JPH0736113B2 - 電子打楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シロフォン等と同様
な打撃操作によって複数音名に対応した楽音を選択的に
発生することができる電子打楽器に関し、部分的に応答
感度の異なる感圧板を用いて打撃の有無及び打撃の強さ
を検出すると共に打撃に係る感圧板の音名に対応した楽
音信号の楽音パラメータを打撃の強さに対応した検出出
力に応じて制御することにより変化に富んだ演奏を簡単
に楽しめるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自然音板楽器としては、シロフォ
ン、マリンバ、グロッケンシュピール等が知られてい
る。この種の楽器は、音階の音に対応した共振周波数を
有する木又は金属の音板を音名順に配列した構成になっ
ており、ハンマー等の打撃具で音板を選択的に打撃する
ことによりメロディ等を演奏可能である。

【０００３】また、電子打楽器としては、（イ）ドラム
に振動センサを取付け、この振動センサの検出出力を増
幅してスピーカ等で発音させるようにしたもの、（ロ）
スティック、マレット等の棒状打撃具の把持部以外の部
分に圧電素子を設け、この圧電素子の検出出力に基づい
て電圧制御発振器、電圧制御フィルタ等を駆動制御して
楽音信号を発生させるようにしたもの等が知られている
（例えば、実公昭５９−５９１２号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような自然音板
楽器では、各音板毎に所望の音高が得られるように音板
の寸法や形状が定められると共に、配列される個々の音
板間には各音板の自由振動を可能にするため適当なスペ
ースが確保される。このため、音域が広いものほど大型
で重量も大きく、演奏操作や取扱いが容易でない。

【０００５】また、音高、音色、音量等の楽音パラメー
タは、打撃の強さや打撃の位置等によって微妙に変化す
るが、その変化量を制御するには高度の打撃技術を必要
とするので、初心者等には制御操作が容易でない。

【０００６】さらに、楽器種類毎に固有の音色があるの
で、１台の音板楽器で種々の音色の演奏を楽しむことは
できない。

【０００７】なお、上記した（イ）又は（ロ）の電子打
楽器は、いずれも音板楽器のように複数の音名に対応し
た楽音を選択的に発生しうるものではなく、メロディ等
の演奏は不可能である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明による電子打楽
器は、 （ａ）複数の音名にそれぞれ対応して音高順に且つ平面
的に並設された複数の感圧板であって、各感圧板が絶縁
性基板上に配置される導電性の弾性部材と、この弾性部
材の上面に設けられた上部電極と、前記弾性部材の下面
において互いに異なる第１及び第２の部分にそれぞれ設
けられ、前記上部電極との間に第１及び第２の感圧抵抗
をそれぞれ構成する第１及び第２の下部電極とを有し、
前記弾性部材の厚さを前記第１及び第２の部分で互いに
異ならせることにより前記第１及び第２感圧抵抗の打撃
に対する応答感度を異ならせたものと、 （ｂ）前記各感圧板毎に第１又は第２の感圧抵抗を用い
て打撃を検出することにより打撃に係る感圧板に対応し
た音名情報を送出する第１の検出手段と、 （ｃ）前記各感圧板毎に第１又は第２の感圧抵抗を用い
て打撃の強さを検出することによりその打撃の強さに対
応した検出出力を送出する第２の検出手段と、 （ｄ）前記第１の検出手段からの音名情報に応答して該
音名情報に対応した音高の楽音信号を発生する楽音形成
手段であって、該楽音信号の楽音パラメータを前記第２
の検出手段からの打撃の強さに対応した検出出力に応じ
て制御するものとをそなえている。

【０００９】

【作用】この発明の構成によれば、複数の感圧板を適当
な打撃具によって選択的に打撃することによりメロディ
等を演奏することができる。

【００１０】この発明の構成において、楽音を発生する
のは、感圧板自体でなく、楽音形成手段である。このた
め、感圧板の寸法や形状は、楽音の音高とは無関係に任
意に選定することができ、感圧板を配置する場合にも隣
り合う感圧板間の距離を微小に設定することができる。
従って、複数の感圧板が配置される音名選択操作部をコ
ンパクトに構成することができ、このことは、検出手段
及び楽音形成手段の電子回路化と相俟って、小型軽量な
電子打楽器の実現を可能にするものである。

【００１１】また、各感圧板を打撃に対する応答感度が
部分的に異なるように構成すると共に各感圧板毎に打撃
の強さに対応した検出出力に応じて楽音信号の音量等の
楽音パラメータを制御するようにしたので、各感圧板毎
に打つ強さは同じであっても例えば中央部を打つか端縁
近傍部を打つかによって楽音の音量等が異なり、初心者
等であっても変化に富んだ演奏を手軽に楽しむことがで
きる。

【００１２】

【実施例】図１は、この発明の一実施例による電子打楽
器のパネル構成を示すものである。

【００１３】楽器本体１０の上面部には、音名選択操作
部１２と、音色選択スイッチ群１４と、ポルタメント操
作部１６と、ダンパー操作部１８と、第１及び第２の操
作子配置部２０及び２２と、第１及び第２のスピーカ２
４及び２６とが設けられている。なお、楽器本体１０の
内部には、図４乃至図６について後述するような電子回
路部が設けられている。

【００１４】音名選択操作部１２には、３オクターブ分
の音名に対応する３６個の感圧板（１２Ａはそのうちの
１つ）が音名順に平面的に配置されている。これらの感
圧板は、形状及び配列が通常の鍵盤楽器の鍵形状及び鍵
配列にそれぞれ類似したものとなっているが、他の形状
又は他の配列を採用することも可能である。演奏者は、
マレット等の打撃具によって音名選択操作部１２内の多
数の感圧板を選択的に打撃することによりメロディ等の
演奏を行なうことができる。

【００１５】自然音板楽器にあっては、音名Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ａ、Ｂに対応した音板と音名Ｃ^#、Ｄ^#、Ｆ
^#、Ｇ^#、Ａ^#に対応した音板とは各々別のグループとし
て分離されているが、この実施例では、Ｃ、Ｄ、Ｅ、
Ｆ、Ｇ、Ａ、Ｂに対応した感圧板とＣ^#、Ｄ^#、Ｆ^#、
Ｇ^#、Ａ^#に対応した感圧板とは端部同士が同一平面上で
互いにかみ合うように配列されている。このような感圧
板配列によれば、マレット等の打撃具を感圧板配列のか
み合い部に押し当てて感圧板配列方向にすべらせること
により簡単にグリッサンド演奏を行なうことができる。
ちなみに、自然音板楽器では、このようなグリッサンド
演奏は不可能である。

【００１６】音名選択操作部１２に配置される感圧板の
構成例は、図２及び図３について後述する。

【００１７】音色選択スイッチ群１４は、一列状に並置
された多数の音色選択スイッチを含むもので、これらの
スイッチは、例えばピアノ、電気ピアノ、ハープシコー
ドＩ、ハープシコードＩＩ、ビブラフォン、マリンバ、
ギター、電気ギター、琴、パイプオルガン、ジャズオル
ガン、トランペット、サクソフォン、フルート、クラリ
ネット、チャイム、ベル、ストリングＩ、ストリングＩ
Ｉ、ベース、電気ベース等の楽器音色にそれぞれ対応し
たものである。演奏者は、これらの音色選択スイッチの
うち任意のものをオン操作して所望の楽器音色を選択す
ることができ、１台の楽器で種々の音色の演奏を楽しめ
る。なお、各音色選択スイッチは感圧スイッチで構成
し、マレット等の打撃操作で音色選択を行なえるように
してもよい。

【００１８】ポルタメント操作部１６は、音名選択操作
部１２の感圧板配列方向に沿って延長する感圧性の分圧
器を含むもので、この分圧器からは、その長さ方向に押
圧位置をずらすのに伴って連続的に値が変化する分圧出
力が取出され、このような分圧出力に基づいて異なる音
名間で連続的に音高を変化させるような制御が行なわれ
る。演奏者は、マレット等の打撃具をポルタメント操作
部１６に押し当ててその長さ方向にすべらせることによ
り簡単にポルタメント演奏を行なうことができる。

【００１９】ダンパー操作部１８は、音名選択操作部１
２の感圧板配列方向に沿って延長する感圧性のスイッチ
を含むもので、このスイッチからのオン信号に基づいて
発音中の音を急速に減衰させるような制御が行なわれ
る。音名選択操作部１２の手前に細長いダンパー操作部
１８を設けたので、演奏者は、音名選択操作との関連で
容易にダンパー操作を行なうことができる。例えば感圧
板１２Ａをマレットで打撃して楽音を発生させた後、す
ばやくダンパー操作部１８をマレットで打撃して発音中
の楽音を急速減衰させることができ、このような操作は
他の感圧板についても同様である。

【００２０】第１及び第２の操作子配置部２０及び２２
には、電源スイッチ、音量調整用ボリューム、調律用ボ
リューム、トレモロ効果付加スイッチ、トレモロスピー
ド調整ボリューム、ビブラート効果付加スイッチ、ビブ
ラートスピード調整ボリューム、サスティン効果付加ス
イッチ、オートリズム関係の操作子（リズム選択スイッ
チ、スタート／ストップスイッチ、テンポボリューム
等）、オートコード関係の操作子等が適宜振分けて配置
されている。これらの操作子は、第１及び第２の操作子
配置部２０及び２２に限らず、パネル上の適宜の個所に
配置することもできる。

【００２１】第１及び第２のスピーカ２４及び２６は、
楽器本体１０内の電子回路で形成された楽音信号を音響
に変換するためのもので、いずれか１つ設けるだけでも
よい。

【００２２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う感圧板
１２Ａの断面構造を示すもので、他の感圧板も感圧板１
２Ａと同様の構成になっている。

【００２３】感圧板１２Ａは、絶縁性基板３０上に装着
されるもので、例えば発泡導電ゴム（比抵抗１〜１０
［Ωｃｍ］程度）からなる導電性弾性部材３２と、この
弾性部材３２の下面に並設された３個の下部電極部材３
４Ｌ、３４Ｃ、３４Ｈと、弾性部材３２の上面に設けら
れ、例えば高導電ゴム（比抵抗１０^-2［Ωｃｍ］程度）
からなる上部電極部材３６と、この上部電極部材３６を
おおうように設けられ、例えば絶縁性ゴムからなる表皮
部材３８とで構成されている。なお、表皮部材３８は他
の感圧板の表皮部材と連続していてもよい。

【００２４】上部電極部材３６には端子Ｔが接続される
と共に、下部電極部材３４Ｌ、３４Ｃ、３４Ｈにはそれ
ぞれ端子Ｔ_L、Ｔ_C、Ｔ_Hが接続される。端子Ｔと端子
Ｔ_L、Ｔ_C、Ｔ_Hとのそれぞれの間には、第３図に等価回
路を示すように、打撃に応答する可変抵抗Ｒ_L、Ｒ_C、Ｒ
_Hが形成される。

【００２５】マレット等の打撃具ＭＬによって感圧板１
２Ａの上面を打撃すると、上部電極部材３６と下部電極
部材３４Ｌ、３４Ｃ又は３４Ｈとの間の距離が短くなる
と共に被打撃部において導電性弾性部材３２の比抵抗が
小さくなるので、抵抗Ｒ_L、Ｒ_C又はＲ_Hの抵抗値は減少
する。このような抵抗値変化に基づいて、打撃の存否、
打撃強度、打撃位置等を検知することができ、それによ
って例えば強く打撃したときは音量を大きくするとか、
電極部材３４Ｃに対応する部分を打撃した場合に比べ電
極部材３４Ｌに対応する部分を打撃した場合には音高を
若干低くし且つ電極部材３４Ｈに対応する部分を打撃し
た場合には音高を若干高くするとかの制御が可能とな
る。

【００２６】また、図２の構成では、導電性弾性部材３
２の下面を上方に湾曲して部材３２の中央部が端縁近傍
部より薄くなるように形成したことにより電極部材３４
Ｃに対応する部分の方が電極部材３４Ｌ又は３４Ｈに対
応する部分よりも打撃に対する応答感度が高くなるよう
にしてあるので、感圧板１２Ａにおいて中央部を打った
場合と端縁近傍部を打った場合とでは打つ強さが同じで
あっても中央部を打った場合の方が打撃強さに対応した
検出出力のレベルが大となる。従って、打撃強さ対応の
検出出力に応じて例えば音量を制御するときは、中央部
を打った場合の方が音量が大きくなる。

【００２７】図４は、上記した電子打楽器の回路構成を
示すものであり、打撃検出部５０、パネル操作検出部５
２、楽音形成部５４及びサウンドシステム５６が設けら
れている。

【００２８】打撃検出部５０は、音名選択操作部１２の
多数の感圧板から打撃の存否、打撃強度、打撃位置等を
検出して楽音形成部５４に各種の制御情報を供給するも
ので、詳しくは図５について後述する。

【００２９】パネル操作検出部５２は、パネル上で音名
選択操作部１２以外の部分に配置された各種の操作子か
ら操作の存否、操作量等を検出して楽音形成部５４に各
種の制御情報を供給するものである。

【００３０】楽音形成部５４は、打撃検出部５０及びパ
ネル操作部５２からの制御情報に基づいて楽音信号を形
成するもので、詳しくは図６について後述する。

【００３１】サウンドシステム５６は、第１及び第２の
スピーカ２４及び２６、出力アンプ等を含むもので、楽
音形成部５４からの楽音信号に対応した楽音を奏出する
ようになっている。

【００３２】図５は、打撃検出部５０の一構成例を示す
ものである。

【００３３】音名選択操作部１２における多数の感圧板
は、第１オクターブの感圧板群６０（１）と、第２オク
ターブの感圧板群６０（２）と、第３オクターブの感圧
板群６０（３）とに区分されている。

【００３４】リングカウンタ６２は、クロック源６４か
らのクロックパルスを計数してノート走査用の順次パル
ス出力Ｐを発生するものであり、リングカウンタ６６
は、リングカウンタ６２のキャリィアウトパルスＣＯを
計数してオクターブ走査用の順次パルス出力Ｑを発生す
るものである。

【００３５】感圧板群６０（１）〜６０（３）における
１２音名分の感圧板は順次パルス出力Ｐによって順次に
且つ反復的に走査され、各々の感圧板群からの走査出力
はそれぞれゲート回路６８（１）〜６８（３）に供給さ
れる。ゲート回路６８（１）〜６８（３）は順次パルス
出力Ｑによって順次に且つ反復的に導通制御され、各々
のゲート回路の出力は検出回路７０に供給される。この
結果、検出回路７０には、各感圧板の各可変抵抗毎にそ
の抵抗値に応じた電気信号が供給される。

【００３６】検出回路７０は、上記のようなノート及び
オクターブ走査によって供給される電気信号に基づいて
打撃の存否、打撃強度及び打撃位置を検出し、打撃あり
の場合には、発音命令信号ＫＯＮ、打撃強度データＳＴ
Ｄ及び打撃位置データＰＳＤを送出する。

【００３７】メモリ７２は、ＲＯＭ（リード・オンリィ
・メモリ）からなるもので、各感圧板毎にノートコード
及びオクターブコードの組合せで音名を表わす音名デー
タを記憶している。メモリ７２には、アドレス入力とし
て、リングカウンタ６２の順次パルス出力Ｐ及びリング
カウンタ６６の順次パルス出力Ｑが供給されており、イ
ネーブル信号ＥＮとして発音命令信号ＫＯＮが供給され
ている。従って、特定の感圧板の打撃により発音命令信
号ＫＯＮが発生されると、メモリ７２からは、該感圧板
の音名を表わす音名データＮＭＤが読出される。

【００３８】図６は、楽音形成部５４の一構成例を示す
ものである。

【００３９】発音割当回路７４は、複数の時分割的な発
音チャンネルのうち適宜のチャンネルに対して発音命令
信号ＫＯＮ、打撃強度データＳＴＤ、音名データＮＭＤ
及び打撃位置データＰＳＤを割当て、その割当チャンネ
ルのタイミングで同期的にこれらの情報を送出するもの
である。例えば同時に２つの感圧板が打撃された場合に
は、これらの感圧板に関する情報が異なる発音チャンネ
ルに割当てられて発音割当回路７４から時分割的に送出
される。このような時分割処理は、以下に述べるディジ
タル楽音形成でも行なわれるので、この実施例では複数
音の同時発音が可能である。

【００４０】周波数ナンバメモリ７６は、ＲＯＭからな
るもので、感圧板群６０（１）〜６０（３）に共通する
１２音名に関して予め定められた周波数ナンバデータを
記憶している。発音割当回路７４から特定の感圧板に関
する音名データＮＭＤが送出されると、このデータ中の
ノートコードデータＮＣに応じてそれに対応する周波数
ナンバデータＦがメモリ７６から読出され、乗算器７８
に供給される。

【００４１】変換メモリ８０は、ＲＯＭからなるもの
で、感圧板内の異なる打撃位置に対応した音高制御デー
タを記憶している。例えば図２の感圧板の例では、電極
部材３４Ｌ、３４Ｃ、３４Ｈにそれぞれ対応した３種類
の音高制御データを記憶しており、電極部材３４Ｃに対
応する音高制御データの値を１とすれば、電極部材３４
Ｌに対応する音高制御データの値は１より若干小さく、
電極部材３４Ｈに対応する音高制御データの値は１より
若干大きい。発音割当回路７４から送出される打撃位置
データＰＳＤは、メモリ８０により対応する音高制御デ
ータＰＣＤに変換され、乗算器７８に供給される。

【００４２】乗算器７８は、メモリ７６からの周波数ナ
ンバデータＦとメモリ８０からの音高制御データＰＣＤ
とを乗算し、その乗算結果に対応した周波数ナンバデー
タＦ’を送出する。

【００４３】乗算器７８からの周波数ナンバデータＦ’
はアキュムレータ８２に供給され、累算される。この累
算動作は、周波数ナンバデータＦ’を累算していって所
定の最大値に達すると、同様の累算動作を始めから繰返
すように周期的に行なわれる。このため、累算の一周期
の長さは、周波数ナンバデータＦ’の値に依存する。こ
の場合、周波数ナンバは高音になるほど大きな値になる
ように定められているので、累算の一周期の長さは高音
になるほど短くなり、従って、累算の繰返し周波数は高
音になるほど高くなる。

【００４４】アキュムレータ８２からは、累算回数をｑ
とし、周波数ナンバデータＦ’の値をＦ’とすると、ｑ
×Ｆ’に比例した値を示す累算データｑＦ’が送出さ
れ、シフト回路８４に供給される。

【００４５】シフト回路８４は、音名データＮＭＤのう
ちオクターブコードデータＯＣに応じて累算データｑ
Ｆ’にビットシフト処理を施すことによりオクターブを
指定するもので、シフト回路８４から楽音信号形成回路
８６にはオクターブ指定された累算データが供給され
る。

【００４６】楽音信号形成回路８６は、一例として、前
述したような各楽器音色毎に楽音波形一周期分の波形サ
ンプル値データを記憶した波形メモリ等を含むもので、
この波形メモリからどの楽器音色の波形サンプル値デー
タを読出すべきかは、図４のパネル操作検出部５２から
のパネルデータＰＮＤ中の音色指定データ（音色選択ス
イッチによる選択音色を示すデータ）によって決定され
るようになっている。そして、波形メモリからは、選択
された楽器音色を有する楽音波形のサンプル値データが
シフト回路８４からのオクターブ指定された累算データ
に応じて読出される。この場合、波形サンプル値データ
の読出しは、前述した累算の繰返し周波数に対応する速
度で行なわれるので、読出データには打撃された感圧板
の音名に対応した音高が付与される。

【００４７】エンベロープ発生器８８は、各楽器音色毎
にエンベロープ波形のサンプル値データ（エンベロープ
データ）を記憶した波形メモリ等を含むもので、この波
形メモリからどの楽器音色のエンベロープデータを読出
すべきかは、パネルデータＰＮＤ中の音色指定データに
よって決定されるようになっている。そして、該波形メ
モリからは、選択された楽器音色に対応するエンベロー
プデータが発音命令信号ＫＯＮに応じて読出開始され
る。このようにして読出されたエンベロープデータは打
撃強度データＳＴＤに応じて例えば打撃強度が大きけれ
ば急峻な立上りを示すように適宜修正され、修正を受け
たエンベロープデータＥＶＤが楽音信号形成回路８６に
供給される。

【００４８】楽音信号形成回路８６では、前述のように
して読出された楽音波形のサンプル値データとエンベロ
ープデータＥＶＤとが乗算され、この乗算の結果として
ディジタル楽音信号が得られる。

【００４９】アキュムレータ８２の累算動作、エンベロ
ープ発生器８８のエンベロープデータ発生動作及び楽音
信号形成回路８６のディジタル楽音信号形成動作は、発
音割当回路７４のチャンネル割当動作に同期して時分割
的に行なわれるので、複数の感圧板を同時に打撃したよ
うな場合にはそれらの感圧板打撃に対応したディジタル
楽音信号がそれぞれの割当チャンネルで時分割的に形成
される。

【００５０】楽音信号形成回路８６では、各チャンネル
毎のディジタル楽音信号を加算合成した後Ｄ／Ａ変換す
るなどしてアナログ楽音信号ＴＳを送出する。このアナ
ログ楽音信号ＴＳは、図４のサウンドシステム５６に供
給され、楽音として発音される。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、複数
音名に対応して複数の感圧板を配置すると共に、各感圧
板毎に打撃を検知して打撃検出に係る感圧板の音名に対
応した楽音信号を電子的に発生させるようにしたので、
メロディ演奏可能な小型軽量の電子打楽器を実現するこ
とができる。

【００５２】その上、導電性の弾性部材の上面及び下面
にそれぞれ上部電極及び第１，第２の下部電極を設けて
第１及び第２の感圧抵抗を構成し、第１又は第２の感圧
抵抗を用いて打撃の強さを検出するようにしたので、検
出部に打撃力伝達機構等が介在せず、安定した動作が可
能である。そして、第１及び第２の感圧抵抗は、弾性部
材の厚さを異ならせることで打撃に対する応答感度を異
ならせるようにしたので、打つ強さが同じであってもど
の部分を打つかにより音量等の楽音パラメータを大きく
異ならせることができ、初心者等であっても変化に富ん
だ演奏を手軽に楽しめる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例による電子打楽器のパネ
ル構成を示す上面図である。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う感圧板の断面図で
ある。

【図３】 図２の感圧板の等価回路図である。

【図４】 図１の電子打楽器の回路構成を示すブロック
図である。

【図５】 図４の打撃検出部５０の構成例を示す回路図
である。

【図６】 図４の楽音形成部５４の構成例を示す回路図
である。

【符号の説明】

１０：楽器本体、１２：音名選択操作部、１２Ａ：感圧
板、５０：打撃検出部、５２：パネル操作検出部、５
４：楽音形成部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）複数の音名にそれぞれ対応して音高順に且つ平面
   的に並設された複数の感圧板であって、各感圧板が絶縁
   性基板上に配置される導電性の弾性部材と、この弾性部
   材の上面に設けられた上部電極と、前記弾性部材の下面
   において互いに異なる第１及び第２の部分にそれぞれ設
   けられ、前記上部電極との間に第１及び第２の感圧抵抗
   をそれぞれ構成する第１及び第２の下部電極とを有し、
   前記弾性部材の厚さを前記第１及び第２の部分で互いに
   異ならせることにより前記第１及び第２感圧抵抗の打撃
   に対する応答感度を異ならせたものと、 （ｂ）前記各感圧板毎に第１又は第２の感圧抵抗を用い
   て打撃を検出することにより打撃に係る感圧板に対応し
   た音名情報を送出する第１の検出手段と、 （ｃ）前記各感圧板毎に第１又は第２の感圧抵抗を用い
   て打撃の強さを検出することによりその打撃の強さに対
   応した検出出力を送出する第２の検出手段と、 （ｄ）前記第１の検出手段からの音名情報に応答して該
   音名情報に対応した音高の楽音信号を発生する楽音形成
   手段であって、該楽音信号の楽音パラメータを前記第２
   の検出手段からの打撃の強さに対応した検出出力に応じ
   て制御するものと をそなえた電子打楽器。