JPH0844359A - 押鍵速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 押鍵動作に合せて電子音を発生可能なピアノ
において、電子音の発生タイミング及び音量の調整が容
易な押鍵速度検出装置を提供する。 【構成】 ホトインタラプタ１１はプリント基板２５上
に半田付けされ、シャッタープレート１３は、ホトイン
タラプタ１１の対向面の間を走る２本の光軸を共に孔１
９の下方で遮断し、押鍵によってシャッタープレート１
３が下降すると、辺１９ａ、斜辺１９ｂの各中央で夫々
光軸１７ａ，１７ｂが導通されるように、プレート支持
部１５を介して鍵盤２７の凹部２９に固定される。押鍵
時の光軸１７ａ、１７ｂの導通は、辺１９ａと斜辺１９
ｂの高低差により時間差をおいて行なわれる。この時間
差は押鍵速度に反比例し、また、シャッタープレート１
３を図中で左右に移動させることにより増減し、検出速
度を容易に調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、打弦に対応して電子音
を出力できるピアノに用いられ、電子音の発生タイミン
グ及び電子音の音量を設定するのに必要な押鍵速度を検
出する押鍵速度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アコースティックピアノに電
子音源を組み合わせて、打弦による通常の演奏以外に、
電子音源による演奏をも可能にした複合型のピアノが提
案されている。

【０００３】こうした複合型ピアノにおいて、打弦音を
停止させ、鍵盤操作に基づく電子音源からの演奏音をヘ
ッドホン等で聴きながら演奏すれば、外部に演奏音が漏
れず、集合住宅や住宅密集地域での演奏、あるいは夜間
の演奏練習等が自由にできるという利点がある。打弦音
の停止は、押鍵に基づくハンマーの打弦動作を所定位置
で阻止することにより行なわれるので、鍵盤のタッチを
損なうことなく演奏することができる。

【０００４】この電子音による演奏感を、打弦による演
奏感に近づけるためには、押鍵に応じて最適のタイミン
グで電子音を発生させ、且つ押鍵の強さ（つまり押鍵速
度）に応じて最適の音量で電子音を発生させる必要があ
る。これらを検出するため、従来の複合型ピアノにおい
ては、押鍵速度検出装置が図６に示す如く鍵盤一本毎に
設けられている。

【０００５】この押鍵速度検出装置は、２本の平行な光
軸を有するホトインタラプタ６１とこの光軸を適宜遮断
するシャッター６３とで構成されており、ホトインタラ
プタ６１は筬６５の上にメタルフレーム６７を介して固
定されたプリント基板６９の表面に半田付けされ、シャ
ッター６３は鍵盤７１の下面に固定されている。この部
分Ｃを拡大したものが図７（ａ）である。

【０００６】ホトインタラプタ６１は、発光素子（例え
ば赤外発光ダイオード）と受光素子（例えばホトトラン
ジスタ）とを対向させてこの間に光軸を走らせ、この光
軸の遮断・導通を検出する透過型ホトインタラプタの１
種である。その形状は、図７（ａ）のＢ矢視図である図
７（ｂ）に示すように、下から見るとコの字型をしてお
り、この対向面の間に上記光軸を２本有している。これ
に所定の配線を行なって回路を構成し、各光軸が遮断さ
れると電圧が上がり、導通されると電圧が下がるような
出力端子が別途、設けられている。

【０００７】一方、シャッター６３は図７（ａ）に示す
ように、孔７３が設けられた板状の部材である。孔７３
の形状は、高低差のある２個の略水平部分である縁７３
ａ，７３ｂを下部に有する逆Ｌ字形を呈している。この
シャッター６３がホトインタラプタ６１の対向面の間に
入って、鍵盤が押されていないときには孔７３の下方
（図７（ａ）×印）で２本の光軸７５ａ，７５ｂを遮断
し、押鍵されると鍵盤７１と共にシャッター６３が下降
して、縁７３ａ，７３ｂが下方に退避するようにして夫
々光軸７５ａ，７５ｂを導通させるような位置に固定さ
れている。この固定は、シャッター６３の上部に尖端部
６３ａを設け、他方の鍵盤７１の下面に尖端部６３ａの
幅よりも直径の小さい孔７２をあけ、ここに尖端部６３
ａを打ちこむことで行なわれている。

【０００８】押鍵を行なうと、鍵盤１はバランスピン７
７（図６参照）付近を支点にして下方へ揺動し、シャッ
ター６３が下方へ移動し、上記のように２本の光軸７５
ａ，７５ｂが孔７３を通って導通される。この導通は、
高低差のある縁７３ａ，７３ｂにて行なわれるため、押
鍵速度に略反比例した時間差が発生する。この導通をホ
トインタラプタ６１の出力電圧の変化から観測して時間
差を測定し、これを演算することにより押鍵速度を求め
ることができる。また同時に押鍵も検出されることにな
るため、光軸７５ａの導通（つまり後の方の導通）に同
期して発音のタイミングを設定することができる。この
検出は非接触にて行なわれるため鍵盤７１のタッチに悪
影響が出ず、打弦音による演奏に近い感覚にて電子音に
よる演奏を行なうことができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記に説明した構成か
ら判るように、シャッター６３とホトインタラプタ６１
の相対位置によって、発生される電子音のタイミング及
び音量が変化する。このため、適切な電子音の発生を行
なうには、この相対位置を最適に合せる必要がある。こ
れには、電子音の音量及びタイミングを、同じ速度で押
鍵して発せられる打弦音の音量及びタイミングと一致さ
せるように調整を行なえば良い。

【００１０】しかし、ピアノは、打弦機構だけでもスプ
ルス、カエデ、カバ等の何種類もの木材を用いており、
こうした天然素材を多用した部分は、金属や樹脂のみか
ら成る部分に比べてバラ付きが大きくなる。従い、単に
電子音のタイミングや音量を均一にそろえるのではな
く、打弦による演奏時の押鍵感覚のバラ付きに合せると
いう調整工程が、鍵盤１本毎に必須となる。

【００１１】上記従来技術による押鍵速度検出装置にお
いて、この調整を行なうには大変な手間と時間を要す
る。すなわち、発生された電子音が押鍵速度に比して大
き過ぎた場合は孔の低い方の縁７３ｂを所定量削り、発
音のタイミングが遅い場合には両方の縁７３ａ，７３ｂ
を同量だけ削る（両方削るのは、鍵盤に近い方の縁７３
ａのみを削ると高低差が小さくなって音量が大きくなっ
てしまうため）という工程が必要である。

【００１２】この逆の修正を行なう場合、つまり音量が
小さ過ぎる場合若しくはタイミングが早過ぎる場合等
の、縁を高くする修正が要求されるときには、孔７３に
別の板を貼付して、見掛け上、縁を高くするか若しくは
シャッター６３そのものを取り換える等の措置をしなけ
ればならない。しかもシャッター６３は鍵盤７１の下面
に打ち込まれているため、一旦シャッター６３を鍵盤７
１下面から抜いて上記のような修正を施した後、再び鍵
盤７１に接着固定するという煩わしい作業が必要とな
る。鍵盤７１の数は、代表的なもので白鍵・黒鍵合せて
８８もあり、これらのタイミング・音量を全て最適に合
せるのは大変繁雑な作業である。

【００１３】これとは別の方法として、シャッター６３
側ではなくホトインタラプタ６１側を調整しようとして
も、ホトインタラプタ６１は筬６５の上方に設けられた
プリント基板６９に半田付けされているため、ホトイン
タラプタ６１を動かして音量やタイミングを調整するの
は大変困難である。また、プリント基板６９ごとホトイ
ンタラプタ６１を上下動させようとすると、上記のよう
にこの調整は鍵盤１本毎に行なう必要があるため、プリ
ント基板６９を８８分割しなければならず、これらの調
整機構もさることながら、分割されたプリント基板の固
定や接続が大変複雑になる。

【００１４】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、上記のような調整を行なう手間を軽減した押鍵速
度検出装置を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた本発明の請求項１に記載の発明は、鍵盤の
下方に配設され発光素子と受光素子とを各２個備えるこ
とにより光軸を水平に２本平行に走らせるホトインタラ
プタと、鍵盤の下部に固定されて上記２本の光軸を共に
遮断する板状部材であって鍵盤が押されると時間差をお
いて各光軸の遮断を解放する位置に所定形状の孔が設け
られているシャッターとからなる押鍵速度検出装置にお
いて、上記シャッターが、上記孔を有するシャッタープ
レートと、鍵盤に直接固定され該シャッタープレートを
支持するプレート支持部とからなり、しかも該プレート
支持部が、上記シャッタープレートを上記ホトインタラ
プタに対して相対移動可能に支持することを特徴とす
る。

【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の押鍵速度検出装置において、上記孔が１個であり、し
かも該孔の下縁部は夫々上記１本の光軸の遮断を解放す
るような非平行な直線状の縁を二つ有し、上記プレート
支持部が上記二つの縁の内の鍵盤に近い方の縁に平行
に、上記シャッタープレートを移動可能に支持すること
を特徴とする。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の押鍵速度検出装置において、上記孔が１個であり、し
かも該孔の下縁部は直線形状を呈し、上記プレート支持
部が、上記シャッタープレートを上記孔の下縁部の直線
と非平行に移動可能に支持することを特徴とする。

【００１８】

【作用】以上のように構成された本発明の請求項１に記
載の押鍵速度検出装置においては、非押鍵時には、鍵盤
にプレート支持部を介して固定されたシャッタープレー
トが、該シャッタープレートの有する孔の下方の部分に
て、ホトインタラプタの２本の光軸を遮断している。押
鍵を行なうと、シャッタープレートが下方に移動して、
２本の光軸が孔を通って遮断が解放される。この解放
は、各光軸と孔の下縁部との距離が夫々異なるために時
間差を持って行なわれる。

【００１９】シャッタープレートをホトインタラプタに
対して相対移動可能に支持するプレート支持部にて、シ
ャッタープレートをホトインタラプタに対して相対移動
させると、各光軸と上記孔の下縁部との距離が夫々変化
する。この二つの距離の差が縮むように相対移動させる
と、一種の誤検出を起こして速度の測定値が大きくな
り、二つの距離の内、大きい方の距離が更に大きくなる
ように相対移動させると押鍵のタイミングが遅くなった
ように誤検出する。

【００２０】つまり、シャッタープレートをホトインタ
ラプタに対して相対移動させることにより、シャッター
プレートを取り外すことなく容易に押鍵速度及びタイミ
ングの検出量の変更ができる。請求項２に記載の押鍵速
度検出装置は、押鍵の前は、請求項１に記載の発明と同
様にシャッタープレートにて２本の光軸を遮断し、押鍵
を行なうとシャッタープレートの有する孔の下縁部にあ
る二つの縁が夫々一本の光軸を所定時間をおいて導通さ
せる。

【００２１】シャッタープレートは上記二つの縁の内の
鍵盤に近い方に平行に移動されるため、移動が行なわれ
ると、鍵盤に近い方の縁とこれに対応する光軸との距離
は変化しないが、遠い方の縁は近い方の縁と非平行にさ
れているため、これに対応する光軸との距離は移動によ
って変化する。すなわち、鍵盤に近い方の縁による光軸
の導通によって設定される電子音の発生タイミングは変
化せず、距離の差、すなわち導通の時間差によって設定
される音量のみが変化する。

【００２２】つまり、シャッタープレートをホトインタ
ラプタに対して上記のように平行移動させることによ
り、電子音の発生タイミングを変えることなく、音量の
みを容易に調整できる。請求項３に記載の押鍵速度検出
装置は、押鍵の前は、請求項１に記載の発明と同様に２
本の光軸を遮断し、押鍵を行なうとシャッタープレート
の有する孔が２本の光軸を導通させる。この２本の光軸
の導通が、時間差を持って行なわれるように、導通時に
は水平にならない傾斜にされている。

【００２３】シャッタープレートをプレート支持部に対
して移動させると、シャッタープレートは孔の直線状の
下縁部の方向と異なる方向に平行移動される。このた
め、各光軸と下縁部との距離は変化するが、二つの距離
の差は変化しない。すなわち、押鍵時に生じる導通の時
間差によって設定される音量は変化せず、二つの導通の
内、後の導通によって設定される発音のタイミングのみ
が変化する。

【００２４】つまり、シャッタープレートをホトインタ
ラプタに対して上記のように平行移動させることによ
り、電子音の音量を変えることなく、発生タイミングの
みを容易に調整できる。

【００２５】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず、図１は本発明を適用した押鍵速度検出装置１
の説明図である。図１（ａ）は図７と同様に、鍵盤及び
その下方に配された押鍵速度検出装置１の周辺を拡大し
たものであり、図中の右方がピアノの前方、図中の上方
はピアノの上方になる。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ矢
視図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ矢視の拡大図であ
る。なお、この押鍵速度検出装置１が適用されたピアノ
は、水平面に載置されているものとする。

【００２６】図１（ａ）乃至図１（ｂ）に示すように、
押鍵速度検出装置１は、ホトインタラプタ１１，シャッ
タープレート１３，プレート支持部１５とからなってい
る。ホトインタラプタ１１は、上記ホトインタラプタ６
１と全く同じものである。すなわち、上方から見るとコ
の字型をしており、その対向面の間に２本の光軸１７
ａ，１７ｂを水平に走らせるよう、発光素子と受光素子
とを対向させたものを２組備えている。これに図示しな
い所定の回路が配線されて、光軸が遮断されると電圧が
上がり、遮断が解放、つまり光軸が導通されると電圧が
下がるような出力を、夫々の光軸に対応させて２個、取
り出せるようにされている。

【００２７】シャッタープレート１３は、五角形の孔１
９が空けられ、上部の舌片２１に波状の凹凸が形成され
た板状部材である。孔１９の五角形は下縁部は水平にさ
れた辺１９ａと、辺１９ａから遠ざかるほど低くなるよ
うにされた斜辺１９ｂとからなり、残る３辺は１本の水
平な上辺及び該上辺と上記下縁部の２辺とを結ぶ垂直な
側辺とからなっている。舌片２１に形成された波状の凹
凸は、その各稜線及び谷線の方向が鍵盤の上下方向と略
平行になるようにされている。

【００２８】プレート支持部１５は軟質の合成樹脂にて
できた長尺板状部材を、その長手方向中央部にて折り曲
げ略重合させたもので、図１（ｂ）に示す如く、この折
り曲げ位置を上にして用いられる。折り曲げ位置の下方
には、略重合された部材を２枚共に貫く貫通孔が設けら
れている。その貫通孔のやや下からプレート支持部１５
の下端よりやや上まで達する波状の凹凸が略重合面に設
けられている。この波状の凹凸は図１（ｃ）に示すよう
に、上記シャッタープレート１３の舌片２１に設けられ
た波状の凹凸と所定相対位置にて密着し、舌片２１を挟
持可能にされている。

【００２９】以上各部は次のような位置関係に配設され
る。すなわち、ホトインタラプタ１１は図示しない筬に
メタルフレーム２３を介して固定されたプリント基板２
５上に半田付けされる。シャッタープレート１３は、ホ
トインタラプタ１１の対向面の間に入って、孔１９の下
方にてホトインタラプタ１１の２本の光軸を共に遮断
し、押鍵によってシャッタープレート１３が下方に移動
すると、辺１９ａの略中央で光軸１７ａが、斜辺１９ｂ
の略中央で光軸１７ｂが夫々導通されるように、シャッ
タープレート１３の舌片２１の図中の左右略中央を挟持
するプレート支持部１５を介して鍵盤２７の凹部２９に
六角ボルト３０にて締結される。

【００３０】なお、プレート支持部１５でシャッタープ
レート１３を挟持すると、両者の当接面に設けられた波
状の凹凸によって図中の左右方向の動きを規制できると
共にプレート支持部の先端部にその凹凸が設けられてい
ないことによりシャッタープレート１３の下方への移動
を規制することができる。これらと六角ボルト３０によ
る締結力とにより図中の上方及び前後方向の動きも防止
できる。また、プリント基板２５には長矩形の孔が空け
られており、押鍵に伴い鍵盤２７と共に下降したシャッ
タープレート１３がその孔を通ってプリント基板２５に
干渉しないようにされている。

【００３１】電子音の発生タイミング・音量の設定は、
ホトインタラプタ１１より出力された二つの電圧値の立
ち下がりのタイミングを観測することにより、押鍵及び
押鍵速度の検出を行ない、これらを元に行なわれる。発
生タイミングは、二つの電圧値の内、後に立ち下がる方
を基準とし、この立ち下がりから所定時間の後に発生さ
せる。一方、音量は、二つの電圧値の立ち下がりの時間
差を測定し、これを速度に換算したり或は速度に略反比
例する物理量として直接扱ったりして、これに対応して
発生すべき音量を設定する。

【００３２】上記のように構成された押鍵速度検出装置
１において、シャッタープレート１３とホトインタラプ
タ１１との相対位置が図２（ａ），図２（ｃ）のときの
ホトインタラプタ１１による出力電圧の波形は夫々図２
（ｂ），図２（ｄ）のようになる。但し、波形のグラフ
においては、縦軸を電圧、横軸を時間とし、横軸のｔ＝
０の時点で押鍵がなされたとする。また、光軸１７ａに
対応した出力電圧をＶａ、光軸１７ｂに対応した出力電
圧をＶｂとする。

【００３３】つまり、シャッタープレート１３がホトイ
ンタラプタ１１に対して図２（ａ）のような位置にある
ときに押鍵を行ない、図２（ｃ）のような電圧波形が出
力されたとする。すなわち、ｔ＝０において押鍵されて
鍵盤２７と共にシャッタープレート１３が下降を開始
し、ｔ＝ｔ１の時点で斜辺１９ｂが光軸１７ｂに達して
光軸１７ｂが導通され、出力電圧Ｖｂが立ち下がる。も
う一方の光軸１７ａを導通させる辺１９ａは斜辺１９ｂ
よりも高い位置にあるため、この時点ではまだ遮断され
ており、電圧Ｖａは高い値のままである。ｔ＝ｔ２にお
いて辺１９ａが光軸１７ａに達すると光軸１７ａが導通
され、出力電圧Ｖａが立ち下がる。押鍵が完了すると鍵
盤は逆方向に揺動して光軸は遮断され、出力電圧Ｖａ，
Ｖｂも再び上昇して元の電圧値に戻る。

【００３４】次に六角ボルト３０を緩め、図２（ｂ）の
ようにシャッタープレート１３を図中の右へ移動させた
後、六角ボルト３０を締めて固定し、図２（ａ）の状態
で行なったときと同じ速度で押鍵を行なう。すると、光
軸１７ａを上方に動かしたときに斜辺１９ｂに達するま
での距離が図２（ａ）よりも短くなり、ｔ＝ｔ１よりも
早いｔ＝ｔ３の時点で光軸１７ｂが導通される。もう一
方の光軸１７ａを導通させる辺１９ａは水平にされてい
るため、図２（ａ）から図２（ｃ）のようにシャッター
プレート１３を水平に移動させても、光軸１７ａまでの
距離は変化がない。従って、光軸は図２（ａ）と同じｔ
＝ｔ２の時点で導通される。押鍵が完了すると鍵盤は逆
方向に揺動して元の位置に戻り、出力電圧Ｖａ，Ｖｂも
再び上昇して元の電圧値に戻るので、電圧波形は図２
（ｄ）のようになる。

【００３５】押鍵速度以外の条件を同じにして行なった
場合においては、押鍵速度を大きくするほど、ＶａとＶ
ｂの立ち下がりの時間差（図２（ｂ）ではｔ２−ｔ１、
図２（ｄ）ではｔ２−ｔ３）は短くなるため、図２
（ｄ）のように時間差が大きくなると、押鍵速度が小さ
くなったと誤検出する。従い、この原理を用いれば、押
鍵速度に比べて発生される電子音が大き過ぎるときに
は、図２（ｃ）のようにシャッタープレート１３を右に
移動させることにより、音量を絞ることができる。逆に
電子音が小さ過ぎるときには、図２（ａ）よりもシャッ
タープレート１３を左に移動させることにより、音量を
大きくすることができる。

【００３６】一方、電子音の発生タイミングは、上記の
ように２本の光軸の内、後に導通された光軸、すなわ
ち、押鍵速度検出装置１においては光軸１７ａの導通か
ら所定時間の後に発生されるため、変更されない。つま
り、押鍵速度検出装置１は、電子音の発生タイミングを
変えることなく音量のみを所定の範囲で調整することが
できる。

【００３７】本発明の別の実施例として図３に示す押鍵
速度検出装置３について説明する。押鍵速度検出装置３
は、図１に示した押鍵速度検出装置１のシャッタープレ
ート１３を、円形プレート３１，サポートプレート３
３，挟持板３５の三者に置換し、プレート支持部３７
は、図１の押鍵速度検出装置１のプレート支持部１５の
幅をやや狭くしたものである。

【００３８】また、ホトインタラプタ３９は、図１に示
した押鍵速度検出装置１のホトインタラプタ１１と全く
同じもので、プリント基板への固定の仕方、光軸の遮断
のされ方、押鍵及び押鍵速度の検出の仕方も同様であ
る。円形プレート３１は、図３（ａ）に示すように、円
形の板状部材に台形孔４１及び長孔４３を空けたもので
ある。台形孔４１は円形プレート３１のほぼ中央に空け
られ、その形状は、長方形の１長辺を斜めに傾けたよう
な形をしている。以下、この斜めの辺を斜辺４１ａ、こ
の対辺を長辺４１ｂと呼ぶ。

【００３９】一方、長孔４３の外形は、中心角約９０°
の扇形の弧のようにされており、その扇形の要が円形プ
レート３１の中心と一致するようにされ、孔の幅はボル
ト４５のよび径よりやや大きくされている。この長孔４
３は、円形プレート３１の外周のやや内側の、長辺４１
ｂと対向する箇所に空けられている。

【００４０】サポートプレート３３は、略長方形の板状
部材であり、１短辺の近傍に挿通孔が２個、この短辺と
平行に空けられており、その間隔は長孔４３によって張
られる弦の長さの約１／２とされている。この短辺に対
向する辺は上記舌片２１と略同じ長さの波状の凹凸が、
その各稜線及び谷線の方向を鍵盤４７の上下方向と略平
行にして形成されている。

【００４１】挟持板３５は、金属製の直方体の部材であ
り、その１面にボルト４５が締結されるタップ孔が２
個、サポートプレート３３の挿通孔と同じ間隔で空けら
れている。以上、図１に示した押鍵速度検出装置１のシ
ャッタープレート１３に代わる各部は図３（ｂ）の斜視
図に示すように配設される。すなわち、２本のボルト４
５をばね座金、座金を介し夫々サポートプレート３３に
設けられた挿通孔に通し、続いて円形プレート３１の長
孔４３に通し挟持板３５に設けられたタップ孔に締結
し、サポートプレート３３と挟持板３５とで円形プレー
ト３１を挟持する。このとき、円形プレートの斜辺４１
ａは図３（ａ）のように向けたときに右上がりになるよ
うにしておく。

【００４２】これを、図１に示した押鍵速度検出装置１
のシャッタープレート１３と舌片２１との係合と同様に
サポートプレート３３の波状の凹凸をプレート支持部３
７で挟持し、鍵盤４７の凹部４９に六角ボルト５１にて
締結する。上記のように構成された押鍵速度検出装置３
において、円形プレート３１とホトインタラプタ３９と
の相対位置が図３（ａ），図４（ａ），図４（ｃ）のと
きの出力電圧の波形は夫々図３（ｃ），図４（ｂ），図
４（ｄ）のようになる。但し、波形のグラフにおいて、
縦軸を電圧、横軸を時間とし、横軸のｔ＝０の時点で押
鍵がなされたとする。また、光軸５３ａに対応した出力
端子の電圧をＶａ、光軸５３ｂに対応した出力端子の電
圧をＶｂとする。

【００４３】つまり、円形プレート３１がホトインタラ
プタ３９に対して図３（ａ）のような位置にあるときに
押鍵を行ない、図３（ｃ）のような電圧波形が出力され
たとする。すなわち、ｔ＝０において押鍵されて鍵盤４
７と共に円形プレート３１が下降を開始し、ｔ＝ｔ１の
時点で斜辺４１ａが光軸５３ｂに達して光軸５３ｂが導
通され、出力電圧Ｖｂが立ち下がる。斜辺４１ａは図中
で右上がりの直線となっているため光軸５３ａは、この
時点ではまだ遮断されており、電圧Ｖａは高い値のまま
である。ｔ＝ｔ２において斜辺４１ａが光軸５３ａに達
すると光軸５３ａが導通され、出力電圧Ｖａが立ち下が
る。押鍵が完了すると鍵盤は逆方向に揺動して２本の光
軸が遮断され、出力電圧Ｖａ，Ｖｂも再び上昇して元の
電圧値に戻る。

【００４４】次に２本のボルト４５を緩め、図４（ａ）
のように円形プレート３１を反時計回りに回転させた
後、２本のボルト４５を締めて固定し、図３（ａ）の状
態で行なったときと同じ速度で押鍵を行なう。すると、
光軸５３ｂから斜辺４１ａまでの距離は図３（ａ）の状
態よりも小さくなるため、ｔ＝ｔ１よりも早いｔ＝ｔ４
の時点で光軸５３ｂが導通される。一方、光軸５３ａか
ら斜辺４１ａまでの距離は大きくなっているため、ｔ＝
ｔ２よりも遅いｔ＝ｔ５の時点で光軸５３ａが導通され
る。押鍵が完了すると鍵盤は逆方向に揺動して２本の光
軸が遮断され、出力電圧Ｖａ，Ｖｂも再び上昇して元の
電圧値に戻るので、電圧波形は図４（ｂ）のようにな
る。

【００４５】つまり、電圧Ｖａ，Ｖｂの立ち下がりの時
間差が長くなる（図３（ｃ）のｔ２−ｔ１から図４
（ｂ）のｔ５−ｔ４になる）と押鍵速度が小さくなった
と誤検出する。この原理を用いれば、押鍵速度に比べて
発生される電子音が大き過ぎるときには、図４（ａ）の
ように円形プレート３１を反時計回りに回転させること
により、音量を絞ることができる。逆に電子音が小さ過
ぎるときには、図３（ａ）の状態から円形プレート３１
を時計回りに回転させることにより、音量を大きくする
ことができる。

【００４６】なお、押鍵速度検出装置３の場合には、電
子音の発生のタイミングの基準となるＶａの立ち下がり
もｔ＝ｔ２からｔ＝ｔ５と遅くなっているため、図１に
示した押鍵速度検出装置１とは異なり、音量を調整をす
ると発生タイミングも変化する。従って、音量の調整を
行なった後には、必要に応じ発生タイミングの調整を行
なう。

【００４７】図４（ａ）のように円形プレート３１を回
転させたことにより発生のタイミングが不適当に遅くな
ってしまった場合には、六角ボルト５１を緩め、図４
（ｃ）のようにサポートプレート３３を円形プレート３
１を固定したまま図中の右へ移動させた後、六角ボルト
５１を締めて固定する。ここで図４（ａ）の状態で行な
ったときと同じ速度で押鍵を行なうと、光軸５３ａから
斜辺４１ａまでの距離が図４（ａ）よりも短くなり、ｔ
＝ｔ５よりも早いｔ＝ｔ７の時点で光軸５３ｂが導通さ
れる。一方、光軸５３ｂから斜辺４１ａまでの距離も同
量だけ短くなるため、光軸５３ｂの導通のタイミングも
ｔ＝ｔ４からｔ＝ｔ６へと光軸５３ａの導通のタイミン
グの早まりと同時間だけ早くなり、電圧Ｖａ，Ｖｂの立
ち下がりの時間差は図４（ａ）の状態と同じである。

【００４８】すなわち、押鍵速度検出装置３において、
プレート支持部３７に対してサポートプレート３３を左
右に動かすと、音量を変化させることなく、電子音の発
生タイミングのみを調整することができる。また、上記
のように円形プレート３１をサポートプレート３３に対
して回転させることにより電子音の音量調整を行なうこ
ともできるので、まず音量の調整を行ない、次に発生タ
イミングの調整を行なえば、両者を最適に調整すること
ができる。

【００４９】以上、挙げた押鍵速度検出装置１，３にお
いては、電子音の音量（若しくは、音量及び発生タイミ
ング）の調整を、シャッタープレート１３（若しくは円
形プレート３１）をホトインタラプタ１１（若しくはホ
トインタラプタ３９）に対して相対移動させることによ
り行なうことができる。これは、従来のようなシャッタ
ー６３を削ってしまうというような非可逆的な工程では
なく、また、シャッタープレート１３（若しくは円形プ
レート３１）を取り外す必要もないため大変調整を行な
い易い。

【００５０】なお、これまでの説明の中では光軸の導通
タイミングは、光軸を導通させる下縁部と光軸との「距
離」によって決まる旨の記載をしたが、厳密には、押鍵
によって鍵盤がバランスピン付近にある支点を中心とし
て揺動したときに、光軸がシャッタープレート上に描く
弧の「中心角」の角度によって決まる。従い、シャッタ
ープレートやホトインタラプタの配置の仕方やシャッタ
ープレートの孔の形状によっては「距離」と「中心角」
の大小関係が逆転することも有り得る訳だが、本実施例
の２本の光軸は、図６に示すように鍵盤の長手方向と略
平行に位置し、しかも２本の光軸間の距離がバランスピ
ンから光軸までの距離に比べて十分小さいために、光軸
から孔の下縁部までの距離で上記タイミングが決まると
いっても支障がない。

【００５１】以上、押鍵速度検出装置１，３について説
明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、様々な態様で実施し得る。押鍵速度検出装置１
のシャッタープレート１３の五角形の孔１９の形状を変
えることにより、別の効果を持った押鍵速度検出装置と
することができる。例えば押鍵速度検出装置３の台形孔
４１のようにしても良い。このようにすると、電子音の
発生タイミングのみを調整可能な押鍵速度検出装置とな
る。

【００５２】また、同じく孔１９の斜辺１９ｂを、図５
（ａ）のように下方に膨らんだ曲線に変えても良い。こ
うすると、少々シャッタープレート１３を左右に動かし
ても光軸１７ｂとの距離はわずかに変化するのみである
ため、音量の微調整が可能な押鍵速度検出装置とするこ
とができる。

【００５３】逆に、同じく孔１９の斜辺１９ｂを図５
（ｂ）のように上方に膨らんだ曲線にすると、少しシャ
ッタープレート１３を左右に動かしただけで光軸１７ｂ
との距離が大きく変化するため、音量調整の可変域が広
い押鍵速度検出装置とすることができる。

【００５４】他にも孔１９の縁部をいろいろな曲線にし
たり、シャッタープレート１３（若しくは円形プレート
３１）の移動のさせ方を平行移動ではなく、振子のよう
に揺動させたり、リンク機構を用いて所定の曲線に沿っ
てシャッタープレート１３を移動させたりしても良い。

【００５５】また、押鍵速度検出装置１，３では舌片２
１やサポートプレート３３の波状の凹凸が粗く、音量調
整の分解能が低いようにされていたが、適宜、この凹凸
のピッチを細かくして、音量をきめ細かく調整可能にし
たり、この凹凸を廃止して、任意の位置で固定可能にし
たりしても良い。

【００５６】シャッタープレート１３（若しくはサポー
トプレート３３）の平行移動の機構として別の構成に変
えてももちろん良い。例えば、小型のボールねじを鍵盤
下に設け、これと係合するナットが設けられたシャッタ
ープレート１３（若しくはサポートプレート３３）の位
置を連続的に変更可能にしたり、シャッタープレート１
３（若しくはサポートプレート３３）側に長孔を設け、
これを数本のボルトを挿通させて鍵盤に固定し、該長孔
に沿って移動させるような簡素な構成にしたりしても良
い。

【００５７】また、押鍵されると出力電圧が立ち上がる
ように構成して押鍵速度を測定するようにしても良い。
図５（ｃ）に、このとき用いられるシャッタープレート
５１（一例）を示す。これは、シャッタープレート５１
の下縁部５１ａ，５１ｂの形状を、夫々押鍵速度検出装
置１の辺１９ａ，斜辺１９ｂの形状に似せたものであ
る。このシャッタープレートが用いられた押鍵速度検出
装置においては、非押鍵状態においては２本の光軸が共
に導通されており、押鍵されると、図中で左・右の順で
光軸が遮断される。押鍵速度検出装置３をこれと同じ方
法で検出できるようにするには円形プレート３１に台形
孔４１を空けず、斜辺４１ａから下の部分を切断・除去
すれば良い。

【００５８】立ち上がりを検出する別の構成としては、
ホトインタラプタに接続する回路構成を変更して、光軸
が導通されると出力電圧が立ち上がるようにしても良
い。また、本実施例では当該押鍵速度検出装置を、打弦
音・電子音を選択して演奏可能なピアノに適用されるも
のとして扱ってきたが、本発明は、押鍵速度に応じて、
発生する電子音の音量等を変化させる鍵盤楽器全般に対
し適用することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
に記載の押鍵速度検出装置によれば、シャッタープレー
トが、ホトインタラプタに対して相対移動可能にプレー
ト支持部によって支持されているため、シャッタープレ
ートを移動させることにより、遮断されていたホトイン
タラプタの２本の光軸を導通させるタイミングを、シャ
ッタープレートを取り外すことなく容易に変更すること
ができる。

【００６０】すなわち、光軸とこれを遮るシャッタープ
レートの孔の下縁部との距離が各光軸について２つ存在
するが、この差が小さくなるように移動させれば電子音
の音量を大きくすることができる。後に導通される光軸
の遮断を解放する部分と光軸との距離を大きくするよう
に移動すれば、電子音の発生のタイミングを遅らせるこ
とができる。

【００６１】また、これらの調整は、移動という可逆的
な操作にて行なわれるため、逆に移動させれば反対の作
用が働いて逆の効果を奏することができる。言い換える
と、調整により音量を大きくし過ぎたら再び小さくした
り、タイミングを早め過ぎたら再び遅くしたりというよ
うに、調整のやりなおしも容易にできる。

【００６２】請求項２に記載の押鍵速度検出装置によれ
ば、シャッタープレートに設けられた孔の下縁部は各縁
が夫々上記１本の光軸の遮断を解放する互いに非平行な
直線部を二つ有する形状とされており、更にプレート支
持部にてシャッタープレートの下縁部の鍵盤に近い方の
直線部に平行に移動可能であるため、シャッタープレー
トを該平行移動させると、電子音の発生のタイミングを
変えることなく電子音の音量のみを変更することがで
き、音量の調整がしやすい。

【００６３】すなわち、該平行移動をさせても、鍵盤に
近い方の直線部はこの移動の方向に平行にされているた
めにホトインタラプタの光軸との距離が変わらず、電子
音発生のタイミングは変わらない。一方、遠い方の直線
部はこの移動の方向と平行にされていないために、該平
行移動されるに伴いホトインタラプタの光軸との垂直方
向の距離が長くなったり短くなったりし、この部分にて
遮断されていた光軸の導通のタイミングが夫々遅くなっ
たり早くなったりする。つまり、該平行移動によって２
本の光軸の導通の時間差を長くすることにより電子音の
音量を小さく、短くすることにより音量を大きくするこ
とができる。

【００６４】請求項３に記載の押鍵速度検出装置によれ
ば、シャッタープレートに設けられた孔の下縁部が直線
状にされており、更にプレート支持部にて該直線と異な
る方向に平行移動可能であるため、シャッタープレート
を該平行移動させることにより、電子音の音量を変更す
ることなく、電子音の発生のタイミングを変えることが
でき、発音タイミングの調整がしやすい。

【００６５】すなわち、該平行移動をさせても上記直線
の斜度は変化しないため、ホトインタラプタの２本の光
軸が導通される時間差が変化せず、つまり電子音の音量
は変わらない。一方、該平行移動は上記直線と異なる方
向に行なわれるため、ホトインタラプタの光軸との垂直
方向の距離が長くなったり短くなったりして、光軸の導
通のタイミング、つまり電子音発生のタイミングを夫々
遅くしたり早くしたりすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の押鍵速度検出装置１の説明
図である。

【図２】 図１の押鍵速度検出装置のシャッタープレー
トが左右に移動されたときに検出される時間差が変化す
る様子を示す説明図である。

【図３】 本発明の実施例の押鍵速度検出装置３の説明
図である。

【図４】 図３の押鍵速度検出装置の円形プレート３１
が回転されたときに、立ち下がりのタイミング及び時間
差が変化し、更にサポートプレート３３が左右に移動さ
れたときに検出されるタイミングのみが変化する様子を
示す説明図である。

【図５】 図１の押鍵速度検出装置１のシャッタープレ
ートの他の実施例を示す説明図である。

【図６】 押鍵速度検出装置がピアノに取り付けられて
いる様子を示す説明図である。

【図７】 図６において押鍵速度検出装置の部分を拡大
した説明図である。

【符号の説明】

１，３…押鍵速度検出装置 １１，３９
…ホトインタラプタ １３…シャッタープレート １５，３７…プ
レート支持部 １７ａ，１７ｂ，５３ａ，５３ｂ…光軸 １
９…孔 ２１…舌片 ２７，４７…鍵盤 ３
１…円形プレート ３３…サポートプレート ３
５…挟持板 ４１…台形孔 ４３…長孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鍵盤の下方に配設され、発光素子と受光
   素子との間に走らせた光軸を上記鍵盤の下面に略平行に
   ２本並列させるホトインタラプタと、鍵盤の下部に固定
   されて上記２本の光軸を共に遮断する板状部材であって
   鍵盤が押されると時間差をおいて各光軸の遮断を解放す
   る位置に所定形状の孔を有するシャッターとを備える押
   鍵速度検出装置において、 上記シャッターが、 上記孔を有するシャッタープレートと、 鍵盤に直接固定され該シャッタープレートを支持するプ
   レート支持部とからなり、 しかも該プレート支持部が、上記シャッタープレートを
   上記ホトインタラプタに対して相対移動可能に支持する
   ことを特徴とする押鍵速度検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の押鍵速度検出装置にお
   いて、 上記孔が１個であり、しかも該孔の下縁部は夫々上記各
   光軸の遮断を各々解放するような互いに非平行な２本の
   直線部からなり、 上記プレート支持部が上記２本の直線部の内の、上記鍵
   盤に近い方の直線部に平行に、上記シャッタープレート
   を移動可能に支持することを特徴とする押鍵速度検出装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の押鍵速度検出装置にお
   いて、 上記孔が１個であり、しかも該孔の下縁部は直線形状を
   呈し、 上記プレート支持部が、上記シャッタープレートを上記
   孔の下縁部の直線と非平行に移動可能に支持することを
   特徴とする押鍵速度検出装置。