JPH04505062A - ギターピックアップおよびスイッチング装置 - Google Patents

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】 発明の名称　ギターピックアップおよびスイッチング装置 月１じと１１ １、発明の分野 本発明は、一般的に、電気ギターに使用される磁気の音ピックアップに関し、よ り詳細には、但しそれには限定されないが、複数のピックアップをＦＥＴスイッ チングによって制御し、選択された複数音の１つを出力させる改良されたピック アップ回路に関する。

２、従来技術の説明 電気ギター上に複数、単数またはハムバッキングの磁気ピックアップを使用する ことは、かなりの間、良く知られており、また、ある音の差およびあるトーン変 化を与えるために複数のピックアップを様々の仕方で組み合わせることも良く知 られている。ガゴン等に付与された米国特許第４，５４５゜２７８号には、ギタ ーピックアップ信号を手動スイッチにより選択的に変化させ、特定のピックアッ プの特徴的な音を強調することによって出力音を変化させる従来技術が開示され ている。また、発明者フェンダによる米国特許第２，７８４゜６３１号には、ギ ター出力音を制御するようピックアップの組合せを切替えることを意図した最新 技術が示されている。

手動制御可能なスイッチによって種々の形のトーン制御を行なったり音特性を変 化させたりして、ギター演奏者がいくつかのバリエーションによってギターのタ イプや演出を変えることができるようにすることを試みる技術は、他に多数存在 する。　本発明の音スイッチング回路は、音の選択をより容易にし音の清澄さを より高めて、選択された音をより明瞭かつ簡明に再生する改良された形式のもの である。

及１立！！ 本発明は複数のスイッチ位置をもつ１つのロータリスイッチを使用して一定の音 の変化をもたらすピックアップの特定な組合せを選択するものである。ギターは 、ネック（首）上に単一コイルピックアップを使用し、ブリッジ（柱）に隣接し てハムバッカーピックアップを使用し、これらと離してハムキャンセルコイルを 取付は使用している。セレクタスイッチは、ＦＥＴデバイスのうちの選択された ものに切替えるため、ラッチ出力およびミュートコントロールとともに、ダイオ ードマトリックスを通して働き、これによって、ピックアップの組合せおよび混 合制御を選択して複数の“特徴的な音”のバッファ出力のうちの１つを次の増幅 ステージに与える。

従って、本発明の目的は、非常に低ノイズで広いバンド幅をもつピックアップ出 力を得ることにある。

本発明の目的はまた、能動ピックアップ混合および能動ハム除去を使用する個々 にバッファ機能をもつ磁気ピックアップを提供することにある。

本発明の目的はさらに、ソリッドステートスイッチングコントロールを備え、Ｄ Ｃサーボ制御された低インピーダンス出力を有するギターピックアップ回路を提 供することにある。

最後に、本発明の目的は、バッファ出力においていくつかの独特で特徴的かつ明 瞭なギター音のうちの１つを選択するよう制御可能な複数の磁気ピックアップを 備えたギターピックアップ回路を提供することにある。

本発明の他の目的および利点は、本発明を説明する添付図面と関連して読まれる ときに、以下の詳細な説明から明らかになろう。

１１１１１１１１里 第１図は本発明のピックアップコイル、ＦＥＴスイッチング、バッファ回路の概 略図である。

第２図は本発明の電源および出力バッファ回路の概略図である。

第３図は本発明のセレクタおよびラッチ回路の概略図である。

困３１」す１乙１肌 第１図を参照すると、ギターのネック（首）に隣接して取付けられているネック ピックアップ１ｏと、ギターのブリッジ（柱）に隣接して取付けられたデュアル コイルハムバッカーピックアップ１２と、振動のない状態に適当に保たれている ダミーコイル、すなわちハムキャンセルコイル１４との３つのギターピックアッ プが使用されている。単一ビックアップ１０およびハムバッカーピックアップ１ ２の各々は、容易に入手可能な良く知られた普通のタイプのものである。ピック アップコイルの選択、並びにゲイン設定、ピックアップの負荷変更、パワーのオ ン／オフには、ＦＥＴスイッチが使用される９このタイプのスイッチの多くに使 用されるＦＥＴスイッチパッケージは、タイプＣＤ４０６６のＣＭＯＳカドラン トＦＥＴスイッチパッケージである。ＦＥＴスイッチ１６ａ、１６　ｂ、ｌ　６ 　ｃ、１６　ｄは、ハムバッカーコイル１２を制御するために接続されている。

スイッチ１６ａは、ハムバッカーピックアップ１２のバックコイルを接地するた めに機能し、スイッチ１６ｂはハムバッカーコイル１２のバックコイルどの接続 を選択するように働く。ＦＥＴスイッチ１６ｃは、スイッチロジック用のコント ロールインバータである。

そして、スイッチ１６ｄは、ハムバッカーピックアップ１２のフロントコイルを 選択する。なお、図示のスイッチ位置は、ロータリピックアップセレクタ１８の 第１番目の位置（第３図参照）について示されている。

ＦＥＴスイッチ２０ａは、ルスポール”音を与えるように働く容量／抵抗の負荷 ２２を制御し、スイッチ２０ｂは、（後述するような）“テレキャスター”タイ プの音についての負荷を与える抵抗２４を制御する。ＦＥＴスイッチ２０ｃは、 ネックピックアップと整合させるために、ダミーピックアップコイル１４への抵 抗負荷２６の接続を制御し、スイッチ２０ｃｌは、′テレ”音に整合させるため 、ダミーコイル１４への抵抗負荷２８の接続を制御する。

さらに他のＦＥＴスイッチ３０ａは、ダミーコイル１４からの出力の可変ゲイン を制御し、スイッチ３０ｂは、ハムバッカーピックアップ１２からの出力の可変 ゲインを制御し、スイッチ３０ｃは、ハムバッカーユニチイゲイン出力を接続し 、スイッチ３０ｄは、ネックピックアップ１０からの出力を接続する。最後に、 ＦＥＴスイッチ３２ａは、ハムバッカ−ピックアップ１２を分割するように駆動 され、スイッチ３２ｂは、ダミーコイル１４からの可変ゲイン出力をつなぎ、ス イッチ３２ｃは、混合段階における可変ゲインを与え、スイッチ３２ｄは、ハム キャンセルコイル、すなわちダミーコイル１４からの可変ゲイン出力を与える。

さらに他のＦＥＴスイッチ３４　（３４ａ　〜３４ｄ）は、トランジスタ３６． 抵抗３８，４０．キャパシタ４４と関連して示されているように、両極性１！源 オン／オフスイツチとなるように機能する。一対の９ボルトバッテリ４６．４８ は、＋Ｖｄｃ、−ＶｄＣのパワーを出力する。この構成によって、ステレオ１／ ４ホーンジャック５２上の接続線５０の接地を可能にし、両極性ｉｔ源をオンさ せることができる。トランジスタ５３のベースが抵抗４０を介して接地レベルに なるとき、トランジスタ５３がオンとなって、ＦＥＴスイッチ３４ａ〜３４ｄの ４つの制御入力をハイレベルにし、これによって、正および負の電源のスイッチ が入る。

再び第１図を参照すると、回路は、ユニティゲインの４つの低ノイズバッファを 用いている。すなわち、ネックピックアップ１０からの出力を受け入れるバッフ ァ５４と、ハムバッカーピックアップ１２からの出力を受け入れるバッファ５６ と、ダミーコイル１４からの出力を受け入れるバッファ５８と、接合点６２かも の総出力を受け入れるバッファ６゜（第２図参照）とを用いている。ユニティゲ インバッファ５４．５６．５８の各々は、タイプ２Ｎ３９０６とタイプ２Ｎ３９ ｏ４のトランジスタ対を使用する相補形エミッタホロワ構成となっている。同様 な基本構成は、バッファ６０（第２図）にも用いられているが、このバッファは 、抵抗６６とキャパシタ６８とにより規定される時定数をもつ積分器として機能 するパラレル増幅器６４と関連して作動する。各ピックアップからの出力をバッ ファリングすることによって、ＦＥＴスイッチの動作及びそれに続く混合段階で の動作に何らの影響を与えることなく、ピックアップの抵抗、容量負荷を変化さ せることができる。

ＦＥＴスイッチ３０　ｄ、　３０　ｃ、　３０　ｂ、　３０　ａ並びにスイッチ ３２ｂ、３２ｄかものオーディオ出力は、混合用増幅器７２への入力用に混合バ ス７０上に出力される。混合器７２からの出力は、トーン制御用ポテンションメ ータ７６が接地されているときにボリューム制御用ポテンションメータ７４を介 して接合点６２（第２図）に送られる。

接合点６２は、バッファ回路６０、すなわち出力バッファへの入力を与える。こ の出力バッファは、これが増幅器６４によってＤＣサーボ修正される点において 、３つのピックアップバッファ５４，５６．５８と相違している。増幅器６４に よる積分機能は、バッファの入力においてＤＣオフセットを連続的に調整するよ うに働き、この結果、出力におけるＤＣオフセットはＯｖとなる。従って、低イ ンピーダンス負荷（すなわち、６００オームスタジオコンソール入力）を駆動す る際、周波数応答に影響を及ぼす出力カップリングキャパシタは存在しない。出 力におけるＤＣオフセットは、そのダイナミック調整によって、広い温度範囲で 長時間にわたって安定している。

混合用増幅器７２（第１図）の出力は、ボリューム制御部として構成されている ポテンションメータ７４に接続されている。キャパシタ７８（第２図）は、混合 用ステージ７２の出力からのＤＣエラーを受け止めて、これにより、音速以下の 望ましくない音成分をフィルタ除去する。キャパシタ７８はまた、ボリュームポ テンションメータ７４と抵抗８０との間でＤＣ減衰器が形成されるのを阻止する のに必要とされる。

このような減衰が存在すると、ＤＣサーボ修正電圧が作動点を越えて減少してし まう。

第１図において、ハム及び電磁波妨害は、アンテナとして使用されるハムキャン セルコイル１４、すなわちダミーコイルによって相殺される。ダミーコイル１４ は、ギター弦のエリアの外側に置かれ、この結果、オーディオ信号をピックアッ プしないが、ギターピックアップと同じ妨害信号をピックアップする。ダミーコ イルは、その信号がギターピックアップ１０．２０との位相が異なるように形成 されている。ダミーコイル１４からの信号がギターピックアップ１０および／ま たは１２からの信号と同じ割合で混合されると、妨害信号が相殺される。トリム ボット８２，８４．８６は、それぞれＦＥＴスイッチ３０ａ、３０ｂ、３０ｄに よって選択サレテ、種々のピックアップの組合せ、レベルを整合させるのに必要 とされるハムキャンセル信号の整合レベルを与える。

ＦＥＴスイッチングの種々の機能は、１０個のダイオード。

すなわちダイオード９０乃至１０８（第３図をも参照）からなるダイオードマト リックスによって得られる。５方向ロータリスイツチ１８を月いて、タイプ４０ １７４のＳＭＴ集積回路であるラッチデバイス１１０の入力の選択がなされる。

ラッチデバイス１１０からの出力は、所望の音を生成するスイッチ機能を生じさ せるために、ダイオード９ｏ乃至１０８のいずれかの経路を通る。

特に、スイッチングデバイスは次表に記載されているような音出力を制御する。

表１ 各音を構成するパラメータのリスト。

これらのパラメータの各々は、ＦＥＴスイッチングによって選択される。

く　ｉ　斧　■　６ ＦＥＴスイツチングは、セレクタスイッチ１８を操作するときにデグリッチング 回路が適切でない場合には、聞き取り可能な電圧スパイクを生じさせる。デグリ ッチ回路は、ＦＥＴスイッチングが行なわれている間、出力バッファ６０への入 力時に信号をミュートすることによって行われる。例えば、ＦＥＴタイプ２Ｎ４ ３９１のミュート用トランジスタ１１２（第３図）が電圧制御抵抗として使用さ れる。出力バッファ６ｏへの入力段における抵抗１１４と関連させて、ＦＥＴト ランジスタ１１２は電圧制御型減衰器を形成している。リード線１１８にあるキ ャパシタ１１６は、ＦＥＴ制御電圧をバッファ６０への入力から阻止するのに用 いられる。

最初にミュートを行ない、次いでＦＥＴスイッチングを行なうために、１つのタ イミングシーケンスが必要となる。セレクタスイッチ１８．トランジスタ１２０ ．トランジスタ１２２の組は、キャパシタ１２４，１２６及びデグリツチングタ イミングを生成する種々の抵抗要素の制御の下で機能する。

デグリッチ回路の全体の動作は次の通りである。すなわち、オペレータがスイッ チ１８を回し始めると、電源接触が断たれ、抵抗１２８の１つによってロウレベ ルに保持されていたブラシが、抵抗１３０によりハイレベルになる。これによっ て、トランジスタ１２２のコレクタがロウレベルに切替えられ、ラッチデバイス １１０がクロック入力の正側エツジでうツチする場合にも、ラッチデバイス１１ ０に影響を与えない。

トランジスタ１２２のコレクタが負になると、トランジスタ１２０をオンにさせ 、これにより、キャパシタ１２４を放電させて、トランジスタ１２０のコレクタ をハイレベルにし、これによってミュートを行なう。

オペレータがスイッチを回し続けると、数ミリ秒の後に、ブラシは新たに抵抗１ ２８と接触する。これによって、ブラシは再度ロウレベルになり、トランジスタ １２２のコレクタを＋ＶＤＣにさせることによって、トランジスタ１２２をオン にし、ロータリスイッチ１８の新しいセレクト位置をトランジスタ１２０の出力 でラッチさせ、選択された１つのコントロールダイオードを介してＦＥＴスイッ チングさせる。この時点では、ミュートはまだ有効であるので、スイッチンググ リッチはミュートされる。トランジスタ１２２がオンになると、トランジスタ１ ２０がオフとなり、トランジスタ１２０がオフとなることによって、キャパシタ １２４は、トランジスタ１２０のコレクタが負電圧になりミュートがオフとなる まで、充電する。

本回路は、実際の電子技術と、ピックアップによって作られる音を変形するため の種々の技術を使用する選択されたピックアップ技術との組合せである。その結 果得られるシステムは、既知のギタータイプの特徴的な音をエミュレートするこ とが可能であるとともに、ギターの“新しい”音を作ることが可能となる。この システムは、ギターのブリッジ（柱）の位置にハムバッカーコイル１２を使用し 、ネック位置に単一のピックアップコイル１ｏを使用している。このシステムは さらに、ボリューム制御用ポテンションメータ７４としての“バッファ型”ボリ ューム制御部が出力バッファ６ｏの入力側に直接接続されていることを特徴とし ている。また、５方向ロータリセレクタスイツチ（第３ｒｇＪ）によって、上述 したように、特定のギター音の手動選択を可能にしている。その意味で、′ピッ クアップセレクタ″′は音セレグタになっている。各音を得るために、ピックア ップ選択および多数の追加機能がソリッドステートスイッチングによって制御さ れ、ロータリピックアップセレクタスイッチ１８は、ソリッドステートＦＥＴス イッチング回路に対する手動インタフェースとして機能する。

本実施例の増幅回路は、以下の３つの基本原理から利点がある。

（１）ピックアップ位置。

（２）ピックアップ負荷、すなわち対応するバッファによりピックアップが実際 にみる抵抗および容量。

（３）ピックアップコイル選択。

ピックアップ位置の効果は重要である。ピックアップ１０゜１２間の間隔は、゛ ′ストラッド”音を得るためには正確に正しくなければならない。そして、パッ クハムバッカーコイル。

すなわちハムバッカーコイル１２の後段コイルは、“テレ”音を得るために、ギ ターのブリッジ（柱）から正しい距離で離れていなければならない。

ピックアップ負荷の全効果は、非常に重要である。初期負荷を比較的小さくし、 これを徐々に増加させて、ピックアップに対する共鳴および周波数応答の測定を 行なうと、共鳴および周波数応答は、両方変化し、ある臨界点でこれらが急変す ることが観察される。ピックアップの出力は、小さな負荷が用いられる場合には 、明るく勢いのある音となり、大きな負荷が用いられる場合には、暗く重厚な音 となる。換言すれば、本システムは、ピックアップの特性を調整するように機能 するということができる。

ピックアップコイル選択は、例えば、コイルの組合せであり、′ストラッド音” の場合には、ネックピックアップ１０と、ブリッジ（柱）から遠く離れているハ ムバッカーコイル１２とを使用し、他方、テレキャスタ音の場合には、ブリッジ （柱）に最も近いハムバッカーコイル１２をネックピックアップ１０と組合せて 使用するというようなっている。

バッファ型ボリューム制御部７４を使用することによって、ボリュームが部分的 に下がった時にも、高音部にロスがなく、トーン変化させないことを保証してい る。バッファリングのこの方法は、また、駆動用ケーブルと関連した問題に役立 つ。

すなわち、出力信号は非常に一定しており、ケーブルが部分的に損傷していたり 、よじれていたり、あるいは腐食していても、品賞を低下させずに済む。トーン コントロールポテンションメータ７６は、それが“ダイアルアウト”されている ときには、全体が回路から切離されるという点において、通常のトーンコントロ ールと相違している。これは、ポテンションメータの抵抗がたとえないときでも 、音から少しの高音部が出力される傾向にある通常の受動的なトーンコントロー ルと著しく相違している、 本実施例の回路は、両極性の±９ｖ電源で配列されているように２つの９ボルト バッテリ４６．４８を使用している。

両極性の良好なオーディオ設計は、全ての面において、すなわち、ゆがみ、スピ ード、ノイズ等において単一の電源設計より優れていることが立証された。更に 、瞬時的なピーク電圧スパイクを非常に少ない損失で処理する能力を有している 。

上述の実施例には、別々の両極性オーディオエレクトロニクスを使って非常に低 ノイズかつ広いバンド幅で再生を行なうオーディオスイッチングおよび増幅器シ ステムが示されている。この回路は、個別バッファ型のピックアップを用い、能 動ピックアップ混合およびハム除去を行なって、これによって最大の変化と忠実 度を得るようにしている。ソリッドステートスイッチコントロールと組合された ＤＣサーボ制御の低インピーダンス出力ステージは、スイッチングクリックや他 の妨害信号を除去するように働き、最大の清澄さでピックアップ音選択を可能に させる。

明細書中に上述のように記載され、図面に図示されている要素の組合せおよび配 置についてはこれを変更することができて、請求の範囲に記載されているような 本発明の思想および範囲を逸脱することなく、上述の実施例において変更を行な うことができる。

要約書 本発明は、弦楽器ピックアップおよび能動スイッチング回路に関し、ピックアッ プ音混合、ハム除去、および全体的な電子機能における改良を提供するものであ る。本発明の回路は、複数のピックアップ１０，１２．１４を使用し、これらの 組合せをロータリースイッチ１８によって選択できる。ラッチデバイス１１０は 、スイッチ出力によって制御され、コントロール出力の組合せを作り、選択され た異なるＦＥＴスイッチングデバイス３０ａ乃至３０ｄを付勢してピックアップ 信号を出力させることができる。ピックアップ出力の組合せは混合され、最終段 においてバッファ増幅される。

補正書の翻訳文提出帯 （特許法第１８４条の７第１項） 平成　３年　９月１７日

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．オーディオ再生用に楽器の弦音を電気的に検知し用意する装置において、 楽器の弦に対して、各々選択された位置に取付けられる複数のピツクアツプと、 特徴的なコントロール出力の組合せを各位置において生成する複数位置セレクタ 手段と、 所定のピツクアツプ出力信号を生成するために、各々が、前記特徴的なコントロ ール出力のうちの選択された１つによって付勢可能な複数のＦＥＴスイツチデバ イスと、それぞれ１つの増幅信号を生成するために、各々が、前記ピツクアツプ 出力信号の１つを受け入れる複数のバツファ増幅器と、 前記各増幅信号の全てを混合信号出力として混合する手段と、 混合信号出力を受入れて増幅する出力バツファ増幅器と、を備えていることを特 徴とする装置。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の装置において、前記複数の信号ピツクアツプは、 弦に対して予め選択された位置に取り付けられた単一コイルピツクアツプと、 弦に対して予め選択された位置に取り付けられたハムバツカーデュアルコイルピ ツクアツプと、 離れて取り付けられたハムキャンセル用ピツクアツプと、を有していることを特 徴とする装置。
3. ３．請求の範囲第１項に記載の装置において、前記複数位置セレクタ手段は、 複数位置セレクタ手段と、 前記セレクタ手段の各スイツチ位置について特徴的な複数のコントロール出力を 生成するよう前記セレクタ手段に応答するラツチデバイスと、 を有していることを特徴とする装置。
4. ４．請求の範囲第３項に記載の装置において、さらに、選択された信号ピツクア ツプの組合せを対応したバツファ増幅器に接続するように、複数のＦＥＴの選択 された１つの組合せが、セレクタ手段のスイツチ位置に対応する複数の各コント ロール出力によって付勢されることを特徴とする装置。
5. ５．請求の範囲第１項に記載の装置において、さらに、±９ボルトの両極性電源 を有していることを特徴とする装置。
6. ６．請求の範囲第１項に記載の装置において、さらに、ＦＥＴスイツチデバイス のコントロールスイツチング中、出力バツファ増幅器への入力時に信号をミュー トするデグリツチング回路を有していることを特徴とする装置。