在到达"480" 之前瞬间停止持续时间计数器。中央处理单元周期性地检查分配给用于"A3" 的白键ld的寄存器，以查看人类演奏者是否使得用于"A3"的白键ld经过相 当于-6.5毫米的键行程的键位置。当答复给出为否定时，中央处理单元使提 示标志保持升高，使得持续时间计数器不到达"480"。当用于"A3"的白键ld 经过相当于键行程-6.5毫米的键位置时，答复改变为肯定，并且中央处理单 元降低提示标志。因此，中央处理单元允许持续时间计数器到达"480"。当持 续时间计数器到达"480"时，中央处理单元将用于和弦2的"C2"、 "E3"和"G3" 的音符关事件数据代码和用于和弦3的"C3"、 "F3"和"A3"的音符开事件数据 代码从伴奏轨道Trl传输到电子音调生成器13。结果，衰减和弦2的电子音 调"C3"、 "E3"和"G3",并产生和弦3的电子音调"C3"、 "F3"和"A3"。因为中 央处理单元在相当于-6.5毫米的键行程的键位置处进入上述数据处理，所以 尽管进行上述数据处理，但也按时产生电子音调"C3"、 "F3"和"A3",并且人 类演奏者感觉到伴奏恰好与旋律同步。如将从前述说明理解，与对持续时间数据代码和键事件数据代码的数据处理并行地处理提示时间数据代码和提示音符数据代码，并且在提示标志计 数器到达目标节拍时钟数之后，中断持续时间计数器的向上计数，而没有任 何出现提示音符的报告。结果，延迟了伴奏的进程，并且按时产生用于伴奏 的音调。在此实例中，将提示音符数据代码和提示时间数据代码与伴奏轨道Trl 中的持续时间数据代码和^T建事件数据代码相分离地存储在提示时间轨道Tr 15 中，并使提示时间轨道Tr15的首标中的控制代码与伴奏轨道Trl的首标中的 控制代码不同。此特征是理想的，因为可与未安装自动伴奏子例程程序的另 一乐器共享乐曲数据文件。此外，在通常发生音符开事件的键位置之前的键位置处检测提示音符。 此特征是理想的，因为时间余量使得抵消了由于检测到提示音符之后的数据 处理而引起的延迟时间。旋律的第一音符被规定为第一提示音符。此特征是理想的，因为自动伴 奏在检测到第一提示音符之后自动开始。第二实施例实施本发明的另一自动演奏器在构造上与图1和图2所示的自动演奏器 钢琴相似，并且，第二实施例的自动伴奏子例程程序与结合第一实施例描述 的自动伴奏子例程程序有部分的不同。为此，将描述集中于自动伴奏子例程程序。在以下描述中，自动演奏器钢琴的组成部分具有指定第一实施例中的 相应组成部分的附图标记，并且自动伴奏器接纳提示音符的键位置被称为"提 示音符开键位置"。在第一实施例中，在相当于-6.5毫米的键行程的提示音符开键位置处检 测提示音符。在第二实施例中，提示音符开键位置可根据键速度而变化。图9A示出了按下的键lc/ld以不同键速度值向终点位置移动的轨线。图 线PL1、PL2和PL3表示被重重按下的键lc/ld的轨线、被轻轻按下的键lc/ld 的轨线、以及施加中等力的键lc/ld的轨线。键lc/ld以极大的键速度值沿着 图线PL1表示的轨线移动，并且键lc/ld以小的键速度值沿着图线PL2表示 的轨线移动。键lc/ld以键速度的中间值沿着图线PL3表示的轨线移动。轨线被分为两部分。第一区域由实线绘出。当键lc/ld正在第一区域中 移动时，中央处理单元完成用于确定键速度的计算。计算所消耗的时间段取 决于信息处理器10中的中央处理单元的能力。在此实例中，该时间段是10毫秒的量级。当确定了键速度时，可以预测键lc/ld到达最深键位置的时间。 自动伴奏器可在到达最深键位置之前15毫秒确定提示音符开键位置，并且在 图9A中，"检测(DETECT)"表示提示音符开键位置。提示音符开键位置通常在由点划线绘出的第二区域中指定，并且是在到达最深键位置之前15毫秒。然而，键lc/ld可能在到达最深键位置之前的15 毫秒经过第一区域中的键位置。例如，当沿着图线PL1表示的轨线重重地按 下键lc/ld时，键lc/ld在到达最深键位置之前的15毫秒经过键位置KP1。 在此情况下，自动伴奏器在第一区域和第二区域之间的边界上确定提示音符 开键位置。按下的键lc/ld通常到达相当于距离静止位置2毫米或更少的键行程的 键位置，并且提示音符开键位置与相当于该键行程的键位置隔开。尽管在第 二实施例中，在第一区域和第二区域之间的边界上确定极高速的键lc/ld的 提示音符开键位置，但是对于极高速的键lc/ld，可在相当于-2毫米键行程的 键位置指定提示音符开键位置，以便在完成计算后的瞬间接纳提示音符。可由非线性的线来表示按下键lc/ld的轨线，例如，图9B和图9C所示 的PL4和PL5。在此实例中，中央处理单元基于寄存器中存储的键位置数据 来预测键lc/ld的轨线。非线性轨线可与线性轨线一起存储在信息处理器10 的只读存储器中。在此实例中，中央处理单元对^:位置数据与线性轨线上的 相应键位置以及非线性轨线上的相应键位置进行比较，以查看哪个轨线最接 近。当选择了轨线之一时，中央处理单元预测键lc/ld到达最深键位置和提 示音符开键位置的时间。下文中，参照图IOA、图IOB和图IOC描述在第二实施例中采用的自动 伴奏子例程程序。图IOA和图10B中示出的子例程程序形成自动伴奏子例程性地分支到图IOA和IOB所示的子例程程序。中央处理单元在预定的时间段 中执行图IOA、图IOB和图IOC所示的子例程程序的指令代码，并返回到自 动伴奏子例程程序的其余部分。当自动伴奏子例程程序正在中央处理单元上运行时，自动伴奏子例程程 序还通过由图10A中的CD所示的其它定时器中断而周期性地分支到向下计 数程序。随着节拍时钟递减提示时间计数器和持续时间计数器。当人类演奏 者指示自动伴奏器用电子音调来伴奏他或她的演奏时，自动伴奏子例程程序开始周期性地分支到图IOA和图10B中所示的子例程程序。首先，如步骤Sll,中央处理单元从提示时间轨道Tr15中读出第一提示 时间数据代码，并且如步骤S12,将提示时间计数器设置为节拍时钟数。只 要未升高提示标志，则如CD所示，随着节拍时钟周期性地递减提示时间计 数器。接着，如步骤S13，中央处理单元从提示时间轨道Trl5读出提示音符数 据代码，并且如步骤S14,开始监视被分配了与提示音符的键编号相同的键 编号的键lc/ld。如步骤S15，中央处理单元检查分配给键lc/ld的寄存器，以查看人类演 奏者是否开始按下键lc/ld。当键lc/ld停留在静止位置时，步骤S15处的答 复给出为否定"否，，，并且中央处理单元重复地;险查分配给键lc/ld的寄存器。假设人类演奏者开始按下键lc/ld。步骤S15处的答复改变为肯定"是"。 通过该肯定答复"是"，中央处理单元开始进入子例程程序SBll，并且子例程 程序SB11的控制序列如图IOC所示。在进入子例程程序SBll中时，如步骤S31，中央处理单元确定在键移动 开始之后瞬间的键位置和时间。接着，如步骤S32,中央处理单元检查内部时钟，以查看计算时间是否 到期。当键lc/ld正在轨线的第一区域中移动时，步骤S32处的答复给出为 否定"否"，使得中央处理单元返回到图10A中所示的子例程程序。中央处理 单元前进到步骤S17，并检查分配给提示音符开键位置的寄存器，以查看是 否已在寄存器中存储了提示音符开键位置。换言之，如步骤S17，是否完成 了计算。当键lc/ld正在第一区域中移动时，不可能计算键速度，使得在寄 存器中尚未存储任何提示音符开键位置，并且步骤S17处的答复给出为否定 "否"。通过否定答复"否"，中央处理单元返回到子例程程序SBll。由此，中 央处理单元重复地进入子例程程序SB11并从其返回，直到计算时间到期。当计算时间到期时，步骤S32处的答复改变为肯定"是"。通过肯定答复 "是"，如步骤S33,中央处理单元确定键lc/ld到达第一区域和第二区域之间 的边界时的键位置和时间，此后，如步骤S34，存储键速度。接着，中央处理单元预测键lc/ld将到达最深键位置的特定时间，并确 定在该特定时间之前15毫秒的提示音符开键位置。如步骤S35，中央处理单 元将该提示音符开键位置存储在工作存储器中，并返回到如图IOA所示的子例程程序。当中央处理单元返回到图IOA所示的子例程程序时，步骤S17处的答复 改变为肯定"是"。这样，如步骤S18,中央处理单元从工作存储器读出提示音 符开键位置，并且如步骤S19,比较最新的键位置和该提示音符开键位置， 以查看键lc/ld是否到达该提示音符开键位置。当键lc/ld正在该提示音符开键位置之前的轨线上行进时，步骤S19处 的答复给出为否定"否"。中央处理单元前进到步骤S18,并检查提示时间计数 器，以查看提示时间是否到期。如果提示时间计数器还未到达O，则步骤S20 处的答复给出为否定"否"，并且中央处理单元返回到步骤S19。由此，中央处 理单元重复由步骤S19和S20构成的循环，直到4建lc/ld到达提示音符开键 位置。另一方面，如果提示时间计数器已经在键lc/ld仍在到提示音符开键 位置的路径上之前到达O,则步骤S20处的答复给出为"肯定"，并且中央处理 单元确认人类演奏者延迟了手指弹奏。通过步骤S20处的肯定答复"是"，如 步骤S21，中央处理单元升高(raise)提示标志，并返回到步骤S19。由此， 自动伴奏器中断伴奏。当键lc/ld经过提示音符开键位置时，步骤S19处的答复给出为肯定 "是"，并且中央处理单元检查提示时间计数器，以查看提示时间是否到期。 存在两种理论上的可能性。第一种可能性是键lc/ld在提示时间计数器到达0 之后经过提示音符开键位置。(见从步骤S20的"是"到步骤S21、和步骤S19 处的"是，，到步骤S22处的"是，，的路径。)在此情况下，如步骤S23,中央处理 单元降低提示标志，并允许在前进到步骤S24之前将键事件代码(一个或多 个)传输到电子音调生成器13。第二种可能性是提示时间计数器在键lc/ld 经过提示音符开键位置之后到达0。(见直接从步骤S19处的"是"而不在步骤 S20和S21处执行的路径。)当人类演奏者使得4建lc/ld沿着由图线PL1表示 的轨线移动，以产生旋律中的第一提示音符时，在第一区域中的KP1处指定 提示音符开键位置，中央处理单元确认提示标志在步骤S23处仍是降低的， 并允许中央处理单元立即将音符开事件数据代码传输给电子音调生成器13。另一方面，当人类演奏者在其它提示音符处使得键lc/ld在由图线PL1 表示的轨线上移动时，仍在提示时间计数器中存储特定的节拍时钟数，并且 步骤S22处的答复给出为否定"否"。然而，要立即产生和弦。为此，中央处 理单元允许将键事件数据代码传输到电子音调生成器13，并前进到步骤S24。中央处理单元4全查提示时间轨道Trl5，以查看在提示时间轨道Trl5中 是否剩余任何提示音符。当中央处理单元找到另一提示音符，并相应地找到 提示时间时，中央处理单元返回到步骤Sll，并为了新的提示音符和提示时 间而重复由步骤Sll到S24以及子例程SB11构成的循环。另一方面，如果中央处理单元未找到任何其它提示音符，则中央处理单 元返回到自动伴奏子例程程序的其余部分，并且在该返回之后不进入图10A 到图IOC所示的子例程程序。如将从前述说明理解，与第一实施例类似，自动伴奏器按时产生伴奏的 音调。此外，提示音符开键位置随着按下的键的速度而变化。为此，与第一 实施例相比，要产生伴奏音调的时刻更接近于提示音符。第三实施例实施本发明的另一自动演奏器钢琴在构造上类似于图l和图2所示的自 动演奏器钢琴，并且，第二实施例的自动伴奏子例程程序与结合第一实施例描述的自动伴奏子例程程序有部分的不同。为此，将描述集中于自动伴奏子 例程程序。在以下描述中，自动演奏器钢琴的组成部分具有指定第一实施例 中的相应组成部分的附图标记。在上述第二实施例中，提示音符开键位置可随着键速度而变化，以便在 适当的时刻对旋律中的音调产生伴奏音调。换言之，持续时间计数器在提示 标志被降低之后的瞬间重新开始。另一方面，在第三实施例的自动伴奏子例 程程序中，提示音符开键位置是固定的，并且持续时间计数器在调整时间到 期后重新开始，以便在适当的时刻产生伴奏音调。图11示出了键lc/ld的轨线。PL6表示被重重按下的键lc/ld的轨线， 图线PL7表示被轻轻按下的键lc/ld的另一轨线。在经过相当于-2.5毫米的 键行程的键位置之后15毫秒，重重按下的键lc/ld到达相当于-10毫米键行 程的最深键位置。另一方面，轻轻按下的键lc/ld比重重按下的键lc/ld晚到 达最深键位置。尽管重重按下的键lc/ld在经过相当于-2.5毫米的键位置之后 花了 15毫秒，但轻轻按下的键lc/ld需要(调整时间+15毫秒)。调整时间随 着按下的4定lc/ld的速度而变化。图12A、图12B和图12C示出了形成在第三实施例的自动演奏器钢琴中 安装的自动伴奏子例程程序的一部分。计数器被分配为对调整时间向下计数， 并被称为"调整时间计数器"。图线PL6表示最快的键lc/ld的轨线，并且音符开键位置相当于距离静止位置-2.5毫米。当自动伴奏子例程程序在中央处理单元上运行时，自动伴奏子例程程序周期性地分支到图12A和图12B所示的子例程程序，并如图12A中的CD1 和图12B中的CD2所示，通过其它定时器中断进一步分支到向下计数程序。 在向下计数程序CD1中，随着节拍时钟递减提示时间计数器和持续时间计数 器，并且在调整时间计数器已被设置为有限数目的节拍时钟的情况下，随着 节拍时钟递减调整时间计数器。当人类演奏者指示自动伴奏器用电子音调伴奏他或她的演奏时，自动伴 奏子例程程序开始周期性地分支到图12A和图12B所示的子例程程序。首先，如步骤S41，中央处理单元从提示时间轨道Trl5读出第一提示时 间数据代码，并且如步骤S42,将提示时间计数器设置为节拍时钟数。只要 提示标志未被升高，则如CD1所示，随着节拍时钟周期性地递减提示时间计 数器。接着，如步骤S43，中央处理单元从提示时间轨道Trl5读出提示音符数 据代码，并且如步骤S44，开始监视被分配了与提示音符的键编号相同的键 编号的键lc/ld。如步骤S45，中央处理单元检查分配给键lc/ld的寄存器，以查看人类演 奏者是否开始按下键lc/ld。当键lc/ld停留在静止位置时，步骤S45处的答 复给出为否定"否"，并且中央处理单元重复地检查分配给键lc/ld的寄存器。假设人类演奏者开始按下键lc/ld。步骤S45处的答复改变为肯定"是"。 通过该肯定答复"是"，中央处理单元开始进入子例程程序SB12，并且子例程 程序SB11的控制序列如图12C所示。在进入子例程程序SB12中时，如步骤S61，中央处理单元确定在^fe移动 开始之后瞬间的键位置和时间。接着，如步骤S62，中央处理单元检查内部时钟，以查看键lc/ld是否经 过在相当于-2.5毫米的键位置之前的特定键位置。当键lc/ld正在该特定键位 置之前的轨线上移动时，步骤S62处的答复给出为否定"否"，使得中央处理 单元返回到图12A所示的子例程程序。中央处理单元前进到步骤S47,并检 查分配给调整时间的寄存器，以查看是否已在寄存器中存储了调整时间。换 言之，如步骤S47,是否完成计算。当键lc/ld正在该特定键位置之前的轨线 上移动时，不可能计算调整时间，使得在寄存器中尚未存储调整时间，并且步骤S47处的答复给出为否定"否"。通过否定答复"否"，中央处理单元返回 到子例程程序SB12。由此，中央处理单元重复地进入子例程程序SB12并从 其中返回。当键经过该特定键位置时，步骤S62处的答复改变为肯定"是"。通过肯 定答复"是"，如步骤S63,中央处理单元确定键lc/ld经过该特定键位置的时 间，此后，如步骤S64，计算键速度。如前所述，调整时间取决于键速度。 中央处理单元访问^:速度和调整时间之间的关系的表，并且读出调整时间的 值。由此，如步骤S65，中央处理单元确定调整时间，并将调整时间存储在 工作存储器中。中央处理单元返回到图12A所示的子例程程序。当中央处理单元返回到图12A所示的子例程程序时，步骤S47处的答复 改变为肯定"是"。然后，如步骤S48,中央处理单元从工作存储器读出提示音 符开键位置，并且如步骤S48，比较最新的键位置与该提示音符开键位置， 以查看键lc/ld是否到达该提示音符开键位置。当键lc/ld正在该提示音符开键位置之前的轨线上行进时，步骤S48处 的答复给出为否定"否"。中央处理单元前进到步骤S49,并检查提示时间计数 器，以查看提示时间是否到期。如果提示时间计数器还未到达O,则步骤S49 处的答复给出为否定"否"，并且中央处理单元返回到步骤S48。由此，中央处 理单元重复由步骤S48和S49构成的循环，直到键lc/ld到达提示音符开键 位置。另一方面，如果提示时间计数器已经在键lc/ld仍在到提示音符开键 位置的路径上之前到达O，则步骤S49处的答复给出"肯定"，并且中央处理单 元确认人类演奏者延迟了手指弹奏。通过步骤S49处的肯定答复"是"，如步 骤S50，中央处理单元升高提示标志，并返回到步骤S48。由此，自动伴奏器 利用提示标志中断伴奏。当键lc/ld经过提示音符开键位置时，步骤S48处的答复给出为肯定 "是"，并且中央处理单元检查提示时间计数器，以查看提示时间是否到期。 存在类似于第二实施例的两种理论上的可能性。第一种可能性是键lc/ld在 提示时间计数器到达0之后经过提示音符开键位置(见从步骤S49的"是"到 步骤S21、和步骤S48处的"是"到步骤S51处的"是"的路径)。第二种可能性 是提示时间计数器在键lc/ld经过提示音符开键位置之后到达0 (见直接从步 骤S48处的"是"而不在步骤S49和S50处执行的路径)。当提示时间计数器表示0，即，步骤S51处的答复给出为肯定"是"时，如步骤S52，中央处理单元将调整计数器设置为相当于调整时间的节拍时钟数。通过用于如CD2所示的向下计数的计算机程序周期性地递减调整计数器。 如步骤S53，中央处理单元检查调整计数器，以查看调整时间是否到期。 当调整计数器正在递减时，答复给出为否定"否"。中央处理单元等待步骤S53 处的答复改变。当调整计数器到达O时，步骤S53处的答复给出为肯定"是"，并且如步 骤S54,中央处理单元降低提示标志。提示时间计数器重新开始递减节拍时 钟数。当提示时间计数器到达0时，中央处理单元允许在前进到步骤S55之 前将键事件代码(一个或多个)传输到电子音调生成器13。另一方面，当人类演奏者在提示时间计数器到达0之前使得键lc/ld移 动时，仍在提示时间计数器中存储特定的节拍时钟数，并且步骤S51处的答 复给出为否定"否"。在此情况下，要立即产生和弦。中央处理单元允许将键 事件数据代码传输到电子音调生成器13，并前进到步骤55。中央处理单元检查提示时间轨道Trl5，以查看在提示时间轨道Trl5中 是否剩余任何提示音符。当中央处理单元找到另一提示音符，并相应地找到 提示时间时，中央处理单元返回到步骤S41,并为了新的提示音符和提示时 间而重复由步骤S41到S55以及子例程SB12构成的循环。另一方面，如果中央处理单元未找到任何其它提示音符，则中央处理单 元返回到自动伴奏子例程程序的其余部分，并且在该返回之后不进入图12A 到图12C所示的子例程程序。如从前述说明将理解，通过将调整时间加上常数时间段(即，15毫秒)， 自动伴奏器在适合于旋律进程的时刻处产生伴奏音调。自动伴奏器根据按下 的键lc/ld的速度来改变调整时间。为此，可始终在适当的时刻产生伴奏音 调，而不考虑键速度。第四实施例返回到附图的图13,实施本发明的另一自动演奏器钢琴大体上包括大钢 琴1D和电子系统IOOD。大钢琴在结构上类似于大钢琴1，所以用指示大钢 琴1的相应组成部分的附图标记来标记其组成部分，而不加详细描述。尽管 在信息处理器10D中安装的计算机程序不同于在信息处理器10中安装的计 算机程序，但是电子系统100D的其它系统组件类似于电子系统100的系统 组件。为此，除了面板显示器130D之外，用指示电子系统100的相应系统组件的附图标记来标记电子系统1OOD的系统组件。在第 一 实施例中，轨道Trl5被分配给提示时间数据代码和提示音符数据 代码，并且通过对提示时间轨道Tr15中的提示时间数据代码和提示音符数据 代码以及持续时间数据代码和事件数据代码的并行数据处理来实现自动伴 奏。另 一提示时间轨道Trl4被添加到两个轨道Trl和Trl5。第二提示时间轨 道Trl4与人类演奏者的手指弹奏同步地在面板显示器130D上产生视觉图像。 在此实例中，在面板显示器130D上产生乐曲曲调的乐谱的图像，并且五线 谱上的16小节(bar)的音符形成面板显示器130D上的每个画面。乐曲数据文件不仅包括伴奏轨道Trl和第一提示时间轨道Tr15,还包括 第二提示时间轨道Trl4，如图14所示。伴奏轨道Trl和第一提示时间轨道 Trl5与图7A、图7B和图7C中示出的那些相同。第二提示时间轨道Trl4具 有类似于第一提示时间轨道Trl5的提示时间数据代码和提示音符数据代码。 轨道Trl4中的提示时间数据代码表示直到下一提示音符为止的增量时间或经 过时间的值。以每个画面上第十六小节的最后音符之前四分之一音符的音符 来提供轨道Tr14中的提示音符。人类演奏者可以改变音符，在该音符处通过 面板显示器130D改变画面。第二提示时间轨道Tr14中的第一提示音符表示 相当于从手指弹奏开始到第一画面上的提示音符的经过时间的节拍时钟数。 在此实例中，在相当于30240个节拍时钟的增量时间到期时，第一画面改变 为第二画面。中央处理单元执行与结合提示时间轨道Trl5描述的子例程程序相同的 子例程程序，并且与第一提示时间轨道Tr15并行地执行用于第二提示时间轨 道Trl4的另一子例程程序。用于第二提示时间轨道Trl4的子例程程序与用 于第一提示时间轨道Tr15的相似。为了防止中央处理单元错误地找到被分配 了与提示音符的音名相同音名的另 一按下的键，中央处理单元在从每个页面 上的第一音符开始经过的某一时间内，忽略按下的键。如将理解，在乐曲数据文件中准备了多于一个的提示轨道，用于控制另 一装置以及自动伴奏的进程。第五实施例实施本发明的另 一 自动演奏器钢琴具有与第一实施例相似的结构和系统 配置。然而，自动伴奏子例程程序部分地不同于第一实施例到第四实施例的 自动伴奏子例程程序。如图15所示，在按下键的每个轨线上定义两个提示音符开键位置。更接近静止位置的提示音符开位置被称为"初步提示音符开键位 置"，并且比"初步提示音符开键位置"更深的另一提示音符开位置被称为"证 实的提示音符开键位置"。自动伴奏子例程包括对应于图lOA到图IOC所示的子例程程序的子例程 程序。然而，对应于图IOA和图IOB所示的子例程程序的子例程程序有部分 不同。当按下的键lc/ld在提示时间计数器中断之后经过初步提示音符开键 位置时，中央处理单元重新启动提示时间计数器。如果按下的键在预定时间 段内经过所述提示音符开键位置，则中央处理单元允许提示时间计数器继续 测量提示时间。举例来说，该预定时间段是5毫秒长。然而，如果按下的键 未在预定时间段内到达所述提示音符开键位置，则中央处理单元确定人类演 奏者错误地按下了键lc/ld，并停止提示时间计数器。此后，中央处理单元可 将提示时间计数器减少相当于5毫秒的节拍时钟数。在仅仅将音符开事件数 据代码(一个或多个)传输到电子音调生成器13的情况下，可去除音符开事 件数据代码(一个或多个)，以便禁止电子音调生成器13连续发出电子音调 (一个或多个)。如果指示自动伴奏器将键事件数据代码传输到运动控制器11,则中央处 理单元在由每个持续时间数据代码表示的经过时间到期时将键事件数据代码 传输到运动控制器11。假设按下的键lc/ld在穿过初步提示音符开键位置之 后，未在预定时间段内到达所述证实的提示音符开键位置，则伺服控制器使 按下的键返回。由此，两个提示音符开键位置防止自动伴奏器由于错误地按 下^T泉而不合期望地生成音调。尽管已示出和描述了本发明的具体实施例，但本领域技术人员将清楚， 可进行各种改变和修改，而不会脱离本发明的精神和范围。大钢琴1不对本发明的技术范围设置任何限制。自动伴奏器可被安装在 其它类型的键盘乐器中，例如直立钢琴、静音钢琴、大键琴和风琴。静音钢 琴是原声钢琴、电子音调生成系统和弦槌阻挡器。弦槌阻挡器移到弦槌的轨 迹中，并从轨迹中移出。当弦槌阻挡器停留在弦槌的轨迹之外时，人类演奏 者在原声钢琴上弹奏乐曲曲调。当弦槌阻挡器移到弦槌的轨迹中时，弦槌在 到达琴弦之前从弦槌阻挡器上弹回。为此，不产生任何原声钢琴音调。电子 音调生成器产生对应于原声钢琴音调的电子音调，并且演奏者通过耳机听到 电子音调。可用电子键盘来代替大钢琴1。在此实例中，人类演奏者通过在键盘上手指弹奏而产生电子音调，并且自动伴奏器也基于自动伴奏轨道丁rl中的乐曲数据代码而产生电子音调。键盘乐器不对本发明的技术范围设置任何限制。自动伴奏器可被安装在打击乐器中，例如钢片琴(celesta)。电子音调生成器13不对本发明的技术范围设置任何限制。可通过电磁控 制键致动器15的选择性致动而产生伴奏。自动伴奏器可伴奏具有电子键盘或自动演奏器钢琴的管乐器上的演奏。在此实例中，压力传感器被安装到管乐器的键上。可用弦槌传感器来替代键传感器14。弦槌传感器监视弦槌2，并将弦槌 位置信号提供给信息处理器10。光学位置换能器不对本发明的技术范围设置任何限制。速度换能器或加 速度传感器可用作键传感器14。在此例中，如有必要，信息处理器通过合适 的计算机子例程程序，将键速度/键加速度转换为键位置/键速度。传感器可将 表示运动的物理量电磁转换为电信号。光束可具有比相关联的黑键和白键lc/ld的键行程更宽的横截面。另夕卜， 可在提示音符开键位置处提供光电耦合器(photo-coupler )。-6.5毫米的键行程不对本发明的技术范围设置任何限制。取消中断的键 行程取决于人类演奏者。为此，人类演奏者可通过面板显示器130指定取消 中断的键行程。然而，如果提示音符开键位置过浅，则中央处理单元可能在 误碰时错误地识别准键事件，即，人类演奏者错误地按下与提示音符一致的 键。从此观点来看，即使自动伴奏器允许用户通过面板显示器来指定提示音 符开键位置，自动伴奏器也将最浅的键位置提示给用户。在信息处理器中还安装了电子教师(其使得键在人类演奏者按下之前轻 微地下沉)的情况下，提示音符开键位置应比指导键位置更深。在日本专利 申请特开No.2000-194356中公开了电子教师的例子。提示音符开键位置在充当提示音符的键lc/ld之间可以不同。提示音符开键位置可与伴奏轨道Trl中存储的键开事件数据代码中的键 速度一起变化。具体地，当要响亮地产生伴奏音调时，可假定人类演奏者响 亮地产生音调。因而，可以根据伴奏轨道Trl中存储的键开事件数据代码的 键速度来改变提示音符开键位置。可基于键开事件数据代码中的键速度来假 设调整时间。如果乐曲数据文件的轨道被分配给旋律的音调，则可以根据旋律轨道中 存储的键开事件数据代码中的键速度来改变提示音符开键位置或调整时间。表示提示音符开键位置的控制数据或表示调整时间的数据可存储在提示时间轨道Trl5中。在此实例中，可直接将提示音符开键位置或调整时间规定 为键行程。另外，控制数据可表示键速度，以便基于从提示时间轨道Trl5读 出的键速度来确定提示音符开键位置或调整时间。乐谱的图像不对本发明的技术范围设置任何限制。可在面板显示器上产 生风景画面或演示画面。另外，可控制发光系统，以改变点状光的颜色。在 使用静音钢琴的情况下，用户利用键来控制面板显示器，而无需任何原声钢 琴音调。可将提示音符的图像添加到五线镨的图像上。可通过信息处理器的AUX (辅助)端子或USB (通用串行总线)端子 来将面板显示器和/或发光系统连接到信息处理器IOD。当人类演奏者在持续时间计数器中的时间段到期之前按下键lc/id时，自动伴奏器可延緩键事件数据代码的传输，直到持续时间计数器到达预定数 目为止。在此实例中，自动伴奏器强迫人类演奏者跟着自动伴奏。在人类演奏者按下对应于提示音符的键lc/ld的情况下，中央处理单元可忽略持续时间计数器中剩下的短时间段。换言之，仅仅在人类演奏者轻微 地超前于旋律时，自动伴奏器才允许人类演奏者演奏旋律。预定时间段可以 短到四分之一音符的一半。然而，可考虑前一音符的长度，对每个提示音符 确定该预定时间段。在此实例中，在提示时间轨道Tr15中写入预定时间段。 此特征是期望的，因为即使可能在不同的时间段内重复按下被分配了与提示 音符相同音名的键lc/ld，自动伴奏器也不会错误地确认提示音符。如果前一 音符被分配了与提示音符相同的音名，则预定时间段比前一音符的长度更短。 然而，如果前一音符被分配了不同于提示音符的音名，则可以将预定时间段 确定为比前一音符更长。可将提示时间数据代码和提示音符数据代码与持续时间数据代码和键事 件数码一起存储在伴奏轨道Trl中。为了使中央处理单元将提示音符数据代 码与键事件数据代码区分开，可向提示音符数据代码添加特定的标签。MIDI协议不对本发明的技术范围设置任何限制。可根据其它协议来对乐 曲数据编码。内置自动伴奏系统不对本发明的技术范围设置任何限制。在系统配置上类似于前述内置自动伴奏系统的便携式自动伴奏系统可在物理上独立于自动 演奏钢琴。当用户希望使便携式自动伴奏系统对用户所演奏的乐曲曲调进行 伴奏时，用户将该便携式自动伴奏系统连接到自动演奏器钢琴或电子键盘。自动演奏器钢琴的组成部分与计算机程序中的任务与权利要求语言如下相关。黑键lc、白键ld、动作单元3、制音器6和弦槌2作为整体构成"多个 联接件"，并且音调的音高对应于"属性"。音符C3、 A3和G3是"音调"，并 且和弦Chord (和弦)1 、 Chord (和弦)2以及Chord (和弦)3是"伴奏音调"。琴弦4和电子音调生成器13 —起形成"音调生成器"。在人类演奏者指示 自动演奏器产生用于伴奏的音调的情况下，"音调生成器"对应于琴弦4、运动 控制器11、伺服控制器12和电磁控制键致动器15。其中存储了具有轨道Trl和Trl5或轨道Trl、Trl4和Trl5的乐曲数据文 件充当"数据存储装置"。伴奏轨道Trl中的键事件数据代码和持续时间数据 代码具有"乐曲数据"和"时间数据"，并且提示时间轨道Tr15中的提示音符数 据代码和提示时间数据代码具有"提示音符数据"和"提示时间数据"。通过键传感器14、信息处理器10和具有步骤Sl到S4的任务的计算机 程序，键传感器14、信息处理器IO和具有步骤SII到S15、 S17到S20、 S22、 S24、 S31到S35和CD的计算机程序，或者键传感器14、信息处理器10和 具有步骤S41到S45、 S47到S49、 S51、 S55和CD1的计算机程序，实现"第 一时间保持器"。通过信息处理器10和具有结合键事件数据代码到电子音调生成器13的 传输来描述的任务的计算机程序，或者信息处理器10和具有步骤S61到S66、 S52、 S53和CD2的任务以及结合键事件数据代码到电子音调生成器13的传 输来描述的任务的计算机程序，实现"第二时间保持器"。步骤S2处的肯定答 复"是，，和否定答复"否"、步骤S20和S22处的肯定答复"是"和否定答复"否"、 或者步骤S49和S51处的肯定答复"是"和否定答复"否"充当"控制数据"。通过信息处理器10和具有步骤S21和S23的任务的计算机程序，或者 信息处理器10和具有步骤S50和S54的任务的计算机程序，实现"中断器"。
权利要求
1、一种用于演奏乐曲曲调的乐器，包括多个联接件(1c，1d，2，3，6)，由人类演奏者选择性地触动，以便指定要产生的音调(C3，A3，G3)的属性以及产生所述音调(C3，A3，G3)时的音调产生时刻；音调生成器(4，13；4，11，12，15)，连接到所述多个联接件(1c，1d，2，3，6)，以便在所述时刻产生所述音调(C3，A3，G3)；自动伴奏系统，用于产生伴奏音调(和弦1、和弦2、和弦3)以伴奏所述乐曲曲调，其特征在于，所述自动伴奏系统包括数据存储装置(Tr1，Tr15；Tr1，Tr14，Tr15)，存储表示要产生的所述伴奏音调(和弦1、和弦2、和弦3)的乐曲数据，表示产生所述伴奏音调(和弦1、和弦2、和弦3)的伴奏音调产生时刻的时间数据，表示要由所述人类演奏者产生的所述音调(提示音符1、提示音符2)中所选择的音调的提示音符数据，以及表示所述人类演奏者希望产生所述音调(提示音符1、提示音符2)中所述所选择的音调的音调产生时刻的提示时间数据，第一时间保持器(10，14，S1到S4；10，14，S11到S15，S17到S20，S22，S24，S31到S35，CD；10，14，S41到S45，S47到S49，S51，S55，CD1)，连接到所述数据存储装置(Tr15)以便读出所述提示音符数据和所述提示时间数据，并监视由所述提示音符数据表示的所述联接件(1c，1d，2，3，6)，以便产生控制数据，所述控制数据表示所述人类演奏者是否在由所述提示时间数据表示的所述音调产生时刻或之前触动所述联接件(1c，1d，2，3，6)，第二时间保持器(10，S61到S66，S52，S53，CD2)，连接到所述音调生成器(4，13；4，11，12，15)和所述数据存储装置(Tr1)以便读出所述乐曲数据和所述时间数据，并将所述乐曲数据提供给所述音调生成器(4，13；4，11，12，15)，以使得所述音调生成器(4，13；4，11，12，15)在所述伴奏音调产生时刻来临时产生所述伴奏音调(和弦1、和弦2、和弦3)，以及中断器(10，S21，S23；10，S50，S54)，连接到所述第一时间保持器(10，14，S1到S4；10，14，S11到S15，S17到S20，S22，S24，S31到S35，CD；10，14，S41到S45，S47到S49，S51，S55，CD1)和所述第二时间保持器(10，S61到S66，S52，S53，CD2)，并响应所述控制数据，以便在所述第一时间保持器(10，14，S1到S4；10，14，S11到S15，S17到S20，S22，S24，S31到S35，CD；10，14，S41到S45，S47到S49，S51，S55，CD1)的答复给出为否定时，中断向所述伴奏音调产生时刻的时间推移。
2、和弦3)的伴奏音调产生时刻的时间数据，表示要由所述人类演奏者 产生的所述音调(提示音符1、提示音符2)中所选择的音调的提示音符数据， 以及表示所述人类演奏者希望产生所述音调(提示音符1、提示音符2)中所述 所选择的音调的音调产生时刻的提示时间数据，第一时间保持器(IO， 14， S1到S4; 10, 14， Sll到S15， S17到 S20， S22， S24， S31到S35， CD; 10， 14， S41到S45, S47到S49, S51' S55, CD1),连接到所述数据存储装置(Trl5)以便读出所述提示音符数据和所 述提示时间数据，并监视由所述提示音符数据表示的所述联接件(lc， 1 d,2，3，6), 以便产生控制数据，所述控制数据表示所述人类演奏者是否在由所述提示时 间数据表示的所迷音调产生时刻或之前触动所述联接件(lc，ld，2，3,6)，第二时间保持器(IO， S61到S66， S52, S53, CD2 )，连接到所述 音调生成器(4,13;4，ll，12，15)和所述数据存储装置(Trl)以便读出所述乐曲数据 和所述时间数据，并将所述乐曲数据提供给所述音调生成器(4，13;4，11，12，15)， 以使得所述音调生成器(4,13;4，11，12，15)在所述伴奏音调产生时刻来临时产生 所述伴奏音调(和弦l、和弦2、和弦3)，以及中断器(IO， S21， S23; 10, S50， S54),连接到所述第一时间保 持器(IO, 14， S1到S4; 10， 14， Sll到S15, S17到S20, S22， S24， S31 到S35， CD; 10, 14, S41到S45， S47到S49, S51, S55， CD1 )和所述第 二时间保持器(IO， S61到S66, S52， S53， CD2 )，并响应所述控制数据，以便在所述第一时间保持器(10， 14， Sl到S4; 10， 14， Sll到S15, S17 到S20， S22， S24， S31到S35, CD; 10, 14, S41到S45， S47到S49, S51， S55， CD1 )的答复给出为否定时，中断向所述伴奏音调产生时刻的时间推移。 2、如权利要求1所述的乐器，其中第一提示音符数据(提示音符1 )和 相关联的一个所述提示时间数据分别指示在所述乐曲曲调头部的第一音调 (C3)和所述人类演奏者触动由所述第一提示音符数据表示的联接件(lc，ld, 2，3,6)的时刻，使得所述自动伴奏系统在触动所述联接件(lc,ld,2，3,6)时自动地 开始伴奏。
3 、如权利要求2所述的乐器，其中所述相关联的 一个所述提示时间数据 表示等于零的、从所述自动伴奏系统的启动开始的经过时间，使得所述中断 器(IO， S21， S23;)将所述第二时间保持器(10, S61到S66， S52， S53, CD2 )从所述自动伴奏系统的所述启动到所述人类演奏者触动由所述第 一提 示音符数据(提示音符1)表示的所述联接件(lc，ld，2，3,6)时的伴奏音调产生 时刻的所述经过时间的中断中释放出来。
4、 如权利要求1所述的乐器，其中所述第一时间保持器(10， 14， Sl 到S4; 10， 14， S11到S15， S17到S20, S22， S24， S31到S35， CD; 10, 14， S41到S45， S47到S49, S51, S55， CD1 )在比数据传输位置更接近所 述多个联接件(lc,ld，2,3，6)的静止位置的提示音符开位置(DETECT, KP1 ) 处确定由所述提示音符数据表示的所述联接件(lc,ld，2,3，6)的触动，其中在所 述数据传输位置处，所述第二时间保持器(10, S61到S66, S52, S53， CD2 ) 将所述乐曲数据传输到所述音调生成器(4，13;4,11,12，15)。
5、 如权利要求4所述的乐器，其中所述提示音符开位置(DETECT, KP1 ) 和所述音调生成位置之间的经过时间等于所述第一时间保持器(10， 14, Sl 到S4; 10， 14， S11到S15， S17到S20， S22, S24， S31到S35， CD; 10, 14, S41到S45， S47到S49, S51， S55， CD1 )和所述中断器(10, S21, S23; 10, S50， S54)所花费的时间段。
6、 如权利要求5所述的乐器，其中所述提示音符开位置(DETECT， KP1 ) 随着在所述触动之后的所述联接件(lc，ld,2,3，6)的速度而变化。
7、 如权利要求5所述的乐器，其中所述提示音符开位置(DETECT)被 固定为由处于所述触动中的所述联接件(lc,ld，2，3，6)所遵循的轨线(PL6，PL7) 上的特定位置，并且所述经过时间随着在所述触动之后的所述联接件(lc，ld,2,3，6)的速度而变化。
8、 如权利要求4所述的乐器，其中，如果所述联接件(lc，ld，2,3,6)不在 特定时间段内到达在所述提示音符开位置和所述数据传输位置之间的证实提 示音符开位置，则所述第一时间保持器再次将答复从肯定变为否定。
9、 如权利要求1所述的乐器，其中所述提示音符数据和所述提示时间数同的轨道(Trl5)中，并且用与所述另 一轨道(Trl)的另 一标题不同的标题来标记 所述轨道(Tr15)，以便禁止所述第二时间保持器(10, S61到S66, S52, S53, CD2 )从所述轨道读出所述提示音符数据。
10、 如权利要求9所述的乐器，其中根据与其它乐曲数据和其它时间数 据共享的协议来产生所述乐曲数据和所述时间数据，以通过另 一 乐器产生音调，而无需所述自动伴奏系统。
11、 如权利要求l所述的乐器，其中所述音调生成器具有 机械音调生成器(lc,ld，2,3，6)，用于通过由所述人类演奏者激发的其组成部分(4)的振动来产生所述音调，以及电子音调生成器(13)，用于从基于所述乐曲数据产生的电音频信号电子 地产生所述伴奏音调(和弦l、和弦2、和弦3)。
12、 如权利要求11所述的乐器，其中以所述机械音调生成器的所述组成 部分(4)和其它组成部分(2)之间的碰撞来激发所述振动。
13、 一种用于产生针对人类演奏者在乐器上演奏的乐曲小节(C3， A3, G3)的伴奏音调(和弦1、和弦2、和弦3)的自动伴奏系统，其特征在于，包括数据存储装置(Trl，Trl5;Trl,Trl4，Tr15),存储表示所述伴奏音调(和弦1、 和弦2、和弦3)的乐曲数据，表示产生所述伴奏音调(和弦1、和弦2、和弦 3)的伴奏音调产生时刻的时间数据，表示所述乐曲小节中的音调(提示音符1、 提示音符2)中所选择的音调的提示音符数据，以及表示所述人类演奏者希望 产生所述音调(提示音符1、提示音符2)中所述所选择的音调的音调产生时刻 的提示时间数据，第一时间保持器(IO， 14， S1到S4; 10， 14, Sll到S15， S17到S20， S22, S24, S31到S35, CD; 10， 14, S41到S45, S47到S49， S51, S55, CD1 )，连接到所述数据存储装置(Trl5)以便读出所述提示音符数据和所述提示时间数据，并监视由所述提示音符数据表示的所述乐器的联接件(lc，ld，2,3,6)，以便产生控制数据，所述控制数据表示所述人类演奏者是否在 由所述提示时间数据表示的所述音调产生时刻或之前触动所述联接件 (lc，ld,2，3,6)，第二时间保持器(10; S61到S66， S52， S53, CD2),连接到所述音调 生成器(4，13;4,ll,12,15)和所述数据存储装置(Trl)以便读出所述乐曲数据和所 述时间数据，并将所述乐曲数据提供给所述音调生成器(4，13;4,11，12, 15)，以 使得所述音调生成器(4,13;4，11,12，15)在所述伴奏音调产生时刻来临时产生所 述伴奏音调(和弦l、和弦2、和弦3)，以及中断器(IO， S21, S23; 10， S50, S54)，连接到所述第一时间保持器 (10， 14, Sl到S4; 10, 14, Sll到S15， S17到S20， S22, S24, S31到 S35, CD; 10， 14， S41到S45, S47到S49， S51, S55， CD1 )和所述第二 时间保持器(IO， S61到S66， S52， S53， CD2 )，并响应所述控制数据，以 便在所述第一时间保持器(10， 14, SI到S4; 10, 14， Sll到S15， Sl7到 S20， S22， S24, S31到S35， CD; 10， 14， S41到S45, S47到S49， S51， S55, CD1)的答复给出为否定时，中断向所述伴奏音调产生时刻的时间推移。
14、 如权利要求13所述的自动伴奏系统，其中第一提示音符数据和相关 联的一个所述提示时间数据分别指示在所述乐曲曲调头部的第一音调(C3)和 所述人类演奏者触动由所述第一提示音符数据表示的联接件(lc,ld，2,3,6)的时 刻，使得所述自动伴奏系统在触动所述联接件(lc，ld,2,3，6)时自动地开始伴奏。
15、 如权利要求14所述的自动伴奏系统，其中所述相关联的一个所述提 示时间数据表示等于零的、从所述自动伴奏系统的启动开始的经过时间，使 得所述中断器(IO, S21， S23; 10， S50, S54)将所述第二时间保持器(10, S61到S66, S52， S53， CD2 )从所述自动伴奏系统的所述启动到所述人类演 奏者触动由所述第一提示音符数据(提示音符1)表示的所述联接件(lc,ld， 2，3,6)时的伴奏音调产生时刻的所述经过时间的中断中释》文出来。
16、 如权利要求13所述的自动伴奏系统，其中所述第一时间保持器(10, 14, S1到S4; 10， 14, Sll到S15, S17到S20， S22， S24, S31到S35， CD; 10, 14, S41到S45， S47到S49， S51, S55， CD1 )在比数据传输位置更接 近所述多个联接件(lc，ld，2，3，6)的静止位置的提示音符开位置(DETECT, KP1)处确定由所述提示音符数据表示的所述联接件(lc，ld,2，3,6)的触动，其中在所述数据传输位置处，所述第二时间保持器(10， S61到S66， S52， S53, CD2)将所述乐曲数据传输到所述音调生成器(4,13;4，11，12,15)。
17、 如权利要求16所述的自动伴奏系统，其中所述提示音符开位置 (DETECT)和所述音调生成位置之间的经过时间等于所述第 一 时间保持器 (10, 14， Sl到S4; 10, 14， Sll到S15, S17到S20, S22， S24， S31到S35, CD; 10， 14， S41到S45， S47到S49， S51, S55， CD1)和所述中断 器(IO, S61到S66， S52， S53, CD2)所花费的时间段。
18、 如权利要求17所述的自动伴奏系统，其中所述提示音符开位置 (DETECT, KP1)随着在所述触动之后的所述联接件(lc，ld，2,3,6)的速度而变化。
19、 如权利要求17所述的自动伴奏系统，其中所述提示音符开位置 (DETECT)被固定为由处于所述触动中的所述联接件(lc，ld，2，3，6)所遵循的轨线(PL6，PL7)上的特定位置，并且所述经过时间随着在所述触动之后的所述 联接件(lc，ld，2, 3，6)的速度而变化。
20、 如权利要求16所述的自动伴奏系统，其中，如果所述联接件(lc，ld,2， 3，6)不在特定时间段内到达在所述提示音符开位置和所述数据传输位置之间 的证实提示音符开位置，则所述第一时间保持器(10， l4, S1到S^ 10, l4， S11到S15， S17到S20, S22， S24, S31到S35， CD; 10, 14， S41到S45, S47到S49， S51， S55, CD1 )再次将答复从肯定变为否定。
全文摘要
一种自动伴奏器，与通过人类演奏者的手指弹奏产生的旋律的音调(C3、A3、G3)同步地产生用于伴奏的音调(和弦1、2、3)；表示在旋律中产生的音调(提示音符1、2)的提示音符数据代码和表示提示音符之间的经过时间的提示时间数据代码被存储在与自动伴奏轨道(Tr1)分离的提示时间轨道(Tr15)中，在Tr1中存储用于伴奏的键事件数据代码和每个都表示键事件代码之间的经过时间的持续时间代码；当人类演奏者用手指弹奏旋律时，自动伴奏器监视被指定为提示音符(提示音符1、提示音符2)的键(1c、1d)；如果人类演奏者不按下键(1c、1d)，则自动伴奏器停止测量由持续时间数据代码表示的经过时间，以便使得伴奏延迟。
文档编号G10H1/00GK101226739SQ20081000330
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月17日 优先权日2007年1月17日
发明者上原春喜 申请人:雅马哈株式会社