JP5347552B2 - 電子打楽器 - Google Patents

Description

本発明は、電子ドラム等の電子打楽器に係わり、詳細にはパッド装置の配置や音源装置の設定等を容易にした電子打楽器に関する。

従来、電子ドラム（電子打楽器）として、例えば特開２００７−２０６６３３号公報（特許文献１）あるいは特開２００６−２５９１９３号公報（特許文献２）は、複数個のパッド装置（単位「パッド」ともいう。）を任意に組み合わせてドラムセットの楽器として構成するものである。そして、ユーザの打撃操作を受けた各パッド装置からケーブルを通して、打撃総裁に応じて演奏信号が音源装置に伝わり、音源装置は機器の設定状態に対応して演奏信号をもとに打楽器の楽音を生成して発音している。また、パッド装置は、ユーザの好みで数を増やしたりユーザの好みで設置する位置が決められ、またユーザが音源装置を設定することで所望の楽音を発生させることができる。

特開２００７−２０６６３３号公報 特開２００６−２５９１９３号公報

前記従来の電子ドラムにおいては、ユーザによって、パッド装置が増設されたり、パッド装置の設置位置が変えられたりした場合、また、ドラムセットを移動したりして組みなおした場合に、パッド装置と接続するケーブルの配廻しやパッド装置の設置位置に合わせた音源装置における音像定位の設定など、各種の設定が面倒なものであった。

また、パッド装置と音源装置を結ぶケーブルが長さが十分にある場合は、そこで余ったケーブルの処理は煩わしく、束ねたりした場合は見栄えが悪かったり、ノイズが乗ったり、ホコリがたまりやすかったりするものであった。さらに、ケーブルの本数が多いために接続間違いが起きやすく、重量も重くなりがちであった。なお、ケーブルの長さが十分でない場合は、パッド装置の設置半径が制限を受けるものになってしまうものであった。

本発明は、打撃を検知するセンサ部を有する個々に移動設置可能な複数のパッド装置を備えた電子打楽器において、ケーブルの処理の煩わしさや見栄えの悪さを解消するとともに、パッド装置を簡単に増やしたり、設置を容易にすることを課題とする。

請求項１の電子打楽器は、複数のパッド装置と音源装置とを無線で信号の送受信を行えるようにし、各パッド装置の演奏情報信号をこのパッド装置から無線で送信し、音源装置でこの演奏情報信号を受信し、この演奏情報に応じた楽音信号を生成して発音制御を行うようにした。

また、パッド装置の位置を検出し、音源装置で、このパッド装置の位置に応じてそのパッド装置に対応する楽音信号の発音制御を行うようにした。

請求項２の電子打楽器は、請求項１において、パッド装置の位置に応じてこのパッド装置の楽音信号のパンニングの発音制御を行うようにした。

好適な例Ａとして、請求項１に記載の電子打楽器であって、前記複数のパッド装置体が、それぞれ電源（電池）を有していることを特徴とする電子打楽器でもよい。なお、パッド装置を取り付けるフレームに設けた電極から電源を得るようにしてもよい。

好適な例Ｂとして、請求項１に記載の電子打楽器であって、前記演奏情報信号は、対応するパッド装置の識別信号とともに少なくとも打撃の強度に関する情報を送信するものであることを特徴とする電子打楽器であってもよい。これにより、音源装置で識別信号により、発音制御する際に、そのパッド装置に対応する音色を設定することができる。

好適な例Ｃとして、好適な例Ｂであって、更に、パッド装置のセンサ部のどのセンサで反応があったか またはセンサ部のどの位置で反応があったかに関する情報も送信するものであることを特徴とする電子打楽器であってもよい。

好適な例Ｄとして、請求項１に記載の電子打楽器であって、前記演奏情報信号は、対応するパッド装置の音色の対応付けの情報を送信するものであることを特徴とする電子打楽器であってもよい。これにより、音源装置において識別情報に依らずに、発音制御する際に、そのパッド装置に対応する音色を設定することができる。

好適な例Ｅとして、請求項２に記載の電子打楽器であって、前記パッド位置検出手段は、パッド装置が自機の位置を検出するものであり、該パッド装置がその位置情報を送信するものであることを特徴とする電子打楽器でもよい。

好適な例Ｆとして、請求項２に記載の電子打楽器であって、前記パッド位置検出手段は、前記音源装置が前記パッド装置の位置を自動検出するものであることを特徴とする電子打楽器でもよい。なお、ユーザが各パッド装置の位置を設定する機能を有していてもよい。

好適な例Ｇ１として、請求項１に記載の電子打楽器であって、前記パッド装置は、演奏情報信号としてセンサ部で感知した時系列な情報をそのまま無線送信し、前記音源装置が、送信されてきた情報を組み立てつつ、発音の準備を行うものであることを特徴とする電子打楽器でもよい。例えば、Ａ情報を受信して準備し、次の情報の受信を待つ。そして、Ｂ情報、Ｃ情報…と受信し、ひとそろいになって発音処理を行う。

好適な例Ｇ２として、請求項１に記載の電子打楽器であって、前記パッド装置は、演奏情報信号としてセンサ部で感知した情報を演奏情報に変換して無線送信し、前記音源装置が、受信した最低限の情報で発音開始しておき、順次受信する情報を組み立てつつ発音を切り替えていくものであってもよい。例えば、まず、パッド装置の識別情報とセンサ部の出力（例えばピエゾ素子の出力）により一般の音色で発音を開始し、次に受信した識別情報と打撃位置情報により音色を切り替えて発音し、次に受信した識別情報と設置位置情報によりパンニング（音像定位の制御）を切り換えて処理する。

好適な例Ｈとして、請求項２に記載の電子打楽器であって、前記パッド位置検出手段は、スピーカ位置に配置した送信手段（例えば発光装置）と、パッド装置に設けた受信手段（例えば受光部）とを備え、パッド装置とスピーカの相対位置を検出するものであることを特徴とする電子打楽器でもよい。

請求項１の電子打楽器によれば、パッド装置と音源装置との間にケーブルが存在しないので、従来のようなケーブルの処理の煩わしさや見栄えの悪さを解消することができ、かつ、パッド装置を簡単に増やしたり、設置を容易にすることができる。また、ドラムセットの組み立てや新規パッド装置の追加、あるいはパッド装置の設置位置の変更などを行うときの設定の煩わしたも解消する。

また、パッド装置の位置を検出し、音源装置で、このパッド装置の位置に応じてそのパッド装置に対応する楽音信号の発音制御を行うので、ユーザによる設定なしで、自動的にパンニングの発音制御等を行うことができる。

請求項２の電子打楽器によれば、パッド装置の位置に応じてこのパッド装置の楽音信号のパンニングの発音制御を行うので、発生される楽音が実際のドラムセットらしくなる。

本発明の実施形態の電子ドラムのドラムセット及びスピーカを示す図である。 実施形態におけるパッド装置のブロック図である。 実施形態における音源装置のブロック図である。 実施形態におけるパッド位置検出手段を説明する図である。 実施形態における発光装置を説明する図である。 実施形態におけるパッド装置側の制御プログラムのフローチャートである。 実施形態における音源装置側の制御プログラムのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態の電子ドラムのドラムセット及びスピーカを示す図である。図１において、符号１−Ａ〜１−Ｈはドラムセットの各パッド装置であり、１−Ａはスネア、１−Ｂは第１タム、１−Ｃは第２タム、１−Ｄは第３タム、１−Ｅはハイハット及びペダル、１−Ｆはバスドラム、１−Ｇは第１シンバル、１−Ｈは第２シンバルの各パッド装置である。また、ドラムセットは音源装置２，左右の発光装置３Ｌ，３Ｒ、左右のスピーカ４Ｌ，４Ｒを備えている。そして、音源装置２を備えており、スピーカ４Ｌ，４Ｒはケーブル４１Ｌ，４１Ｒにより音源装置２に接続され、発光装置３Ｌ，３Ｒはケーブル３１Ｌ，３１Ｒにより音源装置２に接続されている。なお、以下の説明でパッド装置１−Ａ〜１−Ｈを適宜「パッド装置１」として説明する。

図２は各パッド装置１−Ａ〜１−Ｈのブロック図であり、この実施形態のパッド装置１は、制御部を構成するＣＰＵ１ａ、ＲＯＭ１ｂ，ＲＡＭ１ｃ、タイマ１ｄを備えている。また、センサ部ＳＥ、センサ部ＳＥから演奏操作信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１ｅ、受光部子１ｆ、パネル操作子１ｇ、表示器１ｈ、送信部１ｉを備えており、各部はバスを介して接続されている。そして、ＣＰＵ１ａはＲＯＭ１ｂに格納されている制御プログラムに基づいてＲＡＭ１ｃのワーキングエリアを使用して装置全体の制御を行う。なお、タイマ１ｄは、後述の受光タイミングの検出等を行うクロック信号等を発生する回路である。

この図２のセンサ部ＳＥはスネアのパッド装置１−Ａの例であり、打撃の強度を検出するピエゾセンサＳＥ１、パッド面の打撃位置を検出するＡシートセンサＳＥ２，パッド面の周囲のリム部の打撃位置を検出するＢシートセンサＳＥ３を備えている。そして、これら各センサからの打撃信号、位置信号等の演奏操作信号はＡ／Ｄ変換回路１ｅでデジタル信号に変換され、ＣＰＵ１ａに取り込まれる。

受光部１ｆは例えば赤外線を受光する受光素子を備えており、前記発光装置３Ｌ，３Ｒからの赤外線を受光し、その受光信号をデジタル信号としてバスに出力する。そして、この受光信号はＣＰＵ１ａに取り込まれ、ＣＰＵ１ａは後述のように当該パッド装置１の位置を検出する。パネル操作子１ｇは各種スイッチ等であり、このパネル操作子１ｇの操作信号はＣＰＵ１ａに取り込まれ、各操作イベントに応じた処理を行う。表示器１ｈにはパッド装置１の各種の設定情報が表示される。

送信部１ｉは、例えばＺｉｇＢｅｅ（ジグビー）（登録商標）等の短距離無線通信規格でデータを送信する回路であり、この送信部１から演奏操作信号のデータ、当該パッド装置のＩＰアドレスのデータ、パッドの種類のデータ等を送信する。そして、この送信データは音源装置２で受信される。なお、この送信部１ｉはバッテリ等の電源を備えており、当該パッド装置１のＣＰＵ１ａなど各部の動作もこの電源により実行される。また、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の通信規格は、転送距離が短いが、このドラムセットのような狭い範囲には適しており、安価で消費電力が少ないという特徴を持つ。

図３は音源装置２のブロック図であり、この実施形態の音源装置２は、制御部を構成するＣＰＵ２ａ、ＲＯＭ２ｂ，ＲＡＭ２ｃ、タイマ２ｄを備えている。また、発光制御部２ｅ、インターフェース２ｆ、記憶装置２ｇ、パネル操作子２ｈ、表示器２ｉ、音源２ｊ、サウンドシステム２ｋ、受信部２ｍを備えており、各部はバスを介して接続されている。そして、ＣＰＵ２ａはＲＯＭ２ｂ及び記憶装置２ｇに格納されている制御プログラムに基づいてＲＡＭ２ｃのワーキングエリアを使用して装置全体の制御を行う。なお、タイマ２ｄは、発光制御部２ｅによる受光タイミングの制御等を行うクロック信号等を発生する回路である。

発光制御部２ｅは、前記発光装置３Ｌ，３Ｒの発光制御を行う回路であり、発光装置３Ｌ，３Ｒの各々について、ドラムセットの範囲すなわちパッド装置１−Ａ〜１−Ｈが配置される範囲において、照射角度の異なる赤外線をタイミングをずらして発光するように、該発光装置３Ｌ，３Ｒを制御する。

インターフェース２ｆは、当該音源装置２と外部の機器１０との間でデータの授受を行うものであり、自動演奏データを外部の演奏機器１０から読み込んだり、前記ドラムセットの演奏によりこの音源装置２で生成した演奏データを外部の機器１０に出力する。なお、外部の機器１０はＭＩＤＩ機器等の演奏機器やパーソナルコンピュータ等である。記憶装置２ｇには、当該音源装置２の制御ソフトや自動演奏データなどが記憶されている。

パネル操作子２ｈは各種スイッチ等であり、このパネル操作子２ｈの操作信号はＣＰＵ２ａに取り込まれ、各操作イベントに応じた処理を行う。また、表示器２ｉには当該音源装置２の各種の設定情報が表示される。音源２ｊは、ＣＰＵ２ａ（制御部）が生成した演奏データに応じて楽音信号を生成し、その楽音信号をサウンドシステム２ｋに出力する。そして、サウンドシステム２ｋは楽音信号をＤ／Ａ変換して前記左右のスピーカ４Ｌ，４Ｒに出力する。

受信部２ｍは、例えばＺｉｇＢｅｅ（ジグビー）（登録商標）等の短距離無線通信規格でデータを受信する回路であり、各パッド装置１の送信部１から無線で送信されてくる送信データをそれぞれ独立に受信する。そして、この受信した受信データはＣＰＵ２ａにより取り込まれ、ＣＰＵ２ａは受信データ中のＩＰアドレスによりどのパッド装置１から送信されたものかを識別し、各パッド装置１に対応する処理を行う。

図４は実施形態におけるパッド位置検出手段を説明する図、図５は発光装置３を説明する図である。図４に示すように、左のスピーカ４Ｌに載置された左の発光装置３Ｌと、右のスピーカ４Ｒに載置された右の発光装置３Ｒとから、それぞれ破線の太い矢印で示したように、赤外線を照射する。この赤外線は、発光装置３Ｌ，３Ｒのそれぞれが所定の角度範囲を走引するように発光タイミングを異ならせてパルス状に発光する。

例えば、図５は左の発光装置３Ｌの構成を示しており、この発光装置３は、複数（この例では７個）の発光体（例えば赤外線発光ＬＥＤ）３ａ〜３ｇを備えており、各発光体３ａ〜３ｇは少しずつ角度をずらして配置されている。これにより、各発光体３ａ〜３ｇは角度の異なる方向（ａ方向〜ｇ方向）に赤外線のパルスを照射する。このパルスのタイミングもずらして発光体３ａ〜３ｇの順に順次発光する。右側の発光装置３Ｒはこの左側の発光装置３Ｌと鏡映対象となるように発光体３ａ〜３ｇを備えており、この右側の発光装置３Ｒも角度の異なる方向（ａ方向〜ｇ方向）に赤外線のパルスを照射する。

そして、各パッド装置１は前記受光部１ｆにより照射される赤外線を受光する。なお、ａ方向〜ｇ方向の全角度範囲内に各パッド装置１が配置されるものとする。また、そのようにａ方向〜ｇ方向が設定されている。したがって、各パッド装置１はａ方向〜ｇ方向の内のいずれかの方向に照射された赤外線を受光することができる。

パッド装置１の位置の検出の仕方は次のように行う。まず、発光装置３Ｌ，３Ｒは全発光体３ａ〜３ｇを同時に発光する。これにより、全部のパッド装置１はこの同時発光時に赤外線を受光するので、この受光したタイミングを基準として次のパルスの受光タイミングを監視する。すなわち、発光装置３Ｌ，３Ｒは，同時発光の後、発光体３ａ〜３ｇによりタイミングをづらして順次発光する。これを受光する各パッド装置１は、上記基準のタイミングの後に受光したタイミングにより、その後の受光した赤外線は、発光装置３Ｌ，３Ｒの各々について、どの方向からの赤外線であを認識することができる。

そして、各パッド装置１は、２つの発光装置３Ｌ，３Ｒについての受光した赤外線の方向により、発光装置３Ｌ，３Ｒに対する自機の位置（発光装置３Ｌ，３Ｒまでの距離や方向）を検出することができる。例えば、図１は、矢印が指しているパッド装置１は、左側の発光装置３Ｌの発光体３ｂによるｂ方向の赤外線を受光し、右側の発光装置３Ｒの発光体３ｇによるｇ方向の赤外線を受光している場合を示している。以上のようにして、各パッド装置１は自機の位置を検出し、この検出した位置情報を自機のＩＰアドレスの情報とともに音源装置２に送信する。そして、音源装置２はこの位置情報に基づいて、各パッド装置１とスピーカ４Ｌ，４Ｒの位置関係を把握し、各パッド装置１の楽音についてパンニングの制御を行う。

なお、上記の例では受光したタイミングで方向を検知するようにしているが、発光装置３Ｌ，３Ｒの発光体３ａ〜３ｇでそれぞれ異なる波長の赤外線を照射するようにし、パッド装置１は受光した赤外線の波長によって方向を検知するようにしてもよい。

次に、フローチャートに基づいて実施形態の動作の一例を説明する。図６はパッド装置１側の制御プログラムのフローチャート、図７は音源装置２側の制御プログラムのフローチャートである。

図６の処理は、パッド装置１の電源の投入により開始され、電源がオフになるまで動作し続ける。まず、ステップＳ１でフラグやレジスタのリセット等の初期化処理を行い、ステップＳ２で、各種設定操作子の入力の受付、演奏操作子（パッド等）の入力の受付を行い、入力があるまで待機する。何らかの入力があると、ステップＳ３で演奏操作子におけるセンサからの信号の入力であるかを判定する。センサからの信号の入力であれば、ステップＳ６以降の処理を行い、そうでなければ、設定操作子の入力であるので、ステップＳ４で各種機器の設定を行い、ステップＳ５で設定状態の情報を送信部から送信する。

上記機器の設定では、例えば、パッド等のセンサの感度の設定、センサの出力に対する機能の割付、音色の設定、当該パッド装置の位置をユーザによりマニュアルで設定する処理等を行うことができる。また、この実施形態では、演奏情報信号の送信に関する情報送信モードＡ及び情報送信モードＢを選択でき、さらに、当該パッド装置の位置検出に関する位置検知モードＡ及び位置検知モードＢを選択できるようにしている。これらのモードの設定も上記機器の設定で行う。

一方、ステップＳ３でセンサからの信号の入力であれば、ステップＳ６に進む。そして、上記情報送信モードＡであればステップＳ７に進み、情報送信モードＢであればステップＳ８に進む。情報送信モードＡ（ステップＳ７）の場合は、パッドのセンサ部ＳＥからのセンサ信号を取得しつつそのまま演奏情報信号として送信する。この情報送信モードＡは前記好適な例Ｇ２に対応している。情報送信モードＢ（ステップＳ８）の場合は、パッドのセンサ部ＳＥからのセンサ信号を取得し、演奏データに変換して演奏情報信号として送信する。この情報送信モードＢは前記好適な例Ｇ１に対応している。

次に、ステップＳ９に進み、位置検知モードＡであればそのままステップＳ１１に進み、位置検知モードＢであればステップ１０に進む。位置検知モードＡは、予め検知済みで既に送信されたものと設定されている場合、ユーザが設定した既に送信されたものと設定されている場合であり、そのままステップＳ１１に進む。

位置検知モードＢは、新たに当該パッド装置１の位置を検出するモードであり、ステップＳ１０で前記のような赤外線の受光により当該パッド装置１の位置を検知し、ステップＳ１１に進む。なお、この位置検知モードＢの場合は、音源装置２において、発光装置３の発光処理等が行われる。

ステップＳ１１では、未送信データを送信する。すなわち、情報送信モードＢの場合は演奏データを送信し、位置検知モードＢの場合はパッド位置データを送信する。なお、情報送信モードＡ及び位置検知モードＡの場合は、このステップＳ１１で送信するデータはない。

図７の処理は、音源装置２の電源の投入により開始され、電源がオフになるまで動作し続ける。まず、ステップＳ２１でフラグやレジスタのリセット等の初期化処理を行い、ステップＳ２２で、各種設定操作子の入力の受付を行い、入力があればその入力状態に応じてステップＳ２３で機器を設定する。入力がなければそのままステップＳ２４に進む。なお、この設定処理により、前記情報送信モードの設定、位置検知モードの設定も行う。

ステップＳ２４で、パッド位置検知指示があるか、すなわち位置検知モードＢであるかを判定し、位置検知モードＢであればステップＳ２５で、発光装置３Ｌ，３Ｒの制御など、各パッド装置１の位置を検出する処理を行いステップＳ２６に進む。ステップＳ２６ではパッド装置１からの信号の受信が有るかを判定し、受信があればステップＳ２７に進み、受信がなければステップＳ２２に戻る。

ステップＳ２６では、受信した信号がパッドの打撃情報信号（情報信号モードＡのセンサ信号）であるかを判定する。打撃情報信号でなければ、演奏データであるので、ステップＳ２８で、受信したパッド装置１の個別の設定を受付て、その演奏データにより発音の準備設定を行って、発音処理をする。そして、ステップＳ２２に戻る。

打撃情報信号であれば、ステップＳ２９で、受信した打撃情報信号を基に演奏データを生成し、必要最小限の演奏データが組み立て上がった時点で、音源２ｊで楽音信号を発生する。そして、ステップＳ３０で、パンニングの制御など、効果を付与して発音し、ステップＳ２２に戻る。

以上の処理により、パッド装置１と音源装置２をケーブルで接続しなくても、各パッド装置１での演奏に応じた楽音を音源装置２から発生することができる。また、位置検知モードＢの場合には、パッド装置１を移動すると、そのバッド装置１の位置が自動的に検出され、音源装置２ではそのパッド装置１の位置に応じてパンニングの制御（音像定位制御）が行われる。また、位置検知モードＢすなわち、ユーザがパッド装置１の位置をマニュアルで設定する場合であっても、音源装置２及びパッド装置１の入力操作等を行うだけで簡単に設定することができる。

１…パッド装置、２…音源装置、３Ｌ，３Ｒ…発光装置、４Ｌ，４Ｒ…スピーカ、１ｉ…送信部、２ｍ…受信部、ＳＥ…センサ部

Claims (2)

1. 打撃を検知するセンサ部を有する個々に移動設置可能な複数のパッド装置を備えた電子打楽器であって、
   前記パッド装置は、前記センサ部の出力に応じた演奏情報信号を無線で送信する送信部を備え、
   該パッド装置と、
   前記パッド装置から無線で送信される前記演奏情報信号を複数受信可能な受信部を備えるとともに、該記受信部で受信した演奏情報信号に応じて楽音信号を生成し、該楽音信号により発音制御を行う音源装置と、
   前記パッド装置の位置を検出するパッド位置検出手段と、
   を備え、
   前記音源装置は、前記パッド位置検出手段で検出された前記パッド装置の位置に応じて該パッド装置に対応する前記楽音信号の発音制御を行うことを特徴とする電子打楽器。
2. 請求項１に記載の電子打楽器であって、
   前記パッド装置の位置に応じて該パッド装置の楽音信号のパンニングの発音制御を行うことを特徴とする電子打楽器。

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