电子键盘乐器的制作方法

专利名称：电子键盘乐器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有扬声器音箱的电子键盘乐器。
背景技术：
众所周知，电子键盘乐器通常提供有扬声器音箱，以确保足够的音量并生成与声 学钢琴的微妙音色媲美的乐音(见日本专利公布No. 3644356)。 在这个专利公布中公开的键盘乐器中，将扬声器安装在乐器主体上以使其朝向向 上，并且在覆盖扬声器的背表面的外壳(enclosure)中形成开孔，且所述开孔沿着所述外 壳延伸，由此从扬声器和开孔向上和向下发出声音。从扬声器发出的声音被键盘乐器的反 射器板反射，并被传送至听众，而通过开孔传递的声音被地板反射，并被传送至听众。
然而，在这个键盘乐器中，通过使得由朝向向上的扬声器产生的空气振动经由外 壳的开孔向下传播所引起的向下的声音的发送不足以实现如大钢琴提供的那种丰富的声 响。在将扬声器音箱安装在电子键盘乐器上时，需要避免其结构的复杂化。

发明内容
本发明提供一种电子键盘乐器，其从单独用于向上声音发出的扬声器和从单独用 于向下声音发出的扬声器在向上和向下两个方向上发出声音，因此而实现与声学钢琴的声 音类似的声音，并由共同的隔板构成扬声器音箱中的共鸣腔室的后部，以避免扬声器音箱 的结构变得复杂化。 根据本发明，提供一种电子键盘乐器，其包括乐器主体；扬声器音箱，布置在所 述乐器主体上；位于所述扬声器音箱上部的多个扬声器，在用所述电子键盘乐器来演奏时， 这些扬声器被布置为使其朝向向上；位于所述扬声器音箱下部的多个扬声器，在用所述电 子键盘乐器来演奏时，这些扬声器被布置为使其朝向向下；一个隔板，设置在所述扬声器音 箱中，以将所述扬声器音箱的内部空间隔成上部内部空间和下部内部空间；位于所述扬声 器音箱的上部内部空间中的共鸣腔室，这些共鸣腔室彼此独立地形成，使其与被布置为朝 向向上的各所述扬声器相对应；以及位于所述扬声器音箱的下部内部空间中的共鸣腔室， 这些共鸣腔室彼此独立地形成，使其与被布置为朝向向下的各所述扬声器相对应；其中由 该一个隔板构成所述共鸣腔室的后部。 根据本发明，通过从单独用于向上发出声音的扬声器和从单独用于向下发出声 音的扬声器在向上和向下两个方向上发出声音，可实现与声学钢琴的声音类似的声音，并 且由共同的隔板构成扬声器音箱中的共鸣腔室的后部，可避免扬声器音箱的结构变得复杂 化。 从平面图角度来看，可将所述乐器主体形成为大钢琴形状，以及从平面图角度来
看，可将所述扬声器音箱布置在与布置大钢琴音板的区域对应的区域中。 在这种情况下，声音发出位置可接近于大钢琴音板的位置，由此可实现与大钢琴
的声音类似的声音。
所述扬声器可包括布置在所述隔板上方的四个扬声器和布置在所述隔板下方的
四个扬声器，可将布置在所述隔板上方的四个扬声器中的三个沿着左右方向在所述扬声
器音箱的前侧排列成一排，并且可将这四个扬声器中的剩余一个置于所述扬声器音箱的后
侧；以及可将布置在所述隔板下方的四个扬声器中的三个沿着左右方向在所述扬声器音箱
的前侧排列成一排，并且可将这四个扬声器中的剩余一个置于所述扬声器音箱的后侧。 在这种情况下，可以很容易地将适当的音量分配给共鸣腔室，因此就能有效地将
扬声器音箱布置在与布置大钢琴音板的位置对应的位置处。 对应于布置在所述隔板上方的四个扬声器中的剩余一个的共鸣腔室可经由垂直 隔板与对应于这四个扬声器中的三个的共鸣腔室接触；以及对应于布置在所述隔板下方的 四个扬声器中的剩余一个的共鸣腔室可经由垂直隔板与对应于这四个扬声器中的三个的 共鸣腔室接触。 在这种情况下，可有效地确保共鸣腔室的音量。 可在所述扬声器音箱相对于该一个隔板的上端和下端的一端布置台阶部，并可 在所述扬声器音箱的上端和下端的另一端布置所述扬声器中用于低音乐音(low pitch tone)的扬声器，以及可在所述扬声器音箱的上端和下端的该一端布置所述扬声器中用于 中音乐音(intermediate pitch tone)或高音乐音(high pitch tone)的扬声器。
在这种情况下，可节省在乐器主体中的空间，同时确保与用于低音乐音的扬声器 对应的共鸣腔室具有大音量。 在所述台阶部的空间中可布置电气组件。
在这种情况下，可有效利用空间。 所述台阶部和所述电气组件可设置在低音乐音这一侧。 以下参照附图对示例性实施例进行描述，本发明的其他特征将因此而变得清楚明显。


图1A是根据本发明一个实施例的电子键盘乐器的正视图；
图IB是示出在拆除顶板的状态下的电子键盘乐器的平面图；
图2是示出电子键盘乐器的底面仰视图；
图3是沿着图IB的线A-A截取的剖视图；
图4A是键盘乐器的扬声器音箱的左视图；
图4B是扬声器音箱的平面图； 图4C是形成在扬声器音箱上的台阶部和布置在该台阶部中的电气组件的局部透 视图； 图5A是扬声器音箱的平面图； 图5B是沿着图4A的线B_B截取的剖视图； 图6是示出电子键盘乐器的功能结构的框图；以及 图7是示出在键盘乐器的DSP、分配器和乐音生成器中的信号处理流程的框图。
具体实施例方式
现在，将参照示出本发明优选实施例的附图在下文中描述本发明。
图1A示出根据本发明一个实施例的电子键盘乐器的正视图。电子键盘乐器100在 其上部提供有可开合的顶板25，其在图1A中是打开状态。图IB示出在拆除顶板25的状态 下的键盘乐器100的平面图。在图IA和图IB中，覆盖键盘KB的键盘盖被示出为打开状态。
图2以底面仰视图示出键盘乐器100，图3是沿着图IB的线A_A截取的剖视图。 在图3中省略了一些组成元件的图示。 如图1A和图2所示，乐器主体30由三个腿21支撑。在下文中，术语"垂直方向"、 "左右方向"和"前后方向"表示从位于地板上的键盘乐器100前方的演奏者角度观看的方 向。 乐器主体30具有左侧板31L和右侧板31R、以及在侧板31L、31R的后端之间延伸 的曲线背板32，并且乐器主体30的平面形状类似于大钢琴。键盘KB具有杠杆(seesaw)型 键(未示出)，该杠杆型键被布置在乐器主体30的最前部并介于侧板31L、31R之间。
如图2和图3所示，乐器主体30的底部由前后键座33和34构成。如图1B所示， 乐器主体30的上部由音板35以及布置在音板35的后方的中板38构成(也可参见图3)。 中板38的平面形状类似于大钢琴的音板，并且该中板38被固定至侧板31L、31R和背板32。 音板35具有沿着左右方向延伸的前端部35a以及形成为向后凸出的拱形的后端部35b。音 板35的后端部35b通过固定件(未示出)连接至中板38的前端部38a的下部。
经由铰链连接的顶板连接接头23 (见图1A和图3)将顶板25安装到布置在背板 32的左半部上端处的两个安装接头37 (例如金属接头)(见图1B和tu 3)，从而顶板25相 对于背板32可开合。通过支撑杆24(见图1A)保持顶板25的打开状态。
如图1B所示，将乐谱架设备60布置在音板35的正上方的左右方向的中心处，并 将该乐谱架设备60固定至依次被固定至侧板31L、31R的部件(未示出)处。将灯座39L、 39R布置在位于音板35的左端和右端正上方的乐谱架设备60的左侧和右侧，并将所述灯座 39L、39R固定至侧板31L、31R或固定至依次被固定至侧板31L、31R的部件处。音板35提供 有引出(r皿-off)部(未示出)，由此安装乐谱架设备60和灯座39L、39R，从而不占用音板 35，且彼此不相接触。应注意，可布置橡胶部件或其他弹性部件以填充介于音板、乐谱架、和 灯座之间的缝隙，使得音板、乐谱架、和灯座经由弹性部件彼此接触。 从平面图角度来看，变频器(transducer) TrL、 TrR被布置在音板35的下表面上 (见图1B和图3)且介于灯座39L、3服和乐谱架设备60之间。变频器TrL、 TrR被配置为 使音板35振动(激发该音板35的振动)，从而生成声音。前键座33被布置且被配置为用 作音板。在前键座33的左半部分的下表面上，布置有振动激发单元ACS1、 ACS2(见图2和 图3)，且每个振动激发单元均具有通过电磁感应生成振动力的变频器，并且被配置为使前 键座33振动(激发该前键座33的振动)以用于声音生成。 如图1B和图3所示，将扬声器音箱50布置在乐器主体30的后半部分。从平面图 角度来看，扬声器音箱50被布置在布置有中板38的区域中。这个区域对应于大钢琴中布 置了落地式钢琴音板的区域。 图4A和图4B以左视图和平面图示出扬声器音箱50。如图2、图3和图4A所示， 后键座34构成扬声器音箱50的底部，后者具有由上板52、围壁53以及部分后键座34构成
6的壳体(见图3)。 如图4A和图4B所示，在扬声器音箱50的左端部形成台阶部50a。台阶部50a由 扬声器音箱50的左端部的上表面50aa(其在扬声器音箱50的水平隔板51的下方位置处 水平延伸)以及扬声器音箱50的上半部分的左侧表面50ab来限定，并且向上、向前和向后 打开。为了有效地利用空间，将电气组件18布置在台阶部50a的空间内。电气组件18例 如是乐音生成组件，但是也可将任意类型和数目的组件布置在台阶部50a的空间中。由于 将电气组件18布置在台阶部50a(该台阶部50a被布置在低音乐音这一侧)的空间中，所 以在打开顶板25进行内部维护时可縮短从乐器主体30的上部到电气组件18的距离，这有 助于提高实用性。在所述电气组件18包括沉重的组件(例如是变压器)的情形下，会担心 出现过高的噪声(ham noise)。如果有必要减轻过高噪声的影响，可将从垂直部位来看形成 为TI (pi)形的骑座(seat)DAI直接布置在键座34上，从而跨骑在扬声器音箱50的左端部 的上表面50aa处，而电气组件18可被布置在该骑座DAI上，如图4C所示。
如图2所示，将四个低音扬声器WoL、WoC、WoR、WoB(以下均用Wo表示)(S卩，用于 低音乐音的扬声器)朝向向下，并布置在后键座34上与扬声器音箱50的底部对应的部分 处。如图4B所示，将四个中音扬声器(即，用于中音乐音的扬声器)SqL、 SqC、 SqR、 SqB (以 下均用Sq表示)以及四个高音扬声器(即，用于高音乐音的扬声器)TwL、TwC、TwR、TwB(以 下均用Tw表示)朝向向上，并布置在扬声器音箱50的上部(主要在顶板52上)，以对应 于低音扬声器WoL、WoC、WoR、WoB。因此，中音扬声器Sq和高音扬声器Tw与低音扬声器Wo 朝向相反。 将中音扬声器Sq布置在彼此相同的平面中，以及将高音扬声器Tw布置在彼此相 同的平面中。高音扬声器Tw位于中音扬声器Sq的上方。应注意，也可将中音扬声器Sq和 高音扬声器Tw布置在彼此相同的平面中。将位于扬声器音箱50的底部处的低音扬声器Wo 布置在彼此相同的平面中。 扬声器组spL、 spC、 spR、和spB的每一组均由具有相同后缀L、 C、 R或B的中音扬 声器Sq、高音扬声器Tw、和低音扬声器Wo构成，并且从平面图角度来看，这些扬声器组被 布置得彼此靠近(见图1B和图2)。具体地，扬声器组spL由中音扬声器SqL、高音扬声器 TwL、和低音扬声器WoL构成。其他扬声器组由spC、spR、和spB表示。从左右方向来看，变 频器TrL、 TrR的位置与扬声器组spL、 spR几乎对齐(见图1B)。 如图2和图4B所示，从平面图角度来看，将三组中音扬声器SqL、 SqC、 SqR和低音 扬声器WoL、 WoC、 WoR布置在紧邻键盘KB的后方，并分别位于乐器主体30的左端部、中部、 和右端部，且沿着左右方向排列成一排。具体而言，将低音扬声器WoL、WoC、WoR的中心(圆 锥的中心)布置在理想的直线上(见图2)。另一方面，将其他组的中音扬声器SqB和低音 扬声器WoB布置在三组中音扬声器SqL、 SqC、 SqR和低音扬声器WoL、 WoC、 WoR的后方。更 具体地，将中音扬声器SqB布置在中音扬声器SqL、SqC的后方，并沿着左右方向布置在它们 之间(见图4B)。将低音扬声器WoB布置在低音扬声器WoL、 WoC的后方，并沿着左右方向 布置在它们之间略靠近低音扬声器WoC的一侧(见图2)。 通过中音扬声器Sq和低音扬声器Wo的上述布置，作为声源的扬声器被布置得构 成近似于平面的声源。在如声学电子键盘乐器那般仅从左右两个扬声器发出声音的安排 中，是从作为点声源的这两个扬声器向声音空间中扩散球面波。结果，其乐音表现变得迥异于声学钢琴。另一方面，在本实施例中，考虑到来自布置在相同平面表面上的相同方位的四 个中音扬声器Sq(或低音扬声器Wo)的球面波彼此干扰，从而合成(synthesized)平面波。 通过这一功能，所述平面波就会如声学钢琴中的声音传播那样扩散至声音空间中，并且所 得到的乐音感觉就变得与声学钢琴近似。四个高音扬声器Tw还用于构成近似于平面的声 源。 如图2所示，从平面图和底面仰视图角度来看，沿着水平方向将中音扬声器SqL、 SqC、SqR、SqB布置得靠近低音扬声器WoL、WoC、 WoR、WoB，以与低音扬声器部分重叠，由此使 得在中音扬声器Sq和位于与扬声器音箱50几乎相同的高度的聆听地点之间的距离与低音 扬声器Wo和该聆听地点之间的距离之间的差值变得很小。 如图4所示，在扬声器组spL中，使得高音扬声器TwL的中心位于中音扬声器SqL 的中心的左侧和略靠前方。在扬声器组spR中，使得高音扬声器TwR的中心位于中音扬声 器SqR的中心的右侧和略靠前方。在扬声器组spC中，使得高音扬声器TwC的中心位于紧 邻中音扬声器SqC的中心的后方。在扬声器组spB中，使得高音扬声器TwB的中心位于中 音扬声器SqB的中心的右侧和略靠前方。将中音扬声器SqL、 SqC、 SqR、 SqB沿着左右方向 排列成一排。另一方面，例如从演奏者角度来看，高音扬声器TwL、TwC、TwR被排列成向前凸 出的弧形。 结果，从高音扬声器TwL、TwC、TwR到演奏者之间的距离的差值变得很小。由于距 离差值很小，就抑制了游离感，尽管当抵达聆听地点的距离之间的差值较大时会存在这样 的趋势高音乐音被衰减且来自靠近聆听地点的高音扬声器的声音由于得到加重而易于被 听到。 图5A以平面图示出扬声器音箱50，图5B是沿着图4A的线B_B截取的剖视图。
如图5A所示，将中音扬声器Sq装入在顶板52中对应于中音扬声器而形成的孔 52aL、52aC、52aR、52aB中。如图1B所示，暴露中音扬声器Sq和高音扬声器Tw，以用于经由 与其对应的中板38中形成的孔来发出声音。在图4A中，省略高音扬声器TwL的图示。将低 音扬声器Wo放入后键座34中对应于低音扬声器所形成的孔34aL、34aC、34aR、34aB中(见 图5B)。 如图3和图4A所示，将水平隔板51布置在扬声器音箱50的垂线中间略靠上方处， 由此将扬声器音箱50的内部空间隔成上下空间。水平隔板51也可不必严格按水平布置或 形成为平板，只要该水平隔板51将扬声器音箱50的内部空间隔成上下空间即可。
如图5A所示，由三个垂直隔板54至56将扬声器音箱50内位于水平隔板51上方 的上部空间隔成四个空间，用于四个中音扬声器Sq。由垂直隔板54至56、围壁53、和顶板 52来限定与中音扬声器Sq对应的四个独立共鸣腔室RsL、 RsC、 RsR、 RsB(以下均用Rs表 示)。四个共鸣腔室Rs的容积彼此相同。 如图5B所示，由三个垂直隔板57至59将位于水平隔板51下方的下部空间隔成 四个空间，以用于四个低音扬声器Wo。由垂直隔板57至59、围壁53、和后键座34来限定与 低音扬声器Wo对应的四个独立共鸣腔室RwL、 RwC、 RwR、 RwB (以下均用Rw表示)。四个共 鸣腔室Rw的容积彼此相同，但是它们的容积也可不同。水平隔板51和垂直隔板54至59 均例如通过粘着至围壁53来固定，且这些板的接触部分也例如通过彼此粘着来固定。垂直 隔板54至59有助于提高扬声器音箱50的坚固度。
位于中音扬声器Sq的后表面这一侧的共鸣腔室Rs的后部由水平隔板51构成。位 于低音扬声器Wo的后表面这一侧的共鸣腔室Rw的后部也由水平隔板51构成。由于上下 八个共鸣腔室的后部均由水平隔板51构成，所以就避免了结构的复杂化。
将共鸣腔室RsL、 RsC、 RsR布置在前侧并沿着左右方向排列，以及使得被布置于后 侧的共鸣腔室RsB经由垂直隔板54而与共鸣腔室RsL、 RsC、 RsR接触(见图5A)。共鸣腔 室RwB经由垂直隔板57与共鸣腔室RwL接触，并经由垂直隔板58与共鸣腔室RwC、共鸣腔 室RwR接触(见图5B)。其结果有效保证了共鸣腔室Rs、 Rw的音量。 图6以方框图示出电子键盘乐器IOO的功能结构。电子键盘乐器100包括主 CPU11，且有操作元件组16、踏板PD、接口 17、 DSP 12、和分配器14以及键盘与该主CPU 11 连接。乐音生成器15被连接至分配器14。由操作检测单元(未示出)检测键盘KB、操作 元件组16和踏板PD的操作状态，并且将检测信号提供给主CPUll。分配器14、 DSP 12、和 乐音生成器15构成声音生成设备。 操作元件组16包括各种操作元件(例如主音量操作元件、效果操作元件、和设备 设置操作元件)。所述接口例如包括MIDI接口和有线或无线通信接口。主CPU 11包括 R0M、RAM、定时器等(均未示出)。DSP 12包括CPU(未示出)、存储单元(未示出)和波形 存储器13，在该波形存储器13中预先存储有波形数据组dL、 dC、 dR、 dB。乐音生成器15包 括放大器(未示出)，以及包括上述的低音扬声器Wo、中音扬声器Sq、高音扬声器Tw、变频 器TrL、TrR、振动激发单元ACSl、ACS2。 每个波形数据组dL、dC、dR、dB是多段采样波形数据的集。每段采样波形数据(其 作为针对一个声音的数据)具有音量包络(envelope)，并通过对例如大钢琴的乐音波形进 行采样而获得。例如，波形数据组dL、dC、dR、dB所基于的乐音波形从在与四个中音扬声器 Sq对应的位置处记录的声学大钢琴的乐音而获得。 针对每个音阶(键)并针对按键速率的多个段(例如八个段)的每一段而提供每 个波形数据组dL、 dC、 dR、 dB，。可针对每个音阶范围而不是针对每个音阶而提供每个波形 数据组。当乐音生成器15被配置为能够发出多种音色时，可针对每个音色而提供每个波形 数据组dL、dC、dR、dB。此外，还可针对踏板PD按下深度的每个段(例如两个或三个段)而 提供每个波形数据组。 图7以方框图示出在DSP 12、分配器14和乐音生成器15中的信号处理的流程。 由低音扬声器Wo、中音扬声器Sq、高音扬声器Tw来使用波形数据组dL、 dC、 dR、 dB，以用于 声音的生成。还由变频器TrL和振动激发单元ACSl、 ACS2使用波形数据组dL、 dC，且还由 变频器TrR来使用波形数据组dC。 将来自波形数据组dL、 dC、 dR、 dB的波形数据提供给具有大量输入和输出信道的 混音器(MIX)61，并自线路L1至L2输出信号。将基于从线路L1、L2输出的信号的乐音信号 S1、S2和SO提供给扬声器组spL(即高音扬声器TwL、低音扬声器WoL、和中音扬声器SqL的 集合)。类似地，将基于从线路L3、L4输出的信号的乐音信号S1、S2和SO提供给扬声器组 spC，将基于从线路L5、L6输出的信号的乐音信号S1、S2和SO提供给扬声器组spR，将基于 从线路L7、 L8输出的信号的乐音信号Sl、 S2和SO提供给扬声器组spB。将基于从线路L9 至L12输出的信号的信号提供给变频器TrL、TrR和振动激发单元ACS1、ACS2。
在图7中，主要示出用于扬声器组spL的一个系统的流程，在该系统中处理选自波
9形数据组dL(源)的波形数据。部分省略用于扬声器组spC、spR、spB的其他系统的类似流 程的图示，在这些其他系统中处理选自波形数据组dC、 dR、 dB(源)的波形数据。
DSP 12包括HPF(高通滤波器)41、62、63和72，并包括LPF (低通滤波器)42、64、 65和73。分配器14包括2信道DAC(数模转换器)43、66和67，还包括HPF 44、 LPF 45、 以及NF(噪声滤波器)68、69、70、71、74和75 (每一个NF均由低通滤波器实现)。在主CPU 11(图6)的控制下，MIX 61基于指定输入和输出的选择和指定信号混音程度的控制信号来 操作。将以上电路元件如图7所示那样连接。 当按下键盘KB的任意键时，从每个波形数据组dL、 dC、 dR、 dB选择与按下的键的
音阶以及按键速率所属的段对应的波形数据。同时执行对用于发声的所选数据的处理。在
下文中，将通过针对波形数据组dL的系统作为实例来描述来自扬声器组的发声。 在DSP 12中，从波形数据组dL选择与按下的键和按键速率对应的波形数据，并将
所选波形数据输入至MIX 61。对此进行响应，从MIX 61的线路L1、 L2输出包括基于所选
波形数据的所有频带分量的数字波形信号。 接下来，在DSP 12中，HPF 41通过从线路Ll输出的波形信号去除低频带分量和 中频带分量来获得高频带分量wl， HPF 42通过从线路L1输出的波形信号去除中频带分量 和高频带分量来获得低频带分量w2。然后，通过累加器76将频带分量wl、w2迭加起来，由 此而创建数字波形信号47(其不包含中频带分量)。另一方面，由HPF 72和LPF 73从线路 L2输出的波形信号获得不包含低频带分量和高频带分量的数字波形信号46。彼此串联的 HPF 72和LPF 73构成带通滤波器。 滤波器HPF 41、LPF 42、 LPF 73和HPF 72的截断频率依序增大。换句话说，满
足关系fcHpF4i > fcLpF42禾口 fcLpF73 > :^卿72，其中fcHpF41、 fcLpF42、 fcLpF73Jn fcHpF72分别表示这
些滤波器的截断频率。通过设置滤波器的截断频率以满足以上关系，可创建具有如图7所 示的波形分量的波形信号46、47。截断频率fc^n例如具有30kHz的值，截断频率fcOT72 例如具有从1kHz至300kHz的值。在滤波器HPF 72和LPF 42的截断频率之间满足关系 fc腦> fc鹏2，在滤波器HPF 41和LPF 73的截断频率之间满足关系fcHPF41 > fc訓。NF 68至71、74、和75的截断频率例如都具有30kHz的值。在用于处理选自波形数据组dC、dR、 dB(源)的波形数据的系统中也使用相同的截断频率值。 将经由不同信道将DSP 12创建的波形信号46、47输入至分配器14的2信道DAC 43。 DAC 43针对各信道而将波形信号46、47转换成模拟乐音信号49、48。由NF 75从乐音 信号49去除高频噪声，由此生成乐音信号SO并将其提供给中音扬声器SqL。中音扬声器 SqL发出从中去除噪声并且包含低频带分量、中频带分量和高频带分量的乐音。
在一个信号路径中，乐音信号48由HPF 44和NF 74来处理，并作为乐音信号S被 提供给高音扬声器TwL。具体地，HPF 44和NF 74从乐音信号48去除低频带分量和噪声， 因此乐音信号S1仅包含高频带分量。在另一信号路径中，LPF 45处理乐音信号48，并将其 作为乐音信号S2提供给低音扬声器WoL。由于LPF 45从乐音信号48去除了高频带分量， 所以乐音信号S2仅包含低频带分量。HPF 44的截断频率等于或略低于HPF 41的截断频 率，LPF 45的截断频率等于或略高于LPF 42的截断频率。 乐音信号S1、S2从相同的源(波形数据组dL)导出，但是在频带中不彼此重叠。 乐音信号S0、 S2彼此同相，但是与乐音信号Sl异相。
分别将乐音信号S1、S2、S0提供给高音扬声器TwL、低音扬声器WoL和中音扬声器 SqL，同时通过操作元件组16的主音量操作元件来针对乐音信号48、49而控制在线路中提 供的音量控制器。根据按下的是哪个键来控制在高音扬声器TwL、低音扬声器WoL和中音扬 声器SqL之间的音量分配。例如，增益(音量分配值)是这样的，即针对较高音乐音的键而 给高音扬声器TwL分配的音量较大，针对较高音乐音的键而给低音扬声器WoL分配的音量 较小。相反，针对较低音乐音的键而给低音扬声器WoL分配的音量较大，并且针对较低音乐 音的键而给高音扬声器TwL分配的音量较小。由主CPU11控制这些音量控制参数。
在针对扬声器组spC、spR、spB的系统中(在该系统中处理选自波形数据组dC、dR、 dB(源)的波形信号)也执行上述处理。 如先前所述，在变频器TrL、 TrR和振动激发单元ACS1、 ACS2中也使用波形数据组 dL、 dC、 dR。以下是对所述系统从波形数据组dL、 dC、 dR到变频器TrL、 TrR和振动激发单元 ACS1、ACS2的信号处理流程的描述。 从波形数据组dL、 dC、 dR中的每一组选择与所按下的键和按键速率对应的波形 数据，并将所选波形数据输入至MIX 61。然后，以dR : dC= 100 : 63的比例来混音选 自波形数据组dR、dC的波形数据，并从MIX 61向线路L9输出经混音的信号。以dL : dC =100 : 63的比例来混音选自波形数据组dL、 dC的波形数据，并从MIX 61向线路L10至 L12中的每一条输出经混音的信号。应注意，这些比例仅仅是实例。所述比例可以是满足
dR > dc和dL > dc的关系的比例。例如，所述比例可以是ioo : ioo或ioo : 50。 将输出至线路L9、L10的信号输入至分配器14的2信道DAC 66的不同信道中，并 转换成模拟乐音信号。NF 69、68从这些模拟乐音信号去除高频(超出音频频率并且约为 30kHz)噪声，并且将得到的乐音信号提供给变频器TrR、 TrL。 另一方面，将输出至线路Lll、 L12的信号输入至分配器14的2信道DAC 67的不 同信道中，并转换成模拟乐音信号。NF 71、79从这些模拟乐音信号去除高频(超出音频频 率)噪声，并且将得到的乐音信号提供给振动激发单元ACS2、 ACS1。 在某些情况下，在由中音扬声器Sq发出的乐音和由低音扬声器Wo发出的乐音之 间的频带存在重叠。然而，从平面图角度来看，由于将每个中音扬声器沿着水平方向布置 得靠近对应的低音扬声器(其信号源与中音扬声器相同)以部分地重叠低音扬声器，所以 就能减小在中音扬声器和聆听地点(即处在与扬声器音箱50几乎相同的高度水平处)之 间的距离与在低音扬声器和所述聆听地点之间的距离之间的差值。结果，即使在中音扬声 器与低音扬声器之间存在频带重叠的区域中，也可减少由于声波干扰而带来的声音特征失 真。当在台上演奏电子键盘乐器100时，由于听众通常与扬声器音箱50处于相同高度的位 置，所以实践效果尤为显著。 根据这个实施例，将从选自对应波形数据组(源)的波形数据导出并且自线路L1、 L3、L5和L7输出的每个信号分成频带彼此不重叠的乐音信号S1、S2，并且从高音扬声器Tw 和低音扬声器Wo发出乐音信号。结果，即使在高音扬声器Tw与低音扬声器Wo之间抵达聆 听地点的距离有差异，也可使得由于声波干扰带来的声音特征失真(变声、降调等)变小， 因此可使得声音特征稳定。 由于从平面图角度来看中音扬声器Sq和低音扬声器Wo几乎彼此重叠，所以可使 得在聆听地点(听众位置)处的声音特征稳定。
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根据这个实施例，由于将中音扬声器SqL、 SqC、 SqR沿着左右方向排列成一排，将 低音扬声器WoL、 WoC、 WoR也排列成一排，并且将中音扬声器SqB和低音扬声器WoB置于 其他中音扬声器和低音扬声器的后方，将中音扬声器Sq和低音扬声器Wo安排为构成近似 于平面的声源，因此可实现与声学钢琴类似的声音的传播感觉。通过布置在前侧的三个扬 声器组和布置在后侧的一个扬声器组这样的安排，很容易给共鸣腔室Rs、 Rw分配适当的音 量，因此有助于有效地将扬声器音箱50和共鸣腔室Rs、 Rw安排在与大钢琴的音板的位置 (即布置中板38的位置)对应的位置处。 此外，由于将高音扬声器TwL、TwR置于中音扬声器SqL、SqR的前方，并将高音扬声 器TwC置于中音扬声器SqC的后方，所以在高音扬声器TwL、 TwC、 TwR之间可使抵达演奏者 的距离之间的差值变小，由此在演奏者位置处的高音乐音能够实现与声学钢琴类似的声音 传播感觉。 从平面图角度来看，由于在与布置了大钢琴音板的区域对应的区域中布置了扬声 器音箱50，所以可使得自扬声器音箱50发出声音的位置靠近大钢琴音板的位置，由此实现 与大钢琴的声音类似的声音。 由于将从至少选自波形数据组dL、dR(源)的波形数据导出的并且自线路L10、L9
输出的信号提供给变频器TrL、TrR，并且由于因音板35振动而产生的声音与从中音扬声器
SqL、SqR发出的声音同时生成，所以可实现与声学钢琴更为类似的声音传播感觉。 根据这个实施例，由于中音扬声器Sq和高音扬声器Tw朝向向上且低音扬声器Wo
相反地朝向向下，所以从单独向上发出声音的扬声器和从单独向下发出声音的扬声器沿着
向上和向下两个方向发出声音，因此，由于由顶板25和地板反射的声音被传送给听众，所
以能够实现与声学钢琴的声音类似的声音。 由于扬声器音箱50中的共鸣腔室Rs、 Rw的后部由一个水平隔板51构成，所以可 整体形成扬声器音箱50，从而避免结构的复杂化。 由于在扬声器音箱50的上侧设置了台阶部50a，并且在没有布置台阶部50a的扬 声器音箱50的下侧形成用于低音乐音的低音扬声器Wo的共鸣腔室Rw，所以就能确保共鸣 腔室Rw的大音量，并提高了对乐器主体30中的空间节省。在考虑到这一点的范围内，可以 在扬声器音箱50的下侧设置台阶部50a，以及可以这样布置中音扬声器Sq、高音扬声器Tw、 低音扬声器Wo和共鸣腔室使得在中/高音乐音这一侧与低音乐音这一侧之间的垂直位置 关系与该实施例相反。 在考虑对高音扬声器Tw和低音扬声器Wo之间的声波干扰进行抑制的范围内，不 必使高音扬声器Tw和低音扬声器Wo的朝向垂直相反，而使高音扬声器和低音扬声器的朝 向相反就足矣。 应注意，为了简化结构，可以在图7中的信号处理中去除HPF 41和LPF42，并且可 仅使用输入至DAC 43的数字波形信号46来获得乐音信号S0、S1、S2。在这种情况下，乐音 信号SO可如先前所述的那样获得。尽管不能够获得乐音信号48，但是能够对从除了NF 75 之外的DAC 43输出的乐音信号进行分束，并如同具有图7中的乐音信号48那样向HPF 44 和LPF 45输入分束后的信号，由此将分束后的信号分为乐音信号Sl、 S2。
应注意，作为信号源的波形数据组dL、 dC、 dR、 dB可以不被存储在电子键盘乐器 100中，而是可以从外部设备读取。信号源的形式不限于波形数据组dL、dC、dR、dB的形式。
应注意，乐音信号不仅可通过按下键盘KB的键、而且可基于先前存储的或自外部 输入的自动演奏数据(例如MIDI数据)而生成。在这种情况下，在依次读取的自动演奏 数据中，例如根据与音阶和按键速率相关的信息而从波形数据组dL、 dC、 dR、 dB选择波形数 据，并对其进行如先前所述那样的处理。
权利要求
一种电子键盘乐器，包括乐器主体；扬声器音箱，被布置在所述乐器主体上；位于所述扬声器音箱上部的多个扬声器，在用所述电子键盘乐器来演奏时，这些扬声器被布置为使其朝向向上；位于所述扬声器音箱下部的多个扬声器，在用所述电子键盘乐器来演奏时，这些扬声器被布置为使其朝向向下；一个隔板，被设置在所述扬声器音箱中，以将所述扬声器音箱的内部空间分隔成上部内部空间和下部内部空间；位于所述扬声器音箱的上部内部空间中的共鸣腔室，这些共鸣腔室彼此独立地形成，使其与被布置为朝向向上的各所述扬声器相对应；以及位于所述扬声器音箱的下部内部空间中的共鸣腔室，这些共鸣腔室彼此独立地形成，使其与被布置为朝向向下的各所述扬声器相对应；其中由该一个隔板构成所述共鸣腔室的后部。
2. 根据权利要求1所述的电子键盘乐器，其中从平面图角度来看，将所述乐器主体形 成为大钢琴形状，以及从平面图角度来看，将所述扬声器音箱布置在与布置大钢琴音板的 区域对应的区域中。
3. 根据权利要求1所述的电子键盘乐器，其中所述扬声器包括布置在所述隔板上方的 四个扬声器和布置在所述隔板下方的四个扬声器，将布置在所述隔板上方的四个扬声器中的三个沿着左右方向在所述扬声器音箱的前 侧排列成一排，以及将这四个扬声器中的剩余一个置于所述扬声器音箱的后侧；以及将布置在所述隔板下方的四个扬声器中的三个沿着左右方向在所述扬声器音箱的前 侧排列成一排，以及将这四个扬声器中的剩余一个置于所述扬声器音箱的后侧。
4. 根据权利要求3所述的电子键盘乐器，其中对应于与布置在所述隔板上方的四个扬 声器中的剩余一个的共鸣腔室经由垂直隔板与对应于这四个扬声器中的三个的共鸣腔室 接触；以及对应于布置在所述隔板下方的四个扬声器中的剩余一个的共鸣腔室经由垂直隔板与 对应于这四个扬声器中的三个的共鸣腔室接触。
5. 根据权利要求2所述的电子键盘乐器，其中所述扬声器包括布置在所述隔板上方的 四个扬声器和布置在所述隔板下方的四个扬声器；将布置在所述隔板上方的四个扬声器中的三个沿着左右方向在所述扬声器音箱的前 侧排列成一排，以及将这四个扬声器中的剩余一个置于所述扬声器音箱的后侧；以及将布置在所述隔板下方的四个扬声器中的三个沿着左右方向在所述扬声器音箱的前 侧排列成一排，以及将这四个扬声器中的剩余一个置于所述扬声器音箱的后侧。
6. 根据权利要求5所述的电子键盘乐器，其中对应于布置在所述隔板上方的四个扬声 器中的剩余一个的共鸣腔室经由垂直隔板与对应于这四个扬声器中的三个的共鸣腔室接 触；以及对应于布置在所述隔板下方的四个扬声器中的剩余一个的共鸣腔室经由垂直隔板与 对应于这四个扬声器中的三个的共鸣腔室接触。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的电子键盘乐器，其中在所述扬声器音箱的相对 该一个隔板的上端和下端的一端设置台阶部，以及在所述扬声器音箱的上端和下端的另一端布置所述扬声器中用于低音乐音的扬声器， 以及在所述扬声器音箱的上端和下端的该一端布置所述扬声器中用于中音乐音或高音乐 音的扬声器。
8. 根据权利要求7所述的电子键盘乐器，其中在所述台阶部的空间中布置电气组件。
9. 根据权利要求8所述的电子键盘乐器，其中将所述台阶部和所述电气组件布置在低 音乐音这一侧。
全文摘要
一种电子键盘乐器，其从单独用于向上发出声音的扬声器和从单独用于向下发出声音的扬声器沿着向上和向下两个方向发出声音，以实现与声学钢琴的声音类似的声音，并由共同的隔板构成扬声器音箱中的共鸣腔室的后部，以避免扬声器音箱的结构变得复杂化。将朝向向下的低音扬声器布置在扬声器音箱的下部，以及将朝向向上的中音扬声器布置在扬声器音箱的上部。通过一个水平隔板将扬声器音箱的内部空间分成上部空间和下部空间，在该上部空间处由垂直隔板限定用于中音扬声器的共鸣腔室，而在该下部空间处由垂直隔板限定用于低音扬声器的共鸣腔室。由该水平隔板构成共鸣腔室的后部。本发明实现了与声学钢琴的声音类似的声音。
文档编号G10H5/00GK101770771SQ200910261978
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月23日 优先权日2008年12月26日
发明者加藤崇士, 大庭聪斗, 富士田隆志, 新荘彰子, 石原秀辉 申请人:雅马哈株式会社