CZ58198A3 - Hudební nástroj se zabudovanými reproduktory - Google Patents

Description

Hudební nástroj se zabudovanými reproduktory

Oblast techniky

Vynález se týká hudebního nástroje, a zejména hudebního nástroje s elektronickou klávesnicí, opatřeného zabudovanými reproduktory.

Dosavadní stav techniky patentového přihlášky GB-A-2262861 je známý návrh panelového reproduktoru, který sestává z vícefunkčního vyzařovacího prvku tvořícího jednotkový sendvičový panel vytvořený ze dvou povrchových vrstev materiálu s prostorovým jádrem příčné lehčené konstrukce, přičemž je uspořádaný tak, že jeho poměr tuhosti v ohybu (B) ve všech směrech ke třetí mocnině hmoty panelu na jednotku plochy povrchu (μ) je alespoň 10, a který dále sestává z upevňovacího prostředku, který nese panel nebo ho připojuje k nosné části volně a bez tlumení, a dále sestává z elektromechanického budícího prostředku spojeného s panelem, který slouží k buzení vícemodální rezonance ve vyzařovacím panelu jako odezva na elektrický vstup v rozmezí provozního kmitočtového pásma reproduktoru.

V patentové přihlášce WO-A-90/03025 je uvedeno zařízení k ovládání ozvučné desky klavíru tak, aby klavír mohl reprodukovat nahranou klavírní hudbu.

Podstata vynálezu

Uvedený vynález používá členy, jejichž druh, struktura a uspořádání jsou obecně a/nebo dosažitelné z popisu naší ···· • 4

současně vyřizované přihlášky PCT č. V097/09842, z téhož data. Takové členy nají schopnost udržování a rozšiřování vstupní vibrační energie ohybovými vlnami v provozní oblasti nebo v provozních oblastech, procházejících příčně k jejich tlouštce, často, ale ne nezbytně k jejich okrajům, přičemž tyto členy jsou uspořádány s anizotropií nebo bez anizotropie pevnosti v ohybu, se složkami vibrace rezonančních vidů rozloženými v této oblasti, výhodně pro akustické spojení s okolním prostředím a s předem určenými přednostními místy v této oblasti pro umístění měniče, zejména pro jeho provozně činné nebo pohyblivé části, které jsou účinné vzhledem k akustické vibrační činnosti v této oblasti a k signálům, obvykle elektrickým, odpovídajícím akustickému obsahu této vibrační činnosti. Použití se předpokládá v současně vyřizované přihlášce PCT č. V097/09842, z téhož data, pro tyto členy jako nebo v pasivních akustických zařízeních bez měničů, jako pro dozvuk nebo akustické filtrování nebo akustické ozvučení prostoru nebo místnosti, a jako nebo v aktivních akustických zařízeních s měniči, jako v pozoruhodně širokém rozsahu zdrojů zvuku nebo reproduktorů, když jsou napájeny vstupními signály pro přeměnu na uvedený zvuk nebo jako mikrofony, když jsou vystavené vlivu zvuku pro jeho přeměnu na jiné signály.

Tento vynález se týká zejména hudebního nástroje s elektronickou klávesnicí, opatřeného zabudovaným aktivním akustickým zařízením, například ve formě reproduktorů.

Uvedené členy se nazývají rozložené vyzařovací prvky a mají být vyznačené jako v uvedené přihlášce PCT a/nebo jinak, jak je zde specificky stanoveno.

Vynález je tvořen elektronickým hudebním nástrojem, s klávesnicí a reproduktorem, jehož podstatou je, že reproduktor sestává z tuhého lehkého členu se schopností udržování a rozšiřování vstupní vibrační energie ohybovými

- 3 vlnami alespoň v jedné provozní oblasti, procházející příčně k jeho tloušťce, se složkami vibrace rezonančních vidů, rozloženými alespoň v této oblasti. a s předem určenými přednostními místy v této oblasti pro umístění měniče, přičemž měnič je namontovaný plně a výlučně na tomto členu v jednom z těchto míst. pro vyvolání vibrací členu, pro vyvození jeho rezonace, vytvářející akustický vyzařovací panel, vytvářející během rezonace akustický výstup. Vyzařovací panel může mít lehčené jádro sendvičovítě uspořádané mezi dvěma vysokomodulovými krycími vrstvami. Vyzařovací panel může být obklopen nosným rámem. Může být opatřen pružným rámem nesoucím vyzařovací panel na nosném rámu. Elektronický hudební nástroj může sestávat z tělesa se základnou a z nohou nesoucích těleso nad zemí, a vyzařovací panel může být umístěn na základně tělesa. Reproduktor s vyzařovacím panelem jsou uspořádány v podstatě vertikálně. Nosný rám může tvořit základní suport pro hudební nástrojPřehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, kde na obr.l je schematicky znázorněn rozložený reproduktor, jak je popsán a nárokován v naší současně vyřizované mezinárodní přihlášce Č.V097/09842, na obr.2a je znázorněn reproduktor v částečném řezu podle přímky A-A z obr.l, na obr.2b a v řezu alternativní ]e znázorněn ve pod1e obr.2a, na obr.3 je reproduktor konstrukce, pohledu schematicky první s elektronickou klávesnicí, zvětšeném měřítku a ukazující dvě znázorněno v perspektivním provedení hudebního nástroje podle tohoto vynálezu, na obr.4 je znázorněn hudební nástroj, podle obr.3, v pohledu zespoda, na obr.5 je znázorněn hudební nástroj, podle obr.3 a 4, v částečném řezu a na obr.6 je znázorněno v perspektivním pohledu druhé provedení hudebního ···· • 444 » « » · 4 · · nástroje s elektronickou klávesnicí, podle tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr.l je znázorněn panelový reproduktor 81 typu, který je popsán a nárokován v naší současně vyřizované mezinárodní přihlášce Č.V097/09842, z téhož data, který je opatřen pravoúhlým nosným rámem £, obklopujícím svým vnitřním obvodem pružný rám 3, podpírající rozložený zvukový vyzařovací panel 2. Reproduktor 81 je dále opatřen měničem 9, který je podrobně popsán například v našich současně vyřizovaných mezinárodních přihláškách č.V097/09859, V097/ 09861 a V097/09858, z téhož data, a který je namontovaný plně a výlučně na tomto nebo v tomto panelu 2, v předem stanoveném místě, definovaném souřadnicemi x a y, jejichž poloha se vypočítá podle popisu v naší současně vyřizované mezinárodní přihlášce Č.V097/09842 z téhož data, k vyslání ohybových vln do panelu, k vyvolání rezonace panelu, pro vytvoření akustického výstupu.

Měnič 9 je buzen zesilovačem 10 signálu, například nízkofrekvenčním zesilovačem, spojeným s měničem 9 pomocí vodičů 28 . Zátěž a potřeba výkonu zesilovače 10 mohou být úplně normální, podobně jako u běžných typů kuželových reproduktorů, s citlivostí 86 až 88 dB/V při zátěži v pokojových podmínách. Zatěžovací impedance zesilovače je silně rezistivní při 6 ohmech, při zatížitelnosti 20 až 80 V. Když jsou jádro panelu a/nebo krycí vrstvy z kovu, mohou působit jako chladič měniče, k odvádění tepla z cívky měniče a tak mohou zlepšovat zatížitelnost.

Na obr. 2a a 2b jsou znázorněny typické průřezy reproduktorem 81 podle obr.l. Na obr.2a je znázorněno, že nosný rám £, obklopující pružný rám 3 a panel 2 jsou vzájemně spojeny příslušnými lepenými spoji 20. Vhodnými materiály pro • ·

···· nosný rám jsou lehké rámové konstrukce, například rámečky k obrázkům z vytlačovaného kovu, například hliníkových slitin nebo z plastů. Vhodnými materiály pro pružný rám jsou pružné materiály, jako je pěnová guma a pěnově plasty. Vhodnými lepidly pro lepené spoje 20 jsou epoxidová, akrylová a kyanoakrylová lepidla, atd.

Na obr.2b je znázorněno ve zvětšeném měřítku, že panel 2 je tuhý, lehký panel sestávají z jádra 22, například z tuhé plastové pěny 97 ze zesítěného polyvinylchloridu nebo z lehčené konstrukce 98, t.j. z voštinové konstrukce z kovové fólie, plastů nebo pod., s komůrkami procházejícími napříč k rovině panelu 2, přičemž jádro 22 je uzavřeno mezi protilehlými krycími vrstvami 21, například z papíru, lepenky, plastů nebo kovové fólie nebo plechu. Když jsou krycí vrstvy 21 z plastu, mohou být vyztuženy vlákny, například uhlíkovými, skleněnými, kevlarovými (RTM) nebo podobně, samo o sobě známým způsobem, ke zvýšení jejich modulu.

Předpokládané materiály pro krycí vrstvy a vyztužení tedy zahrnují uhlík, sklo, Kevlar (RTM), Nomex (RTM), t.j. aramidová a podobná vlákna v různých vrstvách a vazbách, a rovněž papír, vrstvený laminovaný papír, melaminy a různé syntetické plastové fólie a vysokým modulem, jako je Mylar (RTM), Kaptan (RTM), polykarbonáty, fenolové plasty, polyestery nebo příbuzné plasty a plasty vztužené vlákny, atd. a kovové fólie nebo plechy. Výzkum stupně Vectra polymerních termoplastů s tekutými krystaly ukazuje, že mohou být užitečné pro výrobu ultratenkých krycích vrstev nebo potahů menších rozměrů, asi do průměru 30 cm, technologií vtřikování plastů. Tento materiál sám vytváří orientovanou krystalickou strukturu ve směru vstřikování, což je výhodná orientace pro šíření energie o vysokých zvukových kmitočtech z místa buzení k obvodu panelu. Vstřikování těchto a dalších » ···· • ··· ···· ·«

- 6 • · ·· ·· termoplastů dále umožňuje, že ve vstřikovacích nástrojích mohou být uspořádány a vyrovnávání, jako polohování součástí magnetu poč í tá, charakteristické znaky pro polohování jsou drážky nebo kroužky pro přesné měniče, například cívky a zavěšení

U některých materiálů pro slabší jádra se dále že by bylo výhodné místní zvětšení tloušťky krycí vrstvy, měniče, vibrační energie do panelu materiálem zlepší odezva materiály voštinové například v oblasti mezikruží, až na 150¾ průměru pro zesílení této oblasti a výhodné zdvojnásobení Tímto způsobem se měkčím pěnovým vysokého kmitočtu. Předpokládané na vrstvy pro jádra zahrnují průmyslově vyrobené z hliníkové slitiny, nenatíraného papíru plas tovýc h fólií, a plechů nebo fólií (RTM), Nomexu (RTM), různých syntetických nebo pěnových plastů nebo vlnité konstrukce nebo Kevlaru nebo lepenky a rovněž lelíčených nebo vláknitých materiálů, dokonce aerogelových kovů, pokud mají vhodnou nízkou hustotu. Některé vhodné materiály na vrstvy pro jádra účinně vykazují použitelné samostahování při své výrobě a/nebo jinak mají dostatečnou vlastní tuhost pro použití bez nutnosti laminování mezi vrstvami. Vysoce výkonný lehčený materiál na jádra je znám pod obchodním jménem Rohacel1, který může být vhodný jako vyzařovací panel, a který je bez krycích vrstev. Prakticky vzato, účelem je celkově lehký a tuhý materiál vhodný pro zvláštní účely, zejména zahrnující co nej lepší přínos vrstvy pro jádra a krycích vrstev a přechodu mezi nimi. Některá výhodná složení materiálu pro panel zahrnují krycí vrstvy z kovu a kovových slitin nebo alternativně materiály vyztužené Jak tyto materiály, tak i konstrukce se nebo s kovovým voštinovým jádrem mají vlastnosti pro vysokofrekvenční stínění, které by měly mít význam při některých použití EMC (Eletromagnetic Compability - elektromagnetické slučitelnosti). Běžné panely uhlíkovými vlákny, slitinou Aerogel důležité ·· ···· ···· · ·· ·· ···· • · · • ·

nebo reproduktory kuželového typu nemají vlastní schopnost elektromagnetické slučitelnosti při stínění. Výhodné provedení piezoelektrických nebo elektrodynamických měničů mají dále zanedbatelné elektromagnetické vyzařování nebo rozptylové magnetické pole. Běžné reproduktory mají velké magnetické pole, až do vzdálenosti 1 m, pokud nejsou přijata specifická kompenzační protiopatření. Tam, kde je důležité udržovat stínění během použití, může se provést elektrické spojení vodivých částí příslušného panelu DML (Data Manipulation Language - jazyk pro manipulaci s daty), nebo se může použít elektricky vodivá pěna nebo podobné rozhraní pro připojení okrajů panelu. Pružný rám 3 může tlumit okraje panelu 2 pro zabránění nadměrných pohybů těchto okrajů. Dále nebo alternativně se může použít další tlumení, například pomocí tlumících podložek nalepených na panel ve vybraných místech, k tlumení nadměrných pohybů panelu, pro zajištění rovnoměrného rozdělování rezonace po panelu. Podložky mohou být z materiálu na bázi bitumenu, který se obvykle používá u skříně reproduktoru, nebo mohou být z pružného nebo tuhého polymerního pásového materiálu. Některé materiály, zejména papír a lepenka a některá jádra mohou být samotlumící. Na požádání se může tlumení zvýšit konstrukcí panelu použitím spíše pružných než tuhých fixačních lepidel.

Toto účinné selektivní tlumení zahrnuje specifické připevnění tlumících prostředků k panelu, včetně jeho vrstev, které se s ním trvale spojí. Okraje a rohy mohou být zvláště významné pro převažující a méně rozptýlené druhy vibrací panelů při nízkém kmitočtu. Připevněním tlumících prostředků k okrajům může vzniknout panel, jehož vrstvy jsou plně zarámovány, i když jeho rohy mohou být často relativně volné, lze říci pro požadované rozšíření u provozu při nízkém kmitočtu. Připojení se může provést lepicími nebo samolepicími materiály. Jiné typy užitečných tlumících

4444

44 4 • · • ··· ·« » · · ► · ·«

4 4 4

- ·δ··- ·· další výhoda pro prostředků, zejména co se týče jemnějších účinků a/nebo středních a vyšších kmitočtů, se mohou ve formě vhodných materiálů připevnit, k vrstvám v předem stanovených středních polohách v uvedené oblasti Popsaný akustický panel je dvourozměrný. Zvuková energie z jeho zadního čela není silně sfázována s energií z jeho předního čela. Z toho vyplývá výhoda celkového součtu akustického výkonu v místnosti, rozvádění zvukové energie o stejnoměrném kmitočtu, snížené účinky odražených a stojatých vln, společně s výhodou vynikající reprodukce přírodního prostoru a prostředí u reprodukované zvukové nahrávky.

I když vyzařování z akustického panelu je velice nesněrové, procentuální poměr fázové informace vzrůstá mimo osu. Pro zdokonalené zaostření na umělý stereosignál, na postavení hlasatele, a na obrázky, při obvyklé výšce stojící osoby, přispívá výhoda mírného vyosení pro normálně sedícího posluchače k optimalizaci stereoefektu. Rovněž trojúhelníková levo/pravá geometrie vzhledem k posluchači vytváří další úhlovou složku. Tak je dosažitelný dobrý stereopříjem.

porovnání s reprodukcí běžného reproduktoru je zde jednu skupinu posluchačů. Vnitřně dispergovaná povaha vyzařování zvuku akustického panelu mu dává zvukový objem, který se neřídí zákonem nepřímé závislosti na čtverci vzdálenosti pro ekvivalentní bodový intenzita klesající se vzdáleností je mnohem dáno zákonem nepřímé závislosti na čtverci vzdálenosti, potom následkem toho pro posluchače umístěné mimo střed nebo špatně umístěné, intenzita magnetického pole panelového reproduktoru zvyšuje stereoefekt v porovnání s běžnými reproduktory. Je to proto, že posluchač umístěný mimo střed netrpí dvojím problémem způsobeným blízkostí bližšího reproduktoru, nejdříve nadměrným zvýšením hlasitosti zdroj- Protože nižší, než je

4444

444

4444

44 • 4 ·

4 4

4 4

4 4 4

44

44

4 4 4 4

4 4 >4 z bližšího reproduktoru, a potom odpovídajícím snížením hlasitosti ze vzdálenějšího reproduktoru.

Další výhodou plochého lehkého panelového reproduktoru je, že je vizuálně atraktivní, má dobrou kvalitu zvuku a vyžaduje jenom měnič a nikoliv reproduktorovou výhybku pro plný rozsah zvuku z každé membrány panelu.

Na obr.3, 4 a 5 je znázorněn hudební nástroj 137 s elektronickou klávesnicí, například klavír, sestávající z tělesa 138, podepřeného na zemi nohama 139. Těleso 138 je opatřeno klávesnicí 140, pomocí které se na hudebním nástroji hraje.

V obvyklém provedení je hudební nástroj opatřen signálním generátorem spojeným s klávesami a dále je opatřen zesilovačem signálu, kterým je buzen reproduktor. V provedení podle vynálezu je reproduktor tvořen rozloženým akustickým panelovým reproduktorem 81 typu, který je popsán na obr.l a 2, zahrnující tuhý lehký pravoúhlý panel 2, upevněný svým obvodem v nosném rámu JL, s vloženým pružným rámem 3, a buzený měničem 9, jak již bylo popsáno s odvoláním na obr.l a 2. Jak je znázorněno, reproduktor 81 tvoří základnu tělesa 138.

Na obr-6 je dále znázorněn hudební nástroj 137 s elektronickou klávesnicí, velmi podobný nástroji na obr.3 až 5, s tělesem 138 a klávesnicí 140. Těleso 138 je podepřeno předníma nohama 141 a je opatřeno panelovým reproduktorem 81 tvořícím zadní podpěru nástroje.

Reproduktor 81 je opatřen tuhým lehkým rozloženým akustickým vyzařovacím panelem 2, upevněný svým obvodem v pružném rámu 3, který ho obklopuje. Pružný rám 3 je vyroben například z pěnové gumy a je uložen v krycím rámu 6, vyrobeném například z dřevovláknité desky střední hustoty. K panelu 2 je připojen měnič 9 pro vysílání ohybových vln do panelu, které způsobí rezonaci panelu pro vytvoření akustického výstupu. Uspořádání je tedy stejného typu, jak je ·· ···· ·« ·.··· ·· ·· • · · A • · AA

AAA· * • · · ·· ·· znázorněno na obr.l a 2. Měnič 9 je buzen neznázorněným zesilovačem, který je běžným způsobem spojen s klávesnicí pro příjem signálů vyvolaných stlačením kláves na klávesnici.

·· • · ···· • · ·

9999

- fl··

• · 9 9 • · · · · ··

9 9 ·

9 9

99

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Elektronický hudební nástroj s klávesnicí a reproduktorem, vyznačující se tím, že reproduktor (81) sestává z tuhého lehkého Členu (2) se schopností udržování a rozšiřování vstupní vibrační energie ohybovými vlnami alespoň v jedné provozní oblasti, procházející příčně k jeho tloušťce, se složkami vibrace rezonančních vidů, rozloženými alespoň v této oblasti, a s předem určenými přednostními místy v této oblasti pro umístění měniče, přičemž měnič (9) je namontovaný plně a výlučně na tomto členu v jednom z těchto míst pro vyvolání vibrací čflenu, pro vyvození jeho rezonace, vytvářející akustický vyzařovací panel (2), vytvářející během rezonace akustický výstup.
2. 2- Elektronický hudební nástroj, podle nároku 1, vyznačující se tím, že vyzařovací panel (2) má lehčené jádro (22) sendvičovitě uspořádané mezi dvěma vysokomodulovými krycími vrstvami (21).
3. 3. Elektronický hudební nástroj, podle nároku 2, vyznačující se tím, že je opatřen nosným rámem (1) obklopujícím vyzařovací panel (2).
4. 4. Elektronický hudební nástroj, podle nároku 3, vyznačující se tím, že je opatřen pružným rámem (3) nesoucím vyzařovací panel (2) na nosném rámu (1).

   00 0000 9 · ····

   - ι*2**-*
5. 5. Elektronický hudební nástroj, podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že sestává z tělesa <137) se základnou a z nohou <139) nesoucích těleso <137) nad zemí, a že vyzařovací panel <2) je umístěn na základně tělesa <137).
6. 6. Elektronický hudební nástroj, podle nároku □, vyznačující se t í m, že reproduktor <81) a vyzařovací panel <2) jsou uspořádány v podstatě vertikálně.
7. 7. Elektronický hudební nástroj, podle nároku 6, vyznačující se t í m, že nosný rám <1) tvoří základní suport pro hudební nástroj.