JPH0241098A - 電気／電子楽器 - 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］ この発明は、楽音を電気的音響装置を介して発音する電
気楽器や電子楽器のような電気／電子楽器に関し、特に
発音可能な全音域、特に低音域にて良好な音質の楽音を
発生し得る電気／電子楽器に関する。

［従来の技術］ 従来、電気的音響装置を備えた楽器として電子楽器や電
気楽器が知られている。電気楽器は、ギター　ドラム、
笛等と同様の機械的振動により音を発生する発音装置を
備え、この機械的振動または音を一旦電気信号に変換し
て電気的に増幅し、これを音響装置にて音響に再変換し
て発音するもので、楽音を、前記直に発生するだけの場
合より大音響で発音したり、特殊効果を付す等の加工を
施して発音できるようにしたものである。

一方、電子楽器は、鍵盤、ドラムパッド、呼吸気入力装
置等の発音指示手段からの指示に応じて発振器やメモリ
等を用いた電子回路で楽音信号を電気的に形成し、これ
を音響装置を介して発音するものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような電気／電子楽器においては、従来
、音響装置の周波数特性は固定されており、幅広い発音
域を有する電子鍵盤楽器などの場合には、必ずしも全音
域にて良好な音質が得られるものではなかった。

この発明の目的は、前記従来例における問題点に鑑み、
幅広い発音域に対して良好な音質が得られる電子楽器を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するためこの発明では、電子楽器に、音
響装置として、閉じられた空洞とこの空洞を外部領域に
音響的に連絡する音響的質量手段からなる共鳴器と、こ
の共鳴器の一部を構成して一方の面でこの共鳴器を駆動
する振動体を備えた振動器と、前記共鳴器駆動時にこの
共鳴器側から前記振動体への作用を打ち消すように前記
振動器を駆動する振動器駆動手段と、前記共鳴器および
振動器駆動手段のうち少なくとも一方を制御してこの音
響装置の周波数特性を可変する制御手段とを設けている
。

［作用コ この発明においては、音響装置の周波数特性を可変制御
するようにしている。このため、演奏前に予め演奏内容
に応じた周波数特性を設定することにより、または演奏
時に指定された音高または音質等に応じて自動的に周波
数特性を設定するように構成することにより、高品質の
楽音を発音したり、従来にない楽音効果を実現すること
ができる。

なお、従来の音響装置においては、前記振動器を出力イ
ンピーダンスが実質的にＯの振動器駆動手段を用いてい
わゆる定電圧駆動していた。このような音響装置におい
て、振動器（例えばスピーカユニット）から直接放射さ
れる音響の出力音圧の低域側再生限界は、振動器の特性
値（ｔ’ｏ。

Ｑｏ）およびその振動器を取り付ける箱体（例えばスピ
ーカキャビネット）の容積により決定されていた。この
ため、周波数特性を任意に可変するには、可変範囲の最
低周波数を再生し得る大形の振動器および箱体が必要で
あった。また、振動器および箱体を小形化するためにス
ピーカシステムとしての最低再生限界周波数は高めに設
定し、低域再生レベルの不足分を振動器駆動手段の入力
信号レベルをブーストすることにより補償することも考
えられる。しかし、前記従来の音響装置においては、前
記低域側再生限界以下の出力音圧が１２　ｄ　Ｂ　／　
ｏ　ｃ　ｔで低下するため、低域特性の大幅な補償は困
難ないし不可能であった。また、位相反転形（バスレフ
形）スピーカシステムのような共鳴器を有するスピーカ
システムを用いた音響装置においては、振動器の直接放
射特性と共鳴器の共鳴放射特性とが相互に依存するため
、周波数特性を平坦とするためには比較的厳密な設定が
必要であり、共鳴周波数を可変すると、特に極端に低く
設定した際、低域周波数特性に前記１２ｄＢ／　ｏ　ｃ
　ｔのうねりが生じ、平坦にする補償が困難であった。

この発明においては、振動器駆動手段が振動器の振動体
に対する共鳴器（空洞）側からの作用を打ち消すように
この振動器を駆動する。すなわち、振動器は、共鳴器側
からの作用に影響されない、充分に制動のかかった、い
わゆるデッドの状態で駆動される。このため、振動器振
動体からの直接放射音響の周波数特性は振動板の直接放
射面後方の空間の容積に影響されず、この空間の容積は
、共鳴器の空洞として、かつ振動器の容器として不都合
が生じない限り、小さくすることができ、このとき、振
動器の最低共振周波数ｆｏより低域における直接放射音
響の出力音圧の低下は６　ｄ　Ｂ　／　ｏ　ｃ　ｔとな
る。また、共鳴器側から見れば、該共鳴器駆動時に該共
鳴器側からの作用を打ち消すように振動器を駆動すると
いうことは、振動器の振動板が共鳴器側からは駆動でき
ない等価的な壁と化しているということである。したが
って、共鳴器としてのＱ値は、振動器の特性値（ｆｏ、
Ｑｏ）に影響されず、共鳴周波数を下げても充分高いＱ
値を確保することができる。これにより、空洞、すなわ
ち箱体を小形化しても共鳴器から充分なレベルの重低音
（共鳴音）を発生することができる。また、共鳴器の共
鳴周波数は、前記直接放射特性と無関係に可変すること
ができ、この際周波数特性のうねりが生じたとしても通
常のトーンコントロールと同程度の８ｄＢ１０ｃｔの補
償で平坦化することができる。共鳴器の共鳴周波数は、
前記空洞容積や音響的質量を可変することにより可変す
ることができる。さらに、周波数特性、特に低域特性は
、前記振動器駆動手段における共鳴器側からの作用打ち
消しの程度を可変することによっても可変することがで
きる。

［効果］ このように、この発明によると、必要に応じて音響装置
の周波数特性を変化させ得るため、演奏楽音の音高と音
響装置の周波数特性をマツチングさせれば高品質な楽音
を発音させることができる。また、演奏楽音の音高と音
響装置の周波数特性との組合せや、演奏中にこの組合せ
を変化させる等により、従来得られなかった楽音効果を
得ることが可能になる。

［実施例コ 以下、図面によりこの発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明の一実施例に係る電気楽器の構成を
示す。

同図の電気楽器は、箱体（スピーカボックス）１として
一端を中空部（ダクト）２を有する中空ピストン３によ
り、かつ他端を振動器（動電形スピーカユニット）４に
より塞がれたシリンダ５を用いたものである。この電気
楽器には、さらに、ドラムの膜、ギター等の弦またはリ
ード等、演奏により自ら機械的または音響的に振動して
楽音を発生する発音装置７、発音装置７の機械的または
音響的振動を電気信号に変換するピックアップ等の発音
回路８およびこの発音回路８から供給される楽音信号に
基づいて前記振動器４を駆動する振動器駆動回路９等を
備えている。

この電気楽器においては、箱体１内の空洞６と中空ピス
トン３のダクト２とによりヘルムホルツ共鳴器が構成さ
れ、このヘルムホルツ共鳴器においては、閉じられた空
洞６内の空気バネとダクト２内の空気質量とによって空
気の共鳴現象が生じる。そして、この共鳴周波数ｆ。Ｐ
は、として求めることができる。ここで、Ｖｌは空洞６
の容積、Ｓｌはダクト２の断面積、１１はダクト２の長
さ、Ｃは音速である。中空ピストン３はシリンダ５中を
前後（図中の左右）に移動可能であり、この中空ピスト
ン３を移動することにより、箱体１、すなわち空洞６の
容積Ｖ１を可変し、前記共鳴周波数ｆＯＰを可変するこ
とができる。

前記振動器駆動回路８は、前記へルムホルッ共鳴器駆動
時にこのヘルムホルツ共鳴器すなわち密閉箱（空洞）５
側からの前記振動器４の作用に対する大気反作用を打ち
消すように前記振動器４を駆動する。このような駆動装
置としては、出力インピーダンス中に等価的に負性イン
ピーダンス成分（−２０）を発生させる負性インピーダ
ンス発生回路や振動体の動きに対応するモーショナル信
号を何らかの手法で検出して入力側に負帰還するモーシ
ョナルフィードバック（ＭＦＢ）回路等公知の回路を適
用することができる。

次に、第１図の電気楽器の作用を説明する。

この電気楽器の演奏時、発音装置７が操作されると、発
音回路８がこの発音装置７における電気的または音響的
振動を電気信号に変換する。振動器駆動回路９は、この
発音回路８から供給される電気信号に基づき振動器４を
駆動する。

振動器駆動回路９から振動器４に駆動信号が与えられる
と、振動器４はこれを電気機械変換して振動板４１を前
後（図中の左右）に往復駆動する。振動板４１はこの往
復運動を機械音響変換する。ここで、振動板４１の前面
側（図中の左面側）は音響を直接外部に放射するための
直接放射部をなしており、振動板４１の後面側（図中の
右面側）は前記空洞６とダクト２からなるヘルムホルツ
共鳴器を駆動するための共鳴器駆動部をなしている。そ
して、この振動板４１の後面側には、空洞６内の空気か
らの大気反作用が加わるが、振動器駆動回路９は、この
大気反作用を打ち消すように振動器４を駆動する。

このように、振動器４を、前記へルムホルツ共鳴器駆動
時に該共鳴器からの大気反作用を打ち消すように駆動す
ると、振動板４１は共鳴器の側からは駆動できず、この
共鳴器側から見れば剛体すなわち壁として作用する。し
たがって、ヘルムホルツ共鳴器としての共鳴周波数およ
びＱは、振動板４１と振動器４による直接放射部として
の共振周波数およびＱから独立したものとなり、かっ振
動器４からの共鳴器駆動エネルギーも上記直接放射部と
は独立して与えられることになる。また、振動器４が共
鳴器すなわち空洞６側からの大気反作用に影響されない
、いわゆるデッドの状態で駆動されるため、直接放射音
響の周波数特性は空洞６の容積に影響されない。したが
って、この実施例の構成によれば、ヘルムホルツ共鳴器
の空洞である空洞６の容積を直接放射音響の周波数特性
に影響を与えることなく広範に可変することができる。

また、空洞６の容積を従来の楽器より小さくすると同時
に共鳴周波数ｆ’ｏｐを従来楽器よりさらに低く設定し
た場合にも、共鳴器のＱ値を充分な大きさに設定するこ
とができる。さらに、この実施例の電気楽器の音響装置
によれば、空洞６を従来楽器より大幅に小形化したとし
ても、より低音まで再生することが可能となる。

第１図において、振動器４は、振動器駆動回路９からの
駆動信号に応答して振動板４１を駆動し、かつ空洞６と
ダクト２とで構成されるヘルムホルツ共鳴器に対し独立
に駆動エネルギーを与える。これにより、第１図中に矢
印ａで示すように振動板４１から音響が直接放射される
とともに、空洞６中の空気が共鳴させられて、第１図中
に矢印すで示すように、共鳴放射部（ダクト２の開口）
から充分な音圧の音響が共鳴放射される。第２図は、第
１図の電気楽器の出力音圧の周波数特性を示す。第２図
において、ａは振動器４からの直接放射音響音圧の周波
数特性、ｂはダクト２の開口からの共鳴放射音響音圧の
周波数特性を示す。そして、これら周波数特性ａとｂを
合成したものＣが、箱体１（空洞６）、ダクト２および
振動器４からなるスピーカシステムの出力音圧特性とな
り、これを振動器駆動回路９の入力信号のレベルを増減
して補正したものｄが第１図の電気楽器の総合周波数特
性となる。ここでは、中空ピストン３が周波数特性可変
制御手段として作用し、この中空ピストン３をドローン
ボーンのように図中で左右にスライドさせて前記へルム
ホルッ共鳴器の共鳴周波数ｆ。Ｐを変化させれば直接放
射音響の位相特性に悪影響を及ぼすことなく周波数特性
の下限を可変することができる。なお、この際、周波数
特性にうねりが生じた場合には前述のように振動器駆動
回路９の入力信号のレベルを増減して補正することによ
り総合周波数特性を平坦化することができる。

第３図は、この発明の他の実施例に係る電気楽器の構成
を示す。この実施例においては、箱体１の容積ｖＩを一
定とし、ダクト２として断面積Ｓおよび長ざ℃の異なる
バイブを複数本並べ、各バイブ２の箱体１との連結部に
弁２１を設けたものである。ここでは、弁２１が周波数
特性可変制御手段として作用し、これらの弁２１を開閉
して１つまたは２つ以上のダクト２を箱体１の空洞６に
結合することにより、ダクト２と空洞６とにより構成さ
れるヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数ｆＯＰを可変する
ことができる。そして、演奏者等が演奏開始時に“開”
となる弁２１を予め設定することによって、音質および
周波数特性を演奏しようとする楽曲または演奏者の好み
等に合わせることができる。なお、バイブ２はそのまま
楽器用スタンドとして利用するようにしてもよく、また
は楽器の側板や背板中に収納するようにしてもよい。

第４図はこの発明のさらに他の実施例を示す。

この実施例は、２重パイプ構造の密閉箱１（１８〜ｌｄ
）に小形のスピーカユニット４（４ａ〜４ｄ）を直接取
り付けてなり、容積Ｖおよびダクト２（２ａ〜２ｄ）の
断面積Ｓと長さ１が異なり、したがってヘルムホルツ共
鳴周波数ｆ。Ｐが異なる複数のスピーカシステム１１（
ｌｌａ〜１１ｄ）を並べるとともに、駆動回路９により
駆動するスピーカユニット４を周波数特性の設定に応じ
て選択するための駆動スピーカ選択制御回路１２を設け
たものである。

第４図の電気楽器においては、駆動スピーカ選択制御回
路１０が周波数特性可変制御手段として作用し、１つま
たは２つ以上のスピーカシステム１１を選択して駆動回
路９により駆動することにより、音質および周波数特性
を演奏しようとする楽曲または演奏者の好み等に合わせ
ることかできる。

なお、前記第１図、第３図および第４図の実施例におい
て、演奏音高または演奏音域を検出する発音音高（音域
）検出手段およびこの検出結果に応じて音響装置の周波
数特性を可変する制御手段を設け、音響装置の周波数特
性を演奏音高または演奏音域に応じて可変制御すること
も可能である。具体的には、例えば第１図の電気楽器の
場合であれば、前記制御手段としてピストン駆動手段を
設け、検出音高（または音域）に従って、ピストン３を
駆動し、空洞６の容積Ｖを変化させることで周波数特性
を変化させるようにすれば、楽器演奏にリアルタイムで
対応変化する従来なかった楽音効果を有する楽器が得ら
れる。この場合、同時に複数の音高または音域が検出さ
れたときには、低音特性を向上させるという目的からし
て、最低音または最低音域に合せて制御するのが好まし
い。

次に、ヘルムホルツ共鳴器を利用したスピーカシステム
を負性インピーダンス発生回路で駆動する音響装置の作
用を説明する。

第５図は、第１図、第３図および第４図に示す振動器駆
動回路９と、振動器４、空洞６およびダクト２で構成さ
れた共鳴ポート付スピーカシステムとからなる部分の電
気等価回路を示す。ここで、ＥＯは駆動信号源である電
圧源を示す。また、並列共振回路Ｚｌは振動器４の等価
モーショナルインピーダンスによるものであり、ｒｏは
振動系の等価抵抗、Ｓｏは振動系の等価スチフネス、ｍ
ｏは振動系の等価質量を示している。直列共振回路Ｚ２
はダクト２と空洞６とにより構成されるヘルムホルツ共
鳴器の等価モーショナルインピーダンスによるものであ
り、ｒｃは空洞６の等価抵抗、Ｓｃは空洞６の等価スチ
フネス、ｒｐはダクト２の等価抵抗、ｍｐはダクト２の
等価質量を示している。Ａは力係数であり、振動器４が
動電形直接放射スピーカであるときには、Ｂを磁気ギャ
ップ中の磁束密度、１ｖをボイスコイルの導体の全長と
するとＡ＝Ｂｆｌｖとなる。さらに、図中のＺＶは振動
器４の内部インピーダンス（非モーショナルインピーダ
ンス）であり、振動器４が動電形直接放射スピーカユニ
ットであるときには、主としてボイスコイルの抵抗ＲＶ
となり、わずかながらインダクタンスを含んでいる。

第６図は、第５図においてＺＶ　−ＺＯ＝Ｑ、すなわち
振動器４の内部インピーダンス（非モーショナルインピ
ーダンス）が等測的に完全に無効化されたときの電気的
等価回路である。ここでは各要素の値に付される係数を
省略しである。

この等価回路から以下のことが明らかである。

先ず、振動器４の等価モーショナルインピーダンスによ
る並列共振回路Ｚｌは、両端が交流的にゼロインピーダ
ンスで短絡されている。したがって、この並列共振回路
Ｚ１は、Ｑ値がＯであり、実質的には、もはや共振回路
ではなくなっている。すなわち、この振動器４にあって
は、単にヘルムホルツ共鳴器に振動器４を取り付けた状
態で有していた最低共振周波数という概念がもはやなく
なっている。以後、振動器４の最低共振周波数ｆ０相当
量と言う場合には、実質的には無効化されてしまった上
記概念を仮に呼ぶに過ぎない。このように、ユニット共
振系（並列共振回路）２＋が実質的に共振回路でなくな
る結果、この音響装置における共振系はへルムホルッ共
鳴系（直列共振回路）Ｚ２のみ唯一つになってしまう。

また、振動器４は、振動系が実質的に共振回路でなくな
る結果、駆動信号入力に対してリアルタイムで線形応答
し、全く過渡応答することなく、振動器駆動回路９への
入力電気信号（駆動信号ＥＯ）を忠実に電気機械変換し
、振動板４１を変位させることになる。つまり、完全な
制動状態（いわゆるスピーカデッドの状態）である。こ
の状態におけるこのスピーカユニットの最低共振周波数
ｆ０相当値近傍の直接放射出力音圧周波数特性は、６　
ｄ　Ｂ　／　ｏ　ｃ　ｔとなる。これに対し、通常の電
圧駆動状態の特性は、１２ｄＢ１０ｃｔとなる。

一方、ヘルムホルツ共鳴器の等価モーショナルインピー
ダンスによる直列共振回路２．は、上記駆動信号源ＥＯ
にゼロインピーダンスで接続されているので、もはや並
列共振回路Ｚ、との間に相互依存の関係はなく、並列共
振回路Ｚ、と直列共振回路ｚ２とは無関係に独立して並
存することになる。したがって、空洞６の容積（Ｓｏに
反比例する）およびダクト２の形状、寸法（ｍ　ｐに比
例する）は振動器４の直接放射特性には影響せず、また
、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数ｆ’ｃｐおよびＱ値
Ｑｃｐは振動器４の等価モーショナルインピーダンスに
も影響されない。すなわち、ヘルムホルツ共鳴器の特性
値と振動器４の特性値とは独立して設定することができ
る。さらに、直列共振回路Ｚ２の直列抵抗は、ｒｃ＋ｒ
、のみであり、これらは通常、充分小さな値であるから
、この直列共振回路２２％すなわちヘルムホルツ共鳴器
のＱ値は充分に高く設定することができる。

別の見方をすれば、ユニット振動系は実効的には共振系
でなくなっているので、駆動信号人力に応じて変位し、
外力、特に空洞６の等価スチフネスＳＣによる大気反作
用には実質的に影響されない。このため、振動器４の振
動板４１は空洞６側から見れば等測的に壁となり、ヘル
ムホルツ共鳴器から見たときの振動器４の存在が無効化
される。したがって、ヘルムホルツ共鳴器としての共鳴
周波数およびＱ値は、振動器４の非モーショナルインピ
ーダンスに依存せず、この共鳴周波数を従来の定電圧駆
動方式では共鳴のＱ値が非常に小さくなるような周波数
に設定する場合にもＱ値を充分に大きな値に維持するこ
とができる。また、ヘルムホルツ共鳴系はユニット振動
系とは全く独立して音響放射を行なう仮想スピーカとも
言うべき存在となっている。そして、この仮想スピーカ
は、ポート径に相当する小口径で実現するにもかかわら
ず、その低音再生能力から見ると現実のスピーカユニッ
トとしては極めて大口径のものに相当する。

以上を前記電気楽器に用いられているようなバスレフ形
または共鳴器付のスピーカシステムを従来のパワーアン
プで定電圧駆動する従来方式と比較すると、該従来方式
では、周知のように、二ニット振動系Ｚ１とへルムホル
ツ共鳴系Ｚ２との複数の共振系が存在し、しかも各共振
系の共振周波数およびＱ値は相互に密接に依存していた
。例えば、ヘルムホルツ共鳴系Ｚ２の共振周波数を下げ
るためにダクト２を長くしたり、細くする（ｍｐが大き
くなる）と、ユニット振動系Ｚ、ではＱ値が高くなり、
ヘルムホルツ共鳴系Ｚ２では低くなるし、空洞６の容積
を小さくする（ＳＣが大きくなる）と、ダクト２を長く
したり、細くしてヘルムホルツ共鳴系Ｚ２の共振周波数
を一定に保ったとしても、ユニット振動系Ｚ１ではＱ値
および共振周波数が高くなり、ヘルムホルツ共鳴系Ｚ、
ではＱ値がさらに低くなっていた。すなわち、スピーカ
システムの出力音圧周波数特性は、スピーカユニット４
の特性、空洞６の容積およびダクト２の寸法に密接に関
連しているため、これらをマツチングさせるためには高
度の設計技術が必要であった。また、完全にマツチング
させたとしても、−様再生の低域限界はスピーカユニッ
ト４を空洞６に取り付けた状態での共振周波数ｆ。Ｃの
高々１／！丁程度であり、かつ−旦マッチングさせた後
は、出力音圧特性、特に低域特性を損なうことなく空洞
６を小形化したり、音質等の特性を損なうことなく既存
のシステムの音響再生帯域を簡単に拡大することは、一
般に無理であると考えられていた。また、上記へルムホ
ルツ共鳴系Ｚ２における共振周波数ｆ。Ｐより低い帯域
での周波数と直接放射能力との関係は、音圧レベルから
見れば、周波数の低下に対して１２　ｄ　Ｂ　／　ｏ　
ｃ　を程度の割合で低下し、共振周波数を前記バスレフ
形または共鳴器付のスく°−カシステムの基本思想に対
して極度に低く設定すると、入力信号レベルの増減によ
る補正は極めて困難になっていた。

この実施例の駆動装置は、上述のように、ヘルムホルツ
共鳴を利用したスピーカシステムを負性インピーダンス
駆動するようにしたため、システムのユニット振動系と
へルムホルツ共鳴系の特性や寸法等を独立に設定でき、
かつ、ヘルムホルツ共鳴系の共振周波数を低く設定して
もＱ値、低音再生能力を高く保持することができるよう
になる上、ユニット振動系の直接放射能力も強力（６ｄ
　Ｂ　／　ｏ　ｃ　ｔ　）となるので、周波数特性のう
ねりを、入力信号レベルの増減、例えば通常の音質調整
程度の増減により補正し得る等の特徴が得られる。また
、ユニット振動系が実質的に共振系でなくなフた結果、
周波数ｆ。Ｃ近傍における急激な位相変化がなく、位相
特性も良好となる。このため、周波数特性および音質を
損なうことなく空洞６を小形化してスピーカシステムを
小形に構成することができるとともに、ユニット振動系
の直接放射能力に悪影響を及ぼすことなく共鳴周波数ｆ
ＯＰを可変することができる。これにより、既存のスピ
ーカシステムを従来の定電圧駆動による場合よりも音質
を向上させ、あるいは音響再生帯域、特に低音側を簡単
に拡大して駆動することかできる。また、共鳴周波数を
適宜可変設定しても周波数特性のうねりを容易に補正す
ることができ、広い周波数範囲において、演奏内容や音
楽に合った音質を設定することができる。

なお、上述においては、Ｚｖ−Ｚｏ＝Ｑの場合について
のみ説明したが、Ｚｖ　−Ｚｏ　＞Ｏの場合、ユニット
振動系およびヘルムホルツ共鳴系の特性値等は、上記イ
ンピーダンスＺｖ−Ｚｏの値に応じて上記Ｚｖ　−Ｚｏ
　＝Ｏの場合と従来の定電圧駆動方式の場合との間の値
となる。したがって、この性質を積極的に利用して、例
えばヘルムホルツ共鳴系のＱ値の調整を、ボート径を調
節したり、空洞６内にグラスウールやフェルト等の機械
的Ｑダンパを入れたりして行なう代わりに、負性インピ
ーダンス−Ｚｏを調節することにより行なうようにする
ことができる。

第７図は、前記振動器（スピーカユニット）４を負性イ
ンピーダンス駆動するための負性インピーダンス発生回
路８の基本構成を示す。

同図の回路は、利得Ａの増幅器８１の出力を振動器４に
よる負荷Ｚしに与える。そして、この負荷ＺＬに流れる
電流■、を検出し、伝達利得βの帰還回路８３を介して
増幅回路８１に正帰還する。このようにすれば、回路の
出力インピーダンスＺ０は、 Ｚｏ　　＝Ｚｓ　　（１−Ａβ）　　　　　・・・・・
・・・　（２）として求められる。この（２）式からＡ
β〉１とすればＺｏは開放安定形の負性インピーダンス
となる。ここで、Ｚｓは電流を検出するセンサのインピ
ーダンスである。

したがって、この第５図の回路において、インピーダン
スＺｓの種類を適宜選択することにより、出力インピー
ダンス中に所望の負性インピーダンス成分を含ませるこ
とができる。例えば、電流ＩＬをインピーダンスＺ３の
両端電圧により検出する場合には、インピーダンスＺＳ
が抵抗Ｒ５であれば負性インピーダンス成分は負性抵抗
成分となり、インダクタンスし、ｓであれば負性インダ
クタンス成分となり、キャパシタンスＣＳであれば負性
キャパシタンスとなる。また、帰還回路８３に積分器を
用い、インピーダンスＺＳとしてのインダクタンスＬＳ
の両端電圧を積分して検出することにより負性インピー
ダンス成分を負性抵抗成分とすることができ、さらに帰
還回路８３に微分器を用い、インピーダンスＺｓとして
のキャパシタンスＣｓの両端電圧を微分して検出しても
負性インピーダンス成分は負性抵抗成分となる。

電流検出センサとしては、これらのインピーダンス素子
Ｒｓ　、Ｌｓ　、Ｃｓ等の他、Ｃ，Ｔ、やホール素子等
の電流プローブを用いることも可能である。

このような回路に相当する具体例は、例えば特公昭５９
−５１７７１号等に示されている。

また、電流検出を振動器４の非接地側で行なうことも可
能である。このような回路の具体例は、例えば特公昭５
４−８３７０４号等に示されている。第８図はＢＴＬ接
続の例であるが、第７図の回路に適用することは容易で
ある。、第８図の８４は反転回路である。

第９図は出力インピーダンス中に負性抵抗成分を含むア
ンプの具体的回路例を示す。

第９図のアンプにおける出力インピーダンスＺｏは、 Ｚｏ　＝　Ｒｓ　　（１−Ｒｂ　／　Ｒ−）、＝ｏ、２
２　（１−３０／１．６） ＝−３，９（Ω） となる。

［実施例の変形例］ なお、この発明は、前記実施例に限定されることなく、
適宜変形して実施することができる。例えば、前記実施
例においては、共鳴器を構成するための音響的質量手段
として開口ボートを有するダクトを用いているが、これ
は単なる開口やドローンコーン等の受動振動体であって
もよい。

また、前記実施例においては、駆動手段として主に負性
インピーダンス発生回路を用いた場合について説明して
いるが、この駆動手段は、振動器の振動体を周囲からの
反作用を打ち消すように駆動するものであればよく、例
えば特公昭５８−８１１５６号に開示されたようないわ
ゆるＭＦＢ回路であってもよい。

さらに、前記実施例は、この発明を電気楽器に通用した
例を示したが、この発明は、電子楽器に通用することも
可能である。この電子楽器は、例えば第１図の発音装置
７および発音回路８からなる発音制御部の代わりに、鍵
盤、ドラムパッドまたは呼吸気人力装置等の発音指示手
段とこの発音指示手段により指示された楽音の信号を電
気的に形成する楽音形成手段を設けたものである。この
電子楽器は、演奏時の楽音信号が機械的または音響的撮
動を電気信号に変換したものではなく、メモリや発振器
等の電気回路において形成されることを除き、第１図の
楽器と同様に動作する。

の音響装置部分の電気等価回路図、 第６図は、第４図においてＺシーＺ　ｏ　”　Ｏとした
ときの等価回路図、 第７図は、負性インピーダンスを発生する回路の基本的
回路図、 第８図は、第７図の回路の変形例を示す回路図、そして 第９図は、第７図の回路の具体例を示す回路図である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る電気楽器の構成図
、 第２図は、第１図の楽器の音響装置の出力音圧周波数特
性の説明図、 第３図は、この発明の他の実施例に係る電気楽器の構成
図、 第４図は、この発明のさらに他の実施例に係る電気楽器
の構成図、 第５図は、第１図、第３図および第４図の楽器二箱体（
スピーカボックス） ：ダクト（ピストン中空部、パイプ） ：ピストン ：１辰勅器（スピーカユニット） ニジリンダ ：空洞 ：発音装置 二発音回路 ：振動器駆動装置 ＣＯ樋　田 ゛０ 実施例の等価回路 第５図のＺｖ　−Ｚｏ　＝Ｏとした等価回路第 図 負性インピーダンス発生の基本構成 １ａ ＢＴＬ接続の例 第 図 ５゜ 補正の対象 「図面」 および「委任状」 昭和６３年８月２４日 ６゜ 補正の内容 特許体長室 吉田文毅殿 １、第１図〜第４図を補正する。 ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）演奏操作に応じた楽音波形の電気信号を発生する
   発音制御装置と、この電気信号を音響に変換して発音す
   る音響装置とを具備する電気／電子楽器において、 前記音響装置が、 閉じられた空洞とこの空洞を外部領域に音響的に連絡す
   る音響的質量手段からなる共鳴器と、前記空洞を形成す
   る箱体の一部を構成して一方の面で前記共鳴器を駆動す
   る振動体を有する振動器と、 前記共鳴器の駆動時にこの共鳴器側から前記振動体への
   作用を打ち消すように前記振動器を駆動する振動器駆動
   手段と、 前記共鳴器および振動器駆動手段ののうち少なくとも一
   方を制御することによりこの音響装置の周波数特性を可
   変する制御手段と を具備することを特徴とする電気／電子楽器。