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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft ein Musikinstrument und insbesondere ein Musikinstrument
des Typs, welches Benutzern verschiedene Arten von Annehmlichkeit
bietet, und ein Steuerungssystem, welches darin eingebaut ist.
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BESCHREIBUNG DES RELEVANTEN
HINTERGRUNDS
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Ein
automatisch spielendes Piano ist ein typisches Beispiel des automatisch
spielenden Musikinstruments, und ist beispielsweise in der
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung
Nummer Hei9-62255 offenbart. Obwohl nicht nur die Pianotöne, sondern
auch Anschläge
auf den Tasten und dem Tastenbett durch das automatisch spielende
Piano der Pianoart wiedergegeben werden, werden die Standardtastenantriebstechniken
zum Erzeugen der Pianotöne
verwendet. Im Detail werden die durch elektromagnetische Spulen
betriebenen Tastenbetätiger
unter den schwarzen und weißen
Tasten vorgesehen, und die Steuerung versorgt selektiv die Spulen
derart, dass Anlass zu der Tastenbewegung mit den Kolben gegeben
wird. Die Tasten betätigen
die zugeordneten Mechanikeinheiten, und die Mechanikeinheiten treiben
die Hämmer
zur Drehung durch den Ausschlag davon an. Die Hämmer werden in Kollision mit
den zugeordneten Seiten an dem Ende der Drehung gebracht, und geben
Anlass zu Vibrationen der Saiten zum Erzeugen der Pianotöne. Die
Anschläge
auf den Tasten und Anschläge
auf das Tastenbett werden elektronisch parallel zu den Pianotönen erzeugt.
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Die
Benutzer haben zwei Optionen in den automatisch spielenden Pianos
gemäß dem Stand der
Technik. Die erste Option ist, dass sie ihre Aufführung auf
dem automatisch spielenden Piano genießen. Anderenfalls genießen sie
die Wiedergabe durch die automatischen Spieler. Wenn die automatisch
spielenden Pianos andere Annehmlichkeiten den Benutzern bieten,
würden
die automatisch spielenden Pianos bei mehr Benutzer Akzeptanz finden.
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Die
Anmelderin sucht die Datenbank für
einen Stand der Technik nach anderer Verwendung. Ein automatisch
spielendes Piano, welches in dem
U.S. Patent Nummer 6,380,469 B2 offenbart
ist, bietet den Benutzern die andere Verwendung. Im Detail wird
das automatisch spielende Piano gemäß dem Stand der Technik zwischen
dem automatischen Spielen und Übungen
im Bespielen der Tasten geschaltet. Wenn ein Benutzer wünscht, dass
Bespielen zu üben,
senken die elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger die
schwarzen und weißen
Tasten etwas ab, bevor der Benutzer die schwarzen und weißen Tasten
eindrückt.
Die Steuerung analysiert die Standard-MIDI-Musikdatencodes für die Führung, und gibt Anlass zu der
leichten Tastenbewegung für
die Führung.
Somit kann der Benutzer das Bespielen auf der Klaviatur unter der
Führung
des automatischen Spielsystems üben.
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Ein
anderes Tastenmusikinstrument, welches in dem
U.S. Patent Nummer 6,380,472 B1 offenbart
ist, wird zusammen mit einem elektrischen Tutor vorgesehen. Wenn
ein Benutzer anfrägt,
dass ihn der elektrische Tutor im Bespielen auf den Keyboards anleitet,
beginnt der elektrische Tutor damit, vorherige Hinweise durch Induktionsbewegungen dem
Benutzer zu geben. Wenn die Steuerung den vorherigen Hinweis dem
Benutzer gibt, wird die Taste zu der bestimmten Tiefe kürzer als
der volle Anschlag der Taste eingedrückt. Der elektrische Tutor
analysiert die Standard-MIDI-Musikdatencodes
für die Führung, und
gibt Anlass zu den Induktionsmechaniken, bevor der Benutzer die
Tasten drückt.
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US 2001/0054346 A1 offenbart
ein Tastenmusikinstrument, welches mit elektromagnetisch betriebenen
Tastenbetätigern
zum Anleiten eines Spielers im Bespielen auf der Klaviatur ausgerüstet ist, und
die elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger stoppen die Tasten bei
anhaltenden Positionen auf dem Weg zu den Endpositionen, wobei Tastensensoren
ein detektierendes Signal anzeigend dafür liefern, dass die Tasten
die anhaltenden Positionen erreichen, und zwar zu einer Steuerung
derart, dass die Steuerung die Antriebssignale von den elektromagnetisch
betriebenen Tastenbetätigern
unmittelbar vor dem Freikommen von Stosszungen von den Hämmern.
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Somit
ist die Verwendung des Tastenmusikinstruments gemäß dem Stand
der Technik auf die Aufführung,
Wiedergabe und Anleitung eingeschränkt. Die vorliegenden Erfinder
wünschen,
eine andere Art von Verwendung anzubieten, welche sich drastisch
von den Tastenmusikinstrumenten gemäß dem Stand der Technik unterscheidet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Musikinstrument
vorzusehen, durch welches Benutzer sowohl künstlerischen visuellen Ausdruck
wie auch Musikaufführung
genießen.
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Es
ist auch ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem
vorzusehen, welches dafür
sorgt, dass den Benutzern der künstlerische
visuelle Ausdruck durch das Musikinstrument gegeben wird.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Musikinstrument zum Erzeugen
von Tönen
vorgesehen, welches folgendes aufweist: mehrere Manipulatoren, welche
jeweiligen Manipulatorzahlen zugeordnet sind, und selektiv zwischen
jeweiligen Ruhepositionen und jeweiligen Endpositionen zum Spezifizieren
eines Attributs der Töne
bewegt werden, ein Tonerzeugungssystem, welches mit den mehreren
Manipulatoren verbunden ist und durch die mehreren Manipulatoren
zum Erzeugen der Töne
bei dem Attribut, welches durch die mehreren Manipulatoren spezifiziert
ist, betätigt
wird, und ein Steuerungssystem einschließlich mehrere Aktuatoren, welche
jeweils den mehreren Manipulatoren zugeordnet sind, und ansprechend
auf ein Antriebssignal zum selektiven Verursachen von Bewegung der
mehreren Mani pulatoren sind, und einer Steuerung, welche Aktionsereigniscodes
analysiert, welche anzeigend für
mindestens eine Geschwindigkeit der Manipulatoren sind, welche in
Richtung der Endpositionen bewegt werden sollen, und zwar ohne Erzeugung
der Töne,
der Manipulatorzahlen der Manipulatoren und eines Ausschlags von
den Ruhepositionen, und zum Liefern der Antriebssignale, welche anzeigend
für die
Geschwindigkeit sind, und Zielwerte der Ausschläge, zu den Aktuatoren, welche
den Manipulatoren, welche bewegt werden sollen, zugeordnet sind.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerungssystem
vorgesehen, welches zusammen mit einem Musikinstrument installiert
werden soll, und selektiv mehrere Manipulatoren bewegen soll, welche
Teile des Musikinstruments bilden, welches mehrere Aktuatoren beinhaltet,
welche jeweils den mehreren Manipulatoren zugeordnet sind, und ansprechend
auf ein Antriebssignal zum selektiven Verursachen von Bewegung der
mehreren Manipulatoren sind, und eine Steuerung, welche Aktionsereigniscodes
analysiert, welche anzeigend sind für mindestens eine Geschwindigkeit
der Manipulatoren, welche in Richtung der Endposition bewegt werden
sollen, und zwar ohne Erzeugung der Töne, der Manipulatorzahlen der
Manipulatoren und eines Ausschlags von den Ruhepositionen, und zum
Liefern der Antriebssignale, welche anzeigend für die Geschwindigkeit sind,
und Zielwerte der Ausschläge,
zu den Aktuatoren, welche den Manipulatoren, welche bewegt werden
sollen, zugeordnet sind.
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KURZE BECHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Merkmale und Vorteile des Musikinstruments und des Steuerungssystems
werden von der folgenden Beschreibung klarer verstanden werden, wenn
sie zusammen genommen wird mit den beigefügten Zeichnungen, wobei folgendes
gilt:
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1 ist
eine Seitenansicht, welche die Struktur eines Tastenmusikinstruments
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt,
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches die Systemkonfiguration eines Steuerungssystems
zeigt, welches in das Tastenmusikinstrument eingebaut ist.
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3 ist
eine Ansicht, welche einen Satz von Formationsdatencodes zeigt,
welche in dem Tastenmusikinstrument verwendet werden.
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4 ist
eine Ansicht, welche einen Satz von Formationsdatencodes zeigt,
welche in dem Tastenmusikinstrument verwendet werden,
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5 ist
eine Vorderansicht, welche weiße Tasten
zeigt, welche auf künstlerischen
Mustern auf der Basis des Satzes von Formationsdatencodes, welche
in 4 gezeigt sind, gelegt sind,
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6 ist
eine Ansicht, welche einen anderen Satz von Formationsdatencodes
zeigt, welche in dem Tastenmusikinstrument verwendet werden,
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7 ist
eine Vorderansicht, welche weiße Tasten
zeigt, welche auf künstlerischen
Mustern auf der Basis das Satzes von Formationsdatencodes, welche
in 6 gezeigt sind, gelegt sind,
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8 ist
eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen einem noch anderen Satz
von Formationsdatencodes und der Bewegung der weißen Tasten zeigt,
und
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9A–9C sind
Ansichten, welche künstlerische
visuelle Ausdrücke
zeigen, welche in dem Tastenmusikinstrument erzeugt werden.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In
der folgenden Beschreibung ist der Ausdruck „vorne" anzeigend für eine Position, welche näher zu einem
Spieler ist, welcher auf einem Stuhl zum Bespielen sitzt, als eine
Position, welche mit dem Ausdruck „hinten" modifiziert wird. Eine Linie, welche sich
durch eine vordere Position und eine korrespondierende hintere Position
erstreckt, erstreckt sich in der „vorne-und-hinten Richtung", und die vorne-und-hinten Richtung
kreuzt eine „laterale
Richtung" im rechten
Winkel.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Struktur des Musikinstruments
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Ein
Tastenmusikinstrument 30, welches die vorliegende Erfindung
ausführt,
beinhaltet im Wesentlichen ein akustisches Piano 1 und
ein Steuerungssystem 3. Das akustische Piano 1 ist
ein gewöhnliches
Konzertpiano, und Benutzer spielen Musikstücke auf dem akustischen Piano.
Das Steuerungssystem 3 ist in dem akustischen Piano 1 installiert
und kooperiert mit dem akustischen Piano 1. Weil das Steuerungssystem 3 für eine Wiedergabe auf
dem akustischen Piano 1 verfügbar ist, kann das Tastenmusikinstrument 30 als
ein automatisch spielendes Piano angesehen werden. Aus diesem Grund wiederholt
das Steuerungssystem 3 automatisch die Aufführung auf
dem akustischen Piano 1 als ein automatischer Spieler,
und drückt
ein visuelles feines Muster aus. Somit ermöglicht es das akustische Piano 1 den
Benutzern, sich selbst während
der Aufführung
zu genießen,
und das Steuerungssystem 3 gibt den akustischen visuellen
Ausdruck dem Publikum.
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Das
akustische Piano 1 beinhaltet eine Klaviatur 31,
Hämmer 32,
Mechanikeinheiten 33, Saiten 34 und Dämpfer 36.
Die Klaviatur 31 beinhaltet schwarze Tasten 31a und
weiße
Tasten 31b und die schwarzen Tasten 31a und weißen Tasten 31b liegen auf
dem gut bekannten Muster. Ein Waagebalken 31c erstreckt
sich lateral über
ein Tastenbett 31e, und die schwarzen Tasten 31a und
weißen
Tasten 31b ruhen auf dem Waagebalken 31c derart,
dass sie den Waagebalken 31c im rechten Winkel kreuzen.
Waagestifte 31d erstrecken sich nach oben von dem Waagebalken 31c in
Intervallen, und bieten den schwarzen/weißen Tasten 31a/31b die
Drehachsen. Wenn ein Benutzer die vorderen Endteile der schwarzen
und weißen
Tasten 31a/31b herunterdrückt, sinken die vorderen Endteile
in Richtung des Tastenbetts 31e und die hinteren Endteile
werden umgekehrt angehoben, wie eine Wippe.
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Die
schwarzen/weißen
Tasten 31a/31b sind jeweils mit den Mechanikeinheiten 33 derart
verbunden, dass heruntergedrückte
Tasten 31a/31b die zugeordneten Mechanikeinheiten 33 betätigen. Die Hämmer 32 ruhen
auf den Stoßzungen,
welche jeweilige Teile der Mechanikeinheiten 33 bilden,
und werden zur Drehung durch das Freikommen der Stoßzungen
angetrieben. Die Saiten 34 werden über die zugeordneten Hämmer 32 gespannt
und werden mit den zugeordneten Hämmern 32 an dem Ende
der Drehung angeschlagen. Die Dämpfer 36 werden
in Kontakt mit den zugeordneten Saiten 34 gehalten, und
werden durch die zugeordneten heruntergedrückten Tasten 31a/31b derart
angehoben, dass den zugeordneten Saiten 34 erlaubt wird,
zur Erzeugung von Pianotönen
zu vibrieren. Wenn der Benutzer die heruntergedrückten Tasten 31a/31b frei
gibt, werden die Dämpfer 36 in
Kontakt mit den zugeordneten Saiten 34 auf dem Weg der
zugeordneten Tasten 31a/31b zu den Ruhepositionen
gebracht.
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Das
Steuerungssystem 3 beinhaltet eine Steuerung 3a,
eine Anordnung von elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätigern 20,
und eine Anordnung von Tastensensoren 37. Eine Steuerung 31 hat
eine Datenverarbeitungsfähigkeit,
und geeignete Computerprogramme sind darin installiert. Die elektromagnetisch
betriebenen Tastenbetätiger 20 und Tastensensoren 37 sind
mit der Steuerung 3a verbunden. Die elektromagnetisch betriebenen
Tastenbetätiger 20 werden
unter den rückwärtigen Teilen der
schwarzen und weißen
Tasten 31a/31b vorgesehen, und die Steuerung 3a versorgt
selektiv die elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger 20 mit Energie.
Andererseits wird die Anordnung von Tastensensoren 37 unter
den vorderen Teilen der schwarzen und weißen Tasten 31a/31b vorgesehen, und
sie liefern derzeitige Tastenpositionen zwischen den Ruhepositionen
und den Endpositionen der Steuerung 3a.
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Wenn
ein Benutzer wünscht,
eine Aufführung
wiederzugeben, weist der Benutzer die Steuerung 3a an,
für eine
Wiedergabe vorzubereiten, und ein Satz von MIDI(musical instrument
digital interface)-Musikdatencodes, welche die Aufführung repräsentieren,
wird in die Steuerung 3a geladen. Die Steuerung 3a verarbeitet
sequentiell die MIDI-Musikdatencodes derart, dass Referenztrajektorien
bestimmt werden, auf welchen die schwarzen und weißen Tasten 31a/31b sich
bewegen sollen. Wenn der Zeitpunkt, zu welchem eine bestimmte Taste 31a/31b bewegt
werden soll, bestimmt werden soll, liefert die Steuerung 3a ein
Antriebssignal zu dem elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger 20 unter
der bestimmten Taste 31a/31b, und versorgt den
Elektromagneten mit Energie. Dann erstreckt sich der Kolben 38 nach
oben, und drückt
den hinteren Teil der bestimmten Taste 31a/31b.
Obwohl in 1 nicht gezeigt, sind eingebaute
Kolbensensoren in den elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätigern 20 eingebaut,
und berichten die derzeitige Kolbenposition zu der Steuerung 3a.
Die Steuerung 3a vergleicht die derzeitigen Kolbenpositionen
mit der korrespondierenden Zielkolbenposition auf der Referenztrajektorie,
um zu erkennen, ob die bestimmte Taste 31a/31b sich
korrekt auf der Referenztrajektorie bewegt oder nicht. Wenn die
Antwort negativ gegeben wird, variiert die Steuerung 3a das
Antriebsignal derart, dass der Kolben 38 abgebremst wird.
Wenn andererseits die Steuerung 3a bestätigt, dass die bestimmte Taste 31a/31b sich
korrekt auf der Referenztrajektorie bewegt, hält die Steuerung 3a das
Antriebsignal. Somit treibt die Steuerung 3a sequentiell
die Kolben 38 derart an, dass Anlass zu der Tastenbewegung
in der ursprünglichen
Aufführung
gegeben wird. Die schwarzen und weißen Tasten 31a/31b betätigen die
zugehörigen
Mechanikeinheiten 33 und bewirken dass die Hämmer 32 in
Kollision mit den zugeordneten Saiten 34 an dem Ende der
Drehung zum Erzeugen der Pianotöne
gebracht werden.
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Wenn
andererseits der Benutzer die Steuerung 3a anweist, die
schwarzen und weißen
Tasten 31a/31b auf ein künstlerisches Muster zu legen,
stellt die Steuerung 3a die Antriebssignale auf geeignete Größen ein,
und liefert die Antriebssignale zu den elektromagnetisch betriebenen
Tastenbetätigern 20 unter
den schwarzen/weißen
Tasten 31a/31b. Die Antriebssignale halten die
Kolben 38 bei unterschiedlichen Ausschlägen derart, dass die schwarzen/weißen Tasten 31a/31b auf
das künstlerische
Muster gelegt werden wie hierin nachfolgend detailliert beschrieben
werden wird.
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Elektronisches System
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Unter
Bezugnahme auf 2 beinhaltet die Steuerung 3a die
zentrale Verarbeitungseinheit 11, welche als „CPU" abgekürzt wird,
einen Nur-Lese-Speicher 12,
welcher als „ROM" abgekürzt wird, einen
Speicher 13 mit wahlfreiem Zugriff, welcher als „RAM" abgekürzt wird,
eine MIDI-Schnittstelle 14, welche als „MIDI IF" abgekürzt wird, ein Bussystem 15,
und einen Zeitgeber 16. Die zentrale Verarbeitungseinheit 11,
der Nur-Lese-Speicher 12, der Speicher 13 mit
wahlfreiem Zugriff, die MIDI-Schnittstelle 14 und der Zeitgeber 16 sind
mit dem Bussystem 15 verbunden, und die zentrale Verarbeitungseinheit 11 kommuniziert
mit anderen Systemkomponenten durch das Bussystem 15.
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Die
zentrale Verarbeitungseinheit 11 ist der Ursprung der Datenverarbeitungsfähigkeit,
und Computerprogramme sind in dem Nur-Lese-Speicher 12 gespeichert.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 11 ruft sequentiell Programmanweisungen
ab, welche die Computerprogramme bilden, und zwar von dem Nur-Lese-Speicher 12,
und führt
eine gegebene Datenverarbeitung aus, welche durch die Programmanweisungen
ausgedrückt
wird. Parametertabellen und Koeffizienten, welche für die Datenverarbeitung
benötigt
werden, sind ferner in dem Nur-Lese-Speicher 12 gespeichert.
Der Speicher 13 mit wahlfreiem Zugriff bietet einen temporären Datenspeicher
in der zentralen Verarbeitungseinheit 11, und dient als
ein Arbeitsspeicher. Ein vorbestimmtes Speichergebiet ist Flags
zugeordnet.
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Die
MIDI-Schnittstelle 14 ist mit einem anderen Musikinstrument
oder einem Personalcomputersystem durch ein MIDI-Kabel verbunden,
und MIDI-Musikdatencodes
werden von der Eingabe zu der MIDI-Schnittstelle 14 ausgegeben.
Ein Vergang von Zeit wird mit dem Zeitgeber 16 gemessen,
und die zentrale Verarbeitungseinheit 11 liest die Zeit
oder die vergangene Zeit auf den Zeitgeber 16 derart aus, dass
der Zeitpunkt bestimmt wird, zu welchem ein Ereignis auftreten soll.
Ferner verursacht der Zeitgeber 16 periodisch, dass sich
die Hauptroutine zu Unterroutinenprogrammen durch Zeit geberunterbrechung verzweigt.
Der Zeitgeber 16 kann ein Softwarezeitgeber sein.
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Die
Steuerung 3a beinhaltet ferner ein Anzeigefenster 16,
ein Manipulationspanel 19, einen Treiberschaltkreis 20a,
einen Tonerzeuger 21, einen Effektor 22, einen
internen Datenspeicher 24, und Schnittstellen, welche mit
einem externen Speicher 18, den Tastensensoren 37 und
einem Klangsystem 23 verbunden sind. Diese Systemkomponenten 16, 19, 20a, 21, 22, 24 und
Schnittstellen sind auch mit dem Bussystem 15 derart verbunden,
dass die zentrale Verarbeitungseinheit 11 auch mit diesen
Systemkomponenten 16–24 und
Schnittstellen kommunizieren kann. Die Treibereinheit 20a kann
mit den elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätigern 20 integriert
sein. In diesem Fall liefert die zentrale Verarbeitungseinheit 11 ein
Steuerungssignal, welches anzeigend für die Größe des Antriebssignals ist,
und zwar durch eine Schnittstelle zu der Treibereinheit 20a.
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Das
Anzeigefenster 16 ist eine Mensch-Maschine-Schnittstelle.
Zeichenbilder für
Statusnachrichten und Anzeigenachrichten werden in dem Anzeigefenster 16 erzeugt,
und Symbole und Bilder von Skalen/Anzeigen werden ferner in dem
Anzeigefenster 16 derart erzeugt, dass die Benutzer Statusinformation
anzeigend für
den derzeitigen Status des Tastenmusikinstruments von dem Anzeigefenster 17 erhalten.
Bilder von Noten auf der Notenliniennotation werden ferner auf dam
Anzeigefenster 16 erzeugt, und die Benutzer spielen Musikstücke mit
der Hilfe der Noten auf der Notenliniennotation.
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Knopfschalter,
zehn Tasten und Hebel sind auf dem Manipulationspanel 19 angeordnet.
Die Benutzer drücken
und bewegen selektiv die Schalter, Tasten und Hebel derart, dass
ihre Anweisungen dem Steuerungssystem 3a gegeben werden.
Der Treiberschaltkreis 20a ist ansprechend auf Stücke von
Steuerungsdaten, welche anzeigend für die Größe der Antriebssignale derart
sind, dass die Antriebssignale auf den Zielwert eingestellt werden.
Die Größe kann
als ein Lastverhältnis
oder mittlerer Strom auf den Antriebssignalen gegeben werden. Wenn
der Benutzer die Steuerung 3a anweist ein Musikstück wiederzugeben,
oder die schwarzen und weißen
Tasten 31a/31b auf ein feines künstlerisches
Muster zu legen, und zwar durch das Manipulationspanel 19, verzweigt
sich das Hauptroutinenprogramm in ein Unterroutinenprogramm, und
die zentrale Verarbeitungseinheit 11 ruft sequentiell Programmanweisungen
des Unterroutinenprogramms ab. Die zentrale Verarbeitungseinheit 11 liest
sequenziell die MIDI-Musikdatencodes oder Formationsdatencodes von
dem internen Datenspeicher 24 ab, und wiederholt die Aufführung oder
legt die schwarzen/weißen Tasten 31a/31b auf
das künstlerische
Muster.
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Der
Tonerzeuger 21 erzeugt ein digitales Audiosignal auf der
Basis der MIDI-Musikdatencodes, und
liefert das digitale Audiosignal zu dem Effektor 22. Der
Effektor 22 ist ansprechend auf die Steuerungsdatencodes,
welche anzeigend von Effekten von Tönen sind, so dass das digitale
Audiosignal in dem Effektor 22 modifiziert wird. Ein digital-zu-analog-Konvertierer
ist in dem Effektor 22 eingebaut. Das digitale Audiosignal
wird in ein analoges Audiosignal konvertiert, und das analoge Audiosignal
wird zu dem Klangsystem 23 geliefert. Das analoge Audiosignal
wird equalisiert und verstärkt,
und danach in elektronische Töne
konvertiert. Somit kann das Tastenmusikinstrument die elektronischen
Töne anstatt der
Pianotöne
erzeugen, welche durch die vibrierenden Saiten 23 erzeugt
werden.
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Der
interne Datenspeicher 24 ist wesentlich größer in der
Datenaufnahmekapazität
als der Speicher 13 mit wahlfreiem Zugriff, und Sätze von
MIDI-Musikdatencodes
und Sätze
von Formationsdatencodes sind in dem internen Datenspeicher 24 gespeichert.
Ausgewählte
Exemplare der Sätze
von MIDI-Musikdatencodes,
welche anzeigend für
beliebte Musikstücke
sind, und einige Formationsdatencodes, können in dem Nur-Lese-Speicher 12 gespeichert sein.
Sätze von
MIDI-Musikdatencodes und Sätze von
Formationsdatencodes werden von einer externen Datenquelle durch
die MIDI-Schnittstelle 14 zu dem internen Datenspeicher 24 oder
von dem externen Speicher 18 durch die Schnittstelle übertragen. Verschiedene
Arten von Speichern mit großer
Kapazität
sind für
die Steuerung 3a verfügbar.
Der externe Speicher 18 kann zu einem nicht volatilen portablen wieder
beschreibbaren Speicher zugreifbar sein, wie beispielsweise ein
Flash-Speicher.
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Daten
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Die
MIDI-Musikdatencodes für
die automatisch spielenden Pianos sind dem Fachmann gut bekannt.
Ein Satz von MIDI-Musikdatencodes, welche anzeigend sind, für ein Musikstück, werden
mit Header-Datencodes begleitet, und die Headerdaten drücken den
Titel, das Tempo und so weiter aus. Der Satz von MIDI-Musikdatencodes
drückt
Tastenereignisse aus, das heißt
Note-an-Ereignisse/Note-aus-Ereignisse,
Notennummer, welche zu den Tönen,
welche wiedergegeben werden sollen, zugewiesen ist, und Geschwindigkeit,
Dauer für
die vergangene Zeit von dem vorhergehenden Ereignis, und Ende des
Musikstücks.
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Andererseits
sind die Formationsdatencodes einzigartig für das Tastenmusikinstrument
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Stücke
von Formationsdaten sind in dem Format codiert, welches in den MIDI-Protokollen
definiert ist. 3 zeigt ein Beispiel einer Datei
FRM für
einen Satz von Formationsdatencodes. Obwohl die Formationsdaten
in den Formaten ebenso wie diejenigen des Musikstücks codiert
sind, führen
die Formationsdaten nicht dazu, dass das Tastenmusikinstrument 30 irgendein
Musikstück
aufführt,
sondern verursachen, dass das Steuerungssystem 3 die schwarzen
und weißen
Tasten 31a/31b auf ein künstlerisches Muster legt.
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Im
Detail wird der Satz von Formationsdatencodes mit Headerdatencodes
HD begleitet, und beinhaltet Aktionsereigniscodes AE1, AE2, AE3,
AE4, welche anzeigend für
Aktionsereignisse sind, Dauerdatencodes TD1, TD2, und einen Enddatencode
ED. Die Dauerdatencodes TD1, TD2 korrespondieren zu den Dauerdatencodes,
welche anzeigend für
die vergangne Zeit von den vorhergehenden Tastenereignissen sind,
und drücken
auch die vergangene Zeit von den vorhergehenden Aktionsereignissen
aus. Der Enddatencode ED ist auch anzeigend für das Ende des Satzes von Formationsdatencodes.
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Die
Aktionsereigniscodes AE1, AE2, AE3 und AE4 korrespondieren zu den
Tastenereignisdatencodes, welche anzeigend für die Notenereignisse sind.
Jedoch verursacht die Steuerung 3a nicht, dass der zugeordnete
elektromagnetisch betriebene Tastenbetätiger 20 stark die
schwarzen und weißen
Tasten 31a/31b drückt. Die Tastengeschwindigkeit
ist so gering, dass die schwarzen und weißen Tasten 31a/31b die
Hämmer 32 nicht
zur Drehung antreiben können.
Mit anderen Worten erreichen die Hämmer 32 nicht die
zugeordneten Saiten 34, so dass die Saiten 34 nicht
mit den Hämmern 32 angeschlagen
werden. Somit wird kein Ton auf der Basis der Aktionsereigniscodes
AE1, AE2, AE3 und AE4 erzeugt. Die kritische Geschwindigkeit V0,
bei welcher die Hämmer 32 die
zugeordneten Zeiten 34 kaum erreichen, ist von der Größenordnung
von zehn Millimetern pro Sekunde in dem automatischen Tastenmusikinstrument 30.
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Jedes
Aktionsereignis wird durch drei Bytes 41, 42 und 43 ausgedrückt. Das
erste Byte 41 ist das Zustandsbyte, und wird durch das
höchstwertigste Bit
von „1" ausgedrückt. Andererseits
werden die Datenbytes durch das höchstwertigste Bit von „0" ausgedrückt. Das
Statusbyte „An" ist den Aktionsereignissen
zugewiesen. Obwohl das Statusbyte „An" normalerweise den polyphonischen Tastendruck
ausdrückt,
ist der polyphonische Tastendruck nutzlos in dem automatischen Tastenmusikinstrument,
und aus diesem Grund ist eines der Leerlauf-Statusbytes „An" den Aktionsereignissen
AE1, AE2, AE3, AE4 zugeordnet. Die Statusbytes „8n" und „9n" sind jeweils den Note-Aus-Ereignissen
und Note-An-Ereignissen derart zugeordnet, dass die Steuerung 3a die
Aktionsereignisse AE1–AE4
von den Note-Aus-Ereignissen
und Note-An-Ereignissen unterscheiden kann. Wenn der Kanal „0" dem Tastenmusikinstrument
zugewiesen ist, werden die Aktionsereignisse AE1, AE2, AE3, AE4
als „A0" ausgedrückt, und
die Note-an-Ereignisse werden als „90" ausgedrückt.
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Zwei
Datenbytes 42 und 43 folgen dem Statusbyte „an". Das erste Datenbyte
als nächstes
zu dem Statusbyte „9n" drückt die
Tonhöhen
von Tönen aus, welche
wiedergegeben werden sollen, das heißt die Notennummer, welche
der schwarzen/weißen Taste,
welche bewegt werden soll, zugeordnet ist, und das zweite Datenbyte
als nächstes
auf das erste Datenbyte drückt
die Geschwindigkeit aus. Obwohl das Datenbyte 42 auch die
Notennummer ausdrückt, welche
der schwarzen/weißen
Taste 31a/31b, welche bewegt werden soll, zugeordnet
ist, drückt
das zweite Datenbyte 43 nicht die Geschwindigkeit aus.
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Weil
das Statusbyte „an" anfrägt, dass
die Steuerung 3a die schwarzen/weißen Tasten mit der kritischen
Geschwindigkeit oder geringer als die kritische Geschwindigkeit
bewegen, ist es nicht notwendig, die Geschwindigkeit zu spezifizieren.
Das zweite Datenbyte 43 drückt den Tastenanschlag aus,
welcher von der Ruheposition gemessen wird, das heißt die Tiefe,
welche die heruntergedrückte
Taste erreichen muß.
Zum Beispiel zeigen das erste Datenbyte 42 von „37" und das zweite Datenbyte 43 von „2C” an, dass
von der Steuerung 3a erwartet wird, dass sie das Antriebssignal
zu dem elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger 20, welcher
der Taste zugeordnet ist, welcher die Notennummer „37" zugewiesen ist,
liefert, bis die Taste „37" die Endposition „2C" erreicht. Ebenso
zeigen das erste Datenbyte 42 von „39" und das zweite Datenbyte 43 von „24" an, dass von der
Steuerung 3a erwartet wird, dass sie das Antriebsignal
zu dem elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger 20, welcher
der Taste zugeordnet ist, welcher die Notennummer „39" zugewiesen ist,
liefert, bis die Taste „39" die Tiefe „24" auf dem Weg zu der
Endposition erreicht.
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Die
zentrale Verarbeitungseinheit 11 verarbeitet die Aktionsereigniscodes
wie folgt. Wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 11 die
Aktionsereigniscodes von dem internen Datenspeicher 24 ausliest, leert
das Statusbyte 41, dass der Kolben 38 mit einer bestimmten
Geschwindigkeit gleich oder geringer als die kritische Geschwindigkeit
V0 ausfahren soll, und das erste Datenbyte 42 lehrt, das
die schwarze/weiße
Taste 31a/31b für das Aktionsereignis bewegt werden
soll. Das zweite Datenbyte 42 benachrichtigt die zentrale
Verarbeitungseinheit 11 über den maximalen Wert des
Ziel-Tastenanschlags oder des maximalen Werts der Zieltiefe. Der
Zeitpunkt, zu welchem die schwarze/weiße Taste 31a/31b starten
soll, wird auf der Basis des zugeordneten Dauercodes bestimmt.
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Wenn
die Zeit kommt bestimmt die zentrale Verarbeitungseinheit 11 eine
Referenztrajektorie, das heißt
eine Serie von Werten von Zieltastenanschlägen, welche mit der Zeit variiert
werden, und bestimmt die magnetische Kraft, welche auf den Kolben 38 ausgeübt werden
soll. Die zentrale Verarbeitungseinheit 11 informiert den
Antriebschaltkreis 20a über den
anfänglichen
Wert der magnetischen Kraft, und der Antriebsschaltkreis 20a stellt
das Antriebssignal auf die Größe ein,
welche äquivalent
zu dem anfänglichen
Wert der magnetischen Kraft ist. Das Antriebssignal wird zu dem
elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger 20 geliefert,
welcher der schwarzen/weißen
Taste 31a/31b zugeordnet ist, und der Elektromagnet
erzeugt das magnetische Feld um den Kolben 38. Die Ziel-Magnetkraft
wird auf den Kolben 38 in dem magnetischen Feld ausgeübt, und
der Kolben 38 beginnt damit, langsam auszufahren.
-
Der
eingebaute Kolbensensor (nicht gezeigt) überwacht den Kolben 38,
und liefert das Kolbenpositionssignal, welches anzeigend für die derzeitige Kolbenposition
oder den derzeitigen Tastenanschlag ist, zu der zentralen Verarbeitungseinheit 11.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 11 vergleicht den derzeitigen
Tastenanschlag mit dem Zieltastenanschlag, um zu erkennen, ob die
schwarze/weiße
Taste 31a/31b sich exakt auf der Referenztrajektorie
bewegt oder nicht. Wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 11 einen
Unterschied zwischen dem derzeitigen Tastenanschlag und dem Zieltastenanschlag
herausfindet, weist die zentrale Verarbeitungseinheit 11 den
Antriebsschaltkreis 20a an, die Größe des Antriebssignals zu variieren.
Wenn andererseits die zentrale Verarbeitungseinheit 11 herausfindet,
dass sich die schwarze/weiße
Taste 31a/31b exakt auf der Referenztrajektorie
bewegt, hält
der Treiberschaltkreis 20a das Antriebssignal bei dem vorbestimmten
Wert der Größe.
-
Wenn
die schwarze/weiße
Taste 31a/31b den Maximalwert des Zieltastenanschlags
erreicht, benachrichtigt der eingebaute Kolbensensor die zentrale
Verarbeitungseinheit 11 über die Ankunft, und die zentrale
Verarbeitungseinheit 11 weist den Treiberschaltkreis 20a an,
die Größe des Antriebssignals auf
einen Wert äquivalent
zu der Magnetkraft zu verringern, welche mit dem Selbstgewicht der
schwarzen/weiße
Taste 31a/31b, der Mechanikeinheit 33 und
dem Hammer 32 ausgeglichen ist. Als ein Ergebnis hält der elektromagnetisch
betriebene Tastenbetätiger 20 die
schwarze/weiße
Taste 31a/31b bei dem Maximalwert des Zieltastenanschlags,
bis die zentrale Verarbeitungseinheit 11 den Treiberschaltkreis 20a zum
Zurückziehen
des Kolbens 38 anweist.
-
Erstes Beispiel von künstlerischem
visuellem Ausdruck
-
Die
Beschreibung wird hierin nachfolgend auf dem künstlerischen visuellen Ausdruck
gemacht. 4 zeigt einen Satz von Formationsdatencodes FRM1.
In diesem Fall führen
die weißen
Tasten 31b, welchen die Tonhöhennamen G3, A3, B3, C4, D4, E3,
F4, G4, A4, B4 und C5 zugeordnet sind, den künstlerischen visuellen Ausdruck
aus. Zehn Mechanikereignisse finden wiederholt zu Zeit t1, Zeit
t2, Zeit t3 und Zeit t4 statt, und die Dauerdatencodes 51, 52, und 53 drücken Zeitperioden
(t2 – t1),
(t3 – t2)
und (t4 – t3)
jeweils aus. Die Notennummern 37, 39, 3B, 3C, 3E, 41, 43, 45, 47
und 48 sind jeweils den Tasten G3, A3, B3, C4, D4, E3, F4, G4, A4,
B4 und C5 zugeordnet.
-
Die
zentrale Verarbeitungseinheit 11 liest erfolgreich die
10 Aktionsereigniscodes „A0
37 2C" bis „A0 48
09" von dem internen
Datenspeicher 24 zur Zeit t1 aus, und verarbeitet diese
Aktionsereigniscodes zum Erzeugen der Steuerungssignale, welche anzeigend
für die
Bewegung der Tasten A3, B3, C4, D4, E3, F4, G4, A4, B4 und C5 sind.
Das zweite Byte „2C" ist anzeigend für die tiefste
Tastenposition, und das zweite Byte „09" ist anzeigend für die flachste Tastenposition
derart, dass die zentrale Verarbeitungseinheit 11 die Steuerungssignale
anzeigend für die
unterschiedlichen Werte der Größe erzeugt.
-
Die
Steuerungssignale werden von der zentralen Verarbeitungseinheit 11 zu
dem Treiberschaltkreis 20a geliefert, und der Treiberschaltkreis 20a formt
die Antriebssignale auf der Basis der Steuerungssignale. Die Antriebssignale
werden zu den elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätigern 20 geliefert,
welche den weißen
Tasten A3, B3, C4, D4, E3, F4, G4, A4, B4 und C5 jeweils zugeordnet
sind, so dass die Kolben 38 über die unterschiedlichen Anschläge ausfahren.
Als ein Ergebnis wird die weiße Taste „G3" zu der tiefsten
Tastenposition heruntergedrückt,
und die weiße
Taste „C5" wird zu der flachsten Tastenposition
gedrückt.
Die anderen weißen
Tasten „A3" bis „B4" werden unterschiedlich
gedrückt.
Als ein Ergebnis werden die weißen
Tasten „G3" bis „C5" auf dem Muster wie
Schritte wie bei „t1" in 5 gezeigt
gelegt.
-
Die
zentrale Verarbeitungseinheit 11 holt die Dauerdatencodes 51 von
dem internen Datenspeicher 24, und bestimmt den Zeitpunkt,
zu welchem die nächsten
Formationsereigniscodes „A0
48 00" bis „A0 37
00" verarbeitet
werden sollen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 11 überprüft periodisch
den Zeitgeber 16, um zu erkennen, ob der Zeitpunkt kommt
oder nicht.
-
Die
Zeitperiode (t2 – t1)
ist abgelaufen. Dann liest die zentrale Verarbeitungseinheit 11 sequentiell die
nächsten
10 Aktionsereigniscodes „A0
48 00" bis „A0 37
00" von dem internen
Datenspeicher 24 aus, und verarbeitet die Aktionsereignisdaten
zum Erzeugen der Steuerungssignale. Wie in 4 gezeigt
ist sind die zehn Aktionsereigniscodes „A0 48 00" bis „A0 37 00" anzeigend für die Tiefe von null. Die zentrale
Verarbeitungseinheit 11 weist den Treiberschaltkreis 20a an,
alle weißen
Tasten „C5" bis „G3" in die Ruheposition
zurückzuführen. Die
Treiberschaltkreise 20a entfernen die Antriebssignale von
den elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätigern 20, welche den
weißen
Tasten „C5" bis „G3" zugeordnet sind. Als
ein Ergebnis werden die weißen
Tasten „C5" bis „G3" in die Ruheposition
zurückgeführt, und
machen die oberen Oberflächen
flach, wie bei „t2" in 5 gezeigt
ist.
-
Die
zentrale Verarbeitungseinheit 11 holt sich die Dauercodes 52 von
dem internen Datenspeicher 24, und bestimmt den Zeitpunkt,
zu welchem die nächsten
10 Aktionsereigniscodes „A0
37 09" bis „A0 48
2C" verarbeitet
werden sollen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 11 überprüft periodisch
den Zeitgeber 16, um zu erkennen, ob der Zeitpunkt kommt oder
nicht.
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Wenn
der Zeitgeber 16 auf die Zeit „t3" zeigt, liest die zentrale Verarbeitungseinheit 11 sequentiell die
nächsten
10 Aktionsereigniscodes „A0
37 09" bis „A0 48
2C" von dem internen
Datenspeicher 24 aus, und verarbeitet die Aktionsereigniscodes
zum Erzeugen der Steuerungssignale. Die zweiten Bytes 43 sind
unterschiedlich im Wert voneinander, und der Aktionsereigniscode „A0 37
09" und der Aktionsereigniscode „A0 48
2C" haben jeweils
den minimalen Tastenanschlag und den maximalen Tastenanschlag, und
die Aktionsereigniscodes dazwischen haben die jeweiligen zweiten
Datenbytes 43, welche schrittweise von „12" bis „24" variiert werden. Die zentrale Verarbeitungseinheit 11 weist
den Treiberschaltkreis 20a an, die weißen Tasten „G3" bis „C5" auf das visuelle Muster wie Stufen
zu legen. Der Treiberschaltkreis 20a verändert die
Größe des Antriebssignals
derart, dass die weißen
Tasten „G3" bis „C5" auf das visuelle
Muster wie die Stufen gelegt werden, wie bei „t3" in 5 gezeigt
ist.
-
Die
zentrale Verarbeitungseinheit 11 liest die Dauerdatencodes 53 von
dem internen Datenspeicher 24 aus, und bestimmt den Zeitpunkt,
zu welchem die nächsten
Formationsereigniscodes „A0
48 00" bis „A0 37
00" verarbeitet
werden sollen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 11 überprüft periodisch den
Zeitgeber 16, um zu erkennen, ob der Zeitpunkt kommt oder
nicht.
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Wenn
die Zeitperiode (t4 – t3)
abläuft,
liest die zentrale Verarbeitungseinheit 11 sequentiell
die nächsten
10 Aktionsereigniscodes „A0
48 00" bis „A0 37
00" von dem internen
Datenspeicher 24 aus, und verarbeitet die Aktionser eignisdaten
zum Erzeugen der Steuerungssignale. Die zehn Aktionsereigniscodes „A0 48
00" bis „A0 37
00" sind anzeigend
für die
Tiefe von null. Die zentrale Verarbeitungseinheit 11 weist
die Treiberschaltkreise 20a zum Wiederherstellen von all
den weißen
Tasten „C5" bis „G3" zu der Ruheposition
an. Die Trieberschaltkreise 20a entfernen die Antriebssignale
von den elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätigern 20, welche
den weißen Tasten „C5" bis G3" zugeordnet sind.
Als ein Ergebnis werden die weißen
Tasten „C5" bis „G3" in die Ruheposition
zurückgesetzt,
und richten ihre oberen Oberflächen
flach aus, wie bei „t4" in 5 gezeigt ist.
-
Wie
verstanden werden wird, verändern
die weißen
Tasten „G3" und „t5" periodisch die Tiefe,
und verhalten sich, als wenn die Klaviatur 31 wellenförmig wäre. Dies
ist der künstlerische
visuelle Ausdruck. Wie hierin vorstehend beschrieben wurde, verursachen
die elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger 20, dass die
Kolben 38 die Tasten 31b langsam drücken, und
geben keinen Anlass zur Drehung der Hämmer 32 zu den Saiten 34.
Mit anderen Worten wird während
der Aufführung
kein Pianoton erzeugt.
-
Obwohl
das Tastenmusikinstrument nicht mit einem Hammerstopper ausgerüstet ist,
welcher verhindert, dass die Saiten von den Hämmern angeschlagen werden,
verursacht das Statusbyte „An", dass der Treiberschaltkreis 20a die
Antriebssignale auf die Größenordnung äquivalent
zu der kritischen Geschwindigkeit einstellt. Obwohl die neuen Computerprogramme
in der Steuerung 3a installiert sind, ist der Satz von
Formationsdatencodes für
all die gewöhnlichen
automatischen Tastenmusikinstrumente wie automatisch spielende Pianos
ohne Nachrüstarbeit
verwendbar.
-
Zweites Beispiel von künstlerischen
visuellem Ausdruck
-
Der
Treiberschaltkreis 20a und die elektromagnetisch betriebenen
Tastenbetätiger 20 führen das
zweite Beispiel des künstlerischen
visuellen Ausdrucks in Kooperation mit dem Tonerzeuger 21,
dem Effektor 22 und dem Klangsys tem 23 aus. Mit
anderen Worten tanzen die weißen
Tasten G3, B3, D4, F4, A4 und C5 zu einem Stück.
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6 zeigt
einen Satz von Formationsdatencodes für den künstlerischen visuellen Ausdruck für eine Aufführung auf
einer Trommel oder Trommeln, und 7 zeigt
die weißen
Tasten G3, B3, D4, F4, A4 und C5 in dem künstlerischen visuellen Ausdruck.
Es wird angenommen, dass ein Benutzer die zentrale Verarbeitungseinheit 11 anweist,
den künstlerischen
visuellen Ausdruck in Trommelschlägen aufzuführen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 11 greift
auf den internen Datenspeicher 24 zu, und liest sequentiell
die Formationsdatencodes FRM2 zur Datenverarbeitung aus.
-
Wenn
der Zeitgeber 16 auf die Zeit „t11" zeigt, liest die zentrale Verarbeitungseinheit
sequentiell die Aktionsereigniscodes An1 von dem internen Datenspeicher 24 aus,
und weist den Treiberschaltkreis 20a an, die weißen Tasten
G3, B3, D4, F4, A4 und C5 zu der Tiefe „1F" zu bewegen. Der Treiberschaltkreis 20a stellt
die Antriebssignale auf die Größenordnung äquivalent
zu der Tiefe von „1F" ein, und beliefert
die elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger 20 derart, dass
sie die weißen
Tasten G3 bis C5 zu der Tiefe von „1F" bewegen, wie zur Zeit „t11" in 7 gezeigt
ist.
-
Bei
der Vervollständigung
der Datenverarbeitung für
die weißen
Tasten G3 bis G5, liest die zentrale Verarbeitungseinheit 11 den
MIDI-Musikdatencode 61, welcher anzeigend für den „Trommelschlag
an" ist, von dem
internen Datenspeicher 24 aus, und liefert den MIDI-Musikdatencode 61 zu
dem Tonerzeuger 21. Der Tonerzeuger 21 erzeugt
das digitale Audiosignal, welches anzeigend für den Trommelschlag ist, und
zwar auf der Basis des MIDI-Musikdatencodes 61,
und liefert das Audiosignal durch den Effektor 22 zu dem
Klangsystem 23. Das Klangsystem konvertiert das Audiosignal
in den Trommelschlag oder Trommelschläge. Somit werden die weißen Tasten
G3 bis C5 synchron mit dem Trommelschlag oder Trommelschlägen bewegt.
-
Nachfolgend
liest die zentrale Verarbeitungseinheit 11 den Dauercode 62 von
dem internen Datenspeicher 24 aus, und bestimmt den Zeitpunkt,
zu welchem der nächste
Formationsdatencode verarbeitet werden soll. Wenn der Zeitgeber 16 auf
die Zeit „t12" zeigt, liest die
zentrale Verarbeitungseinheit 11 den MIDI-Musikdatencode 63 aus,
welcher anzeigend für „Trommelschlag
aus" ist, und zwar
von dem internen Datenspeicher 24, und liefert den MIDI-Musikdatencode 63 zu
dem Tonerzeuger 21. Der Tonerzeuger 21 lässt das
Audiosignal abklingen, und der Trommelschlag oder Trommelschläge werden
ausgelöscht.
-
Nachfolgend
liest die zentrale Verarbeitungseinheit den Dauercode 64 von
dem internen Datenspeicher 24 aus, und bestimmt den Zeitpunkt,
zu welchem der nächste
Formationsdatencode verarbeitet werden soll. Wenn der Zeitgeber 16 auf
die Zeit „t13" zeigt, liest die
zentrale Verarbeitungseinheit sequentiell die Aktionsereigniscodes
An3 von dem internen Datenspeicher 24 aus, und weist den
Treiberschaltkreis 20a an, die weißen Tasten G3, B3, D4, F4,
A4 und C5 in die Ruheposition zu bewegen, das heißt in die
Tiefe von „00". Der Treiberschaltkreis 20a stellt die
Antriebssignale auf die Größe äquivalent
zu der Tiefe von „00" ein, und beliefert
die elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger 20 derart, dass
sie die weißen
Tasten G3 bis C5 in die Ruheposition bewegen, wie zur Zeit „t13" in 7 gezeigt
ist.
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Bei
der Vervollständigung
der Datenverarbeitung für
die weißen
Tasten G3 bis C5 liest die zentrale Verarbeitungseinheit 11 die
MIDI-Musikdatencodes 65 aus, welche anzeigend für den „Trommelschlag
an" sind, und zwar
von dem internen Datenspeicher 24, und liefert die MIDI-Musikdatencodes 61 zu
dem Tonerzeuger 21. Der Tonerzeuger 21 erzeugt das
digitale Audiosignal, welches anzeigend ist für den Trommelschlag oder Trommelschläge, und
zwar auf der Basis des MIDI-Musikdatencodes 65, und liefert
das Audiosignal durch den Effektor 22 zu dem Klangsystem 23.
Das Klangsystem konvertiert das Audiosignal in den Trommelschlag
oder Trommelschläge.
Somit werden die weißen
Tasten G3 bis C5 synchron mit dem Trommelschlag oder Trommelschlägen wiederum
bewegt.
-
Nachfolgend
liest die zentrale Verarbeitungseinheit 11 den nächsten Dauercode
von dem internen Datenspeicher 24 aus, und bestimmt den
Zeitpunkt, zu welchem der nächste
Formationsdatencode verarbeitet werden soll. Wenn der Zeitgeber 16 auf
die Zeit „t14" zeigt, liest die
zentrale Verarbeitungseinheit 11 den nächsten MIDI-Musikdatencode
aus, welcher anzeigend ist für „Trommelschlag
aus", und zwar von dem
internen Datenspeicher 24, und liefert den MIDI-Musikdatencode 63 zu
dem Tonerzeuger 21. Der Tonerzeuger 21 lässt das
Audiosignal abklingen, und der Trommelschlag oder Trommelschläge werden ausgelöscht. Somit
werden die weißen
Tasten G3 bis C5 synchron mit dem Trommelschlag oder Trommelschlägen bewegt.
-
Die
zentrale Verarbeitungseinheit 11 verarbeitet die Aktionsereigniscodes
An3 für
die weißen Tasten
A3, C4, E4, G4, B4 und D5, und den MIDI-Musikdatencode, welcher anzeigend ist
für den „Trommelschlag
an" zur Zeit „t15", und die weißen Tasten A3
bis D5 werden zu der Tiefe von „1F" synchron mit dem Trommelschlag oder
Trommelschlägen
eingedrückt,
wie bei „t15" in 7 gezeigt
ist, und der Trommelschlag oder Trommelschläge klingen zur Zeit t16 ab.
-
Die
zentrale Verarbeitungseinheit 11 verarbeitet die Aktionsereigniscodes
An4 für
die weißen Tasten
A3 bis D5 und den MIDI-Musikdatencode, welcher anzeigend ist für den „Trommelschlag
an", zur Zeit t17
und die weißen
Tasten A3 bis D5 kehren in die Ruheposition zurück, das heißt die Tiefe von „00" wie bei „t17" in 7 gezeigt
ist. Der Trommelschlag oder die Trommelschläge klingen zur Zeit t18 ab.
-
Wie
verstanden werden wird werden die weißen Tasten G3 bis C5 und die
weißen
Tasten A3 bis D5 alternativ zu der Tiefe von „1F" synchron mit dem Trommelschlag oder
Trommelschlägen
eingedrückt. Somit
wird der künstlerische
visuelle Ausdruck in den Trommelschlägen aufgeführt.
-
Drittes Beispiel von künstlerischem visuellen Ausdruck
-
In
dem dritten Beispiel werden die weißen Tasten 3B sequentiell zu
der Tiefe von „2C" eingedrückt, und
kehren sequentiell in die Ruheposition zurück, das heißt die Tiefe von „00" in dem Klang von Quellen. 8 zeigt
noch einen anderen Satz von Formationsdatencodes FRM3 und einen
künstlerischen
visuellen Ausdruck wie Wellen. In 8 bedeutet „08 ON" bis „C1 ON", dass die weißen Tasten, welche
den Tonhöhen
Namen „C8" bis „C1" zugeordnet sind,
zu der Tiefe von „20" eingedrückt werden und „C8 OFF" bis „F1 OFF" bedeuten, dass die
weißen
Tasten „C8" bis „F1" in die Ruheposition
oder die Tiefe von „00" zurückkehren.
Der Ausdruck „SOUND ON" bedeutet, dass das
Klangsystem 23 damit beginnt, den Klang von Wellen zu erzeugen,
und der Klang „SOUND
OFF" bedeutet, dass
das Klangsystem 23 den Klang von Wellen beendet. Obwohl
der Dauerdatencode zwischen die benachbarten Aktionsereigniscodes
eingefügt
ist, werden die Dauerdatencodes von 8 gelöscht.
-
Die
weiße
Taste C8 wird zunächst
zu der Tiefe von „2C" eingedrückt, und
der Klang von Wellen wird von dem Klangsystem 23 abgestrahlt.
Die weißen
Tasten B7, A7, G7 werden sequentiell zu der Tiefe von „2C" eingedrückt, so
dass die Welle an der rechten Seite der Klaviatur 31 startet,
wie durch den Pfeil AR11 angezeigt ist, gleichzeitig mit dem Klang von
Wellen.
-
Sequentiell
werden die weißen
Tasten 31b alternierend zu der Tiefe von „2C" eingedrückt, und kehren
in die Ruheposition bei „00" zurück. Die
Kolbenbewegung ist langsam genug, um die Quelle auszudrücken, welche
sich in Richtung der linken Seite der Klaviatur 31 ausgebreitet
hat, wie durch den Pfeil AR12 angezeigt. Der Klang von Wellen wird
kontinuierlich von dem Klangsystem 23 erzeugt.
-
Wenn
die Welle die rechte Seite der Klaviatur 31 erreicht, kehren
die weißen
Tasten 31b aufeinander folgend zu der Ruheposition zurück, wie
durch Pfeil AR13 angezeigt ist. Schlussendlich kehrt die am weitesten
rechts liegende weiße
Taste 1F zu der Ruheposition zurück,
und das Klangsystem 23 beendet den Klang von Wellen.
-
Der
Klang von Wellen kann nicht bei dem Zurückkehren der am weitesten rechts
liegenden weißen
Taste in die Ruheposition enden, sondern kann während der Wiederholung der
Tastenbewegung von der am weitesten rechts liegenden Taste C8 zu
der am weitesten links liegenden weißen Taste F1 fortgeführt werden.
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Wie
verstanden werden wird verursacht der Satz von Formationsdatencodes
FRM2, dass die elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger 20 Anlass
geben zu der Welle oder Wellen durch die Klaviatur 31 in
dem Klang von Wellen. Somit wird der künstlerische visuelle Ausdruck
dynamisch auf der Klaviatur 31 aufgeführt.
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Viertes Beispiel von künstlerischem
visuellen Ausdruck
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9A zeigt
noch einen anderen künstlerischen
visuellen Ausdruck, welcher durch das Steuerungssystem 3 erzeugt
wird. Ein Satz von Formationsdatencodes beinhaltet nicht nur die
Aktionsereignisdatencodes, sondern auch MIDI-Musikdatencodes, welche
anzeigend für
einen Klangeffekt sind. Der Klangeffekt wird in der Zeit in Synchronisation
mit dem künstlerischen
visuellen Ausdruck erzeugt.
-
Wenn
der elektromagnetisch betriebene Tastenbetätiger 20 die weiße Taste 31b in
der Mitte der Klaviatur 31 eindrückt, wie durch das künstlerische Muster
AP11 gezeigt ist, erzeugt das Klangsystem 23 die Musterung
von Regentropfen. Danach beendet die Steuerung 3a den Klangeffekt.
Die elektromagnetisch betriebenen Tastenbetätiger 20 beginnen
damit, sequentiell die weißen
Tasten 31b von der Mitte der Klaviatur 31 in Richtung
von beiden Seiten wie Wellen einzudrücken, wie durch das künstlerische
Muster AP12 angezeigt. Die Tiefe wird allmählich verringert, wie durch
das künstlerische
Muster AP13 angezeigt ist. Schlussendlich werden die Wellen von
der Klaviatur 31 entfernt. Somit verursachen die Serien von
künstlerischen
Mustern AP11 bis AP13 und der Klangeffekt, dass das Publikum an
die Wellen auf der Oberfläche
eines Teichs erinnert wird.
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Fünftes
Beispiel des künstlerischen
visuellen Ausdrucks
-
Noch
ein anderer Satz von Formationsdatencodes beinhaltet Videodatencodes,
welche anzeigend sind für
visuelle Bilder, welche auf dem Anzeigefenster 17 wiedergeben
werden sollen. Die visuellen Bilder werden mit den Aktionsereigniscodes
gemischt, und die Dauerdatencodes werden selektiv in die Serien
von Aktionsereigniscodes und Videodatencodes eingefügt. In diesem
Fall, wenn die weiße Taste 31b in
der Mitte der Taste 31 eingedrückt wird, wird das Bild von
Regentropfen auf dem Anzeigefenster 17 wiedergegeben wie
durch AP21 in 9B angezeigt. Während die
weißen
Tasten 31b sequentiell zu der gegebenen Tiefe einsinken,
werden die Bilder von Wellen auf dem Anzeigefenster 17 wiedergegeben,
wie durch AP22 und AP23 angezeigt. Die Bilder von Wellen schreiten
in Richtung von beiden Seiten wie durch den Pfeil AR20 angezeigt
fort, und sind gut mit der Tastenbewegung synchronisiert, welche
in 9a gezeigt ist.
-
Sechstes Beispiel von künstlerischem
visuellen Ausdruck
-
9C zeigt
eine Tastenbewegung, welche synchron mit der Verzögerung von
Tönen bewegt wird.
Zunächst
wird ein Ton bei der maximalen Lautstärke wiedergegeben, und die
weißen
Tasten 31b werden zu der maximalen Tiefe eingedrückt, wie durch
das künstlerische
Muster AP31 in 9C angezeigt. Während der
Ton allmählich
abklingt, kommen die eingedrückten
Tasten in Richtung der Ruheposition zurück, wie durch die künstlerischen
Muster AP32 und AP33 angezeigt. Wenn die Tasten die Ruheposition
erreichen, wird der Ton ausgelöscht.
-
Wie
von der vorhergehenden Beschreibung verstanden werden wird ist das
Tastenmusikinstrument gemäß der vorliegenden
Erfindung mit der Steuerung 3a ausgerüstet, welche exakt die Aktionsereignisdaten
interpretiert, welche in dem Leerlaufformat der MIDI-Protokolle
sind. Die Steuerung 3a führt dazu, dass die elektromagnetisch
betriebenen Tastenbetätiger 20 Anlass
geben für
die Tastenbewegung ohne Erzeugung eines Pianotons. Als ein Ergebnis
genießt
das Publikum den künstlerischen
visuellen Ausdruck auf der Klaviatur 31. Somit bietet das
Tastenmusikinstrument gemäß der vorliegenden Erfindung
den Benutzern und dem Publikum die dritte Option.
-
Obwohl
bestimmte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, wird
es dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Veränderungen
und Modifikationen ohne Abweichung von dem Umfang der vorliegenden
Erfindung gemacht werden können.
-
Das
akustische Piano 1 setzt nicht eine Grenze auf den technischen
Umfang der vorliegenden Erfindung. Das Steuerungssystem 3 kann
in einer Orgel, einem Cembalo, oder einem elektrischen Keyboard
eingebaut sein. Ferner ist die vorliegende Erfindung auf jegliche
Art von Musikinstrument anwendbar, welche mit einem automatischen
Spielsystem ausgerüstet
ist. Anderenfalls kann das Steuerungssystem in Musikinstrumente
mit mehreren Manipulatoren nachgerüstet werden. Zum Beispiel kann ein
Steuerungssystem für
Blasinstrumente mit mehreren Tasten vorgesehen werden. Anderenfalls
kann ein Steuerungssystem in einem Perkussionsinstrument wie beispielsweise
einem Celesta eingebaut sein.
-
Ein
anderes Statusbyte, welches in dem automatischen Tastenmusikinstrument 30 leer
steht, kann den Aktionsereignissen zugewiesen sein. Somit setzt
das Statusbyte „AN" keine Grenze auf
den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung.
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Während des
Bildes eines Regentropfens, welcher auf die Wasseroberfläche des
Teichs fällt, kann
das Klangsystem 23 den Klangeffekt erzeugen. In diesem
Fall werden die Videodatencodes und MIDI-Musikdatencodes, welche
anzeigend für
den Klangeffekt sind, in die Aktionsereignisdatencodes und Dauercodes
gemischt.
-
Das
Bild eines Regentropfens und der Klangeffekt setzen keine Grenze
auf den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung. Jegliche
Art von Klang oder jegliches Musikstück ist für das Tastenmusikinstrument
verfügbar.
Zum Beispiel können
die schwarzen/weißen
Tasten 31a/31b bewegt werden, wie wenn die schwarzen/weißen Tasten 31a/31b sich im
Wind hin und her bewegen würden.
In diesem Fall verursacht der Klangeffekt, dass sich das Publikum an
den Wind erinnert. Anderenfalls können die schwarzen/weißen Tasten 31a/31b bewegt
werden, als ob Tänzer
auf der Klaviatur 31 treten. In diesem Fall wird ein Stück von Musik
durch das Klangsystem erzeugt.
-
Die
Klaviatur 31 kann in zwei Teile aufgeteilt sein, wovon
einer in einer Aufführung
durch die Pianotöne
verwendet wird, und wobei der andere für den künstlerischen visuellen Ausdruck
verwendet wird.
-
Ferner
können
die MIDI-Musikdatencodes, welche anzeigend für das Note-an/Note-aus sind, mit den Aktionsereignisdatencodes
gemischt werden. Wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 11 die
MIDI-Musikdatencodes ausliest, welche anzeigend für die Notenereignisse
sind, und zwar von dem internen Datenspeicher 24, weist
die zentrale Verarbeitungseinheit 11 den Treiberschaltkreis 20a an,
Anlass für die
Tastenbewegung bei der gegebenen Geschwindigkeit zum Erzeugen der
Pianotöne
zu geben. Wenn andernfalls die zentrale Verarbeitungseinheit 11 die Aktionsereigniscodes
von dem internen Datenspeicher 24 ausliest, weist die zentrale
Verarbeitungseinheit 11 den Treiberschaltkreis 20a an,
für die
Tastenbewegung bei oder niedriger als die kritische Geschwindigkeit
zu geben, so dass die Tasten 31a/31b ohne Erzeugung
eines Pianotons bewegt werden. In diesem Fall ist es empfehlenswert,
die Tasten 31a/31b beabstandet zu haben, welche
bei oder niedriger als die kritische Geschwindigkeit bewegt werden,
von den Tasten 31a/31b, welche zum Erzeugen der
Pianotöne
bewegt werden.
-
Die
schwarzen/weißen
Tasten 31a/31b setzen keine Grenze auf den technischen
Umfang der vorliegenden Erfindung. In dem Fall, in welchem Fuß pedale
mit Pedalbetätigern
begleitet werden, kann die Steuerung für die Pedalbewegung für den künstlerischen
visuellen Ausdruck Anlass geben.
-
Die
MIDI-Protokolle setzen keine Grenze auf den technischen Umfang der
vorliegenden Erfindung. Jegliche Protokolle, welche für die Musikinstrumente
anwendbar sind, sind für
den künstlerischen visuellen
Ausdruck verfügbar.
Zum Beispiel können die
Aktionsereigniscodes durch einen 24-Bit Datencode oder einen anderen
Multibitdatencode in einem anderen Protokoll ausgedrückt werden.
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Die
Sätze von
Formationsdatencodes können
durch einen Musikdesigner vorbereitet werden. Jedoch können die
Benutzer einen neuen künstlerischen
visuellen Ausdruck durch Bespielen auf der Klaviatur 31 ausbilden.
-
Die
eingebauten Kolbensensoren setzen keine Grenze auf den technischen
Umfang der vorliegenden Erfindung. Die Beziehung zwischen der Größe der Antriebssignale
und dem Kolbenausschlag ist so klar, dass die Steuerung 3a die
Kolben 38 über spezifische
Werte des Ausschlags ohne jedes Rückkopplungssignal bewegen kann.
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Der
Anspruchswortlaut ist mit den Komponententeilen des Tastenmusikinstruments,
welches das Ausführungsbeispiel
implementiert, wie folgt korreliert. Die schwarzen/weißen Tasten 31a/31b dienen als „Manipulatoren", und die Tonhöhe der Tonhöhe korrespondiert
zu einem „Attribut" der Töne. Die
Mechanikeinheiten 33, Hämmer 32,
Saiten 34 und Dämpfer 36 als
ein Ganzes bilden ein „Tonerzeugungssystem".
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Das
Statusbyte, das erste Datenbyte und das zweite Datenbyte dienen
jeweils als eine „erste Bitzeichenkette", eine „zweite
Bitzeichenkette" und eine „dritte
Bitzeichenkette".
Der polyphonische Tastendruck korrespondiert zu „einer anderen Nachricht". Der Tonerzeuger 21,
Effektor 22 und das Klangsystem 23 als ein Ganzes
sind ein „elektrisches Tonerzeugungssystem". Die Dauercodes
dienen als „Zeitdatencodes". Das Anzeigefenster 17 dient
als eine „Anzeigeeinheit".