ピックアップ（音楽テクノロジー）
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ピックアップとは、楽器、特にエレキギターなどの弦楽器によって発生する機械的振動を捉え、あるいは感知し、エネルギーをある形態から別の形態に変換する電子機器です。この電気信号は、楽器用アンプによって増幅され、スピーカーエンクロージャー内のスピーカーから楽音として再生されます。ピックアップからの信号は直接録音することもできます。
ピックアップを備えた最初の電気弦楽器である「フライパン」スライドギターは、1931年頃にジョージ・ボーチャムとアドルフ・リッケンバッカーによって作られました。 [ 1 ]
ほとんどのエレキギターとエレキベースはマグネティックピックアップを使用しています。アコースティックギター、アップライトベース、フィドルではピエゾピックアップが使用されることが多いです。
磁気ピックアップ
典型的な磁気ピックアップは、数千回巻かれた細いエナメル銅線で巻かれた1 つ以上の永久磁石(通常はアルニコまたはフェライト) で構成されるトランスデューサー (具体的には可変磁気抵抗センサー) です。磁石は磁場を発生させ、ピックアップのポールピースによって集中されます。[ 2 ]ピックアップ内の永久磁石は、その上のギターの弦を磁化します。これにより、弦は永久磁石の磁場と一致する磁場を生成します。弦が弾かれると、弦の周りの磁場は弦とともに上下に移動します。この移動する磁場は、ファラデーの電磁誘導の法則で説明されているように、ピックアップのコイルに電圧を誘導します。[ 3 ]出力電圧は楽器や演奏スタイル、どの弦を弾くか、どの弦を弾くかによって異なりますが、例えばサミックTV Twentyギターをブリッジで弾いた場合、1弦で16mV RMS（ピーク値200mV ） 、コードで128mV RMS（ピーク値850mV）が測定されました。[ 4 ]
ピックアップは6.35mmオーディオジャック（楽器用ケーブル）を介してアンプに接続され、アンプはスピーカーを駆動するのに十分な出力まで信号を増幅します（ほとんどのアンプは10ワット以上です）。また、ピックアップはパッチケーブルを介して レコーディング機器に接続することもできます。
ピックアップは、エレキギターやベースに搭載されている部品で、弦の振動を「拾い」、電気信号に変換します。通常はギターのボディに取り付けられていますが、ブリッジ（弦が張られている部分）やネックなど、他の部分に取り付けられている場合もあります。
ピックアップにはさまざまなタイプがあります。
- シングルコイルピックアップ: 1 つのコイルがすべての弦を「聞きます」。
- ハムバッカー: 2 つのコイルが連携してノイズを低減し、より厚みのあるサウンドを生み出します。
- スプリットコイルピックアップ：一部のベースギターに搭載されているピックアップで、2つの独立したコイルがそれぞれ異なる弦を「受信」します。例えば、4弦ベースでは、1つのコイルが低音2弦を、もう1つのコイルが高音2弦を担当します。
ピックアップはギターのサウンドに大きな役割を果たし、ギターごとに独自のピックアップを搭載することで、独特のトーンを作り出すことがよくあります。ギターメーカーは、これを顧客獲得の重要なポイントとして位置付けています。
構造
ピックアップには磁極片が付いており、通常は各弦に1つまたは2つですが、レール・ピックアップやリップスティック・チューブ・ピックアップは例外です。シングル・ポールピースは各弦のほぼ中央に配置されますが、フェンダー・ジャズベースやプレシジョンベースの標準ピックアップのようなデュアル・ポールピースは各弦の両側に配置されます。
ほとんどのギターでは、弦は完全に平行ではありません。ナットで収束し、ブリッジで分岐します。そのため、同じギターでも、ブリッジ、ネック、ミドルのピックアップのポールピース間隔はそれぞれ異なります。
ピックアップのサイズとポール間の弦間隔にはいくつかの規格があります。間隔は、1番目から6番目のポールピースの中心間の距離（「E-to-E」間隔とも呼ばれます）または隣接するポールピースの中心間の距離として測定されます。
| 1弦から6弦 | 隣接 | |
|---|---|---|
| 標準間隔（ヴィンテージ・ギブソン・ギター） | 1.90インチ48 mm | 0.380インチ9.6 mm |
| Fスペーシング（ほとんどのフェンダーギター、現代のギブソン、フロイドローズブリッジ） | 2.01インチ51mm | 0.402インチ 10.2mm |
| ブリッジに非常に近い、追加ピックアップ（Roland GKシリーズ ヘキサフォニック） | 2.060インチ52.3mm | 0.412インチ10.5mm |
| テレキャスターの間隔（フェンダーテレキャスターギター） | 2.165インチ（55mm） | 0.433インチ（ 11mm ） |
| スタインバーガー スピリット GT-Proのピッチ（他のスタインバーガーギターの標準値と異なる場合があります） | 2.362インチ60 mm | 0.3937インチ10 mm |
出力
一部の高出力ピックアップは非常に強力な磁石を使用しており、磁束が増加し、結果として出力も増加します。しかし、磁石が弦を引っ張る（ストリングキャプチャー[ 5 ]と呼ばれる）ことでイントネーションに問題が生じ、弦の減衰やサスティンの低下を引き起こす可能性があるため、最終的なサウンドに悪影響を与える可能性があります。
他の高出力ピックアップは、弦の動きによって発生する電圧を高めるために、ワイヤーの巻き数を増やしています。しかし、これによりピックアップの出力抵抗とインピーダンスも増加し、バッファアンプやDIユニットで分離されていない場合、高音域に影響を与える可能性があります。
ピックアップの音
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近接した電線の巻き線は等価の自己容量を持つケーブルの容量に加わると、巻線のインダクタンスと共振します。この共振によって特定の周波数が強調され、ピックアップに特徴的な音質が与えられます。巻線の巻数が多いほど出力電圧は高くなりますが[ 6 ] 、共振周波数は低くなります。
ギター、ケーブル、アンプの入力における寄生抵抗と容量の配置は、このタイプのトランスデューサーに固有の誘導性ソースインピーダンスと組み合わさって、抵抗減衰型2次ローパスフィルタを形成し、圧電トランスデューサーや光トランスデューサーには見られない非線形効果を生み出します。ピックアップは通常、1メガオーム以上の高入力インピーダンスを供給するように設計されており、低インピーダンス負荷は高周波の減衰を増加させます。シングルコイルピックアップの典型的な最大周波数は約5kHzで、典型的なギターの指板上の最高音の基本周波数は1.17kHzです。
ハムバッカー
シングルコイルピックアップは指向性アンテナのように動作し、音楽信号とともに、電源ケーブル、電源トランス、蛍光灯安定器、ビデオモニター、テレビなどからの不要な交流電磁干渉である電源ハムを拾いやすい傾向があります。電源ハムは、地域の電流周波数に応じて公称50Hzまたは60Hzの基本信号と、通常はいくつかの倍音成分で構成されています
これを克服するために、ハムバッキングピックアップがジョセフ・レイモンド・「レイ」・バット（グレッチ社）によって発明され、セス・ラバーもギブソン社のために開発に携わった。[ 7 ]誰が最初に開発したかは議論の余地があるが、バットが最初の特許（米国特許2,892,371）を取得し、ラバーが次に特許（米国特許2,896,491）を取得した。
ハムバッキングピックアップは2つのコイルで構成されており、それぞれのコイルは互いに逆方向に巻かれています。6つの磁極からなる各セットも極性が逆になっています。電気機器からの周囲のハムノイズはコモンモードノイズとしてコイルに到達するため、各コイルに等しい電圧が誘導されますが、2つの電圧間の位相は180度ずれています。これらの電圧は互いに打ち消し合い、ギターの弦からの信号は2倍になります。
最も一般的なように直列に配線すると、ピックアップの全体的なインダクタンスが増加し、共振周波数が低下して高周波数が減衰し、2 つのコンポーネント シングルコイル ピックアップのいずれかが単独で出す音よりも高音が少ない (つまり、「太い」) 音になります。
もう一つの配線は、コイルをバックパラレル（並列）に配置することで、共振周波数への影響をよりニュートラルにします。このピックアップ配線は稀です。[ 8 ]ギタリストはハムバッキングピックアップに「音がある」と期待するようになり、実際にはそれほどニュートラルではないからです。高級ジャズギターでは、パラレル配線によって大幅にクリーンなサウンドが得られます。 [ 8 ]これは、ソースインピーダンスの低下により、高域減衰の少ない容量性ケーブルが駆動されるためです。ロック奏者向けの楽器では、この2つの構成を直列/並列で切り替えられるようになっていることは珍しくありません。
サイド・バイ・サイドのハムバッキング・ピックアップは、シングルコイル・ピックアップよりも各弦のより広い範囲を感知します。[ 9 ]振動する弦のより広い部分をピックアップすることで、ピックアップによって生成される信号には高調波に比べて低調波が多く含まれ、結果として「より太い」音色が得られます。シングルコイル・ピックアップの置き換えとして設計された、シングルコイル・ピックアップの狭いフォームファクターを持つハムバッキング・ピックアップは、シングルコイル・ピックアップに似た狭い開口部を備えています。これらのシングルコイル置き換え用ハムバッキング・ピックアップの一部のモデルは、同様のインダクタンスを持つフルサイズのハムバッキング・ピックアップよりも、クラシックなシングルコイルの音色に忠実なサウンドを生成します。
表記
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ほとんどのエレキギターには、2つまたは3つのマグネティックピックアップが搭載されています。ピックアップの組み合わせはピックアップ構成と呼ばれ、通常はブリッジピックアップ、ミッドピックアップ、ネックピックアップの順にピックアップの種類を表記します。「S」はシングルコイル、「H」はハムバッキングを表します。一般的に、ブリッジピックアップはリードピックアップ、ネックピックアップはリズムピックアップと呼ばれます。[ 10 ]
一般的なピックアップ構成は次のとおりです。
- SSS (フェンダーストラトキャスター)
- HH (ギブソン レスポール、スーパーストラトを含むその他多数)
あまり頻繁に見られない構成は次のとおりです。
- S (フェンダー・エスクァイア、初期のギブソン・レスポール・ジュニア、ギブソン・メロディーメーカー、ダンエレクトロU1、一部のテレキャスター)
- H (ギブソン ES-165 ハーブ エリス、クレイマー バレッタ、後のレス ポール ジュニア)
- HS (ハマー カリフォルニアン デラックス、レスポール BFG、スクワイア '51 )
- HHH (一部のギブソン レスポールゴールドトップおよびカスタムモデル、ギブソン SG-3、ギブソン ES-5 スイッチマスター(1957 年以降)、クレイマー ジャージー スター、アイバニーズ デストロイヤー、アイバニーズPGM200 )
特定のモデルでのみ使用されるまれな構成の例には、次のようなものがあります。
- HSですが、中央にシングルコイルがあります（Fender Jazzmaster、Ibanez RG2011SC、Fender Player Jaguarのいずれかのモデル）
- HSSですが、中央のシングルコイルとブリッジハムバッキングの間に隙間がありません（Hamer Phantom の角度付きネックピックアップ）
- HHS ( Mayones Legend “22” Anders Nyströmシグネチャー、一部の ESP Stephen Carpenter モデル、および Alembic Jerry Garciaモデル)
- HSSH（ミュージックマンスティーブ・モースシグネチャー）
- SH（一部のテレキャスター、ミュージックマン「バレンタイン」ジェームス・バレンタイン・シグネチャー）
- SHH（初期の7弦ESP Horizonsの一部）
- SHS（フェンダー・ウェイン・クレイマー・シグネチャー）
圧電ピックアップ
センサー
圧電ピックアップには圧電結晶が含まれており、振動を変化する電圧に直接変換します。
多くのセミアコースティックギターやアコースティックギター、また一部のエレキギターやベースには、マグネティックピックアップの代わりに、あるいはマグネティックピックアップに加えて、ピエゾピックアップが搭載されています。ピエゾピックアップは独特のサウンドで、電源ハムやモニタリングループからのフィードバックなど、他の磁場を拾わないという利点もあります。ハイブリッドギターでは、このシステムにより、マグネティックピックアップとピエゾサウンドを切り替えたり、出力を同時にブレンドしたりできます。ピエゾピックアップのみを搭載したソリッドボディのギターはサイレントギターと呼ばれ、通常はアコースティックギタリストの練習に使用されます。ピエゾピックアップは、既存の楽器を改造するためにエレキギターのブリッジに組み込むこともできます。
チェロ、バイオリン、コントラバスなどの擦弦楽器用のピックアップのほとんどは圧電式です。これらはブリッジに埋め込まれたり、ブリッジ脚と楽器の表板の間に設置されたり、あるいはあまり一般的ではありませんが、ブリッジの翼の下にくさびで固定されたりします。中には、取り外し可能なパテで楽器の表板に固定されているものもあります。
プリアンプ
圧電ピックアップは非常に高い出力インピーダンスを持ち、電圧源と直列に接続された容量として現れます。そのため、周波数応答を最大化するために、楽器に取り付けられたバッファアンプが取り付けられていること がよくあります
ピエゾピックアップは、マグネティックタイプに比べて非常に広い周波数範囲を出力し、弦からの信号振幅も大きくなります。そのため、バッファアンプはクリッピングによる歪みを避けるため、比較的高い電圧レール（約±9V）で駆動されることがよくあります。より緩やかなクリッピング特性を持つため、線形性の低いプリアンプ（シングルFETアンプなど）の方が適している場合もあります。 [ 11 ]このようなアンプは歪み始めるのが早いため、線形性は高いものの許容範囲が狭いオペアンプよりも歪みの「ブザー音」が少なく、聞こえにくくなります。しかし、少なくとも1つの研究[ 12 ]によると、電気楽器用プリアンプのブラインドリスニング比較において、ほとんどの人がFET回路とオペアンプ回路の違いを聞き分けられないことが示されており、これは他の種類のオーディオ機器に関する正式な研究結果とも一致しています。より幅広い音域を得るために、ピエゾピックアップはマグネティックタイプと組み合わせて使用されることもあります。
圧電効果を利用した初期のピックアップ装置については、「蓄音機」を参照してください。
その他のトランスデューサー
一部のピックアップ製品は、圧電ピックアップと同様に設置・使用されますが、エレクトレット[ 13 ]やコンデンサーマイク技術[ 14 ]など、異なる基礎技術を使用しています
ダブルシステムピックアップ
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音を交流電流に変換する原理は基本的に 4 つあり、それぞれに長所と短所があります。
- マイクは楽器によって生じる空気の振動を録音します。この技術は一般的に良好な音質を保証しますが、フィードバックとクロストークという2つの制限があります。
- コンタクトピックアップは楽器自体の振動を拾います。フィードバックが少なく、クロストークも全く発生しないという利点があります。音質は劣るものの、価格が安いことから、コンタクトピックアップ（特にピエゾピックアップ）は最も人気のあるトランスデューサーとなっています。
- マグネティックピックアップ。エレキギターに採用されているマグネティックピックアップは、ニッケル弦またはスチール弦の振動を磁場で拾います。（エレキギターの）アンプに直接接続できるという利点がありますが、スチール弦のアコースティックギターと組み合わせると、エレクトリックなサウンドになりがちです。そのため、アコースティックギタリストは、ピエゾピックアップ、内蔵マイク、またはその両方を選択することが多いのです。
- 静電ピックアップ。もう一つの方法は、弦とピックアッププレート間の静電容量の変化を利用することです。これらの電子ピックアップは従来のピックアップよりもはるかに高いダイナミクスを生み出すため、ピッキングの弱打と強打の違いが他のタイプのピックアップよりも顕著になります。
2つのトランスデューサーを備えた増幅システムは、両方の特性を兼ね備えています。マイクとピエゾピックアップの組み合わせは、通常、単一のトランスデューサーと比較して、音質が向上し、フィードバックに対する感度が低くなります。しかし、必ずしもそうとは限りません。あまり一般的ではない組み合わせとして、ピエゾピックアップとマグネティックピックアップがあります。この組み合わせは、ダイナミクスと表現力に富んだ、しっかりとしたサウンドを得るのに適しています。ダブルシステムアンプの例としては、Highlander iP-2、Verweij VAMP、LR Baggsデュアルソース、D-TARマルチソースなどがあります。[ 15 ]
マルチトランスデューサーピックアップ
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ヘキサフォニックピックアップ（ディバイデッドピックアップ、ポリフォニックピックアップとも呼ばれる）は、各弦ごとに独立した出力を備えています（ヘキサフォニックとは、ギターのように6本の弦を指します）。これにより、各弦ごとに独立した処理と増幅が可能になります。また、コンバーターが各弦の信号からピッチを検知し、通常はMIDI（Musical Instrument Digital Interface）プロトコルに従ってノートコマンドを生成することも可能になります。ヘキサフォニックピックアップとコンバーターは、通常、ギター/シンセサイザーのコンポーネントです。
このようなピックアップは（通常のピックアップに比べて）珍しく、 Moog Guitarのピエゾピックアップのような、いくつかの有名なモデルが存在するだけです。ヘキサフォニックピックアップは、磁気式または圧電式、あるいは電子ピックアップのようなコンデンサー原理に基づくものがあります。
光学
光ピックアップは比較的最近開発されたもので、振動する弦による光線の遮断を感知することで動作します。光源は通常LEDで、検出器はフォトダイオードまたはフォトトランジスタです。[ 16 ] これらのピックアップは磁気や電気の干渉に完全に耐性があり、磁気ピックアップとは異なり、非常に広く平坦な周波数応答を備えています。
光ピックアップ付きギターは、1969年にシカゴで開催されたNAMMコンベンションでロン・ホーグによって初めて公開されました。[ 17 ]
2000年、ライトウェーブ・システムズの創設者であるクリストファー・ウィルコックスは、赤外線を用いた光ピックアップシステムの新しいベータ技術を発表しました。2001年5月、ライトウェーブ・システムズは「S2」と名付けられた第2世代ピックアップをリリースしました。[ 18 ]
アクティブピックアップとパッシブピックアップ
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ピックアップにはアクティブとパッシブがあります。光学式ピックアップを除き、ピックアップは本質的にパッシブなトランスデューサーです。「パッシブ」ピックアップは通常、磁石の周りに巻線が巻かれており、最も一般的に使用されています。外部電源を必要とせずに電位を生成できますが、出力は比較的低く、出力の高調波成分は巻線に大きく依存します。
「アクティブ」ピックアップには、信号を変化させる電子回路が組み込まれています。アクティブ回路は、ピックアップからの信号をフィルタリング、減衰、または増幅することができます。アクティブシステムの主な欠点は、プリアンプ回路を動作させるために電池電源を必要とすることです。電池は、演奏者にとって不便なだけでなく、回路設計と機能にも制限を生じます。回路は、トランジスタ1個というシンプルなものから、アクティブフィルタ、アクティブEQ 、その他のサウンドシェイピング機能として構成されたオペアンプ数個まで様々です。使用されるオペアンプは、電池寿命を最適化するために低消費電力設計でなければなりませんが、この設計上の制約により、回路のダイナミックレンジが制限されます。アクティブ回路にはオーディオフィルタが組み込まれている場合があり、これによりダイナミックレンジが低下し、特定の音域にわずかな歪みが生じます。高出力アクティブピックアップシステムは、アンプの入力回路にも影響を与えます。
ステレオおよび複数のピックアップと個別の出力
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リッケンバッカーは、ステレオ楽器（ギターとベース）を初めて市場に投入したメーカーです。同社独自の「Ric-O-Sound」回路には2つの独立した出力ジャックが搭載されており、ミュージシャンは各ピックアップをそれぞれ独立したオーディオチェーン（エフェクター、アンプ、ミックスコンソールの入力）に送ることができます。
テスコはステレオオプション付きのギターを製造した。[ 19 ]テスコは上部3弦と下部3弦の2つのセクションを分割し、それぞれを個別の出力とした。
ギトラーギターは、弦ごとに 1 つずつ、計 6 つのピックアップを備えた限定生産のギターでした。
ギブソンは、各弦ごとに別々の信号をキャプチャし、それをオンボードのアナログ/デジタル コンバータに送信し、その後、イーサネット ケーブル経由でギターから出力する HD.6X Pro ギターを開発しました。
関連項目
注記
- ^ 「発明：エレキギター」 www.invention.si.eduレメルソン発明・イノベーション研究センター。2018年8月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年7月21日閲覧
- ^ Lawing, A Scott (2017年2月14日). 「ピックアップの仕組みとは？」Lawing Musical Products . A. Scott Lawing博士. 2019年1月2日閲覧。
- ^ “ギターピックアップ - MagLab” . Nationalmaglab.org 。2019 年1 月 2 日に取得。
- ^ Elliott, Rod (2021). 「ギターとベースのピックアップの出力電圧」 sound-au.com . 2023年6月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2024年3月8日閲覧。
- ^ Mottola, RM (2020年1月1日). Mottola's Cyclopedic Dictionary of Lutherie Terms . LiutaioMottola.com. p. 157. ISBN 978-1-7341256-0-3。
- ^ 「エレキギターの仕組み：【実験】いろいろなコイルを作って試してみよう - 楽器攻略 - ヤマハ株式会社」 www.yamaha.com . 2023年2月23日閲覧。
- ^ウィーラー、p.214
- ^ a bハムバッカー
- ^ティルマン、ドナルド（2002年）。
- ^ 「ギブソン ピックアップ: この画期的なゲームチェンジャーへのガイド」。
- ^ディスクリートFETギタープリアンプ
- ^ Mottola, RM (2003). 「弦楽器におけるディスクリート型と集積回路型オーディオプリアンプの試聴評価」 . Journal of Musical Instrument Technology (23).
- ^ Bバンドエレクトレットピックアップ
- ^シェルトラー ブルースティック
- ^ 「アコースティック弦楽器の増幅について - VERWEIJ Snaarinstrumenten」。2014年10月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年1月17日閲覧。
- ^ “LightWave Systems | テクノロジー” . 2012年8月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年9月13日閲覧。
- ^ Wallace, Joe (2006年12月11日). 「Light Speed Guitars: The Story Of Ron Hoag And His Optical Guitar Pickup」 . Gearwire . 2009年5月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年6月9日閲覧。
- ^ 「About | LightWave Systems」 . 2012年9月13日閲覧。
- ^マイヤーズ、フランク. 「Teisco's Spectrum—虹のようなスイッチと奇妙なトーンセレクション」 .プレミアギター. 2023年12月16日閲覧。
参考文献
- ブロスナック、ドナルド（1980）『ギター・エレクトロニクス：ワークブック』オーハイ、カリフォルニア州：dBミュージック社ISBN 0-933224-02-8。
- ティルマン、ドナルド（2002）。ギターピックアップの位置と幅によるレスポンスへの影響
- ウィーラー、トム（1992年）『アメリカン・ギター：イラスト入り歴史』ハーパー社、ニューヨークISBN 0-06-273154-8
外部リンク
