JPH0624877Y2 - Electronic stringed instrument - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は電子弦楽器に係わり、特に弦に伝達された超音
波信号の伝播時間に基づき弦と接触するフレットを判別
する電子弦楽器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to an electronic stringed instrument, and more particularly to an electronic stringed instrument that discriminates frets in contact with a string based on the propagation time of an ultrasonic signal transmitted to the string.

（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が
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ともに、はつ弦
のタイミングを検出して上記特定された音高の楽音を発
生させる。(Prior Art) Generally, in an electronic stringed instrument, the position of the fret with which the string pressed by the player is in contact is determined, and the pitch of the musical tone to be produced is specified based on the result of the determination, and Is detected to generate a musical tone having the above-specified pitch.

かかる電子弦楽器の発音過程におけるフレット位置の判
別は、はつ弦時に弦がその弦長に対応する周期で振動す
るので、弦の振動を電磁ピックアップで弦の振動に相似
した波形の電気信号に変換し、その波形のピーク間隔に
基づきなされていた。When determining the fret position during the sounding process of such an electronic stringed instrument, since the string vibrates at a period corresponding to the string length when the string is raised, the vibration of the string is converted into an electric signal of a waveform similar to that of the string by an electromagnetic pickup. However, it was done based on the peak interval of the waveform.

しかしながら、上記はつ弦に基づく弦振動を電気信号に
変換して弦と接触するフレットを判別しようとすると、
はつ弦から楽音の発生までに長時間を要し演奏者に不自
然な印象を与えていたことから、本願出願人は昭和６０
年特許願第２４０１３８号において、フレット位置を超
音波信号による走査に基づき判別する電子弦楽器を提案
した。この昭和６０年特許願第２４０１３８号において
開示されている電子弦楽器は、圧電素子から弦に伝達さ
れた超音波信号の伝播時間に基づき弦と接触しているフ
レットを判別していた。このように超音波信号の伝播時
間に基づきフレットの位置を判別するためには、弦を伝
播してきた超音波信号のエコーが十分な振幅を有してい
ることが必要であり、電子弦楽器に使用される弦は、超
音波を減衰させることのない材質および構造のものが望
ましい。したがって、典型的には弦として金属製の裸弦
が使用されていた。However, if the string vibration based on the above-mentioned Hatsuzuru is converted into an electric signal and an attempt is made to determine the fret that contacts the string,
Since it takes a long time from the generation of the string to the generation of the musical sound, it gives an unnatural impression to the performer.
In Japanese Patent Application No. 240138, we proposed an electronic stringed instrument that determines the fret position based on scanning by an ultrasonic signal. In the electronic stringed instrument disclosed in Japanese Patent Application No. 240138 of 1985, the frets in contact with the strings are identified based on the propagation time of the ultrasonic signal transmitted from the piezoelectric element to the strings. As described above, in order to determine the position of the fret based on the propagation time of the ultrasonic signal, it is necessary that the echo of the ultrasonic signal propagating through the string has a sufficient amplitude. The string to be formed is preferably made of a material and structure that does not attenuate ultrasonic waves. Therefore, a bare metal string was typically used as the string.

（考案が解決しようとする問題点） 上記昭和６０年特許願第２４０１３８号にて開示されて
いる電子弦楽器にあっては、弦を伝播する超音波信号の
減衰を可及的に減少させるべく弦の材質と構造とを選択
したが、かかる観点に基づく電子弦楽器にあっては、第
５図に示されているように、一定周期毎に圧電素子に印
加される駆動パルスＰ１に基づき発生する超音波信号の
エコーは大きく減衰することなく再び圧電素子にて電気
信号Ｅ１に変換されエコーを発生させたフレットの判別
に用いることができるものの、該エコーが再び弦を伝播
してゆき二次エコーを発生させ、該二次エコーに基づく
ノイズＮ２が、さらには三次エコーに基づくノイズＮ３
が発生していた。これらの二次以降のエコーもさほど減
衰しないことから、電子信号Ｅ１をノイズＮ２さらには
Ｎ３から峻別しにくく、エコーを発生させたフレットを
正確に判別するためには駆動パルスの発生間隔を大きく
しなければならないという問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) In the electronic stringed instrument disclosed in Japanese Patent Application No. 240138 of 1985, the string is to reduce the attenuation of the ultrasonic signal propagating through the string as much as possible. The material and structure of the above are selected, but in the electronic stringed instrument based on this point of view, as shown in FIG. 5, a super pulse generated on the basis of the drive pulse P1 applied to the piezoelectric element at regular intervals is selected. Although the echo of the sound wave signal is not greatly attenuated and can be used again for discrimination of the fret which is converted into the electric signal E1 by the piezoelectric element and the echo is generated, the echo propagates through the string again and a secondary echo is generated. Generated noise N2 based on the secondary echo and further noise N3 based on the tertiary echo.
Was occurring. Since these secondary and subsequent echoes are not attenuated so much, it is difficult to distinguish the electronic signal E1 from the noises N2 and N3, and the drive pulse generation interval is increased in order to accurately discriminate the fret that has generated the echo. There was a problem that it had to be.

それで、本考案の目的は駆動パルスの発生間隔を短縮し
てもエコーを発生させたフレットを正確に判別できる電
子弦楽器を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide an electronic stringed instrument capable of accurately discriminating the fret in which an echo is generated even if the drive pulse generation interval is shortened.

（問題点を解決するための手段） 本考案は楽器本体に張設された弦と、第１電気信号に基
づき超音波振動を発生し該超音波振動を上記弦に供給す
るとともに、超音波振動に基づき第２電気信号を発生さ
せる圧電変換手段と、上記楽器本体に設けられ上記弦と
接触可能な複数のフレットと、第１電気信号を圧電変換
手段に供給し、上記第１電気信号と第２電気信号とに基
づき上記弦に接触しているフレットを判別するフレット
位置判別手段と、上記弦を伝播している超音波振動を所
定割合で減衰させる減衰手段とを備えたことを要旨とす
る。(Means for Solving the Problems) The present invention is directed to a string stretched over a musical instrument body and ultrasonic vibration generated based on a first electric signal to supply the ultrasonic vibration to the string, and the ultrasonic vibration. Piezoelectric conversion means for generating a second electric signal based on the above, a plurality of frets provided on the musical instrument body and capable of contacting the strings, and a first electric signal supplied to the piezoelectric conversion means, and the first electric signal and the first electric signal (2) A fret position discriminating means for discriminating a fret in contact with the string based on an electric signal and a damping means for attenuating ultrasonic vibration propagating through the string at a predetermined ratio are summarized. .

（作用および効果） 上記構成に係わる電子弦楽器では、まず、第１電気信号
に基づき圧電変換手段が超音波振動を発生し、該超音波
振動を弦に供給する。この超音波振動は弦を伝播してゆ
き、その伝播中に減衰手段により所定割合だけ減衰され
る。圧電変換手段は超音波振動を第２電気信号に変換
し、上記フレット位置判別手段が第１電気信号と第２電
気信号とに基づき弦と接触しているフレットを判別す
る。上記弦に伝達された超音波信号は弦に接触している
物質に反射されてノイズの原因になるエコーを発生さ
せ、このエコーは再び弦を伝播してゆく。弦を伝播中の
エコーは減衰手段によりさらに所定割合だけ減衰され、
エコーの反射による高次エコーは弦を伝播する度にさら
に所定割合ずつ減衰される。その結果、高次エコー程当
初の超音波振動との振幅差が大きくなり、フレット位置
判別手段は第２電気信号を識別し易くなり、第１電気信
号の供給間隔を短縮してもエコーを発生させたフレット
を正確に判別することができる。(Operation and Effect) In the electronic stringed instrument according to the above configuration, first, the piezoelectric conversion means generates ultrasonic vibration based on the first electric signal and supplies the ultrasonic vibration to the string. This ultrasonic vibration propagates through the string, and during the propagation, it is damped by a predetermined ratio by the damping means. The piezoelectric converting means converts the ultrasonic vibration into a second electric signal, and the fret position judging means judges the fret which is in contact with the string based on the first electric signal and the second electric signal. The ultrasonic signal transmitted to the string is reflected by the substance in contact with the string to generate an echo causing noise, and the echo propagates through the string again. The echo propagating through the string is further attenuated by a predetermined ratio by the attenuation means,
Higher-order echoes due to reflection of echoes are further attenuated by a predetermined ratio each time they propagate through the string. As a result, the higher the higher-order echo, the larger the amplitude difference from the initial ultrasonic vibration, and the fret position determination means easily identifies the second electric signal. Even if the supply interval of the first electric signal is shortened, an echo is generated. It is possible to accurately discriminate the frets made.

（実施例） 続いて、本考案の一実施例を第１図乃至第４図を参照し
て説明する。この一実施例は本発明を六弦のギターに適
用したものであり、１は楽器本体を示している。この楽
器本体１には弦巻３とテールピース５とが設けられてお
り、これら弦巻３とテールピース５との間には６本の互
いに太さの異なる弦７、９、１１、１３、１５、１７が
張設されている。楽器本体１のネック部には弦７乃至１
７と略直角にｎ本のフレット１９、２１、・・が植設さ
れており、これらのフレット１９、２１、・・は６本の
弦７乃至１７に接触可能である。テールピース５側の楽
器本体１にはブリッジ組立体２３が固定されており、こ
のブリッジ組立体２３は圧電変換手段としての６個のセ
ラミックス製圧電素子２５、２７、２９、３１、３３、
３５を支持しており、これらの圧電素子２５乃至３５は
上記６本の弦７乃至１７にそれぞれ直接接触している。
これらの圧電素子２５乃至３５はフレット位置判別回路
３７から供給される第１電気信号としての駆動パルスＰ
１に基づき超音波振動を発生させてこの超音波振動を対
応する弦７乃至１７に伝達された超音波振動は超音波信
号としてフレット１９、２１、・・に向かって弦７乃至
１７を伝播してゆき、弦７乃至１７がフレット１９、２
１、・・に向かって押圧されていると該弦７乃至１７に
接触しているフレット１９、２１、・・に反射されてエ
コーを発生させる。このエコーは再び弦７乃至１７を圧
電素子２５乃至３５に向かって伝播してゆき、圧電素子
２５乃至３５で第２電気信号としての反射信号Ｓ１に変
換される。この反射信号Ｓ１は上記フレット位置判別回
路３７に供給され、フレット位置判別回路３７は駆動パ
ルスＰ１の送出から反射信号Ｓ１の受信までの時間間隔
を計数して該計数結果に基づき上記エコーを発生させた
フレット１９、２１、・・を判別する。このエコーを発
生させたフレット１９、２１、・・は、演奏者が所望す
る楽音の音高を示しているので、フレット位置判別回路
３７はフレット位置の判別結果に基づき発音すべき楽音
の音高を表す音高信号Ｓ２を形成してトーンジェネレー
タ３９に送出する。(Embodiment) Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. In this embodiment, the present invention is applied to a six-string guitar, and reference numeral 1 indicates a musical instrument body. The instrument body 1 is provided with a string winding 3 and a tail piece 5, and between the string winding 3 and the tail piece 5, six strings 7, 9, 11, 13, 15 having different thicknesses are provided. 17 is stretched. The strings 7 to 1 are attached to the neck of the musical instrument body 1.
The n-numbered frets 19, 21, ... Are planted almost at right angles to the number 7, and these frets 19, 21 ... Can contact the six strings 7 to 17. A bridge assembly 23 is fixed to the instrument body 1 on the tailpiece 5 side. The bridge assembly 23 includes six ceramic piezoelectric elements 25, 27, 29, 31, 33, which serve as piezoelectric conversion means.
35, the piezoelectric elements 25 to 35 are in direct contact with the six strings 7 to 17, respectively.
The piezoelectric elements 25 to 35 drive the drive pulse P as the first electric signal supplied from the fret position determination circuit 37.
The ultrasonic vibrations generated based on 1 and transmitted to the corresponding strings 7 to 17 are propagated through the strings 7 to 17 toward the frets 19, 21, ... As ultrasonic signals. Teyuki, strings 7 to 17 are frets 19 and 2
When pressed toward 1, ..., It is reflected by the frets 19, 21 ... Contacting the strings 7 to 17, and an echo is generated. This echo propagates again through the strings 7 to 17 toward the piezoelectric elements 25 to 35, and is converted by the piezoelectric elements 25 to 35 into the reflected signal S1 as the second electric signal. The reflected signal S1 is supplied to the fret position determination circuit 37, and the fret position determination circuit 37 counts the time interval from the transmission of the driving pulse P1 to the reception of the reflected signal S1 and generates the echo based on the counting result. The frets 19, 21, ... Are discriminated. The frets 19, 21 ... Which generated this echo indicate the pitch of the musical tone desired by the performer, so the fret position discriminating circuit 37 determines the pitch of the musical tone to be generated based on the discrimination result of the fret position. Is formed and sent to the tone generator 39.

これに対して、演奏者が楽音の発生を所望して弦７乃至
１７を弾くと、弦７乃至１７は低周波数で振動し、該低
周波の弦振動は弦７乃至１７に対応して設けられている
電磁ピックアップ４１乃至５１により検出され、該検出
結果に基づくはつ弦信号ＯＮがトーンジェネレータ３９
に供給される。はつ弦信号ＯＮが供給されると、上記ト
ーンジェネレータ３９は音高信号Ｓ２に基づき楽音信号
Ｓ３を形成し、これをサウンドシステム５３に供給して
楽音を発生させる。On the other hand, when the player wishes to generate a musical tone and plays the strings 7 to 17, the strings 7 to 17 vibrate at a low frequency, and the low-frequency string vibration is provided corresponding to the strings 7 to 17. Is detected by the electromagnetic pickups 41 to 51, and the tone string signal ON based on the detection result is generated by the tone generator 39.
Is supplied to. When the raised string signal ON is supplied, the tone generator 39 forms a musical tone signal S3 based on the pitch signal S2 and supplies it to the sound system 53 to generate a musical tone.

続いて、減衰手段５５の構成について説明する。この減
衰手段５５は電磁ピックアップ４１乃至５１近傍の楽器
本体１に固定されており、その詳細構成は第２図乃至第
３図に示されているように、楽器本体１に植設された一
対の植込ボルト５７、５９が両端部を摺動自在に貫通す
る支持体６１を有しており、この支持体６１の上面には
６本の弦７乃至１７に対応して６枚の板状体６３乃至７
３が設けられている。板状体６３乃至７３は各々の一端
において支持体６１にピン結合しており、各々の他端に
おいて捻子７５乃至８５がそれぞれ貫通している。した
がって、捻子７５乃至８５が板状体６３乃至７３に捻子
込まれると、捻子７５乃至８５が支持体６１を押圧し各
板状体６３乃至７３の他端は対応する弦７乃至１７に接
近する。各板状体６３乃至７３の中央部には防振体８７
乃至９７が貼着されており、各板状体６３乃至７３の他
端が弦７乃至１７に接近すると防振体８７乃至９７は弦
７乃至１７に接触する。その結果、支持体６１は弦７乃
至１７の弾性力により第２図中下方に押圧されるが、支
持体６１の下方への移動は植込ボルト５７乃至５９に螺
着しているナット９９、１０１により規制される。上記
防振体８７乃至９７は弦７乃至１７を伝播する超音波信
号あるいはフレット１９、２１で発生する１次エコーも
しくは高次エコーを所定の割合で減衰させるものの、圧
電素子２５乃至３５が反射信号Ｓ１を発生させることが
できないほど１次エコーを減衰させることはない。ま
た、防振体８７乃至９７と弦７乃至１７との接触状態を
調整することができるので、上記減衰の割合を調整する
こともできる。Subsequently, the configuration of the damping means 55 will be described. The attenuating means 55 is fixed to the musical instrument body 1 near the electromagnetic pickups 41 to 51, and the detailed structure thereof is as shown in FIGS. The studs 57 and 59 have a support 61 slidably penetrating both ends thereof, and the top surface of the support 61 has six plate-like bodies corresponding to the six strings 7 to 17. 63 to 7
3 is provided. The plate-like bodies 63 to 73 are pin-coupled to the support body 61 at one end, and the screws 75 to 85 penetrate at the other end, respectively. Therefore, when the screws 75 to 85 are screwed into the plate members 63 to 73, the screws 75 to 85 press the support member 61, and the other ends of the plate members 63 to 73 approach the corresponding strings 7 to 17. . A vibration isolator 87 is provided at the center of each plate 63 to 73.
To 97 are attached, and when the other ends of the plate-like bodies 63 to 73 approach the strings 7 to 17, the vibration isolator 87 to 97 come into contact with the strings 7 to 17. As a result, the support body 61 is pressed downward in FIG. 2 by the elastic force of the strings 7 to 17, but the downward movement of the support body 61 causes the nut 99 screwed to the stud bolts 57 to 59. Regulated by 101. The vibration isolator 87 to 97 attenuates the ultrasonic signal propagating through the strings 7 to 17 or the primary echo or higher echo generated by the frets 19 and 21 at a predetermined rate, but the piezoelectric elements 25 to 35 reflect the reflected signal. It does not attenuate the primary echo to the extent that S1 cannot be generated. Further, since the contact state between the vibration isolator 87 to 97 and the string 7 to 17 can be adjusted, the attenuation ratio can be adjusted.

次に、減衰手段５５の作用を説明する。第４図は超音波
振動の減衰状態を示すグラフであり、圧電素子２５乃至
３５で発生した超音波振動は超音波信号として弦７乃至
１７に伝達され、弦７乃至１７をフレット１９、２１、
・・に向かって伝播してゆく。超音波信号は途中減衰手
段５５を通過するとき所定割合で減衰され、フレット１
９、２１、・・で反射されて１次エコーを発生させる
と、この１次エコーは再び圧電素子２５乃至３５に達す
る前に減衰手段５５により減衰させられる。したがっ
て、超音波振動は圧電素子２５乃至３５とフレット１
９、２１、・・との間を往復する間に、減衰手段５５に
より２回減衰され、超音波振動の振幅は減少する。この
振幅の減少は１次エコーに基づく２次エコーさらに続く
高次エコーについても生じ、超音波信号とエコーとの振
幅差はエコーの次数が高くなるにつれ顕著になる。その
結果、フレット位置判別回路３７は１次エコーに基づく
反射信号Ｓ１を不所望のノイズから識別易くなり、エコ
ーを発生させたフレットを正確に判別することができ
る。さらに、高次エコーが急速に減速するので、駆動パ
ルスＰ１の発生周期を短縮することができ、フレット位
置判別の分解能を向上させることができる。Next, the operation of the damping means 55 will be described. FIG. 4 is a graph showing a damping state of ultrasonic vibrations. The ultrasonic vibrations generated by the piezoelectric elements 25 to 35 are transmitted to the strings 7 to 17 as ultrasonic signals, and the strings 7 to 17 are fed to the frets 19, 21 and 21.
・ Propagate toward. The ultrasonic signal is attenuated at a predetermined rate when passing through the attenuating means 55, and the fret 1
When the primary echoes are generated by being reflected at 9, 21, ..., The primary echoes are attenuated by the attenuation means 55 before reaching the piezoelectric elements 25 to 35 again. Therefore, ultrasonic vibration is generated by the piezoelectric elements 25 to 35 and the fret 1.
While reciprocating between 9, 21, ..., It is damped twice by the damping means 55, and the amplitude of ultrasonic vibration is reduced. This decrease in the amplitude also occurs in the secondary echo based on the primary echo and the subsequent high-order echo, and the amplitude difference between the ultrasonic signal and the echo becomes more significant as the order of the echo increases. As a result, the fret position discriminating circuit 37 can easily discriminate the reflected signal S1 based on the primary echo from undesired noise, and can accurately discriminate the fret that generated the echo. Further, since the higher-order echo is rapidly decelerated, the generation period of the drive pulse P1 can be shortened and the resolution of the fret position determination can be improved.

なお、一実施例は送受信兼用の圧電素子を使用する電子
弦楽器に適用した例であったが、送信用圧電素子をフレ
ット毎に設け、該送信用圧電素子から弦に伝達された超
音波信号を受信専用の圧電素子で電気信号に変換する送
受信分離型の電子弦楽器に適用してもよい。Note that, although one example is an example applied to an electronic stringed instrument that uses a piezoelectric element for both transmission and reception, a transmission piezoelectric element is provided for each fret, and an ultrasonic signal transmitted from the transmission piezoelectric element to the string is transmitted. It may be applied to a transmission / reception separated type electronic string instrument in which a piezoelectric element dedicated to reception is used to convert the electric signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本考案の一実施例を示す側面図、 第２図は一実施例の減衰手段を示す側面図、 第３図は第２図で示した減衰手段の平面図、 第４図は超音波振動の減衰を説明するグラフ、 第５図は先願の波形図である。 １……楽器本体、 ７乃至１７……弦、 １９、２１、……フレット、 ２５乃至３５……圧電変換手段、 （圧電素子）、 ３７……フレット位置判別回路、 ５５……減衰手段、 Ｐ１……第１電気信号、 （駆動パルス）、 Ｓ１……第２電気信号、 （反射信号）。 1 is a side view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view showing a damping means of an embodiment, FIG. 3 is a plan view of the damping means shown in FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a waveform diagram of the prior application, which is a graph for explaining the attenuation of ultrasonic vibration. 1 ... Instrument main body, 7 to 17 ... strings, 19, 21, ... Frets, 25 to 35 ... Piezoelectric conversion means, (piezoelectric element), 37 ... Fret position discrimination circuit, 55 ... Damping means, P1 ...... First electric signal, (driving pulse), S1 ...... Second electric signal, (reflection signal).

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】楽器本体に張設された弦と、 第１電気信号に基づき超音波振動を発生し該超音波振動
を上記弦に供給するとともに、超音波振動に基づき第２
電気信号を発生させる圧電変換手段と、 上記楽器本体に設けられ上記弦と接触可能な複数のフレ
ットと、 第１電気信号を圧電変換手段に供給し、上記第１電気信
号と第２電気信号とに基づき上記弦に接触しているフレ
ットを判別するフレット位置判別手段と、 上記弦を伝播している超音波振動を所定割合で減衰させ
る減衰手段とを備えたことを特徴とする電子弦楽器。1. A string stretched over a main body of a musical instrument, ultrasonic vibration is generated based on a first electric signal and the ultrasonic vibration is supplied to the string, and a second string is generated based on the ultrasonic vibration.
Piezoelectric conversion means for generating an electric signal, a plurality of frets provided on the instrument body and capable of contacting the strings, and a first electric signal are supplied to the piezoelectric conversion means to generate the first electric signal and the second electric signal. An electronic stringed instrument comprising: a fret position discriminating means for discriminating a fret in contact with the string based on the above, and a damping means for attenuating ultrasonic vibration propagating through the string at a predetermined ratio.