Brevet FR2887067A1 — publié le 20061215

Dispositif de contrôle de synthétiseur électroacoustique pour instrument à cordes L'invention faisant l'objet du présent brevet se rapporte au domaine des instruments de musique, et concerne plus particulièrement les contrôleurs de synthétiseurs électroacoustiques adaptés à un instrument à cordes tel qu'une guitare. Un contrôleur de synthétiseur est habituellement un clavier dont les touches articulées produisent à leur enfoncement, une information de hauteur de note, une information de porte ouvert (dite Gate en anglais) qui commandent le départ d'un son, une information de vitesse de l'enfoncement de ladite touche, suivie de l'information de pression d'un doigt sur ladite touche. En la relâchant ladite touche produit l'information de porte fermé et le son s'arrête. Selon l'invention, lesdites informations de porte ouvert ou fermé , ainsi que l'information de vitesse, et l'information de pression, sont produites par un simple mouvement de frappe de haut en bas de la main sur un capteur dit capteur de frappe fixé sur une guitare. Ce simple geste produit lesdites informations pour TOUTES les notes jouées sur un manche de guitare sur laquelle ledit capteur de frappe est mis en oeuvre. Le dit capteur de frappe est fixé sur le corps d'une guitare, à côté des cordes afin qu'il tombe naturellement sous la main, mais peut être placé n'importe ou sur le corps de la guitare. Selon l'invention, lesdites informations de porte commandent le début ou la fin des hauteurs de notes détectées au moyen d'un dit manche de guitare où sur chaque frette est présente une tension proportionnelle à la fréquence de la corde vibrante sur ladite frette. À la différence du clavier de synthétiseur avec lequel un doigt suffit pour produire un son, le guitariste se sert de ses deux mains: L'une des deux main est mise à contribution pour appuyer la corde avec un doigt sur une des frettes dudit manche de guitare afin d'obtenir une hauteur de 30 note. Lesdites frettes sont de fines baguettes métalliques fixes encastrées sur la touche en bois dudit manche de guitare servant à diviser ledit manche en demi-tons. L'autre main est mise à contribution pour déclencher le départ et la fin d'un son soit par l'action directe des doigts sur les cordes, jouant de cette façon en mode dit 2887067 2 pizzicato, soit par l'intermédiaire d'un médiator, lequel est une petite pièce en écaille de tortue ou en plastique, tenue pincée entre le pouce et l'index. L'invention faisant l'objet du présent brevet met en oeuvre ces deux caractéristiques de l'instrument à cordes pour contrôler un synthétiseur électroacoustique avec une guitare et en tire plusieurs avantages pour l'expression musicale. Selon l'art antérieur, parmi les divers moyens pour détecter la fréquence d'une corde vibrante sur une frette de guitare, les procédés qui détectent la phase de la fréquence d'une corde vibrante sont très lents dans les basses fréquences. Une autre solution consiste à réaliser un manche de guitare dont les frettes métalliques sont reliées les unes aux autres par des résistances d'égales valeurs, réalisant ainsi une chaîne de résistances. Cette chaîne de résistance est alimentée en courant constant par une source de courant. Sur chaque frette est présente une tension proportionnelle à la fréquence de la 15 corde vibrante sur ladite frette. Ainsi, lorsque le doigt du guitariste appuie une des cordes sur une desdites frette afin d'obtenir une note, les cordes en métal de la guitare captent la tension présente sur ladite frette. La tension collectée par la corde étant proportionnelle à la fréquence de la corde 20 vibrante sur ladite frette, la fréquence de la corde en vibration est ainsi connue. Ladite tension commande de cette façon la fréquence d'un oscillateur commandé en tension dudit synthétiseur électroacoustique. Selon l'art connu (brevet FR 01 08027), en complément du dispositif mis en oeuvre sur ledit manche de guitare décrit ci-dessus, et dans le but de détecter le jeu dit pizzicato, lesdites informations de porte ouvert ou fermé sont créées par des couples émetteur--capteur optiques placés audessus de chaque corde et parallèlement à celles-ci, lesdits capteurs étant sensibles à la vitesse et au sens de passage d'un doigt sur la corde. Grâce à ce dispositif, le jeu dit pizzicato est détecté sur les cordes, ainsi que la 30 hauteur de la note sur ledit manche de guitare. Cependant le jeu dit pizzicato requiert l'acquisition d'une technique de jeu qu'un musicien ne possède qu'après de longues années de travail. Selon l'invention, cette technique de jeu n'est pas nécessaire pour contrôler un synthétiseur électroacoustique avec un instrument à cordes, car lesdites 2887067 3 informations de porte sont réalisées par un unique capteur dit capteur de frappe, lequel est sensible à la frappe et à la vitesse de frappe de la main. Lesdites informations, de porte et de vitesse de frappe d'une main détectée par ledit capteur de frappe d'une part, et l'information de hauteur de note détectée par 5 les cordes d'autre part, sont les informations produites par l'invention décrite ci- après dans le but de contrôler un synthétiseur électroacoustique. Ledit capteur de frappe peut être constitué de plusieurs types de capteurs tels que: Soit des capteurs optiques, lesquels produisent lesdites informations de porte tout en détectant la vitesse de frappe des doigts de la main lorsque ces derniers masquent les faisceaux lumineux desdits capteurs optiques. Soit une touche articulée dont le fonctionnement est identique à celui d'une touche de clavier de synthétiseur, ladite touche produisant lesdites informations de porte, tout en détectant la vitesse de frappe ainsi que la pression des doigts sur 15 ladite touche. Soit un capteur audio tel qu'un microphone sensible au nivau sonore produit par la frappe des doigts sur ledit microphone. Soit un capteur sensible à la pression de la main. Soit les capteurs évoqués ci-dessus, lesquels sont doublés de manière à être à la 20 portée, de manière indépendante, de deux doigts de la main, afin de permettre le doublement du nombre d'informations de portes et de vitesse de frappe par l'action alternée de deux doigts de la main. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après, en s'appuyant sur les figures annexées où : La FIG. 1 représente suivant une vue en perspective, une guitare équipée dudit capteur de frappe (1) fixé sur le corps (2) de la guitare ainsi que le manche (3) de guitare dont les frettes (4) sont reliées les unes aux autres par des résistances (5) d'égales valeurs, réalisant ainsi une chaîne de résistance alimentée en courant constant par une source de courrant. (6). Les cordes (7) reposent sur un chevalet (8) et un sillet (9) constitués d'une matière isolante et sont donc isolées électriquement entre elles. Le dit capteur de frappe est fixé sur le corps de la guitare, à côté des cordes afin qu'il tombe naturellement sous la main, mais peut être placé n'importe ou sur le corps de la guitare. 2887067 4 La FIG. 2 représente selon une vue en perspective ledit capteur de frappe (1) composé de deux couples d'émetteur-récepteur optiques placés l'un sur l'autre afin de détecter la vitesse de la frappe en plus desdites informations de portes, lesquelles informations de porte sont nommées A et B Lesdits couples de capteurs optiques sont des photo- transistors (15) (16) éclairés chacun par une diode électroluminescente (17) (18). Cet ensemble de capteurs est fixé sur la caisse de la guitare. Le signal électrique de chaque phototransistor est formé et inversé au travers d'un circuit dit Trigger de Schmitt-inverseur (19). Le capteur optique (15) dit capteur A, est destiné à produire l'information de porte A et à détecter la vitesse de frappe. Le capteur optique (16) dit capteur B, est destiné à produire l'information de porte B. (Fig. 2 a) Lorsque les deux capteurs A et B sont éclairés, ils produisent les informations de porte A et B fermé . (Fig. 2 b) Lorsque le capteur A est masqué par la main, l'information de porte A est ouvert et démarre un compteur numérique de sept bits qui décrémente rapidement une valeur qui débute à 127 pour s'arrêter à 1 Ce compteur fait partie d'un processeur mentionné à la figure 3 (13). (Fig. 2 c) Ledit compteur est arrêté et sa valeur mémorisée par le processeur lorsque le capteur B est masqué à son tour par la main, lequel capteur B produit l'information de porte B ouvert , accompagnée par la valeur de vitesse dudit compteur. Cette information de porte B contrôle le départ ou la fin du son produit par ledit synthétiseur. Ainsi, plus la vitesse de frappe est rapide, plus la valeur du compteur est élevée. 25 Inversement, lorsque la vitesse de frappe est lente, la valeur du compteur est basse. Cette valeur de vitesse, dite vélocité dans la terminologie des synthétiseurs électroacoustiques est affectée, notamment, au niveau sonore dudit synthétiseur. Ainsi, plus la valeur de vélocité est élevée, plus le niveau sonore est élevé. Cette caractéristique est primordiale pour l'expression musicale. La FIG. 3 représente suivant une vue en perspective, l'ensemble du dispositif mis en oeuvre sur une guitare composé dudit capteur de frappe (1) fixé sur la caisse (2) de la guitare avec le manche (3) de guitare dont les frettes (4) sont reliées 2887067 5 les unes aux autres par des résistances (5) d'égales valeurs, réalisant ainsi une chaîne de résistance alimentée en courant constant par une source de courrant (6). Sur chaque frette est présente une tension proportionnelle à la fréquence de la corde vibrante sur ladite frette. D'autre part, à chaque corde est attribuée par le processeur (13) une hauteur de note fixée à l'avance: une guitare étant accordée de cinq demitons en cinq demi- tons et la corde la plus basse étant un MI, la corde adjacente supérieure qui est accordée cinq demi-tons plus haut est un LA etc. La hauteur de note jouée par le synthétiseur est la hauteur de note attribuée à la 10 corde plus la tension captée par la même corde. Les cordes (7) reposent sur un chevalet (8) et un sillet (9) constitués d'une matière isolante et sont donc isolées électriquement entre elles. La séquence de production d'une note se déroule ainsi: Supposons que le guitariste soit droitier. La main gauche (G) appuie la corde sur une frette dudit manche de guitare. La tension présente sur ladite frette est captée par la corde et envoyée au processeur (13) via un buffer (10) afin de contrôler la fréquence des oscillateurs dudit synthétiseur (14). Dans le même temps, la tension collectée par la corde produit, à travers un 20 convertisseur (11), une information de porte: Si la tension collectée est supérieure à 0 volt le dit convertisseur produit l'information de porte ouvert . Si la tension collectée est égale à 0 volt le dit convertisseur produit l'information de porte fermé . Cette caractéristique permet d'indiquer au processeur laquelle des cordes est en contact avec une frette. Dans le même temps, la main droite (D) déclenche ladite information de porte ouvert ainsi que l'information de vitesse de frappe, comme décrite ci-dessus à la figure 2, en masquant successivement le capteur A puis le capteur B. Lesdites informations de portes A et B produites par le capteur de frappe sont chacune combinées avec ladite information de porte produite par la corde via une porte logique ET (12), puis envoyée au processeur ainsi que la tension collectée par la corde. Les informations produites successivement par le dispositif de contrôle pour 35 produire une note sont donc: 2887067 6 - Détection du contact de la corde sur une frette et départ de la détection de vitesse de frappe de la note attribuée à la corde par l'information de porte A. -Départ de la note attribuée à la corde par l'information de porte B avec la valeur de vitesse de frappe dudit compteur. - Valeur de la tension captée par la corde Ladite tension est destinée à modifier la fréquence de la note du synthétiseur d'autant de demi-tons qu'il y a de frettes sur le manche de la guitare. Ledit processeur code ces informations dans la norme M.I.D.I. (Musical Instrument Digital Interface) afin de contrôler le synthétiseur (14) répondant à cette 10 norme. Ledit synthétiseur produit ainsi avec son enveloppe, le départ de la note choisie sur ledit manche de guitare, accompagnée de la valeur de vitesse de frappe. Tant que ladite information de porte B est ouvert , le musicien peut, s'il le désir, soit faire des glissandos sur les cordes, soit changer de corde et jouer ainsi legato (les notes sont liées) en variant les contacts cordes-frettes avec la main gauche (G). Le son produit par ledit synthétiseur s'arrête lorsque la main ne masque plus le capteur B lequel produit, lorsqu'il est éclairé, ladite information de porte B fermé . La FIG. 4 représente selon une vue partielle en perspective ledit capteur de frappe composé d'une touche (20) articulée (30) identique à une touche de clavier de synthétiseur électroacoustique fonctionnant selon l'art connu et est fixée sur la caisse de la guitare (2). La touche comporte deux interrupteurs A et B qui sont mis en contacts l'un après l'autre, lors de son enfoncement par l'action de la main D. Cette caractéristique permet de produire les informations de porte A et B accompagnées d'une information de vitesse comme les capteurs optiques (15) et (16) décrites à la fig.2. (Fig.4 a). Lorsque les interrupteurs A et B ne sont pas passants, les informations de porte A et B sont fermé . (Fig.4 b) Lorsque l'interrupteur A est passant, l'information de porte A est ouvert et démarre le compteur numérique de sept bits qui décrémente rapidement une valeur qui débute à 127 pour s'arrêter à 1. Ce compteur fait partie dudit processeur (13) 2887067 7 (Fig. 4 c), Ledit compteur est arrêté et sa valeur mémorisée lorsque l'interrupteur B est passant à son tour, lequel interrupteur B déclenche l'information de porte B ouvert , accompagnée par la valeur de vitesse dudit compteur. Ainsi, plus la vitesse de frappe est rapide, plus la valeur du compteur est élevée. Inversement, lorsque la vitesse de frappe est lente, la valeur du compteur est basse. Les informations de porte A et B ainsi que l'information de vitesse produite par l'interrupteur A sont exploitées de la même façon que les informations de porte A 10 et B produites par les capteurs optiques (15) et (16) décrites à la figure 2. La FIG. 5 représente ledit capteur de frappe composé d'un couple d'émetteurs-récepteurs optiques placés parallèlement l'un sur l'autre (21) -(22) tel que décrit à la fig. 2 et d'un deuxième couple d'émetteursrécepteurs optiques (23) (24) identique au premier et placé à côté. (Fig. 5 b-5 c), Cette disposition permet ainsi le doublement du nombre d'informations de portes et de vitesse de frappe par l'action alternée de deux doigts de la main, chaque couple de capteurs étant sur le parcours de la frappe d'un des doigts de la main. (Fig.5 a) Lesdites informations de porte A et B et de vitesse produites par chaque couple de capteurs optiques sont envoyées vers une porte logique OU dont le résultat est exploité de la même façon que les informations de porte A et B produites par lesdits capteurs optiques (15) (16) décrit à la figure 2. La FIG. 6 représente ledit capteur de frappe composé de deux touches articulées dont le fonctionnement est identique à celui d'une touche de clavier de 25 synthétiseur, chaque touche étant à la portée d'un doigt de la main. (Fig. 6 b-6 c) Cette disposition des capteurs permet ainsi le doublement du nombre d'informations de porte et de vitesse de frappe par l'action alternée de deux doigts de la main. Chaque touche produit lors de son action par un doigt, les informations de porte ouvert ou fermé , tout en détectant la vitesse de frappe ainsi que la pression du doigt. (Fig. 6 a) Les informations de porte A et B et de vitesse des interrupteurs A et B de chaque touche sont envoyées vers une porte logique OU dont le résultat est exploité de la même façon que les informations de porte A et B produites par lesdits capteurs optiques (15) (16) décrit à la figure 2. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de synthétiseur électroacoustique pour guitare, ledit synthétiseur étant contrôlé, pour produire le début ou la fin d'une note, par des informations de porte ouvert ou fermé plus une information de vitesse de frappe crée par un capteur caractérisé en ce que le capteur, dit capteur de frappe (1), est fixé sur une guitare (2), est sensible à la frappe des doigts de la main, et produit lesdites informations de porte et de vitesse pour toutes les notes détectées par les cordes (7) au contact des frettes (4) du manche (3) de la guitare. 2. Dispositif de contrôle de synthétiseur électroacoustique pour guitare selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur de frappe est composé de deux couples d'émetteurs-récepteurs optiques placés parallèlement l'un sur l'autre (15 - 17 et 16 -18) sur le parcours de la frappe de la main (D). 3. Dispositif de contrôle de synthétiseur électroacoustique pour guitare selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur de frappe est composé d'une touche (20) articulée dont le fonctionnement est identique à celui d'une touche de clavier de synthétiseur, ladite touche produisant lors de son enfoncement lesdites informations de porte ouvert ou fermé , tout en détectant la vitesse de frappe ainsi que la pression de la main sur ladite touche. 4. Dispositif de contrôle de synthétiseur électroacoustique pour guitare selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites informations de porte commandent le début ou la fin des hauteurs de notes détectées par le moyen du contact des cordes (6) de la guitare avec les frettes (4) dudit manche (3) de la guitare, lesdites frettes métalliques étant reliées les unes aux autres par des résistances (5) d'égales valeurs, réalisant ainsi une chaîne de résistance alimentée en courant constant par une source de courant (6), sur chaque frette étant présent une tension proportionnelle à la fréquence de la corde vibrante sur ladite frette. 5. Dispositif de contrôle de synthétiseur électroacoustique pour guitare selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur de frappe est composé d'un couple d'émetteurs-récepteurs optiques placés parallèlement l'un sur l'autre (21) - (22) et d'un deuxième couple d'émetteurs-récepteurs optiques (23) (24) placé à côté du premier, chaque couple étant sur le parcours de la frappe d'un doigt de la main. 6. Dispositif de contrôle de synthétiseur électroacoustique pour guitare selon la 35 revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur de frappe est composé de deux 2887067 9 touches articulées (25) (26) dont le fonctionnement est identique à celui d'une touche de clavier de synthétiseur, chaque touche produisant lors de son enfoncement par un doigt de la main, lesdites informations de porte ouvert ou fermé , tout en détectant la vitesse de frappe ainsi que la pression du doigt. 7. Dispositif de contrôle de synthétiseur électroacoustique pour guitare selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur de frappe est un microphone sensible à la frappe des doigts de la main. 8. Dispositif de contrôle de synthétiseur électroacoustique pour guitare selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit capteur de frappe est sensible à la 10 pression de la main. 9. Guitare, caractérisé en ce qu'elle est munie d'un dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes.