JP2002539479A - 楽 器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 弦（７）と例えばギターのような楽器の共鳴箱（３）に取り付けられた励振器（２９）を有する楽器について記載する。音響出力を作り出すよう共鳴箱（３）を励振する励振器（２９）を通して追加音を演奏することができる。変換器（２１）が音を拾い、プロセッサ（２３）を通してそれをフィードバックし、楽器が残響のような効果を作り出すことを可能にする。この楽器により、楽器自体が発する音を電子的に変えることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、楽器に関し、特に、例えばピアノのような共鳴板、及び／又は、ギ
ターやバイオリン等のような共鳴箱を有する弦楽器に関する。

【０００２】 （背景技術） 弦楽器では、本来的に、弦振動により共鳴板を励振して、通常は木製である共
鳴板に機械的な振動を生じさせ、該共鳴板のまわりの空気中に音響波を生じさせ
ることによって、音響出力を作り出す。

【０００３】 ＷＯ９０／０３０２５では、ピアノの共鳴板を駆動できる電子ピアノについて
記載している。鍵盤の動きを測定し、対応する音を共鳴箱で励振する。そこでの
記載は、電気的励振に加え、弦を通して共鳴箱を励振するのに機械的メカニズム
が用いられる可能性を明確に排除する。

【０００４】 音を作り出す他の方法も周知である。もっともよく知られているのは、励振器
が円錐体を励振して音を作り出す、通常の円錐形のピストン式ラウドスピーカで
ある。 多くの利点を持つラウドスピーカの他の形態は、撓み波を使って作動する。こ
のようなパネル型ラウドスピーカは、ＷＯ９７／０９８４２に記載されており、
この種のラウドスピーカをデジタルピアノに使用することについて記載するＷＯ
９７／０９８５７で説明されているように、これらは電子楽器に含ませることが
できる。 しかしながら、上記文献は、演奏されている状態で楽器の音を電気的に調整す
る方法や、楽器からの音に別の音を付加する方法については、一切記載していな
い。

【０００５】 楽器の音質を調整することが望まれる場合には、普通は、演奏中に楽器の音を
捉えるマイクロフォンを設け、マイクロフォンからの電気信号出力をプロセッサ
を介して送る必要がある。プロセッサは、残響又は音の遅延といった効果を加え
ることができる。しかしながら、プロセッサで処理された電子音は、ヘッドフォ
ンやラウドスピーカを介して聞かざるを得ず、楽器自体から変更された音を作り
出すわけではない。 したがって、楽器から直接得られる音響出力を変更する方法についての必要性
がある。

【０００６】 （発明の開示） 本発明の第一の態様によれば、音を作り出すために振動可能な少なくとも一本
の弦と、楽器から電気信号を拾う変換器と、電気信号を処理するプロセッサと、
共鳴板と、音響出力を作り出すため処理された電気信号で共鳴板を励振する共鳴
板上の励振器とを備えている楽器が提供される。

【０００７】 本発明による楽器を用いた場合には、普通に演奏される楽器の出力音を、演奏
時に調整することができる。これは、残響や音の遅延のような効果を作り出す。 この楽器は又、演奏者が激しく演奏しなくとも、楽器の音量を増すために使用
できる。これは、自然な弦倍音を演奏するように繊細なニュアンスを出すのに有
用である。

【０００８】 本発明による技術に基づけば、例えば中空体を有する楽器のような、音響楽器
において、楽器本体にプロセッサを組み込むことができ、これによって、処理し
た信号を聞くための外付けの増幅器とスピーカーの組み合わせに対する必要性を
排除することができる。フィードバックした信号に残響が加わった場合、楽器は
、大きさが正しく伝ったものではない音を生成する。プロセッサは、すでに膨大
な品揃えと異なる効果のものが市場に出ており、これらのものは、出力が楽器の
共鳴板を通して送られたとき、非常に異なる音を作り出すことができる。 したがって、上述の技術は、新しく独創的な音を作り出すことができる。

【０００９】 演奏家は、しばしば他の音楽家の伴奏を伴って音楽を演奏することを望む。し
かしながら、そのような他の音響信号を聞くためには、追加のラウドスピーカ又
はヘッドフォンが必要である。また、彼らは、演奏中に拍子をとる感覚を身につ
けるためにドラム又はメトロノームの拍子を聞くことを望む場合がある。この場
合も、別の装置が必要となる。そのような装置によって作り出された追加音は、
楽器によって作り出された音とは完全に別個のものである。

【００１０】 本発明の第二の態様によれば、共鳴板と、楽器の演奏者が機械的に振動させる
ことのできる少なくとも一本の弦と、音響出力を作り出すために弦振動を共鳴板
に結合するように少なくとも一本の弦を共鳴板に機械的に結合する機械的結合部
と、入力信号を楽器に入力するための入力信号コネクタと、該入力信号コネクタ
に与えられた信号に対応する音を作り出すために共鳴板を励振するように共鳴板
に結合された、共鳴板上に取り付けられた励振器とを備え、共鳴板が弦振動と同
時に励振されて、組み合わされた出力音響信号を生成できるようにした楽器が提
供される。

【００１１】 励振器を通して追加の音を出すことができる楽器では、楽器の演奏中に楽器自
体からバッキングトラックのような音を出すことが可能である。しばしば、音楽
によって作り出される振動を本体を通して感じることができ、そのことは演奏者
が音楽をより身近に感じる助けとなる。これは又、メトロノームの拍子のリズム
を感じる助けにもなる。

【００１２】 キーボードを有する電子楽器の幾つかにおけるような方法で、追加の音声又は
楽器のメロディーを、準備／選択し、或いは、ＭＩＤＩといった適当なインター
フェイスを介して事前にプログラムすることができる。かくして、演奏者は、そ
の演奏を電子的に増強したり、しなかったりして、音響部において主旋律を演奏
している間にバッキングトラックを再生することができる。明らかに、全体にわ
たる概念は、無限の創造的な音楽的可能性を提供するものである。 楽器は、かき鳴らすか弓で弾いて音を作り出すことができる少なくとも一本の
弦を有する弦楽器とすることができる。ここでは、「弦楽器」は、厳密な意味で
使われており、弦をたたいて音を作り出すピアノを含まない。

【００１３】 本発明のいずれの態様においても、ＷＯ９７／０９８４２に教示されるように
、最大限或いは望ましいモード的な励振密度又は望ましい音の特性或いは音質を
達成するため、励振器を本体上に設置することができる。励振器は、複数個設け
ることができる。

【００１４】 変換器は、弦の上又は弦に隣接して設置し、弦楽器からの源となる機械的／音
響信号を直接処理し、励振器を介して楽器の共鳴板にフィードバックできるよう
にして、補足的信号を、源の信号と一緒に聞くことができるように構成してもよ
い。例えば、弦楽器のような楽器の信号処理に関する現在の傾向において、これ
は、処理の効果を再生するため楽器の共鳴板を使用する表現道具として使うこと
ができる。従って、処理された信号を聞くための楽器増幅器についての必要性を
避けることができる。

【００１５】 楽器の機械的弦振動は、直接拾い上げられ、変換器により電気信号に変換され
る。 楽器の共鳴板に信号をフィードバックすることにより、第２の信号が楽器の音
響出力に現れる。その結果、その補足的信号は、楽器本体又は共鳴板からの原音
と同じ音色として取り扱われる。 励振器は、ＷＯ９７／０９８４２に記載されている一般的な種類の励振器でよ
い。励振器の駆動点は、実験及び／又はシミュレーションにより決定できる。

【００１６】 励振器と変換器の機能は、単一の変換器によって提供でき、いかなるフィード
バックも以下に述べるように要約できる。これは、より正確な音の再生を可能に
する。楽器が演奏されているとき、変換器と変換器として作動する励振器との組
み合わせによって音が録音される。後で、同じ変換器／励振器の組み合わせを通
して同じ振動が再生され、演奏されている楽器の音を正確に再生する。 変換器は、磁気ピックアップとすることができる。これは、共鳴板上の音では
なく、振動する弦の動きを拾い上げるだけという利点がある。これは、他の場合
に起こりうるフィードバックの影響を減らすことができる。

【００１７】 このことは、弦を例えば鋼のような強磁性体の物質で作らねばならないことを
意味する。これを音響ギターに適用する場合、問題となることは、３本の最も細
い弦だけが鋼でできているのに対し、３本の太い弦は通常ナイロンの芯に銅線を
巻きつけてできていることである。したがって、太い方の弦を強磁性体の物質を
含むように変更する必要がある。 このような磁気ピックアップを可能にするように、すべての弦が鋼でできてい
ると便利なことが多い。しかしながら、いくつかの楽器では、すべての弦を鋼に
することはできない。ギターの場合、高音の弦は鋼とし、低周波数の弦は、通常
のように銅とはしないで、鋼にテープを巻いたものとすることが望ましい。

【００１８】 代わりに又は追加的に、プロセッサは、フィードバックを減らす別のアプロー
チとして、信号に絶え間ないピッチ移動（「震音」）を加えるようにすることが
できる。震音は、原音の周波数の±１％の範囲内とすることができる。 代わりに又は追加的に、フィードバック共鳴を最小にするために、デジタルド
メインにおけるアルゴリズムを用いることができる。どんなフィードバックであ
っても、これを邪魔にならない予め決められたレベルに制限するために、フィー
ドバックされた信号にクリッピングを適用することができる。

【００１９】 本発明の装置により、家庭用のハイファイ再生装置を構成することもできる。
例えばバイオリンの場合、バイオリン本体の最適振動が得られる前もって決めら
れた位置に全域励振器を設置して、ピックアップとして利用することができる。
バイオリニストが曲を弾いたとき、通常の方法で出力を増幅し、記録することが
できる。すると、バイオリンは、演奏している間に該バイオリンが位置していた
と同じ高さに、好ましくは空中に、支持された状態にすることができ、その信号
を同じ励振器を通して再生することができる。このことによって、演奏された元
の曲に大変近い音を作り出すことができる。

【００２０】 別の例として、ピアノの本体内部に励振器を設けることができる。機械的・電
気的変換器として励振器を用い、多重トラック録音をすることができる。元のも
のよりもより小さいスケールで作られ、同様なスケールにして配置された励振器
を持つピアノを、録音の再生のために使うことができる。この方法は、最適化さ
れたとき、元のものと同じように、すなわち元のものと同じ音色、音質、音波伝
播特性をもって、再生音を作り出すことができる。

【００２１】 このように、本発明による楽器は、元の楽器（もしくは類似の楽器）の振動特
性及び音響放射特性が保持されているので、それ自体の録音を、優れたリアリズ
ムと正確さで再演奏することができる。楽器本体が励振している主モードでは、
この楽器は、もちろん他の音の再生にあまり適していない。 この作用モードにおいては、楽器自体が、増強された信号要素のための音声再
生装置とされ、この二重性が、楽器とそれにより達成される結果をさらに増強す
る。

【００２２】 プロセッサは、マイクロプロセッサにより構成することができる。選定した限
界、安全限界、或いは規定の限界内ダイナミックレンジの制御のような側面は、
ユーザーによる調節が可能なものであっても、また、フィードバックマージンの
モニターゲイン減少周波数シフト及び／又は遅延技術によるその制御は、適当な
ソフトウェアプログラムと、検知及び制御の回路をもったマイクロプロセッサに
割り当てることができる。こうすれば、ユーザー／演奏者は、ループ状となった
一連の変換器再生装置への過度の正ゲインの導入から生じるいくつかの問題から
解放される。

【００２３】 マイクロプロセッサは、信号処理部分を備えるか、又は信号処理部分を制御す
るようにして、例えば、音の遅延、様々な種類の残響、「フランジング」、反響
倍音の倍加、副倍音発生（後者は、低周波数挙動を拡大し、さらに低音域のスピ
ーカーが組み込まれたときに有用性が増すものである）、音響心理学的に関連し
た倍音合成による低音部の増強といったような広い範囲の機能を供するものとす
ることが便利である。

【００２４】 さらに加えて、ソフトクリッピングによって、許容される過負荷特性を組み込
むことができ、それは、作動限界における音質制御を考慮する側面である。周波
数成形及び音色といった特徴を付加することができる。 マイクロプロセッサ制御は、有線インターフェイス又は無線或いは光学的結合
によることができ、及び／又は、楽器本体上或いはフットペダルユニットに便利
なように設けられたハードワイヤーコントロールパネルによって達成することが
できる。

【００２５】 純粋或いは混合した電気信号の再生又は録音のために電気出力が与えられる。
後での複写及び／又は、例えば非楽器ベースのラウドスピーカのような典型的な
通常の再生のため、出力には変換器が拾い上げた信号要素が含まれる。 必ずしも楽器を大きな音で演奏することが目的ではないが、実際、残響や追加
音声の効果は、音量と観客への働きかけを増す効果をもつ。

【００２６】 励振器とアンサンブルの放射効率、及び一般的な音の大きさに対する要求のた
め、良好な効果を達成するには、例えば１から１０ワットの間の定格電力といっ
たほんのわずかな電力が必要となるだけである。幾つかの用途においては、楽器
の電力を供給するために、内蔵バッテリーを備えることができる。

【００２７】 概念的に、本発明は、電力自給式或いは局地的電力供給式の新しい楽器を創造
するものであり、その楽器は、別にラウドスピーカ、共振パネル、又はピストン
円錐体を含むものでも、含まないものでもよく、楽器の自由な自然振動を過度に
抑制しないように、シャシーを取り外し式のものとすることが望ましい。 楽器の低域周波数を増強するように、円錐形ラウドスピーカを取り付けること
ができ、このラウドスピーカは、響口として知られ、ヘルムホルツ共鳴器を有す
る共鳴板の囲まれた容積及び開口と共に働いて、広い音域と効率を与えることが
できる。

【００２８】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明をより良く理解するために、純粋に例として、具体的な実施形態を添付
図面を参照し、説明する。 ギター（１）は、共鳴板として作用する本体（３）、ネック（５）、ブリッジ
（９）とネック端部（１１）との間に支えられている複数の弦（７）を有する。
本体（３）は、ギターには標準である響口（１３）を形成する。

【００２９】 通常の構成要素に加え、弦運動ピックアップ用変換器（２１）が弦に隣接して
本体に取り付けられている。運動ピックアップ（２１）は本体上に取り付けられ
ているので、弦の動きだけでなく本体の振動も拾うことができる。 プロセッサ（２３）は本体内部に取り付けられ、電気コネクタ（２５）により
運動ピックアップ（２１）に電気的に接続されている。適当なプロセッサは市販
されているので、これ以上プロセッサについて記述しない。

【００３０】 電気的にプロセッサ（２３）に接続されているコントロールパネル（２７）が
、ギター本体の前面に取り付けられている。コントロールパネルは、プロセッサ
を制御する制御を供する。 ２つの慣性励振器（２９）が、ギター本体の上に取り付けられている。励振器
は、分布モード共振撓み波ラウドスピーカを励振するために通常使用されている
もので、市販されている。 コントロールパネル（２7）と慣性励振器（２９）の両方とも、プロセッサ（
２３）に電気コネクタ（２５）により接続されている。

【００３１】 ラウドスピーカ（３１）は、本体（３）の後側に一体に取り付けられている。 本体上の共通コネクタ（３５）は、信号の入出力部を与えるものであり、ギタ
ー（１）への電源入力、信号入力及び出力信号を与えるケーブル（３３）に接続
されている。

【００３２】 図２は、２つの励振器の位置を示すギターブリッジ（９）部分の平面図である
。励振器を、ギターブリッジ（９）から、ブリッジのネック方向とは反対側に１
０−２０ｃｍ離して設置すると最も良い結果が得られる。

【００３３】 処理は、図３に示されている。楽器の弦振動と楽器本体からの機械的信号を運
動ピックアップ変換器（２１）が拾い、プロセッサ（２３）が処理をする。これ
らの信号は、その効果を増強するため励振器（２９）によって楽器本体にフィー
ドバックされる。 背後のラウドスピーカ（３１）は、ギターの低周波数域を増強することができ
る。

【００３４】 図４は、ギターの別の使用、すなわちバッキングトラックや伴奏の演奏を図式
的に示している。演奏家は、通常ラウドスピーカやヘッドフォンを使用してステ
レオシステムから供されるバッキングトラックと一緒に演奏することを望むこと
が多い。 通常はＣＤプレーヤーである供給源（４１）が、増幅器（４３）に接続されて
いる。これは、信号をケーブル（３３）から励振器を通って楽器本体（３）に送
り、共鳴板を励振して音響出力を作り出すものである。これは、バッキングトラ
ックの音を楽器の出力と一体化させる。

【００３５】 この手法を用いて、驚くほど低い周波数まで相応に音が再生されることが試験
によって示された。さらに、音楽によって作り出された振動を、本体を通して感
じることができた。これは、演奏者が刺激を密接に感ずる助けとなる。 ドラムマシーンやメトロノームが、供給源として接続された。これは、演奏者
が適宜に演奏の練習をすることを可能にした。

【００３６】 以上に説明した実施形態はギターであるが、本発明を、ピアノやバイオリンの
ような弦を有するいずれの楽器にも適用することができる。追加のラウドスピー
カ（３１）やケーブル（３３）は必須のものではなく、他の用途では割愛するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるギターの略図である。

【図２】 図１のギターの平面図を示す。

【図３】 図１のギターで使われている回路の略図である。

【図４】 バッキングトラックを演奏するための、図１のギター使用の略図を示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年３月１日（２００１．３．１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5D378 KK17 MM84 SA16 SD14 UU09 UU10

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音を作り出すために振動可能な少なくとも一本の弦（７）と
   、楽器から電気信号を拾う変換器（２１）と、前記電気信号を処理するプロセッ
   サ（２３）と、共鳴板（３）と、音響出力を作り出すため処理された前記電気信
   号で前記共鳴板（３）を励振する、共鳴板（３）上の励振器（２９）と、を備え
   ることを特徴とする楽器（１）。
2. 【請求項２】 前記プロセッサ（２３）が、前記変換器（２１）が拾う信号
   に、変化する周波数シフトを与えることを特徴とする請求項１に記載の楽器。
3. 【請求項３】 電気信号を拾う変換器（２１）を、励振器（２９）としても
   用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のラウドスピーカ。
4. 【請求項４】 弦振動を拾う前記変換器（２１）が、少なくとも一本の弦（
   ７）に隣接して配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の楽器。
5. 【請求項５】 少なくとも一本の弦（７）が、強磁性の物質からなり、変換
   器（２３）が、磁気ピックアップであることを特徴とする請求項４に記載の楽器
   。
6. 【請求項６】 共鳴板（３）と、楽器の演奏者が機械的に振動させることの
   できる少なくとも一本の弦（７）と、音響出力を作り出すために弦振動を共鳴板
   （３）に結合するように少なくとも一本の弦（７）を共鳴板（３）に機械的に結
   合する機械的結合部（９）と、入力信号を楽器に入力するための入力信号コネク
   タ（３５）と、前記入力信号コネクタ（３５）に与えられた信号に対応する音を
   作り出すために前記共鳴板（３）を励振するように前記共鳴板（３）に結合され
   た、共鳴板（３）上に取り付けられた励振器（２９）とを備え、 前記共鳴板（３）が前記弦（７）の振動と同時に励振されて、組み合わされた
   出力音響信号を生成できるようにした楽器（１）。
7. 【請求項７】 少なくとも一本の弦（７）をかき鳴らすか弓で弾いて音を作
   り出すことができる弦楽器であることを特徴とする請求項１から請求項６までの
   いずれか１項に記載の楽器。
8. 【請求項８】 前記プロセッサ（２３）が、残響効果を作り出すことのでき
   るマイクロプロセッサであることを特徴とする請求項１から請求項７までのいず
   れか１項に記載の楽器。
9. 【請求項９】 楽器が作り出した音を制御するために前記プロセッサ（２３
   ）に接続されているコントロールパネル（２７）をさらに備えていることを特徴
   とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の楽器。
10. 【請求項１０】 楽器の音を通常のラウドスピーカで再生するように、音響
    信号を出力するための電気出力コネクタ（３５）をさらに備えていることを特徴
    とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の楽器。
11. 【請求項１１】 楽器本体（３）が共鳴板を形作ることを特徴とする請求項
    １から請求項１０までのいずれか１項に記載のラウドスピーカ。
12. 【請求項１２】 前記励振器（２９）に送られて対応する音響出力を作り出
    すことができる音響信号を入力するために、ケーブル（３３）に接続される電気
    入力コネクタ（３５）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１１ま
    でのいずれか１項に記載のラウドスピーカ。
13. 【請求項１３】 楽器上に取り付けられ、前記プロセッサ（２３）に接続さ
    れているラウドスピーカ（３１）をさらに備えていることを特徴とする請求項１
    から請求項１２までのいずれか１項に記載の楽器。