DE202019003119U1

DE202019003119U1 - Tastatur für elektronische Musikinstrumente mit sensitiven Tasten, welche eine Schallmodulation erlaubt

Info

Publication number: DE202019003119U1
Application number: DE202019003119.7U
Authority: DE
Original assignee: Arturia
Current assignee: Arturia
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2029-07-26
Also published as: FR3084507A1; JP3223448U; FR3084507B1; CN209433848U

Abstract

Tastatur für ein elektronisches Musikinstrument (1), umfassend:
- eine Stützstruktur (10);
- eine Vielzahl von Tasten (20), welche schwenkbar an der Stützstruktur (10) befestigt sind und in der Lage sind, in einem ersten Druckhub eine Position anzunehmen, welche von einer hohen Ruheposition zu einer ersten niedrigen Position reicht, von welcher ein Schall ausgegeben werden soll und dann, in einem Hub zur Modulation des ausgegebenen Schalls, eine Position, welche von der ersten niedrigen Position zu einer zweiten niedrigen Endposition erreicht;
- erste Wiederherstellungskomponenten (18), welche jeweils angepasst sind, um eine erste Wiederherstellkraft auf eine Taste (20) in Richtung der hohen Ruheposition auszuüben;
- eine Vorrichtung zum Modulieren des Tons, welcher durch zumindest eine der Tasten (20) ausgegeben wurde, als eine Funktion eines elektrischen Signals, welches die Position davon repräsentiert, wenn sie in dem Modulationshub angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsvorrichtung umfasst:
- zweite Wiederherstellungskomponenten (30), welche jeweils angepasst sind, um eine zweite Wiederherstellungskraft auf eine Taste (20) auszuüben in Richtung der ersten niedrigen Position und aufweisend eine Kraft (F2) die größer ist als die Kraft (F1) der ersten Wiederherstellungskraft;
- Kapazitive Positionssensoren, die jeweils angepasst sind, um das elektrische Signal, welches die Position einer Taste (20) repräsentiert, bereitzustellen, jeweils umfassend:
- eine feste Elektrode (41), welche an der Stützstruktur (10) angebracht ist und eine bewegliche Elektrode (44), welche an der Taste (20) angebracht ist, welche vorgesehen sind, um zusammen einen elektrischen Kondensator mit variabler Kapazität auszubilden, jeweils umfassend zumindest eine Rippe (43, 46), wobei die Rippen (43, 46) eingerichtet sind, so dass sich eine Planfläche (S) der Rippen (43, 46) der festen Elektrode (41) und der beweglichen Elektrode (44) mit der Position der Taste (20) verändert, wobei die Rippen (43, 46) dann durch einen im Wesentlichen konstanten Abstand (d) beabstandet sind.

Description

Technisches Gebiet
Das Gebiet der Erfindung ist das der elektronischen Musikinstrumente und bezieht sich insbesondere auf eine Tastatur von solchen Instrumenten, umfassend sensitive Tasten, welche eine Schallmodulation erlauben, wenn die Taste gedrückt wird, basierend auf einem Signal, welches die Position oder den Druck, welcher auf die Taste ausgeübt wird, repräsentiert (als Aftertouch-Funktion bezeichnet).
Stand der Technik
Tastaturen für Musikinstrumente erlauben es, musikalischen Schall auszugeben, wenn die Tasten von einem Benutzer gedrückt werden. Der musikalische Schall wird dann insbesondere durch seine Zeitdauer, seine Tonhöhe, seine Lautstärke und seine Klangfarbe charakterisiert.
Es gibt auch Tastaturen, die eine kontinuierliche Modulation des ausgegebenen Schalls erlauben, wenn eine Taste gedrückt wird, wobei dies auf einem Signal basiert, welches die Position der Taste oder des darauf ausgeübten Drucks repräsentiert. Diese Funktion wird „Aftertouch“ genannt und dann wird sie als eine „Aftertouch-Tastatur“ bezeichnet. Sie kann daher unter anderem ein Modifizieren der Lautstärke oder der Klangfarbe des ausgegebenen Schalls beinhalten.
Grundsätzlich wird Modulation hierin als eine Modifikation von zumindest einem Merkmal des musikalischen Schalls verstanden, welcher durch das Musikinstrument ausgegeben wurde, als eine Funktion der Merkmale eines Aftertouch-Signals, d. h. eines Signals, welches die Position der Taste oder des Drucks, welcher auf die Taste ausgeübt wird, repräsentiert, wenn der Schall ausgegeben wird.
Es gibt Tastaturen, z. B. Orgel-Tastaturen, die sensitiv sind für die Position der Tasten in ihrem Druckhub. Daher, wenn eine Taste beginnt, durch den Musiker gedrückt zu werden, wird unmittelbar ein Schall ausgegeben, wobei die Intensität desselben variieren kann als eine Funktion der Position der Taste. Der Druckhub wird definiert durch eine hohe Ruheposition und eine niedrige Endposition. Der Schall wird ausgegeben und moduliert, wenn die Position der Taste in dem Druckhub sich verändert.
Andere Aftertouch-Tastaturen sind eingerichtet, so dass der Schall nur bei dem Ende des Druckhubs ausgegeben wird; wobei die Aftertouch-Funktion dann aktiviert werden kann. In diesem Fall wird der Schall grundsätzlich basierend auf einem Signal moduliert, welches einen zusätzlichen Druck repräsentiert, welcher durch den Musiker auf die Taste ausgeübt wird. Insbesondere wird der Druckhub dann zwischen der hohen Ruheposition und einer niedrigen Ausgabeposition, von welcher der Schall ausgegeben wird, definiert. Wenn der Schall ausgegeben wird und ein zusätzlicher Druck auf die Taste ausgeübt wird, dann wird der Schall moduliert.
Beispielsweise offenbart das Patent US 5,552,561 eine Tastatur für elektronische Musikinstrumente, bei welcher die Tasten jeweils mit einem Positionssensor und einem Drucksensor bereitgestellt werden. Der Positionssensor ist angepasst, um die Information bezüglich der Geschwindigkeit der Taste, wenn diese gedrückt wird, zu bestimmen und der Drucksensor ist angepasst, um ein Signal zu liefern, welches den zusätzlichen Druck, welcher durch den Musiker ausgeübt wird, zu repräsentieren, um den ausgegebenen Schall zu modulieren. Jeder Drucksensor ist in diesem Fall ein Widerstandssensor: er umfasst einen elektrisch leitfähigen Film, wobei der elektrische Widerstand des Films sich verändert als eine Funktion des Drucks, welcher durch die Taste auf den Film ausgeübt wird.
Andere Arten von Drucksensoren können verwendet werden. Daher beschreibt der Artikel von McPherson, mit dem Titel „Buttons, Handles, and Keys: Advances in Continuous-Control Keyboard Instruments“, Computer Music Journal 39:2, 28-46, 2015, einen lichtemittierenden Dioden-basierenden optischen Sensor. Die Position der Taste und dann der zusätzliche Druck, welcher auf sie ausgeübt wird, werden basierend auf der Detektion des Lichtstroms, welcher von der Diode ausgegeben wird und durch die Taste reflektiert wird, bestimmt. Die optische Reflexionsrate erlaubt es, die Position der Taste in dem Druckhub abzuleiten sowie den Druck, welcher auf die Taste ausgeübt wird, wenn die Taste am Ende des Druckhubs ist.
Jedoch besteht ein Bedürfnis zum Bereitstellen einer Tastatur für elektronische Musikinstrumente, umfassend eine verbesserte Vorrichtung für das Modulieren des ausgegebenen Schalls durch eine Taste, wenn diese gedrückt wird.
Es besteht auch ein Bedürfnis zum Bereitstellen einer Tastatur für elektronische Musikinstrumente, welches die Modulation des Schalls der gedrückten Taste erlaubt, was auch eine Verbesserung des Spielkomforts des Benutzers ermöglicht.
Offenbarung der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, zumindest einige der Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und insbesondere eine Tastatur für elektronische Musikinstrumente vorzuschlagen, welche eine verbesserte Funktion zur Modulation des Schalls aufweist, wenn die Taste gedrückt wird. Darüber hinaus kann auch der Spielkomfort des Benutzers verbessert werden.
Zu diesem Zweck ist das Ziel der Erfindung eine Tastatur für ein elektronisches Musikinstrument, umfassend

- eine Stützstruktur;
- eine Vielzahl von Tasten, welche schwenkbar an der Stützstruktur befestigt sind und in der Lage sind, in einem ersten Druckhub eine Position anzunehmen, welche von einer hohen Ruheposition zu einer ersten niedrigen Position reicht, von welcher ein Schall ausgegeben werden soll und dann, in einem Hub zur Modulation des ausgegebenen Schalls, eine Position, welche von der ersten niedrigen Position zu einer zweiten niedrigen Endposition erreicht;
- erste Wiederherstellungskomponenten, welche jeweils angepasst sind, um eine erste Wiederherstellkraft auf eine Taste in Richtung der hohen Ruheposition auszuüben;
- eine Vorrichtung zum Modulieren des Tons, welcher durch zumindest eine der Tasten ausgegeben wurde, als eine Funktion eines elektrischen Signals, welches die Position davon repräsentiert, wenn sie in dem Modulationshub angeordnet ist.

Gemäß der Erfindung umfasst die Modulationsvorrichtung:

- zweite Wiederherstellungskomponenten, welche jeweils angepasst sind, um eine zweite Wiederherstellungskraft auf eine Taste auszuüben in Richtung der ersten niedrigen Position und aufweisend eine Kraft die größer ist als die Kraft der ersten Wiederherstellungskraft;
- Kapazitive Positionssensoren, die jeweils angepasst sind, um das elektrische Signal, welches die Position einer Taste repräsentiert, bereitzustellen, jeweils umfassend:
- eine feste Elektrode, welche an der Stützstruktur angebracht ist und eine bewegliche Elektrode, welche an der Taste angebracht ist, welche vorgesehen sind, um zusammen einen elektrischen Kondensator mit variabler Kapazität auszubilden, jeweils umfassend zumindest eine Rippe, wobei die Rippen eingerichtet sind, so dass sich eine Planfläche der Rippen der festen Elektrode und der beweglichen Elektrode mit der Position der Taste verändert, wobei die Rippen dann durch einen im Wesentlichen konstanten Abstand beabstandet sind.

Einige bevorzugte jedoch nicht beschränkende Aspekte der Tastatur sind wie folgt.
Die feste und die bewegliche Elektrode umfassen jeweils vorzugsweise eine Vielzahl von Rippen, welche wechselseitig angeordnet sind, um sich miteinander zu verschachteln, wenn die Taste gedrückt wird.
Die Rippen der festen und der beweglichen Elektrode sind quer zu einer Schwenkdrehebene der Tasten ausgerichtet. Die Schwenkdrehebene ist definiert als die Bewegungsebene der Tasten in dem Druckhub und in dem Modulationshub.
Die feste und die bewegliche Elektrode können jeweils eine Vielzahl von Rippen umfassen, wobei die Breite der Rippen der festen Elektrode entlang einer Achse senkrecht zu einer Schwenkdrehachse der Tasten größer ist als die der Rippen der beweglichen Elektrode.
Die Rippen der festen Elektrode erstrecken sich vorzugsweise kontinuierlich unter den Tasten.
Die zweiten Wiederherstellungskomponenten können ausgewählt werden aus einer Blattfeder und einer Spiralfeder.
Die Modulationsvorrichtung umfasst vorzugsweise einen ersten vorbestimmten Schwellwert der variablen Kapazität, durch welche der Modulationshub definiert ist. Mit anderen Worten wird, wenn die variable Kapazität des elektrischen Kondensators, welcher durch die feste Elektrode und die bewegliche Elektrode gebildet wird, größer als oder gleich zu dem ersten Schwellwert ist, der Schall, welcher durch die Taste ausgegeben wird, von der Modulationsvorrichtung moduliert.
Die Kapazitätssensoren sind jeweils vorzugsweise angepasst, um auch ein elektrisches Signal der Position der Taste bereitzustellen, wenn die Taste in dem Druckhub angeordnet ist.
Die Modulationsvorrichtung umfasst vorzugsweise einen zweiten vorbestimmten Schwellwert der variablen Kapazität, welcher die niedrige Ausgabeposition definiert. Mit anderen Worten wird, wenn die variable Kapazität des elektrischen Kondensators, welcher durch die feste Elektrode und die bewegliche Elektrode gebildet wird, größer als oder gleich zu dem zweiten Schwellwert ist, der Schall, welcher der Taste entspricht, ausgegeben.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein elektronisches Musikinstrument, umfassend eine Tastatur gemäß einem der vorhergehenden Merkmale.
Figurenliste
Weitere Aspekte, Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen deutlicher werden, welche als nichtlimitierende Beispiele bereitgestellt werden und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, wobei:

1A eine perspektivische, schematische Teilansicht einer Tastatur eines elektronischen Musikinstruments gemäß einer Ausführungsform ist;
1B eine transversale, schematische Teilschnittansicht einer Tastatur gemäß einer Variante der Ausführungsform, die in 1A gezeigt ist, ist;
2A bis 2C transversale, schematische und Teilschnittansichten der Tastatur, welche in 1B gezeigt ist, bei drei Betriebszuständen, nämlich in einem Ruhezustand (2A), wenn eine Taste eine niedrige Ausgabeposition für den Schall, welcher durch das Musikinstrument (2B) ausgegeben wird, einnimmt und dann, wenn die Taste eine Position zur Modulation des ausgegebenen Schalls ( 2C) einnimmt.

Detaillierte Beschreibung bestimmter Ausführungsformen
In diesen Figuren und im weiteren Verlauf der Beschreibung repräsentieren die gleichen Bezugszeichen identische oder ähnliche Elemente. Weiter sind die verschiedenen Elemente nicht maßstabsgetreu dargestellt, um die Klarheit der Figuren zu verbessern. Darüber hinaus schließen sich die verschiedenen Ausführungsformen und Varianten nicht gegenseitig aus und können miteinander kombiniert werden. Sofern es nicht anderweitig ausgeführt wird, bedeuten die Begriffe „im Wesentlichen“, „näherungsweise“, „in der Größenordnung von“ auf 10 % genau. Darüber hinaus soll der Satz „umfassend einen“ zu verstehen sein als „umfassend zumindest einen“, sofern nicht etwas anderes angegeben ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tastatur eines elektronischen Musikinstruments, welches eine Funktion aufweist zum Modulieren des Schalls, welcher ausgegeben wird, wenn eine Taste bei dem Ende eines Druckhubs ist. In der nachfolgenden Beschreibung wird diese Funktion Aftertouch-Funktion genannt.
Wie vorhergehend angegeben entspricht die Aftertouch-Funktion der Modulation, d. h. die Modifikation von zumindest einem Merkmal des Musikschalls, welcher von der Vorrichtung ausgegeben wird, als eine Funktion eines elektrischen Signals, das Aftertouch-Signal genannt wird, welches die Position der Taste repräsentiert, wenn sie eine Position in einem Modulationshub einnimmt, welcher dem Druckhub folgt. Das modifizierte Merkmal des ausgegebenen Schalls als eine Funktion des Aftertouch-Signals kann die Lautstärke des Schalls, seine Klangfarbe, der Effekt eines Filters (z. B. ein Wert der Grenzfrequenz etc.) sein.
Die Tastatur kann eine monophone oder polyphone Aftertouch-Funktion sein. Monophoner Aftertouch ist die Modulation, basierend auf einem einzelnen Aftertouch-Signal des ausgegebenen Schalls durch all die Tasten, die auch gedrückt werden. Polyphoner Aftertouch ist die Modulation des ausgegebenen Schalls durch jede der gedrückten Tasten, basierend auf ihrem eigenen Aftertouch-Signal.
Die Tastatur kann beispielsweise die eines Digitalpianos sein oder eines Synthesizers. Sie kann 88 Tasten umfassen, beinhaltend Tasten von unveränderten Tönen (weiße Tasten) und Tasten von veränderten Tönen (schwarze Tasten). Die Aftertouch-Funktion ist vorteilhafter Weise mit jeder der Tasten der Tastatur assoziiert, kann jedoch auch mit lediglich einigen der Tasten assoziiert sein.
Wie hiernach detailliert beschrieben wird, sind die Tasten schwenkbar an einer Stützstruktur der Tastatur befestigt, d. h. sie können in einer Schwenkdrehebene bewegt werden. In Ruhe nehmen sie dieselbe hohe Ruheposition ein. Wenn ein Schall durch eine Taste ausgegeben werden soll, wird die Taste in eine erste niedrige Position gedrückt, von welcher der Schall ausgegeben wird, wobei diese Position hiernach als „niedrige Ausgabeposition“ bezeichnet wird. Der Weg, der von der hohen Ruheposition zu der niedrigen Ausgabeposition reicht, wird als Druckhub bezeichnet. In dem Druckhub wird der Schall nicht ausgegeben, außer wenn die Taste die niedrige Ausgabeposition einnimmt. Die Aftertouch-Funktion ist dann noch nicht aktiviert.
Wenn der ausgegebene Schall moduliert werden soll, und daher im Rahmen der Aftertouch-Funktion, wird die Taste weiter durch den Benutzer gedrückt und tritt daher in einen Hub ein, der als Modulationshub bezeichnet wird, welcher zwischen der niedrigen Ausgabeposition und einer zweiten niedrigen Position definiert ist, welche als Endposition bezeichnet wird und welche dem Druckhub folgt. Daher wird in dem Modulationshub die Aftertouch-Funktion aktiviert und der ausgegebene Schall wird basierend auf einem elektrischen Signal, welches die Position der Taste repräsentiert, modifiziert.
1A ist eine perspektivische, schematische Teilansicht einer Tastatur 1 eines elektronischen Musikinstruments gemäß einer Ausführungsform. 1B ist eine longitudinale, schematische Teilschnittansicht einer Tastatur 1 gemäß einer Variante der Ausführungsform, wie sie in 1A gezeigt ist, welche sich im Wesentlichen durch eine unterschiedliche Anordnung einer Leiterplatte zur Messung der elektrischen Polarität einer beweglichen Elektrode unterscheidet.
Das Musikinstrument ist in diesem Fall ein Digitalpiano, welches 88 Tasten 20 umfasst, beinhaltend diatonische Tasten und chromatische Tasten. Die Tastatur 1 weist eine polyphone Aftertouch-Funktion auf und die Tasten 20 sind jeweils mit einem kapazitiven Positionssensor 40 assoziiert, welcher es erlaubt, ein elektrisches Aftertouch-Signal zu erhalten, das die Position der Taste 20 repräsentiert.
In diesem Fall und im weiteren Verlauf der Beschreibung ist ein direktes orthogonales dreidimensionales Koordinatensystem (X, Y, Z) definiert, in welchem die X-Achse entlang der longitudinalen Achse der Tasten 20 ausgerichtet ist, die Y-Achse entlang der Achse der Druckschwenkverbindung der Tasten 20 ausgerichtet ist und die Z-Achse im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptebene der Stütze 11 der Stützstruktur 10 ausgerichtet ist. Im weiteren Verlauf der Beschreibung werden die Begriffe „niedrige(r)/unten“ und „hohe(r)/oben“ als relativ zur fortschreitenden Positionierung verstanden werden, wenn sich von der Stütze 11 in die +Z-Richtung bewegt wird. Der Ausdruck „vertikal“ wird als relativ zu einer Orientierung entlang der Z-Achse verstanden.
Die Tastatur 1 umfasst eine Stützstruktur 11, an welcher die Tasten 20 schwenkbar befestigt sind und eine Vorrichtung zum Modulieren von Musikschall.
In diesem Beispiel wird die Stützstruktur 10 von einer steifen Stütze 11 und einem Gehäuse 12, welches an der Stütze 11 angebracht ist, gebildet. Das Gehäuse 12 erlaubt es, den Tasten 20 über der Stütze 11 entlang der Z-Achse aufgehängt zu sein. Es umfasst einen Rückseitenteil 13, in dessen Nähe die Tasten 20 durch eine Schwenkverbindung angebracht sind und die in ihrer Drehung von einer Wiederherstellungskomponente 18 (nicht gezeigt) begrenzt werden. Diese Wiederherstellungskomponente 18 kann eine Feder sein, z. B. eine Spiralfeder 18 (s. 2A-2C). Das Gehäuse 12 umfasst einen Vorderseitenteil 14, welcher einen Abschnitt aufweist, der einen Anschlag 15, gegenüberliegend zu den Tasten 20, ausbildet und die hohe Ruheposition definiert. Der Abschnitt, der einen Anschlag 15 ausbildet, kann von einem elastischen Material 16 umgeben sein, welches es erlaubt, die Bewegung der Tasten 20 zu dämpfen. Das Gehäuse 12 umfasst auch einen Rahmen 17, welcher die Rückseiten 13 und Vorderseiten 14 -Teile verbindet, wobei auf dem Rahmen eine feste Elektrode 41 der kapazitiven Positionssensoren befestigt ist, wie hiernach detaillierter beschrieben wird.
Die Tasten 20 werden an dem Gehäuse 12 angebracht und erstrecken sich longitudinal zwischen einem ersten begrenzten Ende 21 und einem zweiten Ende 22, welches als ein freies Ende bezeichnet wird. Das erste Ende 21 wird als begrenzt bezeichnet in der Hinsicht, dass es an dem Gehäuse 12 durch eine mechanische Schwenkverbindung angebracht ist. Das zweite Ende 22 wird als freies Ende bezeichnet in der Hinsicht, dass es eine obere Fläche 23 umfasst, auf welche ein Benutzer drückt, um die Taste 20 in die -Z-Richtung zu drücken. Darüber hinaus können die Tasten 20 um dieselbe Schwenkachse schwenken, welche entlang der Y-Achse ausgerichtet ist (und können daher in der Schwenkdrehebene XZ bewegt werden) und sind jeweils durch die Wiederherstellungskomponente 18 in ihrer Drehung um die Schwenkachse beschränkt. Diese Komponente wird an der Stützstruktur 10 und der Taste befestigt, um eine Wiederherstellungskraft auszuüben, welche dazu dient, das freie Ende 22 der Taste 20 in die +Z-Richtung zu bewegen. Daher erfährt eine Taste 20, welche durch einen Benutzer gedrückt wird, eine Wiederherstellungskraft mit der Stärke F1, welche dazu dient, sie in die hohe Ruheposition zurückzubringen. Die Tasten 20 umfassen, in der Nähe des freien Endes 22, einen Arm 24, welcher sich im Wesentlichen vertikal in Richtung der Stütze 11 erstreckt. Der vertikale Arm 24 umfasst einen Ausschnitt 25 zur Aufnahme des Abschnitts des Gehäuses 12, welches einen Anschlag 15 ausbildet und einen Kontaktteil 26, welcher sich unter dem Ausschnitt 25 erstreckt. Daher, weist der Kontaktteil 26 des vertikalen Arms 24 eine obere Kontaktfläche 27 auf, welche dazu vorgesehen ist, um mit dem Abschnitt, welcher einen Anschlag 15 ausbildet, zu kontaktieren, wenn die Taste 20 die hohe Ruheposition einnimmt und eine untere Kontaktfläche 28, welche dazu vorgesehen ist, mit einer zweiten Wiederherstellungskomponente 30 zu kontaktieren, wenn die Taste 20 eine Position innerhalb des Modulationshubs einnimmt.
Die Modulationsvorrichtung umfasst für jede der Tasten 20 eine zweite Wiederherstellungskomponente 30 und einen kapazitiven Positionssensor 40, welcher angepasst ist, um ein elektrisches Positionssignal (Aftertouch-Signal) bereitzustellen. Sie umfasst weiter ein elektronisches Modulationsmodul (nicht gezeigt), welches mit dem kapazitiven Sensor 40 verbunden ist und angepasst ist, um den ausgegebenen Schall zu modulieren, wenn die Taste 20 gedrückt wird, als eine Funktion eines elektrischen Signals, welches die Position der Taste 20 repräsentiert, welches von dem kapazitiven Sensor 40 bereitgestellt wird.
Die Wiederherstellungskomponente 30 ist angepasst, um eine Wiederherstellungskraft auf die Taste 20 ausüben, wenn sie eine Position zwischen der niedrigen Ausgabeposition (von welcher der Schall ausgegeben wird) und einer zweiten niedrigen Position, welche als Endposition bezeichnet wird, einnimmt, welche die Taste 20 dazu veranlasst, um die Schwenkachse in die +Z-Richtung zu drehen. In diesem Fall beinhaltet sie eine Blattfeder 30, jedoch können auch andere Arten von Federn, z. B. eine Spiralfeder, geeignet sein. Die Stärke F2 der Wiederherstellungskraft ist größer als die Stärke F1 der Wiederherstellungskraft der Spiralfeder 8, beispielsweise in der Größenordnung von zehn Mal größer. Das Blatt 30 ist in diesem Fall an der Stütze 11 an einem Ende 31 durch ein Abstandsteil 33 befestigt und umfasst ein gegenüberliegendes Ende 32, das freigelassen wird und ist unter dem vertikalen Arm 24 der Taste 20 angeordnet. Die Wiederherstellungskomponenten 30 sind getrennt voneinander und jeweils mit einer unterschiedlichen Taste 20 assoziiert. Die obere Fläche des freien Endes 32 des Blatts 30 ist in diesem Fall vorteilhafter Weise mit einem elastischen Dämpfungsmaterial 35 beschichtet, um jedwedes Geräusch oder Oszillation des Blatts 30 zu vermeiden, wenn der vertikale Arm 24 damit kontaktiert. Ein Anschlagsabstandselement 34 kann an der Stütze 11 angeordnet sein und dem freien Ende 32 des Blatts 30 zugewandt sein, um die niedrige Endposition zu definieren.
Daher kann jede Taste 20 frei um die Schwenkachse drehen und eine Position in dem Druckhub in dem Bereich von der hohen Ruheposition zu der niedrigen Ausgabeposition (bei welcher der Schall ausgegeben wird) einnehmen. In dem Druckhub übt die Spiralfeder 18 eine Wiederherstellungskraft der Stärke F1 aus, die dazu dient, die Taste 20 in die hohe Ruheposition zurückzubringen. Wenn der Benutzer die Aftertouch-Funktion aktivieren möchte, üben sie einen zusätzlichen Druck auf die Taste 20 aus und die Taste tritt in den Modulationshub ein. Die Taste 20 nimmt dann eine Position ein, welche zwischen der niedrigen Ausgabeposition, welche ausgeschlossen ist, und der niedrigen Endposition ein. In dem Modulationshub übt die Blattfeder 30 eine Wiederherstellungskraft der Stärke F2 aus, die größer ist als die Stärke F1 und dazu dient, die Taste 20 in die niedrige Ausgabeposition zurückzubringen. Die Tatsache, dass die Wiederherstellungskraft eine Stärke F2 ausübt, die größer ist als die Stärke F1 der Spiralfeder 18 erlaubt es dem Benutzer es physisch zu fühlen, wenn die Taste 20 in den Hub zur Modulation des Musikschalls eintritt und daher die Aktivierung der Aftertouch-Funktion.
Der kapazitive Positionssensor 40 ist angepasst, um ein Signal bereitzustellen, welches die Position der Taste 20 repräsentiert, wenn die Taste zumindest in dem Modulationshub angeordnet ist. In diesem Beispiel repräsentiert das elektrische Signal vorteilhafter Weise die Position der Taste 20 in sowohl dem Druckhub als auch in dem Modulationshub. Wie hiernach beschrieben, erlaubt dies einen Schwellschallausgabewert und einen Schwellmodulationswert elektronisch vorzudefinieren und erlaubt es sogar Informationen in Bezug auf die Geschwindigkeit der Taste 20 während der Druckphase zu erhalten.
Der kapazitive Sensor 40 umfasst zwei Elektroden 41, 44 (Anker), welche gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, um einen im Wesentlichen flachen elektrischen Kondensator mit variabler Kapazität auszubilden. Das dielektrische Medium, welches die zwei Elektroden trennt, ist in diesem Fall Luft. In bekannter Art und Weise verändert sich der Wert der Kapazität C eines Flachkondensators durch S/d: C=ε×S/d, wobei ε die Permittivität des dielektrischen Mediums ist, S die Fläche, welche den Elektroden 41, 44 zugewandt ist, und d der Abstand, welcher die Elektroden 41, 44 voneinander beanstandet ist. Im Umfang der Erfindung sind die Elektroden 41, 44 so angeordnet, dass sich die Planfläche S mit der Position der Taste verändert, wohingegen der Abstand d im Wesentlichen konstant und sogar konstant bleibt. Bei einem im Wesentlichen konstanten Abstand d wird es verstanden, dass die mögliche Veränderung von d während der Veränderung von S einen vernachlässigbaren Effekt auf den Wert der Kapazität C hat. Die Planfläche S wird als die Oberfläche der Rippen 43, 46 der Elektroden 41, 44, die einander zugewandt sind, d. h. einander gegenüberliegend in einer Richtung, die orthogonal zu der Oberfläche der Rippen ist, definiert. In dem Umfang der Erfindung verändert sich die Planfläche S zwischen einem Minimalwert S_min und einem Maximalwert Smax, welcher mit der niedrigen Endposition assoziiert ist. Der Minimalwert kann mit der niedrigen Ausgabeposition oder vorzugsweise mit der hohen Ruheposition assoziiert sein. Die Planfläche S ist in diesem Beispiel vorteilhafter Weise quer zu der longitudinalen Achse X und der Abstand d, welcher die Rippen 43, 46 der festen 41 und beweglichen 44 Elektroden trennt, ist in diesem Fall im Wesentlichen entlang der longitudinalen Achse X ausgerichtet.
Die Elektroden 41, 44 werden durch eine feste Elektrode 41, unabhängig von der Position der Taste 20 gebildet und eine bewegliche Elektrode 44 wird an der Taste 20 befestigt. Mit anderen Worten wird die feste Elektrode 41 ohne irgendeinen Freiheitsgrad an dem Gehäuse 12 der Stützstruktur 10 angebracht, wohingegen die bewegliche Elektrode 44 ohne irgendeinen Freiheitsgrad an der Taste 20 angebracht wird. Jede Taste umfasst in diesem Fall eine getrennte bewegliche Elektrode 44. Die feste Elektrode 41 kann für alle Tasten 20 gleich sein. Mit anderen Worten können die Elektroden 41, die relativ zu den verschiedenen Tasten 20 befestigt sind, durch dieselbe feste Elektrode 41 ausgebildet sein, die sich kontinuierlich unter allen Tasten 20 erstreckt.
Die feste 41 und bewegliche 44 Elektrode umfasst jeweils zumindest eine Rippe 43, 46, d. h. einen dünnen, starren leitfähigen Teil. Der Ausdruck dünn wird hierbei verstanden, dass er bedeutet, dass die Dicke geringer als das Breiten- (entlang der Y-Achse) und Höhen- (entlang der Z-Achse) Maß ist. Die eine oder mehrere Rippen 43, 46 jeder Elektrode 41, 44 erstrecken sich vorzugsweise transversal von einer Leitungsstütze und in diesem Fall im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Leitungsstütze. Mit anderen Worten umfasst die feste Elektrode 41 in diesem Fall eine im wesentlichen flache Leitungsstütze 42, welche an dem Gehäuse 12 befestigt ist, von welcher sich zumindest eine Rippe 43 und in diesem Fall eine Vielzahl von Rippen 43 transversal zu der longitudinalen Achse X in die +Z-Richtung, in Richtung der Taste 20, erstreckt. Die Rippen 43 der festen Elektrode 41 können im Wesentlichen parallel zueinander sein und können sogar konzentrisch zueinander sein. Sie können im Wesentlichen flach sein oder können eine Oberfläche ausbilden, die im Wesentlichen in eine Richtung gekrümmt ist. In diesem Beispiel bilden die Rippen 43 jeweils eine flache Fläche entlang der Y-Achse und eine gekrümmte Fläche entlang der Z-Achse aus. Sie sind konzentrisch und haben einen Krümmungsradius, welcher auf der Schwenkachse zentriert ist. In ähnlicher Art und Weise umfasst die bewegliche Elektrode 44 in diesem Fall eine Leitungsstütze 45, welche an einer unteren Fläche der Taste 20 befestigt ist, von welcher sich zumindest eine Rippe 46 und in diesem Fall eine Vielzahl von Rippen 46 transversal zu der longitudinalen Achse X in die -Z-Richtung, in Richtung der Stütze 11, erstreckt. Die Rippen 46 der beweglichen Elektrode 44 können parallel zueinander sein oder können konzentrisch zueinander sein. In diesem Fall bilden sie jeweils eine flache Oberfläche in eine Richtung aus, nämlich in Richtung der Z-Achse, und sind um die Schwenkachse im Wesentlichen konzentrisch zueinander. Daher kann der kapazitive Positionssensor 40 der Taste 20 eine elektrisches Signal bereitstellen, welches die Position repräsentiert. Diese kapazitive Messung hat den Vorteil, dass sie linear über im Wesentlichen die gesamte Bewegung der Taste 20 ist, was die Genauigkeit und/oder die Auflösung der kapazitiven Messung erhöht, unabhängig von der Position 20.
Die Rippen 46 der beweglichen Elektrode 44 sind vorteilhafter Weise gegenüberliegend zu den Rippen 43 der festen Elektrode 41 angeordnet, um miteinander verschachtelte Rippen auszubilden. Mit anderen Worten ist eine Rippe 46 einer beweglichen Elektrode 44 vorgesehen, um zwischen zwei Rippen 43 der festen Elektrode 41 positioniert zu sein, wenn die Taste 20 gedrückt wird. Daher wird die variable Kapazität, welche von dem Kapazitätssensor 40 gemessen wird, durch die Summe der Kapazitäten von jedem elementaren Kondensator ausgebildet, der durch eine Rippe 46 einer beweglichen Elektrode 44 ausgebildet wird, die angeordnet ist, um einer Rippe 43 einer festen Elektrode 41 zugewandt zu sein.
Die Rippen 43, 46 der festen 41 und beweglichen 44 Elektrode sind vorteilhafter Weise transversal zu der longitudinalen Achse X der Tasten 20 ausgerichtet, das heißt zu der Schwenkdrehebene XZ der Tasten 20. Mit anderen Worten ist die Oberfläche der Rippen 43, 46 im Wesentlichen parallel (in dem Fall einer flachen Rippe) oder lokal tangential (in dem Fall einer gekrümmten Rippe) zu der Schwenkdrehebene XZ der Tasten 20. Diese Ausrichtung der Rippen 43, 46 ist insbesondere vorteilhaft in der Hinsicht, dass der gemessene Wert der Kapazität sich nicht wesentlich verändert in dem Fall einer leichten lateralen Bewegung der Taste 20 entlang der Y-Achse oder einem Verdrehen der Taste in dem Druck- oder Modulationshub. Die Messung der variablen Kapazität bleibt daher präzise trotz leichter Fehler beim Zusammenbau der Tasten 20 an der Stützstruktur 10, was die Verlässlichkeit der Schallmodulationsvorrichtung verbessert.
Darüber hinaus, während die Rippen 46 der beweglichen Elektroden 44 getrennt voneinander sind, können sich die Rippen 43 der festen Elektroden 41 im Wesentlichen entlang der Y-Achse unter jeder der Tasten 20 kontinuierlich erstrecken. Mit anderen Worten, mit Bezug auf die jeweilige Taste, ist die Breite entlang der Y-Achse der Rippen 46 der beweglichen Elektrode 44 vorteilhafter Weise geringer als die Breite der Rippen 43 der festen Elektrode 41. Daher, wenn die Taste 20 irgendeine Position in dem Druck- und/oder Modulationshub einnimmt, bleibt die Planfläche S der Rippen 43, 46 im Wesentlichen konstant, trotz möglicher lateraler Bewegung der Taste 20 entlang der Y-Achse. Die Messung der variablen Kapazität C bleibt daher präzise und wird im Wesentlichen nicht im Falle einer lateralen Bewegung oder Verdrehung der Taste 20 verschlechtert, was auch dabei hilft, die Verlässlichkeit der Schallmodulationsvorrichtung zu verbessern.
Die feste 41 und bewegliche 44 Elektrode haben unterschiedliche elektrische Potenziale. Die feste Elektrode 41 ist vorzugsweise geerdet, während die bewegliche Elektrode 44 in diesem Fall ein variables elektrisches Potenzial aufweist, wobei der Wert davon gemessen wird, um das elektrische Signal, welches die Position 20 repräsentiert, zu bestimmen. Zu diesem Zweck umfasst jeder kapazitive Sensor 40 vorzugsweise einen elektronischen Schaltkreis, z. B. eine Leiterplatte 47 (PCB, Printed Circuit Board), zum Messen des elektrischen Potenzials der beweglichen Elektrode 44. Ein elektrisch leitfähiges Band 48 kann die elektrische Verbindung zwischen der beweglichen Elektrode 44 und der Leiterplatte 47 bereitstellen. Die Leiterplatte 47 kann an der Stützstruktur 10 in der Nähe der entsprechenden Taste 20 befestigt sein. In dem Beispiel der 1A ist die Leiterplatte 47 an dem Gehäuse 12 zwischen der festen Elektrode 41 und der Blattfeder 30 befestigt. In dem Beispiel der 1B ist die Leiterplatte 47 über der festen Elektrode 41 zwischen der beweglichen Elektrode 44 und dem Rückseitenteil 13 des Gehäuses 12 positioniert.
Das elektrische Signal, welches die Position der Taste 20 repräsentiert, kann auf verschiedenen Wegen, die an sich bekannt sind, erhalten werden. Daher kann es durch Messen der elektrischen Spannung, bei den Anschlüssen der festen 41 und beweglichen 44 Elektrode, in Antwort auf das Einspeisen eines Wechselstroms, erhalten werden. Es kann auch als Modulation der Amplitude einer Sinuswelle erhalten werden, welche von einem Oszillator erzeugt wurde, über einen Filter, bei welchem der Wert der Kapazität des Kondensators, welcher durch die feste 41 und bewegliche 44 Elektrode gebildet wird, die Grenzfrequenz modifiziert. Schließlich, und nach wie vor beispielhaft, kann das repräsentative Signal von einem Zeitverzögerungswert zur Übertragung eines Rechtecksignals in einem RC-Schaltkreis, welcher durch den Kondensator gebildet wird, erhalten werden. Die Ladezeit des RC-Schaltkreises in Antwort auf das eingespeiste Rechtecksignal erlaubt es, die Position der Taste 20 zu bestimmen. Diese elektrischen Verfahren werden einzig zum Zwecke der Darstellung bereitgestellt und andere Ansätze sind ebenfalls möglich.
Vorzugsweise wird der kapazitive Sensor 40 angepasst, um ein Signal bereitzustellen, das die Position 20 repräsentiert, wenn sie in dem Modulationshub angeordnet ist (zwischen der niedrigen Ausgabeposition und der niedrigen Endposition), jedoch auch wenn sie in dem Druckhub angeordnet ist (zwischen der hohen Ruheposition und der niedrigen Endposition). Mit anderen Worten ist der kapazitive Sensor 40 vorteilhafterweise angepasst, um das Signal bereitzustellen, welches die Position 20 repräsentiert sobald diese gedrückt wird und daher bevor die niedrige Ausgabeposition erreicht wird. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da dieses es erlaubt, einen Schwellwert für die Kapazität zu definieren von welchem angenommen wird, dass die Taste 20 die niedrige Schallausgabeposition erreicht hat. Diese niedrige Ausgabeposition kann als die Kontaktposition zwischen dem vertikalen Arm 24 der Taste 20 und der Blattfeder 30 definiert sein. Jedoch kann diese Kontaktposition zeitlich modifiziert werden, insbesondere als eine Funktion der Entwicklung der mechanischen Leistung der Blattfeder (oder breiter der Wiederherstellungskomponente 30) und sogar der des Dämpfungsmaterials, das optional verwendet wird.
Es kann daher vorteilhafter sein, die niedrige Ausgabeposition basierend auf einem Schwellwert der variablen Kapazität und nicht basierend auf der Kontaktposition zwischen der Taste 20 und der Wiederherstellungskomponente zu definieren. Mit anderen Worten kann es für den mechanischen Aspekt vorteilhaft sein, von dem elektrischen Aspekt für die Schallausgabe und dem Eintritt in die Schallmodulationsphase abgetrennt zu sein. Das Verhalten der Tastatur 1 während der Ausgabe und der Modulation des Schalls bleibt daher präziser und zeitlich stabil, was die Verlässlichkeit der Modulationsvorrichtung verbessert. Darüber hinaus kann ein Trennen der mechanischen Aspekte und der elektrischen Aspekte einen zusätzlichen Freiheitsgrad bezüglich der Anpassung der Tastatur 1 hinsichtlich des Spielens und des Fühlens des Musikers bereitstellen und daher mehr Spielkomfort bereitstellen. Zu diesem Zweck weisen die Rippen 43 der festen Elektrode 41 und die Rippen 46 der beweglichen Elektrode 44 jeweils eine Höhe entlang der Z-Achse auf, die ausreichend ist, um es dem Wert der Kapazität C zu erlauben, sich zu vergrößern, sobald die Taste 20 beginnt, gedrückt zu werden.
Der Betrieb der Tastatur 1 gemäß der Variante, wie sie in 1B gezeigt ist, wird nun mit Bezug auf die 2A bis 2C beschrieben, welche verschiedene Betriebszustände der Tastatur 1 zeigen.
2A zeigt eine Tastatur 1, wobei die Taste 20 die hohe Ruheposition einnimmt. Die Spiralfeder 18 übt daher eine Rückstellkraft auf die Taste 20 aus, um sie dazu zu veranlassen, um die Schwenkachse in die +Z-Richtung zu schwenken. Die Taste 20 wird in dieser Position gehalten durch den Kontakt, der zwischen dem Anschlag 15 des Vorderseitenteils 14 des Gehäuses 12 und der oberen Kontaktfläche 27 des vertikalen Arms 24 der Taste 20 gebildet wird. Die bewegliche Elektrode 44 wird daher in einem Abstand von der festen Elektrode 41 gehalten, so dass die Planfläche S der Rippen 43, 46 im Wesentlichen Null oder minimal ist. Daher misst der kapazitive Sensor 40 einen Minimalwert der Kapazität des Kondensators, welcher durch die Elektroden 41, 43 gebildet wird. Das Signal, welches die Position der Taste 20 repräsentiert, weist daher einen Wert auf, welcher anzeigt, dass die Taste 20 die hohe Ruheposition einnimmt.
2B zeigt die Tastatur 1, wobei die Taste 20 durch einen Benutzer in die -Z-Richtung gedrückt wurde, bis sie die niedrige Schallausgabeposition einnimmt. Daher kommt der vertikale Arm 24 der Taste 20 in Kontakt mit dem freien Ende 32 der Blattfeder 30. Jedoch wird sie im Wesentlichen nicht von der Taste 20 verformt. Die Rippen 46 der beweglichen Elektrode 44 sind folglich in die -Z-Richtung bewegt worden, um mit den Rippen 43 der festen Elektrode 41 zu verschachteln. Die Planfläche S der Rippen 43, 46 hat sich daher vergrößert und daher ebenso der Wert der Kapazität C des Kondensators, welcher durch die Elektroden 41, 43 gebildet wird. Es ist anzumerken, dass der Spalt d zwischen den Rippen 46 der beweglichen Elektrode 44 und den Rippen 43 der festen Elektrode 41 im Wesentlichen nicht modifiziert wurde, während die Taste 20 gedrückt wurde. Die Kapazität C verändert sich daher linear mit der Veränderung der Planfläche S, was es erlaubt, eine hohe Präzisions- und/oder Auflösungskapazitätsmessung bereitzustellen, unabhängig von der Position der Taste 20. Die Taste 20 ist bei dem Ende des Druckhubs, so dass der Schall dann von dem elektronischen Musikinstrument ausgegeben wird. Jedoch ist die Blattfeder im Wesentlichen nicht verformt, so dass die Taste 20 noch nicht in den Schallmodulationshub eingetreten ist. Insbesondere ist die Aftertouch-Funktion nicht aktiviert, solange der Messwert der Kapazität C unter einem Schwellwert C_th bleibt, von welchem aus die Aftertouch-Phase aktiviert wird. Ein Korrelieren der Aktivierung/Deaktivierung der Aftertouch-Phase mit einem Schwellwert Cth der Kapazität, welche durch die feste 41 und bewegliche 44 Elektrode gebildet wird und nicht mit einer Messung einer mechanischen Deformation der Blattfeder 30 oder mit einem elektrischen Kontakt zwischen dem vertikalen Arm 24 der Taste 20 und der Blattfeder 30 erlaubt es, die Verlässlichkeit der Aktivierung der Aftertouch-Funktion und daher die zeitliche Stabilität des Verhaltens der Tastatur 1 zu verbessern.
2C zeigt die Tastatur 1, wobei die Taste 20 in den Modulationshub eingetreten ist und daher zwischen der niedrigen Ausgabeposition und der niedrigen Endposition angeordnet ist. Daher sind die Rippen 46 der beweglichen Elektrode 44 weiter in Richtung der Leitungsstütze 42 der festen Elektrode 41 bewegt und vergrößern daher die Planfläche S zwischen den Rippen 43, 46 und daher den Wert der Kapazität C des Kondensators. Dieser ist somit größer als oder gleich zu dem Aktivierungsschwellwert C_th der Aftertouch-Funktion. Der ausgegebene Schall wird dann moduliert als eine Funktion des Signals, welches die Position der Taste 20 repräsentiert, z. B. basierend auf einem Unterschied zwischen der gemessenen effektiven Kapazität und dem Schwellwert C_th . Darüber hinaus hat der Benutzer ein physisches Gefühl, die Aftertouch-Funktion aktiviert zu haben, in der Hinsicht, dass sie die Blattfeder 30 dazu veranlassen, sich zu verformen, wobei die Blattfeder eine Stärke F2 der Rückstellkraft ausübt, die größer ist als die der Rückstellkraft der Spiralfeder 18. Darüber hinaus ist es möglich, über die Bewegung der Taste 20 in dem Aftertouchhub eine recht signifikante Modulation des ausgegebenen Schalls bereitzustellen.
Schließlich kann der Nutzer anschließend die Aftertouch-Funktion deaktivieren durch Lösen des Drucks, der auf die Taste 20 ausgeübt wird und dadurch die Taste veranlassen, sich aus dem Modulationshub zu bewegen. Der Wert der Kapazität C fällt daher unter den vorbestimmten Schwellwert C _th , so dass die Aftertouch-Funktion deaktiviert wird. Wenn sie die Taste weiter lösen, verringert sich der Wert der Kapazität C weiter, so dass der Schall nicht länger von dem Instrument ausgegeben wird. Die Taste 20 kehrt dann in die hohe Ruheposition zurück.
Ein Trennen der Definition der Schallausgabe und der Modulationsphasen von den mechanischen Aspekten erlaubt es, dass verschiedene Schwellwerte für die Kapazität des Kondensators, welcher durch die Elektroden 41, 43 gebildet wird, leicht definiert werden können. Tatsächlich ist es möglich, einen ersten Schallausgabe-Schwellwert C_th1 vorzudefinieren und anschließend einen zweiten Schallmodulations-Schwellwert C_th2 . Daher, wenn die effektive Kapazität des Kondensators weniger als C_th1 ist, wird der Schall nicht von dem Musikinstrument ausgegeben. Wenn sie größer als oder gleich zu C_th1 ist, jedoch weniger als C_th2 , wird der Schall ausgegeben, jedoch bleibt die Modulation des Schalls deaktiviert. Schließlich, wenn sie größer ist als oder gleich zu C_th2 , wird der ausgegebene Schall moduliert, basierend auf einem Signal, welches die Position der Taste repräsentiert z. B. basierend auf dem Unterschied zwischen dem effektiven Wert der Kapazität und C_th2 . Daher ist es möglich, die Schwellwerte C_th1 , C_th2 anzupassen und sogar zusätzliche Schwellwerte zu definieren, als eine Funktion der Position der Taste, der zeitlichen mechanischen Leistung der Tastatur 1 und sogar als eine Funktion des Spielkomforts, welcher durch den Benutzer gewünscht wird. Die Tastatur 1 weist daher eine verbesserte Verlässlichkeit auf und erlaubt es, dass die Tastatur 1 an die Bedürfnisse des Benutzers angepasst wird, während er von der Präzision und/oder der Auflösung profitiert, welche mit dem kapazitiven Sensor assoziiert sind, wobei die Elektroden mit Rippen bereitgestellt werden, wie sie vorher beschrieben wurden.
Besondere Ausführungsformen wurden gerade mit Bezug auf eine Tastatur mit einer polyphonen Aftertouch-Funktion beschrieben. Jedoch, wie vorher gehend angemerkt, können diese Ausführungsformen an andere Arten von Tastaturen für elektronische Musikinstrumente angepasst werden, z. B. Tastaturen, welche eine monophone Aftertouch-Funktion aufweisen und jede Art von MIDI Tastaturen. Darüber hinaus kann das elektrische Signal, welches die Position der Taste repräsentiert, auch während des Druckhubs verwendet werden, um Informationen bezüglich der Geschwindigkeit der Taste oder irgendeiner anderen Information zu bestimmen und daher, um den ausgegebenen Schall als eine Funktion dieser Informationen zu modulieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5552561 [0007]

Claims

Tastatur für ein elektronisches Musikinstrument (1), umfassend: - eine Stützstruktur (10); - eine Vielzahl von Tasten (20), welche schwenkbar an der Stützstruktur (10) befestigt sind und in der Lage sind, in einem ersten Druckhub eine Position anzunehmen, welche von einer hohen Ruheposition zu einer ersten niedrigen Position reicht, von welcher ein Schall ausgegeben werden soll und dann, in einem Hub zur Modulation des ausgegebenen Schalls, eine Position, welche von der ersten niedrigen Position zu einer zweiten niedrigen Endposition erreicht; - erste Wiederherstellungskomponenten (18), welche jeweils angepasst sind, um eine erste Wiederherstellkraft auf eine Taste (20) in Richtung der hohen Ruheposition auszuüben; - eine Vorrichtung zum Modulieren des Tons, welcher durch zumindest eine der Tasten (20) ausgegeben wurde, als eine Funktion eines elektrischen Signals, welches die Position davon repräsentiert, wenn sie in dem Modulationshub angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsvorrichtung umfasst: - zweite Wiederherstellungskomponenten (30), welche jeweils angepasst sind, um eine zweite Wiederherstellungskraft auf eine Taste (20) auszuüben in Richtung der ersten niedrigen Position und aufweisend eine Kraft (F2) die größer ist als die Kraft (F1) der ersten Wiederherstellungskraft; - Kapazitive Positionssensoren, die jeweils angepasst sind, um das elektrische Signal, welches die Position einer Taste (20) repräsentiert, bereitzustellen, jeweils umfassend: - eine feste Elektrode (41), welche an der Stützstruktur (10) angebracht ist und eine bewegliche Elektrode (44), welche an der Taste (20) angebracht ist, welche vorgesehen sind, um zusammen einen elektrischen Kondensator mit variabler Kapazität auszubilden, jeweils umfassend zumindest eine Rippe (43, 46), wobei die Rippen (43, 46) eingerichtet sind, so dass sich eine Planfläche (S) der Rippen (43, 46) der festen Elektrode (41) und der beweglichen Elektrode (44) mit der Position der Taste (20) verändert, wobei die Rippen (43, 46) dann durch einen im Wesentlichen konstanten Abstand (d) beabstandet sind.
Tastatur (1) gemäß Anspruch 1, wobei die feste (41) und die bewegliche (44) Elektrode jeweils eine Vielzahl von Rippen (43, 46) umfasst, welche wechselseitig angeordnet sind, um sich miteinander zu verschachteln, wenn die Taste (20) gedrückt wird.
Tastatur (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Rippen (43, 46) der festen (41) und der beweglichen (44) Elektrode quer zu einer Schwenkdrehebene der Tasten (20) ausgerichtet sind.
Tastatur (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die feste (41) und die bewegliche (44) Elektrode jeweils eine Vielzahl von Rippen (43, 46) umfasst, wobei die Breite der Rippen (43) der festen Elektrode (41) entlang einer Achse senkrecht zu einer Schwenkdrehachse der Tasten (20) größer ist als die der Rippen (46) der beweglichen Elektrode (44).
Tastatur (1) gemäß Anspruch 4, wobei die Rippen (43) der festen Elektrode (41) sich kontinuierlich unter den Tasten (20) erstrecken.
Tastatur (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweiten Wiederherstellungskomponenten (30) ausgewählt sind aus einer Blattfeder und einer Spiralfeder.
Tastatur (1) gemäß einer Ansprüche 1 bis 6, wobei die Modulationsvorrichtung einen ersten vorbestimmten Schwellwert (C_th; C_th2) der variablen Kapazität, durch welche der Modulationshub definiert ist, umfasst.
Tastatur (1) gemäß ein Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kapazitätssensoren (40) jeweils angepasst sind, um auch ein elektrisches Signal der Position der Taste (20) bereitzustellen, wenn die Taste in dem Druckhub angeordnet ist.
Tastatur (1) gemäß Anspruch 8, wobei die Modulationsvorrichtung einen zweiten vorbestimmten Schwellwert (C_th1) der variablen Kapazität umfasst, welcher die niedrige Ausgabeposition definiert.
Elektronisches Musikinstrument, umfassend eine Tastatur (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.