Brevet FR2408188A1 — publié le 19790601

la présente invention concerne un procédé et des moyens de mise en oeuvre permettant de déterminer des variations de la frequence des sons engendrés par un instrument de musique i clavier,' concurremment avec des changements de ton ou autres modi fications, en imprimant aux touches de ce clavier des mouvements pouvant être combinés d'abaissement et et de coulissement longitudi- nal, ce coulissement pouvant etre obtenu de part et d'autre de la position neutre suivant que l'instrumentiste pousse ou tire la touche correspondante0 L'état actuel de la technique des instruments de musique à clavier s'étend sur une gamme dtinstruments dans lesquels une fré- quence constante fixe est engendrée par un mouvement d'abaissement imprimé à tune touche déterminée, à ceux dans lesquels un effet de vibrato peut autre obtenu par un mouvement d'oscillation honzon- tale imprimé à des blocs de touches, tel que décrit par exemple dans les brevets américains 1.853.630 et 1.914.831. On connaît aussi des instruments monophoniques dans lesquels un effet glissando peut titre obtenu entre deux fréquences consécutives de son, ainsi que décrit dans le brevet américain 2.871.7450 I1 existe également des instruments dans lesquels au moyen d'un système de commande à double touche une variation de fréquence peut autre obtenue après que la fréquence initiale ait été engendrée, ainsi que décrit dans le brevet américain 3.652.774, et dans lesquels une pression accrue sur une touche détermine une Waria- tion supplémentaire de la fréquence du son engendré, cette variation étant proportionnelle à la pression exercée. D'autres dispositifs ont été étudiés dans lesquels la pression exercée sur une touche produit des effets "dlexpression" (c'est-à-dire variation de la puissance du son engendré, effet vibrato ) par un effort exercé latéralement sur la touche, tel qu'indiqué dans le brevet américain 3.715o447. La tension de la corde peut aussi autre modifiée au moyen de pédales, comme indiqué dans le brevet américain 3.763.735. toutefois, ces dispositifs antérieurs qui viennent autre rappelés n'ont pas permis d'obtenir, au moyen de touches individuelles, une commaude simple et rapide des variations de fréquence du son avec toute la souplesse désirée. Lìinvention qui va titre décrite,au contraire rend faciles toutes les commandes requises et permet; de constituer un nouvel instrument de musique à clavier rendant possible de commander les variations de hauteur du son, altérations du ton et tous autres effets, simplement en faisant effectuer à une touche abaissée un mouvement de coulissement longitudinal dans un sens ou dans l'autre. Le fait d'obtenir les variations requises en imprimant à une touche un coulissement longitudinal présente un grand avan- tage pratique relativement à un déplacement latéral tel que cité dans la technique antérieure, car ce coulissement longitudinal est obtenu à l'aide d'un mouvement de l'instrumentiste convenant parfaitement à la conformation de la main. Un autre avantage présent c par le déplacement longitudinal imprimé à la touche est que l'instrumentiste peut augmenter ou diminuer la fréquence du son engendré simplement en tirant ou en poussant cette touche par un contact de la partie intérieure du doigt,ce qui constitue bien un très net avantage par rapport aux systèmes de touches à double contact précédemment rappelés. Sous une forme générale, l'invention concerne un procédé pour déterminer des changements de fréquence et de ton au moyen de mécanismes à touches que l'on abaisse et comprend le montage de chaque mécanisme de touche, chacune de ces dernières ayant une certaine liberté de mouvement longitudinal, la limitation de l'amplitude de ces mouvements et, sous l'effet de ces derniers, la commande de variations correspondantes de la fréquence du son, les changements de ton et différents effets produits par chaque mécanisme de touche, en fonction de l'amplitude du dépla cement effectués On décrira ci-après différents modes de réalisation suivant l'invention en se référant au dessin annexé à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue perspective en coupe partielle du micanisme d'une touche d'un instrument de musique à cordes réalisé suivant l'invention. La figure 2A est une vue perspective d'une partie de la figure 1, à plus grande échelle, représentant plus en détail le moyen support autour duquel la touche oscille. La figure 2B est une vue perspective, partielle également, représentant une réalisation suivant laquelle les touches sont disposées de manière à former deux claviers0 La figure 2c représente en plan isolément un moyen déterminant la tension d'une corde. La figure 3 représente une variante de réalisation de 11 ensemble représenté figure 1. La figure 4 représente schématiquement en élévation un mode de réalisation appliqué à un instrument électronique. Les figures 5a à 5c et 6a à 6c sont des graphiques représentant le rapport entre 11 amplitude du mouvement longitudinal d'une touche et la variation de fréquence du son engendré qui en résulte, ainsi que le rapport entre l'amplitude de mouvement longitudinal effectué par une touche et les forces sollicitant le retour de celle-ci à la position neutre. Dans la forme de réalisation représentée figure 1, la référence 1 désigne le bâti supportant les mécanismes des touches d'un instrument de musique à cordes comprenant une pluralité de barres telles que 2 disposées longitudinalement. Lorsque l'on exerce manuellement une pression sur la partie 3 en forme de touche de la barre 2, le mouvement de basculement imprimé à cette barre produit l'émission d'un son par percussion sur une corde 19 à la manière habituelle. Ia partie 3 des barres 2 est pourvue de nervures transversales, d'ondulations ou d'un revêtement non lisse tel qu'en fibre ou autre, de telle sorte que, lors de la manoeuvre ,les doigts de 11 instrumentiste ne puissent pas glisser dans le sens longitudinal mais seulement transversalement. Ainsi que représenté sur la figure 2B ,les barres 2 peuvent autre disposées en deux groupes,2a et 2b , pour former un double clavier. L'extrémité 3 des barres du premier de cea groupes 2a fait saillie au-deld del!ensemble de l'instrument et évidement ou un rétreint peut ttre pratiqué dans la partie de la touche située au-dessous de l'extrémité d'une touche 3 du groupe 2b. Une telle disposition permet d'obtenir un mouvement relatif indépendant de chacune des touches des deux groupes sans aucun contact entre celles-ci et sans aucune solution de continuité dans les claviers ainsi constitués. En se référant aux figures 1 et 2A, on constate que chaque touche est guidée à son extrémité antérieure par l'ensemble constitué par un téton 4 solidaire du bâti 1 et une mortaise 5 prati auée dans la touche 3. Ainsi cette dernière peut coulisser en avant et en arrière mais son mouvement de coulissement est limité par le développement de la mortaise 5. Une pièce 6 est fixée sur la barre 2 au point de pivotement de cette dernière. Dans cette pièce est pratiqué un logement semi-cylindrique 7 prévu pour recevoir l'extrémité supérieure d'une pièce 8 en forme de tige,logée dans une entaille 9 prévue à cet effet dans la barre 2.Le dévellopement de l'entaille 9 parallèlement à l'axe longitudinal de la barre 2 autorise un mouvement de pivotement de la tige 8 autour de l'axe du cylindre 7 tandis que la tige 8 interdit la rotation axiale et la translation latérale de la barre 2. A son extrémité inférieure, la tige repose sur une pièce 10, portant elle-mEme sur les tiges cylindriques 11. A cet effet deux portées cylindriques sont pratiquées dans la nièce 10. Une plaque 12 solidaire du bâti 1 est disposée entre la partie inférieure da la barre 2 et les tiges cylindriques 11. Dans cette plaque 12 est pratiquée une mortaise dans laquelle est insérée la tige 8. Un ressort 13 est dispos entre la plaque 12 et la pièce 10. ne rondelle 14 solidire de la pièce 10 et un évidement 15 pratiqué dans la partie inférieure de la plaque 12 assurent le maintien en place d ressort 13. On comprend qu'une pluralité d'ensembles constitués par une barre 2 et les moyens supports 7, 8 et 10 ainsi que 7e ressort 13 sont disposés le long des tiges eyaindriques 11 solidaires du bgti 1. Les pinces 10 ainsi alignées sur les tiges 11 interdisent tout mouvement de rotation des barres 2 autour de l'axe des tiges 8 mais autorisent des mouvements d'oscillation et de coulissements longitudinaux de ces barres. On décrira maintenant coroenent l'ensemble des éléments portant les références 6 à 15 permettent l'obtention des mouvements requis. Si l'on exerce une simple pression verticale sur une touche 3 d'une barre 2, cette dernière peut osciller autour du point 7. On constate que s'i' est exercé simultanément ou non une poussée stu cette touche, un mouvement de pivotement de la pièce 10 va s'effectuer autour de la tige cylindrique 11 la plus éloignée de la touche 3, tandis que si lton exerce une traction sur cette touche, c'est-à-dire un déplacement vers la gauche de la figure 1, le point de pivotement sera la tige cylindrique 11 la plus proche de la touche 3.Le rappel en position de repos de la barre 2 lorsqu'il ne sera plus effectué de poussée ou de traction sur la touche 3 résu@te de l'action du ressort 13 faisant porter la pièce 10 également sur chacune des tiges cylindriques 11. Ainsi qu'il a déjà té indiqué, l'amplitude des mouvements longitudinaux de la barre 2 est limftee' par la longueur de la mortaise 5 dont l'une ou l'autre extrémité vient au contact de l'ergot 4 solidaire du bâti 1. L'ergot 4 peut être ajusté de manière a permettre de changer les limites prédéterminées du déplacement. Un tampon élastique ou autre 16 est fixé à la partie supérieure de l'extrémité de la barre 2 opposée à la touche 3 Lorsqu'une pression verticale est exercée sur la touche 3, le tampon 16 entre en contact avec le levier 201 et fait effectuer à ce dernier un mouvement vers le haut jusqu'à mise en contact avec la pièce 18 solidaire du bâti 1. La pièce 18 est recouverte d'un matériau amortisseur0 La corde 19 productrice du son forme une boucle autour de chacune des sections de poulies 20 disposées à la partie supérieure du levier 201 .Ainsi lorsque la barre 2 est déplacée manuellement longitudinalement , après mise en contact avec le levier 201 le mouvement de ce dernier détermine des variations de tension de la coré 19 suivant le sens du mouvement qui lui est imprimé. La force de rotation exercée sur le levier 201 par la tension des segments de corde 19 en amont et en aval du levier est contrebalancée par un ressort de tension 21 fixé à une extrémité à la partie inférieure du levier 201 et libre en rotation dans un plan parallèle à l'axe longitudinal de la barre 2.L'autre extrémité de ce ressort est solidaire d'une bague taraudée 22 engagée sur une tige filetée 23, elle-mete fixée à la partie 24 solidaire du bâti 1. À une de ses extrémités ,la corde 19 est fixée a l'ergot 25 et passe au-cLessus d'un élément transversal tendeur 26 puis au-dessus d'un élément 27 qui est réglable en hauteur. Lorsque sous l'effet d'une pression exercée sur la touche 3 le levier à son tour effectue un mouvement vers le haut, la corde 19 entre en contact avec un pont 28 immédiatement avant que le levier 201 entre en contact avec la pièce 18. La partie de corde comprise entre le pont 23 et le point 29 fixé au bâti entre alors en vibration en raison du ralentissement brusque quelle subit au pont 28. Lorsque la touche 3 est alors déplacée longitudinalement en arrière ou en avant après avoir été abaissée, le mouvement correspondant effectué par le levier 201 fait varier la tension de la corde 19 et fait par conséquent varier la fréquence de vibration de cette dernière. La pince 32, représentée plus en détail figure 2C,est fixée è la corde 19 au moyen de la pièce 33,de manière à prédéterminer la longueur de la corde 19 pour permettre d'obtenir la variation de tension requise de cette corde. Lorsque la touche 3 est abandonnée par l'instrumentiste, le levier 201 slabaisse et fait entrer la corde 19 en contact avec la pièce fixe 34 faisant Cesser les vibrations de cette corde. La figure 3 représente un exemple de réalisation dont la disposition est différente de celle qui est représentée figure 1. Tandis que sur cette dernière figure les cordes telles que 19 ,maintenues entre les totons 25 et le @oints 29 de fixation au bâti, associées aux éléments 26,27 et suivants,le levier 201 et les moyens de réglage de tension de corde sout situés au -dessus des barres 2, sur la figure tous ces élé ments sont placés au-dessous des barres 2. Suivant les deux exemples représentés figures 1 et 3,les vibrations des cordes 19 peuvent titre directement audibles ou à volonté, soit amplifiées par un sommier résonnant approprié, soit agir sur un transducteur 30 monté sur des tampons 31 isolant électriquement ce dernier afin d'engendrer des signaux électriques fonction de ces vibrations. Sur la figure 4 qui représente schématiquement une application de l'invention à un instrument de musique électronique, les barres Z pourvues chacune du système de guidage et butée longitudinale constitué par L'ergot 4 et la mortaise 5 sont articulés en 35. 'les générateurs de sons ne sont pas représentés mais seulement les éléments qui en commandent le fonctionlement et qui vont titre définis plus loin. Un ressort plat 36 en forme gébérale de C est disposé horizontalement entre la barre 2 et le bâti 1. Ce ressort sollicite constamment la barre 2 vers le haut, mais permet à cette dernière le mouvement longitudinal requis. Une lame flexible 37 et un ressort 38 sont disposés respectivement entre l'articulation 35 de la barre 2 et le bâti 1 et entre la partie inférieure de la barre 2 et une plaque solidaire de la branche inférieure du ressort 36. 'lorsque la touche est manuellement abaissée, elle détermine par l'intermédiaire du ressort 38 la liaison électrique entre les contacts élastiques 39 et 'e bloc 40 constitué par un matériau tel que piezoélectrique ou autre. De ce contact résulte la mise en action du générateur de son correspondant. Lorsque la touche, une fois abaisse est déplacée longitudinelement par l'instrumentiste, la lame flexible 37 mise électriquement à la masse agit sur l'élément pic7-up 41 insert dans le circuit du générateur de son précité et ses déplacements déterminent les variations de fréquence requises. Lorsque la pression sur la touche cesse, la barre 2 reprend sa position de repos, la partie 42 de la barre 2 venant au contact de la pièce 43 solidoire dtl bâti I. Il est bien évident que tous autres éléments de commande des générateurs de sons pourraient être utilisés. Ia figure 5 illustre à titre d'exemple plusieurs rapports entre l'amplitude du mouvement longitudinal d'une touche et la force de rappel -i 'oppose à e mouvement. Le graphique m représente la relation linéaire qui existe entre cette force de rappel et les mouvements de la touche houssée ou tirée par l'instrumentiste, de part et d'autre de la position neutre D. Bien entendu, suivant les réglages appropriés du mécanisme, d'autre rapocrts peuvent autre obtenus concernant les changements de ton et variations de fréquence notamment. Le graphique n représente un rapport non linéaire suivant lequel la progression de la force de rappel est déterminée de telle sorte que l'accroissement soit plus rapide immédiatement de part et d'autre de la nosition neutre et plus lent au delà. Le graphique nl représente un taux d'accroissement non linéaire également, d 'abord rapide , puis plus lent, à nou- veau rapide et plus lent à nouveau, symétriquement de part et autre de la position neutre n. La figure 6 représente de manière s miliaire les varias tions de fréquence du son (ou autres paramètres) en fonction de l'amplitude du mouvement longitudinal imprimé à une touche, de part et d'autre de la position neutre D. Suivant le graphique j, les variations sont lime aires; suivant 1, elles sont seulement symétriques nais non linéaires; enfin , suivant 11 , les variations ont égale- ment symétriques, mais il apparaît sur une fraction du mouvement une diminution de l'amplitude de la variation ainsi commandée0 Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation données à titre d'exemple et iue toutes modifications apportées par l'Homme de l'Art dans l'esprit de l'invention ne sortiraient pas du cadre de cette dernière. REZENDICATIONS 1. Procédé et moyens de mise en oeuvre de ce procédé pour déterminer des variations de sons engendrés par un ins- trument de musique à clavier, caractérisé en ce qu?il consiste à abaisser manuellement par pression les touches individuelles, qui agissent respectivement sur des éléments générateurs de sons correspondants, à faire coulisser par poussée et/ou traction manuelle chacune des dites touches dans leur plan longitudinal respectif, à limiter le ait coulissement longitudinal dans des limites prédéterminées et, par suite des mouvements combinés à volonté d'abaissement de -coulissement des touches , à introduire des effets tels que variation de la fréquence et du ton des sons respectivement engendrés par les différents génd- rateurs de sons0 20 Moyens de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque touche de l'instrument de musique est constituée par une barre mobile dont une extré- mité est formée pour être commandée manuellement, l'autre étant formée pour agir sur un élément générateur de son par l'inter- médiaire d'une pièce interposée, un moyen support et d'articu lation étant prévu de manière que d'une action manuelle sur une touche résultent les mouvements combinés à volonté d'abaissement et de coulissement longitudinal, tandis qu'un moyen élastique assure le rappel de la dite barre mobile en position neutre lorsque cesse la dite action, des moyens de butée limitant les dits mouvements à l'amplitude requise. 3. Moyens de mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire actionnée par la barre mobile est reliée à une borde vibrante dont la tension et la mise en vibration est déterminée par le mouvement de la dite pièce intermédiaire sous l'effet des mouvements correspondants imprimés à la dite barre mobile. 40 Moyen de mise en oeuvre suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire actionnée par la barre mobile constitue la commande d'un moyen transducteur agissant sur un générateur électronique de fréquence dont l'ou- verture et la fermeture du circuit dépendent d'un moyen de contact électrique, lui-mtme sous la dépendance de l'action manuelle exercée sur la touche, tandis qu'un moyen élestique tel qu'un ressort en forme de C dont les extrémités sont solidaires respectivement du btti de l'instrument et de la dite barre mobile autorise les mouvements d'abaissement et de coulis serment longitudinal, assurant le rappel en position neutre lorsque cesse l'action l'action sur la dite touche.