WO2012022291A2 - Music input device - Google Patents

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WO2012022291A2
WO2012022291A2 PCT/DE2011/001451 DE2011001451W WO2012022291A2 WO 2012022291 A2 WO2012022291 A2 WO 2012022291A2 DE 2011001451 W DE2011001451 W DE 2011001451W WO 2012022291 A2 WO2012022291 A2 WO 2012022291A2
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Simon Kemper
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Simon Kemper
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/02—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
    • G10H1/04—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation
    • G10H1/053—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation during execution only
    • G10H1/055—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation during execution only by switches with variable impedance elements
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    • G—PHYSICS
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    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
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    • G10H1/34—Switch arrangements, e.g. keyboards or mechanical switches specially adapted for electrophonic musical instruments
    • G10H1/344—Structural association with individual keys
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2220/00—Input/output interfacing specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2220/155—User input interfaces for electrophonic musical instruments
    • G10H2220/161—User input interfaces for electrophonic musical instruments with 2D or x/y surface coordinates sensing

Definitions

  • the innovation relates to a music input device according to the preamble of claim 1.
  • keyboard As a classical concept of note input, there is still a keyboard as it is used as a piano keyboard, which is also referred to as a keyboard or "keyboard.”
  • the sound is not generated mechanically by means of the key, for example, by striking against an object, which emits a sound, but the movement of the key is detected by sensors, and the sound data generated by the sensor, that is, the sensor signal generated by the sensor are transferred via suitable connection means to the aforementioned computer or synthesizer, where then the actual sound generation takes place ,
  • a photocell can be used in many conventional ways, for example by means of two electrical contacts. ke, an inductive proximity sensor or the like, are detected purely qualitatively that the button is pressed. With higher-quality keyboards, the second level is also the stop detected, thus quantitatively detecting the key operation and determines the speed at which the key is depressed. By means of the stop then certain parameters can be influenced such. For example, the volume of the played note. The musician thus has the option to control the pitch and a single sound-shaping parameter per keystone played - namely via the keystroke. The value of the keystroke is individual and refers only to the note defined by the pitch.
  • Known synthetic tone generators work as follows: Playing the producer a note, this is output as a sound, the sound can be accurately formed by the many parameters that are changeable in a synthetic sound generator. If a second note is then added to the first, it will also be converted to a note and will have the same sound characteristics as the first note. However, if the sound is to be changed, and the player systematically modifies a few parameters of the sound, then this is Change for each successive note the same.
  • modern tone generators offer the possibility of different tone shaping for each individual note played, but there is no input device available on the market that can implement this very creative function in such a way that this can be incorporated into the flow of the game.
  • An electronic musical instrument is known from EP 2 073 194 A1, in which the respectively generated tones can be modulated as a function of different actuations of the same key.
  • the keys are movably elastically supported in several directions within the keyboard, so that they offer the player more freedom than conventional keys, which can only be pressed down.
  • the detection of how the respective actuated key is moved within the keyboard, for example, can be done by the keys are provided with strain gauges.
  • US 2008/0141 847 A1 discloses a further application of sensors to a keyboard of an electronic music device: different sensor systems can be used to detect the approach of a finger to a key. The automatic detection of this approach is used to exert an external force on the key even before the finger touches the key. Regardless of the actual mechanical construction of the keyboard, the player may be taught the same mechanical feel as that imparted to a keyboard of a conventional acoustic music device where the Keystrokes differ within the same keyboard depending on the diameter of the strings and / or the size and weight of the hammers striking the strings, which in turn depends on the particular pitch associated with the particular key.
  • the invention has for its object to improve a generic music input device to the effect that it allows per key to enter a larger amount of information, the user can leave his hands on the keys.
  • the invention proposes to equip the keys with sensors which make it possible to determine the position of the fingers along the surface of the respective key.
  • the finger movement is detected only when the finger touches the key. It is not the movement of the button is determined by the sensor, but the movement of the finger on the key, so for example, where the finger strikes the key, or whether it rolls on the key side or along the button along the longitudinal direction.
  • a hardware containing an electronic evaluation circuit then takes over the reading of the sensors, converts the detected finger position into electronic data and these are forwarded to a synthetic sound generator, for example by means of the public OSC protocol.
  • the sound generator may be provided outside of the proposed music input device, so that the music input device essentially comprises the components "keyboard, sensor array, and evaluation circuit.” However, the sound generator may alternatively be provided in the same device as the aforementioned components, for example
  • the proposed music input device has in each case connection means in order to be able to guide the sound data resulting from the key operation to the sound generator Levels of information input, ie pitch and stroke, now another way to input the position of the finger on the key surface, allowing the user to control parameters of almost any kind, without having to take their fingers off the keys s is thus not interrupted.
  • Fig. 1 is a schematic plan view of two adjacent
  • FIG. 7 is a perspective view of a music input device
  • Fig. 8 is a schematic view of the music input device in the manner of a block diagram
  • Fig. 9 is a schematic view in the manner of a block diagram illustrating a key in more detail than in Fig. 8.
  • a sensor may advantageously be designed as described in the following paragraphs:
  • one of the key points is the speed with which a sensor works.
  • the time between detection of the finger position and the completed transmission of the position data must preferably be as small as possible. Reaction times of more than a millisecond are disadvantageous.
  • the area on which the sensor detects the respective finger position is naturally limited.All measured, ie sensory, finger positions can only lie within this sensor area, and depending on the sensor data, it must also have a start and end point If the user touches the sensor surface at the starting point, the value "0" is transmitted.
  • the value to be communicated when the user touches the endpoint is preferably at least "127" so that there is a resolution accuracy within the sensor area of 7 bits, resolutions greater than 7 bits are advantageous and thus become prefers.
  • Fig. 1 shows a schematic plan view of two adjacent keys 1 and 2 of the keyboard, with a shorter black key 2 is arranged next to or behind a longer white key 1 as in a classic keyboard. Since only a front, wider section 3 of the white key 1 is used for note generation, if appropriate only that front, broader section 3 may be referred to as a "key”, while a rear, narrower section 4 of the white key 1 in this case is referred to as "key”.
  • the keys 1 and 2 of a keyboard according to the proposal are also referred to below as “black” and “white”, even if they have a should have different or no different colors.
  • a sensor surface 5 extends in each case from a starting point 6, which is assigned the value 0, to an end point 7, to which a value of at least 127 is assigned, so that the resolution across the sensor surface 5 is at least 7 bits.
  • the sensor When a user of the keyboard records a key 1, 2 and positions his finger within the sensor pocket 5, the sensor registers the position and passes it on as a value which is then in the range between "0" and the maximum value of at least "127". In connection with the thus at least 128 different positions and a length of the sensor surface 5 of, for example, 6 cm, a position detection results with an accuracy of more than 0.5 mm.
  • the actual detection of the finger position can be made possible in different ways.
  • the sensors can advantageously be arranged behind a disc, which forms the surface of the button 1, 2 and can be made relatively thin.
  • the disc may for example consist of glass, a ceramic material or plastic.
  • It may be colored, for example, based on the color of a classical keyboard, and its surface, which represents the contact surface for the user, may have a degree of roughness, which gives the button a pleasant feel, for example, also based on the design of a classic keyboard, so that the user a familiar feel can be taught and in addition the extended possibilities of the proposed keyboard can be offered.
  • the sensor surface 5 For the length of the sensor surface 5, there is no exactly prescribed measure.
  • the sensor surface may be at least 3 cm long to allow the musician to be able to consciously play certain parts of the key with sufficient repeatability at all.
  • longer sensor surfaces 5 allow precise use of the sensor surface 5, even for strongly coarse-motor users.
  • the keys may advantageously be configured as described in the following paragraphs:
  • any conceivable or technically possible arrangement of the keys 1, 2 can be used.
  • the arrangement of the keys in the manner of a conventional keyboard is advantageous because their operation is known to many musicians anyway, and because then the essentially always the same handles can be used to make versatile music and, for example, a classical piano, a so-called keyboard , or a proposed keyboard to use.
  • advantageously differently colored buttons can be provided corresponding to the white and the black keys of a conventional keyboard.
  • a conventional manner of the white keys 1 three slightly different in the form of embodiments used so that the black keys 2 can be arranged in the interstices of the white keys 1.
  • the keyboard can advantageously form a closed plane on its head side facing the user, as is known from a conventional keyboard.
  • keyboards are increasingly being produced whose buttons are made of plastic.
  • the functionality is indeed guaranteed, but the feel is impaired, which in particular musicians notice and complain that make many hours of music and have accordingly adapted to a specific feel of the keys.
  • a high-quality material from which the keys 1, 2 and in particular the recorded key surfaces 8 exist find use and convey a high-quality feel. It may therefore be envisaged to avoid plastic as a key material as far as possible or to use special plastics which provide the desired feel.
  • the sensors may advantageously be designed as described in the following paragraphs:
  • a sensor technology is used, which allows a non-contact position determination of the fingers.
  • a very large constructive freedom in the design of the key surfaces 8 is made possible, so that for example materials can be used, which have the desired haptic properties.
  • capacitive sensors can be used which can detect the finger positions through different materials by means of an electromagnetic field. As far as the reaction rate mentioned above is concerned, capacitive sensors are also well suited.
  • Capacitive sensors can also be used to build a wide variety of shapes and functions.
  • an annular sensor surface 5 can be constructed which functions in a manner similar to a rotary ring, as is known, for example, from the world-famous product "iPod” from Apple Inc.
  • a so-called capacitive "slider” used there does not necessarily have to be a ring be executed so that it is suitable as a straight running strip, for use in a proposed designed according key.
  • the area, which can then be sensed as sensor area 5 depends on the length of the strip.
  • the positions that the sensor can detect lie in the longitudinal direction of the strip and are limited to this longitudinal axis, so that the sensory detection takes place one-dimensionally, which makes the sensor appear to be well suited for the intended purpose in a keyboard key.
  • capacitive sensors instead of the aforementioned capacitive sensors, other sensors can be used, wherein preferably the finger position is detected without contact.
  • the surface of the button does not have to be the surface of the actual sensor correspond. This provides greater freedom of design in the design of the key surface and in the choice of the sensor used.
  • capacitive sensors instead of capacitive sensors can also be used, which are arranged at a location outside the button and detect the finger position optically.
  • the area of a button is described, which can be monitored by means of the sensor on finger contact.
  • the sensor surfaces 5 of the "black” and the "white” keys are the same size. Namely, for the sake of the easiest playability possible, it is important that a value called by a position on a white key can also be called by the comparable position on a black key and this position does not cause a value different from the white key.
  • the sensor surface 5 is located in the lower or front, ie the user-facing section 3 of the entire key 1.
  • the sensor surface 5 continues over the entire length of the white key 1, including the rear portion 4, which can be referred to as "key holder” or “boom” od.
  • this section 4 of the white key 1 represents the gap between the black keys 2 and the fingers can be difficult to detect, as can be seen also with reference to FIG. 1.
  • the sensor surface 5 thus begins at the head of a white button 1 and ends after about 6 cm, so for example before the apparent in Fig. 1 notch, which creates the space for the arrangement of the adjacent black button. 2
  • the black keys 2 could each be provided with a sensor surface 5 over their entire length, since the surfaces of the black keys are easily accessible over their entire length.
  • the length of the sensor surface is advantageous 5 on the black keys identical to that of the white keys.
  • the sensor surface 5 is thus also at the black keys about 6 cm, begins at the end facing the user end of the key and ends in the upper third of the black key.
  • the button is advantageously divided into two areas, which together enclose the sensor, so that it is protected against mechanical damage, moisture and dirt.
  • Fig. 2 shows a vertical longitudinal section through a key 1, wherein as the two essential areas of the key 1, a key surface 8 and a key support 9 can be seen.
  • the key support 9 is in the illustrated embodiment made of aluminum. He is hollowed out inside.
  • the key surface 8 is made of glass and firmly glued into the key support 9.
  • the adhesive used takes into account the fact that the aluminum and the glass will thermally "work differently.” For example, an elastic adhesive may be used which at least partially compensates for differences so as to reduce the mechanical stresses on the two adjacent key components become.
  • the key surface 8 and / or the Button support 9 can be used, for example, ceramic materials, so that the thermal expansion coefficient of the key surface 9 of the key surface 8 is as equal as possible, so that hardly relative movements between these two basic components of the key occur and thus mechanical stresses on the relatively thin key surface 8 can be kept as low as possible so that a thin Schichtdtcke allows and thus the most accurate response of the sensor used is favored.
  • Fig. 3 is a vertical cross-section through the key 1 of Fig. 2, from which it can be seen how the key surface 8 is integrated into the key support 9.
  • the gap between the key support 9 and the key surface 8 is filled by an adhesive, not shown in the drawing.
  • a sensor 10 is arranged, which determines the position and / or the movements of a finger on the key surface 8.
  • the key support 9 is pivotally mounted as part of the mechanics of the entire keyboard and thus allows the key 1 when playing the swivel or lever movement known per se can perform.
  • In the interior of the key support 9 is hollowed out and provides space for the sensor 10. Electrical connection lines can be performed by the sensor 10 either through the bottom of the key support 9 or in the longitudinal direction through the entire key support 9 and then back out of this.
  • Fig. 4 shows the case of the integration of a sensor board 11 which projects through the entire key 1 and is guided at the rear end of the key 1.
  • the control signals output by the sensor 10 and the power supply of the sensor 10 can For example, be connected or transmitted by means of a ribbon cable.
  • On the protruding from the button 1 part of the sensor board 11 further components may be installed to advantageously keep the signal processing chain as short as possible.
  • FIG. 5 shows a shorter electronic sensor board 11, which is provided only in the area of the sensor surface 5 and is located immediately below the key surface 8.
  • the surface to be penetrated should be connected directly to the sensor 10.
  • the sensor 10 is thus advantageously glued to the underside of the key surface 8, and during assembly, care must be taken that no air is trapped between the sensor 10 and the key surface 8 in the adhesive, because the air could affect the electromagnetic properties of the sensor disturbing, so that places where air would be, could lead to errors in the measurements.
  • the adhesion of the sensor 10 is important only for the actual sensor surface 5. All other parts of the sensor board 11, such as printed conductors and the like, do not have to be in any connection with the key surface 8, so that therefore different variants of the sensor installation are possible.
  • the cavity in the key support 9 may be sized so large that a sensor board 11 can be placed through the hollowed-out interior and protrude from the rear end of the key 1.
  • a first sensor board 11, on which the circuits for the o- or the capacitive sensors 10 are arranged is, as already explained above, glued in direct connection to the underside of the key surface 8 and is connected by means of a ribbon cable 12 with a second board , which is referred to as a terminal board 14 and is fixedly installed in the key support 9.
  • a terminal board 14 On the connection board 14 find the other elements space, and there are also the power supply and data connections to the button 1 connected.
  • z. B. a ribbon cable 12 connected boards 1 and 14 may be advantageous because of the thermal "work" of the materials used for the key 1.
  • a music input device 15 comprising a keyboard with many keys 1 and 2, one of the keys 1 being shown in its depressed, actuated state.
  • the sensor surfaces 5 are not sufficient in this embodiment each to the front edge of a button 1 and 2, but the starting points 6 of the sensor surfaces 5 are each provided at a distance from the key edge.
  • the music input device 15 has a desk-like obliquely rising housing 16 and arranged above the keys 1 and 2 display 17.
  • the power supply of the music input device 15 via an external power supply, not shown. Via a connecting cable 18, the music input device 15 is connected to an external sound generator 19.
  • Fig. 8 shows a schematic view of the music input device 15 in the manner of a block diagram.
  • the sensor signals of all keys 1 and 2 are, as symbolized by a curly arrow, transmitted to an evaluation circuit 20, from which the resulting data is then optionally transmitted to an internal, provided in the usikeinabeêt 15 sound generator 21 or to the already mentioned external sound generator 19 , It can also be provided to transmit the data from the evaluation circuit 20 both to the external sound generator 19 and to the internal sound generator 21, in particular if these two sound generators
  • the sound produced by one or both tone generators 19 and 21 is converted into audible sound in a sound system 22.
  • the sound system 22 includes an amplifier and a speaker, these two components may be combined in a common housing or realized in separate devices.
  • the amplifier may optionally be configured as low power as a preamplifier and the speaker so small dimensions that he z. B. is designed as part of a headphone or earphone.
  • the amplifier can be designed as a power amplifier, and the speaker can be designed as a so-called speaker.
  • Fig. 9 also shows a schematic view of the music input unit 15 in the manner of a block diagram, similar to Fig. 8, but showing not an entire keyboard but a single key 1, in more detail than in Fig. 8.
  • the Start - And endpoints 6 and 7 of the sensor surface 5 are shown in dashed lines.
  • the sensor data becomes the evaluation circuit
  • the output data from the evaluation circuit 20 are converted into a communication tion interface 23, which is shown here as a separate unit, but also with the evaluation circuit 20 may be summarized, as shown in Fig. 8. From the communication interface 23, the data is transmitted to the external sound generator 19.
  • the area on which a finger of the musician currently rests is identified by a circle and by an arrow F.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

In the case of a music input device, having a plurality of movably mounted keys arranged in combination to form a keyboard, sensor means which each sense the movement of a key, connection means for transmitting the sound data produced by the operation of the keys to a synthetic tone generator, and a sensor arrangement which senses the surface of the keys such that the sensor arrangement can be used to sense the position of an article, such as a human finger, resting on a key, the invention proposes that the sensor arrangement have an associated evaluation circuit which converts the sensor data into output signals which can be supplied to the synthetic tone generator.

Description

"Musikeingabegerät"  "Music Input Device"
Beschreibung: Description:
Die Neuerung betrifft ein Musik-Eingabegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The innovation relates to a music input device according to the preamble of claim 1.
In der heutigen Musikwelt sind aus der Praxis mehrere unterschiedliche Typen von Eingabeelementen bekannt, die es dem Benutzer ermöglichen, einem Computer oder Synthesizer Noten und weitere Informationen zuspielen zu können. Als klassisches Konzept der Noteneingabe besteht nach wie vor ein Tastenfeld, wie es als Klavier-Tastatur verwendet wird und welches auch als Klaviatur oder„Keyboard" bezeichnet wird. Die Tonerzeugung erfolgt dabei nicht mechanisch mittels der Taste, indem diese beispielsweise gegen einen Gegenstand anschlägt, der einen Ton abgibt, sondern die Bewegung der Taste wird sensorisch er- fasst, und die vom Sensor erzeugten Tondaten, also das vom Sensor erzeugte Sensorsignal, werden über geeignete Anschlussmittel zu dem erwähnten Computer oder Synthesizer ü- bertragen, wo dann die eigentliche Klangerzeugung erfolgt. In today's music world, several different types of input elements are known in the art, allowing the user to play notes and other information to a computer or synthesizer. As a classical concept of note input, there is still a keyboard as it is used as a piano keyboard, which is also referred to as a keyboard or "keyboard." The sound is not generated mechanically by means of the key, for example, by striking against an object, which emits a sound, but the movement of the key is detected by sensors, and the sound data generated by the sensor, that is, the sensor signal generated by the sensor are transferred via suitable connection means to the aforementioned computer or synthesizer, where then the actual sound generation takes place ,
Gattungsgemäße, aus der Praxis bekannte und am Markt verfügbare und eine Klaviatur aufweisende Musik-Eingabegeräte besitzen jeweils höchstens zwei„Ebenen" der Dateneingabe pro Taste: Der Benutzer erhält als erste Ebene in jedem Fall die Kontrolle über die Tonhöhe in Abhängigkeit davon, welche Taste er betätigt. Hierzu kann auf vielerlei fachübliche Weise, beispielsweise durch zwei elektrische Kontakte, eine Lichtschran- ke, einen induktiven Näherungssensor oder dergleichen, rein qualitativ erfasst werden, dass die Taste betätigt wird. Bei höherwertigen Tastaturen wird als zweite Ebene auch der Anschlag erfasst, also die Tastenbetätigung quantitativ erfasst und die Geschwindigkeit ermittelt, mit welcher die Taste niedergedrückt wird. Mittels des Anschlags können dann bestimmte Parameter beeinflusst werden wie z. B. die Lautstärke der gespielten Note. Der Musiker hat somit die Option, pro gespielter Note die Tonhöhe und einen einzigen klangformenden Parameter - nämlich über den Tastenanschlag - zu kontrollieren. Der Wert des Tastenanschlags ist dabei individuell und bezieht sich nur auf die Note die durch die Tonhöhe definiert wurde. Generic, known from practice and available on the market and a keyboard having music input devices each have at most two "levels" of data entry per key: the user receives the first level in any case, the control of the pitch depending on which key he For this purpose, a photocell can be used in many conventional ways, for example by means of two electrical contacts. ke, an inductive proximity sensor or the like, are detected purely qualitatively that the button is pressed. With higher-quality keyboards, the second level is also the stop detected, thus quantitatively detecting the key operation and determines the speed at which the key is depressed. By means of the stop then certain parameters can be influenced such. For example, the volume of the played note. The musician thus has the option to control the pitch and a single sound-shaping parameter per keystone played - namely via the keystroke. The value of the keystroke is individual and refers only to the note defined by the pitch.
Heutige Klangerzeuger bieten aber fast unendlich viele Möglichkeiten der Klangformung und fast jede Möglichkeit bietet wiederum Parameter die sich während des Spiels verändern lassen. Moderne Klaviaturen, die nur dem Zweck dienen, einem Klangerzeuger Noten zuzuspielen, weisen daher meist mehrere Regler auf, mit denen man die jeweiligen Parameter beeinflussen kann ohne, im Falle eines z.B. Software-Klangerzeugers, eine Computer-Maus benutzen zu müssen. Die Handhabung einer Computer-Maus würde das Spiel stark stören. Jedoch auch bei Verwendung der erwähnten Regler muss der Benutzer des Klangerzeugers mindestens eine Hand von der Klaviatur nehmen. Ein durchgehendes beidhändiges Spielen mit gleichzeitiger Parameter-Kontrolle ist nicht möglich. Today's sound generators offer almost infinite possibilities for sound shaping and almost every possibility offers parameters that can be changed during the game. Modern keyboards, which serve only the purpose of playing notes to a tone generator, therefore usually have several controls with which one can influence the respective parameters without, in the case of e.g. Software sound generator to use a computer mouse. Handling a computer mouse would greatly disrupt the game. However, even with the use of the mentioned controller, the user of the tone generator must remove at least one hand from the keyboard. A continuous ambidextrous playing with simultaneous parameter control is not possible.
Bekannte synthetischer Klangerzeuger arbeiten dabei wie folgt: Spielt man dem Erzeuger eine Note zu, wird diese als Ton ausgegeben, wobei der Ton durch die vielen Parameter, die bei einem synthetischer Klangerzeuger veränderbar sind, genauestens geformt werden kann. Wird dann eine zweite Note zu der ersten hinzugefügt, wird auch diese in einen Ton gewandelt und besitzt dieselben Klangeigenschaften wie die erste Note. Soll nun jedoch der Klang verändert werden, und modifiziert der Spieler systematisch ein paar Parameter des Klangs, so ist diese Veränderung für jede folgende Note gleich. Moderne Klangerzeuger bieten zwar theoretisch die Möglichkeit der unterschiedlichen Klangformung für jede einzelne gespielte Note, es ist jedoch kein Eingabegerät auf dem Markt erhältlich, das diese durchaus sehr kreative Funktion so umsetzen kann, dass sich dies in den Spielfluss einbauen ließe. Known synthetic tone generators work as follows: Playing the producer a note, this is output as a sound, the sound can be accurately formed by the many parameters that are changeable in a synthetic sound generator. If a second note is then added to the first, it will also be converted to a note and will have the same sound characteristics as the first note. However, if the sound is to be changed, and the player systematically modifies a few parameters of the sound, then this is Change for each successive note the same. Theoretically, modern tone generators offer the possibility of different tone shaping for each individual note played, but there is no input device available on the market that can implement this very creative function in such a way that this can be incorporated into the flow of the game.
Aus der EP 2 073 194 A1 ist ein elektronisches Musikinstrument bekannt, bei dem in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betätigungen derselben Taste die jeweils erzeugten Töne moduliert werden können. Die Tasten sind dazu innerhalb der Tastatur in mehreren Richtungen beweglich elastisch gelagert, so dass sie dem Spieler mehr Freiheiten bieten als herkömmliche Tasten, die lediglich niedergedrückt werden können. Die Erfassung, wie die jeweils betätigte Taste innerhalb der Tastatur bewegt wird, kann beispielsweise erfolgen, indem die Tasten mit Dehnungsmessstreifen versehen sind. An electronic musical instrument is known from EP 2 073 194 A1, in which the respectively generated tones can be modulated as a function of different actuations of the same key. For this purpose, the keys are movably elastically supported in several directions within the keyboard, so that they offer the player more freedom than conventional keys, which can only be pressed down. The detection of how the respective actuated key is moved within the keyboard, for example, can be done by the keys are provided with strain gauges.
Aus der US 2008 / 0141 847 A1 ist eine weitere Anwendung von Sensoren an einer Tastatur eines elektronischen Musikgerätes bekannt: unterschiedliche Sensorsysteme können Anwendung finden, um die Annäherung eines Fingers an eine Taste zu erfassen. Die automatische Erfassung dieser Annäherung wird genutzt, um eine äußere Kraft auf die Taste auszuüben, noch bevor der Finger die Taste berührt. Hierdurch kann das dem Spieler vermittelte„Spielgefühl" der Taste bzw. der gesamten Tastatur beeinflusst werden. Unabhängig von der tatsächlichen mechanischen Konstruktion der Tastatur kann dem Spieler das gleiche mechanische Spielgefühl vermittelt werden, wie sie eine Tastatur eines herkömmlichen, akustischen Musikgerätes vermittelt, wo die Tastenanschläge sich innerhalb derselben Tastatur in Abhängigkeit von der dem Durchmesser der Saiten und / oder von der Größe und dem Gewicht der auf die Saiten auftreffenden Hämmer unterscheiden, was wiederum von der jeweiligen Tonhöhe abhängt, die der jeweiligen Taste zugeordnet ist. Der Vorschlag der US 2008 / 0141 847 A1 zielt darauf ab, die sensorische Erfassung der Annäherungen der Finger an die Tasten ausschließlich für eine Steuerung innerhalb der Tastatur selbst zu verwenden, nämlich um die Bewegungswiderstände der Tasten zu beeinflussen. Da sensorisch die Fingerposition auf der Taste erfassbar ist, stellt diese Druckschrift den nächstkommenden Stand der Technik dar. US 2008/0141 847 A1 discloses a further application of sensors to a keyboard of an electronic music device: different sensor systems can be used to detect the approach of a finger to a key. The automatic detection of this approach is used to exert an external force on the key even before the finger touches the key. Regardless of the actual mechanical construction of the keyboard, the player may be taught the same mechanical feel as that imparted to a keyboard of a conventional acoustic music device where the Keystrokes differ within the same keyboard depending on the diameter of the strings and / or the size and weight of the hammers striking the strings, which in turn depends on the particular pitch associated with the particular key. The proposal of US 2008/0141 847 A1 aims to use the sensory detection of the finger approaches to the keys solely for control within the keyboard itself, namely to influence the moving resistance of the keys. Since the finger position on the key can be sensed by sensors, this document represents the closest prior art.
Aufgabe task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Musik-Eingabegerät dahingehend zu verbessern, dass es pro Taste die Eingabe einer größeren Menge an Informationen ermöglicht, wobei der Benutzer die Hände an den Tasten belassen kann. The invention has for its object to improve a generic music input device to the effect that it allows per key to enter a larger amount of information, the user can leave his hands on the keys.
Lösung solution
Diese Aufgabe wird durch ein Musik-Eingabegerät nach Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a music input device according to claim 1.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die Tasten mit Sensoren auszustatten, welche es ermöglichen, die Position der Finger entlang der Oberfläche der jeweiligen Taste zu bestimmen. Es wird also die Fingerbewegung erst erfasst, wenn der Finger die Taste berührt. Dabei wird nicht die Bewegung der Taste sensorisch ermittelt, sondern die Bewegung des Fingers auf der Taste, also beispielsweise, wo der Finger auf die Taste auftrifft, oder ob er auf der Taste seitlich abrollt oder auf der Taste in deren Längsrichtung entlang streicht. In other words, the invention proposes to equip the keys with sensors which make it possible to determine the position of the fingers along the surface of the respective key. Thus, the finger movement is detected only when the finger touches the key. It is not the movement of the button is determined by the sensor, but the movement of the finger on the key, so for example, where the finger strikes the key, or whether it rolls on the key side or along the button along the longitudinal direction.
Mittels einer einfachen Sensorik kann beispielsweise zunächst rein qualitativ erfasst werden, ob die Taste überhaupt betätigt wird oder nicht. Beispielsweise kann optisch erfasst werden, ob sich die Taste in ihrer nicht betätigten Ruhestellung befindet, o- der ob sie demgegenüber abgesenkt wurde. Über Lichtreflexio- nen lässt sich eine derartige Auslenkung der Taste aus ihrer Ruhestellung hochgenau automatisch erfassen. Bewegungen oberhalb der Taste, selbst wenn sie von einem geeigneten Sensor bereits erfasst werden, können daher mittels einer elektronischen Steuerung ausgefiltert werden und müssen nicht bereits zu eventuell unerwünschten Störgeräuschen führen, bevor die Taste betätigt wird. Eine differenziertere, quantitative Auswertung der Sensorsignale erfolgt erst, wenn die jeweilige Taste betätigt wird, also aus ihrer Ruhestellung ausgelenkt wird: By means of a simple sensor system, for example, it is first possible to record purely qualitatively whether the key is actuated at all or not. For example, it can be optically detected whether the key is in its non-actuated rest position, or whether it has been lowered in contrast. About light reflections NEN such deflection of the key from its rest position can be detected with high accuracy automatically. Movements above the key, even if they are already detected by a suitable sensor, can therefore be filtered out by means of an electronic control and do not already have to lead to any unwanted noise before the key is pressed. A differentiated, quantitative evaluation of the sensor signals takes place only when the respective key is actuated, that is deflected out of its rest position:
Eine Hardware, die eine elektronische Auswertungsschaltung enthält, übernimmt dann das Auslesen der Sensoren, wandelt die erkannte Fingerposition in elektronische Daten und diese werden zu einem synthetischen Klangerzeuger weitergeleitet, beispielsweise mittels des öffentlichen OSC-Protokolls. Der Klangerzeuger kann dabei außerhalb des vorschlagsgemäßen Musik-Eingabegeräts vorgesehen sein, so dass das Musik- Eingabegerät im wesentlichen die Komponenten„Tastatur, Sensoranordnung, und Auswertungsschaltung" aufweist. Der Klangerzeuger kann alternativ jedoch in demselben Gerät vorgesehen sein wie die genannten Komponenten, beispielsweise wenn das Gerät als so genannter Synthesizer ausgestaltet ist. Das vorschlagsgemäße Musik-Eingabegerät weist in jedem Fall Anschlussmittel auf, um die Tondaten, die aus der Tastenbetätigung resultieren, zum Klangerzeuger leiten zu können. Erfindungsgemäß ausgestaltete Tasten bzw. ganze Klaviaturen bieten dem Benutzer zu den herkömmlichen Ebenen der Informationseingabe, sprich Tonhöhe und Anschlag, nun eine weitere Eingabemöglichkeit über die Position des Fingers auf der Tastenoberfläche. Der Benutzer kann damit Parameter nahezu beliebiger Art kontrollieren, ohne dabei die Finger von den Tasten nehmen zu müssen. Der Spielfluss wird somit nicht unterbrochen. A hardware containing an electronic evaluation circuit then takes over the reading of the sensors, converts the detected finger position into electronic data and these are forwarded to a synthetic sound generator, for example by means of the public OSC protocol. The sound generator may be provided outside of the proposed music input device, so that the music input device essentially comprises the components "keyboard, sensor array, and evaluation circuit." However, the sound generator may alternatively be provided in the same device as the aforementioned components, for example The proposed music input device has in each case connection means in order to be able to guide the sound data resulting from the key operation to the sound generator Levels of information input, ie pitch and stroke, now another way to input the position of the finger on the key surface, allowing the user to control parameters of almost any kind, without having to take their fingers off the keys s is thus not interrupted.
Der Musiker erhält über eine Klaviatur ohnehin schon die Kontrolle über die Tonhöhe und den Anschlag. Mit der Vorschlags- gemäß ausgestalteten Tastatur, die Tasten mit einer beispielsweise als„aktiv" bezeichneten Tastenoberfläche aufweisen, kommt dann noch die Position der Finger auf der Tastenoberfläche hinzu und es können während des Haltens einer Note Be- wegungen auf der Tastenoberfläche ausgeführt werden. Das alles lässt sich dann in Daten umwandeln, die letztendlich die klangformenden Parameter jeder einzelnen Note steuern können. The musician already has control over the pitch and the attack via a keyboard anyway. With the proposal according to the designed keyboard, which have keys with a key surface called "active" for example, then the position of the fingers on the key surface is added and movements on the key surface can be carried out while holding a note into data that can ultimately control the sound-shaping parameters of each note.
Mit der aktiven Tastenoberfläche erhält der Benutzer nun eine weitere Ebene der individuellen Klangformung pro gespielter Note, so dass Töne, die mittels eines synthetischen Klangerzeugers erzeugt wurden, lebendiger daherkommen können. Man kann nun über den Tastenanschlag z. B. die Lautstärke des erzeugten Klangs kontrollieren und über die aktive Tastenoberfläche, z. B. über die Position des Fingers auf der Oberfläche zu dem Zeitpunkt an dem der Klang ausgelöst wurde, die„Klangfarbe". Wird die Note gehalten ließe sich dann durch Bewegung auf der O- berfläche ein weiterer Parameter kontrollieren. So wäre es möglich, jede Note in ihrer Tonhöhe individuell ein wenig zu verändern, was bisher auch nur für alle Noten gleichzeitig über ein sogenanntes„Pitch-Wheel" möglich ist. With the active button surface, the user now gains another level of custom sound shaping per played note, so sounds produced by a synthetic sound generator can come to life more vividly. You can now on the keystroke z. B. control the volume of the sound produced and the active button surface, z. For example, the position of the finger on the surface at the time the sound was sounded, the "timbre." Holding the note would allow another parameter to be controlled by moving it on the surface Individual note to change in their pitch individually a little, which so far only for all notes at the same time via a so-called "pitch wheel" is possible.
Anhand der rein schematischen Darstellungen von Detail- Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Einzelne technische Merkmale wie z. B. die verwendeten Materialien oder die Ausgestaltung der Tasten und Sensoren sind dabei nicht notwendigerweise an andere technische Merkmale gebunden, die in demselben Zusammenhang beschrieben werden. Vielmehr können einzelne der beschriebenen Merkmale auch einzeln verwirklicht oder anders miteinander kombiniert werden. In den Zeichnungen zeigt: Based on the purely schematic representations of detail embodiments, the invention is explained in more detail below. Individual technical features such. As the materials used or the design of the buttons and sensors are not necessarily bound to other technical features that are described in the same context. Rather, individual of the features described can also be realized individually or combined with each other. In the drawings shows:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf zwei benachbarte Fig. 1 is a schematic plan view of two adjacent
Tasten einer Tastatur,  Keys on a keyboard,
Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Taste, Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch die Taste von Fig. 2, 2 shows a vertical longitudinal section through a button, 3 is a vertical cross section through the key of Fig. 2,
Fig. 4 eine Taste mit einer langen Sensorplatine,  4 shows a button with a long sensor board,
Fig. 5 eine Taste mit einer kurzen Sensorplatine, 5 shows a button with a short sensor board,
Fig. 6 eine Anordnung zweier separater Sensor- und Anschlussplatinen, 6 shows an arrangement of two separate sensor and terminal boards,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht auf ein Musikeingabegerät,  7 is a perspective view of a music input device,
Fig. 8 eine schematische Ansicht des Musikeingabegerätes in Art eines Blockschaltbildes, und  Fig. 8 is a schematic view of the music input device in the manner of a block diagram, and
Fig. 9 eine schematische Ansicht in Art eines Blockschaltbildes, welches eine Taste detaillierter als in Fig. 8 darstellt.  Fig. 9 is a schematic view in the manner of a block diagram illustrating a key in more detail than in Fig. 8.
Für die vorschlagsgemäß vorgesehene Erfassung der Fingerpositionen kann ein Sensor vorteilhaft wie in den folgenden Absätzen beschrieben ausgestaltet sein: For the proposed provision of the finger positions, a sensor may advantageously be designed as described in the following paragraphs:
Für die Integration eines Sensor in ein Musikinstrument ist einer der wichtigsten Punkte die Geschwindigkeit, mit der ein Sensor arbeitet. Die Zeit zwischen Erfassung der Fingerposition und der abgeschlossenen Übermittlung der Positionsdaten muss vorzugsweise so gering wie möglich sein. Reaktionszeiten von mehr als einer Millisekunde sind nachteilig. For integrating a sensor into a musical instrument, one of the key points is the speed with which a sensor works. The time between detection of the finger position and the completed transmission of the position data must preferably be as small as possible. Reaction times of more than a millisecond are disadvantageous.
Die als„Sensorfläche" bezeichnete Fläche, auf weiche der Sensor die jeweilige Fingerposition erfasst, ist natürlicherweise begrenzt. Alle gemessenen, also sensorisch erfassten Positionen des Fingers können nur innerhalb dieser Sensorfläche liegen. Je nach Nutzung der Sensordaten muss es auch einen Start- und Endpunkt geben. Berührt der Benutzer die Sensorfläche am Startpunkt, so wird der Wert„0" übermittelt. Der Wert der übermittelt werden soll, wenn der Benutzer den Endpunkt berührt, beträgt vorzugsweise mindestens„127", so dass sich eine Auflösungsgenauigkeit innerhalb der Sensorfläche von 7 Bit ergibt. Auflösungen von mehr als 7 Bit sind vorteilhaft und werden somit bevorzugt. Auflösungen von weniger als 7 Bit sind hingegen nachteilig, da die Kompatibilität der Weiterverarbeitung dann gefährdet wäre, denn es müssten Punkte interpoliert werden, was letztendlich zu einer Ungenauigkeit von x-Bit führen würde, mit „x" als Differenz zwischen den 7 Bit und dem jeweiligen, darunter liegenden Wert. Naturally, the area on which the sensor detects the respective finger position is naturally limited.All measured, ie sensory, finger positions can only lie within this sensor area, and depending on the sensor data, it must also have a start and end point If the user touches the sensor surface at the starting point, the value "0" is transmitted. The value to be communicated when the user touches the endpoint is preferably at least "127" so that there is a resolution accuracy within the sensor area of 7 bits, resolutions greater than 7 bits are advantageous and thus become prefers. On the other hand, resolutions of less than 7 bits are disadvantageous since the compatibility of the further processing would then be jeopardized because points would have to be interpolated, which would ultimately lead to an inaccuracy of x bits, with "x" as the difference between the 7 bits and the respective, underlying value.
Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf zwei benachbarte Tasten 1 und 2 der Tastatur, wobei wie bei einer klassischen Klaviatur eine kürzere schwarze Taste 2 neben bzw. hinter einer längeren weißen Taste 1 angeordnet ist. Da nur ein vorderer, breiterer Abschnitt 3 der weißen Taste 1 zur Notenerzeugung verwendet wird, kann gegebenenfalls auch nur dieser vordere, breitere Abschnitt 3 als„Taste" bezeichnet werden, während ein hinterer, schmalerer Abschnitt 4 der weißen Taste 1 in diesem Fall als„Tastenhalter" oder„Ausleger" od. dergl. bezeichnet werden kann. In Anlehnung an die schwarzen und weißen Tasten einer herkömmlichen Klaviatur werden auch nachfolgend die Tasten 1 und 2 einer vorschlagsgemäßen Tastatur als„schwarz" und„weiß" bezeichnet, selbst wenn sie eine andere oder keine unterschiedliche Farbgebung aufweisen sollten. Fig. 1 shows a schematic plan view of two adjacent keys 1 and 2 of the keyboard, with a shorter black key 2 is arranged next to or behind a longer white key 1 as in a classic keyboard. Since only a front, wider section 3 of the white key 1 is used for note generation, if appropriate only that front, broader section 3 may be referred to as a "key", while a rear, narrower section 4 of the white key 1 in this case is referred to as "key". According to the black and white keys of a conventional keyboard, the keys 1 and 2 of a keyboard according to the proposal are also referred to below as "black" and "white", even if they have a should have different or no different colors.
Eine Sensorfläche 5 erstreckt sich jeweils von einem Startpunkt 6, dem der Wert 0 zugeordnet ist, bis zu einem Endpunkt 7, dem ein Wert von wenigstens 127 zugeordnet ist, so dass die Auflösung über die Sensorfläche 5 wenigstens 7 Bit beträgt. A sensor surface 5 extends in each case from a starting point 6, which is assigned the value 0, to an end point 7, to which a value of at least 127 is assigned, so that the resolution across the sensor surface 5 is at least 7 bits.
Wenn ein Benutzer der Tastatur eine Taste 1 , 2 bespielt und seinen Finger innerhalb der Sensorftäche 5 positioniert, registriert der Sensor die Position und gibt diese als Wert weiter, der dann im Bereich zwischen„0" und dem Maximalwert von wenigstens„127" liegt. Im Zusammenhang mit den somit wenigstens 128 verschiedenen Positionen und einer Länge der Sensorftäche 5 von beispielsweise 6 cm ergibt sich eine Positionserfassung mit einer Genauigkeit von mehr als 0,5 mm. Das eigentliche Erfassen der Fingerposition kann auf unterschiedliche Weise ermöglicht werden. Unter anderem aus ästhetischen Gründen sowie zugunsten einer problemlosen Reinigungsmöglichkeit und einer Verschleißfreiheit können die Sensoren vorteilhaft hinter einer Scheibe angeordnet sein, welche die Oberfläche der Taste 1 , 2 bildet und relativ dünn ausgestaltet sein kann. Die Scheibe kann beispielsweise aus Glas, einem Keramikwerkstoff oder aus Kunststoff bestehen. Sie kann eingefärbt sein, beispielsweise in Anlehnung an die Farbgebung einer klassischen Klaviatur, und ihre Oberfläche, welche die Kontaktfläche für den Benutzer darstellt, kann einen Rauhigkeitsgrad aufweisen, welcher der Taste eine angenehme Haptik verleiht, beispielsweise ebenfalls angelehnt an die Ausgestaltung einer klassischen Klaviatur, so dass dem Benutzer ein vertrautes Spielgefühl vermittelt werden kann und zusätzlich die erweiterten Möglichkeiten der vorschlagsgemäßen Tastatur geboten werden können. When a user of the keyboard records a key 1, 2 and positions his finger within the sensor pocket 5, the sensor registers the position and passes it on as a value which is then in the range between "0" and the maximum value of at least "127". In connection with the thus at least 128 different positions and a length of the sensor surface 5 of, for example, 6 cm, a position detection results with an accuracy of more than 0.5 mm. The actual detection of the finger position can be made possible in different ways. Among other things, for aesthetic reasons and in favor of easy cleaning and freedom from wear, the sensors can advantageously be arranged behind a disc, which forms the surface of the button 1, 2 and can be made relatively thin. The disc may for example consist of glass, a ceramic material or plastic. It may be colored, for example, based on the color of a classical keyboard, and its surface, which represents the contact surface for the user, may have a degree of roughness, which gives the button a pleasant feel, for example, also based on the design of a classic keyboard, so that the user a familiar feel can be taught and in addition the extended possibilities of the proposed keyboard can be offered.
Für die Länge der Sensorfläche 5 gibt es kein genau vorgeschriebenes Maß. Beispielsweise kann die Sensorfläche wenigstens 3 cm lang sein, um es dem Musiker zu ermöglichen, überhaupt mit ausreichender Wiederholgenauigkeit bewusst bestimmte Stellen der Taste anspielen zu können. Jedoch ermöglichen längere Sensorflächen 5 auch für stark grobmotorische Benutzer eine präzise Nutzung der Sensorfläche 5. Je kürzer die Sensorfläche 5 eines Sensors ausfällt, desto genauer muss nämlich die Fingerbewegung ausgeführt werden, wenn die Sensorfläche 5 in beiden Fällen in gleich viele Abschnitte unterteilt ist. Je länger die Sensorfläche 5 ist, desto ungenauer kann folglich die Fingerbewegung ausgeführt werden, um dennoch das selbe Sensorsignal zu erzeugen und somit den selben musikalischen Effekt zu bewirken. Daher kann die Sensorfläche 5 vorteilhaft einen möglichst großen Anteil der Taste ausmachen. In Anlehnung an die in der Praxis üblichen Abmessungen von Klaviertastaturen kann die Länge der Sensorfläche 5 daher etwa 6 cm betragen. Die Tasten können vorteilhaft wie in den folgenden Absätzen beschrieben ausgestaltet sein: For the length of the sensor surface 5, there is no exactly prescribed measure. For example, the sensor surface may be at least 3 cm long to allow the musician to be able to consciously play certain parts of the key with sufficient repeatability at all. However, longer sensor surfaces 5 allow precise use of the sensor surface 5, even for strongly coarse-motor users. The shorter the sensor surface 5 of a sensor fails, the more precisely the finger movement must be carried out if the sensor surface 5 is divided into the same number of sections in both cases. Consequently, the longer the sensor surface 5 is, the less accurate can the finger movement be carried out, in order nevertheless to generate the same sensor signal and thus to produce the same musical effect. Therefore, the sensor surface 5 can advantageously make up the largest possible proportion of the key. Based on the customary in practice dimensions of piano keyboards, the length of the sensor surface 5 may therefore be about 6 cm. The keys may advantageously be configured as described in the following paragraphs:
Grundsätzlich ist jede denkbare bzw. technisch mögliche Anordnung der Tasten 1 , 2 verwendbar. Allerdings ist die Anordnung der Tasten in der Art einer herkömmlichen Klaviatur vorteilhaft, weil deren Bedienung vielen Musikern ohnehin bekannt ist, und weil dann die im wesentlichen stets gleichen Handgriffe genutzt werden können, um vielseitig musizieren zu können und beispielsweise ein klassisches Klavier, ein sogenanntes Keyboard, oder eine vorschlagsgemäße Tastatur zu bedienen. Dementsprechend können vorteilhaft unterschiedlich farbig gestaltete Tasten entsprechend den weißen und den schwarzen Tasten einer herkömmlichen Klaviatur vorgesehen sein. Dabei werden in an sich bekannter Weise von den weißen Tasten 1 drei sich in der Form leicht unterscheidende Ausführungen verwendet, damit die schwarzen Tasten 2 in den Zwischenräumen der weißen Tasten 1 angeordnet werden können. Die Klaviatur kann vorteilhaft an ihrer dem Benutzer zugewandten Kopfseite eine abgeschlossene Ebene bilden, wie dies von einer herkömmlichen Klaviatur bekannt ist. tn den letzten Jahren werden zunehmend Klaviaturen gefertigt, deren Tasten aus Kunststoff bestehen. Die Funktionalität ist zwar so gewährleistet, das Spielgefühl ist jedoch beeinträchtigt, was insbesondere Musiker bemerken und bemängeln, die viele Stunden musizieren und sich dementsprechend an eine bestimmte Haptik der Tasten gewöhnt haben. Vorschlagsgemäß soll daher ein hochwertiges Material, aus dem die Tasten 1, 2 und insbesondere die bespielten Tastenoberflächen 8 bestehen, Verwendung finden und ein hochwertiges Spielgefühl vermitteln. Es kann daher vorgesehen sein, Kunststoff als Tastenmaterial möglichst zu vermeiden oder spezielle Kunststoffe zu verwenden, welche die gewünschte Haptik bieten. Die Sensoren können vorteilhaft wie in den folgenden Absätzen beschrieben ausgestaltet sein: In principle, any conceivable or technically possible arrangement of the keys 1, 2 can be used. However, the arrangement of the keys in the manner of a conventional keyboard is advantageous because their operation is known to many musicians anyway, and because then the essentially always the same handles can be used to make versatile music and, for example, a classical piano, a so-called keyboard , or a proposed keyboard to use. Accordingly, advantageously differently colored buttons can be provided corresponding to the white and the black keys of a conventional keyboard. Here, in a conventional manner of the white keys 1 three slightly different in the form of embodiments used so that the black keys 2 can be arranged in the interstices of the white keys 1. The keyboard can advantageously form a closed plane on its head side facing the user, as is known from a conventional keyboard. Over the last few years, keyboards are increasingly being produced whose buttons are made of plastic. The functionality is indeed guaranteed, but the feel is impaired, which in particular musicians notice and complain that make many hours of music and have accordingly adapted to a specific feel of the keys. According to the proposal, therefore, a high-quality material from which the keys 1, 2 and in particular the recorded key surfaces 8 exist, find use and convey a high-quality feel. It may therefore be envisaged to avoid plastic as a key material as far as possible or to use special plastics which provide the desired feel. The sensors may advantageously be designed as described in the following paragraphs:
Vorteilhaft wird eine Sensor-Technologie verwendet, die eine berührungslose Positionsbestimmung der Finger ermöglicht. Somit wird eine sehr große konstruktive Freiheit bei der Ausgestaltung der Tastenoberflächen 8 ermöglicht, so dass beispielsweise Materialien genutzt werden können, welche die gewünschten hapti- schen Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise können kapazitive Sensoren verwendet werden, die mittels eines elektromagnetischen Felds die Fingerpositionen durch unterschiedliche Materialien hindurch erkennen können. Auch was die weiter o- ben erwähnte Reaktionsgeschwindigkeit angeht, sind kapazitive Sensoren gut geeignet. Advantageously, a sensor technology is used, which allows a non-contact position determination of the fingers. Thus, a very large constructive freedom in the design of the key surfaces 8 is made possible, so that for example materials can be used, which have the desired haptic properties. For example, capacitive sensors can be used which can detect the finger positions through different materials by means of an electromagnetic field. As far as the reaction rate mentioned above is concerned, capacitive sensors are also well suited.
Mittels kapazitiver Sensoren lassen sich auch verschiedenste Formen und Funktionen aufbauen. So kann beispielsweise eine ringförmige Sensorfläche 5 aufgebaut werden, die ähnlich wie ein Dreh-Ring funktioniert, wie dies beispielsweise von dem weltbekannten Produkt„iPod" der Firma Apple Inc. bekannt ist. Ein dort verwendeter sogenannter kapazitiver„Slider" muss nicht zwingend als Ring ausgeführt werden, so dass er, als gerade verlaufender Streifen, für den Einsatz in einer vorschlagsgemäß ausgestalteten Taste geeignet ist. Der Bereich, der dann als Sensorfläche 5 sensorisch erfasst werden kann, hängt von der Länge des Streifens ab. Die Positionen, die der Sensor erfassen kann, liegen in Längsrichtung des Streifens und beschränken sich auf diese Längsachse, so dass die sensorische Erfassung eindimensional erfolgt, was den Sensor für den vorschlagsgemäß vorgesehenen Zweck in einer Klaviatur-Taste als gut geeignet erscheinen lässt. Capacitive sensors can also be used to build a wide variety of shapes and functions. Thus, for example, an annular sensor surface 5 can be constructed which functions in a manner similar to a rotary ring, as is known, for example, from the world-famous product "iPod" from Apple Inc. A so-called capacitive "slider" used there does not necessarily have to be a ring be executed so that it is suitable as a straight running strip, for use in a proposed designed according key. The area, which can then be sensed as sensor area 5, depends on the length of the strip. The positions that the sensor can detect lie in the longitudinal direction of the strip and are limited to this longitudinal axis, so that the sensory detection takes place one-dimensionally, which makes the sensor appear to be well suited for the intended purpose in a keyboard key.
An Stelle der erwähnten kapazitiven Sensoren können andere Sensoren verwendet werden, wobei vorzugsweise die Fingerposition berührungslos erfasst wird. Somit muss nämlich die Oberfläche der Taste nicht der Oberfläche des eigentlichen Sensors entsprechen. Damit besteht eine größere konstruktive Freiheit in der Gestaltung der Tastenoberfläche und in der Wahl des verwendeten Sensors. Beispielsweise können statt kapazitiver auch Sensoren verwendet werden, welche an einer Stelle außerhalb der Taste angeordnet sind und die Fingerposition optisch erfassen. Instead of the aforementioned capacitive sensors, other sensors can be used, wherein preferably the finger position is detected without contact. Thus, the surface of the button does not have to be the surface of the actual sensor correspond. This provides greater freedom of design in the design of the key surface and in the choice of the sensor used. For example, instead of capacitive sensors can also be used, which are arranged at a location outside the button and detect the finger position optically.
Mit der Sensorfläche 5 wird der Bereich einer Taste beschrieben, der mittels des Sensors auf Fingerkontakt überwacht werden kann. Vorteilhaft sind die Sensorflächen 5 der„schwarzen" und der„weißen" Tasten gleich groß. Es ist nämlich aus Gründen der möglichst unkomplizierten Spielbarkeit wichtig, dass ein Wert, aufgerufen durch eine Position auf einer weißen Taste, auch durch die vergleichbare Position auf einer schwarzen Taste aufgerufen werden kann und diese Position nicht einen zur weißen Taste unterschiedlichen Wert hervorruft. With the sensor surface 5, the area of a button is described, which can be monitored by means of the sensor on finger contact. Advantageously, the sensor surfaces 5 of the "black" and the "white" keys are the same size. Namely, for the sake of the easiest playability possible, it is important that a value called by a position on a white key can also be called by the comparable position on a black key and this position does not cause a value different from the white key.
Bei den weißen Tasten 1 , die ja länger sind als die schwarzen Tasten 2, befindet sich die Sensorfläche 5 im unteren bzw. vorderen, also dem Benutzer zugewandten Abschnitt 3 der gesamten Taste 1. Ein weiterführen der Sensorfläche 5 über die gesamte Länge der weißen Taste 1 , also auch über den hinteren Abschnitt 4, der als„Tastenhalter" oder„Ausleger" od. dergl. bezeichnet werden kann, muss nicht vorgesehen sein, da dieser Abschnitt 4 der weißen Taste 1 den Zwischenraum zwischen den schwarzen Tasten 2 darstellt und von den Fingern schwer erfasst werden kann, wie auch anhand von Fig. 1 ersichtlich ist. Die Sensorfläche 5 beginnt also jeweils am Kopf einer weißen Taste 1 und endet nach ca. 6 cm, also beispielsweise vor der in Fig. 1 ersichtlichen Einkerbung, die den Platz schafft zur Anordnung der benachbarten schwarzen Taste 2. In the case of the white keys 1, which are longer than the black keys 2, the sensor surface 5 is located in the lower or front, ie the user-facing section 3 of the entire key 1. Continue the sensor surface 5 over the entire length of the white key 1, including the rear portion 4, which can be referred to as "key holder" or "boom" od. Like., Does not have to be provided, since this section 4 of the white key 1 represents the gap between the black keys 2 and the fingers can be difficult to detect, as can be seen also with reference to FIG. 1. The sensor surface 5 thus begins at the head of a white button 1 and ends after about 6 cm, so for example before the apparent in Fig. 1 notch, which creates the space for the arrangement of the adjacent black button. 2
Die schwarzen Tasten 2 könnten jeweils auf ihrer gesamten Länge mit einer Sensorfläche 5 versehen werden, da die Oberflächen der schwarzen Tasten über ihre gesamte Länge gut zugänglich sind. Jedoch ist vorteilhaft die Länge der Sensorfläche 5 auf den schwarzen Tasten identisch mit derjenigen der weißen Tasten. Die Sensorfläche 5 beträgt somit auch bei den schwarzen Tasten ca. 6 cm, beginnt an dem zum Benutzer zugewandten Ende der Taste und endet im oberen Drittel der schwarzen Taste. Somit ist - wie oben als vorteilhaft erwähnt - gegeben, dass ein Sensor-Wert, der durch eine Position des Fingers auf einer weißen Taste hervorgerufen wurde, auch durch die vergleichbare Position des Fingers auf einer schwarzen Taste hervorgerufen wird. The black keys 2 could each be provided with a sensor surface 5 over their entire length, since the surfaces of the black keys are easily accessible over their entire length. However, the length of the sensor surface is advantageous 5 on the black keys identical to that of the white keys. The sensor surface 5 is thus also at the black keys about 6 cm, begins at the end facing the user end of the key and ends in the upper third of the black key. Thus, as mentioned above as advantageous, it is given that a sensor value, which was caused by a position of the finger on a white key, is also caused by the comparable position of the finger on a black key.
Der Aufbau der Tasten kann vorteilhaft wie in den folgenden Absätzen beschrieben ausgestaltet sein: The construction of the keys can advantageously be designed as described in the following paragraphs:
Eine Voraussetzung, welche eine Taste neben den weiter oben genannten grundlegenden Anforderungen erfüllen muss, ist die Integration des Sensors. Hierzu ist die Taste vorteilhaft in zwei Bereiche unterteilt, die zusammen den Sensor einschließen, so dass er gegen mechanische Beschädigungen, Feuchtigkeit und Verschmutzungen geschützt angeordnet ist. A prerequisite that a key must meet in addition to the basic requirements mentioned above is the integration of the sensor. For this purpose, the button is advantageously divided into two areas, which together enclose the sensor, so that it is protected against mechanical damage, moisture and dirt.
Fig. 2 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch eine Taste 1 , wobei als die beiden wesentlichen Bereiche der Taste 1 eine Tastenoberfläche 8 und ein Tastenträger 9 erkennbar sind. Der Tastenträger 9 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Aluminium. Er ist innen ausgehöhlt. Die Tastenoberfläche 8 ist aus Glas gefertigt und in den Tastenträger 9 fest eingeklebt. Der verwendete Kleber berücksichtigt die Tatsache, dass das Aluminium und das Glas thermisch unterschiedlich„arbeiten" wird. Beispielsweise kann ein elastischer Klebstoff verwendet werden, der dementsprechende Differenzen zumindest teilweise auszugleichen vermag, so dass die mechanischen Belastungen für die beiden aneinander grenzenden Tasten- Bestandteile verringert werden. Fig. 2 shows a vertical longitudinal section through a key 1, wherein as the two essential areas of the key 1, a key surface 8 and a key support 9 can be seen. The key support 9 is in the illustrated embodiment made of aluminum. He is hollowed out inside. The key surface 8 is made of glass and firmly glued into the key support 9. The adhesive used takes into account the fact that the aluminum and the glass will thermally "work differently." For example, an elastic adhesive may be used which at least partially compensates for differences so as to reduce the mechanical stresses on the two adjacent key components become.
An Stelle der erwähnten Werkstoffe Glas und Aluminium können andere Werkstoffe für die Tastenoberfläche 8 und / oder den Tastenträger 9 verwendet werden, beispielsweise keramische Werkstoffe, so dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Tastenträgers 9 dem der Tastenoberfläche 8 möglichst gleich ist, so dass kaum Relativbewegungen zwischen diesen beiden Grundbestandteilen der Taste auftreten und somit mechanische Belastungen der vergleichsweise dünnen Tastenoberfläche 8 möglichst gering gehalten werden können, so dass eine dünne Schichtdtcke ermöglicht und damit ein möglichst präzises Ansprechen des verwendeten Sensors begünstigt wird. Instead of the materials mentioned glass and aluminum, other materials for the key surface 8 and / or the Button support 9 can be used, for example, ceramic materials, so that the thermal expansion coefficient of the key surface 9 of the key surface 8 is as equal as possible, so that hardly relative movements between these two basic components of the key occur and thus mechanical stresses on the relatively thin key surface 8 can be kept as low as possible so that a thin Schichtdtcke allows and thus the most accurate response of the sensor used is favored.
In Fig. 3 ist ein vertikaler Querschnitt durch die Taste 1 von Fig. 2 dargestellt, aus welchem erkennbar ist, wie die Tastenoberfläche 8 in den Tastenträger 9 integriert ist. Der Spalt zwischen dem Tastenträger 9 und der Tastenoberfläche 8 ist durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Klebstoff ausgefüllt. Zwischen dem Tastenträger 9 und der Tastenoberfläche 8 ist ein Sensor 10 angeordnet, welcher die Position und / oder die Bewegungen eines Fingers auf der Tastenoberfläche 8 ermittelt. In Fig. 3 is a vertical cross-section through the key 1 of Fig. 2, from which it can be seen how the key surface 8 is integrated into the key support 9. The gap between the key support 9 and the key surface 8 is filled by an adhesive, not shown in the drawing. Between the key support 9 and the key surface 8, a sensor 10 is arranged, which determines the position and / or the movements of a finger on the key surface 8.
Der Tastenträger 9 ist als Teil der Mechanik der gesamten Tastatur schwenkbar gelagert und ermöglicht so, dass die Taste 1 beim Bespielen die an sich bekannte Schwenk- bzw. Hebelbewegung ausführen kann. Im inneren ist der Tastenträger 9 ausgehöhlt und bietet Platz für den Sensor 10. Elektrische Verbindungsleitungen können vom Sensor 10 entweder durch den Boden des Tastenträgers 9 oder in Längsrichtung durch den gesamten Tastenträger 9 und dann nach hinten aus diesem heraus geführt werden. Alternativ ist es möglich, eine elektronische, den Sensor 10 aufnehmende Platine so zu gestalten, dass sie komplett in den Tastenträger 9 integriert werden kann oder nach hinten aus dem Tastenträger 9 ragt. The key support 9 is pivotally mounted as part of the mechanics of the entire keyboard and thus allows the key 1 when playing the swivel or lever movement known per se can perform. In the interior of the key support 9 is hollowed out and provides space for the sensor 10. Electrical connection lines can be performed by the sensor 10 either through the bottom of the key support 9 or in the longitudinal direction through the entire key support 9 and then back out of this. Alternatively, it is possible to design an electronic, the sensor 10 receiving board so that it can be completely integrated into the button carrier 9 or projects backwards out of the button carrier 9.
Fig. 4 zeigt den Fall der Integration einer Sensorplatine 11 , die durch die gesamte Taste 1 ragt und an deren hinterem Ende aus der Taste 1 geführt ist. Die vom Sensor 10 abgegebenen Steuersignale und die Stromversorgung des Sensors 10 können bei- spielsweise mittels eines Flachbandkabels angeschlossen bzw. übertragen werden. Auf dem aus der Taste 1 ragenden Teil der Sensorplatine 11 können noch weitere Bauteile installiert sein, um die Signal-Verarbeitungskette vorteilhaft so kurz wie möglich zu halten. Fig. 4 shows the case of the integration of a sensor board 11 which projects through the entire key 1 and is guided at the rear end of the key 1. The control signals output by the sensor 10 and the power supply of the sensor 10 can For example, be connected or transmitted by means of a ribbon cable. On the protruding from the button 1 part of the sensor board 11 further components may be installed to advantageously keep the signal processing chain as short as possible.
Fig. 5 zeigt eine kürzere elektronische Sensorplatine 11 , die nur im Bereich der Sensorfläche 5 vorgesehen ist und sich unmittelbar unter der Tastenoberfläche 8 befindet. FIG. 5 shows a shorter electronic sensor board 11, which is provided only in the area of the sensor surface 5 and is located immediately below the key surface 8.
Bei der Integration des Sensors 10 in die Taste 1 ist zu beachten, dass bei der Verwendung von kapazitiven Sensoren 10 die zu durchdringende Oberfläche unmittelbar mit dem Sensor 10 verbunden sein sollte. Der Sensor 10 ist also vorteilhaft an die Unterseite der Tastenoberfläche 8 geklebt, und bei der Montage ist darauf zu achten, dass keine Luft zwischen dem Sensor 10 und der Tastenoberfläche 8 in dem Klebstoff eingeschlossen ist, denn die Luft könnte die elektromagnetischen Eigenschaften des Sensors 0 stören, so dass Stellen, an denen sich Luft befinden würde, zu Fehlern in den Messungen führen könnten. When integrating the sensor 10 into the key 1, it should be noted that when using capacitive sensors 10, the surface to be penetrated should be connected directly to the sensor 10. The sensor 10 is thus advantageously glued to the underside of the key surface 8, and during assembly, care must be taken that no air is trapped between the sensor 10 and the key surface 8 in the adhesive, because the air could affect the electromagnetic properties of the sensor disturbing, so that places where air would be, could lead to errors in the measurements.
Das Ankleben des Sensors 10 ist nur für die eigentliche Sensorfläche 5 wichtig. Alle weiteren Teile der Sensorplatine 11 wie Leiterbahnen und dergleichen müssen nicht mit der Tastenoberflä- che 8 in irgendeiner Verbindung stehen, so dass daher verschiedene Varianten der Sensorinstallation möglich sind. The adhesion of the sensor 10 is important only for the actual sensor surface 5. All other parts of the sensor board 11, such as printed conductors and the like, do not have to be in any connection with the key surface 8, so that therefore different variants of the sensor installation are possible.
Für den Fall einer gemäß Fig. 4 durchgängigen Sensorplatine 11 kann die Aushöhlung im Tastenträger 9 so groß bemessen sein, dass eine Sensorplatine 11 durch den ausgehöhlten Innenraum gelegt werden und aus dem hinteren Ende der Taste 1 herausragen kann. In the case of a continuous as shown in FIG. 4 sensor board 11, the cavity in the key support 9 may be sized so large that a sensor board 11 can be placed through the hollowed-out interior and protrude from the rear end of the key 1.
An Stelle einer derartigen langen Sensorplatine 11 , die aufgrund der unterschiedlichen Teilfunktionen, die auf ihr verwirklicht sind, als integrierte Sensorplatine 11 bezeichnet werden kann, können separate Sensor- und Anschlussplatinen verwendet werden, wie anhand von Fig. 6 näher erläutert wird: Instead of such a long sensor board 11, which can be referred to as integrated sensor board 11 due to the different sub-functions that are realized on it separate sensor and terminal boards are used, as will be explained in more detail with reference to FIG. 6:
Eine erste Sensorplatine 11 , auf der die Schaltkreise für den o- der die kapazitiven Sensoren 10 angeordnet sind, ist, wie bereits weiter oben erläutert, in direkter Verbindung auf die Unterseite der Tastenoberfläche 8 geklebt und ist mittels eines Flachbandkabels 12 mit einer zweite Platine verbunden, die als Anschlussplatine 14 bezeichnet und fest in dem Tastenträger 9 installiert ist. Auf der Anschlussplatine 14 finden die weiteren Elemente Platz, und dort sind auch die Stromversorgung und die Datenverbindungen an die Taste 1 angeschlossen. A first sensor board 11, on which the circuits for the o- or the capacitive sensors 10 are arranged is, as already explained above, glued in direct connection to the underside of the key surface 8 and is connected by means of a ribbon cable 12 with a second board , which is referred to as a terminal board 14 and is fixedly installed in the key support 9. On the connection board 14 find the other elements space, and there are also the power supply and data connections to the button 1 connected.
Die Verwendung zweier separater, durch z. B. ein Flachbandkabel 12 verbundener Platinen 1 und 14 kann wegen der thermischen„Arbeit" der für die Taste 1 verwendeten Materialien vorteilhaft sein. Je kleiner die direkt mit der Tastenoberfläche 8 in Verbindung stehende Sensorplatine 11 ausfällt, desto weniger wird diese mechanisch belastet, wenn die Tastenoberfläche 8 und die Sensorplatine 11 unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. The use of two separate, by z. B. a ribbon cable 12 connected boards 1 and 14 may be advantageous because of the thermal "work" of the materials used for the key 1. The smaller the directly related to the key surface 8 sensor board 11 fails, the less it is mechanically loaded when the key surface 8 and the sensor board 11 have different thermal expansion coefficients.
In Fig. 7 ist ein Musikeingabegerät 15 dargestellt, das eine Tastatur mit vielen Tasten 1 und 2 aufweist, wobei eine der Tasten 1 in ihrem herabgedrückten, betätigten Zustand dargestellt ist. Die Sensorflächen 5 reichen bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils nicht bis zur Vorderkante einer Taste 1 bzw. 2, sondern die Startpunkte 6 der Sensorflächen 5 sind jeweils im Abstand von der Tasten-Vorderkante vorgesehen. Das Musikeingabegerät 15 weist ein pultartig schräg ansteigendes Gehäuse 16 auf sowie ein oberhalb der Tasten 1 und 2 angeordnetes Display 17. Die Energieversorgung des Musikeingabegeräts 15 erfolgt über ein nicht dargestelltes externes Netzteil. Über ein Verbindungskabel 18 ist das Musikeingabegerät 15 mit einem externen Klangerzeuger 19 verbunden. Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht des Musikeingabegerätes 15 in Art eines Blockschaltbildes. Die Sensorsignale sämtlicher Tasten 1 und 2 werden, wie durch einen geschweiften Pfeil symbolisiert ist, an eine Auswertungsschaltung 20 übermittelt, von welcher die resultierenden Daten dann wahlweise zu einem internen, im usikeingabegerät 15 vorgesehenen Klangerzeuger 21 oder zu dem bereits erwähnten externen Klangerzeuger 19 übertragen werden. Es kann auch vorgesehen sein, die Daten von der Auswertungsschaltung 20 sowohl zu dem externen Klangerzeuger 19 als auch zu dem internen Klangerzeuger 21 zu übertragen, insbesondere wenn diese beiden KlangerzeugerIn Fig. 7 there is shown a music input device 15 comprising a keyboard with many keys 1 and 2, one of the keys 1 being shown in its depressed, actuated state. The sensor surfaces 5 are not sufficient in this embodiment each to the front edge of a button 1 and 2, but the starting points 6 of the sensor surfaces 5 are each provided at a distance from the key edge. The music input device 15 has a desk-like obliquely rising housing 16 and arranged above the keys 1 and 2 display 17. The power supply of the music input device 15 via an external power supply, not shown. Via a connecting cable 18, the music input device 15 is connected to an external sound generator 19. Fig. 8 shows a schematic view of the music input device 15 in the manner of a block diagram. The sensor signals of all keys 1 and 2 are, as symbolized by a curly arrow, transmitted to an evaluation circuit 20, from which the resulting data is then optionally transmitted to an internal, provided in the usikeinabegerät 15 sound generator 21 or to the already mentioned external sound generator 19 , It can also be provided to transmit the data from the evaluation circuit 20 both to the external sound generator 19 and to the internal sound generator 21, in particular if these two sound generators
19 und 21 aus den selben Daten unterschiedliche Klänge erzeugen, so dass im Sinne der als so genanntes„Layering" bekannten Technik unterschiedliche Klänge überlagert werden können. 19 and 21 produce different sounds from the same data, so that different sounds can be superimposed in the sense of the technique known as "layering".
Der von dem einen oder von beiden Klangerzeugern 19 und 21 erzeugte Klang wird in einem Sound System 22 in hörbaren Schall umgewandelt. Das Sound System 22 umfasst einen Verstärker und einen Lautsprecher, wobei diese beiden Komponenten in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefasst oder in separaten Geräten verwirklicht sein können. Der Verstärker kann gegebenenfalls so leistungsarm wie ein Vorverstärker ausgestaltet sein und der Lautsprecher so kleine Abmessungen aufweisen, dass er z. B. als Teil eines Kopf- oder Ohrhörers ausgestaltet ist. Alternativ kann der Verstärker als Leistungsverstärker ausgestaltet sein, und der Lautsprecher kann als so genannte Lautsprecherbox ausgestaltet sein. The sound produced by one or both tone generators 19 and 21 is converted into audible sound in a sound system 22. The sound system 22 includes an amplifier and a speaker, these two components may be combined in a common housing or realized in separate devices. The amplifier may optionally be configured as low power as a preamplifier and the speaker so small dimensions that he z. B. is designed as part of a headphone or earphone. Alternatively, the amplifier can be designed as a power amplifier, and the speaker can be designed as a so-called speaker.
Fig. 9 zeigt ebenfalls eine schematische Ansicht des usikein- gabegerätes 15 in Art eines Blockschaltbildes, ähnlich wie Fig. 8, wobei jedoch nicht eine gesamte Tastatur, sondern eine einzelne Taste 1 dargestellt ist, und zwar detaillierter als in Fig. 8. Die Start- und Endpunkte 6 und 7 der Sensorfläche 5 sind gestrichelt dargestellt. Die Sensordaten werden zur AuswertungsschaltungFig. 9 also shows a schematic view of the music input unit 15 in the manner of a block diagram, similar to Fig. 8, but showing not an entire keyboard but a single key 1, in more detail than in Fig. 8. The Start - And endpoints 6 and 7 of the sensor surface 5 are shown in dashed lines. The sensor data becomes the evaluation circuit
20 übermittelt, wo sie ausgewertet werden. Die Ausgangsdaten aus der Auswertungsschaltung 20 werden zu einer Kommunika- tionsschnittstelle 23 übertragen, die hier als separate Einheit dargestellt ist, jedoch auch mit der Auswertungsschaltung 20 zu- sammengefasst sein kann, wie in Fig. 8 dargestellt. Von der Kommunikationsschnittstelle 23 werden die Daten zu dem externen Klangerzeuger 19 übertragen. 20 where they are evaluated. The output data from the evaluation circuit 20 are converted into a communication tion interface 23, which is shown here as a separate unit, but also with the evaluation circuit 20 may be summarized, as shown in Fig. 8. From the communication interface 23, the data is transmitted to the external sound generator 19.
Innerhalb der Sensorfläche 5 ist der Bereich, auf dem momentan ein Finger des Musikers aufliegt, durch einen Kreis und durch einen Pfeil F gekennzeichnet. Within the sensor area 5, the area on which a finger of the musician currently rests is identified by a circle and by an arrow F.

Claims

Ansprüche: Claims:
Musik-Eingabegerät, Music input device
mit mehreren beweglich gelagerten, zu einer Tastatur zu- sammengefasst angeordneten Tasten,  with several movably mounted keys arranged in a keyboard,
Sensormitteln, welche jeweils die Bewegung einer Taste erfassen,  Sensor means, each detecting the movement of a key,
Anschlussmitteln zum Übertragen der durch die Tastenbetätigung erzeugten Tondaten an einen synthetischen Klangerzeuger,  Connecting means for transmitting the sound data generated by the key operation to a synthetic sound generator,
und einer Sensoranordnung, welche die Oberfläche der Tasten erfasst,  and a sensor arrangement which detects the surface of the keys,
derart, dass mittels der Sensoranordnung die Position eines auf einer Taste aufliegenden Gegenstandes, wie eines menschlichen Fingers, erfassbar ist,  such that by means of the sensor arrangement the position of an object lying on a key, such as a human finger, can be detected,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Sensoranordnung eine Auswertungsschaltung (20) zugeordnet ist, welche die Sensordaten in Ausgangssignale umsetzt, die dem synthetischen Klangerzeuger (19, 21 ) zuführbar sind.  the sensor arrangement is associated with an evaluation circuit (20) which converts the sensor data into output signals that can be supplied to the synthetic sound generator (19, 21).
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 1 , Music input device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Sensoranordnung berührungslose Sensoren (10) aufweist,  the sensor arrangement has non-contact sensors (10),
derart, der jeweilige Sensor (10) im Abstand von der Oberfläche der diesem Sensor (10) zugeordneten Taste (1 , 2) angeordnet ist.  in such a way, the respective sensor (10) is arranged at a distance from the surface of the button (1, 2) assigned to this sensor (10).
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 1 oder 2, Music input device according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Sensoranordnung Sensoren (10) aufweist, die jeweils in einer Taste (1 , 2) angeordnet sind. Musik-Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in that the sensor arrangement has sensors (10) which are each arranged in a key (1, 2). Music input device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Tasten (1 , 2) jeweils ein als Tastenoberfläche (8) und ein als Tastenträger (9) bezeichnetes Bauteil aufweisen, wobei diese beiden Bauteile fest miteinander verbunden sind. in that the keys (1, 2) each have a component designated as a key surface (8) and as a key support (9), these two components being firmly connected to one another.
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 4, Music input device according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Tastenoberfläche (8) aus Glas besteht. that the key surface (8) is made of glass.
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 4, Music input device according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Tastenoberfläche (8) aus einem keramischen Werkstoff besteht. that the key surface (8) consists of a ceramic material.
Musik-Eingabegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, Music input device according to one of claims 4 to 6, characterized
dass der Tastenträger (9) aus Metall besteht. that the key support (9) consists of metal.
Musik-Eingabegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, Music input device according to one of claims 4 to 6, characterized
dass der Tastenträger (9) aus einem keramischen Werkstoff besteht. the key support (9) consists of a ceramic material.
Musik-Eingabegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, Music input device according to one of claims 4 to 8, characterized
dass die Tastenoberfläche (8) mit dem Tastenträger (9) verklebt ist. the key surface (8) is glued to the key support (9).
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 9, Music input device according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Tastenoberfläche (8) mit dem Tastenträger (9) mittels eines elastischen, unterschiedliche thermische Ausdehnungen der beiden Bauteile ausgleichenden Klebstoffs verklebt ist. that the key surface (8) with the key support (9) by means of an elastic, different thermal expansions of the two components balancing adhesive is glued.
Musik-Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Music input device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der von dem jeweiligen Sensor (10) erfasste, als Sensorfläche (5) bezeichnete Oberflächenbereich der Taste (1 , 2) durch zwei als Startpunkt (6) und als Endpunkt (7) bezeichnete Punkte begrenzt ist,  that the surface area of the key (1, 2) detected by the respective sensor (10) and designated as sensor surface (5) is delimited by two points designated as starting point (6) and as end point (7),
wobei dem Startpunkt (6) der Wert 0 zugeordnet ist und dem Endpunkt (7) ein Wert von wenigstens 127 zugeordnet ist,  wherein the starting point (6) is assigned the value 0 and the end point (7) is assigned a value of at least 127,
derart, dass die Auflösung über die Länge der Sensorfläche (5) wenigstens 7 Bit beträgt.  such that the resolution over the length of the sensor surface (5) is at least 7 bits.
Musik-Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Music input device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der von dem jeweiligen Sensor (10) erfasste, als Sensorfläche (5) bezeichnete Oberflächenbereich der Taste (1, 2) eine Länge von wenigstens 3 cm aufweist.  in that the surface area of the button (1, 2) detected by the respective sensor (10) and designated as the sensor surface (5) has a length of at least 3 cm.
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 12, Music input device according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Sensorfläche (5) eine Länge von 6 cm aufweist.  the sensor surface (5) has a length of 6 cm.
Musik-Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Music input device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Sensoren (10) als kapazitive Sensoren (10) ausgestaltet sind.  the sensors (10) are designed as capacitive sensors (10).
15. Musik-Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 15. music input device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (10) jeweils auf einer Sensorplatine (11 ) angeordnet sind, welche in die Taste (1 , 2) integriert ist. characterized, the sensors (10) are each arranged on a sensor board (11) which is integrated in the button (1, 2).
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 15, Music input device according to claim 15,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Sensorplatine (1 ) aus dem hinterem Ende der Taste (1 , 2) ragt. the sensor board (1) protrudes from the rear end of the button (1, 2).
Musik-Eingabegerät nach Anspruch 15, Music input device according to claim 15,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Sensorplatine (11) vollständig in die Taste ( , 2) integriert ist. the sensor board (11) is completely integrated in the button (, 2).
Musik-Eingabegerät nach einem der Ansprüche 15 bis 7, dadurch gekennzeichnet, Music input device according to one of claims 15 to 7, characterized
dass die Sensorplatine (11 ) mit einer separaten Anschlussplatine (14) verbunden ist, auf welcher Anschlussmittel vorgesehen sind, die zum Übertragen der durch die Tastenbetätigung erzeugten Tondaten an einen synthetischen Klangerzeuger (19, 21 ) und / oder zur Stromversorgung der Sensorplatine (11) ausgestaltet sind. in that the sensor board (11) is connected to a separate connection board (14) on which connection means are provided which transmit the sound data generated by the key operation to a synthetic sound generator (19, 21) and / or to power the sensor board (11). are designed.
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