MIDI-KLAVIATUR FÜR EIN ELEKTRONISCHES MUSIKINSTRUMENT

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Klaviatur (1) für ein Musikinstrument, mit einer Vielzahl von Tasten (4), die in einer Spiellade (5) schwenkbar gelagert und jeweils von einer Ruhestellung (P_R) in eine abgesenkte Stellung (P_A) niederdrückbar sind,; einem Sensor (7) für jede Taste (4), der dazu ausgebildet ist, eine aktuelle Position (x) der Taste (4) zwischen der Ruhestellung (P_R) und der abgesenkten Stellung (P_A) zu messen; zumindest einem Note-On-Schwellwertgeber (12); einem Note-On-Signal-Generator (12) für jede Taste (4), der mit einem der Note-On-Schwellwertgeber (13) verbunden und dazu ausgebildet ist, ein Note-On-Signal (33) gemäß einem MIDI-Standard auszugeben, wenn die vom Sensor (7) gemessene Position (x) der Taste (4) einen vom Note-On-Schwellwertgeber (13) ausgegebenen Note-On-Schwellwert (S₁) in Richtung der abgesenkten Stellung (P_A) passiert; und einer Note-On-Justiereinrichtung (15) für jeden der Note-On-Schwellwertgeber (13) zum Verstellen dessen Note-On-Schwellwerts (S₁).

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine MIDI-Klaviatur für ein elektronisches Musikinstrument, mit einer Vielzahl von Tasten, die in einer Spiellade schwenkbar gelagert und jeweils von einer Ruhestellung in eine abgesenkte Stellung niederdrückbar sind.

[0002] Klaviaturen solcher Art werden in oder in Verbindung mit elektronischen Musikinstrumenten eingesetzt, welche Klaviere, aber auch ganz andere, auch tastenlose Instrumente, klanglich nachbilden. Dazu erzeugen diese Klaviaturen digitale Tastensignale gemäß einem MIDI- (Musical Instrument Digital Interface) -Standard, die von Klangerzeugern wie elektronischen Klavieren, Keyboards, Synthesizern, Drumcomputer, virtuellen ("nativen") Instrumenten in computergestützten Hostapplikationen usw. in elektrische Tonsignale umgewandelt werden. Wird eine Taste der Klaviatur angeschlagen, gibt die Klaviatur ein sogenanntes Note-On-Signal für diese Taste am MIDI-Ausgang der Klaviatur aus, das von einem daran angeschlossenen Klangerzeuger, z.B. einem Synthesizer, als Beginn eines der Taste zugewiesenen Tons bzw. Klangs interpretiert werden kann. Wird die Taste wieder losgelassen, gibt die Klaviatur ein Note-Off-Signal aus, das vom Klangerzeuger als Ende des der Taste zugewiesenen Tons interpretiert werden kann.

[0003] Die Tasten derartiger MIDI-Klaviaturen müssen in der Regel bis ganz nach unten in die abgesenkte Stellung niedergedrückt werden, um das Note-On-Signal zu erzeugen, bzw. wieder bis ganz nach oben in ihre Ruhestellung gebracht werden, um das Note-Off-Signal zu erzeugen. Der Hubweg einer Taste muss dadurch bei jedem Anschlagen vollständig zurückgelegt werden, was sowohl Zeit- und Kraftaufwand bedeutet als auch die musikalischen Ausdrucksmöglichkeiten beschränkt.

[0004] Die Erfindung setzt sich zum Ziel, eine MIDI-Klaviatur für ein elektronisches Musikinstrument zu schaffen, welche ein verbessertes Spielgefühl und erhöhte musikalische Ausdrucksmöglichkeiten bietet.

[0005] Dieses Ziel wird mit einer MIDI-Klaviatur der einleitend genannten Art erreicht, welche sich erfindungsgemäß auszeichnet durch
einen Sensor für jede Taste, der dazu ausgebildet ist, eine aktuelle Position der Taste zwischen der Ruhestellung und der abgesenkten Stellung zu messen;
zumindest einen Note-On-Schwellwertgeber;
einen Note-On-Signal-Generator für jede Taste, der mit einem der Note-On-Schwellwertgeber verbunden und dazu ausgebildet ist, ein Note-On-Signal gemäß einem MIDI-Standard auszugeben, wenn die vom Sensor gemessene Position der Taste einen vom Note-On-Schwellwertgeber ausgegebenen Note-On-Schwellwert in Richtung der abgesenkten Stellung passiert; und
eine Note-On-Justiereinrichtung für jeden der Note-On-Schwellwertgeber zum Verstellen dessen Note-On-Schwellwerts.

[0006] Die Erfindung schafft somit eine Klaviatur, die es ermöglicht, den Hubweg einer Taste bis zum Ausgabepunkt eines Tonsignals je nach den Gewohnheiten, Bedürfnissen und Fähigkeiten des Spielers der Klaviatur zu verändern. Die erfindungsgemäße Note-On-Justiereinrichtung erlaubt es dabei dem Musiker, das Ansprechverhalten der Klaviatur schnell und individuell anzupassen, sogar während eines einzigen Musikstücks. Die erfindungsgemäße Klaviatur eröffnet damit auch die Möglichkeit für völlig neue Spielweisen mit z.B. besonders geringen Tastenhüben, so dass beispielsweise schon bei der leichtesten Berührung einer Taste ein Tonsignal erzeugt wird. Dadurch kann die Klaviatur beispielsweise mit geringem Kraftaufwand auch von "rückwärts", d.h. von der Anlenkseite der Tasten her, oder durch bloßes Anschlagen mit Drumsticks, Filzschlägeln usw. bespielt werden.

[0007] In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Sensoren ferner dazu ausgebildet, eine aktuelle Geschwindigkeit der Taste zu messen, wobei das vom Note-On-Signal-Generator ausgegebene Note-On-Signal die zum Zeitpunkt des Erreichens des Note-On-Schwellwerts gemessene Geschwindigkeit umfasst. Dies kann beispielsweise von einem Klangerzeuger als Lautstärke des Tons interpretiert werden.

[0008] Bevorzugt umfasst der Sensor eine in der Spiellade montierte Lichtschranke und einen an der Taste montierten Messstreifen, wobei der Messstreifen in Niederdrückrichtung der Taste Balken mit abwechselnder Reflektivität oder Transparenz aufweist, und wobei der Sensor dazu ausgebildet ist, die Position und/oder Geschwindigkeit der Taste zu messen, indem Übergänge von Balken mittels der Lichtschranke abgezählt werden. Dies ermöglicht eine besonders gute Auflösung der zu messenden Position bzw. Geschwindigkeit, da die Balken sehr klein, z.B. mit einer Höhe von ca. 60 µm, gewählt werden können.

[0009] Besonders bevorzugt umfasst der Sensor in dieser Ausführungsform eine weitere Lichtschranke, die in Niederdrückrichtung zur vorgenannten Lichtschranke versetzt ist, um auch die Bewegungsrichtung des Messstreifens zu messen. Dadurch kann überdies auch eine Erhöhung der Messgenauigkeit erzielt werden, wie später noch ausführlicher erläutert.

[0010] Bevorzugt hat die Klaviatur einen gemeinsamen Note-On-Schwellwertgeber für alle Note-On-Signal-Generatoren. Dies ermöglicht, dass die Anschlag-Sensitivität der gesamten Klaviatur z.B. mittels eines einzigen Reglers eingestellt werden kann. Die Sensitivität der Klaviatur kann beispielsweise auch rein elektronisch über einen Steuereingang, der dann die Justiereinrichtung darstellt, verändert werden, um der Klaviatur eine neue Charakteristik aufzuprägen.

[0011] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat die Klaviatur zumindest zwei Note-On-Schwellwertgeber und zugehörige Note-On-Justiereinrichtungen, wobei jeweils ein Note-On-Schwellwertgeber mit den Note-On-Signal-Generatoren einer Mehrzahl von Tasten verbunden ist. Dadurch kann die Sensitivität der Klaviatur oktaven- oder abschnittsweise angepasst werden, beispielsweise entsprechend unterschiedlichen, den jeweiligen Oktaven bzw. Klaviaturabschnitten zugewiesenen Klängen des Klangerzeugers.

[0012] In einer dritten alternativen Ausführungsform hat die Klaviatur für jede Taste einen Note-On-Signal-Generator und eine zugehörige Note-On-Justiereinrichtung. Dadurch kann beispielsweise die Sensitivität der Klaviatur über ihren gesamten Tastenverlauf ansteigend oder abfallend eingestellt werden, z.B. um das Anschlagverhalten der Tasten höherer Töne fortschreitend empfindlicher oder unempfindlicher zu gestalten als das Anschlagverhalten der Tasten tieferer Töne. Auch kann dadurch die Klaviatur tastenweise kalibriert werden, um etwaige Herstellungstoleranzen der Tasten, Sensoren und/oder der Spiellade auszugleichen. Die Klaviatur kann dazu für jede Taste eine eigene manuelle Justiereinrichtung aufweisen, oder die individuellen Justiereinrichtungen sind durch eine elektronische Bus-Schnittstelle, die alle Justiereinrichtungen zusammenfasst, verwirklicht.

[0013] Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann auch der Zeitpunkt des Beendens eines Tonsignals beim Loslassen einer Taste individuell eingestellt werden. So umfasst die erfindungsgemäße Klaviatur in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform:

zumindest einen Note-Off-Schwellwertgeber;

einen Note-Off-Signal-Generator für jede Taste, der mit einem der Note-Off-Schwellwertgeber verbunden und dazu ausgebildet ist, ein Note-Off-Signal gemäß dem genannten MIDI-Standard auszugeben, wenn die vom Sensor gemessene Position der Taste einen vom Note-Off-Schwellwertgeber ausgegebenen Note-Off-Schwellwert passiert; und

eine Note-Off-Justiereinrichtung für jeden der Note-Off-Schwellwertgeber zum Verstellen dessen Note-Off-Schwellwerts.

[0014] Auf diese Weise kann auch das Abklingverhalten des Tons einer angeschlagenen Taste abhängig vom Tastenweg gemacht werden, indem der Note-Off-Schwellwert der Taste individuell justiert wird. Durch Verstellen sowohl des Note-On-Schwellwerts als auch des Note-Off-Schwellwerts einer Taste können Klaviaturen mit völlig neuen musikalischen Ausdrucksmöglichkeiten und Spielstilen realisiert werden, z.B. wenn der Note-On-Schwellwert und der Note-Off-Schwellwert sehr nahe beieinander oder - im Vergleich zu konventionellen Klaviaturen - "umgekehrt" liegen.

[0015] Bevorzugt hat die Klaviatur einen gemeinsamen Note-Off-Schwellwertgeber für alle Note-Off-Signal-Generator. Alle Note-Off-Schwellwerte der Klaviatur können somit z.B. durch manuelles Verstellen eines einzigen Reglers eingestellt werden. Alternativ hat die Klaviatur zumindest zwei Note-Off-Schwellwertgeber und zugehörige Note-Off-Justiereinrichtungen, wobei jeweils ein Note-Off-Schwellwertgeber mit den Note-Off-Signal-Generatoren einer Mehrzahl von Tasten verbunden ist, um das Abklingverhalten der Klaviatur oktaven- oder abschnittsweise einzustellen.

[0016] Die erfindungsgemäße Klaviatur unterstützt zwei Charakteristiken zum Ausgeben der Note-Off-Signale. So kann das Note-Off-Signal in einer ersten Variante der Erfindung nur dann ausgegeben werden, wenn die vom Sensor gemessene Position der Taste den vom Note-Off-Schwellwertgeber ausgegebenen Note-Off-Schwellwert in Richtung der Ruhestellung passiert. Dies ahmt die klassische Charakteristik von Klaviaturen nach, bei denen Note-Off-Signale erst beim Loslassen der Tasten ausgegeben werden.

[0017] Alternativ kann das Note-Off-Signal auch oder nur dann ausgegeben werden, wenn die vom Sensor gemessene Position der Taste den vom Note-Off-Schwellwertgeber ausgegebenen Note-Off-Schwellwert in Richtung der abgesenkten Stellung passiert. Auf diese Art kann das Note-Off-Signal bereits während des Niederdrückens der Taste ausgegeben werden. Dies kann beispielsweise dazu eingesetzt werden, um einen bei leichtem Anschlag ausgelösten Ton durch weiteres Niederdrücken derselben Taste gleich wieder abzudämpfen; wird die Klaviatur "leicht", d.h. seicht, niedergedrückt, klingen die Töne z.B. länger aus als wenn sie "hart", d.h. tief, bespielt wird. Bevorzugt wird in diesem Fall kein Note-Off-Signal mehr ausgegeben, wenn die Taste wieder nach oben in ihre Ruhestellung zurückkehrt, d.h. wenn der Note-Off-Schwellwert in der Loslass-Richtung passiert wird.

[0018] Die erfindungsgemäße Klaviatur kann auch dazu eingesetzt werden, MIDI-Controllersignale je nach Position der Taste auszugeben. Anders als im Stand der Technik bekannt muss dazu kein zur Taste externer Controller, wie ein Handrad, Joystick oder Pedal, betätigt werden. Um dies zu erreichen, umfasst die erfindungsgemäße Klaviatur ferner:

zumindest einen Controller-Schwellwertgeber;

einen Controllersignal-Generator für jede Taste, der mit einem der Controller-Schwellwertgeber verbunden und dazu ausgebildet ist, ein Controllersignal gemäß dem genannten MIDI-Standard auszugeben, wenn sich die vom Sensor gemessene Position der Taste in einem Bereich zwischen einem vom Controller-Schwellwertgeber ausgegebenen ersten Controller-Schwellwert und einem Schwellwert, der der Ruhestellung oder der abgesenkten Stellung entspricht, verändert oder befindet, wobei das Controllersignal die jeweils aktuelle Position oder Geschwindigkeit der Taste codiert; und

zumindest eine Controller-Justiereinrichtung für jeden Controller-Schwellwertgeber zum Verstellen deren Controller-Schwellwerte.

[0019] Mittels der Controller-Justiereinrichtung kann ein Schwellwert eingestellt werden, über bzw. unter welchem eine Bewegung der Taste die Ausgabe eines MIDI-Controller-Signals auslöst. Wenn die Tastenposition z.B. zwischen dem Controller-Schwellwert und der abgesenkten Stellung ist, kann beispielsweise durch fortschreitend tieferes Drücken der Taste mittels des Controllersignals im Klangerzeuger ein zunehmend stärker Effekt, z.B. ein Tremolo-, Vibrato- oder Filtereffekt, ausgelöst werden. Alternativ kann, wenn die solcherart codierte Tastenposition z.B. zwischen dem Schwellwert und der Ruhestellung liegt, beispielsweise das Abklingverhalten ("Decay", "Sustain" oder "Release") eines Tons je nach Tastenposition moduliert bzw. reguliert werden.

[0020] In einer ersten Ausgestaltung kann der Controller-Schwellwertgeber durch den Note-On-Schwellwertgeber und die Controller-Justiereinrichtung durch die Note-On-Justiereinrichtung gebildet sein. Dadurch kann beispielsweise der Ton direkt nach seinem Anklingen moduliert werden. Eine gesonderte Controller-Justiereinrichtung ist in diesem Fall nicht mehr nötig.

[0021] In einer zweiten Ausgestaltung kann der Controller-Schwellwertgeber durch den Note-Off-Schwellwertgeber und die Controller-Justiereinrichtung durch die Note-Off-Justiereinrichtung gebildet sein. Auch hier ist keine gesonderte Controller-Justiereinrichtung nötig. Diese Ausführungsform eignet sich besonders gut in Verbindung mit einem der Ruhestellung entsprechenden zweiten Schwellwert, wodurch z.B. ein Modulationseffekt dem nach dem Note-Off-Signal ausklingenden Ton während der Loslassbewegung der Taste hinzugefügt werden kann.

[0022] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Tastenbewegungsbereich für die Erzeugung der Controller-Signale auch unabhängig von den Endstellungen der Taste eingestellt werden. Dazu hat die erfindungsgemäße Klaviatur bevorzugt:

zumindest einen ersten und zumindest einen zweiten Controller-Schwellwertgeber;

einen Controllersignal-Generator für jede Taste, der mit einem der ersten und einem der zweiten Controller-Schwellwertgeber verbunden und dazu ausgebildet ist, ein Controllersignal gemäß dem genannten MIDI-Standard auszugeben, wenn sich die vom Sensor gemessene Position der Taste in einem Bereich zwischen einem vom ersten Controller-Schwellwertgeber ausgegebenen ersten Controller-Schwellwert und einem vom zweiten Controller-Schwellwertgeber ausgegebenen zweiten Controller-Schwellwert verändert oder befindet, wobei das Controllersignal die jeweils aktuelle Position oder Geschwindigkeit der Taste codiert;

zumindest eine erste Justiereinrichtung für jeden ersten Controller-Schwellwertgeber zum Verstellen dessen ersten Controller-Schwellwerts; und

zumindest eine zweite Justiereinrichtung für jeden zweiten Controller-Schwellwertgeber zum Verstellen dessen zweiten Controller-Schwellwerts.

[0023] Auf diese Weise können obere und untere Controller-Schwellwerte unabhängig von den Einstellungen der Taste individuell eingestellt werden, was z.B. dann von Vorteil ist, wenn nach dem Anklingen eines Tons (Ausgabe des Note-On-Signals) ein gewisser Spielraum eingehalten werden soll, innerhalb dessen der Ton nicht moduliert werden soll. Erst wenn der erste Controller-Schwellwert erreicht wird, wird das Tonsignal mit Hilfe der erzeugten MIDI-Controllersignale moduliert oder verändert, bis der zweite Controller-Schwellwert erreicht wird. Nach dem Erreichen des zweiten Controller-Schwellwerts kann z.B. abermals ein gewisser Spielraum eingehalten werden, bis der Note-Off-Schwellwert erreicht wird.

[0024] Die zwei Controller-Justiereinrichtungen können entweder gesondert, z.B. als physische Regler oder elektronische Schnittstelle(n), ausgebildet sein, oder sie stimmen mit den Justiereinrichtungen der Note-On- bzw. Note-Off-Schwellwerte überein, d.h. der erste Controller-Schwellwertgeber ist durch den Note-On-Schwellwertgeber und die erste Controller-Justiereinrichtung durch die Note-On-Justiereinrichtung gebildet und der zweite Controller-Schwellwertgeber durch den Note-Off-Schwellwertgeber und die zweite Controller-Justiereinrichtung durch die Note-Off-Justiereinrichtung. Das ausgegebene Tonsignal kann dann über den gesamten, durch die Note-On- und Note-Off-Schwellwerte definierten Bereich moduliert werden.

[0025] Die genannten Controllersignale können alle in der Technik bekannten MIDI-Controllerwerte enthalten, z.B. zur Steuerung von Program- oder Bank-Changes, Velocity-Daten, Sustain- bzw. Pedaldaten, Modulations-Steuerungsdaten usw. Bevorzugt sind die hier betrachteten Controllersignale jedoch sogenannte Aftertouch-Signale des MIDI-Standards, wie sie beispielsweise zur Steuerung von Tremolo-, Vibrato- oder Filter-Modulationseffekten verwendet werden. Die erfindungsgemäße Klaviatur erlaubt es, derartige Aftertouch-Signale abhängig von der jeweiligen Position einer Taste auf ihrem Tastenhubweg zu generieren.

[0026] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1a die erfindungsgemäße Klaviatur in einer schematischen Schnittansicht durch eine Taste in Verbindung mit einem angeschlossenen Klangerzeuger;

Fig. 1b den Sensor der Klaviatur von Fig. 1a im Detail;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Klaviatur;
die Fig. 3a und 3b eine erste Ausführungsform von Note-On- und Note-Off-Schwellwerteinstellungen der Klaviatur der Fig. 1a und 2 anhand einer Gegenüberstellung der Tastenbewegung zwischen Ruheposition und abgesenkter Stellung einerseits (Fig. 3a) und der Note-On- und Note-Off-Schwellwerte relativ zur Ruheposition und zur abgesenkten Stellung anderseits (Fig. 3b);

Fig. 3c Zeitverlaufsdiagramme der Tastenposition beim Drücken der Taste (oben), der dazu am MIDI-Ausgang der Klaviatur ausgegebenen MIDI-Signale (Mitte) und der Hüllkurve eines dadurch vom Klangerzeuger erzeugten Tonsignals (unten) für die Ausführungsform der Fig. 3a und 3b;
die Fig. 4a bis 4c eine zweite Ausführungsform der Klaviatur der Fig. 1a und 2 jeweils in derselben Darstellungsart wie in den Fig. 3a bis 3c;
die Fig. 5a und 5b weitere Beispiele von möglichen Note-On- und Note-Off-Schwellwerten relativ zur Ruheposition und zur abgesenkten Stellung;
die Fig. 6a bis 6c eine dritte Ausführungsform der Klaviatur der Fig. 1a und 2 jeweils in derselben Darstellungsart wie in den Fig. 3a bis 3c, wobei auch Controller-Schwellwerte und Controllersignale dargestellt sind; und
die Fig. 7a bis 7d weitere Beispiele von Note-On- und Note-Off- sowie Controller-Schwellwerten relativ zur Ruheposition und zur abgesenkten Stellung.

[0027] In Fig. 1a ist eine MIDI-Klaviatur 1 für ein elektronisches Musikinstrument gezeigt, hier ein Synthesizer 2 mit daran angeschlossenem Lautsprecher 3. Alternativ kann das Musikinstrument 2 auch ein Computer, ein darauf implementiertes virtuelles Instrument oder ein anderer Ton- oder Klangerzeuger sein, das bzw. der in der Lage ist, von der Klaviatur 1 ausgegebene MIDI-Signale zu interpretieren. Die Klaviatur 1 kann auch mit dem Musikinstrument 2 zu einem Gerät zusammengebaut sein, optional auch mit dem Lautsprecher 3.

[0028] Von der Klaviatur 1 ist in Fig. 1a nur eine einzige Taste 4 mit den dieser zugeordneten, nachfolgend beschriebenen Komponenten gezeigt; es versteht sich jedoch, dass die Klaviatur 1 eine Vielzahl in der Draufsicht nebeneinanderliegender Tasten 2 umfasst, beispielsweise bei einem Konzertflügelaufbau 88 oder 97 Tasten 4 in mehreren Oktaven.

[0029] Die Tasten 4 sind in einer Spiellade 5 auf einer Lagerung 6 mit einer Achse A in der Art eines ein- oder (hier:) zweiarmigen Hebels schwenkbar gelagert. Jede Taste 4 ist dadurch von einer Ruhestellung P_R - beispielsweise gegen die Kraft eines in der Spiellade 4 abgestützten Federelements (nicht gezeigt) - in eine abgesenkte Stellung P_A niederdrückbar (Fig. 3a, 4a, 6a).

[0030] Ein von der Anlenkachse A möglichst weit entfernter Teil jeder Taste 4 ist mit einem Sensor 7 ausgestattet, welcher die jeweils aktuelle Position x der Taste 4 - und optional aus deren zeitlicher Veränderung auch die jeweils aktuelle Bewegungsrichtung und optional Geschwindigkeit der Taste 4 - misst. Als Position x der Taste 4 wird hier die relative Position der Taste 4 zwischen der Ruhestellung P_R und der abgesenkten Stellung P_A bezeichnet.

[0031] Als Sensor 7 eignen sich alle Arten von Schaltern, optischen, induktiven oder kapazitiven Wandlern oder Sensoren usw., welche die Position x messen können. Beispielsweise kann ein Lichtsensor 8' oder eine Lichtschranke 8' Intervalle von Markierungen B₁, B₂ zählen (Fig. 1b), die auf einem Messstreifen 8" an der Taste 4 angebracht sind; oder der Messstreifen 8" besitzt eine in Drückrichtung der Taste 4 kontinuierlich zu- oder abnehmende Reflektivität oder Opazität, die vom Lichtsensor 8' gemessen werden kann, um die aktuelle Position x der Taste 4 zu ermitteln.

[0032] Fig. 1b zeigt eine Ausführungsform des Sensors 7 im Detail. Der Sensor 7 weist hier zwei Lichtschranken 8' auf, die jeweils einen Sender S und einen Empfänger E umfassen. Vom Sender S ausgesandtes Licht L wird vom Messstreifen 8" reflektiert und vom Empfänger E registriert. Der Messstreifen 8" weist hier in Niederdrückrichtung der Taste 4 Balken B₁, B₂ mit abwechselnder Reflektivität auf. Dazu kann beispielsweise eine Metall-, Glas- oder Kunststoffplatte mit geätzten, geritzten oder gelaserten Linien eingesetzt werden. Die Höhe der Balken B₁, B₂ beträgt hier beispielsweise 10 - 500 µm, bevorzugt 20 - 100 µm, besonders bevorzugt 50 - 70 µm, z.B. 60 µm. Alternativ kann statt dem teil-reflektierenden Messstreifen 8" ein teiltransparenter Messstreifen 8" eingesetzt werden, wobei sich hier der Sender S auf einer dem Empfänger E gegenüberliegenden Seite des Messstreifens 8" befindet (nicht gezeigt).

[0033] Wird die Taste 4 niedergedrückt, registriert der Empfänger E einen Intensitätswechsel des vom Messstreifen 8" abgelenkten (oder den Messstreifen 8" durchsetzenden) Lichtstrahls L, wenn dieser die Grenze zwischen zwei Balken B₁, B₂ überschreitet. Durch Abzählen der Übergänge zwischen verschiedenen Balken B₁, B₂ ausgehend von einem Nullpunkt in einer Ruhestellung P_R der Taste 4 kann somit die jeweils aktuelle Position x der Taste 4 ermittelt werden. In der Ruhestellung kann zusätzlich ein Nullpunktsausgleich durchgeführt werden, sodass sich der Sensor 7 stets in einem kalibrierten Zustand befindet.

[0034] Zudem kann zusätzlich die jeweils aktuelle Geschwindigkeit v der Taste 4 gemessen werden, und zwar sowohl beim Niederdrücken als auch beim Loslassen derselben. Dazu misst der Sensor 7 die Zeit, die der Lichtstrahl L benötigt, um einen Balken B₁ oder B₂ zu durchschreiten, was z.B. anhand der Zeitdifferenz zwischen einem ersten Übergang B₁ - B₂ und einem zweiten Übergang B₂ - B₁ ermittelt werden kann. Alternativ kann eine Frequenz der Balkenpassagen in einem dem Messzeitpunkt unmittelbar vorhergehenden Zeitfenster ermittelt werden, um die Geschwindigkeit zu bestimmen.

[0035] Wenn zwei in Niederdrückrichtung voneinander beabstandete Lichtschranken 8' eingesetzt werden, kann die Messgenauigkeit zusätzlich erhöht werden bzw. die Bewegungsrichtung der Taste 4 erfasst werden. Die beiden Lichtschranken 8' sind dabei um einen Betrag versetzt, der ungleich einem Einfachen, einem Zweifachen oder allgemein einem Vielfachen der Breite der Balken B₁, B₂ ist, um aus der gegenseitigen Phasenlage der in den Empfängern E empfangenen Signale die Bewegungsrichtung zu ermitteln. Zusätzlich können sich zwei Lichtschranken 8' jeweils einen Sender S oder einen Empfänger E teilen.

[0036] Der Sensor 7 gibt die gemessene aktuelle Position x und optional Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit v an eine Recheneinheit 9 über eine Anschlussleitung 10 weiter. Je nach Art des Sensors 4 können die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit v der Taste 4 auch erst in der Recheneinheit 9 aus den erhaltenen Positionsmesswerten x berechnet werden. Stellt die Recheneinheit 9 fest, dass die Taste 4 bis in eine definierte Position niedergedrückt wurde, gibt sie ein Note-On-Signal gemäß dem MIDI- (Musical Instrument Digital Interface) -Standard an einer MIDI-Schnittstelle 11 der Klaviatur 1 aus, wie weiter unten noch im Detail erläutert.

[0037] Der MIDI-Standard ist ein Standard für Musikinstrumente, um den Beginn, das Ende, die Lautstärke, den Klang, Modulationen und weitere Eigenschaften von Tönen mittels digitaler Signale zu beschreiben. Beispielsweise gibt ein MIDI-Note-On-Signal den Beginn eines Tonsignals, ein MIDI-Note-Off-Signal die Einleitung des Endes eines Tonsignals und ein MIDI-Controllersignal eine Klangauswahl, z.B. Program- und Bank-Changes, oder Klangveränderung eines Tonsignals, z.B. Modulation von Tonhöhe, Lautstärke oder Klangfarbe, an. Wenn die Recheneinheit 9 z.B. für eine gedrückte Taste 4 ein MIDI-Note-On-Signal über die MIDI-Schnittstelle 11 an das Musikinstrument 2 ausgibt, erzeugt dieses ein der Taste 4 zugewiesenes Tonsignal, welches beispielsweise vom Lautsprecher 3 als Ton wiedergegeben werden kann. In gleicher Weise gibt die Recheneinheit 9 später für diese Taste 4 ein Note-Off-Signal über die MIDI-Schnittstelle 11 an das Musikinstrument 2 aus, um das Ende e-bendieses Tonsignals einzuleiten. Sowohl das Note-On- als auch das Note-Off-Signal können dabei auch die Geschwindigkeit v beim Erreichen des jeweiligen Schwellwerts umfassen.

[0038] Fig. 2 zeigt das Schaltbild der Klaviatur 1 und insbesondere der Recheneinheit 9 im Detail. Jeder Taste 4 ist in der Recheneinheit 9 ein Note-On-Signal-Generator 12 zugeordnet, dem die aktuelle Position x der Taste 2 vom Sensor 7 über die Anschlussleitung 10 zugeführt wird. Zudem erhält der Note-On-Signal-Generator 12 einen Note-On-Schwellwert S₁ von einem Note-On-Schwellwertgeber 13 über eine Leitung 14. Der Note-On-Schwellwertgeber 13 kann beispielsweise als Speicherzelle, in der der Note-On-Schwellwert S₁ gespeichert und über die Leitung 14 digital abrufbar ist, oder als Potentiometer, welches eine dem Schwellwert S₁ entsprechende Analogspannung auf der Leitung 14 ausgibt, od.dgl. ausgebildet sein.

[0039] Der Schwellwert S₁ des Note-On-Schwellwertgebers 13 ist über eine Steuerleitung 15 von einer Note-On-Justiereinrichtung 16 aus veränderbar. Die Note-On-Justiereinrichtung 16 ist beispielsweise ein manuell oder mit den Füßen betätigbarer Regler beliebiger Art, z.B. ein Handrad, Joystick oder Pedal, oder eine Schnittstelle zum Empfangen von analogen oder digitalen Steuersignalen.

[0040] Der Note-On-Signal-Generator 12 empfängt somit einerseits die aktuelle Position x der Taste 4 vom Sensor 7 und andererseits den Note-On-Schwellwert S₁ vom Note-On-Schwellwertgeber 13. Wenn nun die vom Sensor 7 gemessene Position x der Taste 4 den Note-On-Schwellwert S₁ in Richtung der abgesenkten Stellung P_A überschreitet, gibt der Note-On-Signal-Generator 12 ein MIDI-Note-On-Signal für diese Taste 4 auf einem MIDI-Bus 17 aus, der zur MIDI-Schnittstelle 11 führt.

[0041] Der Note-On-Schwellwert S₁ kann dabei mittels der Note-On-Justiereinrichtung 16 auf einen beliebigen, einer Position x der Taste 4 zwischen der Ruhestellung P_R und der abgesenkten Stellung P_A entsprechenden Wert eingestellt werden. Wenn der Schwellwert S₁ beispielsweise nahe der Ruhestellung P_R eingestellt wird, braucht die Taste 4 nur leicht bzw. seicht niedergedrückt werden, um ein Note-On-Signal an der MIDI-Schnittstelle 11 auszugeben. Auch kann der Schwellwert S₁ auf einen Wert übereinstimmend mit der Ruhestellung P_R oder der abgesenkten Stellung P_A eingestellt werden

[0042] Aus Fig. 2 ist ferner ersichtlich, dass zwei oder mehrere Tasten 4 mit jeweils einem Note-On-Signal-Generator 12 sich einen gemeinsamen Note-On-Schwellwertgeber 16 mit Justiereinrichtung 16 teilen können. Im einfachsten Fall kann die gesamte Klaviatur 1 einen gemeinsamen Note-On-Schwellwertgeber 13 für die Note-On-Signal-Generatoren 12 aller Tasten 4 haben. Alternativ könnte die Klaviatur 1 für jede Taste 4 auch einen eigenen Note-On-Schwellwertgeber 13 und eine zugehörige Note-On-Justiereinrichtung 16 haben, beispielsweise um über den Tastenverlauf der Klaviatur 1 fortschreitend höhere oder niedrigere Schwellwerte S₁ für die Tasten 4 vorgeben zu können. Eine weitere Möglichkeit ist, die Tasten 4 oktaven- oder abschnittsweise zu gruppieren, so dass für jede Oktave bzw. jeden Abschnitt der Klaviatur 1 ein eigener Note-On-Schwellwertgeber 13 mit Note-On-Justiereinrichtung 16 zur Verfügung steht, wie durch die Wiederholung der Recheneinheiten 9 in Fig. 2 veranschaulicht.

[0043] Wie in Fig. 2 gezeigt, weist die Klaviatur 1 zusätzlich für jede Taste 4 einen Note-Off-Signal-Generator 18 auf, der einerseits ebenfalls die aktuelle Position x der Taste 4 über die Anschlussleitung 10 vom Sensor 7 und andererseits einen Note-Off-Schwellwert S₂ von einem Note-Off-Schwellwertgeber 19 über eine Leitung 20 erhält. Wenn die vom Sensor 7 gemessene aktuelle Position x der Taste 4 den Note-Off-Schwellwert S₂ passiert, gibt der Note-Off-Signal-Generator 18 auf dem MIDI-Bus 17 und somit der MIDI-Schnittstelle 11 ein MIDI-Note-Off-Signal aus, das vom Musikinstrument 2 als "Anfang des Endes" des für die Taste 4 erzeugten Tonsignals interpretiert wird.

[0044] Der Note-Off-Signal-Generator 18 kann beispielsweise derart eingestellt sein, dass er nur dann ein Note-Off-Signal ausgibt, wenn die vom Sensor 7 gemessene Position x der Taste 4 den Note-Off-Schwellwert S₂ in Richtung der Ruhestellung P_R passiert. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Klaviatur 1 nicht schon beim Niederdrücken der Taste 4 ein Note-Off-Signal ausgibt. Alternativ kann der Note-Off-Signal-Generator 18 aber auch zusätzlich oder nur dann ein Note-Off-Signal ausgeben, wenn die Position x der Taste 4 den Note-Off-Schwellwert S₂ in Richtung der abgesenkten Stellung P_A passiert. Wird beispielsweise der Note-Off-Schwellwert S₂ möglichst nahe der abgesenkten Stellung P_A eingestellt, kann der Spieler einen im oberen Bewegungsbereich der Taste 4 ausgelösten Ton durch tieferes Niederdrücken der Taste 4 beenden bzw. "abdämpfen".

[0045] Analog zu dem Note-On-Schwellwertgeber 12 kann die Klaviatur 1 einen gemeinsamen Note-Off-Schwellwertgeber 19 für die Note-Off-Signal-Generatoren 18 aller Tasten 4 haben. Alternativ umfasst die Klaviatur 1 zwei oder mehr Note-Off-Schwellwertgeber 19, die jeweils individuell mit einem oder (oktaven- oder abschnittsweise) mehreren Note-Off-Signal-Generator(en) 18 über eine Leitung 20 verbunden sind.

[0046] Der Note-Off-Schwellwert S₂ jedes Note-Off-Schwellwertgebers 19 ist über eine Steuerleitung 21 von einer Note-Off-Justiereinrichtung 22 aus veränderbar, welche in gleicher Weise wie oben für die Note-On-Justiereinrichtungen 16 erläutert ausgestaltet sein kann.

[0047] Die Fig. 3a bis 3c, 4a bis 4c und 5a, 5b zeigen einige beispielhafte Einstellmöglichkeiten für die Note-On- und Note-Off-Schwellwerte S₁, S₂. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3a bis 3c befindet sich der Note-On-Schwellwert S₁ - bezogen auf die Tastenposition x - "unterhalb" des Note-Off-Schwellwerts S₂ und beide Schwellwerte S₁, S₂ liegen zwischen der Ruheposition P_R und der abgesenkten Position P_A. Wenn beim Niederdrücken (Richtung r₁ in Fig. 3b) der Taste 4 der Note-On-Schwellwert S₁ in Richtung der abgesenkten Stellung P_A passiert wird, wird ein MIDI-Note-On-Signal 23 erzeugt; wenn beim Loslassen (Richtung r₂ in Fig. 3b) der Taste 4 der Note-Off-Schwellwert S₂ in Richtung der Ruhestellung P_R passiert wird, wird ein MIDI-Note-Off-Signal 24 erzeugt.

[0048] Fig. 3c zeigt dies für einen beispielhaften Verlauf 25 bzw. x(t) der Tastenposition x über der Zeit t, wenn die Taste 4 niedergedrückt, gehalten und anschließend wieder vollständig losgelassen wird (oberes Diagramm). Das mittlere Diagramm zeigt die beim Passieren der Schwellwerte S₁ und S₂ erzeugten Note-On- und Note-Off-Signale 23, 24 auf dem Bus 17 bzw. der Schnittstelle 11, wobei die im Note-On- bzw. Note-Off-Signal ausgegebene Geschwindigkeit v als Höhe des Signals dargestellt ist; und das untere Diagramm eine beispielhafte Amplitudenhüllkurve 26 bzw. a(t) eines vom Musikinstrument 2 dadurch erzeugten Tonsignals. In dem gezeigten Beispiel ist die Hüllkurve 26 nach dem ADSR-Modell (Attack, Decay, Sustain, Release) synthetisiert, bei dem die Amplitude a(t) des Tonsignals nach der Auslösung durch das Note-On-Signal 23 zunächst auf einen Spitzenwert ansteigt (Attack "A"), dann abfällt (Decay "D"), bis ein Halteniveau (Sustain "S") erreicht ist, das bis zum Auftreten des Note-Off-Signals 24 gehalten wird, um daran anschließend wieder abgebaut zu werden (Release "R").

[0049] In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4a bis 4c liegt der Note-Off-Schwellwert S₂ - bezogen auf die Tastenposition x - unterhalb des Note-On-Schwellwerts S₁ und beide Schwellwerte S₁ und S₂ liegen wieder zwischen der Ruhestellung P_R und der abgesenkten Stellung P_A. Dadurch kann durch bloß leichtes bzw. seichtes Anschlagen der Taste 4 ein Tonsignal erzeugt werden, das nicht durch ein Note-Off-Signal beendet wird, wenn die Taste 4 losgelassen wird, während sie sich zwischen dem Note-On- und dem Note-Off-Schwellwert S₁, S₂ befindet, siehe Fig. 4c. Wie ersichtlich wird nur ein Note-On-Signal 23 erzeugt, und das Tonsignal klingt z.B. entsprechend dem eingestellten Decay aus.

[0050] Die Fig. 5a und 5b zeigen weitere Beispiele für die Einstellung der Note-On- und Note-Off-Schwellwerte S₁, S₂. In dem Beispiel von Fig. 5a liegt der Note-Off-Schwellwert S₂ zwischen dem Note-On-Schwellwert S₁ und der abgesenkten Stellung P_A und das Note-Off-Signal 24 wird nur dann ausgegeben, wenn die aktuelle Position x der Taste 4 den Note-Off-Schwellwert S₂ in Richtung der abgesenkten Stellung P_A passiert. Dies ermöglicht eine Spielweise, bei der ein Ton leicht angeschlagen und dann durch tieferes Niederdrücken der Taste beendet werden kann. Fig. 5b zeigt eine Einstellung, bei der der Note-On-Schwellwert S₁ mit dem Note-Off-Schwellwert S₂ übereinstimmt und das Note-Off-Signal 24 nur bei der Aufwärtsbewegung der Taste erzeugt wird. Das Ausgeben des Tons kann somit vom Spieler sofort gestoppt werden, wenn die Taste 4 direkt nach dem Anklingen des Tons gleich wieder losgelassen wird.

[0051] Zusätzlich zu der Erzeugung individuell einstellbarer MIDI-Note-On- und Note-Off-Signale 23, 24 kann die Klaviatur 1 auch individuell einstellbare, tastenpositionsabhängige MIDI-Controllersignale erzeugen, wie eingangs erläutert. Zurückkommend auf Fig. 2 wird zu diesem Zweck jeder der Tasten 4 optional ein Controllersignal-Generator 27 zugeordnet, der ebenfalls die aktuelle Position x der Taste 4 über die Anschlussleitung 10 vom Sensor 7 erhält. Jeder Controllersignal-Generator 27 ist über Leitungen 28, 29 mit zwei Controller-Schwellwertgebern 30, 31 verbunden, von welchen er Controller-Schwellwerte C₁ bzw. und C₂ erhält.

[0052] Die Schwellwerte C₁, C₂ der Controller-Schwellwertgeber 30, 31 können jeweils über Steuerleitungen 32, 33 von Controller-Justiereinrichtungen 34, 35 verändert werden. Die Controller-Justiereinrichtungen 34, 35 können wieder so wie die Note-On- und Note-Off-Justiereinrichtungen 16, 22 als physische Regler oder elektronische Schnittstellen ausgebildet sein. Ebenso können wieder für mehrere Controllersignal-Generatoren 27 gemeinsame Controller-Schwellwertgeber 30, 31 mit Justiereinrichtungen 34, 35 vorgesehen werden, z.B. für Oktaven oder Abschnitte der Klaviatur 1.

[0053] Auch ist es möglich, die Controller-Schwellwertgeber 30, 31 durch die Note-On- und Note-Off-Schwellwertgeber 13, 19 zu verwirklichen, wie in Fig. 2 durch die strichliert dargestellten optionalen Verbindungen 28', 29' veranschaulicht, so dass sich gesonderte Baugruppen für die Schwellwertgeber 30, 31 erübrigen.

[0054] Der Controllersignal-Generator 27 hat die Funktion, ein MIDI-Controllersignal auf dem Bus 17 und damit der MIDI-Schnittstelle 11 auszugeben, wenn sich die aktuelle, vom Sensor 7 gemessene Position x der Taste 4 in einem Bereich zwischen den beiden Controller-Schwellwerten C₁ und C₂ verändert oder befindet. Das MIDI-Controllersignal codiert dabei bevorzugt die jeweils aktuelle Position x oder Geschwindigkeit der Taste 4, um tastenpositions- oder tastengeschwindigkeitsabhängige Klangeffekte für das von der Taste 4 ausgelöste Tonsignal im Musikinstrument 2 zu erzeugen. Dies wird anhand des Ausführungsbeispiels der Fig. 6a bis 6c näher erläutert.

[0055] Fig. 6b zeigt einen ersten Controller-Schwellwert C₁ zwischen der Ruhestellung P_R und der abgesenkten Stellung P_A und unterhalb des Note-On-Schwellwerts S₁, sowie einen zweiten Controller-Schwellwert C₂, der mit der abgesenkten Position P_A übereinstimmt. Der Note-Off-Schwellwert S₂ befindet sich hier aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Position der Ruhestellung P_R. Die Taste 4 wird vollständig niedergedrückt, gehalten und wieder losgelassen, siehe Bewegungsverlauf 25 bzw. x(t) im obersten (ersten) Diagramm von Fig. 6c. Die entsprechend den Note-On- und Note-Off-Schwellwerten S₁, S₂ generierten MIDI-Note-On- und Note-Off-Signale 23, 24 sind jeweils im zweiten und dritten Diagramm von Fig. 6c eingezeichnet, welche zwei verschiedene Ausführungsformen der Erzeugung von MIDI-Controllersignalen 36, 37 zeigen.

[0056] Bei der Ausführungsform des zweiten Diagramms von Fig. 5c kodieren die im Tastenpositionsbereich zwischen den Controller-Schwellwerten C₁ und C₂ fortlaufend erzeugten Controllersignale 36 jeweils die aktuelle Geschwindigkeit der Taste 4; sie werden z.B. jedesmal dann ausgegeben, wenn die aktuelle Position x der Taste 4 sich um eine vorgegebene Schrittweite ändert.

[0057] Bei der alternativen Ausführungsform des dritten Diagramms von Fig. 6c kodieren die im Tastenpositionsbereich zwischen den Controller-Schwellwerten C₁ und C₂ fortlaufend erzeugten Controllersignal 37 jeweils die aktuelle Position x der Taste 4 und werden z.B. in einem vorgegebenen Takt ausgegeben.

[0058] Das unterste Diagramm von Fig. 6c zeigt wieder eine beispielhafte Hüllkurve 26 eines vom Musikinstrument ausgegebenen Tonsignals nach dem ADSR-Modell, wobei eine dicke Strichstärke die von den Controllersignalen 36, 37 erzeugte Klangfarbenveränderung oder Modulation darstellt.

[0059] Grundsätzlich können die Controllersignale 36, 37 alle verfügbaren MIDI-Controllerwerte kodieren, seien es Program- oder Bank-Changes, Lautstärke- oder Velocity-Werte, monophone oder polyphone Aftertouch-Werte, z.B. für Tremolo-, Vibrato-, Filter- oder Modulationseffekte des Musikinstruments 2, usw.

[0060] Alternativ zu den bislang erörterten zwei Controller-Schwellwertgebern 30, 31 kann für einen Controllersignal-Generator 27 auch nur ein einziger Controller-Schwellwertgeber 30 mit zugehöriger Justiereinrichtung 34 vorgesehen sein. Der Controllersignal-Generator 27 kann dann ein Controllersignal 36 bzw. 37 ausgeben, wenn sich die aktuelle Position x der Taste 4 zwischen dem vom (dann einzigen) Controller-Schwellwert C₁ und der Ruhestellung P_A oder zwischen dem (dann einzigen) Controller-Schwellwert C₁ und der abgesenkten Stellung P_A verändert oder befindet. Ein solcher einziger Controller-Schwellwertgeber 30 kann auch direkt durch den Note-On-Schwellwertgeber 13 oder den Note-Off-Schwellwertgeber 19 gebildet sein, so dass kein zusätzlicher Schwellwertgeber mit eigener Justiereinrichtung vorgesehen werden muss.

[0061] Die Fig. 7a bis 7d zeigen weitere Beispiele für die Einstellung der Note-On-, Note-Off- und Controller-Schwellwerte S₁, S₂, C₁ und C₂. In Fig. 7a liegen die Note-On- und Note-Off-Schwellwerte S₁ und S₂ wie in der Situation von Fig. 4b, wobei sich der erste Controller-Schwellwert C₁ zwischen dem Note-On-Schwellwert S₁ und der abgesenkten Stellung P_A befindet und der zweite Controller-Schwellwert C₂ der abgesenkten Stellung P_A entspricht. Dies kombiniert zwei mögliche Spielweisen, sodass z.B. ein nicht abgedämpfter, sehr lange ausklingender Ton wie in Fig. 4c erzeugt werden kann, wenn die Taste 4 bereits vor dem Erreichen des Note-Off-Schwellwerts S₂ losgelassen wird, oder eine Modulation hinzugefügt werden kann, wenn die Taste 4 tiefer bis unter den Controller-Schwellwert C₁ gedrückt wird.

[0062] Fig. 7b zeigt die Note-On- und Note-Off-Schwellwertsituation von Fig. 4b, wobei nach dem tieferen Drücken der Taste 4 und dem anschließenden Passieren des dem ersten Controller-Schwellwert C₁ entsprechenden Note-Off-Schwellwerts S₂ in der Aufwärtsrichtung r₂ dem Release-Abschnitt R des ADSR-Modells eine Modulation hinzugefügt wird, die sich bis in die Ruhestellung P_R, die dem zweiten Controller-Schwellwert C₂ entspricht, erstreckt.

[0063] Fig. 7c zeigt den Fall von Fig. 5a, wobei hier nach Passieren des Note-Off-Schwellwerts S₂ in der Abwärtsrichtung r₁ dem Release-Abschnitt R des ADSR-Modells eine Modulation hinzugefügt wird, die sich bis knapp über die abgesenkte Stellung P_A der Taste 4 erstreckt.

[0064] Fig. 7d zeigt eine Situation ähnlich der Fig. 5b, wobei sich hier die Controller-Schwellwerte C₁, C₂ zwischen dem Note-On- bzw. Note-Off-Schwellwert S₁, S₂ und der abgesenkten Stellung P_A der Taste 4 befinden. Dies ermöglicht entweder ein schnelles Beenden des Tons, wenn die Taste 4 direkt nach dem Ausgeben des Note-On-Signals 23 losgelassen wird, oder eine Modulation des Tons, wenn die Taste 4 tiefer bis über den ersten Controller-Schwellwert C₁ gedrückt wird. Zusätzlich befindet sich das Ende der Modulation, d.h. der zweite Controller-Schwellwert C₂, über der abgesenkten Stellung P_A, was hier "sicherheitshalber" einen modulationsfreien Tastenweg schafft.

[0065] Alle in Fig. 2 in der Recheneinheit 9 gezeigten Generatoren 12, 18, 27, Schwellwertgeber 13, 19, 30, 31 und angeschlossenen Komponenten wie der Bus 17 können z.B. mit einem einzigen integrierten Schaltkreis oder in einzelnen zusammengeschalteten Schaltkreisen realisiert werden. So können die Schaltkreise beispielsweise als ASIC- (Application-Specific Integrated Circuit) oder FPGA- (Field Programmable Gate Array) -Chips gefertigt werden. Die genannten Komponenten können auch tastenweise ausgebildet oder oktaven- bzw. abschnittsweise jeweils in einer Recheneinheit 9 zusammengefasst sein, wie dies in Fig. 2 schematisch anhand von drei Recheneinheiten 9 gezeigt ist.

[0066] Die Erfindung ist demgemäß nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.

Ansprüche

1. MIDI-Klaviatur für ein elektronisches Musikinstrument, mit
einer Vielzahl von Tasten (4), die in einer Spiellade (5) schwenkbar gelagert und jeweils von einer Ruhestellung (P_R) in eine abgesenkte Stellung (P_A) niederdrückbar sind, gekennzeichnet durch
einen Sensor (7) für jede Taste (4), der dazu ausgebildet ist, eine aktuelle Position (x) der Taste (4) zwischen der Ruhestellung (P_R) und der abgesenkten Stellung (P_A) zu messen;
zumindest einen Note-On-Schwellwertgeber (13);
einen Note-On-Signal-Generator (12) für jede Taste (4), der mit einem der Note-On-Schwellwertgeber (13) verbunden und dazu ausgebildet ist, ein Note-On-Signal (23) gemäß einem MIDI-Standard auszugeben, wenn die vom Sensor (7) gemessene Position (x) der Taste (4) einen vom Note-On-Schwellwertgeber (13) ausgegebenen Note-On-Schwellwert (S₁) in Richtung der abgesenkten Stellung (P_A) passiert; und
eine Note-On-Justiereinrichtung (16) für jeden der Note-On-Schwellwertgeber (13) zum Verstellen dessen Note-On-Schwellwerts (S₁).

2. MIDI-Klaviatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (7) ferner dazu ausgebildet sind, eine aktuelle Geschwindigkeit (v) der Taste (4) zu messen,
wobei das vom Note-On-Signal-Generator (12) ausgegebene Note-On-Signal (23) die zum Zeitpunkt des Erreichens des Note-On-Schwellwerts (S₁) gemessene Geschwindigkeit (v) umfasst.

3. MIDI-Klaviatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (7) eine in der Spiellade (5) montierte Lichtschranke (8') und einen an der Taste (4) montierten Messstreifen (8") umfasst,
wobei der Messstreifen (8") in Niederdrückrichtung der Taste (4) Balken (B₁, B₂) mit abwechselnder Reflektivität oder Transparenz aufweist, und
wobei der Sensor (7) dazu ausgebildet ist, die Position (x) und/oder Geschwindigkeit (v) der Taste (4) durch Abzählen von Balken (B₁, B₂) mittels der Lichtschranke (8') zu messen.

4. MIDI-Klaviatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (7) eine weitere Lichtschranke (8') umfasst, die in Niederdrückrichtung zur vorgenannten Lichtschranke (8') versetzt ist, um die Bewegungsrichtung des Messstreifens (8") zu messen.

5. MIDI-Klaviatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klaviatur (1) einen gemeinsamen Note-On-Schwellwertgeber (13) für alle Note-On-Signal-Generatoren (12) hat.

6. MIDI-Klaviatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klaviatur (1) zumindest zwei Note-On-Schwellwertgeber (13) und zugehörige Note-On-Justiereinrichtungen (16) hat, wobei jeweils ein Note-On-Schwellwertgeber (13) mit dem bzw. den Note-On-Signal-Generator(en) (12) einer oder mehrerer Tasten (4) verbunden ist.

7. MIDI-Klaviatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner gekennzeichnet durch
zumindest einen Note-Off-Schwellwertgeber (19);
einen Note-Off-Signal-Generator (18) für jede Taste (4), der mit einem der Note-Off-Schwellwertgeber (19) verbunden und dazu ausgebildet ist, ein Note-Off-Signal (24) gemäß dem genannten MIDI-Standard auszugeben, wenn die vom Sensor (7) gemessene Position (x) der Taste (4) einen vom Note-Off-Schwellwertgeber (19) ausgegebenen Note-Off-Schwellwert (S₂) passiert; und
eine Note-Off-Justiereinrichtung (22) für jeden der Note-Off-Schwellwertgeber (19) zum Verstellen dessen Note-Off-Schwellwerts (S₂).

8. MIDI-Klaviatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klaviatur (1) einen gemeinsamen Note-Off-Schwellwertgeber (19) für alle Note-Off-Signal-Generatoren (18) hat.

9. MIDI-Klaviatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klaviatur (1) zumindest zwei Note-Off-Schwellwertgeber (19) und zugehörige Note-Off-Justiereinrichtungen (22) hat, wobei jeweils ein Note-Off-Schwellwertgeber (19) mit dem bzw. den Note-Off-Signal-Generator(en) (18) einer oder mehrerer Tasten (4) verbunden ist.

10. MIDI-Klaviatur nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Note-Off-Signal (24) nur dann ausgegeben wird, wenn die vom Sensor (7) gemessene Position (x) der Taste (4) den vom Note-Off-Schwellwertgeber (19) ausgegebenen Note-Off-Schwellwert (S₂) in Richtung der Ruhestellung (P_R) passiert.

11. MIDI-Klaviatur nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Note-Off-Signal (S₂) auch oder nur dann ausgegeben wird, wenn die vom Sensor (7) gemessene Position (x) der Taste (4) den vom Note-Off-Schwellwertgeber (19) ausgegebenen Note-Off-Schwellwert (S₂) in Richtung der abgesenkten Stellung (P_A) passiert.

12. MIDI-Klaviatur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner gekennzeichnet durch
zumindest einen Controller-Schwellwertgeber (30);
einen Controllersignal-Generator (27) für jede Taste (4), der mit einem der Controller-Schwellwertgeber (30) verbunden und dazu ausgebildet ist, ein Controllersignal (36, 37) gemäß dem genannten MIDI-Standard auszugeben, wenn sich die vom Sensor (7) gemessene Position (x) der Taste (4) in einem Bereich zwischen einem vom Controller-Schwellwertgeber (30) ausgegebenen ersten Controller-Schwellwert (C₁) und einem Schwellwert, der der Ruhestellung (P_R) oder der abgesenkten Stellung (P_A) entspricht, verändert oder befindet, wobei das Controllersignal (36, 37) die jeweils aktuelle Position (x) oder Geschwindigkeit (v) der Taste (4) codiert; und
eine Controller-Justiereinrichtung (34) für jeden Controller-Schwellwertgeber (30) zum Verstellen dessen Controller-Schwellwerts (C₁).

13. MIDI-Klaviatur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller-Schwellwertgeber (30) durch den Note-On- oder Note-Off-Schwellwertgeber (13) und die Controller-Justiereinrichtung (34) durch die Note-On- oder Note-Off-Justiereinrichtung (16) gebildet ist.

14. MIDI-Klaviatur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner gekennzeichnet durch
zumindest einen ersten und zumindest einen zweiten Controller-Schwellwertgeber (30, 31);
einen Controllersignal-Generator (27) für jede Taste (4), der mit einem der ersten und einem der zweiten Controller-Schwellwertgeber (30, 31) verbunden und dazu ausgebildet ist, ein Controllersignal (36, 37) gemäß dem genannten MIDI-Standard auszugeben, wenn sich die vom Sensor (7) gemessene Position (x) der Taste (4) in einem Bereich zwischen einem vom ersten Controller-Schwellwertgeber (30) ausgegebenen ersten Controller-Schwellwert (C₁) und einem vom zweiten Controller-Schwellwertgeber (31) ausgegebenen zweiten Controller-Schwellwert (C₂) verändert oder befindet, wobei das Controllersignal (36, 37) die jeweils aktuelle Position (x) oder Geschwindigkeit (v) der Taste (4) codiert; und
eine erste Justiereinrichtung (34) für jeden ersten Controller-Schwellwertgeber (30) zum Verstellen dessen ersten Controller-Schwellwerts (C₁); und
eine zweite Justiereinrichtung (35) für jeden zweiten Controller-Schwellwertgeber (31) zum Verstellen dessen zweiten Controller-Schwellwerts (C₂).

15. MIDI-Klaviatur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Controller-Schwellwertgeber (30) durch den Note-On-Schwellwertgeber (13) und die erste Controller-Justiereinrichtung (34) durch die Note-On-Justiereinrichtung (16) gebildet ist und
dass der zweite Controller-Schwellwertgeber (31) durch den Note-Off-Schwellwertgeber (19) und die zweite Controller-Justiereinrichtung (35) durch die Note-Off-Justiereinrichtung (22) gebildet ist.

16. MIDI-Klaviatur nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Controllersignal (36, 37) ein Aftertouch-Signal gemäß dem genannten MIDI-Standard ist.

Zeichnung