CN102467902A - 电子打击乐器 - Google Patents

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Abstract

一种电子打击乐器，具备：检测部，设置在鼓槌中，检测与该鼓槌的动作对应的加速度及角速度；第一定时产生部，产生与预先设定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时；第一发音前动作检测部，基于上述检测部检测的加速度及角速度检测在发音之前进行的发音前动作；发音指示部，在由上述第一发音前动作检测部检测到发音前动作的情况下，指示在上述第一定时产生部产生的节拍定时发音。

Description

电子打击乐器
技术领域
本发明涉及能够正确地打出旋律(rhythm)节拍的电子打击乐器及记录有程序的记录介质。
背景技术
已知有检测用户把持的鼓槌(stick)的动作来产生打击乐器音的电子打击乐器。例如，在日本特开平06-75571号公报中，公开了在鼓槌中设置有检测角速度的压电陀螺仪传感器的技术。并公开了若用户把持该鼓槌并向下或向右挥动，则根据检测到该动作的传感器输出(角速度)的向下/向右的各成分指定小军鼓(snare drum)音/钹(cymbals)音，并以与传感器输出等级相对应的音量发出指定的小军鼓音/钹音的声音的电子打击乐器。
然而，在上述日本特开平06-75571号公报中公开的电子打击乐器中，仅单纯地与检测出的鼓槌的动作的传感器输出对应地指定应该产生的乐音和音量。因此，在空间中进行如实际的鼓演奏那样的上下挥动鼓槌的动作的情况下，由于在挥下时不存在敲击的对象，没有物理的反弹(敲击感)的原因而导致演奏不适，从而难以正确地打出旋律节拍。
本发明提供能够正确地打出旋律节拍的电子打击乐器及记录了程序的记录介质。
发明内容
该发明的方式之一是一种电子打击乐器，其具备：检测部，设置在鼓槌中，检测与该鼓槌的动作对应的加速度及角速度；第一定时产生部，产生与预先设定的拍子(tempo)和节拍宽度(beat width)对应的节拍定时(beat timing)；第一发音前动作检测部，基于由上述检测部检测出的加速度及角速度，检测在发音之前进行的发音前动作；发音指示部，在由上述第一发音前动作检测部检测到发音前动作的情况下，指示在上述第一定时产生部产生的节拍定时发音。
另外，该发明的方式之一是一种电子打击乐器，其具有鼓槌和主体部，上述鼓槌具备：检测部，检测与上述鼓槌的动作对应的加速度及角速度；第二定时产生部，产生与预先设定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时；第二发音前动作检测部，基于由上述检测部检测出的加速度及角速度检测在发音之前进行的发音前动作；第二辨别部，辨别在从上一次的节拍定时的规定时间前开始直至本次的节拍定时的规定时间前为止的期间中，上述第二发音前动作检测部是否检测到发音前动作；发送部，在上述第二辨别部辨别为检测到发音前动作的情况下，发送发音前动作检出信号；上述主体部具备：接收部，接收由上述鼓槌发送的发音前动作检出信号；第三定时产生部，产生与预先设定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时；发音指示部，在上述接收部接收到发音前动作检出信号的情况下，指示在上述第三定时产生部产生的节拍定时发音。
附图说明
图1是表示第一实施方式的电子打击乐器100的整体结构的框图。
图2是表示第一实施方式的鼓槌部20的结构的框图。
图3A、图3B是用于说明与鼓槌部20的上下挥动动作对应地发生变化的加速度传感器输出及角速度传感器输出的极性的图。
图4是表示与鼓槌部20的上下挥动动作对应地发生变化的加速度传感器及角速度传感器的输出特性例的图。
图5是表示第一实施方式的鼓槌处理的动作的流程图。
图6是表示第一实施方式的主体处理的动作的流程图。
图7是用于说明第一实施方式的动作的图。
图8是表示第一实施方式的变形例的主体处理的动作的流程图。
图9是表示第二实施方式的鼓槌处理的动作的流程图。
图10是表示第二实施方式的主体处理的动作的流程图。
图11是用于说明第二实施方式的动作的图。
具体实施方式
在下文中，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
A.结构
图1是表示第一实施方式的电子打击乐器100的整体结构的框图。该图所示的电子打击乐器100大体分为主体部10和用户的左右手分别把持的鼓槌部20-1、20-2(鼓槌)。在下文中，分别对主体部10的结构和鼓槌部20的结构进行说明。
(1)主体部10的结构
主体部10包括：CPU11(第一定时产生部、第一发音前动作检测部、发音指示部、第一辨别部)、ROM12、RAM13、操作部14、显示部15、通信部16、音源部17以及音响系统18。CPU11通过执行后述的主体处理(参照图6)，产生例如与将要演奏的曲目的拍子和节拍宽度(量化节拍宽度)对应的节拍定时(量化节拍定时)。然后，基于鼓槌部20产生的加速度数据/角速度数据检测在发音之前进行的发音前动作(将要使其发音的预触(前触れ)动作)，并指示在刚刚检测出该发音前动作(发音前阶段动作)之后到来的节拍定时发出打击乐器的声音。
在ROM12中存储有载入CPU11中的各种程序数据和控制数据等。所谓各种程序包括后述主体处理(参照图6)。RAM13具备工作区域及数据区域。在RAM13的工作区域中临时存储有用于CPU11的处理的各种寄存器/标志数据。此外，在RAM13的工作区域中设置有计数器寄存器，该计数器寄存器产生与由用户操作设定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时。在RAM13的数据区域中存储有经由后述的通信部16接收并解调的鼓槌部20-1、20-2的加速度数据/角速度数据。此外，在存储在RAM13的数据区域中的加速度数据/角速度数据中附加有识别数据，该识别数据用于识别是由鼓槌部20-1、20-2中的哪个产生的数据。
操作部14具备进行主体部10的通电/断电的电源开关，指示演奏的开始/结束的演奏开关，在此之外，还具备设定拍子和节拍宽度等的开关，并产生与上述各个开关操作对应的事件。由CPU11获取操作部14所产生的事件。显示部15与由CPU11提供的显示控制信号对应地对主体部10的动作状态和设定状态进行画面显示。
在CPU11的控制之下，通信部16接收并解调由鼓槌部20-1、20-2无线发送的加速度数据/角速度数据(包括识别数据)并将其存储在RAM13的数据区域中。音源部17构成为公知的波形存储器读出方式，根据由CPU11提供的音符开始事件(note-ON event)再生由用户指定音色的乐音(打击乐器音)的波形数据。音响系统18在将从音源部17输出的打击乐器音的波形数据变换为模拟信号形式之后，除去不必要的噪声，放大等级，并由扬声器发音。
(2)鼓槌部20的结构
接下来，参照图2对鼓槌部20-1、20-2的结构进行说明。如图2所示的那样，鼓槌部20-1、20-2在作为壳体的鼓槌的内部具备结构要素20a～20f。CPU20a执行后述的鼓槌处理(参照图5)。在鼓槌处理中，若对演奏开关进行打开操作，则将取样惯性传感器部20d(检测部)的输出而得的加速度数据/角速度数据存储在RAM20c中，并且，读出存储在RAM20c中的加速度数据/角速度数据并从通信部20e将其向主体部10侧无线发送。
在ROM20b中存储有载入CPU20a中的各种程序数据和控制数据等。所谓各种程序包括后述的鼓槌处理(参照图5)。RAM20c具备工作区域及数据区域。在RAM20c的工作区域中临时存储有用于CPU20a的处理的各种寄存器/标志数据。在RAM20c的数据区域中，临时存储有从惯性传感器部20d输出的加速度数据/角速度数据。
惯性传感器部20d例如包括加速度传感器、角速度传感器及A/D变换部，加速度传感器构成为静电电容型，其检测正交三轴成分的加速度，角速度传感器构成为压电陀螺仪型，其检测正交三轴成分的角速度，A/D变换部分别对加速度传感器以及角速度传感器的各个输出进行A/D变换，并产生加速度数据/角速度数据。
若为如图3A所示的静止状态，则图4表示内置在鼓槌部20中的惯性传感器部20d从图示的时刻t＝0开始直至时刻t1为止的输出变化。即，一方面，加速度传感器检测与重力加速度对应的偏移值，另一方面，角速度传感器维持零输出。此外，在图4中，在图示的输出特性例中，加速度是指合成了在鼓槌的长度方向以外的两个轴成分的加速度而得到的加速度，将与重力加速度对应的偏移的产生方向定义为“+”。此外，角速度是指合成了以鼓槌的长度方向为轴旋转以外的两个轴成分的旋转而产生的角速度而得到的角速度。
若如从图3A的状态开始直至图3B的状态为止那样挥下鼓槌部20，则从图4所示的时刻t1开始直至时刻t2为止的输出变化所明确的那样，加速度在暂时向负方向减少之后急剧地向正方向增加。另一方面，角速度向负方向减少规定等级后，增加至零等级。这样，将从时刻t1开始直至时刻t2为止的挥下动作称为表示在发音之前进行的动作(将要使其发音的预触动作)的“发音前动作”。同样地，时刻t3～t4或时刻t5～t7也成为“发音前动作”。如后所述，在主体部10中检测该“发音前动作”。
通信部20e以规定的方式调制在RAM20c的数据区域中存储的加速度数据/角速度数据并将其无线发送至主体部10侧。此外，在无线发送的加速度数据/角速度数据中附加有用于识别是由鼓槌部20-1、20-2中的哪个产生的数据的识别数据。操作部20f具备进行通电/断电的电源开关和指示演奏的开始/结束的演奏开关等，上述操作部20f产生与开关操作对应的事件。由CPU20a获取操作部20f产生的事件。
B.动作
接下来，参照图5～图7对上述结构的电子打击乐器100的动作进行说明。在下文中，作为电子打击乐器100的动作，对鼓槌部20侧的CPU20a执行的鼓槌处理的动作和主体部10侧的CPU11执行的主体处理的动作进行说明。
(1)鼓槌处理的动作
若由电源开关操作为鼓槌部20通电，则CPU20a执行如图5所示的鼓槌处理并进入步骤SA1，辨别演奏开关是否设定为表示演奏开始的打开状态。若演奏开关没有设定为打开状态，则等待直至演奏开关设定为打开状态。然后，若用户将演奏开关设定为打开状态，则步骤SA1的判断结果变为“是”，并进入步骤SA2，将对惯性传感器部20d的加速度传感器输出进行A/D变换而得的加速度数据存储在RAM20c中。
接着，在步骤SA3中，将对惯性传感器部20d的角速度传感器输出进行A/D变换而得的角速度数据存储在RAM20c中。接下来，在步骤SA4中，向从RAM20c读出的加速度数据/角速度数据中附加用于识别是由鼓槌部20-1、20-2中的哪个产生的数据的识别数据，并将其从通信部20e向主体部10侧无线发送。在此之后，反复进行上述步骤SA1～SA4，产生并无线发送与用户的鼓槌操作对应地发生变化的加速度数据/角速度数据，直至演奏开关设定为表示演奏结束的关闭状态。
(2)主体处理的动作
接下来，参照图6对主体部10侧的CPU11执行的主体处理的动作进行说明。若通过电源开关操作为主体部10通电，则CPU11执行如图6所示的主体处理并进入步骤SB1，开始与预定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时。接着，在步骤SB2中，接收并解调由鼓槌部20-1、20-2分别无线发送的加速度数据/角速度数据(包括识别数据)并将其存储在RAM13的规定区域中。
然后，在步骤SB3中，基于取得的加速度数据/角速度数据，判断是否检测出前述发音前动作。作为检测发音前动作的方法，例如只要检测角速度数据是否达到规定的阈值以下，或者角速度数据是否已达到比规定的阈值更低的极小点，或者加速度数据在经过规定的阈值以下的极小点之后是否达到某个阈值以上等即可。换言之，只要是能够识别作为在发音之前进行的动作的鼓槌的挥下动作的检测方法即可。
如果没有检测到在发音之前进行的发音前动作，则上述步骤SB3的判断结果变为“否”，并将处理返回上述步骤SB2。若检测到发音前动作，则上述步骤SB3的判断结果变成“是”，并进入步骤SB4。在步骤SB4中，辨别节拍定时是否到来。若节拍定时没有到来，则等待直至节拍定时到来，若该节拍定时到来，则判断结果变为“是”，并进入步骤SB5，执行音符开始处理，上述音符开始处理是产生音符开始事件并提供至音源部17的处理。
由此，例如在由图7所示的输出特性例所表示的鼓槌部20正在进行上下挥动动作的情况下，首先在检测到发音前动作A之后的节拍定时QTn产生音符开始(note-ON)。接下来，在检测到发音前动作B之后的节拍定时QTn+2产生音符开始。进而在检测到发音前动作C之后的节拍定时QTn+3产生音符开始。例如预先设定对鼓演奏的曲目的拍子进行了考虑的适当的节拍宽度。由此，即使是不习惯鼓槌操作的初学者用户，也能够指示在检测到发音前动作(在发音之前进行的动作即鼓槌挥下动作)之后的节拍定时进行发音。由此，能够正确地打出旋律节拍。
在此之后，进入步骤SB6，辨别是否由演奏开关操作指示了演奏结束。若没有指示演奏结束，则判断结果变为“否”，并将处理返回至上述的步骤SB2。另一方面，若由演奏开关操作指示演奏结束，则上述步骤SB6的判断结果变为“是”，并结束本处理。
这样，在第一实施方式中，鼓槌部20-1、20-2分别独立地产生与用户的鼓槌操作对应地发生变化的加速度数据/角速度数据，并将其无线发送，主体部10侧接收该加速度数据/角速度数据。在主体部10中，产生例如与将要演奏的曲目的拍子和节拍宽度对应的节拍定时，若基于在鼓槌部20产生的加速度数据/角速度数据检测到在发音之前进行的发音前动作，则指示在该检测之后到来的节拍定时进行发音。由此，能够正确地打出旋律节拍。
(第一实施方式的变形例)
接下来，参照图8对上述的第一实施方式的变形例的主体处理的动作进行说明。与上述的第一实施方式相同，若由电源开关操作为主体部10通电，则CPU11执行如图8所示的主体处理，并进入步骤SC1，开始与预定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时。接着，在步骤SC2中，接收并解调由鼓槌部20-1、20-2分别无线发送的加速度数据/角速度数据(包括识别数据)并将其存储在RAM13的规定区域中。
然后，在步骤SC3中，辨别节拍定时是否到来。若节拍定时没有到来，则等待直至节拍定时到来，若该节拍定时到来，则在此的判断结果变为“是”，并进入接下来的步骤SC4。在步骤SC4中，判断在从上一次的节拍定时开始直至本次的节拍定时为止的期间内是否检测到发音前动作。若没有检测到发音前动作，则判断结果变为“否”，并将处理返回至上述的步骤SC2。若检测到发音前动作，则判断结果变为“是”，并进入步骤SC5，执行音符开始处理，上述音符开始处理是产生音符开始事件并将其提供至音源部17的处理。
在此之后，进入步骤SC6，辨别是否由演奏开关操作指示演奏结束。若指示演奏结束，则判断结果变为“否”，并将处理返回至上述的步骤SC2。另一方面，若由演奏开关操作指示演奏结束，则上述步骤SC6的判断结果变为“是”，并结束本处理。
如上所述，在变形例中，产生例如与将要演奏的曲目的拍子和节拍宽度对应的节拍定时。然后，在每次变为该节拍定时时，辨别在从上一次的节拍定时开始直至本次的节拍定时为止的期间内是否检测到在发音之前进行的发音前动作。若检测到发音前动作，则进行发音指示，因此能够正确地打出旋律节拍。
(第二实施方式)
接下来，参照图9～图11对第二实施方式的电子打击乐器100的动作进行说明。在下文中，对鼓槌部20侧的CPU20a(第二定时产生部、第二发音前动作检测部、第二辨别部、同步部)执行的鼓槌处理的动作和主体部10侧的CPU11(第三定时产生部、发音指示部、同步部)执行的主体处理的动作进行说明。
(1)鼓槌处理的动作
与前述第一实施方式相同，若由电源开关操作为鼓槌部20通电，则CPU20a执行如图9所示的鼓槌处理并进入步骤SD1，开始与预定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时。接下来，在步骤SD2中，从通信部20e(发送部)无线发送用于使主体部10侧和节拍定时同步化的定时同步信号。此外，在定时同步信号中包括表示节拍定时的时刻信息。接着，在步骤SD3中，将惯性传感器部20d产生的加速度数据/角速度数据(包括识别数据)存储在RAM20c的规定区域中。
然后，在步骤SD4中，辨别在节拍定时的Δt之前的定时是否已到来。若在节拍定时的Δt之前的定时没有到来，则等待直至节拍定时的Δt之前的定时到来，若到达在节拍定时的Δt之前的定时，则在此的判断结果变为“是”，并进入下一个步骤SD5。在步骤SD5中，在从上一次的节拍定时开始直至本次的节拍定时-Δt的期间内，基于存储在RAM20c的规定区域中的加速度数据/角速度数据判断是否已检测到发音前动作。
若没有检测到发音前动作，则判断结果变为“否”，并将处理返回至上述的步骤SD3。若检测到发音前动作，则上述步骤SD5的判断结果变为“是”，并进入步骤SD6，产生发音前动作检出信号(发音前阶段动作检出信号)并将其从通信部20e向主体部10侧无线发送。在此之后，进入步骤SD7，辨别是否由演奏开关操作指示演奏结束。若没有指示演奏结束，则判断结果变为“否”，并将处理返回至上述的步骤SD3，另一方面，若由演奏开关操作指示演奏结束，则上述步骤SD7的判断结果变为“是”，并结束本处理。
这样，在第二实施方式的鼓槌处理中，开始与预定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时，并且，使其与主体部10侧的节拍定时同步化。在每次变为节拍定时的Δt之前时，基于惯性传感器部20d产生的加速度数据/角速度数据(包括识别数据)判断在从上一次的节拍定时开始直至本次的节拍定时-Δt的期间内是否检测到发音前动作。若检测到发音前动作，则产生发音前动作检出信号并通信部20e将其向主体部10侧无线发送。
(2)主体处理的动作
接下来，参照图10对主体部10侧的CPU11执行的主体处理的动作进行说明。若由电源开关操作为主体部10通电，则CPU11执行如图10所示的主体处理并进入步骤SE1。然后，辨别是否接收到从鼓槌部20无线发送的定时同步信号。若没有接收到定时同步信号，则等待直至接收到定时同步信号为止。若接收到定时同步信号，则进入SE2，参照包含在该定时同步信号中的时刻信息来开始节拍定时。由此，使鼓槌部20侧与主体部10侧的两个节拍定时同步化。
若鼓槌部20侧与主体部10侧的节拍定时同步化，则进入步骤SE3，辨别通信部16(接收部)是否接收到从鼓槌部20无线发送的发音前动作检出信号。若判断为通信部16没有接收到发音前动作检出信号，则通信部16等待直至接收到发音前动作检出信号为止。然后，若接收到发音前动作检出信号，则在此的判断结果变为“是”，并进入步骤SE4。在步骤SE4中，辨别节拍定时是否到来。若节拍定时未到来，则等待直至节拍定时到来为止，若变为节拍定时，则判断结果变为“是”，并进入步骤SE5。
然后，在步骤SE5中，执行产生音符开始事件并将其提供至音源部17的音符开始处理。在此之后，进入步骤SE6，辨别是否由演奏开关操作来指示演奏结束。若未指示演奏结束，则判断结果变为“否”，并将处理返回上述的步骤SE3。另一方面，若由演奏开关操作指示演奏结束，则上述步骤SE6的判断结果变为“是”，结束本处理。
这样，在第二实施方式的主体处理中，接收由鼓槌部20无线发送的定时同步信号。然后，参照包括在接收到定时同步信号中的时刻信息开始节拍定时。由此使鼓槌部20侧与主体部10侧的两个节拍定时同步化，并指示在接收到从鼓槌部20无线发送的发音前动作检出信号之后到来的节拍定时进行发音。
由此，在例如图11所示的输出特性例所示那样的鼓槌部20进行上下挥动动作的情况下，由于在节拍定时QTn的Δt之前没有检测到发音前动作，没有产生音符开始。由于在下一个节拍定时QTn+1的Δt之前检测到发音前动作A，在节拍定时QTn+1产生音符开始。此外，同样地，由于在节拍定时QTn+2的Δt之前没有检测到发音前动作B，在节拍定时QTn+2没有产生音符开始。进而，由于在节拍定时QTn+3的Δt之前没有检测到发音前动作，没有产生音符开始。由于在下一个节拍定时QTn+4的Δt之前检测到发音前动作C，在节拍定时QTn+4产生音符开始。
这样，检测在节拍定时的Δt之前有无发音前动作，在检测到发音前动作的情况下，指示在节拍定时发音。由此，变为如下形态，例如即使在鼓槌部20与主体部10的通信路线中存在传输延迟τ的情况下，若该传输延迟τ不足Δt，则通过该Δt抵消传输延迟τ。由此，指示在节拍定时发音，作为其结果能够正确地打出旋律节拍。
此外，上述的各实施方式是产生与预定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时的方式。但并不局限于此，也可以是从用户的鼓槌操作(鼓演奏)抽出节拍(beat)，并基于抽出的节拍产生与拍子和用户指定的节拍宽度对应的节拍定时的方式。此外，虽然在上述的各实施方式中仅指示打击乐器音的发音(音符开始)，但取而代之，也可以是设定恒定的选通时间(gate time)的乐音控制，或是若指示新的音符开始，则指示发音中的乐音的音符结束(note-OFF)的乐音控制。
此外，虽然在上述各实施方式中，节拍定时为等间隔，但取而代之，也能够为了体现前拍、后拍、拖拍、摇摆(前ノリ、後ノリ、ハネ、モタリ)等的所谓节奏感(グル一ブ感)而使用使节拍宽度发生变化的节奏的节拍定时。此外，也能够使用特意附加了随机的节奏打乱和差异的个性化(humanization)。

Claims (6)

1.一种电子打击乐器，其特征在于，
检测部，设置在鼓槌中，检测与该鼓槌的动作对应的加速度及角速度；
第一定时产生部，产生与预先设定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时；
第一发音前动作检测部，基于上述检测部检测的加速度及角速度，检测在发音之前进行的发音前动作；以及
发音指示部，在上述第一发音前动作检测部检测到发音前动作的情况下，指示在上述第一定时产生部产生的节拍定时发音。
2.如权利要求1所述的电子乐器，其特征在于，
上述第一发音前动作检测部根据上述检测部检测的加速度及角速度来检测上述鼓槌的挥下动作。
3.如权利要求1所述的电子乐器，其特征在于，
在上述第一发音前动作检测部检测到发音前动作之后，上述发音指示部指示在上述第一定时产生部产生的节拍定时发音。
4.如权利要求1所述的电子乐器，其特征在于，
还具备：
第一辨别部，辨别在从上一次的节拍定时开始直至本次的节拍定时为止的期间内上述第一发音前动作检测部是否检测到发音前动作，
上述发音指示部在上述第一辨别部辨别为检测到发音前动作的情况下指示发音。
5.一种电子打击乐器，其特征在于，
具有鼓槌和主体部，
上述鼓槌具备：
检测部，检测与上述鼓槌的动作对应的加速度及角速度；
第二定时产生部，产生与预先设定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时；
第二发音前动作检测部，基于上述检测部检测的加速度及角速度，检测在发音之前进行的发音前动作；
第二辨别部，辨别在从上一次的节拍定时的规定时间前开始直至本次的节拍定时的规定时间前的期间内上述第二发音前动作检测部是否检测到发音前动作；以及
发送部，在上述第二辨别部辨别为检测到发音前动作的情况下，发送发音前动作检出信号；
上述主体部具备：
接收部，接收从上述鼓槌发送的发音前动作检出信号；
第三定时产生部，产生与预先设定的拍子和节拍宽度对应的节拍定时；以及
发音指示部，在上述接收部接收到发音前动作检出信号的情况下，指示在上述第三定时产生部产生的节拍定时发音。
6.如权利要求5所述的电子打击乐器，其特征在于，
上述鼓槌和主体部具备同步部，该同步部使设置在上述鼓槌中的第二定时产生部和设置在上述主体部中的第三定时产生部所分别产生的节拍定时同步。
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