[发明专利]使用弹簧张力的弦乐器

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请基于以下美国临时申请并要求以下申请的权益：提交于2006年3月15日的第60/782,602号、提交于2006年7月12日的第60/830,323号、提交于2006年11月10日的第60/858,555号以及提交于2007年1月11日的第60/880,230号。这些优先权申请中的每一个都据此以引用方式整体并入。本申请不要求提交于2006年7月11日的同时待决的美国申请第11/484,467号的优先权，但是该申请也据此以引用方式整体并入。预期在此所描述的实施方式可采用以上引用的申请所讨论的方面，且反之亦然。 

发明背景 

发明领域

本发明涉及弦乐器。 

相关领域说明 

弦乐器在乐器的弦以对应于期望的音符的波的频率下振动时产生音乐。这些弦通常保持于特定的张力，且由弦发出的音调是该弦的振动频率、长度、张力、材料和密度的函数。为了将乐器保持在恰当的音调，必须保持这些参数。通常，乐弦因弦的张力的变化而走调。这种张力变化通常发生在例如弦随着时间而松弛时。张力还可因例如温度、湿度以及类似因素等大气的条件而改变。 

给弦乐器调音的过程可能既不便又费力。例如，给钢琴调音的过程通常非常繁杂，有可能用一小时或更多的时间。虽然给吉他调音不这么复杂，但也并不方便，并会妨碍演奏和/或表演。

发明概述 

因此，在本领域中，需要一种用于安装弦乐器的弦的方法和装置，使得乐器更可能保持其正确的音调、减缓走调、更方便和更迅速地合于音调中，且使得恢复或调节弦的音调被方便地和简单地完成。还需要一种弦乐器，这种弦乐器将根据弦长的变化自动地调节而不走调。 

依据一种实施方式，提供了包括乐弦、第一接纳器和弦架系统(stringmounting system)的弦乐器，该乐弦具有第一端部和第二端部，该第一接纳器适合于接纳第一端部，并将第一端部保持在可调节的固定位置中，该弦架系统适合于接纳第二端部。弦架系统包括设置成将张力作用到弦的第二端部的弹簧组件，以便将弦保持于准确音调的张力(perfect tune tension)。弦架系统适合于使得当乐弦的第二端部因弦的伸长或收缩而随着时间纵向移动时，弦张力仍然在关于准确音调的张力而界定的期望的范围内。 

在另一实施方式中，期望的范围在准确音调的张力的大约90％内。在再一实施方式中，弦架系统适合于使得弦在第二端部纵向移动小于总弦长的大约5％时，将弦的张力保持在期望的范围内。在一些实施方式中，准确音调的张力大约在5磅到200磅之间。 

在一种实施方式中，期望的范围在准确音调的张力的大约98％内。在另外的实施方式中，期望的范围在准确音调的张力的大约99％或99.5％内。 

在一些实施方式中，弹簧组件包括单一的弹簧。在另外的实施方式中，弹簧组件包括多个弹簧。在另外的实施方式中，弹簧组件包括第一弹簧和第二弹簧，与第二弹簧相比，第一弹簧适合于支持弦中的更大的大小的张力。第二弹簧通过机械接口连接到弦，使得相对于弹簧的第二弹簧的机械效益(mechanical advantage)或机械损失(mechanical disadvantage)可被调节。 

在进一步的实施方式中，机械接口包括了力调节构件，力调节构件随着弦的第二端部纵向移动而枢轴地旋转，且力调节构件适合于枢轴地旋转于大约10度的旋转范围内。在另外的实施方式中，其中机械接口包括止动器，该止动器被设置成阻止旋转在旋转方向上超过界定的位置。在再进 一步的实施方式中，机械接口包括传感器，该传感器适合于探测止动器何时被接合以阻止旋转，并适合于在探测到这种接合时产生信号。 

在再进一步的实施方式中，弦乐器额外地包括布置在机械接口前面的辊子弦桥(roller bridge)。辊子弦桥包括辊子和轴，辊子适合于支撑弦并关于轴旋转，其中辊子的直径与轴的直径的比率大于大约20。 

依据另一实施方式，本发明提供了包括乐弦、弹簧以及设置在弦和弹簧之间的机械接口的弦乐器。机械接口适合于将来自弹簧的力传送到弦，使得弹簧提供乐弦中的实质上全部的张力。机械接口还适合于改变由弹簧施加的力，使得乐弦中的张力的大小不同于由弹簧施加的张力的大小。