JP3367287B2 - 電子打楽器 - Google Patents
電子打楽器Info
- Publication number
- JP3367287B2 JP3367287B2 JP18717595A JP18717595A JP3367287B2 JP 3367287 B2 JP3367287 B2 JP 3367287B2 JP 18717595 A JP18717595 A JP 18717595A JP 18717595 A JP18717595 A JP 18717595A JP 3367287 B2 JP3367287 B2 JP 3367287B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- mode
- tone
- vibration mode
- shows
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自然打楽器を模倣した
電気的な楽音信号を生成する電子打楽器に関する。 【０００２】 【従来の技術】打楽器の演奏において、演奏者は、打楽
器の革等からなる打面を打ち、打面を振動させることに
より発音させることができる。電子打楽器は、打面の下
に振動センサを設けている。従来の電子打楽器は、打面
の振動を検出し、打面の振動の大きさに応じて、楽音の
音量を制御する。振動が大きいほど、大きな音量の楽音
を発音させることができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】自然打楽器は、演奏者
の演奏方法に応じて、音量だけでなく、音色も変化しう
る。音量は、演奏者が打面を打つ強さに応じて変化す
る。音色は、演奏者が打つ打面内位置に応じて変化しう
る。例えば、打面の真ん中を打つか、打面の縁周辺を打
つかによっても、音色は変化する。従来の電子打楽器で
は、演奏者の演奏方法に応じて、音量を制御することは
できても、音色を制御することはできない。 【０００４】なお、本明細書において、音色と言ったと
きには、ピッチの情報も含む。したがって、音色変化と
は、ピッチの変化をも含む。本発明の目的は、打面の振
動を検出することにより、演奏方法に応じて、音量だけ
でなく、音色を含めた楽音特性を制御することができる
電子打楽器を提供することである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】 本発明の一観点によれ
ば、電子打楽器は、外力により振動可能な振動体と、前
記振動体の振動を検出するための振動センサと、前記振
動センサが検出する振動に含まれる固有振動周波数を抽
出する抽出手段と、前記抽出手段が抽出する固有振動周
波数に応じて前記外力が加えられた打面の変位状態を表
す振動モードを検出する検出手段と、前記検出手段が検
出する振動モードに応じて、楽音の特性を制御し楽音信
号を生成する楽音特性制御手段とを有する。 【０００６】 【作用】振動体は、複数の固有振動モードを有する。複
数のフィルタを用いて、振動体が振動する際の振動周波
数を抽出することにより、振動体の振動周波数に応じた
音色等の楽音特性を制御することができる。 【０００７】 【実施例】図２は、本発明の第１の実施例による電子打
楽器の打面１１を示す外観図である。図２（Ａ）は、打
面１１の上面図であり、図２（Ｂ）は、打面１１の側面
図である。 【０００８】打面１１は、例えば太鼓の革の部分を模倣
した円形面であり、振動可能であれば革以外の素材でも
よい。演奏者は、打面１１を打ち、打面１１を振動させ
ることにより、発音させることができる。 【０００９】振動センサ１は、打面１１の下側に設けら
れ、打面１１の変位や加速度に応じて、打面１１の振動
モードや振動の大きさを検出する。振動モードは、演奏
者が打つ打面の箇所等により変化するモードであり、音
色変化の要因になる。振動モードの詳細は、後に説明す
る。振動の大きさは、演奏者が打面を打つ強さにより変
化するものであり、音量変化の要因になる。振動センサ
１は、振動モードを検出しやすくするため、打面１１の
中心点からずれた位置に設けられる。 【００１０】図３は、２次元モデルの複数の振動モード
の例を示す。打面１１は円形で周囲を固定されているも
のとする。したがって、円の周縁は常に振動の節とな
る。打面１１の振動は、２次元モデルで考えることがで
きる。振動モードは、演奏者が打つ打面の箇所を変えた
り、打面の一部を手で押さえながら打つこと等により変
化するものであり、少なくとも以下に示す８種類のモー
ドＭmnがある。各振動モードの図は、上が上面図であ
り、下が側面図である。＋印と−印は、それぞれの領域
の変位が互いに逆方向であることを示す。 【００１１】図３（Ａ）〜（Ｄ）は、振動モードＭm1で
あり、打面を同心円分割しないモードである。図３
（Ｅ）〜（Ｈ）は、振動モードＭm2であり、円Ａ１によ
り、打面を同心円分割するモードである。 【００１２】図３（Ａ）は、振動モードＭ01を示す。振
動モードＭ01は、打面の中心点が腹となって、打面全体
が同一方向に変位して、振動するモードである。打面の
中心点を打つと、このモードになりうる。図４（Ａ）
は、振動モードＭ01の打面を表す立体図である。等高線
Ｏは、打面振動の節である。 【００１３】図３（Ｂ）は、振動モードＭ11を示す。振
動モードＭ11は、直径Ｄ１により打面が２分割され、打
面の左半分と右半分が逆相になって振動するモードであ
る。打面の中心点から外れた箇所を打つと、このモード
になりうる。図４（Ｂ）は、振動モードＭ11の打面を表
す立体図である。等高線Ｏは、打面振動の節である。 【００１４】図３（Ｃ）は、振動モードＭ21を示し、２
直径Ｄ１，Ｄ２により打面を４分割したモードである。
図３（Ｄ）は、振動モードＭ31を示し、３直径Ｄ１，Ｄ
２，Ｄ３により打面を６分割したモードである。 【００１５】図３（Ｅ）は、振動モードＭ02を示す。振
動モードＭ02は、打面の周と同心円の節Ａ１を有し、打
面の中心点および外周に近いリング状部分が腹となって
振動するモードである。打面の中心点を打つと、このモ
ードになりうる。 【００１６】図３（Ｆ）は、振動モードＭ12を示す。振
動モードＭ12は、図３（Ｂ）のモードＭ11と図３（Ｅ）
のモードＭ02を組み合わせたようなモードであり、１直
径Ｄ１と同心円Ａ１の節を有し、打面の左半分と右半分
が逆相になって振動するモードである。打面の中心点か
ら外れた箇所を打つと、このモードになりうる。 【００１７】図３（Ｇ）は、振動モードＭ22を示す。振
動モードＭ22は、２直径Ｄ１，Ｄ２と同心円Ａ１の節を
有し、打面を８分割したモードである。図３（Ｈ）は、
振動モードＭ32を示す。振動モードＭ32は、３直径Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３と同心円Ａ１の節を有し、打面を１２分
割したモードである。 【００１８】振動モードＭmnは、それぞれ打面の固有振
動周波数ｆmnを有する。固有振動周波数ｆmnは、以下の
式により表される。 ｆmn＝（１／２π）×（Ｔ／ρ）1/2 ×（Ｐmn／Ｌ） ・・・（１） ここで、Ｔは打面の張力であり、ρは打面の面密度であ
り、Ｌは打面の半径である。Ｐmnは、定数であり、振動
モードＭmnに応じて以下の表のように表される。 【００１９】 【表１】【００２０】振動モードが異なると、音色が変化する。
一般的に、打面の分割数の多い振動モード程、高周波の
固有振動周波数を有する。打面の固有振動周波数ｆmnを
調べれば、打面の振動モードＭmnを検出することができ
る。次に、振動モードＭmnに応じて、音色等の楽音特性
を制御するための回路を説明する。 【００２１】図１は、本実施例による電子打楽器の全体
回路構成を示すブロック図である。振動センサ１は、演
奏者の演奏等に応じて振動する打面１１（図２（Ａ））
の振動を検出する。アンプ２は、振動センサ１が検出す
る振動信号を増幅する。増幅器２により増幅される振動
信号は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）Ｆ１，Ｆ２，Ｆ
３，…に供給される。 【００２２】バンドパスフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，…
は、それぞれ各振動モードに応じた異なる固有振動周波
数ｆmnの信号を通過させるフィルタである。例えば、バ
ンドパスフィルタＦ１は、固有振動周波数ｆ01の信号を
通過させ、バンドパスフィルタＦ２は、固有振動周波数
ｆ11の信号を通過させる。振動モードＭmnが図３（Ａ）
〜図３（Ｈ）に示すように８種類あるときには、８つの
バンドパスフィルタＦ１〜Ｆ８を設ければよい。 【００２３】バンドパスフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，…
は、対応する振動周波数の信号成分が多く含まれている
ときには、大きな振幅の信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…は、それぞれバンドパスフィルタ
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，…を通過する信号をデジタル信号に
変換し、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３に時分割で供
給する。 【００２４】マイクロプロセッサ３は、バンドパスフィ
ルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，…を通過する信号に応じて、振
動モードＭmnを検出する。例えば、信号がバンドパスフ
ィルタＦ１のみを通過したときには振動モードがＭ01で
あると判断し、信号がバンドパスフィルタＦ２のみを通
過したときには振動モードがＭ11であると判断する。 【００２５】ただし、振動モードＭmnは、いずれか１つ
のみが検出されるとは限らない。複数の振動モードＭmn
が検出されることもある。複数の振動モードが検出され
る例は、後に１次元モデルの場合で説明する。 【００２６】マイクロプロセッサ３は、検出される振動
モードＭmnに応じて、楽音パラメータを生成する。例え
ば、振動モードＭmnに応じて、音色を制御したり、効果
を付与することができる。また、振動振幅の大きさに応
じて、音量を制御する。 【００２７】音源４は、マイクロプロセッサ３が生成す
る楽音パラメータに応じて、楽音信号を生成する。音源
４は、各振動モードＭmnに対応する楽音波形を記憶し、
マイクロプロセッサ３が検出する振動モードＭmnに応じ
て楽音波形を読み出し、楽音信号を生成する。 【００２８】サウンドシステム５は、Ｄ／Ａ変換器とア
ンプとスピーカを有し、音源４が生成する楽音信号をＤ
／Ａ変換器によりアナログ信号に変換し、アンプにより
増幅した後に、スピーカから楽音が発音される。 【００２９】図５は、図１のマイクロプロセッサ３が行
う楽音特性制御の処理を示すフローチャートである。ス
テップＳ１では、各バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）Ｆ
１，Ｆ２，Ｆ３，…が出力する信号を、Ａ／Ｄ変換器Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，…を介して、時分割で検出する。バン
ドパスフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，…は、それぞれ異な
る固有振動周波数ｆmnを通過させるフィルタである。 【００３０】ステップＳ２では、各バンドパスフィルタ
を通過する信号に応じて、楽音パラメータを制御する。
楽音パラメータは、音源４に供給され、サウンドシステ
ム５により楽音が発音される。 【００３１】マイクロプロセッサ３は、各バンドパスフ
ィルタを通過する信号に応じて、振動モードＭmnを検出
する。音源４は、振動モードＭmnに応じて、楽音波形を
読み出し、楽音信号を生成する。 【００３２】ステップＳ３では、その他必要な処理を行
う。その後、ステップＳ１に戻り、処理を繰り返す。図
６は、図１の音源４の回路構成を示すブロック図であ
る。 【００３３】波形メモリ１５は、各振動モードＭmnに応
じた楽音波形を記憶する。例えば、振動モードが８種類
あるときには、８種類の楽音波形を記憶する。楽音波形
ＷＶ１，ＷＶ２，ＷＶ３，…は、各振動モードＭmnに対
応する波形であり、波形メモリ１５から出力される。 【００３４】乗算器ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３，…は、そ
れぞれ楽音波形ＷＶ１，ＷＶ２，ＷＶ３，…に、係数Ｃ
Ｆ１，ＣＦ２，ＣＦ３，…を乗じる。係数ＣＦ１，ＣＦ
２，ＣＦ３，…は、それぞれ対応するバンドパスフィル
タを通過する固有振動周波数ｆmnの信号振幅が大きい
程、大きくなる。例えば、係数ＣＦ１は、固有振動周波
数ｆ01の信号に応じた係数である。 【００３５】加算器１６は、乗算器ＭＬ１，ＭＬ２，Ｍ
Ｌ３，…の各乗算結果を加算し、楽音信号を出力する。
例えば、波形ＷＶ１と係数ＣＦ１が、それぞれ振動モー
ドＭ 01の波形と係数である場合において、係数ＣＦ１が
１であり、その他の係数ＣＦ２，ＣＦ３，…が０である
ときには、振動モードＭ01の音色をもつ楽音信号が出力
される。２以上の係数ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３，…が０
以外の値であるときには、２以上の振動モードＭmnが混
ざった音色の楽音信号が出力される。なお、音色を制御
する他に、効果付与を制御することもできる。 【００３６】以上は、２次元モデルで表される打面を有
する電子打楽器について説明した。次に、１次元モデル
で表される振動板を有する電子打楽器について説明す
る。図７は、本発明の第２の実施例による電子打楽器の
振動板２１を示す外観図である。 【００３７】演奏者は、振動板２１を振動させることに
より発音させることができる。振動板２１は、その一端
が固定部材２２により固定され、他端が開放されてい
る。演奏者が振動板２１を打つと、振動板２１は長手方
向に対して垂直方向に振動する。振動板２１の振動は、
１次元モデルで表すことができる。振動センサ２３は、
振動板２１の変位または加速度に応じて、振動板２１の
振動波形を検出する。次に、振動板２１の振動モードを
１次元モデルで説明する。 【００３８】図８は、１次元モデルの振動モードを示
す。横軸は、固定部材２２から、振動板２１の長手方向
への距離ｘを表す。縦軸は、振動板２１の振動振幅の大
きさφを表す。 【００３９】図８（Ａ）は１次の振動モードであり、図
８（Ｂ）は２次の振動モードであり、図８（Ｃ）は３次
の振動モードであり、図８（Ｄ）は４次の振動モードで
ある。振動モードの次数が大きくなる程、固有振動周波
数は高くなる。 【００４０】演奏者が、振動板２１上の４箇所の点Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの位置をそれぞれ打ったときの振動モードに
ついて説明する。ただし、４次の振動モードを除き、１
〜３次の振動モードについて考える。振動板２１の衝撃
を受けた箇所は、他の部分より大きく変位し易い。した
がって、衝撃を受けた位置が節となる振動モードは生じ
難い。 【００４１】（１）．点Ａの箇所を打つと、１次、２
次、３次の振動モードが全て発生する。 （２）．点Ｂの箇所を打つと、１次のモードが発生し、
Ｂ点を節とする２次のモードは発生しない。３次のモー
ドはやや弱く発生する。 （３）．点Ｃの箇所を打つと、２次のモードが発生し、
Ｃ点を節とする３次のモードは発生しない。１次のモー
ドは弱く発生する。 （４）．点Ｄの箇所を打つと、３次のモードが発生す
る。１次と２次のモードは、弱く発生する。 【００４２】以上のように、打つ箇所により、発生する
振動モードの種類が異なり、発生する振動モードの数も
異なる。また、振動モードに応じて、音色等の楽音特性
を制御することにより、多彩な楽音信号を生成すること
ができる。 【００４３】本実施例の電子打楽器は、打面や振動板等
の振動体の振動の振幅を検出して音量を制御する他に、
振動体の振動モードを検出することにより、振動モード
に応じた音色や効果を制御することができる。また、こ
れにより、より自然な打楽器音を生成することができ
る。 【００４４】なお、固有振動周波数から振動モードを検
出する他、振動の振幅等から振動モードを検出してもよ
い。例えば、点Ｂ，Ｃに振動センサを配置し、点Ｂ，Ｃ
での振幅を検出すれば、上述の１次、２次、３次の振動
モードを識別できる。 【００４５】また、振動体の振動を検出する振動センサ
を１個用いる場合は、各振動モードで節とならない位置
に配置することが好ましい。図２（Ａ）、（Ｂ）では、
各振動モードを検出しやくするため、打面の中心位置を
避け、偏った位置に振動センサを設けている。ただし、
振動センサは１つである必要はなく、複数設けてもよ
い。振動センサを例えば左右対称に複数設けることによ
り、より確実に振動モードを検出することもできる。各
振動モードの腹となる位置に振動センサを設けてもよ
い。振動センサは、変位または加速度を検出できるもの
であればよく、接触型でも非接触型でもよい。 【００４６】さらに、打面の下に接触センサを設け、演
奏者が手で打面を押さえたときには、押さえた旨と押さ
えた位置を検出して楽音を制御してもよい。例えば、あ
る振動モードの腹の位置を押さえたときは、その振動モ
ードによる楽音信号の消音を急速に行うように制御する
ことができる。 【００４７】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、振
動体の形態等は実施例に限られず、種々の変更、改良、
組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 【００４８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振動体が振動する際の振動を調べることにより、音量だ
けでなく、音色等の楽音特性を制御することができる。
電気的な楽音信号を生成する電子打楽器に関する。 【０００２】 【従来の技術】打楽器の演奏において、演奏者は、打楽
器の革等からなる打面を打ち、打面を振動させることに
より発音させることができる。電子打楽器は、打面の下
に振動センサを設けている。従来の電子打楽器は、打面
の振動を検出し、打面の振動の大きさに応じて、楽音の
音量を制御する。振動が大きいほど、大きな音量の楽音
を発音させることができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】自然打楽器は、演奏者
の演奏方法に応じて、音量だけでなく、音色も変化しう
る。音量は、演奏者が打面を打つ強さに応じて変化す
る。音色は、演奏者が打つ打面内位置に応じて変化しう
る。例えば、打面の真ん中を打つか、打面の縁周辺を打
つかによっても、音色は変化する。従来の電子打楽器で
は、演奏者の演奏方法に応じて、音量を制御することは
できても、音色を制御することはできない。 【０００４】なお、本明細書において、音色と言ったと
きには、ピッチの情報も含む。したがって、音色変化と
は、ピッチの変化をも含む。本発明の目的は、打面の振
動を検出することにより、演奏方法に応じて、音量だけ
でなく、音色を含めた楽音特性を制御することができる
電子打楽器を提供することである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】 本発明の一観点によれ
ば、電子打楽器は、外力により振動可能な振動体と、前
記振動体の振動を検出するための振動センサと、前記振
動センサが検出する振動に含まれる固有振動周波数を抽
出する抽出手段と、前記抽出手段が抽出する固有振動周
波数に応じて前記外力が加えられた打面の変位状態を表
す振動モードを検出する検出手段と、前記検出手段が検
出する振動モードに応じて、楽音の特性を制御し楽音信
号を生成する楽音特性制御手段とを有する。 【０００６】 【作用】振動体は、複数の固有振動モードを有する。複
数のフィルタを用いて、振動体が振動する際の振動周波
数を抽出することにより、振動体の振動周波数に応じた
音色等の楽音特性を制御することができる。 【０００７】 【実施例】図２は、本発明の第１の実施例による電子打
楽器の打面１１を示す外観図である。図２（Ａ）は、打
面１１の上面図であり、図２（Ｂ）は、打面１１の側面
図である。 【０００８】打面１１は、例えば太鼓の革の部分を模倣
した円形面であり、振動可能であれば革以外の素材でも
よい。演奏者は、打面１１を打ち、打面１１を振動させ
ることにより、発音させることができる。 【０００９】振動センサ１は、打面１１の下側に設けら
れ、打面１１の変位や加速度に応じて、打面１１の振動
モードや振動の大きさを検出する。振動モードは、演奏
者が打つ打面の箇所等により変化するモードであり、音
色変化の要因になる。振動モードの詳細は、後に説明す
る。振動の大きさは、演奏者が打面を打つ強さにより変
化するものであり、音量変化の要因になる。振動センサ
１は、振動モードを検出しやすくするため、打面１１の
中心点からずれた位置に設けられる。 【００１０】図３は、２次元モデルの複数の振動モード
の例を示す。打面１１は円形で周囲を固定されているも
のとする。したがって、円の周縁は常に振動の節とな
る。打面１１の振動は、２次元モデルで考えることがで
きる。振動モードは、演奏者が打つ打面の箇所を変えた
り、打面の一部を手で押さえながら打つこと等により変
化するものであり、少なくとも以下に示す８種類のモー
ドＭmnがある。各振動モードの図は、上が上面図であ
り、下が側面図である。＋印と−印は、それぞれの領域
の変位が互いに逆方向であることを示す。 【００１１】図３（Ａ）〜（Ｄ）は、振動モードＭm1で
あり、打面を同心円分割しないモードである。図３
（Ｅ）〜（Ｈ）は、振動モードＭm2であり、円Ａ１によ
り、打面を同心円分割するモードである。 【００１２】図３（Ａ）は、振動モードＭ01を示す。振
動モードＭ01は、打面の中心点が腹となって、打面全体
が同一方向に変位して、振動するモードである。打面の
中心点を打つと、このモードになりうる。図４（Ａ）
は、振動モードＭ01の打面を表す立体図である。等高線
Ｏは、打面振動の節である。 【００１３】図３（Ｂ）は、振動モードＭ11を示す。振
動モードＭ11は、直径Ｄ１により打面が２分割され、打
面の左半分と右半分が逆相になって振動するモードであ
る。打面の中心点から外れた箇所を打つと、このモード
になりうる。図４（Ｂ）は、振動モードＭ11の打面を表
す立体図である。等高線Ｏは、打面振動の節である。 【００１４】図３（Ｃ）は、振動モードＭ21を示し、２
直径Ｄ１，Ｄ２により打面を４分割したモードである。
図３（Ｄ）は、振動モードＭ31を示し、３直径Ｄ１，Ｄ
２，Ｄ３により打面を６分割したモードである。 【００１５】図３（Ｅ）は、振動モードＭ02を示す。振
動モードＭ02は、打面の周と同心円の節Ａ１を有し、打
面の中心点および外周に近いリング状部分が腹となって
振動するモードである。打面の中心点を打つと、このモ
ードになりうる。 【００１６】図３（Ｆ）は、振動モードＭ12を示す。振
動モードＭ12は、図３（Ｂ）のモードＭ11と図３（Ｅ）
のモードＭ02を組み合わせたようなモードであり、１直
径Ｄ１と同心円Ａ１の節を有し、打面の左半分と右半分
が逆相になって振動するモードである。打面の中心点か
ら外れた箇所を打つと、このモードになりうる。 【００１７】図３（Ｇ）は、振動モードＭ22を示す。振
動モードＭ22は、２直径Ｄ１，Ｄ２と同心円Ａ１の節を
有し、打面を８分割したモードである。図３（Ｈ）は、
振動モードＭ32を示す。振動モードＭ32は、３直径Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３と同心円Ａ１の節を有し、打面を１２分
割したモードである。 【００１８】振動モードＭmnは、それぞれ打面の固有振
動周波数ｆmnを有する。固有振動周波数ｆmnは、以下の
式により表される。 ｆmn＝（１／２π）×（Ｔ／ρ）1/2 ×（Ｐmn／Ｌ） ・・・（１） ここで、Ｔは打面の張力であり、ρは打面の面密度であ
り、Ｌは打面の半径である。Ｐmnは、定数であり、振動
モードＭmnに応じて以下の表のように表される。 【００１９】 【表１】【００２０】振動モードが異なると、音色が変化する。
一般的に、打面の分割数の多い振動モード程、高周波の
固有振動周波数を有する。打面の固有振動周波数ｆmnを
調べれば、打面の振動モードＭmnを検出することができ
る。次に、振動モードＭmnに応じて、音色等の楽音特性
を制御するための回路を説明する。 【００２１】図１は、本実施例による電子打楽器の全体
回路構成を示すブロック図である。振動センサ１は、演
奏者の演奏等に応じて振動する打面１１（図２（Ａ））
の振動を検出する。アンプ２は、振動センサ１が検出す
る振動信号を増幅する。増幅器２により増幅される振動
信号は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）Ｆ１，Ｆ２，Ｆ
３，…に供給される。 【００２２】バンドパスフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，…
は、それぞれ各振動モードに応じた異なる固有振動周波
数ｆmnの信号を通過させるフィルタである。例えば、バ
ンドパスフィルタＦ１は、固有振動周波数ｆ01の信号を
通過させ、バンドパスフィルタＦ２は、固有振動周波数
ｆ11の信号を通過させる。振動モードＭmnが図３（Ａ）
〜図３（Ｈ）に示すように８種類あるときには、８つの
バンドパスフィルタＦ１〜Ｆ８を設ければよい。 【００２３】バンドパスフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，…
は、対応する振動周波数の信号成分が多く含まれている
ときには、大きな振幅の信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…は、それぞれバンドパスフィルタ
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，…を通過する信号をデジタル信号に
変換し、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３に時分割で供
給する。 【００２４】マイクロプロセッサ３は、バンドパスフィ
ルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，…を通過する信号に応じて、振
動モードＭmnを検出する。例えば、信号がバンドパスフ
ィルタＦ１のみを通過したときには振動モードがＭ01で
あると判断し、信号がバンドパスフィルタＦ２のみを通
過したときには振動モードがＭ11であると判断する。 【００２５】ただし、振動モードＭmnは、いずれか１つ
のみが検出されるとは限らない。複数の振動モードＭmn
が検出されることもある。複数の振動モードが検出され
る例は、後に１次元モデルの場合で説明する。 【００２６】マイクロプロセッサ３は、検出される振動
モードＭmnに応じて、楽音パラメータを生成する。例え
ば、振動モードＭmnに応じて、音色を制御したり、効果
を付与することができる。また、振動振幅の大きさに応
じて、音量を制御する。 【００２７】音源４は、マイクロプロセッサ３が生成す
る楽音パラメータに応じて、楽音信号を生成する。音源
４は、各振動モードＭmnに対応する楽音波形を記憶し、
マイクロプロセッサ３が検出する振動モードＭmnに応じ
て楽音波形を読み出し、楽音信号を生成する。 【００２８】サウンドシステム５は、Ｄ／Ａ変換器とア
ンプとスピーカを有し、音源４が生成する楽音信号をＤ
／Ａ変換器によりアナログ信号に変換し、アンプにより
増幅した後に、スピーカから楽音が発音される。 【００２９】図５は、図１のマイクロプロセッサ３が行
う楽音特性制御の処理を示すフローチャートである。ス
テップＳ１では、各バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）Ｆ
１，Ｆ２，Ｆ３，…が出力する信号を、Ａ／Ｄ変換器Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，…を介して、時分割で検出する。バン
ドパスフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，…は、それぞれ異な
る固有振動周波数ｆmnを通過させるフィルタである。 【００３０】ステップＳ２では、各バンドパスフィルタ
を通過する信号に応じて、楽音パラメータを制御する。
楽音パラメータは、音源４に供給され、サウンドシステ
ム５により楽音が発音される。 【００３１】マイクロプロセッサ３は、各バンドパスフ
ィルタを通過する信号に応じて、振動モードＭmnを検出
する。音源４は、振動モードＭmnに応じて、楽音波形を
読み出し、楽音信号を生成する。 【００３２】ステップＳ３では、その他必要な処理を行
う。その後、ステップＳ１に戻り、処理を繰り返す。図
６は、図１の音源４の回路構成を示すブロック図であ
る。 【００３３】波形メモリ１５は、各振動モードＭmnに応
じた楽音波形を記憶する。例えば、振動モードが８種類
あるときには、８種類の楽音波形を記憶する。楽音波形
ＷＶ１，ＷＶ２，ＷＶ３，…は、各振動モードＭmnに対
応する波形であり、波形メモリ１５から出力される。 【００３４】乗算器ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３，…は、そ
れぞれ楽音波形ＷＶ１，ＷＶ２，ＷＶ３，…に、係数Ｃ
Ｆ１，ＣＦ２，ＣＦ３，…を乗じる。係数ＣＦ１，ＣＦ
２，ＣＦ３，…は、それぞれ対応するバンドパスフィル
タを通過する固有振動周波数ｆmnの信号振幅が大きい
程、大きくなる。例えば、係数ＣＦ１は、固有振動周波
数ｆ01の信号に応じた係数である。 【００３５】加算器１６は、乗算器ＭＬ１，ＭＬ２，Ｍ
Ｌ３，…の各乗算結果を加算し、楽音信号を出力する。
例えば、波形ＷＶ１と係数ＣＦ１が、それぞれ振動モー
ドＭ 01の波形と係数である場合において、係数ＣＦ１が
１であり、その他の係数ＣＦ２，ＣＦ３，…が０である
ときには、振動モードＭ01の音色をもつ楽音信号が出力
される。２以上の係数ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３，…が０
以外の値であるときには、２以上の振動モードＭmnが混
ざった音色の楽音信号が出力される。なお、音色を制御
する他に、効果付与を制御することもできる。 【００３６】以上は、２次元モデルで表される打面を有
する電子打楽器について説明した。次に、１次元モデル
で表される振動板を有する電子打楽器について説明す
る。図７は、本発明の第２の実施例による電子打楽器の
振動板２１を示す外観図である。 【００３７】演奏者は、振動板２１を振動させることに
より発音させることができる。振動板２１は、その一端
が固定部材２２により固定され、他端が開放されてい
る。演奏者が振動板２１を打つと、振動板２１は長手方
向に対して垂直方向に振動する。振動板２１の振動は、
１次元モデルで表すことができる。振動センサ２３は、
振動板２１の変位または加速度に応じて、振動板２１の
振動波形を検出する。次に、振動板２１の振動モードを
１次元モデルで説明する。 【００３８】図８は、１次元モデルの振動モードを示
す。横軸は、固定部材２２から、振動板２１の長手方向
への距離ｘを表す。縦軸は、振動板２１の振動振幅の大
きさφを表す。 【００３９】図８（Ａ）は１次の振動モードであり、図
８（Ｂ）は２次の振動モードであり、図８（Ｃ）は３次
の振動モードであり、図８（Ｄ）は４次の振動モードで
ある。振動モードの次数が大きくなる程、固有振動周波
数は高くなる。 【００４０】演奏者が、振動板２１上の４箇所の点Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの位置をそれぞれ打ったときの振動モードに
ついて説明する。ただし、４次の振動モードを除き、１
〜３次の振動モードについて考える。振動板２１の衝撃
を受けた箇所は、他の部分より大きく変位し易い。した
がって、衝撃を受けた位置が節となる振動モードは生じ
難い。 【００４１】（１）．点Ａの箇所を打つと、１次、２
次、３次の振動モードが全て発生する。 （２）．点Ｂの箇所を打つと、１次のモードが発生し、
Ｂ点を節とする２次のモードは発生しない。３次のモー
ドはやや弱く発生する。 （３）．点Ｃの箇所を打つと、２次のモードが発生し、
Ｃ点を節とする３次のモードは発生しない。１次のモー
ドは弱く発生する。 （４）．点Ｄの箇所を打つと、３次のモードが発生す
る。１次と２次のモードは、弱く発生する。 【００４２】以上のように、打つ箇所により、発生する
振動モードの種類が異なり、発生する振動モードの数も
異なる。また、振動モードに応じて、音色等の楽音特性
を制御することにより、多彩な楽音信号を生成すること
ができる。 【００４３】本実施例の電子打楽器は、打面や振動板等
の振動体の振動の振幅を検出して音量を制御する他に、
振動体の振動モードを検出することにより、振動モード
に応じた音色や効果を制御することができる。また、こ
れにより、より自然な打楽器音を生成することができ
る。 【００４４】なお、固有振動周波数から振動モードを検
出する他、振動の振幅等から振動モードを検出してもよ
い。例えば、点Ｂ，Ｃに振動センサを配置し、点Ｂ，Ｃ
での振幅を検出すれば、上述の１次、２次、３次の振動
モードを識別できる。 【００４５】また、振動体の振動を検出する振動センサ
を１個用いる場合は、各振動モードで節とならない位置
に配置することが好ましい。図２（Ａ）、（Ｂ）では、
各振動モードを検出しやくするため、打面の中心位置を
避け、偏った位置に振動センサを設けている。ただし、
振動センサは１つである必要はなく、複数設けてもよ
い。振動センサを例えば左右対称に複数設けることによ
り、より確実に振動モードを検出することもできる。各
振動モードの腹となる位置に振動センサを設けてもよ
い。振動センサは、変位または加速度を検出できるもの
であればよく、接触型でも非接触型でもよい。 【００４６】さらに、打面の下に接触センサを設け、演
奏者が手で打面を押さえたときには、押さえた旨と押さ
えた位置を検出して楽音を制御してもよい。例えば、あ
る振動モードの腹の位置を押さえたときは、その振動モ
ードによる楽音信号の消音を急速に行うように制御する
ことができる。 【００４７】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、振
動体の形態等は実施例に限られず、種々の変更、改良、
組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 【００４８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振動体が振動する際の振動を調べることにより、音量だ
けでなく、音色等の楽音特性を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例による電子打楽器の全体回路
構成を示すブロック図である。 【図２】 本発明の第１の実施例による電子打楽器の打
面を示す外観図である。図２（Ａ）は打面の表面図であ
り、図２（Ｂ）は打面の側面図である。 【図３】 ２次元モデルの振動モードの種類を示す。図
３（Ａ）は振動モードＭ01、図３（Ｂ）は振動モードＭ
11、図３（Ｃ）は振動モードＭ21、図３（Ｄ）は振動モ
ードＭ31、図３（Ｅ）は振動モードＭ02、図３（Ｆ）は
振動モードＭ 12、図３（Ｇ）は振動モードＭ22、図３
（Ｈ）は振動モードＭ32を示す図である。 【図４】 打面の立体図である。図４（Ａ）は、振動モ
ードＭ01の打面を表す立体図であり、図４（Ｂ）は、振
動モードＭ11の打面を表す立体図である。 【図５】 図１のマイクロプロセッサが行う楽音特性制
御の処理を示すフローチャートである。 【図６】 図１の音源の回路構成を示すブロック図であ
る。 【図７】 本発明の第２の実施例による電子打楽器の振
動板を示す外観図である。 【図８】 １次元モデルの振動モードを示す。図８
（Ａ）は１次の振動モード、図８（Ｂ）は２次の振動モ
ード、図８（Ｃ）は３次の振動モード、図８（Ｄ）は４
次の振動モードを示すグラフである。 【符号の説明】 １ 振動センサ、 ２ アンプ、 ３ マイクロプ
ロセッサ（ＭＰＵ）、４ 音源、 ５ サウンドシス
テム、 Ｆ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、 Ｃ
Ａ／Ｄ変換器、 １１ 打面、 １５ 波形メモ
リ、 １６ 加算器、 ＭＬ 乗算器、 ２１
振動板、 ２２ 固定部材、２３ 振動センサ
構成を示すブロック図である。 【図２】 本発明の第１の実施例による電子打楽器の打
面を示す外観図である。図２（Ａ）は打面の表面図であ
り、図２（Ｂ）は打面の側面図である。 【図３】 ２次元モデルの振動モードの種類を示す。図
３（Ａ）は振動モードＭ01、図３（Ｂ）は振動モードＭ
11、図３（Ｃ）は振動モードＭ21、図３（Ｄ）は振動モ
ードＭ31、図３（Ｅ）は振動モードＭ02、図３（Ｆ）は
振動モードＭ 12、図３（Ｇ）は振動モードＭ22、図３
（Ｈ）は振動モードＭ32を示す図である。 【図４】 打面の立体図である。図４（Ａ）は、振動モ
ードＭ01の打面を表す立体図であり、図４（Ｂ）は、振
動モードＭ11の打面を表す立体図である。 【図５】 図１のマイクロプロセッサが行う楽音特性制
御の処理を示すフローチャートである。 【図６】 図１の音源の回路構成を示すブロック図であ
る。 【図７】 本発明の第２の実施例による電子打楽器の振
動板を示す外観図である。 【図８】 １次元モデルの振動モードを示す。図８
（Ａ）は１次の振動モード、図８（Ｂ）は２次の振動モ
ード、図８（Ｃ）は３次の振動モード、図８（Ｄ）は４
次の振動モードを示すグラフである。 【符号の説明】 １ 振動センサ、 ２ アンプ、 ３ マイクロプ
ロセッサ（ＭＰＵ）、４ 音源、 ５ サウンドシス
テム、 Ｆ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、 Ｃ
Ａ／Ｄ変換器、 １１ 打面、 １５ 波形メモ
リ、 １６ 加算器、 ＭＬ 乗算器、 ２１
振動板、 ２２ 固定部材、２３ 振動センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G10H 1/00
G10H 1/053 - 1/057
G10H 1/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 外力により振動可能な振動体と、 前記振動体の振動を検出するための振動センサと、 前記振動センサが検出する振動に含まれる固有振動周波
数を抽出する抽出手段と、 前記抽出手段が抽出する固有振動周波数に応じて前記外
力が加えられた打面の変位状態を表す振動モードを検出
する検出手段と、 前記検出手段が検出する振動モードに応じて、楽音の特
性を制御し楽音信号を生成する楽音特性制御手段とを有
する電子打楽器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18717595A JP3367287B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 電子打楽器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18717595A JP3367287B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 電子打楽器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0934447A JPH0934447A (ja) | 1997-02-07 |
| JP3367287B2 true JP3367287B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=16201424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18717595A Expired - Fee Related JP3367287B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 電子打楽器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3367287B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10333672A (ja) * | 1997-06-03 | 1998-12-18 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 電子鍵盤打楽器 |
| JP2010271428A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Korg Inc | 電子ドラム |
| JP6002023B2 (ja) | 2012-12-18 | 2016-10-05 | ローランド株式会社 | 棒状電子打楽器 |
| JP6207113B1 (ja) * | 2017-05-08 | 2017-10-04 | Ａｔｖ株式会社 | 電子打楽器 |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP18717595A patent/JP3367287B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0934447A (ja) | 1997-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2808617B2 (ja) | 電子楽器 | |
| US4909121A (en) | Tone signal generation device with reasonance tone effect | |
| CN100562922C (zh) | 管乐器的演奏辅助装置 | |
| JP3262625B2 (ja) | 電子楽器 | |
| US3612741A (en) | Electronic musical instrument employing mechanical resonators with regenerative effects | |
| JP2890831B2 (ja) | Ｍｉｄｉコード作成装置 | |
| US7772481B2 (en) | Synthetic drum sound generation by convolving recorded drum sounds with drum stick impact sensor output | |
| US4675835A (en) | Device for compensating reproduction errors in an electroacoustic transducer | |
| JP3367287B2 (ja) | 電子打楽器 | |
| JP4646765B2 (ja) | 楽音発生装置 | |
| US20020114481A1 (en) | Speaker apparatus | |
| JP3644259B2 (ja) | スピーカ装置 | |
| Rau et al. | Improved carillon synthesis | |
| JPS628998B2 (ja) | ||
| JPH07311577A (ja) | 電子打楽器 | |
| JP4327734B2 (ja) | 音響システム | |
| JPH07181965A (ja) | 電子楽器 | |
| CN104299606B (zh) | 拾音装置 | |
| US9767774B2 (en) | Synthesizer with cymbal actuator | |
| WO2015111657A1 (ja) | 音響効果設定方法 | |
| JPS6153695A (ja) | 電子音響再生装置 | |
| JPH0695673A (ja) | 電子打楽器 | |
| JP2985451B2 (ja) | 電子打楽器 | |
| JP5762043B2 (ja) | 電子ドラム | |
| JPS6339758Y2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20021008 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071108 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081108 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081108 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091108 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101108 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101108 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111108 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111108 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121108 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121108 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131108 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |