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Beschreibung eines Instruments zur Ansteuerung eines Elektrophons. Hier am Beispiel einer Vorrichtung, die wie eine Gitarre bespielbar ist und die Klangfülle z. B. eines Keyboards erreicht. Der Schutzanspruch bezieht sich auf die technische Ausgestaltung dieser Vorrichtung mit Optokopplern und Umschalttastern, mit der es möglich ist, die Matrix eines Keyboards oder Synthesizers anzusteuern.
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Alle Funktionen eines Keyboards sind elektrotechnisch über eine Matrix abrufbar. Diese Matrix wird u. a. über die Tastatur des Keybords angesteuert, wobei die Spieltechnik des Keyboards nur mit großer Mühe und viel Zeitaufwand zu erlernen ist. Mit der Vorrichtung kann ein Gitarrist die Klangvielfalt des Keyboards nutzen, ohne die Bedienung des Tasteninstruments erlernen zu müssen. Diese mit Optokopplern und Umschalttastern ausgestattete Vorrichtung lässt sich auch für Bedienteile von klassischen Musikinstrumenten wie Blas-, Streich- und Zupfinstrumenten modifizieren, so dass die Nutzer dieser Instrumente ebenfalls die Möglichkeit hätten, die Klangvariationen eines Elektrophons (Synthesizer, Keyboard) einzusetzen (Vgl. 4. Ausblick).
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Keyboard und Gitarre sind verschiedene Musikinstrumente, mit denen ein identisches Tonsystem in Form von chromatischen Tonleitern dargestellt werden kann, das stimmtechnisch auf den Kammerton A bezogen ist. Beim Keyboard werden die Töne über die Tastatur ausgelöst, während man sie bei der Gitarre durch Anschlagen der Saiten erzeugt, welche durch Fingersätze in die Bünde gedrückt werden.
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Die Erfindung
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Die Erfindung - nachfolgend Guitarboard genannt - ist ein Musikinstrument, auf dem man die Gitarrenspieltechnik anwendet, aber zur Klangerzeugung die Klangmöglichkeiten eines Keybords nutzt. Das Griffbrett des Instruments ähnelt in Form und Größe dem Griffbrett einer Gitarre. Auf ihm befinden sich die Taster, mit denen das Keyboard angesteuert wird. Dies geschieht schaltungstechnisch über in Reihenschaltung angeordnete Umschalttaster und Optokoppler, die nach einem bestimmten Ordnungssystem mit der Matrix eines Keyboards verbunden sind.
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Die in den Schutzansprüchen 1-14 angegebene Erfindung löst das Problem,
- - mit einem Musikinstrument das Spielen unter Anwendung der Gitarrenspieltechnik zu ermöglichen, das die Klangbildung elektronisch erzeugter Töne nutzt.
- - passende Schalter zur Gestaltung eines Griffbretts mit Bünden zu verarbeiten, das in Form und Größe einem Gitarrengriffbrett entspricht.
- - eine Schaltung zu entwickeln, deren Anwendung chromatische Tonleitern ansteuern.
- - über einen Anschlagmechanismus die Anschlagtechniken der Gitarre zu ermöglichen.
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Die Komponenten der Erfindung
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Das Guitarboard besteht im wesentlichen aus den Komponenten, die in der folgenden Bezugszeichenliste aufgeführt sind und im Folgenden erläutert werden.
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Figurenliste
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- 1 Guitarboard
- 2 Bedienteil
Hals (1) Umschalttaster (2) Rahmen (3) Griffbrett (4) Schalterlinien (5) 6 Nylonbänder (6) Führungsleisten (7)
- 3 Anschlagmechanismus
Metallvierkant (8)
6 Stahlstäbe (9)
6 Schraubösen (10)
6 Kurzhubtaster (11)
- 4 E-Linie
- 5 Übertragungsteil
Matrix eines Keyboards (12)
Optokoppler (13)
Gleichspannungsquelle 1,5 Volt (14)
- 6 Ansteuerungsschaltung chromatische Tonleiter 2.2 Das Bedienteil (2)
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Form und Größe des Bedienteils sind in den Abmessungen dem Hals mit Griffbrett einer Konzertgitarre nachgebildet. Dadurch ergeben sich die Abmessungen der verwendeten Umschalttaster bzw. Optokoppler.
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Hals mit Griffbrett
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Der Hals (1) mit Griffbrett (4) des Guitarboards besteht aus einer Zusammenstellung von Umschalttastern (2), die in einen Rahmen (3) eingefasst, dem Hals mit Griffbrett einer Gitarre nachgebildet sind.
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Sechs Umschalttaster müssen nach Form und Größe in die Bundbreite einer Gitarre passen, während zwölf hintereinander liegende Umschalttaster die Länge des Griffbretts bilden.
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Über das Griffbrett des Guitarboards sind sechs Nylonbänder (6) in der Art wie die Saiten einer Gitarre gespannt.
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Nylonbänder
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Die Nylonbänder (6) erzeugen keine Schwingungen, sondern bieten dem Gitarristen eine Orientierung beim Spielen des Guitarboards. Sie werden leicht gespannt und mittels querverlaufender Führungsleisten (7) in je sechs V-förmigen Kerben geführt, um beim Niederdrücken den Knopf des Umschalttasters zu treffen. Dreizehn Führungsleisten trennen die Umschalttaster voneinander; sie entsprechen den Bundstegen auf dem Griffbrett einer Gitarre.
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Schalterlinien
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Die Nylonbänder, in Verbindung mit den darunterlegenden Umschalttastern, werden mit den darunterlegenden Bünden als Linien (5) bezeichnet, d.h. das Nylonband, das der tiefen E-Saite der Gitarre entspricht, heißt E-Linie. Entsprechend gibt es im Bedienteil die A-Linie, die D-Linie, die G-Linie, die H-Linie und die e-Linie.
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Jede der sechs Schalterlinien (5) verläuft über zwölf in Reihe liegende Umschalttaster, die den zwölf Bünden einer Gitarre entsprechen. Die zwölf Umschalttaster steuern die Keyboardelektronik an und schalten die Töne, die denen einer Gitarre hinsichtlich der Tonhöhe gleichen.
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Anschlagmechanismus (Fig.3)
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Weil es auf dem Guitarboard keine Saiten zum Anschlagen gibt, werden die Töne der Schalterlinien mit dem Anschlagmechanismus angeschlagen. Er besteht aus einer Grundplatte mit sechs Stahlstäben (9), die parallel zueinander in Längsrichtung zur Grundplatte verlaufen. Am Ende eines jeden Stahlstabes befindet sich ein Kurzhubtaster (11), der beim Niederdrücken des Stahlstabes betätigt wird. Damit der Stahlstab beim Niederdrücken auch genau auf den Taster trifft, wird er durch eine Schrauböse (10) geführt. Die Schrauböse dient der Höhenjustierung des Stahlstabes und führt den Stahlstab beim Zupfen oder Anschlagen nach unten.
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E- Linie (Fig.4)
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Die Umschalttaster (2) sind in Reihe angeordnet und schaltungstechnisch so miteinander verbunden, dass der Umschalttaster, der in Richtung Anschlagvorrichtung als letzter betätigt wird, alle davor liegenden Umschalttaster abschaltet. Das ist schaltungstechnisch nötig, weil auf der Gitarre eine Saite in mehreren Bünden gleichzeitig auf das Griffbrett gedrückt werden kann, z. B. bei Barre-Griffen. Es darf aber nur der Ton erklingen, dessen Umschalttaster in Richtung Anschlaghand als letzter gedrückt wird.
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Das Griffbrett (4) der Vorrichtung besteht aus insgesamt 72 Umschalttastern (2). Wie aus dem Stromlaufplan in 4 zu ersehen ist, sind zwölf Umschalttaster in Reihe geschaltet, die den Stromkreis bei Betätigung im Richtung Minuspol unterbrechen. Dadurch werden davor liegende Umschalttaster vom Pluspol getrennt und sind für eine Ansteuerung der betreffenden Optokoppler (13) und deren Verbindung zu den elektronisch erzeugten Tönen funktionslos.
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Übertragungsteil (Fig.5)
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Die im Bedienteil nach dem beschriebenen Muster angeordneten Umschalttaster (2) sind über Flachbandkabel und Steckerleisten mit dem Übertragungsteil (5) verbunden. Im Übertragungsteil werden die im Keyboard enthaltenden Töne und Klangmöglichkeiten durch Optokoppler(13) und der Matrix(12) des Keyboards angesteuert. Die Platine des Übertragungsteils enthält 37 Optokoppler, die die Matrix des Keyboards ansteuern.
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Ansteuerungsschaltung chromatische Tonleiter (Fig. 6)
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6 stellt in Form einer Schaltung dar, wie die Töne der chromatischen E-Tonleiter angesteuert werden:
- Der Pluspol einer 1,5 Volt Gleichspannungsquelle (14) wird über den Kontakt im Anschlagmechanismus auf die E -Schalterlinie (4) geführt und lässt über die in Reihe geschalteten Umschalttaster (2) der Töne E bis E' einen Strom über den Optokoppler (13) für den Ton E fließen, so dass dieser erklingt.
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Betätigt man danach den Umschalttaster im 1. Bund der E-Linie, wird der Strom zum Optokoppler des Tons F geleitet, so dass dieser erklingt, aber der davor liegende Ton, also der Linienton E verstummt, denn sein Optokoppler ist stromlos und somit wirkungslos. In gleicher Weise lassen sich alle folgenden Töne bis in den zwölften Bund schalten, weil die jeweils davor liegenden Linientöne E, F, Fis, G, Gis, A, B, H, C, Cis, D, Dis durch den Umschalttaster stromlos und somit wirkungslos werden.
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Die Linien A,D,G,H, und e funktionieren in der gleichen Art wie die oben ausführlich beschriebene E -Linie.
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Keyboard
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Grundsätzlich kann man jedes Keyboard verwenden; hier wurde zur Erprobung das Yamaha Keyboard YPT-225 benutzt. Die Tastatur wurde demontiert und die Elektronik sowie die Lautsprecherboxen des Keyboards in das Gehäuse des Guitarboards integriert. Die Töne des Keyboards werden mittels Bedienteil und Übertragungsteil angesteuert.
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Interessenten für das Guitarboard
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Alle Musiker weltweit
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Die Erfindung hat das Potential, auf alle Nichttasteninstrumente angewendet zu werden. (vgl. Schutzansprüche 13- 14)
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Musikinstrumentenfabrikanten weltweit
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Die Produzenten von Musikinstrumenten aller Art können das Prinzip dieser Erfindung auf ihre Produkte anwenden.
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Gitarristen im Amateurbereich, Hobbygitarristen
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Jeder Gitarrist könnte ein Guitarboard virtuos verwenden, z.B. mit der Begleitautomatik, als Band zur Begleitung des Gesangs, am Lagerfeuer oder in fröhlicher Runde usw.
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Gitarristen einer Band
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Der Gitarrist in einer Band könnte mit dem Guitarboard seinen Solopart mal als zwei- stimmiges Saxophon- oder Trompetensolo präsentieren.
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Keyboardhersteller
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Keyboardfabrikanten könnten einen neuen Absatzmarkt für ihre Instrumente in Verbindung mit dem Guitarboard eröffnen.
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Gitarre lernen wird einfacher
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Die Handhabung auf dem Bedienteil des Guitarboards ist einfacher als bei einer Gitarre, weil der Kraftaufwand zum Niederdrücken der Saiten auf das Griffbrett entfällt. Anfänger auf der Gitarre klagen oft über Schmerzen in der Greifhand und an den Fingerkuppen. Dieser Effekt entfällt bei dem Instrument, da das Niederdrücken der Taster einen wesentlich geringeren Kraftaufwand erfordert als bei einer Gitarre. Außerdem entfällt der Effekt der entsteht, wenn die Finger beim Greifen die Nachbarsaiten berühren und deren Klang verhindern. Der Anschlag des Guitarboards mit dem Anschlagteil ist bequemer als der Anschlag der Saiten auf der Gitarre. Das Guitarboard ist immer gestimmt, was den Neuling sehr entlastet. Belästigungen durch Übungen beim Erlernen des Instrument werden minimiert, weil die Klänge über Kopfhörer übertragen werden können. Das gilt für alle Instrumente, bei denen das Prinzip dieser Erfindung angewendet wird.
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Kids finden die Gitarre cooler als ein Keyboard.
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Auf großen Partys hat der Anmelder mit dem Guitarboard den gemeinsamen Gesang begleitet. Vor allem junge Leute fanden es toll, wie er lässig im Sessel saß und sein Instrument spielte. Gitarre spielen sei viel cooler als artig vor dem Tasteninstrument auf einem Hocker zu sitzen, fanden die jungen Leute!
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Menschen mit altersbedingten körperlichen Einschränkungen
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Eine ältere Dame, die leidenschaftlich gern Gitarre spielte, berichtete, sie habe vor ein paar Jahren aus Altersgründen aufgehört, Gitarre zu spielen, weil sie nicht mehr die Kraft habe, die Saiten nieder zu drücken. Vor einigen Wochen hatte der Anmelder ihr einen Prototypen des Guitarboards zur Verfügung gestellt. Sie ist begeistert und will ein Instrument erwerben, sobald es auf dem Markt erhältlich ist.
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Ausblick
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Eine Vorrichtung zu erschaffen, mit der man das Instrument, das man erlernt hat oder das man erlernen möchte, spielen kann, ist der Grundgedanke dieser Erfindung. Alle Saiten-, Blas- oder Schlaginstrumente benötigen im Gegensatz zu den Tasteninstrumenten zusätzlich einen Impuls, der sie zum Klingen bringt. Bei einem Instrument, das auf der Basis dieser Erfindung funktioniert, muss das ein elektrischer Impuls sein, der von einem Schalter ausgelöst wird, welcher nachfolgend Initiatorschalter genannt wird.
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Blasinstrumente
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Bei Blasinstrumenten muss das Anblasen, das den Grundton des Blasinstrumentes auslöst, von einem Initiatorschalter ausgehen, der mit einer Membran ausgestattet ist, die auf Luftdruck reagiert. Alle anderen Töne des jeweiligen Instrumentes werden durch zusätzliche Umschalttaster gesteuert, die mit den Ventilen, den Klappen oder der Zugvorrichtung des Blasinstrumentes elektromechanisch verbunden sind. Optokoppler und in Reihe geschaltete Umschalttaster sorgen dafür, dass immer nur ein Ton erklingt, und zwar der, den man über die spezifische Spieltechnik des betreffenden Blasinstrumentes anspielt. Ein Wechsel der Tonlagen ist elektronisch machbar, also per Knopfdruck, so dass man nur eine Tonleiter beherrschen muss.
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Bei Flöten sind an Stelle der Löcher Umschalttaster einzusetzen, um die Matrix eines Keyboards anzusteuern. Der tiefste Ton einer Flöte wird dadurch erzeugt, dass alle Löcher mit den Fingern geschlossen werden. In Analogie zur elektronischen Flöte bedeutet dies, es müssen alle Taster gedrückt werden, aber nur der Ton, der sich ganz unten auf der Schalterreihe befindet, darf erklingen. Das funktioniert wie bei dem oben beschriebenen Guitarboard, nur in umgekehrter Reihenfolge der Töne. Als Initiatorschalter käme ein Schalter zum Einsatz, der durch Anblasen betätigt wird. Außerdem kann die Flöte auf jede beliebige Tonleiter gestimmt werden, was über einen Schalter elektronisch geschieht.
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Streichinstrumente
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Die Vorrichtung lässt sich auch auf Streichinstrumente anwenden. Die Technik für die Greifhand wäre so, wie bei dem oben dargestellten Guitarboard, allerdings ohne die Führungsleisten. Der Tonimpuls, der mit dem Streichbogen erfolgt, der über eine Saite gezogen wird, kann mit einer so genannten Induktionsspannung erzeugt werden, indem der Bogen des Streichinstruments mit einem eisenhaltigen elastischen Band bespannt wird, das über einen Anschlagmechanismus geführt wird, in dem sich eine Eisenkernspule befindet. Die Bewegung des Bogens mit dem eisenhaltigen elastischen Band erzeugt in der Spule eine Induktionsspannung, die mittels eines Verstärkers dazu verwendet wird, über einen Optokoppler den benötigten Impuls an das Keyboard zu geben.