JP5260777B1 - フィードバック装置および楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】楽器の音響振動をフィードバックする技術を提供する。
【解決手段】楽器ＧＴの音響振動をフィードバックするフィードバック装置２０であって、楽器の音響振動に基づく電気信号を、フィードバック信号として入力する入力部Ｃ５と、入力されたフィードバック信号によって振動し、該振動を直接的に前記楽器の筐体１２に付与する磁歪素子２８とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、楽器の音響振動をフィードバックする技術に関する。

従来、楽器から出力される音（音響振動）に所定の効果を付与する技術が知られている（例えば、特許文献１）。下記特許文献１には、楽器から出力される音響振動に対応する電気信号の波形を人工的に加工する技術が記載されている。

特表２００５−５０３６９４号公報

しかし、上記特許文献１のように、音響振動に対応する波形を人工的に加工し出力した音響振動は、楽器本来の自然な音（以下、自然音とも呼ぶ）から乖離した音となっている場合が多く、人間には不自然な音として認識されてしまうといった問題が指摘されていた。また、楽器から出力される音を人工的に加工して音質の改善をする場合においても、極力自然音に近い範囲で改善したいという要望があった。

その他、例えば、エレキギター（電気ギター）や、エレキベースなど、音響振動を増幅器（アンプ）を介して出力することを通常の使用方法としている楽器の場合、楽器とは別に、増幅器とスピーカーとを備える所謂アンプスピーカーを用意する必要があり、楽器を演奏するに当たり、準備の手間、高コスト化、大型化と言った問題が指摘されていた。

さらに、楽器の構造上の何らかの要因により、音響振動を発生させた時に、ユーザーが、音の立ち上がりが悪いと感じたり、音が貧弱であると感じると言った問題が指摘されていた。またエレキギターにおいては、ピックアップを装着してアンプスピーカーを用いて音響振動を出力しても、あるいは、マイクで集音してプリアンプを介して音響振動を出力させても、音の立ち上がりの問題や、音の貧弱さの問題は改善できない場合があった。

エレキギターによって行うフィードバック奏法は、通常は、空気伝搬振動で筐体を震わせて行う奏法であるが、アンプスピーカーを用いた比較的大きな音量によって行う必要があり、周囲への影響を考慮した場合、フィードバック奏法を行える環境に制限があった。

上記問題はギターに限らず、金管楽器、木管楽器、打楽器、鍵盤楽器など、楽器全般に共通する問題であった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、楽器の音響振動をフィードバックするフィードバック装置が提供される。このフィードバック装置は、前記楽器の音響振動に基づく電気信号を、フィードバック信号として入力する入力部と；前記入力されたフィードバック信号によって振動し、該振動を直接的に前記楽器の筐体に付与する磁歪素子と；を備える。このフィードバック装置によれば、フィードバック信号を、磁歪素子による振動として直接的に楽器の筐体に付与することによって、楽器筐体による音響振動を目的周波数まで加速補助し共鳴度を高めることができる。

（２）上記形態のフィードバック装置において、さらに、前記フィードバック信号とは異なる電気信号であるエフェクト信号を、前記フィードバック信号と共に前記磁歪素子に入力するエフェクト信号入力部を備えるとしてもよい。このフィードバック装置によれば、フィードバック信号と共にエフェクト信号を、磁歪素子による振動として直接的に楽器の筐体に付与し、楽器の筐体からの音響振動として空間に出力することができる。

（３）上記形態のフィードバック装置において、前記エフェクト信号は、１０ｋｈｚ以上の一定の周波数の電気信号であるとしてもよい。このフィードバック装置によれば、１０ｋｈｚ以上の一定の周波数で楽器の筐体を予備振動させることになる。従って、楽器の音響振動に対して、楽器筐体を共鳴させるための初振動をさせやすくし、音の立ち上がりや倍音を増強することができる。

（４）上記形態のフィードバック装置において、さらに、前記入力部が入力したフィードバック信号を加工して、前記磁歪素子に入力する信号加工部を備えるとしてもよい。このフィードバック装置によれば、加工したフィードバック信号を、磁歪素子による振動として直接的に楽器の筐体に付与し、楽器の筐体の振動として空間に出力することができる。フィードバック信号の加工としては、例えば、トーンの調整やオーバードライブを目的とした加工を行うことができる。

（５）上記形態のフィードバック装置において、前記磁歪素子に換えて電歪素子を備えるとしてもよい。このフィードバック装置によると、磁歪素子に換えて電歪素子を備えるので、低コスト化、小型化、軽量化することができる。また、外部からの磁場による素子の動作への影響を回避することができる。

（６）上記形態のフィードバック装置において、前記楽器はギターであるとしてもよい。このフィードバック装置によると、ギターの弦の音響振動に基づくフィードバック信号を、振動として直接的にギターの筐体に付与し、筐体からの音響振動として空間に出力することができる。

（７）上記形態のフィードバック装置において、さらに、前記磁歪素子または前記電歪素子を前記楽器の筐体に押圧した状態で固定する固定部を備えるとしてもよい。このフィードバック装置によると、フィードバック装置を使用する際に、簡易に前記磁歪素子または前記電歪素子を楽器に固定して使用することができる。

（８）また、本発明の他の形態によれば、楽器が提供される。この楽器は、当該楽器の音響振動に基づく電気信号を、フィードバック信号として入力する入力部と；前記入力されたフィードバック信号によって振動し、該振動を直接的に当該楽器の筐体に付与する磁歪素子と；を備える。この楽器によれば、フィードバック信号を、磁歪素子による振動として直接的に楽器の筐体に付与し、楽器の共鳴能力を高め、倍音を強化し、音の立ち上がりや、明瞭度を高めることができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、フィードバック方法、音響振動出力装置、音響振動出力方法などの形態で実現することができる。

フィードバックシステム１０を説明する説明図である。 フィードバック装置２０を説明する説明図である。 フィードバックシステム１０の原理を説明するブロック図である。 フィードバック装置２０の効果について説明する説明図である。 フィードバックシステム６０について説明する説明図である。 サックスＳＸに対するフィードバック装置２０の効果を説明する説明図である。 ソリッドギターＳＬＧＴに対するフィードバック装置２０の効果を説明する説明図である。 変形例３を説明する説明図である。

Ａ．第１実施形態：
（Ａ１）システム構成：
図１は、本発明における第１実施形態としてのフィードバック装置を用いたフィードバックシステム１０を説明する説明図である。フィードバックシステム１０は、楽器としてのギターＧＴと、ギターＧＴの筐体１２に取り付けられたフィードバック装置２０とを備える。

ギターＧＴは、筐体１２が共鳴箱として構成されており、ギター弦ＳＴの振動を筐体１２で共鳴させて音響振動を出力する。さらに、ギターＧＴは、電気ギターとしても機能する。具体的には、ピックアップＰＩＣでギター弦ＳＴの振動を検知し、電気信号に変換する。そして、変換した電気信号を、ギターＧＴとは別に用意した所謂アンプスピーカーに出力して増幅する。このようにして、ギター弦ＳＴの振動を、アンプスピーカーから音響振動として出力する。アンプスピーカーから音響振動を出力する場合には、出力部１３とアンプスピーカーとを所定のケーブルで接続する。そして、ピックアップＰＩＣで検知して変換された電気信号は、出力部１３から出力され、アンプスピーカーに入力される。なお、本実施形態においては、アンプスピーカーは用いない。出力部１３とフィードバック装置２０とがケーブルＣＢによって接続されており、ギター弦ＳＴの振動に基づく電気信号は、ケーブルＣＢを介してフィードバック装置２０に入力される。

フィードバック装置２０は、ギターＧＴが出力した音響振動を再びギターＧＴにフィードバックする装置である。フィードバック装置２０は筐体１２に着脱可能であり、ギターＧＴを使用する際に、筐体１２の周縁の任意の位置に取り付けて用いる。以下、フィードバック装置２０の構造について説明する。

（Ａ２）フィードバック装置の構造：
図２は、フィードバック装置２０の構造を説明する説明図である。図２（Ａ）は、筐体１２の表面１２ａと裏面１２ｂとを挟持して固定された状態のフィードバック装置２０を示している。表面１２ａとは、筐体１２においてギター弦ＳＴやピックアップＰＩＣを有する面である。裏面１２ｂは、表面１２ａと反対側の面である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＸ方向からのフィードバック装置２０を示すＸ方向矢視図である。図２（Ｃ）は、Ｙ方向からのフィードバック装置２０を示すＹ方向矢視図である。

フィードバック装置２０は、入力された電気信号によって振動する磁歪素子２８と、磁歪素子２８が固定されるＬ字部材３０と、磁歪素子２８とＬ字部材３０とを固定する固定ネジ３１と、Ｌ字部材３０と接着によって一体化している筐体３２と、筐体３２に対してスライド可能なスライドアーム３４と、スライドアーム３４を筐体３２に固定する固定ネジ３５と、スライドアーム３４における筐体１２との当接面側に設けられたクッションゴム３６とを備える。筐体３２は、フィードバック装置２０の動作をユーザーが制御するための総合ボリュームダイヤルＳ１と、トーンダイヤルＳ２と、オーバードライブスイッチＳ３と、エフェクト信号ボリュームダイヤルＳ４と、電源スイッチＳ５とを備える。また、筐体３２は、外部エフェクター装置信号入力部Ｃ１と、外部エフェクター装置信号出力部Ｃ２と、マイク入力部Ｃ３と、外部アンプ出力部Ｃ４と、ギター信号入力部Ｃ５とを備える。

磁歪素子２８は、入力された電気信号によって歪む磁歪振動子２２と、磁歪振動子２２に磁場を付与するコイルケース２４と、コイルケース２４をＬ字部材３０に固定するための支持部材２６とを備える。磁歪素子２８は、入力される電気信号に応じて磁歪振動子２２を振動させる。磁歪素子２８の原理および構造については周知の技術であるので説明は省略する。磁歪振動子２２は、スライドアーム３４およびクッションゴム３６によって、筐体１２に押圧した状態で固定されている。ケーブルＣＢからの電気信号が磁歪素子２８に入力されると、磁歪振動子２２が振動し、その振動は筐体１２に伝達し、筐体１２が振動する。ギターＧＴおよびフィードバック装置２０における電気信号の流れについては後で詳しく説明する。

図２（Ｃ）に示すように、筐体３２には、固定ネジ３５が螺合し、スライドアーム３４を固定している。筐体１２にフィードバック装置２０を取り付ける際には、固定ネジ３５を緩め、筐体１２の肉厚方向の長さに応じてスライドアーム３４の長さを調整し、スライドアーム３４と磁歪振動子２２とで筐体１２を挟持し、磁歪振動子２２が筐体１２に押圧された状態で固定ネジ３５を締め付ける。なお、支持部材２６とＬ字部材３０との間にバネワッシャーや弾性ゴム部材を設置し、筐体１２への磁歪振動子２２の押圧力を高めるとしてもよい。以上、フィードバック装置２０の構造について説明した。

（Ａ３）音響振動のフィードバックの原理：
次に、フィードバックシステム１０において、ギターＧＴの音響振動がフィードバックする原理について説明する。図３は、ギターＧＴおよびフィードバック装置２０の構成を示すブロック図である。ギターＧＴは、ギター弦ＳＴの振動を電気信号に変換するピックアップＰＩＣと、電気信号を外部を出力するための出力部１３とを備える。ギターＧＴには、ボリュームやトーンを操作するための操作部が別途設けられており（図示省略）、ユーザーによる操作に応じてピックアップＰＩＣからの電気信号の増幅や波形の加工を行い、出力部１３に出力する。出力部１３から出力された電気信号は、ケーブルＣＢを介してフィードバック装置２０に入力される。

フィードバック装置２０は、ケーブルＣＢからの電気信号を入力するギター信号入力部Ｃ５と、入力された電気信号の増幅を行うバッファーアンプ４１と、一定周波数（本実施例では２０ｋＨｚ）のサイン波の電気信号（以下、エフェクト信号とも呼ぶ）を出力する発振回路４２と、バッファーアンプ４１と発振回路４２からの電気信号を受け、合成した電気信号（以下、合成電気信号とも呼ぶ）を磁歪素子２８に出力する磁歪素子作動用アンプ４３（出力１Ｗ程度）とを備える。磁歪素子２８は、磁歪素子作動用アンプ４３から入力された電気信号に応じで振動し、その振動をギターＧＴの筐体１２に直接的に付与する。磁歪素子２８から振動が付与された筐体１２は、音響空間に音響振動を発する。以下、説明の便宜上、ギター弦ＳＴの振動によって共鳴箱としての筐体１２が直接に音響空間に発する音響振動をリアル音響振動ＲＬＶと呼び、フィードバック装置２０から付与された振動によって筐体１２が発する音響振動をフィードバック音響振動ＦＢＶと呼び、区別する。

筐体１２は、ギター弦ＳＴの振動に基づいて、共鳴箱の機能としてリアル音響振動ＲＬＶを音響空間に発するとともに、フィードバック装置２０から付与された振動によるフィードバック音響振動ＦＢＶを音響空間に発する。すなわち、フィードバック装置２０を取り付けない場合と比較して、フィードバック音響振動ＦＢＶの分だけ多く筐体１２は音響振動を出力するので、人間の聴覚が認識する音としても、音量が増加して認識される。フィードバック装置２０によって筐体１２に付与されたフィードバック音響振動ＦＢＶは、さらにピックアップＰＩＣによって検出され、再びフィードバック装置２０に入力される。このように、ギター弦ＳＴからの音響振動は、正帰還でフィードバックする。

フィードバック装置２０は、ギターＧＴから入力された電気信号（フィードバック信号）を、バッファーアンプ４１で増幅して外部のアンプスピーカーに出力するための外部アンプ出力部Ｃ４を備える。また、フィードバック装置２０は、外部のマイクによる音声信号をバッファーアンプ４１に入力するためのマイク入力部Ｃ３を備える。例えば、クラッシックギターやサックスなど、楽器の音響振動を電気信号に変換する変換部を備えない楽器には、マイクを介して楽器の音響振動を集音し、フィードバック信号としてマイク入力部Ｃ３から入力する。この場合は、ギター信号入力部Ｃ５にはケーブルＣＢは接続されない。

またフィードバック装置２０には、バッファーアンプ４１が出力した電気信号を、外部のエフェクター装置（図示省略）を介して磁歪素子作動用アンプ４３に入力するためのエフェクター装置用ループ回路ＬＰＣを備える。エフェクター装置用ループ回路ＬＰＣには、バッファーアンプ４１から外部エフェクター装置に電気信号を出力する外部エフェクター装置信号出力部Ｃ２と、外部エフェクター装置からの電気信号を磁歪素子作動用アンプ４３に入力するための外部エフェクター装置信号入力部Ｃ１とを備える。

外部エフェクター装置信号入力部Ｃ１および外部エフェクター装置信号出力部Ｃ２には、例えば、イコライザー、ディストーション、コーラスなどの外部エフェクター装置が接続され、バッファーアンプ４１から出力された電気信号の波形を加工し、磁歪素子作動用アンプ４３に入力する。

また、上述したように、フィードバック装置２０は総合ボリュームダイヤルＳ１と、トーンダイヤルＳ２と、オーバードライブスイッチＳ３と、エフェクト信号ボリュームダイヤルＳ４と、電源スイッチＳ５とを備える。

磁歪素子作動用アンプ４３は、ユーザーによる総合ボリュームダイヤルＳ１の操作に応じて、バッファーアンプ４１からのフィードバック信号と発振回路４２からのエフェクト信号とを合成電気信号を増幅し、磁歪素子２８に出力する。また、磁歪素子作動用アンプ４３は、音調を調整するトーン機能とオーバードライブ機能とを有する。磁歪素子作動用アンプ４３は、ユーザーによるトーンダイヤルＳ２の操作に応じてフィードバック信号の波形を加工し、フィードバック音響振動ＦＢＶの音調を調整する。磁歪素子作動用アンプ４３は、ユーザーによるオーバードライブスイッチＳ３の操作に応じてフィードバック音響振動ＦＢＶの歪ませる度合いを決定し、バッファーアンプ４１から入力された電気信号の波形を歪ませる。これらトーン機能およびオーバードライブ機能は、磁歪素子作動用アンプ４３が備える波形加工用の電子回路によって実現される。

また、発振回路４２は、ユーザーによるエフェクト信号ボリュームダイヤルＳ４の操作に応じてエフェクト信号の大きさを調整し磁歪素子作動用アンプ４３に入力する。また、フィードバック装置２０は、図示しない電源（１Ｗ程度）を備え、ユーザーが電源スイッチＳ５をＯＮにすることで、フィードバック装置２０が備える電子回路に電源から電力が供給される。電源としては、例えば乾電池を採用することができる。

（Ａ４）フィードバック装置２０の効果：
図４は、フィードバック装置２０の効果について説明する説明図である。図４（Ａ）は、ギターＧＴにフィードバック装置２０を取り付け（以下、単に「フィードバック有り」とも呼ぶ）、かつ、発振回路４２（図３参照）からエフェクト信号を磁歪素子作動用アンプ４３に入力し、ギター弦ＳＴの第１弦（５フレット）を弾奏したときの音を、計測用マイクで集音しスペクトル解析した結果を示している。本実施形態においては、発振回路４２から、エフェクト信号として、２０ｋＨｚのサイン波の電気信号を磁歪素子作動用アンプ４３に入力する。

図４（Ｂ）は、ギターＧＴにフィードバック装置２０を取り付けて、ギター弦ＳＴの第１弦（５フレット）を弾奏したときの音をマイクで集音しスペクトル解析した結果を示している。エフェクト信号は入力していない。

図４（Ｃ）は、比較例として、フィードバック装置２０を取り付けずに（以下、単に「フィードバック無し」とも呼ぶ）、ギター弦ＳＴの第１弦（５フレット）を弾奏したときの音を計測用マイクで集音しスペクトル解析した結果を示している。フィードバック装置２０は取り付けていない。

各解析結果は、１回のギター弦ＳＴの弾奏における音響振動の、各周波数成分の実効値を示している。具体的には、１回のギター弦ＳＴの弾奏における音響振動の、所定の一定時間における各周波数成分の平均値を示している。各図の横軸は周波数（単位：Ｈｚ）を示し、縦軸は各周波数成分のエネルギー値（単位：ｄＢ）を示す。また、図には、図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の比較を行いやすくするため、垂直補助線ＶＬ１〜ＶＬ３、および、水平補助線ＨＬ１〜ＨＬ６を付している。なお、水平補助線ＨＬ１，ＨＬ３，ＨＬ５は、それぞれ同じエネルギー値を示し、水平補助線ＨＬ２，ＨＬ４，ＨＬ６は、それぞれ同じエネルギー値を示す。

図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）における垂直補助線ＶＬ１に見られるピークは、第１弦（５フレット）の基音の周波数成分に対応する。図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）における垂直補助線ＶＬ２、ＶＬ３に見られる各ピークは、それぞれ、基音の２倍音、３倍音の周波数成分に対応する。同様に、図中の垂直補助線ＶＬ３よりも高周波側に見られる各ピークは、４倍音、５倍音・・・といったように、倍音の周波数成分に対応する。

（Ａ４−１）フィードバックの効果：
フィードバック装置２０によるフィードバック効果について説明する。図４（Ｂ）と図４（Ｃ）との比較から分かるように、フィードバック有りの音響振動は、フィードバック無しの音響振動と比較して、基音および倍音の周波数成分のエネルギー値が大きくなっている。特に、基音（垂直補助線ＶＬ１）および２倍音（垂直補助線ＶＬ２）については、フィードバック有りとフィードバック無しとの間で、エネルギー値の違いが顕著に見られる。また、フィードバック有りの音響振動は、フィードバック無しの音響振動と比較して、基音および各倍音のピーク間の周波数成分（以下、非倍音周波数成分とも呼ぶ）のエネルギー値が小さくなっている。フィードバック音響振動ＦＢＶによって、非倍音周波数成分が相殺されたものと考えられる。人間の聴覚への影響としては、フィードバック有りの音が、フィードバック無しの音と比較して、濁りの少ない粒だった明瞭な音（クリアな音）として認識されることが確認された。

さらに、フィードバック有りの１回の弾奏と、フィードバック無しの１回の弾奏における、音響振動の減衰についても、フィードバック有りにおける音響振動は、フィードバック装置２０によるフィードバック効果によって、フィードバック無しの音響振動と比較して、所定の音量に減衰するまでの時間が長いことが測定された。すなわち、フィードバック有りの音響振動は減衰しにくく、人間の聴覚には、余韻のある音として認識されることが確認された。

（Ａ４−２）エフェクト信号の効果：
次に、発振回路４２（図３参照）から磁歪素子作動用アンプ４３にエフェクト信号（２０ｋＨｚサイン波）を入力した場合の効果について説明する。図４（Ａ）と図４（Ｂ）との比較から分かるように、エフェクト信号を入力した場合の音響振動の方が、エフェクト信号を入力しない場合と比較して、３倍音より高周波の倍音のエネルギー値が高いことが分かる。これは、筐体１２にエフェクト信号に基づく高周波の付与により、筐体１２が高周波で振動し、敏感に共鳴しやすい状態になっていることに起因していると考えられる。予めエフェクト信号により、高周波の振動をしている筐体１２は、ギター弦ＳＴによる音響振動に対して初動振動をし易い状態になっており、ギター弦ＳＴを弾奏すると、その目的周波数に素早く到達し、音の立ち上がりを加速すると考えられる。人間の聴覚には、広がりのある音として認識されることが確認された。

以上説明したように、フィードバック装置２０はギターの基音および倍音のエネルギー値を増加させることができる。また、非倍音周波数成分のエネルギー値を相対的に低減することができる。従って、音響空間に発せられる音は、楽器個体の源音に忠実であり、人工音的にはならず、極めて自然音に近い状態を保って基音および倍音を明瞭にした音とすることができる。

また、フィードバックシステム１０は、フィードバック効果によって、ギターＧＴ→フィードバック装置２０→ギターＧＴといったように音響振動を空気を介さずに直接的にフィードバックさせるので、ギターＧＴから発音させた音響振動の減衰を抑制し、残響効果を奏することができる。さらに、フィードバック装置２０は、総合ボリュームダイヤルＳ１によって、合成電気信号の増幅率を制御可能であり、フィードバック効果の度合いを制御することができる。

また、フィードバック装置２０は、磁歪素子作動用アンプ４３のトーン機能やオーバードライブ機能によって、フィードバック信号の波形を制御可能である。具体的には、音響振動の歪ませたり、高音または低音を抑制するといった音調を調整するなど、筐体１２自体から発せられるフィードバック音響振動ＦＢＶの波形を制御することができる。従って、ユーザーの所望のフィードバック音響振動ＦＢＶを生成させることができる。

さらに、フィードバック装置２０は、フィードバック信号に加えて、発振回路４２によって、エフェクト信号を振動として筐体１２に付与することができる。また、ユーザーはエフェクト信号ボリュームダイヤルＳ４を操作することによって、ギターＧＴの筐体１２の共鳴の度合いを制御することができる。具体的には、本実施形態においては、エフェクト信号として２０ｋＨｚの高周波を入力することによって、筐体１２を共鳴しやすい状態にすることができ、倍音の高周波成分のエネルギー値を増加させることができる。また、エフェクト信号ボリュームダイヤルＳ４によって、倍音の増加の割合を制御することができる。このように、エフェクト信号によって筐体１２を振動させることにより、ギターＧＴからの音響振動を人間が聴覚をもって認識した際には、自然音に近い状態を保ちつつ、広がりをもった音として認識することができる。

また、フィードバック装置２０は、エフェクター装置用ループ回路ＬＰＣを備えるので、ユーザーの所望の外部エフェクター装置によってフィードバック信号を加工することができる。またこの場合、エフェクター装置用ループ回路ＬＰＣに接続する外部エフェクター装置は１つに限らず、通常の外部エフェクター装置の使用方法と同様に、複数個を接続するとしてもよい。

また、フィードバック装置２０によって、筐体１２から出力される音の音量が、フィードバック装置２０を取り付けない場合と比較して増加する。すなわち、フィードバック装置２０は、所謂アンプスピーカーとしての機能を有する。また、総合ボリュームダイヤルＳ１を操作することによって、その音量の調整が可能である。結果として、電気ギターで行われるフィードバック奏法を、フィードバック装置２０による音響振動のフィードバック効果によって行うことが可能である。よって、アンプスピーカーの有無に関わらず、フィードバック奏法を行うことができる。結果として、フィードバック奏法を行う環境制限を取り除くことができる。よって、アンプスピーカーを用いる場合と比較して、用意する手間が省け、小型、軽量、低コストで、ギターＧＴから出力される音の増幅を行うことができる。

Ｂ．第２実施形態：
本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、フィードバック装置２０をサックスに取り付けた。図５は、第２実施形態におけるフィードバックシステム６０について説明する説明図である。図示するように、フィードバックシステム６０は、サックスＳＸと、サックスＳＸの筐体６２におけるネック部ＮＣに取り付けられたフィードバック装置２０と、筐体６２におけるベル部ＢＬに取り付けられたマイクＭＣとを備える。フィードバック装置２０とマイクＭＣとはケーブルＣＢで接続されている。また、ケーブルＣＢは、フィードバック装置２０のマイク入力部Ｃ３に接続される。

ユーザーがサックスＳＸを吹くことによって、ベル部ＢＬから音響振動（リアル音響振動ＲＬＶ）が発生する。マイクＭＣは、ベル部ＢＬから発生したリアル音響振動ＲＬＶを取得して電気信号に変換し、ケーブルＣＢを介してフィードバック装置２０に入力する。フィードバック装置２０は、マイクＭＣからの電気信号を増幅して、磁歪素子２８に入力する（図３参照）。磁歪素子２８は、入力された電気信号を振動として筐体６２に付与する。筐体６２は、フィードバック装置２０から付与された振動を音響振動（フィードバック音響振動ＦＢＶ）として音響空間に発する。また、本実施形態においては、フィードバック装置２０はネック部ＮＣに取り付けられており、ユーザーがサックスＳＸのマウスピースを介して発生させた空気振動にさらに振動を加える。よって、ベル部ＢＬから発生する音響振動にも、フィードバック音響振動ＦＢＶが加えられることになる。

次に、サックスＳＸに対するフィードバック装置２０の効果について説明する。図６は、サックスＳＸに対するフィードバック装置２０の効果を説明する説明図である。図６（Ａ）は、サックスＳＸにフィードバック装置２０を取り付け、ユーザーがサックスＳＸを吹いて発生させた所定の音を、計測用マイク（マイクＭＣとは別のマイク）で集音し、スペクトル解析した結果を示している。図６（Ｂ）は、フィードバック装置２０を取り付けずに、ユーザーがサックスＳＸを吹いて発生させた所定の音を、計測用マイクで集音し、スペクトル解析した結果を示している。また、図６には、図６（Ａ），（Ｂ）の比較を行いやすくするため、垂直補助線ＶＬ４〜ＶＬ７、および、水平補助線ＨＬ７〜ＨＬ１０を付している。なお、水平補助線ＨＬ７，ＨＬ９は、それぞれ同じエネルギー値を示し、水平補助線ＨＬ８，ＨＬ１０は、それぞれ同じエネルギー値を示す。

図６（Ａ）と図６（Ｂ）との比較から分かるように、フィードバック有りの音響振動は、フィードバック無しの音響振動と比較して、垂直補助線ＶＬ６から垂直補助線ＶＬ７の範囲の周波数成分のエネルギー値が高くなっていることが分かる。人間の聴覚への影響としては、フィードバック有りの音が、フィードバック無しの音と比較して、まろやかにして明瞭感があり、広がりをもった音として認識されることが確認された。

Ｃ．第３実施形態：
本発明における第３実施形態について説明する。第３実施形態は、共鳴箱を備えないギター（以下、ソリッドギターＳＬＧＴとも呼ぶ）にフィードバック装置２０を取り付ける。図１で説明した第１実施形態との違いは、共鳴箱の有無のみであるので、システム構成や、原理についての説明は省略する。説明において用いる符号も第１実施形態と同じ符号を用いる。また、本実施形態においては、ソリッドギターＳＬＧＴによって発生させた音響振動は、アンプスピーカーでの増幅は行わない。すなわち、ソリッドギターＳＬＧＴのギター弦ＳＴの振動は、ピックアップＰＩＣによって電気信号に変換され、出力部１３を介してフィードバック装置２０に入力される（図３参照）。フィードバック装置２０にフィードバック信号として入力された電気信号は、バッファーアンプ４１および磁歪素子作動用アンプ４３を介して磁歪素子２８に入力され、振動として筐体１２に付与される。

図７は、ソリッドギターＳＬＧＴに対するフィードバック装置２０の効果を説明する説明図である。図７（Ａ）は、ソリッドギターＳＬＧＴにフィードバック装置２０を取り付け、ギター弦ＳＴの第１弦（５フレット）を弾奏したときの音を計測用マイクで集音しスペクトル解析した結果を示している。図７（Ｂ）は、比較例として、フィードバック装置２０を取り付けずに、ソリッドギターＳＬＧＴのギター弦ＳＴの第１弦（５フレット）を弾奏したときの音をマイクで集音しスペクトル解析した結果を示している。

また、図には、図７（Ａ），（Ｂ）の比較を行いやすくするため、垂直補助線ＶＬ８〜ＶＬ１０、および、水平補助線ＨＬ１１〜ＨＬ１４を付している。なお、水平補助線ＨＬ１１，ＨＬ１３は、それぞれ同じエネルギー値を示し、水平補助線ＨＬ１２，ＨＬ１４は、それぞれ同じエネルギー値を示す。図７（Ａ），（Ｂ）における垂直補助線ＶＬ８に見られるピークは、第１弦（５フレット）の基音の周波数成分に対応する。図７（Ａ），（Ｂ）における垂直補助線ＶＬ９、ＶＬ１０に見られる各ピークは、基音の２倍音、３倍音の周波数成分に対応する。

図７（Ａ）と図７（Ｂ）との比較から分かるように、フィードバック有りの音響振動は、フィードバック無しの音響振動と比較して、基音および倍音の周波数成分のエネルギー値が高い。特に、基音（ＶＬ８）、２倍音（ＶＬ９）、および３倍音（ＶＬ１０）においては、その効果が顕著に表れている。また、３倍音より高周波側の倍音の周波数成分においても、フィードバック有りの音響振動は、フィードバック無しの音響振動と比較して、倍音の周波数成分のエネルギー値が高い。すなわち、フィードバック装置２０は、音の立ち上がりを加速させ、かつ、音のボリュームを増大させることができる。

また、磁歪素子作動用アンプ４３によって、筐体１２から出力する音響振動の大きさや、音質の変更を行うことも可能である。さらに、オーバードライブスイッチＳ３をＯＮにすることによって、フィードバック奏法を行うことも可能である。従って、ソリッドギターＳＬＧＴ（エレキギター）の音の出力に通常用いるアンプスピーカーと同様の効果を、フィードバック装置２０と筐体１２によって実現することができる。つまり、フィードバック装置２０は、通常のアンプスピーカーと同様の機能の実現を、より小型、軽量、低コストで実現することを可能とする。さらに、フィードバック装置２０はエフェクター装置用ループ回路ＬＰＣを備えるので、フィードバック信号を、外部エフェクター装置で加工することも可能である。

Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（Ｄ１）変形例１：
上記実施形態においては、磁歪素子２８が楽器に付与する振動には、少なくともフィードバック信号に対応する振動を含んでいたが、それに限らず、磁歪素子２８が楽器に付与する振動に、エフェクト信号に対応する振動は含まれるが、フィードバック信号に対応する振動は含まれない構成としてもよい。すなわち、磁歪素子２８には、発振回路４２からエフェクト信号を入力し、バッファーアンプ４１からはフィードバック信号は入力しない。このような構成を採用して、上記第１実施形態で説明したエフェクト信号による効果のみを得るとしてもよい。

このような態様は、例えば、以下の構成として実現することができる。すなわち、楽器の筐体の共振を増強させる共振増強装置であって、１０ｋｈｚ以上の周波数の電気信号を生成する電気信号生成部と、前記電気信号を入力して振動し、該振動を直接的に前記楽器の筐体に付与する磁歪素子とを備える共振増強装置として実現することができる。

具体的な共振増強装置の構成としては、図３において説明すると、発振回路４２と、磁歪素子作動用アンプ４３と、磁歪素子２８と筐体３２と電源とを備えることによって実現することができる。したがって、例えば、バッファーアンプ４１や、外部エフェクター装置信号入力部Ｃ１や、外部エフェクター装置信号出力部Ｃ２や、マイク入力部Ｃ３や、外部アンプ出力部Ｃ４や、ギター信号入力部Ｃ５は、それぞれ、必要に応じて備えるものとしてもよいし、備えないものとしてもよい。また、発振回路４２を備えずに外部からエフェクト信号を入力するとしてもよい。さらに、エフェクト信号は、１０ｋＨｚ以上の周波数であれば、上記実施形態で示した２０ｋＨｚや、ピンクノイズ特性を有するものなど、任意の信号を採用することができる。また、共振増強装置単体として実現するとしてもよいし、当初から共振増強装置に相当する構成を備えた楽器として実現するとしてもよい。

このようにすることで、エフェクト信号による効果を得ることができる。つまり、共振増強装置を楽器の筐体に取り付けることによって、楽器筐体を高周波で振動させ、楽器の音響振動に対して初動振動をし易い状態にすることができる。例えば共振増強装置をギターに取り付けた場合、ギター弦ＳＴを弾奏すると、楽器筐体の振動が、音響振動に対する目的周波数に素早く到達し、楽器の音の立ち上がりを加速することができる。特に、エフェクト信号として２０ｋＨｚ以上の周波数の信号を採用した場合には、人間の聴覚では認識できない程度の周波数であるので、聴覚へ影響を与えずに筐体の共振を増加させることができる。また、実験においても、特に２０ｋＨｚの一定周波数のエフェクト信号は、倍音を増強し、かつ、明瞭感のある音として人間の聴覚で認識されることが確認された。

（Ｄ２）変形例２：
上記実施形態においては、楽器として、ギターＧＴ、サックスＳＸ、ソリッドギターＳＬＧＴを採用したが、それに限ることなく、種々の楽器を採用することができる。例えば、トロンボーン、トランペット、チューバ、ホルンなどの金管楽器や、クラリネット、オーボエ、フルートなどの木管楽器や、バイオリン、チェロ、コントラバス、バンジョー、ベースギターなどの弦楽器や、スネアドラム、バスドラム、ティンパニー、マリンバなどの打楽器、ピアノやチェンバロなどの鍵盤楽器を採用するとしてもよい。また、ハーモニカにも適用可能である。このようにしても、フィードバック装置２０によるフィードバック効果、および、音響振動の増幅、音の立ち上がりの明瞭化などの効果を得ることができる。

（Ｄ３）変形例３：
楽器におけるフィードバック装置２０を取り付ける位置は、上記実施形態で説明した位置に限らず種々の位置に取り付けることができる。図８は、ギターＧＴ（図８（Ａ））およびサックスＳＸ（図８（Ｂ））におけるフィードバック装置２０を取り付けることができる位置の具体例を示している。図の破線の円形で示す位置にフィードバック装置２０を取り付けることが可能である。特に、ギターであれば筐体の縁に近い位置、サックスなどの管楽器であればマウスピースに近い位置は、筐体の音響振動幅の小さな部分であり、磁歪素子２８の振動特性（振動幅）と適合する位置である。このような位置に取り付けることによって、フィードバック装置２０は楽器筐体の音響振動を阻害せず、最適なフィードバック効果を発揮することができる。もとより、楽器の他の位置にフィードバック装置２０を取り付けても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（Ｄ４）変形例４：
上記実施形態においては、エフェクト信号として、２０ｋＨｚの高周波の電気信号を採用したが、それに限らず、種々のエフェクト信号を採用するとしてもよい。ギターＧＴに対してフィードバック装置２０を取り付け、１０ｋＨｚの一定周波数のエフェクト信号を入力して、条規実施形態と同様にギター弦ＳＴの音響振動のスペクトル解析を行ったところ、上記実施形態と同様に、倍音の周波数成分のエネルギー値の増大が見られた。エフェクト信号として、少なくとも１０ｋＨｚ以上の一定周波数の電気信号を採用した場合には、音の周波数成分のエネルギー値が増大が見られる。また、エフェクト信号としてピンクノイズ特性を有する電気信号を採用するとしてもよい。

（Ｄ５）変形例５：
上記実施形態において用いた磁歪素子に換えて、電歪素子（ピエゾ素子）を採用するとしてもよい。磁歪素子と比較して低コスト化、小型化、軽量化を実現することができる。また、外部からの磁場による素子の動作への影響を回避することができる。

（Ｄ６）変形例６：
上記実施形態においては、楽器から発せられるリアル音響振動ＲＬＶを取得して電気信号に変換する方法として、ピックアップＰＩＣやマイクＭＣを用いたが、それに限ることなく他の方法によってリアル音響振動ＲＬＶを取得し、電気信号に変換するとしてもよい。例えば、振動を電気信号に変換する電歪素子を用いるとしてもよい。具体的には、楽器の筐体にリアル音響振動ＲＬＶ取得用の電歪素子を取り付け、リアル音響振動ＲＬＶによる楽器の筐体の振動を電歪素子によって電気信号に変換するとしてもよい。このようにすることで、空気を介さずに楽器から直接的にリアル音響振動ＲＬＶを取得し、電気信号に変換することができる。

（Ｄ７）変形例７：
上記実施形態においては、フィードバック装置は、楽器の筐体に取り付ける態様としたが、これに限ることなく、フィードバック装置が楽器筐体内に備える態様としてもよい。例えば、ソリッドギターであれば、筐体の裏面（弦を有しない面）に、フィードバック装置を埋め込むための凹部を設け、凹部にフィードバック装置の構成を埋め込むとしてもよい。フィードバック装置を埋め込んだ後の凹部は裏蓋を取り付けて、ユーザーが楽器使用時に接触しないようにする。このようにすることで、フィードバック機能を有する楽器として構成することができる。この場合、ユーザーまたは聴講者は、フィードバック装置の存在を視覚で認識することなく、フィードバック装置による効果を実感することができる。

（Ｄ８）変形例８：
上記実施形態においては、マイクＭＣ（又は、出力部１３）とフィードバック装置２０とは有線（ケーブルＣＢ）で接続したが、無線によって接続するとしてもよい。例えば、無線として、赤外線通信やブルートゥースやＷｉ−Ｆｉを採用することができる。具体的には、マイクＭＣ（又は、出力部１３）に、無線発振機を接続し、フィードバック装置２０に無線受信機を接続する。そして、マイクＭＣ（又は、出力部１３）から出力される電気信号に対応する無線電波を、無線発振機から無線受信機に送信する。そして、無線受信機が受信した電波を電気信号に変換し、フィードバック装置２０に入力する。このようにすることで、ケーブルＣＢを不要とし、ユーザーが楽器を使用する際にケーブルＣＢによって行動を制限されることを抑制することができる。大型の楽器にフィードバック装置２０を取り付けた際など、マイクＭＣ（又は、出力部１３）とフィードバック装置２０との距離が長い場合にでも、その距離に制限されることなくフィードバック装置２０を使用することができる。

（Ｄ９）変形例９：
上記実施形態においては、マイク入力部Ｃ３またはギター信号入力部Ｃ５のいずれか一方から電気信号を入力するとしたが、それに限らず、同時に、２つの入力部から電気信号を入力するとしてもよい。例えば、ギター信号入力部Ｃ５には、フィードバック装置２０を取り付けているギターからフィードバック信号を入力し、マイク入力部Ｃ３には、当該ギターと同時に演奏している周囲の楽器の音（例えば、ベース音やピアノ音）に対応する電気信号を入力するとしてもよい。または、ベースの演奏音やピアノの演奏音に相当するオーディオの音声信号をマイク入力部Ｃ３に入力するとしてもよい。マイク入力部Ｃ３に入力された信号によって、エフェクト信号による効果と同様の効果を得ることができる。

（Ｄ１０）変形例１０；
上記実施形態においては、フィードバック装置２０は、エフェクター装置用ループ回路ＬＰＣを備えるとしたが、それに限ることなく、フィードバック装置２０はエフェクター装置用ループ回路ＬＰＣを備えないものとしてもよい。

１０…フィードバックシステム
１２…筐体
１２ａ…筐体表面
１２ｂ…筐体裏面
１３…出力部
２０…フィードバック装置
２２…磁歪振動子
２４…コイルケース
２６…支持部材
２８…磁歪素子
３０…Ｌ字部材
３１…固定ネジ
３２…筐体
３４…スライドアーム
３５…固定ネジ
３６…クッションゴム
４１…バッファーアンプ
４２…発振回路
４３…磁歪素子作動用アンプ
６０…フィードバックシステム
６２…筐体
ＳＬＧＴ…ソリッドギター
ＣＢ…ケーブル
ＮＣ…ネック部
ＭＣ…マイク
ＢＬ…ベル部
ＧＴ…ギター
ＳＴ…ギター弦
ＳＸ…サックス
ＰＩＣ…ピックアップ
ＬＰＣ…エフェクター装置用ループ回路
ＦＢＶ…フィードバック音響振動
ＲＬＶ…リアル音響振動
Ｃ１…外部エフェクター装置信号入力部
Ｃ２…外部エフェクター装置信号出力部
Ｃ３…マイク入力部
Ｃ４…外部アンプ出力部
Ｃ５…ギター信号入力部
Ｓ１…総合ボリュームダイヤル
Ｓ２…トーンダイヤル
Ｓ３…オーバードライブスイッチ
Ｓ４…エフェクト信号ボリュームダイヤル
Ｓ５…電源スイッチ
ＶＬ１〜ＶＬ１０…垂直補助線
ＨＬ１〜ＨＬ１４…水平補助線

Claims (6)

1. 楽器の音響振動をフィードバックするフィードバック装置であって、
   前記楽器の音響振動に基づく電気信号を、フィードバック信号として入力する入力部と、
   前記入力されたフィードバック信号によって振動し、該振動を直接的に前記楽器の筐体に付与する磁歪素子と、
   前記フィードバック信号とは異なる電気信号であるエフェクト信号を、前記フィードバック信号と共に前記磁歪素子に入力するエフェクト信号入力部とを備え、
   前記エフェクト信号は、１０ｋｈｚ以上の一定の周波数の音響振動に対応する電気信号である
   フィードバック装置。
2. 請求項１に記載のフィードバック装置であって、さらに、
   前記入力部が入力したフィードバック信号を加工して、前記磁歪素子に入力する信号加工部を備える
   フィードバック装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のフィードバック装置であって、
   前記磁歪素子に換えて電歪素子を備える
   フィードバック装置。
4. 前記楽器はギターである請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のフィードバック装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のフィードバック装置であって、さらに、
   前記磁歪素子または前記電歪素子を前記楽器の筐体に押圧した状態で固定する固定部を備える
   フィードバック装置。
6. 楽器であって、
   当該楽器の音響振動に基づく電気信号を、フィードバック信号として入力する入力部と、
   前記入力されたフィードバック信号によって振動し、該振動を直接的に当該楽器の筐体に付与する磁歪素子と、
   前記フィードバック信号とは異なる電気信号であるエフェクト信号を、前記フィードバック信号と共に前記磁歪素子に入力するエフェクト信号入力部とを備え、
   前記エフェクト信号は、１０ｋｈｚ以上の一定の周波数の音響振動に対応する電気信号である
   楽器。

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