專利名稱：光學(xué)換能器系統(tǒng)、光學(xué)調(diào)制器及使用其的樂器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)換能器系統(tǒng)，更具體地，涉及一種可用于樂器的光 學(xué)換能器系統(tǒng)，該樂器具有受監(jiān)測(cè)的可移動(dòng)部件，以及涉及一種結(jié)合'到該光 學(xué)換能器系統(tǒng)中的光學(xué)調(diào)制器。
背景技術(shù)：
當(dāng)演奏者在例如鋼琴等聲學(xué)樂器上演奏音樂樂音時(shí)，演奏者選擇性地按 壓和釋放琴鍵，并且琴^t使擊弦機(jī)單元驅(qū)動(dòng)弦槌朝向琴弦旋轉(zhuǎn)，并且該弦槌 在碰撞琴弦時(shí)引發(fā)琴弦的振動(dòng)。因此，僅通過聲學(xué)樂器中的機(jī)械聯(lián)動(dòng)的作動(dòng) 而產(chǎn)生聲學(xué)樂音。但是，電系統(tǒng)和/或電子系統(tǒng)通過電子樂器和混合樂器參與 了樂音的產(chǎn)生。某些機(jī)械組成部件的運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并且表示一定機(jī) 械組成部件的運(yùn)動(dòng)的性能數(shù)據(jù)經(jīng)分析和處理，來產(chǎn)生表示壓要被產(chǎn)生的樂音 的音頻信號(hào)。該音頻信號(hào)通過音響系統(tǒng)被轉(zhuǎn)換為樂音。因此，合適的換能器 系統(tǒng)在電子樂器和混合樂器中是必不可少的。
靜音鋼琴(或無聲鋼琴"mutepiano")是混合樂器的典型例子。靜音鋼 琴包括聲學(xué)鋼琴、弦槌止動(dòng)器和電子樂音發(fā)生系統(tǒng)。當(dāng)弦槌止動(dòng)器位于弦槌 軌跡以外時(shí)，弦槌止動(dòng)器不會(huì)與弦槌干涉，并且演奏者在聲學(xué)鋼琴上手指彈 奏，按照音樂章節(jié)的產(chǎn)生聲學(xué)鋼琴樂音。當(dāng)演奏者想要演奏沒有聲學(xué)鋼琴樂 音的音樂時(shí)，演奏者將弦槌止動(dòng)器移動(dòng)到弦槌軌跡上。雖然演奏者通過在聲 學(xué)鋼琴上進(jìn)行手指彈奏產(chǎn)生了弦槌的旋轉(zhuǎn)，但是弦槌在敲擊琴弦之前從弦槌 止動(dòng)器上彈回，并且在聲學(xué)鋼琴中沒有產(chǎn)生任何聲學(xué)鋼琴樂音。取而代之的 是，電子樂音發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生音頻信號(hào)，該音頻信號(hào)表糸由演奏者通過手指彈 奏而指定的電子樂音，并且該音頻信號(hào)通過耳麥轉(zhuǎn)換為電子樂音。這樣，電 子樂音發(fā)生系統(tǒng)將琴鍵的運(yùn)動(dòng)和弦槌的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并且分析處理用 于產(chǎn)生電子樂音的性能數(shù)據(jù)。
光學(xué)位置換能器系統(tǒng)被使用在混合樂器中。該光學(xué)位置換能器系統(tǒng)包括 發(fā)光元件、光檢測(cè)元件和遮光板。發(fā)光元件和光檢測(cè)元件相對(duì)于聲學(xué)鋼琴的
中盤靜止，并且產(chǎn)生橫跨琴鍵軌跡和弦槌軌跡的光束。遮光板連接于琴鍵和 弦槌，并且與琴鍵和弦槌一起運(yùn)動(dòng)。該遮光板改變光檢測(cè)元件接收的光的量， 取決于光束通過的面積。
當(dāng)琴鍵和弦槌在軌跡上移動(dòng)時(shí)，該面積發(fā)生變化，使入射在光檢測(cè)元件 上的、取決于當(dāng)前琴鍵在琴^t軌跡上的位置和當(dāng)前弦槌在弦槌上的位置的光
的量發(fā)生變化。該入射光被轉(zhuǎn)換為光電流(photo current),以4吏光電流的量 能表示當(dāng)前琴鍵位置和當(dāng)前弦槌位置。
一種遮光板或光學(xué)調(diào)制器在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2001-228862中公開。 公開在該日本特開專利申請(qǐng)中的該現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)調(diào)制器在后文中被稱為 第一現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器。第一現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器被制造在透明板上，并 且在該透明板上以這樣的方式印有黑色的點(diǎn)圖案在樂器的組成部件隨第一 現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器的移動(dòng)而移動(dòng)的預(yù)定方向上點(diǎn)的密度變化。光束落在黑 色圓點(diǎn)圖案上，并且在該組成部件的移動(dòng)過程中，光點(diǎn)沿預(yù)定方向在第一現(xiàn) 有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器上移動(dòng)。該光被黑色圓點(diǎn)圖案部分地遮擋，并且部分從透 明片透過。由于圓點(diǎn)密度在預(yù)定方向上變化，入射在光檢測(cè)元件上的光的量 隨組成部件的移動(dòng)而變化。因而，組成部件在軌跡上的當(dāng)前位置被轉(zhuǎn)換為光 電流量。
另一種遮光板或光學(xué)調(diào)制器在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2003-44051中公 開。公開在該日本特開專利申請(qǐng)中的該現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器在后文中被稱為 第二現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器。第二現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器制作于透明的片上，并 且以這樣的方式印有黑色楔形圖案，在樂器的組成部件隨第二現(xiàn)有技術(shù)光 學(xué)調(diào)制器移動(dòng)而移動(dòng)的預(yù)定方向上黑色區(qū)域變化。光束落在黑色楔形圖案 上，并且在該組成部件的移動(dòng)過程中，光點(diǎn)沿預(yù)定方向在第二現(xiàn)有技術(shù)光學(xué) 調(diào)制器上移動(dòng)。該光被黑色楔形圖案部分地遮擋，并且部分地從透明片透過。 由于黑色區(qū)域在預(yù)定方向發(fā)生變化，入射在光檢測(cè)元件上的光的量隨組成部 件的移動(dòng)而變化。因而，組成部件在軌跡上的當(dāng)前位置也被轉(zhuǎn)換為光電流量。
在對(duì)第一和第二現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器的改進(jìn)中，黑色圓點(diǎn)圖案和黑色楔 形圖案被印刷在透明可撓的薄膜薄片上，并且印刷圖案的薄片粘貼在透明片 上。
第三現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器由金屬制成。在遮光(photo shield)金屬片中 以這樣的方式形成通孔該通孔在樂器組成部件移動(dòng)的預(yù)定方向上具有不同 的直徑。當(dāng)該組成部件在軌跡上運(yùn)動(dòng)時(shí)，光點(diǎn)在不透明的金屬片上移動(dòng)。光 束被遮光金屬片部分地遮擋，并且部分地從通孔透過。由于通孔直徑在預(yù)定 方向變化，入射在光檢測(cè)元件上的光的量隨組成部件的當(dāng)前位置一起變化。 因而，組成部件的當(dāng)前位置被轉(zhuǎn)換為根據(jù)組成部件的移動(dòng)而變化的光的量。
雖然通過現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器組成部件的當(dāng)前位置確實(shí)被轉(zhuǎn)換為電信 號(hào)，但是在第一、第二和第三現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器中存在問題是，現(xiàn)有技術(shù) 的光學(xué)調(diào)制器使混合樂器的生產(chǎn)成本增加。
具體來說，制造商首先制備用于第一現(xiàn)有技術(shù)遮光器的透明片。其后制 造商在該透明片的主表面上印刷黑色圓點(diǎn)圖案或黑色楔形圖案。
或者，制造商在由可撓薄膜薄片上印刷黑色圓點(diǎn)圖案或黑色楔形圖案， 并且隨后將印刷的可撓薄膜薄片粘貼在透明片的主表面上。因此，第一現(xiàn)有 技術(shù)的光學(xué)調(diào)制器和第二現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)調(diào)制器通過具有兩個(gè)步驟或三個(gè) 步驟的現(xiàn)有技術(shù)工藝來制造。
用于第三現(xiàn)有技術(shù)遮光器的現(xiàn)有技術(shù)制作工藝更復(fù)雜。制作商首先制備 遮光金屬片。隨后，制造商在金屬遮光板中使用麻花鉆形成通孔。為了使通 孔直徑不同，需要使用不同的麻花鉆重復(fù)鉆孔。
或者，制造商在遮光金屬片上覆蓋感光層，孔的圖案從掩模上光學(xué)地轉(zhuǎn) 印到感光層，用語在感光層中產(chǎn)生潛像。該潛像被顯影，并且感光掩模被制 備在遮光板上。遮光板和感光層的多層結(jié)構(gòu)被暴露出來，以進(jìn)行蝕刻。于是 遮光板被部分地蝕刻掉，并獲得現(xiàn)有技術(shù)的遮光器。該加工工藝或光刻工藝 很復(fù)雜，且成本高。
所有的現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)調(diào)制器都是通過復(fù)雜的工藝制作的，因此生產(chǎn)成本 高。樂器需要很多光學(xué)調(diào)制器。這導(dǎo)致樂器的高的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)重要目的是提供一種光學(xué)換能器系統(tǒng)，其生產(chǎn)成本 被降低。
本發(fā)明的另一個(gè)重要的目的是提供一種光學(xué)調(diào)制器，其用于光學(xué)換能器 系統(tǒng)中。
本發(fā)明還有一個(gè)重要目的是提供一種樂器，其配備有光學(xué)換能器系統(tǒng)。 為了實(shí)現(xiàn)這些目的，本發(fā)明提出通過折射來調(diào)制光。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種光學(xué)換能器系統(tǒng)，用于將移動(dòng)對(duì)象的
物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，且該光學(xué)換能器系統(tǒng)包括發(fā)光單元，發(fā)出橫跨移動(dòng) 對(duì)象的軌跡的光束；光檢測(cè)單元，相對(duì)于發(fā)光單元靜止，并且接收調(diào)制光， 以將調(diào)制光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；和光學(xué)調(diào)制器，該光學(xué)調(diào)制器由于移動(dòng)對(duì)象在軌 跡上的移動(dòng)而相對(duì)于發(fā)光單元和光^r測(cè)單元相對(duì)移動(dòng)，并且由落在其上的光 束產(chǎn)生調(diào)制光，并且光學(xué)調(diào)制器具有非折射部分，對(duì)于光束來說是透明的， 以產(chǎn)生調(diào)制光的一部分，以及光學(xué)調(diào)制器具有折射部分，取決于在軌跡上的 移動(dòng)對(duì)象的物理量、通過光束的折射、改變調(diào)制光的另一部分的量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種光學(xué)調(diào)制器，相對(duì)于發(fā)出光束的發(fā)光 單元和接收調(diào)制光的光檢測(cè)單元相對(duì)移動(dòng)，該光學(xué)調(diào)制器包括非折射部分， 對(duì)于光束來說是透明的，并且產(chǎn)生調(diào)制光的一部分；和折射部分，取決于在 軌跡上的移動(dòng)對(duì)象的物理量、通過光束的折射、改變調(diào)制光的另一部分的量。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種樂器，用于產(chǎn)生樂音，包括多個(gè)力 傳播路徑，在多個(gè)力傳播路徑上選擇性地施加用于指定樂音的屬性的力，并 且多個(gè)力傳播路徑分別具有一定組成部件；多個(gè)樂音發(fā)生器，分別與多個(gè)力 傳播路徑相關(guān)聯(lián)地設(shè)置，并且分別以所述屬性來產(chǎn)生樂音；光學(xué)換能器系統(tǒng)， 用于將一定組成部件的物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，且包括分別發(fā)出橫跨一定組成 部件的軌跡的光束的多個(gè)發(fā)光單元，相對(duì)于發(fā)光單元靜止并且接收調(diào)制光的 多個(gè)光檢測(cè)單元，以將調(diào)制光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，和由于一定組成部件在軌跡上 的移動(dòng)而相對(duì)于發(fā)光單元和光檢測(cè)單元相對(duì)地移動(dòng)的多個(gè)光學(xué)調(diào)制器，用于 分別由落在其上的光束產(chǎn)生調(diào)制光；和信息處理系統(tǒng)，連接到多個(gè)光^r測(cè)單 元，并且對(duì)表示一定組成部件的物理量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，用于產(chǎn)生表示 樂音的音樂數(shù)據(jù)，多個(gè)光學(xué)調(diào)制器的每一個(gè)具有非折射部分，對(duì)于光束來說 是透明的，以產(chǎn)生調(diào)制光的一部分，以及具有折射部分，取決于在軌跡上的 一定組成部件的物理量、通過光束的折射、改變調(diào)制光的另一部分的量。


通過下述結(jié)合附圖的描述，可更清楚地理解光學(xué)換能器系統(tǒng)、光學(xué)調(diào)制 器和樂器的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，附圖中
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的靜音鋼琴的側(cè)剖視圖2是顯示并入靜音鋼琴中的光學(xué)傳感器頭單元的側(cè)剖視圖3A是顯示連接于靜音鋼琴白鍵上的光學(xué)調(diào)制器"前視圖3B是顯示光學(xué)調(diào)制器的側(cè)視圖3C是顯示光學(xué)調(diào)制器的底部的平面視圖4A是局部放大側(cè)視圖并顯示了光學(xué)調(diào)制器的表面的側(cè)視圖4B是沿圖4A中IV-IV線的剖視圖，并顯示了形成在光學(xué)調(diào)制器表面
上的微折射體；
圖5A是顯示了穿過微型折射體的光的剖視圖5B是顯示了在傳感器頭之間的光學(xué)調(diào)制器的剖視圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的形成在另一個(gè)光學(xué)調(diào)制器中的楔形折射體的側(cè)
視圖7是顯示了在大放大倍率下的楔形折射體的 一部分的側(cè)視圖； 圖8是沿圖7中VIII-VIII線的剖視圖，顯示了形成楔形折射體的脊； 圖9是顯示了根據(jù)本發(fā)明的形成在再一個(gè)光學(xué)調(diào)制器中的又一個(gè)楔形折 射體的一部分的側(cè)視圖IO是沿圖9中X-X線的剖視圖并顯示了形成楔形折射體的脊； 圖11是顯示了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)光學(xué)調(diào)制器的平面視圖； 圖12是顯示光學(xué)調(diào)制器的側(cè)視圖；和 圖13是顯示光學(xué)調(diào)制器的前視圖。
具體實(shí)施例方式
一種實(shí)施本發(fā)明的樂器主要包括多個(gè)力傳播路徑、多個(gè)樂音發(fā)生器、 光學(xué)換能器系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。力選擇性地施加在多個(gè)力傳播路徑，用于 指定樂音屬性，例如音高。該力通過力傳播路徑傳播到多個(gè)樂音發(fā)生器，并 且使樂音發(fā)生器以指定屬性產(chǎn)生樂音。
多個(gè)力傳播路徑分別具有一定的組成部件。當(dāng)力通過多個(gè)力傳播路徑中 的一個(gè)而傳播到相關(guān)聯(lián)的樂音發(fā)生器時(shí),. 一定的組成部件在力傳播過程中被 驅(qū)動(dòng)。為此，要產(chǎn)生的樂音屬性可通過一定組成部件的工作方式來推測(cè)。為 了監(jiān)測(cè)一定的組成部件，為一定組成部件提供光學(xué)換能器。
光學(xué)換能器系統(tǒng)被期望用來將一定組成部件的物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并 且包括多個(gè)發(fā)光單元、多個(gè)光檢測(cè)單元和多個(gè)光學(xué)調(diào)制器。光束分別從發(fā)光 單元發(fā)出，朝向光檢測(cè)單元、橫跨一定組成部件的軌跡。雖然光斗企測(cè)單元相
對(duì)于相關(guān)聯(lián)的發(fā)光單元靜止，但是由于一定組成部件的移動(dòng)，光學(xué)調(diào)制器相 對(duì)于發(fā)光單元和光檢測(cè)單元相對(duì)地移動(dòng)。光束落在光學(xué)調(diào)制器上，并且光學(xué) 調(diào)制器在一定組成部件的移動(dòng)過程中調(diào)制光束。被調(diào)制的光入射在光檢測(cè)單 元上，并且被轉(zhuǎn)換為表示一定組成部件的物理量的電信號(hào)。
電信號(hào)被從光檢測(cè)單元提供給信息處理系統(tǒng)。如前文所描述，樂音的屬 性可基于一定組成部件的工作方式來推測(cè)。信息處理系統(tǒng)對(duì)表示一定組成部 件的物理量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，來確定將要產(chǎn)生的樂音。信息處理系統(tǒng)產(chǎn)生表 示將被產(chǎn)生的樂音的數(shù)據(jù)。
有多種方式來使用音樂數(shù)據(jù)。音樂數(shù)據(jù)可提供給用于遠(yuǎn)程音樂會(huì)的另外 的樂器。在樂器配備音響系統(tǒng)的情況下，基于音樂數(shù)據(jù)、通過音響系統(tǒng)產(chǎn)生 樂音。在樂器配備自動(dòng)演奏系統(tǒng)的情況下，自動(dòng)演奏系統(tǒng)選擇性地將力施加 在多個(gè)力傳播路徑上，用于通過樂音發(fā)生器產(chǎn)生樂音。
光學(xué)調(diào)制器將在下文詳細(xì)描述。每一個(gè)光學(xué)調(diào)制器具有非折射部分和折 射部分。非折射部分對(duì)于光束是透明的，以產(chǎn)生一部分調(diào)制光。另一方面， 取決于軌跡上移動(dòng)對(duì)象的物理量、通過光束的折射、折射部分改變調(diào)制光的 另 一部分的量。調(diào)制光的一部分和調(diào)制光的另 一部分入射在相關(guān)聯(lián)的光檢測(cè) 單元上，并且入射光被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
從前面的描述可理解，每一個(gè)光學(xué)調(diào)制器都具有折射部分，以使光束通 過折射調(diào)制。制造商很容易將非折射部分和折射部分同時(shí)制作在光學(xué)調(diào)制器 中。為此，光學(xué)調(diào)制器生產(chǎn)成本低，同時(shí)光學(xué)換能器系統(tǒng)和樂器的生產(chǎn)成本 降低。
在下面的描述中，術(shù)語"前"表示比用術(shù)語"后"修飾的位置更靠近演奏者 的位置，該演奏者坐在琴凳上用手指進(jìn)行彈奏。在前位置和后位置之間畫的
直線在"縱向方向，，延伸，并JU黃向方向以直角與縱向方向相交。上下方向垂 直于由纟從向方向和一黃向方向限定的平面。
第一實(shí)施例
首先參考附圖的圖1，實(shí)施本發(fā)明的靜音鋼琴主要包括聲學(xué)鋼琴1、光 學(xué)位置換能器系統(tǒng)IO、信息處理系統(tǒng)60、音響系統(tǒng)70和靜音系統(tǒng)80。直立 式鋼琴用作聲學(xué)鋼琴1。光學(xué)換能器系統(tǒng)10、信息處理系統(tǒng)60和靜音系統(tǒng) 70安裝在聲學(xué)鋼琴1的內(nèi)部。但是，音響系統(tǒng)70部分暴露在外部環(huán)境中。
演奏者用手指在聲學(xué)鋼琴l上彈奏樂曲，并且聲學(xué)鋼琴樂音或電子樂不
通過聲學(xué)鋼琴1或音響系統(tǒng)70產(chǎn)生。光學(xué)換能器系統(tǒng)IO、信息處理系統(tǒng)60 和音響系統(tǒng)70以下述方式參與電子樂音的產(chǎn)生。
光學(xué)換能器系統(tǒng)10電連接到信息處理系統(tǒng)60，而信息處理系統(tǒng)又電連 接到音響系統(tǒng)70。聲學(xué)鋼琴1通過光學(xué)換能器系統(tǒng)IO來監(jiān)測(cè)，并且表示手 指彈奏在聲學(xué)鋼琴上的動(dòng)作的數(shù)據(jù)由光學(xué)換能器系統(tǒng)10提供給信息處理系 統(tǒng)60。信息處理系統(tǒng)60對(duì)動(dòng)作數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且確定通過手指彈奏指定 的電子樂音。信息處理系統(tǒng)60產(chǎn)生音頻信號(hào)，并且將音頻信號(hào)提供給音響 系統(tǒng)70。音頻信號(hào)通過音響系統(tǒng)70被轉(zhuǎn)換為電子樂音。
靜音系統(tǒng)80在自由位置和阻擋位置之間變化。當(dāng)靜音系統(tǒng)80處于自由 位置時(shí)，靜音系統(tǒng)80允許聲學(xué)鋼琴1產(chǎn)生聲學(xué)鋼琴樂音。但是，當(dāng)靜音系 統(tǒng)80變化到阻擋位置時(shí)，靜音系統(tǒng)80阻止聲學(xué)鋼琴1產(chǎn)生聲學(xué)鋼琴樂音。 演奏者聽到的是取代聲學(xué)鋼琴樂音的電子樂音。 聲學(xué)鋼琴
聲學(xué)鋼琴1包括鍵盤2、擊弦機(jī)單元4、琴身6、弦槌7、琴弦8和制音 器單元9。琴身6具有中盤6a，并且形成內(nèi)部空間。鍵盤2安裝在中盤6a 上，并且顯露給演奏者，該演奏者坐在鍵盤2前進(jìn)行手指彈奏。鍵擋6b在 橫向方向沿中盤6a的前端表面延伸，并且將鍵盤2下面的空間隱藏在鍵擋 6b的后面。擊弦機(jī)單元4、弦槌7、琴弦8和制音器單元9容裝在琴身6內(nèi)， 并且相互配合來產(chǎn)生聲學(xué)鋼琴樂音。
鍵盤2包括白鍵2a、黑鍵2b、鍵架中板3、鍵架后板(back rail) 5、鍵 盤架5a和4建架前板9。分別給琴鍵2a/2b指定音高名稱(pitchname),以使 演奏者通過選擇性地按壓白鍵2a和黑鍵2b來確定樂音的音高。鍵架前板9 在鍵擋6b的后面沿橫向方向延伸，并且設(shè)置在鍵盤2前端部的下方。鍵架 中板3平行于鍵架前板9延伸，并且在縱向方向上與鍵架前板9相間隔。鍵 架后板5平行于鍵架中板3延伸，并且與鍵架中板5在縱向方向延伸。因而 在白鍵2a和黑鍵2b下方鍵架前板9和鍵架中板3之間存在前空間2c，在白 鍵2a和黑鍵2b后部下方鍵架中板3和鍵架后板5之間存在后空間2d。鍵架 中板3、鍵架后板5和鍵架前板9與鍵盤架5a結(jié)合。
白鍵2a和黑鍵2b在縱向方向相互平行延伸，并且通過圓銷3a支承在 鍵架中板3上。白鍵2a和黑鍵2b獨(dú)立地上下運(yùn)動(dòng)。成對(duì)的扁銷(frontpin) 9a從鍵架前板9伸出，并且為白鍵2a和黑鍵2b中的一個(gè)設(shè)置每一對(duì)扁銷 9a。 一對(duì)凹部形成在白鍵2a和黑鍵2b中的每一個(gè)，并且容納成對(duì)的扁銷9a。 成對(duì)的扁銷9a將白鍵2a和黑鍵2b引導(dǎo)到鍵架前板9，并且防止白鍵2a和 黑鍵2b在橫向方向上從琴鍵軌跡偏離。卡定柱(capstan buttons ) 2e豎立在 白鍵2a和黑鍵2b的后部上。
當(dāng)白鍵2a和黑鍵2b的上表面上沒有施加任何力時(shí)，白鍵2a和黑鍵2b 處于各自的靜止位置。作用在前部上的力使白鍵2a和黑鍵2b越來越接近鍵 架前板9。當(dāng)白鍵2a和黑鍵2b與鍵架前板9相接觸時(shí)，白鍵2a和黑鍵2b 到達(dá)各自終點(diǎn)位置。
擊弦機(jī)單元4布置在橫向方向，并且可旋轉(zhuǎn)地由琴身6的總檔(center rail) 6c支承。擊弦機(jī)單元4分別與白鍵2a和黑鍵2b相關(guān)聯(lián)，并且卡定柱 2e與相關(guān)聯(lián)的擊弦機(jī)單元4保持接觸。因而，白鍵2a和黑鍵2b通過卡定柱 2e與擊弦機(jī)單元4連結(jié)，以使白鍵2a和黑鍵2b的運(yùn)動(dòng)引發(fā)相關(guān)聯(lián)的擊弦機(jī) 單元4的作動(dòng)。擊弦機(jī)單元4的工作方式對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，為了 簡(jiǎn)明，后文中不再結(jié)合進(jìn)一步的描述。
琴弦8在琴身6的音板(未示出)上拉伸，并且分別與弦槌7相對(duì)。制 音器單元8a分別由被作動(dòng)的擊弦機(jī)單元4來驅(qū)動(dòng)，以便與相關(guān)聯(lián)的琴弦8 隔開或與相關(guān)聯(lián)的琴弦8接觸。當(dāng)擊弦機(jī)單元4將制音器單元8a與琴弦8 隔開時(shí)，琴弦8振動(dòng)。另一方面，當(dāng)擊弦機(jī)單元4允許制音器8a與琴弦保 持接觸時(shí)，制音器8a抑制琴弦8振動(dòng)。
弦槌7由總檔6c可旋轉(zhuǎn)地支承，并且分別與擊弦機(jī)單元4連結(jié)。當(dāng)演 奏者按壓白鍵2a或黑鍵2b時(shí)，被按壓的琴鍵2a/2b使相關(guān)聯(lián)的擊弦機(jī)單元 4作動(dòng)。被作動(dòng)的擊弦機(jī)單元4使制音器單元8a與琴弦8隔開，并且隨后引 發(fā)相關(guān)聯(lián)的弦槌7朝向相關(guān)聯(lián)的琴弦8旋轉(zhuǎn)。弦槌7與琴弦8碰撞，并引發(fā) 琴弦8的振動(dòng)。聲學(xué)鋼琴樂音由振動(dòng)的琴弦8發(fā)出。
光學(xué)換能器系統(tǒng)
光學(xué)換能器系統(tǒng)10包括琴鍵位置換能器子系統(tǒng)10a和弦槌位置換能器 子系統(tǒng)10b。由于弦槌位置換能器子系統(tǒng)10b在結(jié)構(gòu)上與琴鍵位置換能器子 系統(tǒng)10a相似，下文將詳細(xì)描述琴鍵位置換能器子系統(tǒng)，為了筒明，省略對(duì) 弦槌位置換能器子系統(tǒng)10b的描述。
琴鍵位置換能器子系統(tǒng)10a包括發(fā)光器10c、光檢測(cè)器10d、光學(xué)纖 維10e、光學(xué)傳感器頭單元10h和光學(xué)調(diào)制器30。發(fā)光器10c通過一束光學(xué)
纖維10e連接到光學(xué)傳感器頭單元10h,光學(xué)傳感器頭單元10h又通過另一 束光學(xué)纖維10e連接到光檢測(cè)器10d。光學(xué)傳感器頭單元10h安裝在鍵架5a 上，并且容納在鍵架前板9和鍵架中板3之間的前空間2c內(nèi)。為此，光學(xué) 傳感器頭單元10h相對(duì)于中盤6a靜止。另一方面，光學(xué)調(diào)制器30分別連接 到白鍵2a和黑鍵2b的下表面2h，并且從下表面2h垂下。為此，光學(xué)調(diào)制 器30可在預(yù)定軌跡上與白鍵2a和黑鍵2b —起移動(dòng)。預(yù)定軌跡橫跨光學(xué)傳 感器頭單元10h中所產(chǎn)生的光束而延伸，以使每一光束的光的量隨相關(guān)聯(lián)的 光學(xué)調(diào)制器30變化，這取決于相關(guān)聯(lián)的白鍵2a或黑鍵2b的當(dāng)前琴鍵位置。 轉(zhuǎn)到附圖的圖2，圖中詳細(xì)示出了光學(xué)傳感器頭單元10h。光學(xué)傳感器 頭單元10h包括底板13、框架12、調(diào)節(jié)器14A和14B及一排傳感器頭11。 底板13固定于鍵架5a,并且調(diào)節(jié)器14A和14B豎立在底板13上?？蚣?2 在底板13上方、在調(diào)節(jié)器14A和14B之間橫向延伸，并且通過調(diào)節(jié)器14A 和14B由底板13支承。工人通過調(diào)節(jié)器14A和14B將框架12調(diào)節(jié)到合適 的高度。
切口 12a形成在框架12中，并且每一個(gè)切口 12a與相鄰的切口 12a橫 向隔開一距離，該距離等于白鍵2a和黑鍵2b的下表面2h上的中心線之間 的距離。光學(xué)調(diào)制器30具有中心線，其與白鍵2a和黑鍵2b的下表面2h的 中心線對(duì)準(zhǔn)。為此，光學(xué)調(diào)制器30分別與切口 12a對(duì)準(zhǔn)，并且穿過切口 12a 伸入框架12下方的空間12b內(nèi)。
傳感器頭11設(shè)置在框架12下方，并且以一定間隔栓接于框架12。傳感 器頭11以與切口 12a交替的方式布置。每一個(gè)傳感器頭11具有兩個(gè)光孔15 或16。光孔15中的一個(gè)被導(dǎo)向?yàn)橄噜徆鈱W(xué)傳感器頭11在左側(cè)的光孔，并且 光孔16中的另一個(gè)被導(dǎo)向?yàn)橄噜徆鈱W(xué)傳感器頭11在右側(cè)上的光孔。每隔一 個(gè)傳感器頭11就會(huì)被光學(xué)連接到所選擇的一個(gè)發(fā)光器10c，并且剩余的傳感 器頭11光學(xué)連接到光檢測(cè)器10d。連接到發(fā)光器10c的傳感器頭11朝向連 接到光檢測(cè)器10d上的傳感器頭11發(fā)出橫跨切口 12a的光束。光束經(jīng)過光 學(xué)調(diào)制器30入射在連接于光檢測(cè)器10d的相鄰傳感器頭11的光孔上。
光發(fā)射器10c隨后以這種方式通電每一個(gè)連接到其中 一個(gè)光檢測(cè)器10d 的傳感器頭11不同時(shí)接收從相鄰傳感器頭ll發(fā)出的兩條光束。入射光傳播 到光檢測(cè)器10d,并且在光檢測(cè)器10d中轉(zhuǎn)換為光電流。光電流流入適當(dāng)?shù)?電流-電壓轉(zhuǎn)換器(未示出)，例如電阻，并且將代表當(dāng)前琴鍵位置的電信號(hào)
提供給信息處理系統(tǒng)60。
光學(xué)調(diào)制器30具有一體的結(jié)構(gòu)，并且由例如聚碳酸酯這樣的透明合成 樹脂制成。透明合成樹脂可彈性變形。在該例子中，光學(xué)調(diào)制器30通過注 射成型(injection molding )制備，并且不含有任何染色劑。注射成型中使用 一種合成樹脂，即聚碳酸酯。
光學(xué)調(diào)制器30具有底部31和光學(xué)調(diào)制部分32。如圖3A、 3B和3C中 可更好地看到，底部31從光學(xué)調(diào)制部分32向右伸出，并且形成有兩個(gè)孔31d。 在該例子中，孔31d大致為橢圓形。這兩個(gè)孔31d在縱向方向上4皮此隔開， 并且墊板(tie plate )部分31b位于兩孔31d之間。墊板部分31b與右側(cè)周邊 部分31a融合，并且與左側(cè)周邊部分31c隔開。
光學(xué)調(diào)制器30通過釘(未示出)固定到相關(guān)聯(lián)的白鍵2a或黑鍵2b上。 在裝配工作中，光學(xué)調(diào)制器30放置在表面2h上，并且光學(xué)調(diào)制部分32與 白鍵2a或黑鍵2b的中心線對(duì)準(zhǔn)。釘?shù)募舛蓑?qū)入琴鍵2a/2b暴露于兩個(gè)孔31d 的部分中，并且釘被驅(qū)入琴4定2a/2b中。被如此驅(qū)入琴鍵2a/2b中的釘將墊 板部分31b按壓到表面2h上，以使光學(xué)調(diào)制器30固定到白鍵2a或黑鍵2b 上。當(dāng)光學(xué)調(diào)制器30被固定到白鍵2a或黑鍵2b上時(shí)，光學(xué)調(diào)制部分32在 上下方向延伸，并且光束以直角入射在光學(xué)調(diào)制部分32上。
光學(xué)調(diào)制部分32具有平表面32a和粗糙表面32b。粗糙表面32b用作折 射體。在該例子中，粗糙表面32b或折射體通過折射使每單位面積傳送的光 的量在上下方向上變化。
如在圖4A和4B中可更好地看到，大量的微折射體32c形成粗糙表面 32b。 ^微折射體32c和光學(xué)調(diào)制部分32的其他部分為一體的。當(dāng)白4建2a或 黑鍵2b處于靜止位置時(shí)，光束落在光學(xué)調(diào)制部分32上，并且產(chǎn)生光點(diǎn)B1。 當(dāng)白鍵2a或黑鍵2b到達(dá)終點(diǎn)位置時(shí)，在光調(diào)制部分32上會(huì)發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)B2。 因而，在白鍵2a或黑鍵2b在琴鍵軌跡上運(yùn)動(dòng)的過程中，光束沿軌跡L從光 點(diǎn)B1移動(dòng)到光點(diǎn)B2。光點(diǎn)Bl和光點(diǎn)B2之間的距離S等于白鍵2a的行程 或黑鍵2b的行程。光點(diǎn)Bl/B2的面積等于單位面積，以使光束的折射光的 量沿軌跡L變化。
微折射體32c具有半球形結(jié)構(gòu)。術(shù)語"半球形"意思是微折射體具有圓形 底部面積。微折射體32c的高度H為0.03mm，其直徑Dl為0.07mm。在該 例子中，高度和直徑之間的比率，即D1/H約為2.33。雖然本發(fā)明的另一種
光學(xué)調(diào)制器可由高度和直徑與微折射體32c不同的微折射體形成，但是期望
使高度H和直徑Dl之間的比率落在2.33 ± 20%的范圍內(nèi)。為了防止光學(xué)調(diào) 制器30在注射成型中形成內(nèi)部縮孔，期望使微折射體的高度H落在 (0.05xDl) < H《(0.5xDl)的范圍內(nèi)。
微折射體32c的密度從粗糙表面32的上部區(qū)域向粗糙表面32的下部區(qū) 域變化。微折射體32c在上部區(qū)域密集，如以大放大比在圓圈CL1中所示的， 并且在下部區(qū)域中變得稀疏，如以大放大比在圓圈CL3中所示的。微折射體 3c的密度從上部區(qū)域朝向下部區(qū)域沿軌跡L線性減小，從而微折射體32c 在中間區(qū)域不很密集，如以大放大比在圓圈CL2中所示的。
在該例子中，微折射體32c的密度通過誤差方差法(error variance method)形成變化，這用于上述日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2001-228862所公開的現(xiàn) 有技術(shù)工藝中。
至于每單位面積的微折射體32c的數(shù)量，每單位面積與光點(diǎn)Bl/B2的一 樣大，光學(xué)調(diào)制部分具有最少25個(gè)微折射體32c。換句話說，在光點(diǎn)B1中 有25個(gè)微折射體32c。
光點(diǎn)Bl/B2的最大直徑Dmax按照下述步驟確定。光學(xué)調(diào)制部分32的 上端和光學(xué)調(diào)制部分32的下端之間的距離為長(zhǎng)度Ll,表示為
Ll《L0 —S ...…方程1
其中L0為在靜止位置的光學(xué)調(diào)制部分的上端和在終點(diǎn)位置光學(xué)調(diào)制部分的 下端之間的距離。
光點(diǎn)Bl/B2的最大直徑Dmax滿足方程2。
Dmax < Ll-S ……方程2
從方程1和2，可得出最大直徑Dmax為
Dmax = L0 - 2S ……方程3
下文將描述光束怎樣通過微折射體32c來調(diào)制。圖5A示出經(jīng)過微折射 體32c的光，圖5B示出橫跨位于相鄰的傳感器頭11的光孔15和16之間的 光學(xué)調(diào)制器32的光束。傳感器頭11從光孔15朝向另一個(gè)傳感器頭11的光 孔16發(fā)出光束。雖然在圖5B中未示出，但光孔15具有凸透鏡，并且凸透 鏡使發(fā)出的光為平行光線20。光孔16具有聚光透鏡16a,并且光入射在光 學(xué)纖維10e上。光學(xué)纖維10e將入射光傳導(dǎo)到光檢測(cè)器10d。
光束以直角落在平表面32a上，并且形成光點(diǎn)B。透明光學(xué)調(diào)制部分32
允許光點(diǎn)B中的光穿過。如前文中所描述，微折射體32c形成在粗糙表面 32b上。但是微型折射體32c相互隔開。換句話說，微折射體32c由平表面 32ba環(huán)繞。平表面32ba平行于平表面32a。在這種情況中，平行光線20通 過微折射體32c折射，如箭頭20a所示。折射角取決于微折射體32c的表面 曲率半徑。但是，平行光線20從平表面32ba輸出而基本沒有任何折射，如 箭頭20b所示。
聚光透鏡16a設(shè)計(jì)成使光線20b入射在光學(xué)纖維10e的端部表面上。但 是不能保證折射光線20a落在光學(xué)纖維10e的端部表面上。為此，大多數(shù)折 射光線20a沒有到達(dá)光^r測(cè)器10d。
如前文中所述，微折射體32c的密度沿軌跡L變化，以使入射在光學(xué)纖 維10e端部表面上的光的量也沿軌跡L變化。因而，當(dāng)前琴鍵位置被轉(zhuǎn)換為 入射光的量，并且因此由于本發(fā)明的光學(xué)調(diào)制器30的作用當(dāng)前琴鍵位置被 轉(zhuǎn)換為光電流的量。
光學(xué)調(diào)制器30按照下述步驟來生產(chǎn)。首先，制備用于注射成型的模制 模具(molding die)單元。具有對(duì)應(yīng)于光學(xué)調(diào)制器30的輪廓的型腔形成在 模制模具單元中，而且半球狀微凹部開于模制模具單元內(nèi)表面。
熔化的合成樹脂注射到模制模具單元的型腔內(nèi)。熔化的合成樹脂在模制 模具單元中固化。凝固后，將形成有大量微折射體32c的光學(xué)調(diào)制器30從 模制模具單元中取出。這樣，光學(xué)調(diào)制器30只通過注射成型來生產(chǎn)。對(duì)于 光學(xué)調(diào)制器30來說，不需要諸如印刷操作、粘合到透明板上及光刻這樣的 其他制備步驟。為此，光學(xué)調(diào)制器30被可經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)。光學(xué)調(diào)制器30生產(chǎn) 成本的降低使制造商可以低價(jià)格提供靜音鋼琴。
光學(xué)調(diào)制部分32和底部31具有一體的結(jié)構(gòu)。該一體的結(jié)構(gòu)對(duì)于簡(jiǎn)單的 裝配工作是所需的。工人只需將釘穿過孔31d驅(qū)入白鍵2a或黑鍵2b中。光 學(xué)調(diào)制器30分別被固定到所有的琴鍵2a/2b上，并且聲學(xué)鋼琴1通常具有八 十八個(gè)琴鍵2a/2b。工人在光學(xué)調(diào)制器上重復(fù)裝配工作八十八次。光學(xué)調(diào)制 器30確實(shí)使裝配工作的時(shí)間和勞動(dòng)力降低。
微折射體32c可以傳導(dǎo)當(dāng)前琴鍵位置的高分辨率。大量的微折射體32c 使光的量沿琴鍵軌跡略微改變。即使白鍵2a或黑鍵2b移動(dòng)了極短的距離， 光的量也發(fā)生變化，以將該極短的距離轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
信息處理系統(tǒng)
返回圖1,信息處理系統(tǒng)60包括信息處理器61和樂音發(fā)生器62。信息 處理器61具有數(shù)據(jù)處理能力和大的數(shù)據(jù)保持能力，并且計(jì)算機(jī)程序在信息 處理器61上運(yùn)行。通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的指令代碼可獲得各種捕獲量 (takes )。
計(jì)算機(jī)程序分解為主程序和子程序。當(dāng)主程序在信息處理器61上運(yùn)行 時(shí)，使用者可與信息處理器61通信。例如，使用者將他或她的指令輸入信 息處理器，并且獲得關(guān)于信息處理系統(tǒng)60的當(dāng)前狀態(tài)的信息。
信息處理器61通過執(zhí)行其中一個(gè)子程序中的指令代碼從數(shù)據(jù)接口周期 地獲取表示當(dāng)前琴鍵位置和當(dāng)前弦槌位置的位置數(shù)據(jù)，并且將位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 在信息處理器61中的適當(dāng)存儲(chǔ)器中。
當(dāng)使用者指示信息處理系統(tǒng)60改變靜音系統(tǒng)80時(shí)，主程序分支到另外 一子程序，并且信息處理器61提供改變靜音系統(tǒng)80的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
當(dāng)使用者手指在鍵盤2上彈奏時(shí)，主程序周期地分支到又一子程序，并 通過分析位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生音樂數(shù)據(jù)代碼。
樂音發(fā)生器62具有波形存儲(chǔ)器，并且將表示樂音波形的波形數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 在波形存儲(chǔ)器中。當(dāng)表示"音符開(note on)"事件的音樂數(shù)據(jù)代碼從信息 處理器61提供給樂音發(fā)生器62時(shí)， 一串波形數(shù)據(jù)被從波形存儲(chǔ)器讀出，并 且從波形數(shù)據(jù)產(chǎn)生音頻信號(hào)。當(dāng)表示"音符關(guān)(note off)"事件的音樂數(shù)據(jù) 代碼到達(dá)樂音發(fā)生器62時(shí)，樂音發(fā)生器62使音頻信號(hào)衰減。
如前文所述，本發(fā)明的光學(xué)換能器系統(tǒng)10h精確地將當(dāng)前琴鍵位置和當(dāng) 前弦槌位置轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。信息處理器61精確地確定琴^l建的速度、產(chǎn)生電 子樂音的時(shí)刻和衰減電子樂音的時(shí)刻。因而，本發(fā)明的光學(xué)換能器系統(tǒng)10h 可以以高保真度來傳導(dǎo)電子樂音。
音響系統(tǒng)
音響系統(tǒng)70包括放大器71和耳麥72。音響系統(tǒng)70中可能還并入有小 尺寸的揚(yáng)聲器。音頻信號(hào)在放大器71中均衡并放大，并且在放大后通過耳 麥72被轉(zhuǎn)換為電子樂音。
靜音系統(tǒng)
靜音系統(tǒng)80包括弦槌止動(dòng)器81和電馬達(dá)單元82。弦槌止動(dòng)器81在弦 槌7和琴弦8之間的空間內(nèi)沿橫向方向延伸，并且通過電馬達(dá)單元82在自 由位置和阻擋位置之間變換。
當(dāng)弦槌止動(dòng)器81處于自由位置時(shí)，弦槌7與琴弦8碰撞，不存在弦槌 止動(dòng)器81的任何干涉。為此，聲學(xué)鋼琴樂音通過琴弦8的振動(dòng)而產(chǎn)生。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)從信息處理器61提供給電動(dòng)單元82時(shí)，電馬達(dá)單元82將 弦槌止動(dòng)器81從自由位置變換到阻擋位置，并且弦槌止動(dòng)器81被移動(dòng)到弦 槌7的軌跡中。雖然弦槌7從擊弦機(jī)單元4上脫離，但是弦槌7在到達(dá)琴弦 8之前會(huì)在弦槌止動(dòng)器81上回彈，從而不產(chǎn)生任何聲學(xué)鋼琴樂音。演奏者聽 到的是取代了聲學(xué)鋼琴樂音的電子樂音。因而，靜音系統(tǒng)80可實(shí)現(xiàn)在鍵盤2 上進(jìn)行手指彈奏練習(xí)而不干擾鄰居。
從前面描述應(yīng)可理解，本發(fā)明的光學(xué)調(diào)制器30具有微折射體，其密度 在光點(diǎn)Bl/B2移動(dòng)的方向上發(fā)生變化。取決于相關(guān)聯(lián)的白鍵2a或黑鍵2b的 當(dāng)前位置，微折射體改變了折射光的量并相應(yīng)地改變了的入射在光學(xué)纖維 10e上的光的量。結(jié)果，當(dāng)前琴鍵位置被準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
光學(xué)調(diào)制器30具有一體的結(jié)構(gòu)，并且例如通過模制來生產(chǎn)。因而光學(xué) 換能器適于批量生產(chǎn)。制造商可降低光學(xué)換能器10h的制造成本，因此降低 靜音鋼琴的制造成本。
第二實(shí)施例
回到圖6，實(shí)施本發(fā)明的另一種混合鍵盤樂器也包括聲學(xué)鋼琴、信息處 理系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、靜音系統(tǒng)和光學(xué)換能器系統(tǒng)40A。由于聲學(xué)鋼琴、信息 處理系統(tǒng)、音響系統(tǒng)和靜音系統(tǒng)與聲學(xué)鋼琴1、信息處理系統(tǒng)60、音響系統(tǒng) 70和靜音系統(tǒng)80類似，因此在后文中為了避免重復(fù)不再進(jìn)行描述。當(dāng)在下 面的描述中提到靜音鋼琴、信息處理系統(tǒng)、音響系統(tǒng)和靜音系統(tǒng)的組成部件 時(shí)，這些組成部件以指示對(duì)應(yīng)組成部件聲學(xué)鋼琴1、信息處理系統(tǒng)60、音響 系統(tǒng)70和靜音系統(tǒng)80的參考標(biāo)記來表示。
光學(xué)換能器系統(tǒng)40A包括發(fā)光器、光檢測(cè)器、光學(xué)纖維、傳感器頭和光 學(xué)調(diào)制器41A，其中一個(gè)光學(xué)調(diào)制器41A示出在圖6中。雖然光學(xué)調(diào)制器 41A具有各自的固定裝置，但是固定裝置沒有在圖6中示出，只示出了光學(xué) 調(diào)制器41A的光學(xué)調(diào)制部分。為此，光學(xué)調(diào)制部分在后文中標(biāo)以參考標(biāo)記 41A。由于只有光學(xué)調(diào)制部分41A與光學(xué)調(diào)制器30的光學(xué)調(diào)制部分不同， 因此后文的描述集中于光學(xué)調(diào)制部分41A。
光學(xué)調(diào)制部分41A形成有楔形折射體42a,代替微折射體32c。楔形折 射體42a分別由在上下方向延伸的成組的脊42c實(shí)現(xiàn)，如圖7中所示的。脊
42c以有規(guī)律的間隔延伸。由于每一組中的脊的長(zhǎng)度從楔形折射體42a的中 心線朝向楔形折射體42a的兩邊減小，該組脊42c 3皮;f見為楔形折射體42a。 脊42c具有如圖8中所示的三角形橫截面，并且使光折射。楔形折射體42a 相互平行地布置，并且形成楔形圖案42A。
雖然楔形折射體42a在圖6中被涂為黑色，但楔形脊42a—一即成組的 脊42c—一是無色透明的。著色是為了剛好地理解楔形折射體42a。
楔形圖案42A形成在光學(xué)調(diào)制部分41a中。底部與底部31類似，并且 為此，在后文中沒有詳細(xì)描述。底部和具有楔形折射體42a的光學(xué)調(diào)制部分 41a具有一體的結(jié)構(gòu)，并且通過注射成型形成。
光學(xué)調(diào)制部分41a具有平表面和粗糙表面41aa。脊42c使表面41aa粗 糙，并且粗糙表面41aa設(shè)置在平表面的背面。光束入射在平表面上，并且 形成類似于第一實(shí)施例中的光點(diǎn)。入射光經(jīng)過光學(xué)調(diào)制部分41a,并且從粗 凈造表面41aaiT出。
當(dāng)光從粗糙表面41aa輸出時(shí)，光由楔形折射體42a部分地折射。由于 每一個(gè)楔形折射體42a的寬度朝向光學(xué)調(diào)制部分41A的下端減小，折射光 的量沿光學(xué)調(diào)制部分41A的軌跡變化。雖然從脊42c之間輸出的非折射光入 射在連接到光檢測(cè)器上的光學(xué)纖維的端部表面上，但不保證折射光也入射在 光學(xué)纖維的端部表面上。因而，入射在光學(xué)纖維上的光的量取決于相關(guān)聯(lián)的 琴鍵2a/2b的當(dāng)前琴鍵位置而變化。換句話說，光學(xué)調(diào)制部分41A將當(dāng)前琴 鍵位置轉(zhuǎn)換為入射在與光檢測(cè)器連接的光學(xué)纖維上的光。
從前面的描述應(yīng)可理解，楔形折射體42a形成在光學(xué)調(diào)制器41A中，并 且根據(jù)當(dāng)前琴鍵位置楔形折射體42a通過折射使入射在光學(xué)纖維10e上的光 的量發(fā)生變化。因而，光學(xué)換能器系統(tǒng)40A準(zhǔn)確地將當(dāng)前琴鍵位置轉(zhuǎn)換為電 信號(hào)。
光學(xué)調(diào)制器41A的楔形折射體42a和其余部分具有一體的結(jié)構(gòu)，以使光 學(xué)調(diào)制器41A易于制造。為此，光學(xué)調(diào)制器41A的生產(chǎn)成本低，以至于光 學(xué)調(diào)制器41A使光學(xué)換能器系統(tǒng)40A的生產(chǎn)成本降低，也因此使混合樂器 的生產(chǎn)成本降低。
第三實(shí)施例
實(shí)施本發(fā)明的又一種混合鍵盤樂器也包括聲學(xué)鋼琴、信息處理系統(tǒng)、音 響系統(tǒng)、靜音系統(tǒng)和光學(xué)換能器系統(tǒng)40B。由于聲學(xué)鋼琴、信息處理系統(tǒng)、
音響系統(tǒng)和靜音系統(tǒng)與聲學(xué)鋼琴1、信息處理系統(tǒng)60、音響系統(tǒng)70和靜音 系統(tǒng)80類似，為了簡(jiǎn)明，下文不再進(jìn)行描述。當(dāng)在下面的描述中提到聲學(xué) 鋼琴、信息處理系統(tǒng)、音響系統(tǒng)和靜音系統(tǒng)這些的組成部件時(shí)，這些組成部 件以表示對(duì)應(yīng)組成部件聲學(xué)鋼琴1 、信息處理系統(tǒng)60、音響系統(tǒng)70和靜音 系統(tǒng)80的參考標(biāo)記來表示。
光學(xué)換能器系統(tǒng)40B包括發(fā)光器、光檢測(cè)器、光學(xué)纖維、傳感器頭和光 學(xué)調(diào)制器41B,光學(xué)調(diào)制器41B中的一個(gè)在圖9中示出。雖然光學(xué)調(diào)制器 41B分別具有固定裝置，但是在圖9和10中省略了光學(xué)調(diào)制器41B的固定 裝置。為此，光學(xué)調(diào)制部分在后文中標(biāo)以參考標(biāo)記"41B"。由于只有光學(xué)調(diào) 制部分41B與光學(xué)調(diào)制器30的光學(xué)調(diào)制部分不同，所以集中描述光學(xué)調(diào)制 部分41B。
光學(xué)調(diào)制部分41B形成有楔形圖案42B。楔形圖案42B使光輸出表面 41Ba變粗糙。多個(gè)楔形折射體42Ba形成楔形圖案42B,并且在上下方向延 伸。但是，楔形折射體42Ba與楔形折射體42a相反地導(dǎo)向。雖然楔形折射 體42a朝向下方向變尖，但是楔形折射體42Ba向上變尖。
楔形折射體42Ba分別通過在前后方向延伸的成組的脊42Bc來實(shí)現(xiàn)。每 一組中的脊42Bc以有規(guī)律的間隔布置。由于每一組中脊的長(zhǎng)度從楔形折射 體42Ba的下端朝向楔形折射體42Ba的上端減小，因此成組的脊42Bc被視 為楔形折射體42Ba。脊42Bc具有三角形橫截面，如圖10中所示，并且能 使光折射。楔形折射體42Ba相互平行布置。
楔形圖案42B形成在光學(xué)調(diào)制部分41B中。底部與底部31類似，并且 為此，后文中不再詳細(xì)描述。底部和具有楔形折射體42Ba的光學(xué)調(diào)制部分 具有一體的結(jié)構(gòu)，并且通過注射成型形成。
光學(xué)調(diào)制部分具有平表面和粗糙表面41Ba。脊42Bc使表面41Ba粗糙， 并且粗糙表面41Ba設(shè)置在平表面背面。光束入射在平表面上，并且形成類 似于第一實(shí)施例的光點(diǎn)。入射光經(jīng)過光學(xué)調(diào)制部分，從粗糙表面41Ba輸出。 當(dāng)光從粗糙表面41Ba輸出時(shí)，光由楔形折射體42Ba部分地折射。由于每一 個(gè)楔形折射體42Ba的寬度朝向光學(xué)調(diào)制部分的上端減小，所以被折射的光 的量沿光學(xué)調(diào)制部分41B的軌跡變化。雖然從脊42Bc之間輸出的非折射光 入射在與光檢測(cè)器連接的光學(xué)纖維端部表面上，但是不保證折射光能入射在 光學(xué)纖維的端部表面上。因而，入射在光學(xué)纖維上的光的量根據(jù)相關(guān)聯(lián)的琴
鍵2a/2b的當(dāng)前琴鍵位置而變化。換句話說，光學(xué)調(diào)制部分41B將當(dāng)前琴鍵 位置轉(zhuǎn)換為能入射在與光檢測(cè)器連接的光學(xué)纖維上的光。
從前面的描述應(yīng)可理解，楔形折射體42Ba形成在光學(xué)調(diào)制器41B中， 并且根據(jù)當(dāng)前琴鍵位置楔形折射體42Ba通過折射使入射在光學(xué)纖維10e上 的光的量發(fā)生變化。因而，光學(xué)換能器系統(tǒng)40B準(zhǔn)確地將當(dāng)前琴鍵位置轉(zhuǎn)換 為電信號(hào)。
調(diào)制器41Ba的楔形折射體42Ba和其余部分具有一體的結(jié)構(gòu)，以使光學(xué) 調(diào)制器40B易于制造。為此，光學(xué)調(diào)制器41B的生產(chǎn)成本低，以至于光學(xué) 調(diào)制器41B使光學(xué)換能器系統(tǒng)40B的生產(chǎn)成本降低，也因此使混合樂器的 生產(chǎn)成本降低。
第四實(shí)施例
圖11、 12和13顯示了實(shí)施本發(fā)明的又一個(gè)光學(xué)調(diào)制器40C。該光學(xué)調(diào) 制器40C形成并入到樂器中的光學(xué)換能器系統(tǒng)的一部分。該光學(xué)調(diào)制器40C 具有固定裝置50和光學(xué)調(diào)制部分52。固定裝置50和調(diào)制部分52具有一體 的結(jié)構(gòu)，并且可對(duì)光學(xué)調(diào)制器40C進(jìn)行注射成型。
樣史折射體32c或楔形折射體42a/42Ba形成在光學(xué)調(diào)制部分52的光輸出 表面上，以使光束由光學(xué)調(diào)制部分52調(diào)制。因而，光學(xué)調(diào)制部分52類似于 光學(xué)調(diào)制器30、 40A和40B的光學(xué)調(diào)制部分。
但是，固定裝置50與光學(xué)調(diào)制器30、 40A和40B的底部不同。為此， 后文的描述集中于固定裝置50。
固定裝置50使光學(xué)調(diào)制器40C通過一個(gè)動(dòng)作就能連接到白鍵2a或黑鍵 2c上。裝配不需要任何釘。開在在琴鍵2a/2b的下表面上的兩個(gè)凹部(未示 出)形成在白鍵2a或黑鍵2b中。固定裝置50具有抗旋轉(zhuǎn)柱53和一對(duì)鉤54。 對(duì)鉤54可彈性變形，并且鉤54在其末端處具有楔狀物。該對(duì)鉤54插入形 成在琴鍵2a/2b中的其中一個(gè)凹部(未示出)，并且由于內(nèi)表面和楔狀物之間 增加的摩擦，防止光學(xué)調(diào)制器40C從琴鍵2a/2b上掉落。抗旋轉(zhuǎn)柱53插入 另一個(gè)凹部(未示出)中，并且防止光學(xué)調(diào)制器繞該對(duì)鉤54旋轉(zhuǎn)。因而， 固定裝置50使裝配工作簡(jiǎn)單快速。
從前面的描述應(yīng)可理解，光學(xué)調(diào)制器30、 40A、 40B和40C其自身具有 一體的結(jié)構(gòu)，并且該一體的結(jié)構(gòu)使制備光學(xué)調(diào)制器30、 40A、 40B和40C的 過程簡(jiǎn)化。為此，光學(xué)調(diào)制器30、 40A、 40B和40C的生產(chǎn)成本低于現(xiàn)有技
術(shù)的光學(xué)調(diào)制器的生產(chǎn)成本。由于樂器需要大量的光學(xué)調(diào)制器30、 40A、 40B 和40C,采用本發(fā)明光學(xué)換能器可使得光學(xué)換能器系統(tǒng)10h的制造商和樂器 的制造商降低光學(xué)換能器系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和樂器的生產(chǎn)成本。
雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯 而易見的是，可在不偏離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可做出各種改變和改進(jìn)。
靜音鋼琴不會(huì)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍構(gòu)成任何限制。本發(fā)明的光學(xué)換能器 系統(tǒng)可并入到另 一類混合樂器中，例如自動(dòng)演奏鋼琴。
混合樂器不會(huì)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍構(gòu)成任何限制。光學(xué)換能器系統(tǒng)可并 入到電子樂器中，例如電子鍵盤樂器。
鍵盤樂器不會(huì)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍構(gòu)成任何限制。另一類樂器，例如混 合打擊樂器、混合管樂器或混合弦樂器可配備本發(fā)明的光學(xué)換能器系統(tǒng)。頭 的振動(dòng)、桿的運(yùn)動(dòng)、活塞(piston) /琴鍵的運(yùn)動(dòng)、琴弦的振動(dòng)或樂弓的運(yùn)動(dòng) 可通過本發(fā)明的光學(xué)換能器系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
琴鍵位置換能器子系統(tǒng)10a和弦槌位置換能器子系統(tǒng)10b不會(huì)對(duì)本發(fā)明 的技術(shù)范圍構(gòu)成任何限制。在本發(fā)明的光學(xué)換能器系統(tǒng)應(yīng)用在自動(dòng)演奏鋼琴 中的情況下，光學(xué)換能器系統(tǒng)可進(jìn)一步包括踏板位置換能器子系統(tǒng)和柱塞 (plunger)速度換能器子系統(tǒng)。而且，本發(fā)明的光學(xué)換能器系統(tǒng)可并入混合 管樂器中。在混合管樂器中，滑管(slide )、活塞、旋轉(zhuǎn)閥(rotary valve )或 音鍵機(jī)構(gòu)由本發(fā)明的光學(xué)換能器系統(tǒng)來監(jiān)測(cè)。
本發(fā)明的光學(xué)換能器系統(tǒng)可用于將例如速度或加速度這樣的另 一 類物 理量轉(zhuǎn)換為表示速度或加速度的數(shù)據(jù)信息。
半球狀結(jié)構(gòu)不會(huì)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍構(gòu)成任何限制。微折射體可具有表 示為nth冪表面的底部面積，只要D1/H的比率落在上面描述的比率范圍內(nèi)即 可，其中n為偶數(shù)。拋物線便是一例。微折射體可以是圓錐體或棱錐體。
微折射體大小可以不同。
如結(jié)合第二和第三實(shí)施例的描述，脊42c/42Bc以有規(guī)律的間距布置， 這樣誤差方差法不會(huì)對(duì)粗糙表面構(gòu)成任何限制。
可在透明板上形成微孔作為微折射體。本發(fā)明光學(xué)調(diào)制器的粗糙表面可 既由微凸起又可由微孔形成。
光學(xué)纖維10e和傳感器頭11可從本發(fā)明的光學(xué)換能器系統(tǒng)中去掉。在 該例子中，發(fā)光器10c通過光學(xué)調(diào)制器32直接與光檢測(cè)器10d相對(duì)?；蛘撸? 凸透鏡可直接粘貼到光學(xué)纖維10e的端部，并且每一對(duì)中的凸透鏡彼此相對(duì)。
脊42c和42Bc的三角形截面不會(huì)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍構(gòu)成任何限制。 截面可以是滿足上述比率D1/H的多邊形或半球形。 一組具有半圓形截面的 半柱體可形成每一個(gè)楔形折射體。
楔形圖案42A和42B不會(huì)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍構(gòu)成任何限制。脊42c 或42Bc的包絡(luò)線可以是彎曲的，例如拋物線。
微折射體32c、楔形折射體42a和42Ba形成在光輸出表面上。本發(fā)明的 光學(xué)調(diào)制器可在光學(xué)調(diào)制器的光入射表面上形成折射體?；蛘?，折射體可形 成在光學(xué)調(diào)制器的兩個(gè)表面上。
在上面描述的實(shí)施例中，光學(xué)調(diào)制器連接到白鍵2a和黑鍵2b上，以與 白鍵2a和黑鍵2b—起移動(dòng)。但是，該特征不會(huì)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍構(gòu)成任 何限制。在移動(dòng)對(duì)象具有很大寬度的情況下，發(fā)光器和光檢測(cè)器可連接到移 動(dòng)對(duì)象。在該例子中，光學(xué)調(diào)制器是靜止的。因而，光學(xué)調(diào)制器相對(duì)于發(fā)光 器和光檢測(cè)器可移動(dòng)。但是，沒有必要使光學(xué)調(diào)制器和移動(dòng)對(duì)象一起移動(dòng)。
在上面描述的實(shí)施例中，4鼓折射體32c和楔形折射體42a或42Ba具有 恒定的折射率。為了改變?nèi)肷湓趥鞲衅黝^16上的入射光的量，折射率可沿 白鍵2 a或黑鍵2b移動(dòng)的方向變化。
實(shí)現(xiàn)第一、第二、第三和第四實(shí)施例的樂器的組成部件與權(quán)利要求的用 i吾對(duì)應(yīng)如下。
每一個(gè)白鍵2a和黑鍵2b或每一個(gè)弦槌7用作"移動(dòng)對(duì)象"。當(dāng)前位置等 價(jià)于"物理量"。發(fā)光器10c、光學(xué)纖維10e、傳感器頭15作為一個(gè)整體構(gòu)成"發(fā) 光單元"，并且傳感器頭16、光學(xué)纖維10e和光檢測(cè)器10d相結(jié)合形成"光檢 測(cè)單元"。入射在傳感器頭16上的光對(duì)應(yīng)于"調(diào)制光"。微折射體32c、楔形 折射體42a或楔形折射體42Ba相結(jié)合形成"折射部分"。光學(xué)調(diào)制器的除了 光學(xué)調(diào)制器部分32、 41A、 41B和52以外的部分用作"非折射部分"。
白鍵2a和黑鍵2b、擊弦機(jī)單元4、弦槌7和制音器8a作為一個(gè)整體構(gòu) 成"多個(gè)力傳播路徑"，并且琴弦8用作"多個(gè)樂音發(fā)生器"。樂音音高為樂音 的"屬性"。樂音的響度為樂音的另一個(gè)"屬性"。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)換能器系統(tǒng)(10；40A；40B)，用于將移動(dòng)對(duì)象(2a，2b)的物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，包括發(fā)光單元(10c，10e，15)，發(fā)出橫跨所述移動(dòng)對(duì)象(2a，2b)的軌跡的光束(B，B1，B2)；光檢測(cè)單元(16，10e，10d)，相對(duì)于所述發(fā)光單元(10c，10e，15)靜止，并且接收調(diào)制光(20a，20b)，以將所述調(diào)制光轉(zhuǎn)換為所述電信號(hào)；和光學(xué)調(diào)制器(30；41A；41B；40C)，該光學(xué)調(diào)制器由于所述移動(dòng)對(duì)象(2a，2b)在所述軌跡上的移動(dòng)而相對(duì)于所述發(fā)光單元(10c，10e，15)和所述光檢測(cè)單元(16，10e，10d)相對(duì)地移動(dòng)，并且由落在其上的所述光束(B，B1，B2)產(chǎn)生所述調(diào)制光(20a，20b)，其特征在于所述光學(xué)調(diào)制器(30；41A；41B；40C)具有非折射部分，對(duì)于所述光束(B，B1，B2)來說是透明的，以產(chǎn)生所述調(diào)制光的一部分(20b)；和折射部分(32c；42A；42B)，取決于在所述軌跡上的所述移動(dòng)對(duì)象(2a，2b)的所述物理量、通過所述光束(B，B1，B2)的折射，改變所述調(diào)制光的另一部分(20a)的量。
2. 如權(quán)利要求l中所述的光學(xué)換能器系統(tǒng)，其中所述非折射部分和所述 折射部分(32c; 42A; 42B)具有一體的結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求2中所述的光學(xué)換能器系統(tǒng)，其中所述一體的結(jié)構(gòu)由一種 透明合成樹脂制成。
4. 如權(quán)利要求1中所述的光學(xué)換能器系統(tǒng)，其中所述光學(xué)調(diào)制器(30; 41A; 41B; 40C)連接到所述移動(dòng)對(duì)象(2a, 2b)，以使所述移動(dòng)對(duì)象(2a， 2b)引發(fā)所述光學(xué)調(diào)制器(30; 41A; 41B; 40C)和所述發(fā)光單元(10c, 10e, 15 )之間的相對(duì)移動(dòng)。
5. 如權(quán)利要求1中所述的光學(xué)換能器系統(tǒng)，其中所述折射部分具有形成 在所述非折射部分中的折射體(32c; 42a; 42Ba)，其以這樣的方式形成 使每單位面積中由所述折射體(32c; 42a; 42Ba)所占據(jù)的面積在所述移動(dòng) 對(duì)象(2a， 2b)的所述軌跡延伸的方向上變化。
6. 如權(quán)利要求5中所述的光學(xué)換能器系統(tǒng)，其中所述每單位面積內(nèi)的所 述折射體(32c)的數(shù)量是變化的，以使由所述折射體(32c)占據(jù)的所述面 積在所述方向上變化。
7. 如權(quán)利要求5中所述的光學(xué)換能器系統(tǒng)，其中所述折射體(42a;42Ba) 具有楔形形狀，并且所述楔形形狀折射體(42a; 42Ba)在所述非折射部分 中平行地布置。
8. —種光學(xué)調(diào)制器(30; 41A; 41B; 40C )，相對(duì)于發(fā)出光束(B， Bl, B2)的發(fā)光單元(10c， 10e， 15)和接收調(diào)制光(20a, 20b )的光才全測(cè)單元(16, 10e, 10d)相對(duì)地移動(dòng)，其特征在于，包括非折射部分，對(duì)于所述光束(B, Bl, B2)來說是透明，并且產(chǎn)生所述 調(diào)制光的一部分(20b);和折射部分(32c; 42A; 42B ),取決于在所述軌跡上的所述移動(dòng)對(duì)象(2a, 2b)的所述物理量、通過所述光束(B， Bl, B2)的折射，改變所述調(diào)制光 的另一部分(20a)的量。
9. 如權(quán)利要求8中所述的光學(xué)調(diào)制器，其中所述非折射部分和所述折射 部分(32c; 42A; 42B )具有一體的結(jié)構(gòu)。
10. 如權(quán)利要求9中所述的光學(xué)調(diào)制器，其中所述一體的結(jié)構(gòu)由一種透 明合成樹脂制成。
11. 如權(quán)利要求8中所述的光學(xué)調(diào)制器，其中所述折射部分具有形成在 所述非折射部分中的折射體(32c; 42A; 42B),其以這樣的方式形成使 每單位面積中由所述折射體(32c; 42A; 42B)占據(jù)的面積在所述移動(dòng)對(duì)象(2a, 2b)的所述軌跡延伸的方向上變化。
12. 如權(quán)利要求ll中所述的光學(xué)調(diào)制器，其中所述每單位面積內(nèi)的所述 折射體(32c)的數(shù)量是變化的，以使由所述折射體(32c)占據(jù)的所述面積 在所述方向上變化。
13. 如權(quán)利要求11中所述的光學(xué)調(diào)制器，其中所述折射體(42A; 42B) 具有楔形形狀，并且所述楔形形狀折射體(42A; 42B)在所述非折射部分 中平行地布置。
14. 如權(quán)利要求8中所述的光學(xué)調(diào)制器，還包括固定裝置(50)，其與所述折射部分和所述非折射部分一起以一體的結(jié) 構(gòu)形成，以使所述光學(xué)調(diào)制器(52)通過所述固定裝置(50)連接到移動(dòng)對(duì) 象(2a， 2b)上。
15. —種樂器，用于產(chǎn)生樂音，包括多個(gè)力傳播路徑(2， 4， 7),在其上選擇性地施加用于指定樂音的屬性 的力，并且所述多個(gè)力傳播路徑分別具有一定組成部件(2a， 2b);多個(gè)樂音發(fā)生器(8)，分別與所述多個(gè)力傳播路徑(2, 4, 7)相關(guān)聯(lián) 地設(shè)置，并且以所述屬性來產(chǎn)生所述樂音；光學(xué)換能器系統(tǒng)(10; 40A; 40B )，用于將所述一定組成部件的物理量 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，且包括多個(gè)發(fā)光單元(10c, 10e， 15),分別發(fā)出^黃i 爭(zhēng)所述一定組成部件(2a， 2b)的軌跡的光束(B， Bl， B2);多個(gè)光檢測(cè)單元(16, 10e， 10d),相對(duì)于所述發(fā)光單元(10c, 10e， 15)靜止，并且接收調(diào)制光，以將所述調(diào)制光轉(zhuǎn)換為所述電信號(hào)；多個(gè)光學(xué)調(diào)制器(30; 41A; 41B; 40C ),由于所述一定組成部件(2a, 2b)在所述軌跡上的移動(dòng)而相對(duì)于所述發(fā)光單元(10c， 10e, 15)和所述光 檢測(cè)單元(16, 10e, 10d)相對(duì)地移動(dòng)，用于分別由落在其上的所述光束(B， Bl， B2)產(chǎn)生所述調(diào)制光；和信息處理系統(tǒng)(60),連接到所述多個(gè)光檢測(cè)單元(16, 10e， 10d)，并 且對(duì)表示所述一定組成部件(2a， 2b)的物理量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，用于 產(chǎn)生表示所述樂音的音樂數(shù)據(jù)，其特征在于所述多個(gè)光學(xué)調(diào)制器(30; 41A; 41B; 40C)的每一個(gè)都具有非折射部分，對(duì)于所述光束(B， Bl, B2)來說是透明的，以產(chǎn)生所述調(diào)制光的一部分(20b);和折射部分(32c; 42A; 42B )，取決于在所述軌跡上的所述一定組成部件(2a, 2b)的所述物理量、通過所述光束(B， Bl， B2)的折射，改變所述調(diào)制光的另一部分(20a)的量。
16. 如權(quán)利要求15中所述的樂器，其中所述非折射部分和所述折射部分 (32c; 42A; 42B)真有一體的結(jié)構(gòu)。
17. 如權(quán)利要求16中所述的樂器，其中所述一體的結(jié)構(gòu)由一種透明合成 樹脂制成。
18. 如權(quán)利要求15中所述的樂器，其中所述折射部分具有形成在所述非 折射部分中的折射體(32c; 42A; 42B )，其以這樣的方式形成使每單位 面積中由所述折射體(32c; 42A; 42B)占據(jù)的面積在所述一定組成部件的 所述軌跡延伸的方向上變化。
19. 如權(quán)利要求15中所述的樂器，其中所述多個(gè)力傳4番路徑中的每一個(gè) 包括琴4建(2a, 2b)，取決于施加在其上的力的量值而上下運(yùn)動(dòng)， 擊弦機(jī)單元(4),其與所述琴4建(2a, 2b)連結(jié)，以當(dāng)所述琴鍵(2a，2b)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)^皮作動(dòng)，和弦槌(7)，其由所述擊弦機(jī)單元(4)驅(qū)動(dòng)，以朝向起到所述多個(gè)樂音發(fā)生器中之一的作用的琴弦(8)轉(zhuǎn)動(dòng)。
20. 如權(quán)利要求19中所述的樂器，其中所述一定組成部件的每一個(gè)都是 從由所述琴鍵(2a, 2b)和所述弦槌(7)構(gòu)成的組中選擇的。
全文摘要
光學(xué)調(diào)制器(30)懸掛于在琴鍵軌跡上移動(dòng)的琴鍵(2a，2b)上，以與琴鍵(2a，2b)一起移動(dòng)，并且相對(duì)于中盤(6a)靜止的光束(B，B1，B2)射穿光學(xué)調(diào)制器(30)；大量微折射體(32c)形成在光學(xué)調(diào)制器(30)的光輸出表面(32b)上，并且每單位面積上的微折射體(32c)的密度在光學(xué)調(diào)制器(30)隨琴鍵(2a，2b)一起移動(dòng)的方向上變化，以使當(dāng)前琴鍵位置轉(zhuǎn)換為穿過光學(xué)調(diào)制器(30)的光的量；由于光學(xué)調(diào)制器(30)的微折射體(32c)和其他部分具有一體的結(jié)構(gòu)，所以模制工藝可用于光學(xué)調(diào)制器(30)，并且該模制工藝使生產(chǎn)成本降低。
文檔編號(hào)G01B11/00GK101105935SQ200710136429
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2007年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者加藤忠晴 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社