JP6469391B2 - 電子打楽器及び電子打楽器用コントローラ - Google Patents

Description

本発明は手のひらや指を用いた演奏操作が可能な電子打楽器及び電子打楽器音源用コントローラに関する。

特許文献1には、手のひら等でパッドを打撃するハンド・パーカッションモードをもつ電子打楽器が記載されている。先行文献１に記載されている電子楽器にはスピーカを筐体に内蔵する例が示されており、演奏操作に対応して適切な音を発するようにパッドの感度を適切な感度に設定する為の構成について述べられいる。

また、特許文献２には打面に対する押圧に応じて音色変えるために圧力センサを用いた例が記載されている。特許文献１に記載の電子打楽器ではスピーカグリルの具体的な構成形状は記載されておらず、単にステレオ音の放音を行う為の部品として記載されている。特許文献２に記載された電子打楽器では、圧力センサの出力で音量バランス変化させたりフィルタの係数に反映させるといった信号処理が必要であり、打面に圧力センサを連動させるための機構部品として特殊な形状のヘッドボードを用いる必要があった。

このように、先行特許文献１や先行特許文献２では打楽器演奏を手のひらで行う際に音色を変えるためには電子的な制御やヘッドボードの様な可動部品が必要であった。

また、従来の電子打楽器には、数ミリの突起を直線状または円弧状に１０ｃｍ程度の配列して、この突起列をラテン音楽で持ちられるギロの様にこすることで高速連打の代用とするものがあった。ただし、連続的に連打音を発生しようとしても、突起列の端まで擦りつづけると折り返すか、触りなおす必要があり、安定に連打音を継続できる時間は規定されていた。なお、これらの突起は、指ではなく木製等硬い材質のスティックで擦ることを前提としたものだった。

一方、特許文献３にはドラム本体の打撃面に対する打撃によるこの打撃面の振動を振動ピックアップによって衝撃波信号として検出するように構成された電子ドラムの音色リアリティの改善する打楽器音源の構成が外部信号からのトリガ検出部を含めＰＣＭ系信号処理部３０として記載されているが、手のひらや指を用いて打楽器音源を新たな奏法で演奏できる構成に関する記載はない。

特開２００２−１８２６４３ 特開２０１０ー２２４３３０ 特開２０１０−２７１４２８

このように従来の電子打楽器では、打楽器演奏を手のひらや指で行う際に音色を変えるためには電子的な制御が必要であり、打楽器の連打を指を用いることで連続して安定に模擬することは困難であった。本発明はこれらの問題を解決することにより、電子打楽器の新たな演奏手法を実現する電子打楽器および電子打楽器用コントローラを実現することが本発明の課題である。

請求項１の電子打楽器は、
スピーカ５００と、打楽器音発生回路２０１とを筐体１の内部に含む電子打楽器で、
前記スピーカ５００から出力される音を前記筐体外部に放音するための複数の貫通孔１２を前記筐体１に備え、
前記貫通孔１２は前記筐体の上面のドーム状凸部に「手のひらで覆える大きさの領域」に密集して配置され、
前記「手のひらで覆える大きさの領域」の筐体の厚みは前記「手のひらで覆える大きさの領域」の周囲の筐体厚みよりも薄く形成されていることを特徴とする構成とした。この構成により容易に手のひらで音色を変えることができる電子打楽器を実現できる。

請求項２の電子打楽器は、請求項１の電子打楽器で、前記複数の貫通孔は直径１ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、前記複数の貫通孔の密集する領域は半径２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の円領域を前記複数の貫通孔の密集する領域内部に含み、前記円領域の開口率は２０パーセント以上であり、前記複数の貫通孔のうち前記円領域内に含まれる貫通孔を除く貫通孔の開口面積の合計は前記円領域内の開口面積の１／２よりも狭いか又は前記円領域の外には貫通孔が前記筐体に無いことを特徴とする構成の電子打楽器である。このの構成の電子打楽器とすることで、演奏者は手のひらで容易に音色を変化させることができ従来の電子打楽器では困難であった新たな奏法を実現できる。

請求項３の電子打楽器は、請求項１の電子打楽器のうち、前記筐体の内部に振動センサと、前記筐体周囲に外部からの電気信号を入力する外部信号入力端子と、を備え前記振動センサの出力に応じて第１の打楽器音を発生する第１の打楽器音発生回路と、前記信号入力端子に入力された電気信号の振幅に応じて第２の打楽器音を発生する第２の打楽器音発生回路と、第１の打楽器音と第２の打楽器音をミキシングするミキシング回路と前記ミキシング回路３０の出力を入力しスピーカの駆動信号を発生する電力増幅回路を備えることを特徴とする構成の電子打楽器。この構成の電子打楽器とすることで、演奏者は外部の振動センサ等を併用して複数の打楽器音を用いて従来の電子打楽器より自由度の高い新たな奏法を実現できる。

請求項４の発明では、電子楽器用コントローラは、
筐体内部に前記筐体の振動を検出する振動センサで
前記筐体の表面に小孔の密集する領域を備え、
前記「小孔の密集する領域」は、２ｃｍ以上の半径を円形の軌跡に沿って、前記打楽器用コントローラの操作者が指を用いてこすることができる形状に形成される。

請求項５の発明では、請求項４の発明の電子楽器用コントローラで、前記振動センサに与えられる信号に応じて出力される電気信号を外部に出力する出力端子を持ち、
（Ａ）前記振動センサに与えられる振動の周波数成分から音声帯域の信号成分を減衰させる低域通過フィルタまたは帯域通過フィルタ
または
（Ｂ）前記振動センサに与えられる振動の振幅が所定値以下であるとき信号の振幅を減衰または遮断するゲート回路
を前記振動センサの出力と前記出力端子の間に備えた。

請求項６の発明の電子楽器では、連打の模擬動作を安定に継続し発音することができる。連打の模擬動作に非貫通の小孔または小突起を用い筐体内部に埃などが入ることがない構造とすることができる。

本発明によれば、打楽器演奏を手のひらで行う際に音色を変えるために電子的な制御無しでも演奏中に打楽器音の音色と音量を手のひらで変化させることができ、これにより従来の電子打楽器では困難な奏法を容易に実施可能となる。さらに、放音孔を手のひらの形状にあわせて凸曲面領域上に配置した場合に高音が出難くなることに対する対策を実現でき、またさらに、内部に振動センサを設けることにより、放音孔の部分を連続的にこすることで、スティックを用いなければ困難であったロール奏法を容易に行うことができるという効果がありスティックを用いても困難な高速連打中に強弱をつける奏法も容易に可能になる。なお、従来の電子打楽器でも直線状または円弧状に配列した数ミリの突起を設けてラテン音楽で持ちられるギロの様にこすることで高速連打の代用とするものがあったが、突起を用いたのでは、フィルタとしての効果をえることはできないし、突起列の長さに制限があるため、連打音を継続させるためには折り返しの動作が必要となり、連打を安定に継続することは困難だった。これに対して放音用の小孔の領域内に一様に孔を配置することができるので、この小孔が配置された領域内の表面を指を用いて円を描く様に擦ることによって、連打音を安定に継続するような奏法が容易に可能となる。

請求項１の発明によれば、打楽器演奏を手のひらで行う際に音色を変えるために電子的な制御無しでも演奏中に打楽器音の音色と音量を手のひらで変化させることができ、これにより従来の電子打楽器では困難な奏法を容易に実施可能となる。

請求項２の発明によれば、請求項１の電子打楽器において、貫通孔（放音孔）を手のひらの形状にあわせて凸曲面領域上に配置した場合に高音が出難くなることに対する対策を実現できる。

請求項３の発明によれば、演奏者は外部の振動センサ等を併用して複数の打楽器音を用いた演奏が可能となり、従来の電子打楽器より自由度の高い新たな奏法を実現できる。

請求項４の発明によれば、内部に振動センサを設けることにより、放音孔の部分を連続的にこすることで、スティックを用いなければ困難であったロール奏法を容易に行うことができるという効果がありスティックを用いても困難な高速連打中に強弱をつける奏法も容易に可能になる。なお、従来の電子打楽器でも直線状または円弧状に配列した数ミリの突起を設けてラテン音楽で持ちられるギロの様にこすることで高速連打の代用とするものがあったが、突起を用いたのでは、フィルタとしての効果をえることはできないし、突起列の長さに制限があるため、連打音を継続させるためには折り返しの動作が必要となり、連打を安定に継続することは困難だった。これに対して放音用の小孔の領域内に一様に孔を配置することができるので、この小孔が配置された領域内の表面を指を用いて円を描く様に擦ることによって、従来の電子打楽器の打面を用いたのでは困難であった、「連打音を安定に強弱をつけて継続」するような奏法が円や「８の字」を描くように打面をこすることで、容易に可能となり、電子打楽器の新たな奏法を実現できる。

請求項５の発明によれば、演奏者が意図せぬ不要な振動による電子打楽器音源の誤動作を避けることができる。

請求項６の発明の電子楽器では、連打の模擬動作を安定に継続し発音することができる。連打の模擬動作に非貫通の小孔を用いることができるので筐体内部に埃などが入ることがない構造とすることができ、連打を連続して模擬する等、新たな打楽器奏法が可能な電子打楽器を実現することができる。

本発明の電子打楽器の外形と演奏方法を示す図。 放音孔の部分が周囲よりも薄いことを示す断面図。 本発明の電子楽器のプロック図 電子楽器用コントローラのブロック図 本発明の電子打楽器外観図 本発明のコントローラの外観図 スピーカの取り付け位置を示す断面図 小孔の密集した領域内を指で擦る経路例を示す図

本発明の一例である電子打楽器の外観と奏法を示す図を用い、具体的な構成について説明する。

図１は本発明の一実施例の放音孔部１２の上方に手５をかざした状態を示している。手のひら又は指と放音孔１２の距離が狭ければ高音は出難くなり、音量も小さくなる。音色は手の近づけ方や、指を含む手のひらの曲げ具合により変化するためさまざまな奏法が可能となる。また、放音孔１２をゆっくり開閉するかすばやく開閉するかによって異なる演奏効果が得られた。例えば、手のひらで素早く放音孔１２の開閉を行うことで楽器用エフェクタのフランジャーを用いた様な音色効果を得ることができる。

手のひら又は指でスピーカ開口部を塞ぐ動作をする為には手のひらの自然な状態に近い凸曲面を開口部とすることが望ましい。ただし、筐体を通常のスピーカボックスと同程度例えば５ｍｍの肉厚で樹脂成型すると、孔を塞がない状態でも高音がこもり打楽器音の再生にふさわしくない音色となることがあるが、孔径を大きくすると演奏操作時に孔に指が入りロール奏法の模擬に使うことが困難となるため試行錯誤の結果肉厚を周囲より薄くすることで所望の音響特性と操作性を得た。強度との兼ね合いで決めるべきであるが、薄くする部分は周囲の厚みの１／２以下の厚みとすることで良好な結果を得た。図２に、第１の発明のドーム状領域内に配置された複数の貫通孔と周囲の肉厚を示す断面図を示す。

本発明の電子打楽器の回路構成の例を図３を用いて説明する。

請求項３の発明の電子打楽器１には外部信号入力１０２への入力信号によりトリガされる打楽器音発生回路２と振動センサ１００の出力により駆動される打楽器音発生回路１があり打楽器音発生回路２０１と打楽器音発生回路の出力はミキシング回路３００でミキシングされる。ミキシングされた信号は電力増幅回路４００に送られスピーカ５００を駆動しスピーカ５００は打楽器音を発生する。打楽器音発生回路は先行技術文献４に記載されている様なメモリ波形を外部からの衝撃信号に応じて読み出す回路である。打楽器音発生回路２０１を駆動する振動センサ１００はピエゾセンサであり、外部信号入力１０２への入力には従来からある楽器用のコンタクトマイク（内部の振動センサはピエゾセンサ）を用いる。外部信号入力１０２から入力された信号は、打楽器音発生回路２０２に入力され打楽器音発生回路２０２から出力される打楽器音信号はミキシング回路３００で他の打楽器音発生回路の出力信号とミキシングされる。楽器用のコンタクトマイクはクリップで楽器に固定できる構成となっているため、楽器に限らず多様な物に固定することができる。たとえば、金属製の円盤の表面をゴムで覆った板やプラスチックの波板、更に雑誌や皿や靴など通常は打楽器として用いられない物にも装着して打面として扱う事ができる。

外部信号入力からの信号により打楽器音発生回路２０１で発生した打楽器音はスピーカー５００から放音され、貫通孔（放音孔）１２から筐体１の外部に出るが、このとき演奏者が手のひらで貫通孔（放音孔）１２を塞ぐことにより音色の変化を得る。たとえば、外部信号入力１０２に対応する打楽器音発生回路２０２の音色を操作部１１０（例えば音色切替スイッチ）により制御回路１２０を介して打楽器音発生回路２０２の打楽器音をシンバル音に設定しておけば、手のひらで貫通孔（放音孔）を覆いすばやく指を上下させ開閉することなどで楽器用エフェクタのフランジャーを用いたような効果をえることができる。このとき、外部入力１０２に接続してあるコンタクトマイクが雑誌に装着されていれば、雑誌を叩いくとシンバル音がスピーカ５００から放音され、放音中に筐体１の貫通孔（放音孔）12を開閉することでシンバルの音色を変化させることができる。

一方、筐体１内部の振動センサ１００にもピエゾ素子を用いたセンサを用いる。振動センサ１００からの出力は打楽器発生回路２０１に入力され打楽器音発生回路２０１の出力は打楽器音発生回路２０２の出力とミキシング回路３００でミキシングされる。ミキシングされた信号は電力増幅回路４００で増幅されスピーカ５００から放音される。振動センサ１００は筐体内部に装着されているため筐体の振動を拾いやすい。放音穴１２を指や爪で擦ると段差部分で衝撃が生じるが筐体内部の振動センサ１００はこの衝撃を検出し打楽器音発生回路２０１を駆動し打楽器信号を発生する。ここで、打楽器音発生回路２０１の音色がスネアドラムの音に設定されていれば、放音穴１２が密集している部分を爪で擦るとスネアドラムを高速に連打するロール奏法の様な効果を得ることができる。前記ロール奏法の様な効果は、円を描くように放音孔の密集領域を指先で擦ることで直線状に擦るよりも長時間安定して継続することができ、ロール中の強弱表現や連打速度の調整などのような奏法上の工夫を加えることができる。

図８に小孔（放音孔または非貫通孔）の密集した領域内を指で擦る経路の例を示した。
（ａ）円形に擦れば連打音を安定に継続することができる。
（ｂ）直線状に擦ればギロの様にもちいることができ、
（ｃ）多角形を描くように擦ればドラムロールを多角形の辺毎に繰り返す様なリズミカルな効果も得られる。
なお、図8では、小孔を図示すると煩雑になるため非図示とした。

なお、放音孔の密集領域は数ｃｍの範囲で広がっている為、この領域内に指先で円のような図形を描ける。放音孔の密集領域は手のひらで塞ぐことができる範囲でなるべく広い事が望ましい。フィルタとしての効果を確実にするためには、複数の貫通孔は直径１ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、前記複数の貫通孔の密集する領域は半径２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の円領域を前記複数の貫通孔の密集する領域内部に含み、前記円領域の開口率は２０パーセント以上であり、前記複数の貫通孔のうち前記円領域内に含まれる貫通孔を除く貫通孔の開口面積の合計は前記円領域内の開口面積の１／２よりも狭いか又は前記円領域の外には貫通孔が前記筐体に無い構成とすればよい。なお、バスレフ用のダクトを筐体の下方に設ける場合は前記ダクトの断面積は前記円領域内に含まれる貫通孔を除く貫通孔の開口面積には含めないでよい。

図７は筐体１へのスピーカ５００の取り付け位置を示す断面図である。筐体１の上面の凸曲面には貫通孔（放音孔）１２が密集する領域があり、この領域の下にスピーカ５００が取り付けられている。スピーカ５００の振動面（コーン）と、貫通孔（放音孔）１２が密集する領域を含むドーム状凸部（凸曲面）の間にはドーム状の空隙が生じる。この空隙と放音孔の径、筐体の厚み＝放音孔の深さ（ダクトとしてみたときのダクト長）の影響で高音が減衰することがある。この高音の減衰は、前記貫通孔（放音孔）１２が密集する領域の部分のみ周辺よりも薄く形成することで改善される。また、筐体１の内部上方には筐体１へ加えられた振動を検出する振動センサ１００が装着されている。なお電子打楽器用コントローラ２の断面図は省略するが、電子打楽器用コントローラ２の場合も筐体２の内部上方に筐体２へ加えられた振動を検出する振動センサ１００が電子打楽器１の場合と同様に装着されている。

図４は請求項４の発明の電子打楽器用コントローラのブロック図の例である。図４を用いて回路例を説明する。
本発明の電子打楽器用コントローラ２は筐体内部に振動を検出する振動センサ１００と
前記筐体の表面に小孔１２の密集する領域を備え、前記「小孔の密集する領域」は、３ｃｍ以上の半径を円形の軌跡に沿って前記打楽器用コントローラ２の操作者が指を用いてをこすることができる形状に形成されている。
前記振動センサ１００に与えられる信号に応じて出力される電気信号を外部に出力する出力端子１５０を持つが、センサとしてピエゾセンサを用いた場合にはセンサの出力をそのまま出力するか、外乱を避けるためのインピーダンス変換回路（非図示）を介して出力すればよい。、電子打楽器音源２０１を内蔵している場合は例えばリムショット音の様に短時間のエンベロープを持つ音色を出力すれば、他の電子打楽器音源のトリガ信号とすることもできるが、入力操作から信号出力までの遅延は避けることができない。なお、振動センサ１００にはピエゾセンサ以外のセンサを用いてもよい。たとえば、ダイナミックスピーカーを振動検出用に用いこともできる。

図５では、打楽器演奏者の予期せぬ不要な振動による誤動作を避けるために、
（Ａ）前記振動センサ１００に与えられる振動の周波数成分から音声帯域の信号成分を減衰させる低域通過フィルタまたは帯域通過フィルタ１３０と、
（Ｂ）前記振動センサ１００に与えられる振動の振幅が所定値以下であるとき信号の振幅を減衰または遮断するゲート回路１４０
を前記振動センサ１００の出力と出力端子１５０の間に備えているが、接続する電子打楽器音源の入力仕様によって（Ａ）または（Ｂ）を省略してもよい。

電子楽器用コントローラの筐体上方表面には「小孔の密集する領域」があり、３ｃｍ以上の半径を円形の軌跡に沿って前記打楽器用コントローラの操作者が指を用いて擦ることができるように小孔１２（非貫通孔）が配置されている。例えば、星型に「小孔の密集する領域」を持つ筐体とするのであれば、前記星型の中央部の五角形領域に内接する円の半径が３ｃｍ以上となるように星型の「小孔の密集する領域」の形状を決めると連続操作を行いやすくなる。前記内接円を描く様に指や爪で擦れば連続的に連打を模擬しやすい。

請求項４の打楽器用コントローラや請求項６の発明の電子打楽器でスピーカ５００を含まない構成とる場合は、手のひらで貫通孔を開閉することに意味がないので、非貫通の小孔を用いて筐体の表面に小孔の密集する領域を備えこの領域をこすることで連打を模擬することができる。この場合は「非貫通の小孔の密集する領域」は、３ｃｍ以上の半径を円形の軌跡に沿って前記打楽器用コントローラの操作者が指を用いてこすることができる。例えば半径4ｃｍの範囲に半径０．２５ｍｍの非貫通孔を中心間の距離が１ｍｍ以下になるように配置すればよい。また、スピーカ５００を含む構成の場合でも、放音孔（貫通孔）が密集する領域の周辺に非貫通孔を配置することで連打を模擬できる領域を拡張することができる。非貫通孔の配置には制限がないので図１、図２に示した電子打楽器では放音孔の密集する領域の倍以上の厚みがあるので、打撃に対する強度が確保できる範囲で自由に非貫通孔を配置できる。

１ 本発明の電子打楽器
２ 本発明の電子打楽器用コントローラ
５ 演奏者の手
１２ 小孔
１５ 小孔の密集領域内を擦る経路

１００ 振動センサ
１０２ 外部信号入力１
１０３ 外部信号入力２
１０４ 外部信号入力３

１２０ 制御回路
１３０ 帯域制限フィルタ
１４０ ゲート回路
１５０ 本発明の電子打楽器用コントローラの出力端子
２０１ 打楽器音発生回路１
２０２ 打楽器音発生回路２
２０３ 打楽器音発生回路３
２０４ 打楽器音発生回路４

３００ ミキシング回路
４００ 電力増幅回路
５００ スピーカ

Claims (3)

1. スピーカ５０と、打楽器音発生回路２０１とを筐体内部に含む電子打楽器で、
   前記スピーカ５０から出力される音を前記筐体外部に放音するための複数の貫通孔を前記
   筐体に備え、
   前記貫通孔は前記筐体の上面のドーム状凸部に「手のひらで覆える大きさの領域」に密集
   して配置され、
   前記「手のひらで覆える大きさの領域」の筐体の厚みは前記「手のひらで覆える大きさの
   領域」の周囲の筐体厚みよりも薄く形成されていることを特徴とする電子打楽器。
2. 請求項１の電子打楽器で、前記複数の貫通孔は直径１ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、前記複
   数の貫通孔の密集する領域は半径２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の円領域を前記複数の貫通孔
   の密集する領域内部に含み、前記円領域の開口率は２０パーセント以上であり、前記複数
   の貫通孔のうち前記円領域内に含まれる貫通孔を除く貫通孔の開口面積の合計は前記円領
   域内の開口面積の１／２よりも狭いか又は前記円領域の外には貫通孔が前記筐体に無いこ
   とを特徴とする電子打楽器。
3. 請求項１の電子楽器で、前記筐体の内部に振動センサ１０と、前記筐体周囲に外部からの
   電気信号を入力する外部信号入力端子１０２と、を備え前記振動センサの出力に応じて第
   １の打楽器音を発生する第１の打楽器音発生回路２０１と、前記信号入力端子に入力され
   た電気信号の振幅に応じて第２の打楽器音を発生する第２の打楽器音発生回路２０２と、
   第１の打楽器音と第２の打楽器音をミキシングするミキシング回路３０と前記ミキシング
   回路３０の出力を入力しスピーカ５０の駆動信号を発生する電力増幅回路４０を備えるこ
   とを特徴とする電子打楽器。