DE602004001085T2

DE602004001085T2 - Automatisch spielendes Tastaturinstrument, ausgestattet mit vom automatischen Wiedergabe- und vom Aufnahmesystem gemeinsam genutzten Sensoren

Info

Publication number: DE602004001085T2
Application number: DE602004001085T
Authority: DE
Inventors: Yuji c/o Yamaha Corporation Fujiwara
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2024-03-20
Also published as: CN1542731A; TWI235355B; HK1066899A1; DE602004001085D1; TW200501050A; KR20040086575A; JP2004294772A; EP1471497B1; US20050211048A1; US6969791B2; CN100576313C; EP1471497A1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein automatisch spielendes Piano und insbesondere auf ein automatisch spielendes Piano der Bauart mit einem Aufzeichnungssystem und einem automatisch spielenden System.
Beschreibung der verwandten Technik
Das automatisch spielende Piano ist eine Kombination eines akustischen Pianos, eines Aufzeichnungssystems und eines automatisch spielenden Systems. Das Aufzeichnungssystem und das automatisch spielende System sind in dem akustischen Piano eingebaut und werden selektiv auf Anweisung des Anwenders eingeschaltet. Das Aufzeichnungssystem und das automatisch spielende System verhalten sich in einem Aufzeichnungsbetriebszustand und in einem Playback- bzw. Wiedergabebetriebszustand wie folgt.
Während der Anwender ein Musikstück auf dem akustischen Piano im Aufzeichnungsbetriebszustand mit den Fingern spielt, wird die Tastenbewegung in Positionsdatenstücke umgewandelt, und die Positionsdatenstücke werden zum Extrahieren von Charakteristikdaten analysiert, die die Tastenbewegung darstellen. Die Charakteristikdatenstücke werden in Musikdatencodes aufgezeichnet. Somit wird die Darbietung auf dem akustischen Piano in einem Satz von Musikdatencodes vom Aufzeichnungssystem aufgezeichnet.
Wenn der Anwender wünscht, die Darbietung wiederzugeben, weist er das automatisch spielende System an, auf den Satz von Musikdatencodes zuzugreifen. Das automatisch spielende System liest sequentiell die Musikdatencodes aus und analysiert sie, um die Tastenbewegung zu bestimmen, die wiederzugeben ist. Nach der Vollendung der Analyse werden Antriebssignale zu elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungseinheiten geliefert, die unter den hinteren Teilen der schwarzen und weißen Tasten vorgesehen sind, so dass die schwarzen und weißen Tasten sequentiell bewegt werden, wie wenn der Spieler das Musikstück wieder auf dem akustischen Piano mit den Fingern spielt. Somit führt das automatisch spielende System. die ursprüngliche Darbietung im Wiedergabebetriebszustand aus.
Da die Musikdatencodes auf der Grundlage der Positionsdatenstücke erzeugt werden, die die gegenwärtigen Tastenpositionen darstellen, sind Positionswandler für die schwarzen und weißen Tasten erforderlich. Eine Anordnung von Positionswandlern, die als "Tastensensoren" bezeichnet werden, ist unter den vorderen Teilen der schwarzen und weißen Tasten vorgesehen, und die Tastensensoren wandeln die gegenwärtigen Tastenpositionen in elektrische Signale um. Somit sind die Tastensensoren für das Aufzeichnungssystem unerlässlich.
Die Tastenbewegung ist weder gleichförmig noch konstant. Der Spieler drückt die schwarzen und weißen Tasten mit unterschiedlicher Kraft herunter. Der Spieler kann die Kraft auf dem Weg nach unten zu den Endpositionen hin verändern. Die unterschiedlichen Arten der Tastenbewegung haben Pianotöne mit unterschiedlicher Lautstärke zur Folge. Aus diesem Grund wird erwartet, dass das automatisch spielende System die schwarzen und weißen Tasten die ursprüngliche Tastenbewegung wieder ausführen lässt. Jedoch ist individuelles Verhalten sowohl bei der Anordnung der elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungseinheiten als auch bei der Anordnung der schwarzen und weißen Tasten unvermeidlich. Auch wenn die elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungseinheiten mit einer vorbestimmten Größe des Antriebssignals erregt werden, ist es selten, dass die schwarzen und weißen Tasten die Tastenbewegung genau so wie die ursprüngliche Tastenbewegung ausführen. Um die schwarzen und weißen Tasten genau die ursprüngliche Tastenbewegung wieder ausführen zu lassen, ist die Servo-Steuerung gegenüber der einfachen Steuerung ohne irgendeine Rückkoppelungsschleife vorzuziehen. Positionswandler sind für die elektromagnetbetriebenen Tastenbetätigungseinheiten erforderlich. Tatsächlich haben hochklassige automatisch spielende Pianos die Anordnungen von elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungseinheiten mit eingebauten Stößelsensoren für die Rückkoppelungssteuerung. Jedoch sind die elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungseinheiten mit den eingebauten Stößelsensoren teuer. Aus diesem Grund werden die eingebauten Stößelsensoren von den elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungseinheiten für die üblichen automatisch spielenden Pianos weggelassen.
Ein typisches Beispiel der elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungseinheit mit einem eingebauten Stößelsensor ist offenbart in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 10-301561. Die elektromagnetbetätigte Tastenbetätigungseinheit des Standes der Technik weist einen Elektromagneten, einen Stößel und einen Stößelsensor auf. Der Stößel kann von dem Elektromagneten vorstehen und in diesen zurückgezogen werden, ähnlich wie bei der üblichen elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungsvorrichtung. Der Stößelsensor weist eine Permanentmagnetstange auf, die koaxial an dem Stößel befestigt ist, und eine Spule, die um die Permanentmagnetenstange gewickelt ist. Wenn der Elektromagnet erregt wird, steht der Stößel vom Elektromagneten vor, und die Permanentmagnetstange wird zusammen mit dem Stößel bewegt. Wenn die Permanentmagnetenstange bewegt wird, wird Potential in der Spule induziert. Das induzierte Potential ist abhängig von der Geschwindigkeit des Stößels und wird an die Steuervorrichtung übermittelt. Die Steuervorrichtung analysiert das Potential und bestimmt die Geschwindigkeit des Stößels.
Ein typisches Beispiel eines Servo-Steuerverfahrens wird offenbart in dem Japanischen Patent Nr. 2890557. Die Steuervorrichtung bestimmt eine Soll- bzw. Zieltastenbewegung, d.h. eine Reihe von Soll-Tastenpositionen für eine zu bewegende schwarze und weiße Taste auf der Grundlage der Musikdatencodes und erregt den Elektromagneten, um die Soll-Tastenbewegung zu. erzeugen. Ein Rückkoppelungssensor wandelt eine tatsächliche Tastenposition (Ist-Tastenposition) in ein Detektionssignal um und liefert dies an die Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung vergleicht die tatsächliche Tastenbewegung mit der Soll-Tastenbewegung und verändert das Antriebssignal, mit dem die elektromagnetbetätigte Tastenbetätigungseinheit erregt wird, und zwar in solcher Weise, dass der Unterschied zwischen der Soll- Tastenbewegung und der tatsächlichen Tastenbewegung minimiert wird. D.h., die Steuervorrichtung bringt die tatsächliche Tastenbewegung näher an die ursprüngliche Tastenbewegung als die Tastenbewegung ohne die Servo-Steuerrung.
Der eingebaute Sensor des Standes der Technik, der in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung HEI 10-30561 offenbart wird, wird nicht bei dem Servo-Steuerverfahren des Standes der Technik verwendet. Der Rückkoppelungssensor, der in dem Servo-Steuerverfahren des Standes der Technik verwendet wird, wird durch die Kombination eines optischen Sensors und eines piezoelektrischen Wandlers gebildet. Der optische Sensor ist auf einem Tastenbett vorgesehen und wandelt die Neigung der Taste in ein Detektionssignal um. Andererseits ist der piezoelektrische Wandler zwischen der assoziierten Taste und dem Stößel der elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungsvorrichtung vorgesehen und wandelt den Druck, der auf die Taste ausgeübt wird, in ein anderes Detektionssignal um. Diese Detektionssignale werden zur Steuervorrichtung geliefert. Die Steuervorrichtung analysiert die Neigung und den Druck, um die tatsächliche Tastenbewegung zu bestimmen. Somit ist der im Japanischen Patent Nr. JP-A-3171097 offenbarte Rückkoppelungssensor kompliziert.
Darüber hinaus erwähnt, obwohl ein Aufzeichnungssystem in dem Japanischen Patent JP-A-3171097 erwähnt wird, die Japanische Patentbeschreibung nicht die Systemkonfiguration, und entsprechend nicht, welche Art von Tastensensoren darin vorgesehen ist. Anders gesagt, der optische Sensor wird nur als ein Teil des Rückkoppelungssensors erwähnt.
Das automatisch spielende System mit der Servo-Steuerschleife ist gegenüber dem üblichen automatisch spielenden System, in dem die Servo-Steuerschleife nicht vorgesehen ist, vom Standpunkt der Naturtreue bei der Wiedergabe vorzuziehen. Jedoch ist die Servo-Steuerschleife viel teurer und macht die Herstellungskosten des automatisch spielenden Pianos hoch.
Somit gibt es einen Kompromiss zwischen der Naturtreue der Wiedergabe und den Herstellungskosten des automatisch spielenden Pianos.
US 6 245 985 B1 offenbart ein automatisch spielendes Piano, welches Tastensensoren hat, um digitale Tastenpositionssignale zu erzeugen, die gegenwärtige Tastenpositionen darstellen, und eine Aufzeichnungseinheit zur Wiedergabe von Musikdateninformationsstücken auf der Basis der Tastenbewegungen; jedoch haben die Tastensensoren individuelles Verhalten und variieren die Werte der digitalen Tastenpositionssignale in jeweiligen unterschiedlichen Bereichen; die Aufzeichnungseinheit wählt unterschiedliche Komponentenbits von jedem digitalen Tastenpositionssignal abhängig von dem Wert an einem Referenzpunkt, um die Differenz zwischen den Bereichen klein zu machen.
WO 01/95308 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren, zum Steuern und zum Aufzeichnen von Tastaturbewegungen, wobei einzelne Magneten, Sensoren und Betätigungsvorrichtungen mit jeder Tastenaufnahme assoziiert sind und die Tastenbewegung mit einem hohen Grad an Genauigkeit wiedergeben. Das Verfahren verwendet eine Technik mit berührungslos abfühlender Anordnung, die keine mechanischen oder elektrischen Verbindungen mit der Tastaturanordnung erfordert, was somit die Vorrichtung einfach instand zu halten und einzubauen macht. Das Verfahren verwendet auch einen mathematischen Algorithmus, um die Tastenbetätigungsbewegung mit einer sehr schnellen Rate einzustellen, was einen Einbau in einer Vielzahl von Pianos mit unterschiedlichen Tastengewichten möglich macht, wobei man immer noch mit hoher Genauigkeit spielen kann. Schließlich zeichnet das Vorrichtungssystem dynamisch die Tastatur auf, auf der Tasten im Wiedergabebetriebszustand und im Aufzeichnungsbetriebszustand sind, was die Anwendung von beiden Betriebszuständen gleichzeitig gestattet, was den Spieler somit Darbietungen (Darbietungsspuren) hinzufügen lässt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Tastenmusikinstrument mit einem automatisch spielenden System vorzusehen, welches kostengünstig ist, ohne die Naturtreue bei der Wiedergabe zu opfern.
Die Erfinderin betrachtete das Problem, welches dem automatisch spielenden Piano des Standes der Technik innewohnt, und hat bemerkt, dass eine Vielzahl von Rückkoppelungssensoren, die gewöhnlicher Weise 88 Sätze von optischen Sensoren/piezoelektrischen Wandlern waren, in der Servo-Steuerschleifen vorgesehen waren.
Zuerst hat die Erfinderin die Rückkoppelungssensoren des Standes der Technik mit den eingebauten Sensoren ersetzt, die in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung HEI 10-301561 offenbart wurden. Die Anzahl der Komponententeile wurde in sicherer Weise verringert, und die Herstellungskosten wurden verringert. Jedoch wurden nicht nur das automatisch spielende System sondern auch das Aufzeichnungssystem in verschiedenen Modellen des automatisch spielenden Pianos vorgesehen. In jenen Modellen waren die 88 Sensoren weiter für das automatisch spielende Piano erforderlich, und die gesamte Anzahl der Sensoren wurde verdoppelt. Aus diesem Grund war das automatisch spielende Piano mit beiden Systemen immer noch teuer.
Um weiter die Produktionskosten zu verringern, hielt die Anmelderin es für wirksam gegen eine Steigerung der Produktionskosten, die eingebauten Stößelsensoren gemeinsam von dem automatisch spielenden System und dem Aufzeichnungssystem verwenden zu lassen. Jedoch mussten die Köpfe der Stößel physisch von den Hinterteilen der heruntergedrückten schwarzen und weißen Tasten bei der Wiedergabe getrennt werden. Dies kam von der Tatsache, dass die Stößelköpfe gewöhnlicherweise eine unregelmäßige Höhe hatten. Der Spalt nahm die Unregelmäßigkeit auf. Obwohl die Stößel auf eine gewisse Höhe reguliert wurden, mussten die Stößel an die assoziierten Tasten während der Aufzeichnung gebunden werden. Wenn ein Anwender die Vorderteile der schwarzen und weißen Tasten im Aufzeichnungsbetriebszustand herunterdrückte, wurden die hinteren Teile, die nicht an die Stößel gebunden sein sollten, über die Köpfe der Stößel hinaus angehoben, und die Tastenbewegung wurde nicht auf die eingebauten Sensoren übertragen. Andererseits, wenn die Köpfe der Stößel an die hinteren Teile der schwarzen und weißen Tasten gebunden waren, erschienen dem Anwender die schwarzen und weißen Tasten schwerer, und die Stößel zerstörten das einzigartige Tastengefühl des akustischen Pianos. Somit war es nicht durchführbar, die eingebauten Sensoren gemeinsam von dem akustisch spielenden System und dem Aufzeichnungssystem zu verwenden.
Es war auch schwierig, die elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungsvorrichtungen durch Rückkoppelungsschleifen zu steuern, die nur die Tastensensoren anstatt der Rückkoppelungssensoren enthielten. Anders gesagt, stellten die Tastenpositionssignale nicht genau die Stößelbewegung dar. Der Grund für die Schwierigkeit war, dass die Komponententeile zwischen dem Stößel und dem Tastensensor verformbar waren. Aus diesem Grund wurde eine Zeitverzögerung zwischen der Stößelbewegung und der Verschiebung der vorderen Teile der schwarzen und weißen Tasten eingeleitet.
Um das Ziel zu erreichen schlägt die vorliegende Erfindung vor, eine Art von individuellem Verhalten zu eliminieren, welches in einer Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden innewohnt, und eine andere Art von individuellem Verhalten, die in einem automatisch spielenden System innewohnt, und zwar aus einer gegenwärtigen physischen Größe, die eine Bewegung der Komponententeile der Bewegungsübertragungspfade ausdrückt, und zwar durch Normierung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 1 vorgesehen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein automatisch spielendes Tastenmusikinstrument zur Erzeugung von Tönen vorgesehen, welches ein Tastenmusikinstrument aufweist, welches ein Tonerzeugungsuntersystem zur Erzeugung von Tönen und mehrere Bewegungsübertragungspfade aufweist, die jeweils mehrere Komponententeile haben, die in Reihe mit dem Tonerzeugungsuntersystem verbunden sind, und sequentiell bewegt werden, um eine Tonhöhe des zu erzeugenden Tons festzulegen, weiter ein automatisch spielendes System, welches ein individuelles Verhalten zusammen mit der Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden zeigt und eine Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen aufweist, die jeweils mit der Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden assoziiert ist und selektiv mit Antriebssignalen erregt wird, um selektiv zu bewirken, dass die assoziierten Bewegungsübertragungspfade sich bewegen, weiter mehrere Sensoren entfernt von der Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen, die jeweils eine Bewegung von vorbestimmten Komponententeilen der Vielzahl der Bewegungsübertragungspfaden in Detektionssignale umwandeln, die eine gegenwärtige physische Größe darstellen, die die Bewegung ausdrückt, und mehrere Rückkoppelungssteuerschleifen, die zwischen der Vielzahl von Sensoren und der Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen angeschlossen sind, die die gegenwärtige physikalische Größe normieren, um das individuelle Verhalten aus der gegenwärtigen physikalischen Größe zu eliminieren, um eine wahre physikalische Größe zu bestimmen und die Antriebssignale auf der Grundlage der wahren physikalischen Größe zu optimieren, um die Bewegung der vorbestimmten Komponententeile zu steuern, und ein Aufzeichnungssystem, welches gemeinsam die Vielzahl von Sensoren mit dem automatisch spielenden System verwendet und die gegenwärtige physikalische Größe zur Erzeugung von Musikdatenstücken analysiert, die eine Darbietung auf dem Tastenmusikinstrument darstellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale und Vorteile des automatisch spielenden Tasteninstrumentes werden klarer aus der folgenden Beschreibung verständlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gesehen wird, in denen die Figuren folgendes darstellen:
1 eine schematische Seitenansicht, die die Struktur eines automatisch spielenden Pianos gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 ein Blockdiagramm, welches die Systemkonfiguration einer Steuervorrichtung zeigt, die in dem automatisch spielenden Piano vorgesehen ist,
3 ein Blockdiagramm, welches den Algorithmus zeigt, der in einer Rückkoppelungssteuerschleife eingesetzt ist, die in dem automatisch spielenden Piano vorgesehen ist,
4 ein Blockdiagramm, welches den Algorithmus zeigt, der in einer Rückkoppelungssteuerschleife eingesetzt wird, die in einem weiteren automatisch spielenden Piano vorgesehen ist,
5 ein Blockdiagramm, welches den Algorithmus zeigt, der in einer Rückkoppelungssteuerschleife eingesetzt ist, die in noch einem weiteren automatisch spielenden Piano vorgesehen ist,
6 ein Blockdiagramm, welches den Algorithmus zeigt, der in einer Rückkoppelungssteuerschleife eingesetzt ist, die in noch einem weiteren automatisch spielenden Piano vorgesehen ist,
7 ein Blockdiagramm, welches den Algorithmus zeigt, der in einer Rückkoppelungssteuerschleife eingesetzt wird, die in noch einem weiteren automatisch spielenden Piano vorgesehen ist,
8 ein Blockdiagramm, welches den Algorithmus zeigt, der in einer Rückkoppelungssteuerschleife eingesetzt wird, die in noch einem weiteren automatisch spielenden Piano vorgesehen ist.
Kurze Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein automatisch spielendes Tastenmusikinstrument gemäß der vorliegenden Erfindung weist im Großen und Ganzen ein Tastenmusikinstrument, ein Aufzeichnungssystem und ein automatisch spielendes System auf. Ein Spieler spielt mit seinen Fingern ein Musikstück auf dem Tastenmusikinstrument. Dann erzeugt das Tastenmusikinstrument Töne mit gegebenen Tonhöhen. Wenn der Spieler das Aufzeichnungssystem anweist, die Darbietung auf dem Tastenmusikinstrument aufzuzeichnen, erzeugt das Aufzeichnungssystem Musikdaten, die die Darbietung darstellen. Wenn andererseits der Spieler das automatisch spielende System anweist, die Darbietung ohne irgendeine Fingerbewegung auf dem Tastenmusikinstrument auszuführen, analysiert das automatisch spielende System die Musikdatenstücke und betätigt das Tastenmusikinstrument, so dass die Darbietung wieder ausgeführt wird. Das Tastenmusikinstrument, das automatisch spielende System und das Aufzeichnungssystem werden im folgenden genauer beschrieben.
Das Tastenmusikinstrument weist ein Tonerzeugungsuntersystem auf, um Töne zu erzeugen, und mehrere Bewegungsübertragungspfade, die mit dem Tonerzeugungsuntersystem verbunden sind. Jeder Bewegungsübertragungspfad hat Komponententeile, die in Reihe verbunden sind, und die Bewegung eines Komponententeils wird sequentiell durch die anderen Komponententeile zum Tonerzeugungsuntersystem fortgepflanzt. Die Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden hat eine gewisse Art von individuellem Verhalten aufgrund der unterschiedlichen Größe, aufgrund eines Konstruktions- bzw. Fertigungsbereiches, der auf die Komponententeile angewandt wird und/oder aufgrund des Materials, aus dem die Komponententeile gemacht sind.
Das Tastenmusikinstrument wird als ein akustisches Piano angenommen. Mehrere Saiten bilden in Kombination das Tonerzeugungsuntersystems und schwarze und weiße Tasten, Betätigungseinheiten und Hämmer insgesamt bilden die Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden. In dem Fall, wo das Tastenmusikinstrument ein stummes Piano ist, dienen die Saiten und ein elektronisches Tonerzeugungssystem als das Tonerzeugungsuntersystem, und die schwarzen und weißen Tasten, die Betätigungseinheiten und die Hämmer bilden auch insgesamt die Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden.
Während ein Spieler mit den Fingern ein Musikstück auf der Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden spielt, erzeugen seine Finger selektiv eine Bewegung der Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden, und die Bewegung wird zu dem Tonerzeugungsuntersystem weiter geleitet, um Tonhöhen der zu erzeugenden Töne festzulegen. Wenn die Bewegung das Tonerzeugungsuntersystem erreicht, werden die Töne mit den Tonhöhen erzeugt.
Das automatisch spielende System weist eine Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen, eine Vielzahl von Sensoren und eine Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen auf. Das automatisch spielende System hat eine andere Art von individuellem Verhalten aufgrund der Relativposition zwischen der Vielzahl von Sensoren und der Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden und Eingabe/Ausgabe-Charakteristiken der Vielzahl von Sensoren. Charakteristikunterschiede bei den Komponententeilen der Rückkoppelungssteuerschleifen können ein weiterer Faktor des individuellen Verhaltens sein. Somit zeigt das automatisch spielende System das individuelle Verhalten zusammen mit den Bewegungsübertragungspfaden. Jedoch sind die Ursprünge, d.h. die Bewegungsübertragungspfade, die Sensoren usw., unterschiedlich bezüglich des individuellen Verhaltens gewichtet. Beispielsweise kann der größte Teil des individuellen Verhaltens aufgrund der Vielzahl von Sensoren sein. Anderenfalls kann die Vielzahl von Sensoren auf Null gewichtet sein.
Die Vielzahl von Sensoren ist jeweils für die Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden vorgesehen. Wenn die Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen erregt wird, bewirkt die Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen, dass die assoziierten Bewegungsübertragungspfade sich bewegen. Die Bewegung von einem der Komponententeile wird durch andere Komponententeile zum Tonerzeugungsuntersystem weitergeleitet, so dass der Ton ohne irgendeine Fingerbewegung auf dem Tastenmusikinstrument erzeugt wird.
Die Vielzahl von Sensoren ist von der Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen entfernt. Dies bedeutet, dass die eingebauten Rückkoppelungssensoren des Standes der Technik nicht als die Vielzahl von Sensoren dienen kann. Die Vielzahl von Sensoren überwacht vorbestimmte Komponententeile der Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden und wandelt die gegenwärtige physische Größe, die die Bewegung der vorbestimmten Komponententeile ausdrückt, in Detektionssignale um. Wenn das individuelle Verhalten der Bewegungsübertragungspfade einen Einfluss auf die Bewegung des vorbestimmten Teils hat, enthält die gegenwärtige physische Größe eine Fehlerkomponente aufgrund des individuellen Verhaltens. Wie im folgenden erklärt wird, haben die Rückkoppelungssteuerschleifen auch eine andere Art von individuellem Verhalten und haben einen Einfluss auf das Antriebssignal. Die Vielzahl von Sensoren kann eine andere Art von individuellem Verhalten aufgrund der Eingabe/Ausgabe-Charakteristiken haben. Da die Sensoren die Bewegung der vorbestimmten Komponententeile in die Detektionssignale umwandeln, enthält die gegenwärtige physikalische Größe weiter Fehlerkomponenten aufgrund der anderen Arten von individuellem Verhalten.
Die Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen ist jeweils zwischen der Vielzahl von Sensoren und der Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen angeschlossen. Jede der Rückkoppelungssteuerschleifen nimmt das Detektionssignal vom assoziierten Sensor auf und normiert die gegenwärtige physikalische Größe. Die oben beschriebenen Arten von individuellem Verhalten, die Teile des individuellen Verhaltens des automatisch spielenden Systems bzw. der Bewegungsübertragungspfade sind, werden aus der gegenwärtigen physikalischen Größe eliminiert, und die wahre physikalische Größe wird durch die Normierung erhalten. Die Rückkoppelungssteuerschleifen machen die Treibersignale bzw. Antriebssignale optimal auf der Grundlage der wahren physikalischen Größe, so dass die Betätigungsvorrichtungen die vorbestimmten Komponententeile dazu zwingen, sich ähnlich wie jene bei der ursprünglichen Darbietung zu bewegen.
Die Vielzahl von Sensoren wird gemeinsam von dem automatisch spielenden System und dem Aufzeichnungssystem verwendet. Das Aufzeichnungssystem analysiert die gegenwärtige physikalische Größe und erzeugt Musik datenstücke, die die Darbietung auf dem Tastenmusikinstrument darstellen. Die Musikdatenstücke werden in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert. Anderenfalls werden die Musikdatenstücke auf einen anderen Datenspeicher oder ein anderes Musikinstrument durch ein geeignetes Verbindungskabel übertragen.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung verständlich wird, eliminieren die Rückkoppelungssteuerschleifen die Arten von individuellem Verhalten aus der gegenwärtigen physikalischen Größe, so dass, auch wenn die Musikdatenstücke durch ein anderes Tastenmusikinstrument erzeugt wurden, welches von dem zur Wiedergabe verwendeten Tastenmusikinstrument abweicht, die Darbietung mit guter Naturtreue wiedergegeben wird.
Die Sensoren werden gemeinsam von dem Aufzeichnungssystem und dem automatisch spielenden System verwendet. Irgendeine Betätigungsvorrichtung mit einem eingebauten Rückkoppelungssensor ist nicht für das automatisch spielende Tastenmusikinstrument erforderlich. Somit werden die Produktionskosten verringert, ohne die Naturtreue zu opfern.
Erstes Ausführungsbeispiel
Automatisch spielendes Piano
Mit Bezug auf 1 der Zeichnungen weist ein automatisch spielendes Piano, welches die vorliegende Erfindung verkörpert, im Großen und Ganzen ein akustisches Piano 1, ein automatisch spielendes System 3 und ein Aufzeichnungssystem 5 auf. Das automatisch spielende System 3 und das Aufzeichnungssystem 5 sind in dem akustischen Piano 1 eingebaut und werden selektiv aktiviert, und zwar abhängig vom Betriebszustand. Während ein Spieler mit den Fingern ein Musikstück auf dem akustischen Piano 1 ohne irgendeine Anweisung zur Aufzeichnung und Wiedergabe spielt, verhält sich das akustische Piano 1 ähnlich wie ein akustisches Standardpiano und er zeugt die Pianotöne mit den Tonhöhen, die durch die Fingerbewegung festgelegt wurden.
Wenn der Spieler seine Darbietung auf dem akustischen Piano 1 aufzeichnen möchte, gibt der Spieler die Anweisung zur Aufzeichnung an das Aufzeichnungssystem 5, und das Aufzeichnungssystem 5 wird aktiviert. Während der Spieler mit den Fingern auf dem akustischen Piano spielt, erzeugt das Aufzeichnungssystem 5 Musikdatencodes, die die Fingerbewegung auf dem akustischen Piano darstellen, und die Darbietung wird in einem Satz von Musikdatencodes aufgezeichnet.
Es wird angenommen, dass ein Anwender die Darbietung wiedergeben möchte. Der Anwender weist das automatisch spielende System 3 an, die akustischen Töne wiederzugeben. Das automatisch spielende System 3 spielt das Musikstück auf dem akustischen Piano 1 und gibt das Musikstück ohne die Fingerbewegung des menschlichen Spielers wieder.
In der folgenden Beschreibung zeigt der Ausdruck "vorne" eine Position näher an einem Pianisten an, der auf einem Stuhl sitzt, um mit den Fingern zu spielen, als eine andere Position, die mit dem Ausdruck "hinten" bezeichnet wird. Eine Richtung, die zwischen einer vorderen Position und einer entsprechenden hinteren Position verläuft, wird als die "Richtung von vorne nach hinten" bezeichnet, und die seitliche Richtung kreuzt die Richtung von vorne nach hinten in einem rechten Winkel in der horizontalen Ebene.
Akustisches Piano
In diesem Fall ist das akustische Piano 1 ein Flügel. Das akustische Piano 1 weist eine Tastatur 70, Betätigungseinheiten 90, Dämpfer 92, Hämmer 94 und Saiten 96 auf. Ein Tastenbett 98 bildet einen Teil eines Pianoabteils, und die Tastatur 70 ist an dem Tastenbett 98 befestigt. Die Tastatur 70 ist mit den Betätigungseinheiten 90 und den Dämpfern 92 verbunden, und ein Pianist betätigt selektiv die Betätigungseinheiten 90 und die Dämpfer 92 durch die Tastatur. Die Dämpfer 92, die selektiv durch die Tastatur 70 betätigt werden, sind von den assoziierten Saiten 96 so beabstandet, dass die Saiten 96 bereit zur Schwingung werden. Andererseits erzeugen die Betätigungseinheiten 90, die selektiv durch die Tastatur 70 betätigt werden, eine freie Drehung der assoziierten Hämmer 94, und die Hämmer 94 schlagen die assoziierten Saiten 96 am Ende der freien Drehung an. Dann schwingen die Saiten 96, und die akustischen Töne werden durch die Schwingungen der Saiten 96 erzeugt. Somit verhalten sich die Tastatur 70, die Betätigungseinheiten 90, die Dämpfer 92, die Hämmer 94 und die Saiten 96 ähnlich wie jene eines akustischen Standardpianos.
Die Tastatur 70 weist mehrere schwarze Tasten 72, mehrere weißen Tasten 74 und eine Balanceschiene bzw. einen Waagebalken 80 auf. Die schwarzen Tasten 72 und die weißen Tasten 74 sind in dem wohl bekannten Muster ausgelegt und werden bewegbar auf dem Waagebalken 80 durch Waagebalkenstifte 82 getragen.
Es wird angenommen, dass ein Anwender die vorderen Teile der schwarzen und weißen Tasten 72, 74 herunterdrückt. Die Vorderteile werden zum Tastenbett 98 hin abgesenkt, und die Hinterteile werden angehoben. Die Tastenbewegung erzeugt eine Aktivierung der assoziierten Tastenbetätigungseinheiten 90 und bewirkt, dass die Saiten 96 bereit zur Schwingung werden, wie zuvor beschrieben. Die aktivierten Betätigungseinheiten 90 treiben die assoziierten Hämmer 94 zur freien Drehung durch einen Entweichungsvorgang an. Die Hämmer 94 schlagen die assoziierten Saiten 96 am Ende der freien Drehung an, um die akustischen Töne zu erzeugen. Die Hämmer 94 prallen auf den Saiten 96 zurück und kommen wieder mit den Tastenbetätigungseinheiten 90 in Eingriff.
Wenn der Anwender die schwarzen und weißen Tasten 72/74 freigibt, erzeugt das Eigengewicht der Betätigungseinheiten 90 eine Drehung der schwarzen und weißen Tasten 72/74 in der Gegenrichtung, so dass die schwarzen und weißen Tasten 72/74 zu den Ruhepositionen zurückkehren.
Die Dämpfer 92 werden in Kontakt mit den assoziierten Saiten 96 gebracht, so dass die akustischen Töne abklingen. Die Tastenbetätigungseinheiten 90 kehren wieder zu den Ruhepositionen zurück. Somit kann der menschliche Pianist die Tastenwinkelbewegung um den Waagebalken 80 erzeugen, wie bei einer Wippe.
Automatisch spielendes System
Das automatisch spielende System 3 weist eine Anordnung von Tastenbetätigungsvorrichtungen 10, von Hammersensoren 22, von Tastensensoren 27, von ein Diskettenlauf, welches als "FDD" (FDD = flexible disc driver) 40 abgekürzt wird, weiter eine Bedientafel 42 und eine Steuervorrichtung 100 auf: Wie im folgenden in Verbindung mit dem Aufzeichnungssystem 5 beschrieben wird, werden diese Komponententeile gemeinsam mit dem Aufzeichnungssystem 5 verwendet, außer der Anordnung von Tastenbetätigungsvorrichtungen 10. In diesem Fall werden die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 durch die elektromagnetbetätigten Betätigungseinheiten eingerichtet. Die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 werden unabhängig erregt, um die assoziierten schwarzen und weißen Tasten 72/74 zu bewegen. Dies bedeutet, dass die für die Tastatur 70 erforderlichen Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 die gleiche Anzahl haben wie die schwarzen und weißen Tasten 72/74. Jede der elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungseinheiten 10 weist einen Stößel 15 und eine kombinierte Struktur eines Elektromagneten und eines Jochs 17 auf. Die Anordnung von elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungseinheiten 10 hängt von dem Tastenbett 98 herunter, und die Stößel 15 stehen über das Tastenbett 98 durch einen Schlitz 99 vor, der in dem Tastenbett 98 ausgebildet ist. Während die elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungseinheiten 10 ohne irgendein Antriebssignal unbetätigt bleiben, werden die Stößel 15 in die kombinierte Struktur aus Elektromagnet und Joch 17 zurückgezogen, und die Spitzen der Stößel 15 sind geringfügig von den Unterseiten der schwarzen und weißen Tasten 72/74 in den Ruhepositionen beabstandet. Wenn die Steuervorrichtung 100 die kombinierten Strukturen 17 mit dem Antriebssignal erregt, wird ein Magnetfeld erzeugt, und die Mag netkraft wird auf die Stößel 15 ausgeübt. Dann stehen die Stößel 15 von den kombinierten Strukturen 17 nach oben vor und drücken auf die Unterseiten der schwarzen und weißen Tasten 72/74, um die Winkelbewegung zu erzeugen.
2 zeigt die Systemkonfiguration der Steuervorrichtung 100. Die Steuervorrichtung 100 weist einen Pulsbreitenmodulator 30 auf, eine Schnittstelle 37, die in der Figur als "I/O" (Eingabe/Ausgabe) abgekürzt ist, eine zentrale Verarbeitungseinheit 50, die als "CPU" abgekürzt ist, einen elektrisch löschbaren und programmierbaren Flash-Lesespeicher (read only memory = ROM) 52, der als "FLASH EEPROM" abgekürzt wird, einen Arbeitsspeicher 54, der als "RAM" (RAM = random access memory) abgekürzt wird, und ein Bussystem 60. Diese Systemkomponenten 30, 37, 50, 52 und 54 sind mit dem Bussystem 60 verbunden, und Adresscodes, Steuerdatencodes und Musikdatencodes werden selektiv von den speziellen Systemkomponenten zu anderen Systemkomponenten durch das Bussystem 60 weiter geleitet. Die Hammersensoren 22, die Tastensensoren 27 und die Bedientafel 42 sind mit der Schnittstelle 37 verbunden, und der Pulsbreitenmodulator 30 verteilt das Antriebssignal an die elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungsvorrichtungen 10. Das Floppy Disk- bzw. Diskettenlaufwerk 40 ist weiterhin mit dem Bussystem 60 verbunden, und Musikdatencodes werden zwischen dem Bussystem 60 und dem Diskettenlaufwerk 40 übertragen.
Die Hammersensoren 22 sind für die jeweiligen Hämmer 94 vorgesehen, d.h., sie haben die gleiche Anzahl wie die Hämmer 94 und entsprechend die schwarzen und weißen Tasten 72/74. Die Hammersensoren 22 sind stationär und überwachen die assoziierten Hämmer 94. Jeder der Hammersensoren 22 weist zwei Fotokoppler auf, d.h., die Kombination aus einer lichtemittierenden Diode und einem Fototransistor. Die lichtemittierenden Dioden sind voneinander entlang der Laufbahn einer Shutter- bzw. Verschlussplatte beabstandet, die an dem Hammerschaft des assoziierten Hammers 94 angeordnet ist, und stehen jeweils den Fototransistoren gegenüber. Somit überbrücken die zwei Paare von Fotokopplern den Spalt, durch den die Ver schlussplatte bewegt wird, mit Lichtstahlen. Einer der Fotokoppler bzw. Fotosensoren ist am Ende der Laufbahn gelegen, wo die Verschlussplatte beginnt, aufgrund des Zurückprallens des Hammers 94 auf der assoziierten Saite 96 zurückzukehren. Somit wird der Zeitpunkt, zu dem die Hämmer 94 die assoziierten Saiten 96 anschlagen, mit dem Fotokoppler auf der stromabwärts liegenden Saite bzw. Endseite detektiert. Der andere Fotokoppler ist auf der stromaufwärts liegenden Saite bzw. Anfangsseite vorgesehen und ist um eine vorbestimmte Distanz beabstandet. Während der Hammer 94 sich dreht, schneidet die Verschlussplatte intermittierend die Lichtstrahlen. Die Lichtmenge, die von den Fototransistoren aufgenommen wird, wird schnell verändert, und digitale Hammerpositionssignale, die die Fototransistoren auf der Grundlage der aufgenommenen Lichtmenge erzeugen, werden sequentiell vom An-Zustand in den Aus-Zustand umgeschaltet. Die Zeitdifferenz wird durch die Steuervorrichtung 100 bestimmt, und die Distanz zwischen den Fotokopplern ist bekannt. Dann wird die Hammergeschwindigkeit durch die Steuervorrichtung 100 berechnet. Die Hammergeschwindigkeit ist proportional zur Aufschlagsstärke auf der Seite 96, und die Aufschlagsstärke ist proportional zur Lautstärke der akustischen Töne. Somit erzeugt die Steuervorrichtung 100 Musikdatenstücke, die die Lautstärke eines akustischen Tons und den Zeitpunkt darstellen, zu dem der akustische Ton zu erzeugen ist, und zwar auf Grundlage der Hammerpositionssignale.
Die Tastensensoren 27 sind auf dem Tastenbett 98 vorgesehen und sind jeweils unter den schwarzen und weißen Tasten 72/74 gelegen. Anders gesagt, haben die Tastensensoren 27 die gleiche Anzahl wie die schwarzen und weißen Tasten 72/74. Die Tastensensoren 27 wandeln die gegenwärtigen Tastenpositionen der assoziierten schwarzen und weißen Tasten 72/74 in Tastenpositionssignale um. Somit dienen die Tastensensoren 27 als Positionswandler.
Jeder der Tastensensoren 27 weist eine Verschlussplatte 75 auf, eine transparente Platte, auf der eine nicht transparente Grauskala aufgedruckt ist, und ein Paar von Optiksensorköpfen 77. Eine (nicht gezeigte) lichtemittie rende Diode ist mit einem der Optiksensorköpfe 77 durch eine (nicht gezeigte) Optikfaser verbunden und strahlt seitlich einen Lichtstrahl über die Laufbahn der Verschlussplatte 75. Der andere Optiksensorkopf 77 ist auf der anderen Seite über der Laufbahn vorgesehen und ist mit einem (nicht gezeigten) Fototransistor durch eine (nicht gezeigte) optische Faser verbunden. Der Lichtstrahl hat einen weiten Querschnitt, so dass die Verschlussplatte 75 allmählich den Lichtstrahl während der Abwärtsbewegung der assoziierten Taste 72/74 unterbricht. Während die schwarze und weiße Taste 72/74 sich von der Ruheposition zur Endposition hin bewegt, wird die Lichtmenge, die auf den Fototransistor auftrifft, allmählich reduziert, und die gegenwärtige Tastenposition wird auf der Grundlage der aufgenommenen Lichtmenge bestimmt. Somit erzeugen die Tastensensoren 27 Tastenpositionssignale, die die gegenwärtigen Tastenpositionen darstellen, die kontinuierlich während der Abwärtsbewegung der assoziierten schwarzen und weißen Tasten 72/74 variiert werden.
Die Tastensensoren 27 verursachen eine andere Art von individuellem Verhalten, welches dem automatisch spielenden System innewohnt. Wenn beispielsweise die transparente Platte verschmutzt ist, wird die dort hindurchlaufende Lichtmenge unbeabsichtigt verringert. Wenn die Verschlussplatte gegenüber der Soll-Position auf der Unterseite der assoziierten Taste versetzt ist, wenn die Sensorköpfe von den Soll-Positionen auf dem Tastenbett versetzt sind, wird die Lichtintensität auf den Fototransistoren variiert. Eine Verschlechterung bzw. Veränderung durch Alterung ist bei den lichtemittierenden Dioden und Fototransistoren unvermeidlich. Die Bias- bzw. Vorspannung wird beispielsweise mit der Zeit variiert. Die lichtemittierenden Dioden und Fototransistoren werden mit elektrischer Leistung von einer geeigneten Leistungsquelle versorgt. Die Leistungsquelle kann nicht perfekt die Leistungsspannung vor unerwünschten Potentialfluktuationen schützen. Dies sind andere Faktoren der anderen Art von individuellem Verhalten. Natürlich sind diese Faktoren nicht gleich gewichtet. Einige Faktoren können vernachlässigbar sein und andere Faktoren sind wichtig.
Die Tastensensoren 27 erzeugen die Tastenpositionssignale sowohl bei der Wiedergabe als auch bei der Aufzeichnung. Während die Steuervorrichtung 100 zur Aufzeichnung der Darbietung aktiv ist, werden die schwarzen und weißen Tasten 72/74 selektiv heruntergedrückt und von einem menschlichen Spieler freigegeben, und die einzigartige Tastenbewegung wird in gegenwärtige Tastenpositionen umgewandelt, die kontinuierlich variiert werden. Die analogen Tastenpositionssignale werden in digitale Tastenpositionssignale umgewandelt, die auch kontinuierlich bezüglich des binären Wertes durch Analog/Digital-Wandler variiert werden. Während andererseits die Steuervorrichtung 100 zur Wiedergabe aktiv ist, dienen die Tastensensoren als die Rückkoppelungssensoren, und die Steuervorrichtung 100 überprüft die Tastenpositionssignale, um zu sehen, ob die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 eine erwünschte Tastenbewegung bzw. Soll-Tastenbewegung erzeugen. Wenn die tatsächliche Tastenbewegung von der Soll-Tastenbewegung abweicht, werden die Antriebssignale modifiziert, um die tatsächliche Tastenbewegung mit der Soll-Tastenbewegung übereinstimmend zu machen.
Die Tastenpositionssignale und Hammerpositionssignale erreichen die Schnittstelle 37. Die Schnittstelle 37 formt in geeigneter Weise erneut die Wellenform der Hammerpositionssignale und der Tastenpositionssignale und wandelt danach die Hammerpositionssignale und die Tastenpositionssignale in digitale Hammerpositionssignale und digitale Tastenpositionssignale durch einen Analog/Digital-Wandler um (siehe 3). Die Schnittstelle 37 ist weiter mit dem Diskettenlaufwerk 40 verbunden, und Musikdatencodes werden durch die Schnittstelle 37 zu dem Diskettenlaufwerk 40 hin und von diesem weg übertragen. Ein Satz von Musikdatencodes, der eine Darbietung auf der Tastatur 70 darstellt, wird auf eine Diskette 44 durch das Diskettenlaufwerk 40 bei der Aufzeichnung geschrieben und wird aus der Diskette 44 durch das Diskettenlaufwerk 40 bei der Wiedergabe ausgelesen.
Die Bedientafel 42 ist weiter mit der Schnittstelle 37 verbunden. Mehrere Knopfschalter, ein Anzeigefenster und Anzeigevorrichtungen sind auf der Bedientafel 42 vorgesehen. Einer der Knopfschalter schaltet die Steuervor richtung 100 ein. Anwender geben verschiedene Anweisungen an die Steuervorrichtung 100 durch andere Knopfschalter und wählen ein wieder zu gebendes Musikstück durch andere Knopfschalter aus. Wenn ein Anwender seine Darbietung aufzeichnen möchte, weist der Anwender die Steuervorrichtung 100 durch die Bedientafel 42 an, in den Aufzeichnungsbetriebszustand einzutreten. Wenn der Anwender die Darbietung wiedergeben möchte, weist der Anwender auch die Steuervorrichtung durch die Bedientafel 42 an, in den Wiedergabebetriebszustand einzutreten. Somit ist die Bedientafel 42 eine Mensch-Maschine-Schnittstelle.
Der Pulsbreitenmodulator 30 dient als Treiber für die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 bei der Wiedergabe. Der Druck der Stößel 15 wird durch die Treibersignale bzw. Antriebssignale variiert. In diesem Fall wechselt der Pulsbreitenmodulator 30 das Lastverhältnis der Antriebssignale, um den Druck der Stößel 15 zu variieren. Wenn bemerkt wird, dass die tatsächliche Tastenbewegung spät ist, steigert der Pulsbreitenmodulator 30 das Lastverhältnis der Antriebssignale. Wenn andererseits die schwarzen und weißen Tasten 72/74 zu früh bewegt werden, verringert der Pulsbreitenmodulator 30 das Lastverhältnis, so dass die Stößel 15 abgebremst werden.
In diesem Fall bilden die zentrale Verarbeitungseinheit 50, der Pulsbreitenmodulator 30, die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10, die Tastensensoren 27 und die Schnittstelle 37 eine Rückkoppelungssteuerschleife 64, und die schwarzen und weißen Tasten 72/74 werden in die Rückkoppelungssteuerschleife 64 wieder eingeleitet.
Ein Hauptroutinenprogramm, Unterroutinenprogramm und Parametertabellen sind in dem elektrisch löschbaren und programmierbaren Flash-Speicher 52 gespeichert, und der Arbeitsspeicher 54 dient als Arbeitsspeicher für die zentrale Verarbeitungseinheit 50. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 lässt das Hauptroutinenprogramm laufen, und das Hauptroutinenprogramm zweigt selektiv in die Unterroutinenprogramme ab. Das Verhalten im Wiedergabebetriebszustand wird im folgenden beschrieben.
Aufzeichnungssystem und Verhalten im Wiedergabebetriebszustand
Das Aufzeichnungssystem 5 weist die Tastensensoren 27, die Hammersensoren 22, das Diskettenlaufwerk 40, die Bedientafel 42 und die Steuervorrichtung 100 auf. Somit verwendet das Aufzeichnungssystem 5 gemeinsam die Systemkomponenten 22, 27, 40, 42, 100 mit dem Wiedergabesystem 3.
Wenn ein Anwender die Steuervorrichtung 100 durch die Bedientafel 42 anweist, seine Darbietung aufzuzeichnen, beginnt. die zentrale Verarbeitungseinheit 50, das Hauptroutinenprogramm laufen zu lassen und tritt periodisch in das Unterroutinenprogramm ein, um die Darbietung aufzuzeichnen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 startet eine interne Uhr zur Messung des Zeitverlaufs.
Im Unterroutinenprogramm holt die zentrale Verarbeitungseinheit 50 die Musikdatenstücke, die die gegenwärtigen Hammerpositionen darstellen, und die Musikdatenstücke, die die gegenwärtigen Tastenpositionen darstellen, und sammelt diese Musikdatenstücke in dem Arbeitsspeicher 54. Darauf folgend vergleicht die zentrale Verarbeitungseinheit 50 die gegenwärtigen Tastenpositionen mit den vorherigen Tastenpositionen, um zu sehen, ob der Anwender irgendeine der schwarzen und weißen Tasten 72/74 herunterdrückt oder loslässt.
Wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 50 bemerkt, dass der Anwender eine der schwarzen und weißen Tasten 72/74 herunterdrückt, bestätigt die zentrale Verarkeitungseinheit 50 ein Taste-An-Ereignis und legt die heruntergedrückte Taste 72/74 fest. Es wird angenommen, dass die Verschlussplatte, die am Hammer 94 angebracht ist, den Lichtstrahl des stromabwärts liegenden bzw. am Ende angeordneten Fotokopplers nach dem Taste-An-Ereignis schneidet. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 berechnet die Hammergeschwindigkeit und bestimmt das Vergehen der Zeit von der Einleitung der Darbietung oder dem vorherigen Ereignis zum Note-An-Ereignis.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 erzeugt einen Note-An-Ereigniscode und einen Dauercode und speichert die Musikdatenstücke, die den Tastencode darstellen, der der heruntergedrückten Taste zugeordnet ist, die Hammergeschwindigkeit und das Verstreichen der Zeit in dem Note-An-Ereigniscode und dem Dauercode. Der Note-An-Ereigniscode und der Dauercode sind unterschiedliche Arten von Musikdatencodes. Der Note-An-Ereigniscode wird von dem Dauercode begleitet. Wenn andererseits die zentrale Verarbeitungseinheit 50 bemerkt, dass der Anwender die heruntergedrückte Taste loslässt, stellt die zentrale Verarbeitungseinheit 50 die losgelassene Taste 72/74 fest, und bestimmt den Zeitpunkt, an dem der akustische Ton abfallen soll. Der Zeitpunkt ist ungefähr gleich dem Zeitpunkt, zu dem der Dämpfer 92 in Kontakt mit der schwingenden Saite 96 gebracht wird. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 bestimmt den Verlauf der Zeit vom vorherigen Ereignis und den Zeitpunkt, zu dem der akustische Ton abnehmen soll. Die zentrale Verarbeitungseinheit erzeugt einen Note-Aus-Ereigniscode und einen Dauercode und speichert die Musikdatenstücke, die den Tastencode und den Zeitverlauf darstellen, in dem Note-Aus-Ereigniscode und dem Dauercode. Der Note-Aus-Ereigniscode ist eine andere Art von Musikdatencode und wird vom Dauercode begleitet. Der Ausdruck "Ereigniscode" im folgenden steht sowohl für den Note-An-Ereigniscode als auch den Note-Aus-Ereigniscode.
Obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, weist das automatisch spielende Piano weiter rechte, linke und mittlere Pedale und assoziierte Pedalsensoren auf, und die zentrale Verarbeitungseinheit 50 nimmt auch Musikdaten, die die gegenwärtigen Pedalpositionen darstellen, in dem Arbeitsspeicher 54 auf. Wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 50 erkennt, dass der Anwender auf das Pedal tritt, erzeugt die zentrale Verarbeitungseinheit einen Musikdatencode, der den Effekt darstellt. Während der Anwender ein Musikstück auf der Tastatur 70 mit den Fingern spielt, tritt die zentrale Verarbeitungseinheit 50 periodisch in das Unterroutinenprogramm ein und kehrt zum Hauptroutinenprogramm zurück, so dass die Musikdatencodes intermittierend erzeugt und in dem Arbeitsspeicher 54 gesammelt werden. Nach der Vollendung der Darbietung kann der Anwender die zentrale Verarbeitungseinheit 50 anweisen, den Satz von Musikdatencodes zu übertragen, der die Darbietung darstellt. Wenn dies geschieht, überträgt die zentrale Verarbeitungseinheit 50 den Satz von Musikdatencodes vom Arbeitsspeicher 54 zum Diskettenlaufwerk 40, und sie werden auf der Diskette 44 gespeichert.
Systemverhalten im Wiedergabebetriebszustand
Es wird angenommen, dass der Anwender die zentrale Verarbeitungseinheit 50 anweist, die Darbietung auf der Grundlage des Satzes von Musikdatencodes wiederzugeben. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 weist das Diskettenlaufwerk 40 an, den Satz von Musikdatencodes in den Arbeitsspeicher 54 zu übertragen. Nach der Vollendung der Datenübertragung von der Diskette 44 in den Arbeitsspeicher 54 startet die zentrale Verarbeitungseinheit 50 den internen Takt. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 tritt periodisch in ein weiteres Unterroutinenprogramm zur Wiedergabe ein und kehrt zum Hauptroutinenprogramm nach der Vollendung der Aufgaben in dem Unterroutinenprogramm zurück.
Wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 50 in das Unterroutinenprogramm eintritt, vergleicht die zentrale Verarbeitungseinheit 50 die Dauercodes mit der internen Uhr bzw. dem Taktgeber, um zu sehen, ob irgendein Ereigniscode oder Ereigniscodes zu verarbeiten sind oder nicht. Wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 50 keine Dauercodes finden kann, die das Verstreichen der Zeit wie bei der internen Uhr anzeigen, kehrt die zentrale Verarbeitungseinheit 50 sofort zum Hauptroutinenprogramm zurück und tritt wieder in das Unterroutinenprogramm ein, wodurch sie auf die Umschaltung auf die positive Antwort wartet.
Wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 50 einen Dauercode findet, der das Verstreichen der Zeit wie bei der internen Uhr anzeigt, beginnt die zentrale Verarbeitungseinheit 50, eine Referenzlaufbahn für die schwarze und weiße Taste 72/74 zu bestimmen, die von dem Ereigniscode festgelegt wird. Ein Verfahren zur Bestimmung der Referenzlaufbahn wird beschrieben in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. hei-301561. Eine Soll-Position "rx" auf der Referenzlaufbahn zur Zeit "t" wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt: rx = f(vm)·t + rx0 Gleichung 1wobei vm eine Geschwindigkeit in gleichförmiger Bewegung der Taste 72/74 ist, wobei f(vm) ein Gradient an der Soll-Position rx ist, wobei · das Multiplikationszeichen ist, und wobei rx0 der Anfangswert ist. Der Gradient f(vm) wird durch eine Exponentialfunktion ausgedrückt und wird aus einer Tabelle berechnet oder ausgelesen.
Darauf folgend bestimmt die zentrale Verarbeitungseinheit 50 den Anfangswert des Lastverhältnisses und liefert ein Steuerdatenstück, welches den Anfangswert darstellt, an dem Pulsbreitenmodulator 30. Dann erzeugt der Pulsbreitenmodulator 30 das Antriebssignal mit dem gegebenen Lastverhältnis und liefert das Antriebssignal an den Elektromagneten 17 der Tastenbetätigungsvorrichtung 10, damit die schwarze und weiße Taste 72/74 bewegt werden. Das Magnetfeld wird durch die kombinierte Struktur 17 des Elektromagneten und des Joches erzeugt, und der Stößel 15 beginnt, vorzufahren.
Der Stößel 15 erzeugt die Drehung der assoziierten schwarzen und weißen Taste 72/74, und die Verschlussplatte 75 wird nach unten bewegt. Der assoziierte Tastensensor 27 wandelt die gegenwärtige Tastenposition in das Tastenpositionssignal um, und das Tastenpositionssignal wird zur Schnittstelle 37 zur Rückkoppelungssteuerung geliefert. Das analoge Tastenpositionssignal wird in das digitale Tastenpositionssignal umgewandelt, und das Positionsdatenstück, d.h. der Binärwert des digitalen Tastenpositionssignals, wird von der zentralen Verarbeitungseinheit 50 geholt.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 eliminiert Fehlerkomponenten aus der Tastenposition, die von dem digitalen Tastenpositionssignal dargestellt wird. Dann wird die Tastenposition normiert und die tatsächliche Tastenposition wird bestimmt. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 vergleicht die Soll-Position mit der tatsächlichen Tastenposition, um zu sehen, ob der Stößel 15 zu beschleunigen oder abzubremsen ist oder nicht. Wenn der Unterschied zwischen der Zielposition bzw. Soll-Position und der tatsächlichen Tastenposition zu ignorieren ist, weist die zentrale Verarbeitungseinheit 50 den Pulsbreitenmodulator 30 an, das Lastverhältnis auf dem vorherigen Wert zu halten. Wenn jedoch die Differenz einen zulässigen Bereich überschreitet, liefert die zentrale Verarbeitungseinheit 50 ein Steuerdatenstück, welches einen anderen Wert des Lastverhältnisses darstellt, an den Pulsbreitenmodulator 30. Dann verändert der Pulsbreitenmodulator 30 das Lastverhältnis auf den neuen Wert, so dass der Schub vergrößert oder verringert wird. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 berechnet die nächste Soll-Position auf der Referenzlaufbahn und wartet auf die tatsächliche Tastenposition.
Der Algorithmus wird durch die Rückkoppelungssteuerschleife 64 wiederholt, und der Stößel 15 wird dazu gezwungen, sich entlang der Referenzlaufbahn zu bewegen. Somit wird die ursprüngliche Tastenbewegung exakt wiedergegeben, so dass die Darbietung mit hoher Naturtreue wieder ausgeführt wird.
3 zeigt den Algorithmus, der in der Rückkoppelungssteuerschleife 64 eingesetzt wird. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 verwirklicht die Funktion, die von den Kästen 201, 203, 204 und 216 ausgedrückt wird, durch die Ausführung des Unterroutinenprogramms.
Es sei nun angenommen, dass der Stößel 15 schon begonnen hat, sich vorwärts zu bewegen, wobei der Tastensensor 27 die gegenwärtige Tastenposition "yxa" in das Tastenpositionssignal umwandelt und das gegenwärtige Tastenpositionssignal an die Schnittstelle 37 liefert. Die gegenwärtige Tastenposition wird auf die wahre Tastenposition "yx" normiert, wie durch die Box 216. Die Normierung wird im folgenden im Detail beschrieben.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 holt die normierten Positionsdatenstücke, die die tatsächliche Tastenposition "yx" darstellen, und subtrahiert die wahre Tastenposition "yx" von der Soll-Position "rx", die schon berechnet worden ist, wie durch den Kreis 203. Die Differenz "ex" wird mit der Positionsverstärkung "kx" multipliziert, wie im Kasten 204. Das Produkt "ux" zeigt eine Zunahme oder Abnahme des mittleren Treiberstroms, d.h. eine Zunahme oder Abnahme eines Soll-Wertes des Lastverhältnisses, auf welches der Pulsbreitenmodulator 30 das Antriebssignal einstellt. Das Steuerdatenstück, welches die Inkrementierung/Dekrementierung bzw. die Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Soll-Lastverhältnisses "ux" darstellt, wird zum Pulsbreitenmodulator 30 geliefert, und der Pulsbreitenmodulator 30 stellt das Antriebssignal auf das Soll-Lastverhältnis ein.
Die Stärke des Magnetfeldes wird abhängig von dem Soll-Lastverhältnis variiert, und der Druck, der auf den Stößel 15 ausgeübt wird, wird ebenfalls variiert. Dies hat zur Folge, dass der Stößel 15 abgebremst, beschleunigt oder aufrecht erhalten wird. Obwohl die Kraft, die auf die assoziierte schwarze und weiße Taste 72/74 ausgeübt wird, variiert wird, folgt die Tastenbewegung nicht sofort. Eine Zeitverzögerung tritt zwischen der Veränderung des Druckes und der Veränderung der Tastenbewegung auf und ist von dem individuellen Verhalten der Tastatur 70 und vom individuellen Verhalten des assoziierten Tastensensors 27 abhängig. Aus diesem Grund wird die Veränderung der gegenwärtigen Stößelposition nicht genau auf die gegenwärtige Tastenposition "yxa" übertragen, auch wenn der Tastensensor 27 genau die gegenwärtige Tastenposition "yxa" in das analoge Tastenpositionssignal umwandelt. Das analoge Tastenpositionssignal wird in das digitale Tastenpositionssignalumgewandelt, und die gegenwärtige Tastenposition "yxa" wird durch den binären Wert "yxd" ausgedrückt.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 holt die Positionsdatenstücke oder den binären Wert "yxd" von der Schnittstelle 37 und normiert die gegenwärtige Tastenposition, wie durch den Kasten 216. Die Gleichung 2 wird in der Normierung verwendet. yx = R·yxd + S Gleichung 2wobei yx die normierte Tastenposition ist, wobei R ein Kalibrierungsfaktor für eine Verstärkung im Kasten 204 ist, wobei · das Multiplikationszeichen ist, und wobei S ein Kalibrierungsfaktor für den Einbaufehler des Tastensensors 27 ist.
Die normierte Tastenposition yx wird wie folgt ausgedrückt: yx = {(yxd – YXDr)/(YXDe – YXDr)}·STR Gleichung 2awobei YXDr der binäre Wert des digitalen Tastenpositionssignals in der Ruheposition ist, wobei YXDe der binäre Wert des digitalen Tastenpositionssignals an der Endposition ist, und wobei STR der Hub der Taste ist. Die Kalibrierungsfaktoren R und S werden wie folgt ausgedrückt: R = STR/(YXDe – YXDr) Gleichung 2b S = (–YXDr·STR)/(YXDe – YXDr) Gleichung 2c
Die Multiplikation mit dem Kalibrierungsfaktor R ist wirksam gegen Fehler aufgrund von folgenden Punkten:

(1) Variation der Lichtmenge aufgrund der transparenten Platte beispielsweise,
(2) Variation des Potentials, welches an die lichtemittierenden Dioden angelegt wird,
(3) Variation des Fehlers bei der Herstellung der Komponententeile der Bewegungsübertragungspfade, wobei der Einfluss davon einen Unterschied im Hub-STR zur Folge hat, und
(4) versetzter Einbau der Tastensensoren.

Der andere Kalibrierungsfaktor S ist wirksam gegen Fehler aufgrund von

(1) Fluktuation der Leistungsspannung, und
(2) versetzter Installation der Verschlussplatte 75.

Diese Kalibrierungsfaktoren R und S werden experimentell für jede der schwarzen und weißen Tasten 72 und 74 bestimmt, und die experimentellen Werte werden in dem elektrischen löschbaren und programmierbaren Flash-Arbeitsspeicher 52 gespeichert.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 liest die Steuerdatenstücke, wie beispielsweise den Gradienten f(vm) und die Anfangsposition rxo aus dem Arbeitsspeicher 54 aus und berechnet die nächste Soll-Position "rx", wie beispielsweise durch den Kasten 201. Somit überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 50 periodisch die wahre Soll-Position "rx", um zu sehen, ob das Lastverhältnis, d.h. der auf den Stößel ausgeübte Schub, ordnungsgemäß ist, um den Stößel dazu zu zwingen, sich auf der Referenzlaufbahn über die oben beschriebene Rückkoppelungssteuerschleife 64 zu bewegen. Als eine Folge kann der Pulsbreitenmodulator 30 immer das Antriebssignal auf das optimale Lastverhältnis einstellen.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 verarbeitet sequentiell die Ereigniscodes und bestimmt die Referenzlaufbahnen für die schwarzen und weißen Tasten 72/74 während des Verlaufs der Musik. Die assoziierten Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 werden durch die Rückkoppelungssteuerschleife 64 gesteuert, und die schwarzen und weißen Tasten 72/74 werden ähnlich wie bei der ursprünglichen Darbietung bewegt. Somit wird die ursprüngliche Darbietung durch das automatisch spielende System 3 wiedergegeben.
Obwohl die Tastensensoren 27 gemeinsam von dem Aufzeichnungssystem 5 und dem automatisch spielenden System 3 verwendet werden, steuert das automatisch spielende System 3 genau die Tastenbewegung durch die Normierung. Es ist kein eingebauter Rückkoppelungssensor für die Rück koppelungssteuerschleife 64 erforderlich. Die üblichen elektromagnetbetriebenen Tastenbetätigungsvorrichtungen sind in dem automatisch spielenden System 3 einsetzbar. Aus diesem Grund werden bei dem automatisch spielenden System 3 und entsprechend beim automatisch spielenden Piano die Produktionskosten verringert, ohne die Naturtreue der wiedergegebenen Darbietung aufs Spiel zu setzen.
Zweites Ausführungsbeispiel
4 zeigt den Algorithmus, der in einer Rückkoppelungssteuerschleife 64A eingesetzt wird, die in einem weiteren automatisch spielenden Tastenmusikinstrument vorgesehen ist, welches die vorliegende Erfindung verkörpert. Das automatisch spielende Tastenmusikinstrument weist auch ein akustisches Piano, ein Aufzeichnungssystem und ein automatisch spielendes System 3A auf. Das akustische Piano ist ähnlich wie das akustische Piano 1. Die Tastensensoren für das zweite Ausführungsbeispiel werden durch Geschwindigkeitssensoren 28 eingerichtet, und entsprechend sind die Unterroutinenprogramme und die Rückkoppelungsschleife 64A geringfügig anders als jene des automatisch spielenden Systems 3 und des Aufzeichnungssystems 5. Die Unterschiede in den Unterroutinenprogrammen sind dem Fachmann offensichtlich, und keine weitere Beschreibung ist im folgenden vorgesehen. In diesem Fall sind die Geschwindigkeitssensoren 28 von einer berührungsfreien Bauart, die die Bauart ist, die physisch nicht in Kontakt mit den schwarzen/weißen Tasten 72/74 gehalten wird. Die Beschreibung ist im folgenden auf die Rückkoppelungsschleife 64A gerichtet. Die Systemkomponenten des automatisch spielenden Systems 3A werden im folgenden so bezeichnet, dass die Bezugszeichen die entsprechenden Systemkomponenten des automatisch spielenden Systems 3 bezeichnen.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50, der Pulsbreitenmodulator 30, die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10, die Tastatur 70, die Geschwindigkeitssensoren 28 und die Schnittstelle 37 bilden die Rückkoppelungsschleife 64A. Die Geschwindigkeitssensoren 28 wandeln die Tastengeschwindigkeit in Tastengeschwindigkeitssignale um, die eine gegenwärtige Tastengeschwindigkeit "yva" darstellen, und die Tastengeschwindigkeitssignale sind, die zur Schnittstelle 37 geliefert werden. Die analogen Tastengeschwindigkeitssignale werden in digitale Tastengeschwindigkeitssignale durch die Analog/Digital-Wandler in der Schnittstelle 37 umgewandelt. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 erfüllt die Funktion, die von den Kästen 205, 206, 208 und 220 ausgedrückt wird, und zwar durch Ausführung des Unterroutinenprogramms. Die Funktionen der Kästen 205, 206, 208 und 220 werden im folgenden beschrieben.
Es sei nun angenommen, dass der Stößel 15 schon begonnen hat, vorzulaufen, wobei der Geschwindigkeitssensor 28 eine gegenwärtige Tastengeschwindigkeit "yva" bestimmt und ein analoges Tastengeschwindigkeitssignal an die Schnittstelle 37 liefert. Das analoge Tastengeschwindigkeitssignal wird in ein digitales Tastengeschwindigkeitssignal umgewandelt, welches den binären Code "yvd" darstellt, die binäre Zahl, die der Größe des analogen Tastengeschwindigkeitssignals äquivalent ist. Das Geschwindigkeitsdatenstück, d.h. der binäre Code "yvd", wird von der zentralen Verarbeitungseinheit 50 geholt, und das Geschwindigkeitsdatenstück "yvd" wird auf eine wahre Tastengeschwindigkeit "yv" normiert, wie vom Kasten 220. Die Normierung wird im folgenden im Detail beschrieben.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 holt das normierte Geschwindigkeitsdatenstück "yv", welches die wahre Tastengeschwindigkeit darstellt und subtrahiert die wahre Tastengeschwindigkeit "yv" von der Soll-Tastengeschwindigkeit "ry", die schon berechnet worden ist, wie beispielsweise durch den Kreis 206. Die Soll-Tastengeschwindigkeit "rv" wird durch eine Ableitung wie folgt bestimmt rv = d(rx)/dt = f(vm) Gleichung 3wobei rx die Soll-Position ist (siehe Gleichung 1). Die Differenz "ev" wird mit der Geschwindigkeitsverstärkung "kv" multipliziert, wie durch den Kasten 208. Das Produkt "uv" zeigt eine Inkrementierung bzw. Vergrößerung oder Dekrementierung bzw. Verringerung des mittleren Antriebsstroms, d.h. eine Vergrößerung oder Verringerung eines Soll-Wertes des Lastverhältnisses, auf welches der Pulsbreitenmodulator 30 das Antriebssignal einstellt. Das Steuerdatenstück, welches die Vergrößerung/Verringerung des Soll-Lastverhältnisses "uv" darstellt, wird zum Pulsbreitenmodulator 30 geliefert, und der Pulsbreitenmodulator 30 stellt das Antriebssignal auf das Soll-Lastverhältnis ein.
Die Stärke des Magnetfeldes wird abhängig von dem Soll-Lastverhältnis variiert, und der Schub, der auf den Stößel 15 ausgeübt wird, wird auch variiert. Dies hat zur Folge, dass der Stößel 15 abgebremst, beschleunigt oder auf seiner Geschwindigkeit gehalten wird. Obwohl die Kraft, die auf die assoziierte schwarze und weiße Taste 72/74 ausgeübt wird, folgt die Tastenbewegung nicht sofort. Eine Zeitverzögerung tritt zwischen der Veränderung des Drucks und der Veränderung der Tastenbewegung auf und ist abhängig von dem individuellen Verhalten der Tastatur 70 und dem individuellem Verhalten des assoziierten Geschwindigkeitssensors 28. Auch wenn der Geschwindigkeitssensor 28 genau die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit "yva" auf das analoge Tastengeschwindigkeitssignal umwandelt, wird aus diesem Grund die Veränderung der gegenwärtigen Stößelgeschwindigkeit nicht genau auf die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit "yva" übertragen. Das analoge Tastengeschwindigkeitssignal wird in das digitale Tastengeschwindigkeitssignal umgewandelt, und die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit "yva" wird durch den binären Code "yvd" ausgedrückt.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 holt die Geschwindigkeitsdatenstücke oder den binären Wert "yvd" von der Schnittstelle 37 und normiert die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit, wie im Kasten 220. Die Gleichung 4 wird bei der Normierung verwendet. yv = P·yvd + Q Gleichung 4 wobei yv die normierte Tastengeschwindigkeit oder die wahre Tastengeschwindigkeit ist, wobei P ein Kalibrierungsfaktor für eine Verstärkung ist, wobei · das Multiplikationszeichen ist, und wobei Q ein Kalibrierungsfaktor für ein Offset bzw. eine Versetzung aufgrund des Einbaufehlers des Geschwindigkeitssensors 28 ist, usw. Die Multiplikation mit dem Kalibrierungsfaktor P kompensiert die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit yvd bezüglich Fehlern, die in Verbindung mit dem Kalibrierungsfaktor R beschrieben wurden, und die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit yxd wird weiter bezüglich des Fehlers kompensiert, der auch in Verbindung mit dem Kalibrierungsfaktor S beschrieben wird. Diese Kalibrierungsfaktoren P und Q werden experimentell für jede der schwarzen und weißen Tasten 72 und 74 bestimmt, und die experimentellen Werte werden in dem elektrisch löschbaren und programmierbaren Flash-Lesespeicher 52 (Flash-EEPROM) gespeichert.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 liest die Steuerdatenstücke aus und leitet die Soll-Position rx ab. Anders gesagt, berechnet die zentrale Verarbeitungseinheit 50 die nächste Soll-Geschwindigkeit "rv", wie durch den Kasten 205. Somit überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 50 periodisch die tatsächliche Tastengeschwindigkeit, um zu sehen, ob das Lastverhältnis, d.h. der Schub, der auf den Stößel 15 ausgeübt wird, ausreicht, um den Stößel 15 dazu zu zwingen, sich auf der Referenzlaufbahn zu bewegen, oder nicht. Aus diesem Grund kann der Pulsbreitenmodulator 30 immer das Antriebssignal auf das optimale Lastverhältnis einstellen.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 verarbeitet sequentiell die Ereigniscodes und bestimmt die Referenzlaufbahnen für die schwarzen und weißen Tasten 72/74 während des Verlaufs der Musik. Die assoziierten Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 werden durch die Rückkoppelungssteuerschleife 64A gesteuert, und die schwarzen und weißen Tasten 72/74 werden ähnlich bewegt, wie jene bei der ursprünglichen Darbietung. Somit wird die ursprüngliche Darbietung durch das automatisch spielende System 3A wieder ausgeführt.
Obwohl die Geschwindigkeitssensoren 28 gemeinsam von dem Aufzeichnungssystem und dem automatisch spielenden System 3A verwendet werden, steuert das automatisch spielende System 3A genau die Tastenbewegung durch die Normierung. Kein eingebauter Rückkoppelungssensor ist für die Rückkoppelungssteuerschleife 64A erforderlich. Die üblichen elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 sind in dem automatisch spielenden System 3A einzusetzen. Aus diesem Grund werden das automatisch spielende System 3A und entsprechend das automatisch spielende Tastenmusikinstrument in ihren Produktionskosten verringert, ohne die Naturtreue der wiedergegebenen Darbietung aufs Spiel zu setzen.
Drittes Ausführungsbeispiel
5 zeigt den Algorithmus, der in einer Rückkoppelungssteuerschleife 64B eingesetzt wird, die in noch einem weiteren automatisch spielenden Tastenmusikinstrument vorgesehen ist, welches die vorliegende Erfindung verkörpert. Das automatisch spielende Tastenmusikinstrument weist auch ein akustisches Piano, ein Aufzeichnungssystem und ein automatisch spielendes System 3B auf. Das akustische Piano und das Aufzeichnungssystem sind ähnlich wie das akustische Piano 1 und das Aufzeichnungssystem 5, und die Positionswandler 27 werden in dem Aufzeichnungssystem und dem automatisch spielenden System 3B verwendet. Jedoch sind das Unterroutinenprogramm für den Wiedergabebetriebszustand und die Rückkoppelungsschleife 64B anders als jene des automatisch spielenden Systems 3. Aus diesem Grund ist die Beschreibung im folgenden auf die Rückkoppelungsschleife 64B gerichtet. Die Systemkomponenten des automatisch spielenden Systems 3B werden im folgenden mit den Bezugszeichen bezeichnet, die die entsprechenden Systemkomponenten des automatisch spielenden Systems 3 bezeichnen, und zwar ohne detaillierte Beschreibung.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50, der Pulsbreitenmodulator 30, die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10, die Tastatur 70, die Positionswandler 27 und die Schnittstelle 37 bilden die Rückkoppelungsschleife 64B. Die Positi onswandler 27 wandeln die gegenwärtige Tastenposition "yxa" in die analogen Tastenpositionssignale um, und die analogen Tastenpositionssignale werden zur Schnittstelle 37 geliefert. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 verwirklicht die Funktion, die von den Kästen 202, 203, 204, 206, 208, 210, 216 und 218 ausgedrückt wird, und zwar durch Ausführung des Unterroutinenprogramms. In diesem Fall wird die wahre Tastengeschwindigkeit yv auf der Grundlage der wahren Tastenposition berechnet, und die wahre Tastenposition und die wahre Tastengeschwindigkeit werden jeweils mit der Soll-Tastenposition und der Soll-Tastengeschwindigkeit verglichen, um eine Vergrößerung oder Verringerung eines Soll-Lastverhältnisses zu bestimmen. Die Funktionen im Kreis 203 und im Kasten 204 sind die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel, und die Funktionen im Kreis 206 und im Kasten 208 sind die gleichen wie jene des zweiten Ausführungsbeispiels. Somit ist die Rückkoppelungsschleife 64B eine Zusammensetzung der Rückkoppelungsschleifen 64 und 64A. Die Funktionen der Kästen 202, 203, 204, 206, 208, 210, 216 und 218 werden wie folgt beschrieben.
Es sei nun angenommen, dass der Stößel 15 schon begonnen hat, voranzulaufen, wobei der Positionswandler 27 die gegenwärtige Tastenposition "yxa" bestimmt und das analoge Tastenpositionssignal zur Schnittstelle 37 liefert. Das analoge Tastenpositionssignal wird in ein digitales Tastenpositionssignal umgewandelt, welches den binären Code "yxd" darstellt, wobei die binäre Zahl davon der Größe des analogen Tastenpositionssignals äquivalent ist. Das Positionsdatenstück, d.h. der Binärcode "yxd" wird von der zentralen Verarbeitungseinheit 50 geholt, und das Positionsdatenstück "yvd" ist auf eine tatsächliche Tastenposition "yx" normiert, wie durch den Kasten 216. Die Normierung ist der gleiche Prozess wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Wenn jedoch der Konstrukteur den Kalibrierungsfaktor für die Verstärkung (gain) bestimmt, berücksichtigt er die Verstärkungen in den Kästen 204 und 208.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 holt das normierte Positionsdatenstück "yx", welches die gegenwärtige Tastenposition darstellt, und berechnet eine wahre Tastengeschwindigkeit "yv" durch eine Ableitung der wahren Tastenpositionen "yx" wie folgt. yv = (yx0 – yx1)/T [mm/s] Gleichung 5wobei yx0 die wahre Tastenposition ist, und wobei yx1 die vorherige wahre Tastenposition ist.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 subtrahiert die wahre Tastenposition "yx" und die wahre Tastengeschwindigkeit "yv" von der Soll-Tastenposition "rx" und der Soll-Tastengeschwindigkeit "ry", die schon berechnet worden sind, wie durch die Kreise 203 und 206. Die Soll-Tastenposition "rx" und die Soll-Tastengeschwindigkeit "rv" werden durch die Gleichungen 1 bzw. 3 berechnet.
Die Unterschiede "ex" und "ev" werden jeweils mit den Verstärkungen "kx" und "kv" multipliziert, wie durch die Kästen 204 und 208. Die Produkte "ux" und "uv" zeigen Vergrößerungen/Verringerungen des Hauptantriebsstroms, d.h. die Vergrößerungen/Verringerungen der Soll-Werte des Lastverhältnisses von unterschiedlichen Aspekten. Die Steuerdaten, die die Vergrößerungen/Verringerungen der Soll-Werte des Lastverhältnisses "ux" und "uv" darstellen, werden zu einer Additionsvorrichtung 210 geliefert und werden addiert. Die Summe "u" zeigt eine Vergrößerung oder Verringerung eines Soll-Wertes des Lastverhältnisses, auf welchen der Pulsbreitenmodulator 30 einzustellen ist. Die Summe "u" wird zum Pulsbreitenmodulator 30 geliefert, und der Pulsbreitenmodulator 30 stellt das Antriebssignal auf das Soll-Lastverhältnis ein.
Die Stärke des Magnetfeldes wird abhängig von dem Soll-Lastverhältnis variiert, und der Schub, der auf den Stößel 15 ausgeübt wird, wird auch variiert. Dies hat zur Folge, dass der Stößel 15 abgebremst, beschleunigt oder bezüglich der Geschwindigkeit gehalten wird. Obwohl die Kraft, die auf die assoziierte schwarze und weiße Taste 72/74 ausgeübt wird, variiert wird, folgt die Tastenbewegung nicht sofort. Eine Zeitverzögerung tritt zwischen der Veränderung des Schubs und der Veränderung der Tastenbewegung auf und hängt von dem individuellen Verhalten der Tastatur 70 und dem individuellen Verhalten des assoziierten Tastensensors 27 ab. Aus diesem Grund wird die Veränderung der gegenwärtigen Stößelposition nicht genau auf die gegenwärtige Tastenposition "yxa" übertragen, auch wenn der Positionswandler 27 genau die gegenwärtige Tastenposition "yxa" in das analoge Tastenpositionssignalumwandelt. Das analoge Tastenpositionssignal wird in das digitale Tastenpositionssignal umgewandelt, und die gegenwärtige Tastenposition "yxa" wird durch den binären Code "yxd" ausgedrückt.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 holt das Positionsdatenstück oder den binären Wert "yxd" von der Schnittstelle 37 und normiert die gegenwärtige Tastenposition, wie durch den Kasten 216. Die Normierung schreitet ähnlich voran wie die Normierung, die durch die Gleichung 2 ausgedrückt wird. Die wahre Tastenposition "xy" wird durch die Ableitung berechnet (siehe Gleichung 5). Somit bereitet die zentrale Verarbeitungseinheit 50 die wahre Tastenposition "yx" und die wahre Tastengeschwindigkeit "yv" vor.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 liest die Steuerdatenstücke aus und berechnet die nächste Soll-Position "rx" und die nächste Geschwindigkeit "rv", wie durch den Kasten 202. Die Unterschiede "ex" und "ev" werden berechnet, und schließlich wird das Soll-Lastverhältnis bestimmt, wie zuvor beschrieben. Somit überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 50 periodisch die tatsächliche Tastenposition "yx" und die tatsächliche Tastengeschwindigkeit "yv", um zu sehen, ob das Lastverhältnis, d.h. der Schub, der auf den Stößel 15 ausgeübt wird, richtig ist oder nicht, um den Stößel 15 zu zwingen, sich auf der Referenzlaufbahn über die oben beschriebene Rückkoppelungssteuerschleife 64B zu bewegen. Aus diesem Grund kann der Pulsbreitenmodulator 30 immer das Antriebssignal auf das optimale Lastverhältnis einstellen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 verarbeitet sequentiell die Ereigniscodes und bestimmt die Referenzlaufbahnen für die schwarzen und weißen Tasten 72/74 während des Verlaufs der Musik. Die assoziierten Be tätigungsvorrichtungen 10 werden durch die Rückkoppelungssteuerschleife 64B gesteuert, und die schwarzen und weißen Tasten 72/74 werden ähnlich jenen bei der ursprünglichen Darbietung bewegt. Somit wird die ursprüngliche Darbietung durch das automatisch spielende System 3B wieder ausgeführt.
Obwohl die Positionswandler 27 gemeinsam von dem Aufzeichnungssystem und dem automatisch spielenden System 3B verwendet werden, steuert das automatisch spielende System 3B genau die Tastenbewegung durch die Normierung. Irgendein eingebauter Rückkoppelungssensor ist für die Rückkoppelungssteuerschleife 64B nicht erforderlich. Die üblichen elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 sind in dem automatisch spielenden System 3B einzusetzen. Aus diesem Grund werden bei dem automatisch spielenden System 3B und entsprechend beim automatisch spielenden Tastenmusikinstrument die Produktionskosten verringert, ohne die Naturtreue der wiedergegebenen Darbietung zu opfern.
In diesem Fall steuert die Rückkappelungsschleife 64B das Lastverhältnis des Antriebssignals während beiden Unterschieden "ex" und "ev". Aus diesem Grund steuert der Pulsbreitenmodulator 30 die Stößelbewegung präziser.
Viertes Ausführungsbeispiel
6 zeigt den Algorithmus, der in einer Rückkoppelungssteuerschleife 64C eingesetzt wird, die in noch einem weiteren automatisch spielenden Tastenmusikinstrument vorgesehen ist, welches die vorliegende Erfindung verkörpert. Das automatisch spielende Tastenmusikinstrument weist auch ein akustisches Piano, ein Aufzeichnungssystem und ein automatisch spielendes System 3C auf. Das akustische Piano und das Aufzeichnungssystem sind ähnlich wie das akustische Piano und das Aufzeichnungssystem des automatisch spielenden Tastenmusikinstrumentes, welches das zweite Ausführungsbeispiel verkörpert, und die Geschwindigkeitssensoren 28 werden in dem Aufzeichnungssystem und dem automatisch spielenden System 3C verwendet. Jedoch sind das Unterroutinenprogramm für den Wiedergabebetriebszustand und die Rückkoppelungsschleife 64C anders als jene beim automatisch spielenden System 3A. Aus diesem Grund ist die Beschreibung im folgenden auf die Rückkoppelungsschleife 64C gerichtet. Die Systemkomponenten des automatisch spielenden Systems 3C werden im folgenden mit Bezugszeichen bezeichnet, die die entsprechenden Systemkomponenten des automatisch spielenden Systems 3 bezeichnen, und zwar ohne detaillierte Beschreibung.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50, der Pulsbreitenmodulator 30, die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10, die Tastatur 70, die Geschwindigkeitssensoren 28 und die Schnittstelle 37 bilden die Rückkoppelungsschleife 64C. Die Geschwindigkeitssensoren 28 wandeln die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit "yva" in die analogen Tastengeschwindigkeitssignale um, und die analogen Tastengeschwindigkeitssignale werden zur Schnittstelle 37 geliefert. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 verwirklicht die Funktion, die durch die Kästen 202, 203, 204, 206, 208, 210, 220 und 222 ausgedrückt wird, durch Ausführung im Unterroutinenprogramm. In diesem Fall wird die tatsächliche Tastenposition "yx" auf der Grundlage der tatsächlichen Geschwindigkeit "yv" berechnet, und die tatsächliche Tastenposition "yx" und die tatsächliche Tastengeschwindigkeit "yv" werden jeweils mit der Soll-Tastenposition und der Soll-Tastengeschwindigkeit verglichen, um ein Soll-Lastverhältnis zu bestimmen. Die Funktionen im Kreis 203 und im Kasten 204 sind die gleichen wie jene des ersten Ausführungsbeispiels, und die Funktionen im Kreis 206 und im Kasten 208 sind die gleichen wie jene beim zweiten Ausführungsbeispiel. Somit ist die Rückkoppelungsschleife 64C ein weiterer Bestandteil der Rückkoppelungsschleifen 64 und 64A. Die Funktionen in den Kästen 202, 203, 204, 206, 208, 210, 220 und 222 werden im folgenden beschrieben.
Es sei nun angenommen, dass der Stößel 15 schon begonnen hat, sich voranzuschieben, wobei der Geschwindigkeitssensor 28 die gegenwärtige Tas tengeschwindigkeit "yva" bestimmt und das analoge Tastengeschwindigkeitssignal an die Schnittstelle 37 liefert. Das analoge Tastengeschwindigkeitssignal wird in ein digitales Tastengeschwindigkeitssignal umgewandelt, welches den binären Code "yvd" darstellt, dessen binäre Zahl äquivalent mit der Größe des analogen Tastengeschwindigkeitssignals ist. Das Geschwindigkeitsdatenstück, d.h. der binäre Code "yvd", wird von der zentralen Verarbeitungseinheit 50 geholt, und das Positionsdatenstück "yvd" wird auf eine tatsächliche Tastengeschwindigkeit "yv" wie durch den Kasten 220 normiert. Die Normierung ist der gleiche Vorgang wie jener beim zweiten Ausführungsbeispiel. Wenn jedoch der Konstrukteur den Kalibrierungsfaktor bestimmt, berücksichtigt er die Verstärkungen in den Kästen 204 und 208.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 holt das normierte Geschwindigkeitsdatenstück "yv", welches die tatsächliche Tastengeschwindigkeit darstellt, und berechnet eine tatsächliche Tastenposition "yx" durch eine Integration der tatsächlichen Tastengeschwindigkeit "yv" wie folgt: yx = yx1 + yv0·T [mm] Gleichung 6wobei yx1 die vorherige tatsächliche Tastenposition ist, und wobei yv0 die gegenwärtige tatsächliche Tastengeschwindigkeit ist, wobei T die verstrichene Zeit von yx1 ist, und wobei · das Multiplikationszeichen ist. Der Zeitverlauf kann gleich dem Sampling- bzw. Aufnahmezeitintervall sein.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 subtrahiert die tatsächliche Tastenposition "yx" und die tatsächliche Tastengeschwindigkeit "yv" von der Soll-Tastenposition "rx" und der Soll-Tastengeschwindigkeit "ry", die schon berechnet worden sind, wie durch die Kreise 203 und 206. Die Soll-Tastenposition "rx" und die Soll-Tastengeschwindigkeit "rv" werden durch die Gleichungen 1 bzw. 3 berechnet.
Die Differenzen "ex" und "ev" werden jeweils mit den Verstärkungen "kx" und "kv" multipliziert, wie durch die Kästen 204 und 208. Die Produkte "ux" und "uv" zeigen Vergrößerungen oder Verringerungen des mittleren Antriebsstroms an, d.h. Vergrößerungen oder Verringerungen der Soll-Werte des Lastverhältnisses von anderen Aspekten. Das Steuerdatenstück, welches die Vergrößerungen/Verringerungen der Soll-Werte des Lastverhältnisses "ux" und "uv" darstellen, werden zu der Additionsvorrichtung 210 geliefert und werden miteinander addiert. Die Summe "u" zeigt eine Vergrößerung oder Verringerung eines Ziel- bzw. Soll-Wertes des Lastverhältnisses, auf welches der Pulsbreitenmodulator 30 einzustellen ist. Die Summe "u" wird zum Pulsbreitenmodulator 30 geliefert, und der Pulsbreitenmodulator 30 stellt das Antriebssignal auf das Soll-Lastverhältnis ein.
Die Stärke des Magnetfeldes wird abhängig von dem Soll-Lastverhältnis variiert, und der Schub, der auf den Stößel 15 ausgeübt wird, wird auch variiert. Dies hat zur Folge, dass der Stößel 15 abgebremst, beschleunigt oder bezüglich der Geschwindigkeit gehalten wird. Obwohl die Kraft, die auf die assoziierte schwarze und weiße Taste 72/74 ausgeübt wird, variiert wird, folgt die Tastenbewegung nicht sofort. Eine Zeitverzögerung tritt zwischen der Veränderung des Schubes und der Veränderung der Tastenbewegung auf und ist abhängig von dem individuellen Verhalten der Tastatur 70 und dem individuellen Verhalten des assoziierten Tastensensors 27. Aus diesem Grund wird die Veränderung der gegenwärtigen Stößelposition nicht genau auf die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit "yva" übertragen, auch wenn der Geschwindigkeitssensor 28 genau die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit "yva" in das analoge Tastenpositionssignal umwandelt. Das analoge Tastengeschwindigkeitssignal wird in das digitale Tastengeschwindigkeitssignal umgewandelt, und die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit "yva" wird durch den binären Code "yvd" ausgedrückt.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 holt das Positionsdatenstück oder den binären Wert "yvd" von der Schnittstelle 37 und normiert die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit, wie durch den Kasten 220. Die Normierung schreitet voran ähnlich wie die Normierung, die von der Gleichung 4 ausgedrückt wird. Die wahre Tastengeschwindigkeit "yv" wird durch die Integration berechnet (siehe Gleichung 5). Somit bereitet die zentrale Verarbeitungseinheit 50 die wahre Tastenposition "yx" und die wahre Tastengeschwindigkeit "yv" vor.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 liest die Steuerdatenstücke aus und berechnet die nächste Ziel- bzw. Soll-Position "rx" und die nächste Geschwindigkeit "rv", wie durch den Kasten 202. Die Differenzen "ex" und "ev" werden berechnet, und das Soll-Lastverhältnis wird schließlich bestimmt, wie zuvor beschrieben. Somit überprüft die zentrale Verarbeitungseinheit 50 periodisch die tatsächliche Tastengeschwindigkeit "yv" und die tatsächliche Tastenposition "yx", um zu sehen, ob das Lastverhältnis, d.h. der Schub, der auf den Stößel 15 ausgeübt wird, richtig ist oder nicht, um den Stößel 15 dazu zu zwingen, sich auf der Referenzlaufbahn zu bewegen, und zwar durch die oben beschriebene Rückkoppelungssteuerschleife 64C. Aus diesem Grund kann der Pulsbreitenmodulator 30 immer das Antriebssignal auf das optimale Verhältnis einstellen.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 verarbeitet sequentiell Ereigniscodes und bestimmt die Referenzlaufbahnen für die schwarzen und weißen Tasten 72/74 während des Verlaufs der Musik. Die assoziierten Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 werden durch die Rückkoppelungssteuerschleife 64C gesteuert, und die schwarzen und weißen Tasten 72/74 werden ähnlich jenen in der ursprünglichen Darbietung bewegt. Somit wird die ursprüngliche Darbietung durch das automatisch spielende System 3C wiedergegeben.
Obwohl die Geschwindigkeitssensoren 28 von dem Aufzeichnungssystem und dem automatisch spielenden System 3C gemeinsam verwendet werden, steuert das automatisch spielende System 3C genau die Tastenbewegung durch die Normierung. Irgendein eingebauter Rückkoppelungssensor ist für die Rückkoppelungssteuerschleife 64C nicht erforderlich. Die herkömmlichen elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 sind in dem automatisch spielenden System 3C einzusetzen. Aus diesem Grund werden bei dem automatisch spielenden System 3C und entsprechend beim auto matisch spielenden Tastenmusikinstrument die Herstellungskosten verringert, ohne die Naturtreue der wiedergegebenen Darbietung zu opfern.
In diesem Fall steuert die Rückkoppelungsschleife 64C das Lastverhältnis des Antriebs- bzw. Treibersignals durch die beiden Differenzen "ex" und "ev". Aus diesem Grund steuert der Pulsbreitenmodulator 30 die Stößelbewegung präziser.
Fünftes Ausführungsbeispiel
7 zeigt den Algorithmus, der in einer Rückkoppelungssteuerschleife 64D eingesetzt wird, die in noch einem weiteren automatisch spielenden Tastenmusikinstrument vorgesehen ist, welches die vorliegende Erfindung verkörpert. Das automatisch spielende Tastenmusikinstrument weist auch ein akustisches Piano, ein Aufzeichnungssystem und ein automatisch spielendes System 3D auf. Das akustische Piano und das Aufzeichnungssystem sind ähnlich wie das akustische Piano 1 und das Aufzeichnungssystem 5, und die Positionswandler 27 werden in dem Aufzeichnungssystem und dem automatisch spielenden System 3D verwendet. Jedoch sind das Unterroutinenprogramm für den Wiedergabebetriebszustand und die Rückkoppelungsschleife 64D anders als jene des automatisch spielenden Systems 3. Aus diesem Grund ist die Beschreibung im folgenden auf die Rückkoppelungsschleife 64D gerichtet. Die Systemkomponenten des automatisch spielenden Systems 3D werden im folgenden mit den Bezugszeichen bezeichnet, die die entsprechenden Systemkomponenten des automatisch spielenden Systems 3 bezeichnen, und zwar ohne detaillierte Beschreibung.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50, der Pulsbreitenmodulator 30, die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10, die Tastatur 70, die Positionswandler 27 und die Schnittstelle 37 bilden die Rückkoppelungsschleife 64D. Die Positionswandler 27 wandeln die gegenwärtige Tastenposition "yxa" in die analogen Tastenpositionssignale um, und die analogen Tastenpositionssignale werden zur Schnittstelle 37 geliefert. Die analogen Tastenpositionssignale werden in digitale Tastenpositionssignale durch die Schnittstelle 37 umgewandelt.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 verwirklicht die Funktion, die durch die Kästen 232, 203, 204, 206, 208, 210, 216, 218 und 234 ausgedrückt wird, und zwar durch Ausführung in dem Unterroutinenprogramm. Bei einem Vergleich von 7 mit 5 ist zu sehen, dass die Unterschiede zwischen dem dritten Ausführungsbeispiel und dem fünften Ausführungsbeispiel in dem Kasten 232 und dem Kreis 234 liegen. Nicht nur die Soll-Position "rx" und die Soll-Geschwindigkeit "rv" sondern auch die Vorspannung "ru" werden aus dem Kasten 232 ausgegeben. Die Soll-Position "rx" und die Soll-Geschwindigkeit "rv" sind die gleichen wie jene, die in 5 gezeigt sind. Die Vorspannung "ru" zeigt an, dass eine Bias- bzw. Vorspannung an die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 geliefert wird. Der Grund, warum die Vorspannung für die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 erforderlich ist, ist das schnelle Ansprechen auf den Antriebsstrom. Es wird angenommen, dass das Antriebssignal von Null ansteigt. Der Stößel 15 steht nicht sofort von der kombinierten Struktur des Elektromagneten und dem Joch 17 vor, weil verschiedene Arten des Widerstandes, wie beispielsweise das Gewicht der Taste 72/74 und die elastische Kraft einer Rückstellfeder auf den Stößel 15 ausgeübt werden. Wenn die Magnetkraft den gesamten Widerstand überschreitet, beginnt der Stößel 15 vorzufahren. Die Vorspannung bewirkt, dass die kombinierte Struktur aus Elektromagnet und Joch 17 die kritische Magnetkraft auf den Stößel 15 ausüben, die dem gesamten Widerstand äquivalent ist. Der Pulsbreitenmodulator 30 bringt immer die Vorspannung auf die kombinierten Strukturen der Elektromagneten und des Joches 17 auf. Wenn der Pulsbreitenmodulator 30 das Antriebssignal steigert, steht der Stößel 15 sofort von der kombinierten Struktur des Elektromagneten und des Jochs 17 vor. Somit werden die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 durch die Vorspannung "ru" bezüglich des schnellen Verhaltens verbessert.
In diesem Fall wird eine konstante Vorspannung "ru" aus dem Kasten 232 ausgegeben, obwohl die Vorspannung "ru" variiert wird, und die Additions vorrichtung 234 addiert die Vorspannung "ru" zur Summe von "ux" und "uv". Jedoch sind die Funktionen an den anderen Kästen und Kreisen die gleichen, wie jene, die in 5 gezeigt sind. Aus diesem Grund wird das Verhalten der Rückkoppelungsschleife 64D nicht beschrieben, um eine Wiederholung zu vermeiden.
Sechstes Ausführungsbeispiel
8 zeigt den Algorithmus, der in einer Rückkoppelungssteuerschleife 64E eingesetzt wird, die in noch einem weiteren automatisch spielenden Tastenmusikinstrument vorgesehen ist, welches die vorliegende Erfindung verkörpert. Das automatisch spielende Tastenmusikinstrument weist auch ein akustisches Piano, ein Aufzeichnungssystem und ein automatisch spielendes System 3E auf. Das akustische Piano und das Aufzeichnungssystem sind ähnlich dem akustischen Piano und dem Aufzeichnungssystem des zweiten Ausführungsbeispiels, und die Geschwindigkeitssensoren 28 werden in dem Aufzeichnungssystem und dem automatisch spielenden System 3E verwendet. Jedoch sind das Unterroutinenprogramm für den Wiedergabebetriebszustand und die Rückkoppelungsschleife 64E anders als jene des automatisch spielenden Systems des zweiten Ausführungsbeispiels. Aus diesem Grund wird die Beschreibung im folgenden auf die Rückkoppelungsschleife 64E gerichtet. Die Systemkomponenten des automatisch spielenden Systems 3E werden im folgenden mit den Bezugszeichen bezeichnet, die die entsprechenden Systemkomponenten des automatisch spielenden Systems 3 bezeichnen, und zwar ohne detaillierte Beschreibung.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50, der Pulsbreitenmodulator 30, die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10, die Tastatur 70, die Geschwindigkeitssensoren 28 und die Schnittstelle 37 bilden die Rückkoppelungsschleife 64E. Die Geschwindigkeitssensoren 28 wandeln die gegenwärtige Tastengeschwindigkeit "yva" in die analogen Tastengeschwindigkeitssignale um, und die analogen Tastengeschwindigkeitssignale werden zur Schnittstelle 37 ge liefert. Die analogen Tastengeschwindigkeitssignale werden in digitale Tastengeschwindigkeitssignale durch die Schnittstelle 37 umgewandelt.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 verwirklicht die Funktion, die durch die Kästen 202, 203, 204, 206, 208, 220, 222, 240, 242 und 244 ausgedrückt wird, und zwar durch Ausführung in dem Unterroutinenprogramm. Bei einem Vergleich der 8 mit der 6 ist zu sehen, dass Unterschiede zwischen dem vierten Ausführungsbeispiel und dem sechsten Ausführungsbeispiel auf die Kästen 240 und 242 und den Kreis 244 bezogen sind. Eine tatsächliche Beschleunigung "ya" wird auf der Grundlage der tatsächlichen Tastengeschwindigkeit durch eine Ableitung berechnet, wie durch den Kasten 240 und wird mit der Verstärkung (gain) "ka" verstärkt, wie im Kasten 242. Das Produkt "ua" zeigt die Beschleunigung an und wird zur Additionsvorrichtung 244 geliefert. Die Additionsvorrichtung 244 addiert die Vergrößerung/Verringerung "ux" zur Vergrößerung/Verringerung "uv" und subtrahiert die Beschleunigung "ua" von der Summe, d.h. u = ux + uv – ua. Somit wird die Vergrößerung/Verringerung "ux" + "uv" mit der Beschleunigung "ua" modifiziert. Die modifizierte Vergrößerung/Verringerung "u" wird zum Pulsbreitenmodulator 30 geliefert, und der Pulsbreitenmodulator 30 stellt das Antriebssignal auf das Soll-Lastverhältnis ein. Wenn der Konstrukteur den Kalibrierungsfaktor für die Verstärkung bestimmt, berücksichtigt er die Verstärkungen in den Kästen 204, 208 und 242. Die anderen Funktionen sind die gleichen wie jene des vierten Ausführungsbeispiels und eine weitere Beschreibung wird aus Vereinfachungsgründen weggelassen.
Die Modifikation mit der Beschleunigung "ua" ist gegenüber der Einstellung des Antriebssignals auf das Lastverhältnis im vierten Ausführungsbeispiel vorzuziehen. Wenn beispielsweise die Beschleunigung groß ist, wird die Vergrößerung/Verringerung "ux + uv" reduziert. Dies hat zur Folge, dass der Stößel 15 und entsprechend die Taste 72/74 von einer Übersteuerung auf der Referenzlaufbahn abgehalten werden.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung klar wird, werden die entfernten Sensoren 27/28 gemeinsam von dem Aufzeichnungssystem 3 und dem automatisch spielenden System 3/3A/3B/3C/3D/3E verwendet, und aus diesem Grund werden die üblichen Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 in dem automatisch spielenden System 3/3A/3B/3C/3D/3E verwendet. Irgendeine Tastenbetätigungsvorrichtung mit einem eingebauten Rückkoppelungssensor ist für das automatisch spielende System 3/3A/3B/3C/3D/3E nicht erforderlich. Dies hat eine Verringerung der Produktionskosten zur Folge, ohne die Naturtreue der Darbietung zu opfern, die im Wiedergabebetriebszustand wiedergegeben wird.
Obwohl spezielle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Kern und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Der Flügel stellt keine Grenze für den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung dar. Ein automatisch spielendes Piano kann auf der Grundlage eines Klaviers aufgebaut werden. Der Flügel kann durch eine andere Art von Tastenmusikinstrument ersetzt werden, wie beispielsweise durch ein stummes Piano, durch ein Spinett oder eine Orgel. Ein stummes Piano ist eine Kombination des akustischen Pianos, eines Hammerstoppers und eines elektronischen Klangerzeugungssystems. Der Hammerstopper wird zwischen einer freien Position und einer Blockierungsposition umgeschaltet. Während der Hammerstopper bzw. Hammeranschlag in der freien Position bleibt, werden die Saiten mit den Hämmern am Ende der freien Drehung angeschlagen, und die akustischen Pianotöne werden durch die Schwingungen der Saiten erzeugt. Wenn der Hammerstopper in die Blockierungsposition umgeschaltet wird, tritt der Hammerstopper in die Laufbahnen der Hämmer ein. Obwohl die Hämmer zur freien Drehung angetrieben werden, prallen die Hämmer auf dem Hammerstopper vor dem Ende der freien Drehung zurück, und kein akustischer Pianoton wird erzeugt. Das elektronische Klangerzeu gungssystem überwacht die Tasten, die selektiv vom Spieler heruntergedrückt und losgelassen werden, und erzeugt elektronisch Töne mit Tonhöhen, die gleich den Tonhöhen sind, die den heruntergedrückten Tasten zugeordnet sind.
Der Positionswandler 27 und der Geschwindigkeitssensor 28 stellen keine Grenze für den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung dar. Die Positionswandler 27 oder die Geschwindigkeitssensoren 28 können durch eine andere Art von Sensoren ersetzt werden, beispielsweise Beschleunigungssensoren oder Drucksensoren, und zwar insofern als die detektierte physikalische Größe die Tastenbewegung ausdrückt.
Die Objekte, deren Bewegung in die physikalische Größe umgewandelt wird, sind niemals auf die schwarzen und weißen Tasten 72/74 eingeschränkt. Die Hammerpositionswandler 22 oder die Hammergeschwindigkeitssensoren können in der Rückkoppelungsschleife 64/64A/64B/64C/64D/64E vorgesehen werden. Irgendein Komponententeil, wie beispielsweise die Piloten, die zwischen den schwarzen und weißen Tasten 72/74 und den Betätigungseinheiten 90 vorgesehen sind, oder Komponententeile der Betätigungseinheiten 90 können von den Sensoren überwacht werden. In diesem Fall wird der Kalibrierungsfaktor für die Versetzung (Offset) derart bestimmt, dass die Verformung von den Tasten 72/74 auf die überwachten Teile, genauso wie der Einbaufehler, ausgeglichen werden.
Die Kombinationen der Soll-Position und der Soll-Geschwindigkeit stellen keine Grenze für den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung dar. Die zentrale Verarbeitungseinheit kann eine Soll-Beschleunigung auf den Referenzlaufbahnen bestimmen. Ein Kasten, der beispielsweise dem Kasten 202 entspricht, kann die Soll-Beschleunigung zusammen mit der Soll-Position, der Soll-Geschwindigkeit und/oder der Soll-Kraft ausgeben.
Das Diskettenlaufwerk 40 stellt keine Grenze für den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung dar. Andere Arten von Speichern, wie beispiels weise ein CD-RW-Laufwerk (CD-RW = Compact Disc ReWriteable = wiederbeschreibbare CD), ein Festplattenlaufwerk, ein Laufwerk für einen Steckspeicher und Laufwerke für Halbleiterspeicher sind für das automatisch spielende Tastenmusikinstrument gemäß der vorliegenden Erfindung verfügbar. Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung 100 mit einem Server-Computer durch ein öffentliches oder privates Kommunikationsnetzwerk in Verbindung stehen. In diesem Fall sind die Musikdatencodes auf dem Server-Computer gespeichert und werden an die automatisch spielenden Tastenmusikinstrumente und andere elektronische Musikinstrumente auf Verlangen verteilt.
Die elektromagnetbetätigten Tastenbetätigungseinheiten 10 stellen keine Grenze für den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung dar. Pneumatische Betätigungseinheiten oder motorgetriebene Betätigungssysteme können in dem automatisch spielenden Tastenmusikinstrument gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein.
Die Hammersensoren 22 können aus dem Aufzeichnungssystem weggelassen werden. In diesem Fall wird der Zeitpunkt, zu dem die Saiten 96 mit den Hämmern 94 angeschlagen werden, auf der Grundlage der Abfolge von gegenwärtigen Tastenpositionen abgeschätzt. Somit sind die Hammersensoren 22 keine unabdingbaren Elemente des Aufzeichnungssystems 5.
Die lichtemittierende Diode und der Fototransistor stellen keine Grenze für den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung dar. Ein Permanentmagnetstück und ein Magnetsensor können als der Tastensensor und/oder als Hammersensor verwendet werden.
Der elektrisch auslöschbare und programmierbare Flash-Lesespeicher (Flash-EEPROM) 52 stellt keine Grenze für den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung dar. Ein Lesespeicher oder ein Blasenspeicher ist für die Steuervorrichtung 100 verfügbar, und das Computerprogramm und die Steuerdatenstücke können auf einer Festplatte gespeichert werden. Ande renfalls können das Computerprogramm und die Steuerdatenstücke durch ein öffentliches/privates Kommunikationsnetzwerk geliefert werden. In diesem Fall wird der elektrisch löschbare und programmierbare Flash-Lesespeicher 52 von der Steuervorrichtung 100 weggelassen.
Die Ausdrücke in den Ansprüchen werden mit den Komponententeilen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wie folgt in Beziehung gesetzt. Die schwarzen und weißen Tasten 72/74, die Betätigungseinheiten 90 und die Hämmer 94 insgesamt bilden die Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden. Die Saiten 96 bilden in Kombination ein Tonerzeugungsuntersystem. Die schwarzen und weißen Tasten 72/74 dienen als vorbestimmte Komponententeile.
Die Tastenbetätigungsvorrichtungen 10 dienen als die Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen. Die Positionswandler 27 und die Geschwindigkeitssensoren 28 entsprechen der Vielzahl von Sensoren. Die Rückkoppelungssteuerschleifen 64/64A/64B/64C/64D/64E dienen als die Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 50 führt die Normierung im Kasten 216 oder 220 aus und optimiert die Antriebssignale in den Kästen 201/203/204, 205/206/208, 202/203/204/206/208/210/218, 202/203/204/206/208/210/222, 232/203/204/206/208/210/218/234 oder 202/203/204/206/208/222/240/242/244 in Zusammenarbeit mit dem Pulsbreitenmodulator 30.

Claims

Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument zur Erzeugung von Tönen, welches Folgendes aufweist: ein Tastenmusikinstrument (1), welches Folgendes aufweist: ein Tonerzeugungsuntersystem (96) zur Erzeugung der Töne und mehrere Bewegungsübertragungspfade, die jeweils eine Vielzahl von Komponententeilen (72/74, 90, 94) haben, die in Reihe mit dem Tonerzeugungsuntersystem 96 verbunden sind und sequentiell bewegt werden, um eine Tonhöhe des zu erzeugenden Tons festzulegen; ein automatisch spielendes System (3), welches ein individuelles Verhalten zusammen mit der Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden zeigt und Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen (10), die jeweils mit der Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden assoziiert ist und selektiv mit Antriebssignalen erregt wird, um selektiv eine Bewegung über die assoziierten Bewegungsübertragungspfade zu bewirken, eine Vielzahl von Sensoren (27, 28), entfernt von der Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen (10) und geeignet, um eine Bewegung von vordefinierten Komponententeilen (72/74) der Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden in Detektionssignale umzuwandeln, die eine gegenwärtige physikalische Größe darstellen, die die Bewegung ausdrückt, und eine Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen (64; 64A; 64B; 64C; 64D; 64E), die zwischen der Vielzahl von Sensoren (27; 28) und der Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen (10) angeschlossen sind, um die Antriebssignale zu optimieren; und ein Aufzeichnungssystem (5); dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzeichnungssystem (5) gemeinsam die Vielzahl von Sensoren (27, 28) mit dem automatisch spielenden System (3) verwendet und geeignet ist, um die gegenwärtige physikalische Größe zur Erzeugung von Musikdatenstücken zu analysieren, die eine Darbietung auf dem Tastenmusikinstrument (1) darstellen, und dadurch, dass die Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen (64; 64A; 64B; 64C; 64D; 64E) geeignet ist, um die gegenwärtige physikalische Größe zu normieren, um das individuelle Verhaften aus der gegenwärtigen physikalischen Größe zu eliminieren, um eine wahre physikalische Größe zu bestimmen, und dadurch, dass die Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen (64; 64A; 64B; 64C; 64D; 64E) geeignet ist, um die Antriebssignale auf der Grundlage der wahren physikalischen Größe zu optimieren, um die Bewegung der vorbestimmten Komponententeile (64; 64A; 64B; 64C; 64D; 64E) zu steuern.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Rückkoppelungsschleifen (64; 64A; 64B; 64C; 64D; 64E) jeweils eine Vielzahl von Reihen von Werten der wahren physikalischen Größe mit einer Vielzahl von Reihen von Werten einer physikalischen Soll- bzw. Zielgröße vergleicht, die Referenzlaufbahnen der vorbestimmten Komponententeile (72, 74) ausdrücken, die auf der Grundlage von Musikdatenstücken bestimmt wurden, um zu sehen, ob die vorbestimmten Komponententeile (72, 74) auf den Referenzlaufbahnen bewegt werden, und wobei sie eine Größe der Antriebssignale für die Optimierung variieren, wenn die vorbestimmten Komponententeile (72, 74) von den Referenzlaufbahnen abweichen.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 2, wobei die wahre physikalische Größe und die physikalische Soll-Größe eine Position und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung darstellen.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 2, wobei die wahre physikalische Größe und die physikalische Soll- Größe mehr als eine der folgenden Größen darstellen: Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 2, wobei die wahre physikalische Größe und die physikalische Soll-Größe sowohl die Position als auch die Geschwindigkeit darstellen, und wobei die Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen (64E) eine wahre Beschleunigung der vorbestimmten Komponententeile (72, 74) berechnet und die Antriebssignale mit den Werten der wahren Beschleunigung vorspannen bzw. anpassen.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen (64D) das assoziierte eine Signal der Antriebssignale mit einem Wert vorspannt bzw. anpasst, der einem Widerstand gegen eine Bewegung der assoziierten einen Betätigungsvorrichtung der Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen (10) äquivalent ist.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 1, wobei jeder der Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden Folgendes aufweist: eine Taste (72, 74), die drehbar an einem Zwischenteil davon getragen wird und von einem menschlichen Spieler an einem Vorderteil davon heruntergedrückt wird, so dass der menschliche Spieler eine Winkelbewegung der Taste (72, 74) erzeugt, eine Betätigungseinheit (90), die über der Taste (72, 74) vorgesehen ist und mit einem hinteren Teil der Taste verbunden ist, so dass die heruntergedrückte Taste eine andere Art von Bewegung der Betätigungseinheit (90) erzeugt, und einen Hammer (94), der mit der Betätigungseinheit (90) verbunden ist, so dass die Betätigungseinheit (90) eine Drehung des Hammers (94) erzeugt.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 7, wobei die Taste (72, 74) als das vorbestimmte Komponententeil dient, so dass der assoziierte eine Sensor der Vielzahl von Sensoren (27/28) die gegenwärtige physikalische Größe, die die Winkelbewegung ausdrückt, in das Detektionssignal umwandelt.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 7, wobei die Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen (10) die Winkelbewegung der Tasten (72, 74) erzeugt, die jeweils in der Vielzahl von Bewegungsübertragungspfaden (64; 64A; 64B; 64C; 64D; 64E) vorgesehen sind.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 9, wobei die Tasten (72, 74) Herstellungsfehler haben, die das individuelle Verhalten verursachen.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 9, wobei jedes der Detektionssignale eine gegenwärtige Tastenposition der assoziierten Taste (72, 74) darstellt, so dass die Winkelbewegung durch eine Reihe von Werten der gegenwärtigen Tastenpositionen ausgedrückt wird.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 11, wobei die Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen (64) jeweils Referenzlaufbahnen bestimmt, die durch eine Vielzahl einer Reihe von Werten einer Soll- bzw. Zieltastenposition ausgedrückt werden, wobei sie die Vielzahl von Reihen von Werten einer wahren Tastenposition, die auf der Grundlage der Vielzahl von Reihen von Werten der gegenwärtigen Tastenpositionen durch Normierung mit der Vielzahl von Reihen von Werten der Soll-Tastenpositionen vergleicht, um zu sehen, ob die Tasten (72, 74) jeweils auf den Referenzlaufbahnen bewegt werden, und wobei sie eine Größe der Antriebssignale variiert, wenn die Tasten (72, 74) von den Referenzlaufbahnen abweichen.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen (64B), die weiter eine Vielzahl von Reihen von Werten einer Soll-Tastengeschwindigkeit auf den Referenzlaufbahnen und eine Vielzahl von Reihen von Werten einer wahren Tastengeschwindigkeit bei der Vielzahl von Reihen von Werten der jeweiligen wahren Tastenposition bestimmt, wobei sie die Vielzahl von Reihen von Werten der wahren Tastenposition und die Vielzahl der Reihen von Werten der wahren Tastengeschwindigkeit mit der Vielzahl von Reihen von Werten der Soll-Tastenposition und der Vielzahl von Reihen von Werten der Soll-Tastengeschwindigkeit vergleicht, um zu sehen, ob die Tasten (72, 74) jeweils auf den Referenzlaufbahnen bewegt werden oder nicht, und wobei sie die Größe der Antriebssignale variiert, wenn die Tasten von den Referenzlaufbahnen abweichen.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 9, wobei jedes der Detektionssignale eine gegenwärtige Tastengeschwindigkeit der assoziierten Taste (72, 74) darstellt, so dass die Winkelbewegung durch eine Reihe von Werten der gegenwärtigen Tastengeschwindigkeit ausgedrückt wird.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 14, wobei die Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen (64A) jeweils Referenzlaufbahnen bestimmt, die durch eine Vielzahl von Reihen von Werten einer Soll-Tastengeschwindigkeit ausgedrückt werden, wobei sie eine Vielzahl von Reihen von Werten einer wahren Tastengeschwindigkeit, die auf der Grundlage der Vielzahl von Reihen von Werten der gegenwärtigen Tastengeschwindigkeit durch die Normierung bestimmt wurden, mit der Vielzahl von Reihen von Werten der Soll-Tastengeschwindigkeit vergleicht, um zu sehen, ob die Tasten (72, 74) jeweils auf den Referenzlaufbahnen bewegt werden, und wobei sie eine Größe der Antriebssignale variiert, wenn die Tasten (72, 74) von den Referenzlaufbahnen abweichen.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 15, wobei die Vielzahl von Rückkoppelungssteuerschleifen (64C) weiter eine Vielzahl von Reihen von Werten einer Soll-Tastenposition auf den Referenzlaufbahnen und eine Vielzahl von Reihen von Werten einer wahren Tastenposition bestimmt, wo die Vielzahl von Reihen von Werten der jeweiligen wahren Tastengeschwindigkeit bestimmt wird, wobei sie die Vielzahl von Reihen von den Werten der wahren Tastenposition und die Vielzahl von Reihen von Werten der wahren Tastengeschwindigkeit mit der Vielzahl von Reihen von Werten der Soll-Tastenposition und der Vielzahl von Reihen von Werten der Soll-Tastengeschwindigkeit vergleicht, um zu sehen, ob die Tasten (72, 74) jeweils auf den Referenzlaufbahnen bewegt werden oder nicht, und wobei sie die Größe der Antriebssignale variiert, wenn die Tasten (72, 74) von den Referenzlaufbahnen abweichen.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Sensoren (27, 28) von berührungsfreier Bauart ist.
Automatisch spielendes Tastenmusikinstrument nach Anspruch 17, wobei die Vielzahl von Sensoren (27, 28) Fehler hat, die das individuelle Verhalten verursachen.