(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被打撃体であるヘッドと、
該ヘッドの外周に配設されたリム部と、
前記リム部の内部にそれぞれ埋設され該リム部への打撃を検出する第１スイッチ及び第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び第２スイッチのスイッチ動作に応じて打楽器の楽音を制御する楽音制御手段と、
を備え、
前記楽音制御手段は、第１スイッチがオン状態の時は常に楽音に第１音色を割り当て、第２スイッチがオン状態の時は第１スイッチがオフ状態のときのみ楽音に第２音色を割り当てること
を特徴とする電子打楽器。
【請求項２】
前記第１スイッチ及び第２スイッチに接続されたコンパレータを備え、前記第１スイッチ及び第２スイッチの状態を前記コンパレータの出力値により検出することを特徴とする請求項１に記載の電子打楽器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子打楽器におけるリムショット奏法を検出できるようにしたヘッド装置及び該ヘッド装置を適用した電子打楽器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子打楽器（電子ドラム）において、ヘッドへの打撃を検出するヘッド用センサとリム部への打撃を検出するリム用センサを備え、それぞれのセンサの出力を２ラインの信号として処理するものが特開平６−１７５６５１号公報に開示されている。また、１つのフィルムスイッチと１つの圧電素子を備え、圧電素子で検出される打撃に対応する音色を、１つのフィルムスイッチが押されたときと押されていない時で２音色に表現するものがある。
【０００３】
図１７はこの従来の電子打楽器の回路構成の一例を示す図である。打撃検出部１００は例えばリム部とヘッドを有するスネア型のセンサ装置であり、ヘッドに圧電素子１１０が設けられるとともに、リム部に１つのリムショットスイッチ１２０が設けられている。楽音制御部２００は楽音信号を発生するコントローラであり、増幅整流積分回路（エンベロープ抽出回路）２１０とシュミットトリガー付き（しきい値０．６Ｖ）インバータ２２０を備えている。そして、打撃検出部１００と楽音制御部２００はステレオケーブル３００によって接続されている。
【０００４】
圧電素子１１０はヘッドへの打撃強度に応じた振動波形信号を出力し、この圧電素子１１０の振動波形信号は、増幅整流積分回路２１０によって、増幅、整流した後積分され、エンベロープ信号が図示しないＡ／Ｄ変換器に入力される。リムショットスイッチ１２０は通常はＯＦＦ（開成）となっていてインバータ２２０に所定電圧が入力され、リム部への打撃によりＯＮ（閉成）となってインバータ２２０の入力側が接地される。
【０００５】
そして、ヘッドのみが打撃されたときはリムショットスイッチ１２０はＯＦＦのままであり、インバータ２２０を経て“０”のスイッチ信号が図示しないＣＰＵのポートへ入力される。これにより、ＣＰＵの制御の下、ヘッド用の音色で圧電素子１１０が検出した打撃強度に基づていた打撃音が発音される。また、リム部が打撃されたときはリムショットスイッチ１２０はＯＮとなり、インバータ２２０を経て“１”のスイッチ信号がポートへ入力される。これにより、ＣＰＵの制御の下、リム用の音色で圧電素子１１０が検出した打撃強度に基づいた打撃音が発音される。この後者は、スネアドラムのリムショット奏法の一つである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１８に示したように、スネアドラム等のリムショット奏法にはオープンリムショット（図１８(A) ）とクローズリムショット（図１８(B) ）があり、それぞれ異なる音色が発音される。オープンリムショットは、通常、リム部の演奏者に近い手前部分とヘッドを同時に打撃して行う。一方、クローズリムショットは、スティックを把持した手でヘッド面を押さえながらリム部の演奏者から遠い部分を打撃して行うが、ヘッドが小さい場合は、リム部の演奏者に近い手前部分にスティックの把持部近傍を押し当てて、リム部の演奏者から遠い部分を打撃して行う場合もある。
【０００７】
しかし、従来の電子楽器ではこのようなオープンリムショットとクローズリムショットの違いを異なる音色として表現することができなかった。また、表現することができたとしても、別のセンサを追加する必要があるので出力信号が増えてしまい、配線が煩雑になったり、通常の楽音制御部では、ＩＮＰＵＴ端子の制限により接続できないといった問題があった。
【０００８】
また、これらオープンリムショットとクローズリムショットとを、圧電素子で検出した打撃強度（ベロシティ）に応じて制御し、弱いリムショット時はクローズリムショットの音色、強いリムショット時はオープンリムショットの音色とするものがあったが、実際の演奏操作とはかけ離れた不自然なものであり、特に弱いオープンリムショットを表現できない等、表現力の点で問題があった。
【０００９】
本発明は、電子打楽器において、実際のドラム演奏に対応するリムショット奏法の発音を可能にし、自然でバリエーション豊かな演奏表現を行えるようにすることを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のヘッド装置は、被打撃体であるヘッドと、該ヘッドの外周に配設されたリム部と、前記リム部の内部にそれぞれ埋設され該リム部への打撃を検出する第１スイッチ及び第２スイッチと、前記第１スイッチ及び第２スイッチのスイッチ動作に応じて打楽器の楽音を制御する楽音制御手段と、を備え、前記楽音制御手段は、第１スイッチがオン状態の時は常に楽音に第１音色を割り当て、第２スイッチがオン状態の時は第１スイッチがオフ状態のときのみ楽音に第２音色を割り当てることを特徴とする。
【００１１】
請求項１のヘッド装置において、リム部は例えばリムと該リムを覆うリムクッションであり、第１スイッチ及び第２スイッチはリム部に埋設されたリムショットスイッチ等である。そして、第１スイッチ及び第２スイッチのスイッチ動作により、ドラムにおける複数のリムショット奏法を検出できる。すなわち、複数のスイッチのうちリム部の演奏者から遠い部分に配設されたスイッチで打撃が検出されたら、クローズリムショットとすることができ、複数のスイッチのうちリム部の演奏者に近い手前部分に配設されたスイッチのみで打撃が検出されたらオープンリムショットとすることができる。なお、ヘッドへの打撃に応じた打撃信号、リム部への打撃に応じた打撃信号は、例えばピエゾ型圧電センサ等の打撃センサで検出することができる。また、上記複数のスイッチは例えばフィルムスイッチとすることができる。
【００１２】
本発明の請求項２の電子打楽器は、請求項１に記載の電子打楽器であって、前記第１スイッチ及び第２スイッチに接続されたコンパレータを備え、前記第１スイッチ及び第２スイッチの状態を前記コンパレータの出力値により検出することを特徴とする。
【００１３】
請求項２の楽音制御装置によれば、請求項１と同様にドラムにおける複数のリムショット奏法（クローズリムショットとオープンリムショット）を検出できるとともに、各リムショット奏法の打楽器音を発音できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図４は実施形態におけるヘッド装置を適用した電子打楽器のブロック構成図であり、後述の第１〜３実施例に対応している。この電子打楽器は、ヘッド等からなる打撃検出部１と音源モジュール等に備えられた楽音制御部２とで構成され、打撃検出部１と楽音制御部２は２芯シールドケーブルであるステレオケーブル３によって接続されている。なお、図４ではステレオケーブル３の共通シールド線は図示を省略してある。
【００１５】
打撃検出部１は、後述するようにリムショット奏法を検出する第１のリムショットスイッチ１１（ＳＷ１）、第２のリムショットスイッチ１２（ＳＷ２）、及び圧電素子（打撃センサ）ｉを備えている。この打撃検出部１は本発明のヘッド装置の実施例であり、その詳細な構造は後述する。なお、破線で示したコントロール手段１３は後述の第２実施例及び第３実施例に対応しており、このコントロール手段１３により、ヘッドにアサインされた音色を調整する。楽音制御部２は、信号検出部２１、増幅整流積分回路（エンベロープ抽出回路）２２、Ａ／Ｄ変換器２３、ＣＰＵ２４，ＲＯＭ２５，ＲＡＭ２６、音源２７、波形メモリ２８、Ｄ／Ａ変換器２９を備えている。
【００１６】
信号検出部２１は、後述のように、ステレオケーブル３の第１出力ライン３１に接続されたリムショットスイッチ１１，１２のＯＮ／ＯＦＦを検出し、各ＯＮ／ＯＦＦに対応するスイッチ信号をＣＰＵ２４のポートに入力する。増幅整流積分回路２２は、ステレオケーブル３の第２出力ライン３２に接続された圧電素子ｉから入力される振動波形信号のエンベロープ信号（包絡線）を検出してＡ／Ｄ変換器２３に出力する。Ａ／Ｄ変換器２３は入力されるエンベロープ信号を時分割にデジタル信号に変換し、ＣＰＵ２４のポートに入力する。ＣＰＵ２４はＲＯＭ２５に格納された制御プログラムに基づいて動作し、ＲＡＭ２６のワーキングエリアを使用して楽音発生の制御を行う。
【００１７】
具体的には、ＣＰＵ２４は、リムショットスイッチ１１，１２によるスイッチ信号、及び圧電素子ｉから出力された振動波形信号（Ａ／Ｄ変換器２３から入力されるエンベロープ信号）により、打撃検出部１における打撃位置（奏法：通常のヘッドの打撃またはオープンリムショットまたはクローズリムショット）と打撃強度に基づいて、音源２７で必要とする楽音パラメータを生成して音源２７に供給する。この楽音パラメータは、奏法に応じた音色（波形データ）を指定する音色パラメータ、音量を指定するベロシティデータ、発音開始を指示するノートオンデータ等である。また、ＣＰＵ２４は打撃検出部１のヘッドにアサインする音色及び音色調整用のデータを音源２７に設定する。
【００１８】
音源２７は、ノートオンデータにより、音色パラメータで指定された音色の波形データを波形メモリ２８から順次読み出し、音量制御、効果制御等を行ってデジタル楽音波形信号をＤ／Ａ変換器２９に出力する。Ｄ／Ａ変換器２９はデジタル楽音波形信号をアナログ変換してアンプやスピーカからなる図示しないサウンドシステムに出力し、打楽器の楽音が発生する。なお、発生した楽音はエンベロープに応じて自動減衰される。
【００１９】
（第１実施例）
図１及び図２は打撃検出部１（ヘッド装置）の第１実施例を示し、図１(A) は断面図、図１(B) は上面図、図２は裏面図である。この第１実施例の打撃検出部１はスネア型の例であり、ヘッドｆがボトムケースｅの開口端（上部）に被せられ、外縁リングｄで固定されている。ヘッドｆの周囲及び外縁リングｄの上部にはリムｃがネジｇによってボトムケースｅと接合されている。リムｃの上部には前述の第１のリムショットスイッチ１１（ＳＷ１）及び第２のリムショットスイッチ１２（ＳＷ２）が配設され、この第１及び第２のリムショットスイッチ１１，１２はリムクッションａによって覆われている。これにより、リムショット時に、リムクッションａが打撃されて、第１のリムショットスイッチ１１あるいは第２のリムショットスイッチ１２が動作（ＯＮ）する。すなわち、リムｃとリムクッションａによって構成されるリム部の内部に、第１及び第２のリムショットスイッチ１１，１２が埋設され、リム部への打撃を検出する。
【００２０】
第１及び第２のリムショットスイッチ１１，１２はそれぞれフィルムスイッチであり、図１(B) に示したように、第１のリムショットスイッチ１１（ＳＷ１）はリム部（リムｃ）の演奏者から遠い部分に略半円弧状に配設され、第２のリムショットスイッチ１２（ＳＷ２）はリム部の演奏者に近い手前部分に略半円弧状に配設されている。そして、この第１及び第２のリムショットスイッチ１１，１２により、クローズリムショット、オープンリムショットのそれぞれの奏法を確実に検出することができる。
【００２１】
センサユニット部１０は、センサホルダｈ、前述の圧電素子ｉ、センサクッションｊ等からなり、センサホルダｈは、リムｃの一部切り欠き部及びリムショットスイッチ１１，１２の片側離間部に配設され、ネジｇによってボトムケースｅと接合されている。すなわち、リムｃとセンサホルダｈは共にボトムケースｅに接合されており、これによりセンサホルダｈはリムに結合されている。図２に示したように、ボトムケースｅの裏面には当該打撃検出部１を支える部材を接合するためのドラムホルダ接合部ｐや、リムショットスイッチ１１，１２及び圧電素子ｉの信号を出力する信号出力部（ジャック等）ｑなどが配設されている。
【００２２】
なお、ヘッドｆは、皮、または、プラスチックシート、または、縦横の繊維が直行する平織りにより織られた第１の網と第２の網とを互いの織り目方向が斜交するように積層したた網状素材（メッシュ）等によって形成されたものである。また、センサホルダｈは金属製で、誤ってセンサユニット部１０が打撃された時の衝撃から圧電素子ｉを保護するものであり、耐久性の高い電子ドラムとなっている。さらに、ボトムケースｅは、例えば強化プラスチックあるいはアルミのダイキャスト法または木材によって形成されたものである。また、リムクッションａはラバー製、リムｃは金属製である。さらに、圧電素子ｉはピエゾ型圧電センサである。
【００２３】
図３はセンサユニット部１０の拡大断面図であり、３つの実施例を示している。図３(A) のセンサユニット部１０において、圧電素子ｉの下にセンサクッションｊが固着されており、このセンサクッションｊの下端はヘッドｆに当接されている。また、センサホルダｈと圧電素子ｉの間にブチルゴムのような振動吸収材ｋが複数点在しており、この振動吸収材ｋによって圧電素子ｉがセンサホルダｈに固着されいる。なお、図３(B) に破線で示したように振動吸収材ｋを３点とすると、３点支持により圧電素子ｉを特に安定して保持できる。
【００２４】
以上の構成により、ヘッドｆへの打撃時に、ヘッドｆの振動がセンサクッションｊを経て圧電素子ｉに伝達し、打撃力に応じた振動波形信号が圧電素子ｉから出力される。また、リムショット時に、センサホルダｈが振動して、振動吸収材ｋを経て圧電素子ｉに振動が伝達し、打撃力に応じた振動波形信号が圧電素子ｉから出力される。
【００２５】
図３(B) のセンサユニット部１０において、センサプレートｍの下にはセンサクッションｊがヘッドｆに当接するように固着され、このセンサプレートｍの上には圧電素子ｉが振動吸収材ｋを介して配設されている。また、センサホルダｈから突出したセンサホルダ突起部ｌが複数点在しており、このセンサホルダ突起部ｌの下端部にセンサプレートｍが固着されている。このような構成を備えることで、圧電素子ｉに対して、より振動が伝わり、正確な振動を検出することができる。
【００２６】
以上の構成により、ヘッドｆへの打撃時に、ヘッドｆの振動がセンサクッションｊを経て圧電素子ｉに伝達し、打撃力に応じた振動波形信号が圧電素子ｉから出力される。また、リムショット時に、センサホルダｈが振動して、センサホルダ突起部ｌ、センサプレートｍ及び振動吸収材ｋを経て圧電素子ｉに振動が伝達し、打撃力に応じた振動波形信号が圧電素子ｉから出力される。
【００２７】
図３(C) のセンサユニット部１０において、センサプレートｍの下にはセンサクッションｊがヘッドｆに当接するように固着され、センサプレートｍの上には圧電素子ｉが点在する振動吸収材ｋを介して配設されている。また、センサホルダｈから突出したセンサホルダ突起部ｌが複数点在しており、このセンサホルダ突起部ｌの下端部に振動吸収材ｋを介してセンサプレートｍが固着されている。このような構成を備えることで、圧電素子ｉに対して、より振動が伝わり、正確な振動を検出することができる。
【００２８】
以上の構成により、ヘッドｆへの打撃時に、ヘッドｆの振動がセンサクッションｊを経て圧電素子ｉに伝達し、打撃力に応じた振動波形信号が圧電素子ｉから出力される。また、リムショット時に、センサホルダｈが振動して、センサホルダ突起部ｌ、振動吸収材ｋ、センサプレートｍ及び振動吸収材ｋを経て圧電素子ｉに振動が伝達し、打撃力に応じた振動波形信号が圧電素子ｉから出力される。
【００２９】
なお、図３(A) 〜(C) において、センサクッションｊはゴムあるいはウレタンスポンジのような材料の緩衝部材であり、ヘッドｆから伝達される衝撃の不要な振動のみを吸収する。また、振動吸収材ｋは前記のようにブチルゴム等であり、センサホルダｈから伝達される衝撃の不要な振動のみを吸収する。
【００３０】
以上のように、圧電素子ｉとヘッドｆとの間にはセンサクッションｊが介在しているので、ヘッド打撃時に対してノイズの少ない信号を得ることができる。また、圧電素子ｉはセンサホルダｈを介してリムｃに結合されているので、リムショット時の打撃に対応する振動波形信号を正確に得ることができるとともに、振動吸収材ｋ等によりノイズの少ない信号を得ることができる。
【００３１】
図５は第１実施例の打撃検出部１及び楽音制御部２の要部の回路構成を示す図である。なお、以下の説明では、簡単のために「第１のリムショットスイッチ１１」を「ＳＷ１」、「第２のリムショットスイッチ１２」を「ＳＷ２」と適宜読み替えて説明する。打撃検出部１のリム部に設けられたＳＷ１，ＳＷ２は並列に接続され、一方のスイッチ（ＳＷ２）にはこれと直列に１０Ｋオームの抵抗Ｒ１が接続されいる。ＳＷ１，ＳＷ２の接続点は、ステレオケーブル３の第１出力ライン３１を介して楽音制御部２の信号検出部２１における第１及び第２のコンパレータ２１１，２１２の各々の一方の入力端子に接続されている。また、コンパレータ２１１，２１２の他方の入力端子には３Ｖ及び０．６Ｖのそれぞれの基準電圧が印加され、さらに、第１出力ライン３１は１０Ｋオームの抵抗Ｒ２を介して５Ｖの所定電圧に接続されている。
【００３２】
打撃検出部１の圧電素子ｉの一端はステレオケーブル３の第２出力ライン３２を介して楽音制御部２の増幅整流積分回路２２に接続されている。そして、ＳＷ１と抵抗Ｒ１の接続点、及び圧電素子ｉの他端は、ステレオケーブル３の共通シールド線３３を介して楽音制御部２側において接地されている。なお、この例ではステレオケーブル３は２芯シールドケーブルであるが、３芯ケーブルであっても同様である。
【００３３】
以上の構成により、圧電素子ｉの振動波形信号は増幅整流積分回路２２により、エンベロープ信号に変換されて前記Ａ／Ｄ変換器２３に入力される。また、ＳＷ１，ＳＷ２が共にＯＦＦ（開成）のときは、第１及び第２のコンパレータ２１１，２１２の各々の一方の入力端子には３Ｖより大きな所定電圧が印加され、コンパレータ２１１，２１２の出力は共に“１”となる。また、ＳＷ１がＯＮ（閉成）のときは、ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦに係わらずコンパレータ２１１，２１２の各々の一方の入力端子は接地され、コンパレータ２１１，２１２の出力は共に“０”となる。また、ＳＷ１がＯＦＦでＳＷ２がＯＮのときは、コンパレータ２１１，２１２の各々の一方の入力端子には所定電圧（２．５Ｖ）が印加され、コンパレータ２１１の出力は“０”、コンパレータ２１２の出力は“１”となる。
【００３４】
以上のＳＷ１，ＳＷ２の状態（スイッチ動作）とコンパレータ２１１の出力（Ｄａｔａ１）とコンパレータ２１２の出力（Ｄａｔａ２）の関係をまとめると次表１のようになる。このコンパレータ２１１，２１２の出力はＣＰＵ２４のポートに入力され、ＣＰＵ２４によりＳＷ１，ＳＷ２の状態が識別される。そして、それぞれの状態に応じて同表のような音色が割り当てられる。
【００３５】
【表１】
0003674567.tif 000002
【００３６】
前記のようにＳＷ１はリム部の演奏者から遠い部分に配設され、ＳＷ２はリム部の演奏者に近い手前部分に配設されている。したがって、通常のヘッドｆへの打撃時には、その打撃強度が圧電素子ｉで検出されるとともに、ＳＷ１，ＳＷ２が共にＯＦＦであり、コンパレータ２１１，２１２の出力は、Ｄａｔａ１＝“１”、Ｄａｔａ２＝“１”となる。すなわち、この場合は、リムショットは検出されなかったことを意味し、ヘッド打撃用の音色でその打撃強度に応じた打撃音を発音する。なお、Ｄａｔａ１＝“１”でＤａｔａ２＝“１”の状態を「状態１」とする。
【００３７】
また、オープンリムショット時は、その打撃強度が圧電素子ｉで検出されるとともに、ＳＷ１（奥側）がＯＦＦ、ＳＷ２（手前側）がＯＮであり、コンパレータ２１１，２１２の出力は、Ｄａｔａ１＝“０”、Ｄａｔａ２＝“１”となる。この場合は、オープンリムショット用の音色でその打撃強度に応じた打撃音を発音する。なお、Ｄａｔａ１＝“０”でＤａｔａ２＝“１”の状態を「状態２」とする。
【００３８】
また、クローズリムショット時は、その打撃強度が圧電素子ｉで検出されるとともに、ＳＷ１（奥側）がＯＮとなり、ＳＷ２（手前側）は、把持したスティックをＳＷ２に押し当てて演奏する手法をとるか否かにより、ＯＮまたはＯＦＦとなるが、この時のコンパレータ２１１，２１２の出力は、いずれの場合もＤａｔａ１＝“０”、Ｄａｔａ２＝“０”となる。この場合は、クローズリムショット用の音色でその打撃強度に応じた打撃音を発音する。なお、Ｄａｔａ１＝“０”でＤａｔａ２＝“０”の状態を「状態３」とする。
【００３９】
なお、実施形態における打撃検出部１では、従来の楽音制御部（コントローラ）に接続した場合でも、ＳＷ１／ＳＷ２のいずれか一方がＯＮされれば、リムショットの打撃音を発音できるようにするために、このＳＷ１あるいはＳＷ２のＯＮを検出できるように、ＳＷ２に付加する抵抗値を決定している。
【００４０】
以上の発音動作の処理はＣＰＵ２４のタイマ割込処理によって行われる。図６は第１実施例のスイッチ動作に応じた状態の変化の一例を表す図、図７はタイマ割込処理のフローチャートであり、図６及び図７に基づいて第１実施例の動作を説明する。なお、このタイマ割込処理ではクローズリムショットとオープンリムショットに対応する発音処理を行うが、通常のヘッド打撃に対応する発音処理は、このタイマ割込処理と平行して行われるメイン処理において圧電素子ｉの振動波形信号のエンベロープが“０”以外のときに行われる。
【００４１】
図６のＡＢ間、ＣＤ間、ＥＦ間、ＩＪ間ではＳＷ１，ＳＷ２が共にＯＦＦで状態１のまま変化がないので、ステップＳ１，ステップＳ２（図７）で共にＮＯとなり、そのまま元のルーチンに復帰し、メイン処理で振動波形信号のエンベロープが“０”でなければヘッド打撃に対応する発音処理が行われる。すなわち、通常のヘッド打撃時は、その打撃強度が圧電素子ｉで検出されるとともに、ＳＷ１，ＳＷ２が共にＯＦＦ（状態１）であるので、ヘッド打撃用の音色でその打撃強度に応じた打撃音を発音する。
【００４２】
ＳＷ２がＯＮされると状態１から状態２へ変化し（図６のＢ点）、ステップＳ２でＹＥＳとなり、ステップＳ４のオープンリムショット処理により、オープンリムショット用の音色で、圧電素子ｉで検出される打撃強度に応じた打撃音を発音する。ＳＷ２がＯＮされたままの状態（図６のＢＣ間）では、状態２のまま変化がないので、ステップＳ７，ステップＳ８で共にＮＯとなり、このループを繰り返す。そして、ＳＷ２がＯＦＦされると、状態２から状態１へ変化し（図６のＣ点）、ステップＳ８でＹＥＳとなり、元のルーチンに復帰する。
【００４３】
ＳＷ１がＯＮされると状態１から状態３へ変化し（図６のＤ点）、ステップＳ１でＹＥＳとなり、ステップＳ３でクローズリムショット処理により、クローズリムショット用の音色で、圧電素子ｉで検出される打撃強度に応じた打撃音を発音する。ＳＷ１がＯＮされたままの状態（図６のＤＥ間）では、状態３のまま変化がないので、ステップＳ５，ステップＳ６で共にＮＯとなり、このループを繰り返す。そして、ＳＷ１がＯＦＦされると、状態３から状態１へ変化し（図６のＥ点）、ステップＳ６でＹＥＳとなり、元のルーチンに復帰する。
【００４４】
また、リム部の演奏者に近い部分（手前側）にスティックの把持部近傍を押し当てて、リム部の演奏者から遠い部分（奥側）を打撃して行うようなクローズリムショットが行われた場合でも、ＳＷ１がＯＮ、ＳＷ２がＯＮとなる（状態３になる）ので、クローズリムショット用の音色でその打撃強度に応じた打撃音を発音する。
【００４５】
ＳＷ２がＯＮされた状態（ステップＳ７，Ｓ８のループ）で、さらにＳＷ１がＯＮされたとき、状態２から状態３へ変化し（図６のＧ点）、ステップＳ７でＹＥＳとなり、ステップＳ３でクローズリムショット処理が行われる。そして、ＳＷ１がＯＦＦされると状態３から状態２へ変化し（図６のＨ点）、ステップＳＳ５でＹＥＳとなりステップＳ７へ戻る。すなわち、片方のスイッチ（ＳＷ２）が押されたままでも、もう１つのスイッチ（ＳＷ１）は動作するので、リム部の演奏者に近い部分にスティックの把持部近傍を押し当てて、リム部の演奏者から遠い部分を打撃して行うような場合でも、クローズリムショットの音色のみを発音することができる。
【００４６】
以上のように、ステレオケーブル３の第１出力ライン３１により、１ラインでも二つのスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）の動作に応じた出力を得ることができるので、出力ライン数を抑えて奏法に応じて異なる音色を確実に割り当てることができる。
【００４７】
（第２実施例）
図８及び図９は打撃検出部１（ヘッド装置）の第２実施例を示し、図８(A) は上面図、図８(B) は一部破断側面図、図９は一部拡大断面図である。なお、第１実施例の要素に対応する要素には図１〜図３と同符号を付記してある。この第２実施例の打撃検出部１はアコースティックドラムの形状をしたものであり、ヘッドｆは円筒状のボトムケース（シェル）ｅの開口端（上部）に被せられ、外縁リングｄをリムｃにより、押さえつけ、固定されている。リムｃはネジｇによってボトムケースｅと接合されている。ヘッドｆの周囲のリムｃには第１のリムショットスイッチ１１（ＳＷ１）及び第２のリムショットスイッチ１２（ＳＷ２）が配設されている。これにより、リムショット時に、第１のリムショットスイッチ１１あるいは第２のリムショットスイッチ１２が動作（ＯＮ）する。
【００４８】
図９に示したように、センサユニット部１０は、センサホルダｈ、圧電素子（ピエゾ型圧電センサ）ｉ、センサクッションｊ、振動吸収材ｋ、ボリュームコントローラｒ、信号出力部ｑ等からなり、センサホルダｈは基盤ｈ１を介してリムｃに固定されている。基盤ｈ１と圧電素子ｉの間にはブチルゴムのような振動吸収材ｋが複数点在しており、この振動吸収材ｋによって圧電素子ｉがセンサホルダｈに固着されいる。また、圧電素子ｉの下にはセンサクッションｊが固着されており、このセンサクッションｊの下端はヘッドｆに当接されている。
【００４９】
以上の構成により、ヘッドｆへの打撃時に、ヘッドｆの振動がセンサクッションｊを経て圧電素子ｉに伝達し、打撃力に応じた振動波形信号が圧電素子ｉから出力される。また、リムショット時に、センサホルダｈが振動して、基盤ｈ１及び振動吸収材ｋを経て圧電素子ｉに振動が伝達し、打撃力に応じた振動波形信号が圧電素子ｉから出力される。圧電素子ｉはセンサホルダｈを介してリムｃに結合されているので、リムショット時の打撃に対応する振動波形信号を正確に得ることができる。また、図９においても、センサクッションｊはゴムあるいはウレタンスポンジのような材料の緩衝部材であり、ヘッドｆから伝達される衝撃の不要な振動のみを吸収するので、ヘッド打撃に対してノイズの少ない信号を得ることができる。さらに、振動吸収材ｋは前記のようにブチルゴム等であり、センサホルダｈから伝達される衝撃の不要な振動のみを吸収するので、ノイズの少ない信号を得ることができる。
【００５０】
センサホルダｈにはボリュームコントローラ（可変抵抗器）ｒが配設されており、このボリュームコントローラｒを回転するとボリューム値（抵抗値）が変化し、このボリューム値は、後述のように楽音制御部により音色コントロール用のボリュームコントロール信号として検出される。第１実施例においてはＳＷ１，ＳＷ２の２つのスイッチの動作を１ラインで出力するものであったが、この第２実施例においては、ボリュームコントロール信号をＳＷ１及びＳＷ２のスイッチ信号と同じ第１出力ライン３１により検出する。
【００５１】
図１０は第２実施例の打撃検出部１及び楽音制御部２の要部の回路構成を示す図であり、第１実施例の図５と同様な要素には図５と同符号を付記してある。図示のように、前記ボリュームコントローラｒには４７Ｋオームの抵抗Ｒ３が直列に接続され、このボリュームコントローラｒと抵抗Ｒ３は、ＳＷ１，ＳＷ２に対して並列に接続されている。ＳＷ１，ＳＷ２及びボリュームコントローラｒの接続点は、ステレオケーブル３の第１出力ライン３１を介して楽音制御部２の信号検出部２１におけるＡ／Ｄコンバータ２１３に接続され、このＡ／Ｄコンバータ２１３の出力はＣＰＵ２４（図４）に入力される。また、第１出力ライン３１は４７Ｋオームの抵抗Ｒ４を介して５Ｖの所定電圧に接続されている。その他の構成は図５と同様である。なお、この第２実施例ではボリュームコントローラｒが図４のコントロール手段１３である。
【００５２】
ここで、Ａ／Ｄコンバータ２１３は第１出力ライン３１の電圧をデジタルデータに変換するものであるが、ＳＷ２がＯＮのときのボリュームコントローラｒと抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ１の合成抵抗値は、ボリュームコントローラｒと抵抗Ｒ３の合成抵抗値より小さいので、ＳＷ２がＯＮ（ＳＷ１はＯＦＦ）のときの第１出力ライン３１の電圧は、ＳＷ１とＳＷ２が共にＯＦＦのときの電圧よりも低い値となる。したがって、ＣＰＵ２４は、Ａ／Ｄコンバータ２１３の出力により、ＳＷ１とＳＷ２が共にＯＦＦとなる状態１、ＳＷ１がＯＦＦでＳＷ２がＯＮとなる状態２、ＳＷ１がＯＮ（ＳＷ２はＯＮ／ＯＦＦ）となる状態３を、それぞれ識別することができる。さらに、ＳＷ１とＳＷ２が共にＯＦＦとなる状態１のときは、ボリュームコントローラｒの抵抗値に応じたボリュームコントロール信号（電圧値）をＡ／Ｄコンバータ２１３の出力により読み取ることができる。
【００５３】
なお、ＳＷ１がＯＦＦでＳＷ２がＯＮとなる状態２のときの第１出力ライン３１の電圧はボリュームコントローラｒの抵抗値に応じて変化するが、抵抗Ｒ３の抵抗値が抵抗Ｒ１の抵抗値より充分大きいので、この出力ライン３１の電圧の変化は僅かであり、状態２の判定レベルに適宜幅を持たせておくことで、ボリュームコントローラｒの抵抗値に係わらずＳＷ２の信号（状態２）を充分に識別することができる。
【００５４】
このように、ボリュームコントローラｒの抵抗値の変化は、第１実施例と同様な状態１のときの電圧変化として得ることができる。すなわち、非打撃状態（ＳＷ１とＳＷ２が共にＯＦＦ）のとき、ボリュームコントローラｒの抵抗値を変化させ、ボリュームコントロール信号（電圧値）を読み取り、このボリュームコントロール信号に応じてヘッドにアサインされた音色をコントロールすることができる。
【００５５】
図１１は第２実施例のスイッチ動作及びボリュームコントローラｒの動作に応じた状態の変化の一例を表す図、図１２は第２実施例のタイマ割込処理のフローチャートであり、図１１及び図１２に基づいて第２実施例の動作を説明する。なお、図１２において第１実施例と同じ処理を行うところは図７と同じステップ番号を付記してある。また、この第２実施例でも、通常のヘッド打撃に対応する発音処理は第１実施例と同様にメイン処理で行われる。
【００５６】
図１１の例は、ボリュームコントローラｒを抵抗値最大の状態から徐々に絞り、その後徐々に抵抗値最大の状態に変化させる間に、第１実施例（図６）と同様なスイッチ操作（奏法切替え）をした場合の例である。図１１のＡＢ間、ＣＤ間、ＥＦ間、ＩＪ間ではＳＷ１，ＳＷ２が共にＯＦＦの状態１のままであり、このうちボリュームコントロール信号が最大のとき（図１１のＡＡ′間）は、ボリュームコントロール信号に変化がないので、ステップＳ２１でＮＯとなり、そのまま元のルーチンに復帰する。そして、ボリュームコントロール信号に変化があったとき（図１１のＡ′Ｂ間、ＣＤ間、ＥＦ間、ＩＪ間）は、ステップＳ２１でＹＥＳ、ステップＳ１、ステップＳ２でＮＯとなり、ステップＳ２２でボリューム処理を行ってＡ／Ｄコンバータ２１３の出力データに応じて音色を調整し、ステップＳ２１に戻る。なお、振動波形信号が検出されたときあるいはＳＷ１，ＳＷ２の動作があった場合は第１実施例と同様な処理であり、ヘッド打撃用の音色での発音、オープンリムショット用の音色での発音、クローズリムショット用の音色での発音を行う。
【００５７】
このように、ステレオケーブル３の第１出力ライン３１により、１ラインでも二つのスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）のスイッチ信号とボリュームコントロール信号の出力を得ることができるので、出力ライン数を抑えて、奏法に応じて異なる音色を確実に割り当てることができるとともに、実際のドラムでスネアテンションを調節するときのように、打撃検出部（ヘッド部）の操作にて音色コントロールを行うことが可能となる。
【００５８】
なお、ボリュームコントローラｒは、実施例のように回転する形態に限らず、スライドボリュームであってもよいし、他の形態でもよい。また、実施例のようにボリュームコントローラｒをヘッド部に設けると、そのヘッド部の音色調整用であることが容易にわかるので使い勝手がよいが、このボリュームコントローラｒはヘッド部と別体に設けるようにしてもよい。
【００５９】
さらに、図１０に破線で示したように、さらに他のボリュームコントローラを並列に接続してもよい。例えばフットペダルのように別体に設けたボリュームコントローラを並列に接続してもよい。この場合、一方のボリュームコントローラを最大に設定しておけば、他方のボリュームコントローラで同様の制御を行うことができる。例えば、図１３に示したように、ヘッド部にリボンコントローラｔを取り付け、これをコントローラコネクションｓでボリュームコントローラｒに接続する。そして、ボリュームコントローラｒを最大抵抗値に設定して、リボンコントローラｔで音色コントロールを行うようにしてもよい。
【００６０】
第１実施例（図１）では、リム部のリムショットスイッチ（ＳＷ１）１１とリムショットスイッチ（ＳＷ２）１２をそれぞれ半円に対応するように等分にしたが、これに限らず、ＳＷ１，ＳＷ２の対応部分の大きさを異ならせてもよい。例えば第２実施例（図８）では、ＳＷ１がリム部の円の４分の３を占め、ＳＷ２が４分の１を占めるように配設されており、このように演奏者の手前側にあるＳＷ２の割合を大きくして、奥側にあるＳＷ１の割合を小さくすることで、使用頻度の高いオープンリムショットを容易に演奏することが可能となる。
【００６１】
（第３実施例）
第２実施例では、コントロール手段１３としてボリュームコントローラｒを用いるようにしているが、第３実施例のようにコントロール手段１３としてロータリーエンコーダを用いるようにしてもよい。図１４は第３実施例の打撃検出部１及び楽音制御部２の要部の回路構成を示す図であり、第２実施例の図１０と同様な要素には図１０と同符号を付記してある。ロータリーエンコーダｕは、２つのエンコーダスイッチＳＷａ，ＳＷｂを備えている。このエンコーダスイッチＳＷａ，ＳＷｂは、周知のように、例えば回転操作子に連動する２つの位相差を持って保持される接点によるスイッチであり、回転操作子の回転に応じて例えば図１５のように位相差をもってＯＮ／ＯＦＦするものである。また、回転方向の違いによって、生じる位相差も異なっている。
【００６２】
図１４に示したように、一方のエンコーダスイッチＳＷａには３３Ｋオームの抵抗（抵抗手段）Ｒ５が直列に接続され、他方のエンコーダスイッチＳＷｂには１００Ｋオームの抵抗（抵抗手段）Ｒ６が直列に接続されている。そして、エンコーダスイッチＳＷａと抵抗Ｒ５、エンコーダスイッチＳＷｂと抵抗Ｒ６は、それぞれＳＷ１，ＳＷ２に対して並列に接続されている。また、第１出力ライン３１は３３Ｋオームの抵抗Ｒ７を介して５Ｖの所定電圧に接続されるとともに、ノイズ防止用の０．１μＦのコンデンサＣを介して接地されている。
【００６３】
図１６は第３実施例のロータリーエンコーダｕの動作に応じた出力電圧の変化の一例を表す図であり、ＳＷ１，ＳＷ２が共にＯＦＦの状態１のときにロータリーエンコーダｕの回転操作子を操作した場合を示している。この出力電圧は、図１５(A) のように左回転しているときは図１６(A) のように変化し、図１５(B) のように右回転しているときは図１６(B) のように変化する。このように、回転方向により異なる出力信号が得られるので、５Ｖより減少し安定する最初の１段目の値の大小により回転方向が判断できる。そして、ＣＰＵ２４はこの回転方向とパルス信号の数に応じて、音色コントロール信号（制御の度合い）を増減させ、第２実施例と同様に、ヘッドにアサインされた音色をコントロールする。なお、振動波形信号が検出されたときあるいはＳＷ１，ＳＷ２の動作があった場合は第１実施例、第２実施例と同様な処理を行って、奏法に応じた打楽器音を発音する。
【００６４】
以上の第２実施例、第３実施例では、ボリュームコントローラやロータリーエンコーダでヘッドにアサインされた音色をコントロールするようにしているが、リム部にアサインされたオープンリムショット音色、またはクローズリムショット音色をコントロールするようにしてもよいし、これに限らず、ボリュームコントローラやロータリーエンコーダでドラムキット（ドラムセット中の楽器（音色）の種類）の切り換え等を行うようにしてもよい。その他、ボリュームコントローラやロータリーエンコーダで制御する対象はこれに限られるものではない。
【００６５】
以上、各実施例について説明したが、さらに次のような構成にすることもできる。前記電子打楽器の実施例において、センサユニット部（打撃検出装置）は複数個にしてもよく、打撃時に、複数個のセンサユニット部の出力信号を参照して打撃位置を特定して、その打撃位置に応じた音色で発音するようにしてもよい。この場合、打撃位置を特定するための出力信号−打撃位置変換テーブルを備えていて、該テーブルを参照して打撃位置を特定するようにしてもよい。
【００６６】
実施例では打撃センサとして圧電素子を用いているが、光センサや磁気センサ等、打撃強度を検出できるものであれば、どのようなものでもよい。また、スイッチはフィルムスイッチに限らず、他の形態のスイッチでもよい。
【００６７】
また、スイッチは２個に限らず、ＳＷ３、ＳＷ４、…と複数個用意して、それぞれの出力信号に付加する抵抗の大きさを異ならせることで、１ラインで出力して各スイッチの動作を識別できるようにしてもよい。
【００６８】
前記実施例では、打撃検出部１のＳＷ１，ＳＷ２を同一の装置に設けるようにしたが、ＳＷ２をフットペダル部等、異なる部分に設けるようにしてもよいし、新たにＳＷ３をフットペダル部に設け、ペダル操作によってバスドラム音色など異なる音色を発音するようにしてもよい。この場合、ＳＷ３をＳＷ１，ＳＷ２と同一ラインに接続できるような簡単なアダプタ等を用いると配線も容易である。
【００６９】
第１実施例及び第２実施例では、２つのリムショットスイッチ（ＳＷ１），（ＳＷ２）がリムｃの演奏者から遠い部分と近い部分に上下（前後）２分して各々配設したが、これに限らず、リムｃの内側と外側に（同心円状）に各スイッチを配設して、内側のスイッチがＯＮとなったときはクローズリムショット、外側のスイッチがＯＮとなったときはオープンリムショットの音色で発音するようにしてもよい。
【００７０】
打撃検出部と楽音制御部は実施形態のように別体にあってケーブルで接続するものに限らず、同一の装置内で処理するものにも適用できる。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１または２のヘッド装置によれば、ドラムにおける複数のリムショット奏法を検出でき、自然でバリエーション豊かな演奏表現を行うことができる。
【００７２】
また、ドラムにおける複数のリムショット奏法（クローズリムショットとオープンリムショット）を検出できるとともに、各リムショット奏法の打楽器音を発音でき、自然でバリエーション豊かな演奏表現を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における打撃検出部の断面図及び上面図である。
【図２】同打撃検出部の裏面図である。
【図３】本発明の第１実施例におけるセンサユニット部の拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態における打撃検出装置を適用した電子打楽器のブロック構成図である。
【図５】本発明の第１実施例の打撃検出部及び楽音制御部の要部の回路構成を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例におけるスイッチ動作に応じた状態の変化の一例を表す図である。
【図７】本発明の第１実施例におけるタイマ割込処理のフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施例における打撃検出部の上面図及び一部破断側面図である。
【図９】同打撃検出部の一部拡大断面図である。
【図１０】本発明の第２実施例における打撃検出部及び楽音制御部の要部の回路構成を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施例におけるスイッチ動作及びボリュームコントローラの動作に応じた状態の変化の一例を表す図である。
【図１２】本発明の第２実施例におけるタイマ割込処理のフローチャートである。
【図１３】本発明の第２実施例におけるボリュームコントローラを２つにした例を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施例における打撃検出部及び楽音制御部の要部の回路構成を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施例におけるエンコーダスイッチの変化を示す図である。
【図１６】本発明の第３実施例における出力電圧の変化の一例を表す図である。
【図１７】従来の電子打楽器の回路構成の一例を示す図である。
【図１８】スネアドラムのリムショット奏法の例を説明する図である。
【符号の説明】
ｃ…リム、ｆ…ヘッド、ｉ…圧電素子、１…打撃検出部、２…楽音制御部（楽音制御手段）、１１…第１のリムショットスイッチ（スイッチ）、１２…第２のリムショットスイッチ（スイッチ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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