專利名稱：配備嵌入琴馬的拾音器單元的弦樂器及其使用的琴馬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種弦樂器，尤其涉及一種配備傳感器的弦樂器和一種組合在其中的琴馬，琴馬用于將振動(dòng)從弦傳遞到傳感器。
背景技術(shù)：
樂器分成兩類，即原聲樂器和電動(dòng)/電子樂器。電動(dòng)/電子樂器通常借助于放大器產(chǎn)生電動(dòng)/電子聲音，因此，動(dòng)態(tài)范圍寬。另一方面，演奏者通過(guò)原聲樂器的振動(dòng)產(chǎn)生原聲，由此動(dòng)態(tài)范圍相對(duì)窄。當(dāng)演奏者用原聲樂器與其它類原聲樂器合奏一段音樂時(shí)，演奏者感覺難以平衡這段音樂各部分中的響度。然而，假設(shè)演奏者在音樂廳用原聲樂器與電動(dòng)/電子樂器合奏一段音樂。在原聲樂器不借助于擴(kuò)音器系統(tǒng)的情況下，原聲樂音淹沒在大聲的電動(dòng)/電子樂音中。
已經(jīng)提出折衷品。折衷品在原聲樂器的基礎(chǔ)上進(jìn)行制造，并且是配備傳感器的原聲樂器。原聲樂器的振動(dòng)通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。類似于電動(dòng)/電子樂器，電信號(hào)通過(guò)放大器提供給揚(yáng)聲器，并且以很大的響度從揚(yáng)聲器中輻射樂音。演奏者領(lǐng)域折衷品可以產(chǎn)生大聲樂音，為此，對(duì)于與電動(dòng)/電子樂器的合奏，折衷品優(yōu)于原聲樂器。
在下文中折衷品稱為“電聲樂器”。在美國(guó)專利US5945622A和US6018120A中公開了電聲弦樂器的典型實(shí)例。美國(guó)專利US5945622A中公開的電聲弦樂器在下文中稱為第一現(xiàn)有技術(shù)的電聲弦樂器，而另一個(gè)稱為第二現(xiàn)有技術(shù)的電聲弦樂器。
第一現(xiàn)有技術(shù)的電聲弦樂器具有類似于原聲小提琴的輪廓，并且包含原聲小提琴和壓電拾音器(pickup)。原聲小提琴包括主體、指板、弦鈕盒、弦架、弦和琴馬。指板從主體的一端伸出，弦鈕盒固定到指板的前沿。弦架固定到主體的另一端部，并且弦伸展在弦鈕和弦架之間。琴馬豎立在主體上，并且給弦提供張力。壓電拾音器插在主體頂面和琴馬之間。當(dāng)演奏者用琴弓拉琴時(shí)，琴弓引起弦振動(dòng)，振動(dòng)通過(guò)琴馬從弦傳遞給壓電拾音器。壓電拾音器將振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)通過(guò)過(guò)濾器提供給放大器。
琴馬分成主體部分和分叉部分，即一對(duì)腿。主體部分具有上弧形表面，腿從主體部分的下弧形表面向下伸到主體。槽形成在主體部分的上區(qū)域中，并且展現(xiàn)在弧形表面上。弦分別容納在槽中。在其余主體部分中既不形成空腔也不形成孔。兩個(gè)腿彼此橫向分開。在腿以及主體部分和腿之間的邊界中不形成任何裂縫。
壓電拾音器插在主體頂面和腿之間。換句話說(shuō)，琴馬豎立在壓電拾音器上。為此，壓電拾音器產(chǎn)生代表振動(dòng)的電信號(hào)，該振動(dòng)已經(jīng)通過(guò)琴馬從振動(dòng)弦傳遞到壓電拾音器。
第二現(xiàn)有技術(shù)的電聲弦樂器也具有類似于小提琴的輪廓，并且包含原聲小提琴和壓電拾音器。原聲小提琴的結(jié)構(gòu)類似于第一現(xiàn)有技術(shù)的電聲弦樂器的原聲小提琴，并且琴馬豎立在主體頂面上。壓電拾音器設(shè)置在琴馬的腳之一和主體頂面之間。
如上所述，在這些現(xiàn)有技術(shù)的電聲弦樂器中，振動(dòng)傳感器設(shè)置在琴馬和主體之間。然而，現(xiàn)有技術(shù)的電聲弦樂器在壓電拾音器的保真度方面遇到問題。換句話說(shuō)，由于很差的保真度，壓電拾音器不能模擬原聲小提琴的振動(dòng)。例如，當(dāng)演奏者微妙地變化運(yùn)弓法時(shí)，壓電拾音器不能將這種微妙的細(xì)微差別轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。這導(dǎo)致演奏者受挫。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的重要目的是提供一種電聲弦樂器，它的保真度得到提高。
本發(fā)明的另一重要目的是提供一種琴馬，它使得拾音器表現(xiàn)出良好的保真度。
本發(fā)明人考慮了現(xiàn)有技術(shù)的電聲弦樂器中固有的問題。本發(fā)明人注意到，拾音器在琴馬和主體之間動(dòng)作笨拙。拾音器動(dòng)作笨拙的原因是拾音器在拾音器和主體之間受到過(guò)度抑制。本發(fā)明人推斷拾音器應(yīng)該從過(guò)度抑制中解放出來(lái)。
為了實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明提出將拾音器嵌入琴馬。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電聲弦樂器，包含原聲弦樂器和電氣系統(tǒng)。原聲弦樂器包括具有上表面的主體；從所述主體一端伸出的頸部；至少一根弦，所述弦在在所述頸部導(dǎo)前端和所述主體另一端之間伸展；以及琴馬，所述琴馬設(shè)置在所述主體上表面和所述至少一根弦之間，以便給所述至少一根弦提供張力，并且當(dāng)出現(xiàn)從所述至少一根弦傳來(lái)的振動(dòng)時(shí)可發(fā)生變形，并且原聲弦樂器具有限定至少一個(gè)空腔的內(nèi)表面。電氣系統(tǒng)包括拾音器(pickup)單元和輸出端子，拾音器單元容納在至少一個(gè)空腔中，由于所述至少一根弦的振動(dòng)而給拾音器提供力，用于產(chǎn)生代表振動(dòng)的電信號(hào)；輸出端電連接到所述拾音器單元，用于輸出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種琴馬，所述琴馬設(shè)置在所述主體和至少一根弦之間，用于將張力傳遞到所述至少一根弦，所述主體和至少一根弦都組合在電聲弦樂器中；所述琴馬包括板狀部件，當(dāng)出現(xiàn)從所述至少一根弦傳來(lái)的振動(dòng)時(shí)可變形；所述琴馬具有用于限定至少一個(gè)空腔的內(nèi)表面，所述拾音器單元按照這種方式容納在空洞中，以便由于振動(dòng)通過(guò)所述內(nèi)表面將力施加在所述拾音器單元上。


根據(jù)下面結(jié)合附圖的描述，將更清楚地理解電聲弦樂器和琴馬的特征及優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是表示依據(jù)本發(fā)明所述的電聲弦樂器結(jié)構(gòu)的平面圖，圖2是表示組合在電聲弦樂器中的琴馬和弦架結(jié)構(gòu)的透視圖，圖3是表示琴馬結(jié)構(gòu)的正視圖，圖4是表示琴馬的側(cè)視圖，圖5是沿著圖3線A-A’剖開的橫剖視圖，表示嵌入琴馬的雙晶壓電傳感器，圖6是表示雙晶壓電傳感器的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的正視圖，圖7是表示琴馬的正視圖，該琴馬將振動(dòng)傳送給雙晶壓電傳感器，圖8是表示琴馬中雙晶壓電傳感器動(dòng)作狀態(tài)的正視圖，圖9是表示雙晶壓電傳感器和連接器之間電連接的電路圖，
圖10是表示依據(jù)本發(fā)明的另一電聲弦樂器的琴馬形狀的正視圖，琴馬組合在電聲弦樂器中，圖11是沿著圖10線B-B’剖開的橫剖視圖，表示嵌入琴馬的雙晶壓電傳感器，圖12是以放大比例表示圖10中虛線CR圍繞的部分雙晶壓電傳感器的正視圖，圖13是沿著圖12線C-C’的橫剖視圖，表示雙晶壓電傳感器，圖14是表示依據(jù)本發(fā)明的又一電聲弦樂器的琴馬形狀的正視圖，琴馬組合在電聲弦樂器中，圖15是沿著圖14線D-D’剖開的橫剖視圖，表示嵌入琴馬的雙晶壓電傳感器，圖16是表示另一電氣系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)的電路圖，電氣系統(tǒng)組合在依據(jù)本發(fā)明的再一電聲弦樂器中。
具體實(shí)施例方式
電聲弦樂器主要包含原聲弦樂器和電氣系統(tǒng)。原聲弦樂器包括主體、頸部、單弦或多弦、琴馬。主體形成有用于原聲樂音共鳴的音室，以及伸出主體的頸部。單弦或多弦伸展在頸部前端和主體之間，并且琴馬給單弦或多弦提供張力。
另一方面，電氣系統(tǒng)至少包括拾音器單元和作為輸出端的連接器。另一電氣系統(tǒng)還可以包括音響系統(tǒng)和樂音輻射器，例如揚(yáng)聲器和/或耳機(jī)。拾音器單元將振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將電信號(hào)從輸出端輸出到音響系統(tǒng)。音響系統(tǒng)用電氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)樂音輻射器，用于輻射電樂音。如果拾音器單元將振動(dòng)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，最后將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并且音響系統(tǒng)用電信號(hào)驅(qū)動(dòng)樂音輻射器。
琴馬形成有空腔。內(nèi)表面限定空腔，拾音器單元容納在空腔中。在用多個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)拾音器單元的情況下，空腔分成多個(gè)子空腔，并且多個(gè)子空腔分別分配給多個(gè)傳感器。壓電傳感器可用于拾音器單元。為了防止壓電元件過(guò)度限制，空腔足夠?qū)捯员銓捤傻厝菁{壓電元件。然而，力要傳遞給壓電元件?？梢杂锰盍咸畛鋬?nèi)表面和壓電元件之間的間隙。否則，空腔部分變窄以便內(nèi)表面直接將力施加在壓電元件上。表現(xiàn)為塑性的填料優(yōu)于表現(xiàn)為彈性或彈力的填料。這是因?yàn)槭聦?shí)上具有塑性的填料不是產(chǎn)生疊在電信號(hào)上的噪音的原因。具有塑性的填料既不以彈性應(yīng)變能的形式積聚力，也不釋放彈性應(yīng)變能。任何壓力都不施加在壓電元件上，以便電信號(hào)沒有噪音，噪音是產(chǎn)生回音的原因。
雙晶壓電傳感器適合于拾音器單元，因?yàn)殡娦盘?hào)擺動(dòng)的電平比單晶壓電傳感器中產(chǎn)生的電平更寬。如果以這種不消除電荷的方式串聯(lián)或并聯(lián)一個(gè)以上的雙晶壓電傳感器，電信號(hào)擺動(dòng)的電平比單晶壓電傳感器的電平更接近弦振動(dòng)。
嵌入琴馬的拾音器單元的主要優(yōu)點(diǎn)是良好保真度。雖然單弦或多弦在琴馬上施加向下分張力，但是拾音器沒有向下分力。這意味著拾音器單元將由于振動(dòng)而施加到其上的力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。因此，嵌入琴馬的拾音器單元提高了電信號(hào)保真度。
嵌入琴馬的拾音器單元的另一優(yōu)點(diǎn)是演奏者能容易將弦高度調(diào)節(jié)到他或她自己的值，因?yàn)槭耙羝鲉卧粚⑺暮穸燃尤肭亳R高度。換句話說(shuō)，演奏者已經(jīng)熟悉琴馬以便他或她能容易將單弦或多弦調(diào)節(jié)到他或她的最佳高度。
下文中將參考附圖描述實(shí)施本發(fā)明的電聲弦樂器及其改進(jìn)。然而，圖中圖解的電聲弦樂器/部件的縱橫比及其尺度可以與商品不同。在下面描述中，術(shù)語(yǔ)“縱向”是指弦伸展的方向，術(shù)語(yǔ)“橫向”是指與縱向垂直相交的方向。術(shù)語(yǔ)“垂直”是指與由縱向和橫向定義的虛擬平面垂直的方向。
第一實(shí)施例電聲樂器首先參考附圖中的圖1，實(shí)施本發(fā)明的電聲弦樂器主要包含原聲弦樂器80和電氣系統(tǒng)90。電氣系統(tǒng)90部分設(shè)置在原聲弦樂器80中。然而，其余的電氣系統(tǒng)90與原聲弦樂器80物理隔離。演奏者引起原聲弦樂器80的振動(dòng)，電氣系統(tǒng)90根據(jù)原聲弦樂器80的振動(dòng)，用電產(chǎn)生樂音即電樂音。
在這個(gè)實(shí)例中，原聲弦樂器80由小提琴100和琴弓190構(gòu)成，電氣系統(tǒng)90的一部分170嵌入小提琴100。演奏者用琴弓190引起小提琴100的振動(dòng)，振動(dòng)傳遞給電氣系統(tǒng)90的所述部分170。電氣系統(tǒng)90產(chǎn)生代表振動(dòng)的電信號(hào)，并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電樂音。
原聲小提琴原聲小提琴100包括主體110、頸部120、弦鈕盒122、弦130、指板140、弦架150和琴馬200。共振板112、底板(未圖示)和側(cè)板(未圖示)組合形成主體110，音室限定在主體110中。共振板112收縮，并且底板具有與共振板112相同的輪廓。共振板112與底板隔開，并且側(cè)板沿著共振板/底板的外圍延伸。側(cè)板固定到共振板/底板的外圍以便在主體110中形成音室。音孔112a形成在共振板112中以便音室通過(guò)音孔112a對(duì)周圍環(huán)境開放。腮托112b進(jìn)一步形成在共振板112上，演奏者將他或她的下巴壓到腮托112b，用于將原聲小提琴100支撐在下巴和上胸之間。
頸部120從主體110的一個(gè)端部縱向伸出，弦鈕盒122設(shè)置在頸部120的前端。弦鈕盒122可旋轉(zhuǎn)地支撐四個(gè)弦鈕124，并且旋轉(zhuǎn)軸橫向延伸。指板140粘附到頸部120，并且縱向延伸。弦架150連接到主體110的另一端部，琴馬200豎立在指板140和弦架150之間的共振板112上。四根弦130延伸越過(guò)琴馬200，并伸展在弦鈕124和弦架150之間。
手柄192、拉桿193和弓絲194裝配在琴弓190中。手柄192固定到拉桿193的一端，弓絲194伸展在拉桿193的另一端和手柄192之間。演奏者用右手握住手柄192，在弦130上橫向移動(dòng)弓絲194以便引起振動(dòng)。
當(dāng)演奏者用琴弓拉琴時(shí)，弦130振動(dòng)，振動(dòng)通過(guò)琴馬200從弦130傳遞給主體110，以便通過(guò)音室中的共鳴從主體110中發(fā)出相對(duì)大的原聲樂音。當(dāng)演奏者將弦130壓到指板140時(shí)，振動(dòng)弦130變短，原聲樂音音調(diào)變尖。因此，原聲小提琴100和琴弓190類似于標(biāo)準(zhǔn)小提琴和它的琴弓。
電氣系統(tǒng)90包括連接器160、拾音器單元170、音響設(shè)備180、聲音輻射器182和導(dǎo)線202/202a。如下文中詳細(xì)描述，拾音器單元170嵌入琴馬200。拾音器單元170通過(guò)導(dǎo)線202連接到連接器160，另一導(dǎo)線202a與連接器160連接或分離。導(dǎo)線202a在其另一端連接到音響設(shè)備180，以便通過(guò)導(dǎo)線202/202a將電信號(hào)從拾音器單元170供給音響設(shè)備180?？刂品糯笃骱凸β史糯笃髋c效應(yīng)器一起組合在音響設(shè)備180中。在音響設(shè)備180中均衡和放大電信號(hào)，當(dāng)演奏者需要混響、回聲等等時(shí)，使用效應(yīng)器。在這個(gè)實(shí)例中，聲音輻射器182由揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)，并且將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電樂音。
當(dāng)演奏者希望在電聲弦樂器上演奏一段音樂時(shí)，他或她通過(guò)連接器160將導(dǎo)線202a連接到導(dǎo)線202，并適當(dāng)調(diào)節(jié)音響設(shè)備180。當(dāng)演奏者準(zhǔn)備好演奏時(shí)，他或她在下巴和上胸之間保持原聲小提琴穩(wěn)定，開始用弓絲194拉弦130。當(dāng)演奏者拉琴弓時(shí)，他或她在指板140上滑動(dòng)手指，用于沿著音節(jié)改變振動(dòng)弦130的長(zhǎng)度。弦130振動(dòng)，振動(dòng)通過(guò)琴馬200從弦130傳遞給拾音器單元170。拾音器單元170將振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線202/202a從拾音器單元170供給音響設(shè)備180。按照頻率特性均衡電信號(hào)并進(jìn)行放大。因此在音響設(shè)備180中均衡和放大的電信號(hào)提供給樂音輻射器182，并轉(zhuǎn)換成電樂音。
轉(zhuǎn)向附圖的圖2，詳細(xì)圖解弦架150和琴馬200。翻轉(zhuǎn)弦架150和琴馬200以便在圖2中看見弦架150的背面。導(dǎo)電金屬箔156粘附到弦架150的背面，弦架150和導(dǎo)電金屬箔156的疊層形成有四個(gè)弦孔152，它們分別分配給四根弦130。在這個(gè)實(shí)例中，導(dǎo)電金屬箔156由銅構(gòu)成。然而，另一類導(dǎo)電金屬或合金可以用于導(dǎo)電金屬箔156，例如鋁或鋁合金。弦孔152具有像鑰匙孔一樣的外形，為其中一個(gè)弦孔152配備導(dǎo)電調(diào)節(jié)器154。弦130具有各自的導(dǎo)電簧片132。三根弦130依靠簧片132連接到弦架150，簧片132直接與限定弦孔152的導(dǎo)電金屬箔156外圍保持接觸。其余的弦130依靠導(dǎo)電調(diào)節(jié)器154連接到導(dǎo)電金屬箔156。因此，弦130通過(guò)導(dǎo)電簧片132和導(dǎo)電調(diào)節(jié)器154電連接到導(dǎo)電金屬箔156。導(dǎo)電金屬箔156給弦130提供接地電平。雖然演奏者通過(guò)弦130將張力施加到弦架150和導(dǎo)電金屬箔156的疊層，但是弦架150足夠堅(jiān)韌而能承受張力。
琴馬200豎立在共振板112上，并且向上將弦130與共振板112分開。琴馬200用來(lái)將振動(dòng)從弦130傳遞給共振板112和電氣系統(tǒng)90。第一功能類似于嵌入標(biāo)準(zhǔn)原聲小提琴的琴馬，即將振動(dòng)從弦130傳遞給共振板112。當(dāng)演奏者拉琴弓時(shí)，琴馬200將振動(dòng)從弦130傳遞給共振板112，并且引起主體110振動(dòng)。通過(guò)音室中的共振放大振動(dòng)，從主體110中發(fā)出大的原聲樂音。將在下文中結(jié)合電氣系統(tǒng)90詳細(xì)描述其它功能。
轉(zhuǎn)向圖3和4，琴馬200豎立在共振板112上。琴馬200基本上垂直于共振板112的上表面，并具有主表面210S，所述主表面平行于橫向“X”延伸。在圖3和4中，橫向用箭頭“X”表示，垂直方向用“Y”標(biāo)注。琴馬200由木頭構(gòu)成，例如類似于標(biāo)準(zhǔn)原聲小提琴琴馬的楓木。琴馬200是薄板，具有弧形頂表面200a。形成四個(gè)凹槽，并且露出弧形頂表面200a。四根弦130容納在凹槽中。從薄木板中切掉成片木頭，用于形成三個(gè)空腔220a、220b和220c，而且空腔220a和220b將琴馬200分成三部分，即拱形部分210a、收縮部分210b和分叉部分210c。左空腔220a和右空腔220b使琴馬200收縮，琴馬200從收縮部分210b向下分叉。分叉部分210c具有右腳和左腳212，如圖所示，它們位于共振板112上。因此，弦130的振動(dòng)輸入到弧形表面200a，通過(guò)拱形部分210a、收縮部分210b和分叉部分210c傳遞，從腳212輸出到共振板112。
左空腔220a和右空腔220b具有像港灣一樣的外形，使分叉部分210c與拱形部分210a的斜臂210d分開。中間空腔220c形成在拱形部分210a中，并且關(guān)于琴馬200的中心線O-O’大致對(duì)稱。中心線O-O’基本上垂直于共振板112，并且等分地分割琴馬200的寬度。分叉部分210c確定右腳212和左腳212之間的間隙210e。槽230形成在琴馬200中。槽230具有主干部分230c和分支部分230a/230b。主干部分230c在其底端對(duì)間隙210e開放，并且穿過(guò)分叉部分210c向上延伸。主干部分230c的中心線基本上與琴馬200的中心線O-O’一致。主干部分230c在分叉部分210c和收縮部分210b之間的分界線上分叉成分支部分230a和230b，分支部分230a和230b向上傾斜伸出，穿過(guò)收縮部分210b，進(jìn)入拱形部分210a。分支部分230a和230b分別在左空腔220a和中間空腔220c之間以及右空腔220b和中間空腔220c之間的拱形部分210a中延伸，并且關(guān)于主干部分230c和中心線O-O’對(duì)稱排列。
分支部分230a和230b分配給拾音器單元170，它們形成部分電氣系統(tǒng)90。在這個(gè)實(shí)例中，拾音器單元170由一對(duì)雙晶壓電傳感器250實(shí)現(xiàn)，雙晶壓電傳感器250分別容納在分支部分230a和230b中。雙晶壓電傳感器250具有各自的傳感器支架240a/240b，作為實(shí)例，它們可以由合成樹脂構(gòu)成，支架240a和240b在槽230的分叉附近粘附到收縮部分210b。雙晶壓電傳感器250的厚度小于分支部分230a和230b的寬度，以便壓電元件在分支部分230a和230b中延伸，而無(wú)需與內(nèi)表面230s進(jìn)行任何物理接觸(參見圖5)。換句話說(shuō)，壓電元件與限定分支部分230a/230b的內(nèi)表面230s分開，并且壓電元件和內(nèi)表面之間的間隙用填料260填充。填料260形成部分琴馬200。為此，振動(dòng)通過(guò)拱形部分210a/收縮部分210b傳遞給填料260，填料260依次將振動(dòng)傳遞給雙晶壓電傳感器250。
填料260由一種物質(zhì)構(gòu)成，由于振動(dòng)弦130而引起的琴馬200變形期間，在所述物質(zhì)中無(wú)應(yīng)變能或很少量應(yīng)變能得到積累。換句話說(shuō)，填料260不顯示出彈性。為此，雖然琴馬200反復(fù)改變施加到填料260上的力的方向，但是填料260如實(shí)地跟隨琴馬200，以便填料260將琴馬200的變形準(zhǔn)確地傳遞給壓電元件252a/252b。在這個(gè)實(shí)例中，填料260由油粘土構(gòu)成，即油和粘土的混合物。從弦130傳遞給琴馬200的振動(dòng)使油粘土塑性變形。為此，振動(dòng)傳遞給壓電元件252a/252b而無(wú)嚴(yán)重失真，壓電元件252a/252b免于由彈性應(yīng)變能引起的后效。
在下面描述中，術(shù)語(yǔ)“塑性材料”指的是當(dāng)出現(xiàn)從弦130傳來(lái)的力時(shí)所述材料表現(xiàn)為塑性形變。另一方面，術(shù)語(yǔ)“彈性材料”指的是當(dāng)出現(xiàn)從弦130傳來(lái)的力時(shí)所述材料表現(xiàn)為彈性形變。術(shù)語(yǔ)“彈力材料”也指的是當(dāng)出現(xiàn)從弦130傳來(lái)的力時(shí)所述材料表現(xiàn)為彈性。油粘土是塑性材料的實(shí)例，橡膠是彈性材料的實(shí)例。
本發(fā)明人評(píng)價(jià)了塑性材料和彈性/彈力材料。本發(fā)明人準(zhǔn)備了琴馬200和雙晶壓電傳感器250的樣品。雙晶壓電傳感器插入每個(gè)琴馬200樣品的分叉槽230中。一個(gè)樣品的間隙用油粘土即塑性材料填充，另一樣品的間隙用橡膠即彈性材料填充。琴馬200的樣品選擇性地連接到小提琴100，并且演奏者在弦130上演奏音節(jié)。拾音器單元170輸出電信號(hào)，并且從保真度的觀點(diǎn)來(lái)分析電信號(hào)波形。
本發(fā)明人注意到，大量回聲分量重疊在根據(jù)通過(guò)橡膠傳遞的振動(dòng)而產(chǎn)生的電信號(hào)上。另一方面，只有很少量回聲分量重疊在根據(jù)通過(guò)油粘土傳遞的振動(dòng)而產(chǎn)生的電信號(hào)上?；芈暦至縼?lái)自橡膠的彈性。當(dāng)力施加到橡膠上時(shí)，力部分地積累在橡膠中作為彈性應(yīng)變能。力的方向被改變，然后從橡膠中釋放出彈性應(yīng)變能。彈性應(yīng)變能對(duì)壓電元件252a/252b有影響，并且是引起回聲分量的原因。本發(fā)明人推斷出塑性材料優(yōu)于彈性/彈力材料。
雖然圖中未圖示，保護(hù)板連接在琴馬200的主表面210s上，以便雙晶壓電傳感器250和填料260插在琴馬200和保護(hù)板之間，并且防止它們受到不良損害。
嵌入琴馬200的拾音器單元170優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置在主體和琴馬腿之間的拾音器單元。首先，雖然在弦鈕124和弦架150之間伸展的弦130向下推琴馬200，但是向下分力沒有施加在壓電元件252a/252b上。為此，拾音器單元170將振動(dòng)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
嵌入琴馬200的拾音器單元170的另一優(yōu)點(diǎn)是用戶可以按照類似于標(biāo)準(zhǔn)原聲小提琴的方式，將琴馬200裝配在原聲小提琴100中和從其中拆除琴馬200。拾音器單元170不改變共振板112上的琴馬高度。這可以照常調(diào)節(jié)弦130。
電氣系統(tǒng)如上所述，電氣系統(tǒng)90包括拾音器單元170、導(dǎo)線202/202a、連接器160、音響設(shè)備180和樂音輻射器182，拾音器單元170通過(guò)一對(duì)雙晶壓電傳感器250來(lái)實(shí)現(xiàn)。將在下文中詳細(xì)描述這些系統(tǒng)部件。
雙晶壓電傳感器250是機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能類型的傳感器。假設(shè)力施加在壓電元件上，力在壓電元件中引起應(yīng)變。然后，偏振出現(xiàn)在壓電元件中，并出現(xiàn)電荷。電荷量與應(yīng)變成正比，因此，與施加在壓電元件上的力成正比。因此，力轉(zhuǎn)換成電流。在這個(gè)實(shí)例中，力通過(guò)填料260從內(nèi)表面230s施加在壓電元件上，內(nèi)表面230s限定分支部分230a/230b。
如圖6中所示，每個(gè)雙晶壓電傳感器250包括一對(duì)壓電元件252a/252b和底板254。底板254由金屬構(gòu)成，并可以彈性變形。底板254插在壓電元件252a和252b之間。換句話說(shuō)，壓電元件252a和252b粘附在底板254的兩個(gè)主表面上，如箭頭P所示，壓電元件252a從底板254向外進(jìn)行偏振。換句話說(shuō)，壓電元件的偏振方向P與另一壓電元件的偏振方向P相反。偏振方向P平行于主表面210S(參見圖3)。底板254和壓電元件252a/252b的疊層插入傳感器支架240a/240b，并且壓電元件252a/252b連接到導(dǎo)線202。當(dāng)雙晶壓電傳感器250安裝在琴馬200中時(shí)，關(guān)于中心線O-O’對(duì)稱排列雙晶壓電傳感器250。
現(xiàn)在假設(shè)力在偏振方向P之一上施加到雙晶壓電傳感器250，雙晶壓電傳感器250在箭頭AR1所示的方向上變形，并且如點(diǎn)劃線所示進(jìn)行變形。張力施加在壓電元件252a上，并且拉長(zhǎng)了壓電元件252a。另一方面，壓力施加在壓電元件252b上，并且壓縮了壓電元件252b。結(jié)果，壓電元件252b相對(duì)于其它壓電元件252a具有正電平。相反，如果雙晶壓電傳感器250在相反方向上變形，壓電元件252a相對(duì)于其它壓電元件252b具有正電平。應(yīng)變?cè)酱螅妱?dòng)勢(shì)越大。因此，雙晶壓電傳感器250可以將振動(dòng)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
當(dāng)演奏者用琴弓拉原聲小提琴100時(shí)，弦130振動(dòng)，振動(dòng)引起琴馬200的振動(dòng)。假設(shè)振動(dòng)弦130引起箭頭E所表示的運(yùn)動(dòng)(參見圖7)。琴馬200如實(shí)線所示進(jìn)行變形，并且將力施加在雙晶壓電傳感器250的壓電元件252a/252b上。如圖8中所示，拉長(zhǎng)兩個(gè)壓電元件252a，而壓縮兩個(gè)壓電元件252b。在下一時(shí)刻，振動(dòng)弦130使琴馬200在箭頭E的相反方向上進(jìn)行相反變形，以便分別壓縮和拉長(zhǎng)兩個(gè)壓電元件252a和兩個(gè)壓電元件252b。雖然成對(duì)的壓電元件252a/252b形成對(duì)稱排列在琴馬200中的不同雙晶壓電傳感器250，在一個(gè)方向偏振壓電元件252a，而在相反方向偏振其它壓電元件252b。這樣產(chǎn)生大量電荷。換句話說(shuō)，電信號(hào)在寬范圍內(nèi)擺動(dòng)電平。
轉(zhuǎn)向附圖的圖9，雙晶壓電傳感器250通過(guò)導(dǎo)線202連接到連接器160。壓電元件252a通過(guò)導(dǎo)線256a彼此連接，其它壓電元件252b通過(guò)另一導(dǎo)線256b彼此連接。導(dǎo)線256a保持與壓電元件252a表面接觸，而另一導(dǎo)線256b也保持與壓電元件252b表面接觸。導(dǎo)線256a和256b形成部分導(dǎo)線202(參見圖7和8)。
導(dǎo)線202還包括外導(dǎo)電條2020和導(dǎo)線2021。導(dǎo)線256b與導(dǎo)線2021融合在一起，而導(dǎo)線256a連接到外導(dǎo)電條2020。外導(dǎo)電條2020在其另一端連接到導(dǎo)電金屬箔156，以便巨大電勢(shì)通過(guò)外導(dǎo)電條2020和導(dǎo)線256a施加到壓電元件252a。另一方面，導(dǎo)線2021終止在觸點(diǎn)203a，觸點(diǎn)203a電連接到連接器160的導(dǎo)電插座164a。導(dǎo)電插座164a通過(guò)連接器160和電纜202a連接到音響設(shè)備180。因此，壓電元件252b電連接到音響設(shè)備180。
連接器160還包括觸點(diǎn)164b，它與導(dǎo)電插座164a電隔離，并且觸點(diǎn)164b保持與接線端159b接觸。接線端159b固定到導(dǎo)線158，導(dǎo)線158依次連接到導(dǎo)電金屬箔156。如上所述，弦130電連接到導(dǎo)電金屬箔156。人類演奏者用他或她的手指將弦130選擇性地按到指板140。這意味著弦130和導(dǎo)電金屬箔156的電平等于人類演奏者，即接地電平。因此，接地電平通過(guò)外導(dǎo)電條2020和導(dǎo)線256a應(yīng)用到壓電元件252a，并且通過(guò)導(dǎo)線158、連接器160和電纜202a應(yīng)用到音響設(shè)備180。由于接地電平是穩(wěn)定的，因此通過(guò)導(dǎo)電金屬箔156接地的外導(dǎo)電條2020有效地抵制疊加在電信號(hào)上的噪聲。
轉(zhuǎn)向附圖的圖2，圖解了雙晶壓電傳感器250和連接器160之間的電連接。連接器160用作接口和連接裝置。連接器160具有夾鉗162，它依次具有松緊螺旋扣161。夾鉗162還具有一對(duì)墊板163，墊板163之間的距離是可變的。當(dāng)演奏者為他或她的演奏準(zhǔn)備電聲弦樂器時(shí)，他或她使墊板163與共振板112和背板接觸，并且夾緊墊板163之間的主體110。然后，連接器160和電纜202a的一端物理連接到主體110。連接器160還具有一對(duì)接線端165，連接器160電連接到電纜202a。接線端165進(jìn)一步分別連接到導(dǎo)電插座164a和觸點(diǎn)164b。觸點(diǎn)203a和接線端159b可連接到導(dǎo)電插座164a和接線端159b，并且可以與導(dǎo)電插座164a和接線端159b分開。為此，連接器160首先連接到主體110，此后，電纜202、粗線(grandline)158電連接到連接器160。
如上所述，導(dǎo)電插座164a通過(guò)觸點(diǎn)203a電連接到導(dǎo)線2021，觸點(diǎn)164b通過(guò)接線端159b和導(dǎo)線158電連接到導(dǎo)電金屬箔156。為此，代表振動(dòng)的電信號(hào)通過(guò)連接器160和電纜202a供給音響設(shè)備180。
電纜202是同軸電纜以便用外導(dǎo)電條2020屏蔽導(dǎo)線2021。外導(dǎo)電條2020在其另一端利用焊條157固定到導(dǎo)電金屬箔156，導(dǎo)線158也在其另一端利用焊條159固定到導(dǎo)電金屬箔156。
音響設(shè)備180包括控制放大器和功率放大器。通過(guò)控制放大器調(diào)節(jié)音量和均衡，并且通過(guò)控制放大器將效果選擇性地分給電樂音。利用功率放大器驅(qū)動(dòng)樂音輻射器182用于輻射電樂音。在這個(gè)實(shí)例中，樂音輻射器182由揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，控制放大器、功率放大器和揚(yáng)聲器是公知的，為了簡(jiǎn)化，下文中沒有加入進(jìn)一步說(shuō)明。
下文中對(duì)電聲弦樂器的行為進(jìn)行描述。假設(shè)演奏者希望在電聲弦樂器上演奏一段音樂。演奏者將連接器160連到主體110，并且通過(guò)連接器160將拾音器單元170連接到音響設(shè)備180。演奏者通過(guò)控制放大器調(diào)節(jié)音量和均衡。
演奏者開始用琴弓拉弦130，并且引起弦130以某種頻率振動(dòng)，所述頻率與要產(chǎn)生的電樂音的音調(diào)相對(duì)應(yīng)。在某一時(shí)刻，振動(dòng)弦130在方向E上將力施加到琴馬200上(參見圖7)。然后，琴馬200如實(shí)線所示進(jìn)行變形，并且壓力使雙晶壓電傳感器250如圖8中實(shí)線所示進(jìn)行彎曲。拉長(zhǎng)壓電元件252a，并且壓縮其它壓電元件252b。結(jié)果，在壓電元件252a/252b的表面上產(chǎn)生電荷。分支部分230a中的壓電元件252a表面上的電荷極性與其它分支部分230b中的壓電元件252a表面上的電荷極性相同，但是與壓電元件252b表面上的電荷極性相反。當(dāng)琴馬200在方向E上變形時(shí)，電荷使壓電元件252b表面上的電平相對(duì)于其它壓電元件252a表面上的電平是正的。由于壓電元件252b并聯(lián)到導(dǎo)線256b，電信號(hào)在寬范圍內(nèi)將電平擺動(dòng)到正側(cè)而無(wú)任何抵消，并且電信號(hào)通過(guò)連接器160供給音響設(shè)備180。
當(dāng)力從琴馬200移開時(shí)，琴馬200返回到初始形狀，并且雙晶壓電傳感器250返回到中性狀態(tài)。然后，電勢(shì)差縮小到零。另一方面，當(dāng)力在與箭頭E相反的方向上施加在琴馬200上時(shí)，琴馬200向相反側(cè)進(jìn)行變形，電荷使壓電元件252b表面上的電平相對(duì)于其它壓電元件252a表面上的電平是負(fù)的。結(jié)果，電信號(hào)將電平擺動(dòng)到負(fù)側(cè)。因此，拾音器單元170將弦130的振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并且通過(guò)音響設(shè)備180和樂音輻射器182根據(jù)電信號(hào)產(chǎn)生電樂音。
根據(jù)前面的說(shuō)明將會(huì)理解，壓電元件252a/252b松散地容納在分叉槽230中，分叉槽230形成在琴馬200中，并且琴馬200和壓電元件252a/252b之間的間隙用填料260填充。下面的優(yōu)點(diǎn)由這些主要特征產(chǎn)生。
首先，雙晶壓電傳感器250不受通過(guò)弦130施加在琴馬200上的張力的向下分力。只有由于琴馬200的變形而產(chǎn)生的力力施加在雙晶壓電傳感器250上，以便雙晶壓電傳感器250準(zhǔn)確地產(chǎn)生代表弦130振動(dòng)的電信號(hào)。
第二，雙晶壓電傳感器250不改變琴馬200的高度。弦130直接與弧形表面200a接觸，腳212保持與共振板112接觸。類似于標(biāo)準(zhǔn)小提琴，琴馬200連接到主體110。為此，演奏者照常很容易最優(yōu)化弦130的高度。
圖1-9中所示的電聲弦樂器還具有次要特征。次要特征之一是雙晶壓電傳感器250的對(duì)稱排列。為了對(duì)稱排列雙晶壓電傳感器250，分支部分230a和230b關(guān)于中心線O-O’對(duì)稱地形成在琴馬200中。對(duì)于弦130來(lái)說(shuō)對(duì)稱排列是理想的，因?yàn)槭耙羝鲉卧?70將四根弦130的振動(dòng)平等地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
另一次要特征是填料260的塑性。當(dāng)演奏者拉琴弓時(shí)，弦130通過(guò)琴馬200將力施加在填料260上，力使填料260塑性變形。這意味著彈性應(yīng)變能可以忽略。為此，當(dāng)力從填料260移開時(shí)，填料260既不釋放彈性應(yīng)變能，也不在壓電元件252a/252b上施加任何壓力。因此，在力從琴馬200到壓電元件252a/252b的傳遞中，填料260是可靠的，并且不作為電信號(hào)上的噪聲源。
再一次要特征是雙晶壓電傳感器250嵌入琴馬200的位置。如果壓電傳感器分別提供在弦130之下，與應(yīng)用到琴馬200相比，振動(dòng)將更準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。然而，這些壓電傳感器離共振板太遠(yuǎn)以至于不能檢測(cè)主體的諧振。為此，電樂音更少地類似于原聲樂音。另一方面，雙晶壓電傳感器250不如此地遠(yuǎn)離共振板112以便諧振可以到達(dá)雙晶壓電傳感器250。不但弦130的初始振動(dòng)而且主體110的振動(dòng)都傳遞給雙晶壓電傳感器250，并且都轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。電信號(hào)代表初始振動(dòng)和諧振以便電樂音接近原聲樂音。
又一次要特征是在弦130中共享的雙晶壓電傳感器250。換句話說(shuō)，雙晶壓電傳感器250的數(shù)量小于弦130的數(shù)量。這導(dǎo)致生產(chǎn)成本降低。
又一次要特征是槽230，槽230露出琴馬200的主表面210s。如果壓力傳感器設(shè)置在琴馬200的側(cè)面上，例如限定空腔220a和220b的曲面，壓力傳感器將可靠地與側(cè)面分離。這是因?yàn)槭聦?shí)上側(cè)面猛烈振動(dòng)。另一方面，雙晶壓電傳感器250容納在分支部分230a和230b，并且支架240a/240b粘接到琴馬200。為此，雙晶壓電傳感器250能經(jīng)受琴馬200的振動(dòng)，并且是很耐用。
第二實(shí)施例另一電聲弦樂器也包含原聲弦樂器和電氣系統(tǒng)，并且原聲弦樂器配備有琴馬200A。原聲弦樂器和電氣系統(tǒng)的其它組成部件類似于第一實(shí)施例，為避免重復(fù)，下文中不再描述。
琴馬200A具有類似于琴馬200的輪廓，琴馬200和200A的區(qū)別集中在分叉槽330。原聲弦樂器的一部分和其它組成部件用指定圖1-9中所示的相應(yīng)部分和組成部件的附圖標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)注，而不進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
分叉槽330具有一對(duì)分支部分330a/330b和主干部分330c。主干部分330c從間隙210e向上延伸穿過(guò)分叉部分210c，并且在分叉部分210c和收縮部分210b之間的分界線上分支。分支部分330a和330b向上傾斜伸出，穿過(guò)收縮部分210b，進(jìn)入拱形部分210a，并且關(guān)于琴馬200A的中心線對(duì)稱排列。大部分分支部分330a/330b與傳感器支架240a/240b一樣寬，傳感器支架240a/240b隱蔽地容納在分支部分330a/330b中。傳感器支架240a/240b粘接在琴馬200A的內(nèi)表面。如圖12所示，分支部分330a/330b的上區(qū)330d寬度縮小，上區(qū)330d的寬度值稍大于雙晶壓電傳感器250的厚度。為此，當(dāng)雙晶壓電傳感器250容納在分支部分330a/330b中時(shí)，在內(nèi)表面330s和壓電元件252a/252b之間出現(xiàn)極窄的間隙。然而，所述間隙不用任何填料填充。為此，大部分壓電元件252a/252b與內(nèi)表面330s大大分開，位于上區(qū)中的其余壓電元件252a/252b盡可能地靠近內(nèi)表面330s。為此，當(dāng)琴馬200A變形時(shí)，內(nèi)表面330s推動(dòng)壓電元件252a/252b的上部，并彎曲壓電元件252a/252b。交替拉長(zhǎng)和壓縮壓電元件252a和壓電元件252b，以便在壓電元件252a/252b中產(chǎn)生電荷。
實(shí)施第二實(shí)施例的電聲弦樂器實(shí)現(xiàn)了第一實(shí)施例的所有優(yōu)點(diǎn)。而且，第二實(shí)施例的電聲弦樂器的優(yōu)點(diǎn)在于琴馬200A不受填料260老化變質(zhì)的影響。
第三實(shí)施例又一電聲弦樂器也主要包含原聲弦樂器和電氣系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)90相同，除了琴馬200B之外，原聲弦樂器類似于原聲弦樂器80。為此，下文中的描述集中在琴馬200B上。
琴馬200B表示在圖14和15中。琴馬200和200B的區(qū)別集中在一對(duì)凸角420，雙晶壓電傳感器250分別嵌入凸角420。凸角420朝前伸出琴馬200B的主表面210s，并且對(duì)稱排列。然而，凸角420相互獨(dú)立。
槽430a/430b分別形成在凸角420中，雙晶壓電傳感器250分別容納在槽430a/430b中。槽430a/430b關(guān)于琴馬200B的中心線對(duì)稱排列，因此，雙晶壓電傳感器250也對(duì)稱排列。槽430a/430b的寬度恒定并且不變窄。傳感器支架240a/240b隱蔽地容納在槽430a/430b中，并且這對(duì)壓電元件252a/252b分別伸出傳感器支架240a/240b。在內(nèi)表面430s和壓電元件252a/252b之間出現(xiàn)間隙，并且用填料260填充。在本實(shí)例中，填料260由塑性材料構(gòu)成。壓電元件252a/252b中的偏振方向用圖14中的“P”標(biāo)注。
實(shí)施第三實(shí)施例的電聲弦樂器也實(shí)現(xiàn)了第一實(shí)施例的所有優(yōu)點(diǎn)。
第四實(shí)施例實(shí)施本發(fā)明的又一電聲弦樂器也主要包含原聲弦樂器和電氣系統(tǒng)90A。原聲弦樂器類似于第一、第二或第三實(shí)施例的原聲弦樂器。為了簡(jiǎn)化不再描述。
電氣系統(tǒng)90和電氣系統(tǒng)90A的區(qū)別集中在雙晶壓電傳感器250之間的串聯(lián)，因此參考圖16對(duì)拾音器單元170A和連接器160A之間的連接進(jìn)行描述。
電氣系統(tǒng)90A的電路部件類似于電氣系統(tǒng)90的電路部件，為此，用指定電氣系統(tǒng)90的相應(yīng)電路部件的附圖標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)注。然而，與左雙晶壓電傳感器250的壓電元件不同，右雙晶壓電傳感器250的壓電元件用附圖標(biāo)記“252c”和“252d”標(biāo)注。壓電元件252a/252c的極性彼此相同，并且與壓電元件252b/252d的極性相反。
雙晶壓電傳感器250串聯(lián)在外導(dǎo)電條2020和導(dǎo)線2021之間，它們兩個(gè)形成部分電纜202。外導(dǎo)電條2020通過(guò)導(dǎo)線256e連接到左雙晶壓電傳感器250的壓電元件252a，導(dǎo)線2021通過(guò)導(dǎo)線256f連接到壓電元件252d。導(dǎo)線256h連接在壓電元件252b和壓電元件252c之間，以便雙晶壓電傳感器250串聯(lián)在外導(dǎo)電條2020和導(dǎo)線2021之間。為此，用右雙晶壓電傳感器250的電動(dòng)勢(shì)不抵銷左雙晶壓電傳感器250的電動(dòng)勢(shì)。獲取壓電元件252a和252d之間的電勢(shì)差作為電信號(hào)。
實(shí)施第四實(shí)施例的電聲弦樂器實(shí)現(xiàn)了第一實(shí)施例的所有優(yōu)點(diǎn)。
其它實(shí)施例電氣系統(tǒng)90的另一改進(jìn)還包括擴(kuò)音器。其它特征類似于上述實(shí)施例，為了簡(jiǎn)化下文中不再包含進(jìn)一步描述。
在本實(shí)例中，擴(kuò)音器與拾音器單元170并聯(lián)到音響設(shè)備180。從主體110中輻射的原聲樂音轉(zhuǎn)換成另一種電信號(hào)，并把該電信號(hào)提供給音響設(shè)備180。演奏者選擇一種電信號(hào)，并且根據(jù)所選的電信號(hào)產(chǎn)生電樂音。依靠擴(kuò)音器獲取的原聲樂音包含環(huán)境例如音樂廳中的回聲和混響。另一方面，琴馬200的振動(dòng)不受那些環(huán)境影響，為此，各種效果人工地傳遞給電樂音。在電聲弦樂器配備有電氣系統(tǒng)的改進(jìn)的情況下，演奏者可以在擴(kuò)音器和拾音器單元170之間進(jìn)行選擇。因此，電氣系統(tǒng)的第一改進(jìn)使通過(guò)電聲弦樂器的人工表現(xiàn)變得豐富。
電氣系統(tǒng)90的又一改進(jìn)具有頻率補(bǔ)償能力。當(dāng)學(xué)員在電聲弦樂器上練習(xí)運(yùn)弓法時(shí)，他或她有時(shí)將弱音器連接到電聲弦樂器，降低原聲樂音的音量以便不干擾鄰居。然而，弱音器改變了頻譜。如果根據(jù)電信號(hào)產(chǎn)生電樂音而無(wú)任何頻率補(bǔ)償，聽眾感覺電樂音很奇怪。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定不用弱音器時(shí)測(cè)量的頻譜和用弱音器時(shí)測(cè)量的頻譜之差，并且在音響設(shè)備180中提供頻率補(bǔ)償電路。當(dāng)演奏者不用弱音器在弦130上拉琴弓時(shí)，電信號(hào)繞過(guò)頻率補(bǔ)償電路，并且不執(zhí)行任何頻率補(bǔ)償。然而，當(dāng)演奏者將弱音器連接到電聲弦樂器之后拉琴弓時(shí)，電信號(hào)穿過(guò)頻率補(bǔ)償電路，并且缺少的頻率成分加入電信號(hào)。電信號(hào)可以通向耳機(jī)，并且通過(guò)耳機(jī)轉(zhuǎn)換成電樂音。因此，演奏者可以練習(xí)運(yùn)弓法而不打擾鄰居。
雖然已經(jīng)表示和描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很顯然可以進(jìn)行各種修改和改進(jìn)而不脫離本發(fā)明的本質(zhì)和范圍。
音響設(shè)備180和樂音輻射器182可以構(gòu)造在原聲弦樂器中。在這種情況下，提高了輕便性。然而，與從獨(dú)立式音響設(shè)備180/揚(yáng)聲器182中輻射的電樂音相比，電樂音的質(zhì)量可能更差。揚(yáng)聲器182對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍不進(jìn)行任何限定。可以直接驅(qū)動(dòng)共振板112進(jìn)行振動(dòng)。
雙晶壓電傳感器250對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍不進(jìn)行任何限定。單晶壓電傳感器可用于拾音器單元90a。
單晶/雙晶壓電傳感器對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍不進(jìn)行任何限定。在可以將力/壓力/位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或光信號(hào)的傳感器范圍內(nèi)，任何類型的傳感器可用于電聲弦樂器。應(yīng)變儀是可用于依據(jù)本發(fā)明的電聲弦樂器的其它類型傳感器的實(shí)例。
分叉槽230對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍不進(jìn)行任何限定。兩個(gè)空腔可以彼此獨(dú)立地形成在琴馬200中。在這種情況下，雙晶壓電傳感器分別嵌入這些空腔中，并且用填料填充間隙。另外，這些空腔部分收縮以便內(nèi)表面直接推動(dòng)雙晶壓電傳感器。
單槽或多槽結(jié)構(gòu)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍不進(jìn)行任何限定。在上述實(shí)施例中，平坦的內(nèi)表面面對(duì)壓電元件252a/252b。然而，領(lǐng)域曲面可以部分地確定單槽或多槽。雖然分叉槽230/330和這對(duì)槽430a/430b具有底部，但是單分叉槽或多分叉槽可以露出兩個(gè)主表面。
這對(duì)壓電傳感器對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍不進(jìn)行任何限定。僅僅一個(gè)壓電傳感器可以嵌入琴馬200，或多于兩個(gè)的壓電傳感器可以嵌入琴馬200。
琴馬的形狀對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍不進(jìn)行任何限定。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，琴馬的各種形狀是公知的，并且琴馬200/200A/200B可以用那些琴馬中的任何一個(gè)進(jìn)行替代。
原聲小提琴對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍不進(jìn)行任何限定?？梢杂眯√崆偌易宓闹黧w成員例如中提琴、大提琴或低音提琴來(lái)替代原聲小提琴。本發(fā)明可以應(yīng)用到彈撥弦樂器例如吉他。
可以從依據(jù)本發(fā)明的電聲弦樂器中消除音響設(shè)備180和樂音輻射器182。在這種情況下，拾音器單元和連接器構(gòu)成電氣系統(tǒng)，電聲弦樂器與音響設(shè)備180和樂音輻射器182分開銷售。
油粘土對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍不進(jìn)行任何限定。油粘土可以用主體類型的塑性粘土代替，塑性粘土是粘土和粘性物質(zhì)之間的混合物。
四根弦130對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍不進(jìn)行任何限定。僅僅一根弦130可以伸展在主體上。多于四根的弦可以伸展在主體主體上。
權(quán)利要求的術(shù)語(yǔ)與上述實(shí)施例的組成部件關(guān)聯(lián)如下。部件“主體”、“上表面”、“頸部”、“至少一根弦”、“琴馬”、“限定空腔的內(nèi)表面”、“拾音器單元”和“輸出端”分別對(duì)應(yīng)主體110、共振板112的上表面、頸部120和指板140的組合、弦130、琴馬200/200A/200B、限定分叉槽230/330和一對(duì)槽430a/430b的內(nèi)表面230s/330s/430s、拾音器單元170/170A和連接器160/160A。壓電元件252a/252b和252a/252b/252c/252d用作元件“傳感部分”。分支部分230a/230b、330a/330b和一對(duì)槽430a/430b對(duì)應(yīng)“子空腔”。單槽或多槽是“至少一個(gè)空腔”的實(shí)例。
權(quán)利要求
1.一種電聲弦樂器，包含原聲弦樂器(80)，該原聲弦樂器包括具有上表面(112)的主體(110)，從所述主體(110)的一端伸出的頸部(120/140)，至少一根弦(130)，所述弦在所述頸部(120/140)的導(dǎo)前端和所述主體(110)的另一端之間伸展，琴馬(200，200A，200B)，所述琴馬設(shè)置在所述主體(110)的所述上表面(112)和所述至少一根弦(130)之間，以便給所述至少一根弦(130)提供張力、并且當(dāng)出現(xiàn)從所述至少一根弦(130)傳遞來(lái)的振動(dòng)時(shí)可發(fā)生變形；電氣系統(tǒng)(90，90A)，所述電氣系統(tǒng)包括拾音器單元(170，170A)，由于所述至少一根弦(130)的所述振動(dòng)而給所述拾音器單元提供力，用于產(chǎn)生代表所述振動(dòng)的電信號(hào)，輸出端子(160，160A)，所述輸出端子電連接到所述拾音器單元(170，170A)，用于輸出所述信號(hào)，其特征在于所述琴馬(200，200A，200B)具有用于限定至少一個(gè)空腔(230，330，430a/430b)的內(nèi)表面，所述拾音器單元(170，170A)容納在所述空腔中，從而通過(guò)所述內(nèi)表面(230s，330s，430s)把所述力作用在所述拾音器單元(170，170A)上。
2.如權(quán)利要求1所述的電聲弦樂器，其中所述拾音器單元(170，170A)具有傳感部(250)，所述傳感部感應(yīng)所述振動(dòng)并且松散地容納在所述空腔(230，430a/430b)中，所述傳感部分(250)和所述內(nèi)表面(230s，430s)之間的間隙用填料(260)填充，以便所述振動(dòng)通過(guò)所述填料(260)從所述內(nèi)表面(230s，430s)傳遞給所述傳感部分(250)。
3.如權(quán)利要求2所述的電聲弦樂器，其中所述填料(260)由當(dāng)所述力施加到其上時(shí)表現(xiàn)為塑性的材料構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的電聲弦樂器，其中所述材料是油粘土。
5.如權(quán)利要求2所述的電聲弦樂器，其中所述拾音器單元(170，170A)具有多個(gè)傳感器(250)，而且所述空腔(230，430a/430b)具有多個(gè)子空腔(230a/230b，430a/430b)，所述多個(gè)傳感器(250)分別容納在多個(gè)子空腔中。
6.如權(quán)利要求5所述的電聲弦樂器，其中所述多個(gè)子空腔(230a/230b，430a/430b)關(guān)于所述琴馬(200，200B)的中心線(O-O’)對(duì)稱排列，以便所述多個(gè)傳感器(250)也對(duì)稱排列在所述琴馬(200，200B)中。
7.如權(quán)利要求5所述的電聲弦樂器，其中以這種方式連接所述多個(gè)傳感器(250)、以便所述多個(gè)傳感器(250)的輸出信號(hào)從所述輸出端子(160，160A)輸出，而在所述輸出信號(hào)之間沒有任何抵消。
8.如權(quán)利要求2所述的電聲弦樂器，其中所述傳感部分(250)由至少一個(gè)雙晶壓電元件(250)構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的電聲弦樂器，其中所述至少一個(gè)雙晶壓電元件(250)具有一對(duì)壓電元件(252a/252b，252a/252b/252c/252d)。
10.如權(quán)利要求1所述的電聲弦樂器，其中所述拾音器單元(170)具有傳感部分(250)，所述傳感部分感應(yīng)所述振動(dòng)，而且所述內(nèi)表面(330s)部分地變窄，以便將所述力直接施加在所述傳感部分(250)上。
11.如權(quán)利要求10所述的電聲弦樂器，其中所述內(nèi)表面(330s)形成臺(tái)階，用于將所述空腔(330a/330b)分成寬部分和窄部分(330d)，所述傳感部分(250)延伸穿過(guò)所述寬部分進(jìn)入所述窄部分(330d)，以便所述臺(tái)階將力施加在所述傳感部分(250)的導(dǎo)前端上。
12.如權(quán)利要求10所述的電聲弦樂器，其中所述拾音器單元(170)具有多個(gè)傳感器(250)，而且所述空腔(330)具有多個(gè)子空腔(330a/330b)，所述多個(gè)傳感器(250)分別容納在多個(gè)子空腔中。
13.如權(quán)利要求12所述的電聲弦樂器，其中所述多個(gè)子空腔(330a/330b)關(guān)于所述琴馬(200A)的中心線對(duì)稱排列，以便所述多個(gè)傳感器(250)也對(duì)稱排列在所述琴馬(200A)中。
14.如權(quán)利要求12所述的電聲弦樂器，其中以這種方式連接所述多個(gè)傳感器(250)、以便所述多個(gè)傳感器(250)的輸出信號(hào)從所述輸出端子輸出，而在所述輸出信號(hào)之間沒有任何抵消。
15.如權(quán)利要求10所述的電聲弦樂器，其中所述傳感部分(250)由至少一個(gè)雙晶壓電元件(250)構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求15所述的電聲弦樂器，其中所述至少一個(gè)雙晶壓電元件(250)具有一對(duì)壓電元件(252a/252b)。
17.如權(quán)利要求1所述的電聲弦樂器，其中所述電氣系統(tǒng)(90，90A)進(jìn)一步包括樂音輻射器(182)，用于將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成電樂音，音響設(shè)備(180)，用于利用所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述樂音輻射器(182)。
18.如權(quán)利要求1所述的電聲弦樂器，其中所述原聲弦樂器還具有琴弓(190)，以便演奏者通過(guò)拉琴弓引起所述弦的振動(dòng)。
19.如權(quán)利要求18所述的電聲弦樂器，其中所述主體(110)具有類似于原聲小提琴的輪廓。
20.一種琴馬(200，200A，200B)，所述琴馬設(shè)置于主體(110)和至少一根弦(130)之間，用于將張力傳遞到所述至少一根弦(130)，所述主體(110)和至少一根弦(130)組合在電聲弦樂器(80)中，所述琴馬(200，200A，200B)包含在出現(xiàn)從所述至少一根弦(130)傳遞來(lái)的振動(dòng)時(shí)可發(fā)生變形的板狀部件，其特征在于所述琴馬(200，200A，200B)具有用于限定至少一個(gè)空腔(230，330，430a/430b)的內(nèi)表面(230s，330s，430s)，所述拾音器單元(170，170A)按照這種方式容納在空腔中，以便由于所述振動(dòng)、通過(guò)通過(guò)內(nèi)表面(230s，330s，430s)將力作用在所述拾音器單元(170，170A)上。
21.如權(quán)利要求20所述的琴馬，進(jìn)一步包含填料(260)，用于將所述力傳遞給所述拾音器單元，所述填料插在所述內(nèi)表面(230，430a/430b)和所述拾音器單元(170，170A)之間的間隙中。
22.如權(quán)利要求21所述的琴馬，其中所述填料(260)由當(dāng)所述力施加到其上時(shí)表現(xiàn)為塑性的材料構(gòu)成。
23.如權(quán)利要求20所述的琴馬，其中所述內(nèi)表面(330s)使所述空腔部分地變窄，以便將所述力從所述內(nèi)表面直接施加在所述拾音器單元(170)上。
24.如權(quán)利要求20所述的琴馬，其中所述空腔(230，330，430a/430b)具有多個(gè)子空腔(230a/230b，330a/330b，430a/430b)，它們分別分配給形成部分所述拾音器單元(170)的多個(gè)傳感器(250)。
25.如權(quán)利要求24所述的琴馬，其中所述子空腔(230a/230b；330a/330b，430a/430b)關(guān)于所述琴馬(200，200A，200B)的中心線對(duì)稱排列。
全文摘要
電聲小提琴是原聲小提琴(80)和電氣系統(tǒng)(90)的組合，而且電氣系統(tǒng)(90)包括拾音器單元(170)，用于將弦(130)的振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；空腔(230)形成在琴馬(200)中用于容納拾音器單元(170)，以便振動(dòng)通過(guò)琴馬(200)從弦(130)傳遞給拾音器單元(170)，由此拾音器單元(170)將振動(dòng)精確地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而不受弦(130)施加在琴馬(200)上的張力影響。
文檔編號(hào)G10D3/04GK1573913SQ200410049128
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者高林洋次郎 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社