JPS6250914B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本願に関係のある米国特許出願は次の通りであ
る。すなわち、出願第681093号、1976年４月28日
出願、「音楽演奏を再生するための方法および装
置」、ジヨセフ・マツクス・キヤンベル発明、お
よび、出願第681098号、1976年４月28日出願、
「音楽データの時分割マルチプレクス・フレーム
のためのデマルチプレクスおよび記憶装置」、ウ
イリアム・ソロン・フインレイ発明、および、出
願第680996号、1976年４月28日出願、「録音され
た音楽演奏からの表現効果の再現のためのソレノ
イドハンマ制御装置」、ジヨセフ・マツクスス・
キヤンベルおよびウイリアム・ソロン・フインレ
イ発明の諸特許出願であり、これについては本願
明細書中に参考として説明する。

本発明は電子プレヤ・ピアノに関し、特に、こ
のような楽器のための新規な表現再生装置に関す
るものであり、米国特許出願第680996号に開示し
てある再現表現効果を改善するものである。この
出願においては、音符作成器において可変強度を
作る方法は、パルスの連りを作つて音符に対する
作動器を選択的に賦勢し、次いで、この連り内の
パルス巾を記録されたデイジタル・コード信号の
強度レベルに従つて変調することによつて行われ
ており、楽器に与えられる平均駆動エネルギーが
所望の強度レベルに比例するようになつていた。
この方法を行うための回路においては、一群の二
値重みづけした抵抗が設けてあり、これら抵抗
は、事実上、単安定マルチバイブレータに対する
容量的タイミング装置に回路接続されており、単
安定マルチバイブレータから出るパルスの巾が打
鍵すべき音符の所望の強度レベルに対応するよう
になつていた。本発明はこの装置に対する改良で
あり、パルスの前縁および後縁の両方を、パルス
の速度を変化させることなしに、同時に調節する
ことができるようにしたものである。

本発明は主として、ピアノのようなけん盤楽器
のけん盤すなわちキーボードの低音域および高音
域の各半部に対する表現制御器をパルス巾変調す
るための回路の改良に関するものであるが、上掲
の特許出願の一般的機構および本発明の低音域・
高音域表現制御器について略述する。第１図につ
いて説明すると、ピアノのキーボードは、キーボ
ード・データ源として番号１０で示してある。こ
の音楽キーボード楽器源は、ハープシコード、チ
ヤイム、オルガン、ピアノ、等のどんなものであ
つてもよく、スイツチ作動の各出力を線１１―
１，１１―Ｎで示す。この出力線の個数は、感知
かつ記録すべきキースイツチ作動の個数、および
ピアノの持続音および弱音の各ペダルに対応す
る。更に、第２図のビツト割当てチヤートに示す
ように、若干の補助機能を、一組または一連の同
期ビツトとともに設けてもよい。従従つて、マル
チプレクサは、フレームを構成する走査サイクル
の各再起と時間順序的に、各入力線を走査見る。
従つて、キースイツチ、持続音および高音ペダ
ル、およびこれらの作動は、同期データ・ビツト
に伴い、また任意の制御データビツトに伴つて、
一般に順序的仕方で、一度に一つずつ走査され
る。しかし、移調を行わない場合には、キースイ
ツチを順序的に走査する必要はなく、任意の仕方
または順序で群にまとめて見または走査してよ
い。この場合の唯一の基準は、特定のスイツチの
位置およびその走査時間を装置全体を通じて保持
することである。

これにより、マルチプレクサ１２は、キースイ
ツチ作動の並列データをその出力線１３に沿う直
列のデータ流れに翻訳する。好ましい実施例にお
いては、このデータは次いで双位相スペース／マ
ーク・エンコーダ１４において双位相スペース又
はマーク信号にエンコードされ、次いでレコーダ
１５において磁気テープに記録される。例えばピ
アノのキーを打つ時と音符が最大音強度に到達す
る時とでは僅かな時間的差がある。従つて、マイ
クロホン型の強度検出器を用いる場合には、第２
図のビツト割当てチヤートの位置１乃至８８にお
けるキーボード二値ビツトのエンコードに遅延が
生ずる。他方、加速度感知装置または他の形式の
トランスジユーサを用いて、演奏者がキーを打つ
時の加速度または力を測定することができ、この
データは表現データとして二値形に変換され、上
記のような遅延なしにテープに記録され、低音域
強度レベルに対してはビツト位置１０５乃至１０
９に、高音域強度レベルに対しては１１１乃至１
１５に記録される（第２図のビツト割当てチヤー
ト参照）。テープには、家庭のレコードの著名な
又は熟達した音楽家の演奏を、又は、表現信号情
報を有するパンチ・ペーパ・ロール等の再録音体
として、前もつて録音しておいてもよく、このよ
うにすれば録音のためにピアノを備える必要がな
い。

従つて、表現データを検出および録音する格別
の仕方は本発明にかかるものではない。テープ演
奏ユニツトすなわちレコーダ１５によるプレイバ
ツクに際しては、双位相スペースまたはマーク・
データが読取りヘツドド（図示せず）に現われ、
補正回路網および増巾器を介して与えられて、ク
ロツク・データを含んでいるデイジタル信号をリ
カバーし、このクロツク・データはリカバーされ
てデマルチプレクス操作に用いられる。双位相ス
ペース／マーク・デコーダ回路１７は線１６上の
到来データをデコードし、これれをデマルチプレ
クサ１８に与え、このデマルチプレクサは、この
データを、適当する制御チヤンネル、およびソレ
ノイド作動回路１９に対するラツチ記憶回路に分
配する。ソレノイド作動器の代りに他の形式の電
磁制御作動器、例えば電磁クラツチ等を用いても
よいことはいうまでもない。

本発明の回路の改善の対象である第３図に示す
従来の構成は表現制御ラツチ回路３０を備えてお
り、この回路は信号を受け入れてデコードし、検
出した強度レベルまたはキーボードの低音域およ
び高音域の各半部に対して録音された強度レベル
に対応する情報を構成し、そしてこれらは、第２
図に示すように、時分割マルチプレクサ記録装置
の記録されたデータ・ビツトのフレーム内の互い
に異るデータ・ビツト位置を割当てられる。二値
ビツトは重みづけされ、楽器のストライカ・ハン
マ部材を作動させる選択されたソレノイドに与え
られるパルスの巾を変調するのに用いられる。従
つて、ソレノイドに与えられる平均駆動エネルギ
ーは所望の強度に比例し、元の演奏の演奏者の動
作を再生し、プレイバツクにおいて良好な音楽的
品質が得られる。デマルチプレクサ操作から得ら
れるビツト・カウンタ出力はラツチ回路に転送さ
れる。ここには、打鍵すべき各音符に対する一群
の音符ラツチ回路Ｌがある。データのフレーム内
にビツト位置１０５乃至１０９，１１１乃至１１
５および１１７乃至１１８に含まれている表現お
よびペダル情報を記憶するための一群の表現制御
ラツチ回路３０がある。更に、上記のラツチ回路
Ｌの各々は、128ビツトのタイムフレーム（第２
図）のデータ・セルに含まれている音楽情報を記
憶し、そして、キーボードの各キーに対して一つ
ずつあるドライバ・トランジスタANDゲートDG
は、ラツチまたは記憶回路からの一つの信号を一
つの入力として受入れる。ドライバ・トランジス
タANDゲートDGへの第２の入力は表現およびペ
ダル・ラツチ制御回路EPL１およびEPL２に記憶
されている情報に従つて巾変調されたパルスの連
りである。

低周波数発振器７０は、それぞれ低音域および
高音域のキーに対する１対のパルス巾変調可能な
ワンシヨツト・マルチバイブレータ７１および７
２に、可変抵抗７３によつてセツトされた最小巾
を有して発振器から出るパルスとともにパルスを
与え、マルチバイブレータ７１および７２からの
パルスの最小巾をセツトする。マルチバイブレー
タ７１および７２の各々は、そのタイミングを、
低音域音量に対する抵抗７６乃至８０および高音
域音量に対する抵抗８１乃至８５と協動するコン
デンサ７４および７５によつてそれぞれセツトさ
れる。抵抗７６乃至８０の組合せおよび抵抗８１
乃至８５の組合せは、表現およびペダル・ラツチ
制御回路３０に記憶されているデマルチプレクサ
１８からの情報に用いられる。これにより、高音
域および低音域の表現ビツトが弱音および持続音
ペダル制御に伴つて、ラツチ回路３０（EPL１お
よびEPL２）に記憶される（信号による制御は本
発明に関するものではなく、その詳細は省略す
る）。記憶されたビツトを用いて、タイミング・
コンデンサ７４および７５を有する回路における
抵抗７６乃至８０および８１乃至８５（本質的に
二値重みづけられている）の個数が変化し、これ
により、コンデンサ７４，７５をそれぞれ有する
回路に事実上接続された抵抗の組合せによつてコ
ンデンサの充電速度が変化し、低音域および高音
域の効果に対するパルスの巾が変化する。

本発明はこの上述の回路を改良したものであ
り、更に正確な制御を提供するものである。本発
明を次に第４図について説明すると、図示の回路
は上掲の米国特許出願第680996号の基本原理を用
いており、ソレノイドは急速にスイツチオンおよ
びスイツチオフさせられ、タイムオン対タイムオ
フの関係が変化させられてソレノイドに与えられ
るエネルギーが変化し、ピアノを打鍵する力が変
化する。

第４図に示す電子プレヤ・ピアノに対する図は
表現入力のうちの半分に対するものであり、この
半分は高音域又は低音域のいずれであつてもよ
い。そして、高音域および低音域に対する回路の
構成は互いに等しいものであるから、その一方即
ち第２図のビツト割当に示された低音テーマにつ
いて以下に説明する。これらはデイジタル入力
B₁，B₂，B₃，B₄およびB₅ならびに弱音ペダル入
力によつて制御され、第２図のビツト割当てチヤ
ートのビツト位置１０５，１０６，１０７，１０
８および１０９にそれぞれ記憶されているデータ
ビツト、低音テーマ、低音強度１、低音強度２、
低音強度３、低音強度４に対応する。そしてこれ
によつて制御される電子スイツチ３１，３２，３
３及び３５は選択的に抵抗R₉，R₁₀，R₁₁，R₁₂，
R₁₃およびR₁₄をそれぞれ増巾器６１に至る回路に
接続する。ポテンシヨメータＲ２３のワイパ（回
路点５）は電圧レベルVminを選択してこれを差
動増幅器５０に与え、強度に対する最小または低
レベルを設定する。デイジタル入力Ｂ１，Ｂ２，
Ｂ３，Ｂ４およびＢ５は二値に重みづけされ、ピ
アノを、Ｒ２４の最小セツテイングとＲ２３の最
大セツテイングとの間の強度レベルで演奏させ
る。これによりピアノに対する強度または表現の
種々のレベルに対する遥かに大きな適応性が得ら
れ、プレイバツクにおいて、従来得られなかつた
広い範囲の変化が得られる。出力端子OT（回路
点７）における出力パルス列は、積分回路コンパ
レータ増巾器である差動増幅器５０によつて決定
される。コンパレータ５０は、プラス入力がマイ
ナス入力よりも大きい限り、高い出力を有す。こ
のコンパレータのマイナス入力は普通の三角波形
発生器５１によつて与えられる。線５２（回路点
１）上のパルス列入力は、発振器７０′のような
適宜の発振源から出て来るものであり、この発振
器は約200Hzの速度で作動し、矩形波パルスの連
り５３を抵抗５１を介して三角波形発生器R₁内
の積分増巾器５４の入力端子に与える。コンデン
サＣ１および背中合せのツエナーダイオードＺ
１，Ｚ２は出力波形５７の立上りおよび立下りの
ランプ部分を与える。コンデンサＣ２および抵抗
Ｒ２，Ｒ３は傾斜を定める。

三角波形５７（回路点２における）は結合抵抗
Ｒ４を介して増巾器５０のマイナス入力に結合さ
れる。従つて、加算増巾器６１の出力に現われる
合計電圧は増巾器５０の正入力に与えられる。従
つて、パルスの巾および出力端子OT（回路点
７）に現われるパルスは、その前縁および後縁の
両方において巾変調され、かつ、三角波形電圧５
７を構成する立上りおよび立下りのランプ電圧の
それぞれの傾斜によつて決定される量となる。従
つて、加算増巾器６１の出力における電圧が大き
い程、より大きな電圧が増巾器５１の正端子に与
えられ、これにより波形５７の立上りおよび立下
りランプ上により高く上り、これにより出力端子
OT（回路点７）においてより大きなパルス巾が
生じ、従つてより多くのエネルギーがソレノイド
に与えられ、ピアノをより大きな音で演奏させ
る。加算増巾器６１の出力における電圧はポテン
シヨメータＲ１８のワイパ上の電圧の合計であ
り、この電圧は最小パルス出力を与えるのに丁度
充分なバイアス電圧である。ポテンシヨメータＲ
２４のワイパにおける電圧は「弱音」入力によつ
て重みづけされ、増巾器５０の出力における電圧
はデイジタル入力Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４および
Ｂ５によつて二値重みづけされる。増巾器５０の
出力における電圧は、ポテンシヨメータＲ２３の
ワイパに与えられる電圧と抵抗Ｒ２４に対するポ
テンシヨメータのワイパ上の最大レベル電圧との
差である。抵抗Ｒ２３およびＲ２４を調節するこ
とにより、ピアノの表現を最小レベルから最大強
度レベルまで、および個々にその強度レベル極値
まで変化させることができる。抵抗Ｒ９乃至Ｒ１
３は二値重みづけされた抵抗であり、Ｒ１３＝
2R１２＝4R１１＝8R１０＝16R９の関係になつ
ている。Ｂ１乃至Ｂ５のビツトは、最大と最小と
の間で32個のレベルを与えるように制御できる。
最後に、スイツチＳ１乃至Ｓ５は相補型MOSソ
リツドステート・スイツチであり、デイジタル高
でオンし、デイジタル低でオフする。

本発明はプレヤ・ピアノに対して特に有用なも
のであるが、他の楽器も本発明の原理に従つて演
奏できる。更に、エネルギーを変化させるための
パルス巾変調矩形パルスのための回路は他の方面
にも使用できる。以上、本発明を好ましい実施例
について説明したが、本発明の精神および範囲を
逸脱することなしに種々の変更および変形が可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の米国特許出願に開示してある型
のプレヤ・ピアノ装置のブロツク線図、第２図は
本発明を用いたプレヤ装置におけるビツト割当て
およびそのマルチプレクシングを示すチヤート、
第３図は米国特許出願第680996号の表現回路装置
を示す略回路図、第４図は本発明によつて改良し
た表現制御装置の略回路図である。 ５０……差動増巾器、５４……積分増巾器、６
１……加算増巾器、７０′……発振器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ キーがソレノイドによつて作動されるピアノ
   けん盤、このソレノイドへの作動電流を制御する
   トランジスタスイツチ手段、上記ソレノイドの作
   動を制御し、キーを打鍵せしめ記録媒体に記録さ
   れている音楽の楽譜を再現する信号源とを具備
   し、上記記録媒体には音楽表現と対照的に表現情
   報をも記録してあり、この表現情報は上記記録媒
   体に二値符号化表現情報ビツトの形態で記録され
   ており、更に表現情報の再現手段とを具備する電
   子制御ピアノ装置に於いて、 三角波形電圧５７を発生する手段５１、 上記二値符号化表現情報ビツトを受け、このビ
   ツトに依り決められた表現レベルに相応する個々
   別々の電圧レベルの中の１つを発生する手段３１
   〜３５、R₉〜R₁₃、 １対の入力端子と出力端子とを有する差動増巾
   器６０、 上記三角波形電圧を上記入力端子の１方に印加
   する手段R₄、 上記差動増巾器６０の入力端子の他方に上記発
   生された個々別々の電圧レベルの中の１つを印加
   してパルス巾変調されたパルス列であつて、該パ
   ルス列の繰返し率は上記三角波形電圧に対する上
   記個々の電圧レベルの１つの入射レベルに対応し
   て上記三角波形電圧と巾の繰返率に対応し、且つ
   時間軸への投射点が上記パルス巾であるパルス列
   を発生する様に上記個々別々の電圧レベルを印加
   する手段６１，R₆、 入力として上記差動増巾器６０からの信号、及
   び上記ソレノイドの作動を制御する信号とを受け
   るゲート回路手段、 該ゲート回路手段を上記トランジスタスイツチ
   手段に接続し、上記ソレノイドを制御し、上記音
   楽的表現の表現作用を再現する手段 とを具備してなる電子制御ピアノ装置。