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WO 2004/095417 PCT/FR2003/001230
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INSTRUMENT CONTROLEUR
La présente invention concerne un dispositif
agissant comme interface entre l'utilisateur et un ou
des systèmes de génération, gestion, transmission
et réception de signaux ou langages.électroniques et
S informatiques qui permettent le déclenchement, le contrôle
et l'arrêt d'événements électroniques, électriques et
mécaniques comme par exemple non limitatif ceux qui
concernent le déclenchement, le contrôle et l'arrêt
d'événements sonores, visuels et mécaniques dans les
domaines artistiques et du spectacle.
Les claviers à ergonomie de type pianoforte sont
très largement utilisés de par le monde pour déclencher
et contrôler les synthétiseurs et échantillonneurs et
peuvent aussi être utilisés pour piloter des projecteurs
asservis, leurs accessoires et certaines machines du
spectacle commandées à distance.
Ces claviers lorsqu'ils sont posés obligent leur
utilisateur pour en jouer à s'en tenir près, soit devant,
derrière ou à côté. Lorsque cet utilisateur souhaite
se déplacer de façon plus significative tout en jouant,
il peut porter en bandoulière un clavier léger de type
pianoforte qui ne permet pas un jeu à deux mains sur cinq
octaves simultanées ou plus qu'autorise un clavier
traditionnel posé de type pianoforte. Si le clavier de
type pianoforte porté en bandoulière permet le jeu à deux
mains sur cinq octaves simultanées, les contraintes de
forme et de poids qu'il impose sont restrictives quant
à la durée de son usage debout et en mouvement.
Le dispositif selon la présente invention, bien
que ne reprenant pas l'ergonomie d'un clavier de type
pianoforte, permet à l'utilisateur de déclencher, contrôler
et arrêter des événements électroniques, électriques et
mécaniques et selon une première caractéristique d'être
mobile pendant l'utilisation, sans contrainte importante
de forme et de poids comme par exemple non limitatif peut
l'être un guitariste portant son instrument en bandoulière,
tout en conservant la possibilité de jeu à deux mains
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sur cinq octaves simultanées ou sur plus ou moins cinq
octaves simultanées, selon les variantes que l'on souhaite
produire de l'instrument contrôleur concerné par la
présente invention, et d'offrir selon une deuxième
caractéristique en même temps que ce jeu à deux mains
des possibilités supplémentaires de commande, par rapport
aux claviers traditionnels posés de type pianoforte ou
par rapport à ceux portés en bandoulière, sans ajout de
pêdale ou contacteur que l'on pourrait actionner du pied
ni ajout de commande que l'on pourrait actionner de la
bouche.
La présente invention concerne un dispositif qui
selon une première caractéristique est en forme de bâton
ou barre cylindrique ou non cylindrique sur tout ou
partie de sa surface, utilisable d'une ou plusieurs mains
sans l'aide de la bouche et qui par pression, effleurement
ou approche de zones de commande dédiées, juxtaposées
le long dudit bâton ou de ladite barre sur tout ou partie
de sa surface permet à l'utilisateur de déclencher,
contrôler et arrêter des événements électroniques,
électriques et mécaniques par le biais de contacteurs,
interrupteurs, capteurs ou commandes dépendant de ces
zones dites de commande ou composant en partie ou en
totalité ces zones dites de commande.
La forme et la disposition de ces zones dites de
commande ainsi que.la forme de l'instrument contrôleur
concerné par la présente invention permettent aux bouts
des doigts de l'utilisateur d'accéder à ces zones dites
de commande chacune des mains indépendamment orientées
paume vers l'utilisateur ou dos vers l'utilisateur sans
effort particulier ni obligation de toucher de l'avant-
bras ou du bras l'instrument contrôleur concerné par la
présente invention.
Selon des modes particuliers de réalisation, la
forme et la disposition de ces zones dites de commande
peuvent être prévues pour permettre au doigt, de façon
non restrictive, en les utilisant de passer de l'une à
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l'autre de ces zones dites de commande rapidement comme
en glissant sans rencontrer d'obstacle ni de résistance
qui pourrait le blesser ou le gêner.
La disposition de ces zones dites de commande permet de
façon non restrictive à l'utilisateur qui le souhaite
de retrouver l'ordre des touches proposé par un clavier
traditionnel de type pianoforte. La disposition de
ces zones dites de commande permet à l'utilisateur
de façon non restrictive dans le cadre d'une utilisation
musicale de pouvoir retrouver l'ordre des notes proposé
par un clavier traditionnel de type pianoforte, à savoir
de gauche à droite du grave vers l'aigu et de pouvoir,
de façon non restrictive si le ou les systèmes raccordés
au dispositif selon la présente invention l'autorisent,
jouer en polyphonie. Le dispositif selon la présente
invention permet à l'utilisateur, de façon non restrictive
si le ou les systèmes raccordés à ce dispositif
l'autorisent, de pouvoir déclencher, contrôler et arrêter
plusieurs événements électroniques, électriques et
mécaniqués simultanément.
Le nombre, la dimension et la forme des zones dites de
commande sont aussi définis par les variantes de
l'instrument contrôleur concerné par la présente invention
que l'on souhaite produire. A titre d'exemple non limitatif
soixante-et-une zones de commande de dix-huit millimètres
de large comportant chacune une jauge de contrainte capteur
de pression superficielle digitale peuvent être disposées
en anneaux juxtaposés le long dudit bâton ou de la barre.
La présente invention concerne un dispositif qui,
selon une deuxième caractéristique, en subissant une ou
des contraintes de flexion ou torsion permet à
l'utilisateur de déclencher, contrôler et arrêter des
événements électroniques, électriques et mécaniques par
le biais de contacteurs, interrupteurs, capteurs ou
commandes dépendant de cette ou ces contraintes de flexion
ou torsion. L'arrêt d'une contrainte de flexion ou torsion
peut être paramétré comme une instruction.
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A titre d'exemple non limitatif dans le cadre d'une
utilisation musicale la ou les commandes dépendant d'une
ou des. contraintes de flexion ou torsion peuvent être
utilisées pour déclencher, contrôler et arrêter des
modulations sur le timbre, la hauteur et l'enveloppe des
sons ou notes déclenchés par les zones dites de commande
décrites selon la première caractéristique.
Pour que selon la deuxième caractéristique
l'instrument contrôleur concerné par la présente invention
puisse subir une ou des contraintes de flexion ou
torsion et revenir à sa position ou forme initiale
suivant l'arrêt d'une contrainte de flexion ou torsion,
ceci dans les limites d'une utilisation appropriée,
plusieurs modes de réalisation sont possibles.
Ces modes particuliers de réalisation peuvent faire appel
à un ou des ressorts et/ou à tous matériau, matière,
matériel ou combinaison de ceux-ci pouvant produire un
effet similaire ou approchant celui d'un ressort, à savoir
un effet de souplesse et de retour à la position ou forme
initiale suivant l'arrêt de l'application d'une contrainte
de flexion ou torsion.
A titre d'exemple non limitatif un ressort ferme
peut être placé à l'intérieur, d'une extrêmité à l'autre,
de l'instrument contrôleur concerné par la présente
invention.
Les possibilités de commande par contrainte de
flexion ou torsion offertes par la deuxième
caractéristique peuvent être, de façon non restrictive,
utilisées en même temps que l'usage des zones dites de
commande décrites selon la première caractéristique.
Selon des modes particuliers de réalisation .
- pour compléter et favoriser les première et deuxiême
caractéristiques le bâton ou la barre formée) pour ou
par la juxtaposition des zones dites de commande peut
comporter une ou des parties externes à ces zones dites
de commande et sans effet sur celles-ci pour permettre,
à titre d'exemple, l'appui du doigt pouce ou l'appui
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de l'instrument contrôleur concerné par la présente
invention sur une ou des parties du corps de l'utilisateur.
- pour compléter et favoriser les première et deuxième
caractéristiques l'instrument contrôleur concerné par
la présente invention peut être portê en bandoulière ou
solidarisé au corps de l'utilisateur par tout moyen souple
ou solide.
- chacun des contacteurs, interrupteurs, capteurs et
commandes de l'instrument contrôleur concerné par la
présente invention peut être en partie ou en totalité
sensible ou insensible à l'intensité et/ou à la vélocité
de l'action qui lui est appliquée par l'utilisateur.
- chacune des commandes et zones dites de commande de
l'instrument contrôleur concerné par la présente invention
peut être signalée par un ou des caractères, signes ou
symboles, colorations, repères en volume, en creux ou
lumineux.
- le bâton (ou barre) formé pour ou par la juxtaposition
des zones dites de commande peut être réalisé droit, courbe
ou plié à angle et peut être recouvert en partie ou en
totalité par une matière souple pouvant être imperméable.
- des parties peuvent être placées aux extrêmités de la
longueur du bâton (ou barre) formé pour ou par la
juxtaposition des zones dites de commande ou incorporées
à celui-ci ou reliées à celui-ci ou installées à part.
Ces parties peuvent être destinées à .
- accueillir des contacteurs, interrupteurs, capteurs,
potentiomètres, commandes digitales additionnelles et
écrans permettant à l'utilisateur de contrôler un ou des
systèmes, embarqués ou non, servant à configurer
l'instrument contrôleur concerné par la présente invention,
à générer et appliquer des modulations, à utiliser des
mémoires, à enclencher le jeu et l'enregistrement de
séquences, à déclencher, contrôler et arrêter des
événements électroniques, électriques et mécaniques.
- accueillir et loger le ou les systèmes électriques et
électroniques nécessaires à la reconnaissance, la gestion
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et au codage de chacune des commandes et fonctions de
l'instrument contrôleur concerné par la présente invention.
- accueillir et loger le ou les systèmes électriques et
électroniques nécessaires à la génération, la gestion,
S la transmission et la réception du ou des protocoles ou
langages électroniques ou informatiques choisis pour la
communication entre l'instrument contrôleur concerné par
la présente invention et un ou des systèmes, embarqués
ou non, générateurs d'événements électroniques,
électriques, sonores, visuels et mécaniques.
- accueillir et loger un ou des systèmes générateurs
d'événements sonores, visuels et mécaniques reliês
directement au système de reconnaissance et de gestion
des commandes de l'instrument contrôleur concerné par
la présente invention.
- accueillir et loger l'alimentation électrique nécessaire.
- accueillir le câblage et la connectique nécessaires.
Selon des modes particuliers de réalisation
l'instrument contrôleur concerné par la présente invention
peut être relié à un système sans fil, incorporé ou non,
de transmission et/ou réception de données et/ou de signaux
permettant le déclenchement, le contrôle et l'arrêt
d'événements électroniques, électriques, sonores, visuels
et mécaniques.
Selon des modes particuliers de réalisation .
- le dispositif selon l'invention comporte une barre de
préhension pouvant être flexible dont la longueur est
constituée par la juxtaposition de commandes digitales.
- les commandes digitales juxtaposées sur la longueur
de la barre de préhension peuvent former une surface qui
s'étend d'un bord à l'autre de la largeur de ladite barre.
- les commandes digitales juxtaposées sur la longueur
de la barre de préhension peuvent former une surface
courbée dans le sens de sa largeur.
- la juxtaposition de ces commandes digitales peut composer
une longueur flexible, le dispositif selon l'invention
peut comporter au moins un capteur de cette flexion.
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- le dispositif selon l'invention peut comporter une ou
plusieurs commandes digitales supplémentaires dont la
mise en service par l'utilisateur se substitue au
déclenchement des commandes digitales juxtaposées sur
la longueur de la barre de préhension, ces dernières
étant alors utilisées pour désigner les événements à
déclencher.
- cette ou ces commandes digitales supplémentaires peuvent
être constituées d'un matériau flexible et comporter un
capteur de cette flexion, elles peuvent être fléchies
par un doigt ou par un accessoire tenu par un ou des
doigts.
- cinq commandes digitales supplémentaires de ce type
peuvent être placées l'une à côté de l'autre parallèlement
à la barre de préhension sur un support fixé à l'extrêmité
de celle-ci.
A titre d'exemple non limitatif, dans le cadre d'une
utilisation musicale, ces cinq commandes digitales
supplémentaires que l'on désignera pour plus de
compréhension par CS1, CS2, CS3, CS4 et CS5 peuvent être
paramétrées pour être utilisées de la manière suivante:
On considère que les commandes digitales juxtaposées
sur la longueur de la barre de préhension peuvent être
attribuées chacune de la première à la dernière
respectivement en se suivant à chaque note d'une suite
de notes progressant du grave vers l'aigu.
Un contacteur dédié peut être prévu pour configurer
l'électronique de gestion des commandes digitales de telle
sorte que le déclenchement des notes attribuées aux
commandes digitales juxtaposées sur la longueur de la
barre de préhension soit effectuê par les commandes CS1
à CSS, ces notes sont alors désignées par l'utilisation
des commandes digitales juxtaposées sur la longueur de
la barre de préhension et déclenchées par les commandes
CS1 à CSS.
Lorsqu'une seule des commandes digitales juxtaposées
sur la longueur de la barre de préhension est utilisée
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la note désignée par cette commande est déclenchée par
les commandes CS1, CS2, CS3, CS4 et CSS.
Lorsque deux des commandes digitales juxtaposées sur
la longueur de la barre de préhension sont utilisées en
même temps la commande CS1 déclenche la note la plus grave
des deux désignées, CS2, CS3, CS4 et CSS déclenchent la
note la plus aiguë des deux désignées.
Lorsque trois des commandes digitales juxtaposées sur
la longueur de la barre de préhension sont utilisées en
même temps la commande CS1 déclenche la note la plus grave
des trois désignées, CS2 déclenche la note désignée qui
est immédiatement plus aiguë que celle déclenchée par
CS1, les commandes CS3, CS4 et CS5 déclenchent la note
la plus aiguë des trois désignées.
Lorsque quatre des commandes digitales juxtaposées sur
la longueur de la barre de préhension sont utilisées en
même temps la commande CS1 déclenche la note la plus grave
des quatre désignées, CS2 déclenche la note désignée qui
est immédiatement plus aiguë que celle déclenchée par
CSl, la commande CS3 déclenche la note désignée qui est
immédiatement plus aiguë que celle déclenchée par CS2,
les commandes CS4 et CS5 déclenchent la note la plus aiguë
des quatre désignées.
Lorsque cinq des commandes digitales juxtaposées sur
la longueur de la barre de préhension sont utilisées en
même temps la commande CS1 dêclenche la note la plus grave
des cinq désignëes, CS2 déclenche la note désignée qui
est immédiatement plus aiguë que celle déclenchée par
CS1, la commande CS3 déclenche la note désignée qui est
immédiatement plus aiguë que celle déclenchée par CS2,
la commande CS4 déclenche la note désignée qui est
immédiatement plus aiguë que celle déclenchée par CS3,
la commande CS5 déclenche la note la plus aiguë des cinq
désignées.
Les dessins annexés illustrent l'invention .
La figure 1 représente le dispositif selon l'invention
par une vue d'une fraction de la barre de préhension,
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vue intérieure en transparence de T à T'.
La figure 2 représente le dispositif selon l'invention
par une vue en coupe d'une section de la barre de
préhension.
La figure 3 représente le dispositif de l'invention selon
une version incluant les commandes digitales
supplémentaires appelées CS.
La figure 4 représente une variante de la barre de
préhension par une vue en coupe de sa section.
En référence à ces dessins le dispositif comporte
une barre de préhension flexible (1) sur laquelle sont
juxtaposées des commandes digitales (3).
Selon les modes de réalisation illustrês par les
figures l, 2 et 3 le dispositif comporte un tube (2) en
plastique flexible long de 1 119 millimètres pour 50 mm
de diamètre extérieur et 2 mm d'épaisseur de couronne.
Soixante-et-une résistances variables jauges de
contrainte capteurs de pression superficielle (3) de 17
mm de large et 115 mm de long sont arquées dans le sens
de leur longueur, fixées de façon à épouser l'arrondi
extérieur du tube (2) et disposées le long de celui-ci
espacées d'un mm ; prendre soin de laisser 11 mm libres
à chaque extrémité du tube (2).
Sur le pourtour du tube (2) sont pratiquées des
rainures entre les résistances variables (3).
A 5 millimètres avant chaque extrémitë du tube (2)
sont percés huit trous (7) de 3 millimètres de diamètre
répartis également sur le pourtour du tube (2), soit
seize trous au total.
Un ressort en métal (4) de 1 095 millimètres de
longueur, 45 millimètres de diamètre extérieur et de 4
millimètres de diamètre de fil dont les spirales sont
espacées l'une de l'autre de 10 millimètres est placé
à l'intérieur du tube (2).
La dernière spirale de chaque extrémité du ressort
(4) vient se refermer sur elle-même de telle façon que
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le fil du ressort (4) se termine par deux cercles
parallèles.
Douze résistances variables jauges de contrainte
capteurs de flexion (5) sont réparties en trois groupes
S de quatre à l'intérieur du ressort (4).
Le premier groupe est placé au milieu de la longueur
du ressort (4), les deux autres chacun à égale distance
entre chaque extrêmité et le milieu de la longueur du
ressort (4).
Les quatre résistances variables jauges de contrainte
capteurs de flexion (5) de chaque groupe sont réparties
également sur la couronne du ressort (4) à l'intérieur
entre deux spirales et fixées à celles-ci de telle façon
que la valeur ohmique d'au moins une de ces résistances
(5) se modifie lorsque deux parties respectives de ces
deux spirales s'éloignent l'une de l'autre quelle que
soit l'orientation de la flexion appliquée à la barre
de préhension (1).
Prendre soin d'isoler électriquement le ressort
(4) des parties conductrices de ces résistances variables
capteurs de flexion (5).
Des perçages fins ou des encoches fines peuvent
être pratiqués sur les spirales du ressort (4) pour
faciliter la solidarisation de ces capteurs de flexion
(5) aux spirales du ressort (4) et éviter les frottements
de ces capteurs de flexion (S) contre l'intérieur du tube
(2).
Deux cylindres en métal de 46 millimètres de diamètre
extérieur, 4 millimètres d'épaisseur de couronne et 10
millimètres de hauteur sont taraudés, pour accueillir
des vis de 3, au milieu de leur hauteur chacun huit fois
réparties également sur leur pourtour.
Deux rondelles en plastique de 2 millimètres
d'épaisseur, 46 millimètres de diamètre extérieur et 26
millimètres de diamètre intérieur sont placées chacune
contre chaque extrêmité du ressort (4) à l'intérieur du
tube (2).
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Chacun des deux cylindres en métal est placé à chaque
extrêmité du tube (2) à l'intérieur de celui-ci contre
chaque rondelle en plastique de telle façon que les trous
taraudés de ces cylindres correspondent aux trous (7)
S percés sur le pourtour du tube (2).
Une pièce cylindrique rigide (8) fermée à une
extrêmité, pouvant être en PVC, de 54 millimètres de
diamètre extérieur, 2 millimètres d'épaisseur de couronne,
50 millimètres de diamètre intérieur et 100 millimètres
de hauteur est percée huit fois à 5 millimètres avant
son extrêmité ouverte par des trous de 3 millimètres de
diamètre répartis également sur son pourtour.
L'extrêmité ouverte de cette pièce (8) vient entourer
l'extrêmité du tube (2) sur 10 millimètres de telle façon
que les huit trous de 3 millimètres de diamètre de la
pièce d'extrêmité (8) correspondent aux huit trous (7)
d'une extrêmité du tube (2) et aux huit trous taraudés
d'un des deux cylindres en métal placé à une extrêmité
du tube (2) à l'intérieur de celui-ci.
Huit vis de 3 traversent les trous de la pièce
d'extrêmité (8), les trous (7) d'une extrêmité du tube
(2) et sont vissées depuis l'extérieur dans les trous
taraudés du cylindre en métal.
Selon le mode de réalisation illustré par la figure
3 la pièce (9) support des commandes appelées CS est
rapportée et fixée à la pièce d'extrêmité (8) ou, les
deux réalisées, moulées ensemble en une seule pièce.
Les commandes appelées CS sont constituées chacune
d'une lamelle (CS) en métal de 45 millimètres de longueur,
4 millimètres de largeur, d'épaisseur fine (moins d'un
millimètre) gainée de plastique souple.
Ces lamelles (CS) sont tendues et fixées au support
(9) de telle façon qu'en subissant une contrainte de
flexion vers le haut, c'est-à-dire en direction de la
barre de préhension (1), ou vers le bas la valeur ohmique
d'au moins une résistance variable jauge de contrainte
capteur de flexion (10) se modifie.
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Ces résistances variables (10) sont chacune fixées
d'un côté au support (9) et de l'autre à une lamelle (CS).
Les câbles fins qui relient les soixante-et-un
capteurs de pression superficielle (3) à leur circuit
de conversion analogique-numérique passent par un chemin
de câble (6) longeant le tube (2) et recouvert d'un
plastique souple.
Ces câbles rejoignent l'intérieur de la pièce
d'extrêmité (8) par un trou percé sur celle-ci.
Les câbles fins qui relient les douze capteurs de
flexion (5) du ressort (4) à leur circuit de conversion
analogique-numérique traversent l'intérieur du ressort
(4) et rejoignent l'intérieur de la pièce d'extrêmité
(8) par son extrêmité ouverte.
Les câbles fins qui relient les capteurs de flexion
(10) des lamelles (CS) à leur circuit de conversion
analogique-numérique traversent l'intérieur creux de la
pièce support (9) et rejoignent l'intérieur de la pièce
d'extrêmité (8) par une ouverture pratiquée entre la
pièce d'extrêmité (8) et la pièce support (9).
Les circuits de conversion analogique-numérique,
de multiplexage démultiplexage, de portes logiques, de
gestion et transmission sérielle des octets de statut,
d'adresse et de valeur au format MIDI (par exemple) ainsi
qu'une alimentation électrique, pouvant faire appel à
une pile 9 volts, régulée à 5 volts protégée par
condensateurs et diode sont logés dans la pièce
d'extrêmité (8).
Si l'on souhaite réaliser une version plus complète,
par exemple avec séquenceur, écran, mémoires et
autres fonctions qu'autorise un standard comme le MIDI
et si l'espace intérieur de la pièce d'extrêmité (8) ne
suffit pas on peut fixer de la même manière à l'autre
extrêmité du tube (2) une pièce similaire à la pièce
d'extrêmité (8), le câblage traversant l'intérieur du
ressort (4).
Si la pièce d'extrêmité (8) suffit ou si l'on choisit
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de la réaliser de plus grande dimension, le tube (2) est
fermé à son autre extrêmité par un capuchon cylindrique
de 50 millimètres de diamètre intérieur, 10 millimètres
de hauteur intérieure, percé huit fois également réparties
S sur son pourtour et fixé au tube (2) de la même manière
que la pièce d'extrêmité (8).
Sur le pourtour de la pièce d'extrêmité (8) sont
pratiquées des ouvertures destinées à maintenir en surface
les commandes de mise sous tension, de sélection de
canaux et autres fonctions de configuration notamment
pour les commandes appelées CS.
A l'extrêmité fermée de la pièce d'extrêmité (8)
est pratiquée une ouverture pour installer une embase
de connexion sérielle (11), DIN femelle 5 broches 180°
pour le standard MIDI.
Un moyen de fixation pour sangle de port en
bandoulière (12) est fixé à la pièce d'extrêmité (8).
Un second moyen de fixation pour sangle de port
en bandoulière (12) est fixé à la pièce qui vient fermer
l'autre extrêmité du tube (2), seconde pièce d'extrêmité
(8) ou capuchon.
Selon une variante non illustrée les résistances
variables jauges de contrainte capteurs de flexion (S)
installées entre deux spirales du ressort (4) sont
remplacées par des résistances variables jauges de
contrainte capteurs de pression superficielle, collées
sur des cales solidaires d'une des deux spirales, dont
la valeur ohmique se modifie lorsqu'une partie de l'autre
spirale vient s'appuyer contre.
I1 est à noter qu'il n'est pas nécessaire que les
lamelles (CS) entrent en vibration pour être actives.
Le dispositif selon l'invention est destiné au
déclenchement et au contrôle d'événements électroniques,
électriques, sonores, visuels et mécaniques et
particulièrement à être utilisé comme instrument de musique
avec un standard de transmission de données comme le MIDI.
