JPH0664461B2 - 電子弦楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子弦楽器に係り、特に弦を伝播する超音波に
より弦に接触するフレットを判別する電子弦楽器に関す
る。

［従来の技術］ この種の電子弦楽器としては、本願出願人により昭和60
年10月26日付で特許出願された昭和60年特許願第240138
号で開示されている電子弦楽器がある。この電子弦楽器
は圧電素子から弦に供給される超音波の発生から該超音
波が弦と接触するフレットに反射されて発生するエコー
を検出するまでの時間を計測して該計測結果に基づき弦
と接触するフレットを判別し、該判別結果に基づき弦と
接触するフレットに対応する音高の楽音を発生するもの
である。

また、本願出願人は昭和62年４月３日付の特許願（１）
で弦楽器のベンド奏法を検出するためのベンドセンサを
提案した。このベンドセンサは弦と連動するプローブが
ホトカプラの光路を遮断する面積に応じてホトカプラの
出力電圧値が変化することに鑑み、ホトカプラの出力電
圧値でベンド量を表したものである。従って、上記電子
弦楽器にベンドセンサを組み合わせることにより、ベン
ド奏法も可能な電子弦楽器を提供することができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記ベンド奏法の可能な電子弦楽器では、ベンド量をベ
ンドセンサの非ベンド状態の出力に基づき判断するの
で、ベンドセンサの非ベンド状態の出力値を正確に知る
ことが必要である。しかしながら、弦の位置は張力の変
化等で僅かながら変化するので、弦と連動しているベン
ドセンサの非ベンド状態の出力値も一定していない。そ
れで、かかる変化にも影響されない電子弦楽器が望まれ
ていた。

従って、本発明の目的は常に安定したベンド奏法が可能
な電子弦楽器を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的に従った本発明の構成は、超音波を伝播可能な
弦と、該弦の長手方向に互いに離隔して設けられ上記弦
が押圧されたとき該弦が少なくとも１つに接触可能な複
数のフレットと、上記弦の一端部に設けられ間歇的に超
音波を発信し該超音波を上記弦に伝達すると共に、上記
弦を伝播する超音波が弦と接触するフレットで反射され
て生じるエコーを受信する超音波送受信手段と、上記間
歇的に発信される超音波とそのエコーとに基づき上記弦
が接触するフレットを判別するフレット位置判別手段
と、該フレット位置判別手段により判別されたフレット
に対応する音高の音高情報を形成する音高情報形成手段
とを備えた電子弦楽器において、上記電子弦楽器は演奏
モードと調整モードとで機能し、上記弦とベンドさせた
ときにベンド量を表す変位情報を形成するベンドセンサ
と、非ベンド時における初期情報を記憶する記憶手段
と、上記演奏モード時に変位情報と初期情報とに基づき
ベンド情報を形成するベンド情報形成手段と、上記調整
モード時に非ベンド状態におけるベンドセンサの出力に
基づき初期情報を形成し上記記憶手段に記憶させる初期
情報形成手段とを更に設けたことを特徴としている。

［発明の作用及び効果］ 上記構成に係る電子弦楽器を演奏に先立ち調整モードで
機能させると、初期情報形成手段が非ベンド状態におけ
るベンドセンサの出力に基づき初期情報を形成する。こ
の初期情報は記憶手段に保存され、ベンド奏法に従った
楽音の発生に供される。即ち、演奏モード中に演奏者が
ベンド奏法を意図して弦を変位させると、ベンドセンサ
がベンド量に対応した変位情報を形成する。この変位情
報はベンド情報形成手段において上記記憶手段に保存さ
れている初期情報と比較されてベンド情報が形成され、
このベンド情報は音高情報と共に演奏者の意図した楽音
の発生に供される。従って、長期間にベンドセンサの非
ベンド状態における出力が変化しても演奏モードに先立
つ調整モードで自動的に調整されるので、常に演奏者の
意図した楽音を発生させることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示す図であり、
一実施例はベンド情報形成手段、初期情報形成手段等を
ソフトウエアで実現した例である。第２図において、１
は電子弦楽器の本体であり、この本体１のネック部３に
はその先端に常に複数の、典型的には６本の弦５と接触
している０フレット７が固定されている。弦５は弦巻９
とテールピース11との間に張設されており、ネック部３
には０フレット７から間隔を置いて所定数のフレット1
3、15、・・、ｎが配設されている。テールピース11側
の本体１には駒受け17に保持された複数の圧電素子19が
弦５に対応して設けられており、弦５の低周波振動を検
出する電磁ピックアップ21も弦５に対応して設けられて
いる。

圧電素子19と情報処理部23とは送受波分離回路25を介し
て接続されており、送受波分離回路25は情報処理部23か
ら出力される駆動パルスを直接圧電素子19に供給し、圧
電素子19で電気信号に変換された超音波信号のエコーを
Ａ／Ｄ変換器27を介して情報処理部23に送出する。

情報処理部23は圧電素子19に供給する駆動パルスと圧電
素子19からＡ／Ｄ変換器27を介してディジタル化された
エコーとに基づき弦と接触するフレット７、13、15、・
・、ｎを判別し、該フレット７、13、15、・・、ｎの位
置に対応する音高情報をトーンジェネレータ29に供給す
る。トーンジェネレータ29は情報処理部23から供給され
る音高情報に基づき発音すべき楽音の音高を定め、電磁
ピックアップ21が撥弦を検出して撥弦信号KONをトーン
ジェネレータ29に送出すると、トーンジェネレータ29は
弦５と接触するフレットに対応する音高の楽音信号をサ
ウンドシステム31に供給する。従って、サウンドシステ
ム31からは弦５と接触するフレットに対応する音高の楽
音が発生する。本実施例に係る電子弦楽器は、更に複数
のベンドセンサ33を有しており、このベンドセンサ33は
複数の弦５の各々の対応しても受けられている。各ベン
ドセンサ33は弦５に連動するプローブがホトカプラの光
路をベンド量に対応して遮蔽するので、ホトカプラの出
力電圧はベンド量に比例する。このホトカプラの出力電
圧はＡ／Ｄ変換器35でディジタル信号に変換された後に
マルチプレクサ37で選択され、情報処理部23に供給され
る。

次に、情報処理部23の構成と情報処理部23で実現される
機能とを説明する。情報処理部23は第３図に示されてい
るようにプログラム命令を記憶するリードオンリメモリ
（以下、ロムという）41と、ロム41から供給される命令
を実行する超小型演算装置（MPU）43と、超小型演算装
置43の演算結果を記憶するランダムアクセスメモリ（以
下、ラムという）45と、送受波分離回路25、Ａ／Ｄ変換
器27、トーンジェネレータ29またはマルチプレクサ37と
超小型演算装置43との間のデータの入出力を図る入出力
バッファ47と、ロム41から超小型演算装置43への命令コ
ードまたは超小型演算装置43とラム45または入出力バッ
ファ47との間でデータを転送するデータバス49と、超小
型演算装置43からロム41、ラム45、入出力バッファ47ま
たはマルチプレクサ37にアドレスを供給するアドレスバ
ス51とを有している。ラム45が提供するアドレス空間の
一部は超小型演算装置43で算出された初期情報を記憶す
るためのアドレス空間53に割り当てられている。また、
フレット７、13、15、・・、ｎで反射されたエコーを識
別するためのしきい値とエコーを発生させたフレットを
判別するためのフレット位置に関する情報もラム45の所
定アドレス空間にそれぞれ記憶されている。

次に、本実施例において実現される機能を第４図のフロ
ーチャート図を参照しつつ説明する。まず、電子弦楽器
のメインスイッチがオンされたメインスイッチオンイベ
ントにおいては、超小型演算装置43はロム41に記憶され
ている命令に従いシステム等の初期化を行い、続いて後
述する自己調整ルーチンを実行する。これらの初期化プ
ログラムと自己調整ルーチンとの実行が調整モードM1と
なる。自己調整ルーチンについては後に詳述する。

自己調整ルーチンの終了後に超小型演算装置43は演算可
能の表示を例えば発光ダイオード（図示せず）の点灯で
演奏者に知らせる（ステップS1）。この後に、電子弦楽
器は演奏モードM2に移行する。

演奏モートM2では、超小型演算装置43がロム41から順次
読み出される命令を実行しつつ、まずフレット位置判別
ルーチンR1を実現する。このフレット位置判別ルーチン
R1では、超小型演算装置43が入出力バッファ47を介して
複数の圧電素子19に同時的に駆動パルスを供給して超音
波走査信号を発生させる。圧電素子19で発生した超音波
走査信号は各圧電素子19から対応する弦５に伝達され、
弦５を伝播してゆく。超小型演算装置43は上記駆動パル
スの送出と同時に内部カウンタに計数開始を指示し、以
後、Ａ／Ｄ変換器27から入出力バッファ47を介して供給
される上記超音波走査信号のエコーの到着を待つ。圧電
素子19は超音波走査信号がフレット７、13、15、・・、
ｎに反射されて発生するエコーだけでなく駒受け17等で
発生するエコーをもアナログ電気信号に変換するので、
入出力バッファ47にはＡ／Ｄ変換器27から刻々と変化す
るディジタル信号が供給される。そこで超小型演算装置
43はラム45に保持されている各弦５に対応するしきい値
を読み出し、入出力バッファ47を介して供給されるディ
ジタル信号の値と比較してフレット７、13、15、・・、
ｎで反射されて発生するエコーを峻別する。やがてフレ
ット７、13、15、・・、ｎで反射されたエコーが到着す
ると、上記カウンタの計数動作を停止させ、その計数値
をラム45に記憶されているフレット位置に関する情報と
比較してそのエコーを発生させたフレットを判別する。

このようにして各弦５毎に弦５に接触しているフレット
が判別されると、超小型演算装置43は音高情報形成ルー
チンR2を実行して、各弦５毎に発生させるべき楽音の音
高を指示する音高情報を形成する。

超小型演算装置43は複数のベンドセンサ33の各々に対応
するアドレスをマルチプレクサ37に供給してマルチプレ
クサ37の出力を読み込み、アドレス空間53に保持されて
いる初期情報と比較してベンドの有無を判断する（ステ
ップS2）。ステップS2の判断結果がイエス（Ｙ）ならマ
ルチプレクサ37の出力値に表されたベンド量に対応する
ベンド情報を形成し、ベンド情報付加ルーチンR3におい
て該ベンド情報を音高情報と共に入出力バッファ47から
トーンジェネレータ29に送出する。トーンジェネレータ
29は電磁ピックアップ１が撥弦された弦５を検出すると
（ステップS3）、上記音高情報に基づき楽音信号を形成
してサウンドシステム31に送出する（ステップS4）。そ
の結果、サウンドシステム31は楽音信号に基づき撥弦さ
れた弦５と接触しているフレット７、13、15、・・、ｎ
に対応する音高の楽音を発生させ、更にベンド情報に基
づき楽音の音高を変化させる。

以上が本実施例の機能の概要であるが、上述のベンドの
有無の検出（ステップS2）で使用される初期情報は自己
調整ルーチンで決定される。それで、自己調整ルーチン
について第１図を参照して説明する。メインスイッチオ
ンイベントにおいて、システムの初期化が図られると、
自動的に自己調整ルーチンになり、まず、フレットで反
射されたエコーの識別用のしきい値が各弦５毎に決定さ
れ（ステップS11）、続いてかくフレットの位置を示す
フレットに関する情報が形成される（ステップS12）。

次に、複数の弦の内の第１弦を指定する弦選択信号をマ
ルチプレクサ37に送出して（ステップS13）、非ベンド
時のベンドセンサ33の出力をディジタル化した信号を読
み取る（ステップS14）。このディジタル化された信号
はラム45のアドレス空間53内の指定アドレスに書き込ま
れ（ステップS15）、しかる後に超小型演算装置43は全
ての弦について初期情報の設定を終了したか否かを判断
し（ステップS16）、その判断結果がノーの間は指定ア
ドレスを変更し（ステップS17）、続いて弦選択信号を
変更した（ステップS18）後にステップS16の判断がイエ
スとなるまでステップS13乃至ステップS18を繰り返す。
ステップS16の判断がイエスになると全ての弦５につい
て初期情報が設定されたことになるので、ステップS19
に移ってその他の自己調整を実行する。従って、上記ス
テップS13乃至ステップS18で初期情報形成手段61を構成
している。

以上のように本実施例では初期情報形成手段61が設けら
れたので、演奏モードの開始前に各弦５毎に初期情報の
設定がなされることから、弦５とベンドセンサ33との接
触位置等が変化してもベンド量の判別を誤ることがな
い。

上記初期情報形成手段はソフトウエアで実現したが、ハ
ードウエアで実現することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の調整モードにおける自己調
整ルーチンを示すフローチャート図、 第２図は一実施例のブロック回路図、 第３図は情報処理部のブロック回路図、 第４図は一実施例の全体フローチャート図である。 ５……弦、 ７、13、15、・・ｎ……フレット、 19……圧電素子、 23……情報処理部、 33……ベンドセンサ、 35……Ａ／Ｄ変換器、 37……マルチプレクサ、 41……ロム、 43……超小型演算装置（MPU）， 45……ラム、 47……入出力バッファ、 53……初期情報記憶用アドレス空間（記憶部）、 M1……調整モード、 M2……演奏モード、 61……初期情報形成手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波を伝播可能な弦と、 該弦の長手方向に互いに離隔して設けられ上記弦が押圧
   されたとき該弦が少なくとも１つに接触可能な複数のフ
   レットと、 上記弦の一端部に設けられ間歇的に超音波を発信し該超
   音波を上記弦に伝達すると共に、上記弦を伝播する超音
   波が弦と接触するフレットで反射されて生じるエコーを
   受信する超音波送受信手段と、 上記間歇的に発信される超音波とそのエコーとに基づき
   上記弦が接触するフレットを判別するフレット位置判別
   手段と、 該フレット位置判別手段により判別されたフレットに対
   応する音高の音高情報を形成する音高情報形成手段とを
   備えた電子弦楽器において、 上記電子弦楽器は演奏モードと調整モードとで機能し、 上記弦をベンドさせたときにベンド量を表す変位情報を
   形成するベンドセンサと、 非ベンド時における初期情報を記憶する記憶手段と、 上記演奏モード時に変位情報と初期情報とに基づきベン
   ド情報を形成するベンド情報形成手段と、 上記調整モード時に非ベンド状態におけるベンドセンサ
   の出力に基づき初期情報を形成し上記記憶手段に記憶さ
   せる初期情報形成手段とを更に設けたことを特徴とする
   電子弦楽器。