DE102016110751A1

DE102016110751A1 - Schlaginstrument und Verfahren zur Erfassung einer Anschlagposition eines Schlaginstruments

Info

Publication number: DE102016110751A1
Application number: DE102016110751.4A
Authority: DE
Inventors: Dennis Pelz
Original assignee: GEWA music GmbH
Current assignee: GEWA music GmbH
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2017-12-14
Anticipated expiration: 2036-06-11
Also published as: US20170358286A1; US9842579B1; DE102016110751B4

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Schlaginstrument (10a; 10b), insbesondere einem elektronischen Schlaginstrument, mit zumindest einem Hauptanschlagelement (12a; 12b), welches wenigstens eine Hauptanschlagfläche (14a; 14b) aufweist, und mit einer Positionserfassungseinheit (16a; 16b), welche zumindest dazu vorgesehen ist, eine Anschlagposition (18a, 20a) der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) zu erfassen. Es wird vorgeschlagen, dass die Positionserfassungseinheit (16a; 16b) zumindest zwei Positionserfassungselemente (22a, 24a; 22b, 24b) aufweist, welche zumindest bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) dezentral bezüglich der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) angeordnet sind.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Schlaginstrument nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie von einem Verfahren zur Erfassung einer Anschlagposition eines Schlaginstruments nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
Aus der US 5,920,026 A ist ein elektronisches Schlaginstrument bekannt, mit einem Schlagfell, welches eine Hauptanschlagfläche aufweist, und mit einer Positionserfassungseinheit, welche dazu vorgesehen ist, eine Anschlagposition der Hauptanschlagfläche zu erfassen, wobei eine Erfassung der Anschlagposition zumindest mittels eines zentral angeordneten, als Felltrigger ausgebildeten Positionserfassungselements erfolgt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein gattungsgemäßes Schlaginstrument mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Positionserfassung bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 16 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Schlaginstrument, insbesondere einem elektronischen Schlaginstrument, mit zumindest einem, vorteilhaft genau einem, Hauptanschlagelement, welches wenigstens eine, vorteilhaft genau eine, Hauptanschlagfläche aufweist, und mit einer Positionserfassungseinheit, welche zumindest dazu vorgesehen ist, insbesondere bei einem Anschlagvorgang des Hauptanschlagelements und insbesondere der Hauptanschlagfläche, eine Anschlagposition der Hauptanschlagfläche, insbesondere mittels einer Hand und/oder vorteilhaft eines Schlagelements, wie beispielsweise einem Drumsticks, zu erfassen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Positionserfassungseinheit, insbesondere zur Erfassung der Anschlagposition, zumindest zwei Positionserfassungselemente aufweist, welche zumindest bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche, insbesondere jeweils, dezentral bezüglich der Hauptanschlagfläche angeordnet sind. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Das Schlaginstrument kann dabei als beliebiges, insbesondere idiophones Schlaginstrument und/oder vorteilhaft membranophones Schlaginstrument, ausgebildet sein, wie beispielsweise als Becken, als Pauke und/oder bevorzugt als Trommel, insbesondere als Schlagtrommel. Insbesondere kann das Schlaginstrument dabei auch als, insbesondere herkömmliches, akustisches Schlaginstrument ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Schlaginstrument jedoch als elektronisches Schlaginstrument und besonders bevorzugt als elektronische Trommel ausgebildet. Ferner soll unter einem „Hauptanschlagelement“ insbesondere ein, vorteilhaft flächiges und bevorzugt als Schlagfell ausgebildetes, Element verstanden werden, welches in einem normalen Anwendungszustand dazu vorgesehen ist, von einem Benutzer betätigt und/oder angeschlagen zu werden. Bevorzugt ist das Hauptanschlagelement dabei als Gewebe und/oder Membran ausgebildet und besteht insbesondere zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus Papier, aus Pergament, aus Kunststoff, aus Tierhaut und/oder insbesondere aus Gewebefell. Die Hauptanschlagfläche des Hauptanschlagelements entspricht ferner vorteilhaft einer einem Benutzer zugewandten Fläche des Hauptanschlagelements. Vorteilhaft ist das Hauptanschlagelement und/oder zumindest die Hauptanschlagfläche dabei schwingfähig gelagert. Unter dem Ausdruck „zu wenigstens einem Großteil“ sollen dabei insbesondere zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 65 %, vorzugsweise zumindest 75 %, besonders bevorzugt zumindest 85 % und besonders vorteilhaft zumindest 95 % verstanden werden. Zudem umfasst das Schlaginstrument vorteilhaft zumindest eine Halteeinheit, welche insbesondere zumindest zu einer Halterung und vorteilhaft einem Spannen des Hauptanschlagelements vorgesehen ist, und dazu vorzugsweise zumindest einen, vorteilhaft kreisringförmigen, Grundkörper und/oder zumindest ein Spannelement, wie beispielsweise zumindest einen Spannring, zumindest einen Spannbock und/oder zumindest eine Spannschraube, aufweist. Die Hauptanschlagfläche des Hauptanschlagelements ist dabei insbesondere von einem Rand der Halteeinheit und/oder dem Grundkörper der Halteeinheit verschieden.
Des Weiteren soll unter einer „Positionserfassungseinheit“ insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zumindest dazu vorgesehen ist, insbesondere bei einem Anschlagvorgang des Hauptanschlagelements und insbesondere der Hauptanschlagfläche, eine Anschlagposition der Hauptanschlagfläche, insbesondere differenziert, zu erfassen und insbesondere die Anschlagposition zu ermitteln und/oder ein Auswertesignal zur Ermittlung der Anschlagposition bereitzustellen. Insbesondere ist die Positionserfassungseinheit dabei dazu vorgesehen, wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens vier, vorteilhaft wenigstens acht, besonders bevorzugt wenigstens sechzehn und besonders vorteilhaft wenigstens zweiunddreißig, verschiedene Anschlagpositionen der Hauptanschlagfläche differenziert zu erfassen und vorteilhaft in Abhängigkeit von einer erfassten Anschlagposition verschiedene Signale, wie beispielsweise akustische Positionssignale, optische Positionssignale und/oder elektrische Auswertesignale, auszugeben und/oder bereitzustellen. Zusätzlich kann die Positionserfassungseinheit vorteilhaft dazu vorgesehen sein, Randanschläge, insbesondere des Rands der Halteeinheit und/oder des Grundkörpers der Halteeinheit, zu erfassen. Unter einem „Positionserfassungselement“ soll ferner ein, vorteilhaft als Sensor ausgebildetes, Element verstanden werden, welches insbesondere eine Wirkverbindung mit der Hauptanschlagfläche aufweist und insbesondere dazu vorgesehen ist, zumindest ein mit der Anschlagposition der Hauptanschlagfläche korreliertes Signal zu erfassen. Bevorzugt muss das Positionserfassungselement dabei keinen direkten Kontakt mit dem Hauptanschlagelement aufweisen. Das Positionserfassungselement könnte dabei als optisches Positionserfassungselement, wie beispielsweise als Lasersensor und/oder Lichtschranke, und/oder als akustisches Positionserfassungselement, wie beispielsweise als Mikrofon, ausgebildet sein. Vorteilhaft ist das Positionserfassungselement jedoch als piezoelektrischer Aufnehmer und/oder Signalgeber ausgebildet und umfasst insbesondere zumindest ein, vorteilhaft genau ein, vorzugsweise plattenförmiges und/oder scheibenförmiges, Piezoelement. Darüber hinaus sind die Positionserfassungselemente vorzugsweise dazu vorgesehen, zusammenzuwirken, um, insbesondere bei einem Anschlagvorgang des Hauptanschlagelements und insbesondere der Hauptanschlagfläche, eine Anschlagposition der Hauptanschlagfläche differenziert zu erfassen. Die Positionserfassungselemente sind dabei bevorzugt separat und/oder getrennt voneinander ausgebildet und insbesondere frei von gemeinsamen Bauteilen, wie beispielsweise einem gemeinsamen Gehäuse. Vorteilhaft sind die Positionserfassungselemente ferner beabstandet zueinander angeordnet. Insbesondere könnte die Positionserfassungseinheit auch zumindest drei, zumindest vier, zumindest acht, zumindest sechzehn und/oder zumindest zweiunddreißig Positionserfassungselemente aufweisen, wobei vorteilhaft jeder ermittelbaren Anschlagposition eines der Positionserfassungselemente zugeordnet sein könnte. Besonders vorteilhaft weist die Positionserfassungseinheit jedoch genau zwei Positionserfassungselemente auf. Darunter, dass ein Objekt „zumindest bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche dezentral bezüglich der Hauptanschlagfläche angeordnet ist“ soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche frei von Schnittpunkten und/oder Berührpunkten mit einem, insbesondere geometrischen, Mittelpunkt der Hauptanschlagfläche ist. Vorteilhaft sind sämtliche Positionserfassungselemente der Positionserfassungseinheit zumindest bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche dezentral bezüglich der Hauptanschlagfläche angeordnet. Bevorzugt ist die gesamte Positionserfassungseinheit zumindest bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche dezentral bezüglich der Hauptanschlagfläche angeordnet. Besonders vorteilhaft sind die Positionserfassungselemente dabei jeweils in einem Randbereich der Hauptanschlagfläche angeordnet. Durch diese Ausgestaltung kann ein Schlaginstrument mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Positionserfassung bereitgestellt werden. Insbesondere kann dabei eine Anschlagposition vorteilhaft präzise und/oder differenziert erfasst werden. Zudem kann vorteilhaft eine Flexibilität und/oder eine Effizienz, insbesondere eine Fertigungseffizienz, eine Bauteileeffizienz, eine Bauraumeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine Dämpfung des Hauptanschlagelements minimiert und/oder gänzlich eliminiert werden. Ferner kann, insbesondere bei Verwendung elektronischer Schlaginstrumente, eine besonders authentische Klangbeeinflussung erreicht werden.
Des Weiteren können zusätzlich Randanschläge, wie beispielsweise „rim shots“, „rim clicks“ bzw. „side sticks“, vorteilhaft erfasst werden.
Vorzugsweise sind die Positionserfassungselemente zumindest bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche in sich zumindest im Wesentlichen gegenüberliegenden Randbereichen der Hauptanschlagfläche angeordnet. In diesem Zusammenhang sollen unter „zumindest im Wesentlichen gegenüberliegenden Randbereichen“ insbesondere Randbereiche der Hauptanschlagfläche verstanden werden, welche von, insbesondere unmittelbar, gegenüberliegenden Randbereichen der Hauptanschlagfläche einen minimalen Abstand von höchstens 15 %, vorteilhaft von höchstens 10 %, vorzugsweise von höchstens 5 % und besonders bevorzugt von höchstens 2 % einer maximalen Erstreckungslänge, vorteilhaft eines Durchmessers, der Hauptanschlagfläche aufweisen. Besonders bevorzugt sind die Positionserfassungselemente dabei bezüglich der Hauptanschlagfläche unmittelbar gegenüberliegend angeordnet. Darunter, dass ein erstes Positionserfassungselement und ein zweites Positionserfassungselement „bezüglich der Hauptanschlagfläche unmittelbar gegenüberliegend angeordnet sind“ soll insbesondere verstanden werden, dass das erste Positionserfassungselement und das zweite Positionserfassungselement derart angeordnet sind, dass zumindest eine Gerade existiert, welche zumindest bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche einen, insbesondere geometrischen, Mittelpunkt des ersten Positionserfassungselements, einen, insbesondere geometrischen, Mittelpunkt der Hauptanschlagfläche und einen, insbesondere geometrischen, Mittelpunkt des zweiten Positionserfassungselements schneidet. Hierdurch kann eine Anschlagposition der Hauptanschlagfläche vorteilhaft einfach ermittelt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Positionserfassungselemente zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich einer senkrecht zur Hauptanschlagfläche ausgerichteten Spiegelebene angeordnet sind. Vorteilhaft ist die Spiegelebene dabei eine, insbesondere den, insbesondere geometrischen, Mittelpunkt der Hauptanschlagfläche schneidende, Mittenebene. Darunter, dass ein Objekt „zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrisch“ bezüglich einer Spiegelebene ausgebildet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt von einem zu der Spiegelebene spiegelsymmetrischen Referenzobjekt mit einem Volumenanteil von maximal 15 %, vorteilhaft von maximal 10 %, vorzugsweise von maximal 5 % und besonders bevorzugt von maximal 2 % abweicht. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache konstruktive Ausgestaltung erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Ermittlung einer Anschlagposition der Hauptanschlagfläche weiter vereinfacht werden.
Sind die Positionserfassungselemente frei von einem Kontakt mit der Hauptanschlagfläche, insbesondere zumindest während eines Anschlagvorgangs des Hauptanschlagelements und insbesondere der Hauptanschlagfläche und besonders bevorzugt dauerhaft, kann vorteilhaft eine Dämpfung der Hauptanschlagfläche und insbesondere eine damit verbundene Beeinflussung der Hauptanschlagfläche verhindert werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Positionserfassungselemente dazu vorgesehen sind, insbesondere bei einem Anschlagvorgang des Hauptanschlagelements und insbesondere der Hauptanschlagfläche, insbesondere zur Erfassung der Anschlagposition, eine mit der Anschlagposition korrelierte Schwingung, insbesondere des Hauptanschlagelements und/oder der Halteeinheit, zu erfassen. Hierdurch kann insbesondere eine Positionserfassung verbessert werden.
Ein vorteilhaft starkes Signal zur Erfassung einer Anschlagposition der Hauptanschlagfläche kann insbesondere erreicht werden, wenn die Positionserfassungselemente jeweils zumindest ein Piezoelement umfassen, wobei jedes der Piezoelemente in einem montierten Zustand eine Verformungsrichtung aufweist, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptanschlagfläche ist. Vorteilhaft sind die Piezoelemente dabei plattenförmig und/oder scheibenförmig ausgebildet und weisen insbesondere eine Haupterstreckungsebene auf, welche zumindest im Wesentlichen parallel zu der Hauptanschlagfläche ist. In diesem Zusammenhang soll der Ausdruck „zumindest im Wesentlichen senkrecht“ insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel insbesondere zwischen 82° und 98°, vorteilhaft zwischen 85° und 95° und besonders bevorzugt zwischen 88° und 92° einschließen. Unter „zumindest im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Ferner soll unter einer „Haupterstreckungsebene“ eines Objekts insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten, insbesondere gedachten, Quaders ist, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt, und vorteilhaft durch einen Mittelpunkt, insbesondere einen geometrischen Mittelpunkt, des Quaders verläuft.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Positionserfassungselemente zumindest im Wesentlichen baugleich sind. Unter der Wendung „zumindest im Wesentlichen baugleich“ soll dabei insbesondere abgesehen von Fertigungstoleranzen und/oder im Rahmen fertigungstechnischer Möglichkeiten und/oder im Rahmen standardisierter Toleranzen baugleich verstanden werden. Hierdurch kann ein Auswertealgorithmus vorteilhaft vereinfacht werden. Zudem können Kosten vorteilhaft reduziert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Schlaginstrument zumindest eine Halteeinheit aufweist, insbesondere die bereits zuvor genannte Halteeinheit, welche zumindest zu einer Halterung des Hauptanschlagelements vorgesehen ist, wobei die Positionserfassungselemente dazu vorgesehen sind, insbesondere bei einem Anschlagvorgang des Hauptanschlagelements und insbesondere der Hauptanschlagfläche, insbesondere zur Erfassung der Anschlagposition, eine mit der Anschlagposition korrelierte Schwingung an der Halteeinheit zu erfassen. Insbesondere sind die Positionserfassungselemente in diesem Fall dazu vorgesehen, insbesondere bei einem Anschlagvorgang, eine mit der Anschlagposition korrelierte und durch die Hauptanschlagfläche auf die Halteeinheit übertragene Schwingung zu erfassen. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft kostengünstige Positionserfassung erreicht werden, wobei vorteilhaft eine Dämpfung des Hauptanschlagelements zumindest reduziert und/oder vorteilhaft gänzlich vermieden werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Positionserfassungselemente in einem von einer Innenseite der Halteeinheit, insbesondere einer Innenseite des, vorteilhaft kreisringförmigen, Grundkörpers, verschiedenen Bereich der Halteeinheit angeordnet sind. Dabei kann zumindest eines der Positionserfassungselemente in die Halteeinheit, insbesondere eine Wand des, vorteilhaft kreisringförmigen, Grundkörpers, integriert sein, vorteilhaft in eine Ausnehmung, eine Vertiefung und/oder einen Hohlraum der Halteeinheit und insbesondere des Grundkörpers. Darüber hinaus kann zumindest eines der Positionserfassungselemente an einer Außenseite der Halteeinheit, insbesondere einer Außenseite des, vorteilhaft kreisringförmigen, Grundkörpers, angeordnet sein. In diesem Fall kann die Halteeinheit zudem wenigstens eine Abdeckblende umfassen, welche zu einer Abdeckung des, insbesondere an der Außenseite der Halteeinheit, insbesondere der Außenseite des, vorteilhaft kreisringförmigen, Grundkörpers, angeordneten, Positionserfassungselements vorgesehen ist. Bevorzugt sind die Positionserfassungselemente in äquivalenten Bereichen der Halteeinheit angeordnet, wobei vorteilhaft die Positionserfassungselemente, insbesondere sämtliche Positionserfassungselemente, in die Halteeinheit integriert oder an der Außenseite der Halteeinheit angeordnet sind. Hierdurch kann eine vorteilhaft bauraumeffiziente und/oder bauteileeffiziente Ausgestaltung erreicht werden. Ferner kann insbesondere bei einer Anordnung der Positionserfassungselemente an der Außenseite der Halteeinheit eine vorteilhafte Nachrüstbarkeit erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft ein optisches Erscheinungsbild des Schlaginstruments verbessert werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Halteeinheit zumindest ein Spannelement, insbesondere das bereits zuvor genannte Spannelement, aufweist, welches zu einem Spannen des Hauptanschlagelements vorgesehen ist, wobei an dem Spannelement wenigstens eines der Positionserfassungselemente angeordnet ist. Insbesondere könnte das Positionserfassungselement in diesem Fall an einem als Spannring ausgebildeten Spannelement und/oder an einem als Spannschraube ausgebildeten Spannelement angeordnet sein. Vorteilhaft ist das Positionserfassungselement jedoch an einem als Spannbock ausgebildeten Spannelement angeordnet und vorteilhaft befestigt. Vorteilhaft sind die Positionserfassungselemente, insbesondere sämtliche Positionserfassungselemente, an unterschiedlichen Spannelementen und bevorzugt an unterschiedlichen als Spannbock ausgebildeten Spannelementen angeordnet und vorteilhaft befestigt. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache Befestigung der Positionserfassungselemente erreicht werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein System mit zumindest einem Schlaginstrument, wie zuvor beschrieben, und mit zumindest einer mit der Positionserfassungseinheit verbundenen Auswerteeinheit, welche, insbesondere bei einem Anschlagvorgang, insbesondere mittels wenigstens eines von der Positionserfassungseinheit bereitgestellten Auswertesignals, zumindest zu einer Ermittlung, insbesondere Detektion und/oder Lokalisierung, einer Anschlagposition der Hauptanschlagfläche vorgesehen ist. Unter einer „Auswerteeinheit“ soll dabei insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche zumindest eine Auswerteelektronik umfasst und zur Erfassung, Verarbeitung und/oder Interpretation wenigstens eines von der Positionserfassungseinheit bereitgestellten Auswertesignals vorgesehen ist. Insbesondere könnte die Auswerteeinheit dabei in das Schlaginstrument integriert sein. Vorteilhaft ist die Auswerteeinheit jedoch separat und/oder getrennt von dem Schlaginstrument ausgebildet und beispielsweise Teil eines Klangerzeugers und/oder Verstärkers und/oder in einen Klangerzeuger und/oder Verstärker integriert. Hierdurch kann insbesondere eine besonders einfache Auswertung einer Anschlagposition erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Auswerteeinheit dazu vorgesehen ist, zur Ermittlung der Anschlagposition zumindest eine mit der Anschlagposition korrelierte Wellenlängenkenngröße einer Schwingung, insbesondere des Hauptanschlagelements und/oder der Halteeinheit, zu berücksichtigen. Unter einer „Wellenlängenkenngröße“ soll insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche insbesondere mit einer Wellenlänge der Schwingung korreliert ist. Vorteilhaft kann die Auswerteeinheit wenigstens anhand der Wellenlängenkenngröße auf ein Vorhandensein und/oder eine Position eines Anschlags, insbesondere der Hauptanschlagfläche, schließen und/oder das Vorhandensein und/oder die Position des Anschlags, insbesondere der Hauptanschlagfläche, ermitteln. Vorteilhaft entspricht die Wellenlängenkenngröße dabei zumindest einem, vorteilhaft genau einem, die Wellenlänge der Schwingung abbildenden und/oder charakterisierenden Detektionswert, insbesondere einem mittels der Positionserfassungselemente erfassten Detektionswert. Besonders bevorzugt entspricht die Wellenlängenkenngröße einer, insbesondere zeitlichen und vorteilhaft mittels einer Position des jeweiligen Positionserfassungselements normierten, Länge einer Halbwelle der Schwingung und/oder einem Mittelwert aus einer, mittels einem ersten der Positionserfassungselemente detektierten, ersten Halbwelle der Schwingung und einer, mittels einem zweiten der Positionserfassungselemente detektierten, zweiten Halbwelle der Schwingung. Hierdurch kann eine Anschlagposition vorteilhaft erfasst werden.
Zusätzlich oder alternativ wird vorgeschlagen, dass die Auswerteeinheit dazu vorgesehen ist, zur Ermittlung der Anschlagposition zumindest eine mit der Anschlagposition korrelierte Laufzeitkenngröße einer Schwingung, insbesondere des Hauptanschlagelements und/oder der Halteeinheit, zu berücksichtigen. Unter einer „Laufzeitkenngröße“ soll insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche insbesondere mit einer Laufzeit der Schwingung und vorteilhaft einer Laufzeitdifferenz der Schwingung zwischen den Positionserfassungselementen korreliert ist. Vorteilhaft kann die Auswerteeinheit wenigstens anhand der Laufzeitkenngröße auf ein Vorhandensein und/oder eine Position eines Anschlags, insbesondere der Hauptanschlagfläche, schließen und/oder das Vorhandensein und/oder die Position des Anschlags, insbesondere der Hauptanschlagfläche, ermitteln. Vorteilhaft entspricht die Laufzeitkenngröße dabei zumindest einem, vorteilhaft genau einem, die Laufzeit der Schwingung und vorteilhaft die Laufzeitdifferenz der Schwingung zwischen den Positionserfassungselementen abbildenden und/oder charakterisierenden Detektionswert, insbesondere einem mittels der Positionserfassungselemente erfassten Detektionswert. Besonders bevorzugt entspricht die Laufzeitkenngröße einer, insbesondere zeitlichen, Dauer zwischen einem Auftreten eines Anschlags, insbesondere der Hauptanschlagfläche, und einer Detektion einer mit dem Anschlag korrelierten Schwingung mittels der Positionserfassungselemente und/oder einer, insbesondere zeitlichen, Dauer zwischen einer Detektion einer mit einem Anschlag korrelierten Schwingung mittels eines ersten der Positionserfassungselemente und einer Detektion der mit dem Anschlag korrelierten Schwingung mittels eines zweiten der Positionserfassungselemente. Hierdurch kann insbesondere eine Genauigkeit einer Erfassung einer Anschlagposition weiter verbessert werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Auswerteeinheit dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand in Abhängigkeit von einem Wert der Laufzeitkenngröße eine Auswertemethode zur Ermittlung der Anschlagposition zu verändern. Vorteilhaft ist die Auswerteeinheit dabei dazu vorgesehen, für einen Wert der Laufzeitkenngröße unterhalb eines, insbesondere festgelegten und/oder festlegbaren, Grenzwerts eine mittels der Laufzeitkenngröße gewichtete Wellenlängenkenngröße zu berücksichtigen und/oder zur Ermittlung der Anschlagposition zu verwenden. Zudem ist die Auswerteeinheit vorzugsweise dazu vorgesehen, für einen Wert der Laufzeitkenngröße oberhalb eines Grenzwerts, vorteilhaft desselben Grenzwerts, eine ungewichtete Wellenlängenkenngröße zu berücksichtigen und/oder zur Ermittlung der Anschlagposition zu verwenden. Hierdurch kann eine besonders exakte Positionserfassung realisiert werden.
Zudem geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Erfassung einer Anschlagposition eines Schlaginstruments, insbesondere eines elektronischen Schlaginstruments, wobei das Schlaginstrument zumindest ein, vorteilhaft genau ein, Hauptanschlagelement umfasst, welches wenigstens eine, vorteilhaft genau eine, Hauptanschlagfläche aufweist.
Es wird vorgeschlagen, dass, insbesondere bei einem Anschlagvorgang des Hauptanschlagelements und insbesondere der Hauptanschlagfläche, eine Anschlagposition der Hauptanschlagfläche mittels zumindest zweier Positionserfassungselemente erfasst wird, welche zumindest bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche dezentral bezüglich der Hauptanschlagfläche angeordnet sind. Hierdurch kann insbesondere eine Positionserfassung verbessert und eine Anschlagposition vorteilhaft präzise und/oder differenziert erfasst werden. Zudem kann vorteilhaft eine Flexibilität und/oder eine Effizienz, insbesondere eine Fertigungseffizienz, eine Bauteileeffizienz, eine Bauraumeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine Dämpfung des Hauptanschlagelements minimiert und/oder gänzlich eliminiert werden. Ferner kann, insbesondere bei Verwendung elektronischer Schlaginstrumente, eine besonders authentische Klangbeeinflussung erreicht werden. Des Weiteren können zusätzlich Randanschläge, wie beispielsweise „rim shots“, „rim clicks“ bzw. „side sticks“, vorteilhaft erfasst werden. Vorteilhaft wird ferner zur Ermittlung der Anschlagposition zumindest eine mit der Anschlagposition korrelierte Wellenlängenkenngröße und/oder Laufzeitkenngröße einer Schwingung, insbesondere des Hauptanschlagelements und/oder der Halteeinheit, berücksichtigt.
Das Schlaginstrument und das Verfahren zur Erfassung einer Anschlagposition des Schlaginstruments sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Schlaginstrument und das Verfahren zur Erfassung einer Anschlagposition des Schlaginstruments zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 ein beispielhaft als elektronisches Schlaginstrument ausgebildetes Schlaginstrument mit einer Positionserfassungseinheit in einer perspektivischen Darstellung,
2 eine vergrößerte Darstellung eines Positionserfassungselements der Positionserfassungseinheit,
3 eine Darstellung von mittels der Positionserfassungseinheit erfassbaren Anschlagpositionen,
4 ein System mit dem Schlaginstrument aus 1 und einer Auswerteeinheit in einer schematischen Darstellung,
5 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm zur Erfassung einer Anschlagposition eines Schlaginstruments und
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schlaginstruments mit einer Positionserfassungseinheit in einer perspektivischen Darstellung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein als elektronisches Schlaginstrument ausgebildetes Schlaginstrument 10a in einer perspektivischen Darstellung. Das Schlaginstrument 10a ist dabei beispielhaft als elektronische Trommel, im vorliegenden Fall insbesondere als kleine Trommel („snare drum“), ausgebildet. Alternativ könnte ein Schlaginstrument jedoch auch als beliebiges anderes Schlaginstrument ausgebildet sein, wie beispielsweise als Pauke und/oder Becken. Zudem könnte ein Schlaginstrument prinzipiell auch als, insbesondere herkömmliches, akustisches Schlaginstrument ausgebildet sein.
Das Schlaginstrument 10a umfasst ein Hauptanschlagelement 12a. Das Hauptanschlagelement 12a ist einlagig ausgebildet. Alternativ könnte ein Hauptanschlagelement jedoch auch mehrlagig, beispielsweise zweilagig, ausgebildet sein. Das Hauptanschlagelement 12a ist als, insbesondere gespannte, Membran ausgebildet. Das Hauptanschlagelement 12a besteht aus Kunststoff. Das Hauptanschlagelement 12a ist im vorliegenden Fall als Schlagfell ausgebildet. Das Hauptanschlagelement 12a ist in einem normalen Anwendungszustand dazu vorgesehen, von einem Benutzer betätigt und/oder angeschlagen zu werden, insbesondere um mittelbar ein akustisches Signal zu erzeugen.
Dazu umfasst das Hauptanschlagelement 12a eine Hauptanschlagfläche 14a. Die Hauptanschlagfläche 14a entspricht einer einem Benutzer zugewandten Fläche des Hauptanschlagelements 12a. Die Hauptanschlagfläche 14a ist im vorliegenden Fall kreisrund. Zudem ist die Hauptanschlagfläche 14a schwingfähig gelagert. Alternativ könnte ein Hauptanschlagelement jedoch auch aus einem beliebigen von Kunststoff abweichenden Material bestehen. Zudem ist denkbar, eine Hauptanschlagfläche rechteckig und/oder oval auszubilden.
Ferner umfasst das Schlaginstrument 10a eine Halteeinheit 36a. Die Halteeinheit 36a ist zu einer Halterung des Hauptanschlagelements 12a vorgesehen. Dazu umfasst die Halteeinheit 36a einen Grundkörper 50a. Der Grundkörper 50a bildet einen Korpus des Schlaginstruments 10a. Der Grundkörper 50a ist an eine Form und/oder Kontur des Hauptanschlagelements 12a angepasst. Der Grundkörper 50a ist dabei korrespondierend zu der Hauptanschlagfläche 14a ausgebildet. Der Grundkörper 50a ist als Hohlkörper ausgebildet. Der Grundkörper 50a ist als Hohlzylinder, insbesondere Kreiszylinder, und/oder als Ring, insbesondere Kreisring, ausgebildet. Der Grundkörper 50a ist im vorliegenden Fall als Kessel ausgebildet. Ferner besteht der Grundkörper 50a aus Metall, wie beispielsweise aus Stahl und/oder Messing. In einem montierten Zustand kontaktiert der Grundkörper 50a das Hauptanschlagelement 12a unmittelbar. Der Grundkörper 50a ist dazu vorgesehen, das Hauptanschlagelement 12a zu lagern und dabei insbesondere eine Gewichtskraft des Hauptanschlagelements 12a aufzunehmen. Alternativ ist denkbar, eine Halteeinheit, insbesondere einen Grundkörper, und ein Hauptanschlagelement einstückig auszubilden. Zudem ist prinzipiell auch denkbar, auf eine Halteeinheit vollständig zu verzichten. Ferner könnte ein Grundkörper auch eine quaderförmige Kontur und/oder Form aufweisen und/oder als Vollkörper ausgebildet sein. Zudem könnte ein Grundkörper grundsätzlich auch aus einem beliebigen von Metall abweichenden Material bestehen, wie beispielsweise Kunststoff, Holz und/oder Acrylglas.
Darüber hinaus ist die Halteeinheit 36a zu einem Spannen des Hauptanschlagelements 12a und insbesondere der Hauptanschlagfläche 14a vorgesehen. Dazu umfasst die Halteeinheit 36a zumindest ein Spannelement 40a, 42a, 44a. Im vorliegenden Fall umfasst die Halteeinheit 36a zumindest drei unterschiedlich ausgebildete Spannelemente 40a, 42a, 44a. Die Halteeinheit 36 umfasst dabei drei Gruppen von Spannelementen 40a, 42a, 44a.
Eine erste Gruppe der Gruppen von Spannelementen 40a, 42a, 44a umfasst genau ein erstes Spannelement 40a. Das erste Spannelement 40a ist an eine Form und/oder Kontur des Grundkörpers 50a und/oder des Hauptanschlagelements 12a angepasst. Das erste Spannelement 40a ist dabei korrespondierend zu der Hauptanschlagfläche 14a ausgebildet. Das erste Spannelement 40a ist zumindest im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Das erste Spannelement 40a ist als Spannring ausgebildet. Ferner besteht das erste Spannelement 40a aus Metall. Alternativ könnte ein erstes Spannelement jedoch auch aus Holz und/oder Kunststoff bestehen. Das erste Spannelement 40a ist im montierten Zustand auf einer dem Hauptanschlagelement 12a zugewandten Seite der Halteeinheit 36a angeordnet. Das erste Spannelement 40a bildet einen Rand der Halteeinheit 36a. Das erste Spannelement 40a kontaktiert im montierten Zustand das Hauptanschlagelement 12a unmittelbar. Das erste Spannelement 40a ist dabei dazu vorgesehen, das Hauptanschlagelement 12a an dem Grundkörper 50a zu halten und/oder gegen den Grundkörper 50a zu drücken.
Eine zweite Gruppe der Gruppen von Spannelementen 40a, 42a, 44a umfasst mehrere zweite Spannelemente 42a, wobei insbesondere in 1 der Übersichtlichkeit halber lediglich eines der zweiten Spannelemente 42a mit Bezugszeichen versehen ist. Im vorliegenden Fall umfasst die zweite Gruppe der Gruppen von Spannelementen 40a, 42a, 44a genau sechs zweite Spannelemente 42a. Alternativ könnte eine zweite Gruppe der Gruppen von Spannelementen jedoch auch eine beliebige andere Anzahl an zweiten Spannelementen aufweisen. Die zweiten Spannelemente 42a sind zumindest im Wesentlichen baugleich. Die zweiten Spannelemente 42a sind an einer Außenseite 38a der Halteeinheit 36a, insbesondere des Grundkörpers 50a, angeordnet, insbesondere befestigt. Die zweiten Spannelemente 42a bestehen aus Metall. Die zweiten Spannelemente 42a sind als Spannböcke ausgebildet. Die zweiten Spannelemente 42a sind im vorliegenden Fall zumindest stoffschlüssig mit dem Grundkörper 50a verbunden. Alternativ ist denkbar, zweite Spannelemente kraft- und/oder formschlüssig mit einem Grundkörper auszubilden. Auch könnten zweite Spannelemente einstückig mit einem Grundkörper ausgebildet sein. Zudem könnten zweite Spannelemente auch aus Holz und/oder Kunststoff bestehen.
Eine dritte Gruppe der Gruppen von Spannelementen 40a, 42a, 44a umfasst mehrere dritte Spannelemente 44a, wobei insbesondere in 1 der Übersichtlichkeit halber lediglich eines der dritten Spannelemente 44a mit Bezugszeichen versehen ist. Im vorliegenden Fall umfasst die dritte Gruppe der Gruppen von Spannelementen 40a, 42a, 44a genau sechs dritte Spannelemente 44a. Alternativ könnte eine dritte Gruppe der Gruppen von Spannelementen jedoch auch eine beliebige andere Anzahl an dritten Spannelementen aufweisen. Die dritten Spannelemente 44a sind zumindest im Wesentlichen baugleich. Die dritten Spannelemente 44a sind an der Außenseite 38a der Halteeinheit 36a, insbesondere des Grundkörpers 50a, angeordnet. Die dritten Spannelemente 44a bestehen aus Metall. Die dritten Spannelemente 44a sind als Spannschrauben ausgebildet. Jedes der dritten Spannelemente 44a ist dabei genau einem der zweiten Spannelemente 42a zugeordnet. Zudem ist jedes der dritten Spannelemente 44a dem ersten Spannelement 40a zugeordnet. Die dritten Spannelemente 44a verbinden in einem montierten Zustand das erste Spannelement 40a mit den zweiten Spannelementen 42a.
Die Spannelemente 40a, 42a, 44a sind im vorliegenden Fall dazu vorgesehen, zusammenzuwirken, um das Hauptanschlagelement 12a zu spannen. Das Hauptanschlagelement 12a kann dabei mittels der dritten Spannelemente 44a, insbesondere manuell von einem Benutzer, gespannt werden. Alternativ ist denkbar, auf zumindest eine Gruppe von Spannelementen zu verzichten und/oder von den offenbarten Spannelementen abweichende Spannelemente zu verwenden. Zudem ist denkbar, auf Spannelemente vollständig zu verzichten, insbesondere falls ein Hauptanschlagelement mit einer zumindest im Wesentlichen formstabilen Hauptanschlagfläche verwendet wird.
Ferner umfasst das Schlaginstrument 10a eine Positionserfassungseinheit 16a. Die Positionserfassungseinheit 16a ist dazu vorgesehen, bei einem Anschlagvorgang der Hauptanschlagfläche 14a eine Anschlagposition 18a, 20a der Hauptanschlagfläche 14a zu erfassen. Zudem ist die Positionserfassungseinheit 16a dazu vorgesehen, Randanschläge des Rands der Halteeinheit 36a zu erfassen.
Dazu umfasst Positionserfassungseinheit 16a zumindest zwei Positionserfassungselemente 22a, 24a. Im vorliegenden Fall umfasst die Positionserfassungseinheit 16a genau zwei Positionserfassungselemente 22a, 24a. Die Positionserfassungselemente 22a, 24a sind separat voneinander ausgebildet. Die Positionserfassungselemente 22a, 24a sind getrennt voneinander ausgebildet. Die Positionserfassungselemente 22a, 24a sind dabei frei von gemeinsamen Bauteilen, insbesondere einem gemeinsamen Gehäuse. Die Positionserfassungselemente 22a, 24a sind beabstandet zueinander angeordnet.
Die Positionserfassungselemente 22a, 24a sind bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche 14a dezentral bezüglich der Hauptanschlagfläche 14a angeordnet. Die Positionserfassungselemente 22a, 24a sind dabei jeweils in einem Randbereich 26a, 28a der Hauptanschlagfläche 14a, im vorliegenden Fall insbesondere unmittelbar gegenüberliegenden Randbereichen 26a, 28a der Hauptanschlagfläche 14a, angeordnet. Die Positionserfassungselemente 22a, 24a sind spiegelsymmetrisch bezüglich einer den, insbesondere geometrischen, Mittelpunkt der Hauptanschlagfläche 14a schneidenden und senkrecht zur Hauptanschlagfläche 14a ausgerichteten Spiegelebene 30a angeordnet.
Im vorliegenden Fall sind die Positionserfassungselemente 22a, 24a an der Halteeinheit 36a angeordnet. Die Positionserfassungselemente 22a, 24a sind somit beabstandet zu dem Hauptanschlagelement 12a und/oder der Hauptanschlagfläche 14a angeordnet. Die Positionserfassungselemente 22a, 24a sind dabei dauerhaft frei von einem Kontakt mit der Hauptanschlagfläche 14a. Ferner sind die Positionserfassungselemente 22a, 24a zumindest im Wesentlichen baugleich. Alternativ ist denkbar, Positionserfassungselemente unterschiedlich voneinander auszubilden. Darüber hinaus könnte eine Positionserfassungseinheit auch zumindest drei Positionserfassungselemente umfassen, insbesondere zur Erfassung einer Anschlagposition mittels Triangulation, und/oder zumindest vier Positionserfassungselemente umfassen, welche insbesondere in vier Randbereichen einer Hauptanschlagfläche angeordnet sein können, welche jeweils einen Winkelbereich von 90° miteinander einschließen. Darüber hinaus ist denkbar, dass eine Positionserfassungseinheit für jede erfassbare Anschlagposition genau ein Positionserfassungselement aufweist. Zusätzlich könnte die Positionserfassungseinheit prinzipiell auch zumindest ein Positionserfassungselement aufweisen, welches zumindest bei einer senkrechten Betrachtung einer Hauptanschlagfläche zentral bezüglich der Hauptanschlagfläche angeordnet ist.
Im Folgenden wird nun unter Verweis auf 2 ein erstes Positionserfassungselement 22a der Positionserfassungselemente 22a, 24a näher beschrieben, wobei die folgende Beschreibung, insbesondere aufgrund der zumindest im Wesentlichen baugleichen Ausgestaltung der Positionserfassungselemente 22a, 24a, auch auf das andere Positionserfassungselement 22a, 24a, insbesondere ein zweites Positionserfassungselement 24a der Positionserfassungselemente 22a, 24a, übernommen werden kann.
Das erste Positionserfassungselement 22a ist im vorliegenden Fall als piezoelektrischer Aufnehmer ausgebildet. Das erste Positionserfassungselement 22a umfasst dabei zumindest ein Piezoelement 32a. Im vorliegenden Fall umfasst das erste Positionserfassungselement 22a genau ein Piezoelement 32a. Das Piezoelement 32a ist scheibenförmig ausgebildet. Das Piezoelement 32a ist dabei als Piezoplättchen ausgebildet. Das Piezoelement 32a ist dabei derart angeordnet, dass eine Verformungsrichtung 34a des Piezoelements 32a im montierten Zustand zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptanschlagfläche 14a ist.
Darüber hinaus ist das erste Positionserfassungselement 22a an der Außenseite 38a der Halteeinheit 36a, insbesondere des Grundkörpers 50a, angeordnet. Das erste Positionserfassungselement 22a ist an einem der Spannelemente 40a, 42a 44a angeordnet. Im vorliegenden Fall ist das erste Positionserfassungselement 22a an einem der, insbesondere als Spannbock ausgebildeten, zweiten Spannelemente 42a angeordnet. Das erste Positionserfassungselement 22a ist dabei an einer der Hauptanschlagfläche 14a abgewandten Seite des zweiten Spannelements 42a angeordnet. Das erste Positionserfassungselement 22a ist im vorliegenden Fall zumindest stoffschlüssig mit dem zweiten Spannelement 42a verbunden. Alternativ ist denkbar, ein Positionserfassungselement kraft- und/oder formschlüssig mit einem Spannelement zu verbinden und/oder an einer anderen Stelle einer Halteeinheit, insbesondere eines Grundkörpers der Halteeinheit, anzuordnen, wie beispielsweise an einer einer Hauptanschlagfläche zugewandten und/oder abgewandten Seite der Halteeinheit, insbesondere des Grundkörpers. Ferner könnte ein Positionserfassungselement prinzipiell auch einstückig mit einer Halteeinheit, insbesondere einem Spannelement und/oder einem Grundkörper ausgebildet sein. Darüber hinaus könnte ein Positionserfassungselement auch mehrere Piezoelemente umfassen und/oder als optisches Positionserfassungselement, wie beispielsweise als Lasersensor und/oder Lichtschranke, und/oder als akustisches Positionserfassungselement, wie beispielsweise als Mikrofon, ausgebildet sein. Zusätzlich ist denkbar, ein Positionserfassungselement mit einer Abdeckblende abzudecken.
Im vorliegenden Fall ist die Positionserfassungseinheit 16a, insbesondere mittels der Positionserfassungselemente 22a, 24a, dazu vorgesehen, zumindest neunundvierzig verschiedene Anschlagpositionen 18a, 20a der Hauptanschlagfläche 14a zu erfassen. In 3 sind die Anschlagpositionen 18a, 20a dabei als Schnittpunkte zwischen radial nach außen laufenden Linien und Kreislinien dargestellt, wobei insbesondere der Übersichtlichkeit halber lediglich zwei der Anschlagpositionen 18a, 20a mit Bezugszeichen versehen sind.
Die Positionserfassungselemente 22a, 24a sind dazu vorgesehen, zusammenzuwirken, um bei einem Anschlagvorgang des Hauptanschlagelements 12a und insbesondere der Hauptanschlagfläche 14a die Anschlagpositionen 18a, 20a der Hauptanschlagfläche 14a zu erfassen. Die Positionserfassungselemente 22a, 24a sind dabei jeweils dazu vorgesehen, bei einem Anschlagvorgang des Hauptanschlagelements 12a und insbesondere der Hauptanschlagfläche 14a eine mit der Anschlagposition 18a, 20a korrelierte Schwingung, im vorliegenden Fall insbesondere an der Halteeinheit 36a, zu erfassen. Zudem sind die Positionserfassungselemente 22a, 24a dazu vorgesehen, ein mit der Schwingung korreliertes, insbesondere elektrisches, Auswertesignal bereitzustellen.
4 zeigt ein System 46a mit dem Schlaginstrument 10a und einer Auswerteeinheit 48a zur Ermittlung einer Anschlagposition 18a, 20a der Hauptanschlagfläche 14a. Die Auswerteeinheit 48a ist separat und/oder getrennt von dem Schlaginstrument 10a ausgebildet. Alternativ ist jedoch auch denkbar, eine Auswerteeinheit in ein Schlaginstrument, vorteilhaft eine Halteeinheit und besonders bevorzugt einen Grundkörper der Halteeinheit, zu integrieren. Die Auswerteeinheit 48a weist eine Verbindung mit dem Schlaginstrument 10a, im vorliegenden Fall insbesondere jedem der Positionserfassungselemente 22a, 24a, auf.
Die Auswerteeinheit 48a ist ferner als elektronische Einheit ausgebildet. Die Auswerteeinheit 48a umfasst eine Auswerteelektronik (nicht dargestellt) zur Erfassung, Verarbeitung und/oder Interpretation des, insbesondere von den Positionserfassungselementen 22a, 24a bereitgestellten, Auswertesignals. Die Auswerteeinheit 48a weist ferner eine Verbindung mit einem Klangerzeuger 52a auf. Im vorliegenden Fall ist die Auswerteeinheit 48a insbesondere in den Klangerzeuger 52a integriert. Der Klangerzeuger 52a ist zur Erzeugung unterschiedlicher akustischer Signale in Abhängigkeit von den verschiedenen Anschlagpositionen 18a, 20a vorgesehen. Alternativ könnte auf einen Klangerzeuger jedoch auch verzichtet werden. In diesem Fall könnte die Auswerteeinheit beispielsweise mit einer Beleuchtungseinheit verbunden sein, welche insbesondere zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Signale in Abhängigkeit von den verschiedenen Anschlagpositionen vorgesehen sein könnte. Auch könnte die Auswerteeinheit beispielsweise mit einer Stimmungseinrichtung verbunden sein, welche insbesondere zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Signale in Abhängigkeit von den verschiedenen Anschlagpositionen vorgesehen sein könnte, wodurch vorteilhaft ein Stimmen des Schlaginstruments und/oder eine Spannung eines Hauptanschlagelements optimiert werden kann.
Im vorliegenden Fall ist die Auswerteeinheit 48a dazu vorgesehen, zur Ermittlung der Anschlagposition 18a, 20a zumindest eine mit der Anschlagposition 18a, 20a korrelierte Wellenlängenkenngröße der von den Positionserfassungselementen 22a, 24a erfassten Schwingung zu berücksichtigen. Im vorliegenden Fall ist die Auswerteeinheit 48a dazu vorgesehen, drei unterschiedliche Wellenlängenkenngrößen zu berücksichtigen.
Eine erste Wellenlängenkenngröße der Wellenlängenkenngrößen entspricht einer normierten zeitlichen Länge einer mittels des ersten Positionserfassungselement 22a erfassten und/oder detektierten ersten Halbwelle der Schwingung. Eine Normierung erfolgt dabei anhand einer Position des ersten Positionserfassungselements 22a.
Eine zweite Wellenlängenkenngröße der Wellenlängenkenngrößen entspricht einer normierten zeitlichen Länge einer mittels des zweiten Positionserfassungselement 24a erfassten und/oder detektierten zweiten Halbwelle der Schwingung. Eine Normierung erfolgt dabei anhand einer Position des zweiten Positionserfassungselements 24a.
Eine dritte Wellenlängenkenngröße der Wellenlängenkenngrößen entspricht einem Mittelwert aus der ersten Halbwelle und der zweiten Halbwelle der Schwingung.
Anhand der Wellenlängenkenngrößen und insbesondere einer zeitlichen Länge der ersten Halbwelle und der zweiten Halbwelle kann die Auswerteeinheit 48a dabei auch zwischen Anschlägen der Hauptanschlagfläche 14a und Randanschlägen des Rands der Halteeinheit 36a unterscheiden. Prinzipiell könnte eine Auswerteeinheit auch dazu vorgesehen sein, eine andere Anzahl an Wellenlängenkenngrößen zu berücksichtigen, wie beispielsweise genau eine Wellenlängenkenngröße, vorteilhaft eine dritte Wellenlängenkenngröße, und/oder zwei Wellenlängenkenngrößen, vorteilhaft eine erste Wellenlängenkenngröße und eine zweite Wellenlängenkenngröße.
Darüber hinaus ist die Auswerteeinheit 48a dazu vorgesehen, zur Ermittlung der Anschlagposition 18a, 20a zumindest eine mit der Anschlagposition 18a, 20a korrelierte Laufzeitkenngröße der von den Positionserfassungselementen 22a, 24a erfassten Schwingung zu berücksichtigen. Im vorliegenden Fall ist die Auswerteeinheit 48a dazu vorgesehen, genau eine Laufzeitkenngröße zu berücksichtigen.
Die Laufzeitkenngröße entspricht dabei einer Laufzeitdifferenz, insbesondere einer zeitlichen Dauer, zwischen einer Erfassung und/oder Detektion der Schwingung mittels des ersten Positionserfassungselements 22a und einer Erfassung und/oder Detektion der Schwingung mittels des zweiten Positionserfassungselements 24a.
Anhand der Laufzeitkenngrößen und insbesondere der Laufzeitdifferenz kann die Auswerteeinheit 48a dabei vorteilhaft zwischen einer Anschlagposition 18a in einem äußeren Bereich der Hauptanschlagfläche 14a und einer Anschlagposition 20a in einem zentralen Bereich der Hauptanschlagfläche 14a unterscheiden. Prinzipiell könnte eine Auswerteeinheit auch dazu vorgesehen sein, eine andere Anzahl an Laufzeitkenngrößen zu berücksichtigen, wie beispielsweise zwei und/oder drei Laufzeitkenngrößen, insbesondere bei einer Verwendung von mehr als zwei Positionserfassungselementen. Darüber hinaus könnte eine Auswerteeinheit zusätzlich oder alternativ auch dazu vorgesehen, zur Ermittlung einer Anschlagposition zumindest eine mit der Anschlagposition korrelierte Amplitudenkenngröße und/oder Amplitude einer, insbesondere von Positionserfassungselementen erfassten, Schwingung zu berücksichtigen.
Des Weiteren ist die Auswerteeinheit 48a dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand in Abhängigkeit von einem Wert der Laufzeitkenngröße, im vorliegenden Fall insbesondere einem Wert der Laufzeitdifferenz, eine Auswertemethode zur Ermittlung der Anschlagposition 18a, 20a zu verändern und/oder zu wechseln. Die Auswerteeinheit 48a ist dabei dazu vorgesehen, für einen Wert der Laufzeitkenngröße unterhalb eines Grenzwerts eine mittels der Laufzeitkenngröße gewichtete Wellenlängenkenngröße und für einen Wert der Laufzeitkenngröße oberhalb des Grenzwerts eine ungewichtete Wellenlängenkenngröße zu berücksichtigen und insbesondere zur Ermittlung der Anschlagposition 18a, 20a zu verwenden. Die Auswerteeinheit 48a ist somit im vorliegenden Fall dazu vorgesehen, eine Vorselektierung mittels der Laufzeitkenngröße zu treffen.
Der Grenzwert entspricht dabei zwischen 20 % und 60 % und vorteilhaft zwischen 30 % und 50 % einer maximalen Laufzeitdifferenz, insbesondere einer maximal möglichen Laufzeitdifferenz, zwischen einer Erfassung und/oder Detektion der Schwingung mittels des ersten Positionserfassungselements 22a und einer Erfassung und/oder Detektion der Schwingung mittels des zweiten Positionserfassungselements 24a. Im vorliegenden Fall entspricht der Grenzwert beispielhaft 0,85 ms, während die maximale Laufzeitdifferenz 2,32 ms beträgt.
Die gewichtete Wellenlängenkenngröße entspricht einem zeitlich gewichteten Mittelwert aus der ersten Halbwelle und der zweiten Halbwelle der Schwingung und ergibt sich anhand folgender Formel: λ_HW,t = t₁·λ_HW,1 + t₂·λ_HW,2 mit t₁ = 1/2·(1 + ∆t_1-2) und t₂ = 1/2·(1 – ∆t_1-2).
Dabei ist ∆t_1-2 eine mit der Laufzeitkenngröße korrelierte normierte Laufzeitdifferenz zwischen einer Erfassung und/oder Detektion der Schwingung mittels des ersten Positionserfassungselements 22a und einer Erfassung und/oder Detektion der Schwingung mittels des zweiten Positionserfassungselements 24a. Eine Normierung erfolgt dabei anhand der maximalen Laufzeitdifferenz. Ferner entsprechen t₁ und t₂ einer normierten Laufzeit der Schwingung und somit insbesondere einer zeitlichen Dauer zwischen einem Auftreten eines Anschlags der Hauptanschlagfläche 14a und einer Erfassung und/oder Detektion einer mit dem Anschlag korrelierten Schwingung mittels des jeweiligen Positionserfassungselements 22a, 24a. Eine Normierung erfolgt ebenfalls anhand der maximalen Laufzeitdifferenz. Zudem entspricht λ_HW,1 der ersten Wellenlängenkenngröße und somit insbesondere der normierten zeitlichen Länge der mittels des ersten Positionserfassungselement 22a erfassten und/oder detektierten ersten Halbwelle der Schwingung. Darüber hinaus entspricht λ_HW,2 der zweiten Wellenlängenkenngröße und somit insbesondere der normierten zeitlichen Länge der mittels des zweiten Positionserfassungselement 24a erfassten und/oder detektierten zweiten Halbwelle der Schwingung.
Ferner entspricht die ungewichtete Wellenlängenkenngröße im vorliegenden Fall der dritten Wellenlängenkenngröße und somit insbesondere dem Mittelwert aus der ersten Halbwelle und der zweiten Halbwelle der Schwingung. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, auf einen Wechsel einer Auswertemethode zur Ermittlung einer Anschlagposition zu verzichten und insbesondere lediglich eine gewichtete Wellenlängenkenngröße oder eine ungewichtete Wellenlängenkenngröße zu verwenden.
5 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm zur Erfassung und Ermittlung einer Anschlagposition 18a, 20a der Hauptanschlagfläche 14a.
In einem Schritt 60a wird die Hauptanschlagfläche 14a an einer Anschlagposition 18a, 20a angeschlagen, wodurch insbesondere eine mit der Anschlagposition 18a, 20a korrelierte und von der Anschlagposition 18a, 20a abhängige Schwingung erzeugt wird.
In einem Schritt 62a sind die Positionserfassungselemente 22a, 24a dazu vorgesehen, die mit der Anschlagposition 18a, 20a korrelierte Schwingung zu erfassen und jeweils ein mit der Schwingung korreliertes, insbesondere elektrisches, Auswertesignal an die Auswerteeinheit 48a zu übertragen.
In einem Schritt 64a trifft die Auswerteeinheit 48a abgängig von den Auswertesignalen eine Vorauswahl. Dabei entscheidet die Auswerteeinheit 48a abhängig von einem Wert einer den Auswertesignalen entnehmbaren Laufzeitkenngröße, welche Auswertmethode zur Ermittlung der Anschlagposition 18a, 20a verwendet wird.
Liegt der Wert der Laufzeitkenngröße dabei unterhalb eines festgelegten und/oder festlegbaren Grenzwerts folgt Schritt 66a. In Schritt 66a ist die Auswerteeinheit 48a dazu vorgesehen, die, insbesondere zuvor genannte, mittels der Laufzeitkenngröße gewichtete Wellenlängenkenngröße zu berücksichtigen und insbesondere zur Ermittlung der Anschlagposition 18a, 20a zu verwenden.
Liegt der Wert der Laufzeitkenngröße hingegen oberhalb des festgelegten und/oder festlegbaren Grenzwerts folgt Schritt 68a. In Schritt 68a ist die Auswerteeinheit 48a dazu vorgesehen, die, insbesondere zuvor genannte, ungewichtete Wellenlängenkenngröße zu berücksichtigen und insbesondere zur Ermittlung der Anschlagposition 18a, 20a zu verwenden.
Unabhängig von einer gewählten Auswertemethode folgt auf jeden der Schritte 66a und 68a der Schritt 70a. In Schritt 70a überträgt die Auswerteeinheit 48a ein mit der ermittelten Anschlagposition 18a, 20a korreliertes Ergebnissignal an den Klangerzeuger 52a. Der Klangerzeuger 52a erzeugt dabei in Abhängigkeit von der ermittelten Anschlagposition 18a, 20a ein akustisches Signal, welches insbesondere abhängig von einem Ort der Anschlagposition 18a, 20a variiert.
Das Ablaufdiagramm in 5 soll dabei insbesondere lediglich einen möglichen und insbesondere rein beispielhaften Ablauf zur Erfassung und Ermittlung der Anschlagposition 18a, 20a der Hauptanschlagfläche 14a beschreiben. Insbesondere können einzelne Schritte und/oder eine Abfolge der Schritte variieren. Dabei könnte beispielsweise auf Schritt 64a verzichtet werden und eine Auswerteeinheit lediglich eine Auswertemethode verwenden.
In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnung beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1 bis 5, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 5 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 6 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
Das weitere Ausführungsbeispiel der 6 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung einer Positionserfassungseinheit 16b eines Schlaginstruments 10b.
In diesem Fall sind Positionserfassungselemente 22b, 24b der Positionserfassungseinheit 16b in eine Halteeinheit 36b, im vorliegenden Fall insbesondere eine Wand eines Grundkörpers 50b, integriert, wodurch insbesondere eine Erfassung und/oder Detektion einer Schwingung mittels der Positionserfassungselemente 22b, 24b optimiert und ein optisches Erscheinungsbild des Schlaginstruments 10b vorteilhaft verbessert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5920026 A [0002]

Claims

Schlaginstrument (10a; 10b), insbesondere elektronisches Schlaginstrument, mit zumindest einem Hauptanschlagelement (12a; 12b), welches wenigstens eine Hauptanschlagfläche (14a; 14b) aufweist, und mit einer Positionserfassungseinheit (16a; 16b), welche zumindest dazu vorgesehen ist, eine Anschlagposition (18a, 20a) der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinheit (16a; 16b) zumindest zwei Positionserfassungselemente (22a, 24a; 22b, 24b) aufweist, welche zumindest bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) dezentral bezüglich der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) angeordnet sind.
Schlaginstrument (10a; 10b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungselemente (22a, 24a; 22b, 24b) zumindest bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) in sich zumindest im Wesentlichen gegenüberliegenden Randbereichen (26a, 28a) der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) angeordnet sind.
Schlaginstrument (10a; 10b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungselemente (22a, 24a; 22b, 24b) zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich einer senkrecht zur Hauptanschlagfläche (14a; 14b) ausgerichteten Spiegelebene (30a) angeordnet sind.
Schlaginstrument (10a; 10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungselemente (22a, 24a; 22b, 24b) frei von einem Kontakt mit der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) sind.
Schlaginstrument (10a; 10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungselemente (22a, 24a; 22b, 24b) dazu vorgesehen sind, eine mit der Anschlagposition (18a, 20a) korrelierte Schwingung zu erfassen.
Schlaginstrument (10a; 10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungselemente (22a, 24a; 22b, 24b) jeweils zumindest ein Piezoelement (32a) umfassen, wobei jedes der Piezoelemente (32a) in einem montierten Zustand eine Verformungsrichtung (34a) aufweist, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) ist.
Schlaginstrument (10a; 10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungselemente (22a, 24a; 22b, 24b) zumindest im Wesentlichen baugleich sind.
Schlaginstrument (10a; 10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Halteeinheit (36a; 36b), welche zumindest zu einer Halterung des Hauptanschlagelements (12a; 12b) vorgesehen ist, wobei die Positionserfassungselemente (22a, 24a; 22b, 24b) dazu vorgesehen sind, eine mit der Anschlagposition (18a, 20a) korrelierte Schwingung an der Halteeinheit (36a; 36b) zu erfassen.
Schlaginstrument (10b) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Positionserfassungselemente (22b, 24b) in die Halteeinheit (36b) integriert ist.
Schlaginstrument (10a) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Positionserfassungselemente (22a, 24a) an einer Außenseite (38a) der Halteeinheit (36a) angeordnet ist.
Schlaginstrument (10a) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinheit (36a) zumindest ein Spannelement (40a, 42a, 44a) aufweist, welches zu einem Spannen des Hauptanschlagelements (12a) vorgesehen ist, wobei an dem Spannelement (40a, 42a, 44a) wenigstens eines der Positionserfassungselemente (22a, 24a) angeordnet ist.
System (46a) mit zumindest einem Schlaginstrument (10a; 10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit zumindest einer mit der Positionserfassungseinheit (16a; 16b) verbundenen Auswerteeinheit (48a), welche zumindest zu einer Ermittlung einer Anschlagposition (18a, 20a) der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) vorgesehen ist.
System (46a) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (48a) dazu vorgesehen ist, zur Ermittlung der Anschlagposition (18a, 20a) zumindest eine mit der Anschlagposition (18a, 20a) korrelierte Wellenlängenkenngröße einer Schwingung zu berücksichtigen.
System (46a) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (48a) dazu vorgesehen ist, zur Ermittlung der Anschlagposition (18a, 20a) zumindest eine mit der Anschlagposition (18a, 20a) korrelierte Laufzeitkenngröße einer Schwingung zu berücksichtigen.
System (46a) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (48a) dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand in Abhängigkeit von einem Wert der Laufzeitkenngröße eine Auswertemethode zur Ermittlung der Anschlagposition (18a, 20a) zu verändern.
Verfahren zur Erfassung einer Anschlagposition (18a, 20a) eines Schlaginstruments (10a; 10b), insbesondere eines elektronischen Schlaginstruments, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Schlaginstrument (10a; 10b) zumindest ein Hauptanschlagelement (12a; 12b) umfasst, welches wenigstens eine Hauptanschlagfläche (14a; 14b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlagposition (18a, 20a) der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) mittels zumindest zweier Positionserfassungselemente (22a, 24a; 22b, 24b) erfasst wird, welche zumindest bei einer senkrechten Betrachtung der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) dezentral bezüglich der Hauptanschlagfläche (14a; 14b) angeordnet sind.