JPS6299794A - 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、演奏者により押圧
された弦と接触するフレットの位置を弦を伝播する超音
波の伝播時間に基づき判別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、演奏者により押圧された弦と
接触しているフレットの位置を判別し、該判別結果に基
づき発音すべき楽音の音高を特定すると共に、撥弦のタ
イミングを検知してフレッ°１〜判別手段により特定さ
れたフレット位置に対応する音高の楽音を発生させる。

かかる電子弦楽器の発音過程における従来のフレット位
置の検出方式を第２図に基づき説明する。

演奏者が特定の楽音の発生を所望して弦１を所定の位置
で指仮に押圧すると、弦１は特定のフレットに接触し、
振＃す入き弦１の弦長が決定される。

しかしながら、従来例では、この時点ではフレソ上位置
の判別が何等なされず、演奏者が弦１を撲・弦した後、
フレット位置の判別がなされる。すなわち、弦１が弾か
れると、弦」−は接触しているフレンドで規定される弦
長に対応する周期で振動し、該振０１は電磁ピックアッ
プ２で弦１の振動に相似した波形の電気信号に変換され
、この電気信号はローパスフィルタ３で波形整形された
後、ピーク検出回路４にて、その波形のピークが検出さ
れる。

ピータ検出回路４での検出結果に基づき、パルス変換回
路５は、ピークの検出に同期してパルスを発生し、パル
ス間隔測定回路６がピークの検出に同期して発生させら
れるパルスの間隔を計数し、該パルスの間隔に対応した
ディジタル０４号を出力する。このディジタル信号値は
弦１の基本振動数に対応しているので、＋３４１：ｌの
接触しているフレット位置を表わしていることにもなり
、トーンジェイ、レータ７はこのディジタル信号に基づ
き楽音信号を発生させ、サラン１−システム８が、この
楽音信号に基づき、フレット位置に対応した楽音を発生
させる。

〈発明の解決しようとする問題点〉 上記従来例にあっては１弦１の接触しているフレット位
置を１弾かれた弦１の振動の周期に基づき判別していた
ので、ピークの検出には、少なくとも２弦１が発生させ
得る最長の振３ｊｂ周期に対応するだけの時間を設定し
ておく必要があり、典型的な六−皮のギターを例にとる
と約１　／　８０４．Ｄの時間が必要である。加えて、
弾かれた直後の弦１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。したがって、上記従来例に
あっては、演奏者が弦１を撥弦してからサウンドシステ
ムにて楽音が発生されるまで長時間を要し、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
いう問題点があった。

さらに、複数の弦１を有する電子弦楽器の場合には、・
張１の振動を弦１に対応して設けられている電磁ピンク
アップ２でそれぞれ電気信号に変換していたので、各ｒ
ｔＺＭピックアップ２により形成される磁界が、その電
磁ピンクアップ２に割り当てられた弦１だけでなく、隣
接する弦の振動の影響を受は易く、フレット位置の判別
を誤ることがあるという問題点もあった。

従って、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので
あり、楽音発生の応答性に優れ、しかも、フレット位置
の判別が正確な電子弦楽器を提供することを目的として
いる。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、超音波を伝播可能な１弦と、該弦の艮手方向
に互いに離隔して設けられ前記弦が押圧されたとき該弦
が少なくとも一つに接触可能な複数のフレットと、該フ
レットに対応して設けられ間歇的な超音波を同時に発信
し該超音波をフレットを介しまたは直接に前記弦に伝達
可能な複数の超音波発信手段と、前記弦の一端部に設け
られ前記弦を伝播する超音波を受信する超音波受信手段
と、前記超音波の送信と前記超音波受信手段による超音
波の受信とに４１（づき前記・皮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設けて構成したこと
を要旨とする。

く作用および効果〉 本発明は、超音波の伝播時間が伝播媒体、すなわち弦の
長さに比例することに着目してなされたものであり、複
数のフレットの各々に対応して設けられた複数の超音波
送信手段は間歇的な超音波を同時に発信している。ここ
で、演奏者が特定の楽音の発生を所望して弦の所定位置
を抑圧すると、弦は複数のフレットの少なくとも一つに
接触し、前記超音波は弦と接触しているフレットを介し
てまたは直接に弦に伝達される。この超音波は弦を一端
部に向かって伝播して行き、一端部において超音波受信
手段により受信される。フレット位置判別手段はかかる
超音波の送信と受ｇとに基づき弦が接触しているフレッ
ト位置を判別するので、フレット位置の判別に要する時
間は、超音波が弦と接触しているフレットから弦の一端
部に位置する超音波送受信手段までの間を伝播する時間
であり、しかも、超音波が固体中を伝播する速度は極め
て太きいうえ、演奏者による弦の抑圧は一般に撥弦に先
行するので、演奏者が撥弦すると略同時に楽音を発生さ
せることができ、楽音の発生に遅れを生じさせることは
なく、応答性のよい自然な楽音が得られる。

また、超音波は磁Ｗと異なり媒体中を伝播するので、媒
体中で減衰しやすく、超音波受信手段は。

割り当てられた弦以外の弦等を伝播する超音波に影響さ
れることなく１割り当てられた弦を伝播する超音波のみ
を正確に受信し、フレット位置判別手段の正確な判別に
寄与することができる。

〈実施例〉 第１図は本発明を右舷のギターに適用した一実施例を示
す概略側面図であり、１１はギターのボディを示してい
る。ボディ］１のネック部１２には、その長手方向と直
角に０本のフレット１３．。

１３□、・・、〕３ｎが固定されており、ネック部１−
２先端のネック頭部に設けられた弦巻とボディ１１に立
設されたテールピース１４との間には６本の互いに太さ
の異なる鋼製の弦１５１Ｔ１５２＋・・、１５．（裸線
または巻線）が張設されている。テールピース１４の近
傍には超音波受信手段としての６個のセラミックス製の
圧電素子１６１゜１６□、・・、１６６が互いに分離さ
れた状態で弦１５、．１５□、・・、１５ｒ、にそれぞ
れ接触しており、詳しくは第３図および第４図に示され
ているように、ボディ１１に植設された一対のボルトが
駒受け１７を上下方向に摺動自在に貫通しており、この
駒受け１７は、一対のボルトに螺着されたナツト１８に
弦１５１，１．５．．　　・・、１５６の弾性力で押圧
されている。駒受け】７には断面略矩形の孔が互いに一
定間隔離隔して穿設されており、こわらの孔内には弦１
５　＋、１５２　、　　・・、１５ｒ、と略平行な方向
に調整捻子１９．．１９□、・・、１９．ｉが延在して
いる。これら調整捻子１９．。

１９７．・・、１９６の頭部は駒受け１７の側壁に露出
しており、ドライバー等で回転させることができる。調
整捻子１９１，１９□、・・、１９６には圧電素子１．
６．．１６□、・・、１６６を担持する駒２０．，２０
□、・・、２０６が螺着されており、駒２０□、２０７
．　　・・、２０．の回動は駒受け１７で規制されてい
るので、調整捻子１９１゜１９□、・・、〕９．の回転
により駒２０．，２０□。

・・、２０１ｉは調整捻子１９．．１９□、・・、１９
６の軸線方向、すなわち弦１５ｘｒ　１５２１　　・・
。

１５、、の延在方向に移動する。

前述の圧電素子１６１，１６□、・・、１６６とフレッ
ト１３１，１３□、・・、１３ｎとの間には電磁ピック
アップ２１□、２１□、・・、２１Ｇが各弦１５．．１
５２．　　・・、１５．（すなわち右舷独立）に対応し
て配設されており、これら電磁ピックアップ２１□、２
１□、・・、２１．は演奏者により弾かれた弦１５□、
１５□、・・・・、１５、の振動を検出し、該検出結果
に基づき撥弦信号ＫＯＮを後述するトーンジェネレータ
４７に供給する。

前述のフレッ１へ１３．．１３□、・・、１３ｎの下に
は第５図および第６図に詳示されているように、超音波
送信手段としての圧電素子２：３．．２３２、・・、２
３ｎがそれぞれフレンド１３□、１３２、・・、１３ｒ
ｉに対応して埋設されており、圧電素子２３．、２３２
．　　・・、２３ｎはフレット１３、．１３２．　　・
・、１３ｎの下面に全面で接触している。従って、圧電
素子２３．、２３□、・・。

２３　ｎが超音波を発振すると、該超音波はフレット１
３．．１３□、・・、１３ｎにそれぞれ伝達される。こ
れら圧電素子１６．．１６２．　　・・、１６６と圧電
素子２３□、２３□、・・、２３ｎとはフレット位置判
別手段２４に接続されている。

続いて、圧電素子１６１，１６□、・・、１６６゜２３
、．２３□、・・、２３ｎと電磁ピンクアップ２１４，
２１□、・・、２１Ｇとに接続されている電気回路につ
き、第７図乃至第９図を参照しつつ説明すれば以下の通
りである。なお、第７図および第９図に示された７ｕ気
回路は後述するパルス発主回路と送信部とを除き弦１５
．，１５□、・・。

１５６毎にそれぞれ設けられているが、以下の説明では
、その内の１つ（弦１５□）につき速入る。

まず、パルス発生回路３１が３乃至１０ミリ秒の間隔で
所定の高周波パルス（または高周波を含むパルス）Ｐｌ
を発生させると、該高周波パルスＰ１は送信部３２から
圧電素子２３□、２３２．　　・・。

２３ｎに並列に供給され（第８図（ａ）９時刻ｔ、）、
圧電索子２３０．２３２．　　・・、２３ｎはパルスの
周波数に応して４００ＫＨｚ乃至Ｉ　Ｍ　Ｈｚ（裸線の
場合）、または約１００ＫＨｚ（巻線の場合）の超音波
を同時に発生させる。圧電素子２３、．２３□、・・、
２３ｎで発生した超音波はそれぞれフレット１３．．１
３□、・・、１３ｎに伝達される。

そこで、演奏者が特定の楽音を発生させるために弦１５
．をネック部１２の所定位置に押圧すると、弦１５１は
抑圧位置に従いその近傍のいずれかのフレット１３□、
１３７．　　・・、１３ｎの少なくとも１つに接触し、
超音波は該フレット１３１゜１３２、・・、１３ｎから
弦１５．に伝達され、弦１５□中をその一端部に向かっ
て伝播してゆく。

超音波が圧電素子１６．により検知されるのに先立ち、
受信部３３のドライブパルス発生回路３４は、高周波パ
ルスＰ１の発生を検知してＲＳフリップフロップ３５に
セット信号Ｓ１を印加する（第８図（ｂ））。その結果
、ＲＳブリップフロップ３５はゲート開成信号Ｓ２をゲ
ート回路３６に供給しく第８図（ｃ））、ゲート回路３
６が開成する。そのため、クロック信号Ｃ１がタロツク
発振器３７からゲート回路３６を介してカウンタ３８に
供給され、カウンタ３８はクロック発振器・３７から供
給されるクロック信号Ｃ１の計数を開始する（第８図（
ｅ））。

そこで、時刻し２に前述の超音波が圧電素子１６１に達
すると、圧電素子１６□は超音波の波形に相似した電気
信号Ｓ３を発生させ（第３図（ｆ））、該電気信号Ｓ３
は受信部３３に供給される。受信部３３では電気信号Ｓ
３を増幅器３９で増幅した後、後述する撥弦のなされて
いるときはバイパスフィルタ４０で弦振ωＪに基因する
低周波数成分を電気信号Ｓ３から除去する。しかる後、
電気信号Ｓ３に基づき受信された超音波の継続期間中ハ
イレベルに移行するパルス信号Ｐ２が信号検出回路４１
から出力され（第８図（ｇ））　、オア回路ｌｉ　２を
介してＲＳフリップフロップ３５のリセット端子に供給
される。その結果、ＲＳクリップフロップ３５から出力
されていたゲート開成信号Ｓ２はローレベルに移行しく
第８図（ｃ））、カウンタ３８は計数を停止する。従っ
て、カウンタ３８には時刻ｔｌ乃至時刻し、の間に出力
されたクロツタ数が記憶される（第８図（ｃ））、一方
、立下がり微分回路４３はゲート開成信号Ｓ２の後縁で
立上がるパルス信号Ｐ３を形成しく第８図（ｈ））、こ
のパルス信号Ｐ　３によりカウンタ３８の計数値はラン
チ回路４４にラッチされる。パルス信号Ｐ３は遅延回路
４５にも印加されるので１時刻Ｌ２から一定時間遅れる
時刻ｔ、には、遅延回路４５から遅延パルスＰ４がカウ
ンタ３８のリセット端子に印加され、次の計数に備える
。

なお、演奏者が弦１５□のいずれの位置も押圧せず、従
って、超音波が弦１５．に伝達されない場合は、カウン
タ３８がオーバーフローするので、このオーバーフロー
信号ＯＦを受信部３３のオア回路に印加し、ＲＳフリッ
プフロップ３５をリセットする。

ラッチ回路４４に転送されたカウンタ３８の計数（］ｌ
′Ｉはデータ変換テーブル４６でキーコート信号ＫＣに
変換される。トーンジェネレータ４７はキーコード信号
ＫＣに法づき発音すべき楽音のピッチを指定し、電磁ピ
ンクアップ２１．が打弦を検知し、該検知に基づく打弦
信号ＫＯＮが印加されると、楽音制御スイッチ回路４８
の指示に従い楽音信号を増幅器、スピーカ等で構成され
ているサウンドシステム５０に供給し、サウンドシステ
ム５０は楽音（３号に基づき弦１５□の接触しているフ
レットに対応する楽音を発生する。。

従って、上記実施例によれば、打弦による弦の振動とは
無関係に、超音波が弦１５．．．１５□、・・、１５６
を伝播する時間に４＆づき、弦１５１．１５７．・・、
１５６が接触しているフレットの位置を判別するように
したので、弦１５１＋　１５２１　　・・。

１５６が接触しているフレットの位置を略、超η波が圧
電素子２３□乃至２３ｎから圧電素子１６１乃至１６６
まで伝播する時間で判別することができ、しかも、フレ
ット位置の判別を接舷に先行して行なえることから、撲
弦と略同時にフレット位置に対応する楽音を発生させる
ことができる。また１弦１−５□、１５□、・・、１５
６を伝播している超音波は、駒、調整捻子１９１，１９
□、・・。

１９Ｇ、駒受け１７を経なければ隣接する圧電素子１６
□、１６７、　　・・、１６６に伝播されないので、途
中の減衰が大きく、実質的には隣接する弦１５１．１．
５□、・・、１５６を伝播している超音波の影臀を受け
ることがない。さらに、超音波の送信と受信とを別個の
圧電素子２３．乃至２３ｎ。

１６、乃至１６Ｇで行うので、フレット位置判別回路２
４は圧電素子２３１乃至２３ｎからの送信波とそのエコ
ーとの区別を付けやすい。加えて、圧電索子２３１乃至
２３ｎ自身の減衰振動と弦１５１乃至］５．．を伝播し
てくる送信波のエコーとが重畳してもフレット位置の判
別に何等影響がないので、圧電素子２３．乃至２３ｎの
振幅を大きくさせることができ、フレット位置判別手段
２４は接舷による弦１５１乃至１５５の振動と弦１５．
乃至１５６を伝播してくる超音波との区別を付けやすく
、ＳＮ比を大きく設定することができる。

なお、データ変換テーブル４６にはキーコード信号ＫＣ
に代えてピッチデータを記憶させ、ピッチデータをトー
ンジェネレータ４７に供給するようにしてもよい。

さらに、上記実施例では弦１５．，１５７．　　・・。

１５６毎に受信部３３乃至データ変換テーブル４６を設
けたが、弓玄１５．，１．５２．　　・・、１５．を伝
播してくる超音波を単一の受信部３３乃至データ変換テ
ーブル４６で時分割処理してもよい。

また、上記実施例では電磁ピックアップ２１□。

２１□、・・、２］−５により撲弦を検出するようにし
たが、接舷によるＱｌ　５□、１．５２．　　・・、コ
−５６の振動を圧電素子１．６．．１６□、・・、１６
Ｆ、で検出するようにしてもよい。すなわち、弦１５１
゜１５７．・・、１５Ｇを伝播する超音波に比へ接舷に
よる弦１５１，１５□、・・、１５６の振動はその周波
数が低いので、第９図に示されているように、圧電素子
１６１，１６□、・・、１６Ｇで発生する電気信号Ｓ３
をバイパスフィルタ４０と＞’＋（ｔ、列にローパスフ
ィルタ６１にも供給する。バイパスフィルタ４０は高周
波の超音波に基因する成分を電気信号Ｓ３から抽出し、
これを信号検出回路４１に供給してパルス信号Ｐ２を形
成する。一方。

ローパスフィルタ６１は電気信号Ｓ３から弦１５１．１
５□、・・、１５Ｇの振動成分を抽出し、これを信号検
出回路６２に供給してキーオン信号ＫＯＮとする。従っ
て、受信部３３を第１０図のように構成することにより
、電磁ピックアップ２１１．２１□、・・、２１６を省
略することができ。

構成の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の概略側面図、 第２図は従来例のブロック図、 第３図は一実施例の駒受けを示す正面図、第４図は第３
図の駒受けの平面図、 第５図は一実施例のネック部を示す拡大平面図。 第６図は第５図の断面図、 第７図は一実施例のブロック図、 第８図は一実施例のタイミングチャート図、第９図は一
実施例の受信部を示すブロック図、第１０図は一実施例
の変形例における受信部を示すブロック図である。 １３、乃至１３ｎ・・・・・・フレット、１５、乃至１
５６・・・・・・・弦。 １６１乃至１６６・・・・・・・圧電素子。 ２３、乃至２３Ｇ・・・・・・・圧電素子。 ２４・・・・・・・・・・・・フレット位置判別手段。 特許出願人　　　　　　日本楽器製造株式会社第３図 駒受けの正面図 第４図 駒受けの平面図 第５図 一実施例のネック部を示す拡大平面図 第６図 第４図の断面図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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前記弦が押圧
   されたとき該弦が少なくとも一つに接触可能な複数のフ
   レットと、 該複数のフレットのそれぞれに対応して設けられ間歇的
   な超音波を同時に発信し該超音波をフレットを介しまた
   は直接に前記弦に伝達可能な複数の超音波発信手段と、 前記弦の一端部に設けられ前記弦を伝播する超音波を受
   信する超音波受信手段と、 前記超音波の発信と前記超音波受信手段による超音波の
   受信とに基づき前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有する電子弦楽器。