專利名稱：鍵盤樂器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種豐富鍵盤樂器所能產(chǎn)生的聲音的技術(shù)。
背景技術(shù)：
通常，電子鋼琴不像原聲鋼琴那樣具有響板，因為電子鋼琴被設(shè)定成從揚聲器產(chǎn)生電子聲音。然而，日本專利申請已公開號JP2008-292739A公開了一種技術(shù)，即在電子鋼琴上安裝響板并在響板上安裝揚聲器，從而通過激勵具有揚聲器的響板，從響板發(fā)出振動聲音。從而，電子鋼琴不僅能產(chǎn)生電子聲音，還由于從響板發(fā)出的振動聲音而產(chǎn)生了豐富的原聲低音高聲音。上述提到的專利文獻還公開了這種技術(shù)，即不僅適用于電子鋼琴，而且配置為不讓任何琴弦振動的原聲鋼琴(消音鋼琴)。為了讓響板振動，使用音圈類型的促動器，其中由被輸入了驅(qū)動信號的音圈產(chǎn)生驅(qū)動力。這種類型的促動器因為具有與音圈類型揚聲器相似的結(jié)構(gòu)而可以低成本實現(xiàn)，并且另一方面，音圈特征嚴重影響促動器的驅(qū)動特性。例如，當激勵出的振動的幅值隨著沿驅(qū)動力方向的音圈長度的增加而增加時，高頻段的響應(yīng)性將降低，因為線圈電感的增加將伴隨著線圈匝數(shù)的增加。因此，在使用音圈類型揚聲器作為促動器來激勵響板的情況下，即使在作為揚聲器產(chǎn)生聲音時可以產(chǎn)生期望的音質(zhì)，在激勵響板時也不能產(chǎn)生期望音質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種鍵盤樂器，其具有用于讓響板振動的音圈類型的促動器，其中既可以得到讓響板振動的有效驅(qū)動力，也可以得到高頻段的增強響應(yīng)性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種改進的鍵盤樂器，包括:多個琴鍵⑵；響板(7);激勵單元(50)，包括振動構(gòu)件(51)和具有磁體(522)的主體(52)，所述振動構(gòu)件具有布置在通過磁體(522)形成的磁路空間(525)中的音圈(512)，振動構(gòu)件(51)連接到響板(7)和激勵單元(50)，所述激勵單元響應(yīng)于驅(qū)動信號驅(qū)動音圈(512)，以讓振動構(gòu)件(51)振動；支撐單元(55)，設(shè)置在鍵盤樂器中不同于響板的一部分上且配置為支撐主體(52)；演奏信息產(chǎn)生單元(120)，適于產(chǎn)生與琴鍵的操作對應(yīng)的演奏信息；和信號產(chǎn)生單元(15)，適于基于演奏信息產(chǎn)生聲音波形信號，所產(chǎn)生的音頻波形信號被作為驅(qū)動信號供應(yīng)到音圈(512)，以由此讓振動構(gòu)件(51)振動，其中音圈(512)沿振動構(gòu)件振動方向的長度等于或小于振動構(gòu)件(51)最大偏移量(sw)的二倍與磁路空間(525)沿振動方向的長度(mw)之和。請注意，為了便于理解，用括號中相同的附圖標記表示本發(fā)明后述的實施例的各個組成元件。通過這種構(gòu)造，因為確定了音圈(512)沿著振動構(gòu)件的振動方向上的長度等于或小于振動構(gòu)件(51)的最大偏移量(sw)的二倍與磁路空間(525)沿振動方向的長度(mw)之和，所以可以得到有效的讓響板振動的驅(qū)動力并且也可以得到高頻段的增強響應(yīng)性。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，磁體(522)為環(huán)形；主體包括由環(huán)形軟磁性材料形成并布置在磁體(522)的上表面上的第一軛(521)和由軟磁性材料形成的第二軛(523)，該第二軛(523)包括盤形基座單元和圓柱形桿，該盤形基座單元配置為用于在基座單元的上表面上接收磁體(522)的下表面，該圓柱形桿從基座單元的中心位置向上延伸，使得桿容納于磁體(522)的中空部分；磁路空間(525)形成在第一軛(521)的內(nèi)表面和桿的外表面之間；振動構(gòu)件(51)沿著桿的縱向振動；并且確定沿桿的上端的縱向方向的一位置，使得該位置等于或高于第一軛(521)的上表面的位置并且等于或低于振動構(gòu)件(51)已經(jīng)向上運動最大偏移量(sw)后的音圈的頂端的位置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，設(shè)置一改進的鍵盤樂器，其包括:多個琴鍵(2);響板
(7);激勵單元(50)，包括振動構(gòu)件(51)和具有磁體(522)的主體(52)，所述振動構(gòu)件具有布置在通過磁體(522)形成的磁路空間(525)中的音圈(512)，振動構(gòu)件(51)連接到響板(7)和激勵單元(50)，所述激勵單元響應(yīng)于驅(qū)動信號驅(qū)動音圈(512)，以讓振動構(gòu)件(51)振動；支撐單元(55)，設(shè)置在鍵盤樂器中不同于響板的一部分上且配置為支撐主體(52)；演奏信息產(chǎn)生單元(120)，適于產(chǎn)生與琴鍵的操作對應(yīng)的演奏信息；和信號產(chǎn)生單元(15)，適于基于演奏信息產(chǎn)生聲音波形信號，所產(chǎn)生的音頻波形信號被作為驅(qū)動信號供應(yīng)到音圈(512)，以由此讓振動構(gòu)件(51)振動，其中主體包括由環(huán)形軟磁性材料形成并布置在磁體(522)的上表面上的第一軛(521)和由軟磁性材料形成的第二軛(523),該第二軛(523)包括盤形基座單元和圓柱形桿，該盤形基座單元配置為用于在基座單元的上表面上接收磁體(522)的下表面，該圓柱形桿從基座單元的中心位置向上延伸，使得桿容納于磁體(522)的中空部分；磁路空間(525)形成在第一軛(521)的內(nèi)表面和桿的外表面之間；振動構(gòu)件
(51)沿著桿的縱向振動；并且確定沿桿的上端的縱向方向的一位置，使得該位置等于或高于第一軛(521)的上表面的位置并且等于或低于振動構(gòu)件(51)已經(jīng)向上運動最大偏移量(sw)后的音圈的頂端的位置。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，鍵盤樂器進一步包括至少另一個磁體(526，527)，其布置在第一軛(521)的上表面和第二軛(523)的下側(cè)中的至少一個上。

根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，鍵盤樂器進一步包括第一桿狀部件￠)，和第二桿狀部件(75),該第一桿狀部件在第一方向延伸并設(shè)置于響板(7)的一個表面上,該第二桿狀部件在不同于第一方向的第二方向上延伸并設(shè)置于響板(7)的另一個表面上。根據(jù)本發(fā)明的進一步的實施例，振動構(gòu)件(51)在跨過響板(7)與第一桿狀部件
(6)或第二桿狀部件(75)相反的位置處連接到響板(7)。本發(fā)明可應(yīng)用到具有響應(yīng)于琴鍵操作產(chǎn)生原聲聲音的原聲聲音產(chǎn)生機構(gòu)(4，5)的鍵盤樂器(例如，三角鋼琴，直立式鋼琴)，或應(yīng)用到具有響應(yīng)于琴鍵操作產(chǎn)生電子聲音的電子聲音產(chǎn)生設(shè)備的另一種鍵盤樂器(例如，電子鋼琴)。


下面參照下述附圖詳細描述本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例，這些優(yōu)選實施例僅作為示例，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的三角鋼琴的外觀的透視視圖；圖2是根據(jù)實施例的三角鋼琴內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是根據(jù)實施例的三角鋼琴中的激勵單元的布置示意圖4是根據(jù)實施例的三角鋼琴中的激勵單元的外觀透視圖；圖5是圖4所示的激勵單元的剖面圖；圖6是根據(jù)實施例的包括在激勵單元中的音圈結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖7A至圖7C是顯示了三種不同類型的音圈的剖面圖，用來說明根據(jù)實施例的激勵單元中的音圈所用的最佳結(jié)構(gòu)；圖8A至圖8C是顯示了三種不同的軛布置形式的剖面圖，用來說明根據(jù)實施例的激勵單元中的軛的最佳結(jié)構(gòu)；圖9是根據(jù)實施例的三角鋼琴的控制器的結(jié)構(gòu)框圖；圖10是根據(jù)實施例的三角鋼琴的功能結(jié)構(gòu)框圖；圖11示出了圖10的功能結(jié)構(gòu)的改變例的框圖；圖12A和圖12B根據(jù)實施例的要在三角鋼琴的均衡器單元中設(shè)置的頻率特性的調(diào)整的曲線圖；圖13是頻率特性指定部分單元指定均衡器單元要設(shè)置的頻率特性的機制的框圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明改變例I的激勵單元剖面示意圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明改變例2的直立式鋼琴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)視圖；圖16是根據(jù)改變例2的直立式鋼琴中激勵單元的布置形式的示意圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明改變例3的激勵單元處于安裝到響板上的狀態(tài)的側(cè)視圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明改變例7的激勵單元的布置形式的示意圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明改變例7的直立式鋼琴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)視圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明改變例9的激勵單元剖面圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明改變例12的激勵單元剖面圖；圖22k和圖22B是根據(jù)本發(fā)明改變例13的激勵單元剖面圖；圖23是根據(jù)本發(fā)明的改變例16的電子鋼琴內(nèi)部構(gòu)造的示意圖；以及圖24是根據(jù)改變例16的電子鋼琴的響板的示意圖。
具體實施例整體構(gòu)造圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的三角鋼琴I的外觀透視圖。像已知的三角鋼琴那樣，三角鋼琴I具有鍵盤和控制音樂演奏的踏板3，鍵盤中在鋼琴前側(cè)排布供表演者或使用者操作的多個琴鍵2。三角鋼琴I還包括在其前表面部分的具有操作面板13的控制器10和設(shè)置在樂譜架的一部分上的觸摸面板60。使用者通過對操作面板13和觸摸面板60的操作來輸入用戶指令到控制器10。三角鋼琴I配置為，能根據(jù)表演者(使用者)的指令在從多種聲音產(chǎn)生模式中選擇出的一種聲音產(chǎn)生模式下產(chǎn)生聲音。這些聲音產(chǎn)生模式包括(I)普通聲音產(chǎn)生模式，(2)聲音衰減模式，和(3)聲音增強模式。普通聲音產(chǎn)生模式(I)是一種只基于響應(yīng)于通過對應(yīng)于被操作琴鍵的弦槌對琴弦的擊打而產(chǎn)生琴弦振動的聲音產(chǎn)生模式。聲音衰減模式(2)，即“特殊聲音產(chǎn)生模式1”，是一種只基于響板產(chǎn)生的主動振動響板聲音而產(chǎn)生聲音的模式，所述主動振動響板聲音是在響板響應(yīng)于琴鍵的操作、根據(jù)基于從音源(例如電子音源)產(chǎn)生的音頻波形信號的驅(qū)動信號而物理振動時從響板產(chǎn)生的，而同時琴弦的擊打被止動器阻止。換句話說，在聲音衰減模式(2)中，止動器被允許阻止弦槌擊打與被操作的琴鍵對應(yīng)的琴弦。因此，產(chǎn)生的主動振動響板的聲音具有感覺自然的原聲聲音的特點。聲音增強模式(3)，即“特殊聲音產(chǎn)生模式2”，是一種基于琴弦的振動和主動振動響板的振動產(chǎn)生聲音的模式。換句話說，在聲音增強模式(3)中，止動器不被允許阻止弦槌擊打與被操作的琴鍵對應(yīng)的琴弦。應(yīng)注意，在聲音增強模式(3)中，不僅所產(chǎn)生聲音的總音量可以被增強，而且可以實現(xiàn)音色層效果(tone color layer effect)，因為同時產(chǎn)生基于弦槌對琴弦的擊打的(即，基于琴弦的振動的聲音)具有鋼琴固有音色的第一原聲聲音和具有任意附加音色的第二原聲聲音(即，主動振動響板的聲音)，所述任意附加音色由迫使響板依照具有任意音色(包括和鋼琴音色類似的音色)的音頻波形的驅(qū)動信號而振動來獲得。因此，聲音增強模式(3)也可作為能獲得音色層效果的演奏模式。聲音產(chǎn)生模式可包括其他的聲音產(chǎn)生模式，例如消音模式(sound deadeningmode)。當選擇消音模式時,在和聲音衰減模式相同的配置下,從聲源產(chǎn)生的電子音樂聲音信號(音頻波形信號)供給耳機端而不作為響板驅(qū)動信號。因此，演奏者可以自己聆聽基于電子音樂聲音信號的聲音(而不將 音樂聲音傳播到外部空間)。表I列出了如下的聲音產(chǎn)生模式表I
權(quán)利要求
1.一種鍵盤樂器，包括: 多個琴鍵； 響板； 激勵單元，包括振動構(gòu)件和具有磁體的主體，所述振動構(gòu)件具有布置在通過磁體形成的磁路空間中的音圈，振動構(gòu)件連接到響板和激勵單元，所述激勵單元響應(yīng)于驅(qū)動信號驅(qū)動音圈，以讓振動構(gòu)件振動； 支撐單元，設(shè)置在鍵盤樂器中不同于響板的一部分上且配置為支撐主體； 演奏信息產(chǎn)生單元，適于產(chǎn)生與琴鍵的操作對應(yīng)的演奏信息；和信號產(chǎn)生單元，適于基于演奏信息產(chǎn)生聲音波形信號，所產(chǎn)生的音頻波形信號被作為驅(qū)動信號供應(yīng)到音圈，以由此讓振動構(gòu)件振動， 其中音圈沿振動構(gòu)件振動方向的長度等于或小于振動構(gòu)件最大偏移量的二倍與磁路空間沿振動方向的長度之和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍵盤樂器，其中 該磁體是環(huán)形的； 該主體包括由環(huán)形軟磁性材料形成并布置在該磁體的上表面上的第一軛和由軟磁性材料形成的第二軛，該第二軛包括盤形基座單元和圓柱形桿，該盤形基座單元配置為用于在基座單元的上表面上接收磁體的下表面，該圓柱形桿從基座單元的中心部分向上延伸，使得桿容納于磁體的內(nèi)部中空部分，其中磁體或者主體的上側(cè)是指靠近該響板的一側(cè)；該磁路空間形成在第一軛的內(nèi)表面和桿的外表面之間； 該振動構(gòu)件沿著該桿的縱向方向振動；并且 確定沿桿的上端的縱向方向的一位置，使得該位置等于或高于第一軛的上表面的位置并且等于或低于該振動構(gòu)件已經(jīng)向上運動最大偏移量后的、音圈的頂端的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍵盤樂器，進一步包括至少另一磁體，其位于第一軛的上表面和第二軛的下側(cè)中的至少一個上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的鍵盤樂器，進一步包括第一桿狀部件和第二桿狀部件，該第一桿狀部件在第一方向延伸并設(shè)置于該響板的一個表面上，該第二桿狀部件在不同于第一方向的第二方向上延伸并設(shè)置于響板的另一個表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鍵盤樂器，其中該振動構(gòu)件在跨過響板與第一桿狀部件或第二桿狀部件相反的位置處連接至該響板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的鍵盤樂器,進一步包括原聲聲音產(chǎn)生機構(gòu),適于響應(yīng)于琴鍵的操作而產(chǎn)生原聲聲音。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的鍵盤樂器，進一步包括電子聲音產(chǎn)生設(shè)備，適于響應(yīng)于琴鍵的操作而產(chǎn)生電子聲音。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的鍵盤樂器，其中多個聲音產(chǎn)生模式中的任何一個被選擇，并且當用戶從所述多個聲音產(chǎn)生模式中選擇了預定的具體聲音產(chǎn)生模式時，振動構(gòu)件根據(jù)該驅(qū)動信號振動。
9.一種鍵盤樂器,包括: 多個琴鍵； 響板；激勵單元，包括振動構(gòu)件和具有環(huán)形磁體的主體，所述振動構(gòu)件具有布置在通過磁體形成的磁路空間中的音圈，振動構(gòu)件連接到響板和激勵單元，所述激勵單元響應(yīng)于驅(qū)動信號驅(qū)動首圈，以讓振動構(gòu)件振動； 支撐單元，設(shè)置在鍵盤樂器中不同于響板的一部分上且配置為支撐主體； 演奏信息產(chǎn)生單元，適于產(chǎn)生與琴鍵的操作對應(yīng)的演奏信息；和 信號產(chǎn)生單元，適于基于演奏信息產(chǎn)生聲音波形信號，所產(chǎn)生的音頻波形信號被作為驅(qū)動信號供應(yīng)到音圈，以由此讓振動構(gòu)件振動， 其中，該主體包括由環(huán)形軟磁性材料形成并布置在該磁體的上表面上的第一軛和由軟磁性材料形成的第二軛，該第二軛包括盤形基座單元和圓柱形桿，該盤形基座單元配置為用于在基座單元的上表面上接收磁體的下表面，該圓柱形桿從基座單元的中心部分向上延伸，使得桿容納于磁體的內(nèi)部中空部分，其中磁體或者主體的上側(cè)是指靠近該響板的一側(cè)； 其中該磁路空間形成在第一軛的內(nèi)表面和桿的外表面之間； 其中該振動構(gòu)件沿著該桿的縱向方向振動；并且 其中確定沿桿的上端沿縱向方向的一位置，使得該位置等于或高于第一軛的上表面的位置并且等于或低于該振動構(gòu)件已經(jīng)向上運動最大偏移量后的、音圈的頂端的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鍵盤樂器，進一步包括至少一個另一磁體，其位于第一軛的上表面和第二軛的下側(cè)中的至少一個上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的鍵盤樂器，進一步包括在第一方向延伸并設(shè)置于該響板的一個表面上的第一條形部件，和第二條形部件，該第二條形部件在不同于第一方向的第二方向上延伸并位 于響板的另一個表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鍵盤樂器，其中該振動構(gòu)件在跨過響板與第一桿狀部件或第二桿狀部件相反的位置處連接至該響板。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的鍵盤樂器,進一步包括原聲聲音產(chǎn)生機構(gòu),適于響應(yīng)于琴鍵的操作而產(chǎn)生原聲聲音。
14.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的鍵盤樂器，進一步包括電子聲音產(chǎn)生設(shè)備，適于響應(yīng)于琴鍵的操作而產(chǎn)生電子聲音。
15.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的鍵盤樂器，其中多個聲音產(chǎn)生模式中的任何一個被選擇，并且當用戶從所述多個聲音產(chǎn)生模式中選擇了預定的具體聲音產(chǎn)生模式時，振動構(gòu)件根據(jù)該驅(qū)動信號振動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鍵盤樂器。在聲音衰減模式下，對應(yīng)琴鍵的操作輸出演奏信息，并且基于演奏信息指示聲音的驅(qū)動信號提供給位于響板上的激勵單元。該響板響應(yīng)于激勵單元產(chǎn)生的機械振動而振動并且產(chǎn)生主動振動響板聲音和通過響板到弦的振動傳播而產(chǎn)生的聲學效果。激勵單元具有由驅(qū)動信號激勵的音圈。音圈的長度等于或小于連接到響板的振動構(gòu)件的最大偏移量(sw)的兩倍和磁路空間的磁路寬度(mw)和之。通過如上描述地確定音圈的長度，可得到用于激勵響板的有效驅(qū)動力和高頻帶的增強響應(yīng)性。
文檔編號G10H1/34GK103151033SQ20121057018
公開日2013年6月12日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者大西健太, 萬谷六郎太, 石井潤 申請人:雅馬哈株式會社