JPS6412395B2 - - 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わり、特に、演奏者が
ベント奏法を行つたとき該奏法を弦を伝播する超
音波の伝播時間の変化により判別する電子弦楽器
に関する。

＜従来の技術＞ 従来の電子弦楽器は、演奏者により弦が押圧さ
れると該弦がいずれかのフレツトに接触し、振動
すべき弦の弦長が決定される。従つて、揆弦によ
り弦がその弦長に対応した周期で振動すると、振
動する弦の直下に配設された電磁ピツクアツプが
弦の振動に相似した電気信号を形成し、電磁ピツ
クアツプに付随した電子回路がこの電気信号の波
形のピーク間の時間から振動の周期、延いては振
動している弦の弦長を判別する。トーンジエネレ
ータは該弦の判別された弦長に対応する音高の楽
音を指定する楽音信号を形成し、サウンドシステ
ムがこの楽音信号に基づき楽音を発生させる。従
つて、かかる電子弦楽器の演奏中に、演奏者がベ
ント奏法を行うと、フレツトの長手方向に沿つて
滑動する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、これに伴いサ
ウンドシステムで発生する楽音の音高も漸次高く
なる。

＜発明の解決しようとする問題点＞ 上記従来例にあつては、フレツトと接触する弦
の弦長を揆弦後の振動の周期に基づき判別してい
たので、振動の周期の検出には、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、典型的な六弦の
ギターを例にとると約1/80秒の時間が必要であ
る。従つて、演奏者がベント奏法を行うと、弦の
振動周期の変化を応答性良く検出できず、ベント
奏法の実行と音高の変化との時間差に基因して演
奏者に不自然な印象を与えるという問題点があつ
た。

従つて、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、ベント
奏法時にも自然な音高の高まりが得られる電子弦
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弦と、該弦の長
手方向に互いに離隔して設けられ各々が弦の長手
方向と直交する方向に所定の長さを有すると共に
弦が押圧されたとき該弦が少なくとも一つに接触
可能な複数のフレツトと、該複数のフレツトにそ
れぞれ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ツトの前記所定の長さ方向
の一端から該フレツト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、該
超音波受信手段により受信された超音波の伝播時
間に基づき前記超音波送信手段と前記超音波受信
手段との間の超音波の伝播経路長を判別し該判別
結果に基づく該伝播経路長に対応した音高の楽音
の発生を可能にする伝播経路長判別手段とを設け
て構成したことを要旨とする。

＜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、複数のフレツ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、発信した超音波をフレツトの長
手方向の一端からフレツトに伝達している。ここ
で、演奏者が特定の楽音の発生を所望して弦の所
定位置を押圧すると、弦は複数のフレツトの少な
くとも一つに接触し、前記超音波は弦と接触して
いるフレツトを介して弦に伝達される。この超音
波は弦を一端部に向かつて伝播して行き、一端部
において超音波受信手段により受信される。伝播
経路長判別手段はかかる超音波の伝播時間に基づ
き超音波送信手段と超音波受信手段との間の超音
波の伝播経路長を判別し、該判別結果に基づき超
音波の伝播経路長に対応した音高の楽音を発生さ
せしめる。続いて、演奏者がフレツトに押圧した
まま弦をフレツトの長手方向に滑動させると、超
音波送信手段からフレツトへの超音波の伝達点と
フレツトから弦への超音波の伝達点との距離が漸
次変化するので、超音波の伝播時間もこれに対応
して漸次変化し、伝播経路長判別手段はこの伝播
時間の変化に基づき伝播経路長の連続する変化を
判別する。発生される楽音の音高は伝播経路長に
対応しているので、楽音の音高は弦の滑動に従い
変化し、ベント奏法による音高の変化が生じる。
このような伝播経路長の判別において、超音波が
固体中を伝播する速度は極めて大きいので、演奏
者が弦を滑動させると該滑動の各瞬間毎の伝播経
路長の変化が判別され、楽音の音高を応答性良く
変化させることができる。

＜実施例＞ 第１図は本発明を六弦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
デイを示している。ボデイ１１のネツク部１２に
は、その長手方向と直角にｎ本のフレツト１３₁，
１３₂，…，１３ｎが固定されており、ネツク部
１２先端のネツク頭部に設けられた弦巻とボデイ
ー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１５₁，１５
_２，…，１５₆が張設されている。テールピース１
４の近傍には超音波受信手段としての６個のセラ
ミツクス製の圧電素子１６₁，１６₂，…，１６₆
が互いに分離された状態で弦１５₁，１５₂，…，
１５₆にそれぞれ接触しており、触しくは第２図
および第３図に示されているように、ボデイー１
１に植設された一対のボルト駒受け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１
５₁，１５₂，…，１５₆の弾性力で押圧されてい
る。駒受け１７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、これらの孔には弦
１５₁，１５₂，…，１５₆と略平行な方向に調整
捻子１９₁，１９₂，…，１９₆が延在している。
これら調整捻子１９₁，１９₂，…，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，
１９₂，…，１９₆には圧電素子１６₁，１６₂，
…，１６₆を担持している駒２０₁，２０₂，…，
２０₆が螺着されており、駒２０₁，２０₂，…，
２０₆の回動は駒受け１７で規制されているので、
調整捻子１９₁，１９₂，…，１９₆の回転により
駒２０₁，２０₂，…，２０₆は調整捻子１９₁，１
９₂，…，１９₆の軸線方向、すなわち弦１５₁，
１５₂，…，１５₆の延在方向に移動する。

前述の圧電素子１６₁，１６₂，…，１６₆とフ
レツト１３₁，１３₂，…，１３ｎとの間には六弦
独立の電磁ピツクアツプ２１₁，２１₂，…２１₆
が配設されており、これら電磁ピツクアツプ２１
_１，２１₂，…，２１₆は演奏者により弾かれた弦
１５₁，１５₂，…，１５₆の振動を検出し、該揆
弦信号KONを後述するトーンジエネレータ４７
に供給する。

前述のフレツト１３₁，１３₂，…，１３ｎの一
端側に下には第４図および第５図に示されている
ように、超音波送信手段としての圧電素子２３₁，
２３₂，…，２３ｎがそれぞれフレツト１３₁，１
３₂，…，１３ｎに対応して埋設されており、圧
電素子２３₁，２３₂，…，２３ｎはフレツト１３
_１，１３₂，…，１３ｎの下面に密接しているの
で、圧電素子２３₁，２３₂，…，２３ｎの発振に
よる超音波はフレツト１３₁，１３₂，…，１３ｎ
の一端部からフレツト１３₁，１３₂，…，１３ｎ
にそれぞれ伝達される。これら圧電素子１６₁，
１６₂，…，１６₆と圧電素子２３₁，２３₂，…，
２３ｎとは伝播経路長判別回路２４に接続されて
いる。

続いて、圧電素子１６₁，１６₂，…，１６₆，
２３₁，２３₂，…，２３ｎと電磁ピツクアツプ２
１₁，２１₂，…，２１₆とに接続されている電気
回路につき、第６図乃至第８図を参照しつつ説明
すれば以下の通りである。なお、第６図および第
８図に示されている電気回路は後述するパルス発
生回路と送信部とを除き弦１５₁，１５₂，…，１
５₆毎に設けられているが、以下の説明では、そ
の内の１つ（弦１５₁）につき述べる。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Ｐ１を発生させると、該高周波パ
ルス（または高周波を含むパルス）Ｐ１は送信部
３２から圧電素子２３₁，２３₂，…，２３ｎに並
列に供給され（第７図ａ、時刻t₁）、圧電素子２
３₁，２３₂，…，２３ｎはパルスの周波数に応じ
て400KHz乃至1MHz（線の場合）、または約100K
Hz（巻線の場合）の超音波を同時に発生させる。
圧電素子２３₁，２３₂，…，２３ｎで発生した超
音波はそれぞれ一端側からフレツト１３₁，１３
_２，…，１３ｎに伝達される。そこで、演奏者が
特定の音高の楽音を発生させるため弦１５₁をネ
ツク部１２の所定位置に押圧すると、弦１５₁は
押圧位置に従いその近傍のいずれかのフレツト１
３₁，１３₂，…，１３ｎに接触し、超音波は該フ
レツト１３₁，１３₂，…，１３ｎから弦１５₁に
伝達され、弦１５₁中をその一端部に向かつて伝
播してゆく。

超音波が圧電素子１６₁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３
４は、高周波パルスＰ１の発生を検知してRSフ
リツプフロツプ３５にセツト信号Ｓ１を印加する
（第７図ｂ）。その結果、RSフリツプフロツプ３
５はゲート開成信号Ｓ２をゲート回路３６に供給
し、ゲート回路３６が開成する（第７図ｃ）。そ
のため、クロツク信号Ｃ１がクロツク発振器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はクロツク発振器３７から供
給されるクロツク信号Ｃ１の計数を開始する（第
７図ｅ）。

そこで、時刻t₂に前述の超音波が圧電素子１６
_１に達すると、圧電素子１６₁は超音波の振動に相
似した波形の電気信号Ｓ３を発生させ（第７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Ｓ３を増幅器３９で増幅
した後、後述する打弦がなされているときはハイ
パスフイルタ４０で弦振動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に基づきエコー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７図ｇ）、オア回路４２を介して
RSフリツプフロツプ３５のリセツト端子に供給
される。その結果、RSフリツプフロツプ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（第７図ｃ）、カウンタ３８は計数を
停止する。従つて、カウンタ３８には時刻t₁乃至
時刻t₂の間に出力されたクロツク数が記憶される
（第７図ｅ）。このクロツク数は、ゲート開成信号
Ｓ２がハイレベルにある時間、すなわち、圧電素
子２３₁が超音波を発信してから圧電素子１６₁が
フレツト１３₁および弦１５₁を通つて伝播してき
た超音波を受信するまでの時間に対応している。
一方、立下がり微分回路４３はゲート開成信号Ｓ
２の後縁で立上がるパルス信号Ｐ３を形成し（第
７図ｈ）、このパルス信号Ｐ３によりカウンタ３
８の計数値はラツチ回路４４にラツチされる。パ
ルス信号Ｐ３は遅延回路４５にも印加されるの
で、時刻t₂から一定時間遅れる時刻t₃には、遅延
回路４５から遅延パルスＰ４がカウンタ３８のリ
セツト端子に印加され、次の計数に備える。

なお、演奏者が弦１５₁を押圧せず、従つて、
超音波が弦１５₁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４２に印
加し、RSフリツプフロツプ３５をリセツトする。

ラツチ回路４４に転送されたカウンタ３８の計
数値はデータ変換テーブル４６で発音させるべき
楽音のピツチを表わすピツチデータに変換され
る。トーンジエネレータ４７は、電磁ピツクアツ
プ２１₁が揆弦を検知し該検知に基づく揆弦信号
KONを供給すると、ピツチデータに基づき、楽
音制御スイツチ回路４８の指示に従つた楽音信号
を増幅器、スピーカ等で構成されるサウンドシス
テム５０に供給し、該楽音信号に基づく所定音高
の楽音が発生される。

この後、演奏者がベント奏法を行うと、弦１５
_１とフレツト１３₁との接触点が圧電素子２３₁に
漸次近ずくので、超音波の伝播時間は圧電素子２
３₁が超音波を発信する度に短くなり、ゲート開
成信号Ｓ２がハイレベルに移行している時間も漸
次短くなる。従つて、カウンタ３８の計数値は回
を追つて少なくなり、かかるカウンタ３８の計数
他により選択されるピツチデータは漸次大きくな
り、サウンドシステム５０で発音される楽音の音
高は次第に高くなる。

従つて、上記実施例によれば、揆弦による弦の
振動とは無関係に、超音波が圧電素子２３₁，２
３₂，…，２３₆から圧電素子１６₁，１６₂，…，
１６まで伝播する時間に基づき、フレツト１３₁，
１３₂，…，１３₆と弦１５₁，１５₂，…，１５₆と
で構成される超音波の伝播経路長を判別し、該伝
播径路長に対応する音高の楽音を発生させるよう
にしたので、発音すべき楽音の音高を、超音波が
圧電素子２３₁，２３₂，…，２３₆から圧電素子
１６₁，１６₂，…，１６まで伝播する時間で判別
することができ、ベント奏法に際しては、応答性
良く、かつ、自然に音高を変化させることができ
る。

また、上記実施例では電磁ピツクアツプ２１₁，
２１₂，…，２１₆により揆弦を検出するようにし
たが、揆弦よる弦１５₁，１５₂，…，１５₆の振
動を圧電素子１６₁，１６₂，…，１６₆で検出す
るようにしてもよい。すなわち、弦１５₁，１５
_２，…，１５₆を伝播する超音波に比べ揆弦による
弦１５₁，１５₂，…，１５₆の振動はその周波数
が低いので、圧電素子１６₁，１６₂，…，１６₆
で発生する電気信号Ｓ３をハイパスフイルタと並
列にローパスフイルタにも供給する。ハイパスフ
イルタでは高周波の超音波を電気信号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、ローパスフイルタで
は電気信号Ｓ３から弦１５₁，１５₂，…，１５₆
の振動成分を抽出し、これを信号検出回路に供給
して揆弦信号KONを形成する。このように構成
することにより、電磁ピツクアツプ２１₁，２１
_２，…，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図は一実
施例の駒受けを示す正面図、第３図は第２図の駒
受けの平面図、第４図は一実施例のネツク部を示
す拡大平面図、第５図は第４図の断面図、第６図
は一実施例の電気回路を示すブロツク図、第７図
は一実施例のタイミングチヤート図、第８図は一
実施例の受信部を示すブロツク図である。 １３₁乃至１３ｎ……フレツト、１５₁乃至１５
_６……弦、１６₁乃至１６₆……圧電素子、２３₁乃
至２３₆……圧電素子、２４……伝播経路長判別
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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各々
   が弦の長手方向と直交する方向に所定の長さを有
   すると共に、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ツトと、 該複数のフレツトにそれぞれ対応して設けられ
   間欠的な超音波を同時に発信し該超音波をフレツ
   トの前記所定の長さ方向の一端から該フレツトに
   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、 該超音波受信手段により受信された超音波の伝
   播時間に基づき前記超音波送信手段と前記超音波
   受信手段との間の超音波の伝播経路長を判別し該
   判別結果に基づく該伝播経路長に対応した音高の
   楽音の発生を可能にする伝播経路長判別手段とを
   有する電子弦楽器。