DE3913963A1 - Vorrichtung zur luftregelung eines geraetes fuer schall- oder optische informationen - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine durch Atemluft bzw. Luft geregelte (nachfolgend als durch Luft geregelte be­ zeichnet) Schaltvorrichtung zur Betätigung eines parallel geschalteten Systems oder mit mehreren Schaltstellungen versehenen Systems, wie einen Musik-Synthesizer oder ein anderes Instrument, das infolge von Signalen eine optische oder eine Schallinformation erzeugt.

Auf dem Gebiet der Simulierung von Musikinstrumenten wurden viele Versuche unternommen, das Spielen herkömmli­ cher Instrumente elektronisch zu simulieren, wobei die Be­ tätigung verschiedener Einrichtungen angewendet wurde, um die elektronische Schaltung zu regeln, durch die die Ton­ erzeuger oder andere Formen eines Musik-Synthesizers be­ tätigt werden.

US-PS 35 16 326 von Hilliaret et al, am 23.6.1970 einge­ reicht, beschreibt zum Beispiel eine Mundharmonika, in der die Veränderungen der Luftströmung durch Anordnungen von Kolben und Zylindern wahrgenommen werden und die Bewegung dieses mechanischen Transponders direkt in elektronische Signale umgewandelt wird. Dieser Transponder befindet sich in einer Umgebung innerhalb der Pfeife und arbeitet zwangsweise unter dem Einfluß von Atemluft und Speichel des Benutzers unter feuchten Bedingungen. Die Verhinderung der Kondensation von Feuchtigkeit aus der Atemluft und/ oder der Ansammlung von Speichel innhalb der Pfeifen kann schwierig oder unmöglich sein. Nobel et al. beschreibt in US-PS 37 67 833 ein System, das dem von Hilliaret etwas ähnlich ist, das Gerät von Nobel weist jedoch nur eine Pfeife auf, unterschiedliche Noten werden durch Betätigung von Klappen bzw. Tasten erreicht. Es ist erwünscht, ein System zu erfinden, in dem keine direkte elektrische Verbindung an den Transponder besteht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine luftgere­ gelte Vorrichtung zur Schaffung von Signalen für den Erzeuger einer optischen oder einer Schallinformation oder für einen Musik-Synthesizer, z. B. eine Mundharmonika, zu schaffen, die eine einfache, kostengünstige Anordnung um­ faßt, bei der Komponenten verwendet werden, die gegenüber Gefahren der Umgebung, wie vorhandener Speichel, un­ empfindlich sind und robust und langlebig sind.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, andere Instrumen­ te zu schaffen, wie durch Ansaugen/Blasen betätigte Tasta­ turen von Schreibmaschinen oder Computern, die für Behin­ derte besonders vorteilhaft sind.

Nach einer Ausführungsform liefert die vorliegende Erfin­ dung eine computergesteuerte Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen, zur Betätigung eines Gerätes zur Erzeugung einer Schall- oder optischen Information in Erwiderung auf diese Signale, wobei diese Vorrichtung umfaßt: ein Mundstück mit einer Vielzahl von Luftpfeifen, die für den selektiven Durchgang von angesaugter und geblasener Luft des Be­ nutzers geeignet sind, wobei zumindest ein Teil jeder Luftpfeife eine lichtdurchlässige Wand aufweist, die den Durchgang von Licht durch die Pfeife gestattet; eine auf dieses Licht ansprechende Einrichtung, die auf einer Seite der Pfeife angeordnet ist und für die Aufnahme des Lichtes von der anderen Seite der Pfeife durch die lichtdurchläs­ sige Wand geeignet ist; Betätigungseinrichtungen innerhalb jeder Pfeife, die durch die Wirkung der Luftveränderung innerhalb der Pfeife von einer ersten Position, in der sie den Lichtdurchgang durch die Pfeife blockieren, in eine zweite Position beweglich sind, in der sie den Lichtdurch­ gang durch die lichtdurchlässige Wand gestatten, wobei diese Betätigungseinrichtungen bei Verwendung in ihre erste Position geneigt sind und eine ein photoempfindli­ ches Signal erzeugende Einrichtung für jede Betätigungs­ einrichtung, die im Weg des hindurchgehenden Lichtes an­ geordnet ist.

Vorzugsweise sind auf einer Seite jeder Pfeife entgegen­ gesetzt zur Einrichtung, die auf das Licht anspricht, lichtemittierende Einrichtungen wie LED-Dioden vorgesehen, wobei diese lichtemittierenden Einrichtungen zur Beleuch­ tung der lichtdurchlässigen Wand geeignet sind.

In einer weiteren Ausführungsform ist eine oder mehrere Pfeifen mit Umstellreglern versehen, die durch die Lippen betätigt werden. Folglich kann z. B. bei einem Musik­ instrument diese zusätzliche Schalteinrichtung verwendet werden, um Tonhöhenbereiche, z. B. Oktaven, zu schalten, während gleichzeitig die durch Luft geblasene Schaltfunk­ tion ungehindert bleibt.

Wenn der Erzeuger der Schall- oder optischen Information die Tastatur einer Schreibmaschine oder die Tastatur eines Computers ist, bei der z. B. eine Reihe von zwölf neben­ einander angeordneten Pfeifen verwendet wird, ergibt z. B. die Schaffung eines Regelverfahrens durch die Verschiebung in zwei Positionen durch den Mund zwei unterschiedliche Bereiche für jedes durch Blasen geregelte Signal oder jedes durch Ansaugen geregelte Signal, wodurch eine Lei­ stungsfähigkeit von 48 Zeichen geschaffen wird.

Jede Pfeife kann so angeordnet sein, daß sie direkt auf sowohl die Ausatmung als auch Einatmung des Luftstromes reagiert, indem in jeder Pfeife zusätzliche Betätigungs­ einrichtungen geschaffen werden. Eine besonders für "sanftes" Blasen und/oder Ansaugen gestaltete Pfeife kann Einrichtungen aufweisen, um die Luftströmung zu konzen­ trieren oder auszurichten, um den Luftströmungsbedarf zur Bewegung der Betätigungseinrichtung zu minimieren.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, welche zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Pfeife der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 3 eine Vorderansicht der in Fig. 1 ge­ zeigten Vorrichtung; und

Fig. 4 einen Schnitt durch das Mundstück der Vorrichtung von Fig. 1.

Die Zeichnungen zeigen eine luftgeregelte Schaltvorrich­ tung 10, die hauptsächlich zur Signalerzeugung geeignet ist, wobei diese Vorrichtung verwendet werden kann, um einen Musik-Synthesizer zu betreiben, so daß er z. B. wie eine Mundharmonika wirkt. Die Vorrichtung 10 ist jedoch auch zur Signalerzeugung geeignet, die denen einer Tasta­ tur einer Schreibmaschine oder eines Computers entspre­ chen.

Die Vorrichtung 10 umfaßt eine Vielzahl von Pfeifen 12. Es sind zwölf Pfeifen dargestellt, diese Anzahl ist jedoch nicht wichtig und hängt von der Anzahl der unterschiedli­ chen Signale, die zu der betriebenen Vorrichtung gesendet werden sollen und von der Zahl der Umstellungen der ver­ fügbaren unterschiedlichen Operandensätze der bedienten Vorrichtung ab.

Jede dargestellte Pfeife 12 umfaßt ein Mundstück 14, das den Zutritt der Atemluft des Benutzers zu der Öffnung 16 jeder Pfeife 12 ermöglicht. Die Öffnungen 16 können, wie dargestellt, geeigneterweise an Enden der Pfeifen 12 lie­ gen, andere Anordnungen sind jedoch möglich.

Jede Pfeife 12 enthält zumindest eine Kugel 18, die als Folge des Blasens oder Ansaugens des Benutzers an der Pfeife in dieser Pfeife beweglich ist. Dieser Gegenstand muß nicht wie dargestellt eine Kugel 18 sein, sondern kann irgendeinen Gegenstand darstellen, der sich als Folge der Atemluft des Benutzers in der Pfeife bewegt.

Die oder jede Kugel 18 ist in einer Kammer 20 der Pfei­ fe 12 enthalten, wobei diese Kammer 20 durch einen Ab­ schnitt 22 der Pfeifenwand, der Licht hindurchlassen kann, und Trennwände 24, 26 gebildet wird, die den Durchgang eines Gasstromes gestatten. Diese Trennwände 24, 26 können z. B., wie in der Zeichnung dargestellt ist, Öffnungen 27 aufweisen. Alternativ können die Trennwände 24, 26 ein Sieb oder irgendeine andere offene Struktur darstellen.

Der lichtdurchlässige Wandabschnitt 22 kann geeigneter­ weise durchsichtiges Plastikmaterial sein, und es ist üblich, daß die gesamte Pfeife 12 bei der Herstellung aus diesem Material gefertigt wird. Um das Vorhandensein des lichtdurchlässigen Abschnittes 22 hervorzuheben, zeigen die Zeichnungen jedoch eine Materialänderung des Pfeifen­ körpers 12 und des lichtdurchlässigen Wandabschnittes 22.

An einer Seite jeder Pfeife 12 liegt neben dem lichtdurch­ lässigen Wandabschnitt 22 ein lichtempfindlicher Schalter 30, geeigneterweise ein Phototransistor.

Bei Verwendung nimmt die im allgemeinen opake Kugel 18 in der Kammer 20 eine Ruheposition ein, wobei sie an der Trennwand 26 liegt. Wenn Luft in der Pfeife 12 strömt, so daß die Kugel 18 zu der in unterbrochenen Linien gezeig­ ten Position verschoben wird, kann das Licht von einer Seite der Pfeife 12 durch den lichtdurchlässigen Wandab­ schnitt 22 zur anderen Seite hindurchgehen. In diesem Fall wird der lichtempfindliche Schalter 30 betrieben und ein Signal erzeugt. Wenn die Kugel 18 in ihre ursprüngliche Position zurückkehrt, wird das Licht unterbrochen und der lichtempfindliche Schalter 30 nicht betätigt, und es ist kein Signal vorhanden. Da es möglich ist, die Vorrichtung 10 so zu verwenden, daß die lichtdurchlässigen Abschnitte 22 der Pfeifen 12, die entgegengesetzt zu den licht­ empfindlichen Schaltern 30 liegen, durch eine geeignete Lichtquelle beleuchtet werden, ist es günstig, für jede Pfeife eine Lichtquelle 28 vorzusehen, die zum lichtemp­ findlichen Schalter 30 entgegengesetzt angeordnet ist. jede Lichtquelle 28 kann eine LED-Diode sein.

Es ist auch von Vorteil, wenn der lichtempfindliche Schalter 30 und die LED-Diode 28 nicht an den lichtdurch­ lässigen Wandabschnitt 22 angrenzen, sondern durch über­ einstimmende Röhren 29, 31 räumlich davon getrennt sind, die ebenfalls mit der Ruheposition 18 übereinstimmen.

Wenn die Kugel 18 nicht in ihre Urposition zurückkehrt, wird der lichtempfindliche Schalter 30 weiter betätigt, und das erzeugte Signal besteht fort. Dies kann für einige Zwecke geeignet sein, ist es jedoch im allgemeinen nicht, und folglich sollte eine Vorrichtung vorgesehen sein, um die Kugel 18 in ihre Ruheposition zurückzuführen.

Wie in der Zeichnung dargestellt, umfassen diese Rück­ führungseinrichtungen nach unten geneigte Abschnitte 34 der Pfeife 12 und nach oben geneigte Abschnitte 36 der Pfeife 12. Im Abschnitt 34 liegt die Ruheposition der Kugel 18 an der Trennwand 26. Wenn der Benutzer an der Pfeife 12 Luft ansaugt, bewegt sich die Kugel nach oben in die mit unterbrochenen Linien gezeigte Position, und der entsprechende lichtempfindliche Schalter 30 wird betätigt. Wenn das Ansaugen unterbrochen wird, fällt die Kugel an die Trennwand 26 zurück, für den lichtempfindlichen Schal­ ter wird das Licht blockiert, und der Schalter wird nicht betätigt. Während der Durchführung einer Saugwirkung auf die Kugel 18 im nach oben geneigten Abschnitt 36 liegt die Kugel an der entsprechenden Trennwand 26 an, die sie an der Bewegung in Saugrichtung hindert.

Wenn der Benutzer in die Pfeife 12 bläst, bewegt sich die Kugel 18 im nach unten geneigten Abschnitt 34 durch die entsprechende Trennwand 25 nicht, die Kugel im nach oben geneigten Abschnitt 36 bewegt sich jedoch in die in unter­ brochenen Linien gezeigte Position, und ihr entsprechender lichtempfindlicher Schalter 30 wird betätigt.

Der vordere Abschnitt der Pfeife 12 ist nach unten geneigt gezeigt und der hintere Abschnitt als nach oben geneigt. Diese Nebeneinanderstellung kann umgekehrt sein, oder es kann eine gerade Pfeife, die vom Benutzer wie gewünscht angefügt werden kann, oder irgendeine andere Einrichtung verwendet werden, die die Kugel 18 oder irgendeinen anderen beweglichen Gegenstand in der Pfeife beeinflußt. Weiterhin ist es nicht erforderlich, in der gleichen Pfeife Betätigungseinrichtungen vorzusehen, die durch jedes Ansaugen oder Blasen beweglich sind. Falls es er­ forderlich ist, kann in einer Pfeife eine Einrichtung vorgesehen sein, die den lichtempfindlichen Schalter be­ tätigt oder das Blasen auslöst, und in einer anderen Pfeife kann eine Einrichtung vorgesehen sein, die den lichtempfindlichen Schalter oder das Blasen auslöst. Es ist ebenfalls möglich, in der gleichen Pfeife 12 zwei Einrichtungen vorzusehen, die in Abhängigkeit von der Stärke des Blasens unterschiedliche lichtempfindliche Schalter betätigen.

Wenn die durch Ansaugen betätigende Einrichtung und die durch Blasen betätigende Einrichtung in der gleichen Pfeife vorgesehen sind, können sie, falls erforderlich, verwendet werden, um Signale für den gleichen Operanden zu liefern, und zwar, wenn die zu betätigende Vorrichtung ein Musik-Synthesizer ist, können das Ansaugen und Blasen der gleichen Pfeife jeweils die gleiche Note erzeugen. Dies wird einfach erreicht, indem die lichtempfindlichen Schal­ ter 30 für beide Kugeln 18 der Pfeife 12 parallel verbunden werden. In diesen Schaltkreis können Widerstände einge­ schaltet sein, z. B. als Heizvorrichtungen für die Kugel und/oder als Lastwiderstände für die Phototransistoren 30. Beim Ansaugen und Blasen ist es jedoch üblicher, unter­ schiedliche Funktionen der bedienten Vorrichtung zu be­ treiben. Folglich können bei zwölf Pfeifen 24 alternative Funktionen betrieben werden. In vielen Fällen sind 24 Operanden unzureichend. Eine Mundharmonika kann z. B. mehr als 24 Noten verwenden, und es sollten Halbtöne vorgesehen werden. Zur Simulierung von Klavier bzw. Orgel sind zu­ mindest ein höherer und ein niedrigerer alphabetischer Satz, Zahlen und Zeichenmarkierungen erforderlich.

Die Zahl der Signale, die gesendet werden können, kann durch Erhöhung der Anzahl der Pfeifen 12 in der Vorrich­ tung 10 erhöht werden. Das Gerät wird jedoch ungünstig, wenn die Zahl der Pfeifen über einen geeigneten Höchst­ wert hinaus erhöht wird. Umstellschalter können vorgese­ hen sein, um die Signale aus den lichtempfindlichen Schaltern in unterschiedliche Bereiche umzustellen. Diese Umstellschalter können in Form jeder geeigneten Einrich­ tung vorgesehen sein. Es kann z. B. ein manueller Schal­ ter vorgesehen sein, ein Schaltmechanismus, der mit einer oder mehreren Pfeifen 12 verbunden ist, kann für diesen Zweck verwendet werden.

Entsprechend einer Besonderheit dieser Erfindung können ein Umstellschalter oder mehrere -schalter vorgesehen sein, die durch die Bewegung des Oberlippenglieds 42 oder des Unterlippenglieds 44 betätigt werden. Jedes oder beide können in drei Richtungen bewegt werden. Folglich kann das Oberlippenglied 42 durch die Oberlippe des Benutzers in Richtung des Pfeils A der Fig. 3 bewegt werden, um den Umstellschalter 46 zu betätigen, oder es kann in Richtung des Pfeils B der Fig. 3 bewegt werden, um den Umstell­ schalter 48 zu betätigen, oder es kann in Richtung des Pfeils C der Fig. 4 bewegt werden, um den Umstellschalter 50 zu betätigen. Eine ähnliche Betätigung des Unterlippen­ glieds 44 ist möglich. Folglich kann eine unterschiedli­ che Bedienung der Lippenglieder 44 zumindest sechs Um­ stellungen in unterschiedliche Funktionsbereiche ermög­ lichen. Wenn unterschiedliche Umstellungen für die Kombi­ nationen der Positionen der Lippenglieder 42, 44 vorgenommen werden, wird jedoch die Anzahl der umgestellten Bereiche größer als sechs.

Die Lippenglieder 42, 44 weisen ein hinteres Gleitteil 43 auf, das in einem Schlitz im Gehäuse 45 verläuft. Jedes Glied 42, 44 kann in Richtung der Pfeile A oder B bewegt werden, wobei sich das Gleitteil 43 im Schlitz längs­ bewegt. Zusätzlich kann jedes Glied 42, 44 rückwärts in Richtung des Pfeiles C bewegt werden.

Zusätzlich können weitere Umstellschalter 53, 55 durch Herunterdrücken zusätzlicher Lippenglieder 52, 54 betä­ tigt werden. Die Lippenglieder 52, 54 arbeiten nicht in der gleichen Weise wie die Lippenglieder 42, 44, sondern sind jeweils über einem Abschnitt des Mundstückes ela­ stisch gebogen. Wenn die Glieder 52, 54 unabhängig von­ einander benutzt werden sollen, werden sie jeweils be­ quem in Verbindung mit den anderen Lippengliedern 44, 42 benutzt. Das Oberlippenglied 52 wird folglich bequem mit dem Unterlippenglied 44 benutzt, und das Unterlippenglied 54 bequem mit dem Oberlippenglied 44. Wenn keines der Lippenglieder 42, 44 mit den Lippengliedern 52, 54 ver­ wendet wird, besteht die Tendenz, beide zusammen herun­ terzudrücken.

Da jedes der Lippenglieder 52, 54 in jeder Position der Lippenglieder 42, 44 leicht bedient wird, werden diese Lippenglieder 52, 54, wenn die Vorrichtung als Musik- Synthesizer betätigt werden soll, bequem benutzt, um Halbtöne der Noten zu erzeugen. Natürlich kann jeder der Schalter 46, 48, 50 oder der entsprechenden Schalter 53, 55 für das Unterlippenglied 44 für Halbtöne verwendet werden. Da jedoch die Schalter 46 und 48 nicht gleich­ zeitig betätigt werden können, da unterschiedliche An­ ordnungen des Lippenglieds 42 erforderlich sind, ist es geeignet, einen der Schalter 46 oder 48 zu verwenden, um die oberen Halbtöne zu erzeugen, und den anderen zur Erzeugung der unteren Halbtöne zu verwenden. Die tat­ sächliche Art und Weise der Erzeugung der Halbtöne kann herkömmlich sein. Dabei ist es nur wichtig, daß die Be­ tätigungseinrichtung zur Verschiebung der Note um einen halben Ton nach oben oder nach unten auf alle umgestell­ ten Notenbereiche anwendbar ist.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen zur Betätigung eines Gerätes, das als Folge dieser Signale optische oder Schallinformationen erzeugt, gekenn­ zeichnet durch ein Mundstück (14) mit einer Vielzahl von Pfeifen (12), die für den selektiven Durchlaß angesaugter und geblasener Luft des Benutzers geeignet sind, wobei zumindest ein Abschnitt (22) jeder Pfeife (12) eine lichtdurchlässige Wand umfaßt, eine auf das Licht ansprechende Einrichtung (30), die auf einer Seite der Pfeife (12) angeordnet ist und zum Empfang des Lichtes von der anderen Seite der Pfeife durch die lichtdurchlässige Wand geeignet ist, eine Betägigungseinrichtung (18) innerhalb jeder Pfeife (12), die durch die Wirkung der Luftveränderung inner­ halb der Pfeife aus einer ersten Position, in der sie den Lichtdurchgang durch die Pfeife blockiert, in eine zweite Position beweglich ist, in der sie den Licht­ durchgang durch die lichtdurchlässige Wand (22) ge­ stattet, wobei die Betätigungseinrichtung bei Verwen­ dung in die erste Position geneigt ist, und eine ein lichtempfindliches Signal erzeugende Ein­ richtung (28) für jede Betätigungseinrichtung (18), die im Weg des hindurchgelassenen Lichtes angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite jeder Pfeife, die zu der auf das Licht ansprechenden Einrichtung (30) entgegengesetzt ist, eine lichtemittierende Einrichtung (28) vorgesehen ist, wobei diese lichtemittierende Einrichtung zur Be­ leuchtung der lichtdurchlässigen Wand (22) geeignet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine Kugel (18) ist, deren Bewegung, außer der Bewegung zwi­ schen der ersten und der zweiten Position, durch eine Trennwand (24, 26) begrenzt ist, durch die die Luft freiströmen kann und die in der Pfeife (12) stromab­ wärts und stromaufwärts der Kugel (18) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (18) durch die Neigung der Pfeife in die erste Position geleitet wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß im ersten und zweiten licht­ durchlässigen Abschnitt (22) der Pfeife (12) eine erste Kugel (18), die sich durch Einfluß der geblasenen Luft innerhalb der Pfeife in die zweite Position bewegen kann und eine zweite Kugel (18) vorgesehen sind, die sich durch Einfluß der angesaugten Luft in die zweite Position bewegen kann.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest eine Umstellein­ richtung (46, 48, 50, 53, 55) vorgesehen ist, um die Signale der lichtempfindlichen Schalter (30) umzuschal­ ten.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein bewegliches Lippenglied (42, 44, 52, 54) vorgesehen ist, das zu­ mindest einen Umstellschalter (46, 48, 50, 53, 55) betätigt.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß Oberlippen- (42, 52) und Unterlippenglieder (44, 54) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lippenglied beweg­ lich ist und einen der drei Umstellschalter (46, 48, 50) betätigt.