特許 7416040 電子弦楽器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】電子弦楽器

(51)【国際特許分類】

   G10H 1/00 20060101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

G10H1/00 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021199714

(22)【出願日】2021-12-09

(65)【公開番号】P2023085598

(43)【公開日】2023-06-21

【審査請求日】2022-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100182936

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 直樹

(72)【発明者】

【氏名】久野 俊也

【審査官】山下 剛史

(56)【参考文献】

【文献】特開平８－１６０９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－１０６２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２８７７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０２７１５９４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ１０Ｈ １／００－７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１本の直線状の弦部材と、
前記弦部材を長手方向の異なる位置で支持し、前記弦部材の撥弦によって変形する複数の弦支持部材と、
前記複数の弦支持部材のそれぞれの変形に応じた信号を出力する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段が出力する信号に基づいて、楽音制御信号を生成する楽音制御信号生成手段と、
を備えたことを特徴とする電子弦楽器。

【請求項2】

前記複数の弦支持部材は、前記弦部材の長手方向の両端を支持する一対の弦支持部材であることを特徴とする請求項１に記載の電子弦楽器。

【請求項3】

前記複数の検出手段は、前記一対の弦支持部材にそれぞれに取り付けられて前記弦支持部材の変形を検出する一対のセンサであることを特徴とする請求項２に記載の電子弦楽器。

【請求項4】

前記複数の検出手段は、前記一対の弦支持部材のそれぞれの近傍に設けられて、前記一対の弦支持部材に設けた被検出部の位置変化を検出する一対のセンサであることを特徴とする請求項２に記載の電子弦楽器。

【請求項5】

前記楽音制御信号生成手段は、前記複数の検出手段がそれぞれ出力する信号の平均値に基づいて楽音制御信号を生成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子弦楽器。

【請求項6】

前記複数の検出手段がそれぞれ出力する信号に基づいて、前記弦部材の長手方向における撥弦位置を推定する撥弦位置推定手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子弦楽器。

【請求項7】

前記楽音制御信号生成手段は、前記撥弦位置推定手段により推定された撥弦位置に基づいて、楽音の周波数特性を制御した楽音制御信号を生成することを特徴とする請求項６に記載の電子弦楽器。

【請求項8】

前記楽音制御信号生成手段は、前記撥弦位置推定手段により推定された撥弦位置に基づいて、音色を制御した楽音制御信号を生成することを特徴とする請求項６に記載の電子弦楽器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子弦楽器に関する。

【背景技術】

【0002】

電子弦楽器は、弦、又は弦に相当する部材に対する操作（撥弦）を検出して、検出信号に基づいて楽音を電気的に発生させるものであり、様々な種類がある。まず、既存のアコースティック楽器の構造を踏襲しながら、弦の振動の検出のみをセンサ及び電子回路によって行うタイプがある。このタイプの電子弦楽器は、アコースティック楽器の構造を基本として、付加的に電子的検出手段を備えるため、構造が複雑になったり、コストが高くなったりしやすい。また、取得した弦の振動情報をアナログ－デジタル変換し、その上で発音処理を行うため、処理時間が長く、実際の撥弦動作から発音に至るまでのタイムラグが大きいという問題点がある。

【0003】

別のタイプの電子弦楽器として、アコースティック楽器の構造をそのまま踏襲せず、弦に代わる独自の操作手段とセンシング手段を備えたものがある。例えば、撥弦に相当する操作を行う部分を、可撓性を有する突起によって構成し、この突起を倒すことによって根元に設けた接点が接触して発音させる製品が知られている。このような製品を広義の電子弦楽器に含める場合もあるが、通常の弦楽器とは演奏の形態が異なるため、演奏者が違和感を覚えてしまい、アコースティック楽器の代替としては成立しにくい。

【0004】

特許文献１には、アコースティック楽器の弦を模した弦部材を備えたギター型の電子弦楽器が記載されている。特許文献１における弦部材は、支持構造や延設されている長さなどにおいてギターの弦とは異なるが、弦部材に対する撥弦位置や撥弦の方向はギターと似ているため、ギターの使用経験があるユーザーにとっては演奏時の違和感が少ない構成である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－２５１１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の電子弦楽器は、複数の弦部材のそれぞれの長手方向の一端側に板バネを接続し、撥弦に伴って板バネが撓む現象をセンサ（ピエゾセンサ）によって検出して、その検出信号に基づいて楽音レベルなどを設定している。

【0007】

ところで、線状の弦部材は、撥弦したときに全体が均等に変位するとは限らない。例えば、弦部材の長手方向の端部寄りを撥弦した場合に、撥弦位置に近い部分では大きく移動し、撥弦位置から遠い部分では移動が小さいという偏りが生じる可能性がある。特許文献１の電子弦楽器では、同じ強度で撥弦したとしても、前述のような弦部材の変位の偏りが生じた場合にはセンサの出力が変化する。そのため、撥弦の検出精度が不安定になったり、演奏内容に忠実な楽音制御が行われなかったりする可能性がある。

【0008】

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、撥弦の検出精度と楽音制御性能に優れる電子弦楽器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様の電子弦楽器は、少なくとも１本の直線状の弦部材と、弦部材を長手方向の異なる位置で支持し、前記弦部材の撥弦によって変形する複数の弦支持部材と、前記複数の弦支持部材のそれぞれの変形に応じた信号を出力する複数の検出手段と、前記複数の検出手段が出力する信号に基づいて、楽音制御信号を生成する楽音制御信号生成手段と、を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

以上の態様によれば、撥弦の検出精度と楽音制御性能に優れる電子弦楽器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】電子弦楽器のハードウェア構造を示した部である。

【図2】電子弦楽器の弦操作部を示す斜視図である。

【図3】弦部材の支持構造の第１実施形態を示す斜視図である。

【図4】弦部材の支持構造の第１実施形態を示す斜視図である。

【図5】両持ち構造の弦部材を撥弦したときの動作を示す図である。

【図6】一箇所のみを支持した弦部材を撥弦したときの動作を示す図である。

【図7】弦部材の支持構造の第２実施形態を示す斜視図である。

【図8】弦部材の支持構造の第３実施形態を示す斜視図である。

【図9】弦部材の支持構造の第４実施形態を示す斜視図である。

【図10】弦部材の支持構造の第５実施形態を示す斜視図である。

【図11】弦部材の支持構造の第６実施形態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一態様である電子弦楽器１０のハードウェア構造を示している。電子弦楽器１０は、楽器本体と制御部２０とによって構成されている。電子弦楽器１０の楽器本体はギター型であり、胴体部１１と棹部１２を有している。胴体部１１の正面（外面）には弦操作部１３が設けられており、棹部１２の正面（外面）には指板１４が設けられている。棹部１２の長手方向をＸ軸方向とする。電子弦楽器１０の正面視（図１）で、Ｘ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に対して垂直な方向（図１の紙面に対して垂直な方向）をＺ軸方向とする。

【0013】

弦操作部１３は、複数本の弦部材１５を備えている。電子弦楽器１０は６弦ギターをモデルにしており、ギターの１弦から６弦に対応する６本の弦部材１５を有している。６本の弦部材１５は、Ｙ軸方向に所定の間隔を空けて配されており、それぞれがＸ軸方向へ直線状に延びている。一般的なギターの弦とは異なり、それぞれの弦部材１５はＸ軸方向で胴体部１１の一部範囲にだけ配設されており、棹部１２の領域まで弦部材１５が延びていない。つまり、電子弦楽器１０の演奏時には、指板１４上で弦部材１５に対する押弦操作は行われず、押弦を模した押し込み操作を指板１４に対して行う。

【0014】

なお、弦部材１５の数は６本に限定されるものではない。例えば、１２弦ギターに対応する１２本、４弦のベースに対応する４本など、モデルとする弦楽器に応じて、弦部材１５の本数を適宜選択することができる。また、弦部材１５の数が単数である場合にも適用可能である。つまり、本発明は、少なくとも１本の弦部材を備える電子弦楽器であれば適用できる。

【0015】

電子弦楽器１０は、弦操作部１３におけるそれぞれの弦部材１５の動作を検出する弦動作検出手段１６を備えている。図１では楽器本体の外側に弦動作検出手段１６を模式的に記載しているが、弦動作検出手段１６は弦操作部１３に組み込まれている。弦動作検出手段１６の詳細については後述するが、それぞれの弦部材１５を撥弦したときに、撥弦の強さに応じた出力の検出信号を発生するものである。

【0016】

指板１４上には、Ｙ軸方向に延びる複数のフレット部１７が、Ｘ軸方向に所定の間隔で形成されている。複数のフレット部１７によって、棹部１２がＸ軸方向で複数の領域に区画されている。ギターと同様に、複数のフレット部１７は、Ｘ軸方向で胴体部１１（弦操作部１３）側に進むほど高音を示し、棹部１２の先端側に進むほど低音を示し、段階的に音高を変化させる。なお、棹部１２の領域まで弦部材１５が延びておらず、演奏時に弦部材１５を押弦してフレット部１７に接触させることはないため、フレット部１７は指板１４上に突出する実体的な構造物ではなくてもよい。電子弦楽器１０におけるフレット部１７の機能は、演奏者に対する指板操作の目印である。

【0017】

電子弦楽器１０は、指板１４への操作を検出する指板操作検出手段１８を備えている。図１では楽器本体の外側に指板操作検出手段１８を模式的に記載しているが、指板操作検出手段１８は棹部１２に組み込まれている。具体的には、指板操作検出手段１８は、指板１４に対する押し込みを検出する複数のスイッチや、指板１４への指の接触を検出するタッチセンサなどで構成され、指板１４をＸ軸方向及びＹ軸方向で枡目状に区画した複数のエリアのうち、どのエリアに対して演奏者の押し込み操作が行われたかを検出することができる。つまり、いずれのフレット間の領域を操作したか（Ｘ軸方向の操作位置）、６本の弦部材１５のうちどの延長上の領域を操作したか（Ｙ軸方向の操作位置）が、指板操作検出手段１８によって検出される。指板操作検出手段１８は、検出された指板１４上の操作位置情報を含む検出信号を出力する。

【0018】

胴体部１１の外面には、ノブやレバーなどの形態の複数の設定操作部材１９が設けられている。設定操作部材１９の操作によって、電子弦楽器１０における機能選択や演奏効果の調整などを行うことができる。

【0019】

電子弦楽器１０を使用するユーザー（演奏者）は、片方の手で指板１４上の任意の位置を押さえて（あるいは押さえずに開放弦として扱って）音高を選択し、他方の手で弦操作部１３の弦部材１５を撥弦して、ギターの演奏を模した演奏操作を行う。弦部材１５と指板１４に対する演奏操作が弦動作検出手段１６と指板操作検出手段１８によって検出され、弦動作検出手段１６と指板操作検出手段１８からの検出信号が制御部２０へ送られる。また、設定操作部材１９に対して操作を行った場合の操作信号も制御部２０に入力される。

【0020】

制御部２０は、電子弦楽器１０を包括的に制御するものであり、少なくとも、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサと、プログラムが記憶された記憶部とを含んでいる。記憶部から読み出されたプログラムに従ってプロセッサが演算処理を行うことによって、電子弦楽器１０に関する各種の制御を実行する。

【0021】

制御部２０は、楽器本体とは別に設けた外部のコンピュータに搭載してもよいし、楽器本体内に搭載してもよい。外部のコンピュータに制御部２０を搭載する場合は、楽器本体と外部コンピュータとを有線又は無線で通信可能に接続し、弦動作検出手段１６や指板操作検出手段１８からの検出信号を外部コンピュータに送信する。

【0022】

制御部２０の機能ブロックとして、楽音制御手段２１と楽音制御信号生成手段２２が含まれている。楽音制御手段２１は、電子弦楽器１０の演奏によって発する楽音の制御を担っており、演奏の内容に基づいて、制御部２０に記憶された音源データから楽音を生成して、楽音信号を発音システム２５に送る。楽音制御信号生成手段２２は、弦動作検出手段１６と指板操作検出手段１８から出力された検出信号に基づいて、楽音制御信号を生成する機能を有する。楽音制御手段２１は、楽音制御信号生成手段２２から取得した楽音制御信号に基づいて楽音の生成を制御する。

【0023】

より詳しくは、楽音制御信号生成手段２２は、弦動作検出手段１６から出力される検出信号に基づいて、各弦部材１５の撥弦の有無、撥弦された弦部材１５における撥弦の強度、撥弦された弦部材１５における撥弦の方向などを判定する。

【0024】

また、楽音制御信号生成手段２２は、指板操作検出手段１８からの検出信号に基づいて、指板１４に対する押し込み操作の有無と、押し込み操作の場所とを識別して、撥弦を行った弦部材１５ごとに音高を特定する。指板１４の押し込み操作があった場合は、押し込み操作位置に対して高音域側（Ｘ軸方向で弦操作部１３寄り）に隣接するフレット部１７に対応する音高に設定される。弦部材１５の延長上で、指板１４への押し込み操作が検出されなかった場合は、開放弦の音高（開放音）に設定する。また、１本の弦部材１５の延長上で、指板１４に対してＸ軸方向の複数箇所で同時に押し込み操作があった場合には、最も高音域側の押し込み位置を基準として音高を設定する。

【0025】

弦部材１５の撥弦が行われた場合、楽音制御信号生成手段２２は、弦動作検出手段１６からの検出信号に基づいて判定した弦部材１５の撥弦の強さ及び方向の情報と、指板操作検出手段１８からの検出信号に基づいて判定した音高の情報とを含む楽音制御信号を生成する。

【0026】

楽音制御信号生成手段２２で生成した楽音制御信号に含まれる撥弦の強弱や音高などの情報を参照して、楽音制御手段２１が、発音システム２５で処理可能な楽音信号を生成する。楽音制御手段２１で生成された楽音信号は、発音システム２５へ送信される。発音システム２５は、アンプと音声出力部を備えており、楽音信号をアンプで増幅して音声出力部へ送る。音声出力部は、スピーカーやヘッドホン端子などで構成されており、スピーカーやヘッドホンから楽音を発する。

【0027】

以上のように、ギターの演奏に類似した形態で電子弦楽器１０の演奏を行うと、電気的な処理によって、演奏内容を反映した楽音が発せられる。このような電子弦楽器１０においては、演奏時の操作感が優れている（既存の弦楽器と比べたときに演奏の違和感が少ない）こと、演奏者の演奏（演奏技術）を的確に表現できることが望ましく、これらを満たすことで製品価値を向上させることができる。本態様の電子弦楽器１０は、こうした要求を満たすものであり、以下に詳細を説明する。

【0028】

図２を参照して、弦操作部１３の構成を説明する。弦操作部１３は、胴体部１１の前面に支持される基台３０を有し、基台３０上に６本の弦部材１５を支持している。なお、基台３０を介さずに、胴体部１１の前面に弦部材１５の支持構造を直接的に取り付ける構成を採用してもよい。

【0029】

基台３０上には６つの台座部材３１が固定されている。６つの台座部材３１はそれぞれ、Ｘ軸方向に長手方向を向けた細長い部材であり、Ｙ軸方向に所定の間隔を空けて配されている。それぞれの台座部材３１のＸ軸方向の両端付近には、一対の弦支持部材３２が取り付けられており、一対の弦支持部材３２によって１本の弦部材１５を支持している。

【0030】

弦支持部材３２によって支持される各弦部材１５の両端部分は、カバー３３によって覆われている。図１はカバー３３を取り付けた状態であり、図２はカバー３３を取り外した状態である。図１に示すように、弦支持部材３２は外観に表れずにカバー３３により保護されており、６本の弦部材１５のみが撥弦可能な状態で露出している。

【0031】

電子弦楽器１０における６本の弦部材１５は、太さ、断面形状、長さなどのスペックが同一である。それぞれの弦部材１５は、長手方向に対して垂直な断面が略円形であり、長手方向に一様な断面形状を有する線状部材である。

【0032】

なお、弦部材１５の形状や構造はこれに限定されない。弦部材１５は、長手方向に対して垂直な断面形状が、楕円、長円、角型などであってもよい。また、弦部材１５は、長手方向の全体で一様な断面形状ではなく、部分毎に断面形状が異なっていてもよい。また、弦部材１５は、内部が中空構造であってもよい。さらに、６本の弦部材１５は、太さ、断面形状、外面の粗さなどのスペックが互いに異なっていてもよい。

【0033】

一般的な弦楽器の弦は、撥弦によってそれ自身が撓み、その撓みから復元する際の振動によって発音する。これに対して電子弦楽器１０の弦部材１５は、撥弦で加わる程度の力ではほとんど撓まないように、高い剛性を有している。具体例として、焼入れを行った工具鋼のような鋼材、ピアノ線などの炭素鋼線材、高剛性のステンレス鋼材などの材料で弦部材１５が形成される。

【0034】

図３及び図４を参照して、弦部材１５の支持構造の詳細（第１実施形態）について説明する。図３及び図４は、１本の弦部材１５の支持構造をＹ軸方向の一方と他方の側から見たものである。他の５本の弦部材１５についても、図３及び図４に示すものと共通の支持構造によって支持されている。

【0035】

台座部材３１は、合成樹脂や金属などの材料で形成されており、弦部材１５を撥弦したときに撓まない剛性を有している。台座部材３１は、Ｙ軸方向に向く一対の側面３１ａ及び側面３１ｂと、Ｚ軸方向に向く上面３１ｃ及び下面３１ｄとを外面に有する四角柱状の概略形状を有しており、下面３１ｄが基台３０上に固定される。

【0036】

図３に示すように、Ｘ軸方向における台座部材３１の両端付近には、側面３１ａの一部を凹ませた一対の凹部３１ｅが形成されている。各凹部３１ｅには、Ｙ軸方向に向けて一対の突起３１ｆが突出しており、一対の突起３１ｆの間にネジ孔３１ｇが形成されている。一対の突起３１ｆとネジ孔３１ｇはＸ軸方向に並んで配置されている。凹部３１ｅと上面３１ｃの間にはテーパ面３１ｈが形成されている。テーパ面３１ｈは、凹部３１ｅから離れて上面３１ｃに近づくにつれて、Ｙ軸方向で側面３１ｂに接近する（側面３１ｂとの間隔を小さくする）傾斜面である。

【0037】

台座部材３１における一対の凹部３１ｅに対して一対の弦支持部材３２が取り付けられる。弦支持部材３２は、Ｙ軸方向に向く一対の側面３２ａ及び側面３２ｂを有する平板形状であり、Ｚ軸方向に長手方向を向け、Ｘ軸方向に短手方向を向けて、凹部３１ｅに重なる状態で台座部材３１に取り付けられる。

【0038】

弦支持部材３２のうち、Ｚ軸方向の一端側である基端部３２ｃには、一対の突起３１ｆに係合する一対の係合孔と、ネジ孔３１ｇと重なる貫通孔が形成されており、突起３１ｆに対する係合によって基端部３２ｃの位置が定まる。そして、基端部３２ｃの貫通孔を通してネジ孔３１ｇに固定ネジ３４を螺合させ、固定ネジ３４を所定以上のトルクで締め付けることによって、固定ネジ３４の頭部と凹部３１ｅとの間に基端部３２ｃが挟まれて、弦支持部材３２が台座部材３１に固定される。図３では、一対の弦支持部材３２の一方を固定ネジ３４で固定し、他方の弦支持部材３２が未固定である状態を示している。

【0039】

台座部材３１の両端付近に取り付けられた一対の弦支持部材３２は、Ｚ軸方向で上面３１ｃよりも高く突出する長さを有しており、台座部材３１と一対の弦支持部材３２とによって上向きコ字型の支持構造が構成される。各弦支持部材３２のうち、基端部３２ｃとは反対のＺ軸方向の先端側は、弦部材１５を取り付ける弦固定部３２ｄになっている。弦固定部３２ｄは、台座部材３１に対して固定されない自由端部になっている。一対の弦支持部材３２のそれぞれの弦固定部３２ｄに対して弦部材１５の両端を固定することによって、一対の弦支持部材３２の間に弦部材１５が架け渡された支持構造になる。

【0040】

弦支持部材３２は可撓性を有する板バネであり、厚み方向であるＹ軸方向に弾性変形しやすい。弦支持部材３２のうち台座部材３１に固定されるのは、凹部３１ｅに当接する基端部３２ｃであり、基端部３２ｃよりも先の部分が弾性変形可能である。より詳しくは、弦支持部材３２は、外力を加えない自由状態において、基端部３２ｃからＺ軸方向へ直線的に立ち上がる形状で自立している。そして、弦支持部材３２は、外部からの力を受けることによって、固定された基端部３２ｃ側を支点として、弦固定部３２ｄ側をＹ軸方向に進退移動させる動作（揺動）を行うことができる。

【0041】

弦支持部材３２は、弦部材１５よりも剛性が低く撓みやすく設定されている。弦部材１５を撥弦したときに、弦部材１５がほとんど撓まないのに対して弦支持部材３２が優先的に撓み、弦支持部材３２の撓みに応じて弦部材１５の位置が変化する。このような特性を有する弦支持部材３２を形成する材料の例として、ステンレス鋼、バネ鋼、バネ用銅合金などを選択可能である。Ｙ軸方向に一対の側面３２ａ及び側面３２ｂを向けている平板形状の弦支持部材３２は、特にＹ軸方向に作用する力を受けたときに撓みやすくなっている。

【0042】

弦固定部３２ｄと弦部材１５は強固に固定されており、弦部材１５を撥弦したときに分離を生じることなく、確実に弦支持部材３２に力を伝達することができる。弦固定部３２ｄに対する弦部材１５の固定方法（固定構造）は、弦支持部材３２と弦部材１５の材質や、弦固定部３２ｄと弦部材１５の接触部分の形状に応じて、適宜選択が可能である。例えば、溶接（スポット溶接など）、はんだ付け、接着、ネジ止め、かしめなどを用いて、弦支持部材３２に弦部材１５を固定させることができる。

【0043】

弦自体を撓ませて演奏する一般的な弦楽器では、撥弦することによって生じる弦の変位量、その際の反力、反力による弦の戻り時間、弦の振動、振動の減衰態様などのパラメータが、演奏者の操作感に影響を及ぼす。そして、楽器の種類やチューニングにもよるが、優れた音質や良好な操作感を得るために、比較的高い弦の張力で使用することを前提として設計されている。そのため、既存の弦楽器における弦の支持構造には、高い強度や精度が要求される。

【0044】

このような弦楽器の構造を踏襲して電子弦楽器を製造すると、弦部材を支持する構造が大型で重くなり、製造コストも高くなるという問題がある。また、弦部材に高い張力を持たせるための構造部品に関して精度や設定がシビアになり、僅かな精度誤差が演奏時の操作感に大きく影響してしまうおそれがある。

【0045】

一方、電子弦楽器では、弦部材の振動自体で発音させるものではないため、弦部材の張力には設定の自由度がある。しかしながら、支持構造の簡素化などを目的として弦部材の張力を弱くすると、前述したパラメータが弦楽器と大きく異なって撥弦時の操作感に影響を及ぼし、演奏者に違和感を与えてしまうおそれがある。

【0046】

本実施形態では、弦部材１５を撥弦したときに、高剛性である弦部材１５はほとんど撓まず、弦部材１５を支持する一対の弦支持部材３２が、撥弦された方向に変形してから反力で反対方向に変形する揺動を、撥弦の強さに応じた量及び回数で行う。これにより、撥弦直後に弦部材１５は往復の振動を生じる。この弦部材１５の動作は弦楽器の弦の撥弦時の挙動に近いものであり、弦部材１５が過度に撓んでしまうことがないため、高い張力で配した既存の弦と類似した操作感を演奏者に与えることができる。そして、弦部材１５に高い張力を付与するための複雑で大型な構造を要さずに、可撓性のある一対の弦支持部材３２で弦部材１５を支持するというシンプル且つ安価な構造によって、弦楽器の弦に近い操作感を得ることができるという点で優れている。

【0047】

また、後述するように、弦動作検出手段１６は弦支持部材３２の変形に応じた信号を出力する。そのため、仮に撥弦時に弦部材１５に大きな撓みが発生すると、弦支持部材３２の撓みが相対的に縮小されてしまい、弦動作検出手段１６の出力が低下するおそれがある。あるいは、弦部材１５の撓みによって弦支持部材３２の挙動が不安定になって、弦動作検出手段１６の出力精度が悪化するおそれがある。本実施形態では、弦部材１５を撓ませずに弦支持部材３２を撓ませることによって、こうした不具合を回避して高い検出精度を得ることができる。

【0048】

一対の弦支持部材３２からなる弦部材１５の支持構造は、部品点数が少なくシンプルなものである。個々の部品についても、線状（棒状）の弦部材１５と板バネである弦支持部材３２はいずれも比較的安価に得ることができ、製造や組み立ても行いやすい。従って、製造コストが抑えられると共に、動作の信頼性やメンテナンス性に優れるという利点がある。

【0049】

弦支持部材３２は、Ｚ軸方向に長手方向を向けた概ね矩形の形状であるが、完全な矩形ではなく、弦固定部３２ｄ側にテーパ部３２ｅが形成され、基端部３２ｃ側に拡幅部３２ｆが設けられている。

【0050】

テーパ部３２ｅは、Ｚ軸方向で弦固定部３２ｄ側に進むにつれて、Ｘ軸方向での弦支持部材３２の幅を徐々に小さくさせる傾斜形状を有している。拡幅部３２ｆは、基端部３２ｃからＸ軸方向に張り出して弦支持部材３２の幅を拡大させている。つまり、基端部３２ｃよりも弦固定部３２ｄの方がＸ軸方向の幅が小さくなる先細りの形状に弦支持部材３２が形成されている。この弦支持部材３２の形状により、基端部３２ｃ側よりも弦固定部３２ｄ側の断面剛性が若干低くなり、弦部材１５の撥弦に対する弦支持部材３２の変形の追従性が向上する。また、基端部３２ｃが広い幅で凹部３１ｅに接触するので、台座部材３１に対する弦支持部材３２の支持の安定性が向上する。

【0051】

台座部材３１に形成されたテーパ面３１ｈは、Ｙ軸方向への弦支持部材３２の移動を妨げずにスムーズに撓ませるための干渉防止部として機能する。特に、基端部３２ｃに近い根元部分で弦支持部材３２が台座部材３１に当て付くと、弦支持部材３２の撓み量が制限されたり、弦支持部材３２の撓みの円滑さが損なわれたりするおそれがある。基端部３２ｃに近い位置にテーパ面３１ｈを形成したことによって、このような不具合を防ぐことができる。

【0052】

弦支持部材３２の側面３２ａには弾性体３５が取り付けられている。弾性体３５は、ゴムやスポンジなどの弾性材料からなり、弦部材１５を撥弦したときの異音抑制に寄与する。異音の発生要因として、弦部材１５や弦支持部材３２が周辺の構造物（Ｙ軸方向で隣接する別の弦部材１５や弦支持部材３２を含む）に対して衝突することで生じる衝突音や、弦部材１５及び弦支持部材３２に生じる特定の振動（撥弦による変位とは異なる固有の振動）を起因とする振動音などがある。周辺の構造物に衝突する部位を、弦部材１５や弦支持部材３２よりも柔軟な弾性体３５にすることで、衝突音を低減できる。また、弾性体３５を取り付けることで、弦部材１５及び弦支持部材３２の振動の減衰を促進させ、振動音を低減できる。

【0053】

図４に示すように、台座部材３１には、上面３１ｃからＺ軸方向に突出する制限板３１ｉが設けられている。制限板３１ｉは弦支持部材３２の側面３２ｂに対向して位置し、弦支持部材３２と制限板３１ｉの間にはＹ軸方向に所定の隙間が存在する。制限板３１ｉによって、Ｙ軸方向のへの弦支持部材３２の最大撓み量が制限される。

【0054】

弦支持部材３２に沿って弾性体３５と制限板３１ｉを配した構成によって、弦支持部材３２の過度な変形が生じず、弦部材１５への許容範囲を超える撥弦力を吸収することができる。

【0055】

弦部材１５を撥弦したときの一対の弦支持部材３２の変形（撓み）を、弦動作検出手段１６によって検出する。弦動作検出手段１６を構成するものとして圧電センサ３６を備えている。一対の弦支持部材３２のそれぞれに圧電センサ３６が取り付けられており、一対の圧電センサ３６を用いて、Ｘ軸方向に離間した二箇所で各弦支持部材３２の変形が検出される。

【0056】

圧電センサ３６は平板状であり、弦支持部材３２の側面３２ｂに取り付けられている。弦部材１５を撥弦せず弦支持部材３２がＹ軸方向に振れていない初期状態では、圧電センサ３６と制限板３１ｉとの間には、Ｙ軸方向に所定の大きさの隙間がある。

【0057】

圧電センサ３６は、機械的応力を受けると電荷を生成する圧電素子（圧電セラミックスなど）と、その両側に配した電気的な端子とを有しており、圧電素子に撓みが発生すると起電力が発生する。弦部材１５を撥弦すると、弦支持部材３２が撥弦の方向に曲げられて撓みが発生する。弦部材１５への撥弦が終了して外力が開放されると、弦支持部材３２は撓みからの復元力によって撥弦とは反対方向に戻り、その後は減衰しながら振動する。弦支持部材３２の撓みと振動によって、圧電センサ３６の圧電素子が正逆に繰り返し撓まされ、その度に正負の電圧を繰り返し発生させる。この電圧の変化を示す波形が、圧電センサ３６から検出信号として出力されて制御部２０に入力される。

【0058】

制御部２０は、圧電センサ３６が出力する電圧波形の信号に基づいて、撥弦の有無や撥弦の強度を判定する。また、弦部材１５の撥弦の方向によって、圧電センサ３６が出力する電圧波形における特定のパルス（例えば、撥弦時の初動を表す第１パルスや、復元の動きを示すｎ番目のパルスなど）の正負の方向が決まるので、制御部２０において波形を解析して、撥弦の方向を判別することができる。

【0059】

一般的に、演奏者には演奏の癖がある。例えば、Ｙ軸方向で一定強度のストロークを行おうとした場合、Ｙ軸方向の一方から撥弦するのと他方から撥弦するのとでは、撥弦強度にばらつきが生じることが多い。圧電センサ３６からの検出信号に含まれる撥弦方向ごとの出力のばらつきを解析することで、制御部２０の楽音制御信号生成手段２２において、演奏の癖を補正した楽音制御信号を生成することも可能である。

【0060】

ところで、一般的なギターなどの弦楽器の場合、演奏者が撥弦する部分は、弦の長手方向で所定の範囲に亘っている。従って、電子弦楽器１０においても、ギターに類似した演奏形態を実現するべく、弦部材１５を撥弦可能な範囲をＸ軸方向においてある程度大きく確保する必要がある。具体的には、図１に示す弦操作部１３では、両側のカバー３３の間に弦部材１５が露出している領域が、撥弦可能な範囲になっている。

【0061】

ここで、強度や方向が一定の撥弦動作を行っても、弦部材１５を撥弦する位置によって、弦部材１５の挙動に違いが生じる可能性を考慮する必要がある。すなわち、細長い形状である弦部材１５は、撥弦時の変位の大きさや方向が、長手方向の全体に亘って常に均質になるとは限らない。

【0062】

図５の（Ａ）は、一対の弦支持部材３２によって支持された両持ち構造の弦部材１５に対して、長手方向（Ｘ軸方向）の中央位置Ｐ１をＹ軸方向の片側に撥弦した場合を模式的に示している。この場合は、弦部材１５の両端を支持する一対の弦支持部材３２が均等に撓んで、弦部材１５の全体がＹ軸方向に平行移動しており、弦部材１５の長手方向における場所ごとの移動量のばらつきが生じない。従って、弦部材１５の長手方向のどの部分で変位を検出しても、同等の検出結果が得られると想定できる。

【0063】

図５の（Ｂ）は、弦部材１５の長手方向のうち一方の端部に近い位置Ｐ２をＹ軸方向の片側に撥弦した場合を示している。この場合、一対の弦支持部材３２への入力の大きさに偏りが生じ、撥弦位置Ｐ２に近い側の弦支持部材３２ではＹ軸方向への移動量（撓み量）が大きく、撥弦位置Ｐ２から遠い側の弦支持部材３２ではＹ軸方向への移動量（撓み量）が小さくなる。その結果、弦部材１５がＸ軸方向に対して非平行に傾いて変位している。図５の（Ｂ）は、撥弦時の最初の弦部材１５の動きを表しているが、その後に続く弦部材１５の振動においても、Ｘ軸方向に対して非平行な不均一な動きが生じる。

【0064】

図５の（Ｂ）の場合、弦部材１５の長手方向のどの位置で変位を検出するかに応じて、検出結果にばらつきが生じることになる。特に、弦部材１５の長手方向のいずれか一方の端部付近だけで検出を行うと、変位量のばらつきが最も大きい箇所を検出することになる。その結果、検出結果が不正確になり、これに基づく楽音生成において、演奏者が行った演奏を適正に反映しない楽音が発せられてしまうおそれがある。

【0065】

また、ギターなどの弦楽器の演奏技術として、弦の長手方向における撥弦位置を意図的に変化させるものがある。例えば、ギターは、ネックに近い位置で撥弦すると音が柔らかくなり、ブリッジに近い位置で撥弦すると音が硬くなり、ギターの演奏者が当該効果を意識した弾き分けを行うことがある。このような撥弦位置の弾き分けを弦部材１５に対して行った場合も、弦部材１５の変位が図５の（Ｂ）のようになる。そして、弦部材１５の長手方向の一箇所だけで変位を検出する手法では、こうした演奏意図による撥弦位置の違いを判別することは困難である。

【0066】

以上のように、弦部材１５の長手方向の一箇所のみで検出を行うと、検出精度にばらつきが生じたり、検出性能の制約によって演奏者の意図とは異なる楽音生成が行われてしまったりするおそれがある。

【0067】

図６は、弦部材の動作の正確な検出が難しい場合の別の例として、図３及び図４に示す弦部材１５の支持構造とは異なる支持構造で支持された弦部材１５０を示している。この例では、弦部材１５０の長手方向の中央付近の一箇所のみを弦支持部材１３２によって支持している。弦支持部材１３２は、前述の弦支持部材３２と同様に可撓性を有しており、弦部材１５０の方が弦支持部材１３２よりも撓みにくく設定されている。

【0068】

図６の（Ａ）は、弦部材１５０の長手方向の中央位置Ｐ３（弦支持部材１３２による支持位置）をＹ軸方向の片側に撥弦した場合を示している。弦支持部材１３２による支持位置を正確に撥弦し、且つＹ軸方向へ直線的に力を加えた場合には、図６の（Ａ）に示すように弦部材１５０の全体がＹ軸方向に平行移動し、弦部材１５０の長手方向における場所ごとの移動量のばらつきが生じないと想定される。しかしながら、実際の演奏動作において、このような入力が弦部材１５０に対して行われることは極めて稀である。また、仮にこのような入力が行われたとしても、一箇所だけの弦支持部材１３２で支持する構造は、弦部材１５０の挙動を不安定にさせやすく、図示のような想定通りに弦部材１５０が動作するとは限らない。

【0069】

図６の（Ｂ）は、弦支持部材１３２による支持位置からＸ軸方向にずれた位置Ｐ４で、弦部材１５０をＹ軸方向の片側に撥弦した場合を示している。この場合、弦部材１５０が弦支持部材１３２による支持位置を中心とする傾きを生じ、弦支持部材１３２による支持位置を境界とするＸ軸方向の一方の側と他方の側で、Ｙ軸方向の位置変化が逆向きになる。また、弦部材１５０のうち、弦支持部材１３２に近い位置ではＹ軸方向の移動量が小さく、弦支持部材１３２から離れて長手方向の端部に近づくほどＹ軸方向の移動量が大きくなる。すると、弦部材１５０の長手方向のどの位置で変位を検出するかに応じて、検出結果にばらつきが生じることになる。特に、弦支持部材１３２による支持位置を挟んだＸ軸方向の両側で、Ｙ軸方向の位置変化が逆向きになるので、実際の撥弦方向とは逆向きの撥弦が行われたという誤検出が生じるおそれがある。

【0070】

以上の理由から、電子弦楽器において弦部材に対して行われた撥弦の検出精度を高めるには、弦部材をどのような構造で支持するか、弦部材の挙動をどの位置で検出するか、が極めて重要になる。

【0071】

本実施形態では、弦部材１５を長手方向の異なる複数の位置で弦支持部材３２によって支持しているため、図６の（Ｂ）のような撥弦時の移動方向の逆転現象が生じず、弦部材１５の全体で移動方向を揃えさせることができる。従って、撥弦の方向を逆に検出してしまうことを回避できる。

【0072】

また、複数の位置で弦部材１５を支持することにより、支持の安定性と、撥弦時の挙動の安定性に優れている。特に、一対の弦支持部材３２による支持を弦部材１５の長手方向の両端（二箇所）で行い、その中間では弦部材１５に接続する部分を有さないので、安定性が極めて高いと共に、弦部材１５の挙動もスムーズになる。加えて、一対の弦支持部材３２の間の広い範囲を、弦部材１５に対する撥弦が可能な領域として有効に使用することができ、演奏者の指やピックが弦支持部材３２などの支持構造に触れて演奏が妨げられるおそれがない。よって、演奏のしやすさという点でも優れている。

【0073】

電子弦楽器１０の弦動作検出手段１６は、弦部材１５の長手方向に位置を異ならせた複数の圧電センサ３６によって個別に弦支持部材３２の変形を検出し、当該変形に応じた信号を出力するので、制御部２０においてそれぞれの圧電センサ３６の検出結果を参照することにより、弦部材１５の変位の状態を正確に識別して、楽音の生成に利用することができる。

【0074】

特に、一対の圧電センサ３６を用いて、図５の（Ｂ）のような場合に弦部材１５の変位の差が最も大きくなる両端付近で独立して弦支持部材３２の撓み量を検出するので、変位の程度を高精度に判定しやすいという利点がある。これにより、実際に行われた弦部材１５の撥弦の強弱の程度や、弦部材１５に対する撥弦位置などを高い精度で検出することができる。

【0075】

弦動作検出手段１６からの出力を利用した楽音生成の一例として、制御部２０の楽音制御信号生成手段２２において、一対の圧電センサ３６が出力する信号を平均化した平均値を用いて、弦部材１５の変位を判定することができる。撓み量が大きい側の弦支持部材３２に取り付けた圧電センサ３６からの出力と、撓み量が小さい側の弦支持部材３２に取り付けた圧電センサ３６からの出力とを平均化することによって、撥弦可能な範囲のどの部分で弦部材１５を撥弦したとしても、同様の強度の撥弦については、ほぼ一定のセンサ出力が得られることになる。その結果、撥弦位置の違いによるセンサ出力のばらつきの影響を排除し、実際に弦部材１５に対して行われた撥弦の強度を適正に反映した楽音制御信号を生成して、楽音制御手段２１での楽音の制御に用いることができる。

【0076】

なお、圧電センサ３６から正負の電圧の波形をそのまま出力した場合、一対の圧電センサ３６の出力を単純に平均化しても正しい値にならない場合がある。この場合には、圧電センサ３６の出力をブリッジ回路で整流してから平均化するなどの処理を行ってもよい。

【0077】

弦動作検出手段１６からの出力を利用した楽音生成の別の例として、一対の圧電センサ３６がそれぞれ出力する信号に基づいて、弦部材１５の長手方向における撥弦位置を推定し、撥弦位置の違いに応じた楽音制御信号の生成を行うことができる。これを実現する機能ブロックとして、制御部２０は撥弦位置推定手段２３（図１）を備えている。制御部２０には、弦部材１５の撥弦位置ごとの一対の圧電センサ３６の出力の変化を表すデータや、一対の圧電センサ３６の出力の内容から弦部材１５の撥弦位置を求めるアルゴリズムなどが予め記録されている。撥弦位置推定手段２３は、一対の圧電センサ３６が出力する検出信号を個別に取得してそれぞれの出力の内容を比較し、前記のデータやアルゴリズムに従って、弦部材１５のどの位置が撥弦されたかを推定する演算を実行する。そして、推定された撥弦位置情報を楽音制御信号生成手段２２に送る。

【0078】

例えば、一対の圧電センサ３６がそれぞれ出力する検出信号の振幅値がほぼ同じであれば、弦部材１５の中央付近を撥弦したと推定することができる。また、一対の圧電センサ３６の一方が出力する検出信号の振幅値が他方の振幅値より大きい場合は、検出信号の振幅値が大きい方の圧電センサ３６に近い部分を撥弦したと推定することができる。そして、一対の圧電センサ３６が出力する検出信号の振幅値の差が大きいほど、弦部材１５の中央からの偏りが大きい部分（長手方向の端部寄りの部分）を撥弦したと推定できる。

【0079】

楽音制御信号生成手段２２は、撥弦位置推定手段２３により推定された撥弦位置に基づいて、楽音制御信号の内容を変更したり、楽音制御信号に付加情報を加えたりして、楽音制御手段２１で行う楽音の生成に反映させる。

【0080】

一例として、楽音制御信号生成手段２２は、撥弦位置推定手段２３により推定された弦部材１５の撥弦位置の違いに応じて、楽音の周波数特性を変えるように楽音制御信号を生成することができる。周波数特性の変更により、いわゆる音の硬軟を調整することができる。従って、ギターでネックに近い位置で撥弦した場合と、ブリッジに近い位置で撥弦した場合とに類似した楽音の違いを、電子弦楽器１０においても、弦部材１５の撥弦位置を異ならせた弾き分けによって表現することが可能になる。

【0081】

別の例として、楽音制御信号生成手段２２は、撥弦位置推定手段２３により推定された弦部材１５の撥弦位置の違いに応じて、音色を変えるように楽音制御信号を生成することができる。制御部２０に記憶された音源データには、複数種の楽器や効果音などに対応した様々な音色が含まれている。そして、弦部材１５の撥弦領域と音源データに含まれる音色とを関連付けて、複数の音色から、撥弦位置に対応する特定の音色を選択させる。例えば、弦部材１５の長手方向の第１の領域を撥弦した場合には第１の楽器の音色で発音し、第２の領域を撥弦した場合には第２の楽器の音色で発音する、といった制御を行うことができる。なお、音色の使い分けは２種類に限定されるものではなく、弦部材１５の撥弦領域を３つ以上に区分けして３種類以上の音色から選択されるように制御してもよい。

【0082】

これらの制御例から分かるように、弦部材１５の撥弦位置を推定し、推定された撥弦位置に応じた効果を付して楽音を制御することで、演奏表現の幅が広がり、電子弦楽器１０の製品価値を向上させることができる。

【0083】

一対の圧電センサ３６の出力に基づいてどのような楽音制御を行うかを、ユーザーが任意に選択できるようにしてもよい。例えば、前述の制御例を基にして、一対の圧電センサ３６の出力を平均化して使用する平均化補正モード、撥弦位置の違いに応じて楽音の周波数特性を変更する周波数特性変更モード、撥弦位置の違いに応じて音色を変更する音色変更モードなどを準備し、設定操作部材１９の操作を介してユーザーが所望のモードを選択する。

【0084】

なお、一対の圧電センサ３６を備えた弦動作検出手段１６の利用は、楽音の制御以外にも適用可能である。例えば、電子弦楽器１０を演奏練習用の教材として用いる場合に、撥弦位置のばらつきや、撥弦強度のばらつきなどを検出して、ユーザーに報知して学習効果を高めることもできる。あるいは、弦部材１５のどの位置を撥弦したかをモニタなどに表示させて視覚的な効果を得るという応用も可能である。

【0085】

弦楽器における撥弦以外の演奏操作として、演奏者が弦に触れて消音（ミュート）させるものがある。弦部材１５と弦支持部材３２の間で電気的な接続を持たせて、このような消音操作の検出を行うことが可能である。

【0086】

具体的には、弦部材１５と弦支持部材３２をそれぞれ導電性材料で構成する。また、弦固定部３２ｄを弦部材１５に固定させる部分についても、はんだ付けなどを用いて導通状態で接触させる。図３に示すように、静電容量センサ３８を設け、弦支持部材３２の一部（例えば拡幅部３２ｆ）と静電容量センサ３８をリード線３７で接続する。台座部材３１に固定される基端部３２ｃの一部である拡幅部３２ｆにリード線３７を接続させることにより、リード線３７や静電容量センサ３８が弦支持部材３２の変形の障害や抵抗になることを防止できる。

【0087】

この場合、圧電センサ３６に加えて静電容量センサ３８も弦動作検出手段１６を構成する。演奏者が触れていない状態での各弦部材１５の静電容量を予め測定して制御部２０の記憶部に記憶させておき、静電容量センサ３８により検知される弦部材１５の静電容量の変化と比較することにより、演奏者が弦部材１５に触れているか否かを検出することができる。そして、所定の条件を満たした場合に、消音操作が行われていると楽音制御信号生成手段２２が判定し、消音状態であることを示す楽音制御信号を楽音制御手段２１に送る。これに基づき、楽音制御手段２１は、残響音を含む発音全般をカットするように消音処理を実行する。消音操作を示す所定の条件とは、１本の弦部材１５だけではなく、予め設定した複数本の弦部材１５に演奏者が触れている場合などである。

【0088】

なお、弦部材１５に対する消音操作の検出を要さない場合は、静電容量センサ３８を省略したり、弦部材１５と弦支持部材３２を電気的に接続させない構成にしたりできる。例えば、弦部材１５や弦支持部材３２を合成樹脂などの非金属材料で形成したり、弦部材１５と弦支持部材３２の接続部分に非導電材を配置したりすることも可能である。

【0089】

図３及び図４に示す第１実施形態における弦部材１５の支持構造は、一対の弦支持部材３２の撓みが主としてＹ軸方向に生じるものであり、Ｙ軸方向への撥弦を効率的に検出できるものである。これとは異なる弦部材１５の支持構造を、図７の第２実施形態、図８の第３実施形態として示す。なお、図３及び図４の構成と共通する部分については、図７及び図８においても同じ符号で表して説明を省略する。

【0090】

図７の第２実施形態における一対の弦支持部材４０はそれぞれ、基端部３２ｃと弦固定部３２ｄの間の中間部分に、Ｘ軸方向へ延びる複数のスリット４１が形成されている。スリット４１は、Ｘ軸方向の一端が開放され、当該開放部分からＸ軸方向の途中まで切り込まれた溝部である。各弦支持部材４０にはＺ軸方向に所定の間隔で５つのスリット４１が形成されており、Ｚ軸方向で隣り合うスリット４１は、Ｘ軸方向で互いに逆向きに開放されている。これらのスリット４１を形成したことによって基端部３２ｃと弦固定部３２ｄの間が蛇腹状になり、弦支持部材４０がＺ軸方向に伸縮可能となる。従って、弦支持部材４０は、Ｙ軸方向への撓みに加えて、Ｚ軸方向への撓みも行いやすい構成になっている。また、弦支持部材４０を各方向に捻る動作なども行いやすくなる。

【0091】

図８の第３実施形態における一対の弦支持部材４２はそれぞれ、基端部３２ｃと弦固定部３２ｄの間の中間部分に貫通孔４３が形成されており、貫通孔４３の両側が一対の細い橋絡部４４になっている。貫通孔４３を形成したことによって弦支持部材４２の可撓性が高くなり、撓みの方向の自由度も高くなる。例えば、一対の細い橋絡部４４が独立して撓むことにより、Ｚ軸方向での弦固定部３２ｄの位置を変化させる動作や、弦支持部材４２を各方向に捻る動作などを行いやすくなる。

【0092】

図７の弦支持部材４０や図８の弦支持部材４２は、弦支持部材３２に比して撓みの方向の自由度が高いため、Ｙ軸方向へストロークする演奏動作以外の動作でも弦部材１５を追従して変位させやすい。例えば、Ｚ軸方向への押し込み成分を含むスラップ奏法などを行う場合にも、弦部材１５の動きを対応させることができる。そして、弦支持部材４０や弦支持部材４２に取り付けた圧電センサ３６は、Ｚ軸方向の撓みなども検出可能である。

【0093】

図７及び図８では図示を省略しているが、第１実施形態（図３）の弾性体３５と同様の弾性体を弦支持部材４０や弦支持部材４２に取り付けて、異音の抑制や振動の減衰促進を図ってもよい。

【0094】

このように、本発明で検出の対象とする弦部材の変位方向は、弦部材の長手方向に対して交差する方向であればよく、複数本の弦部材が並ぶ方向（Ｙ軸方向）への撥弦だけに限定されるものではない。

【0095】

図３、図４、図７及び図８の構成では、弦動作検出手段１６として一対の圧電センサ３６を用いているが、圧電センサ以外の検出手段を用いることも可能である。例えば、一対の弦支持部材３２に取り付けた一対のひずみゲージによって弦動作検出手段１６を構成してもよい。ひずみゲージは、金属などの抵抗体の変形に伴う抵抗値の変化を測定するものであり、前述した圧電センサ３６と同様に弦支持部材３２の変形を検出することができる。

【0096】

弦部材の支持構造や、弦部材の動作を検出する手段は、以上に説明したものには限定されない。図９から図１１を参照して、弦部材の支持構造や、弦部材の動作を検出する手段が異なる別の実施形態を示す。なお、図９から図１１では、各弦部材１５の長手方向の一方の端部のみを示しており、各弦部材１５の他方の端部については図示を省略しているが、各弦部材１５の両端は同様の構造を有する。すなわち、図９から図１１の各実施形態は、弦部材１５の両端付近を可撓性のある一対の弦支持部材で支持し、両方の弦支持部材の動作を独立して検出しているという点で、前述の第１、第２及び第３実施形態と共通する。また、図９及び図１０では一部の弦部材１５を省略しているが、Ｙ軸方向に並ぶ６本の弦部材１５を備えるものとする。

【0097】

図９に示す第４実施形態では、各弦部材１５の両端付近を支持する一対の弦支持部材５０が基台３０上に直接的に固定されており、第１から第３実施形態の台座部材３１に対応する部材が設けられていない。弦支持部材５０は、基台３０上に固定される脚部５０ａと、脚部５０ａからＺ軸方向に立ち上がる板状の立壁部５０ｂとを有し、立壁部５０ｂの先端に筒状部５０ｃが設けられている。筒状部５０ｃは、Ｘ軸方向に貫通する円筒形状であり、その内部に弦部材１５の端部が挿入され、弦部材１５と筒状部５０ｃが互いに固定される。

【0098】

弦支持部材５０は、立壁部５０ｂからＸ軸方向に張り出す延長部５０ｄを有している。延長部５０ｄのＸ軸方向の先端には、Ｙ軸方向に屈曲する屈曲部５０ｅを備える。延長部５０ｄの側面には弾性体５１が取り付けられている。屈曲部５０ｅには永久磁石５２が取り付けられている。

【0099】

センサ支持部材５３が基台３０上に設けられている。センサ支持部材５３は、Ｙ軸方向に延設される細長い部材であり、複数（６つ）の弦支持部材５０の延長部５０ｄを跨ぐように配置されている。

【0100】

センサ支持部材５３は、各弦支持部材５０に対応する位置に溝部５３ａを有する。溝部５３ａはＸ軸方向に切り込まれた凹形状であり、溝部５３ａ内に延長部５０ｄが挿入されている。Ｙ軸方向において、溝部５３ａの幅は延長部５０ｄと弾性体５１を合わせた厚みよりも大きく、延長部５０ｄはセンサ支持部材５３に対して溝部５３ａとのクリアランス分だけＹ軸方向へ移動可能である。溝部５３ａの内面に対して延長部５０ｄの側面又は弾性体５１が当接すると、弦支持部材５０はそれ以上のＹ軸方向の移動が規制される。

【0101】

弾性体５１は、第１実施形態（図３）の弾性体３５と同様の役割を有している。弾性体５１が溝部５３ａの内面に当接することで衝突音を抑制する。また、弾性体５１によって弦支持部材５０の振動の減衰を促進させ、振動音を低減させる。溝部５３ａの内面によって弦支持部材５０の過度な変形が抑制され、弦部材１５への許容範囲を超える撥弦力を弾性体５１によって吸収することができる。

【0102】

センサ支持部材５３は、溝部５３ａが形成された台座部５３ｂと、台座部５３ｂからＺ軸方向に突出する支持板部５３ｃとを有する。支持板部５３ｃには、Ｙ軸方向に間隔を空けて複数（６つ）の磁気センサ５４が設けられている。各磁気センサ５４は、Ｘ軸方向で各弦支持部材５０の永久磁石５２に対向する位置に配されている。

【0103】

磁気センサ５４は、弦動作検出手段１６（図１）を構成するものである。弦部材１５を撥弦すると弦支持部材５０が撓み、弦支持部材５０の撓みに伴って永久磁石５２が位置変化したときに、磁界の変化を磁気センサ５４によって検知する。磁気センサ５４として、ホール素子、ホールＩＣ、コイルなどを用いることができる。これらはいずれも、永久磁石５２との相対的な位置変化による磁束密度の変化に応じて電圧を発生するため、弦部材１５の撥弦に伴う弦支持部材５０の変位を磁気センサ５４によって検出することができる。

【0104】

例えば、磁気センサ５４としてコイルを用いた場合には、前述した圧電センサ３６を用いた場合と類似した電圧波形が得られる。そして、永久磁石５２の移動方向の違いによって磁界の変化が異なるため、磁気センサ５４のコイルからの出力に基づいて、弦部材１５の撥弦の方向を検出することができる。

【0105】

図９の構成は、可動部である弦支持部材５０に永久磁石５２を設けた、いわゆるムービングマグネットタイプの検出構造である。この構造の利点として、磁気センサ５４から延びる配線が固定のセンサ支持部材５３側にあり、可動の弦支持部材５０側には配線が接続しないため、動作抵抗が少ないことや、磁気センサ５４を含む電装系に負荷が加わりにくいことが挙げられる。但し、図９の構成とは逆に、弦支持部材５０に磁気センサ５４を設け、センサ支持部材５３に永久磁石５２を設けても、弦支持部材５０の動作を検出することが可能であり、当該構成を排除するものではない。

【0106】

図１０に示す第５実施形態は、弦動作検出手段１６の構成要素以外が図９の第４実施形態と共通している。図９の構成と共通する部分については、図１０においても同じ符号で表して説明を省略する。

【0107】

弦支持部材５０は、延長部５０ｄからＸ軸方向に延伸した反射板５５を有している。弦支持部材５０と反射板５５は一体的に形成されている。なお、別部材として形成した反射板５５を弦支持部材５０に取り付ける構造であってもよい。反射板５５は、Ｚ軸方向に両面が向く平板形状である。

【0108】

センサ支持部材５３の台座部５３ｂ上に支持板部５３ｄが設けられ、支持板部５３ｄ上にＹ軸方向に間隔を空けて複数（６つ）の反射型光センサ５６が設けられている。各反射型光センサ５６は、Ｚ軸方向で各弦支持部材５０の反射板５５に対向する位置に配されている。反射型光センサ５６には、発光部５６ａと受光部５６ｂがＹ軸方向に並列して配置されている。発光部５６ａはＬＥＤなどの光源を有しており、反射板５５側に向けて光を投射する。受光部５６ｂは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子を備えている。

【0109】

反射型光センサ５６は、弦動作検出手段１６（図１）を構成するものである。反射型光センサ５６の発光部５６ａから発した光が、反射板５５で反射されて受光部５６ｂで受光される。弦部材１５を撥弦すると弦支持部材５０が撓み、弦支持部材５０の撓みに伴って反射板５５が位置変化すると、受光部５６ｂでの受光量が変動する。この受光量の変動を解析することによって、弦部材１５の動作を検出することができる。

【0110】

図１１に示す第６実施形態は、弦動作検出手段１６の構成要素以外が図９の第４実施形態と共通している。図９の構成と共通する部分については、図１１においても同じ符号で表して説明を省略する。

【0111】

弦支持部材５０は、延長部５０ｄからＸ軸方向に延伸した光遮蔽板５７を有している。弦支持部材５０と光遮蔽板５７は一体的に形成されている。なお、別部材として形成した光遮蔽板５７を弦支持部材５０に取り付ける構造であってもよい。光遮蔽板５７は、Ｚ軸方向に両面が向く平板形状である。

【0112】

センサ支持部材５３の台座部５３ｂ上に支持板部５３ｅが設けられ、支持板部５３ｅの側面にＹ軸方向に間隔を空けて複数（６つ）の透過型光センサ５８が設けられている。各透過型光センサ５８は、Ｚ軸方向に離間して対向する発光部５８ａと受光部５８ｂを有し、発光部５８ａと受光部５８ｂの間に各弦支持部材５０の光遮蔽板５７が位置する。

【0113】

透過型光センサ５８は、弦動作検出手段１６（図１）を構成するものである。透過型光センサ５８の発光部５８ａから発した光は、光遮蔽板５７が有る部分では遮蔽され、光遮蔽板５７が無い部分では受光部５８ｂで受光される。弦部材１５を撥弦すると弦支持部材５０が撓み、弦支持部材５０の撓みに伴って光遮蔽板５７が位置変化すると、受光部５８ｂでの受光量が変動する。この受光量の変動を解析することによって、弦部材１５の動作を検出することができる。

【0114】

光遮蔽板５７には、Ｙ軸方向に間隔を空けて複数のスリット状の孔を形成してもよい。これらの孔はＺ軸方向へ貫通しており、受光部５８ｂでの受光がパルス状になるため、パルスの受光周期に基づいて弦部材１５の振動の速度を検出できる。

【0115】

なお、図１０の反射型光センサ５６や図１１の透過型光センサ５８では、前述の圧電センサ３６における電圧の正負のような出力にならないため、弦部材１５の撥弦方向を検出するのが難しい場合がある。その対応として、弦支持部材５０の移動方向を検出する補助的なセンサを用いてもよい。

【0116】

図９から図１１の構成において、弦部材１５と弦支持部材５０の間に電気的な接続を持たせると共に、弦支持部材５０に静電容量センサ（図示略）を接続して、弦部材１５に対する消音操作の検出を行うようにしてもよい。

【0117】

以上の図９から図１１の構成では、一対の弦支持部材５０のそれぞれの近傍に設けた検出手段である一対の磁気センサ５４、一対の反射型光センサ５６、一対の透過型光センサ５８によって、各弦支持部材５０における被検出部である永久磁石５２、反射板５５、光遮蔽板５７の位置変化を個別に検出している。従って、弦動作検出手段１６を用いた弦部材１５の動作の検出精度の高さや、弦動作検出手段１６の検出結果に基づく楽音制御の自由度の高さなどにおいて、前述した第１から第３実施形態と同様の効果が得られる。

【0118】

以上に説明した各実施形態は、それぞれに利点があり、必要に応じて好適な構成を選択することができる。また、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせることも可能である。

【0119】

第１実施形態（図３及び図４）、第２実施形態（図７）、第３実施形態（図８）では、一対の弦支持部材３２（４０、４２）にそれぞれ取り付けた一対の圧電センサ３６で弦動作検出手段１６を構成しており、部品点数が少なく、弦部材１５の周辺構造をシンプルにできるという利点がある。

【0120】

第１実施形態は、弦部材１５を支持する一対の弦支持部材３２がいずれもシンプルな平板状であるため、部品単価が低く、耐久性にも優れている。第２実施形態及び第３実施形態は、Ｙ軸方向以外にも変形しやすい一対の弦支持部材４０や一対の弦支持部材４２によって弦部材１５を支持しており、様々な演奏形態を検出しやすくなる。

【0121】

第４実施形態（図９）、第５実施形態（図１０）、第６実施形態（図１１）では、弦部材１５に伴う移動を行う可動部である一対の弦支持部材５０に被検出部（永久磁石５２、反射板５５、光遮蔽板５７）を設け、弦部材１５に伴う移動を行わない固定部であるセンサ支持部材５３側に弦動作検出手段１６（磁気センサ５４、反射型光センサ５６、透過型光センサ５８）を設けている。被検出部と弦動作検出手段１６の間が非接触であり、被検出部に接続する配線などを要さないため、可動部側の軽量化や動作レスポンスの向上を図ることができる。

【0122】

第１から第３実施形態の圧電センサ３６や、第４実施形態の磁気センサ５４（コイル）を用いたりすることで、弦部材１５の振動の強度だけでなく振動の方向も比較的容易に検出できる。

【0123】

以上の各実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。一例として、実施形態の内容とそれに対応する変形例を以下に示す。

【0124】

前述の各実施形態では、複数本の弦部材１５が同じスペックであり、それぞれの弦部材１５を支持する支持構造も共通である。これにより、部品の共通化による製造コストの低減や、メンテナンス性の向上などの効果が得られる。また、弦操作部１３がＹ軸方向に対称性を持つ構造になるため、ギターの右手ピッキング用と左手ピッキング用の弦の張り替えに類する調整が不要である。

【0125】

しかし、複数本の弦部材を支持する支持構造をそれぞれ異ならせることも可能である。例えば、弦支持部材が板バネである場合、板バネの厚み、板バネの幅、板バネを形成する材料などに違いを持たせることで、板バネの撓みやすさに差が生じる。これにより、複数の弦部材を撥弦する際の動作抵抗や反発を各々異ならせることができ、弦部材ごとに操作感をカスタマイズすることが可能となる。

【0126】

前述の各実施形態では、各弦部材１５の長手方向の両側に共通仕様の一対のセンサを備えている。一対のセンサが共通仕様であると、導入コストが低くて済み、制御の負担も軽減される。特に、複数のセンサが出力する信号を相互参照して楽音の制御に用いるので、制御のしやすさや検出精度の観点から、各センサが共通仕様であることの利点が大きい。

【0127】

しかし、前述の各実施形態とは異なり、１本の弦部材に対して種類やスペックが異なる複数の検出手段を備える構成においても本発明は有用である。複数の検出手段については、複数の弦支持部材のそれぞれの変形に応じた信号を出力するという要件を満たしていればよく、信号の形態や検出の方法は限定されない。

【0128】

前述の各実施形態では、弦部材１５の両端に一対の弦支持部材が接続している。この構成は、弦部材１５の安定性が高いこと、撥弦時の弦部材１５のスムーズな動作を実現できること、弦部材１５の撥弦可能範囲が広いこと、弦動作検出手段１６による検出精度が高いことなどの点で優れている。

【0129】

しかし、前述の各実施形態とは異なり、弦部材の両端以外の位置（両端よりも互いに近い位置）で一対の弦支持部材による支持を行う構造や、弦部材の長手方向の三箇所以上で弦支持部材による支持を行う構造を採用することも可能である。このような構成においても本発明は有用である。すなわち、本発明における弦部材の支持構造については、弦部材を長手方向の異なる位置で支持する複数の弦支持部材を備え、弦部材の撥弦によって各弦支持部材が変形するという要件を満たしていればよい。

【0130】

以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
少なくとも１本の直線状の弦部材と、
前記弦部材を長手方向の異なる位置で支持し、前記弦部材の撥弦によって変形する複数の弦支持部材と、
前記複数の弦支持部材のそれぞれの変形に応じた信号を出力する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段が出力する信号に基づいて、楽音制御信号を生成する楽音制御信号生成手段と、
を備えたことを特徴とする電子弦楽器。
［付記２］
前記複数の弦支持部材は、前記弦部材の長手方向の両端を支持する一対の弦支持部材であることを特徴とする付記１に記載の電子弦楽器。
［付記３］
前記複数の検出手段は、前記一対の弦支持部材にそれぞれに取り付けられて前記弦支持部材の変形を検出する一対のセンサであることを特徴とする付記２に記載の電子弦楽器。
［付記４］
前記複数の検出手段は、前記一対の弦支持部材のそれぞれの近傍に設けられて、前記一対の弦支持部材に設けた被検出部の位置変化を検出する一対のセンサであることを特徴とする付記２に記載の電子弦楽器。
［付記５］
前記楽音制御信号生成手段は、前記複数の検出手段がそれぞれ出力する信号の平均値に基づいて楽音制御信号を生成することを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の電子弦楽器。
［付記６］
前記複数の検出手段がそれぞれ出力する信号に基づいて、前記弦部材の長手方向における撥弦位置を推定する撥弦位置推定手段を備えることを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の電子弦楽器。
［付記７］
前記楽音制御信号生成手段は、前記撥弦位置推定手段により推定された撥弦位置に基づいて、楽音の周波数特性を制御した楽音制御信号を生成することを特徴とする付記６に記載の電子弦楽器。
［付記８］
前記楽音制御信号生成手段は、前記撥弦位置推定手段により推定された撥弦位置に基づいて、音色を制御した楽音制御信号を生成することを特徴とする付記６に記載の電子弦楽器。

【符号の説明】

【0131】

１０ ：電子弦楽器
１１ ：胴体部
１２ ：棹部
１３ ：弦操作部
１４ ：指板
１５ ：弦部材
１６ ：弦動作検出手段（検出手段）
１８ ：指板操作検出手段
２０ ：制御部
２１ ：楽音制御手段
２２ ：楽音制御信号生成手段
２３ ：撥弦位置推定手段
２５ ：発音システム
３０ ：基台
３１ ：台座部材
３２ ：弦支持部材
３５ ：弾性体
３６ ：圧電センサ（検出手段）
３８ ：静電容量センサ
４０ ：弦支持部材
４１ ：スリット
４２ ：弦支持部材
４３ ：貫通孔
４４ ：橋絡部
５０ ：弦支持部材
５１ ：弾性体
５２ ：永久磁石（被検出部）
５３ ：センサ支持部材
５４ ：磁気センサ（検出手段）
５５ ：反射板（被検出部）
５６ ：反射型光センサ（検出手段）
５７ ：光遮蔽板（被検出部）
５８ ：透過型光センサ（検出手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】