JP2018146820A - 電子ハイハット - Google Patents

Abstract

【課題】アコースティックハイハットの発音により近い発音を行うことができる電子ハイハットを提供する。【解決手段】電子ハイハット１００は、演奏者の足踏み操作により上下動する上下動ロッド１２１にトップシンバル１０１を備えるとともに、上下動ロッド１２１を支持する固定ロッド１２２にトップシンバル１０１に対向した状態でボトムシンバル１５０を備えている。トップシンバル１０１は、下面の外縁部に形成された凹状の導体収容部１０３ｂ内にトップ側検出用導体１０５が設けられている。また、トップシンバル１０１は、トップ側検出用導体１０５の静電容量に応じた検出信号を出力する静電容量検出器および同検出信号に用いて楽音信号を生成する信号処理装置１１３をそれぞれ備えている。ボトムシンバル１５０は、上面の外縁部に形成された凹状の導体収容部１５１内にボトム側検出用導体１５２が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、電子回路を用いてアコースティックのハイハットを電子的に実現した電子ハイハットに関する。

従来から、電子回路を用いてアコースティックのハイハットを電子的に実現した電子ハイハットがある。例えば、下記特許文献１には、ハイハットにおける上側のシンバルであるトップシンバルに叩打による圧力変化および振動を検出するための圧力センサおよび振動センサをそれぞれ備えるとともに、演奏者が足踏み操作を行うペダル部に踏み込み量を検出する圧力センサを備えてトップシンバルのボトムシンバルへの接触を検出するようにした電子ハイハットが開示されている。

特開２００７−８６８１３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された電子ハイハットにおいては、トップシンバルの高さ方向の位置ではなく姿勢の変化または弾性変形によるボトムシンバルへの接触を検出することができないという問題があった。このため、従来の電子ハイハットにおいては、例えば、演奏時におけるトップシンバルの傾き、揺れ、振動または弾性変形によってトップシンバルがボトムシンバルに接触した際の楽音を再現することができず、アコースティックハイハットの演奏感を十分に再現できていないという問題があった。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、アコースティックハイハットの発音により近い発音を行うことができる電子ハイハットを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、演奏者によって叩かれる打面を構成するトップシンバルと、棒状に形成されて演奏者による操作に応じて上下動することによりトップシンバルを上下動可能に支持する上下動ロッドと、トップシンバルの下方に対向配置されて下降するトップシンバルを受け止めるボトムシンバルと、トップシンバルの外縁部に周方向に沿って設けられた導体からなるトップ側検出用導体と、ボトムシンバルにおけるトップ側検出用導体に対向する位置に同トップ側検出用導体に沿って設けられた導体からなるボトム側検出用導体と、トップ側検出用導体またはボトム側検出用導体に電気的に接続された状態でトップシンバルまたはボトムシンバルに設けられて、トップ側検出用導体またはボトム側検出用導体の静電容量に応じた検出信号を出力する静電容量検出器とを備えることにある。

このように構成した本発明の特徴によれば、電子ハイハットは、トップシンバルおよびボトムシンバルにおける互いに対向する部分にトップ側検出用導体およびボトム側検出用導体をそれぞれ備えて静電容量検出器がトップ側検出用導体またはボトム側検出用導体の静電容量を検出して静電容量に応じた検出信号を出力するため、ボトムシンバルから離隔したトップシンバルの傾き、揺れ、振動または弾性変形を静電容量の変化によって検出することができる。これにより、本発明に係る電子ハイハットによれば、静電容量を表す検出信号を用いてトップシンバルの傾き、揺れ、振動または弾性変形に基づくトップシンバルとの位置関係に応じた楽音を生成することができるため、アコースティックハイハットの演奏感をより忠実に再現することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記電子ハイハットにおいて、静電容量検出器は、トップシンバルに設けられていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電子ハイハットは、静電容量検出器がトップシンバルに設けられているため、トップシンバルの叩打を検出する叩打センサに関する電気系または制御系の部品と構成をまとめることができ、電子ハイハットの装置構成の全体を簡単化およびコンパクト化することができる。また、トップ側検出導体に静電容量検出器を接続した構成の電子ハイハットにおいては、トップ側検出導体と静電容量検出器との配線距離を短くすることができるため、静電容量の微弱な変化の検出精度を向上させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記電子ハイハットにおいて、静電容量検出器が接続されたトップ側検出用導体またはボトム側検出用導体は、トップシンバルまたはボトムシンバルの周方向に沿って配置された少なくとも２つの導体で構成されており、静電容量検出器が接続されていないトップ側検出用導体またはボトム側検出用導体は、トップシンバルまたはボトムシンバルの周方向に沿って配置された少なくとも１つの導体で構成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電子ハイハットは、静電容量検出器が接続されたトップ側検出用導体またはボトム側検出用導体が少なくとも２つの導体で構成されているため、トップシンバルの傾斜姿勢または揺動の動きをより正確に検出して楽音に反映させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記電子ハイハットにおいて、トップ側検出用導体およびボトム側検出用導体は、トップシンバルおよびボトムシンバルの各全周に設けられていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電子ハイハットは、トップ側検出用導体およびボトム側検出用導体がトップシンバルおよびボトムシンバルの各全周に亘って設けられているため、トップシンバルの傾斜姿勢または揺動の動きをより正確に検出して楽音に反映させることができる。なお、ここで、トップ側検出用導体およびボトム側検出用導体がトップシンバルおよびボトムシンバルの各全周に亘って設けられているとは、トップ側検出用導体およびボトム側検出用導体がそれぞれ連続的に設けられている構成のほか、断続的に設けられている構成を含むものである。

また、本発明の他の特徴は、前記電子ハイハットにおいて、トップ側検出用導体およびボトム側検出用導体のうちの少なくとも一方は、トップシンバルとボトムシンバルとが互いに対向して接触し合う面よりも内側に設けられていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電子ハイハットは、トップ側検出用導体およびボトム側検出用導体のうちの少なくとも一方がトップシンバルとボトムシンバルとが互いに対向して接触し合う面よりも内側に設けられているため、トップ側検出用導体とボトム側検出用導体とが互いに接触して静電容量の検出が不能なることを防止することができる。

本発明の実施形態に係る電子ハイハットの外観構成の概略を示す側面図である。 図１に示す電子ハイハットの主要部の内部構成の概略を示す拡大断面図である。 図１に示す電気的なシステム構成を示すブロック図である。 図１に示す電子ハイハットのトップシンバルを下面（裏面）側から見た外観構成の概略を示す斜視図である。 図１に示す電子ハイハットのボトムシンバルを上面（表面）側から見た外観構成の概略を示す斜視図である。 図２に示す電子ハイハットにおけるトップシンバルがボトムシンバルに突き当たった下降状態の内部構成の概略を示す拡大断面図である。 図２に示す電子ハイハットにおけるトップシンバルが水平方向に対して傾斜して一部がボトムシンバルに接触した状態の内部構成の概略を示す拡大断面図である。 図２に示す電子ハイハットにおけるトップシンバルが水平方向に対して傾斜（揺動）して一部がボトムシンバルに被接触で接近した状態の内部構成の概略を示す拡大断面図である。 本発明の変形例に係る電子ハイハットのトップシンバルを下面（裏面）側から見た外観構成の概略を示す斜視図である。 本発明の他の変形例に係る電子ハイハットのトップシンバルを下面（裏面）側から見た外観構成の概略を示す斜視図である。

以下、本発明に係る電子ハイハットの実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る電子ハイハット１００の外観構成の概略を示した側面図である。また、図２は、図１に示す電子ハイハット１００の主要部の内部構成の概略を示す拡大断面図である。また、図３は、図１示す電子ハイハット１００の電気的なシステム構成を示すブロック図である。なお、本明細書において参照する図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この電子ハイハット１００は、演奏者（図示せず）がスティック（図示せず）を介して叩いた打面の衝撃を検出して電子的な楽音を発生させる電子打楽器である。

（電子ハイハット１００の構成）
電子ハイハット１００は、主として、トップシンバル１０１、スタンド１２０およびボトムシンバル１５０をそれぞれ備えている。トップシンバル１０１は、演奏者による叩く操作によって振動する部品であり、アコースティックハイハットを構成する上下一対のシンバルのうちの上側に配置されたシンバルに相当する。このトップシンバル１０１は、上方に向かって凸状に湾曲するとともに平面視で円形の板状体で構成されており、主として、パッド１０２、ベース体１０３、トップ側検出用導体１０５、叩打センサ１０６および裏面カバー１０７をそれぞれ備えている。

パッド１０２は、演奏者がスティックなどを用いて叩く打面を構成する部分であり、ゴム材または発泡樹脂材などからなる弾性体をベース体１０３の上面および外縁部をそれぞれ覆う円環状に形成して構成されている。なお、このパッド１０２は、ベース体１０３と同一の材料で一体的に構成することもできる。

ベース体１０３は、トップシンバル１０１を形作る芯材となる部品であり、樹脂材を上方に向かって凸状に湾曲するとともに平面視で円環状の板状体に形成して構成されている。このベース体１０３は、中央部に取付孔１０３ａが形成されている。取付孔１０３ａは、トップシンバル１０１を所定の高さ位置に支持するための棒状の上下動ロッド１２１が貫通する部分である。この取付孔１０３ａの図示上側の端面には、保持プレート１０４が設けられている。

保持プレート１０４は、ベース体１０３を上下動ロッド１２１に取り付けるための部品であり、ゴム材を平面視で円形のリング状に形成して構成されている。この保持プレート１０４は、ボルトによってベース体１０３に固定的に取り付けられている。また、ベース体１０３の裏面側には、図４に示すように、外縁部に導体収容部１０３ｂが形成されるとともに、前記取付孔１０３ａの周囲に中央取付部１０３ｃが形成されている。

導体収容部１０３ｂは、後述するトップ側検出用導体１０５が設けられる部分であり、ベース体１０３の裏面の外周部に周方向に沿って凹状に凹んだリング状に形成されている。この導体収容部１０３ｂは、トップ側検出用導体１０５の幅よりも広い幅でかつトップ側検出用導体１０５の厚さよりも深い深さで形成されている。一方、中央取付部１０３ｃは、叩打センサ１０６および裏面カバー１０７がそれぞれ設けられる部分であり、ベース体１０３の裏面における取付孔１０３ａの周囲に平面状に形成されている。

トップ側検出用導体１０５は、トップシンバル１０１の揺れを検出するための部品であり、導電性を有する材料を板状またはシート状に形成して構成されている。この場合、トップ側検出用導体１０５を構成する材料としては、金属材（例えば、銅材、鉄材、ステンレス材などの鋼材）を用いることができる。本実施形態においては、トップ側検出用導体１０５は、厚さが１ｍｍの鋼板で構成されている。

このトップ側検出用導体１０５は、リング状に形成された導体収容部１０３ｂ内の全周に亘って設けられている。この場合、トップ側検出用導体１０５は、平面視で半円リング状に形成された２つの導体（鋼板）を互いに隙間を介した対向した位置に両面粘着テープ（図示せず）によって取り付けられている。この場合、トップ側検出用導体１０５は、導体収容部１０３ｂの深さがトップ側検出用導体１０５の厚さよりも深く形成されているため、導体収容部１０３ｂの下面よりも奥側の位置に取り付けられる。また、トップ側検出用導体１０５を構成する２つの導体は、電気配線（図示せず）を介して後述する静電容量検出器１１１にそれぞれ電気的に接続されている。

叩打センサ１０６は、トップシンバル１０１の振動を検出するための検出器であり、ベース体１０３の振動に応じた電気信号からなる検出信号を叩打検出器１１０に出力する。本実施形態においては、叩打センサ１０６は、圧電セラミックスの両面にそれぞれ電極を配置するとともに、これらの電極の一方に金属板を配置したピエゾ素子によって構成されている。

この叩打センサ１０６は、ベース体１０３の周方向に沿って３つの叩打センサ１０６が均等配置された状態で中央取付部１０３ｃに両面粘着テープによってそれぞれ取り付けられている。これらの各叩打センサ１０６は、図示しない信号線を介して叩打検出器１１０に電気的にそれぞれ接続されている。なお、叩打センサ１０６は、少なくとも１つ設けられていればよく、２つ以下または４つ以上設けられていてもよい。

裏面カバー１０７は、叩打検出器１１０、静電容量検出器１１１、高さ検出器１１２および信号処理装置１１３をそれぞれ収容しつつ中央取付部１０３ｃを覆う樹脂製の部品であり、凹状に窪んだリング状の収容部を有した円筒状に形成されている。この場合、裏面カバー１０７は、信号処理装置１１３が備えるトップ側連絡端子１１４を外部に露出させた状態で収容している。この裏面カバー１０７は、図示しない取付ボルトによってベース体１０３の裏面の中央取付部１０３ｃに取り付けられている。

叩打検出器１１０は、叩打センサ１０６から出力された検出信号からエンベロープ波形を抽出するとともにこのエンベロープ波形を表すデジタル信号を信号処理装置１１３に出力する電気回路であり、主として、包絡線検波回路（例えば、ダイオード検波器）およびＡ／Ｄ変換回路を備えて構成されている。この場合、叩打検出器１１０は、３つの叩打センサ１０６からそれぞれ出力された検出信号の電気的な総和信号（振動波形の総和信号）に対してエンベロープ波形を抽出する。この叩打検出器１１０は、信号処理装置１１３に隣接配置された状態で裏面カバー１０７内に収容されている（図２において図示せず）。なお、エンベロープ波形とは、楽音の振幅の時間変化を表したアタックタイム、ディケイタイム、サスティンレベルおよびリリースタイムで構成されており、楽音の音高、音色および音量の制御に用いられる。

静電容量検出器１１１は、トップ側検出用導体１０５の静電容量に応じた検出信号を信号処理装置１１３に出力する電気回路である。この場合、トップ側検出用導体１０５を構成する２つの導体ごとに静電容量を検出して信号処理装置１１３に出力する。

この静電容量検出器１１１の回路方式としては、高周波発振回路の一部に検出用電極板を接続して、その静電容量の変化により発振を開始する発振開始型、同静電容量の変化により発振を停止する発振停止型、同静電容量の変化により共振周波数を変化させる周波数変化型、同静電容量の変化により振幅を変化させる振幅変化型、または静電容量の変化による遅延時間の変化を検出する位相比較型を採用することができる。また、静電容量検出器１１１は、静電容量に応じてデューティ比が変化するパルス信号を生成するとともにこのパルス信号を平滑化して電圧信号を得るパルス信号型を採用することもできる。

例えば、周波数変化型の静電容量検出器１１１は、主として、図示しない発振回路、共振回路、検出回路およびＡ／Ｄ変換回路をそれぞれ備えて構成されている。この場合、発振回路は、図示しない水晶振動子および反転増幅器などを備えて所定の周波数（例えば、４０ｋＨｚ）で発振する。共振回路は、図示しないコンデンサおよびコイルなどを備えて発振回路の発振周波数の逓倍（例えば、３逓倍）で共振する。検出回路は、整流用ダイオード、増幅器、平滑用コンデンサおよびトランジスタなどを備えて共振回路から出力された交流電圧でトランジスタを駆動することで共振の強度に応じた電圧信号を出力する。Ａ／Ｄ変換回路は、検出回路から出力されたアナログの電圧信号をデジタル信号に変換して出力する。この静電容量検出器１１１は、信号処理装置１１３に隣接配置された状態で裏面カバー１０７内に収容されている（図２において図示せず）。

高さ検出器１１２は、トップシンバル１０１のボトムシンバル１５０に対する高さ方向の距離に応じた検出信号を信号処理装置１１３に出力する電気回路である。この高さ検出器１１２は、ボトムシンバル１５０内に設けられる光センサ１４２に連絡ケーブル１１５を介して電気的に接続されており、光センサ１４２から出力される検出信号に基づいてタイムオブフライト方式でトップシンバル１０１のボトムシンバル１５０に対する高さ方向の位置を表すデジタル検出信号を信号処理装置１１３に出力する。この高さ検出器１１２は、信号処理装置１１３に隣接配置された状態で裏面カバー１０７内に収容されている（図２において図示せず）。

信号処理装置１１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、ＲＯＭなどの記憶装置に予め記憶された制御プログラムを実行することによって電子ハイハット１００の作動を総合的に制御して、叩打検出器１１０から出力される検出信号、高さ検出器１１２から出力される検出信号、および静電容量検出器１１１から出力される検出信号とに基づいて楽音信号を出力する。

この場合、叩打検出器１１０から出力される検出信号はパッド１０２の叩打を有無およびその強さを表しており、高さ検出器１１２から出力される検出信号はトップシンバル１０１のボトムシンバル１５０に対する高さ方向の距離を表しており、静電容量検出器１１１から出力される検出信号はトップシンバル１０１に対する導体（後述するボトム側検出用導体１５２または演奏者の手）の位置の距離を表している。

この信号処理装置１１３は、ＰＣＭ（pulse code modulation）方式で予め録音した実際の楽器（「生楽器」ともいう）の音波形を表すデジタル信号を記憶したＰＣＭ音源回路を備えており、パッド１０２の叩打を検出したとき、トップシンバル１０１の位置およびトップシンバル１０１に対するボトム側検出用導体１５２または演奏者の手の位置関係に応じた音波形を選択して楽音信号を生成する。この場合、ＰＣＭ音源回路は、ボトムシンバル１５０に非接触のトップシンバル１０１を叩打した際の音波形、ボトムシンバル１５０に接触したトップシンバル１０１を叩打した際の音波形、トップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触した際の音波形などを記憶している。

したがって、信号処理装置１１３は、高さ検出器１１２から出力される検出信号または静電容量検出器１１１から出力される検出信号を用いてトップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触したことを判定したときは、トップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触した際の楽音信号を生成して出力する。

また、信号処理装置１１３は、生成した楽音信号を電子ハイハット１００の外部にアンプ（図示せず）を介して設けられる外部スピーカＳＰに対して出力するために信号処理装置１１３と外部スピーカＳＰとを着脱自在に接続するためのジャック型のインターフェースである外部接続端子（図示せず）を備えている。また、裏面カバー１０７には、高さ検出器１１２に電気的に接続されるとともに、叩打検出器１１０、静電容量検出器１１１、高さ検出器１１２および信号処理装置１１３にそれぞれ電力を供給する電源部（図示せず）に電気的に接続されたトップ側連絡端子１１４が裏面カバー１０７から露出した状態で設けられている。このトップ側連絡端子１１４は、後述するボトム側連絡端子１４４に対して電気的に接続する連絡ケーブル１１５が着脱自在に接続されている。

スタンド１２０は、トップシンバル１０１およびボトムシンバル１５０をそれぞれ支持するための器具であり、主として、上下動ロッド１２１、固定ロッド１２２、ペダル１２３およびベース台１２４をそれぞれ備えて構成されている。

上下動ロッド１２１は、トップシンバル１０１を上下方向に変位させるための部品であり、上下方向に延びる金属製の棒体で構成されている。この上下動ロッド１２１は、起立した姿勢で固定ロッド１２２を貫通して同固定ロッド１２２に支持された状態で、上端部側がクラッチ１２５を介してトップシンバル１０１を支持するとともに下端部がペダル１２３に連結されている。この場合、上下動ロッド１２１は、固定ロッド１２２内に配置される図示しないコイルスプリングによって上方に向かって弾性的に押し上げられている。これにより、上下動ロッド１２１は、演奏者によるペダル１２３の操作に応じて上下動することによりトップシンバル１０１を上下動させる。

固定ロッド１２２は、上下動ロッド１２１およびボトム台座１４０をそれぞれ支持する部品であり、上下方向に延びる金属製の円筒体で構成されている。この固定ロッド１２２は、ベース台１２４に起立した姿勢で支持されるとともに、上端部に形成された厚板状の支持台１２２ａ上にボトム台座１４０を支持している。

ペダル１２３は、演奏者（図示せず）の足による踏み込み操作によって上下動ロッド１２１を上下動させるための部品であり、金属製の板状体で構成されている。このペダル１２３は、一方の端部がベース台１２４に対して上下方向に回動自在に連結されているとともに、他方の端部が金属製のベルトを介して上下動ロッド１２１に連結されている。この場合、ペダル１２３は、図示しないコイルスプリングによって上方に押し上げられた上下動ロッド１２１によって先端部側からベース台１２４側に向かって下り傾斜の姿勢となっている。

ベース台１２４は、電子ハイハット１００を設置する床面上に固定ロッド１２２およびペダル１２３をそれぞれ支持する部品である。このベース台１２４は、金属製の板状体における一方の端部にペダル１２３を回動自在な状態で支持するとともに、他方の端部側に門型に起立した支持柱１２４ａによって固定ロッド１２２を支持している。

クラッチ１２５は、上下動ロッド１２１にトップシンバル１０１および反射体ホルダ１３０をそれぞれ一体的に連結するための部品であり、上下動ロッド１２１が貫通する金属製の円筒体で構成されている。このクラッチ１２５は、上端部側の外周面にネジ嵌合した状態で貫通するロックネジ１２５ａによって上下動ロッド１２１に固定されているとともに、下端部に反射体ホルダ１３０がネジ嵌合を介して取り付けられている。また、クラッチ１２５の上下方向中央部には、上下一対の押圧体１２６およびクラッチナット１２７がそれぞれ設けられている。

上下一対の押圧体１２６は、保持プレート１０４を上下方向から挟んで保持するための部品であり、それぞれフェルト材をリング状に形成して構成されている。クラッチナット１２７は、保持プレート１０４を挟んだ状態の上下一対の押圧体１２６を反射体ホルダ１３０側に押圧することで２つの押圧体１２６で保持プレート１０４を圧迫するための部品であり、クラッチ１２５の外周面にネジ嵌合する金属製のナットで構成されている。すなわち、上下動ロッド１２１は、クラッチナット１２７と反射体ホルダ１３０とで上下一対の押圧体１２６を挟むことで保持プレート１０４を挟んでトップシンバル１０１を保持している。この場合、トップシンバル１０１は、上下一対の押圧体１２６により周方向に回転自在かつ上下動ロッド１２１に対して水平方向から傾斜な状態で保持されている。

反射体ホルダ１３０は、反射体１３１を保持するとともに上下動ロッド１２１上でトップシンバル１０１を支持するための部品であり、樹脂材を円筒形に形成して構成されている。より具体的には、反射体ホルダ１３０は、クラッチ１２５の下端部にネジ嵌合してトップシンバル１０１を支持する円筒状の胴部１３０ａと、この胴部１３０ａの下端部にフランジ状に張り出して平板リング状に形成された保持部１３０ｂとで構成されている。そして、この保持部１３０ｂには、下方に面して反射体１３１が設けられている。

反射体１３１は、後述する光センサ１４２から照射される光を同光センサ１４２側に反射させるための部品であり、樹脂材を平板リング状に形成して構成されている。この場合、反射体１３１の板面は、入射光を全反射させる鏡面状に形成されていてもよいが、入射光を拡散反射させるように構成するとよい。例えば、反射体１３１の板面は、平滑な面または梨地面に淡色系（例えば、白色）の色で構成するとよい。

また、反射体１３１は、この反射体１３１に対向配置される光センサ１４２を覆うように光センサ１４２よりも径方向外側に広がる外径に形成されている。この反射体１３１は、反射体ホルダ１３０の保持部１３０ｂに接着剤または両面テープで取り付けられている。なお、この反射体１３１は、本実施形態においては、板状に形成したがブロック状、シート状、フィルム状または膜状（例えば、塗膜）で構成されていてもよい。

ボトム台座１４０は、光センサ１４２およびボトムシンバル１５０をそれぞれ支持する部品であり、トップシンバル１０１の下方に設けられている。このボトム台座１４０は、固定支持体１４１および上側ケース１４６をそれぞれ備えている。固定支持体１４１は、光センサ１４２およびボトム側連絡端子１４４をそれぞれ収容しつつ固定ロッド１２２の支持台１２２ａに載置される樹脂製の部品であり、平板リング体における内側部分が上下動ロッド１２１が貫通する筒状に形成されるとともに外縁部が上方に立ち上った壁部を有した形状に形成されている。すなわち、固定支持体１４１は、上下動ロッド１２１の可動方向である上下方向に不動な状態でかつトップシンバル１０１の周方向と同じ方向に回転自在な状態で支持台１２２ａを介して固定ロッド１２２に支持されている。

光センサ１４２は、トップシンバル１０１の上下方向の位置を光学的に検出するための検出器であり、主として発光部１４２ａと受光部１４２ｂとをそれぞれ備えて構成されている。発光部１４２ａは、反射体１３１に向けて光を照射する発光素子である。本実施形態においては、発光部１４２ａは、赤外線を発光するＬＥＤによって構成されている。受光部１４２ｂは、受光した光の光量に応じた電気信号を出力する受光素子によって構成されている。本実施形態においては、受光部１４２ｂは、赤外線を受光するフォトトランジスタによって構成されている。

これらの発光部１４２ａおよび受光部１４２ｂは、直方体状の１つの樹脂製のハウジング内に発光素子および受光素子が露出した状態で収納されて光センサ１４２を一体的に構成している。そして、この光センサ１４２は、固定支持体１４１内に設けられた平面視で平板リング状に形成されて固定支持体１４１内に支持されたプリント基板１４３上に電気的に取り付けられている。

この場合、光センサ１４２は、発光部１４２ａおよび受光部１４２ｂが反射体１３１に対向する位置および向きでプリント基板１４３上に支持されている。また、光センサ１４２は、発光部１４２ａと受光部１４２ｂとが固定支持体１４１の径方向に並んで配置されている。そして、この光センサ１４２は、プリント基板１４３を介してボトム側連絡端子１４４に電気的に接続される。

なお、この光センサ１４２は、発光部１４２ａと受光部１４２ｂとが固定支持体１４１の周方向に並んで配置されていてもよい。また、発光部１４２ａは、赤外線以外の波長の光、例えば、可視光を発光する光源であってもよい。また、受光部１４２ｂは、受光光量以外を検出、例えば、光の受光位置を検出してもよいし、受光部１４２ｂが発光した光を受光するまでの時間を検出するようにしてもよい。

ボトム側連絡端子１４４は、光センサ１４２と高さ検出器１１２とを電気的に接続するとともに裏面カバー１０７内の電源部に電力を供給するために連絡ケーブル１１５が着脱自在に接続されるジャック型のインターフェースである。したがって、ボトム側連絡端子１４４は、光センサ１４２のほか、家庭用電源から電力の供給を受けるＡＣアダプタ（図示せず）を備えた電源ケーブル１４５が接続されている。このボトム側連絡端子１４４は、接続部が固定支持体１４１の壁部を貫通して外部に露出した状態で固定支持体１４１内に収納されている。

上側ケース１４６は、固定支持体１４１の上部を覆うとともに台座ブッシュ１４７およびボトムシンバル１５０をそれぞれ支持するための樹脂製の部品であり、主として、覆い部１４６ａと筒壁部１４６ｂとで構成されている。覆い部１４６ａは、固定支持体１４１の上部を覆う部分であり、平板リング体における内側部分が上下動ロッド１２１が貫通する筒状に形成されるとともに外縁部が下方に下垂した壁部を有した形状に形成されている。この覆い部１４６ａの天井部分には、光センサ１４２を反射体１３１に対して露出させるための貫通孔状の開口窓１４６ｃが形成されている。

筒壁部１４６ｂは、光センサ１４２の周囲を囲うとともに台座ブッシュ１４７およびボトムシンバル１５０をそれぞれ支持するための部分であり、上方に延びる円筒状に形成されている。この場合、筒壁部１４６ｂは、内径が反射体１３１の外径よりも大きく形成されるとともに、高さ（深さ）が反射体１３１の上下方向のストロークよりも長く形成されている。また、筒壁部１４６ｂの底部（前記覆い部の天井部の上面）には、同底部から露出する光センサ１４２を覆う樹脂製の透明な板材（図示せず）が設けられており光センサ１４２を保護している。

台座ブッシュ１４７は、ボトムシンバル１５０を支持するための部品であり、ゴム材をリング状に形成して構成されている。この場合、台座ブッシュ１４７は、外周面における中央部が周方向に沿って凹んで形成されており、この凹んだ部分にボトムシンバル１５０が嵌め込まれてボトムシンバル１５０を弾性的に支持している。この台座ブッシュ１４７は、筒壁部１４６ｂの外周部に嵌め込まれた状態で筒壁部１４６ｂの上端面に取り付けられるリング状の金属製プレートによって筒壁部１４６ｂの外周面上に固定的に取り付けられている。

ボトムシンバル１５０は、図５に示すように、アコースティックハイハットを構成する上下一対のシンバルのうちの下側に配置されたシンバルに相当する部品であり、下降するトップシンバル１０１を受け止めてストッパとして機能する。このボトムシンバル１５０は、樹脂材を下方に向かって凸状に湾曲するとともに平面視で円形リング状の板状に形成して構成されている。この場合、ボトムシンバル１５０の外縁部におけるトップシンバル１０１に対向する部分（図示上面）には、導体収容部１５１が形成されている。

導体収容部１５１は、ボトム側検出用導体１５２が設けられる部分であり、ボトムシンバル１５０上面の外周部に周方向に沿って凹状に凹んだリング状に形成されている。この導体収容部１５１は、ボトム側検出用導体１５２の幅よりも広い幅でかつボトム側検出用導体１５２の厚さよりも深い深さで形成されている。

ボトム側検出用導体１５２は、トップシンバル１０１の揺れを検出するための部品であり、導電性を有する材料を板状またはシート状に形成して構成されている。この場合、ボトム側検出用導体１５２を構成する材料としては、金属材（例えば、銅材、鉄材、ステンレス材などの鋼材）を用いることができる。本実施形態においては、ボトム側検出用導体１５２は、厚さが１ｍｍの鋼板で構成されている。

このボトム側検出用導体１５２は、リング状に形成された導体収容部１５１内の全周に亘って設けられている。この場合、ボトム側検出用導体１５２は、平面視でリング状に形成された１つの導体（鋼板）が両面粘着テープ（図示せず）によって取り付けられている。また、この場合、ボトム側検出用導体１５２は、導体収容部１５１の深さがボトム側検出用導体１５２の厚さよりも深く形成されているため、導体収容部１５１の上面よりも奥側の位置に取り付けられる。このボトム側検出用導体１５２は、接地されてなくてもよいが、図示しない電気配線を介して接地されている。

そして、ボトムシンバル１５０は、トップシンバル１０１の真下の位置で台座ブッシュ１４７に嵌合した状態で支持されることにより、ボトムシンバル１５０側に下降してきたトップシンバル１０１を弾性的に受け止める。また、ボトムシンバル１５０の板面の一部には、連絡ケーブル１１５および外部接続端子と外部スピーカＳＰとを電気的に接続する外部接続ケーブルが貫通するケーブル孔１５３が形成されている。

（電子ハイハット１００の作動）
次に、このように構成した電子ハイハット１００の作動について説明する。まず、演奏者は、電子ハイハット１００を外部スピーカＳＰおよび電源供給源（例えば、家庭用電源）に電気的に接続することにより演奏可能な状態とする。

次に、演奏者は、電子ハイハット１００を演奏する。具体的には、演奏者は、ペダル１２３を足踏み操作することでトップシンバル１０１を上下動させながらスティックを用いてトップシンバル１０１を叩く。この場合、叩打センサ１０６は、パッド１０２の叩打による振動に応じた検出信号（以下、「叩打信号」ということがある）を叩打検出器１１０を介して信号処理装置１１３に出力する。また、トップ側検出用導体１０５は、トップ側検出用導体１０５の周辺に存在する導体（ボトム側検出用導体１５２または演奏者の手など）によって変化する静電容量に応じた検出信号（以下、「静電容量信号」ということがある）を静電容量検出器１１１を介して信号処理装置１１３に出力する。また、光センサ１４２は、トップシンバル１０１の高さ方向に応じた検出信号（以下、「高さ信号」）を高さ検出器１１２を介して信号処理装置１１３に出力する。

これにより、信号処理装置１１３は、トップシンバル１０１の叩打の強さ、トップシンバル１０１のボトムシンバル１５０に対する位置関係、トップシンバル１０１への導体（ボトム側検出用導体１５２または演奏者の手など）に対する位置関係に基づいて楽音信号を生成して外部スピーカＳＰに向けて出力する。具体的には、信号処理装置１１３は、叩打信号、静電容量信号または高さ信号のいずれかが予め設定された所定の閾値（大きさまたは変化量）となった場合に楽音信号を生成する。

例えば、信号処理装置１１３は、叩打信号が所定の閾値に達した場合には、トップシンバル１０１への叩打が行なわれたと判定するとともに、そのときの静電容量信号および高さ信号を用いてトップシンバル１０１のボトムシンバル１５０への接触の有無を判定して同接触の有無に応じた楽音信号を生成する。すなわち、信号処理装置１１３は、静電容量信号および高さ信号がそれぞれ所定の閾値を超えている場合にはトップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触していると判定（図６参照）してクローズの叩打音を表す楽音信号を生成し、静電容量信号および高さ信号がそれぞれ所定の閾値を超えていない場合にはトップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に非接触であると判定（図２または図８）してオープンの叩打音を表す楽音信号を生成する。

また、信号処理装置１１３は、静電容量信号が所定の閾値に達したまたは増減を繰り返した場合には、これらの継続時間、叩打信号および高さ信号を用いてトップシンバル１０１への叩打およびトップシンバル１０１のボトムシンバル１５０への接触の有無を判定して同接触の有無に応じた楽音信号を生成する。例えば、信号処理装置１１３は、静電容量信号が所定の閾値に達している時間が所定時間継続しており、かつトップシンバル１０１の高さ位置がボトムシンバル１５０に接触する位置に達したことを検出しない場合には、トップシンバル１０１に演奏者の手が触れていると判定する。

そして、この場合、信号処理装置１１３は、更に、トップシンバル１０１の叩打の有無を判定して、トップシンバル１０１の叩打を検出した場合にはトップシンバル１０１に演奏者の手が触れられている場合のオープンの叩打音を表す楽音信号を生成し、トップシンバル１０１の叩打を検出しない場合には楽音信号を生成しない。なお、この場合、信号処理装置１１３は、これより以前に生成した楽音信号による楽音を発生させている最中である場合には、楽音の発生を中断する信号を生成する。これにより、信号処理装置１１３は、楽音の発生中において演奏者がトップシンバル１０１を手で触って楽音を消す演奏を再現することができる。

また、信号処理装置１１３は、例えば、静電容量信号が所定の時間内に増減を繰り返している場合には、トップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に上下方向に振動しながら接触していると判定して、その周期に応じた接触音を表す楽音信号を生成する。すなわち、信号処理装置１１３は、図７に示すように、トップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に対して離れた状態でトップシンバル１０１のみが水平方向に対して傾斜してボトムシンバル１５０に接触する挙動を検出することができる。

また、信号処理装置１１３は、例えば、静電容量信号および高さ信号をそれぞれ所定の閾値に達した場合には、トップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触したと判定（図６参照）して、トップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触した接触音、すなわち、アコースティックハイハットにおけるペダル操作によって上下のシンバルを接触させた楽音を発生させるフットクローズ奏法を表す楽音信号を生成する。この場合、信号処理装置１１３は、これより以前に生成した楽音信号による楽音を発生させている最中である場合には、楽音の発生を中断する信号を生成する。さらに、この場合、信号処理装置１１３は、トップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に物理的に接触した際の振動を叩打センサ１０６が検出したことによる叩打信号を無視して発音しない、または同振動を叩打センサ１０６が検出したことによる発音を消音または音量を下げるなどの処理を行うことでアコースティックハイハットの挙動に近づけることができる。

また、信号処理装置１１３は、図８に示すように、静電容量信号が所定の時間内に増減を繰り返している場合で、かつその大きさがトップシンバル１０１とボトムシンバル１５０との接触を判定する程の大きさに達していない場合には、トップシンバル１０１のボトムシンバル１５０への周期的な接近（すなわち、揺れ）があると判定して、発音途中にある楽音に強弱の変化、うねりまたは震えなどを生じさた楽音に変更する楽音信号を生成する。すなわち、信号処理装置１１３は、トップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に対して離れた状態でトップシンバル１０１のみが水平方向に対して傾斜してボトムシンバル１５０に非接触で接近する挙動を検出することができる。

次に、演奏者は、電子ハイハット１００の演奏を終える場合には、電子ハイハット１００に対する外部スピーカＳＰおよび電源供給源（例えば、家庭用電源）の電気的な接続をそれぞれ解消することにより電子ハイハット１００の演奏を終了することができる。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、電子ハイハット１００は、トップシンバル１０１およびボトムシンバル１５０における互いに対向する部分にトップ側検出用導体１０５およびボトム側検出用導体１５２をそれぞれ備えて静電容量検出器１１１がトップ側検出用導体１０５の静電容量を検出して静電容量に応じた検出信号を出力するため、ボトムシンバル１５０から離隔したトップシンバル１０１の傾き、揺れ、振動または弾性変形を静電容量の変化によって検出することができる。これにより、本発明に係る電子ハイハット１００によれば、静電容量を表す検出信号を用いてトップシンバルの傾き、揺れ、振動または弾性変形に基づくトップシンバルとの位置関係に応じた楽音を生成することができるため、アコースティックハイハットの演奏感をより忠実に再現することができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記各変形例において、上記実施形態と同様の構成部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。

例えば、上記実施形態においては、静電容量検出器１１１は、トップシンバル１０１に設けた。しかし、静電容量検出器１１１は、ボトムシンバル１５０に設けることもできる。この場合、静電容量検出器１１１は、トップ側検出用導体１０５に電気的に接続してトップ側検出用導体１０５の静電容量を検出するように構成してもよいが、ボトム側検出用導体１５２に電気的に接続してボトム側検出用導体１５２の静電容量を検出するように構成するとよい。

また、上記実施形態においては、叩打検出器１１０、高さ検出器１１２および信号処理装置１１３をトップシンバル１０１に設けた。しかし、叩打検出器１１０、高さ検出器１１２および信号処理装置１１３をボトムシンバル１５０に設けることもできる。この場合、
叩打検出器１１０、静電容量検出器１１１および高さ検出器１１２は、信号処理装置１１３が設けられた場所に隣接してまたは信号処理装置１１３と一体的に設けられるとよい。

また、上記実施形態においては、トップ側検出用導体１０５は、トップシンバル１０１の周方向に沿って延びる平面視で半円の円弧状の２つの導体で構成した。しかし、トップ側検出用導体１０５は、図９に示すように、トップシンバル１０１の周方向に沿って延びる少なくとも１つの導体で構成されていればよい。この場合、トップ側検出用導体１０５は、平面視で平板リング状に形成されていてもよいし、図１０に示すように、平面視で円の１／４、１／４以下または１／４以上の各円弧状に形成した導体を１つまたは２つ以上で構成することができる。

このようにトップ側検出用導体１０５を複数の導体で構成することにより、トップシンバル１０１の傾斜または揺れの向きを含めて高精度に検出することができる。また、トップ側検出用導体１０５は、１つの導体で構成してトップシンバル１０１の周方向の一部にのみ設けることでトップシンバル１０１の構成の簡単化および軽量化を図ることできる。なお、ボトム側検出用導体１５２も同様に複数の導体で構成することができるとともに、ボトムシンバル１５０の周方向の一部にのみ設けることができる。

また、上記実施形態においては、トップ側検出用導体１０５は、導体収容部１０３ｂの下面よりも奥側の位置に取り付けられている。また、ボトム側検出用導体１５２は、導体収容部１５１の上面よりも奥側の位置に取り付けられている。これにより、静電容量検出器１１１は、トップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触した場合においてもトップ側検出用導体１０５とボトム側検出用導体１５２とが互いに電気的に接触することがないため、静電容量の検出不良を防止することができる。

この場合、トップ側検出用導体１０５およびボトム側検出用導体１５２のうちの少なくとも一方をトップシンバル１０１の下面またはボトムシンバル１５０の上面より奥側に配置または絶縁物で被覆するようにすれば同様の効果を得ることができる。なお、トップ側検出用導体１０５およびボトム側検出用導体１５２は、トップシンバル１０１の下面およびボトムシンバル１５０の上面にそれぞれ突出した状態で設けることもできる。すなわち、トップ側検出用導体１０５およびボトム側検出用導体１５２は、導体収容部１０３ｂ，１５１を省略して構成することができる。

また、上記実施形態においては、信号処理装置１１３は、静電容量信号および／または高さ検出信号が所定の閾値に達した場合にトップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触した接触音を表す楽音信号を生成するように構成した。しかし、信号処理装置１１３は、静電容量信号を用いてトップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触する前にトップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触した接触音を表す楽音信号を生成することもできる。具体的には、信号処理装置１１３は、静電容量信号の変化の傾きを監視して、この傾きが所定の傾き以上である場合には、トップシンバル１０１が確実にボトムシンバル１５０に接触すると判定してトップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触する前にトップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触した接触音を表す楽音信号を生成する。これによれば、信号処理装置１１３は、トップシンバル１０１がボトムシンバル１５０に接触した瞬間またはその直後に楽音を発生させることができ、アコースティックハイハットの発音により近い発音を行うことができる。

また、上記実施形態においては、電子ハイハット１００は、信号処理装置１１３を備えて構成した。この場合、信号処理装置１１３は、外部スピーカＳＰで楽音を発生させることができる楽音信号を生成するように構成した。しかし、信号処理装置１１３は、叩打検出器１１０、静電容量検出器１１１および高さ検出器１１２の各検出信号を用いてＭＩＤＩ信号を生成して、電子ハイハット１００の外部に独立して設けた音源に前記ＭＩＤＩ信号を出力するように構成することもできる。また、電子ハイハット１００は、信号処理装置１１３を電子ハイハット１００の外部に独立して設けて叩打検出器１１０、静電容量検出器１１１および高さ検出器１１２の各検出信号を信号ケーブルを介して電気的に接続するように構成することもできる。

ＳＰ…外部スピーカ、
１００…電子ハイハット、１０１…トップシンバル、１０２…パッド、１０３…ベース体、１０３ａ…取付孔、１０３ｂ…導体収容部、１０３ｃ…中央取付部、１０４…保持プレート、１０５…トップ側検出用導体、１０６…叩打センサ、１０７…裏面カバー、
１１０…叩打検出器、１１１…静電容量検出器、１１２…高さ検出器、１１３…信号処理装置、１１４…トップ側連絡端子、１１５…連結ケーブル、
１２０…スタンド、１２１…上下動ロッド、１２２…固定ロッド、１２２ａ…支持台、１２３…ペダル、１２４…ベース台、１２４ａ…支持柱、１２５…クラッチ、１２５ａ…ロックネジ、１２６…押圧体、１２７…クラッチナット、
１３０…反射体ホルダ、１３０ａ…胴部、１３０ｂ…保持部、１３１…反射体、
１４０…ボトム台座、１４１…固定支持体、１４２…光センサ、１４２ａ…発光部、１４２ｂ…受光部、１４３…プリント基板、１４４…ボトム側連絡端子、１４５…電源ケーブル、１４６…上側ケース、１４７ａ…覆い部、１４７ｂ…筒壁部、１４７ｃ…開口窓、１４８…台座ブッシュ、
１５０…ボトムシンバル、１５１…導体収容部、１５２…ボトム側検出用導体、１５３…ケーブル孔。

Claims (5)

1. 演奏者によって叩かれる打面を構成するトップシンバルと、
   棒状に形成されて前記演奏者による操作に応じて上下動することにより前記トップシンバルを上下動可能に支持する上下動ロッドと、
   前記トップシンバルの下方に対向配置されて下降する前記トップシンバルを受け止めるボトムシンバルと、
   前記トップシンバルの外縁部に周方向に沿って設けられた導体からなるトップ側検出用導体と、
   前記ボトムシンバルにおける前記トップ側検出用導体に対向する位置に同トップ側検出用導体に沿って設けられた導体からなるボトム側検出用導体と、
   前記トップ側検出用導体または前記ボトム側検出用導体に電気的に接続された状態で前記トップシンバルまたは前記ボトムシンバルに設けられて、前記トップ側検出用導体または前記ボトム側検出用導体の静電容量に応じた検出信号を出力する静電容量検出器とを備えることを特徴とする電子ハイハット。
2. 請求項１に記載した電子ハイハットにおいて、
   前記静電容量検出器は、
   前記トップシンバルに設けられていることを特徴とする電子ハイハット。
3. 請求項１または請求項２に記載した電子ハイハットにおいて、
   前記静電容量検出器が接続された前記トップ側検出用導体または前記ボトム側検出用導体は、前記トップシンバルまたは前記ボトムシンバルの周方向に沿って配置された少なくとも２つの導体で構成されており、
   前記静電容量検出器が接続されていない前記トップ側検出用導体または前記ボトム側検出用導体は、前記トップシンバルまたは前記ボトムシンバルの周方向に沿って配置された少なくとも１つの導体で構成されていることを特徴とする電子ハイハット。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した電子ハイハットにおいて、
   前記トップ側検出用導体および前記ボトム側検出用導体は、
   前記トップシンバルおよび前記ボトムシンバルの各全周に設けられていることを特徴とする電子ハイハット。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載した電子ハイハットにおいて、
   前記トップ側検出用導体および前記ボトム側検出用導体のうちの少なくとも一方は、
   前記トップシンバルと前記ボトムシンバルとが互いに対向して接触し合う面よりも内側に設けられていることを特徴とする電子ハイハット。

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