JP2625801B2

JP2625801B2 - 電気楽器

Info

Publication number: JP2625801B2
Application number: JP63000577A
Authority: JP
Inventors: 明彦竹内
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1988-01-04
Filing date: 1988-01-04
Publication date: 1997-07-02
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JPH01179096A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は電気楽器、詳しくは機械的発音源からの機
械的振動のうち所定の離散的周波数帯域を抽出するフィ
ルタ手段を設け、この抽出した機械的振動を電気信号へ
の変換器に供給するとともに、該変換器からの電気信号
が入力される増幅器からの出力電気信号を機械的発音源
に正帰還させるようにすることにより、自然楽器の音響
特性に近い電気的音源を得るようにしたものである。

（従来の技術）従来の電気楽器としては、例えば第７図及び第８図に
示すようなものが知られている。

これは電気ギターを示しており、この電気ギターは、
テイルピース１とフレット３を設けた指盤５の先端（ヘ
ッド）７との間に張設され、ブリッジ９の上を通る６本
の弦11を有している。そして、このブリッジ９は機電変
換器13、増幅器15、17、及び、ラウドスピーカ19に接続
されている。

従って、この電気ギターにあっては、弦11の振動を電
磁ピックアップ（機電変換器）13により電気信号に変換
し、この変換器13からの出力電気信号を増幅器15、17に
よって増幅する。増幅された電気信号出力はラウドスピ
ーカ19によって対応する音響振動に変換されることとな
る。また、音量スイッチ21による音量調節によってスピ
ーカ出力は任意のレベルとなる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の電気楽器にあって
は、たとえ電気的楽音信号が正確に作られても、トラン
スジューサであるスピーカの電圧振動変換能力の持つ限
界は不可避であった。すなわち、オーディオの分野では
トランスジューサ（スピーカ）の性能（忠実度）が極め
て低いことがネックであることは良く知られているが、
電気楽器も楽音信号を音響振動としてスピーカから放音
する以上、同じ制約を受けている。その結果、電気臭
い、不自然な音になるという問題点があった。

そこで、本発明は、自然楽器の音響特性に近い電気的
音源を得ることをその目的としている。

（問題点を解決するための手段）この発明は、機械的発音源と、この機械的発音源の機
械的振動を電気信号に変換する変換器と、この変換器か
らの出力電気信号を増幅する増幅器とを備えた電気楽器
において、上記機械的発音源からの機械的振動のうち所
定の離散的周波数帯域の機械的振動を抽出する空気から
なる共振体であるフィルタ手段を機械的発音源と変換器
との間に設け、このフィルタ手段を通過することにより
選択された機械的振動を上記変換器に供給するととも
に、上記増幅器からの出力信号を上記機械的発音源に正
帰還させるようにした電気楽器である。また、上記フィ
ルタ手段に替えて、膜からなる共振体で構成したフィル
タ手段を設けてもよい。このフィルタ手段は、これらに
替えて、ブロックからなる共振体で構成することもでき
る。

（作用）本発明に係る電気楽器にあっては、機械的発音源であ
る例えば弦、ドラムのヘッド、スピーカの振動板等は機
械的振動を生じさせる。変換器はこの機械的振動を電気
信号に変換し、増幅器に出力する。そして、増幅器はこ
の変換器からの出力電気信号を増幅し、その出力電気信
号を上記機械的発音源に正帰還させる。すなわち、該増
幅器によってその位相が制御されて増幅された電気信号
によって機械的発音源を機械的に振動させるものであ
る。

また、フィルタ手段は上記機械的発音源からの機械的
振動のうち所定の離散的周波数帯域、例えば特定楽器の
特定の音のホルマント周波数、またはこのホルマント周
波数に関連する一定範囲の周波数帯域を抽出する。この
場合、聴覚心理上重要な500〜2,000Hz近辺の周波数が含
まれ、基音（ピアノでは27.5Hz〜4,186Hzである）から
第５倍音までの離散した各周波数が含まれていることが
望ましい。そして、このフィルタ手段を通過した機械的
振動を上記変換器に供給する。

これらの結果、フィルタ手段を通過した特定の離散的
周波数帯域の振動のみが変換器に供給され、電気信号に
変換されて増幅される。すなわち、この系に電気的ある
いは機械的な信号がトリガーとして加われば、特定周波
数の強調された特性の音が得られることになる。ここて
得られる音のスペクトルエネルギー分布は周期性の高い
包絡線パターンを有していて、ホルマントが明確にな
り、音の通り（特に音高に関係した弁別性）が良く、自
然な感じがする。

（実施例）以下、本発明に係る電気楽器の実施例を図面に基づい
て説明する。

第１図はこの発明の第１実施例に係る電気楽器の全体
構成を示す概略ブロック図である。

第１図において、31はキースイッチであり、33はアン
プ（増幅器）である。35は音響フィルタを示し、この音
響フィルタ35は、スピーカ37とマイクロホン39とを両端
に配設した所定長さの共鳴管を有している。そして、ア
ンプ33の出力はスピーカ37に入力されるとともに、マイ
クロホン39の出力は該アンプ33に入力されているという
フィードバックループを形成している。

さらに、41はスピーカを示し、このスピーカ41と上記
アンプ33との間にはアンプ43が介挿されている。すなわ
ち、アンプ33の出力は他方ではアンプ43を介してスピー
カ41に入力されている。

第１図において音響フィルタ35を構成するスピーカ37
は機械的発音源として機能し、マイクロホン39は機械的
振動を電気信号に変換する機電変換器である。

第２図はこの音響フィルタ35の適用例を示す断面図で
ある。

第２図において、51は共鳴管であり、この共鳴管51は
一定断面の円筒管によって構成されている。この共鳴管
51の一端には上記スピーカ37が配設される一方、その他
端にはブラケット53を介して上記マイクロホン39が位置
調整自在に配設されている。共鳴管51の長さは所定の周
波数の音に対して気柱共鳴が生じる程度の長さに設定し
ているが、管長を調整自在にして気柱長を可変にすると
良い。すなわち、共鳴周波数を所定の値に設定して、音
源としての音高が決定されるものである。

従って、上記機械的発音源（スピーカ）37と変換器
（マイクロホン）39との間に介在された共鳴管51内の空
気が音波（振動）の伝播媒体としての共振体を構成する
とともに、共鳴管51とともに、フィルタ手段（音響フィ
ルタ）35を構成している。フィルタ手段35は例えばホル
マント周波数等の特定周波数帯域の機械的振動のみを抽
出するものである。

以上の構成に係る電気楽器にあっては、スイッチ31の
投入により発音源であるスピーカ37が所定周波数特性の
音を発すると、共鳴管51内の気柱共鳴により特定周波数
の音波がマイクロホン39によって抽出される。そして、
このマイクロホン39では該振動が対応する電気信号に変
換され、適当な制御手段、例えば位相やゲインやフィル
タ特性を調整するもの、を必要に応じて介してアンプ33
に出力される。アンプ33は該出力電気信号を増幅し、再
びスピーカ37に供給する。正帰還回路を構成するもので
ある。この結果、スピーカ37の出力は該特定周波数帯域
の振動が増幅されて再び共鳴管51内を伝播し、マイクロ
ホン39に検出される。この際、共鳴管51内では上記と同
様に気柱共鳴が生じている。従って、該特定周波数帯域
にあってはその振動が増幅されることとなる。

すなわち、周波数特性において特定周波数帯域の出力
音圧が高い、離散的で周期性の高い音が得られるもので
ある。より自然音に近いものとすることができるのであ
る。

なお、本装置にあっては、アンプ43を介してスピーカ
41により外部に発音することができる構成としている。

また、共鳴管51内にあってスピーカ37に近接してバッ
フル板（透孔付きの仕切板）を取着すれば、共鳴気柱の
長さが明確になり、さらに特徴が強まる。

第３図は本発明の第２実施例に係る音響フィルタを示
すものである。

この実施例は音響フィルタ（フィルタ手段）としてヘ
ルムホルツ共鳴器60を利用したものである。すなわち、
球形の所定容積の共鳴室61内に向かって機械的発音源と
してのスピーカ63を配設するとともに、この機械的振動
を電圧に変換する変換器としてのマイクロホン65を該共
鳴室61に取着したものである。また、共鳴室61は所定断
面積の開口67を有している。なお、マイクロホン65の取
着位置は第１実施例のように共鳴室61の外、開口67の近
傍としても良い。また、その他の構成は上記実施例のそ
れと同様とする。

従って、上記実施例と同様にフィルタ手段としては空
気が共振の媒体となった該ヘルムホルツの共鳴器60が特
定周波数帯域の振動を正帰還ループによって増幅してい
る。また、開口67を手で半分閉じることによりその共鳴
周波数を変えることもできる。その他の作用は上記実施
例と同様である。

第４図は本発明の第３実施例を示している。

本実施例では、膜鳴楽器であるドラムに本発明を適用
している。

すなわち、機械的発音源として電磁アクチュエータ81
を胴83の内部に配置し、ヘッド85の裏面には導体パター
ンを設け吸引反発力でヘッド85の加振が可能である。ま
た、ヘッド85には変換器として電磁ピックアップを例え
ばパターン蒸着と電磁コイルを組み合わせて構成してい
る。したがって、膜体であるヘッド85がその張力に応じ
て特定周波数帯域の膜振動をピックアップに伝達するも
のである。ヘッド85及びアクチュエータ81は、それぞ
れ、フィルタ手段及び機械的発音源を構成するものであ
る。

なお、張力は張力調節手段87によって調節可能な構成
である。

その他の構成、作用については上記各実施例と同様で
ある。

第５図及び第６図は本発明の第４実施例を示してい
る。

この実施例は、体鳴楽器について本発明を適用したも
のである。

スタンド91に支持されたドラ（ブロック）93に電磁式
や圧電式等からなるアクチュエータ95によって振動を付
与し、そのドラ93の円板の材質、大きさ等により特定さ
れる周波数帯域の振動のみをピックアップ97によって抽
出するものである。

従って、この実施例においては、共振体としての円板
（ドラ）93がフィルタ手段を構成するものである。

そして、その他の構成、及び、その作用は上記各実施
例と同様である。

（効果）以上説明したように本発明によれば、電気楽器の発す
る音としては電気臭くなく、自然楽器と同様の音を得る
ことができる。特定周波数帯域の出力音圧が高い音を得
ることができるものである。

そして、音源の数は必要な音高の数に応じて決定する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気楽器の第１実施例を示すその
全体回路図、第２図は第１実施例に係る音響フィルタを示すその断面
図、第３図は第２実施例に係る音響フィルタを示すその断面
図、第４図は第３実施例に係る音響フィルタを示すその断面
図、第５図は第４実施例に係る音響フィルタを示すその側面
図、第６図は第４実施例に係る音響フィルタを示すその正面
図、第７図は従来の電気ギターの概略全体構成を示すその斜
視図、第８図は同じく従来の電気ギターの全体構成を示すブロ
ック図である。 33……アンプ（増幅器）、35……音響フィルタ、37……
スピーカ（機械的発音源）、39……マイクロホン（変換
器）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】機械的発音源と、この機械的発音源の機械的振動を電気信号に変換する変
換器と、この変換器からの出力電気信号を増幅する増幅器とを備
えた電気楽器において、上記機械的発音源からの機械的振動のうち所定の離散的
周波数帯域の機械的振動を抽出する空気からなる共振体
であるフィルタ手段を機械的発音源と変換器との間に設
け、このフィルタ手段を通過することにより選択された機械
的振動を上記変換器に供給するとともに、上記増幅器からの出力信号を機械的発音源に正帰還させ
るようにしたことを特徴とする電気楽器。
【請求項２】機械的発音源と、この機械的発音源の機械的振動を電気信号に変換する変
換器と、この変換器からの出力電気信号を増幅する増幅器とを備
えた電気楽器において、上記機械的発音源からの機械的振動のうち所定の離散的
周波数帯域の機械的振動を抽出する膜からなる共振体で
あるフィルタ手段を機械的発音源と変換器との間に設
け、このフィルタ手段を通過することにより選択された機械
的振動を上記変換器に供給するとともに、上記増幅器からの出力信号を上記機械的発音源に正帰還
させるようにしたことを特徴とする電気楽器。
【請求項３】機械的発音源と、この機械的発音源の機械的振動を電気信号に変換する変
換器と、この変換器からの出力電気信号を増幅する増幅器とを備
えた電気楽器において、上記機械的発音源からの機械的振動のうち所定の離散的
周波数帯域の機械的振動を抽出するブロックからなる共
振体であるフィルタ手段を機械的発音源と変換器との間
に設け、このフィルタ手段を通過することにより選択された機械
的振動を上記変換器に供給するとともに、上記増幅器からの出力信号を上記機械的発音源に正帰還
させるようにしたことを特徴とする電気楽器。