CN101329862B

CN101329862B - 电子管乐器

Info

Publication number: CN101329862B
Application number: CN2008101253312A
Authority: CN
Inventors: 柴田孝一郎
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: CN101329862A; US7781667B2; JP4957400B2; EP2006834A1; US20080314226A1; JP2009003084A

Abstract

一种电子管乐器，包括：本体部(1)；和吹奏单元(100)，其可枢转地支撑在所述本体部上。所述吹奏单元包括：唇板部(150)，其与演奏者的下唇部邻接；以及吹奏检测部(110)，其检测由演奏者吹出的气息流量。可围绕本体部(1)的纵轴(101)枢转的吹奏单元(100)包括：保持元件(2A，22，191，192)，将该吹奏单元(100)保持在预定枢转位置；以及刻度(23)，用于标识由保持元件保持的吹奏单元(100)的枢转位置。

Description

电子管乐器

技术领域

本发明涉及电子管乐器，例如电子笛。

背景技术

众所周知，电子管乐器包括：吹气孔(blow hole)，该吹气孔模拟自然管乐器的吹口(或吹奏口)；唇板，位于吹气孔附近；以及多个演奏键，设置在管状本体部上。只要演奏者利用其下唇部(演奏者的下唇和邻近演奏者的下唇的部分)接触(邻接)唇板将气息通过吹气孔吹入乐器内，就能够根据作为被按压的多个演奏键的组合的指法模式(fingering pattern)来确定音高(tone pitch)，并且通过被确定的音高合成并发出与被吹动的气息流量相对应的音量的乐音。使用这种类型的电子管乐器，需要稳定地检测由演奏者吹动的每个气息流量的功能。然而，由于通过吹气孔吹动的气息具有非常小的压力，因此难以检测被吹动的气息的压力以确定被吹动的气息的流量。日本特开第2007-17524号公报公开了一种电子管乐器，该乐器构造为通过呈扩音器形状的引导构件将被吹动的气息流引导至压力传感器。而且，在特开第2007-17524号公报公开的电子管乐器中，弯曲的轨道固定至管状本体部，由此引导构件可沿着该轨道移动。利用这种设置，演奏者可以通过沿着该轨道移动引导构件而调节引导构件的取向(orientation)和位置，这能够使演奏者吹动气息变得容易。

每个演奏者演奏自然管乐器(例如自然笛)的方式不同，该方式例如不仅包括在吹口向上的情况下演奏管乐器的演奏方式，还包括在吹口朝向演奏者的情况下演奏管乐器的演奏方式。对于每个演奏者而言，不仅吹口的取向不同而且唇板与下颌接触的位置也不同。在类似于自然笛之类的自然管乐器的情况下，头管部能相对于主管部旋转。因此，一些笛子等的演奏者通过相对于主管部旋转头管部以他们期望的方式进行演奏，从而不仅使其下颌接触唇板的期望位置，而且使吹口朝向期望的方向。然而，在许多管乐器中，头管部不能相对于主管部旋转，这将产生不能调节唇板与下颌的接触位置以及吹气孔的取向的问题。在第2007-17524号公报公开的电子管乐器中，由于引导构件能沿着轨道移动，因此朝向引导构件开口的吹气孔可以变化；然而，不能以与自然笛等中头管部相对于主管部旋转相同的方式调节吹气孔和唇板的姿势(posture)。更具体地，即使在自然笛等中头管部相对于主管部旋转时，在传统的电子笛等中吹气孔相对于唇板的相对位置和取向也不能改变。然而，在第2007-17524号公报公开的电子管乐器中，吹气孔相对于唇板的相对位置和取向随着引导构件沿着弯曲轨道的移动而改变。因此，使用第2007-17524号公报公开的电子管乐器，根本不能再现例如自然笛之类的管乐器中可执行的吹气孔和唇板的相对位置调节。

发明内容

鉴于上述内容，本发明的目的是提供一种改进的电子管乐器，其中吹气孔和唇板的位置和取向可以以与自然管乐器(例如自然笛)中头管部相对于主管部旋转相同的方式进行调节。

为实现上述目的，本发明提供一种改进的电子管乐器，该电子管乐器包括：本体部、和可枢转地支撑在本体部上的吹奏单元。吹奏单元包括：唇板部，其与演奏者的下唇部邻接；和吹奏检测部，其检测由演奏者吹出的气息流量。

根据本发明，支撑唇板部和吹奏检测部的吹奏单元是可枢转的，因此，吹气孔和唇板的位置和取向可以调节，且吹气孔相对于唇板部的取向和位置不改变。

下面将描述本发明的实施例，但是应当理解的是，本发明不限于所述实施例，并且在不脱离基本原理的情况下可以对本发明进行各种变型。因而，本发明的范围仅由所附的权利要求书确定。

附图说明

为了更好地理解本发明的目的和其它特征，下面将参照附图更详细地说明本发明的优选实施例，其中：

图1为示出电子笛的吹奏单元的示例结构的立体图，该电子笛为本发明的电子管乐器的实施例；

图2为示于图1中的结构的侧视图；

图3为示于图1中的结构的俯视图；

图4为吹奏单元的剖视图；

图5为示出电子笛的电气结构的方框图；

图6A至图6C为吹奏单元的结构的几个其它示例的侧视图。

具体实施方式

图1为示出电子笛的吹奏单元100和其附近部分的示例结构的立体图，该电子笛为本发明的电子管乐器的实施例。图2为从电子笛的头管部的顶侧看过去的吹奏单元100的侧视图，图3为吹奏单元100的俯视图，以及图4为吹奏单元100的剖视图。如图所示，电子笛的头管部1固定有两个凸缘2A和2B，且所述两个凸缘2A和2B沿该笛的管状本体部的轴线方向(纵向方向)以预定的间隔彼此隔开。吹奏单元100具有枢转轴101，该枢转轴101由设置在凸缘2A和2B上的各个支承21(在图1中仅示出凸缘2A的支承21)支撑。利用这种设置，本实施例中的吹奏单元100能通过施加一定的外力而围绕枢转轴101枢转。根据本实施例的电子笛的本体部包括三个主要部分：头管部1、主管部(未示出)、以及脚(尾)管部(未示出)，并且在本体部的给定部分设置或容置吹奏单元、多个演奏键、音源(tone generator)装置等。

吹奏单元100通常包括吹奏检测部110、唇板部150和从头管部1的轴向相对侧固定地夹持吹奏检测部110和唇板部150的侧板部190A和190B。上述枢转轴101分别固定至侧板部190A和190B。

从侧板部190A凸出一销191，并且在销191的中间部上设置止动件192，该止动件192类似于凸缘从销191径向地凸出。而且，在侧板部190A上设置用于调整销191的凸出长度的未示出的机构。凸缘2A具有细长的引导槽22，该引导槽22沿着在吹奏单元100围绕枢转轴101枢转时由销191引出的轨迹形成于凸缘2A内。销191具有插入细长的引导槽22内的远端部。通过增加销191的凸出长度将止动件192压向凸缘2A的内侧面，吹奏单元100的侧板部190A可以固定至凸缘2A。在邻近引导槽22的一侧的凸缘2A上设置用于表示销191的当前位置(即吹奏单元100的当前枢转位置)的刻度23。在另一侧板部190B和凸缘2B上设置类似的销191、止动件192、引导槽22和刻度23。这些元件2A、22、191和192是用于将吹奏单元100保持在期望的枢转位置的元件。

在吹奏检测部110的上部设置用于测量与演奏者的上唇的距离的上唇邻近传感器111，并且该上唇邻近传感器111例如为红外线反射器的形式。在吹奏检测部110的、与演奏者的嘴唇相对的前面部设置锥形喷射收集器(jetcollector)112。该喷射收集器112用于收集从演奏者的嘴部吹出的气息(喷射空气)，并将收集的气息引导到设置在吹奏检测部110内的喷射流量传感器113。喷射流量传感器113为压力传感器的形式。在吹奏检测部110中，喷射收集器112和上唇邻近传感器111的方向相同，并且当演奏者的嘴部位于喷射收集器112的正前面以使喷射收集器112能够有效地获取演奏者的气息时，上唇邻近传感器111也能从其正前面感应到演奏者的上唇，因此能准确地检测与上唇的距离。

从吹奏检测部110的相对侧向外凸出多个枢转轴121，并且在枢转轴121的中间部上设置凸缘状的止动件122。尽管未特别示出，但在吹奏检测部110上设置有用于调节枢转轴121的凸出长度的机构。在每个侧板部190A和190B内形成三个水平的细长引导槽194、195和196，以作为枢转轴支承部。使用者可以使用任一引导槽194、195和196，以便根据下面的操作顺序沿着细长的引导槽的长度在期望的位置上以期望的角度固定吹奏检测部110。

首先，通过压缩或减小每个枢转轴121的凸出长度将吹奏检测部110插入在侧板部190A和190B之间。接着，吹奏检测部110的枢转轴121分别设在每个侧板部190A和190B中的引导槽194、195和196中的期望的一个引导槽中，然后增加每个枢转轴121的凸出长度，以使枢转轴121的远端部插入期望的侧板部190A和190B中。此后，沿着相应的引导槽移动枢转轴121，由此调节在相应的引导槽内的位置，从而调节吹奏检测部110的可转动角度。如此调节之后，每个枢转轴121的凸出长度进一步增加，由此枢转轴121的止动件122压向相应的侧板部190A和190B的内侧面，从而将吹奏检测部110固定在侧板部190A和190B之间。这样，可以调节吹奏检测部110相对于唇板部150的距离和角度。

唇板部150的、沿着管的轴向方向的相对端固定至侧板部190A和190B。唇板部150包括固定的、非移动下唇板部151和可移动的上唇板部152。在此，上唇板部152是用于与演奏者的下唇部(即，下唇和邻近的部分)邻接的部分，并可响应由演奏者的下唇部施加的按压力而朝向头管部1的中心线移动。在唇板部150内设置唇压力传感器162S，该唇压力传感器162S接收米自演奏者的下唇部的压力以产生与接收的压力相对应的信号。

如图4所示，上唇板部152包括：唇邻接部171，其具有在演奏电子笛时朝向演奏者的嘴部凸出的唇邻接表面171S；板部172，其从唇邻接部171凸出；以及呈圆柱形的枢转轴173，其形成在板部172的远端。上唇板部152的、与唇邻接表面171S相对的表面与压敏电阻162之间以预定的间隔相对，并且在上唇板部152的、与唇邻接表面171S相对的表面上设置朝压敏电阻162凸出的按压部174。按压部174例如由弹性物质(例如橡胶)制成。当上唇板部152没有受到演奏者的下唇部的按压时，按压部174保持离开压敏电阻162。

下唇板部151是弯曲构件，其前表面略微向外突出并且后表面形成有凹陷部181，该凹陷部181内容置上唇板部152的枢转轴173。支承基部也具有凹陷部163，该凹陷部163内容置枢转轴173。在此，支承基部160的、沿着管的轴向方向的相对侧固定至侧板部190A和190B(参见图1)。如图4所示，支承基部160具有平面部，该平面部面向在演奏电子管乐器时倾斜地位于其上方的演奏者的嘴部，并且片状的压敏电阻162固定至平面部。下唇板部151的凹陷部181构成了与支承基部160的凹陷部163相配合的支承孔，并且该支承孔可枢转地支撑下唇板部151的枢转轴173。上唇板部152具有支撑在支承孔中的枢转轴173，并且上唇板部152通过被演奏者的下唇部的按压而朝向压敏电阻162枢转，由此按压构件174的顶面可移动至压敏电阻162的表面。按压部174的顶面相对于上唇板部152的压敏电阻162略微倾斜，由此在上唇板部152枢转且该顶面到达压敏电阻162时，该顶面开始与压敏电阻162面对面地接触。

在支承基部160的、没有设置压敏电阻162的表面部固定有永磁体301。而且，在上唇板部152的、与唇邻接表面171S相对的表面部固定有永磁体302，且该永磁体302与永磁体301相对。通过永磁体301或302中的一个永磁体的N极和S极与永磁体302或301中的另一个永磁体的N极和S极相对而使永磁体301和302相互排斥，并且这种排斥力通常被用作沿远离压敏电阻162的方向驱动上唇板部152的力。压敏电阻162构成唇压力传感器162S。

当需要从一个八度音阶转换到另一个八度音阶时，演奏者沿前后方向略微移动下颌。一旦演奏者向前移动其下颌并且演奏者的下唇部邻接于唇邻接表面171S，则从下唇板部到上唇板部152产生力矩，由此上唇板部152朝压敏电阻162移动。然后，一旦按压构件174碰到压敏电阻162，则响应来自唇压力传感器162S的输出而产生八度音阶转换指示(octave shiftinstruction)。

前述内容为根据本发明的本实施例的吹奏单元100的结构细节。

图5是示出根据本发明的本实施例的电子管乐器的电气结构的方框图。在图5中，多个演奏键传感器201为用于检测设置在电子笛的主管部和脚管部上的多个演奏键(未示出)的各自状态的传感器。利用这些演奏键传感器201，可以产生表示演奏键处于ON位置(在该位置键被按压以关闭主管部和脚管部的音孔)或OFF位置的指法模式，并且该指法模式提供至控制部201。

唇压力传感器162S是接收通过图1至图3所示的上唇板部152施加的压力并输出与接收到的压力值相对应的电压值的模拟信号的传感器。喷射流量传感器113是输出表示由图1和图3所示的锥形喷射收集器112收集的吹动气息的流量信号的压力传感器。上唇邻近传感器111已在上面参照图1至图3进行说明。

A/D转换器202、203和204将来自相应的唇压力传感器162S、喷射流量传感器113和上唇邻近传感器111的模拟信号分别转换成数字的唇压力信号、气息流量信号和与上唇的距离信号，这些信号输出至控制部210。

控制部210是用于控制电子笛的各种部件(例如随后阶段的MIDI音源220)的装置。尽管未特别示出，控制部210包括例如CPU、用作CPU的工作区的RAM以及ROM，ROM中存储有由CPU参考的各种表以及由CPU执行的各种程序。图5示出了根据存储在ROM中的程序由控制部210的CPU执行的各个处理。

由控制部210执行的各个处理包括产生参数的处理，这些参数成为MIDI信息的组成部分，用于控制MIDI音源220。

在由演奏键传感器201给定的指法模式的基础上，音符编号产生处理211计算待由MIDI音源220产生的乐音信号的音符编号。而且，音符编号产生处理211将唇压力信号与阈值相比较。如果唇压力信号超出阈值，则可以想到演奏者移动他或她的下颌以指示进行八度音阶转换，由此基于指法模式确定的音符编号转换成比确定的音符编号高出一个八度音阶的音符编号。

音量控制参数产生处理212是用于在由A/D转换器203给定的唇压力信号和气息流量信号的基础上确定作为音量控制参数的声调值(expressionvalue)或气息控制值的处理。速度产生处理213是用于在由A/D转换器203给定的气息流量信号的基础上确定速度的处理，该速度表示在渐高阶段(rising phase)乐音的强度。

音高折曲控制处理(pitch bend control process)214是用于在由A/D转换器203给定的气息流量信号和由A/D转换器204给定的与上唇的距离信号的基础上确定音高折曲值PB的处理。更具体地，当由与上唇的距离信号表示的、从演奏者的上唇到上唇邻近传感器111的距离减小时，音高折曲控制处理214根据距离减小程度产生音高降低的音高折曲值PB。

MIDI信息产生处理215是用于利用通过上述处理产生的参数产生MIDI信息以及将所产生的MIDI信息发送至MIDI音源220的处理。更具体地，一旦由A/D转换器203给定的气息流量信号值超出阈值并且满足了音符ON状态，则MIDI信息产生处理215使用当前由音符编号产生处理211给定的音符编号以及当前由速度产生处理213给定的速度值产生音符ON信息，然后发送所产生的音符ON信息。

只要气息流量信号值大于阈值并保持相同的指法模式，那么音符ON状态将持续。在音符ON状态期间，MIDI信息产生处理215使用由音量控制参数产生处理212给定的声调值或气息控制值而产生控制变化信息，接着将所产生的控制变化信息发送至MIDI音源220。而且，一旦演奏者略微移动其下颌以指示进行八度音阶转换，则音符编号产生处理211基于唇压力信号检测八度音阶转换指示，并根据检测到的八度音阶转换指示而将音符编号变成另一个音符编号或新的音符编号。在这种情况下，MIDI信息产生处理215产生指示转变成新的音符编号的MIDI信息，然后将所产生的控制变化信息发送到MIDI音源220。另外，一旦演奏者在音符ON期间朝着他或她自己旋转电子笛的管状本体部，则由与上唇的距离信号表示的、从上唇邻近传感器111到演奏者的上唇的距离变短，由此音高折曲控制处理214产生与从上唇邻近传感器111到上唇的距离的缩短程度相对应的音高折曲值PB。而且，在这种情况下，MIDI信息产生处理215利用由音高折曲控制处理214给定的音高折曲值PB而产生音高折曲信息，然后将所产生的音高折曲信息传送到MIDI音源220。接着，一旦气息流量信号值下降到低于阈值或指法模式变化，则MIDI信息产生处理215将音符OFF信息发送到MIDI音源220，以终止到目前为止处于音符ON状态的乐音信号。

MIDI音源220是用于以上述方式根据从控制部210传送的MIDI信息产生数字乐音信号的装置。音响系统230包括：D/A转换器，将从MIDI音源220输出的乐音信号转换成模拟乐音信号；放大器，用于放大模拟乐音信号；以及扬声器，由该放大器驱动(未示出)。

根据上述实施例，一体地包括吹奏检测部110和唇板部150的吹奏单元100可围绕枢转轴101枢转，因而演奏者可以类似于通过相对于主管部旋转头管部对自然管乐器进行调节一样来调节电子笛。而且，当要指示进行八度音阶转换时，对于不同的演奏者来说，唇板部150上的、应当与下颌接触以执行该八度音阶转换指示操作的位置趋向于不同；然而本实施例可以适当地处理八度音阶转换执行操作，而不管唇板部150上的、与下颌接触或邻接的位置如何。即，在本实施例中，允许吹奏检测部110相对于吹奏单元100枢转以独立地调节喷射收集器112的取向，这可以最优化喷射收集器112的取向，以有效地接收演奏者的气息，同时吸收(absorb)特定演奏者在唇板部150上的下颌邻接位置的不同。而且，根据上述实施例，上唇邻近传感器111和喷射收集器112一起设置在吹奏检测部110中，上唇邻近传感器111的取向也可以根据上唇邻近传感器111的取向最优化而自动最优化，以有效地接收演奏者的气息，从而直接在前面检测演奏者的上唇。因此，本实施例可以有利地消除对上唇邻近传感器111进行位置调节的需要。而且，在本实施例中，由于吹奏检测部110的枢转轴121支撑在水平的细长引导槽中，因此本实施例可以有利地调节从喷射收集器112和上唇邻近传感器111到演奏者的嘴部的距离，并调节音量以及音高折曲程度。而且，由于用于支撑吹奏检测部110的枢转轴121的多个引导槽设置成彼此竖直地隔开，因此本实施例可以有利地如演奏者期望地调节吹奏检测部110的高度。

如通过下面示例的描述，在下面阐明与上述实施例不同的其它可行实施例。

(1)尽管上述实施例构造成能够调节吹奏检测部110的角度和位置，然而吹奏检测部110也可以固定至侧板部190A和190B。

(2)吹奏检测部110可以构造成仅使其位置可以调节而角度固定。

(3)吹奏检测部110可以构造成仅使其角度可以调节而位置固定。

(4)可以以各种方式支撑吹奏检测部110。在上述实施例中，如图6A所示，在每个侧板部190A和190B中设置三个水平引导槽194、195和196，以可枢转地支撑吹奏检测部110。或者，如图6B所示，可以在每个侧板部190A和190B中设置三个竖直引导槽197、198和199。在另一个可选实施例中，如图6C所示，可以在每个侧板部190A和190B中设置沿着喷射收集器112的气息入口附近的弓形轨迹延伸的引导槽193。在每种情况下，吹奏检测部110的角度均可以进行调节，同时，喷射收集器112的气息入口的位置固定。

(5)尽管在上述实施例中上唇邻近传感器111的位置固定至喷射收集器112，也可以设置为允许上唇传感器111的位置相对于喷射收集器112且独立于喷射收集器112进行调节。

Claims

1.一种电子管乐器，包括：

本体部；和

吹奏单元，其可枢转地支撑在所述本体部上；

所述吹奏单元包括：

唇板部，其与演奏者的下唇部相邻接；以及

吹奏检测部，其检测由演奏者吹出的气息流量；

其中所述唇板部包括：

下唇板部；

上唇板部，所述上唇板部能响应演奏者的下唇部的按压而相对于所述下唇板部移动；和

唇压力传感器，该唇压力传感器用于响应所述上唇板部的移动而检测从演奏者的下唇部接收的压力。

2.如权利要求1所述的电子管乐器，其中所述吹奏检测部包括上唇邻近传感器，该上唇邻近传感器检测与演奏者的上唇的距离。

3.如权利要求1或2所述的电子管乐器，其中所述吹奏单元包括多个侧板部，所述侧板部固定所述唇板部并以如下的方式支撑所述吹奏检测部：所述吹奏检测部能围绕一枢转轴枢转，该枢转轴平行于相对于所述本体部可旋转地支撑所述吹奏单元的轴。

4.如权利要求3所述的电子管乐器，其中每个所述侧板部具有一个以上的细长支承部，所述细长支承部容置所述吹奏检测部的枢转轴。

5.如权利要求1或2所述的电子管乐器，其中所述吹奏单元能围绕所述本体部的纵轴线枢转。

6.如权利要求5所述的电子管乐器，其中该电子管乐器包括将所述吹奏单元保持在预定的枢转位置的多个保持元件。

7.如权利要求6所述的电子管乐器，其中该电子管乐器包括多个刻度，所述刻度用于标识由所述保持元件保持的所述吹奏单元的枢转位置。

8.如权利要求3所述的电子管乐器，其中所述吹奏单元能围绕所述本体部的纵轴线枢转。

9.如权利要求8所述的电子管乐器，其中该电子管乐器包括将所述吹奏单元保持在预定的枢转位置的多个保持元件。

10.如权利要求9所述的电子管乐器，其中该电子管乐器包括多个刻度，所述刻度用于标识由所述保持元件保持的所述吹奏单元的枢转位置。

11.如权利要求1或2所述的电子管乐器，其中所述唇压力传感器检测该上唇板部何时被按压，并根据所述唇压力传感器的输出指示进行八度音阶转换。

12.如权利要求1或2所述的电子管乐器，其中所述本体部模拟笛子的本体。