專利名稱：電子鍵盤樂器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有揚聲器音箱的電子鍵盤樂器。
背景技術(shù)：
眾所周知，電子鍵盤樂器通常提供有揚聲器音箱，以確保足夠的音量并生成與聲 學(xué)鋼琴的微妙音色媲美的樂音(見日本專利公布No. 3644356)。 在這個專利公布中公開的鍵盤樂器中，將揚聲器安裝在樂器主體上以使其朝向向 上，并且在覆蓋揚聲器的背表面的外殼(enclosure)中形成開孔，且所述開孔沿著所述外 殼延伸，由此從揚聲器和開孔向上和向下發(fā)出聲音。從揚聲器發(fā)出的聲音被鍵盤樂器的反 射器板反射，并被傳送至聽眾，而通過開孔傳遞的聲音被地板反射，并被傳送至聽眾。
然而，在這個鍵盤樂器中，通過使得由朝向向上的揚聲器產(chǎn)生的空氣振動經(jīng)由外 殼的開孔向下傳播所引起的向下的聲音的發(fā)送不足以實現(xiàn)如大鋼琴提供的那種豐富的聲 響。在將揚聲器音箱安裝在電子鍵盤樂器上時，需要避免其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電子鍵盤樂器，其從單獨用于向上聲音發(fā)出的揚聲器和從單獨用 于向下聲音發(fā)出的揚聲器在向上和向下兩個方向上發(fā)出聲音，因此而實現(xiàn)與聲學(xué)鋼琴的聲 音類似的聲音，并由共同的隔板構(gòu)成揚聲器音箱中的共鳴腔室的后部，以避免揚聲器音箱 的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化。 根據(jù)本發(fā)明，提供一種電子鍵盤樂器，其包括樂器主體；揚聲器音箱，布置在所 述樂器主體上；位于所述揚聲器音箱上部的多個揚聲器，在用所述電子鍵盤樂器來演奏時， 這些揚聲器被布置為使其朝向向上；位于所述揚聲器音箱下部的多個揚聲器，在用所述電 子鍵盤樂器來演奏時，這些揚聲器被布置為使其朝向向下；一個隔板，設(shè)置在所述揚聲器音 箱中，以將所述揚聲器音箱的內(nèi)部空間隔成上部內(nèi)部空間和下部內(nèi)部空間；位于所述揚聲 器音箱的上部內(nèi)部空間中的共鳴腔室，這些共鳴腔室彼此獨立地形成，使其與被布置為朝 向向上的各所述揚聲器相對應(yīng)；以及位于所述揚聲器音箱的下部內(nèi)部空間中的共鳴腔室， 這些共鳴腔室彼此獨立地形成，使其與被布置為朝向向下的各所述揚聲器相對應(yīng)；其中由 該一個隔板構(gòu)成所述共鳴腔室的后部。 根據(jù)本發(fā)明，通過從單獨用于向上發(fā)出聲音的揚聲器和從單獨用于向下發(fā)出聲 音的揚聲器在向上和向下兩個方向上發(fā)出聲音，可實現(xiàn)與聲學(xué)鋼琴的聲音類似的聲音，并 且由共同的隔板構(gòu)成揚聲器音箱中的共鳴腔室的后部，可避免揚聲器音箱的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜 化。 從平面圖角度來看，可將所述樂器主體形成為大鋼琴形狀，以及從平面圖角度來
看，可將所述揚聲器音箱布置在與布置大鋼琴音板的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中。 在這種情況下，聲音發(fā)出位置可接近于大鋼琴音板的位置，由此可實現(xiàn)與大鋼琴
的聲音類似的聲音。
所述揚聲器可包括布置在所述隔板上方的四個揚聲器和布置在所述隔板下方的
四個揚聲器，可將布置在所述隔板上方的四個揚聲器中的三個沿著左右方向在所述揚聲
器音箱的前側(cè)排列成一排，并且可將這四個揚聲器中的剩余一個置于所述揚聲器音箱的后
側(cè)；以及可將布置在所述隔板下方的四個揚聲器中的三個沿著左右方向在所述揚聲器音箱
的前側(cè)排列成一排，并且可將這四個揚聲器中的剩余一個置于所述揚聲器音箱的后側(cè)。 在這種情況下，可以很容易地將適當(dāng)?shù)囊袅糠峙浣o共鳴腔室，因此就能有效地將
揚聲器音箱布置在與布置大鋼琴音板的位置對應(yīng)的位置處。 對應(yīng)于布置在所述隔板上方的四個揚聲器中的剩余一個的共鳴腔室可經(jīng)由垂直 隔板與對應(yīng)于這四個揚聲器中的三個的共鳴腔室接觸；以及對應(yīng)于布置在所述隔板下方的 四個揚聲器中的剩余一個的共鳴腔室可經(jīng)由垂直隔板與對應(yīng)于這四個揚聲器中的三個的 共鳴腔室接觸。 在這種情況下，可有效地確保共鳴腔室的音量。 可在所述揚聲器音箱相對于該一個隔板的上端和下端的一端布置臺階部，并可 在所述揚聲器音箱的上端和下端的另一端布置所述揚聲器中用于低音樂音(low pitch tone)的揚聲器，以及可在所述揚聲器音箱的上端和下端的該一端布置所述揚聲器中用于 中音樂音(intermediate pitch tone)或高音樂音(high pitch tone)的揚聲器。
在這種情況下，可節(jié)省在樂器主體中的空間，同時確保與用于低音樂音的揚聲器 對應(yīng)的共鳴腔室具有大音量。 在所述臺階部的空間中可布置電氣組件。
在這種情況下，可有效利用空間。 所述臺階部和所述電氣組件可設(shè)置在低音樂音這一側(cè)。 以下參照附圖對示例性實施例進行描述，本發(fā)明的其他特征將因此而變得清楚明顯。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電子鍵盤樂器的正視圖；
圖IB是示出在拆除頂板的狀態(tài)下的電子鍵盤樂器的平面圖；
圖2是示出電子鍵盤樂器的底面仰視圖；
圖3是沿著圖IB的線A-A截取的剖視圖；
圖4A是鍵盤樂器的揚聲器音箱的左視圖；
圖4B是揚聲器音箱的平面圖； 圖4C是形成在揚聲器音箱上的臺階部和布置在該臺階部中的電氣組件的局部透 視圖； 圖5A是揚聲器音箱的平面圖； 圖5B是沿著圖4A的線B_B截取的剖視圖； 圖6是示出電子鍵盤樂器的功能結(jié)構(gòu)的框圖；以及 圖7是示出在鍵盤樂器的DSP、分配器和樂音生成器中的信號處理流程的框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將參照示出本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖在下文中描述本發(fā)明。
圖1A示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電子鍵盤樂器的正視圖。電子鍵盤樂器100在 其上部提供有可開合的頂板25，其在圖1A中是打開狀態(tài)。圖IB示出在拆除頂板25的狀態(tài) 下的鍵盤樂器100的平面圖。在圖IA和圖IB中，覆蓋鍵盤KB的鍵盤蓋被示出為打開狀態(tài)。
圖2以底面仰視圖示出鍵盤樂器100，圖3是沿著圖IB的線A_A截取的剖視圖。 在圖3中省略了一些組成元件的圖示。 如圖1A和圖2所示，樂器主體30由三個腿21支撐。在下文中，術(shù)語"垂直方向"、 "左右方向"和"前后方向"表示從位于地板上的鍵盤樂器100前方的演奏者角度觀看的方 向。 樂器主體30具有左側(cè)板31L和右側(cè)板31R、以及在側(cè)板31L、31R的后端之間延伸 的曲線背板32，并且樂器主體30的平面形狀類似于大鋼琴。鍵盤KB具有杠桿(seesaw)型 鍵(未示出)，該杠桿型鍵被布置在樂器主體30的最前部并介于側(cè)板31L、31R之間。
如圖2和圖3所示，樂器主體30的底部由前后鍵座33和34構(gòu)成。如圖1B所示， 樂器主體30的上部由音板35以及布置在音板35的后方的中板38構(gòu)成(也可參見圖3)。 中板38的平面形狀類似于大鋼琴的音板，并且該中板38被固定至側(cè)板31L、31R和背板32。 音板35具有沿著左右方向延伸的前端部35a以及形成為向后凸出的拱形的后端部35b。音 板35的后端部35b通過固定件(未示出)連接至中板38的前端部38a的下部。
經(jīng)由鉸鏈連接的頂板連接接頭23 (見圖1A和圖3)將頂板25安裝到布置在背板 32的左半部上端處的兩個安裝接頭37 (例如金屬接頭)(見圖1B和tu 3)，從而頂板25相 對于背板32可開合。通過支撐桿24(見圖1A)保持頂板25的打開狀態(tài)。
如圖1B所示，將樂譜架設(shè)備60布置在音板35的正上方的左右方向的中心處，并 將該樂譜架設(shè)備60固定至依次被固定至側(cè)板31L、31R的部件(未示出)處。將燈座39L、 39R布置在位于音板35的左端和右端正上方的樂譜架設(shè)備60的左側(cè)和右側(cè)，并將所述燈座 39L、39R固定至側(cè)板31L、31R或固定至依次被固定至側(cè)板31L、31R的部件處。音板35提供 有引出(r皿-off)部(未示出)，由此安裝樂譜架設(shè)備60和燈座39L、39R，從而不占用音板 35，且彼此不相接觸。應(yīng)注意，可布置橡膠部件或其他彈性部件以填充介于音板、樂譜架、和 燈座之間的縫隙，使得音板、樂譜架、和燈座經(jīng)由彈性部件彼此接觸。 從平面圖角度來看，變頻器(transducer) TrL、 TrR被布置在音板35的下表面上 (見圖1B和圖3)且介于燈座39L、3服和樂譜架設(shè)備60之間。變頻器TrL、 TrR被配置為 使音板35振動(激發(fā)該音板35的振動)，從而生成聲音。前鍵座33被布置且被配置為用 作音板。在前鍵座33的左半部分的下表面上，布置有振動激發(fā)單元ACS1、 ACS2(見圖2和 圖3)，且每個振動激發(fā)單元均具有通過電磁感應(yīng)生成振動力的變頻器，并且被配置為使前 鍵座33振動(激發(fā)該前鍵座33的振動)以用于聲音生成。 如圖1B和圖3所示，將揚聲器音箱50布置在樂器主體30的后半部分。從平面圖 角度來看，揚聲器音箱50被布置在布置有中板38的區(qū)域中。這個區(qū)域?qū)?yīng)于大鋼琴中布 置了落地式鋼琴音板的區(qū)域。 圖4A和圖4B以左視圖和平面圖示出揚聲器音箱50。如圖2、圖3和圖4A所示， 后鍵座34構(gòu)成揚聲器音箱50的底部，后者具有由上板52、圍壁53以及部分后鍵座34構(gòu)成
6的殼體(見圖3)。 如圖4A和圖4B所示，在揚聲器音箱50的左端部形成臺階部50a。臺階部50a由 揚聲器音箱50的左端部的上表面50aa(其在揚聲器音箱50的水平隔板51的下方位置處 水平延伸)以及揚聲器音箱50的上半部分的左側(cè)表面50ab來限定，并且向上、向前和向后 打開。為了有效地利用空間，將電氣組件18布置在臺階部50a的空間內(nèi)。電氣組件18例 如是樂音生成組件，但是也可將任意類型和數(shù)目的組件布置在臺階部50a的空間中。由于 將電氣組件18布置在臺階部50a(該臺階部50a被布置在低音樂音這一側(cè))的空間中，所 以在打開頂板25進行內(nèi)部維護時可縮短從樂器主體30的上部到電氣組件18的距離，這有 助于提高實用性。在所述電氣組件18包括沉重的組件(例如是變壓器)的情形下，會擔(dān)心 出現(xiàn)過高的噪聲(ham noise)。如果有必要減輕過高噪聲的影響，可將從垂直部位來看形成 為TI (pi)形的騎座(seat)DAI直接布置在鍵座34上，從而跨騎在揚聲器音箱50的左端部 的上表面50aa處，而電氣組件18可被布置在該騎座DAI上，如圖4C所示。
如圖2所示，將四個低音揚聲器WoL、WoC、WoR、WoB(以下均用Wo表示)(S卩，用于 低音樂音的揚聲器)朝向向下，并布置在后鍵座34上與揚聲器音箱50的底部對應(yīng)的部分 處。如圖4B所示，將四個中音揚聲器(即，用于中音樂音的揚聲器)SqL、 SqC、 SqR、 SqB (以 下均用Sq表示)以及四個高音揚聲器(即，用于高音樂音的揚聲器)TwL、TwC、TwR、TwB(以 下均用Tw表示)朝向向上，并布置在揚聲器音箱50的上部(主要在頂板52上)，以對應(yīng) 于低音揚聲器WoL、WoC、WoR、WoB。因此，中音揚聲器Sq和高音揚聲器Tw與低音揚聲器Wo 朝向相反。 將中音揚聲器Sq布置在彼此相同的平面中，以及將高音揚聲器Tw布置在彼此相 同的平面中。高音揚聲器Tw位于中音揚聲器Sq的上方。應(yīng)注意，也可將中音揚聲器Sq和 高音揚聲器Tw布置在彼此相同的平面中。將位于揚聲器音箱50的底部處的低音揚聲器Wo 布置在彼此相同的平面中。 揚聲器組spL、 spC、 spR、和spB的每一組均由具有相同后綴L、 C、 R或B的中音揚 聲器Sq、高音揚聲器Tw、和低音揚聲器Wo構(gòu)成，并且從平面圖角度來看，這些揚聲器組被 布置得彼此靠近(見圖1B和圖2)。具體地，揚聲器組spL由中音揚聲器SqL、高音揚聲器 TwL、和低音揚聲器WoL構(gòu)成。其他揚聲器組由spC、spR、和spB表示。從左右方向來看，變 頻器TrL、 TrR的位置與揚聲器組spL、 spR幾乎對齊(見圖1B)。 如圖2和圖4B所示，從平面圖角度來看，將三組中音揚聲器SqL、 SqC、 SqR和低音 揚聲器WoL、 WoC、 WoR布置在緊鄰鍵盤KB的后方，并分別位于樂器主體30的左端部、中部、 和右端部，且沿著左右方向排列成一排。具體而言，將低音揚聲器WoL、WoC、WoR的中心(圓 錐的中心)布置在理想的直線上(見圖2)。另一方面，將其他組的中音揚聲器SqB和低音 揚聲器WoB布置在三組中音揚聲器SqL、 SqC、 SqR和低音揚聲器WoL、 WoC、 WoR的后方。更 具體地，將中音揚聲器SqB布置在中音揚聲器SqL、SqC的后方，并沿著左右方向布置在它們 之間(見圖4B)。將低音揚聲器WoB布置在低音揚聲器WoL、 WoC的后方，并沿著左右方向 布置在它們之間略靠近低音揚聲器WoC的一側(cè)(見圖2)。 通過中音揚聲器Sq和低音揚聲器Wo的上述布置，作為聲源的揚聲器被布置得構(gòu) 成近似于平面的聲源。在如聲學(xué)電子鍵盤樂器那般僅從左右兩個揚聲器發(fā)出聲音的安排 中，是從作為點聲源的這兩個揚聲器向聲音空間中擴散球面波。結(jié)果，其樂音表現(xiàn)變得迥異于聲學(xué)鋼琴。另一方面，在本實施例中，考慮到來自布置在相同平面表面上的相同方位的四 個中音揚聲器Sq(或低音揚聲器Wo)的球面波彼此干擾，從而合成(synthesized)平面波。 通過這一功能，所述平面波就會如聲學(xué)鋼琴中的聲音傳播那樣擴散至聲音空間中，并且所 得到的樂音感覺就變得與聲學(xué)鋼琴近似。四個高音揚聲器Tw還用于構(gòu)成近似于平面的聲 源。 如圖2所示，從平面圖和底面仰視圖角度來看，沿著水平方向?qū)⒅幸魮P聲器SqL、 SqC、SqR、SqB布置得靠近低音揚聲器WoL、WoC、 WoR、WoB，以與低音揚聲器部分重疊，由此使 得在中音揚聲器Sq和位于與揚聲器音箱50幾乎相同的高度的聆聽地點之間的距離與低音 揚聲器Wo和該聆聽地點之間的距離之間的差值變得很小。 如圖4所示，在揚聲器組spL中，使得高音揚聲器TwL的中心位于中音揚聲器SqL 的中心的左側(cè)和略靠前方。在揚聲器組spR中，使得高音揚聲器TwR的中心位于中音揚聲 器SqR的中心的右側(cè)和略靠前方。在揚聲器組spC中，使得高音揚聲器TwC的中心位于緊 鄰中音揚聲器SqC的中心的后方。在揚聲器組spB中，使得高音揚聲器TwB的中心位于中 音揚聲器SqB的中心的右側(cè)和略靠前方。將中音揚聲器SqL、 SqC、 SqR、 SqB沿著左右方向 排列成一排。另一方面，例如從演奏者角度來看，高音揚聲器TwL、TwC、TwR被排列成向前凸 出的弧形。 結(jié)果，從高音揚聲器TwL、TwC、TwR到演奏者之間的距離的差值變得很小。由于距 離差值很小，就抑制了游離感，盡管當(dāng)?shù)诌_聆聽地點的距離之間的差值較大時會存在這樣 的趨勢高音樂音被衰減且來自靠近聆聽地點的高音揚聲器的聲音由于得到加重而易于被 聽到。 圖5A以平面圖示出揚聲器音箱50，圖5B是沿著圖4A的線B_B截取的剖視圖。
如圖5A所示，將中音揚聲器Sq裝入在頂板52中對應(yīng)于中音揚聲器而形成的孔 52aL、52aC、52aR、52aB中。如圖1B所示，暴露中音揚聲器Sq和高音揚聲器Tw，以用于經(jīng)由 與其對應(yīng)的中板38中形成的孔來發(fā)出聲音。在圖4A中，省略高音揚聲器TwL的圖示。將低 音揚聲器Wo放入后鍵座34中對應(yīng)于低音揚聲器所形成的孔34aL、34aC、34aR、34aB中(見 圖5B)。 如圖3和圖4A所示，將水平隔板51布置在揚聲器音箱50的垂線中間略靠上方處， 由此將揚聲器音箱50的內(nèi)部空間隔成上下空間。水平隔板51也可不必嚴格按水平布置或 形成為平板，只要該水平隔板51將揚聲器音箱50的內(nèi)部空間隔成上下空間即可。
如圖5A所示，由三個垂直隔板54至56將揚聲器音箱50內(nèi)位于水平隔板51上方 的上部空間隔成四個空間，用于四個中音揚聲器Sq。由垂直隔板54至56、圍壁53、和頂板 52來限定與中音揚聲器Sq對應(yīng)的四個獨立共鳴腔室RsL、 RsC、 RsR、 RsB(以下均用Rs表 示)。四個共鳴腔室Rs的容積彼此相同。 如圖5B所示，由三個垂直隔板57至59將位于水平隔板51下方的下部空間隔成 四個空間，以用于四個低音揚聲器Wo。由垂直隔板57至59、圍壁53、和后鍵座34來限定與 低音揚聲器Wo對應(yīng)的四個獨立共鳴腔室RwL、 RwC、 RwR、 RwB (以下均用Rw表示)。四個共 鳴腔室Rw的容積彼此相同，但是它們的容積也可不同。水平隔板51和垂直隔板54至59 均例如通過粘著至圍壁53來固定，且這些板的接觸部分也例如通過彼此粘著來固定。垂直 隔板54至59有助于提高揚聲器音箱50的堅固度。
位于中音揚聲器Sq的后表面這一側(cè)的共鳴腔室Rs的后部由水平隔板51構(gòu)成。位 于低音揚聲器Wo的后表面這一側(cè)的共鳴腔室Rw的后部也由水平隔板51構(gòu)成。由于上下 八個共鳴腔室的后部均由水平隔板51構(gòu)成，所以就避免了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化。
將共鳴腔室RsL、 RsC、 RsR布置在前側(cè)并沿著左右方向排列，以及使得被布置于后 側(cè)的共鳴腔室RsB經(jīng)由垂直隔板54而與共鳴腔室RsL、 RsC、 RsR接觸(見圖5A)。共鳴腔 室RwB經(jīng)由垂直隔板57與共鳴腔室RwL接觸，并經(jīng)由垂直隔板58與共鳴腔室RwC、共鳴腔 室RwR接觸(見圖5B)。其結(jié)果有效保證了共鳴腔室Rs、 Rw的音量。 圖6以方框圖示出電子鍵盤樂器IOO的功能結(jié)構(gòu)。電子鍵盤樂器100包括主 CPU11，且有操作元件組16、踏板PD、接口 17、 DSP 12、和分配器14以及鍵盤與該主CPU 11 連接。樂音生成器15被連接至分配器14。由操作檢測單元(未示出)檢測鍵盤KB、操作 元件組16和踏板PD的操作狀態(tài)，并且將檢測信號提供給主CPUll。分配器14、 DSP 12、和 樂音生成器15構(gòu)成聲音生成設(shè)備。 操作元件組16包括各種操作元件(例如主音量操作元件、效果操作元件、和設(shè)備 設(shè)置操作元件)。所述接口例如包括MIDI接口和有線或無線通信接口。主CPU 11包括 R0M、RAM、定時器等(均未示出)。DSP 12包括CPU(未示出)、存儲單元(未示出)和波形 存儲器13，在該波形存儲器13中預(yù)先存儲有波形數(shù)據(jù)組dL、 dC、 dR、 dB。樂音生成器15包 括放大器(未示出)，以及包括上述的低音揚聲器Wo、中音揚聲器Sq、高音揚聲器Tw、變頻 器TrL、TrR、振動激發(fā)單元ACSl、ACS2。 每個波形數(shù)據(jù)組dL、dC、dR、dB是多段采樣波形數(shù)據(jù)的集。每段采樣波形數(shù)據(jù)(其 作為針對一個聲音的數(shù)據(jù))具有音量包絡(luò)(envelope)，并通過對例如大鋼琴的樂音波形進 行采樣而獲得。例如，波形數(shù)據(jù)組dL、dC、dR、dB所基于的樂音波形從在與四個中音揚聲器 Sq對應(yīng)的位置處記錄的聲學(xué)大鋼琴的樂音而獲得。 針對每個音階(鍵)并針對按鍵速率的多個段(例如八個段)的每一段而提供每 個波形數(shù)據(jù)組dL、 dC、 dR、 dB，?？舍槍γ總€音階范圍而不是針對每個音階而提供每個波形 數(shù)據(jù)組。當(dāng)樂音生成器15被配置為能夠發(fā)出多種音色時，可針對每個音色而提供每個波形 數(shù)據(jù)組dL、dC、dR、dB。此外，還可針對踏板PD按下深度的每個段(例如兩個或三個段)而 提供每個波形數(shù)據(jù)組。 圖7以方框圖示出在DSP 12、分配器14和樂音生成器15中的信號處理的流程。 由低音揚聲器Wo、中音揚聲器Sq、高音揚聲器Tw來使用波形數(shù)據(jù)組dL、 dC、 dR、 dB，以用于 聲音的生成。還由變頻器TrL和振動激發(fā)單元ACSl、 ACS2使用波形數(shù)據(jù)組dL、 dC，且還由 變頻器TrR來使用波形數(shù)據(jù)組dC。 將來自波形數(shù)據(jù)組dL、 dC、 dR、 dB的波形數(shù)據(jù)提供給具有大量輸入和輸出信道的 混音器(MIX)61，并自線路L1至L2輸出信號。將基于從線路L1、L2輸出的信號的樂音信號 S1、S2和SO提供給揚聲器組spL(即高音揚聲器TwL、低音揚聲器WoL、和中音揚聲器SqL的 集合)。類似地，將基于從線路L3、L4輸出的信號的樂音信號S1、S2和SO提供給揚聲器組 spC，將基于從線路L5、L6輸出的信號的樂音信號S1、S2和SO提供給揚聲器組spR，將基于 從線路L7、 L8輸出的信號的樂音信號Sl、 S2和SO提供給揚聲器組spB。將基于從線路L9 至L12輸出的信號的信號提供給變頻器TrL、TrR和振動激發(fā)單元ACS1、ACS2。
在圖7中，主要示出用于揚聲器組spL的一個系統(tǒng)的流程，在該系統(tǒng)中處理選自波
9形數(shù)據(jù)組dL(源)的波形數(shù)據(jù)。部分省略用于揚聲器組spC、spR、spB的其他系統(tǒng)的類似流 程的圖示，在這些其他系統(tǒng)中處理選自波形數(shù)據(jù)組dC、 dR、 dB(源)的波形數(shù)據(jù)。
DSP 12包括HPF(高通濾波器)41、62、63和72，并包括LPF (低通濾波器)42、64、 65和73。分配器14包括2信道DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)43、66和67，還包括HPF 44、 LPF 45、 以及NF(噪聲濾波器)68、69、70、71、74和75 (每一個NF均由低通濾波器實現(xiàn))。在主CPU 11(圖6)的控制下，MIX 61基于指定輸入和輸出的選擇和指定信號混音程度的控制信號來 操作。將以上電路元件如圖7所示那樣連接。 當(dāng)按下鍵盤KB的任意鍵時，從每個波形數(shù)據(jù)組dL、 dC、 dR、 dB選擇與按下的鍵的
音階以及按鍵速率所屬的段對應(yīng)的波形數(shù)據(jù)。同時執(zhí)行對用于發(fā)聲的所選數(shù)據(jù)的處理。在
下文中，將通過針對波形數(shù)據(jù)組dL的系統(tǒng)作為實例來描述來自揚聲器組的發(fā)聲。 在DSP 12中，從波形數(shù)據(jù)組dL選擇與按下的鍵和按鍵速率對應(yīng)的波形數(shù)據(jù)，并將
所選波形數(shù)據(jù)輸入至MIX 61。對此進行響應(yīng)，從MIX 61的線路L1、 L2輸出包括基于所選
波形數(shù)據(jù)的所有頻帶分量的數(shù)字波形信號。 接下來，在DSP 12中，HPF 41通過從線路Ll輸出的波形信號去除低頻帶分量和 中頻帶分量來獲得高頻帶分量wl， HPF 42通過從線路L1輸出的波形信號去除中頻帶分量 和高頻帶分量來獲得低頻帶分量w2。然后，通過累加器76將頻帶分量wl、w2迭加起來，由 此而創(chuàng)建數(shù)字波形信號47(其不包含中頻帶分量)。另一方面，由HPF 72和LPF 73從線路 L2輸出的波形信號獲得不包含低頻帶分量和高頻帶分量的數(shù)字波形信號46。彼此串聯(lián)的 HPF 72和LPF 73構(gòu)成帶通濾波器。 濾波器HPF 41、LPF 42、 LPF 73和HPF 72的截斷頻率依序增大。換句話說，滿
足關(guān)系fcHpF4i > fcLpF42禾口 fcLpF73 > :^卿72，其中fcHpF41、 fcLpF42、 fcLpF73Jn fcHpF72分別表示這
些濾波器的截斷頻率。通過設(shè)置濾波器的截斷頻率以滿足以上關(guān)系，可創(chuàng)建具有如圖7所 示的波形分量的波形信號46、47。截斷頻率fc^n例如具有30kHz的值，截斷頻率fcOT72 例如具有從1kHz至300kHz的值。在濾波器HPF 72和LPF 42的截斷頻率之間滿足關(guān)系 fc腦> fc鵬2，在濾波器HPF 41和LPF 73的截斷頻率之間滿足關(guān)系fcHPF41 > fc訓(xùn)。NF 68至71、74、和75的截斷頻率例如都具有30kHz的值。在用于處理選自波形數(shù)據(jù)組dC、dR、 dB(源)的波形數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中也使用相同的截斷頻率值。 將經(jīng)由不同信道將DSP 12創(chuàng)建的波形信號46、47輸入至分配器14的2信道DAC 43。 DAC 43針對各信道而將波形信號46、47轉(zhuǎn)換成模擬樂音信號49、48。由NF 75從樂音 信號49去除高頻噪聲，由此生成樂音信號SO并將其提供給中音揚聲器SqL。中音揚聲器 SqL發(fā)出從中去除噪聲并且包含低頻帶分量、中頻帶分量和高頻帶分量的樂音。
在一個信號路徑中，樂音信號48由HPF 44和NF 74來處理，并作為樂音信號S被 提供給高音揚聲器TwL。具體地，HPF 44和NF 74從樂音信號48去除低頻帶分量和噪聲， 因此樂音信號S1僅包含高頻帶分量。在另一信號路徑中，LPF 45處理樂音信號48，并將其 作為樂音信號S2提供給低音揚聲器WoL。由于LPF 45從樂音信號48去除了高頻帶分量， 所以樂音信號S2僅包含低頻帶分量。HPF 44的截斷頻率等于或略低于HPF 41的截斷頻 率，LPF 45的截斷頻率等于或略高于LPF 42的截斷頻率。 樂音信號S1、S2從相同的源(波形數(shù)據(jù)組dL)導(dǎo)出，但是在頻帶中不彼此重疊。 樂音信號S0、 S2彼此同相，但是與樂音信號Sl異相。
分別將樂音信號S1、S2、S0提供給高音揚聲器TwL、低音揚聲器WoL和中音揚聲器 SqL，同時通過操作元件組16的主音量操作元件來針對樂音信號48、49而控制在線路中提 供的音量控制器。根據(jù)按下的是哪個鍵來控制在高音揚聲器TwL、低音揚聲器WoL和中音揚 聲器SqL之間的音量分配。例如，增益(音量分配值)是這樣的，即針對較高音樂音的鍵而 給高音揚聲器TwL分配的音量較大，針對較高音樂音的鍵而給低音揚聲器WoL分配的音量 較小。相反，針對較低音樂音的鍵而給低音揚聲器WoL分配的音量較大，并且針對較低音樂 音的鍵而給高音揚聲器TwL分配的音量較小。由主CPU11控制這些音量控制參數(shù)。
在針對揚聲器組spC、spR、spB的系統(tǒng)中(在該系統(tǒng)中處理選自波形數(shù)據(jù)組dC、dR、 dB(源)的波形信號)也執(zhí)行上述處理。 如先前所述，在變頻器TrL、 TrR和振動激發(fā)單元ACS1、 ACS2中也使用波形數(shù)據(jù)組 dL、 dC、 dR。以下是對所述系統(tǒng)從波形數(shù)據(jù)組dL、 dC、 dR到變頻器TrL、 TrR和振動激發(fā)單元 ACS1、ACS2的信號處理流程的描述。 從波形數(shù)據(jù)組dL、 dC、 dR中的每一組選擇與所按下的鍵和按鍵速率對應(yīng)的波形 數(shù)據(jù)，并將所選波形數(shù)據(jù)輸入至MIX 61。然后，以dR : dC= 100 : 63的比例來混音選 自波形數(shù)據(jù)組dR、dC的波形數(shù)據(jù)，并從MIX 61向線路L9輸出經(jīng)混音的信號。以dL : dC =100 : 63的比例來混音選自波形數(shù)據(jù)組dL、 dC的波形數(shù)據(jù)，并從MIX 61向線路L10至 L12中的每一條輸出經(jīng)混音的信號。應(yīng)注意，這些比例僅僅是實例。所述比例可以是滿足
dR > dc和dL > dc的關(guān)系的比例。例如，所述比例可以是ioo : ioo或ioo : 50。 將輸出至線路L9、L10的信號輸入至分配器14的2信道DAC 66的不同信道中，并 轉(zhuǎn)換成模擬樂音信號。NF 69、68從這些模擬樂音信號去除高頻(超出音頻頻率并且約為 30kHz)噪聲，并且將得到的樂音信號提供給變頻器TrR、 TrL。 另一方面，將輸出至線路Lll、 L12的信號輸入至分配器14的2信道DAC 67的不 同信道中，并轉(zhuǎn)換成模擬樂音信號。NF 71、79從這些模擬樂音信號去除高頻(超出音頻頻 率)噪聲，并且將得到的樂音信號提供給振動激發(fā)單元ACS2、 ACS1。 在某些情況下，在由中音揚聲器Sq發(fā)出的樂音和由低音揚聲器Wo發(fā)出的樂音之 間的頻帶存在重疊。然而，從平面圖角度來看，由于將每個中音揚聲器沿著水平方向布置 得靠近對應(yīng)的低音揚聲器(其信號源與中音揚聲器相同)以部分地重疊低音揚聲器，所以 就能減小在中音揚聲器和聆聽地點(即處在與揚聲器音箱50幾乎相同的高度水平處)之 間的距離與在低音揚聲器和所述聆聽地點之間的距離之間的差值。結(jié)果，即使在中音揚聲 器與低音揚聲器之間存在頻帶重疊的區(qū)域中，也可減少由于聲波干擾而帶來的聲音特征失 真。當(dāng)在臺上演奏電子鍵盤樂器100時，由于聽眾通常與揚聲器音箱50處于相同高度的位 置，所以實踐效果尤為顯著。 根據(jù)這個實施例，將從選自對應(yīng)波形數(shù)據(jù)組(源)的波形數(shù)據(jù)導(dǎo)出并且自線路L1、 L3、L5和L7輸出的每個信號分成頻帶彼此不重疊的樂音信號S1、S2，并且從高音揚聲器Tw 和低音揚聲器Wo發(fā)出樂音信號。結(jié)果，即使在高音揚聲器Tw與低音揚聲器Wo之間抵達聆 聽地點的距離有差異，也可使得由于聲波干擾帶來的聲音特征失真(變聲、降調(diào)等)變小， 因此可使得聲音特征穩(wěn)定。 由于從平面圖角度來看中音揚聲器Sq和低音揚聲器Wo幾乎彼此重疊，所以可使 得在聆聽地點(聽眾位置)處的聲音特征穩(wěn)定。
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根據(jù)這個實施例，由于將中音揚聲器SqL、 SqC、 SqR沿著左右方向排列成一排，將 低音揚聲器WoL、 WoC、 WoR也排列成一排，并且將中音揚聲器SqB和低音揚聲器WoB置于 其他中音揚聲器和低音揚聲器的后方，將中音揚聲器Sq和低音揚聲器Wo安排為構(gòu)成近似 于平面的聲源，因此可實現(xiàn)與聲學(xué)鋼琴類似的聲音的傳播感覺。通過布置在前側(cè)的三個揚 聲器組和布置在后側(cè)的一個揚聲器組這樣的安排，很容易給共鳴腔室Rs、 Rw分配適當(dāng)?shù)囊?量，因此有助于有效地將揚聲器音箱50和共鳴腔室Rs、 Rw安排在與大鋼琴的音板的位置 (即布置中板38的位置)對應(yīng)的位置處。 此外，由于將高音揚聲器TwL、TwR置于中音揚聲器SqL、SqR的前方，并將高音揚聲 器TwC置于中音揚聲器SqC的后方，所以在高音揚聲器TwL、 TwC、 TwR之間可使抵達演奏者 的距離之間的差值變小，由此在演奏者位置處的高音樂音能夠?qū)崿F(xiàn)與聲學(xué)鋼琴類似的聲音 傳播感覺。 從平面圖角度來看，由于在與布置了大鋼琴音板的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中布置了揚聲 器音箱50，所以可使得自揚聲器音箱50發(fā)出聲音的位置靠近大鋼琴音板的位置，由此實現(xiàn) 與大鋼琴的聲音類似的聲音。 由于將從至少選自波形數(shù)據(jù)組dL、dR(源)的波形數(shù)據(jù)導(dǎo)出的并且自線路L10、L9
輸出的信號提供給變頻器TrL、TrR，并且由于因音板35振動而產(chǎn)生的聲音與從中音揚聲器
SqL、SqR發(fā)出的聲音同時生成，所以可實現(xiàn)與聲學(xué)鋼琴更為類似的聲音傳播感覺。 根據(jù)這個實施例，由于中音揚聲器Sq和高音揚聲器Tw朝向向上且低音揚聲器Wo
相反地朝向向下，所以從單獨向上發(fā)出聲音的揚聲器和從單獨向下發(fā)出聲音的揚聲器沿著
向上和向下兩個方向發(fā)出聲音，因此，由于由頂板25和地板反射的聲音被傳送給聽眾，所
以能夠?qū)崿F(xiàn)與聲學(xué)鋼琴的聲音類似的聲音。 由于揚聲器音箱50中的共鳴腔室Rs、 Rw的后部由一個水平隔板51構(gòu)成，所以可 整體形成揚聲器音箱50，從而避免結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化。 由于在揚聲器音箱50的上側(cè)設(shè)置了臺階部50a，并且在沒有布置臺階部50a的揚 聲器音箱50的下側(cè)形成用于低音樂音的低音揚聲器Wo的共鳴腔室Rw，所以就能確保共鳴 腔室Rw的大音量，并提高了對樂器主體30中的空間節(jié)省。在考慮到這一點的范圍內(nèi)，可以 在揚聲器音箱50的下側(cè)設(shè)置臺階部50a，以及可以這樣布置中音揚聲器Sq、高音揚聲器Tw、 低音揚聲器Wo和共鳴腔室使得在中/高音樂音這一側(cè)與低音樂音這一側(cè)之間的垂直位置 關(guān)系與該實施例相反。 在考慮對高音揚聲器Tw和低音揚聲器Wo之間的聲波干擾進行抑制的范圍內(nèi)，不 必使高音揚聲器Tw和低音揚聲器Wo的朝向垂直相反，而使高音揚聲器和低音揚聲器的朝 向相反就足矣。 應(yīng)注意，為了簡化結(jié)構(gòu)，可以在圖7中的信號處理中去除HPF 41和LPF42，并且可 僅使用輸入至DAC 43的數(shù)字波形信號46來獲得樂音信號S0、S1、S2。在這種情況下，樂音 信號SO可如先前所述的那樣獲得。盡管不能夠獲得樂音信號48，但是能夠?qū)某薔F 75 之外的DAC 43輸出的樂音信號進行分束，并如同具有圖7中的樂音信號48那樣向HPF 44 和LPF 45輸入分束后的信號，由此將分束后的信號分為樂音信號Sl、 S2。
應(yīng)注意，作為信號源的波形數(shù)據(jù)組dL、 dC、 dR、 dB可以不被存儲在電子鍵盤樂器 100中，而是可以從外部設(shè)備讀取。信號源的形式不限于波形數(shù)據(jù)組dL、dC、dR、dB的形式。
應(yīng)注意，樂音信號不僅可通過按下鍵盤KB的鍵、而且可基于先前存儲的或自外部 輸入的自動演奏數(shù)據(jù)(例如MIDI數(shù)據(jù))而生成。在這種情況下，在依次讀取的自動演奏 數(shù)據(jù)中，例如根據(jù)與音階和按鍵速率相關(guān)的信息而從波形數(shù)據(jù)組dL、 dC、 dR、 dB選擇波形數(shù) 據(jù)，并對其進行如先前所述那樣的處理。
權(quán)利要求
一種電子鍵盤樂器，包括樂器主體；揚聲器音箱，被布置在所述樂器主體上；位于所述揚聲器音箱上部的多個揚聲器，在用所述電子鍵盤樂器來演奏時，這些揚聲器被布置為使其朝向向上；位于所述揚聲器音箱下部的多個揚聲器，在用所述電子鍵盤樂器來演奏時，這些揚聲器被布置為使其朝向向下；一個隔板，被設(shè)置在所述揚聲器音箱中，以將所述揚聲器音箱的內(nèi)部空間分隔成上部內(nèi)部空間和下部內(nèi)部空間；位于所述揚聲器音箱的上部內(nèi)部空間中的共鳴腔室，這些共鳴腔室彼此獨立地形成，使其與被布置為朝向向上的各所述揚聲器相對應(yīng)；以及位于所述揚聲器音箱的下部內(nèi)部空間中的共鳴腔室，這些共鳴腔室彼此獨立地形成，使其與被布置為朝向向下的各所述揚聲器相對應(yīng)；其中由該一個隔板構(gòu)成所述共鳴腔室的后部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鍵盤樂器，其中從平面圖角度來看，將所述樂器主體形 成為大鋼琴形狀，以及從平面圖角度來看，將所述揚聲器音箱布置在與布置大鋼琴音板的 區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鍵盤樂器，其中所述揚聲器包括布置在所述隔板上方的 四個揚聲器和布置在所述隔板下方的四個揚聲器，將布置在所述隔板上方的四個揚聲器中的三個沿著左右方向在所述揚聲器音箱的前 側(cè)排列成一排，以及將這四個揚聲器中的剩余一個置于所述揚聲器音箱的后側(cè)；以及將布置在所述隔板下方的四個揚聲器中的三個沿著左右方向在所述揚聲器音箱的前 側(cè)排列成一排，以及將這四個揚聲器中的剩余一個置于所述揚聲器音箱的后側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子鍵盤樂器，其中對應(yīng)于與布置在所述隔板上方的四個揚 聲器中的剩余一個的共鳴腔室經(jīng)由垂直隔板與對應(yīng)于這四個揚聲器中的三個的共鳴腔室 接觸；以及對應(yīng)于布置在所述隔板下方的四個揚聲器中的剩余一個的共鳴腔室經(jīng)由垂直隔板與 對應(yīng)于這四個揚聲器中的三個的共鳴腔室接觸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子鍵盤樂器，其中所述揚聲器包括布置在所述隔板上方的 四個揚聲器和布置在所述隔板下方的四個揚聲器；將布置在所述隔板上方的四個揚聲器中的三個沿著左右方向在所述揚聲器音箱的前 側(cè)排列成一排，以及將這四個揚聲器中的剩余一個置于所述揚聲器音箱的后側(cè)；以及將布置在所述隔板下方的四個揚聲器中的三個沿著左右方向在所述揚聲器音箱的前 側(cè)排列成一排，以及將這四個揚聲器中的剩余一個置于所述揚聲器音箱的后側(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子鍵盤樂器，其中對應(yīng)于布置在所述隔板上方的四個揚聲 器中的剩余一個的共鳴腔室經(jīng)由垂直隔板與對應(yīng)于這四個揚聲器中的三個的共鳴腔室接 觸；以及對應(yīng)于布置在所述隔板下方的四個揚聲器中的剩余一個的共鳴腔室經(jīng)由垂直隔板與 對應(yīng)于這四個揚聲器中的三個的共鳴腔室接觸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的電子鍵盤樂器，其中在所述揚聲器音箱的相對 該一個隔板的上端和下端的一端設(shè)置臺階部，以及在所述揚聲器音箱的上端和下端的另一端布置所述揚聲器中用于低音樂音的揚聲器， 以及在所述揚聲器音箱的上端和下端的該一端布置所述揚聲器中用于中音樂音或高音樂 音的揚聲器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子鍵盤樂器，其中在所述臺階部的空間中布置電氣組件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子鍵盤樂器，其中將所述臺階部和所述電氣組件布置在低 音樂音這一側(cè)。
全文摘要
一種電子鍵盤樂器，其從單獨用于向上發(fā)出聲音的揚聲器和從單獨用于向下發(fā)出聲音的揚聲器沿著向上和向下兩個方向發(fā)出聲音，以實現(xiàn)與聲學(xué)鋼琴的聲音類似的聲音，并由共同的隔板構(gòu)成揚聲器音箱中的共鳴腔室的后部，以避免揚聲器音箱的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化。將朝向向下的低音揚聲器布置在揚聲器音箱的下部，以及將朝向向上的中音揚聲器布置在揚聲器音箱的上部。通過一個水平隔板將揚聲器音箱的內(nèi)部空間分成上部空間和下部空間，在該上部空間處由垂直隔板限定用于中音揚聲器的共鳴腔室，而在該下部空間處由垂直隔板限定用于低音揚聲器的共鳴腔室。由該水平隔板構(gòu)成共鳴腔室的后部。本發(fā)明實現(xiàn)了與聲學(xué)鋼琴的聲音類似的聲音。
文檔編號G10H5/00GK101770771SQ200910261978
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者加藤崇士, 大庭聰斗, 富士田隆志, 新荘彰子, 石原秀輝 申請人:雅馬哈株式會社