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Orgue électrique.
La présente invention concerne les instruments de musique dans lesquels des dispositifs photo-électriques sont utilisés en vue de produire le son.
Il a déjà été proposé de réaliser un instrument de musique de construction simple, en interrompant à des fréquences audibles la lumière tombant sur une cellule pho- to-électrique, et en conduisant le courant, de préférence après amplification, de la cellule dans un diffuseur. On interrompt la lumière à l'aide d'un tambour ou disque rota- tif percé de trous, la fréquence fondamentale du son ainsi ,produit étant alors celle à laquelle les trous traversent le
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faisceau de rayons lumineux. D'autre part, le timbre du son dépend de la variation''qui se produit dans la quantité de lumière atteignant la cellule, lorsqu'un seul trou passe devant le faisceau de rayons.
Les recherches auxquelles cette question du timbre a été soumise jusqu'à présent paraissent avoir eu pour but presque exclusif d'assurer une variation strictement harmonique de cette quantité de lumière, afin que la note résultante soit pure.
Les instruments de musique connus, des genres les plus courants, ne produisent pas toutefois de notes pures, et pour qu'un instrument du type envisagé reproduise fidèle- ment leur timbre, il est nécessaire d'y adjoindre des moyens permettant de contrôler et de régler la vitesse à laquelle la lumière tombant sur la cellule varie au cours d'une seule période, de manière à produire un son du timbre voulu. Un des buts de la présente invention est de procurer des dispo- sitifs permettant d'assurer ce contrôle du timbre.
Suivant l'invention, dans un instrument de musique du genre envisagé, on détermine le timbre du son par la forme donnée à une ouverture devant laquelle passent une série de fentes équidistantes, situées entre la source d'éclairage et le dispositif sensible à la lumière.
Dans le sens du déplacement des fentes, la longueur de l'ouverture est égale à la distance dont les fentes sont espacées les unes des autres, mais sa largeur varie de l'une à l'autre de ses extrémités, dans le sens parallèle à la longueur des fentes, et détermine la longueur effective de celles-ci, de sorte que la quantité de lumière traversant la fente et l'ouverture varie durant le passage de la fente devant l'ouverture.
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Suivant un mode de réalisation de l'invention, on détermine entièrement le diapason de la note par la vitesse de déplacement de la fente, son timbre étant conditionnée par contre, par la forme de l'ouverture, c'est-à-dire par le rapport existant entre la largeur de l'ouverture en un point quelconque, et la distance de ce point aux extrémités de l'ouverture. En conséquence, si on fait passer devant des ouvertures de la même forme des fentes se déplaçant à des vitesses différentes, on obtient des notes du même timbre mais de diapasons différents.
On décrira maintenant, à titre d'exemple non limi- tatif et avec référence au dessin schématique annexé, trois formes de réalisations d'un instrument de musique conforme à l'invention, possédant les caractéristiques générales d'un orgue.
L'instrument représenté sur la fig. 1 du dessin comporte un tambour conique 1, percé de plusieurs rangées de fentes disposées parallèlement par rapport à l'axe du tam- bour, le plan de chaque rangée étant perpendiculaire à cet axe. Chaque rangée de fentes en contient un nombre différent, et celles d'une même rangée sont équidistantes les unes des autres. On n'a représenté que deux rangées 2, 3 de fentes sur la figure,, dont une à chaque extrémité du tambour. Lors- qu'on fait tourner le tambour autour de son axe à une vites- se constante, les fentes des différentes rangées dépassent un point donné à des fréquences différentes, et provoquent donc des notes de diapasons différents.
Une cellule photo-électrique (non représentée) con- tenue à l'intérieur du tambour, y est disposée de manière à recevoir une quantité approximativement égale de lumière de toutes les fentes, pourvu que celles-ci soient uniformément @
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éclairées. On contribue à cet état de choses en enduisant l'intérieur du tambour d'une substance blanche, susceptible de diffuser la lumière. On dispose à l'extérieur du tambour plusieurs sources de lumière sensiblement linéaires, dont chacune correspond à un registre différent. Une de ces sour- ces de lumière est représentée parallèlement à l'axe, en 4.
Entre le tambour et chaque source de lumière, et en regard de chaque rangée de fentes, on dispose une rangée d'ouver- tures dont deux sont représentées en 5 et 6 (Fig. 1), la forme de ces ouvertures étant constante pour une même source de lumière mais différente dans le cas de sources de lumière différentes. Du fait que la forme de l'ouverture détermine le timbre de la note, les notes provoquées par chacune des sources de lumière sont du même timbre, mais leur diapason varie selon la distance séparant les fentes. A chaque ou- verture est associé un volet (non représenté) commandé,par le clavier de l'instrument. Lorsqu'on ouvre ce volet, on laisse tomber sur la cellule photo-électrique la lumière traversant l'ouverture et la fente en regard de celle-ci, et la note retentit. Quand on ferme le volet, la note se tait.
Si on ouvre plusieurs volets à la fois, les notes cor- respondantes se font entendre en combinaison, conformément au principe général de la superposition des oscillations.
On suppose, à ce propos, que la forme des ondes vibratoires correspondant à la note d'un registre donné de- meure constante, quel que soit le diapason de cette note.
Cette hypothèse peut toutefois ne pas être strictement fon- dée, et dans ce cas les ouvertures situées sous chaque sour- ce de lumière ne sont pas de forme absolument identique, mais varient quelque peu, suivant le diapason. En tout état de cause, il est néanmoins vrai de manière générale que les ormes des ouvertures situées sous une même source de lumière,
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et correspondant à un même jeu, présentent beaucoup plus de ressemblance entre elles qu'avec la forme des ouvertures situées sous des sources de lumière différentes, corres- pondant à des jeux différents.
Afin de permettre de jouer de l'instrument envisagé de la même manière que d'un orgue ordinaire, il est désirable d'accoupler tous les volets correspondant aux notes du même diapason, afin qu'on puisse les ouvrir ou les fermer simul- tanément. On met alors les différents jeux en action en al- lumant les sources de lumière correspondantes. Si on soumet le courant alimentant la source de lumière (supposée être une lampe électrique à incandescence) à la commande d'un rhéostat, on peut régler le volume de chacun des jeux et imiter l'effet produit par l'enflant ou boite à pédales d'expression d'un orgue, mais il est à noter qu'on peut pro- voquer cet effet séparément dans le cas de chaque jeu.
De même, à la pédale de crescendo de l'orgue, destinée à mettre les jeux en action successivement, on substitue une série de commutateurs susceptibles de commander les sources de lumière correspondant aux différents jeux, et si on adjoint des rhéostats aux commutateurs, on peut faire entrer chaque jeu en action progressivement. On remplace également les registres par des commutateurs connectés électriquement, susceptibles d'allumer simultanément les sources de lumière de deux jeux ou plus.
On voit donc que l'instrument conforme à l'invention est de fonctionnement plus simple que les orgues mécaniques connus, et permet une exécution de plus grande délicatesse.
Dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 2, le tambour conique est remplacé par un disque opaque 7 (vu en plan sur la fig. 3) dans lequel sont percées un
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certain nombre de rangées circulaires de fentes, susceptibles de laisser passer la lumière, l'axe longitudinal de chaque fente étant dirigé suivant un rayon du disque 7. Des rangées de ces fentes sont représentées en 8, 9 (Fig. 3). Le disque 7 est monté sur un arbre 8 qu'on peut faire tourner à une . vitesse constante, de toute manière appropriée. Des miroirs paraboliques 10, Il sont disposés de part et d'autre dù diqque 7. Une cellule photo-électrique 12 est située au foyer du miroir supérieur 10, et le miroir inférieur 11 comporte à son foyer une lampe électrique, à petit filament pointu 13.
Entre le disque et la lampe on dispose, en plusieurs rangées concentriques, des éléments présentant des ouvertures et comportant chacune des masques d'ondes de la forme voulue, deux de ces rangées étant indiquées en 14,15. A chaque série de masques on associe un jeu de volets à commande électrique.
Les volets associés aux rangées de masques 14,15 sont re- présentés en 16, 17 respectivement, les numéros 1, 5 et 11, à partir de la gauche, étant dans la position ouverte. Le principe fondamental reste le même dans cet exemple également, les volets étant actionnés par le clavier de l'instrument, et du fait que le nombre de fentes varie suivant les rangées, les tons fondamentaux émis par chaque rangée varient également.
Les jeux sont commandés par plusieurs commutateurs sélecteurs, auxquels différents groupes de volets sont soumis.
Dans la forme de réalisation représentée sur la fig. 4, on supprime les volets et la source unique de lumiè- re que nécessite le mode de réalisation suivant la fige 2.
Comme dans le cas de l'exemple précédent, on dispose une cellule photo-électrique au foyer d'un miroir parabolique 19, susceptible de recevoir la lumière à travers l'une quelconque
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des fentes des rangées de fentes de transmission situées sur ou dans un disque 20 qu'on peut faire tourner à une vitesse constante, de toute manière convenable. Les sour- ces de lumière sont formées de rangées, telles que celle indiquée en 21, de petites lampes à incandescence dont une est associée à chaque rangée de fentes. On concentre la lu- mière de chaque lampe, à l'aide d'une lentille de faible distance focale dont une rangée est représentée en 22, et on interpose entre ces lentilles et le disque rotatif 20 des séries de masques en forme d'onde, dont deux sont indi- qués en 23, 24.
Dans cette forme de réalisation, on fait re- tentir une note en allumant la lampe associée à la rangée de fentes susceptibles de produire le ton voulu. Les commandes des jeux peuvent être des commutateurs sélecteurs, suscep- tibles de déterminer quelles lampes peuvent s'éclairer au moment où on abaisse une touche du clavier.
La disposition représentée sur la fige 4 possède, par rapport à celle de la fig. 2, l'avantage qu'on peut contrôler le volume des notes individuelles, par un réglage du courant passant par une ou des lampes quelconques.
De préférence, dans les modes de réalisation repré- sentés sur les figs. 2 et 4, on fait le disque en verre, et on applique sur une de ses faces un revêtement opaque dans lequel on gratte les "fentes" transparentes.
Dans toutes les dispositions précitées, la forme des ouvertures dépend de recherches tendant à déterminer la forme des ondes des sons qu'on désire produire. Les personnes spécialisées dans ce domaine comprendront aisément le principe suivant lequel la forme de l'ouverture est su- bordonnée à la forme de l'onde sonore, mais il est généralement
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nécessaire de régler définitivement la forme de cette ou- verture par tâtonnements. Lorsqu'on a déterminé cette forme; on peut aisément faire des ouvertures de la même forme par reproduction photographique. A cette fin, l'ouverture peut consister en une plaque photographique dont une partie est obscurcie et le reste transparent ; àl'aide de cette plaque on imprime alors, par contact, des ouvertures analogues.