(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弦楽器に装着するように構成された変換器アセンブリであって、前記弦楽器が、複数の磁気的に透過の弦を有し、該複数の弦が、互いにほぼ平行に延び、第１の弦軸を定める第１の磁気的に透過の弦と、第２の弦軸を定める第２の磁気的に透過の弦とを含み、前記第１弦軸と前記第２弦軸とは弦平面を定め、第１の弦平面が、前記弦平面に対し垂直でありかつ前記第１弦軸を含み、前記変換器アセンブリが、
第１の変換器であって、
第１の細長ポールピースであって、該第１の細長ポールピースが、前記変換器アセンブリが前記弦楽器に装着されたときに前記弦平面に平行な第１の長方形の横断面を有し、かつ磁気極性を有し、第１の変換器軸が前記第１の長方形の横断面の細長い辺に平行に定められ、該第１の細長ポールピースが、前記第１の変換器が前記弦楽器に装着されたときに、前記第１の磁気的に透過の弦と前記弦楽器の表面との間に配置される、第１の細長ポールピースと、
第２の細長ポールピースであって、該第２の細長ポールピースが、前記変換器アセンブリが前記弦楽器に装着されたときに前記弦平面に平行な第２の長方形の横断面を有し、かつ磁気極性を有し、第２の変換器軸が前記第２の長方形の横断面の細長い辺に平行に定められ、該第２の細長ポールピースが、前記第１の変換器が前記弦楽器に装着されたときに、前記第１の磁気的に透過の弦と前記弦楽器の前記表面との間に配置される、第２の細長ポールピースと、
を含む、第１の変換器と、
第２の変換器であって、
第３の細長ポールピースであって、該第３の細長ポールピースが、前記変換器アセンブリが前記弦楽器に装着されたときに前記弦平面に平行な第３の長方形の横断面を有し、かつ磁気極性を有し、第３の変換器軸が前記第３の長方形の横断面の細長い辺に平行に定められ、該第３の細長ポールピースが、前記第２の変換器が前記弦楽器に装着されたときに、前記第２の磁気的に透過の弦と前記弦楽器の前記表面との間に配置される、第３の細長ポールピースと、
第４の細長ポールピースであって、該第４の細長ポールピースが、前記変換器アセンブリが前記弦楽器に装着されたときに前記弦平面に平行な第４の長方形の横断面を有し、かつ磁気極性を有し、第４の変換器軸が前記第４の長方形の横断面の細長い辺に平行に定められ、該第４の細長ポールピースが、前記第２の変換器が前記弦楽器に装着されたときに、前記第２の磁気的に透過の弦と前記弦楽器の前記表面との間に配置される、第４の細長ポールピースと、
を含む、第２の変換器と、
を含み、
前記第２の変換器が、前記第１の変換器に隣接して装着され、
前記第１の変換器軸と、前記第２の変換器軸と、前記第３の変換器軸と、前記第４の変換器軸とが、互いに平行であり、
第１の変換器平面が、前記弦平面に垂直であり前記第１の変換器軸を含み、さらに、前記第１変換器平面が、前記変換器アセンブリが前記弦楽器に装着されたときに、ほぼ２８度よりも大きくかつほぼ５８度よりも小さい配向角度で前記第１の弦平面と交差する、変換器アセンブリ。
【請求項２】
請求項１記載の変換器アセンブリにおいて、前記第１の変換器は、さらに、前記第１の細長ポールピースと前記第２の細長ポールピースとに隣接して配置された永久磁石を含む、変換器アセンブリ。
【請求項３】
請求項１記載の変換器アセンブリにおいて、前記第１変換器は、さらに、
前記第１の細長ポールピースに巻回された第１のコイルと、
前記第２の細長ポールピースに巻回された第２のコイルと、
を含む、変換器アセンブリ。
【請求項４】
請求項３記載の変換器アセンブリにおいて、前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、直列に接続された、変換器アセンブリ。
【請求項５】
請求項４記載の変換器アセンブリにおいて、前記第１の細長ポールピースの前記磁気極性は、前記第２の細長ポールピースの前記磁気極性とは反対である、変換器アセンブリ。
【請求項６】
請求項５記載の変換器アセンブリにおいて、前記第２の長方形の横断面は、前記第１の長方形の横断面と前記第３の長方形の横断面との間にあり、前記第４の長方形の横断面は、前記第２の長方形の横断面と前記第３の長方形の横断面との間にはなく、さらに、前記第１の細長ポールピースの前記磁気極性は、前記第３の細長ポールピースの前記磁気極性と同じである、変換器アセンブリ。
【請求項７】
請求項４記載の変換器アセンブリにおいて、前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、反対に巻回された、変換器アセンブリ。
【請求項８】
弦楽器であって、
本体と、
該本体の表面上において互いにほぼ平行に延びた複数の磁気的に透過の弦であって、
前記本体上の第１弦装着点と前記本体上の第２弦装着点と間に装着された第１の磁気的に透過の弦であって、該第１の磁気的に透過の弦が第１の弦軸を有する、第１の磁気的に透過の弦と、
前記本体上の第３弦装着点と前記本体上の第４弦装着点と間に装着された第２の磁気的に透過の弦であって、該第２の磁気的に透過の弦が第２の弦軸を有する、第２の磁気的に透過の弦と、
を含み、前記第１弦軸と前記第２弦軸とが弦平面を定め、さらに、第１の弦平面が、前記弦平面に対し垂直でありかつ前記第１弦軸を含む、複数の磁気的に透過の弦と、
変換器アセンブリであって、
第１の変換器であって、
第１の細長ポールピースであって、該第１の細長ポールピースが、前記弦平面に平行な第１の長方形の横断面を有し、かつ磁気極性を有し、第１の変換器軸が前記第１の長方形の横断面の細長い辺に平行に定められ、該第１の細長ポールピースが、前記第１の磁気的に透過の弦と前記本体の前記表面との間に配置される、第１の細長ポールピースと、
第２の細長ポールピースであって、該第２の細長ポールピースが、前記弦平面に平行な第２の長方形の横断面を有し、かつ磁気極性を有し、第２の変換器軸が前記第２の長方形の横断面の細長い辺に平行に定められ、前記第２の細長ポールピースが、前記第１の磁気的に透過の弦と前記本体の前記表面との間に配置される、第２の細長ポールピースと、
前記第１の細長ポールピースに巻回された第１のコイルと、
前記第２の細長ポールピースに巻回された第２のコイルと、
を含む、第１の変換器と、
第２の変換器であって、
第３の細長ポールピースであって、該第３の細長ポールピースが、前記弦平面に平行な第３の長方形の横断面を有し、かつ磁気極性を有し、第３の変換器軸が前記第３の長方形の横断面の細長い辺に平行に定められ、該第３の細長ポールピースが、前記第２の磁気的に透過の弦と前記本体の前記表面との間に配置される、第３の細長ポールピースと、
第４の細長ポールピースであって、該第４の細長ポールピースが、前記弦平面に平行な第４の長方形の横断面を有し、かつ磁気極性を有し、第４の変換器軸が前記第４の長方形の横断面の細長い辺に平行に定められ、該第４の細長ポールピースが、前記第２の磁気的に透過の弦と前記本体の前記表面との間に配置される、第４の細長ポールピースと、
前記第３の細長ポールピースに巻回された第３のコイルと、
前記第４の細長ポールピースに巻回された第４のコイルと、
を含む、第２の変換器と、
を含み、
前記第２の変換器が、前記第１の変換器に隣接して装着され、
前記第１の変換器軸と、前記第２の変換器軸と、前記第３の変換器軸と、前記第４の変換器軸とが、互いに平行であり、
第１の変換器平面が、前記弦平面に垂直であり前記第１の変換器軸を含み、さらに、前記第１変換器平面が、ほぼ２８度よりも大きくかつほぼ５８度よりも小さい配向角度で前記第１の弦平面と交差する、弦楽器。
【請求項９】
請求項８記載の弦楽器において、前記第１の変換器は、さらに、前記第１の細長ポールピースと前記第２の細長ポールピースとに隣接して配置された永久磁石を含む、弦楽器。
【請求項１０】
請求項８記載の弦楽器において、前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、直列に接続された、弦楽器。
【請求項１１】
請求項１０記載の弦楽器において、前記第１の細長ポールピースの前記磁気極性は、前記第２の細長ポールピースの前記磁気極性とは反対である、弦楽器。
【請求項１２】
請求項１１記載の弦楽器において、前記第２の長方形の横断面は、前記第１の長方形の横断面と前記第３の長方形の横断面との間にあり、前記第４の長方形の横断面は、前記第２の長方形の横断面と前記第３の長方形の横断面との間にはなく、さらに、前記第１の細長ポールピースの前記磁気極性は、前記第３の細長ポールピースの前記磁気極性と同じである、弦楽器。
【請求項１３】
請求項１０記載の弦楽器において、前記第３のコイルと前記第４のコイルとは、直列に接続され、前記第１の変換器は前記第２の変換器と並列に接続された、弦楽器。
【請求項１４】
請求項１３記載の弦楽器において、前記第１の変換器の第１の電気信号は、第１の増幅器に出力され、前記第２の変換器の第２の電気信号は、前記第１の増幅器とは異なった第２の増幅器に出力される、弦楽器。
【請求項１５】
請求項８記載の弦楽器において、前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、反対に巻回された、弦楽器。
【請求項１６】
請求項８記載の弦楽器において、前記配向角度は、前記弦楽器の演奏中の前記変換器アセンブリの少なくとも１つの計測可能な性能パラメータを最適化するように選択された、弦楽器。
【請求項１７】
請求項１６記載の弦楽器において、前記計測可能な性能パラメータは、チャンネル間分離、周波数応答、動的応答、及びこれらの組み合わせを含むグループから選択された、弦楽器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には弦楽器、弦楽器用リラクタンスピックアップ、及び楽器装置に関する。特に、本発明はギター、ギター用ピックアップ、及びギター装置に関する。さらに、本発明はデジタルギター、マルチ信号ギターピックアップ、及びデジタルギターインターフェース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギターのような弦楽器は当技術界でよく知られており、広範囲の異なる型や設計を含んでいる。例えば、従来技術はアコースティックギターや電気ギターを含んでいる。これらのギターは典型的にはアナログのマイクロホン信号のようなアナログのオーディオ信号を受信し、アナログの弦信号のようなアナログのオーディオ信号（ギター弦をかき鳴らすとギターピックアップにより発生するアナログオーディオ信号）を出力するように適合されている。
【０００３】
従来技術は単声ギター、即ち、ギター上に張られた１つ又は複数のギター弦をかき鳴らすと単一の弦信号を出力するギターを含んでいる。従来技術はまたギター上に張られた各弦に対し単一の弦信号を出力するギターを含んでいる。後者の型のギターは一般的に多声ギターと称される。
【０００４】
従来のギターは各端部で固定され且つ適正周波数で振動するための張力に保持された複数のギター弦を有する。ギター弦はトランスデューサ（変換器）又はピックアップの上方を超えてブリッジで支持されている。多声ピックアップにおいて、各センサーはギターの異なる弦に対して専用である。この目的に使用される２つの共通型のピックアップは圧電ピックアップ及び磁気ピックアップである。磁気多声ピックアップ付の電気ギターにおいて、ギター弦は通常ピックアップと接触していない。各変換器は典型的には磁界を発生させる永久磁石と、磁界内に置かれる電気コイルを含んでいる。各変換器において、対応する弦は磁気的に透過な材料から構成され、変換器はギター上に設けられるので、少なくとも１本の選択された弦が各変換器の磁界を通過する。楽器が演奏されると、弦が振動し、磁気透過材料を磁界中に移動させ、対応するコイルの巻線に振動磁束を発生させる。このようにして、磁気誘導で、ピックアップから発散する磁束線中を移動するギター弦の振動はピックアップのコイルに電気信号を発生させる。
【０００５】
可変リラクタンス型変換器は、可動強磁性ターゲットの速度を計測し又は検出するためによく使用される。ターゲットが上下方向運動のような１つの自由度のみを有すると、ターゲットの速度方向は変換器の検出（感知）コイルで誘起される電圧の極性から判定でき、速度の大きさは検出電圧に比例する。しかしながら、もし選択された長さの振動ギター弦のようなターゲットが２つの自由度を有すると、ターゲットは上下方向又は左右方向又はこれらの任意のベクトルの組合せで移動可能となる。その長さに沿った任意の１点でのこのような弦の動きはその点の弦に直交するＸ−Ｙ面の可変ベクトルとして表現される。この可変ベクトルはｘ成分ベクトルとｙ成分ベクトルに分割できる（ここで、ｘ軸及びｙ軸は任意のデカルト軸方向である）。対称磁界を有する単一の従来のリラクタンス変換器を使用すると、移動方向は誘起電圧極性では判定できず、誘起電圧の大きさはターゲットの速度の大きさを正確に示さない。
【０００６】
ギター弦が引っ張られそして放されると、弦のある箇所が横断面内の複数の方向で振動する。その横断面、即ちＸ−Ｙ面は弦の軸に対して直交する面である。弦振動の経路は、例えば、Ｘ−Ｙ面での歳差運動楕円である。従来の磁気多声ギターピックアップは主として垂直軸のような一次軸に沿って、ピックアップに向かいそして離れるように生じる弦振動に応答する。これらピックアップはまた、複数の弦により定められる面内の水平軸のような、主軸に直交する第２軸に沿って生じる弦振動に対しても、応答するが、ほとんど感度を有しない。この交差軸無感度の結果として、互いに異なる方向の弦振動は、感知コイルに、互いに異なってスケーリングされた電圧を誘起し、そしてこれら電圧は、出力信号において分離不可能に混合される。従来の単一変換器磁気ピックアップのこの欠点は周波数応答及び動的応答（即ち、信号対雑音比応答）を含むピックアップの計測可能な性能パラメータを制限する。実証的な例として、ほぼ水平方向の大振幅の弦振動はほぼ垂直方向の小振幅の振動と識別できない。ピックアップは、互いに異なる方向の互いに等しい振幅の弦振動に対して互いに異なる感度で応答する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
２つの自由度における横弦振動を典型的に検出する従来のギターピックアップの不十分さは、従来技術における他の発明者らにより認識されていた。単一弦用のマルチポールピックアップの例が「２つの相互直交面における弦振動動作を検出するための変換器」と題し、１９８２年９月１４日にＣｈｏｂａｎｉａｎらに発行された米国特許第４，３４８，９３０号に示されている。この特許は、２つの分離し相互に直交した面での振動に対して敏感な分離した専用ポールピース及びコイルを教示している。この特許では、弦がセンサーの１つの検出面で振動すると、一方のポールピースの磁束に他方のポールピースでの磁束よりもかなり大きな変化が生じることを主張している。
【０００８】
Ｎｏｒｍａｎ Ｊ．Ａｎｄｅｒｓｏｎによる「交差面の弦の動きに応答する変換器アセンブリ」と題する米国特許第４，５３４，２５８号は、弦の全ての横方向の動きを決定するように設計された磁気ピックアップについて述べている。この設計においても、各コイルは第１平面における弦の振動に対して最大感度を示し、第１平面と交差する第２平面での弦の振動に最小感度を示す。Ａｎｄｅｒｓｏｎは、これらの主面は好ましくはギター本体の上面に対して直交し且つ−４５度及び＋４５度であると述べている。一方の組のコイルでの全ての弦の振動により誘起される信号は、１つのオーディオチャンネルに合成され、他方の組のコイルでの全ての弦の振動により誘起される信号は、第２オーディオチャンネルに合成される。
【０００９】
Ｒｉｃｈａｒｄ Ｅ．Ｄ．ＭｃＣｌｉｓｈによる、「楽器用のオムニ平面ピックアップ」と題する米国特許第５，２０６，４４９号は、弦振動に対する全平坦感度を達成する磁気センサーの類似の構成を記載している。この発明によれば、２つのコイルからの信号は、これら信号のうちの一方の信号にその他の信号に対する位相シフトが適用された後に、合成される。磁束界は近接性により結合され、弦で交差することにより、両センサーコイルは任意の方向の弦振動に応答し、異なるレベルの感度で応答する。
【００１０】
Ｉｓｖａｎに対して発行され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，３９２，１３７号は、弦平面での振動と弦面に直交する振動に対して敏感である３個コイル型ピックアップを記載している。このＩｓｖａｎピックアップは、各々が同一極性のポールピースを有し互いから逆方向の水平的にバイアスされた２個のピックアップコイルと、逆極性を有する第３ポールピースを含んでいる。Ｉｓｖａｎ電子システムは、弦平面の振動を示す信号を発生するため第１及び第２コイルからの信号を減算し、弦平面に直交する弦振動を決定するために第１及び第２ピックアップからの信号を合成する。この発明の実施例において、変換器は、ギター弦を支持するブリッジサドルとしてピックアップの一方のポールを使用する。ピックアップのサドルポールは磁気透過材料から構成される。サドルポールはギター弦により大部分で伝達される磁束線を生じさせ、ピックアップ永久磁石のための全磁気エネルギー要求における低減を可能にし、多声ピックアップ内の近傍の弦センサー間のクロストークを減少させる。
【００１１】
上記に引用された従来技術特許の各々は、ピックアップの２個の又はそれ以上のコイルにより別々に検出された直交軸上の弦振動の可変ベクトルを分解することにより、変動する成功度状態で、Ｘ−Ｙ検出問題を解決しようとしている。従来技術システムによれば、ｘ運動及びｙ運動成分は、各々がｘ運動ベクトル又はｙ運動ベクトルに比例した分離コイル信号として直接計測されるか又は、ｘ運動及びｙ運動成分がコイル信号の位相シフト又は他の信号処理により電子的に分離される。これらの２つの従来技術による解決法は欠点を有する。一方の解決法はより複雑なコイル構成を要求し、他方の解決法はより複雑な電気処理を要求する。
【００１２】
要求されるものは、特にＸ−Ｙ運動検出及び、周波数応答、動的応答（即ち、信号対雑音比応答）を含む、変換器の計測可能な性能パラメータを最適化する簡単で費用効果のある手段に向けられた振動弦のための変換器である。
【００１３】
これらの従来技術磁気多声ピックアップは、コイル構成と感度のため弦間の顕著な磁気クロストークに悩まされている。クロストークは、変換器が問題の変換器に直下に重なる振動に加えて近傍の弦の振動を検出する場合に生じる。これは、第１変換器コイルで磁界に影響を与える第２弦振動により生じ、第１変換器コイルの測定値に影響する第２変換器の浮遊磁束により生ずる。
【００１４】
必要とされることは、特にＸ−Ｙ運動検出及び、周波数応答、動的応答（即ち、信号対雑音比応答）を含む変換器の計測可能性能パラメータ、を最適化しながら弦間のクロストークを減ずる簡単で費用効果のある手段を提供することに向けられた振動弦用の変換器である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の好ましい実施例において、新規なリラクタンス変換器はギターの選択された弦の直下に設けられる。各々が逆磁気極性を有する一対の平行の細長ポールピースと、逆方向に巻回された対応する一対のコイルが変換器を構成する。双ポールピース変換器は、ギターに搭載される場合、選択された弦の直下で中央に位置決めされ、平行の細長ポールピースがギター弦の演奏中に変換器アセンブリの少なくとも１個の計測可能な性能パラメータを最適化するように選択された角度だけ静止している弦の軸からオフセットするように回転されている。
【００１６】
より好ましい実施例において、第１及び第２ポールピースは変換器上部表面が矩形であるように整列された矩形端部を有する刃型ポールピースである。２個の変換器ボビンはポールピースを受けるコアと永久磁石を受けるベース空洞部を設けている。変換器はさらに直列に接続され且つボビンとポールピースの周囲に逆方向に巻回された２個の電気コイルを有する。この構成において、第１及び第２コイル検出された磁界変化を対応する第１及び第２電気信号に変換する。
【００１７】
理論により制約されることなく、細長ポールピースはピックアップ変換器へのこの応用において固有の特性を有する磁界の延長した一次的ローブ及び二次的ローブを発生させる。選択された磁気透過弦の直下の変換器の向きを変更することにより、振動弦が磁界線と交差する角度は振動中に交差する磁界線の数と共に変更される。
【００１８】
本発明の新規な態様は、配向角度が所定の変換器のためのＸ−Ｙ動作検出を最適化するように選択される。理論に制約されることなく、好ましい実施例において、配向角度はｘ運動ベクトルに対するｙ運動ベクトルの比がｘ磁束ベクトルに対するｙ磁束ベクトルの比の０．５と２．０間の倍数にほぼ等しいように選択されることが期待される。より好ましくは、配向角度はｘ運動ベクトルに対するｙ運動ベクトルの比がｘ磁束ベクトルに対するｙ磁束ベクトルの比にほぼ等しいように選択される。この新規な特徴は、従来技術の複雑な回路処理又はポールピース／コイル設計を必要とせずに、大部分のＸ−Ｙ運動が得られる利点を有する。
【００１９】
本発明の新規な第２の態様は、配向角度が任意の変換器のために達成可能な動作応答／信号対雑音比を最適化するように選択可能である。理論に制約されることなく、配向角度は磁界の一次領域内の選択された長さの選択された弦の振動により発生する全磁束が最大化するように選択されることが期待される。この新規な特徴は無向性周辺磁気ノイズに対する感度を増加させることなく弦の選択された運動に対する感度を増加させる利点を有し、任意の変換器のために達成できる動的応答／信号対雑音比を増加させる。
【００２０】
本発明の第３の新規な態様によれば、配向角度は近傍の弦により交差する磁界の部分が最小化するように選択できることである。この第３の新規な態様は任意の変換器のために達成できるチャンネル間分離（即ち、近傍の弦２０６からクロストーク又は雑音信号）を最小化する。
最終的に、本発明の経験的第４新規態様は配向角度が変換器の周波数範囲で“平坦”な周波数応答を形成するように（即ち、無歪周波数応答曲線）選択可能であることである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は弦直下のギター上に取付けられた本発明の複数の新規なリラクタンス変換器を有するギターの平面図である。
【図２】図２は図１のギターの断面図である。
【図３】図３は選択された弦の直下に置かれた本発明の単一の新規なリラクタンス変換器を示す図１のギターの詳細図である。
【図４】図４は選択された弦の直下に置かれた刃形リラクタンス変換器の平面図である。
【図５】図５は選択された弦に対して動作空間関係にある変換器の透過ポールと永久磁石を示す図４の変換器の斜立図である。
【図６】図６は図４の変換器の断面図である。
【図７】図７は図４の複数の変換器を有する多声ピックアップの斜立図である。
【図８】図８はデジタル処理回路に接続された図７のピックアップアセンブリの回路アセンブリのブロック図である。
【図９】図９は選択された弦の直下に最適配向角度で配置された図４の変換器の磁界の典型的磁束の平面図である。
【図１０】図１０は選択された弦の直下で且つ整合状態に配置され図４の変換器の磁界の典型的磁束の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１及び図２は本発明の一実施例による６個の傾斜（角度付けされた）リラクタンストランスデューサ（変換器）アセンブリ１０を含む新規な多声ピックアップアセンブリ５０を有する電気ギター１００を示している。このギター１００は楽器１００の表面１１０と一般的に平行であり且つその表面上に等分に離間した間隔で伸びている６本の磁気透過弦１０２を有し、これによって弦平面１０８を定める。図２の１本の弦１０２と１つの基準垂直面１１２に示されるように、６本の弦１０２の各々に関して、別々の対応する垂直面１１２は、各弦１０２に沿って伸び且つ一般的に弦面１０８に対して直角の平面１１２として定められる。従って、基準垂直面１１２は各々ギター１００の表面１１０に対して直角である。これらの基準面は本発明の変換器アセンブリ１０の空間的関係を説明するのに有用である。
【００２３】
図３は本発明のリラクタンス変換器１０の一実施例を示しており、このリラクタンス変換器１０は、ある選択された対応する弦１０４との下に設けられ、そしてそのすなわち第１の弦１０４の隣にはそれとは離間した第２の弦１０６がある。図４及び図６は図８の変換器１０の詳細な平面及び断面図を示している。図５は、互いに空間的関係にある変換器１０の複数の磁気部品と、その対応する弦１０４の斜視図を示している。
【００２４】
本発明の新規な特徴は、変換器１０が検出するよう設計された動きをする振動するギター弦１０４に対しての、変換器１０の一対の平行で細長い（延長する）ポールピース（磁極片）２０、２２の方向である。本発明の双ポールピース変換器１０は、ギター上に搭載されると、弦１０４の下で中央に位置決めされ、そして平行細長ポールピース２０、２２がその静止している弦１０４の軸から“配向角度”７０だけ偏位されるように回転される。配向角度７０は、選択されたギター弦１０４と隣接する弦１０６の演奏中における変換器アセンブリ１０の少なくとも１つの計測可能な性能パラメータを最適化するように選択される。このような性能パラメータはチャンネル間分離、周波数応答、及び動的応答を含んでいる。
【００２５】
図４、図５及び図６に示される変換器１０の一実施例は、磁気アセンブリ３５を含み、この磁気アセンブリ３５は、それぞれ第１及び第２ポール端部３０及び３２を有する第１及び第２ポールピース２０及び２２を含んでいる。第１ポール端部３０は第１磁気極性を有し及び第２ポール端部３２は逆の第２極性を有する。第１ポール端部３０は、第２ポール端部３２の近くに位置決めされて、空間と共に第１及び第２の細長ポール端部表面３６、３８が変換器上部表面１２を形成する。図５及び図６に示される実施例において、永久磁石３７はポールピース２０、２２の下部に隣接して示されている。一選択的実施例において、ポールピースは各々永久磁石である。本発明は、第１ポール端部３０と第２ポール端部３２が同一磁気極性を有する代案実施例も意図している。
【００２６】
好ましい一実施例において、第１及び第２ポールピース２０、２２は、その組成及び寸法がほぼ同じ２つの磁気透過金属棒である。これら金属棒は、矩形ポール端部表面３６、３８を有する刃型ポールピース２０、２２を形成する。この好ましい実施例において、第１及び第２ポールピース２０、２２は、変換器上部表面１２が概して矩形であるように配列される。この好ましい実施例の変換器１０はさらに図６に示される２個の変換器ボビン２１を含んでいる。このボビンは、ポールピース２０、２２を受けるためのコアと、永久磁石３７を受けるためのベース空洞部を設けている。
【００２７】
図６において、電気コイルアセンブリ２４が示され、これは、磁気アセンブリ３５の近傍に配置され、また選択された弦１０４の動きにより誘起される磁界４０の変化を感知するために位置決めされている。この実施例において、コイルアセンブリ２４は逆方向に巻回され且つ直列に接続された第１コイル２６と第２コイル２８を含む。好ましい実施例において、第１及び第２コイル２６、２８は各々これらのポールピースの細長断面の形状に一致するように細長にされている。図６に示されるように、第１ポールピース２０はアセンブリ２４の第１コイル２６を貫通して伸び、第２ポールピース２２は第２コイル２８を貫通して伸びている。この構成において、第１及び第２コイル２６、２８は検出された磁界変化を対応する第１及び第２電気信号に変換する。好ましい実施例において、第１及び第２コイル２６、２８は第１及び第２電気信号を加算的に合成するように直列に接続される。
【００２８】
ポールの第１及び第２端部表面３６、３８の延長軸に沿って引かれ且つ概して平行である基準第１及び第２ポール端部軸１６、１８は図４及び図５に示されている。第１及び第２ポール端部３０、３２間に定められた変換器垂直面１４が示されている。この変換器垂直面１４は、変換器上面１２に対して概して直角であり且つ第１及び第２ポール端部軸１６、１８に対して概して平行であるように示されている。変換器が選択された弦１０４の直下に設けられると、基準垂直面１１２は概して変換器上面１２に対して直交し且つほぼ二分している。図５はさらに選択された弦１０４の基準垂直面１１２に対し選択された配向角度７０で交差する変換器垂直面１４を示している。
【００２９】
図９に示されるように、第１ポール端部３０は磁界４０の一次的部分４２を定めるように第２ポール端部３２と磁気的に作用可能である。磁界４０の一次的部分４２は一般的に変換器垂直面１４に対して対称であり、且つ第１及び第２ポール端部軸１６、１８に対して概して平行である一次磁界軸１５に沿って伸びていると予想される。磁界４０はさらに変換器垂直面１４に対して概して垂直である２次磁界軸１９に沿って延びている２次領域４４を含むと予想される。
【００３０】
理論に制約されることなく、従来技術の円筒形ポールピースと異なり、細長ポールピースは、ピックアップに対するこの適用において特有な特性を有する磁界の細長の一次的ローブと二次的ローブを発生する。選択された磁気透過弦１０４の直下の変換器１０の向きを変更することにより、任意の長さの振動弦１０４の磁界線と交差する角度が変化する。また変化するのは、弦１４のある長さ部分が振動中に交差する磁束線の数であり、したがってコイル２６、２８により感知される誘起電気信号が変化する。
【００３１】
図５及び図９を参照すると、磁力線は一方のポール端部３０で開始し、そしてアーク（図示せず）を通って第２ポール端部３２に至る。このようなアークは蹄鉄磁石のアークと類似し、変換器垂直面１４と対称である。図５に示されるように、磁界４０の一次領域４２内における選択された弦１０４の振動動作は、基準垂直面１１２内の方向１１６を有するｙ運動ベクトルと基準垂直面１１２に直角である方向１１４を有するｘ運動ベクトルに分割される。磁界４０の一次領域４２内における選択された弦の感知される長さ部分の振動により形成される磁束は、方向１１６を有するｙ磁束ベクトルと方向１１４を有するｘ磁束ベクトルに分割される。
【００３２】
本発明の新規な態様は、変換器１０のためのＸ−Ｙ運動検知を最適化するように配向角度を選択できることである。理論に制約されることなく、配向角度は、ｘ運動ベクトルに対するｙ運動ベクトルの比が、ｘ磁束ベクトルに対するｙ磁束ベクトルの比の０．５と２．０間の倍数にほぼ等しいように選択されることが期待される。より好ましくは、配向角度は、ｘ運動ベクトルに対するｙ運動ベクトルの比がｘ磁束ベクトルに対するｙ磁束ベクトルの比にほぼ等しいように選択される。このような選択された配向が、１対の細長ポールピース２０、２２間に発生した細長磁界の向きを通じて弦１０４のＸ−Ｙ運動の大部分を完全に捕捉することが期待される。この新規な特徴は、従来技術の複雑な回路処理又はポールピース／コイル設計を必要とすることなくＸ−Ｙ運動を捕捉するという利点を有する。
【００３３】
本発明の第２の新規な特徴は、変換器１０で得られる動的応答／信号対雑音比を最適化するように配向角度を選択できることである。理論に制約されることなく、配向角度は、磁界４０の一次領域４２内における選択された弦１０４の感知される長さ部分の振動により形成される全磁束が最大化するように選択されることが期待される。この新規な特徴は、無方向性周辺磁気雑音に対する感度を増加させることなく感知する運動に対する感度を増加させ、所定の変換器１０で得られる動的応答／信号対雑音比を増加させるという利点を有する。
【００３４】
図９及び図１０を参照すると、本発明の第３の新規な態様が示されている。図９及び図１０は、選択された弦１０４を、標準の弦間隔１１８により選択された弦１０４から離れた隣の弦１０６と共に示している。図９の発明の一実施例に示されるように、隣の弦１０６が交差する磁界の一部が、図１０に示される変換器の“零角度”配向に比べて最小化されるように、配向角度が選択される。図９に示される本発明の実施例においては、配向角度は、磁界４０内における隣の弦１０６の感知される長さ部分の振動により形成される全磁束が変換器１０に対して最小になるように選択できる。このように、本発明の第３の新規な態様は、任意の変換器１０で得られるチャンネル間分離を最大化するように（即ち、近傍の弦１０６からのクロストーク又は雑音信号を最小化するように）配向角度が選択できることである。
【００３５】
最後に、本発明の実験的な第４の新規態様は、変換器の周波数範囲にわたって“平坦”な周波数応答（即ち無歪の周波数応答曲線）を発生するように配向角度が選択できることである。
【００３６】
図９を検討すれば、磁界の一次領域４２及び二次領域４４が寸法的に等しい場合、最適配向角度が理論的に４５度であることを示唆している。図４、図５及び図６に示される変換器１０の一実施例は実験用に構成された。初期の実験は、ほぼ２８度とほぼ５８度間の配向角度７０、そしてより好ましくは、ほぼ３８度及びほぼ４８度間の配向角度７０、そして最も好ましくは、ほぼ４３度の配向角度７０が、ギターの演奏中における変換器アセンブリ１０の少なくとも１つの計測可能な性能パラメータを最適化することを示した。実験的計測パラメータは、チャンネル間分離、周波数応答及び動的応答信号／対雑音比を含んでいる。
【００３７】
本発明の実験的実施例において、ほぼ４３度の配向角度７０が、ほぼ２０ヘルツからほぼ２０，０００ヘルツ（＋／−５ｄＢ）の周波数範囲で、平坦周波数応答の発生を計測されることが分かった。この計測は、ＦＦＴ分析により行い、このＦＦＴ分析では、感知した弦信号を、既知の平坦周波数装置、この例では、ほぼ５ヘルツからほぼ５０，０００ヘルツ（＋／−０．３３３ｄＢ）までの周波数範囲で平坦周波数応答を有するＥａｒｔｈｗｏｒｋｓ５５０Ｍテストマイクロホンにより計測された弦信号と比較した。この結果は、弦のＸ方向及びＹ方向の運動に対するほぼ同等な感度を実験で示すものである。
【００３８】
本発明の実験的実施例においては、ほぼ４３度の配向角度７０が、最大チャンネル間分離（即ち、隣の弦からの最小クロストーク）及び最大動的応答／信号対雑音比を発生することが実験で分かった。この実験において、弦の分離距離１１８は０．４０５インチであった。
【００３９】
図７を参照すると、本発明の６個の変換器アセンブリ１０を有する電気ギター用の多声ピックアップアセンブリ５０が示されている。多声ピックアップアセンブリ５０は、図１においてはギターに搭載されて示されており、各ギター弦１０２は、その直下に設けられ且つ対応する基準垂直面１１２に対して配向角度７０に回転された分離変換器１０を有している。図８は多声ピックアップアセンブリ５０の一実施例のピックアップ回路５４を示している。この実施例において、ピックアップ回路は、各変換器アセンブリの直列接続された各対の第１及び第２コイル２６、２８に並列に接続している。各変換器１０の合成された第１及び第２電気信号は、例えば、デジタルギターのデジタル処理回路５６の別々の各増幅器５５に出力される。
【００４０】
本発明の多声ピックアップ５０は、複数の変換器１０を内蔵しており、その各々が選択された配向角度７０に回されている。これらの配向角度は、種々の組み合わせでの計測される性能パラメータを最適にするように選択できる。例えば、一実施例によると、多声ピックアップ５０は、各変換器１０の配向角度がギターの演奏中における対応する変換器１０の少なくとも１つの計測可能な性能パラメータを最適化するために選択されるよう適合される。他の実施例によると、多声ピックアップ５０は、各変換器の配向角度が演奏中におけるある組み合わせの変換器１０の少なくとも１つの計測可能な集合性能パラメータを最適化するために選択されるよう適合される。最後に、さらに他の実施例によると、多声ピックアップ５０は、各変換器１０の配向角度が演奏中における１つの選択された変換器１０の少なくとも１つの計測可能な性能パラメータを最適化するために選択されるよう適合される。
【００４１】
本発明では、変換器の磁界の延長ローブを発生する、上述の刃型ポールピースのような、単一の細長のポールピースを有する代替実施例も考えている。一代替実施例において、単一の細長のポールピースは、直列に配線された２個の積層され逆方向に巻回されたワイヤコイルを貫通して伸びる。弦楽器の選択された磁気透過弦と選択された弦が張られた楽器の表面間に取付けられたこの単一刃型ピックアップの場合、ピックアップの配置によって、弦の楽器の表面に対し概して直交する投影が、弦楽器の演奏中における変換器アセンブリの少なくとも１つの計測可能な性能パラメータを最適化するように選択された配向角度で、第１又は第２ポール端部の少なくとも１つの延長面と交差する。
【００４２】
デジタルギター用の新規で有用な傾斜ピックアップの本発明の特有の実施例を説明したが、これらを参照することは、特許請求の範囲の記載を除いて、本発明の範囲を限定するように解釈されることを意図していない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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