JP2006133529A - 電子打楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】 アコースティックのシンバルに近い動きを示しながら、演奏者による打撃手法の違いによって様々な楽音を発音することができるシンバルを備えた電子打楽器を提供することを目的とする。
【解決手段】 シンバルパッド２はクランプ４によって可動的にスタンド１に保持されている。センサ３はシンバルパッド２の揺動を検出し、打撃がなされたときにシンバルの変位が小さい場合はチップショットと判断して通常のシンバルを打撃した楽音を発音する。シンバルの変位が大きい場合はショルダーショットと判断してクラッシュ音を発音する。また、楽音が発音されている場合にシンバルパッド２が変位したままそのまま動かない場合は演奏者がシンバルパッド２をつかんだと判断して発音中の楽音を停止する。これにより本発明のシンバルパッドはアコースティックのシンバルに近い揺動を示しながら、演奏者による打撃手法の違いによって様々な楽音を発音することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は打撃に応じて楽音を発音する電子打楽器に関し、特にシンバルの発音制御に関する。

一般に電子楽器はアコースティック楽器の音色を模擬することが多い。アコースティック楽器は微細な演奏手法の違いによって多様な楽音を発音することができる。電子楽器もアコースティック楽器のように微細な演奏手法の違いによって多様な楽音を発音できることが望まれている。

例えば打楽器のシンバルにおいて、打撃してシンバル音を発音した後に演奏者がシンバルを手でつかむことで、シンバルの動きを止めて楽音の発音を停止させる演奏手法がある。またシンバルを打撃するとき、通常の打撃ではドラムスティックの先端部分であるチップ部分でシンバル面を打撃してシンバルを小刻みに振動させて楽音を発音するが、ドラムスティックの先端のチップ部分に続く柄の部分であるショルダー部分でシンバルのエッジ部を打撃してシンバルを大きく振動させてクラッシュ音を発音させる演奏手法もある。

そこで電子打楽器においても、上記のようにパッドを手でつかむことで楽音の発音が停止したり、パッドを打撃する手法によって異なる楽音を発音をすることが望まれており、例えばパッド外周部に圧力センサを配置してシンバルのミュートや、外周部を打撃した時は通常と異なる楽音を発音することができる電子打楽器が提案されている（例えば特許文献１）。
特開平６−３５４５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電子打楽器は、外周部を押さえる強さによってのみ楽音のエンベロープや音色を変化させるものであり、パッドそのものには動きが無く、パッドの動きを止めてミュートをするものではなかった。そのため、演奏者はパッドの端部を意識して押さえる必要性があり、微妙な演奏手法の再現は不可能であった。

また、パッド外周部の打撃を検出して、他の部分の打撃時とは異なる楽音を発生することはできるが、それがチップ部分による打撃であるか、ショルダー部分による打撃であるかを判別することはできなかった。

本発明は、よりアコースティックのシンバルに近い動きを示しながら、演奏者による打撃手法の違いによって様々な楽音を発音することができるシンバルを備えた電子打楽器を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、打撃を検出して打撃情報を出力する打撃認識部と、打撃認識部を可動的に支持する支持部と、打撃認識部の打撃による変位を検出して変位情報を出力する変位認識部と、楽音情報を記憶している楽音情報記憶部と、楽音情報記憶部から読み出した楽音情報を再生して楽音を発音する楽音出力部と、打撃を検出したときに打撃情報および変位情報に応じて楽音出力部が読み出すべき楽音情報を選択して楽音出力部に指示する制御部と、を備えたことを特徴とする。

この発明では、打撃を検出するパッドが可動的であり、その変位をセンサによって検出する。演奏者が打撃操作を行うと打撃情報とパッドの変位に応じて発音する楽音を選択する。つまり同じような打撃強度で打撃がなされても、パッドの変位によって異なった楽音を発する。

請求項２に記載の発明は、前記変位認識部は、打撃によって振動する打撃認識部の振動周波数をさらに検出し、前記制御部は、打撃を検出したときに打撃情報、変位情報、および振動周波数に応じて楽音出力部が読み出すべき楽音情報を選択して楽音出力部に指示する処理を実行することを特徴とする。

この発明では、上記発明において、パッドの振動周波数をセンサによってさらに検出する。演奏者が打撃操作を行うと打撃情報、パッドの変位、およびパッドの振動周波数に応じて発音する楽音を選択する。

請求項３に記載の発明は、打撃を検出するシンバルパッドと、シンバルパッドを可動的に支持するシンバルスタンドと、シンバルパッドの打撃による揺動を検出するセンサを備えたシンバルクランプと、ドラム楽器のシンバル面をドラムスティックのチップ部分で打撃したときの打撃音とシンバルエッジ部をドラムスティックのショルダー部分で打撃したときのクラッシュ音を電子データとして記憶している楽音情報記憶部と、楽音情報記憶部から読み出した電子データを再生して楽音を発音する楽音出力部と、打撃を検出したときにシンバルパッドの揺動に応じて打撃音とクラッシュ音のいずれかを選択して楽音出力部に指示する処理を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする。

この発明では、打撃するシンバルパッドが可動的であり、その揺動をシンバルクランプに備えたセンサによって検出する。演奏者がシンバルパッドを打撃するとシンバルパッドの揺動をセンサが検出する。これにより、シンバル面をドラムスティック先端で打撃したかシンバルエッジ部をドラムスティック柄で打撃したかを判断し、打撃音とクラッシュ音のいずれかを選択して発音する。

請求項４に記載の発明は、前記制御部は、シンバルパッドが変位した状態のまま停止したとき発音中の楽音の停止を楽音出力部に指示する処理を実行することを特徴とする。

この発明では、上記発明において、演奏者がシンバルパッドをつかんで、シンバルパッドの揺動を停止させると発音中の楽音を停止する。

以上のように、この発明によれば、演奏者が打撃操作をしたときにシンバルパッドの揺動を検出するので、シンバル面をドラムスティックの先端で打撃したかシンバルエッジ部をドラムスティック柄部分で打撃したかを区別することができ、アコースティックのシンバルに近い自然な演奏表現を実現することができる。また、シンバルパッドの揺動の停止を検出することによって演奏者がシンバルパッドをつかんだかどうかを判断し、より自然な楽音の停止動作を実現することができる。

以下、本発明の実施形態の電子ドラムについて図を用いて詳細に説明する。図１は本実施形態の電子ドラムにおけるシンバル部全体を示した図である。シンバルを支える支柱であるスタンド１、打撃認識部であるシンバルパッド２、シンバルパッド２を挟み込み、かつシンバルパッド２の揺動や振動を検出することができるセンサ３、およびセンサ３を挟み込んでスタンド１と接続されるクランプ４を備えている。シンバルパッド２は円形状であり、アコースティックのシンバル形状に酷似し、中心部にスタンド１を通すことができる円形の穴が開いている。シンバルパッド２は内部にショックセンサを備えており、シンバル面の打撃を感知してアナログ信号を出力することができる。なお、ショックセンサは複数備えてシンバルパッド２の打撃された位置を特定できるようにしてもよい。

また、シンバルパッド２は同図中の点線に示したように中心部分を支点としてシンバルパッド２全体が振り子状にゆるやかに揺動できる。シンバルパッド２が揺動する時、センサ３を加圧するのでその変位、すなわち揺動の角度を検出することができる。なお、センサの数は一つに限らず、複数個に分割して配置してもよい。また、シンバルパッド２はアコースティックのシンバルと同様に打撃によって面振動し、センサ３がその振動を検出する。この面振動を以下、振動と呼ぶ。すなわち、シンバル全体が大きくゆるやかに揺れる場合を揺動と呼び、シンバル面が小さく高速に振れる場合を振動と呼ぶ。

センサ３は弾性体、例えば感圧導電ゴムであり、シンバルパッド２を揺動可能に支持するダンパの役割と圧力センサの役割を兼ねている。本実施形態では感圧導電ゴムを用いた例を示すが、センサとダンパを別の部品として構成してもよいし、センサは圧力センサに限らず揺動自体を検出する位置センサや変形を認識する歪みセンサであってもよい。また、圧電素子を用いてもよい。

図２は別の構成のシンバル部全体を示した図である。同図（Ａ）はシンバル部を上部から示した平面図である。同図（Ａ）に示すようにこの構成におけるシンバルパッド５は扇形であり、前述のシンバルパッド２とは異なり、打撃が可能な程度の面積を有しているのみである。さらに同図（Ｂ）に示すようにシンバルパッド５は回転支持部６を支点としてウエイト７と水平に釣り合い、同図（Ｂ）点線のようにシンバルパッド５が上下方向に揺動する方向に可動的である。このようにアコースティックのシンバルとは異なった形状でも、打撃したことによってシンバルパッドが揺動し、その変位を検出できるものであればどのようなものであってもよい。

図３は本実施形態の電子ドラムのブロック図である。打撃を認識するシンバルパッド２はＡ／Ｄコンバータ８に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ８はシンバルパッド２から出力されたアナログ信号をデジタル情報に変換する。また、シンバルパッド２の揺動を認識するセンサ３はＡ／Ｄコンバータ９に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ９はセンサ３から出力されたアナログ信号をデジタル情報に変換する。Ａ／Ｄコンバータ８およびＡ／Ｄコンバータ９で変換されたデジタル情報は電子ドラムの動作を制御するＣＰＵ１０に伝達される。ＣＰＵ１０は、伝達されたデジタル情報に応じて発音する波形データを選択して発音制御部１３に指示する。発音制御部１３は波形メモリ１４から波形データを読み取り、楽音出力部１５に伝達する。楽音出力部１５は波形データを再生して楽音を出力する。ここで波形データとはＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）データであり、複数のシンバルパッドそれぞれに異なった音色の楽音を再生できるように、アコースティックのドラムの楽音等をサンプリングした数百種類のデータを波形メモリ１４に記憶している。波形データにはシンバル面をドラムスティックのチップ部分で打撃（以下、チップショットという）したときの打撃音、シンバルのエッジ部をドラムスティックのショルダー部分で打撃（以下、ショルダーショットという）したクラッシュ音のデータ等が含まれる。

電子ドラムの電源を入れると、ＣＰＵ１０はプログラムメモリ１１から動作用プログラムを読み取り、ワークメモリ１２に一時記憶する。プログラムメモリ１１および波形メモリ１４は不揮発性のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）であり、読み取り専用である。ワークメモリ１２はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ
Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）であり、ＣＰＵ１０の処理動作に応じて一時的に種々の情報を記憶する。

演奏者がシンバルパッド２を打撃すると、シンバルパッド２内部のショックセンサから打撃強度に応じたアナログ信号が検出され、Ａ／Ｄコンバータ８はアナログ信号をデジタル情報に変換して打撃情報としてＣＰＵ１０に伝達する。また、同時にセンサ３からもシンバルパッド２の揺動や振動周波数などに応じたアナログ信号が出力される。Ａ／Ｄコンバータ９はアナログ信号をデジタル情報に変換して位置情報としてＣＰＵ１０に伝達する。ＣＰＵ１０は打撃情報と位置情報に応じて波形データを選択して発音制御部１３に指示する。発音制御部１３は波形メモリ１４から波形データを読み出して楽音出力部１５に出力する。楽音出力部１５は波形データを再生して楽音を発音する。

例えば打撃されたときに打撃強度に応じて音量の異なる波形データを選択する。打撃強度が強い場合は音量の大きい波形データを選択すればよい。また、複数のショックセンサを内部に備えている場合には各打撃位置に応じて音質の異なる波形データを選択する。例えばシンバルパッド外周部に打撃を検出したときは減衰の遅い柔らかい音質の楽音を発音し、内側に近いほど減衰の早い鋭い音質の楽音を発音する。さらに、シンバルパッド２の変位が小さい場合はチップショットと判断し、通常シンバルを打撃した打撃音を発音する波形データを選択する。打撃されたときにシンバルパッド２の変位が大きい場合はショルダーショットと判断し、クラッシュ音を発音する波形データを選択する。

また、シンバルパッド２の振動周波数に応じて波形データを選択するようにしてもよい。例えば、振動周波数が高い場合には通常よりも音程の高い楽音を発する波形データを選択する。なお、ここでいう周波数が高いとは数十Ｈｚ以上の周波数のことを示し、それ以下の振動周波数を低い周波数とする。

楽音を発音中に演奏者がシンバルパッド２をつかんで、シンバルパッド２が変位したまま揺動が停止したことを検出した場合、発音制御部１３は再生中の楽音を停止する。

図４は電子ドラムの動作を示したフローチャートである。シンバルパッド２に打撃が認識されると（ｓ１）、その打撃情報を検出する（ｓ２）。打撃情報は打撃強度を基にするが、打撃強度と打撃位置を基にしてもよい。さらに、センサ３の圧力変化からシンバルパッド２の変位を示す位置情報を検出する（ｓ３）。このときシンバルパッド２の振動周波数をさらに検出して位置情報としてもよい。その後検出した打撃情報と位置情報に応じて再生する波形データを選択する（ｓ４）。波形データを選択した後、波形データを再生して楽音出力部から楽音を発音する（ｓ５）。

シンバルパッド２に打撃が検出されないときは、シンバルパッド２が変位したまま揺動が停止したかどうかを判断する（ｓ６）。シンバルパッド２が変位したまま揺動が停止したときは、発音中の楽音を停止する（ｓ７）。すなわち、シンバルパッド２が変位したまま揺動が停止したときは演奏者がシンバルパッド２をつかんだと判断して、発音中の楽音をフェードアウトしてミュートする処理を行う。このとき、シンバルパッド２の停止する動作に応じて音量の減衰を変化させてもよい。例えば演奏者がシンバルパッド２を強くつかんで素早く停止させた場合には急速に音量を減衰し、弱くつかんでゆっくりと停止させた場合は緩やかに音量を減衰すればよい。

また、上述した電子ドラム以外の動作も考えられる。実際のアコースティックのシンバルでは、打撃した瞬間打撃音が発音されるが、その後シンバルが揺動するまでにタイムラグがあり、打撃音がシンバルの揺動によって変化するまでにわずかながら遅延時間が存在する。このような現象に則した電子ドラムの動作を以下に示す。

演奏者がシンバルパッド２を打撃すると、シンバルパッド２内部のショックセンサから打撃強度に応じてアナログ信号が検出さる。Ａ／Ｄコンバータ８はアナログ信号をデジタル情報に変換して打撃情報としてＣＰＵ１０に伝達する。ここで一旦、ＣＰＵ１０は打撃情報に応じて発音する波形データを選択して発音制御部１３に指示する。発音制御部１３は波形メモリ１４から波形データを読み出して楽音出力部１５に出力する。また、センサ３からもシンバルパッド２の揺動や振動周波数などに応じてアナログ信号が出力される。Ａ／Ｄコンバータ９はアナログ信号をデジタル情報に変換して位置情報としてＣＰＵ１０に伝達する。ＣＰＵ１０は発音中の楽音と位置情報に応じて新たな波形データを選択して発音制御部１３に指示する。発音制御部１３は波形メモリ１４から新たな波形データを読み出し、現在発音中の楽音を停止した後に楽音出力部１５に出力する。このときはクロスフェード、すなわち発音中の楽音をフェードアウトしながら新たな楽音をフェードインさせる。

例えば再生中の打撃による楽音の音量に対してシンバルパッド２の変位が小さい場合はチップショットによる打撃として、通常シンバルを打撃した楽音を発する波形データを選択する。再生中の楽音の音量に対してシンバルパッド２の変位が大きい場合はショルダーショットによる打撃として、クラッシュ音を発する波形データを選択する。

図５は上記電子ドラムの動作を示したフローチャートである。この例においても、まずシンバルパッド２に打撃が認識されると（ｓ８）、その打撃情報を検出する（ｓ９）。この場合も打撃情報は打撃強度だけを基にしてもよいし、打撃強度と打撃位置を基にしてもよい。その後検出した打撃情報に応じて再生する波形データを選択する（ｓ１０）。波形データを選択した後、波形データを再生して楽音出力部から楽音を発音する（ｓ１１）。このように打撃後、一旦は打撃情報によってのみ波形データを選択する。その後、シンバルパッド２に打撃が検出されないときは、シンバルパッド２が揺動しているかどうかを判断し（ｓ１２）、揺動しているときは動作検出処理を行う（ｓ１３）。

図６は動作検出処理を示したフローチャートである。シンバルパッド２が揺動しているときは、まずシンバルパッド２の位置情報を検出する（ｓ１４）。上述のように位置情報はシンバルパッド２の変位を基にするが、振動周波数や振動速度のピーク値をさらに検出して位置情報としてもよい。その後、現在再生中の楽音を調査して（ｓ１５）、位置情報および現在発音中の楽音から新たに再生する波形データを選択する（ｓ１６）。波形データを選択した後、再生中の楽音を停止して（ｓ１７）選択した新たな波形データを再生して楽音を発音する（ｓ１８）。上記のように楽音の停止および再生はクロスフェードにて行う。

波形データを再生した後、シンバルパッド２が変位したまま揺動が停止したかどうかを判断する（ｓ１９）。シンバルパッド２が変位したまま揺動が停止した場合は楽音の発音を停止する（ｓ２０）。この例においても、シンバルパッド２の揺動が停止したときは演奏者がシンバルパッド２をつかんだと判断して、発音中の楽音をフェードアウトしてミュートする。このときも、シンバルパッド２の停止する動作に応じて音量の減衰を変化させてもよい。

なお、シンバルの振れ方に応じて音色を変更するようにしてもよい。例えばアコースティックのシンバルでは、シンバルの振れ方によって発音されている楽音が演奏者や周りの者に揺れて聞こえる場合がある。本実施形態の電子ドラムにおいてもシンバルの振れ方、すなわち変位に応じて楽音に揺れを生じさせたり、指向性を持たせたりすることも可能である。

以上のように、本実施形態における電子ドラムは演奏者が打撃操作をしたときにシンバルパッドの揺動を検出し、打撃情報と位置情報を基にして発音する楽音を選択する、あるいは、一旦打撃情報を基に発音する楽音を選択した後に位置情報を基に新たに楽音を選択するので、よりアコースティックのシンバルに近い自然な楽音の発音を実現することができる。また、シンバルパッドの揺動の停止を検出することによって楽音のミュートを行うので、演奏者はより自然にミュート操作を実現することができる。

シンバル部全体を示した図 別の構成のシンバル部全体を示した図 電子ドラムのブロック図 電子ドラムの動作を示したフローチャート 電子ドラムの別の動作を示したフローチャート 動作検出処理を示したフローチャート

符号の説明

１−スタンド
２−シンバルパッド
３−センサ
４−クランプ
５−扇形状のシンバルパッド
６−回転支持部
７−ウエイト
８−Ａ／Ｄコンバータ
９−Ａ／Ｄコンバータ
１０−ＣＰＵ
１１−プログラムメモリ
１２−ワークメモリ
１３−発音制御部
１４−波形メモリ
１５−楽音出力部

Claims (4)

1. 打撃を検出して打撃情報を出力する打撃認識部と、
   打撃認識部を可動的に支持する支持部と、
   打撃認識部の打撃による変位を検出して変位情報を出力する変位認識部と、
   楽音情報を記憶している楽音情報記憶部と、
   楽音情報記憶部から読み出した楽音情報を再生して楽音を発音する楽音出力部と、
   打撃を検出したときに打撃情報および変位情報に応じて楽音出力部が読み出すべき楽音情報を選択して楽音出力部に指示する制御部と、
   を備えた電子打楽器。
2. 前記変位認識部は、打撃によって振動する打撃認識部の振動周波数をさらに検出し、
   前記制御部は、打撃を検出したときに打撃情報、変位情報、および振動周波数に応じて楽音出力部が読み出すべき楽音情報を選択して楽音出力部に指示する処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の電子打楽器。
3. 打撃を検出するシンバルパッドと、
   シンバルパッドを可動的に支持するシンバルスタンドと、
   シンバルパッドの打撃による揺動を検出するセンサを備えたシンバルクランプと、
   ドラム楽器のシンバル面をドラムスティックのチップ部分で打撃したときの打撃音とシンバルエッジ部をドラムスティックのショルダー部分で打撃したときのクラッシュ音を電子データとして記憶している楽音情報記憶部と、
   楽音情報記憶部から読み出した電子データを再生して楽音を発音する楽音出力部と、
   打撃を検出したときにシンバルパッドの揺動に応じて打撃音とクラッシュ音のいずれかを選択して楽音出力部に指示する処理を実行する制御部と、
   を備えた電子打楽器。
4. 前記制御部は、シンバルパッドが揺動した状態のまま停止したとき発音中の楽音の停止を楽音出力部に指示する処理を実行することを特徴とする請求項３に記載の電子打楽器。

Images