JP2639557B2

JP2639557B2 - 電子打楽器

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Publication number: JP2639557B2
Application number: JP63095212A
Authority: JP
Inventors: 祐司山下
Original assignee: ROORANDO KK
Current assignee: ROORANDO KK
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1988-04-18
Publication date: 1997-08-13
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JPH01266596A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、ハイハット（シンバル）のような自然打
楽器と同様な楽音を発生させる電子打楽器に関する。

＜従来技術＞従来、上記のような電子打楽器には、例えば特開昭62
−66295号公報に開示されているようなものがある。こ
れは、自然楽器のハイアットに付属しているフットペダ
ルを最下位位置まで踏み込んだ状態でスティックでシン
バルを打撃したときに発生する楽音（クローズドハイハ
ット）と、フットペダルを全く踏まずにスティックでシ
ンバルを打撃したときに発生する楽音（オープンハイハ
ット）とを、選択的に発生するように楽音発生手段を構
成し、スティックで打撃する振動板を設け、クローズド
ハイハットまたはオープンハイハットを発生するかを楽
音発生手段に指示する指示手段を設け、この指示手段が
クローズドハイハットを発生することを指示していると
き、スティックで振動板が打撃されると、クローズドハ
イハットを楽音発生手段に発生させ、指示手段がオープ
ンハイハットを発生することを指示しているとき、ステ
ィックで振動板が打撃されると、オープンハイハットを
発生させるものである。

＜発明が解決しようとする課題＞上記の電子打楽器によれば、オープンハイハットとク
ローズドハイハットのは発生することができる。ところ
が、自然楽器のハイハットを演奏する場合、上記のオー
プンハイハットとクローズドハイハットを発生させるだ
けではなく、例えば、ペダルを完全に踏みこまないで中
間位置まで踏んで、スティックでシンバルを打撃して楽
音を発生したり、オープンハイハットまたはクローズド
ハイハットを発生させた後、ペダル操作を行って、オー
プンハイハットやクローズドハイハットのエンベロープ
を変化させたりすることがある。従って、上記の電子打
楽器では、自然楽器のハイハットを完全にシミュレート
することができないという問題点があった。

この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、自然楽器のハイハットをシミュレートすることがで
きる電子打楽器を提供することを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞上記の問題点を解決するため、この発明は、振動板が
打撃を受けたことと、その打撃強度とを、検出する打撃
検出手段、操作子と、この操作子の操作位置を検出する
操作子検出手段と、前記打撃検出手段と前記操作子検出
手段との検出結果に基づいて、楽音信号を発生する楽音
信号発生手段と、前記楽音信号発生手段により発生され
た楽音信号に付与するエンベロープ信号を形成するエン
ベロープ形成手段とを、有している。この発明は、前記
打撃検出手段が打撃を検出すると、前記打撃検出手段に
より検出された打撃強度と前記操作子検出手段により検
出された操作位置との双方に応じて、前記楽音信号発生
手段が、楽音信号の発生を、前記エンベロープ形成手段
がエンベロープ信号の形成を、それぞれ行い、発生され
た楽音信号に、形成されたエンベロープ信号が付与され
る第１の楽音発生モードも有している。さらに、この発
明は、前記操作子の所定操作を前記操作子検出手段が検
出すると、その所定操作に応じて、前記楽音信号発生手
段が楽音信号の発生を、前記エンベロープ形成手段が、
エンベロープ信号の形成を、それぞれ行い、発生された
楽音信号に、形成されたエベロープ信号が付与される第
２の楽音発生モードを有している。更に、この発明は、
前記２つの楽音発生モードにおける楽音信号発生開始
後、前記エンベロープ形成手段が、少なくともエンベロ
ープ信号の変化率を前記操作子の操作位置に応じた値に
変更制御する。

＜作用＞この発明によれば、第１の楽音発生モードでは、打撃
検出手段が打撃されたことを検出すると、楽音信号発生
手段が、そのとき検出された打撃強度と、操作子検出手
段が検出した操作位置との双方に応じて、楽音信号を発
生する。同時に、エンベロープ形成手段が、検出された
打撃強度と、操作子検出手段が検出した操作位置との双
方に応じて、エンベロープ信号を形成する。第２の楽音
発生モードでは、操作子の所定操作を操作子検出手段が
検出すると、楽音信号発生手段が、その操作子の所定操
作に応じて、楽音信号を発生する。同時に、エンベロー
プ形成手段が、操作子の所定操作に応じて、エンベロー
プ信号を形成する。第１及び第２の楽音発生モードいず
れでも、発生された楽音信号に、エンベロープ信号が付
与される。この楽音信号の発生開始後、エンベロープ形
成手段は、少なくともエンベロープ信号の変化率を、操
作子の操作位置に応じた値に変更制御する。楽音信号の
発生開始後に、例えば、操作子を変更すると、楽音信号
に付与されるエンベロープ信号の変化率が、操作子の操
作の前後において、変更される。

＜実施例＞第１図において、２は打撃検出部で、図示しない振動
板に設けられたピックアップ４を有している。振動板
は、合板等の上面に打撃面としてゴム質の板を貼り付け
たもので、ゴム質の板を貼りつけることによってスティ
ックで打撃面を打撃したときに手に対する反発を良好に
している。ピックアップ４は、圧電素子またはマイクホ
ン等からなり、振動板の下面に設けられている。なお、
ピックアップ４としては振動板の下面に設けた圧電素子
やマイクロホンに代えて、打撃によって抵抗値が変化す
る感圧ゴムを打撃面に設けてもよい。ピックアップ４の
出力はエンベロープ検出部６に供給され、ここでピック
アップ４の出力のエンベロープが検出される。このエン
ベロープはA/D変換器８でディジタル変換され、CPU10に
供給される。即ち、スティックによる打撃強度を表わす
ディジタル信号がCPU10に供給される。

12はフットペダルで、これにはロータリエンコーダ14
が設けられており、フットペダル12の踏み込み位置を表
わすディジタル信号をCPU10に供給する。なお、ロータ
リエンコーダ14に代えて、フットペダル12の操作に応じ
て抵抗値が変化する可変抵抗器を設け、この可変抵抗器
の両端間に一定電圧を印加し、フットペダルの操作によ
って変化する電圧をA/D変換して、CPU10に供給するよう
にしてもよい。

CPU10は、A/D変換器８からのディジタル信号やロータ
リエンコーダ14からのディジタル信号に基づき、３種類
の音色の音源回路16乃至18のうちいずれかを選択して楽
音を発生させる。

音源回路16はオープンハイハットを発生するためのも
ので、音源回路17はクローズドハイハットを発生するた
めのもので、音源回路18は足踏み音（自然楽器のハイハ
ットにおいてスティックで打撃せずフットペダルを踏み
込んで２つのシンバルを互いに打ち合わせて発生させる
楽音）を発生するためのものである。

第２図に示すように各音源回路16乃至18は、波形メモ
リ20、ディジタルフィルタ22、エンベロープ制御部24、
リバーブ部26を備えている。波形メモリ20は、音源回路
16の場合、強打したときのオープンハイハットをPCM録
音したディジタル信号を記憶しており、音源回路17の場
合、強打したときのクローズドハイハットをPCM録音し
たディジタル信号を記憶しており、音源回路18の場合、
フットペダルの踏み込み速度が最大のときの足踏み音を
PCM録音したディジタル信号を記憶している。第３図
は、音源回路16の波形メモリ20に記憶されるオープンハ
イハットのエンベロープを示したもので、減衰部分はS/
N比を向上させるため、振幅を大きくしてある。他の音
源回路17、18の波形メモリ20に記憶されているクローズ
ドハイハットや足踏音の場合も同様に減衰部分の振幅を
大きくしてある。

波形メモリ20の各ディジタル信号はアドレス発生手段
27が発生するアドレス信号によって順次読み出される。
なお、アドレス発生手段27が発生するアドレス信号の速
度（ひいては波形メモリ20からのディジタル信号の読み
出し速度）はCPU10によって指示される。波形メモリ20
から読み出された各ディジタル信号はディジタルフィル
タ22で音色加工され、エンベロープ制御部24に供給され
る。なお、ディジタルフィルタ22の特性はCPU10によっ
て制御され、その係数は打撃強度やフットペダル位置に
より変化する。

音色加工された各ディジタル信号はエンベロープ制御
部24でエンベロープが付与される。エンベロープ制御部
24は、レジスタ28、30、加算器32よりなる累算器34を備
え、さらに比較器36とレジスタ38と、乗算器40とを備え
ている。このエンベロープ制御部24によって付与される
エンベロープは、第４図に示すように各折れ点BP1、BP
2、BP3、BP4をつなぐ折れ線状に形成され、各折れ点の
レベル値は、CPU10によって決定され、レジスタ38に供
給される。また、各折れ点BP1、BP2、BP3、BP4間の各増
加率RT1、RT2、RT3、RT4もCPU10によって決定され、累
算器34のレジスタ28に順次供給される。まずレジスタ28
に値RT1、レジスタ38に値BP1が供給されると、図示しな
いタイミング発生器（波形メモリから波形を読み出すサ
ンプリングクロックT_sに同期）に同期して、次の動作を
行なう。

（１）レジスタ28の値はレジスタ30の値（当初はクリア
（Ｏ）されている。）と加算される。

（２）加算された値はレジスタ38の値と比較器36で比較
される。

（３）レジスタ38の値が大きいときは、加算された値を
切換スイッチ41を介してレジスタ30に記憶する。

（４）加算された値のほうが大きいときは、比較器36は
信号INT（折れ点に到達したという信号）を発生する。

（５）信号INTはCPU10に送られると共に、切換スイッチ
41を切り換えてレジスタ38の値をレジスタ30に記憶させ
る。

（６）レジスタ30の値と波形の振幅値とを乗算器40によ
り乗算する。

CPU10は、折れ点に到達したという信号INTを受ける
と、次の折れ点迄のBP2、RT2をそれぞれのレジスタ38、
28に供給する。

以下、同様に次の折れ線が形成される。ただし、次の
折れ線では前の折れ線と異なり、下降線であるから比較
する際には逆の関係となる。このとき、レジスタ28の値
が前の折れ線（RT1）では正、次の折れ線（RT2）では負
であるから、このレジスタ28に記憶される値の符号によ
り比較器36の処理を変更する。すなわち、レジスタ28の
値の符号が正のときは、レジスタ38の値よりも加算され
た値のほうが大きいと、信号INTを発生し、逆にレジス
タ28の値の符号が負のときは、上記の関係と逆のとき信
号INTを発生するようにする。

このようにしてエンベロープが付与されたディジタル
信号はリバーブ部26でリバーブ（残響）が付与され、D/
A変換器（図示せず）でアナログ信号に変換され、ロー
パスフィルタ（図示せず）で高調波が除去された後、第
１図に示す増幅器42で増幅された後、スピーカ44に供給
され、これを駆動する。なお、リバーブ部26の特性もCP
U10によって制御される。また、リバーブ部26は、場合
によって不要である。

次に第５図に示すフローチャートを参照して、CPU10
がスティックによる打撃やフットペダルの操作に基づい
て行なう制御について説明するが、この制御は、大まか
にいうと、次の３つからなる。

（１）スティックで振動板が打撃され、フットペダル12
が最下位位置まで踏み込まれていない場合、音源回路16
を作動させて、オープンハイハットを発生し、そのとき
のフットペダル12の位置とスティックによる打撃強度に
応じてエンベロープを付与し、その後のフットペダル12
の位置に応じてエンベロープを制御する。

（２）スティックで振動板が打撃され、フットペダル12
が最下位位置まで踏み込まれている場合、音源回路17を
作動させ、クローズドハイハットを発生し、打撃強度に
応じてエンベロープを付与する。

（３）スティックで振動板を打撃せず、ヘットペダルを
最下位位置まで踏み込んだ場合、音源回路18を作動さ
せ、足踏み音を発生し、そのときのフットペダル12の踏
み込み速度に応じてエンベロープを付与し、その後のフ
ットペダル12の位置に応じてエンベロープを制御する。

即ち、図示しないタイマから一定時間（例えば２〜3m
秒）経過するごとに発生される信号に応動して、CPU10
は第５図に示すルーチンを実行し、まずフットペダル12
の位置を検出し、記憶する（ステップS2）。次にスティ
ックによる打撃があったか判断する（ステップS4）。こ
の答がYESであると、先に検出記憶したフットペダル12
の位置が最下位位置であるか判断する（ステップS6）。
この答がNOであると、スティックで打撃されているが、
フットペダル12は最下位位置まで踏み込まれていないの
で、音源回路16を作動させる（ステップS8）。

この音源回路16の作動としては、まずアドレス発生手
段27にアドレス信号の発生を開始させ、音源回路16の波
形メモリ20からディジタル信号を読み出させる。そし
て、第６図に示すような各打撃強度と各折れ点との関係
を記憶しているROMからそのときの打撃強度に対応する
値b1、b2、b3を読み出す。これらの値b1、b2、b3を先に
検出記憶したフットペダル12の位置ｂに応じて次のよう
な演算をし、 BP_n＝b_n＋（ａ−ｐ）（ｎ＝１、２、３）各折れ点の値BP1、BP2、BP3を得る。なお、ａ、ｐは
予め定めた定数であり、ａ＜ｐならBP_n＝b_nとする。そ
して同様に各打撃強度と増加率との関係を記憶している
ROMからそのときの打撃強度に対応する増加率r1、r2、r
3、r4を読み出し、これらの値r1、r2、r3、r4を先に検
出記憶したフットペダル12の位置ｐに応じて上記と同様
な演算を行なって、各増加率RT1、RT2、RT3、RT4を算出
する。なお、第４図から明らかなようにRT1は正の値で
あるが、RT2、RT3、RT4は負の値である。次に、レジス
タ28にBP1を、レジスタ38にRT1をそれぞれ書き込む。こ
れに続いて、CPU10はフラグを１とし、リターンする
（ステップS10）。

次にタイマーが信号を発生すると、ステップS2でフッ
トペダルの位置ｐ′を検出記憶し、ステップS4で打撃が
あるか判断するが、この答はNOとなり、フットペダル12
が最下位位置であるか判断する（ステップS12）。この
答はNOであるので、フットペダル12の位置に対応させて
エンベロープを制御するステップS14。即ち、フラグの
値が先に１とされているので、音源回路16の制御を行な
うが、その制御はフットペダル12の位置ｐ′が先のペダ
ル位置ｐと同じならば何もしないが、変化がある場合に
はそのペダル位置に対応したエンベロープの折れ点の値
と増加率を求め、レジスタ28、38に書込む。

もし、初めて打撃が検出されたとき、フットペダル12
が最下位位置まで踏み込まれていると、ステップS6の答
がYESとなり、音源回路17の作動を開始する（ステップS
16）。この作動は音源回路17の波形メモリ20からディジ
タル信号の読み出しを開始するようにアドレス発生手段
27を制御し、上記と同様に打撃強度及びフットペダル12
の位置（この場合、最下位位置である。）に応じて各折
れ点BP1、BP2、BP3、増加率RT1、RT2、RT3、RT4を算出
し、上記と同様にして、エンベロープを制御し、フラグ
を２とし（ステップS18）、リターンする。そして、タ
イマーが信号を発生すると、ステップS14において上記
と同様にそのときのフットペダル12の位置に応じてエン
ベロープを制御する。

また、初めから打撃が検出されなかったとき、即ち、
ステップS4の答がNOの場合、ステップS12においてフッ
トペダル12が最下位位置であるか判断するが、この答が
NOであるとステップS14が実行されるが、フラグがＯで
あるので、音源回路16、17、18いずれも作動しない。そ
して、フットペダル12が最下位位置まで踏み込まれるま
で、タイマー信号が発生するごとにステップS2、４、1
2、14が繰返され、最下位位置まで踏み込まれると、ス
テップS12の答がYESとなる。これによって前回タイマー
が信号を発生したときのペダル位置と今回のペダル位置
との差によってペダルの踏み込み速度が算出され（ステ
ップS20）、次いで音源回路18を作動させる（ステップS
22）。この作動は音源回路18の波形メモリ20からディジ
タル信号を読み出し、踏み込み速度とフットペダル12の
位置とに応じて上記と同様に各折れ点BP1、BP2、BP3
と、増加率RT1、RT2、RT3、RT4を算出し、上記と同様に
エンベロープの制御を開始する。そして、フラグを３と
し（ステップS24）、リターンする。

次にタイマーが信号を発生したとき、ステップS2、S
4、S12を経て、ステップS14が実行される。今回はフラ
グが３であるので、上述したのと同様にフットペダル12
の位置に応じてエンベロープが制御される。即ち、フッ
トペダル12が踏み込まれたままであると、先に算出した
BP1、BP2、BP3と、RT1、RT2、RT3、RT4とに基づいてエ
ンベロープが制御され、フットペダル12の位置が変更さ
れていると、その時の位置に応じて新たにBP1、BP2、BP
3と、RT1、RT2、RT3、RT4を算出し、これらの値に基づ
いてエンベロープが制御される。

CPU10は、エンベロープの最後の折れ線のデータBP4
（Ｏ）、RT4をそれぞれのレジスタ38、28に記憶させ、
次に信号INTを受けると、エンベロープが終了したこと
になるので、フラグ及びレジスタ28をクリア（Ｏ）す
る。

＜発明の効果＞以上のように、この発明によれば、振動板への打撃が
行われると、その時の操作子の位置に対応して第１の楽
音発生モードによって、楽音が発生され、しかも、その
楽音は、打撃と強度と操作子の操作位置とに応じたエン
ベロープが付与されたものである。また、操作子のみが
所定の操作をされると、第２の楽音発生モードにおい
て、楽音が操作子の操作に応じたエンベロープが付与さ
れた楽音が発生する。そして、これらいずれのモードに
おいても、楽音の発生中にさらに操作子が操作させる
と、その操作に応じたエベロープ信号が変更制御され、
楽音の発生中に操作子の操作に応じたエンベロープに変
更制御することができる。従って、自然打楽器における
操作子と楽音との関係を精巧にシミュレートすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電子打楽器の１実施例のブロッ
ク図、第２図は同実施例に用いられている音源回路のブ
ロック図、第３図は第２図の音源回路の波形メモリに記
憶される楽音のエンベロープ波形図、第４図は第２図の
エンベロープ制御部によって付与されるエンベロープ波
形を示す図、第５図は同実施例の動作のフローチャー
ト、第６図はスティックによる打撃強度と第４図の各折
れ点との関係を示す図である。２……打撃検出部、12……フットペダル（操作子）、14
……ロータリエンコーダ（操作位置検出手段）、16乃至
18……音源回路（楽音発生手段）、24……エンベロープ
制御部（変更制御手段）、10……CPU（変更制御手
段）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】振動板が打撃を受けたことと、その打撃強
度とを、検出する打撃検出手段（２）と、操作子（12）と、この操作子（12）の操作位置を検出する操作子検出手段
（14）と、前記打撃検出手段（２）と前記操作子検出手段（14）と
の検出結果に基づいて、楽音信号を発生する楽音信号発
生手段（20、27）と、前記楽音信号発生手段（20、27）により発生された楽音
信号に付与するエンベロープ信号を形成するエンベロー
プ形成手段（10、24）と、前記打撃検出手段（２）が打撃を検出すると、前記打撃
検出手段（２）によって検出された打撃強度と、前記操
作子検出手段（14）により検出された操作位置との双方
に応じて、前記楽音信号発生手段（20、27）が楽音信号
の発生を、前記エンベロープ形成手段（10、24）がエン
ベロープ信号の形成を、それぞれ行い、発生された楽音
信号に、形成されたエンベロープ信号が付与される第１
の楽音発生モードと、前記操作子（12）の所定操作を前記操作子検出手段（1
4）が検出すると、その所定操作に応じて、前記楽音信
号発生手段（20、27）が楽音信号の発生を、前記エンベ
ロープ形成手段（10、24）がエンベロープ信号の形成
を、それぞれ行い、発生された楽音信号に、形成された
エンベロープ信号が付与される第２の楽音発生モードと
を有し、更に、前記２つの楽音発生モードにおける楽音信号発生
開始後に、前記エンベロープ形成手段（10、24）が、少
なくともエンベロープ信号の変化率を前記操作子（12）
の操作位置に応じた値に変更制御することを特徴とする
電子打楽器。