SK26298A3 - Musical instruments incorporating loudspeakers - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka hudobného nástroja a najmä hudobného nástroja s elektronickou klávesnicou, vybaveného zabudovanými reproduktormi.

Doterajší stav techniky

Z patentovej prihlášky GB-A-2262861 je známy návrh panelového reproduktora, ktorý pozostáva z viacfunkčného vyžarovacieho prvku tvoriaceho jednotkový sendvičový panel vytvorený z dvoch povrchových vrstiev materiálu s priestorovým jadrom priečne ľahčenej konštrukcie, pričom je usporiadaný tak, že jeho pomer tuhosti v ohybe (b) vo všetkých smeroch k tretej mocnine hmoty panelu na jednotku plochy povrchu (μ) je aspoň 10. Ďalej pozostáva z upevňovacieho prostriedku, ktorý nesie panel alebo ho pripája k nosnej časti voľne a bez tlmenia a ďalej pozostáva z elektromechanického budiaceho prostriedku spojeného s panelom, ktorý slúži na budenie viacmodálnej rezonancie vo vyžarovacom paneli ako odozva na elektrický vstup v rozsahu prevádzkového kmitočtového pásma reproduktora.

V patentovej prihláške WO-A-90/03025 je uvedené zariadenie na ovládanie ozvučnej dosky klavíru tak, aby klavír mohol reprodukovať klavírnu hudbu.

Podstata vynálezu

Uvedený vynález používa členy, ktorých druh, štruktúra a usporiadanie sú všeobecne a/alebo sa dosiahnu z opisu súvisiacej patentovej prihlášky vynálezu WO 97/09842 s rovnakou prioritou. Členy majú schopnosť udržiavať a rozširovať vstupnú vibračnú energiu ohybovými vlnami v prevádzkovej oblasti alebo v prevádzkových oblastiach, ktoré prechádzajú priečne na ich hrúbke, často, ale nie nutne k ich okrajom. Členy sú usporia dané s anizotropiou alebo bez anizotropie pevnosti v ohybe, so zložkami vibrácie rezonančných vidov rozloženými v tejto oblasti, výhodne pre akustické spojenie s okolím a s vopred určenými prednostnými miestami v oblasti na umiestnenie meniča, najmä na jeho prevádzkovo činné alebo pohyblivé časti, ktoré sú účinné vzhľadom na akustickú vibračnú činnosť, v tejto oblasti a na signály, obvykle elektrické, zodpovedajúce akustickému obsahu vibračnej činnosti. Použitie sa predpokladá v súvisiacej prihláške vynálezu WO 97/09842, s rovnakou prioritou, pre tieto členy ako, alebo v pasívnych akustických zariadeniach bez meničov, ako na dozvuk alebo akustické filtrovanie alebo akustické ozvučenie priestoru alebo miestnosti, ako, alebo v aktívnych akustických zariadeniach s meničmi, v pozoruhodne širokom rozsahu zdrojov zvuku alebo reproduktorov, keď sú napájané vstupnými signálmi pre premenu na uvedený zvuk alebo ako mikrofóny, keď sú vystavené vplyvu zvuku pre jeho premenu na iné signály.

Vynález sa týka najmä hudobného nástroja s elektronickou klávesnicou, vybaveného zabudovaným aktívnym akustickým zariadením, napríklad vo forme reproduktorov.

Vyššie uvedené členy v sa tu nazývajú akustickými žiaričmi s distribuovanými vidmi a majú charakteristiky opísanú v súvisiacej prihláške PCT alebo iné charakteristiky opísanú v tejto patentovej prihláške.

Vynález je tvorený elektronickým hudobným nástrojom s klávesnicou a reproduktorom, ktorého podstatou je, že reproduktor pozostáva z pevného ľahkého člena so schopnosťou udržiavať a rozširovať vstupnú vibračnú energiu ohybovými vlnami aspoň v jednej prevádzkovej oblasti, ktorá prechádza priečne na jeho hrúbku, so zložkami vibrácie rezonančných vidov, rozloženými aspoň v tejto oblasti, a s vopred určenými prednostnými miestami v tejto oblasti na umiestnenie meniča, pričom menič je namontovaný celkom a výlučne na člene v jednom z týchto miest, na vyvolanie vibrácií člena, na vyvolanie jeho rezonancie, vytvárajúcej akustický vyžarovací panel, vytvára3 júci v priebehu rezonancie akustický výstup. Vyžarovací panel môže mať ľahčené jadro sendvičovite usporiadané medzi dvoma vysokomodulovými krycími vrstvami. Vyžarovací panel môže byť obklopený nosným rámom. Môže byť vybavený pružným rámom, ktorý nesie vyžarovací panel na nosnom ráme. Elektronický hudobný nástroj môže^! pozostávať z telesa so základňou a z nôh nesúcich teleso nad zemou a vyžarovací panel môže byť umiestnený na základni telesa. Reproduktory s vyžarovacím panelom sú usporiadané v podstate vertikálne. Nosný rám môže tvoriť základný suport na hudobný nástroj.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na lepšie pochopenie vynálezu sú zobrazenú príkladné uskutočnenia vynálezu na priložených výkresoch, na ktorých:

obr. 1 zobrazuje schematicky rozložený reproduktor, ako je opísaný a nárokovaný v súvisiacej prihláške vynálezu WO 97/09842, obr. 2a je zobrazuje reproduktor v čiastočnom reze podľa priamky A-A z obr. 1, obr. 2b zobrazuje vo zväčšenej mierke a v reze reproduktor podľa obr. 2a, znázorňujúci dve alternatívne konštrukcie obr. 3 zobrazuje v perspektívnom pohľade schematicky prvé vyhotovenie hudobného nástroja s elektronickou klávesnicou, podľa vynálezu obr. 4 zobrazuje hudobný nástroj podľa obr. 3, v pohľade zdola obr. 5 zobrazuje hudobný nástroj podľa obr. 3 a 4 v čiastočnom reze a obr. 6 zobrazuje v perspektívnom pohľade druhé vyhotovenie hudobného nástroja s elektronickou klávesnicou, podľa vynálezu .

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je znázornený panelový reproduktor 81 rovnakého typu, ktorý je opísaný a nárokovaný v súvisiacej prihláške vynálezu WO 97/09842 s rovnakou prioritou, ktorý je vybavený pravouhlým nosným rámom 1, obklopujúcim svojim vnútorným obvodom pružný rám 2/ podopierajúci rozložený zvukový vyžarovací panel 2. Reproduktor 81 je ďalej vybavený meničom

9., ktorý je podrobne opísaný napríklad v súvisiacich prihláškach vynálezu WO 97/09859, WO 97/09861 a WO 97/09858 s rovnakou prioritou, a ktorý je pripevnený celkom a výhradne na panel 2. alebo v paneli 2, na vopred stanovenom mieste, definovanom súradnicami x a y, ktorých poloha sa vypočíta podľa opisu v súvisiacej prihláške vynálezu WO 97/09842 s rovnakou prioritou, na vyslanie ohybových vín do zvukového vyžarovacieho panelu, na vyvolanie rezonancie panelu, na vytvorenie akustického výstupu.

Menič 2 je budený zosilňovačom 10 signálu, napríklad nízkofrekvenčným zosilňovačom, spojeným s meničom 9 pomocou vodičov 28.Zaťaženie a výkonové požiadavky zosilňovača 10 môžu byť celkom normálne, podobne ako pri bežných typoch kužeľovitých reproduktorov, s citlivosťou 86 až 88 dB/W pri záťaži v kľudových podmienkach. Impedančná záťaž zosilňovača má silne odporový charakter pri 6 ohmoch a zaťažíteľnosti 20 až 80 W. V prípade, že jadro panelu a/alebo jeho krycia vrstva sú vyrobené z kovového materiálu, môžu pôsobiť ako chladič meniča, na odvádzanie tepla z cievky meniča a tak zlepšiť zaťažiteľnosť.

Na obr. 2a a 2b sú znázornené typické prierezy reproduktorom 81 podľa obr. 1. Na obr. 2a je znázornené, že nosný rám i, obklopujúci pružný rám 3. a panel 2 sú vzájomne spojené príslušnými lepenými spojmi 20. Vhodné materiály na nosný rám sú ľahké rámové konštrukcie, napríklad rámčeky na obrázky z vytlačovaného kovu, napríklad hliníkovej zliatiny alebo plastickej hmoty. Vhodné materiály na pružný rám sú pružné materiály, napr. penová guma a penová plastická hmota. Vhodné lepidlá na lepené spoje 20 sú epoxidové, akrylátové a kyanoakrylátové lepidlá, atd'. .

Na obr. 2b je znázornené vo zväčšenej mierke, že panel 2 je pevný, ľahký panel, ktorý má jadro 22 zhotovené z pevnej plastickej peny 97 , akou môže byť napr. polyvinylchlorid s priečnou väzbou alebo z ľahčenej konštrukcie .98., t. j. z voštinovej konštrukcie z kovovej fólie, plastickej hmoty alebo pod. , pričom komôrky prechádzajú priečne na rovinu panelu 2. pričom jadro 22 je uzatvorené medzi protiľahlými krycími vrstvami 21, napríklad z papiera, lepenky, plastických hmôt alebo kovovej fólie alebo plechu. V prípade, že krycie vrstvy 21 sú z plastickej hmoty, potom tieto krycie vrstvy môžu byť, na zvýšenie ich modulov, známym spôsobom vystužené vláknami, napríklad uhlíkovými, sklenenými, Kevlarovými (RTM) a podobne.

Predpokladané materiály na krycie vrstvy a vystuženie teda zahŕňajú uhlík, sklo, Kevlar (RTM), Nomex (RTM), tzn. aramidové a podobné vlákna v rôznych vrstvách a väzbách, taktiež papier, vrstvený laminovaný papier, melamíny a rôzne syntetické plastické fólie s vysokým modulom, ako je Mylar (RTM), Kaptan (RTM), polykarbonáty, fenolové plastické hmoty, polyestery alebo príbuzné plastické hmoty a plastické hmoty vystužené vláknami, atd'. a kovové fólie alebo plechy. Výskum stupňa Vectra polymérnych termoplastov s tekutými kryštálmi ukazuje, že môžu byť užitočné na výrobu ultratenkých krycích vrstiev alebo poťahov menších rozmerov, asi do priemeru 30 cm, technológiou vstrekovania plastov. Materiál sám vytvára orientovanú kryštalickú štruktúru v smere vstrekovania, čo je výhodná orientácia na Šírenie energie s vysokými zvukovými kmitočtami z miesta budenia na obvod panelu.

Vstrekovanie týchto a ďalších termoplastov ďalej umožňu je, že v strekovacích nástrojoch môžu byť usporiadané charakteristické znaky na polohovanie a vyrovnávanie, ako sú drážky alebo krúžky na presné polohovanie súčastí meniča, napríklad cievky a zavesenie magnetu. Pri niektorých materiáloch na slabšie jadrá sa ďalej počíta, že by. bolo výhodné miestne zväčšenie hrúbky krycej vrstvy, napríklad v oblasti medzikružia, až na 150 % priemeru meniča, pre zosilnenie tejto oblasti a výhodné zdvojnásobenie vibračnej energie do panelu. Týmto spôsobom sa mäkším penovým materiálom zlepší odozva vysokého kmitočtu.

Predpokladané materiály na vrstvy pre jadrá zahŕňajú priemyselne vyrobené voštinové alebo vlnité konštrukcie plechov alebo fólií z hliníkovej zliatiny, alebo Kevlaru (RTM), Nomexu (RTM), nenatieraného papiera alebo lepenky a rôznych syntetických plastových fólií, a tiež ľahčenej alebo penovej plastickej hmoty alebo vláknitých materiálov, dokonca aerogélových kovov, v prípade že majú vhodnú nízku hustotu. Niektoré vhodné materiály na vrstvy pre jadrá účinne vykazujú použiteľné samosťahovanie pri výrobe a/alebo majú dostatočnú vlastnú pevnosť na použitie bez laminovania medzi vrstvami. Vysoko výkonný ľahčený materiál na jadrá je známy pod obchodným názvom Rohacell, tento materiál môže byť vhodný ako vyžarovací panel a je bez krycích vrstiev. Takže cieľom je dosiahnuť celkovo ľahký a pevný materiál vhodný na zvláštne účely, zahŕňajúci čo najlepší prínos vrstiev pre jadrá a krycích vrstiev a prechod medzi nimi.

Niektoré výhodné zloženia materiálu na panel zahŕňajú krycie vrstvy z kovu a kovových zliatin alebo alternatívne materiály vystužené uhlíkovými vláknami. Ako tieto materiály, tak aj konštrukcie so zliatinou Aerogel alebo s kovovým voštinovým jadrom majú dôležité vlastnosti pre vysokofrekvenčné tienenie, ktoré by mali mať význam pri niektorých použitiach EMC (Elektromagnetic Compability - elektromagnetickej zlúčiteľnosti). Bežné panely alebo reproduktory kužeľového typu nemajú vlastnú schopnosť elektromagnetickej zlúčiteľnosti pri tienení.

Ί

Výhodné vyhotovenia piezoelektrických alebo elektrodynamických meničov majú ďalej zanedbateľné elektromagnetické vyžarovanie alebo rozptylové magnetické pole. Bežné reproduktory majú veľké magnetické pole až do vzdialenosti 1 m, pokiaľ sa neprijmú špecifické kompenzačné protiopatrenia.

Tam, kde je dôležité udržiavať tienenie v priebehu použitia, môže sa uskutočniť elektrické spojenie vodivých častí príslušného panelu DML (Data Manipulation Language - jazyk na manipuláciu s údajmi), alebo sa môže použiť elektricky vodivá pena alebo podobné rozhranie na pripojenie okrajov panelu.

Pružný rám 3. môže tlmiť okraje panelu 2. s cieľom zabrániť nadmernému pohybu okrajov. Ďalej sa môže použiť tlmenie, napríklad pomocou tlmiacich podložiek nalepených na panel vo vybraných miestach, na tlmenie nadmerných pohybov panelu, na zaistenie rovnomerného rozdeľovania rezonancie cez plochu panelu. Podložky môžu byť z materiálu na báze bitúmenu, ktorý sa obvykle používa v krytoch reproduktora, alebo môžu byť z pružného alebo pevného polymérneho pásového materiálu. Niektoré materiály, najmä papier a lepenka a niektoré jadrá môžu byť samôt1miace. V prípade, že je to žiaduce, môže sa tlmenie zvýšiť konštrukciou panelu, použitím skôr pružných ako pevných fixačných lepidiel.

Účinné selektívne tlmenie zahŕňa špecifické pripevnenie tlmiacich prostriedkov k panelu, vrátane jeho vrstiev, ktoré sa s ním trvalé spoja. Okraje a rohy môžu byť zvlášť dôležité pre prevažujúce a menej rozptýlené druhy vibrácií panelov pri nízkom kmitočte. Upevnením tlmiacich prostriedkov k okrajom môže vzniknúť panel, ktorého vrstvy sú celkom orámované, aj keď jeho rohy môžu byť často relatívne voľné, pre požadované rozšírenie pri prevádzke môže uskutočniť lepiacimi s nízkym kmitočtom. Pripojenie sa alebo samolepiacimi materiálmi. Iné typy vhodných tlmiacich prostriedkov, najmä čo sa týka jemnejších účinkov a/alebo stredných a vyšších kmitočtov, sa môžu vo forme vhodných materiálov pripevniť k vrstvám vo vopred stanovených stredných polohách v uvedenej oblasti.

Opísaný akustický panel je dvojrozmerný. Zvuková energia zo zadnej časti panelu nie je silne fázovo vztiahnutá k zvukovej energii z čelnej časti panelu. Z toho vyplýva výhoda celkového súčtu akustického výkonu¹ v miestnosti, rozvod zvukovej energie s rovnosmerným kmitočtom, znížené účinky odrazených a stojatých vín, spoločne s výhodou dobrej reprodukcie prírodného priestoru a prostredia pri reprodukovanej zvukovej nahrávke .

Aj keď vyžarovanie z akustického panelu je veľmi nesmerové, percentuálny pomer fázovej informácie narastá mimo os. Pre zdokonalené zaostrenie na umelý stereosignál, na postavenie hlásateľa a na obrázky, pri obvyklej výške stojacej osoby, prispieva výhoda mierneho vyosenia pre normálne sediaceho poslucháča k optimalizácii stereoefektu. Tiež trojuholníková ľavo/pravá geometria vzhľadom k poslucháčovi vytvára ďalšiu uhlovú zložku. Dosiahne sa tak dobrý stereopríjem.

V porovnaní s reprodukciou bežného reproduktora je tu ďalšia výhoda pre jednu skupinu poslucháčov. Vnútorne dispergovaná povaha vyžarovania zvuku akustického panelu mu dáva zvukový objem, ktorý sa neriadi zákonom nepriamej závislosti na štvorci vzdialenosti pre ekvivalentný bodový zdroj. Pretože intenzita klesajúca so vzdialenosťou je omnoho nižšia, ako je dané zákonom nepriamej závislosti na štvorci vzdialenosti, potom následkom toho pre poslucháčov umiestnených mimo stred alebo zle umiestnených, intenzita magnetického póla panelového reproduktora zvyšuje stereoefekt v porovnaní s bežnými reproduktormi. Je to preto, že poslucháč umiestnený mimo stred, netrpí dvojitým problémom spôsobeným blízkosťou bližšieho reproduktora, najskôr nadmerným zvýšením hlasitosti z bližšieho reproduktora, a potom zodpovedajúcim znížením hlasitosti zo vzdialenejšieho reproduktora.

Ďalšou výhodou plochého ľahkého panelového reproduktora je, že je vizuálne atraktívny, má dobrú kvalitu zvuku a vyža duje len menič a nie reproduktorovú výhybku na plný rozsah zvuku z každej membrány panelu.

Na obr. 3, 4a 5 je znázornený hudobný nástroj 137 s elektronickou klávesnicou, napríklad klavír, pozostávajúci z telesa 138, podopretého na zemi nohami 139. Teleso 138 je vybavené klávesnicou 140, pomocou ktorej sa hrá na hudobnom nástroj i.

V obvyklom vyhotovení je hudobný nástroj vybavený signálnym generátorom spojeným s klávesmi a ďalej je vybavený zosilňovačom signálu,ktorým sa budí reproduktor. V uskutočnení podľa vynálezu je reproduktor tvorený rozloženým akustickým panelovým reproduktorom 81 typu, ktorý je opísaný na obr. 1 a 2, zahŕňajúci pevný ľahký pravouhlý panel 2., upevnený svojim obvodom v nosnom ráme X, s vloženým pružným rámom 3., a budený meničom 9., ako už bolo opísané s odvolaním sa na obr. 1 a 2. Ako je znázornené, reproduktor 81 tvorí základňu telesa 138.

Na obr. 6 je ďalej znázornený hudobný nástroj 137 s elektronickou klávesnicou, veľmi podobný nástroju na obr. 3 až 5, s telesom 138 a klávesnicou 140. Teleso 138 je podopreté prednými nohami 141 a vybavené panelovým reproduktorom 81 tvoriacim zadnú podperu nástroja.

Reproduktor 81 je vybavený pevným ľahkým rozloženým akustickým vyžarovacím panelom 2., upevnený svojim obvodom v pružnom ráme 3., ktorý ho obklopuje. Pružný rám 3. je vyrobený napríklad z penovej gumy a je uložený v krycom ráme é, vyrobenom napríklad z drevovláknitej dosky strednej hustoty. K panelu 2 je pripojený menič 9. na vysielanie ohybových vín do panelu, ktoré spôsobia rezonanciu panelu na vytvorenie akustického výstupu. Usporiadanie je teda rovnakého typu, ako je znázornené na obr. la 2. Menič 9. je budený neznázorneným zosilňovačom, ktorý je bežným spôsobom spojený s klávesnicou na príjem signálov vyvolaných stlačením kláves na klávesnici.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Elektronický hudobný nástroj s klávesnicou a reproduktorom, vyznačujúci sa tým, že reproduktor (81) pozostáva z pevného ľahkého člena (2) so schopnosťou udržiavať a rozširovať vstupnú vibračnú energiu ohybovými vlnami aspoň v jednej prevádzkovej oblasti, prechádzajúcej priečne na jeho hrúbku, so zložkami vibrácie rezonančných vidov, rozloženými aspoň v tejto oblasti, a s vopred určenými prednostnými miestami v tejto oblasti na umiestnenie meniča, pričom menič (9) je namontovaný celkom a výlučne na tomto člene v jednom z týchto miest na vyvolanie vibrácie člena, na vyvolanie jeho rezonancie, vytvárajúcej akustický vyžarovací panel (2), vytvárajúci v priebehu rezonancie akustický výstup.
2. 2. Elektronický hudobný nástroj, podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vyžarovací panel (2) má ľahčené jadro (22) sendvičovito usporiadané medzi dvoma vysokomodulovými krycími vrstvami (21).
3. 3. Elektronický hudobný nástroj, podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že je vybavený nosným rámom (1) obklopujúcim vyžarovací panel (2) .
4. 4. Elektronický hudobný nástroj, podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že je vybavený pružným rámom (3), ktorý nesie vyžarovací panel (2) na nosnom ráme (1).
5. 5. Elektronický hudobný nástroj, podľa nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z telesa (137) so základňou a s nohou (139) ktorá nesie teleso (137) nad zemou, a že vyžarovací panel (2) je umiestnený na základni telesa (137).
6. 6. Elektronický hudobný nástroj, podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že reproduktor (81) a vyžarovací panel (2) sú usporiadané v podstate vertikálne.
7. 7. Elektronický hudobný nástroj, podľa nároku 6 vyznačujúci sa tým, že nosný rám (1) tvorí základný suport na hudobný nástroj.