踏板輸出轉換設備及方法
2023-05-04 09:59:51
專利名稱：踏板輸出轉換設備及方法
技術領域：
本發明涉及用於輸出響應於踏板操作器單元的踏板的操作的關於音調控制(例
如音量值控制)的控制值(音調控制信息)的踏板輸出轉換設備及方法，尤其涉及一種用 於通過適當地補償控制值中的不均勻或變化(其可因踏板操作器單元的個體差異、老化等 而發生)來控制音調的技術。
背景技術：
迄今為止，在電子鍵盤樂器(例如電子鋼琴)中，踏板操作器單元(即踏板型操作 組件單元) 一般被用作如控制音量的衰減量或降低音量並使音色柔和的控制器。在某些情 況下，踏板操作器單元用於將連續的音高折曲(pitch-bend)效果給予音調，作為聲學鋼琴 不能達到的特殊效果。在日本專利申請特許公開公告號HEI-07-036460 (在下文中將其稱 為"專利文獻")中公開了這種設備的一個實例。 在專利文獻中所公開的傳統公知的設備中，為了進一步地接近天然樂器(例如鋼 琴)操作的感覺，由各個彈簧B支撐踏板操作器單元U的一個或多個踏板P，如圖5所示。 因此，由於用戶減小了他或她在任一踏板P上的壓下力(expressing force)，踏板P通過 響應於用戶壓下踏板P而動作的彈簧B的偏置力而彈性地返回到由止動件(stopper)T(固 定到外部殼體或類似物並具有類似氈製品(felt)F的減震組件)所限定的預定位置。換言 之，止動件P確定踏板P的活動範圍的上限，而彈簧B確定踏板P的活動範圍的下限。可取 得踏板P位於踏板P的活動範圍內的角位置(為描述方便，在下文中將此角稱作"壓下角" 或"壓下位置")，作為與可變電阻K的阻值相應的模擬值。基於取得的模擬值(即活動範 圍中的輸出值)，來確定表示數字控制值(例如在數字值範圍0-255中)的音調控制信息。 這種安排允許響應於踏板的用戶操作而以連續或多步方式控制音調。 然而，使用傳統公知的設備，可變電阻K的阻值(輸出值)響應於踏板P的壓下 角，因此，由於構成踏板操作器單元U的元件部分(例如踏板P、可變電阻K、止動件T、彈簧 B等)的多樣性的安裝條件可導致踏板操作器單元U的個體差異，並由於元件部分的老化 (例如氈製品F變壞、彈簧B鬆弛以及活動的各元件部分的相關安裝位置偏離)，從而控制 值可能不恰當地變化。即，由於踏板操作器單元U的個體差異、老化等，即使對於相同的壓 下量，響應於踏板P的壓下角的控制值將不恰當地變化或變的不均勻，在該情況中用戶(演 奏者)很難用固定的操作感覺(壓下量)壓下任意需要的一個踏板P來執行適當的音調控 制，而不受踏板操作器單元U的個體差異、老化等負面影響。 因此，為了防止由於踏板操作器單元U的個體差異、老化等在控制值中產生變化 或不均勻，通過在踏板P的活動範圍中預先提供如圖5所示的演奏區域或防止控制值輸出 的空閒區域，來建構傳統公知的設備，以適當地調節輸出控制值的有效範圍(即有效控制 值輸出範圍)，而不受踏板操作器單元U的個體差異、老化等影B向。提供這種空閒區域可具有 如下優點空閒區域越大，設備可應付的踏板操作器單元U的個體差異、老化等越大；然而，如 果空閒區域過大，那麼將會存在如下問題有效踏板操作範圍非常受限，使得犧牲了用戶的踏板壓下操作的響應，因此將失去直接操作的感覺，這將使用戶操作踏板變的很困難。
另一可能的方法為使用由重型組件形成的元件部分來裝配踏板操作器單元U， 或設計能夠耐老化的重型踏板操作器單元U。然而，這種方法將不合意地增長踏板操作器單 元U的製造成本。 進一步地，由於踏板操作器單元U的個體差異、老化等，現有技術的設備不能快速 地處理產生不便的情況(如在演奏期間不能輸出預定的控制值)。
發明內容
鑑於上述內容，本發明的一個目的是用簡單的構造提供一種改進的踏板輸出轉換 設備及方法，其可由如下方式輸出其中由於踏板操作器單元的個體差異、老化等產生的不 均勻或變化被自動補償的適當的控制值(音調控制信息)用戶(演奏者)可通過被允許 用恆定的操作感覺壓下任意需要的踏板來執行適當的音調控制，而不受踏板操作器單元的 個體差異、老化等負面影響。 為了達到上述目的，本發明提供了一種改進的踏板輸出轉換設備，其包括輸入部 件，其基於用於檢測踏板的壓下位置的傳感器的輸出，向踏板輸出轉換設備輸入檢測輸出 值；偏移值設置部件，其將由傳感器輸出並與踏板的非壓下狀態相應的檢測輸出值設置成 偏移值；調節部件，其用偏移值來調節經由輸入部件輸入的檢測輸出值，從而提供與踏板的 實際壓下量相應的被調節的檢測輸出值；以及轉換部件，其將被調節的檢測輸出值轉換成 與踏板的壓下量相應的控制值。 根據本發明，經由輸入部件輸入每個檢測輸出值，在此期間將由傳感器輸出並與 踏板的非壓下狀態相應的檢測輸出值設置成偏移值，其中檢測輸出值基於用於檢測踏板壓 下位置的傳感器的輸出。根據偏移值來調節經由輸入步驟輸入的檢測輸出值，以提供與踏 板的實際壓下量相應的被調節的檢測輸出值。將被調節的檢測輸出值轉換成與踏板的壓下 量相應的控制值。因此，在本發明中，根據踏板的個體差異、老化等變化地設置偏移值本身， 從而被這一偏移值調節的檢測輸出值可為包含傳感器輸出中的變化或不均勻的值，即，可 以基於踏板的非壓下狀態而被規格化(normalized)的一類值，其中所述的變化或不均勻 是由於踏板的個體差異、老化等產生的，被自動補償。因為通過轉換被調節的檢測輸出值來 提供給定控制值，從而不再像用於響應於踏板的變化步進(changing st印ped)量來提供給 定控制值的傳統公知設備那樣，即不再需要確保寬的演奏或空閒區域的踏板；因此，本發明 能夠擴大有效控制值輸出範圍。另外，用戶可通過被允許用恆定的操作感覺(壓下量)壓 下任意需要的踏板來執行適當的音調等的控制，而不受踏板的個體差異、老化等負面影響。
不僅可將本發明構建和實現成上文描述的設備發明，還可將本發明構建和執行成 方法發明。另外，可將本發明安排和實現成用於由處理器(例如計算機或DSP)執行的軟體 程序，以及存儲這種軟體程序的存儲介質。 下文將描述本發明的實施例，但是要注意到本發明不限於描述的實施例，本發明 的改型也是允許的而不偏離基本原則。因此，僅由所附權利要求來確定本發明的範圍。
為了更好的理解本發明的目的和其它特徵，在下文中參見附圖更詳細地描述優選實施例，其中 圖1為示出根據本發明實施例的應用了踏板輸出轉換設備的電子樂器的一般硬 件設置的實施例的方框圖； 圖2為示出實施例中採用的轉換表中所存儲數據的實例的附圖；
圖3為示出在實施例中執行的踏板輸出轉換處理的示例性操作順序的流程圖；
圖4為示出響應於踏板輸出轉換處理的執行而輸出的控制值的實例的附圖；以及
圖5為示出傳統公知的踏板操作器單元的實例一般構造的附圖。
具體實施例方式
圖1為示出根據本發明實施例的應用了踏板輸出轉換設備的電子樂器的一般硬 件設置的實施例的方框圖。由包括微處理器單元(CPU)1、只讀存儲器(R0M)2和隨機存取存 儲器(RAM)3的微計算機來控制圖1的電子樂器。CPU 1控制整個電子樂器的操作。CPU 1 經由通信總線(例如數據和地址總線)1D連接到R0M 2、 RAM 3、踏板操作檢測部件4、演奏 操作檢測部件5、設置操作檢測部件6、顯示部件7、音調發生器/效果部件8、便攜存儲裝置 9以及通信接口謂IO。 ROM 2中存儲有用於通過CPU 1執行的各種程序以及CPU l所引用的各種數據。 RAM 3被用作工作存儲器，用於臨時存儲在CPU l執行預定程序時產生的各種數據用於臨 時存儲當前執行的程序和涉及當前執行的程序的數據，以及用於各種其它目的。RAM 3的預 定地址區被分配有各種功能並被用作各種寄存器、標記(flag)、表格、存儲器等。
踏板操作檢測部件(即檢測的數據輸入部件)4連接到圖5所示的包括一個或多 個踏板P的公知類型的踏板操作器單元U(圖1中未示出)。由於多個踏板P在構造和行為 上彼此相同，從而在下文中僅對一個踏板P進行描述。例如，踏板操作檢測部件4為A/D轉 換器形式，其與踏板P變化的壓下角相應而得到響應於踏板P的壓下操作從而由可變電阻 (即傳感器)K產生的輸出值，從而產生例如在0-255的範圍內的檢測輸出值。如在下文中 將要詳細描述的，每個檢測輸出值是由踏板操作檢測部件4傳遞到CPU 1的，從而CPU l通 過引用基於傳遞的檢測輸出值並預存儲在ROM 2中的轉換表(圖2)來確定控制值(音調 控制信息)。演奏操作檢測部件5通過檢測演奏操作單元(未示出)(例如具有用於選擇將 要產生的每個音調的音高(pitch)的多個鍵的鍵盤)的各鍵的壓下和釋放，來產生檢測輸 出。 下文描述了當確定控制值時，基於踏板操作檢測部件4的檢測輸出值而引用的在 ROM 2中預存儲的轉換表。圖2為示例性地示出在轉換表中所存儲的數據的實例的附圖，其 中橫軸表示從踏板操作檢測部件4輸入的檢測輸出值(輸入值)，縱軸表示在隨後的階段輸 出到一個未示出的處理(例如效果給予處理)的控制值。儘管省略了細節描述，但是基於 輸出控制值，未示出的效果(給予處理等)執行音調控制處理(例如用於向音調信號給予 效果的處理)。 在圖2的圖示實例中，由於檢測輸出值從最小值"O"順序地增加到預定值Y，控制 值單調地以線性函數從最小值"0"逐漸向最大值"255"增加。然後，在控制值達到最大值 "255"之後，即使檢測輸出值順序地從預定值Y增加到最大值"255"，控制值仍保持在最大 值"255"。轉換表中以如下方式存儲有如圖2的圖表所示的與各檢測輸出值相應而確定的控制值的序列，即確定檢測輸出值和控制值之間的一致性，其中所述方式為基於由踏板操 作檢測部件4順序地產生的檢測輸出值來順序地控制控制值。 顯然，轉換表的內容不限於圖2的圖表中所示的一致性，其可為用於限定檢測輸 出值和控制值之間一致性的任何內容，從而控制值相對於期望的二次曲線或多重曲線方式 的檢測輸出值而增加，或相對於步進方式的檢測輸出值而增加，以允許音調的多步控制。作 為這種轉換表，每一種將要用於踏板操作器單元U的各種音調控制參數可提供(預存儲) 有單獨的專用轉換表，或每幾種將要用於踏板操作器單元U的音調控制參數可提供(存儲) 有公共轉換表。 仍參見圖1，設置操作檢測部件6檢測每個設置操作組件(未示出)的操作狀態， 並將與檢測操作狀態等相應的開關信息經由數據和地址總線1D輸出到CPU 1。設置操作組 件的實例包括用於選擇將要演奏的音樂片段數據的開關，用於執行自動伴奏的伴奏開關， 用於選擇、設置並控制音高、音色、音效等的開關，以及用於將各種音調控制參數分配到作 為控制對象的各踏板P的操作組件。使用分配給各踏板P的不同種類的音調控制參數，踏 板P可具有不同音調控制功能，例如作為半制音(half-damper)踏板、音高折曲踏板等。
顯示部件7在液晶顯示(LCD)面板、CRT等形式的顯示器(未示出)上顯示各種 可分配給各踏板P的音調控制參數和各種當前分配給踏板P的音調控制參數。顯示部件7 還在顯示器上顯示各種屏幕(screen)(未示出)，例如顯示能夠演奏的音樂片段的數據組 的序列的屏幕，以及顯示當前演奏的音樂片段的樂譜、存儲在ROM 2和便攜存儲裝置9中的 各種數據、CPU 1的控制狀態等的樂譜屏幕。 音調發生器/效果部件8(能夠同時在多個音調發生通道中產生音調信號)接收 經由數據和地址總線1D提供的演奏信息，並通過基於所接收的演奏信息執行音調合成來 產生音調信號。例如，基於根據由踏板操作檢測部件4產生的檢測輸出值所確定的控制值， 音調發生器/效果部件8還可將效果給予將要產生的音調信號。由音調發生器/效果部件 8所產生的音調信號經由包括放大器和揚聲器的聲音系統8A可聽地產生或發聲。音調發 生器/效果部件8和聲音系統8A可由任意期望的傳統公知方法來建構。例如，音調發生器 /效果部件8可採用任意期望的音調合成方法，例如FM、PCM、物理模型或共振峰(formant) 合成方法。進一步地，可由專用硬體或CPU l執行的軟體處理來實現音調發生器/效果部 件8。 便攜存儲裝置9可使用多種可移動式外部記錄媒體(例如軟磁碟(FD)、光碟 (CD)、磁光碟(MO)、數字多用光碟(DVD))的任意種類。便攜存儲裝置9中存儲有各種信息， 例如音樂片段數據和由CPU l執行的多種控制程序。在特殊控制程序沒有被預存儲在ROM 2的情況下，控制程序可預存儲在便攜存儲裝置9中，從而通過從存儲裝置9向RAM 3中讀 取控制程序，CPU 1允許以與特定控制程序存儲在R0M 2中的情況完全相同的方式來操作。
通信接口 (I/F) 10為用於即時設備和未示出的外部裝備之間的通信控制程序、音 樂片段數據等的接口。通信接口 10可為MIDI接口、LAN、網際網路、電話線網絡等。要注意通 信接口 10可為有線類型和無線類型的任意一種，或兩種都包括。 在上述電子樂器中，演奏操作檢測部件5、顯示部件7和音調發生器/效果部件8 等不需要一起納入到設備的殼體內。例如，上述元件5、7、8等可單獨提供並經由諸如MIDI 接口、各種網絡和/或類似的通信設施相互連接。
然後，參見圖3(其為示出"踏板輸出轉換處理"的示例性操作順序的流程圖)，將 要給出本實施例中執行的關於"踏板輸出轉換處理"的說明，其中所述"踏板輸出轉換處理" 用於檢測踏板P的壓下角(壓下位置)並輸出與所檢測的踏板P的壓下角相應的控制值 (音調控制信息)。例如，由CPU l執行的"踏板輸出轉換處理"開始於電子樂器上電之後 的預定時間(例如160msec，這是踏板操作檢測部件4的操作穩定化所需要的時間)，然後 以預定時間間隔(例如10msec)重複執行。如本領域普通技術人員所公知的，一旦電子樂 器的上電就執行初始化處理，以初始化初始的執行確定標誌、輸出存儲緩衝器、其它緩衝器 (例如用於存儲將要用於處理、變量等的偏移值的緩衝器)。 在步驟S1中，例如，從踏板操作檢測部件4獲得與可變電阻器K的輸出值相應的 範圍在0-255內的檢測輸出值。更具體地說，踏板操作檢測部件4檢測處於被用戶壓下或 沒有被壓下狀態下的踏板P的當前壓下角。更具體地說，沒有被用戶壓下的狀態(或壓下 狀態)是如下狀態的一種(1)踏板P保持固定並且沒有發生氈製品F變壞或彈簧B鬆弛 的正常狀態(即，踏板P仍然保持沒有從初始設計和出廠默認值變化的理想狀態)；(2)踏 板P保持固定並發生氈製品F變壞且彈簧B鬆弛的非正常狀態(即，偏離正常狀態的狀 態)；(3)在上述正常狀態或非正常狀態中的踏板P自然地向上和向下快速振動的振動狀態 (即抖振(chattering))(此振動或"抖振"隨著時間的流逝而減小)。如在下文中將要描 述的，建構本實施例，以將處於沒有被用戶壓下的狀態下的踏板P的壓下角理解成偏移值， 並將此偏移值更新成需要的偏移值。使用這一偏移值，本實施例可補償由時間變化和踏板 P的老化和個體差異所導致的踏板P的非壓下狀態下的壓下角中不期望的變化(檢測輸出 值)。踏板P正常地通過彈簧由如下方式被偏置在一個方向即，踏板響應於用戶的踏板操 作從初始靜止位置以與彈簧的偏置力的方向相反的方向轉移，並且當踏板的用戶操作取消 時，踏板通過彈簧的偏置力返回到初始靜止狀態。 假定由於踏板P的壓下量變大從而檢測輸出值增加來描述本發明。
在步驟S2中，確定踏板輸出轉換處理的當前執行是否為處理的初始執行。"處理 的初始執行"意味著在將電子樂器上電之後第一次執行踏板輸出轉換處理。通過確定初始 執行確定標記(表示踏板輸出轉換處理的當前執行是否為處理的初始執行)是否當前處於 表示初始執行的值"0"，作出步驟S2的確定。如果踏板輸出轉換處理的當前執行是在步驟 S2處確定的處理的初始執行(即在步驟S2處為是的確定)，則在步驟S3將從踏板操作檢 測部件4獲取的檢測輸出值設置成偏移值，然後踏板輸出轉換處理結束。S卩，將在電子樂器 上電之後立即處於初始狀態的踏板P的壓下角設置成偏移值。此時，初始執行確定標記被 設置成表示當前執行不是初始執行的值"1 "。 S卩，本實施例提供有初始執行確定標記，其在用於在電子樂器上電之後即刻的第 一時間內的設置偏移值的時間處，確定踏板輸出轉換處理的當前執行是否為處理的初始執 行，並將在初始執行的時間處獲取的檢測偏移值設置成偏移值(參見步驟S2和S3)。
另一方面，如果踏板輸出轉換處理的當前執行不是在步驟S2處確定的處理的初 始執行(即在步驟S2處為否的確定)，則將在步驟S4處進一步地確定從踏板操作檢測部 件4獲取的檢測輸出值是否大於偏移值。如果從踏板操作檢測部件4獲取的檢測輸出值 不大於偏移值(即在步驟S4處為否的確定)，則在步驟S5處將獲得的檢測輸出值存儲到 輸出存儲緩衝器內。即，如果在每個預定執行時間間隔的處理中從踏板操作檢測部件4獲取的檢測輸出值小於偏移值，則輸出存儲緩衝器就存儲檢測輸出值。因此，存儲在輸出存 儲緩衝器中的檢測輸出值是可能變成新的偏移值的候選偏移值。這是因為從踏板操作檢 測部件4獲取的與踏板P的非壓下狀態相應的檢測輸出值被假定為最小值。然而，在本實 施例中，小於偏移值的檢測輸出值不是簡單地被更新成新的偏移值，而是由於踏板_關閉 (pedal-0FF)中的不穩定振動(抖振或微小振動)或踏板的非壓下狀態導致的檢測輸出值 的下衝(undershoot)，從而作出一些特殊安排，以防止錯誤地更新偏移值。
在步驟S6中，確定輸出存儲緩衝器中是否存儲有預定數量(例如四個)的從踏 板操作檢測部件4獲取的檢測輸出值。當已經連續從踏板操作檢測部件4輸出預定數量 (例如四個)的小於當前偏移值的檢測輸出值時，輸出存儲緩衝器進入一種狀態，即其中存 儲這一預定數量(例如四個)的檢測輸出值。如果輸出存儲緩衝器當前沒有存儲預定數 量(例如四個)的檢測輸出值(即在步驟S6處為否的確定)，則處理跳到步驟S9。以此方 式，能夠消除與由踏板P的非壓下狀態中的不穩定振動(抖振或微小振動)導致的下衝相 對應的任意檢測輸出值。另一方面，如果輸出存儲緩衝器當前存儲有預定數量的檢測輸出 值(即在步驟S6處為是的確定)，則在步驟S7處將當前存儲的檢測輸出值的最大值設置 成新的偏移值以代替當前偏移值。由當前存儲在輸出存儲緩衝器的檢測輸出值的最大值更 新當前偏移值的理由是當在踏板P的非壓下狀態發生非穩定振動(抖振或微小振動)時， 允許偏移值穩定地下降到適當的值。在此之後，在步驟S8清空輸出存儲緩衝器。在下一步 驟S9，最小控制值(圖2的實例所示的"0")被輸出到隨後的處理(例如一個未示出的效 果給予處理)，而不考慮檢測輸出值。 另一方面，如果從踏板操作檢測部件4獲取的檢測輸出值大於偏移值(即在步驟 S4處為是的確定)，則在步驟S10處清空輸出存儲緩衝器。即，從踏板操作檢測部件4獲取 的檢測輸出值大於偏移值意味著由於踏板P的非壓下狀態下的不穩定振動(抖振或微小 振動)而發生已經壓下了踏板P或者"過衝(overshoot)"，並且清空輸出存儲緩衝器對於丟 棄輸出存儲緩衝器的偏移值更新內容是有效的。然後，在步驟S11確定獲取的檢測輸出值 和當前(即當前存儲的/更新的)偏移值之間的差額。即，獲取的檢測輸出值是被偏移值 校正過的或調節過的。在步驟S12中，將給定演奏值增加到在步驟S1 l處確定的差額(更 具體地，從確定的差額中減去與基於確定的差額而預定的角度相應的固定值)，然後確定用 於在ROM 2中預存儲的轉換表(圖2)的鍵值(輸入值)。演奏值的增加是一個設計選項。 在步驟S13中，根據確定的鍵值來引用轉換表。然後，在步驟S14中，將引用轉換表所獲得 的控制值輸出到隨後的處理。 將要給出關於"踏板輸出轉換處理"的特定實例的描述，以使上述的"踏板輸出轉 換處理"容易理解。此處假設提供多個元件部分，從而當踏板P處於正常狀態時從踏板操作 檢測部件4輸出檢測輸出值"30"，並且將與檢測輸出值"10"(固定值)相應的角預先作為 演奏值進行保護。在下文中參見圖5和圖4(表示示出將要響應於踏板輸出轉換處理的執 行而輸出的示例性控制值的曲線圖)來描述特定實例。
實例1 關於踏板P處於正常狀態(圖5中的"正常狀態")的情況來描述踏板輸出轉換處 理。在踏板輸出轉換處理的初始執行中，直接將當前檢測值設置成偏移值(參見圖3的步驟 S3)，因此在此情況中，"30"被設置成偏移值。 一旦用戶壓下踏板P，則從踏板操作檢測部件4輸出與踏板P的壓下角相應的檢測輸出值(圖3的步驟S1)。此時輸出的檢測輸出值當然 是比在踏板P壓下之前輸出的檢測輸出值較大的值(例如"100") ;S卩，其大於偏移值"30"。 因此，檢測輸出值"100"和偏移值"30"之間的差額被計算成"70"(即100-30 = 70)(圖3 的步驟Sll)。然後，將演奏值增加到差額"30"，從而獲得鍵值"60"(即70-10 = 60)。基 於鍵值"60"，引用圖4中示出的初始(預存儲)轉換表來輸出控制值(步驟S12-S14)。
因此，儘管與用戶的操作相應(即與壓下角相應)的檢測輸出值為"100"，從初始 轉換表輸出與輸入值"60"相應的控制值(N)，而不是從初始轉換表輸出與輸入值"100"相 應的控制值(L)。即，確定了與包括偏移值和演奏值(即30+10 = 40)的兩個盲區中的一個 相應的檢測輸出值"40"，並且通過將檢測輸出值"40"用作基準或參照(即有效範圍的最小 值)，確定了與用戶實際上將踏板壓下的量(角)相應的控制值。因此，即使與用戶的操作 (壓下角)相應的檢測輸出值為"100"，與用戶實際上將踏板壓下的量(角)相應的檢測輸 出值為"60"，從而從初始轉換表輸出與輸入值"60"相應的控制值(N)。這可以被認為，盡 管沒有實際上更新初始轉換表，而實質上等同於從"更新表1"輸出與輸入值"100"相應的 控制值(N)。
實例2 然後，關於踏板P處於彈簧B鬆弛的非正常狀態(圖5中的"非正常狀態")的情 況來描述踏板輸出轉換處理。同樣在此情況中，在踏板輸出轉換處理的初始執行中，直接將 當前檢測值設置成偏移值(參見圖3的步驟S3)。然而，在此情況中，設置比在正常狀態下 設置的偏移值大的偏移值(例如"38")。 一旦踏板P被用戶壓下，則從踏板操作檢測部件 4輸出與踏板P的壓下角相應的檢測輸出值(例如"100")。因此，檢測輸出值"100"和偏 移值"38"之間的差額被計算成"62"(即100-38 = 62)。然後，將演奏值增加到差額"62"， 從而獲得鍵值"52"(即62-10 = 52)。基於鍵值"52"，引用初始轉換表來輸出控制值(圖 3的步驟S12-S 14)。 在此非正常狀態下，即使與壓下角相應的檢測輸出值為"100"(等於正常狀態下 的檢測輸出值)，但是通過與彈簧B的鬆弛相應的量(由於在非正常狀態下設置較大的偏 移值)，被用戶(演奏者)壓下的踏板的實際壓下量趨向於小於正常狀態下的實際壓下量， 從而從初始轉換表輸出與輸入值"52"相應的控制值(0)。這實際上與等於如下情況即， 與包括偏移值和演奏值的一個盲區相應的檢測輸出值採用數值"48"(即38+10 = 48)，並 且通過將檢測輸出值"48"用作參照(即有效範圍的最小值)，來確定與用戶實際壓下踏板 P的量相應的控制值(參見圖4的"更新表2")。因此，即使與壓下角相應的檢測輸出值為 "100"(等於正常狀態下的檢測輸出值)，與用戶實際上將踏板壓下的量(角)相應的檢測 輸出值為"52"，從而從初始轉換表輸出與輸入值"52"相應的控制值(0)。
實例3 然後，關於氈製品B變壞的踏板P處於非正常狀態(圖5中的"非正常狀態B") 的情況來描述踏板輸出轉換處理。同樣在此情況中，在踏板輸出轉換處理的初始執行中，直 接將當前檢測值設置成偏移值(參見圖3的步驟S3)。然而，在此情況中，設置比在正常狀 態下設置的偏移值小的偏移值(例如"25")。 一旦踏板P被用戶壓下，則從踏板操作檢測 部件4輸出與踏板P的壓下角相應的檢測輸出值(例如"100")。因此，檢測輸出值"100" 和偏移值"25"之間的差額被計算成"75"(即100-25 = 75)。然後，將演奏值增加到差額"75"，從而獲得鍵值"65"(即75-10 = 65)。基於鍵值"65"，引用初始轉換表來輸出控制值 (圖3的步驟S12-S14)。 在此非正常狀態下，即使與壓下角相應的檢測輸出值為"100"(等於正常狀態下 的檢測輸出值)，但是通過與氈製品B變壞相應的量，被用戶(演奏者)壓下的踏板的實際 壓下量趨向於大於正常狀態下的實際壓下量，從而與輸入值"65"相應的控制值(M)被從初 始轉換表輸出。這實際上等同於如下情況即，通過將檢測輸出值"35"用作參照(即有效 範圍的最小值)，與包括偏移值和演奏值的一個盲區相應的檢測輸出值採用數值"35"(即 25+10 = 35)，並且確定與用戶實際壓下踏板P的量相應的控制值(參見圖4的"更新表 3")。因此，即使與壓下角相應的檢測輸出值為"100"(等於正常狀態下的檢測輸出值)，與 用戶實際上將踏板壓下的量(角)相應的檢測輸出值為"65"，從而從初始轉換表輸出與輸 入值"65"相應的控制值(M)。 在上述情況的每一個中，即使壓下的踏板P被進一步壓下或被鬆開，與進一步壓 下或鬆開相應的檢測輸出值沒有降低到偏移值之下(圖3的步驟S4)，從而沒有更新偏移 值(圖3的步驟S7)。 S卩，基於變化的參考量(即有效範圍的最小值)，響應於踏板P的壓 下來確定控制值，而沒有再次改變參考量(步驟S12-S14)。 如上所述，用於在上述的"踏板輸出轉換處理"中確定控制值的方案實際上等同於 與根據虛擬表(即更新表1到更新表3的任一個表)來確定控制值，其中所述虛擬表是通 過由與偏移值相應的量動態地改變圖4的存在的或預存儲的轉換表來提供的。S卩，在上述 實施例中，通過在電子樂器的操作期間持續監測踏板P，基於偏移值和檢測輸出值來改變根 據踏板P的狀態的偏移值並確定輸入值，以及根據確定的輸入值代替檢測輸出值來引用預 存儲的轉換表，達到等同於實際上與基於由更新有效範圍的最小值(參照)、輸出最小控制 值"0"來提供的表(即更新表1到更新表3的任一個表)確定控制值的處理。要注意，根 據在本實施例中採用的控制值確定方案，在更新表1到更新表3的每個表中使用與在預存 儲的轉換表中相同的有效範圍的相同寬度和曲線圖的形狀(例如斜度)。為了參考的目的， 在圖4的曲線圖的較低端部分中示出了盲區(其中一個盲區如上文所述由偏移值和演奏值 組成)和踏板P的活動範圍內的有效範圍。 如上文所述，在本發明的踏板輸出轉換設備的實施例中，在電子樂器的操作期間 持續監測踏板P，並通過引用具有輸入值的預設定的轉換表來確定控制值，其中基於根據被 檢測的踏板P的當前狀態和踏板P的當前壓下角進行動態改變的偏移值來確定輸入值。即， 本實施例確定與用戶實際壓下踏板P的壓下量相應的檢測輸出值(輸入值)，然後通過引 用根據確定的檢測輸出值(輸入值)的預存儲轉換值來確定控制值。因此，本實施例可輸 出其中不期望的變化或不均勻被自動地被適當補償的控制值，其中所述不期望的變化或不 均勻是由於踏板P的個體差異、老化等而引起的。作為結果，可由任意踏板適當地執行響應 於用戶的踏板壓下的音調控制，其中踏板具有恆定的操作感覺(踏板壓下量)而不受踏板 P的個體差異、老化等負面影響。 進一步地，由於僅一個轉換表(參見圖2)需要提供有每種類型的音調控制參數， 本實施例可方便地減少必需的存儲區域。進一步地，本實施例的另一優點為上述踏板輸出 控制處理僅需要簡單的計算從而可降低必需處理的負擔。 進一步地，即使在演奏期間踏板操作器單元U產生不便，本實施例可繼續通過適當地處理不便來執行音調控制，而不需要用戶停止操作；因此，為了排除不便，用戶除了演 奏操作之外不必有意識地執行特殊操作。 進一步地，在本發明的踏板輸出轉換設備的上述實施例中，通過經由彈簧的偏置 力快速地返回，踏板可連續重度振動，而不會被致動器停止。在這種情況中，由於踏板在反 方向大幅搖動會產生所謂的"下衝"，從而可輸出不正常地小的檢測輸出值，因此，難免要設 置用於實際使用的不自然地小的偏移值。進一步地，如果踏板P在電子樂器上電時已經處 於壓下位置或狀態，控制值將難免不以正常方式輸出。因此，下文的描述給出關於本發明如 何處理這些可能地問題。
情況4 考慮這樣一種情況踏板P處於可能導致下衝的不穩定地振動(抖振)狀態。實 質上可將"抖振"描述成這樣一種現象即時地交替重複氈製品F變壞和彈簧B鬆弛，即圖5 的非正常狀態A和非正常狀態B交替重複。因此，在本實施例的"踏板輸出轉換處理"中，安 排步驟S5-S9的操作，以防止在由於踏板P的抖振而發生下衝時產生不正常的控制值。艮卩， 隨著時間的流逝，將小於偏移值的許多檢測輸出值(圖3的步驟S4)存儲到輸出存儲緩衝 器內(圖3的步驟S5)，並且用這樣存儲的檢測輸出值的最大值來更新偏移值(圖3的步 驟S7)。這種操作允許識別隨著時間的流逝抖振的踏板P的振動是如何降低的，一旦抖振停 止，本實施例的踏板輸出轉換處理適當地設置適合踏板P的穩定狀態的偏移值。進一步地， 在發生抖振期間，踏板輸出轉換處理連續輸出控制值"O"(圖3的步驟S9)，以不影響將要 產生的音調。 要注意，上述實施例是以這種方式構建的在可能導致下衝的不穩定地振動(抖 振)狀態下，處理用小於當前設置的偏移值的預定數量的檢測輸出值的最大的那個(即，反 向上的最小的那個)來更新偏移值。可選擇地，當前實施例的處理可計算多個預先輸出的 檢測輸出值的平均值，而不考慮檢測輸出值是否小於偏移值，並且如果平均值下降到低於 當前設置的偏移值則用平均值來更新偏移值。
情況5 : 關於這樣一種情況(即，踏板P在電子樂器上電時已經處於壓下狀態)來描述踏 板輸出轉換處理，以簡化說明書，在此處假設踏板P為正常狀態。在踏板輸出轉換處理的初 始執行中，直接將當前檢測值設置成偏移值(參見圖3的步驟S3);然而，在此情況中，設置 與踏板的非壓下狀態的偏移值相比非常高的偏移值(例如"80")。由於釋放踏板P並且踏 板P從壓下位置返回到未壓下狀態，則檢測輸出值可降低到低於偏移值(圖3的步驟4)。 由於在此期間更新了偏移值(步驟S7)，從而當踏板P返回到非壓下狀態時，與上文的情況 1相同將偏移值設置成"30"。要注意，由於當用戶的腳從踏板釋放而更新偏移值(即，在踏 板P的返回移動期間)時總是輸出控制值"O"(步驟S9)，所以將要產生的音調不受控制值 的影響。 如果在電子樂器上電時已經處於壓下狀態的踏板P從壓下位置進一步壓下，那麼 檢測輸出值為比在電子樂器上電時輸出的檢測輸出值大的值"100"，從而檢測輸出值和偏 移值之間的差額被計算成"20"(步驟Sll)。將鍵值增加到差額以提供鍵值"10"(即20-10 =IO)，並且通過引用基於鍵值的轉換表來輸出控制值(步驟S12-S14)。 S卩，當用戶繼續壓 下踏板P而根本沒有從踏板P釋放腳時，將輸出與實際壓下角完全不同的控制值；然而，一旦用戶從踏板P釋放腳，則控制值將恢復到與類似在踏板P的非壓下狀態中輸出的值。即， 一旦用戶從踏板P釋放腳，則偏移值被更新到"30"(步驟S7)，然後基於這樣更新的偏移值 來輸出控制值；因此，可正常地執行音調控制。 進一步地，儘管本發明的實施例被描述為被建構成通過使用基於偏移值(參見圖 3的步驟S11-S14)而確定的鍵值以引用預存儲的轉換表來確定控制值，然而本發明的實施 例不限於此。例如，通過基於偏移值更新預存儲的轉換表，可重新產生更新表，從而可將產 生的更新表存儲在RAM 3中；當然，在此情況中，通過引用根據檢測輸出值本身的更新表來 確定控制值。 進一步地，儘管已經將本發明的實施例描述成關於這種情況即由於踏板P的壓 下角變大從而控制值(從最小值"0"向最大值"255")增加，本發明的實施例不限於此。例 如，由於踏板P的壓下角變大，可將實施例建構成降低控制值(從最大值"255"向最小值 "0")。在這種情況中，當檢測輸出值不等於或小於偏移值時，執行更新偏移值；S卩，在步驟 S4的確定標準變成"檢測輸出值是否等於或小於偏移值"。 本方案基於提供用於檢測踏板P的操作位置的傳感器K的檢測輸出值狀態，估計 出踏板處於非壓下狀態，並且在踏板處於非壓下位置時由檢測輸出值來更新偏移值。但本 方案不限於上述內容並可由任意期望的方案代替。 例如，在圖3的步驟S3處，可將活動範圍(可檢測範圍)的最大值"255"或在其 他適合的情況處的偏移值初始化成相對較大的值，然後可將偏移值更新成需要的根據小於 與上述實施例具有類似方式的當前偏移值的檢測輸出值。即使在最大值"255"(或在另一 適合的相對較高的值)處初始化(或暫時設置)偏移值，根據當踏板處於非壓下狀態下產 生的檢測輸出值立刻將偏移值適當地更新；因此，可將相應於踏板的非壓下狀態的檢測輸 出值設置成偏移值而沒有任何問題。 作為另一實例，當踏板P為可經由開關檢測的非壓下狀態，可響應於開關的檢測 信號將傳感器K的檢測輸出值設置/更新成偏移值。
1權利要求
一種踏板輸出轉換設備，包括輸入部件，其基於用於檢測踏板的壓下位置的傳感器的輸出，向所述踏板輸出轉換設備輸入檢測輸出值；偏移值設置部件，其將由所述傳感器輸出並與所述踏板的非壓下狀態相應的檢測輸出值設置成偏移值；調節部件，其用所述偏移值來調節經由所述輸入部件輸入的所述檢測輸出值，從而提供與所述踏板的實際壓下量相應的被調節的檢測輸出值；以及轉換部件，其將所述被調節的檢測輸出值轉換成與所述踏板的所述壓下量相應的控制值。
2. 根據權利要求1所述的踏板輸出轉換設備，其中所述轉換部件包括用於將檢測輸出 值轉換成控制值的轉換表，並通過根據所述被調節的檢測輸出值引用所述轉換表來提供與 所述踏板的壓下量相應的控制值。
3. 根據權利要求2所述的踏板輸出轉換設備，其中，所述偏移值設置部件在需要時將 根據與所述踏板的非壓下狀態相應的所述檢測輸出值來更新所述偏移值，所述轉換表為初始轉換表，並且所述轉換部件根據所述在需要時被更新的偏移值來調節經由所述輸入部件輸入的所 述檢測輸出值，並通過根據所述被調節的檢測輸出值引用所述初始轉換表來提供與所述踏 板的壓下量相應的控制值。
4. 根據權利要求1所述的踏板輸出轉換設備，其中所述控制值為用於控制音調的要素 的值。
5. 根據權利要求1所述的踏板輸出轉換設備，其中所述偏移值設置部件將所述偏移值 初始化成預定初始值，當與使用經由所述輸入部件輸入的所述檢測輸出值表示的所述踏板 的壓下位置相應的壓下量小於與由所述當前偏移值表示的所述踏板的壓下位置相應的壓 下量時，所述偏移值設置部件使用經由所述輸入部件輸入的所述檢測輸出值更新所述偏移值。
6. 根據權利要求5所述的踏板輸出轉換設備，其中所述預定初始值為經由所述輸入部 件上電而輸入的所述檢測輸出值。
7. 根據權利要求5所述的踏板輸出轉換設備，其中所述預定初始值為在所述檢測輸出 值的可採用的多個值中相對大的值。
8. 根據權利要求1所述的踏板輸出轉換設備，其中，基於與所述踏板的非壓下狀態相 應的連續取樣的多個所述檢測輸出值，所述偏移值設置部件識別一個檢測輸出值，並使用 所識別的檢測輸出值更新所述偏移值，其中，已從所述的一個檢測輸出值中去除了在所述 踏板的關閉狀態期間導致的抖振或微小振動的成分。
9. 根據權利要求1所述的踏板輸出轉換設備，其中所述踏板通過彈簧以如下方式在一 個方向上正常地偏置即，所述踏板響應於所述踏板的用戶操作從初始靜止位置以與所述 彈簧的偏置力的方向相反的方向轉移，當取消了所述踏板的用戶操作時，所述踏板通過所 述彈簧的所述偏置力返回到所述初始靜止位置。
10. —種計算機執行的踏板輸出轉換方法，包括輸入步驟，基於用於檢測踏板的壓下位置的傳感器的輸出來輸入檢測輸出值；設置步驟，將由所述傳感器輸出並與所述踏板的非壓下狀態相應的檢測輸出值設置成 偏移值；調節步驟，根據所述偏移值來調節經由所述輸入步驟輸入的所述檢測輸出值，從而提 供與所述踏板的實際壓下量相應的被調節的檢測輸出值；以及轉換步驟，將所述被調節的檢測輸出值轉換成與所述踏板的所述壓下量相應的控制值。
11. 一種計算機可讀存儲介質，包含用於使得計算機執行踏板輸出轉換方法的程序，該 方法包括輸入步驟，基於用於檢測踏板的壓下位置的傳感器的輸出來輸入檢測輸出值； 設置步驟，將由所述傳感器輸出並與所述踏板的非壓下狀態相應的檢測輸出值設置成 偏移值；調節步驟，根據所述偏移值來調節經由所述輸入步驟輸入的所述檢測輸出值，從而提 供與所述踏板的實際壓下量相應的被調節的檢測輸出值；以及轉換步驟，將所述被調節的檢測輸出值轉換成與所述踏板的所述壓下量相應的控制值。
全文摘要
經由輸入部件輸入檢測輸出值，其中檢測輸出值基於用於檢測踏板壓下位置的傳感器的輸出；同時，將與踏板的非壓下狀態相應的檢測輸出值設置成偏移值。由偏移值調節經由輸入部件輸入的檢測輸出值，以提供與踏板的實際壓下量相應的被調節的檢測輸出值。將被調節的檢測輸出值轉換成與踏板的壓下量相應的控制值。因此，根據踏板的個體差異、老化等變化地設置偏移值，從而被這一偏移值調節的檢測輸出值可為具有傳感器輸出中的不均勻的值，即基於踏板的非壓下狀態而被規格化的一類值，其中所述的不均勻是由於踏板的個體差異、老化等產生的，被自動補償。
文檔編號G10C3/00GK101794568SQ201010002100
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月11日 優先權日2009年1月9日
發明者池谷忠彥, 鈴木大祐, 駒野嶽志 申請人:山葉株式會社