经改进的磁性乐器拾音器的制造方法

经改进的磁性乐器拾音器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种磁性乐器拾音器的各种改进和配置。本文论述的多个实施例包含印刷电路板（pcb）线圈，但是其他实施例可涉及常规线绕线圈。在一些实施例中，线圈（pcb和/或线绕）被包围在刚性的包装材料（参见“定义”部分）中，以减少颤噪效应并且制造出较安静的拾音。并且，pcb线圈的使用允许许多和各种新的线圈形状和/或配置，因为pcb迹线的足迹和堆叠相对易于控制和/或改变。还揭示了电磁场干扰消减技术以及直接结合多个线圈至单个pcb衬底和/或防刮板中。还揭示了海尔贝克偏磁磁铁阵列与线绕和/或pcb线圈的结合使用。
【专利说明】经改进的磁性乐器拾音器
[0001]相关申请案
[0002]本申请案要求以下各案的优先权:(i)2011年6月15日申请的美国临时专利申请案61/497，097;(^)2011年6月20日申请的美国临时专利申请案61/498，811 ；(iii)2011年6月24日申请的美国临时专利申请案61/501，023; (iv)2011年7月14日申请的美国临时专利申请案61/507，688 ;所有前述文件各自通过引用特此全文并入本文中。
【技术领域】
[0003]本发明涉及乐器拾音器，更明确地说，涉及具有线圈拾音器的磁性乐器拾音器。
【背景技术】
[0004]用于乐器的磁性拾音器常规上包含通过将自支撑式线缠绕到支撑结构上而形成的线圈。这些拾音器在本文中将被称作线绕拾音器。所述线绕拾音器还一般包含永久磁铁和一组磁极片。所述磁铁提供磁通量以使振动弦磁化。所述磁极片导引磁场，使得在振动弦中并且尤其在线圈附近的振动弦部分中将存在相对较强的磁场(即，许多磁通线)。例如，磁铁可以位于线圈下方，并且磁极片可以向上延伸穿过线圈中心中的孔隙，其中所述磁极片终止于弦乐器的振动弦正下方。经磁化的弦的振动在线圈中诱发了电流。此电流形成信号，所述信号接着被放大以使弦乐器发出声音。存在多种类型的线绕磁性乐器拾音器，例如美国专利2,896,491 (“Lover”)以及美国专利申请案2011/0048215 (“215Lace”)。作为另一实例，美国专利申请案2007/0017355 (“ 355Lace ”)揭示了一种具有杂音排除屏蔽件的磁性乐器拾音器。
[0005]印刷电路板(PCB)线圈(参见“定义”部分)已知用于各种应用。例如，标题为“PCB磁门磁场传感器(PCB Fluxgate Magnetic Field Sensors)”的廷德尔国家研究院的小册子(载于 techtransfer.ucc.1e/industry/documents/FluxgateleafletIIVl3_000.pdf,截止2012年5月16日)揭示了 PCB线圈在用于低强度磁场(像地球磁场)的磁场传感器中的使用。
[0006]其他可能含有有用的背景信息并且可能是现有技术的的公开文献包含以下各项:(i)美国专利申请案2006/0174755 (“Ito”)；(ii)美国专利申请案2009/0085706(“Baarman”)； (iii)美国专利申请案 2012/00369893 (“Ambrosino”)； (iv)美国专利申请案 2005/0060732 (“Kang”)；(V)美国专利申请案 2011/0034069 (“Jacob”)；(vi)美国专利申请案 2003/0169039 (“Kang”) ; (vii )美国专利申请案 2005/0024750 (“Kato”) ；(viii)美国专利申请案 2006/0077785 (“Kuo”) ； (ix) http://www2.electronicproducts.com/A_component_that_marks_the_end_of_hand_wound_c oils_in_datacom_article-poyrcO7Jan2012-html.aspx,截止 2012 年 I 月 I 日，第 I 到 2 页(“electronicproducts.com，，)；(X)泰科电子公司(TYCO ELECTRONICS CORPORATION)的白皮书，用平面磁性元件改进数据通信产品，2011 年，http://www.te.com/planarmag,第 I 到 6 页(“Tyco”)； (xi)美国专利7,601,908 (“Ambrosino”);和 / 或(xii)美国专利申请案 2004/0044382 (“Ibrahim”)。[0007]现有技术部分的描述的免责声明:就上文在现有技术部分的描述中所论述特定出版物来说，这些论述不应被视为承认所论述的出版物(例如，公开专利)是专利法上的现有技术。例如，一些或全部的所论述出版物在时间上可能未为最早，未能最早反映主题，和/或可能未能完全实现，从而不能在专利法上算作现有技术。就上文在现有技术部分的描述中论述特定出版物来说，它们全部各自通过引用特此全文并入本文中。

【发明内容】

[0008]如第一代申请案中所描述，印刷电路板(PCB)式样的线圈可以用于乐器(例如六弦电吉他)的磁性拾音器中。如第一代申请案中所描述，这些PCB线圈可以用于替代(或者可能是补充)传统的线绕线圈。本申请案是以各种方式建基于此现有技术之上。
[0009]本发明的一个方面是一种具有线圈(PCB线圈或线绕线圈)的磁性乐器拾音器，所述线圈被包围在相对刚性的材料中，例如PCB材料(参见“定义”部分)。通过将线圈包围在刚性材料中，已经发现，可以极大地减少线圈的绕组相对于彼此和/或乐器主体的相对移动(这被称作“颤噪效应”)。这一般会导致响应于经磁化弦的振动从线圈产生更安静的电信号。颤噪效应的减少可以导致更平坦的响应以及更愉悦的乐器声音。
[0010]本发明的其他方面涉及许多和各种新的线圈形状和/或配置，所述线圈形状和/或配置变得可行，因为PCb迹线的足迹和堆叠相对易于控制和/或改变。本发明的其他方面涉及电磁场干扰消减技术。本发明的另一方面涉及直接结合多个线圈到单个PCb衬底和/或防刮板中。本发明的另一方面涉及海尔贝克偏磁磁铁阵列的使用。
[0011]根据本发明的一方面，提供一种与乐器一起使用的磁性乐器拾音器。所述拾音器包含:线圈结构(包含由导体路径制成的多个环);以及包装材料。所述包装材料是刚性包装材料(参见“定义”部分)。所述线圈结构至少大体上被包围在所述包装材料中，使得所述线圈的环受到大体上刚性的约束，从而无法相对于彼此相对地移动。
[0012]根据本发明的另一方面，一种乐器包含:乐器框架；第一可磁化弦；拾音器框架硬件组；线圈结构，所述线圈结构包括由导体路径制成的多个环；以及多个永久磁铁。每个永久磁铁界定北极、南极以及沿北极到南极方向延伸的磁轴。所述第一可磁化弦机械地连接到所述乐器框架，使得它自由地振动。所述乐器框架与所述拾音器框架硬件组机械地连接到彼此。所述拾音器框架硬件组机械地将所述线圈结构与所述多个永久磁铁彼此连接。所述永久磁铁被布置成海尔贝克阵列的图案。所述磁铁经定位以及经定向，使得所述永久磁铁的海尔贝克阵列布置使所述第一可磁化弦的一部分附近的磁通量密度增加。
[0013]根据本发明的另一方面，一种乐器包含:乐器框架；第一可磁化弦；拾音器框架硬件组；第一线圈结构(包含由界定第一线圈轴的导体路径制成的多个环)；以及第二线圈结构(包含由界定第二线圈轴的导体路径制成的多个环)。所述第一可磁化弦机械地连接到所述乐器框架，使得它自由地振动。所述乐器框架与所述拾音器框架硬件组机械地连接到彼此。所述第一线圈结构是pcb线圈，其多个环采取迹线和通孔的形式。所述第二线圈结构是PCb线圈，其多个环采取迹线和通孔的形式。所述拾音器框架硬件组包含采取PCb材料的形式的包装材料。所述第一线圈结构至少大体上被包围在所述包装材料中，使得所述线圈的多个环受到大体上刚性的约束，从而无法相对于彼此相对地移动。所述第二线圈结构至少大体上被包围在所述包装材料中，使得所述线圈的多个环受到大体上刚性的约束，从而无法相对于彼此相对地移动。所述第一线圈结构与所述第二线圈结构以并排布置来定位，其中所述第一线圈轴与所述第二线圈轴至少大体上彼此平行。所述第一线圈结构的缠绕方向与所述第二线圈结构的缠绕方向相反。
[0014]根据本发明的另一方面，一种磁性乐器拾音器包含:一片包装材料(所述包装材料由pcb材料制成,所述pcb材料经形成并布置为层压结构中的多个层)；第一 pcb线圈结构(包含导体路径，所述导体路径包含界定第一 Pcb线圈轴的多个环);以及第二 pcb线圈结构(包含导体路径，所述导体路径包含界定第二 pcb线圈轴的多个环)。所述拾音器是包含多个层的层压结构，其中每个层包含一层包装材料、所述第一 pcb线圈结构的一个环以及所述第二 pcb线圈结构的一个环。
[0015]根据本发明的另一方面，一种磁性乐器拾音器包含:印刷电路板(由pcb材料制成)；第一 pcb线圈结构；以及第一磁性构件(包含第一永久磁铁)。所述第一 pcb线圈结构被包围在所述pcb材料中。所述印刷电路板中界定有第一凹口。所述第一凹口至少大体上位于所述第一线圈结构的内部体积内。所述第一磁性构件至少部分地位于所述第一凹口中。所述印刷电路板的大小和形状按照防刮板来进行设定，所述防刮板可以安装在经设计以并入防刮板的吉他型乐器上。
[0016]根据本发明的另一方面，一种乐器包含:乐器框架；一组可磁化弦(包含第一弦和第二弦);第一 pcb线圈结构；第二 pcb线圈结构；一组永久磁铁，所述永久磁铁包括至少一个永久磁铁；以及拾音器框架硬件组。该组可磁化弦中的弦各自机械地连接到所述乐器框架，使得该组弦中的每根弦自由地振动。所述乐器框架与所述拾音器框架硬件组机械地连接到彼此。所述拾音器框架硬件机械地将所述第一和第二 pcb线圈结构以及该组永久磁铁连接到所述乐器框架。所述第一 pcb线圈结构经定位:(i)紧邻所述第一弦；但是(ii)不紧邻该组可磁化弦中的任何一根其他弦。所述第二 Pcb线圈结构经定位:(i)紧邻所述第二弦；但是(ii)不紧邻该组可磁化弦中的任何一根其他弦。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]结合附图阅读以下详细描述将能更充分地理解和了解本发明，在附图中:
[0018]图1是根据本发明的乐器的第一实施例的示意图；
[0019]图2是用在第一实施例的乐器中的拾音器的第一实施例的透视图；
[0020]图3是根据本发明的拾音器的第二实施例的正投影俯视图；
[0021]图4是第二实施例的拾音器的正投影前视图；
[0022]图5是根据本发明的拾音器的第三实施例的正投影俯视图；
[0023]图6是第三实施例的拾音器的正投影前视图；
[0024]图7是根据本发明的集成杂音消除器(humbucker)方面的pcb线圈结构的一层的示意图；
[0025]图8是根据本发明的集成杂音消除器方面的pcb线圈结构的一层的示意图；
[0026]图9是供用在本发明的拾音器中的pcb线圈结构的一部分的横截面；
[0027]图10是供用在本发明的拾音器中的pcb线圈迹线的一部分的正投影俯视图；
[0028]图11是根据本发明的拾音器的第四实施例的正投影俯视图；
[0029]图12是第四实施例的拾音器的部分剖开的透视图；[0030]图13是根据本发明的拾音器的第五实施例的部分剖开的透视图；
[0031]图14是根据本发明的拾音器的第六实施例的正投影俯视图；
[0032]图15是根据本发明的拾音器的第七实施例的正投影俯视图；
[0033]图16是根据本发明的拾音器的第八实施例的一部分的部分剖开的透视图；
[0034]图17是根据本发明的拾音器的第九实施例的示意图；
[0035]图18是根据本发明的拾音器的第十实施例的部分剖开的透视图；
[0036]图19是根据本发明的拾音器的第十一实施例的部分剖开的透视图；
[0037]图20是根据本发明的乐器的第二实施例的示意图；
[0038]图21是根据本发明的乐器的第三实施例的示意图；以及
[0039]图22是供用在根据本发明的拾音器中的pcb线圈的正投影前视截面图(省略部分交叉影线以清楚绘示)。
【具体实施方式】
[0040]图1和图2示出了乐器100，所述乐器包含拾音组件101a、IOlb ;乐器主体110 ;以及振动可磁化弦112。每个磁性乐器拾音组件IOla和IOlb分别包含:衬底材料102 ;永久磁铁104 ;以及线圈106。所述衬底材料是PCB材料(参见“定义”部分)。所述线圈是PCB线圈(参见“定义”部分)。因为线圈被包围在“刚性包装材料”(例如，聚合基材料，例如层压pcb制造中通常使用的那类环氧树脂)中，所以拾音器是安静的并且具有平坦响应，原因是线圈中的颤噪效应得到减少和/或消除。
[0041]在实施例100中，磁铁放置于衬底以及其嵌入线圈的顶部上。替代地或另外地，磁铁还可以放置于衬底/线圈板的下侧上。磁铁放在衬底顶部上(如图1所示)的优点是相对较接近所述弦，并且因此使所述弦磁化到较高的通量密度。另一方面，磁铁放在衬底下方的优点是不挡道，这是从它们不容易被看到的意义以及不容易被无意中触碰到的意义来说的。
[0042]如图1所示，组件IOla和IOlb形成为分离的零件，并且接着被安装到乐器主体上，使得线圈106a和106b以互相相反的缠绕方向来缠绕。这有时被称作杂音消除器布置，并且将基于pcb线圈的磁性乐器拾音器按照杂音消除器布置放置被认为是新颖的。杂音消除器布置的主要优点是，由于相反的缠绕方向有效地“消除了”外部电磁场由于相反的缠绕方向所造成的干扰并且来自各线圈的信号在作为电音频信号输出之前通过其他电路(未图示)进行组合，使得有效地消除了外部场(例如，来自荧光灯具)。
[0043]作为制造拾音器101的优选方式，将两个分离的pcb线圈(一个顺时针方向，另一个逆时针方向)同时印刷在单片线圈堆叠中并且将所述两个线圈从层压的PCb中作为一片切下。所述线圈在绕组结构的末端处相连接(类似于在常规线绕杂音消除器中使用两个单独缠绕的螺线管般)。
[0044]图3和图4示出了磁性乐器拾音器200，所述拾音器包含:衬底202 ;磁性构件204 ；以及单个线圈206 (仅示出于图3)。衬底202中形成三个孔208。这三个孔容纳磁性构件204。所述磁性构件可以是磁铁、磁极片(即，总之是可磁化的材料)或这两者的组合。如图3中最好地示出，正方形孔的边缘与圆柱形磁性构件之间存在间隙。替代地，磁性构件可以被包围(即,永久地固定于)衬底材料内。如图4中最好地示出，磁性构件在衬底上面和下方延伸，但是其他布置也是可能的。例如，磁性构件可以在一侧或两侧上与衬底的主表面齐平。作为另一替代例，衬底可以在一个或两个主表面侧上延伸超出磁性构件。作为另一替代例，穿孔208可以被制造成用于容纳磁性构件的凹口，所述凹口并没有一直延伸穿过衬底。
[0045]在实施例200中，磁性构件优选地经磁化以界定极轴，所述极轴至少大体上垂直于包围所述pcb线圈的衬底的主表面。此磁场定向允许进一步减少总高度，并且它还提供了将磁铁固定在拾音器内的预期位置处的稳妥方法。
[0046]图5和图6示出了拾音器250，所述拾音器包含衬底252 ;磁性构件254 ;以及线圈256。在此变型中，衬底252中的单个孔258容纳多个磁性构件。
[0047]图7和图8示出了用于缠绕根据本发明的集成杂音消除器pcb线圈的示意图。图7示出了用于集成杂音消除器线圈的第一层300的迹线缠绕图案，并且图8示出了用于集成杂音消除器PCB线圈的第二层的迹线缠绕图案。作为制造集成杂音消除器300、302的优选方法，将顺时针方向和逆时针方向的线圈印刷在每一层上并且进行连接。相信此集成缠绕图案没有用在常规线绕线圈中，并且在常规线绕线圈中可能也不可行。
[0048]就pcb线圈来说，另一方面，此集成杂音消除器设计的实现是容易的并且相对价格低廉。并且，因为两个具有相反缠绕方向的线圈(在图7和图8中分别标记为CW和CCW)包围在同一衬底内，所以这些线圈将不仅展现出减少的颤噪效应以及安静性(这大体上表征了基于Pcb线圈的磁性乐器拾音器)，而且还确保了线圈相对于彼此正确地定位，并且两个具有相反缠绕方向的线圈将不会相对于彼此移动。当然，较少的零件还将倾向于降低库存和组装成本，并且降低在乐器制造或修理期间在实现杂音消除器布置过程中发生组装错误的可能性。出于这些原因，此集成杂音消除器设计可能具有甚至优于上文结合实施例100描述的基于Pcb线圈的杂音消除器布置的优点。
[0049]图20示出了乐器950，所述乐器包含:线绕拾音线圈952 ；pcb拾音线圈945 ;海尔贝克(Hallbach)磁铁阵列956 ;以及振动可磁化弦958。在包含海尔贝克阵列式样的偏磁磁铁的本发明实施例中，磁铁956经布置，使得场输出在线圈侧(在此处磁通量不是特别有用)较低，而在弦侧较高，如图20所示。此海尔贝克布置倾向于使可磁化弦附近的通量密度增加并且因此使所述弦磁化到更高程度。这又导致强音频电信号在拾音线圈(传统线绕或pcb线圈式样)中进行变换。使用pcb线圈的一个潜在优点是，它的低型面可以为海尔贝克阵列留出更多的空间(例如，电吉他的弦与吉他主体的上部主表面之间的空间)。
[0050]在转到谈及根据本发明的磁性乐器拾音器的一些额外实施例之前，先参考图9和图10来呈现一些PCb线圈拾音器相关的术语的简短论述。图9和图10示出了 pcb衬底325和迹线326。迹线是与衬底的主表面平行的pcb材料支撑的导电路径，所述迹线被包围并且刚性地固定在所述衬底中。由于Pcb的制造方式，即，通过将形成有适当通孔的迹线承载层层压，迹线的高度H相当薄，并且在迹线的整个行程内还大体上相当均一(或甚至恒定)。单层压PCB衬底堆叠中的迹线(优选是铜)通常全部具有相同高度，并且此高度相对较小。需注意，图9中所示的高度尺寸H并非按比例绘制。另一方面，迹线的宽度W可以在迹线的长度L内大幅变化。这示出于图10中，图10经绘制以示出非常任意的迹线图案以说明迹线的宽度以及“足迹形状”如何沿着迹线的长度变化。
[0051]此外，根据本发明的pcb层压堆叠组件中，每个环(或一组同心同层的环或者一个环或一组同高的环的多个部分)将占据己层。这意味着线圈的每个环可以具有非常不同的足迹形状。作为此情况的一个实例，在pcb线圈中,可以使宽迹线朝向pcb的弦侧,但较低宽度的迹线朝向背对所述弦的所述板的主表面侧。还可以使用常规Pcb迹线和pcb通孔制造出在不同的层处具有不同数量的环的线圈。
[0052]图11和图12示出了磁性拾音组件400，所述拾音组件包含:防刮板402 ;第一衬底404 ;第二衬底406 ;第一 pcb线圈408 ;第二 pcb线圈410 ;第三pcb线圈412 ;第四pcb线圈414 ;磁极片416、418、420 ;以及永久磁铁422。如图12中最能示出，第一衬底404和第二衬底406部分地嵌入在防刮板构件中。磁铁使磁极片磁化，并且在防刮板安装在电吉他主体上的适当位置时，磁极片使振动弦磁化。优选地，每个pcb衬底子组件分别具有上文结合图7和图8论述的集成双杂音消除器型绕组。虽然此实施例示出了总共四个线圈，但是绕组的型面很低这个事实可以允许设计人员有利地在防刮板中和/或上同時使用更多的绕组，并且或许甚至在电吉他的不同部分(例如颈部)上。
[0053]如图12中所示，pcb子组件从防刮板的上部主表面稍稍突出，但是其他布置也是可能的。例如，Pcb可以与防刮板齐平，或者，凹入到防刮板的上部主表面以下。在实施例400中，pcb子组件(包含磁铁402)没有一直延伸穿过防刮板，但是这也是可行的。通过将PCB线圈放置在防刮板的内部空间中或部分地放置在防刮板的内部空间内，可以提高吉他美感和/或音频性能。
[0054]图13不出了拾音器500,所述拾音器包含:磁铁522 ;三个磁极片516a、516b、516c ;三个pcb线圈508a、508b、508c ;以及聚合物基的刚性衬底504。在实施例600中，乐器上的每根弦具有专用的绕组。例如，如果乐器是六弦电吉他，那么将会存在六个绕组(六线圈拾音器)。此实施例还具有用于每个绕组的专用磁极片，并且每个磁极片与线圈一起被包围在刚性衬底中。因为pcb线圈可以被制成很小，并且因为可以容易地使它们具有任意的足迹形状，所以图13中的多线圈拾音器的制造远比常规线绕拾音器制造的大前提下容易。对于一些应用来说，这至少是pcb线圈拾音器优于常规线绕拾音器的另一优点。
[0055]图14示出了防刮板拾音器600，所述拾音器包含衬底材料防刮板构件604 ;以及磁性构件616。线圈结构608包围在防刮板构件604内。线圈结构608包含成环迹线631、632,633和634。防刮板构件604还具有穿孔(或凹口)605，所述穿孔的大小和形状经设定以容纳大磁性构件，所述大磁性构件存在于电吉他的弦(未图示)的相对较大的部分下方。线圈608具有相对较大的足迹形状。
[0056]线圈608还具有拥有各种足迹形状的迹线631、632、633、634，所述足迹形状经选择为任意的，以展示本发明的PCb线圈允许吉他拾音器设计人员在环导电路径型面方面显示出一些灵活性。需注意，拾音线圈(pcb或线绕)(其紧密间隔的绕组)将由电容和电感来表征。这意味着线圈充当储能电路并且还将由共振频率来表征。此拾音器的共振频率在常规线绕拾音器的技术中已经是很众所周知的。已知的是，共振频率在音频频谱中的位置可能会对乐器发出声音的方式具有影响。此共振频率通常由线绕拾音器设计人员控制，以调整和/或优化乐器声音的美感，即，声音的质量。然而，线绕组的使用一般会对在给定线绕拾音器设计中共振频率可“调节”程度加以约束。另一方面，根据本发明的PCb线圈的使用允许设计人员在控制共振频率方面具有更大的灵活性。例如，将共振频率升高到人类听觉范围之外一般会变得更容易，这在给定应用中可能是所预期的效果。即使是预期共振频率处于人类听觉范围之下的某处(如绝大多数常规线绕拾音器中的情况)，此共振频率的调整变得更容易进行并且更容易就拾音器的特性共振频率准确地且精确地进行可靠的大量制造。
[0057]pcb线圈的设计灵活性还可以有助于制造充当延音器等的线圈。如具有延音器特征的常规线绕线圈拾音器的技术中所理解，当使用线圈作为延音器时，可能有必要向线圈提供AC信号。
[0058]图15示出了防刮板组件700，所述组件包含:防刮板构件702 ;衬底材料704 ；pcb安装式电部件701 ;以及pcb线圈708。实施例700示出的一件事是电部件可以安装在与线圈所被包围和固定在其中的相同的印刷电路板上(和/或中)。这些部件可以包含放大器，以放大从线圈、优选地经由内置于pcb自身中的迹线和通孔(未图示)接收到的电音频信号。板安装式部件可以放置在pcb的面向外(或向上)侧上和/或放置在下侧上。实施例700的另一特征是线圈足迹形状的任意性。示出此情况是为了强调和说明一个观点，即，Pcb线圈的使用实际上开创了由电吉他以及具有振动弦的其他乐器发出新声音的可能性。
[0059]图16示出了拾音器800，所述拾音器包含衬底材料804、内线圈808b以及外线圈808a。在此实施例中，两个线圈可以彼此相互电隔离，或者可以不电隔离。它们可以沿相同缠绕方向或者沿相反缠绕方向缠绕。在一些变化中，此新颖的双线圈结构可以帮助消除来自外部电磁场的电干扰。乐器可以经结构化以允许乐器演奏者在任何给定时间选择使用两个线圈中的哪个来帮助产生总电音频信号。
[0060]图17不出了拾音器850,所述拾音器包含磁极片816a、816b ；永久磁铁822a、822b ;以及pcb线圈环858a、858b。在实施例850中，两个“瓣”采取数字8构形，包含交叉点859。所述方案可以扩展到包含额外瓣以及额外交叉点(在本文中仍将被称作“数字8构形”，即使在存在额外瓣和交叉点的情况中也如此)。此构形在常规线绕拾音器的大前提下被认为是困难和/或不可能的，但是通过使用本发明的pcb线圈被认为是可实现的。尚未知道此线圈构形可能会对乐器的音频性能导致什么影响。
[0061]图18不出了拾音器890,所述拾音器包含:磁铁892 ;衬底材料894 ;嵌入式屏蔽构件893 ;以及pcb线圈898。所述屏蔽构件用以减少磁干扰和/或电磁干扰，以免影响在pcb线圈中进行变换的信号。
[0062]图19示出了拾音器900，所述拾音器包含第一屏蔽构件903 ;衬底材料904 ;第二屏蔽构件905 ;以及pcb线圈908。第一屏蔽构件可以类似于上文论述的实施例890的屏蔽构件。第二屏蔽构件是层压到Pcb的顶面上的网。不一定涉及网结构屏蔽件的其他类型的屏蔽件(现在已知或将来开发出的)也可能是有帮助的。此屏蔽件经设计以按照法拉第笼的方式来减少电磁干扰。需注意，Pcb线圈与振动弦之间的任何屏蔽件应优选地不是磁场屏蔽件，因为这样无疑会防止弦的振动在线圈中变换成电音频信号。
[0063]图21示出了乐器980，所述乐器包含:弦981 ;以及两个pcb线圈982。如实施例980所示，在每根弦具有专用pcb线圈的布置中，线圈可以沿着弦长度伸长，使得来自每根弦的相对较长的部分的振动将被变换成首频电信号。
[0064]图22示出了 pcb拾音线圈1000，所述线圈包含:层压pcb包装材料1002 (为了清楚绘示而没有将层单独地划分界线)；环迹线1004 ;通孔1006 ;以及衬垫1008。如图22所示，在此实施例中，每个环的足迹是不同的。
[0065]本发明的PCB线圈拾音器可以容易地安装在实体吉他的现有拾音开口之上或者安装在声学吉他的现有声音开口之上。以此方式，本发明的pcb线圈可以用在新颖类型的翻新中。如上文所提及，在任何给定时间可以使用用户开关或拨号盘或者其他接口装置以在具有多个pcb线圈的乐器中选择激活哪个(哪些)pcb线圈。
[0066]在另一变化中，使用薄的层压板(?I密耳的厚度)，使得可以使更多绕组更接近弦。这将增加输出信号或者允许使用与标准线绕拾音器(线绕拾音器通常使用大约2.8密耳厚的42号标准线)相比数目较少的绕组来获得相同的信号电平。
[0067]定义
[0068]本文所提到的任何和所有的公开文献应被视为各自通过引用全文并入。出于权利要求解释目的，提供以下定义:
[0069]本发明:表示“本发明的至少一些实施例”，并且术语“本发明”与本文描述的一些特征结合使用不应意味着所有所要求的实施例(参见“定义”部分)包含所提及的特征。
[0070]实施例:机器、制造、系统、方法、过程和/或组成可能(不是必须)处于本专利文件目前或将来的专利权利要求的范围内；通常，“实施例”将处于至少一些最初提交的权利要求的范围内并且还将会处于至少一些公布(在权利要求已通过专利审查程序而形成之后)的专利要求的范围内，但是情况不一定总是这样；例如，“实施例”可能既不被最初提交的权利要求也不被公布的权利要求所涵盖，尽管将所述“实施例”描述为“实施例”。
[0071]第一、第二、第三等(“序数”):除非另外指明，否则序数仅用于区分或识别(例如，一群组中的多个成员)；序数的单纯使用不应被视为必定暗示次序(例如，时间次序、空间次序)。
[0072]电连接:表示直接电连接，或间接电连接，使得存在介入元件；在间接电连接中，介入元件可以包含电感器和/或变压器。
[0073]用机械方式连接:包含直接机械连接，以及通过中间部件进行的间接机械连接；包含刚性机械连接以及允许机械地相连接的部件之间进行相对运动的机械连接；包含但不限于焊接连接、锡焊连接、通过紧固件连接(例如，钉子、螺栓、螺钉、螺帽、钩和环紧固件、纽结、铆钉、快速释放连接、闩锁和/或磁性连接)、压入配合连接、摩擦配合连接、通过由重力引起的啮合而固定的连接、枢转或可旋转连接、和/或可滑动机械连接。
[0074]刚性包装材料:任何大体上非导电的材料，所述材料具有足够的刚性，使得当它包围磁性乐器拾音器时，将会大幅减少或消除拾音器的线圈的环的相对移动；刚性包装材料可以包含:陶瓷基材料、以及聚合物基材料(参见“定义”部分)。
[0075]聚合物基材料:大体上由聚合物材料组成的任何相对刚性的(当用于包围线圈时)材料；聚合物基材料包含至少一些环氧树脂以及至少一些塑料；“聚合物基材料”将不包含蜡，因为即使是用于包埋线圈时它相对缺乏刚性。
[0076]pcb材料:适合于通过层压操作来制造印刷电路板的任何刚性、电绝缘的聚合物基材料(参见“定义”)；pcb材料的一个实例是目前用于制造常规刚性印刷电路板的那类层压且硬化的环氧树脂。
[0077]pcb线圈:由电流路径构件制成的线圈，所述构件不是自支撑的并且必须要层压到PCb上才能维持它们的形状和/或结构完整性。
【权利要求】
1.一种磁性乐器拾音器，所述拾音器用于与具有至少一根可磁化弦的乐器一起使用，所述拾音器包括: 线圈结构，所述线圈结构包括由导体路径制成的多个环；以及 包装材料； 其中: 所述包装材料是刚性包装材料；并且 所述线圈结构至少大体上被包围在所述包装材料中，使得所述线圈的所述多个环受到大体上刚性的约束，从而无法相对于彼此相对移动。
2.根据权利要求1所述的拾音器，其中所述线圈结构是基于聚合物的材料。
3.根据权利要求1所述的拾音器，其中: 所述线圈结构是Pcb线圈，其多个环采取迹线和通孔的形式；并且 所述包装材料是Pcb材料，其形状界定第一主表面和第二主表面。
4.根据权利要求3所述的拾音器，所述拾音器进一步包括第一磁性构件，其中: 所述pcb线圈界定了线圈内部空间； 所述pcb材料包含延伸到所述线圈内部空间中的凹口 ；并且 磁性构件至少大体上位于所述凹`口内。
5.根据权利要求4所述的拾音器，其中所述凹口是从所述第一主表面延伸到所述第二主表面的穿孔。
6.根据权利要求4所述的拾音器，其中所述磁性构件是永久磁铁。
7.根据权利要求4所述的拾音器，其中所述磁性构件是磁极片。
8.根据权利要求3所述的拾音器，所述拾音器进一步包括磁性构件，其中所述磁性构件固定到所述第一主表面并且至少部分地位于所述pcb线圈的足迹内。
9.根据权利要求8所述的拾音器，其中所述磁性构件选自以下类型:磁性构件以及磁极片。
10.根据权利要求3所述的拾音器，其中: 所述拾音器由共振频率表征；并且 所述共振频率高于人类可听到的频率范围。
11.根据权利要求3所述的拾音器，其中: 所述pcb线圈和所述pcb材料为包括多个层的层压结构的形式； 所述pcb线圈包含在所述层压结构的第一层上的第一环； 所述pcb线圈包含在所述层压结构的第二层上的第二环；并且 所述第一环与所述第二环具有大体上不同的足迹。
12.一种乐器，所述乐器包括: 乐器框架； 第一可磁化弦； 拾音器框架硬件组； 线圈结构，所述线圈结构包括由导体路径制成的多个环；以及多个永久磁铁，其中所述多个永久磁铁中的每个永久磁铁界定北极、南极以及沿北极到南极方向延伸的磁轴；其中: 所述第一可磁化弦机械地连接到所述乐器框架，使其自由地振动； 所述乐器框架与所述拾音器框架硬件组机械地连接到彼此； 所述拾音器框架硬件组机械地将所述线圈结构与所述多个永久磁铁彼此连接； 所述多个永久磁铁被布置成海尔贝克阵列的图案；并且 所述多个磁铁经定位以及经定向，使得所述永久磁铁的所述海尔贝克阵列布置增加所述第一可磁化弦的一部分附近的磁通量密度。
13.根据权利要求12所述的乐器，其中: 所述多个永久磁铁包括第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁以及第四磁铁； 所述第一、第二、第三和第四磁铁按顺序堆叠；并且 所述第一、第二、第三和第四磁铁经相互定向，使得所述第一和第三磁铁的磁轴至少大体上垂直于所述第二和第四磁铁的磁轴。
14.根据权利要求12所述的乐器，其中: 所述拾音器框架硬件组包括包装材料；并且 所述包装材料 是基于聚合物材料；并且 所述线圈结构至少大体上被包围在所述包装材料中，使得所述线圈的所述多个环受到大体上刚性的约束，从而无法相对于彼此相对地移动。
15.根据权利要求14所述的乐器，其中: 所述线圈结构是Pcb线圈，其多个环采取迹线和通孔的形式；并且 所述包装材料是成一形状的Pcb材料，所述形状界定了第一主表面和第二主表面。
16.一种乐器，所述乐器包括: 乐器框架； 第一可磁化弦； 拾音器框架硬件组； 第一线圈结构，所述第一线圈结构包括由界定第一线圈轴的导体路径制成的多个环；以及 第二线圈结构，所述第二线圈结构包括由界定第二线圈轴的导体路径制成的多个环； 其中: 所述第一可磁化弦机械地连接到所述乐器框架，使其自由地振动； 所述乐器框架与所述拾音器框架硬件组机械地连接到彼此； 所述第一线圈结构是Pcb线圈，其多个环采取迹线和通孔的形式； 所述第二线圈结构是Pcb线圈，其多个环采取迹线和通孔的形式； 所述拾音器框架硬件组包括Pcb材料形式的包装材料； 所述第一线圈结构至少大体上被包围在所述包装材料中，使得所述线圈的所述多个环受到大体上刚性的约束，从而无法相对于彼此相对地移动； 所述第二线圈结构至少大体上被包围在所述包装材料中，使得所述线圈的所述多个环受到大体上刚性的约束，从而无法相对于彼此相对地移动； 所述第一线圈结构与所述第二线圈结构以并排布置来定位，其中所述第一线圈轴与所述第二线圈轴至少大体上彼此平行；并且所述第一线圈结构的缠绕方向与所述第二线圈结构的缠绕方向相反。
17.根据权利要求16所述的乐器，其中所述第一线圈结构与所述第二线圈结构具有大体上相同的几何形状，除了所述第一线圈结构与所述第二线圈结构具有相反的缠绕方向之外。
18.根据权利要求17所述的乐器，其中: 所述拾音器框架硬件组包括第一件零件和第二件零件，所述零件在组装到所述乐器上的适当位置之前是彼此分离的； 所述第一件零件包含包围在Pcb材料中的所述第一线圈结构；并且 所述第二件零件包含包围在Pcb材料中的所述第二线圈结构。
19.根据权利要求17所述的乐器，其中所述拾音器框架硬件组包括包围所述第一线圈结构和所述第二线圈结构的单片包装材料。
20.一种磁性乐器拾音器，所述拾音器包括: 一片包装材料，所述包装材料由pcb材料制成,所述pcb材料形成并布置为层压结构的多个层； 第一 pcb线圈结构，所述第一 pcb线圈结构包括导体路径，所述导体路径包括界定第一pcb线圈轴的多个环；以及 第二 pcb线圈结构，所述第二 pcb线圈结构包括导体路径，所述导体路径包括界定第二pcb线圈轴的多个环； 其中:` 所述拾音器是包括多个层的层压结构，其中每个层包括一层包装材料、所述第一 pcb线圈结构的一个环以及所述第二 pcb线圈结构的一个环。
21.根据权利要求20所述的拾音器，其中: 所述第一 pcb线圈结构与所述第二 pcb线圈结构以并排布置来定位,其中所述第一 pcb线圈轴与所述第二 Pcb线圈轴至少大体上彼此平行；并且 所述第一 Pcb线圈结构的缠绕方向与所述第二 pcb线圈结构的缠绕方向相反。
22.根据权利要求21所述的拾音器，其中所述拾音器的所述层压结构的每个层进一步包括: 导体路径，所述导体路径将所述层上的所述第一 pcb线圈结构的所述环电连接到所述层上的所述第二 pcb线圈结构的所述环；以及 通孔，所述通孔经结构化、经定位和/或经连接以将所述拾音器的所述层压结构的所述层的所述PCb线圈结构环电连接到所述拾音器的所述层压结构的邻近层的所述PCb线圈环。
23.一种磁性乐器拾音器，所述拾音器包括: 由pcb材料制成的印刷电路板； 第一 pcb线圈结构；以及 第一磁性构件，所述第一磁性构件包括第一永久磁铁； 其中: 所述第一 pcb线圈结构被包围在所述pcb材料中； 所述印刷电路板中界定有第一凹口；所述第一凹口至少大体上位于所述第一线圈结构的内部体积内； 所述第一磁性构件至少部分地位于所述第一凹口中； 并且 所述印刷电路板的大小和形状按照防刮板来进行设定，所述防刮板可以安装在经设计以并入防刮板的吉他型乐器上。
24.根据权利要求23所述的拾音器，所述拾音器进一步包括安装在所述印刷电路板的所述pcb材料上和/或中的第一电部件。
25.根据权利要求24所述的拾音器，其中所述第一电部件是用于允许所述拾音器作为主动式拾音器进行运作的电源电路。
26.根据权利要求23所述的拾音器，其中所述第一磁性构件进一步包括第一磁极片。
27.根据权利要求23所述的拾音器，其中: 所述第一凹口是在所述印刷电路板的第一主表面与第二主表面之间延伸的穿孔；并且 所述第一磁性构件至少大体上完全延伸穿过所述第一凹口。
28.一种乐器，所述乐 器包括: 乐器框架； 一组可磁化弦，所述可磁化弦包括第一弦和第二弦； 第一 pcb线圈结构； 第二 pcb线圈结构； 一组永久磁铁，所述永久磁铁包括至少一个永久磁铁；以及 拾音器框架硬件组； 其中: 该组可磁化弦中的弦各自机械地连接到所述乐器框架，使得该组弦中的每根弦自由地振动； 所述乐器框架与所述拾音器框架硬件组机械地连接到彼此； 所述拾音器框架硬件组机械地将所述第一和第二 Pcb线圈结构以及该组永久磁铁连接到所述乐器框架； 所述第一 pcb线圈结构经定位:(i)紧邻所述第一弦；但是(ii)不紧邻该组可磁化弦中的任何一根其他弦；并且 所述第二 Pcb线圈结构经定位:(i)紧邻所述第二弦；但是(ii)不紧邻该组可磁化弦中的任何一根其他弦。
29.根据权利要求28所述的乐器，所述乐器进一步包括: 第三pcb线圈结构； 第四pcb线圈结构； 第五pcb线圈结构；以及 第六pcb线圈结构； 其中: 所述乐器是电吉他； 该组可磁化弦进一步包括第三弦、第四弦、第五弦以及第六弦； 所述第三pcb线圈结构经定位:(i)紧邻所述第三弦；但是(ii)不紧邻该组可磁化弦中的任何一根其他弦； 所述第四Pcb线圈结构经定位:(i)紧邻所述第四弦；但是(ii)不紧邻该组可磁化弦中的任何一根其他弦； 所述第五pcb线圈结构经定位:(i)紧邻所述第五弦；但是(ii)不紧邻该组可磁化弦中的任何一根其他弦；并且 所述第六Pcb线圈结构经定位:(i)紧邻所述第六弦；但是(ii)不紧邻该组可磁化弦中的任何一根其他弦。
30.根据权利要求29所述的乐器，其中: 该组永久磁铁包含至少第一、第二、第三、第四、第五和第六磁铁；并且所述第一、第二、第三、第四、第五和第六永久磁铁分别经定位而紧邻所述第一、第二、第三、第四、第五和第六pcb线圈结构。
31.根据权利要求28所述的乐器，其中: 所述第一 Pcb线圈结构具有伸长的足迹，所述足迹在所述第一弦的伸长方向上伸长；并且 所述第二 Pcb线 圈结构具有伸长的足迹，所述足迹在所述第二弦的伸长方向上伸长。
【文档编号】G10H3/18GK103782336SQ201280039843
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2011年6月15日
【发明者】T·林高, G·班斯, M·鲍耶 申请人:安伦股份有限公司