JPH03504542A

JPH03504542A - 楽器

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Publication number: JPH03504542A
Application number: JP1506062A
Authority: JP
Inventors: ローズ，フロイド　ディー．; エム．ムーア，スティーブン; ノッツ，リチャード　ダブリュ．
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Current assignee: Individual
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1989-05-24
Publication date: 1991-10-03
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: DD299341A5; CA1318158C; EP0545918B1; DD290289A5; KR900702502A; ATE134453T1; WO1989011717A1; AU3680189A; JP3077111B2; EP0545918A4; KR930011734B1; AU623407B2; EP0545918A1; DE68925739D1; MX164541B; US4907483A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】楽器のサステナーとトランスジューサー技術分野この発明は弦のような振動要素を具えた楽器からの音を維持させる装置に関するものである。

技術的背景音を発生するために弦のような振動する機械的要素を具えた楽器は従来「ピックアップ」と呼ばれるトランスジューサーを有しており、これが振動要素の運動を検知してその振動を表す電子的な信号を発生している。ラウドスピーカ−の働きによりこのピックアップ信号は増幅されて音に変換される。

かくしてピックアップ信号から形成された音は弦、楽器の本体および空気の相互作用によりて形成された音に置き換わる。

楽器本体は音響的反応が殆どないか全くないので、ピックアップ信号から形成された音が実質的に楽器全体の音を構成することになる。これは電気ギター、電気バスなどについて共通していえることである。

このようなタイプの楽器によって発生される音は弦が刺激された後徐々に減衰して行く。これは独立した音響的反応を持っていないか少ないよなうな楽器において特にに顕著である。非常にパワーレベルの高い増幅およびラウドスピーカシステムを用いて弦に当初の振動を表す強い音響的波を弦に加えてやれば、音をいくらかは長引かせることはできる。このような「音響的なフィードバック」は弦の振動を維持して、ノートを長くする。しかしこのような手法は、増幅およびラウドスピーカ−システムにより発生された音が例外的に高い場合のみに有効である。またこの音響約８フィードバックは環境の音響的な性質によって左右される。

したがって演奏会場が異なればこの効果も異なってくるのである。

サステナーまたは環境からの音響的なフィードバックから独立にノートを長（することのできる装置を提供すべく種々の試みがなされてきた。アメリカ特許第４，２４５，５４０号に記載されたサステナーの場合には弦に接近してラウドスピーカ−が設けられているピックアップからの増幅された音はラウドスピーカに送られ、このラウドスピーカにより発生された音響的振動が直接弦に当るようになっている。

アメリカ特許第４．６９７．４９１号に記載された例えばギターなどの弦楽器に用いられるサステナーの場合、本体とこれから突出したネックとから構成されている。このネックには電子機械的なトランスジューサーが本体から離れて架設されている。

ピックアップされた信号はこの電子機械的なトランスジューサーに送られる。トランスジューサーはネックを振動させこの振動が弦にフィードバックされる。

アメリカ特許第３．８１３，４７３号の楽器に場合には、電磁石にリンクされた「ブリフジ」または弦支持体が用いられている。

ピックアップ信号から引き出された電子的な信号はこの電磁石に印加され、これがブリッジを振動させかつ弦を振動させる。

アメリカ特許第４，４８４．５０８号にも同様なサステナーが開示されており、その電子機械的なトランスジューサーがピックアップ信号に応じて楽器を振動させる。また信号の振幅を徐々に減衰させる回路が設けられていて、減衰状態を制御している。高周波数信号になるほど減衰の程度が早くなるようにこの回路が構成されている。

アメリカ特許第４．１３７，８１１号および第４．１８１．０５８号に記載されたサステナー動作の場合には、静的な磁界と弦を横切る電流砥の間の電磁的な沿相互作用を利用している。弦の近くには磁石が設けられており、弦と楽器のフレットはともに導電性になっている。また電気回路によりピックアップ信号を表す交番電流フィードバック信号がフレットを介して弦に通される。各弦の交番電流は静的な磁場と相互作用して弦に交番電磁駆動力を与える。

アメリカ特許第４，２３６．４３３号に開示されたサステナーは電磁的に励起される張力装置を有しており、この装置は弦毎に設けられてかつフィードバック回路に接続されている。各弦のピックアップからの信号はフィードバック回路を介して張力装置に伝えられ、この張力装置が弦を周期的に緊張させたり弛緩させたりする。この特許に記載された変化実施態様の場合には電磁石または「ドライバー」が各弦と並列されており、電磁石からの磁束が弦に直接に当るようになっている。各電磁石には弦に付設されたピックアップからの信号を表す駆動信号が与えられている。電磁石の磁束に変動があると弦に当る磁束が変動するようになる。磁束が変動すると弦（強磁性体ならば）を振動させる。

アメリカ特許第４，０７５，９２１号には同様な試みが提案されておリ、電磁的なピックアップと強磁性体の弦を直接刺激する電磁的なドライバーとが使われている。サステナーは手で保持できる蓄電池式の装置でピックアップとドライバーとを具えており、っｋとドライバーとが楽器の弦と一線をなして配置されるようになっている。サステナーを楽器組込み式として、弦毎にピックアップとドライバーとを別設するようにしてもよい。

アメリカ特許第３．７４２，１１３号の場合も各弦毎にピックアップとドライバーとを設けて、これらの間にフィードバック増幅回路を接続している。この特許の場合には、フィードバック回路または増幅器に「ゼロ相シフト」を設定して、「ピックアップによってトランスジュースされた弦の基本発振周波数と同期したｊ駆動信号を与えるようになっており、これにより弦の初期振動が強化されるのである。

以上述べたアメリカ特許の場合にはピックアップとドライバーとを用いて別個の強磁性体の極片を各弦の下側に設け、弦の正常な歪んでいない状態において各極片から同心状の磁場を発生させている。各極片には別個のコイルが設けられている。

アメリカ特許第４．５８０．４８１号および第４．５３５，６６８号に記載されたピックアップは楕円形のコイルと弦月を横切って延在する強磁性体コアと可動性の永久磁石とを有している。永久磁石の位置を変えることにより磁場方向が変動し、各弦によりコイル中に励起される信号間の位相関係が変化する。

アメリカ特許第３．９８３，７７７号の場合には、弦月の横方向に亘って均一な磁場を有したピックアップが用いられており弦の横方向運動によって起こるピックアップ応答の変動を抑制するようになっている。

またアメリカ特許第４．３６４，２９５号および第４，１５１．７７６号には弦月を横切って延在する強磁性体の極片とコイルとを有したピックアップが記載されている。

従来からの個のような大きな努力にもかかわらず、それによる改良は不十分なものである。従来入手できるサステナーはそこそこのサステナー効果を得るにはその駆動コイルに大きな電力を与える必要があった。このように動力消費が大きいと、楽器に架設された電池からサステナーに電力を供給するような場合には大きな問題となる加えてサスナナ−中の電磁的な駆動コイルに大きな電力を印加すると電磁的な放射が起きる傾向がある。駆動コイルから放射された磁界はピックアップに当って好ましくない信号を発生する。電子楽器に用いられる　ピックアップにはこのような電磁的な放射を抑制する機能が組み込まれればいるが、これらの手段が常に完全に作用するとは限らない。シールドなどを施すことにより駆動コイルからの放射はある程度は抑制することはできるがシールドを施すとなると重量や体積やコストが増加することになる。したがって駆動コイルへの電力供給は少なくしてしかも強力な抑制能力を発揮できるサステナーへの要求が高まっている。さらにこのようなサステナーを演奏家自身が調節して種々の音響的効果を得られることが望ましい。

発明の開示この発明のサステナーは弦などのような振動要素を少なくとも１個具えた楽器に用いられるものである。このサステナーの駆動手段は与えられた駆動信号に呼応して楽器の振動要素に駆動力を印加しこの駆動力が駆動信号に対して所定の位相関係を持つようにする。さらにフィードバック手段設けられていて、振動要素の振動を表してかつ振動に対して所定の位相関係を有したピックアップ信号を受ける。このフィードバック手段は駆動手段に駆動信号を与えて、駆動手段によって印加された駆動力が振動要素の振動と同期するようにする。

このサステナーにはさらにピックアップ手段が設けられていて、弦の振動に反応してピックアップ信号を出力する。

ピックアップ手段と駆動手段の少なくとも一方はノンゼロ位相シフトを有しており、ピックアップ手段による信号は振動要素の実際の運動に対して遅れたり進んだりし、駆動手段により印加される駆動力は駆動信号に対して遅れたり進んだりする　フィードバック手段による位相シフトは好ましくはピックアップ手段と駆動手段との組合せ位相シフトと逆である。したがってサステナー全体の組合せ位相シフトはゼロに近くなり、駆動力は弦自身の振動と同期して印加されることになる。

この発明のサステナーは強力な維持動作を発揮して、駆動手段への動力供給が少なくても、弦などの振動要素の初期モード振動を長くする。すなわちこの発明によれば、動力供給には内蔵型の電池を用いただけで、環境にも適合した連続使用に耐えることのできるサステナーが得られるのである。

このようなこの発明に特有の効果は、それに限定される訳ではないが、振動要素に印加される力と振動要素の実際の基本モード信号との位相マツチングがよいことに一部オ負うところがあるものと考えられる。

上記のフィードバック手段は、ピックアップ手段の少なくともいくつかの周波数について駆動信号がピックアップ信号と位相が異なり、この位相差が周波数に伴なって変わるように、設定する。ｋ信号と駆動信号との間の位相差の変動は、周波数が高くなるとともに駆動信号の方が進む位相差となるのが最もよい。好ましくはフィードバック手段が駆動信号を出力して、少な（ともある周波数については、駆動信号がピックアップ信号より進むようにする。

制御手段を設けてピックアップ信号の周波数含有量を決定しかつ、この含有量に応じて、フィードバック手段または駆動手段または両者の位相変換能力を変更できるようにする。

この制御手段には調節手段を設けて、ピックアップ信号の最高の（または優勢の）周波数が増加したときにフィードバック手段の位相変換能力を駆動信号先行型に調節するようにする。

駆動手段はコイル床のコイルによって形成された磁束に反応して振動要素に駆動力を印加する手段とを具えている。駆動手段によって印加された力は駆動信号またはフィルに印加された電圧より遅れる。この遅れは信号の周波数とともに増加する。したがって位相差およびフィードバック手段により与えられた周波数の位相差の変動駆動手段の特性を補償する。

通常の電磁的なピックアップにより与えられたピックアップ信号は振動要素または弦の実際の運動より遅れようとし、この遅れは周波数とともに増加する。したがってサステナーのフィードバック手段中の位相差および位相差の変動はやはりピックアップの特性を補償するものと考えられる。結局駆動力は振動要素の基本的な運動と実質的に同期することになる。

最も好ましくはフィードバック手段はピックアップ信号を受ける入力端と駆動信号を引き出す出力端とこれらの間に接続された可変値素子とを含んだネットワークを有している。

このネットワークは可変値素子を調節することによりネットワークの位相変換機能が変わるように設定してあり、ネットワークを通しての位相シフトと周波数との関係が変わるのである。

制御手段にはピックアップ信号の周波数をモニターしてピックアップ信号の周波数に反応して可変値素子の値を調節する手段を有している。これによりネットワークの位相変換機能が変えられるのである。

ピックアップ信号は複雑な信号であって種々な周波数の成分を含んでいる。ピックアップ信号の周波数をモニターする手段は好ましくはピックアップ信号中の優勢な周波数（最大の振幅の）を検知してこの周波数を表す信号を出力する。

可変値素子を調節する手段は好ましくは優勢な周波数を示す信号に反応してこれらの値を調節する手段を含んでいる。

これにより選別的な維持効果が得られ、サステナーは最適の位相変換を与えて最大の振幅を有した周波数を強化するのである。またこの発明のサステナーは、長手方向に緊張されてて互いに並列された弦を具えた楽器に用いられるものである。これには駆動信号を発生する手段とこの駆動信号に反応して弦に駆動力を印加する駆動手段が用いられており、これにより各弦に印加された駆動力は弦の横方向の変位に関係なくなる。したがって、サステナーの反応は弦の横方向の曲げには影響されないのである。

駆動手段は好ましくは駆動信号に応じて変化する磁場を与える手段を有しており、これにより各弦の横方向の運動の範囲内ではこの変動する磁場が均一となる。

この可変磁場提供手段は強磁性要素とこれと並列されて磁束を掛けるコイルなどの手段と強磁性要素の架設手段とを含んでおり、これが弦月を横切って横方向に延在している。弦の方を指向した強磁性要素の面は好ましくは正常状態の弦によって画定される仮想面と平行である。上記の強磁性要素は永久磁石であってもよい。

またコイルが弦を取り巻くようにしてもよい。永久磁石のような１対の強磁性要素を弦の長手方向に互いにに離間させて弦劣の上下に設け、コイルはこれらの要素間において弦と取り巻くように配置する。

図面の簡単な説明第１図はこの発明のサステナーの一例を示す斜視図、第２．３図は第１図中線２ −２および３−３に沿ってとった断面図、第４図は第１図にサステナーのブロック線図、第５図は該外サステナーの一部を示す回路図、第６図は該サステナーの変数を示すグラフ、第７図はサステナーの他の例の一部を示す回路図、第８図はサステナーのさらに他の例の一部を示す斜視図、第９図は第８図中線９−９に沿ってとった断面図、第１０図はサステナーのさらに他の例を示す斜視図である。

ｌ吸旦叉皇且従来からのギター２０は本体２２と本体から延在するネック２４とを有した構造である。本体２２にはテールストック２６とブリッジ２８とが固定されている。

ヘッドストック３０は本体２２から離れてネック２４の一端に固定されている。

フレット２５はネック２４に沿って配列されている強磁性体、典型的には鋼鉄製の６本の弦３２はテールストック２６とヘッドストック３０とにより緊張支持されている。これらの弦はブリッジ２８と係合して両ストック間で長手方向に同方同に延在して、ネック２４と本体２２の上方で並列されている。すなわちこれらの要素その上面と平行に配列されている。

ここで「幅方向に」および「横方向に」とは弦月の方向に対する横方向を指している。また「上」および「下」とは弦月を基準としてギター面に対して離間接近する方向を指す。

第２図に示すように図中左右方向は横方向であり、図の頂点に対して接近離間する方向が上下方向である。

ギター２０は「ハムバッキング」と呼ばれる公知のピックアップ３４を具えており、これはブリッジ２８近傍において本体２２に架設されている。ピックアップ３４は本体２２の上面に沿って延在する永久磁石３６を有しており、この磁石の北極は後方ヘッドストック３０の方を指向し、南極は前方テールストック２６を指向している。

このピックアップは磁石３６の北極の近くに強磁性体の突起３８を６個有しており、同様に南極の近くには６個の突起４０を有している。これらの突起は対になっており、各対は北極近くの突起３８と南極近くの突起４０とからなっている。

各対の各突起は１本の弦３２と一線をなしている。これらの突起には弦上の磁石による磁束が集中する。

第３図に示すように磁束は各突起３８から弦３２の列を通り抜けて上方に放射され、再び弦３２の列を通り抜けて下方に戻り突起４０に至る。突起３８にはコイル４２が第１の所定の方向に巻かれており、突起４０にはコイル４４がこれと反対の方向に巻かれている。コイル４２はコイル４４と直列になっている。突起３８．４０の対を付設した弦３２の上下の運動により弦と突起との間の距離が変化し、突起間の磁気抵抗を変化させる。弦が突起に接近すると（下方への運動）抵抗が減少して、突起３８を通うて上方に向かう磁束が増加し、突起４０を通って下方に向かう磁束も増加する。弦が上方に運動すると逆の現象が起きる。

すなわち弦の上下の運動に応じて、逆に巻かれたコイルによる磁束の逆方向の変化が起きて互いに強化し合い。これにより出力電圧が大となる。全ての弦が同様な磁束変かを起こすから、ピックアップ３４からの出力は弦３２の上下の運動を示す複合信号となる。漂遊電磁信号があると突起３８．４０に反対方向の電圧が発生し、互いに打ち消し合う結果出力信号羽非常に小さいかゼロとなる。

出力またはピックアップ信号は、好ましくはラジオ周波数リンクなどの自由空間通信リンク５ｏを介して、増幅器４６およびラウドスピーカ４８（第４図）に送られる。これらの通信リンクとピックアップとは好ましくは固定された電源または増幅器４６への有線接続なしに作用するものを用いる。

したがってこの通信リンク５０はギター搭載の電池から動力を受ける。ピンクアップ３４は好ましくはサステナーの前置増幅器７４を介して通信リンク５０に接続されている。

サステナーのドライバー５２は長方形の強磁性体要素５４（第３図）を有してこの要素５４は例えば”セラミックＢ″などの表示で市販されているようなセラミック強磁性体材料からなる永久磁石である。この要素の磁化の方向は、北極がその比較的長くて狭い面５６に沿って延在し南極がその反対側の面５８に沿って延在するように、行なう。ドライバー５２はまたこの要素５４を取り巻くコイル６０を有しているこのコイル６０は渦巻状で要素５４に密着するように変形されており、このコイル６０の軸は要素５４の極対極の方向、すなわち面５６．５８間を、に延在している。このフィル６゜はアース端子Ｎ６２とこれと反対側の端子６４と中央端子６６とを有している。

このドライバー５２を弦３２の長手方向に沿ってギター２０に架設するにはネジ６６など適宜な手段が用いらる。このドライバーの位置は好ましくはブリッジ２８とヘッドストック３０から離れて、ブリッジとヘッドストックの中間の位置とする。したがって本体２２とネック２４との接合点近くになる。このドライバー５２は、要素そ５４の長辺Ｚ（第２図）が弦月の横方向に延在しかつその面５６の北極が弦３２の方を指向するように、架設される。この長辺２は弦月の横幅Ｗより大であるので強磁性体要素は弦月の両側から突出するようになる。

ドライバー５２が本体に固定されると、要素５４からの磁束が弦３２に当る。第３図に示すように、この要素５４からの永久磁束はピックアップ３４上の後方突起３８の磁束と同方向である。要素５４と突起３８との磁束は上方を指向している。すなわち強磁性体要素からの磁束は一番近いピックアップの突起からの磁束と方向が同じである。

第２図に示すように、要素５４の面５６はドライバー位置において弦３２により画定される仮想面６８と平行である。

かくしてこの面５６はその中央部において若干上方に湾曲している。この湾曲は第２図に見られるように弦３２により画定される仮想面の湾曲と合致している。

したがって弦月の全幅に亘って要素５４の面５６と弦３２により画定される仮想面６８との間の距離は一定となる。

面５６は少なくとも弦月の全幅に亘っては表面に凹凸がなく平滑である。したがって要素５４から出て弦３２に当る磁束は弦月の全幅に亘って均一であるこの均一な磁束は弦月の外側にまで及んでいる弦３２は強磁性体であるので、要素５４からの磁束は弦３２にたいして定常な引力を掛けることになる。こう居る６０中の電流の流れに応じて、コイル６０による磁束は要素５４によるそれを減殺したり強化したりする。すなわちドライバーによって弦に掛かる引力はコイル６ｏ中の電流の両と方向に応じて減少したり増加したりする。

強磁性体要素５４はコイル６０からの磁束を弦月の横方向に亘って、およびこれをわずかに越えて、分布させる傾向がある。したがってコイル６０に交番電圧を印加することにより、コイル中には交番電流が流れ、ドライバー５４により弦３２に掛かる引力がこれに応じて増減する。換言すると、コイル６０に交番駆動信号を与えると弦には交番力が作用する。

この交番力がよそ５４により与えられる定常な引力に重なるのである。コイル６０からの磁束は均等に分布されているので、弦が横方向に変位しても各弦に作用する駆動力は実質的に定常となる。

サステナーのフィードバック手段（第４図）７０はピックアップ３４からの信号を受は取ってピックア、７ブ信号に応じテトライバー５２に駆動信号を与える。

このフィードバック手段は７０はピックアップ信号を受けるための入力端子７２を有している。この入力端子７２はピックアップ３４への接続に適したプラグまたはタップの形で与えられる。この人力端子７２は前置増幅器７４に接続されており、増幅器７４の出力端子は通信リンク５００Å力端子に接続されている。これによりピックアップ信号は増幅器を介してピックアップ３４から通信リンク５０に送られる。前置増幅器は入力インピーダンスが高いので、ピックアップ３４は通信リンク５ｏの負荷から切り離される。

増幅器７４の出力端子はピックアップ信号入力ツードア６に接続されており、この入力ツードア６は直線接続回路７８を経て３点切換えスイッチ８４の一端子８４ａに接続されている。入力ツードア６はまた遅延回路８ｏと可変リード回路８２とに接続されて織り、後者はスイッチ８４の他の端子８４ｂ、８４ｃに接続されている。スイッチ８４の共通端子８４ｄは自動ゲイン回路１４５をとブースター増幅器１４６とオンオフスイッチ８６とを介して増幅器８８に接続されている。

自動ゲイン制御回路１４５はコンデンサー１３１（第５図）と、抵抗１３３とトランジスター（ＦＥＴ）とを直列に有している。トランジスター１３５のゲートはポテンシオメータ−１３７のワイパーまたは端子に接続されており、ポテンシオメータ−１３７はアースとダイオード１４１との間においてコンデンサー１３９に接続されている。ダイオード１４１は増幅器８８の出力端子に接続されている（第４図）。

トランジスター１３５の抵抗、ひいてはブースター増幅器１４６−に引き出される信号のレベルはポテンシオメータ−１３７の設定とコンデンサー１３９の電圧により調節される。

この電圧は増幅器８８より引き出されるＳＳのレベルにより定まる。ブースター増幅器１４６は通常のものでよい。オンオフスイッチ８６には制御入力端子またはゲートと信号入力端子と出力端子とを具えた通常の金属酸化半導体ＦＥＴまたはＭＯＳＦＥＴを用いる。制御端子に印加される電圧が所定のしきい値を越えない限りは、信号入力出力間でこの素子は導通しない。出力増幅器８８には通常のプッシュプルトランジスター増幅器を用いる。

増幅器８８は２点切換えスイッチ９０に接続されており、このスイッチは増幅器をコイル６０の端子６４．６６のいずれかに接続するものである。前置増幅器７４の出力端にはノード７６において信号検知器９２が接続されている。この信号検知器９２は増幅器７４からの信号の振幅を表す電圧を出力する。信号検知器９２は増幅器とその出力側に接続された整流器とその出力側に接続されたコンデンサーとから構成され、コンデンサーに蓄積された電圧が増幅器の時間平均整流出力を表している。検知器９２からの電圧はスイッチ８６の制御入力端子に印加される。

増幅器７４とゲイン制御回路１４５とブースター増幅器１４６とオンオフスイッチ８６とは可聴領域において信号に対してのゼロ全位相シフトを与えるものである。直線接続回路７８も同様にゼロ位相シフトを与える。前置増幅器が直線接続回路７８を介して出力増幅器に接続されると、出力増幅器によって発生された駆動信号または電圧は増幅器７４に印加されたピックアップ信号と同期する。可聴両域内のいかなる信号に対してもピックアップ信号が正になろうとすると駆動信号も正になろうとする。

ここでピックアップおよび駆動信号について正負とはそれに対応する力や運動についての正負と一致する呼び方である。

得に限定しないかぎりは正のピックアップ信号とは」弦の上方への運動に対応するピックアップ信号であり１．負のピックアップ信号とは弦の下方への運動に対応するピックアップ信号である。同様に正の駆動信号とは弦に上向きの力を掛ける（または下向きの力を減じる）駆動信号であり、負の駆動信号とは弦に下向きの力を掛ける（または上向きの力を減じる）駆動信号である。ピックアップまたは駆動電圧のアースに対する符号は、コイルの巻き方向や物理的な配列に応じて、ここで特定した基準に対する符号と異なったり一致したりする。したがってここで用いる符号変換と一致するゼロ位相シフトは従来のアースに対する極性の考えのＯまたは１８０度となる。

遅延回路８０はのど７６に印加された入力信号と回路８０を介して端子８４ｂに伝送される出力信号との間の単一所定位相変換機能を有している。この遅延回路８０はノード７６に接続された入力ノード１００（第５図）とスイ・ノチ端子８４ｂに接続された出力ノード１０２と演算増幅器１０４を有しており、この増幅器は反転入力端子、入力端子　遅延回路８０の出力ノード１０２に接続された出力端子を有している。

またこの遅延回路には入力ノード１００・と増幅器１０４の入力端子間に介装された抵抗１０６．１０８を有しており、出力ノード１０２とこれら端子との間にはフィードバック抵抗１１０を有している。さらにアースと増幅器１０４の反転入力端子との間にはコンデンサー１１２が設けられている。

遅延回路８０の位相変換機能は次の式で表される。

ｔｈｅｔａ８０＝２ａｒｃｔａｎ　（２ｐｉｆＲ１０８Ｃ１１２）ここでｔｈｅｔａ８０とはノード１０２における出力信号のノード１００における入力信号に対する遅れの量であり、Ｒ１０８とは抵抗１０８の値であり、Ｃ１１１とはコンデンサー１１２の値であり、ｆとは信号の周波数である。

可変リード回路８２はノード７６に接続された入力端を具えた減衰器１２０を有している。この減衰器１２０の工員は１より小であり、典型的には約０．４位である。この減衰器１２０の出力側は位相変換回路１２８のピックアップ信号人力ノード１２６に接続されている。この回路１２８は抵抗１３２を介してノード１２６に接続された反転入力端子を具えた演算増幅器１３０を有している。増幅器１３０の出力側は出力部ノード１３４に接続されており、出力ノード１３４と増幅器１３０の反転入力端子との間にはフィードバック抵抗１３６が接続されている。コンデンサー１３８の第１の側はピックアップ信号人力ノード１２６に第２の側は増幅器１３０の正転入力端子に接続されている。

コンデンサー１３８の第２の側とアースとの間には可変抵抗要素１４０が介装されている。この可変抵抗要素１４０は抵抗１４２とトランジスター１４４（ＦＥＴ）とを有しており、このトランジスター１４４のソースとドレイｎは抵抗１４２と並列に接続されている。位相変換回路１２８の出力ノード１３４はスイッチ８４の端子８４ｃに接続されている。

トランジスター１４４のゲートは入力波形スケアラ−１５０と周波数電圧変換回路１５４とからなる周波数モニター制御回路に接続されている。スケアラ−１５０はノード７６に接続された反転有力端子を具えたコンデンサー１５６に接続されている。コンデンサー１５６の反転端子は抵抗１５９．１６０間に接続されており、これらの抵抗は正電源１６５とアース間とに接続されて、基準電圧を与える。

コンデンサー１５６の出力端子は方形化された波形の出力ノード１６２に接続されており、このノードはゼナーダイイオード１６６を介してアースされている。

ノード１６２に現われる電圧は２個のはつきりした値のみを有した方形の波形である。第１の値は抵抗１５８に印加された信号がノード１６１に印加さらた基準信号を越えるときに出るものであり、他の値は逆の現象が起きたときに出るものである。

したがってノード１６２３における波形は方形化されたピックアップ信号を表している。方形化された波形の周波数は最大振幅を有したピックアップ信号の成分により制御される。

単一の弦の自由振動により発生されたピックアップ信号中においては、ノード１６２における方形波形はその弦の振動の基本周波数に等しい。

周波数電圧変換回路１５２はマイクロ回路１７０を有しており、これがノード１６２における方形波形の周波数を検知するとともに、この周波数の線形関数である出力を発生するこの電圧は周波数がゼロの時にゼロとなる。マイクロ回路１７０としては例えばカリフォルニア、サンバリーのＥＸＡＲ社製の部品番号ＸＲ４１５１番のものを用いる。

この回路の各ピンの接続を第５図に示す。ピン４は直接アースされており、ピン２は抵抗１９０を介してアースされている。ピン３は接続がなく、ピン１はマイクロ回路１７０の出力端子として機能する。ピンｌとアースとの間にはポテンシオメータ−１９４と抵抗１９５とコンデンサー１９６とが接続されている。ピン８は製電圧バス１７２に直接接続されており、このバスは製電源１６５に接続されている。ピン５．６７はドロップ抵抗１７４．１７６．１７８を介して同じバス接続されている。ピン５は又抵抗を介してアースされ、ピン７は抵抗１８２を介してアースされている。スケアラ−１５０の出力ノード１６２はコンデンサー１８４を介してピン６に接続され、ピン６とアース間にはドロップ抵抗１８６が接続されている。

整形回路１７４波演算増幅器２００を有しており、これは抵抗２０２を介して周波数電圧変換器１５２に接続された正転入力端子と抵抗２０６を介して可調節正電源２０４に接続された反転入力端子とを有しているるアース抵抗２０８は縁座ｎ増幅器２００の正転入力端子とアースとの間に接続されている。フィードバック抵抗２１０は演算増幅器の出力ノード２１２特と反転入力端子との間に接続されている。演算増幅器２００とその抵抗は電源２０４により与えられた基準電圧を変換器１５２により与えられる電圧から引き、その後この差に特定のゲインを乗じこの積が出力ノード２１２に現われる。

出力ノード２１２は抵抗２１４を介して演算増幅器２１６の反転入力端子に接続されている。この演算増幅器の正転入力端子は抵抗２１８を介してアースされ、フィードバック抵抗２２０は演算増幅器２１６の反転入力端子と出力ノード２１７との間に接続されている。

ノード２１２はまた抵抗２２２に接続され、この抵抗はノード２２４において他の抵抗２２６を介して可変基準電圧電源２２８に接続されている。ノード２２４は演算増幅器２３０の反転入力端子に接続されている。増幅器２３０の正転入力端子は抵抗２３２を介してアースされている。可変フィードバック抵抗２３４は増幅器２３０の出力ノード２３１とノード２２４との間に接続されている。

ノード２３１はダイオード２３６と抵抗２３８とを介して他の演算増幅器２４０の一入力端子に接続されている増幅器２４０の同じ入力端子は抵抗２４２を介してアースされている。増幅器２４０の反転入力端子は抵抗２４３を介して増幅器２１６の出力ノード２１６に接続されている増幅器２４尾の班手ｎ入力端子と出力端子２４６との間にはフィードバック抵抗２４４が接続されている。増幅器２４０の出力ノード２４６は抵抗２４７を介して位相変換回路１２８の可変抵抗要素１４０のトランジスター１４４のゲートに接続されされている。抵抗２４７とアースとの間にはダイオード２４９が接続されている。

サステナーの全ての素子、すなわち増幅器８８、前置増幅器７４、遅延回路８０および可変リード回路８２などは電池などの内蔵式の電源により電力の供給を受ける（第４図）。

また全てのフィードバック素子、すなわち電源ユニット８５、ケース８７などはギター２０の本体２２に適宜な締結機構８９により固定されている。またフィードバック機構と電力供給機構は本体２２内に架設するようにしてもい。

サステナー全体が内臓式の電源ユニット８５により電力の供給を受けるので、外部からの電力供給は必要ない。電源ユニット８５には９Ｖｌランシスターラジオ電池と呼ばれる２個のセルを組み合わせたものを用いる。またこのユニット８５には電圧調節回路を具えて、放電に関係なく常に５ｓｉｉ圧を一定に保つようにする。したがって電池を寿命一杯まで使用できる動作時にはピックアップ３４が弦３２の振動を示すピックアップ信号を入力端子に発生し、これが増幅器７４において増幅される。スイッチ８４が第４．５図に示す位置に設定されているとき、増幅された信号は可変リード回路８２に送られる。スケアラ−１５０がこのピックアップ信号を検知して、ピックアップ信号中の優勢な周波数、すなわち最大振幅の周波数と等しい周波数を有した方形信号を発生する。

第６図に示すように、ノード１６２における方形波の電圧ｖ１６２がゼロでかつ周波数の増加とともに線形に増加するとき、変換回路１５２により与えられる電圧Ｖ１５２はゼロになる。ノード２１２における電圧ｖ２１２はゼロ周波数に対して振幅の大きな負の電圧である。この電圧の値は周波数が増加するとともに線形に減少し、ｆ１６２が所定の最大値ｆｍａｘになるとゼロとなる。この値ｆ　ｍ　ａ　ｘは装置の最大基本周波数に相当するのが好ましい。ギターの場合通常この値は約１３１８Ｈｚである。ノード２１７における電圧Ｖ２１７は電圧ｖ２１２の逆であり、すなわちｆ１６２のゼロに対して正となりｆ１６２が減少すると共に徐々に減少する。電圧ｖ２１２に反応してノード２３１に現われる電圧Ｖ２３１はｆ１６２がゼロの時に正となり、線形に減少してｆ１６２が比較的低いｆＣとなったときにゼロを横切る。その後ｆ１６２がより高くなると負となる。

ギターのばあいこのｆＣは２５０〜３５０　Ｈｚ位、さらに好ましくは約３００Ｈ２位である。

ノード２４６における電圧Ｖ２４６、ひいてはトランジスター１４４に印加されるゲート電圧はｖ２３１とｖ２１７との複合関数となる。ｖ２３１が負の時にはダイオード２３６がｖ２３１をブロックする。かくしてこの周波数域においてはｖ２４６はｖ２１７のみの関数となり、Ｖ２４０　　＝　　Ｇ２４０　（−Ｖ２１７）である。ここで６２４０とは演算増幅器２４０のゲインである。

ｖ２３１がｆＣ未満の周波数において正の時、ダイオード２３６はｖ２３１をブロックせず、したがってＶ２４６　　＝　　Ｇ２４０　（Ｖ２３１　−　Ｖ２１７）となる。

かくして第６図に示すように、トランジスター１４４のゲートに印加される電圧Ｖ２４６は負となってゼロ方形波周波数に対してもある程度の値を持つ。方形波ｆ１６２がｔＣに向けて増加する時この電圧値は緩やかに減少し、方形波がｆＣを越えるとより速く減少する。

トランジスター１４４のドレイン抵抗Ｒ１４４の源はゲート電圧ｖ２４６の関数となる。第６図に示すようにＲ１４４はｖ２４６に応じて広い範囲で変化する。

方形波の周波数が低くかつｖ２４６が大きく負であるときには、Ｒ１４４は数百キロオームとなる。方形波の周波数がｆｍａＸに近ずいて■２４６がゼロに近ずくと、Ｒ１４４は僅か数キロオームとなる。

可変抵抗要素１４０の全抵抗Ｒ１４０も同様にｆ１６２が増加するとともに減少する。方形波は回路８２に供給されたピックアップ信号中の優勢なまたは最高の周波数に対応するので、要素１４０の抵抗Ｒ１４０はその優勢な周波数の関数となり、その周波数が増加すると減少する。

回路１２８のノード１２６とノード１３４に現われる信号との間の位相変換関係は下記の式で与えられる。

Ｔｈｅｔａ１２８　＝　１８０ｏ　−２ａｒｃｔａｎ（２ｐｆｆＲ１４０Ｃ１３８）ここでＴｈｅｔａ１２８とはノード１３４における出力信号中の周波数ｆの成分がノード１２６における入力信号の対応、する成分よいｒ進む量であり、ｆは周波数であり、Ｒ１４０は要素１４０の抵抗であり、Ｃ１３８はコンデンサー１３８の容量である。

以上から明らかなようにＲ１４０ｔｏＣ１３８の値が決まれば、位相進みと周波数との間に所定の関係があるように位相変換回路１２８は機能し、周波数が増加すると出力信号対入力信号の比が減少する。しかしｋの位相変換機能は抵抗Ｒ１４０の値により調節できる。この抵抗値入力するピックアップ信号中の優勢な周波数の関数であるから、　この優勢な周波数に応じて変換機能は変化することになる。

ピックアップ信号中の優勢な周波数が増加して抵抗値Ｒ１４０が減少すると、変換機能が変化して信号のどの成分についてもＳＳ進みが大となる。この間に特定の曲線関係はない。

位相変換回路１２８により信号成分に与えられる進みは問題となっている特定の成分の周波数とピックアップ信号中の優勢な成分との両方の関数となる。しかし信号中の優勢な成分のみを考えると、これらの結合した効果により成分の周波数が増加するとその成分に与えられる進みも増加する。

Ｔｈｅｔａ１２８　　寓　１８０ｏ　　−２ａｒｃｔａｎ（２ｐｉｆＲ１４０Ｃ１３Ｂ　　）Ｒ１４０はｆの増加よりも速く減少する。ピックアップ信号が振動している弦の運動を示しているとき、優勢または最高の周波数は通常基本振動周波数である。したがって回路１２８により基本周波数に与えられる進みは基本周波数成分が増加するとともに増加する。増幅器７４と８８とは位相変換には全く寄与しないから、コイル６０に増幅器８８から与えられた駆動信号はピックアップ３４からのピックアップ信号よりも進み、この進みは回路８２によって与えられる進みである。かくして増幅器８８による駆動信号はビ・ソファ・ノブ信号よりも進み、かくして基本周波数成分の進みの量は基本周波数とともに増加する。

増幅器８８からコイル６０にあてられる駆動信号はフィル中に電流を起こし、弦３２に駆動力を掛ける。この駆動力はコイル中の電流に応じて変化する。またこの電流は増幅器８８により与えられる電圧に対して遅れから、駆動力は駆動信号より遅れることになる。さらにビ・ツクアップ３４によるピックアップ信号は弦３２の運動より通常遅れる。これらの遅れは振動の周波数と信号の周波数とに関係し周波数ととも番こ増加する。

可変リード回路８２による増加された進みはこれらの遅れを補償し、ピックアップ信号に反応したライ／＜−５２による駆動力は弦３２の基本振動と同期する。

換言すればピックアップとドライバーとによる組合せ位相変換機能は駆動力をして弦の運動より遅らせかつこの遅れを周波数とともに増加させる。可変フィード回路による位相変換機能は上記の組合せ位相変換機能と逆である。

１本の弦蚤が刺激されたときには、ピックアップ信号中の優勢な周波数はその弦の基本周波数である。可変リード回路８２は基本周波数に応じてそのリード特性を調節し、その弦と同期した駆動力をその基本周波数において与える。複数の弦が刺激されたときには、回路８２は最大の振幅を有した弦の基本周波数に応じてそのリード特性を調節する。すなわちその優勢な弦の振動を抑制するのに最大の効果を上げる最適の位相で駆動力を及ぼすように回路８２はそのリード特性を調節するのである。回路８２により与えられる進みはただ１本の弦につうて最適となっているので、他の弦については次週となる。ドライバー５２は全ての弦に駆動力を及ぼす。

１本の弦の基本周波数における駆動力はその弦の基本振動と同期しており、他の弦の基本周波数における駆動力は他の弦の基本振動とは同期していないので、その弦については駆動力が他の弦よりも多く振動を強化することになる。いずれにしても可変リード回路８２が動作して複数の弦が刺激されると、サステナーは最大の振幅の弦の振動を選択的に強化する。

優勢な周波数の進みと回路９２により与えられる優勢な周波数との関係は、回路１５２の周波数／電圧比や整形回路１５４の特性などにより左右される。これらの／ｆラメータを調節することによりこの関係を調節することができる。例えｉｆ回路１５４に印加される基準電圧やゲインを決定する抵抗を変えることにより、整形回路の動作を変えることができる。

最適の関係はサステナーに供給されるピツクア・ツブ信号の位相特性により左右される。すなわちこの回路の最適位相関係はピックアップ信号が弦の運動より遅れるか否か、遅れの程度、お呼び周波数に伴なう遅れの傾向などにより左右される。ドライバーの位相変換機能にも左右される。

ピックアップとドライバーとによる組合せ位相遅れ効果ｉｔ次の式により計算される。

Ｌａｇ　＝　ａｒｃｔａｎ（Ｑｐｉｃｋｕｐ　）　＋　ａｒｅｔａ（Ｑｄｒｉｖｅｒ　）ここでＱ　＝　Ｘ　Ｌ　／　Ｒであり、Ｒは抵抗であり、Ｘ　Ｌ　ｉ１誘導リアクタンスである。ＸＬ　　＝２ｐｉｆＬであるからこの式はＬａｇ　ｔａ　　ａｒｃｔａｎ（２ｐｉｆＬｐｉｅｋｕｐ／Ｒｐｉｃｋｕｐ　　）＋ａｒｃｔａｎ（２ｐｉｆＬｄｒｉｖｅｒ／Ｒｄｒｉｖｅｒ　　）となる。ここでＬはインダタンスである。

優勢な周波数と回路８２により与えられる優勢な周波数の進みの関係は好ましくはどのような優勢な周波数についても、その進みがこの式により計算される遅れに合致するようになる。好ましくは回路１５４の調整可能な要素をサステナーの使用中に手動調整できるようにし、」装置に合わせて特性関係を最適なものに整調できるようにする。

電気ギターの場合可変リード回路は、オクターブ当り約３５０の速度で増加するピックアップ信号にたいして駆動信号中の優勢な周波数を進めるように、設定する。優勢な周波数が１００Ｈｚ以下である場合には、すすみは００位となる。

装置の最大基本周波数である約１３１８Ｈｚの優勢な周波数について、駆動信号の優勢な周波数はピンクアップ信号に対して１３０〜１５００程進むようになる。

遅延回路８０と直線接続回路７８とは交番信号手段を構成し、可変リード回路８２による駆動信号の位相特性とは異なる位相特性を有した駆動信号を与えるしたがってスイッチ８４により適宜サステナーの効果を選択することができる。遅延回路８０がスイッチ８４により励起されると、駆動信号はピックアップ信号より遅れ駆動力は弦の運動から遅れる。このようにしてサステナーは基本音よりも倍音を強化する。

直線接続回路７８が関与すると、駆動信号はピックアップ信号と同期し、駆動力はピックアップ３４とドライバー５２による遅れと等しい量だけ弦の運動から遅れる。ここで弦の基本振動を強化するサステナーの効率は回路８２による場合よりも低い。しかしこの効果は高井基本周波数においては大きくされ、３００Ｈｚときには６００Ｈｚを越えることもある。

したがって直線接続回路７８が関与した場合には、比較的低い周波数基本波においてサステナーの機能が発揮されることになる。さらにただ１個の弦に固定されることもない。この直線接続回路を可変リード回路の代わりに用いて低基本周波数ノートのコードとして作用させることもできる。

駆動手段に加えられる駆動力の大きさ、ひいては弦に加えられる駆動力の大きさは自動ゲイン制御回路により調節できる。トランジスター１３５は入力端子７２から増幅器８８に通過するフィードバック信号によって横切られる経路中のインピーダンスを与えて信号を減衰させる。トランジスター１３５の抵抗は、ひいては減衰度はポテンシオメータ−１３７からそのゲートに加えられる電圧により左右される。ポテンシオメータ−１３７に設定毎に駆動信号の大きさとゲート電圧との間には所定の関係が成立し、駆動信号が増加すると減衰度も増加する。かくしてシステムは所定の駆動信号レベルに安定化される。このレベルはポテンシオメ−９−１３７（７）調節により変えることができ、これにより駆動信号の大きさとと減衰との関係が変わってくる。

スイッチ９０により駆動信号中のパワーレベルを粗調節できる。スイッチを第４図中の状態にして駆動同信号をコイル６０の端子６４に印加すると、コイルの全抵抗と誘導リアクタンスとが増幅器８８の出力端子を横切って接続される。したがってコイル６０を通る電流ひいてはパワーの放散は比較的低くなる。スイッチ９０の状態が変わって端子６４が分離されると、コイルの有効誘導リアクタンスと抵抗とが減少し、コイル中のパワー放散が増加する。これにより駆動力は大きくなり保持効果が大きくなる。

すなわちスイッチ９０を操作することによりヘイパワー消費の保持状態と高パワー消費の保持状態とをを適宜選択することができる。回路１４５を用いたときにはスイッチ９０と中央端子６６とは省略できる。

従来のやり方では、弦をネック２４のいずれかのフレ・ットに押圧することにより、各弦の活動の長さを調節して各弦の基本周波数を変えている。これだと各弦の基本周波数は段階的に変化するだけである。さらに弦に横方向の力を掛けることにより弦を横方向に曲げて基本周波数を変えることもできる。ブリッジ２８とヘッドストック３０とにより弦の端部は横運動に対して歪みを与えられる。

ピックアップ３４はブリッジ２９８の近くに位置しているから、ピックアップの位置における弦の横運動は最小であり、弦が一杯に曲げられても弦は突起３８．４０と一線をなしている。しかしドライバー５２はブリッジからもヘッドストックからも離れた位置にあるから、演奏中ドライバー上方の位置では弦はかなり横方向に動く。ドライバー５２に位置における中立位置からの弦の両側への横運動の範囲は列中の弦間の距離に等しく、中立位置の両側に１インチ位である。列の縁部の弦波中立位置に同けて歪むだけである。

弦が横方向に動いてもサステナーの作用は損なわれるものではない。コイル６０からの磁束は弦月の横方向に亘って連続的に分布しているから、各弦はその横方向の運動範囲の限りではどのような位置にあっても同じ駆動力を受けることになる。すなわち弦に掛かる駆動力は弦の横方向の運動には左右されない。このことは保持効果のために弦に自由に横方向に力を掛けることができるという顕著な利点に繋がるのである。

また上記したサステナーに特有の位相変換機能特性もこの利点に寄与している。

このような特性の故にコイル６０からの磁束がほどほどであっても。弦の基本振動の強化が達成されるのである。したがって弦が歪んでいない状態でコイル６０からの磁束を集中させるための突起を強磁性体要素５４などの上に設ける必要はないのである。弦が横方向にい曲げられない限りではこのような磁束集中体はサステナーの機能を高めるものではあるが、横方向に曲げられたときには反応を損なうものである。

サステナーの挙動はドライバーに付設された永久磁石の配列によっても影響を受ける。上記の例の場合永久磁石による磁束はビック’Ｔ−／プの最も近い部分の磁束と同方向である。

これは反対方向である場合に比べて、はるかに強く弦の基本振動の強化を行なうことになる。したがって磁束の方向を反対にしてもよいが好ましいことではない。また反対方向にした場合には可変リード回路８２の特性曲線を変えて、ピックアップ信号に対して駆動信号が低い周波数にあっては遅れ高い周波数にあっては進むようにする。

このような反対方向の場合においての回路８２の最適な特性は上記した場合における最適特性と同じである。しかし全体の特性曲線はピックアップ信号に対して駆動信号が遅れる方に移る。しかしこの場合でも可変リード回路は全体として、ピックアップ信号中のお優勢な周波数が増加するにつれて駆動信号の進みが増加する方に変化する。

可変抵抗要素１４０　　はトランジスター１４４（ＦＥＴ）に代えてフォトトランジスターなどの感光要素を有するようにしてもいい。この場合回路１５０からの信号は感光要素と並列されたダイオードなどの発光素子に送られる。周波数／電圧変換回路と発光ダイオードとの間には適宜な整形回路を設はダイオードによりいいいいい発生された光の量が所望のように変化して優勢な周波数に対して所望の位相進み関係を与えるようにする。

位相変換回路１２８中の可変要素も抵抗要素でなくてコンデンサー１３８としてもよい。かくして可変抵抗要素１４０に代えて固定抵抗を用いてもよく、コンデンサー１３８も周波数／電圧変換回路からの信号に応じて変化するような容量のコンデンサーに代えてもよい。

またコンデンサー１３８は固定値コンデンサーとこれに付設したスイッチ要素で置き換えてもよく、ピックアップ信号の周波数成分を表す信号に応じてこれらの要素を接続したり分離したりする。可変リード回路を可変誘導要素で置換しても同様な結果が得られる。

可変リード回路８２に用いられる位相変換回路１２８はそれぞれが異なる位相変換機能を具えた複数のネットワークに置換することができる。スイッチ機構を設けていずれかのネットワークを選択して、ピックアップ信号の構成に応じてピックアップ信号を選択されたネットワークに通すようにする。

このスイッチ機構をピックアップ信号中の優勢な周波数を表す信号に反応するようにし、　ネットワークを切り替えて優勢な周波数の増減に応じてネットワーク全体の変換機能を変えるようにする。

またこのようなスイッチ機構を省略して周波数選択フィルターを設け、ピックアップ信号の種々の成分が各ネットワークに同時に送られるようにして、周波数の高い成分は入力に対して大きな進みを与えるネットワークに送るようにする。

このようにするとピックアップ信号中の優勢な周波数に関係なく定常な位相変換機能が得られる。しかしこの定常な位相変換機能は成分の周波数が増加するといかなる成分についても駆動信号の進みが大きくなる方に変化する傾向があるまたこれに代えて同じような位相変換機能の単一のネットワークを用いることもできるし、ピックアップ信号入力端子と駆動信号出力端子との間にアナログシフトレジスターを設号の周波数構成に応じて決定し、ピックアップ信号に対する駆動信号の周波数および位相差の関係を所望のものとしてやる。

以上の例ではピックアップ信号をアナログ信号として処理して駆動信号を得ている。しかしこれをデジタル信号処理に代えることも可能である。すなわちピックアップ信号をデジタル信号に変換し、これを処理した後再びアナログ信号に変換して駆動を得るのである。この場合のデジタル処理は以上述べたアナログ処理と同様な内容であり、ピックアップ信号の周波数構成に応じてピックアップ信号の全ての成分について位相変換処理をしたり、ピックアップ信号のことなる成分を処理してその成分の周波数に応じて駆動信号中の各成分に異なる進みを与えたりするのである。

サステナーには装置から離れた信号処理装置を用いてもよく、自由空間通信装置により処理装置にビ・ノクア・ノブ信号を送ってやったり、処理された信号を装置に送り戻したり、装置上の受信機をドライバーに接続して処理された信号を受信してこれにより駆動信号を形成するようにもできる。

ｋのような方式は、例えば音に記録または変換する固定された装置にピックアップを送るようにする。しサスナナ−中の信号処理装置は記録用の信号処理装置と一体とすることもできる楽器上の素子が全て電池８５のような内蔵型の電源により電力を与えられるようになっていれば楽器の操作が自由に行なえる。

上記したような誘導ピックアップ以外のピックア・ノブから信号を受けるようにすることもできる。この場合のビ・ツクアップは容量型センサーであって、弦の動きがコンデンサーの容量を変えこの変化を検知してビ・ノクア・ノブ信号を与えるのである。

ピックアップを光電式として各弦に例えばフォトトランジスターなどの感光要素を並設し、弦の動きにより感光要素に入る光の量を変えるようにする。この場合所定の波長の光源からの光を弦を横切って感光要素に入射させ、感光要素には適宜なフィルターを付設して周囲の光による影響を小さくする。

また圧電素子などの接触型のピ・７クア・ノブを用いてこれを弦に機械的に連結してもよい。ドライノイーも電磁的なものでなくとも、圧電式のものにしてもよい。

これらのピックアップの場合には上記の電磁的なピックアップとは位相変換機能が異なるので、フィートノイック手段の位相変換機能もそれに応じて変えて、加えられた駆動力に対する弦の反応が最適なものになるようにする必要がある例えば光学的なピックアップの場合には、全ての可聴周波数についてピックアップ信号は弦の動きと正確に同期する。しかし上記の電磁的なピックアップの場合にはビ・ツクアップ信号が弦の動きより遅れる。したがって光学的のビ・ツクアップの場合には基本周波数における最適の基本反応に必要とされる駆動信号の進みは同じ周波数において電磁的なピックアップに必要とされるそれよりも少ないのである、第７図にこの発明のサステナーの他の例を示す。このサステナーはピックアップ信号を受ける入力端子３７２とこれに接続された前置増幅器３７２とｋの増幅器からの信号レベルを検知する信号検知器３９２とこの検知器により制御されるオンオフスイッチ３８６とを有している。

フィードバック回路は増幅器３７４からの信号をオンオフスイッチ３８６を介して増幅器３８８に送る。これらの素子は第１〜６図に示したサステナーのそれと同じである。増幅器３８８の出力する駆動信号は入力端子３７２に印加されたピックアップ信号の対応する成分と同期している。増幅器３７４には波形スケアラ −３５０が接続されており、この出力端子には周波数電圧変換回路３５２が接続されている。これらも第１〜６図の場合と同じである。

周波数電圧変換回路３５２はが与える信号電圧はスケアラ−３５０による方形化された波形の周波数とともに変化する。

すなわち入力端子３７２に印加されたピックアップ信号中の優勢な周波数とともに変化するのである。

回路３５２の出力端子は増幅器４０２を介して４個の比較器４０４〜４１０の正入力端子に接続されている。各比較器の負入力端子は異なる基準電圧電源４１４〜４２０に接続されている。電源４１４〜４２０は異なる正の基準電圧を与える。

例えば比較器４０４に接続された電源４１４は最低の電圧を、比較器４０６に接続された電源４１６はこれより高い電圧を、比較器４０８に接続された電源４１８はさらに高い電圧を、電源４２０は最高の電圧を比較器４１０に与えるのである。

比較器４０４〜４１０は順序列を構成し、比較器４０４は列中の最初の比較器４１０は列中の最後の比較器となる。これらの比較器４０４〜４１０の出力端子は４個のＯＲまたはＸＯＲゲート４２４〜４３０に接続されている。ゲート４２４〜４３０は順序列をなしており、ゲート４２４が最初のデーと４３０が最後のデートとなる。

各ゲート４２４〜４３０は第１と第２の入力端子を有しており、第１の入力端子は比較器４０４〜４２０の対応する出力端子に接続されており、ゲート４３０以外のゲートの第２の入力端子は次の高い順序の比較器の出力端子に接続されている。例えば第２のゲート４２６の第１の入力端子は第２の比較器４０６の出力端子に、第２のゲート４２６の第２の入力端子は第３の比較器４０８の出力端子に接続されている。

最後のゲート４３０の第２の入力端子はアースされている。

かくして基準電圧電源とゲートとは協働してアナログデジタル変換器４３１を構成する。周波数電圧変換器と増幅器４０２による信号電圧が電源４１４〜４２０のいずれかからの基準電圧より低いときには、全比較器からの出力は負となり、ゲート４２４〜４３０からの出力は低いか論理値ゼロとなる。

信号電圧が第１の電圧基準電源４１４からの電圧より高いときには、第１の比較器４０４からの出力は正となるが、他の比較器からの出力は全て負のままである。かくして第１のＸ０Ｒ４２４ゲートは１個の正の入力と１個の負の入力とを受けて高いまたは論理値１の出力を出す。

周波数電圧変換器および増幅器４０２からの信号電圧が電源４１６メこよる第２の基準電圧を越えると、第１と第２の比較器４０４．４０６の出力は正となるが、第３と第４の比較器４１８．４２０の出力は負となる。したがって第１のｘ。

Ｒゲートは２個の正の入力を受けて低いまたは論理値ゼロの出力を出すが、第２のＸＯＲゲートは１個の正の入力と１個の負の入力とを受けて高いまたは論理値１の出力を出す。

一般的には、信号電圧が対応する比較器に印加された基準電圧を越えるが次の高位の比較器に印加された基準電圧を越えないときには、ＸＯＲゲートは高いかまたは論理値１の出力を出す。信号電圧が最高の基準電圧より高いときにはいつでも、最後のＸＯＲゲート４３０は高いまたは論理値１の出力を出す。

この例で用いられる駆動手段はコイル４３４と永久的に磁化された強磁性体要素４３５（いずれも第１〜７図の例のものと同じ）とを有している。しかしこの例の場合には駆動手段はコイルの一端い接続されたコンデンサー４４２〜４５０の列を有している。コンデンサー４４２〜４５０は順の列をなしており、最初のコンデンサー４４２は最大の容量を最後のコンデンサー４５０は最小の容量を有している。

このドライバー４３２はデジタル論理制御されたスイ・ツチ回路４５２を介して増幅器３８８に接続されている。このスイッチ回路はアナログデジタル変換器４３１の出力にリンクされた制御入力を有している。スイッチ回路４５２はアナログデジタル変換器４３１からの出力に応じていずれかのコンデンサー４４２〜４５０を介して、増幅器３６８からの出力をドライバー４３２に導く。

いずれのＸＯＲゲートからも高いまたは論理値１の出力がないときには、スイッチ回路４５２は第１のコンデンサー４４２を介して駆動信号を駆動手段に送る。

第１のＸＯＲゲート４２４が１個の論理値１の出力を出したときには、スイ・ツチ回路４５２は第２のコンデンサー４４４を介して信号を送る。かくしてスイッチ回路４５２はアナログデジタル変換器４３２からの信号に応じて駆動手段のコンデンサーを励起したり（動作可能にしたり）不能にしたりする。

動作時にはスケアラ−３５０と周波数電圧変換器３５２と増幅器４０２とが協働してピックアップ信号の優勢な周波数とともに増加する信号電圧を与える。この優勢な周波数が低いときには第１のコンデンサー４４２が励起され、他の個ｍんでんさ−４４４〜４５０は不能とされる。優勢な周波数が増加すると第１のコンデンサー４４２は不能となり第２のコンデンサー４４４が励起される。優勢な周波数が増加するにしたがって高次のコンデンサーが順番に励起されて、ある１個の時点においてはただ１個のコンデンサーのみが励起されている。

かくしてピックアップ信号中の優勢な周波数が低いときには、ドライバー４３２のコンデンサーは高くなる。優勢な周波数の値がだんだんと高くなると、ドライバーの容量は減少し、より高次のコンデンサーが励起される。ドライノイー４３２に容量が変化するとその位相変換能力はも変化する。ドライバーの容量が減少すると与えられた周波数における駆動力の成分は駆動信号中の対応する成分に対する遅れが少なくなる。

フィードバック手段の位相変換能力は変わらないが、ピックアップ信号中の優勢な周波数に応じて駆動手段の位相変換能力は変化する。しかし全体としての効果は第１〜６図の場合の可変リードネットワークのそれと同じである。第７図の例の場合にはフィードバック手段と駆動手段との複合位相変換能力は、優勢な周波数が増加すると、ピックアップ信号に対する駆動力の進みが多くなるように変化する。

ピックアップを別設しないでサステナーに組み込むこともできる。この場合にはピックアップの位相変換能力を調節する手段を設けて、是ｎサステナーの複合位相変換能力を変えることができるようにする。例えば第７図のドライバーの容量と同じように電磁的なピックアップの容量を変えてやる。

第８図にこの発明のサステナーのさらに他の例を示す。このドライバーは第１のバー状の永久的に磁化された強磁性体要素５０２を有しており、この要素が第１の長い面５０４に北極を反対の第２の面５０６に南極を具えている。クリップ５０８などによりこの要素５０２をギターの例えば本体２２上弦３２の下側に架設する。従ってこの要素５０２はその極面５０２が上側を指向する。

第２のバー状ノ永久的に磁化された強磁性体要素はのその面５１２に北極をまた他の面５１４に南極を有している。

支持体５１６により第２の強磁性体要素５１０をギタ一本体に架設して、弦の上方で第１の強磁性体要素５０２の後ろに位置するようにする。すなわち要素５１０はへ・ソドスト・ツクの近くに要素５１０はブリッジの近くに位置する。要素５１０の支持手段はその極面が弦月の長手方向に延在しかつ北極面５１２がブリッジと要素５０２の法を指向するように設けられている。これらの強磁性体要素は弦３２の両側に配設され、弦月の長手方向に互いに離間している。

渦巻状のコイル５１８がボビン５２０に巻かれている。このコイルの支持体は中空状の方形の横断面を有した筒であり、その内部開口部の寸法は弦３２列の幅よりも若干大きくなっている。コイル支持体５２０とコイル５１８とはネジなどの架設手段５２２により楽器に架設されており、強磁性体要素５１０．５０２間の領域においてコイル５１８が弦３２を取り巻いている。またコイルの軸は弦月の長手方向に延在している。

動作時には駆動信号または電圧がフィードバック手段によりコイル５１ｇに印加されて磁束が発生される。この磁束は強磁性体要素５０２．５１０からの磁束とともに弦３２に作用する。ここでコイル５１８による磁束の作用は弦月の全幅に亘って均一である。したがって駆動作用は弦の横方向の運動によっては影響を受けないのである。

第１０図にこの発明のドライバーのさらに他の例を示す。

このドライバーはスタブ状の強磁性体要素６０２．６０４を有しており、これらの要素はそれぞれ上エツジ面６０６．６０８を有している。エツジ面は湾曲していて弦３２により画定される仮想面に合致するようになっている。

したがってドライバーを楽器上の図示のような動作位置に架設すると、エツジ面６０６と６０８とは弦によって画定される仮想面平行に延在することになる。要素６０２と６０４とは強磁性体ではあるがそれら自身は永久磁石ではない。スタブ状の永久磁石６１０は要素６０２と６０４の下側エツジ間に延在し、要素６０２と６０４とは永久磁石とともにＵ字形のチャンネルを構成する。締結部材６１２などによりこのチャンネル全体をギタ一本体に架設して、チャンネルが弦月にたいして横方向に延在するようにする。永久磁石６１０はその北極を強磁性体要素６０４の一端の近くに位置させ、その南極は反対側の端部近くに位置する。

したがって永久磁石からの磁束は要素６０４およびその上面６０８を通って上向きに走り、弦による仮想面を通り、要素６０２とそのうえ面６０６を通って下向きに走ることになる。

要素６０２にはコイル６２２が巻かれており、同じ巻数のコイル６２４が要素６０４に逆方向に巻かれている。これらのコイルは並列に接続されている。すなわちコイルを横切るある極性の電圧がコイル６２４からは上向きのコイル６２２からは下向きの磁束を発生させ、これにより両方の要素からの磁束の強化が行なわれる。また反対極性の電圧は反対の効果を有し、両方の要素からの磁束が消し合うことになる。

このドライバーは第１〜３図のものと同じような利点を有している。第１０図のドライバーからの磁束は弦月の横方向全体に亘って均一であり、サステナーの動作は弦の横方向の曲がりによっては影響されないのである。また与えられた電流に対しての磁気的な作用が大きい。コイル６２２と６２４の巻き数は単一コイルドライバーの場合よりも多い。２個のコイルによる磁束は互いに強化し合うので、磁気効果も大きくなり、その結果同じ電力消費量でもサステナー効果が大となる。このドライバーはピックアップとしても使うことができる。この場合には２このコイルは直列に接続する。

第１０図の例において、Ｕ字形チャンネル全体を永久的に磁化してもよい。永久磁石６１０を省略して各強磁性体要素を永久的に磁化してもよい。この場合には両方の要素の磁束が同じ方向を指向するようにするすなわち要素６０４の北極は上面に沿って位置し要素６０２の南極も上面＆晴って位置するようにする。

可変リード回路８２似用いられる素子変数の一例を挙げると下記のようになる。

抵抗　　　　　抵抗値　（オームに；キロ、Ｍ；メガ）１８６　　　　　１０に１９０　　　　　　　　　１５に１９４　　　　　　　　　　１００に１９５　　　　　　　　　２２０に２０２　　　　　　　　　１００に２０６　　　　　　　　　１００に２０８　　　　　　　　　２００に２１０　　　　　　　　　２００に２１４　　　　　　　　　２０に２１８　　　　　　　　　１０に２２０　　　　　　　　　　２０に２２２　　　　　　　　　３３に２２６　　　　　　　　　３３に２３２　　　　　　　　　１２に２３４　　　　　　　　　１００に２３８　　　　　　　　　８２に２４２　　　　　　　　　２５に２４３　　　　　　　　　２５に２４４　　　　　　　　　２５に２４７　　　　　　　　　１０にコンデンサー　　　容量（マイクロッアラ・ノド）１３８　　　　　．００８２１８０　　　　　　　　　　、　０１１８４　　　　　．０２２１９６　　　　　．４７ＦＥＴ　　　　　　　型式％式％産業上の応用この発明は楽器に応用されるものである。

平成２年１１月２６日

Claims

【特許請求の範囲】

１．駆動手段とフィードバック手段とからなり、駆動手段が駆動信号に反応して楽器の振動要素に駆動力を掛け、この駆動力が駆動信号に対して所定の位相関係を有しており、フィードバック手段がピックアップ信号を受けるとともに駆動信号を駆動力に与え、該ピックアップ信号が楽器の振動要素の振動を表すとともに該振動に対して所定の位相関係を有しており、駆動力が振動要素の振動と同期するような位相関係をピックアップ信号に対して持つようにフィードバック手段が駆動信号を出力することを特徴とする振動要素を具えた楽器用サステナー。
２．ピックアップ手段が振動要素の振動に応じてピックアップ信号を発生してフィードバック手段に出力し、ピックアップ手取と駆動手段との少なくとも一方が非ゼロ位相交換機能を有しており、フィードバック手段がピックアップ手段と駆動手段との組合せ位相変換機能と逆の位相変換機能を有していることを特徴とする請求項１のサステナー。
３．フィードバック手段が楽器の振動要素の振動を表すピックアップ信号を受けてこれを駆動信号に変換し、ピックアップ信号のいくつかの周波数について駆動が位相においてピックアップ信号と異なりかつ位相差が周波数とともに変化し、この変化は周波数が増加するとともに駆動信号の位相が進むような内容であり、駆動信号に反応して駆動手段が駆動力を楽器の振動要素に掛けることを特徴とする振動要素を具えた楽器用サステナー。
４．駆動手段が振動要素に駆動力を掛けるに際して、いくつかの周波数について駆動力が駆動信号より遅れることを特徴とする請求項４のサステナー。
５．ピックアップ手段が１信号を出力するに際して、いくつかの周波数についてピックアップ信号が振動要素の振動より遅れることを特徴とする請求項４または３のサステナー。
６．いくつかの周波数について、フィードバツク手段により与えられる駆動信号のピックアップ信号に対する進みの大きさが、振動要素の運動に対するピックアップ信号の遅れと駆動信号に対する駆動力の遅れとの和に、等しいことを特徴とする請求項５のサステナー。
７．駆動手段が誘導駆動コイルとｋのコイル中の磁束に反応して振動要素に駆動力を掛ける手段とを有しており、フィードバック手段がコイルを横切る電圧として駆動信号を印加する手段を有していることを特徴とする請求項４のサステナー。
８．駆動力を掛ける手段が振動要素として少なくとも１本の弦を具えた楽器にコイルを架設する手段を有しており、コイルが少なくとも１本の弦と並設され、かっこのコイルからの磁束が弦に当ることを特徴とする請求項７のサステナー。
９．本体とこれに架設された複数の強磁性体の弦と請求項８のサステナーとを有しており、ピックアップ手段が弦の運動を検知してピックアップ信号をサステナーのフィードバック手段に与え、サステナーの駆動コイルが本体に架設されており、サステナーがコイルからの磁束を全ての弦に指向させる手段を有していることを特徴とする楽器。
１０．内蔵型の筆力供給手段とこれを楽器に架設する手段とを有しており、フィードバック手段が電力供給から駆動コイルの電力を与える手段を有していることを特徴とする前記いずれかの請求項のサステナー。
１１．フィードバック手段と駆動手段とを有しており、フィードバック手段が楽器の少なくとも１個の振動要素の振動を表すピックアップ信号を受けてこれを駆動信号に変換し、駆動手段がこの駆動信号に反応して振動要素に駆動力を掛け、かつ制御手段がピックアップ信号の周波数構成を決定し、かっこの周波数構成に応じてサステナーの位相変換機能を変更することを特徴とする振動要素を具えた楽器用サステナー。
１２．制御手段がピックアップ信号中の最大振幅を有した優勢な周波数を検知してこの周波数を表す信号を出力する手段を有しており、優勢な周波数を表す信号に反応して少なくとも１個のフィードバック手段と駆動手段との位相変換機能を調節する手段が設けられていることを特徴とする請求項１１のサステナー。
１３．駆動手段が駆動力を複数の振動要素に掛ける手段を有しており、ピックアップ信号が異なる周波数で振動する該複数の振動要素の振動を表す信号を含んでいるときに最大の振幅を有した振動要素の振動が選択的に強化されることを特徴とする請求項１２のサステナー。
１４．制御手段が優勢な周波数を表す信号に応じてフィードバック手段の位相変換機能を調節する手段を有していることを特徴とする請求項１２または１３のサステナー。
１５．フィードバック手段がピックアップ信号を受ける入力端子と、駆動信号を引き出すための出力端子と、入力端子に接続されたピックアップ信号の入力ノードを有したネットワークと、反転および正転入力端子と前記の出力端子に接続された出力端子とを有して演算増幅器とピックアップ信号入力ノードと演算増幅器のひとつの入力端子との間に設けられた抵抗と、ピックアップ信号入力ノードに荷接続された第１の側と演算増幅器の他の入力端子に接続された第２の側とを有したコンデンサーと、コンデンサーの第２の側とアースとの間に設けられた可変抵抗要素とを含んでなり、フィードバック手段の位相変換機能を調節する手段がピックアップ信号の優勢な周波数に対して逆に可変抵抗の抵抗値を変える手段を有していることを特徴とする請求項１４のサステナー。
１６．制御手段が優勢な周波数を表す信号に反応して駆動手段の位相変換機能を調節する手段を有していることを特徴とする請求項１２のサステナー。
１７．さらにピックアップ信号に反応して駆動信号を出力する交互信号手段が設けられており、この交互信号手段の位相変換機能がフィードバック手段のそれと異なり、選択手段がフィードバック手段か交互信号手段を選択的に励起することを特徴とする前記いずれかの請求項のサステナー。
１８．交互信号手段が駆動信号を与える遅れネットワークを有しており、駆動信号がピックアップ信号より遅れて、この遅れが周波数とともに増加することを特徴とする請求項１７のサステナー。
１９．交互信号手段がピックアップ信号と同期して駆動信号を与える手段を有していることを特徴とする請求項１７または１８のサステナー。
２０．自動ゲイン制御手段が設けられていてフィードバック手段を制御して駆動信号を所定の大きさに保持し、このゲイン制御手段を調節して所定の大きさを変える手段が設けられていることを特徴とする前記いずれかの請求項のサステナー。
２１．駆動信号を与える手段と、この駆動信号に反応して弦の端部から離れた駆動位置で楽器の弦に駆動力を掛ける駆動手段とを有しており、各弦に掛かる駆動力が弦の横方向運動と無関係でとなるように駆動手段が配置されていることを特徴とする長手方向に延在して並設されて横方向に延在する列をなす複数の弦を有した楽器用サステナー。
２２．駆動手段が駆動信号に応じて変化する磁界を与える手段を有しており、この磁界が駆動位置における各弦の横方向の運動範囲に亘って均一であることを特徴とする請求項２２のサステナー。
２３．可変磁界を与える手段が強磁性体要素と、この強磁性体要素に磁束を指向させる手段と、強磁性体要素を楽器に架設する手段とを有しており、強磁性体要素が弦の列近くを横方向に延在していることを特徴とする請求項２２のサステナー。
２４．強磁性体が、その表面が弦に対面し自由状態の弦によって画定される仮想面に平行なように、架設手段により架設されていることを特徴とする請求項２３のサステナー。
２５．可変磁界を与える手段が強磁性体を取り巻くコイルを有していることを特徴とする請求項２３または２４のサステナー。
２６．可変磁界を与える手段が第２の強磁性体とこれを取り巻く第２のコイルとを有しており、架設手段が第２の強磁性体を楽器に架設し、この第２の強磁性体が弦の列の近くを横方向に延在し、第２のコイルが第１のコイルとは逆方向に巻かれていることを特徴とする請求項２５のサステナー。
２７．複数の弦と本体に架設された永久磁石と請求項２３、２４または２５のサステナーとを有しており、ドライバーの強磁性体が永久磁石を有しており、ドライバーの永久磁石からの磁束がピックアップの最も近い部分からの磁束と同方向になるように、ピックアップとドライバーとの永久磁石が本体に架設されていることを特徴とする楽器。
２８．可変磁界を与える手段がコイルとこのコイルを本体に架設する手段とを有しており、コイルが弦を取り巻いていることを特徴とする請求項２２のサステナー。
２９．少なくとも１個の強磁性体が永久磁石を有しており、強磁性体は、弦の下方で互いに並設されかっ弦の長手方向に違いに離間されるように、架設されており、コイルの架設手段がコイルを強磁性体間に配置することを特徴とする請求項２８のサステナー。