WO2009127462A1 - Gestengesteuertes midi-instrument - Google Patents

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WO2009127462A1
WO2009127462A1 PCT/EP2009/052120 EP2009052120W WO2009127462A1 WO 2009127462 A1 WO2009127462 A1 WO 2009127462A1 EP 2009052120 W EP2009052120 W EP 2009052120W WO 2009127462 A1 WO2009127462 A1 WO 2009127462A1
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midi
midi instrument
instrument
sensor
sound
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PCT/EP2009/052120
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Inventor
Alexander Müller
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Hochschule Magdeburg-Stendal (Fh)
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Publication date
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    • G10H2220/351—Environmental parameters, e.g. temperature, ambient light, atmospheric pressure, humidity, used as input for musical purposes

Definitions

  • the invention relates to a gesture-controlled MIDI instrument with integrated microcontroller and corresponding assemblies for generating note values and for controlling further Kiangparameter.
  • MIDI Musical Instrument Digital Interface
  • MIDI is a standardized information protocol for transmitting instructions and commands describing musical events.
  • the codes are sent between electronic instruments, computers, effects units, mixing consoles and possibly other modules, read and processed by them.
  • a MIDI instrument according to the prior art z. As a keyboard, but also a PC each with appropriate music software, just to name a few of the various modules.
  • the automated drum kit consists of two components, a mechanical component using novel drive technology and an electronic component with a MIDI interface. Again, the purely electronically generated music was moved away.
  • the novel drive technology in combination with the electronic component causes real-time gaming, with the drum set actually being present.
  • a musical sound control apparatus and a method is known. This makes it possible to play an instrument easily while getting the feel of a current game.
  • the device contains music parts with which sound intervals are added to pieces of music at intervals. The movement of an operator is perceived.
  • a controller monitors the music score, adjusting it to the movement of the player.
  • an audio effect controller uses special audio effects to produce an audio signal, with a suitable sensor responding to movements associated with the generation of the audio signal.
  • a sensor produces a control signal depending on the detected movement.
  • the control signal is sent to an audio effect device and checked if it matches the audio effect.
  • WO 2006/050577 A1 motion sensors are contained in a button field of a manually operated instrument. Each button results in a note, which is controlled by an input device.
  • the instrument has a motion sensor that can produce musical effects. The music effects are modified in the input device so that eventually music is created.
  • the solution according to US 6969795 B2 specifies an electronic tone generator system and associated batons.
  • the system has a variety of different portable, hand-operated transmitters or batons which assemble multi-player instruments in an orchestra.
  • Each player's baton sends a radio signal to a receiver, which sends an output signal, preferably to a MIDI tone generator, to produce audible sounds through amplifiers and speakers.
  • the batons can with be coupled to different musical notes of selected instruments to intone pieces. You can also act in different voice positions.
  • a music system here includes an input device for obtaining a result by the operator and an output device for obtaining a musical sound in response to the input.
  • the input device responds to the grip and rapid pressure of the player.
  • a conversion element of the input device can convert the grip pressure into the corresponding volume of a selected direction.
  • an input device should be proposed, which allows the musician thanks his talent can play intuitively and virtuosically in the aspect that music software and / or other MiDI devices are used and thus electronic music is generated.
  • the gesture-controlled MIDI instrument should also make it easier for beginners to understand the production of electronic music and the process of making music, as the operating concept follows simple rules, is intuitive to try and easy to implement.
  • the learning of complex handle combinations should be omitted.
  • the input device should be able to be used anywhere. Without time-consuming installation, calibration or installation, the user should be able to make music.
  • the key component of the MIDI instrument is a controller for generating note values.
  • the MIDI instrument is held with one hand, with the other hand music is made.
  • the control of the sounds is done by sensing on an elongated sensor feeder, which is designed as a film potentiometer or as a capacitance sensor. A light touch is enough.
  • the sensor field may measure 430 mm, because at the ends of the sensor field in each case a button is arranged to move the octaves. In the range of the sensor field of 430 mm can be 2 octaves, so 24 tones.
  • buttons which act in the sense of capacitance sensors. Only after a contact time of a few seconds, the buttons are active to avoid accidental tripping during the game. Other actions as a basis for making music and arranging are controlling the volume and selecting the MiDI channel.
  • the volume of the sounds to be output is controlled by the user moving the instrument on a virtual vertical axis.
  • a calibration of the volume is required because of the different size of the users. Because it is necessary for every user - regardless of his height - to have the whole range of volume control available. So it is an individual adaptation to the size required. Accordingly, the user should keep the MIDI instrument at power-up in a pleasant playing position.
  • An average volume is set as the relative reference point in this position when turned on. From this point, the user can change the volume by moving the instrument up and down.
  • the position values are determined and from this the volume is passed on to the following devices using the MIDI protocol. (Conveniently, the relative reference point at power up results from the distance of the MIDI instrument to the floor.)
  • the division of the sound modes results from the directional attitude of the MIDI instrument. It is thus adjusted by keeping the MIDI instrument in a particular direction, a specific MIDI channel, which determines the sound to be output on the follower.
  • the technical solution is done with the help of a compass sensor.
  • the MIDI instrument can be moved radially in (virtual) angular ranges, each angular range is associated with a game area, ie a MIDI channel. Depending on the area in which the user moves the instrument, a corresponding channel is selected.
  • the location of the user is the circle center around which the angular ranges are arranged.
  • the change between the game areas (angular ranges) is signaled by a tactile feedback, that is, a vibration motor is activated and shows the User who holds the MIDI instrument with one hand, the possibly upcoming change in the next game area.
  • the MIDI instrument when turned on, it calibrates to the playing range.
  • the user is independent of the direction of the compass, which makes a division of the game areas regardless of the direction.
  • the user stands - comparable to a conductor - in the center of his play areas.
  • the center of the areas is determined simultaneously with the turning on of the MIDI instrument, i. H. there is also the calibration with respect to the game areas by a (virtual) mirror axis. Shows z. B. the MIDI instrument when switching to the audience, runs in this direction, the mirror axis and thus it is determined which game areas are each adjacent to the mirror axis.
  • Playing with the MIDI instrument requires the musician to form the notes and tone notes by touching the sensor field, e.g. B. the cover layer of foil, arranged on the rod-like sensor array of the MIDI instrument.
  • the volume and the selection of the sound is controlled by human movements. This makes it possible, as detailed motion studies and their analysis showed, to translate the gestures of the musician into musical intuition.
  • the object of the invention is achieved with the gesture-controlled MIDI instrument described here.
  • the musician will be able to playfully and emotionally interact with music if he has the necessary talent.
  • the gestures of the musician as an expression of his talent and thus intuitive and virtuoso style of playing are excellently captured by the MIDI instrument and reproduced in music on the Foigeéen. From the electronic music without individual artistic influence was moved away.
  • Figure 2 Representation of the game areas in plan view
  • Figure 3 MIDI instrument in the side view
  • FIG. 1 shows the structure of the gesture-controlled MIDI Instrume ⁇ ts 16 with integrated modules and two slave devices, namely a synthesizer 11 and a PC 12, where either the synthesizer 11 or the PC 12 can be connected to the MiDf instrument 16.
  • the MIDI instrument 16 is a handheld device (see handle 18), so that the MIDI instrument held with one hand and with music is played on the other hand, the tones and tone sequences (note values) of electronic music being called up by means of tactile grips or light brushing of the sensor field 3.
  • the influence of human movements is still part of making music, so the influence of the gestures on the music is decisive.
  • microelectronic construction makes it possible for the required microelectronic construction
  • Microcontroller 1 a potentiometer or a capacitance sensor 2
  • a potentiometer or a capacitance sensor 2
  • a sensor field 3 (about 430 x 13 mm) at a total length of the MIDI instrument 16 of about 500 mm, which has a film as a cover layer.
  • a potentiometer 2 (alternatively, a capacitance sensor 2) is arranged under the film. Touching or stroking the sensor field with a finger controls the tones ⁇ note values). With the help of the buttons 8 and 9 at the ends of the sensor field 3, a shift of the octaves takes place.
  • the pushbuttons 8 and 9 are capacitance sensors, which only become active after approx. 2 seconds of contact time, in order to avoid accidental tripping during play.
  • the distance sensor 4 may be an acceleration sensor, position sensor or distance meter based on ultrasound, infrared or laser beams. Because of different sizes of the musicians 15 is a calibration required. This is done by turning on the microcontroller 1 mitteis button 7. As a reference, a distance when switching is set, z. B. the removal of the MIDI instrument in a pleasant stop position to the floor. Upon movement of the MIDI instrument 16 on a virtual vertical axis, the distance of the distance sensor 4 changes from the starting point. For example, it may be determined that the higher the MIDI instrument 16 is held, the louder the sound played on the sensor field 3 will sound.
  • FIG. 2 shows how the selection of play areas 13 a to 13 g takes place by radial movement of the MIDI instrument, d. H. it is selected by the musician 16 the corresponding sound. With the direction-determining attitude of MiDI lnstrume ⁇ ts 16 of the desired MIDI channel and thus the game area is determined.
  • a mirror-symmetrical design of the MIDI instrument allows the use for right and left-handers alike. It has been shown that playing with the MIDI instrument, given appropriate talent, is relatively easy to learn.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein gestengesteuertes MIDI-Instrument (16) mit integriertem Microcontroller (1) und entsprechenden Baugruppen zur Erzeugung von Notenwerten sowie zur Steuerung weiterer Klangparameter. Die Erfassung der Gesten, also der menschlichen Bewegungen, erfolgt durch die Verwendung von mehreren Sensoren. Die Interpretation der Gesten wird mittels MIDI-Protokoll an angeschlossene Folgegeräte weitergegeben, die daraufhin den Klang erzeugen. Im oder am MIDI-Instrument (16) sind die erforderlichen Baugruppen platziert, das sind der Microcontroller (1), ein Potentiometer oder ein Kapazitätssensor (2), ein Entfernungssensor (4), ein Kompasssensor (5), die MIDI-Schnittstelle (6) und der Akku (10). Mit dem MIDI-Instrument (16) müssen folgende Abläufe ausführbar bzw. - realisierbar sein, die Töne (Notenwerte) - die Lautstärke - die Klangmodi (Sound) müssen bei Einwirkung des Musikers (15) steuerbar sein. Die Steuerung der Töne geschieht durch Tastgriff auf einem länglichen Sensorfeld (3). Die Lautstärke wird unter Verwendung eines Entfernungssensors (4) geregelt. Je höher das MIDI-I nstrument (16) gehalten wird, je lauter wird der Ton. Die Einstellung des Sounds ergibt sich durch richtungsweisende Haltung des MIDI- Instruments (16), womit ein bestimmter MiDI-Kanal eingestellt wird. Durch die Verwendung eines Kompasssensors (5) erfolgt die Einstellung des MIDI-Kanals unabhängig von der Himmelsrichtung. Da das MIDI-Instrument beim Spielen ständig erhebliche menschliche Bewegung fordert, können vor allem jugendliche Musiker ihr Temperament, verbunden mit Bewegungsdrang, für virtuoses Musizieren nutzen.

Description

Gestengesteuertes MiDI-Instrument
Die Erfindung betrifft ein gestengesteuertes MIDI-instrument mit integriertem Microcontroller und entsprechenden Baugruppen zur Erzeugung von Notenwerten sowie zur Steuerung weiterer Kiangparameter.
Die Erfassung der Gesten, also der menschlichen Bewegungen, erfolgt durch die Verwendung von mehreren Sensoren. Die Interpretation der Gesten wird mitteis MIDI-Protokoll an angeschlossene Folgegeräte weitergegeben, die daraufhin den Klang erzeugen. MIDI (Musical Instrument Digital Interface) ist ein standardisiertes Informationsprotokoli zur Übertragung von Anweisungen und Befehlen, die musikalische Ereignisse beschreiben. Die Codes werden zwischen elektronischen Instrumenten, Computern, Effektgeräten, Mischpulten und evtl. weiteren Baugruppen versendet, von diesen gelesen und verarbeitet. Ein MIDI-Instrument kann gemäß Stand der Technik z. B. ein Keyboard, aber auch ein PC jeweils mit entsprechender Musiksoftware sein, um nur einige der verschiedensten Baugruppen zu nennen.
Es ist heutzutage mit Hilfe von Musiksoftware relativ einfach, Musikstücke zu arrangieren. Sowohl der Profi, als auch der Amateur, können am PC Töne, Klänge und Sounds mit dem Mausklick oder sonstigen Steuergeräten beliebig aneinanderfügen, umwandeln, wiedergeben und aufnehmen. Die technologische Entwicklung, so wird hier eingeschätzt, hat die klassischen Grenzen der Komposition, Produktion und Veröffentlichung aufgehoben. Jedoch ist festzustellen, dass bei der verfügbaren Technik - wie bei einem technisch versierten Musiker bei fehlender Einfühlsamkeit - ein Musikstück selten einem kritischen Publikum zu dessen Begeisterung präsentiert werden kann.
Bei der derzeitigen Entwicklung der digitalen Musikproduktion liegt der Schwerpunkt oft auf der technischen Realisierbarkeit und so werden die Nutzerfreundlichkeit und intuitive Bedienbarkeit oftmals stiefkindlich behandelt. Die Entwicklung von nutzerfreundlichen Eingabegeräten läuft somit schleppend. Daher soll den weiteren Ausführungen vorangestellt werden, dass es vordergründig nicht darum geht, das Publikum mit einer perfekten dynamischen Vorführung zu beeindrucken, sondern darum, die intuitive und physische Motorik der Musiker bei deren Musikdarbietung zum Ausdruck kommen zu lassen und den spielerischen Umgang mit Instrumenten vorteilhaft zu beeinflussen.
Zum Stand der Technik ist allgemein anzumerken, dass die Entwicklung von der elektrischen über die elektronische Klangerzeugung geht und nunmehr bis zur digitalen Erzeugung von Schall, wobei alle erdenklichen Mischformen zur Anwendung kommen. Elektronische Musikinstrumente zum Speichern, Verarbeiten und Abspielen digitaler Audioaufnahmen (Sampler) und zum Erzeugen von Klängen durch digitale oder analoge Signalerzeugung und -Verarbeitung (Synthesizer) sind aus einer Musikproduktion kaum mehr wegzudenken.
Es soll diesbezüglich auf die DE 102 33 371 B4 „Elektronische Panflöte" verwiesen werden. Diese Erfindung betrifft eine in Anlehnung an eine Panflöte entwickeltes multifunktionales Musikinstrument. Entsprechend der DE 102 33 371 B4 sind in der Panflöte Windsensoren zur Registrierung eines vorbeiströmenden Luftstromes angeordnet, wobei der Luftstrom durch einen real existierenden Musiker eingebiasen wird. Die Windsensoren stehen in Wirkbeziehung mit elektronischen Bauteilen, die zur Weiterverarbeitung für die Tonerzeugung der von den Windsensoren gelieferten Signale dienen. Dieses instrument zeichnet sich durch gutes Klangvolumen aus und ist leichter als eine traditionelle Panflöte erlernbar. Mit dieser Lösung wurde von der rein elektronisch erzeugten Musik abgerückt.
Weiterhin sei auf die am 24.9.2007 erfolgte Gebrauchsmusteranmeldung DE 20 2006 020 190.4 „Automatisches Schlagzeug mit pneumatischem Antrieb" verwiesen. Das automatisierte Schlagzeug besteht aus zwei Komponenten, einer mechanischen Komponente unter Verwendung neuartiger Antriebstechnik und einer elektronischen Komponente u. a. mit einer MIDI-Schnittstelle. Auch hier wurde von der rein elektronisch erzeugten Musik abgerückt. Die neuartige Antriebstechnik in Kombination mit der elektronischen Komponente bewirkt ein Spielen in Echtzeit, wobei das Drum-Set real vorhanden ist.
Nach US 7297862 B2 ist ein musikalischer Klangkontrollapparat und ein Verfahren bekannt. Dieser macht es möglich, ein Instrument leicht zu spielen und dabei das Gefühl eines aktuellen Spiels zu bekommen. Die Einrichtung enthält Musikteile mit denen in zeitlichen Abständen Tonintervalle zu Musikstücken gefügt werden. Die Bewegung eines Operators wird wahrgenommen. Ein Kontroller überwacht das Musikergebnis, wobei dies auf die Bewegung des Spielenden abgestimmt wird.
In US 7339107 B2 ist ein Verfahren und ein System zur Kontrolle eines Audio- Effektes genannt worden. Hier nutzt ein Audio-Effekt-Kontroller spezielle Audio- Effekte, um ein Audio-Signal zu erzeugen, wobei ein geeigneter Sensor auf Bewegungen reagiert, die mit der Erzeugung des Audio-Signals in Verbindung stehen. Ein Sensor produziert ein Kontrollsignal in Abhängigkeit zur erkannten Bewegung. Das Kontrollsignal wird zu einer Audio-Effekt-Einrichtung gesendet und geprüft, ob es zum Audio-Effekt passt.
Mit WO 2006/050577 A1 sind Bewegungssensoren in einem Knopffeld eines manuell bedienten Instrumentes enthalten. Jeder Knopf ergibt eine Note, wobei diese von einer Eingabevorrichtung kontrolliert wird. Das Instrument besitzt einen Bewegungssensor, der musikalische Effekte erzeugen kann. Die Musikeffekte werden in der Eingabevorrichtung modifiziert, so dass schließlich Musik entsteht.
Die Lösung nach US 6969795 B2 gibt ein elektronisches Tongeneratorsystem und dazugehörige Taktstöcke an. Das System besitzt eine Vielzahl verschiedener, transportabler, handbetätigter Sender oder Taktstöcke, wodurch Instrumente für mehrere Spieler in einem Orchester zusammengestellt werden. Jeder Taktstock eines Spielers sendet ein Funksignal an einen Empfänger, der ein Ausgangssignal, vorzugsweise an einen MIDI-Tongenerator, sendet, um hörbare Sounds mittels Verstärker und Lautsprechern zu produzieren. Die Taktstöcke können mit verschiedenen Musiknoten ausgewählter Instrumente gekoppelt sein, um Stücke zu intonieren. Sie können auch in unterschiedlichen Stimmlagen agieren.
Mit US 5541358 wurde ein feststehender Kontroller für ein elektronisches Musikinstrument vorgestellt. Diese Musikeinrichtung kann dreidimensional bewegt werden. Dabei wird ein Kontrollschaltkreis genutzt, um die Position der Einrichtung zu bestimmen und um ein Positionssignal zu generieren. Letzteres dient der Erzeugung eines Musiktons mittels eines elektronischen Musikinstrumentes oder es ist für eine Kontrolleinrichtung bestimmt bzw. für das Spiel des Instrumentes.
Die Lösung nach US 7230178 B2 schlägt ein handgeführtes Musikinstrument vor, reagierend auf Griffe. Ein Musiksystem enthält hier eine Eiπgabevorrichtung zur Erzielung eines Ergebnisses durch den Bediener und eine Ausgabevorrichtung zur Erzielung eines Musiksounds in Abhängigkeit von der Eingabe. Die Eingabevorrichtung reagiert auf den Griff und den schnellen Druck des Spielers. Ein Umwandiungselement der Eingabevorrichtung kann den Griffdruck in entsprechende Lautstärke einer gewählten Richtung umsetzen.
Diese Beispiele zum Stand der Technik zeigen, dass es bereits gute Vorschläge gibt, dem Musiker einen intuitiven Spielraum zu geben, wie das bei der DE 102 33 371 B4 „Elektronische Panflöte" der Fall ist oder moderne Antriebstechnik zu verwenden, um die Spielweise eines Schlagzeugers zu simulieren, so dass ein hervorragender Höreindruck bei Echtzeitwiedergabe erfolgt und gegebenenfalls ein gemeinsames Spielen von Musiker und Maschine an einem gleichen Drum-Set erfolgen kann. Eine gewisse intuitive Spielweise wird der Musiker, soweit er entsprechend dazu befähigt ist, hierbei mit einbringen.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein gestengesteuertes MIDI-Musikinstrument vorzuschlagen, welches derart konzipiert ist, dass eine Interpretation der Gesten des Musikers, d. h. seiner Bewegungen beim Musizieren erfolgt und damit ein spielerischer und emotionaler Umgang mit der Musik gegeben ist. Somit soll ein Eingabegerät vorgeschlagen werden, welches es ermöglicht, dass der Musiker dank seiner Begabung intuitiv und virtuos musizieren kann unter dem Aspekt, dass Musiksoftware und/oder andere MiDI-Geräte verwendet werden und damit elektronische Musik erzeugt wird.
Das gestengesteuerte MIDI-Instrument soll auch für Anfänger die Produktion elektronischer Musik und den Ablauf des Musizierens nachvollziehbar machen, indem die Bedienkonzeption einfachen Regeln folgt, intuitiv ausprobierbar und leicht einübbar ist.
Das Erlernen von komplexen Griffkombinationen soll entfallen. Das Eingabegerät soll ortsunabhängig einsetzbar sein. Ohne zeitaufw ndige Installation, Kalibrierung oder Montage soll der Nutzer musizieren können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich des grundlegenden erfinderischen Gedankens auf den Patentanspruch 1 verwiesen wird. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Schutzansprüchen 2 bis 6.
Zur Darlegung der Erfindung sind folgende weitere Ausführungen erforderiich. Maßgebliche Baugruppe des MIDi-lnstruments ist ein Controller zur Erzeugung von Notenwerten. Dazu wird das MIDI-Instrument mit einer Hand gehalten, wobei mit der anderen Hand musiziert wird. Die Steuerung der Töne geschieht durch Tastgriff auf einem länglichen Sensorfeid, welches als Folienpotentiometer oder als Kapazitätssensor ausgebildet ist. Eine leichte Berührung reicht. Bei einer Instrumentenlänge von beispielsweise 500 mm misst das Sensorfeld evtl. 430 mm, weil an den Enden des Sensorfeldes jeweils ein Taster angeordnet ist zum Verschieben der Oktaven. In der Spanne des Sensorfeldes von 430 mm können 2 Oktaven liegen, also 24 Töne. Um aber auch Töne oberhalb und unterhalb dieser Oktaven zu erreichen, soll die Skala verschoben werden können. Dafür werden auch die vorgenannten Taster verwendet, die im Sinne von Kapazitätssensoren wirken. Erst nach einer Berührungszeit von einigen Sekunden werden die Taster aktiv, um ein versehentliches Auslösen beim Spiel zu vermeiden. Weitere Aktionen als Grundlage des Musizierens und Arrangierens sind die Steuerung der Lautstärke und die Auswahl des MiDI-Kanals.
Die Lautstärke der auszugebenden Töne regelt der Nutzer durch Bewegung des Instruments auf einer virtuellen vertikalen Achse. Je höher der Nutzer das Instrument hält, desto lauter erklingt der Ton, den er auf dem bereits genannten länglichen Sensorfeld anspielt. Eine Kalibrierung der Lautstärke ist wegen der unterschiedlichen Größe der Nutzer erforderlich. Denn es ist erforderlich für jeden Nutzer - unabhängig von seiner Körpergröße - die ganze Spanne der Lautstärkenregulierung zur Verfügung zu haben. Es ist also eine individuelle Anpassung an die Körpergröße erforderlich. Dementsprechend soll der Nutzer das MIDI-Instrument beim Einschalten in einer ihm angenehmen Spielposition halten. Eine mittlere Lautstärke wird beim Einschalten in dieser Position als relativer Bezugspunkt festgelegt. Von diesem Punkt aus kann der Nutzer die Lautstärke durch Auf- und Abbewegung des Instruments verändern. Unter Verwendung von Beschleuniguπgs- sensoren, Positionssensoren oder Abstandsmesser wie Ultraschall-, Infrarot-, oder Lasersensoren werden die Positionswerte ermittelt und daraus die Lautstärke, unter Verwendung des MIDI-Protokolls an die Folgegeräte weitergegeben. (Zweckmäßigerweise ergibt sich der relative Bezugspunkt beim Einschalten aus dem Abstand des MIDI-Instruments zum Fußboden.)
Die Einsteilung der Klangmodi (des Sounds) ergibt sich durch richtungsweisende Haltung des MIDI-Instruments. Es wird also durch Haltung des MIDI-Instruments in eine bestimmte Richtung ein bestimmter MIDI-Kanal eingestellt, der am Folgegerät den auszugebenden Klang bestimmt. Die technische Lösung erfolgt mit Hilfe eines Kompasssensors. Somit kann das MIDI-Instrument radial in (virtuellen) Winkelbereichen bewegt werden, wobei jedem Winkelbereich ein Spielbereich, d. h. ein MIDI-Kanal, zugeordnet ist. Je nachdem in welchen Bereich der Nutzer das Instrument bewegt, ist ein entsprechender Kanal angewählt. Der Standort des Nutzers ist der Kreismittelpunkt, um den die Winkelbereiche angeordnet sind. Der Wechsel zwischen den Spielbereichen (Winkelbereichen) wird durch eine taktile Rückmeldung signalisiert, das heißt, ein Vibrationsmotor wird aktiviert und zeigt dem Nutzer, der das MIDI-Instrument mit einer Hand hält, den eventuell bevorstehenden Wechsel in den nächsten Spielbereich an.
Kurz zusammengefasst kann zur Einstellung des Sounds gesagt werden, dass sich die Auswahl des Sounds aus der radialen Ausrichtung des MIDI-Instruments durch den Nutzer ergibt; je nachdem in welchen Spielbereich das MIDI-Instrument zeigt. Nähere Erläuterungen hierzu erfolgen im Ausführungsbeispiel.
Wie bei der Lautstärke erfolgt beim Einschalten des MIDI-Instruments eine Kalibrierung in Bezug auf den Spielbereich. Durch den Kompasssensor ist der Nutzer von der Himmelsrichtung unabhängig, was eine Einteilung der Spielbereiche unabhängig von der Himmelsrichtung macht. Der Nutzer steht - vergleichbar mit einem Dirigenten - im Zentrum seiner Spielbereiche. Die Mitte der Bereiche wird gleichzeitig mit dem Einschalten des MIDi-lnstruments bestimmt, d. h. es erfolgt auch die Kalibrierung in Bezug auf die Spielbereiche durch eine (virtuelle) Spiegelachse. Zeigt z. B. das MIDI-Instrument beim Einschalten zum Publikum, verläuft in diese Richtung die Spiegelachse und damit ist festgelegt, welche Spielbereiche jeweils neben der Spiegelachse liegen. Das Spielen mit dem MIDI- Instrument verlangt von dem Musiker das Bilden der Töne und Tonfoigen (der Notenwerte) durch Berührung des Sensorfeldes, z. B. der Deckschicht aus Folie, angeordnet auf dem stabartigen Sensorfeld des MIDI-Instruments. Die Lautstärke und die Auswahl des Sounds wird durch menschliche Bewegungen gesteuert. Damit wird es möglich, wie eingehende Bewegungsstudien und deren Analyse zeigten, die Gesten des Musikers in musikalische Intuität umzusetzen. Die Aufgabenstellung der Erfindung wird mit dem hier beschriebenen gestengesteuerten MIDI-Instrument erfüllt. Dem Musiker wird bei entsprechender Begabung ein spielerischer und emotionaler Umgang mit Musik möglich. Die Gesten des Musikers als Ausdruck seiner Begabung und damit intuitiven und virtuosen Spielweise werden in hervorragender Weise durch das MIDI-Instrument erfasst und in Musik an den Foigegeräten wiedergegeben. Von der elektronischen Musik ohne individuelle künstlerische Einfiussnahme wurde abgerückt.
Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden. Die Figuren zeigen in PrinzipdarsteJIung
Figur 1 : MIDI-Instrument mit integrierten Baugruppen
Figur 2: Darstellung der Spielbereiche in der Draufsicht Figur 3: MIDI-Instrument in der Seitenansicht
Die einzelnen Bezugszeichen bedeuten:
1 - Microcontroller
2 - Potentiometer / Kapazitätssensor
3 - Sensorfeld (z. B. die Deckschicht aus Folie)
4 - Entfernungssensor
5 - Kompasssensor 6 - M I Di-Schnittstelle
7 - Taster für Microcontroller (gleichzeitig Taster für Kalibrierung)
8 - Taste zur Verschiebung in niedrige Frequenzen
9 - Taste zur Verschiebung in höhere Frequenzen 10 - Akku
11 - Folgegerät - Synthesizer 12 - Folgegerät - PC
13 - Spielbereiche a bis g
14 - aktiver Spielbereich c 15 - Musiker
16 - MIDI-Instrument 17 - Spiegelachse 18 - Handgriff
Die Figur 1 zeigt den Aufbau des gestengesteuerten MIDI-Instrumeπts 16 mit integrierten Baugruppen und zwei Folgegeräten, nämlich einem Synthesizer 11 und einem PC 12, wobei wahlweise der Synthesizer 11 oder der PC 12 an das MiDf- Instrument 16 angeschlossen werden kann.
Aus Figur 3 ist erkennbar, dass das MIDi-lnstrument 16 ein Handgerät darstellt (siehe Handgriff 18), so dass das MIDI-Instrument mit einer Hand gehalten und mit der anderen Hand musiziert wird, wobei durch Tastgriffe bzw. leichtes Bestreichen des Sensorfeldes 3 die Töne und Tonfolgen (Notenwerte) elektronischer Musik abgerufen werden. Zum Musizieren gehört jedoch noch der Einfluss der menschlichen Bewegungen, es ist also der Einfluss der Gesten für das musizieren maßgeblich.
Die mikroelektronische Bauweise macht es möglich, dass die erforderlichen
Baugruppen direkt im oder am MIDi-ϊnstrument Platz finden, das sind der
Microcontroller 1 , ein Potentiometer oder ein Kapazitätssensor 2, ein
Entfernungssensor 4, ein Kompasssensor 5, die MIDf-Schnittstelle 6 und der Akku
10.
Mit dem MIDI-Instrument müssen folgende Abläufe ausführbar bzw. realisierbar sein, d. h. die Töne (Notenwerte) die Lautstärke die Klangmodi (Sound) müssen bei Einwirkung des Musikers 15 steuerbar sein.
Auf dem MIDI-Instrument 16 befindet sich ein Sensorfeld 3 (ca. 430 x 13 mm) bei einer gesamten Länge des MIDI-Instruments 16 von ca. 500 mm, welches als Deckschicht eine Folie aufweist. Unter der Folie ist ein Potentiometer 2 (alternativ ein Kapazitätssensor 2) angeordnet. Durch Berühren bzw. Bestreichen des Sensorfeldes mit einem Finger erfolgt die Steuerung der Töne {Notenwerte). Mit Hilfe der Taster 8 und 9 an den Enden des Sensorfelds 3 erfolgt ein Verschieben der Oktaven. Die Taster 8 und 9 sind Kapazitätssensoren, die erst nach ca. 2 Sekunden Berührungszeit aktiv werden, um versehentliches Auslösen beim Spiel zu vermeiden.
Unter Verwendung des Entfernungssensors 4 erfolgt die Steuerung der Lautstärke. Der Entfernungssensor 4 kann ein Beschleunigungssensor, Positionssensor oder Abstandsmesser auf der Grundlage von Ultraschall, Infrarot- oder Laserstrahlen sein. Wegen unterschiedlicher Größen der Musiker 15 ist eine Kalibrierung erforderlich. Diese erfolgt mit dem Einschalten des Microcontrollers 1 mitteis Taster 7. Als Bezugsgröße wird eine Entfernung beim Einschalten festgelegt, z. B. die Entfernung des MIDI-Instruments in angenehmer Halteposition zum Fußboden. Bei einer Bewegung des MIDi-lnstruments 16 auf einer virtuellen vertikalen Achse ändert sich die Entfernung des Entfernungssensors 4 vom Ausgangspunkt. Zum Beispiel kann festgelegt sein: Je höher das MIDI-Instrument 16 gehalten wird, desto lauter erklingt der Ton, der auf dem Sensorfeld 3 gespielt wird.
Die Figur 2 zeigt, wie durch radiale Bewegung des MIDI-instruments die Auswahl von Spielbereichen 13 a bis 13 g erfolgt, d. h. es wird vom Musiker 16 der entsprechende Sound ausgewählt. Mit der richtungsbestimmenden Haltung des MiDI-lnstrumeπts 16 wird der gewünschte MIDI-Kanal und somit der Spielbereich festgelegt.
Mit dem Positionszeichen 14 (Spielbereich c) wird ein aktiver Spielbereich gezeigt. Wie bei der Steuerung der Lautstärke ist beim Auswählen der Spielbereiche auch mit dem Einschalten des M!DI-Instruments eine Kalibrierung erforderlich. Der im Zentrum seiner Spielbereiche 13 a bis 13 g befindliche Musiker 15 bewirkt mit dem Einschalten und dem richtungsweisenden Halten des MIDI-Instruments 16 das Festlegen der virtuellen Spiegelachse 17, welche die Mitte der Spielbereiche 13 a bis 13 g darstellt. Je nachdem, in welchem Bereich der Musiker 15 das MIDI- Instrument 16 bedient, ist also ein bestimmter MIDI-Kanal gewählt. Die technische Umsetzung dieses Problems erfolgt mit Hilfe eines Kompasssensors 5.
Bedingt durch die Kalibrierung ist der Musiker 13 bei der Einteilung seiner Spielbereiche unabhängig von der Himmelsrichtung. —
Aus Figur 1 könnte geschlussfolgert werden, dass die Folgegeräte mit Hilfe von Kabeln mit dem MIDI-Instrument 16 verbunden sind. Es ist selbstverständlich, dass ausgehend vom Stand der Technik eine kabellose Datenübertragung erfolgen kann.
Ein spiegelsymmetrischer Aufbau des MIDI-Instruments ermöglicht den Einsatz für Rechts- und Linkshänder gleichermaßen. Es hat sich gezeigt, dass das Spielen mit dem MIDi-lnstrument, entsprechende Begabung vorausgesetzt, relativ leicht zu erlernen ist.
Gemäß Stand der Technik kann die Vielzahl von einstellbaren Parametern bei Synthesizern und Keyboards den Nutzer, besonders den Anfänger, deutlich überfordern. Bei vorliegender erfinderischer Lösung erscheint es auch dem Anfänger logisch, mit welcher Bedienung welche Parameter der Tonsteuerung beeinflusst werden.
Da das MIDI-Instrument beim Spielen ständig erhebliche menschliche Bewegung fordert, können vor allem jugendliche Musiker ihr Temperament, verbunden mit Bewegungsdrang, für virtuoses Musizieren nutzen.

Claims

Patentansprüche
1. Gestengesteuertes MIDI-fnstrument unter Verwendung mikroelektronischer Baugruppen, wobei mittels Musiksoftware die Folgegeräte die Daten des gestengesteuerten MIDi-lnstruments in Musik wiedergeben, dadurch gekennzeichnet, dass das gestengesteuerte MIDl-instrument (16) derart aufgebaut ist, dass durch die Betätigung eines Musikers (15) die Abläufe betreffend a) die Töne b) die Lautstärke c) die Klangmodi steuerbar sind, indem a) ein Potentiometer (2) zur Steuerung der Töne im MIDI-lnstrument (16) platziert ist, wobei das Potentiometer (2) mit Folie abgedeckt ist, so dass ein auf Tasten reagierendes Sensorfeld (3) gegeben ist, b) ein Entfernungssensor (4) im MIDI-lnstrument platziert ist, welcher derartig ausgeführt ist, dass beim Einschalten des MIDl-lnstruments (16) eine bestimmte Bezugsentfernung ermittelt wird, die einer mittleren Lautstärke entspricht und bei höhenmäßiger Veränderung der Lage des Entfernungssensors (4) die veränderten Positionswerte ein Äquivalent für die Lautstärke darstellen, c) ein Kompasssensor (5) im MIDI-lnstrument (16) platziert ist, welcher deratig ausgeführt ist, dass unabhängig von der Himmelsrichtung beim Einschalten des MiDI-instruments (16) bei richtungsweisender Haltung des MIDl-lnstruments (16) ein mittlerer Spielbereich und damit bestimmter MIDI-Kanai eingestellt wird, der am Folgegerät den auszugebenden Sound bestimmt und bei radialer Veränderung der richtungsweisenden Haltung des MIDl-lnstruments (1) ein anderer Spielbereich und damit ein anderer Sound gegeben ist.
2. MIDI-lnstrument nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (7) für den Microcontroller (1) gleichzeitig den Taster zur Kalibrierung der Lautstärke und des Spielbereichs darstellt.
3. MIDI-Instrument nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch die Tasten (8, 9) eine Verschiebung der Oktaven gegeben ist.
4. MIDI-Instrument nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor für die Töne alternativ ein Kapazitätssensor (2) im MIDI-Instrument (16) platziert ist.
5. MIDI-Instrument nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorfeld (3) in Abhängigkeit von den Abmessungen des MIDI-Instruments (16) so bemessen ist, dass die Länge des Sensorfeldeε (3) zwei Oktaven erfasst und die Abmessungen des Sensorfeids (3) ca. 430 mm x 13 mm betragen.
6. MIDI-Instrument nach Anspruch 1 bis 5 oder Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das MIDI- Instrument (16) ein Handgerät darstellt und die für die Funktion erforderlichen Bauteile im oder am MIDI-Instrument (16) platziert sind.
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