JPS62145292A - 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〉 本発明は電子弦楽器に係わり、特に、演奏者が押圧した
弦とその抑圧位置とを超音波による走査で検出し、該検
出結果に基づき発音すべき楽音の音高を指定する電子弦
楽器に関する。

〈従来の技術〉 一般に、電子弦楽器では、楽音の発音に際して。

演奏者により抑圧された弦とその弦に接触するフレット
とを判別し、該判別結果に基づき発音すべき楽音の音高
を特定することと、挾弦を検知することとが必要であり
、従来の電子弦楽器では、かかる楽音の発音過程におけ
るフレット位置の判別と挾弦の検知とを、挾弦時の弦に
発生する振動の周波数を該弦に対応して設けられた電磁
ピックアップにより弦の振動に相似する波形の電気信号
に変換し、該電気信号の周波数からフレット位１４の判
別を、また、該電気信号のピークから撥弦の検出をそれ
ぞれ行っていた。

しかしながら、かかる電磁ピックアップを使用する従来
の電子弦楽器にあっては、電磁ピックアップで形成され
る電気信号の周波数に基づきフレット位置を判別してい
たので、各弦に正確な張力を付与していなかった等の理
由で各技量の音程の調整が狂っていると、複数の弦に跨
って発生される楽音の音程関係が不自然になり、正しい
音階に従った演奏が不可能となっていた。かかる不都合
を防止するには、演奏前に複数の技量の音程の調整に正
確を期さなければならず、演奏前の調整が煩雑になると
いう難点があった。

加えて、ピークの検出には、少なくとも、弦が発生させ
得る最長の振動周期に対応するだけの時間を設定してお
く必要があり、典型的な大技のギターを例にとると約１
／８０秒の時間が必要であるうえ、撥弦直後の弦の振動
には、倍音の成分比が大きく、これがピークの揺らぎの
原因になることから、当初のピークをフレット位置の判
別には用いず１倍音の成分比が急速に減衰する二番目以
降のピークに基づきフレット位置の判別を行なっていた
ので、演奏者が弦を撥弦してから楽音が発生されるまで
に長時Ｉｆｆを要し、演奏者に撥弦と発音との時間差に
基因する不自然な印象を与えるという難点もあった。

これらの難点を解決すべく、本願出願人は、実願昭６０
−０８４５９０号において演奏開始前に技量の正確な調
整を要しない電子弦楽器を提案した。この実願昭６０−
０８４５９０号で提案された電子弦楽器では、ネック本
体上に音高順に埋設された演奏操作部材を演奏者が指で
触れることにより該演奏操作部材から人間の容量に基づ
く操作信号が出力され、この操作信号により前記演奏者
の指に接触した演奏操作部材に対応する楽音の音高の指
定を行なうことができる。

さらに本願出願人は、撥弦と楽音の発生との時間差を短
縮すべく、特願昭６０−２４０１３８号において各弦に
対応して超音波送受信手段を設けた電子弦楽器を提案し
た。この特願昭６０−２４０１３８号において提案され
た電子弦楽器は、各超音波送受信手段から対応する弦に
伝播された超音波を該弦に接触するフレットで反射させ
、再び超音波送受信手段に戻るまでの時間に基づき演奏
者により押圧された弦が接触するフレットの位置を判別
するものである。

〈発明の解決しようとする問題点〉 しかしながら、実願昭６０−０８４５９０号で提案され
た電子弦楽器では、演奏者が演奏操作部材を指で触れる
ことにより発音を所望する楽音の音高を指定していたの
で、演奏者と演奏操作部材との電気的良導性を維持する
ことが不可欠であり。

時間の経過と共に演奏操作部材に埃等が付着すると、電
気的良導性が失われ、音高の指定が不可能になるという
問題点があった。

一方、特願昭６０−２４０１３８号において提案された
電子弦楽器では、超音波が弦を伝播する時間に基づきフ
レット位置の判別を行うことから、弦の伝播中に超音波
が減衰すると、超音波送受信手段が超音波の当初のピー
クを必ず検出するとは限らなくなり、検出されるピーク
が一定しなくなると超音波の伝播時間に誤差が含まれる
ことになり正確なフレット位置の判別を期しがたいとい
う問題点があった。

本発明は、上記従来技術の難点と共に上記先行技術の問
題点をも解決するものであり、演奏開始前のａ整が容易
であり、撥弦と楽音の発生との時間差が極めて短く、シ
かも１弦の汚れおよび弦を伝播する超音波の減衰に影響
を受けることのない優れた電子弦楽器を提供することを
目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、複数の弦と、該複数の弦に対応してそれぞれ
設けられた複数の超音波送信手段と、該複数の超音波送
信手段に超音波を対応する弦に順次伝達させる駆動手段
と、互いに離隔して設けられた複数の超音波検出器で構
成されており上記弦が押圧されたとき該弦を伝播してい
る超音波が上記複数の検出器のうちのいずれか一つに伝
達される超音波受信手段と、上記弦の一端部に超音波を
伝達した超音波送信手段と上記超音波の伝達された超音
波検出器との組合せに基づき発生ずへき楽音の音高を指
定する音高指定手段とを具えて構成したことを要旨とす
る。

く作用および効果〉 本発明は、複数の弦にそれぞれ対応して設けられた複数
の超音波送信手段で発生される超音波を駆動手段により
順次対応する弦に伝達させ、該対応する弦に伝達された
超音波は該弦を伝播してゆく。ここで、演奏者が発音を
所望する楽音の音高を指定すべく上記複数の弦の何れか
一本を押圧すると、該弦を伝播している超音波は複数の
超音波検出器のいずれかに伝達される。駆動手段は、複
数の超音波送信手段で発生する超音波を順次対応する弦
に伝達させるので、超音波の伝達された超音波検出器と
該超音波を弦に伝達させた超音波送信手段との組合せに
基づき演奏者の押圧した弦とその抑圧位置とを特定する
ことができる。楽曲の演奏において、演奏者は押圧する
弦とその抑圧位置とで音高を指定するので、上記押圧さ
れた弦とその抑圧位置とに基づき発音すべき楽音の音高
を指定することができる。

このように本発明に係わる電子弦楽器では、発生すべき
楽音の音高の指定を、撥弦による弦振動の共振周波数と
は無関係に指定できるので、予め各弦の張力等を正確に
設定しなくてもよく、演奏開始前の調整を不要にするこ
とができる。

さらに、発生させるべき楽音の音高の指定は楽音発生の
タイミングの指定（例えば、撥弦）と無関係に行うこと
ができ、通常の演奏では音高の指定を楽音発生のタイミ
ングの指定に先行させるので、楽音発生のタイミングの
指定と楽音発生との時間差を実質上無くすことができ、
演奏者に自然な演奏感覚を与えることができる。

しかも、演奏者は音高を指定するために弦を押圧するも
のの演奏者と弦との間で電気信号の授受を行なう必要が
ないので、長期間の使用により弦に埃等が付着しても演
奏に何等影響を与えることがない。

加えて１本発明に係わる電子弦楽器は１発音すべき音高
を超音波を検出した超音波検出器と該超音波を弦に伝達
させた超音波送信手段との組合せに基づき指定している
ので、超音波検出器は単に超音波の存在を検出すればよ
く、超音波のいずれのピークが検出されたのかは問題に
ならない。従って、弦を伝播する超音波が減衰しても減
衰の影響は音高指定の誤差にはならず、正確な音高の指
定が可能になる。

〈実施例〉 第１図は本発明を大技のギターに適用した一実施例を示
す概略側面図であり、１はギターのボディを示している
。ボディ１のネック部２には、その長手方向と直角に０
本、典型的には２２本のフレット３８，３□、・・、３
□、が固定されており、ネック部２先端のネック頭部に
設けられた弦巻とボディ１に立設されたテールピース４
との間には６本の互いに太さの異なる鋼製の弦５□、５
□、・・、５６（裸線または巻線）が張設されている。

テールピース４の近傍には超音波送信手段としての６個
のセラミックス製の圧電素子６□、６□、・・。

６６が互いに分離された状態で弦５□、５□、・・。

５、、にそれぞれ接触しており、これらの圧電素子６１
．６２．　　・・、６６は駆動手段としての駆動回路７
から順次高周波パルス信号Ｐ１の供給を受けて超音波を
発生し、該超音波を接触している弦５２，５□、・・、
５．、に伝達する。

前述の圧電素子６□、６□、・・、６６とフレット３１
，３□、・・、３２２との間には電磁ピックアップ８ｔ
、８．、　　・・、８６が各弦５１，５□、・・。

５、（すなわち大技独立）に対応して配設されており、
これら電磁ピックアップ８１１８２９　　・・。

８６は演奏者により弾かれた弦５１，５２．　　・・・
・、５６の振動を検出し、該検出結果に基づき撲弦信号
ＫＯＮを弦５１．５２．−−−−　、５．ニ対応して設
けられたトーンジェネレータ９□、９□、・・、９６に
供給する。

前述のフレッｈ３１，３□、・・、３□、の下には第２
図に詳示されているように、超音波受信手段としての圧
電素子１０．．１０□、・・、１０．２がそれぞれフレ
ット３１９３２１　　・・、３□２に対応して設けられ
ており、これらの圧電素子１０１，１０７．・・、１０
□２はフレット３２，３□、・・。

３□２の下面に全面で接触している。従って、弦５１．
５□、・・・・、５６に伝達された超音波は、その弦５
１１Ｌｌ　　・・・・、５６がネック本体２に押圧され
ていずれかのフレット３□、３□、・・。

３□２に接触し、その結果、超音波は弦５１，５□、・
・・・、５６からそのフレット３４，３□、・・。

３ｏに伝播され、該フレット３ｔｔａｚｔ　　・・、３
２２に接触している圧電素子１０．−１０ｚ−・・。

１０□２により再び電気信号に変換される。この弦５□
、５□、・・・・、５６を伝播する超音波の伝達された
フレット３１，３□、・・、３□２を表す電気信号Ｓ１
は音高指定手段としての音高指定回路１１に送出され、
該音高指定回路１１は、電気信号Ｓ１と圧電素子１０１
，１０７．　　・・、１０２□により検知された超音波
を伝播させた弦５ｔ＋５２ｔ　・・・・、５ｒ、を指定
する電気信号Ｓ２とに基づき発音すべき楽音の音高を指
定し、該発音すべき楽音の音高を表すキーコード信号Ｋ
Ｃをトーンジェネレータ９１，９□、・・・・ｌ　９Ｇ
に送出する。

トーンジェネレータ９１，９□、・・・・、９６はキー
コード信号ＫＣと楽音制御スイッチ回路１２から供給さ
れる楽音制御信号Ｓ３とに基づき楽音信号Ｓ４を形成し
、電磁ピックアップ８１，８□、・・、８Ｇから挾弦信
号ＫＯＮが供給されると該楽音信号Ｓ４をサウンドシス
テム１３に送出する。

サウンドシステム１３は楽音信号Ｓ４に基づき、演奏者
の押圧した弦５Ｌｔ５２１　　・・・・、５６と該弦５
１，５□、・・・・、５６の接触したフレット３１，３
□、・・、３□２とで特定される音高の楽音を発生させ
る。

次に、駆動回路７と音高指定回路１１との構成を詳述す
れば以下の通りである。第３図は駆動回路７と音高指定
回路１１との構成を表す電気回路図であり１図において
、発振器２１から出力される高周波パルス信号ＰＬ（ま
たは高周波を含む）（ルス信号）は、各圧電素子６□、
６２．・・、６６に対応して設けられたアンド回路２２
□、♀２□、・・・・、２２６の一方の入力端子に並列
に供給されると共に、分周器２３にも供給される。この
分周器２３は、供給された高周波パルス信号Ｐ１を所定
の比で分周し、一定周期のクロック信号ＣＫを形成する
。このクロック信号ＧＫがカウントパルスとしてリング
カウンタ２４に印加される度に、該リングカウンタ２４
は論理ｒｌＪを第１出力端子乃至第６出力端子から順次
循環出力させる。これら第１出力端子乃至第６出力端子
はアンド回路２２１、２２２．　　・・・・、２２６の
他方の入力端子にそれぞれ接続されているので、他方の
入力端子に論理「１」が供給されたアンド回路２２□。

２２□、・・・・、２２６は、発振器２１から送出され
た高周波パルス信号Ｐ１を該アンド回路２２１１２２２
１　　・・・・、２２６に対応して設けられている圧電
素子６１９６２１　　・・ｔ６ｓに供給する。

その結果、圧電素子６１，６□、・・、６ｓは高周波パ
ルス信号Ｐ１の周波数に応じて４００　Ｋ　Ｈｚ乃至Ｉ
ＭＨｚ（裸線の場合）、または約１００ＫＨｚ（巻線の
場合）の超音波を発生し、該超音波を圧電素子６１９６
２９　　・・、６６に接触している弦５□、５□、・・
、５６に伝達する。従って、弦５１．５□、・・、５６
にはクロック信号ＧＫと同一間隔ずつ位相の異なる超音
波が順次伝達され。

弦５１，５□、・・、５６を伝播してゆく。上述のリン
グカウンタ２４の出力はエンコーダ２５にも供給され、
このエンコーダ２５で３ビツトの第１アドレス信号ＡＤ
Ｉに変換される。

これに対して、フレット３□、３□、・・、３□２にそ
れぞれ接触している圧電素子１０１，１０．、　・・、
１０□２の出力はエンコーダ２６に供給され、該エンコ
ーダ２６で５ビツトの第２アドレス信号ＡＤ２に変換さ
れ、上述の第１アドレス信号ＡＤ１と共にラッチ回路２
７に供給される。このラッチ回路２７は第１および第２
アドレス信号ＡＤＩ。

ＡＤ２を上述のクロック信号ＣＫがラッチ解除信号Ｓ５
として印加されるまでラッチし、これら第１、第２アド
レス信号ＡＤＩ、ＡＤ２をデータ変換テーブル２８に供
給し続ける。データ変換テーブル２８は、演奏者により
指定可能な音高をキーコードとしてそれぞれアドレス指
定可能に記憶しており、こ才りらのキーコードは、第１
、第２アドレス信号ＡＤ１．ＡＤ２によりアドレス指定
されて読み出され、キーコード信号ＫＣとしてデマルチ
プレクサ２９に送出される。このデマルチプレクサ２９
は、第１アドレス信号ＡＤＩに基づき弦５１．５□、・
・、５６に対応するトーンジェネレータ９１，９□、・
・、９．にキーコード信号ＫＣをそれぞれ送出する。キ
ーコード信号ＫＣの供給されたトーンジェネレータ９１
，９□、・・１９Ｇは、キーコード信号ＫＣに基づき発
音すべき楽音のピッチを指定し、電磁ピックアップ８１
，８□、・・、８Ｇが撥弦を検知して該検知に基づく撲
弦信号ＫＯＮを対応するトーンジェネレータ９１９９２
＋・・、９６に印加すると、楽音制御スイッチ回路Ｌ２
の指示に従い楽音信号Ｓ４をサウンドシステム１３に供
給する。なお、弦５□、５□、・・、５６を抑圧するこ
となく開放弦の状態で撥弦する場合は、エンコーダ２５
から出力される第１アドレス信号ＡＤＩは弦５１，５□
、・・、５Ｇを指定するコードとなり、エンコーダ２６
から出力される第２アドレス信号ＡＤ２は、いずれもｒ
ｏｏｏ。

Ｏ」になる。

次に、演奏者が所定音高の楽音を発生させることを所望
して、例えば弦５．をネック本体２に押圧し、該弦５１
をフレット３１に接触させた場合を例にして上記一実施
例の作用を説明する。すでに説明したように、発振器２
１からアンド回路１０１．１０□、・・、１０２２に並
列的に供給されている高周波パルス信号Ｐ１は、アンド
回路１０１゜１０２、・・、１０２２にストローブ信号
として順次供給されるリングカウンタ２４の出力「１」
に同期されて、圧電素子８１，８□、・・、８６に順次
印加され、圧電素子８１，８２．　　・・、８６にそれ
ぞれ一定時間ずつ位相の異なる超音波を順次発生させて
いる。

そこで、上述のように弦５１が押圧されフレット３．に
接触すると、リングカウンタ２４の出力「１」がアンド
回路２２□に供給され高周波パルス信号Ｐ１が圧電索子
６□に印加されたとき、該高周波パルス信号Ｐ１に基づ
く超音波は弦５１およびフレット３１を介して圧電素子
１０．に伝達され、該圧電素子１０１により電気信号に
変換される。リングカウンタ２４の出力「１」がアンド
回路２２．に供給されたときのエンコーダ２５に対する
入力はｒｌｏｏｏｏ○」であり、弦５□を伝播した超音
波は圧電素子１０１によってのみ検出されるので、エン
コーダ２６への入力はｒｌｏ。

００・・・・０」となる。その結果、エンコーダ２５．
２６からは第１アドレス信号ＡＤＩ　１１００」と、第
２アトＬ／Ｘ信号ＡＤ２　ｒｉｏｏｏｏＪとがそれぞれ
出力される。これら第１、第２アドレス信号ＡＤＤ、Ａ
Ｄ２はラッチ回路２７にラッチされ、弦５１の第１フレ
ツト３１に対応した音高のキーコードが記憶されている
データ変換テーブル２８のアドレスが指定される。その
結果、弦５、の第１フレツ１〜３□に対応した音高のキ
ーコードを表すキーコード信号ＫＣが、データ変換テー
ブル２８からデマルチプレクサ２９に送出され、デマル
チプレクサ２９は第１アドレス信号ＡＤＩにＪＡづきデ
ータ変換テーブル２８から読み出されたキーコードを表
すキーコード信号ＫＣを弦５１に対応するトーンジェネ
レータ９１に転送する。なお１分周回路２３からリング
カウンタ２４に新たなりロック信号ＧＫが印加されると
、第１アドレス信号ＡＤＩの内容が変化するが、かかる
変化した第１アドレス信号ＡＤＩに基づきデータ変換テ
ーブル２８から読み出されたキーコードを表すキーコー
ド信号ＫＣはトーンジェネレータ９．以外のトーンジェ
ネレータ９□、・・、９６に転送されるので、演奏者が
弦５．を第１フレツト３□に押圧させている間、トーン
ジェネレータ９１には弦５１の第１フレット３．に対応
する音高を表すキーコード信号ＫＣが供給され続ける。

そこで、演奏者が弦５、を撥弦すると、該弦５１の振！
Ｉｕｌは電磁ピックアップ８１により検出され、キーオ
ン信号ＫＯＮがトーンジェネレータ９１に送出される。

従って、１〜−ンジェネレータ９□は、キーコード信号
ＫＣに基づき弦５．の第１フレツト３□に対応する音高
の楽音信号Ｓ４を形成し、該楽音信号Ｓ４をサウンドシ
ステム１３に供給する。この楽音信号Ｓ４がサウンドシ
ステム１３に供給されると、サウンドシステム１３は弦
５１の第１フレット３．に対応した音高の楽音を発生さ
せる。

従って、上記実施例によれば、発生させられる楽音の音
高を弦５ｉｔ５ｚｔ　　・・、５．と弦５１，５２、・
・、５６に接触するフレット３□、３２．・・。

３、、の位置とに基づきデータ変換テーブル２８がら読
み出されるキーコードで指定するようにしたので、演奏
開始前に弦５１，５□、・・ｔ５Ｇを正確に調整しなく
ても所定音高の楽音を発生させることができる。

また、撥弦前にキーコード信号ＫＣをトーンジェ＊Ｌ／
　　！１９ｘ−９□、・・、９６に供給することができ
るので、接舷と略同時に楽音を発生させることができ、
演奏者に自然な演奏感覚を与えることができる。

さらに１弦５０，５□、・・、５ｓに接触するフレット
３４，３□、・・、３２２の検出は、弦５□。

５□、・・、５６を伝播する超音波を圧電素子１０１１
１０２９　　・・、１０２２で検出することによりなさ
れるので、弦５１，５□、・・、５．に埃等が付着して
も超音波を圧電素子１０□、１０２．　・・。

１０ｚｚで検出することには影響がなく、弦５．。

５□、・・、５６に接触するフレット３１，３□、・・
、３□２を正確に特定することができる。

加えて、弦５□、５□、・・、５６を伝播する超音波ハ
、圧電素子１０１．１０２．−−、１０２．ニ電気信号
Ｓ１を発生させることができればよく、電気信号Ｓ１に
表された超音波のピークが最初のピークか否かは問題に
ならないので、弦５□、５□。

・・、５ｓの伝播中の減衰によるフレット３１，３２、
・・、３２２位置の誤検出は生じない。

なお、上記実施例では電磁ピックアップ８１゜８２、・
・、８．により接舷を検出するようにしたが、接舷によ
る弦５１，５□、・・、５６の振動を圧電素子で検出す
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の概略側面図。 第２図は一実施例のネック部を示す断面図、第３は一実
施例の電気回路図である。 ５１乃至５６・・・・・・・弦、 ６１乃至６６・・・・・・・圧電素子、７・・・・・・
・・・・・駆動回路、 １０１乃至１０２２・・・・　圧電素子、１１・・・・
・・・・・・音高指定回路。 特許出願人　　　　　　日本楽器製造株式会社代理人　
　　　　　　　弁理士　桑井清−一つざ戻已１列の不・
ンワＦ５５ａ頭Ｔｉ口手続補正帯（方式） 昭和６１年２月２７日 １、事件の表示　　　昭和６０年特許願第２８６２８４
号２、発明の名称　　　電子弦楽器 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　　　静岡県浜松市中沢町１０番１号名　称
　　　　　日本楽器製造株式会社代表者　　　　　川　
上　浩 ４、代理人　〒１５３ （発送日　６１年２月２５日） ６、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ７、補正の内容 ＼″゛ｌ　、−Ｈ，、、′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の弦と、 該複数の弦に対応してそれぞれ設けられた複数の超音波
   送信手段と、 該複数の超音波送信手段に順次超音波を対応する弦に伝
   達させる駆動手段と、 互いに離隔して設けられた複数の超音波検出器で構成さ
   れており上記弦が押圧されたとき該弦を伝播している超
   音波が上記複数の検出器のうちのいずれか一つに伝達さ
   れる超音波受信手段と、上記弦の一端部に超音波を伝達
   した超音波送信手段と上記超音波の伝達された超音波検
   出器との組合せに基づき発生すべき楽音の音高を指定す
   る音高指定手段とを具えた電子弦楽器。