FR2476887A1

FR2476887A1 - Capteur sonore pour instruments a cordes et procede de detection associe

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Publication number: FR2476887A1
Application number: FR8103364A
Authority: FR
Original assignee: BARCUS LESTER
Current assignee: BARCUS LESTER
Priority date: 1980-02-22
Filing date: 1981-02-20
Publication date: 1981-08-28
Also published as: IT1145456B; GB2070313A; IT8147825A0; DE3105128A1; JPS56135894A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CAPTEUR POUR INSTRUMENTS A CORDES. DES TRANSDUCTEURS PIEZO-ELECTRIQUES 28A, 28B, 30A, 30B SONT PLACES DANS UN EVIDEMENT 14 DU CORDIER 12 DE L'INSTRUMENT A CORDES, SOUS LE CHEVALET 20 PORTANT LES CORDES 22A A 22F. LES TRANSDUCTEURS SONT ASSOCIES PAR COMPRESSION AUX COMPOSANTES VERTICALES DU DEPLACEMENT DES CORDES, MAIS SONT LATERALEMENT DECALES PAR RAPPORT A UNE POSITION CENTREE SOUS LA CORDE DE MANIERE A PERMETTRE D'ASSOCIER PAR COMPRESSION LE TRANSDUCTEUR CONSIDERE AVEC LES COMPOSANTES HORIZONTALES DU DEPLACEMENT DE LA CORDE. LA MOITIE DE LA SURFACE SENSIBLE TOTALE DES TRANSDUCTEURS PIEZO-ELECTRIQUES EST POLARISEE DANS UN SENS, TANDIS QUE L'AUTRE MOITIE DE CETTE SURFACE EST POLARISEE DANS L'AUTRE SENS, SI BIEN QUE LES BRUITS MICROPHONIQUES SONT ANNULES. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX GUITARES, AUSSI BIEN CLASSIQUES QU'ELECTRIQUES.

Description

La présente invention concerne le domaine des trans-

ducteurs pour capteurs pour instruments à cordes et, plus particu-

lièrement, elle concerne les capteurs du type utilisant des trans-

ducteurs piézoélectriques qui sont associés par compression directe aux cordes de l'instrument, ainsi que le procédé s'y rapportant. Les transducteurs ou capteurs électromécaniques sont largement utilisés dans le domaine des instruments de musique à cordes et, en particulier, avec les guitares du type à caisse de résonance et du type à corps plein. Un grand nombre de ces capteurs de la technique antérieure sont directement reliés aux cordres de l'instrument dans le but de reproduire les sons véritables des cordes, et ils comprennent des capteurs magnétiques à enroulements bobinés, qui sont principalement utilisés avec les guitares du type à corps plein, appelées "guitares électriques", et des capteurs à cristal piézoélectrique qui sont typiquement formés d'un cristal disposé en

compression sous chaque corde au voisinage du cordier de l'instrument.

Un défaut de base de tout ces capteurs de la technique antérieure qui sont directement reliés aux cordes de l'instrument est qu'ils ne sont pas sensibles à tous les déplacements vibratoires des cordes, c'est-à-dire aux déplacements des cordes s'effectuant dans toutes les directions possibles, de 0 à 360 . Ainsi, le capteur magnétique à enroulement bobiné classique est principalement sensible aux seuls déplacements verticaux des cordes, si bien qu'il ne réagit généralement pas à l'attaque, laquelle est horizontale, propre aux instruments à plectre et à archet. De même, la plupart des capteurs à cristal piézoélectrique sont de même principalement sensibles aux seuls déplacement verticaux des cordes, si bien qu'ils ne permettent pas non plus de répondre à l'attaque initiale. L'inaptitude de ces capteurs magnétiques et piézoélectriques classiques à répondre de façon appropriée aux déplacements horizontaux ou latéraux des cordes entraîne une reproduction électrique incomplète de l'information sonore produite par les cordes, amenant une fidélité généralement médiocre; de plus, dans le cas des capteurs piézoélectriques, ceci entraîne une amplitude qui est généralement si faible qu'il est

nécessaire d'utiliser un préamplificateur avant le dispositif ampli-

ficateur normal.

Un autre problème résultant de la sensibilité verti-

cale des capteurs à cristal piézoélectrique classiques est que ces

capteurs détectent également les effets de vibration et de compres-

sion apparaissant dans le corps résonateur de Helmholtz de l'instru-

ment à caisse de résonance, si bien que ces capteurs sont extrêmement sensibles aux divers types de bruits "microphoniques" ou d'effets de main, qui comportent les réactions acoustiques, la diaphonie avec d'autres instruments ou les voix d'autres exécutants, les bruits

de doigts et de cordes, et les divers chocs contre l'instrument.

Les capteurs magnétiques à enroulementsbobinéO présentent l'inconvénient supplémentaire d'être extrêmement sensibles aux signaux électriques parasites, tels que le bwurdonnement produit par l'éclairage de la scène et le reste de l'équipement électrique, tandis que de nombreux capteurs à cristal piézoélectrique ont un inconvénient analogue. Les capteurs magnétiques à enroulements bobinés ont de plus l'inconvénient de nécessiter des cordes spéciales en matériau magnétique, lesquelles ont des caractéristiques sonores

généralement inférieures à celles des cordres normales.

Des exemples de capteurs à cristal piézoélectrique, utilisant un cristal distinct pour chaque corde, sont donnés dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 080 785, 3 154 701, 3 396 284 et 3 530 228. Les cristaux décrits dans ces brevets sont principalement sensibles aux déplacements verticaux des cordes, et les déplacements horizontaux des cordes provoquent un effet de "roulis" selon lequel un côté du cristal tend à se soulever tandis

que l'autre côté s'abaisse, ce qui annule l'information sonore pro-

duite par les déplacements horizontaux des cordes.

Diverses tentatives ont été effectuées pour minimiser ou éviter les bruits microphoniques ou les bruits de main, parmi lesquelles on note l'isolation des cristaux vis-à-vis du corps de l'instrument au moyen de supports inertes aux vibrations, comme dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 712 951, et la minimisation de la masse de chaque élément piézoélectrique, comme dans le brevet

des Etats-Unis d'Amérique n0 3 073 203. Selon le brevet des Etats-

Unis d'Amérique n0 3 137 754, le but est de chercher à éliminer les

bruits microphoniques en donnant aux deux moitiés des cristaux res-

pectivement associés aux cordes des polarisations inverses, mais les dispositifs résultant de cette approche restent principalement

sensibles aux seuls déplacements verticaux des cordes et sont géné-

ralement insensibles aux déplacements horizontaux. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 453 920, le but est de chercher à éviter les bruits microphoniques par un centrage de chaque corde au-dessus d'un couple d'éléments piézoélectriques à polarisations

opposées, mais ceci annule complètement la sensibilité des trans-

ducteurs aux déplacements verticaux des cordes et ne les rend sen-

sibles qu'aux déplacements horizontaux des cordes.

Selon les informations portées à la connaissance de

la demanderesse, il n'existe pas à ce jour de transducteurs magné-

tiques ou piézoélectriques directement associés aux cordes de l'ins-

trument à cordes qui aient une bonne sensibilité aux déplacements verticaux et horizontaux des cordes et qui soient donc sensibles

aux déplacements des cordes sur 360 , tout en étant, de façon sen-

siblement complète, insensibles aux réactions acoustiques, aux bruits

de main, aux effets de diaphonie, et aux autres types d'effets micro-

phoniques. Dans ces conditions, l'invention se donne pour objet de proposer un dispositif capteur pour instruments à cordes qui soit extrêmement sensible aux déplacements des cordes, quelles que

soient les directions de ces déplacements entre 0 et 360 .

Un autre but de l'invention est de proposer un dis-

positif capteur pour instruments à cordes qui soit de façon sensi-

blement complète insensible aux divers types de bruits microphoniques,

y compris les réactions acoustiques, les effets de main sur l'instru-

ment, la diaphonie, etc.

Un autre but de l'invention est de proposer un dis-

positif capteur pour instruments à cordes qui soit de façon sensi-

blement complète insensible aux signaux électriques extérieurs, tels que ceux qui provoquent ordinairement un bourdonnement avec l'emploi

des capteurs de la technique antérieure.

Selon l'invention, une série de cristaux piézoélec-

triques séparés est disposée de préférence sous forme modulaire, sous les cordes de l'instrument, transversalement à celles-ci, soit en relation avec le-cordier pour un instrument à caisse de résonance, soit avec les éléments de réglage des cordes pour un instrument du type à corps plein. Les polarités des cristaux sont telles que la moitié d e 1 a dimension, ou aire totale des cristaux

est polarisée verticalement dans un sens, l'autre moitié étant-

polarisée verticalement dans le sens opposé, si bien que sensible-

ment tous les effets microphoniques sont annulés. Chaque corde est disposée, en relation de compression, au-dessus d'un cristal d'une première polarité et est largement décalée latéralement par rapport au cristal immédiatement adjacent de polarité opposée, si bien que les incréments verticaux positifs et négatifs de compression sont détectés par le cristal qui est associé par compression directe à

chaque corde, tandis que la réponse nuisible du cristal immédiate-

ment adjacent de polarité opposée qui est latéralement décalé est

minimale. Au moins une partie du cristal qui est associé par com-

pression directe à chaque corde est aussi latéralement décalée par rapport à cette corde de manière à être sensible à un "effet de roulis"produit par lesdéplacements horizontaux de la corde; cet effet de roulis est, dans certains modes de réalisation de l'invention, également applicable de manière électriquement additive au cristal

immédiatement adjacent de polarité opposée.

L'invention propose également des cristaux se pré-

sentant sous une forme modulaire nouvelle qui est protégée de façon sensiblement complète contre les signaux électriques extérieurs et

qui permet d'utiliser le cordier et le chevalet généralement clas-

siques dans les instruments à cordes à caisse de résonance et les éléments de réglage des cordes généralement classiques dans les

instruments à corps plein.

La description suivante, conçue à titre d'illustra-

tion de l'invention, vise à donner une meilleure illustration de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe fragmentaire montrant le dispositif de l'invention sous forme modulaire associé au cordier et au chevalet usuel d'une guitare à caisse de résonance,

la coupe étant prise transversalement à l'axe longitudinal de l'ins-

trument, et longitudinalement au cordier et au module capteur de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe agrandie prise suivant la ligne II-II de la figure 1;

- la figure 3 est une vue en plan de dessus fragmen-

taire de la structure présentée sur les figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue en perspective du module capteur présenté sur les figures 1 et 2; - les figures 5, 6 et 7 sont des vues simplifiées illustrant le mode de fonctionnement du dispositif de l'invention présenté sur les figures 1, 2 et 4; - la figure 8 est une vue simplifiée montrant une autre forme du dispositif de l'invention, laquelle est employée en relation avec des éléments de réglage de cordes d'une guitare à corps plein à six cordes; et - la figure 9 est une vue simplifiée analogue à la figure 8, montrant une autre forme du dispositif de l'invention,

appliquée à une guitare à corps plein à quatre cordes.

Sur les figures 1 à 4, est présenté un mode de réalisation de l'invention utilisé sur une guitare à caisse de résonance, ou guitare classique, à six cordes. La guitare classique

possède une table d'harmonie 10 qui est la partie supérieure sensi-

blement plane du corps résonateur de Helmholtz de la guitare. Un cordier 12 d'aspect sensiblement conventionnel, qui peut être en bois, est fixé à la surface supérieure de la table 10 et comporte

un évidement 14 ouvrant vers le bas, qui peut être formé par mortai-

sage si le cordier 12 est en bois, l'évidement 14 se trouvant de façon sensiblement transversale dans le cordier 12 et présentant une section droite sensiblement rectangulaire. Un module capteur allongé 16

selon l'invention est monté à l'intérieur de l'évidement 14 du cor-

dier 12. Le module capteur 16 présente également une section droite sensiblement rectangulaire, dont la surface inférieure est en appui contre la table d'harmonie 10, et la surface supérieure légèrement écartée de la partie supérieure de l'évidement 14 de manière à n'être soumise à aucune autre force de compression verticale que celles qui sont transmises au module capteur par l'intermédiaire du chevalet, dont

la description va être donnée ci-dessous.

Une encoche 18 prolonge l'évidement 14 en direction

du haut et passe à travers la partie supérieure restante du cor-

dier 12 afin de recevoir et de positionner un chevalet 20 sensible-

ment classique, qui est typiquement fait d'os ou de matière plas-

tique. L'encoche 18 est parallèle à l'évidement 14 et prolonge verticalement vers le haut le plan de coupe central de l'évidement 14,

comme le montre la figure 2, la longueur de l'encoche 18 étant légère-

ment inférieure à celle de l'évidement 14. Le chevalet 20 est engagé de manière non serrée dans l'encoche 18 de manière à reposer suivant tout son bord inférieur contre la surface supérieure du module capteur 16, l'ajustement non serré du chevalet 20 dans l'encoche 18 autorisant la transmission d'informations de compression venant des vibrations des cordes de l'instrument, via le chevalet 20, jusqu'au

module capteur 16 sans interférence de frottement avec le cordier 12.

Six cordes 22a à 22f sont tendues sur le bord supé-

rieur du chevalet 20 à intervalles approximativement égaux et sont respectivement reliés à des tiges de fixation 24. La résultante des forces, dirigée vers le bas, des cordes 22a à 22f s'appliquant via

le chevalet 20 sur le module capteur 16 place ce dernier en compres-

sion sous une force de l'ordre de 20 kgf (195 N).

Selon une structure préférée, le module capteur 16 comporte un corps allongé 26 en forme de U et fait en un matériau

conducteur, comme le laiton, qui sert de base de support sensible-

ment rigide aux cristaux piézoélectriques utilisés dans le module

capteur 16, et qui sert de conducteur de mise à la terre et de blin-

dage électrique. A l'intérieur de l'élément 26 en forme de U, sont logés, répartis sur le fond plat de l'élément 26 en forme de U, quatre cristaux piézoélectriques allongés plans 28a, 30a, 28b et 30b, comportant chacun, sur leurssurfaces planes, le couple d'électrodes

habituellement utilisées, ces cristaux piézoélectriques étant sen-

sibles aux variations de pression suivant l'épaisseur. Les deux cristaux terminaux 28a et 30b présentent la même dimension, tandis que les deux cristaux disposés centralement 30a et 28b, qui ont tous deux la même dimension, sont chacun deux fois plus grands que

le cristal 28a ou 30b. Comme le montre la figure 2, tous les cris-

taux ont la même épaisseur dans le sens vertical et la même largeur transversalement à l'élément 26 en forme de U. Comme le montre la

figure 1, les différences entre les surfaces des cristaux corres-

pondent à des longueurs différentes suivant-l'élément 26 en forme de U, de sorte que chacun des cristaux 28a et 30b a une longueur moitié

moindre que chacun des cristaux 30a et 28b.

Un aspect important de l'invention est la disposition verticale des cordes isolées et des couples de cordes par rapport aux cristaux qui leur sont respectivement associés Ainsi, chacune des cordes terminales 22a et 22f est placée directement au-dessus du cristal terminal 28a ou 30b qui lui est respectivement associé, tandis que chacune des cordes terminales 22a et 22f est décalée

latéralement de façon importante par rapport au cristal immédiate-

ment adjacent 30a ou 28b, qui lui est respectivement associé. De la même manière, chaque corde du couple de cordes intermédiaires 22b, 22c est placée directement au-dessus du cristal 30a, tandis que les cordes 22b et 22c sont latéralement décalées de façon importante par rapport aux cristaux 28a et 28b qui leur sont respectivement adjacents. De même, chaque corde du couple intermédiaire 22d, 22e est disposée directement audessus du cristal 28b, tandis que les cordes 22b et 22e sont latéralement décalées de façon importante par rapport aux cristaux 30a et 30b qui leurs sont respectivement adjacents. Le fait que les cristaux aient des tailles différentes

et que les cordes soient placées à des positions verticales spéci-

fiques par rapport aux cristaux qui leurs sont respectivement asso-

ciés se combine avec l'inversion des polarités des cristaux suc-

cessifs pour produire une réponse de détection très sensible vis-à-vis des déplacements de chacune des cordes dans toutes les directions, aussi bien suivant leurs composantes horizontale que verticale, tout en annulant sensiblement complètement les bruits de main, les réactions acoustiques, les signaux de diaphonie venant d'autres instruments, etc, dont les applications se cumulent par

l'intermédiaire de la table d'harmonie 10 de l'instrument.

Chacun des cristaux 28a, 28b, 30a, 30b présente une

polarité qui est définie de façon que, à l'application d'un incré-

ment positif de compression dans le mode d'excitation suivant l'épais-

seur, il se produise une différence de tension entre les électrodes

opposées dans un sens, tandis que, pour un incrément négatif de com-

pression dans le mode d'excitation suivant l'épaisseur, il apparaîtra une différence de tension de sens opposé entre les électrodes. Ainsi, pour un incrément positif de compression, une première électrode de chaque cristal devient positive et sa deuxième électrode devient négative, tandis que, pour un incrément négatif de compression, la première électrode devient négative et la deuxième électrode devient positive. Les signes "+" et "-" qui sont placés au voisinage des électrodes opposées de chacun des cristaux sur la figure 1, ainsi que sur le schéma simplifié correspondant de la figure 5, indiquent

les polarités des cristaux qui correspondent à des incrémentsposi-

tifs de compression. Avec de telles polarités, qui changent lorsqu'on passe d'un cristal au suivant, dans l'ordre des cristaux 28a, 30a,

28b et 30b, on voit que les cristaux 28a et 28b présentent une cer-

taine polarité dans la direction verticale, tandis que les cristaux a et 30b ont une polarité opposée dans la direction verticale. La

façon dont tout ceci sert à procurer une réponse très sensible vis-

à-vis de toutes les directions de déplacement des cordes t'est-à-dire

entre O et 360 ), tout en permettant l'élimination sensiblement com-

plète des réponses aux forces s'appliquant de manière cumulative aux cristaux par l'intermédiaire de la table d'harmonie 10, sera exposée

ci-après en détail, en relation avec les figures 5, 6 et 7.

On passe maintenant à la description des connexions

électriques des électrodes des cristaux piézoélectriques. Une couche

plane 32 de matériau isolant revêt la partie inférieure plane, regar-

dant vers le haut, de l'élément 26 en forme de U, et un conducteur excité 34, qui peut être un feuillet métallique, par exemple en cuivre, est placé au-dessus de la couche isolante 32 sur presque toute la longueur de l'élément 26 en forme de U. L'électrode inférieure de chaque cristal 28a, 28b 30a. 30b est en contact électrique avec le

conducteur excité 34. Un conducteur 36 de mise à la terre, de préfé-

rence une feuille métallique, par exemple en laiton, recouvre sensi-

blement complètement l'ouverture supérieure de l'élément 26 en forme

de U de manière à faire fonction de blindage, et est en contact élec-

trique avec l'électrode supérieure de chacun des cristaux. Le feuil-

let conducteur 36 de mise à la terre est électriquement connecté à l'élément 26 en forme de U, si bien que les éléments 26 et 36 forment un blindage mis à la terre qui entoure complètement les cristaux et protègent donc efficacement ceux-ci vis-à-vis des signaux électriques extérieurs tels que le bourdonnement à 60 Hz venant de l'éclairage ou d'un autre équipement électrique. Comme le montre la figure 1, un tube 38 mis à la terre s'ajuste dans un trou formé à travers la partie inférieure de l'élément 26 en forme de U, et le conducteur externe d'un câble coaxial 40 est électriquement relié à ce tube 38 de mise à la terre, et, par conséquent, à l'élément 26 en forme de U

et au feuillet conducteur 36 de mise à la terre. Le conducteur cen-

tral du câble coaxial 40 est électriquement connecté, par exemple par soudage, au conducteur excité 34, de manière à parfaire le circuit électrique des cristaux. Le tube 38 de mise à la terre se trouve dans une ouverture 42 formée dans la table d'harmonie 10, le câble coaxial 40 allant ensuite jusqu'à un moyen de connexion approprié, tel que le raccord électrique décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 935 782, en vue d'une connexion à un amplificateur. On notera

que la sensibilité et le rapport signal-bruit du capteur 16 de l'in-

vention sont suffisamment élevés pour qu'il ne soit pas normalement

nécessaire d'employer un préamplificateur.

Les figures 5, 6 et 7 illustrent schématiquement le mode de fonctionnement de la forme de l'invention présentée sur les figures 1 à 4. Les signes "'plus" et "moins" associés aux électrodes des cristaux sur la figure 5 indiquent la polarité des tensions produites par des incréments positifs de compression. Puisque les

électrodes inférieures des quatre cristaux sont électriquement con-

nectés au conducteur excité 34, on voit que, pour des incrément posi-

tifs de compression, les cristaux 28a et 28b produisent des tensions négatives sur le conducteur 34, tandis que les cristaux 30a et 30b produisent des tensions positives sur le conducteur 34. Inversement, pour des incréments négatifs de compression, les cristaux 28a et 28b produisent des tensions positives sur le conducteur excité 34, tandis que les cristaux 30a et 30b produisent des tensions négatives sur le conducteur 34. Puisque la somme des surfaces du cristal 28a et du cristal 28b est égale à la somme des surfaces du cristal 30a et du cristal 30b, la tension constituant le signal de sortie des cristaux 28a et 28b annule la tension constituant le signal de sortie des cristaux 30a et 30b pour tout incrément de compression positif ou négatif qui est appliqué uniformément aux quatre cristaux, comme cela est schématiquement indiqué sur la figure 5 par les flèches dirigées vers le haut et associées par une accolade. Les bruits microphoniques tels que les bruits de main, les réactions acoustiques, les signaux de diaphonie, etc. produisent de tels incréments positifs et négatifs de compression, et, du fait qu'ils s'appliquent de manière sensiblement uniforme à tous les cristaux, ils sont en substance

annulée par le module capteur 16.

Néanmoins, le module capteur 16 est excessivement sen-

sible aux incréments de compression positifs et négatifs qui sont produits par les composantes verticale et horizontale du déplacement de chacune des six cordes 22a à 22f, si bien que le module capteur 16 se révèle excessivement sensible sur l'ensemble des déplacements, entre 0 et 3600, de chacune des cordes. La figure 5 montre comment cette sensibilité se manifeste pour la composante verticale du déplacement des cordes, ces forces étant indiquées schématiquement

par une flèche verticale en trait plein associée à chaque corde.

Puisque chacune des cordes 22a à 22f se trouve directement au-dessus d'une partie d'un cristal, la composante verticale de déplacement de

chaque corde produit un incrément de compression vertical correspon-

dant directement sur le cristal respectivement associé de manière

à entraîner une réponse électrique correspondante. Ainsi, la com-

posante verticale de déplacement de la corde 22a produit une telle réponse électrique directe dans le cristal 28a; chacune des cordes 22b et 22c produit ces réponses électriques directes dans le cristal 30a,

chacune des cordes 22d et 22e produit ces réponses électriques di-

rectes dans le cristal 28b; et la corde 22f produit cette réponse

électrique directe dans le cristal 30b.

Toutefois, chacune des cordes 22a à 22f est seulement placée à proximité d'un seul des cristaux et est latéralement écartée, d'une certaine largeur, par rapport au cristal immédiatement adjacent

qui est de polarité opposée. Ceci entraîne que des incréments verti-

caux de compression venant de chaque corde sont appliqués suivant un angle oblique au cristal immédiatement adjacent de polarité inverse, comme cela est indiqué par les flèches en trait interrompu,

et ceci n'entraîne qu'une faible proportion d'annulation de signal.

1.1 Les figures 6 et 7 illustrent la façon dont le module capteur 16 est sensible aux déplacements horizontaux, ou latéraux, des cordes.. L'association latérale de la corde 22b avec les cristaux 28a et 30a est donnée à titre représentatif, chacune des autres cordes étant latéralement associée de manière identique à un couple de cristaux. Les déplacements latéraux de la corde produisent un effet

de compression et de traction de type "roulis" sur le couple de cris-

taux adjacents, cet effet produisant un signal électrique additif.

Afin que cet effet de roulis soit actif vis-à-vis du cristal parti-

culier au-dessus duquel la corde se trouve, la corde est disposée au voisinage d'un bord du cristal, de façon que le cristal s'étende sur une distance latérale importante par rapport à la corde. Ainsi,

on notera sur la figure 5 que chacune des cordes est placée au voi-

sinage d'un bord du cristal particulier au-dessus duquel elle est.

Comme le montre la figure 6, le déplacement de la corde 22b vers la gauche produit un incrément de compression positif

dans le cristal 28a situé à gauche de la corde 22b, tout en produi-

sant un incrément de compression négatif (c'est-à-dire une traction) dans la partie du cristal 30a qui se trouve à la droite de la corde 22b. Puisque le cristal 30a est polarisé dans le sens opposé du cristal 28a, cet incrément négatif de compression du cristal 30a produit un signal de sortie électrique qui peut s'ajouter à celui du cristal 22a, comme cela est indiqué par les signes plus et moins associés à ces cristaux. Inversement, comme le montre la figure 7, un déplacement de la corde 22b vers la droite produit un incrément positif de compression dans le cristal 30a et un incrément négatif de compression (c'est-à-dire une traction) dans le cristal 28a, ce qui produit des signaux de sortie électriques additifs qui sont indiqués par les signes plus et moins, qui sont opposés aux signaux

de sortie électriques de la figure 6.

Ainsi, la figure 5 illustré schématiquement comment des déplacements verticaux des cordes sont captés tandis que les bruits microphoniques sont annulés, et les figures 6 et 7 illustrent schématiquement comment des déplacements horizontaux des cordes sont captés. En réalité, ces déplacements verticaux et horizontaux des cordes peuvent être les composantes verticale et horizontale de déplacements des cordes dans n'importe quelle direction, de sorte que le module capteur 16 est sensible à toutes les directions de

déplacement des cordes, c'est-à-dire entre 0 et 3600.

Les figures 8 et 9 illustrent schématiquement des modes de réalisation de l'invention s'appliquant à des instruments à cordes sans caisse de résonance, ou "à corps plein", dont l'exemple typique est la "guitare électrique" qui utilise ordinairement des capteurs magnétiques à enroulements bobinés. La figure 8 montre l'application de l'invention à un instrument à six cordes, tandis que la figure 9 montre l'application de l'invention à un instrument

à quatre cordes.

Comme le montre la figure 8, le capteur désigné par

la référence 16a présente la même structure de cristaux piezo-élec-

triquesque le module capteur 16. Par conséquent, le capteur 16a comporte des cristaux terminaux 28a et 30b dont la dimension est réduite de moitié par rapport à des cristaux intermédiaires 30a et 28b, les cristaux 28a et28b présentant une certaine polarité et les cristaux 30a et 30b présentant la polarité opposée. Dans cette forme de l'invention, le chevalet est remplacé par trois éléments 44,

46 et 48 de réglage de cordes sur lesquels les cordes sont tendues.

L'élément de réglage 44 porte le couple de cordes 50a et 50b; l'élé-

ment de réglage 46 porte le couple de cordes 50c et 50d; et l'élé-

ment de réglage 48 porte le couple de cordes 50e et 50f. Chacun des

éléments de réglage de cordes comporte deux pattes ajustables diri-

gées vers le bas et écartées l'une de l'autre, qui peuvent être

des vis.

La comparaison des figures 8 et 5 montre que les cordes 50a à 50f sont disposées par rapport aux cristaux de la même manière que les cordes 22a à 22f. Les pattes d'ajustement 52 de l'élément de réglage de cordes 44 sont respectivement en appui contre les cristaux 28a et 30a; les pattes d'ajustement 52 de l'élément de

réglage de cordes 46 sont respectivement en appui contre les cris-

taux 30a et 28b; et les pattes d'ajustement 52 de l'élément de

réglage de cordes 48 sont respectivement en appui contre les cris-

taux 28b et 30b; de tels appuis font que les déplacements verticaux et horizontaux des cordes 50a à 50f appliquent aux cristaux les mêmes incréments de compression et de traction que ceux décrits en détail cidessus en relation avec les figures 5, 6 et 7 relativement

aux déplacements des cordes 22a à 22f.

Dans l'application à un instrument à corps plein à quatre cordes que représente la figure 9, quatre éléments 54, 56, 58 et 60 de réglage de corde sont utilisés, qui possèdent chacun deux pattes d'ajustement 52. Chacune des quatre cordes 62a à 62d est

centrée sur un élément de réglage de corde respectif 54, 56, 58 ou 60.

Le capteur 16b selon cette forme de l'invention ne comprend que trois cristaux piézo-électriques, à savoir deux cristaux terminaux 64 et 66 polarisés suivant un certain sens et dont la dimension est réduite de moitié par rapport à celle d'un cristal central 68 qui est polarisé dans le sens opposé. Puisque les aires des cristaux ayant des polarités opposées sont égales, les bruits microphoniques orientés sensiblement verticalement sont pratiquement complètement éliminés.

Dans le capteur 16b, entre chacun des cristaux termi-

naux 64 et 66 et le cristal central 68, se trouve un support 70.

Chacune des cordes étant sensiblement centrée sur l'élément de réglage de corde qui lui est respectivement associé, et la patte d'ajustement 52 voisine d'une extrémité de chaque élément de réglage étant en appui contre un des cristaux tandis que la patte d'ajustement voisine de l'autre extrémité de chaque élément de réglage es t simplement appuyée sur l'un des supports 70 et non sur un cristal, on voit que les déplacements verticaux et horizontaux de chacune des cordes 62a à 62d appliquent des incréments de compression et de traction à l'un des cristaux 64, 68 et 66 de façon que le déplacement de chacune des cordes soit détecté par les cristaux entre 0 et 3600. Ainsi, les déplacements verticaux de la corde 62a produisent des incréments de compression et de tension verticaux par l'intermédiaire de la patte d'ajustement 52 gauche de l'élément de réglage 54 sur le cristal 64 les déplacements verticaux de la corde 62b appliquent des incréments verticaux de compression et de traction par l'intermédiaire de la

patte droite de l'élément de réglage 56 au cristal 68; les déplace-

ments verticaux de la corde 62c appliquent des incréments verticaux de compression et de traction par l'intermédiaire de la patte i

gauche 52 de l'élément de réglage 58 au cristal 68; et les déplace-

ments verticaux de la corde 62d appliquent des incréments verticaux de compression et de traction par l'intermédiaire de la patte droite

de l'élément de réglage 60 au cristal 66. Les déplacements horizon-

taux des cordes 62a à 62d exercent des effets de "roulis" sur les éléments de réglage de corde 54, 56, 58 et 60 qui produisent des effets de compression et de tension correspondants de la corde 62a sur le cristal 64, de la corde 62b sur le cristal 68, de la corde 62c

sur le cristal 68, et de la corde 62d sur le cristal 66.

On notera que l'expression "traction" n'a été utilisée qu'à titre simplement descriptif, et qu'il faut comprendre que l'existence d'une compression relativement élevée sur les cristaux du fait de la tension des cordes entraîne que l'expression "incrément

négatif de-compression" est techniquement plus précise.

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'ima-

giner, à partir des dispositifs dont la description vient d'être

donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses

variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N S

1o Capteur pour instrument à cordes, caractérisé en ce qu'il comprend: un transducteur piézo-électrique (28a, 28b, 30a 30b; 64,66, 68) placé sensiblement entre une corde (22a a 22f; 50a à 50f; 62a à 62d) et le corps (10, 12) de l'instrument, ce transducteur étant sensible aux variations de compression dirigées sensiblement perpendiculairement au plan général du corps de l'instrument, et un moyen (20; 44 à 48; 54 à 60) de support de cordes retenu par compression entre la corde et le transducteur piézo-électrique

de manière à appliquer des variations de compression au transduc-

teur piézo-électrique en réponse aux déplacements de la corde dans

ladite direction sensiblement perpendiculaire, de sorte que le trans-

ducteur piézo-électrique est sensible à ces déplacements sensiblement perpendiculaires de la corde, le transducteur piézo-électrique étant latéralement décalé par rapport à une position centrale sous la corde de sorte que les déplacements de la corde qui sont sensiblement para l1 èles au plan général du corps de l'instrument amènent ledit moyen de support à appliquer des variations de compression au transducteur piézo-électrique, si

bien que le transducteur piézo-électrique est sensible à ces dépla-

cements sensiblement parallèles de la corde.
2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce

que le moyen de support comprend un chevalet (20) de cordier.
3. Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le transducteur piézo-électrique est logé dans la structure de cordier (12) de l'instrument à corde, le chevalet (20) étant disposé sans frottements dans ladite structure de cordier de manière à éviter toute interférence par frottements

entre la corde et le transducteur piézo-électrique.
4. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de support comprend un élément (44 à 46; 54 a 60) de

réglage de corde.
5. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce

que le transducteur piézo-électrique est sensiblement plat et com-

porte des électrodes sur ses surfaces planes opposées,

le transducteur piézo-électrique étant orienté sensiblement parallè-

lement au plan général du corps de l'instrument, le transducteur piézoélectrique étant sensible aux variations de

compression dans le mode d'excitation en épaisseur.
6. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs transducteurs piézo-électriques séparés les uns des autres et disposés de façon générale entre plusieur cordes et le corps de l'instrument,

le moyen de support de cordes étant retenu par compression entre les-

dites cordes et lesdits transducteurs piézo-électriques, environ la moitié de la surface sensible totale des transducteurs piézo-électriques étant polarisée dans un sens et environ l'autre moitié de ladite surface totale étant polarisée dans le sens opposé

de manière à permettre l'annulation des bruits microphoniques.
7. Capteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend quatre transducteurs piézo-électriques (28a, 28b, 30 , 30b) disposés de façon générale entre six (22a à 22f; 50a à 50f)

desdites cordes et le corps de l'instrument.
8. Capteur selon la revendication 7, caractérisé en ce

que les quatre transducteurs piézo-électriques comprennent un trans-

ducteur terminal (28a) sous la première'corde et un autre transduc-

teur terminal (30b) sous la sixième corde, un transducteur intermé-

diaire (30a) sous la deuxième et la troisième corde, et un autre -

transducteur intermédiaire (28b) sous la quatrième et la cinquième corde, deux transducteurs successifs étant de polarités opposées, et les transducteurs terminaux ayant une dimension approximativement

égale à la moitié de la dimension des transducteurs intermédiaires.
9. Capteur selon la revendication 8, caractérisé en ce

que les transducteurs terminaux sont latéralement décalés vers l'exté-

rieur respectivement sous la première et la sixième corde, la deuxième et la troisième corde sont placées à proximité des bords opposés du transducteur intermédiaire qui leur est associé, et la quatrième et la cinquième corde sont placées à proximité des bords opposés du

transducteur intermédiaire qui leur est associé.
10. Capteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque corde est latéralement écartée d'une distance appréciable par rapport au transducteur de polarité opposée qui est immédiate- ment adjacent à la corde considérée et au transducteur placé sous

cette corde.
11. Capteur selon la revendication 10, caractérisé en ce

que le moyen de support comprend un chevalet (20) de cordier.
12. Capteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend trois transducteurs piézo-électriques (64, 66, 68) disposés de façon générale entre quatre (62a à 62d), desdites cordes

et le corps de l'instrument.
13. Capteur selon la revendication 12, caractérisé en ce

que les trois transducteurs piézo-électriques comprennent un trans-

ducteur terminal (64) associé par compression à la première corde, un autre transducteur terminal (66) associé par compression à la quatrième corde, et un transducteur intermédiaire (68) associé par compression à la deuxième et à la troisième corde, -les transducteur terminaux ayant la même polarité l'un que l'autre et le transducteur intermédiaire ayant une polarité opposée à celle des transducteurs terminaux,

les transducteurs terminaux ayant chacun une dimension qui est approxi-

mativement égale à la moitié de la dimension du transducteur intermé-

diaire.
14. Capteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moyen de support comprend un élément (54 à 60) de réglage de

corde sous chaque corde.
15. Procédé de détection des déplacements d'une corde à

la fois sensiblement perpendiculairement et sensiblement parallèle-

ment au corps d'un instrument à cordes, caractérisé en ce qu'il consiste à: associer par compression un transducteur piézo-électrique aux déplacements de chaque corde de l'instrument dans ladite direction sensiblement perpendiculaire, et décaler latéralement le transducteur piézo-électrique associé à chaque corde par rapport à une position centrale sous chaque corde de manière à associer par compression ce transducteur aux déplacements

sensiblement parallèles de la corde.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'on annule sensiblement les bruits microphoniques en polarisant environ la moitié de la surface sensible totale desdits transducteurs dans un sens et en polarisant dans le sens opposé approximativement

l'autre moitié de ladite surface totale.