JP4715686B2

JP4715686B2 - 電子弦楽器

Info

Publication number: JP4715686B2
Application number: JP2006246376A
Authority: JP
Inventors: 達也出嶌
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2026-09-12
Also published as: JP2008070413A

Description

この発明は、電子ギター、電子ウクレレ、電子マンドリンなどの電子弦楽器に関する。

例えば、電子ギターにおいては、特許文献１に記載されているように、ボディ部にネック部を設け、このネック部からボディ部に亘って複数の弦を連続させて張り渡し、この複数の弦を弾くことにより、弦の振動をトリガー検出部で検出し、この検出信号によって予め記憶された音源情報に基づいて楽音を発生させるものがある。
実開昭６３−１９１３９３号

このような電子ギターでは、アコ―スティックギターやエレキギターなどの自然楽器のギターに近似した演奏性を得るために、弦の張力を十分に確保する必要があり、このためボディ部やネック部およびその取付部分の強度を自然楽器のギターと同程度に高めなければならず、製造コストが高くなるという問題がある。

そこで、このような問題を回避するため、従来の電子ギターにおいては、特許文献２に記載されているように、ネック部が設けられたボディ部の一部分、つまりボディ部における弦操作部分に対応する箇所のみに、複数の弦を張り渡した張弦部を擬似的に設け、この張弦部に張り渡された複数の弦を弾くことにより、弦の振動をトリガー検出部で検出し、この検出信号によって予め記憶された音源情報に基づいて楽音を発生させるものが開発されている。
特開２００２−２８７７５０号

しかしながら、このような従来の電子ギターでは、ボディ部における弦操作部分に対応する箇所のみに複数の弦を張り渡した張弦部を擬似的に設けた構成であるから、弦の長さが短く、自然楽器のギターに近似した弾弦感触が得られないため、自然楽器のギターに近似した演奏性を得ることができないという問題がある。

この発明が解決しようとする課題は、低価格で、自然楽器の弦楽器に近似した演奏性を得ることができる電子弦楽器を提供することである。

この発明は、上記課題を解決するために、次のような構成要素を備えている。
なお、各構成要素には、後述する実施形態の項で説明される各要素に付されている図面の参照番号などを括弧と共に付す。

請求項１に記載の発明は、ボディ部と、このボディ部に一端部が重なった状態で取り付けられたネック部と、このネック部に設けられて音高を検出するフレット検出部と、前記ボディ部に設けられて複数の弦が張り渡された張弦部と、この張弦部における前記複数の弦の振動を検出するトリガー検出部とを備え、
前記フレット検出部に対応する前記ネック部の前記一端部と前記ボディ部とが重なり合う部分の間に空間部を設け、この空間部内に前記張弦部の一端側を潜り込ませたことを特徴とする電子弦楽器である。

本発明によれば、複数の弦が張り渡された張弦部をボディ部に取り付ける際、ネック部に設けられたフレット検出部に対応するネック部の一端部とボディ部とが重なり合う部分の間に空間部を設け、この空間部内に張弦部の一端側を潜り込ませたので、張弦部をボディ部のみに設けても、張弦部の複数の弦を十分な長さで設けることができる。このため、自然楽器の弦楽器に近似した演奏性を得ることができると共に、張弦部をボディ部のみに設けているので、弦をネック部からボディ部に亘って連続して張り渡す場合に比べて、ボディ部やネック部およびその取付部分に高い強度が要求されることがなく、このため低価格なものを提供することができる。

以下、図１〜図１５を参照して、この発明を電子ギターに適用した一実施形態について説明する。
図１はこの発明の電子ギターの外観斜視図、図２は図１のＡ−Ａ矢視における拡大断面図、図３は図１のＢ−Ｂ矢視における拡大断面図である。
この電子ギターは、図１に示すように、ボディ部１とネック部２とを備えている。ボディ部１は、中間部が括れたほぼ瓢箪形状に形成された胴部であり、その一端部（図１では上端部）には、ネック部２が取り付けられている。

このネック部２は、図１および図２に示すように、断面がほぼ半円形の棹状に形成され、その平坦面を上に向けた状態で、一端部２ａ（図１では手前側の端部）がボディ部１に重なった状態で取り付けられている。このネック部２の上面には、図２に示すように、フレットスイッチ部３が設けられている。このフレットスイッチ部３は、シリコーンゴムなどのエラストマからなる弾性変形可能な指板シート４と、この指板シート４の下面に設けられたフレット基板５とを備え、指板シート４の下面に設けられた可動接点６と、フレット基板５の上面に設けられた固定接点７とを、接離可能に離間対向させた構成になっている。

この場合、指板シート４は、図１および図２に示すように、ネック部２の上面とほぼ同じ大きさに形成されており、その上面には、複数のフレット部８がネック部２の長手方向に沿って所定間隔で配列されている。フレット基板５は、図２に示すように、指板シート４とほぼ同じ形状であるが、指板シート４よりも１周り小さく形成され、指板シート４が上方から押されて弾性変形しても、その弾性変形を受け止めるように構成されている。

可動接点６と固定接点７との接点部分は、図２に示すように、指板シート４のフレット部８間に複数組み（つまり後述する弦の本数に対応する数）がそれぞれ設けられ、これにより指板シート４とフレット基板５との対向面における全域に亘ってマトリックス状に多数に配列されている。従って、このフレットスイッチ部３は、図３に示すように、指板シート４が押されて弾性変形すると、その弾性変形した箇所の可動接点６がこれに対応する固定接点７に接触することにより、音高情報としてのスイッチ信号を出力するように構成されている。

一方、ボディ部１には、図１に示すように、張弦部１０、操作部１１、スピーカ部１２、外部接続部１３、および回路基板１４が設けられている。この場合、操作部１１は、電源スイッチ、音量スイッチ、ミュートスイッチ、音色選択スイッチなどの各種のスイッチを備え、図１に示すように、ボディ部１の上面１ａにおける右手前側に設けられている。スピーカ部１２は、楽音を放音するものであり、図１に示すように、ボディ部１の上面１ａにおける左手前側に設けられている。外部接続部１３は、ボディ部１内の回路基板１４と外部機器（図示せず）とを電気的に接続し、その両者の間でデータの授受や外部電源の供給を受けるためのものであり、ボディ部１の手前側の右側面１ｂに設けられている。

ところで、張弦部１０は、図１および図３に示すように、ボディ部１の上面に設けられたブリッジ部１５とホルダ部１６とに複数の弦１７を張り渡した構成で、ホルダ部１６側がフレットスイッチ部３に対応するネック部２の一端部２ａとボディ部１との重なった部分の間に設けられた空間部１８内に潜り込んだ状態で設けられている。すなわち、ボディ部１側に位置するネック部２の一端部２ａには、図３に示すように、ボディ部１の先端側（図３では左端側）の側面１ｃに当接してネック部２の下側に突出する当接突起部１９と、この当接突起部１９の上部からボディ部１の上面１ａ側に延びる取付突起部２０とが設けられている。

この場合、ネック部２の当接突起部１９は、図３に示すように、その外部側面（図３では左側面）からボルト２１がボディ部１の側面１ｃを挿通してボディ部１内に突出し、この突出したボルト２１の先端部にナット２２を取り付けて締め付けることにより、ボディ部１に取り付けられている。また、ネック部２の取付突起部２０は、図３および図４に示すように、その下面に２本の支柱２３が設けられ、この２本の支柱２３の下端部がネック部２側に位置するボディ部１の上面１ａに当接して、ネック部２の一端部２ａをボディ部１の上方に浮かせることにより、ボディ部１の上面１ａとネック部２の一端部２ａとの間に空間部１８を形成し、この状態で２本の支柱２３がボディ部１にビス２４によって取り付けられている。

この空間部１８内に位置するボディ部１の上面１ａには、図３に示すように、張弦部１０のホルダ部１６が設けられている。このホルダ部１６は、複数の弦１７のネック部２側の各後端部１７ａを保持するためのものであり、図５〜図８に示すように、ボディ部１の上面１ａにビス２５ａによって取り付けられるホルダ台２５と、このホルダ台２５上にビス２６によってそれぞれ取り付けられる複数の保持片２７とを備え、この複数の保持片２７間に各弦１７の各後端部１７ａをそれぞれ挟んで保持するように構成されている。この場合、ネック部２の取付突起部２０に設けられた２本の支柱２３は、図４に示すように、複数の弦１７に接触しないように、隣接する各弦１７の間に配置されている。

複数の弦１７は、図８に示すように、ネック部２側の各後端部１７ａにそれぞれエンドボール２８が取り付けられ、このエンドボール２８を図６に示すように保持片２７のネック部２側に配置して、弦１７を隣接する保持片２７間に挿入させ、この状態で弦１７をブリッジ部１５側に引張してエンドボール２８を隣接する保持片２７の各切欠部２７ａ間に配置することにより、図５および図６に示すように、複数の弦１７におけるネック部２側の各後端部１７ａがそれぞれ各エンドボール２８によってホルダ部１６に固定されている。

ブリッジ部１５は、図３および図９に示すように、ブリッジ台３０と、このブリッジ台３０上に設けられて複数の弦１７の各前端部１７ｂをそれぞれ押え付ける複数の固定ナット３１と、この複数の固定ナット３１をブリッジ台３０上にそれぞれ固定する固定ビス３２とを備えているほか、複数の弦１７をそれぞれ押え付けて引張するクランプ装置３３をも備えている。この場合、ブリッジ台３０は、図９に示すように、ネック部２側（図３では左側）に弦支持突起部３０ａが上方に突出して設けられ、ネック部２と反対側（図３では右側）に弦固定台座部３０ｂが弦支持突起部３０ａとほぼ同じ高さで設けられ、この状態でボディ部１の上面１ａにおける手前側（図３では右側）にビス１５ａによって取り付けられている。

これにより、複数の弦１７は、図３および図９に示すように、そのブリッジ部１５側の各前端部１７ｂがブリッジ台３０の弦固定台座部３０ｂに配置され、この各前端部１７ｂ上にそれぞれ固定ナット３１を配置し、この固定ナット３１をそれぞれ固定ビス３２でブリッジ台３０の弦固定台座部３０ｂに締め付けることにより、各前端部１７ｂが固定ナット３１と弦固定台座部３０との間に挟持された状態で固定されている。また、この状態では、クランプ装置３３によって弦１７の前端部１７ｂ側がブリッジ台３０の弦支持突起部３０ａと弦固定台座部３０ｂとの間で押し下げられることにより、ブリッジ部１５とホルダ部１６との間に所定の張力で張り渡されている。

すなわち、クランプ装置３３は、図９〜図１１に示すように、ブリッジ台３０の左右両側に設けられた一対の軸取付部３４と、この一対の軸取付部３４に複数の弦１７の上方を横切って取り付けられた１本の支持軸３５と、この支持軸３５に回転可能に取り付けて複数の弦１７にそれぞれ対応する複数のクランプ部材３６とを備えている。この場合、クランプ部材３６は、図９〜図１１に示すように、ほぼ楕円形状の回転押え部３６ａと、この回転押え部３６ａに設けられたレバー部３６ｂとを備え、回転押え部３６ａにおけるレバー部３６ｂ側に偏心した箇所にベアリング３７が取り付けられ、このベアリング３７によって回転押え部３６ａが支持軸３５に各弦１７と対応した状態で回転可能に取り付けられている。

これにより、クランプ部材３６は、図１０に示すように、レバー部３６ｂを操作して、レバー部３６ｂの先端部を固定ビス３２の上側に位置させると、図１０において支持軸３５を中心にほぼ楕円形状の回転押え部３６ａが時計回りに偏心回転し、この偏心した回転押え部３６ａの外周面の下部が下側に突出してブリッジ台３０の弦支持突起部３０ａと弦固定台座部３０ｂとの間に張り渡された弦１７を押し下げて引張するので、図３に示すように、ブリッジ台３０の弦支持突起部３０ａとホルダ部１６の保持片２７との間に弦１７をほぼ一定の張力で張り渡すように構成されている。

また、このクランプ部材３６は、図１１に示すように、レバー部３６ｂを操作して、レバー部３６ｂをネック部２側に傾けて起立させると、図１０において支持軸３５を中心にほぼ楕円形状の回転押え部３６ａが反時計回りに偏心回転し、この偏心した回転押え部３６ａの外周面がブリッジ台３０の弦支持突起部３０ａと弦固定台座部３０ｂとの間に張り渡された弦１７から上側に離れ、ブリッジ台３０の弦支持突起部３０ａとホルダ部１６の保持片２７との間に張り渡された弦１７の張力を緩めるように構成されている。

このような張弦部１０の中間部、つまり複数の弦１７の中間部に対応する箇所のボディ部１には、図１および図３に示すように、複数の弦１７の各弦振動を検出するトリガー検出部３８が設けられている。このトリガー検出部３８は、各弦１７の振動を独立して検出するヘキサピックアップであり、複数の弦１７の下側に対応して配置され、この状態で接続部材３９ａによってボディ部１内に設けられた回路基板１４と電気的に接続されている。この回路基板１４は、電子ギターに必要なＬＳＩなどの各種の電子部品（図示せず）が搭載されたものであり、図３に示すように、ネック部２のフレットスイッチ部３が接続ケーブル３９ｂによって電気的に接続されているほか、操作部１１、スピーカ部１２および外部接続部１３も、図示しないが、電気的に接続されている。

次に、この電子ギターの回路構成について、図１２のブロック図を参照して説明する。
この電子ギターの回路は、ＲＯＭ４１に記憶されたシステムプログラムに従って回路全般を制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）４０と、演奏者の一方の手、例えば左手によって操作された箇所に対応する音高信号をＣＰＵ４０に出力するフレットスイッチ部３と、
ＣＰＵ４０の処理を行うときにデータを一時的にストアするワークエリアを有するＲＡＭ４３とを備えている。

また、この電子ギターの回路は、上記のほかに、演奏者の他方の手、例えば右手によって張弦部１０の各弦１７が操作されたときに、その弦振動をアナログ信号として検出するトリガー検出部３８と、このトリガー検出部３８で検出されたアナログ信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ４０に出力するＡ／Ｄ変換回路４４を有する。そしてさらにＣＰＵ４０からの指示に基づいて楽音を生成する音源部４５を有する。この音源部４５はＣＰＵ４０から供給されるフレットスイッチ部３で検出された音高情報と弦振動情報のレベルとに基づき楽音を生成する。この音源部４５で作成された楽音は、アナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路４６及びアンプ４７を介してスピーカ部１２に供給される。

音源部４５は、生成される楽音の音高（ピッチ）、音色、音量のそれぞれを制御する制御部４８〜５０を含み、これにより生成されるべき楽音の音高、音色、音量を決定する。そしてさらに、通常楽音は発生開始時点からの時間の経過に基づき、その音高、音色、音量が変化する。このために音源部４５は、音高、音色、音量の夫々に時間的変化を与えるためのエンベロープジェネレータ部５１を備えている。そしてこのエンベロープジェネレータ部51は、ＣＰＵ４０から供給される弦振動情報のレベルの変化に対応するエンベロープデータを生成し、各制御部４８〜５０に供給する。これにより音源部４５で生成される楽音は、弦振動情報の変化に基づいてその音高、音色及び音量が変化する。

次に、この電子ギターの動作フローについて、図１３〜図１５を参照して説明する。
この電子ギターのメインフローは、図１３に示すように、動作を開始すると、各種レジスタやカウント値などの初期化を実行する（ステップＳ１）。この状態で、演奏者が演奏を開始すると、演奏者の左手によるフレットスイッチ部３の操作に応じて発音すべき音の高さを確定するフレット検出処理を実行し（ステップＳ２）、演奏者が右手で張弦部１０の複数の弦１７を弾く操作に応じて楽音情報の作成および発音を制御するトリガー検出処理を実行し（ステップＳ３）、その他の処理を実行して（ステップＳ４）、ステップＳ２のフレット検出処理に戻る。

フレット検出処理は、図１４に示すように、まず、フレットスイッチ部３が操作されたか否かを判断し（ステップＳ１１）、操作されていなければ、メインフローに戻り、フレットスイッチ部３が操作されるまで待機する。このステップＳ１１でフレットスイッチ部３が操作されると、フレットスイッチ部３から出力されたスイッチ信号を取り込み（ステップＳ１２）、この取り込んだスイッチ信号に基づいて発音すべき音の高さを演算する（ステップＳ１３）。

すなわち、フレットスイッチ部３のマトリックス状に配列された各接点部分である各可動接点６と各固定接点７とのうち、操作された箇所に対応する可動接点６と固定接点７との接触によって出力されたスイッチ信号により、発音すべき音高を決定し、メインフローに戻る。

トリガー検出処理は、図１５に示すように、まず、張弦部１０の弦１７が弾かれて振動すると、その弦振動がトリガー検出部３８で検出されてデジタル信号として出力され、この出力されたデジタル信号を取り込む（ステップＳ２１）。そして、音源部４５で取り込んだデジタル信号のレベルが所定以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。

このステップＳ２２で弦振動が予め定められた所定レベル以上のときには、音源部４５に対して発音を指示する（ステップＳ２３）。このときには、まず発音指示開始と同時にフレットスイッチ部３により検出された音高でかつ、所定の音色及び音量を有する楽音を制御部４８〜５１にて生成する。そしてこの後、この生成された楽音の音高、音色、音量は夫々対応するエンベロープジェネレータ部５１により時間の経過とともに変更される。この生成された楽音は、スピーカ部１２により放音され、処理はメインフローに戻る。また、ステップＳ２２で弦振動が所定レベルを下回ると、音源部４５に対して消音を指示し（ステップＳ２４）、スピーカ部１２からの放音は停止されて、メインフローに戻る。

このように、この電子ギターによれば、複数の弦１７が張り渡された張弦部１０をボディ部１に取り付ける際、ネック部２に設けられたフレットスイッチ部３に対応するネック部２の一端部２ａとボディ部１とが重なり合う部分の間に空間部１８を設け、この空間部１８内に張弦部１０におけるネック部２側の一端側を潜り込ませたので、張弦部１０をボディ部１のみに設けても、張弦部１０の複数の弦１７を十分な長さで設けることができる。このため、自然楽器のギターに近似した演奏性を得ることができると共に、張弦部１０をボディ部１のみに設けているので、弦１７をネック部２からボディ部１に亘って張り渡す場合に比べて、ボディ部１とネック部２とに高い強度が要求されることがなく、このため低価格なものを提供することができる。

また、この電子ギターでは、ＣＰＵ４０が、トリガー検出部３８で検出した張弦部１０の弦振動に応じた弦振動情報の変化に基づいて音源部４５により生成される楽音を制御することにより、実際の弦振動情報に応じて音源部４５を制御することができるので、演奏者が実際に操作した弦振動に応じた楽音を発生させることができ、これにより楽音のリアリテイを高めることができると共に、楽音の表現力を高めることができる。

なお、上記実施形態では、電子弦楽器として、電子ギターに適用した場合について述べたが、これに限らず、例えば電子ウクレレ、電子マンドリン、電子バイオリン、電子チェロなどの各種の電子弦楽器に広く適用することができる。

この発明を適用した電子ギターの外観斜視図である。図１のＡ−Ａ矢視における拡大断面図である。図１のＢ−Ｂ矢視における拡大断面図である。図１のＣ−Ｃ矢視における拡大断面図である。図３のホルダ部を示した斜視図である。図５のＤ−Ｄ矢視における拡大断面図である。図５の一部を分解して示した斜視図である。図５におけるホルダ部側に位置する弦の端部を示した拡大斜視図である。図３のブリッジ部を示した拡大斜視図である。図９のクランプ装置の一部を分解して示した斜視図である。図３の状態でクランプ部材を回転させてクランプを解除した状態を示した拡大断面図である。図１の電子ギターの回路構成を示したブロック図である。図１２の電子ギターにおけるメインの動作フローを示した図である。図１３のフレット検出処理の動作フローを示した図である。図１３のトリガー検出処理の動作フローを示した図である。

符号の説明

１ボディ部
２ネック部
２ａネック部の一端部
３フレットスイッチ部
１０張弦部
１５ブリッジ部
１６ホルダ部
１７弦
１８空間部
３８トリガー検出部
４０ＣＰＵ
４５音源部

Claims

ボディ部と、このボディ部に一端部が重なった状態で取り付けられたネック部と、このネック部に設けられて音高を検出するフレット検出部と、前記ボディ部に設けられて複数の弦が張り渡された張弦部と、この張弦部における前記複数の弦の振動を表す弦振動情報を検出するトリガー検出部と、前記フレット検出部にて検出された音高の楽音を前記トリガー検出部による弦振動情報の検出のタイミングで生成する音源部とを備え、
前記フレット検出部に対応する前記ネック部の前記一端部と前記ボディ部とが重なり合う部分の間に空間部を設け、この空間部内に前記張弦部の一端側を潜り込ませたことを特徴とする電子弦楽器。
前記トリガー検出部で検出した前記張弦部の弦振動情報の変化に応じて、音源部により生成された楽音を制御する制御部を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子弦楽器。