(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃が与えられる打撃面を有し該打撃面に与えられた打撃に対応する振動波形を出力する打撃パッドに接続され、該打撃パッドから出力された前記振動波形を入力し該振動波形に基づいて前記打撃面内の打点位置を検出する打点位置検出装置であって、
前記振動波形の、打撃後の初期の半波の振幅との相関を有する第１の量を検出する第１の検出手段と、
前記振動波形のパワーとの相関を有する第２の量を検出する第２の検出手段と、
前記第１の量と前記第２の量とに基づいて、前記打撃面内の打点位置を求める打点位置演算手段とを備えたことを特徴とする打点位置検出装置。
【請求項２】
前記第１の検出手段が、前記振動波形の、前記第２の量に基づいて定められたしきい値を最初に越える振幅を有する半波の直前の半波を、前記初期の半波として採用するものであることを特徴とする請求項１記載の打点位置検出装置。
【請求項３】
前記第１の検出手段が、所定の選択基準に従って、前記振動波形の、打撃後の最初の半波もしくは該最初の半波に続く次の半波を、前記初期の半波として採用するものであることを特徴とする請求項１記載の打点位置検出装置。
【請求項４】
打撃が与えられる打撃面を有し該打撃面に与えられた打撃に対応する振動波形を出力する打撃パッドに接続され、該打撃パッドから出力された前記振動波形を入力し該振動波形に基づいて前記打撃面内の打点位置を検出する打点位置検出装置であって、
前記振動波形の包絡線の、打撃後の所定区間内の傾きとの相関を有する第３の量を検出する第３の検出手段と、
前記振動波形のパワーとの相関を有する第２の量を検出する第２の検出手段と、
前記第３の量と前記第２の量とに基づいて、前記打撃面内の打点位置を求める打点位置演算手段とを備えたことを特徴とする打点位置検出装置。
【請求項５】
前記第２の検出手段が、前記第２の量として、前記振動波形の最大振幅との相関を有する量を検出するものであることを特徴とする請求項１又は４記載の打点位置検出装置。
【請求項６】
打撃が与えられる打撃面を有し該打撃面に与えられた打撃に対応する振動波形を出力する打撃パッドに接続され、該打撃パッドから出力された前記振動波形を入力し該振動波形に基づいて前記打撃面内の打点位置を検出する打点位置検出装置であって、
前記振動波形から、互いに異なる周波数成分比を有する複数の振動波形を生成するフィルタリング手段と、
前記フィルタリング手段で生成された後の複数の振動波形それぞれのパワーとの相関をそれぞれ有する複数の第４の量を検出する第４の検出手段と、
これら複数の第４の量に基づいて、前記打撃面内の打点位置を求める打点位置演算手段とを備えたことを特徴とする打点位置検出装置。
【請求項７】
前記第４の検出手段が、前記第４の量として、前記フィルタリング手段で生成された振動波形の最大振幅との相関を有する量を検出するものであることを特徴とする請求項６記載の打点位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打撃パッドの打撃面内の打点位置を検出する打点位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、打撃が与えられる打撃面を有し、その打撃面に与えられた打撃に対応する振動波形を出力する打撃パッドが知られており、またその打撃パッドから出力された振動波形を入力し、その振動波形に基づいて、打撃面内の打点位置を検出する打点位置検出装置が知られている。
【０００３】
特開平３−１０７９００号公報には、打撃面の下面に張り合せた第１の電極と、その第１の電極の下面に張り合せた感圧抵抗素子と、その感圧抵抗素子の下部に設けられた抵抗面と、その抵抗面に設けられた第２の電極および第３の電極とを備え、打撃面が打撃されると、感圧抵抗素子の打撃された部分が抵抗面に接触し、これにより定まる第２，第３の電極間の抵抗の比率に基づいて打点位置を検出する技術が提案されている。
【０００４】
また特開平５−１４３０７１号公報には、打撃パッドに設けられた振動センサから出力される振動波形の最初の半波が、その打撃パッドの中心位置を叩くと＋側に立ち上がり、外周位置を叩くと−側に立ち上がることを利用して、その半波の立ち上がり極性を極性検出回路により検出し、検出した極性に基づいて打撃パッドの打点を検出する技術が提案されている。
【０００５】
さらに特開平５−２３２９４３号公報には、打撃パッドの打撃面に複数の振動センサを設け、複数の振動センサそれぞれに振動が到達するまでの時間差に基づいて打点位置を検出する技術が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平３−１０７９００号公報に提案された、打撃面の下面に、第１の電極、感圧抵抗素子、抵抗面、第２，第３の電極を備えた技術では、打点位置は正確に検出されるものの、構造が複雑になりコストが高くなるという問題がある。
【０００７】
また、特開平５−１４３０７１号公報に提案された技術では、振動センサから出力された振動波形の最初の半波の立ち上がり極性を検出する極性検出回路が必要である。また、打撃パッドから出力される振動波形の最初の半波の立ち上がり極性は、その打撃パッドのメーカーや種類によって異なったり、あるいはその極性を自在に切り換えられることができるものもあるため、極性の異なる打撃パッドを接続したり、あるいは誤って極性を切り換えた場合等には、打撃パッドの中心位置を叩いたにもかかわらず外周位置を叩いたときの打点位置が検出されたり、あるいは外周位置を叩いたにもかかわらず中心位置を叩いたときの打点位置が検出されるという問題がある。
【０００８】
また特開平５−２３２９４３号公報に提案された技術では、複数の振動センサそれぞれに振動が到達するまでの時間差に基づいて打点位置を検出するものであるため、複数のセンサそれぞれの位置配置関係や打撃パッドを形成する振動体の振動の伝達速度等に起因する要素が大きく、打点位置を正確に検出するのは困難であるという問題がある。また複数のセンサを必要とすることから構造や回路が複雑となり、高コスト化を招く結果となる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造で、打点位置を正確に検出することのできる打点位置検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第１の打点位置検出装置は、打撃が与えられる打撃面を有しその打撃面に与えられた打撃に対応する振動波形を出力する打撃パッドに接続され、その打撃パッドから出力された上記振動波形を入力しその振動波形に基づいて上記打撃面内の打点位置を検出する打点位置検出装置であって、
（１−１）上記振動波形の、打撃後の初期の半波の振幅との相関を有する第１の量を検出する第１の検出手段
（１−２）上記振動波形のパワーとの相関を有する第２の量を検出する第２の検出手段
（１−３）上記第１の量と上記第２の量とに基づいて、上記打撃面内の打点位置を求める打点位置演算手段
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第１の打点位置検出装置は、打撃パッドからの振動波形の、打撃後の初期の半波の振幅との相関を有する第１の量（例えば、打撃後の初期の半波の振幅そのもの、その初期の半波の瞬時パワー波形のピーク、あるいはその半波の積分パワー等）と、その振動波形のパワーとの相関を有する第２の量（例えば、その振動波形の整流後の積分パワー、あるいはその振動波形の最大振幅等）に基づいて打点位置を検出するものであるため、従来の、打撃面の下面に、第１の電極、感圧抵抗素子、抵抗面、第２，第３の電極を備えた打点位置検出装置と比較し、構造が簡単でありコストの低減化が図られる。また、従来の、振動波形の最初の半波の立ち上がり極性を検出し、これに基づいて打点位置を検出する打点位置検出装置と比較し、打撃パッドによる半波の立ち上がり極性の相違等に起因する誤検出が防止される。さらに、従来の、振動センサそれぞれに振動が到達するまでの時間差に基づいて打点位置を検出する打点位置検出装置と比較し、打点位置を正確に検出することができるとともに、コストの低減化が図られる。
【００１２】
ここで、上記第１の検出手段が、所定の選択基準に従って、上記振動波形の、打撃後の最初の半波もしくはその最初の半波に続く次の半波を、上記初期の半波として採用するものであることが効果的である。
打撃パッドからの振動波形に含まれる打撃後の最初の半波は乱れた波形であってきれいに立ち上がらないこともある。そこで、その最初の半波が有効な情報を有する波形であるか否かを判定し、打撃後の最初の半波が有効な情報を有する半波であるか否に応じて、それぞれ、最初の半波もしくはその最初の半波に続く次の半波を、初期の半波として採用すると、例えばノイズにより振動波形の立ち上がりが乱れ、最初の半波の値が極めて小さいなどで検出を行なう上で有効でない値であっても、その最初の半波に続く次の半波を初期の半波として取り扱うことにより高精度の検出が行なわれる。
【００１３】
また、上記第１の検出手段が、上記振動波形の、上記第２の量に基づいて定められたしきい値を最初に越える振幅を有する半波の直前の半波を、上記初期の半波として採用するものであることが好ましい。
このように、第２の量に基づいて定められたしきい値を最初に越える振幅を有する半波の直前の半波を初期の半波として採用すると、例えば例えばノイズにより振動波形の立ち上がりが乱れ、最初の半波およびその最初の半波に続く次の半波の値が極めて小さいなどで検出を行なう上で有効でない値であっても、第３波以降の半波を初期の半波として取り扱うことにより一層高精度の検出が行なわれる。
【００１４】
また、上記目的を達成する本発明の第２の打点位置検出装置は、打撃が与えられる打撃面を有しその打撃面に与えられた打撃に対応する振動波形を出力する打撃パッドに接続され、該打撃パッドから出力された上記振動波形を入力しその振動波形に基づいて上記打撃面内の打点位置を検出する打点位置検出装置であって、
（２−１）上記振動波形の包絡線の、打撃後の所定区間内の傾きとの相関を有する第３の量を検出する第３の検出手段
（２−２）上記振動波形のパワーとの相関を有する第２の量を検出する第２の検出手段
（２−３）上記第３の量と上記第２の量とに基づいて、上記打撃面内の打点位置を求める打点位置演算手段
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の打点位置検出装置は、打撃パッドからの振動波形の包絡線の、打撃後の所定区間内の傾きとの相関を有する第３の量（例えば、その傾きそのもの等）と、その振動波形のパワーとの相関を有する第２の量（例えば前述した最大振幅等）とに基づいて、打撃面内の打点位置を求めるものである。振動波形の包絡線や、その包絡線の傾きは、エンベロープ検出回路や傾き検出回路により容易に得られるため、簡単な回路構成で正確な打点位置を検出することができる。
【００１６】
ここで、本発明の第１の打点位置検出装置および第２の打点位置検出装置において、上記第２の検出手段が、上記第２の量として、上記振動波形の最大振幅との相関を有する量を検出するものであることが好ましい。
このように、打撃パッドから出力された振動波形のパワーとの相関を有する量を、振動波形の最大振幅との相関を有する量として検出すると、その振動波形の最大振幅のみの検出で済み、回路構成がより簡素化される。
【００１７】
さらに、上記目的を達成する本発明の第３の打点位置検出装置は、打撃が与えられる打撃面を有しその打撃面に与えられた打撃に対応する振動波形を出力する打撃パッドに接続され、該打撃パッドから出力された上記振動波形を入力しその振動波形に基づいて上記打撃面内の打点位置を検出する打点位置検出装置であって、
（３−１）上記振動波形から、互いに異なる周波数成分比を有する複数の振動波形を生成するフィルタリング手段
（３−２）上記フィルタリング手段で生成された後の複数の振動波形それぞれのパワーとの相関をそれぞれ有する複数の第４の量を検出する第４の検出手段
（３−３）これら複数の第４の量に基づいて、上記打撃面内の打点位置を求める打点位置演算手段
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の第３の打点位置検出装置は、打撃パッドからの振動波形の周波数成分の比率により打点位置を検出するものであるため、簡単なバンドパスフィルタ等の回路構成で打点位置を正確に検出することができる。
ここで、上記第４の検出手段が、上記第４の量として、上記フィルタリング手段で生成された振動波形の最大振幅との相関を有する量を検出するものであることが好ましい。
【００１９】
このように、第４の量を、振動波形の最大振幅との相関を有する量として検出すると、前述と同様、その振動波形の最大振幅のみの検出で済み、回路構成が一層簡素化される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る打点位置検出装置を内蔵した電子打楽器のブロック図である。
打撃センサ１１は、打撃面を有する打撃パッドに取り付けられており、打撃面の打撃に応じたアナログ波形（振動波形）を出力する。この打撃センサ１１には、圧力センサや圧電センサ等が用いられる。
【００２１】
打点位置・打撃力検出部１２は、本発明にいう打点位置検出装置に相当し、その内容についてはいくつかの実施形態を挙げて後述するが、打撃センサ１１からのアナログ波形を入力し、入力されたアナログ波形に基づいて打撃位置情報および打撃力情報を出力する。
音源部１３は、後述するパラメータ制御部１５からの音色情報をＲＯＭ１６のテーブルアドレスに変換し、アドレスに格納された波形データをＲＯＭ１６から読み出すとともに、該音色情報にしたがって楽音を発生させる。
【００２２】
操作子群１４は、打撃に対応して発音される楽音の音色等のパラメータを設定する操作子群であり、その操作子群１４には、例えば、アコースティックドラムのヘッド部分の直径、胴体部分の深さ、材質、および形状等のパラメータが入力される。入力の方法としては、音色選択スイッチによる方法、ボリューム等によって種々のパラメータを直接入力する方法、あるいは、それらの組み合わせをパッチとして入力する方法等がある。
【００２３】
パラメータ制御部１５は、操作子群１４の操作により入力されたパラメータ、および、打点位置・打撃力検出部１２からの打点位置、打撃力情報を音色情報（音源部１３を制御するための各種係数）、および表示情報を出力する。
ＲＯＭ１６は、各種の打楽器音の波形データを記憶しており、パラメータ制御部１５からの音色情報に対応した波形データを音源部１３に供給する。
【００２４】
表示器１７は、パラメータ制御部１５からの表示情報に基づいて音色の設定状態を表示する。表示の仕方としては、音色情報（ドラムのヘッド部分の直径、胴体部分の深さ、材質、および形状等）に対応したアコースティックドラムの形状をグラフィカルに表示する。このようにアコースティックドラムの形状と音色とを対応づけることにより、音色をアコースティックドラムの形状に置き換えることができ、音色を直感的に理解することができる。
【００２５】
図２は、本発明の第１の打点位置検出装置の第１実施形態を示すブロック図、図３は、打撃センサから出力される打点位置検出装置に入力される振動波形のうちの最初の半波（第１半波）を示す図である。
先ず、図３に示す波形について説明する。図３には、打撃センサから出力された、打撃パッドの中心位置およびその打撃パッドの中心位置から外周に向けた複数の位置それぞれを所定の強さで叩いた場合の振動波形のうちの第１半波が示されている。打撃パッドを叩いたときに打撃センサから出力される振動波形を観察すると、図３に示すように、中心位置を所定の強さで叩いたときに出力される振動波形の第１半波の振幅は、その打撃センサから出力される振動波形の最大振幅に対する比は相対的に大きく、一方、中心位置から外周に向けた複数の位置それぞれを所定の強さで叩いたときに出力される振動波形の第１半波の振幅は外周位置に近づくにつれ徐々に大きくなるものの、打撃センサから出力される振動波形の最大振幅に対する比は中心位置を叩いたときと比べ相対的に小さい特性を示す。
【００２６】
そこで、外周位置を叩いたときに打撃センサから出力される振動波形のうちの第１半波の振幅が、その振動波形の最大振幅を一定値で割り算した値「波形最大値／一定値」を超えないように、かつ中心位置を叩いたときに打撃センサから出力される振動波形のうちの第１半波の振幅が、その「波形最大値／一定値」を超えるように「一定値」を設定しておく。すると、中心位置を叩いたときに出力される振動波形のうちの初期の半波の振幅は、「波形最大値／一定値」より必ず大きくなる。このように「波形最大値」の関数で、初期の半波の振幅が大きい（中心位置を叩いた）か、小さい（外周位置を叩いた）かの判断基準を示すスレッシュホールド値を設定することができる。本実施形態の打点位置検出装置は、このような観点に着目したものである。
【００２７】
図２に示す打撃センサ２１には、圧電素子が用いられており、その打撃センサ２１は打撃パッドの打撃面に取り付けられている。この打撃センサ２１は、打撃に応じたアナログ波形Ａを出力する。
本実施形態の打点位置検出装置を構成するＡ／Ｄ変換回路３２は、打撃センサ２１からのアナログ波形Ａを入力し、入力されたアナログ波形Ａをデジタル波形に変換する。
【００２８】
ＤＣカットフィルタ３３は、直流成分を取り除くハイパスフィルタであり、入力されたディジタル波形の直流成分を取り除き、直流成分が取り除かれた波形Ｂを出力する。
整流回路３４は、入力された波形Ｂを全波整流（−側の波形を＋側の方向に折り返す）して波形Ｃを出力する。
【００２９】
第１半波検出回路３５は、入力された波形Ｃの立ち上がりと、最初のゼロクロスとを検出することにより第１半波Ｃ１を検出する。
第１半波最大値検出回路３６（本発明にいう第１の検出手段）は、第１半波Ｃ１の最大値（振幅）Ｃ１ＭＡＸ  を検出する。
入力波形最大値検出回路３７（本発明にいう第２の検出手段）は、波形Ｃの立ち上がりから一定時間内の最大値（最大振幅）ＣＭＡＸ  を検出する。
【００３０】
比較・演算回路３８（本発明にいう打点位置演算手段）は、第１半波Ｃ１の最大値Ｃ１ＭＡＸ  と波形Ｃの最大値ＣＭＡＸ  との比率を求め、その比率に基づいた打点位置情報を出力する。
図４は、図２に示す比較・演算回路で処理されるルーチンのフローチャートである。
【００３１】
先ずステップＳ１１において、第１半波Ｃ１の最大値Ｃ１ＭＡＸ  が、波形Ｃの最大値ＣＭＡＸ  を一定値（ＲＡＴＥ）で割り算した値αより小さいか否かが判断される。
第１半波Ｃ１の最大値Ｃ１ＭＡＸ  が、値α未満であると判断された場合は打点位置が中心から外れているため、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、位置パラメータに第１半波Ｃ１の最大値Ｃ１ＭＡＸ  を代入してステップＳ１４に進む。この最大値Ｃ１ＭＡＸ  は、図３を参照して説明したように中心から外れている程度により変化する。
【００３２】
一方、第１半波Ｃ１の最大値ＣＭＡＸ  が、値αより大きいと判断された場合は打点位置が中心であるため、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、位置パラメータに０を代入してステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４では、位置パラメータの値と、入力された波形Ｃの最大値ＣＭＡＸ  とを比較・演算して打点位置を決定する。このようにして、第１半波Ｃ１の最大値Ｃ１ＭＡＸ  と、波形Ｃの最大値ＣＭＡＸ  との比率に基づいて打点位置を決定する。
【００３３】
尚、本実施形態では、第１半波検出回路３５により、波形Ｃの立ち上がりと、最初のゼロクロスとを検出することにより第１半波Ｃ１を検出したが、これに限られるものではなく、波形Ｃの立ち上がりと傾きの変化を検出することにより第１半波Ｃ１を検出してもよい。また、比較・演算回路３８では、第１半波Ｃ１の最大値と、波形Ｃの最大値を一定値で割り算した値との比較・演算を行なったが、これに限られるものではなく、第１半波Ｃ１の最大値と波形Ｃの最大値ないし波形Ｃのパワーをパラメータとして求められた値に基づいて、比較、演算を行なうものであってもよく、一般的には、打撃センサ２１から出力されるアナログ波形の、打撃後の初期の波形の半波の振幅との相関を有する第１の量と、そのアナログ波形のパワーとの相関を有する第２の量とに基づいて、比較、演算を行なうものであればよい。
【００３４】
図５は、本発明の第１の打点位置検出装置の第２実施形態を示すブロック図である。
図２に示す第１実施形態の打点位置検出装置では、理想的な立ち上がりを有する振動波形を想定したが、実際には、振動波形は、ノイズ等の影響により理想的に立ち上がらない場合がある。そこで本実施形態では、以下に述べるような、振動波形の立ち上がりの乱れによる誤検出を防止するための手段が取り入れられている。
【００３５】
打撃センサ２１から出力されたアナログ波形Ａは、本実施形態の打点位置検出装置を構成するＡ／Ｄ変換回路５２でデジタル波形に変換され、さらにＤＣカットフィルタ５３を経由して直流成分が取り除かれ、これにより波形Ｂが生成され、その波形Ｂが第１の整流回路５４に入力される。
第１の整流回路５４は、波形Ｂの＋側を半波整流する（波形Ｂ１）。
【００３６】
第２の整流回路５５は、波形Ｂの−側を半波整流し、さらに半波整流された波形を＋側に折り返す（波形Ｂ２）。
第３の整流回路５６は、波形Ｂを全波整流する（波形Ｂ３）。
第１の第１半波検出回路５７は、第１の整流回路５４からの波形Ｂ１を入力して、その波形Ｂ１の最初の半波Ｂ１１（波形Ｂの＋側の第１半波）を検出する。
【００３７】
第２の第１半波検出回路５８は、第２の整流回路５５からの波形Ｂ２を入力して、その波形Ｂ２の最初の半波Ｂ２１（波形Ｂの−側の第１半波）を検出する。
第１の最大検出回路５９は、第１の第１半波検出回路５７により検出された半波Ｂ１１を入力し、その半波Ｂ１１の最大値ａを検出する。
第２の最大値検出回路６０は、第２の第１半波検出回路５８により検出された半波Ｂ２１を入力し、その半波Ｂ２１の最大値ｂを検出する。
【００３８】
第３の最大値検出回路６１は、第３の整流回路５６からの波形Ｂ３の、立ち上がりから一定時間内の最大値ｃを検出する。
第１半波・第２半波判定回路６２は、半波Ｂ１１の最大値ａと半波Ｂ２１の最大値ｂとの時間差および大きさに基づき、それら半波Ｂ１１，Ｂ２１のいずれか一方を第１半波、他の一方をその第１半波に続く次の半波である第２半波である旨の判定を行なう。ここでは、最大値ａの方が最大値ｂよりも時間的に早くかつ小さいため、半波Ｂ１１を第１半波，半波Ｂ２１を第２半波と判定する。
【００３９】
比較・演算回路６３は、第１半波・第２半波判定回路６２で判定した第１半波Ｂ１１，第２半波Ｂ２１の最大値と、第３の最大値検出回路６１からの波形Ｂ３の最大値Ｃを、後述するように比較・演算してその結果を打点位置情報として出力する。
図６は、図５に示す比較・演算回路で処理されるルーチンのフローチャート、図７は、図６に示すフローチャートを説明するための波形を示す図である。
【００４０】
先ず、図６に示すステップ２１において、第１半波Ｂ１１の最大値ａが、波形Ｂ３の最大値ｃを一定値（ＲＡＴＥ）で割り算した値αより小さいか否かが判断される。第１半波Ｂ１１の最大値ａが値αより大きいと判断された場合は、打点位置が中心にあるため、ステップＳ２３に進む。図７（ａ）には、ステップＳ２３に進む場合の波形が示されている。ここでは、打撃パッドの中心が打撃され、これによりＤＣカットフィルタ５３から出力された波形Ｂと、その波形Ｂが第３の整流回路５６により全波整流された、第１半波Ｂ１１，第２半波Ｂ２１を含む波形Ｂ３とが示されている。図７（ａ）に示すように第１半波Ｂ１１の最大値ａは値α（最大値／ＲＡＴＥ）を超えている。ステップＳ２３では、位置パラメータに０を代入してステップＳ２６に進む。
【００４１】
一方、第１半波Ｂ１１の最大値ａが、値α未満であると判断された場合は打点位置が中心から外れているため、ステップＳ２２に進む。ｈステップＳ２２では、第２半波Ｂ２１の最大値ｂが値αよりも小さいか否かが判断される。第２半波Ｂ２１の最大値ｂが値α未満であると判断された場合はステップＳ２４に進む。図７（ｂ）には、ステップＳ２４に進む場合の波形が示されている。ここでは、打撃パッドの中心から外れた位置が打撃され、これにより、立ち上がりが乱れた波形Ｂと、その波形Ｂが全波整流された、第１半波Ｂ１１，第２半波Ｂ２１を含む波形Ｂ３とが示されている。図７（ｂ）に示すように、第２半波Ｂ２１の最大値ｂは値α未満になっている。ステップＳ２４では、位置パラメータに第２半波Ｂ２１の最大値ｂを代入してステップＳ２６に進む。このように振動波形の立ち上がりが乱れ、第１半波Ｂ１１の最大値ａが極めて小さく、第２半波を実質的な第１半波とみなす場合は、第２半波Ｂ２１の最大値ｂを位置パラメータに代入することにより、振動波形の乱れによる誤検出が防止される。
【００４２】
一方、第２半波Ｂ２１の最大値ｂが値αよりも大きいと判断された場合は、ステップＳ２５に進む。図７（ｃ）には、ステップＳ２５に進む場合の波形が示されている。ここでは、打撃パッドの中心から外れた位置が打撃され、これによりＤＣカットフィルタ５３から出力された波形Ｂと、その波形Ｂが全波整流された、第１半波Ｂ１１，第２半波Ｂ２１を含んだ波形Ｂ３とが示されている。図７（ｃ）に示すように、第２半波Ｂ２１の最大値ｂは値αを超えている。ステップＳ２５では、位置パラメータに第１半波Ｂ１１の最大値ａを代入してステップＳ２６に進む。
【００４３】
ステップＳ２６では、位置パラメータの値と、波形Ｂ３の最大値ｃとを比較・演算して打点位置を決定する。
尚、本実施形態では、第１の整流回路５４，第１の第１半波検出回路５７のペア、第２の整流回路５５，第２の第１半波検出回路５８のペアにより第１，第２半波を検出したが、これに限られるものではなく、全波整流した後、その波形の立ち上がりと、ゼロクロスまたは傾きを検知することにより、第１，第２半波を検出してもよい。
【００４４】
さらに、より確実な方法として、第３半波以降の検出をしてもよい。即ち、「波形最大値」／「一定値」を最初に超えた第ｎ半波の、ひとつ前の第（ｎ−１）半波を打点位置パラメータにしてもよい。
図８は、本発明の第２の打点位置検出装置の一実施形態を示すブロック図である。また、図９は、打撃センサから出力された振動波形（ａ）およびその振動波形のエンベロープ波形（ｂ）を示す図、図１０は、図９に示すエンベロープ波形の傾きとベロシティ（打撃の強さ）の関係を示すグラフ、図１１は、打撃センサから出力された、図１０に示すグラフの各点と対応する振動波形とそのエンベロープ波形の傾きを示した図である。
【００４５】
先ず、図９に示す波形について説明する。
図９（ａ）に示す、打撃センサからの振動波形の包絡線を求めて、図９（ｂ）に示すエンベロープ波形を得る。このエンベロープ波形上の２点に対応するレベルをＡ，Ｂとすると、このエンベロープ波形の所定時間Ｔにおける傾きは、（Ｂ−Ａ）／Ｔと表わされる。
【００４６】
図１０のグラフに示すＡ点は、打撃パッドの内側（中心位置）を強打した場合のベロシティとエンベロープ波形の傾きの関係を示しており、図１１（ａ）に示す振動波形およびそのエンベロープ波形の傾きに対応している。またＢ点は打撃パッドの内側を弱打した場合のベロシティとエンベロープ波形の傾きの関係を示しており、図１１（ｂ）に示す振動波形およびそのエンベロープ波形の傾きに対応している。さらにＣ点は打撃パッドの外側（外周位置）を強打した場合のベロシティとエンベロープ波形の傾きの関係を示しており、図１１（ｃ）に示す振動波形およびそのエンベロープ波形の傾きに対応している。またＤ点は打撃パッドの外側を弱打した場合のベロシティとエンベロープ波形の傾きの関係を示しており、図１１（ｄ）に示す振動波形およびそのエンベロープ波形の傾きに対応している。図１０、１１から明らかなように打撃パッドの打点位置や叩く強さによってエンベロープ波形の傾きが変化している。本実施形態ではこの点に着目して打点位置を検出するものである。
【００４７】
図８に示す打撃センサ２１から出力されたアナログ波形Ａは、本実施形態の打点位置検出装置を構成するＡ／Ｄ変換回路１１２によりデジタル波形に変換され、さらにＤＣカットフィルタ１１３を経由して直流成分が取り除かれた波形Ｂが生成され、その波形Ｂが整流回路１１４に入力される。
整流回路１１４は、ＤＣカットフィルタ１１３からの波形Ｂを全波整流して波形Ｃを出力する。
【００４８】
エンベロープ検出回路１１５は、整流回路１１４により全波整流された波形Ｃのエンベロープ（包絡）を検出し、これにより図８に示すようなエンベロープ波形Ｄを出力する。
傾き検出回路１１６（本発明にいう第３の検出手段）は、エンベロープ波形Ｄのうちの一定区間Ｔの傾きを検出する。
【００４９】
最大値検出回路１１７は、整流回路１１４により全波整流された波形Ｃの立ち上がりから一定時間内の最大値を検出する。
比較・演算回路１１８は、エンベロープ波形Ｄのうちの一定区間Ｔの傾きと、波形Ｃの最大値とを比較・演算してその結果を打点位置情報として出力する。
尚、本実施形態では、整流回路１１４を用いてＤＣカットフィルタ１１３からの波形Ｂを全波整流したが、これに限られるものではなく、ＤＣカットフィルタ１１３からの波形Ｂを半波整流してもよい。また傾き検出回路１１６によりエンベロープ波形Ｄにおける波高値（レベル）を複数検出し、これら複数の波高値により定まる複数の傾きを検出してもよい。さらに比較、演算回路１１８において、傾きの値だけでなく、傾きを検出したときの波高値も演算のパラメータにしてもよい。
【００５０】
図１２は、本発明の第３の打点位置検出装置の一実施形態を示すブロック図である。
本実施形態の打点位置検出装置は、打撃センサから出力される振動波形の周波数成分が打点位置により変化するという特性に着目して打点位置を検出するものである。
【００５１】
打撃センサ２１（圧電センサ）から出力されたアナログ波形Ａは、本実施形態の打点位置検出装置を構成するＡ／Ｄ変換回路１２２でデジタル波形に変換され、ＤＣカットフィルタ１２３を経由して直流成分が取り除かれた波形Ｂが生成され、その波形Ｂが第１のバンドパスフィルタ１２４に入力される。
第１のバンドパスフィルタ１２４（本発明にいうフィルタリング手段）は、入力された波形Ｂの周波数成分のうちの低周波成分を除去し、高周波成分からなる波形Ｃを出力する。
【００５２】
第１の整流回路１２５は、第１のバンドパスフィルタ１２４からの波形Ｃを全波整流して波形Ｄを出力する。
第１の振幅検出回路１２６（本発明にいう第４の検出手段）は、第１の整流回路１２５からの波形Ｄの最大振幅値（最大値）ａを検出する。
また波形Ｂは第２のバンドパスフィルタ１２７（本発明にいうフィルタリング手段）にも入力される。第２のバンドパスフィルタ１２７は、入力された波形Ｂの周波数成分のうちの高周波成分を除去し、低周波成分からなる波形Ｅを出力する。
【００５３】
第２の整流回路１２８は、第２のバンドパスフィルタ１２７からの波形Ｅを全波整流して波形Ｆを出力する。
第２の振幅検出回路１２９（本発明にいう第４の検出手段）は、第２の整流回路１２８からの波形Ｆの最大振幅値（最大値）ｂを検出する。
比較・演算回路１３０は、第１，第２の振幅検出回路１２６，１２９により得られた最大値ａ，ｂを比較・演算してその結果を打点位置情報として出力する。
【００５４】
このように本実施形態では、入力される振動波形の周波数成分の比率で打点位置を検出するものであるため、簡単なバンドパスフィルタ等を用いればよく、従って回路構成が簡単で済むとともに打点位置を正確に検出することができる。
尚、本実施形態では、打撃センサ２１に圧電センサを用いたが、振動波形（周波数成分を含む波形）を出力するものであれば、マイクや他のセンサでもよい。また振動波形の周波数成分を抽出するものとして、第１，第２のバンドパスフィルタ１２４，１２７を用いたが、打点位置の違いによって変化する特徴的な周波数帯域を抽出できるものであれば他のフィルタを用いてもよく、あるいは第１，第２のバンドパスフィルタ１２４，１２７のいずれか一方をスルー（フィルタなし）にしてもよい。
【００５５】
また第１，第２の整流回路１２５，１２８により全波整流したが、半波整流（−方向のみ，＋方向のみ）であってもよい。さらに第１，第２の振幅検出回路１２６，１２９により最大振幅値を検出したが、波形の立ち上がりから一定時間経過した時点での値を検出してもよい。また、バンドパスフィルタ，整流回路，振幅検出回路の組が３つ以上であってもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の打点位置検出装置によれば、簡単な構造で打点位置を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る打点位置検出装置を内蔵した電子打楽器のブロック図である。
【図２】本発明の第１の打点位置検出装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２に示す打撃センサから出力され打点位置検出装置に入力される振動波形のうちの最初の半波（第１半波）を示す図である。
【図４】図２に示す比較・演算回路で処理されるルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の第１の打点位置検出装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図６】図５に示す比較・演算回路で処理されるルーチンのフローチャートである。図６に示すフローチャートを説明するための波形を示す図である。
【図７】図６に示すフローチャートを説明するための波形を示す図である。
【図８】本発明の第２の打点位置検出装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図９】打撃センサから出力された振動波形（ａ）およびその振動波形のエンベロープ波形（ｂ）を示す図である
【図１０】図９に示すエンベロープ波形の傾きとベロシティ（打撃の強さ）の関係を示すグラフである。
【図１１】打撃センサから出力された図１０に示すグラフの各点と対応する振動波形とそのエンベロープ波形の傾きを示した図である。
【図１２】本発明の第３の打点位置検出装置の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１，２１  打撃センサ
１２  打点位置・打撃力検出部
１３  音源部
１４  操作子群
１５  パラメータ制御部
１６  ＲＯＭ
１７  表示器
３２，５２，１１２，１２２  Ａ／Ｄ変換回路
３３，５３，１１３，１２３  ＤＣカットフィルタ
３４，５４，５５，５６，１１４，１２５，１２８  整流回路
３５，５７，５８  第１半波検出回路
３６  第１半波最大値検出回路
３７  入力波形最大値検出回路
３８，６３，１１８，１３０  比較・演算回路
５９，６０，６１，１１７  最大値検出回路
６２  第１半波・第２半波判定回路
１１５  エンベロープ検出回路
１１６  傾き検出回路
１２４，１２７  バンドパスフィルタ
１２６，１２９  振幅検出回路
【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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