JP2002507008A - 弦楽器をチューニングするチューニング手段、チューニング手段を備えるギター及び弦楽器をチューニングする方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １つ以上の弦を有する弦楽器用のチューニング手段であって、該弦又は各弦の振動に応答して信号を提供する検知手段と、分析手段の制御の下、前記信号に応答して該弦又は各弦の張力を変化させる作動手段とを備える、チューニング手段である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の説明】

本発明は、弦楽器をチューニングするチューニング手段、該チューニング手段
を有するギター、及び弦楽器、特に、非限定的にエレキギターをチューニングす
る方法に関する。

【０００２】 楽器により発生された音は、２つの要素、すなわち、音程（ｐｉｔｃｈ）又は
音（ｎｏｔｅ）と、演奏する楽器の型式の特徴である音質とから成ると考えられ
る。音質の差は、例えば、ピアノ及びバイオリンが同一音を演奏するときの音の
ように、人間の耳で容易に識別することができる。これらの音質の差は、楽器の
構造に起因する複雑な倍音（ｈａｒｍｏｎｉｃｓ）が混じるときの差に基づくも
のである一方、異なる楽器で演奏しているのに拘らず、人間の耳が２つの音を同
一と認識することは、基本周波数（その倍数が倍音である）が等しいからである
。

【０００３】 設計の革新的な改良により、少なくとも練習期間又はコンサートのような短時
間に亙って、奏者の指定（場合によっては、技能）によって同一の音程及び音質
を確実に発生させる楽器が実現されるに至っている。しかしながら、温度又は湿
度の変化ため、或いは多分、単に年数又は使用期間といったその他の物理的変化
のため、楽器は、例えば、１日といった、より長い時間にわたって必ず同一の音
程を発生させるとは限らなくなる可能性がある。

【０００４】 西洋音楽の記譜法において、可聴の周波数範囲は、オクターブに分割され、任
意の音の周波数がその下のオクターブの周波数の２倍であるようにする。１つの
オクターブは、半音と称される等しい対数的度により周波数ごとに分けられた１
２の音程に分割され、これらの１２の音は、アルファベットの最初の７文字によ
り識別された、７つの自然の音群と、次に高い半音（シャープ）又は次に低い半
音（フラット）の何れかである、５つの音群とに分割され、この５つの音群は、
他の７つの音に対するその位置により識別される。

【０００５】 奏者からの任意の所定の入力の結果として発生された音が、通常、小さい範囲
にわたって異なる調節程度となるように変更し得るように楽器を調節することが
できることが望ましい。その主な理由は、訓練された耳は、実際に、所定の周波
数を発生させる、識別された所定の音を良く認識できるからである。または、同
一の楽器から発生された異なる音が互いに対し正確な関係を保つことを保証する
ため、または、合奏したとき、幾つかの楽器が、同一の音に対し正確に同一の周
波数を発生させることを保証するためである。これが実現されないならば、ビー
ト周波数が発生されるため、不快な音となる。楽器からの出力音程又は周波数を
調節するこの過程は、チューニング（ｔｕｎｉｎｇ）として公知である。

【０００６】 ブラス又は木管群のような多くの楽器は、その楽器の範囲内では同時に１つの
音しか演奏できず、演奏可能な音間の関係は、基本的に、その楽器の実際の製造
メーカーにより決められ、チューニングの可能性は、その範囲の全体を細かく調
節することに限定される。特に、弦楽器群及び鍵楽器群のような他の楽器は、個
々にチューニングされた幾つか、場合によっては多数の構成要素を備えることさ
えもある。このため、これらの楽器のチューニング方法は、個々にチューニング
された楽器の構成要素の各々を正確な相対的音程にすることを含む。１つの弦に
より発生された音の音程は、その材料及び製造の物理的品質、その長さ及びその
張力に依存する。殆んどの場合、弦自体、及びチューニングした長さは、チュー
ニング過程中、変化しないため、変更される唯一の可変要素は張力である。

【０００７】 重量、外観のため、及び楽器の構造体自体が発生される音質に寄与するように
することが望ましいことのため、一般に、楽器の構造的な剛性は、弦の張力がそ
の構造体に検知可能な撓みを生じるように設定してある。その結果、任意の１つ
の弦の張力を調節するならば、楽器の構造体に加わる応力が変化し、これにより
、その応力を受けたときの形状を変化させ、その結果、他の弦のチューニングに
影響を与える。換言すれば、任意の１つの弦のチューニングは、他の弦のチュー
ニングから独立せず、その音程を高くする１つの弦の張力を増すならば、残りの
弦の張力は低下し、また、その逆となる。このことは、チューニング方法を繰り
返して行うことが必要とされ、これにより、奏者は、単一の弦のみにチューニン
グ狂いがある場合であっても、各弦を順次に、多分、数回、チューニングするこ
とになる理由である。

【０００８】 ビブラート装置を備えるエレキギターは、特に、この現象の影響を受ける。こ
れらの楽器において、弦の末端はその前端縁の周りで回動自在であるブリッジプ
レート内に固着される。ブリッジプレートを一方向に回転させ勝ちの弦の張力は
、ギター本体内に配置された１つ以上の弦の張力により対抗され、このため、ブ
リッジプレートは、形成されるトルクが釣合う平衡位置となる。このため、奏者
がビブラートアームを動かすと、ブリッジプレートは平衡位置から離れるように
動き、全体として、弦の張力を低下させ、その結果、特徴的な音効果が得られる
。レバーを離すと、ブリッジプレートは、その平衡位置となり、摩耗が存在しな
いことを条件として、正確なチューニング状態が回復できる。任意の弦における
張力が少しでも変化するならば、ブリッジプレートの平衡位置が変化し、このた
め、他の弦の音程が変化することは明らかである。

【０００９】 本発明の１つの目的は、弦楽器用の新規且つ改良されたチューニング手段を提
供することである。 本発明の第一の特徴に従い、我々は、１つ以上の弦を有する弦楽器用のチュー
ニング手段であって、当該弦又は各弦の張力を変化させる作動手段を備える、チ
ューニング手段を提供する。

【００１０】 該チューニング手段は、当該弦又は各弦の振動に応答して信号を提供する検知
手段と、上記信号に応答して上記作動手段を制御する分析手段とを備えることが
できる。

【００１１】 作動手段は、直流モータとすることができるモータを備えることができる。 作動手段は、ギアボックスを備えることができる。 ギアボックスは、上記モータと弦との間に接続することができる。

【００１２】 ギアボックスは、遊星ギアボックスとし且つ６つの遊星段を備えることができ
る。 ギアボックスは、２０００対１乃至２００００対１の範囲の減速比を有するよ
うにすることができる。

【００１３】 分析手段は第一のフィルタ手段を備えることができる。 上記第一のフィルタ手段は、１つ以上のフィルタを備えることができる。 上記第一のフィルタ手段は、形態変更可能なデジタル帯域通過フィルタを備え
ることができる。

【００１４】 分析手段は、上記信号が上記第一のフィルタに送られる前に、上記信号をデジ
タル信号に変換するアナログ対デジタル変換器を備えることができる。 分析手段は、上記信号が上記第一のフィルタに送られる前に、該信号を漉すア
ナログ帯域通過フィルタを備える、第二のフィルタ手段を更に備えることができ
る。

【００１５】 分析手段は、該分析手段が上記信号に応答して上記作動手段を作動させる作動
モード、及び分析手段が上記信号に応答して各弦のチューニング状態を示す視覚
的ディスプレイを作動させる作動モードの少なくとも１つを備えることができる
。作動モードは、操作する人が選択可能である。

【００１６】 視覚的ディスプレイ手段は、弦の周波数が所望の周波数範囲以上である場合、
第一の色を示し、弦の周波数が所望の周波数範囲以下である場合、第二の色を示
す発光ダイオードを備えることができる。

【００１７】 チューニング手段は、当該弦又は各弦を所望の精度、好ましくは半音の±０．
０２範囲までチューニングするように作動可能とすることができる。 弦楽器が複数の弦を備える場合、上記チューニング手段は、弦の各々が順次に
チューニングされる、複数回のチューニングサイクルを実行し得るように作動可
能である。これと代替的に、各チューニングサイクル中に同時に弦をチューニン
グしてもよい。

【００１８】 本発明の第二の特徴に従い、我々は、複数の弦を有し、本発明の第一の特徴に
よるチューニング手段を備える、ギターを提供する。 検知手段は、上記ギターに設けられたピックアップを備えることができる。

【００１９】 該ピックアップは全ての弦に応答可能なコイルを備えることができ、又は代替
的に、ピックアップは、各々が上記弦の１つに応答可能な複数のコイルを備える
ようにしてもよい。

【００２０】 作動手段がモータを備え又はモータ及びギアボックスを備える場合、弦は一端
にてブリッジプレートに接続し、該ブリッジプレートは、ギターに回動可能に取
り付けられ且つ弦の張力を変化させるように可動であり、上記モータ又は上記モ
ータ及び上記ギアボックスを収容する機械的ブロックが上記ブリッジプレートに
取り付けられ且つ該ブリッジプレートと共に回動可能である。

【００２１】 本発明の第三の特徴によれば、我々は、当該弦又は各弦の張力を変化させる作
動手段を作動させることを含む、１つ以上の弦を有する弦楽器をチューニングす
る方法を提供する。

【００２２】 該楽器は、複数の弦を備え、該弦の各々が、最初に、予め設定した周波数範囲
にチューニングされ、該楽器は、１つ以上の上記弦の振動に応答して信号を提供
する検知手段と、上記信号に応答して分析手段により作動可能な、上記弦の張力
を調節する作動手段とを有するチューニング手段を備える。この方法は、楽器の
全ての弦を振動させるステップと、上記１つの弦の振動周波数を測定することと
、上記１つの弦の上記周波数を変化させ得るように上記１つの弦の張力を調節す
べく上記作動手段を作動させることと、上記弦の各々に対し上記過程を繰り返す
こととを含む、チューニングサイクルを実施するステップとを備えている。

【００２３】 この方法は、上記チューニングサイクルを複数回、実行することを含むことが
できる。 上記複数のチューニングサイクルの第一のもの以外のチューニングサイクルの
各々は、その前のチューニングサイクル中の上記作動手段の作動に応答して上記
１つの弦の上記周波数の変化を測定するステップと、これに応じて、上記作動手
段の作動を変化させるステップとを更に備えることができる。

【００２４】 分析装置が形態変更可能なフィルタを備える場合、この方法は、上記形態変更
可能なフィルタを上記弦の１つの所望の周波数に対応する中央周波数と、上記周
波数範囲に対応する幅とを有するように調節するステップを更に備えることがで
きる。

【００２５】 上記弦の１つ以上が、最初に、上記予め設定した周波数範囲外にある場合、上
記方法は、上記１つ以上の弦の１つを振動させるステップと、上記フィルタを中
央周波数を有するように調節するステップと、上記１つの弦の周波数を識別し得
るように上記中央周波数を増大させるステップと、上記弦のチューニング状態を
視覚的に表示するステップという事前のステップを備えることができる。

【００２６】 該チューニング手段は、本発明の第一の特徴によるチューニング手段を備える
ことができる。 弦楽器は本発明の第二の特徴によるギターを含むことができる。

【００２７】 以下に、添付図面を参照しつつ一例として本発明を説明する。 図１には、ビブラートブリッジ１１が装着された、全体として参照番号１０で
示した、典型的な中実本体を有する６弦のエレキギターの部分断面図が図示され
ている。該ギター１０は、ネック１３が堅固に取り付けられた本体１２を備えて
いる。ヘッド部１４は、チューニングペグ１５が配置されたネック１３の端部に
堅固に取り付けられる。

【００２８】 ビブラートブリッジ１１は、本体１０の開孔１６内に配置され、該ビブラート
ブリッジ１１は、ブリッジプレート１７を備えており、該ブリッジプレート１７
の下側には、ブロック１８が締結され、その頂側部には、６つ一組みのサドル１
９が締結されている。ブリッジプレート１７の前端縁１７ａは当接部２１に形成
された溝２０内に受け入れられる。該当接部２１は通常、２つの溝付きポストを
備えている。例えば、１つ以上のヘリカルばねのような弾性的に変形可能な要素
２２は、ブロック１８の下端と、開孔１６の壁１６ａとの間に接続され、ビブラ
ートブリッジ１１を付勢して、図１に図示するように時計回り方向に回転させる
作用を果たす。

【００２９】 該ギターは複数の弦２３を備えている。弦２３の各々には、ブロック１８のソ
ケット１８ａ内に保持された拡張端２４が設けられている。弦２３の各々は、従
来通り、ブロック１８及びブリッジプレート１７の別個の通路を通って進み、適
当なサドル１９の上を通り、ネック１３に沿って下降し、以下に「ナット」２４
と称するブリッジに設けられた適当な溝に入り、次に、適当なチューニングペグ
１５に達している。該チューニングペグ１５には、全体として、スピンドルを所
望に応じて回転させて弦２３に張力を加えると同時に、ウォーム歯車によって、
弦の張力による後方への推進力に起因する緩みに対する抵抗性を備える、ウォー
ム歯車系が設けられている。このように、弦２３の妥当な長さは、ナット２４と
サドル１９との間の長さであり、発生される音の音程は、弦２３の構造、チュー
ニングした長さ、及びチューニングペグを巻くことにより弦２３に加わる張力に
依存する。弦の組み合わさった張力は、ビブラートブリッジ１１を図１に図示す
るように反時計回り方向に回転させる。この力は、要素２２の作用による抵抗を
受ける。このように、ビブラートブリッジ１１は、弦２３により付与されたトル
クと要素２２に起因するトルクとの間で平衡状態にある。ビブラートブリッジ１
１に取り付けられたビブラートハンドル２５は、操作する人が動かしてビブラー
トブリッジのその前端縁１１ａの周りで回動させることができる。このように、
ビブラートハンドル２５を操作すると、弦の張力が変化し、特徴的な音効果を発
生させる。従来型式の１つ以上のピックアップ２６は、ギター本体に配置されて
おり、弦の振動を感知し且つこれに応じて電気信号を発生する。

【００３０】 本発明の一つの実施の形態によれば、上述した標準的なビブラートブリッジ１
１に代えて、図２に関して以下に説明するビブラートブリッジ３０が使用される
。図１に図示した特徴部分に対応する特徴部分については、同一の参照番号を使
用する。ブリッジプレート３１が設けられ、その前端縁３１ａは、従来と同様に
、通常、一対の溝付きポストを備える当接部２１に設けられた溝２０内に受け入
れられる。弦の各々に対する回転可能なスピンドル３２は、ブリッジプレート３
１内に受け入れられ、該スピンドルは、弦の拡張端２４を受け入れ、弦を確実に
固定し且つスピンドル３２の周りに巻くことを可能にするソケット３２ａを備え
ている。スピンドル３２の各々は、スピンドル３２を多段の遊星ギアボックス３
４を介して駆動する直流モータ３３を備える作動手段により電子的制御手段（図
示せず）の制御の下、回転可能である。スピンドル３２が一方向に回転すると、
弦が巻かれ、このため、張力が増し、従って、音程が高くなる。スピンドルを反
対方向に回転させると、張力が低下し、このため、音程は低くなる。スピンドル
の回転方向は、適当な極性の制御信号にて直流モータを駆動することにより容易
に選択可能である。直流モータは、典型的に、極めて小さい出力トルクにて極め
て速い回転速度で回転する一方、弦２３を巻くスピンドル３２は、チューニング
を正確に制御する目的のため、極めて低速度にて回転し且つ比較的極めて大きい
トルクに抗して回転する必要があるから、ギアボックスの比は高減速比の範囲に
ある必要がある。かかる高減速比のギアボックス内に不可避的に存在する僅かな
程度の摩擦が弦の張力によってモータ３３が逆方向に駆動するのを妨げるから、
正確なチューニング状態を保つために、何らかの特殊なスピンドル係止装置は必
要とされない。かかるモータ３３及びギアボックス３４は、６つ一組みとして取
り付けられる、すなわち、各弦に対し１つのモータ及びギアボックスがブリッジ
プレート３１に取り付けられたブロック３５内に並べて取り付けられる。遊星ギ
アボックス用の内部の歯車部分は、ギアボックス３４が受け入れられるブロック
３５の開孔内に形成されている。モータ３３は、例えば、必要な張力程度が著し
く相違するといったような、弦２３の特徴が相違するにも拘らず、同一であるこ
とが都合良いが、必ずしも同一である必要はない。同様に、ギアボックス３４は
同一であることが都合良いが、必ずしも同一である必要はない。ビブラートブリ
ッジ３０は、通常のように、ギター本体１２に形成された開孔１６内に取り付け
られ、要素２２による弦２３の張力に抵抗する平衡位置に保たれる。モータ及び
ギアボックスはブロックビブラートブリッジ３３内に完全に保持されているから
、ハンドル２５を使用してビブラートの正常な作用が保持される。従って、ビブ
ラートブリッジ３０を受け入れるためにギター本体１２を改造する必要は全くな
い。

【００３１】 遊星ギアボックス３４の１つが図４の平面図に図示されている。ギアボックス
３４は、ブロック３５に設けられた開孔３５ａ内に受け入れられ、この場合、該
ブロック３５は、一部切欠いて図示されている。ギアボックス３４は、直流モー
タにより駆動される入力軸３６と、スピンドル３２と駆動可能に接続された出力
軸３７とを備えている。遊星ギアボックスは、６つの段Ａを備えている。段の各
々は、好ましくは３つの遊星歯車３８ａとかみ合う太陽歯車３８を備えている。
遊星歯車３８ａは、開孔３５ａの表面３５ｂに設けられた雌ねじと係合すること
が好ましい。遊星歯車３８ａは、キャリア３９の上に回転可能に保持される。該
キャリアは、出力軸３９ａにより後続の遊星段Ａの太陽歯車３７に駆動可能に接
続される。ギアボックスの各段Ａは、速度を遅くし且つトルクを増大させる。所
望に応じて異なる数の遊星段Ａを含めることができる。

【００３２】 チューニング手段の電子的制御手段は、図３に全体として参照番号４０で概略
図的な形態で図示されている。電子的制御手段４０の各部分は、従来の電子的構
成要素を備え、各部分に対し所望の機能を持たせるため、所望に応じて、構成要
素を任意に配置することができる。

【００３３】 図１及び図２に図示したピックアップ２６からの信号は、線４１によりアナロ
グ帯域通過フィルタ４２を備える第二のフィルタ手段に供給される。このアナロ
グ帯域通過フィルタ４２は、全ての弦の基本周波数を含む周波数の帯域幅のみを
通過させる一方、より高い倍音周波数を可能な限り多く排除することを可能にす
る。このアナログ帯域通過フィルタ４２は、濾した信号を増幅し、その後、その
信号は、線４３によりデジタル信号処理（ＤＳＰ）マイクロコントローラ４４に
供給される。各弦に対し、モータ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３
３ｆが提供される。そのモータの各々は、対応するモータの制御装置４５ａ、４
５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆに応答して作動し、対応する弦の張力を
変化させる。各弦のチューニング状態を視覚的に表示するため、複数の発光ダイ
オード（ＬＥＤｓ）（図示せず）を備えることが好ましい、ディスプレイ手段が
参照番号４６で図示されている。電池４７により電子的制御手段４０に電力が供
給される。操作する人がマイクロコントローラ４４の作動モードを選択すること
を可能にするべくモードスイッチ４８が設けられている。

【００３４】 該マイクロコントローラ４４は、アナログ帯域通過フィルタ４２からのアナロ
グ信号を量的なデジタル信号に変換するアナログ対デジタル変換器を備えている
。該アナログ対デジタル変換器は、所望であるならば、他のビット数を使用する
ことも可能であるが、８ビット信号を供給することが好ましい。該マイクロコン
トローラ４４は、各弦に対応するデジタル化した信号の周波数成分を検知し且つ
測定する手段を更に備えている。次に、該マイクロコントローラは、線４９ａ、
４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ、４９ｅ、４９ｆによって各モータに対応するモータ制
御装置４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆに制御信号を送ること
により、ピックアップ２３からの信号に応答して、モータ３３ａ、３３ｂ、３３
ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆの各々を制御する。

【００３５】 マイクロコントローラ４４は、８ビット装置又は１６ビット装置とすることが
でき、或いは、実際上、所望に応じて任意のビット数を使用することができる。
これと代替的に、プログラム化可能な適宜の任意の装置を使用してもよい。

【００３６】 モードスイッチ４８は、３つのモードの１つを選択し得るように３つの位置の
任意の１つに動かすことができる。モードスイッチ４８が以下にオフモードと称
する第一のモードを選択する第一の位置にあるとき、チューニング手段を作動さ
ずにギターを演奏することができる。該ギターは、チューニング手段による何ら
かの支援を受けることなく手でチューニングすることもできる。以下に、チュー
ニングモードと称する第二のモードを選択したならば、操作する人は、全ての弦
を弾き、マイクロコントローラ４４は、全ての弦を例えば、所望の音程の±０．
０２半音範囲内にチューニングするように作動する。チューニングモードを良好
に選択し得るよう弦をチューニングすることができるようにするため、以下に設
定モードと称する第三のモードを選択することができる。このモードにおいて、
操作する人はギターのヘッド部におけるキーを使用して従来の方法で個々の弦を
チューニングし、また、チューニングモードを選択することのできる予め設定し
た周波数範囲に弦がチューニングされたことを視覚的表示が為される。

【００３７】 この実施例において、デジタル化信号の周波数成分を検知し且つ測定すべくマ
イクロコントローラ４４内に設けられた手段は、形態変更可能なデジタル帯域通
過フィルタを有する第一のフィルタ手段を備えることも好ましい。アナログ帯域
通過フィルタ４２の帯域幅は、デジタル帯域通過フィルタのサンプリング周波数
を排除し得るように選択されることが好ましい。この実施例において、デジタル
帯域通過フィルタのサンプリング周波数は、低Ｅ、Ａ、Ｄ、Ｇ弦を試験するとき
、２ｋＨｚに設定され、Ｂ及びより高いＥ弦を試験するとき、４ｋＨｚに設定さ
れる。デジタル帯域通過フィルタの中央周波数及び幅を設定して、チューニング
すべき弦の所望の周波数に対応する中央周波数と、設定モード又はチューニング
モードの何れかが選択されるかに対応した幅とを有するようにデジタル帯域通過
フィルタを設定することを可能にする。デジタル帯域通過フィルタの周波数範囲
内に属する信号に含まれる周波数のみが、デジタル帯域通過フィルタを通過する
ようにする。通過した周波数は、デジタル化した正弦波形の形態をし、波形の「
零クロス」間の時間を測定することにより、周波数の測定が為される。零クロス
に隣接する信号値の間にて線形補間を行うことにより、零クロスの各々の時間を
より正確に設定することができ、従って、零クロスの時間をより正確に計算する
ことができる。所望であるならば、必要とされる周波数を識別し且つ測定するた
めにフーリエ分析のような、その他の技術を使用することができる。

【００３８】 例えば、ギターの弦を張り替えたときのように、設定モードが選択されたなら
ば、操作する人は、そのときにチューニング中の弦のみをかき鳴らす。デジタル
帯域通過フィルタが信号を通過させる迄、周波数を増大させることにより、デジ
タル帯域通過フィルタの中央周波数が最小の周波数から走査される。このように
して、中央周波数を走査することにより、弦の基本周波数が検知され、より高い
倍音が回避される。通過した信号の周波数は、上述した零クロス方法を使用して
測定される。チューニング中の弦は、その通過した信号が属する周波数範囲から
識別され、通過した信号の周波数をその弦に必要とされる周波数と比較する。次
に、1つが弦の各々に対応する、６つのＬＥＤを備える、ＬＥＤパネル２０によ りその弦のチューニング状態が視覚的に表示される。ＬＥＤは、弦の周波数が高
過ぎるとき、例えば、赤のような第一の色を表示し、弦の周波数が低過ぎるとき
、例えば、黄色のような第二の色を表示し、マイクロコントローラがチューニン
グモードにて弦をチューニングすることのできる予め設定した周波数範囲の周波
数であるとき、例えば、緑のような第三の色を表示することができる、３色ＬＥ
Ｄであることが好ましい。従って、操作する人は、チューニングモードを選択し
、チューニングを自動的に完了することができることを示す、ＬＥＤの全てが第
三の色を表示する迄、ＬＥＤにより表示されたチューニングの情報に対応して弦
を手でチューニングすることができる。各弦に対する所望の周波数及び形態変更
可能なデジタル帯域通過フィルタ用のパラメータは、マイクロコントローラ４４
内に設けられた記憶装置内に保持することができる。多数の異なるチューニング
モードがマイクロコントローラ４４により保持され且つ操作する人が選択可能で
あるようにすることができる。適当な検知手段及び分析手段を設ければ、勿論、
全ての弦を同時にかき鳴らす設定モードを提供することが可能である。

【００３９】 チューニングモードが選択されたならば、マイクロコントローラ４４は図５の
ステップを行う。形態変更可能なデジタルフィルタは、低Ｅ弦に設定され、装置
は、限界値１と称する、所定の閾値を超える大きさの信号を待つ。操作する人は
、ギターの全ての弦を弾き、信号はピックアップ２６からマイクロコントローラ
４４に送られる。信号が検知されたならば、マイクロコントローラは、続行する
前に、全ての過渡的信号を除去するため、第一の設定期間だけ待つ。

【００４０】 ギターの弦を弾いたとき、この弦は、最初に、その基本周波数よりもより高い
周波数にて振動する。このより高い周波数の時間及び振幅は、弦を弾く強さに依
存する。かき鳴らすときの強さは、勿論、その弦から信号の最初の大きさから計
算することができる。この低Ｅ弦からの最初の信号以降に第一の設定時間が経過
したならば、更なる遅延時間を許容し、最初のより高い周波数振動が消衰し、弦
がその基本周波数に「安定する」ことを許容する。更なる遅延時間は、例えば、
２秒に設定することができ、又はこの時間は、検知された最初の大きさに依存し
て変更することができる。

【００４１】 更なる遅延時間が経過したならば、低Ｅ弦からの信号の大きさが限界値２と称
する、所定の最大の閾値よりも小さくなったときに限り、各弦に対する周波数成
分の測定を開始する。所望であれば、任意の弦を試験することができるが、より
高周波数の最初の振動が消衰するのに必要な時間は、低Ｅ弦の場合に最大である
から、この低Ｅ弦からの信号の大きさを試験することが好ましい。

【００４２】 更なる検証として、低Ｅ弦の振動周波数を変化について測定し、その弦がその
基本周波数に安定したかどうかを確認する。 遅延時間が経過し且つ／又は低Ｅ弦がその基本周波数に安定し、低Ｅ弦からの
信号の大きさが限界値２以下に低下したならば、チューニング手段は、複数回の
チューニングサイクルを行う。形態変更可能なデジタル帯域経過フィルタの中央
周波数は、低Ｅ弦から開始して、順々に、全ての弦の所望の周波数に設定される
。形態変更可能な帯域経過フィルタを通過した信号の大きさを測定する。その大
きさが限界値３と称する、所定の最小の閾値以下であるならば、チューニング手
段は、信号が存在しないと考え、その弦のチューニングを行わず、次の弦に移る
。所定の最小の閾値レベルは、デジタル帯域通過フィルタの不安定さに起因する
全てのスプリアス信号を除去し得るように設定される。

【００４３】 次に、形態変更可能なデジタル帯域通過フィルタを通過した信号の周波数を測
定し、その弦の所望の周波数からの距離を計算する。単一のパルスを有する信号
は、適当なモータ制御装置に送って、その弦に対するモータを回転させ、張力を
適宜に加減し、パルスの長さがモータの作動時間、従って、張力の変化の大きさ
を決定する一方、パルスの極性はモータが回転する方向、従って、張力が増して
いるか減少しているかを決定する。次に、この過程は、残る弦の各々について行
う。１つの弦の張力を変化させると、残る弦の張力が変化するから、全ての弦が
チューニングされるか、又は信号が限界値３以下となる迄、必要なだけチューニ
ングサイクルを繰り返す。幾つかの弦が正確にチューニングされたが、その弦に
対する信号の大きさが限界値３以下に低下するため、幾つかの弦は完全にチュー
ニングされないときに、チューニングが停止されることがあり、この場合、再度
、弾いて残る弦をチューニングする。

【００４４】 全ての弦をかき鳴らすため、ピックアップからの信号に各弦に対する基本周波
数が存在するのみならず、より高い倍音周波数もアナログ帯域通過フィルタ４２
の帯域幅内に存在する。倍音周波数の幾つかは、他の弦の基本周波数により近く
に位置し、また、デジタル帯域通過フィルタの帯域幅は、チューニングモードに
て、各基本周波数に対し十分に狭小であるように選択され、全ての付近の倍音周
波数を排除する、従って、設定モードを使用して、弦を予め設定した周波数範囲
にチューニングすることを不要にする。Ｂ及び高Ｅ弦に対して、より低い弦の倍
音周波数は、基本周波数に過度に近い位置にあり、その代わり、Ｂ及び高Ｅ弦の
第一の周波数が測定される。Ｂ及び高Ｅストリングの張力を変化させて、第一の
倍音をその正確な値にすることにより、各弦の基本周波数もまた、所望の周波数
にチューニングされる。チューニングサイクルを行うとき、どの弦を試験するか
に依存して、サンプリング周波数をその適当な値に設定する。

【００４５】 好ましくは、デジタル帯域通過フィルタの帯域幅は、中央周波数の±６−８％
、すなわち約半音の範囲内に設定する。 これと代替的に、形態変更可能な単一のデジタル帯域通過フィルタに代えて、
パラメータが一定であるか又は形態変更可能の何れかである、複数のフィルタを
使用することも可能であろう。形態変更可能な単一のフィルタを使用することは
、ハードウェアの要求を少なくし、従って、チューニング手段のコストを削減す
ることになる。

【００４６】 第一のチューニングサイクル中、モータ制御装置に送られるパルスの長さは、
所定の規則に従って選択される。２回目、及びその後のチューニングサイクル時
、その前のチューニングサイクルにより発生されたパルスに起因する弦の周波数
の変化を測定し、所定のパルス長さにより発生されたその弦の周波数の変化を計
算する。次に、この較正情報を使用して、その後のチューニングサイクル中に発
生されたパルスの長さを変化させることができる。この学習過程は、チューニン
グ前に最初の別個の較正過程を行うことを不要にする。このことは、また、例え
ば、異なる製造メーカからのもののように特徴が僅かに相違する弦であるとき、
又は、弦が年数又は使用により劣化したとき、その弦を電子的制御手段にてチュ
ーニングすることを可能にする。所望であるならば、例えば、多数のパルスがモ
ータ制御装置に送られ、また、モータが動く距離がパルスの幅（パルス幅変調）
又はパルス数に依存する場合、その他のパルス方法を使用することができる。

【００４７】 この実施例における各チューニングサイクルは、約１．２乃至１．５秒である
。理想的には、弦をチューニングするために３回以上のチューニングサイクルは
必要ないようにする。ギターの弦を１回かき鳴らす時間は、少なくとも約５秒続
き、この時間は、少なくとも２回又は３回のチューニングサイクルを行うことを
可能にするのに十分である。各サイクル中に各弦をチューニングするのに必要な
時間は、その弦の周波数に逆比例し、従って、Ｂ及び高Ｅ弦に加えて、幾つか又
は全ての弦の基本周波数音ではなくて、第一の倍音を測定することにより、その
チューニングサイクルを速めることが可能となる。

【００４８】 その弦の状態を示すため、チューニングモード中、３色ＬＥＤｓを作動させる
ことができる。例えば、未チューニングの弦を赤ＬＥＤで示し、チューニング済
みの弦を緑ＬＥＤで示し、また、信号の大きさが限界値３以下に低下した弦は、
黄色ＬＥＤで示すことができる。

【００４９】 低Ｅ弦の張力の変化は、他の弦の張力に最大の影響を与えるから、低Ｅ弦は、
チューニングサイクル中にチューニングすべき最初の弦である。弦は、他の弦に
対するその効果に依存して連続的にチューニングされ、高Ｅ弦は最後にチューニ
ングされる。

【００５０】 モータを作動させても、弦の周波数が何ら変化しない場合、マイクロコントロ
ーラは、その可能性のある原因を識別することができる。このマイクロコントロ
ーラは、各モータに供給される電流を監視することができる。モータに電流が供
給されない場合、モータは接続されないか、又は別の弦の周波数が変化した場合
、モータは不正確に接続された可能性がある。モータに正常な電流が供給され、
別の弦の周波数が変化するならば、このことは、測定中の周波数範囲にて弦は、
不正確にチューニングされたことを示す。モータに異常に高電流が供給されるな
らば、このことは、モータが物理的に焼き付いたことを示す。その誤りの原因に
ついて操作する人の注意を引くため、適当な視覚的表示を提供することができる
。

【００５１】 例えば、各弦に対応する１つのコイルを有するヘックスピックアップの如く、
各々が１つ以上の弦に対応した複数のピックアップコイルのような電子部品を適
宜に対応させ得ることができるのは明らかであろう。この場合、弦の各々は、別
個の信号を発生させ、また、複合的信号から、信号弦の周波数を選択する必要が
ないから、フィルタ手段は省くことができる。その部品がピックガードの下方に
てギターの本体内に受け入れられ、また、ビブラート３０を使用するとき、ギタ
ー自体を物理的に変更する必要が全くないような、電子部品の物理的寸法とする
ことが好ましい。

【００５２】 例えば、ギターをＥ弦に対してチューニングする場合について本発明を説明し
たが、チューニング手段は、従来型式であるかどうかを問わずに、楽器を任意の
所望のチューニング状態にチューニングすることができることが明らかであろう
。このチューニング手段は、複数のチューニング状態を記憶し且つギターをチュ
ーニングしようとする、上記複数のチューニング状態の所望の１つを選択し得る
ように作動させることができる。このチューニング手段は、また、操作する人が
指定した特定のチューニング状態を記憶し且つその後に、そのチューニング状態
にギターをチューニングし得るようにすることもできる。

【００５３】 本発明は、任意の適当な弦楽器に対して使用し得るよう所望通りに適応させる
ことができることが明らかであろう。 開示した機能を実施するための特定の形態又は手段の表現として、上記の説明
、又は特許請求の範囲、或いは添付図面に開示された特徴、又は開示された結果
を実現するための方法又は過程は、適宜に別個に又はかかる特徴を組み合わせる
ことにより、利用して本発明をその異なる形態にて具体化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のエレキギターの概略図的な断面図である。

【図２】 本発明の一つの実施の形態に従って改変した、図１のエレキギターの拡大縮尺
による概略図的な部分断面図である。

【図３】 本発明の一つの実施の形態による分析手段及び作動手段の概略図である。

【図４】 本発明の一つの実施の形態による遊星ギアボックスの概略図的な断面図である
。

【図５】 ギターの弦をチューニングする操作方法の概略図的な図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年３月２３日（２００１．３．２３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ｗ (72)発明者 デント，ナイジェル・アラステアー イギリス国オックスフォード オーエック ス３・０ディーエス，ロルフ・プレイス ３ (72)発明者 ランバート，アンソニー・トーマス イギリス国ウィルトシャー エスエヌ６・ ８ディーティー，スウィンドン，シュリベ ンハム，ヴィカリッジ・レーン 31 Ｆターム(参考） 5D002 AA04 CC44 5D378 KK02 YY02

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つ以上の弦を有する弦楽器用のチューニング手段であって
   、該弦又は各弦の張力を変化させる作動手段を備える、弦楽器用のチューニング
   手段。
2. 【請求項２】 請求項１によるチューニング手段において、該弦又は各弦の
   振動に応答して信号を提供する検知手段と、前記信号に応答して前記作動手段を
   制御する分析手段とを備える、チューニング手段。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２によるチューニング手段において、作
   動手段が電気モータを備える、チューニング手段。
4. 【請求項４】 請求項３によるチューニング手段において、モータが直流モ
   ータである、チューニング手段。
5. 【請求項５】 請求項３又は請求項４によるチューニング手段において、作
   動手段が前記モータと前記弦との間に接続されたギアボックスを更に備える、チ
   ューニング手段。
6. 【請求項６】 請求項５によるチューニング手段において、ギアボックスが
   遊星ギアボックスである、チューニング手段。
7. 【請求項７】 請求項６によるチューニング手段において、遊星ギアボック
   スが６つの遊星段を備える、チューニング手段。
8. 【請求項８】 請求項５乃至７の何れか１つに記載のチューニング手段にお
   いて、ギアボックスが２０００：１乃至２００００：１の範囲の減速比を有する
   、チューニング手段。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８の何れか１つによるチューニング手段におい
   て、分析手段が第一のフィルタ手段を備える、チューニング手段。
10. 【請求項１０】 請求項９によるチューニング手段において、前記第一のフ
    ィルタ手段が複数のフィルタを備える、チューニング手段。
11. 【請求項１１】 請求項９又は請求項１０によるチューニング手段において
    、前記第一のフィルタ手段が形態変更可能なデジタル帯域通過フィルタを備える
    、チューニング手段。
12. 【請求項１２】 請求項９乃至１１の何れか１つによるチューニング手段に
    おいて、分析手段が、前記信号が前記第一のフィルタ手段に送られる前に、前記
    信号をデジタル信号に変換するアナログ対デジタル変換器を備える、チューニン
    グ手段。
13. 【請求項１３】 請求項９乃至１２の何れか１つによるチューニング手段に
    おいて、分析手段が、第二のフィルタ手段を備え、該第二のフィルタ手段が、前
    記信号が前記形態変更可能なデジタル帯域通過フィルタに送られる前に、信号を
    濾すアナログ帯域通過フィルタを備える、チューニング手段。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至１３の何れか１つによるチューニング手段に
    おいて、分析手段が、該分析手段が前記信号に応答して前記作動手段を作動させ
    る作動モード、及び分析手段が前記信号に応答して各弦のチューニング状態を示
    す視覚的ディスプレイを作動させる作動モードの少なくとも１つを有する、チュ
    ーニング手段。
15. 【請求項１５】 請求項１４によるチューニング手段において、作動モード
    が操作する人により選択可能である、チューニング手段。
16. 【請求項１６】 請求項１４又は請求項１５によるチューニング手段におい
    て、視覚的ディスプレイ手段が発光ダイオードを備える、チューニング手段。
17. 【請求項１７】 請求項１６によるチューニング手段において、発光ダイオ
    ードが、弦の周波数が予め設定した周波数範囲以上である場合、第一の色を示し
    、弦の周波数が予め設定した周波数範囲以下である場合、第二の色を示す、チュ
    ーニング手段。
18. 【請求項１８】 請求項１乃至１７の何れか１つによるチューニング手段に
    おいて、チューニング手段が該弦又は各弦を半音±０．０２の範囲にチューニン
    グするように作動可能である、チューニング手段。
19. 【請求項１９】 請求項１乃至１８の何れか１つによるチューニング手段に
    おいて、弦楽器が複数の弦を備え、前記チューニング手段が、各弦が順々にチュ
    ーニングされる複数回のチューニングサイクルを行うように作動可能である、チ
    ューニング手段。
20. 【請求項２０】 添付図面に関して明細書に説明したチューニング手段。
21. 【請求項２１】 請求項１乃至２０の何れか１つによるチューニング手段を
    有し、複数の弦を備える、ギター。
22. 【請求項２２】 請求項２１によるギターにおいて、前記検知手段がピック
    アップを備える、ギター。
23. 【請求項２３】 請求項２２によるギターにおいて、ピックアップが前記弦
    の全てに応答可能なコイルを備える、ギター。
24. 【請求項２４】 請求項２２によるギターにおいて、ピックアップが、各々
    が前記弦の１つに応答可能な複数のコイルを備える、ギター。
25. 【請求項２５】 請求項３乃至８の何れか１つに直接的に又は間接的に従属
    する、請求項２１乃至２４の何れか１つによるギターにおいて、弦が一端にてブ
    リッジプレートに接続され、該ブリッジプレートが、ギターに回動可能に取り付
    けられ且つ弦の張力を変化させ得るように可動であり、機械的なブロックが前記
    ブリッジプレートに設けられ且つ該ブリッジプレートと共に回動可能であり、前
    記ブロックが、前記モータ又は前記モータ及び前記ギアボックスを収容する、ギ
    ター。
26. 【請求項２６】 添付図面に関して明細書に説明したギター。
27. 【請求項２７】 １つ以上の弦を有する弦楽器をチューニングする方法にお
    いて、該弦又は各弦の張力を変化させ得るよう作動手段を作動させることを含む
    、方法。
28. 【請求項２８】複数の弦を備え、該弦の各々が最初に、予め設定した周波数
    範囲内にチューニングされ、１つ以上の前記弦の振動に応答して信号を提供する
    検知手段と、前記信号に応答して分析手段により作動可能な前記弦の張力を調節
    する作動手段とを有するチューニング手段を備える楽器の請求項２７によるチュ
    ーニング方法において、楽器の全ての弦を振動させるステップと、前記弦の１つ
    の振動の周波数を測定することと、前記作動手段を作動させ、前記１つの弦の張
    力を調節し、該１つの弦の前記周波数を変化させることと、前記弦の各々に対し
    前記過程を繰り返すこととを含む、チューニングサイクルを行うステップとを備
    える、方法。
29. 【請求項２９】 請求項２８による方法において、前記チューニングサイク
    ルを複数回、行うことを含む、方法。
30. 【請求項３０】 請求項２９による方法において、前記複数のチューニング
    サイクルの第一のもの以外のチューニングサイクルの各々が、その前のチューニ
    ングサイクルにおける前記作動手段の作動に応答して前記１つの弦の前記周波数
    の変化を測定するステップと、これに応じて、現在のサイクルにおける前記作動
    手段の作動を変化させるステップとを更に備える、方法。
31. 【請求項３１】 分析手段が形態変更可能なフィルタを備える、請求項２８
    乃至３０の何れか１つによる方法において、該形態変更可能なフィルタを前記弦
    の１つの所望の周波数に対応する中央周波数と、前記周波数範囲に対応する幅と
    を有するように設定するステップを備える、方法。
32. 【請求項３２】 前記弦の１つ以上が最初に、前記予め設定した周波数範囲
    外にある弦楽器の請求項３１によるチューニング方法において、前記１つ以上の
    弦の１つを振動させるステップと、前記フィルタを中央周波数を有するように設
    定するステップと、前記中央周波数を増大させ、前記１つの弦の周波数を識別す
    るステップと、前記弦のチューニング状態を視覚的に表示するステップという事
    前のステップを備える、方法。
33. 【請求項３３】 添付図面に関して明細書に説明した方法。
34. 【請求項３４】 請求項２７乃至３３の何れか１つによる方法において、チ
    ューニング手段が請求項１乃至２０の何れか１つによるチューニング手段を備え
    る、方法。
35. 【請求項３５】 請求項２７乃至３４の何れか１つによる方法において、弦
    楽器が請求項２１乃至２６の何れか１つによるギターから成る、方法。
36. 【請求項３６】 本明細書に記載し且つ／又は添付図面に図示した任意の新
    規な特徴又は新規な特徴の組み合わせ。