WO2012113003A1 - Tasteneinrichtung für ein elektronisches tasteninstrument - Google Patents

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WO2012113003A1
WO2012113003A1 PCT/AT2012/000038 AT2012000038W WO2012113003A1 WO 2012113003 A1 WO2012113003 A1 WO 2012113003A1 AT 2012000038 W AT2012000038 W AT 2012000038W WO 2012113003 A1 WO2012113003 A1 WO 2012113003A1
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Friedrich LACHNIT
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FL KEYS EU
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    • 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
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    • G10H1/346—Keys with an arrangement for simulating the feeling of a piano key, e.g. using counterweights, springs, cams
    • G—PHYSICS
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    • G10H2220/265—Key design details; Special characteristics of individual keys of a keyboard; Key-like musical input devices, e.g. finger sensors, pedals, potentiometers, selectors
    • G10H2220/305—Key design details; Special characteristics of individual keys of a keyboard; Key-like musical input devices, e.g. finger sensors, pedals, potentiometers, selectors using a light beam to detect key, pedal or note actuation

Definitions

  • the invention relates to a key device for an electronic keyboard instrument, such as a digital piano or keyboard, with at least one pivotally mounted on a frame key and one of this key associated with the frame pivotally gela ⁇ siege weight part lever, the pressing of the key through this Button is swiveled, as well as with position and
  • Part weight lever speed measuring means for determining sound triggering and volume.
  • an electronic keyboard instrument in particular a digital piano or keyboard
  • sound data sound samples
  • computer chips which are retrieved with an electronic control command.
  • the keyboards for keyboards and the like electronic keyboard instruments have essentially developed starting from the Ak ⁇ kordeonbau and lately also from the electric organ building herkom ⁇ mend where the keys are usually used only at the beginning and end a sound generator.
  • the aim to achieve A possible ⁇ lichst cost formation of the key device regardless of the perfect as possible simulation of playing on a conventional piano playing on this button device with a keyboard, etc.
  • the invention provides a Tastenein ⁇ direction as stated above, which is inventively characterized in that the measuring means with non-contact sensor means for the detection of positions and the Speed as well as the direction of movement of the weight ⁇ part lever when pressing the button are formed.
  • the non-contact sensor means which cooperate with the lever can thereby be provided relatively far away from the bearing point of the lever, that is, from the pivot bearing, and the lever can execute a strong pivotal movement in comparison to the key, whereby measurements are made possible with correspondingly large movement strokes so that the accuracy in detecting the positions and the speed of the lever can be substantially increased.
  • a relatively small stroke is available, unlike a lever which, for example, has a multiple of the angle "stroke" of the key during its movement stroke.
  • the accuracy is also ensured by the fact that contactless sensor means are provided, instead of the known rubber-springy touch contacts according to the prior art, so that much more accurately the positions, etc. can be detected when the lever of a key operation is first pivoted in one direction, while the Sound triggers, and then pivots back, the sound is then terminated.
  • contactless sensor means are provided, instead of the known rubber-springy touch contacts according to the prior art, so that much more accurately the positions, etc. can be detected when the lever of a key operation is first pivoted in one direction, while the Sound triggers, and then pivots back, the sound is then terminated.
  • capacitive or inductive sensors could be provided in the present key device, but preferably the non-contact sensor means are formed with - preferably stationary - light barrier means.
  • the speed detection two adjacent optical sensors can be provided;
  • the light barrier means are preferably associated with a plate-shaped part of the weight part lever, in particular a laced flag on the lever.
  • the flag has two slots, so as to allow successive, similar signal edges.
  • the lever can be arranged as known per se under the associated key; but it is, for example, if the construction requires a particularly flat play area, but behind a higher structure is easily possible, quite conceivable that the lever is disposed above a remote from a player rear part of the button, which is hidden in the operating state of a housing part ,
  • contactless speed sensor means may be provided on the underside of the key.
  • These provided at the bottom of the button speed sensor means may also be formed by an optical sensor, preferably a reflex sensor, but it may also be provided for particularly accurate measurements, for example, to provide a transparent measuring strip, which is connected to the button with a scaling is provided, and which cooperates with a stationarily arranged optical sensor.
  • FIG. 1 is a schematic, partially sectioned view of the arrangement of a key with a play weight or weight ⁇ part lever in an electronic keyboard instrument, namely in particular a keyboard, which also schematically a Klaviaturrahmen is illustrated in section.
  • 2 is a partial bottom view of an arrangement with several He ⁇ lever of Figure 1 in conjunction with a common circuit board.
  • Figure 3 is a partial view taken along arrow III in Figure 1 on an enlarged scale, the arrangement of a flag with two slots on a lever in the region of an angling thereof, in conjunction with a screw for adjusting the flag relative to the lever and with optical sensor means ..;
  • Fig. 4 is a view similar to Figure 1 is a position in which the key was pressed from the rest position shown in Figure 1 when playing down.
  • FIG. 5 is a block diagram of a - known per se - electronic circuit for retrieving sound samples from an electronic memory when pressing the keys of the keyboard;
  • Fig. 6 in association with this block diagram, a diagram with signals as they are obtained when using the key device of Figures 1 to 4, with the double-slotted flag and the sensor means with two sensors.
  • Fig. 7 in a view, partially in section, similar to Figure 1 a key device with an upper-side, rear lever.
  • Figure 8 is a plan view of a part of the lever of the key device according to Fig 7, together with flags attached thereto and to ⁇ associated forked light barrier with two sensors..;
  • FIG. 9 shows the arrangement according to FIG. 7 in the position in which the key is pressed
  • FIGS. 10 shows a further embodiment of a key device, again with a lever below the key, but in the rear key area, again showing the key in the rest position, similar to that in FIGS. 1 and 7;
  • Fig. 11 in a detailed plan view of a plate-shaped end part of the lever in association with optical sensor means in the form of Fork sensors;
  • FIG. 12 shows a view similar to FIG. 10 of the key device while the key is pressed
  • Fig. 13 shows another embodiment of the key device similar to that of Fig. 10 but modified with respect to the arrangement of speed sensing means on the key bottom;
  • FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 13 of the key device while the key is pressed; FIG.
  • FIG. 15 shows a schematic partial view of a reflection light sensor provided in this embodiment according to FIGS. 13 and 14 as a speed sensor means on the underside of the key;
  • FIGS. 16 and 17 show another key device in views corresponding to FIGS. 1 and 4, in the rest position (FIG. 16) and secondly while the key is pressed (FIG. 17);
  • FIGS. 18 and 19 show another embodiment of the present key device in the rest position (FIG. 18) or while the key is pressed (FIG. 19), in views corresponding to FIGS. 1 and 4.
  • Button device 10 as well as all other embodiments can be used in any electronic keyboard instruments, namely keyboards, digital pianos, but also electronic organs, especially in such instruments with more than one manual.
  • the general arrangement of the respective keyboard is known per se, so that a more detailed description can be omitted here.
  • a key 11 of the key means 10 in a side view, partially in section, even in the rest ⁇ position (FIG. 1) and the other being pressed once in a with a force F (see Fig. Arrow) match position ( Figure 4).
  • the pivot bearing 12 for the key 11 is indicated only schematically, and this pivot bearing 12 may be formed in a conventional manner.
  • the pivot bearing 12 is arranged on a keyboard frame 13, which is partially schematically illustrated in Fig. 1 and 4 in section.
  • lever 15 which is simply called lever 15 hereinafter and represents a game weight 14 to a pivot bearing 16 pivotally mounted on the frame 13.
  • the lever 15 is designed as a double-armed lever, wherein the shorter lever arm 17 rests against the underside of the key 11, whereas the longer, angled lever arm 18 forms the egg ⁇ tual game weight 14. .
  • the button is pushed can be seen 11 as shown in Figure 4, the shorter lever arm 17 is pivoted counterclockwise as shown in Figure 4 down, and the longer lever arm 18 (likewise in counter ⁇ clockwise) thereby pivoted upwards. See also the button is pushed can be seen 11 as shown in Figure 4, the shorter lever arm 17 is pivoted counterclockwise as shown in Figure 4 down, and the longer lever arm 18 (likewise in counter ⁇ clockwise) thereby pivoted upwards. See also the
  • the lever 15 has with its longer lever arm 18 is an approximately rectangular bend 19; in the region of this bend 19, in the outer corner area, a screw adjusting member 20 is screwed for the A ⁇ position and fixing of a flag 21st
  • the flag 21 has, as is apparent in particular from the enlarged view in Fig. 3, two slots 22, 23 which cooperate with two (transmitted) sensors 24, 25, wel ⁇ che via a holder 26 attached to a circuit board 27 are.
  • Arrow F in Fig. 4. This will be explained below with reference to FIG. 6 in more detail.
  • FIGS. 1, 3 and 4 only one key 11 with associated lever 15 and associated non-contact sensor means 28 is shown as measuring means 28 'for the positions and speeds of the lever 15.
  • FIGS. 1, 3 and 4 only one key 11 with associated lever 15 and associated non-contact sensor means 28 is shown as measuring means 28 'for the positions and speeds of the lever 15.
  • the circuit board 27 may extend ⁇ over the entire length of the keyboard, but it may also be divided, for example according to octaves of the keyboard. From the bottom view of FIG. 2 it can be seen that the printed circuit board 27 is provided for a plurality of keys or more precisely levers 15, 15 ', 15'', etc., these levers 15, 15', 15 '' corresponding to the example in FIG 2 are associated with buttons 11 not shown in greater detail and each carrying a flag 21 with slots 22, 23 (see FIG. 3) which cooperate with optical sensor means, here transmitted light sensors 24, 25. As can be seen from FIG. 2, 21 sensor elements 29 (eg with a light transmitter, or with two light transmitters) and 30 (with two light receivers) are provided on both sides of the flag.
  • 21 sensor elements 29 eg with a light transmitter, or with two light transmitters
  • 30 with two light receivers
  • the flag With the screw 20, the flag can in its longitudinal direction, as can be seen directly from Fig. 3, see. there also the double arrow, be adjusted exactly, so as to determine the positions for the sound of the respective tone.
  • Such Feinj ust ist a flag 21 can, however, also erübri ⁇ conditions when the design and arrangement of the respective lever 15 and the fixed attachment of the flag 21 are sufficiently accurate and correspond to the desired positions for the input or Ausschal ⁇ th of the clay ; see. in this context also in ⁇ example, the figures 7 to 9, where a fixed flag 21 is mounted on the lever 15.
  • FIG. 5 very schematically illustrates a basically conventional electronic unit for an electronic keyboard instrument, eg a keyboard, equipped with a key device 10 according to, for example, FIGS. 1 to 4.
  • ⁇ Licher component of this electronic unit is a central computer or processor, a CPU 31; this CPU 31 is a
  • a logic module 33 for example in the form of an FPGA decoder (FPGA-field-programmable gateway array, freely programmable link field).
  • FPGA decoder FPGA-field-programmable gateway array, freely programmable link field.
  • This logic module 33 the signals of all non-contact sensor means 28 are supplied from all keys 11 of the keyboard of the instrument to entprechenden inputs; For the sake of simplicity, only the signal combination s1, s2 of a key 11, ie of its contactless sensor means 28 (see Figures 1 to 4), is shown here in conjunction with Figure 5 in Figure 6.
  • the output of the CPU 31 is further connected to a sound module 34, this sound module 34 holds the corresponding sound samples stored for the tones (sounds) to be retrieved and has a corresponding output circuit with an audio output 35 , are connected to the not further illustrated loudspeaker ⁇ .
  • the CPU 31 further has a MIDI (MIDI musical instrument digital interface) and USB-MIDI output 36, respectively.
  • MIDI MIDI musical instrument digital interface
  • USB-MIDI output 36 USB-MIDI output
  • a key 11 (FIG. 1) is in the rest position in phase XI.
  • the signals sl of the sensor 24 and s2 of the sensor 25 are at "0"
  • the sensor means 28 are in the position blocked by the flag 21 (see FIG Movement direction are offset, and that moreover two slots 22, 23 are present in the flag 21, then when passing the flag 21 and thus the slots 22, 23 on the sensors 24, 25, if by pressing the key 11, the lever 15 is pivoted ,
  • a variety of signal evaluations are achieved, in particular the position (which is detected with the signal s2), the direction of movement (in combination with the Si ⁇ signal sl) and the speed of the flag 21 and thus the lever 15th Therefore, as shown in Fig.
  • the signal sl of the sensor 24 has already reached its maximum, that is to say a logical "1";
  • time-shifted signal values for example minima and maxima, are present in the signal sl, ie when the "on" (range A) is activated, the signal s2 passes the signal sl after.
  • both sensor signals sl, s2 are at "1", as can be seen from the diagram in FIG.
  • the duration T of the note is now determined, for example, between the edge no. 5 in the turn-on area A and the edge no. 2 'in the turn-off area B. Between the shut-off edge 4 'and the edge 2', the release time and thus the release speed is determined.
  • the key device 10 differs from the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6 primarily in that the lever 15 is not under the key 11, but in the rear, within a housing 40th concealed area above the Tas ⁇ te 11 is arranged.
  • the lever 15 is again pivotable about a pivot bearing 16, but it is now as a one-armed lever, with a stop 41, which defines a short lever arm 17 relative to the pivot bearing 16 is formed.
  • the long lever arm 18 in turn carries a flag 21, which is now firmly connected to the lever 15, and which has only a single slot 22.
  • This flag 21 with the slot 22 in turn forms with a fork light barriers with two sensors 24, 25 (see Fig.
  • the optical sensors 24, 25 are attached to a - here in plan view (see Fig. 8) U-shaped holder 26 ', on the legs of the U, two sensors 24, 25 above the other.
  • Fig. 7 and 9 for simplicity, the in Fig. 1, the second and 4, printed circuit board 27 omitted; Of course, however, in the embodiment of FIG. 7 to 9, a corresponding circuit board 27 may be present, to which the carrier 26 'for the optical sensors 24, 25 is attached. Alternatively, there may be an electrical signal connection between the sensor means ⁇ 28 and a separate, for example, mounted on a circuit board circuit.
  • FIGS. 10 to 12 in turn show an embodiment of the present key device 10 with a lever 15 below the key 11. Similar to the embodiment according to FIGS. 7 to 9, however, the lever 15 is not provided with a separate flag 21, but together with its rear flag-like, plate-shaped end part 15x forms a diaphragm for the non-contact optical sensor means 28, to which two Fork light barriers, with two sensors 24, 25 in superimposition belong. In this case, the end portion 15x of the lever 15 sequentially interrupts the light beam of the sensor 24 and then the sensor 25 to finally in the state with pressed key 11, see Fig. 12, both light beams to block.
  • a measuring strip 42 is mounted with a grid line, which is provided with a simple Gabellicht- 43 cooperates to form non-contact speed sensor means 44; With these sensor means 44, however, it is of course also possible, with regard to the measuring strokes on the measuring strip 42, to determine the respective position of the key 11.
  • the measuring strip 42 may be transparent, for example, in which case there is a transmitted light barrier 43; on the other hand it is
  • the sensor means 44 can also, for example for inspection or for a coarse measurement to be provided, the result of the larger stroke of the end portion 15x of the lever 15 ge passed ⁇ greater precision of the sensor means is primarily 18th
  • FIGS. 13 and 14 corresponds, as regards the (main) sensor means 28 to the end part 15x of the lever 15 as an aperture, to the embodiment according to FIGS. 10 to 12.
  • a speed sensor means 44 with a reflex light sensor 45 is provided, which cooperates with a projection 46 on the key underside in order to detect the speed of the key 11.
  • Fig. 15 is an enlarged view of this reflected light sensor means 44 with a light emitter 47, e.g. an LED, and a light receiver 48, e.g. a photodiode or phototransistor.
  • the sensor means 28 with the light barriers 24 'and the flags 21 with the single slot 22 works like with reference to FIGS in principle. 7 to 9 described ver ⁇ parable contactless sensor means 28, so that can eliminate the need for newly description here. A difference can be seen only in that in the home or rest position shown in FIG. 16, the light beam of the forked light barriers 24 'is interrupted by the flag 21, and the light beam thereafter upon actuation of the key 11, see Fig. 17, first the slot
  • the arrangement of the game weight 14 or lever 15 in the rear key area above the key 11 again corresponds to the arrangement in the exemplary embodiment according to FIGS. 7 to 9, so that, also with regard to the here formed contactless sensor means 28, which are also formed analogous to Fig. 7 to 9, a repetition of the description may be unnecessary.

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Abstract

Tasteneinrichtung (10) für ein elektronisches Tasteninstrument, wie z.B. ein Digitalpiano bzw. Keyboard, mit zumindest einer an einem Rahmen (13) schwenkbar gelagerten Taste (11) und einem dieser Taste (11) zugeordneten, am Rahmen (13) schwenkbar gelagerten Gewichtsteil-Hebel (15), der beim Drücken der Taste (11) durch diese Taste (11) verschwenkt wird, sowie mit Positionsund Geschwindigkeits-Messmitteln (28') für den Gewichtsteil-Hebel (15), um eine Ton-Auslösung und Lautstärke zu bestimmen, wobei die Messmittel (28 ') mit berührungslos arbeitenden Sensormitteln (28) für die Erfassung von Positionen und der Geschwindigkeit sowie auch der Bewegungsrichtung des GewichtsteilHebels (15) beim Drücken der Taste (11) ausgebildet sind.

Description

Tasteneinrichtunq für ein elektronisches Tasteninstrument
Die Erfindung betrifft eine Tasteneinrichtung für ein elektronisches Tasteninstrument, wie z.B. ein Digitalpiano bzw. Keyboard, mit zumindest einer an einem Rahmen schwenkbar gelagerten Taste und einem dieser Taste zugeordneten, am Rahmen schwenkbar gela¬ gerten Gewichtsteil-Hebel, der beim Drücken der Taste durch diese Taste verschwenkt wird, sowie mit Positions- und
Geschwindigkeits-Messmitteln für den Gewichtsteil-Hebel, um eine Ton-Auslösung und Lautstärke zu bestimmen.
Bei einem klassischen Klavier ergibt sich der jeweils gewünschte Ton hinsichtlich Auslösung, Dauer und Lautstärke beim Spielen durch einen entsprechenden Tastenanschlag, der von Klavierspielern nach entsprechend langem Üben mehr oder weniger gut be¬ herrscht wird. Mit entsprechender Übung weiß der Klavierspieler, zumindest intuitiv, wann und wie laut der Ton kommen muss, wenn eine Taste in einer bestimmten Weise angeschlagen wird, und in einem oft jahrelangen Training werden die entsprechenden motorischen Abläufe optimiert.
Aus US 5,291,011 A oder JP 2001-222 282 A ist es hierzu weiters bekannt, die beim Niederdrücken von Tasten derartiger Klaviere über eine Mechanik betägten Hämmer, die gegen eine zugehörige Klavierseite schlagen, mittels Foto-Sensoren in ihrer Bewegung zu erfassen, was aber auf die Tonerzeugung keinen Einfluss hat.
Bei einem elektronischen Tasteninstrument, insbesondere einem Digitalpiano bzw. Keyboard, gibt es keine anzuschlagenden Saiten mehr, sondern es sind Tondaten (Ton-Samples ) in Computer-Chips gespeichert, die mit einem elektronischen Steuerbefehl abgerufen werden. Die Tastaturen für Keyboards und dergl . elektronische Tasteninstrumente haben sich im Wesentlichen ausgehend vom Ak¬ kordeonbau bzw. in letzter Zeit auch vom Elektroorgelbau herkom¬ mend entwickelt, wo die Tasten normalerweise nur zum Beginn und zum Beenden einer Klangerzeugung herangezogen werden. Um das Spielgefühl bei derartigen Tastaturen zu verbessern, wurde auch versucht, Klänge (Töne) anschlagsdynamisch abzurufen. Mit den Fingern, mit Hilfe einer Tastatur, den richtigen Ton in der richtigen Lautstärke und zum richtigen Zeitpunkt anzuschlagen erfordert aber nicht nur beim herkömmlichen Klavier oder Konzertflügel eine jahrelange Übung, sondern auch bei den elektronischen Tasteninstrumenten; auch hier ist ein jahrelanges
Feedback zwischen Gehirn, Fingern und Klangerzeugung erforderlich, wobei problematisch ist, dass sich zumeist, aufgrund der anderen Art der Klangerzeugung, eine ganz andere Anschlagtechnik, verglichen mit jener bei einem herkömmlichen Klavier, als notwendig ergibt. Es wurden daher mittlerweile relativ aufwändige mechanische Simulationen für Tasteneinrichtungen entwickelt, um das Spielgefühl bei einer Klaviermechanik nachzuahmen; die dabei erzielten Ergebnisse waren aber nie wirklich zufrieden¬ stellend. Vor allem erwies sich das Timing, nämlich insbesondere der Zeitpunkt der Klangauslösung, praktisch nie als authentisch, abgesehen von dem unterschiedlichen Spielgefühl aufgrund der Beschaffenheit der Tasten, der bewegbaren Massen, der dabei vorgesehenen Position der Tastensensoren usw.
Bei den meisten Keyboards befinden sich die Kontakte für die Auslösung des Klangs (der Samples) unterhalb der Tasten. Eine Auslösung erfolgt beispielsweise nach ungefähr der Hälfte des Tastenwegs. Um hier eine Anschlagsdynamik - wenn auch in einfachster Form - zu simulieren, werden gemäß Stand der Technik, zwei in der Höhe relativ zueinander versetzte Schalt kontakte vorgesehen, die an einer Leiterplatte angebracht sind und mit einem an der Unterseite der jeweiligen Taste angebrachten „Stößel" zusammenarbeiten; vgl. beispielsweise EP 0 727 766 oder US 2006/0254406. Aufgrund des zeitlichen Unterschiedes bei der Betätigung der beiden versetzten Kontakte kann auf die Geschwindigkeit der Tastenbewegung geschlossen werden, was als Maß für die gewünschte Lautstärke gewertet wird. Da die genannten gummigepufferten versetzten Kontakte relativ ungenau sind, wurden weiters berührungslose optische Sensoren vorgeschlagen, s. z.B. JP 10-026983. Ein anderer derartiger, noch älterer Vorschlag ist in der US 5,231,283 geoffenbart, wo ein mechanisch-optischer Sensor mit einem von der Tasten-Unterseite verschwenkten Messhebel gezeigt ist, der mit einem entsprechenden Ausschnitt mit ei¬ nem Lichtsensor direkt unterhalb der jeweiligen Taste
zusammenwirkt .
Gemäß CN 101320558 A (vgl. auch US 5 552 561 A und JP 03-107899 A) ist sodann in jüngerer Zeit vorgeschlagen worden, elektrische Gummiblock-Kontakte anstatt an der Unterseite der Taste an der Unterseite (oder aber Oberseite) eines von der Taste verschwenk¬ ten Spielgewicht-Hebels anzubringen. Allerdings liegen dort die¬ se Kontakte benachbart dem Schwenklager für den Hebel vor, sodass im Bereich der Kontakte der Bewegungshub relativ gering ist, ähnlich wie im Fall der Kontakte und Sensoren direkt an der Unterseite der Tasten. Dadurch können Positionen und Geschwin¬ digkeiten bei einer Tastenbetätigung nur relativ ungenau erfasst werden, und Untersuchungen haben gezeigt, dass an ein und derselben Tastatur verschiedene Tasten, die mit gleicher Geschwindigkeit betätigt werden, nichtsdestoweniger Töne mit
unterschiedlichen Lautstärken bewirken.
Dieser Nachteil ist im Prinzip auch bei der Tasteneinrichtung gemäß der US 5 062 342 A gegeben, wo eine Mechanik mit zwei Hebeln für jede Taste vorgesehen ist, von denen ein Hebel durch die jeweilige Taste bewegt wird und dann seinerseits den anderen Hebel betätigt, der dann gegen, insbesondere oberhalb von ihm liegende, Kontakte schlägt.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und die Nachteile der bekannten Tastaturen bzw. Tasteneinrichtungen so gut wie möglich zu vermeiden; insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine derartige Tasteneinrichtung vorzusehen, die eine möglichst gute Annäherung an eine Tastatur eines Konzertflügels beim Spielen ermöglicht, sodass der Wechsel vom Spielen eines Klaviers zum Spielen eines mit dieser Tasteneinrichtung ausgestatteten Keyboards oder Digitalpianos unproblematisch für einen Spieler ist und ihm das Gefühl eines Spielens wie auf einem Kon¬ zertflügel vermittelt wird. Weiters wird angestrebt, eine mög¬ lichst kostengünstige Ausbildung der Tasteneinrichtung zu erzielen, ungeachtet der möglichst perfekten Simulation des Spielens auf einem herkömmlichen Klavier beim Spielen auf dieser Tasteneinrichtung bei einem Keyboard etc.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Tastenein¬ richtung wie eingangs angegeben vor, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass die Messmittel mit berührungslos arbeitenden Sensormitteln für die Erfassung von Positionen und der Geschwindigkeit sowie auch der Bewegungsrichtung des Gewichts¬ teil-Hebels beim Drücken der Taste ausgebildet sind.
Bei der vorliegenden Tasteneinrichtung sind somit dem Gewichtsteil-Hebel selbst berührungslos arbeitende Sensormittel zugeordnet, um Position sowie auch Geschwindigkeit und
Bewegungsrichtung des Gewichtsteil-Hebel, nachstehend kurz Hebel, beim Spielen einer Taste zu erfassen. Die berührungslosen Sensormittel, die mit dem Hebel zusammenarbeiten, können dabei relativ weit entfernt vom Lagerpunkt des Hebels, also von dessen Schwenklager, entfernt vorgesehen werden, und der Hebel kann eine im Vergleich zur Taste starke Schwenkbewegung ausführen, wodurch Messungen bei entsprechend großen Bewegungshüben ermöglicht werden, so dass die Genauigkeit beim Erfassen der Positionen bzw. der Geschwindigkeit des Hebels wesentlich erhöht werden kann. Bei der Erfassung der Bewegungen der Tasten selbst steht nämlich immer nur ein relativ geringer Hub zur Verfügung, anders als bei einem Hebel, der beispielsweise ein Mehrfaches des Win- kel-"Hubs" der Taste bei seinem Bewegungshub aufweist. Weiters wird die Genauigkeit auch dadurch gesichert, dass kontaktlose Sensormittel vorgesehen sind, anstatt der bekannten gummigefederten Berührungskontakte gemäß Stand der Technik, sodass damit viel exakter die Positionen etc. erfasst werden können, wenn der Hebel einer Tastenbetätigung zunächst in einer Richtung verschwenkt wird, dabei den Ton auslöst, und dann wieder zurückschwenkt, wobei der Ton dann beendet wird. Durch entsprechende Einstellung der berührungslosen Sensormittel kann dabei der Zeitpunkt der Tonauslösung wie auch der Zeitpunkt des Loslassens bzw. der Ton-Beendigung ganz analog zu den entsprechenden Zeitpunkten beim Spielen auf einem herkömmlichen Klavier bestimmt werden .
Theoretisch könnten bei der vorliegenden Tasteneinrichtung kapazitive oder induktive Sensoren vorgesehen werden, bevorzugt sind jedoch die berührungslos arbeitenden Sensormittel mit - vorzugsweise stationären - Lichtschrankenmitteln ausgebildet. Dabei können insbesondere, im Hinblick auf die Geschwindigkeitserfassung, zwei einander benachbart angeordnete optische Sensoren vorgesehen werden; weiters ist es günstig, als Lichtschrankenmittel einfach Durchlicht-LichtSchrankenmittel vorzusehen, wenn- gleich auch Reflexionslicht-Sensormittel denkbar sind.
Die Lichtschrankenmittel sind bevorzugt einem plattenförmigen Teil des Gewichtsteils-Hebels zugeordnet, insbesondere einem mit Schlitzen versehenen Fähnchen am Hebel. Für die Geschwindigkeitserfassung ist es dabei von Vorteil, wenn das Fähnchen zwei Schlitze aufweist, um so aufeinanderfolgende, gleichartige Signalflanken zu ermöglichen.
Der Hebel kann wie an sich bekannt jeweils unter der zugehörigen Taste angeordnet sein; es ist aber, etwa wenn die Bauweise einen besonders flachen Spielbereich verlangt, jedoch dahinter ein höherer Aufbau problemlos möglich ist, durchaus denkbar, dass der Hebel oberhalb eines von einem Spieler abgewandten hinteren Teils der Taste angeordnet ist, der im Betriebszustand von einem Gehäuseteil verdeckt ist.
Gegebenenfalls können - beispielsweise auch zusätzlich, zu Überprüfungszwecken - an der Tasten-Unterseite berührungslos arbeitende Geschwindigkeits-Sensormittel vorgesehen werden. Diese an der Tasten-Unterseite vorgesehene Geschwindigkeits-Sensormittel können ebenfalls durch einen optischen Sensor, vorzugsweise einen Reflexsensor, gebildet sein, es kann aber auch für besonders genaue Messungen vorgesehen sein, einen beispielsweise durchsichtigen Messstreifen vorzusehen, der mit der Taste verbunden ist, der mit einer Skalierung versehen ist, und der mit einem stationär angeordneten optischen Sensor zusammenarbeitet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, und unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert.
In der Zeichnung zeigen im einzelnen:
Fig. 1 in einer schematischen, teilweise geschnittenen Ansicht die Anordnung einer Taste mit einem Spielgewicht- bzw. Gewichts¬ teil-Hebel bei einem elektronischen Tasteninstrument, nämlich insbesondere einem Keyboard, wobei auch schematisch ein Klaviaturrahmen im Schnitt veranschaulicht ist; Fig. 2 eine Teil-Unteransicht einer Anordnung mit mehreren He¬ beln gemäß Fig. 1 in Verbindung mit einer gemeinsamen Leiterplatte;
Fig. 3 in einer Teilansicht gemäß Pfeil III in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab die Anordnung eines Fähnchens mit zwei Schlitzen an einem Hebel im Bereich einer Abwinkelung desselben, in Verbindung mit einer Schraube zur Einstellung des Fähnchens relativ zum Hebel und mit optischen Sensormitteln;
Fig. 4 in einer Darstellung ähnlich Fig. 1 eine Position, in der die Taste aus der in Fig. 1 gezeigten Ruhestellung beim Spielen abwärts gedrückt wurde;
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer - an sich bekannten - elektronischen Schaltung zum Abruf von Ton-Samples aus einem elektronischen Speicher beim Betätigen der Tasten des Keyboards;
Fig. 6 in Zuordnung zu diesem Blockschaltbild ein Diagramm mit Signalen, wie sie bei Verwendung der Tasteneinrichtung gemäß Fig. 1 bis 4, mit dem zweifach geschlitzten Fähnchen und den Sensormitteln mit zwei Sensoren, erhalten werden;
Fig. 7 in einer Ansicht, teilweise geschnitten, ähnlich Fig. 1 eine Tasteneinrichtung mit einem oberseitigen, hinteren Hebel;
Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Teil des Hebels der Tasteneinrichtung gemäß Fig. 7 samt daran angebrachtem Fähnchen und dazu¬ gehöriger Gabellichtschranke mit zwei Sensoren;
Fig. 9 die Anordnung gemäß Fig. 7 in der Stellung, in der die Taste gedrückt ist;
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform einer Tasteneinrichtung, nun wieder mit einem Hebel unterhalb der Taste, jedoch im hinteren Tastenbereich, wobei wiederum die Taste in der Ruhestellung gezeigt ist, ähnlich wie in Fig. 1 und Fig. 7;
Fig. 11 in einer Detaildraufsicht einen plattenförmigen End-Teil des Hebels in Zuordnung zu optischen Sensormitteln in Form von Gabellichtschranken;
Fig. 12 in einer Darstellung ähnlich Fig. 10 die Tasteneinrichtung bei gedrückter Taste;
Fig. 13 eine weitere Ausführungsform der Tasteneinrichtung, die ähnlich jener gemäß Fig. 10 ist, jedoch hinsichtlich der Anordnung von Geschwindigkeits-Sensormitteln an der Tasten-Unterseite modifiziert ist;
Fig. 14 in einer Ansicht entsprechend Fig. 13 die Tasteneinrichtung bei gedrückter Taste;
Fig. 15 eine schematische Teil-Ansicht eines bei dieser Ausführungsform gemäß Fig. 13 und 14 vorgesehenen Reflexlichtsensors als Geschwindigkeits-Sensormittel an der Tasten-Unterseite;
Fig. 16 und 17 eine weitere Tasteneinrichtung in Ansichten entsprechend Fig. 1 und 4, in der Ruheposition (Fig. 16) und zum anderen bei gedrückter Taste (Fig. 17); und
Fig. 18 und 19 noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Tasteneinrichtung in der Ruhestellung (Fig. 18) bzw. bei gedrückter Taste (Fig. 19), in Ansichten entsprechend Fig. 1 und 4.
In der folgenden Beschreibung werden in den einzelnen Zeichnungsfiguren einander entsprechende Elemente und Komponenten jeweils mit den selben Bezugszeichen bezeichnet.
Anhand der Figuren 1 bis 6 soll als erstes eine derzeit besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Tasteneinrichtung 10 erläutert werden. Diese Ausführungsform der
Tasteneinrichtung 10 wie auch alle anderen Ausführungsformen können bei beliebigen elektronischen Tasteninstrumenten, nämlich Keyboards, Digitalpianos, aber auch elektronischen Orgeln verwendet werden, insbesondere auch bei solchen Instrumenten mit mehr als einem Manual. Die allgemeine Anordnung der jeweiligen Tastatur ist an sich bekannt, sodass hier auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden kann. In Fig. 1 und 4 ist eine Taste 11 der Tasteneinrichtung 10 in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten, einmal in der Ruhe¬ stellung (Fig. 1) und das andere Mal in einer mit einer Kraft F (s. Pfeil) gedrückten Spielstellung (Fig. 4) gezeigt. In Fig. 1 und 4 ist das Schwenklager 12 für die Taste 11 dabei nur schematisch angedeutet, und dieses Schwenklager 12 kann in an sich herkömmlicher Weise ausgebildet sein. Das Schwenklager 12 ist dabei auf einem Klaviatur-Rahmen 13 angeordnet, der in Fig. 1 und 4 im Schnitt schematisch teilweise veranschaulicht ist.
Unterhalb der Taste 11 ist ein Gewichtsteil-Hebel 15, der nachstehend einfach Hebel 15 genannt wird und ein Spiel-Gewicht 14 darstellt, um ein Schwenklager 16 verschwenkbar am Rahmen 13 gelagert. Der Hebel 15 ist als doppelarmiger Hebel ausgeführt, wobei der kürzere Hebelarm 17 an der Unterseite der Taste 11 anliegt, wogegen der längere, abgewinkelte Hebelarm 18 das ei¬ gentliche Spiel-Gewicht 14 bildet. Wenn die Taste 11 wie in Fig. 4 ersichtlich gedrückt wird, so wird der kürzere Hebelarm 17 im Gegenuhrzeigersinn gemäß der Darstellung in Fig. 4 abwärts geschwenkt, und der längere Hebelarm 18 wird (ebenfalls im Gegen¬ uhrzeigersinn) dabei nach oben geschwenkt; vergl. auch die
Pfeile in Fig. 4 rund um das Schwenklager 16.
Der Hebel 15 hat mit seinem längeren Hebelarm 18 eine ungefähr rechtwinkelige Abwinkelung 19; im Bereich dieser Abwinkelung 19, im äußeren Eckbereich, ist eine Justier-Schraube 20 für die Ein¬ stellung und Fixierung eines Fähnchens 21 eingeschraubt.
Das Fähnchen 21 weist, wie insbesondere aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 3 ersichtlich ist, zwei Schlitze 22, 23 auf, die mit zwei ( Durchlicht- ) Sensoren 24, 25 zusammenarbeiten, wel¬ che über einen Halter 26 an einer Leiterplatte 27 befestigt sind. Die beiden Durchlicht-Sensoren 24, 25 bilden zusammen mit dem Fähnchen 21 bzw. dessen Schlitzen 22, 23 berührungslos arbeitende Sensormittel 28 als Messmittel 28' für die Erfassung von Positionen und Bewegungen bzw. Geschwindigkeiten des Hebels 15 mit seinem Eckbereich 19, wenn die zugehörige Taste 11 gedrückt wird, s. Pfeil F in Fig. 4. Dies wird nachfolgend anhand der Fig. 6 noch näher erläutert werden. In den Fig. 1, 3 und 4 ist jeweils nur eine Taste 11 mit zugehörigem Hebel 15 und zugehörigem berührungslosen Sensormitteln 28 als Messmittel 28 ' für die Positionen und Geschwindigkeiten des Hebels 15 gezeigt. Selbstverständlich sind für alle Tasten 11 des Tasteninstruments derartige Anordnungen wie aus Fig. 1, 3 und 4 ersichtlich vorgesehen. Die Leiterplatte 27 kann sich da¬ bei über die gesamte Länge der Tastatur erstrecken, sie kann jedoch auch unterteilt sein, beispielsweise gemäß Oktaven der Tastatur. Aus der Untersicht gemäß Fig. 2 ist erkennbar, dass die Leiterplatte 27 für mehrere Tasten bzw. genauer Hebel 15, 15', 15'' usw. vorgesehen ist, wobei diese Hebel 15, 15', 15'' entsprechend dem Beispiel in Fig. 2 nicht näher gezeigten Tasten 11 zugeordnet sind und jeweils ein Fähnchen 21 mit Schlitzen 22, 23 (siehe Fig. 3) tragen, die mit optischen Sensormitteln, hier Durchlicht-Sensoren 24, 25, zusammenarbeiten. Wie dabei aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind beidseits der Fähnchen 21 Sensorelemente 29 (z.B. mit einem Licht-Sender, oder mit zwei Licht-Sendern) und 30 (mit zwei Licht-Empfängern) vorgesehen.
Mit der Schraube 20 kann das Fähnchen in seiner Längsrichtung, wie unmittelbar aus Fig. 3 ersichtlich ist, vgl. dort auch den Doppelpfeil, exakt einjustiert werden, um so die Positionen für das Erklingen des jeweiligen Tons festzulegen. Eine derartige Feinj ustierung eines Fähnchens 21 kann sich jedoch auch erübri¬ gen, wenn die Ausbildung und Anordnung des jeweiligen Hebels 15 sowie die fixe Befestigung des Fähnchens 21 ausreichend exakt sind und den gewünschten Positionen für das Ein- bzw. Ausschal¬ ten des Tons entsprechen; vgl. in diesem Zusammenhang auch bei¬ spielsweise die Figuren 7 bis 9, wo ein festes Fähnchen 21 am Hebel 15 angebracht ist .
In Fig. 5 ist ganz schematisch eine grundsätzlich herkömmliche Elektronikeinheit für ein mit einer Tasteneinrichtung 10 gemäß beispielsweise den Fig. 1 bis 4 ausgestatteten elektronischen Tasteninstrument, z.B. einem Keyboard, veranschaulicht. Wesent¬ licher Baustein dieser Elektronikeinheit ist ein zentraler Rechner oder Prozessor, eine CPU 31; dieser CPU 31 ist eine
Bedienungs-Schnittstelle 32 zugeordnet, um verschiedene Steuerfunktionen, wie z.B. Ein-/Ausschalten oder Auswahl bei der Klangwiedergabe etc. anzusteuern. Weiters ist die CPU 31 an den Ausgang eines Logikbausteins 33, z.B. in Form eines FPGA-Deko- ders (FPGA - field-programable gateway array - frei programmierbares Verknüpfungsfeld) , angeschlossen. Diesem Logikbaustein 33 werden die Signale aller berührungslosen Sensormittel 28 von allen Tasten 11 der Tastatur des Instruments an entprechenden Eingängen zugeführt; der Einfachheit halber ist hier in Verbindung mit Fig. 5 in Fig. 6 nur die Signalkombination sl, s2 einer Taste 11, d.h. von deren berührungslosen Sensormitteln 28 (s. Fig. 1 bis 4 ) , gezeigt .
Gemäß Fig. 5 ist der Ausgang der CPU 31 weiters mit einem Sound- Modul 34 verbunden, wobei dieses Sound-Modul 34 die entsprechenden Klang-Samples für die abzurufenden Töne (Klänge) gespeichert hält und eine entsprechende Ausgangsschaltung mit einem Audio- Ausgang 35 aufweist, mit dem nicht näher veranschaulichte Laut¬ sprecher verbunden sind.
Die CPU 31 hat weiters einen MIDI- (MIDI - musical Instrument digital interface) bzw. USB-MIDI-Ausgang 36.
In Fig. 6 sind einzelne Phasen XI (Ruhestellung), Y (Taste gedrückt) und X2 (neuerliche Ruhestellung) veranschaulicht. Dazwischen sind spezielle Signalzüge in Bereichen A, B
veranschaulicht .
Gemäß Fig. 6 befindet sich beispielhaft eine Taste 11 (Fig. 1) in der Phase XI in der Ruhestellung. In dieser Ruhestellung sind die Signale sl des Sensors 24 und s2 des Sensors 25 auf „0", da die Sensormittel 28 in der durch das Fähnchen 21 blockierten Stellung vorliegen (s. Fig. 1). Dadurch, dass die Sensoren 24, 25 in Bewegungsrichtung versetzt sind, und dass überdies zwei Schlitze 22, 23 im Fähnchen 21 vorhanden sind, können dann beim Vorbeibewegen des Fähnchens 21 und damit der Schlitze 22, 23 an den Sensoren 24, 25, wenn durch Drücken der Taste 11 der Hebel 15 verschwenkt wird, verschiedenste Signalauswertungen erzielt werden, wie insbesondere die Position (die mit dem Signal s2 er- fasst wird), die Bewegungsrichtung (in Kombination mit dem Si¬ gnal sl) sowie die Geschwindigkeit des Fähnchens 21 und damit des Hebels 15. Wenn sich daher gemäß der Darstellung in Fig. 6 der Hebel 15 mit dem Fähnchen 21 aus der Ruhestellung (Fig. 1) nach rechts bewegt, laufen die Schlitze 22, 23 in dieser Reihenfolge zuerst am Sensor 24 und dann am Sensor 25 vorbei, wobei jedesmal das zugehöre Signal sl bzw. s2 von „0" (blockiert) auf „1" (Durchlicht) geht. Dazwischen werden die Sensoren 24 bzw. 25 wieder abgedeckt, wobei die Signale sl, s2 kurzfristig wieder auf „0" zurückgehen. Diese Signalsituation ist in Fig. 6 im Bereich A veranschaulicht, wobei mit den Ziffern 1 bis 5 in der Phase A die Mitten (vergleichbar „O-Durchgänge" ) der Flanken des Signals s2 angegeben sind. Beim „O-Durchgang" Nr. 1 des Signals s2 hat beispielsweise das Signal sl des Sensors 24 bereits sein Maximum erreicht, also eine logische „1"; in ähnlicher Weise liegen bei den weiteren „O-Durchgängen" 2, 3, 4, 5 des Signals s2 zeitverschobene Signalwerte, beispielsweise Minima und Maxima, im Signal sl vor, d.h. beim „Anschalten" (Bereich A) läuft das Signal s2 dem Signal sl nach.
Zwischen den Flanken Nr. 3 und Nr. 5 wird nun beispielsweise die Geschwindigkeit der Bewegung und damit die Lautstärke ermittelt.
Aus dem Umstand, dass immer zuerst das Signal sl von „0" auf „1" ansteigt und erst danach das Signal s2, wird auf die Richtung (Richtung „an" des Tons oder der Note) geschlossen.
In der Phase Y ist die Taste 11 für eine bestimmte Zeitdauer gedrückt, und in dieser Phase Y sind beide Sensorsignale sl, s2 auf „1", wie aus dem Diagramm in Fig. 6 ersichtlich ist.
Danach wird die Taste 11 losgelassen, sodass sich das am Hebel 15 fixierte Fähnchen 21 gemäß der Darstellung in Fig. 1 und 4 wieder nach links bewegt, sodass die beiden Schlitze 22, 23 wieder an den Sensoren 24, 25 vorbeilaufen; anders als beim Drücken der Taste 11 läuft nunmehr jedoch zuerst der Schlitz 23 am Sensor 25 vorbei, wobei das Lichtsignal jedoch zuvor durch das Fähnchen 21 kurzfristig verdeckt wird. Demgemäß geht beim Übergang in die neuerliche Ruhestellung, Phase X2, zunächst das Signal s2 auf logisch „0", dann wieder auf logisch „1", wieder auf logisch „0" und wieder auf logisch „1" und dann endgültig auf logisch „0". Zeitversetzt dazu (entsprechend dem Abstand zwischen den Sensoren 24, 25) läuft das Signal sl beim Loslassen der Taste 11 und damit beim Abschalten der Note dem Signal s2 nach .
Die Dauer T der Note wird nun beispielsweise zwischen der Flanke Nr. 5 im Anschalt-Bereich A und der Flanke Nr. 2' im Abschalt- Bereich B ermittelt. Zwischen der Abschalt-Flanke 4' und der Flanke 2' wird die Loslasszeit und damit die Loslassgeschwindigkeit ermittelt.
Die Tasteneinrichtung 10 gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 7 bis 9 unterscheidet sich von der anhand der Fig. 1 bis 6 beschriebenen Ausführungsform in erster Linie dadurch, dass der Hebel 15 nicht unter der Taste 11, sondern in deren hinterem, innerhalb eines Gehäuses 40 verdeckten Bereich oberhalb der Tas¬ te 11 angeordnet ist. Der Hebel 15 ist dabei wiederum um ein Schwenklager 16 verschwenkbar, er ist nun jedoch als einarmiger Hebel, mit einer Anstoßstelle 41, die bezogen auf das Drehlager 16 einen kurzen Hebelarm 17 definiert, gebildet. Der lange Hebelarm 18 trägt wiederum ein Fähnchen 21, das nunmehr fest mit dem Hebel 15 verbunden ist, und das nur einen einzelnen Schlitz 22 aufweist. Dieses Fähnchen 21 mit dem Schlitz 22 bildet wiederum mit einem Gabellichtschranken mit zwei Sensoren 24, 25 (siehe Fig. 9) berühnungslos arbeitende optische Sensormittel 28; diese Sensormittel 28 sind nun insofern gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 6 vereinfacht, als eben wie er¬ wähnt das Fähnchen 21 nur einen Schlitz 22 hat, sodass jeder Sensor 24, 25 durch das Fähnchen 21 zweimal abgedeckt und dazwischen freigegeben wird. Die sich hieraus ergebenden Sensorsigna¬ le können wiederum ähnlich wie anhand der Fig. 6 erläutert herangezogen werden, um die Position für den Beginn und das Ende des gewünschten Tons sowie, basierend auf der Messung der Geschwindigkeit, für die Lautstärke, zu ermitteln.
Die optischen Sensoren 24, 25 sind an einem - hier in Draufsicht (siehe Fig. 8) U-förmigen-Halter 26' angebracht, und zwar an den Schenkeln des U, jeweils zwei Sensoren 24, 25 übereinander.
In Fig. 7 und 9 wurde der Einfachheit halber die in Fig. 1, 2 und 4 gezeigte Leiterplatte 27 weggelassen; selbstverständlich kann aber auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 bis 9 eine entsprechende Leiterplatte 27 vorhanden sein, an der der Träger 26' für die optischen Sensoren 24, 25 angebracht ist. Alternativ dazu kann eine elektrische Signalverbindung zwischen den Sensor¬ mitteln 28 und einer gesonderten beispielsweise auf einer Leiterplatte angebrachten Schaltung vorliegen.
In den Fig. 10 bis 12 ist wiederum ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Tasteneinrichtung 10 mit einem Hebel 15 unterhalb der Taste 11 gezeigt. Ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 bis 9 ist jedoch der Hebel 15 nicht mit einem gesonderten Fähnchen 21 versehen, sondern bildet zusammen mit seinem hier hinteren fahnenartigen, plattenförmigen End-Teil 15x eine Blende für die optischen berührungslosen Sensormittel 28, zu denen zwei Gabellichtschranken, mit zwei Sensoren 24, 25 in Übereinanderan- ordnung, gehören. Dabei unterbricht der End-Teil 15x des Hebels 15 nacheinander den Lichtstrahl des Sensors 24 sowie dann des Sensors 25, um schließlich im Zustand mit gedrückter Taste 11, siehe Fig. 12, beide Lichtstrahlen zu blockieren. Von der Zeit beginnend mit dem Blockieren des ersten Sensors 24 bis zum Blockieren des zweiten Sensors 25 kann auf die Geschwindigkeit und damit auf die Lautstärke beim Betätigen der Taste 11 geschlossen werden; solange dann die beiden Sensoren 24, 25 im „0"-Zustand sind, d.h. solange der Lichtstrahl bei den beiden Sensoren 24, 25 unterbrochen ist, bleibt der Ton an, danach wird zunächst der Lichtstrahl beim Sensor 25 und, mit der vorgegebenen Verzögerung, sodann der Lichtstrahl beim Sensor 24 wieder freigegeben, wenn die Taste 11 wieder losgelassen wird und so aus ihrem in Fig. 12 gezeigten Zustand in den Ruhezustand gemäß Fig. 10 zurückkehrt. In dieser Phase bewegt sich der Hebel 15 aus der in Fig. 12 gezeigten Situation wieder in einer Schwenkbewegung um sein Lager 16 jetzt im Gegenuhrzeigersinn, d.h. mit dem endsei- tigen Blendenteil 15x nach unten und weg von den Sensoren 24, 25.
Ein weiterer Unterschied zu den bisherigen Ausführungsformen besteht bei der Tasteneinrichtung 10 gemäß Fig. 10 bis 12 darin, dass an der Unterseite der Taste 11 ein Messstreifen 42 mit Strichraster angebracht ist, der mit einem einfachen Gabellicht- schranken 43 zusammenarbeitet, um so berührungslos arbeitende Geschwindigkeits-Sensormittel 44 zu bilden; mit diesen Sensormitteln 44 kann jedoch selbstverständlich auch, im Hinblick auf die Messstriche am Messstreifen 42, die jeweilige Position der Taste 11 festgestellt werden. Der Messstreifen 42 kann beispielsweise transparent sein, wobei dann ein Durchlicht-Lichtschranken 43 gegeben ist; andererseits ist es aber
selbstverständlich auch denkbar, einen undurchsichtigen Messstreifen 42 zu verwenden und die Sensormittel 48 mit Reflexionslicht arbeiten zu lassen. Der optische Teil mit Lichtgeber und Empfänger, also die eigentlichen Sensormittel 43, ist ähnlich wie bei den bisherigen Ausführungen stationär, hier direkt am Rahmen 13 angebracht und über nicht näher gezeigte Leitungen mit einer Leiterplatine bzw. einer elektronischen Schaltung zur Auswertung der Signale verbunden.
Die Sensormittel 44 können zusätzlich, beispielsweise zur Überprüfung oder für eine Grobmessung, vorgesehen sein, wobei die aufgrund des größeren Hubes des End-Teils 15x des Hebels 15 ge¬ gebene größere Genauigkeit der Sensormittel 18 vorrangig ist.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 13 und 14 entspricht, was die (Haupt-) Sensormittel 28 mit dem End-Teil 15x des Hebels 15 als Blende betrifft, der Ausführungsform gemäß Fig. 10 bis 12. Anstatt des Messstreifens 42 gemäß Fig. 10 und 12 ist nun jedoch an der Unterseite der Taste 11 der Tasteneinrichtung 10 ein Ge- schwindigkeits-Sensormittel 44 mit einem Reflexlicht-Sensor 45 vorgesehen, der mit einem Ansatz 46 an der Tastenunterseite zusammenarbeitet, um die Geschwindigkeit der Taste 11 zu erfassen. In Fig. 15 ist eine vergrößerte Darstellung dieser Reflexlicht- Sensormittel 44 mit einem Lichtsender 47, z.B. einer LED, und einem Lichtempfänger 48, z.B. einer Fotodiode oder einem Fototransistor, veranschaulicht.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 16 und 17 sind verschiedene Aspekte der vorhergehenden Ausführungsbeispiele realisiert. So ist beispielsweise an der Unterseite der Taste 11 der gezeigten Tasteneinrichtung 10 wieder im vorderen Bereich der Hebel 15 angeordnet, im Wesentlichen ähnlich wie in der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 4, nur mit dem Unterschied, dass das Fähnchen 21 bloß einen Schlitz 22 aufweist, vergleichbar der Ausführungsform gemäß Fig. 7 bis 9. Zusätzlich ist ein Reflexlichtsensor- Sensormittel 44 wie soeben anhand der Fig. 13 bis 15 beschrieben im Bereich der Unterseite der Taste 11 vorgesehen, das so wie insbesondere anhand der Fig. 15 beschrieben ausgebildet ist, sodass sich eine nähere Erläuterung erübrigen kann.
Die Sensormittel 28 mit dem Gabellichtschranken 24' und dem Fähnchen 21 mit dem einzelnen Schlitz 22 funktionieren im Prinzip ähnlich wie die anhand der Fig. 7 bis 9 erläuterten ver¬ gleichbaren berührungslosen Sensormittel 28, sodass sich auch hier eine neuerlich Beschreibung erübrigen kann. Ein Unterschied ist nur darin zu sehen, dass in der Ausgangs- oder Ruheposition gemäß Fig. 16 der Lichtstrahl des Gabellichtschranken 24' durch das Fähnchen 21 unterbrochen ist, und der Lichtstrahl danach beim Betätigen der Taste 11, siehe Fig. 17, zunächst den Schlitz
22 kurzfristig passiert, wonach er kurzzeitig wieder blockiert wird, um danach, bei gedrückter Taste 11, frei vom (nicht näher gezeigten) Sender zum Empfänger passieren zu können, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4. Demgegenüber ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 bis 9 der Lichtstrahl auch in der Ruheposition nicht blockiert, siehe Fig. 7, er wird hingegen nur beim Niederdrücken der Taste 11 kurzfristig zweimal durch das gabelförmige Fähnchen 21 blockiert und dann wieder freigegeben, siehe Fig. 9.
Bei der Ausführungsform der Tasteneinrichtung 10 gemäß Fig. 18 und 19 entspricht die Anordnung des Spiel-Gewichts 14 bzw. Hebels 15 im hinteren Tastenbereich oberhalb der Taste 11 wiederum der Anordnung beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 bis 9, sodass sich, auch hinsichtlich der hier gebildeten berührungslosen Sensormittel 28, die ebenfalls analog zu Fig. 7 bis 9 ausgebildet sind, eine Wiederholung der Beschreibung erübrigen kann.
Anders als bei den soeben beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Geschwindigkeits-Sensormitteln 44 an der Unterseite der Tas¬ te 11 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 18 und 19 eine Ausbildung derartiger Sensormittel 44 mit Hilfe von zwei versetzt angeordneten Gabellichtschranken 51, 52 vorgesehen; diese beiden Gabellichtschranken 51, 52 sind wiederum stationär am Klaviaturrahmen 13 angebracht und arbeiten mit zwei Fahnen-An¬ sätzen 53, bzw. 54 an der Unterseite der Taste 11 zusammen, um so entsprechende Sensorsignale im Hinblick auf die Erfassung der Geschwindigkeit der Taste 11, gegebenenfalls auch der Positionen der Taste 11, zu ermöglichen.
Wenn vorstehend besonders bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert wurden, so sind auch selbstverständlich weitere Abwandlungen und Modifikationen im Rahmen der Erfindung möglich. So sind insbesondere die Detail-Ausführungen gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen untereinander tauschbar, d.h. im Prinzip kann beispielsweise eine Hebel-Anordnung wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt in Verbindung mit Geschwindigkeits-Sensormitteln 44 gemäß Fig. 10 bis 12 bzw. 18 und 19 kombiniert werden, und in entsprechender Weise können Einzelkomponenten wie vorstehend beschrieben auch in anderen Formen kombiniert werden.

Claims

Patentansprüche :
1. Tasteneinrichtung (10) für ein elektronisches Tasteninstrument, wie z.B. ein Digitalpiano bzw. Keyboard, mit zumindest einer an einem Rahmen (13) schwenkbar gelagerten Taste (11) und einem dieser Taste (11) zugeordneten, am Rahmen (13) schwenkbar gelagerten Gewichtsteil-Hebel (15), der beim Drücken der Taste
(11) durch diese Taste (11) verschwenkt wird, sowie mit Positi- ons- und Geschwindigkeits-Messmitteln (28') für den Gewichtsteil-Hebel (15), um eine Ton-Auslösung und Lautstärke zu
bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (28') mit berührungslos arbeitenden Sensormitteln (28) für die Erfassung von Positionen und der Geschwindigkeit sowie auch der Bewegungsrichtung des Gewichtsteil-Hebels (15) beim Drücken der Taste
(11) ausgebildet sind.
2. Tasteneinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die berührungslos arbeitenden Sensormittel (28) mit vorzugsweise stationären LichtSchrankenmitteln (22, 23; 24, 25) ausgebildet sind.
3. Tasteneinrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschrankenmittel zwei einander benachbart angeordnete Sensoren (24, 25) aufweisen.
4. Tasteneinrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschrankenmittel Durchlicht-Lichtschrankenmittel sind.
5. Tasteneinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschrankenmittel einem plat- tenförmigen Teil (15') des Gewichtsteil-Hebels (15) zugeordnet sind .
6. Tasteneinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschrankenmittel einem geschlitzten Fähnchen (21) am Gewichtsteil-Hebel (15) zugeordnet sind .
7. Tasteneinrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich- net, dass das Fähnchen (21) zwei Schlitze (22, 23) aufweist.
8. Tasteneinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsteil-Hebel (15) unter der Taste (11) angeordnet ist.
9. Tasteneinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsteil-Hebel (15) oberhalb eines von einem Spieler abgewandten hinteren Teils (11') der Taste (11) angeordnet ist, der im Betriebszustand von einem Gehäuseteil (40) verdeckt ist.
10. Tasteneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Tasten-Unterseite berührungslos arbeitende Geschwindigkeits-Sensormittel (44) angeordnet sind.
11. Tasteneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeits-Sensormittel (44) an der Tasten-Unterseite mit einem optischen Sensor, vorzugsweise einem Reflexlichtsensor, ausgeführt sind.
12. Tasteneinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeits-Sensormittel (44) an der Tasten-Unterseite mit einem vorzugsweise durchsichtigen Messstreifen (42) ausgebildet sind, der mit der Taste (11) verbunden ist, mit einer Skalierung versehen ist, und mit einem stationär angeordneten optischen Sensor (43) zusammenarbeitet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105739995A (zh) * 2016-03-03 2016-07-06 上海与德通讯技术有限公司 模拟弹奏方法及模拟弹奏模块

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03107899A (ja) 1989-09-21 1991-05-08 Yamaha Corp 電子楽器用鍵盤装置
US5062342A (en) 1988-12-28 1991-11-05 Casio Computer Co., Ltd. Piano action device for electronic keyboard musical instruments
US5231283A (en) 1989-03-27 1993-07-27 Gulbransen, Inc. Opto-electronic sensing method and device for an acoustic piano
US5291011A (en) 1991-10-07 1994-03-01 Yamaha Corporation Photosensor controller for musical instrument having a driving means for driving a subsequent pair of luminescing means and detecting means in sequence
EP0727766A2 (de) 1995-02-20 1996-08-21 FATAR S.r.l. Tastatur für elektronische Klaviere und dergleichen
US5552561A (en) 1994-03-30 1996-09-03 Yamaha Corporation Playing-style detecting apparatus and electronic musical instrument utilizing the same
JPH1026983A (ja) 1996-07-11 1998-01-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子楽器の鍵盤装置
JP2001222282A (ja) 2000-02-10 2001-08-17 Yamaha Corp 光センサ
US20060185503A1 (en) * 2005-02-24 2006-08-24 Yamaha Corporation Automatic player capable of reproducing stop-and-go key motion and musical instrument using the same
US20060254406A1 (en) 2004-01-26 2006-11-16 Roland Corporation Compact keyboard apparatus with accurate detection of key pressing speed
EP1975921A2 (de) * 2007-03-29 2008-10-01 Yamaha Corporation Musikinstrument zur Erzeugung von Nachtönen und automatisches Abspielsystem
CN101320558A (zh) 2007-06-07 2008-12-10 雅马哈株式会社 电子乐器键盘装置
US20100236387A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-23 Hisamitsu Honda Musical tone control system for grand-type piano

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4289428B2 (ja) * 2007-10-09 2009-07-01 ヤマハ株式会社 電子打楽器

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5062342A (en) 1988-12-28 1991-11-05 Casio Computer Co., Ltd. Piano action device for electronic keyboard musical instruments
US5231283A (en) 1989-03-27 1993-07-27 Gulbransen, Inc. Opto-electronic sensing method and device for an acoustic piano
JPH03107899A (ja) 1989-09-21 1991-05-08 Yamaha Corp 電子楽器用鍵盤装置
US5291011A (en) 1991-10-07 1994-03-01 Yamaha Corporation Photosensor controller for musical instrument having a driving means for driving a subsequent pair of luminescing means and detecting means in sequence
US5552561A (en) 1994-03-30 1996-09-03 Yamaha Corporation Playing-style detecting apparatus and electronic musical instrument utilizing the same
EP0727766A2 (de) 1995-02-20 1996-08-21 FATAR S.r.l. Tastatur für elektronische Klaviere und dergleichen
JPH1026983A (ja) 1996-07-11 1998-01-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子楽器の鍵盤装置
JP2001222282A (ja) 2000-02-10 2001-08-17 Yamaha Corp 光センサ
US20060254406A1 (en) 2004-01-26 2006-11-16 Roland Corporation Compact keyboard apparatus with accurate detection of key pressing speed
US20060185503A1 (en) * 2005-02-24 2006-08-24 Yamaha Corporation Automatic player capable of reproducing stop-and-go key motion and musical instrument using the same
EP1975921A2 (de) * 2007-03-29 2008-10-01 Yamaha Corporation Musikinstrument zur Erzeugung von Nachtönen und automatisches Abspielsystem
CN101320558A (zh) 2007-06-07 2008-12-10 雅马哈株式会社 电子乐器键盘装置
US20080307944A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-18 Yamaha Corporation Electronic Musical Instrument Keyboard Apparatus
US20100236387A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-23 Hisamitsu Honda Musical tone control system for grand-type piano

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105739995A (zh) * 2016-03-03 2016-07-06 上海与德通讯技术有限公司 模拟弹奏方法及模拟弹奏模块

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