DE202010007979U1

DE202010007979U1 - Musik-Eingabegerät

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Publication number: DE202010007979U1
Application number: DE201020007979
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2020-07-03
Also published as: DE112011104204A5; WO2012022291A3; WO2012022291A2

Abstract

Musik-Eingabegerät,
mit mehreren beweglich gelagerten, zu einer Tastatur zusammengefasst angeordneten Tasten,
und mit Sensormitteln, welche jeweils die Bewegung einer Taste erfassen,
und mit Anschlussmitteln zum Übertragen der durch die Tastenbetätigung erzeugten Tondaten an einen synthetischen Klangerzeuger,
gekennzeichnet durch
eine Sensoranordnung, welche die Oberfläche der Tasten (1, 2) erfasst,
derart, dass mittels der Sensoranordnung die Position eines auf einer Taste (1, 2) aufliegenden Gegenstandes, wie eines menschlichen Fingers, erfassbar ist,
wobei der Sensoranordnung eine Auswertungsschaltung zugeordnet ist, welche die Sensordaten in Ausgangssignale umsetzt, die dem synthetischen Klangerzeuger zuführbar sind.

Description

Die Neuerung betrifft ein Musik-Eingabegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der heutigen Musikwelt sind aus der Praxis mehrere unterschiedliche Typen von Eingabeelementen bekannt, die es dem Benutzer ermöglichen, einem Computer oder Synthesizer Noten und weitere Informationen zuspielen zu können. Als klassisches Konzept der Noteneingabe besteht nach wie vor ein Tastenfeld, wie es als Klavier-Tastatur verwendet wird und welches auch als Klaviatur oder „Keyboard” bezeichnet wird. Die Tonerzeugung erfolgt dabei nicht mechanisch mittels der Taste, indem diese beispielsweise gegen einen Gegenstand anschlägt, der einen Ton abgibt, sondern die Bewegung der Taste wird sensorisch erfasst, und die vom Sensor erzeugten Tondaten, also das vom Sensor erzeugte Sensorsignal, werden über geeignete Anschlussmittel zu dem erwähnten Computer oder Synthesizer übertragen, wo dann die eigentliche Klangerzeugung erfolgt.
Gattungsgemäße, aus der Praxis bekannte und am Markt verfügbare und eine Klaviatur aufweisende Musik-Eingabegeräte besitzen jeweils höchstens zwei „Ebenen” der Dateneingabe pro Taste: Der Benutzer erhält als erste Ebene in jedem Fall die Kontrolle über die Tonhöhe in Abhängigkeit davon, welche Taste er betätigt. Hierzu kann auf vielerlei fachübliche Weise, beispielsweise durch zwei elektrische Kontakte, eine Lichtschranke, einen induktiven Näherungssensor oder dergleichen, rein qualitativ erfasst werden, dass die Taste betätigt wird. Bei höherwertigen Tastaturen wird als zweite Ebene auch der An schlag erfasst, also die Tastenbetätigung quantitativ erfasst und die Geschwindigkeit ermittelt, mit welcher die Taste niedergedrückt wird. Mittels des Anschlags können dann bestimmte Parameter beeinflusst werden wie z. B. die Lautstärke der gespielten Note. Der Musiker hat somit die Option, pro gespielter Note die Tonhöhe und einen einzigen klangformenden Parameter – nämlich über den Tastenanschlag – zu kontrollieren. Der Wert des Tastenanschlags ist dabei individuell und bezieht sich nur auf die Note die durch die Tonhöhe definiert wurde.
Heutige Klangerzeuger bieten aber fast unendlich viele Möglichkeiten der Klangformung und fast jede Möglichkeit bietet wiederum Parameter die sich während des Spiels verändern lassen. Moderne Klaviaturen, die nur dem Zweck dienen, einem Klangerzeuger Noten zuzuspielen, weisen daher meist mehrere Regler auf, mit denen man die jeweiligen Parameter beeinflussen kann ohne, im Falle eines z. B. Software-Klangerzeugers, eine Computer-Maus benutzen zu müssen. Die Handhabung einer Computer-Maus würde das Spiel stark stören. Jedoch auch bei Verwendung der erwähnten Regler muss der Benutzer des Klangerzeugers mindestens eine Hand von der Klaviatur nehmen. Ein durchgehendes beidhändiges Spielen mit gleichzeitiger Parameter-Kontrolle ist nicht möglich.
Bekannte synthetische Klangerzeuger arbeiten dabei wie folgt: Spielt man dem Erzeuger eine Note zu, wird diese als Ton ausgegeben, wobei der Ton durch die vielen Parameter, die bei einem synthetischen Klangerzeuger veränderbar sind, genauestens geformt werden kann. Wird dann eine zweite Note zu der ersten hinzugefügt, wird auch diese in einen Ton gewandelt und besitzt dieselben Klangeigenschaften wie die erste Note. Soll nun jedoch der Klang verändert werden, und modifiziert der Spieler systematisch ein paar Parameter des Klangs, so ist diese Veränderung für jede folgende Note gleich. Moderne Klangerzeuger bieten zwar theoretisch die Möglichkeit der unterschiedlichen Klangformung für jede einzelne gespielte Note, es ist jedoch kein Eingabegerät auf dem Markt erhältlich, das diese durchaus sehr kreative Funktion so umsetzen kann, dass sich dies in den Spielfluss einbauen ließe.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Musik-Eingabegerät dahingehend zu verbessern, dass es pro Taste die Eingabe einer größeren Menge an Informationen ermöglicht, wobei der Benutzer die Hände an den Tasten belassen kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Musik-Eingabegerät nach Anspruch 1 gelöst.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, die Tasten mit Sensoren auszustatten, welche es ermöglichen, die Position der Finger entlang der Oberfläche der jeweiligen Taste zu bestimmen. Eine Hardware, die eine elektronische Auswertungsschaltung enthält, übernimmt dann das Auslesen der Sensoren, wandelt die erkannte Fingerposition in elektronische Daten und diese werden zu einem synthetischen Klangerzeuger weitergeleitet. Neuerungsgemäß ausgestaltete Tasten bzw. ganze Klaviaturen bieten dem Benutzer zu den herkömmlichen Ebenen der Informationseingabe, sprich Tonhöhe und Anschlag, nun eine weitere Eingabemöglichkeit über die Position des Fingers auf der Tastenoberfläche. Der Benutzer kann damit Parameter nahezu beliebiger Art kontrollieren, ohne dabei die Finger von den Tasten nehmen zu müssen. Der Spielfluss wird somit nicht unterbrochen.
Der Musiker erhält über eine Klaviatur ohnehin schon die Kontrolle über die Tonhöhe und den Anschlag. Mit der vorschlagsgemäß ausgestalteten Tastatur, die Tasten mit einer beispielsweise als „aktiv” bezeichneten Tastenoberfläche aufweisen, kommt dann noch die Position der Finger auf der Tastenoberfläche hinzu und es können während des Haltens einer Note Bewegungen auf der Tastenoberfläche ausgeführt werden. Das al les lässt sich dann in Daten umwandeln, die letztendlich die klangformenden Parameter jeder einzelnen Note steuern können.
Mit der aktiven Tastenoberfläche erhält der Benutzer nun eine weitere Ebene der individuellen Klangformung pro gespielter Note, so dass Töne, die mittels eines synthetischen Klangerzeugers erzeugt wurden, lebendiger daherkommen können. Man kann nun über den Tastenanschlag z. B. die Lautstärke des erzeugten Klangs kontrollieren und über die aktive Tastenoberfläche, z. B. über die Position des Fingers auf der Oberfläche zu dem Zeitpunkt an dem der Klang ausgelöst wurde, die „Klangfarbe”. Wird die Note gehalten ließe sich dann durch Bewegung auf der Oberfläche ein weiterer Parameter kontrollieren. So wäre es möglich, jede Noten in ihrer Tonhöhe individuell ein wenig zu verändern, was bisher auch nur für alle Noten gleichzeitig über ein sogenanntes „Pitch-Wheel” möglich ist.
Anhand der rein schematischen Darstellungen von Detail-Ausführungsbeispielen wird die Neuerung nachfolgend näher erläutert. Einzelne technische Merkmale wie z. B. die verwendeten Materialien oder die Ausgestaltung der Tasten und Sensoren sind dabei nicht notwendigerweise an andere technische Merkmale gebunden, die in demselben Zusammenhang beschrieben werden. Vielmehr können einzelne der beschriebenen Merkmale auch einzeln verwirklicht oder anders miteinander kombiniert werden. In den Zeichnungen zeigt:
1 eine schematische Draufsicht auf zwei benachbarte Tasten einer Tastatur,
2 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Taste,
3 einen vertikalen Querschnitt durch die Taste von 2,
4 eine Taste mit einer langen Sensorplatine,
5 eine Taste mit einer kurzen Sensorplatine, und
6 eine Anordnung zweier separater Sensor- und Anschlussplatinen.
Für die vorschlagsgemäß vorgesehene Erfassung der Fingerpositionen kann ein Sensor vorteilhaft wie in den folgenden Absätzen beschrieben ausgestaltet sein:
Für die Integration eines Sensors in ein Musikinstrument ist einer der wichtigsten Punkte die Geschwindigkeit, mit der ein Sensor arbeitet. Die Zeit zwischen Erfassung der Fingerposition und der abgeschlossener Übermittlung der Positionsdaten muss vorzugsweise so gering wie möglich sein. Reaktionszeiten von mehr als einer Millisekunde sind nachteilig.
Die als „Sensorfläche” bezeichnete Fläche, auf welche der Sensor die jeweilige Fingerposition erfasst, ist natürlicherweise begrenzt. Alle gemessenen, also sensorisch erfassten Positionen des Fingers können nur innerhalb dieser Sensorfläche liegen. Je nach Nutzung der Sensordaten muss es auch einen Start- und Endpunkt geben. Berührt der Benutzer die Sensorfläche am Startpunkt, so wird der Wert „0” übermittelt. Der Wert der übermittelt werden soll, wenn der Benutzer den Endpunkt berührt, beträgt vorzugsweise mindestens „127”, so dass sich eine Auflösungsgenauigkeit innerhalb der Sensorfläche von 7 Bit ergibt. Auflösungen von mehr als 7 Bit sind vorteilhaft und werden somit bevorzugt. Auflösungen von weniger als 7 Bit sind hingegen nachteilig, da die Kompatibilität der Weiterverarbeitung dann gefährdet wäre, denn es müssten Punkte interpoliert werden, was letztendlich zu einer Ungenauigkeit von x-Bit führen würde, mit „x” als Differenz zwischen den 7 Bit und dem jeweiligen, darunter liegenden Wert.
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf zwei benachbarte Tasten 1 und 2 der Tastatur, wobei wie bei einer klassischen Klaviatur eine kürzere schwarze Taste 2 neben bzw. hinter einer längeren weißen Taste 1 angeordnet ist. Da nur ein vorderer, breiterer Abschnitt 3 der weißen Taste 1 zur Notenerzeugung verwendet wird, kann gegebenenfalls auch nur dieser vordere, breitere Abschnitt 3 als „Taste” bezeichnet werden, während ein hinterer, schmalerer Abschnitt 4 der weißen Taste 1 in diesem Fall als „Tastenhalter” oder „Ausleger” od. dergl. bezeichnet werden kann. In Anlehnung an die schwarzen und weißen Tasten einer herkömmlichen Klaviatur werden auch nachfolgend die Tasten 1 und 2 einer vorschlagsgemäßen Tastatur als „schwarz” und „weiß” bezeichnet, selbst wenn sie eine andere oder keine unterschiedliche Farbgebung aufweisen sollten.
Eine Sensorfläche 5 erstreckt sich jeweils von einem Startpunkt 6, dem der Wert 0 zugeordnet ist, bis zu einem Endpunkt 7, dem ein Wert von wenigstens 127 zugeordnet ist, so dass die Auflösung über die Sensorfläche 5 wenigstens 7 Bit beträgt.
Wenn ein Benutzer der Tastatur eine Taste 1, 2 bespielt und seinen Finger innerhalb der Sensorfläche 5 positioniert, registriert der Sensor die Position und gibt diese als Wert weiter, der dann im Bereich zwischen „0” und dem Maximalwert von wenigstens „127” liegt. Im Zusammenhang mit den somit wenigstens 128 verschiedenen Positionen und einer Länge der Sensorfläche 5 von beispielsweise 6 cm ergibt sich eine Positionserfassung mit einer Genauigkeit von mehr als 0,5 mm.
Das eigentliche Erfassen der Fingerposition kann auf unterschiedliche Weise ermöglicht werden. Unter anderem aus ästhetischen Gründen sowie zugunsten einer problemlosen Reinigungsmöglichkeit und einer Verschleißfreiheit können die Sensoren vorteilhaft hinter einer Scheibe angeordnet, welche die Oberfläche der Taste 1, 2 bildet und relativ dünn ausgestaltet sein kann. Die Scheibe kann beispielsweise aus Glas, einem Keramikwerkstoff oder aus Kunststoff bestehen. Sie kann eingefärbt sein, beispielsweise in Anlehnung an die Farbgebung einer klassischen Klaviatur, und ihre Oberfläche, welche die Kontaktfläche für den Benutzer darstellt, kann einen Rauhigkeitsgrad aufweisen, welcher der Taste eine angenehme Haptik verleiht, beispielsweise ebenfalls angelehnt an die Ausgestaltung einer klassischen Klaviatur, so dass dem Benutzer ein vertrautes Spielgefühl vermittelt werden kann und zusätzlich die erweiterten Möglichkeiten der vorschlagsgemäßen Tastatur geboten werden können.
Für die Länge der Sensorfläche 5 gibt es kein genau vorgeschriebenes Maß. Beispielsweise kann die Sensorfläche wenigstens 3 cm lang sein, um es dem Musiker zu ermöglichen, überhaupt mit ausreichender Wiederholgenauigkeit bewusst bestimmte Stellen der Taste anspielen zu können. Jedoch ermöglichen längere Sensorflächen 5 auch für stark grobmotorische Benutzer eine präzise Nutzung der Sensorfläche 5. Je kürzer die Sensorfläche 5 eines Sensors ausfällt, desto genauer muss nämlich die Fingerbewegung ausgeführt werden, wenn die Sensorfläche 5 in beiden Fällen in gleich viele Abschnitte unterteilt ist. Je länger die Sensorfläche 5 ist, desto ungenauer kann folglich die Fingerbewegung ausgeführt werden, um dennoch das selbe Sensorsignal zu erzeugen und somit den selben musikalischen Effekt zu bewirken. Daher kann die Sensorfläche 5 vorteilhaft einen möglichst großen Anteil der Taste ausmachen. In Anlehnung an die in der Praxis üblichen Abmessungen von Klaviertastaturen kann die Länge der Sensorfläche 5 daher etwa 6 cm betragen.
Die Tasten können vorteilhaft wie in den folgenden Absätzen beschrieben ausgestaltet sein:
Grundsätzlich ist jede denkbare bzw. technisch mögliche Anordnung der Tasten 1, 2 verwendbar. Allerdings ist die Anordnung der Tasten in der Art einer herkömmlichen Klaviatur vorteilhaft, weil deren Bedienung vielen Musikern ohnehin bekannt ist, und weil dann die im wesentlichen stets gleichen Handgriffe genutzt werden können, um vielseitig musizieren zu können und beispielsweise ein klassisches Klavier, ein sogenanntes Keyboard, oder eine vorschlagsgemäße Tastatur zu bedienen. Dementsprechend können vorteilhaft unterschiedlich farbig gestaltete Tasten entsprechend den weißen und den schwarzen Tasten einer herkömmlichen Klaviatur vorgesehen sein. Dabei werden in an sich bekannter Weise von den weißen Tasten 1 drei sich in der Form leicht unterscheidende Ausführungen verwendet, damit die schwarzen Tasten 2 in den Zwischenräumen der weißen Tasten 1 angeordnet werden können. Die Klaviatur kann vorteilhaft an ihrer dem Benutzer zugewandten Kopfseite eine abgeschlossene Ebene bilden, wie dies von einer herkömmlichen Klaviatur bekannt ist.
In den letzten Jahren werden zunehmend Klaviaturen gefertigt, deren Tasten aus Kunststoff bestehen. Die Funktionalität ist zwar so gewährleistet, das Spielgefühl ist jedoch beeinträchtigt, was insbesondere Musiker bemerken und bemängeln, die viele Stunden musizieren und sich dementsprechend an eine bestimmte Haptik der Tasten gewöhnt haben. Vorschlagsgemäß soll daher ein hochwertiges Material, aus dem die Tasten 1, 2 und insbesondere die bespielten Tastenoberflächen 8 bestehen, Verwendung finden und ein hochwertiges Spielgefühl vermitteln. Es kann daher vorgesehen sein, Kunststoff als Tastenmaterial möglichst zu vermeiden oder spezielle Kunststoffe zu verwenden, welche die gewünschte Haptik bieten.
Die Sensoren können vorteilhaft wie in den folgenden Absätzen beschrieben ausgestaltet sein:
Vorteilhaft wird eine Sensor-Technologie verwendet, die eine berührungslose Positionsbestimmung der Finger ermöglicht. Somit wird eine sehr große konstruktive Freiheit bei der Ausgestaltung der Tastenoberflächen 8 ermöglicht, so dass beispielsweise Materialien genutzt werden können, welche die gewünschten haptischen Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise können kapazitive Sensoren verwendet werden, die mittels eines elektromagnetischen Felds die Fingerpositionen durch unterschiedliche Materialien hindurch erkennen können. Auch was die weiter oben erwähnte Reaktionsgeschwindigkeit angeht, sind kapazitive Sensoren gut geeignet.
Mittels kapazitiver Sensoren lassen sich auch verschiedenste Formen und Funktionen aufbauen. So kann beispielsweise eine ringförmige Sensorfläche 5 aufgebaut werden, die ähnlich wie ein Dreh-Ring funktioniert, wie dies beispielsweise von dem weltbekannten Produkt „iPod” der Firma Apple Inc. bekannt ist. Ein dort verwendeter sogenannter kapazitiver „Slider” muss nicht zwingend als Ring ausgeführt werden, so dass er, als gerade verlaufender Streifen, für den Einsatz in einer vorschlagsgemäß ausgestalteten Taste geeignet ist. Der Bereich, der dann als Sensorfläche 5 sensorisch erfasst werden kann, hängt von der Länge des Streifens ab. Die Positionen, die der Sensor erfassen kann, liegen in Längsrichtung des Streifens und beschränken sich auf diese Längsachse, so dass die sensorische Erfassung eindimensional erfolgt, was den Sensor für den vorschlagsgemäß vorgesehenen Zweck in einer Klaviatur-Taste als gut geeignet erscheinen lässt.
An Stelle der erwähnten kapazitiven Sensoren können andere Sensoren verwendet werden, wobei vorzugsweise die Fingerposition berührungslos erfasst wird. Somit muss nämlich die Oberfläche der Taste nicht der Oberfläche des eigentlichen Sensors entsprechen. Damit besteht eine größere konstruktive Freiheit in der Gestaltung der Tastenoberfläche und in der Wahl des verwendeten Sensors. Beispielsweise können statt kapazitiver auch Sensoren verwendet werden, welche an einer Stelle außerhalb der Taste angeordnet sind und die Fingerposition optisch erfassen.
Mit der Sensorfläche 5 wird der Bereich einer Taste beschrieben, der mittels des Sensors auf Fingerkontakt überwacht werden kann. Vorteilhaft sind die Sensorflächen 5 der „schwarzen” und weißen Tasten gleich groß. Es ist nämlich aus Gründen der möglichst unkomplizierten Spielbarkeit wichtig, dass ein Wert, aufgerufen durch eine Position auf einer weißen Taste, auch durch die vergleichbare Position auf einer schwarzen Taste aufgerufen werden kann und diese Position nicht einen zur weißen Taste unterschiedlichen Wert hervorruft.
Bei den weißen Tasten 1, die ja länger sind als die schwarzen Tasten 2, befindet sich die Sensorfläche 5 im unteren bzw. vorderen, also dem Benutzer zugewandten Abschnitt 3 der gesamten Taste 1. Ein weiterführen der Sensorfläche 5 über die gesamte Länge der weißen Taste 1, also auch über den hinteren Abschnitt 4, der als „Tastenhalter” oder „Ausleger” od. dergl. bezeichnet werden kann, muss nicht vorgesehen sein, da dieser Abschnitt 4 der weißen Taste 1 den Zwischenraum zwischen den schwarzen Tasten 2 darstellt und von den Fingern schwer erfasst werden kann, wie auch anhand von 1 ersichtlich ist. Die Sensorfläche 5 beginnt also jeweils am Kopf einer weißen Taste 1 und endet nach ca. 6 cm, also beispielsweise vor der in 1 ersichtlichen Einkerbung, die den Platz schafft zur Anordnung der benachbarten schwarzen Taste 2.
Die schwarzen Tasten 2 könnten jeweils auf ihrer gesamten Länge mit einer Sensorfläche 5 versehen werden, da die Oberflächen der schwarzen Tasten über ihre gesamte Länge gut zugänglich sind. Jedoch ist vorteilhaft die Länge der Sensorfläche 5 auf den schwarzen Tasten identisch mit derjenigen der weißen Tasten. Die Sensorfläche 5 beträgt somit auch bei den schwarzen Tasten ca. 6 cm, beginnt an dem zum Benutzer zugewandten Ende der Taste und endet im oberen Drittel der schwarzen Taste. Somit ist – wie oben als vorteilhaft erwähnt – gegeben, dass ein Sensor-Wert, der durch eine Position des Fingers auf einer weißen Taste hervorgerufen wurde, auch durch die vergleichbare Position des Fingers auf einer schwarzen Taste hervorgerufen wird.
Der Aufbau der Tasten kann vorteilhaft wie in den folgenden Absätzen beschrieben ausgestaltet sein:
Eine Voraussetzung, welche eine Taste neben den weiter oben genannten grundlegenden Anforderungen erfüllen muss, ist die Integration des Sensors. Hierzu ist die Taste vorteilhaft in zwei Bereiche unterteilt, die zusammen den Sensor einschließen, so dass er gegen mechanische Beschädigungen, Feuchtigkeit und Verschmutzungen geschützt angeordnet ist.
2 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch eine Taste 1, wobei als die beiden wesentlichen Bereiche der Taste 1 eine Tastenoberfläche 8 und ein Tastenträger 9 erkennbar sind. Der Tastenträger 9 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Aluminium. Er ist innen ausgehöhlt. Die Tastenoberfläche 8 ist aus Glas gefertigt und in den Tastenträger 9 fest eingeklebt. Der verwendete Kleber berücksichtigt die Tatsache, dass das Aluminium und das Glas thermisch unterschiedlich „arbeiten” wird. Beispielsweise kann ein elastischer Klebstoff verwendet werden, der dementsprechende Differenzen zumindest teilweise auszugleichen vermag, so dass die mechanischen Belastungen für die beiden aneinander grenzenden Tasten-Bestandteile verringert werden.
An Stelle der erwähnten Werkstoffe Glas und Aluminium können andere Werkstoffe für die Tastenoberfläche 8 und/oder den Tastenträger 9 verwendet werden, beispielsweise keramische Werkstoffe, so dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Tastenträgers 9 dem der Tastenoberfläche 8 möglichst gleich ist, so dass kaum Relativbewegungen zwischen diesen beiden Grundbestandteilen der Taste auftreten und somit mechanische Belastungen der vergleichsweise dünnen Tastenoberfläche 8 möglichst gering gehalten werden können, so dass eine dünne Schichtdicke ermöglicht und damit ein möglichst präzises Ansprechen des verwendeten Sensors begünstigt wird.
In 3 ist ein vertikaler Querschnitt durch die Taste 1 von 2 dargestellt, aus welchem erkennbar ist, wie die Tastenoberfläche 8 in den Tastenträger 9 integriert ist. Der Spalt zwischen dem Tastenträger 9 und der Tastenoberfläche 8 ist durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Klebstoff ausgefüllt. Zwischen dem Tastenträger 9 und der Tastenoberfläche 8 ist ein Sensor 10 angeordnet, welcher die Position und/oder die Bewegungen eines Fingers auf der Tastenoberfläche 8 ermittelt.
Der Tastenträger 9 ist als Teil der Mechanik der gesamten Tastatur schwenkbar gelagert und ermöglicht so, dass die Taste 1 beim Bespielen die an sich bekannte Schwenk- bzw. Hebelbewegung ausführen kann. Im inneren ist der Tastenträger 9 ausgehöhlt und bietet Platz für den Sensor 10. Elektrische Verbindungsleitungen können vom Sensor 10 entweder durch den Boden des Tastenträgers 9 oder in Längsrichtung durch den gesamten Tastenträger 9 und dann nach hinten aus diesem heraus geführt werden. Alternativ ist es möglich, eine elektronische, den Sensor 10 aufnehmende Platine so zu gestalten, dass sie komplett in den Tastenträger 9 integriert werden kann oder nach hinten aus dem Tastenträger 9 ragt.
4 zeigt den Fall der Integration einer Sensorplatine 11, die durch die gesamte Taste 1 ragt und an deren hinterem Ende aus der Taste 1 geführt ist. Die vom Sensor 10 abgegebenen Steuersignale und die Stromversorgung des Sensors 10 können beispielsweise mittels eines Flachbandkabels angeschlossen bzw. übertragen werden. Auf dem aus der Taste 1 ragenden Teil der Platine 11 können noch weitere Bauteile installiert sein, um die Signal-Verarbeitungskette vorteilhaft so kurz wie möglich zu halten.
5 zeigt eine kürzere elektronische Platine 11, die nur im Bereich der Sensorfläche 5 vorgesehen ist und sich unmittelbar unter der Tastenoberfläche 8 befindet.
Bei der Integration des Sensors 10 in die Taste 1 ist zu beachten, dass bei der Verwendung von kapazitiven Sensoren 10 die zu durchdringende Oberfläche unmittelbar mit dem Sensor 10 verbunden sein sollte. Der Sensor 10 ist also vorteilhaft an die Unterseite der Tastenoberfläche 8 geklebt, und bei der Montage ist darauf zu achten, dass keine Luft zwischen dem Sensor 10 und der Tastenoberfläche 8 in dem Klebstoff eingeschlossen ist, denn die Luft könnte die elektromagnetischen Eigenschaften des Sensors 10 stören, so dass Stellen, an denen sich Luft befinden würde, zu Fehlern in den Messungen führen könnten.
Das Ankleben des Sensors 10 ist nur für die eigentliche Sensorfläche 5 wichtig. Alle weiteren Teile der Sensorplatine 11 wie Leiterbahnen und dergleichen müssen nicht mit der Tastenoberfläche 8 in irgendeiner Verbindung stehen, so dass daher verschiedene Varianten der Sensorinstallation möglich sind.
Für den Fall einer gemäß 4 durchgängigen Sensorplatine 11 kann die Aushöhlung im Tastenträger 9 so groß bemessen sein, dass eine Platine 11 durch den ausgehöhlten Innenraum gelegt werden und aus dem hinteren Ende der Taste 1 herausragen kann.
An Stelle einer derartigen langen Platine 11, die aufgrund der unterschiedlichen Teilfunktionen, die auf ihr verwirklicht sind, als integrierte Sensorplatine 11 bezeichnet werden kann, können separate Sensor- und Anschlussplatinen verwendet werden, wie anhand von 6 näher erläutert wird:
Eine erste Sensorplatine 11, auf der die Schaltkreise für den oder die kapazitiven Sensoren 10 angeordnet sind, ist, wie bereits weiter oben erläutert, in direkter Verbindung auf die Unterseite der Tastenoberfläche 8 geklebt und ist mittels eines Flachbandkabels 12 mit einer zweite Platine verbunden, die als Anschlussplatine 14 bezeichnet und fest in dem Tastenträger 9 installiert ist. Auf der Anschlussplatine 14 finden die weiteren Elemente Platz, und dort sind auch die Stromversorgung und die Datenverbindungen an die Taste 1 angeschlossen.
Die Verwendung zweier separater, durch z. B. ein Flachbandkabel 12 verbundener Platinen 11 und 14 kann wegen der thermischen „Arbeit” der für die Taste 1 verwendeten Materialien vorteilhaft sein. Je kleiner die direkt mit der Tastenoberfläche 8 in Verbindung stehende Sensorplatine 11 ausfällt, desto weniger wird diese mechanisch belastet, wenn die Tastenoberfläche 8 und die Sensorplatine 11 unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.

Claims

Musik-Eingabegerät, mit mehreren beweglich gelagerten, zu einer Tastatur zusammengefasst angeordneten Tasten, und mit Sensormitteln, welche jeweils die Bewegung einer Taste erfassen, und mit Anschlussmitteln zum Übertragen der durch die Tastenbetätigung erzeugten Tondaten an einen synthetischen Klangerzeuger, gekennzeichnet durch eine Sensoranordnung, welche die Oberfläche der Tasten (1, 2) erfasst, derart, dass mittels der Sensoranordnung die Position eines auf einer Taste (1, 2) aufliegenden Gegenstandes, wie eines menschlichen Fingers, erfassbar ist, wobei der Sensoranordnung eine Auswertungsschaltung zugeordnet ist, welche die Sensordaten in Ausgangssignale umsetzt, die dem synthetischen Klangerzeuger zuführbar sind.
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung berührungslose Sensoren (10) aufweist, derart, der jeweilige Sensor (10) im Abstand von der Oberfläche der diesem Sensor (10) zugeordneten Taste (1, 2) angeordnet ist.
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung Sensoren (10) aufweist, die jeweils in einer Taste (1, 2) angeordnet sind.
Musik-Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasten (1, 2) jeweils ein als Tastenoberfläche (8) und ein als Tastenträger (9) bezeichnetes Bauteil aufweisen, wobei diese beiden Bauteile fest miteinander verbunden sind.
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastenoberfläche (8) aus Glas besteht.
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastenoberfläche (8) aus einem keramischen Werkstoff besteht.
Musik-Eingabegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastenträger (9) aus Metall besteht.
Musik-Eingabegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastenträger (9) aus einem keramischen Werkstoff besteht.
Musik-Eingabegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastenoberfläche (8) mit dem Tastenträger (9) verklebt ist.
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastenoberfläche (8) mit dem Tastenträger (9) mittels eines elastischen, unterschiedliche thermische Ausdehnungen der beiden Bauteile ausgleichenden Klebstoffs verklebt ist.
Musik-Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem jeweiligen Sensor (10) erfasste, als Sensorfläche (5) bezeichnete Oberflächenbereich der Taste (1, 2) durch zwei als Startpunkt (6) und als Endpunkt (7) bezeichnete Punkte begrenzt ist, wobei dem Startpunkt (6) der Wert 0 zugeordnet ist und dem Endpunkt (7) ein Wert von wenigstens 127 zugeordnet ist, derart, dass die Auflösung über die Länge der Sensorfläche (5) wenigstens 7 Bit beträgt.
Musik-Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem jeweiligen Sensor (10) erfasste, als Sensorfläche (5) bezeichnete Oberflächenbereich der Taste (1, 2) eine Länge von wenigstens 3 cm aufweist.
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfläche (5) eine Länge von 6 cm aufweist.
Musik-Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (10) als kapazitive Sensoren (10) ausgestaltet sind.
Musik-Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (10) jeweils auf einer Sensorplatine (11) angeordnet sind, welche in die Taste (1, 2) integriert ist.
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorplatine (11) aus dem hinterem Ende der Taste (1, 2) ragt.
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorplatine (11) vollständig in die Taste (1, 2) integriert ist.
Musik-Eingabegerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorplatine (11) mit einer separaten Anschlussplatine (14) verbunden ist, auf welcher Anschlussmittel vorgesehen sind, die zum Übertragen der durch die Tastenbetätigung erzeugten Tondaten an einen synthetischen Klangerzeuger und/oder zur Stromversorgung der Sensorplatine (11) ausgestaltet sind.