(57)【要約】【課題】  シャッタの取付誤差が生じた場合でも、その影響を受けることなく、ハンマーおよび鍵の回動速度を精度よく検出することができる鍵盤楽器の速度検出装置を提供する。【解決手段】  回動自在の鍵４と、支点１７に回動自在に支持され、鍵４の回動に連動して回動するハンマー５と、ハンマー５に一体に設けられたシャッタ６と、シャッタ６の回動経路の両側に、発光部７ａ，８ａ、および発光部からの光を受光する受光部７ｂ，８ｂをそれぞれ有し、発光部からの光の光路を検出点とする複数の検出装置７，８と、ハンマー５が回動する際、シャッタ６が複数の検出装置の光の光路を遮断・開放するタイミングに応じて、ハンマー５の回動速度を検出するハンマー速度検出手段２３と、を備え、複数の検出装置は、それらの検出点がハンマー５の支点を中心とする円弧上に位置するように配置されていることを特徴とする。【選択図】  図１
2006208613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動自在の鍵と、
支点に回動自在に支持され、前記鍵の回動に連動して回動するハンマーと、
当該ハンマーに一体に設けられたシャッタと、
当該シャッタの回動経路に沿って設けられるとともに、前記シャッタの前記回動経路の両側に、発光部、および当該発光部から出射した光を受光する受光部をそれぞれ有し、前記発光部からの光の光路を検出点とする複数の検出装置と、
前記ハンマーが回動する際、前記シャッタが前記複数の検出装置の前記発光部からの光の光路を開閉するタイミングに応じて、前記ハンマーの回動速度を検出するハンマー速度検出手段と、を備え、
前記複数の検出装置は、それらの前記検出点が前記ハンマーの前記支点を中心とする円弧上に位置するように配置されていることを特徴とする鍵盤楽器の速度検出装置。
【請求項２】
支点を中心として回動自在の鍵と、
当該鍵に一体に設けられたシャッタと、
当該シャッタの回動経路に沿って設けられるとともに、前記シャッタの前記回動経路の両側に、発光部、および当該発光部から出射した光を受光する受光部をそれぞれ有し、前記発光部からの光の光路を検出点とする複数の検出装置と、
前記鍵が回動する際、前記シャッタが前記複数の検出装置の前記発光部からの光の光路を開閉するタイミングに応じて、前記鍵の回動速度を検出する鍵速度検出手段と、を備え、
前記複数の検出装置は、それらの前記検出点が前記鍵の前記支点を中心とする円弧上に位置するように配置されていることを特徴とする鍵盤楽器の速度検出装置。
【請求項３】
前記複数の検出点を前記円弧上に位置するように調整する調整手段をさらに備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載の鍵盤楽器の速度検出装置。
【請求項４】
前記検出装置は、所定の取付部位に取り付けられており、
前記調整手段は、前記検出装置と前記所定の取付部位の間に介在するスペーサで構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の鍵盤楽器の速度検出装置。
【請求項５】
前記複数の検出装置を取り付けた基板をさらに備え、
前記複数の検出装置は、前記複数の検出点のうちの少なくとも２つと前記基板との間の距離が互いに異なるように当該基板に取り付けられていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の鍵盤楽器の速度検出装置。
【請求項６】
前記複数の検出装置をそれぞれ取り付けた複数の基板をさらに備え、
当該複数の基板は、互いに異なる角度で配置されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の鍵盤楽器の速度検出装置。
【請求項７】
前記複数の基板は、互いに同じ構成であることを特徴とする、請求項６に記載の鍵盤楽器の速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子ピアノなどの電子鍵盤楽器や、消音ピアノあるいは自動演奏ピアノなどの複合型ピアノに適用され、鍵やハンマーの回動速度を検出する鍵盤楽器の速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような電子ピアノの演奏時や消音ピアノの消音演奏時などには一般に、押鍵に伴って回動する鍵やハンマーの回動速度を検出し、この検出した回動速度に応じてベロシティを決定し、決定されたベロシティに基づいて、発音させる音量が決定される。これは、アコースティックピアノなどの音量は、鍵を押鍵する際の押鍵速度や、弦を打弦する際のハンマーの打弦速度などに応じて定まるからである。
【０００３】
ハンマーの回動速度を検出する従来の速度検出装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。図１２に示すように、この速度検出装置６１は、回動自在の鍵（図示せず）と、センターピン６８に回動自在に支持され、鍵の押鍵に連動して回動し、弦６２を打弦するハンマー６３と、ハンマー６３に設けられたシャッタ６４と、第１〜第３センサ６５，６６，６７などで構成されている。シャッタ６４は、板状で、扇形に形成されており、ハンマー６３のキャッチャシャンク６３ａに固定されている。第１〜第３センサ６５〜６７は、一直線上に、互いに間隔を存して配置されるとともに、一対の発光部および受光部（ともに図示せず）でそれぞれ構成されており、発光部から出射された光が受光部で受光されるようになっている。これらの発光部および受光部はシャッタの移動経路の両側に配置されており、離鍵状態（図１２の実線位置）では、シャッタ６４は各センサとはオーバーラップせず、その付近に位置している。
【０００４】
このような構成により、鍵の押鍵に連動し、ハンマー６３がセンターピン６８を中心として、図１２の反時計方向に回動する。この回動に伴い、シャッタ６４が第１〜第３センサ６５〜６７の発光部からの光を順次、遮断することによって、それに応じた検出信号が第１〜第３センサ６５〜６７から出力される。これらの検出信号のうち、第１センサ６５からの検出信号は、鍵の位置情報の検出に用いられ、第２および第３センサ６６，６７からの検出信号は、ハンマー６３の回動速度の検出に用いられる。具体的には、第２および第３センサ６６，６７において、それぞれの光が遮断されたタイミングに基づいて、第２センサ６６と第３センサ６７の間をシャッタ６４が移動するのに要した時間を検出し、この検出された移動時間に応じてハンマー６３の回動速度を決定する。
【０００５】
この従来の速度検出装置６１では、ハンマー６３がセンターピン６８を支点として回動するため、ハンマー６３と一体のシャッタ６４もまた、センターピン６８を中心とする円弧上を移動する。これに対して、第１〜第３センサ６５〜６７は単純に、一直線上に配置されているので、シャッタ６４の取付の位置や角度が部品の寸法誤差や組立誤差によってずれた場合には、シャッタ６４が第１〜第３センサ６５〜６７を遮光する際、実際に遮光を行うシャッタ６４の部位（以下「遮光部位」という）が正規の部位からずれてしまい、それに応じて、あるセンサを遮光した後、次のセンサを遮光するのに実際に必要なハンマー６３のストローク（以下「遮光ストローク」という）が変化してしまう。このように遮光ストロークが変化すると、検出されるセンサ間のシャッタ６４の移動時間も変化するため、それに基づいて決定される回動速度の検出精度が低下してしまう。
【０００６】
このような不具合は、シャッタ６４の取付の位置や角度を修正することによって解消することができる。しかし、シャッタ６４は一般に、キャッチャシャンク６３ａに打ち込みや接着によって取り付けられるため、シャッタ６４の取付の位置や角度を修正するのに非常に手間がかかり、製造コストが増大してしまう。
【０００７】
また、鍵の回動速度を検出する従来の速度検出装置として、例えば特許文献２に開示されたものが知られている。図１３に示すように、この速度検出装置７１は、回動自在の鍵７２と、鍵７２の下面に一体に設けられたシャッタ７３と、シャッタ７３よりも下方に設けられた２つのフォトカプラ７４，７５などで構成されている。シャッタ７３は、左右および上下方向に延び、矩形状に構成されている。シャッタ７３には、透光窓７６が形成されている。透光窓７６は、シャッタ７３の上下方向のほぼ全体にわたる左半部７６ａと、左半部７６ａの上半部から右方に延びる右半部７６ｂとから逆Ｌ字状に形成されており、右半部７６ｂの下端は左半部７６ａの下端よりも高くなっている。２つのフォトカプラ７４，７５は、左右方向に隣り合った状態で配置されており、一対の発光部７４ａおよび受光部７４ｂと、一対の発光部７５ａおよび受光部７５ｂでそれぞれ構成されている。これらの発光部７４ａ，７５ａおよび受光部７４ｂ，７５ｂは、シャッタ７３の移動経路の両側に配置されている。
【０００８】
このような構成により、鍵７２が押鍵されると、鍵７２の回動に伴いシャッタ７３が下方に回動し、この回動に伴い、シャッタ７３の下端部が２つのフォトカプラ７４，７５に達することによって、各受光部７４ｂ，７５ｂへの光が遮断される。次いで、透光窓７６の左半部７６ａの下端部が左側のフォトカプラ７４に達することによって、その受光部７４ｂへ光が到達する。さらに回動が進むと、透光窓７６の右半部７６ｂの下端部が右側のフォトカプラ７５に達することによって、その受光部７５ｂへ光が到達する。各フォトカプラ７４，７５は、受光部７４ｂ，７５ｂへの光の到達または遮断に応じた検出信号を出力する。これらの検出信号に応じて鍵７２の回動速度が検出される。
【０００９】
しかし、上述した従来の速度検出装置７１では、鍵７２の回動速度の検出を、１枚のシャッタ７３が２つのフォトカプラ７４，７５に達するタイミングに応じて行っている。このため、例えば図１４に示すように、シャッタ７３が傾いて取り付けられた場合には、左右のフォトカプラ７４，７５間の遮光ストロークｄがずれ、その結果、回動速度の検出精度が低下してしまう。このような不具合は、シャッタ７３の取付角度を修正することによって解消することができるが、前述した特許文献１の場合と同じ理由から、修正に非常に手間がかかり、製造コストが増大してしまう。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、シャッタの取付誤差が生じた場合でも、その影響を受けることなく、ハンマーおよび鍵の回動速度を精度良く検出することができる鍵盤楽器の速度検出装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【特許文献１】特開平０２−１６０２９２号公報
【特許文献２】特開平０９−０６８９８１号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、回動自在の鍵と、支点に回動自在に支持され、鍵の回動に連動して回動するハンマーと、ハンマーに一体に設けられたシャッタと、シャッタの回動経路に沿って設けられるとともに、シャッタの回動経路の両側に、発光部、および発光部から出射した光を受光する受光部をそれぞれ有し、発光部からの光の光路を検出点とする複数の検出装置と、ハンマーが回動する際、シャッタが複数の検出装置の発光部からの光の光路を開閉するタイミングに応じて、ハンマーの回動速度を検出するハンマー速度検出手段と、を備え、複数の検出装置は、それらの検出点がハンマーの支点を中心とする円弧上に位置するように配置されていることを特徴とする。
【００１３】
この鍵盤楽器の速度検出装置によれば、鍵の押鍵に連動し、ハンマーが支点を中心として回動する。このハンマーの回動に伴い、ハンマーに一体に設けられたシャッタが、複数の検出装置の発光部からの光の光路を順次、開閉する。これらの光路の開閉タイミングに応じて、ハンマー速度検出手段がハンマーの回動速度を検出する。
【００１４】
本発明によれば、複数の検出装置は、それらの検出点がハンマーの支点を中心とする円弧上に位置するように配置されているので、シャッタの取付の位置や角度が部品の寸法誤差や組立誤差などによりずれることによって、光路を実際に開閉するシャッタの部位が正規の部位からずれたとしても、シャッタによる光路の開閉を、複数の検出装置間において互いに同じシャッタの部位で行うことができる。このため、ある検出装置の光路を開閉した後、次の検出装置の光路を開閉するのに実際に必要なハンマーのストロークを、正規のストロークに保つことができる。したがって、シャッタの取付誤差が生じた場合でも、その影響を受けることなく、ハンマーの回動速度を精度良く検出することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、支点を中心として回動自在の鍵と、鍵に一体に設けられたシャッタと、シャッタの回動経路に沿って設けられるとともに、シャッタの回動経路の両側に、発光部、および発光部から出射した光を受光する受光部をそれぞれ有し、発光部からの光の光路を検出点とする複数の検出装置と、鍵が回動する際、シャッタが複数の検出装置の発光部からの光の光路を開閉するタイミングに応じて、鍵の回動速度を検出する鍵速度検出手段と、を備え、複数の検出装置は、それらの検出点が鍵の支点を中心とする円弧上に位置するように配置されていることを特徴とする。
【００１６】
この鍵盤楽器の速度検出装置によれば、鍵が押鍵されると、鍵は支点を中心として回動し、この鍵の回動に伴い、鍵に一体に設けられたシャッタが、複数の検出装置の発光部からの光の光路を順次、開閉する。これらの光路の開閉タイミングに応じて、鍵速度検出手段が鍵の回動速度を検出する。
【００１７】
本発明によれば、複数の検出装置は、それらの検出点が鍵の支点を中心とする円弧上に位置するように配置されているので、上述した請求項１に係る発明と同様、シャッタの取付の位置や角度がずれたとしても、光路を開閉するのに実際に必要な鍵のストロークを正規のストロークに保つことができる。したがって、シャッタの取付誤差が生じた場合でも、その影響を受けることなく、鍵の回動速度を精度良く検出することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の鍵盤楽器の速度検出装置において、複数の検出点を円弧上に位置するように調整する調整手段をさらに備えていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、調整手段によって、複数の検出点を支点を中心とする円弧上に位置するように容易に調整することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の鍵盤楽器の速度検出装置において、検出装置は、所定の取付部位に取り付けられており、調整手段は、検出装置と所定の取付部位の間に介在するスペーサで構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、調整手段はスペーサで構成されており、検出装置とこれを取り付けた所定の取付部位との間にスペーサを介在させることによって、検出装置の取付の位置や角度をきめ細かく調整することができ、それにより、検出点を円弧上に容易に位置させることができる。
【００２２】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の鍵盤楽器の速度検出装置において、複数の検出装置を取り付けた基板をさらに備え、複数の検出装置は、複数の検出点のうちの少なくとも２つと基板との間の距離が互いに異なるように基板に取り付けられていることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、複数の検出装置は、複数の検出点のうちの少なくとも２つと基板との間の距離が互いに異なるように基板に取り付けられている。このため、例えば単一の基板に３つ以上の検出装置を取り付けた場合であっても、単一の基板を用いながらすべての検出点を円弧上に位置させることができる。
【００２４】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の鍵盤楽器の速度検出装置において、複数の検出装置をそれぞれ取り付けた複数の基板をさらに備え、複数の基板は、互いに異なる角度で配置されていることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、複数の検出装置をそれぞれ取り付けた複数の基板が互いに異なる角度で配置されているので、これらの角度を基板ごとに設定するだけで、スペーサを用いることなく、検出点を円弧上に容易に位置させることができる。また、検出点の位置を基板ごとにきめ細かく調整することができる。
【００２６】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の鍵盤楽器の速度検出装置において、複数の基板は、互いに同じ構成であることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、複数の検出装置を取り付けた複数の基板が互いに同じ構成であるので、基板およびそれに取り付けられた検出装置を共通化でき、その分、製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１〜図３は、本発明の第１実施形態による速度検出装置１を適用したアップライト型の消音ピアノ２（鍵盤楽器）を示している。なお、以下の説明では、消音ピアノ２を演奏者から見た場合の手前側（図１の右側）を「前」、奥側（図１の左側）を「後」とし、さらに左側および右側をそれぞれ「左」および「右」として、説明を行うものとする。
【００２９】
図１に示すように、この消音ピアノ２は、棚板３に載置された複数（例えば８８鍵）の鍵４（１つのみ図示）と、鍵４の後部上方に設けられたアクション９と、鍵４ごとに設けられ、弦Ｓを打弦するハンマー５を備えている。また、消音ピアノ２は、ハンマー５に設けられたシャッタ６と、第１および第２フォトインタラプタ７，８（検出装置）と、演奏音を電子的に発生させるための楽音発生装置１０（図５参照）などを備えている。この消音ピアノ２では、演奏モードが、ハンマー５による弦Ｓの打弦によってアコースティックな演奏音を発生させる通常演奏モードと、ハンマー５による打弦を阻止した状態で、楽音発生装置１０によって演奏音を発生させる消音演奏モードに、切り替えられる。
【００３０】
鍵４は、その中央に形成されたバランスピン孔（図示せず）を介して、棚板３上に設けられたバランスレール３ａに立設されたバランスピン１１に、回動自在に支持されている。
【００３１】
アクション９は、鍵４の押鍵に伴ってハンマー５を回動させるためのものであり、前後方向に延び、各鍵４の後部にキャプスタンスクリュー１２を介して載置されたウイッペン１３と、ウイッペン１３に取り付けられたジャック１４などを備えている。各ウイッペン１３は、その後端部においてセンターレール１５に回動自在に支持されている。ジャック１４は、上下方向に延びる突き上げ部１４ａと、その下端部から前方にほぼ直角に延びる係合部１４ｂとから、Ｌ字状に形成されており、その角部においてウイッペン１３に回動自在に取り付けられている。また、センターレール１５の後端部には、ダンパー１６が回動自在に取り付けられている。
【００３２】
一方、ハンマー５は、バット５ａと、バット５ａから上方に延びるハンマーシャンク５ｂと、ハンマーシャンク５ｂの上端部に取り付けられたハンマーヘッド５ｃと、バット５ａから前方に延びるキャッチャシャンク５ｄと、キャッチャシャンク５ｄの前端部に取り付けられたキャッチャ５ｅなどで構成されており、バット５ａの下端部において、センターピン１７（支点）に回動自在に支持されている。図１に示す離鍵状態では、バット５ａにジャック１４の突き上げ部１４ａの先端が係合しているとともに、ハンマーシャンク５ｂがハンマーレール１８に斜めに当接し、ハンマーヘッド５ｃが弦Ｓに対向している。
【００３３】
シャッタ６は、光を透過させない材質のもので構成されており、前後および上下方向に延びる平板状に形成されている。このシャッタ６は、キャッチャ５ｅの上端部に一体に設けられ、上方に延びており、ハンマー５と一体に回動する。
【００３４】
第１および第２フォトインタラプタ７，８は、基板２０上に取り付けられており、シャッタ６の回動経路に沿って、前者７が下側に、後者８が上側に、設けられている。この基板２０は、左右方向に延びており、取付レール（図示せず）の所定の位置に所定の角度、傾斜した状態で取り付けられている。この取付レールは、棚板３の左右端部にそれぞれ設けられたブラケット（ともに図示せず）間に渡されている。この基板２０上に、第１および第２フォトインタラプタ７，８が左右方向に並ぶように鍵４ごとに設けられている。
【００３５】
図２に示すように、第１および第２フォトインタラプタ７，８は、互いに同じ構成を有し、平面形状がコ字形に形成されたケース７ｃ，８ｃに、互いに対向するように設けられた一対の発光ダイオード７ａ（発光部）およびフォトトランジスタ７ｂ（受光部）と、一対の発光ダイオード８ａ（発光部）およびフォトトランジスタ８ｂ（受光部）でそれぞれ構成され、これらは基板２０に電気的に接続されている。これらの発光ダイオード７ａ，８ａおよびフォトトランジスタ７ｂ，８ｂは、シャッタ６の回動経路の両側に、それらの発光面および受光面（ともに図示せず）が互いに同じ高さで対向するように配置されている。発光ダイオード７ａ，８ａは、それらの発光面からフォトトランジスタ７ｂ，８ｂに向かってそれぞれ光を出射する。一方、フォトトランジスタ７ｂ，８ｂは、これらの光をそれらの受光面で受光し、これらの受光した光を電気信号に変換する。これらの電気信号は、ハンマー５の回動位置に応じた第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２として出力される。
【００３６】
具体的には、発光ダイオード７ａ，８ａの発光面とフォトトランジスタ７ｂ，８ｂの受光面とを結ぶ光路を検出点とし、この光路が遮断（閉鎖）され、受光面での受光が阻止されることによって、フォトトランジスタ７ｂ，８ｂのコレクタ−エミッタ間が非導通状態になり、それらのエミッタからＬレベルの信号が出力される。一方、光路が開放され、受光面での受光が許容されることによって、それらのコレクタ−エミッタ間が導通状態になり、それらのエミッタからＨレベルの信号が出力される。図３に示すように、本実施形態では、第１および第２フォトインタラプタ７，８は、それらの光路がセンターピン１７を中心とする円弧上に位置するように配置されている。
【００３７】
また、図１に示すように、ハンマー５と弦Ｓの間には、ストッパ１９が設けられている。このストッパ１９は、消音演奏モード時に、ハンマー５による弦Ｓの打弦を阻止するためのものであり、本体部１９ａと、その先端面に取り付けられたクッション（図示せず）などで構成されている。ストッパ１９は、本体部１９ａの基端部において支点１９ｂに回動自在に支持されており、モータ（図示せず）によって駆動される。ストッパ１９は、通常演奏モード時には、上下方向に延び、ハンマー５のハンマーシャンク５ｂの回動範囲内から退避した退避位置（図１の実線位置）に駆動され、一方、消音演奏モード時には、前後方向に延び、ハンマーシャンク５ｂの回動範囲内に進入した進入位置（図１の２点鎖線位置）に駆動される。なお、このモータは、ＣＰＵ２３からの駆動信号によって駆動される。
【００３８】
以上の構成により、鍵４が押鍵されると、鍵４はバランスピン１１を中心として図１の時計方向に回動し、この回動に伴ってウイッペン１３が反時計方向に回動する。このウイッペン１３の回動に伴い、ジャック１４がウイッペン１３と一緒に上方に移動し、その突き上げ部１４ａがバット５ａを突き上げることによって、ハンマー５が反時計方向に回動する。通常演奏モード時には、ストッパ１９が退避位置に駆動されることによって、ハンマーヘッド５ｃが弦Ｓを打弦する。一方、消音演奏モード時には、ストッパ１９が進入位置に駆動されることによって、ハンマーヘッド５ｃが弦Ｓを打弦する直前で、ハンマーシャンク５ｂがストッパ１９に当接し、弦Ｓの打弦が阻止される。また、このときのハンマー５の回動中、シャッタ６が第１および第２フォトインタラプタ７，８の光路を順次、遮断し、それに伴い第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２が出力される。
【００３９】
図４は、ハンマー５の回動に伴う第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２のタイミングチャートを示している。まず、図１に示す離鍵状態では、シャッタ６が第１および第２フォトインタラプタ７，８の光路を開放することによって、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２は、ともにＨレベルになっている。この離鍵状態から鍵４が押鍵され、ハンマー５が回動すると、その回動の途中で、シャッタ６の先端部が第１フォトインタラプタ７の光路上に達したときに、その光路が遮断されることによって、第１検出信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（タイミングｔ１）。さらにハンマー５の回動が進み、ハンマーシャンク５ｂがストッパ１９に当接する付近で、シャッタ６の先端部が第２フォトインタラプタ８の光路上に達したときに、その光路が遮断されることによって、第２検出信号Ｓ２がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（ｔ２）。その後、鍵４が離鍵されると、ハンマー５は押鍵時と反対方向に復帰回動する。この回動の途中で、第２フォトインタラプタ８の光路が開放され、第２検出信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに立ち上がる（ｔ３）。復帰回動がさらに進むと、第１フォトインタラプタ７の光路が開放され、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに立ち上がる（ｔ４）。
【００４０】
楽音発生装置１０は、消音演奏モード時に楽音を生成するものであり、図５に示すように、センサスキャン回路２２、ＣＰＵ２３、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５、音源回路２６、波形メモリ２７、ＤＳＰ２８、Ｄ／Ａ変換器２９、パワーアンプ３０およびスピーカ３１などで構成されている。センサスキャン回路２２は、第１および第２フォトインタラプタ７，８から出力された第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、鍵４のオン／オフ情報、およびオンまたはオフされた鍵４を特定するキーナンバ情報を検出するとともに、これらのオン／オフ情報およびキーナンバ情報を、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２とともに、鍵４の押鍵情報データとしてＣＰＵ２３に出力する。また、センサスキャン回路２２は、第１検出信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに立ち下げられた後、第２検出信号Ｓ２がＨレベルからＬレベルに立ち下げられるまでの時間をカウントするダウンカウント式のカウンタ（図示せず）を備えており、このカウント値ｃｎｔをＣＰＵ２３に出力する。
【００４１】
ＲＯＭ２４は、ＣＰＵ２３で実行される制御プログラムの他、音量などを制御するための固定データなどを記憶している。また、ＲＡＭ２５は、消音演奏モード時の動作状態を表すステータス情報などを一時的に記憶するとともに、ＣＰＵ２３の作業領域としても使用される。
【００４２】
音源回路２６は、ＣＰＵ２３からの制御信号に従って、音源波形データおよびエンベロープデータを波形メモリ２７から読み出し、この読み出した楽音波形データにエンベロープデータを付加することによって、原音となる楽音信号ＭＳを生成する。ＤＳＰ２８は、音源回路２６によって生成された楽音信号ＭＳに所定の音響効果を付与する。Ｄ／Ａ変換器２９は、ＤＳＰ２８によって音響効果が付加された楽音信号ＭＳを、デジタル信号からアナログ信号に変換する。パワーアンプ３０は、変換されたアナログ信号を所定の利得で増幅し、スピーカ３１は、増幅されたアナログ信号を再生し、楽音として放射する。
【００４３】
ＣＰＵ２３（ハンマー速度検出手段および鍵速度検出手段）は、消音演奏モード時の楽音発生装置１０の動作を制御するためのものである。ＣＰＵ２３は、第１および第２フォトインタラプタ７，８からの第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２に応じて、発音および止音のタイミングを決定するとともに、ハンマー５の回動速度Ｖに応じて音量を制御するためのベロシティを決定する。
【００４４】
図６は、ＣＰＵ２３で実行される上記の発音および止音のタイミングの決定処理を示すフローチャートである。この処理は、８８鍵すべての鍵４について順次、実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、鍵４のキーナンバｎ（ｎ＝１〜８８）を初期化することによって値１に設定する。
【００４５】
次いで、前回と今回の間で、第１フォトインタラプタ７からの第１検出信号Ｓ１がＬレベルのままであり、かつ第２フォトインタラプタ８からの第２検出信号Ｓ２がＨレベルからＬレベルに変化したか否かを判別する（ステップ２）。この判別結果がＹＥＳのとき、すなわちシャッタ６により第１フォトインタラプタ７の光路が遮断された状態で、かつ第２フォトインタラプタ８の光路が遮断された直後のタイミングのときには、鍵４が押鍵されたとして、発音を開始するために、発音開始フラグＦ＿ＭＳＴＲを「１」にセットする（ステップ４）。
【００４６】
前記ステップ２の判別結果がＮＯのときには、前回と今回の間で、第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２がいずれもＨレベルからＬレベルに変化したか否かを判別する（ステップ３）。この判別結果がＹＥＳで、第１および第２フォトインタラプタ７，８の光路が同時に遮断されたときには、前記ステップ４に進み、発音開始フラグＦ＿ＭＳＴＲを「１」にセットする。
【００４７】
このように、発音の開始タイミングを決定する際に、第２検出信号Ｓ２だけでなく、第１検出信号Ｓ１をも加味するのは、次の理由による。すなわち、鍵４が正常に押鍵されている場合、第２検出信号Ｓ２がＨレベルからＬレベルに変化するときには、第１検出信号Ｓ１はＬレベルのままであるか、押鍵速度が非常に大きければＨレベルからＬレベルに変化するはずである。したがって、第２検出信号Ｓ２がＬレベルに変化したときに第１検出信号Ｓ１が上記以外の値を示すときには、鍵４の押鍵が正常に行われていないとして、そのときの検出結果を除外することにより、誤検出を防止することができる。また、発音開始フラグＦ＿ＭＳＴＲが「１」にセットされたときには、発音を開始する制御信号が音源回路２６に出力されることによって、発音の開始動作が開始される。
【００４８】
一方、前記ステップ３の判別結果がＮＯのときには、第１検出信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに変化したか否かを判別する（ステップ５）。この判別結果がＹＥＳで、第１フォトインタラプタ７の光路が開放された直後のタイミングのときには、鍵４が離鍵されたとして、発音を停止するために、発音停止フラグＦ＿ＭＳＴＰを「１」にセットする（ステップ６）。このように、発音停止フラグＦ＿ＭＳＴＰが「１」にセットされたときには、発音を停止する制御信号が音源回路２６に出力されることによって、発音の停止動作が開始される。
【００４９】
一方、前記ステップ５の判別結果がＮＯのとき、または前記ステップ４または前記ステップ６が実行された後には、キーナンバｎをインクリメントした値を次回のキーナンバｎとして設定する（ステップ７）。そして、設定したキーナンバｎが値８８よりも大きいか否かを判別する（ステップ８）。この判別結果がＮＯで、ｎ≦８８のときには、前記ステップ２に戻り、ステップ２以降の前述した処理を繰り返し実行する。一方、前記ステップ８の判別結果がＹＥＳで、ｎ＞８８のとき、すなわち８８鍵すべてについて、発音および止音のタイミングの決定が終了したときには、本処理を終了する。
【００５０】
図７は、前述したベロシティの決定処理のフローチャートである。本処理では、まず、第１検出信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに変化したか否かを判別する（ステップ１１）。この判別結果がＹＥＳで、シャッタ６により第１フォトインタラプタ７の光路が遮断された直後のときには、そのときのカウンタ値ｃｎｔを第１カウンタ値Ｃ１として設定し（ステップ１２）、ステップ１３に進む。
【００５１】
一方、前記ステップ１１の判別結果がＮＯで、第１検出信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに変化していないときには、前記ステップ１２をスキップし、ステップ１３に進む。このステップ１３では、第１検出信号Ｓ１がＬレベルであり、かつ第２検出信号Ｓ２がＨレベルであるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、シャッタ６が第１フォトインタラプタ７を遮断した後、第２フォトインタラプタ８をまだ遮断していないときには、カウンタ値ｃｎｔをデクリメントした後（ステップ１４）、ステップ１５に進む。
【００５２】
一方、前記ステップ１３の判別結果がＮＯのときには、前記ステップ１４をスキップし、カウンタ値ｃｎｔをデクリメントすることなくステップ１５に進む。このステップ１５では、第２検出信号Ｓ２がＨレベルからＬレベルに変化したか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。
【００５３】
一方、前記ステップ１５の判別結果がＹＥＳで、第２フォトインタラプタ８の光路が遮断された直後のときには、このときのカウンタ値ｃｎｔを第２カウンタ値Ｃ２として設定する（ステップ１６）。
【００５４】
次に、第１カウンタ値Ｃ１と第２カウンタ値Ｃ２との偏差Δｃｎｔ（Ｃ１−Ｃ２）を算出する（ステップ１７）。この偏差Δｃｎｔは、これまでに述べた算出方法から明らかなように、シャッタ６が、第１フォトインタラプタ７の光路を遮断した後、第２フォトインタラプタ８の光路を遮断するのに要した時間に相当し、ハンマー５の回動速度Ｖに比例する。次いで、第１および第２フォトインタラプタ７，８間の遮光ストローク（検出点間の長さ）ＳＴを偏差Δｃｎｔで除算するとともに、除算した値に係数Ｋを乗算することによって、ハンマー５の回動速度Ｖを算出する（ステップ１８）。この係数Ｋは、偏差Δｃｎｔを時間に換算するためのものであり、所定の値に設定されている。そして、前記ステップ１８で算出された回動速度Ｖに基づいて、ベロシティを決定し（ステップ１９）、本処理を終了する。
【００５５】
なお、上記の例では、ベロシティの決定処理を、センサスキャン回路２２からの押鍵情報データに基づいて、ＣＰＵ２３によって行っているが、センサスキャン回路２２およびＣＰＵ２３に代えて、押鍵情報データを検出するとともに、検出した押鍵情報データに基づいてベロシティを決定する専用の検出手段、例えばＬＳＩなどの大規模集積回路を用いて行ってもよい。それにより、ＣＰＵ２３の負荷を軽減することができる。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、第１および第２フォトインタラプタ７，８は、それらの検出点がセンターピン１７を中心とする円弧上に位置するように配置されている。このため、シャッタ６の取付の位置や角度が部品の寸法誤差や組立誤差などによりずれることによって、光路を実際に遮断するシャッタ６の遮光部位が正規の部位からずれたとしても、遮光部位を第１および第２フォトインタラプタ７，８間において互いに同じにすることができる。このため、第１フォトインタラプタ７を遮断した後、第２フォトインタラプタ８を遮断するのに実際に必要なハンマー５の遮光ストロークＳＴを、正規のストロークに保つことができる。したがって、シャッタ６の取付誤差が生じた場合でも、その影響を受けることなく、ハンマー５の回動速度Ｖを精度良く検出することができる。
【００５７】
図８は、本発明の第２実施形態による速度検出装置４１を示している。本実施形態は、上述した第１実施形態がシャッタ６をハンマー５に設けることによってハンマー５の回動速度Ｖを検出するものに対し、シャッタ６を鍵４に設けることによって、鍵４の回動速度Ｖを検出するものである。なお、以下の説明において、第１実施形態と同じ構成については、同じ参照番号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
【００５８】
この速度検出装置４１では、シャッタ６は、第１実施形態と同様、光を透過させない材質のもので構成されており、前後および上下方向に延びる平板状に形成されている。このシャッタ６は、鍵４の下面前端部に一体に設けられ、下方に突出している。第１および第２フォトインタラプタ７，８は、基板２０に取り付けられており、シャッタ６の下方の鍵４の回動経路に沿って、前者７が上側に、後者８が下側に、設けられている。この基板２０は、棚板３に取り付けた取付金具４２に所定の角度、傾斜した状態で取り付けられている。この取付金具４２は、前後方向に延びる本体部４２ａと、本体部４２ａの後端から上方に斜めに屈曲する取付部４２ｂと、によって構成されており、取付部４２ｂに基板２０が取り付けられている。取付金具４２は、棚板３の上面前端部に形成された凹部３ｂに収容されるとともに、本体部４２ａに形成した孔（図示せず）に上側からねじ４３を通し、棚板３にねじ込むことによって、棚板３に固定されている。
【００５９】
第１および第２フォトインタラプタ７，８は、第１実施形態と同様、発光ダイオード７ａ，８ａおよびフォトトランジスタ７ｂ，８ｂで構成され、これらは基板２０に電気的に接続されている。本実施形態では、第１および第２フォトインタラプタ７，８は、それらの光路がバランスピン１１（支点）を中心とする円弧上に位置するように配置されている。
【００６０】
以上の構成により、鍵４の回動に伴い、第１実施形態と同様、シャッタ６が第１および第２フォトインタラプタ７，８の光路を順次、遮断し、それに応じて出力される第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２の出力タイミングに応じて、鍵４の発音および止音のタイミングが決定されるとともに、回動速度Ｖが検出される。
【００６１】
以上のように、本実施形態によれば、第１および第２フォトインタラプタ７，８は、それらの検出点がバランスピン１１を中心とする円弧上に位置するように配置されているので、第１実施形態と同様、シャッタ６の取付の位置や角度がずれたとしても、光路を遮断するのに実際に必要な鍵４の遮光ストロークＳＴを正規のストロークに保つことができる。したがって、シャッタ６の取付誤差が生じた場合でも、その影響を受けることなく、鍵４の回動速度Ｖを精度良く検出することができる。
【００６２】
図９（ａ）は第１実施形態の第１変形例を示している。この変形例は、第１実施形態と比較し、基板２０の取付角度が異なる。すなわち、第１実施形態では、基板２０を所定の角度、傾斜した状態で取り付けているのに対して、この変形例では、基板２０は鉛直に取り付けられている。また、第２フォトインタラプタ８のケース８ｃと基板２０の間には、スペーサ４５が介在している。スペーサ４５は、第２フォトインタラプタ８の検出点をセンターピン１７を中心とする円弧上に位置するように調整するためのものであり、所定の厚さを有している。また、スペーサ４５は、左右方向に延びる単一のもので構成し、第２フォトインタラプタ８間で共用してもよく、あるいは第２フォトインタラプタ８ごとに設けてもよい。
【００６３】
この構成によれば、第２フォトインタラプタ８と基板２０の間にスペーサ４５を介在させることによって、第２フォトインタラプタ８の取付の位置や角度をきめ細かく調整することができ、それにより、検出点を円弧上に容易に位置させることができる。
【００６４】
また、図９（ｂ）は、第２実施形態に第１変形例を適用した場合を示しており、この場合には、下側に位置する第２フォトインタラプタ８と基板２０の間にスペーサ４５を介在させることによって、第２フォトインタラプタ８の検出点をバランスピン１１を中心とする円弧上に位置させることで、第１変形例によって得られる上述した効果を同様に得ることができる。
【００６５】
図１０（ａ）は第１実施形態の第２変形例を示している。この変形例では、第１実施形態と異なり、第１および第２フォトインタラプタ７，８に加えて、第２フォトインタラプタ８の上側に第３フォトインタラプタ５１が設けられている。これらの第１〜第３フォトインタラプタ７，８，５１は、基板２０に取り付けられている。また、第１フォトインタラプタ７のケース７ｃと基板２０の間には、第１変形例と同様、所定の厚さを有するスペーサ５２が介在している。このスペーサ５２により、第１フォトインタラプタ７の検出点をセンターピン１７を中心とする円弧上に位置するように調整するとともに、第１〜第３フォトインタラプタ７，８，５１の検出点がいずれもセンターピン１７を中心とする円弧上に位置している。この第２変形例では、例えば第１および第２フォトインタラプタ７，８の第１および第２検出信号Ｓ１，Ｓ２に応じて発音および止音のタイミングが決定されるとともに、第２フォトインタラプタ８が遮断された後、第３フォトインタラプタ５１が遮断されるまでに要した時間に基づいて、ハンマー５の回動速度Ｖが検出される。
【００６６】
この構成によれば、第１〜第３フォトインタラプタ７，８，５１の検出点がいずれもセンターピン１７を中心とする円弧上に配置されているので、第１実施形態と同様、シャッタ６の取付の角度や位置がずれたとしても、光路を遮断するのに実際に必要なハンマー５の遮光ストロークＳＴを正規のストロークに保つことができる。したがって、シャッタ６の取付誤差の影響を受けることなく、ハンマー５の回動速度Ｖを精度良く検出することができる。また、第１変形例と同様、第１フォトインタラプタ７と基板２０の間にスペーサ５２を介在させることによって、第１フォトインタラプタ７の取付の位置や角度をきめ細かく調整するとともに、単一の基板２０を用いながらすべての検出点を円弧上に位置させることができる。
【００６７】
また、図１０（ｂ）は、第２実施形態に第２変形例を適用した場合を示しており、この場合には、第２フォトインタラプタ８の下側に第３フォトインタラプタ５１が付加されるとともに、第１フォトインタラプタ７と基板２０の間にスペーサ５２が介在することによって、第１〜第３フォトインタラプタ７，８，５１の検出点がすべてバランスピン１１を中心とする円弧上に位置している。したがって、第２変形例によって得られる上述した効果を同様に得ることができる。
【００６８】
図１１（ａ）は第１実施形態の第３変形例を示している。この変形例では、第１実施形態と異なり、２枚の基板２０，２０が用いられている。これらの基板２０，２０には、第１実施形態と同様の第１および第２フォトインタラプタ７，８がそれぞれ取り付けられている。これらの基板２０，２０は、取付レール（図示せず）に、互いに異なる所定の角度で取り付けられており、それにより、これらの基板２０，２０に取り付けた第１および第２フォトインタラプタ７，７，８，８の計４つの検出点がいずれも、センターピン１７を中心とする円弧上に位置するように配置されている。この第３変形例では、例えば上側の第１および第２フォトインタラプタ７，８の検出信号Ｓ１，Ｓ２に応じて発音および止音のタイミングが決定されるとともに、隣り合う各２つのフォトインタラプタ間を遮断するのにそれぞれ要した時間の最大値または平均値に基づいて、ハンマー５の回動速度Ｖが検出される。これにより、ハンマー５の実際の回動速度Ｖを反映させながらハンマー５の回動速度Ｖをより精度良く検出できるとともに、４つの検出点がすべて円弧上に位置していることで、シャッタ６の取付の位置や角度がずれた場合でも、その検出精度を確保できる。
【００６９】
この構成によれば、第１および第２フォトインタラプタ７，８をそれぞれ取り付けた２枚の基板２０，２０が互いに異なる所定の角度で配置されているので、これらの角度を基板２０ごとに設定するだけで、第１および第２変形例と異なり、検出点を円弧上に容易に位置させることができる。また、検出点の位置を基板２０ごとにきめ細かく調整することができる。さらに、これらの基板２０，２０は、互いに同じ構成であるので、基板２０およびそれに取り付けた第１および第２フォトインタラプタ７，８を共通化でき、その分、製造コストを削減することができる。
【００７０】
また、図１１（ｂ）は、第２実施形態に第３変形例を適用した場合を示しており、この場合には、上側の基板２０が付加されるとともに、これらの基板２０，２０が互いに異なる所定の角度で取り付けられることによって、第１および第２フォトインタラプタ７，７，８，８の検出点のすべてがバランスピン１１を中心とする円弧上に位置している。したがって、第３変形例によって得られる上述した効果を同様に得ることができる。
【００７１】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、発光部および受光部として、発光ダイオードおよびフォトトランジスタをそれぞれ用いているが、例えば、レーザダイオードなどの発光素子と、フォトダイオードなどの受光素子を用いてもよい。また、実施形態は、発光ダイオードやフォトトランジスタをケースに直接、設けた例であるが、ケースの発光側および受光側に光ファイバを互いに対向するようにそれぞれ設けるとともに、それらの光ファイバの延長上に発光素子および受光素子をそれぞれ設けてもよい。この場合、発光素子および受光素子をシャッタの回動経路から遠い部位に設けることができるので、それらの配置の自由度を高めることができる。
【００７２】
さらに、実施形態では、鍵４やハンマー５の回動速度を、シャッタ６が第１および第２フォトインタラプタ７，８の光路を遮断するタイミングに応じて検出しているが、これに限らず、例えばシャッタ６にスリットや窓を設け、スリットや窓によって光路を開放するタイミングに応じて検出してもよい。また、実施形態や変形例では、１つの鍵４やハンマー５に対するフォトインタラプタの数が２〜４であるが、その数をさらに増やしてもよい。また、第１実施形態では、シャッタ６をハンマー５のキャッチャ５ｅに取り付けているが、これに限らず、例えばキャッチャシャンク５ｄやハンマーシャンク５ｂなどに取り付けてもよい。
【００７３】
さらに、実施形態は、本発明をアップライト型の消音ピアノ２に適用した例であるが、本発明はこれに限らず、グランド型の消音ピアノにも適用でき、さらには、自動演奏ピアノや電子ピアノなどの他のタイプの鍵盤楽器にも適用することが可能である。さらに、第２実施形態による速度検出装置４１を、ハンマーを有する自動演奏ピアノや電子ピアノはもとより、ハンマーを有しない電子ピアノなどの他のタイプの鍵盤楽器にも適用することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部を適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態による速度検出装置およびこれを適用した消音ピアノの概略構成を示す図である。
【図２】図１の第１および第２フォトインタラプタの回路図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】鍵の押鍵および離鍵時における第１および第２検出信号のタイミングチャートを示している。
【図５】図１の楽音発生装置の一部を示す図である。
【図６】図５のＣＰＵで実行される発音および止音のタイミングの決定処理を示すフローチャートである。
【図７】図５のＣＰＵで実行されるベロシティの決定処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態による速度検出装置の部分拡大図である。
【図９】本発明の第１変形例の（ａ）ハンマー用および（ｂ）鍵用の速度検出装置を示す側面図である。
【図１０】本発明の第２変形例の（ａ）ハンマー用および（ｂ）鍵用の速度検出装置を示す側面図である。
【図１１】本発明の第３変形例の（ａ）ハンマー用および（ｂ）鍵用の速度検出装置を示す側面図である。
【図１２】ハンマーの回動速度を検出する従来の速度検出装置の側面図である。
【図１３】鍵の回動速度を検出する従来の速度検出装置の部分斜視図である。
【図１４】図１３のシャッタを斜めに取り付けた場合の正面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  速度検出装置
２  消音ピアノ（鍵盤楽器）
４  鍵
５  ハンマー
６  シャッタ
７  第１フォトインタラプタ（検出装置）
７ａ  発光ダイオード（発光部）
７ｂ  フォトトランジスタ（受光部）
８  第２フォトインタラプタ（検出装置）
８ａ  発光ダイオード（発光部）
８ｂ  フォトトランジスタ（受光部）
１１  バランスピン（支点）
１７  センターピン（支点）
２０  基板
２３  ＣＰＵ（ハンマー速度検出手段および鍵速度検出手段）
４１  速度検出装置
４５  スペーサ
５１  第３フォトインタラプタ
５２  スペーサ
Ｖ  回動速度
【図１】
2006208613.tif 000003
【図２】
2006208613.tif 000004
【図３】
2006208613.tif 000005
【図４】
2006208613.tif 000006
【図５】
2006208613.tif 000007
【図６】
2006208613.tif 000008
【図７】
2006208613.tif 000009
【図８】
2006208613.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006208613.tif 000012
【図１１】
2006208613.tif 000013
【図１２】
2006208613.tif 000014
【図１３】
2006208613.tif 000015
【図１４】
2006208613.tif 000016