專利名稱：混合管樂器以及用于其中的電子系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種管樂器，并且更加特別地，涉及一種用于有選擇地產(chǎn)生電子樂音和聲學(xué)樂音的混合管樂器。
背景技術(shù)：
在音樂字典中，管樂器被定義為“通過演奏者吹氣而啟動(dòng)的空氣柱的振動(dòng)來產(chǎn)生聲音的樂器”。在下面的描述中，術(shù)語“聲學(xué)樂音”意味著通過空氣柱振動(dòng)而產(chǎn)生的樂音。另一方面，術(shù)語“電子樂音”意味著從電信號(hào)還原的樂音。
當(dāng)演奏者往管樂器中吹氣時(shí)，會(huì)從管樂器中發(fā)出響亮的樂音，而鄰居會(huì)感覺這種響亮的樂音使人不愉快。雖然人們已經(jīng)提出了各種用于管樂器的弱音器(mutes)，但該弱音器僅僅減少了響度，因此鄰居仍會(huì)感到這種樂音很嘈雜。
一種電子管樂器可以有效地對(duì)付這種麻煩。這種電子管樂器裝有唇傳感器、吹氣傳感器和按鍵傳感器，并且數(shù)據(jù)處理器分析演奏數(shù)據(jù)段以產(chǎn)生音樂數(shù)據(jù)編碼，該演奏數(shù)據(jù)段代表著嘴唇和舌頭動(dòng)作、吹氣的壓力以及按鍵上的手指動(dòng)作。該音樂數(shù)據(jù)編碼被提供給電子樂音產(chǎn)生器，然后通過電子樂音產(chǎn)生器在該音樂數(shù)據(jù)編碼的基礎(chǔ)上產(chǎn)生聲信號(hào)。該聲信號(hào)被提供給聲音系統(tǒng)以被轉(zhuǎn)化成電子樂音。于是通過該聲音系統(tǒng)可以容易地控制響度。
這種電子管樂器的一個(gè)典型例子公開在日本專利申請(qǐng)公開11-85159中。這種現(xiàn)有技術(shù)的管樂器包括一長(zhǎng)管形主體、一吹口、一按鍵機(jī)構(gòu)、一些控制開關(guān)和一電子樂音產(chǎn)生系統(tǒng)。該吹口連接到長(zhǎng)桿形主體的一端，而按鍵機(jī)構(gòu)和控制開關(guān)設(shè)置在該長(zhǎng)管形主體的正面和反面。
吹口上裝有唇傳感器和吹氣傳感器，并且通過排氣管連接到排氣孔，該排氣孔形成于長(zhǎng)管形主體的下部。唇傳感器將代表演奏者如何將吹口保持在他或她的嘴唇之間的檢測(cè)信號(hào)提供給數(shù)據(jù)處理器，并且吹氣傳感器將空氣的壓力報(bào)告給數(shù)據(jù)處理器。演奏者通過按鍵機(jī)構(gòu)指定將要產(chǎn)生的樂音的音高。按鍵的動(dòng)作由按鍵傳感器檢測(cè)，并且該檢測(cè)信號(hào)也同樣從按鍵傳感器提供給數(shù)據(jù)處理器。數(shù)據(jù)處理器分析這些音樂數(shù)據(jù)段，并且通過分析產(chǎn)生MIDI(樂器數(shù)字接口)音樂數(shù)據(jù)編碼。該MIDI音樂數(shù)據(jù)編碼從MIDI輸出終端輸出給聲音系統(tǒng)或另一電子樂器。
按鍵機(jī)構(gòu)上的手指動(dòng)作與薩克斯管或錄音機(jī)上的相似。然而在聲學(xué)管樂器和該現(xiàn)有技術(shù)的電子樂器之間存在幾個(gè)不同之處。例如唇傳感器和吹氣傳感器僅僅可以彼此分辨清楚一些唇動(dòng)作。換句話說，通過檢測(cè)信號(hào)傳給數(shù)據(jù)處理器的演奏數(shù)據(jù)段不足以產(chǎn)生具有各種人為表現(xiàn)力的電子樂音。為此，當(dāng)演奏者希望給樂音賦予彎音的效果(pitch bend effect)時(shí)，他或她就旋轉(zhuǎn)設(shè)置在長(zhǎng)管形主體反面上的彎音輪。此外演奏者通過按下同樣設(shè)置在反面上的按鍵保持開關(guān)來拉長(zhǎng)電子樂音。由于這些不同，即使演奏者已經(jīng)對(duì)聲學(xué)管樂器很熟練，他也很難在該現(xiàn)有技術(shù)的電子管樂器上演奏一段音樂。這是這種現(xiàn)有技術(shù)的管樂器存在的一個(gè)固有問題。
實(shí)用新型內(nèi)容因此本實(shí)用新型的一個(gè)重要目的在于提供一種混合管樂器，它可以通過電子樂音和聲學(xué)樂音來進(jìn)行演奏。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本實(shí)用新型提出將電子系統(tǒng)加設(shè)到聲學(xué)管樂器上。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種用于有選擇地產(chǎn)生聲學(xué)樂音和電子樂音的管樂器，包括聲學(xué)管樂器，該聲學(xué)管樂器包括在其中限定空氣柱的管狀主體，吹口，該吹口連接到所述管狀主體的一端，并且當(dāng)演奏者向其中吹氣時(shí)該吹口產(chǎn)生所述空氣柱的振動(dòng)來產(chǎn)生所述聲學(xué)樂音，和為所述管狀主體而設(shè)置的音高改變機(jī)構(gòu)，并且該音高改變機(jī)構(gòu)由所述演奏者的手指來進(jìn)行操縱從而改變所述空氣柱的長(zhǎng)度；以及電子系統(tǒng)，該電子系統(tǒng)包括擬吹口，該擬吹口可以替代所述吹口連接到所述管狀主體的所述一端，并且允許所述演奏者向其中吹氣而不會(huì)激發(fā)所述振動(dòng)，以及多種傳感器，該多種傳感器用來產(chǎn)生代表所述演奏者器官動(dòng)作的檢測(cè)信號(hào)，并且將所述檢測(cè)信號(hào)提供給信號(hào)處理單元，從而允許所述信號(hào)處理單元產(chǎn)生聲信號(hào)，該聲信號(hào)用來產(chǎn)生所述電子樂音。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種可與聲學(xué)管樂器組合的電子系統(tǒng)，該聲學(xué)管樂器具有管狀主體、吹口和音高改變機(jī)構(gòu)，該電子系統(tǒng)包括擬吹口，該擬吹口可以替代所述吹口連接到所述管狀主體的一端，并且允許所述演奏者向其中吹氣而不會(huì)激發(fā)所述管狀主體中的空氣柱的振動(dòng)，以及多種傳感器，該多種傳感器用來產(chǎn)生代表所述演奏者器官動(dòng)作的檢測(cè)信號(hào)，并且將所述檢測(cè)信號(hào)提供給信號(hào)處理單元，從而允許所述信號(hào)處理單元產(chǎn)生聲信號(hào)，該聲信號(hào)用來產(chǎn)生所述電子樂音。


從
以下結(jié)合附圖的說明中可以更加清楚地理解該混合管樂器的特征和優(yōu)點(diǎn)，在這些附圖中圖1是一個(gè)透視圖，示出了本實(shí)用新型的混合薩克斯管的外形，圖2是一個(gè)透視圖，示出了組成電子系統(tǒng)一部分的吹口的外形，該電子系統(tǒng)包括在混合薩克斯管中，圖3是一個(gè)后視圖，示出了安裝到吹口的鳥嘴形部分上的唇傳感器，圖4是一個(gè)前視圖，示出了設(shè)置在吹口氣流通道中的空氣流調(diào)節(jié)器，圖5是一個(gè)橫截面圖，示出了安裝在吹口中的旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器，以及圖6是一個(gè)透視圖，示出了柔性電路板上的按鍵傳感器。
優(yōu)選實(shí)施例的說明在下面的描述中，術(shù)語“上”指的是相對(duì)于術(shù)語“下”而言更加靠近在混合管樂器上演奏一段音樂的演奏者嘴唇的位置。
混合管樂器參照?qǐng)D1，實(shí)施本實(shí)用新型的混合薩克斯管由附圖標(biāo)記1表示。該混合薩克斯管1大體上包括聲學(xué)薩克斯管2和電子系統(tǒng)4。術(shù)語“聲學(xué)薩克斯管”意味著通過產(chǎn)生于其中的振動(dòng)空氣柱來產(chǎn)生樂音的標(biāo)準(zhǔn)薩克斯管。聲學(xué)樂音通過聲學(xué)薩克斯管2產(chǎn)生，并且電子樂音由薩克斯管2和電子系統(tǒng)4共同作用產(chǎn)生。因此通過混合薩克斯管1可以有選擇地產(chǎn)生聲學(xué)樂音和電子樂音。
當(dāng)使用者希望不打擾鄰居地進(jìn)行練習(xí)時(shí)，他或她使電子系統(tǒng)4可以產(chǎn)生電子樂音，其后，開始在聲學(xué)薩克斯管2上吹奏一段音樂。電子系統(tǒng)分析代表聲學(xué)薩克斯管2上的吹氣和手指動(dòng)作的檢測(cè)信號(hào)以產(chǎn)生音樂數(shù)據(jù)段，從而在該音樂數(shù)據(jù)段的基礎(chǔ)上產(chǎn)生電子樂音。由于電子系統(tǒng)4為演奏者提供了音量控制，因此演奏者可以指示電子系統(tǒng)4聲音微小地產(chǎn)生電子樂音，從而演奏者可以聽到該微弱的電子樂音而不會(huì)打擾到鄰居。由于該音樂段是在聲學(xué)薩克斯管上演奏的，因此熟練使用薩克斯管的演奏者可以象平常一樣演奏音樂段。
另一方面，當(dāng)他希望演奏聲學(xué)薩克斯管2時(shí)，他或她可以關(guān)掉電子系統(tǒng)4，而在聲學(xué)薩克斯管2上吹奏一段音樂。吹氣產(chǎn)生空氣柱的振動(dòng)，并且演奏者改變振動(dòng)空氣柱的長(zhǎng)度從而改變樂音的音高。
可以理解，演奏者通過本實(shí)用新型的混合薩克斯管可以有選擇地產(chǎn)生聲學(xué)樂音和電子樂音。然而，演奏者可以通過聲學(xué)薩克斯管上的吹奏來實(shí)現(xiàn)通過聲學(xué)樂音和電子樂音演奏音樂段。這意味著，熟練使用聲學(xué)薩克斯管的演奏者可以立即在混合薩克斯管上演奏音樂段。而且，演奏者可以通過電子系統(tǒng)4提供的音量控制來使電子樂音的響度最小。換句話說，演奏者可以在練習(xí)的過程中保持周圍環(huán)境的安靜。因此，這種混合薩克斯管1不需要在聲學(xué)薩克斯管和現(xiàn)有技術(shù)的電子管樂器之間進(jìn)行折衷。
聲學(xué)管樂器聲學(xué)管樂器2包括管狀主體10、吹口20和按鍵機(jī)構(gòu)12。管狀主體10通常為字母J形，并且在其兩個(gè)末端向大氣開口。限定在管狀主體內(nèi)的內(nèi)部空間的橫截面從上端朝著下端或喇叭口10a逐漸增加，并且多個(gè)樂音孔，這些樂音孔中的一些被標(biāo)示為“10b”。樂音孔10b與按鍵機(jī)構(gòu)12共同作用來限定管狀主體10內(nèi)振動(dòng)空氣柱的長(zhǎng)度。
吹口20連接到管狀主體10的上端，并且按鍵機(jī)構(gòu)12設(shè)置在管狀主體10的外表面上。吹口20的上端象水鳥的鳥嘴一樣被削薄，演奏者將吹口放入嘴中進(jìn)行吹奏?？諝馔ǖ佬纬捎诖悼?0中，并且在吹口20的反面和末端表面上向外側(cè)開口?；善?2按靠近反面上的空氣通道的方式安裝到吹口20的反面上。當(dāng)演奏者吹奏時(shí)，其吹氣產(chǎn)生空氣柱的振動(dòng)，并且這種振動(dòng)被傳播給限定于管狀主體10中的內(nèi)部空間。
按鍵機(jī)構(gòu)12包括按鍵11a、杯狀部(cup)11b和連接機(jī)構(gòu)11c。杯狀部11b分別與樂音孔10b相關(guān)聯(lián)，并且連接到連接機(jī)構(gòu)11c。連接機(jī)構(gòu)11c還連接到按鍵11a，并且按鍵11a有選擇地被演奏者的拇指和其他手指按下。連接機(jī)構(gòu)11c將施加于按鍵11a上的力傳遞給杯狀部11b，從而使樂音孔10b被有選擇地打開和關(guān)閉。因此，演奏者可以通過操縱按鍵11a來改變振動(dòng)空氣柱的長(zhǎng)度。按鍵11a上的手指動(dòng)作與標(biāo)準(zhǔn)薩克斯管按鍵上的手指動(dòng)作相似。
從前面的描述可以理解，聲學(xué)薩克斯管1的外形和結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)薩克斯管相似，并且演奏者通過吹口20中吹奏和按鍵機(jī)構(gòu)12上的手指動(dòng)作來產(chǎn)生聲學(xué)樂音。
電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)4包括具有內(nèi)置式(built-in)內(nèi)置式傳感器的吹口20A、控制器16、電子樂音產(chǎn)生器4a、聲音系統(tǒng)4b以及傳感器系統(tǒng)4c。吹口20可由具有內(nèi)置式傳感器的吹口20A替換。該內(nèi)置式傳感器組成傳感器系統(tǒng)4c的一部分。傳感器系統(tǒng)4c和控制器16固定到聲學(xué)薩克斯管2，并且傳感器系統(tǒng)4c電連接到控制器16從而將檢測(cè)信號(hào)提供給控制器16?？刂破?6還連接到電子樂音產(chǎn)生器4a，并且檢測(cè)信號(hào)上加載的演奏數(shù)據(jù)段通過電子樂音產(chǎn)生器4a進(jìn)行處理從而產(chǎn)生聲信號(hào)。該電子樂音產(chǎn)生系統(tǒng)4a連接到聲音系統(tǒng)4b，從而該聲信號(hào)被均衡(equalized)、放大并且轉(zhuǎn)換成電子樂音。
當(dāng)演奏者在薩克斯管2上演奏一段音樂時(shí)，傳感器系統(tǒng)4c監(jiān)測(cè)嘴唇、舌頭、吹氣和按鍵11，并且產(chǎn)生代表由嘴唇施加的壓力的模擬檢測(cè)信號(hào)、代表舌頭動(dòng)作的模擬檢測(cè)信號(hào)、代表呼出壓力的模擬檢測(cè)信號(hào)以及代表與樂音孔10b相關(guān)的杯狀部11b的位置的模擬檢測(cè)信號(hào)。這些模擬檢測(cè)信號(hào)被提供給控制器16。這些模擬檢測(cè)信號(hào)被取樣，然后分別被轉(zhuǎn)換成8位的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)。這些數(shù)字檢測(cè)信號(hào)被提供給電子樂音產(chǎn)生器4a，從而將演奏數(shù)據(jù)段通過數(shù)字檢測(cè)信號(hào)傳遞給電子樂音產(chǎn)生器4a。電子樂音產(chǎn)生器4a分析演奏數(shù)據(jù)段以確定將要產(chǎn)生的電子樂音。電子樂音產(chǎn)生器4a產(chǎn)生代表電子樂音的音樂數(shù)據(jù)編碼，并且依次再在音樂數(shù)據(jù)編碼的基礎(chǔ)上產(chǎn)生聲信號(hào)。聲信號(hào)被提供給聲音系統(tǒng)4b。聲音系統(tǒng)4b包括均衡器、放大器和頭戴耳機(jī)4e，然后聲信號(hào)被均衡、放大并且轉(zhuǎn)換成電子樂音。聲音系統(tǒng)4b還可以包括揚(yáng)聲器(未示出)。在這種情況下演奏著可以通過響亮的電子樂音來演奏一段音樂。
從圖2中可以更好地看出，吹口20A包括主體21和簧片22a。主體21象水鳥的鳥嘴一樣被削薄，并且簧片22a連接到主體21的反面。吹口20A的外形與吹口20相似。理想的是使用簧片22來作為簧片22a，因?yàn)榛善?2a使得演奏者感覺吹口20A與吹口20一樣。然而，吹口中從反面延伸到末端表面的空氣通道沒有形成于吹口20A中。為此，簧片22a不會(huì)振動(dòng)，因而也不會(huì)產(chǎn)生出聲學(xué)樂音。
作為傳感器系統(tǒng)4c組成部分的舌頭動(dòng)作傳感器23、吹氣傳感器23a和唇傳感器24，設(shè)置在吹口20A中，并且通過電纜線28連接到控制器16。吹氣傳感器23a可以被稱作“氣流傳感器”。在這種情況下，舌頭動(dòng)作傳感器23通過反射型光耦合器(coupler)或光反射器來實(shí)現(xiàn)，并且壓敏元件被用作吹氣傳感器23a和唇傳感器24。
舌頭動(dòng)作傳感器23安裝到鳥嘴形部分，并且在演奏過程中暴露給演奏者的口腔。紅外光線從舌頭動(dòng)作傳感器23中發(fā)射出來，并且被演奏者的舌頭反射。該反射入射到舌頭動(dòng)作傳感器23上，并且入射的紅外光線被轉(zhuǎn)換成光電流。當(dāng)演奏者保持舌頭遠(yuǎn)離舌頭動(dòng)作傳感器23時(shí)，在舌頭動(dòng)作傳感器23上產(chǎn)生小量的光電流。然而，當(dāng)演奏著將舌頭移到舌頭動(dòng)作傳感器附近時(shí)，光電流的量增加。因此，舌頭動(dòng)作傳感器23根據(jù)距離舌頭的距離增加和減少光電流。
吹氣傳感器23a設(shè)置在氣流通道中。當(dāng)演奏著在吹口20A中吹氣時(shí)，壓力被施加到吹氣傳感器23a上，并且呼吸傳感器23a根據(jù)壓力改變流經(jīng)其中的電流量。
唇傳感器24安裝到主體21的反面，并且被夾在簧片22a和主體21之間。如果簧片22a從主體移除，則如圖3所示唇傳感器24被暴露出來，當(dāng)演奏者在混合薩克斯管1上演奏一段音樂時(shí)，他或她將鳥嘴形部分保持在嘴里，并且將它夾在嘴唇之間。由于演奏者將簧片22a壓向鳥嘴形部分，因此壓力被施加到唇傳感器24上，從而唇傳感器24通過控制器16將嘴唇的動(dòng)作報(bào)告給電子樂音產(chǎn)生器4a。
電纜線28從舌頭動(dòng)作傳感器23、吹氣傳感器23a和唇傳感器24延伸，并且如圖1所示從吹口20A中引出。雖然在附圖中沒有示出，但是一合適的連接器設(shè)置在電纜線28的引導(dǎo)端，而另外的電纜線(未示出)從控制器16延伸至管狀主體10的上端部分。該另一電纜線由固定在管狀主體10上的電纜線支架17所覆蓋，并且終止于相應(yīng)的連接器。電纜線28通過連接器連接到該另一電纜線，從而使檢測(cè)信號(hào)通過電纜線28從舌頭動(dòng)作傳感器23、吹氣傳感器23a和唇傳感器24傳播給控制器16。當(dāng)吹口20A被安裝到管狀主體10上時(shí)，電纜線28通過連接器連接到該另一電纜線。然而，當(dāng)演奏者用吹口20替代吹口20A時(shí)，連接器被彼此松開，從而將電纜線28從該另一電纜線即控制器16斷開。
回來看圖2，吹口20A裝有旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26。主體21形成有狹縫21a，旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26通過該狹縫21a部分地暴露給外部。如圖4所示，旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26為圓盤形狀，并且形成有孔26d?？?6d為牛角形狀?？?6d沿著圓周下面的一部分延伸一段小于氣流通道寬度的距離，并且沿旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26徑向測(cè)量的寬度沿順時(shí)針逐漸增加。一對(duì)突耳部分26a從空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26的中心伸出，并且如附圖標(biāo)記26b所示圓周表面的一部分被滾軋。當(dāng)演奏者轉(zhuǎn)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26時(shí)，波紋形圓周表面26b可以防止手指打滑。止動(dòng)器26c從該波紋形圓周表面26b的相對(duì)側(cè)沿徑向伸出。
如圖5所示，主體21被分成蓋板21b和塊狀件(a bulk)27。該塊狀件27與蓋板21b裝配到一起，并且?guī)缀蹩床坏健饬魍ǖ?7a形成于塊狀件27中，并且在塊狀件27的縱向上延伸。扇形凹部27b進(jìn)一步形成于塊狀件27中，并且氣流通道27a與扇形凹部27b相交。扇形凹部27b與狹縫21a對(duì)齊，并且較深的扇形槽27d加深扇形凹部27b的底部。一對(duì)槽27c進(jìn)一步形成于塊狀件27中，并且該槽27c在相反的方向上從扇形凹部27b延伸。由于槽27c的寬度近似等于突耳26a的直徑，因此突耳26a分別可旋轉(zhuǎn)地容納在槽27c中，并且槽27c允許突耳26a，并且相應(yīng)地允許旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26在吹口20A中旋轉(zhuǎn)。從槽27c到蓋板21b外表面的距離稍稍短于旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26的曲率半徑，從而使波紋形的圓周表面26b通過狹縫21a伸出于蓋板21b的外表面之上。另一方面，止動(dòng)器26c被插入較深的扇形槽27d中，從而旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26的旋轉(zhuǎn)受到止動(dòng)器26c的限制。因此，旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26可以在預(yù)定的角度上旋轉(zhuǎn)，該預(yù)定角度由用于較深扇形槽27d的兩個(gè)端面所限定。
氣流通道27a與孔26d重疊。如前所述，牛角形孔26d延伸一段遠(yuǎn)小于孔26d寬度的距離，并且孔26d的寬度沿著圓周變化。為此，當(dāng)演奏者轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26時(shí)，孔26d根據(jù)其角度位置改變氣流通道27a的橫截面，并且相應(yīng)地改變抵抗吹氣的阻力。因此，演奏者通過操縱旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26可以控制吹片20A中的背壓(back pressure)。當(dāng)演奏者希望通過電子樂音演奏一段音樂時(shí)，他或她將吹片20A中抵抗吹氣的阻力調(diào)節(jié)至一個(gè)與吹片20幾乎相等的值。為此，演奏者會(huì)感覺吹片20A如平常一樣。
傳感器系統(tǒng)4c還包括用于監(jiān)測(cè)按鍵11a的動(dòng)作的按鍵傳感器24b。如圖6所示，該按鍵傳感器24b由多塊磁鐵13和霍爾效應(yīng)元件15組合而成。柔性電路板14在按鍵機(jī)構(gòu)12的下方固定到管狀主體10上(見圖1)，并且該多塊磁鐵13安裝到連接機(jī)構(gòu)11c和按鍵11a上。另一方面，導(dǎo)線14a被印刷到柔性板14b上，并且霍爾效應(yīng)元件15設(shè)置在導(dǎo)線14a上。該多塊磁鐵13分別與霍爾效應(yīng)元件15相對(duì)，并且被有選擇地移向霍爾效應(yīng)元件15，以使霍爾效應(yīng)元件15附近的多塊磁鐵13依據(jù)將要被產(chǎn)生的樂音以不同模式中的一種放置。當(dāng)磁鐵13被移向相關(guān)的霍爾效應(yīng)元件15時(shí)，該相關(guān)的霍爾效應(yīng)元件15使導(dǎo)線上的電勢(shì)水平發(fā)生變化，從而控制器16可以確定將要被產(chǎn)生的樂音。
電子樂音產(chǎn)生器4a包括微處理器、程序存儲(chǔ)器、工作存儲(chǔ)器、信號(hào)接口、樂音產(chǎn)生器和總線系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)程序被存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中，并且程序指令由微處理器依序執(zhí)行。參數(shù)表也被存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中，并且程序存儲(chǔ)器可以是存儲(chǔ)卡的形式。微處理器、程序存儲(chǔ)器、工作存儲(chǔ)器、信號(hào)接口和樂音產(chǎn)生器連接到總線系統(tǒng)，并且數(shù)據(jù)段通過總線系統(tǒng)在這些系統(tǒng)部件之間進(jìn)行傳遞。電纜線16a從控制器16連接到信號(hào)接口，從而將數(shù)字檢測(cè)信號(hào)通過電纜線16a從控制器16傳遞給信號(hào)接口。此外另外一電纜4d連接在信號(hào)接口和聲音系統(tǒng)4b之間，從而將聲信號(hào)從信號(hào)接口傳播給聲音系統(tǒng)4b。
微處理器定期地提取在數(shù)字檢測(cè)信號(hào)上加載的演奏數(shù)據(jù)段，并且將該演奏數(shù)據(jù)段保存在工作存儲(chǔ)器中。微處理器分析工作存儲(chǔ)器中的演奏數(shù)據(jù)段以觀察演奏者是否改變了舌頭的位置、吹氣的強(qiáng)度、鳥嘴形部分上的壓力和/或被壓下/松開的按鍵11a。當(dāng)答案為肯定的時(shí)，微處理器就確定將要被產(chǎn)生的電子樂音的音高、響度和長(zhǎng)度，并且產(chǎn)生代表表征電子樂音特征的音樂數(shù)據(jù)段的音樂數(shù)據(jù)編碼。微處理器分別在由舌頭動(dòng)作傳感器23提供的演奏數(shù)據(jù)段和由吹氣傳感器23a提供的演奏數(shù)據(jù)段的基礎(chǔ)上確定樂音的長(zhǎng)度和響度。由于唇傳感器24進(jìn)一步補(bǔ)充了演奏數(shù)據(jù)段，因此微處理器不用音高彎音輪就可以確定彎音。微處理器通過總線系統(tǒng)將音樂數(shù)據(jù)傳遞給樂音產(chǎn)生器。波形數(shù)據(jù)段被存儲(chǔ)在樂音產(chǎn)生器中的波形存儲(chǔ)器中，并且同樣包括于樂音產(chǎn)生器中的數(shù)據(jù)讀出器依次讀出該波形數(shù)據(jù)段?？蓪?duì)這一系列的波形數(shù)據(jù)設(shè)置一數(shù)據(jù)包，并將該系列的波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)。該聲信號(hào)通過信號(hào)接口被提供給聲音系統(tǒng)4b。
現(xiàn)在假定演奏者希望通過電子樂音演奏一段音樂，他或她用吹口20A替換吹口20，并且將電纜線28連接到被電纜線支撐件17覆蓋的另一電纜線(未示出)上。演奏者進(jìn)一步將電纜線16a連接到電子樂音產(chǎn)生器4a上。演奏者轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26，并且將抵抗吹氣的阻力調(diào)節(jié)至與他或她所熟悉的標(biāo)準(zhǔn)薩克斯管近似相等的值。然后，演奏者就可以開始演奏一段音樂。
當(dāng)演奏者往吹口20A中吹氣并且在吹口20A的末端表面上進(jìn)行舌頭動(dòng)作時(shí)，吹氣傳感器23a、唇傳感器24和舌頭動(dòng)作傳感器23改變模擬檢測(cè)信號(hào)的電勢(shì)水平，并且控制器16通過數(shù)字檢測(cè)信號(hào)將演奏數(shù)據(jù)段傳遞給電子樂音產(chǎn)生器4a。演奏者在演奏過程中有選擇地壓下和松開按鍵11a，于是按鍵傳感器24b通過控制器16將按鍵動(dòng)作報(bào)告給電子樂音產(chǎn)生器4a。演奏者感覺這種吹奏與標(biāo)準(zhǔn)薩克斯管的吹奏相似，并且按鍵11a上的手指動(dòng)作也與標(biāo)準(zhǔn)薩克斯管上的相同。
假定演奏者希望賦予電子樂音彎音效果。他或她可以按照與標(biāo)準(zhǔn)薩克斯管相似的方式進(jìn)行吹奏和操縱按鍵11a。由于唇傳感器24將附加的演奏數(shù)據(jù)段傳遞給電子樂音產(chǎn)生器4a，因此微處理器可以要求樂音產(chǎn)生器給電子樂音施加彎音的效果。
當(dāng)演奏者不希望打擾到鄰居時(shí)，他或她可以斷開揚(yáng)聲器與聲音系統(tǒng)4b的電連接，并且通過頭戴耳機(jī)4e監(jiān)測(cè)電子樂音。
從前面的描述可以理解，演奏者可以在混合薩克斯管上有選擇地通過聲學(xué)樂音和對(duì)應(yīng)的電子樂音來演奏一段音樂。因?yàn)槠渖系拇底嗪褪种竸?dòng)作與標(biāo)準(zhǔn)薩克斯管沒有什么不同，因而演奏者可以容易地演奏混合薩克斯管。
唇傳感器24可以給出代表施加于吹口20上的力的演奏數(shù)據(jù)段，因而電子樂音產(chǎn)生器4a可以賦予電子樂音各種效果。
而且，演奏者通過聲音系統(tǒng)4b可以容易地將電子樂音的響度調(diào)到最小，因而他或她可以不用打擾鄰居地進(jìn)行練習(xí)。
雖然已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的特別實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員都知道，在不脫離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下可以對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施各種改變和變形。
例如，本實(shí)用新型的技術(shù)范圍不限于聲學(xué)薩克斯管。電子系統(tǒng)4可以安裝在另一種管樂器上，例如象黑管一類的木管樂器，或者象小號(hào)一類的銅管樂器。
在混合薩克斯管中，被按鍵機(jī)構(gòu)12有選擇地打開和關(guān)閉的樂音孔10限定了振動(dòng)空氣柱的長(zhǎng)度。然而，本實(shí)用新型的技術(shù)范圍不限于這些樂音孔。例如，在小號(hào)和長(zhǎng)號(hào)中備有額外的管。演奏者通過使用該額外的管來改變管狀主體的長(zhǎng)度從而改變聲學(xué)樂音的音高。
本實(shí)用新型的技術(shù)范圍不限于旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26。按鈕型空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器也可以裝在吹口20A中。這種空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器可以安裝到管狀主體10上。
而且，本實(shí)用新型的技術(shù)范圍不限于孔26d。任何可以改變抵抗吹氣的阻力的裝置都可用于該混合管樂器?？?6d可以由閥或者文氏管代替。
電子樂音產(chǎn)生器4a可以與控制器16一起安裝到混合管樂器上。而且，還可以在混合管樂器上安裝簡(jiǎn)單的聲音系統(tǒng)。另一方面，控制器16可以構(gòu)成電子樂音產(chǎn)生器的一部分。在這種情況下，檢測(cè)信號(hào)直接被提供給電子樂音產(chǎn)生器。
另一種樂器的電子樂音產(chǎn)生器也可以用于本實(shí)用新型的混合管樂器。換句話說，控制器16、電子樂音產(chǎn)生器4a和聲音系統(tǒng)4b并不是電子系統(tǒng)4不可缺少的系統(tǒng)部件。
電子系統(tǒng)4可以與聲學(xué)薩克斯管2分開單獨(dú)出售。使用者可以通過將電子系統(tǒng)4與聲學(xué)薩克斯管2組裝到一起來將聲學(xué)薩克斯管2改裝成混合薩克斯管1。
另一種舌頭動(dòng)作傳感器23可以產(chǎn)生代表舌頭動(dòng)作速率的檢測(cè)信號(hào)。這種舌頭動(dòng)作傳感器23可以由圖像獲取傳感器所替換。在這種情況下，舌頭動(dòng)作可以通過圖像識(shí)別計(jì)算機(jī)程序來確定。
本實(shí)用新型的技術(shù)范圍不限于霍爾效應(yīng)傳感器。霍爾效應(yīng)傳感器可以由壓力傳感器或光學(xué)傳感器所替換。
混合薩克斯管1的各組成部件與權(quán)利要求中的用語按下述方式相互對(duì)應(yīng)。薩克斯管2用作“聲學(xué)管樂器”，樂音孔10b和按鍵機(jī)構(gòu)12整體組成“音高改變機(jī)構(gòu)”。吹口20A對(duì)應(yīng)“擬吹口”，并且舌頭動(dòng)作傳感器23a、吹氣傳感器23a和唇傳感器24用作“多種傳感器”。至少控制器16和電子樂音產(chǎn)生器4a組合組成“信號(hào)處理單元”。在優(yōu)選實(shí)施例中，信號(hào)處理單元組成電子系統(tǒng)的一部分。然而，如前所述信號(hào)處理單元可以形成另一樂器。唇、舌頭、肺、拇指和其他手指是演奏者的“器官”。在電子系統(tǒng)被安裝在聲學(xué)長(zhǎng)號(hào)中的情況下，傳感器監(jiān)測(cè)的是手臂而不是拇指和其他手指。
旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器用作“壓力控制器”，并且所述形成有孔26d的旋轉(zhuǎn)空氣流動(dòng)調(diào)節(jié)器26對(duì)應(yīng)于“障礙物”和“可變孔板”。
權(quán)利要求1.一種用于有選擇地產(chǎn)生聲學(xué)樂音和電子樂音的管樂器(1)，包括聲學(xué)管樂器(2)，該聲學(xué)管樂器包括在其中限定空氣柱的管狀主體(10)，吹口(20)，該吹口連接到所述管狀主體(10)的一端，并且當(dāng)演奏者向其中吹氣時(shí)該吹口產(chǎn)生所述空氣柱的振動(dòng)來產(chǎn)生所述聲學(xué)樂音，和為所述管狀主體(10)而設(shè)置的音高改變機(jī)構(gòu)(10b，12)，并且該音高改變機(jī)構(gòu)由所述演奏者的手指來進(jìn)行操縱從而改變所述空氣柱的長(zhǎng)度；以及用于產(chǎn)生所述電子樂音的電子系統(tǒng)(4)，其特征在于所述電子系統(tǒng)(4)包括擬吹口(20A)，該擬吹口可以替代所述吹口(20)連接到所述管狀主體(10)的所述一端，并且允許所述演奏者向其中吹氣而不會(huì)激發(fā)所述振動(dòng)，以及多種傳感器(23，23a，24，24b)，該多種傳感器用來產(chǎn)生代表所述演奏者器官動(dòng)作的檢測(cè)信號(hào)，并且將所述檢測(cè)信號(hào)提供給信號(hào)處理單元(16，4a)，從而允許所述信號(hào)處理單元(16，4a)產(chǎn)生聲信號(hào)，該聲信號(hào)用來產(chǎn)生所述電子樂音。
2.如權(quán)利要求1所述的管樂器，其中所述多種傳感器中選定的一些(23，23a，24)被設(shè)置在所述擬吹口(20A)中，以監(jiān)測(cè)所述演奏者的唇動(dòng)作、舌頭動(dòng)作以及吹氣。
3.如權(quán)利要求2所述的管樂器，其中所述多種傳感器中所述選定的一些(23，23a，24)分別是指檢測(cè)所述唇施加于所述擬吹口(20A)上的壓力的傳感器、檢測(cè)所述擬吹口(20A)與所述舌頭之間的距離的傳感器以及檢測(cè)所述吹氣的壓力的傳感器。
4如權(quán)利要求2所述的管樂器，其中反射型光耦合器(23)被用作檢測(cè)所述擬吹口(20A)與所述舌頭之間的所述距離的傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的管樂器，其中所述多種傳感器中選定的一些(23，23a，24)被設(shè)置在所述擬吹口(20A)中，以監(jiān)測(cè)所述演奏者的唇動(dòng)作、舌頭動(dòng)作以及吹氣，并且所述多種傳感器中的其它一些(24b)被設(shè)置在所述管狀主體(10)上用來監(jiān)測(cè)所述演奏者的拇指和其它手指的動(dòng)作。
6.如權(quán)利要求5所述的管樂器，其中所述多種傳感器中所述選定的一些(23，23a，24)分別是指檢測(cè)所述唇施加于所述擬吹口(20A)上的壓力的傳感器、檢測(cè)所述擬吹口(20A)與所述舌頭之間的距離的傳感器以及檢測(cè)所述吹氣的壓力的傳感器，而所述多種傳感器的所述其它一些(24b)是指檢測(cè)所述音高改變機(jī)構(gòu)(10b，12)的按鍵動(dòng)作以確定所述電子樂音的音高的傳感器。
7.如權(quán)利要求6所述的管樂器，其中多塊磁鐵(13)和霍爾效應(yīng)傳感器(15)的組合被用作所述其它一些傳感器(24b)來檢測(cè)所述按鍵動(dòng)作。
8.如權(quán)利要求1所述的管樂器，其中所述擬吹口(20A)包括形成有氣流通道(27a)的主體(27)，所述演奏者向該氣流通道中吹氣，以及壓力控制器(26)，該壓力控制器形成所述氣流通道(27a)的一部分，并且由所述演奏者操縱來改變抵抗所述吹氣的阻力。
9.如權(quán)利要求8所述的管樂器，其中改變所述氣流通道(27a)橫截面的障礙物(26)用作所述壓力控制器。
10.如權(quán)利要求9所述的管樂器，其中可變孔板(26)用作所述障礙物。
11.如權(quán)利要求1所述的管樂器，其中所述電子系統(tǒng)(4)還包括所述信號(hào)處理單元(16，4a)，該信號(hào)處理單元連接到所述多種傳感器(23，23a，24，24b)，并且分析所述器官的動(dòng)作和所述音高改變機(jī)構(gòu)(12)的按鍵動(dòng)作，從而產(chǎn)生代表將要產(chǎn)生的所述電子樂音的音樂數(shù)據(jù)編碼。
12.如權(quán)利要求11所述的管樂器，其中所述電子系統(tǒng)(4)還包括聲音系統(tǒng)(4b，4e)，該聲音系統(tǒng)連接到所述信號(hào)處理單元(16，4a)從而在所述音樂數(shù)據(jù)編碼的基礎(chǔ)上產(chǎn)生所述電子樂音。
13.一種可與聲學(xué)管樂器(2)組合的電子系統(tǒng)(4)，該聲學(xué)管樂器(2)具有管狀主體(10)、吹口(20)和音高改變機(jī)構(gòu)(10b，12)，其特征在于，所述電子系統(tǒng)(4)包括擬吹口(20A)，該擬吹口可以替代所述吹口(20)連接到所述管狀主體(10)的一端，并且允許所述演奏者向其中吹氣而不會(huì)激發(fā)所述管狀主體(10)中的空氣柱的振動(dòng)，以及多種傳感器(23，23a，24，24b)，該多種傳感器用來產(chǎn)生代表所述演奏者器官動(dòng)作的檢測(cè)信號(hào)，并且將所述檢測(cè)信號(hào)提供給信號(hào)處理單元(16，4a)，從而允許所述信號(hào)處理單元(16，4a)產(chǎn)生聲信號(hào)，該聲信號(hào)用來產(chǎn)生所述電子樂音。
14.如權(quán)利要求13所述的電子系統(tǒng)，其中所述多種傳感器中所述選定的一些(23，23a，24)分別是指檢測(cè)所述唇施加于所述擬吹口(20A)上的壓力的傳感器、檢測(cè)所述擬吹口(20A)與所述舌頭之間的距離的傳感器以及檢測(cè)所述吹氣的壓力的傳感器。
15.如權(quán)利要求14所述的電子系統(tǒng)，其中所述多種傳感器中的其它一些被設(shè)置在所述管狀主體(10)上用來監(jiān)測(cè)所述演奏者的拇指和其它手指的動(dòng)作，以確定所述電子樂音的音高。
16.如權(quán)利要求13所述的電子系統(tǒng)，其中所述擬吹口(20A)包括形成有氣流通道(27a)的主體(27)，所述演奏者向該氣流通道中吹氣，以及壓力控制器(26)，該壓力控制器形成所述氣流通道(27a)的一部分，并且由所述演奏者操縱來改變抵抗所述吹氣的阻力。
17.如權(quán)利要求16所述的電子系統(tǒng)，其中改變所述氣流通道(27a)橫截面的障礙物(26)用作所述壓力控制器。
18.如權(quán)利要求17所述的電子系統(tǒng)，其中可變孔板(26)用作所述障礙物。
19.如權(quán)利要求13所述的電子系統(tǒng)，其中所述電子系統(tǒng)(4)還包括所述信號(hào)處理單元(16，4a)，該信號(hào)處理單元連接到所述多種傳感器(23，23a，24，24b)，并且分析所述器官的動(dòng)作以產(chǎn)生音樂數(shù)據(jù)編碼，該音樂數(shù)據(jù)編碼代表將要產(chǎn)生的所述電子樂音。
20.如權(quán)利要求19所述的電子系統(tǒng)，其中所述電子系統(tǒng)(4)還包括聲音系統(tǒng)(4b，4e)，該聲音系統(tǒng)連接到所述信號(hào)處理單元(16，4a)從而在所述音樂數(shù)據(jù)編碼的基礎(chǔ)上產(chǎn)生所述電子樂音。
專利摘要管樂器以及用于其中的電子系統(tǒng)。管樂器用于有選擇地產(chǎn)生聲學(xué)樂音和電子樂音，該管樂器包括聲學(xué)管樂器和用于產(chǎn)生所述電子樂音的電子系統(tǒng)(4)，其中電子系統(tǒng)(4)包括擬吹口(20A)，該擬吹口可以替代所述吹口(20)連接到所述管狀主體(10)的所述一端，并且允許所述演奏者向其中吹氣而不會(huì)激發(fā)所述振動(dòng)，以及多種傳感器(23，23a，24，24b)，該多種傳感器用來產(chǎn)生代表所述演奏者器官動(dòng)作的檢測(cè)信號(hào)，并且將所述檢測(cè)信號(hào)提供給信號(hào)處理單元(16，4a)，從而允許所述信號(hào)處理單元(16，4a)產(chǎn)生聲信號(hào)，該聲信號(hào)用來產(chǎn)生所述電子樂音。通過將電子系統(tǒng)加設(shè)到聲學(xué)管樂器上形成混合管樂器，它可以通過電子樂音和聲學(xué)樂音來進(jìn)行演奏。
文檔編號(hào)G10H3/16GK2812206SQ20052000454
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者小野澤直行, 藤田和宏 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社