JPH0656549B2

JPH0656549B2 - ベントセンサ

Info

Publication number: JPH0656549B2
Application number: JP62083290A
Authority: JP
Inventors: 洋次郎高林
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1987-04-03
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPS63249197A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はベントセンサ、詳しくは電子弦楽器においてベ
ント奏法の判別に使用されるベントセンサに関する。

（従来の技術）一般に、電子弦楽器では、演奏者により押圧された弦の
フレット位置判別し、発音する楽音の音高を特定すると
ともに、はつ弦のタイミングを検出してそのタイミング
により発音していた。

このような発音過程でのフレット位置の判別は、はつ弦
時の弦の振動を電磁ピックアップでその振動に相似した
波形の電気信号に変換し、その波形のピーク間隔に基づ
きなされていた。

しかしながら、このように電気信号に変換する場合は、
はつ弦から楽音発生までに長時間を要し、演奏者に不自
然な印象を与えていた。そこで、本願出願人は、昭和６
０年特許願第２４０１３８号明細書において、フレット
位置を超音波の走査により判別する電子弦楽器を提案し
た。

すなわち、第６図に示すように、この電子弦楽器は、ギ
ター本体１のネックの弦巻３と胴部のテールピース５と
の間に弦７が張設され、この弦７に圧接されるように圧
電体（圧電素子）９がブリッジ１１によって支持されて
いた。また、圧電素子９よりもネック側には電磁ピック
アップ１３が固設されており、この電磁ピックアップ１
３ははつ弦時に弦７に生じる低周波数の振動を検出して
はつ弦信号ＯＮをトーンジェネレータ１５に送出してい
る。圧電素子９はフレット位置判定回路１７から間欠的
に供給される電気パルス信号ＳＣＡＮに基づき約４５０
ＫＨｚの超音波信号を発生させて弦７に伝達し、この超
音波信号のフレットからの反射波（エコー）による電気
信号ＤＥＴによりフレット位置判別回路１７でそのフレ
ット位置を検出している。

また、１９はトーンジェネレータ１５からの信号に応じ
て所定の楽音の発音をなすサウンドシステムである。

しかしながら、このような従来の電子弦楽器にあって
は、超音波がフレットで反射してくるのに要する時間に
基づいて当該フレット位置を判別していたため、ベント
奏法であることを検出することができなかった。このベ
ント奏法はフレットの長手方向に沿って弦を滑動し、こ
の弦の張力が漸次増加するので、弦の振動の周期もこれ
に対応して短くなり、楽音の音高も漸次高くなるもので
ある。つまり、この圧電素子及びフレット位置判別回路
は、弦に作用する張力、弦の横方向の変位等を直接検出
することはできないため、ベント奏法を応答性良く検出
してこれに即した発音を得ることはできないという欠点
があった。

そこで、本願出願人は、既にベント奏法による場合は、
張弦方向と直交する横方向に弦が変位するものである点
に着目してこの横方向の変位量を検出することにより、
ベント奏法を判別するベントセンサを提案した。

このベントセンサは、弦に下方から当接する接触子と、
この接触子に固着されて揺動自在に支持されたカンチレ
バと、を有しており、このカンチレバの横方向の変位量
をフォトカプラで検出していた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような先願に係るベントセンサにあ
っては、接触子は単に弦に対して下方から接しているの
みであったため、はつ弦時弦の横方向への振動により弦
に対して接触子が外れてしまうおそれがあった。

（問題点を解決するための手段）そこで、本発明は、弦に係合し、張弦方向に対して直交
する方向に変位可能に設けられたプローブと、このプロ
ーブの上記直交方向に変位量を検出してこの変位量に対
応した物理量を発生する物理量発生手段とを備え、弦楽
器において弦のベント奏法を検出するベントセンサであ
って、上記弦とプローブとの係合状態を保持する係合保
持手段を備えたベントセンサを提供することにより、上
記問題点を解決することをその目的としている。

（作用及び効果）本発明に係るベントセンサにあっては、ベント奏法によ
る演奏の場合は張弦方向に対して直交方向に弦は引っ張
られて変位する。このとき、弦に係合するプローブは弦
の変位に従って変位する。物理量発生手段はこのプロー
ブの変位量を検出して変位量に対応した物理量を発生す
る。そして、この場合、弦に対してプローブの係合状態
は係合保持手段によって保持され、プローブが弦から脱
合することはない。従って、ベントセンサは的確にベン
ト奏法を検出することができる。この結果、ベント奏法
による演奏時は該奏法に対応しての楽音を発生させるこ
ともできるようになる。また、ベント奏法による演奏時
その変化率についても検出が可能となる。すなわち、演
奏表現において多彩な表現をなすことができるのであ
る。

（実施例）以下、本発明に係るベントセンサの実施例を図面に基づ
いて説明する。

第１図〜第４図は本発明に係るベントセンサの一実施例
を示す図である。

第１図はこのベントセンサを電子弦楽器に実装した場合
の側面図である。この第１図において、２１は電子ギタ
ーの本体を示しており、この楽器本体２１のネック部２
３には弦巻２５が、胴部２７上の一端側にはテールピー
ス２９が、それぞれ配設されている。３１はこの弦巻２
５とテールピース２９との間に張設された弦であり、こ
の弦３１はテールピース２９よりもネック側の胴部２７
上に配設された圧電素子３３を介して所定の張力で張設
されている。この圧電素子３３はブリッジ３４によって
保持されている。

圧電素子３３よりもネック側の弦３１で胴部２７上に位
置する部分がいわゆるはつ弦部３５であり、演奏者によ
りこのはつ弦部３５がはつ弦されるものである。

また、３６は電磁ピックアップであり、圧電素子３３の
近傍に立設されている。この電磁ピックアップ３６は従
来と同じく弦３１のはつ弦時に生じる低周波数の振動を
検出してはつ弦信号ＯＮをトーンジェネレータ５１に送
出するものである。

さらに、この胴部２７上にはネック側に中継ブリッジ３
７が、また、この中継ブリッジ３７よりもネック側には
ベントセンサ３９がそれぞれ立設されている。すなわ
ち、この第１図に示すように、ギターの胴部２７上に
は、右側からテールピース２９、圧電素子３３、電磁ピ
ックアップ３６、が立設されているとともに、はつ弦部
３５を挟んで、ネック側には左からベントセンサ３９及
び中継ブリッジ３７が立設されている。

中継ブリッジ３７は例えばＡＢＳ樹脂等のプラスチック
により形成され、圧電素子３３からの超音波信号を反
射、吸収することがなく、はつ弦による低周波数の振
動、及び、このはつ弦に伴う弦３１の上下左右方向の変
位を吸収等してベントセンサ３９にこれらが伝達される
ことを遮断している。

ベントセンサ３９は、第２図〜第４図に示すように、胴
部２７の上面に高さ調整可能に立設されたケース４０
と、このケース４０に挟まれて支持された放熱板４１
と、この放熱板４１の下部にて張弦方向に沿って延在す
るように取着された回動軸４２と、この回動軸４２にそ
の高さ方向の中間部が回動自在に支持されたカンチレバ
（プローブ）４３と、このカンチレバ４３の上端に螺着
されて弦３１に対して下方から接触する接触子４４と、
を有している。

さらに、このカンチレバ４３は放熱板４１に形成した張
弦方向に対して直交する方向に延在するスリット４５内
をその直交方向に揺動自在に支持されており、このカン
チレバ４３を支持する回動軸４２の下方には放熱板４１
に取着されてフォトカプラが配設されている。このフォ
トカプラは、一対の対向配置された発行素子（赤外線Ｌ
ＥＤ）４６及び受光素子（フォトダイオード）４７から
なり、これらの素子４６、４７間（光路間）に上記カン
チレバ４３の下端部を介在させて、その下端部により光
路が遮断されるとその受光量が変化することからカンチ
レバ４３の揺動角度を検出している。

また、４８はケース４０の高さ調整ねじである。ベント
センサ３９全体の高さ調整を行うものである。なお、接
触子４４はプラスチック（ＡＢＳ樹脂）、カンチレバ４
３は鋼、放熱板４１はアルミニュウム、でそれぞれ形成
している。

すなわち、このベントセンサ３９は、弦３１に係合し、
張弦方向に対して直交する方向に変位可能に設けられた
プローブ（４３及び４４）と、このプローブ４３の直交
方向の変位量を検出してこの変位量に対応した物理量
（光量）を発生する物理量発生手段（４６及び４７）
と、から構成されている。

また、接触子４４に対して接触する弦３１は、その支持
点を明確にし、しかも弦３１に横方向への力が作用した
場合に弦３１が接触子４４から脱合することを防止する
ため、接触子４４に対して所定のこじ角θをなして当
接、係合している。このこじ角θは該接触子４４よりネ
ック側の弦３１と、テールピース側の弦３１とがなす角
度であって、例えばＡＢＳ樹脂にあっては５度以下が好
ましく最大値としては１５度程度を限度とし、これによ
り低周波数の振動を遮断するものである。また、この接
触子４４は三角形断面の先端部を有し、その先端の角度
はほぼ９０度をなしている。このように弦３１がこじ角
θをなして屈曲しプローブの接触子４４の上端に係合し
ていることが、この係合状態を保持する係合状態保持手
段を構成していることになる。

さらに、上述のように、各接触子４４に対して各カンチ
レバ４３の先端を螺着したため、各弦３１毎に高さの異
なる弦楽器においてそのこじ角の調整が容易となってい
る。

そして、この物理量発生手段である受光素子４７からの
受光量に対応した電気信号は温度補正回路５３に入力さ
れ、さらに、この温度補正回路５３で補正されたの信号
はパラメータ発生回路５４に供給される。パラメータ発
生回路５４はベントセンサ３９からの信号に対応してベ
ント量のパラメータ信号を発生し、上記トーンジェネレ
ータ５１に出力している。

また、５０はフレット位置判別回路であり、従来と同様
に、間欠的に圧電素子３３に電気パルス信号ＳＣＡＮを
送出し、超音波信号のエコーに基づく圧電素子３３から
の電気信号ＤＥＴを受けて、その間の所要時間に応じ
て、フレット位置を検出している。

なお、トーンジェネレータ５１はサウンドシステム５２
を介して所定の楽音を発生する。

従って、以上の構成に係る電子ギターにあっては、ベン
ト奏法によりはつ弦部３５をはつ弦してのはつ弦後、弦
３１が大きく横方向に引っ張られた場合、ベントセンサ
３９はこの弦３１の変位量を検出する。

すなわち、弦３１の直交方向（横方向）への変位は係合
する接触子４４を介してカンチレバ４３を揺動させるこ
ととなる。なお、接触子４４の弦３１への接触圧、及び
こじ角θの調整はそのカンチレバ４３へのねじ込み量、
及び、高さ調整ねじ４８のねじ込み量を適宜変化させる
ことにより行う。このカンチレバ４３の揺動によるその
下端部の変位量（角度変化）に対応し、このカンチレバ
４３がフォトカプラ４６、４７の光路を遮断する。この
ため、受光素子４７の受光料がカンチレバ４３の揺動変
位量に対応して変化する結果、その受光量に比例した電
圧信号が各回路５３、５４を介してトーンジェネレータ
５１に供給され、さらに、サウンドシステム５２で発生
する楽音の音高も漸次高くなったりすることとなる。

この場合、弦３１と接触子４４との係合は、上記所定の
こじ角θをなしているため、このこじ角θにより弦３１
がたとえ横方向に強い力で引っ張られても、弦３１が接
触子４４の上端から外れることはない。

なお、このカンチレバ４３の光路遮断部は、例えば扇状
の窓を介してフォトカプラの両素子間に光路を設定した
場合はこの窓を該レバ（シャッタ）の揺動によって開閉
するようにすればよい。その扇形の曲率中心とカンチレ
バ４３の揺動中心とを一致させれば、揺動の角度と受光
量とは比例関係にあるようにすることができる。このよ
うに光センサを使用した結果、隣接する弦との間にクロ
ストークが生じずに、高精度で変位量の検出ができる。

また、一方では、フレット位置判別回路５０は電気信号
ＳＣＡＮを間欠的に圧電素子３３に送出している。圧電
素子３３はこの電気信号を例えば約４５０〜４００ＫＨ
ｚの超音波信号に変換し、弦３１に伝達する。弦３１を
伝達する超音波は演奏者により押圧されたフレットにお
いて反射し、その反射波（エコー）は弦３１を戻って圧
電素子３３に伝達される。その結果、圧電素子３３はこ
のエコーに相似した波形の電気信号ＤＥＴをフレット位
置判別回路５０に送出する。従って、フレット位置判別
回路５０は電気信号ＳＣＡＮの発信から電気信号ＤＥＴ
の受信迄の所要時間により、弦３１と接しているフレッ
トの位置を判別し、該フレットに対応した音高の楽音を
トーンジェネレータ５１は出力することとなる。

そして、この場合にあっても、中継ブリッジ３７はＡＢ
Ｓ樹脂により形成されているため、その超音波信号を減
衰したり、反射したりすることはない。よって、フレッ
ト位置の判別には支障を来すことはない。

さらに、この中継ブリッジ３７は、はつ弦部３５におけ
る演奏者のはつ弦動作に伴う低周波数での弦３１の振動
及び弦３１の変位を遮断する。この結果、ベントセンサ
３９には、これらの振動、変位は伝達されず、ベントセ
ンサ３９は上記ベント奏法を確実に検出することができ
る。

なお、その他のサウンドシステム５２を介しての発音等
は従来と同様である。

また、本実施例によれば、ピッチベント奏法の他、フィ
ンガビブラート演奏をも検出することができる。

第５図は本発明に係る他の実施例を示している。

この実施例にあっては、プローブ７０を、フォーク７１
と、レバー７２と、で形成したものである。プラスチッ
ク製のフォーク７１にはスリット７３が形成されてお
り、このスリット７３内の弦３１が弾性的に挟み込まれ
ている。従って、フォーク７１は、プローブ７０と弦３
１との係合状態を保持する係合保持手段を構成してい
る。なお、レバー７２の回動軸７４より下部はシャッタ
として作用しているものである。すなわち、レバー７２
の下部は切り欠かれており、物理量発生手段であるフォ
トカプラの受光素子に対向して配置した角型の窓７５を
この切り欠いた部分で開閉するものである。プローブ７
０の揺動角度に応じて受光量が変化するものであり、こ
の変化量によりベント奏法であることを検出するもので
ある。

従って、フォーク７１の弾性力によって弦３１はスリッ
ト７３内に確実に保持されることとなる。弦３１が横方
向に僅かでも振動した場合、プローブ７０はこの弦３１
の動きに確実に追従するものである。

その他の構成及び作用は上記実施例と同様であり、省略
する。

なお、上記各実施例における物理量発生手段としては、
フォトカプラの他にも、歪みゲージ、磁気センサ、熱セ
ンサ等がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るベントセンサを装着し
た電子弦楽器を示すその側面図、第２図は一実施例に係るベントセンサの縦断面図、第３図は同じくそのベントセンサを示す平面図、第４図は一実施例のベントセンサの正面図、第５図は他の実施例に係るベントセンサの正面図、第６図は従来の電子弦楽器を示すその側面図である。３１……弦、３９……ベントセンサ、４３、４４……プローブ、４６、４７……フォトカプラ（物理量発生手段）、 θ……こじ角（係合保持手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弦に係合し、張弦方向に対して直交する方
向に変位可能に設けられたプローブと、このプローブの上記直交方向の変位量を検出してこの変
位量に対応した物理量を発生する物理量発生手段とを備
え、弦楽器において弦のベント奏法を検出するベントセ
ンサであって、上記弦とプローブとの係合状態を保持する係合保持手段
を備えたことを特徴とするベントセンサ。