JP2016080917A - ドラムシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムヘッドの振動を効率良く検知し、ドラムヘッドの振動に応じた音を放音する。
【解決手段】ドラム１１は、第１センサー１６１、第２センサー１６２及び第３センサー１６３を有する。第１センサー１６１は、第１ドラムヘッド１１０の振動を示す第１信号を出力し、第３センサー１６３は、第２ドラムヘッド１２０の振動を示す第３信号を出力する。第２センサー１６２は、ドラム１１内の音を示す第２信号を出力する。信号処理装置２０は、第１信号、第２信号及び第３信号に信号処理を施し、信号処理が施された信号を増幅部２２０で増幅し、加算器２３０で加算する。加算器２３０で加算された信号は、スピーカへ出力される。
【選択図】図１

Description

本発明は、打楽器に関する。

特許文献１の図１２には、ドラムに複数のピックアップを設け、ピックアップで得られた信号を混合する電子スネアドラムが開示されている。この電子スネアドラムは、胴の上端側の切欠きに第１振動ピックアップが格納され、胴の下端側の切欠きに第２振動ピックアップが格納されており、各ピックアップには振動受駒が被せられている。胴の上端側に装着され、演奏者により叩かれる第１網状ドラムヘッドは、振動受駒に接しており、第１網状ドラムヘッドの振動は、振動受駒を通じて第１振動ピックアップに伝わる。また、胴の下端側には第２網状ドラムヘッドが装着されている。第１網状ドラムヘッドの振動は、胴を通じて第２網状ドラムヘッドに伝達され、第２網状ドラムヘッドも振動する。第２網状ドラムヘッドには、スナッピー音発生手段が装着されており、第２網状ドラムヘッドの振動によりスナッピー音発生手段が励振され、スナッピー音に相当する振動が発生する。スナッピー音に相当する振動は、第２振動ピックアップに伝わる。
さらに、胴の内周面には、振動受金具が固定されている。この金具においては、胴の内側に曲がった部分に第３振動ピックアップが装着され、金具において第３振動ピックアップが装着されている部分と胴の内周面との間には防振材が挟まれている。この防振材により、第１及び第２網状ドラムヘッドの各振動は防振され、第３振動ピックアップにはリムショットに伴う衝撃だけが伝わる。
各ピックアップからの信号は、胴に設けられたミキサ装置で混合されて拡声装置へ出力され、拡声装置で音として放音される。

特許第３７４９７８８号公報

特許文献１の発明においては、ドラムヘッドは金網となっており、膜状のドラムヘッドを有するドラムの音を放音するものとはなっていない。特許文献１の発明において、ドラムヘッドを膜状のものに置き換える構成とした場合、第１及び第２振動ピックアップは胴に設けられているため、これらのピックアップにはドラムヘッドの振動だけでなく、ドラムヘッドを叩くことにより励起された胴の振動も伝わることとなる。この場合、第１及び第２振動ピックアップから得られる信号は、胴の振動も含むため、ドラムヘッドから得られる放射音とは異なるものとなってしまう。

本発明は、上述した背景の下になされたものであり、ドラムヘッドの振動を効率良く検知し、ドラムヘッドの振動に応じた音を放音する技術を提供することを目的とする。

本発明は、シェルと、前記シェルの一方の開口に設けられ、打面となる第１ヘッドと、前記シェルの他方の開口に設けられた第２ヘッドと、前記第１ヘッドに接し、前記第１ヘッドの振動を示す第１信号を出力する第１センサーと、前記シェルの内側に配置され、前記シェル内の音波を示す第２信号を出力する第２センサー、又は前記第２ヘッドに接し、前記第２ヘッドの振動を示す第３信号を出力する第３センサーの少なくとも一方と、を有するドラムと、前記第１信号を取得し、前記第２信号又は前記第３信号を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した信号に、遅延処理を施すことを含む信号処理手段と、前記信号処理手段から供給される信号を加算し、加算された信号を出力する出力手段と、を有する信号処理装置と、を備えるドラムシステムを提供する。

本発明においては、前記遅延処理は、少なくとも前記第１信号に遅延処理を施す構成としてもよい。
また、本発明においては、前記遅延処理は、前記第１信号と前記第３信号の位相を揃える構成としてもよい。

本発明によれば、ドラムヘッドの振動を効率良く検知し、ドラムヘッドの振動に応じた音を放音することができる。

本発明の第１実施形態に係るドラムシステムの構成を示した図。 加算器から出力された信号の周波数特性の一例を示した図。 加算器から出力された信号の時間波形の一例を示した図。 本発明の第２実施形態に係るドラムシステムの構成を示した図。 第１センサー１６１Ｂを配置するための部材を示した図。 第１信号の周波数特性の測定結果の一例を示した図。 第３信号の周波数特性の測定結果の一例を示した図。 第２信号の周波数特性の測定結果の一例を示した図。 信号処理装置２０Ｃの構成を示した図。 信号処理装置２０Ｄの構成を示した図。 センサーの配置の変形例を示した図。

［第１実施形態］
（ドラムシステム１の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るドラムシステム１の構成を示した図である。ドラムシステム１は、アコースティックドラムであるドラム１１と信号処理装置２０で構成されている。

ドラム１１は、シェル１００、第１ドラムヘッド１１０及び第２ドラムヘッド１２０を有する。円筒状のシェル１００は、外周面に複数のラグ１４０を有している。第１ドラムヘッド１１０は、ドラムスティックにより打撃されるドラムヘッドであり、フープ１３０Ａに連結されている。フープ１３０Ａは、チューニングボルト１５０が貫通する複数の孔を有している。フープ１３０Ａの孔及びラグ１４０のねじ穴に挿入されたチューニングボルト１５０の締め具合を調節することにより、第１ドラムヘッド１１０にかかる張力を調節することができる。第２ドラムヘッド１２０は、シェル１００においてフープ１３０Ａが取り付けられる側と反対側の開口部に取り付けられるドラムヘッドであり、フープ１３０Ｂに連結されている。フープ１３０Ｂは、チューニングボルト１５０が貫通する孔を有している。フープ１３０Ｂの孔及びラグ１４０のねじ穴に挿入されたチューニングボルト１５０の締め具合を調節することにより、第２ドラムヘッド１２０にかかる張力を調節することができる。

また、ドラム１１は、第１センサー１６１、第２センサー１６２及び第３センサー１６３を有する。第１センサー１６１及び第３センサー１６３は、一軸の加速度センサーである。第１センサー１６１は、第１ドラムヘッド１１０の打面とは反対側の面に配置されている。また、第３センサー１６３は、第２ドラムヘッド１２０において第１ドラムヘッド１１０に対向する側の面に配置されている。第１センサー１６１は、第１ドラムヘッド１１０の中央から外れた位置であり、シェル１００に近い位置に配置するのが好ましく、第３センサー１６３も、第２ドラムヘッド１２０の中央から外れた位置であり、シェル１００に近い位置に配置するのが好ましいが、配置位置は、前述の位置に限定されるものではなく、他の位置であってもよい。
第１センサー１６１は、第１ドラムヘッド１１０の振動に対応した電気信号（第１信号）を出力し、第３センサー１６３は、第２ドラムヘッド１２０の振動に対応した電気信号（第３信号）を出力する。

なお、本実施形態においては、第１ドラムヘッド１１０の方向を下方向、第２ドラムヘッド１２０の方向を上方向とした場合、第１センサー１６１の検出軸の正方向を下方向とし、第３センサー１６３の検出軸の正方向を上方向としている。このため、第１信号は、第１ドラムヘッド１１０が下方向に変位すると信号の振幅が正となり、第１ドラムヘッド１１０が上方向に変位すると信号の振幅が負となる。また、第３信号は、第２ドラムヘッド１２０が下方向に変位すると信号の振幅が負となり、第２ドラムヘッド１２０が上方向に変位すると信号の振幅が正となる。つまり、本実施形態においては、第３信号は、第１信号と比較すると信号の位相が反転することになる。

支持部１７１は、帯状の金属の板を折り曲げて形成された部材である。支持部１７１は、シェル１００の内周面に取り付けられている。第２センサー１６２は、本実施形態においては、マイクロホンである。第２センサー１６２は、支持部１７１に取り付けられており、ドラム１１の内部の音を電気信号（第２信号）に変換する。

信号処理装置２０は、ドラム１１から出力される第１信号、第２信号及び第３信号に信号処理を施す装置である。信号処理装置２０は、取得部２００、信号処理部２１０、増幅部２２０及び加算器２３０を有する。

取得部２００は、第１信号を取得する端子、第２信号を取得する端子及び第３信号を取得する端子を有している。取得部２００は、取得した各信号を信号処理部２１０へ供給する。

信号処理部２１０は、第１信号、第２信号及び第３信号に各種信号処理を施す機能を有し、第１処理部２１１、第２処理部２１２及び第３処理部２１３を備える。第１処理部２１１は、第１信号を取得し、取得した第１信号に対して各種信号処理を施す。第１処理部２１１は、例えば、第１信号に対して、周波数特性を補正する処理や、遅延処理を施す。第２処理部２１２は、第２信号を取得し、取得した第２信号に対して各種信号処理を施す。第２処理部２１２は、例えば、第２信号に対して、周波数特性を補正する処理や、遅延処理を施す。第３処理部２１３は、第３信号を取得し、取得した第３信号に対して各種信号処理を施す。第３処理部２１３は、例えば、第３信号に対して、周波数特性を補正する処理や、取得した第３信号の位相を反転させる処理を施す。第１処理部２１１、第２処理部２１２及び第３処理部２１３で各種処理が施された信号は、増幅部２２０へ供給される。なお、遅延処理は、単純な遅延だけでなく、オールパスフィルタ処理による位相補正や、帯域分割処理を行い周波数帯域毎に異なる遅延を施す処理も含む。

増幅部２２０は、信号処理部２１０から供給される信号を増幅する機能を有しており、第１増幅部２２１、第２増幅部２２２及び第３増幅部２２３を備えている。第１増幅部２２１は、第１処理部２１１から供給される信号を増幅し、増幅された信号を加算器２３０へ供給する。第２増幅部２２２は、第２処理部２１２から供給される信号を増幅し、増幅された信号を加算器２３０へ供給する。第３増幅部２２３は、第３処理部２１３から供給される信号を増幅し、増幅された信号を加算器２３０へ供給する。

加算器２３０は、第１増幅部２２１、第２増幅部２２２及び第３増幅部２２３から供給される信号を取得し、取得した信号を加算する。加算器２３０は、取得した各信号を加算して得られた信号を、外部のスピーカへ出力する。

（ドラムシステム１の動作例）
次に、本実施形態に係るドラムシステム１の動作例について説明する。演奏者が第１ドラムヘッド１１０をドラムスティックで打撃すると、第１ドラムヘッド１１０が振動する。第１センサー１６１は、第１ドラムヘッド１１０が振動すると、振動の振幅や振動の周波数に対応した第１信号を出力する。

また、第１ドラムヘッド１１０が振動すると音波が発生する。第１ドラムヘッド１１０の振動により発生した音波は、第２センサー１６２に到達し、第２センサー１６２は、到達した音波に対応した第２信号を出力する。

また、第１ドラムヘッド１１０の振動により発生した音波は、第２ドラムヘッド１２０に到達する。第２ドラムヘッド１２０は、第１ドラムヘッド１１０から到達した音波やシェル１００の振動に応じて振動する。第２ドラムヘッド１２０が振動すると、第３センサー１６３は、振動の振幅や振動の周波数に対応した第３信号を出力する。

第１処理部２１１は、第１センサー１６１から出力された第１信号に対して周波数特性を補正する処理や遅延処理を施す。本実施形態においては、この遅延処理における遅延量は、第１ドラムヘッド１１０から発生した音波が第２ドラムヘッド１２０に到達するまでにかかる時間となっている。第１処理部２１１は、信号処理が施された信号を第１増幅部２２１へ出力する。第２処理部２１２は、取得した第２信号に対して周波数特性を補正する処理を施す。第２処理部２１２は、信号処理が施された信号を第２増幅部２２２へ出力する。第３処理部２１３は、取得した第３信号に対して周波数特性を補正する処理や、位相を反転する処理を施す。第３処理部２１３は、信号処理が施された信号を第３増幅部２２３へ出力する。信号処理部２１０が各種信号処理を行うことにより、第１信号と第３信号の位相が揃えられる。

第１増幅部２２１は、第１処理部２１１から出力された信号を増幅して加算器２３０へ出力し、第２増幅部２２２は、第２処理部２１２から出力された信号を増幅して加算器２３０へ出力する。また、第３増幅部２２３は、第３処理部２１３から出力された信号を増幅して加算器２３０へ出力する。加算器２３０は、第１増幅部２２１、第２増幅部２２２及び第３増幅部２２３から出力された各信号を加算し、加算して得られた信号を外部のスピーカへ出力する。

図２は、加算器２３０から出力された信号の周波数特性の測定結果の一例を示した図であり、図３は、加算器２３０から出力された信号の時間波形の測定結果の一例を示した図である。図２、３においては、本実施形態の測定結果を実線で示しており、比較のため、第３信号の位相を反転しなかった場合の測定結果を破線で示している。
第３信号の位相を反転しなかった場合、第１信号と第３信号を加算すると、図において破線で示したように、一部の周波数の信号が打ち消されてしまい、中低域の音がなくなったような軽い音となってしまう。一方、第３信号の位相を反転した本実施形態によれば、第１信号の位相と第３信号の位相が揃うため、図に示したように、中低域の音が打ち消されることなく、ドラムヘッドの振動に対応した音を放音することができる。

また、本実施形態によれば、第１信号に対して遅延処理が施された信号と、第３信号に対して各種処理が施された信号とが加算される。このため、第１ドラムヘッド１１０の振動に対応してスピーカから放音される音と、第２ドラムヘッド１２０の振動に対応してスピーカから放音される音は、出力のタイミングが揃うこととなり、アタック音が際立ち、立ち上がりの明るい、輪郭のある音をスピーカから放音することができる。

また、本実施形態においては、第１ドラムヘッド１１０から第２ドラムヘッド１２０までの距離が固定されており、第１ドラムヘッド１１０から発生した音波が第２ドラムヘッド１２０に到達するまでにかかる時間が正確に得られるため、第１処理部２１１から信号が出力されるタイミングと、第３処理部２１３から信号が出力されるタイミングを、容易に一致させることができる。

また、本実施形態では、第１センサー１６１は、第１ドラムヘッド１１０に固着され、第２センサー１６２は、第２ドラムヘッド１２０に固着されており、ドラムヘッドの振動以外の振動を検知し難い構成となっているため、ドラムヘッドの振動に対応した音を放音することができ、他の楽器がドラムシステム１の周囲で演奏されても、他の楽器の音を検出することがない。
また、本実施形態では、第１センサー１６１、第２センサー１６２及び第３センサー１６３を、ドラム１１の内部に備えるため、各センサーが演奏者の演奏の邪魔をすることがない。
また、本実施形態では、アコースティックドラムの構成を有しているため、信号処理装置２０を介してスピーカから放音される音に加え、アコースティックドラム本来の音も放音させることができる。

また、ドラムヘッドの近傍にマイクロホンを配置し、マイクロホンでドラムヘッドの振動を検知するという構成では、ドラムヘッドが同じ振動をしたとしても、マイクロホンの配置位置が変わることにより、マイクロホンから出力される信号が異なるものとなってしまうが、本実施形態では、第１センサー１６１、第２センサー１６２及び第３センサー１６３の位置が固定されているため、各センサーから出力される信号は、ドラムヘッドが同じ振動をすれば、同じ信号が出力されることとなる。
また、ドラムヘッドの近傍にマイクロホンを配置し、マイクロホンでドラムヘッドの信号を検知する構成では、マイクロホンがドラムヘッドから離れた位置に配置されるため、ドラムヘッドが振動を始めてからマイクロホンで振動を検知するまでに、マイクロホンからドラムヘッドまでの距離に応じた時間を要することになるが、本実施形態によれば、第１センサー１６１は第１ドラムヘッド１１０に配置され、第２センサー１６２は第２ドラムヘッド１２０に配置されており、ドラムヘッドの振動の開始と共に振動が検知されるため、スピーカから放音する音の立ち上がりを早くすることができる。
また、本実施形態では、マイクロホンである第２センサー１６２から得られた信号を加算して出力するため、ドラムの放射音に対応した音を放音することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係るドラムシステム２を示した図である。本実施形態に係るドラムシステム２は、スネアドラムであるドラム１２と信号処理装置２０で構成されている。なお、以下の説明においては、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。

ドラム１２は、シェル１００Ｂ、第１ドラムヘッド１１０Ｂ、第２ドラムヘッド１２０Ｂ及びストレイナー１９０を有する。円筒状のシェル１００Ｂは、図示を省略した複数のラグ１４０を外周面に有する。第１ドラムヘッド１１０Ｂは、フープ１３０Ａに連結されている。フープ１３０Ａの孔及びラグ１４０のねじ穴に挿入されたチューニングボルト１５０の締め具合を調節することにより、第１ドラムヘッド１１０Ｂにかかる張力を調節することができる。第２ドラムヘッド１２０Ｂは、フープ１３０Ｂに連結されている。フープ１３０Ｂの孔及びラグ１４０のねじ穴に挿入されたチューニングボルト１５０の締め具合を調節することにより、第２ドラムヘッド１２０Ｂにかかる張力を調節することができる。

ストレイナー１９０は、響き線１８０を保持するものである。ストレイナー１９０を操作することにより、響き線１８０を第２ドラムヘッド１２０Ｂに密着させることや、響き線１８０を第２ドラムヘッド１２０Ｂから離すことができる。

また、ドラム１２は、第１センサー１６１Ｂ、第２センサー１６２Ｂ及び第３センサー１６３Ｂを有する。本実施形態においては、第１センサー１６１Ｂ及び第３センサー１６３Ｂは、圧電素子である。

図５は、第１センサー１６１Ｂを配置するための部材を示した図である。支持部１７１は、帯状の金属の板を折り曲げて形成された部材である。支持部１７２は、シェル１００Ｂの内周面に取り付けられている。第１緩衝材１９１及び第２緩衝材１９２は、弾性を有する部材である。第１センサー１６１Ｂは、第１緩衝材１９１と第２緩衝材１９２により挟まれている。第２緩衝材１９２は、支持部１７１に接着され、第１センサー１６１Ｂは、第２緩衝材１９２に接着されている。また、第１緩衝材１９１は、第１センサー１６１Ｂに接着されており、第１緩衝材１９１は、第１ドラムヘッド１１０Ｂの打面とは反対側の面に接する。
なお、図示を省略しているが、第３センサー１６３Ｂも、第１センサー１６１Ｂと同様に、第１緩衝材１９１と第２緩衝材１９２により挟まれている。第３センサー１６３Ｂを挟む第２緩衝材１９２は、支持部１７１と同じ形状をした支持部１７３に接着され、第３センサー１６３Ｂは、第２緩衝材１９２に接着されている。また、第１緩衝材１９１は、第３センサー１６３Ｂに接着されており、第１緩衝材１９１は、第２ドラムヘッド１２０Ｂにおいて第１ドラムヘッド１１０Ｂに対向する側の面に接している。

第１センサー１６１Ｂは、第１ドラムヘッド１１０Ｂの中央から外れた位置であり、シェル１００Ｂに近い位置に配置するのが好ましく、第３センサー１６３Ｂも、第２ドラムヘッド１２０Ｂの中央から外れた位置であり、シェル１００Ｂに近い位置に配置するのが好ましいが、配置位置は、前述の位置に限定されるものではなく、他の位置であってもよい。
第１センサー１６１Ｂは、第１ドラムヘッド１６０Ｂの振動に対応した電気信号（第１信号）を出力し、第３センサー１６３Ｂは、第２ドラムヘッド１２０Ｂの振動に対応した電気信号（第３信号）を出力する。

第２センサー１６２Ｂは、マイクロホンである。第２センサー１６２Ｂは、支持部１７２に取り付けられており、ドラム１２内部の音を電気信号（第２信号）に変換する。

（ドラムシステム２の動作例）
次に、本実施形態に係るドラムシステム２の動作例について説明する。演奏者が第１ドラムヘッド１１０Ｂをドラムスティックで打撃すると、第１ドラムヘッド１１０Ｂが振動する。第１センサー１６１Ｂは、第１ドラムヘッド１１０Ｂが振動すると、振動に応じて変形し、振動の振幅や振動の周波数に対応した第１信号を出力する。

また、第１ドラムヘッド１１０Ｂが振動すると音波が発生する。第１ドラムヘッド１１０Ｂの振動により発生した音波は、第２センサー１６２Ｂに到達し、第２センサー１６２Ｂは、到達した音波に対応した第２信号を出力する。

また、第１ドラムヘッド１１０Ｂの振動により発生した音波は、第２ドラムヘッド１２０Ｂに到達する。第２ドラムヘッド１２０Ｂ及び響き線１８０は、第１ドラムヘッド１１０Ｂから到達した音波に応じて振動する。第２ドラムヘッド１２０Ｂ及び響き線１８０が振動すると、第３センサー１６３Ｂは、振動に応じて変形し、振動の振幅や振動の周波数に対応した第３信号を出力する。

図６は、第１信号の周波数特性の測定結果の一例を示した図である。図６においては、第１信号の周波数特性の測定結果を実線で示しており、比較のため、第１ドラムヘッド１１０Ｂの近傍に配置したマイクロホンから出力された信号の周波数特性を破線で示している。本実施形態に係るスネアドラムは、２００Ｈｚ〜３００Ｈｚに基音があり、アタック音は、１ｋＨｚ〜５ｋＨｚに特徴がある。図に示したように、第１センサー１６１Ｂから出力された第１信号においては、基音やその上の倍音のピークレベルが高く、基音をマイクロホンより検知できていることがわかる。また、アタック音についても、第１信号のレベルが高く、アタック音をマイクロホンより検知できていることがわかる。

次に、図７は、第３信号の周波数特性の測定結果の一例を示した図である。図７においては、第３信号の周波数特性の測定結果を実線で示しており、比較のため、第２ドラムヘッド１２０Ｂの近傍に配置したマイクロホンから出力された信号の周波数特性を破線で示している。第２ドラムヘッド１２０Ｂに対しては響き線１８０が接しているため、第２ドラムヘッド１２０Ｂの振動は、７ｋＨｚ〜１２ｋＨｚ付近に特徴がある。図７のグラフにおいて、基音近辺のレベルは、第３信号のレベルと、マイクロホンから出力された信号のレベルは、略同じとなっているが、７ｋＨｚ〜１２ｋＨｚ付近においては、第３信号のレベルが高く、マイクロホンより検知できていることがわかる。

次に、図８は、第２信号の周波数特性の測定結果の一例を示した図である。図８においては、第３信号の周波数特性の測定結果を実線で示している。また、比較のため、第１ドラムヘッド１１０Ｂの近傍に配置したマイクロホンから出力された信号と、第２ドラムヘッド１２０Ｂの近傍に配置したマイクロホンから出力された信号とを加算した加算信号の周波数特性を破線で示している。
第２信号の周波数特性のエンベロープと、加算信号の周波数特性のエンベロープは、類似しており、マイクロホンで集音したときと同様に、ドラム１２が放音した音の特徴を第２センサー１６２Ｂで検知できていることがわかる。なお、第２信号においては、シェル１００Ｂの内部共鳴に係るピークが２ｋＨｚ付近と１５ｋＨｚ付近にみられるが、これらのピークは、シェル１００Ｂの内部に特定の周波数の応答を下げる音響管を配置することで修正することができる。

図４に戻り、第１処理部２１１は、第１センサー１６１Ｂから出力された第１信号に対して周波数特性を補正する処理や遅延処理を施す。本実施形態においては、この遅延処理おける遅延量は、第１ドラムヘッド１１０Ｂから発生した音波が第２ドラムヘッド１２０Ｂに到達するまでにかかる時間となっている。第１処理部２１１は、信号処理が施された信号を第１増幅部２２１へ出力する。
第２処理部２１２は、第２センサー１６２Ｂから出力された第２信号に対して周波数特性を補正する処理を施す。第２処理部２１２は、信号処理が施された信号を第２増幅部２２２へ出力する。なお、図８にみられる２ｋＨｚ付近と１５ｋＨｚ付近のピークについては、音響管を用いるのではなく、第２処理部２１２が周波数特性を補正する処理により補正してもよい。
第３処理部２１３は、第３センサー１６３Ｂから出力された第３信号に対して周波数特性を補正する処理や、位相を反転する処理を施す。第３処理部２１３は、信号処理が施された信号を第３増幅部２２３へ出力する。
加算器２３０は、第１増幅部２２１、第２増幅部２２２及び第３増幅部２２３から出力された各信号を加算し、加算して得られた信号を外部のスピーカへ出力する。

本実施形態によれば、スネアドラムにおいても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１緩衝材１９１は、ドラムヘッドに接しているだけでドラムヘッドには接着されていないため、ドラムヘッドを容易に交換することが可能であり、交換後も第１センサー１６１Ｂ及び第３センサー１６３Ｂでドラムヘッドの振動を検知し、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図９は、本実施形態に係る信号処理装置２０Ｃの構成を示した図である。なお、以下の説明においては、上述の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。

信号処理装置２０Ｃは、第１信号及び第３信号に信号処理を施す装置である。信号処理装置２０Ｃには、ドラム１１又はドラム１２が接続される。なお、信号処理装置２０Ｃにドラム１１を接続する場合、シェル１００の内部に第２センサー１６２を設けない構成としてもよい。また、信号処理装置２０Ｃにドラム１２を接続する場合、シェル１００Ｂの内部に第２センサー１６２Ｂを設けない構成としてもよい。

信号処理装置２０Ｃは信号処理部２１０Ｃ、増幅部２２０Ｃ、加算器２３０及び残響部２４０Ｃを有する。信号処理部２１０Ｃは、第２処理部２１２を備えていない点が信号処理部２１０と異なり、他の構成は、信号処理部２１０と同じである。増幅部２２０Ｃは、第２増幅部２２２を備えていない点が増幅部２２０と異なり、他の構成は、増幅部２２０と同じである。加算器２３０は、第１増幅部２２１から出力された信号と第３増幅部２２３から出力された信号を加算する。加算器２３０は、各信号を加算して得られた信号を、残響部２４０Ｃへ出力する。

残響部２４０Ｃは、加算器２３０から出力された信号に対して予め定められたインパルス応答を畳み込む。残響部２４０Ｃが畳み込むインパルス応答は、例えば、実在するコンサートホールやスタジオなどのインパルス応答を用いることができる。また、インパルス応答としては、予め定められたマイクロホンの周波数特性を含むインパルス応答を用いてもよい。

信号処理装置２０Ｃに供給される第１信号及び第３信号は、ドラムヘッドの振動を表しているため、ドラムから発生した放射音の成分が含まれていないが、インパルス応答を畳み込むことにより、実在のコンサートホールやスタジオで演奏したときと同様の音をスピーカから放音させることができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１０は、本実施形態に係る信号処理装置２０Ｄの構成を示した図である。なお、以下の説明においては、上述の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。

信号処理装置２０Ｄは、第１信号、第２信号及び第３信号に信号処理を施す装置であり、ドラム１１又はドラム１２が接続される。信号処理装置２０Ｄは、信号処理装置２０と同じく、信号処理部２１０、増幅部２２０及び加算器２３０を有する。また、信号処理装置２０Ｄは、加算器２３１、検出部２５０及び音源部２６０を有する。

検出部２５０は、取得部２００が取得した第１信号を取得する。検出部２５０は、取得した信号のレベルを判定し、第１ドラムヘッド１１０（ドラム１２の場合は第１ドラムヘッド１１０Ｂ）に対する打撃の強さを検知する。検出部２５０は、打撃の強さ判定すると、打撃の強さの強弱（ベロシティ）示す信号を音源部２６０へ出力する。

音源部２６０は、ドラムの音を表す信号を出力する機能を有する。音源部２６０が出力する信号が表す音は、電子的な音など、各種の音を採用することもできる。音源部２６０が出力する信号は、加算器２３０から出力される信号を補完する信号であるのが好ましい。音源部２６０は、検出部２５０から打撃の強さを示す信号が供給されると、ドラムの音を表す信号であって、検出部２５０が検出したベロシティの信号を加算器２３１へ出力する。加算器２３１は、加算器２３０が出力した信号と、音源部２６０が出力した信号を加算し、加算して得られた信号を外部のスピーカへ出力する。

本実施形態によれば、ドラムヘッドへの打撃を契機にして、音源部２６０から出力される信号が示す音を、ドラム１１及びドラム１２が放射する音に重ねて放音することができる。また、ドラムヘッドが打撃されたことを、マイクロホンを用いて検知する構成の場合、打撃されたドラムとは異なる楽器の音でもドラムヘッドが打撃されたと検知してしまう虞があり、ドラムヘッドとマイクロホンの距離が離れていると、打撃されてから打撃を検知するまでに時間がかかり、ドラムヘッドが打撃されてから音源の音が放音されるまでの時間差が大きくなる虞がある。
一方、本実施形態によれば、第１信号は、ドラムヘッドの振動に応じてレベルが変化し、ドラムヘッドが打撃されたことを第１信号から検知しているため、打撃されたドラムが発した音とは異なる楽器の音を誤って検知する虞がなく、また、ドラムヘッドが打撃されてから音源の音が放音されるまでの時間差を小さくすることができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。

上述した実施形態においては、第３信号に信号処理を施した信号を加算せず、第１信号に信号処理を施した信号と、第２信号に信号処理を施した信号とを加算して出力する構成であってもよい。この構成を実現するため、上述した信号処理装置２０、２０Ｄにおいては、第３処理部２１３と第３増幅部２２３を備えない構成であってもよい。また、ドラム１１は、第３センサー１６３を備えず、ドラム１２は、第３センサー１６３Ｂを備えない構成であってもよい。

上述した実施形態においては、第１処理部２１１は、遅延処理を行わないようにしてもよい。また、第２処理部２１２は、第２信号に対して遅延処理を施すようにしてもよい。

上述した第１実施形態においては、第３処理部２１３は、第３信号の位相を反転しているが、第３センサー１６３の配置位置によっては、第３処理部２１３は、第３信号の位相を反転しない構成としてもよい。例えば、第３センサー１６３の検出軸の正方向が下方向となるように第３センサー１６３を第２ドラムヘッド１２０に配置すれば、第３信号は、第１信号に対して位相が反転しないため、第３処理部２１３において、第３信号の位相を反転しないようにすることができる。また、第３センサー１６３の検出軸の正方向が下方向となるように第３センサー１６３を第２ドラムヘッド１２０の下側に配置してもよい。また、信号の位相を信号処理部２１０で反転しない構成の場合、第１センサー１６１の検出軸の正方向が上方向となるように第１センサー１６１を第１ドラムヘッド１１０に配置してもよい。

上述した第１実施形態では、第１センサー１６１及び第３センサー１６３に加速度センサーを用い、第２実施形態では、第１センサー１６１Ｂ及び第３センサー１６３Ｂに圧電素子を用いているが、ドラムヘッドの振動を検出するセンサーは、これらのセンサーに限定されるものではなく、他のセンサーを用いてもよい。
例えば、発光素子と光電変換素子を有する光センサーを支持部１７１や支持部１７３でドラムヘッドから離して配置する。発光素子は、ドラムヘッドに向けて光を発し、光電変換素子は、発光素子から出力されてドラムヘッドで反射した光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する。ドラムヘッドが振動すると、光電変換素子に入射する光が振動に応じて変化するため、光電変換素子が出力する信号はドラムヘッドの振動に対応したものとなる。この信号を信号処理装置２０、２０Ｃ、２０Ｄで信号処理を行うことにより、ドラムヘッドの振動に対応した音を放音することができる。
また、ドラムヘッドの振動を検出するセンサーとしては、ひずみゲージを用いてもよく、また、電磁ピックアップを用いてもよい。

上述した第１実施形態においては、第１センサー１６１や第３センサー１６３は、ドラム１１の内部にあり、第２実施形態においては、第１センサー１６１Ｂや第３センサー１６３Ｂは、ドラム１２の内部にあるが、これらの構成に限定されるものではない。
図１１の（ａ）は、第１センサー１６１の配置の変形例を示した図である。本変形例においては、金属の板を加工した支持部１７４がフープ１３０Ａに取り付けられている。また、第２緩衝材１９２が、支持部１７４に接着され、第１センサー１６１Ｂは、第２緩衝材１９２に接着されている。また、第１緩衝材１９１が、第１センサー１６１Ｂに接着されており、第１緩衝材１９１が、第１ドラムヘッド１１０に接している。本変形例においても、第１ドラムヘッド１１０の振動に対応した信号を信号処理装置２０へ供給することができる。
また、図１１の（ｂ）は、上述した変形例に係る光センサー１６１Ｅの配置例を示した図である。図１１の（ｂ）に示したように、光センサー１６１Ｅを支持部１７４に取り付け、第１ドラムヘッド１１０の振動に対応した信号を信号処理装置２０へ供給してもよい。

上述した実施形態においては、第２センサー１６２や第２センサー１６２Ｂはシェルの内周面近傍に配置されているが、シェルの中心部分に配置してもよい。また、第２センサー１６２や第２センサー１６２Ｂを、図１や図４に示した位置より第１ドラムヘッド１１０や第１ドラムヘッド１１０Ｂに近づけて配置してもよい。

上述した実施形態においては、信号処理装置２０、２０Ｄは、増幅部２２０を有し、信号処理装置２０Ｃは、増幅部２２０Ｃを有しているが、増幅部２２０や増幅部２２０Ｃを備えない構成とし、信号処理装置２０、２０Ｃ、２０Ｄが出力した信号を外部のアンプで増幅してスピーカへ供給する構成としてもよい。
また、信号処理装置２０、２０Ｄは、信号処理部２１０及び増幅部２２０を備えず、取得部２００が取得した信号を加算器２３０で加算する構成としてもよい。また、信号処理装置２０Ｃは、信号処理部２１０Ｃ及び増幅部２２０Ｃを備えず、取得部２００が取得した信号を加算器２３０で加算する構成としてもよい。また、信号処理装置２０Ｃは、信号処理部２１０Ｃ、増幅部２２０Ｃ及び残響部２４０Ｃを備えず、取得部２００が取得した信号を加算器２３０で加算する構成としてもよい。

１、２…ドラムシステム、１１、１２…ドラム、２０、２０Ｃ、２０Ｄ…信号処理装置、１００、１００Ｂ…シェル、１１０、１１０Ｂ…第１ドラムヘッド、１２０、１２０Ｂ…第２ドラムヘッド、１６１、１６１Ｂ…第１センサー、１６２、１６２Ｂ…第２センサー、１６３、１６３Ｂ…第３センサー、１８０…響き線、１９０…ストレイナー、２００…取得部、２１０、２１０Ｃ…信号処理部、２１１…第１処理部、２１２…第２処理部、２１３…第３処理部、２２０、２２０Ｃ…増幅部、２２１…第１増幅部、２２２…第２増幅部、２２３…第３増幅部、２３０、２３１…加算器、２４０Ｃ…残響部、２５０…検出部、２６０…音源部

Claims (3)

1. シェルと、
   前記シェルの一方の開口に設けられ、打面となる第１ヘッドと、
   前記シェルの他方の開口に設けられた第２ヘッドと、
   前記第１ヘッドに接し、前記第１ヘッドの振動を示す第１信号を出力する第１センサーと、
   前記シェルの内側に配置され、前記シェル内の音波を示す第２信号を出力する第２センサー、又は前記第２ヘッドに接し、前記第２ヘッドの振動を示す第３信号を出力する第３センサーの少なくとも一方と、
   を有するドラムと、
   前記第１信号を取得し、前記第２信号又は前記第３信号を取得する取得手段と、
   前記取得手段が取得した信号に、遅延処理を施すことを含む信号処理手段と、
   前記信号処理手段から供給される信号を加算し、加算された信号を出力する出力手段と、
   を有する信号処理装置と、
   を備えるドラムシステム。
2. 前記遅延処理は、少なくとも前記第１信号に遅延処理を施すこと
   を特徴とする請求項１に記載のドラムシステム。
3. 前記遅延処理は、前記第１信号と前記第３信号の位相を揃えること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドラムシステム。

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