(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースに配設されたパッド体の被打撃面に対する打撃検出に応じて楽音信号を発生する電子ドラム装置であって、
前記ケース内の基板に該パッド体に対応して配設された複数のＬＥＤ光源と、
前記パッド体の形状に沿って複数配置されるとともに、前記複数のＬＥＤ光源各々を覆うように配設された弾性体からなる複数の発光体とを備え、
前記発光体は前記ＬＥＤ光源から発する光を演奏者が視認可能な発光体表面に導出する導光発光手段を有すること
を特徴とする電子ドラム装置。
【請求項２】
ケースに配設されたパッド体の被打撃面に対する打撃検出に応じて楽音信号を発生する電子ドラム装置であって、
前記ケース内の基板に該パッド体に対応して配設されたＬＥＤ光源と、
前記パッド体の形状に沿って複数配置されるとともに、前記ＬＥＤ光源に対応して共通に設けられた弾性体からなる複数の発光体と、
前記ＬＥＤ光源から発する光を前記複数の発光体に供給する光ファイバとを備え、
前記発光体は前記光ファイバから供給された光を演奏者が視認可能な発光体表面に導出する導光発光手段を有すること
を特徴とする電子ドラム装置。
【請求項３】
前記発光体は前記光ファイバの発光体側端部を覆うように配設されていること
を特徴とする請求項２記載の電子ドラム装置。
【請求項４】
さらに、前記パッド体の被打撃面への打撃位置に応じて、前記複数の発光体のうち少なくともいずれかの発光体表面の輝度を変化させる変化手段を設けたこと
を特徴とする請求項１〜３記載の電子ドラム装置。
【請求項５】
ケースに配設されたパッド体の被打撃面に対する打撃検出に応じて楽音信号を発生する電子ドラム装置であって、
前記ケース内の基板に該パッド体に対応して配設された複数のＬＥＤ光源と、
前記複数のＬＥＤ光源各々に対して設けられ、前記パッド体の周縁に配設された弾性体からなる複数の発光体とを備え、
前記発光体は前記ＬＥＤ光源から発する光を演奏者が視認可能な発光体表面に導出する導光発光手段を有し、
前記パッド体の被打撃面への打撃位置に応じて、前記複数の発光体表面の輝度を変化させる変化手段を設けたこと
を特徴とする電子ドラム装置。
【請求項６】
前記ＬＥＤ光源は前記パッド体の下部に設けたこと
を特徴とする請求項１、４、５記載の電子ドラム装置。
【請求項７】
前記パッド体の下部に基板を設け、
該基板のパッド体対向面側に前記ＬＥＤ光源を配設したこと
を特徴とする請求項１、４、５記載の電子ドラム装置。
【請求項８】
さらに、前記発光体は光反射材を有し、
前記ＬＥＤ光源から発する光を前記光反射材により集光して前記導光発光手段に導出すること
を特徴とする請求項１〜５記載の電子ドラム装置。
【請求項９】
前記ＬＥＤ光源は、前記パッド体への打撃検出に応じて発光すること
を特徴とする請求項１〜５記載の電子ドラム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被打撃面を有するパッド表皮体に打撃を感知するセンシングユニットを結合してパッド体を形成し、パッド体へ打撃が加えられたときのセンシングユニットのセンサ出力に応じて楽音制御信号を発生する電子ドラム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置として例えば特開平６−１７５６５１号公報あるいは特開平９−２９７５７６号公報に開示されたものがある。特開平６−１７５６５１号公報のものは、パッドラバー（パッド表皮体）に填め込まれたパッドプレートにピエゾ型圧電センサを固着するとともに、パッドプレートとベースプレートとをその各プレート周縁においてクッション材を介して接合した構造になっている。そして、パッドラバーに打撃が加えられたときのパッドプレートの振動を圧電センサで検出するようにしている。
【０００３】
また、特開平９−２９７５７６号公報のものは、パッド表皮体にパッド板を固着し、パッド表皮体をその周縁の弾性保持体によりケースに固定するとともに、パッド板の周縁に溶接されたスタッドでセンサ板を保持し、このセンサ板にピエゾ型圧電センサを固着した構造になっている。そして、パッド表皮体に加えられた打撃を、パッド板およびスタッドを介してセンサ板に伝え、このセンサ板の振動を圧電センサで検出するようにしている。
【０００４】
なお、一般にこの種の装置では、音量の表現力（ダイナミックレンジ）の点を考慮して、上記２つの公報のもののようにピエゾ型圧電センサを用いるのが主流となっている。その理由は、ピエゾ型圧電センサは、フォルティッシモの打撃に対してサチュレートする（出力の飽和状態の現象が現れる）ことがなく、フォルテとフォルティッシモの打撃に対して音量に差を付けることができる。これがピエゾ型圧電センサが主流であるゆえんである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開平６−１７５６５１号公報の装置では、パッドプレートとベースプレートをその周縁においてクッション材を介して接合した構造になっているので、叩く部分に応じて感度が不均一になってしまう。例えば、クッション材の直上近辺では感度が鈍く、パッドラバーの周縁よりも中央部の方が感度良好となっている。また、特開平９−２９７５７６号公報の装置は、なるべく感度不均一にならないように改善したものであるが、ケース（固定部）に対するパッド体の保持構造が、パッド表皮体と一体に形成された弾性保持体にて周縁部でケースに固着される構造になっている。さらに、センサ板を保持する３つのスタッド（１ａ，１ｂ，１ｃ）とパッド表皮体を固定する４つの弾性保持体（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）との相互の位置関係が均等になっていない。このため、どこを叩いても略均一感度を得るためには不十分である。
【０００６】
そこで、パッド面に対して打撃を加える位置がどこであっても、同じ打撃力なら同程度の出力が得られるような装置が要求されている。
【０００７】
一方、電子ドラム等においてパッド面に発光手段を設け、パッド面の打撃位置や打撃強さ等に応じて発光位置や発光強度を制御することを、本発明者は提案している（特願平１０−６６０９０号）。このようにすると、打撃に対する視覚情報を確認でき、自分や先生による打撃位置や打撃強さ等の確認が容易にでき、練習に役に立ち速やかな上達にも寄与する。さらに、ライブ（生）演奏時には自己の演奏形態、特に打撃態様を視認することができるので、聴衆を感動させるような演奏が容易になる。
【０００８】
しかし、前述のようにピエゾ型圧電センサは打撃レベルを検出するのには適しているが、パッドに対する打撃位置などを検出するのには適しておらず、従来の装置ではセンサで検出される打撃レベルに応じて音量を制御する程度に止まっている。
【０００９】
また、この場合に前記従来の打楽器型楽音制御装置のようなパッド体の構造を採用すると、打撃レベルの検出は可能であってもパッド面への打撃の態様に応じた情報を得るのが困難であり、理想に近い発音形態を維持しつつ発光等の制御をうまく行なうという観点からの開発は、まだ立ち後れていた。
【００１０】
また、圧電センサの出力は、一般的には楽音の基本要素の一つである例えば音量を制御するのに用いられるが、打撃の態様に応じて他の楽音要素を制御することができると、楽音のバリエーションが豊かになる。
【００１１】
また、特開平６−１７５６５１号公報の装置はパッドプレートの周縁においてクッション材を介して接合した構造になっており、特開平９−２９７５７６号公報の装置はパッド表皮体をその周縁の弾性保持体によりケースに固定する構造になっている。このため、何れもパッド表皮体に対する打撃位置や打撃態様を検出したり、楽音要素を制御するための情報を得るには不向きな構造になっている。
【００１２】
本発明は、発光体を発光させることにより、打撃態様を視覚表示することが可能な電子ドラム装置とするにあたり、発光体等の配設を容易にした電子ドラム装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の電子ドラム装置は、ケースに配設されたパッド体の被打撃面に対する打撃検出に応じて楽音信号を発生する電子ドラム装置であって、前記ケース内の基板に該パッド体に対応して配設された複数のＬＥＤ光源と、前記パッド体の形状に沿って複数配置されるとともに、前記複数のＬＥＤ光源各々を覆うように配設された弾性体からなる複数の発光体とを備え、前記発光体は前記ＬＥＤ光源から発する光を演奏者が視認可能な発光体表面に導出する導光発光手段を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項２の電子ドラム装置は、ケースに配設されたパッド体の被打撃面に対する打撃検出に応じて楽音信号を発生する電子ドラム装置であって、前記ケース内の基板に該パッド体に対応して配設されたＬＥＤ光源と、前記パッド体の形状に沿って複数配置されるとともに、前記ＬＥＤ光源に対応して共通に設けられた弾性体からなる複数の発光体と、前記ＬＥＤ光源から発する光を前記複数の発光体に供給する光ファイバとを備え、前記発光体は前記光ファイバから供給された光を演奏者が視認可能な発光体表面に導出する導光発光手段を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項３の電子ドラム装置は、請求項２の構成を備えるとともに、前記発光体は前記光ファイバの発光体側端部を覆うように配設されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項４の電子ドラム装置は、請求項１〜３のいずれか一項の構成を備え、さらに、前記パッド体の被打撃面への打撃位置に応じて、前記複数の発光体のうち少なくともいずれかの発光体表面の輝度を変化させる変化手段を設けたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項５の電子ドラム装置は、ケースに配設されたパッド体の被打撃面に対する打撃検出に応じて楽音信号を発生する電子ドラム装置であって、前記ケース内の基板に該パッド体に対応して配設された複数のＬＥＤ光源と、前記複数のＬＥＤ光源各々に対して設けられ、前記パッド体の周縁に配設された弾性体からなる複数の発光体とを備え、前記発光体は前記ＬＥＤ光源から発する光を演奏者が視認可能な発光体表面に導出する導光発光手段を有し、前記パッド体の被打撃面への打撃位置に応じて、前記複数の発光体表面の輝度を変化させる変化手段を設けたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項６の電子ドラム装置は、請求項１、４、５のいずれか一項の構成を備え、前記ＬＥＤ光源は前記パッド体の下部に設けたことを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項７の電子ドラム装置は、請求項１、４、５のいずれか一項の構成を備え、前記パッド体の下部に基板を設け、該基板のパッド体対向面側に前記ＬＥＤ光源を配設したことを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項８の電子ドラム装置は、請求項１〜５のいずれか一項の構成を備え、さらに、前記発光体は光反射材を有し、前記ＬＥＤ光源から発する光を前記光反射材により集光して前記導光発光手段に導出することを特徴とする。
本発明の請求項９の電子ドラム装置は、請求項１〜５のいずれか一項の構成を備え、前記ＬＥＤ光源は、前記パッド体への打撃検出に応じて発光することを特徴とする。
【００２６】
請求項１〜９の電子ドラム装置によれば、発光体が弾性体であるので、発光体や該発光体を収容する箇所のサイズがラフでもよく、また、発光体を所定の位置に無理なく配設することが可能となる。また、パッド体に対する打撃態様を視覚的に把握することができ、例えばマンツーマンでのドラムの教習効果も高まる。また、発光をパッド体表面から視認できるので、演奏中であっても容易に視認することができる。
【００２８】
なお、請求項７の電子ドラム装置によれば、２つの基板ではなく１つの共通の基板にＬＥＤ光源の他に固定接点などを配設することができるので、部品点数を減少させることができ、さらに基板の取り付け作業も簡単になる。さらに、ＬＥＤ光源と固定接点などとの位置関係が一義的に決まるので、センシングの精度や発光体の発光精度がともに向上する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図５は、実施の形態の電子ドラム装置の上面図であり、固定部としての上面ケース１０には、４つの大きな被打撃面を構成するパッド体２０と、それよりも小さな被打撃面を構成する３つのパッド体２０′が配設されている。上面ケース１０の左右にはスピーカの放音溝３０が形成され、ステレオ音を発生することができる。また、上面ケース１０の演奏者側には、スイッチ類、ダイヤル、表示器等を備えた操作パネル４０が配されている。さらに、本体の下方は破線で示すように凹部５０が設けられており、外部のサウンドシステム等にリード線等を接続するための接続端子が設けられている。なお、以下の説明では、パッド体２０を例にして打楽器型楽音制御装置の各実施例を説明するが、複数のパッド体２０，２０′は、同種の構造とすることもできるし、後述の各実施例のものを適宜組み合わせてもよい。
【００３０】
（第１実施例）
図１は打楽器型楽音制御装置の側断面図および一部拡大断面図、図２は上面ケース１０の一部平面図、図３は同打楽器型楽音制御装置におけるセンシングユニット３の平面図である。なお、図１は図５のＡ−Ａ矢視断面図であり、図２および図３におけるＡ−Ａ矢視断面に対応している。また、図１および図２は第１実施例と第２実施例を兼ねて図示しており、図１(B) の可動接点４１および固定接点４２、図２の固定接点４２はそれぞれ第２実施例の場合に形成されており、第１実施例ではこの可動接点４１および固定接点４２はないものとする。
【００３１】
上面ケース１０はＡＢＳ樹脂等で成形したものであり、パッド体２０を収容するための円形の浅い凹部のパッド収容部１が形成されている。このパッド収容部１内には、中央に薄板円盤状に形成されたセンサ対向部１１、このセンサ対向部１１の外周に環状に突出された環状突部１２、この環状突部１２の外周に広がる環状平面部１３がそれぞれ形成されている。センサ対向部１１と環状突部１２の間には、後述のセンサ固着体３１を固定するためのネジ孔１４が３カ所に形成され、さらに、センサ対向部１１の一部には圧電センサ３３のリード線３３ａを引き出すための開孔１５が形成されている。
【００３２】
図１に示したように、パッド体２０は、パッド表皮体２とセンシングユニット３から構成され、センシングユニット３は、センサ固着体３１、放射状加圧部３２および圧電センサ３３で構成されている。
【００３３】
パッド表皮体２はゴム等の弾性部材で形成されており、略円盤形状で、その表面の被打撃面２１は中央にかけて僅かに盛り上がった形状にされている。また、周縁には裏側に延びる環状のリム部２２が形成されており、このリム部２２の外側表面全周には、突条２３（図１(B) 参照）が形成されている。リム部２２の外周を図２に一点鎖線で示したように、このリム部２２の直径はパッド収容部１の内法より僅かに小さな寸法であり、このパッド表皮体２をパッド収容部１内に収容でき、かつ、突条２３の先端がパッド収容部１の内側面１ａ（図１(B) 参照）に接触するようになっている。これにより、突条２３は、パッド表皮体２とパッド収容部１との隙間から塵等が進入するのを防ぐ役割をしている。さらに、パッド表皮体２の裏面には、多数の小突起２４が形成されるとともに、リム部２２の内側近傍で円周８等分の８箇所に弾性突起２５が形成されている。弾性突起２５は、側面の径を縮小した括れ部２５ａとこの括れ部２５ａより径の大きな鉤部２５ｂを有している。
【００３４】
図３に示したように、センシングユニット３のセンサ固着体３１と放射状加圧部３２は、高いバネ性を有するステンレス等により肉薄の円盤形状に成形されている。センサ固着体３１には前記パッド収容部１のネジ孔１４に対応する三箇所にネジ止め孔３１ａが形成されるとともに、中心に位置出し用突起３１ｂが形成されている。放射状加圧部３２には、センサ固着体３１のネジ止め孔３１ａに対応する三箇所に、このネジ止め孔３１ａおよびネジ１７（図１）の頭より径の大きな抜け穴３２ａが形成されている。また、パッド表皮体２の弾性突起２５に対応する８箇所に、パッド表皮体２に固着するための孔３２ｂが形成されている。さらに、放射状加圧部３２の中央部には、薄型円錐台状に膨出させた膨出部３２ｃが形成されており、その中心に位置決め用孔３２ｄが形成されている。
【００３５】
センサ固着体３１と放射状加圧部３２は、放射状加圧部３２の膨出部３２ｃをセンサ固着体３１に接触させて、位置決め用突起３１ｂを位置決め用孔３２ｄに嵌合し、膨出部３２ｃの部分で円周３等分の３カ所（図３の二点鎖線の部分）をスポット溶接することにより互いに固着されている。なお、センサ固着体３１の中央表面には、スポット溶接後、圧電センサ３３が固着される。
【００３６】
ここで、この装置の組み立てについて説明する。まず、センサ固着体３１のネジ止め孔３１ａと放射状加圧部３２の抜け孔３２ａの位置を合わせて、このセンサ固着体３１と放射状加圧部３２を対向面を合わせてスポット溶接して一体に形成し、これに圧電センサ３３をその金属面側とセンサ固着体３１とを対向貼着させる。これにて圧電センサ３３、センサ固着体３１および放射状加圧部３２が一体成形される。そして、これに圧電センサ３３のリード線３３ａを付着させる。
【００３７】
次に、リード線３３ａを開孔１５から本体内部側に引き出し、センサ固着体３１をパッド収容部１の環状突部１２の内側に嵌合するとともに、放射状加圧部３２の抜け穴３２ａおよびセンサ固着体３１のネジ止め孔３１ａを介してネジ１７（図１）をパッド収容部１のネジ孔１４に螺合し（３箇所）、センサ固着体３１をパッド収容部１内に取り付ける。次に、パッド表皮体２の弾性突起２５を放射状加圧部３２の孔３２ｂの位置に合わせてパッド表皮体２を放射状加圧部３２に被せる。そして、パッド表皮体２の被打撃面２１側から押圧し、弾性突起２５を孔３２ｂ内に圧入する。これにより、弾性突起２５の先端の鉤部２５ｂが孔３２ｂを通って環状平面部１３側で再び拡張することにより、放射状加圧部３２がその周縁部３２Ａでパッド表皮体２に固着される。
【００３８】
なお、パッド表皮体２の裏面に形成された多数の小突起２４は次のような役目をする。各小突起２４は、放射状加圧部３２への弾性突起２５の圧入にて放射状加圧部３２とパッド表皮体２とが固着されたとき、この小突起２４が放射状加圧部３２の上面に常に圧接するように設けられている。すなわち、この小突起２４の弾性力によりパッド表皮体２と放射状加圧部３２との一体化が確実になるとともに、強打時に放射状加圧部３２が多少変形してもその変形が小突起２４で吸収される。これにより、パッド表皮体２への打撃力が放射状加圧部３２に忠実に伝えられる。
【００３９】
以上のように、被打撃面２１を有するパッド表皮体２にセンシングユニット３を結合してパッド体２０が形成され、このパッド体２０をセンシングユニット３側にて固定部である上面ケース１０に取り付けられた構造になっている。また、センシングユニット３は、放射状加圧部３２の放射方向中心部に圧電センサ３３が設けられ、該圧電センサ３３が上面ケース１０（固定部）に対しセンサ固着体３１（弾性体）にて浮設され、放射状加圧部３２がその周縁部３２Ａでパッド表皮体２に固着された構造になっている。
【００４０】
図４は実施の形態の作用図であり、同図に基づいて実施の形態の作用を説明する。なお、図４は図２および図３におけるＢ−Ｂ矢視に対応する側断面を示しており、同図は解りやすくするために厚み等を誇張するとともに細部を省略して図示してある。図４(A) は打撃が加えられていない状態である。図４(B) はパッド表皮体２の周縁の一部に打撃（矢印）が加えられた状態であり、放射状加圧部３２は、その膨出部３２ｃ自体も変形しつつこの膨出部３２ｃによってセンサ固着体３１の中央部に加圧力を加える（変位量Ａ）。そして、センサ固着体３１が圧電センサ３３側が膨らむように弾性変形する。
【００４１】
図４(C) は図４(B) の状態よりも強い打撃が加えられた状態であり、センサ固着体３１の弾性変形が大きくなる（変位量Ｂ、Ｂ＞Ａ）。しかし、弾性突起２５の鉤部２５ｂの下面およびリム部２２の下面がパッド収容部１の環状平面部１３に当接し、センサ固着体３１はそれ以上変形しなくなる。すなわち、弾性突起２５とリム部２２が共動してストッパの役目を果たしている。これにより、圧電センサ３３の過剰な変形が防止される。図４(D) は、パッド表皮体２の中央に打撃が加えられた場合を示しており、この場合はパッド表皮体２は全体的に一定となるように変位し（Ｃ１＝Ｃ２）、主にセンサ固着体３１が変形してその中央部を中心にして圧電センサ３３側が膨らむように弾性変形する。
【００４２】
このようにセンサ固着体３１とともに圧電センサ３３が変形し、圧電センサ３３は圧電効果によりピエゾ電気が発生しリード線３３ａから出力される。なお、１回の打撃に対する時系列な動作は次のようになる。パッド表皮体２に対して打撃を加えた場合、パッド表皮体２の変位は、例えば図４(A) から図４(B) または図４(C) に移行し、すぐに図４(A) の方向に少し戻り、この過程により交番的な振動が繰り返される。すなわち、図４(A) と図４(B) の状態を繰り返しながら振動が減衰していき、その振動に応じた出力信号が圧電センサ３３から得られる。打撃の仕方によっては、交番振動ではなく、１往復変位となり変位と振動がほぼ一致するパルス的信号が得られる。この場合、変位信号は、行きと帰りで極性が異なる信号となるが、「行き（図４(B) のとき）」のみ検出するものとする。そして、圧電センサ３３の出力信号の処理として、例えば出力信号のエンベロープを検出し、そのエンベロープからトリガ信号やレベル信号を検出して楽音の発音制御等を行なう。
【００４３】
以上のように、放射状加圧部３２とセンサ固着体３１は両者が放射状（上記の例では円形）で両者がその中央部で固着されているので、パッド表皮体２（および放射状加圧部３２）に加えられる打撃力は、放射状加圧部３２の中央部に集中し、そこからセンサ固着体３１の中央部に力を伝えることになる。これにより、センサ固着体３１はその中央部を中心に変形し、圧電センサ３３も同様に変形する。したがって、打撃力のかけ方が同程度であれば、パッド表皮体２のどの部分に打撃力が加えられても圧電センサ３３から同程度の出力信号が得られる。これにより、振動入力がパッド体２０のパッド収容部１（取付部）を除く何れの方向から入力されてもその入力レベルに見合った感応がなされる。
【００４４】
なお、圧電センサ３３の出力がノイズ程度の場合には発音しないようにするために、この圧電センサ３３の出力が所定のしきい値以上となった場合に発音を開始する。
【００４５】
以上の第１実施例では、パッド表皮体２に形成された弾性突起２５とリム部２２とにより、下限のストッパを構成するようにしているが、弾性突起２５だけまたはリム部２２だけでストッパを構成してもよい。
【００４６】
（第２実施例）
前述のように図１と図２は第２実施例をも示しており、第２実施例では図１(B)に示したように、弾性突起２５の鉤部２５ａの下面に導電性部材の印刷等により可動接点４１が形成され、パッド収容部１の環状平面部１３には、８つの弾性突起２５の各可動接点４１にそれぞれ対応する位置に固定接点４２が形成されている（図２参照）。この固定接点４２と対応する可動接点４１はそれぞれ接点スイッチを構成している。なお、ドーナツ盤状のフレキシブル基板に固定接点４２を形成し、このフレキシブル基板を環状平面部１３に配設することにより固定接点４２を可動接点４１に対応させて配置するようにしてもよい。
【００４７】
なお、可動接点４１および固定接点４２は例えば図９のようになっている。固定接点４２は、２つのフォーク型の固定接点パターン４２ａ，４２ｂをフォークの部分が互いに入れ違いになるように印刷配線したものであり、一方の固定接点パターン４２ａは他のスイッチとの共通ラインに接続され、他方の固定接点パターン４２ｂは、このスイッチであることを示す固有のものとして検出回路等に接続されている。また、可動接点４１は弾性突起２５の鉤部２５ａの球面状の下面に円形に形成されたものであり、鉤部２５ａが環状平面部１３に当接してストッパとして働くとき、この鉤部２５ａが弾性変形することにより、図９(B) に破線で示したように、可動接点４１が固定接点４２上に円形の接触面となって接触される。これにより、固定接点パターン４２ａ，４２ｂが導通され、スイッチがオンとなる。すなわち、打撃が小さいときは、例えば図４(B) のように弾性突起２５が環状平面部１３に当接しないので、スイッチはオンとならないが、打撃が大きくなると弾性突起２５が環状平面部１３に当接して、スイッチがオンとなる。そこで、このスイッチのオン状態を検出して楽音の制御を行なう。
【００４８】
上記の実施例では可動接点４１と固定接点４２により１段のスイッチを構成する場合を示したが、例えば図１０(A) のような可動接点４３、同図(B) のような固定接点４４を形成し、可動接点４１と固定接点４２を一組、可動接点４３と固定接点４４を一組とし、２段のスイッチを構成してもよい。なお、固定接点パターン４４ａ，４４ｂの交差する部分は、レジストをかけるか、スルーホールとブリッジにより形成することができる。この２段のスイッチの場合、ある程度の打撃で可動接点４１が固定接点４２に接触して１段目のスイッチがオンとなり、さらに強い打撃のとき鉤部２５ａが弾性変形して外側の可動接点４３が固定接点４４に接触し、２段目のスイッチがオンとなる。
【００４９】
次に、上記スイッチの作動に基づく楽音制御の例について説明する。なお、図２に各固定接点４２に対して記号Ｓ１〜Ｓ８を付けたように、８つの各スイッチをＳ１〜Ｓ８で区別して説明する。演奏者側（手前）のスイッチがＳ５、右手のスイッチがＳ３、左手のスイッチがＳ７に対応している。また、以下の▲１▼〜▲５▼の各制御例において、楽音の基本要素の１つである基本的な楽音レベルは、従来同様に圧電センサ３３の出力信号に対応して制御する。
【００５０】
▲１▼Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７の４つスイッチのオン状態に応じて音色フィルタを制御して音色を制御する。例えばスイッチＳ７がオンのとき音色を一番暗い音色（高調波成分が少ない音色）にし、スイッチＳ３がオンのときは、一番明るい音色（高調波成分が多い音色）にする。また、スイッチＳ１がオンまたはスイッチＳ５がオンのときは、中間の明るさの音色にする。
【００５１】
▲２▼スイッチＳ１〜Ｓ８の８つのスイッチのオン状態に応じて音色を制御する。発生する音色の明るさを段階的に予め設定しておき、スイッチＳ１〜Ｓ８の何れか１つがオンとなると、音色を１段階明るくする。２つ目のオンによりさらに１段階明るくし、８個オンされると一番明るくする。なお、この音色の明るさを段階的に変化させるためには、例えば音色フィルタのカットオフ周波数を段階的に切り換えるようにすればよい。また、操作パネル等の何らかのスイッチと併用して音色を明るくする方に制御するか暗くする方に制御するかを切り換えられるようにするとよい。
【００５２】
▲３▼上記同様にスイッチＳ１〜Ｓ８の８つのスイッチのオンの数に応じて音量レベルを段階的に制御する。なお、この音量レベルの制御とは、圧電センサ３３の出力に応じて決まる基本的な音量レベルに対してさらに音量の増分を与えるようにすることである。また、この場合も他のスイッチと併用して音量レベルを段階的に増加させるか段階的に減少させるかを切り換えられるようにするとよい。
【００５３】
▲４▼実施形態の電子ドラム装置の前方、後方および左右にそれぞれスピーカを配置し、スイッチＳ１〜Ｓ８のオンに応じてこのスピーカでパンニングの制御を行なう。例えばスイッチＳ１のオンで、前方スピーカの音を強調するか前方スピーカのみ発音する。同様に、スイッチＳ７のオンで左スピーカ、スイッチＳ５のオンで手前スピーカ（本体のスピーカ）または後方スピーカ、スイッチＳ３のオンで右スピーカを、それぞれ強調するかそれだけ発音するかの制御を行なう。また、スイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８については、オンされたスイッチの方向に音像定位を設定する。また、スイッチＳ１，Ｓ８，Ｓ７が３つともオンのときは、Ｓ８だけがオンのときよりもＳ８方向への指向性を強調するように制御するなど、複数のスイッチのオンの組み合わせに応じて制御してもよい。
【００５４】
▲５▼発音時には圧電センサ３３の出力が所定のしきい値を越えたときに発音するが、このしきい値を越えた時刻から所定時間後、再発音可能時刻までの間（３０〜１００ｍｓ以下）に各スイッチの何れかまたは複数がオンされた場合、重音とする。この重音とは、例えば、スネアドラムの発音では、通常は皮の振動による音のみを発音するが、この皮の音にドラム裏側の響き線（スナッピー）の音をミックスすることである。また、前記２段式のスイッチの場合、２段目のスイッチのオンにより重音のミックス度合を増すように制御することもできる。
【００５５】
以上のように、スイッチＳ１〜Ｓ８のオフ／オンは、パッド表皮体２の被打撃面２１と環状平面部１３との距離（すなわち固定部としての上面ケース１０との距離）の変化情報に対応しており、この変化情報に基づいて、音量レベル（楽音の基本要素の１つ）以外の楽音要素を制御している。さらに、２段式スイッチの場合、両段スイッチのオフ、１段目がオン、２段目もオンの各状態は、上記距離の変化情報に対応している。
【００５６】
（第３実施例）
図６は第３実施例の打楽器型楽音制御装置の一部断面図、図７は第３実施例におけるパッド表皮体の平面図であり、図６，図７において第１実施例と同様な要素には同符号を付記してその詳細な説明は省略する。この第３実施例はパッド表皮体２の周縁部に配設した発光体５を発光させることにより、打撃態様を視覚表示するようにしたものであり、この発光体５の部分以外は第１実施例と同様な構造である。すなわち図６は図７のＣ−Ｃ矢視断面に対応しているが、図７に示したパッド表皮体２の弾性突起２５を通るＡ−Ａ矢視断面は図１に示した第１実施例と同様な構造である。また、この第３実施例のパッド表皮体２とセンシングユニットの構造も、パッド表皮体２および放射状加圧部３２にそれぞれ発光体５を嵌める孔２ａ，３２ｅ（図６）が形成されている点以外は、第１実施例と同様な構造である。
【００５７】
パッド収容部１の環状平面部１３には、この環状平面部１３に整合するドーナツ盤状のフレキシブル基板６が配設されており、このフレキシブル基板６の上面には第１、第２の固定接点６２，６４、およびＬＥＤ光源６５が設けられている。なお、ＬＥＤ光源６５は図示しない駆動回路で発光輝度が制御され、所定の輝度レベルで発光する。
【００５８】
発光体５はパッド表皮体２の周縁部の各弾性突起２５の間に１個づつ計８個配設されており、この発光体５は、ＬＥＤ光源６５の発した光を透過可能な程度に透明で且つ弾性を有するゴム等の材料でできている。発光体５の全体の形状は、図６の断面を発光体５の縦中心線を軸にして回転した略回転体（上端部を除く）の形状をしており、略円柱状の導光発光部５１、導光発光部５１より径の大きな集光部５２および集光部５２の下端周縁から広がる脚部５３が一体に形成されている。そして、発光体５は、導光発光部５１を放射状加圧部３２の孔３２ｅとパッド表皮体２の孔２ａに貫通させ、接着等によりパッド表皮体２に取り付けられている。
【００５９】
集光部５２の下面にはドーム状の凹面５２ａが形成されており、この凹面５２ａとＬＥＤ光源６５との間に中空部５２ｂが形成され、凹面５２ａの下部には白色塗料５２ｃが塗布されている。また、脚部５３は、第１のスカート部５３ａ、第２のスカート部５３ｂ、第３のスカート部５３ｃおよびフランジ部５３ｄからなり、発光体５は、フランジ部５３ｄがフレキシブル基板６の上面に接触し、集光部５２および脚部５３が固定接点６２，６４およびＬＥＤ光源６５を覆うように配置される。
【００６０】
また、第１のスカート部５３ａと第２のスカート部５３ｂの間の裏面には、第１の可動接点６１が第１の固定接点６２に対向するように設けられている。また、第２のスカート部５３ｂと第３のスカート部５３ｃの間の裏面には、第２の可動接点６３が第２の固定接点６４に対向するように設けられている。そして、可動接点６１と固定接点６２により第１のスイッチＳＷ１が構成され、可動接点６３と固定接点６４とにより第２のスイッチＳＷ２が構成される。
【００６１】
以上の構成により、脚部５３のスカート部５３ａ，５３ｂ，５３ｃが弾性変形することにより、パッド表皮体２への打撃時に、導光発光部５１および集光部５２がパッド表皮体２と共に、打撃方向（上下方向）に移動可能になっている。これにより、パッド表皮体２の被打撃面２１と環状平面部１３との距離（すなわち、固定部としての上面ケース１０との距離）の変化が、集光部５２とＬＥＤ光源６５との距離の変化となる。この距離の変化は後述説明するように導光発光部５１の発光強度の変化となって現れる。また、ある程度の強度の打撃に対しては、固定接点６２に可動接点６１が接触して第１のスイッチＳＷ１がオンとなり、さらに強い強度の打撃に対しては、固定接点６４に可動接点６３が接触し、第１のスイッチＳＷ１と共に第２のスイッチＳＷ２もオンとなる。
【００６２】
ここで、ＬＥＤ光源６５からの光の一部は発光体５の集光部５２の凹面５２ａに入射し、この入射光は導光発光部５１で上方に導光され、この導光発光部５１の上端面５１ａから出射するので、パッド表皮体２の周縁部の８カ所で発光体５が光って見える。また、パッド表皮体２の打撃時には、ＬＥＤ光源６５が中空部５２ｂにほぼすっぽり囲まれ、白色塗料５２ｃの反射効果と相まって、ＬＥＤ光源６５の発光した光が四方へ逃げず、集光部５２による集光効率が高められる。これは、ＬＥＤ光源６５を中心にして凹面５２ａがつくる立体角が大きくなり、ＬＥＤ光源６５から凹面５２ａに入射する光束が増加するからである。これにより、パッド表皮体２に打撃を加えないときよりも打撃を加えたときの方が、導光発光部５１の上端面５１ａの輝度が高くなる。また、打撃の強度に応じてこの上端面５１ａの輝度が変化するので、打撃の強度を視覚的に表示でき、演奏者等はそれを視認できる。このように、打撃時の輝度変化をメカニカルシステムのみで実現しており、その構成のシンプル化が計られている。
【００６３】
この第３実施例は次のように作用する。先ず、音量レベルは第１、第２実施例と同様に圧電センサ３３の出力に応じて制御する。また、第１、第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を不使用とし、ＬＥＤ光源６５を常時発光状態とする。なお、常時点滅でもよい。この状態で、非打撃時には、パッド表皮体２の周縁部に設けられた８つの発光体５が常時ぼんやりと光っているが、打撃時には、打撃位置に応じて、かつ打撃強さによって発光体５の発光輝度の態様が変化する。これは、パッド表皮体２の全体をみた場合、演奏態様によって表示態様が変化することを示している。
【００６４】
各発光体５の発光強度は、被打撃面２１のその発光体５が配設されている位置とＬＥＤ光源６５との距離が近くなると強くなり、その距離が離れると弱くなる。また、パッド表皮体２は、前述のように上面ケース１０に対して、放射状加圧部３２およびセンサ固着体３１により中央部で保持されているので、パッド表皮体２は片側縁部に打撃が加えられると、その打撃が加えられた部分は沈むがその反対側は僅かに浮き上がる傾向にある。
【００６５】
したがって、例えば図１１に示したように、パッド表皮体２の周縁部に打撃を加えた場合、打撃の瞬間、その打撃位置（スティック周辺の位置）の発光体５による発光表示Ｈ１が最も明るくなり、その発光表示Ｈ１と反対側の発光表示Ｈ２は暗くなる。また中間の発光表示Ｈ３は中程度の明るさとなる。また、パッド表皮体２の中央に打撃を加えた場合は全体の発光表示が打撃の瞬間だけ明るくなる。なお、打撃位置をずっと押していれば、上記の表示態様が持続する。さらに、２本のスティックで連打をした場合、各々のスティックの近くの発光表示が打撃の瞬間に明るくなり、２本のスティックの位置の発光表示の明暗が交互に繰り返され、連打のピッチ（発音間隔）等が明暗の発光態様によって視覚的にも把握することができる。したがって、例えばマンツーマンでのドラムの教習効果も高まる。
【００６６】
次に、第１のスイッチＳＷ１，第２のスイッチＳＷ２も使用する場合に、例えば次の▲１▼〜▲４▼のような制御を行なう。なお、以下の▲１▼〜▲４▼の各制御例において、楽音の基本要素の１つである基本的な楽音レベルは、前記同様に圧電センサ３３の出力信号に対応して制御する。また、図１２に示した回路により、スイッチＳＷ１，ＳＷ２に対応するＬＥＤ光源６５（スイッチＳＷ１，ＳＷ２と同一の発光体５の位置にあるＬＥＤ光源６５）の明るさを、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン／オフにより制御する。すなわちスイッチＳＷ１がオンの時ＬＥＤ光源６５を点灯し、スイッチＳＷ２がさらにオンになると明るく点灯する。また、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン／オフの信号はＣＰＵ等により検出されて、音色等の楽音を制御する。
【００６７】
▲１▼例えば８組の各組のスイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち、スイッチＳＷ１のオンにより前記第２実施例のように音色を１段階明るくする。また、８組の各組のスイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち、ＳＷ１またはＳＷ２にかかわらず、単純にオンの数が増える毎に高調波成分を増やしていくなどの制御を行なう。また、この場合も他のスイッチと併用して音色を明るくする方に制御するか暗くする方に制御するかを切り換えられるようにするとよい。
【００６８】
▲２▼８組の各組のスイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち、ＳＷ１またはＳＷ２にかかわらず、単純にオンの数により、第２実施例の▲３▼と同様に音量レベルを段階的に制御する。また、この場合も他のスイッチと併用して音量レベルを段階的に増加させるか段階的に減少させるかを切り換えられるようにするとよい。
【００６９】
▲３▼８組の各組のスイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン状態に応じて、第２実施例の▲４▼と同様にパンニングの制御を行なう。ただし、ＳＷ１，ＳＷ２がともにオンのときは、そのスイッチの組の方向への指向性をさらに強調する。
【００７０】
▲４▼各組のスイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち、一組でもＳＷ１，ＳＷ２がともにオンとなったとき、重音とする。
【００７１】
以上のように、この実施例では、パッド表皮体２の被打撃面２１とパッド収容部１の環状平面部１３との距離の変化に基づいてパッド体２０の打撃態様に応じた視覚情報を得るようにしている。また、各発光体５の位置において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオフ／オンは、上記被打撃面２１と環状平面部１３との距離の変化情報に対応しており、この変化情報に基づいて、楽音の基本要素の１つである音量レベル以外の楽音要素を制御している。
【００７２】
（第４実施例）
図８は第４実施例の打楽器型楽音制御装置の一部断面図であり、図８において前記各実施例と同様な要素には同符号を付記してその詳細な説明は省略する。この第４実施例は、第３実施例のフレキシブル基板６、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を省くとともに、ＬＥＤ光源６５の代わりに光ファイバ７により発光体８に光を照射するようにしたものである。なお、この第４実施例でも、発光体８と光ファイバ７に係る部分以外は前記各実施例と同様な構造であり、図８は図７のＣ−Ｃ矢視断面に対応し、また、パッド表皮体２とセンシングユニットの構造も第３実施例と同様な構造である。
【００７３】
発光体８は第３実施例の発光体５に代えてパッド表皮体２の周縁部に８個配設したもので、発光体５と同様に透明で且つ弾性を有するゴム等の材料でできている。発光体８の全体の形状も発光体５と略同様な形状で、略円柱状の導光発光部８１、集光部８２および脚部８３が一体に形成されており、導光発光部８１を放射状加圧部の孔３２ｅとパッド表皮体２の孔２ａに貫通させ、接着等によりパッド表皮体２に取り付けられている。ただし、発光体５と異なるのは、脚部８３はパッド表皮体２への打撃時に弾性変形する一つのスカート部８３ａと、フランジ部８３ｂで構成されている点である。
【００７４】
パッド収容部１の環状平面部１３には、ファイバ取付孔１６が形成されており、このファイバ取付孔１６には、光ファイバ７の先端を保持するファイバ保持部材７１が嵌合され接着等により取り付けられている。なお、ファイバ保持部材７１の側面にスナップ手段を施し、ファイバ取付孔１６（上面ケース１０）に対して着脱自在となるようにしてもよい。光ファイバ７はファイバ取付孔１６から表ケース１０の裏側の本体内部に引き出されている。この光ファイバ７は環状片面部１３の他の７カ所にも同様の構成で設けられており、合計８本の光ファイバ７が一束に纏められ、一つのＬＥＤ光源７２に導かれている。
【００７５】
なお、ファイバ保持部材７１への光ファイバ７の取付けは次のように行なう。図１３に示したように、ファイバ保持部材７１の孔７１ａに光ファイバ７の先端を挿入し、光ファイバ７の先端を孔７１ａの周縁よりも少し内側に引き込んでおく（図１３(A) ）。そして、光ファイバ７の先端に、光ファイバ７と同じ屈折率の液状接着剤を１、２滴たらす（図１３(B) ）。これにより、孔７１ａと光ファイバ７との隙間に接着剤が僅かに入って光ファイバ７とファイバ保持部材７１が接着されるとともに、光ファイバ７の先端と孔７１ａの周縁内側に接着剤により半球状のレンズ部７３（図１３(C) ）を形成することができる。なお、このレンズ部７３は光ファイバ７で導かれた光を放射状に出射する。
【００７６】
ＬＥＤ光源７２は図示しない駆動回路で発光輝度が制御され、圧電センサ３３の出力が所定のしきい値に達したとき、すなわち発音するとき、このＬＥＤ光源７２は一定の輝度レベルで発光する。そして、ＬＥＤ光源７２から８本の光ファイバ７に光が照射され、光ファイバ７の発光体８側端部のレンズ部７３から、発光体８の集光部８２に光が照射される。これにより、導光発光部８１の上端面８１ａが発光する。
【００７７】
この第４実施例は次のように作用する。なお、音量レベルは圧電センサ３３の出力に基づいて制御することは前記各実施例と同様である。この第４実施例では、圧電センサ３３の出力がしきい値を越えるような所定レベルの打撃が加えられると８本の光ファイバ７の各レンズ部７３が一定の輝度で発光する。しかし、前掲の図１１に示した第３実施例の場合と同様に、打撃位置に近い発光表示が最も明るくなり、打撃位置から離れた発光表示は暗くなる。打撃の強度が高いと明るく、強度が低いと暗い発光表示となる。このように、打撃の態様を視覚的にも把握することができる。なお、この実施例の場合でも、常時発光する仕様にしてもよい。
【００７８】
また、この第４実施例でも、発光体８の集光部８２の下面に可動接点を、環状平面部１３に固定接点を設けてスイッチを構成することにより、第２実施例の▲１▼〜▲５▼と同様な制御が可能である。
【００７９】
以上の各実施例では、センサ固着体と放射状加圧部が円形であるが、パッド表皮体２の裏面に例えば硬質な板材を配設してパッド表皮体２の裏面の略全面を補強するようにすれば、センサ固着体および放射状加圧部としては、三角、四角、…、多角形、円、Ｙ型、星形等の略回転対称な形状であればよい。
【００８０】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜９の電子ドラム装置によれば、発光体が弾性体であるので、発光体や該発光体を収容する箇所のサイズがラフでもよく、また、発光体を所定の位置に無理なく配設することが可能となる。パッド体に対する打撃態様を視覚的に把握することができ、例えばマンツーマンでのドラムの教習効果も高まる。また、発光をパッド体表面から視認できるので、演奏中であっても容易に視認することができる。
【００８２】
また、本発明の請求項７の電子ドラム装置によれば、２つの基板ではなく１つの共通の基板にＬＥＤ光源の他に固定接点などを配設することができるので、部品点数を減少させることができ、さらに基板の取り付け作業も簡単になる。さらに、ＬＥＤ光源と固定接点などとの位置関係が一義的に決まるので、センシングの精度や発光体の発光精度がともに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１および第２実施例の打楽器型楽音制御装置の側断面図および一部拡大断面図である。
【図２】第１および第２実施例の電子ドラム装置の上面ケースの一部平面図である。
【図３】第１および第２実施例の打楽器型楽音制御装置におけるセンシングユニットの平面図である。
【図４】各実施例の打楽器型楽音制御装置の作用図である。
【図５】各実施例の打楽器型楽音制御装置を適用した電子ドラム装置の上面図である。
【図６】第３実施例の打楽器型楽音制御装置の一部断面図である。
【図７】第３実施例におけるパッド表皮体の平面図である。
【図８】第４実施例の打楽器型楽音制御装置の一部断面図である。
【図９】第２実施例における１段スイッチの可動接点と固定接点の例を示す図である。
【図１０】第２実施例における２段スイッチの可動接点と固定接点の例を示す図である。
【図１１】第３実施例および第４実施例におけるパッド表皮体への打撃時の発光表示の例を示す図である。
【図１２】第３実施例における第１および第２のスイッチによるＬＥＤ光源の駆動回路の例を示す図である。
【図１３】第４実施例におけるファイバ保持部材への光ファイバの取付け方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…パッド収容部、２…パッド表皮体、３…センシングユニット、１０…上面ケース、２０，２０′…パッド体、２１…被打撃面、３２Ａ…周縁部、４１…可動接点、４２…固定接点、６５，７２…ＬＥＤ光源
【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】
0003654293.tif 000010
【図１０】
0003654293.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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