DE69212593T2 - Piezoelektrischer detektor aus film für saiteninstrumente - Google Patents

Piezoelektrischer detektor aus film für saiteninstrumente

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DE69212593T2
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Description

    Sachgebiet der Erfindung
  • Bei der Erfindung handelt es sich um elektrische Tonabnehmer für Akustikgitarren, insbesondere piezoelektrische Tonabnehmer, bei denen ein piezolektrischer Film als Wandlerelement fungiert.
    • Hintergrundinformationen zur Erfindung
  • Akustikgitarren stellen die traditionelle Form der Gitarre dar und geben ein beträchtliches Maß an direkter Tonenergie ab, was in erster Linie darauf zurückzuführen ist, daß der Gitarrenkörper die Vibrationen der Saiten aufnimmt und verstärkt. Daher trägt der Körper wesentlich zur Klangqualität der von der Gitarre hervorgebrachten Töne bei. Akustikgitarren sorgen für genügend direkte Tonabgabe, die in kleinen Räumen vor geringem Publikum ohne Verstärkung ausreicht. Um in größeren Räumen gehört zu werden, ist Verstärkung erforderlich. Damit Tonverstärkung möglich wird, muß zudem eine Vorrichtung zur Abnahme der von der Gitarre hervorgebrachten Töne verwendet werden.
  • Elektrische Tonabnehmer für Akustikgitarren unterscheiden sich von elektrischen Tonabnehmern für Elektrogitarren, da der Hauptmechanismus zur Hervorbringung von Tönen je nach Gitarrenart recht unterschiedlich ist.
  • Elektrogitarren produzieren Töne mit Hilfe einer oder mehrerer auf Saitenvibrationen ansprechenden elektrische Spulen (die aus einem magnetischen Material, normalerweise Stahl, bestehen müssen) in einem Magnetfeld. Das elektrische Signal der Spulen wird dann verstärkt, und das verstärkte Signal dann mittels eines Lautsprechers reproduziert. Elektrogitarren bringen selbst relativ wenig direkte Tonenergie hervor und erfordern ein hohes Maß an Verstärkung, wenn sie von mehr als nur dem Spieler gehört werden sollen. Im Gegensatz zum Körper der Akustikgitarre trägt der Körper einer Elektrogitarre sehr wenig zur direkten Tonenergieabgabe und Klangqualität der vom Lautsprecher hervorgebrachten Töne bei.
  • Die konventionelle Methode zur Tonabnahme bei einer Akustikgitarre erfolgt mittels eines Mikrofons auf einem Ständer, das auf die Vorderseite der Gitarre gerichtet ist. Ein Mikrofon funktioniert recht gut bei Solo- oder Kleinensemble-Auftritten klassischer Musik, wirft jedoch bei Popmusik-Auftritten mindestens vier Probleme auf: 1. Die Bewegungsfreiheit des Spielers ist begrenzt. 2. Es werden zuviele Geräusche von den Finger- und Handbewegungen des Spielers auf den Saiten und auf der Gitarre aufgenommen (Geräusche dieser Art werden hier auch Oberflächenstörungen genannt). 3. Es wird unter Umständen die eigene verstärkte Tonabgabe aufgenommen, was zu Problemen mit akustischer Rückkopplung führt. 4. Wenn sich auf der Bühne zudem laute Instrumente wie Schlagzeug, Keyboards sowie Elektro- und Elektrobaßgitarren befinden, läßt sich der gewünschte Tonausgleich nur schwer erzielen, da das Mikrofon neben den Tönen der Akustikgitarre auch Töne von diesen anderen Quellen aufhimmt. Aufgrund dieser Probleme wächst seit Jahren der Trend zur Verwendung von in sich geschlossenen Tonabnehmern für Akustikgitarren, mit denen die Akustikgitarre selbst ein elektrisches Ausgangssignal hervorbringt, das über ein langes Kabel oder ein Radiofrequenz- oder Infrarot-Sender-Empfängerelement in geeignete Verstärker- und Lautsprecheranlagen eingespeist wird. Durch in sich geschlossene Tonabnehmer-Vorrichtungen dieser Art lassen sich die oben erläuterten Probleme lösen.
  • Da es wünschenswert ist, auf Akustikgitarren keine Stahlsaiten zu verwenden, und Akustikgitarren daher nicht über den grundlegenden mechanischelektrischen Wandlermechanismus von Elektrogitarren verfügen, ist die umfassende Literatur bezüglich Tonabnehmer für elektrische Gitarren nicht auf Akustikgitarren anwendbar.
  • Die grundlegende Voraussetzung für einen in sich geschlossenen Tonabnehmer für Akustikgitarren läßt sich wie folgt darlegen: 1. Der Tonabnehmer muß mechanische Vibrationen von Gitarrensaiten und -körper in elektrische Signale umwandeln. 2. Der Tonabnehmer muß einen Teil der Oberflächenstörungen aufhehmen; dies darf aber nicht überhand nehmen. 3. Der Tonabnehmer sollte den Klang der Gitarre aufhehmen, ohne eigene Tonfärbungen hinzuzufügen. 4. Der Tonabnehmer (gemeinsam mit erforderlicher Verstärkung) sollte über einen hohen elektrischen Rauschabstand verfügen. 5. Der Tonabnehmer sollte kein Brummen, Summen oder sonstige extern verursachte Geräusche aufhehmen. 6. Der Tonabnehmer sollte die Tonabgabe jeder Saite mehr oder weniger gleichmäßig aufnehmen. 7. Der Tonabnehmer sollte sich leicht in der Gitarre installieren lassen, wobei an der Gitarre selbst nur geringste Änderungen vorzunehmen sein sollten. 8. Es sollte problemlos möglich sein, den Tonabnehmer zu entfernen und die Gitarre wieder auf das Spielen ohne Tonabnehmer umzustellen.
  • Eine Reihe von Tonabnehmern für Akustikgitarren sind bereits im Handel erhältlich. Der FRAP Tonabnehmer, in US-PS 3,624,264 beschrieben, ist mit drei keramik- oder kristall-piezoelektrischen Wandlern ausgestattet, die rechtwinklig auf drei Wänden eines kleinen, mit Silikon gefüllten, schachtelförmigen Gehäuses angebracht sind. Der Tonabnehmer wird mit Wachs oder einem anderen geeigneten Haftmittel am Gitarrenkörper angebracht. Die Wandler sind so angeordnet, daß ein Wandler Bewegungen entlang der X-Achse, ein anderer Bewegungen entlang der Y-Achse und der dritte Bewegungen entlang der Z-Achse erfaßt. Die Wandlerabgabe wird jeweils parallel in einen Pufferverstärker eingespeist. Dieser Tonabnehmer verfügt über eine niedrige elektrische Leistungsabgabe, daher treten bei ihm Rauschabstandsprobleme auf.
  • Eine weitere Methode ist die Kombination von piezoelektrischen Wandler und Sattel von Baggs, der unter US-PS 4,314,495 beschrieben ist. Der Sattel ist Teil der Brücke einer Akustikgitarre, auf der die Saiten ruhen. Bei praktischen Anwendungsformen des Baggs Tonabnehmers werden sechs serienverbundene piezoelektrische Keramik- oder Kristall-wandler verwendet, einer für jede Saite, die in einem u-förmigen Wandlergehäuse mit Bronzekanal in Epoxidharz eingekapselt sind. Das Wandlergehäuse ist ein integrierter Bestandteil eines Sattels, der aus Harz/Fasermaterial besteht, wie z.B. dem unter dem Warenzeichen "Micarta" vertriebenen. Die Kanalkonstruktion des Wandlergehäuses zusammen mit der Suspension des piezoelektrischen Wandlers in Epoxidharz soll Oberflächenstörungen verhindern.
  • Bei der Installation eines Baggs Tonabnehmers in einer Gitarre muß der normale Sattelschlitz in der Brücke auf eine Breite von 3,2 mm und eine Länge von 73 mm vergrößert werden. Das heißt, wenn der Tonabnehmer entfernt wird, muß aufgrund des geänderten Sattelschlitzes ein nicht-standardmäßiger Sattel angebracht werden Da für den Tonabnehmer ein völlig neuer Sattel erforderlich ist, muß die Gitarre bei der Installation des Sattels zudem neu intoniert werden. Schließlich ist der Baggs Tonabnehmer durch den Bronzeeinsatz starrer als ein normaler Sattel, wodurch der Spielraum zwischen den Saiten und dem Hals der Gitarre geändert wird. Die Sattelform muß geändert werden, damit der Spielraum wieder normalisiert wird.
  • Der Baggs Tonabnehmer reduziert Oberflächenstörungen dadurch, daß der Wandler unter der A- und D-Saite zu den Wandlern unter den anderen vier Saiten phasenversc hoben angeschlossen wird. Diese Anordnung verursacht Phasenabgleichsprobleme, wenn die elektrische Signal der Gitarre mit Signalen geischt wird, in denen eine Komponente enthalten ist, die die akustische Abgabe der Gitarre darstellt.
  • Der Fishman Tonabnehmer wird in US-PS 4,727,634, US-PS 4,774,867, US-PS 4,944,634 und US-PS 5,029,375 beschrieben. Dieser Tonabnehmer arbeitet mit sechs kleinen ( 1,6 mm × 0,5 mm) piezoelektrischen Zylinderwandlern aus Keramik, einem für jede Saite. Der Tonabnehmer paßt in den unteren Teil eines standardmäßigen 2,4 mm breiten Sattelschlitzes und kann mit dem vorhandenen Sattel verwendet werden, wenn ca. 1,6 mm vom unteren Teil des vorhandenen Sattels entfernt wird. Dieser Tonabnehmer läßt sich leicht installieren; die Gitarre braucht nicht neu intoniert zu werden. Der Tonabnehmer weist jedoch die im folgenden erläuterten Nachteile auf, die bei Tonabnehmern auf Keramik- oder Kristallbasis auftreten. Zudem ist der Tonabnehmer kompliziert, da verschiedene Komponenten erforderlich sind, um die individuellen Wandler elastisch anzubringen, miteinander zu verbinden und Störungen von außen fernzuhalten.
  • Bei allen Tonabnehmern für Akustikgitarren, die auf piezoelektrischen Wandlern aus Keramik oder Kristall basieren, treten häufig eine Reihe von Problemen auf: 1. Wandler dieser Art weisen mechanische Resonanzen im Audiofrequenzbereich auf, die den Klang der Gitarre verändern. 2. Durch die mechanische Anbringung treten bei Wandlern dieser Art eigene mechanische Resonanzen im Audioftequenzbereich auf, die den Klang der Gitarre weiter verändern. 3. Wandler dieser Art sind klein; daher lassen sie sich beim Einbau, z.B. beim Anbringen von Kabeln usw., nur umständlich handhaben.
  • Eine neue Art von piezoelektrischem Material, ein polarisiertes Homopolymer aus Vinylidenfiuorid (PVDF) kam kürzlich auf den Markt. Dieses Material wird unter dem Handelsnamen "KYNAR" vertrieben. Komplette Informationen über dieses Material ist im "KYNAR Piezo Film Technical Manual" (Pennwalt Corporation, 1987) zu finden. PVDF-Film verfügt über eine Reihe von Eigenschaften, die sich bei der Verwendung in Tonabnehmern für Akustikgitarren vorteilhaft auswirken; Der Film verfügt über eine hohe Ausgangsspannung für bestimmte mechanische Belastungen, über geringe Masse und einen niedrigen Q- Wert, was bedeutet, daß er sofort auf mechanische Eingabe reagiert. Zudem vertärbt der Film den Klang nur wenig.
  • Auf der Filmoberfläche selbst können elektrische Kontakte angebracht werden, indem mit leitfähiger Farbe Elektroden auf die Filmoberfläche gemalt werden, oder für die Massenfertigung bevorzugt, Elektroden mit leitfähiger Tinte nach dem Siebdruckverfahren auf der Filmoberfläche aufgetragen werden, oder indem Metallelektroden nach dem Vakuumverfahren angebracht werden. Das Anbringen von Leitern an der Elektrode wirft jedoch aufgrund des niedrigen Schmelzpunkts und geringen Reißwiderstands Probleme auf. Der Hersteller schlägt vor, Lot für niedrige Temperaturen zu verwenden. Hierdurch wird ein zuverlässiger elektrischer Kontakt hergestellt, eine starke mechanische Befestigung zwischen den Elektroden und der Ausgangsleitung ist jedoch nicht gegeben.
  • Die Verwendung von PVDF-Film als Tonabnehmer für Akustikgitarren ist auf Seite 43 des "KYNAR Technical Manuals" beschrieben. Auf einem ca. 3 Zoll x 1 Zoll großen Stück des 28 Mikron starken Films sind auf beiden Flächen Elektroden angebracht. Der Film ist auf beiden Flächen mit einer Metallfolie elektrisch abgeschirmt und durch eine Schicht eines flexiblen Kunststofflaminats mechanisch geschützt. Elektrische Kontakte werden zwischen den Elektroden auf dem Film und einer Ausgangsleitung hergestellt (dieser Vorgang ist im Handbuch nicht erläutert). Der komplette Wandler wird mit doppelseitigem Klebeband an der Oberfläche der Gitarre befestigt.
  • Bei einer praktischen Anwendung dieses Tonabnehmers ist das elektrische Signal des Wandlers über mechanische Federkontakte mit der Ausgangsleitung
    • 6
  • verbunden. Dies führt im Vergleich zum Rest des Tonabnehmers, dessen Kontaktvorrichtung ein flaches rechteckiges Kästchen von ca. 30 mm × 30 mm × 5 mm darstellt, zu einer sperrigen Anordnung.
  • Eine alternative Form eines Tonabnehrners für Akustikgitarren, bei dem PVDF-Film zur Anwendung gelangt, wird auf Seite 4 der "Kynar Piezo Film News, No. 1" (Pennwalt Corp., 1987) beschrieben. Ein ca. 71 mm × 18 mm großes Stück PVDF-Wandlertilm wird auf die Seiten und den unteren Teil von normalgroßen Satteln geklebt. Die Außenseite des Films ist vollständig, die Innenseite (d.h. an die dem Sattel zugewandte Seite) in sechs Segmenten (eines für jede Saite) metallisiert. Mechanischer Schutz und elektrische Abschirmung fehlen; der Spieler kann dem Tonabnehmer-Signal mit seiner Hand ein unerwünschtes Brummen hinzufügen, wenn diese zu dicht an den Tonabnehmer gerät. Dieser Tonabnehmer hat auch eine relativ kurze Lebensdauer: das Sattelmaterial ist nicht so haltbar wie Bein, das Material, das normalerweise für Sattel verwendet wird, und der Tonabnehmer muß vollständig ausgewechselt und die Gitarre neu intoniert werden, wenn der Sattel Verschleißerscheinungen aufweist.
  • Der Tonabnehmer ist an einem Ende mit einer großen Anschlußvorrichtung aus Kunststoff ausgestattet, wofür der Sattelschlitz in der Brücke auf eine Breite von ca. 7,6 mm um ca.6 mm vergrößert werden muß. Zudem muß die Länge des Sattelschlitzes um ca. 1,8 mm vergrößert werden. Die Installation dieses Tonabnehmer ist daher umständlich, und der Tonabnehmer läßt sich nur schwer auswechseln, wenn er nicht mehr benötigt wird. Praktische Anwendungsformen dieses Tonabnehmers werden als Teil des Gibson Symbiotic Oriented Receptor Systems (S.O.R.S.) vertrieben.
  • US-PS 4,378,721 an Kaneko et al. beschreibt einen Tonabnehmer für ein elektrisches Instrument mit Saiten, insbesondere ein elektrisches Piano. Der Tonabnehmer besteht aus einem länglichen piezoelektrischen Teil, das aus einer vulkanisierten Mischung aus Material mit hohem Molekulargewicht und piezoelektrischem Keramikpulver und einem Vulkanisationsmittel besteht. Zur Vervollständigung des Tonabnehmers sind auf dem länglichen piezoelektrischen Teil Elektroden angebracht. Ein Streifen des auf diese Weise entstandenen Tonabnehmers wird dann zwischen der Brücke und dem Klangbrett des elektrischen Pianos angebracht. Für größere Zuverlässigkeit können mehrere Tonabnehmer parallel angebracht werden. In diesem Patent sind keine Konfigurationen aufgeführt, die sich für die Montage in einem Sattelschlitz einer Gitarre eignen. Selbst wenn ein Tonabnehmer dieser Art im Sattelschlitz einer Gitarre angebracht werden könnte, ist es unwahrscheinlich, daß dies ohne größere Änderungen an der Brücke und am Sattel möglich wäre. Zudem ist nicht gezeigt, wie der Tonabnehmer abzuschirmen sei, damit er keine Störungen und kein Brummen aufnimmt.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Bei der Erfindung handelt es sich um einen verbesserten Tonabnehmer für Saiteninstrumente, in erster Linie Gitarren, der aüs einem PVDF-. oder ähnlichem piezoelektrischen Kunststoffilm-Wandlerelement besteht. Tonabnehmer gemäß dieser Erfindung können ohne Änderungen des normalen Sattelschlitzes in einer Akustikgitarre installiert werden; sie sind unkompliziert, kompakt und haben einen hohen Rauschabstand.
  • Ein Tonabnehmer des Typs I für Saiteninstrumente gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung besteht aus einem piezoelektrischen Wandlerelement einschließlich eines länglichen piezoelektrischen Teils mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten, der ersten Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche, einer ersten Elektrode, die mindestens einen Teil der ersten Oberfläche bedeckt, und einer zweiten Eiektrode, die zumindest einen Teil der zweiten Oberfläche bedeckt. Der Tonabnehmer des Typs list dadurch gekennzeichnet, daß:
  • Das längliche piezoelektrische Teil besteht aus einem piezoelektrischen Film. Der Tonabnehmer besteht zudem aus einem länglichen Kern mit mehreren Flächen und einer elektrischen Leitfläche, einem Kontaktstreifen und einer Ausgangsleitung einschließlich einem ersten und einem zweiten Leiter. Der erste Leiter der Ausgangsleitung ist an die elektrische Leitfläche des Kerns angeschlossen, und der zweite Leiter der Ausgangsleitung ist an den Kontaktstreifen angeschlossen. Das piezoelektrische Wandlerelement bedeckt praktisch die gesamte elektrische Leitfläche und ist am Kern befestigt, wobei die erste Elektrode Kontakt mit der elektrischen Leitfläche hat. Schließlich hat der Kontaktstreifen zumindest mit einem Teil der zweiten Elektrode Kontakt.
  • Zur Erfindung gehört des weiteren ein Saiteninstrument mit einem Tonabnehmer des Typs I. Das Saiteninstrument besteht aus einer Brücke mit einem Sattelschlitz, einem Sattel im Sattelschlitz, mehreren Saiten, wobei jede Saite den oberen Teil des Sattels berührt, und einem elektromechanischen Tonabnehmer. Der Tonabnehmer besteht aus einem piezoelektrischen Wandlerelement mit einem länglichen piezoelektrischen Teil mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten, der ersten Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche, einer ersten Elektrode, die zumindest einen Teil der ersten Oberfläche bedeckt, und einer zweiten Elektrode, die zumindest einen Teil der zweiten Oberfläche bedeckt. Das Saiteninstrument ist dadurch gekennzeichnet, daß:
  • Der Tonabnehmer im Sattelschlitz angebracht, und im wesentlichen gleich breit und gleich lang ist wie der Sattelschlitz. Der Tonabnehmer hat mindestens zwei Oberflächen: eine Oberfläche in Kontakt mit dem unteren Sattelteil, eine zweite Oberfläche in Kontakt mit dem unteren Teil des Sattelschlitzes. Der längliche piezoelektrische Teil besteht aus einem piezoelektrischen Film. Der Tonabnehmer besteht zudem aus einem länglichen Kern mit mehreren Flächen, davon eine elektrisch leitend; einem Kontaktstreifen und einer Ausgangsleitung. Die Ausgangsleitung verfügt über einen ersten Leiter, der an die elektrische Leitfläche des Kerns angeschlossen ist, und einen zweiten Leiter, der an den Kontaktstreifen angeschlossen ist. Das piezoelektrische Wandlerelement bedeckt praktisch die gesamte elektrische Leitfläche des Kerns und ist am Kern befestigt, indem die ersten Elektrode mit der elektrischen Leitfläche des Kerns Kontakt hat. Der Kontaktstreifen hat zumindest mit einem Teil der zweiten Elektrode Kontakt. Schließlich weist das Saiteninstrument zudem ein Loch unten im Sattelschlitz für die Au sgangsleitung auf Der Durchmesser des Lochs ist nicht größer als die Breite des Sattelschlitzes. Ein Tonabnehmer des Typs II für Saiteninstrumente gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Abwandlung des Tonabnehmers des Typs I mit einem größeren piezoelektrischen Wandlerelement. Das größere piezoelektrische Wandlerelement dient nicht nur als piezoelektrisches Wandlerelement, sondern auch als elektrische Abschirmung und Isolierung für den Tonabnehmer. Der Tonabnehmer des Typs II ist dadurch gekennzeichnet, daß:
  • Die zweite Elektrode praktisch die gesamte zweite Seite des piezoelektrischen Films bedeckt, und das piezoelektrische Wandlerelement um den Kern gefaltet und im wesentlichen der Form des Kerns angepaßt ist, wobei die erste Elektrode Kontakt mit der elektrischen Leitfläche des Kerns hat und die zweite Elektrode eine elektrische Abschirmung um den Kern, den piezoelektrischen Film und die erste Elektrode darstellt.
  • Ein Tonabnehmer des Typs III für Saiteninstrumente gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung produziert ein größeres elektrisches Ausgangssignal als Tonabnehmer gemäß dem ersten und zweiten Aspekts der Erflndung. Ein Tonabnehmer gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung für Musikinstrumente mit mehreren Saiten, besteht aus einem ersten piezoelektrischen Wandlerelement einschließlich einem ersten länglichen piezoelektrischen Teil mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten, der ersten Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche, einer ersten Elektrode auf der ersten Oberfläche und einer zweiten Elektrode auf einer zweiten Oberfläche. Der Tonabnehmer besteht auch aus einem zweiten piezoelektrischen Wandlerelement einschließlich einem zweiten länglichen piezoelektrischen Teil mit einer ersten und einer zweiten, der ersten Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche, einer dritten Elektrode auf der ersten Oberfläche und einer vierten Elektrode auf der zweiten Oberfläche. Jedes piezoelektrische Wandlerelement reagiert auf mehr als eine Saite, und das erste piezoelektrische Wandlerelement ist parallel zum zweiten piezoelektrischen Wandlerelement angeschlossen. Der Tonabnehmer des Typs III ist dadurch gekennzeichnet, daß:
  • Jedes längliche piezoelektrische Teil besteht aus einem piezoelektrischen Film. Der Tonabnehmer besteht zudem aus einem Kern mit mehreren Flächen, wobei eine erste Fläche einer zweiten Fläche gegenüberliegt, sowie einer am Kern befestigten Ausgangsleitung. Die Ausgangsleitung weist einen ersten Leiter mit elektrischem Kontakt zur ersten Elektrode und dritten Elektrode auf, sowie einen zweiten Leiter mit elektrischem Kontakt zur zweiten Elektrode und vierten Elektrode. Das erste piezoelektrische Wandlerelement ist auf dem Kern aufgeschichtet, wobei die zweite Elektrode Kontakt mit der ersten Fläche hat. Schließlich ist das zweite piezoelektrische Wandlerelement auf dem ersten piezoelektrischen Wandlerelement aufgeschichtet, wobei die dritte Elektrode mit der ersten Elektrode Kontakt hat.
  • Schließlich umfaßt die Erflndung einen elektromechanischen Tonabnehmer für ein Musikinstrument mit mehreren Saiten. Der Tonabnehmer besteht aus einem ersten piezoelektrischen Wandlerelement einschließlich einem ersten länglichen piezoelektrischen Teil mit einer ersten und einer zweiten, der ersten Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche. Der Tonabnehmer besteht zudem aus einem zweiten piezoelektrischen Wandlerelement einschließlich einem zweiten länglichen piezoelektrischen Teil mit einer ersten und einer zweiten, der ersten Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche; einer dritten Elektrode auf der ersten Oberfläche und einer vierten Elektrode auf der zweiten Oberfläche. Jedes piezoelektrische Wandlerelement reagiert auf mehr als eine Saite, und das erste piezoelektrische Wandlerelement ist parallel zum zweiten piezoelektrischen Wandlerelement angeschlossen. Der Tonabnehmer ist dadurch gekennzeichnet, daß:
  • Jedes längliche piezoelektrische Teil besteht aus einem piezoelektrischen Film. Im ersten piezoelektrischen Wandlerelement wird der Rand der ersten Elektrode relativ zum Rand des piezoelektrischen Films nach innen versetzt, und die zweite Elektrode bedeckt im wesentlichen die zweite Oberfläche des piezoelektrischen Films. Im zweiten piezoelektrischen Wandlerelement wird der Rand der dritten Elektrode relativ zum Rand des piezoelektrischen Films nach innen versetzt, und die vierte Elektrode bedeckt im wesentlichen die zweite Oberfläche des piezoelektrischen Films. Zudem besteht der Tonabnehmer aus einem länglichen Kern mit mehreren Flächen, wobei die erste Oberfläche der zweiten Oberfläche gegenüberliegt Die erste und die zweite Oberfläche sind auf einem beträchtlichen Teil ihrer Fläche leitend. Die erste Oberfläche besteht aus einer Kontaktfläche und einer Anschlußfläche für die Ausgangsleitung, die durch eine Isolierfläche gegeneinander abgegrenzt sind. Die zweite Oberfläche besteht aus einer Anschlußfläche (194) und ist elektrisch mit der Kontaktfläche verbunden. Der Tonabnehmer weist zudem aus eine Ausgangsleitung aut, wobei ein erster Leiter an einer Anschlußfläche für die Ausgangsleitung befestigt ist und mit dieser in elektrischem Kontakt steht, und einem zweiten Leiter, der an die Anschlußfläche angeschlossen ist und mit dieser in elektrischem Kontakt steht, sowie einem Kontaktstreifen. Das erste piezoelektrische Wandlerelement ist im wesentlichen gleich lang und breit wie die Kontaktfläche des Kerns. Das zweite piezoelektrische Wandlerelement ist im wesentlichen gleich lang und breit wie der Kern. Das erste piezoelektrische Wandlerelement ist auf dem Kern aufgeschichtet, wobei die zweite Elektrode die Kontaktfläche zum Großteil bedeckt und mit dieser elektrischen Kontakt hat. Das zweite piezoelektrische Wandlerelement ist auf dem ersten piezoelektrischen Wandlerelement aufgeschichtet, wobei die dritte Elektrode im wesentlichen die ersten Elektrode bedeckt und mit dieser elektrischen Kontakt hat, sowie die Anschlußfläche für die Ausgangsleitung im wesentlichen bedeckt und mit dieser elektrischem Kontakt hat. Schließlich ist der Kontaktstreifen auf dem zweiten piezoelektrischen Wandlerelement aufgeschichtet und bildet einen elektrischen Kontakt zwischen der vierten Elektrode und dem zweiten Leiter der Ausgangsleitung.
  • Alle beschriebenen Tonabnehmer können auch auf die Verwendung in anderen Arten von Saiteninstrumenten umgestellt werden, bei denen die Saitenvibrationen in Druckvariationen umgewandelt werden.
  • Weitere Einzelheiten der Tonabnehmer sind in den nachfolgenden Zeichnungen und detaillierten Beschreibungen der Erfindung dargestellt.
    • Beschreibung der Zeichnungen
  • Abbildung list eine perspektivische Darstellung der wichtigsten Teile einer typischen Akustikgitarre.
  • Abbildung 2 ist eine perspektivische Darstellung eines Tonabnehmers gemäß der Erfindung.
  • Abbildung 3(a) ist ein Querschnitt der Brücke einer typischen Akustikgitarre entlang der X-X'-Linie in Abbildung 1, wobei ein Tonabnehmer gemäß der Erfindung im Sattekchlitz unterhalb des Sattels montiert ist.
  • Abbildung. 3(b) ist ein Querschnitt der Brücke einer typischen Akustikgitarre entlang der A-A'-Linie in Abbildung 3(a), wobei ein Tonabnehmer gemäß der Erfindung im Sattelschlitz unterhalb des Sattels montiert ist.
  • Abbildung 3(c) ist ein Querschnitt der Brücke einer typischen Akustikgitarre entlang der B-B'-Linie in Abbildung 3(a), wobei ein Tonabnehmer des Typs I gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung im Sattelschlitz unterhalb des Sattels installiert ist, sowie ein Querschnitt des Tonabnehmers selbst.
  • Abbildung 4(a) ist eine perspektivische Darstellung, die in erster Linie die Kemoberseite eines Tonabnehmer des Typs II gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung zeigt.
  • Abbildung 4(b) ist eine Planansicht des Teils der Kernunterseite eines Tonabnehmer des Typs II gemäß der Erfindung, an der die Ausgangsleitung befestigt wird, und zeigt das durchplattierte Loch und die Ahschlußfläche für die Ausgangsleitung.
  • Abbildung 5(a) ist eine perspektivische Darstellung der Kernunterseite eines Tonabnehmer des Typs II gemäß der Erfindung; sie zeigt, wie der Innenleiter der Ausgangsleitung in das durchplattierte Loch im Kern eingeführt wird.
  • Abbildung 5(b) ist ein Querschnitt entlang der C-C'-Linie von Abbildung 5(a) und zeigt, wie der Innenleiter der Ausgangsleitung am durchplattierten Loch und die Abschirmung der Ausgangsleitung an der Anschlußfläche befestigt ist.
  • Abbildungen 6(a) bis 6(f) sind perspektivische Darstellungen der Ausgangsleitung und der Unterseite des Kontaktstreifens sowie sechs verschiedenen Möglichkeiten zum Anbringen des Kontaktstreifens an der Abschirmung der Ausgangsleitung eines Tonabnehmer des Typs II gemäß der Erfindung.
  • Abbildung 7(a) zeigt eine Planansicht des piezoelektrischen Wandlerelements und das Größenverhältnis zwischen dem piezoelektrischen Wandlerelement und dem Kern eines Tonabnehmers des Typs II gemäß der Erfindung, der in Abbildung 7(b) perspektivisch dargestellt ist.
  • Abbildung 7(c) ist eine Querschnittzeichnung des piezoelektrischen Wandlerelements eines Tonabnehmer des Typs II gemäß der Erfindung, entlang der D-D'-Linie in Abbildung 7(a). Die Abbildung zeigt auch, wie Klebstoff auf die Seite des piezoelektrischen Wandlerelements aufgetragen wird.
  • Abbildung 8(a) ist eine Querschnittzeichnung eines Tonabnehmer des Typs II gemäß der Erfindung und zeigt den antänglichen Zusammenbau von dem piezoelektrischen Wandlerelement und dem Kern, indem das piezoelektrische Wandlerelement in zwei Faltvorgängen um den Kern gefaltet wurde.
  • Abbildung 8(b) ist eine Querschnittzeichnung, der den anfänglichen Zusammenbau von dem piezoelektrischen Wandlerelement und dem Kern zeigt, indem das piezoelektrische Wandlerelement in einem Faltvorgang um den Kern gefaltetwurde.
  • Abbildung 8(c) ist eine Querschnittzeichnung der Konstruktion mit dem Kern und dem piezoelektrischen Wandlerelement, nachdem das piezoelektrische Wandlerelement um den Kern gefaltet und bevor der Kontaktstreifen angebracht wurde.
  • Abbildung 8(d) ist eine Querschnittzeichnung der Konstruktion mit dem Kern und dem piezoelektrischen Wandlerelement, nachdem das piezoelektrische Wandlerelement um den Kern gefaltet und nachdem der Kontaktstreifen angebracht wurde.
  • Abbildungen 9(a) bis 9(f) zeigen schematische Querschnittzeichnungen einer Reihe von Abwandlungen der grundlegenden Konstruktion mit dem piezoelektrischen Wandlerelement, Kern und Kontaktstreifen eines Tonabnehmers des Typs II gemäß der Erfindung.
  • Abbildung 10(a) ist ein Längsschnitt eines Tonabnehmer des Typs III gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung.
  • Abbildung 10(b) ist ein gebrochener Perspektivschnitt des Wandlerteils eines Tonabnehmer des Typs III gemäß der Erfindung.
  • Abbildung 11 ist ein Diagonaischnitt des Wandlerteils eines Tonabnehmer des Typs III gemäß der Erfindung.
  • Abbildung 12(a) ist eine perspektivische Ansicht der ersten Oberfläche des Kerns in der bevorzugten Ausführung eines Tonabnehmers des Typs III gemäß der Erfindung.
  • Abbildung 12(b) ist eine Planansicht der zweiten Seite des Kerns in der bevorzugten Ausführung eines Tonabnehmers des Typs III gemäß der Erfindung und zeigt Einzelheiten der Anschlußfläche und des durchplattierten Lochs, in das der erste Leiter der Ausgangsleitung eingeführt wird.
  • Abbildung 13 ist ein Längsschnitt eines Tonabnehmers des Typs III gemäß der Erfindung und zeigt, wie die Ausgangsleitung am Kern befestigt wird.
  • Abbildung 14 zeigt Planansichten des piezoelektrischen Wandlerelements eines Tonabnehmers des Typs III gemäß der Erfindung:
  • Abbildung 14(a) ist eine Planansicht des unteren piezoelektrischen Wandlerelements und zeigt, wie der Rand der ersten Elektrode relativ zum Rand des piezoelektrischen Films nach innen versetzt ist.
  • Abbildung 14(b) ist ein Querschnitt des unteren piezoelektrischen Wandlerelements entlang der A-B-Linie in Abbildung 14(a).
  • Abbildung 14(c) ist eine Planansicht des oberen piezoelektrischen Wandlerelements und zeigt, wie der Rand der ersten Elektrode relativ zum Rand des piezoelektrischen Films nach innen versetzt ist.
  • Abbildung 14(d) ist ein Querschnitt des oberen piezoelektrischen Wandlerelements entlang der A-B-Linie in Abbildung 14(c).
  • Abbildung 15(a) zeigt eine Planansicht des Kontaktstreifens eines Tonabnehmers des Typs III gemäß der Erfindung, bevor die Kontaktstreifenverlängerung im Winkel von 90º abgebogen wurde.
  • Abbildung 15(b) zeigt die bevorzugte Methode zur Befestigung des Kontaktstreifens am äußeren Leiter der Ausgangsleitung in einem Tonabnehmer des Typs III gemäß der Erfindung.
  • Abbildung 16 zeigt eine Planansicht der Isolierschicht eines Tonabnehmer des Typs III gemäß der Erfindung.
    • Detailbeschreibung der Erfindung
  • Die Struktur einer normalen Akustikgitarre ist in Abbildung 1 dargestellt. Hals 1 wird an Körper 5 befestigt. Die Saiten 72 werden an einem Ende mit Ankerpunkten 3 und am anderen Ende durch Stimmechanismus 12 an Körper 5 befestigt. Die Saiten ruhen auf Sattel 63, der in Sattelschlitz 68 an Brücke 70 befestigt ist. Die mechanischen Schwingungen der Saiten 72 werden vom Sattel 63 an die Brücke 70 und schließlich an den Körper 5 übertragen, wodurch der Körper 5 in Schwingungen versetzt wird. Der vibrierende Gitarrenkörper 5 überträgt die Schwingungen der Saiten 72 an die umgebende Luft. Sattel 63 definiert zusammen mit Schraubenmutter 61 zudem die Vibrationslänge jeder Saite.
  • Durch Einstellen des exakten Punktes auf dem Sattel, an dem die einzelnen Saiten Kontakt mit dem Sattel haben, wird die Gitarre intoniert, damit der beim Niederdrücken der einzelnen Saiten am jeweiligen Oktavenbund hervorgebrachte Ton genau eine Oktave höher liegt als die offene Saite.
  • Abbildung 2 zeigt einen Tonabnehmer 60 gemäß der Erfindung. Der Tonabnehmer besteht aus einem Wandler 50 und einer koaxialen Ausgangsleitung 200. Da die Länge des Tonabnehmers über 40 mal so lang ist, zeigen die Abbildung 2 und die meisten anderen Abbildungen des Tonabnehmers und seiner Komponenten den Tonabnehmer und seine Komponenten gebrochen, damit die Einzelheiten über die Breite und Stärke des Tonabnehmers zu sehen sind.
  • Abbildungen 3(a) und 3(b) zeigen Querschnitte eines Tonabnehmer gemäß der Erfindung, der im Sattelschlitz 68 der Brücke 70 einer Gitarre montiert wurde, deren Oberseite als 75 dargestellt ist. Bei der Montage des Tonabnehmers werden die Saiten 72 gelockert und der Sattel 63 entfernt. Ein Loch 65 mit einem Durchmesser, der in etwa der Breite des Sattelschlitzes 68 entspricht (ca. 2,4 mm), wird an einem Ende des Sattelschlitzes 68 durch die Brücke 70 und die Oberseite 75 der Gitarre gebohrt. Ca. 1,6 mm des Materials wird von der Unterseite des Sattels 63 entfernt, um die Höhe des Sattels 63 um die Stärke des Wandlerteils 50 des Tonabnehmer zu verrringern. Ausgangsleitung 200 wird durch Loch 65 gefädelt, und der Wandler 50 wird unten am Sattelschlitz 68 montiert. Der Sattel 63 wird dann erneut in den Sattelschlitz 68 eingesetzt, die Saiten 72 neu gespannt und die Gitarre neu gestimmt. Wandlerteil 50 des Tonabnehmers sitzt unten im Sattelschlitz 68 der Brücke 70 und ist zwischen dem unteren Teil des Sattels 63 und dem unteren Teil des Sattelschlitzes 68 eingeklemmt. Da die Höhe des Sattels 63 reduziert wurde, um die Stärke des Wandlers 50 im unteren Teil des Sattelschlitzes 68 wettzumachen, entspricht der Abstand von der Oberfläche der Gitarre zur Oberfläche des Sattels 63 (und daher die Höhe der Saiten 72 oberhalb der Oberfläche 75) dem Abstand vor der Montage des Tonabnehmer 60. Daher ist keine Neumtonierung der Gitarre erforderlich.
  • Abbildung 3(c) zeigt den Querschnitt eines Tonabnehmers des Typs I gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, die im Sattelschlitz einer Gitarre montiert ist. Wandler 50 sitzt unten im Sattelschlitz 68 in Brücke 70 und ist zwischen dem unteren Teil des Sattels 63 und dem unteren Teil von Sattelschlitz 68 montiert. Die Spannung der Saiten 72 wirkt in vertikaler Richtung Kraft auf Sattel 63 aus, wie Abbildung 3(c) zeigt. Sattel 63 kann sich in vertikaler Richtung frei bewegen und übt daher eine statische Kompression auf die Oberseite von Wandler 50 aus. Die Unterseite von Wandler 50 wiederum überträgt die Kompression zu Brücke 70 und zum Rest der Gitarre.
  • Abbildung 3(c) zeigt den Kern 100 in Kontakt mit dem unteren Teil von Sattelschlitz 68. Der Kern verfögt über eine Leitfläche 130. Das piezoelektrische Wandlerelement besteht aus piezoelektrischem Film 461 mit Elektroden 405 und 410 auf gegenüberliegenden Seiten des Films. Die Elektrode 405 ist an der Leitfläche 130 des Kerns befestigt. Der Kontaktstreifen 300 ist an die zweite Elektrode 410 angeschlossen. Der untere Teil des Sattels 63 ruht auf dem Kontaktstreifen 300. Die Ausgangsleitung 200 (Abbildung 3(b)) hat zwei Leiter. Einer, vorzugsweise der innere Leiter, ist an die Leitfläche 130 des Kerns angeschlossen; der andere, vorzugsweise die Abschirmung, ist an den Kontaktstreifen 300 angeschlossen.
  • Das grundlegende Wandlerelement des Wandlers 50 besteht aus einer ersten Elektrode 405, dem Teil der zweiten Elektrode 410, der an die erste Elektrode 405 angrenzt, und dem Teil des piezoelektrischen Films 401 zwischen der ersten Elektrode 405 und der zweiten Elektrode 410. Wenn die Saiten gespannt sind, komprimiert die Statikbelastung auf Wandler 50 den Film 401 und verursacht eine Gleichstromspannungsdifferenz zwischen den Elektroden 405 und 410. Da der Wandler jedoch im wesentlichen kapazitiv ist, fällt diese Gleichstromspannung allmählich auf Null ab.
  • Wenn die Saite 72 angeschlagen wird, verändert sich die Saitenspannung, wodurch sich die vertikale Komponente der auf den Sattel 63 ausgeübten Kraft verändert. Hierdurch variiert die auf Wandler 50 ausgeübte Kraft. Wandler 50 überträgt die variierende Spannung auf Brücke 70 und somit zum Gitarrenkörper, wodurch der Gitarrenkörper in Schwingungen versetzt wird, wie das beim Körper einer Akustikgitarre vorgesehen ist. Die vertikale Komponente der Bewegung an der Oberseite der Gitarre wirkt Kraft auf die untere Seite von Wandler 50 über die Brücke 70 aus. Wandler 50 unterliegt daher einer dynamisch variierenden Kompressionsbelastung, die zwischen den Elektroden 405 und 410 eine Wechselstromspannungsdifferenz verursacht. Die Wechselstromspannungsdifferenz zwischen den Elektroden 405 und 410 stellt die variierende Kompressionsbelastung auf Wandler 50 aufgrund der Schwingungen der Saiten und des Gitarrenkörpers dar. Diese Spannung beinhaltet also Komponenten, die die Saitenvibration und die Vibration des Gitarrenkörpers, die aus der Saitenvibration entstehen, darstellen. Die Wechselstromspannungsdifferenz zwischen den Elektroden verursacht eine entsprechende Wechselstromspannungsdifferenz zwischen dem Kern 100 (in Kontakt mit Elektrode 405) und dem Kontaktstreifen 300 (in Kontakt mit Elektrode 410) und somit zwischen den Leitern der Ausgangsleitung 200. Die Ausgangsleitung 200 gibt die Wechselstromspannungsdifferenz an einen passenden Verstärker und Lautsprecher (nicht abgebildet) zur Reproduktion weiter. Der Umwandlungsmechanismus des aktiven Teils von Tonabnehmern des Typs II und III, der im folgenden beschrieben ist, ist im wesentlichen derselbe wie bei dem soeben beschriebenen Tonabnehmer des Typs I.
  • Nun wird die Struktur eines Tonabnehmers des Typs II gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben. Der Tonabnehmer besteht aus vier grundlegenden Komponenten, die nacheinander beschrieben werden: Kern 100, Ausgangsleitung 200, Kontaktstreifen 300 und piezoelektrisches Wandlerelement 400 Abbildung 4 zeigt Kern 100. Kern 100 ist im wesentlichen ein 70 mm langes und 1,6 mm breites Rechteck eines 0,8 mm starken Materials.
  • Zumindest ein Ende des Kerns 100 ist vorzugsweise abgerundet. (siehe Abbildung 4). Alternativ dazu können ein Ende oder beide Enden gerade abgeschnitten werden. Für den Kern 100 können verschiedene Materialien verwendet werden; der Hauptzweck ist das Stützen des piezoelektrischen Wandlerelements 400 und das Verankern der Ausgangsleitung 200. Ein Metallkern dient diesem Zweck, doch da alle Oberflächen dieses Kerns leitfähig sind, nimmt er möglicherweise mehr unerwünschte Interferenzen auf als ein nichtleitender Kern mit einer oder mehreren Leitflächen. Das heißt, ein Metallkern erfordert mehr Abschirmung als ein nichtleitender Kern mit einer oder mehreren Leitflächen. Schließlich verändert ein Metallkern den Klang mehr als ein Kunststoffkern: für die meisten Anwendungen ist der neutralere Klang eines Kunststoffkerns wünschenswert.
  • Vorzugsweise werden Kunststoffkerne mit einer oder mehreren Leitflächen aus einer dünnen Leiterplatte 105 aus Glasfaser herausgeschnitten, die auf beiden Seiten mit je 0,3 kg/qm Kupfer beschichtet ist, wobei die Gesamtstärke dieser Platte 0,8 mm beträgt. Ehe die Leiterplatte in mehrere Kerne zerschnitten wird, wird mindestens ein Loch 120 mit einem Durchmesser von 0,75 mm pro Kern gebohrt. Zudem wird vor dem Zerschneiden der Leiterplatte in mehrere Kerne Kupfer an bestimmten Stellen an beiden Seiten der Leiterplatte entfernt, um die Metallmuster herzustellen, die für jeden Kern erforderlich sind. Die Kupferentfernung erfolgt vorzugsweise nach einer in der Branche wohlbekannten Masken- und Ätzmethode. Kupfer kann auf der gesamten Leitfläche 130 der einzelnen Kerne gelassen werden, vorzugsweise wird jedoch das Kupfer von einem schmalen Streifen 134 um den Rand jedes Kerns entfernt, und zudem wird Kupfer so entfernt, daß es eine kurze, schmale Brücke 132 bildet, die das Loch 120 mit der übrigen Leitfläche 130 des Kerns verbindet (siehe Abbildung 4(a)). Die schmale Brücke 132 neben Loch 120 erleichtert das Anlöten der Ausgangsleitung 200 in Loch 120.
  • Um die zweite Fläche 135 des Kerns zu erhalten, kann Kupfer vom Großteil der anderen Oberflächen der Leiterplatte entfernt werden. Um jedes Loch 120 im Kern wird ein kleiner Kreisring 162 von Kupfer gelassen, um die Durchplattierung des Lochs zu erleichtern. Durch Entfernen des Kupfers von Seite 135 jedes Kerns wird der Teil des Wandlerelements 400 elektrisch isoliert, der mit der Seite 135 Kontakt hat. Hierdurch werden Oberflächenstörungen verringert, da sich nach der Installation des Tonabnehmers Seite 135 näher an der Oberfläche der Gitarre befindet als an den Saiten.
  • Vorzugsweise verbleibt auf jedem Kern ein weiterer Kupferkreisring, den Kupferkreisring 162 umgebend, um das durchplattierte Loch 120 bestehen, ist jedoch davon isoliert und bildet die Anschlußfläche 138 für den zweiten Leiter (normalerweise Abschirmung 205) der Ausgangsleitung 200 (siehe Abbildung 4(b)). Der Innendurchmesser der Anschlußfläche 138 hat vorzugsweise denselben Außendurchmesser der Innenisolierung 210 der Ausgangsleitung 200. Der Außendurchmesser der Anschlußfläche 138 ist vorzugsweise gleich breit wie der Kern 100, das heißt ca. 1,6 mm.
  • Kupfer kann auf der anderen Seite der Platine verbleiben, wenn vom Teil des Wandlerelements 400, der mit Fläche 135 des Kerns Kontakt hat, Schwingungen aufgenommen werden sollen. Wenn Kupfer auf Fläche 135 des Kerns verbleibt, sollte jeder Kern auch über ein zweites durchplattiertes Loch 125 am anderen Ende des Kerns von Loch 120 verfügen, durch das die zwei Seiten miteinander verbunden werden. Anschlußfläche 138 muß gegen Seite 135 durch entsprechendes Entfernen von Kupfer isoliert werden.
  • Loch 120, und wahlweise Loch 125, wird dann nach Methoden, die in der Leiterplattenherstellung häufig Anwendung finden, durchplattiert. Zudem wird bevorzugt, daß beide Seiten der Platte mit 0,5 µm Gold vergoldet sind, um Anlaufen und Gleichrichtungskontakt zwischen der Leitfläche 130 des Kerns 100 und Elektrode 405 des piezoelektrischen Wandlerelements 400 zu vermeiden, und um das Verlöten der Abschirmung von Ausgangsleitung 200 mit Anschlußfläche 138 zu erleichtern. Zudem ist Anschlußfläche 138 verzinnt.
  • Die Leiterplatte wird dann entsprechend den obengenannten Abmessungen in einzelne Kerne zerschnitten. Alternativ dazu kann die Leiterplatte vor dem Vergolden, Bohren der Löcher, Entfernen des Kupfers, Durchplaitieren und Verzinnen der Anschlußflächen in mehrere Kerne zerschnitten werden.
  • Einfach beschichtete Leiterplatten ohne durchplattierte Löcher können für Kern 100 verwendet werden. Vorrichtungen dieser Art sind jedoch weniger widerstandstähig und daher weniger zuverlässig als Vorrichtungen mit durchplattieren Löchern.
  • Der Zusammenbau von Ausgangsleitung 200 und Kern 100 ist in Abbildung 5. dargestellt. Ausgangsleitung 200 hat eine geeignete Länge (normalerweise ca. 0,4 m) von Subminiatur-Koaxialkabel mit ca. 1,6 mm Durchmesser. Koaxialkabel ist erforderlich, um zu verhindern, daß Ausgangsleitung 200 keine Summ- und sonstigen unerwünschten Geräusche aufnimmt. Abschirmung 205 und Isolator 210 von Ausgangsleitung 200 werden wie sonst auch üblich abgezogen, um ca. 1,6 mm von Innenleiter 215 freizulegen.
  • Innenleiter 215 und, falls sie gelötet wird, Abschirmung 205, werden wie sonst auch üblich zum Löten vorbereitet.
  • Falls Ausgangsleitung 200 mit Lot für Normaltemperaturen an Kern 100 angelötet werden soll, was bevorzugt ist, hat dies vor der Befestigung des piezoelektrischen Wandlerlements 400 (Abbildung 7) zu erfolgen, da sonst die Temperaturen, die zum Schmelzen von Lot für Normaltemperaturen erforderlich sind, den piezoelektrischen Film 401 zum Schmelzen bringen. Alternativ dazu kann die Ausgangsleitung 200 mit Indium-Zinn-Lot für niedrige Temperaturen (< 90 ºC) an den Kern 100 angelötet werden.
  • Der Innenleiter 215 wird durch Loch 120 geschoben und wie gewöhnlich üblich angelötet Das Anlöten kann per Hand geschehen, nachdem die Leiterplatte in Einzelstücke zerschnitten wurde, bevor der Kern 100 mit piezoelektrischem Wandlerelement 400 umfaltet wurde, oder, beim Anlöten mit niedrigen Temperaturen, nach dem Umfalten. Alternativ dazu kann Ausgangsleitung 200 nach der Flow-Solder-Lötmethode am Kern 100 angelötet werden, ehe die Leiterplatte in einzelne Kerne zerschnitten wird. Der Innenleiter 215 kann auch durch Elektroschweißung an Kern 100 befestigt werden.
  • Bei der bevorzugten Befestigungsmethode für Ausgangsleitung 200 an Kern 100 verfügt Kern 100 über das bevorzugte Anschlußstück 138, und Ausgangsleitung 200 wird bis zur Abschirmung 205 und Innenisolation 210 abgezogen, damit ca. 0,8 mm des inneren Leiters 215 freigelegt werden. Nach dem Abziehen der Leitung darf keine Innenisolierung 210 sichtbar sein. Es ist darauf zu achten, daß Abschirmung 205 sauber abgeschnitten wird, damit unbeschnittene Teile der Abschirmung 205 nicht in Kontakt mit dem Innenleiter 215 kommen. Die freiliegende Innenleitung 215 und Abschirmung 205 neben der freiliegenden Innenleitung 215 werden dann verzinnt. Die Innenleitung 215 wird dann so in das durchplattierte Loch 120 eingeführt, daß das verzinnte Ende der Abschirmung 205 Kontakt mit der Anschlußfläche 138 hat. Dann wird der Innenleiter 215 an Loch 120 angelötet; dann wird die mit Lot verzinnte Abschirmung 205 unter Hitzeanwendung und Auslassen von Lot am verzinnten Anschlußstück 138 angelötet. Abbildung 5(b) stellt einen Querschnitt der daraus resultierenden Konstruktion dar.
  • Ungeachtet der Methode mit der Ausgangsleitung 200 an Kern 100 befestigt ist sollte Innenleiter 215 und/oder z. B. Lot nicht von der Oberseite des durchplattierten Lochs 120 herausragen. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Unterseite des Sattels 63 mit der Oberseite des Tonabnehmers entlang der gesamten Länge gleichmäßigen Kontakt hat. Durch die in Abbildung 5(a) dargestellte relative Anordnung des Kerns 100 und der Ausgangsleitung 200 werden die Ober- und Unterseite 130 bzw. 135 von Kern 100 definiert. Ausgangsleitung 200 geht von der Unterseite 135 aus.
  • Verschiedene Alternativkonfigurationen des Kontaktstreifens 300 sind in Abbildung 6 dargestellt. Bei einigen Abwandlungen des grundlegenden Tonabnehmer-Entwurfs, einschließlich der bevorzugten Ausführung, wird Kontaktstreifen 300 an die Unterseite (Brückenseite) des Wandlers 50 montiert; in anderen Varianten wird Kontaktstreifen 300 an die Oberseite (Sattelseite) des Wandlers 50 montiert. Beim Kontaktstreifen 300 kann es sich um ein einfaches Rechteck von 0,05 mm starker Folie 305 handeln, die auf dieselbe Breite zugeschnitten wurde wie die größte Seite 130 oder 135 von Kern 100, d.h. ca. 1,6 mm. Bei der Montage an der Oberseite hat Folie 305 in etwa dieselbe Länge wie Kern 100, (Abbildung 6(f)) und ist bei der Montage an der Unterseite ca. 2,5 mm kürzer als Kern 100, d.h. 60 mm (Abbildung 6(a)). Bei der Montage an der Unterseite muß die Folie 305 kürzer sein als der Kern 100, damit der Zugang zu Ausgangsleitung 200 zum Verbindungspunkt mit Kern 100 bei Loch 120 nicht behindert wird. Kupfer, Messing oder ein anderes geeignetes leitendes Material kann für Folie 305 verwendet werden.
  • Die Ausgangsleitung 200 kann auf unterschiedliche Weise an einem unten anmontierten Kontaktstreifen 300 befestigt werden. Einige dieser Methoden sind in den Abbildungen 6(a) bis 6(e) dargestellt. In der einfachsten Konfiguration (siehe Abbildung 6(a)) wird in Abschirmung 205 der Ausgangsleitung 200 6 mm vom Ende entfernt ein Loch angebracht, und der Innenleiter 215 und Isolierung 210 werden durch das Loch gezogen. Die daraus resultierende längliche Leere der Abschirmung wird zusammengedreht, im rechten Winkel zur langen Achse von Ausgangsleitung 200 umgebogen und mit Lot 310 hinten an Folie 305 angelötet Bei der Verwendung von Normaltemperaturen-Lot muß dies erfolgen, ehe Kontaktstreifen 300 am piezoelektrischen Filmelement 400 befestigt ist, da andernfalls das piezoelektrische Filmelement 400 beim Löten schmelzen kann. Vor dem Löten sollten Folie 305 und Ausgangsleitung 200 mit Hilfe einer geeigneten Haltevorrichtung (nicht gezeigt) möglichst im richtigen Verhältnis zueinander positioniert werden Alternativ dazu kann Abschirmung 205 hinten an Folie 305 angelötet werden, nachdem der Kontaktstreifen 300 am piezoelektrischen Filmelement 400 befestigt wurde, wenn Indium-Zinn-Lot für niedrige Temperaturen ((90 ºC) verwendet wird.
  • Diese Methode zum Befestigen von Abschirmung 205 der Ausgangsleitung 200 am Kontaktstreifen 300, obwohl einfach, wird nicht bevorzugt, da hierdurch die Unterseite des Tonabnehmers Unregelmäßigkeiten aulweist, durch die der Tonabnehmer nicht einheitlich über seine gesamte Breite im Sattelschlitz sitzt.
  • Der Kontaktstreifen 300 kann sich über die volle Länge von 2,5 Zoll erstrecken, indem wie in Abbildung 6(b) dargestellt in die Folie 305 ein kleines Loch 325 gebohrt wird. Loch 325 braucht nur groß genug zu sein, damit die Isolierung 210 der Ausgangsleitung 200 hindurchpaßt. Die Lücke zwischen dem Kontaktstreifen 300 und der Abschirmung 205 wird dann mit Lot aufgefüllt.
  • Eine Alternativmethode zum Befestigen von Abschirmung 205 der Ausgangsleitung 200 an Kontaktstreifen 300, die zu einer stärkeren Verbindung als eine stumpfe Lötverbindung führt, liegt darin, die Kupferfolie 305 wie in Abbildung 6(c) gezeigt zu verlängern. Das Ende der Kontaktstreifenverlängerung 313 so geformt, daß es eine Halterung 315 für die Abschirmung bildet. Die Kontaktstreifenverlängerung 313 wird in Relation zu Folie 305 um 90 º hindurchgebogen, damit sich die Längsachse von Halterung 315 im rechten Winkel zur Längsachse von Folie 305 befindet. Ausgangsleitung 200 paßt durch Halterung 315, und Abschirmung 205 wird wie oben erläutert mit Lot 310 für normale oder niedrige Temperaturen an Halterung 315 angelötet Der Durchmesser der kompletten Konstruktion ist immer noch klein genug, um durch das Loch in der Unterseite des Sattelschlitzes zu passen, um genügend Raum für die Ausgangsleitung zu haben.
  • Eine weitere Möglichkeit zum Befestigen der Ausgangsleitung 200 am Kontaktstreifen 300, wobei eine zuverlässige elektrische und mechnische Verbindung gewährleistet wird, ist in Abbildung 6(d) gezeigt. Quetsch- Steckhülse 320 wird an Folie 305 befestigt, durch Löten, Anschweißen oder auf sonstige Weise, und Ausgangsleitung 200 wird mit einem geeigneten Quetschwerkzeug in der Quetsch-Steckhülse 320 befestigt. Quetsch-Steckhülse 320 kann aus Beryllium-Kupfer bestehen, jedoch sind andere Materialien mit geeigneten elektrischen und mechanischen Eigenschaften im Fachbereich bekannt. Alternativ dazu kann Folie 305 und Crimp-Steckhülse 320 aus einem einzigen Stück Berylhum-Kupferfolie oder sonstigem geeigneten Material hergestellt werden. dies ist bevorzugt, da hierdurch die Unterseite des Tonabnehmers gleichmäßig flach bleibt und der Tonabnehmer gleichmäßig im Sattelschlitz sitzt (siehe hierzu Abbildung 6(e)). Weitere Vorteile des Verquetschens sind: 1. Das Verquetschen kann als einer der letzten Vorgänge des Fertigungsprozesses erfolgen, wodurch Teile nicht zuvor ausgerichtet werden müssen, und 2. Erhitzung ist nicht erforderlich, wodurch das Risiko, das piezoelektrische Wandlerelement 400 könne schmelzen oder sich der Tonabnehmer auf andere Weise verformen, ausgeschaltet wird.
  • Vorzugsweise wird eine Abwandlung der in Abbildung 6(c) dargestellten Konfiguration ohne Halterung 315 verwendet. Die Kontaktstreifenverlängerung 313 ist ca. 6,25 mm lang und 0,8 mm breit und ist in Relation zu Folie 305 um 900 umgebogen. Abschirmung 205 von Ausgangsleitung 200 und Kontaktstreifenverlängerung 313 werden mit den in der Branche üblichen Methoden verzinnt, wonach die zwei Komponenten miteinander in Kontakt gebracht werden und dann durch Anwendung von Hitze mittels Ausbreitenlassen von Lot verlötet werden.
  • Die in den Abbildungen 6(c) bis 6(e) gezeigten Anordnungen können so verändert werden, daß Löt- oder Quetsch-Verbindungen zu Ausgangsleitung 200 von einem oben montierten Kontaktstreifen 300 ermöglicht werden. Als Beispiel ist eine Modifikation der Anordnung in Abbildung 6(c) in Abbildung 6(f) dargestellt. Die Folie 305 wird verlängert und bildet Kontaktstreifenverlängerung 313. Die Kontaktstreifenverlängerung 313 wird um 90º umgebogen, damit sie sich im rechten Winkel zum Hauptteil der Folie 305 befindet. Das Ende der Kontaktstreifenverlängerung 313 wird geformt, um Halterung 315 zu bilden, die auf die Außenfläche der Ausgangsleitung 200 paßt. Die Ausgangsleitung 200 wird wie gezeigt von unten in die Halterung 315 eingeführt und mit Lot 310 angelötet Alternativ dazu kann Halterung 315 ausgelassen werden, und das bloße Ende der Kontaktstreifenverlängerung 313 kann wie zuvor beschrieben mittels Ausbreitenlassen von Lot verlötet werden.
  • Abbildung 7(a) zeigt das piezoelektrische Wandlerelement 400, das durch Aufbringen der ersten und zweiten metallisierten Elektrode 405 bzw. 410 auf einem im wesentlichen rechteckigen Stück piezolektrischem Film 401 gebildet wird. Für diese Deponierung ist ein PVDF-Film wie der unter dem Warenzeichen "KYNAR" von Atochem Sensors, Inc. vertriebene das bevorzugte Material für den piezoelektrischen Film. Eine Filmstärke von 52 µm bietet den besten Kompromiß zwischen Ausgangsspannung und mechnischer Flexibilität und ist daher bevorzugt.
  • Die erste Elektrode 405 wird gebildet, indem die Vorderseite 403 von Film 401 mit einer metallisierten Schicht durch Auftragen einer leitfähigen Farbe, Siebdruck mit leitfähiger Tinte oder Vakuumdeponierung eines metallischen Films teilweise bedeckt wird. Die erste Elektrode 405 ist ein Streifen, dessen Längsachse parallel zur Längsachse des Films 401 verläuft. Wenn W die Breite des Kerns 100 ist (Abbildung 7(b)) und 1 die Stärke des Kerns 100 ist, so ist in der bevorzugten Ausführung die Breite der Elektrode 405 ca. w, und die Elektrode 405 befindet sich ca. W + t vom einen Rand 440 des Films 401 entfernt (siehe hierzu Abbildung 7(a)). Bei einer Alternativkonfiguration der ersten Elektrode 405 wird die Kapazitanz des Tonabnehmers durch Verbreitern der Elektrode 405 auf W + 2t vergrößert, wobei die Elektrode ca. W von einem Rand 440 des Films 401 entfernt ist. Die zweite Elektrode 410 wird durch Abdecken der gesamten Rückseite 408 von Film 401 mit einer Metallschicht gebildet, die unter Anwendung einer der obengenannten Methoden aufgebracht wird.
  • Ein Bogen Film wird mit einem Messer, oder vorzugsweise durch Ausstanzen, in Einzelfilme 401 zerschnitten. Die Länge des Films 401 ist gleich der Länge des Kerns 100; am einen Ende des Films 401 werden jedoch zwei ca. 2,5 mm (W + t) Abschnitte 422 und 424 symmetrisch um Elektrode 405 entnommen (siehe Abbildung 7(a)). Durch die Abschnitte 422 und 424 kann der gesamte Kern 100 bis auf die kleine Fläche neben Loch 120 am einen Ende der Unterseite 135 von Kern 100, wo dieser mit der Ausgangsleitung 200 verbunden wird, mit dem piezoelektrischen Wandlerelement 400 umfaltet werden. Hierdurch bietet die Elektrode 410 bei der Verbindung zwischen Kern 100 und Ausgangsleitung 200 die bestmögliche elektrische Abschirmung, ohne den Zugang von Ausgangsleitung 200 zu Kern 100 zu behindern.
  • Die Seiten und das Ende des Kerns 100 liegen in dem Bereich frei, an dem die Ausgangsleitung 200 an den Kern 100 angeschlossen ist. Theoretisch bietet Elektrode 410 Abschirmung zu den Seiten und zum Ende des Kerns, indem Elektrode 410 und Film 401 erweitert werden, um diese Bereiche abzudecken; es ist jedoch schwierig, solche erweiterten Teile von Film 401 sicher an den Seiten und am Ende des Kerns zu befestigen. Statt dessen werden die Seiten und das Ende des Kerns durch Auftragen leitfähiger Farbe auf die freiliegenen Kernflächen abgedeckt. Die Farbe sollte zudem die Elektrode 410 teilweise überlappen, damit zwischen dem angestrichenen Bereich und der Elektrode 410 ein elektrischer Kontakt hergestellt wird.
  • Die Breite des Films 401 reicht zum einmaligen Umfalten von Kern 100 mit gänzlicher Überlappung der längsten Seite 130 oder 135 aus, d.h. ca. (3W + 2t). Falls Filmabfall keine Rolle spielt, kann der Film 401 zur Erleichterung der Handhabung breiter als (3W+ 2t) sein. Überschüssiges Filmmaterial kann zum Ende des Montagevorgangs abgeschnitten werden. Falls ein oder beide Enden von Kern 100 abgerundet werden, sollte das piezoelektrische Wandlerelement 400 ein entsprechend abgerundetes Profil haben (siehe Abbildung 7(a)).
  • Wenn die Elektroden 405 und 410 durch Aufstreichen aufgetragen wurden, muß der Bogen piezoelektrischen Films vor dem Ahbringen der Elektroden in Einzelfilme 401 zerschnitten werden. Wenn die Elektroden durch Siebdruck oder Vakuumdeponierung angebracht werden, kann die Anbringung erfolgen, ehe der Bogen in Einzelfilme 401 zerschnitten wird. Das Zerschneiden nach dem Siebdruck oder der Vakuumdeponierung ist möglich, da durch Siebdruck oder Vakuumdeponierung bearbeitete Elektroden mit ausreichender Präzision angebracht werden können, damit ein metallfreies Schutzband auf dem Bogen im Bereich der Schnittkante bleibt, woduch das Risiko eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden an der Schnittkante ausgeschaltet wird.
  • Falls eine signifikante Tonabnahme von der Rückseite des Tonabnehmer gewünscht wird, muß auf der gleichen Seite wie Elektrode 405 auf dem Film 401 eine weitere erste Elektrode (nicht gezeigt) angebracht und so positioniert werden, daß sie Kontäkt mit Seite 135 des Kerns hat (die Seite muß leitfähig sein, wenn Abnahme von der Rückseite erfolgen soll). Durch Ankleben des Films an eine leitfähige Seite des Kerns 100 mit leitfähigem Klebstoff wird kein genügend großes Ausgangssignal erzielt: der Film muß wie oben beschrieben metallisiert sein.
  • Das piezoelektrische Wandlerelement 400 wird mit einem leitfähigen Klebstoff an Kern 100 befestigt. Verschiedene Arten von Klebstoffen auf Acryl-, Silicon- oder Urethanpolymerbasis können verwendet werden: in der bevorzugten Ausführung wird auf der gesamten Vorderseite 403 des piezoelektrischen Wandlerelements 400 eine ca. 25 µm bis 50 µm starke Schicht 415 leitfähiger Klebstoff des Typs 9703, hergestellt von 3M Corporation, aufgetragen.
  • Vorzugsweise wird der Kern 100 so auf die Klebstoffschicht 415 des piezoelektrischen Wandlerlements 400 gelegt, daß die Oberseite 130 von Kern 100 mit der ersten Elektrode 405 auf gleicher Höhe ist (siehe Abbildung 8(a)). Das piezoelektrische Wandlerelement 400 wird lateral so auf dem Kern 100 positioniert, daß seine Kanten in etwa mit den Enden von Kern 100 abschließen. Die zwei hervorstehenden Teile 417 und 419 des piezoelektrischen Wandlerelements 400 werden dann in zweimal fortlaufend um Kern 100 gefaltet, wodurch zwei Filmlagen die Unterseite 135 bedecken.
  • Alternativ dazu kann das piezoelektrische Wandlerelement 400 wie in Abbildung 8(b) gezeigt auf Kern 100 gelegt werden, damit sich die Klebeschicht 415 neben der Unterseite 135 des Kerns 100 befindet und die Kante 440 des piezoelektrischen Wandlerlements 400 die Kante 140 des Kerns 100 berührt. Das. piezoelektrische Wandlerelement 400 wird lateral so auf dem Kern 100 positioniert, daß seine Kanten in etwa mit den Enden des Kerns 100 auf gleicher Höhe sind. Das piezoelektrische Wandlerelement 400 wird dann einmal ganz um den Kern 100 gefaltet so daß es schließlich die Unterseite 135 des Kerns 100 erneut überlappt, d.h. die untere Seite 135 ist von zwei Lagen Film 401 bedeckt. Abbildung 8(c) zeigt einen Querschnitt des Wandlers 500, nachdem das piezoelektrische Wandlerelement 400 nach einer dieser zwei Methoden vollständig um den Kern 100 gefaltet wurde.
  • Die bevorzugte Wicklungsmethode sollte möglichst auch dann angewendet werden, wenn für den Kern 100 eine einseitig beschichtete Leiterplatte verwendet wird. Wird ein einfacher Wicklungsschritt gewünscht, kann alternativ dazu das piezoelektrische Wandlerelement 400 beginnend auf der kupferfreien Seite der Platte so gefaltet werden, daß die erste Elektrode 405 mit der Kupferseite von Kern 100 Kontakt hat, oder die Wicklung kann an der Kupferseite des Kerns 100 beginnen, wenn die erste Elektrode 405 so neu angebracht wird, daß die Außenkante an Kante 440 des piezoelektrischen Wandlerelements 400 anstößt.
  • Nun muß nur noch der elektrische Kontakt zwischen dem zweiten Leiter (normalerweise Abschirmung 205) von Ausgangsleitung 200 und der zweiten Elektrode 410 hergestellt werden, indem der Kontaktstreifen 300 an der Unterseite 505 der Konstruktion 500 aus Kern und piezoelektrischem Wandlerelement befestigt wird, d.h. an der Seite der Konstruktion 500, aus der die Ausgangsleitung 200 hervortritt (oder hervortreten wird). Kontaktstreifen 300, der an diesem Punkt des Fertigungsprozesses möglicherweise bereits an Ausgangsleitung 200 befestigt ist, wird auf der Innenseite von Folie 305 mit einer dünnen Schicht 510 leitfähigem Klebstoff befestigt, wie beispielsweise Typ 9703 von 3M Company, und mit dem Unterteil 505 des Kerns und dem piezoelektrischen Wandlerelementsatz 400 in Kontakt gebracht. Abbildung 8(d) zeigt einen Querschnitt des fertigen Wandlers 50 mit angeklebtem Kontaktstreifen 300.
  • Wenn Ausgangsleitung 200 nicht bereits an Kern 100 und/oder Kontaktstreifen 300 befestigt ist, kann dies nun zur Vervollständigung des Tonabnehmers erfolgen. Wenn die Leitung erst in diesem Stadium des Fertigungsprozesses befestigt wird, d.h. nachdem der Wandler 50 vollständig zusammengesetzt ist, dürfen nur Befestigungsmethoden angewendet werden, bei denen der Film 401 nicht schmilzt.
  • Das piezoelektrische Wandlerelement 400 wird so um den Kern 100 gefaltet, daß die erste Elektrode 405 elektrischen Kontakt mit einem leitfähigen Teil des Kerns 100 hat, zum Beispiel der Oberseite 130. Da ein Leiter der Ausgangsleitung 200 elektrischen Kontakt mit einem leitfähigen Teil von Kern 100 hat (oder Kontakt haben wird, wenn die Ausgangsleitung 200 am Kern 100 befestigt wird, nachdem das piezoelektrische Wandlerelement 400 um den Kern 100 gefaltet wurde), hat dieser Leiter elektrischen Kontäkt mit der ersten Elektrode 405. Der Kontaktstreifen 300 hat elektrischen Kontakt mit der zweiten Elektrode 410 des piezoelektrischen Wandlerelements 400. Der Kontaktstreifen 300 hat zudem elektrischen Kontakt mit dem anderen Leiter von Ausgangsleitung 200. Daher hat jeder Leiter der Ausgangsleitung 200 elektrischen Kontakt mit einer der Elektroden 405, 410 des piezoelektrischen Wandlerelements 400, wobei die Kontakte ohne Überschreitung der physikalischen Abmessungen von Wandler 50 (bestehend aus dem Kern, piezoelektrischen Wandlerelement und Kontaktstreifen) und Ausgangsleitung 200 hergestellt werden.
  • Abbildung 9 zeigt einen teilweise gebrochenen Querschnitt einer Reihe von möglichen Variationen bei der Position von Elektrode 405 und Kontaktstreifen 300 auf den Wandler 50. Bei allen Variationen bedeckt Elektrode 410 die gesamte Rückseite von Film 401, und Kern 100 ist so ausgerichtet, daß die leitfähige Seite 130 Kontakt mit der ersten Elektrode 405 hat; zur Vereinfachung sind diese Eigenschaften nicht in den Zeichnungen dargestellt. Zur Vereinfachung der Zeichnungen wird Film 401 zudem als einfache dünne Linie dargestellt. Jede Variation bringt einen anderen "Klang" hervor, daher wird bei verschiedenen Anwendungen oder je nach Wunsch des Künstlers die eine oder andere Konfiguration bevorzugt. Abbildung 9(a) zeigt die oben beschriebene Anordnung, die vom Erfinder beim Wandler 50 bevorzugt wird. In den Variationen (a), (d) und (f) befindet sich die Elektrode 405 und daher das Abnahmeelement den Saiten am nächsten, wodurch die bei dieser Variation auftretenden Oberflächenstörungen verringert werden. Bei den Variationen (b), (c) und (e) befindet sich Elektrode 405 dem Oberteil der Gitarre am nächsten, wenn mehr Oberflächenstörungen gewünscht werden. Bei den Variationen (a) bis (d) ist der Kontaktstreifen an der Unterseite angebracht, wodurch die Verbindung zwischen dem Sattel und dem Wandler und damit die Wirkung des Tonabnehmers verbessert wird. Da der Kontaktstreifen 300 jedoch relativ weich ist, kann durch die Oberflächenmontage wie in den Variationen (e) und (f) gezeigt, die Wirksamkeit und Gleichmäßigkeit für die einzelnen Saiten verbessert werden, wenn beispielsweise die Unterseite des Sattels unregelmäßig ist. In den Variationen (b) und (d) ist die Elektrode 405 unterhalb einer doppelten Lage Film 401 angebracht.
  • Die Herstellung der Abwandlungen erfolgt einfach durch Ausführen einer oder mehrerer der folgenden Schritte und wird nicht im Einzelnen beschrieben: 1. Andern der Position von Elektrode 405 auf Film 401; 2. Positionieren der Elektrode 405 in Kontakt mit Oherseite 130 oder Unterseite 135 des Kerns 100 und 3. Montage des Kontaktstreifens 300 an der Ober- oder Unterseite.
  • Die Struktur eines Tonabnehmers des Typs III gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird nun anhand von Abbildung 10 erläutert. Das elektrische Signal der Tonabnehmer des Typs III ist höher als das der Tonabnehmer des Typs I und II. Dies wird durch Verwendung eines piezoelektrischen Films erzielt, der beträchtlich stärker ist als deijenige, der bei Tonabnehmer des Typs I und II verwendet wird.
  • Der stärkere Film generiert eine größere elektrische Ausgangsspannung für eine gegebene mechanische Belastung, hat jedoch eine niedrigere Kapazitanz Eine niedrigere Kapazitanz ist nicht von Vorteil, da hierdurch für eine gegebene Vorverstärker-Eingangsimpedanz die Abgabe niedriger Frequenzen vom Tonabnehmer verringert wird. Um diesen Nachteil wettzumachen, werden zwei piezoelektrische Wandlerelemente aufeinandergeschichtet, wobei die ersten Elektroden Kontakt haben und die zweiten Elektroden miteinander verbunden sind. Bei dieser Anordnung werden die zwei Wandlerelemente parallel angeschlossen und die aufgrund des dickeren Films verlorengegangene Kapazitanz wieder wettgemacht. Eine weitere Erhöhung des elektrischen Signals wird dadurch erzielt, indem bei der Herstellung des Tonabnehmers kaum Klebstoff zur Anwendung gelangt.
  • Abbildung 10(a) ist ein Längsschnitt eines Tonabnehmers des Typs III und zeigt die grundlegende Anordnung des Kerns 100, der Ausgangsleitung 200, des Kontaktstreifens 300, des unteren piezoelektrischen Wandlerelements 400 und des oberen piezoelektrischen Wandlerelements 450. Der Kern 100 hat eine erste Seite, die in zwei leitfähige Flächen unterteilt sind, Kontaktfläche 110 und Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung; die beiden Flächen sind durch eine Isolierfläche gegeneinander isoliert. Die zweite Seite 130 ist zum Großteil elektrisch leitend und ist über mindestens ein durchplattiertes Loch 140 mit der Kontaktfläche 110 verbunden. Ein weiteres durchplattiertes Loch 150 stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung und dem leitfähigen Kreisring 160 dar; Der leitfähige Kreisring 160 ist gegen die zweite Seite 130 elektrisch isoliert. Weitere Einzelheiten von Kern 100 sind im folgenden in Zusammenhang mit der Beschreibung von Abbildung 12 zu finden.
  • Der Innenleiter 215 der Ausgangsleitung 200 wird in das durchplattierte Loch 150 gesteckt und vorzugsweise durch Löten mit dem durchplattierten Loch 150 mechnisch befestigt und elektrisch verbunden. Auf diese Weise ist der Innenleiter 215 mit der Kontaktfläche 120 der Ausgangsleitung elektrisch verbunden. Der Außenleiter 205 der Ausgangleitung 200 wird ebenfalls möglichst durch Löten an der Anschlußfläche 194 mechanisch angeschlossen und elektrisch damit verbunden. Die Anschlußfläche 194 ist Teil der zweiten Seite 130, daher hat der Außenleiter 205 elektrischen Kontakt mit der zweiten Seite 130 und, über das durchplattierte Loch 140, mit Kontaktfläche 110 an der ersten Seite des Kerns 100. Auf diese Weise sind beide Leiter der Ausgangsleitung 200 mechanisch an dem Kern 100 befestigt und haben elektrischen Kontakt mit verschiedenen leitfähigen Flächen des Kerns 100.
  • Abbildung 10(b) zeigt eine gebrochene Ansicht des Kerns 100, des unteren und oberen piezoelektrischen Wandlerelements 400 bzw. 450 und des Kontaktstreifens 300.
  • Die piezoelektrischen Wandlerelemente 400 und 450 sind im wesentlichen genauso breit wie die erste Seite des Kerns 100. Das untere piezoelektrische Wandlerelement 400 ist im wesentlichen genau so lang wie die Kontaktfläche 110 der ersten Seite von Kern 100; das obere piezoelektrische Wandlerelement 450 ist im wesentlichen genauso lang wie der Kern 100. Das untere piezoelektrische Wandlerelement 400 besteht aus einem Streifen piezoelektrischem Film 430, wobei die erste Elektrode 410 an einer Seite und die zweite Elektrode 402 (nicht abgebildet) auf der anderen Seite befestigt wird und diese praktisch ganz bedeckt.
  • Das obere piezoelektrische Wandlerelement 450 besteht aus einem Streifen piezoelektrischen Films 480, wobei die erste Elektrode 460 (nicht gezeigt, der Rand der ersten Elektrode 460 ist jedoch durch eine gepunktete Linie 462 dargestellt) an einer Seite und die zweite Elektrode 470 auf der anderen Seite angebracht wird und diese praktisch ganz bedeckt. Der Rand der ersten Elektrode (410 oder 460) jedes piezoelektrischen Wandlerelements ist relativ zum Rand des Films (430 bzw. 480) nach innen versetzt und daran befestigt, damit die zweiten Elektroden 420 und 470 (die sich zum Rand des Films erstrecken) die ersten Elektroden 410 und 460 effektiver isolieren, wenn die piezoelektrischen Wandlerelemente mit Kontakt zwischen den ersten Elektroden aufeinandergeschichtet werden.
  • Das untere piezoelektrische Wandlerelement 400 wird so auf der ersten Seite von Kern 100 positioniert, daß die zweite Elektrode 420 (nicht gezeigt) die Kontaktfläche 110 bedeckt. Das obere piezoelektrische Wandlerelement 450 wird so auf dem unteren piezoelektrischen Wandlerelement 400 positioniert, so daß es den Kern 100 vollständig bedeckt, und die erste Elektrode 460 (nicht gezeigt) des oberen piezoelektrischen Wandlerelements 450 Kontakt mit der ersten Elektrode 410 des unteren piezoelektrischen Wandlerelements 400 hat. Der von der ersten Elektrode 410 nicht bedeckte Teil 490 der ersten Elektrode 460 überlappt die Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung.
  • Kontaktmittel 165 gewährleistet einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zwischen dem Ireiliegenden Teil 490 der ersten Elektrode 460 und der Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung. Vorzugsweise wird ein in der Mitte gefaltetes Stück selbstklebendes Kupferband als Kontaktmittel 165 verwendet. Kontaktmittel 165 verbindet die ersten Elektroden 410 und 460 (nicht gezeigt) des piezoelektrischen Wandlerelements 400 bzw. 450 mit der Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung und daher zum Innenleiter 215 der Ausgangsleitung 200 (Abbildung 10(a)). Weitere Details des piezoelektrischen Wandlerelements 400 und 450 sind unten im Zusammenhang mit der Beschreibung von Abbildung 14 zu finden.
  • Der Kontaktstreifen 300 ist im wesentlichen gleich breit wie der Kern 100, jedoch etwas länger. Die Erweiterung 310 des Kontaktstreifens 300, der möglichst etwas schmaler sein sollte als Kontaktstreifen 300, wird am Außenleiter 200 der Ausgangsleitung befestigt. Die Kontaktstreifenverlängerung 310 bedeckt das treiliegende Ende von Kern 100, und der Kontaktstreifen 300 wird so in Relation zur Kontaktstreifenverlängerung umgebogen, daß diese die zweite Elektrode 470 des zweiten piezoleektrischen Wandlerelements 450 im wesentlichen bedeckt (siehe Abbildung 10(a)). Auf diese Weise verbindet der Kontaktstreifen 300 die zweite Elektrode 470 des oberen piezoelektrischen Wandlerelements 450 elektrisch mit dem Außenleiter 205 der Ausgangsleitung 200 und somit die zweite Elektrode 420 des unteren piezoelektrischen Wandlerelements 400. Die zwei piezoelektrischen Wandlerelemente sind daher parallel verbunden. Weitere Einzelheiten des Kontaktstreifens 300 sind im folgenden im Zusammenhang mit der Beschreibung für Abbildung 15 beschrieben.
  • Die Komponenten des Wandlerteils 50 des Tonabnehmers (Abbildung 2), d.h. der Kern 100, die piezoelektrischen Wandlerelemente 400 und 450 und der Kontaktstreifen 300 (Abbildung 10(a)), werden im wesentlichen ohne Klebstoffe zusammengesetzt, um zu verhindern, daß der bei mehreren Klebeschichten auftretende Polsterungseffekt das elektrische Ausgangssignal des Tonabnehmers vermindert. Wandlerteil 50 des Tonabnehmers wird in eine Isolierschicht gefaltet, die die Komponenten zusammenhält. Die Isolierschicht schützt zudem das Wandlerteil 50 des Tonabnehmers physikalisch und isoliert dieses elektrisch. Abbildung 11 zeigt einen Diagonalschnitt des mit Isolierschicht 600 umfalteten Wandlerteils 50 des Tonabnehmers. Damit die Isolierschicht 600 fest um Wandler 50 gefaltet bleibt, wird die Isolierschicht 600 1 und 1/4 mal um Wandler 50 gefaltet, damit die Isolierschicht 600 unten am Wandler überlappt Weitere Einzelheiten der Isolierschicht 600 sind im folgenden in Zusammenhang mit der Beschreibung von Abbildung 16 zu finden.
  • Die sechs grundlegenden Komponenten des Tonabnehmers werden jetzt nacheinander beschrieben: Kern 100, Ausgangsleitung 200, Kontaktstreifen 300, piezoelektrische Wandlerelemente 400 und 450 und Isolierschicht 600. Abbildung 12(a) zeigt den Kern 100. Der Kern 100 ist ein im wesentlichen rechteckiges, 0,8 mm starkes Material. Der Kern ist im wesentlichen gleich lang wie der Sattelschlitz; in der bevorzugten Ausführung, die sich für die meisten Akustikgitarren eignet, ist der Kern ca. 69,3 mm lang. Die Breite des Tonabnehmer- Kerns in einem standardmäßigen 2,4 mm breiten Sattelschlitz ist vorzugsweise 1,9 mm; die bevorzugte Breite des Tonabnehmer-Kerns für einen Sattelschlitz, der mit 3,2 mm breiter als die Norm ist, beträgt 2,8 mm. Vorzugsweise ist zumindest das Ende des Kerns 100, an den die Ausgangsleitung 200 angeschlossen wird, abgerundet (siehe Abbildung 12(a)); alternativ dazu können ein oder beide Enden gerade abgeschnitten werden. Für den Kern 100 können verschiedene Materialien verwendet werden. Der Kern dient in erster Linie als Befestigungsgrundlage und physikalische Stütze für die anderen Tonabnehmer-Komponenten, verbindet die Elektroden des piezoelektrischen Wandlerelements 400 und 450, sowie die Leiter 205 und 215 der Ausgangsleitung 200 und dient zur Befestigung der Ausgangsleitung 200.
  • Der Kern 100 besteht vorzugsweise aus einer 0,8 mm starken, doppelseitigen Leiterplatte aus Glasfaser. Eine der verschiedenen, in Zusammenhang mit Tonabnehmern des Typs II beschriebenen Methoden zur Herstellung des Kerns aus einer Leiterplatte kann auch auf Tonabnehmer des Typs III angewendet werden.
  • Der Kern 100 hat mindestens zwei Löcher mit 0,75 mm Durchmesser. Loch 150 ist in dem Teil des Kerns 100 angebracht, der als Anschlußfläche 120 für die Ausgangsleitung verwendet wird, und Loch 140 ist in dem Teil des Kerns 100 angebracht, das als Kontaktfläche 110 verwendet wird. Vorzugsweise befindet sich in dem Teil des Kerns 100, der als Kontaktfläche 110 verwendet wird, ein weiteres Loch. Sämtliche Löcher sind wie oben beschrieben durchplattiert.
  • Von einem schmalen Streifen 180 der ersten Seite des Kerns 100 wird Kupfer entfernt, um die erste Seite in Kontaktfläche 110 und Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung zu unterteilen. Vorzugsweise wird Kupfer auch vom Rand der Anschlußfläche 120 der Ausagangsleitung entfernt, damit die in Abbildung 12(a) gezeigte Form erzielt wird.
  • Obgleich das Kupfer der zweiten Seite 130 des Kerns 100 fast ganz entfernt werden kann, wobei lediglich ein Kreisring 160, eine Anschlußfläche 194 und eine die Anschlußfläche 194 mit durchplattiertem Loch 140 verbindende Brücke stehenbleiben, bleibt vorzugsweise die zweite Seite 130 fast komplett mit Kupfer bedeckt. Indem die zweite Seite 130 praktisch ganz mit Kupfer bedeckt bleibt, sorgt die zweite Seite 130 für eine gewisse elektrische Abschirmung und gibt dem Tonabnehmer eine flache Unterlage, so daß er fest im unteren Teil von Sattelschlitz 68 sitzt (Abbildung 3(b). Daher sollte Kupfer möglichst nur wie in Abbildung 12(b) gezeigt von der zweiten Seite 130 entfernt werden. Kupfer wird von Kreisring 190 um Kreisring 160 und dem durchplattierten Loch 150 entfernt, um Kreisring 160, Loch 150 und die Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung (Abbildung 10(a)) von der zweiten Seite 130 zu isolieren. Zudem sollte Kupfer möglichst von der zweiten Seite 130 entfernt werden, um die Anschlußfläche 194 um den Kreisring 190 zu bilden. Anschlußfläche 194 erleichtert das Anlöten des Außenleiter 205 der Ausgangsleitung 200 an die zweite Seite 130. Der Innendurchmesser der Leitungsanschlußfläche 194 sollte im wesentlichen dem Außendurchmesser der Innenisolierung 210 der Ausgangsleitung 200 (Abbildung 10(a)) entsprechen. Der Außendurchmesser des Anschlußstücks 194 ist im wesentlichen so breit wie der Kern 100. Anschlußfläche 194 wird durch Brücke 196 mit dem Rest der zweiten Seite verbunden.
  • Vorzugsweise sind beide Seiten des Kerns 100 mit 0,5 µm Gold vergoldet, um Anlaufen und die Bildung eines Gleichrichtungskontakts zwischen Kontaktfläche 110 und der zweiten Elektrode 420 des unteren piezoelektrischen Wandlerelements 400 zu verhindern. Anschlußfläche 194 wird ebenfalls verzinnt, um das Anlöten des Außenleiters 205 der Ausgangsleitung 200 an diese zu erleichtern.
  • Wie bei Tonabnehmer des Typs I und II hat die Ausgangsleitung 200 von Tonabnehmern des Typs III ein Sub-Miniatur-Koaxialkabel mit einem Durchmesser von ca. 1,6 mm und einer geeignete Länge (normalerweise ca. 0,4 m). Koaxialkabel ist deshalb erforderlich, damit die Ausgangsleitung 200 kein Brummen und sonstige unerwünschte Geräusche aufhimmt. Die oben im Zusammenhang mit Tonabnehmer des Typs II beschriebenen Optionen zur Befestigung der Ausgangsleitung 200 am Kern 100 gelten auch für Tonabnehmer des Typs III. Die bevorzugte, oben beschriebene, Methode zur Befestigung von Ausgangsleitung 200 an Kern 100 bei Tonabnehmer des Typs II ist auch die bevorzugte Methode zur Befestiung von Ausgangsleitung 200 an Kern 100 bei Tonabnehmer des Typs III. Die komplette Konstruktion ist in Abbildung 13 dargestellt.
  • Ohne Rücksicht auf die Methode, nach der die Ausgangsleitung 200 an Kern 100 befestigt wird, sollte nichts (z.B. der Innenleiter 215 und/oder Lot) vom oberen Teil des durchplattierten Loches 150 abstehen. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Unterseite des Sattels 63 (Abbildung 3(a)) über die gesamte Länge gleichmäßigen Kontakt mit der Oberseite des Tonabnehmers hat.
  • Abbildung 15(a) ist eine Planansicht des Kontaktstreifens 300. Zu Kontaktstreifen 300 gehört ein Rechteck von ca. 0,05 mm starker Folie 305, die im wesentlichen auf dieselbe Breite zugeschnitten wurde wie die erste Seite des Kerns und ca. 6,26 mm länger ist. Für Folie 305 kann Kupfer, Messing, metallisierter Kunststoff oder ein anderes geeignetes leitfähiges Material verwendet werden. Die Folienbreite wird an den letzten 6,25 mm der Länge auf 0,8 mm verjüngt, um Erweiterung 310 zu bilden. Erweiterung 310 wird wie in Abbildung 9(b) gezeigt um 90 Grad umgebogen und, falls erforderlich, leicht nach innen gebogen, damit Kontakt mit dem Außenleiter 205 der Ausgangsleitung 200 hergestellt wird.
  • Die verschiedenen, im Zusammenhang mit Tonabnehmern des Typs II beschriebenen, Optionen für Kontaktstreifen 300 und zur Befestigung des Kontaktstreifens 300 an Ausgangsleitung 200 können für die Verwendung bei Tonabnehmern des Typs III angepaßt werden.
  • Nach der bevorzugten Methode wird der Kontaktstreifen 300 wie in Abbildung 15(b) dargestellt an die Ausgangsleitung 200 angelötet Der Außenleiter 205 der Ausgangsleitung 200 und Erweiterung 310 werden vor der Montage auf bewährte Weise verzinnt, wonach die zwei Komponenten miteinander in Kontakt gebracht werden und durch Hitzeanwendung mittels Ausbreitenlassen von Lot verlötet werden. Dies erfolgt, ehe der Kontaktstreifen 300 im 90-Grad- Winkel umgebogen und auf dem oberen piezoelektrischen Wandlerelement 450 positioniert wurde, um ein Schmelzen oder sonstiges Verformen eines oder beider piezoelektrischer Wandlerelemente zu vermeiden.
  • Abbildung 14(a) zeigt einen Plan des unteren piezoelektrischen Wandlerelements 400, und Abbildung 14(b) zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A'B'. Das untere piezoelektrische Wandlerelement 400 wird durch Deponieren von ersten und zweiten Metallelektroden, 410 bzw. 420, auf ein im wesentlichen rechteckiges Stück piezoelektrischen Films 430 gebildet. Abbildung 14(c) zeigt das obere. piezoelektrische Wandlerelement 450 und Abbildung 14(d) zeigt einen Querschnitt entlang der Linie AB. Das obere piezoelektrische Wandlerlement wird durch Deponierung von ersten und zweiten Metallelektroden 460 bzw. 470 auf ein im wesentlichen rechteckiges Stück piezoelektrischen Films 480 gebildet. Die gleiche Methode zum Deponieren von Elektroden, die im Zusammenhang mit Tonabnehmer des Typs II abgehandelt wurde, kann auch bei der Deponierung der Elektroden bei Tonabnehmer des Typs III angewendet werden.
  • Bei Tonabnehmern des Typs III wird derselbe PVDF-Film verwendet wie bei Tonabnehmern des Typs I und II, mit dem Unterschied, daß der Film vorzugsweise ca. 110 µm stark ist, woduch der beste Kompromiß zwischen Ausgangsspannung und Kapazitanz erzielt wird. Ein Bogen piezoelektrischen Films wird mit einem Messer, oder vorzugsweise durch Stanzen, in Einzelfilme 430 und 480 zerschnitten. Die piezoelektrischen Filme 430 und 480 sind im wesentlichen so breit wie der Kern 100 (Abbildung (10)). Der piezoelektrische Film 430 im unteren piezoelektrischen Wandlerelement 400 ist im wesentlichen so lang wie die Kontaktfläche 110 der ersten Seite des Kerns 100, d.h. ca. 64,3 mm bei der bevorzugten Ausführung. Der piezoelektrische Film 480 im oberen piezoelektrischen Wandlerelement 450 ist im wesentlichen gleich lang wie der Kern 100, d.h. ca. 68,6 mm in der bevorzugten Ausführung. Die Enden des piezoelektrischen Films 480 werden vorzugsweise auf eine Form zugeschnitten, die dem Kern 100 wie gezeigt entspricht.
  • Im unteren piezoelektrischen Wandlerelement 400 bedeckt die erste Elektrode 410 teilweise eine Seite des Films 430. Die erste Elektrode 405 ist rechteckig, und ihre Kanten werden von den längeren Kanten des Films 430 um ca. 0,25 mm und von den kürzeren Kanten um ca. 0,75 mm nach innen versetzt angebracht. Die zweite Elektrode 420 bedeckt die andere Seite des Films 430 vollständig.
  • Im oberen piezoelektrischen Wandlerelement 450 bedeckt die erste Elektrode 460 eine Seite des Films 480 teilweise. Die erste Elektrode ist rechteckig, und ihre Seiten werden von der längeren Kante des Films 430 um ca. 0,25 mm, von einer der kürzeren Kanten um ca. 0,81 mm und von der anderen kürzeren Kante um 1,65 mm nach innen versetzt angebracht. Die zweite Elektrode 470 bedeckt die andere Seite des Films 480 vollständig.
  • Im Hinblick auf Abbildungen 10(a) und 10(b) wird der Tonabnehmer durch Aufeinanderschichten der piezoelektrischen Wandlerelemente 400 und 450 auf Kern 100 zusammengebaut, an die vorzugsweise bereits die Ausgangsleitung 200 und der Kontaktstreifen 300 montiert wurden. Das untere piezoelektrische Wandlerelement 400 wird zunächst so auf Kern 100 angebracht, daß die Längskanten mit den Längskanten des Kerns 100 bündig sind, daß eine seiner Enden mit dem Ende des Kerns 100 bündig und von der Kontaktfläche 120 der Ausgangsleitung abgetrennt ist, und daß die zweite Elektrode 420 Kontakt mit der Kontaktfläche 110 hat.
  • Als nächstes wird Kontaktmittel 165 an die Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung angebracht. Als Kontaktmittel 165 kann ein kleiner Tropfen leitfahiges Silikon auf die Anschlußfläche der Ausgangsleitung aufgetragen werden. Alternativ dazu wird mit Hilfe einer dünnen Schicht leittähigem Klebstoff wie z.B. Typ 9703 von 3M Company, ein kleines Stück eines 50 µm starken Metalls (wie z. B. Messing) oder leitfähige Kunststoffolie an die Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung angebracht. Nach dem Befestigen an Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung wird eine zweite dünne Schicht leittähiger Klebstoff auf die freiliegende Folienfläche aufgetragen. Das Kontaktmittel 165 ist vorzugsweise ein 3,2 mm × 1 mm großes Rechteck eines ca. 75 µm starken, selbstklebenen Kupferbands, das entlang seiner kurzen Achse mit der Klebeseite nach außen in der Mitte zusammengefaltet wurde. Das bevorzugte Kupferband ist Typ 1181 der 3M Company; die Klebeseite des Bandes ist leitfähig Das Kontaktmittel 165 wird auf die Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung aufgetragen, wobei seine Längsachse entlang der Längsachse der Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung verläuft.
  • Schließlich wird das obere piezoelektrische Wandlerelement 450 so oben auf dem unteren piezoelektrischen Wandlerelement 400 und Kern 100 aufgesetzt, daß es an allen Seiten mit Kern 100 bündig ist. Hierdurch wird die erste Elektrode 460 des oberen piezoelektrischen Wandlerelements 450 mit der ersten Elektrode des unteren piezoelektrischen Wandlerlements 400 ausgerichtet. Der Teil 490 der ersten Elektrode 460, die keinen Kontakt mit der ersten Elektrode 410 hat, hat Kontakt mit Kontaktmittel 165 und somit mit der Anschlußfläche 120 der Ausgangsleitung und dem Innenleiter 215 der Ausgangsleitung 200 (Abbildung 10(a)).
  • Der elektrische Kontakt zwischen der zweiten Elektrode 420 des unteren piezoelektrischen Wandlerelements 400 und der zweiten Elektrode 470 des oberen piezoelektrischen Wandlerelements 450 wird durch Umbiegen des Kontaktstreifens 300 (bereits an Ausgangsleitung 200 befestigt) um 90 Grad hergestellt, so daß der Kontaktstreifen 300 mit der zweiten Elektrode 470 des oberen piezoelektrischen Wandlerelements 450 Kontakt hat.
  • Die piezoelektrischen Wandlerelemente 400 und 450 und Kontaktstreifen 300 werden vor dem Umfalten des Tonabnehmers mit Isolierschicht 600 auf Kern 100 mit einem kleinen Tropfen Cyanacrylat-Klebestoff auf den freiliegenden Enden der piezoelektrischen Wandlerelemente 400 und 450, Kontaktstreifen 300 und Kern 100 festgehalten und von der Ausgangsleitung 200 ferngehalten. Überschüssiger Klebstoff wird sofort durch Abtupfen mit einem Stück saugfähigem Papier entfernt. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Klebstoff nur auf die äußeren Enden der Komponenten aufgetragen wird und den elektrischen Kontakt zwischen den Komponenten nicht beeinträchtigt.
  • Der Tonabnehmer wird durch Hinzufügen der Isolierschicht 600 fertiggestellt. Isolierschicht 600 bietet elektrische Isolierung und mechanischen Schutz und hält die Komponenten des Wandlerteils 50 des Tonabnehmers zusammen (Abbildung 2) (d.h. den Kern, das piezoelektrische Wandlerelement und den Kontaktstreifen) Isolierschicht 600 besteht aus einem Stück Papier, Kunststoff oder sonstigem Isoliermaterial, das wie in Abbildung 16 gezeigt in Form gestanzt wird. Die Isolierschicht 600 ist im wesentlichen so lang wie der Kern 100, d.h. 68,6 mm in der bevorzugten Ausführung. Seine Länge wird um 2,5 mm in den ausgeschnittenen Bereichen 610 und 620 verringert, um beim Umfalten des Wandlers 50 mit der Isolierschicht eine Öffnung für Ausgangsleitung 200 freizulassen. Die Isolierschicht 600 ist bei der normalen, 2,4 mm breiten, Version dreimal so breit wie Wandler 50, und hat die doppelte Stärke, d.h. ca. 11 mm. Die Isolierschicht 600 kann an den Punkten, an der sie auf die Ecken des Wandlers 50 trifft, eingekerbt werden, um das Umfalten zu vereinfachen. Für die Isolierschicht 600 kann ein nicht klebender Kunststoffilm oder Papier verwendet werden, wobei die Schicht mit einem dünnen Film eines geeigneten Klebstoffs befestigt wird, der zumindest auf den die Unterseite des Tonabnehmers bedeckenden Bereich aufgetragen wird, wo die Isolierschicht doppelt aufliegt. Ein selbstklebender Film aus Kunststoff oder Papier wie das Magic Klebeband der 3M Company kann ebenfalls für Isolierschicht 600 verwendet werden. Die bevorzugte Ausführung, 50 µm starkes selbstklebendes Etikettenpapier, Typ 7109 der 3M Company, wird verwendet. Ein entsprechend geformtes Stück Etikettenpapier wird ausgeschnitten und symmetrisch oben auf dem zusammengebauten Tonabnehmer angebracht. Einer der hervorstehenden Teile des Bandes wird seitlich nach unten und um die Unterseite des Wandlers 50 gefaltet, dann wird der andere hervorstehende Teil des Bandes seitlich nach unten und um die Unterseite des Wandlers 50 gefaltet.
  • Isolierschicht 600 läßt die Seiten und das Ende des Tonabnehmers im Bereich der Ausgangsleitung 200 ungeschützt. Dieser Teil des Tonabnehmers wird durch Auftragen einer Schicht Korrekturflüssigkeit für Kopien geschützt. Korrekturflüssigkeit auf Wasserbasis wie Liquid Paper Just for Copies ist bevorzugt. Sobald die Korrekturflüssigkeit trocken ist, wird darauf eine Schicht Cyanacrylat-Klebstoff aufgetragen. Hierdurch wird die Härte und Haltbarkeit der trockenen Korrekturflüssigkeit beträchtlich erhöht. Schließlich wird auf dem Wandlerteil des Tonabnehmers eine leitlähige Farbe aufgetragen. Die leitfähige Farbe sorgt beim Tonabnehmer für weitere elektrische Abschirmung, obgleich diese zusätzliche Abschirmung bei den meisten Anwendungen überflüssig ist, da der Kern, der Kontaktstreifen und die zweiten Elektroden des piezoelektrischen Wandlerelements ausreichend elektrische Abschirmung bieten. Die gestrichene Fläche erstreckt sich über den Außenleiter der Ausgangsleitung im Bereich des Wandlerteil des Tonabnehmers und bildet eine elektrische Verbindung zwischen der leitfähigen Farbschicht und dem Außenleiter der Ausgangsleitung.
  • Weitere hierin beschriebene Abwandlungen des Tonabnehmers können auf beliebige Saiteninstrumenten verwendet werden, wie z. B. einer Violine, in der eine Saite über eine Brücke verläuft (oder einen Sattel, der einen Teil einer Brücke bildet) und bei dem ein entsprechend geformter Tonabnehmer zwischen dem Sattel und der Brücke oder zwischen der Brücke und der Oberseite des Instruments eingesetzt werden kann.

Claims (27)

1. Einen elektromechanischen Tonabnehmer für Musikinstrumente, wobei der Tonabnehmer aus einem piezoelektrischen Wandlerelement (400) einschließlich einem länglichen piezoelektrischen Teil (401) und einer ersten und einer zweiten Seite besteht, die der ersten Seite gegenüber liegt, einer ersten Elektrode (405), die zumindest einen Teil der ersten Seite bedeckt, und eine zweite Elektrode (410), die zumindest einen Teil der zweiten Seite bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß:
das längliche piezoelektrische Teil besteht aus einem piezoelektrischen Film (401);
weiter besteht der Tonabnehmer aus:
einem länglichen Kern (100) mit mehreren Seiten und einer elektrischen Leitfläche (130);
einem Kontaktstreifen (300); und
einer Ausgangsleitung (200) mit einem ersten Leiter (215) und einem zweiten Leiter (205), wobei der erste Leiter an die elektrische Leitfläche des Kerns und der zweite Leiter an den Kontaktstreifen angeschlossen ist;
das piezoelektrische Wandlerelement:
bedeckt praktisch die gesamte elektrische Leitfläche, und
ist am Kern befestigt, wobei die erste Elektrode mit der elektrischen Leitfläche Kontakt hat; und der Kontaktstreifen mit mindestems einem Teil der zweiten Elektrode Kontakt hat.
2. Der Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß: der Kern (100) besteht aus:
einer länglichen Isolierschicht (105), die sich zwischen einer ersten Leitschicht (130, 132) und einer zweiten Leitschicht (138, 162) befindet, wobei die erste Leitschicht und die zweite Leitschicht zumindest teilweise die Isolierschicht bedecken und die erste Leitschicht die elektrische Leitfläche (130) des Kerns darstellt, und
einem durchplattierten Loch (120), das die erste Leitschicht mit
mindestens einem Teil (162) der zweiten Leitschicht verbindet; und
das durchplattierte Loch verbindet den ersten Leiter (215) der Ausgangsleitung (200) mit der ersten Leitschicht.
3. Der Tonabnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß:
die zweite Leitschicht (138, 162) der Kerns hat eine elektrisch isolierte Leitungsanschlußfläche (138), die das durchplattierte Loch (120) im wesentlichen umgibt, und
der zweite Leiter (205) der Ausgangsleitung (200) wird zudem an der Leitungsanschlußfläche befestigt.
4. Der Tonabnehmer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß:
die erste Leitschicht (130, 132) bedeckt praktisch die gesamte Isolierschicht (105), und
die zweite Leitschicht (z.B. 138, 162) bedeckt praktisch die gesamte Isolierschicht.
5. Der Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß:
die erste Elektrode (405) ist mit einem leitfähigen Klebstoff (415) an die elektrische Leitfläche (130) des Kerns angeschlossen, und
der Kontaktstreifen (300) ist mit einem leitfähigen Klebstoff (510) an die zweite Elektrode (410) angeschlossen.
6. Der Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstreifen (300) aus einer leitfähigen Folie (305) besteht, wobei die Folie etwas kürzer ist als der Kern (100) und die Folie im wesentlichen gleich breit ist wie der Kern.
7. Der Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß:
die zweite Elektrode (410) bedeckt praktisch die gesamte zweite Seite des piezoelektrischen Films (401), und
das piezoelektrische Wandlerelement (400) ist um den Kern (100) gefaltet und ist im allgemeinen der Form des Kerns angepaßt, wobei die erste Elektrode (405) Kontakt mit der elektrisch Leitfläche (130) des Kerns hat und die zweite Elektrode eine elektrische Abschirmung um den Kern, den piezoelektrischen Film und die erste Elektrode bildet.
8. Der Tonabnehmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Wandlerelement (400) eingeschnitten ist; die Ausschnitte (422, 424) bieten Zugang zum Kern (100),wenn das piezoelektrische Wandlerelement um den Kern gefaltet ist.
9. Der Tonabnehmer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß:
die erste Elektrode (405) ist mit einem leitfahigen Klebstoff (415) an der elektrisch Leitfläche (130) des Kerns befestigt, das piezoelektrische Wandlerelement (400) wird nach dem Falteen mit einem Klebstoff (z.B. 415) befestigt, und
der Kontaktstreifen (300) wird mit einem leitfähigen Klebstoff (510) an der zweiten Elektrode (410) befestigt.
10. Der Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (405) des piezoelektrischen Wandlerelements (400) im wesentlichen die gleiche Länge und Breite hat wie die elektrische Leitfläche (130) des Kerns (100).
11. Der Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der ersten Elektrode (405) des piezoelektrischen Wandlerelements (400) im wesentlichen der Länge des elektrisch Leitfläche (130) des Kerns (100) entspricht, und die Breite der ersten Elektrode des piezoelektrischen Wandlerelements im wesentlichen der Summe der Breite und doppelten Stärke des Kerns entspricht.
12. Der Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (410) des piezoelektrischen Wandlerelements (400) sorgt für eine elektrische Abschirmung der Enden des Kerns (100).
13. Ein Saiteninstrument bestehend aus:
einer Brücke (70) mit einem Sattelschlitz (68),
einem Sattel (63) im Sattelschlitz, mehreren Saiten (z. B. 72), wobei jede Saite die Oberseite des Sattels berührt,
einem elektromechanischen Tonabnehmer (60), wobei der Tonabnehmer aus einem piezoelektrischen Wandlerelement (400) einschließlich einem länglichen piezoelektrischen Teil (401) mit einer ersten und zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite, einer ersten Elektrode (405), die zumindest einen Teil der ersten Seite bedeckt und einer zweiten Elektrode (410), die zumindest einen Teil der zweiten Seite bedeckt, und dadurch gekennzeichnet, daß:
der elektromechanische Tonabnehmer befindet sich im Sattelschlitz, hat im wesentlichen dieselbe Breite und Länge wie der Sattelschlitz und mindestens zwei Seiten, wobei eine Seite Kontakt mit der Unterseite des Sattels, und die andere Seite Kontakt mit der Unterseite des Sattelschlitzes hat;
das längliche piezoelektrische Teil besteht aus einem piezoelektrischen Film (401);
der Tonabnehmer besteht zudem aus:
einem länglichen Kern (100) mit mehreren Seiten und einer elektrischen Leitfläche (130, 132),
einem Kontaktstreifen (300),
einer Ausgangsleitung (200), mit einem ersten Leiter (215) und einem zweiten Leiter (205), wobei der erste Leiter an der elektrischen Leitfläche des Kerns angeschlossen ist und der zweite Leiter an den Kontaktstreifen angeschlossen ist;
das piezoelektrische Wandlererelement:
bedeckt praktisch die gesamte elektrische Leitfläche des Kerns, und ist am Kern befestigt, wobei die erste Elektrode Kontakt mit der elektrischen Leitfläche des Kerns hat;
der Kontaktstreifen hat Kontakt mit zumindest einem Teil der zweiten Elektrode; und
das Musikinstrument mit Saiten weist zudem ein Loch (65) im unteren Teil des Sattelschlitzes für die Ausgangsleitung auf, wobei der Durchmesser des Lochs nicht größer als die Breite des Sattelschlitzes ist.
14. Das Musikinstrument mit Saiten nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß:
die zweite Elektrode (410) bedeckt praktisch die gesamte zweite Seite des piezoelektrischen Films (401); und
das piezoelektrische Wandlerelement (400) ist um den Kern (100) gefaltet und paßt sich der generellen Form des Kerns an, die zweite Elektrode bietet eine elektrische Abschirmung um den Kern, den piezoelektrischen Film und die erste Elektrode (405).
15. Ein elektromechanischer Tonabnehmer für ein Musikinstrument mit mehreren Saiten, wobei der Tonabnehmer aus folgendem besteht:
einem ersten piezoelektrischen Wandlerelement (400) einschließlich eines ersten länglichen piezoelektrischen Teils (430) mit einer ersten Seite und einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite, einer ersten Elektrode (410) auf der ersten Seite und einer zweiten Elektrode (420) auf der zweiten Seite; und
einem zweiten piezoelektrischen Wandlerelement (450) einschließlich eines zweiten piezoelektrischen Teils (480) mit einer ersten Seite und einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite, einer dritten Elektrode (460) auf der ersten Seite, und eine vierte Elektrode (470) auf der zweiten Seite;
jedes piezoelektrische Wandlerelement spricht auf mehr als eine Saite an; und
das erste piezoelektrische Wandlerelement ist parallel zum zweiten piezoelektrischen Wandlerelement angeschlossen; dadurch gekennzeichnet, daß:
jedes längliche piezoelektrische Teil besteht aus einem piezoelektrischen Film (430, 480);
der Tonabnehmer besteht zudem aus:
einem länglichen Kern (100) mit mehreren Seiten, einer ersten Seite (110, 120), die einer zweiten Seite (130, 194, 196) gegenüberliegt, und
einer am Kern angebrachten Ausgangsleitung (200), wobei die Ausgangsleitung über einen ersten Leiter (215) verfügt, der die erste Elektrode und die dritte Elektrode elektrisch miteinander verbindet, und einen zweiten Leiter (205), der die zweite Elektrode und die vierte Elektrode elektrisch miteinander verbindet;
das erste piezoelektrische Wandlerelement ist auf dem Kern aufgeschichtet, wobei die zweite Elektrode mit der ersten Seite Kontakt hat; und
das zweite piezoelektrische Wandlerelement ist auf dem ersten piezoelektrischen Wandlerelement aufgeschichtet, wobei die dritte Elektrode mit der ersten Elektrode Kontakt hat.
16. Der Tonabnehmer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Seite (110, 120) des Kerns (100) ist leitfähig und besteht aus einer Kontaktfläche (110) und einer Anschlußfläche (120) für die Ausgangsleitung;
die erste Elektrode (410) hat elektrischen Kontakt mit der Anschlußfläche der Ausgangsleitung;
die zweite Elektrode (420) hat elektrischen Kontakt mit der Kontaktfläche; und
der erste Leiter (215) der Ausgangsleitung (200) ist an die Anschlußfläche der Ausgangsleitung angeschlossen und mit dieser elektrisch verbunden.
17. Der Tonabnehmer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß: die zweite Seite (130, 194, 196) des Kerns ist leitfähig und weist eine Anschlußfläche (194) auf;
der zweite Leiter (205) der Ausgangsleitung (200) ist an der Anschlußfläche befestigt und hat mit dieser elektrischen Kontakt; und
die zweite Seite des Kerns ist mit der Kontaktfläche (110) elektrisch verbunden.
18. Der Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (100), das erste piezoelektrische Wandlerelement (400) und das zweite piezoelektrische Wandlerelement (450) mit einer Isolierschicht (600) bedeckt sind.
19. Der Tonabnehmer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (600) aus einem im wesentlichen rechteckigen Papier (600) besteht, das ein und ein Viertel mal um den Kern (100), das erste piezoelektrische Wandlerelement (400) und das zweite piezoelektrische Wandlerelement (450) gefaltet und durch eine dünne Schicht Klebstoff befestigt wird, die auf die Fläche aufgetragen wird, wo die Isolierschicht sich selbst überlappt.
20. Der Tonabnehmer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (600) aus einem im wesentlichen rechteckigen Stück selbstklebenden Films (600) besteht, der ein und ein Viertel mal um den Kern (100), das erste piezoelektrische Wandlerelement (400) und das zweite piezoelektrische Wandlerelement (450) gefaltet wird.
21. Der Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß:
der Tonabnehmer besteht zudem aus einem Kontaktstreifen (300), der auf dem zweiten piezoelektrischen Wandlerelement aufgeschichtet ist, und
der Kontaktstreifen stellt zwischen der vierten Elektrode (470) und dem zweiten Leiter (205) der Ausgangsleitung (200) eine elektrische Verbindung her.
22. Der Tonabnehmer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (100), das erste piezoelektrische Wandlerelement (400), das zweite piezoelektrische Wandlerelement (450) und der Kontaktstreifen (300) mit einer Isolierschicht (600) bedeckt sind.
23. Der Tonabnehmer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (600) im wesentlichen aus einem rechteckigen Stück Papier (600) besteht, das ein und ein Viertel mal um den Kern (100), das erste piezoelektrische Wandlerelement (400), das zweite piezoelektrische Wandlerelement (450) und den Kontaktstreifen (300) gefaltet und mit einer dünnen Schicht Klebstoff befestigt wird, die auf die Fläche aufgetragen wird, wo sich die Isolierschicht selbst überlappt
24. Der Tonabnehmer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (600) im wesentlichen aus einem rechteckigen Stück Papier (600) besteht, das ein und ein Viertel mal um den Kern (100), das erste piezoelektrische Wandlerelment (400), das zweite piezoelektrische Wandlerelement (450) und den Kontaktstreifen (300) gefaltet wird.
25. Der Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das erste piezoelektrische Wandlerelement (400) im wesentlichen die gleiche Länge und Breite hat wie die Kontaktfläche (110), und das zweite piezoelektrische Wandlerelement (450) im wesentlichen die gleiche Länge und Breite hat wie der Kern (100).
26. Der Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß:
der Rand der ersten Elektrode (410) ist vom Rand des ersten piezoelektrischen Films (430) versetzt angebracht,
die zweite Elektrode (420) bedeckt praktisch die gesamte zweite Seite des ersten piezoelektrischen Films,
der Rand der dritten Elektrode (460) ist vom Rand des zweiten piezoelektrischen Films (480) versetzt angebracht, und
die vierte Elektrode (470) bedeckt praktisch die gesamte zweite Seite des zweiten piezoelektrischen Films.
27. Ein elektromechanischer Tonabnehmer für ein Musikinstrument mit mehreren Saiten, wobei der Tonabnehmer aus folgendem besteht:
einem ersten piezoelektrischen Wandlerelement (400) einschließlich einem ersten länglichen piezoelektrischen Teil (430) mit einer ersten Seite und einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite, einer ersten Elektrode (410) auf der ersten Seite, und einer zweiten Elektrode (420) auf der zweiten Seite; und
einem zweiten piezoelektrischen Wandlerelement (450) einschließlich einem zweiten länglichen Teil (480) mit einer ersten Seite und einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite, einer dritten Elektrode (460) auf der ersten Seite, und einer vierten Elektrode (470) auf der zweiten Seite;
jedes piezoelektrische Wandlerelement spricht auf mehr als eine Saite an; und
das erste piezoelektrische Wandlerelement ist parallel zum zweiten piezoelektrischen Wandlerelement angeschlossen; dadurch gekennzeichnet, daß:
jedes längliche piezoelektrische Teil besteht aus einem piezoelektrischen Film (430, 480);
im ersten piezoelektrischen Wandlerelement:
ist der Rand der ersten Elektrode vom Rand des piezoelektrischen Films (430) versetzt angebracht, und
bedeckt die zweite Elektrode im wesentlichen die zweite Seite des piezoelektrischen Films (430);
im zweiten piezoelektrischen Wandlerelement:
ist der Rand der dritten Elektrode vom Rand des piezoelektrischen Films (480) versetzt angebracht, und
bedeckt die vierte Elektrode im wesentlichen die zweite Seite des piezoelektrischen Films (480);
der Tonabnehmer besteht zudem aus folgendem:
einem länglichen Kern (100) mit mehreren Seiten, wobei die erste Seite (110, 120) der zweiten Seite (130, 194, 196) gegenüberliegt, die erste Seite und die zweite Seite sind auf einem Großteil ihrer Fläche leitend;
die erste Seite besteht aus einer Kontaktfläche (110) und einer Anschlußfläche (120) für die Ausgangsleitung, die durch einen Isolierbereich gegeneinander abgeschirmt sind (180);
die zweite Seite besteht aus einer Anschlußfläche (194) und ist mit der Kontaktfläche elektrisch verbunden,
einer Ausgangsleitung (200) mit einem ersten Leiter (215) und einem zweiten Leiter (205), wobei der erste Leiter an die Anschlußfläche der Ausgangsleitung angeschlossen ist und mit dieser elektrischen Kontakt hat, und der zweite Leiter mit der Anschiußfläche verbunden ist und mit diesen elektrischen Kontakt hat, und
einem Kontaktstreifen (300);
die Länge und Breite des ersten piezoelektrischen Wandlerelements entspricht im wesentlichen der Länge und Breite der Kontaktfläche des Kerns;
die Länge und Breite des zweiten piezoelektrischen Wandlerelements entspricht im wesentlichen der Länge und Breite des Kerns;
das erste piezoelektrische Wandlerelement ist auf dem Kern aufgestapelt, wobei die zweite Flektrode die Kontaktfläche im wesentlichen bedeckt und mit dieser in elektrischem Kontakt steht;
das zweite piezoelektrische Wandlerelement ist auf dem ersten piezoelektrischen Wandlerelement aufgestapelt, wobei die dritte Elektrode:
die erste Elektrode im wesentlichen bedeckt und mit dieser elektrischen Kontakt hat, und
die Anschlußfläche der Ausgangsleitung im wesentlichen bedeckt und mit dieser elektrischen Kontakt hat; und
der Kontaktstreifen ist auf dem zweiten piezoelektrischen Wandlerelement aufgestapelt und stellt zwischen der vierten Elektrode und dem zweiten Leiter der Ausgangsleitung einen elektrischen Kontakt her.
Abriss
Ein Tonabnehmer für ein Musikinstrument mit Saiten gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung besteht aus einem Kern, einem piezoelektrischen Wandlerelement, einem Kontaktstreifen und einer Ausgangsleitung. Der Kern ist länglich und hat mehrere Seiten sowie eine elektrische Leitfläche. Das piezoelektrische Wandlerelement besteht aus einem piezoelektrischen Film mit einer ersten Seite und einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite. Eine erste Elektrode bedeckt zumindest einen Teil der ersten Seite, und eine zweite Elektrode bedeckt zumindest einen Teil der zweiten Fläche. Das piezoelektrische Wandlerelement bedeckt praktisch die gesamte elektrische Leitfläche des Kerns und ist am Kern befestigt, wobei die erste Elektrode Kontakt mit der elektrischen Leitfläche des Kerns hat. Der Kontaktstreifen hat zumindest mit einem Teil der zweiten Elektrode des piezoelektrischen Wandlerelements Kontakt. Die Ausgangsleitung hat einen ersten Leiter, der an die elektrische Leitfläche des Kerns angeschlossen ist, und einen zweiten Leiter, der an den Kontaktstreifen angeschlossen ist. Bei einer ersten Abwandlung ist das piezoelektrische Wandlerelement vergrößert und dient nicht nur als piezoelektrisches Wandlerelement, sondern bietet auch eine elektrische Abschirmung und Isolierung für den Tonabnehmer. In einer zweiten Abwandlung sind zwei stärkere piezoelektrische Wandlerelemente auf den Kern gestapelt, wodurch das elektrische Signal des Tonabnehmers ohne Verringerung der Kapazität verstärkt wird.
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