JP2006133530A

JP2006133530A - 電子打楽器

Info

Publication number: JP2006133530A
Application number: JP2004322842A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Suzuki; 一正鈴木
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】打撃するビータの動きによって様々な楽音を発音することができ、アコースティックの打楽器では成しえない演奏表現を可能とする電子打楽器を提供する。
【解決手段】ビータ３がドラムパッド１を打撃するとき、位置検出センサ１１にシャッタ１０が重なる。このとき打撃直前に位置検出センサ１１から出力される接触信号がオンとなる。演奏者が打撃操作をしたとき、一旦ドラムパッド１を打撃した強度を基にして楽音を発音する。所定の時間が経過した後、打撃前後の位置検出センサ１１の接触信号がオンである時間を調査する。打撃前のオンの時間時間に対して打撃後のオンの時間が長い場合はクローズドショットと判断し、打撃前のオンの時間に対して打撃後のオンの時間が短い場合はオープンショットと判断して、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する。
【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、特にバスドラムの楽音を発音する電子打楽器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。

例えば打楽器のバスドラムを打撃する方法において、ビータで打撃した後にすぐにバスドラムから開放する方法（以下オープンショットという）と、打撃した後にそのままバスドラムにビータを押し付けたままにする方法（以下クローズドショットという）がある。

そこで電子打楽器においても、上記のようにドラムパッドを打撃する手法に応じて異なる楽音を発音をすることが望まれており、例えばドラムパッドとビータを動かすフットボードの双方にセンサを設けた電子打楽器が提案されている（例えば特許文献１）。
特開平６−９５６７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電子打楽器は、バスドラムを打撃する強度をドラムパッドとキックペダルの両面から検出して、打撃強度に応じた楽音を発音するものであり、打撃した後にビータを戻したか否かを判定して楽音を変更するものではない。したがってオープンショットとクローズドショットを区別して発音することが不可能であった。

本発明は、打撃するビータの動きによって様々な楽音を発音することができ、アコースティックの打楽器では成しえない演奏表現を可能とする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、打撃を検出する打撃認識部と、演奏者が踏み込みを行うフットボードと、フットボードに連動して回動し打撃認識部を打撃する打撃子と、打撃子が打撃認識部に接触する直前から接触するまでの回動範囲で接触信号を出力する検出部と、打撃した瞬間のアタック音、オープンショットによるディケイ音、およびクローズドショットによるディケイ音、の楽音情報を記憶している楽音情報記憶部、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前記アタック音の楽音情報の再生を楽音出力部に指示した後、打撃後または打撃前後の接触信号の出力時間に基づいてオープンショットによるディケイ音の楽音情報とクローズドショットによるディケイ音の楽音情報のいずれかを選択し、アタック音に替えて選択的にディケイ音の再生を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、フットボードによって回動するビータが、ドラムパッドを打撃する直前から打撃するまでの範囲に接触信号を出力するセンサを備えている。演奏者が打撃操作をしたときは一旦打撃アタック音の楽音を発音する。その後、打撃後もしくは打撃前後のセンサの出力時間を基にしてオープンショットとクローズドショットを判別して、アタック音をフェードアウトしながらいずれかのディケイ音を発音する。すなわち、演奏者が打撃した直後にビータを戻したか否かを判断して、オープンショットとクローズドショットに応じた楽音を発音する。

請求項２に記載の発明は、前記検出部は、フットボードに連動して回動する円弧状のシャッタと、前記打撃子が打撃認識部に接触する直前にシャッタが重なる位置に固定されたフォトインタラプタと、からなることを特徴とする。

この発明では、上記発明において、センサはフォトインタラプタであり、ビータと連動して回動する円弧状のシャッタがフォトインタラプタに重なって打撃前後に接触信号を出力する。

請求項３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、演奏者が踏み込みを行うフットボード、フットボードに連動して回動し打撃認識部を打撃する打撃子、打撃子が打撃認識部に接触する直前から接触するまでの回動範囲で接触信号を出力する検出部、からなる複数のペダル装置と、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前記検出部によってどのペダル装置による打撃であるかを特定し、そのペダル装置に対応する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制御部と、を備えたことを特徴とする。

この発明では、複数のペダル装置で同じドラムパッドを打撃する。演奏者が打撃操作をしたときはどのペダル装置で打撃したかをセンサによって特定する。これによりそれぞれのペダル装置によって異なる楽音を発音する。

以上のように、この発明によれば、打撃後もしくは打撃前後のセンサの接触信号出力時間によってオープンショットとクローズドショットの区別をすることができるため、よりアコースティックの打楽器に近い自然な楽音の発音を実現することができる。また、同一のドラムパッドを複数のペダル装置で打撃する場合においても、それぞれにセンサを備えているため各ペダル装置毎に異なる楽音を発音することが可能となり、アコースティックの打楽器では成しえない演奏表現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バスドラムを示した図である。ドラムパッド１は脚部２によって床面から持ち上げられた位置に支持されている。ここでドラムパッド１は内部にショックセンサを備えている。ショックセンサは例えば圧電素子であり、打撃を検出してアナログ信号を出力する。

ビータ３はシャフト４の先端に取り付けられ、このシャフト４はビータ３の回動支点となる支点部５に回動可能に取り付けられる。支点部５は垂直の支持部６の先端に取り付けられる。支持部６には土台部７が取り付けられており、この土台部７は脚部２に着脱可能に取り付けられ、支持部６と脚部２は一定の距離に保たれる。

フットボード８は演奏者が踏み込みを行う部分であり、フットボード８の先端にはチェーン９が取り付けられている。このチェーン９は支点部５に連結され、フットボード８を踏み込み時にこの支点部５によりシャフト４をドラムパッド１方向に回動できるようになっている。これにより、フットボード８を踏み込んでいない状態では、ビータ３がドラムパッド１から離れた状態となり、踏み込んだ状態ではビータ３が回動してドラムパッド１を打撃するようになる。なお、チェーン９は金属チェーンであってもよいしゴムベルト等であってもよい。

シャッタ１０はシャフト４に取り付けられ、ビータ３と同様にドラムパッド１方向に回動できるようになっている。位置検出センサ１１は演奏者がフットボード８を踏み込んだとき、シャッタ１０の先端部分が重なる位置に支持部６に取り付けられている。位置検出センサ１１は例えば発光素子と受光素子を備えたフォトインタラプタであり、シャッタ１０が両素子間を遮蔽したことを検出してオンとなる信号（以下、接触信号という）を出力する。ここでシャッタ１０と位置検出センサ１１は、ビータ３がドラムパッド１を打撃する直前に重なる位置および角度に調整して取り付けられている。なお、フォトインタラプタとシャッタに限らずビータの位置を検出できるものであればポジションスイッチ等であってもよいし、磁気センサと磁石等を用いてもよい。

なお、シャッタ１０と位置検出センサ１１はアコースティックのバスドラムを打撃する一般的なペダル装置に取り付けることが可能であり、既存のペダル装置に後付けすることで本実施形態のペダル装置とすることが可能である。

図２は打撃時の各センサの出力を示した図である。横軸は時間、縦軸は信号の出力レベルを表し、同図中の点線は打撃したタイミングを示している。同図のように演奏者がフットボード８を踏み込んで打撃を行うと、直後にドラムパッド１内部のショックセンサからアナログ信号が出力される。また、上述したように打撃直前にシャッタ１０が位置検出センサ１１に重なるので、接触信号は例えば同図中のように打撃よりも時間ｔ１早くオンとなる。演奏者の踏み込み速度が早いほど、つまりドラムパッド１を打撃するビータ３の速度が早いほど時間ｔ１は短くなる。演奏者が踏み込みを戻すとシャッタ１０が開いて接触信号はオフとなる。同図のように打撃時から接触信号がオフとなるまでの時間をｔ２とする。このように位置検出センサ１１によって打撃前後のオン・オフ時間を測定する。

時間ｔ１は演奏者のフットボード８の踏み込み速度を示し、この時間ｔ１の長さに対する時間ｔ２の長さでオープンショットとクローズドショットの判別を行う。すなわち、時間ｔ１の長さと時間ｔ２の長さの割合を示す値であるｔ１／ｔ２の大きさが、所定の閾値よりも大きい場合オープンショットによる打撃と判断し、閾値よりも小さい場合クローズドショットによる打撃と判断する。所定の閾値についてはアコースティックのバスドラムを打撃したときの音色を基準にして、オープンショットとクローズドショットの区別ができる程度の値に設定する。なお、演奏者等が任意に変更できるようにしてもよい。

なお、ｔ１／ｔ２の値によってオープンショットとクローズドショットを区別するのではなく、単に時間ｔ２の長さを基に区別してもよい。この場合、時間ｔ２の長さが所定の時間よりも短いときにオープンショットによる打撃と判断し、時間よりも長いときにクローズドショットによる打撃と判断する。

図３は本実施形態の電子ドラムのブロック図である。打撃を認識するドラムパッド１はＡ／Ｄコンバータ１２に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ１２はドラムパッド１から出力されたアナログ信号をデジタル情報である打撃情報に変換する。Ａ／Ｄコンバータ１２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ＣＰＵ１３に伝達される。また、位置検出センサ１１は接触信号をＣＰＵ１３に伝達する。ＣＰＵ１３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１６に指示する。発音制御部１６は波形メモリ１７から波形データを読み取り、楽音出力部１８に出力する。楽音出力部１８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（ＰｕｌｓｅＣｏｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）データであり、複数のドラム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１７に記憶している。波形データは、オープンショットによるバスドラム打撃音とクローズドショットによるバスドラム打撃音のデータを含んでいる。オープンショットによる打撃音は、アタック音に対して残響の長いディケイ音を発音する。クローズドショットによる打撃音は、アタック音に対して残響の短いディケイ音を発音し、オープンショットよりも鋭い音質の楽音を発音する。

電子ドラムの電源を入れると、ＣＰＵ１３はプログラムメモリ１４から動作用プログラムを読み取り、ワークメモリ１５に一時記憶する。プログラムメモリ１４および波形メモリ１７は不揮発性のＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）であり、読み取り専用である。ワークメモリ１５はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ
ＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）であり、ＣＰＵ１３の処理動作に応じて一時的に種々の情報を記憶する。

演奏者がフットボード８を踏み込んでビータ３がドラムパッド１を打撃すると、ドラムパッド１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れる。Ａ／Ｄコンバータ１２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ＣＰＵ１３に伝達する。ＣＰＵ１３は打撃情報に応じて波形データを選択して発音制御部１６に指示する。発音制御部１６は波形メモリ１７から波形データを読み出して楽音出力部１８に波形データを出力する。楽音出力部１８は波形データを再生して楽音を発音する。また、位置検出センサ１１から出力される接触信号はビータ３がドラムパッド１を打撃する直前にオンとなる。ＣＰＵ１３は所定の時間が経過後にｔ１／ｔ２の値からオープンショットとクローズドショットの判断を行う。発音制御部１６は新たな波形データを選択し、打撃情報を基にした楽音の発音を停止した後に新たな楽音を発音する。

図４は本実施形態の電子ドラムの動作を示したフローチャートである。まず打撃情報などの一時記憶情報を初期化する（ｓ１）。演奏者がフットボード８を踏み込んで打撃操作を行うと（ｓ２）、打撃強度に応じた打撃情報を検出する（ｓ３）。その後、検出した打撃情報から波形データを選択して（ｓ４）楽音を再生する（ｓ５）。このように打撃がなされたときは一旦打撃情報を基にして波形データを選択し、楽音を再生する。その後所定の時間が経過したしたとき（ｓ６）、時間情報として、上述したように時間ｔ１の長さと時間ｔ２の長さの比であるｔ１／ｔ２を調べる（ｓ７）。ここで所定の時間は聴覚上、演奏者等が楽音の変化を感じられない程度の時間に設定する。その後、発音中の波形データと時間情報ｔ１／ｔ２の値に応じて新たに波形データを選択する（ｓ８）。波形データを選択した後は、打撃操作による発音中の楽音を停止し（ｓ９）、その後選択した新たな楽音を発音する（ｓ１０）。

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打撃情報を基に楽音を発音し、所定の時間が経過後に打撃前後の位置検出センサが出力する接触信号から時間情報を調査してビータが打撃直後にドラムパッドから離されたか否かを判断する。これによりアコースティックの打楽器に近い自然な楽音の発音を実現することができる。

また、本実施形態では時間ｔ１とｔ２の比からオープンショットとクローズドショットを区別して、アコースティックの打楽器を模擬する例を示したが、例えば時間ｔ１とｔ２の比によって全く音色の異なった楽音を発音するようにしてもよい。これによりアコースティックの打楽器では成しえない演奏表現を実現することができる。

さらに、本実施形態では時間ｔ１とｔ２の比から２種類の奏法を判別する例を示したが、これに限らずｔ１／ｔ２の比から複数種類の奏法を判別してそれぞれに対応する複数の楽音を発音するようにしてもよい。また、時間要素についても時間ｔ１とｔ２のように２段階に限らず、複数の時間段階を設けてもよい。この場合例えばフォトインタラプタを複数備えればよい。

なお、同じドラムパッドを二つのペダル装置で個々に打撃を行って演奏するツインペダル形のものがあるが、この場合にもそれぞれのペダル装置にフォトインタラプタとシャッタを備えればよい。打撃を検出したときには、接触信号がどのペダル装置のセンサから出力されているかを判断することにより、演奏者がどのペダル装置を踏み込んで打撃したかを判別することができ、それぞれに異なった音色の楽音を発音するようにして、より多彩な演奏表現を実現することも可能である。

電子ドラムにおけるバスドラムを示した図打撃時の各センサの出力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

符号の説明

１−ドラムパッド
２−脚部
３−ビータ
４−シャフト
５−支点部
６−支持部
７−土台部
８−フットボード
９−チェーン
１０−シャッタ
１１−位置検出センサ
１２−Ａ／Ｄコンバータ
１３−ＣＰＵ
１４−プログラムメモリ
１５−ワークメモリ
１６−発音制御部
１７−波形メモリ
１８−楽音出力部

Claims

打撃を検出する打撃認識部と、
演奏者が踏み込みを行うフットボードと、
フットボードに連動して回動し打撃認識部を打撃する打撃子と、
打撃子が打撃認識部に接触する直前から接触するまでの回動範囲で接触信号を出力する検出部と、
打撃した瞬間のアタック音、オープンショットによるディケイ音、およびクローズドショットによるディケイ音、の楽音情報を記憶している楽音情報記憶部、
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前記アタック音の楽音情報の再生を楽音出力部に指示した後、打撃後または打撃前後の接触信号の出力時間に基づいてオープンショットによるディケイ音の楽音情報とクローズドショットによるディケイ音の楽音情報のいずれかを選択し、アタック音に替えて選択的にディケイ音の再生を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電子打楽器。
前記検出部は、フットボードに連動して回動する円弧状のシャッタと、前記打撃子が打撃認識部に接触する直前にシャッタが重なる位置に固定されたフォトインタラプタと、からなる請求項１に記載の電子打楽器。
打撃を検出して打撃情報を出力する打撃認識部と、
演奏者が踏み込みを行うフットボード、フットボードに連動して回動し打撃認識部を打撃する打撃子、打撃子が打撃認識部に接触する直前から接触するまでの回動範囲で接触信号を出力する検出部、からなる複数のペダル装置と、
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前記検出部によってどのペダル装置による打撃であるかを特定し、そのペダル装置に対応する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制御部と、
を備えたことを特徴とする電子打楽器。