CS238452B1

CS238452B1 - Sensor keyoard for polyphonic electronic musical instruments

Info

Publication number: CS238452B1
Application number: CS818498A
Authority: CS
Inventors: Jan Drexler
Original assignee: Jan Drexler
Priority date: 1981-11-19
Filing date: 1981-11-19
Publication date: 1985-11-13
Also published as: CS849881A1

Abstract

Senzorová klávesnice hudebního nástroje s možností ovlivňování amplitudových a spektrálních obálek tónů sestává ze tří oktávových výstupů připojených ke stínící folii desky s otvory, v nichž jsou uloženy stíněné vodiče. Vodiče jsou živými konci připojeny k vyleptaným měděným ploškám, ktere jsou pocínovány, povrchově zabroušeny a přelakovány ochranným nátěrem.Musical instrument sensor keyboard with the possibility to influence amplitude and spectral envelopes of tones consist of the three octave outputs connected to shielding foil of the plate with holes in which shielded wires are stored. The wires are connected to the etched ends by the live ends Copper pads that are tinned surface ground and overpainted protective coating.

Description

Senzorová klávesnice pro polyfonní elektronické hudební nástrojeSensor keyboard for polyphonic electronic musical instruments

Senzorová klávesnice hudebního nástroje s možností ovlivňování amplitudových a spektrálních obálek tónů sestává ze tří oktávových výstupů připojených ke stínící folii desky s otvory, v nichž jsou uloženy stíněné vodiče.The sensory keyboard of a musical instrument with the possibility of influencing amplitude and spectral tone envelopes consists of three octave outputs connected to the shielding foil of the plate with holes in which the shielded conductors are located.

Vodiče jsou živými konci připojeny k vyleptaným měděným ploškám, ktere jsou pocínovány, povrchově zabroušeny a přelakovány ochranným nátěrem.The conductors are connected via live ends to etched copper pads, which are tin-plated, ground-ground and painted with a protective coating.

238 45.2 (51) Int. Cl.*/238 45.2 Int. Cl. * /

G 10 C 3/12 cn ojG 10 C 3/12 cn

č>č>

Uj / 238. 452Uj / 238. 452

Vynález se týká senzorové klávesniee pro polyfonní elektronické hudební nástroje, která umožňuje ovlivňovat amplitudové a spekt rální obálky tónů jako nasazení, průběh, doznění a zabarvení během hry.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a sensor keyboard for polyphonic electronic musical instruments which allows to influence the amplitude and spectral envelopes of tones such as deployment, progression, fading and coloring during play.

Dosud známé klávesniee pro elektronické hudební nástroje obsahují obvykle elektromechanické kontaktní spínače, kterými se buá přímo nebo prostřednictvím elektronických spínacích obvodů či napě íově řízených útlumových členů připojují jednotlivé tónové signály na vnitřní sběrnice. Nevýhodou elektromechanických spínačů je malá provozní spolehlivost vzhledem k použití pohyblivých částí, nedostatečná odolnost vůči klimatickým vlivům prostředí, na kontakty nepříznivě působí prach, vlhkost a nečistoty, navíc u nich nastávají obtíže s odstraňováním tzv. kliksů - rušivý praskot či šum vznikající v důsledku zákmitových přechodových jevů ve spínačích.The prior art keyboards for electronic musical instruments usually comprise electromechanical contact switches, which either directly or via electronic switching circuits or voltage-controlled attenuators connect individual tone signals to the internal buses. The disadvantage of electromechanical switches is low operational reliability due to the use of moving parts, insufficient resistance to climatic influences of the environment, the contacts are adversely affected by dust, moisture and dirt, in addition they have difficulties with removing so-called cranks - disturbing cracking phenomena in switches.

Další známé klávesnice kombinují elektromechanické kontaktní spínače s elektronickými obvody - zpravidla s napětově řízenými útlumovými členy pro tvorbu amplitudových obálek tónů. Nevýhodou těchto řešení je složitost elektronických obvodů přímo souvisejí238 452 eích β klávesnicí, které musí obsahovat nejméně tolik napěťově řízených útlumových členů,, jako je kontaktů v klávesnici. Tato nevýhoda se projevuje sejména ve výrobní složitosti a cenové náročnosti klávesnic.Other known keyboards combine electromechanical contact switches with electronic circuits - typically with voltage-controlled attenuators to form amplitude tone envelopes. The disadvantage of these solutions is the complexity of the electronic circuitry directly related to the 383 452 β keyboard, which must include at least as many voltage-controlled attenuators as the keyboard contacts. This disadvantage is manifested in particular in the manufacturing complexity and cost-effectiveness of keyboards.

V zatím spíše výjimečných případech se u známých klávesnic pro elektronické hudební nástroje používá klasických senzorů nebo optických čidel, které po dotyku prstu hudebníka aktivují navazující vyhodnocovací a spínací obvody ovládající tpnové signály. Tato uspořádání klávesnic vyžadují kromě již zmíněných elektronických obvodů ještě složité vyhodnocovací systémy; proto se dosud u elektronických hudebních nástrojů ve větším měřítku neujala.In the rather rare cases of conventional keyboards for electronic musical instruments, classical sensors or optical sensors are used, which upon the touch of the musician's finger activate the subsequent evaluation and switching circuits controlling the tp signals. In addition to the electronic circuits already mentioned, these keyboard configurations also require complex evaluation systems; therefore, it has not yet taken on a larger scale electronic musical instruments.

K výše uvedeným nevýhodám dosud známých klávesnic pro hudební nástroje navíc přistupuje společná a podstatná nevýhoda spočívající v tom, že hudebník nemá možnost během hry pohotově a citlivě ovlivňovat nasazení, průběhy a doznívání tónů, ani jejieh spektrální složení. Pokud hudebník chce u dosud známých klávesnic tyto parametry ovlivnit, musí nejprve přerušit hru a pak složitě manipulovat s přepínači stop, rejstříků a časových průběhů tónů pokud je ovšem hudební nástroj vybaven elektronickými obvody pro ovlivňování amplitudových obálek.In addition to the above-mentioned disadvantages of the prior known keyboards for musical instruments, a common and substantial disadvantage is that the musician does not have the ability to readily and sensitively influence the deployment, waveforms and fading of the notes, or their spectral composition. If the musician wants to influence these parameters with the known keyboards, he must first interrupt the game and then complicate the manipulation of the stop switches, the registers and the timing of the tones if the musical instrument is equipped with electronic circuits for influencing amplitude envelopes.

Účelem tohoto vynálezu je odstranit uvedené nevýhody a nedostat ky známých klávesnic pro polyfonní elektronické hudební nástroje.The purpose of the present invention is to overcome these disadvantages and drawbacks of known keyboards for polyphonic electronic musical instruments.

Úkolem vynálezu je vytvořit senzorovou klávesnici, která umožňuje hudebníkovi prostřednictvím velikosti přítlaku a postavení prstů velmi citlivě a pohotově ovlivňovat nasazení, průběhy a doznívání, jakož i spektrální složení jednotlivých tónů či akordů v průběhu hry. Přitom má být dosaženo výrobní jednoduchosti, eenové nenáročnosti, provozní spolehlivosti, vysoké odolnosti klávesnice vůči klimatickým vlivům prostředí, jakož i náběh a ukončení tónůSUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sensor keyboard which allows the musician to very sensitively and readily influence the deployment, waveforms and reverberation, as well as the spectral composition of individual tones or chords during play, through the amount of down pressure and finger position. Simplicity of production, low-cost, operational reliability, high resistance of the keyboard to climatic influences, as well as rise and end tones should be achieved

-3bez tzv. kliksů-3without the clicks

238 452238 452

Podstata vynálezu spočívá v tom, že vždy tři oktávové výstupy číslicového systému ladění hudebního nástroje jeoů stíněnými vodiči připě^eny směrem ke spodní uzemněné stínící měděné fólii cuprexitové desky, jejímiž otvory jsou tyto stíněné vodiče izolovaně prostrčeny a živými konci připájeny popořadě k trojúhelníkové, první a druhé obdélníkové vyleptané měděné plošce, které dohromady tThe principle of the invention consists in that each of the three octave outputs of the digital tuning system of the musical instrument is shielded by the shielded conductors towards the lower grounded shielding copper foil of the cuprexite plate, through which openings the shielded conductors are insulated. the second rectangular etched copper pad, which together t

tvoří jednu ze senzorových kláves na horní straně euprexitové desky, přičemž všechny tyto plošky jsou pocínovány, povrchově zabroušeny a přelakovány ochranným nátěrem s barevně odlišenými ploškami a dotýkají se jich při hře prsty obou rukou hudebníka, kde levá ruka má navlečen prstýnek z kovu propojený krátkým ohebným kablíkem se vstupem zesilovače o vysoké impedanci, který je napájen z bateriového zdroje napětí a má na výstupu reproduktor.they form one of the sensor keys on the top of the euprexite plate, all of which are tinned, ground and varnished with color-coded patches and touched by the fingers of both musician's hands while the left hand has a metal ring interlocked with a short flexible A cable with a high impedance amplifier input that is powered by a battery power source and has a speaker output.

Podstatnou výhodou uspořádání podle vynálezu je, že hudebník nasazující své prsty na vrcholy trojúhelníkových plošek může sklápěním respektive velikostí přítlaku velmi citlivě a v celém rozsahu ovlivňovat intenzitu, t*-j. amplitudovou obálku tónů, příčným přesouváním prstů z trojúhelníkové plošky na obdélníkové nebo jejich kombinace pak pohotově uskutečňovat výběr jednotlivých oktáv nebo jejich kombinací a tím volit také zabarvení t,<j. spektrální obálku tónů běhěm hry.An essential advantage of the arrangement according to the invention is that the musician placing his fingers on the tops of the triangular faces can very sensitive and fully influence the intensity, i.e., by tilting respectively the amount of the downforce. the amplitude envelope of the tones, by laterally moving the fingers from the triangular surface to the rectangular surface or a combination thereof, then readily selects the individual octaves or their combinations and thereby also chooses the color t, <j. spectral envelope tones while playing the game.

Příkladné zapojení a mechanické provedení vynálezu je znázorněno na připojeném výkresu, kde jsou vždy tři oktávové výstupy 2» 2, číslicového systému ladění 4 stíněnými vodiči 2. přivedeny směrem ke spodní uzemněné měděné stínící fólii 8 euprexitové desky 2., jejímiž otvory 10, 11, 12 jsou stíněné vodiče 2» á» 2 izolovaně prostrčeny a živými konci připájeny popořadě počínaje nejnižší oktá238 452 vou k trojúhelníkové 15, první 14, a druhé 15, obdélníkové, vyleptané měděné pkšee, které dohromady tvoří jednu ae Bensorových kláves JH5 na horní straně cuprexitové desky 9, přičemž plošky 15, 14, 15 jsou pocínovány, povrchově zabroušeny a přelakovány ochranným nátěrem s barevně odlišenými ploškami 15, 14, 15 a dotýkají se jich při hře prsty obou rukou hudebníka, kde levá ruka má navlečen kovový prstýntk 17 propojený krátkým ohebným kablíkem 18 se zesilovačem 19 o vysoké vstupní impedanci, který má na výstupu reproduktor 20 a je napájen z bateriového zdroje 21.An exemplary wiring and mechanical embodiment of the invention is illustrated in the accompanying drawing, whereby each of the three octave outputs 2, 2, of the digital tuning system 4 by shielded conductors 2 are fed towards the lower grounded copper shielding film 8 of the euprexite plate 2. 12, the shielded conductors 2 ' and 2 ' are insulated through the solder ends and soldered respectively from the lowest octave to the triangular 15, the first 14, and the second 15, rectangular, etched copper pkshee, which together form one ae plates 9, wherein the flats 15, 14, 15 are tinned, ground ground and painted with color-coded flats 15, 14, 15 and are touched by the fingers of both musician's hands while the left hand has a metal ring 17 interconnected by a short flexible cable 18 with amplifier 19 of high input It has an impedance that has a loudspeaker 20 and is powered by a battery 21.

Tónové signály vždy tří oktáv z výstupů d., 2, 5, číslicového systému ladění procházejí stíněnými vodiči 5., 6, 7 na plošky 15, 14, senzorové klávesy té. Nasazením prstu hudebníka na vrchol trojúhelníkové plošky 15 a jeho sklápěním k desce 9 se mění velikost styčné plochy prstu s ploškou 15 a tím i kapacita přechodu ploška 15 - prst. V důsledku změny kapacity přechodu se mění také přenos nízkofrekvenčního napětí postupujícího z plošky 15 do prstu hudebníka a přes prstýnek 17, vodič 18 do zesilovače 19 s reproduktorem 20. Vhodným sklopením nebo změnou přítlaku prstů hudebníka lze jednoduše ovlivňovat intenzitu příslušných tónů v celém rozsahu. Periodickou změnou přítlaku prstu lze- také snadno a přitom citlivě vytvořit amplitudové vibráto.The three-octave tone signals from outputs d, 2, 5 of the digital tuning system pass through the shielded conductors 5, 6, 7 to the pads 15, 14 of the sensor key th. By attaching the musician's finger to the top of the triangular pad 15 and tilting it toward the plate 9, the size of the finger-pad contact area 15 and thus the transfer capacity of the pad 15-finger is changed. Due to the change in transition capacity, the transmission of the low-frequency voltage passing from the pad 15 to the musician's finger and through the ring 17, the conductor 18 to the amplifier 19 with the loudspeaker 20 also varies by appropriately lowering or varying the musician's finger pressure. By periodically changing the finger pressure, an amplitude vibrator can also be created easily and sensitively.

Příčným přesouváním prstů hudebníka na obdélníkové plošky 10, nebo na různé kombinace plošek 10, 1, 12 se dosáhne toho, že do prstů a posléze do zesilovače postupují tónové signály vybraných oktáv nebo kombinací, čímž se ovlivňuje spektrální složení, t.j. zabarvení tónů. Podle vynálezu tak prsty hudebníka výhodně nahrazují složité elektronické obvody jako jsou směšovače a přepínače sběrnic, napěicvě řízené útlumové členy a podobně.By translating the musician's fingers transversely to the rectangular faces 10, or to various combinations of the faces 10, 1, 12, the tone signals of the selected octaves or combinations are transmitted to the fingers and then to the amplifier, thereby affecting the spectral composition, i.e., the tone. Thus, according to the invention, the musician's fingers preferably replace complex electronic circuits such as bus mixers and switches, voltage controlled attenuators, and the like.

-r238 452-r238 452

K popisu vynálezu je zapotřebí doplnit, že vzhledem k vysoké vstupní impedanci asi 1 megaohm zesilovače 19 mají tóny hrané levou a pravou rukou při stejném postavení prstů na klávesnici prakticky shodné amplitudy. Díky této vysoké vstupní impedanci se také slyšitelně neprojevuje změna zabarvení tónů v závislosti na kapacitě přechodu ploška 1? - prst. Dále se ukazuje, že při bateriovém napájení ze zdroje 21 je odstup brumu v reprodukci dostatečný nejméně 38 dB. Přeslechy mezi sousedními senzory se neprojevují v důsledku použití stínící měděné fólie 8 a stíněných vodičů £, 6, 7. Může-li být hudební nástroj umístěn při hře na klíně hudebníka, lze místo prstýnku 17 a kablíku 18 využít dno nástroje z oboustraně plátované desky cuprexitu, jejíž vnitřní měděná fólie je uzemněná a vnější je vodivě propojena se vstupem zesilovače 22.» povrchově upravena lakováním, přičemž snímá hudební signály z klína hudebníka.To describe the invention, it should be added that due to the high input impedance of about 1 megaohm amplifier 19, the tones played by the left and right hands have practically equal amplitudes with the same finger position on the keyboard. Also, due to this high input impedance, there is no audible change in tone color depending on the transition capacity of flat 1? - finger. Furthermore, it is shown that with a battery power supply from the source 21, the hum spacing in the reproduction is at least 38 dB. Crosstalks between adjacent sensors do not occur due to the use of shielding copper foil 8 and shielded conductors 8, 6, 7. If a musical instrument can be placed while playing on the musician's lap, the bottom of the instrument can be used from the double-clad cuprexite plate wherein the inner copper foil is grounded and the outer copper is conductively connected to the inlet of the amplifier 22 by a varnished surface, sensing the music signals from the musician's lap.

Předmět vynálezu je možné využít u polyfonních elektronických hudebních nástrojů, jako jsou varhany nebo syntezátory, kde se požaduje možnost pohotového a citlivého ovlivňování amplitudových a spektrálních obálek tónů či akordů v průběhu hry. Předmět vynálezu je předurčen především pro takové typy uvedených hudebníh nástrojů, které jsou přenosné a mají bateriové napájení. Přesto je možné jeho použití i v elektronických hudebních nástrojích se sííovým napájením, ovšem za předpokladu důkladného elektrického i magnetického odstínění rozptylového pole sílového transformátoru a přívodů.The present invention is applicable to polyphonic electronic musical instruments, such as organs or synthesizers, where it is desired to readily and sensitively influence the amplitude and spectral envelopes of tones or chords during play. The present invention is predominantly intended for such types of said musical instruments that are portable and have battery power. Nevertheless, it is possible to use it also in electronic musical instruments with mains power supply, provided, however, a thorough electric and magnetic shielding of the scattering field of the power transformer and leads is provided.

Claims

Pre-invention

238 452

Sensor keyboard for polyphonic electronic musical instruments with the possibility of influencing amplitude and spectral envelopes tone, characterized by consisting of three octave outputs (1, 2, 3) of the digital tuning system (4), which are shielded conductors (5 »6,

7) connected to the bottom non-etched grounded copper shielding foil (8) of the cuprexite plate (9) »through whose holes (10,11,12) the shielded conductors (5, 6, 7) are pushed through insulated and soldered to the triangular surface (13) to the first and second rectangular etched copper pads (14, 15 >), which together form one of the sensor keys (16) on the top of the cuprexite plate (9) »wherein the slabs (13, 14, 15) are tin-plated ground and overcoated with protective paint with different coloring.