本発明の様々な実施形態が、電気弦楽器(「楽器」)と共に使用する改善されたノブを対象とする。改善されたノブは、楽器または相互接続された増幅器に配置でき、付加された特徴であることができ、あるいはボリューム・ノブ、トーン・ノブ、またはピックアップ・セレクタなどの1つまたは複数の既存のノブに取って代わることができる。改善されたノブは、チューナ機能、メトロノーム機能、および動的な視覚ディスプレイ機能を含むいくつかの統合された機能を有することができる。さらに、改善されたノブが既存のノブに取って代わって使用された場合、改善されたノブは、同時にボリューム機能、トーン機能、またはピックアップ・セレクタ機能などの取り除かれたノブの機能を有する。
本発明の1つの実施形態では、電気ギターのノブに改善されたノブが取って代わる。改善されたノブは電気ギターに関連して述べられるが、改善されたノブは電気ベース、電気バイオリン、電気バンジョー、およびその他の電気弦楽器などのその他のタイプの電気弦楽器と共に使用できる。図1は、電気ギターの正面図を示す。電気ギター100が、ヘッドストック102、ネック104、および本体106を有する。ヘッドストック102は6つの調律ペグ108〜113を備える。本体106は、駒116、3つのピックアップ118〜120、ボリューム・ノブ122、2つのトーン・ノブ124、125、出力ジャック126、およびピックアップ・セレクタ127を含む。6つの金属弦128〜133がそれぞれ、駒116から6つの調律ペグ108〜113に延出する。
使用者が電気ギター100を演奏する場合、使用者は第1の手で1つまたは複数の弦128〜133をつま弾き、こすり、はじき、叩き、たたき、打ちつけ、またはかき鳴らし(「演奏し」)、第2の手で様々な位置でネック104に演奏された、いくつかの弦を押し付けることによって、1つまたは複数の弦128〜133に沿って振動を生み出す。所与の演奏される弦に押し下げる第2の手のネック104に沿った位置は、弦によって生成される振動の周波数を決定する。電気ギター100によって最終的に出力される音の性質は、各弦128〜133が演奏される様式により影響を与えられる可能性がある。さらに、音のボリュームおよび音色はそれぞれボリューム・ノブ122、ならびにトーン・ノブ124および125を調整することによって影響される可能性がある。
6つの弦128〜133は3つのピックアップ118〜120の上を通過する。各ピックアップ118〜120は、ワイヤで巻かれたいくつかの磁石を備える。上に重なる金属弦の振動は、1つまたは複数の磁石の周囲に巻かれた1つまたは複数のワイヤに信号を誘発する。信号は1つまたは複数のピックアップ118〜120から出力ジャック126に電気ギター回路に沿って通る。電気ギター・ケーブル(図1には示されない)は電気ギター100を増幅器などのその他のデバイスに相互接続する出力ジャック126への入力であることができる。異なるタイプの電気ギターがそれぞれ異なる数のピックアップ、ボリューム・ノブ、トーン・ノブ、およびその他の特徴を有することができることに留意されたい。例えば、第1の電気ギターが1つのピックアップを有することができ、第2の電気ギターが4つのピックアップを有することができる。第3の電気ギターがピックアップ・セレクタ毎に個別のボリューム・ノブを有することができ、第4の電気ギターがどのようなトーン・ノブも有しないことができる。
図2は、増幅器に相互接続された電気ギターを示す。図2では、電気ギター202が電気ギター・ケーブル206を介して増幅器204に相互接続されている。電気ギター202が増幅器204に相互接続された場合、電気ギター回路から出力された信号は、出力ジャック(図1の126)を通過し、電気ギター・ケーブル206に入る。電気ギター・ケーブル206の信号は、電気ギター・ケーブル206から増幅器204に出力される。増幅器204は入力信号を増幅し、1つまたは複数の相互接続されたスピーカ208から可聴音を出力する。増幅器204は、1つまたは複数のボリューム・ノブ210、および1つまたは複数のトーン・ノブ212などの1つまたは複数のスピーカ208から最終的に出力される音の性質を変える様々な手段を提供することもできる。1つまたは複数のスピーカ208から最終的に出力される音の性質は、信号を増幅器204に送る前にさらなるデバイスに信号を通過させることによって影響を与えることもできる。例えば、信号は1つまたは複数の仲介するエフェクト・ペダルを通過できる。さらに、様々な電気ギターが、当分野で一般的な4分の1インチのチップ・スリーブ接続を有する電気ギター・ケーブルと嵌り合う出力ジャックなどの異なるタイプの出力ジャック126を利用できる。しかし、電気ギターによっては、その代わりに無線送信機を利用できる。
図3は例示の電気ギター回路の概略図である。電気ギター回路300が、第1のピックアップ・コイル302、第2のピックアップ・コイル304、ピックアップ・セレクタ306、ボリューム調整器308、トーン調整器310、および出力ジャック312を有する。ピックアップ・セレクタ306は、使用者が電気ギターの使用可能なピックアップのうちの1つからの信号を受けるために選択できるようにする。図3では、「ピックアップ1」が選択されている。図3では、ボリューム調整器308およびトーン調整器310が様々な関連する電気部品を囲む点線の円として示される。ボリューム調整器308は1つまたは複数の調整可能なボリューム抵抗314を有する。トーン調整器310は、1つまたは複数のコンデンサ316および1つまたは複数の調整可能なトーン抵抗318からなる帯域フィルタを有する。ボリューム調整器308およびトーン調整器310は、1つまたは複数の可変抵抗器に相互接続されたノブによるなどのいくつかの異なる手段によって使用者により制御できる。
選択されたピックアップ・コイル302および304の付近の振動する弦は、出力ジャック312に到達する前に、誘起された信号をボリューム調整器308(「ボリューム・ノブ」)およびトーン調整器310(「トーン・ノブ」)を介して伝達させる。使用者は、増幅器および相互接続されたスピーカに最終的に出力される音の性質を調整するためにボリューム・ノブ308および/またはトーン・ノブ310を使用できる。さらなるノブおよび制御装置が、さらなるボリューム・ノブおよびさらなるトーン・ノブを含んで図3に示す電気ギター回路に相互接続できる。
改善されたノブが楽器用の付加された特徴である場合、改善されたノブは楽器の回路に追加できる。図4Aは、本発明の1つの実施形態を表すチューナ機能を有する、相互接続された改善されたノブを備える図3に示す電気ギター回路の概略図を示す。改善されたノブ400はチューナ機能の間で切り替え、電気ギター回路300を完成するスイッチ402を有する。図4Aでは、改善されたノブ400は出力ジャック312、ボリューム・ノブ308、トーン・ノブ310の間で電気ギター回路300に示される。しかし、あるいは改善されたノブ400は、ピックアップ・セレクタ306、ボリューム・ノブ308、トーン・ノブ310の間に配置できる。同様に、チューナ機能を有する改善されたノブが付加された特徴として増幅器に配置される場合、改善されたノブはチューナ機能の間で切り替え、増幅器回路を完成するスイッチを有する。
楽器または相互接続された増幅器のためのノブに代わって、改善されたノブになる場合、改善されたノブは取り除かれたノブの機能と1つまたは複数のその他の機能との間で切り替えることができる。例えば、電気ギターのボリューム・ノブに代わって、改善されたノブになる場合、改善されたノブはボリューム機能と1つまたは複数のチューナ機能などの追加の機能との間で切り替えることができる。図4Bは、本発明の1つの実施形態を表すチューナ機能を有し、改善されたノブがボリューム・ノブに取って代わった図3に示す電気ギター回路の概略図である。図4Bでは、改善されたノブ404はボリューム機能およびチューナ機能を囲む点線の円として表されて示される。改善されたノブ404は、ボリューム機能とチューナ機能の間で切り替えるスイッチ406を有する。ボリューム機能およびチューナ機能の両方が使用者により制御される。したがって、使用者は、ボリューム機能を選択し、使用するために改善されたノブ404を使用でき、または使用者はチューナ機能に切り替え、改善されたノブを使用して、使用者が電気ギターを調律するのを補助できる。チューナ機能を備える改善されたノブがボリューム・ノブの代替のノブとして増幅器に配置される場合、改善されたノブは同様にチューナ機能とボリューム機能の間で切り替えるスイッチを有する。
多くの異なるタイプのスイッチが、スイッチ402および406のために使用できる。該スイッチ402および406は、瞬時接触スイッチ、タッチスイッチ、電気ギターの本体(図1の106)の中に/から改善されたノブ400を押しかつ/または引くことによって動作されるプッシュプル型スイッチ、ボリュームが不可聴のレベルに低減され、スイッチ402がチューナ機能に切り替えられたことを示す「クリック」が起こるように、使用者が改善されたノブ400を一方の方向に十分多く回転させるまでボリューム機能のままになる回転クリックスイッチ、または多くのその他のタイプのスイッチを備える。
図5は、本発明の1つの実施形態を表すチューナ機能を有する、改善されたノブの分解図である。チューナ機能を備える改善されたノブ500は、可変抵抗器(「pot」)502、プリント回路基板(「PCB」)504、ディスプレイ・リング506、3つの発光ダイオード(「LED」)508〜510、pot502をLED508〜510に相互接続する電子的接続手段512、PCB504およびディスプレイ・リング506をpot502に対して堅固に保持するためにpot502と嵌り合うナット514を有する。pot502は、図3に示される電気ギター回路などの楽器の回路にpot502を相互接続するリード516、およびねじ山を付けられた(図5に示されない)基部を備えるステム518を備える。ねじ山を付けられた基部の上にナット514をねじ付けることができ、ねじ山を付けられた基部は、改善されたノブ500を把持し使用するために使用者が使用するノブ・キャップ(図5に示されない)を相互接続するためにも使用できる。PCB504は、PCB504がステム518を摺動して下りることができるようにステム518のねじ山を付けられた基部の周りに嵌合する装着孔520を備えて示される。本発明の1つの実施形態では、PCB504はpot502に半田付けされる。
ディスプレイ・リング506は、ディスプレイ・リング506が同様にステム518を摺動して下りることができるようにステム518のねじ山を付けられた基部の周りに嵌合する中央の孔522を備える。ディスプレイ・リング506の下側面は、LED508〜510がその中に配置できる3つの窪み524〜526を備える。ディスプレイ・リング506は、1つまたは複数の接着剤、ならびに/あるいはナット514とPCB504および/またはpot502との間に挟持されることからの圧力などのいくつかの異なる様式で電子的接続手段512に取り付けることができる。
図5は、互いに分離され、電子的接続手段512の遠位端の付近に配置される3つのLED508〜510のそれぞれを示す。電子的接続手段512は、金属ワイヤおよび/またはPCB/リボン・ケーブルの組合せなどのいくつかの異なる電子伝達材料から製造できる。本発明の別の実施形態では、図9〜14を参照して下記に論じられるように3つとは異なる数のLEDが使用される。
改善されたノブ500は、LED508〜510に電力供給する(図5に示されない)電源も備える。本発明の1つの実施形態では、1つまたは複数のバッテリがpot502、PCB504、LED508〜510、および電子的接続手段512と電子的に連絡する。バッテリは、改善されたノブ500の付近で楽器の内側に配置できる。本発明の1つの実施形態では、1つまたは複数のバッテリが電気ギターの本体の内側の区画内に装着される。本発明の別の実施形態では、バッテリは相互接続されたバッテリ・パックに電気ギターの外で配置される。
図6Aは、本発明の1つの実施形態を表す図5に示される改善されたノブの側面図を示す。図6Bは、本発明の1つの実施形態を表す図6Aに示す、改善されたノブの上に配置されたノブ・キャップの側面図を示す。改善されたノブ500が楽器600に配置される場合、pot502のステム514は、図6Bに点線として示される楽器600の正面602から外側に延びる。ディスプレイ・リング506、ナット514、およびノブ・キャップ604がステム518に相互接続し、楽器600の正面602の外部にある。ノブ・キャップ604は改善されたノブ500を使用して調整を行うために使用者によって使用できる。さらに、本発明の1つの実施形態では、ディスプレイ・リング506は、使用者が楽器600を調律するのを補助するために使用者が使用できる情報を示すためのディスプレイとして使用できる。
図6A〜6Bでは、PCBがpotのステムを摺動して下ろして示される。しかし、PCBは装着孔を設けずに製造でき、potとディスプレイ・リングの間に挟持された上で、その他の場所に配置できる。その代わりに、PCBは改善されたノブと電子的に接続して配置され、楽器の内側または外側で、改善されたノブの付近に配置できる。図7Aは、本発明の1つの実施形態を表す改善されたノブの正面分解図を示す。改善されたノブ700は、pot702、電子的に接続する手段に相互接続された、いくつかのLED704、ならびにディスプレイ・リング706およびLED704をpot702に締め付けるナット708を有する。図7Bは、本発明の1つの実施形態を表す図7Aに示す改善されたノブの後方分解図である。ディスプレイ・リング706の下側面は、図7Aに示されるLED704の数に対応するように配置された窪み710などのいくつかの窪みを有する。図7A〜7BはPCBを改善されたノブ700のアセンブリの一部分として示さないが、PCBはpot702とLED704と電子的に接続している。
ディスプレイの位置および改善されたノブの機能に応じて、様々なタイプのディスプレイが改善されたノブに使用できる。改善されたノブがチューナ機能を有する場合、改善されたノブは楽器の弦がシャープ、フラット、または調律が合っている場合に表示する。本発明の1つの実施形態では、ディスプレイが図5〜7Bに示されるディスプレイ・リングなどのディスプレイ・リングに配置される。ディスプレイ・リングは、点灯するLEDがそれを通して視認できる、プラスチックなどの透明な、半透明な、半不透明な、または不透明な材料から製造できる。図8は、本発明の1つの実施形態を表す改善されたノブ用のディスプレイ・リングのチューナ・ディスプレイの逆さの上面図である。ディスプレイ・リング802は、ディスプレイ・リング802の外面に、「♭」標識(marking)806の標識、「♯」標識807の標識、および逆さの二等辺三角形の標識808の標識を有するディスプレイ・リング802の一方の側面にディスプレイ804を備える。集合的に、「♭」、「♯」、および逆さの二等辺三角形の標識は以下に「方向」標識(directional marking)として言及される。ディスプレイ・リング802が、楽器を調律しながら使用者がそれを通して方向標識806〜808を視認できる材料から製造される場合、方向標識806〜808はディスプレイ・リング802の内側または下にも配置できる。方向標識806〜808は、LED(図5の508〜510)と位置を合わせることができる。方向標識806〜808がLED(図5の508〜510)と位置を合わせられた場合、チューナは楽器の所与の演奏された弦がシャープ、フラット、または調律が合っているかどうか表示するために、ディスプレイ・リング802の下のLED(図5の508〜510)の照明を利用する。例えば、「♭」標識806の下で点灯するLEDは、演奏された弦がフラットであることを示す。あるいは、「♯」標識807の下で点灯するLEDは演奏された弦がシャープであることを示し、逆さの二等辺三角形の標識808の下で点灯するLEDは演奏された弦が調律が合っていることを示す。
本発明の1つの実施形態では、ディスプレイ・リングの「♯」および「♭」標識の下のLEDに可変の点滅率(blink rate)が使用される。点滅率の周波数は、演奏された弦に望まれる周波数からの演奏された弦の周波数の隔たりに基づいている。例えば、演奏された弦が、演奏された弦に関して調律が合っている周波数の下で所与の隔たりにある場合、「♭」標識の下のLEDは所与の率で点滅する。使用者が対応する弦を締め付け、弦がさらに調律が合った状態になると、「♭」標識の下のLEDは、弦の周波数が調律が合った周波数と一致し、「♭」標識の下のLEDが点滅しなくなるまで、点滅する率が次第に遅くなる。演奏された弦の周波数が調律が合った周波数と一致すると、「♭」標識の下のLEDが点灯しなくなり、逆さの二等辺三角形の標識の下のLEDが点灯する。本発明の別の実施形態では、演奏された弦の周波数が所望の周波数に到達すると点滅率が増加する。
図8およびいくつかのそれに続く図では、ディスプレイ・リングのディスプレイは、改善されたノブが電気ギターに配置された場合に使用する目的で配置されて示される。電気ギターを装着し、上から改善されたノブを見る使用者に対してディスプレイが正しい向きになって可視であるように、ディスプレイは逆さでありディスプレイ・リングの頂部に向かっている。ディスプレイ・リング上のディスプレイの位置は、調律される楽器のタイプ、および/または楽器または増幅器の改善されたノブの配置に応じて変更できる。使用者がノブ・キャップを回転させる場合、ディスプレイ・リングは定位置に固定され、静止した状態なので、ノブ・キャップを配置してもディスプレイ・リングのディスプレイの配置に影響を与えないことに留意されたい。
図9は、本発明の1つの実施形態を表す、改善されたノブ用のディスプレイ・リングの第1のギター・チューナ・ディスプレイの逆さの上面図である。表示リング902は、表示リング902上にある、その中にある、またはその下にある方向標識906〜908を備えるギター・チューナ・ディスプレイ904を有する。さらに、ギター・チューナ・ディスプレイ904は、標準的な6弦ギターの各弦の標識「E」910、「A」911、「D」912、「G」913、「B」914、および「e」915を備える。集合的に、楽器の弦を表す標識は以下に「弦」標識として言及される。各弦標識910〜915はディスプレイ・リング902上、その中、またはその下に配置できる。図10を参照して下記に示されるように、個別のLEDを各弦標識910〜915の下に配置できる。調律セッションの間、弦が調律されたことを示すために、弦標識910〜915のうちの1つの下のLEDのうちの1つが点灯する。例えば、使用者が改善されたノブを装備した電気ギターの「G」弦を調律したい場合、使用者は改善されたノブをチューナ機能に切り替え、電気ギターの「G」弦を演奏する。ディスプレイ・リング902の「G」標識913の下のLEDが点灯する。さらに、「G」弦がシャープである場合、「♯」標識907の下のLEDも点灯する。さらに、「G」弦がフラットである場合、「♭」標識906の下のLEDが点灯する。「G」弦の調律が合うと、逆さの二等辺三角形の標識908の下のLEDが点灯する。
図10は、本発明の1つの実施形態を表す、改善されたノブ用のディスプレイ・リングの第2のギター・チューナ・ディスプレイの逆さの上面図である。ディスプレイ・リング1002がギター・チューナ・ディスプレイ1004を有する。ギター・チューナ・ディスプレイ1004は、ディスプレイ・リング1002上、その中、またはその上の各標識1006〜1014の下に、3つの異なる色のLEDのうちの1つを備える。「♭」標識1006の下のLED、および「♯」標識1007の下のLEDは、クロスハッチングによって示されるように、赤などの第1の色である。逆さの二等辺三角形1008の標識の下のLEDは点を付けて示されるような緑などの第2の色であり、「E」1009、「A」1010、「D」1011、「G」1012、「B」1013、および「e」1014の弦標識の下の個別のLEDは、水平線で示されるような黄色などの第3の色である。本発明の別の実施形態では、異なる色のLEDまたは多色のLEDが利用される。様々な寸法および輝度のLEDが同様に使用できる。
本発明の別の実施形態では、3弦電気バラライカ、4弦電気ウクレレ、5弦電気バンジョー、8弦電気マンドリン、46弦電気ペダルハープ、およびその他の電気弦楽器を含む、様々なタイプの楽器に対処するために弦標識は数および音符が異なる。図11は、本発明の1つの実施形態を表す、改善されたノブ用のディスプレイ・リングのベース・チューナ・ディスプレイの逆さの上面図を示す。ディスプレイ・リング1102がベース・チューナ・ディスプレイ1104を有する。ベース・チューナ・ディスプレイ1104は、図10を参照する上記に論じたギター・チューナ・ディスプレイ1002と同様である。ベース・チューナ・ディスプレイ1104は、「♭」標識1106および「♯」標識1107の下の第1の色のLED、および逆さの二等辺三角形の標識1108の下の第2の色の1つまたは複数のLEDを含む。しかし、ベース・チューナ・ディスプレイ1104は6弦電気ベースと共に使用するために設計され、6弦電気ベースの弦に対応する第3の色の弦標識1109〜1114を有する。
本発明の1つの実施形態では、改善されたノブは楽器の弦の代わりに半音階の音に関する標識を利用する。図12は、本発明の1つの実施形態を表す改善されたノブ用のディスプレイ・リングの半音階チューナ・ディスプレイの逆さの上面図を示す。ディスプレイ・リング1202が半音階チューナ・ディスプレイ1204を有する。半音階チューナ・ディスプレイ1204は、「♭」標識1206および「♯」標識1207の下の第1の色のLED、および逆さの二等辺三角形の標識1208の下の第2の色の1つまたは複数のLEDを含む。しかし、楽器の弦に対応する標識を含む代わりに、半音階チューナ・ディスプレイ1204は、半音階のそれぞれの音に関する「半音階」標識を備える。標準的な12音の半音階の音には「A」、「A♯/B♭」、「B」、「C」、「C♯/D♭」、「D」、「D♯/E♭」、「E」、「F」、「F♯/G♭」、「G」、および「G♯/A♭」が含まれる。
本発明の1つの実施形態では、半音階チューナ・ディスプレイ1204は、半音階での各全音「A」1209、「B」1210、「C」1211、「D」1212、「E」1213、「F」1214、および「G」1215、ならびに「♯」標識1216に対して第3の色の上記のLEDの標識を含むことによって半音階の標識の数を減らす。半音階の全音1209〜1215および「♯」標識1216は、楽器で演奏される音に対して半音階で最も近い音を表示するために、連係して使用できる。使用者は、楽器の音を演奏することができ、演奏されている音に対して最も近い半音階の音を確認するために半音階の標識1209〜1216を目視し、次いで演奏されている音が最も近い半音階の音にシャープ、フラット、または調律が合っているかどうか確認するために方向標識1206〜1208を目視する。例えば、使用者が電気ギターの所与の弦を「C」に調律したい場合、使用者は電気ギターで「C」を演奏する。LEDが半音階チューナ・ディスプレイ1204の「C」標識1211の下で点灯する。さらに、方向標識1206〜1208のうちの1つは、演奏された音が「C」にシャープ、フラット、または調律が合っているかどうか示すために点灯する。使用者が所与の弦の調律を例えば「C♯/D♭」に合わせたい場合、「C」標識1211および「♯」標識1216の両方の下のLEDが点灯する。さらに、方向標識1206〜1208のうちの1つは、演奏された音が「C#/D♭」の周波数にシャープ、フラット、または調律が合っているかどうか示すために点灯する。使用者は、楽器に関して変則的な弦の調律を使用者が行うのを助けるために、半音階チューナ・ディスプレイ1204を使用することができる。例えば、使用者は「e」弦が「D」の周波数に低下されるように、電気ギターで「ドロップD」チューニングを行うために半音階チューナ・ディスプレイ1204を使用できる。使用者は「オープンG」チューニング、「ローC」チューニング、およびその他の変則チューニングなどのその他の変則チューニングを行うために、半音階チューナ・ディスプレイを使用することもできる。
図13は、本発明の1つの実施形態を表す改善されたノブ用のディスプレイ・リングの液晶ディスプレイの逆さの上面図を示す。ディスプレイ・リング1302は液晶ディスプレイ器1304(「LCD」)などの文字および/または数を含むディスプレイを有する。LCD1304は、使用者によって演奏されている音に最も近い半音階の音1306を示す。さらに、LCD1304は、演奏された弦の、最も近い半音階の音1306からの周波数での隔たり1308を示す。図13では、最も近い半音階の音1306は、「C♯」として示され、演奏された弦は現在「C♯」の12セント上である。本発明の別の実施形態では、真空蛍光表示管、有機LED表示装置、ドットマトリックス・ディスプレイ、7セグメントLED表示装置、および文字および/または数を含むのに適したその他のタイプのディスプレイを含む文字および/または数を含む異なるタイプの表示が、最も近い半音階の音1306および演奏された弦に最も近い半音階の音1306に対する周波数の隔たり1308を示すために、LCDの代わりに使用できる。さらに、LCDはLEDと組み合わせて使用できる。例えば、LCDは演奏される最も近い標準音階の音を表す文字を示すのに使用でき、演奏されている弦がシャープ、フラット、または調律が合っているかどうか示すために方向性(directional)LEDが使用できる。
図14は、本発明の1つの実施形態を表す改善されたノブ用のディスプレイ・リングのストロボリング・ディスプレイの上面図を示す。ディスプレイ・リング1402は、ディスプレイ・リング1402の周辺部の周りに16個のLED1404〜1419のリングを有する。改善されたノブがチューナ機能に切り替えられている間に、使用者が楽器の弦を演奏する場合、LED1404〜1419は演奏された弦がシャープ、フラット、または調律が合っているかどうか決定するのに使用できる。本発明の1つの実施形態では、各LEDが、前に一方の側のLEDが閃光し、後でもう一方の側の隣接するLEDが閃光して、「チェーシング(chasing)」効果を生み出すように、LEDは一時的にずれた様式で閃光する。「チェース(chase)」の方向は、演奏された弦がシャープまたはフラットであるかどうか示すのに使用できる。「チェース」の速度は、シャープ度またはフラット度の大きさを示すのに使用できる。例えば、反時計回りの「チェース」は演奏された弦がシャープであることを示すことができ、時計回りの「チェース」は演奏された弦がフラットであることを示すことができる。使用者が弦を緩めるために対応する調律ペグを回転すると、弦はより調律が合った状態になる。その結果、「チェース」が止むように見え、したがって弦が調律が合っていることを示すまで、「チェース」の速度が低下する。本発明の別の実施形態では、弦がより調律が合った状態になると「チェース」の速度が増加する。図14は、ディスプレイ・リング1402の周辺部の周りの16個のLED1404〜1419を示すが、可変の数のLEDが使用できる。さらに、様々な色および輝度のLEDが同様に使用できる。
図8〜14を参照して上記に論じた各ディスプレイは、ディスプレイ・リングを利用する。本発明の別の実施形態では、ディスプレイ・リングを組み込まない様々なディスプレイが利用される。本発明の1つの実施形態では、1つまたは複数の照明管が楽器および/または増幅器の本体(図1の106)内にドリル加工される。文字および/または数を含むLEDおよびディスプレイなどの様々な異なるディスプレイが1つまたは複数の照明管の内に配置でき、弦がシャープ、フラット、または調律が合っているかどうか示すのに使用できる。1つまたは複数の照明管は、ディスプレイが使用者によって最も一般に使用される視野角を含む、狭い角度範囲からのみ可視であるように角度を付けることができる。本発明の別の実施形態では、ポップアウト・ディスプレイが使用される。ポップアウト・ディスプレイは楽器および/または増幅器の内側に装着され、使用者がノブ、ラッチ、またはその他の要素を押し下げるとき、使用者に可視になる。ポップアウト・ディスプレイは、ディスプレイが使用者によって最も一般に使用される視野角を含む、狭い角度範囲からのみ可視であるように角度を付けることができる。
図15は、本発明の1つの実施形態を表す改善されたノブ用のチューナ回路の概略図である。チューナ回路1500は、振動する弦からの入力信号の基本的な周波数を決定し、入力信号の周波数を最も近い記憶された音と比較するアルゴリズムによってプログラムされたプロセッサ1502を有する。記憶された音は、標準音階の音、またはその他の音、すなわち例えば標準音階の50ヘルツ上の基準音などであることができることに留意されたい。プロセッサ1502によって利用される記憶された音の周波数は、どのタイプの楽器が調律され、どのタイプのディスプレイが利用されるかに応じて変更できる。例えば、電気ギター用のギター・チューナ・ディスプレイ、および6弦電気ベース用のベース・チューナ・ディスプレイは両方とも、6弦に対応するプロセッサ1502に記憶される6つの音を有することができる。しかし、記憶された音の周波数は、電気ギター用と6弦電気ベース用とで異なる可能性がある。半音階チューナ・ディスプレイは、標準的な半音階の12個の音に対応するプロセッサ1502に記憶された12個の音を有することができる。
本発明の1つの実施形態では、プロセッサ1502はアナログ入力信号をデジタル信号に変換し、入力信号の基本周波数を決定するためにデジタル信号の零交差を数えるアナログ・デジタル変換器を有する。本発明の別の実施形態では、零交差を数えるためにシュミット・トリガが使用される。本発明の別の実施形態では、整数フーリエ変換(integer Fourier transforms)、浮動点フーリエ変換(floating point Fourier transforms)、およびその他の基本周波数決定方法などの入力信号の基本周波数を決定する異なる方法が利用される。プロセッサ1502は、入力信号が任意の記憶された音の上および下の所定の閾値範囲内にあるかどうか決定する。入力信号が記憶された音の所定の閾値範囲内にある場合、振動する弦は記憶された音に調律が合っていると見なすことができる。入力信号が、最も近い記憶された音より上で所定の閾値よりも高い場合、振動する弦はシャープであると見なされる。入力信号が、最も近い記憶された音より下で所定の閾値よりも低い場合、振動する弦はフラットであると見なされる。図8〜14を参照して上記に論じたディスプレイのうちの1つなどの比較の結果がディスプレイに出力される。
図16Aは、本発明の1つの実施形態を表す改善されたノブのプロセッサによる調律操作の制御流れ図を示す。ステップ1602で、プロセッサの設定が開始される。ステップ1604で、プロセッサは入力信号を待機する。ステップ1606で入力信号がない場合、制御がステップ1604に戻される。あるいは、ステップ1608で、プロセッサは入力信号の基本周波数を決定する。ステップ1610で、プロセッサは入力信号の周波数を記憶された音の周波数と比較することによって最も近い記憶された音を決定する。ステップ1612で、入力信号が所定の閾値の量を超えて、最も近い記憶された音よりも高い場合、制御がステップ1614に渡され、「♯」標識の下のLEDが点灯する。ステップ1614で「♯」標識の下のLEDが点灯した後に、制御がステップ1616に渡され、点灯するLEDの点滅率が、最も近い記憶された音に対する入力信号の周波数の隔たりに基づいて決定される。ステップ1612で、入力信号が、最も近い記憶された音の上で、所定の閾値の量でない場合、制御がステップ1618に渡される。ステップ1618で、入力信号が所定の閾値の量を超えて、最も近い記憶された音よりも低い場合、制御がステップ1620に渡され、「♭」標識の下のLEDが点灯する。ステップ1620で「♭」標識の下のLEDが点灯した後に、制御がステップ1616に渡され、点灯するLEDの点滅率が決定される。ステップ1618で、入力信号が最も近い記憶された音の下で所定の閾値量でない場合、制御がステップ1622に渡され、逆さの二等辺三角形の標識の下のLEDが所定の長さの時間の間点灯され、制御がステップ1604に戻される。本発明の別の実施形態では、逆さの二等辺三角形の標識の下のLEDは、入力信号の強度が閾値の受信値(threshold reception value)の下に低下するまで点灯されたままになる。
図16Bは、本発明の1つの実施形態を表すストロボリング・ディスプレイを備える、改善されたノブのプロセッサによる調律操作の制御流れ図を示す。ステップ1624で、プロセッサの設定が開始される。ステップ1626で、プロセッサは入力信号を待機する。ステップ1628で、入力信号がない場合、制御がステップ1626に戻される。あるいは、ステップ1630で、プロセッサは入力信号の基本周波数を決定する。ステップ1632で、プロセッサは入力信号の周波数を記憶された音の周波数と比較することによって最も近い記憶された音を決定する。ステップ1634で、入力信号が所定の閾値の量を超えて、最も近い記憶された音よりも高い場合、制御がステップ1636に渡され、第1の方向に「チェース」を形成するために、LEDのリングが繰り返し閃光するように指示される。LEDのリングがステップ1636で閃光するように指示された後に、制御がステップ1638に渡され、閃光するLEDに関する「チェース」率は、最も近い記憶された音に対する入力信号の周波数の隔たりに基づいて決定される。ステップ1634で、入力信号が、最も近い記憶された音の上で、所定の閾値の量でない場合、制御がステップ1640に渡される。ステップ1640で、入力信号が所定の閾値の量を超えて、最も近い記憶された音よりも低い場合、制御がステップ1642に渡され、第2の方向に「チェース」を形成するために、LEDのリングが繰り返し閃光するように指示される。LEDのリングがステップ1642で閃光するように指示された後に、制御がステップ1638に渡され、閃光するLEDに関する「チェース」率は、最も近い記憶された音に対する入力信号の周波数の隔たりに基づいて決定される。ステップ1640で、入力信号が、最も近い記憶された音の下で、所定の閾値の量でない場合、制御がステップ1626に戻される。
本発明の1つの実施形態では、楽器のボリューム・ノブに、ボリューム機能およびメトロノーム機能を有する改善されたノブが取って代わる。メトロノーム機能は、楽器と共に演奏するテンポを確立するのに使用できる。テンポは、一連のタイミングを決められた、繰り返すビートを生成することによって確立される。図17は、本発明の1つの実施形態を表すメトロノーム機能を備える、改善されたノブがボリューム・ノブに取って代わった楽器の回路の概略図を示す。図17では、改善されたノブ1700はボリューム機能およびメトロノーム機能を囲む点線の円として示される。改善されたノブ1700は、ボリューム機能とメトロノーム機能の間で切り替えるスイッチ1702を有する。ボリューム機能およびメトロノーム機能の両方が使用者により制御される。したがって、使用者は、ボリューム機能を選択し、制御し、またはメトロノーム機能に切り替えるために改善されたノブ1700を使用することができ、共に演奏するビートを選択するために改善されたノブ1700を使用できる。上述のように、図4Aおよび4Bを参照して、本発明の別の実施形態では、その代わりに、改善されたノブは増幅器のノブに取って代わり、または楽器もしくは増幅器の付加された特徴になることができる。
メトロノーム機能が選択された後に、使用者は1分間当たりの所望のビート(「BPM」)を選択できる。本発明の1つの実施形態では、ビートは改善されたノブによって生成された繰り返す信号として、かつ繰り返す聴覚信号として相互接続された増幅器への出力として使用者に聴覚的に示される。点線1704は、メトロノーム機能は、選択された数のBPMが増幅器および相互接続されたスピーカに出力できるように、出力ジャック1706と電子的に接続して配置できることを示す。チャイム、クリック、クラベス、チック音(ticks)、チン音(chings)、タック音(tocks)、およびその他の可聴音を含む、様々な異なる可聴音が出力できる。さらに、出力可聴音のボリュームは、使用者が楽器と共に演奏される音楽の音のレベルに適切な音のレベルでビートを聞くことができるように調整できる。
本発明の別の実施形態では、視覚ディスプレイを使用して各ビートの発生を視覚的に示すことができる。本発明の別の実施形態では、ビートは可聴信号、視覚信号、または可聴信号と視覚信号の両方によって示される。図18は、本発明の1つの実施形態を表す、改善されたノブ用のディスプレイ・リングの第1のメトロノーム・ディスプレイの逆さの上面図を示す。ディスプレイ・リング1802は、LCD1804、およびLCD1804の側面に位置する2つのLED1805および1806などの文字および/または数を含むディスプレイを有する。LCD1804は、選択された数のBPM1808を示す。図18では、「120BPM」が選択されている。ある数のBPMが選択された場合、LED1805および1806がそれぞれ所定の時間の長さの間、各ビートに合わせて点灯する。本発明の別の実施形態では、LED1805および1806は各ビートに合わせて交互に点灯する。例えば、第1のビートのときLED1805が点灯し、第2のLED1806が消灯したままになり、第2のビートのときLED1806が点灯し、第2のLED1805が消灯したままになる。LCDが図18およびその後の図に示されるが、本発明の別の実施形態では、真空蛍光表示管、有機LED表示装置、ドットマトリックス・ディスプレイ、7セグメントLED表示装置、ならびに文字および/または数を表示するのに適したその他のタイプのディスプレイを含む、文字および/または数を含む異なるタイプのディスプレイがLCDの代わりに使用できる。
図19は、本発明の1つの実施形態を表す、改善されたノブ用のディスプレイ・リングの第2のメトロノーム・ディスプレイの逆さの上面図を示す。ディスプレイ・リング1902は、選択された数のBPM1906を示すLCD1904などの文字および/または数を含むディスプレイ、およびLCD1904の付近のLED1908などの8つのLEDを有する。LEDは、それぞれ図10および11に示されるディスプレイ・リング1002および1102を参照して、上述のLEDと同様に配置されて示される。図19に示されるLEDは、LEDがそれぞれ同じ色であることを示すために同じ水平の線によって示される。しかし、複数の色が使用できる。さらに、様々な寸法および輝度のLEDが使用できる。ある数のBPMが選択された場合、図19に示されるLEDがそれぞれ所定の時間の長さの間、各ビートに合わせて点灯する。本発明の別の実施形態では、第1の側のLEDが偶数のビートのときに点灯し、第2の側のLEDが奇数のビートのときに点灯する。
図20は、本発明の1つの実施形態を表す、改善されたノブ用のディスプレイ・リングの第3のメトロノーム・ディスプレイの逆さの上面図を示す。ディスプレイ・リング2002は、選択された数のBPM2006を示すLCD2004などの文字および/または数を含むディスプレイを有する。ディスプレイ・リング2002は、その周辺部の周りにリングを形成するLED2008などの16個のLEDも有する。LEDは、図14に示されるディスプレイ・リング1402を参照して、上述のLEDと同様に配置されて示される。ある数のBPMが選択された場合、図20に示されるLEDがそれぞれ所定の時間の長さの間、各ビートに合わせて点灯する。本発明の別の実施形態では、第1の側のLEDが偶数のビートのときに点灯し、第2の側のLEDが奇数のビートのときに点灯する。本発明の別の実施形態では、図20のLEDは、ディスプレイ・リング2002の周辺部の周りのそれぞれの完全な「チェース」が各ビートと一致するように、「チェース」を形成するために点滅する。本発明の別の実施形態では、ディスプレイ・リング2002はLCD2004を備えない。
本発明の別の実施形態では、選択されたビートにアクセントが加えられる。アクセントは、特徴的な視覚および/または聴覚信号によって使用者に合図できる。アクセントは、計量を表すために「強い」および「弱い」ビートを形成するのに使用でき、リズム的な感知を向上させるために使用できる。図21は、本発明の1つの実施形態を表すアクセント・コントローラを備える、図20に示された第3のメトロノーム・ディスプレイの逆さの上面図を示す。ディスプレイ・リング2102は、LCD2104などの文字および/または数を含むディスプレイ、ならびにLED2106〜2109などのディスプレイ・リング2102の周辺部の周りのリングを形成するいくつかのLEDを有する。LCD2104は選択された数のBPM2112を表示し、そのビートがアクセントを付けられているか2114も示す。図21では、「120」のBPMが選択され、「第4番目」毎にビートがアクセントを付けられるように選択される。様々な率の繰り返しが、アクセントなし、ビート毎のアクセント、または第N番目毎のアクセントを含むアクセントに対して選択でき、ここでNは1より大きな任意の整数と等しい。本発明の別の実施形態では、「強い」ビートおよび「弱い」ビートに加えて、5/4または7/8などの変拍子標識を選択する選択肢が可能になる第3の別の様式のビートが使用できる。
多くの異なるディスプレイを利用して、「強い」ビートを「変拍子標識」のビートからの「弱い」ビートを視覚的に区別するのに利用できる。本発明の1つの実施形態では、「強い」ビートはディスプレイ・リング2102が一斉に閃光してすべてのLEDによって示され、「弱い」ビートはLED2106〜2109などのLEDの一部のみが閃光することによって示される。「変拍子標識」のビートが必要な場合、「変拍子標識」のビートは単一のLEDの閃光によって示すことができる。図21では、LED2106〜2109が点灯されたことを示すためにLED2106〜2109が点を付けて示される。本発明の別の実施形態では、「強い」ビートがディスプレイ・リング2102の周辺部の周りを一回転「チェース」することによって示され、「弱い」ビートはすべてのまたは一部分のLEDが閃光することによって示される。「変拍子標識」のビートが必要な場合、「変拍子標識」のビートは単一のLEDの閃光によって示すことができる。本発明の別の実施形態では、様々な寸法、輝度、および/または色のLEDを使用して、「強い」ビートを「変拍子標識」のビートからの「弱い」ビートから識別するのに使用される。アクセントは任意の様々なメトロノーム・ディスプレイと共に利用できることに留意されたい。聴覚のビートが利用される場合、「強い」、「弱い」、および「変拍子標識」のビートが、各タイプのビートに対して異なる音および/またはボリュームを使用することによって識別可能である。
本発明の1つの実施形態では、BPMおよび/またはアクセントが、電気ギターの本体の改善されたノブ以外の1つまたは複数のノブなどの1つまたは複数の制御装置を使用して調整できる。本発明の別の実施形態では、BPMは、BPMの数を増加させるために改善されたノブを第1の方向に回転させ、BPMの数を低下させるために改善されたノブを第2の方向に回転させることによって調整できる。アクセントが利用可能な場合、追加の制御機構を加えるために、1つまたは複数の回り止めを改善されたノブに配置して、アクセントを調整するために使用できる。本発明の別の実施形態では、BPMが二重の弦のつま弾きによって設定される。使用者は改善されたノブをメトロノーム機能および弦の二重のつま弾きに切り替えることによってBPMを調整できる。2つのつま弾きの間の期間は、それに続くビートの間の期間として使用される。
図22は、本発明の1つの実施形態を表す、メトロノーム機能を備える改善されたノブの分解図を示す。メトロノーム機能を備える改善されたノブ2200は、pot2202、PCB2204、ディスプレイ・リング2206、2つのLED2208および2209、pot2202をLED2208および2209に相互連絡する電子的な接続手段2212、ならびにPCB2204およびディスプレイ・リング2206をpot2202に対して強く保持するためにpot2202と嵌り合うナット2214を有する。pot2202は、図3に示される電気ギター回路などの楽器の回路にpot2202を相互接続するリード2216、およびその上にナット2212をねじ付けることができ、改善されたノブ2200を把持し使用するために使用者が使用するノブ・キャップ(図22に示されない)を相互接続するためにも使用できる、ねじ山を付けられた(図22に示されない)基部を備えるステム2218を備える。PCB2204は、PCB2204がステム2218を摺動できるようにステム2218のねじ山を付けられた基部の周りに嵌合する装着孔2220を備えて示される。さらに、ディスプレイ・リング2206は、ディスプレイ・リング2206が同様にステム2218を摺動できるようにステム2218のねじ山を付けられた基部の周りに嵌合する中央の孔2222を備える。ディスプレイ・リング2206の下側面は、LED2208および2209がその中に配置できる2つの窪み2224および2225を備える。本発明の別の実施形態では、改善されたノブはチューナ機能およびメトロノーム機能の両方を有する。2つの同心のシャフトのpotは、単一の改善されたノブに両方の機能を対応するために使用できる。第1の実施形態では、チューナおよびメトロノームは両方とも同じディスプレイ・リングを利用する。第2の実施形態では、チューナおよびメトロノームは両方とも個別のディスプレイ・リングを利用する。複数のディスプレイ・リングが利用される場合、ディスプレイ・リングはpotのステムに沿って互いの頂部に積み重ねることができる。
本発明の1つの実施形態では、改善されたノブは、ビートをいつ示すか決定するためのプロセッサの内部クロックのクロック・サイクルを数えるアルゴリズムによってプログラムされたプロセッサを有する。図23は、本発明の1つの実施形態を表す、改善されたノブのプロセッサによるメトロノーム操作の制御流れ図を示す。ステップ2302で、プロセッサの設定が開始される。ステップ2304ではプロセッサは使用者がBPMの数を選択するのを待機する。ステップ2306でBPMの数が選択されなかった場合、制御がステップ2304に戻される。あるいは、ステップ2308で、各ビートの間に生じるクロック・サイクル数が決定される。ステップ2310で、プロセッサはクロック・サイクルを数える。ステップ2312でより多くのクロック・サイクルがビートの前に必要である場合、制御が2308に戻される。あるいは、ステップ2314で、表示に所定の長さの時間の間1つまたは複数のLEDを点灯し、かつ/または所定の長さの時間の間可聴の音を生成するために相互接続された増幅器に信号を送ることにより、ビートの発生が示される。ステップ2316で新しいBPMの数が選択された場合、制御がステップ2308に戻される。あるいは、ステップ2318で、使用者がメトロノーム機能を切断した場合、メトロノーム機能が停止する。あるいは、制御がステップ2310に戻される。
本発明の1つの実施形態では、楽器のボリューム・ノブに代わって、ボリューム機能および動的な視覚ディスプレイ機能を有する改善されたノブになる。図24は、本発明の1つの実施形態を表す、視覚ディスプレイ機能を備える改善されたノブに代わったボリューム・ノブを備える楽器の回路の概略図を示す。図24では、改善されたノブ2400はボリューム機能および動的な視覚ディスプレイ機能を囲む点線の円として示される。改善されたノブ2400は、ボリューム機能と動的な視覚ディスプレイ機能の間で切り替えるスイッチ2402を有する。ボリューム機能および動的な視覚ディスプレイ機能の両方が使用者により制御される。したがって、使用者は、ボリューム機能を選択し、制御し、または動的な視覚ディスプレイ機能に切り替えるために改善されたノブ2400を使用でき、動的な視覚ディスプレイを形成するために改善されたノブ2400を使用できる。上述のように、図4Aおよび4Bを参照して、本発明の別の実施形態では、その代わりに、改善されたノブは、増幅器のノブに取って代わり、または楽器もしくは増幅器の付加された特徴になることができる。
図25は、本発明の1つの実施形態を表す、改善されたノブ用のディスプレイ・リングの光ディスプレイの図を示す。ディスプレイ・リング2502は、ディスプレイ・リング2504の周辺部の周りにLED2504などの3つのLEDのリングを有する。本発明の別の実施形態では、様々な数のLEDがディスプレイ・リング2502の周辺部の周りで使用される。LEDは、様々な色、寸法、および/または輝度のものであることもできる。相互接続されたプロセッサが、各LEDをいつ閃光させるか決定するためにクロック・サイクルを数えることによって、いくつかの異なるパターンでLEDを自動的に閃光させるようにプログラムされる。相互接続されたプロセッサは、製造業者、配給業者、小売業者、使用者、またはその他の主体を含む、配給経路に沿った様々な主体によってプログラムできる。相互接続されたプロセッサは、プリセット・パターン、ランダム・パターン、演奏される音楽に従って変わるパターン、また上記に挙げたパターンのうちの2つ以上の組合せでLEDを閃光させるようにプログラムできる。単一の改善されたノブに光ディスプレイ機能をさらなる機能と結びつけるために、2つ以上の同心のシャフトを備えるpotが改善されたノブによって利用できる。本発明の別の実施形態では、光ディスプレイ機能と共に使用するための図25に示されるLEDの配置をメトロノーム機能および/またはチューナ機能に使用することもできる。同様に、図8〜14および18〜21に示されるLED配置は、光ディスプレイ機能にも使用できる。
改善されたノブが2つ以上の機能を備える場合、改善されたノブは、使用者が多数の機能の間で切り替えることができるようにする適切な多機能スイッチを有する。様々な実施形態では、それぞれの機能は1つまたは複数のディスプレイ・リングを利用する。複数のディスプレイ・リングが利用される場合、ディスプレイ・リングはpotのステムに沿って互いの頂部に積み重ねることができる。本発明の別の実施形態では、異なる機能を備える複数の改善されたノブが組み合わせて使用される。例えば、楽器および相互接続された増幅器は、異なる機能を備える2つの改善されたノブを装備できる。楽器のボリューム・ノブに、ボリューム機能およびメトロノーム機能を備える第1の改善されたノブが取って代わることができる。一方で、相互接続された増幅器は、チューナ機能および視覚ディスプレイ機能を備える付加的な特徴である改善されたノブを有することができる。
改善されたノブは2つ以上の楽器で使用できる。例えば、改善されたノブが増幅器に配置され、ギター・チューナ機能を有する場合、第1の電気ギターが電気ギター・ケーブルによって増幅器に相互接続でき、第1のギターが調律できる。それに続いて、同じ電気ギター・ケーブルまたは異なる電気ギター・ケーブルを使用して、第2の電気ギターが増幅器に相互接続され、調律できる。あるいは、ギター・チューナ機能を備える改善されたノブが第1の電気ギターに配置される場合、第1および第2の電気ギターの出力ジャックに電気ギター・ケーブルを接続することにより、第2の電気ギターを第1の電気ギターに相互接続することによって第2の電気ギターが調律できる。
本発明の趣旨の中のさらなる変更形態が当分野の技術者に明らかになる。例えば、様々なディスプレイで使用される表示および照明の寸法、着色、および輝度が変更できる。ディスプレイ・リングを製造するために使用される材料も同様に変更できる。弦が調律が合っていることを示すために、逆さの二等辺三角形の標識以外にその他の標識が使用できる。楽器に所望の外観を形成するために、様々な形状および寸法のノブ・キャップが使用できる。既存のノブに取って代わる改善されたノブの楽器または増幅器への配置は、既存のノブの配置によって設定できる。しかし、付加的な特徴である、楽器または増幅器への改善されたノブの配置は、変更可能なものであることができ、使用者の要望、および楽器または増幅器の寸法、形状、および配線に応じるものであることができる。
例示の目的で、前述の詳細な説明は、本発明の完全な理解をもたらすために特定の学術用語を使用した。しかし、本発明を実施するためには特定の詳細は必要でないことが、当分野の技術者には明らかになる。したがって、本発明の特定の実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提示され、それらは網羅的ではなく、開示された形態そのものに本発明を限定するものではない。おそらく、多くの実施形態および変形形態が上述の教示に照らして可能である。実施形態は、本発明の原理およびその具体的な用途を最もよく説明するために選択され、説明され、それによって当分野の技術者が本発明および企図される特定の使用に適した様々な変更形態を伴う様々な実施形態を最もよく利用できるようにする。