JP2739414B2 - 電子打楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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。

【０００２】

【従来の技術】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。これでは、自然楽器のハイハットに付属してい
るフットペダルを最下位位置まで踏み込んだ状態で、ス
ティックによって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
うに楽音発生手段が構成されている。さらに、スティッ
クで打撃する振動板が設けられ、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も設けられている。

【０００３】この電子打楽器では、上記指示手段がクロ
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
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の電子楽器によれ
ば、オープンハイハットとクローズドハイハットとは発
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を発生させ
るだけでなく、例えばスティックで打撃せずに、単にペ
ダルを踏むだけで楽音を発生させることがある。従っ
て、上記の電子楽器では、自然楽器のハイハットにおけ
るペダル操作だけによる楽音を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。

【０００５】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、ペダル等の操作子を操作するだけで発生された
ハイハットも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。

【０００６】

【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、本発明は、振動板が打撃を受けたことを検出する
打撃検出手段と、操作に応じた連続的な操作情報を出力
する操作子と、前記操作子の操作情報から操作子の操作
位置を検出する操作子検出手段と、前記打撃検出手段が
打撃を検出したとき、前記打撃検出手段が検出した打撃
強度と、前記操作子検出手段が検出した操作子の操作位
置とに応じて制御された第１の楽音信号を発生する第１
の楽音発生手段と、前記打撃検出手段が打撃を検出する
ことなく、前記操作子検出手段が前記操作子の所定位置
の操作を検出したとき、前記第１の楽音信号とは異なる
第２の楽音信号を発生する第２の楽音発生手段とを、備
えたものである。第２の楽音発生手段は、前記打撃検出
手段が打撃を検出することなく、前記操作子が所定位置
まで操作されたことと、その時の前記操作子の操作速度
とを、前記操作子検出手段が検出し、その検出結果に応
じた、前記第１の楽音信号とは異なる第２の楽音信号を
発生するものとすることもできる。

【０００７】

【作用】本発明によると、振動板が打撃されたことを打
撃検出手段が検出し、かつ操作子が操作されて発生した
連続的な操作情報から操作子検出手段が操作子の位置を
検出すると、検出された打撃強度と、検出された操作子
の位置とに応じて制御された第１の楽音信号を、第１の
楽音発生手段が発生する。一方、振動板が打撃されず
に、操作子が所定位置まで操作されると、これを操作子
検出手段が検出し、第２の楽音発生手段が、第１の楽音
信号とは異なる第２の楽音信号を発生する。

【０００８】

【実施例】図１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、ゴム質の板を貼り付けることによってス
ティックで打撃面を打撃したときの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
クロホン等からなり、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、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すディジタル信号が
ＣＰＵ１０に供給される。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】音源回路１６は、オープンハイハットを発
生させるためのもので、音源回路１７は、クローズドハ
イハットを発生させるためのもので、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
で打撃せずに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。

【００１２】図２に示すように、各音源回路１６乃至１
８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。

【００１３】図３は、音源回路１６の波形メモリ２０に
記憶されてい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
み音の場合も同様に減衰部分の振幅を大きくしてある。

【００１４】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だし速度）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。

【００１５】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３
２によりなる累算器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。

【００１６】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、図４に示すように各折れ点ＢＰ
１、ＢＰ２、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ＢＰ
１、ＢＰ２、ＢＰ３、ＢＰ４間の各増加率ＲＴ１、ＲＴ
２、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。

【００１７】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Ｔｓに同期）に同期して、次の動作を行う。

【００１８】（１）レジスタ２８の値は、レジスタ３０
の値（当初はクリア（０）されている。）と加算器３２
によって加算される。 （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の値が大きいときには、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）加算された値の方が大きいときには、比較器３６
は信号ＩＮＴ（各折れ点に到達したことを表す信号）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。

【００１９】ＣＰＵ１０は、信号ＩＮＴを受けると、次
の折れ点ＢＰ２、この折れ点までの増加率ＲＴ２をそれ
ぞれのレジスタ３８、２８に供給する。

【００２０】以下、同様に次の折れ線が形成される。但
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。即ち、レジスタ２８の値の符号が正のときには、レ
ジスタ３８の値よりも加算された値の方が大きいと、信
号ＩＮＴを発生し、逆にレジスタ２８の値の符号が負の
ときには、上記の関係とは逆のとき、信号ＩＮＴを発生
するようにする。

【００２１】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、図１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ＣＰＵ１０によって制御される。ま
た、リバーブ部２６は、場合によっては不要である。

【００２２】次に、図５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う制御について説明する。この制御
は、大まかに言うと、次の３つからなる。

【００２３】（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。

【００２４】（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。

【００２５】（３）スティックで振動板を打撃せず、フ
ットペダル１２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。

【００２６】即ち、図示しないタイマーから一定時間
（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は図５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）。この答がイエスである
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）。この答がノー
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）。

【００２７】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、図６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からその時の打撃
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ｐに応じて数１のような演算をし、

【数１】 ＢＰｎ＝ｂｎ＋（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ＢＰｎ＝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からその時の打撃強度に対応する
ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４を読みだし、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
の位置に応じて上記と同様な演算を行って、各増加率Ｒ
Ｔ１、ＲＴ２、ＲＴ３、ＲＴ４を算出する。なお、図４
から明らかなようにＲＴ１は、正の値であるが、ＲＴ
２、ＲＴ３、ＲＴ４は負の値である。次に、レジスタ２
８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）。

【００２８】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、この答はノーとな
り、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。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に書き込む。

【００２９】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の答がイエスとなり、音源回路１７の作動を
開始する（ステップＳ１６）。この作動は、音源回路１
７の波形メモリ２０からディジタル信号の読みだしを開
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、Ｂ
Ｐ２、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時のフットペダル１２の位置に
応じてエンベロープを制御する。

【００３０】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の答がノーの場合、ステップＳ
１２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、この答がノーであると、ステップＳ１４が実
行される。しかし、フラグが０であるので、音源回路１
６、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
が信号を発生するごとにステップＳ２、Ｓ４、Ｓ１２、
Ｓ１４が繰り返され、最下位位置まで踏み込まれると、
ステップＳ１２の答がイエスとなる。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Ｓ
２０）、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だし、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ＢＰ
１、ＢＰ２、ＢＰ３と、ＲＴ１、ＲＴ２、ＲＴ３、ＲＴ
４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。

【００３１】次にタイマーが信号を発生したとき、ステ
ップＳ２、Ｓ４、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、
Ｒ１、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。

【００３２】ＣＰＵ１０は、エンベロープの最後の折れ
線のデータＢＰ４（０）、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（０）する。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、打撃検出手段が打撃を検出し、かつ操作子検出手
段が操作子の操作を検出した場合、打撃検出手段が検出
した打撃強度と、操作子検出手段が検出した操作子の操
作位置とに制御された第１の楽音信号を、第１の楽音発
生手段が発生するので、変化に富んだ楽音を発生するこ
とができる。また、打撃検出手段が打撃を検出せず、操
作子検出手段が操作子の所定位置への操作を検出した場
合、操作子検出手段が検出した操作子の操作状態に応じ
て、第１の楽音信号とは異なる第２の楽音信号を第２の
楽音発生手段が発生するので、例えば足踏み音を発生す
ることができる。このように打撃のない状態において
も、第１の楽音信号と異なる第２の楽音信号を発生する
ことができるので、例えば第１の楽音信号の発生状態か
ら、操作子を所定位置まで操作することによって、第１
の楽音信号から第２の楽音信号に連続的に発生する楽音
を変化させることができる。また、請求項２記載の発明
によれば、操作子が所定位置まで操作されたことだけで
なく、操作子の操作速度にも応じて第２の楽音信号を発
生するので、より精密に例えば自然楽器のハイハットで
発生する足踏み音をシミュレートすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子打楽器の１実施例のブロック
図である。

【図２】同実施例に用いられている音源回路のブロック
図である。

【図３】図２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である。

【図４】図２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である。

【図５】本実施例の動作フローチャートである。

【図６】スティックによる打撃強度と図４の各折れ点と
の関係を示す図である。

【符号の説明】

１０ ＣＰＵ（操作検出手段） １２ ペダル（操作子） １８ 音源回路（楽音発生手段） ２４ エンベロープ制御部（制御手段）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動板が打撃を受けたことを検出する打
   撃検出手段と、 操作に応じた連続的な操作情報を出力する操作子と、 前記操作子の操作情報から操作子の操作位置を検出する
   操作子検出手段と、 前記打撃検出手段が打撃を検出したとき、前記打撃検出
   手段が検出した打撃強度と、前記操作子検出手段が検出
   した操作子の操作位置とに応じて制御された第１の楽音
   信号を発生する第１の楽音発生手段と、 前記打撃検出手段が打撃を検出することなく、前記操作
   子検出手段が前記操作子の所定位置の操作を検出したと
   き、前記第１の楽音信号とは異なる第２の楽音信号を発
   生する第２の楽音発生手段とを、 備えた電子打楽器。
2. 【請求項２】 前記第２の楽音発生手段は、前記打撃検
   出手段が打撃を検出することなく、前記操作子が所定位
   置まで操作されたことと、その時の前記操作子の操作速
   度とを、前記操作子検出手段が検出し、その検出結果に
   応じた、前記第１の楽音信号とは異なる第２の楽音信号
   を発生するものである請求項１記載の電子打楽器。