JPH0453994A - ピックアップ装置及びこれを用いた電子弦楽器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ピックアップ装置及びこれを用いた電子弦楽
器に関するものであり、特に、弦の機械的な振動を電気
信号として抽出するピックアップ装置と、このピックア
ップ装置を用いて構成した電子弦楽器とに係わるもので
ある。

〔従来の技術〕

一般に、エレクトリック・ギター等の電子弦楽器には、
演奏者のピンキングに応じて機械的に振動する弦の振動
を、対応する電気信号に変換して出力するためのピック
アップ装置が必要とされる。

第５図は従来の電子弦楽器に一般に用いられている電磁
型ピックアップ装置を示す図である。ただし、同図（ａ
）は従来の電磁型ピックアップ装置の外観を示す斜視図
、同図■）は従来の電磁型ピックアップ装置の動作原理
を説明するための図である。

まず、同図（ａ）に示すように、従来の電磁型ピックア
ップ装置は、水平断面を長円形状に形成したボビン１の
内部に、アルニコ（鉄、アルミニウム、ニッケル及びコ
バルトから成る磁性体合金）等の強磁性体材料に着磁処
理を施して形成した６個の永久磁石２を電子弦楽器の６
本の弦に対応させながら設置し、そのボビンｌの外周に
５０００回から１００００回にわたる範囲でコイル３を
巻回して両端を出力端子４として外部に引き出し、さら
に、特に図示しない合成樹脂等によりコイル３に含浸処
理を施すことでコイル３の表層及び内層を保護してその
インダクタンスを安定させた構造となっている。

次に、同図ら）に示すように、この電磁型ピックアップ
装置を動作させるには、電子弦楽器の弦として磁性体材
料を用い、その磁性体材料から成る弦５に永久磁石２の
一方の磁極（図ではＮ極）を対向させるようにして電磁
型ピックアンプ装置の全体を電子弦楽器に搭載する。そ
して、この状態で電子弦楽器の演奏者が弦５をピッキン
グすると、弦５は高調波成分を含む固有の振動周波数で
振動し、その弦５の振動は時間の経過とともに次第に減
衰して最終的に停止する。このとき、永久磁石２の磁性
により描かれる磁力線の分布は磁性体材料から成る弦５
の物理的な位置に必然的に依存することから、永久磁石
２の周囲（特にＮ極付近）の磁束密度は弦５の機械的な
振動による物理的な位置の変動に応じて周期的に変化す
る。すると、コイル３には永久磁石２の周囲の磁束密度
の周期的な変化に応じて誘導起電力が発生し、その誘導
起電力が出力端子４から外部に取り出されて弦５の機械
的な振動が電気信号として変換出力される。

以上の構成により動作する電磁型ピックアップ装置は、
実際にエレクトリック・ギター等の電子弦楽器に搭載す
るに際して以下に示すような手法が採られる。

第６図は第５図に示した従来の電磁型ピックアンプ装置
を搭載した電子弦楽器を示す図である。

ただし、同図（ａ）は電子弦楽器の要部上面図、同図ら
）は電子弦楽器の要部断面図である。

同図に示すように、まず、電子弦楽器の６本の弦５は、
ボディ６に固設されたテールピース７からブリッジ８及
び指板９の上面を介して特に図示しないヘッドにかけて
張設されている。そして、ボディ６の一部には、弦５の
全体にわたる機械的な振動を充分な感度で検出するため
に、例えば、第１のピンクアップｌＯａと第２のピック
アップ１０ｂとの２つの電磁型ピックアップ装置が弦５
と所定の間隔を保持しながら対向するように埋設されて
いる。すなわち、このように２つ（場合によっては２つ
以上）のａｍ型ピックアップ装置を電子弦楽器に搭載す
ることで、低音域から高音域にかけての全音域にわたる
弦５の機械的な振動が忠実に検出されることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来の電磁型ピックアンプ装置は、
これを構成するために必要不可欠である永久磁石２及び
コイル３の形態に起因した問題点を有している。

すなわち、従来の電磁型ピックアップ装置に用いられて
いる永久磁石２は、高磁力を得るためにアルニコ等の特
殊で高価な強磁性体材料に着磁処理を施すことにより形
成されていることがら、必然的に、着磁処理工程の必要
性から量産性が悪化してコストが高くなり、場合によっ
ては、経時劣化により磁力が低下して品質が劣化するこ
ともある。また、コイル３は、高い誘導起電力を得るた
めに５０００回から１００００回にわたる範囲で巻回さ
れ、かつ、インダクタンスを安定させるために含浸処理
を施して形成されていることから、この場合にも、量産
性が悪化してコストが高くなるのは必至である。さらに
、これら永久磁石２及びコイル３を用いて電磁型ピック
アップを構成した場合には、その特質から外来ノイズ等
を拾いやすいという避けられない問題点もある。

そして、こうした種々の問題点を有する電磁型ピックア
ップ装置をエレクトリック・ギター等の電子弦楽器に搭
載した場合には、その形態や特質等に起因した新たな問
題点が生じてくる。

すなわち、従来の電磁型ピックアップ装置は、コイル３
の巻回数が多いためその形状が永久磁石２の長手方向に
対して大きくなることから、これを電子弦楽器に搭載す
るにはボディ６の表層をくり抜いて埋設する必要がある
。その結果、１ｉ磁型ピツクアツプ装置は電子弦楽器の
ボディ６の表面から突出した状態で搭載されることにな
り、その外観が悪くなるばかりでなく演奏者による弦５
のピッキングの妨げにもなる。また、従来の電磁型ピッ
クアップ装置は、弦５の機械的な振動を検出できる物理
的な範囲が比較的に狭く、かつ、電子弦楽器のボディ６
への搭載の位置により音域等の検出の特性が変化するこ
とから、結果的に、複数の電磁型ピックアップ装置を搭
載する必要が生してコストが高くなってしまう。さらに
、従来の電磁型ピックアップ装置は、磁性体材料から成
る弦５を用いて初めて動作することから、電子弦楽器の
弦５の材質が一義的に限定されてしまう。

このように、従来の電磁型ピックアップ装置には種々の
問題点があるが、これらの問題点が比較的に少ないピッ
クアップ装置として圧電型ピックアップ装置が知られて
いる。

第７図は従来の圧電型ピックアップ装置を電子弦楽器に
搭載した状態を示す図である。

同図に示すように、従来の圧電型ピックアップ装置１１
は、特に図示しない圧電変換素子を内蔵したブリッジ８
により構成されている。そして、この種の圧電型ピック
アップ装置１１によれば、テールピース７から特に図示
しないヘッドにかけて張設された弦５の機械的な振動を
電気信号として直接に検出することができる。

しかしながら、この圧電型ピックアップ装置は電子弦楽
器の弦５の一方の固定端であるブリッジ８にしか搭載で
きる箇所がなく、しかも、弦５の機械的な振動は固定端
では充分な強度で検出できないことから、抽出される電
気信号も音域によっては微弱なものとなってしまう。ま
た、この圧電型ピックアップ装置は、弦５とボディ６と
の間に位置していることから、例えば、ボディ６の不良
振動等をノイズとして拾ってしまうこともある。

本発明は、上述した実情に鑑みて為されたものであり、
その目的は、従前の電磁型ピックアップ装置及び圧電型
ピックアップ装置における問題点を廃した新たな形態の
ピックアップ装置と、このピックアップ装置を用いて構
成した電子弦楽器とを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の手段は以下に示すとおりである。

まず、請求項１記載のピックアップ装置は、高周波信号
を電磁波として空間に輻射する弦から所定の距離を隔て
た地点に配設され、その弦の機械的な振動に伴う電磁波
の電界強度の時間的な変化を検出する導電体材料から成
る電界強度検出手段と、電界強度検出手段により検出さ
れた電界強度の時間的な変化から弦の機械的な振動に対
応した電気信号を抽出する同調回路及び検波回路等から
成る電気信号抽出手段とを有することを特徴とするもの
である。

そして、請求項２記載のピックアップ装置は、請求項１
記載の導電体材料から成る電界強度検出手段がコイルで
あることを特徴とするものであり、さらに、請求項３記
載のピックアップ装置は、請求項２記載のコイルがフラ
ットコイル等の薄膜状コイルであることを特徴とするも
のである。

また、請求項４記載の電子弦楽器は、高周波信号を発生
する高周波発振器等の高周波信号発生手段と、高周波信
号発生手段から発生された高周波信号を電磁波として空
間に輻射する導電体材料から成る弦と、弦から所定の距
離を隔てた地点における弦の機械的な振動に伴う電磁波
の電界強度の時間的な変化を検出する導電体材料から成
る電界強度検出手段と、電界強度検出手段により検出さ
れた電界強度の時間的な変化から弦の機械的な振動に対
応した電気信号を抽出する同調回路及び検波回路等から
成る電気信号抽出手段とを有することを特徴とするもの
である。

そして、請求項５記載の電子弦楽器は、請求項４記載の
導電体材料から成る電界強度検出手段がフラットコイル
等の薄膜状コイルであり、その薄膜状コイルが弦楽器の
ボディ上に貼付されていることを特徴とするものである
。

〔作　　用〕

本発明の手段の作用は以下に示すとおりである。

まず、請求項１記載のピックアップ装置では、高周波信
号を電磁波として空間に輻射する弦から所定の距離を隔
てた地点における弦の機械的な振動に伴う電磁波の電界
強度の時間的な変化が導電体材料から成る電界強度検出
手段により検出され、その電界強度検出手段により検出
された電界強度の時間的な変化に基づき、弦の機械的な
振動に対応した電気信号が同調回路及び検波回路等から
成る電気信号抽出手段により抽出される。

そして、請求項２記載のピックアップ装置では、請求項
１記載の導電体材料から成る電界強度検出手段としてコ
イルを用いることにより、電磁波の電界強度の時間的な
変化が高怒度で検出され、さらに、請求項３記載のピッ
クアップ装置では、請求項２記載のコイルとしてフラッ
トコイル等の薄膜状コイルを用いることにより、その形
態が極めて薄型で簡便なものとなる。

また、請求項４記載の電子弦楽器では、高周波発振器等
の高周波信号発生手段により発生された高周波信号が導
電体材料から成る弦によりｔ磁波として空間に輻射され
る。この状態で、電子弦楽器の演奏者が弦をピッキング
すると、その弦から所定の距離を隔てた地点における弦
の機械的な振動に伴う電磁波の電界強度の時間的な変化
が導電体材料から成る電界強度検出手段により検出され
、その電界強度検出手段により検出された電界強度の時
間的な変化に基づき、弦の機械的な振動に対応した電気
信号が同調回路及び検波回路等から成る電気信号抽出手
段により抽出される。

そして、請求項５記載の電子弦楽器では、請求項４記載
の導電体材料から成る電界強度検出手段としてフラット
コイル等の薄膜状コイルを用いるとともに、その薄膜状
コイルを弦楽器のボディ上に貼付することにより、形態
が極めて薄型で簡便なピックアップ装置を搭載した電子
弦楽器が得られることになる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るピックアップ装置の構
成を示す原理図である。

同図に示すように、このピックアップ装置には金属等の
導電体材料から成る弦２１が用いられており、その弦２
１は、例えば、電子弦楽器におけるブリッジ２２及びナ
ツト２３を固定端とする弦振動を得るように両端が固定
されている。そして、ブリッジ２２の側に位置する弦２
１の端部には高周波信号を発生する高周波発振器２４の
出力が接続されており、これにより弦２１には高周波信
号が供給されるようになっている。なお、高周波発振器
２４からは所定の最大振幅値及び所定の発振周波数を有
する高周波信号が定常的に発生されており、従って、弦
２１には所定の最大振幅値及び所定の発振周波数に維持
された高周波信号が定常的に供給されている。そして、
弦２１に供給された高周波信号は、その所定の最大振幅
値及び所定の発振周波数に対応する振幅値及び周波数を
有する電磁波として弦２１がら空間（弦２１の周囲にお
ける自由空間）に輻射される。

一方、弦２１から所定の距離を隔てた地点には金属等の
導電体材料から成るコイル２５が設置されている。この
コイル２５は、弦２１から空間に輻射された電磁波の電
界強度を検出するためのものであり、その一端を接地電
位に接続することにより他端に電磁波の電界強度に応じ
た高周波起電力信号を得るものである。そして、コイル
２５の他端には同調回路２６が接続されており、この同
調回路２６により、コイル２５において得られた高周波
起電力信号の中心周波数（すなわち、高周波発振器２４
の発振周波数に等しい、）が所定の周波数帯域を以て選
択的に出力される。そして、同調回路２６の出力には検
波回路２７がさらに接続されており、この検波回路２７
により、高周波起電力信号の中心周波数に含まれる低周
波信号が出力される。

なお、図中のＡ点、０点及びＤ点は、各点における信号
の波形を示すために付されたものであり、Ｂ点は、弦２
１の機械的な振動の波形を示すために付されたものであ
る。以下、Ａ点、０点及びＤ点の各点における信号の波
形及びＢ点における弦２１の機械的な振動の波形を考察
しつつ、演奏者が弦２１をピッキングした際のピックア
ップ装置の動作について説明する。

第２図は第１図に示したＡ点からＤ点までの各点におけ
る各種波形を示す図である。

まず、Ａ点における信号の波形は任意の時間Ｔの区間に
おいて図に示すような形態となる。すなわち、弦２１に
は所定の最大振幅値及び所定の発振周波数を有する高周
波信号が高周波発振器２４から定常的に供給されており
、従って、弦２１のＡ点における信号の波形は高周波発
振器２４から発生される高周波信号の形態に等しいもの
となる。

なお、ここで示した信号の波形は、Ａ点のみに得られる
特有なものというわけではなく、勿論、弦２１の一端か
ら他端までの区間の任意の点について等しく得られるも
のである。

次に、高周波発振器２４から弦２１に対して高周波信号
が等しく供給された状態において、演奏者のピッキング
に応した弦２１のＢ点における機械的な振動が時間２Ｔ
の区間において図に示すような形態になったとする。す
ると、０点における信号の波形は時間２Ｔの区間におい
て図に示すような形態となる。すなわち、コイル２５の
他端の０点において得られる高周波起電力信号の波形は
弦２１の機械的な振動に応じてエンベロープが変化する
形態となる。換言すれば、コイル２５に到達する電磁波
の電界強度は弦振動に伴う弦２１とコイル２５との間の
物理的な距離の変化に応じて時間的に変化し、これによ
り、０点における高周波起電力信号の波形は弦２１に供
給される高周波信号を弦２１の機械的な振動に応じて振
幅変調した形態となる。なお、弦２１が機械的に振動し
ていない場合には、０点における高周波起電力信号の波
形は、必然的に、弦２１に供給される高周波信号の形態
と等しい無変調波形である。

次に、コイル２５の他端の０点に得られた高周波起電力
信号は、同調回路２６に入力されてその中心周波数が所
定の周波数帯域を以て選択的に出力される。このとき、
中心周波数以外の他の周波数成分は高周波起電力信号が
同調回路２６を通過する時点において減衰又は除去され
、これにより、高周波起電力信号の中心周波数以外の他
の周波数成分に混入している可能性がある外来ノイズ等
による様々な悪影響が効果的に抑制される。そして、同
調回路２６から出力された高周波起電力信号の中心周波
数は検波回路２７に入力され、この検波回路２７におい
て、例えば、高周波起電力信号の中心周波数をダイオー
ド検波により整流した後に低域フィルタを通過させるこ
とにより、高周波起電力信号の中心周波数に含まれる低
周波信号のみが外部に出力される。すなわち、この低周
波信号がＤ点において得られることになる。

ここで、検波回路２７の出力のＤ点における低周波信号
の波形を考察してみると、その形態は弦２１のＢ点にお
ける機械的な振動の形態と相位したものとなっている。

すなわち、演奏者のピ・ンキングによる弦２１の機械的
な振動は、高周波発振器２４、コイル２５、同調回路２
６及び検波回路２７の相互作用により最終的に低周波信
号に変換され、これにより、弦２１の機械的な振動の電
気信号による抽出が達成されたことになる。

続いて、第１図に示したコイル２５の具体的な形状につ
いて一例を挙げて説明する。

第３図は第１図に示したコイル２５に適用が可能なフラ
ットコイルの構造を示す斜視図である。

同図に示すように、このフラットコイル２５ａは任意の
絶縁体材料から成る薄膜基板２５ｂと金属等の導電体材
料から成る導電体部材２５ｃとから構成されている。こ
のうち、導電体部材２５ｃは、例えば、印刷等の手法に
より薄膜基板２５ｂに設置することが可能であり、詳し
くは、薄膜基板２５ｂに対して導電体ペーストを螺旋状
に選択的に塗布した後にこれを焼成により固化すること
で形成されている。ただし、導電体部材２５ｃの任意の
部位と他の任意の部位とは電気的に絶縁されている必要
があるので、この実施例では、螺旋の中心に位置する導
電体部材２５ｃは薄膜基板２５ｂの裏面に、スルーホー
ル（図示せず）を介して、−旦引き出された後に再び表
面に引き出されて設置されている。

そして、このようにして形成された薄膜状のフラットコ
イル２５ａはピックアップ装置のコイル２５として好適
なものであり、弦２１がら空間に輻射される電磁波の電
界強度を広範囲にわたって効率よ（検出することができ
る。なお、このフラットコイル２５ａにおける導電体部
材２５ｃの巻回数（螺旋の数）は可及的に多い方が好ま
しいが、例えば、高周波発振器２４から発生されるべき
高周波信号の発振周波数をＩＭＨｚ以上とすることによ
りその巻回数を少なく抑えることも可能である。

続いて、第３図に示したフラットコイル２５ａを搭載し
たエレクトリック・ギター等の電子弦楽器について説明
する。

第４図は第３図に示したフラットコイル２５ａを搭載し
た電子弦楽器を示す図である。

同図に示すように、まず、金属等の導電体材料から成る
電子弦楽器の弦２１は、ボディ２８に固設されたテール
ピース２９からブリッジ２２及び指板３０の上面を介し
ながら本図では図示されないナンドにかけて張設されて
いる。そして、ブリッジ２２の近傍から指板３０の近傍
にわたるボディ２８の表面のほぼ全面には第３図に示し
たフラットコイル２５ａが貼付されている。さらに、こ
のフラットコイル２５ａの表面の全面には本来はボディ
２８の表面を保護するためのビックガード３１が貼付さ
れており、これにより、フラットコイル２５ａの全体が
効果的に保護されている。なお、電子弦楽器自身の製造
工程を簡略化するためにフラットコイル２５ａとビック
ガート３１とを一体に形成した後にこれをボディ２８の
表面に貼付するようにしてもよい。また、ブリッジ２２
及びナツト２３の形成には導電体材料と絶縁体材料との
何れを用いても差し支えない。

そして、以上の外部構成に加え、フラットコイル２５ａ
の一端を内部で接地するとともに他端を本図では図示さ
れない同調回路２６に内部で接続し、また、弦２１の端
部と本図では図示されない高周波発振器２４の出力との
接続をテールピース２９の内部において行えば、極めて
薄型でありながら弦２１の機械的な振動を高感度で抽出
することが可能なビックアンプ装置を搭載した電子弦楽
器が構成されることになる。なお、電子弦楽器に対する
フラットコイル２５ａの搭載の数は弦２１の数（６本）
に対応する数（６個）とした方が各弦２１の機械的な振
動の抽出を効率よく行えるようになるが、フラットコイ
ル２５ａによる電磁波の電界強度の検出は広範囲にわた
って効率よく行われることから、６本の弦２１に対して
１個のフラットコイル２５ａを使用して弦振動を検出す
るようにしても勿論充分な感度が得られる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、演奏者
のピッキングによる弦の機械的な振動を電気信号として
抽出するために、弦に対して定常的に供給された高周波
信号に応じて空間に輻射される電磁波の電界強度の時間
的な変化を検出するようにしたことから、経時劣化、構
造の複雑化及び量産性の悪化の要因となっていた永久磁
石が一切不要となり、しかも、外来ノイズ等を拾いにく
いピックアップ装置を得ることができる。

また、本発明のピックアップ装置に電界強度を検出する
ための部材として薄膜状コイルを用いた場合には、その
薄膜状コイルを電子弦楽器に搭載する際にそれをボディ
に貼付するだけで済むことから、必然的に、ボディの表
層をくり抜く必要がなくなるとともに、薄膜状なので演
奏者による弦のピッキングが妨げられることもなく、さ
らに、外観の点についても従前の電磁型ピックアップ装
置を搭載した電子弦楽器の場合よりも大いに向上する。

しかも、薄膜状コイルによる電磁波の電界強度の検出は
広範囲にわたって効率よく行われることから電子弦楽器
のボディに複数のピックアップ装置を搭載する必要もな
くなり、さらに、弦の材質は導電体材料であればよいこ
とから従前のように磁性体材料を用いる必要もなくなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るピンクアップ装置の構
成を示す原理図、 第２図は第１図に示したＡ点からＤ点までの各点におけ
る各種波形を示す図、 第３図は第１図に示したコイルに適用が可能なフラット
コイルの構造を示す斜視図、 第４図は第３図に示したフラットコイルを搭載した電子
弦楽器を示す図、 第５図は従来の電子弦楽器に一般に用いられている電磁
型ピックアップ装置を示す図、第６図は第５図に示した
従来の電磁型ピックアップ装置を搭載した電子弦楽器を
示す図、第７図は従来の圧電型ピックアップ装置を電子
弦楽器に搭載した状態を示す図である。 ２１　・ ２４　・ ２５　・ ５ａ ２６　・ ２７　・ ２８　・ 弦、 高周波発振器、 コイル、 フラットコイル、 同調回路、 検波回路、 ボディ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）高周波信号を電磁波として空間に輻射する弦から所
   定の距離を隔てた地点に配設され、前記弦の機械的な振
   動に伴う前記電磁波の電界強度の時間的な変化を検出す
   る電界強度検出手段と、該電界強度検出手段により検出
   された前記電界強度の時間的な変化から前記弦の機械的
   な振動に対応した電気信号を抽出する電気信号抽出手段
   と、を有することを特徴とするピックアップ装置。 ２）前記電界強度検出手段はコイルであることを特徴と
   する請求項１記載のピックアップ装置。 ３）前記コイルは薄膜状コイルであることを特徴とする
   請求項２記載のピックアップ装置。 ４）高周波信号を発生する高周波信号発生手段と、該高
   周波信号発生手段から発生された前記高周波信号を電磁
   波として空間に輻射する弦と、該弦から所定の距離を隔
   てた地点における前記弦の機械的な振動に伴う前記電磁
   波の電界強度の時間的な変化を検出する電界強度検出手
   段と、該電界強度検出手段により検出された前記電界強
   度の時間的な変化から前記弦の機械的な振動に対応した
   電気信号を抽出する電気信号抽出手段と、を有すること
   を特徴とする電子弦楽器。 ５）前記電界強度検出手段は薄膜状コイルであり、該薄
   膜状コイルは弦楽器のボディ上に貼付されていることを
   特徴とする請求項４記載の電子弦楽器。