DE19649928C2 - Positionswandler - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Positionswandler und insbesondere auf einen Positionswandler zum Detektieren einer Position eines beweglichen Körpers, wie beispielsweise einer Taste eines Klaviaturmusikinstruments.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein selbstspielendes Klavier bzw. Automatikspielerklavier und ein stummes Klavier sind typische Beispiele eines klavierartigen Tastatur- bzw. Klaviaturmusikinstruments. Das selbstspielende Klavier ist hergestellt auf der Basis eines akustischen Klaviers, und eine Datenverarbeitungs­ einheit, Positionswandler und elektromagnetbetriebene Betätiger sind in das selbstspielende Klavier eingebaut. Die Positionswandler überwachen die Tasten und/oder Ham­ mer während eines Spiels auf der Klaviatur und liefern kontinuierlich Positionsinformationen an eine Datenver­ arbeitungseinheit. Die Datenverarbeitungseinheit iden­ tifiziert aus den Positionsinformationen gedrückte Tasten und bestimmt die Tasten-/Hammerbewegungen. Die Datenver­ arbeitungseinheit erzeugt eine Reihe von Musikdatencodes, die repräsentativ sind für die Tasten-/Hammerbewegungen und speichert die Reihe von Musikdatencodes in einem geeigneten Aufzeichnungsmedium. Bei einer Wiedergabe wer­ den die Musikdatencodes aufeinanderfolgend bzw. sequen­ tiell aus dem Aufzeichnungsmedium herausgelesen, und die Datenverarbeitungseinheit bestimmt aus den Musikdatencodes Zielbewegungslinien bzw. beabsichtigte Wege für die zu bewegenden Tasten. Die elektromagnetbetriebenen Betätiger bewegen die Tasten entlang der Zielbewegungs­ linien bzw. beabsichtigten Wege und das akustische Kla­ vier reproduziert das ursprüngliche Spiel bzw. die ur­ prüngliche Aufführung ohne Fingerbetätigungen eines Spielers.

Das stumme Klavier ist offenbart im US-Patent Nr. 5,374,775. Das stumme Klavier ist auch auf der Basis eines akustischen Klaviers hergestellt, und ein Ham­ erstopper, Positionswandler, eine Datenverarbeitungs­ einheit, ein Tongenerator und ein Kopfhörer sind in dem stummen Klavier eingebaut bzw. umfaßt. Wenn der Hammer­ stopper in eine freie Position bewegt ist, wo der Ham­ merstopper die Hammerbewegungen nicht beeinträchtigt, verhält sich das stumme Klavier ähnlich wie ein herkömm­ liches akustisches Klavier, und ein Klavierspieler spielt eine Melodie auf dem stummen Klavier über die akustischen Klänge. Wenn andererseits der Hammerstopper in eine Blockierposition gebracht wird, in der der Hammer vor einem Anschlagen der Saiten von dem Hammerstopper zurück­ prallt, verhält sich das stumme Klavier wie ein elek­ tronisches Klaviaturmusikinstrument (Keyboard). Die Positionswandler überwachen die Tasten/Hammer und liefern Positionsinformationen der Tasten/Hammer an die Daten­ verarbeitungseinheit. Die Datenverarbeitungseinheit verarbeitet die Positionsinformation in Echtzeit und erzeugt Musikdatencodes, die repräsentativ sind für die Tasten-/Hammerbewegungen. Die Musikdatencodes werden an den Tongenerator geliefert, und der Tongenerator erzeugt ein Audiosignal aus den Musikdatencodes. Das Audiosignal wird an den Kopfhörer geliefert und der Spieler hört einen elektronischen Klang anstatt des akustischen Klangs.

Somit sind die Positionswandler unerläßliche Bauelemente des selbstspielenden oder stummen Klaviers, und die Fig. 1 und 2 zeigen typische Beispiele des Positionswandlers vom Kontaktyp. Zu jeder Taste gehört ein Positions­ wandler, und achtundachtzig Positionswandler sind üblicherweise unter der Klaviatur vorgesehen.

Der herkömmliche Positionswandler 1 vom Kontakttyp ist auf einem Tastenbett 2 angebracht, und eine Taste 3 ist bezüglich des Tastenbetts 2 drehbar. Der herkömmliche Positionswandler 1 vom Kontakttyp weist folgendes auf: ein starres Säulenglied 1a, das auf dem Tastenbett 2 angeordnet ist, ein elastisch verformbares Kugelglied 1b, das auf dem starren Säulenglied 1a angebracht ist, einen festen Kontakt 1c, der auf dem starren Säulenglied 1a befestigt ist, und einen beweglichen Kontakt 1d, der an einer Innenoberfläche des elastisch verformbaren Kugelglieds 1b angebracht ist.

Ein Stangenglied 1e ist an der Unterseite der Taste 3 be­ festigt und wird zusammen mit der Taste 3 bewegt. Wenn die Taste 3 in der Ruheposition bleibt, gestattet das Stangenglied 1e, daß das elastisch verformbare Kugelglied 1b den beweglichen Kontakt 1d mit Abstand von dem festen Kontakt 1c hält. Wenn die Taste 3 gedrückt wird, drückt das Stangenglied 1e das elastisch verformbare Kugelglied 1b gegen das starre Säulenglied 1a und drückt es zusam­ men, um den beweglichen Kontakt 1d in Kontakt mit dem festen Kontakt 1c zu bringen. Dann fließt ein Strom darüber und der herkömmliche Positionswandler 1 vom Kontakttyp gibt ein Tastenpositionssignal KP1 aus, das repräsentativ ist für die neue Tastenposition.

Ein weiterer herkömmlicher Positionswandler 4 vom Kon­ takttyp ist in Fig. 2 gezeigt und wird üblicherweise als ein "Blattschalter" bezeichnet und ist auch auf einem Tastenbett 5 zur Überwachung einer Taste 6 angeordnet.

Der herkömmliche Positionswandler 4 des Kontakttyps weist folgendes auf: ein isolierendes Blockglied 4a, das auf dem Tastenbett 5 angebracht ist, zwei Blattfedern 4b und 4c, die von dem isolierenden Blockglied 4a getragen sind, und einen festen Kontakt 4d, der auf der unteren Blattfe­ der 4b vorgesehen ist. Die untere Blattfeder 4c besitzt einen vorderen Endteil, der derart gebogen ist, daß er über den isolierenden Block 4a vorsteht, und als ein beweglicher Kontakt dient.

Wenn der Kontakt 6 in der Ruheposition bleibt, ist die obere Blattfeder 4c von dem festen Kontakt 4d beabstandet und es fließt kein Strom zwischen der Blattfeder 4c und dem festen Kontakt 4d. Wenn jedoch die Taste 6 gedrückt ist, wird die Taste 6 in Kontakt mit dem vorderen Endteil 4e gebracht und verformt die Blattfeder 4c zu der anderen Blattfeder 4d hin. Die Blattfeder 4c wird gegen den fe­ sten Kontakt 4d gedrückt und ein Strom fließt, um ein Tastenpositionssignal KP2 zu erzeugen, das repräsentativ ist für die neue Tastenposition.

Die Positionswandler vom Kontaktyp neigen dazu, die De­ tektier- oder Abfühlpunkte auf Grund des körperlichen Kontakts zu verändern, und der Positionswandler des Kon­ takttyps wurde ersetzt durch einen Positionswandler des kontaktlosen Typs. Fig. 3 zeigt ein typisches Beispiel eines kontaktlosen Positionswandlers, der für eine Taste 7 verwendet wird.

Der herkömmliche kontaktlose Positionswandler 8 ist auf einem Tastenbett angeordnet und weist folgendes auf: eine Unterbrecher- bzw. Blenden- bzw. Verschlußplatte 8a, die an der Unterseite der Taste 7 befestigt ist, und einen Photo- bzw. Optokoppler 8b, d. h. ein lichtaussendendes Element (LED) 8c und ein lichtabfühlendes Element 8d, die voneinander beabstandet sind. Das lichtaussendende Element 8c und das lichtabfühlende Element 8d sind in ein U-förmiges Bügelglied 8e eingebettet und ein Lichtstrahl 8f wird von dem lichtaussendenden Element 8c zu dem lichtabfühlenden Element 8d hin abgestrahlt.

Wenn die Taste 7 in der Ruheposition ist, befindet sich die Unterbrecherplatte 8a über dem Lichtstrahl 8f. Wenn die Taste 7 gedrückt wird, wird die Taste 7 zusammen mit der Unterbrecherplatte 8a nach unten bewegt, und die Unterbrecherplatte 8a schneidet oder unterbricht den Lichtstrahl 8f. Das lichtabfühlende Element erzeugt Strom im Verhältnis zu der Lichtintensität und die Unter­ brechung bewirkt, daß das lichtabfühlende Element 8d den Strom vermindert. Der Strom dient als ein Tasten­ positionssignal KP3, das repräsentativ ist für die Tastenposition.

Ein weiterer kontaktloser Positionswandler ist in Fig. 4 dargestellt. Die herkömmlichen kontaktlosen Positions­ wandler 10 und 11 sind jeweils mit Tasten 12 bzw. 13 assoziiert, und Sensor- bzw. Fühlerköpfe 14a, 14b und 14c sind unter den Tasten 12, 13, . . . voneinander beabstan­ det. Die Sensorköpfe 14a bis 14c besitzen jeweils gega­ belte Teile, die durch schräge Innenoberflächen und senkrechte Außenoberflächen definiert sind, und entspre­ chend dienen die gegabelten Teile als Prismen 14d, 14e, 14f, 14g, 14h und 14i. Die schrägen Innenoberflächen ver­ laufen unter 45° bezüglich der senkrechten Außenoberflä­ chen. Konvexlinsen 14j, 14k, 14m, 14n, 14o, und 14p sind jeweils an den senkrechten Außenoberflächen befestigt und optische Fasern bzw. Lichtleiter 14q, 14r, 14s, 14t, 14u und 14v sind jeweils zu den schrägen Innenoberflächen geführt. Die optischen Fasern 14q, 14s und 14u sind an derem anderen Ende mit einem (nicht gezeigten) Licht­ detektor verbunden, und ein (nicht gezeigter) Licht­ emitter bzw. Lichtsender ist mit dem jeweiligen anderen Ende der optischen Fasern 14r, 14t und 14v verbunden. Unterbrecher- bzw. Blenden- bzw. Verschlußplatten 14x und 14y sind an den Unterseiten der Tasten 12 bzw. 13 be­ festigt und die optischen Fasern 14r/14s, die Prismen 14e/14f, die Konvexlinsen 14k/14m und die Unterbrecher­ platte 14x sowie die optischen Fasern 14t/14u, die Prismen 14g/14h, die Konvexlinsen 14n/14o und die Unterbrecherplatte 14y bilden herkömmliche kontaktlose Positionswandler, die mit den Tasten 12 und 13 assoziiert sind.

Wenn die Tasten 12 und 13 in den jeweiligen Ruhepositio­ nen bleiben, strahlen die optischen Fasern 14r und 14t Lichtstrahlen 15a und 15b zu den Prismen 14e und 14i hin aus, und die Lichtstrahlen 15a und 15b werden an den schrägen Innenoberflächen reflektiert. Die Lichtstrahlen 15a und 15b gehen durch die Konvexlinsen 14k und 14n hin­ durch und werden zu parallelen Strahlen 15c und 15d. Die parallelen Strahlen 15c und 15d bewegen sich weiter zu den Konvexlinsen 14m und 14o hin und werden an den schrägen Innenoberflächen verdichtet oder zusammen­ geführt. Die schrägen Innenoberflächen reflektieren die Lichtstrahlen 15e und 15f zu den optischen Fasern 14s und 14u hin und treten in die optischen Fasern 14s bzw. 14u ein. Die optischen Fasern 14s und 14u leiten das Licht zu dem Lichtdetektor.

Wenn bei dieser Situation die Tasten 12 und 13 zusammen mit den Verschlußplatten 14x und 14y nach unten bewegt werden, schneiden bzw. unterbrechen die Verschlußplatten 14x und 14y die parallelen Strahlen 15c und 15d und ver­ ändern die Lichtintensität.

Ein tatsächliches selbstspielendes oder stummes Klavier erfordert achtundachtzig Positionswandler vom Kontakttyp oder kontaktlose Positionswandler, und eine Datenverar­ beitungseinheit holt periodisch die Tastenpositionsdaten, die von diesen Positionswandlern geliefert werden. Wenn die achtundachtzig Positionswandler direkt mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden sind, erfordert die Datenverarbeitungseinheit achtundachtzig Eingangssignal­ anschlüsse und nimmt demgemäß einen großen Raum ein. Aus diesem Grund ist die direkte Verbindung zwischen den Positionswandlern und der Datenverarbeitungseinheit nicht machbar. Daher wird eine Schnittstelle bzw. ein Interface zwischen den Positionswandlern und der Datenverarbei­ tungseinheit vorgesehen.

Fig. 5 zeigt eine Schnittstelle (Interface), die für die herkömmlichen Positionswandler 1 oder 4 des Kontakttyps verfügbar ist. Die herkömmlichen Positionswandler 1 oder 4 des Kontakttyps bilden eine Schaltmatrix 17 und sind in Zeilen und Spalten angeordnet.

Jeweils zwölf Tasten eines akustischen Klaviers sind einer Oktave zugeordnet, d. h. von der Note A bis zu der Note Gis, und die Spalten von Positionswandlern des Kon­ takttyps sind an Eingangsknoten bzw. -anschlüssen davon mit zwölf Abtastsignalleitungen 18a, 18b, 18c, 18d, . . . und 18m verbunden. Den zwölf Abtastsignalleitungen 18a, 18b, 18c, 18d, . . . und 18m sind jeweils die Namen der Töne A, B, H, C, . . . und Gis zugeordnet.

Die achtundachtzig Tasten gehören zu acht Oktaven und die herkömmlichen Positionswandler vom Kontakttyp sind mit ihren Ausgangsknoten bzw. -anschlüssen mit acht Abfühl­ leitungen 19a, 19b, 19c, . . . und 19h verbunden. Die acht Abfühlleitungen 19a, 19b, 19c, . . . und 19h sind jeweils der ersten Oktave, der zweiten Oktave, der dritten Oktave, . . . und der achten Oktave zugeordnet.

Die zwölf Abtastsignalleitungen 18a bis 18m sind mit einem oder mehreren Signalübertragungsanschlüssen 20a der Datenverarbeitungseinheit 20 verbunden, und die acht Abfühlleitungen 19a bis 19h sind mit einem oder mehreren Signalempfangsanschlüssen 20b der Datenverarbeitungseinheit 20 verbunden. Die Datenverarbeitungseinheit 20 liefert sequentiell ein Abtastsignal SCAN mit einem aktiven Niedrigpegel an die zwölf Abtastsignalleitungen 18a bis 18m und überprüft die Signalempfangsanschlüsse 20b, ob das Abtastsignal SCAN zu den Signalempfangs­ anschlüssen 20b zurückkehrt. Es wird angenommen, daß die Datenverarbeitungseinheit 20 das Abtastssignal SCAN zu den Zeiten t1, t2, t3, . . . und t12 auf die Abtastsig­ nalleitungen 18a bis 18m aufbringt. Wenn das Abtastsignal SCAN zu der Abfühlleitung 19c zur Zeit t3 zurückkehrt, entscheidet die Datenverarbeitungseinheit, daß die Taste einen Strompfad in dem Positionswandler 1x des Kontakt­ typs am Kreuzungspunkt zwischen der Abtastsignalleitung 18c und der Abfühlleitung 19c geschaffen hat. Falls an­ dererseits das Abtastsignal SCAN zu der Abfühlleitung 19h zur Zeit t1 zurückkehrt, erkennt die Datenverarbeitungs­ einheit 20 eine nach unten gerichtete Tastenbewegung, die mit dem herkömmlichen Positionswandler 1y vom Kontakttyp assoziiert ist.

Somit gestattet die Schaltmatrix 17, daß die Datenverar­ beitungseinheit 20 einen der achtundachtzig Positions­ wandler 1 oder 4 bestimmt, und erfordert nur zwanzig Signalanschlüsse der Datenverarbeitungseinheit 20.

Die herkömmlichen Positionswandler 1 oder 4 vom Kontakt­ typ können ersetzt werden durch herkömmliche kontaktlose Positionswandler 8, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Die herkömmlichen kontaktlosen Positionswandler 8 sind auch in einer Matrix 21 angeordnet, d. h. in Zeilen und Spal­ ten, und die Abtastsignalleitungen 18a bis 18m und die Abfühlleitungen 19a bis 19h sind mit den Zeilen und Spal­ ten von kontaktlosen Positionswandlern 8 in ähnlicher Weise zu der Schaltmatrix 17 verbunden.

Die Datenverarbeitungseinheit liefert aufeinanderfolgend bzw. sequentiell das Abtastsignal SCAN an die Abtastsignalleitungen 18a bis 18m und bestimmt die nach unten be­ wegten Tasten aus dem Zeitpunkt und der Abfühlleitung. In diesem Beispiel erfordert die Matrix 21 auch nur zwanzig Signalanschlüsse.

Die herkömmlichen kontaktlosen Positionswandler 10/11 sind auch für eine Matrix verfügbar. Fig. 7 zeigt eine Matrix 22, die mit den herkömmlichen kontaktlosen Posi­ tionswandlern 10 ausgeführt ist. Die Sensorköpfe 14a sind in Zeilen und Spalten angeordnet. Jede der ersten bis siebten Zeile ist durch dreizehn Sensorköpfe 14a gebildet, und fünf Sensorköpfe 14a bilden die achte Reihe, weil der herkömmliche kontaktlose Positionswandler einen Spalt für die Unterbrecherplatte 14x zwischen benachbarten zwei Sensorköpfen 14a vorsieht.

Zwölf lichtaussendende Elemente 23a, 23b, . . ., 23j, 23k und 23m sind für die zwölf Spalten von kontaktlosen Po­ sitionswandlern vorgesehen und sind mit den Sensorköpfen 14a über zwölf Bündel von optischen Fasern 24a, 24b, 24c, 24d, . . ., 24j, 24k und 24m verbunden. Jedes der Bündel 24a bis 24d besteht aus acht optischen Fasern, und sieben optische Fasern bilden in Kombination jedes der Bündel für die fünfte bis zwölfte Spalte.

Acht lichtabfühlende Elemente 25a, 25b, . . . und 25h sind für die acht Zeilen von kontaktlosen Positionswandlern vorgesehen und sind mit den herkömmlichen kontaktlosen Positionswandlern der zugehörigen Zeilen über acht Bündel von optischen Fasern 26a, 26b, . . . und 26h verbunden. Je­ des der ersten bis siebten Bündel von optischen Fasern ist aus zwölf optischen Fasern gebildet und das achte Bündel besteht aus vier optischen Fasern.

Die zwölf lichtaussendenden Elemente 23a bis 23m sind mit Treibersignalübertragungsanschlüssen 27a einer Datenver­ arbeitungseinheit 27 verbunden, und die acht lichtabfühlenden Elemente 25a bis 25h sind mit Signalempfangsan­ schlüssen 27b der Datenverarbeitungseinheit 27 verbunden. Die Datenverarbeitungseinheit 27 liefert aufeinanderfol­ gend bzw. sequentiell ein Treibersignal an die lichtaus­ sendenden Elemente 23a bis 23m, und die lichtaussendenden Elemente erzeugen jeweils Photo- bzw. Lichtimpulssignale zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Somit tastet die Daten­ verarbeitungseinheit 27 periodisch die zwölf Spalten von kontaktlosen Positionswandlern mit dem Lichtimpulssignal ab.

Jedes der Lichtimpulssignale wird an das zugehörige Bün­ del von optischen Fasern abgegeben und wird über die op­ tischen Fasern an die acht oder sieben kontaktlosen Po­ sitionswandler weitergeleitet. Das Lichtimpulssignal strahlt die Lichtstrahlen über die Spalte zwischen den Sensorköpfen 14a hinweg. Wenn alle Tasten in der Ruhepo­ sition bleiben, schneidet keine Unterbrecherplatte 14x die Lichtstrahlen, und die Lichtstrahlen treten in die jeweiligen optischen Fasern ein, die aus den Bündeln 26a bis 26h ausgewählt sind, und die lichtabfühlenden Elemente erzeugen Tastenpositionssignale. Die Tasten­ positionssignale sind bezüglich des Spannungs- bzw. Potentialpegels einander gleich, und die Datenverarbei­ tungseinheit 27 empfängt die Tastenpositionssignale von den Signalempfangsanschlüssen 27b.

Es sei angenommen, daß eine der Tasten gedrückt wird. Die zugehörige Unterbrecherplatte 14x schneidet den Licht­ strahl des herkömmlichen kontaktlosen Positionswandlers, der am Kreuzungspunkt zwischen der ersten Zeile und der zweiten Spalte angeordnet ist. Während die Unterbrecher­ platte 14x zwischen die Sensorköpfe 14a bewegt wird, erzeugt das lichtaussendende Element 23b das Photo- bzw. Lichtimpulssignal, und der Lichtimpuls strahlt den Licht­ strahl von dem rechten Sensorkopf 14a zu dem linken Sen­ sorkopf 14a hin. Der Lichtstrahl wird von der Unterbrecherplatte 14x reflektiert und erreicht nicht die optischen Fasern des Bündels 26a. Aus diesem Grund verändert das lichtabfühlende Element 25a das Tasten­ positionssignal zu dem niedrigen Potential- bzw. Spannungspegel, und die Datenverarbeitungseinheit 27 bestimmt die gedrückte Taste.

Wenn der herkömmliche kontaktlose Positionswandler zwei Lichtstrahlen abstrahlt, die über die Bahn bzw. den Weg der Unterbrecherplatte 14x hinweg verlaufen, schneidet die Unterbrecherplatte 14x die zwei Lichtstrahlen zu unterschiedlichen Zeitpunkten und die Datenverarbeitungs­ einheit 27 kann die Tastengeschwindigkeit aus dem Zeit­ intervall zwischen dem Schnitt bzw. der Unterbrechung des ersten Lichtstrahls und dem Schnitt bzw. der Unterbre­ chung des zweiten Lichtstrahls berechnen.

Der herkömmliche kontaktlose Positionswandler führt die derzeitige Position eines beweglichen Körpers ohne einen körperlichen Kontakt ab und ist entsprechend dauerhafter als der herkömmliche Positionswandler vom Kontakttyp.

Beim Vergleich der Matrix 21 von herkömmlichen kontaktlo­ sen Positionswandlern mit der Matrix 22 mit herkömmlichen kontaktlosen Positionswandlern erfordert jeder herkömm­ liche kontaktlose Positionswandler 8 ein Paar von licht­ aussendenden/lichtabfühlenden Elementen, und achtund­ achtzig Paare von lichtaussendenden/lichtabfühlenden Elementen sind in der Matrix 21 umfaßt. Die licht­ aussendenden/lichtabfühlenden Elemente sind so teuer, daß die Matrix aus herkömmlichen kontaktlosen Positions­ wandlern die Herstellungskosten des selbstspielenden oder stummen Klaviers erhöht.

Andererseits teilen sich die acht oder sieben kontaktlo­ sen Positionswandler 10 jedes lichtaussendende Element und zwölf oder vier kontaktlose Positionswandler 10 teilen sich jedes lichtabfühlende Element. In anderen Worten erfordert die Matrix 22 aus herkömmlichen kontaktlosen Positionswandlern nur acht Paare von lichtaussendenden/lichtabfühlenden Elementen und vier lichtaussendende Elemente. Aus diesem Grund ist die Matrix 22 aus herkömmlichen kontaktlosen Positions­ wandlern wirtschaftlich und vermindert die Her­ stellungskosten des selbstspielenden oder stummen Klaviers.

Jedoch besteht bei der Matrix 22 aus herkömmlichen kon­ taktlosen Positionswandlern ein Problem in der kompli­ zierten Anordnung von optischen Fasern bzw. Lichtleitern. Die Lichtimpulssignale werden von den zwölf licht­ aussendenden Elementen 23a bis 23m über achtundachtzig optische Fasern an die Sensorköpfe verteilt, und die Lichtstrahlen werden von den Sensorköpfen über die achtundachtzig optischen Fasern zu den lichtabfühlenden Elementen 25a bis 25h weitergeleitet. Daher erfordert die Matrix 22 aus herkömmlichen kontaktlosen Positions­ wandlern einhundertsechsundsiebzig optische Fasern, nur um die gedrückte Taste zu bestimmen. Wenn erwartet wird, daß die Matrix 22 aus herkömmlichen kontaktlosen Positionswandlern geeignet ist zur Berechnung der Tastengeschwindigkeit, erfordert die Matrix 22 aus herkömmlichen kontaktlosen Positionwandlern dreihundert­ zweiundfünfzig optische Fasern. Die Matrix 22 aus herkömmlichen kontaktlosen Positionswandlern ist in einem extrem engen Raum zwischen der Klaviatur und dem Tasten­ bett aufgenommen, und die komplizierte Anordnung von optischen Fasern macht die Zusammenbauarbeit schwierig.

Ein weiteres Problem, das dem herkömmlichen kontaktlosen Positionswandler 10 innewohnt, ist die geringe Verfüg­ barkeit von Licht. Der Lichtstrahl 15a wird von der optischen Faser 14r abgestrahlt und wird durch die Pris­ men 14e/14f zweimal reflektiert, bevor er in die optische Faser 14s eintritt (siehe Fig. 4). Das Prisma 14i/14f re­ flektiert die Lichtkomponente, die innerhalb des kriti­ schen Winkels auf die schräge Innenoberfläche auftrifft. Der Lichtstrahl 15a divergiert jedoch von der optischen Faser 14r und ein Teil des Lichtstrahls 15a überschreitet den kritischen Winkel auf der schrägen Innenoberfläche. Aus diesem Grund verwendet der herkömmliche kontaktlose Positionswandler nur einen Teil des Lichts für das Ab­ fühlen der Tastenposition.

Zum Stand der Technik sei ferner auf die Druckschriften, DE 27 36 218 B2, DD 131 295 sowie Patent Abstracts of Japan, P-978, 18. Dezember 1989, Bd. 13/Nr. 572, 1-239 419A verwiesen.

Die DE 27 36 218 B2 betrifft eine Anordnung zur automati­ schen Erfassung von Luftblasen in einer Strömungsmittel­ leitung, die eine transparente oder opake Flüssigkeit führt und sich im Wirkbereich einer Beleuchtungseinrich­ tung und einer einen fotoelektrischen Wandler enthalten­ den Wandlereinheit befindet, der eine Signalisierungs­ schaltung nachgeschaltet ist, und bei der ferner die Beleuchtungseinrichtung und der fotoelektrische Wandler zum Nachweis von Luftblasen bei transparenter Flüssigkeit derart räumlich ausgerichtet sind, daß die unterschied­ lichen Lichtbrechungen an sich im Wirkbereich befindenden Luftblasen einerseits und an der transparenten Flüssig­ keit andererseits aufgrund der damit bedingten Änderung des Lichtweges zu ersten und zweiten Ausgangssignalen des fotoelektrischen Wandlers führen.

Die DD 196 522 betrifft eine mehrkanalige, redundante Lichtleiteinrichtung zur Füllstands- bzw. Positions­ kontrolle, wobei zwischen zwei, vorzugsweise redundant geschalteten Lichtquellen ein Lichtleiter aus Glas oder transparentem Kunststoff angeordnet und so ausgebildet ist, daß sich nebeneinander mehrere Kanäle befinden, die von seiten der ersten Lichtquelle gesehen durch Aus­ koppelschrägen unterbrochen werden und über weitere Auskoppelschrägen zur zweiten Lichtquelle führen, wobei die Auskoppelschrägen in so einem Winkel zur Kanalebene angebracht sind, daß die Reflexionsebenen sich in den in einem bestimmten Abstand von den durch die Auskoppel­ schrägen gebildeten Winkel angeordeten Lichtempfängern treffen.

Schließlich ist aus Patent Abstracts of Japan, P-978, 18. Dezember 1989, Bd. 13/Nr. 572, 1-239 419A, bekannt, zwischen Lichtaustrittsenden und Lichteintrittsenden mehrerer Lichtleitfasern ein Objekt verschiebbar anzuordnen, und zwar in einer Richtung, in der die vorgenannten Enden hintereinander angeordnet sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfin­ dung, einen kontaktlosen Positionswandler vorzusehen, der leicht in optischen Pfaden angeordnet werden kann und Licht effektiv verwendet.

Um dieses Ziel zu erreichen, schlägt die vorliegende Er­ findung vor, daß sich zwei kontaktlose Positionswandler einen lichtaussendenden Block (Sendeblock) und einen lichtabfühlenden Block (Empfangsblock) teilen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein kontaktloser Positionswandler vorgesehen, wie er in Anspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteransprüchen. Vorzugsweise weist der Positionswandler folgendes auf: einen lichtaussendenden Block, der mit einer Lichtquelle optisch gekoppelt ist und einen ersten Lichtstrahl entlang eines ersten, sich in einer ersten. Richtung erstreckenden optischen Pfads sowie einen zweiten Lichtstrahl entlang eines zweiten, sich in einer zweiten Richtung erstreckenden optischen Pfads abstrahlt, wobei die zweite Richtung unterschiedlich von der ersten Richtung ist, wobei ein Weg bzw. eine Bahn des sich bewegenden Körpers entweder den ersten optischen Pfad oder den zweiten optischen Pfad schneidet; und einen lichtabfühlenden Block, der mit einem lichtabfühlenden Element optisch gekoppelt ist und zu unterschiedlichen Zeitpunkten entweder den ersten Lichtstrahl oder den zweiten Lichtstrahl, die von dem lichtaussendenden Block abgestrahlt werden, und einen dritten Lichtstrahl, der von einem anderen lichtaus­ sendenden Block zu dem lichtabfühlenden Element abgestrahlt wird, leitet.

Der lichtaussendende Block und der lichtabfühlende Block können über optische Fasern mit der Lichtquelle und dem lichtabfühlenden Element verbunden sein, oder sie können eine eingebaute Lichtquelle und ein eingebautes Lichtab­ fühlelement aufweisen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale und Vorteile des kontaktlosen Positionswand­ lers und des Positionsinformationsverarbeitungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung werden klarer verstan­ den, anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:

Fig. 1 eine Seitenansicht ist, die den herkömmlichen Positionswandler vom Kontakttyp zeigt, der für die Taste des akustischen Klaviers vorgesehen ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht ist, die einen weiteren her­ kömmlichen Positionswandler vom Kontakttyp zeigt, der für die Taste des akustischen Klaviers vor­ gesehen ist;

Fig. 3 eine Vorderansicht ist, die den herkömmlichen kontaktlosen Positionswandler zeigt;

Fig. 4 eine Vorderansicht ist, die einen weiteren her­ kömmlichen kontaktlosen Positionswandler zeigt;

Fig. 5 ein Schaltplan ist, der die Schaltmatrix zeigt, die mit dem herkömmlichen Positionswandler des Kontakttyps ausgeführt ist;

Fig. 6 ein Schaltplan ist, der die Schaltmatrix zeigt, welche durch den in Fig. 3 gezeigten, herkömm­ lichen kontaktlosen Positionswandler ausgeführt ist;

Fig. 7 ein Schaltplan ist, der die Schaltmatrix zeigt, welche durch den in Fig. 4 gezeigten herkömm­ lichen kontaktlosen Positionswandler ausgeführt ist;

Fig. 8 eine Ansicht von unten ist, die eine Anordnung von kontaktlosen Positionswandlern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von Fig. 8 ist und den kontaktlosen Positions­ wandler zeigt;

Fig. 10 ein Schaltplan ist, der die Anordnung eines Posi­ tionsinformationsverarbeitungsystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen lichtaussendenden Elementen und lichtaussendenden Blocks zeigt, die in dem Positionsinformations­ verarbeitungssystem umfaßt sind;

Fig. 12 eine Ansicht von unten ist, die eine weitere An­ ordnung von kontaktlosen Positionswandlern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 13 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von Fig. 12 ist und den kontaktlosen Positions­ wandler zeigt;

Fig. 14 eine Vorderansicht ist, die einen weiteren kon­ taktlosen Positionswandler gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 15 eine Vorderansicht ist, die eine Modifikation des lichtaussendenden Blocks zeigt, der einen Teil des in Fig. 14 gezeigten kontaktlosen Positionswandlers bildet;

Fig. 16 eine Vorderansicht ist, der die Modifikationen in schwarzen Gehäusen aufgenommen zeigt;

Fig. 17 eine Seitenansicht eines schwarzen Gehäuses ist;

Fig. 18 eine Querschnittsansicht ist, die ein für den in Fig. 14 gezeigten kontaktlosen Positionswandler verfügbares, schwarzes Gehäuse zeigt;

Fig. 19 eine Seitenansicht ist, die das in Fig. 18 ge­ zeigte, schwarze Gehäuse zeigt;

Fig. 20 eine Querschnittsansicht ist, die eine in einem Gehäuse aufgenommene zweite Modifikation zeigt; und

Fig. 21 ein Schaltplan ist, der die Anordnung einer Schaltmatrix zeigt, die mit den kontaktlosen Po­ sitionswandlern ausgeführt ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele Erstes Ausführungsbeispiel Kontaktloser Positionswandler

Bezugnehmend auf die Fig. 8 und 9 der Zeichnung ist ein kontaktloser Positionswandler 30 in Ausführung der vor­ liegenden Erfindung von einer Rahmenstruktur 31 getragen und die Rahmenstruktur 31 ist auf einem Tastenbett 32 un­ ter Tasten 33 angeordnet. Die Tasten 33 sind bezüglich des Tastenbetts 32 drehbar und bilden Teile eines aku­ stischen Klaviers, das in einem selbstspielenden/stummen Klavier umfaßt ist. Die kontaktlosen Positionswandler 30 bilden Teile eines Informationsverarbeitungssystems, und das Informationsverarbeitungssystem ist in dem selbst­ spielenden/stummen Klavier umfaßt. Bei diesem Beispiel besitzt das selbstspielende/stumme Klavier achtundachtzig Tasten 33, und demgemäß sind achtundachtzig kontaktlose Positionswandler 30 unter den achtundachtzig Tasten 33 vorgesehen.

Die Rahmenstruktur 31 besitzt eine obere Platte 31a, und Schlitze 31b sind in der oberen Platte 31a mit regel­ mäßigem Abstand bzw. in Intervallen gebildet. Unter­ brecher- bzw. Blenden- bzw. Verschlußplatten 33a sind jeweils an den Unterseiten der Tasten 33 befestigt, und die Unterbrecherplatten 33a ragen von dort nach unten. Die Schlitze 31b sind jeweils mit den Unterbrecherplatten 33a ausgerichtet, und die Unterbrecherplatten 33a sind jeweils in die und aus den Schlitzen 31b bewegbar. Die kontaktlosen Positionswandler 30 sind über die Schlitze 31b hinweg vorgesehen und detektieren Positionen der Unterbrecherplatten und demgemäß die Positionen der Tasten.

Die kontaktlosen Positionswandler 30 sind jeweils iden­ tisch aufgebaut und eine Beschreibung von einem in Fig. 8 mit "30a" bezeichneten kontaktlosen Positionswandler 30 wird gegeben. Der kontaktlose Positionswandler 30a weist einen lichtaussendenden Block 30c auf, den sich der kon­ taktlose Positionswandler 30a mit einem kontaktlosen Po­ sitionswandler 30b auf dessen rechter Seite teilt, und weist einen lichtabfühlenden Block 30d auf, den sich der kontaktlose Positionswandler 30a mit dem kontaktlosen Positionswandler 30e teilt.

Der lichtaussendende Block 30c ist an der Rückseite der oberen Platte 31a zwischen den Schlitzen 31b befestigt und ist aus einem transparenten synthetischen Harz, wie beispielsweise Acrylatharz, gebildet. Der Block aus transparentem synthetischem Harz ist teilweise weg­ geschnitten und der lichtaussendende Block 30c besitzt eine V-förmige Vertiefung oder Ausnehmung. Schräge Oberflächen laufen an einem ihrer Enden unter einem Winkel von 90° zusammen und an den anderen ihrer Enden unter einem Winkel von 45° mit den Seitenoberflächen zusammen. Die Seitenoberflächen laufen unter einem Winkel von 90° mit beiden Enden einer Endoberfläche zusammen. Infolgedessen sind zwischen den schrägen Oberflächen und den Seitenoberflächen Dreiecksteile gebildet und dienen als Prismen 30f und 30g. Eine optische Faser bzw. ein Lichtleiter 30h ist in den Block aus transparentem syn­ thetischem Harz eingesetzt und ist zu der V-förmigen Vertiefung gerichtet. Die optische Faser 30h ist aus einem transparenten synthetischen Harz, wie beispiels­ weise Acrylatharz, gebildet und besitzt einen Durchmesser von 0,5 mm. Die optische Achse der optischen Faser 30h ist im wesentlichen mit einem Schnittpunkt bzw. einer Schnittlinie der schrägen Oberflächen ausgerichtet. Konvexlinsen 30i und 30j sind an den Seitenoberflächen befestigt und weisen zu den Schlitzen 31b.

Die optische Faser 30h strahlt einen Lichtstrahl LB1 zu den Prismen 30f und 30g hin ab, und die schrägen Oberflä­ chen reflektieren den Lichtstrahl zu den konvexen Linsen 30i und 30j hin. Die Konvexlinsen formen den Lichtstrahl LB1 in parallele Strahlen LB2 und LB3. Die parallelen Strahlen LB2/LB3 verlaufen durch Räume unter den Schlit­ zen 31b hindurch zu dem lichtabfühlenden Block 30d und dem lichtabfühlenden Block auf der rechten Seite des lichtaussendenden Blocks 30c. Der lichtabfühlende Block 30d ist auch an der Rückseite der oberen Platte 31a zwi­ schen den Schlitzen 31b befestigt und ist aus einem transparenten synthetischen Harz, wie beispielsweise Acrylatharz, gebildet. Der Block aus transparentem syn­ thetischem Harz ist teilweise weggeschnitten ähnlich zu dem lichtaussendenden Block 30c, und der lichtabfühlende Block 30d besitzt eine V-förmige Vertiefung bzw. Ausneh­ mung. Schräge Oberflächen laufen an deren einem Ende unter einem Winkel von 90° zusammen und an deren anderen Enden unter einem Winkel von 45° mit Seitenoberflächen zusammen. Die Seitenoberflächen laufen unter einem Winkel von 90° mit beiden Enden einer Endoberfläche zusammen. Infolgedessen sind zwischen den schrägen Oberflächen und den Seitenoberflächen Dreieckteile gebildet und dienen als Prismen 30k und 30m. Eine optische Faser bzw. ein Lichtleiter 30n ist in den Block aus transparentem synthetischem Harz eingesetzt und ist auf die V-förmige Vertiefung gerichtet. Die optische Faser 30n ist aus transparentem synthetischem Harz, wie beispielsweise Acrylatharz, gebildet und besitzt einen Durchmesser von 0,5 mm. Die optische Achse der optischen Faser 30h ist im wesentlichen mit einem Schnittpunkt bzw. einer Schnitt­ linie der schrägen Oberflächen ausgerichtet. Die Konvex­ linsen 30o und 30p sind an den Seitenoberflächen be­ festigt und weisen zu den Schlitzen 31b.

Die parallelen Strahlen LB2/LB4 treffen auf die Konvex­ linsen 30o und 30p auf und werden auf die schrägen Ober­ flächen der Prismen 30k/30m konvergiert. Die Licht­ strahlen LB2 und LB4 werden an den schrägen Oberflächen reflektiert und zu der optischen Faser 30n hin gerichtet.

Die optische Faser 30h des lichtaussendenden Blocks 30c und die optische Faser 30n des lichtabfühlenden Blocks 30d sind mit einem lichtaussendenden bzw. lichtemittie­ renden Element und einem lichtabfühlenden bzw. licht­ detektierenden Element verbunden, wie im weiteren beschrieben wird, und die Hin- und Herbewegung der zuge­ hörigen Taste 33 kann durch die Veränderung der Licht­ intensität abgefühlt werden.

Positionsinformationsverarbeitungssystem

Im weiteren wird eine Beschreibung des Positionsinforma­ tionsverarbeitungssystems in Ausführung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 10 gegeben. Das Positions­ informationsverarbeitungssystem weist eine Vielzahl von lichtaussendenden Blocks 40a identisch mit dem lichtaus­ sendenden Block 30c und eine Vielzahl von lichtabfühlen­ den Blocks 40b identisch mit dem lichtabfühlenden Block 30d auf. Die lichtaussendenden Blocks 40a und die licht­ abfühlenden Blocks 40b sind abwechselnd unter einer Kla­ viatur 41 angeordnet, die aus achtundachtzig Tasten 41a besteht.

Das Positionsinformationsverarbeitungssystem weist ferner folgendes auf: zwölf Bündel optischer Fasern bzw. Licht­ leiterbündel 42a, 42b, 42c, . . . und 42m, die selektiv bzw. in ausgewählter Weise mit den lichtaussendenden Blocks 40a verbunden sind, zwölf lichtaussendende Ele­ mente 43a, 43b, 43c, . . . und 43m, die jeweils mit den zwölf Bündeln optischer Fasern 42a bis 42m verbunden sind, acht Bündel optischer Fasern 44a, 44b, . . ., 44g und 44h, die selektiv bzw. in ausgewählter Weise mit den lichtabfühlenden Blocks 40b verbunden sind, und acht lichtabfühlende Elemente 45a, 45b, . . ., 45g und 45h, die jeweils mit den Bündeln optischer Fasern 44a bis 44h verbunden sind. Das lichtaussendende Element und das lichtabfühlende Element können ausgeführt werden durch eine Halbleiter-LED bzw. einen Halbleiterphototransistor. Das lichtaussendende Element ist ansprechend auf ein elektrisches Treibersignal DR zur Erzeugung eines Photo- bzw. Lichtimpulses, und das lichtabfühlende Element er­ zeugt ein elektrisches Abfühlsignal aus dem dorthin ge­ leiteten Licht. Der Spannungs- bzw. Potentialpegel des elektrischen Abfühlsignals DT ist proportional zu der Lichtintensität.

Fünfundvierzig lichtaussendende Blocks 40a sind in dem Positionsinformationsverarbeitungssystem umfaßt, und vier optische Fasern oder drei optische Fasern bilden eines der zwölf Bündel 42a bis 42m. Sechs optische Fasern oder vier optische Fasern bilden eines der Bündel 44a bis 44h, und demgemäß sind vierundvierzig optische Fasern selektiv bzw. in ausgewählter Weise zwischen den lichtabfühlenden Blocks 40b und den lichabfühlenden Elementen 45a bis 45h verbunden. Somit erfordert das Positionsinformationsver­ arbeitungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung nur neunundachtzig optische Fasern, und die Anordnung opti­ scher Pfade ist einfacher als die des Standes der Technik.

Wie oben beschrieben wurde, teilen sich zwei benachbarte kontaktlose Positionswandler den lichtaussendenden Block, und zwei andere benachbarte kontaktlose Positionwandler teilen sich den lichtabfühlenden Block. Die kontaktlosen Positionswandler überwachen eine Unterbrecher- bzw. Blenden- bzw. Verschlußplatte 41b, die an einer der Tasten 41a befestigt ist, und demgemäß sind achtund­ achtzig kontaktlose Positionswandler in dem Positions­ informationsverarbeitungssystem umfaßt. Die Unterbrecher­ platte 41b wird in den und aus dem Schlitz 31b bewegt und bewegt sich durch den Spalt zwischen dem lichtaussenden­ den Block 40a und dem lichtabfühlenden Block 40b. In der folgenden Beschreibung sind den Tasten 41 jeweils Tasten­ nummern von #1 bis #88 zugeordnet, und die kontaktlosen Positionswandler sind auch identifiziert unter Verwendung der Tastennummern #1 bis #88. Wenn es notwendig ist, den lichtaussendenden Block 40a und den lichtabfühlenden Block 40b in Verbindung mit einer Taste zu bezeichnen, erhalten der lichtaussendende Block 40a und der licht­ abfühlende Block 40b die Tastennummer der Taste 41a auf der rechten Seite davon als Suffix. Beispielsweise werden der links außen gelegene lichtaussendende Block 40a und der links außen gelegene lichtabfühlende Block 40b mit "40a#1" bzw. "40b#2" bezeichnet.

Das lichtaussendende Element 43a ist beispielsweise über das Bündel optischer Fasern 42a mit den lichtaussendenden Blocks 40a#1, 40a#25, 40a#49 und 40a#73, die jeweils einen Abstand von zwei Oktaven voneinander besitzen. Das lichtaussendende Element 43b ist über das Bündel optischer Fasern 42b mit den lichtaussendenden Blocks 40a#3, 40a#27, 40a#51 und 40a#75 verbunden. Die Beziehung zwischen den lichtaussendenden Elementen 43a bis 43m und den lichtaussendenden Blocks 40a ist in der Tabelle 1 zusammengefaßt. In der Tabelle ist der rechts außen ge­ legene lichtaussendende Block 40a mit einem Suffix #89 versehen, obwohl es in der Klaviatur keine Taste #89 gibt. Die Beziehung zwischen den lichtaussendenden Elementen 43a bis 43m und den lichtaussendenden Blocks 40a ist auch in Fig. 11 dargestellt.

Tabelle 1

Somit sind die um zwei Oktaven beabstandeten licht­ aussendenden Blocks mit einem der lichtaussendenden Elemente 43a bis 43m verbunden, und die mit einem der lichtaussendenden Elemente 43a bis 43m gekoppelten, lichtaussendenden Blocks 40a sind jeweils mit einem Abstand von zwei Tastennummern von den mit dem benachbarten lichtaussendenden Element gekoppelten, lichtaus­ sendenden Blocks 40a angeordnet.

Im weiteren wird die Beziehung zwischen den lichtabfüh­ lenden Blocks 40b und den lichtabfühlenden Elementen 45a bis 45h in Einzelheiten beschrieben. Die vier optischen Fasern oder die sechs optischen Fasern sind zwischen den lichtabfühlenden Blocks 40b und jedem lichtabfühlenden Element 45a bis 45h verbunden. Das lichtabfühlende Element 45a wird von den lichtabfühlenden Blocks 40b#2, 40b#6, 40b#10, 40b#14, 40b#18 und 40b#22 versorgt, die jeweils von dem benachbarten lichtabfühlenden Block um vier Tastennummern beabstandet sind. In ähnlicher Weise wird das lichtabfühlende Element 45b von den licht­ abfühlenden Blocks 40b#4, 40b#8, 40b#12, 40b#16, 40b#20 und 40b#24 gespeist bzw. versorgt, und jeder licht­ abfühblende Block ist um vier Tastennummern unterschied­ lich bzw. versetzt von dem benachbarten lichtabfühlenden Block. Die Beziehung zwischen den lichtabfühlenden Elementen 45a bis 45h und den lichtabfühlenden Blocks 40b ist in der Tabelle 2 zusammengefaßt und wird in Fig. 11 bestätigt.

Tabelle 2

Somit ist jeder fünfte lichtabfühlende Block 40b mit einem der lichtabfühlenden Elemente 45a bis 45h ver­ bunden, und die mit einem der lichtabfühlenden Elemente 45a bis 45h gekoppelten, lichtabfühlenden Block 40b sind mit einem Abstand von zwei Tastennummern von den mit dem benachbarten lichtabfühlenden Element gekoppelten, licht­ abfühlenden Blocks 40b angeordnet.

Das Positionsinformationsverarbeitungssystem weist ferner eine Datenverarbeitungseinheit 46 auf. Die Datenverarbei­ tungseinheit 46 umfaßt einen oder mehrere Treibersignal­ anschlüsse 46a und einen oder mehrere Signalempfangs­ anschlüsse 46b. Die Datenverarbeitungseinheit 46 liefert periodisch das elektrische Treibersignal DT zu unter­ schiedlichen Zeitpunkten von den Treibersignalanschlüssen 46a an die lichtaussendenden Elemente 43a bis 43m und tastet die Signalempfangsanschlüsse 46b ab, um zu sehen, ob einer der achtundachtzig kontaktlosen Positionswandler #1 bis #88 eine gedrückte Taste 41a abfühlt.

Es wird angenommen, daß die Datenverarbeitungseinheit 46 bewirkt, daß das lichtaussendende Element 43a den Licht­ impuls zu einem bestimmten Zeitpunkt an das Bündel opti­ scher Fasern 42a liefert, und es wird angenommen, daß das lichtabfühlende Element 45a gleichzeitig den Spannungs- bzw. Potentialpegel des elektrischen Abfühlsignals DT absenkt bzw. vermindert. Die Datenverarbeitungseinheit 46 erkennt, daß die links außen gelegene Taste 41a den Lichtstrahl des kontaktlosen Positionswandlers #1 schnei­ det bzw. unterbricht, und bestimmt die Tastennummer #1.

Verhalten des Positionsinformationsverarbeitunssystems

Das Positionsinformationsverarbeitungssystem liefert periodisch das elektrische Treibersignal DR von dem Treibersignalanschluß 46a an die lichtaussendenden Ele­ mente 43a bis 43m. Es wird angenommen, daß die lichtaussendenden Elemente 43a bis 43m sequentiell bzw. auf­ einanderfolgend zu Zeitpunkten t1, t2 . . . bzw. t12 die Lichtimpulse erzeugen. Die Lichtimpulse werden jeweils an die Bündel optischer Fasern 42a bis 42m geliefert und durch die optischen Fasern 42a bis 42m zu den zugehörigen lichtaussendenden Blocks 40a weitergeleitet. Das Ver­ halten der Lichtimpulse in den lichtaussendenden Blocks 40a und den lichtabfühlenden Block 40b ist ähnlich und aus diesem Grund wird die Beschreibung aus Gründen der Einfachheit auf den lichtaussendenden Block 40a#1/40a#3 und den lichtabfühlenden Block 40b#2 konzentriert. Es wird angenommen, daß der lichtaussendende Block 40a#1/40a#3 und der lichtabfühlende Block 40b#2 dem licht­ aussendenden Block 30e/30c und dem lichtabfühlenden Block 30d entsprechen, die in Fig. 8 gezeigt sind. Die optische Faser, die Prismen und die Konvexlinsen des lichtaus­ sendenden Blocks 30e sind in der folgenden Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie diejenigen des lichtaussendenden Blocks 30c.

Die Datenverarbeitungseinheit 46 liefert das Treibersig­ nal DR zum Zeitpunkt t1 an das lichtaussendende Element 43a, und das lichtaussendende Element 43a erzeugt den Photo- bzw. Lichtimpuls. Der zum Zeitpunkt t1 erzeugte Lichtimpuls wird durch die optische Faser 30a zu dem lichtaussendenden Block 30e und den anderen lichtaus­ sendenden Blocks weitergeleitet, und das Licht in der optischen Faser 30h wird zu dem Lichtstrahl LB5 geformt. Der Lichtstrahl LB5 wird von der optischen Faser 30h zu den Prismen 30f und 30g hin abgestrahlt. Der Lichtstrahl LB5 divergiert zu den schrägen Oberflächen der Prismen 30f/30g hin, und die schrägen Oberflächen der Prismen 30f/30g reflektieren den Lichtstrahl LB5 zu den Konvex­ linsen 30i und 30j hin. Eine Hälfte des Lichtstrahls LB5 wird auf der schrägen Oberfläche des Prismas 30f reflek­ tiert, und die andere Hälfte trifft auf die schräge Oberfläche des anderen Prismas 30g auf. Somit sind die Prismen 30f/30g symmetrisch bezüglich der optischen Achse der Faser 30h angeordnet, und der Einfallswinkel wird kleiner als der kritische Winkel von 48°. Aus diesem Grund wird das meiste Licht von den schrägen Oberflächen reflektiert und bildet die Teillichtstrahlen.

Obwohl die reflektierten Teillichtstrahlen nach der Re­ flexion an den schrägen Oberflächen weiter divergieren, formen die Konvexlinsen 30i und 30j die reflektierten Teillichtstrahlen in parallele Strahlen LB4 und LB6. Die parallelen Strahlen LB4 und LB6 haben eine Art halbkreis­ förmigen Querschnitt ähnlich zu dem parallelen Strahl LB2, der in Fig. 9 durch Punkte dargestellt ist. Der Grund, weshalb der parallele Strahl LB2 keinen perfekt halbkreisförmigen Querschnitt besitzt, liegt darin, daß die Grenze zwischen den schrägen Oberflächen den Licht­ strahl LB1 zu der unteren Hälfte der in Fig. 8 gezeigten Konvexlinse 30i hin reflektiert.

Der parallele Strahl LB4 geht durch den Raum unter dem Schlitz 31b hindurch und trifft auf die Konvexlinse 30p auf. Der paralelle Strahl LB4 konvergiert zu der schrägen Oberfläche des Prismas 30m hin und wird zu der optischen Faser 30n reflektiert. Die optische Faser leitet das Licht zu dem lichtabfühlenden Element 45a hin, und dss lichtabfühlende Element 45a erzeugt das Abfühlsignal DT1 zum Zeitpunkt t1.

Danach liefert die Datenverarbeitungseinheit 46 das Trei­ bersignal DR zum Zeitpunkt t2 von dem Treibersignal­ anschluß 46a an das lichtaussendende Element 43b. Das lichtaussendende Element 43b erzeugt den Lichtimpuls und ein Teil des zum Zeitpunkt t2 erzeugten Lichtimpulses wird durch die optische Faser 30h zu dem lichtaussenden­ den Block 30c weitergeleitet. Das Licht wird zu dem Lichtstrahl LB1 geformt und wird von der optischen Faser 30h zu den Prismen 30f und 30g hin abgestrahlt. Der Lichtstrahl LB1 divergiert zu den schrägen Oberflächen der Prismen 30f/30g, und die schrägen Oberflächen der Prismen 30f/30g reflektieren den Lichtstrahl LB1 zu den Konvexlinsen 30i und 30j hin. Eine Hälfte des Licht­ strahls LB1 wird an der schrägen Oberfläche des Prismas 30f reflektiert, und die andere Hälfte trifft auf die schräge Oberfläche des anderen Prismas 30g auf.

Obwohl die reflektierten Teillichtstrahlen nach der Re­ flexion an den schrägen Oberflächen weiter divergieren, formen die Konvexlinsen 30i und 30j die reflektierten Teillichtstrahlen in die parallelen Strahlen LB2 und LB3. Der parallele Strahl LB2 geht durch den Raum unter dem Schlitz 31b hindurch und trifft auf die Konvexlinse 30o. Der parallele Strahl LB2 konvergiert zu der schrägen Oberfläche des Prismas 30k hin und wird zu der optischen Faser 30n hin reflektiert.

Die optische Faser leitet das Licht zu dem lichtabfüh­ lenden Element 45a hin, und das lichtabfühlende Element 45a erzeugt zum Zeitpunkt t2 das Abfühlsignal DT1. Der andere parallele Strahl LB3 tritt in den lichtabfühlenden Block 40b#4 ein und bewirkt, daß das lichtabfühlende Elemente 45b zum Zeitpunkt t2 das elektrische Abfühlsig­ nal DT erzeugt. Somit wird der Lichtstrahl LB1/LB5 in zwei Teillichtstrahlen aufgeteilt und ist verfügbar für zwei kontaktlose Positionswandler, und der lichtabfühlen­ de Block, wie beispielsweise 40b#2, wird verwendet zum Empfang der parallelen Strahlen LB4 und LB2 zu unter­ schiedlichen Zeitpunkten t1 und t2. Aus diesem Grund ist die Anzahl der lichtaussendenden Blocks 40a und der lichtabfühlenden Blocks 40b im Vergleich zu dem herkömmlichen Positionsinformationsverarbeitungssystem vermindert.

Wenn ein Spieler eine der Tasten 41a drückt, unterbricht die zugehörige Unterbrecherplatte 41b den parallelen Strahl, der durch den Raum unter dem zugehörigen Schlitz 31b verläuft und die Unterbrechung ergibt eine Verminderung des Spannungs- bzw. Potentialpegels des Ab­ fühlsignals DT. Die Datenverarbeitungseinheit 46 bestimmt die gedrückte Taste 41a auf der Basis des Zeitpunkts der Verminderung des Spannungs- bzw. Potentialpegels und des lichtabfühlenden Elements 45a bis 45h, das den Spannungs- bzw. Potentialpegel absenkt bzw. vermindert.

Wenn die Taste #3 gedrückt wird, senkt das lichtabfühlen­ de Element 45b den Spannungspegel des elektrischen Ab­ fühlsignals DT zum Zeitpunkt t2 ab. Die Datenverarbei­ tungseinheit 46 wählt die lichtaussendenden Blocks #3, #27, #51 und #75 auf der Grundlage der Tatsache aus, daß das elektrische Abfühlsignal DT den Spannungspegel zum Zeitpunkt t2 absenkt. Die Datenverarbeitungseinheit 46 wählt ferner die lichtabfühlenden Blocks #4, #8, #12, #16, #20 und #24 aus, die mit dem lichtabfühlenden Element 45b verbunden sind. Nur der lichtabfühlende Block #4 ist benachbart zu den lichtaussendenden Blocks, die zum Zeitpunkt t2 mit dem Lichtimpuls versorgt werden und die Datenverarbeitungseinheit 46 bestimmt, daß die ge­ drückte Taste 41a die Taste #3 ist. Die Datenverarbei­ tungseinheit 46 kann einen Musikdatencode erzeugen, der repräsentativ ist für eine Tastenbetätigung der Taste #3.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich ist, teilen sich zwei kontaktlose Positionswandler zu unter­ schiedlichen Zeitpunkten jeweils den lichtaussendenden Block und den lichtabfühlenden Block, und die Anzahl der lichtaussendenden und lichtabfühlenden Blocks und demge­ mäß die Anzahl optischer Fasern wird vermindert. Dies ergibt eine einfache Anordnung der optischen Pfade.

Darüberhinaus sind die Prismen jedes lichtaussendenden Blocks symmetrisch bezüglich der optischen Achse der zugehörigen optischen Faser angeordnet, und der Einfallswinkel wird kleiner als der des herkömmlichen lichtaus­ sendenden Blocks. Infolgedessen wird das meiste Licht für das Abfühlen verwendet.

Zweites Ausführungsbeispiel Kontaktloser Positionswandler & Positionsinformationsver­ arbeitungssystem

Die Fig. 12 und 13 zeigen eine Anordnung von kontaktlosen Positionswandlern in Ausführung der vorliegenden Erfin­ dung, und die Anordnung kontaktloser Positionswandler bildet einen Teil eines Positionsinformationsverarbei­ tungssystems.

Die kontaktlosen Positionswandler weisen auch einen lichtaussendenden Block 50a und einen lichtabfühlenden Block 50b auf, und zwei benachbarte kontaktlose Posi­ tionswandler teilen sich den lichtaussendenden Block 50a und den lichtabfühlenden Block 50b ähnlich wie beim er­ sten Ausführungsbeispiel. Die lichtaussendenden Blocks 50a und die lichtabfühlenden Blocks 50b sind abwechselnd auf der Rückseite einer Rahmenstruktur 51a angeordnet, und Schlitze 51b sind zwischen den lichtaussendenden Blocks 50a und den lichtabfühlenden Blocks 50b in der Rahmenstruktur 51a ausgebildet. Die Schlitze 51b sind in einer Längsrichtung der Rahmenstruktur 51a voneinander beabstandet, wie es durch die Anordnung AR10 angedeutet ist.

Die Rahmenstruktur 51a ist auf einem (nicht gezeigten) Tastenbett unter den Tasten 52a eines akustischen Kla­ viers angeordnet und Unterbrecher- bzw. Blenden- bzw. Verschlußplatten 52b sind jeweils an den Unterseiten der Tasten 52a befestigt. Die Schlitze 51b sind jeweils den Tasten 52a zugeordnet, und die Unterbrecherplatten 52b werden in die und aus den zugehörigen Schlitzen 51b bewegt.

Jeder lichtaussendende Block 50a ist unterteilt in einen abstrahlenden Teilblock 50c und einen teilenden Teilblock 50d. Der teilende Teilblock 50d ist zwischen den Schlitzen 51b vorgesehen und ist von dem abstrahlenden Teilblock 50c in einer Querrichtung senkrecht zu der Längsrichtung beabstandet.

Der abstrahlende Teilblock 50c umfaßt einen Faserhalter 50e, der an der Rahmenstruktur 51a befestigt ist, eine optische Faser 50f, die von dem Faserträger 50e getragen bzw. gehalten wird, und eine Konvexlinse 50g, die an der Vorderseite des Faserträgers 50e angebracht ist. Die optische Faser 50f strahlt einen Lichtstrahl LB10 von ihrem Auslaßende durch die Konvexlinse 50g zu dem teilenden Teilblock 50d ab. Die Konvexlinse 50g verhindert, daß das Licht divergiert.

Der teilende Teilblock 50d ist aus einem transparenten Material, wie beispielsweise einem Acrylatharz, gebildet. Der teilende Teilblock 50d besitzt eine konvexe Oberflä­ che 50h gegenüberliegend der Konvexlinse 50g und einen gegabelten Teil mit schrägen Oberflächen 50i, der als Prismen dient. Die schrägen Oberflächen stoßen unter einem Winkel von 90° aneinander, und die konvexe Ober­ fläche 50h besitzt in diesem Beispiel einen im wesent­ lichen rechteckigen Umfang.

Der Lichtstrahl LB10 trifft auf die konvexe Oberfläche 50h auf und wird an den schrägen Oberflächen 50i reflek­ tiert. Der Lichtstrahl LB10 wird in parallele Strahlen LB11/LB12 aufgeteilt, und die parallelen Strahlen LB11/LB12 werden durch die Räume unter den Schlitzen 51b der lichtabfühlenden Blocks 50b gerichtet. Somit liefert jeder der lichtaussendenden Blocks 50a die parallelen Strahlen LB11 und LB12 an die lichtabfühlenden Blocks 50b von zwei verschiedenen kontaktlosen Positionswandlern.

Jeder der lichtabfühlenden Blocks 50b ist aufgeteilt in einen reflektierenden Teilblock 50j und einen Aufnahme- bzw. Einlaßteilblock 50k. Der reflektierende Teilblock 50j ist zwischen den Schlitzen 51b vorgesehen, und der Einlaßteilblock 50k ist von dem reflektierenden Teilblock 50j in Querrichtung beabstandet ähnlich wie beim lichtaussendenden Block 50a.

Der reflektierende Teilblock 50j ist aus transparentem Material, wie beispielsweise Acrylatharz, gebildet. Der reflektierende Teilblock 50j besitzt einen gegabelten Teil mit schrägen Oberflächen 50m, der als Prismen dient, und eine konvexe Oberfläche 50n gegenüber dem Einlaßteil­ block 50k. Die schrägen Oberflächen 50m treffen unter einem Winkel von 90° aufeinander.

Die parallelen Strahlen LB11 und LB12 werden an den schrägen Oberflächen 50m reflektiert und gehen durch die konvexe Oberfläche 50n hindurch zu dem Einlaßteilblock 50k hin. Der Lichtstrahl LB13 konvergiert zu dem Einlaßteilblock 50k hin.

Der Einlaßteilblock 50k umfaßt einen Faserhalter bzw. -träger 50o, der an der Rückseite der Rahmenstruktur 51a befestigt ist, eine optische Faser bzw. einen Lichtleiter 50p, die bzw. der von dem Faserhalter 50o gehalten bzw. getragen wird, und eine Konvexlinse 50q, die an der Oberfläche gegenüberliegend dem reflektierenden Teilblock 50j befestigt ist. Die optische Faser 50p ist mit einem der lichtabfühlenden Elemente 54a, 54b, . . . verbunden, und die Verbindung zwischen den lichtabfühlenden Elementen 54a, 54b, . . . und den optischen Fasern 50p ist ähnlich zu der des ersten Ausführungsbeispiels. Das lichtaussendende Element kann als eine Halbleiter-LED ausgeführt sein.

Der Lichtstrahl LB13 trifft auf die Konvexlinse 50q auf und wird auf das Einlaßende der optischen Faser 50p fo­ kussiert. Die optische Faser 50p leitet das Licht zu einem der lichtabfühlenden Elemente 54a, 54b, . . ., und das lichtabfühlende Element 54a, 54b, . . . wandelt das Licht in ein elektrisches Abfühlsignal DT um. Somit empfängt jeder der lichtabfühlenden Blocks 50b die parallelen Lichtstrahlen LB11 und LB12 von den licht­ aussendenden Blocks 50a von zwei unterschiedlichen kontaktlosen Positionswandlern. Das lichtabfühlende Element kann als Halbleiterphotostransistor ausgeführt sein.

Die lichtaussendenden Elemente 53a, 53b, . . . und die lichtabfühlenden Elemente 54a, 54b, . . . sind jeweils mit dem Treibersignalübertragungsanschluß und dem Signal­ empfangsanschluß einer Datenverarbeitungseinheit (nicht gezeigt) verbunden, und die Datenverarbeitungseinheit ist ähnlich zu der des ersten Ausführungsbeispiels und wird nicht weiter beschrieben.

Verhalten des Positionsinformationsverarbeitungssystems

Eine Datenverarbeitungseinheit (nicht gezeigt) liefert periodisch zu unterschiedlichen Zeitpunkten einen Licht­ impuls von dem Treibersignalübertragungsanschluß an die lichtaussendenden Elemente 53a, 53b und tastet den Sig­ nalempfangsanschluß ab, um zu sehen, ob der Spannungs- bzw. Potentialpegel des abgefühlten Signals zu irgend­ einem Zeitpunkt absinkt oder vermindert wird. Die Daten­ verarbeitungseinheit bestimmt eine Taste 52a, welche die Position ändert, und zwar ähnlich zu der Datenverarbei­ tungseinheit des ersten Ausführungsbeispiels, und die Beschreibung wird aus Gründen der Einfachheit auf einen der kontaktlosen Positionswandler konzentriert.

Es sei nun angenommen, daß die (nicht gezeigte) Datenver­ arbeitungseinheit das Treibersignal DR an das lichtaus­ sendende Element 53a liefert, das lichtaussendende Ele­ ment 53a den Lichtimpuls aus dem elektrischen Treiber­ signal DR erzeugt, und der Lichtimpuls in die optischen Fasern 50f verzweigt wird. Eine der optischen Fasern 50f endet an dem Faserträger 50e des abstrahlenden Teilblocks 50c neben dem links außen gelegenen Einlaßteilblock 50k, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, und der Lichtstrahl LB10 wird durch die Konvexlinse 50g zu dem teilenden Teilblock 50d abgestrahlt. Der Lichtstrahl LB10 divergiert zu dem teilenden Teilblock 50d hin. Jedoch ist der Abstrahl­ winkel zwischen der vertikalen Richtung senkrecht zu der Bodenoberfläche der Rahmenstruktur 51a und der seitlichen Richtung parallel zu dem Pfeil AR10 unterschiedlich, und der divergierende oder Streuwinkel in der vertikalen Richtung ist größer als der in der seitlichen Richtung. Aus diesem Grund besitzt der Lichtstrahl LB10 einen elliptischen Querschnitt.

Der Abstand zwischen dem Faserträger 50e und der konvexen Oberfläche 50h ist in geeigneter Weise ausgewählt, so daß der Außenumfang der konvexen Oberfläche 50h in den ellip­ tischen Querschnitt eingeschrieben ist bzw. von diesem vollständig überdeckt wird. Aus diesem Grund besitzen die parallelen Strahlen LB11 und LB12 einen rechteckigen Querschnitt, wie es durch die Punkte in Fig. 13 angezeigt ist. Der Lichtstrahl LB10 wird auch in die parallelen Strahlen LB11 und LB12 aufgeteilt.

Der parallele Strahl LB12 geht durch den Raum unter dem Schlitz 51b hindurch und trifft auf das Prisma des re­ flektierenden Teilblocks 50j des benachbarten lichtabfüh­ lenden Blocks 50b auf. Der parallele Strahl LB12 wird an der schrägen Oberfläche 50m reflektiert und wird durch die konvexe Oberfläche 50n hindurch zu der Konvexlinse 50q hin geleitet. Die Reflexion an der schrägen Ober­ fläche 50m ist eine Totalreflexion.

Der Lichtstrahl LB13 konvergiert zu der Konvexlinse 50g hin und die Konvexlinse 50g fokussiert den Lichtstrahl LB13 auf das Einlaßende der optischen Faser 50p. Die optische Faser 50p leitet das einfallende bzw. auftref­ fende Licht zu dem lichtabfühlenden Element 54a und das lichtabfühlende Element 54a wandelt das Licht in das elektrische Abfühlsignal DT um.

Wenn die Taste 52a in der Ruheposition bleibt, befindet sich die Unterbrecher- bzw. Blenden- bzw. Verschlußplatte 52b über der Rahmenstruktur 51a und der parallele Strahl LB12 wird durch die Unterbrecherplatte 52b nicht unter­ brochen. Infolgessen ist die Lichtintensität am licht­ abfühlenden Element 54a groß und das elektrische Abfühl­ signal 54a weist einen hohen Spannungs- oder Potential­ pegel auf. Wenn andererseits ein Spieler die Taste 52a niederdrückt, unterbricht die Unterbrecherplatte 52b den parallelen Strahl LB12 und vergrößert allmählich die Un­ terbrechungsfläche. Der Lichtimpuls wird während eines extrem kurzen Intervalls an die optische Faser 50f ge­ liefert und eine Vielzahl von Lichtstrahlen LB10 wird während der Abwärtsbewegung der Unterbrecherplatte 52b zu dem teilenden Teilblock 50d abgestrahlt. Die Licht­ intensität wird allmählich vermindert und demgemäß sinkt der Spannungspegel des elektrischen Abfühlsignals. Somit bestimmt die (nicht gezeigte) Datenverarbeitungseinheit nicht nur die gedrückte Taste 52a, sondern bestimmt auch die sich zusammen mit der Unterbrecherplatte 52b all­ mählich verändernde, derzeitige Tastenposition. Die Datenverarbeitungseinheit berechnet ferner die Tasten­ geschwindigkeit auf der Basis des Zeitintervalls, das die gedrückte Taste 52a für die Bewegung zwischen den zwei Tastenpositionen benötigt.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich ist, erreicht der in den Fig. 12 und 13 gezeigte kontaktlose Positions­ wandler alle Vorteile des ersten Ausführungsbeispiels. Darüberhinaus wiederholt das Positionsinformationsver­ arbeitungssystem den Lichtimpuls während eines extrem kurzen Intervalls bzw. in extrem kurzen Abständen, und eine Vielzahl paralleler Strahlen LB12 geht während der Abwärtsbewegung der Unterbrecherplatte nach deren Eintritt in den Schlitz 51b durch den Raum unter dem Schlitz 51b hindurch. Die in Vertikalrichtung langge­ streckten, parallelen Strahlen LB11/LB12 gestatten, daß das Positionsinformationsverarbeitungssystem die der­ zeitige Position der Unterbrecherplatte und demgemäß die derzeitige Tastenposition entlang des Weges bzw. der Bahn der gedrückten Taste 52a exakt bestimmt, und das Positionsinformationsverarbeitungssystem kann die Tasten­ geschwindigkeit ohne Vervielfachung der kontaktlosen Positionswandler berechnen.

Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 14 zeigt einen lichtaussendenden Block 61a und einen lichtabfühlenden Block 61b, die in einem Positionsinfor­ mationsverarbeitungssytem gemäß der vorliegenden Erfin­ dung umfaßt sind. Der lichtaussendende Block 61a und der lichtabfühlende Block 61b bilden in Kombination einen kontaktlosen Positionswandler. Obwohl es in Fig. 14 nicht dargestellt ist, wechseln sich lichtaussendende Blocks 61a und lichtabfühlende Blocks 61b ab, und eine Vielzahl von kontaktlosen Positionswandlern bildet eine Schalt­ matrix, wie im weiteren noch beschrieben wird. Der kon­ taktlose Positionswandler und ein weiterer kontaktloser Positionswandler teilen sich den lichtaussendenden Block 61a, und der kontaktlose Positionswandler und noch ein weiterer kontaktloser Positionswandler teilen sich auch den lichtabfühlenden Block 61b. Die lichtaussendenden/­ lichtabfühlenden Blocks 61a/61b sind von einer Rahmen­ struktur 62a getragen, und einer der Schlitze 62b ist den lichtaussendenden/lichtabfühlenden Blocks 61a/61b zu­ geordnet. Eine Unterbrecher- bzw. Blenden- bzw. Verschlußplatte 63a ist an der Unterseite einer Taste 63b eines akustischen Klaviers befestigt und wird in den und aus dem Schlitz 62b bewegt.

Der lichtaussendende Block 61a und der lichtabfühlende Block 61b besitzen ein eingebautes lichtaussendendes Ele­ ment 61c bzw. ein eingebautes lichtabfühlendes Element 61d. Das eingebaute lichtaussendende Element 61c und das eingebaute lichtabfühlende Element 61d können als eine Halbleiter-LED bzw. ein Halbleiterphototransistor (Halb­ leiterlichtabfühltransistor) ausgeführt sein.

Der lichtaussendende Block 61a ist aus transparentem Material gebildet und umfaßt einen Halter 61e, der in dem unteren Teil davon eingebettet ist. Es wird bevorzugt, daß der lichtaussendende Block 61a einen sichtbares Licht ausfilternden Filter besitzt, weil der sichtbares Licht ausfilternde Filter dasjenige Licht blockiert, das in dem transparenten Material von externem Licht herrührt oder geleitet wird. Eine halbkugelförmige Ausnehmung 61f ist in dem Halter 61e ausgebildet, und das lichtaussendende Element 61c ist an der Mitte der die Ausnehmung 61f bil­ denden, halbkugelförmigen Oberfläche befestigt. Der lichtaussendende Block 61a umfaßt ferner Prismen 61g und 61h mit schrägen Oberflächen, die unter einem Winkel von 90° zusammenlaufen, sowie Konvexlinsen 61i und 61j, die an den Seitenoberflächen davon befestigt sind.

Auf der anderen Seite besteht der lichtabfühlende Block 61b auch aus transparentem Material und umfaßt einen Halter 61k, der in dem unteren Teil davon eingebettet ist. Es wird auch bevorzugt, daß der lichtabfühlende Block 61b einen sichtbares Licht herausfilternden Filter aufweist. Eine halbkugelförmige Ausnehmung 61m ist in dem Halter 61k ausgebildet, und das lichtabfühlende Element 61d ist an der Mitte der die Ausnehmung 61 bildenden halbkugelförmigen Oberfläche befestigt. Der lichtabfüh­ lende Block 61b umfaßt ferner Prismen 61n und 61o mit schrägen Oberflächen, die unter einem Winkel von 90° zusammenlaufen, sowie Konvexlinsen 61p und 61q, die an den Seitenoberflächen davon befestigt sind.

Eine Datenverarbeitungseinheit, die in Verbindung mit Fig. 21 beschrieben wird, ist über einen Leitungsdraht 64a mit dem lichtaussendenden Element 61c verbünden, und ein elektrisches Treibersignal DR wird periodisch an das lichtaussendende Element 61c geliefert. Das lichtaussen­ dende Element 61c erzeugt einen Lichtstrahl LB20. Der Lichtstrahl LB20 verläuft teilweise direkt zu den Prismen 61g/61h und wird teilweise an der halbkugelförmigen, kon­ vexen Oberfläche zu den Prismen 61g und 61h hin reflek­ tiert. Somit ist der Lichtstrahl LB20 in zwei Teillicht­ strahlen unterteilt und die Konvexlinsen 61g und 61h wandeln die Teillichtstrahlen in parallele Strahlen LB21 und LB22 um.

Der parallele Strahl LB21 geht durch einen Raum unter dem Schlitz 62b hindurch. Der parallele Strahl LB22 wird zu einem lichtabfühlenden Block 61b auf der rechten Seite davon geleitet. Ein weiterer lichtaussendender Block strahlt einen parallelen Strahl LB23 ab, und zwar zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt wie der parallele Strahl LB21.

Die parallelen Strahlen LB21 oder LB23 treffen auf die Konvexlinse 61p oder 61q auf und werden an der schrägen Oberfläche des Prismas 61n oder 61o zu dem lichtabfüh­ lenden Element 61d reflektiert. Das reflektierte Licht LB24 konvergiert zu dem lichtabfühlenden Element 61d hin, und das lichtabfühlende Element 61d wandelt den Licht­ strahl LB24 in ein elektrisches Abfühlsignal DT um.

Wenn in dieser Situation die Taste 63b nach unten ge­ drückt wird, unterbricht die Unterbrecherplatte 63a den parallelen Strahl LB21. Die Unterbrecherplatte 63a verändert die auf den lichtabfühlenden Block 61b auf­ treffende Lichtintensität bzw. Lichtmenge, und das lichtabfühlende Element 61d verändert den Spannungspegel des Abfühlsignals DT abhängig von der Fläche der Unter­ brecherplatte 63a, die den parallelen Strahl LB21 überlappt bzw. abdeckt.

Die kontaktlosen Positionswandler teilen sich den licht­ aussendenden Block 61a und den lichtabfühlenden Block 61b, was die Anordnung von Leitungsdrähten 64a/64b ein­ facher macht als beim Stand der Technik. Das eingebaute lichtaussendende Element 61c und das eingebaute lichtab­ fühlende Element 61d wandeln die Signale zwischen elek­ trischer Energie und optischer Energie mit einer hohen Effizienz um und bilden eine Schaltmatrix über die Lei­ tungsdrähte 64a/64b, die auf einer Leiterplatte (nicht gezeigt) gedruckt sind. Aus diesem Grund vermindert das Positionsinformationsverarbeitungssystem den Verbrauch an elektrischer Leistung, und die Zusammenbauarbeit ist einfach.

Fig. 15 zeigt eine erste Modifikation 65 des lichtaus­ sendenden Blocks 61a. Der lichtaussendende Block 65 be­ sitzt keine Konvexlinse auf den Seitenoberflächen, aber die anderen Merkmale sind ähnlich zu denen des licht­ aussendenden Blocks 61a. Aus diesem Grund divergieren die reflektierten Lichtstrahlen LB21' und LB22' von den Prismen 61g und 61h nach außen hin.

Um die Divergenz oder Streuung einzuschränken, können der lichtaussendende Block 65 und ein lichtabfühlender Block 66 entsprechend dem Block 65 in einem U-förmigen schwarzen Gehäuse 67 aufgenommen sein, wie es in Fig. 16 dargestellt ist. Das U-förmige schwarze Gehäuse 67 ver­ hindert, daß Licht von außen in den Innenraum eintritt. Das U-förmige schwarze Gehäuse 67 weist einen Schlitz 67a auf (siehe Fig. 17), und die Lichtstrahlen LB21' und LB22' gehen durch die Schlitze 67a hindurch, um auf diese Weise nicht zu dem lichtabfühlenden Block 66 hin zu divergieren. Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, gehen die Lichtstrahlen LB21' und LB22' durch Schlitze hindurch, die auf der gegenüberliegenden Seite der Schlitze 67a gebildet sind, und treffen auf die flachen Seitenoberflächen der lichtabfühlenden Blocks 66 auf. Die Schlitze bestimmen, welcher Anteil der Licht­ strahlen LB21' und LB22' auf die flachen Seitenober­ flächen der lichtabfühlenden Blocks 66 auftrifft.

Der lichtaussendende Block 61a und der lichtabfühlende Block 61b können auch in einem U-förmigen schwarzen Gehäuse 68 aufgenommen sein, wie es in Fig. 18 darge­ stellt ist. In diesem Fall strahlt das lichtaussendende Element 61a die parallelen Strahlen LB21 und LB22 zu den lichtabfühlenden Elementen 61b hin ab, und aus diesem Grund ist der lichtaussendende Block 61a über ein großes bzw. breites Fenster 68a (siehe Fig. 19) dem Äußeren des U-förmigen schwarzen Gehäuses 68 ausgesetzt.

Fig. 20 zeigt die zweite Modifikation des in Fig. 14 gezeigten, kontaktlosen Positionswandlers. Ein licht­ aussendender Block 71a und ein lichtabfühlender Block 71b bilden zusammen einen kontaktlosen Positionswandler und bilden ferner andere kontaktlose Positionswandler zusam­ men mit einem lichtabfühlenden Block auf der rechten Seite und einem lichtaussendenden Block auf der linken Seite.

Der lichtaussendende Block umfaßt eine gedruckte Leiter­ platte 71c, die mit einem Leitungsdraht 72a verbunden ist, ein Paar von Haltern 71d/71e, die an beiden Haupt­ oberflächen der gedruckten Leiterplatte 71c befestigt sind, und Konvexlinsen 71f/71g, die die Halter 71d/71e überdecken, und die Halter 71d/71e besitzen halbkugelför­ mige, konkave Oberflächen. Lichtaussendende Elemente 73a/73b sind an den Mittelpunkten der halbkugelförmigen Oberflächen angeordnet, und ein elektrisches Treiber­ signal DR versorgt die lichtaussendenden Elemente 73a/73b mit Energie, um Licht zu erzeugen. Das Licht wird durch die Konvexlinsen 71f/71g zu den lichtabfühlenden Elemen­ ten hin abgestrahlt, und die Konvexlinsen 71f/71g bilden parallele Strahlen LB30/LB31.

Der lichtabfühlende Block 71b umfaßt auch eine gedruckte Leiterplatte 71h, die mit einem Leitungsdraht 72b ver­ bunden ist, ein Paar von Haltern 71i/71j, die an beiden Hauptoberflächen der gedruckten Leiterplatte 71h befe­ stigt sind, und Konvexlinsen 71k/71m, die die Halter 71i/71j überdecken, und die Halter 71i/71j besitzen halbkugelförmige, konkave Oberflächen. Die Konvexlinsen 71k und 71m konvergieren die paralellen Strahlen LB30/­ LB32 zu den lichtabfühlenden Elementen 73c/73d hin, die an den Mittelpunkten der halbkugelförmigen Oberflächen angeordnet sind. Die parallelen Strahlen LB30 und LB32 treffen zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf die licht­ abfühlenden Elemente 73c/73d auf. Das lichtabfühlende Element 73c/73d wandelt den parallelen Strahl LB30/LB32 in ein elektrisches Abfühlsignal DT um.

Wenn in dieser Situation eine Taste 74a nach unten ge­ drückt wird, schneidet die Unterbrecher- bzw. Blenden- bzw. Verschlußplatte 74b, die an der Unterseite der Taste 74a befestigt ist, den parallelen Strahl LB30, und das Lichtabfühlelement 73c vermindert den Spannungspegel des elektrischen Abfühlsignals DT abhängig von der Fläche der Unterbrecherplatte 74b, die den parallelen Strahl LB30 überlappt bzw. abdeckt.

Schaltmatrix

Jeglicher der in Fig. 14, 15 und 20 gezeigten kontakt­ losen Positionswandler ist verfügbar zum Bilden einer Schaltmatrix, wie sie in Fig. 21 gezeigt ist. Ein licht­ aussendender Block 81a und ein lichtabfühlender Block 81b entsprechen einem der lichtaussendenden Blocks 61a/65/71a bzw. einem der lichtabfühlenden Blocks 61b/66/71b. Der lichtaussendende Block 81a und der lichtabfühlende Block 81b sind in einem U-förmigen Blockgehäuse 81c aufgenom­ men. Obwohl die U-förmigen schwarzen Gehäuse 81c auf einer Linie angeordnet sind, wie es in Fig. 16 darge­ stellt ist, zeigt Fig. 21 die U-förmigen schwarzen Gehäu­ se 81c so, daß sie eine schräge Brücke zwischen Treibersignalleitungen 82a bis 82m und Abfühlsignallei­ tungen 83a bis 83h bilden, um die Verbindung zwischen den Treibersignalleitungen 82a bis 82m und den Abfühlsignal­ leitungen 83a bis 83h herzustellen. Jeder der kontakt­ losen Positionswandler ist bestimmt durch die Kombination von einer Treibersignalleitung und einer Abfühlsignal­ leitung, und die kontaktlosen Positionswandler sind mit den Tastennummern #1, #2, . . . #78, #79, . . . bezeichnet.

Die Treibersignalleitungen 82a bis 82m sind mit Signal­ übertragungsanschlüssen 84a einer Datenverarbeitungs­ einheit verbunden, und die Abfühlsignalleitungen 83a bis 83h sind mit Signalempfangsanschlüssen 84b der Daten­ verarbeitungseinheit verbunden.

Die Datenverarbeitungseinheit liefert periodisch zu un­ terschiedlichen Zeitpunkten t1, t2, t3, . . . t11 und t12 das elektrische Treibersignal DR von den Signalübertra­ gungsanschlüssen 84a an die Treibersignalleitungen 82a bis 82m und tastet die Signalempfangsanschlüsse 84b ab, um zu sehen, ob ein Abfühlsignal DT mit niedrigem Span­ nungspegel vorhanden ist. Jede der Treibersignalleitungen 82a bis 82m ist mit drei oder vier lichtaussendenden Blocks 81a verbunden, wie es in Verbindung mit Tabelle 1 beschrieben ist. Beispielsweise ist die Treibersignal­ leitung 82a mit den lichtaussendenden Blocks verbunden, die den Tasten #1, #25, #49 und #73 zugeordnet sind, und die Treibersignalleitung 82b ist mit den lichtaussenden­ den Blocks verbunden, die den Tasten #3, #27, #51 und #75 zugeordnet sind. Somit überprüfen die lichtaussendenden Blocks 81a gleichzeitig die drei oder vier Tasten, die jeweils um zwei Oktaven voneinander beabstandet sind, um zu sehen, ob irgendeine der Tasten die Position verändert.

Jede der Abfühlsignalleitungen 83a bis 83h ist mit vier oder sechs lichtabfühlenden Blocks 81b verbunden, wie es in Verbindung mit Tabelle 2 beschrieben ist. Beispiels­ weise ist die Abfühlsignalleitung 83a mit den lichtab­ fühlenden Blocks verbunden, die den Tasten #2, #6, #10, #14, #18 und #22 zugeordnet sind und die Abfühlsignallei­ tung 83b ist mit den lichtabfühlenden Blocks verbunden, die den Tasten #4, #8, #12, #16, #20 und #24 zugeordnet sind. Somit sind die mit jeder Abfühlleitung verbundenen Tasten um vier Tastennummern beabstandet.

Die kontaktlosen Positionswandler sind ansprechend auf das Treibersignal DR und liefern das Abfühlsignal DT an die Signalempfangsanschlüsse 84b zu den Zeitpunkten, die im wesentlichen gleichzeitig mit t1 und t12 sind, und die Datenverarbeitungseinheit bestimmt die Taste oder Tasten, die ihre Tastenposition ändert bzw. ändern auf der Grund­ lage des Zeitpunkts des Abfühlsignals DT auf einer oder mehreren ausgewählten Abfühlleitungen.

Obwohl bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist es dem Fachmann klar, daß verschiedene Verändungen und Modi­ fikationen gemacht werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Beispielsweise ist das in den Fig. 18 und 19 gezeigte Gehäuse für den lichtaussendenden Block und den lichtab­ fühlenden Block verfügbar, die in Fig. 8, 14 oder 15 gezeigt sind.

Der lichtaussendende Block und der lichtabfühlende Block, die in Fig. 20 gezeigt sind, können ohne das Gehäuse ver­ wendet werden.

Das lichtaussendende Element und das lichtabfühlende Element können in die Faserträger 50e/50o eingebettet sein.

Die Unterbrecherplatte kann ein Fenster besitzen, um den Lichtstrahl mehr als einmal zu schneiden. Obwohl das Fenster eine einfache rechteckige Öffnung ist, schneidet die Unterbrecherplatte zuerst den Lichtstrahl an ihrer Unterkante, danach geht der Lichtstrahl durch das Fenster und schließlich schneidet bzw. unterbricht der obere bzw. Ansatzteil den Lichtstrahl wieder. In diesem Fall wird die Tastengeschwindigkeit auf der Grundlage des Zeit­ intervalls zwischen der ersten Unterbrechung und der zweiten Unterbrechung berechnet.

Jede der Tasten kann mit einer Vielzahl von kontaktlosen Positionswandlern assoziiert sein. Die kontaktlosen Posi­ tionswandler können in zwei Reihen angeordnet sein, so daß eine Unterbrecherplatte mit einem Fenster die Lichtstrahlen schneidet.

Die schrägen Oberflächen der Prismen können mit reflek­ tierenden Überzügen oder Filmen beschichtet bzw. über­ zogen sein.

Auch kann entweder das lichtaussendende Element oder das lichtabfühlende Element gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein herkömmliches lichtaussendendes Element bzw. ein herkömmliches lichtabfühlendes Element ersetzt wer­ den, weil die Anzahl der Bauteile (dennoch) vermindert wird.

Die kontaktlosen Positionswandler sind in den oben be­ schriebenen Ausführungsbeispielen in einer 12 × 8-Matrix angeordnet. Jedoch i 01357 00070 552 001000280000000200012000285910124600040 0002019649928 00004 01238st die Matrixgröße veränderbar.

Die kontaktlosen Positionswandler sind verfügbar zur Überwachung der Bewegungen der Hammer eines akustischen Klaviers. In diesem Beispiel kann die Unterbrecherplatte an den Hammerschäften oder Fängerschäften befestigt sein.

Der lichtaussendende Block ist in seiner Struktur ähnlich zu dem lichtabfühlenden Block, so daß sie untereinander ausgetauscht werden können.

Schließlich kann das Positionsinformationsverarbeitungs­ system außer für das Musikinstrument auch für jegliches andere System verwendet werden.

Zusammenfassend sieht die Erfindung also folgendes vor:
Ein kontaktloser Positionswandler umfaßt einen lichtaus­ sendenden Block (30c) zum Aufteilen eines Lichtstrahls (LB1) in zwei Teillichtstrahlen (LB2/LB3) und einen lichtabfühlenden Block (30d) zum Empfangen eines der Teillichtstrahlen und eines weiteren Teillichtstrahls, der von einem weiteren lichtaussendenden Block (30e) abgestrahlt wird, und die lichtaussendenden Blocks und die lichtabfühlenden Blocks, die zwischen einer Vielzahl von kontaktlosen Positionswandlern aufgeteilt sind, machen die Anordnung der kontaktlosen Positionswandler einfach.

Claims (7)

1. Kontaktloser Positionswandler zum Abfühlen der Positionen mehrerer, jeweils senkrecht gegenüber und in einem besonderen Lichtpfad bewegbarer Körper (33a; 41b; 52b; 63a; 74b), wobei
diese Lichtpfade jeweils zwischen einem Sendeblock (30c; 40a; 50a; 61a; 65; 71a; 81a), der mit ledig­ lich einer Lichtquelle (43a-43m; 53a/53b; 61c; 73a/73b) gekoppelt ist, und einem Empfangsblock (30d, 40b; 50b; 61b; 66; 71b; 81b), der mit lediglich einem Lichtempfangselement (45a-45h, 54a/54b; 61d; 73c/73d) gekoppelt ist, verlaufen,
die Sendeblöcke (30c; 40a; 50a; 61a; 65; 71a; 81a) abwechselnd mit den Empfangsblöcken (30d, 40b; 50b; 61b; 66; 71b; 81b) in einer Reihe angeordnet sind,
von jedem der zwischen zwei Empfangsblöcken an­ geordneten Sendeblöcke zwei entgegengerichtete Lichtstrahlen (LB2; LB11; LB21; LB21'; LB30; LB3; LB12; LB22; LB22'; LB31), nämlich ein erster und ein zweiter die zwei Lichtpfade definieren, ausgehen,
der eine letzterer Lichtpfade an dem einen der benachbarten Empfangsblöcke und der andere letzte­ rer Lichtpfade an dem anderen der benachbarten Empfangsblöcke enden,
an jedem zwischen zwei Sendeblöcken (30c; 40a; 50a; 61a; 65; 71a; 81a) angeordneten Empfangsblock (30d, 40b; 50b; 61b; 66; 71b; 81b) ein weiterer, nämlich dritter Lichtstrahl (LB4) endet, und
das jeweilige Lichtempfangselement (45a-45h, 54a/54b; 61d; 73c/73d) Licht aus den zugehörigen Lichtpfaden zu unterschiedlichen Zeiten erfaßt.

2. Kontaktloser Positionswandler gemäß Anspruch 1, wobei die Lichtquelle und das Lichtempfangselement über eine erste optische Faser (30h) und eine zweite optische Faser (30n) mit dem Sendeblock (30c) und dem Empfangsblock (30d) verbunden sind,
wobei der Sendeblock (30c) einen ersten lichtleiten­ den Block mit einem ersten Ansatzteil zum Halten eines Auslaßendes der ersten optischen Faser (30h) und eine Vielzahl erster Prismen (30f/30g) aufweist, welche integral mit dem ersten Ansatzteil ausgebildet sind zum Aufteilen eines von dem Auslaßende abge­ strahlten, vierten Lichtstrahls (LB1) in den ersten Lichtstrahl (LB2) und den zweiten Lichtstrahl (LB3), und
wobei der Empfangsblock (30d) einen zweiten lichtleitenden Block mit einem zweiten Ansatzteil zum Halten eines Einlaßendes der zweiten optischen Faser (30n) und eine Vielzahl zweiter Prismen (30k/30m) aufweist, die integral mit dem zweiten Ansatzteil ausgebildet sind zum Leiten von entweder dem ersten Lichtstrahl oder dem zweiten Lichtstrahl und dem dritten Lichtstrahl zu dem Einlaßende.

3. Kontaktloser Positionswandler gemäß Anspruch 2, wobei der Sendeblock (30c) und/oder der Empfangsblock (30d) ferner eine Vielzahl von Linsen (30i/30j, 30o/30p) umfaßt, die jeweils an der Vielzahl erster Prismen oder an der Vielzahl zweiter Prismen befestigt sind, wobei die an der Vielzahl erster Prismen befestigte Vielzahl von Linsen den ersten Lichtstrahl und den zweiten Lichtstrahl in parallele Strahlen formt, wobei die an der Vielzahl zweiter Prismen befestigte Vielzahl von Linsen bewirkt, daß entweder der erste Lichtstrahl oder der zweite Lichtstrahl sowie der dritte Lichtstrahl konvergieren.

4. Kontaktloser Positionswandler gemäß Anspruch 2, wobei die Vielzahl erster Prismen (30f/30g) an einer ihrer Kanten miteinander verbunden sind, und wobei die erste optische Faser (30h) den vierten Lichtstrahl zu dieser Kante hin abstrahlt, um den vierten Licht­ strahl gleichmäßig in den ersten Lichtstrahl und in den zweiten Lichtstrahl aufzuteilen durch interne Reflexion an der Vielzahl erster Prismen.

5. Kontaktloser Positionswandler gemäß Anspruch 1, wobei die Lichtquelle und das Lichtempfangselement über eine erste optische Faser (50f) und eine zweite op­ tische Faser (50p) mit dem Sendeblock (50a) bzw. dem Empfangsblock (50b) verbunden sind,
wobei der Sendeblock (50a) folgendes umfaßt:
einen abstrahlenden Teilblock (50c) mit einem ersten Halter (50e), um ein Auslaßende der ersten optischen Faser in eine erste Richtung zu richten, und mit einer ersten Linse (50g), die an dem ersten Halter befestigt ist zur Einschränkung einer Divergenz oder Streuung eines vierten Lichtstrahls (LB10), der von dem Auslaßende abgestrahlt wird, und
einen aufteilenden Teilblock (50d), der von dem ab­ strahlenden Teilblock (50c) beabstandet ist und einen ersten konvexen Teil (50h) gegenüber der ersten Linse besitzt, um den vierten Lichtstrahl zu empfangen, sowie erste Prismen (50i), die an einer Kante davon miteinander verbunden sind zum Aufteilen des vierten Lichtstrahls in den ersten Lichtstrahl (LB11) und den zweiten Lichtstrahl (LB12), und
wobei der Empfangsblock (50b) folgendes umfaßt:
einen reflektierenden Teilblock (50j) mit zweiten Prismen (50m) zum Reflektieren von entweder dem ersten Lichtstrahl oder dem zweiten Lichtstrahl sowie dem dritten Lichtstrahl und mit einem zweiten kon­ vexen Teil (50n) zum Sammeln oder Konvergieren von entweder dem ersten Lichtstrahl oder dem zweiten Lichtstrahl sowie dem dritten Lichtstrahl, und einen Einlaßteilblock (50k) mit einem zweiten Halter zum Tragen eines Einlaßendes der zweiten optischen Faser (50p) und mit einer zweiten Linse (50q), die an dem zweiten Halter befestigt ist, um entweder den ersten Lichtstrahl oder den zweiten Lichtstrahl sowie den dritten Lichtstrahl zu dem Einlaßende hin zu konvergieren oder zu sammeln.

6. Kontaktloser Positionswandler gemäß Anspruch 1, wobei die Lichtquelle und das Lichtempfangselement ausge­ führt sind als ein lichtaussendendes Halbleiterele­ ment (61c) und ein lichtabfühlendes Halbleiterelement (61d),
wobei der Sendeblock (61a) folgendes umfaßt:
einen ersten lichtleitenden Block mit einem ersten Ansatzteil zum Halten des lichtaussendenden Halb­ leiterelements und mit einer Vielzahl von ersten Prismen (61g/61h), die mit dem ersten Ansatzteil integral ausgebildet sind zum Aufteilen eines vierten Lichtstrahls (LB20), welcher von dem lichtaussenden­ den Halbleiterelement abgestrahlt wird, in den ersten Lichtstrahl (LB21) und den zweiten Lichtstrahl (LB22), und
einen ersten Halter (61e), der in den ersten Ansatz­ teil eingebettet ist und eine erste, konkave reflek­ tierende Oberfläche aufweist zum Anordnen des licht­ aussendenden Halbleiterelements an der Mitte der ersten reflektierenden Oberfläche, um den vierten Lichtstrahl zu der Vielzahl erster Prismen hin zu leiten, und
wobei der Empfangsblock (61b) folgendes umfaßt:
einen zweiten lichtleitenden Block mit einem zweiten Ansatzteil zum Halten des lichtabfühlenden Halb­ leiterelements (61d) und einer Vielzahl zweiter Prismen (61n/61o), die integral mit dem zweiten Ansatzteil ausgebildet sind, zum Konvergieren von entweder dem ersten Lichtstrahl oder dem zweiten Lichtstrahl sowie dem dritten Lichtstrahl zu dem lichtabfühlenden Halbleiterelement hin, und
einen zweiten Halter, der in dem zweiten Ansatzteil eingebettet ist und eine zweite, konkave reflek­ tierende Oberfläche besitzt zum Anordnen des licht­ abfühlenden Halbleiterelements an der Mitte der zweiten reflektierenden Oberfläche, so daß die zweite reflektierende Oberfläche entweder den ersten Licht­ strahl oder den zweiten Lichtstrahl sowie den dritten Lichtstrahl zu dem lichtabfühlenden Halbleiterelement hin leitet.

7. Kontaktloser Positionswandler gemäß Anspruch 6, wobei der Sendeblock und/oder der Empfangsblock ferner eine Vielzahl von Linsen (61i/61j) umfaßt, die jeweils an der Vielzahl erster Prismen oder an der Vielzahl zweiter Prismen befestigt sind, wobei die an der Vielzahl erster Prismen befestigte Vielzahl von Linsen den ersten Lichtstrahl und den zweiten Licht­ strahl zu parallelen Strahlen formt, wobei die an der Vielzahl zweiter Prismen befestigte Vielzahl von Linsen bewirkt, daß entweder der erste Lichtstrahl oder der zweite Lichtstrahl sowie der dritte Licht­ strahl konvergieren.