JPH07101343B2 - 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。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記電子弦楽器では、超音波の発生からフレットで発生
するエコーの検出までの時間を測定して弦と接触するフ
レットを判別しているので、フレットで反射されたエコ
ーを雑音から峻別することが極めて重要である。しか
も、圧電素子にはフレットで発生するエコーだけでな
く、圧電素子を保持している駒受けで反射されるエコー
などの種々の雑音が入力されるので、フレットで発生す
るエコーの波高値と雑音の波高値との相違に基づきフレ
ットで発生するエコーを雑音から峻別している。

ところが、フレットで発生するエコーの波高値は弦とフ
レットとの接触条件が変化するとこれにともない変化す
るので、フレットで発生するエコーを雑音から峻別する
ためのしきい値を固定的に設定すると正確な峻別がなさ
れない。上記昭和60年特許願第240138号に記載されてい
る電子弦楽器は上記エコーの波高値の変化を考慮してい
なかったので、長期間の間に演奏者の意図した音高と楽
器から発生する楽音の音高とが異なることがあり、かか
る点の改良が望まれていた。

従って、本発明の目的は、フレットで発生するエコーの
波高値が変化しても該エコーを雑音から峻別可能な電子
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弦開放
時に弦と接触するフレットと、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を
含むフレット部と、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、上記フレット位置判別
手段は予め設定されたしきい値を記憶する記憶部と、上
記演奏モード時に上記超音波送受信手段から供給される
エコーの波高値を上記しきい値と比較してエコーを雑音
から峻別する比較手段とを有しており、上記調整モード
時に超音波送受信手段から供給されるエコーの波高値に
基づきしきい値を定め、上記記憶部に供給するしきい値
発生手段を更に設けたことである。

［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、超音波送受信手段から弦に伝播された超
音波は弦開放時に弦と接触しているフレットに反射され
てエコーを発生させ、該エコーは超音波送受信手段から
しきい値発生手段に供給される。しきい値発生手段はエ
コーの波高値に基づきしきい値をさだめ、このしきい値
をフレット位置判別手段の記憶部に記憶させる。電子弦
楽器が演奏モードになると、フレット位置判別手段は超
音波送受信手段から供給されるエコーの波高値を比較手
段により記憶部のしきい値と比較してエコーを雑音から
峻別する。従って、長期間の間に弦とフレットとの接触
条件が変化しても変化した接触条件に対応したしきい値
を選定することができ、常に演奏者の意図した音高の楽
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、
一実施例はしきい値発生手段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、
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とテーブルピース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13、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。

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2
7またはトーンジェネレータ29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または入出力バッファ47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で算出されたしき
い値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。

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
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は演奏可
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。

演奏モード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。即ち、
先行技術に関する説明でも述べたように、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はしきい値
記憶アドレス空間53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。この音高情報は入出
力バッファ47からトーンジェネレータ29に送出され、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S2）、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S3）。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
る。

以上が本実施例の機能の概要であるが、上述のフレット
位置判別ルーチンR1で使用されるしきい値は自己調整ル
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、複数の弦の内の第１
弦を指定する走査信号のビット列が形成される（ステッ
プS11）。この走査信号は超小型演算装置43から入出力
バッファ47を介して送受波分離回路25、更に第１弦に接
触している圧電素子19に送出される（ステップS12）。
圧電素子で発生した超音波走査信号は第１弦を伝播して
ゆき、０フレット７に反射されてエコーを発生させる。
このエコーは圧電素子19でアナログ電気信号に変換され
た後に送受波分離回路25からA/D変換器27でディジタル
信号に変換される。圧電素子19は０フレット７以外で反
射されるエコーもアナログ電気信号に変換するので、超
小型演算装置43はA/D変換器27から入出力バッファ47を
介して供給されるディジタル信号を順次読み込み（ステ
ップS13）、読み込んだディジタル信号の値が最大値か
否かを判断する（ステップS14）。A/D変換器27から供給
されるディジタル信号の値が増加し続けている間はステ
ップS14の判断結果がノー（Ｎ）となるので、再びステ
ップS13に戻り、ステップS14の判断結果がイエス（Ｙ）
になるのを待つ。

ステップS14の判断結果がイエスになると、超小型演算
装置43は該最大値に基づきしきい値を算出する（ステッ
プS15）。このしきい値の算出は上記最大値に経験的に
定まるある計数を乗算して求めてもよい。このようにし
てしきい値が求められると、超小型演算装置43はラム45
のしきい値記憶アドレス空間53の第１弦用に予め指定さ
れている番地に書き込む（ステップS16）。続いて、超
小型演算装置43は全ての弦についてしきい値の設定が終
了されたか否かを判断し（ステップS17）、その判断結
果がノーの間は指定アドレスを変更した（ステップS1
8）後にステップS17の判断がイエスとなるまでステップ
S11乃至ステップS18を繰り返す。ステップS17の判断が
イエスになると全ての弦５についてしきい値が設定され
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S11乃至ステッ
プS18でしきい値発生手段61を構成している。

以上のように本実施例ではしきい値発生手段61が設けら
れたので、演奏モードの開始前に各弦５毎にしきい値の
設定がなされることから、弦５とフレット７、13、15、
・・、ｎとの接触条件等が変化してもフレット位置の判
別が誤ることがない。

上記しきい値発生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、 25……送受波分離回路、 27……A/D変換器、 23……情報処理部、 41……ロム、 43……超小型演算装置（MPU）， 45……ラム、 47……入出力バッファ、 53……しきい値記憶アドレス空間（記憶部）、 M1……調整モード、 M2……演奏モード、 R1……フレット位置判別ルーチン、 61……しきい値発生手段。

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弦開放時に弦
   と接触するフレットと、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を含むフ
   レット部と、 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、 上記フレット位置判別手段は予め設定されたしきい値を
   記憶する記憶部と、上記演奏モード時に上記超音波送受
   信手段から供給されるエコーの波高値を上記しきい値と
   比較してエコーを雑音から峻別する比較手段とを有して
   おり、 上記調整モード時に超音波送受信手段から供給されるエ
   コーの波高値に基づきしきい値を定め、上記記憶部に供
   給するしきい値発生手段を更に設けたことを特徴とする
   電子弦楽器。