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，所述拾音传感器被构造成感测已经从所述弦传来的振动，并且输出电信号；和支撑件，所述琴马支撑件具有相对于所述琴身支撑所述琴马的弹簧结构，以使所述电声弦乐器的振动特性更接近于一个原声弦乐器的振动特性。
【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；和支撑件，该支撑件具有相对于琴身支撑琴马的弹簧结构，以使电声弦乐器的振动特性更接近于一个原声弦乐器的振动特性。
[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；和支撑件，该支撑件具有相对于琴身支撑琴马的弹簧结构，该方法包括:设计电声弦乐器的琴马周围部件的质量、由琴马和支撑件造成的损耗、支撑件的弹簧常数，使得与不使用支撑件的情形比较，电声弦乐器的振动特性中的一个峰值的频率更接近于一个原声弦乐器的振动特性中的两个峰值的频率之一。
[0009]在普通原声弦乐器中，由于具有由顶板引起的峰值的振动特性(即，共振特性)以及具有由在音孔附近和琴身中的空气引起的谷值的振动特性(即，反共振特性)，从而琴马附近的振动特性具有两个峰值和一个谷值。在如上所述构造的本发明中，琴马由支撑件支撑，并且支撑件被设置成用于获得原声弦乐器的振动特性的峰值的位置处具有峰值的振动特性。因此，本发明中的振动特性具有原声弦乐器的振动特性的两个峰值中的一个峰值，并且与原声弦乐器的大体一致。因此，同样在包括具有高刚度的琴身且不包括共振琴身的电声弦乐器中，能够使琴马附近的振动特性更接近于普通原声弦乐器的振动特性，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，该电声弦乐器包括:弦(14)，该弦通过演奏操作而振动；琴身，该琴身(11)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，该拾音传感被器构造成感测已经从弦传来的振动并输出电信号；和支撑件(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，以获得一个原声弦乐器的振动特性。
[0012]例如，在该构造中，支撑件(13)是板簧，该板簧的一端或相反两端固定到琴身。并且，支撑件(43)可以是夹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，该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。并且，支撑件的弹簧常数可以与该一种原声弦乐器的顶板的弹簧常数不同。具体地，支撑件的弹簧常数可以大于该一种原声弦乐器的顶板的弹簧常数。
[0013]本发明的另一个特征是，由支撑件引起的振动特性实现了在该一种原声弦乐器中的顶板的振动特性和由在音孔附近和琴身中的空气引起的振动特性的两个峰值中的较高的峰值的频率。在该构造中，例如，由支撑件引起的振动特性是具有在90Hz和270Hz之间的范围内的峰值的振动特性。
[0014]虽然普通原声弦乐器的振动特性是如上所述的具有两个峰值和一个谷值的振动特性，但是该两个峰值的频率中的较高的频率主要与顶板的振动特性有关，并且在普通原声弦乐器的琴马附近显著地展现该振动特性。因此，在本发明的另一个特征中，由支撑件引起的振动特性被调整为具有该两个峰值的频率中的较高的频率(例如，与在90Hz和270Hz之间的范围内的频率对应的峰值)。因此，琴马附近的振动特性能够更接近于普通原声弦乐器的振动特性，以更令人满意地提高音乐演奏的可演奏性和表达力。
[0015]为了实现上述目的，本发明还提供了一种设计电声弦乐器的方法，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；和支撑件(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，该方法包括:设计该电声弦乐器的琴马周围的部件的质量、由琴马和支撑件引起的损耗和支撑件的弹簧常数，使得当与不使用该支撑件的情形相比，该电声弦乐器的振动特性中的一个峰值的频率更接近于一个原声弦乐器的振动特性中的两个峰值的频率之一。
[0016]该方法可以还包括:获得在该个原声弦乐器的振动特性中的两个峰值的频率；获得该电声弦乐器的振动特性中的一个峰值的频率；和通过参考所获得的该一个峰值的频率和所获得的该两个峰值的频率，设计该电声弦乐器的琴马周围的部件的质量、由琴马和支撑件引起的损耗和支撑件的弹簧常数。
[0017]在该方法中，支撑件的弹簧常数可以大于该一种原声弦乐器的顶板的一部分的弹簧常数，所述一部分位于该一种原声弦乐器的琴马附近。
[0018]该方法可以还包括:使用由包括该一种原声弦乐器的顶板和与空气有关的元件的质量模型转换而来的第一等效电路来获得该一个原声弦乐器的振动特性中的两个峰值的频率；使用通过从第一等效电路中排除与空气有关的元件而产生的第二等效电路来获得在电声弦乐器的振动特性中的一个峰值的频率；和设计电声弦乐器的琴马周围的部件的质量、由琴马和支撑件引起的损耗和支撑件的弹簧常数，使得当与不使用该支撑件的情形相t匕，该电声弦乐器的振动特性中的一个峰值的频率更接近于该一个原声弦乐器的振动特性中的两个峰值中的较高峰值的频率。
【专利附图】

【附图说明】
[0019]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:
[0020]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；
[0021]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；
[0022]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；
[0023]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，图4C是图不了通过将图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4D是图不了在图4C中图不的等效电路的频率响应的图表；
[0024]图5是根据本发明的一个实施例的电吉他的俯视图；[0025]图6是在将琴身框架从在图5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6是当从图5中的下侧面看时的电吉他的侧视图)；
[0026]图7是沿着图5的线7-7截取的电吉他的局部放大截面图；
[0027]图8是沿着图5的线8-8截取的电吉他的局部放大截面图；
[0028]图9是在图5和图6中图示的电吉他的琴身的放大透视图；
[0029]图10是图示了在琴马支撑件从琴身分离的状态下的在图5和图6中图示的琴马支撑件的放大透视图；
[0030]图11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；
[0031]图12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；
[0032]图13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；
[0033]图14A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14B是图14A的示意性侧视图，而图14C是沿着图14A的线C-C截取的示意性截面图；
[0034]图15A是图示了作为在图14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15B是图15A的示意性侧视图，而图15C是沿着图15A的线C-C截取的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0035]a.基本结构示例
[0036]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。
[0037]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。
[0038]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。
[0039]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，但是并不等于或相同于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。这种结构的根由将在下文中予以说明。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、围绕具有电声弦乐器意于模仿的音色的原声弦乐器的琴马的一部分的弹簧特性，但是琴马支撑件13的弹簧特性与所述顶板的、围绕原声弦乐器的琴马周围的一部分的弹簧特性并不完全相同。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，但是由于琴马12造成的损耗和由于琴马支撑件13造成的损耗并不等于或相同于由于所述原声弦乐器的琴马周围的部件的结构所引起的损耗。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。
[0040]此外，琴马的振动特性受到在原声弦乐器的琴身中的空气的振动的影响，但是在具有基本结构的该示例的电声弦乐器中，琴马的振动特性不受在琴身中的空气的振动的影响。因此，对其上安装有琴马的顶板的一部分的周围的部件和琴马的质量、琴马支撑件13的弹簧特性和由琴马12和琴马支撑件13造成的损耗进行调整，以便分别略微不同于原声弦乐器中的顶板周围的部件的质量、顶板的围绕琴马的一部分的弹簧特性和由于琴马周围的部件的结构所造成的损耗，以考虑原声弦乐器的琴身中的空气的振动的影响。
[0041]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。
[0042]这里，将使用质量模型和等效电路来阐述设计下列设置的方法:琴马12周围的部件的质量、琴马支撑件13的弹簧特性和由琴马12及琴马支撑件13造成的损耗。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表示在音孔周围的空气的质量，而V表示琴身的体积。
[0043]图2B图示了表示在图2A中的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、5 μ F和4 Ω。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，其与弹簧顺应性相应，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、20μ F和0.1 Ω。Up、Uh和Uv中的每个均表示与速度对应的电流。
[0044]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，顶板引起共振的较高峰值，该高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兀素Mp、Cp和Rp。图4B图不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大的反共振(SP，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4C所示的等效电路(其与图2B的等效电路相同)。图4D图示了该等效电路的频率响应。图4D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。
[0045]另一方面，不具有共振琴身的弦乐器的振动特性主要由琴马支撑件13的共振来确定，并且在不具有共振琴身的弦乐器的振动特性中仅出现一个峰值。因此，该一个峰值的频率需要调整为具有共振琴身的声学吉他的振动特性的两个峰值中的一个峰值的频率。在该情形下，该一个峰值的频率可以被调整为在具有共振琴身的声学吉他中的该两个峰值，SP，在IlOHz附近的峰值和在200Hz附近的峰值的频率中的较低的频率，但是，已经证实的是，在该一个峰值的频率被调整为该两个峰值的频率中的较高的频率的情形下，能够获得更接近于具有共振琴身的声学吉他的乐器声音的声音。因此，不具有共振琴身的弦乐器的振动特性的该一个峰值的频率优选被调整为该两个峰值的频率中的较高的频率。考虑到除声学吉他之外的原声弦乐器，诸如小提琴、大提琴、曼陀林、尤克里里琴和贝司，该较高的频率优选落在90Hz和270Hz之间的范围内。
[0046]因为考虑到琴身中的空气的弹簧组件对于具有共振琴身的声学吉他的顶板的振动起作用，因此由于顶板而造成的峰值的频率较高，具体地，该一个峰值的频率优选被调整为，使得用于支撑琴马12以允许琴马12振动的琴马支撑件13的弹簧特性被制造成刚度更大，即，琴马支撑件13的弹簧常数优选被调整为大于具有共振琴身的声学吉他的顶板的弹簧常数kp。在基本结构的示例中，考虑这些方面来设置琴马12周围的部件的质量和由琴马12和琴马支撑件13造成的损耗。即，如上所述，在设计电声弦乐器时，优选考虑下列几点。获得具有共振琴身的原声弦乐器的振动特性的两个峰值的频率，和没有共振琴身的电声弦乐器的振动特性的一个峰值的频率。琴马12周围的部件的质量、由琴马12和琴马支撑件13引起的损耗以及琴马支撑件13的弹簧常数被设计成使得该一个峰值的频率更接近该两个峰值的频率中的较高的频率。换言之，当与不包括该琴马支撑件13的电声弦乐器的情形相比时，在琴马12周围的部件的质量、由琴马12和琴马支撑件13引起的损耗以及琴马支撑件13的弹簧常数被设计成使得该一个峰值的频率更接近该两个峰值的频率中的较高的频率。
[0047]b.一个实施例
[0048]接下来，将以电吉他I为例，参考图5-图8来说明具有如图1所示的基本结构的电声弦乐器的一个实施例。
[0049]电吉他I包括琴身11和琴颈21，并且包括多根弦14，弦14被拉紧在下列两者之间: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的相反相端分别紧固到琴马12和弦轴24。
[0050]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。
[0051]接下来，将参考图9和图10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被固定到琴身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，由例如树脂或象牙形成的琴鞍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7)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)。
[0052]如在基本结构的示例中，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也能够模仿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)。因此，还在根据该一个实施例的该电吉他I中，如上所述，使得相对于音高而言的音量、音质和衰减特性与具有共振琴身的声学吉他大体一致。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。
[0053]c.变型
[0054]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。
[0055]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。
[0056]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11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。
[0057]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12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。
[0058]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13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。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。
[0059]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14A-图14C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下方形成在木质琴身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的顶部中开口。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，在该结构中，琴马12在其可以振动的状态下通过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。
[0060]作为图14所示的电声弦乐器的变型，如图15A-图15C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14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，以便允许琴身11在上下方向上振动，并且琴身11的该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。
[0061]在上述基本结构、一个实施例和上述变型的不例中，拾音传感器16设置在琴鞍15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的外周表面或琴马支撑件13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。
[0062]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。
[0063]在上述基本结构、一个实施例和变形的示例中，使得就音高而言的音量、音质和衰减特性与原声弦乐器大体一致。代替该结构，可以使得就音高而言的音量、音质和衰减特性部分地与原声弦乐器的就音高而言的音量、音质和衰减特性大体一致，并且该结构也能够获得具有共振琴身的原声弦乐器的表达力和可演奏性。
[0064]虽然在上述基本结构和一个实施例的示例中没有说明，但是诸如均衡电路和卷积电路这样的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就音高而言的音量和音质的差异，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。
[0065]在上述基本结构和一个实施例的示例中，不具有共振琴身的电声弦乐器的琴马支撑件的弹簧常数被调整为比具有共振琴身的原声弦乐器的顶板的弹簧常数大，但是本发明不局限于该构造。例如，不具有共振琴身的电声弦乐器的琴马支撑件的弹簧常数可以被调整为比具有共振琴身的原声弦乐器的顶板的弹簧常数小，以设计在琴马周围的部件的质量和由琴马和琴马支撑件引起的损耗。
【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，并且输出电信号；和 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，以使所述电声弦乐器的振动特性更接近于一个原声弦乐器的振动特性。
2.根据权利要求1所述的电声弦乐器，其中，所述支撑件被构造成具有这样的功能:当与不使用所述支撑件的情形相比时，所述电声弦乐器的振动特性中的一个峰值的频率更接近于在所述一个原声弦乐器的振动特性中的两个峰值中的较高峰值的频率。
3.根据权利要求2所述的电声弦乐器，其中，所述电声弦乐器的振动特性中的一个峰值由于所述支撑件而出现，所述一个原声弦乐器的振动特性中的两个峰值由于(I)所述一个原声弦乐器的顶板和(2) 所述一个原声弦乐器的音孔周围的空气和共振琴身中的空气而出现。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电声弦乐器，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。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的电声弦乐器，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。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的电声弦乐器，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。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的电声弦乐器，其中，所述支撑件的弹簧常数不同于所述一个原声弦乐器的顶板的弹簧常数。
8.根据权利要求7所述的电声弦乐器，其中，所述支撑件的弹簧常数大于所述一个原声弦乐器的顶板的弹簧常数。
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，所述拾音传感器被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； 所述方法包括:设计所述电声弦乐器的所述琴马周围的部件的质量、由所述琴马和所述支撑件造成的损耗和所述支撑件的弹簧常数，使得当与不使用所述支撑件的情形相比时，所述电声弦乐器的振动特性中的一个峰值的频率更接近于一个原声弦乐器的振动特性中的两个峰值的频率中的一个频率。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电声弦乐器的振动特性中的一个峰值由于所述支撑件而出现，所述一个原声弦乐器的振动特性中的两个峰值由于(I)所述一个原声弦乐器的顶板和(2)所述一个原声弦乐器的音孔周围的空气和共振琴身中的空气而出现。
11.根据权利要求9或10所述的设计所述电声弦乐器的方法，还包括: 获得在所述一个原声弦乐器的振动特性中的所述两个峰值的频率；获得在所述电声弦乐器的振动特性中的所述一个峰值的频率；以及通过参考所获得的所述一个峰值的频率和所获得的所述两个峰值的频率，设计所述电声弦乐器的所述琴马周围的部件的质量、由所述琴马和所述支撑件造成的损耗和所述支撑件的弹簧常数。
12.根据权利要求9或10所述的设计所述电声弦乐器的方法，其中，所述支撑件的弹簧常数被设计为大于所述一个原声弦乐器的顶板的一部分的弹簧常数，所述一部分位于所述一个原声弦乐器的琴马的周围。
13.根据权利要求9或10所述的设计所述电声弦乐器的方法，还包括: 使用由包括所述一个原声弦乐器的顶板和与空气有关的元件的质量模型转换而来的第一等效电路来获得所述一个原声弦乐器的振动特性中的所述两个峰值的频率； 使用通过从所述第一 等效电路中排除与空气有关的元件而产生的第二等效电路来获得在所述电声弦乐器的振动特性中的所述一个峰值的频率；以及 设计所述电声弦乐器的所述琴马的周围的部件的质量、由所述琴马和所述支撑件造成的损耗和所述支撑件的弹簧常数，使得当与不使用所述支撑件的情形相比，所述电声弦乐器的振动特性中的所述一个峰值的频率更接近于所述一个原声弦乐器的振动特性中的所述两个峰值中的较高峰值的频率。
【文档编号】G10H3/18GK103928020SQ201410018273
【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 申请人:雅马哈株式会社