电声弦乐器及其设计方法

电声弦乐器及其设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种电声弦乐器，包括：弦，所述弦通过演奏操作而振动；琴身，所述琴身通过琴马来支撑所述弦；拾音传感器，所述拾音传感器安装在通过所述弦的振动而振动的部分上，且被构造成感测已经从所述弦传来的振动并且输出电信号；支撑件，所述支撑件具有相对于所述琴身支撑所述琴马的弹簧结构；和阻尼器，所述阻尼器安装在通过所述弦的振动而振动的部分上，且被构造成使得所述琴马的振动衰减。
【专利说明】电声弦乐器及其设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电声弦乐器，该电声弦乐器被构造成感测从通过琴马而被琴身支撑的弦传递的振动并产生输出，并且本发明涉及一种设计该电声弦乐器的方法。
【背景技术】
[0002]众所周知，电声弦乐器被构造成借助于拾音传感器来拾取琴弦的振动，以产生弦乐器的声音。例如，专利文献I (日本专利N0.3225856)公开了一种作为电声弦乐器的电子小提琴。该小提琴包括用于通过琴马支撑琴弦的琴身，并且该琴身由多个彼此堆叠的层组成。粘性层被夹在所述多个层之间，以减少由弦振产生、并通过琴身的振动而作为声音传播到空气中的大量能量，从而使得较小量或没有声音散发到空气。
[0003]专利文献2 (日本专利申请特开N0.60-154299)公开了一种电声弦乐器，该电声弦乐器包括由彼此一体形成的刚性基座支撑件、琴马悬架、跨件(span)和琴马顶架构成的构件。该构件通过高度调整机构放置在坚实的琴身上。琴马顶架支撑琴弦，而由压电元件构成的拾音器设置在刚性基座支撑件和跨件之间。在该电声弦乐器中，琴马悬架具有挠性。而且，该电声弦乐器使用挠性琴马悬架来在琴弦的振动和拾音器之间传递能量，因此，基于通过拾音器的转换而得到的电信号的乐器声音更接近原声弦乐器的声音。

【发明内容】

[0004]专利文献I中公开的电声弦乐器能够充分地减小如上所述的音量，但是琴身由高刚度的材料形成。因此，弦的振动能量留存在弦中相对长的时间，并且弦的振动缓慢衰减，从而引起普通原声弦乐器的演奏者的不适。另外，当从琴马向琴身侧看时，普通原声弦乐器造成琴身的主共振，而在电声弦乐器的情形下，由于琴身的结构，并不发生所述共振，或者即使发生，所述共振的振幅也非常小，并且该共振频率偏离普通原声弦乐器的共振频率。因此，常规电声弦乐器中的相对于音高而言的音量、音质和衰减特性的差异完全不同于普通原声弦乐器，从而无法获得普通原声弦乐器的可演奏性和表达力。
[0005]而且，在专利文献2中公开的电声弦乐器中，基于通过拾音器的转换而得到的电信号的乐器声音更接近于如上所述的原声弦乐器的声音，但是，在使得该乐器声音在诸如共振频率和共振能级方面的振动特性更接近于真实的原声弦乐器声音这一方面而言，并没有发现更具体的成果。
[0006]已经考虑上述情况研发了本发明，并且本发明的目的是提供:一种不具有共振琴身的电声弦乐器，其通过使该电声弦乐器的乐器声音在诸如相对于音高而言的音量、音质和声音衰减差异这些方面的弦乐器声音的特性更接近于普通原声弦乐器，从而能够提高音乐演奏的可演奏性和表达力；和一种设计该电声弦乐器的方法。
[0007]根据本发明可以实现上述目的，本发明提供一种电声弦乐器，该电声弦乐器包括:弦，该弦通过演奏操作而振动；琴身，该琴身通过琴马来支撑弦；拾音传感器，该拾音传感器安装在通过弦的振动而振动的部分上，该拾音传感器被构造成感测已经从弦传来的振动，并输出电信号；支撑件，该支撑件具有相对于琴身支撑琴马的弹簧结构；和阻尼器，该阻尼器安装在通过弦的振动而振动的部分上，并且被构造成使得琴马的振动衰减。
[0008]根据本发明也可以实现上述目的，本发明提供一种设计电声弦乐器的方法，该电声弦乐器包括:弦，该弦通过演奏操作而振动；琴身，该琴身通过琴马支撑弦；拾音传感器，该拾音传感器安装在通过弦的振动而振动的部分上，该拾音传感器被构造成感测已经从弦传来的振动并输出电信号；支撑件，该支撑件具有相对于琴身支撑琴马的弹簧结构；和阻尼器，该阻尼器安装在通过弦的振动而振动的部分上，并且被构造成使得琴马的振动衰减，该方法包括:设计琴马周围的部件的质量、支撑件的弹簧常数、由琴马和支撑件引起的损耗、阻尼器的质量、阻尼器的弹簧常数和由阻尼器引起的损耗，使得在该电声弦乐器的振动特性中出现两个峰值，其中，所述两个峰值分别对应于出现在原声弦乐器的振动特性中的两个峰值。
[0009]在如上所述的本发明中，支撑件获得了普通原声弦乐器的顶板的振动特性(即，共振特性)。而且，阻尼器获得了普通原声弦乐器的音孔周围和琴身中的空气的振动特性(即，反共振特性)。因此，即使不具有共振琴身并包括高刚度琴身的电声弦乐器也获得普通原声弦乐器的振动特性，即，具有两个峰值和一个谷值的振动特性，因此，能够使该弦乐器的诸如相对于音高而言的音量、音质和声音衰减的差异这些方面的声音特性更接近普通原声弦乐器的声音的特性，以提高音乐演奏的可演奏性和表达力。
[0010]在括号中的、属于本装置的各个组成元件的附图标记在以下描述中与用于在以下实施例中区分各个组成元件的附图标记对应。属于每个组成元件的附图标记指示了每个元件与它的一个示例之间的对应关系，并且每个元件不局限于该一个示例。
[0011]为了实现上述目的，本发明提供了一种电声弦乐器(1)，该电声弦乐器包括:弦
(14)，该弦通过演奏操作而振动；琴身(11)，该琴身通过琴马(12)支撑弦；拾音传感器
(16)，该拾音传感器安装在琴马附近的通过弦的振动而振动的部分上，该拾音传感器被构造成感测已经从弦传来的振动并输出电信号；支撑件(13 ;41、42 ；43 ；44 ;45)，该支撑件具有相对于琴身支撑琴马的弹簧结构；和阻尼器(17、18 ;46、47)，该阻尼器安装在琴马附近的通过弦的振动而振动的部分上，并被构造成使得琴马的振动衰减。
[0012]在该构造中，阻尼器可以被构造成使得阻尼器的质量大体等于一个原声弦乐器的音孔周围的空气的质量，阻尼器的弹簧常数大体等于在该一个原声弦乐器的琴身中的空气的弹簧常数，并且由阻尼器引起的损耗大体等于由该一个原声弦乐器的音孔周围的空气引起的损耗。
[0013]在该构造中，支撑件(13)是板簧，该板簧的一个端部或相反两端被固定到琴身。并且，支撑件(43)可以是插入在琴身和琴马之间的弹性构件。并且，支撑件(44、45)可以是薄板，所述薄板在支撑件和琴身之间形成空间的状态下与琴身一体地形成。并且，支撑件(41、42)可以是具有高刚度的板和螺旋弹簧，该螺旋弹簧设置在琴身的上表面上，以支撑该板。
[0014]并且例如，阻尼器(17、18 ;46、47)由弹性构件和固定到弹性构件的配重构成。具体地，阻尼器优选由下列构成:板簧(17)，该板簧(17)的一个端部固定到琴马和支撑件中的一个；和配重(18)，该配重(18)固定到板簧。
[0015]并且例如，拾音传感器(16)优选设置在琴马(12)和阻尼器(17、18 ;46、47)中的至少一个上。[0016]并且，可以将阻尼器安装在支撑件上，还可以安装在琴马上。
[0017]为了实现上述目的，本发明还提供了一种设计电声弦乐器(I)的方法，该电声弦乐器(I)包括:弦(14)，该弦通过演奏操作而振动；琴身(11)，该琴身通过琴马(12)支撑弦；拾音传感器(16),该拾音传感器安装在通过弦的振动而振动的部分上，该拾音传感器被构造成感测已经从弦传来的振动并输出电信号；支撑件(13 ;41、42 ；43 ；44 ;45)，该支撑件具有相对于琴身支撑琴马的弹簧结构;和阻尼器(17、18 ;46、47)，该阻尼器(17、18 ;46、47)安装在通过弦的振动而振动的部分上，该阻尼器被构造成使琴马的振动衰减，该方法包括:设计琴马周围的部件的质量、支撑件的弹簧常数、由琴马和支撑件造成的损耗、阻尼器的质量、阻尼器的弹簧常数和由阻尼器造成的损耗，使得该电声弦乐器的振动特性中出现两个峰值，其中，所述两个峰值分别对应于出现在原声弦乐器的振动特性中的两个峰值。所述两个峰值可以分别对应于由于(I)原声弦乐器的顶板和(2)原声弦乐器的共振琴身中的空气和原声弦乐器的音孔周围的空气而出现的两个峰值。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]当通过结合附图阅读本发明的实施例的以下详细描述时，本发明的目的、特征、优势以及技术和工业意义将被更好地理解，其中:
[0019]图1是图示了具有本发明的基本结构的电声弦乐器的弦支撑部分的示意性侧视图；
[0020]图2A是图示了表示包括坚实的背板和坚实的侧面的普通声学吉他的运动的双质量模型的视图，而图2B是图示了表示该双质量模型的等效电路的视图；
[0021]图3A是图示了等效电路的视图，该视图仅表示了与顶板相关的元素而排除了在图2B中图不的等效电路中的与空气相关的兀素，而图3B是图不了在图3A中图不的等效电路的频率响应的图表；
[0022]图4A是图示了等效电路的视图，该视图仅表示了与空气相关的元素而排除了在图2B中图示的等效电路中的与顶板相关的元素，而图4B是图示了在图4A中图示的等效电路的频率响应的图表；
[0023]图5A是图示了通过将图3A的等效电路与图4A的等效电路结合而获得的等效电路的视图，而图5B是图不了在图5A中图不的等效电路的频率响应的图表；
[0024]图6是图示了图5A的等效电路的振动模型的视图，该视图通过将电路视作单纯的机械元件来进行解释；
[0025]图7是根据本发明的一个实施例的电吉他的俯视图；
[0026]图8是在将琴身框架从在图7中图示的电吉他移除的状态下的电吉他的侧视图(换言之，图8是当从图7中的下侧面看时的电吉他的侧视图)；
[0027]图9是沿着图7的线9-9截取的电吉他的局部放大截面图；
[0028]图10是沿着图7的线10-10截取的电吉他的局部放大截面图；
[0029]图11是在图7和图8中图示的电吉他的琴身的放大透视图；
[0030]图12是图示了在琴马支撑件从琴身分离的状态下的在图7和图8中图示的琴马支撑件的放大透视图；
[0031]图13是图示了在琴马支撑件从琴身分离的状态下的、从琴马支撑件下侧看的、在图7和图8中图示的琴马支撑件放大透视图；
[0032]图14是图示了根据变型的电声弦乐器的弦支撑部分的示意性侧视图；
[0033]图15是图示了根据另一个变型的电声弦乐器的弦支撑部分的示意性侧视图；
[0034]图16是图示了根据另一个变型的电声弦乐器的弦支撑部分的示意性侧视图；
[0035]图17A是图示了根据另一个变型的电声弦乐器的弦支撑部分的示意性俯视图，图17B是图17A的示意性侧视图，而图17C是沿着图17A的线C-C截取的示意性截面图；
[0036]图18A是图示了作为在图17中图示的电声弦乐器的变型的电声弦乐器的弦支撑部分的示意性俯视图，图18B是图18A的示意性侧视图，而图18C是沿着图18A的线C-C截取的示意性截面图；
[0037]图19是图示了根据另一个变型的电声弦乐器的弦支撑部分的示意性侧视图；
[0038]图20是图示了根据另一个变型的电声弦乐器的弦支撑部分的示意性侧视图；和
[0039]图21是图示了根据另一个变型的电声弦乐器的弦支撑部分的示意性侧视图。
【具体实施方式】
[0040]a.基本结构示例
[0041]首先，将参考图1通过示例来说明具有本发明的基本结构的电声弦乐器。
[0042]该电声弦乐器包括由木材制成且刚度较高的琴身11。琴马支撑件13安装在琴身11上，以通过其弹簧结构来支撑琴马12。琴马支撑件13是弹性金属板，具体地，琴马支撑件13是在弦14延伸的方向上伸长的板簧。琴马支撑件13的相反两端大体垂直地弯曲，以沿着相同的方向延伸(图1所示的向下方向)。琴马支撑件13的相反两端被固定到琴身11。琴马12是在与弦14的延伸方向相垂直的方向上延伸的长尺状构件。琴马12由诸如木材和树脂此类的材料形成，并固定到琴马支撑件13。琴鞍15固定在琴马12上，琴鞍15由诸如树脂和象牙此类的材料制成。琴鞍15的上端部支撑弦14，而弦14的一端被固定到琴马12。
[0043]拾音传感器16安装在琴鞍15和琴马12之间。拾音传感器16被设计用来拾取或感测来自弦14的振动，以基于该振动输出电信号。例如，拾音传感器16由压电传感器构成。琴马支撑件13的下表面设有阻尼器，阻尼器位于琴身11的上侧。阻尼器由板簧17和配重18构成。板簧17是沿着弦14的延伸方向上伸长的弹性金属板。板簧17的一个端部大体垂直地弯曲(以沿着图1所示的向上方向延伸)，并且板簧17的所述一个端部固定到琴马支撑件13的下表面。配重18固定到板簧17的另一个端部。虽然在基本结构的该示例中，配重18固定到板簧17的下表面，但是配重18还可以固定到板簧17的上表面。具有该结构的阻尼器减弱一个或多个预定频率的振动。
[0044]在具有上述结构的电声弦乐器中，琴马12周围的部件的质量被大体调整为原声弦乐器(作为一个原声弦乐器的一个示例)的琴马周围的部件的质量，所述声弦乐器具有所述电声弦乐器意于模仿或产生的音色，即，在琴马12周围的部件的质量被大体调整为其上安装有琴马的顶板的一部分周围的部件以及琴马的质量。而且，琴马支撑件13的弹簧特性(即，弹簧常数)被大体调整为顶板的、围绕原声弦乐器的琴马的一部分的弹簧特性，所述原声弦乐器具有电声弦乐器意于模仿的音色。由于琴马12造成的损耗和由于琴马支撑件13造成的损耗分别是给定的适当的常数，从而这些损耗被大体调整为由于具有电声弦乐器意于模仿的音色的原声弦乐器的琴马周围的部件的结构引起的损耗。应该注意的是，在以下说明中描述的损耗的意思是，一定量的能量由于诸如部件和空气粒子此类物质的运动所引起的摩擦而被转换成热能，和/或由于声辐射而被转换成声能，从而从振动系统耗散。由板簧17和配重18构成的阻尼器的弹簧特性、质量和引起的损耗分别被大体调整为琴身中的空气的弹簧特性、音孔周围的空气的质量和由具有电声弦乐器意于模仿的音色的原声弦乐器中的空气的引起损耗。因此，如下文将要描述的，将阻尼器添加到不具有共振琴身的电声弦乐器能够使得不具有共振琴身的电声弦乐器的振动特性接近于具有共振琴身的原声弦乐器的振动特性。
[0045]因此，在具有上述结构的电声弦乐器中，使得通过弦14的振动而振动的电声弦乐器的振动特性与具有电声弦乐器意于模仿的音色的原声弦乐器的振动特性大体一致。而且，使得在琴马12和由于音乐演奏而振动的弦14之间的能量的传播与具有电声弦乐器意于模仿的音色的原声弦乐器的能量传播大体一致。因此，使得电声弦乐器的相对于音高而言的音量、音质和衰减特性与具有电声弦乐器意于模仿的音色的原声弦乐器大体一致。这些特性出现在基于通过拾音传感器16的转换而获得的电信号的乐器声音中，从而允许不具有共振琴身的弦乐器获得具有共振琴身的乐器的表达力和可演奏性。应该注意的是，因为弦乐器不具有共振琴身，所以这些特性出现在能够直接通过空气听到的声音中，尽管该声音的音量较小。
[0046]这里，将使用质量模型和等效电路来阐述下列设置:琴马12周围的部件的质量、琴马支撑件13的弹簧特性、由琴马12和琴马支撑件13引起的损耗、由板簧17和配重18构成的阻尼器的弹簧特性、阻尼器的质量和由阻尼器引起的损耗。图2A图示了表示普通声学吉他的运动的双质量模型，该普通声学吉他包括坚实的背板和坚实的侧面(即，声学吉他具有共振琴身)。在图2A中，F (t)表示作用在顶板上的驱动力的大小，mp表示顶板的质量，Kp表示顶板的弹簧常数，mh表示音孔周围的空气的质量，而V表示琴身的体积。
[0047]图2B示出了表示图2A中所示双质量模型的等效电路。在图2B中,F (t)表示交流电源的电压幅值。Mp表示线圈的与顶板的质量mp对应的电感，Cp表示电容器的与弹簧顺应性对应的电容，弹簧顺应性是顶板的弹簧常数Kp的倒数，而Rp表示与由顶板引起的损耗对应的电阻值。电感Mp、电容Cp和电阻值Rp是与顶板有关的元素，并且例如分别是0.18H、5yF和4Ω。Mh表示线圈的电感，其与在音孔周围的空气的质量mh对应；Rh表示电阻值，其与由在音孔周围的空气引起的损耗对应；Cv表示电容器的电容，其与弹簧顺应性对应，弹簧顺应性是在琴身中的空气的弹簧常数的倒数；而Rv表示电阻值，其与由在琴身中的空气引起的损耗对应。电感Mh、电阻值Rh、电容Cv和电阻值Rv是与空气相关的元素，并且例如分别是0.08Η、1 Ω、20 μ F和0.1 Ω。Up、Uh和Uv中的每个均表示与速度对应的电流。
[0048]图3A图示了等效电路，该等效电路仅表示了与顶板相关的元素Mp、Cp和Rp而排除了与空气相关的元素Mh、Rh、Cv和Rv。图3B图示了该等效电路的频率响应。图3B表明，顶板引起共振的大峰值，该大峰值在不具有共振琴身的电声弦乐器中出现在170Hz附近。另一方面，图4A图示了等效电路，该等效电路仅表示了与空气相关的元素Mh、Rh、Cv和Rv而排除了与顶板有关的元素Mp、Cp和Rp。图4B图示了该等效电路的频率响应。图4B表明，在具有共振琴身的声学吉他中，音孔周围和在琴身中的空气引起较大的反共振(即，亥姆霍兹共振)，该反共振的谷值在具有共振琴身的声学吉他的振动特性中出现在125Hz附近。结合图3A和图4A中的等效电路，形成图5A所示的等效电路(其与图2B的等效电路相同)。图5B图示了该等效电路的频率响应。图5B表明，具有共振琴身的声学吉他的振动频率响应具有出现在IlOHz附近和200Hz附近的两个共振峰值和出现在125Hz附近的一个反共振谷值。
[0049]接下来，假设一个振动模型，该振动模型仅由与图5A所示的等效电路对应的纯机械元件构成，该振动模型如图6所示。该振动模型与图1所示的电声弦乐器的弦支撑部分对应。在图6中，Mp’与琴马支撑件(板簧)13和琴马12的质量对应，Kp’与琴马支撑件13的弹簧常数对应，Rp’与由琴马支撑件13引起的损耗对应，而F (t)’与由弦施加的激振力对应。因此，具有共振琴身的原声弦乐器(声学吉他)的顶板的振动特性(即，共振特性)能够通过琴马支撑件13来模拟。而且，Mh’与构成阻尼器的板簧17和配重18的质量对应，Kv’与板簧17的弹簧常数对应，Rv’与由板簧17引起的损耗对应，而Rh’与由配重18引起的损耗对应。因此，在普通原声弦乐器(声学吉他)的音孔周围和琴身中的空气的振动特性(即，反共振特性)能够通过由板簧17和配重18构成的阻尼器来模拟。
[0050]在这些模拟中，琴马支撑件13和板簧17的诸如质量、弹簧常数和大小此类的因素以及琴马12和配重18的质量根据原声弦乐器要求的特性被适当地设定。因此，即使对于包括具有高刚度的琴身11且不包括共振琴身的电声弦乐器而言，也能够借助于具有弹簧构造以及由板簧17和配重18构成的阻尼器的琴马支撑件13、即借助于如图1所示的基本结构来获得原声弦乐器的振动特性。换言之，不具有共振琴身的电声弦乐器设有琴马支撑件和阻尼器，电声弦乐器的琴马周围的部件的质量、琴马支撑件的弹簧常数、由琴马和琴马支撑件引起的损耗、阻尼器的质量、阻尼器的弹簧常数和由阻尼器引起的损耗被设计成使得不具有共振琴身的电声弦乐器的振动特性中出现两个峰值，因此，不具有共振琴身的电声弦乐器的振动特性能够更接近于具有共振琴身的原声弦乐器的振动特性。
[0051]b.一个实施例
[0052]接下来，将以电吉他I为例，参考图7-图10来说明具有图1所示基本结构的电声弦乐器的一个实施例。
[0053]电吉他I包括琴身11和琴颈21，并且包括多根弦14，弦14被拉紧在以下部件之间:琴马12和固定在琴身11的顶部上的琴马支撑件13 ;以及设置在琴颈21的端部处的琴头22。琴身11是厚木质构件，当从琴身11的上侧观察时，琴身11大致为长方形的长尺状。琴身11还具有高刚度，从而不会引起声学振动。琴颈21与琴身11 一体地形成且延伸，并且琴颈的上表面上具有指板。琴头22与琴颈21—体地形成。所述多根弦14的相反两端分别由固定到琴马12的琴鞍15和设置在琴颈21的端部上的螺母23支撑，并且弦14的相反两端分别紧固到琴马12和弦轴24。
[0054]琴身11的下表面具有凹部11a，薄盖25通过螺钉31被固定到琴身的下表面，使得在盖25中形成空间。未示出的电路设置在该空间中，设置在盖25的外表面上的部件包括用于电路的接线端子和用于操作电路的元件。琴身框架26、27分别设置在琴身11和琴颈21的相反两侧。琴身框架26、27中的每个琴身框架形成为薄曲面板状，该曲面板由诸如金属、树脂和木材此类的材料形成。琴身框架26、27的相反两端分别装配在孔llb、21a中，孔llb、21a形成在琴身11和琴颈21的侧面中，从而琴身框架26、27分别安装在琴身11和琴颈21上。[0055]接下来，将参考图11和图12来详细地说明琴马支撑件13。琴马支撑件13由金属板簧构成，金属板簧在其纵向方向上的相反两端弯曲成钩状(以致具有L形状)，并且琴马支撑件13的相反两端通过螺钉32固定到琴身11的上表面。由木材或树脂形成的琴马12通过螺钉33被固定到琴马支撑件13的纵向方向上的中部的上表面。琴马12的上表面具有方形狭缝12a，由例如树脂或象牙制成的琴鞍15被装配和固定在狭缝12a中。由压电元件构成的拾音传感器16 (参看图9)布置在琴马12与狭缝12a、即琴鞍15的底表面之间。拾音传感器16感测或拾取通过琴鞍15和琴马12传递的振动，将该振动转换成电信号，并将该电信号输出到电路(即，电路装置)。
[0056]如图13所示，由金属板簧17和配重18构成的阻尼器安装在琴马支撑件13的下表面上。板簧17的一个端部弯曲成类似U形，U形的弯曲部分通过螺钉34固定到琴马支撑件13。配重18固定到板簧17的下表面。应该注意的是，配重18可以固定到板簧17的上表面。
[0057]如基本结构的示例中所述，借助于琴马支撑件13，根据该一个实施例的具有上述构造的电吉他I也能够获得具有共振琴身的声学吉他的顶板(琴马)的振动特性(即，共振特性)。而且，由板簧17和配重18构成的阻尼器获得声学吉他的音孔周围和琴身中的空气的振动特性(即，反共振特性)。因此，同样在根据该一个实施例的电吉他I中，如上所述，使得相对于音高而言的音量、音质和衰减特性与声学吉他大体一致。因为这些特性出现在基于通过拾音传感器16的转换而获得的电信号的乐器声音中，所以不具有共振琴身的电吉他也能够获得具有共振琴身的声学吉他的表达力和可演奏性。
[0058]c.变型
[0059]虽然已经在上面描述了该基本结构和一个实施例的示例，但是应该理解的是，本发明不局限于该基本结构和该一个实施例的示例的细节，而对本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以以各种变化和变型来实施本发明。
[0060]虽然在上述一个实施例中说明了根据本发明的基本结构在电吉他I上的应用示例，但是该基本结构也适用于除电吉他I之外的电声弦乐器。
[0061]在上述基本结构和一个实施例的示例中，用于支撑琴马12的琴马支撑件13的相反两端固定到琴身U。代替该结构，如图14所示，琴马支撑件13的仅一个端部可以固定到琴身11，即，琴马支撑件13可以具有相对于琴身11的悬臂结构。该结构还允许琴马支撑件13振动,从而产生与上述基本结构和一个实施例的不例相同的效果。
[0062]在上述基本结构和一个实施例的示例中，用于支撑琴马12的琴马支撑件13由板簧构成。代替该结构，如图15所示，琴马支撑件可以由板41和多个螺旋弹簧42构成，板41具有高刚度，而所述多个螺旋弹簧42固定到板41的下表面，以支撑板41。即，电声弦乐器可以被构造成使得所述多个螺旋弹簧42的下端固定到琴身11，所述多个螺旋弹簧42的上端固定到板41的下表面，并且琴马12固定到板41的上表面。该结构还允许板41通过螺旋弹簧42进行振动，从而产生与上述基本结构和一个实施例的示例相同的效果。
[0063]代替在上述基本结构和一个实施例的示例中由板簧构成的琴马支撑件13，如图16所示，琴马支撑件43可以被夹在琴身11和琴马12之间作为弹性构件，该弹性构件由诸如橡胶和树脂此类的弹性材料形成。即，电声弦乐器可以被构造成使得作为弹性构件的琴马支撑件43固定到琴身11的上表面，并且琴马12固定到琴马支撑件43。在此情形下，由板簧17和配重18构成的阻尼器可以安装在琴马支撑件43上，但是优选安装在琴马12上，因为琴马支撑件43是可变形的。此外，在该结构中，琴马12在其能够振动的状态下经由作为弹性构件的琴马支撑件43被琴身11支撑，从而产生与上述基本结构和一个实施例的示例相同的效果。应该注意的是，将由板簧17和配重18构成的阻尼器安装到琴马12上的结构适用于上述的基本结构、一个实施例和变型的示例。
[0064]代替在上述基本结构和一个实施例的示例中由板簧构成的琴马支撑件13，图17A-图17C所示的结构可以用于支撑琴马12。即，方形狭缝(空间)Ilc在琴马12下方形成于木质琴身11中，以在弦14的延伸方向上延伸，并且狭缝Ilc的、在与弦14的延伸方向相垂直的方向上的相反两端在琴身11的顶部开口。位于狭缝Ilc的上侧上的琴身11的厚度较小，以允许琴身11在上下方向上振动。换言之，琴身11的薄部用作琴马支撑件44，该琴马支撑件44是在上述基本结构和一个实施例的示例中的由板簧构成的琴马支撑件13的替代物，并且琴马12被琴马支撑件44的弹簧结构支撑，以便振动。此外，在该情形下，由板簧17和配重18构成的阻尼器安装在琴马12上，但是也可以安装在琴马支撑件44的上表面或下表面上。此外，在该结构中，琴马12在其可以振动的状态下经由作为弹性构件的琴马支撑件44被琴身11支撑，从而产生与上述基本结构和一个实施例的示例相同的效果。
[0065]作为图17所示的电声弦乐器的变型，如图18A-图18C所示，可以形成在琴身11的侧表面中开口的狭缝Ild来代替图17的狭缝11c。即，方形狭缝(空间)lld在琴马12下方形成在木质琴身11中，以便在弦14的延伸方向上延伸，并且狭缝Ild的、在与弦14的延伸方向相垂直的方向上的相反两端中的一个端部在琴身11的侧表面中开口。可替代地，狭缝Ild的、在与弦14的延伸方向相垂直的方向上的两个相反端部可以在琴身11的侧表面中开口。此外，在该结构中，位于狭缝Ild的上侧上的琴身11形成为具有较小厚度，以允许琴身11在上下方向上振动，并且琴身11的这一部分用作琴马支撑件45，该琴马支撑件45是在上述基本结构和一个实施例的示例中的由板簧构成的琴马支撑件13的替换物。该结构还允许琴马12在其可以振动的状态下被琴马支撑件45的弹簧结构支撑，从而产生与上述基本结构和一个实施例的示例相同的效果。此外，在该情形下，由板簧17和配重18构成的阻尼器安装在琴马12上，但是也可以安装在琴马支撑件45的上表面或下表面上。
[0066]在上述基本结构和一个实施例的示例中，阻尼器由板簧17和配重18构成。代替该结构，如图19所示，阻尼器可以由配重47和弹性构件46构成，弹性构件46由诸如橡胶和树脂这样的弹性材料形成。即，电声弦乐器可以被构造成使得配重47固定到弹性构件46的下表面，并且该弹性构件46固定到琴马支撑件13的下表面。该结构还允许配重47在其能够振动的状态下通过弹性构件46被支撑在琴马支撑件13上，从而产生与上述基本结构和一个实施例的示例相同的效果。应该注意的是，由弹性构件46和配重47构成的阻尼器适用于上述变型。只要可以获得与上述基本结构和一个实施例的示例相同的效果，就可以使用任何阻尼器。
[0067]在上述基本结构和一个实施例的示例中，配重18在阻尼器中被固定到板簧17。代替该结构，如图20所示，电声弦乐器可以被构造成使得配重18安装在板簧17上，使得配重18相对于板簧17的位置能够改变，并且配重18的位置能够根据需要改变。该结构能够改变共振频率、共振幅值等，因此能够模仿原声弦乐器诸如吉他、小提琴、大提琴和日本筝等的音板的振动特性(即，共振特性)以及在音孔周围和在琴身中的空气的振动特性(即，反共振特性)，从而允许演奏者享受使用一种电声弦乐器来演奏各种原声弦乐器的乐趣。例如，通过将在200Hz附近发生共振的上述振动特性改变为在260Hz附近发生共振的振动特性，能够产生像尤克里里琴产生的声音的弦乐器声音。应该注意的是，该结构允许配重18的位置相对于板簧17的改变也适用于上述变型。
[0068]虽然在上述基本结构和一个实施例的示例中，一个配重18在阻尼器中被固定到板簧17，但是如图21所示，两个配重，即配重18和配重48可以固定到板簧17，并且等于或多于三个的配重可以固定到板簧17。而且，两个或更多个阻尼器可以固定到在琴马支撑件13或琴马12附近的位置。在该结构中，在振动特性中的反共振点(谷值)的数目根据阻尼器的数目和固定到阻尼器的配重的数目增加，从而能够获得具有等于或多于三个共振点(峰值)的振动特性。应当注意的是，两个或更多个配重固定到板簧17的结构，以及两个或更多个阻尼器固定在琴马支撑件13或琴马12附近的位置处的结构适用于上述变型。
[0069]在上述基本结构、一个实施例和上述变型的示例中，拾音传感器16设置在琴鞍15的下表面上，即琴马12的下表面上，但是本发明不局限于该结构。即，拾音传感器16可以设置在琴马12附近的任意位置处，只要拾音传感器16能够感测由弦14的振动所引起的琴马12的振动即可。例如，拾音传感器16可以设置在琴马12的外周表面、琴马支撑件13或阻尼器上。多个拾音传感器可以设置在不同的位置处，以组合使用传感器的输出。具体地，在组合使用设置在琴马12上的拾音传感器16的输出和设置在阻尼器上的拾音传感器的输出的情形下，能够产生具有接近于电声弦乐器意于模仿的原声弦乐器的音色的声音。这是因为设置在琴马12上的拾音传感器16主要感测由原声弦乐器的顶板产生的乐器声音，而设置在阻尼器上的拾音传感器主要感测由原声弦乐器的音孔产生的乐器声音。
[0070]在上述基本结构、一个实施例和变型的示例中，使用压电元件作为拾音传感器16。然而，可以使用任何传感器作为拾音传感器16，只要该传感器能够感测在琴马12周围的振动(例如，移位、速度和加速度)即可。因此，除了压电元件之外，还可以使用任何振动传感器作为拾音传感器。例如，可以使用诸如半导体振动传感器和电容振动传感器的传感器。
[0071]虽然在上述基本结构和一个实施例的示例中没有阐述，但是电路诸如均衡电路和卷积电路优选设置在电路装置中，以处理由拾音传感器16根据需要产生的电信号并且输出已处理的信号。该构造不仅能够调整由于音质和音频范围引起的音量的差异，而且还能够调整与弦14的衰减速度有关的输出信号的衰减速度。
【权利要求】
1.一种电声弦乐器,包括: 弦，所述弦通过演奏操作而振动； 琴身，所述琴身通过琴马来支撑所述弦； 拾音传感器，所述拾音传感器安装在通过所述弦的振动而振动的部分上，所述拾音传感器被构造成感测已经从所述弦传来的振动，并输出电信号； 支撑件，所述支撑件具有相对于所述琴身支撑所述琴马的弹簧结构；和阻尼器，所述阻尼器安装在通过所述弦的振动而振动的部分上，所述阻尼器被构造成使得所述琴马的振动衰减。
2.根据权利要求1所述的电声弦乐器，其中，所述阻尼器被构造成使得所述阻尼器的质量大体等于一个原声弦乐器的音孔周围的空气的质量，所述阻尼器的弹簧常数大体等于在所述一个原声弦乐器的琴身中的空气的弹簧常数，并且由所述阻尼器造成的损耗大体等于由所述一个原声弦乐器的音孔的周围的空气造成的损耗。
3.根据权利要求1或2所述的电声弦乐器，其中，所述支撑件由板簧构成，所述板簧的一端或相反两端被固定到所述琴身。
4.根据权利要求1或2所述的电声弦乐器，其中，所述支撑件由插入在所述琴身和所述琴马之间的弹性构件构成。
5.根据权利要求1或2所述的电声弦乐器，其中，所述支撑件由薄板构成，所述薄板在所述支撑件和所述琴身之间形成空间的状态下与所述琴身一体地形成。
6.根据权利要求1或2所述的电声弦乐器，其中，所述拾音传感器设置在所述琴马和所述阻尼器中的至少一个上。
7.根据权利要求1或2所述的电声弦乐器，其中，所述阻尼器安装在所述支撑件上。
8.根据权利要求1或2所述的电声弦乐器，其中，所述阻尼器安装在所述琴马上。
9.一种设计电声弦乐器的方法，所述电声弦乐器包括: 弦，所述弦通过演奏操作而振动； 琴身，所述琴身通过琴马来支撑所述弦； 拾音传感器，所述拾音传感器安装在通过所述弦的振动而振动的部分上，所述拾音传感器被构造成感测已经从所述弦传来的振动，并输出电信号； 支撑件，所述支撑件具有相对于所述琴身支撑所述琴马的弹簧结构；和阻尼器，所述阻尼器安装在通过所述弦的振动而振动的部分上，所述阻尼器被构造成使得所述琴马的振动衰减， 所述方法包括: 设计所述琴马周围的部件的质量、所述支撑件的弹簧常数、由所述琴马和所述支撑件造成的损耗、所述阻尼器的质量、所述阻尼器的弹簧常数和由所述阻尼器造成的损耗，从而使得所述电声弦乐器的振动特性中出现两个峰值，其中，所述两个峰值分别对应于在原声弦乐器的振动特性中出现的两个峰值。
10.根据权利要求9所述的设计电声弦乐器的方法，其中，所述两个峰值分别对应于由于(I)所述原声弦乐器的顶板和(2)所述原声弦乐器的音孔周围的空气和所述原声弦乐器的共振琴身中的空气而出现的两个峰值。
【文档编号】G10H1/32GK103928019SQ201410017942
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2013年1月15日
【发明者】末永雄一朗, 田村晋也, 野吕正夫 申请人:雅马哈株式会社