JPH0695673A - 電子打楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自然打楽器に近い電子打楽器を得る。 【構成】 パッド１に取付けた振動検知センサ２により
衝撃波信号３を得ると共に、この衝撃波信号を共振回路
１５に与える。共振回路１５は共振周波数調整手段を構
成する可変遅延回路１６と、減衰時間調整手段を構成す
る可変利得増幅器１７と、加算器１８、移相器１９とに
よって構成され、これら可変遅延回路１６、可変利得増
幅器１７、移相器１９の特性をパッド１に設けて感圧抵
抗体２１とバッファ増幅器２４によって構成し、パッド
１に与えられる圧力に応じて共振回路１５の特性を制御
し、所望の音質の打楽器音を得る電子打楽器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は音楽演奏等に利用する
電子打楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子打楽器は小型軽量化された器体であ
りながら、大太鼓、ティンパニ、ドラム、カウベル、シ
ンバル等の大型打楽器の音から小型打楽器の音まで、各
種の音を出すことができる点で優れている。図８に従来
の電子打楽器の概略の構成を示す。

【０００３】図中１はパッドを示す。パッド１は例えば
枠体に皮或は合成樹脂材から成るシート等を張って構成
され、皮或はシート等の裏側に例えばピエゾ素子或は感
圧素子のような振動−電気変換用センサ２を取付け、パ
ッド１に与えられる衝撃を電気信号に変換する。センサ
２から出力される衝撃波形信号３はエンベロープフォロ
ワー４に与えられ、エンベロープフォロワー４からトリ
ガ信号５を取出す。

【０００４】トリガ信号５は例えばＣＰＵと呼ばれてい
る演算処理装置６に入力され、演算処置装置６からリー
ドオンリーメモリー（以下ＲＯＭと称す）７の指定され
たアドレス領域に書込まれている音色データを読出す。
つまりＲＯＭ７には各種の打楽器の音色データが記憶さ
れており、この音色データを読出してＤＡ変換器８でＤ
Ａ変換してアナログ信号を取出すことにより各種の打楽
器の音に対応した電気信号を出力端子１１に得ることが
できる。この各楽器の音に対応した電気信号を拡声装置
１２に入力することにより拡声装置１２のスピーカ１２
Ａから打楽器の音を発音させることができる。ＲＯＭ７
に書込まれた各種の音色データは演算処理装置６に付設
した設定器１３に設定した設定値によって選択され、任
意の打楽器の音が選択されて読出される。

【０００５】９は可変利得増幅器を示す。この可変利得
増幅器９はエンベロープフォロワー４から出力されるト
リガ信号５のピーク値の大小に応じて演算処理装置６に
よって利得が制御される。つまりパッド１を打つ強さに
応じて可変利得増幅器９の利得が制御され、打つ強さに
応じて音に強弱を再現できる構造とされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の電子打楽器は、
予めＲＯＭ７に各種の打楽器の音色データを集録してお
き、この音色データを打撃動作に同期して読出すことに
より、音を発生させている。このため再現される音はＲ
ＯＭ７に書込まれている音色データによって決まるた
め、奏者の意図する音を再現することはできない。つま
り自然楽器ではパッド１を打つ位置を変えたり、或はパ
ッド１を手で抑えながら打つと音色が変わったり、共振
時間を変えることができる。従ってこれらを適宜組合せ
ることにより同一の打楽器であっても各種の音を再現す
ることができる。然し乍ら図８に示した従来の電子打楽
器ではそのような融通はなく、設定手段１３に設定され
た通り一遍の音しか出ない欠点がある。

【０００７】この発明の目的は電子打楽器でありなが
ら、奏者の意図する音を出すことができる電子打楽器を
提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明ではパッドの振
動を電気信号に変換するセンサを具備し、センサに与え
られる打撃振動に対応した周波数成分を有する衝撃波信
号を出力する信号源と、この信号源から出力される衝撃
波信号に含まれる周波数の信号に共振する共振回路と、
共振回路の共振周波数を任意の周波数に設定する共振周
波数調整手段と、共振回路の共振減衰時間を調整する減
衰時間調整手段とパッドの面に与えられる圧力を電圧に
変換し、共振回路の共振周波数及び共振回路の減衰時間
を制御する圧力−電圧変換手段と、によって電子打楽器
を構成したものである。

【０００９】この発明による電子打楽器によれば信号源
から出力される衝撃波信号が任意の共振周波数に設定さ
れた共振回路に与えられる。衝撃波信号にその共振周波
数が含まれている場合は、その共振信号が共振回路から
取出され、拡声装置によって音として放音される。更に
この発明ではパッドに与える圧力を変化させることによ
り、この圧力が電圧信号に変換され、この電圧信号によ
って共振回路の共振周波数、共振回路の減衰時間を制御
することができる。従って自然打楽器のように、パッド
に指等によって圧力を与えながら打つことにより音を変
化させることができ、いわゆるミュート奏法を電子打楽
器により実現することができる。この結果リアルタイム
で楽器の音色等を調整することができ、奏者の意図する
音を出すことができる。

【００１０】

【実施例】図１にこの発明の一実施例を示す。図中１は
例えば木製の円盤或は金属板等によって形成したパッ
ド、２はこのパッド１の裏面に取付けた振動を検出する
センサを示す。この発明ではパッド１とセンサ２とによ
って信号源１０を構成し、この信号源１０から出力され
る衝撃波信号に含まれる任意の周波数成分を共振回路１
５で抽出すると共に、圧力−電圧変換手段２０によって
共振回路１５の共振周波数、減衰時間等を制御できるよ
うに構成し、目的とする打楽器を得る構造とするもので
ある。

【００１１】このためにこの発明ではセンサ２から出力
される衝撃信号３を共振回路１５に与える。共振回路１
５はこの実施例では可変遅延回路１６と、この可変遅延
回路１６で遅延した信号を増幅する可変利得増幅器１７
と、この可変利得増幅器１７で増幅した信号を元の信号
系路の信号に加える加算回路１８と、可変遅延回路１６
と可変利得増幅器１７の間に介挿した移相器１９とによ
って構成した場合を示す。

【００１２】この回路構成の基本特性は図３Ａに示すよ
うに櫛形フィルタとして良く知られた回路である。イン
パルス応答は図２に示すように可変遅延回路１６の遅延
時間をＴとしたとき、Ｔの周期と、可変利得増幅器１７
の利得ｇによって定まる対数のエンベロープＧＬを持
つ。従ってこの共振回路１５に衝撃波信号を与えること
により、衝撃波信号の持っている周波数成分内の共振回
路の共振周波数に合致する周波数成分がＴの周期で定ま
る音程と、利得ｇによって定まる減衰特性ＧＬとで音楽
として取出される。この減衰特性ＧＬは自然打楽器の減
衰特性によく近似しており、入力される衝撃波信号の振
幅の大小と周波数成分によって変化する。ここで可変遅
延回路１６の遅延時間Ｔを変更すると、共振周波数の基
本周波数ｆ ₀ が図３Ｂに示すようにｆ₀ がｆ₀₁に変化
し、以下同様に２ｆ₀₁，３ｆ₀₁，４ｆ ₀₁………のように
変化し、共振周波数を任意の周波数に設定することがで
きる。

【００１３】一方可変利得増幅器１７の利得ｇを変化さ
せると、図２に示した減衰特性ＧＬが変化し、減衰時間
を設定することができる。また移相器１９の位相を変化
させることにより音色を制御することができる。移相器
１９としては例えばオールパスフィルタを用いることが
できる。オールパスフィルタは周波数特性は平坦である
が、位相を変化させる特性を持っている。移相器の位相
を変化させることにより、図３Ａ及び図３Ｂに示した共
振周波数ｆ₀ ，２ｆ₀ ，３ｆ₀ ………及びｆ₀₁，２
ｆ₀₁，３ｆ₀₁………を非整数倍の関係に変化させること
ができ、倍音構造を変化させることができる。従ってこ
の移相器１９の位相を調整することにより音色を調整す
ることができ、非整数倍の音を持つ打楽器（特に金属
音）の音を出すことができる。尚移相器１９はローパス
フィルタを用いることもできる。また閉ループ内におい
てローパスフィルタとオールパスフィルタを直列に接続
して構成してもよい。

【００１４】上述したように可変遅延回路１６の遅延時
間を制御することにより共振回路１５の共振周波数
ｆ₀ ，２ｆ₀ ，３ｆ₀ ………を例えばｆ₀₁，２ｆ₀₁，３
ｆ₀₁………に変化させることができ、共振周波数を制御
することができる。よって可変遅延回路１６は共振周波
数調整手段を構成することになる。また可変利得増幅器
１７の利得を制御することにより、共振回路１５の減衰
特性ＧＬを調整することができる。よって可変利得増幅
器１７は減衰時間調整手段を構成していることになる。
更に移相器１９は音色調整手段を構成していることにな
る。

【００１５】共振回路１５を構成するループ内の任意の
位置に拡声装置１２を接続することにより、拡声装置１
２から、共振回路１５で共振する信号の音を再現するこ
とができる。この例では加算回路１８と可変遅延回路１
６との間から信号を取出し、拡声装置１２からループを
還流する信号の音を放音させるように構成した場合を示
す。

【００１６】上述した共振回路１５の構成によれば信号
源１０から与えられる衝撃波信号３に含まれる信号の中
の共振回路１５の共振周波数に合致した信号が取出され
る。共振回路１５の共振周波数、減衰時間、移相器１９
の位相を適当な値に設定することにより各種の打楽器の
音を再現することができる。また例えば信号源１０を構
成するパッド１を打つ位置を変える、或はパッド１を手
で抑えて打つ、又はスティックでなく手でパッド１を打
つ等して、振動検知センサ２から出力される衝撃波信号
に含まれる周波数成分を変化させた場合は、共振回路１
５の共振特性に入る周波数の信号の波の数（高調波）が
増加又は減少し、これにより音色をリアルタイムに変化
させることができる。よって奏者の意図する音を作り出
すことができる利点が得られる。

【００１７】この発明では更に圧力−電圧変換手段２０
を設け、この圧力−電圧変換手段２０によって可変遅延
回路１６、可変利得増幅器１７、移相器１９に制御信号
を与えることによって共振回路１５の共振周波数、減衰
時間、音色を制御できるように構成する。圧力−電圧変
換手段２０は図１に示すようにパッド１の上面に感圧抵
抗体２１を被着し、この感圧抵抗体２１の上面に例えば
ゴム管の保護シート２２を被せ圧力のセンサ部を構成す
る。感圧抵抗体２１は電気的には一端が正極電圧端子＋
に接続され、他端は抵抗器２３を通じて共通電位点に接
続される。感圧抵抗体２１と抵抗器２３との接続点に発
光する電圧をバッファ増幅器２４を通じて取出し、平滑
回路２５を通じて電圧信号を取出す。この電圧信号を可
変遅延回路１６、可変利得増幅器１７、移相器１９の各
制御端子に与える。

【００１８】感圧抵抗体２１は図４に示すように圧力を
高めると、抵抗値が低下する特性を持っている。従って
パッド１に与える圧力を高めると増幅器２４に入力され
る電圧は上昇する。この電圧信号を可変遅延回路１６、
可変利得増幅器１７、移相器１９に与え、共振回路１５
の共振周波数、減衰特性、音色を制御する。共振周波数
の変化、減衰時間の変化、音色の変化の組合せとして
は、例えば圧力を与えたとき、共振周波数上昇、減衰時
間短、音色明となる組合せと、共振周波数降下、減衰時
間長、音色暗となる組合せ等各種の組合せが考えられ
る。

【００１９】尚、ここでパッド１を打ったときこの打撃
力は感圧抵抗体２１にも与えられるから圧力−電圧変換
手段２０からもパルスが発生するが、このパルスは平滑
回路２５で平滑化され、殆んどは消滅し、可変遅延回路
１６、可変利得増幅器１７、移相器１９に打撃によって
発生した過渡的な電圧が与えられることはない。これに
対し、パッド１に指等で圧力を掛けた場合には増幅器２
４には直流電圧が入力されるから、この直流電圧は平滑
回路２５で消滅することなく各回路１６、１７、１９に
与えられ、共振周波数、減衰時間、音色等を制御するこ
とができる。また、特に図示しないが圧力−電圧変換手
段２０から出力される電圧信号を拡声装置１２に与え、
拡声装置１２の利得を制御して共振回路１５の各特性を
変化させる動作に連動させて音量を制御するように構成
することもできる。

【００２０】共振回路１５は図５及び図６に示すように
並列接続したり、縦続接続し、各共振回路１５を還流す
る信号を取出してミクシング手段３１で混合し、この混
合出力を拡声装置１２で放音させるように構成すること
ができる。このように多数の共振回路を用いることによ
り各共振回路の共振周波数を異ならせておくことにより
各共振回路の共振周波数を非倍音関係にすることがで
き、多数の非倍音関係にある打撃音を得ることができ、
自然打楽器の音に近ずけることができる。特に図６の例
では複数の共振回路１５をジャンクションＪを介して直
列に接続した場合を示す。ジャンクションＪの結合係数
ｋは音響管シュミレーションによる反射係数としてよく
知られ、各共振回路１５の遅延時間と共に可変利得増幅
器１７の減衰時間及び音響管の高音域の減衰特性をシュ
ミレートする移相器１９の値を設定することによって任
意の周波数特性を持つ打楽器音を得ることができる。こ
の図５、図６のように構成する場合も、各共振回路１５
の特性を圧力−電圧変換手段２０から出力される電圧信
号によって制御するように構成することができる。

【００２１】図７はこの発明の更に他の実施例を示す。
この例では共振回路１５で取出した信号と、従来の技術
で説明した電子打楽器の信号とを取出し、この取出した
信号を合成して拡声装置１２で音として放音するように
構成した場合を示す。この場合も共振回路１５の特性を
圧力−電圧変換手段２０から出力される制御信号によっ
て制御すると共に、従来技術で説明した音源を制御する
演算処理装置６にも圧力−電圧変換手段２０から制御信
号を与え、この制御信号によって加工回路９Ａと９Ｂを
制御し、例えば音色と音量等を圧力の変化に応じて変化
させるように構成した場合を示す。

【００２２】更にこの例ではセンサ２が出力する衝撃波
信号と加工回路９Ｂの出力とを加算回路１８でアナログ
加算し、この加算結果を共振回路１５で共振信号を抽出
し、この共振信号を更に加算回路１８で加工回路９Ａの
出力信号と加算し、この加算結果を更に加算回路１８で
共振回路１５から出力される信号と加算し、その加算結
果を拡声装置１２に入力し、音として放音させるように
構成した場合を示す。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
圧力−電圧変換手段２０によりパッド１に掛けられる圧
力を電気信号に変換し、この電気信号によって共振回路
１５の特性を制御し、共振回路の共振周波数、減衰時
間、音色等を制御するから、自然打楽器と同様にパッド
１を手で抑えながらたたくことにより、音程を上げた
り、下げたり、或は音の長さを制御したり、いわゆるミ
ュート奏法を実現することができる。よって電子打楽器
であるにもかかわらず、自然打楽器に近い奏法を実現す
ることができ、奏者の意図する音を再現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す接続図。

【図２】この発明の動作を説明するためのグラフ。

【図３】この発明の動作を説明するためのグラフ。

【図４】図１に示した感圧抵抗体の電気的特性を説明す
るためのグラフ。

【図５】この発明の要部の変形実施例を説明するための
接続図。

【図６】図５と同様の接続図。

【図７】この発明の更に他の変形実施例を示す接続図。

【図８】従来の技術を説明するための接続図。

【符号の説明】

１ パッド ２ センサ ３ 衝撃波信号 ４ エンベロープフォロワー ５ トリガ信号 ６ 演算処理装置 ７ ＲＯＭ ８ ＤＡ変換器 ９ 増幅器 １０ 信号源 １１ 出力端子 １２ 拡声装置 １３ 設定器 １５ 共振回路 １６ 共振周波数調整手段を構成する可変遅延回路 １７ 減衰時間調整手段を構成する可変利得増幅器 １８ 加算回路 １９ 音色調整手段を構成する移相器 ２０ 圧力−電圧変換手段 ２１ 感圧抵抗体 ２２ 保護シート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ａ．パッドの振動を電気信号に変換する
   センサを具備し、パッドに発生する打撃振動に対応した
   周波数成分を有する衝撃波信号を出力する信号源と、 Ｂ．この信号源から出力された衝撃波信号に含まれる周
   波数の信号に共振する共振回路と、 Ｃ．この共振回路の共振周波数を任意の周波数に設定
   し、変更する周波数調整手段と、 Ｄ．上記共振回路の共振減衰時間をそれぞれ調整する減
   衰時間調整手段と、 Ｅ．上記共振回路の音色を調整する音色調整手段と、 Ｆ．上記パッドに与えられる圧力を電圧信号に変換し、
   上記周波数調整手段、減衰時間調整手段、音色調整手段
   を制御する圧力−電圧変換手段と、によって構成した電
   子打楽器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の共振回路は可変遅延回路
   と、この可変遅延回路によって遅延された信号の位相を
   変化させる移相器と、この移相器で移相した信号を増幅
   する可変利得増幅器と、この可変利得増幅器の増幅出力
   を上記可変遅延回路に入力される衝撃波信号に加算する
   加算回路とによって構成される閉ループによって構成
   し、上記可変遅延回路が共振回路の共振周波数調整手段
   を構成し、上記移相器が音色調整手段を構成し、可変利
   得増幅器が減衰時間調整器を構成していることを特徴と
   する電子打楽器。