专利名称：乐器的制作方法
技术领域：
本发明涉及乐器，更特别地，涉及使用一共鸣板的例如一钢琴，及/或具有共鸣箱的例如一吉他，小提琴及类似物的弦乐器。
背景技术：
一弦乐器通过弦的振动在通常为木制的共鸣板产生机械振动，在共鸣板四周的空气中产生音波，从而由板的激励而产生一声音的输出。
WO90/03025说明琴的共鸣板被驱动的电子琴。键的移动可予以测得且在一共鸣箱内内产生相应的声音。该申请排除了电激励外利用通过弦线的机械来激励共鸣箱的可能。
其他产生声音的方法为已知，熟知的为惯常的圆锥形，活塞式扬声器，其中由激励器来驱动一圆锥体而产生声音。
扬声器的一代替的形式使用弯曲波来产生声者，具有甚多的优点。此种板形扬声器说明于WO97/09842，可包括于电子乐器内。如WO97/09857所述，其描述了此种扬声器在一数字钢琴中的使用。
但是上述文件即未说明在演奏时乐器声音电调整的方式也未提供将外加的声音加至乐器声音上的方法。
如果需要调整一乐器的音色品质，一般必需提供一麦克风来获取当在演奏中的乐器声音，再由麦克风经一处理器将电信号输出。处理器加入例如混响及延迟的效果。但是处理的电子声音必需经耳机或扬声器使人听到。此种修饰的声音并非由乐器本体所产生。
故此处有将修饰的声音直接由一乐器输出的方式的需求。
发明内容
按照本发明的一方面，提供一乐器，包括
至少一弦线，该弦线受振荡而产生声音；一换能器，用于从乐器拾取电信号；一处理器，用于处理电信号；一共鸣板；及在共鸣板上的一激励器，用于将处理后的电信号激励共鸣板而产生一声音的输出。
使用按照本发明的乐器，一惯常演奏的乐器的输出声音可在演奏时加以调整。这可产生例如回音或延迟的效果。
该乐器也可用来增加乐器的音量而不需加重其演奏，此点在例如自然弦线和声的微弱差别演奏时很有用。
按照本发明的技术，如一中空体乐器的声音乐器，可将处理器放置于本体内，如此可免除为听到处理的合并声音而外加放大器-扬声器的需要。如果将回声加至回馈信号，则乐器可产生一与其大小不相称的声音。处理器已可在市场取得，且配有不同的序列及不同的效果，当其输出经乐器共鸣板馈送时，这些能产生极为不同的声音。
以上所述的技术可产生新的及原来的声音。
音乐家常常希望由其他音乐家伴同演奏音乐。但是为了听到其他声音信号需要外加的扬声器或耳机。另外，有些人当演奏需一节奏感时，希望听到鼓声，节拍器拍击声。
外加的设置确实需要。此种产生的外加的设置的声音与由乐器所产生的声音完全相互分离。
按照本发明的第二方面，所提供的乐器，包括一共鸣板；至少一弦线，弦线可由乐器演奏员机械地振动；一机械耦合器，机械耦合至该至少一弦线的共鸣板上，使得弦线的振动耦合至共鸣板而产生一声音的输出。
一输入信号连接器，用于输入一输入信号至乐器，及一安装在共鸣板上的激励器，其耦合至输入信号连接器，来激励共鸣板而产生与加至输入信号连接器的信号相应的声音；使得共鸣板受激励器及弦线的振动同时被激励而产生一合并的输出声音信号。
当乐器演奏时能通过激励器产生附加声音的乐器可使例如伴奏音轨的声音经乐器本身产生。经常，由音乐产生的振动可经本体而感觉到，此可协助演奏者有接近音乐的感觉。也可协助感觉节拍器打拍声。
一些按键式电子乐器的方式中，可提供/选用外加的声音或乐谱或经例如一MIDI的适当的界面来预编程，这样表演者在声音部分有或无加强演奏以演奏主调时，能再现伴奏音轨。此种全面的概念可提供无限创意音乐的可能。
乐器可以是具有至少一弦线以拨琴或弓弧琴方式产生声音的弦乐器。此处使用的“弦乐器”按狭意概念不包括其中的弦被撞击敲打的钢琴。
按照任一方面的本发明，如WO97/09842所教导的激励器可被安接于本体上以便得到最大或所需的典型激励器强度或所需的声音特性或品质。此可能为多个激励器。
换能器可置于或近于弦线，以便将由一弦乐器来的原发机械/声音信号直接处理及经激励器馈回至乐器的共鸣板，使得一补充的信号与原发的信号得以听到。例如一弦乐器对乐器信号的处理趋势中，其可用作富于表现的工具，利用乐器的共鸣板来再现处理的效果。这样就不需要一乐器放大器来听到被处理的信号。
乐器的弦线的机械振动可直接拾取且由一换能器转换成一电信号。
经由回馈信号送至乐器的共鸣板，第二信号将呈现在乐器的声音输出上。其结果为，补充信号将被处理为由乐器本体或共鸣板的声音与原音有相同音色。
激励器可为述于WO97/09842的一般类型。对于激励器的驱动点可由试验及/或模拟来决定。
可由单一换能器提供激励器及换能器的动能；如以下的讨论回馈亦可予以减低。此可允许声音有较准确的演奏。当乐器在演奏中，此声音可以一合并的换能器及作为一换能器的激励器来录音。稍后，相同的振动经相同的合并的换能器/激励器再现而准确地将乐器演奏声音再予产生。
换能器可为一磁力拾取器，此种拾取器有仅拾取振动弦的振动而非共鸣板上的声音的优点。这也能减低可能引起的回馈效果。
此意味着弦线必需由铁磁性例如钢材料制成。将此应用于吉他上，问题所在为当仅三个最薄的弦由钢材料制作时，三个最薄的弦一般由铜线沿尼龙心外绕而组成，较厚的弦则必需包括一铁磁性材料。
对于所有由钢材料来制成的弦通常便于磁力的拾取。但是对某些乐器言全部为钢材料是无法应用的。对一吉他，高频的弦可能为钢而低频率的弦可以是钢中包裹胶带，而不是通常的铜。
代替或附加地，处理器可在信号上加上连续的音调偏移(“颤音”)，作为一代替的减低回馈的方式。颤音可在原频率的正负百分之一之间。
代替或附加地，在数字领域中的算法可用来减少回馈的共振。对回馈信号予以限幅来限制回馈在一预定值内，以使得该回馈不干扰演奏。
按照本发明的装置也可提供家用Hi-Fi再现。例如在一小提琴的情形，一全范围的激励器置于小提琴的本体上的最佳振动的一预定的位置，作为拾取器。当小提琴家演奏一乐曲时，按照惯常的方式输出被放大及录音。当在演奏时，小提琴最好在空中置于相同高度的位置，及经由相同的激励器将信号再现，此将产生一非常近于原来演奏的乐曲的声音。
另外一例为，一钢琴体内可配备有激励器。利用激励器作为机械-电换能器可进行多个音轨录音。此时一比原钢琴按比例减小的钢琴可以用来将录音加以重放，该小比例钢琴具有相应比例和位置的激励器。此一方法可在最佳选择时产生如原音一样的声音再现，具有与原音相同的音色，音质，及声波传送特性。
如此，按照本发明的乐器由于原来乐器的振动及声音的辐射特性被产生，其可以优越的现实感和高保真度再现录音本身。在起始模式中，乐器本体被激励，当然，它不适合于其他声音的再现。
在该操作模式中，乐器自己用于提升信号部分的声频再现装置，这一二重性进一步提升了乐器品质，及可获得的结果。
处理器可包括一微处理器。将动力范围控制在一个选择的、完全的、或预设的、甚至是用户可调的范围内，及回馈边沿的监测和控制(例如通过增益减低频率偏移及/或延迟技术)等方面可用合适的软件、传感和控制电路设置在微处理器中。这样使用者/音乐家没有由于向一回路的换能器再现链路传入过多的正向增益引起的问题。
微处理器可协同或控制信号处理部分来提供一些功能，例如延迟，不同类别的混响，“边缘”，回声和音被增，次和音的产生(当使用一低频扬声器时后者扩展低频率效果更有用)，由心理-声音上相关和音合成的低音增强。
可用软限幅来得到优雅的过载特性，这是将声音品质控制于运作限度内的精细方式，可加入频率塑造，及音色音调等特性。
微处理器的控制可经乐器的本体方便设置的硬体接线控制盘或一脚踏控制单元和/或由一接线的界面，或无线电或光纤耦合实现。
对于再现或对于一录制一单纯或混合的电信号，可使用一电输出。此输出包括用于以后的复制及/或在一般惯常的即非乐器为基础的扬声器再现的换能器拾取信号部分。
当并不需要使乐器演奏太强时，在事实上混响及外加的音量的效果具有增加声音及硬加于听众的效果。
对最佳的效果言，只需要适当的电力，由于激励器及合奏辐射效率及一般需要的音量，例如额定电力的1至10瓦特之间即可。在某些应用上可使用内置的电池来供给乐器的电力。
本发明创造一新的乐器，自有电力或就地供电，可包括或不包括外加的共振盘或活塞圆锥型的扬声器。最好配有可拆除的底盘，如此不致不当的限制了乐器的自由自然振动。
可按装一圆锥形扬声器来增加乐器的低范围频率并且与内部包封体及与共鸣板出气孔即声音孔一起工作，具有一赫姆毫兹(Helmholtz)共振，此一方式提供较大频率范围及效率。
为了对发明有较佳的了解，将对特定的具体实施例配合附图以举例的方式加以说明。
图1为按照本发明一吉他的示意图，图2示出图1中吉他的顶视图，图3为用于图1的吉他中电路的图，图4示出使用图1的吉他来演奏一伴奏音轨的图解。
具体实施例方式
一吉他1具有作为一共鸣板的一本体3，一颈5及固定于一桥9与颈的一端11之间的多个弦线7。如一般的吉他本体3限定有一声音孔13。
除了传统元件之外，近于弦的本体上附有弦线移动拾取换能器21。由于移动拾取器21安装于本体上，拾取本体的振动和拾取弦线的移动。
一处理器23提供于本体内并以一电连接器25电连接至移动拾取器21。由于适当的处理器可在市场上取得此处不再进一步加以说明。
一控制盘27电连接至处理器23并安装于吉他本体前面上。控制盘上有控制处理器的控制设备。
二个惯性的激励器29安装于吉他的本体3上；激励器为市场上可取得的一般使用用于激励分配模式共振弯曲波扬声器的激励器。
控制盘27及惯性激励器29以电连接器25连接至处理器23。
一扬声器31安装于本体3的背面上。
在本体上的一共用的连接器35提供信号的输入及输出，及可连接至一电缆33，该电缆提供电力的输入及信号的输入及至吉他1的输出信号。
图2示出一吉他桥架9附近显示安装有二激励器的正面图。激励器最佳位置的获得为在吉他上桥架的与颈部相反的一侧距桥架10至20公分之处。
进行的程序显示于图3，乐器弦线的振动和乐器本体来的机械信号由移动拾取换能器21予以拾取，处理器23处理。然后此信号通过激励器29回馈至乐器本体3产生增大效果。
背面的扬声器31可增加吉他的低频范围。
图4显示吉他的另一使用的图解，即奏伴奏音轨或伴奏。音乐家常希望和一伴奏音轨一起演奏，该音轨通常由一使用扬声器或耳机的立体声音系统提供。
一般为C.D.播放器的音源41连接至放大器43，此一方式经电缆33传送一信号至乐器本体3，经由激励器29来激励共鸣板，产生一声音的输出。此将伴奏音轨声音与乐器输出整合。
采用此一方式已经测试得出合理的声音再现可至一令人吃惊的低频率。另外由音乐产生的振动可经由本体而感觉。此一情形可协助演奏者有临场的刺激感。
一鼓声器，或节拍器连接作为音源。可使演奏者依节奏来演奏。
虽然所说明的具体实施例为一吉他，但本发明可应用于任何具有弦线的例如一钢琴或小提琴的乐器上。外加的扬声器31及电缆33在某些应用上不需要时可以取消。
权利要求
1.一种乐器(1)，包括至少一能振动而产生声音的弦线(7)；一换能器(21)，用于将由该乐器而来的电信号拾取；一处理器(23)，用于处理该电信号；一共鸣板(3)；及一激励器(29)，置于共鸣板(3)上，用于以处理的电信号激励共鸣板(3)而产生一声音的输出。
2.如权利要求1所述的乐器，其特征在于，该处理器(23)对于由换能器(21)拾取的信号提供一变化的频率偏移。
3.如权利要求1或2所述的乐器，其特征在于，用于拾取电信号的换能器(21)也用做激励器(29)。
4.如权利要求1或2所述的乐器，其特征在于，换能器(21)位于邻近至少一弦线(7)处而拾取弦线的振动。
5.如权利要求4所述的乐器，其特征在于，该至少一弦线(7)由铁磁性材料制成且换能器(23)为一磁性拾取器。
6.一种乐器(1)，包括一共鸣板(3)；至少一弦线(7)，该弦线可由该乐器的演奏者而机械式振动，一机械耦合器(9)，使至少一弦线(7)机械式耦合于共鸣板(3)，而使得弦线的振动耦合至共鸣板以产生声音输出；一输入信号连接器(35)，用于输入一输入信号至该乐器；一激励器(29)，置于共鸣板(3)上，且耦合至输入信号连接器(35)，以激励共鸣板(3)而产生相应于施加至输入信号连接器(35)的信号的声音；使得共鸣板(3)可同时受激励器(29)及弦线(7)振动的激励而产生一合并的输出声音信号。
7.如前述任一权利要求所述的乐器(1)，其特征在于，该乐器为一弦乐器，其中该至少一弦线(7)可被拨动或以弓演奏而产生声音。
8.如前述任一权利要求所述的乐器，其特征在于，该处理器(23)为可产生一回声效果的微处理器。
9.如前述任一权利要求所述的乐器，其特征在于，还包括连接至处理器(23)的一控制盘(27)，用于控制由该乐器所产生的声音。
10.如前述任一权利要求所述的乐器，其特征在于，还包括一电输出连接器(35)，用于输出一声音信号，以使该乐器的声音可在一传统扬声器上被再播放。
11.如前述任一权利要求所述的乐器，其特征在于，该乐器的本体(3)形成该共鸣板。
12.如前述任一权利要求所述的乐器，其特征在于，还包括一电输入连接器(35)，用于连接至一电缆(33)，用于输入声音信号，该信号可馈送至激励器(27)而产生一相应的声音输出。
13.如前述任一权利要求所述的乐器，其特征在于，还包括一安装在该乐器上且连接至该处理器(23)的一扬声器(31)。
全文摘要
本发明公开一种乐器,具有配装于例如一吉他的乐器的共鸣箱3上的弦线7及激励器29。通过激励器29激励共鸣箱3可演奏附加的声音以产生一声音输出,一换能器21可拾取声音并馈送其经处理器23以产生如回声的效果。该乐器可使乐器本身产生的声音以电子方式改变。
文档编号G10H3/26GK1339149SQ0080343
公开日2002年3月6日 申请日期2000年3月6日 优先权日1999年3月5日
发明者马克·沃里纳, 马丁·科洛姆斯 申请人:新型转换器有限公司