Titre : Pour claviers et assimilés, électriques et électroniques ; procédés et systèmes de modulation instantanée vers les vrais bémols et les vrais dièses, et pour changer de méthode d'accordement.
L'arrière-plan de l'invention :
Un instrument de musique à clavier est un instrument avec des tons et des demi-tons fixes. Il est fabriqué avec des générateurs de fréquence qui produisent des tons que l'on ne peut modifier instantanément (exemple : les cordes d'un piano). Cette situation présente deux désavantages : 1) ce type d'instruments est accordé avec des demi tons à 4,5 commas de leur ton de base plutôt qu'à 5 commas. 2) Il faut ré accorder l'instrument pour changer de méthode d'accordement. Description des problèmes : Premier problème : les demi-tons : La musique ouest-Européenne est faite de tons et de demi-tons. Les demi-tons sont le dièse et le bémol.
Le dièse consiste à augmenter la fréquence de 5 commas à partir du ton de base, et le bémol diminue la fréquence de 5 commas. Le comma étant la neuvième partie de la différence entre les fréquences de deux tons entiers qui se suivent, il y a donc 1 comma de différence entre un demi-ton dièse et son équivalent en bémol. Certains instruments permettent de produire des vrais dièses et des vrais bémols (les violons, les cuivres, la voix, etc.) mais d'autres possèdent un accordement fixe (claviers, guitare, etc.). Les demi-tons sur ces instruments sont fabriqués et/ou accordés à 4,5 commas du ton de base au lieu de 5.
Cela veut dire que chaque fois que l'on joue un demi-ton, on joue une fausse note (un demi-comma trop bas pour le dièse, trop haut pour le bémol) ! Deuxième problème : la méthode d'accordement : Les méthodes d'accordement ont vu le jour parce que les intervalles naturels ne s'accordent pas entre eux. Un intervalle additionné de 12 quintes, par exemple, ne produit pas le même intervalle additionné de 7 octaves ((3/2)<12>µ 129.7463379) <> (2<7>= 128). Chaque intervalle donne des résultats différents. Ce phénomène empêche un accordement universel, et quelle que soit la combinaison d'intervalles utilisée, cela sonne toujours faux quand on joue des gammes ou des accords. Au cours des siècles, ont été élaboré des dizaines de compromis, généralement basés sur les intervalles à la mode du moment.
Certaines personnes, tels Werckmeister, Rameau, Kirnberger et Valotti ont proposé plusieurs compromis. La méthode des quintes nous vient de Pythagore. Werckmeister mérite une mention supplémentaire parce qu'il a donné le nom de "Wohltemperiert" (bien tempéré) à l'un de ses compromis, alors que l'ensemble des préludes et fugues de son contemporain J.S.Bach portent le nom de "Das Wohltemperierte Klavier" ; de là à penser que Mr. Bach aurait aimé que l'on joue ses oeuvres sur un instrument accordé suivant cette méthode... La méthode la plus populaire à l'heure actuelle est celle du flottement proportionnel, où l'octave est divisé en 12 parties égales, ce compromis distribue la nuisance des intervalles qui sonnent faux, et permet déjouer tous les genres. Les orgues d'époque sont accordés suivant la méthode en vigueur du temps de leur fabrication.
D'autres instruments sont accordés suivant la musique à produire (exemple : ensemble baroque). Ce qu'on a déjà tenté pour solutionner ces problèmes :
Il est à noter que toutes les solutions mécaniques à ce jour se bornent à ajouter des touches supplémentaires accompagné de leurs générateurs de fréquence (cordes, pipes, etc.).
Solutions existantes pour les demi-tons :
Il existe des orgues en Allemagne à doubles touches noires (avec les pipes supplémentaires et un mécanisme plus élaboré pour la distribution du vent).
Il existe également des pianos dont les touches noires ont été doublées.
Praetorius (1571-1621) mentionne un clavecin à la cour allemande possédant 77 touches pour 4 octaves (=19 touches par octave).
Les anciennes partitions (pour des instruments à accordement fixe) ont été écrites dans des tonalités qui réduisent le nombre de bémols ou de dièses.
Solution existante pour les méthodes d'accordement :
AD.Fokker a fabriqué un orgue électronique qui possède un clavier à 12 touches par octave que l'on déplace au-dessus d'un autre clavier qui en possède 31 par octave. Ces 31 touches actionnent l'orgue accordé suivant la méthode des 31 tons de Christiaan Huygens.
En déplaçant le clavier à 12 touches par octave, on fait donc un choix de 12 tons parmi les 31 disponibles (par octave) sur l'orgue. (Cet instrument se trouve dans un musée.)
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Description :
Exposé de l'invention :
Application : tout instrument de musique ou assimilé, électrique ou électronique.
Keyboard, piano électrique, orgue électronique, synthétiseur, etc. : ce groupe comprend tous les instruments à base de générateurs de fréquence électroniques, y compris le système silencieux dont sont équipés certains pianos acoustiques, les logiciels d'ordinateurs et les appareils à fréquences pour l'aide à raccordement des instruments : L'idée consiste à ajouter des commandes à l'instrument qui permettent de modifier instantanément la fréquence, afin de produire des vrais dièses et des vrais bémols, ou pour l'adapter instantanément à une autre méthode d'accordement.
Ces commandes sont secondées par l'électronique ou la mécanique nécessaire pour modifier les fréquences.
Solution pour les demi-tons : L'exemple qui suit parle de commande par boutons pour un instrument de type piano électrique, keyboard, orgue électronique, etc.
Logiquement il faudrait prévoir un bouton par tonalité, mais pour réduire le nombre de boutons, l'on peut prévoir :
1) des boutons programmables 2) 7 boutons pour les bémols, et 7 pour les dièses, avec lesquels on sélectionne la signature exacte à la clé.
3) un bouton pour changer toutes les touches noires en bémol, et un autre pour les changer en dièse.
4) 3 boutons pour les bémols et 3 pour les dièses.
Le premier servirait à changer toutes les touches noires en bémol, respectivement en dièse (Fig.l, A et B), les autres (Fig.l, C,E,D et F) pour changer les 6<[iota]eme>et 7<[iota]eme>bémol, respectivement dièse. Remarques générales concernant la solution des boutons pour les demi-tons : Le fait d'enfoncer un bouton non activé désactive tous les autres boutons. Pousser sur un bouton déjà enfoncé désactive l'ensemble des boutons et tout l'instrument revient à raccordement des demi-tons à 4,5 commas de leur ton de base.
(De cette façon on peut accompagner des instruments qui ne produisent pas (encore) des vrais demi-tons.)
Les boutons peuvent être remplacés par tout autre dispositif de commande tel la pédale, le menu sur écran, un logiciel reconnaissant la tonalité, etc...
Une unité centrale distribuera les instructions aux variateurs, ou assimilés, pour la fréquence à produire.
Solution pour les méthodes d'accordement : une série de boutons (ou tout autre système de commande), permet de sélectionner une méthode d'accordement. Il revient au fabricant de l'instrument de programmer les fréquences nécessaires pour proposer une sélection de méthodes d'accordement parmi lesquelles le musicien peut faire son choix.
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Solution pour les demi-tons et les méthodes d'accordement sur les ordinateurs, et dans les logiciels et programmations pour reproduction de la musique :
Les logiciels pour l'écriture de la musique sur ordinateur et assimilés, reproduisent les partitions avec des demi-tons à 4,5 commas du ton de base, la méthode d'accordement étant celle du flottement proportionnel comme utilisé sur les instruments à clavier.
Il suffit de programmer les fréquences des demi-tons pour qu'ils produisent des vrais bémols et des vrais dièses quand ils se présentent dans la partition ou dans la tonalité, et de programmer un choix de méthodes d'accordement parmi lesquels l'utilisateur sélectionne celle qu'il préfère pour reproduire la partition.
Ce choix peut être préprogrammé dans la partition.
Solution pour les méthodes d'accordement sur les appareils électroniques servant à accorder les instruments de musique :
Ces appareils peuvent être programmés avec un choix de méthodes d'accordement par la modification des fréquences. L'utilisateur choisira via un menu, des boutons, etc. On peut aussi envisager la possibilité de choisir des vrais dièses ou des vrais bémols, si cela s'avère utile pour accorder un instrument.
Title: For keyboards and the like, electrical and electronic; methods and systems of instantaneous modulation to true flats and true sharps, and to change the tuning method.
The background of the invention:
A keyboard musical instrument is an instrument with fixed tones and semitones. It is made with frequency generators that produce tones that can not be changed instantly (eg the strings of a piano). This situation has two disadvantages: 1) this type of instrument is tuned with half tones at 4.5 commas of their basic tone rather than 5 commas. 2) The instrument must be tuned to change the tuning method. Description of the problems: First problem: semitones: West European music is made of tones and semitones. The semitones are the sharp and the flat.
The sharp is to increase the frequency of 5 commas from the basic tone, and the downside decreases the frequency of 5 commas. The comma being the ninth part of the difference between the frequencies of two whole tones that follow each other, there is therefore 1 comma difference between a half-tone sharp and its equivalent in flat. Some instruments produce true shards and true flats (violins, brass, voice, etc.) but others have a fixed tuning (keyboards, guitar, etc.). The semitones on these instruments are made and / or tuned at 4.5 basic tone instead of 5.
This means that every time we play a semitone, we play a wrong note (half a comma too low for the sharp, too high for the flat)! Second problem: the tuning method: The tuning methods came into being because the natural intervals do not agree with each other. A range of 12 fifths, for example, does not produce the same interval plus 7 octaves ((3/2) <12> μ 129.7463379) <> (2 <7> = 128). Each interval gives different results. This phenomenon prevents universal tuning, and whatever combination of intervals is used, it always sounds wrong when playing scales or chords. Over the centuries, dozens of compromises have been developed, usually based on the fashionable intervals of the moment.
Some people, such as Werckmeister, Rameau, Kirnberger and Valotti have proposed several compromises. The fifths method comes from Pythagoras. Werckmeister deserves an additional mention because he gave the name of "Wohltemperiert" (well tempered) to one of his compromises, while all the preludes and fugues of his contemporary JSBach bear the name of "Das Wohltemperierte Klavier "; from there to think that Mr. Bach would have liked his works to be played on an instrument accorded by this method ... The most popular method at the moment is that of proportional floatation, where the octave is divided into 12 equal parts, this compromise distributes the nuisance of intervals that sound wrong, and allows to foil all genres. The organs of the period are granted according to the method in force of the time of their manufacture.
Other instruments are tuned according to the music to be produced (example: Baroque ensemble). What we have already tried to solve these problems:
It should be noted that all mechanical solutions to date are limited to add additional keys accompanied by their frequency generators (strings, pipes, etc.).
Existing solutions for semitones:
There are organs in Germany with double black keys (with extra pipes and a more elaborate mechanism for wind distribution).
There are also pianos whose black keys have been doubled.
Praetorius (1571-1621) mentions a harpsichord at the German court with 77 keys for 4 octaves (= 19 keys per octave).
Old partitions (for fixed-tuned instruments) have been written in tones that reduce the number of flats or sharps.
Existing solution for tuning methods:
AD.Fokker has crafted an electronic organ that has a 12-key-per-octave keyboard that is moved over another 31-octave keyboard. These 31 keys operate the organ tuned according to Christiaan Huygens' 31-tone method.
By moving the keyboard 12 keys per octave, it makes a choice of 12 tones among the 31 available (by octave) on the organ. (This instrument is in a museum.)
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Description:
Presentation of the invention
Application: any musical instrument or similar, electrical or electronic.
Keyboard, electric piano, electronic organ, synthesizer, etc. : This group includes all electronic frequency generator based instruments, including the silent system of certain acoustic pianos, computer software and frequency devices for instrument connection assistance: The idea consists of: to add commands to the instrument that can instantly change the frequency, to produce true sharps and true flats, or to instantly adapt to another method of tuning.
These commands are supported by the electronics or mechanics needed to modify the frequencies.
Solution for the semitones: The following example speaks of command by buttons for an instrument of the type electric piano, keyboard, electronic organ, etc.
Logically one should provide a button by tone, but to reduce the number of buttons, we can provide:
1) programmable buttons 2) 7 buttons for flats, and 7 for sharps, with which you select the exact signature with the key.
3) a button to change all black keys in flat, and another to change them to sharp.
4) 3 buttons for flats and 3 for sharps.
The first one would be used to change all the black keys in flat, respectively in sharp (Fig.l, A and B), the others (Fig.l, C, E, D and F) to change the 6 <[iota] eme> and 7 <[iota] eme> B flat, respectively sharp. General notes on the solution of buttons for semitones: Pressing a non-activated button disables all other buttons. Pushing a button already pressed disables all buttons and the entire instrument returns to connect semitones to 4.5 commas of their basic tone.
(In this way we can accompany instruments that do not produce (yet) real half-tones.)
The buttons can be replaced by any other control device such as the pedal, the on-screen menu, software recognizing the tone, etc ...
A central unit will distribute the instructions to the drives, or the like, for the frequency to be produced.
Solution for tuning methods: A series of buttons (or any other control system), allows you to select a tuning method. It is up to the instrument manufacturer to program the frequencies necessary to provide a selection of tuning methods from which the musician can make his choice.
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Solution for semitones and tuning methods on computers, and in software and programming for music reproduction:
Software for writing music on computer and similar, reproduce partitions with semitones at 4.5 basic tone, the tuning method is that of proportional floating as used on keyboard instruments.
Simply program the semitone frequencies to produce true flat keys and sharps when they appear in the score or tone, and to program a choice of tuning methods from which the user selects the one he prefers to reproduce the score.
This choice can be preprogrammed in the score.
Solution for tuning methods on electronic devices for tuning musical instruments:
These devices can be programmed with a choice of tuning methods by changing frequencies. The user will choose via a menu, buttons, etc. One can also consider the possibility of choosing true sharps or true flats, if it is useful to grant an instrument.