DE3612516A1

DE3612516A1 - Elektronisches schlagstabinstrument

Info

Publication number: DE3612516A1
Application number: DE19863612516
Authority: DE
Inventors: Masaaki Hamamatsu Shizuoka Mizuguchi; Akihiko Takeuchi
Original assignee: Nippon Gakki Seizo Hamamatsu Shizuoka KK; Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1985-04-16
Filing date: 1986-04-14
Publication date: 1986-10-16
Anticipated expiration: 2006-04-15
Also published as: US4892023A; JPS61239299A; JPH0443597B2; DE3612516C2

Description

Elektronisches Schlagstabinstrument

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronisches Schlagstabinstrument mit klaviaturähnlich angeordneten Platten oder Stäben, durch welches Töne mit einer Tonhöhe erzeugt werden können, die jeweils , c einer Platte oder einem Stab entsprechen, der mit einem kleinen Anschlaghammer oder Schlagklöppel, wie bei einem Xylophon, angeschlagen wird.

\f\J Xylophone, Marimbas und Vibraphone sind als mechanisch-akustische _on Schlagstabinstrumente mit klaviaturähnlichem Aufbau bekannt. Diese Schlagstabinstrumente weisen Reihen von hölzernen oder metallenen Stäben oder Platten auf, deren Resonanzfrequenzen auf die chromatische Tonleiter abgestimmt sind. Beim selektiven Anschlagen mit einem kleinen Hammer oder einem Schlagklöppel erzeugen die Stäbe oder Platten Töne, wobei eine Meldodie gespielt werden kann.

Bei den elektronischen Perkussionsinstrumenten gibt es eine Art, bei der ein Vibrationsfühler in einer Trommel angeordnet ist und ein Nachweissignal von dem Vibrationsfühler verstärkt und in einem

-₀ Lautsprecher hörbar gemacht wird. Bei einer zweiten Art von Instrumenten ist ein piezoelektrisches Element in einem Schlagklöppel oder Schlagstäbchen untergebracht und zwar in einem Teil, der außerhalb des Griffteiles liegt. Ein spannungsgesteuerter Oszillator, ein spannungsgesteuertes Filter oder dgl. wird entsprechend dem Ausgangs-

₃g signal des piezoelektrischen Elementes angesteuert, um ein Musiktonsignal zu erzeugen (siehe beispielsweise japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 59-5912).

Anm.:Nippon Gakki Seizo - 6 -

Kabushiki Kaisha
u.Z.:Pat/HGM 172/12-86E

In den oben beschriebenen Schlagstabinstrumenten mit klaviaturähnlichem Aufbau sind die Formen und Abmessungen einer Reihe von Stäben oder Platten so gewählt, daß verschiedene Klänge mit vorgegebenen Tonhöhen erzeugt werden. Um freie Schwingungen der Stäbe oder Platten zu ermöglichen, muß ein Spalt zwischen zwei benachbarten Stäben oder Platten freibleiben. Wenn der Tonumfang eines solchen Musikinstrumentes erweitert ist, sind diese Musikinstrumente groß und schwer. Ihre Bedienung und Handhabung ist daher nicht einfach.

Musiktonelemente oder Musiktonbestandteile wie beispielsweise die Tonhöhe, die Tonfarbe und die Lautstärke können fein je nach Wahl der Anschlagskraft und der Anschlagsposition geändert werden. Eine hochentwickelte Anschlagtechnik ist erforderlich, um diese feinen Veränderungen zu steuern.

Da mechanisch-akustische Schlagstab- oder Perkussionsinstrumente charakteristische Tonfarben aufweisen, kann ein Spieler nicht in den Genuß verschiedener Tonfarben beim Spielen eines einzigen Instrumentes kommen.

Die beiden oben beschriebenen elektronischen Perkussionsinstrumente können nicht selektiv einer Vielzahl von Noten entsprechende Musiktöne erzeugen, im Gegensatz zu den mechanisch-akustischen Perkussionsinstrumenten, und Melodien können nicht erzeugt werden.

IX Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Schlagstabinstrument zu schaffen, das kompakt und leicht ist und sich durch leichte Handhabung und leichtes Spielen auszeichnet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektronisches Schlagstabinstrument zu schaffen, das durch Anschlagen mit einem Schlagklöppel gespielt wird, um eine Melodie in einer Vielzahl von musikalischen Ausdrucksformen zu erzeugen.

Anm.:Nippon Gakki Seizo - η -

Kabushiki Kaisha
u.Z.:Pat/HGM 172/12-86E

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines elektronischen Schlagstabinstrumentes, mit dem leicht ein Glissando- -Effekt erzeugt werden kann.

Letztlich ist eine Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, ein elektronisches Musikinstrument mit Dämpfereffekt zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgaben ist in den Patentansprüche angegeben.

Erfindungsgemäß ist ein elektronisches Schlagstabinstrument mit klaviaturähnlichem Aufbau vorgesehen, das folgendes aufweist: ein Schlagteil; eine Vielzahl von Platten, die verschiedenen zu erzeugenden Musiktönen entsprechen und die parallel zueinander 5 aufgereiht sind; eine Vielzahl von Anschiagdetektionsmitteln, die jeweils an der Unterseite der Vielzahl der Platten angeordnet sind, um das Anschlagen einer Platte mit dem Schlagteil festzustellen und ein Anschlagdetektionssignal zu erzeugen; und Musiktonerzeugungsmittel, die auf das Anschlagsdetektionssignal der Anschlagdetektionsmittel ansprechen, um einen Musikton zu erzeugen, der in seiner Tonhöhe der angeschlagenen Platte entspricht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

25
~O Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren schematisch

dargestellten Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Figur i: Das Bedienungsteil eines elektronischen Schlag-

Stabinstrumentes gemäß einer ersten Ausfüh

rungsform, in Draufsicht;

Figur 2: Einen Schnitt einer druckempfindlichen Platte

des Bedienungsteils der Figur ι (Schnitt längs der Schnittlinie IMI);

Figur 3: Ein Äquivalenzschaltbild der in Figur 2 gezeig-

Anm.:Nippon Gakki Seizo - 8 -

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ten druckempfindlichen Platte;

Figur 4: Einen Teilschnitt einer druckempfindlichen Plat-

te gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Figur 5: Einen Schnitt einer druckempfindlichen Platte

nach einer weiteren Ausführungsform;

Figur 6: Einen Schnitt einer druckempfindlichen Platte

nach einer weiteren Ausführungsform;

Figur 7: Ein Blockschaltbild des elektronischen Schlagstabinstrumentes;
15

Figur 8: Ein Blockschaltbild der Anschlagdetektionsein-

heit gemäß Figur 7;

Figur 9: Ein Blockschaltbild des Musiktonerzeugungs-

teils;

Figur 10: Eine Draufsicht des Bedienungsteils eines elektronischen Schlagstabintrumentes nach einer weiteren Ausführungsform; 25

Figur 11: Einen Teilschnitt längs der Schnittlinie XI-XI

des in Figur 10 gezeigten Bedienungsteils; und

Figur 12: Einen Teilschnitt eines Bedienungsteils eines

elektronischen Schlagstabinstrumentes nach

einer weiteren Ausführungsform.

In Figur 1 ist der Aufbau des Bedienungsteils eines elektronischen Schlagstabinstrumentes zu erkennen. Das Bedienungsteil weist ein Feld 12 zur Tonhöhenauswahl, einen Tonfarbenwahlschalter 14, ein Bedienungsfeld 16 für eine Portamento-Funktion, ein Bedienungsfeld 18 für eine Dämpferfunktion, erste und zweite Schalterbereiche 20 und

Anm.:Nippon Gakki Seizo - 9 -

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und erste und zweite Lautsprecher 24 und 26 auf, die auf der oberen Fläche eines Gehäuses 10 angeordnet sind. In dem Gehäuse 10 befindet sich eine elektronische Schaltung, die später unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 9 beschrieben wird.

Sechsunddreißig druckempfindliche Platten (eine Platte ist durch das Bezugszeichen 12A bezeichnet) für drei Oktaven sind in der Reihenfolge der Tonnamen in dem Tonhöhenwahlbereich 12 angeordnet und

^O stellen eine einzige flache Oberfläche dar. Die Formen und die Anordnungsweise der druckempfindlichen Platten sind denen bei mechanisch-akustischen Musikinstrumenten mit Klaviatur ähnlich. Es können jedoch auch andere Formen und Anordnungsweisen der druckempfindlichen Platten gewählt werden. Der Spieler schlägt selektiv mit Schlagklöppeln eine Vielzahl von druckempfindlichen Platten in dem Tonhöhenwahlbereich 12 an, wodurch eine Melodie erzeugt wird.

Bei (mechanisch-)akustischen Schlagstabinstrumenten mit Tonerzeugungsstäben werden die Musiktöne in natürliche Töne, die den Tonnamen C, D, E, F, G, A und H entsprechen und chromatische Töne unterteilt, die den Tonnamen Cis, Dis, Fis, Gis und Ais entsprechen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die druckempfindlichen Platten für die natürlichen Töne C, D, E, F, G, A und H in verzahnter Anordnung mit den Platten für die chromatischen Töne Cis, Dis, Fis, Gis und Ais in derselben Ebene angeordnet. Bei dieser Wahl der Anordnung der druckempfindlichen Platten kann ein Schlagklöppel in dem Verzahnungsbereich gegen die Platten gedruckt und überstreichend über die Platten in Richtung ihrer Aneinanderreihung geführt werden, wodurch in einfacher Weise ein Glissando-Effekt erzeugt wird. Dieser kann bei mechanisch-akustischen Schlagstabinstrumenten mit Tonerzeugungsstäben nicht erzielt werden.

Die verschiedenen Anordnungsweisen der druckempfindlichen Platte im Tonwahlbereich 12 werden weiter unten unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 6 erläutert.

Die Tonfarbenwahlschalter 14 weisen eine Vielzahl von Einzelschaltern

Anm.:Nippon Gakki Seizo - 10 -

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- IO -

auf, die in Reihe nebeneinander angeordnet sind. Diese Schalter entsprechen jeweils den Klangfarben Klavier, Elektroklavier, Cembalo I, Cembalo H, Vibraphone, Marimba, Gitarre, Elektrogitarre, Harfe, 5 Orgel, Jazz-Orgel, Trompete, Saxophon, Flöte, Klarinette, Schalmei, Glocke, Streicher I, Streicher II, Bass und Elektrobass. Der Spieler betätigt einen der Tonfarbenwahlschalter, um eine gewünschte Tonfarbe auszuwählen. Der Spieler kann verschiedene Tonfarben bei einem einzigen Musikinstrument genießen. Jeder Tonfarbenwahlschalter kann aus einem druckempfindlichen Schalter bestehen, der durch Anschlagen mit einem Schlagklöppel oder dgl. betätigt werden kann.

Das Feld zur Anwahl der Portamento-Funktion i6 weist einen druckempfindlichen Spannungsteiler auf, der sich längs einer druckempfindlichen Platte erstreckt, die entlang dem Tonhöhenwahlbereich 12 verläuft. Von dem Spannungsteiler wird ein spannungsgeteiltes Ausgangssignal erhalten. Der Signalpegel des spannungsgeteilten Ausgangssignales wird kontinuierlich mit der Änderung der Druckposition in Längsrichtung des Spannungsteiler geändert. Eine Tonhöhe wird somit kontinuierlich zwischen unterschiedlichen Tonhöhen basierend auf dem spannungsgeteilten Ausgangssignal geändert. Zur Erzeugung des Portamento-Effekts drückt der Spieler den Schlagklöppel auf den Portamento-Ansteuerbereich i6 und streicht mit dem Klöppel in Längsrichtung.

Der Dämpfungsansteuerbereich i8 weist einen druckempfindlichen Schalter auf, der sich in Richtung der Reihe des Tonwahlbereichs 12 längs diesem erstreckt. Ein EIN-Signal von diesem Schalter wird zu einem Musiktonerzeugungsteil (weiter unten beschrieben) geleitet, um abrupt den Ton zu dämpfen. Der längliche Dämpfungsansteuerbereich 18 ist vor dem Tonwahlbereich 12 angeordnet. Aus diesem Grund kann der Spieler mühelos den Dämpfungs- oder Abklingeffekt zusammen mit der Tonwahl ansteuern. Beispielsweise kann der Spieler die druckempfindliche Platte 12A mit dem Schlagklöppel anschlagen, um einen Musikton zu erzeugen, und er kann dann mit dem Schlagklöppel den Dämpfungsansteuerbereich 18 anschlagen, so daß der Ton abrupt gedämpft wird. In derselben Weise kann bei der Bedienung der anderen

Anm.rNippon Gakki Seizo - 11 -

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- II -

druckempfindlichen Platten verfahren werden.

Das erste und das zweite Schalterfeld 20 und 22 weisen einen Haupt-Schalter, einen Lautstärkesteuerschalter, einen Abstimmschalter, einen Tremoloschalter, einen Tremolofrequenzschalter, einen Vibratoschalter, einen Vibratofrequenzschalter, Schalter für automatische Rhythmen (wie beispielsweise Rhythmuswahlschalter, Start/Stop-Schalter und Temposchalter) und einen automatischen Begleitakkordschalter auf. Diese Schalter müssen nicht notwendigerweise in dem ersten und zweiten Schaiterfeld angeordnet sein, sie können ebenfalls auf dem Bedienungsteil liegen.

Die ersten und zweiten Lautsprecher 24 und 26 wandeln ein Musiktonsignal, das von der elektronischen Schaltung in dem Gehäuse 10 erzeugt wird, in ein akustisches Signal um. Einer der Lautsprecher 24 und 26 kann auch entfallen.

Figur 2 ist eine Teilansicht der druckempfindlichen Platte 12A der Figur ι (gesehen längs der Schnittlinie II—II). Die anderen druckempfindlichen Platten haben den gleichen Aufbau wie die druckempfindliche Platte 12A.

Die druckempfindliche Platte 12A ist auf einem isolierenden Substrat 30 angeordnet. Die Platte 12A besteht aus einem leitenden elastischen Teil 32 aus leitfähigem Schaumstoff (Widerstand etwa 1 bis 10 ohm " cm) aus drei unteren Elektrodenteilen 34L, 34C und 34H, die auf der Unterseite des elastischen Teils 32 jeweils parallel zueinander angeordnet sind, und aus einem oberen Elektrodenteil 36 aus Gummi OQ mit hoher Leitfähigkeit (Widerstand etwa 10" ohm " cm), der auf der oberen Fläche des elastischen Teils 32 gebildet ist, und aus einem Flachteil, d. h. aus einer flachen Platte 38, beispielsweise aus isolierendem Gummi, die das obere Elektrodenteil 36 überdeckt. Das Flachteil 38 kann an die Flachteile der anderen druckempfindlichen Platten angekoppelt sein. Mit anderen Worten, es kann ein gemeinsames Flachteil verwendet werden.

Anm.rNippon Gakki Seizo - 12 -

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Ein Anschluß T ist an das obere Elektrodenteil 36 angeschlossen. Entsprechend sind Anschlüsse TL, TC und TH jeweils an die unteren Elektrodenteile 34L, 34C und 34H angeschlossen. Variable Widerstände RL, RC und RH sind zwischen den Anschluß T und die Anschlüsse TL, TC und TH wie in dem Äquivalenzschaltbild der Figur 3 gezeigt, geschaltet. Diese Widerstände sprechen auf den Anschlagdruck an.

Wenn der Spieler die oberen Flächen der druckempfindlichen Platte 12A mit einem Klöppel ML anschlägt, verkleinert sich die Entfernung zwischen dem oberen Elektrodenteil 36 und dem unteren Elektrodenteil 34L, 34C oder 34H. Zur gleichen Zeit wird der Widerstand des leitenden elastischen Teils 32 an der Anschlagstelle verringert. Entsprechend wird der Widerstandswert der Widerstände RL, RC oder RH verringert. Das Anschlagen oder Nichtanschlagen, die Anschlagstärke und die Anschlagposition können daher entsprechend einer Widerstandsänderung festgestellt werden. Wenn die Platte 12A mit großer Kraft angeschlagen wird, wird durch das Musiktonerzeugungsteil (weiter unten beschrieben) die Lautstärke angehoben. Wenn der Spieler einen Teil anschlägt, der dem Elektrodenteil 34L entspricht, wird die Tonhöhe etwas niedriger als durch Anschlagen eines Teiles, die dem Elektrodenteil 34C entspricht. Sie ist jedoch noch etwas höher als beim Anschlagen des Teiles, der dem Elektrodenteil 34H entspricht.

Figur 4 zeigt im Querschnitt den Aufbau einer druckempfindlichen Platte nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. In Figur 4 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen gleiche Teile wie in Figur 2 und eine detaillierte Beschreibung dieser Teile wird weggelassen. Ein wesentliches Merkmal der Ausführungsform der Figur 4 besteht darin, daß die untere Fläche des leitenden elastischen Teiles 32 bogenförmig nach oben gekrümmt ist. Der dem unteren Elektrodenteil 34C entsprechende Teil ist empfindlicher als der jeweils den Elektrodenteilen 34L und 34H entsprechende Teil. Das Dickenmuster der druckempfindlichen Platte kann nach Wunsch geändert werden.

Figur 5 zeigt im Querschnitt den Aufbau einer druckempfindlichen Platte nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die

Anm.:Nippon Gakki Seizo - 13 -

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druckempfindliche Platte wird dadurch erhalten, daß zwei druckempfindliche Platten der in Figur 2 gezeigten Art im wesentlichen im Zentrum des Elektrodenteils 34C in Hälften geteilt werden, so daß ein linker und ein rechter Abschnitt entsteht, die durch einen Spalt S getrennt sind. Die in der linken Hälfte der Figur 5 gezeigten Teile sind mit durch "L" ergänzten Bezugszeichen bezeichnet, soweit sie den in Figur 2 gezeigten Bauteilen entsprechen. Die in der Figur rechts gezeigten Teile sind mit um den Buchstaben "H" ergänzten Bezugszeichen versehen. Untere Elektrodenteile 34C1 und 34C2, die dem Elektrodenteil 34C der Figur 2 entsprechen, sind jeweils auf den unteren Flächen der leitenden elastischen Teile 32L und 32H ausgebildet. Anschlüsse TCi und TC2 sind an die Elektrodenteile 34C1 und 34C2 jeweils angeschlossen. Ein Anschluß T ist gemeinsam an die oberen Elektroden 36L und 36H angeschlossen. Flachteile 38L und 38H können kontinuierlich ausgebildet sein.

Mit dem Aufbau der Figur 5 kann ein Anschlagen der Abschnitte unabhängig festgestellt werden, die den Elektrodenteilen 34C1 und 34C2 entsprechen. Eine dem Spalt S entsprechende Anschlagsposition kann von der Anschlagsposition links oder rechts des Spaltes S unterschieden werden, wodurch eine Musiktonsteuerung mit hoher Präzision erreicht werden kann.

Figur 6 zeigt den Aufbau einer druckempfindlichen Platte nach einer weiteren Ausführungsform im Schnitt.

Über ein erstes elastisches Abstandsstück 42 ist über der ersten elastischen Platte 40 eine zweite elastische Platte 44 angeordnet. Unter Zwischenschaltung eines zweiten elastischen Abstandsstückes 46 ist eine dritte isolierende Platte 48 über der Fläche der zweiten isolierenden Platte 44 angeordnet. Die zweiten und dritten Platten 44 und 48 sind flexibel und bestehen beispielsweise aus Gummi. Auch die ersten und zweiten elastischen Abstandsstücke 42 und 46 bestehen aus Gummi oder dgl. In dem ersten elastischen Abstandsstück 42 sind drei Löcher L2, C2 und H2 für Schalter vorgesehen. Löcher Li, Ci und Hi, die den Löchern L2, C2 und H2 entsprechen, sind in dem zweiten

Anm.iNippon Gakki Seizo - 14 -

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elastischen Abstandsstück 46 enthalten.

Schalter SL2, SC2 und SH2 bestehen aus Kontaktteilen, die auf gegeng überliegenden Flächen der ersten und zweiten isolierenden Platten 40 und 44 angeordnet sind. Die Schalter befinden sich jeweils in den Löchern L2, C2 und H2 des ersten elastischen Abstandsstückes 42. Ähnlich bestehen Schalter SLi, SCi und SHi aus Kontaktteilen, die an gegenüberliegenden Oberflächen der zweiten und dritten isolierenden -^q Platten 44 und 48 angeordnet sind. Diese sind jeweils in den Löchern Li, Ci und Hi des zweiten elastischen Abstandsstückes 46 enthalten.

Die Abschnitte des ersten Abstandsstückes 42 zwischen den entsprechenden isolierenden Platten sind weiter als diejenigen des

,g zweiten Abstandsstückes 46 zwischen den entsprechenden isolierenden Platten, im Schnitt gesehen. Wenn der Spieler beispielsweise den Abschnitt anschlägt, der dem Schalter SHi entspricht, wird der Schalter SHi geschlossen und danach wird der Schalter SH2 geschlossen. Diese Schließfolge gilt ebenfalls für die Schalter SCi und

2Q SC2 und die Schalter SLi und SL2. Die Verzögerungszeit beim Schließen ist im wesentlichen umgekehrt proportional zu der Anschlagkraft (oder der Anschlaggeschwindigkeit). Die Verzögerungszeit wird elektrisch festgestellt, um die Musiktonsteuerung, wie in Figur 2 erläutert, durchzuführen.

Figur 7 zeigt ein Blockschaltbild des oben beschriebenen elektronischen Musikinstruments. Das Instrument weist einen Anschlagdetektionsabschnitt 50, einen Bedienungsdetektor 52, einen Musiktonerzeugungsabschnitt 54 und ein Klangsystem 56 auf.

Der Anschlagdetektor 50 weist das Anschlagen/Nichtanschlagen, die

Anschlagkraft und die Anschlagposition einer Vielzahl von druckempfindlichen Platten des Tonhöhenwahlabschnittes 12 nach und liefert entsprechende Steuerdaten an den Musiktonerzeugungsabschnitt 54. _gp- Unter Bezugnahme auf Figur 8 wird ein detaillierter Aufbau des Anschlagdetektors 50 beschrieben.

Anm.:Nippon Gakki Seizo - 15 -

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Der Bedienungsdetektor 52 stellt eine Bedienung/Nichtbedienung und die Lautstärkeeinstellung eines jeden Schalters in den Feldern 20 und 22 fest, mit Ausnahme der Schalter in dem Tonhöhenwahlbereich 12, und liefert unterschiedliche Steuersignale an den Musiktonerzeugungsabschnitt 54.

Der Musiktonerzeugungsabschnitt 54 erzeugt einen Musikton entsprechend den Steuersignalen von dem Anschlagdefektionsabschnitt 50, IQ dem Bedienungsdetektor 52, dem Dämpferbedienungsfeld 18 und dem Portamento-Bedienungsfeld 10. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 9 der detaillierte Aufbau des Musiktonerzeugungsabschnitts 54 beschrieben.

!5 Das Klangsystem 56 umfaßt erste und zweite Lautsprecher 24 und 26, einen Endverstärker usw. und erzeugt einen Musikton, der dem Musiktonsignal aus dem Musiktonerzeugungsabschnitt 54 entspricht.

Figur 8 zeigt im Detail den Aufbau des Anschlagdetektorabschnitts 50.

Eine Vielzahl von druckempfindlichen Platten im Tonwahlbereich 12 sind in erste druckempfindliche Platten 60 (1) der ersten Oktave, druckempfindliche Platten 60 (2) der zweiten Oktave und druckempfindliche Platten 60 (3) der dritten Oktave unterteilt.

Ein Ringzähler 62 zählt Taktimpulse von einem Taktgeber 64 und

erzeugt sequentiell Ausgangsimpulse P, die die Tonhöhen abstasten. Ein Ringzähler 66 zählt die Überlaufimpulse CO von dem Ringzähler 62 und erzeugt sequentiell Ausgangsimpulse Q zur Abtastung der QQ Oktave.

Die den zwölf Tönen einer Oktave entsprechenden druckempfindlichen Platten 60 (1) bis 60 (3) der ersten bis dritten Oktave werden sequentiell und wiederholt entsprechend den Ausgangsimpulsen P abgefragt, gg Die abgefragten Ausgangssignale von den betreffenden druckempfindlichen Platten 60 (1) bis 60 (3) werden Torschaltungen 68 (1) bis 68 (3) zugeführt. Die Torschaltungen 68 (1) bis 68 (3) werden sequentiell und

Anm.rNippon Gakki Seizo - 16 -

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wiederholt freigegeben, im Ansprechen auf die Ausgangsimpulse Q. Die Ausgangssignale der Torschaltungen 68 (i) bis 68 (3) werden einem Detektor 70 zugeführt. Auf diese Weise gelangt ein elektrisches Signal, das dem Widerstandswert eines variablen Widerstandes einer jeweiligen druckempfindlichen Platte entspricht, an den Detektor 70.

Der Detektor 70 stellt einen Anschlagen, die Anschlagkraft, und die Anschlagposition entsprechend den elektrischen Signalen fest, die IQ durch Abfrage der Noten und Oktaven gewonnen werden. Wenn der Spieler eine bestimmte Platte anschlägt, erzeugt der Detektor 70 ein Anschlagsignal KON, Anschlagskraftdaten STD und Anschlagspositionsdaten PSD.

Ein Speicher 72 speichert die Notendaten, die eine bestimmte Note einer jeden druckempfindlichen Platte repräsentieren, kombiniert in Form eines Noten- und Oktavcodes. Der Speicher 72 empfängt als Adresseneingänge die Ausgangssignale P des Ringzählers 62 und die Ausgangssignale Q des Ringzählers 66. Das Anschlagsignal KON wird ^als Freigabesignal EN dem Speicher 72 zugeführt. Wenn das Anschlagsignal KON durch das Anschlagen einer speziellen druckempfindlichen Platte erzeugt wird, werden die Notendaten, die eine entsprechende Tonhöhe der angeschlagenen Platte repräsentieren, aus dem Speicher 72 ausgelesen.

Figur 9 zeigt im Detail den Musiktongeneratorabschnitt 54.

Eine Tonzuordnungsschaltung 74 ordnet das Anschlagsignal KON, die Anschlagskraftdaten STD und die Notendaten NMD und die Anschlags-

3Q positionsdaten PSD einem geeigneten aus einer Vielzahl von Zeit-Multiplex Tonkanälen zu und sendet diese Daten jeweils bei den Öffnungs-Zeitpunkten der ausgewählten Kanäle aus. Wenn beispielsweise der Spieler gleichzeitig zwei druckempfindliche Platten anschlägt, werden die Daten dieser druckempfindlichen Platten

gg unterschiedlichen Tonkanälen zugeordnet und unter Zeit-Multiplexierung von der Zuordnungsschaltung 74 ausgesandt. Die Zeit-Multiplex Verarbeitung wird ebenfalls im Musiktonerzeugungsbereich durchge-

Anm.rNippon Gakki Seizo - 17 -

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führt wie weiter unten beschrieben. Das elektronische Musikinstrument kann einen polyphonen Klang erzeugen.

Ein Frequenzzahlspeicher 76 weist einen Lesespeicher (ROM) zur Speicherung vorgegebener Frequenzzahldaten auf, der den üblichen zwölf Notennamen der druckempfindlichen Platten 60 (1) bis 60 (3) zugeordnet ist. Wenn die Tonzuordnungsschaltung 74 Notennamendaten NMD, die den speziellen druckempfindlichen Platten entsprechen, aussendet, "LO werden Frequenzzahldaten F, die dem Notencode NC unter den Daten NMD entsprechen, aus dem Speicher 76 ausgelesen und einer Multiplizierschaltung 78 zugeführt.

Ein Konversionsspeicher 80 weist einen Lesespeicher (ROM) zur Spei- !5 cherung von Tonhöhensteuerdaten auf, die verschiedene Tonhöhen entsprechend dem unterschiedlichen Anschlagspositionen bei jeder druckempfindlichen Platte entsprechen. Im Falle der druckempfindlichen Platte der Figur 3 beispielsweise werden drei Tonhöhensteuersignale, die jeweils den Elektrodenteilen 34L, 34C und 34H entsprechen, in 2Q dem Konverionsspeicher 80 gespeichert. Wenn der Wert des Tonhöhensteuerdatums, das dem Elektrodenteil 34C entspricht, mit 1 angegeben ist, ist der Wert des Tonhöhensteuerdatums, das dem Elektrodenteil 34L entspricht, etwas kleiner als 1 und der Wert des Tonhöhensteuerdatums, das dem Elektrodenteil 34H entspricht, ist etwas größer als 1. g Das Anschlagspositionsdatum der Tonzuordnungsschaltung 74 wird durch den Speicher 80 in ein Tonhöhensteuerdatum PCD umgewandelt, das dann an die Multiplizierschaltung 78 geliefert wird.

Die Multiplizierschaltung 78 multipliziert das Frequenzzahldatum F ₃Q des Speichers 76 mit dem Tonhöhensteuerdatum PCD des Speichers 80 und gibt ein Frequenzzahldatum F¹ aus, das dem Multiplikationsergebnis entspricht.

Das Frequenzzahldatum F', das von der Mulitplizierschaltung 78 og kommt, wird an einen Akkumulator 82 geleitet und dort akkumulierend gespeichert. Wenn der akkumulierte Wert einen vorgegebenen Maximalwert erreicht, wird der Akkumulator 82 zurückgesetzt und er beginnt

Anm.rNippon Gakki Seizo - 18 -

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die Akkumulation erneut. In diesem Sinne hängt der Akkumulationszyklus von dem Frequenzzahldatum F¹ ab. Die Akkumulationszeit wird somit verringert, wenn Noten mit höheren Tonlagen gespeichert werden.

Der Akkumulator 82 liefert Akkumulationsdaten qF¹ (wobei q die Zahl der Akkumulationsvorgänge und F' der Wert des Frequenzzahldatums F¹ ist) an ein Schieberegister 84.

Das Schieberegister 84 verschiebt die Akkumulationsdaten qF¹ entsprechend dem Oktavcodedatum OC des Notennamendatums NMD, um eine Oktave zu spezifizieren. Das oktav-spezifizierte Akkumulationsdatum wird von dem Schieberegister 84 an einen Musiktonsignalgenerator 86 geliefert.

Der Musiktonsignalgenerator 86 enthält einen Wellenformspeicher zur Speicherung von Wellenformabtastdaten eines Zyklus für jede Tonfarbe des Musikinstrumentes, wie vorstehend beschrieben. Tonfarbespezifikationsdaten (Daten, die eine durch den entsprechenden Tonfarbenwahlschalter entsprechende Tonfarbe repräsentieren), die in den Bedienungsfelddaten PND des Bedienungsdetektors 52 der Figur 7 enthalten sind, legen entsprechende Wellenformabtastdaten fest. Das Abtastdatum der Wellenform des Musiktones mit einer ausgewählten Tonfarbe wird aus dem Wellenformspeicher im Ansprechen auf das oktavenspezifizierte Akkumulationsdatum des Schieberegisters 84 ausgelesen. In diesem Fall werden Wellenformabtastdaten mit einer Rate ausgelesen, die der Akkumulationswiederholfrequenz entspricht. Die dem Notennamen der angeschlagenen Platte entsprechende Tonhöhe wird den abgelesenen Daten verliehen.

Ein Hüllkurvengenerator 88 enthält einen Wellenformspeicher zur Speicherung von Hüllkurvenabtastdaten einer jeden Tonfarbe. Spezifische Hüllkurvendaten der Tonfarbe werden im Ansprechen auf die Tonfarbe spezifizierende Daten in den Bedienungsfelddaten PND ausgelesen. Die der ausgewählten Tonfarbe entsprechenden Hüllkurvendaten werden im Ansprechen auf das Anschlagsignal KON ausgelesen. Die ausgelesenen

Anm.rNippon Gakki Seizo - 19 -

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Hüllkurvendaten werden korrigiert, so daß eine steile Anstiegsflanke im Ansprechen auf das Anschlagskraftdatum entsteht, wenn die Anschlagskraft groß ist. Die korrigierten Hüllkurvendaten EVD werden dem Musiktonsignalgenerator 86 zugeführt. Der Hüllkurvengenerator 88 empfängt auch das Signal von dem Dämpferbedienungsfeld i8 und erzeugt Hüllkurvendaten EVD, um den Ton abrupt abklingen zu lassen.

Der Musiktonsignalgenerator 86 multipliziert den Abtastwert der Musiktonwellenform mit den Hüllkurvendaten EVD. Das Produktsignal dient als digitales Musiktonsignal.

Die Akkumulierung in dem Akkumulator 82, die Hüllkurvendatenerzeugung des Hüllkurvengenerators 88, die digitale Musiktonsignalerzeugung des Musiktonsignalgenerators 86 werden im Zeit-Multiplex Verfahren synchronisiert mit der Kanalzuordnung der Tonzuordnungsschaltung 74. Beim gleichzeitigen Anschlagen einer Vielzahl von druckempfindlichen Platten, werden die digitalen Musiktonsignale, die den angeschlagenen druckempfindlichen Platten entsprechen, im Zeit-Multiplex-Verfahren in den entsprechenden Kanälen erzeugt.

Die digitalen Musiktonsignale der entsprechenden Kanäle werden addiert und einer Digital/Analog-Wandlung durch den Musiktonsignalgenerator 86 unterzogen, um ein analoges Musiktonsignal TS zu erzeugen. Das Signal TS wird dem Klangsystem 56 der Figur 7 zugeführt und als Ton wiedergegeben.

Erfindungsgemäß sind eine Vielzahl von druckempfindlichen, den verschiedenen Notennamen entsprechenden Platten vorgesehen, und das Anschlagen einer jeden druckempfindlichen Platte wird festgestellt. Musiktonsignale, die dem Tonnamen oder Noten entsprechen, werden elektronisch erzeugt. Das elektronische Schlagstabinstrument ist kompakt und von geringem Gewicht und zur Erzeugung einer Melodie geeignet.

Wenn die Anschlagskraftdaten oder die Anschlagspositionsdaten von jeder druckempfindlichen Platte festgestellt werden, um die Musik-

Anm.:Nippon Gakki Seizo - 20 -

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tonparameter, wie beispielsweise die Tonhöhe, Tonfarbe und Lautstärke zu steuern, kann eine Vielzahl von Spielformen erreicht werden. Auch ein Anfänger kann bereits in den Genuß einer Vielzahl von Spieltechniken gelangen.

Bei den oben beschriebenen Ausfuhrungsformen kann - sofern eine Wahlmöglichkeit für Tonfarben, Effekte, Abstimmung, Glissando, Portamento, eine Rhythmusautomatik und eine Begleitakkordautomatik vorgesehen sind - eine Vielzahl von musikalischen Spielweisen genossen werden, in der gleichen Weise wie bei konventionellen elektronischen Musikinstrumenten, obwohl der Spielstil der gleiche ist, wie bei akustischen Perkussionsmusikinstrumenten.

In den Figuren io und ii ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Flache Platten ioiA und ioiB entsprechen den Noten der zu erzeugenden Musiktöne und sind parallel zueinander aufgereiht. Die flachen Platten sind aus ABS-Harz, Aluminium, synthetischem Gummi oder dgl. hergestellt. Die flachen Platten ioiA, die den Notennamen der natürlichen Töne (C-dur) entsprechen, sind parallel zueinander angeordnet und die flachen Platten ioiB, die den Notennamen der chromatischen Töne entsprechen, sind ebenfalls parallel zueinander angeordnet, jedoch von den Platten ioiA versetzt aufgereiht, so daß ein gleichzeitiges Anschlagen von benachbarten Platten ioiA und ioiB möglich ist. Jede flache Platte ist rechteckig. Führungen/Anschläge ioiA bis ioiD sind so angeordnet, daß eine vertikale Bewegung jeder flachen Platte möglich ist. Diese Führungen/Anschläge ioiA bis ioiD werden entlang Nuten iooB in einem Substrat ioo bewegt und werden durch die obere Platte iooA des Substrates ioo gestoppt.

Ein Schalter 103 ist im Zentrum einer jeden unteren Platte angeordnet. Eine Schraubenfeder 104 umgibt den Schalter 103, um die Platte in Richtung nach oben vorzuspannen.

Wenn bei diesem Aufbau der Spieler eine der flachen Platten mit einem Schlagklöppel anschlägt, bewegt sich die flache Platte nach

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unten entgegen der Vorspannkraft der Feder 104 und betätigt den Schalter 103. Durch den Schalter 103 wird dann das Anschlagsignal erzeugt. Die Verarbeitung des Anschlagsignales erfolgt in der gleichen Weise wie bei den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Bei dieser Ausführungsform ist nur ein einziger Schalter im Zentrum der Anschlagmittel angeordnet. Ein anderer Schalter kann um den Schalter angeordnet sein. Alternativ hierzu können die Schalter in einer Matrixform vorgesehen sein.

Figur 12 zeigt eine weitere Ausführungsform. Eine flache Platte 201 ist auf einem Substrat 200 angeordnet und ein piezoelektrisches Element 202 ist an der unteren Fläche der Platte 201 befestigt. Die flachen Platten sind entsprechend den Notennamen der Musiktöne wie in Figur 1 oder Figur 10 gezeigt, angeordnet, um den gleichen Effekt wie in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen zu erhalten.

Die Erfindung ist nicht auf die speziellen beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können im Rahmen der Erfindung durchgeführt werden. Beispielsweise ist das untere Elektrodenteil in drei Abschnitte in Richtung der Breite der druckempfindlichen Platte 12A in Figur 2 unterteilt. Die untere Elektrode kann jedoch auch in drei Abschnitte in Längsrichtung oder in vier oder in mehr Abschnitte unterteilt sein.

Eine Vielzahl von flachen Platten sind auf demselben Substrat bei den oben genannten Ausführungsformen angeordnet. Auch kann eine Vielzahl von Einheiten, bestehend aus Oktavplatten vorbereitet werden und die Einheiten können je nach Bedarf mit Kopplungsmitteln verbunden werden.

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Claims

ismaninger Straße 103 · 8000 München 80 ■ Telefon O 089/980731-34 · Telex 5216136 hage d · Telegramm: hageypatent · Telefax 089/982421 Automat (CCITT Gr. 2)

Nippon Gakki Seizo München, den

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PATENTANSPRÜCHE

1. Elektronisches Schlagstabinstrument mit einem Schlagklöppel (ML) und einer Vielzahl von klaviaturähnlich parallel angeordneten Platten (38; 38L, 38H; 48; 101; 201), die verschiedenen zu erzeugenden Musiktönen entsprechen, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Anschlagdetektionsmitteln (32, 34L, 34C, 34H, 36; 32L, 32H, 34L, 34C1, 34C2, 34H, 36L, 36H; SLi, SCi, SHi, SL2, SC2, SH2; 103; 202), die jeweils an den Unterseiten der Platten (38; 38L, 38H; 48; 101; 201) angeordnet sind, um das Anschlagen der Vielzahl der Platten (38, 38L, 38H; 48; 101; 201) durch den Schlagklöppel (ML) festzustellen und ein Anschlagdetektionssignal (STD, PSD) zu erzeugen; und
Musiktonerzeugungsmittel (38; 38L, 38H; 48; 101; 201), die auf das Anschlagdetektionssignal der Anschlagdetektionsmittel (32, 34L, 34C, 34H, 36; 32L, 32H, 34L, 34C1, 34C2, 34H, 36L, 36H; SLi, SCi, SHi, SL2, SC2, SH2; 103; 202) ansprechen, um einen Musikton zu erzeugen, dessen Tonhöhe der angeschlagenen Platte (38; 38L, 38H; 48; 101; 201) entspricht.

2. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Anschlagdetektionsmittel einen Schalter (34L, 34C, 34H, 36; 34L, 34C1, 34C2, 34H, 36L, 36H; SLi, SCi, SHi, SL2, SC2, SH2; 103, 202) aufweist, der beim Anschlagen der jeweiligen Platte geschlossen wird und geöffnet ist, wenn die jeweilige Platte nicht angeschlagen ist.

3. Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Paar von gegenüberliegenden Elektroden (34L, 34C,

Anm.:Nippon Gakki Seizo - 2 -

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34-H, 36; 34L, 34C1, 34C2, 34H, 36L, 36H) aufweist, die im Ruhezustand um einen vorgegebenen Abstand voneinander getrennt sind.
5

4. Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter zwei Paare von gegenüberliegenden Elektroden (SLi, SL2, SCi, SC2, SHi, SH2) aufweist, die im Ruhezustand um einen vorgegebenen Abstand voneinander getrennt sind, wobei die gleichen Paare so ausgebildet sind, daß sie sich überlappen können.

5. Musikinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (104) vorgesehen ist, die so vorgespannt ist, daß sie den Schalter (103) im Ruhezustand offen hält, und daß der Schalter (103) im Zentrum der jeweiligen Platte (101) gekippt wird.

6. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagdetektionsmittel (32, 34L, 34C, 34H, 36; 32L, 32H, 34L, 34C1, 34C2, 34H, 36L, 36H) ein druckempfindliches Element (32; 32L, 32H) und ein Paar von Elektroden (36, 34L, 34C, 34H; 36L, 36H, 34L, 34C1, 34C2, 34H) aufweisen, die an den Ober- und Unterseiten des druckempfindlichen Elementes (32; 32L, 32H) ausgebildet sind.

7. Musikinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagdetektionssignal eine auf die jeweilige Platte durch den Schlagklöppel (ML) ausgeübte Schlagkraft repräsentiert.

8. Musikinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Paare der Elektroden (36, 34L, 34C, 34H; 36L, 36H, 34L, 34C1, 34C2; 34H) mindestens in zwei Blöcke (34L, 34C, 34H; 34L, 34C1, 34C2, 34H) unterteilt ist.

9. Musikinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bestandteil des Musiktons entsprechend dem Anschlagdetektionssignal (32, 34L, 34C, 34H, 36; 32L, 32H, 34L, 34C1, 34C2, 34H, 36L, 36H; SLi, SCi, SHi, SL2, SC2, SH2; 103, 202) modifiziert wird.

Anm.:Nippon Gakki Seizo - 3 -

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ίο. Musikinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Element ein Piezoelement (202) umfaßt.

11. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den natürlichen (C-Dur) Tönen entsprechenden Platten in einer Reihe angeordnet sind, und daß die den chromatischen Tönen entsprechenden Platten parallel zu der Reihe der den natürlichen Tönen entsprechenden Platten angeordnet sind.

12. Musikinstrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die den chromatischen Tönen entsprechenden Platten (38; 38L, 38H; 48) teilweise zwischen vorgegebene, den natürlichen Tönen entsprechenden Platten (38; 38L, 38H; 48) eingefügt sind.

13. Musikinstrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

die den natürlichen Tönen entsprechenden Platten (101A) abgesetzt von den den chromatischen Tönen entsprechenden Platten (101B) angeordnet sind, so daß ein gleichzeitiges Anschlagen von benachbarten Platten möglich ist, die natürlichen und chromatischen Tönen entsprechen.

14. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Richtung der Plattenreihe (36) ausgerichtetes Dämpferbedienungsfeld (18) vorgesehen ist.

15. Musikinstrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Tonfarbenwahlmittel (14) zur Auswahl einer dem Musikton aufzuprägenden Tonfarbe.

16. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Vielzahl der Platten und der Anschlagdetektionsmittel auf einem einzigen Substrat (30, 40, 100) gebildet sind.

17. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Platten in eine Vielzahl von miteinander verbindbaren Einheiten unterteilt sind.

Anm.:Nippon Gakki Seizo - 4 -

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i8. Musikinstrument nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Platten zur Tonerzeugung aus einer einzigen Platte 5 bestehen.

Anm.:Nippon Gakki Seizo - 5 -

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