經(jīng)改進的磁性樂器拾音器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種磁性樂器拾音器的各種改進和配置。本文論述的多個實施例包含印刷電路板（pcb）線圈，但是其他實施例可涉及常規(guī)線繞線圈。在一些實施例中，線圈（pcb和/或線繞）被包圍在剛性的包裝材料（參見“定義”部分）中，以減少顫噪效應并且制造出較安靜的拾音。并且，pcb線圈的使用允許許多和各種新的線圈形狀和/或配置，因為pcb跡線的足跡和堆疊相對易于控制和/或改變。還揭示了電磁場干擾消減技術(shù)以及直接結(jié)合多個線圈至單個pcb襯底和/或防刮板中。還揭示了海爾貝克偏磁磁鐵陣列與線繞和/或pcb線圈的結(jié)合使用。
【專利說明】經(jīng)改進的磁性樂器拾音器
[0001]相關(guān)申請案
[0002]本申請案要求以下各案的優(yōu)先權(quán):(i)2011年6月15日申請的美國臨時專利申請案61/497，097;(^)2011年6月20日申請的美國臨時專利申請案61/498，811 ；(iii)2011年6月24日申請的美國臨時專利申請案61/501，023; (iv)2011年7月14日申請的美國臨時專利申請案61/507，688 ;所有前述文件各自通過引用特此全文并入本文中。
【技術(shù)領域】
[0003]本發(fā)明涉及樂器拾音器，更明確地說，涉及具有線圈拾音器的磁性樂器拾音器。
【背景技術(shù)】
[0004]用于樂器的磁性拾音器常規(guī)上包含通過將自支撐式線纏繞到支撐結(jié)構(gòu)上而形成的線圈。這些拾音器在本文中將被稱作線繞拾音器。所述線繞拾音器還一般包含永久磁鐵和一組磁極片。所述磁鐵提供磁通量以使振動弦磁化。所述磁極片導引磁場，使得在振動弦中并且尤其在線圈附近的振動弦部分中將存在相對較強的磁場(即，許多磁通線)。例如，磁鐵可以位于線圈下方，并且磁極片可以向上延伸穿過線圈中心中的孔隙，其中所述磁極片終止于弦樂器的振動弦正下方。經(jīng)磁化的弦的振動在線圈中誘發(fā)了電流。此電流形成信號，所述信號接著被放大以使弦樂器發(fā)出聲音。存在多種類型的線繞磁性樂器拾音器，例如美國專利2,896,491 (“Lover”)以及美國專利申請案2011/0048215 (“215Lace”)。作為另一實例，美國專利申請案2007/0017355 (“ 355Lace ”)揭示了一種具有雜音排除屏蔽件的磁性樂器拾音器。
[0005]印刷電路板(PCB)線圈(參見“定義”部分)已知用于各種應用。例如，標題為“PCB磁門磁場傳感器(PCB Fluxgate Magnetic Field Sensors)”的廷德爾國家研究院的小冊子(載于 techtransfer.ucc.1e/industry/documents/FluxgateleafletIIVl3_000.pdf,截止2012年5月16日)揭示了 PCB線圈在用于低強度磁場(像地球磁場)的磁場傳感器中的使用。
[0006]其他可能含有有用的背景信息并且可能是現(xiàn)有技術(shù)的的公開文獻包含以下各項:(i)美國專利申請案2006/0174755 (“Ito”)；(ii)美國專利申請案2009/0085706(“Baarman”)； (iii)美國專利申請案 2012/00369893 (“Ambrosino”)； (iv)美國專利申請案 2005/0060732 (“Kang”)；(V)美國專利申請案 2011/0034069 (“Jacob”)；(vi)美國專利申請案 2003/0169039 (“Kang”) ; (vii )美國專利申請案 2005/0024750 (“Kato”) ；(viii)美國專利申請案 2006/0077785 (“Kuo”) ； (ix) http://www2.electronicproducts.com/A_component_that_marks_the_end_of_hand_wound_c oils_in_datacom_article-poyrcO7Jan2012-html.aspx,截止 2012 年 I 月 I 日，第 I 到 2 頁(“electronicproducts.com，，)；(X)泰科電子公司(TYCO ELECTRONICS CORPORATION)的白皮書，用平面磁性元件改進數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品，2011 年，http://www.te.com/planarmag,第 I 到 6 頁(“Tyco”)； (xi)美國專利7,601,908 (“Ambrosino”);和 / 或(xii)美國專利申請案 2004/0044382 (“Ibrahim”)。[0007]現(xiàn)有技術(shù)部分的描述的免責聲明:就上文在現(xiàn)有技術(shù)部分的描述中所論述特定出版物來說，這些論述不應被視為承認所論述的出版物(例如，公開專利)是專利法上的現(xiàn)有技術(shù)。例如，一些或全部的所論述出版物在時間上可能未為最早，未能最早反映主題，和/或可能未能完全實現(xiàn)，從而不能在專利法上算作現(xiàn)有技術(shù)。就上文在現(xiàn)有技術(shù)部分的描述中論述特定出版物來說，它們?nèi)扛髯酝ㄟ^引用特此全文并入本文中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]如第一代申請案中所描述，印刷電路板(PCB)式樣的線圈可以用于樂器(例如六弦電吉他)的磁性拾音器中。如第一代申請案中所描述，這些PCB線圈可以用于替代(或者可能是補充)傳統(tǒng)的線繞線圈。本申請案是以各種方式建基于此現(xiàn)有技術(shù)之上。
[0009]本發(fā)明的一個方面是一種具有線圈(PCB線圈或線繞線圈)的磁性樂器拾音器，所述線圈被包圍在相對剛性的材料中，例如PCB材料(參見“定義”部分)。通過將線圈包圍在剛性材料中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以極大地減少線圈的繞組相對于彼此和/或樂器主體的相對移動(這被稱作“顫噪效應”)。這一般會導致響應于經(jīng)磁化弦的振動從線圈產(chǎn)生更安靜的電信號。顫噪效應的減少可以導致更平坦的響應以及更愉悅的樂器聲音。
[0010]本發(fā)明的其他方面涉及許多和各種新的線圈形狀和/或配置，所述線圈形狀和/或配置變得可行，因為PCb跡線的足跡和堆疊相對易于控制和/或改變。本發(fā)明的其他方面涉及電磁場干擾消減技術(shù)。本發(fā)明的另一方面涉及直接結(jié)合多個線圈到單個PCb襯底和/或防刮板中。本發(fā)明的另一方面涉及海爾貝克偏磁磁鐵陣列的使用。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種與樂器一起使用的磁性樂器拾音器。所述拾音器包含:線圈結(jié)構(gòu)(包含由導體路徑制成的多個環(huán));以及包裝材料。所述包裝材料是剛性包裝材料(參見“定義”部分)。所述線圈結(jié)構(gòu)至少大體上被包圍在所述包裝材料中，使得所述線圈的環(huán)受到大體上剛性的約束，從而無法相對于彼此相對地移動。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種樂器包含:樂器框架；第一可磁化弦；拾音器框架硬件組；線圈結(jié)構(gòu)，所述線圈結(jié)構(gòu)包括由導體路徑制成的多個環(huán)；以及多個永久磁鐵。每個永久磁鐵界定北極、南極以及沿北極到南極方向延伸的磁軸。所述第一可磁化弦機械地連接到所述樂器框架，使得它自由地振動。所述樂器框架與所述拾音器框架硬件組機械地連接到彼此。所述拾音器框架硬件組機械地將所述線圈結(jié)構(gòu)與所述多個永久磁鐵彼此連接。所述永久磁鐵被布置成海爾貝克陣列的圖案。所述磁鐵經(jīng)定位以及經(jīng)定向，使得所述永久磁鐵的海爾貝克陣列布置使所述第一可磁化弦的一部分附近的磁通量密度增加。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種樂器包含:樂器框架；第一可磁化弦；拾音器框架硬件組；第一線圈結(jié)構(gòu)(包含由界定第一線圈軸的導體路徑制成的多個環(huán))；以及第二線圈結(jié)構(gòu)(包含由界定第二線圈軸的導體路徑制成的多個環(huán))。所述第一可磁化弦機械地連接到所述樂器框架，使得它自由地振動。所述樂器框架與所述拾音器框架硬件組機械地連接到彼此。所述第一線圈結(jié)構(gòu)是pcb線圈，其多個環(huán)采取跡線和通孔的形式。所述第二線圈結(jié)構(gòu)是PCb線圈，其多個環(huán)采取跡線和通孔的形式。所述拾音器框架硬件組包含采取PCb材料的形式的包裝材料。所述第一線圈結(jié)構(gòu)至少大體上被包圍在所述包裝材料中，使得所述線圈的多個環(huán)受到大體上剛性的約束，從而無法相對于彼此相對地移動。所述第二線圈結(jié)構(gòu)至少大體上被包圍在所述包裝材料中，使得所述線圈的多個環(huán)受到大體上剛性的約束，從而無法相對于彼此相對地移動。所述第一線圈結(jié)構(gòu)與所述第二線圈結(jié)構(gòu)以并排布置來定位，其中所述第一線圈軸與所述第二線圈軸至少大體上彼此平行。所述第一線圈結(jié)構(gòu)的纏繞方向與所述第二線圈結(jié)構(gòu)的纏繞方向相反。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種磁性樂器拾音器包含:一片包裝材料(所述包裝材料由pcb材料制成,所述pcb材料經(jīng)形成并布置為層壓結(jié)構(gòu)中的多個層)；第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)(包含導體路徑，所述導體路徑包含界定第一 Pcb線圈軸的多個環(huán));以及第二 pcb線圈結(jié)構(gòu)(包含導體路徑，所述導體路徑包含界定第二 pcb線圈軸的多個環(huán))。所述拾音器是包含多個層的層壓結(jié)構(gòu)，其中每個層包含一層包裝材料、所述第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)的一個環(huán)以及所述第二 pcb線圈結(jié)構(gòu)的一個環(huán)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種磁性樂器拾音器包含:印刷電路板(由pcb材料制成)；第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)；以及第一磁性構(gòu)件(包含第一永久磁鐵)。所述第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)被包圍在所述pcb材料中。所述印刷電路板中界定有第一凹口。所述第一凹口至少大體上位于所述第一線圈結(jié)構(gòu)的內(nèi)部體積內(nèi)。所述第一磁性構(gòu)件至少部分地位于所述第一凹口中。所述印刷電路板的大小和形狀按照防刮板來進行設定，所述防刮板可以安裝在經(jīng)設計以并入防刮板的吉他型樂器上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種樂器包含:樂器框架；一組可磁化弦(包含第一弦和第二弦);第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)；第二 pcb線圈結(jié)構(gòu)；一組永久磁鐵，所述永久磁鐵包括至少一個永久磁鐵；以及拾音器框架硬件組。該組可磁化弦中的弦各自機械地連接到所述樂器框架，使得該組弦中的每根弦自由地振動。所述樂器框架與所述拾音器框架硬件組機械地連接到彼此。所述拾音器框架硬件機械地將所述第一和第二 pcb線圈結(jié)構(gòu)以及該組永久磁鐵連接到所述樂器框架。所述第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)經(jīng)定位:(i)緊鄰所述第一弦；但是(ii)不緊鄰該組可磁化弦中的任何一根其他弦。所述第二 Pcb線圈結(jié)構(gòu)經(jīng)定位:(i)緊鄰所述第二弦；但是(ii)不緊鄰該組可磁化弦中的任何一根其他弦。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]結(jié)合附圖閱讀以下詳細描述將能更充分地理解和了解本發(fā)明，在附圖中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明的樂器的第一實施例的示意圖；
[0019]圖2是用在第一實施例的樂器中的拾音器的第一實施例的透視圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明的拾音器的第二實施例的正投影俯視圖；
[0021]圖4是第二實施例的拾音器的正投影前視圖；
[0022]圖5是根據(jù)本發(fā)明的拾音器的第三實施例的正投影俯視圖；
[0023]圖6是第三實施例的拾音器的正投影前視圖；
[0024]圖7是根據(jù)本發(fā)明的集成雜音消除器(humbucker)方面的pcb線圈結(jié)構(gòu)的一層的示意圖；
[0025]圖8是根據(jù)本發(fā)明的集成雜音消除器方面的pcb線圈結(jié)構(gòu)的一層的示意圖；
[0026]圖9是供用在本發(fā)明的拾音器中的pcb線圈結(jié)構(gòu)的一部分的橫截面；
[0027]圖10是供用在本發(fā)明的拾音器中的pcb線圈跡線的一部分的正投影俯視圖；
[0028]圖11是根據(jù)本發(fā)明的拾音器的第四實施例的正投影俯視圖；
[0029]圖12是第四實施例的拾音器的部分剖開的透視圖；[0030]圖13是根據(jù)本發(fā)明的拾音器的第五實施例的部分剖開的透視圖；
[0031]圖14是根據(jù)本發(fā)明的拾音器的第六實施例的正投影俯視圖；
[0032]圖15是根據(jù)本發(fā)明的拾音器的第七實施例的正投影俯視圖；
[0033]圖16是根據(jù)本發(fā)明的拾音器的第八實施例的一部分的部分剖開的透視圖；
[0034]圖17是根據(jù)本發(fā)明的拾音器的第九實施例的示意圖；
[0035]圖18是根據(jù)本發(fā)明的拾音器的第十實施例的部分剖開的透視圖；
[0036]圖19是根據(jù)本發(fā)明的拾音器的第十一實施例的部分剖開的透視圖；
[0037]圖20是根據(jù)本發(fā)明的樂器的第二實施例的示意圖；
[0038]圖21是根據(jù)本發(fā)明的樂器的第三實施例的示意圖；以及
[0039]圖22是供用在根據(jù)本發(fā)明的拾音器中的pcb線圈的正投影前視截面圖(省略部分交叉影線以清楚繪示)。
【具體實施方式】
[0040]圖1和圖2示出了樂器100，所述樂器包含拾音組件101a、IOlb ;樂器主體110 ;以及振動可磁化弦112。每個磁性樂器拾音組件IOla和IOlb分別包含:襯底材料102 ;永久磁鐵104 ;以及線圈106。所述襯底材料是PCB材料(參見“定義”部分)。所述線圈是PCB線圈(參見“定義”部分)。因為線圈被包圍在“剛性包裝材料”(例如，聚合基材料，例如層壓pcb制造中通常使用的那類環(huán)氧樹脂)中，所以拾音器是安靜的并且具有平坦響應，原因是線圈中的顫噪效應得到減少和/或消除。
[0041]在實施例100中，磁鐵放置于襯底以及其嵌入線圈的頂部上。替代地或另外地，磁鐵還可以放置于襯底/線圈板的下側(cè)上。磁鐵放在襯底頂部上(如圖1所示)的優(yōu)點是相對較接近所述弦，并且因此使所述弦磁化到較高的通量密度。另一方面，磁鐵放在襯底下方的優(yōu)點是不擋道，這是從它們不容易被看到的意義以及不容易被無意中觸碰到的意義來說的。
[0042]如圖1所示，組件IOla和IOlb形成為分離的零件，并且接著被安裝到樂器主體上，使得線圈106a和106b以互相相反的纏繞方向來纏繞。這有時被稱作雜音消除器布置，并且將基于pcb線圈的磁性樂器拾音器按照雜音消除器布置放置被認為是新穎的。雜音消除器布置的主要優(yōu)點是，由于相反的纏繞方向有效地“消除了”外部電磁場由于相反的纏繞方向所造成的干擾并且來自各線圈的信號在作為電音頻信號輸出之前通過其他電路(未圖示)進行組合，使得有效地消除了外部場(例如，來自熒光燈具)。
[0043]作為制造拾音器101的優(yōu)選方式，將兩個分離的pcb線圈(一個順時針方向，另一個逆時針方向)同時印刷在單片線圈堆疊中并且將所述兩個線圈從層壓的PCb中作為一片切下。所述線圈在繞組結(jié)構(gòu)的末端處相連接(類似于在常規(guī)線繞雜音消除器中使用兩個單獨纏繞的螺線管般)。
[0044]圖3和圖4示出了磁性樂器拾音器200，所述拾音器包含:襯底202 ;磁性構(gòu)件204 ；以及單個線圈206 (僅示出于圖3)。襯底202中形成三個孔208。這三個孔容納磁性構(gòu)件204。所述磁性構(gòu)件可以是磁鐵、磁極片(即，總之是可磁化的材料)或這兩者的組合。如圖3中最好地示出，正方形孔的邊緣與圓柱形磁性構(gòu)件之間存在間隙。替代地，磁性構(gòu)件可以被包圍(即,永久地固定于)襯底材料內(nèi)。如圖4中最好地示出，磁性構(gòu)件在襯底上面和下方延伸，但是其他布置也是可能的。例如，磁性構(gòu)件可以在一側(cè)或兩側(cè)上與襯底的主表面齊平。作為另一替代例，襯底可以在一個或兩個主表面?zhèn)壬涎由斐龃判詷?gòu)件。作為另一替代例，穿孔208可以被制造成用于容納磁性構(gòu)件的凹口，所述凹口并沒有一直延伸穿過襯底。
[0045]在實施例200中，磁性構(gòu)件優(yōu)選地經(jīng)磁化以界定極軸，所述極軸至少大體上垂直于包圍所述pcb線圈的襯底的主表面。此磁場定向允許進一步減少總高度，并且它還提供了將磁鐵固定在拾音器內(nèi)的預期位置處的穩(wěn)妥方法。
[0046]圖5和圖6示出了拾音器250，所述拾音器包含襯底252 ;磁性構(gòu)件254 ;以及線圈256。在此變型中，襯底252中的單個孔258容納多個磁性構(gòu)件。
[0047]圖7和圖8示出了用于纏繞根據(jù)本發(fā)明的集成雜音消除器pcb線圈的示意圖。圖7示出了用于集成雜音消除器線圈的第一層300的跡線纏繞圖案，并且圖8示出了用于集成雜音消除器PCB線圈的第二層的跡線纏繞圖案。作為制造集成雜音消除器300、302的優(yōu)選方法，將順時針方向和逆時針方向的線圈印刷在每一層上并且進行連接。相信此集成纏繞圖案沒有用在常規(guī)線繞線圈中，并且在常規(guī)線繞線圈中可能也不可行。
[0048]就pcb線圈來說，另一方面，此集成雜音消除器設計的實現(xiàn)是容易的并且相對價格低廉。并且，因為兩個具有相反纏繞方向的線圈(在圖7和圖8中分別標記為CW和CCW)包圍在同一襯底內(nèi)，所以這些線圈將不僅展現(xiàn)出減少的顫噪效應以及安靜性(這大體上表征了基于Pcb線圈的磁性樂器拾音器)，而且還確保了線圈相對于彼此正確地定位，并且兩個具有相反纏繞方向的線圈將不會相對于彼此移動。當然，較少的零件還將傾向于降低庫存和組裝成本，并且降低在樂器制造或修理期間在實現(xiàn)雜音消除器布置過程中發(fā)生組裝錯誤的可能性。出于這些原因，此集成雜音消除器設計可能具有甚至優(yōu)于上文結(jié)合實施例100描述的基于Pcb線圈的雜音消除器布置的優(yōu)點。
[0049]圖20示出了樂器950，所述樂器包含:線繞拾音線圈952 ；pcb拾音線圈945 ;海爾貝克(Hallbach)磁鐵陣列956 ;以及振動可磁化弦958。在包含海爾貝克陣列式樣的偏磁磁鐵的本發(fā)明實施例中，磁鐵956經(jīng)布置，使得場輸出在線圈側(cè)(在此處磁通量不是特別有用)較低，而在弦側(cè)較高，如圖20所示。此海爾貝克布置傾向于使可磁化弦附近的通量密度增加并且因此使所述弦磁化到更高程度。這又導致強音頻電信號在拾音線圈(傳統(tǒng)線繞或pcb線圈式樣)中進行變換。使用pcb線圈的一個潛在優(yōu)點是，它的低型面可以為海爾貝克陣列留出更多的空間(例如，電吉他的弦與吉他主體的上部主表面之間的空間)。
[0050]在轉(zhuǎn)到談及根據(jù)本發(fā)明的磁性樂器拾音器的一些額外實施例之前，先參考圖9和圖10來呈現(xiàn)一些PCb線圈拾音器相關(guān)的術(shù)語的簡短論述。圖9和圖10示出了 pcb襯底325和跡線326。跡線是與襯底的主表面平行的pcb材料支撐的導電路徑，所述跡線被包圍并且剛性地固定在所述襯底中。由于Pcb的制造方式，即，通過將形成有適當通孔的跡線承載層層壓，跡線的高度H相當薄，并且在跡線的整個行程內(nèi)還大體上相當均一(或甚至恒定)。單層壓PCB襯底堆疊中的跡線(優(yōu)選是銅)通常全部具有相同高度，并且此高度相對較小。需注意，圖9中所示的高度尺寸H并非按比例繪制。另一方面，跡線的寬度W可以在跡線的長度L內(nèi)大幅變化。這示出于圖10中，圖10經(jīng)繪制以示出非常任意的跡線圖案以說明跡線的寬度以及“足跡形狀”如何沿著跡線的長度變化。
[0051]此外，根據(jù)本發(fā)明的pcb層壓堆疊組件中，每個環(huán)(或一組同心同層的環(huán)或者一個環(huán)或一組同高的環(huán)的多個部分)將占據(jù)己層。這意味著線圈的每個環(huán)可以具有非常不同的足跡形狀。作為此情況的一個實例，在pcb線圈中,可以使寬跡線朝向pcb的弦側(cè),但較低寬度的跡線朝向背對所述弦的所述板的主表面?zhèn)?。還可以使用常規(guī)Pcb跡線和pcb通孔制造出在不同的層處具有不同數(shù)量的環(huán)的線圈。
[0052]圖11和圖12示出了磁性拾音組件400，所述拾音組件包含:防刮板402 ;第一襯底404 ;第二襯底406 ;第一 pcb線圈408 ;第二 pcb線圈410 ;第三pcb線圈412 ;第四pcb線圈414 ;磁極片416、418、420 ;以及永久磁鐵422。如圖12中最能示出，第一襯底404和第二襯底406部分地嵌入在防刮板構(gòu)件中。磁鐵使磁極片磁化，并且在防刮板安裝在電吉他主體上的適當位置時，磁極片使振動弦磁化。優(yōu)選地，每個pcb襯底子組件分別具有上文結(jié)合圖7和圖8論述的集成雙雜音消除器型繞組。雖然此實施例示出了總共四個線圈，但是繞組的型面很低這個事實可以允許設計人員有利地在防刮板中和/或上同時使用更多的繞組，并且或許甚至在電吉他的不同部分(例如頸部)上。
[0053]如圖12中所示，pcb子組件從防刮板的上部主表面稍稍突出，但是其他布置也是可能的。例如，Pcb可以與防刮板齊平，或者，凹入到防刮板的上部主表面以下。在實施例400中，pcb子組件(包含磁鐵402)沒有一直延伸穿過防刮板，但是這也是可行的。通過將PCB線圈放置在防刮板的內(nèi)部空間中或部分地放置在防刮板的內(nèi)部空間內(nèi)，可以提高吉他美感和/或音頻性能。
[0054]圖13不出了拾音器500,所述拾音器包含:磁鐵522 ;三個磁極片516a、516b、516c ;三個pcb線圈508a、508b、508c ;以及聚合物基的剛性襯底504。在實施例600中，樂器上的每根弦具有專用的繞組。例如，如果樂器是六弦電吉他，那么將會存在六個繞組(六線圈拾音器)。此實施例還具有用于每個繞組的專用磁極片，并且每個磁極片與線圈一起被包圍在剛性襯底中。因為pcb線圈可以被制成很小，并且因為可以容易地使它們具有任意的足跡形狀，所以圖13中的多線圈拾音器的制造遠比常規(guī)線繞拾音器制造的大前提下容易。對于一些應用來說，這至少是pcb線圈拾音器優(yōu)于常規(guī)線繞拾音器的另一優(yōu)點。
[0055]圖14示出了防刮板拾音器600，所述拾音器包含襯底材料防刮板構(gòu)件604 ;以及磁性構(gòu)件616。線圈結(jié)構(gòu)608包圍在防刮板構(gòu)件604內(nèi)。線圈結(jié)構(gòu)608包含成環(huán)跡線631、632,633和634。防刮板構(gòu)件604還具有穿孔(或凹口)605，所述穿孔的大小和形狀經(jīng)設定以容納大磁性構(gòu)件，所述大磁性構(gòu)件存在于電吉他的弦(未圖示)的相對較大的部分下方。線圈608具有相對較大的足跡形狀。
[0056]線圈608還具有擁有各種足跡形狀的跡線631、632、633、634，所述足跡形狀經(jīng)選擇為任意的，以展示本發(fā)明的PCb線圈允許吉他拾音器設計人員在環(huán)導電路徑型面方面顯示出一些靈活性。需注意，拾音線圈(pcb或線繞)(其緊密間隔的繞組)將由電容和電感來表征。這意味著線圈充當儲能電路并且還將由共振頻率來表征。此拾音器的共振頻率在常規(guī)線繞拾音器的技術(shù)中已經(jīng)是很眾所周知的。已知的是，共振頻率在音頻頻譜中的位置可能會對樂器發(fā)出聲音的方式具有影響。此共振頻率通常由線繞拾音器設計人員控制，以調(diào)整和/或優(yōu)化樂器聲音的美感，即，聲音的質(zhì)量。然而，線繞組的使用一般會對在給定線繞拾音器設計中共振頻率可“調(diào)節(jié)”程度加以約束。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的PCb線圈的使用允許設計人員在控制共振頻率方面具有更大的靈活性。例如，將共振頻率升高到人類聽覺范圍之外一般會變得更容易，這在給定應用中可能是所預期的效果。即使是預期共振頻率處于人類聽覺范圍之下的某處(如絕大多數(shù)常規(guī)線繞拾音器中的情況)，此共振頻率的調(diào)整變得更容易進行并且更容易就拾音器的特性共振頻率準確地且精確地進行可靠的大量制造。
[0057]pcb線圈的設計靈活性還可以有助于制造充當延音器等的線圈。如具有延音器特征的常規(guī)線繞線圈拾音器的技術(shù)中所理解，當使用線圈作為延音器時，可能有必要向線圈提供AC信號。
[0058]圖15示出了防刮板組件700，所述組件包含:防刮板構(gòu)件702 ;襯底材料704 ；pcb安裝式電部件701 ;以及pcb線圈708。實施例700示出的一件事是電部件可以安裝在與線圈所被包圍和固定在其中的相同的印刷電路板上(和/或中)。這些部件可以包含放大器，以放大從線圈、優(yōu)選地經(jīng)由內(nèi)置于pcb自身中的跡線和通孔(未圖示)接收到的電音頻信號。板安裝式部件可以放置在pcb的面向外(或向上)側(cè)上和/或放置在下側(cè)上。實施例700的另一特征是線圈足跡形狀的任意性。示出此情況是為了強調(diào)和說明一個觀點，即，Pcb線圈的使用實際上開創(chuàng)了由電吉他以及具有振動弦的其他樂器發(fā)出新聲音的可能性。
[0059]圖16示出了拾音器800，所述拾音器包含襯底材料804、內(nèi)線圈808b以及外線圈808a。在此實施例中，兩個線圈可以彼此相互電隔離，或者可以不電隔離。它們可以沿相同纏繞方向或者沿相反纏繞方向纏繞。在一些變化中，此新穎的雙線圈結(jié)構(gòu)可以幫助消除來自外部電磁場的電干擾。樂器可以經(jīng)結(jié)構(gòu)化以允許樂器演奏者在任何給定時間選擇使用兩個線圈中的哪個來幫助產(chǎn)生總電音頻信號。
[0060]圖17不出了拾音器850,所述拾音器包含磁極片816a、816b ；永久磁鐵822a、822b ;以及pcb線圈環(huán)858a、858b。在實施例850中，兩個“瓣”采取數(shù)字8構(gòu)形，包含交叉點859。所述方案可以擴展到包含額外瓣以及額外交叉點(在本文中仍將被稱作“數(shù)字8構(gòu)形”，即使在存在額外瓣和交叉點的情況中也如此)。此構(gòu)形在常規(guī)線繞拾音器的大前提下被認為是困難和/或不可能的，但是通過使用本發(fā)明的pcb線圈被認為是可實現(xiàn)的。尚未知道此線圈構(gòu)形可能會對樂器的音頻性能導致什么影響。
[0061]圖18不出了拾音器890,所述拾音器包含:磁鐵892 ;襯底材料894 ;嵌入式屏蔽構(gòu)件893 ;以及pcb線圈898。所述屏蔽構(gòu)件用以減少磁干擾和/或電磁干擾，以免影響在pcb線圈中進行變換的信號。
[0062]圖19示出了拾音器900，所述拾音器包含第一屏蔽構(gòu)件903 ;襯底材料904 ;第二屏蔽構(gòu)件905 ;以及pcb線圈908。第一屏蔽構(gòu)件可以類似于上文論述的實施例890的屏蔽構(gòu)件。第二屏蔽構(gòu)件是層壓到Pcb的頂面上的網(wǎng)。不一定涉及網(wǎng)結(jié)構(gòu)屏蔽件的其他類型的屏蔽件(現(xiàn)在已知或?qū)黹_發(fā)出的)也可能是有幫助的。此屏蔽件經(jīng)設計以按照法拉第籠的方式來減少電磁干擾。需注意，Pcb線圈與振動弦之間的任何屏蔽件應優(yōu)選地不是磁場屏蔽件，因為這樣無疑會防止弦的振動在線圈中變換成電音頻信號。
[0063]圖21示出了樂器980，所述樂器包含:弦981 ;以及兩個pcb線圈982。如實施例980所示，在每根弦具有專用pcb線圈的布置中，線圈可以沿著弦長度伸長，使得來自每根弦的相對較長的部分的振動將被變換成首頻電信號。
[0064]圖22示出了 pcb拾音線圈1000，所述線圈包含:層壓pcb包裝材料1002 (為了清楚繪示而沒有將層單獨地劃分界線)；環(huán)跡線1004 ;通孔1006 ;以及襯墊1008。如圖22所示，在此實施例中，每個環(huán)的足跡是不同的。
[0065]本發(fā)明的PCB線圈拾音器可以容易地安裝在實體吉他的現(xiàn)有拾音開口之上或者安裝在聲學吉他的現(xiàn)有聲音開口之上。以此方式，本發(fā)明的pcb線圈可以用在新穎類型的翻新中。如上文所提及，在任何給定時間可以使用用戶開關(guān)或撥號盤或者其他接口裝置以在具有多個pcb線圈的樂器中選擇激活哪個(哪些)pcb線圈。
[0066]在另一變化中，使用薄的層壓板(?I密耳的厚度)，使得可以使更多繞組更接近弦。這將增加輸出信號或者允許使用與標準線繞拾音器(線繞拾音器通常使用大約2.8密耳厚的42號標準線)相比數(shù)目較少的繞組來獲得相同的信號電平。
[0067]定義
[0068]本文所提到的任何和所有的公開文獻應被視為各自通過引用全文并入。出于權(quán)利要求解釋目的，提供以下定義:
[0069]本發(fā)明:表示“本發(fā)明的至少一些實施例”，并且術(shù)語“本發(fā)明”與本文描述的一些特征結(jié)合使用不應意味著所有所要求的實施例(參見“定義”部分)包含所提及的特征。
[0070]實施例:機器、制造、系統(tǒng)、方法、過程和/或組成可能(不是必須)處于本專利文件目前或?qū)淼膶＠麢?quán)利要求的范圍內(nèi)；通常，“實施例”將處于至少一些最初提交的權(quán)利要求的范圍內(nèi)并且還將會處于至少一些公布(在權(quán)利要求已通過專利審查程序而形成之后)的專利要求的范圍內(nèi)，但是情況不一定總是這樣；例如，“實施例”可能既不被最初提交的權(quán)利要求也不被公布的權(quán)利要求所涵蓋，盡管將所述“實施例”描述為“實施例”。
[0071]第一、第二、第三等(“序數(shù)”):除非另外指明，否則序數(shù)僅用于區(qū)分或識別(例如，一群組中的多個成員)；序數(shù)的單純使用不應被視為必定暗示次序(例如，時間次序、空間次序)。
[0072]電連接:表示直接電連接，或間接電連接，使得存在介入元件；在間接電連接中，介入元件可以包含電感器和/或變壓器。
[0073]用機械方式連接:包含直接機械連接，以及通過中間部件進行的間接機械連接；包含剛性機械連接以及允許機械地相連接的部件之間進行相對運動的機械連接；包含但不限于焊接連接、錫焊連接、通過緊固件連接(例如，釘子、螺栓、螺釘、螺帽、鉤和環(huán)緊固件、紐結(jié)、鉚釘、快速釋放連接、閂鎖和/或磁性連接)、壓入配合連接、摩擦配合連接、通過由重力引起的嚙合而固定的連接、樞轉(zhuǎn)或可旋轉(zhuǎn)連接、和/或可滑動機械連接。
[0074]剛性包裝材料:任何大體上非導電的材料，所述材料具有足夠的剛性，使得當它包圍磁性樂器拾音器時，將會大幅減少或消除拾音器的線圈的環(huán)的相對移動；剛性包裝材料可以包含:陶瓷基材料、以及聚合物基材料(參見“定義”部分)。
[0075]聚合物基材料:大體上由聚合物材料組成的任何相對剛性的(當用于包圍線圈時)材料；聚合物基材料包含至少一些環(huán)氧樹脂以及至少一些塑料；“聚合物基材料”將不包含蠟，因為即使是用于包埋線圈時它相對缺乏剛性。
[0076]pcb材料:適合于通過層壓操作來制造印刷電路板的任何剛性、電絕緣的聚合物基材料(參見“定義”)；pcb材料的一個實例是目前用于制造常規(guī)剛性印刷電路板的那類層壓且硬化的環(huán)氧樹脂。
[0077]pcb線圈:由電流路徑構(gòu)件制成的線圈，所述構(gòu)件不是自支撐的并且必須要層壓到PCb上才能維持它們的形狀和/或結(jié)構(gòu)完整性。
【權(quán)利要求】
1.一種磁性樂器拾音器，所述拾音器用于與具有至少一根可磁化弦的樂器一起使用，所述拾音器包括: 線圈結(jié)構(gòu)，所述線圈結(jié)構(gòu)包括由導體路徑制成的多個環(huán)；以及 包裝材料； 其中: 所述包裝材料是剛性包裝材料；并且 所述線圈結(jié)構(gòu)至少大體上被包圍在所述包裝材料中，使得所述線圈的所述多個環(huán)受到大體上剛性的約束，從而無法相對于彼此相對移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拾音器，其中所述線圈結(jié)構(gòu)是基于聚合物的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拾音器，其中: 所述線圈結(jié)構(gòu)是Pcb線圈，其多個環(huán)采取跡線和通孔的形式；并且 所述包裝材料是Pcb材料，其形狀界定第一主表面和第二主表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拾音器，所述拾音器進一步包括第一磁性構(gòu)件，其中: 所述pcb線圈界定了線圈內(nèi)部空間； 所述pcb材料包含延伸到所述線圈內(nèi)部空間中的凹口 ；并且 磁性構(gòu)件至少大體上位于所述凹`口內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拾音器，其中所述凹口是從所述第一主表面延伸到所述第二主表面的穿孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拾音器，其中所述磁性構(gòu)件是永久磁鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拾音器，其中所述磁性構(gòu)件是磁極片。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拾音器，所述拾音器進一步包括磁性構(gòu)件，其中所述磁性構(gòu)件固定到所述第一主表面并且至少部分地位于所述pcb線圈的足跡內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的拾音器，其中所述磁性構(gòu)件選自以下類型:磁性構(gòu)件以及磁極片。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拾音器，其中: 所述拾音器由共振頻率表征；并且 所述共振頻率高于人類可聽到的頻率范圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拾音器，其中: 所述pcb線圈和所述pcb材料為包括多個層的層壓結(jié)構(gòu)的形式； 所述pcb線圈包含在所述層壓結(jié)構(gòu)的第一層上的第一環(huán)； 所述pcb線圈包含在所述層壓結(jié)構(gòu)的第二層上的第二環(huán)；并且 所述第一環(huán)與所述第二環(huán)具有大體上不同的足跡。
12.一種樂器，所述樂器包括: 樂器框架； 第一可磁化弦； 拾音器框架硬件組； 線圈結(jié)構(gòu)，所述線圈結(jié)構(gòu)包括由導體路徑制成的多個環(huán)；以及多個永久磁鐵，其中所述多個永久磁鐵中的每個永久磁鐵界定北極、南極以及沿北極到南極方向延伸的磁軸；其中: 所述第一可磁化弦機械地連接到所述樂器框架，使其自由地振動； 所述樂器框架與所述拾音器框架硬件組機械地連接到彼此； 所述拾音器框架硬件組機械地將所述線圈結(jié)構(gòu)與所述多個永久磁鐵彼此連接； 所述多個永久磁鐵被布置成海爾貝克陣列的圖案；并且 所述多個磁鐵經(jīng)定位以及經(jīng)定向，使得所述永久磁鐵的所述海爾貝克陣列布置增加所述第一可磁化弦的一部分附近的磁通量密度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的樂器，其中: 所述多個永久磁鐵包括第一磁鐵、第二磁鐵、第三磁鐵以及第四磁鐵； 所述第一、第二、第三和第四磁鐵按順序堆疊；并且 所述第一、第二、第三和第四磁鐵經(jīng)相互定向，使得所述第一和第三磁鐵的磁軸至少大體上垂直于所述第二和第四磁鐵的磁軸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的樂器，其中: 所述拾音器框架硬件組包括包裝材料；并且 所述包裝材料 是基于聚合物材料；并且 所述線圈結(jié)構(gòu)至少大體上被包圍在所述包裝材料中，使得所述線圈的所述多個環(huán)受到大體上剛性的約束，從而無法相對于彼此相對地移動。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的樂器，其中: 所述線圈結(jié)構(gòu)是Pcb線圈，其多個環(huán)采取跡線和通孔的形式；并且 所述包裝材料是成一形狀的Pcb材料，所述形狀界定了第一主表面和第二主表面。
16.一種樂器，所述樂器包括: 樂器框架； 第一可磁化弦； 拾音器框架硬件組； 第一線圈結(jié)構(gòu)，所述第一線圈結(jié)構(gòu)包括由界定第一線圈軸的導體路徑制成的多個環(huán)；以及 第二線圈結(jié)構(gòu)，所述第二線圈結(jié)構(gòu)包括由界定第二線圈軸的導體路徑制成的多個環(huán)； 其中: 所述第一可磁化弦機械地連接到所述樂器框架，使其自由地振動； 所述樂器框架與所述拾音器框架硬件組機械地連接到彼此； 所述第一線圈結(jié)構(gòu)是Pcb線圈，其多個環(huán)采取跡線和通孔的形式； 所述第二線圈結(jié)構(gòu)是Pcb線圈，其多個環(huán)采取跡線和通孔的形式； 所述拾音器框架硬件組包括Pcb材料形式的包裝材料； 所述第一線圈結(jié)構(gòu)至少大體上被包圍在所述包裝材料中，使得所述線圈的所述多個環(huán)受到大體上剛性的約束，從而無法相對于彼此相對地移動； 所述第二線圈結(jié)構(gòu)至少大體上被包圍在所述包裝材料中，使得所述線圈的所述多個環(huán)受到大體上剛性的約束，從而無法相對于彼此相對地移動； 所述第一線圈結(jié)構(gòu)與所述第二線圈結(jié)構(gòu)以并排布置來定位，其中所述第一線圈軸與所述第二線圈軸至少大體上彼此平行；并且所述第一線圈結(jié)構(gòu)的纏繞方向與所述第二線圈結(jié)構(gòu)的纏繞方向相反。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的樂器，其中所述第一線圈結(jié)構(gòu)與所述第二線圈結(jié)構(gòu)具有大體上相同的幾何形狀，除了所述第一線圈結(jié)構(gòu)與所述第二線圈結(jié)構(gòu)具有相反的纏繞方向之外。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樂器，其中: 所述拾音器框架硬件組包括第一件零件和第二件零件，所述零件在組裝到所述樂器上的適當位置之前是彼此分離的； 所述第一件零件包含包圍在Pcb材料中的所述第一線圈結(jié)構(gòu)；并且 所述第二件零件包含包圍在Pcb材料中的所述第二線圈結(jié)構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樂器，其中所述拾音器框架硬件組包括包圍所述第一線圈結(jié)構(gòu)和所述第二線圈結(jié)構(gòu)的單片包裝材料。
20.一種磁性樂器拾音器，所述拾音器包括: 一片包裝材料，所述包裝材料由pcb材料制成,所述pcb材料形成并布置為層壓結(jié)構(gòu)的多個層； 第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)，所述第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)包括導體路徑，所述導體路徑包括界定第一pcb線圈軸的多個環(huán)；以及 第二 pcb線圈結(jié)構(gòu)，所述第二 pcb線圈結(jié)構(gòu)包括導體路徑，所述導體路徑包括界定第二pcb線圈軸的多個環(huán)； 其中:` 所述拾音器是包括多個層的層壓結(jié)構(gòu)，其中每個層包括一層包裝材料、所述第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)的一個環(huán)以及所述第二 pcb線圈結(jié)構(gòu)的一個環(huán)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的拾音器，其中: 所述第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)與所述第二 pcb線圈結(jié)構(gòu)以并排布置來定位,其中所述第一 pcb線圈軸與所述第二 Pcb線圈軸至少大體上彼此平行；并且 所述第一 Pcb線圈結(jié)構(gòu)的纏繞方向與所述第二 pcb線圈結(jié)構(gòu)的纏繞方向相反。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的拾音器，其中所述拾音器的所述層壓結(jié)構(gòu)的每個層進一步包括: 導體路徑，所述導體路徑將所述層上的所述第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)的所述環(huán)電連接到所述層上的所述第二 pcb線圈結(jié)構(gòu)的所述環(huán)；以及 通孔，所述通孔經(jīng)結(jié)構(gòu)化、經(jīng)定位和/或經(jīng)連接以將所述拾音器的所述層壓結(jié)構(gòu)的所述層的所述PCb線圈結(jié)構(gòu)環(huán)電連接到所述拾音器的所述層壓結(jié)構(gòu)的鄰近層的所述PCb線圈環(huán)。
23.一種磁性樂器拾音器，所述拾音器包括: 由pcb材料制成的印刷電路板； 第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)；以及 第一磁性構(gòu)件，所述第一磁性構(gòu)件包括第一永久磁鐵； 其中: 所述第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)被包圍在所述pcb材料中； 所述印刷電路板中界定有第一凹口；所述第一凹口至少大體上位于所述第一線圈結(jié)構(gòu)的內(nèi)部體積內(nèi)； 所述第一磁性構(gòu)件至少部分地位于所述第一凹口中； 并且 所述印刷電路板的大小和形狀按照防刮板來進行設定，所述防刮板可以安裝在經(jīng)設計以并入防刮板的吉他型樂器上。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的拾音器，所述拾音器進一步包括安裝在所述印刷電路板的所述pcb材料上和/或中的第一電部件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的拾音器，其中所述第一電部件是用于允許所述拾音器作為主動式拾音器進行運作的電源電路。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的拾音器，其中所述第一磁性構(gòu)件進一步包括第一磁極片。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的拾音器，其中: 所述第一凹口是在所述印刷電路板的第一主表面與第二主表面之間延伸的穿孔；并且 所述第一磁性構(gòu)件至少大體上完全延伸穿過所述第一凹口。
28.一種樂器，所述樂 器包括: 樂器框架； 一組可磁化弦，所述可磁化弦包括第一弦和第二弦； 第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)； 第二 pcb線圈結(jié)構(gòu)； 一組永久磁鐵，所述永久磁鐵包括至少一個永久磁鐵；以及 拾音器框架硬件組； 其中: 該組可磁化弦中的弦各自機械地連接到所述樂器框架，使得該組弦中的每根弦自由地振動； 所述樂器框架與所述拾音器框架硬件組機械地連接到彼此； 所述拾音器框架硬件組機械地將所述第一和第二 Pcb線圈結(jié)構(gòu)以及該組永久磁鐵連接到所述樂器框架； 所述第一 pcb線圈結(jié)構(gòu)經(jīng)定位:(i)緊鄰所述第一弦；但是(ii)不緊鄰該組可磁化弦中的任何一根其他弦；并且 所述第二 Pcb線圈結(jié)構(gòu)經(jīng)定位:(i)緊鄰所述第二弦；但是(ii)不緊鄰該組可磁化弦中的任何一根其他弦。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的樂器，所述樂器進一步包括: 第三pcb線圈結(jié)構(gòu)； 第四pcb線圈結(jié)構(gòu)； 第五pcb線圈結(jié)構(gòu)；以及 第六pcb線圈結(jié)構(gòu)； 其中: 所述樂器是電吉他； 該組可磁化弦進一步包括第三弦、第四弦、第五弦以及第六弦； 所述第三pcb線圈結(jié)構(gòu)經(jīng)定位:(i)緊鄰所述第三弦；但是(ii)不緊鄰該組可磁化弦中的任何一根其他弦； 所述第四Pcb線圈結(jié)構(gòu)經(jīng)定位:(i)緊鄰所述第四弦；但是(ii)不緊鄰該組可磁化弦中的任何一根其他弦； 所述第五pcb線圈結(jié)構(gòu)經(jīng)定位:(i)緊鄰所述第五弦；但是(ii)不緊鄰該組可磁化弦中的任何一根其他弦；并且 所述第六Pcb線圈結(jié)構(gòu)經(jīng)定位:(i)緊鄰所述第六弦；但是(ii)不緊鄰該組可磁化弦中的任何一根其他弦。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的樂器，其中: 該組永久磁鐵包含至少第一、第二、第三、第四、第五和第六磁鐵；并且所述第一、第二、第三、第四、第五和第六永久磁鐵分別經(jīng)定位而緊鄰所述第一、第二、第三、第四、第五和第六pcb線圈結(jié)構(gòu)。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的樂器，其中: 所述第一 Pcb線圈結(jié)構(gòu)具有伸長的足跡，所述足跡在所述第一弦的伸長方向上伸長；并且 所述第二 Pcb線 圈結(jié)構(gòu)具有伸長的足跡，所述足跡在所述第二弦的伸長方向上伸長。
【文檔編號】G10H3/18GK103782336SQ201280039843
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月15日
【發(fā)明者】T·林高, G·班斯, M·鮑耶 申請人:安倫股份有限公司