JP2010266697A - String vibration detection sensor and pickup device for electronic musical instruments using the same - Google Patents

String vibration detection sensor and pickup device for electronic musical instruments using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a string vibration detection sensor and a pickup device for electronic musical instruments using the same, which can regenerate a signal waveform which faithfully reflects a position of a metal string accompanied by vibration. <P>SOLUTION: The vibration detection sensor includes: the metal string 11; a magnet 16 which is spaced apart from the metal string 11 at a fixed distance; a magnetoresistive element 170, which is arranged between the metal string 11 and the magnet 16, for converting change of a direction of a magnetic flux between the magnet 16 and the metal string 11 accompanied by the vibration of the metal string 11, to an electric signal. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、弦振動検知センサ及びこれを用いた電気楽器用ピックアップ装置に関し、特に、金属弦の振動を電気信号に変換して取り出す弦振動検知センサ及びこれを用いた電気楽器用ピックアップ装置に関する。   The present invention relates to a string vibration detection sensor and a pickup device for an electric musical instrument using the same, and more particularly, to a string vibration detection sensor that extracts a vibration of a metal string by converting it into an electric signal and an electric musical instrument pickup device using the same.

電気ギターなどの電気楽器においては、金属弦の振動を電気信号に変換する弦振動検知センサを用いたピックアップ装置がボディ部に装着されている。このような電気楽器のピックアップ装置において、従来、一定間隔を置いて対向させたヨークの下端部間に永久磁石を配設すると共に、ヨークの上端部間に、金属弦と対向する位置に磁気抵抗効果素子を配置した回路基板を挟持させ、金属弦を振動させることによりヨークの上端部と金属弦との間隔を変化させて、永久磁石による磁気回路を流れる磁束を変化させ、この磁束の変化を磁気抵抗効果素子により電気信号に変換して取り出すものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In an electric musical instrument such as an electric guitar, a pickup device using a string vibration detection sensor that converts vibration of a metal string into an electric signal is attached to the body portion. In such an electric musical instrument pickup device, conventionally, a permanent magnet is disposed between the lower ends of the yokes facing each other at a predetermined interval, and the magnetoresistor is positioned between the upper ends of the yokes so as to face the metal strings. By sandwiching the circuit board on which the effect element is arranged and vibrating the metal string, the distance between the upper end of the yoke and the metal string is changed, and the magnetic flux flowing through the magnetic circuit by the permanent magnet is changed. An element that is converted into an electric signal by a magnetoresistive element and taken out has been proposed (for example, see Patent Document 1).

特開平6−130961号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-130961

しかしながら、上述した従来の弦振動検知センサを用いた電気楽器用ピックアップ装置においては、金属弦の振動に伴う磁束密度の変化(すなわち、磁束の大きさの変化)を磁気抵抗効果素子により検知する構成を採ることから、振動する金属弦の位置を正確に把握することができず、金属弦の位置を忠実に反映させた信号波形を再現することができないという問題がある。   However, in the electric musical instrument pickup device using the conventional string vibration detection sensor described above, a configuration in which a change in magnetic flux density (that is, a change in the magnitude of the magnetic flux) due to the vibration of the metal string is detected by a magnetoresistive element. Therefore, there is a problem that the position of the vibrating metal string cannot be accurately grasped, and a signal waveform that accurately reflects the position of the metal string cannot be reproduced.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、振動に伴う金属弦の位置を忠実に反映させた信号波形を再現することができる弦振動検知センサ及びこれを用いた電気楽器用ピックアップ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and a string vibration detection sensor capable of reproducing a signal waveform faithfully reflecting the position of a metal string accompanying vibration, and a pickup for an electric musical instrument using the same. An object is to provide an apparatus.

本発明の弦振動検知センサは、金属弦と、前記金属弦から一定距離離間して配設された磁石部材と、前記金属弦と前記磁石部材との間に配設され、前記金属弦の振動に伴う前記磁石部材と前記金属弦との間の磁束の方向の変化を電気信号に変換する磁気抵抗効果素子とを具備することを特徴とする。   The string vibration detection sensor of the present invention includes a metal string, a magnet member disposed at a certain distance from the metal string, and disposed between the metal string and the magnet member, and the vibration of the metal string. And a magnetoresistive effect element for converting a change in the direction of magnetic flux between the magnet member and the metal string into an electric signal.

上記弦振動検知センサによれば、磁気抵抗効果素子により磁石部材からの磁束の方向の変化を電気信号に変換するようにしたことから、金属弦の位置に連動して変化する磁束の方向に応じた電気信号を出力することができるので、振動に伴う金属弦の位置を忠実に反映させた信号波形を再現することが可能となる。   According to the above string vibration detection sensor, since the change in the direction of the magnetic flux from the magnet member is converted into an electric signal by the magnetoresistive effect element, the change in accordance with the direction of the magnetic flux that changes in conjunction with the position of the metal string. Therefore, it is possible to reproduce a signal waveform that faithfully reflects the position of the metal string accompanying vibration.

上記弦振動検知センサにおいて、前記磁石部材は、前記金属弦の延伸方向と直交する方向の両端に磁極を有し、前記磁気抵抗効果素子は、当該磁石部材の一方の磁極の近傍に配設されることが好ましい。この場合には、金属弦の延伸方向と直交する方向の磁石部材の両端に磁極を有し、磁気抵抗効果素子を一方の磁極(例えば、N極)の近傍に配設したことから、磁石部材からの磁束を確実に磁気抵抗効果素子上に通過させることができ、より精度良く金属弦の位置に連動して変化する磁束の方向に応じた電気信号を出力することが可能となる。   In the string vibration detection sensor, the magnet member has magnetic poles at both ends in a direction orthogonal to the extending direction of the metal string, and the magnetoresistive element is disposed in the vicinity of one magnetic pole of the magnet member. It is preferable. In this case, the magnet member has magnetic poles at both ends of the magnet member in the direction orthogonal to the extending direction of the metal string, and the magnetoresistive element is disposed in the vicinity of one of the magnetic poles (for example, N pole). Thus, it is possible to reliably pass the magnetic flux from the magnetoresistive effect element, and to output an electric signal corresponding to the direction of the magnetic flux changing in conjunction with the position of the metal string with higher accuracy.

上記弦振動検知センサにおいて、前記磁石部材の他方の磁極から、前記磁気抵抗効果素子による検知領域から離間した前記金属弦の位置の近傍まで延伸する磁性部材を具備することが好ましい。この場合には、磁石部材の一方の磁極側から金属弦に達した磁束を磁石部材の他方側の磁極に導くことができるので、磁束の通過経路を安定させることができ、より正確に磁気センサにおける磁束の方向の変化の検出精度を高めることが可能となる。   The string vibration detection sensor preferably includes a magnetic member extending from the other magnetic pole of the magnet member to the vicinity of the position of the metal string spaced from the detection region by the magnetoresistive effect element. In this case, since the magnetic flux reaching the metal string from one magnetic pole side of the magnet member can be guided to the magnetic pole on the other side of the magnet member, the passage path of the magnetic flux can be stabilized and the magnetic sensor can be more accurately detected. It is possible to improve the detection accuracy of the change in the direction of the magnetic flux in

本発明の電気楽器用ピックアップ装置は、上記いずれかの弦振動センサを用いることを特徴とする。この電気楽器用ピックアップ装置によれば、上記いずれかの弦振動センサで得られる効果を得ることが可能である。   The pickup device for an electric musical instrument of the present invention uses any one of the above string vibration sensors. According to this electric musical instrument pickup device, it is possible to obtain the effects obtained by any of the above string vibration sensors.

本発明によれば、磁気抵抗効果素子により磁石部材からの磁束の方向の変化を電気信号に変換するようにしたことから、金属弦の位置に連動して変化する磁束の方向に応じた電気信号を出力することができるので、振動に伴う金属弦の位置を忠実に反映させた信号波形を再現することが可能となる。   According to the present invention, since the change in the direction of the magnetic flux from the magnet member is converted into an electric signal by the magnetoresistive effect element, the electric signal corresponding to the direction of the magnetic flux that changes in conjunction with the position of the metal string. Therefore, it is possible to reproduce a signal waveform that faithfully reflects the position of the metal string accompanying vibration.

本発明の実施の形態1に係る電気楽器用ピックアップ装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the pick-up apparatus for electric musical instruments which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示す電気楽器用ピックアップ装置から化粧シート及びケースの一部を取り除いた状態の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a state where a decorative sheet and a part of a case are removed from the electric musical instrument pickup device shown in FIG. 1. 図2に示す電気楽器用ピックアップ装置の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the electric musical instrument pickup device shown in FIG. 2. 実施の形態1に係る電気楽器用ピックアップ装置が有する磁気センサ周辺の正面図である。2 is a front view of the periphery of a magnetic sensor included in the electric musical instrument pickup device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る電気楽器用ピックアップ装置が有する磁気センサの磁気抵抗効果素子の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the magnetoresistive effect element of the magnetic sensor which the pick-up apparatus for electric musical instruments which concerns on Embodiment 1 has. 実施の形態1に係る電気楽器用ピックアップ装置が有する磁気センサにおける金属弦の振動と電気信号との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the vibration of a metal string and the electrical signal in the magnetic sensor which the pick-up apparatus for electric musical instruments which concerns on Embodiment 1 has. 本発明の実施の形態2に係る電気楽器用ピックアップ装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the pick-up apparatus for electric musical instruments which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図7に示す電気楽器用ピックアップ装置からケースを取り除いた状態の斜視図である。It is a perspective view of the state which removed the case from the pickup device for electric musical instruments shown in FIG. 実施の形態2に係る電気楽器用ピックアップ装置が有する磁気センサ周辺の側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view of a periphery of a magnetic sensor included in an electric musical instrument pickup device according to a second embodiment. 実施の形態2に係る電気楽器用ピックアップ装置が有する磁気センサ周辺の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the periphery of a magnetic sensor included in an electric musical instrument pickup device according to Embodiment 2. 実施の形態2に係る電気楽器用ピックアップ装置が有する磁気センサにおける金属弦の振動と電気信号との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the vibration of a metal string and the electrical signal in the magnetic sensor which the pick-up apparatus for electric musical instruments which concerns on Embodiment 2 has.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本実施の形態に係る弦振動検知センサが電気楽器用ピックアップ装置(以下、「ピックアップ装置」という)に適用される場合について説明するが、これに限定されるものではなく、金属弦の振動を検知する任意の装置に適用することが可能である。また、以下においては、本実施の形態に係る弦振動検知センサを用いたピックアップ装置が電気ギターに適用される場合について説明するが、これに限定されるものではなく、電気ギター以外の金属弦を有する電気楽器(例えば、電気ベースなど)に適用することが可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following, a case where the string vibration detection sensor according to the present embodiment is applied to a pickup device for an electric musical instrument (hereinafter referred to as “pickup device”) will be described, but the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to any device that detects vibration of a metal string. In the following, a case where the pickup device using the string vibration detection sensor according to the present embodiment is applied to an electric guitar will be described, but the present invention is not limited to this, and a metal string other than the electric guitar is used. It is possible to apply to an electric musical instrument (for example, an electric base, etc.).

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るピックアップ装置10の外観を示す斜視図である。図2は、図1に示すピックアップ装置10から化粧シート及びケースの一部を取り除いた状態の斜視図である。図3は、図2に示すピックアップ装置10の分解斜視図である。なお、図3においては、説明の便宜上、電気ギターの不図示のボディ部とネック部との間に張設される金属弦11を省略している。以下においては、図1における金属弦11側をピックアップ装置10の上方側と呼び、不図示のボディ部側をピックアップ装置10の下方側と呼ぶものとする。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a pickup device 10 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the pickup device 10 shown in FIG. 1 with a decorative sheet and a part of the case removed. FIG. 3 is an exploded perspective view of the pickup device 10 shown in FIG. In FIG. 3, for convenience of explanation, a metal string 11 stretched between a body portion (not shown) and a neck portion of the electric guitar is omitted. In the following, the metal string 11 side in FIG. 1 is referred to as the upper side of the pickup device 10, and the body part side (not shown) is referred to as the lower side of the pickup device 10.

実施の形態1に係るピックアップ装置10は、電気ギターの不図示のボディ部とネック部との間に張設される金属弦11に対向してボディ部の所定位置に装着される。図1に示すように、ピックアップ装置10は、後述する回路基板15や磁石16を固定するケース12と、このケース12を電気ギターのボディ部に固定する固定部材13と、ケース12の上面に取り付けられる化粧シート14とを備えて構成されている。ケース12は、例えば、絶縁性の樹脂材料で成形され、組み合わされてその内部に回路基板等を収容する第1、第2ケース12a、12bとから構成される。第1、第2ケース12a、12bの側方側端部の突出部12c、12dが固定部材13の開口部13a内に収容されることで、第1、第2ケース12a、12bが一体化され、電気ギターのボディ部に固定される。化粧シート14は、ケース12の上面に形成された凹部12e、12fに貼付され、その上面には6本の金属弦11に対応する位置にマークが設けられている。   The pickup device 10 according to the first embodiment is mounted at a predetermined position on the body portion so as to face a metal string 11 stretched between a body portion (not shown) and a neck portion of the electric guitar. As shown in FIG. 1, the pickup device 10 is attached to a case 12 for fixing a circuit board 15 and a magnet 16 to be described later, a fixing member 13 for fixing the case 12 to the body portion of the electric guitar, and an upper surface of the case 12. And a decorative sheet 14 to be formed. The case 12 is composed of, for example, first and second cases 12a and 12b which are formed of an insulating resin material and combined to accommodate a circuit board or the like. The first and second cases 12a and 12b are integrated by accommodating the protruding portions 12c and 12d of the side end portions of the first and second cases 12a and 12b in the opening 13a of the fixing member 13. Fixed to the body part of the electric guitar. The decorative sheet 14 is affixed to the recesses 12e and 12f formed on the upper surface of the case 12, and marks are provided at positions corresponding to the six metal strings 11 on the upper surface.

ケース12の内部には、図2及び図3に示すように、第1、第2ケース12a、12bの間に挟まれる位置に回路基板15が配設されている。回路基板15は、概して長方形の平板形状を有しており、その所定位置には6本の金属弦11に対応する位置に6個の開口部151が形成されている(図3参照)。これらの開口部151は、上下方向に長手方向を配置した長方形状を有しており、第2ケース12bの内壁部に設けられた磁石保持片121が挿通され、その先端部が僅かに露出するものとなっている。これらの磁石保持片121の先端部に、概して円柱形状を有する磁石16が挟持され、磁石16の周面が僅かに開口部151から露出するように構成されている(図2参照)。この場合、磁石16は、その中心が回路基板15の中心に配置された状態となっている。実施の形態1に係るピックアップ装置10において、磁石16は、その上端部がN極に着磁され、その下端部がS極に着磁されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, a circuit board 15 is disposed inside the case 12 at a position sandwiched between the first and second cases 12a and 12b. The circuit board 15 has a generally rectangular flat plate shape, and six openings 151 are formed at predetermined positions corresponding to the six metal strings 11 (see FIG. 3). These openings 151 have a rectangular shape in which the longitudinal direction is arranged in the vertical direction, and the magnet holding pieces 121 provided on the inner wall portion of the second case 12b are inserted therethrough so that the tip ends thereof are slightly exposed. It has become a thing. A magnet 16 having a generally cylindrical shape is sandwiched between the tip portions of these magnet holding pieces 121, and the circumferential surface of the magnet 16 is slightly exposed from the opening 151 (see FIG. 2). In this case, the magnet 16 is in a state where its center is arranged at the center of the circuit board 15. In the pickup device 10 according to Embodiment 1, the magnet 16 has its upper end magnetized to the N pole and its lower end magnetized to the S pole.

回路基板15における開口部151の上方側には、磁気センサ17が実装される実装領域152が設けられている。磁気センサ17は、この実装領域152に実装され、開口部151に配置された磁石16の上端部と対向配置され、磁石16と金属弦11との間に発生する磁束の方向の変化を検知するものである。また、開口部151の側方側には、増幅IC18が実装される実装領域153が設けられている。増幅IC18は、この実装領域153に実装され、磁気センサ17からの電気信号を増幅するものである。さらに、図3に示す最も左方側の開口部151の左方側には、磁気センサ17からの電気信号を外部に出力する外部端子191を有する出力端子部材19が実装される実装領域154が設けられている。出力端子部材19は、この実装領域154に実装され、増幅IC18で増幅された電気信号を電気ギターの制御部に出力可能に構成されている。   A mounting region 152 in which the magnetic sensor 17 is mounted is provided above the opening 151 in the circuit board 15. The magnetic sensor 17 is mounted in the mounting region 152 and is disposed opposite to the upper end of the magnet 16 disposed in the opening 151, and detects a change in the direction of magnetic flux generated between the magnet 16 and the metal string 11. Is. A mounting region 153 in which the amplifier IC 18 is mounted is provided on the side of the opening 151. The amplification IC 18 is mounted in the mounting area 153 and amplifies an electric signal from the magnetic sensor 17. Further, on the left side of the leftmost opening 151 shown in FIG. 3, there is a mounting region 154 on which an output terminal member 19 having an external terminal 191 that outputs an electrical signal from the magnetic sensor 17 to the outside is mounted. Is provided. The output terminal member 19 is mounted on the mounting region 154 and configured to output an electric signal amplified by the amplifier IC 18 to the control unit of the electric guitar.

図4は、回路基板15に実装された磁気センサ17の周辺の正面図である。図4に示すように、磁気センサ17は、回路基板15の開口部151に配置された磁石16の上方側に実装されており、その上方側には、一定距離だけ離間して金属弦11が配置されている。このため、磁石16の上端部、下端部がそれぞれN極、S極に着磁されている場合において、磁石16からの磁束は、磁石16の上端部から金属弦11に向かい、磁石16の下端部に戻るように構成されている。この場合、磁石16からの磁束は、磁気センサ17を通過するものとなっている。この場合において、金属弦11が振動すると、図4の磁気センサ17上に便宜上示したように、その金属弦11の位置に応じて磁石16からの磁束の方向(磁場の角度)が変化する。磁気センサ17は、この磁束の方向の変化を検知する。特に、実施の形態1に係るピックアップ装置10においては、磁石16の磁極の配列方向(図4に示す上下方向)に対して直交する方向(図4に示す左右方向)に振動する金属弦11に応じた磁束の方向の変化を効果的に検知する。   FIG. 4 is a front view of the periphery of the magnetic sensor 17 mounted on the circuit board 15. As shown in FIG. 4, the magnetic sensor 17 is mounted on the upper side of the magnet 16 disposed in the opening 151 of the circuit board 15, and the metal string 11 is spaced apart by a certain distance on the upper side. Is arranged. Therefore, when the upper end and the lower end of the magnet 16 are magnetized to the N pole and the S pole, respectively, the magnetic flux from the magnet 16 is directed from the upper end of the magnet 16 to the metal string 11, and the lower end of the magnet 16. It is comprised so that it may return to a part. In this case, the magnetic flux from the magnet 16 passes through the magnetic sensor 17. In this case, when the metal string 11 vibrates, the direction of the magnetic flux from the magnet 16 (the angle of the magnetic field) changes according to the position of the metal string 11 as shown for convenience on the magnetic sensor 17 in FIG. The magnetic sensor 17 detects a change in the direction of the magnetic flux. In particular, in the pickup device 10 according to the first embodiment, the metal string 11 that vibrates in a direction (left-right direction shown in FIG. 4) perpendicular to the arrangement direction of the magnetic poles of the magnet 16 (up-down direction shown in FIG. 4). The change of the direction of the corresponding magnetic flux is detected effectively.

ここで、実施の形態1に係るピックアップ装置10の磁気センサ17の構成について説明する。磁気センサ17は、磁束の方向の変化を電気信号に変換する4つの磁気抵抗効果素子170を組み合わせたブリッジ回路で構成されている。図5は、磁気センサ17の磁気抵抗効果素子170の構成を説明するための図である。磁気に感応して電気信号を出力する磁気抵抗効果素子170は、基本的構成として図5に示すように、交換バイアス層(反強磁性体層)171と、固定層(ピン止め磁性層)172と、非磁性層173と、自由層(フリー磁性層)174とを回路基板15上に積層して形成されており、巨大磁気抵抗効果を利用したGMR(Giant Magneto Resistance)素子の一種である磁気抵抗効果素子として構成されている。   Here, the configuration of the magnetic sensor 17 of the pickup device 10 according to the first embodiment will be described. The magnetic sensor 17 is configured by a bridge circuit in which four magnetoresistive elements 170 that convert changes in the direction of magnetic flux into electric signals are combined. FIG. 5 is a view for explaining the configuration of the magnetoresistive effect element 170 of the magnetic sensor 17. As shown in FIG. 5, the magnetoresistive effect element 170 that outputs an electric signal in response to magnetism has a basic structure, such as an exchange bias layer (antiferromagnetic material layer) 171 and a fixed layer (pinned magnetic layer) 172. And a nonmagnetic layer 173 and a free layer (free magnetic layer) 174 are laminated on the circuit board 15 and are a kind of GMR (Giant Magneto Resistance) element using a giant magnetoresistance effect. It is configured as a resistance effect element.

磁気抵抗効果素子170が巨大磁気抵抗効果(GMR)を発揮するためには、例えば交換バイアス層171がα−Fe層、固定層172がNiFe層、非磁性層173がCu層、自由層174がNiFe層から形成されるが、これらのものに限定されるものではなく、巨大磁気抵抗効果(GMR)を発揮するものであれば、いずれのものであってもよい。また、磁気抵抗効果素子170は、巨大磁気抵抗効果(GMR)を発揮するものであれば、上記の積層構造のものに限定されるものではない。 In order for the magnetoresistive effect element 170 to exhibit the giant magnetoresistive effect (GMR), for example, the exchange bias layer 171 is an α-Fe 2 O 3 layer, the fixed layer 172 is a NiFe layer, the nonmagnetic layer 173 is a Cu layer, free The layer 174 is formed of a NiFe layer, but is not limited to these, and may be any material that exhibits a giant magnetoresistive effect (GMR). Further, the magnetoresistive effect element 170 is not limited to the one having the above laminated structure as long as it exhibits a giant magnetoresistive effect (GMR).

図5に示す磁気抵抗効果素子170の固定層172は、交換バイアス層171で磁化され、この交換バイアス層171によって磁化方向が特定方向に固定(ピン止め)されている。自由層174は、外部磁界の向きによって、固定層172の磁化方向に対する磁化方向が変化する。磁気抵抗効果素子170の両端には端子層175が接合形成されている。そして、固定層172の固定された磁化方向に対して、外部磁界の向きにより自由層174の磁化方向が変化することにより、2つの端子層175間での電気抵抗値の変化が電気信号として出力されるものとなっている。   The fixed layer 172 of the magnetoresistive effect element 170 shown in FIG. 5 is magnetized by the exchange bias layer 171, and the magnetization direction is fixed (pinned) in a specific direction by the exchange bias layer 171. The magnetization direction of the free layer 174 with respect to the magnetization direction of the fixed layer 172 changes depending on the direction of the external magnetic field. Terminal layers 175 are bonded to both ends of the magnetoresistive effect element 170. The change in the electric resistance value between the two terminal layers 175 is output as an electric signal by changing the magnetization direction of the free layer 174 depending on the direction of the external magnetic field with respect to the fixed magnetization direction of the fixed layer 172. It is supposed to be.

図6は、実施の形態1に係るピックアップ装置10の磁気抵抗効果素子170が接続されるブリッジ回路における金属弦11の振動と電気信号との関係を説明するための図である。図6においては、縦軸に出力電圧を示す一方、横軸に磁石16から金属弦11に対して発生する磁場であって、磁気センサ17上を通過する磁場の角度(以下、適宜「磁場角度」という)を示している。図6に示す磁場角度においては、金属弦11が振動していない状態を180°としている。実施の形態1に係るピックアップ装置10においては、金属弦11の振動に応じた磁場角度の変化を検知し、より具体的には、その磁気抵抗効果素子170により磁場角度の変化を電気信号に変換するものとなっている。   FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the vibration of the metal string 11 and the electrical signal in the bridge circuit to which the magnetoresistive effect element 170 of the pickup device 10 according to the first embodiment is connected. In FIG. 6, while the output voltage is shown on the vertical axis, the magnetic field generated from the magnet 16 to the metal string 11 on the horizontal axis and passing over the magnetic sensor 17 (hereinafter referred to as “magnetic field angle” as appropriate). "). In the magnetic field angle shown in FIG. 6, the state in which the metal string 11 is not vibrating is 180 °. In the pickup device 10 according to the first embodiment, a change in the magnetic field angle corresponding to the vibration of the metal string 11 is detected, and more specifically, the change in the magnetic field angle is converted into an electric signal by the magnetoresistive effect element 170. It is supposed to be.

説明を簡略化するために金属弦11における1mmの範囲の振動に限定して出力される電気信号について説明する。図6に示すように、実施の形態1に係るピックアップ装置10においては、金属弦11の振動1mmに対して磁石16からの磁場角度が約175°から約185°の範囲(約10°の範囲)で変化するように構成されている。この場合、磁気センサ17から出力される電気信号(電圧信号)は、約25mVから約−25mVの範囲(約50mV)の範囲で変化する。この場合において、磁石16からの磁場角度は、金属弦11の位置に連動して変化し、これに応じて電気信号も変化するものとなっている。   In order to simplify the description, an electrical signal output limited to vibration in the range of 1 mm in the metal string 11 will be described. As shown in FIG. 6, in the pickup device 10 according to the first embodiment, the magnetic field angle from the magnet 16 with respect to 1 mm of vibration of the metal string 11 is in the range of about 175 ° to about 185 ° (the range of about 10 °). ) To change. In this case, the electrical signal (voltage signal) output from the magnetic sensor 17 varies in the range of about 25 mV to about −25 mV (about 50 mV). In this case, the magnetic field angle from the magnet 16 changes in conjunction with the position of the metal string 11, and the electric signal changes accordingly.

このように実施の形態1に係る弦振動検知センサとしてのピックアップ装置10においては、磁気抵抗効果素子170を有する磁気センサ17により磁石16からの磁束の方向(磁場角度)の変化を電気信号に変換するようにしたことから、金属弦11の位置に連動して変化する磁束の方向(磁場角度)に応じた電気信号を出力することができるので、振動に伴う金属弦11の位置を忠実に反映させた信号波形を再現することが可能となる。   Thus, in the pickup device 10 as the string vibration detection sensor according to the first embodiment, the magnetic sensor 17 having the magnetoresistive effect element 170 converts the change in the direction of magnetic flux (magnetic field angle) from the magnet 16 into an electrical signal. As a result, an electric signal corresponding to the direction of magnetic flux (magnetic field angle) that changes in conjunction with the position of the metal string 11 can be output, so the position of the metal string 11 associated with vibration is faithfully reflected. It is possible to reproduce the signal waveform.

また、実施の形態1に係る弦振動検知センサとしてのピックアップ装置10においては、金属弦11の延伸方向と直交する方向の磁石16の両端に磁極を有し、磁気センサ17を一方の磁極(ここでは、N極)の近傍に配設したことから、磁石16からの磁束を確実に磁気センサ17上を通過させることができ、より精度良く金属弦11の位置に連動して変化する磁場角度に応じた電気信号を出力することが可能となる。   Further, in the pickup device 10 as the string vibration detection sensor according to the first embodiment, the magnetic sensor 17 has one magnetic pole (here, the magnetic sensor 17 has magnetic poles at both ends of the magnet 16 in a direction orthogonal to the extending direction of the metal string 11. In this case, the magnetic flux from the magnet 16 can be surely passed over the magnetic sensor 17, and the magnetic field angle that changes in conjunction with the position of the metal string 11 can be obtained with higher accuracy. A corresponding electrical signal can be output.

(実施の形態2)
実施の形態1に係るピックアップ装置10においては、磁石16の上方側近傍に磁気センサ17を配置すると共に、この磁気センサ17の上方側に一定距離だけ離間した位置に金属弦11を張設することで、磁石16からの磁束は、磁石16の上端部から金属弦11に向かった後、磁石16の下端部に戻るように構成されている。実施の形態2に係るピックアップ装置20においては、金属弦11に達した磁束が磁石16の下端部まで戻る経路を構成する磁性部材を備える点で実施の形態1に係るピックアップ装置10と相違する。以下、実施の形態2に係るピックアップ装置20の構成について、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
(Embodiment 2)
In the pickup device 10 according to the first embodiment, the magnetic sensor 17 is disposed in the vicinity of the upper side of the magnet 16, and the metal string 11 is stretched at a position separated by a certain distance above the magnetic sensor 17. Thus, the magnetic flux from the magnet 16 is configured to return from the upper end portion of the magnet 16 to the metal string 11 and then return to the lower end portion of the magnet 16. The pickup device 20 according to the second embodiment is different from the pickup device 10 according to the first embodiment in that a magnetic member that configures a path through which the magnetic flux that has reached the metal string 11 returns to the lower end of the magnet 16 is provided. Hereinafter, the configuration of the pickup device 20 according to the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.

図7は、本発明の実施の形態2に係るピックアップ装置20の外観を示す斜視図である。図8は、図7に示すピックアップ装置20からケースの一部を取り除いた状態の斜視図である。図9及び図10は、それぞれ実施の形態2に係るピックアップ装置20が有する磁気センサ17周辺の側断面図及び斜視図である。なお、図7〜図10に示す実施の形態2に係るピックアップ装置20において、実施の形態1に係るピックアップ装置10と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。また、以下においては、図7における金属弦11側をピックアップ装置20の上方側と呼び、不図示のボディ部側をピックアップ装置20の下方側と呼ぶものとする。   FIG. 7 is a perspective view showing an appearance of the pickup device 20 according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 8 is a perspective view of the pickup device 20 shown in FIG. 7 with a part of the case removed. 9 and 10 are a side sectional view and a perspective view, respectively, around the magnetic sensor 17 included in the pickup device 20 according to the second embodiment. In addition, in the pickup apparatus 20 according to the second embodiment shown in FIGS. 7 to 10, the same reference numerals are given to the configurations common to the pickup apparatus 10 according to the first embodiment, and the description thereof is omitted. To do. In the following, the metal string 11 side in FIG. 7 is referred to as the upper side of the pickup device 20, and the body part side (not shown) is referred to as the lower side of the pickup device 20.

図7及び図8に示すように、実施の形態2に係るピックアップ装置20は、装置の外形を構成するケース21の構成において、実施の形態1に係るピックアップ装置10と相違する。実施の形態1に係るピックアップ装置10のケース12が金属弦11の張設方向に組み合わせられるのに対し、実施の形態2に係るピックアップ装置20のケース21は、ピックアップ装置20の上下方向に組み合わされる構成を有している。ケース21は、電気ギターのボディ部に固定される第1ケース21aと、この第1ケース21aの上方に重ねられる第2ケース21bとから構成され、第2ケース21bの内部には、第1ケース21aに重ねられた状態において回路基板15や磁石16を収容する空間が設けられている。なお、図8においては、図7に示すピックアップ装置20から第2ケース21bを取り除いた状態について示している。   As shown in FIGS. 7 and 8, the pickup device 20 according to the second embodiment is different from the pickup device 10 according to the first embodiment in the configuration of the case 21 that forms the outer shape of the device. Whereas the case 12 of the pickup device 10 according to the first embodiment is combined in the extending direction of the metal string 11, the case 21 of the pickup device 20 according to the second embodiment is combined in the vertical direction of the pickup device 20. It has a configuration. The case 21 includes a first case 21a that is fixed to the body portion of the electric guitar and a second case 21b that is overlaid on the first case 21a. The first case 21b is located inside the second case 21b. A space for accommodating the circuit board 15 and the magnet 16 is provided in a state of being overlaid on 21a. 8 shows a state in which the second case 21b is removed from the pickup device 20 shown in FIG.

図8に示すように、第2ケース21bの内部には、回路基板15が第1ケース21aに対して直交するように配置されている。回路基板15の所定位置には、磁石16が配置される長方形状の開口部151が設けられている。磁石16は、この開口部151の上端部と、後述する磁性部材23との間に挟持され、磁石16の周面が僅かに開口部151から露出するように構成されている(図9参照)。実施の形態2に係るピックアップ装置20において、磁石16は、実施の形態1に係るピックアップ装置10と同様に、その上端部がN極に着磁され、その下端部がS極に着磁されている。また、それぞれの開口部151の上方側には、磁気センサ17が実装されており、所定の開口部151の下方側には、増幅IC18が実装されている。なお、これらの磁気センサ17及び増幅IC18の構成は、実施の形態1に係るピックアップ装置10と同様である。   As shown in FIG. 8, the circuit board 15 is disposed inside the second case 21b so as to be orthogonal to the first case 21a. A rectangular opening 151 in which the magnet 16 is disposed is provided at a predetermined position of the circuit board 15. The magnet 16 is sandwiched between an upper end portion of the opening 151 and a magnetic member 23 described later, and the peripheral surface of the magnet 16 is slightly exposed from the opening 151 (see FIG. 9). . In the pickup device 20 according to the second embodiment, the magnet 16 has its upper end magnetized to the N pole and its lower end magnetized to the S pole, as in the pickup device 10 according to the first embodiment. Yes. A magnetic sensor 17 is mounted on the upper side of each opening 151, and an amplification IC 18 is mounted on the lower side of the predetermined opening 151. The configurations of the magnetic sensor 17 and the amplification IC 18 are the same as those of the pickup device 10 according to the first embodiment.

第1ケース21aの上面には、それぞれの開口部151に対応する位置に一対の支持片22a、22bが立設されている。これらの支持片22a、22bは、短冊形状を有し、回路基板15の表面と対向して第1ケース21aの縁部近傍に設けられている。これらの支持片22a、22bの上端部には、一方側の端部が開口部151に挿通された状態の磁性部材23が載置されている。この磁性部材23は、概してL字形状を有しており、その一端が支持片22aの上端部に載置され、その折り曲げ部23aが支持片22bの上端部に載置され、その他端が金属弦11の近傍まで延伸した状態となっている。なお、この金属弦11の他端は、磁気センサ17(磁気抵抗効果素子170)による検知領域から離間した金属弦11の位置の近傍まで延伸するように構成されている。磁石16は、このように開口部151に挿通された磁性部材23の一端の近傍に載置され、開口部151の上端部との間で挟持された状態となっている。   On the upper surface of the first case 21a, a pair of support pieces 22a and 22b are erected at positions corresponding to the respective openings 151. These support pieces 22 a and 22 b have a strip shape and are provided in the vicinity of the edge of the first case 21 a so as to face the surface of the circuit board 15. On the upper end portions of these support pieces 22a and 22b, the magnetic member 23 in a state where one end portion is inserted through the opening 151 is placed. The magnetic member 23 generally has an L-shape, one end of which is placed on the upper end portion of the support piece 22a, the bent portion 23a is placed on the upper end portion of the support piece 22b, and the other end is made of metal. It is in a state of extending to the vicinity of the string 11. The other end of the metal string 11 is configured to extend to the vicinity of the position of the metal string 11 separated from the detection region by the magnetic sensor 17 (magnetoresistance effect element 170). The magnet 16 is placed in the vicinity of one end of the magnetic member 23 inserted through the opening 151 as described above, and is sandwiched between the upper end of the opening 151.

ここで、実施の形態2に係るピックアップ装置20における磁石16から発生する磁束の通過経路について説明する。図9は、実施の形態2に係る電気楽器用ピックアップ装置が有する磁気センサ周辺の側断面図である。なお、図9においても、図8と同様に、第2ケース21bを省略している。上述したように、実施の形態2に係るピックアップ装置20においては、磁石16の上端部がN極に着磁され、下端部がS極に着磁されていることから、磁石16の上端部から発生した磁束は、金属弦11に向かい、金属弦11を通過して金属弦11の近傍まで延出して配置された磁性部材23を通って磁石16の下端部に戻るように構成されている。金属弦11が振動すると、図10に示すように、その金属弦11の位置に応じて磁石16からの磁束の方向(磁場の角度)が変化する。磁気センサ17は、この磁束の方向の変化を検知する。特に、実施の形態2に係るピックアップ装置20においては、実施の形態1に係るピックアップ装置10と同様に、磁石16の磁極の配列方向に対して直交する方向に振動する金属弦11に応じた磁束の方向の変化を効果的に検知する。   Here, a passage path of magnetic flux generated from the magnet 16 in the pickup device 20 according to the second embodiment will be described. FIG. 9 is a sectional side view of the periphery of the magnetic sensor included in the electric musical instrument pickup device according to the second embodiment. In FIG. 9, the second case 21b is omitted as in FIG. As described above, in the pickup device 20 according to the second embodiment, the upper end portion of the magnet 16 is magnetized to the N pole and the lower end portion is magnetized to the S pole. The generated magnetic flux travels toward the metal string 11, passes through the metal string 11, extends to the vicinity of the metal string 11, passes through the magnetic member 23, and returns to the lower end of the magnet 16. When the metal string 11 vibrates, the direction of the magnetic flux from the magnet 16 (the angle of the magnetic field) changes according to the position of the metal string 11 as shown in FIG. The magnetic sensor 17 detects a change in the direction of the magnetic flux. In particular, in the pickup device 20 according to the second embodiment, similarly to the pickup device 10 according to the first embodiment, the magnetic flux corresponding to the metal string 11 that vibrates in a direction orthogonal to the arrangement direction of the magnetic poles of the magnet 16. Effectively detect changes in the direction of.

図11は、実施の形態2に係るピックアップ装置20の磁気抵抗効果素子170が接続されるブリッジ回路における金属弦11の振動と電気信号との関係を説明するための図である。図11においては、図6と同様に、縦軸に出力電圧を示す一方、横軸に磁石16から金属弦11に対して発生する磁場であって、磁気センサ17上を通過する磁場角度を示している。また、図11に示す磁場角度においては、金属弦11が振動していない状態を180°としている。   FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the vibration of the metal string 11 and the electrical signal in the bridge circuit to which the magnetoresistive effect element 170 of the pickup device 20 according to the second embodiment is connected. In FIG. 11, as in FIG. 6, the vertical axis indicates the output voltage, while the horizontal axis indicates the magnetic field generated from the magnet 16 to the metal string 11 and the magnetic field angle passing over the magnetic sensor 17. ing. Moreover, in the magnetic field angle shown in FIG. 11, the state where the metal string 11 is not oscillating is 180 °.

図11においても、図6と同様に、金属弦11の1mmの振動に限定して出力される電気信号について説明する。図11に示すように、実施の形態2に係るピックアップ装置20においては、金属弦11の振動1mmに対して磁石16からの磁場角度が約175°から約185°の範囲(約10°の範囲)で変化するように構成されている。磁気センサ17から出力される電気信号(電圧信号)は、約25mVから約−25mVの範囲(約50mV)の範囲で変化する。この場合において、磁石16からの磁場角度は、金属弦11の位置に連動して変化し、これに応じて電気信号も変化するものとなっている。   In FIG. 11 as well, similarly to FIG. 6, an electrical signal output limited to 1 mm vibration of the metal string 11 will be described. As shown in FIG. 11, in the pickup device 20 according to the second embodiment, the magnetic field angle from the magnet 16 with respect to 1 mm of vibration of the metal string 11 is in the range of about 175 ° to about 185 ° (the range of about 10 °). ) To change. The electric signal (voltage signal) output from the magnetic sensor 17 varies in the range of about 25 mV to about −25 mV (about 50 mV). In this case, the magnetic field angle from the magnet 16 changes in conjunction with the position of the metal string 11, and the electric signal changes accordingly.

このように実施の形態2に係る弦振動検知センサとしてのピックアップ装置20においても、磁気抵抗効果素子170を有する磁気センサ17により磁石16からの磁束の方向(磁場角度)の変化を電気信号に変換するようにしたことから、金属弦11の位置に連動して変化する磁束の方向(磁場角度)に応じた電気信号を出力することができるので、振動に伴う金属弦11の位置を忠実に反映させた信号波形を再現することが可能となる。   As described above, also in the pickup device 20 as the string vibration detection sensor according to the second embodiment, the magnetic sensor 17 having the magnetoresistive effect element 170 converts the change in the direction of magnetic flux (magnetic field angle) from the magnet 16 into an electrical signal. As a result, an electric signal corresponding to the direction of magnetic flux (magnetic field angle) that changes in conjunction with the position of the metal string 11 can be output, so the position of the metal string 11 associated with vibration is faithfully reflected. It is possible to reproduce the signal waveform.

特に、実施の形態2に係る弦振動検知センサとしてのピックアップ装置20においては、磁石16の上端部から金属弦11に達した磁束を磁石16の下端部に導く磁性部材23を備えるようにしたことから、磁束の通過経路を安定させることができ、より正確に磁気センサ17における磁束の方向の変化の検出精度を高めることが可能となる。   In particular, in the pickup device 20 as the string vibration detection sensor according to the second embodiment, the magnetic member 23 that guides the magnetic flux reaching the metal string 11 from the upper end portion of the magnet 16 to the lower end portion of the magnet 16 is provided. Therefore, the passage path of the magnetic flux can be stabilized, and the detection accuracy of the change in the direction of the magnetic flux in the magnetic sensor 17 can be improved more accurately.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

例えば、上記実施の形態においては、磁石16の上端部をN極に着磁する一方、下端部をS極に着磁する場合について説明しているが、磁石16の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。磁気センサ17上を通過可能な磁束を発生することを条件として、磁石16に形成される磁極を反対に着磁するようにしても良い。   For example, in the above embodiment, the case where the upper end portion of the magnet 16 is magnetized to the N pole while the lower end portion is magnetized to the S pole has been described. However, the configuration of the magnet 16 is limited to this. It can be changed as appropriate. The magnetic poles formed on the magnet 16 may be oppositely magnetized on the condition that a magnetic flux that can pass over the magnetic sensor 17 is generated.

10、20 電気楽器用ピックアップ装置(ピックアップ装置)
11 金属弦
12、21 ケース
12a、21a 第1ケース
12b、21b 第2ケース
12c、12d 突出部
12e、12f 凹部
121 磁石保持片
13 固定部材
13a 開口部
14 化粧シート
15 回路基板
151 開口部
152、153、154 実装領域
16 磁石
17 磁気センサ
170 磁気抵抗効果素子
171 交換バイアス層(反強磁性体層)
172 固定層(ピン止め磁性層)
173 非磁性層
174 自由層(フリー磁性層)
175 端子層
18 増幅IC
19 出力端子部材
191 外部端子
22a、22b 支持片
23 磁性部材
10, 20 Pickup device for electric musical instruments (pickup device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Metal string 12,21 Case 12a, 21a 1st case 12b, 21b 2nd case 12c, 12d Protrusion part 12e, 12f Recessed part 121 Magnet holding piece 13 Fixing member 13a Opening part 14 Cosmetic sheet 15 Circuit board 151 Opening part 152,153 154 Mounting area 16 Magnet 17 Magnetic sensor 170 Magnetoresistive element 171 Exchange bias layer (antiferromagnetic layer)
172 Fixed layer (pinned magnetic layer)
173 Nonmagnetic layer 174 Free layer (free magnetic layer)
175 Terminal layer 18 Amplifier IC
19 output terminal member 191 external terminal 22a, 22b support piece 23 magnetic member

Claims (4)

金属弦と、前記金属弦から一定距離離間して配設された磁石部材と、前記金属弦と前記磁石部材との間に配設され、前記金属弦の振動に伴う前記磁石部材と前記金属弦との間の磁束の方向の変化を電気信号に変換する磁気抵抗効果素子とを具備することを特徴とする弦振動検知センサ。   A metal string, a magnet member disposed at a certain distance from the metal string, and the magnet member and the metal string that are disposed between the metal string and the magnet member and are caused by vibration of the metal string. And a magnetoresistive effect element that converts a change in the direction of the magnetic flux between the magnetic signal and the electric signal into a string vibration detection sensor. 前記磁石部材は、前記金属弦の延伸方向と直交する方向の両端に磁極を有し、前記磁気抵抗効果素子は、当該磁石部材の一方の磁極の近傍に配設されることを特徴とする請求項1記載の弦振動検知センサ。   The magnet member has magnetic poles at both ends in a direction perpendicular to the extending direction of the metal string, and the magnetoresistive element is disposed in the vicinity of one magnetic pole of the magnet member. Item 2. The string vibration detection sensor according to item 1. 前記磁石部材の他方の磁極から、前記磁気抵抗効果素子による検知領域から離間した前記金属弦の位置の近傍まで延伸する磁性部材を具備することを特徴とする請求項2記載の弦振動検知センサ。   3. The string vibration detection sensor according to claim 2, further comprising a magnetic member extending from the other magnetic pole of the magnet member to the vicinity of the position of the metal string separated from the detection region by the magnetoresistive effect element. 請求項1から請求項3のいずれかに記載の弦振動検知センサを用いた電気楽器用ピックアップ装置。   A pickup device for an electric musical instrument using the string vibration detection sensor according to any one of claims 1 to 3.
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