DE19748485A1

DE19748485A1 - Musical instrument key

Info

Publication number: DE19748485A1
Application number: DE1997148485
Authority: DE
Inventors: Todor Dimitriev
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-11-03
Filing date: 1997-11-03
Publication date: 1999-05-06

Abstract

The musical instrument key provides a tone which can be sustained after the key (1) has been released, for a duration corresponding to the size of the force pulse exerted on the key, provided by the applied pressure and the pressure duration, provided that the force pulse is above a threshold value.

Description

Territory

Die Erfindung kann Anwendung finden bei allen Musikinstrumenten, bei denen der Ton durch Niederdrücken einer Taste erzeugt wird.The invention can be applied to all musical instruments in which the sound is generated by pressing a key.

State of the art

Das Niederdrücken einer Taste führt zur Erzeugung eines Tones und das solange, bis die Taste losgelassen wird (z. B. Orgel, Akkordeon u. a.) bzw. solange die zugeführte Energie ausreicht (z. B. Klavier, Cembalo etc.). Besteht der Wunsch, den Ton auch nach dem Loslassen der Taste andauern zu lasen, was, verursacht durch die beschränkten Möglichkeiten der menschlichen Hand, sehr oft der Fall ist, hat der Spieler nur die Möglichkeit, ein Pedal bzw. Manual zu betätigen, das bei allen Tasten die Dämpfung aufhebt. Auf diese Weise aber ist eine individuelle Beeinflussung des Nachklanges nicht möglich, d. h. diese Lösung kann nur als ein unzulänglicher Kompromiß betrachtet werden, der die Spielweise stark einschränkt.Pressing a key causes a tone to be generated and that until the key is released (e.g. organ, accordion, etc.) or as long as the energy supplied is sufficient (e.g. piano, harpsichord, etc.). Consists the desire to continue reading the sound even after releasing the button, what, caused by the limited possibilities of the human hand, very often, the player only has the option of a pedal or manual to operate, which cancels the damping on all buttons. This way an individual influence on the reverberation is not possible, d. H. this Solution can only be seen as an inadequate compromise that the Game style severely restricted.

Bekannt sind auch Einrichtungen wie das s.g. Mittlere Pedal beim Klavier, das die Dämpfung selektiv nur bei den Tasten, die gerade niedergedrückt sind, aufhebt. Diese Lösung kann vor allem beim Akkordspiel Verwendung finden, eine individuelle, stufenlose Gestaltung - besonders bei schnelleren Tonfolgen - ist jedoch auch hier nicht möglich. Die Praxis zeigt, daß dieses Pedal - nicht zuletzt durch die Schwierigkeiten bei der Koordinierung der notwendigen Bewegungen - kaum benutzt wird.Facilities such as the so-called. Middle pedal on the piano, the the damping selectively only for the keys that are currently depressed, picks up. This solution can be used especially when playing chords, an individual, stepless design - especially with faster tone sequences - is however not possible here either. Practice shows that this pedal - not lastly due to the difficulties in coordinating the necessary Movements - rarely used.

Die Hauptnachteile der bestehenden Lösungen sind:
The main disadvantages of the existing solutions are:

- simultaneous influencing of all or several keys instead of individual;
- cumbersome to use d. H. only for slow instead of fast Tone sequences;
- difficult dosing, d. H. more towards on-off operation instead stepless.

Task

Schaffung einer Möglichkeit, beim Anschlagen der Taste, die Dauer des Nachklanges individuell und stufenlos zu bestimmen, wobei weder unnatürliche Bewegungen der Finger oder anderer Körperteile noch ein Koordinieren von mehreren Bewegungen notwendig sind. Creating a way to hit the duration of the key press Determine aftertaste individually and continuously, neither unnatural Movements of the fingers or other parts of the body still coordinating several movements are necessary.

Mit der Änderung der Tastenmechanik wird die Spieltechnik nicht beeinträchtigt, d. h. von Staccato bis Legato sind alle Anschlagtechniken uneingeschränkt möglich.With the change of the key mechanics, the game technique will not impaired, d. H. from staccato to legato are all touch techniques unlimited possible.

Auch das rechte Pedal, das die Dämpfung aller Tasten aufhebt, behält seine Funktion uneingeschränkt bei.The right pedal, which cancels the damping of all buttons, also keeps its Function fully with.

solution

Erfindungsgemäß wird die Dauer des Nachklangs von der Größe des Kraftimpulses (Zeit × Druck) bestimmt, der am Ende des Tastenganges (wenn die Energie - wie beim Klavier - bereits abgegeben oder die Energiezufuhr - wie bei der Orgel - eingeschaltet ist), abgegeben wird. In diesem Moment drückt der Spieler die Taste nieder und erwartet instinktiv, daß der Ton je mehr er drückt, um so länger andauert. Diese natürliche Bewegung wird dafür genutzt, ein hydraulisches oder elektrisches System derart stufenlos zu beeinflussen, daß es erst nach gewisser Zeit, die von der Größe des Kraftimpulses abhängt, in seinen Ausgangszustand zurückkehrt, während dessen der angeschlagene Ton ungedämpft weiterklingt.According to the duration of the reverberation depends on the size of the Force pulse (time × pressure) determined at the end of the key cycle (if the energy - as with the piano - has already been released or the energy supply - as with the organ - is switched on). At that moment presses the player depresses the key and instinctively expects the sound the more he presses the longer it lasts. This natural movement is used to to infinitely influence a hydraulic or electrical system in such a way that it only after a certain time, which depends on the size of the force impulse returns to its original state, during which the struck tone continues ringing undamped.

Die Individualität des Spielers bzw. des Musikstückes wird erfindungsgemäß berücksichtigt, indem die Proportion zwischen Kraftimpuls und Zeit des Nachklanges mit Hilfe eines Reglers (Pedal, Manual) regelbar gemacht wird. D.h. eine "hart" eingestellte Klaviatur nähert sich einem Instrument ohne Pedal, eine "weich" eingestellte einem Instrument mit Dauerpedal. Dabei ist anzumerken, daß diese Regelung, die offensichtlich nur langsam und für alle Tasten gleichzeitig erfolgen kann, in diesem Fall durchaus ihre Berechtigung hat - die Kraft des Spielers bzw. der Charakter eines Teils des Musikstückes können als konstante bzw. sich langsam ändernde Größe betrachtet werden.The individuality of the player or the piece of music is invented taken into account by the proportion between the force pulse and the time of the Reverberation is made adjustable with the help of a controller (pedal, manual). I.e. a "hard" keyboard approaches an instrument without a pedal, a "soft" set an instrument with a pedal. It is Note that this scheme, which is obviously slow and for everyone Buttons can be done at the same time, in this case has its justification - the strength of the player or the character of a part of the piece of music be regarded as a constant or slowly changing variable.

Erfindungsgemäß besteht zwischen der Taste und dem Nachklang-Regelsystem keine starre Verbindung, d. h. die Taste bleibt nur solange in der unteren Stellung, bis sich der Finger von ihr löst, weshalb sie sofort (z. B. beim Triller) wieder verwendet werden kann.According to the invention, there is between the key and the reverberation control system no rigid connection, d. H. the button only remains in the lower one Position until the finger releases from it, which is why it immediately (e.g. in the case of trills) can be used again.

Erfindungsgemäß erfordert der Einsatz der Nachklangsverlängerung, daß der Kraftimpuls am Ende des Tastenlaufs einen Schwellenwert übersteigt, damit sich nicht unbeabsichtigte Tonverlängerungen ergeben.According to the invention, the use of the reverberation extension requires that the Force pulse at the end of the key run exceeds a threshold value there are no unintentional sound extensions.

advantages

Der Spieler hat die Möglichkeit, jeden Ton in bezug auf seinen Nachklang individuell zu gestalten. Für die Praxis bedeutet das:
The player has the possibility to individually design each tone with regard to its aftertaste. In practice this means:

- Individual tones or sequences of tones can be different (e.g. low leggati) than others (e.g. fast staccati): the sound pattern wins Transparency, d. H. Details that are currently not being used, can be highlighted, which is a great asset to the Brings musical experience.
- difficult technical problems caused by the anatomy of the hand are, and so far by means of uncomfortable fingerings and / or compromises in with regard to the sound design can now be solved by the prolonged reverberation with ease and consequently more freely Hand mobility, to be mastered.

Dabei sei ausdrücklich erwähnt, daß diese Erfindung die Möglichkeiten des Spielers spürbar erweitert; die "fehlenden Finger" voll zu ersetzen, ist jedoch jenseits des technisch Machbaren.It should be expressly mentioned that this invention offers the possibilities of Player noticeably expanded; to replace the "missing fingers" fully, however beyond what is technically feasible.

realization

Die Erfindung wird anhand der einzelnen Lösungen, dargestellt durch Fig. 1 und 2, erklärt.The invention is explained on the basis of the individual solutions represented by FIGS. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt eine hydraulische Lösung: am Ende des Tastenlaufs trifft die Taste 1 auf einen Kolben 2, der in den mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder 3 gleitet. Dem Kraftimpuls (Zeit × Kraft) entsprechend, verändert der Kolben 2 seine Lage, wobei er die Flüssigkeit in Pfeilrichtung durch eine kalibrierte Öffnung 4 verdrängen muß. Die erreichte Lage des Kolbens 2 bestimmt letzendlich die Länge der Nachklangzeit. Die so beschriebene Anordnung stellt eine Integrationsstufe dar. Die Größe der Öffnung 4, diejenige, die die Größe der Integrationskonstante beeinflußt, kann mittels eines für alle Tasten gemeinsamen Reglers 5 verändert werden, wodurch eine Anpassung an die physischen Kräfte des Spielers möglich wird. Fig. 1 shows a hydraulic solution: at the end of the key run, the key 1 hits a piston 2 , which slides into the cylinder 3 filled with liquid. According to the force impulse (time × force), the piston 2 changes its position, whereby it has to displace the liquid in the direction of the arrow through a calibrated opening 4 . The position of the piston 2 ultimately determines the length of the reverberation time. The arrangement described in this way represents an integration stage. The size of the opening 4 , that which influences the size of the integration constant, can be changed by means of a controller 5 which is common to all keys, whereby adaptation to the physical forces of the player is possible.

Die veränderte Lage des Kolbens 2 wird zur Steuerung des Dämpfers 6 genutzt. Die Übertragung erfolgt hydraulisch mittels des Kolbens 7 oder (auf Fig. 1 nicht gezeigt) mit Hilfe von Hebeln. Über das Übersetzungsverhältnis (Durchmesser Kolben 2 zu Durchmesser Kolben 7) bzw. durch das Hebelarmverhältnis kann der Steuerweg des Kolbens 2 bzw. der Taste 1 ausreichend klein gehalten werden. Der Abstand zwischen dem Dämpfer 6 und dem letzten Glied der Übertragungskette (Kolben 7 oder - auf Fig. 1 nicht gezeigt - entsprechendem Hebel) stellt die Schwelle dar, die bewußt überwunden werden muß. Die Steuerung veranlaßt den Dämpfer 6 solange den Ton freigeben, bis der Kolben 2 unter dem Druck der Rückholfeder 8 und dem Gewicht des Dämpfers in seine Ausgangslage zurückkehrt. Dabei strömt die Flüssigkeit durch die Öffnung 4 zurück. Die Nachklangzeit wird bestimmt durch die Integrationskonstante (Durchmesser des Zylinders 3 und der Öffnung 4) sowie durch die Kraft der Rückholfeder und das Gewicht des Dämpfers (bei gleichbleibendem Kraftimpuls).The changed position of the piston 2 is used to control the damper 6 . The transmission takes place hydraulically by means of the piston 7 or (not shown in FIG. 1) with the aid of levers. The control path of the piston 2 or the button 1 can be kept sufficiently small via the transmission ratio (piston 2 diameter to piston 7 diameter) or the lever arm ratio. The distance between the damper 6 and the last link of the transmission chain (piston 7 or - not shown in Fig. 1 - corresponding lever) represents the threshold that must be deliberately overcome. The control causes the damper 6 to release the sound until the piston 2 returns to its starting position under the pressure of the return spring 8 and the weight of the damper. The liquid flows back through the opening 4 . The reverberation time is determined by the integration constant (diameter of the cylinder 3 and the opening 4 ) as well as by the force of the return spring and the weight of the damper (with a constant force pulse).

Um unangenehme Geräusche beim Dämpfvorgang zu vermeiden, wird die in Bezug auf Geschwindigkeit exponentielle Bewegung des Kolbens 2 durch die Verwendung eines Profils 9 zweckmäßig gestaltet.In order to avoid unpleasant noises during the damping process, the movement of the piston 2 , which is exponential in terms of speed, is appropriately designed by using a profile 9 .

Fig. 2 zeigt eine elektronische Variante der Erfindung, die vor allem bei digitalen Klavieren Anwendung finden kann. Die Taste 1 drückt am Ende des Tastenlaufs auf einen Drucksensor 10, der den Druck des Fingers in ein elektrisches Signal umwandelt. Das Signal, das zur Vermeidung einer unbeabsichtigten Nachklangzeit eine Schwelle überwinden muß, wird in Stufe 11, deren Integrationskonstante von einem für alle Tasten gemeinsamen Regler 12 bestimmt wird, integriert. Das Ausgangssignal der Stufe 11 wird dem Klangerzeuger 13 zugeleitet und bestimmt direkt die Nachklangzeit. Fig. 2 shows an electronic variant of the invention, which can be used especially in digital pianos. At the end of the key run, the key 1 presses a pressure sensor 10 , which converts the pressure of the finger into an electrical signal. The signal, which has to overcome a threshold in order to avoid an unintentional reverberation time, is integrated in stage 11 , the integration constant of which is determined by a controller 12 common to all keys. The output signal of stage 11 is fed to the sound generator 13 and directly determines the reverberation time.

Claims

1. Key for musical instruments, which, as long as it is depressed, allows the sound to unfold by canceling its damping, characterized in that the sound continues even after the key is released, the reverberation time being equal to the size of the player's finger at the end of the key run outgoing force pulse (pressure × time) is determined, on the condition that this exceeds a certain threshold.

2. key for musical instruments according to main claim 1, characterized in that that the force pulse at the end of the key run a change in position caused by a hydraulic device, as a result of the damping of the Tones is kept until this device is under the influence a constant force (spring, weight, etc.) in their starting position returns, the time required for this depending on the size of the Force impulse depends.

3. Key for musical instruments according to main claims 1 and 2, marked in that the force pulse acts on a piston which, in a Cylinder sliding, a volume of liquid whose size depends on the strength of the force impulse is displaced through an opening, and that, after releasing the button, the same piston under the influence of a Spring force and / or a weight returns to its starting position, whereby the liquid flows back through the opening and the damping of the Tones is lifted mechanically or hydraulically.

4. key for musical instruments according to independent claim 3, characterized in that that the size of the opening that determines the size of the reverberation time is on the part of the player for all buttons from a common controller (Pedal, manual or similar) can be determined continuously.

5. key for musical instruments according to independent claim 3, characterized in that the opening for better dimensioning by two valves - each one per flow direction - is replaced.

6. key for musical instruments according to independent claim 3, characterized in that to avoid uncomfortable sound distortion at slow Avoid re-attenuating the tone after reaching a Threshold value the damping is switched on optimally.

7. key for musical instruments according to main claim 1, characterized in that that the force pulse at the end of the key run with the help of a pressure sensor is converted into electrical signal and integrated in one stage, whereby the integration constant of one common to all keys and of Player continuously operated controller (pedal, manual or similar) is determined, and that the output signal of this stage determines the reverberation time, the Re-attenuation is done in a sonically optimal way.