JP2944042B2 - 電子打楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子打楽器に関し、特に打撃強度と打撃位
置とを検出するものに関する。

［従来の技術］ 従来、電子打楽器において、打撃位置を検出するもの
としては、例えば実公昭52−46731号公報、特開昭56−1
26893号公報に開示されているようなものがある。実公
昭52−46731号公報の技術は、面抵抗体と導電膜とを間
隔を隔てて配置し、導電膜を打撃して、導電膜を面抵抗
体に接触させることによって、導電膜と面抵抗体との間
の抵抗値を変化させて、打撃位置を検出するものであ
る。また、特開昭56−126893号公報の技術は、複数の打
撃位置検出用のセンサを設け、これらのいずれが打撃さ
れたかによって打撃位置を検出するものである。また、
打撃位置と打撃強度とを検出するものとしては、特表昭
62−501653号公報に開示されているものがある。これ
は、下から順に導電層、感圧素子、抵抗シートを積層
し、打撃位置の検出は、抵抗シートを打撃した際の抵抗
シートの抵抗値の変化によって検出し、打撃強度の変化
は感圧素子の抵抗変化によって検出するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、実公昭52−46731号公報、特開昭56−126893
号公報の技術によれば、打撃位置の検出はできるが、打
撃強度の検出はできないという問題点があった。また、
特表昭62−501653号公報の技術によれば、打撃強度と打
撃位置とを検出することはできるが、単一方向（例えば
Ｘ−Ｘ′方向）のみしか打撃位置を検出できないため、
実用的ではなく、他の方向（例えばＹ−Ｙ′方向）の打
撃位置を検出することができないという問題点があっ
た。また、打撃強度や打撃位置の検出は、抵抗シートや
感圧素子の抵抗値の変化を検出することによって行なっ
ているが、そのため、打撃位置検出用の電源と打撃強度
検出用の電源とが個別に必要であり、回路構成が複雑に
なるという問題点もあった。

本発明は上記の各問題点を解決した電子打楽器を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明は、演奏者が打
撃を与える打面と、この打面の下面に張り合わせた第１
の電極と、この第１の電極の下面に張り合わせられ、上
記打面への打撃強度に応じて抵抗値が変化する感圧抵抗
素子と、この感圧抵抗素子の下部に設けた抵抗面と、こ
の抵抗面に設けられ、上記打面への打点位置に応じて互
いの間の抵抗値の比率が変化する第２及び第３の電極と
を、備えたものである。

また、第２及び第３の電極にそれぞれ固定抵抗器の一
端を接続し、他端を相互に接続し、第１電極と上記固定
抵抗器の相互接続点との間に定電流源を接続し、上記固
定抵抗器間の電圧及び上記定電流源間の電圧に基づいて
打点位置及び打撃強度を検出することもできる。

［作用］ 打面上の任意の位置を打撃すると、打撃された打面の
下方に位置している感圧抵抗素子の部分が抵抗面に接触
する。この接触によって、抵抗面に設けられた第２及び
第３の電極間の抵抗値の比率が変化する。また、このと
きの打撃力に応じて、感圧抵抗素子の抵抗値も変化す
る。従って、第２及び第２の電極間の抵抗値の比率変化
を検出することによって打撃位置を検出することがで
き、感圧抵抗素子の抵抗値の変化を検出することによっ
て打撃強度を検出することができる。

このような第２及び第３の電極間の抵抗値の比率変化
と、感圧抵抗素子の抵抗値の変化を検出するために、上
述したように抵抗器や定電流源が用いられている。

［実施例］ 第２図は、本発明による電子打楽器の第１の実施例の
ブロック図で、この実施例は同図に示すように打撃部２
を有している。この打撃部２は、中央にヘッド部４を有
し、その外周囲にリム部６を有している。ヘッド部４
は、第３図に示すようにボディ８に、ばね、ゴム等の緩
衝部材10を介して支持されており、下側よりベース12、
ベッド部センサ14、ゴム等のパッド16からなる。また、
リム部６は、下からリム部センサ18、ゴム等のパッド20
からなる。

第１図にヘッド部センサ14の詳細な縦断面図を示す。
このヘッド部センサ14は最下層にフィルム等によって円
形に形成した絶縁体22を有し、その上面にカーボン等か
らなる円形の抵抗面24が張り合わされている。この抵抗
面24の円周部には環状の電極26が設けられている。ま
た、この抵抗面24の中心にも電極28が設けられている。
これら電極26、28は、例えば銀箔等の導体によって構成
されている。この抵抗面24と間隔を隔てて上方に円形の
感圧抵抗素子30が設けられている。この間隔を隔てるた
めに、抵抗面24と感圧抵抗素子30との間に環状のスペー
サ32が設けられている。なお、スペーサ32としては、環
状のもの以外にドット状のものも使用することができ
る。感圧抵抗素子30の上面には、円形の電極34が張り合
わされている。この電極34も銀箔等の導体によって形成
されている。さらに、この電極34の上面には、可撓性の
あるフィルムからなる円形の打面36が張り合わされてい
る。

このようなヘッド部センサ14の打面36を例えば第４図
に示すようにスティック38で打撃すると、打撃位置に対
応する打面36、電極34及び感圧抵抗素子30が撓み、感圧
抵抗素子30が抵抗面24に接触する。このときの打撃強度
に応じて第５図に示すように感圧抵抗素子30の抵抗値R1
が変化する。また、打撃位置、即ち感圧抵抗素子30が抵
抗面24に接触する位置の変更によって電極26、28間に構
成される抵抗値R2、R3の比率が変化する。

このような抵抗値R1、R2、R3の変化を検出するため
に、電極26、28、34は強さ・位置分離回路40に接続され
ている。この強さ・位置分離回路40を第６図に示す。こ
の強さ・位置分離回路40は、電極26、28にそれぞれ一端
を接続した固定抵抗器42、44を有し、これらの他端を相
互に接続し、この相互接続点と電極34との間に定電流源
46を接続したものである。なお、固定抵抗器42、44の抵
抗値は、等しくかつR2、R3よりも比較的大きな値とする
ことが望ましい。

このような回路において、例えば抵抗器44間の電圧V_A
は、抵抗器42、44の抵抗値をＲ、定電流源46からの電流
をI_sとすると、 で表わされる。ここでR2＋R3の値は一定であるので、R3
の値の変化に応じてV_Aが変化する。R3、R2の比率は上述
したように打撃位置の変化によって変化するので、R3の
値も打撃位置に応じて変化する。従って、V_Aを測定する
ことによって打撃位置を検出することができる。なお、
同様に抵抗器42間の電圧を測定することによっても、打
撃位置を検出することができる。

また、抵抗器42、44の他端の相互接続点と電極34との
間の電圧V_Fは、 で求められる。ここで、Ｒの値をR2、R3に比較して大き
く設定しているので、 V_F≒（R1＋R/2）I_s とみなせる。ここで、R/2の値は一定でかつ、R1の変化
は上述したように打撃強度に比例しているので、V_Fを測
定し、その測定値から（R/2）I_sを減算することによっ
て打撃強度を測定することができる。なお、Ｒの値をR
2、R3に比較して大きく設定できない場合には、電極2
6、28間の電圧をV_Dとし、理想的な打撃強度に対応する
電圧をV_Oとした場合、 V_O＝V_F−ａ×|V_D| の演算を行なうことによって理想的に打撃強度を測定す
ることができる。ここで、ａは係数で、抵抗面24の抵抗
値やＲにより最適値は変化するので、これら回路定数を
設定した後に、上式を満足するようにａを設定すればよ
い。

このようにして測定されたV_A、V_Fは、第２図に示すA/
D変換器47によってディジタル信号に変換されて、CPU48
に供給される。なお、V_Oを演算する場合には、V_F、V_Dを
A/D変換器47によってディジタル信号に変換した後に、C
PU48によって上述した式に基づいてV_Oを算出する。

リム部センサ18も、基本的にはヘッド部センサ14と同
様に構成されている。但だし、第７図に示すように絶縁
体22a、抵抗面24a、感圧抵抗素子30a、電極34a、打面36
aがそれぞれ環状に形成されている点と、第８図に示す
ように電極26a、28aが抵抗面24aの両端に設けられてい
る点が異なる。これら各電極2a、28a、34aは、上述した
強さ・位置分離回路40と同一の構成の強さ・位置分離回
路40aに接続され、強さ・位置分離回路40aによって打撃
強度、打撃位置が検出され、A/D変換器47によってディ
ジタル信号に変換されて、CPU48に供給される。

CPU48は、このようにして供給されたヘッド部センサ1
4及びリム部センサ18からの打撃強度情報及び打撃位置
情報に基づいて音源50を制御して、打撃強度及び打撃位
置に応じた楽音を発生させる。通常、音源50には音の種
類、音の大きさ、音程、音質等のパラメータがあるが、
打撃強度及び打撃位置情報を、これらパラメータに自由
に割り当てて、楽音を発生させる。また、リム部６とヘ
ッド部４とを同時に打撃したときには、それぞれ別のパ
ラメータに、これらリム部６からの打撃強度及び打撃位
置情報と、ヘッド部４からの打撃強度情報及び打撃位置
情報を割り当てると、アコースティックなドラムを叩い
たときと同じ様な楽音が得られる。この楽音はAMP52で
増幅された後に、スピーカ54より拡声される。なお、56
は、CPU48が実行するプログラムが記憶されているROM、
58はCPU48がプログラムを実行する際にデータの授受を
行なうRAMである。

第２の実施例を第９図及び第10図に示す。この実施例
は、第10図に示すように抵抗面24bの中心に設けた電極2
8bを外部に引出線60を用いて引き出したものである。そ
の製造は、次のように行なわれる。まず第９図（ａ）に
示すように引出部62を有する絶縁フィルム22の中心に電
極28bを印刷すると共に、この電極28bから引出部62に向
って直線状に引出線60を印刷する。次に同図（ｂ）に示
すように引出線60における抵抗面24b上にある部分を絶
縁するために印刷を行なう。64がその絶縁印刷部であ
る。次に同図（ｃ）に示すように抵抗面22bの周縁部に
環状に電極26bを印刷すると共に、この電極26bの引出線
66も印刷する。そして、同図（ｄ）に示すようにカーボ
ンを印刷して抵抗面24bを形成し、併せて引出線60、66
の上にも、これらに接続されるコネクタ部保護のためカ
ーボンを上塗する。68、70が、その上塗部である。な
お、第10図では、各電極26b、28b、引出線60、66、絶縁
印刷部64、抵抗面24b等の関係の理解を容易にするため
に、これらの厚さをかなり誇張して描いてあるので、抵
抗面24b上にかなりの段差が生じるように思えるが、実
際にはこれらの厚みはマイクロミリのオーダであるのに
対し、抵抗面24bの直径は数センチのオーダであるの
で、実際に生じる段差はマイクロミリオーダのもので動
作上問題は生じない。この第２の実施例のように絶縁フ
ィルムの中心から電極28bを引き出す場合に、引出線6
0、66等を絶縁フィルム22b上にパターンを印刷すること
によって形成すると、構造の単純化が図れる上にコスト
を軽減することができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明による電子打楽器によれば、打
撃した際に感厚抵抗素子が抵抗面に接触する構成である
ので、打撃した際の打撃位置に応じて第２及び第３の電
極間の抵抗の比率が変化し、打撃位置を検出することが
できる。従って、打面の任意の位置を打撃しても、打面
の中心位置からの距離を打撃位置として検出することが
できるので、より実用的な電子打楽器を供給できる。ま
た、打撃強度に応じて感圧抵抗素子の抵抗値が変化する
ので、この変化を検出することによって打撃強度を検出
することができる。従って、本発明によれば、打撃強度
と打撃強度を同時に検出することができる。しかも、こ
のような打撃位置や打撃強度の検出に必要な回路は、１
つの定電流源と２つの固定抵抗器だけであるので、回路
構成を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子打楽器の第１の実施例のヘッ
ド部のセンサの縦断面図、第２図は同第１の実施例のブ
ロック図、第３図は同第１の実施例の打撃部の縦断面
図、第４図は第１図のヘッド部センサを打撃した状態を
示す縦断面図、第５図は第１図のヘッド部センサが打撃
された際の等価回路図、第６図は第１の実施例の強さ・
位置分離回路の回路図、第７図は第１の実施例のリム部
センサの部分省略破断斜視図、第８図は第７図のリム部
センサの抵抗面の平面図、第９図（ａ）乃至（ｄ）は第
２の実施例の電極及び抵抗面の製造過程を示す図、第10
図は第９図（ｄ）のＡ−Ａ′線に沿う断面図である。 24……抵抗面、26、28……第２及び第３の電極、30……
感圧抵抗素子、34……第１の電極、36……打面、42、44
……固定抵抗器、46……定電流源。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】演奏者が打撃を与える打面と、 この打面の下面に張り合わせた第１の電極と、 この第１の電極の下面に張り合わせられ、上記打面への
   打撃強度に応じて抵抗値が変化する感圧抵抗素子と、 この感圧抵抗素子の下部に設けた抵抗面と、 この抵抗面に設けられ、上記打面への打点位置に応じて
   互いの間の抵抗値の比率が変化する第２及び第３の電極
   とを、 具備する電子打楽器。
2. 【請求項２】請求項１記載の電子打楽器において、第２
   及び第３の電極にそれぞれ固定抵抗器の一端を接続し、
   他端を相互に接続し、第１の電極と上記固定抵抗器の相
   互接続点との間に定電流源を接続し、上記固定抵抗器間
   の電圧及び上記定電流源間の電圧に基づいて打点位置及
   び打撃強度を検出する電子打楽器。