乐器用拾音装置的制作方法

本发明涉及在把以低音大提琴为中心的原声系的弦乐器以及钢琴等各种乐器的声音转换为电信号的乐器用拾音器(以下称“拾音器”)中使用压电元件(piezo元件)的装置。

背景技术：

作为将乐器的声音转换为电信号的装置，公开有各种装置(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2015-075564号

例如，演奏低音大提琴等低音的弦乐器时，将沉闷的“低音”清晰且充分地传递给听众是不容易的。特别是，低音大提琴与其他的乐器中的以电子拾音为特征的电吉他及其他各种电子乐器合奏时，难以调整两者音量的平衡而使低音大提琴的声音充分发音。

为解决所述问题，对于低音大提琴等低音的弦乐器的声音，只要将其转换为电信号后放大即可。作为将低音大提琴的声音转换为电信号的手法，例如将传声器接近低音大提琴的主体(躯干)的f孔(f字孔：音孔)放置并集音的方法。可是，将传声器接近低音大提琴的主体的f孔放置并集音时，演奏者不能自如地搬动低音大提琴。在此，从演奏者的自如性角度出发，倾向于由演奏者将传声器直接安装在低音大提琴的主体上的手法。

可是，作为将声音转换为电信号的装置，例如有动圈式的接触式传声器，通常存在体型大且价格高的问题，近年多采用压电元件。而且，作为采用压电元件的弦乐器的拾音装置，关于所述拾音装置的安装位置提出了下述各种方式。

(1)将拾音装置设置在架设于弦乐器的琴码的“码隙”(码脚与码脚之间的倒u型的空间)的保持构件上，对由所述拾音装置取得的电信号进行放大。

(2)将压电元件直接粘贴在琴码上。

(3)将压电元件嵌合在琴码的“桥翼”的间隙中。

(4)紧靠架在琴码上的弦，用夹子等将压电元件夹持在琴码上。

(5)将压电元件夹持在琴码的装饰部上。

(6)将压电元件埋入琴码上开设的孔中(4弦乐器的情况下，孔数为1、2或4等任意的数目)。

(7)将压电元件嵌入用于调整琴码的高度的“琴码调节器”中。

可是，将压电元件与弦乐器的琴码接触设置，尽管分别具备优点，主要容易仅拾取“弦”的声音，然而不能得到足够的音压。虽然演奏者的喜好各有不同，但大多不能形成良好的音质。在此作为其他手段，例如公开有如下方式：将压电元件接触设置在弦乐器的主体的面板上。

(a)将压电元件夹入琴码和面板之间(码脚与面板之间)。

(b)采用粘性低的粘接材料，将压电元件直接粘贴在面板上。

可是在所述(a)的情况下，尽管理由不明确，但只能得到声音中没有中心部分的不充分的电信号。此外，采用所述(b)的方法时，由于将由金属片形成的压电元件直接粘贴到面板上，所以可能会损伤乐器主体，且因粘贴在乐器上的压电元件露出，外观变差。此外，仅仅将压电元件“粘贴”在面板上时，吉他和大提琴等，比低音大提琴高音的乐器没有太大问题，但是在低音大提琴等低音的乐器上使用时，根据经验判断声音里没有中心部分。

在此，也提出过用磁铁的磁力将压电元件安装在弦乐器的面板上的方法，但是磁铁的重量抑制了面板的振动，特别是低音大提琴等低音振幅较大的声音的情况下，有时转换为和原声不同形式的电信号。

技术实现要素：

本申请公开一种使压电元件得到的乐器的声音尽可能提高的乐器用拾音装置。

为解决上述问题，本发明试图将拾音装置固定在乐器上，所述拾音装置以通过分别设置在一对圆形构件上的突起夹持压电元件的方式形成，而且，在任意一方的圆形构件的表面上设置了脚部。

具体地，本发明是固定在乐器上的乐器用拾音装置，包括：圆板状的压电元件；一对圆形构件，在所述一对圆形构件之间夹持压电元件；以及脚部，配置在一对圆形构件中任意一方的圆形构件的表面，各圆形构件分别将朝向另一方的圆形构件突出形成的突起形成在沿着和另一方的圆形构件相对的对置面的边缘的两个部位上，压电元件在通过突起在一对圆形构件之间形成的空隙内，以被各圆形构件分别具有的突起夹持的状态被支承。

按照上述的乐器用拾音装置，被夹持在一对圆形构件之间的状态的压电元件固定在乐器上。固定在乐器上的压电元件，在乐器演奏时和圆形构件一起振动。而且，在上述的乐器用拾音装置中，压电元件被设置在沿着一对圆形构件中的彼此相对的对置面的边缘的两个部位上的突起夹持，由于压电元件成为被两点支承的状态，所以压电元件整体振动。通过使压电元件整体振动，压电元件上的两个电极间的压电材料层整体受力。这样，相比压电元件局部受到振动的情况，可以更好地将声音转换为电信号。

另外，优选压电元件具有：圆形的下部电极层；直径小于下部电极层的压电材料层；以及在压电材料层上成膜的上部电极层，下部电极层以和突起接触的状态被夹持在一对圆形构件之间。如果采用这种结构的压电元件，由于形成压电材料层和上部电极层的区域不接触突起，所以压电材料层可以整体受力。

此外，优选脚部由沿着任意一方的圆形构件的表面的边缘的三个部位大致平均配置的皮材形成。只要用这种脚部将中间夹入压电元件的圆形构件支承在乐器上，就能够将乐器用拾音装置稳定固定到乐器上，且不会损伤乐器。

此外，优选各突起隔着各圆形构件的中心点，对称配置。只要各突起隔着各圆形构件的中心点对称配置，则压电元件以整体弯曲的方式从两端部摇摆。其结果，压电元件不会在局部上接收振动，从而可以良好地将声音转换为电信号。

此外，优选乐器是具有f孔的弦乐器，上述的乐器用拾音装置由夹具固定在f孔的边缘。由于f孔形成在弦乐器的面板上，所以只要乐器用拾音装置固定在f孔的边缘上，弦乐器演奏时压电元件和圆形构件一起振动，就可以将弦乐器的声音转换为电信号。

此外，优选夹具的与圆形构件接触的螺钉以外的构件由木材形成。如果夹具大体由木材形成，则由于弦乐器的面板的振动不易被夹具的质量抑制，此外，通过夹具向压电元件传递的声音不易被夹具的质量抑制，因此可以将弦乐器的面板的振动向压电元件良好传递。

此外，优选圆形构件由木材形成。如果圆形构件由木材形成，则乐器的振动不易被圆形构件的质量抑制，此外，向压电元件传递的声音不易被圆形构件的质量抑制，因此可以将乐器的振动向压电元件良好传递。

此外，优选木材都是云杉。由于云杉具有适于传递振动的硬度且质量轻，所以如果构成乐器用拾音装置的各部分的木材为云杉，则能够将乐器的振动向压电元件适当传递。

按照本发明，会尽可能提高由压电元件得到的乐器的声音。

附图说明

图1是表示弦乐器用拾音装置的一例的图。

图2是表示拾音装置的安装状态的一例的图。

图3是拾音装置主体的外观图。

图4是拾音装置主体的分解图。

图5是夹具的放大图。

图6是表示固定在低音大提琴的主体的面板上的状态的拾音装置的图。

图7是表示固定在低音大提琴的主体的面板上的状态的拾音装置的结构图。

图8是表示实施方式的拾音装置与比较例的拾音装置的比较结果的图。

图9是表示上述实施方式的拾音装置1的第1变形例的图。

图10是表示固定在弦乐器的主体的内部的第1变形例的拾音装置的图。

图11是表示上述实施方式的拾音装置1的第2变形例的图。

图12是表示固定在钢琴上的第2变形例的拾音装置的图。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式。另外，以下说明的实施方式仅为例示，本发明不限于以下说明的具体结构。实施中可以适当采用和实施方式对应的具体结构。

图1表示了乐器用拾音装置(以下，简称“拾音装置”)的一例。拾音装置1如图1所示，具备拾音装置主体10。拾音装置主体10是能用夹具20固定在弦乐器的f孔的边缘的装置，可以将弦乐器的声音转换为电信号。拾音装置主体10上设有同轴电缆11，向与同轴电缆11连接的放大器等输出电信号。

图2表示了拾音装置1的安装状态的一例。拾音装置1例如图2所示，通过由夹具20将拾音装置主体10固定在作为一种弦乐器的低音大提琴101的f孔102的边缘，可以将低音大提琴101的声音转换为电信号。

图3是拾音装置主体10的外观图。此外，图4是拾音装置主体10的分解图。拾音装置主体10如图3和图4所示，包括：圆板状的压电元件12；在中间夹持压电元件12的一对圆形木材(本申请中的“圆形构件”的一例)13u、13b；以及由三个皮材14k、14k、14k形成的脚部14，所述三个皮材14k、14k、14k配置在作为一对圆形木材13u、13b中任意一方的圆形木材的圆形木材13b的表面(下表面)。三个皮材14k、14k、14k，在沿着圆形木材13b表面的边缘的三个部位大致平均配置。另外，本实施方式的拾音装置1可以用木材以外的原材料形成圆形木材13u、13b，可以用皮材以外的原材料(例如木材)形成脚部14。

圆形木材13u、13b是和圆形的压电元件12具有大体相同外径的圆形的木材。在沿着圆形木材13u的和圆形木材13b相对的对置面13mu的边缘的两个部位上，具有朝向作为另一方的圆形木材的圆形木材13b突出形成的突起13tu。圆形木材13b也和圆形木材13u同样，在沿着和圆形木材13u相对的对置面13mb的边缘的两个部位上，具有朝向作为另一方的圆形木材的圆形木材13u突出形成的突起13tb。两个突起13tu、13tu，隔着圆形木材13u的中心点，对称配置。突起13tb、13tb也和突起13tu、13tu同样，隔着圆形木材13b的中心点，对称配置。

压电元件12具有：圆形的下部电极层12k；直径小于下部电极层12k的压电材料层12m；以及在压电材料层12m上成膜的上部电极层12j。压电元件12在下部电极层12k接触于圆形木材13u的突起13tu以及圆形木材13b的突起13tb的状态下，夹持在一对圆形木材13u、13b之间。下部电极层12k和上部电极层12j，都是由导电性的材料形成的电极。压电材料层12m是以施加在作为压电体的压电材料层12m上的声音的压力使下部电极层12k与上部电极层12j之间的电压改变的压电体，是例如由陶瓷等形成的层。在通过突起13tu、13tb在一对圆形木材13u、13b之间形成的空隙15内，压电元件12以被圆形木材13u所具有的两个突起13tu、13tu以及圆形木材13b所具有的两个突起13tb、13tb夹持的状态被支承。压电元件12在下部电极层12k的外边缘部分，与突起13tu、13tu、13tb、13tb接触。压电元件12在与突起13tu、13tu、13tb、13tb接触的部分，粘接有下部电极层12k。压电元件12的下部电极层12k焊接在同轴电缆11的外侧导体11s上，上部电极层12j焊接在同轴电缆11的内侧导体11u上。

图5是夹具20的放大图。如图5所示，夹具20具备与圆形木材13u接触的螺钉22，以及夹具主体21。夹具主体21呈匚状的形态，其包括：沿螺钉22的长边方向延伸的腕部21u；从腕部21u的一端向侧方延伸并与螺钉22螺纹连接的被拧接部21r；以及从腕部21u的另一端向侧方延伸并和弦乐器抵接的被抵接部21t。被抵接部21t上设有用于和弦乐器点接触的凸起21f。此外，螺钉22的前端也设有用于和圆形木材13u点接触的圆头22m。凸起21f可以由形成被抵接部21t的木材一体形成，或者，通过由粘贴在形成被抵接部21t的木材上的皮材形成，以避免损伤弦乐器的面板的里侧。

另外，圆形木材13u、13b和夹具主体21都是由松科的一种常绿乔木云杉(spruce)形成。另一方面，螺钉22由能容易通过模具形成螺旋状形态的树脂等原材料形成。这样拾音装置1大致整体由木制原材料形成，此外，通过采用和木制原材料同等轻质且柔软的皮革，形成将拾音装置主体10三点支承在弦乐器表面的脚部14，使拾音装置1整体质量较低。

图6表示了固定在低音大提琴101主体的面板103上的状态的拾音装置1。拾音装置1采用将拾音装置主体10用夹具20固定在弦乐器主体的面板上的安装结构。即，拾音装置1不会安装到弦乐器主体的面板以外的构件上。因此，例如用拾音装置1固定在低音大提琴101主体的面板103上的低音大提琴101进行演奏时，拾音装置1和低音大提琴101主体的面板103一起振动。而且，由于拾音装置1大致整体由木制原材料形成而整体质量低，所以几乎不会抑制低音大提琴101主体的面板103的振动。因此，拾音装置1能实现下述动作。

图7表示了固定在低音大提琴101主体的面板103上的状态的拾音装置1的结构。拾音装置主体10由夹具20固定在面板103上。此时，低音大提琴101的主体的面板103通过演奏振动时，面板103的振动通过第一传递通道和第二传递通道两个通道并行传输并传递到拾音装置主体10，所述第一传递通道是从位于夹具20的被抵接部21t上的凸起21f经过夹具主体21和螺钉22向圆形木材13u传递，所述第二传递通道是经过脚部14向圆形木材13b传递。而且，拾音装置主体10的圆形木材13u、13b振动。由于拾音装置1整体轻质且质量低，所以推断拾音装置主体10的圆形木材13u、13b大体和低音大提琴101主体的面板103以相同方式振动。拾音装置主体10的圆形木材13u、13b振动时，被圆形木材13u、13b夹持的压电元件12追随圆形木材13u、13b的动作振动。可是，由于压电元件12和突起13tu、13tu、13tb、13tb接触，呈在下部电极层12k的外边缘部分的两个部位被支承的状态，所以圆形木材13u、13b振动时，压电元件12以整体弯曲的方式从两端部摇摆。即，施加在压电元件12上的振动不是向压电材料层12m局部性地传递，而是向压电材料层12m整体传递。此外，压电元件12仅仅在外边缘部分的两个部位上被支承，因而压电元件12自身在某种程度上能够自由振动。因此，从圆形木材13u、13b接收振动而弯曲的压电元件12，处于下部电极层12k和上部电极层12j之间的压电元件12整体受压，特别是可以将低音且振幅较大的声音良好地转换为电信号。

另外，根据本发明的发明人试作了几个拾音装置1进行的实验，确认拾音装置主体10的上述两个传递通道中，相比来自经过夹具20的第一传递通道的振动，来自经过脚部14的第二传递通道的振动一方处于支配地位。

此外，根据本发明的发明人对上述拾音装置1以外的选项试作的试作机进行的实验，确认压电元件12由突起13tu、13tu、13tb、13tb以外的突起、通过三点以上支承的情况下，确认为压电元件12的自由振动被妨碍而低音域不足，且原声性回音消失。这种情况不仅是在低音大提琴等低音的弦乐器上，确认到在其他的弦乐器上也是同样的情况。

图8表示了上述实施方式的拾音装置1(以下称“实施例”)和比较例的拾音装置的比较结果。图8所示的4个图都描绘了两组线，即把通过安装在低音大提琴上的拾音装置得到的声音信号显示在频率区域中的线，以及把通过放置在低音大提琴附近的传声器(akg社的电容式传声器“akg414”)得到的声音信号显示在频率区域中的线。由于放置在低音大提琴附近的传声器借助空气拾取从低音大提琴发出的声音，所以能够推断用所述传声器得到的声音信号接近原声。因此，在本比较中，以传声器得到的声音信号的波形为基准，评价了实施例和比较例的拾音装置的性能。图8的(a)表示了实施例的波形和传声器的波形。此外，图8的(b)表示了将压电元件配置在琴码的最接近弦的上部的类型的拾音装置(以下称“比较例1”)的波形和传声器的波形。此外，图8的(c)表示了将压电元件夹持在码脚和面板之间的类型的拾音装置(以下称“比较例2”)的波形和传声器的波形。此外，图8的(d)表示了在琴码的间隙中配置接触电容式传声器的类型的拾音装置(以下称“比较例3”)的波形和传声器的波形。另外，图8中各波形分开在4个图(图8的(a)～(d))中图示，但是各波形都是同时录音的。因此，分别在图8的(a)～(d)中描绘的“akg414”的各波形都是相同形状。

如图8的(a)所示可知，实施例得到了和原声大致相同的声音信号。另一方面，可知由比较例1-3都得到了略微偏离原声的声音信号。例如，比较例1中尽管低音的区域接近原声，但是中高音域存在得到比原声更大的声音的倾向，实际听在耳中也是高音清脆、洪亮的声音，而没有原声感。此外，例如比较例2中尽管低音的区域接近原声，但是中高音域存在得到比原声更小的声音的倾向，此外，实际听在耳中时，中高音域存在感觉到特有的鼻音等压电元件特有的令人不快的声音的倾向。此外，例如，比较例3中尽管中高音域接近原声，但是低音域存在得到比原声更大的声音的倾向，此外，实际听在耳中时，低音域的声音明显而声音的冲击不明显的倾向。

从以上的比较结果可知，与上述比较例1-3的任何一个相比，上述实施方式的拾音装置1能得到更接近原声的声音信号。

另外，上述实施方式的拾音装置1可以进行以下的变形。

上述实施方式的拾音装置1上，具备由三个皮材14k、14k、14k形成的脚部14，但是拾音装置1也可以具备例如由两个皮材或者四个以上的皮材或者由其他的原材料形成的脚部。

此外，按照上述实施方式的拾音装置1，以直径小于下部电极层12k的上部电极层12j朝向脚部14一方的状态，压电元件12被夹持在圆形木材13u、13b之间，但是压电元件12也可以是以朝向相反的状态，夹持在圆形木材13u、13b之间。

此外，上述实施方式的拾音装置1，还可以不使用夹具20而固定在乐器上。

图9表示了上述实施方式的拾音装置1的第1变形例。第1变形例的拾音装置1a的拾音装置主体10的圆形木材13u上具备挡块30a。挡块30a具有从圆形木材13u的表面突出形成的外螺纹螺钉30a1，以及与外螺纹螺钉30a1螺纹连接的柱状的木块30a2。在木块30a2相对于拾音装置主体10相对旋转时，挡块30a伸缩。因此，第1变形例的拾音装置1a，例如可以固定在弦乐器的主体的内部。

图10表示了固定在弦乐器主体的内部的第1变形例的拾音装置1a。第1变形例的拾音装置1a例如能固定在吉他和低音大提琴等各种弦乐器的主体104的内部。用户例如穿过设置在弦乐器的主体104上的孔104a，在构成主体104的面板105和背板106之间配置拾音装置1a，并通过在上述状态下将木块30a2相对于拾音装置主体10相对旋转而使挡块30a伸长，可以将拾音装置1a支撑固定在面板105和背板106之间。

图11表示了上述实施方式的拾音装置1的第2变形例。第2变形例的拾音装置1b的拾音装置主体10的圆形木材13u上具备挡块30b。挡块30b具有从圆形木材13u的表面突出形成的外螺纹螺钉30b1，以及与外螺纹螺钉30b1螺纹连接的大致立方体的木块30b2。在木块30b2相对于拾音装置主体10相对旋转时，挡块30b伸缩。

图12表示了固定在钢琴上的第2变形例的拾音装置1b。钢琴107的内部设有大体水平配置的音板108。此外，钢琴107的音板108的下侧设有与音板108平行的直支柱109。直支柱109是钢琴107的构件的一种，作为支承键盘和脚、框架以及其他部件类的构件发挥功能。第2变形例的拾音装置1b，由于具有比第1变形例的拾音装置1a的木块30a2更小的大致立方体的木块30b2，所以例如能固定在钢琴107的音板108和直支柱109之间等狭窄的部位。即，用户例如将拾音装置1b配置在钢琴107的音板108和直支柱109之间，并在所述状态下使木块30b2相对于拾音装置主体10相对旋转而使挡块30b伸长，能够将拾音装置1b支撑固定在音板108和直支柱109之间。

上述实施方式的拾音装置1，例如即使变形为第1变形例的拾音装置1a和第2变形例的拾音装置1b等，也可以将乐器的声音良好地转换为电信号。

附图标记说明

1，1a，1b··拾音装置：10··拾音装置主体：11··同轴电缆：11s··外侧导体：11u··内侧导体：12··压电元件：12k··下部电极层：12m··压电材料层：12j··上部电极层：13u，13b··圆形木材：13tu，13tb··突起：13mu，13mb··对置面：14··脚部：14k··皮材：15··空隙：20··夹具：21··夹具主体：21u··腕部：21r··被拧接部：21t··被抵接部：21f··凸起：22··螺钉：22m··圆头：30a，30b··挡块：30a1，30b1··外螺纹螺钉：30a2，30b2··木块：101··低音大提琴101：102··f孔102：103··面板103：104··主体：104a··孔：105··面板：106··背板：107··钢琴：108··音板：109··直支柱。