DE552645C

DE552645C - Musical instrument with sound generation by photoelectric way

Info

Publication number: DE552645C
Application number: DES85659D
Authority: DE
Original assignee: Societe de Recherches et de Perfectionnements Industriels SRPI
Current assignee: Societe de Recherches et de Perfectionnements Industriels SRPI
Priority date: 1927-05-19
Filing date: 1928-05-17
Publication date: 1932-06-16

Description

Musikinstrument mit Tonerzeugung auf photoelektrischem Wege Es ist bereits vorgeschlagen worden, Musikinstrumente zu bauen, die einen Lautsprecher enthalten, der durch eine intermittierend belichtete photoelektrische Zelle beüitigt wird; hierbei folgen die Belichtungs-und Verdunkelungsperioden mit einer Frequenz aufeinander, die von der Höhe des zu erzeugenden Tones abhängt, und die aufeinanderfolgendenBelichtungen werden beispielsweise mittels einer undurchsichtigen rotierenden Scheibe erzeugt, die eine Reihe von Schlitzen aufweist, durch die ein Lichtbündel fällt, das auf diese Weise die Zelle mit einer gewissen Geschwindigkeit bestreicht. Die Zahl der in der Zeiteinheit bewirkten aufeinanderfolgenden Bestreichungen der Zelle durch das Lichtbündel entspricht der Schwingungszahl des zu erzeugenden Tones.Musical instrument with photoelectric sound generation It is It has already been proposed to build musical instruments using a loudspeaker contained by an intermittently exposed photoelectric cell will; here the exposure and darkening periods follow with one frequency on each other, which depends on the level of the tone to be produced, and the successive exposures are generated, for example, by means of an opaque rotating disk, which has a series of slits through which a bundle of light falls on in this way it sweeps the cell at a certain speed. The number of in the unit of time caused successive strokes of the cell the light beam corresponds to the number of vibrations of the tone to be generated.

Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, in die Bahn des Lichtstrahles Schirme oder Blenden einzuschalten, die während der Dauer einer Bestreichung die Lichtmenge modifizieren, die auf die photoelektrische Zelle fällt, um dadurch dem Ton eine bestimmte Klangfarbe zu geben.It has also already been proposed in the path of the light beam To switch on screens or screens that are used for the duration of a stroke Modify the amount of light falling on the photoelectric cell to reduce the To give tone a certain timbre.

Dies Verfahren weist den Übelstand auf, daß die Ströme ständig zwischen Null, nämlich während der Perioden der Nichtbelichtung der Zelle, und einem variierenden `'Wert schwanken. Diese Ströme betätigen infolgedessen den Lautsprecher gleichfalls intermittierend, indem sie der Membran periodisch unterbrochene Schwingungen zwischen Null und bestimmten Werten erteilen.This method has the disadvantage that the currents are constantly between Zero, namely during the periods of non-exposure of the cell, and a varying one &Quot; 'Value fluctuate. As a result, these currents also actuate the loudspeaker intermittent by causing the diaphragm to periodically intermittent oscillations Grant zero and certain values.

Nun weisen musikalische Tonschwingungen aber niemals einen solchen Charakter auf; vielmehr verlaufen sie gleichmäßig und ohne Zurückführung auf Null während der bisweilen langen Dauer ein und derselben Note. Es ist also unmöglich, mit Hilfe der bekannten Einrichtung die genaue Wiedergabe eines Tones zu erzielen.But musical tone vibrations never have such a sound Character on; rather, they run uniformly and without returning to zero during the sometimes long duration of one and the same note. So it is impossible to achieve the exact reproduction of a tone with the help of the known device.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, die diesen Übelstand vermeidet und gegebenenfalls mit Hilfe einer einzigen Drehscheibe eine beliebig große Anzahl von Klangfarben lediglich unter Verwendung geeigneter Schirme oder Blenden zu erreichen ermöglicht.The invention is a device that this drawback avoids and optionally with the help of a single turntable any large number of timbres using only suitable screens or To achieve aperture allows.

Zu diesem Zwecke erhält das von dem Lichtbündel bestrichene Fenster in der Bewegungsrichtung des Lichtbündels eine solche Abmessung, daß ein Lichtbündel in dem Augenblick in das Fenster einzutreten beginnt, wo das vorhergehende Lichtbündel das Fenster zu verlassen beginnt. Auf diese Weise läßt sich leicht eine ununterbrochene Belichtung der Zelle erreichen. Diese Belichtung hat zur Folge, daß auch der durch die Zelle und den Lautsprecher gehende Strom konstant ist und der Lautsprecher deshalb stumm bleibt. Um ihn zum Tönen zu bringen, genügt es, in die Bahn des Lichtstrahles eine Blende zu bringen, die so angeordnet ist, daß die Lichtmenge, die sie auf die Zelle fallen läßt, wenn diese von dem Strahl bestrichen wird, sich nach einem bestimmten Gesetz ändert. Wenn die Blende nicht geändert wird, wiederholen sich die im Laufe der Bestreichung erzeugten Lichtänderungen während. aller anderen Bestreichungen. Der erzeugte Ton hat also als Grundfrequenz die Frequenz, mit der diese Bestreichungen aufeinanderfolgen, während die Klangfarbe von den im Laufe jeder Bestreichung erzeugten Lichtänderungen abhängt.For this purpose, the window swept by the light beam is given in the direction of movement of the light beam such a dimension that a light beam at the moment when the previous beam of light begins to enter the window begins to leave the window. In this way you can easily have an uninterrupted Achieve exposure of the cell. This exposure has the consequence that the through the current going to the cell and the loudspeaker is constant and therefore the loudspeaker remains silent. All you need to do is make it sound it, in the train to bring a diaphragm of the light beam, which is arranged so that the amount of light, which it drops on the cell when it is struck by the beam, itself changes according to a certain law. If the aperture is not changed, repeat the changes in light generated in the course of the stroke during. everyone else Strokes. The generated sound has the same frequency as the base frequency these strokes follow one another, while the timbre of the in the course light changes generated by each stroke.

Man kann die Blende in verschiedener Weise ausbilden, indem man entweder ihre Transparenz gegenüber dem Lichtbündel oder die Breite des Lichtbündels sich ändern läßt. Die Blende wird im letzteren Falle in zwei Teile unterteilt, von denen der eine undurchsichtig und der andere für das Licht durchlässig ist.You can train the diaphragm in various ways by either their transparency to the light beam or the width of the light beam itself can change. The aperture in the latter case is divided into two parts, one of which one is opaque and the other is transparent to light.

Bezeichnet man beispielsweise mit T die Dauer der Bestreichung der Zelle durch ein Lichtbündel und ist die Blende so beschaffen., daß während der Bestreichung die Belichtung e der Zelle sich nach folgendem Gesetz ändert: so erhält man im Lautsprecher einen einfachen Ton, d. h. einen solchen ohne Harmonische, wobei die Zahl n der Perioden dieses Tones in der Sekunde gleich der Zahl der Lichtbündel ist, die in der Sekunde die Zelle bestreichen.If, for example, T is used to denote the duration of the exposure of the cell to a light beam, and the aperture is designed in such a way that the exposure e of the cell changes during the exposure according to the following law: a simple tone is thus obtained in the loudspeaker, that is, one without harmonics, the number n of the periods of this tone per second being equal to the number of bundles of light that strike the cell per second.

Diese Zahl n ist übrigens gleich entsprechend der Art und Weise, wie die Bestreichungen aufeinanderfolgen.By the way, this number n is the same according to the way how the strokes follow one another.

Wählt man eine solche Blende, daß die Belichtung e sich nach folgendem Gesetz ändert: so wird der Ton von seiner höheren Oktave begleitet.If one chooses such an aperture that the exposure e changes according to the following law: so the tone is accompanied by its higher octave.

Wählt man die Blende derart, daß ist, so erhält man einen der Grundfrequenz entsprechenden Ton, der aber von seinen Harmonischen begleitet ist, deren relative Stärken usw. gleich sind.If you choose the aperture in such a way that one gets one of the fundamental frequency corresponding tone, which is however accompanied by its harmonics, their relative strengths etc. are the same.

Nun hängt bekanntlich von der relativen Stärke der verschiedenen Harmonischen die Klangfarbe eines Tones ab. Man kann deshalb eine beliebige Klangfarbe erzeugen, indem man der Blende eine geeignete Form und geeignete Abmessungen gibt, wie dies weiter unten erläutert werden wird. Dabei hängt die Höhe des Tones von der Geschwindigkeit ab, mit der die Lichtbündel auf der Zelle einander folgen.Well, as is well known, depends on the relative strength of the various harmonics the timbre of a tone. You can therefore create any timbre, by giving the aperture a suitable shape and dimensions, like this will be explained further below. The height of the tone depends on the speed with which the light bundles follow one another on the cell.

Bei der praktischen Ausführung enthält der Apparat außer den Drehscheiben, der oder den photoelektrischen Zellen sowie dem Lautsprecher eine oder mehrere Klaviaturen, die mit Registern nach Art derjenigen einer Orgel ausgestattet sind, sowie Vorrichtungen, vermittels deren ein sich drehendes, von der Scheibe ausgehendes Lichtbündel, wenn ein Register gezogen und eine Taste gedrückt ist, auf die Zelle geworfen wird, nachdem es durch eine dem gezogenen Register mitsprechende Blende gegangen ist. Die Übertragung der Bewegungen wird durch beliebige Vorgänge, wie sie auf dem Gebiete des Orgelbaues bekannt sind, herbeigeführt. Elektrische Übertragungseinrichtungen ermöglichen im besonderen eine Vereinfachung der Steuervorrichtungen.In the practical version, the apparatus contains, in addition to the turntables, the photoelectric cell or cells and the loudspeaker one or more keyboards, which are equipped with registers like those of an organ, as well as devices, by means of which a rotating light beam emanating from the disk, if a tab is pulled and a key is pressed, after which the cell is thrown it went through a diaphragm that corresponds to the drawn register. The transfer the movements are produced by arbitrary processes, such as those in the realm of organ building are known, brought about. Electrical transmission facilities enable im in particular a simplification of the control devices.

Man kann außer den obenerwähnten Blenden auch Drehblenden anwenden, um die Klangfarbe gewisser besonderer Instrumente, beispielsweise des Waldhorns, des Klavier:, der Harfe usw., wiederzugeben.In addition to the diaphragms mentioned above, rotary diaphragms can also be used, about the timbre of certain special instruments, for example the French horn, of the piano:, the harp, etc., to reproduce.

Da der in der Zelle erzeugte Strom den sehr schnellen Belichtungsänderungen genau folgen muß, kommt es darauf an, eine trägheitsfreie Zelle, beispielsweise eine Kaliumzelle, zu benutzen und nicht eine solche, die wie die Selenzellen den Lichtschwingungen nur mit einer Verzögerung folgen.Because the electricity generated in the cell changes very quickly must follow exactly, it depends on an inertia-free cell, for example a potassium cell, and not one like the selenium cells Follow light oscillations only with a delay.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen des den Gegenstand der Erfindung bildenden Apparates sowie von damit zur Verwendung kommenden Blenden beispielsweise veranschaulicht.In the drawings there are various embodiments of the subject matter of the invention forming apparatus as well as coming to be used diaphragms for example illustrated.

Fig. r zeigt schematisch die Gesamteinrichtung.Fig. R shows schematically the entire device.

Fig. a stellt eine Drehscheibe dar.Fig. A shows a turntable.

Fig.3 veranschaulicht eine teils undurchsichtige, teils durchsichtige Blende.3 illustrates a partly opaque, partly transparent Cover.

Die in Fig.4 dargestellte Blende besitzt eine veränderliche Transparenz.The diaphragm shown in Figure 4 has a variable transparency.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen Drehblenden, mit Hilfe deren die Klangfarbe gewisser Spezialinstrumente wiedergegeben werden kann.5 to 8 show rotary screens, with the help of which the timbre certain special instruments can be played.

Fig. z veranschaulicht rein schematisch eine Ausführungsform der Erfindung, die hauptsächlich zum besseren Verständnis der Erfindung gegeben ist, die aber zahlreiche Abänderungen erfahren kann.Fig. Z illustrates purely schematically an embodiment of the invention, which is mainly given for a better understanding of the invention, but which numerous Can experience changes.

Bei der dargestellten Einrichtung wirft eire primäre Lichtquelle z durch das Objektiv a ihre Lichtstrahlen auf die Scheibe 3, die auf konzentrische Kreise verteilte Schlitze besitzt. Die Lichtbündel fallen, nachdem sie durch gewisse Schlitze sowie durch Fenster io gegangen sind, deren Abmessungen in der oben angegebenen Weise bemessen sind, auf eitle Reihe von Spiegeln", die je durch eine Taste der Klaviatur betätigt werden, und zwar so, daß ein Spiegel nur dann von dem Lichtstra'il getroffen wird, wenn die betreffende Taste gedrückt ist. Das Lichtbündel wird dann auf die photoelektrische Zelle 6 geworfen, die in üblicher Weise in den Stromkreis eines Verstärkers ; sowie eines Lautsprechers S eingeschaltet ist. Durch Einwirkung auf eine beliebige Vorrichtung, beispielsweise ein Orgelregister 9, kann man in die Bahn der Lichtstrahlen eine oder mehrere Blenden i 1 einschalten, die der gewünschten Klangfarbe entsprechen.In the device shown throws eire primary light source z through the lens a their light rays on the disc 3, which are concentric Has slots distributed around circles. The bundles of light fall after they have passed through certain slots as well as through windows io, their dimensions are sized in the manner indicated above, on vain series of mirrors "that each operated by a key on the keyboard, in such a way that a mirror is only hit by the light trail when the relevant key is pressed is. The light beam is then thrown onto the photoelectric cell 6, which is shown in Usually in the circuit of an amplifier; as well as a loudspeaker S is switched on. By acting on any device, for example an organ register 9, one or more diaphragms can be inserted into the path of the light rays i 1 that correspond to the desired tone color.

In Fig. i sind zwei Scheiben dargestellt. die je vier Oktaven entsprecheli und mii vollkommen gleichförmiger Geschwindigkeit durch einen mit einem genauen Drehzahlregler ausgerüsteten Motor 1-a angetrieben werden.Two disks are shown in FIG. which correspond to four octaves each and with perfectly uniform speed through one with an accurate one Speed controller equipped motor 1-a are driven.

Die in Fig. 2 veranschaulichte Scheibe 3 oder 3' ist undurchsichtig und mit Schlitzen 13, 14 usw. versehen, die in konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Jede Schlitzreihe entspricht einer Note, und der Radius des Kreises, auf dem die Schlitze verteilt sind, ist so bestimmt, daß der Lichtstrahl beim Durchgang durch die betreffenden Schlitze auf den Spiegel der entsprechenden Taste fällt. Die Zahlen der Schlitze jeder Reihe sind den Schwingungszahlen der betreffenden `' ote proportional.The disc 3 or 3 'illustrated in Fig. 2 is opaque and provided with slots 13, 14 etc. which are arranged in concentric circles. Each row of slots corresponds to a note, and the radius of the circle on which the slots are distributed is determined in such a way that the light beam falls on the mirror of the corresponding key when passing through the relevant slots. The numbers of the slots in each row are proportional to the number of vibrations of the relevant `` 'ote.

Im Falle der Fig. i ist jede Scheibe 3 oder 3' für vier Oktaven von zwölf Noten bestimmt. Jede dieser Scheiben muß also achtundvierzig Schlitzreihen enthalten. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Nachdem die Lampen angezündet und der Motor iin Gang gesetzt ist, werden die Register in der Weise betätigt, daß die Blende in die Bahn der Lichtstrahlen gebracht wird, die der gewünschten Klangfarbe entspricht. Man kann dann in gewöhnlicher Weise spielen.In the case of Fig. I, each slice is 3 or 3 'for four octaves of twelve notes determined. Each of these disks must therefore have forty-eight rows of slots contain. The mode of operation of the device is as follows: After the lamps are lit. and the motor is started, the registers are operated in such a way that the diaphragm is brought into the path of the light rays that produce the desired timbre is equivalent to. You can then play in the usual way.

Drückt man die Taste 5, beispielsweise das normale (eingestrichene) a, das 435 Doppelschwingungen in der Sekunde entspricht, :.:o wird der entsprechende Spiegel 4' angehoben und infolgedessen die Zelle durch das Lichtbündel bestrichen, das von der dem eingestrichenen a entsprechenden Schlitzreihe herrührt. Die Anzahl der Schlitze dieser Reihe sowie die Geschwindigkeit der Scheibe sind so bemessen, daß während einer Sekunde :I35 Schlitze vor dem betreffenden Fenster io vorbeigehen und daß infolgedessen die Zelle 6 435mal von diesem Lichtbündel bestrichen wird. Da die Abmessung des Fensters io eine solche ist, daß ein Lichtbündel in dem Augenblick in das Fenster einzutreten beginnt, wo das vorhergehende Lichtbündel das Fenster zu verlassen anfängt, würde die Belichtung der Zelle konstant bleiben, wenn nicht in die Bahn des Strahles eine Blende i i eingeschaltet wäre, die die Lichtstärke während des Bestreichens sich nach dem der gewünschten Klangfarbe entsprechenden Gesetz ändern läßt.If you press key 5, for example the normal (dashed) a, which corresponds to 435 double oscillations per second,:.: o becomes the corresponding Mirror 4 'is raised and as a result the cell is streaked with the light beam, which comes from the row of slots corresponding to the crossed-in a. The number the slots in this row and the speed of the disc are dimensioned so that that during one second: I35 slots pass in front of the window in question and that as a result cell 6 is struck 435 times by this light beam. Since the dimension of the window io is such that a beam of light at the moment The window begins to enter where the previous beam of light entered the window begins to leave, the cell's exposure would remain constant, if not a diaphragm i i would be switched on in the path of the beam, which would increase the light intensity during the brushing according to the one corresponding to the desired timbre Change the law.

Wie bereits erwähnt, stellt Fig. i lediglich ein Schema dar, das dazu bestimmt ist, die Wirkungsweise der Einrichtung verständlich zu machen. Es können zahlreiche Änderungen getroffen werden. Es ist ersichtlich, daß man, statt die Lichtstrahlen mit Hilfe von durch Tasten betätigten Spiegeln auf die Zelle zu werfen, sie auch unmittelbar auf die Zelle richten und sie mittels durch diese Tasten betätigter Blenden aufhalten oder durchlassen kann, daß die Zahl der Scheiben größer als zwei sein kann, daß man mehrere photoelektrische Zellen verwenden kann, daß es möglich ist, pneumatische oder elektrische Cbertragungsvorrichtungen zur Betätigung der Spiegel oder Klappen sowie der Blenden usw. zu benutzen.As already mentioned, Fig. I merely represents a scheme that this is intended to make the operation of the facility understandable. It can numerous changes are made. It can be seen that one, instead of the rays of light using button-operated mirrors to throw them at the cell, too point directly at the cell and press them by means of these keys Apertures stop or let through that the number of discs is greater than two it may be that one can use several photoelectric cells that it is possible is, pneumatic or electrical transmission devices for actuating the Mirrors or flaps as well as the screens etc. to use.

Insbesondere ist es im Interesse der leichteren Ausführung der Scheibe vorteilhaft, die Zahl der Schlitzreihen, die die Scheiben enthalten müssen, zu verringern. Zu diesem Zwecke können insbesondere zwei Mittel Anwendung finden. Man kann ebensoviel Scheiben anwenden, wie Oktaven vorgesehen sind, wobei die Scheiben übrigens gleichartig ausgebildet sein können und dann mit verschiedenen Geschwindigkeiten gedreht -werden. Man kann auch eine einzige Scheibe benutzen, die der tiefsten Oktave entspricht, und zur Erzielung der Noten mehrerer höherer Oktaven in die Bahn der Lichtstrahlen Blenden einschalten, die den Harmonischen z., 4.., B. usw. Ordnung entsprechen.In particular, it is in the interest of making the disk lighter advantageous to reduce the number of rows of slots that the disks must contain. Two means in particular can be used for this purpose. You can do just as much Use discs as provided for octaves, whereby the discs are incidentally similar can be formed and then rotated at different speeds. You can also use a single disc that corresponds to the lowest octave, and to achieve the notes of several higher octaves in the path of the rays of light Switch on diaphragms that correspond to the harmonics z., 4th .., B. etc. order.

Es ist ersichtlich, daß die Blenden eins der wichtigsten Organe des Musikapparates bilden. Sie können, wie oben erwähnt, in zweierlei Art ausgebildet sein. Die betreffenden Blenden sind in den Fig. 3 und .4 dargestellt.It can be seen that the diaphragms are one of the most important organs of the Form musical apparatus. As mentioned above, they can be designed in two ways be. The diaphragms in question are shown in FIGS. 3 and 4.

Die in Fig.3 veranschaulichte Blende enthält einen vollständig undurchsichtigen Teil 16 und einen gleichmäßig lichtdurchlässigen Teil 17. Das Lichtbündel bestreicht diese Blende in der Richtung des Pfeiles, d. h. senkrecht zur Figur. Sind die Schlitze der Scheibe genügend schmal, so bildet die Spur des Lichtbündels auf der Blende einen genügend feinen Streifen, um als einfache Linie ABC betrachtet zu werden. Man sieht, daß bei dieser Lage des Strahles die Belichtung der Zelle dem Wert AC proportional ist. Verschiebt sich das Lichtbündel AB im Sinne des Pfeiles, so ändert sich die Belichtung in derselben Weise wie die Abszissen AC der Kurve, die die lichtdurchlässigen Teile der Blende von den undurchsichtigen trennt.The diaphragm illustrated in FIG. 3 contains a completely opaque part 16 and a uniformly translucent part 17. The light beam sweeps this diaphragm in the direction of the arrow, ie perpendicular to the figure. If the slits of the disk are sufficiently narrow, the trace of the light beam on the diaphragm forms a sufficiently fine strip to be viewed as a simple line ABC . It can be seen that in this position of the beam the exposure of the cell is proportional to the value AC. If the light beam AB shifts in the direction of the arrow, the exposure changes in the same way as the abscissa AC of the curve which separates the translucent parts of the diaphragm from the opaque.

Man kann die betreffende Kurve ziehen, wenn man die relativen Stärken der verschiedenen Harmonischen kennt, die die wiederzugebende Klangfarbe bestimmen. Man kann sie auch auf dem Wege des Versuches, beispielsweise mit Hilfe eines Oszillographen, nach den Methoden bestimmen, die zur Registrierung urid Analysierung komplizierter Töne, insbesondere gesprochener Worte, benutzt werden.You can draw the curve in question if you look at the relative strengths knows the various harmonics that determine the timbre to be reproduced. You can also try them, for example with the help of an oscilloscope, according to the methods used to determine the registry urid parsing more complicated Sounds, especially spoken words, are used.

Fig. q. veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Blende, bei der die Transparenz längs einer rechtwinklig zur Verschiebung des Lichtbündels verlaufenden Linie konstant bleibt, sich aber von einem Punkte bis zu einem anderen ändert, wenn man sie auf der Blende in der durch den Pfeil angedeuteten Verschiebungsrichtung des Lichtbündels bewegt. Wenn infolgedessen der Lichtstrahl sich bei dem Bestreichen der Blende verschiebt, trifft er auf Stellen von verschiedener Durchlässigkeit, und die Stärke des Lichtes, das nach dem Durchgang durch die Blende auf die Zelle fällt, ändert sich während der Bestreichungen nach demselben Gesetz wie die Durchlässigkeit.Fig. Q. illustrates another embodiment of the bezel at the transparency along a perpendicular to the displacement of the light beam Line remains constant but changes from one point to another when you place them on the diaphragm in the direction of displacement indicated by the arrow of the light beam moves. If, as a result, the light beam is in the brushing the diaphragm moves, it encounters places of different permeability, and the strength of the light that hits the cell after passing through the diaphragm falls, changes during the strokes according to the same law as the permeability.

Die Länge der beiden Blenden, im Sinne der Pfeile gerechnet, ist übrigens gleich der Entfernung zweier aufeinanderfolgender Lichtbündel, derart, daß das eine Bündel in dem Augenblick auf die Blende tritt, in dem das andere sie verläßt.The length of the two panels, calculated in the sense of the arrows, is by the way equal to the distance between two successive bundles of light, such that one Bundle steps onto the aperture at the moment the other leaves it.

Bei Benutzung einer Blende nach Art der in Fig. 4. beschriebenen kann man durch einfache Verschiebung der Blende Änderungen der Phase und der Stärke des Tones erzielen. Es genügt, die Durchlässigkeit eines Punktes der Blende sich nach folgendem Gesetz ändern zu lassen: Folgt man einer zur Achse o-y in der Richtung der Bestreichung parallelen Linie, so ändert sich die Durchlässig-],zeit z nach dem vorher bestimmten Gesetz, so daß sich beim Verfolgen dieser Linie -A f (y) ergibt. Andererseits ändert sich, wenn man einer Linie parallel zur Achse o-x (rechtwinklig zur Bestreichungsrichtung ) folgt, die Durchlässigkeit nach einem linearen Gesetz dx + b, derart, daß man schließlich erhält: z- (ax -f- b) f (y). When using a diaphragm of the type described in FIG. 4, changes in the phase and the strength of the tone can be achieved by simply shifting the diaphragm. It is sufficient to let the permeability of a point of the diaphragm change according to the following law: If one follows a line parallel to the axis oy in the direction of the stroke, the permeability -], time z changes according to the previously determined law, so that following this line yields -A f (y). On the other hand, if one follows a line parallel to the axis ox (perpendicular to the direction of the stroke), the permeability changes according to a linear law dx + b, so that one finally obtains: z- (ax -f- b) f (y).

Nimmt man in diesem Falle eine Blende, die in der Richtung o-y länger ist, beispielsweise doppelt so lang als die im vorstehenden beschriebenen, so daß man sie in der Richtung o-y verschieben kann, ohne daß sie dabei aufhört, das entsprechende Fenster io vollständig zu bedecken, so wird die Stelle der Blende, durch die das Lichtbündel in dem Augenblick geht, wo es in das Fenster io eintritt, geändert. Dies entspricht einem Wechsel der Phase des erzeugten Tones.In this case, if you take a diaphragm that is longer in the direction o-y is, for example, twice as long as those described above, so that you can move it in the direction o-y without stopping, the corresponding To completely cover the window io, the position of the panel through which the The beam of light goes at the moment when it enters the window io, changed. This corresponds to a change in the phase of the tone produced.

Verschiebt man dagegen die Blende in der Richtung o-x rechtwinklig zur Bestreichungsrichtung, so kann man das Lichtbündel über eine Zone der Blende gehen lassen, deren mittlere Durchlässigkeit beispielsweise geringer ist, wobei im Endergebnis ein weniger starker Ton entsteht. Natürlich muß die Blende in der Richtung o-x eine solche Abmessung besitzen, daß sie während dieser Verschiebung nicht aufhört, das Fenster vollständig zu verdecken.On the other hand, if you move the diaphragm in the direction o-x at right angles to the direction of the stroke, one can see the light beam over a zone of the diaphragm let go, the mean permeability of which is, for example, lower, wherein the end result is a less powerful sound. Of course, the aperture must be in the Direction o-x have such a dimension that they during this shift does not stop covering the window completely.

Man hat auf diese Weise ein Mittel in der Hand, um Nuancen vom fortissimo bis zum pianissimo zu erzielen.In this way one has a means at hand to discover nuances of fortissimo to achieve pianissimo.

Durch Anwendung mehrerer Blenden der beschriebenen Art, die einem Grundton sowie seinen Harmonischen entsprechen, kann man durch Synthese eine beliebige Klangfarbe erzeugen. Es genügt, die verschiedenen Blenden übereinander zu lagern, wenn man sie gegenüber derjenigen, die den Grundton ergibt, verschiebt. Eine Verschiebung der einer Harmonischen entsprechenden Blende in der Richtung o-x ermöglicht es, der Intensität dieser Harmonischen den passenden Wert zu geben. Eine Verschiebung in der Richtung o-y dagegen ermöglicht die Regelung ihrer Phase in bezug auf den Grundton. Dies dürfte einen Einfluß auf die Klangfarbe haben, obgleich diese Frage noch streitig ist.By using several diaphragms of the type described, which one Any fundamental tone and its harmonics can be synthesized Create timbre. It is sufficient to store the different panels on top of each other, if one shifts it in relation to the one that gives the keynote. A shift the aperture corresponding to a harmonic in the direction o-x enables to give the appropriate value to the intensity of these harmonics. A shift in the direction o-y, on the other hand, enables its phase to be regulated with respect to the Keynote. This is likely to have an influence on the timbre, although this is a question is still in dispute.

Man kann ferner mit Hilfe von Blenden in Form von umlaufenden Scheiben oder Sektoren nach Art der in den Fig. 5 bis 8 dargestellten den Ton von Instrumenten wiedergeben, deren Klangfarbe nicht allein von der Art, in der die Tonschwingung im Laufe einer Periode sich abspielt, abhängig ist.You can also use diaphragms in the form of rotating discs or sectors of the type shown in FIGS. 5 to 8 the sound of instruments reproduce whose timbre is not solely dependent on the manner in which the tone oscillation happens in the course of a period, is dependent.

Beispielsweise haben gewisse Instrumente, wie das Klavier, die Harfe usw., Töne, deren Stärke mit der Zeit abnimmt. Zu ihrer Wiedergabe kann man in die Bahn der Lichtstrahlen eine Blende nach Art der in Fig. 6 dargestellten einschalten, die einen undurchsichtigen Teil 18 und einen durchsichtigen Teil ig aufweist. Im Ruhezustande gehen die Lichtstrahlen durch den durchlässigen Teil EF, der genügend breit ist, um keinen zurückzuhalten. Bei Benutzung dieser Blende erteilt man ihr eine Drehbewegung von passender Geschwindigkeit. Damit der Ton in der gewünschten Zeit aufhört, darf die Scheibe nur eine Drehung machen und muß in ihre Anfangsstellung zurückgeführt werden, sobald die Taste freigegeben wird. An Stelle eines Streifens ig von veränderlicher Breite kann man auch einen Streifen von gleicher Breite. aber abnehmender Transparenz benutzen. Die Fig.5 zeigt eine etwas abweichende Einrichtung, bei der eine umlaufende Scheibe 21 mit Schlitzen 22 versehen ist, die im Sinne rechtwinklig zur Verschiebung des Lichtbündels veränderliche Abmessungen haben, derart, daß sie nur einen mehr oder weniger großen Teil des hinsichtlich der Intensität bereits durch den Durchgang durch eine Blende nach Art des in Fig. q. dargestellten modulierten Lichtbündels durchgehen lassen. Man erhält auf diese Weise einen Ton, dessen Stärke sich mit sehr niedriger Frequenz periodisch ändert, wodurch die Wiedergabe besonderer Töne, beispielsweise derjenigen eines Waldhorns, ermöglicht wird.For example, certain instruments, such as the piano, have the harp etc., tones whose strength decreases over time. You can go to the In the path of the light rays, turn on a shutter of the type shown in Fig. 6, which has an opaque part 18 and a transparent part ig. in the In states of rest, the rays of light go through the permeable part EF, which is sufficient wide so as not to hold anyone back. When using this aperture you give her a rotating motion at a suitable speed. So that the tone in the desired Time ends, the disc may only make one turn and must return to its starting position as soon as the button is released. Instead of a stripe ig of variable width one can also use a strip of the same width. but use decreasing transparency. The Fig.5 shows a slightly different one Device in which a rotating disc 21 is provided with slots 22 which in the sense of a right angle to the displacement of the light beam variable dimensions have in such a way that they are only a more or less large part of the terms the intensity already through the passage through a diaphragm like the one shown in Fig. q. let through the modulated light beam shown. One receives on this Mode a tone whose strength changes periodically at a very low frequency, whereby the reproduction of special tones, for example that of a French horn, is made possible.

Häufig genügt es nicht, die Stärke im Laufe der Zeit zu ändern. Es muß vielmehr gleichzeitig die Klangfarbe geändert werden. Dies gilt für die Geige, bei der die Klangfarbe sich nach der Lage des Bogens ändert.Often it is not enough to change the strength over time. It rather, the timbre must be changed at the same time. This applies to the violin, in which the timbre changes according to the position of the bow.

In Fig. 7 ist eine Einrichtung dargestellt, die es ermöglicht, dies Ergebnis zu erzielen. Hier sind sogenannte Farbenskalen, die den verschiedenen aufeinanderfolgenden Klangfarben des Instrumentes entsprechen, nebeneinander nach den aufeinanderfolgenden Radien eines Irreises aufgetragen, der in der Bahn des Lichtbündels in die Ebene des Bildes des Schlitzes gebracht wird.In Fig. 7 a device is shown which makes it possible to do this Achieve result. Here are so-called color scales, which represent the various consecutive The timbres of the instrument correspond, side by side, after the successive ones Plotted radii of an errant, which is in the path of the light beam in the plane of the image of the slot is brought.

Gewisse Instrumente, wie beispielsweise das Klavier, verdanken ihre musikalischen Eigentümlichkeiten zum Teil der Anwendung mehrerer Saiten, die unter sich einen sehr geringen Frequenzunterschied aufweisen. Man kann diese Wirkung nachahmen, indem man auf derselben Scheibe nebeneinander mehrere Schlitzkreise vorsieht, wobei die Verteilung der Schlitze der verschiedenen Kreise nicht genau eieselbe ist. In Fig. 8 ist eine !entsprechende Anordnung zweier Kreise veranschaulicht.Certain instruments, such as the piano, owe theirs musical peculiarities in part of the application of several strings, which under show a very small frequency difference. One can imitate this effect by making several circles of slots next to each other on the same disc, where the distribution of the slots of the different circles is not exactly the same. In 8 shows a corresponding arrangement of two circles.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Musical instrument with photoelectric sound generation by means of photoelectric cells, rotating slotted discs, loudspeakers and keyboard, through which rotating light beams are controlled by means of mirrors or flaps, characterized in that a fixed slotted disc of such slot width is used, located in the direction of the rays behind the rotating slotted disc, that a bundle of light then begins to sweep the cell when the previous beam begins to leave the cell, so that in the absence of other light control organs the exposure of the cell remains constant, that, on the other hand, further diaphragms to be switched optionally in the path of the light beams by choosing different permeability in the form of phonograms affect the light bundles hitting the cell, so that the desired tone color and strength corresponding to the shape and dimensions of the diaphragm are produced via the photocell in the tone generator.

2. Instrument according to claim r, characterized in that the phonogram apertures are larger than those of the Light beam described path, so that the light transmission transverse to the movement the light beam changes and in the sense of this movement according to a sine function is modulated so that several such, corresponding to the various harmonics Apertures are used and that by simultaneous, perpendicular to the light beam movement subsequent shifting of the diaphragms, the timbre is generated synthetically.

3. Instrument according to claim i, characterized in that the light intensity of the beam is modulated with the help of screens or screens that differ from those Turn the slotted disc at a relatively slower speed. q .. apparatus according to claim i, characterized in that by moving the key, for example with more or less strong depression, a diaphragm is shifted, which the general strength of the light beam and thus the tone strength without changing the timbre changes.