CN111492423B - 用于创作乐谱的键盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及适合于失明用户的用于创作乐谱的键盘(10)，特征在于：‑输入模块(12)，其可连接到远程计算机并设置有分成多组键的多个键，其中第一组键(30)被配置成通过五线谱来产生表示音符的音高的信号，其中改进包括确保触觉反馈的凸出的线，以及第二组键(40)被配置成产生表示音符的持续时间的信号；‑控制单元(150)，其被配置为将按下的键的序列转换成将被发送到远程计算机的相应信号，所述信号根据可以在计算机上表示的音乐符号元素是可解释的。

Description

用于创作乐谱的键盘

技术领域

本发明涉及用于创作乐谱的键盘，其目的是简化数字乐谱创作的过程。它的独特的特征使本发明变得也适合于失明用户。

背景技术

众所周知，计算机系统通常由连接到为人提供合适接口的不同输入和输出设备的中央计算单元构成。用户接口的目的是使人能够以自然方式与计算机进行交互。因此，该系统的各种输入/输出设备涉及双向过程：将人类语言转换成机器指令以完成期望任务，其结果然后用反向翻译过程对人变得可理解。

音乐符号是适用于全世界音乐创作的一组规则，因为几个世纪以来，它已经在公认的符号系统中被标准化。存在其他音乐创作系统，然而其使用被限制到不涉及本发明的上下文的特定领域(奏法记谱法、电子音乐、当代音乐、东方音乐等)。

古典音乐符号像任何其他创作系统一样使用以传达有意义的内容的形式排列的一组图形符号。与需要几十种符号的、通常用经典的QWERTY键盘或类似物可表示的西方口头语言的符号学比较，采用图形形式的音乐的抄录需要极其多层面和明确表达(articulated)的一组元素来用于表示声音，由于事件的复杂性、多样性和多重性，这是可容易理解的。然而，在音乐属性的所有类别当中，在语义相关性方面占优势的有两种：一种指示声音的精确“音高”，以及一种表示它的“持续时间”。这两种声音特征在音乐符号中都同时用单个符号——“音符”来表示。

与字母表(其中每个字素通常与一个音素相关联)的单独字母不同，音符具有指示声音的“持续时间”以及同时也指示它的“音高”的复合含义。持续时间由所使用的图形符号表示，以及音高由它在被称为五线谱的一组五条水平线内的放置给出。五线谱表示在音乐中使用的所有声音的从低音到尖音音域变动的有限范围。

除了这一基本的作曲规则以外，音乐符号还包括许多其他符号以描述一首乐曲的复杂结构的各种元素，一些符号具有数学上的精确性，其它符号具有足够的近似性。

从这个假设开始，用于实现计算机辅助音乐创作的有效输入接口的设计原则的重要性是清楚的。

在目前技术水平下，主要的音乐符号软件提供了各种输入方法，用户可以从这些输入方法当中选择优选的一种。这些方法分为三个类别，每一类别涉及特定输入设备的使用：

1.鼠标，其在屏幕上模拟在乐谱表上的传统笔迹。

2.QWERTY键盘，其单独键或键的组合对应于特定的音乐符号，该音乐符号可以根据由软件通过使用专用菜单和对话框暴露的当前设置配置而变化。

3.MIDI(乐器数字接口)输入设备，其符合电子乐器的标准通信协议，该电子乐器特别是为乐谱的自动演奏而设计的。每个音符的音高和持续时间以及关于正确演奏的几个其他信息构成协议消息的内容的一部分。

基于上述书面考虑，很清楚，目前借助于计算机为音乐创作提供的方法通常既不是最佳的，也不是完全可使用的，特别是对于失明用户。

上面描述的三种类别的输入设备对用户而言意味着在对于盲人来说是不容许的交互过程中对由计算机屏幕提供(在第一种情况下连续地，在其它两种情况下有时但仍然频繁地)的视觉反馈的依赖性。

在对适合于盲人的输入方法的研究期间，如由几个音乐创作程序所提供的，发现在目前技术水平下，这些工具对于非残疾用户也缺乏有效性和易用性。一般来说，用户接口的功能实际上应该是将人机交互(human interaction)的能力扩展到以最自然的方式使用计算机设备，其出于手边的目的而转换为模拟散页乐曲的手动创作的能力。

上面描述的第一类别的设备无疑最接近于人机交互(human interaction)模型，然而其在一般情况下是棘手的且不舒服的，以及是盲人完全不可使用的。其它两个类别由完全脱离直接在五线谱上书写的人类体验的设备来介导。

最近，通过使用配备有触摸屏的设备以最佳方式来再现在五线谱上书写的体验，然而除了复杂和昂贵的设备之外，它们对于盲人是完全无用的。此外，关于盲学仪器——其为设计成克服具有视力缺损(失明的和在视力上受损的)的人的问题的工具，还应当指出，现在标准计算机键盘的使用正在克服“布莱叶点字(braille)”输入设备的使用。

在这个上下文中，关于对盲人的可用性，发明人的研究强调，大多数解决方案——软件和硬件——采用可用特征的分级和分类组织，其为了期望功能的选择而转换到几个菜单、子菜单和窗口的导航中，导致常常对盲人不可能遵循的复杂的多步骤过程。

在背景技术中，没有可以由盲人音乐家使用来直接在五线谱上抄录音符的输入设备。

发明概述

本发明的目的是提供一种用于通过使用新的硬件设备来编辑乐谱的、适用于信息系统的输入方法，该硬件设备与预先存在的音乐符号软件或特别实现的新音乐符号软件集成在一起。

另一个目标在于针对盲人改进这些软件的可访问性特征，并且作为它的易用性和简单性的结果，使它成为通常也适用于专业音乐家——无论是否是残疾的——的工具。

这些和其他目的尤其是由用于创作乐谱的键盘来实现，该键盘包括：

-输入模块，其设置有被分成多组键的多个键，其中第一组键被配置成通过五线谱来产生表示音符的音高的信号，其中改进包括确保触觉反馈的凸出的(in relief)线，以及第二组键被配置成产生表示音符的持续时间的信号；

-控制单元，其被配置为将按下的键的序列转换成待发送到远程计算机的相应信号，所述信号根据可以在计算机上表示的音乐符号元素是可解释的。

优选地，信号的传输应该是顺序的，意味着在按下的键和相应信号之间的直接关系。

这种解决方案的优点之一是提供专用于输入单个音乐符号的一组键，这些键按类别被物理地分组也构成触觉系统。

被设想为满足盲学需要以便保证在社会和文化活动中的高程度的融合的这个系统由于它在一般情况下也具有简单和即时的交互模型而提供实用和有效的工具。

根据本发明，属于第一组键的键被分成键的第一子集和键的第二子集，键的第一子集表示通过触摸可识别的三维形状的五线谱的五条线，键的第二子集表示在五线谱的线之间包括的空间，所述键是凸出的。

这个结合了键的每个子集的适当地多样化的尺寸以及键相对于键保持平面的水平的、沿着Z轴的、也多样化的突出的键布置产生五线谱的三维图形。这个三维形状对于失明用户通过触觉感知在五线谱上定向是必不可少的。

这种解决方案的优点之一在于下面的事实：凸起的键的交替为可以与设备进行交互的失明和非失明用户都提供触觉反馈，而不需要手指在键盘上的位置的视觉反馈。

键盘的第二组的所有其他键连同控制单元一起具有关于由在三维上表示五线谱的第一组键生成的音高信号的互补功能。它们的使用与音符的持续时间的定义特别有关，但也扩展到编辑和音乐创作的管理等的一般目的。

五线谱的三维形状可以被认为是新的，因为它不被包括在背景技术中：在五线谱的表示被提供的输入设备的罕见情况下，五线谱的表示总是作为二维类型，即为了用户的视觉引导的目的而被绘制在键盘上，视力缺失用户因此被排除。本发明的其他特征可以从描述本发明的特定实现细节的相关权利要求得到。

附图的简要说明

借助于在附表中所示的附图，在阅读了作为非限制性例子提供的以下描述后，本发明的另外的特征和优点将是清楚的，其中：

图1在透视图中示出了根据本发明的实施例的用于创作乐谱的键盘；

图2示出了图1的键盘的俯视图；

图3示出了根据Y轴的键盘部分的侧视图；

图4示出了图3的放大的细节；

图5示出了本发明的键盘的使用的第一个例子；

图6示出了本发明的键盘的使用的第二个例子。

实施方式的描述

现在将最初参考图1、图2、图3和图4，在本发明落在可以连接到计算机的输入设备(例如QWERTY键盘)的一般类别的前提下描述本发明。

本发明特别是涉及专用于在信息系统中输入对创建乐谱有用的所有信息内容的硬件，所述硬件以键盘10的形式被配置。

键盘10特征在于存在凸出的第一组键30和第二组键40，第一组键30表示五线谱并且压力敏感的，第二组键40用于输入基本音乐创作所需的信息，特别是但不仅仅用于音符的持续时间或休止符的持续时间的输入。

键盘10优选地可与软件一起使用，该软件被设计成对通过键盘10传输到计算机的输入执行适当转换，以用于在目前技术水平下存在的主要音乐符号软件。

如前面所指示的，键盘10特征在于存在凸出的、压力敏感的五线谱和允许音乐符号的其他元素的输入的另一系列键。

优选地但不排他地，键盘10(图1和2)可以具有每条边大约15cm的正方形。

键盘10在表面上具有对压力敏感的五线谱，其具有触觉反馈并且以适合于由指尖激活的方式被定制尺寸。

特别是，属于第一组键30的表示五线谱的键又被分成形成表示五线谱的线的第一子组的键30'和形成表示在五线谱的线之间的空间的第二子组的键30”。

第一组键30沿着Y轴对齐。特别是，第一组30的键中心沿着Y轴对齐是优选的。图2所示的X轴垂直于Y轴。

优选地，在键30'之间的根据Y轴的距离适合于促进通过触摸来将它们识别为表示五线谱的线。

此外，在键30'之间的根据Y轴的该距离适合于容纳(host)用于表示五线谱的空间的键是优选的。

键30'与键30”交替。特别是，在两个键30'之间包括、优选地直接包括键30”。优选地，键的第一子组由五个第一键组成，这五个第一键都具有平行于轴(X)的相同宽度、平行于轴(Y)的相同高度以及平行于轴(Z)的相同突出；优选地，键30”的第二子集由四个第二键组成，这四个第二键都具有平行于轴(X)的相同宽度、平行于轴(Y)的相同高度以及平行于轴(Z)的相同突出。

键30'具有大于30”的按钮宽度的平行于X轴的宽度。优选地，键30'的宽度是30”的按钮宽度的至少两倍。

此外，优选的是键30'具有低于键30”的高度的平行于Y轴的高度。优选地，键30”的高度是键30'的高度的至少两倍。

优选地，键30'具有大于键30”的突出的平行于轴(Z)的突出，并且这种突出100适合于促进通过对键30'的触摸来识别为表示五线谱线。

沿着键(30')和(41)的Z维度的突出部应该相对于设备的表面优选地足够大以通过触摸可感知；

沿着键(30')和(41)的Z维度的突出部应该优选地大于沿着键(30”)和(42)的同一Z轴的高度，并且足以保证按下键(30')和(41)将不导致键(30”)和(42)的意外按下；

优选地，第一组键30还包括键的另外两个子组32、34。

子组32布置在键的第一子集30'和键的第二子集30”上方。

键子组34布置在键的第一子集30'和键的第二子集30”下方。

优选地，键子组32和键子组34每个由五个键组成，其中两个键41具有相同的尺寸，以及另外三个键42具有相同的尺寸，但不同于键41。

键41表示五线谱的加线，并用于插入布置在五线谱的附加线上的音符。键42用于在五线谱的附加空间中插入音符。

优选地，根据Y轴的在键41之间的距离适合于促进通过触摸来将它们识别为表示五线谱的“加线”。

此外，优选地，根据Y轴的在键41之间的该距离适合于容纳用于表示五线谱的“加间(ledger spaces)”的键。

优选地，键41具有大于键42的突出的平行于轴(Z)的突出，以通过触摸将它们识别为五线谱的加线。

键41具有大于键42的宽度的沿X轴的宽度。此外，键41具有比键30'和键30”的宽度小的宽度。优选地，键41具有等于键30'的高度的沿着Y轴的高度。优选地，键41具有比在键42处的更低的高度。键42优选地具有等于键30”的高度的高度。

优选地但不排他地，组30的键实质上具有平行六面体的形状。可选地，键30'和键41实质上具有三棱柱的形状，以及键30'和键42实质上具有优选地具有方形底座的平行六面体的形状。优选地，当键30'和键41实质上具有三棱柱的形状时，上边缘是倾斜的，上边缘是平行于X轴延伸的边缘，并且意欲与用户的一个或多个手指接触。

优选地但不排他地，组40的键实质上具有优选地具有方形底座的平行六面体的形状。

模块12还呈现专用于按分类顺序分组的音乐创作元素的主要输入的一系列键以及用于选择五线谱的适当音域的谱号的选择器20，其优选地为滑块。

该滑块产生相对于谱号对信息编码的信号，这对于从音高方面解释由组30的任何键产生的信号是必要的。

在使用中的谱号由滑块20的位置确定；将滑块移动到固定梯级之一为失明用户产生触觉反馈。

无论如何，滑块功能可以在键盘管理软件中实现。

特别地，鉴于您想要输入相同持续时间的一个休止符而不是音符值，您可以使用键50，其作为一种退格起作用并且在必要时用于在相同持续时间的休止符中变换刚刚输入的音符，如由在用于选择音符的持续时间的键组40的列的右侧上的图形符号的对应所指出的。优选地，键50被布置在组40的顶部按钮旁边并与组40的顶部按钮对齐。这个位置是方便的，因为一般非常经常地使用的键50，它是容易识别的。

键60用于将改变应用于音符，即对键+和-的按压分别对刚刚输入的音符增加或减少半音，根据它操作于的音调背景自动添加升调、降调或本位音的变更的符号。

键盘10配备有用于连接到计算机(为简单起见而未示出)的USB 14输出。

将键盘10连接到计算机的其他形式可以与无线技术相关。

键盘10还包括控制单元150。优选地，控制单元适于将矩阵电路的中断变换成待发送到分离的计算机设备的信号。可选地，键盘10还包括适合于存储数据的存储模块160。优选地，存储模块160与控制单元150相关联。键盘10优选地可与安装在使用中的计算机上的软件一起使用，使键盘本身变得与当前可供在计算机上的音乐创作使用的主要程序兼容。与键盘10一起使用的这个软件优选地是宏记录器，其特别为命令序列的自动化而设计。该软件可以与专用于音乐符号的另一软件交互作用，该另一软件例如是那些免费的或市场上可买到的软件，例如Sibelius、MuseScore或Finale。

关于内部操作系统，键盘10基本上像QWERTY键盘或类似物一样起作用：单个键和选择器滑块的定位都表示设置为在电路矩阵的某一点处闭合/断开电路的开关。在矩阵上的开关的配置确定发送到内部控制单元150的微处理器的信号，用于当前按下的键的编码和通过USB与PC的通信。

与本发明相关的特定软件将按下的键解释为在使用中的符号程序上获得音乐符号的期望元素所必需的PC键盘快捷键。

在键盘10上操作的键选择器20应该被首先使用。特别是，键选择器20用于决定在尖音、低音和各种中间级别之间的音域，在该音域内对组30的键的按压呈现出各自不同的特定含义以发送到PC来指示音符的高度。

一旦用来创作音乐符号的谱号被选择，开始创作乐谱本身就是可能的。

自然地，每当需要为另一个乐器记录符号时，键选择器20可以从一个位置移动到下一个位置：例如，创作适合于小提琴或属于高音域的其他乐器的乐谱，开关20可以设置在高音谱号上以连续地输入附加音符，而不必将选择器20的操作杆移动得更远。如果然后例如需要输入针对低音提琴或针对声音的低音范围的其他乐器的符号，选择器20可以设置在低音键(在图2中的底部处的最后一个键)上，且然后用户可以继续创作音符。选择器20的其他位置用于将从组30产生的信号设置到中间音域中。

例子1

图5示出了本发明的键盘的第一使用情况。

一旦选择了输入音符的期望键(图5中的阶段O，被设置在高音谱号中)，就可能继续进行以例如插入具有4/4的持续时间的Sol(在Anglo-Saxon科学符号的G4)。

用户按下在组30中的对应于在五线谱中的音符的期望位移的键。在所示例子中，G4音符被写在五线谱的第二条线上，且因此该键(其是在键30'的子组中的键)必须被按下(图5中的阶段A)。

紧接着之后，用户可以按下键组40中的与4/4的持续时间相对应的键用于选择在五线谱中的音符的持续时间(图5中的阶段B)。

此键也可作为数据验证键起作用，以便加快数据写入操作。

此时，键盘10将该数据发送到安装在计算机中的专用软件。专用软件处理接收到的数据，并以重要的形式将它们发送到在同一计算机上使用的乐谱软件，其将直接书写音符G4。

在这个例子1中，如果选择器在阶段O被设置在键低(最后一个较低的位置)而不是小提琴(在顶部处的第一个位置，如在图2中的)上，则在例子1的第一部分中报告的相同的过程且特别是对在图2中指示的与阶段A相同的键的按压将作为最终结果使音符B2写出。

然而，代替音符的持续时间，您想要插入相同持续时间的暂停，键50被使用，如前所述，键50用于在必要时在与音符的持续时间选择键列的右侧指示的持续时间相同的持续时间的暂停中变换刚刚输入的音符。

例子2

图6示出了本发明的键盘的第二使用情况。

关于变更，假设用户想要在高音谱号中插入持续时间2/4的F升调(F#4)，或者假设键选择器已经在高音谱号的位置上(图6中的阶段O)。

然后在键组30中按下对应于F4的键，用于移动在五线谱中的音符。在所示的例子中，F4被写在五线谱的第一线和第二线之间的空间中，且然后相应的键(其是在键30”的子组中的键)必须被按下(图6中的阶段A)。

紧接着之后，用户按下在键组40中的对应于2/4的持续时间的键，用于选择在五线谱中的音符的持续时间(图6中的阶段B)。

为了应用变更，如上面所指示的，在组60的两个键之间按下适当的键，即+和-键的按压分别对刚刚输入的音符值增加或减少半音，自动添加变更的符号。在这种情况下，应该按下由+符号所指示的键，这将产生将F4变换成F#4的最终结果(图6中的阶段C)。

通常，使用本发明的键盘10类似于文本写作：在一些写作操作之后，用户检查所生成的内容。然而，考虑到音乐创作的复杂性以及还有编辑和纠正可能错误的复杂性，与对写文本进行的检查的频率相比，推荐更高频率的检查。内容验证可以通过在屏幕上的视觉反馈或针对失明用户，听乐谱回放来完成。

一般来说，本发明的键盘10仍然提供被配置成将键击转换成将被发送到远程计算机的相应信号的控制单元150，所述信号可由安装在计算机中的专用软件从在计算机上可表示的音乐符号的元素方面解释。

一系列键击可以由顺序地按下的一个或更多个键组成。

显然，修改和改进可以应用于如上所述的本发明，由偶然的或特定的动机指示，而不偏离如下面主张的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于创作乐谱的键盘(10)，包括：

-输入模块(12)，其能够连接到远程计算机并设置有分成多组键的多个键，其中

第一组键(30)被配置成在五线谱中产生表示音符的音高的信号，以及

第二组键(40)被配置成产生表示所述音符的持续时间的信号；

-控制单元(150)，其被配置为将按下的键的序列转换成将被发送到远程计算机的相应信号，所述信号根据能够在计算机上表示的音乐符号元素是可解释的；其中，属于所述第一组键(30)的键是凸出的，沿着第一轴(Y)对齐，并且被分成键的第一子集(30')和键的第二子集(30”)，该键的第一子集(30')表示通过触摸可识别的三维形状的所述五线谱的五条线，该键的第二子集(30”)表示在所述五线谱的线之间包括的空间；

其中，所述键的第一子集(30')的键与所述键的第二子集(30”)的键交替；

其中，所述键的第一子集(30')包括五个第一键或由五个第一键组成，所有第一键都具有平行于第二轴(X)的相同宽度、平行于所述第一轴(Y)的相同高度以及平行于第三轴(Z)的相同突出；其中，所述键的第二子集(30”)包括四个第二键或由四个第二键组成，所有第二键都具有平行于所述第二轴(X)的相同宽度、平行于所述第一轴(Y)的相同高度和平行于所述第三轴(Z)的相同突出；以及其中，所述第一键(30')具有相对于所述第二键(30”)的宽度更大的平行于所述第二轴(X)的宽度。

2.根据权利要求1所述的键盘(10)，其中，所述第一键(30')具有相对于所述第二键(30”)的高度更低的平行于所述第一轴(Y)的高度。

3.根据权利要求2所述的键盘(10)，其中，所述第一键(30')具有相对于所述第二键(30”)的突出更大的平行于所述第三轴(Z)的突出。

4.根据权利要求1、2或3所述的键盘(10)，其中，提供了键的第三子集(32)和键的第四子集(34)，

其中，所述键的第三子集(32)布置在所述键的第一子集(30')和所述键的第二子集(30”)上方；

其中，所述键的第四子集(34)布置在所述键的第一子集(30')和所述键的第二子集(30”)下方。

5.根据权利要求4所述的键盘(10)，其中，所述键的第三子集(32)和所述键的第四子集(34)各自包括两个第三键(41)和三个第四键(42)，所有第三键都具有平行于所述第二轴(X)的相同宽度、平行于所述第一轴(Y)的相同高度以及平行于所述第三轴(Z)的相同突出，所有第四键都具有平行于所述第二轴(X)的相同宽度、平行于所述第一轴(Y)的相同高度以及平行于所述第三轴(Z)的相同突出。

6.根据权利要求5所述的键盘(10)，其中，所述第三键(41)具有平行于所述第一轴(Y)的高度，该高度低于所述第四键(42)的平行于所述第一轴(Y)的高度；其中，所述第三键(41)具有平行于所述第二轴(X)的宽度，该宽度大于所述第四键(42)的平行于所述第二轴(X)的宽度。

7.根据权利要求6所述的键盘(10)，其中，所述第三键(41)具有大于所述第四键(42)的突出的、平行于所述第三轴(Z)的突出。

8.根据权利要求7所述的键盘(10)，其中，所述第三键(41)具有平行于所述第二轴(X)的宽度，该宽度低于所述第一键(30')的、平行于所述第二轴(X)的宽度。

9.根据权利要求1-3和5-8中的任一项所述的键盘(10)，其中，提供了能够用于选择期望音乐谱号的滑块(20)。

10.根据权利要求4所述的键盘(10)，其中，提供了能够用于选择期望音乐谱号的滑块(20)。