JP2003532161A - 相互に垂直な２つの面での弦の振動を検出する多音ギターピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 対象物（１２）の振動を検出する変換器（１０）に関する。弦平面の振動と弦平面に垂直な振動を検出するマルチプルピックアップコイル（２８，２９）が利用される。このシステムは弦平面の振動を表す信号を生成するため第１及び第２ピックアップからの信号を減算し、弦平面に垂直な弦振動を決定するために第１及び第２ピックアップから出力された信号を合成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は変換器(transducer)に関する。これらの装置は振動する強磁性物体の
物理的エネルギーを電気信号に変換するために使用される。電気ギターのピック
アップは振動するギター弦の運動エネルギーを振動電圧の形状の電気信号に変換
する変換器である。一般的に、ギターピックアップ変換器は永久磁石と磁極片(p
ole piece)の周囲に絶縁された導線を巻いて形成された電気コイルを利用してい
る。この変換器の磁石とコイルのシステムはギターのボディに搭載され、複数の
ギター弦が磁束界中を通過し、弦が振動すると、磁界の形状を変化させる。この
変化する磁束によりピックアップの巻線に電気信号が誘導される。ギターアンプ
はこの電圧を音に変換する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のギターは各端部で固定され且つ適切な周波数で振動させるために張られ
た複数本の弦を有する。ギター弦は変換器の上方にあるブリッジ(bridge)上で支
持される。磁気ピックアップ付き電気ギターにおいて、ギター弦は正常状態では
ピックアップ／変換器に接触しないが、近接している。これはアコースティック
ギターで使用されるトーンホール(tone-hole)ピックアップにも当てはまる。変
換器は磁界を発生する磁石と、磁界の影響内に置かれた電気コイルを有する。弦
は磁気透過材料で構成され、変換器の磁界を透過させるように配置される。弾い
たり、軽くかき鳴らすと、振動するギター弦の磁気透過材料はコイルの巻線に対
応する振動磁束を発生する。このように、磁気誘導を経て、ピックアップから発
生する磁束線内で動くギター弦の振動により、電気信号がピックアップのコイル
内で発生する。

【０００３】 音楽を演奏中または録音中に、時々、所望の効果得るためピックアップ信号が
処理される。最も共通の効果として、ハーモニック歪み、コーラス、反響が追加
される。多音濁り(polyphonic fuzz)のようなより複雑な効果のために、分離し
た信号を各弦から得ることが好ましく、時に要求される。この目的のため、多音
(polyphonic)ピックアップが使用される。多音ピックアップはマルチプルセンサ
ー(multiple sensor)を持ち、各センサーはある１本の弦の振動に特に敏感であ
り、他の弦の振動には比較的鈍感である。６本弦ギターの多音ピックアップは６
個のセンサーを有し、ヘクサフォニック(hexaphonic)ピックアップまたはヘクサ
(hex)ピックアップと呼ばれている。多音またはヘクサフォニックギターピック
アップはギターが最終音を作るデジタル信号処理装置またはシンセサイザーに接
続されるシステムに使用される。

【０００４】 ヘクサフォニックピックアップにおいて、各センサーは６本弦ギターの個別の
弦に専用される。この目的に使用される２つの通常タイプのピックアップは圧電
ピックアップ及び磁気ピックアップである。磁気ピックアップは一般的に永久磁
石付きの可変磁気抵抗型磁界センサーと弦下に配置されたセンサーコイルから構
成される。この型のピックアップは磁界内にある弦の一部の振動の速度に応答し
てコイル内に出力電圧を発生する。

【０００５】 可変磁気抵抗型変換器はしばしば移動する強磁性目標物の速度を計測し、また
は検出するために使用される。目標物が所定の通路に沿ってのみ移動できる場合
、速度の方向が変換器の検出コイルで誘導される電圧の極性から決定される。し
かしながら、振動するギター弦の一部の場合のように、もし目標物が任意の経路
に動くと、移動の方向は誘起された電圧極性で決定されず、誘起電圧の絶対値は
目標物速度の絶対値を正確に示していない。

【０００６】 上述のように、多音ギターピックアップは弦振動のある特性に依存する異なる
音を作るように設計された信号処理装置と組み合わせて使用される場合がある。
これによりギター奏者にモノラル(monophonic)ピックアップから得られる信号で
できない表現の度合いを与える。場合により、音はピックアップ信号で得られる
情報を使用してデジタル的に合成され、変形される。このようなシステムにおい
て、ピックアップ信号に対する弦振動の不適切または不正確な変換により、不良
デジタルピッチトラッキング及び不必要な音になる。従って、多音ピックアップ
が振動弦の全ての状況を表す信号をできるだけ正確に発生することが望まれる。
近傍の弦振動、ギターの他の部分の振動、ギターボディに不注意な衝撃により生
ずるノイズ、フレットノイズのような他の発生源により生じる信号成分は可能な
限り回避される。一般的に、圧電ピックアップは磁気ピックアップより外部の好
ましくない影響に対して敏感である。他方、磁気多音ピックアップは弦間で発生
する磁気クロストーク(cross talk)を受ける。各変換器が問題の変換器の直上の
弦の他に近傍の弦の振動を検出する場合にクロストークが生じる。これは第１変
換器のコイルの磁界に影響を与える第２の弦振動により生じ、第１変換器のコイ
ルの読み取りに影響を与える第２変換器の漂遊磁束により生じる。

【０００７】 ギター弦が弾かれ且つ開放されると、弦の任意の部分が横断面のマルチプル方
向に振動する。横断面は弦の軸に対して垂直な面である。弦振動の通路は例えば
横断面で加工楕円(precessing ellipse)である。従来の磁気多音ギターピックア
ップは主に垂直軸に沿って、例えばピックアップから遠ざかる方向に生じる弦振
動に反応する。これらのピックアップは水平に、例えば弦で形成される面の軸に
沿って生じる振動にも反応するが、感度は小さい。この交差軸感度の結果、異な
る方向の弦振動は出力信号に分離出来ずに混合される検出コイルの異なるように
変倍された(scaled)電圧を誘導する。この従来の磁気ピックアップの欠点は信号
を解釈する電子システムのトラッキング速度と、ピッチ精度、及び他の性能特性
を制限することである。例えば、水平に近い方向の大振幅の弦振動は垂直に近い
方向の小振幅の弦振動と識別できない。逆に、ピックアップは異なる方向の等振
幅の弦振動に対して異なる感度で反応する。

【０００８】 全ての面での横弦振動を決定するための従来のギターピックアップの不十分さ
は従来技術の他の発明者らにより認識されている。単一弦用のマルチプル磁極ピ
ックアップの一例は１９８２年９月１４日にコバニアン(Chobanian)氏らに発行
された米国特許第４，３４８，９３０号「Transducer for Sensing String Vibr
ational Movement in Two Mutually Perpendicular Planes」に示されている。
この特許は分離した専用の磁極片と、２つの分離した相互に垂直な面の振動に敏
感なコイルを教示している。この特許は第１の電気信号を供給するための第１コ
イル付き第１磁気透過磁極と、第２の電気信号を供給するための第２コイル付き
第２磁気透過磁極を使用することを対象としている。この設計では第１面での弦
の振動運動が前記第２コイルの最少または不十分な磁束変化を誘導する第１磁極
を使用するか、またはその逆の構成を使用している。このように、一平面内の弦
の振動動作は他の相互に垂直な面内の弦の振動動作の検出に独立に、且つ最少の
影響で検出される。コバニアン特許は互いに垂直な検出軸を有する１本の弦に対
して２つのセンサーコイルを持つ多音磁気ギターピックアップを記載している。
弦が複数のセンサーの一つの検出面で振動する場合、極めて大きい変化が他の磁
極片内での変化より１磁極片の磁束内で生じる。しかしながら、この装置は、両
センサーの磁界が弦と両磁極片で互いに干渉するので、直交軸の弦振動の方向を
決定することができない。これにより、どの方向の弦の振動も、無視できない電
圧を両コイルに同時に誘導させる。

【０００９】 米国特許第４，５３４，２５８号「Transducer Assembly Responsive To Stri
ng Movement In Intersecting Planes」において、ノーマン ジェイ． アンダ
ーソン(Norman J. Anderson)氏は弦の全ての横運動を決定するように設計された
磁気ピックアップを記載している。この設計において、各コイルは第１面内の弦
の振動に対して最大の感度を示し、第１面内に交差する第２面内の弦の振動に対
して最小の感度を示す。アンダーソン特許の説明によれば、これらの主面はギタ
ーボディの上面に対して好ましくは垂直であり、−４５度と＋４５度である。１
組のコイル内の全ての弦の振動により誘導された信号は１つのオーディオチャン
ネルで合成され、他の組のコイル内の全ての弦の振動により誘導された信号は第
２のオーディオチャンネルで合成される。このように、振動面が部分的に識別さ
れる間、弦信号は混合される。さらに、上記の装置で、弦が主面の一つで振動す
ると、主面が交差し電流が両コイルに誘導される弦の位置で磁束が変調されるの
で、振動面が充分に分離されない。２つの磁極片を包囲する磁界の相互作用のた
め、磁気密度を一方の磁極片で変化させると、他の磁極片でも変化が生ずる。

【００１０】 米国特許第５，２０６，４４９号「Omniplanar Pickup For Musical Instrume
nts」において、リチャード イー． ディー． マッククリッシュ(Richard E.
D. McClish)氏は弦振動に対する全面感度を実現するために磁気センサーの類似
構造を記載している。この発明によれば、位相シフトを他方の信号に関して信号
の一つに与えた後、２つのコイルからの信号が合成される。９０度位相シフトは
全面感度のために提案され、他の位相角の可能性が言及されている。これらの信
号を１８０度の位相シフトで合成することは減算に対応し、ゼロ度で位相シフト
で合成することは加算に対応する。しかしながら、従来技術の磁気変換器では、
センサーコイルは直接に結合されず且つ充分に独立していない磁界中に置かれる
。これらの磁束界は近接し、弦に交差するので、両センサーコイルはどの方向の
弦振動にも反応し、異なるレベルの感度で反応する。２つのセンサーコイルの最
大感度軸は平行でない。つまり、弦が１つの最大感度の主面内または近傍で振動
する場合、差信号は相殺されない。従って、信号の位相シフト合成はセンサー単
独よりより近い全面感度パターンを与える。個別のコイル信号、これらの和及び
差信号、これらの信号のどのような位相シフト合成も交差平面の振動成分を示さ
ない。対照的に、もし本発明で当てはまるように、直交面の振動成分が得られる
と、任意に全平面出力がこれらの信号から生成される。

【００１１】 必要なものは特に複数の弦の間のクロストークを減少させ、２つの交差軸に沿
って横弦振動を表す各弦の２つの信号を出力する振動弦のための変換器である。

【００１２】 本発明は可変磁気抵抗型磁界センサーに関し、特に多音ギターピックアップに
応用される。より具体的には、本発明は従来技術に比べて、振動弦の状態のより
多くの情報を有する出力を発生する多音ギターピックアップに関する。

【００１３】 本発明は弦振動を検出し、２つの個別のコイルからの信号を加算し減算するこ
とにより振動を２つの直交成分に決定するための変換器を対象としている。この
発明は直交法で弦振動を検出する。本発明は各々が他方から水平に且つ逆方向に
偏倚された同極性の磁極片と逆極性の第３磁極片を有する２つのピックアップコ
イルの使用を対象としている。両コイルは横面の２つの直交軸の弦の横振動に対
して敏感である。

【００１４】 本システムは第１面の横弦振動を表す合成信号を生成するため、第２コイルの
信号から第１コイルの信号を減算し、第１面に対して直角な第２面での横弦振動
を表す合成信号を生成するために、第１及び第２コイルの信号を加算する。第１
面での弦の平均位置を表す信号が出力される。

【００１５】 本発明の他の目的は、実質的に近傍の弦振動を検出することなく、変換器の上
方にある弦の振動を検出する変換器を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

本発明の好ましい一の実施例において、変換器は３個のセンサー磁極片と、弦
に関連した２つの電気コイルを有する。周囲にセンサーコイル付きの２つの非対
称磁極片が弦の下方に配置され、弦の軸に沿って互いに分離される。対称磁極片
は２つの磁極片間に配置される。非対称磁極片は弦の水平で反対側に向けて延び
る磁束を収束させるように設計される。弦は３個全てのセンサー磁極片の上方で
振動すると、水平軸に沿った弦振動の動きにより２つのコイルに反対極性の電流
を生成する。磁束が正信号を生成するために第１コイル内で増加すると共に、磁
束は負信号を生成するために第２コイル内で減少する。これと対照的に、垂直軸
に沿った弦振動の動きは２つのコイルで同じ極性の電流を発生させる。弦が垂直
軸に沿って振動すると、磁束が第１コイル内で増加すると共に、第２コイル内で
も磁束が増加し、磁束が減少するとその逆になる。従って、２つのコイルからの
信号は共に加算されると、得られた信号は弦の速度の信号成分を表し、水平軸に
沿った振動に関連する信号は互いに相殺する。これらの信号の一つを反転させる
ことにより、２つの信号は合成され、これらの信号の差を形成する。２つのコイ
ルからのこれらの信号を減算することにより、垂直面内の弦振動により誘導され
たこれらの信号は互いに相殺し、残りの信号が水平軸での振動を表す。このよう
に、第１オーディオチャンネルが弦振動の水平成分に対応し、第２オーディオチ
ャンネルが弦振動の垂直成分に対応する２つの分離したオーディオチャンネルが
与えられる。

【００１７】 本発明の第２実施例はギター弦を支持するための磁気サドル型ブリッジを使用
している。磁気透過材料でブリッジを構成し、それを磁気磁極片として利用する
ことにより、ギター弦は磁束領域内を通過し、磁気ピックアップサドルに係合し
、磁束線がギター弦の大部分を通るようにする。これにより、必要な永久磁石か
らの磁気エネルギーを減少させ、第１弦のための磁気ピックアップと近傍の弦の
ための近傍の磁気ピックアップ間のクロストークを減少させる。

【００１８】 さらに本発明の実施例において、マルチプルセンサー磁極片と磁気サドルを組
み合わせられ、楽器の各弦のために２つの信号を生成する。このように、多音ギ
ターピックアップは６本弦ギター用の６個の個別の２重コイル素子を利用でき、
２組の１２個の個別のギター弦信号を発生する。第１組の信号が６本の各々の垂
直信号を表し、第２組の信号は６本の弦の各々の水平信号を表す。

【００１９】 本発明のピックアップのさらなる改良ではセンサー磁極巻線をできるだけ磁束
線に垂直に配置することによりピックアップ感度を増加させるためにセンサー磁
極キャップを利用する。これによりコイルが、このコイル間の全磁束上での弦の
位置の大きい衝撃状態で、高磁束密度領域に配置されることを可能にする。

【００２０】 本発明は弦振動を検出するための３極磁極ピックアップを利用している。この
実施例は第１極性の第１の対称形磁極片と、第２及び第３非対称形磁極片を有す
る。この第２及び第３非対称磁極片は第１対称磁極片のそれと逆の磁気極性を有
する。第１及び第２磁極片は第１磁束領域を形成し、第２磁束領域は第１磁極片
と第３磁極片の間に延びる。弦が振動すると、これらの磁束領域の変化速度は第
２及び第３磁極片と動作可能に位置決めされた電気コイルを使用してモニタされ
る。対象物即ち弦が位置決めされるので、対象物の移動はコイルが受ける磁束の
対応する変化を生じ、コイルに電流を誘導させる。

【００２１】

【発明の実施の形態】

図１は電気変換器１０の側面図を示す。変換器１０は対象物１２の動きを検出
する。図示された目的のため、電気変換器１０は好ましい実施例に示される。こ
こで、電気変換器１０はギターピックアップ１０として示され、ピックアップ１
０はギター弦１２として知られた対象物１２の振動を検出するために使用される
。好ましい実施例ではギターの６本の弦１２の各々のための個別の磁気変換器１
０付きのヘクサフォニックピックアップを利用する。これにより、６本の弦の各
々に２個の信号が発生すると、１２個の個別の信号が検出できる。これらの信号
は合成され、個別に増幅されるか、または利用される。変換器ピックアップを持
つどの弦を張った対象物も任意の数の弦のために本発明を利用できることが想定
される。

【００２２】 この開示では、直交軸は水平軸及び垂直軸として参照される。これらの軸は横
断面と弦平面の交差により定義される。横断面は弦に直交する平面のことである
。横断面と弦平面間の交差は水平軸と呼ばれ、弦平面に垂直な軸は垂直軸と呼ば
れる。複数の弦が平行でなく共面に無い電気ギターまたは他の楽器では、横断面
は弦に垂直な面として各弦で定義され、水平軸は弦により形成される表面に正接
する横断面内のラインとして定義され、垂直軸は水平軸に直交する横断面内の軸
として定義される。

【００２３】 図１はピックアップ１０がどのようにブリッジ用のサドルとして働くか、どの
ように支持点２２でギター弦１２を上方に延び支持するピックアップブリッジサ
ドル部２０を有するかを示している。サドル２０として知られる、ピックアップ
ブリッジ部２０は磁気透過材料から構成され、ピックアップ１０の磁石２４の第
１磁極２３の一部を形成する。好ましい実施例において、第１磁極２３は磁石２
４の磁北極であるが、磁極の南北配向は反転できる。

【００２４】 図１に示されるサドル２０は固定位置ブリッジ部２０として示されるが、各弦
サドル２０の高さ、水平位置を個別に調整しても良い。さらに、ブリッジ全体は
マルチプルサドル２０から構成されるが、適当な位置決めのために調整可能であ
る。

【００２５】 磁石２４の第２磁極１２５は磁極先端２５及び２７上に電気コイル２９及び３
０で巻かれた上方に延びるセンサー磁極片２６に取り付けられる。第２磁極１２
５は好ましい実施例おいて磁石２４の磁南極である。電気コイル２８は単一磁極
片や他の取付部品上のマルチプルコイルのための異なった設計を利用できさらに
、従来技術で良く知られたコイル設計に変更できる。これら変更はこの設計での
実施のために期待される。

【００２６】 ギター弦１２はセンサー磁極片２６に接触しないがわずかな間隔の空隙が置か
れている。この空隙の適当な間隔は従来技術で良く知られている。

【００２７】 当業者により理解されるように、ピックアップ１０の磁界は第１磁極２３から
第２磁極１２５に延びる。第１磁極２３と第２磁極２５は磁界を画成し、この磁
界はこの実施例ではギター弦１２に対してほぼ平行に配向される。このように、
磁石２４からの全磁束線は磁石２４の磁北極２３から磁南極１２５への３つの通
路の一つに従う。第１磁束通路は磁石２４の磁北極２３、磁極片１２２、サドル
２０、弦１２、エアギャップ３１、磁極片２６の先端２５、磁石２４の磁南極１
２５である。第２磁束通路は磁石２４の磁北極２３、磁極片１２２、サドル２０
、弦１２、エアギャップ３２、磁極片２６の先端２７、磁石２４の磁南極１２５
である。第３磁束通路は磁石２４の磁北極２３、磁極片１２２、エアギャップ３
１または３２外側の空隙、磁極片２６、磁石２４の磁南極１２５である。

【００２８】 第３通路に従う磁束部分は漂遊磁束(stray flux)と呼ばれる。漂遊磁束はピッ
クアップの物理的境界を越えて延びる。この設計の目的の一つは漂遊磁束に従う
磁束の比率の割合を最小化することであるので、２本の近傍の弦のピックアップ
からの磁界の相互の干渉を可能な限り小さくできる。

【００２９】 ギター弦１２の一部はこれらの磁束線が通過する磁界内に配置される。このギ
ター弦１２は一般的に金属で構成され、磁束に影響を与える磁気透過材料から構
成される。弦１２は支持点２２でピックアップサドル２０と係合する。これによ
り、磁束線が支持点２２とセンサー磁極片２６間のギター弦１２により大部分を
運ばれる。これにより、磁気ピックアップまたは変換器１０の必要電力を減少さ
せることができる。より少ない必要電力は磁気ピックアップ１０と近傍の弦１２
のための近傍の磁気ピックアップ素子１０間のクロストークを減少させる。

【００３０】 この発明の第２の態様は図２に関して理解される。図２は図１の２−２線に沿
って取られた断面図である。図２を参照すると、磁南極２６は第１センサー磁極
片２５と第２センサー磁極片２７により形成される。検出装置は第１センサー磁
極片２５の周囲に巻かれた第１コイル２９と第２センサー磁極片２７の周囲に巻
かれた第２コイル３０とを有するこの設計のための２つの個別のコイルから構成
される。コイル２９及び３０は単一コイルシステムとして示され、マルチプルコ
イル部品はそれぞれの位置で利用されることが想定される。コイル２９と３０の
重要な特性は弦１２の振動または移動により誘導された磁界変化を検出すること
であり、それにより、位置、形状、巻数、及び他のコイル特性の変更が従来技術
でよく知られているように変更できる。

【００３１】 ギター弦１２はセンサー磁極片２５と２７間に等距離に配置されるように図２
の邪魔されない位置に例示され、僅かにそこから上方に配置されている。中央の
位置がこの実施例では利用されているが、弦の位置は変換器１０により発生する
信号を変更するためのこの構成から変更可能である。ギター弦１２がかき鳴らさ
れると、２つの磁極片２５と２７はギター弦１２の垂直振動とギター弦１２の水
平振動を検出できる。

【００３２】 ギター弦１２の垂直振動はセンサー磁極片２５と２７のコイル２９と３０に同
等に影響を与える。他方、ギター弦１２の水平振動は１方のセンサー磁極片に近
づき且つ他方のセンサー磁極片から遠ざかるように動き、それによりコイル２９
と３０に反対極性の信号を生成する。第１センサーコイル２９の第１信号と第２
センサーコイル３０の第２信号とを合成することにより、信号の水平成分が互い
に相殺する。さらに、信号の垂直成分が互いに強化され、弦振動の垂直成分を実
質的に表す信号を発生する。一方、もしセンサー信号の一つが反転され反転信号
が他の信号と合成されると、信号は減算される。減算により、垂直成分は互いに
相殺し、水平信号成分は互いに強化し、弦振動の水平成分を実質的に表す信号を
発生する。これにより、異なる信号が水平振動に対して対比するように垂直振動
のために検出可能になる。このように、変換器１０の設計は単一の磁石と、３個
の磁極片と、２個のコイルを利用しており、弦１２の垂直振動を示す信号と弦１
２の水平振動を示す他の信号の２つの信号を発生するために使用できる。

【００３３】 本発明のセンサーは、弦が公称の平均水平位置の周りの横断面の任意の方向に
振動すると、電圧が各々が他のセンサーと「ほぼ同一」の電圧感度を有する２つ
のセンサー内に誘導されるように設計される。磁界の水平勾配及び左右相称のた
め、垂直及び水平軸を横切る弦速度の客観化がそれぞれ２つのセンサーコイルに
誘導される電圧の和と差として得られる。「ほぼ同一」の特徴がこの装置と従来
技術の装置間の重要な相違である。従来技術の特許は一方のコイルが他方のコイ
ルより「実質的により敏感」であり、振動面に依存するピックアップを記載して
いる。一方、本設計では、弦が垂直面で振動するとき磁界は結合されるが、２個
のコイル信号が同一であるので、差信号が完全に相殺し、水平面ではコイル信号
が完全に対称であるので和信号が相殺する。

【００３４】 他方のコイルの電圧に関連した一方のコイルの電圧感度は、演奏者が、例えば
、音符のピッチを歪めるためフレットボードを横方向にスライドさせるように、
弦の平均水平位置が磁界の対称軸で公称の位置から修正されるとき変化する。こ
の設計はまた、各弦の２つの直交軸に沿って横切る弦速度成分及び平均水平位置
が弦１本に対する２個のセンサーコイルに誘導される電圧から決定されるのを可
能にする。図１３に示されるように、この動作はコイル２９と３０に誘導された
信号の実行値（ＲＭＳ）をモニタする電子等化スケーラ回路８０で実施される。
スケーラ回路８０は弦１２がその公称位置の近傍で振動するとき、２つのコイル
信号８２と８４は水平８１成分と垂直８２成分の分離を可能にするためスケール
ドコイル信号１８２と１８４に適切にスケール処理されるように調整される。振
動する弦１２が弦の面で横方向に動くと、第２コイル出力８４のＲＭＳ’値に対
する第１コイルの出力８２のＲＭＳ値の比が弦１２の平均水平位置の変位に比例
して変化する。この変位比は弦１２の平均水平位置を示す低帯域幅信号である。
このスケーリング回路８０スケールド第２コイル出力１８４を生成するために第
２コイル出力８４と低帯域幅信号を倍率変更または乗算する。第１コイル信号出
力８２は第２コイル信号出力１８４が第１スケールドコイル出力１８２に一致す
るように、第１コイルスケールド出力１８２を生成するため適切に変倍される。
従って、第２コイルスケールド出力１８４は平均水平弦位置に関わらず第１コイ
ルスケールド出力１８２と同じＲＭＳ値を有し、従って、スケールド出力１８２
と１８４の加算及び減算演算は弦１２の平均水平位置に関わらずそれぞれ垂直及
び水平振動成分を生成する。ＲＭＳ値の演算と、２つの信号の乗算またはスケー
リングは従来技術で良く知られたアナログまたはデジタル信号処理手段により達
成される。このようなスケーリング回路８０をピックアップシステムに組み込む
ことにより２つの機能を提供する。即ち、このシステムは直交のままであり、弦
がセンサ−に対して水平的に変位されるときでさえ、水平成分が和において相殺
され、垂直成分はスケールド信号の差において相殺される。

【００３５】 垂直及び水平弦速度信号の他に、振動する弦の平均水平変位８６を表す低帯域
幅の第３信号が発生する。水平変位信号８６の帯域幅は２つのコイル信号のＲＭ
Ｓ値が決定されるスライド時間窓の長さに依存する。この期間は演奏者のダイナ
ミック制御入力に応答するために充分に短くなるように選択されるが、可聴信号
の最低周波数成分のマルチプル期間を含むために充分に長くなるように適切に選
択させる必要がある。ギターでは、１００から１５０ミリ秒の時間窓が推奨され
る。

【００３６】 図６は電気変換器ピックアップ１０のセンサー磁極片２６上に配置されたセン
サー磁極キャップ４０の端部図を示し、図７は本発明のキャップ４０、コイル２
８、及びセンサー磁極２７のアセンブリの切り欠き図を示す。キャップ４０の目
的は、磁束線に対してきるだけ垂直にコイル２８巻線を置くことであり、弦１２
の位置の小さい変化によりコイル２８により受けられる磁束が大きい変化を生成
するように磁気回路を設計するためである。コイル２８を高磁束密度領域に置き
、弦がギャップ４１間の全磁束に最大の衝撃を与えるコイルギャップ４１を設け
ることが最良である。このように、コイル２８は磁束線に対してほぼ直角にされ
るべきである。

【００３７】 図６及び図７に示されるように、実際には、キャップ４０は磁石２４の磁極２
３または磁極１２５のいずれにも接続されない。これにより、コイル上の磁束線
を制御できる。第１磁極の始めに、弦は磁石２４の第１磁極２３からの磁界を運
ぶブリッジサドル２２上を通りまたはそれに接触する。好ましい実施例において
、弦１２は磁気サドル２０を通して磁石２４の磁北極２３と磁気的に接触する。
弦１２がサドル片２０からキャップ４０に接近するにつれて、弦１２は分極をブ
リッジサドル２０からキャップ４０に転送させる。このように、キャップ４０は
第１磁極２３と同一の分極を有する。キャップ４０の分極量は弦１２からキャッ
プ４０への距離と弦１２により運ばれる磁界の強度に依存する。このように、キ
ャップ４０と弦１２間の距離が増大するにつれて、弦１２からキャップ４０への
磁界の転送が減少し、対応する信号がコイル２８に誘導される。さらなる改良に
おいて、コイルの通路の磁気抵抗を減らすためコイルキャップ４１に強磁性流体
を利用できる。さらに、さらなる改良において、キャップ４０の周辺の渦電流を
防止するためキャップ４０の外部にコーティングまたは追加のシールドを利用で
きる。

【００３８】 図８から図１１は３極電気変換器またはピックアップ４８として知られる本発
明の他の実施例を示している。この実施例は３個の磁気磁極片を利用している。
図８の磁極配置に示されるように、この特有な実施例は電気信号を発生するため
に２つの磁界を利用している。第１の磁界は第１磁極５０と第２磁極５２間に形
成され、第２磁界は第１磁極５０と第３磁極５４間に延在する。第２磁極５２と
第３磁極５４は各々同様な極性を有し、第１磁極５０は反対極性を有する。この
ように、第１磁極５０と第２磁極５２は第１磁束領域、及び第１磁極５０と第２
磁極５４間に延在する第２磁束領域を形成する。

【００３９】 コイルアセンブリは各磁束領域内に配置され、振動弦の機械的エネルギーを電
気エネルギーに変換する。このように、第１電気コイル５６と第２電気コイル５
８は動作可能に位置決めされるので、磁束領域内の磁束変化が電気コイル５６及
び５８内に電流を発生させる。弦または対象物１２は第１及び第２磁束領域内に
位置決めされるので、対象物１２の動きは第１及び第２磁束領域に対応する変化
になる。これらの変化は第１コイル５６に第１電流を誘導し、第２コイル５８に
第２電流を誘導する。

【００４０】 これらの電流は対象物１２に関する水平及び垂直情報を得るため前述のように
利用される。

【００４１】 図１０及び図１１に示されるように、対象物１２は第１磁極５０，第２磁極５
２，及び第３磁極５４の上方に位置決めされる。好ましい実施例において、対象
物はコイル５６及び５８の巻線軸に垂直に交差するように位置決めされる。図８
から図１１はコイル５６と５８がどのように第２磁極５２と第３磁極５４上に配
置されるボビン６０に巻回されるかを示している。これは従来技術で知られるよ
うに変換器１０の製造を簡単化する。

【００４２】 各コイル信号の個別の出力はミキサーで処理される。電気変換器１０はミキサ
ーで合成された第１信号及び第２信号を出力し、弦１２の垂直及び水平振動成分
に対応する混合信号を生成する。コイル５６と５８に誘導された信号がミキサー
への入力として使用されると、この合成動作により弦１２の水平運動により誘導
された信号を相殺し、弦１２の垂直運動により誘導された信号を強化し、垂直振
動信号を生成する。ミキサーは第２信号から第１信号を減算し、弦振動の垂直成
分により誘導された信号を相殺し、弦振動の水平成分により誘導された信号を強
化し、水平振動信号を生成する。ミキサーは、反転信号を形成するため前記信号
の一つを反転させ且つこの反転信号と残りの信号を合成することにより差信号を
生成する。

【００４３】 図１２に示されるように、第１コイル７０と第２コイル７２はミキサー７４と
結線される。ミキサー７４は変換器１０からの信号の種々の組合せを選択するよ
うに設計された装置である。図１２に示されるミキサー７４は簡単なアナログス
イッチ型ミキサーであるが、デジタル信号ミキサー及び集積回路設計が信号の潜
在的な組合せを実行しまたは選択するために利用できる。第１及び第２コイルか
らの信号を合成するミキサー設計の他に、さらなる改良が変換器の第１磁極と動
作可能な位置に置かれた追加コイル、または第２または第３磁極と共に配置され
た追加コイルに利用できることが想定される。

【００４４】 図１２に示されるように、ミキサー７４はミキサー出力信号Ｍ１，Ｓ１，Ｓ２
を精製するための信号合成を選択できる。端子Ｓ１は第１コイル７０の出力部に
直接接続でき、端子Ｓ２は第２コイル７２の出力部に直接接続できる。ミキサー
７４の合成セレクタスイッチ７６に接続された第１コイル７０と第２コイル７２
が示される。セレクタスイッチ７６は各ウエハからの出力部を有する６つのウエ
ハ小型ロータリスイッチである。これらのウエハは端子Ｍ１の出力信号の以下の
組合せを提供するように結線される。

【００４５】 位置０： 無信号 位置１： 第１コイル出力 位置２： 第２コイル出力 位置３： 第１コイルと第２コイルの直列接続 位置４： 第１コイルと第２コイルの並列接続 位置５： 反転第１コイル 位置６： 反転第１コイルと第２コイルの直列接続 位置７： 反転第１コイルと第２コイルの並列接続 位置８： 反転第２コイル 位置９： 第１コイルと反転第２コイルの直列接続 位置１０： 第１コイルと反転第２コイルの並列接続 位置１１： 反転第１コイルと反転第２コイルの直列接続 位置１２： 反転第１コイルと反転第２コイルの並列接続

【００４６】 第１コイル７０と第２コイル７２からの信号は従来技術で知られた組合せとし
てここに示される組合せを含む多数の組合せで、加算され、減算され、または合
成される。全てのこれらの組合せまたは選択された数の組合せが出力信号を変化
させるためのミキサーにより実施できることが想定される。

【００４７】 ここに記載された単一の変換器とミキサーの他に、複数の変換器が図１及び図
２に示されたピックアップ素子のように６個の個別ピックアップ素子を含むヘク
サフォニックピックアップを製造するために組み合わせて利用される。この方法
では、本発明を利用する６本弦ギターは実際に１２個の個別信号を発生する。各
信号は弦の垂直振動を表す１つの信号と、弦の水平振動を表す１つの信号を有す
る。このように、１組の垂直信号と他の組の水平信号が形成される。これらの分
離信号は個別に利用されるか、異なる出力の組合せを発生するために異なる方法
で合成される。このように、１つの出力信号は１組の弦の垂直振動を表す。異な
る出力の組合せが弦の水平出力のために利用される。第３グループは何本かの弦
からの垂直出力と他の弦からの水平出力を選択的に使用できる。さらに、個々の
変換器からの垂直信号及び水平信号が他の信号を形成するために合成される。

【００４８】 このように、磁気ブリッジ及びマルチプルピックアップピース付きの新規で有
用な電気ギターピックアップの本発明の特有の実施例が述べられたが、このよう
な記載が特許請求の範囲に記載されるものを除いて本発明の範囲を限定するもの
として解釈されることを意図していない。

【００４９】

【発明の効果】

以上の説明から、本発明の電気変換器によれば、複数の弦相互のクロストーク
を減少させ、２つの交差軸に沿って横弦振動を表す２つの信号を出力することが
できる。本発明の電気変換器は振動本発明の弦の状態のより多くの情報を有する
出力を発生する多音ギターピックアップに応用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明に利用される磁気サドル型変換器ピックアップの側面を示す概
略図である。

【図２】 図２は、本発明に利用される、２−２線に沿った図１の電気変換器ピックアッ
プの多検出器磁極端を示す概略端部図である。

【図３】 図３は、本発明に利用される多チャンネルピックアップを示す概略上面図であ
る。

【図４】 図４は、本発明に利用される、３−３線に沿った図１の磁気サドル型変換器を
示す概略端部図である。

【図５】 図５は、本発明に利用される、電気変換器を示す等角投影図である。

【図６】 図６は、電気変換器ピックアップの多端部に配置されたキャップを示す概略端
部図である。

【図７】 図７は本発明のキャップ、コイル及び検出器センサー磁極のアセンブリを示す
破断図である。

【図８】 図８は、３極ピックアップを示す上面図である。

【図９】 図９は、図８の３極ピックアップを示す底面図である。

【図１０】 図１０は、Ａ−Ａ線に沿った図８の３極ピックアップを示す破断図である。

【図１１】 図１１は、図８の３極ピックアップを示す左側面図である。

【図１２】 図１２は、信号ミキサーの概略図である。

【図１３】 図１３は、信号ミキサーと組み合わせた平行スケーラーを示す概略図である。

【符号の説明】

１０ 電気変換器（ギターピックアップ） １２ 対象物（弦） ２０ ブリッジサドル部 ２２ 支持点 ２３、１２５ 磁極 ２４ 磁石 ２８ コイル ２９、３０ 電気コイル ３１、３２ エアギャップ ４０ キャップ ４１ ギャップ ７４ ミキサー ７０，７２ コイル ８１ 水平成分 ８２ 垂直成分 １２２ 磁極片

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気透過対象物の動きを検出し、電気信号を発生するため
   の電気変換器装置において、 第１磁気極性を有する第１磁極片と、 前記第１磁極片と共に磁界を形成する第２の反対極性を有する第２磁極片と、 磁気透過対象物の動きにより誘導される磁界の変化を検出し、検出された磁界
   変化を対応する電気信号に変換するための電気コイルとを有し、 前記対象物が前記第１磁極片と接触することを特徴とする電気変換器装置。
2. 【請求項２】 磁気透過対象物の動きを検出するための電気変換器装置に
   おいて、 第１磁極片と第２磁極片と第３磁極片とを有する磁界であり、第１磁束領域が
   前記第１磁極片と前記第２磁極片間に延び、第２磁束領域が前記第１磁極片と前
   記第３磁極片間に延びる磁界と、 前記第２磁極片と前記第３磁極片で動作可能に位置決めされる電気コイルとを
   有し、 前記対象物の動きにより前記磁束領域の対応する変化を誘導し、前記コイルに
   電流を誘導するように前記対象物が位置決めされていることを特徴とする電気変
   換器装置。
3. 【請求項３】 前記第１磁極片において、前記第２磁極片と前記第３磁極
   片と磁石と共同してまたは独立して高さ及び水平位置を調整可能であることを特
   徴とする請求項１記載の電気変換器装置。
4. 【請求項４】 対象物の動きを検出するための電気変換器装置において、 第１磁極と第２磁極とを有し、前記第２磁極が前記第１磁極と前記第２磁極間
   に延びる複数の磁束領域を生成するために複数の磁極片を含む磁石と有し、 前記対象物は前記対象物の動きにより前記磁束領域の対応する変化を誘導する
   ように位置決めされ、 さらに、各々が磁極片に付随する複数の電気コイルを有し、前記磁極片と前記
   コイルが前記磁束領域の磁束変化により前記コイルに電流を誘導するように位置
   決めされることを特徴とする電気変換器装置。
5. 【請求項５】 前記対象物が前記複数の磁極片の間に位置決めされること
   を特徴とする請求項４記載の電気変換器装置。
6. 【請求項６】 前記複数の磁極片が第２磁極片と第３磁極片とを含み、前
   記対象物が前記第２磁極片と前記第３磁極片間に等距離に位置決めされることを
   特徴とする請求項５記載の電気変換器装置。
7. 【請求項７】 前記第２磁極上の前記複数の磁極片が第２磁極片と第３磁
   極片とを含み、前記複数の電気コイルが第１信号を発生するために前記第２磁極
   片と動作可能に位置決めされた第１コイルと、第２信号を発生するために前記第
   ３磁極片と動作可能に位置決めされた第２コイルとを有することを特徴とする請
   求項４記載の電気変換器装置。
8. 【請求項８】 前記第１コイルが前記第２磁極片の周囲に巻かれ、前記第
   ２コイルが前記第３磁極片の周囲に巻かれることを特徴とする請求項７記載の電
   気変換器装置。
9. 【請求項９】 前記対象物が前記第２磁極片と前記第３磁極片間に等距離
   に位置決めされることを特徴とする請求項７記載の電気変換器装置。
10. 【請求項１０】 弦振動の水平成分に応答して誘導される信号成分を相殺
    し且つ弦振動の垂直成分に応答して誘導され垂直振動信号を発生する信号成分を
    強化するために、第１コイル信号と第２コイル信号を合成するためのミキサーを
    さらに有することを特徴とする請求項９記載の電気変換器装置。
11. 【請求項１１】 弦振動の垂直成分に応答して誘導される信号成分を相殺
    し且つ信号の水平成分に応答して誘導され水平振動信号を発生する信号成分を強
    化するために、第２コイル信号から第１コイル信号を減算するためのミキサーを
    さらに有することを特徴とする請求項９記載の電気変換器装置。
12. 【請求項１２】 反転信号を形成するため前記信号の一つを反転し、前記
    反転信号を残りの信号と合成することにより、ミキサーが前記減算処理を実行す
    ることを特徴とする請求項１１記載の電気変換器装置。
13. 【請求項１３】 磁気透過対象物と、電気コイルと、キャップと、第１磁
    極と第２磁極の磁界からなる電気変換器の感度を増大する方法において、 前記対象物の振動が前記磁界の対応する変化を誘導するように、前記磁界内に
    前記磁気透過対象物を配置する工程と、 前記磁界の変化が前記コイルに電流を誘導するように、前記コイルを動作可能
    な位置に配置する工程と、 前記コイル間の磁界を制御するため前記キャップと前記第２磁極間に前記コイ
    ルを位置決めする工程とを有することを特徴とする方法。
14. 【請求項１４】 前記対象物を前記第１磁極に係合させる工程をさらに有
    することを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】 第１磁極と、第２磁極と、前記第１磁極と前記第２磁極
    間に延びる磁束領域とを有する磁石と、 前記対象物の動きが前記磁束領域の相当する変化を誘導し、それにより前記コ
    イルに電流を誘導するように、前記第２磁極と動作可能に位置決めされた電気コ
    イルと、 前記磁束領域を前記コイルの巻線に対してほぼ垂直に向けるように、前記対象
    物と前記磁極片間に設けられた磁極キャップと、 を有することを特徴とする変換器ピックアップ。
16. 【請求項１６】 前記キャップと前記センサー磁極片間に強磁性流体をさ
    らに有することを特徴とする請求項１５記載の電気変換器。
17. 【請求項１７】 渦電流損失を減少するために前記キャップ上の電気的導
    電コーティングをさらに有することを特徴とする請求項１５記載の電気変換器。
18. 【請求項１８】 弦の水平振動を表す第１信号と弦の垂直振動を表す第２
    信号を発生するために単一の磁界を利用することを特徴とする電気変換器。
19. 【請求項１９】 磁気透過性ギター弦の振動を検出するための電気ギター
    ピックアップ装置において、 前記ギター弦を支持する磁気導電ピックアップブリッジを含む磁界の第１磁極
    と、 前記ギター弦から遠ざかる第２磁極片を有する前記磁界の第２磁極とを有し、
    前記ギター弦は前記第１磁極と前記第２磁極間に形成された前記磁界内に配置さ
    れ、 さらに、前記第２磁極片と動作可能に位置決めされた第１ピックアップを有し
    、前記弦の動きが前記磁界に影響を与え、前記第１コイル内に電流を誘導するよ
    うに前記弦が位置決めされることを特徴とする電気ギターピックアップ装置。
20. 【請求項２０】 前記第２磁極が動作可能に位置決めされた第２ピックア
    ップコイルを有する第３磁極片を有し、前記弦が前記第１磁極片と前記第３磁極
    片間に位置決めされ、前記弦の水平振動が前記第１及び第２コイル内に反対極性
    の電流を誘導し、前記弦の垂直振動が前記第１及び第２コイル内に同極性の電流
    を誘導することを特徴とする請求項１９記載の電気ギターピックアップ装置。
21. 【請求項２１】 前記弦平面に垂直な振動を表す信号を得るために前記第
    １信号と第２信号を加算し、前記弦平面の振動を表す信号を得るために前記第１
    信号と前記第２信号を減算するためのミキサーをさらに有することを特徴とする
    請求項２０記載の電気ギターピックアップ装置。
22. 【請求項２２】 前記コイル間の磁束線を集束するために前記弦と前記コ
    イル間に動作可能に位置決めされた磁界集束キャップをさらに有することを特徴
    とする請求項２１記載の電気ギターピックアップ装置。
23. 【請求項２３】 第１極性を有する第１磁極と、 各々第２極性を有する第２および第３磁極と、 前記第１磁極と前記第２磁極の間に延びる第１磁束領域と、 前記第１磁極と前記第３磁極の間に延びる第２磁束領域と、 少なくとも１つの前記磁極に動作可能に位置決めされた第１電気コイルとを有
    し、前記対象物の動きが少なくとも一つの前記領域の対応する変化を誘導し、前
    記第１コイルに第１電流を誘導するように前記対象物が位置決めされていること
    を特徴とする磁気透過対象物の振動を検出するための３極電気変換器装置。
24. 【請求項２４】 前記第１電気コイルが前記第２磁極と動作可能に位置決
    めされることを特徴とする請求項２３記載の電気変換器装置。
25. 【請求項２５】 前記第３磁極と動作可能に位置決めされた第２電気コイ
    ルをさらに有し、前記対象物の動きが前記第２磁束領域の対応する変化を誘導し
    、前記第２コイルに第２電流を誘導するように前記対象物が動作可能に位置決め
    されることを特徴とする請求項２３記載の電気変換器装置。
26. 【請求項２６】 前記対象物が前記第１、第２及び第３磁極上に位置決め
    されることを特徴とする請求項２３記載の電気変換器装置。