DE4041766C2 - Musiziereinrichtung - Google Patents

Description

Die vorgelegte Erfindung betrifft eine Musizierein­ richtung gemäß dem Oberbegriff der Patent­ ansprüche 1 oder 2, und zwar eine Musiziereinrichtung als Lernhilfsmittel zu Musikinstrumenten jeder Art, einen sogenannten Spielführer für Instrumente, bei denen vom Spieler in den Händen bzw. Fingern Posi­ tionen am Instrument gegriffen oder zumindest erreicht werden müssen (d. h. Greifen oder Zupfen von Saiten, Anschlagen von Tönen und Tasten, Drücken von Venti­ len, Anschlagen von Klangkörpern, wie Glockenspiele, Schlagzeuginstrumente, Xylophone, etc.) und diese Spielpositionen, bzw. gegebenenfalls auch Tasten, durch den Spielführer während des Spielens angezeigt sind, insbesondere zum Training des rhythmusgerechten Spiels.

Zum Stand der Technik ist auf folgende Patentanmeldungen Bezug genommen: AT 3 88 821, DE-OS 31 21 253, DE 34 20 742 C2, GB 20 97 172, US 47 03 681, 20 62 341, US 43 78 720, 46 51 612, DE 30 33 534, DE 34 20 742.

Aus der DE-C2-30 33 534 ist eine Musiziereinrichtung der in Rede stehenden Art bekannt. Hier werden durch eine Ablaufsteuerung die Anzeigemittel entsprechend der vorgegebenen Notenfolge jeweils um eine Note vorauseilend angezeigt, unabhängig davon, ob der Spieler die angezeigte Spielposition erreicht oder nicht. Die zeitlich richtige Abstimmung der Betätigung der Spielposition erfolgt nicht aufgrund der Anzeige, sondern aufgrund eines jeweils vorgegebenen vorherrschenden Rhythmus. Eine Individualisierung der Anzeige entsprechend der technischen Fähigkeiten des Spielers ist nicht vorgesehen, so daß der Spieler häufig außer Takt gerät, vorzeitig aufgibt und ein rhythmusgerechtes Spielen nicht lernt.

Gemäß der DE-C2-34 20 742 werden die Anzeigemittel bei unkorrekter Spielweise zunächst ausgeschaltet und nach einer gewissen Zeit wieder eingeschaltet. Hiermit wird sozusagen eine von einem Spielführer veranlaßte Unterbrechung einer Probe mit nachfolgender Wiederaufnahme der Probe simuliert. Auch mit einer solchen Ablaufsteuerung wird ein rhythmusgerechtes Spielen bei noch geringen Fähigkeiten des Spielers nur für kurze Zeiten erreicht, so daß bald der Spieler den Überblick über das gesamte Stück verliert und ebenfalls häufig vorzeitig das Üben aufgibt.

Ferner ist es bekannt, die vom Spieler anzuspielenden Spielpositionen hervorzuheben, wobei vom Spieler verlangt wird, mit dem Zeitpunkt der Hervorhebung unmittelbar diese Spielposition zu greifen, wenn er rhythmusgerecht die Noten spielen will. Bei diesem Verfahren hat der Spieler praktisch keine Zeit, die Spielpositionen mit der für die Ausübung von Musik notwendigen inneren Ruhe zu erreichen.

Des weiteren sind noch Musiziereinrichtungen bekannt, bei denen die Spielpositionen ohne Berücksichtigung des Rhythmustaktes angezeigt werden, wobei die nächste Spielposition dann angezeigt wird, wenn die aktuelle Spielposition erfolgreich erreicht ist. Da der Rhythmus jedoch wesentlicher Bestandteil eines Musikstückes ist, gewinnt der Spieler keinen Eindruck über das tatsächliche Klangbild des Stückes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Musiziereinrichtung der in Rede stehenden Art anzugeben, mit der ein rhythmusgerechtes Üben eines Musikstückes mit einfachen Mitteln möglich wird, wobei dem Spielenden Gelegenheit gegeben werden soll, die rhythmusgerecht zu spielenden Positionen in Ruhe zu erreichen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 2 gelöst. Demgemäß werden, wie an sich bekannt, die zu erreichenden Spielpositionen jeweils um einen Ton vorauseilend angezeigt, so daß der Spieler in der Regel ausreichend Zeit findet, diese Spielposition zu erreichen. Des weiteren wird jedoch der Rhythmus dem Spieler dargestellt, indem die Hervorhebung der Spielposition erlischt. Der Zeitpunkt des Erlöschens der Hervorhebung einer Spielposition kann gemäß Patentanspruch 2 noch um eine Zeitspanne vor dem tatsächlichen Rhythmustakt vorgezogen werden, die der mittleren Reaktionszeit des Spielers entspricht.

Durch diese Maßnahmen ist einerseits die optimal rechtzeitige Anzeige der Spielpositionen gegeben, ohne daß der Musizierende durch weitere Anzeige von noch nicht zu spielenden Spielpositionen behindert wird, und weiters wird dem Musizierenden eine bestimmte Reak­ tionszeit ermöglicht, ohne daß dadurch die jeweils un­ terschiedliche Dauer der zu spielenden Noten beein­ flußt ist, also exakt zu einer Begleitmusik dazu gespielt werden kann, d. h. die Anzeige der zu spielenden Töne erfolgt zwar rechtzeitig für die Auswahl der Spielposi­ tionen, ist aber beim unmittelbaren Spielen nicht mehr existent. Dadurch kann sich der Musikausübende auch viel besser auf die Musik konzentrieren, lernt die Spiel­ positionen blind greifen und ist durch den Spielführer nicht irritiert und wird, was eine wichtige Vorausset­ zung für das perfektionierte Spielen eines Instrumentes ist, zum Vorausdenken angehalten, bei dem er zwar Ge­ legenheit hat sich die Spielpositionen zurechtzulegen, aber im Moment des eigentlichen Anspielens der Töne das Instrument so spielt, als wäre der Spielführer nicht mehr vorhanden, wodurch er ein Musikstück nach Me­ lodie und Rhythmus praktisch auswendig spielen lernt, was auch Sinn der Sache ist, denn der Schüler soll ja das Instrument beherrschen lernen und nicht den Spielfüh­ rer. Sind beim Spielen eines Instrumentes Fingersätze einzuhalten, dann können die LEDs auch jeweils als einstellige Ziffernanzeige zur Anzeige der Ziffern 1 bis 5, zwecks Anzeige des Fingersatzes ausgebildet sein, wobei diese Anzeige auch durch Bedienschalter oder Programm umgeschaltet, optional als bloße Leuchtan­ zeige(fläche) benutzt sein kann und nur wichtige Finger­ sätze entsprechender Spielpositionen, bzw. Tasten, durch Ziffern angezeigt sind. Die Anzeigeelemente können auch zweifarbig ansteuerbar sein, wobei die Farbe dann anzeigt, mit welcher Hand gespielt werden soll. Das gleiche gilt auch für Instrumente mit einfacher Leuchtdiodenanzeige, wie z. B. zu nachfolgendem Ausführungsbeispiel eines Glocken­ spiels beschrieben, wobei die Farben der Spielstäbe (bzw. Klöppel) für rechte und linke Hand vorzugsweise mit den zugehörigen Leuchtdiodenfarben übereinstim­ men. Bei einhändig gegriffenen Instrumenten können die Farben der Anzeige auch Fingersätze bezeichnen, wobei dann zur Anzeige farblich übereinstimmende Merkfingerringe zur besseren Orientierung verwendet werden können, z. B. für das Erlernen von Saiteninstru­ menten, wie Gitarren und Violinen. Durch weitere Farb­ codierungen der Anzeige können weitere wichtige Spielanweisungen angezeigt sei, so z. B. die Pedalbetä­ tigung bei einem Klavier, weiters natürlich auch die un­ terschiedliche Betonung der Töne, z. B. durch entspre­ chend unterschiedliche Leuchtintensitäten betreffender Anzeige. Trotz der Informationsvielfalt, die die optische Spielführeranzeige wiedergeben kann, kann der Musikschüler diesen Informationen pro­ blemlos rhythmusgerecht folgen, da außer evtl. notwen­ diger Fingersätze von jeglicher symbolischer Darstel­ lung bei der Anzeige der Spielpositionen Abstand ge­ nommen ist. Um für Tasteninstrumente eine Fin­ gersatzanzeige zu ermöglichen, die einerseits weiterhin die Verwendung von einfachen Leuchtdioden als Spiel­ positionsanzeige gestattet, andererseits eine übersichtli­ che Darstellung mit genauer Zuordnung der Hände zu den zu spielenden Tasten ermöglicht, ist die zweifarbige Anzeige derart ausge­ bildet, daß zu einer einfachen zentralen numerischen Anzeige (vgl. Fig. 17a) für jeweils 5 Ziffernstellen für die eine Hand (55b) und 5 Ziffernstellen für die andere Hand (55a), einerseits die Fingersätze für rechte Hand und linke Hand getrennt auf diesen Anzeigen zu den jeweils zu spielenden Noten angezeigt sind, wobei die Zuordnung dieser fünfstelligen Anzeige entsprechend ihrer lokalen Anordnung (also rechte Anzeige 55a und linke Anzeige 55b) nicht den Händen, sondern den Spielseiten (also rechter Hand und linker Hand vom Klavierspieler) zugeordnet ist und die Anzeigefarbe je­ weils einer bestimmten Hand zugeordnet ist, mit der die Töne gegriffen werden müssen, wodurch aus Spielwei­ sen anzeigbar sind, bei der die Hände sich kreuzen müs­ sen. Ergänzend können dann auch noch die Leuchtdi­ oden zur Spielpositionsanzeige entsprechend zweifar­ big dazu passend, dargestellt sein (2a), wobei die einfar­ bige Darstellung dieser Anzeige, jedoch auch ausrei­ chend ist. In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die zweifarbige Fingersatzanzeige auch dreifarbig aus­ gestaltet sein, wobei die dritte Farbe dann jeweils die während des Spieles auf Tasten liegenzulassenden Fin­ ger bezeichnen, so lange, bis diese zusätzliche Farban­ zeige erlischt.

In einer Ausbildung der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 ist die individuelle Einstellbarkeit der Reaktionszeit des Musizierenden vorgesehen, das ist die Zeit, die vergeht von dem Zeitpunkt an, wo die optischen Anzeigen des Spielführers wieder in den Kennzustand aller jeweils nicht zu spielenden Spielpositionen zurückwechseln (al­ so z. B. wieder erlöschen, was heißt, daß betreffender Ton oder Akkord jeweils gespielt werden soll), bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Musizierende in der Lage ist, den Ton rhythmusgerecht, zu exaktem Takt passend, auch zu spielen, und zwar für eine Vielzahl von synchron musizierenden Instrumenten, die jeweils mit einer Syn­ chronleitung zusammengeschaltet sind, wobei erforder­ lichenfalls die Reaktionszeit für jedes Instrument geson­ dert einstellbar ist, wie nachfolgend in einem Beispiel ausdrücklich beschrieben ist. Es ist klar, daß diese Reak­ tionszeit dem spielerischen Können in Übereinstim­ mung mit den Anforderungen des gespielten Musikstückes angepaßt sein muß, weil ansonsten der Schüler ge­ zwungen wird, beim Zusammenspiel mit anderen Instru­ menten bestimmte Noten auszulassen, was jedoch voll beabsichtigt ist; dieses Verhalten entspricht den tatsäch­ lichen Gegebenheiten nicht nur bei Musikschülern, son­ dern auch in professionellen Orchestern.

In vorzugsweiser Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, den op­ tischen Spielführer auch synchron zum vorgegebenen Takt laufen zu lassen, wenn der Spieler nicht mehr mit­ kommt oder improvisiert.

Hierbei wird von der Ablaufsteuerung, welche für die Fortschaltung des Notenablaufprogrammes zuständig ist, zu jeder zu spielenden Note in folgender Weise eine Ereignismessung vorgenommen:
Innerhalb einer vorgegebenen Anzahl von nach betref­ fendem Notenablaufprogramm nach vorgegebenem Rhythmustakt zu spielender Noten ist jeweils tatsäch­ lich gespielte Anzahl betreffender Noten verglichen, wobei abhängig von diesem Vergleich folgende Steue­ rungsmaßnahme vorgesehen ist:
für ein Ergebnis der Ereignismessung, bei dem festge­ stellt ist, daß keine Note ausgelassen wurde, erfolgt die reguläre Weiterschaltung des Programms mit der Ton­ auslösung der jeweils gespielten Note;
für ein Ergebnis der Ereignismessung, bei dem festge­ stellt ist, daß eine Note ausgelassen worden ist, erfolgt die Weiterschaltung des Programms mit dem zur Rhyth­ musdauer einer betreffenden Note erzeugten Zeittakt.

Ausführungsvarianten zu dieser bevorzugten Ereig­ nismessung sind zu den Fig. 2b, 4, 5, 6a und 6b im nach­ folgenden Teil der Beschreibung beschrieben.

Der optische Spielfüh­ rer, begünstigt durch das erfindungsgemäße Ansteuer­ verfahren, eignet sich bereits bestens zum Musizieren in Anfänger­ gruppen, z. B. auf einem Glocken­ spiel.

Nachfolgend sind die Zeichnungen erläutert, wobei für die schaltungstechnischen Merkmale, die eigens her­ ausgestellten Komponenten der Schaltungen natürlich auch durch Software in einem Mikroprozessor-Pro­ gramm nachgebildet sein können, wie dies nach dem Stand der Technik gebräuch­ lich ist. Weiter sind in den Figurenbeschreibungen je­ weils nicht erläuterte Referenzbezeichnungen zu ande­ ren Figuren erläutert, da Doppelerläuterungen der die Referenzbezeichnungen betreffenden Merkmale ver­ mieden sind.

Fig. 1 betrifft ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem Glocken­ spiel, bei dem die Anzeigemittel des Spielführers (2a) zweifarbig aufleuchten können, in Übereinstimmung zu den unterschiedlichen Farben der Anschlagsbälle (58) der beiden Spielstäbe (z. B. rot und grün). Mit dem im Resonanzkörper des Instrumentes eingebauten Mikro­ fon (1) erfolgt die Abtastung des Zeitpunktes wann je­ weils ein Ton angeschlagen worden ist, bzw. auch eine Tondekodierung, wel­ che der Stimmzungen (3), jeweils angeschlagen worden ist (z. B. mit Schaltung nach Fig. 7).

Zur Speicherung des Notenablaufprogrammes, insbesondere zu einer auf Tonträger wiedergegebenen Begleitmusik, sind über ei­ ne Kassettenrekorder- (Kabel 6) oder auch einer Dis­ kettenlaufwerkschnittstelle, bzw. einer beliebig anderen Ton- oder Speicherkonserve (5) folgende optionale Be­ triebsweisen, bzw. Geräteausgestaltungen, vorgesehen, wobei nach Anwendung und Betriebsart, Teile der zu einer Note, bzw. Ton jeweils gespeicherten Parameter, bzw. Tondaten, auch optional sein können:

• a) Alternative 1: von der Speicherkonserve wird das Notenablaufprogramm in ein RAM (vgl. Fig. 2a) des erfindungsgemäßen Spielführers gela­ den bzw. bei Lernenprogrammierung der Tonda­ ten durch Einspielen am Instrument, von diesem RAM aufgezeichnet, wobei die Daten des Noten­ ablaufprogrammes dann den Tondaten der zu er­ zeugenden Töne entsprechen, die zu erzeugende Tonhöhe und zu erzeugende Tondauer sowie ggfs. zugehörige Anschlagsintensität und auch manuelle Spielanweisungen (Fingersatz, welche Hand, etc.), umfassen, wobei in optionaler Erweite­ rung bei Lernprogrammierung die manuellen Spielanweisungen in Verbindung mit einem Edi­ tierprogramm nachträglich noch eingegeben und aufgezeichnet werden können. Weiter können die jeweils zu einem Rhythmustakt, d. h. Anschlagszeit­ punkt, zugehörigen Parameter der Noten (incl. Ak­ korde) jeweils zu einem durch Kopfadresse zu Be­ ginn des Datenblockes gekennzeichneten Daten­ block zusammengefaßt sein, wobei dann die einzel­ nen Parameter entweder durch ihre Reihenfolge oder durch Steuercodes, bzw. -Bits markiert sind.
• b) Alternative 2: es ist ein Synchronsignal vorgese­ hen, das dem zu erzeugenden Rhythmus der zu spielenden Noten entspricht;
• c) Alternative 3: anstelle oder zusätzlich zur Kodie­ rung der jeweiligen Tondauer einer Note, bzw. an­ stelle genannten Synchronsignals, sind die Tonda­ ten jeweils echtzeitgemäß entsprechend dem Rhythmus der zu spielenden Noten als Adressen auf der Tonkonserve gespeichert, und werden wäh­ rend das Instrument gespielt wird (sozusagen ON- Line), ist die Ansteuerelektronik der Anzeigeele­ mente des Spielführers, unmittelbar oder über RAM zwischengespeichert, eingelesen, bzw. von der Ansteuerungselektronik entsprechend wieder­ gegeben. Unterschiedliche Wiedergabegeschwin­ digkeiten ergeben sich dann einfach durch die Auf­ zeichnungsgeschwindigkeit des Tonträgers oder auch durch die Auslesetaktrate eines zwischenge­ schalteten Halbleiter-FIFO-Speichers, der dann in entsprechenden Blöcken aus der Tonkonserve im Start-Stopp-Betrieb nachgeladen wird;
• d) Alternative 4: die Tonparameter sind anstelle der Abspeicherung in einem RAM oder zusätzlich da­ zu, in einem nicht flüchtigen Halbleiterspeicher, z. B. EPROM abgelegt;

die beschriebenen 4 Alternativen können beliebig kom­ biniert werden, wie folgendes bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel unter Verwendung eines Standardtonträ­ gers als Tonkonserve (z. B. Schallplatte, CD, Tonband­ kassette) veranschaulichen soll:

Auf der Tonkonserve sind zu einer bestimmten Begleit­ musik zeitsynchron die Tondaten aufgezeichnet, wobei dies zum Beispiel so vorgenommen ist, daß auf einer ersten Spur die Begleitmusik und auf einer zweiten Spur frequenzkodiert die Tondaten aufgezeichnet sind, oder frequenzkodiert im zweiten Aufzeichnungskanal der Begleitmusik, dessen Bandbreite z. B. nach oben zum Zwecke der Ausfilterung der Tondaten begrenzt ist, die Tondaten aufgezeichnet sind, in beiden Fällen als Ste­ reosignaltonträger verwendet sind und die Tondaten folgende Parameter beinhalten:

Zu jedem Zeitpunkt, der einem Rhythmustakt (vgl. Si­ gnale (29) und (30) in nachfolgender Beschreibung) ent­ spricht, sind folgende Datenwörter durch eine Deko­ diervorschrift voneinander trennbar, z. B. durch Fre­ quenzkodierung oder Zwangsfolge von Worten inner­ halb eines Blockes mit jeweiligem Start-Ende-Wort des Blockes kodiert, durch serielle RS 232 oder durch syn­ chrones Verfahren, etc., aufgezeichnet:
Startwort, Musikstückadresse, Beginnadresse eines Mu­ sikstückes oder bestimmten Teiles davon, Tonhöhe, wel­ che im nachfolgenden als TONCODE bezeichnet ist;
Tondauer, welche im nachfolgenden als R-CODE be zeichnet ist, Anschlagsintensität, welche im nachfolgen­ den als INTENSIV-Code bezeichnet ist, und gegebe­ nenfalls diverse Spielanweisungen wie Fingersätze und Farbcodes der zur Umschaltung der Anzeigefarbe der optischen Anzeigemittel, einen optionalen GATESI­ GNAL-CODE, dessen Verwendung nachfolgend noch erläutert ist, weiters optionale Bedämpfungsadressen zur Abdämpfung angespielter Schwingungen des In­ strumentes sowie Spieladressen zum Spielen einer Zweitstimme des Instrumentes und schließlich die Ende­ codierung eines Blockes;
der Rhythmustakt ist dann entweder in der Start- oder Endecodierung eines Blockes enthalten, oder als eigene Adressenkodierung. Eigene Adressencodierung für den Rhythmustakt ermöglicht vor allem die Kodierung un­ terschiedlicher Rhythmustakte für mehrere Spieler un­ terschiedlichen Könnens mit unterschiedlichen Reak­ tionszeiten; diese bevorzugte Ausgestaltungsmöglich­ keit der Erfindung ist zu Fig. 6b näher beschrieben.

Die bevorzugte Ausführung des zuletzt beschriebe­ nen Ausführungsbeispiels legt den technischen Auf­ wand bewußt auf die Herstellerseite des Tonträgers, um eine möglichst billige Anordnung für das Lerninstru­ ment zu erhalten, wobei alle beim Abspielen eines Mu­ sikstückes notwendigen Signale im Datenträger bereits enthalten sind. Lediglich um Bandbreite zu sparen kann im gegebenen Anwendungsfall eine Abkürzung der ver­ wendeten Datenwörter derart vorgenommen sein, daß zuerst ein Paket in einem douwnload ins RAM der An­ zeigenansteuerung geladen wird und danach auf dem Band nur noch Bezugsadressen zu diesem RAMinhalt teils incremental, teils als absolute Anspringadressen, von denen incrementiert werden soll, gespeichert sind. Eine weitere bevorzugte Maßnahme ist, eine instrumen­ tenspezifische Adressencodierung vorzusehen, bei der nur jeweils zusammengehörige Paare von Tonkonser­ ven, bzw. Speicherkonserven, und mittels erfindungsge­ mäßem Spielführer versehenen Musikinstrumente funk­ tionsfähig sind. Die Stückeauswahl der beschriebenen Vorzugsausführung mit Kassettenrecorder erfolgt so, daß beispielsweise lediglich das Band auf eine beliebige Stelle gespult werden muß und sofort ab dieser Stelle die Spielführeranzeige funktionsbereit ist, da ja alle für das Notenablaufprogramm des Spielführers benötigten Signale zeitrichtig zur von der Tonkonserve wiederge­ gebenen Begleitmusik gespeichert sind.

Fig. 2a, b, c betreffen Erläuterungsmerkmale betreff der Weiterschaltung des Notenablaufprogramms des erfindungsgemäßen Spielführers.

Fig. 2b veranschaulicht dieses Prinzip: Die Fortschal­ tung zur jeweils nächsten RAM-Adresse zum Ansprin­ gen der Tondaten erfolgt zum Zeitpunkt des Incremen­ tiersignals INCR. Für eine vereinfachte Betriebsweise zum lediglichen Erlernen einer Melodie oder schrittwei­ sen Auslesen eines Fingersatzes, erfolgt die Erzeugung des Incrementiersignals lediglich zum Zeitpunkt, in dem ein Ton, bzw. auch Akkord, des Instrumentes jeweils gespielt ist (vgl. Signal: TON). Bei Tasteninstrumenten, die zur Tonauslösung einen elektronischen Kontakt auf­ weisen, ist die Erzeugung genannten INCR-Signals pro­ blemlos und kann durch digitale Decodierung vorge­ nommen werden. Für Instrumente, die keine solche Ta­ statur aufweisen, sind neben der Verwendbarkeit eines für jedes Tonerzeugungselement zu benutzenden Ton­ abnehmer (z. B. für Saitentonabnehmer für Gitarre) fol­ gende low-Cost-Alternativen, insbesondere für das be­ schriebene Ausführungsbeispiel des Glockenspiels be­ vorzugt: Mit einem Mikrofon (1) sind die jeweils ange­ schlagenen Töne detektiert, wobei in einer vereinfach­ ten Auswertung nur der jeweilige Anschlagzeitpunkt eines Tones als INCR-Signal benutzt ist (in Fig. 2a und 2c beschrieben), in Weiterbildung zu dieser Lösung je­ doch auch eine den jeweils gespielten Tönen entspre­ chende Tondetektierung zur Ableitung des INCR-Si­ gnals vorgenommen sein kann, wie zu Fig. 7 beschrie­ ben ist.

Für die besonders bevorzugte rhythmusgerechte Spielweise ist zusätzlich zum TON-Signal, bevorzugtes Signal INTern (Fig. 4, 5, 6a, 6b) vorgesehen, das in einer ODER-Funktion zusätzlich zum TON-Signal das INCR- Signal erzeugt, wenn das TON-Signal ausfällt. Dies ist dann der Fall, wenn der Musizierende dem Notenab­ laufprogramm, bzw. den Anzeigen des Spielführers nicht mehr folgen kann, und daher zu spielende Noten ausläßt. Erzeugungsvarianten zum INTern-Signal sind zu Fig. 4 bis 6b beschrieben.

Eine weitere Variante, insbesondere in Verbindung mit genannter vereinfachter Auswertung zur Detektie­ rung des jeweiligen Anschlagzeitpunktes der Töne, ist, mittels monostabiler Zeitfunktion die Integration von zu schnell hintereinanderfolgenden TON-Signalen vor­ zunehmen, damit schlampig gespielte Akkorde als einzi­ ger Tonschritt erkannt wird.

Um eine wirtschaftliche Speicherlösung benutzen zu können, sind die bereits vorangehend erläuterten Ton­ daten, bzw. Parameter in aufeinanderfolgenden Worten abgelegt, wobei durch Decodierung von Steuerworten, die z. B. durch eine oder mehrere Markierungsbits (vgl. STM in Fig. 3) eines Wortes angezeigt sind (wie dies auch in der OPCODE-Gestaltung bei Prozessoren üb­ lich ist), die einem Notenanschlag jeweils entsprechende Adressenschrittezahl eines Datenblocks zum Auslesen der jeweils zu einer Note zugehörigen Anzahl von Para­ metern (inclusiver Akkorde) zu Beginn eines solchen Datenblockes jeweils mitabgespeichert ist, oder zumin­ dest errechenbar ist, inclusive einer durch Zwangsfolge oder Adressierung bestimmten Erkennungsvorschrift, um welche Parameter es sich im einzelnen handelt. In der Darstellung nach Fig. 2b umfaßt der dargestellte Schritt: "next RAM Adress" jeweils einen ganzen, zu einem Rhythmustakt jeweils zugehörigen Datenblock, dito in der Darstellung nach Fig. 4.

Fig. 2a veranschaulicht die genannte low-cost-Deco­ dierung des Anschlagszeitpunktes der Tonzungen be­ vorzugter Glockenspielanwendung zur Erkennung der im Zeitdiagramm (35) dargestellten Amplitudenüberhö­ hung bei der Attack-Phase (Anschlagsphase) des ange­ schlagenen Tones in Bezug zu einer Referenzspannung, (u_s) . . . Mikrofonspannung, (8) Verstärker, (u_v) . . . ver­ stärkte Spannung, (9) beschriebener Anschlagsdetektor mit nachgeschaltetem Komparator zur Erzeugung des TON-Signals. Weiters bedeuten: (14) Ablaufsteuerung mit erläutertem RAM und UART zum Laden des No­ tenablaufprogrammes, (25a) Anzeigedecoder zur An­ steuerung der LEDs (2).

Fig. 2c betrifft eine verbesserte Variante des An­ schlagdetektors (9) nach Fig. 2a, bei dem die Ansprech­ schwelle zur Detektierung der Signalüberhöhung der jeweils angeschlagenen Tonzungen in der Attack-Phase, jeweils unabhängig von der Spielamplitude vorgenom­ men ist. Hierbei ist die verstärkte Mikrofonspannung u_v über einen Hüllkurvendemodulator (10) einem rück­ setzbaren (Reset) Maximalwertspeicher (11) zugeführt, dessen Ausgang über einen Spannungsteiler dem Ein­ gang eines Ausgangskomparators (13) zur Erzeugung genannten TON-Signals zugeführt ist, mit dem auch die Rücksetzung des Maximalwertspeichers vorgenommen ist, wenn die den zweiten Komparatoreingang direkt zugeführte Ausgangsspannung des Hüllkurvendemodu­ lators unter dem am Spannungsteiler (12) abgegriffenen Wert absinkt, wodurch die abfallende Flanke entspre­ chend Diagramm (35) der Attack-Phase dekodiert ist, jedoch nicht mehr absolut zu einer Referenzspannung, sondern relativ, wobei das Teilerverhältnis des Span­ nungsteilers den Auslösezeitpunkt für die TON-Signal- Erzeugung bestimmt. Der Rücksetzeingang des Maxi­ malwertspeichers ist flankendifferenzierend, so daß der Maximalwertspeicher nach der Rücksetzung immer be­ reit ist, weiters kann in diese Leitung zugleich erläuterte monostabile Funktion, z. B. mit retriggerbarer Mono­ funktion zur Vermeidung der Fehlimpulserzeugung bei der Detektierung von Akkorden eingebaut sein. Der Hüllkurvendemodulator kann z. B. als Integrator ausge­ führt sein, der so bemessen ist, daß er die NF-Schwin­ gung der Mikrofonspannung noch integriert, der Hüll­ kurve der Attack-Phase des Tonzungenanschlags je­ doch zeitlich folgt.

Fig. 3 betrifft einen programmierbaren Logikschalt­ kreis, der in Alternative auch als Mikroprozessor zur erfindungsgemäßen Ansteuerung der Anzeigeelemente des Spielführers ausgeführt sein kann; bei der Ausfüh­ rung als Logikschaltkreis ist ein State-Machine Design bevorzugt, mit dem beispielsweise die in Fig. 4 bis Fig. 6b veranschaulichten Flußdiagramme realisiert sind; besonders bevorzugte und herausragend darge­ stellte Merkmale sind eine Timerfunktion zur Tasten­ entprellung (26); eine verstellbare (28) Timerfunktion zur Reaktionszeiteinstellung (27); weiters ist dargestellt: eine weitere verstellbare (23) Timerfunktion (22) zur Erzeugung der jeweils kleinsten Zeiteinheit für die pro­ grammgemäße Erzeugung von Vielfachen dieser Zeit­ einheiten, gemäß jeweils zu spielender Notenwerte als Rhythmustakt (29) bzw. (30) in Fig. 6b; eine zu diesem Rhythmustakt optionale externe Takteinspeisung (SYNC, intern), bzw. eine externe Synchronisation die­ ses Taktes; die Auskopplung des Rhythmustaktes, bzw. eines entspr. Synchronsignals (SYNC. extern), welches in Verbindung mit dem Eingang SYNC. intern an weite­ ren Musikinstrumenten die Synchronisation der Spiel­ führer beim orchestralen Zusammenspiel vornimmt. Anstelle einfacher Synchronisationsleitungen kann na­ türlich auch ein gesamter Bus vorgesehen sein, der meh­ rere Instrumente mit einem Mastergerät, welches z. B. an genannter Tonkonserve angeschlossen ist, miteinan­ der verbindet, wobei die für die Spielführer der anderen Instrumente erforderlichen Daten über ein Busproto­ koll ausgetauscht sind. Der Schaltkreis weist eine Viel­ zahl von Schaltern (17, 18, 19, 20, 21) auf, die in optiona­ ler Weise durch dekodierte Tonsignale des Instrumen­ tes ersetzt sein können (vgl. Fig. 7) und beispielsweise folgende Betriebsarten vornehmen: Suchen eines im EPROM gespeicherten Musikstückes, Markieren je­ weils bestimmter Musikteile des Musikablaufprogram­ mes mit einer Anfang-Ende-Markierung als Lernpro­ grammierung während des Spiels, wobei diese markier­ ten Teile bei Erreichen des Endes durch Anspringen zur markierten Anfangsadresse des Notenablaufprogram­ mes, zu Übungszwecken auch automatisch periodisch wiederholt werden können. Weiters das Rückwärtsta­ sten von durch Lernen eingegebener Notenablaufpro­ gramme, schrittweises Abrufen, Umschaltung erläuterter Modi, usw. Schalter 16 z. B. schaltet die optische Anzei­ ge optional ab, Fußpedal 15 z. B. wieder vorübergehend ein. (25a) . . . ist bereits erläuterte Decoderschaltung mit integriertem Latch zum Ablatchen (25c) des TONCODEs nach dem die LED-Anzeigeelemente (2) adressiert sind. Das Eingangslatch des Decoders ist in optionaler Ausführung ein RAM, in das sämtliche zu einem Rhyth­ mustakt jeweils gleichzeitig anzuzeigende LED-Adres­ sen (bei Akkorden) in aufeinanderfolgend adressierten Worten eingeschrieben sind und eine ständig wiederhol­ te dynamische Adressierung all dieser Worte innerhalb gemultiplexter, jedoch für das Auge als gleichzeitig dar­ gestellt empfundener Anzeige betreffender LEDs er­ folgt, wobei dieses RAM natürlich auch Bestandteil des RAMs genannten Schrittschaltwerkes (Fig. 2a) sein kann oder anstelle des gemultiplexten Darstellung das jeweilig aufeinanderfolgend vorgenommene Ablatchen jeweils gleichzeitig anzuzeigender LED-Signale an den Ausgängen erfolgt. Eine weitere Option ist die serielle Adressierung der LEDs durch Schieberegister, wie in Beispiel nach Fig. 17b vorgenommen.

Der zu einem TONCODE in einem sequentiell be­ nachbart ausgelesenen Datenwort zugehörige R-CODE wird ebenfalls abgelatched, in den dem R-CODE jeweils entsprechende Zeitwerte ablaufenden Rhythmustimer, z. B. als feedback in einen Zähler des programmierbaren Logikschaltkreises, der den verwendeten State-Machines zur Ablaufsteuerung als Eingangsvariable zugeführt ist. Der ebenfalls zum TONCODE jeweils sequentiell mit­ abgespeicherte INTENSITIV-CODE bewirkt eine Tast­ verhältnismodulation des ENABLE/INTENSITIV-Si­ gnals (25d), welches einerseits die Helligkeitssteuerung der LEDs vornimmt, andererseits auch gleich deren völ­ lige Austastung gemäß des erfindungsgemäßen Rhyth­ mus-Anzeigeverfahrens. Der als externer Baustein dem programmierbaren Logikschaltkreis oder Mikroprozes­ sor zugeschaltete Speicherbaustein für das Notenab­ laufprogramm, kann z. B. zu einem Teil aus einem RAM-Bereich und zum anderen Teil aus einem EPROM bestehen und weist z. B. eine erfindungsgemäße Erwei­ terungsschnittstelle auf (EXPAN), weiters kann zur Minderung des Stromverbrauchs die Spannungszufuhr des EPROMs synchron zum jeweils ausgelesenen Da­ tenwort getaktet sein.

Weiters dargestellte Merkmale sind: die direkte Aus­ kopplung von Steuerbits (STM) zu bereits erläuterter Markierung von Datenworten (STM), weiter (CLK) der Betriebstakt des Prozessors oder State-Machine.

Fig. 4 veranschaulicht die Spei­ cheradressenweiterschaltung des Notenablaufpro­ gramms: Nach Start betreffenden Betriebsprogramm­ teiles läuft die Adresse des RAMs oder EPROMs, in dem das Notenablaufprogramm gespeichert ist, zu der Startposition des gewünschten Musikstückes, das z. B. über die Tonerzeugung eingegeben wird oder von einer Tonkonserve ein bestimmter Adressencode ausgelesen ist, der unmittelbar den zu spielenden Ton (z. B. als Un­ termenge zu einem Stückebezeichnungscode) anzeigt, weshalb die Startposition des Notenablaufprogramms direkt über die von der Tonkonserve wiedergegebenen Adressensignale bestimmt sein kann. Nachdem der Be­ ginn adressiert ist, was z. B. durch Aufleuchten der als Anzeigeelemente des Spielführers verwendeten LEDs erfolgt, wird mit einer Taste, oder gleich mit dem ersten Tonschlag des Musikstückes (60) die beschriebene Adressierung des Notenablaufprogrammes eingeleitet. Ist kein Rhythmustiming erwünscht, dann erfolgt die Weiterschaltung des Notenablaufprogrammes aus­ schließlich mit dem TONsignal (vgl. Fig. 2b), ist der Rhythmustimer eingeschaltet, dann erfolgt die Weiter­ schaltung des Notenablaufprogrammes mit bereits be­ schriebener ODERfunktion: TON oder INTern, wobei in Darstellung zu Fig. 4 so viele Adressenschritte zu einem Adressenschritt zusammengefaßt sind, als Tonsi­ gnalparameter zu betreffender Note (bzw. Noten, bei Akkord) aufeinanderfolgend aus dem Speicher ausgele­ sen werden müssen, als einen gemeinsamen R-CODE jeweils aufweisen. Des einfacheren Verständnisses hal­ ber ist die Darstellung auf TONCODE und R-CODE beschränkt. Der Korrekturhinweis "if INTern then ADD = ADD+" bezieht sich jedoch auf ein ganzes Pa­ ket von zu einem TONCODE gehörenden Adressen­ schritten und bedeutet, daß beim Gebrauch des INTern- Signals die jeweils nächste TONCODEadresse anstelle des nachfolgenden Adressenpaketes ADD+1 auf das übernächste Adressenpaket ADD+2 zu setzen ist. Die Erzeugung des INTern-Signals ist zu Fig. 6a beschrie­ ben.

Fig. 5 veranschaulicht die Hell-Dunkeltastung der mittels TONCODE jeweils adressierten Anzeigemittel, bei Übereinkunft, daß nicht zu spielende Spielpositio­ nen jeweils erloschen sind. Nach jeweils abgelaufenem Rhythmustimer (R-CODE) ist die zuvor mit TONCODE adressierte LED wieder abgeschaltet, bzw. wird mit ge­ nanntem Signal INCR = TON oder INTern die LED der nachfolgend zu spielenden Note eingeschaltet, wenn der Ton (oder Töne bei Akkorden), dessen LED zuvor abge­ schaltet wurde, gespielt worden ist. Der durch R-CODE definierte Zeitpunkt des Rhythmustimers entspricht ei­ nem zum eigentlich idealen Rhythmustakt voreilend er­ reichten Zählerstand des Rhythmustimers, wobei der Rhythmustakt prinzipiell aus der Summenbildung der zu den Noten gespeicherten R-CODEs unter Berück­ sichtigung betreffender Voreilung zum idealen Rhyth­ mustakt gebildet sein kann oder aus einem eigens durch das Notenablaufprogramm entsprechend erzeugten Takt (vgl. Signal (30) in Fig. 6b).

Fig. 6a zeigt die erfindungsgemäße Ereignisüberwa­ chung, zur Aufrechterhaltung der Synchronität des No­ tenablaufprogrammes, für den Fall, daß der Musizieren­ de dem Programm in seinem Spiel nicht folgen kann und genanntes TON-Signal für die zeitgerechte Weiter­ schaltung des Programmes ausbleibt, also genanntes INTern-Signal diese Weiterschaltung ersatzweise vor­ nehmen muß. Zur Erzeugung des INTern-Signals wird beispielsweise ein auf Null gesetzter Zähler mit dem TON-Signal jeweils decrementiert und einem dem einzuhaltenden Spielrhythmus entsprechenden Rhyth­ mustakt, der den Soll-Spielzeitpunkten des Notenab­ laufprogrammes zeitlich jeweils entspricht, incremen­ tiert und bei Überlauf des Zählerstandes (Overflowstate OVS) einerseits benötigtes INTern-Signal erzeugt, an­ dererseits der Zähler wieder rückgestellt. In Beispiel nach Fig. 6a ist dies bei Zählerstand größer 1 der Fall, betreffend das Beispiel in der angegebenen Zählrich­ tung, wobei Zählrichtung, Anfangswert des Zählers und decodierter OVS-Status im Prinzip beliebig gewählt sein können. Die Zahl der überschüssigen Rhythmus­ taktschritte, nach denen der Overflowstatus erzeugt ist, bestimmt die Anzahl der Noten, die jeweils ausgelassen werden können, bis die Synchronisation von Notenab­ laufprogrammen und Anzeige des Spielführers wieder ge­ geben ist. Bei schnell gespielter Notenfolge kann es durchaus beabsichtigt sein, daß dies erst nach einer grö­ ßeren Anzahl von ausgelassenen Noten der Fall ist, um dem Spieler eine größere Reaktionszeit für den rhyth­ musgerechten Wiedereinstieg des Spiels zu geben, wobei dann für die Erzeugung von INTern, beispielsweise OVS größer 2 sein muß und die dazugehörigen Paket­ adressenkorrigierung von zu einem TONCODE gehö­ renden Adressenschritten nach Fig. 4 mit "if INTern then ADD=ADD+3" sein muß, dito ADD=ADD+4 für ein OVM größer 3, usw. In vorzugsweiser Ausbil­ dung ist daher der Ansprechwert des Overflowstatus (OVM) abhängig vom Notenablaufprogramm entspr. der Rhythmusdauer aufeinanderfolgend gespielter Noten gesteuert, dito die erläuterte Adressenkorrektur in Anpassung dazu.

Fig. 6b veranschaulicht die erläuterten Verfahrensvorgänge während des Spieles mit den aufeinanderfolgend zu spielenden Noten: (tn-1), (tn), (tn+1), (tn+2), (tn+3), (tn+4), (tn+5), wobei die Weiterschaltung der Adressierung der angezeigten (34) LEDs jeweils zum Zeitpunkt des gespielten Tons (mit INCR=TON+INTern) erfolgt, und zwar für die ersten drei dargestellten Noten mit dem TON-Signal, wobei die dritte Note etwas zu früh gespielt worden ist (ent­ spricht Zeit (42d)). Für alle angezeigten Spielpositionen bzw. Noten gilt, daß praktisch zum Zeitpunkt des Anzei­ genwechsels der mittels LEDs dargestellten Spielposi­ tionen (34), also zum Zeitpunkt des INCR-Signals, der Rhythmus-Timer jeweils rückgesetzt, bzw. mit neuer Rhythmuszeit geladen wird, und zwar für eine nach Ein­ treffen des TON-Signals jeweils angezeigte TONCO­ DE-Adresse der Note (tn+X) mit dem Rhythmuscode (R-CODE) der Note (tn+X-1), also der vorhergehend angezeigten Note, da die vorhergehend angezeigte Note beim Aufleuchten einer LED-Anzeige sich ja bereits im angespielten Zustand befindet und bei Erlöschen der LED-Anzeige durch Anspielen betreffenden Tones je­ weils beendet ist. Dies entspricht auch der zur Darstel­ lung dieses Vorgangs detailliert dargestellten Adres­ senfortschaltung des Notenablaufprogrammes nach Fig. 4, wo zu einem TON-Signal jeweils der zugehörige R-Code der soeben angespielten Note adressiert und nach der Adressenerhöhung die LED-Adressierung der nachfolgend zu spielenden Note bereits angezeigt ist. Die dargestellten Signale bedeuten: (29) . . . mit dem Sollspielzeitpunkt des Notenablaufprogrammes zusam­ menfallender IDEAL-Rhythmustakt: (30) . . . genanntem Rhythmustakt um die Reaktionszeit des Musizierenden voreilender Rhythmustakt, der den Zeitpunkten des Er­ löschens der LEDs betreff Rhythmusanzeige nach Ab­ lauf jeweiliger R-CODE-Zeiten entspricht: (31) . . . ge­ nanntes TON-Signal. Genannter IDEAL-Rhythmustakt (29) kann im einfachsten Fall durch einfache Verzöge­ rung des voreilenden Rhythmustaktes (30) erzeugt sein, wobei sich durch einfache Maßnahme eine individuell einstellbare Reaktionszeit des Musizierenden ergibt (vgl. Timer (27) in Fig. 3), kann jedoch auch aus einem Signalpaket, welches unterschiedliche Rhythmustakte mit unterschiedlichen Reaktionszeiten für Gruppenmu­ sizieren enthält, herausdecodiert sein.

Wie aus Beispiel nach Fig. 6b ersichtlich, konnte der Musizierende nach vorzeitigem Spielen der dritten Note (um Zeit 42d) der Anzeige des Spielführers nicht mehr folgen, wodurch nach programmgemäßen Erlö­ schen der Notenanzeige (tn+2) der Musizierende mit zeitgerecht zum Takt exakt angezeigter Note (tn+4), bei Erlöschen dieser Anzeige das Spiel wieder auf­ nimmt. R-Code (tn+3) ist als not used bezeichnet, weil die betreffende Note ja nicht gespielt worden ist. Um bei schnellem Spiel eine noch bessere Synchronisations­ möglichkeit zu erzielen, ist ein optimales GATE-Signal (32) vorgesehen, dessen Dauer ebenfalls vom Notenab­ laufprogramm gesteuert sein kann, wobei dann nur in­ nerhalb dieses Gate-Signals fällende TON-Signale die erfindungsgemäße Programmfortschaltung bewirken. Als weitere Alternative kann z. B. die Erzeugung des TON-Signals von der richtigen Reihenfolge der vom Notenprogramm jeweils erwartenden Noten abhängig gemacht sein, im einfachsten Fall durch die nach Fig. 7 beschriebene Schaltungsanordnung, oder für komplexere Anordnungen durch String-Erkennung von aufeinan­ derfolgend zu spielenden Noten erfolgen. Jedoch ist mit der einfachen Version, bestehend aus genannter GATE- Signal-Verwendung zusammen mit Schaltung nach Fig. 7 bereits eine gute Improvisationsmöglichkeit des Musizierenden sowohl in rhythmischer, als auch in me­ lodischer Hinsicht gegeben, das das Notenablaufpro­ gramm wegen des nicht detektierten, bzw. ausgetaste­ ten TON-Signals während des Improvisierens zeitge­ recht durch das INTern-Signal fortgeschaltet ist. Eine weitere bevorzugte Alternative ist, für eine Vielzahl von im Notenablaufprogramm vorhandener Noten, bzw. Tönen, welche für ein Musikstück rhythmustragend sind, also z. B. Begleitakkorde der linken Hand beim Klavierspiel betreffen, eine Zeitmessung des gespielten Rhythmus dieser Töne vorzunehmen und aus dieser Zeitmessung den Rhythmustakt zu errechnen bzw. zu erzeugen, wobei dann unabhängig vom Tempo des Mu­ sizierenden das Zusammenspiel von linker Hand und rechter Hand, bzw. von zusammengehörenden Melodie­ kombinationen, trainiert werden kann. In einfacherer Version kann zu dem gleichen Zweck, z. B. der Rhyth­ mustakt durch Aufsummierung der R-CODE-Werte er­ rechnet sein, wobei die R-CODE-Werte betreffender Rhythmustimer dann einfach mit jedem beliebigen Wert multipliziert werden können, um das Tempo, das z. B. durch ein Metronom angezeigt ist, beliebig festzulegen. Der Metronomtakt ist dann mit aus einem Vielfachtakt des Rhythmustaktes erzeugt, wobei die zu jeweiligen Taktschlägen gehörenden Zeitpunkte zu den entspre­ chenden Noten im Notenablaufprogramm kodiert sind und sämtliche erforderlichen Taktsignale durch entspre­ chende Timeranzahl oder auch nur Software mäßig nachgebildete Vielfachtimer rhythmusgerecht erzeugt sind.

Bedingt durch das Anzeigeverfah­ ren, bei dem der Musizierende die zu spielenden Noten gemäß einer zulässigen Reaktionszeit im voraus ange­ zeigt bekommen soll, ist die Dauer der zuletzt gespiel­ ten Note, bzw. Akkordes nicht angezeigt, was beispiels­ weise dadurch erfolgen kann, daß zum Abschluß eines Musikstückes alle Anzeigeelemente kurzzeitig den in­ versen Kennzustand zum Kennzustand jeweils nicht ge­ spielter Noten aufweisen, also im vorliegenden Beispiel, die LEDs aller Töne kurzzeitig aufleuchten, womit das Ende des Spieles angezeigt ist. Eine weitere Option ist das Signal (42c), das aus der Zeitdifferenz zwischen TON-Signal und zugehörigem IDEAL-Rhythmustakt (29) gewonnen ist und dessen Impulsbreite daher der Zeit zu früh gespielter Töne entspricht. Mit diesem Si­ gnal kann dann z. B. die vorzeitige Tonauslösung verhindert, oder zusätzlich zur Be­ dämpfungsmöglichkeit in ihrem Anschwingen verzerrt wiedergegeben werden, um dem Musizierenden den Rhythmusfehler anzuzeigen.

Fig. 7 betrifft eine Tonumsetzerschaltung, wie sie zur Umsetzung jeweils gespielter Töne in ein durch Lernen erzeugtes Notenablaufprogramm, welches in das RAM (Fig. 2a) der Schaltung zwecks späterer Wiedergabe zur Spielführeranzeige eingeschrieben ist, verwendet sein kann; bestehend aus einer Frequenz-Spannungsumsetzer­ schaltung (37) mit nachgeschaltetem A/D-Konverter, dessen Umsetzercharakteristik so ausgebildet ist, daß er bei den Übergängen von jeweils einem Viertel­ ton zum nächsten Halbtonschritt in seiner digitalen An­ zeige (39) wechselt, wobei z. B. durch einfache Addition oder Subtraktion dieser Codewerte Transponiervor­ gänge durchgeführt sein können. Diese Tonumsetzer­ schaltung kann jedoch bei entsprechender Umschaltung der zeitbestimmenden Bauteile des VCO durch das Noten­ ablaufprogramm sowie der Ein- bzw. Ausgänge, auch als Filterschaltung zu genannter Filterung des TON-Anzeigesignals (vgl. Erläuterungen zu Fig. 2a und Fig. 6b) verwendet worden sein, wobei der Ausgang des VCO, bzw. bei digitaler Verarbeitung der Ausgang des A/D-Konverters, dann durch eine nachgeschaltete Komparatorschaltung auf die Frequenz abgefragt ist, die der jeweils zu spielenden Note des Programms ent­ spricht, und nur wenn das Komparatorsignal die zu er­ wartende Note zu einem erzeugten TON-Signal an­ zeigt, wird das TON-Signal in beschriebener Weise ver­ wendet, ansonsten wird das Notenprogramm mit dem INTern-Signal weitergeschaltet.

Eine weitere wichtige Funktion dieser Tonumsetzer­ schaltung ist die Decodierung von Tönen, zur Umschal­ tung von Betriebs-Modi, bzw. für die Stückeauswahl, damit auch Kleinkinder mit dem Instrument leicht um­ gehen können, wobei z. B. nachdem eine universelle Ta­ ste gedrückt wird, der darauffolgend gespielte Ton eine Stückeeingabe ist, etc; weiter ist noch ein Umschalter (36) dargestellt, der anstelle der Einspeisung über das Mikrofon (1) des Instrumentes, eine externe Signalein­ speisung vornehmen kann.

Fig. 8 betrifft eine Version des Glockenspiels, bei dem die Stimmzungen (3) in der Mitte jeweils ein Loch (40) aufweisen, in das betreffende Leuchtdiode (2) jeweils eingelassen ist, weiter ist zu jeder Stimmzunge ein kleiner Hubmagnet vorgesehen, der die Stimmzungen von unten her mit einem Filzbelag anstößt, wodurch folgende Varianten der Spielbeeinflussung erzeugt sind: er­ stens, Beeinflussung des Klanges beim Anschwingen oder Verhinderung des Anschwingens, wenn z. B. ein Ton zu früh angeschlagen wird, wobei dieser Ton nach­ folgend auch noch durch diesen Hubmagnet zeitgerecht angestoßen werden kann; zweitens Spielen einer Zweit­ stimme vom Programm; und drittens als vorzugsweise Erweiterungsfunktion der Erfindung, eine Abdämpfung der jeweils gespielten Notenwerte vornimmt, wobei der Zeitpunkt für diese Abdämpfung, je nach gewünschter Betriebsart, die auch durch das Notenablaufprogramm umgeschaltet werden kann, entweder durch das Noten­ programm tonselektiv bestimmt ist, wenn z. B. Töne über die Spieldauer weiterer Töne angehalten werden sollen, oder nach Anschlagen eines jeweiligen Tones, der zuvor gespielte Ton abgedämpft ist, wobei die An­ steuerung der Hubmagnete z. B. mit intelligentem De­ coder (25b), z. B. mit einem PAL-Schaltkreis, der durch das TONCODE-Signal, angesteuert ist, vorgenommen sein kann, und somit durch das Notenablaufprogramm gesteuert ist, oder in Verbindung mit Schaltung nach Fig. 7 die Tonadresse jeweils gespielter Töne in Adres­ siersignale zur Ansteuerung der Hubmagneten umge­ setzt ist, zur Abdämpfung jeweils vorhergehend gespielter Töne, also die Tondauer nicht nur durch das Noten­ ablaufprogramm, sondern durch das Spiel selbst be­ stimmt oder mitbestimmt ist; als weitere Option weist die Ansteuerschaltung der Hubmagnete ein Tastaturin­ terface auf, z. B. ein MIDI-Interface, über das die Hub­ magnete betätigt werden können, z. B. durch eine Tasta­ tur, deren Tastenbetätigung durch das Notenablaufpro­ gramm in beschriebener Weise Spielführer unterstützt ist.

Fig. 9 betrifft die Seitenansicht der Leuchtdiodenan­ zeige des in Fig. 1 gezeigten Beispiels, wobei die Leuchtdiodenreihe, die Tonzunge mit einem Streifen (43) überragen.

Fig. 10a und 10b betrifft ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Leuchtdiodenanzeige (2) des in Fig. 1 gezeigten Beispiels in einem gesonderten Holzgehäuse unter­ gebracht sind, das durch Herausfräsen eines Hohlraumes (89) an der Unterseite längs der Leiste, Platz für eine Leiterplatte, auf die die Leuchtdiodenreihe (LDH, LDG) direkt bestückt und durch Bohrungen der Leiste durchgeschoben sind. Diese Leiste wird dann beispiels­ weise direkt zwischen Halb- und Ganztonkasten des Glockenspiels gestellt (vgl. (2a) in Fig. 1). Fig. 10 zeigt die Seitenansicht. Die Leuchtdiodenreihe der Ganztöne (LDG) sind gegenüber denen der Halbtöne (LDH) ent­ sprechend deren Spielpositionen, versetzt.

Fig. 11 zeigt die Anwendung der Erfindung an einer Gitarre: Die LED-Anzeigen (2) sind unmittelbar in Nähe der Bünde eingelassen, wobei die gleiche Ausführung auch an einer Violine vorgenommen sein kann; es be­ deuten: (45) Saiten, (46) Gitarrenhals. In erweiterter Ausführung erfolgt die LED-Anzeige in so vielen unter­ schiedlichen Farben, als Finger zum Greifen des Instru­ mentes jeweils notwendig sind mit übereinstimmenden Farbringen, die zur Fingersatzanzeige an den Fingern aufgesteckt werden können, wobei als Alternative na­ türlich auch die Fingernägel entsprechend farbig lackiert werden könnten. Neben erläutertem Bild ist eine koor­ dinatengemäß vorgenommene LED-Ansteuerung dar­ gestellt.

Fig. 12 zeigt eine Variante zur Version nach Fig. 8, jedoch mit folgenden weiteren Eigenschaften: Die Stimmzunge (3) ist nicht nur durch eine elektroma­ gnetisches System (41a, 42a) anschlagbar, sondern mit einem elektromagnetischen Schwingsystem (41b, 42b) in ihrer Schwingfrequenz bedämpfbar oder erregbar. Für Frequenzbereiche, die dies zulassen, kann die Stimm­ zunge magnetisierbar ausgeführt sein und direkt durch eine darunter liegende Spule abgelenkt werden oder bei höheren Frequenzen oder Verwendung von nicht ma­ gnetisierbaren Stimmzungen, z. B. aus Aluminium, ein Kern (41b) oder Anker aus wirbelstromverlustarmen Material punktartig aufgeklebt sein (52) und von der Spule (42b) elektromagnetisch in Schwingung versetzt sein, wodurch die Stimmzungen in ihrer Schwingfrequenz gleich oder gegenphasig bedämpft sein kann, insbeson­ dere im Frequenzbereich von Oberwellen zu dieser Fre­ quenz. Die in Fig. 12 gezeigte Schaltung gestattet so­ wohl die Einspeisung eines Erregerstromes (iL) in die Feldspule (42b), andererseits auch die Auskopplung der in der Feldspule induzierten elektromagnetischen Span­ nung, wobei zu diesem Zwecke der elektromagnetische Kreis der Spule (Schalenkern, nicht dargestellt) entspre­ chend vormagnetisiert ist. Genannte Einspeisung und Auskopplung wechseln sich in einem Multiplexverfah­ ren ab (getrennt durch FET-Schalter mit Ansteuerung Gate 1, Gate 2, Gate n), wobei zur vereinfachten Ein­ speisung jede Speiseschaltung der Feldspulen auch noch eine Sample & Hold-Schaltung aufweisen, die die über zyklische Anwahl aller Sample & Hold-Schaltungen von einem gemeinsamen Analog-Input eingespeiste Analogspannung jeweils Zwischenspeichern, dito ist eine Multiplexerabfrage für die Signalauskopplung zu­ sammengefaßter Multiplexereinheiten (MUX 1, MUX 2, MUX n) vorgesehen. Die in Fig. 12 dargestellte Schaltung ist sehr kostengünstig, weil eine Vielzahl solcher elektromagnetischer Kreise zu Multiplexereinheiten zusammengefaßt werden können. Das verwendete Prinzip eignet sich jedoch nicht nur als Unterstützung des erfindungsgemäßen Spielführers, sondern vor allem auch zur Klangveredelung, wobei dann z. B. störende Oberwellenfrequenzen der Stimmzunge gegenphasig und mangelnde Oberwellenfrequenz gleichphasig zur Eigenfrequenz der Stimmzunge elektromagnetisch ein­ gekoppelt sind, wobei diese Einkopplung bevorzugt durch einen Signalprozessor derart gesteuert ist, daß dieser die jeweilige momentane Schwingung der Ton­ zunge abtastet und die elektromagnetische Beeinflus­ sung der Schwingung in gewünschter Weise, z. B. zum Zwecke einer Klangverschönerung oder -markierung vornimmt. Weiters eignet sich die beschriebene Signal­ auskopplung natürlich auch besonders zu beschriebener digitaler Decodierung des Tonerzeugungssignals, bzw. zu beschriebener Abfrage, ob ein jeweils gespielter Ton der Tonfolge des Notenablaufprogrammes entspricht, wobei die TON-Signalerzeugung zur Weiterschaltung des Notenablaufprogrammes vom Ergebnis dieser Ab­ frage abhängig ist.

Fig. 13 zeigt eine Saitenblockierung-, Tonauslösung mit (45) . . . Saite (Spielstelle), (42) . . . Schalentrennspulen, (47b) . . . Kerne bzw. Anker.

Fig. 14 zeigt eine Alternative der Anordnung nach Fig. 12, bei der die Stimmzunge (3) über Schwingfaden an im Gegentakt betriebenes elektromagnetisches Schwingsystem beeinflußt ist, wobei durch den Gegen­ taktbetrieb der Schwingfaden (54a, 54b mit Kernen 41b1, 41b2) ständig unter Spannung gehalten ist. Die Kerne sind durch Anschläge oder durch Vorspannfeder 49 am Herausfallen gesichert, die Spannung der Vor­ spannfeder kann durch Justierschraube 50 verstellt und somit das Schwingsystem in der Schwingfrequenz be­ einflußt werden.

Fig. 15a zeigt die nach Fig. 14 beschriebene Anord­ nung mit Draufsicht auf die Stimmzunge, wobei die Ver­ senkungsrille (54c) des Schwingfadens (54a) sichtbar ist (mit Löchern (53a) zur Durchführung des Schwingfa­ dens).

Fig. 15b zeigt eine Alternative für die Fadenführung zu Fig. 15a, wobei zusätzlich zu den beiden Seitenlö­ chern (53a) auch noch ein Mittelloch (54a) zur Durch­ führung des Fadens vorgesehen ist, um eine bessere Zentrierung und eine gute Herstellbarkeit zu erreichen. Die Führung der beiden Fäden (oberer Faden (54a) und unterer Faden (54b)) ist seitlich zum Aufbau der Anord­ nung dargestellt. Die elektromagnetische Beaufschla­ gung der Stimmungen, sei es durch zusätzlichen, elek­ tromagnetisch gesteuerten Filzhammer (51, vgl. auch 41a in Fig. 8) oder durch Erregung des elektromagneti­ schen Schwingungssystems selbst, ergibt außer der be­ reits genannten Möglichkeit zum Spielen einer Zweit­ stimme, noch die Möglichkeit eine externe Tastatur an­ zuschließen, z. B. über MIDI-Interface, welche die ge­ nannten erfindungsgemäßen Merkmale dann ebenfalls aufweisen kann.

Fig. 15c zeigt die Kombinationsmöglichkeit beschrie­ bener Klangerzeugung für Stimmzungen mit einer Kla­ viermechanik. Neben einer Auflage der Stimmzungen gegen seitliche Verschiebung (4), mit Stift und Loch (vgl. auch Fig. 1) eine weitere Arretierung, bzw. Filzauflage gegen horizontale Verschiebung (4a) aufweisen, wobei dann sich der gezeigte Aufbau gut für eine Standardflü­ gelmechanik eignet und die gezeigte Spulenanordnung eine Tonveredelung an dieser Mechanik vornimmt. Weitere bevorzugte Merkmale sind die Aussparung im Zentrum des Filzhammers (51) mit seinen seitlichen An­ schlagsflächen (51a) und die bereits erläuterten optiona­ len Zentrierfedern 49b und 49a.

Fig. 16 zeigt einen Vorschlag zur genannten zweifar­ bigen LED-Ansteuerung: Die TONCODE-Adresse ist Latcheingängen beider Decoder (25a1 und 25a2) zuge­ führt, die Farbumschaltung über die Selectioneingänge durch Inverter den Farben zugeordnet (25a1) vorge­ nommen, die zweifarbigen LEDs in Gegentakt durch die Decoderausgänge angesteuert. Durch Parallelschaltung mehrerer solcher LED-Kombinationen in einem ge­ meinsamen LED-Gehäuse können dann im Bedarfsfall noch mehr Farben programmgemäß angezeigt werden.

Fig. 17a betrifft das eingangs bereits erläuterte Aus­ führungsbeispiel einer 2×5stelligen Fingersatzanzeige zu einer Tastatur; es sind folgende Beispiele dargestellt: die linke Anzeige (55b) weist die Farbe der rechten Hand, die linksseitig vom Klavierspieler einen Drei­ klang greift auf, die rechte Anzeige (55a) zeigt mit der Farbe der linken Hand einen Übergriff nach rechts auf, wobei die linke Hand das Spiel mit dem 3. Finger begin­ nen soll. Welche Töne beide Hände greifen sollen, ergibt sich dann aus der zweireihig angeordneten Leuchtdio­ denanzeige (2a), eine Reihe für Ganztöne (LDG) und eine im geringen Abstand darüber und zu denen der Ganztönen entsprechend versetzt angeordneten, für Halbtöne (LDH).

Fig. 17b zeigt einen bevorzugten praktischen Einbau der Leuchtdiodenanzeige (LDH, LDG) der Tastatur nach Fig. 17a in die Abdeckleiste, mit welcher bei Stand­ artklavieren die Tasten am Ende ihrer Beschichtung ab­ gedeckt sind in einem zur Unterbringung der Leuchtdi­ oden vorgesehenen Hohlraum (89), mit Leiterplatte 86, z. B. zur besseren Platzgewinnung als flexible gedruckte Schaltung (86) ausgeführt und Leuchtdioden direkt ein­ gelötet, von seriellen Schieberegisterchips (85) mit inte­ griertem Treiber direkt angesteuert.

Claims (4)

1. Musiziereinrichtung zum Erlernen von durch eine Notenfolge vorgegebenen Musikstücken, mit einem Musikinstrument, bei dem für die Tonerzeugung Spielpositionen von einem Spieler mit Händen bzw. Fingern erreicht werden müssen, mit
einem Speichermittel zum Speichern von den Spielpositionen zugeordneten Parametern, und zwar Tonhöhe und Tondauer,
mehreren, jeweils einer Spielposition zugeordneten optischen Anzeigemitteln und
einer Ablaufsteuerung, welche die Anzeigemittel der gespeicherten Tonfolge entsprechend nach einem Fortschaltverfahren ansteuert, bei dem innerhalb der Dauer einer jeweils gespielten aktuellen Spielposition die darauffolgende Spielposition durch Hervorhebung mittels der Anzeigemittel angezeigt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Dekoderschaltung vorgesehen ist, die erkennt, wenn eine Spielposition angespielt worden ist, daß die Ablaufsteuerung die Hervorhebung einer anzuzeigenden Spielposition nur von dem durch die Dekoderschaltung erfaßten Zeitpunkt, an dem die vorher angezeigte Spielposition angespielt worden ist, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Spielposition rhythmusgerecht angespielt werden soll, aktiviert und an diesem Zeitpunkt die Hervorhebung löscht.

2. Musiziereinrichtung zum Erlernen von durch eine Notenfolge vorgegebenen Musikstücken, mit einem Musikinstrument, bei dem für die Tonerzeugung Spielpositionen von einem Spieler mit Händen bzw. Fingern erreicht werden müssen, mit einem Speichermittel zum Speichern von den Spielpositionen zugeordneten Parametern, und zwar Tonhöhe und Tondauer,
mehreren, jeweils einer Spielposition zugeordneten Anzeigemitteln und
einer Ablaufsteuerung, welche die Anzeigemittel der Tonfolge entsprechend nach einem Fortschaltverfahren ansteuert, bei dem innerhalb der Dauer einer jeweils gespielten aktuellen Spielposition die darauffolgende Spielposition durch Hervorhebung mittels der Anzeigemittel angezeigt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Dekoderschaltung vorgesehen ist, die erkennt, wann eine Spielposition angespielt worden ist, daß die Ablaufsteuerung die Hervorhebung einer anzuzeigenden Spielposition nur von dem durch die Dekoderschaltung erfaßten Zeitpunkt, an dem die vorher angezeigte Spielposition angespielt worden ist, bis zu dem Zeitpunkt aktiviert, der dem um die mittlere Reaktionszeit des Spielenden entsprechend dem Zeitintervall vom Zeitpunkt der Löschung der Hervorhebung durch die Anzeigemittel bis zum Anspielen der Spielposition vorgezogenen Rhythmustakt dieser Spielposition entspricht, und daß die Ablaufsteuerung die Hervorhebung einer Spielposition zu diesem Zeitpunkt löscht.

3. Musiziereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn ein zu spielender Ton ausgelassen wird, die Ablaufsteuerung rhythmusgerecht auf die Hervorhebung einer folgenden Spielposition umschaltet.

4. Musiziereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufsteuerung zwei Signalquellen aufweist, nämlich eine erste zur Dekoderschaltung gehörige Signalquelle, die Signale liefert, wenn eine Spielposition angespielt ist, und eine zweite Signalquelle, die Signale entsprechend dem durch die Notenfolge vorgegebenen Rhythmustakt liefert, daß eine Meßeinrichtung vorgesehen ist, die das im Hinblick auf die Signale der zweiten Signalquelle zeitgerechte Eintreffen der Signale der ersten Signalquelle überwacht, daß bei einem vorhandenen Signal der ersten Signalquelle die Ablaufsteuerung dieses Signal für die Aktivierung der Hervorhebung der nächsten Spielposition benutzt und bei Ausbleiben des Signales der ersten Signalquelle für diese Aktivierung das Signal der zweiten Signalquelle benutzt sowie bei Erreichen der richtigen Spielposition wiederum die Signale der ersten Signalquelle für diese Aktivierung benutzt.