CN108701448B - 可产生附加性振动音的乐器及方法 - Google Patents

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Abstract

具有：拾音器(11)，其取得与乐器的演奏音相对应的电音信号；效果器(12)，其对该取得的电音信号施加效果；施振器(14)，其生成与施加了效果的音信号相对应的机械性振动；以及传递装置，其以抑制了该乐器的基音频域后的特性，将通过该施振器引起的机械性振动传递至乐器的机身。对与乐器的演奏音相对应的电音信号施加效果，通过该实施了效果的音信号驱动施振器，从乐器的机身产生与其相对应的机械性振动音，成为针对演奏音的附加性的振动音，能够体验以往没有的演奏感。另外，以抑制了乐器的基音频域后的特性将通过施振器引起的该机械性振动传递至乐器的机身，因此能够抑制引起针对乐器演奏音的啸声。

Description

可产生附加性振动音的乐器及方法
技术领域
本发明涉及可产生附加性振动音的乐器及在乐器中将附加性振动音附加的方法，特别地，涉及通过使用施振器(电气/振动换能器)对乐器(例如原声吉他)的机身赋予机械性振动从而产生附加性振动音的技术。
背景技术
已知对钢琴的音板安装音圈型的致动器(扬声器)，将该致动器的物理性振动传递至音板，由此从该音板产生机械性振动音的技术(例如下述专利文献1、2等)。在该技术中是下述结构，即，供给至致动器的电波形信号的音源是电子音源，并不是通过钢琴演奏出的原始的音。即，对钢琴的某个键接通这一情况进行检测，将具有与该接通的键对应的间距的电波形信号从电子音源产生，通过该电波形信号驱动致动器。因此，不需要考虑由于原始的演奏音反馈至由致动器引起的机械性振动音的环路中而产生的啸声(Howling)等问题。
另外，下述专利文献3公开了下述内容，即，在吉他这样的弦乐器中电气性地拾取弦振动，将拾取到的弦振动信号放大，通过利用该弦振动信号驱动致动器，由此从乐器机身产生机械性振动音。但是存在下述问题，即，由于演奏出的弦振动信号反馈至由致动器引起的机械性振动音的环路而产生啸声。在专利文献3中，没有考虑如上述的啸声的问题。另一方面，在专利文献3中，还公开有下述内容，即，对拾取到的弦振动信号实施用于变化其音调(音高)的信号处理，通过该信号处理后的电振动信号对致动器进行驱动，由此从乐器机身产生控制了调性的机械性振动音。但是，在专利文献3示出的信号处理着眼于通过机身振动产生与弦振动音不同的调性(音调或音高)的音，因此不需要考虑啸声的问题，从而也没有给出针对啸声的解决对策。
另一方面，作为紧凑的施振装置，已知陶瓷扬声器，例如在硬质物体安装该陶瓷扬声器，使该物体振动，由此使得产生振动音(例如下述非专利文献1)。据申请人所知，还没有将如上所述的陶瓷扬声器用作乐器用的机械性振动源的先例。但是，如果考虑对钢琴应用的如上述专利文献1、2那样的现有技术，可能想到如上述陶瓷扬声器那样的紧凑的施振装置适于对如吉他那样的比较小型的乐器进行应用。此外，下述专利文献4公开有下述内容，即，在游戏装置中，基于相同的音频数据，并行地生成、发声出实施了效果处理的第1音频信号和没有实施效果处理的第2音频信号，提高音响效果。但是，对于为了乐器中的机械性振动音的附加而应用如上所述的效果处理的情况，没有给出任何启示。
专利文献1:日本特表平4－500735号公报
专利文献2:国际公开第WO2013/089239号公报
专利文献3:日本特开2003－295865号公报
专利文献4:日本特开2014－057809号公报
非专利文献1:http://eishindenki.com/index.php？data＝./data/15/
另外，作为供给至施振装置的电波形信号的源，如果使用如在专利文献1、2示出那样的专用的电子音源，则会导致成本提高，因此在计划提供价廉的设备的情况下并不优选。另外，还存在实际的乐器演奏音中的弱音没有反映至机械性振动音的不利情况。因此，将吉他等乐器的原始的演奏音利用拾音器进行检测，将此用作向施振装置供给的电波形信号的信号源，这在成本上是有利的，另外，这为了将实际的乐器演奏音中的弱音反映至机械性振动音也是有利的。但是，根据上述方式，产生下述问题，即，由于乐器演奏音反馈至由施振装置引起的机械性振动音的环路而产生的啸声等的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述方面而提出的，其提供、使用可产生附加性振动音的乐器及方法，该可产生附加性振动音的乐器及方法廉价且能够活用实际的乐器演奏音中的弱音，另外还能解决啸声等问题。
本发明所涉及的乐器具有：拾音器，其取得与该乐器的演奏音相对应的电音信号；效果器，其对通过所述拾音器所取得的电音信号施加效果；施振器，其安装在所述乐器的机身，生成与施加了所述效果的音信号相对应的机械性振动；以及传递装置，其构成为以抑制了所述乐器的基音频域后的特性，将通过所述施振器引起的所述机械性振动传递至所述乐器的机身。
根据本发明，对与乐器的演奏音相对应的电音信号施加效果，通该施加了效果的音信号驱动施振器，从乐器的机身产生与其相对应的机械性振动音，其成为针对演奏音的附加性的振动音，能够体验以往没有的演奏感。如上所示，将与乐器的演奏音相对应的电音信号用作施振器的音源，因此不需要专用的电子音源，所以廉价，另外能够从乐器的机身产生活用了实际的乐器演奏音中的弱音的机械性振动音。另外，构成为以抑制了乐器的基音频域后的特性，将通过施振器引起的机械性振动传递至乐器的机身，因此相对于作为基音频域的演奏音，基于通过施振器引起的机械性振动的振动音具有抑制了该基音频域后的特性，因此能够抑制啸声。而且，在乐器的演奏音的基础上，从该乐器的机身产生附加性振动音，因此即使是不熟练乐器的用户或不能以充分的强度进行演奏的用户，也能通过将整体的演奏音量增加，从而体验到良好的演奏感。
附图说明
图1是表示原声吉他中的本发明的一个实施例的框图。
图2是表示图1中的效果器的内部结构的一个例子的框图。
图3是表示通过图1中的均衡器实现的均衡特性(对原声吉他的基音频域进行抑制的特性)的一个例子的图。
图4是为了说明本发明的其他实施例而示出将机械性振动简化表示的物理模型的一个例子的图。
图5是说明该其他实施例中的施振器的配置的图。
图6是表示针对图1的各种变形例的框图。
图7是表示针对图1的另外的变形例的框图。
具体实施方式
在图1所示的实施例中，乐器10是原声吉他，装备有用于对该原声吉他的弦的振动进行拾取的拾音器11。通过该拾音器11，取得与乐器10的演奏音相对应的电音信号。拾音器11的输出经由均衡器19而供给至效果器12。效果器12通过对由拾音器11所取得的电音信号进行效果处理，由此生成实施了音乐性或音响性的效果的音信号(所谓的湿音)。效果器12其本身也可以适当使用公知的效果处理电路。例如，效果器12也可以构成为，能够由用户选择失声(Distortion)、哇音(Wah-wah)、混响(Reverb)、镶边(Flanger)等多个类型的效果中的任意类型的效果，而且能够通过用户操作而对该选择出的效果的程度(参数)进行调整。此外，也可以构成为，在效果器12的输出信号中，将通过拾音器11产生的电信号(所谓的干音)和通过效果器12产生的湿音以任意比例混合。
图2是表示效果器12的内部结构的一个例子的框图，效果器12构成为，并联地具有分别实现失声、哇音、混响、镶边等不同类型的效果的多个效果器12a、12b、12c、12d、…，通过混频电路12e能够将各效果器12a～12d的各输出信号(湿音)和没有进行效果处理的干音信号以任意比例混合或选择。
附加了效果的电音信号经由放大器13而输入至施振器(电气/振动换能器)14。施振器14生成与上述附加了所述效果的电音信号(湿音)相对应的机械性振动，以将该机械性振动传递至乐器10的机身的方式，安装于乐器10的机身10a(原声吉他的共鸣躯干)的适当部位。作为一个例子，施振器14也可以安装于吉他的机身10a的内侧面。另外，可以是将从效果器12至施振器14的全部的回路要素也收容在机身10a的内部。作为施振器14，可以使用公知的音圈类型或者其他任意类型的电气/振动换能器。
均衡器19是将输入至施振器14的电音信号的频率特性调整为抑制了乐器10的基音频域后的特性的电气回路。作为一个例子，由原声吉他构成的乐器10的基音频域大约是80Hz至1kHz左右的范围，均衡器19设定为对如上述的基音频域进行抑制的均衡特性(例如图3)。通过拾音器11取得的电音信号的频率特性在均衡器19中被调整，从均衡器19输出由与该基音频域相比高频域侧的成分(泛音成分)相对地被强调的频率特性构成的信号，输入至效果器12。其结果，输入至施振器14的施加了效果的电音信号成为不仅具有通过效果器12赋予的效果特性，还具有通过均衡器19进行了调整的抑制了乐器10的基音频域后的特性的电音信号。均衡器19并不限定于效果器12的前面，可以插入至从拾音器11至施振器14为止的信号路径中的任意位置。
在上述结构中，如果用户在效果器12中选择、设定了期望的效果及其参数的基础上演奏乐器(吉他)10，则在从该乐器(吉他)10产生原始的演奏音的同时，通过拾音器11取得与该演奏音相对应的电音信号，通过均衡器19调整为抑制了乐器10的基音频域后的特性，并且通过效果器12施加效果，通过该施加了效果的音信号驱动施振器14，与此相对应的机械性振动音从乐器(吉他)10的机身10a音响性地产生。由此，具有抑制了原始的演奏音的基音频域后的特性、且施加了效果的机械性振动音(附加性振动音)从机身10a音响性地产生，将其向原始的演奏音附加，由此能够体验以往没有的演奏感。
如上所述，将与乐器(吉他)10的演奏音相对应的电音信号用作施振器14的音源，因此不需要专用的电子音源，所以廉价，另外，能够从乐器(吉他)10的机身(音板)10a产生活用了实际的乐器演奏音中的弱音的机械性振动音。另外，该机械性振动音调整为抑制了乐器(吉他)10的基音频域后的特性，因此能够抑制针对该乐器(吉他)10的演奏音的啸声。而且，除了乐器的演奏音之外，从该乐器的机身产生附加性振动音，因此即使是对乐器(吉他)10不熟练的用户或不能以充分的强度进行演奏的用户(例如少年)，也能通过将整体的演奏音量增加，从而体会到良好的演奏体验。
均衡器19作为传递装置起作用，该传递装置构成为，以抑制了乐器10的基音频域后的特性，将通过施振器14引起的机械性振动传递至该乐器10的机身10a。在其他实施例中，如上所述的传递装置并不限定于包含诸如均衡器19的电气回路的结构，也可以是通过对施振器14的机械配置进行研究而由构成为实现同等功能的结构形成。关于这一点，通过图4及图5进行说明。图4是将机械性振动简化表示的物理模型的一个例子。图4(a)是对针对两端被固定的弦30的基本振动的腹部(与节(端)相距1/2长度的位置、即中央部)施加了激振力时的该弦的振动进行建模的图，表示形成由与弦30的长度对应的波长λ/2构成的基本振动的情况。图4(b)是对针对相同的弦30的与端(节)相距1/4长度的位置施加了激振力时的该弦的振动进行建模的图，表示形成由与弦30的长度的1/2对应的波长λ/4构成的2倍振动的情况。图4(c)是对针对相同的弦30的与端(节)相距1/6长度的位置施加了激振力时的该弦的振动进行建模的图，表示形成由与弦30的长度的1/3对应的波长λ/6构成的3倍振动的情况。能够从图4所示的模型理解到下述情况，即，如(a)所示，如果将振动体的基本振动的腹部(中央部)设为施振点，则容易引起较强地具有其基本振动成分的机械性振动，如(b)或者(c)所示，如果将从振动体的基本振动的腹部(中央部)远离的位置设为施振点，则容易引起较强地具有除了其基本振动以外的泛音振动成分的机械性振动。由此能够理解到，可构成为通过对施振器14的机械配置进行研究，以抑制了乐器10的基音频域后的特性，将通过该施振器14引起的机械性振动传递至该乐器10的机身10a。按照该见解，在本发明的其他实施例中，构成为通过将该施振器14安装在从乐器10的机身(共鸣体)10a的中央远离的部位，以抑制了该乐器10的基音频域后的特性，将通过该施振器14引起的机械性振动传递至该乐器10的机身10a。例如，如在图5中以多个箭头示出的那样，通过采用在吉他10的机身(共鸣体)10a的靠周缘的适当的1个部位安装施振器14的构造，从而能够实现作为上述传递装置的功能。在该其他实施例中，可以省略上述均衡器19，或者也可以不省略而将两者组合而实施。
图6表示针对图1的实施例的各种变形例。作为变形例的一个方式，也可以在效果器12和放大器13之间插入混频电路15。混频电路15将来自效果器12的输出信号和来自外部输入端子16的任意电音信号混合。由此，不仅是来自效果器12的输出信号，根据从外部输入端子16输入的任意的电音信号也能够驱动施振器14。在该情况下，如果将与用户通过乐器(吉他)10演奏的曲子关联的旋律、和声或节拍的电音信号从外部输入端子16输入，则能够通过1台乐器(吉他)10实现与乐器(吉他)10的演奏音的合奏。作为该变形例的选项，也可以在效果器12和混频电路15之间设置开关17。在该情况下，通过将开关17断开，从而仅通过从外部输入端子16输入的任意电音信号也能驱动施振器14。
作为变形例的其他一个方式，也可以在从拾音器11至施振器14的路径的适当的部位插入反馈消除器18。在该情况下，预测为根据使用环境和/或时效带来的特性变化而进行反馈的频率特性发生变化，因此也可以使用能够适应的反馈消除器。作为变形例的另外一个方式，也可以在从拾音器11至施振器14的路径的适当的部位，插入与抑制啸声用的上述均衡器19不同类型的均衡器(未图示)。例如，在拾音器11中，在针对多个不同的每个音域(针对各弦)以不同的特性将音信号放大而进行拾取这样的情况下，优选在通过该不同类型的均衡器针对每个音域的振幅特性进行均衡后驱动施振器14。另外，也可以针对如图2所示的各种效果器的每个类型而分别插入不同特性的均衡器。
作为变形例的另外的一个方式，也可以是设置能够在与效果器12之间通过无线或有线进行通信的显示器20(例如也可以是便携终端)，将通过效果器12当前选择的效果的类型及效果的相关状态等，在显示器20上通过文字和/或图形等而进行可视显示。作为该情况下的选项，也可以是显示器20构成为具有触摸面板式GUI(图形用户界面)功能，能够通过GUI而进行效果器12中的效果的选择及其参数的调整、设定。
图7表示针对图1的实施例的另外的变形例。在该变形例中，在图1～6所示的施振器14的基础上，将追加的(第2)施振器14B设置在乐器(吉他)10的机身10a的适当部位，对应于该第2施振器14B而设置有用于对拾音器11的输出信号进行处理的由均衡器19B、效果器(第2效果器)12B、放大器13B等构成的追加电路。由这些包含第2效果器12B的追加电路和第2施振器14B构成追加的施振系列。均衡器19B及效果器12B也可以分别是与上述均衡器19及效果器12同样的结构，但其均衡特性或者效果处理特性也可以适当不同。特别是，通过将效果器(第2效果器)12B中的效果处理的设定内容设为与效果器(第1效果器)12中的效果处理的设定内容不同，从而能够通过副(第2)施振器14B附加与由主施振器14带来的施振特性不同的施振特性，由此能够实现富于多样性的演奏效果。此外，也可以是不设置均衡器19B，将拾音器11的输出信号直接输入至效果器12B，或者将均衡器19的输出向效果器12B输入。另外，也可以是在从拾音器11经由第2效果器12B而到达第2施振器14B的追加电路的适当的部位，插入与图6所示的混频电路15和/或反馈消除器18同样的结构。并且，也可以是将与主拾音器11不同的副拾音器(未图示)设置于乐器(吉他)10，将该副拾音器(未图示)的输出信号输入至经由上述第2效果器12B到达上述第2施振器14B的上述追加电路。此外，乐器(吉他)10的机身10a中的第2施振器14B的设置部位也可以不是必须能够对该乐器10的基音频域进行抑制的部位(如图5所示的部位)。另外，由第2施振器14B及第2效果器12B等构成的追加的施振系列并不限定于1个，也可以设置大于或等于2个。
上述的变形例的各种方式可以仅应用其中1个，也可以组合多个而应用。另外，上述的构成本发明的实施例及变形例的电路要素可以由专用的分立电路、IC、LSI(集成电路)或者DSP(数字信号处理器)等构成，使用计算机或处理器单元(CPU)能够处理的功能也可以将其一部分或全部通过计算机或处理器单元进行安装。在使用计算机或者处理器单元的情况下，附设对用于具体实现上述的本发明的实施例及变形例中的至少一部分的功能的程序进行存储的存储器及数据存储或工作用存储器。
能够应用本发明的乐器10的类型并不限定于上述的原声吉他，理所当然地能够应用于四弦琴、贝斯、小提琴、大提琴等弦乐器，也可以是管乐器、打击乐器、钢琴等具有共鸣体的任意类型的乐器。另外，并不限定于自然乐器，也可以是具有电子音源的电子乐器。另外，拾音器11只要是取得与乐器的演奏音相对应的电音信号的结构，则可以使用任意结构的拾音器，对应于所应用的乐器的类型，例如能够应用电磁拾音器、压电式拾音器、小型麦克风等。

Claims (11)

1.一种乐器，其具有：
拾音器，其取得与乐器的演奏音相对应的电音信号；
效果器，其对通过所述拾音器所取得的电音信号施加效果；
施振器，其安装在所述乐器的机身，生成与施加了所述效果的音信号相对应的机械性振动；以及
传递装置，其构成为以抑制了所述乐器的基音频域后的特性，将通过所述施振器引起的所述机械性振动传递至所述乐器的机身。
2.根据权利要求1所述的乐器，其中，
所述传递装置包含有将输入至所述施振器的所述音信号的频率特性调整为抑制了所述乐器的基音频域后的特性的电气回路。
3.根据权利要求2所述的乐器，其中，
所述电气回路是均衡器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的乐器，其中，
所述传递装置由按照以抑制了所述乐器的基音频域后的特性将通过所述施振器引起的所述机械性振动传递至所述乐器的机身的配置而将所述施振器安装于所述乐器的机身的构造构成。
5.根据权利要求4所述的乐器，其中，
所述乐器是具有共鸣体的乐器，所述机身是所述共鸣体，所述传递装置由将所述施振器安装在从所述共鸣体的基本振动的腹部分离的部位的构造构成。
6.根据权利要求5所述的乐器，其中，
还具有混频电路，该混频电路对来自所述效果器的输出信号和从外部输入端子供给的电声信号进行混合，所述施振器生成与该混频电路的输出信号相对应的机械性振动。
7.根据权利要求4所述的乐器，其中，
还具有混频电路，该混频电路对来自所述效果器的输出信号和从外部输入端子供给的电声信号进行混合，所述施振器生成与该混频电路的输出信号相对应的机械性振动。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的乐器，其中，
还具有混频电路，该混频电路对来自所述效果器的输出信号和从外部输入端子供给的电声信号进行混合，所述施振器生成与该混频电路的输出信号相对应的机械性振动。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的乐器，其中，
还具有：
第2效果器，其对通过所述拾音器所取得的电音信号施加效果；以及
第2施振器，其安装于所述乐器的机身，生成与施加了所述效果的音信号相对应的机械性振动。
10.根据权利要求9所述的乐器，其中，
还具有第2传递装置，该第2传递装置构成为以抑制了所述乐器的基音频域后的特性，将通过所述第2施振器引起的所述机械性振动传递至所述乐器的机身。
11.一种可产生附加性振动音的方法，其特征在于，
包含下述步骤：
取得与乐器的演奏音相对应的电音信号的步骤；
对所述取得电音信号施加效果的步骤；
通过在所述乐器的机身安装的施振器，产生与施加了所述效果的音信号相对应的机械性振动的步骤；以及
以抑制了所述乐器的基音频域后的特性，将通过所述施振器引起的所述机械性振动传递至所述乐器的机身的步骤，
将与通过所述施振器产生的所述机械性振动相对应的振动音，以抑制了所述乐器的基音频域后的特性，从所述乐器的机身产生。
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