DE10233371B4 - Elektronische Panflöte - Google Patents

Abstract

Elektronische Panflöte mit
– kurvenförmig in der Halterung eines Gehäuses (1) angeordneten beidseitig offenen Rohren,
– mit im oberen Drittel der Rohre angeordneten Windsensoren (2) zur Registrierung eines vorbeiströmenden Luftstromes,
– wobei die Windsensoren (2) in Wirkbeziehung mit nachgeordneten, in der elektronischen Panflöte angeordneten, elektronischen Bauteilen (4 ,5 ,6, 14, 15, 16, 17, 20), die zur Weiterverarbeitung für die Tonerzeugung von von den Windsensoren (2) gelieferten Signalen dienen, stehen.

Description

• Die Erfindung betrifft eine neuartige Ausbildung eines in Anlehnung an eine Panflöte entwickelten multifunktionellen Musikinstrumentes, welches unabhängig von Länge und Material der in einem Radius angeordneter Rohre einen dem Bedürfnis des Nutzers frei wählbaren Tonumfang annehmen kann, wobei mittels integrierter Schaltkreise intern und extern mittels Mikrocomputern und eines manuell bedienbaren Elementes sowie einer traditionellen Handhabung auch Halbtöne sowie Tonleitern und ebenso Streich- oder Saiteninstrumente intonierbar sind.
• Das Instrument hält für Panflöten bisher undenkbare, technische Möglichkeiten bereit, die eine neue Qualität der Spielweise mit leichter Erlernbarkeit erlauben, sodass auch hochwertige Live- oder Studiomusikproduktionen dargeboten werden können.
• Panflöten haben eine lange Tradition in der Volksmusik des südosteuropäischen Raumes und sind nach der Zeit der Antike weltweit verbreitet worden. Ursprünglich als Hirtenflöte, bestehend in der Regel aus Naturstoffen, wie Rohr oder Bambus, geschaffen, besitzt sie unterschiedlich lange Längsflöten, die im Laufe der Entwicklung und zur besseren Bespielbarkeit- entlang ihrer Mittelpunkte- in einem Bogen zusammengefügt sind. Es blieb nicht aus, dass die Panflöte auch "entdeckt" wurde, um vor allem als Soloinstrument in Musikaufführungen größerer Klangkörper eingebunden zu werden.
• Dazu bedurfte es jedoch bestimmter Verfeinerungen in Spieltechnik und Ausführung des in seiner Grundform an sich unveränderten Instrumentes.
• So ist gemäß DE 196 24 089 C1 eine weiterentwickelte Panflöte bekannt, die aus bis zu 22 nebeneinander angeordneten Röhren besteht. Die Besonderheit liegt hier darin, dass die traditionell unterschiedlich langen Röhren aus verschiedenen, d.h. aus sich hinsichtlich ihrer Dichte unterscheidenden Materialien gefertigt sind. Damit wird die Qualität der
• Tonerzeugung verbessert, aber es entbindet den Nutzer nicht davon, mit hohem manuellem Geschick das Instrument beherrschen zu lernen.
• Mit der Lösung nach WO 00/72 303 A1 ein stimmenkontrolliertes elektronisches Musikinstrument vorgeschlagen, wobei der Nutzer über ein Mikrofon mittels einer Elektronik der Einrichtung verschiedene Instrumente zur Begleitung "abrufen" kann. Mit Nuancen seiner Stimme ist es möglich, Musikanangements unter Beteiligung von z. B. Trompete, Klarinette, Flöte, Klavier, Elektrogitarre etc. herzustellen.
• Das Instrument besteht im wesentlichen aus einem Mikrofon zur Stimmaufnahme, einem der mehreren Lautsprechern, einem Aufnahmekörper für Elektronik, Batterien und Bedienungselementen zur manuellen Funktionssicherung.
• Das Gerät entspricht im weitesten Sinne dem Aufbau eines Synthesizers und wird zur Begleitung der menschlichen Stimme genutzt.
• Die volle Klangfülle der vorgenannten Instrumente kann jedoch in dieser Form nur bedingt ausgeschöpft werden, sodass der Eindruck elektronischer Klangerzeugung nicht aufgehoben wird.
• Die Lösung nach DE 39 11 836 A1 bietet eine elektronisch gestützte Mundharmonika in Kombination mit einem Synthesizer an, wobei über Druckmessungen in den Kanzellen Informationen zur Erzeugung des jeweilig zu spielenden Tones gewonnen werden. Damit kann insgesamt die "Klangfülle" des Instrumentes. in seiner definiert vorliegenden Größe optimiert werden, wobei jedoch neue, die Musikalität dieses Instrumentes erweiternde Effekte, nicht erreicht werden. Nach wie vor ist auch hier ein hohes Maß an Geschicklichkeit zur Bespielung, der an sich in ihrem mechanisch beibehaltenen Aufbau vorliegenden Mundharmonika, erforderlich.
• Mit dem beispielhaft geschilderten Stand der Technik lassen sich Details bei Musikdarbietungen verschiedener Instrumente mit den Mitteln besonderer Werkstoffe sowie auch dem Einsatz spezifischer Elektronik verbessern. Es ist aber nicht möglich, ein Instrument – hier eine Panflöte – derart weiterzubilden, dass eine Virtuosität des Spiels vollendet dargeboten werden kann und dabei die technisch allgemein bekannten physikalischen Möglichkeiten nicht nur erreicht, sondern auch qualitativ erweitert werden.
• Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine in Form und Größe modifizierte Panflöte mit neuem und relativ einfachem Handling zu schaffen, wobei mittels interner und externer integrierter Schaltkreise eine in Echtzeit durchgeführte Auswertung und Umsetzung von Signalen zum Zwecke der Erhöhung des Klangvolumens erfolgt und gleichzeitig Streich- und Saiteninstrumente intoniert werden können.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2 bis 9.
• Folgende ergänzende Hinweise zur erfindungsgemäßen Lehre sind erforderlich:
  Das in seiner Grundform einer Panflöte entsprechende Instrument besitzt eine nicht zwingend festgelegte Anzahl nebeneinander angeordneter Rohre, wobei deren Länge voneinander nicht abweichen muß. Die Anzahl der vorhandenen Rohre richtet sich nach dem individuellen Spielbedürfnis des Nutzers, sodass auch eine Anzahl von mehr als 27 möglich ist. Zur Beherrschung des Instrumentes in manueller Hinsicht sind die Rohre an einer Anlage im Radius derart angeordnet, dass die Anlagepunkte ihrer Mantelflächen an einer Aufnahme eine gedachte gemeinsame Kurve bilden. Die Rohre sind oben und unten unverschlossen.
• In den nebeneinander angeordneten Rohren befinden sich in deren erstem Drittel die "Windsensoren" zur Registrierung von Luftströmungen, die das Bindeglied zwischen dem Nutzer und einer im Griffteil untergebrachten Auswerteelektronik darstellen.
• Eine Analogfilterbank empfängt die Signale der Windsensoren und sichert, dass während des Bespielens des Instrumentes ein definiertes Frequenzspektrum erreicht wird. Dieses wird dann in üblicher Weise mittels eines A/D-Wandlers (Analog-Digitalwandlers) in digitale Signale umgewandelt, wobei an dieser Stelle auch ein manuell bedienbarer Spielhebel Einfluss nimmt, wobei die Signale dann in einem Mikrocomputer – untergebracht im Gehäuse der Panflöte – weiterverarbeitet werden. Mit dem vorgenannten Spielhebel kann das übliche Tonspektrum der Panflöte, in der Hauptsache um halbe Töne, erweitert werden.
• Der erste Mikrocomputer , auch als Multiplikator der Eingangssignale bezeichenbar, besitzt mehrere Verarbeitungsstufen, wobei nach Durchlauf derartiger Verarbeitungsstufen, wie Abtastwertspeicher, Hüllkurvengeneratoren (jeweils einer pro Rohr), Notenmanager die letztlich erzielten "Rohdaten" des Notenmanagers – vorher abgestimmt über den Zeitkontroller zur Steuerung des A/D-Wandlers verwendet – dem Midi-Daten-Generator zugeführt werden, wobei letzterer die erhaltenen Signale in generierte Standardsignale umwandelt und über eine Midi-Sender-Schnittstelle diese in zeitlich festgelegter Abfolge zum Erzeugen von Tönen in Echtzeit dem zweiten externen Mikrocomputer zur Verfügung stellt.
• Über den Midi-Eingang erhält der zweite Mikrocomputer die Daten, die durch den Midi-Konverter für die Simulation- als einem zentralen Element – in zweifacher Weise z. B. dem Instrument Panflöte naturnah angepasst werden. D. h., dass eine Simulation des "Mundstückes" (Erreichen einer bestimmten Lautstärke mittels eines mehr oder minder stark an- oder eingeblasenen Luftstromes pro Rohr) und die Simulation der Luftsäule selbst in Echtzeit durchgeführt werden, sodass eine natürliche Klangfülle in Abhängigkeit des "Einsatzes" des Nutzers entsteht.
• Nachgeordnete Effektgeneratoren werden genutzt, um z. B. Halleffekte zu erzeugen.
• Über einen ausgangsseitig verwendeten D/A- Wandler werden analog-stereofone Signale bereitgestellt, die über entsprechende elektroakustische Anlagen hörbar gemacht werden.
• Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführutngsbeispieles näher erläutert werden.
• Dabei zeigen die einzelnen Figuren:
• 1: Prinzipdarstellung als Blockbild
• 2: Prinzipieller Aufbau des ersten Mikrocomputers
• 3: Prinzipieller Aufbau des zweiten Mikrocomputers

1

Gehäuse

2

Windsensor

3

Spielhebel

4

Analogfilterbank

5

AD-Wandler

6

Mikrocomputer

7

Midi-Schnittstelle

8

Statusanzeige

9

Datenverbindung

10

Midi-Datenausgang

11

Mikrocomputer

12

Analogaudioausgang

13

Digitalaudioausgang

14

AD-Wandlersteuerung

15

Abtastwertspeicher

16

Hüllkurvengenerator

17

Notenmanager

18

Bedienkontroller

19

Zeitkontroller

20

Midi-Daten-Generator

21

Midi-Sender-Schnittstelle

22

Ausgangssignal

23

Midi-Eingang

24

Midi-Konverter

25

Mundstücksimulation

26

Röhren-/Luftsäulensimulation

27

Effektgenerator

28

DA- Wandler

29

Ausgangstreiber

• Das Gehäuse 1 der Panflöte trägt hier bis zu 27 gleichlange Rohre mit jeweils einem vorhandenen Windsensor 2, wobei die aus beliebigem Material – z. B. auch aus Glas – bestehenden Rohre mit den Windsensoren 2 vorteilhafterweise kurvenförmig in bezug auf die Berührungsfläche an einem Punkt an ihrem äußeren Umfang fixiert sind.
• Die den Rohren mit Windsensoren 2 nachgeordnete Analogfilterbank 4 sorgt dafür, dass ein bestimmtes Frequenzspektrum der bespielten Rohre erfaßt wird, welches dem A/D- Wandler 5 zugeführt wird. Mit dem AD-Wandler 5 werden die bereitgestellten analogen Signale digital zur Bearbeitung im Mikrocomputer 6 gewandelt, wobei dies im Tonumfang mittels des am A/D-Wandler 5 ansetzenden manuellen Spielhebels 3 durch die Erzeugung halber Töne eine funktionelle Erweiterung findet.
• Der Mikrocomputer 6 enthält mehrere Elektronikbausteine, wobei nach Durchlaufen der Eingangssignale über den Abtastwertspeicher 15, den Hüllkurvengeneratoren 16, mit dem Notenmanager 17 die erzeugten "Rohdaten" des letzteren über ein Regime des Zeitkontrollers 19 einerseits zur Steuerung des A/D-Wandlers 14 und andererseits dem Midi-Datengenerator 20 zugeführt werden. Über die Midi-Sender-Schnittstelle 21 am Mikrocomputer 6 werden die Ausgangssignale 22 über den Midi-Eingang 23 in den Mikrocomputer 11 per Datenverbindung 9 überführt. Hier sorgt vor allem das zentrale Bauelement – der Midi-Konverter 24 – dafür, dass mittels der Mundstücksimulation 25 und der Röhren-/Luftsäulensimulation 26 in "Echtzeit" die natürliche Klangfülle einer "herkömmlichen" Panflöte, in Abhängigkeit von der intensiven Bespielung der Rohre mit den Windsensoren 2 erreicht wird und im Sinne der erfindungsgemäßen Weiterbildung des vorgenannten Instrumentes auch die Intonierung von Zwischentönen erfolgen kann. Die Effektgeneratoren 27 erbringen eine Nuancierung des virtuosen Spiels, sodass schließlich über vorhandene Ausgänge, einem Analogaudioausgang 12 oder/und einem Digitalaudioausgang 13 stereofone Klänge hörbar gemacht werden können.
• Zur leichteren und virtuoseren Spielweise sind die oberen Öffnungen der Rohre mit Windsensor 2 nur spielerseitig angeschrägt.
• Die Vorteile der weitergebildeten, erfindungsgemäßen Panflöte können zusammengefasst werden in folgenden Punkten:
• 1. Materialunabhängigkeit der Panflötenrohre, wobei auch deren Länge keinen Zwängen unterliegt.
• 2. Theoretisch keine Begrenzung der Anzahl von anzuordnenden Rohren.
• 3. Leichte Erlernbarkeit
• 4. Zwischentöne (halbe Töne) und Tonleitern gemäß "wohltemperiertem Klavier" spielbar.
• 5. Mit einem modifizierten Grundinstrument Panflöte sind zeitgleich auch Streich- und Saiteninstrumente in vollem und natürlichem Umfang intonierbar.
• 6. Eignung für Live-Konzert- und Studiomusikinterpretationen.

Claims (9)

1. Elektronische Panflöte mit – kurvenförmig in der Halterung eines Gehäuses (1) angeordneten beidseitig offenen Rohren, – mit im oberen Drittel der Rohre angeordneten Windsensoren (2) zur Registrierung eines vorbeiströmenden Luftstromes, – wobei die Windsensoren (2) in Wirkbeziehung mit nachgeordneten, in der elektronischen Panflöte angeordneten, elektronischen Bauteilen (4 ,5 ,6, 14, 15, 16, 17, 20), die zur Weiterverarbeitung für die Tonerzeugung von von den Windsensoren (2) gelieferten Signalen dienen, stehen.
2. Elektronische Panflöte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauteile einen ersten Mikrocomputer (6), einen Abtastwertspeicher (15), einen Hüllkurvengenerator (16), einen Notenmanager (17), der den Signalen Tonhöhen zuordnet, einen Zeitkontroller (19), eine AD-Wandlersteuerung (14) und einen Midi-Daten-Generator (20) beinhalten.
3. Elektronische Panflöte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (1) der elektronischen Panflöte ein Spielhebel (3), der die Erzeugung von halben Tönen ermöglicht, vorgesehen ist.
4. Elektronische Panflöte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mikrocomputer (6) die erzeugten analogen Signale digitalisiert und über den Abtastwertspeicher (15), den Hüllkurvengenerator (16) und den Notenmanager (17) Signale an den Midi-Daten-Generator (20) weiterleitet, der sie zu generierten Standard-Midi-Signalen umwandelt.
5. Elektronische Panflöte nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale des ersten Mikrocomputers (6) mittels einer Datenverbindung (9) in einen externen zweiten Mikrocomputer (11) geleitet werden und dort in Echtzeit aufbereitet werden.
6. Elektronische Panflöte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Mikrocomputer (11) zur Tonerzeugung eine Mundstücksimulation (25) und eine Röhren-/Luftsäulensimulation (26) ausführt.
7. Elektronische Panflöte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass im zweiten Mikrocomputer (11) Effektgeneratoren (27) vorgesehen sind.
8. Elektronische Panflöte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Rohre in gleicher Größe gefertigt sind.
9. Elektronische Panflöte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einblasseiten der Rohre einseitig angeschrägt sind.