JP2017049386A - 発音制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムの演奏を行う際に、ドラム本来の音色を損なうことなく、演奏音の音量の調整を可能にする発音制御装置を提供する。
【解決手段】センサ１３は、パッド土台１１の裏面の中心付近に設けられている。センサ１３は、パッド１０の打面１０１に加えられた振動を検出し、信号処理部１７にその振動に応じた出力信号を出力する。信号処理部１７は、入力された出力信号に様々な信号処理を施し、ゲイン調整部１８に出力する。ゲイン調整部１８は、信号処理部１７の出力信号のゲインを調整し、駆動信号としてアクチュエータ１５に供給する。アクチュエータ１５は、パッド土台１１の裏面の中心付近にインシュレータ１４を介して設けられている。アクチュエータ１５は、駆動信号に応じて駆動し、アコースティックドラム２のドラムヘッド２０を加振して振動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ドラムに設置する発音制御装置に関する。

アコースティックドラムは、演奏者がアコースティックドラムのヘッドに打撃を加えることで生じた振動を音として放音する。一方、電子ドラムは、演奏者が電子ドラムのパッドに打撃を加えることで生じた振動を電気信号に変換し、その電気信号に信号処理を施してスピーカやヘッドフォンから音として放音する。アコースティックドラムや電子ドラムに対する演奏操作としては、ヘッド或いはパッドに打撃を加えることの他にヘッド或いはパッドをブラシで擦る操作が挙げられる。これらは、いずれもヘッド或いはパッドに振動を発生させる操作であるため、以下においては、これらの操作を行うことを「加振する」と総称する。

アコースティックドラムの演奏者は、演奏音が騒音となって周囲に迷惑をかけることを回避するため、騒音対策が施された場所で演奏練習を行うことが多い。なぜなら、アコースティックドラムの演奏音の音量はヘッドを加振する際の力加減で調整可能ではあるが、力を加減しつつ演奏したのでは本来の演奏からかけ離れたものとなり、練習にならないからである。このようにアコースティクドラムには、演奏を行う場所に制約があるといった問題があった。これに対して、電子ドラムにはこのような制約はない。なぜなら、電子ドラムのパッドを加振しても、パッドの振動により大きな音が発生することはなく、その演奏音を放音するスピーカの音量を充分に小さく調整しておくこと、或いはヘッドフォンを用いることで騒音の発生を簡便に回避できるからである。そこで、アコースティックドラムのヘッドを電子ドラムのパッドに置き換えること、或いはアコースティックドラムのヘッドに電子ドラムのパッドを載せることで、簡便に騒音対策を行いつつアコースティックドラムの演奏を行えるようにする技術が種々提案されている（例えば、非特許文献１および非特許文献２）。

米国特許第８３５４５８１号明細書 米国特許第８０７１８７１号明細書

Pearl社、Pearl ePro Live、平成２７年５月１２日検索、[online]、＜URL：http://www.e-prolive.com/＞ Rock oN Show Report NAMM2015 Day2:NFUZD audio、平成２７年５月１２日検索、[online]、＜http://www.miroc.co.jp/show-report/namm2015/archives/1563＞

一般にアコースティックドラムと電子ドラムとでは、演奏音の音色が大きく異なる。このため、非特許文献１や非特許文献２の技術により騒音対策を行いつつアコースティックドラムの演奏を行う場合は、アコースティックドラム本来の音色が得られないといった問題がある。

本発明は以上に説明した課題に鑑みて為されたものであり、ドラムの演奏を行う際に、ドラム本来の音色を損なうことなく、演奏音の音量を調整できるようにする技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、ドラムの打面に対向して設置される被打撃部と、被打撃部の振動に応じた出力信号を出力するセンサと、出力信号に基づいて駆動信号を出力する信号処理部と、駆動信号に応じて、打面を加振するアクチュエータと、を有することを特徴とする発音制御装置を提供する。

本発明によれば、演奏者が発音制御装置の被打撃部を加振することで放音される音は、ドラムのヘッドを発音制御装置のアクチュエータが加振することで発生する音、すなわちドラムの演奏音である。したがって、本発明によれば、ドラム本来の音色を損なうことがない。特許文献１には、アコースティックドラム内にセンサを設け、演奏者がヘッドを加振することで生じた振動をそのセンサで電気信号に変換し、その電気信号に応じた音を放音する技術が開示されている。また、特許文献２には、シェルの両面にヘッドを設けたアコースティックドラムの打面となるヘッドにセンサを設け、打面となるヘッドの対面のヘッドにそのセンサに応じて駆動するアクチュエータを設置し、センサにより検出された振動に応じて対面のヘッドを振動させる技術が開示されている。しかし、特許文献１および特許文献２に開示の技術では、周囲への騒音について全く考慮されておらず、本願発明とは全く異なる技術である。

より好ましい態様としては、被打撃部とアクチュエータとの間と、ドラムと被打撃部との間との少なくとも一方に防振部材を有する。被打撃部とアクチュエータとの間に防振部材を有する態様によれば、アクチュエータの振動により被打撃部が振動することが防止され、この振動をセンサが検出して、ハウリングが生じることを防止することができる。ドラムと被打撃部との間に防振部材を有する態様によれば、演奏者が被打撃部を加振することでドラムが鳴ることを防止することができる。

より好ましい態様においては、信号処理部は、駆動信号の信号レベルを調整する。この態様によれば、アクチュエータがドラムのヘッドを加振する強さは、信号処理部における駆動信号のレベル調整に応じて定まり調整可能である。したがって、ドラム本来の音色を損なうことなく、演奏音の音量を調整することが可能になる。

より好ましい態様においては、信号処理部は、予め波形データが格納された記憶部から出力信号に応じた波形データを読み出し、駆動信号として出力する。この態様によれば、演奏者が被打撃部を加振することで、ドラムの音色のバリエーションを広げることが可能となる。

この発明の第１実施形態の発音制御装置１の図である。 同発音制御装置１のアコースティックドラム２への設置態様を示す図である。 同発音制御装置１の動作を示す図である。 同発音制御装置１の信号処理部１７をプリアンプ１７１として用いる場合の発音制御装置１の動作を示す図である。 同信号処理部１７をトリガ検出部１７２として用いる場合の発音制御装置１の動作を示す図である。 この発明の第２実施形態の発音制御装置４を説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、この発明の第１実施形態の発音制御装置１の平面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面を見た透視図である。図２は、発音制御装置１のアコースティックドラム２への設置態様を示す図である。アコースティックドラム２は、例えばタムである。発音制御装置１は、アコースティックドラム２の上に設置され、演奏者の演奏操作に応じて、そのアコースティックドラム２の発音制御を行う装置である。発音制御装置１は、パッド１０と、パッド土台１１と、緩衝材１２と、センサ１３と、インシュレータ１４と、アクチュエータ１５と、信号処理部１７と、ゲイン調整部１８とを有する。

パッド１０は例えば電子ドラムのパッドであり、パッド土台１１の上に設けられ、打面１０１を有する。発音制御装置１を設置したアコースティックドラム２の演奏者は、打面１０１を加振することで演奏を行う。つまり、パッド１０は、パッド土台１１とともに演奏者の打撃操作を受ける被打撃部として機能する。パッド土台１１におけるパッド１０が設けられた面とは反対の面（以下、裏面）には、パッド土台１１の最外周に沿ってガイド部１１０が設けられている。図１（ｂ）に示すように、ガイド部１１０の断面は中央が凹んだ形状となっており、この凹み部分には緩衝材１２が敷き詰められている。ガイド部１１０によって、図２に示すように、緩衝材１２とアコースティックドラム２のフープ２１とが接するようにパッド土台１１がアコースティックドラム２に装着される。そのため、発音制御装置１は、パッド土台１１とアコースティックドラム２のドラムヘッド２０との間に空間を開けて、アコースティックドラム２の上に設置される。なお、ドラムヘッド２０にはフレッシュフープ２２が形成されており、フープ２１と従来周知のラグおよびチューニングボルト（図２では図示略）とによって、テンションが調整できる状態でドラムヘッド２０とシェル２４が固定されている。このパッド土台１１のガイド部１１０は、演奏者がパッド１０を加振することで生じる振動により、アコースティックドラム２の上に設置された発音制御装置１の位置がずれることを防止するためのものである。さらに、緩衝材１２は、演奏者がパッド１０を加振することで生じるパッド土台１１の振動に応じてアコースティックドラム２が鳴ることを防止するためのものである。

センサ１３は、パッド土台１１の裏面の中心付近に設けられている。センサ１３は、パッド１０の打面１０１に加えられた振動を検出し、その振動に応じた出力信号を信号処理部１７に出力する。この出力信号の具体例としては、振動波形を表す波形信号や、パッド１０を加振した強さ或いはタイミングを表すコントロール信号などが挙げられるが、詳細は発音制御装置１の動作において説明する。信号処理部１７は、入力された出力信号に様々な信号処理を施し、ゲイン調整部１８に出力する。ゲイン調整部１８は、信号処理部１７の出力信号を増幅し、駆動信号としてアクチュエータ１５に供給する。演奏者は、ゲイン調整部１８におけるゲインを適宜調整することができる。このゲイン調整部１８におけるゲインの調整により、演奏者の力加減によるアコースティックドラム２の音量の調整よりも細やかな音量の調整を行うことができる。本実施形態では、信号処理部１７とゲイン調整部１８は、発音制御装置１のＣＰＵが実現するソフトウェアモジュールであるが、アナログ回路等で信号処理部１７とゲイン調整部１８を構成してもよい。

アクチュエータ１５は、パッド土台１１の裏面の中心付近に設けられていることが望ましい。なぜなら、発音制御装置１が設置されていないアコースティックドラム２の演奏者は、ドラムヘッド２０の中心付近を加振して演奏するのが一般的であり、本実施形態のようにアクチュエータ１５をパッド土台１１の裏面の中心付近に設けると、演奏者が一般的に加振する位置と同等の位置でアクチュエータ１５がドラムヘッド２０を加振することができ、アコースティックドラム２本来の音色を得ることができるからである。アクチュエータ１５は、ゲイン調整部１８から供給される駆動信号に応じて駆動し、アコースティックドラム２のドラムヘッド２０を加振して振動させる。つまり、ドラムヘッド２０は、アクチュエータ１５に加振される打面として機能する。なお、ドラムヘッド２０にはアクチュエータ１５以外は接することがない。ドラムヘッド２０の振動を阻害する物がないため、アコースティックドラム２本来の音色を得ることができる。また、アクチュエータ１５は、発音制御装置１をアコースティックドラム２の上に設置すると、インシュレータ１４と反対側の先端がアコースティックドラム２のドラムヘッド２０と接する、或いはドラムヘッド２０をインシュレータ１４と反対側に数ｍｍ程度押し込むように設けられている。このようにアクチュエータ１５を設けることで、最も効率良くドラムヘッド２０を加振することができ、アコースティックドラム２本来の音色を得ることができる。

インシュレータ１４は防振部材であり、パッド土台１１とアクチュエータ１５の間に設けられている。このインシュレータ１４は、アクチュエータ１５の振動がパッド１０を介してセンサ１３に伝わってハウリングが発生することを回避するためのものである。また、本実施形態では、緩衝材１２によってアコースティックドラム２の振動がパッド土台１１に伝わることが防止されるため、この振動がセンサ１３に伝わることに起因するハウリングの発生も防止される。
以上が、発音制御装置１の構成である。

次に、発音制御装置１の動作について説明する。図３に示すように、演奏者が例えばスティック３を用いて発音制御装置１の打面１０１を加振すると、センサ１３は、これにより生じた振動を検出し、その検出した振動に応じた出力信号を信号処理部１７に出力する。信号処理部１７は、入力された出力信号に信号処理を施す。この処理については様々な種類の信号処理があるが、代表的な処理として、信号処理部１７をプリアンプ１７１として用いる信号処理と、信号処理部１７をトリガ検出部１７２として用いる信号処理との２つの信号処理がある。各々の信号処理について以下で説明する。

まず、信号処理部１７をプリアンプ１７１として用いる信号処理について説明する。この態様では、センサ１３の出力信号は、振動波形を表す波形信号である。図４は、この信号処理を行う場合の発音制御装置１の動作を示す図である。センサ１３は、演奏者が打面１０１を加振する強さ、或いは加振したことによる振動を示すセンサ波形（すなわち、振動波形）を波形信号としてプリアンプ１７１に出力する。プリアンプ１７１は、入力された波形信号を後段のゲイン調整部１８による増幅に適したレベルにまで増幅して、ゲイン調整部１８に出力する。ゲイン調整部１８はプリアンプ１７１から入力された波形信号を増幅し、駆動信号としてアクチュエータ１５に出力する。演奏者は、ゲイン調整部１８におけるゲインを適宜調整することができる。そのため、ゲイン調整部１８における増幅率を十分に低く設定しておけば、発音制御装置１が設置されたアコースティックドラム２を加振しても、周囲への騒音となるような音量の音が放音されることはない。アクチュエータ１５は入力された駆動信号により駆動し、アコースティックドラム２のドラムヘッド２０を加振するが、この駆動による演奏音は演奏者の演奏を忠実に反映したものとなる。具体的には、スティック３で加振する、ブラシで擦る、指で加振するといった演奏者の演奏が、アクチュエータ１５の駆動により、演奏音に忠実に反映される。さらに、アクチュエータ１５の駆動による演奏音には、ドラムヘッド２０の共鳴やシェル２４の振動や音響放射特性なども反映される。特に、この態様では、通常の電子ドラムの演奏音では反映が難しいブラシで擦る音を演奏音にて反映することが可能となる。他にもドラムヘッド２０のチューニングを変更して音色の変化を反映することや、ミュートをつけることができる。

次に、信号処理部１７をトリガ検出部１７２として用いる信号処理について説明する。この態様では、センサ１３の出力信号は、演奏者がパッド１０の打面１０１を加振した強さ、或いはタイミングを示すコントロール信号である。図５は、このような信号処理を行う場合の発音制御装置１の動作を示す図である。この態様では、発音制御装置１は、例えばＲＯＭである記憶部１７３を有する。記憶部１７３は、具体的にはＰＣＭ音源を構成する装置であり、記憶部１７３には、コントロール信号に対応付けられた波形データが予め格納されている。センサ１３は、コントロール信号をトリガ検出部１７２に出力する。トリガ検出部１７２は、入力されたコントロール信号を記憶部１７３に出力する。記憶部１７３は、入力されたコントロール信号に対応する波形データをゲイン調整部１８に波形信号として出力する。ゲイン調整部１８は、入力された波形信号を増幅し、駆動信号としてアクチュエータ１５に出力し、アクチュエータ１５を駆動させる。演奏者は、ゲイン調整部１８におけるゲインを適宜調整することができる。アクチュエータ１５は入力された駆動信号により駆動し、アコースティックドラム２のドラムヘッド２０を加振する。この態様では、予め録音された波形データに応じた音がアコースティックドラム２の共鳴を通して音響放射される。すなわち、この態様では、アコースティックドラム２の共鳴を活かしながら、音色のバリエーションを広げることができる。なお、記憶部１７３が発音制御装置１の外部装置であってもよい。

信号処理部１７をプリアンプ１７１とトリガ検出部１７２の両者として用いるような信号処理を施してもよい。この態様では、最終的にアクチュエータ１５に入力される駆動信号は、センサ１３で得られたセンサ波形と、予め録音された波形データとに基づいている。ゲイン調整部１８でレベル調整されたこれらに基づく駆動信号により、アクチュエータ１５はドラムヘッド２０を加振する。この態様であれば、信号処理部１７をプリアンプ１７１或いはトリガ検出部１７２のいずれかとして用いる態様よりも、音色のバリエーションがさらに広がる。
以上が発音制御装置１の動作である。

このような発音制御装置１であれば、アコースティックドラム２の演奏を行う際に、アコースティックドラム２本来の音色を損なうことなく、演奏音の音量を調整することが可能になる。

＜第２実施形態＞
図６（ａ）は、この発明の第２実施形態の発音制御装置４の平面図である。図６（ｂ）は、スネアドラム５に設置された発音制御装置４の図６（ａ）のＢ−Ｂ’線断面を見た透視図である。図６（ｃ）は、発音制御装置４の設置されたスネアドラム５を図６（ａ）とは反対側から見た底面図である。図６では、図１におけるものと同一の構成要素には同一の符号が付されている。発音制御装置１と発音制御装置４の違いは、センサ１３と信号処理部１７である。以下、センサ１３と信号処理部１７を中心に説明する。なお、図６では、信号処理部１７やゲイン調整部１８の図示は省略している。

発音制御装置４は、第１実施形態とは異なり、スネアドラム５に設置される。スネアドラム５は、シェル２４の両面にドラムヘッド２０が設けられており、片面にスナッピー５０が設けられている。通常のスネアドラム５の演奏者は、スネアドラム５のスナッピー５０が設けられたドラムヘッド２０とは反対側のドラムヘッド２０を加振して、スネアドラム５から演奏音を放音させる。

このような発音制御装置４であれば、スネアドラム５の演奏を行う際に、スネアドラム５本来の音色を損なうことなく、演奏音の音量を調整することが可能になる。

＜変形例＞
（１）上記各実施形態において、パッド土台１１に設けられたセンサ１３が複数あってもよい。このセンサ１３が複数ある技術は、既存の電子ドラムにおいてセンサ１３が複数ある技術を用いればよい。

（２）上記各実施形態では、発音制御装置１や発音制御装置４をアコースティックドラム２とスネアドラム５に設置していたが、他の種類のドラムに設置してもよい。電子ドラムに発音制御装置１や発音制御装置４を設置してもよい。その場合、センサ１３や信号処理部１７の信号処理の内容を設置するドラムに応じて変更すればよい。

１，４……発音制御装置、１０……パッド、１０１……打面、１１……パッド土台、１１０……ガイド部、１２……緩衝材、１３……センサ、１４……インシュレータ、１５……アクチュエータ、１７……信号処理部、１７１……プリアンプ、１７２……トリガ検出部、１７３……記憶部、１８……ゲイン調整部、２……アコースティックドラム、２０……ドラムヘッド、２１……フープ、２２……フレッシュフープ、２４……シェル、３……スティック、５……スネアドラム、５０……スナッピー。

Claims (4)

1. ドラムの打面に対向して設置される被打撃部と、
   前記被打撃部の振動に応じた出力信号を出力するセンサと、
   前記出力信号に基づいて駆動信号を出力する信号処理部と、
   前記駆動信号に応じて、前記打面を加振するアクチュエータと、
   を有することを特徴とする発音制御装置。
2. 前記被打撃部と前記アクチュエータとの間と、前記ドラムと前記被打撃部との間との少なくとも一方に防振部材を有することを特徴とする請求項１に記載の発音制御装置。
3. 前記信号処理部は、前記駆動信号の信号レベルを調整する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の発音制御装置。
4. 前記信号処理部は、予め波形データが格納された記憶部から前記出力信号に応じた波形データを読み出し、前記駆動信号として出力する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の発音制御装置。
   
   

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