JP6676332B2 - 電子打楽器 - Google Patents

Description

本発明は電子打楽器に関し、打撃に対する検出精度を向上できる電子打楽器に関するものである。

電子シンバルやハイハット形電子シンバルのような電子打楽器において、スティック等による打撃位置を打撃センサで検出し、その打撃位置に基づいて音源を制御し、楽音を発生させる技術が知られている。例えば、パッドの中央部に設けられる振動センサと、パッドの外周端部に設けられる圧力センサと、パッドの外周端部および圧力センサを覆うゴムカバーとを備える電子シンバルが開示されている（特許文献１）。特許文献１では、振動センサのみから出力があった場合にはパッドの中央部が打撃されたと判断し、振動センサ及び圧力センサから出力があった場合にはパッドの外周端部が打撃されたと判断する。

特開２０１３−１５８５２号公報

しかし、特許文献１では、パッドの外周端部および圧力センサを覆うゴムカバーが外周端部の打撃により変形することで圧力センサを押圧するので、圧力センサを安定動作させるためにはある程度の厚さや硬度のゴムカバーが必要になる。そのため、外周端部を弱く打撃した場合（弱打時）にはゴムカバーが変形し難いので、圧力センサからの出力が得られないおそれがある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、打撃に対する検出精度を向上できる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および発明の効果

この目的を達成するために、請求項１記載の電子打楽器によれば、表面が打撃される板状のパッドの外周端部の裏面に、圧力変化を検出するシート状の圧力センサが設けられ、圧力センサの表面には錘部が接触する。パッドの表面が打撃されることで圧力センサの表面からパッドの裏面へ向かう慣性力が錘部に作用し、錘部が圧力センサを押圧する。外周端部の弱打時であっても錘部には所定の慣性力が作用し圧力センサを押圧するので、弱打時でも圧力センサが圧力変化を検出できる。従って、打撃に対する圧力センサの検出精度を向上できる効果がある。

中央部を打撃した場合、外周端部を打撃した場合と比べて外周端部の揺れが小さいので、錘部に作用する慣性力を小さくできる。そのため、錘部に作用する慣性力による圧力センサへの押圧力を小さくでき、圧力変化を圧力センサが検出し難くできるので、中央部を打撃した場合の圧力センサの誤検出を抑制できる効果がある。

請求項２記載の電子打楽器によれば、圧力センサよりもパッドの外周端側および中央側の少なくとも一方の位置でパッドに固定される連結部が錘部に連結される。錘部は圧力センサと非接着なので、圧力センサと錘部との間に接着剤が硬化した接着層が生じないようにできる。これにより、接着層による圧力センサの検出感度の低下を防止できる。さらに、錘部が圧力センサと非接着であり、弾性材料から構成される連結部が曲げ変形することで、パッドおよび圧力センサと錘部とが同時に動くことを抑制して錘部に作用する慣性力による圧力センサへの押圧力を確保できる。これらの結果、請求項１の効果に加え、錘部が圧力センサに接着される場合と比べて、打撃に対する圧力センサの検出精度を向上できる効果がある。

請求項３記載の電子打楽器によれば、パッドの外周に沿って延びる圧力センサの形状に沿って錘部が連続的に設けられ、錘部が圧力センサの表面に接着される。これにより、錘部の取り付けを容易にできると共に錘部の構造を単純にできる。

錘部が弾性材料から構成されるので、パッドの外周に沿って連続的に設けられる錘部の一部を弾性変形させることができる。打撃時、最も大きい慣性力が作用する部分の錘部を弾性変形させて圧力センサを押圧できる。従って、請求項１の効果に加え、錘部の取り付けを容易にできると共に錘部の構造を単純にしつつ、打撃に対する圧力センサの検出精度を向上できる効果がある。

請求項４記載の電子打楽器によれば、パッドの外周に沿って圧力センサが延び、圧力センサの形状に沿って断続的に錘部が設けられる。これにより、最も大きい慣性力が作用する部分の錘部の変形が、隣り合った錘部によって妨げられることを抑制できる。これにより、請求項１又は２の効果に加え、圧力センサの形状に沿って錘部が連続的に設けられる場合と比べて、打撃に対する圧力センサの検出精度を向上できる効果がある。

請求項５記載の電子打楽器によれば、硬度が５０度以上かつ９０度以下の範囲内に設定される弾性材料から請求項２記載の連結部または請求項３記載の錘部が構成されるので、請求項２記載の連結部または請求項３記載の錘部の変形のし易さを調整して、錘部に作用する慣性力による圧力センサへの押圧力を大きくできる。その結果、請求項２又は３の効果に加え、打撃に対する圧力センサの検出精度をより向上できる効果がある。

本発明の第１実施の形態における電子打楽器の平面図である。 電子打楽器の底面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における電子打楽器の切断端面図である。 電子打楽器のパッドのエッジ部が打撃された状態を示す電子打楽器の切断端面図である。 音源装置の電気的構成を示すブロック図である。 エッジ部を強打したときの振動センサ及び圧力センサの出力値―時間グラフである。 ベル部またはボウ部を強打したときの振動センサ及び圧力センサの出力値―時間グラフである。 エッジ部を弱打したときの振動センサ及び圧力センサの出力値―時間グラフである。 音源制御処理を示すフローチャートである。 リングバッファ処理を示すフローチャートである。 打撃位置判断処理を示すフローチャートである。 第２実施の形態における電子打楽器の底面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における電子打楽器の切断端面図である。 音源装置の電気的構成を示すブロック図である。 音源制御処理を示すフローチャートである。 圧力検出カウント処理を示すフローチャートである。 打撃位置判断処理を示すフローチャートである。 第３実施の形態における電子打楽器の底面図である。 第４実施の形態における電子打楽器の切断端面図である。 第５実施の形態における電子打楽器の切断端面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施の形態における電子打楽器１について説明する。図１は本発明の第１実施の形態における電子打楽器１の平面図であり、図２は電子打楽器１の底面図である。なお、図２の紙面右側を奏者側とする。

図１及び図２に示すように、電子打楽器１は、アコースティックシンバルを模した電子打楽器である。電子打楽器１は、表面が打撃される円板状のパッド１０と、パッド１０の振動を検出する振動センサ２と、圧力変化を検出するシート状の圧力センサ２０と、圧力センサ２０を押圧する錘部材３０とを備えている。なお、パッド１０は円板状に限らず、扇板状や、板の平面形状が多角形状、楕円形状のパッド１０を用いることは当然可能である。

パッド１０は、アコースティックシンバルの形状を模して形成された青銅製の部材であり、中心に設けられる支持孔１０ａでスタンド（図示せず）に揺動可能に支持される。パッド１０は、中心部分に形成される椀状のベル部１２（中央部）と、ベル部１２の外縁から鍔状に延びて設けられる円環状のボウ部１４（中央部）と、ボウ部１４の外周端部分を構成するエッジ部１６（外周端部）とからなる。なお、本明細書では、パッド１０の外周端から少なくとも圧力センサ２０のベル部１２側の端部までの範囲をエッジ部１６とする。

振動センサ２は、ピエゾセンサであり、ベル部１２の裏面の支持孔１０ａよりも奏者側に装着される。圧力センサ２０は、エッジ部１６の裏面の奏者側の半周に亘って円弧状に設けられて（パッド１０の外周に沿って延びて）エッジ部１６の裏面に装着される。錘部材３０は、圧力センサ２０のベル部１２側を覆うように圧力センサ２０の形状に沿ってエッジ部１６（圧力センサ２０）の周方向へ連続的に設けられる。パッド１０の表面には、センサ等が装着されていないので、外観をアコースティックシンバルに近づけることができる。

次に、図３を参照して、圧力センサ２０及び錘部材３０について説明する。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における電子打楽器１の切断端面図である。圧力センサ２０は、特定の演奏動作が行われたことを検出するセンサである。その特定の演奏動作とは、エッジ部１６を打撃する操作、及び、エッジ部１６を手で掴んで発生した楽音をミュートするチョーク奏法を指す。

図３に示すように、圧力センサ２０は、圧力変化を検出するシート状のメンブレンスイッチであり、裏面がエッジ部１６の裏面に接着される。圧力センサ２０は、円弧状に形成される一対のフィルム２２と、一対のフィルム２２の周縁に沿って一対のフィルム２２同士を連結するスペーサ２４と、フィルム２２とスペーサ２４とに囲まれた円弧状の空間に沿って各フィルム２２にそれぞれ設けられる一対の電極２６とを備えている。

なお、圧力センサ２０の裏面の全面をエッジ部１６の裏面に接着すると、奏者により強く打撃されたパッド１０が大きく変形したときに、圧力センサ２０がエッジ部１６から剥がれたり、電極２６が断線したりするおそれがある。圧力センサ２０に生じる応力を抑制するために、エッジ部１６の裏面に圧力センサ２０を部分的に接着することが好ましい。また、エッジ部１６に圧力センサ２０を接着する場合に限らず、圧力センサ２０の両端をリベット等でエッジ部１６に部分的に固定することも可能である。

圧力センサ２０は、スペーサ２４の厚さ（フィルム２２の対向方向の寸法）の２分の１よりも電極２６の厚さが小さいので、一対の電極２６が互いに所定間隔空けて対向する。圧力センサ２０は、ベル部１２側のスペーサ２４と、パッド１０の外周端側のスペーサ２４との間の範囲であり、フィルム２２が変形可能な範囲（変形可能範囲Ｄ）の表面が押圧されることで、表面側のフィルム２２が変形する。その変形により一対の電極２６が互いに接触することで、圧力センサ２０から電気信号が出力されて、圧力センサ２０はフィルム２２に加えられる（圧力センサ２０自身が受ける）圧力変化を検出する。

錘部材３０は、硬度（ＪＩＳＫ６２５３−３：２０１２に基づく硬さ）が７０度に設定されたゴム製の円弧状の部材であり、圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄの表面に非接着状態で接触する錘部３２と、圧力センサ２０よりもベル部１２側の位置でパッド１０に接着されて固定されると共に錘部３２に連結される連結部３４とを備えている。錘部３２及び連結部３４は錘部材３０の周方向に亘って設けられる。なお、錘部材３０を構成するゴムの硬度は７０度に限らず、５０度以上（又は５０度よりも高く）かつ９０度以下（又は９０度未満）であることが好ましい。さらに好ましくは、錘部材３０を構成するゴムの硬度が６０度以上（又は６０度よりも高く）かつ８０度以下（又は８０度未満）である。

錘部３２は、圧力センサ２０へ向かって変形可能範囲Ｄよりも小さい幅で径方向断面が矩形状に張り出す張出部３３が圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄと接触する。なお、張出部３３の径方向断面は矩形状に限らず、張出部３３の径方向断面を三角形状や円弧形状等に形成することが可能である。錘部３２は、張出部３３とは反対側に向かって（圧力センサ２０から離れるように）膨らんで形成され、この膨らみ量を適宜設定することで錘部３２の質量が設定される。

連結部３４は、パッド１０の裏面から略垂直に延びる厚肉部３５と、厚肉部３５から錘部材３０の径方向外側へ向かって延びて錘部３２と連結される、厚肉部３５よりも厚さ（フィルム２２の対向方向の寸法）が小さい薄肉部３６とを備えている。薄肉部３６により連結部３４を曲げ易くできる。

次に図４を参照して、パッド１０が打撃されたときの動作について説明する。図４は、電子打楽器１のパッド１０のエッジ部１６が打撃された状態を示す電子打楽器１の切断端面図である。図４に示すように、エッジ部１６がスティックＳで打撃されると、パッド１０が振動して振動センサ２（図２参照）が振動を検出する。パッド１０（エッジ部１６）は青銅製なので、打撃の感触をアコースティックシンバルに近づけることができる。

さらに、エッジ部１６を打撃したときには、パッド１０が支持孔１０ａを中心に揺れて、打撃された側のエッジ部１６が錘部３２側（図４紙面下側）へ移動する。一方、錘部３２と圧力センサ２０とが非接着であり、錘部材３０（連結部３４）がゴム製であるので、連結部３４が曲げ変形する片持ち状態の錘部材３０の自由端である錘部３２は、慣性によりその場に留まろうとする。これにより、圧力センサ２０の表面からパッド１０の裏面へ向かう慣性力が錘部３２に作用し、錘部３２が圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄを押圧できる。エッジ部１６を弱く打撃した場合（エッジ部１６の弱打時）であっても錘部３２には所定の慣性力が作用して錘部３２が圧力センサ２０を押圧するので、エッジ部１６の弱打時でも圧力センサ２０は圧力変化を検出できる。従って、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度を向上できる。

錘部３２が圧力センサ２０に接着される場合、フィルム２２の変形が錘部３２の剛性に影響されるので、フィルム２２の変形が妨げられて圧力センサ２０の検出感度が低下するおそれがある。さらに、圧力センサ２０と錘部３２との間に接着剤が硬化した接着層が生じるので、接着層により圧力センサ２０の検出感度が低下するおそれがある。これに対し、本実施の形態では、圧力センサ２０と錘部３２とが非接着なので、錘部３２の剛性や接着層による圧力センサ２０の検出感度の低下を防止できる。その結果、錘部３２が圧力センサ２０に接着される場合と比べて、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度をより向上できる。

片持ち状態の錘部材３０の連結部３４が曲がり難い場合には、パッド１０と連結部３４とが一体に動き易く、パッド１０及び圧力センサ２０と錘部３２とが同時に動き易くなる。この場合、錘部３２に作用する慣性力による圧力センサ２０への押圧力が小さくなる。これに対し、本実施の形態では、薄肉部３６により連結部３４を曲げ易くできる。その結果、錘部３２に作用する慣性力による圧力センサ２０への押圧力が連結部３４により低下することを抑制できるので、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度をより向上できる。

また、錘部材３０を構成するゴムの硬度が９０度よりも高い場合、連結部３４が曲がり難く、錘部３２に作用する慣性力による圧力センサ２０への押圧力が小さくなるので、打撃に対する圧力センサ２０の検出感度が悪くなる。一方、錘部材３０を構成するゴムの硬度を９０度以下（本実施の形態では７０度）に設定することで、連結部３４を曲げ易くして、錘部３２に作用する慣性力による圧力センサ２０への押圧力を大きくできるので、打撃に対する圧力センサ２０の検出感度が向上して圧力センサ２０の検出精度をより向上できる。なお、錘部材３０を構成するゴムの硬度が低い程、連結部３４を曲げ易くできるので、連結部３４の曲げ易さによる打撃に対する圧力センサ２０の検出精度を向上できる。

錘部材３０を構成するゴムの硬度が５０度よりも低い場合には、錘部３２が圧力センサ２０を押圧するときに、錘部３２に作用する慣性力の方向に対して略垂直な方向へ錘部３２（張出部３３）が比較的大きく潰れるおそれがある。この場合、打撃後に錘部３２の収縮・膨張による振動が収束するまでの時間が長くなり圧力センサ２０が誤検出を起こし、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度が悪くなるおそれがある。一方、錘部材３０を構成するゴムの硬度を５０度以上に設定することで、錘部３２（張出部３３）の潰れを抑制して、錘部３２の振動が収束するまでの時間を短くできるので、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度をより向上できる。なお、錘部材３０を構成するゴムの硬度が高い程、錘部３２の潰れを抑制できるので、錘部３２の振動による打撃に対する圧力センサ２０の検出精度を向上できる。

支持孔１０ａを中心に揺動する円形状のパッド１０のエッジ部１６の所定位置を打撃すると、支持孔１０ａ及び打撃位置を通る直線上に位置する部分のエッジ部１６が最も大きく揺れて、そのエッジ部１６の裏面に位置する部分の錘部３２には最も大きい慣性力が作用する。ゴム製の錘部３２により錘部３２の周方向の一部を弾性変形させることができるので、最も大きい慣性力が作用する部分の錘部３２を弾性変形させて圧力センサ２０を押圧できる。その結果、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度をより向上できる。さらに、錘部３２を構成するゴムの硬度が低い程、錘部３２は周方向の一部を弾性変形させ易いので、錘部材３０を構成するゴムの硬度を９０度以下に設定することで、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度をより向上できる。

圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄを押圧する張出部３３の幅が変形可能範囲Ｄよりも小さいので、張出部３３の押圧によるフィルム２２の変形がスペーサ２４により妨げられることを防止できる。張出部３３により圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄを確実に押圧できるので、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度をより向上できる。

ベル部１２又はボウ部１４がスティックＳで打撃されると、パッド１０が振動して振動センサ２が振動を検出する。さらに、ベル部１２又はボウ部１４を打撃した場合、打撃する強さが同じであればエッジ部１６を打撃した場合と比べてエッジ部１６の揺れが小さいので、錘部３２に作用する慣性力を小さくできる。そのため、錘部３２に作用する慣性力による圧力センサ２０への押圧力を小さくでき、圧力変化を圧力センサ２０が検出し難くできるので、ベル部１２又はボウ部１４を打撃した場合の圧力センサ２０の誤検出を抑制できる。なお、ベル部１２又はボウ部１４を打撃した場合でも、打撃する強さによって圧力センサ２０が圧力変化を検出することがある。

上述したようにパッド１０を打撃したとき、錘部３２に作用する慣性力による圧力センサ２０への押圧力により圧力センサ２０が圧力変化を検出するので、錘部３２の質量が大きい程、打撃に対する圧力センサ２０の検出感度を向上できる。しかし、錘部３２の質量を大きく設定すると、エッジ部１６を打撃した場合だけでなく、ベル部１２又はボウ部１４を打撃した場合も同様に、打撃に対する圧力センサ２０の検出感度が向上する。そのため、エッジ部１６を打撃した場合の圧力センサ２０の検出感度と、ベル部１２又はボウ部１４を打撃した場合の圧力センサ２０の検出感度とのバランスを考慮して錘部３２の質量が設定される。これにより、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度を向上できる。

また、電子打楽器１の演奏時、打撃により振動するパッド１０のエッジ部１６を手で掴むチョーク奏法が行われる。チョーク奏法では、エッジ部１６を手で掴んだときに圧力センサ２０が検出する圧力変化に基づいて、発生した楽音をミュートする。圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄの表面に錘部３２が設けられるので、奏者がエッジ部１６を掴むチョーク奏法を行うときに手が錘部３２に当たる。そのため、錘部３２を介して圧力センサ２０を確実に押圧できる。さらに、圧力センサ２０から離れるように膨らんで錘部３２が形成されるので、錘部３２を認識し易くでき、より確実に圧力センサ２０を押圧できる。

なお、パッド１０の所定箇所を打撃したときから、振動センサ２まで振動が伝達するのに要する時間（以下「振動伝達時間」と称す）と、圧力センサ２０に圧力変化を与えるための押圧力が圧力センサ２０に加わるまでに要する時間（以下「圧力伝達時間」と称す）とは異なる。振動伝達時間は、パッド１０（ボウ部１４及びエッジ部１６）を構成する材質の振動伝達時間、及び、打撃位置から振動センサ２までの距離によって決定される。なお、パッド１０を構成する材質の振動伝達時間は打撃の強弱に依存しない。一方、圧力伝達時間は、パッド１０が傾く速度（打撃の強弱）、錘部３２に作用する慣性力や、錘部３２（錘部材３０）の変形や運動を妨げる力の大小に依存する。振動伝達時間と圧力伝達時間との時間差によって、エッジ部１６を打撃した場合、打撃位置に近い圧力センサ２０が圧力変化を検出するよりも先に、振動センサ２が振動を検出することがある。

そのため、電子打楽器１は、振動センサ２及び圧力センサ２０の出力値に基づいて、打撃位置検出装置４０ａにより打撃位置を検出して楽音を発生するための音源装置４０を備えている。図５を参照して、電子打楽器１に適用される音源装置４０の詳細構成について説明する。図５は音源装置４０の電気的構成を示すブロック図である。

音源装置４０は、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２と、ＲＡＭ４３と、操作パネル４４と、入力部４５と、音源４６と、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）４７とを備え、各部４１〜４７がバスライン４８を介して互いに接続される。なお、打撃位置検出装置４０ａは、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２と、ＲＡＭ４３とから構成される。入力部４５には、パッド１０に装着される振動センサ２及び圧力センサ２０が接続される。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶される固定値やプログラム、ＲＡＭ４３に記憶されているデータなどに従って、音源装置４０の各部を制御する中央制御装置である。ＣＰＵ４１は、クロック信号を計数することにより、時刻を計時するタイマ（図示せず）を内蔵している。

ＲＯＭ４２は、書き替え不能な不揮発性メモリであって、ＣＰＵ４１や音源４６に実行させる制御プログラム４２ａや、この制御プログラム４２ａが実行される際にＣＰＵ４１により参照される固定値データ（図示せず）などが記憶される。なお、図９〜１１のフローチャートに示す各処理は、制御プログラム４２ａに基づいて実行される。

ＲＡＭ４３は、書き替え可能な揮発性メモリであり、ＣＰＵ４１が制御プログラム４２ａを実行するにあたり、各種のデータを一時的に記憶するためのテンポラリエリアを有する。ＲＡＭ４３のテンポラリエリアには、リングバッファ４３ａと、ピークホールド中フラグ４３ｂと、ピークホールド値メモリ４３ｃと、ピークホールド用カウンタ４３ｄとが設けられている。ＲＡＭ４３に設けられている上記各部４３ａ〜４３ｄは、いずれも音源装置４０に電源が投入されたときに初期化される。

リングバッファ４３ａは、圧力センサ２０の出力値を時系列に記憶するバッファである。リングバッファ４３ａへの書き込みは、リングバッファ４３ａの格納位置の先頭から順に行われ、その書き込みがリングバッファ４３ａの格納位置の終端へ至ると、再度リングバッファ４３ａの格納位置の先頭に戻って、その格納位置の先頭から書き込みが継続される。なお、リングバッファ４３ａは、本実施の形態では９個分のデータを保持可能に構成され、リングバッファ処理（音源制御処理）の実行周期が４００μｓｅｃであるので、圧力センサ２０の出力値は３．２ｍｓｅｃに亘りリングバッファ４３ａに保持される。

ピークホールド中フラグ４３ｂは、ピークホールド用カウンタ４３ｄによるピークホールド時間Ｔｐ（図６〜８参照）の計時中であるか否かを示すフラグであり、初期状態はオフに設定される。具体的に、ピークホールド中フラグ４３ｂがオンに設定されている場合には、ピークホールド時間Ｔｐの計時中であることを示す。ピークホールド中フラグ４３ｂは、ピークホールド用カウンタ４３ｄによる計時が開始されるときにオンに設定され、当該計時が終了するとオフに設定される。なお、本実施の形態ではピークホールド時間Ｔｐは２ｍｓｅｃに設定される。

ピークホールド値メモリ４３ｃは、入力部４５を介して振動センサ２から入力された振動センサ２の出力値のピークレベルを保持するメモリである。入力部４５を介して振動センサ２の出力値の入力が開始されると、所定のピークホールド時間Ｔｐ内において、ＣＰＵ４１がサンプリングした振動センサ２の出力値が最大値を更新する毎に、その値がピークホールド値メモリ４３ｃに記憶される。ピークホールド時間Ｔｐの終了時におけるピークホールド値メモリ４３ｃの値が、振動センサ２の出力値のピークレベル（最大値）とされる。

ピークホールド用カウンタ４３ｄは、振動センサ２の出力値のピークレベルを得るためのピークホールド時間Ｔｐを計時するカウンタであり、初期値は０に設定される。ピークホールド用カウンタ４３ｄは、振動センサ２の出力値の入力が開始された後、振動センサ２の出力値が所定値Ｖを超えた場合に初期化され、音源制御処理の実行周期毎に１が加算される。即ち、ピークホールド時間Ｔｐの計時が開始されてから音源制御処理を行った回数をカウントする。なお、所定値Ｖは、振動センサ２の出力値に対して設けられる閾値であり、振動センサ２の出力値がノイズに基づくものであるか否かを判断するための閾値である。計時開始後、予め設定されているピークホールド時間Ｔｐが経過すると、計時が停止される。

操作パネル４４は、音量などの各種パラメータを設定する操作子と、その操作子により設定されたパラメータの値などを表示する表示器とが設けられたパネルであり、ユーザインタフェイスとして使用される。入力部４５は、パッド１０に装着された振動センサ２及び圧力センサ２０を接続するインターフェイスである。振動センサ２から出力されたアナログ信号波形は、入力部４５を介して音源装置４０に入力される。入力部４５には、アナログデジタルコンバータ（図示せず）が内蔵されている。振動センサ２及び圧力センサ２０から入力されるアナログ信号波形は、アナログデジタルコンバータによって所定時間毎にデジタル値に変換される。ＣＰＵ４１は、入力部４５において変換されたデジタル値に基づいて、パッド１０の打撃位置の判断を行う。

音源４６は、ＣＰＵ４１から楽音の発音指示を受けた場合に、その発音指示に従う音色および音量の楽音を発生する。音源４６には、波形ＲＯＭ（図示せず）が内蔵される。この波形ＲＯＭには、パッド１０に対応する音色のデジタル楽音が記憶されている。また、音源４６には、フィルタやエフェクトなどの処理を行う、図示されないＤＳＰ（Digital Signal Processor）が内蔵される。音源４６は、発音指示がＣＰＵ４１から入力された場合に、その発音指示に従う音色のデジタル楽音を波形ＲＯＭから読み出し、ＤＳＰにおいてフィルタやエフェクトなどの所定の処理を行い、処理後のデジタル楽音をＤＡＣ４７へ出力する。ＤＡＣ４７は、入力されたデジタル楽音をアナログ楽音に変換し、音源装置４０の外部に設けられるスピーカ４へ出力する。これにより、パッド１０の打撃に基づく楽音がスピーカ４から放音される。

次に、図６、図７及び図８を参照して、打撃位置および打撃の強さによる振動センサ２からの出力波形と、圧力センサ２０からの出力波形との関係について説明する。図６はエッジ部１６を強打（比較的強く打撃）したときの振動センサ２及び圧力センサ２０の出力波形を示すグラフであり、図７はベル部１２又はボウ部１４（中央部）を強打したときの振動センサ２及び圧力センサ２０の出力波形を示すグラフであり、図８はエッジ部１６を弱打（比較的弱く打撃）したときの振動センサ２及び圧力センサ２０の出力波形を示すグラフである。

図６〜８に示す波形グラフは、縦軸が振動センサ２及び圧力センサ２０それぞれの出力値を示し、横軸が時間を示す。但し、横軸は図６〜８の全てのグラフで同じスケールであるが、縦軸は図８のグラフが図６，７のグラフよりも小さいスケールとなっていると共に、図７の圧力センサ２０の出力値のグラフが図６の圧力センサ２０の出力値のグラフよりも小さいスケールとなっている。また、縦軸である振動センサ２の出力値と圧力センサ２０の出力値とではスケールが異なる。図６〜８は、振動センサ２の出力値が所定値Ｖを超えたとき（振動センサ２が打撃に反応したとき）が時刻ｔ０であり、時刻ｔ０からピークホールド時間Ｔｐ（本実施の形態では２ｍｓｅｃ）経過後がｔ２である。

図６に示すように、エッジ部１６の強打時では、圧力伝達時間および振動伝達時間の関係によりｔ０以前に圧力センサ２０の出力値が立ち上がる（圧力センサ２０が打撃に反応する）。図７に示すように、ベル部１２又はボウ部１４の強打時では、圧力伝達時間および振動伝達時間の関係によりｔ０後に圧力センサ２０の出力値が立ち上がる。

図８に示すように、エッジ部１６の弱打時では、圧力伝達時間および振動伝達時間の関係によりｔ０後に圧力センサ２０の出力値が立ち上がる。また、図示はしないがベル部１２又はボウ部１４の弱打時では、圧力センサ２０が打撃に反応せずに振動センサ２のみが打撃に反応する。

従来、ベル部１２又はボウ部１４を打撃したときには圧力センサ２０が打撃に反応せずに振動センサ２のみが打撃に反応し、エッジ部１６を打撃したときには振動センサ２及び圧力センサ２０が打撃に反応していた。さらに、エッジ部１６を打撃したときには振動センサ２が打撃に反応するよりも先（時刻ｔ０以前）にエッジ部１６に設けた圧力センサ２０が打撃に反応していた。そのため、従来の音源装置では、振動センサ２が打撃に反応して圧力センサ２０が打撃に反応したときにエッジ部１６が打撃されたと判定し、振動センサ２が打撃に反応して圧力センサ２０が打撃に反応していないときにベル部１２又はボウ部１４が打撃されたと判定していた。

一方、本実施の形態では、図７のグラフによれば、ベル部１２又はボウ部１４を強打した場合、振動センサ２だけでなく圧力センサ２０が打撃に反応している。また、図８のグラフによれば、エッジ部１６を弱打した場合、時刻ｔ０後に圧力センサ２０が打撃に反応している。そのため、従来の音源装置ではエッジ部１６を打撃した場合でもベル部１２又はボウ部１４が打撃されたと判定されることがあった。

そこで、本実施の形態における音源装置４０では、時刻ｔ０後に圧力センサ２０が反応したときの打撃がベル部１２又はボウ部１４への打撃によるものか、エッジ部１６への打撃によるものかを判定するために、圧力伝達時間および振動伝達時間に基づいてＴｍｉｎを設定する。音源装置４０では、振動センサ２よりも先に圧力センサ２０が打撃に反応した場合、及び、時刻ｔ０からＴｍｉｎ経過後の時刻ｔ１以前に圧力センサ２０が打撃に反応した場合にエッジ部１６が打撃されたと判定し、時刻ｔ１後に圧力センサ２０が打撃に反応した場合にベル部１２又はボウ部１４が打撃されたと判定する。

次に、図９、図１０及び図１１を参照して、上記構成を有する音源装置４０（打撃位置検出装置４０ａ）のＣＰＵ４１が実行する処理について説明する。図９は音源制御処理を示すフローチャートであり、図１０はリングバッファ処理を示すフローチャートであり、図１１は打撃位置判断処理を示すフローチャートである。

音源制御処理は、音源装置４０に電源が投入されている間、ＣＰＵ４１に内蔵されるタイマ（図示せず）により周期的（本実施の形態では４００μｓｅｃ毎）に実行される。図９に示すように、ＣＰＵ４１は、音源制御処理に関し、リングバッファ処理を行った後（Ｓ１０）、打撃位置判断処理を行い（Ｓ２０）、本処理を終了する。

図１０に示すように、ＣＰＵ４１は、リングバッファ処理（Ｓ１０）に関し、そのときの圧力センサ２０の出力値をリングバッファ４３ａの現在の格納位置に記憶する（Ｓ１１）。次に、ＣＰＵ４１は、次回に実行されるリングバッファ処理（Ｓ１０）での圧力センサ２０の出力値の記憶に備えて、リングバッファ４３ａの格納位置を次に進め（Ｓ１２）、Ｓ１２において進められたリングバッファ４３ａの格納位置が終端を超えたか否かを判断する（Ｓ１３）。

Ｓ１３において、リングバッファ４３ａの格納位置が終端を超えたとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１は、リングバッファ４３ａの格納位置を先頭に戻し（Ｓ１４）、本処理を終了する。一方、リングバッファ４３ａの格納位置が終端を超えていないとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、Ｓ１４の処理をスキップして本処理を終了する。

図１１に示すように、ＣＰＵ４１は、打撃位置判断処理（Ｓ２０）に関し、ピークホールド中フラグ４３ｂがオンであるか否かを判断する（Ｓ２１）。Ｓ２１において、ピークホールド中フラグ４３ｂがオフであるとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ２１：Ｎｏ）、ピークホールド時間Ｔｐの計時中でないので、ＣＰＵ４１は、振動センサ２の出力値が所定値Ｖ（振動センサ２の出力値がノイズに基づくものであるか否かを判断するための閾値）以上であるか否かを判断する（Ｓ３２）。

Ｓ３２において、振動センサ２の出力値が所定値Ｖ未満であるとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ３２：Ｎｏ）、ＣＰＵ４１は振動センサ２の出力値がノイズに基づくものであるとみなし、本処理を終了する。一方、Ｓ３２において、振動センサ２の出力値が所定値Ｖ以上であるとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１は振動センサ２の出力値が打撃に基づくものであるとみなす。次に、ＣＰＵ４１は、ピークホールド中フラグ４３ｂをオンに設定し（Ｓ３３）、ピークホールド値メモリ４３ｃに振動センサ２の出力値を記憶し（Ｓ３４）、ピークホールド時間Ｔｐの計時を開始するためにピークホールド用カウンタ４３ｄを初期化して（Ｓ３５）、本処理を終了する。具体的に、Ｓ３５においてＣＰＵ４１はピークホールド用カウンタ４３ｄを０にする。

一方、Ｓ２１において、ピークホールド中フラグ４３ｂがオンであるとＣＰＵ４１が判断した場合には（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、ピークホールド時間Ｔｐの計時中であるので、ＣＰＵ４１は、そのときの振動センサ２の出力値がピークホールド値メモリ４３ｃ（ピークホールド値メモリ４３ｃに記憶された振動センサ２の出力値）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２２）。

Ｓ２２において、振動センサ２の出力値がピークホールド値メモリ４３ｃよりも大きいとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１はピークホールド値メモリ４３ｃに振動センサ２の出力値を上書きして記憶し（Ｓ２３）、処理をＳ２４へ移行する。一方、Ｓ２２において、振動センサ２の出力値がピークホールド値メモリ４３ｃ以下であるとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、Ｓ２３の処理をスキップしてＣＰＵ４１は処理をＳ２４へ移行する。

Ｓ２４において、ＣＰＵ４１はピークホールド用カウンタ４３ｄを進めるためにピークホールド用カウンタ４３ｄに１を加算する（Ｓ２４）。次に、ＣＰＵ４１はピークホールド用カウンタ４３ｄが所定回数Ｎ以上か否かを判断する（Ｓ２５）。本実施の形態ではＳ２５で用いる所定回数Ｎを５回に設定する。

Ｓ２５において、ピークホールド用カウンタ４３ｄが所定回数Ｎ未満であるとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ２５：Ｎｏ）、本処理を終了する。一方、Ｓ２５において、ピークホールド用カウンタ４３ｄが所定回数Ｎ以上であるとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１はピークホールド時間Ｔｐが経過したとみなし、ピークホールド中フラグ４３ｂをオフにし（Ｓ２６）、処理をＳ２７へ移行する。本実施の形態では、振動センサ２の出力値が所定値Ｖ以上である（振動センサ２の出力値が打撃に基づくもの）と判断されたときのピークホールド用カウンタ４３ｄを０として、４００μｓｅｃ毎に実行される音源処理の実行毎に加算されるピークホールド用カウンタ４３ｄが５に達した場合に、ピークホールド中フラグ４３ｂをオフにする。即ち、振動センサ２の出力値が打撃に基づくものと判断されたときから２ｍｓｅｃ経過すると、ＣＰＵ４１はピークホールド時間Ｔｐが経過したとみなし、ピークホールド中フラグ４３ｂをオフにする。

Ｓ２７において、ＣＰＵ４１は、リングバッファ４３ａ中（リングバッファ４３ａに格納されている圧力センサ２０の出力値のうち）の最大値が所定値Ｐ以上であるか否かを判断する（Ｓ２７）。なお、所定値Ｐは、リングバッファ４３ａ中の最大値がノイズに基づくものであるか否かを判断するための閾値であり、即ち、所定期間内（本実施の形態では３．２ｍｓｅｃ）における圧力センサ２０の出力値の全てがノイズに基づくものであるか否かを判断するための閾値である。

Ｓ２７において、リングバッファ４３ａ中の最大値が所定値Ｐ未満であるとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ２７：Ｎｏ）、ＣＰＵ４１はリングバッファ４３ａ中の最大値がノイズに基づくものであるとみなし、ベル部１２又はボウ部１４（中央部）が打撃されたと判定して中央部発音処理を実行し（Ｓ３１）、本処理を終了する。具体的に、Ｓ３１においてＣＰＵ４１は、発音指示を音源４６に出力すると共に、ベル部１２又はボウ部１４が打撃された場合の発音を音源４６に行わせるための音色制御パラメータや、ピークホールド値メモリ４３ｃに記憶された振動センサ２の出力値に基づいた音量制御パラメータなどの各種パラメータを出力する。

一方、Ｓ２７において、リングバッファ４３ａ中の最大値が所定値Ｐ以上であるとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ２７：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１はリングバッファ４３ａ中の最大値が打撃によるものであるとみなし、リングバッファ４３ａ中の最大値を記憶した時点から現時点（本処理において圧力センサ２０の出力値をリングバッファ４３ａに記憶した時点）までの時間をピークホールド時間Ｔｐ（本実施の形態では２ｍｓｅｃ）から減じた時間差を算出する（Ｓ２８）。Ｓ２８におけるリングバッファ４３ａ中の最大値を記憶した時点から現時点までの時間とは、本処理において圧力センサ２０の出力値をリングバッファ４３ａに記憶した格納位置から、リングバッファ４３ａ中の最大値を記憶した格納位置まで格納位置を遡った数に実行周期を乗じることでＣＰＵ４１が算出した時間である。この時間は、最小値が０ｍｓｅｃ、最大値が３．２ｍｓｅｃである。

なお、Ｓ２８において算出される時間差は、ピークホールド時間Ｔｐの計時を開始したときと、リングバッファ４３ａ中の最大値を記憶したときとの時間差、即ち、振動センサ２が打撃に反応した（Ｓ３２において所定値Ｖ以上であるとＣＰＵ４１が判断した振動センサ２の出力値を振動センサ２が出力した）ときと、圧力センサ２０が打撃に反応した（Ｓ２７において所定値Ｐ以上であるとＣＰＵ４１が判断したリングバッファ４３ａ中の最大値を圧力センサ２０が出力した）ときとの時間差を示している。さらに、Ｓ２８において算出される時間差は、振動センサ２よりも先に圧力センサ２０が打撃に反応した場合に負の値となり、圧力センサ２０よりも先に振動センサ２が打撃に反応した場合に正の値となる。

次に、ＣＰＵ４１は、Ｓ２８で算出した時間差がＴｍｉｎより大きいか否かを判断する（Ｓ２９）。なお、Ｔｍｉｎは、振動伝達時間および圧力伝達時間に基づいて決定される閾値である。Ｔｍｉｎは、エッジ部１６を打撃したときに圧力センサ２０よりも先に振動センサ２が反応することがあるため、振動センサ２が先に反応した場合でもエッジ部１６が打撃されたと判断するための閾値であり、本実施の形態では正の値に設定される。

Ｓ２９において、Ｓ２８で算出した時間差がＴｍｉｎより大きいとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ２９：Ｙｅｓ）、ベル部１２又はボウ部１４が打撃されたと判定して中央部発音処理を実行し（Ｓ３１）、本処理を終了する。一方、Ｓ２９において、Ｓ２８で算出した時間差がＴｍｉｎ以下であるとＣＰＵ４１が判断した場合（Ｓ２９：Ｎｏ）、エッジ部１６が打撃されたと判定してエッジ部発音処理を実行し（Ｓ３０）、本処理を終了する。具体的に、Ｓ３０においてＣＰＵ４１は、発音指示を音源４６に出力すると共に、エッジ部１６が打撃された場合の発音を音源４６に行わせるための音色制御パラメータや、ピークホールド値メモリ４３ｃに記憶された振動センサ２の出力値に基づいた音量制御パラメータなどの各種パラメータを出力する。

以上のような音源装置４０（打撃位置検出装置４０ａ）によれば、ある時期（本実施の形態ではリングバッファ４３ａの保持期間である３．２ｍｓｅｃ）における、振動センサ２が打撃に反応したタイミングと、圧力センサ２０が打撃に反応したタイミングとに基づいて打撃位置を判断できる。振動センサ２よりも先に圧力センサ２０が打撃に反応した場合には、Ｓ２８で算出した時間差が負の値であるので、振動伝達時間と圧力伝達時間との時間差に基づいて決定されるＴｍｉｎ（正の値）よりもＳ２８で算出した時間差が小さい。Ｓ２９の処理においてエッジ部１６が打撃されたと判断できるので、打撃位置の検出精度を向上できる。

エッジ部１６を打撃したとき、振動伝達時間と圧力伝達時間との時間差によって圧力センサ２０よりも先に振動センサ２が反応することがあるが、Ｓ２９の処理においてＴｍｉｎよりもＳ２８で算出した時間差が小さければ、エッジ部１６が打撃されたと判断できる。その結果、打撃位置の誤検出を抑制できる。

エッジ部１６の弱打時、圧力センサ２０のみが反応して振動センサ２が反応しない場合が考えられる。この場合、所定時間経過（例えば１ｓｅｃ）後に、ベル部１２又はボウ部１４を打撃して振動センサ２のみが反応すると、所定時間経過前の圧力センサ２０が反応したときから、所定時間経過後の振動センサ２が反応したときまでの時間差が算出され、ベル部１２又はボウ部１４を打撃したにもかかわらずエッジ部１６が打撃されたと判断されるおそれがある。しかし、本実施の形態では、リングバッファ４３ａの保持期間を３．２ｍｓｅｃに設定しているので、３．２ｍｓｅｃ以前の圧力センサ２０の出力値は上書きされている。そのため、上述した場合でもベル部１２又はボウ部１４を打撃すればベル部１２又はボウ部１４が打撃されたと判断できる。従って、リングバッファ４３ａを用いることで打撃位置の誤検出を抑制できる。

次に、図１２〜１７を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、錘部３２が連結部３４を介してパッド１０に固定され、音源装置４０（打撃位置検出装置４０ａ）がリングバッファ４３ａを備えている場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、錘部３２が圧力センサ２０に接着され、音源装置４０（打撃位置検出装置４０ａ）がリングバッファ４３ａに代えて圧力センサ用カウンタ６３ｂを備えている場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

まず、図１２及び図１３を参照して、電子打楽器５０の錘部５１（錘部材）について説明する。図１２は第２実施の形態における電子打楽器５０の底面図であり、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における電子打楽器５０の切断端面図である。図１２及び図１３に示すように、電子打楽器５０は、円板状のパッド１０と、振動センサ２と、圧力センサ２０と、圧力センサ２０を押圧する錘部５１（錘部材）とを備えている。

錘部５１は、硬度が７０度に設定されたゴム製の部材であり、圧力センサ２０の形状に沿ってエッジ部１６（圧力センサ２０）の周方向へ円弧状に連続的に設けられる断面半円形状の部材である。錘部５１を構成するゴムの硬度は５０度以上（又は５０度よりも高く）かつ９０度以下（又は９０度未満）であることが好ましい。さらに好ましくは、錘部５１を構成するゴムの硬度が６０度以上（又は６０度よりも高く）かつ８０度以下（又は８０度未満）である。なお、錘部５１の断面形状は半円形状に限らない。例えば、多角形状や円形状、円弧形状、長円形状、楕円形状などが挙げられる。

錘部５１は、断面半円形状の直線側を底面として圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄ内の表面に接着される。このように構成される錘部５１は構造が単純であり、圧力センサ２０への取り付けを容易にできる。

錘部５１が圧力センサ２０に接着されるので、パッド１０を打撃したときに錘部５１に慣性力が作用して錘部５１が圧力センサ２０を押圧できる。エッジ部１６の弱打時であっても錘部５１には所定の慣性力が作用するので、エッジ部１６の弱打時でも圧力センサ２０は圧力変化を検出できる。従って、錘部５１の取り付けを容易にできると共に錘部５１の構造を単純にしつつ、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度を向上できる。

圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄ内に錘部５１が接着されているので、錘部５１の押圧によるフィルム２２の変形がスペーサ２４により妨げられることを防止できる。錘部５１により圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄを確実に押圧できるので、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度をより向上できる。

錘部５１はエッジ部１６の周方向へ連続的に設けられるゴム製の部材なので、錘部５１の周方向の一部を弾性変形させることができる。最も大きい慣性力が作用する部分の錘部５１を弾性変形させて圧力センサ２０を押圧できるので、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度をより向上できる。錘部５１を構成するゴムの硬度が低い程、錘部５１は周方向の一部を弾性変形させ易いので、錘部５１を構成するゴムの硬度を９０度以下に設定して圧力センサ２０の検出感度を調整することで、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度をより向上できる。

次に、図１４を参照して電子打楽器５０が備える音源装置６０について説明する。図１４は音源装置６０の電気的構成を示すブロック図である。音源装置６０は、ＣＰＵ６１と、ＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３と、操作パネル４４と、入力部４５と、音源４６と、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）４７とを備え、各部４４〜４７，６１〜６３がバスライン４８を介して互いに接続される。なお、音源装置６０が備える打撃位置検出装置６０ａは、ＣＰＵ６１と、ＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３とから構成される。入力部４５には、パッド１０に装着される振動センサ２及び圧力センサ２０が接続される。

ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２に記憶される固定値やプログラム、ＲＡＭ６３に記憶されているデータなどに従って、音源装置６０の各部を制御する中央制御装置である。ＣＰＵ６１は、クロック信号を計数することにより、時刻を計時するタイマ（図示せず）を内蔵している。

ＲＯＭ６２は、書き替え不能な不揮発性メモリであって、ＣＰＵ６１や音源４６に実行させる制御プログラム６２ａや、この制御プログラム６２ａが実行される際にＣＰＵ６１により参照される固定値データ（図示せず）などが記憶される。なお、図１５〜１７のフローチャートに示す各処理は、制御プログラム６２ａに基づいて実行される。

ＲＡＭ６３は、書き替え可能な揮発性メモリであり、ＣＰＵ６１が制御プログラム６２ａを実行するにあたり、各種のデータを一時的に記憶するためのテンポラリエリアを有する。ＲＡＭ６３のテンポラリエリアには、圧力検出フラグ６３ａと、圧力センサ用カウンタ６３ｂと、ピークホールド中フラグ４３ｂと、ピークホールド値メモリ４３ｃと、ピークホールド用カウンタ４３ｄとが設けられている。ＲＡＭ６３に設けられている上記各部４３ｂ〜４３ｄ，６３ａ，６３ｂは、いずれも音源装置６０に電源が投入されたときに初期化される。

圧力検出フラグ６３ａは、圧力センサ２０が打撃に反応したか否か、及び、圧力センサ用カウンタ６３ｂによる計時中か否かを示すフラグであり、初期状態はオフに設定される。具体的に、圧力検出フラグ６３ａは、圧力センサ２０の出力値が所定値Ｐを超えた場合にオンに設定され、ピークホールド用カウンタ４３ｄによるピークホールド時間Ｔｐの計時終了後にオンであればオフに設定される。なお、所定値Ｐは、圧力センサ２０の出力値に対して設けられる閾値であり、圧力センサ２０の出力値がノイズに基づくものであるか否かを判断するための閾値である。

圧力センサ用カウンタ６３ｂは、圧力センサ２０が打撃に反応したときからピークホールド時間Ｔｐが終了したときまでを計時するカウンタであり、初期値は０に設定される。圧力センサ用カウンタ６３ｂは、圧力センサ２０が打撃に反応した（圧力検出フラグ６３ａがオンに設定された）場合に初期化され、音源制御処理の実行周期毎に１が加算される。即ち、圧力センサ２０が打撃に反応したときから音源制御処理を行った回数をカウントする。圧力センサ用カウンタ６３ｂは計時開始後、圧力検出フラグ６３ａがオフに設定されると計時が停止される。

次に、図１５、図１６及び図１７を参照して、上記構成を有する音源装置６０（打撃位置検出装置６０ａ）のＣＰＵ６１が実行する処理について説明する。図１５は音源制御処理を示すフローチャートであり、図１６は圧力検出カウント処理を示すフローチャートであり、図１７は打撃位置判断処理を示すフローチャートである。

音源制御処理は、音源装置６０に電源が投入されている間、ＣＰＵ６１に内蔵されるタイマ（図示せず）により周期的（本実施の形態では４００μｓｅｃ毎）に実行される。図１５に示すように、ＣＰＵ６１は、音源制御処理に関し、圧力検出カウント処理を行った後（Ｓ１１０）、打撃位置判断処理を行い（Ｓ１２０）、本処理を終了する。

図１６に示すように、ＣＰＵ６１は、圧力検出カウント処理（Ｓ１１０）に関し、圧力検出フラグ６３ａがオンであるか否かを判断する（Ｓ１１１）。Ｓ１１１において、圧力検出フラグ６３ａがオフであるとＣＰＵ６１が判断した場合（Ｓ１１１：Ｎｏ）、圧力センサ用カウンタ６３ｂによる計時中でないので、ＣＰＵ６１は、圧力センサ２０の出力値が所定値Ｐ（圧力センサ２０の出力値がノイズに基づくものであるか否かを判断するための閾値）以上であるか否かを判断する（Ｓ１１３）。

Ｓ１１３において、圧力センサ２０の出力値が所定値Ｐ未満であるとＣＰＵ６１が判断した場合（Ｓ１１３：Ｎｏ）、ＣＰＵ６１は圧力センサ２０の出力値がノイズに基づくものであるとみなし、本処理を終了する。一方、Ｓ１１３において、圧力センサ２０の出力値が所定値Ｐ以上であるとＣＰＵ６１が判断した場合（Ｓ１１３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は圧力センサ２０の出力値が打撃に基づくものであるとみなす。次に、ＣＰＵ６１は圧力検出フラグ６３ａをオンに設定し（Ｓ１１４）、圧力センサ用カウンタ６３ｂによる計時を開始するために圧力センサ用カウンタ６３ｂを初期化して（Ｓ１１５）、本処理を終了する。具体的に、Ｓ１１５においてＣＰＵ６１は、圧力センサ用カウンタ６３ｂを０にする。

一方、Ｓ１１１において、圧力検出フラグ６３ａがオンであるとＣＰＵ６１が判断した場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、圧力センサ用カウンタ６３ｂによる計時中なので、ＣＰＵ６１は圧力センサ用カウンタ６３ｂを進めるために圧力センサ用カウンタ６３ｂに１を加算し（Ｓ１１２）、本処理を終了する。

図１７に示すように、ＣＰＵ６１は、打撃位置判断処理（Ｓ１２０）に関し、Ｓ２１〜Ｓ２６の処理を実行後、圧力検出フラグ６３ａがオンであるか否かを判断する（Ｓ１２１）。Ｓ１２１において、圧力検出フラグ６３ａがオフであるとＣＰＵ６１が判断した場合（Ｓ１２１：Ｎｏ）、圧力センサ２０が打撃に反応していないので、ベル部１２又はボウ部１４（中央部）が打撃されたと判定してＳ３１の処理を実行し、本処理を終了する。

一方、Ｓ１２１において、圧力検出フラグ６３ａがオンであるとＣＰＵ６１が判断した場合（Ｓ１２１：Ｙｅｓ）、圧力センサ２０が打撃に反応しているので、圧力検出フラグ６３ａをオフにする（Ｓ１２２）。圧力検出フラグ６３ａがオフに設定されることで、圧力センサ用カウンタ６３ｂによる計時が終了し、次回以降の処理において圧力センサ２０が打撃に反応したことを判断できるように備える。

次に、ＣＰＵ６１は、ピークホールド時間Ｔｐから圧力センサ用カウンタ６３ｂに実行周期を乗じたものを減じて時間差を算出する（Ｓ１２３）。Ｓ１２３における圧力センサ用カウンタ６３ｂに実行周期を乗じたものとは、圧力センサ２０が打撃に反応したときから現時点までの時間である。なお、Ｓ１２３において算出される時間差は、ピークホールド時間Ｔｐの計時を開始したとき（振動センサ２が打撃に反応した）と、圧力センサ２０が打撃に反応したときとの時間差を示している。本実施の形態と第１実施の形態とで時間差の算出方法は異なるが、本実施の形態のＳ１２３において算出される時間差と、第１実施の形態のＳ２８において算出される時間差とは同一である。次に、ＣＰＵ６１は、Ｓ１２３で算出された時間差に基づいてＳ２９の処理を実行し、Ｓ２９の処理の結果に基づいてＳ３０又はＳ３１の処理を実行し、本処理を終了する。

以上のような音源装置６０（打撃位置検出装置６０ａ）によれば、ある時期における、振動センサ２が打撃に反応したタイミングと、圧力センサ２０が打撃に反応したタイミングとに基づいて打撃位置を判断できる。振動センサ２よりも先に圧力センサ２０が打撃に反応した場合には、Ｓ１２３で算出した時間差が負の値であるので、振動伝達時間と圧力伝達時間との時間差に基づいて決定されるＴｍｉｎ（正の値）よりもＳ１２３で算出した時間差が小さい。Ｓ２９の処理においてエッジ部１６が打撃されたと判断できるので、打撃位置の検出精度を向上できる。なお、ある時期とは、ピークホールド時間Ｔｐである２ｍｓｅｃに約１ｍｓｅｃ（振動センサ２よりも先に圧力センサ２０が打撃に反応することが期待できる時間）を加えた時間である。

エッジ部１６を打撃したとき、振動伝達時間と圧力伝達時間との時間差によって圧力センサ２０よりも先に振動センサ２が反応することがあるが、Ｓ２９の処理においてＴｍｉｎよりもＳ１２３で算出した時間差が小さければ、エッジ部１６が打撃されたと判断できる。その結果、打撃位置の誤検出を抑制できる。

エッジ部１６の弱打時、圧力センサ２０のみが反応して振動センサ２が反応しない場合が考えられる。この場合、所定時間経過（例えば１ｓｅｃ）後に、ベル部１２又はボウ部１４を打撃して振動センサ２のみが反応すると、所定時間経過前の圧力センサ２０が反応したときから、所定時間経過後の振動センサ２が反応したときまでの時間差が算出され、ベル部１２又はボウ部１４を打撃したにもかかわらずエッジ部１６が打撃されたと判断されるおそれがある。

これを防止するため、本実施の形態では、Ｓ１２２の処理とＳ１２３の処理との間に、圧力センサ用カウンタ６３ｂが所定回数（約３ｍｓｅｃに相当する数）以上であるか否かを判断する処理を設けても良い。この処理により、圧力センサ用カウンタ６３ｂが所定回数以上である（圧力センサ２０の反応から３ｍｓｅｃ以上経過している）と判断された場合、Ｓ１２３，Ｓ２９の処理をスキップしてＳ３１の処理を実行し、本処理を終了する。一方、圧力センサ用カウンタ６３ｂが所定回数未満である（圧力センサ２０の反応から３ｍｓｅｃ以上経過していない）と判断された場合、Ｓ１２３，Ｓ２９の処理を実行し、Ｓ２９の処理の結果に基づいてＳ３０又はＳ３１の処理を実行し、本処理を終了する。これにより、エッジ部１６の弱打時、圧力センサ２０のみが反応して振動センサ２が反応しない場合でもベル部１２又はボウ部１４を打撃すればベル部１２又はボウ部１４が打撃されたと判断でき、誤検出を防止できる。

次に、図１８を参照して第３実施の形態について説明する。第２実施の形態では、錘部５１がエッジ部１６の周方向へ連続的に設けられる場合について説明した。これに対し、第３実施の形態では、錘部７１がエッジ部１６の周方向へ断続的に設けられる場合について説明する。なお、第１，２実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図１８は、第３実施の形態における電子打楽器７０の底面図である。図１８に示すように、電子打楽器７０は、円板状のパッド１０と、振動センサ２と、圧力センサ２０と、圧力センサ２０を押圧する錘部７１（錘部材）とを備えている。

錘部７１は、硬度が７０度に設定されたゴム製であり、圧力センサ２０の形状に沿ってエッジ部１６（圧力センサ２０）の周方向へ断続的に設けられる断面半円形状の部材である。なお、錘部７１の断面形状は半円形状に限らず、適宜変更可能である。錘部７１は、断面半円形状の直線側を底面として圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄ内の表面に接着される。このように構成される錘部７１は構造が単純であり、圧力センサ２０への取り付けを容易にできる。

錘部７１が圧力センサ２０に接着されるので、パッド１０を打撃したときに錘部７１に慣性力が作用して錘部７１が圧力センサ２０を押圧できる。錘部７１がエッジ部１６の周方向へ連続的に設けられる場合、錘部７１の一部が弾性変形するときに、その周囲の錘部７１に引っ張られて錘部７１の一部の弾性変形が妨げられる。一方、本実施の形態では、錘部７１が断続的に設けられるので、最も大きい慣性力が作用する部分の錘部７１の変形が、隣り合った錘部７１によって妨げられることを抑制できる。従って、エッジ部１６の周方向へ錘部７１が連続的に設けられる場合と比べて、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度を向上できる。

また、錘部７１が断続的に設けられるので、錘部７１の一部を弾性変形させなくとも、錘部７１の一部に慣性力が作用して錘部７１が圧力センサ２０を押圧し、圧力センサ２０の検出感度の低下を抑制できる。そのため、錘部７１はゴム製に限らず、合成樹脂製や金属製の錘部７１を用いることも可能である。この場合、錘部７１の比重を大きくできるので、錘部７１に作用する慣性力を大きくできる。これらの結果、圧力センサ２０の検出感度の低下を抑制しつつ、錘部７１に作用する慣性力による圧力センサ２０への押圧力を大きくできるので、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度をより向上できる。

次に、図１９を参照して第４実施の形態について説明する。第１実施の形態では、圧力センサ２０よりもベル部１２側の位置でパッド１０に固定される連結部３４が錘部３２に連結される場合について説明した。これに対し、第４実施の形態では、圧力センサ２０よりもベル部１２側の位置でパッド１０に固定される第１連結部８２ａに加えて、圧力センサ２０よりもパッド１０の外周端側の位置でパッド１０に固定される第２連結部８２ｂが錘部３２に連結される場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図１９は、第４実施の形態における電子打楽器８０の切断端面図である。図１９に示すように、電子打楽器８０は、円板状のパッド１０と、振動センサ２（図示せず）と、圧力センサ２０と、圧力センサ２０を押圧する錘部材８１とを備えている。

錘部材８１は、硬度が７０度に設定されたゴム製の部材であり、圧力センサ２０の形状に沿ってエッジ部１６（圧力センサ２０）の周方向へ円弧状に連続的に設けられる部材である。錘部材８１は、圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄの表面に非接着状態で接触する錘部３２と、圧力センサ２０よりもベル部１２側の位置でパッド１０に接着されて固定されると共に錘部３２に連結される第１連結部８２ａと、圧力センサ２０よりもパッド１０の外周端側の位置でパッド１０に接着されて固定されると共に錘部３２に連結される第２連結部８２ｂとを備えている。錘部３２、第１連結部８２ａ及び第２連結部８２ｂは錘部材８１の周方向に亘って設けられる。

第１連結部８２ａは、パッド１０の裏面から略垂直に延びる第１厚肉部８３ａと、第１厚肉部８３ａから錘部材８１の径方向外側へ向かって延びて錘部３２と連結される、第１厚肉部８３ａよりも厚さ（フィルム２２の対向方向の寸法）が小さい第１薄肉部８４ａとを備えている。第２連結部８２ｂは、パッド１０の裏面から略垂直に延びる第２厚肉部８３ｂと、第２厚肉部８３ｂから錘部材８１の径方向内側へ向かって延びて錘部３２と連結される、第２厚肉部８３ｂよりも厚さが小さい第２薄肉部８４ｂとを備えている。

パッド１０が打撃されると錘部３２に慣性力が作用し、圧力センサ２０を押圧できる。第１薄肉部８４ａ及び第２薄肉部８４ｂにより第１連結部８２ａ及び第２連結部８２ｂをそれぞれ曲げ変形し易くできるので、錘部３２に作用する慣性力による圧力センサ２０への押圧力が第１連結部８２ａ及び第２連結部８２ｂにより低下することを抑制できる。その結果、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度を向上できる。

錘部３２の径方向外側および径方向内側に第１薄肉部８４ａ及び第２薄肉部８４ｂがそれぞれ設けられるので、圧力センサ２０の周方向に亘って圧力センサ２０を錘部材８１により覆うことができる。従って、錘部材８１により圧力センサ２０を保護しつつ、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度を向上できる。また、錘部材８１は、錘部３２の径方向外側および径方向内側が第１連結部８２ａ及び第２連結部８２ｂにより支持されているので、第１実施の形態における片持ち状態の錘部材３０と比べて、錘部材８１を構成するゴムを疲労し（へたり）難くできる。従って、錘部材８１の耐久性を向上できる。

次に図２０を参照して第５実施の形態について説明する。第２実施の形態では、圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄ内に錘部５１（錘部材）が接着される場合について説明した。これに対し、第５実施の形態では、圧力センサ２０を錘部材９１により覆うようにして圧力センサ２０に錘部材９１が接着される場合について説明する。なお、第１，２実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図２０は、第５実施の形態における電子打楽器９０の切断端面図である。図２０に示すように、電子打楽器９０は、円板状のパッド１０と、振動センサ２（図示せず）と、圧力センサ２０と、圧力センサ２０を押圧する錘部材９１とを備えている。

錘部材９１は、硬度が７０度に設定されたゴム製の部材であり、圧力センサ２０の形状に沿ってエッジ部１６（圧力センサ２０）の周方向へ円弧状に連続的に設けられる部材である。錘部材９１は、圧力センサ２０の変形可能範囲Ｄの表面に接着される断面半円形状の錘部９２と、錘部９２から延びると共に圧力センサ２０に接着されて圧力センサ２０を覆う、圧力センサ２０よりも薄く形成される膜状の被膜部９３とを備えている。錘部９２及び被膜部９３は錘部材９１の周方向に亘って設けられる。

錘部材９１により圧力センサ２０を覆うことができるので、錘部材９１により圧力センサ２０を保護できる。また、錘部９２が断面半円形状である（圧力センサ２０から離れるように膨らんでいる）ので、錘部９２に慣性力が作用して錘部９２が圧力センサ２０を押圧できる。被膜部９３が圧力センサ２０よりも薄い膜状なので、フィルム２２の変形を妨げることを抑制できる。これらの結果、錘部材９１により圧力センサ２０を保護しつつ、打撃に対する圧力センサ２０の検出精度を向上できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記各実施の形態では、電子打楽器１，５０，７０，８０，９０がアコースティックシンバルを模した電子打楽器である場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、アコースティックのハイハットシンバルを模した電子打楽器を用いることは当然可能である。この場合、上側のパッドに錘部材（錘部）を設け、下側のパッドと錘部材（錘部）とが接触しないように錘部材（錘部）の形状や位置を調整する。例えば、錘部材（錘部）を薄くすること、錘部材（錘部）をエッジ部のベル部側に設けることが挙げられる。

上記各実施の形態では、振動センサ２がピエゾセンサであり、圧力センサ２０がシート状のメンブレンスイッチである場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、振動を検出できる他のセンサ、圧力変化を検出できる他のセンサをそれぞれ用いることは当然可能である。例えば、ピエゾセンサ以外の振動を検出できるセンサとしては、圧電型のセンサや動電型のセンサ、静電容量型のセンサなどが挙げられる。また、シート状のメンブレンスイッチ以外の圧力変化を検出できるセンサとしては、導電ゴムセンサやケーブルセンサなどが例示される。

上記各実施の形態では、錘部材３０，８１，９１（錘部５１，７１）がゴム製の部材である場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、錘部材（錘部）の素材に弾性を有する熱可塑性エラストマ等の合成樹脂を用いることは当然可能である。また、上記第１，４実施の形態における錘部材３０，８１全体がゴム製である必要はなく、ゴム製や弾性を有する熱可塑性エラストマ等の合成樹脂製の連結部と、金属製の錘部とを備えた錘部材を用いることは可能である。

上記各実施の形態では、パッド１０が青銅製の部材である場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、青銅以外の金属製のパッドや、合成樹脂などの非金属のパッドを用いることは当然可能である。また、パッドの表面から少なくとも裏面のエッジ部までをゴムや合成樹脂等で覆うことも可能である。パッドを覆う素材と、錘部材を構成する素材とが同一である場合、パッドを覆う素材の一部を錘部材とすることも可能である。

上記各実施の形態では、圧力センサ２０がエッジ部１６の裏面の奏者側の半周に亘って円弧状に設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、エッジ部１６の裏面の全周に圧力センサを設けることも、エッジ部１６の裏面の一部に圧力センサを設けることも可能である。また、エッジ部１６の周方向に沿って断続的に圧力センサを設けることも可能である。圧力センサの周方向に沿って電極とスペーサとを交互に設けることで、圧力センサが圧力変化を検出する部分を断続的に設けることも可能である。また、圧力センサが設けられる部分全体に錘部材（錘部）を設けることも、圧力センサが設けられる部分の一部に錘部材（錘部）を設けることも可能である。

上記第１，４実施の形態では、連結部３４（第１連結部８２ａ及び第２連結部８２ｂ）が錘部材３０，８１の周方向に亘って設けられる（エッジ部１６の周方向へ連続する）場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、エッジ部１６の周方向へ断続的に連結部３４（第１連結部８２ａ及び第２連結部８２ｂ）を設けることは当然可能である。これにより、連結部３４（第１連結部８２ａ及び第２連結部８２ｂ）を曲げ変形し易くできる。また、厚肉部３５（第１厚肉部８３ａ及び第２厚肉部８３ｂ）及び薄肉部３６（第１薄肉部８４ａ及び第２薄肉部８４ｂ）のいずれか一方をエッジ部１６の周方向へ断続的に設けることも可能である。

上記第１，４実施の形態では、連結部３４（第１連結部８２ａ及び第２連結部８２ｂ）がパッド１０に接着されて固定される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、パッド１０と連結部との固定には、嵌め合い機構やボルトを用いることは当然可能である。

上記第１，２実施の形態では、音源装置４０，６０（打撃位置検出装置４０ａ，６０ａ）のＣＰＵ４１，６１が実行する処理において、中央部（ベル部１２又はボウ部１４）若しくはエッジ部１６のどちらが打撃されたかを判断する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、中央部のうちベル部１２又はボウ部１４のどちらが打撃されたかを判断する処理を設けることは当然可能である。この場合、振動センサ２及び圧力センサ２０とは別のセンサを設け、その別のセンサの出力値に基づいた処理を設けることも可能である。

上記第１，２実施の形態では、音源装置４０，６０（打撃位置検出装置４０ａ，６０ａ）のＣＰＵ４１，６１が実行する処理において、振動センサ２の出力値が所定値Ｖ以上であると判断したとき（振動センサ２の出力値の波形が大きいとき）に、振動センサ２が打撃に反応したとみなす場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、その他の処理を追加することも可能である。例えば、振動センサ２の出力値の波形の形状を検出して、その波形がノイズに基づくものか、打撃に基づくものかを判断する処理を設けることが可能である。なお、圧力センサ２０が打撃に反応したか否かを判断する処理も同様に、圧力センサ２０の出力値が所定値Ｐ以上であるか否かを判断する処理に加えて、その他の処理を設けることが可能である。

なお、上記第１，２実施の形態の音源装置４０，６０（打撃位置検出装置４０ａ，６０ａ）は、振動センサ及び圧力センサを備えている種々の電子打楽器に適用可能であり、錘部に作用する慣性力によって圧力センサが錘部に押圧される本発明の電子打楽器に限らず、打撃位置により振動センサが反応するタイミングと、圧力センサが反応するタイミングとが異なるその他の電子打楽器にも適用することが可能である。例えば、錘部を設けず、圧力センサであるメンブレンスイッチの一対のフィルムのうちエッジ部１６から離れた側のフィルムに作用する比較的小さな慣性力により圧力センサを打撃に反応させる電子打楽器が挙げられる。

また、上記各実施の形態のいずれかの一部または全部を、他の実施の形態の一部または全部と組み合わせることは可能である。また、上記各実施の形態のうちの一部の構成を省略することも可能である。例えば、上記第３実施の形態におけるエッジ部１６の周方向へ断続的に設けられる錘部７１（錘部材）を、上記第１，４，５実施の形態における錘部（錘部材）に適用することは当然可能である。上記第３実施の形態における錘部７１（錘部材）を上記第１，４実施の形態に適用したとき、連結部および錘部を断続的に設ける場合と、エッジ部１６の周方向へ連続的に設けられる連結部に錘部を断続的に設ける場合とが選択可能である。また、上記第４実施の形態における第１連結部８２ａを省略して、第２連結部８２ｂのみで錘部３２を支持することは当然可能である。また、上記第１実施の形態における音源装置４０と上記第２実施の形態における音源装置６０とをそれぞれ入れ替えることも可能である。

１，５０，７０，８０，９０ 電子打楽器
１０ パッド
１２ ベル部（中央部）
１４ ボウ部（中央部）
１６ エッジ部（外周端部）
２０ 圧力センサ
３２，５１，７１，９２ 錘部
３４ 連結部
８２ａ 第１連結部（連結部）
８２ｂ 第２連結部（連結部）

Claims (5)

1. 表面が打撃される板状のパッドと、
   前記パッドの外周端部の裏面に設けられると共に圧力変化を検出するシート状の圧力センサと、
   前記圧力センサの表面に接触する錘部とを備え、
   前記錘部は、前記パッドの表面が打撃されることで前記圧力センサの表面から前記パッドの裏面へ向かう慣性力が作用し圧力センサを押圧することを特徴とする電子打楽器。
2. 前記圧力センサよりも前記パッドの外周端側および中央側の少なくとも一方の位置で前記パッドに固定されると共に前記錘部に連結される弾性材料から構成される連結部を備え、
   前記錘部は、前記圧力センサと非接着であることを特徴とする請求項１記載の電子打楽器。
3. 前記圧力センサは、前記パッドの外周に沿って延び、
   前記錘部は、前記圧力センサの形状に沿って連続的に設けられる弾性材料から構成されると共に前記圧力センサの表面に接着されることを特徴とする請求項１記載の電子打楽器。
4. 前記圧力センサは、前記パッドの外周に沿って延び、
   前記錘部は、前記圧力センサの形状に沿って断続的に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子打楽器。
5. 前記弾性材料は、硬度が５０度以上かつ９０度以下の範囲内に設定されることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子打楽器。

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