(57)【要約】【課題】打撃位置の把握を迅速に行えるようにして、コスト上昇を抑えつつ打撃位置に応じた楽音発生の処理時間を短縮する。【解決手段】ベース体２０の上面側に形成された１つの凹部２３とパッド部３０とによって渦巻き状の空間部Ｓが画成される。空間部Ｓの第１、第２端部Ｓａ、Ｓｂの各位置に形成される連通部２１に第１、第２パッドセンサ部ＳＮ１、ＳＮ２が配設される。パッドセンサ部ＳＮ２及び振動検出センサＰＺはパッド体３０の中央に位置する。パッド部３０ｐが打撃されると、空間部Ｓの内圧が上昇して各パッドセンサ部ＳＮから検出信号が出力されると共に、振動検出センサＰＺがベース体２０の振動に応じた信号を出力する。振動検出センサＰＺの出力信号と、２つのパッドセンサ部ＳＮのうち検出信号を先に出力した方から出力された検出信号との出力時間差Ｄに基づいて、当該打撃の位置が把握される。【選択図】図６
2011186107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース体及び被打撃部を有するドラムパッドと、
２つのセンサ部と、
前記ベース体に設けられ、前記被打撃部に対する打撃による振動に応じた出力信号を出力する１つの振動検出センサとを有し、
前記ドラムパッドの内部には空間部が形成され、前記被打撃部が打撃された瞬間、前記被打撃部の打撃された部分が前記空間部の側に撓むことによって該空間部の容積が一時的に減少するように構成され、
前記ベース体には、前記空間部から外気側に通じる２つの連通部が互いに離間した位置に形成され、
前記２つのセンサ部は、前記各連通部に配設され、各々、前記空間部の内圧が瞬間的に上昇したこと、または、前記空間部から前記各連通部を通じて外気側に空気が瞬間的に流れたことを検出して検出信号を出力するように構成され、
前記被打撃部に対する打撃に関し、前記振動検出センサから出力された出力信号と前記２つのセンサ部のうち検出信号を先に出力した方から出力された検出信号との出力時間差に基づいて、当該打撃の位置を把握する打撃位置把握手段とを有することを特徴とする電子打楽器用の打撃検出装置。
【請求項２】
ベース体及び被打撃部を有するドラムパッドと、
２つのセンサ部と、
前記ベース体に設けられ、前記被打撃部に対する打撃による振動に応じた出力信号を出力する１つの振動検出センサとを有し、
前記ドラムパッドの内部には空間部が形成され、前記被打撃部が打撃された瞬間、前記被打撃部の打撃された部分が前記空間部の側に撓むことによって該空間部の容積が一時的に減少するように構成され、
前記２つのセンサ部は、前記空間部内において互いに離間した位置に配置され、前記空間部の内圧が瞬間的に上昇したことを検出して検出信号を出力するように構成され、
前記被打撃部に対する打撃に関し、前記振動検出センサから出力された出力信号と前記２つのセンサ部のうち検出信号を先に出力した方から出力された検出信号との出力時間差に基づいて、当該打撃の位置を把握する打撃位置把握手段とを有することを特徴とする電子打楽器用の打撃検出装置。
【請求項３】
前記空間部は、長尺に延伸されていることを特徴とする請求項１または２記載の電子打楽器用の打撃検出装置。
【請求項４】
前記被打撃部に対する打撃に関し、前記振動検出センサから出力された出力信号に基づいて、当該打撃の強さを特定する打撃強さ特定手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子打楽器用の打撃検出装置。
【請求項５】
前記打撃強さ特定手段は、前記振動検出センサから出力された出力信号に基づいて特定した打撃の強さを、前記打撃位置把握手段により把握された打撃の位置に基づいて補正することを特徴とする請求項４記載の電子打楽器用の打撃検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打撃を検出して楽音発生用の信号を得る電子打楽器用の打撃検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、打撃を検出する打撃検出装置を備え、その検出出力に基づいて楽音を発生させる電子打楽器が知られている。この種の打撃検出装置においては、打撃位置によって音色等を制御するために、打撃位置も把握できるように構成されるものもある。
【０００３】
例えば、下記特許文献１の装置では、ドラムパッドに渦巻き状の空間部を形成し、該空間部の両端にセンサ部を配置する。そして、これら２つのセンサ部の検出信号の出力時間差に基づいて打撃位置を把握するようにしている（段落［００８７］〜［００９１］、第１０、１１図）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３７０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の装置では、２つのセンサ部の双方が検出信号を出力するまで、打撃位置の把握が可能とならない。空間部は渦巻き状であえて長尺に形成されているため、空間部のいずれかの端部近傍が打撃されたときは、他方の端部までの距離が長くなる。そのため、空間部内の音波の伝搬に時間がかかり、その分だけ位置の把握が遅れることから発音処理が遅れるという問題があった。この遅れは重大とまではいえないが、打撃位置に応じた楽音発生の処理を迅速に行いたいという基本的な要請からみれば好ましいものではない。
【０００６】
また、上記特許文献１の装置において、空間部を３つ以上設け、各空間部にセンサ部を配設する構成も開示されている（図１、図６）。しかし、そのようにするとセンサ部の数も増えるので、構成の複雑化やコスト上昇を招く点では好ましくない。
【０００７】
さらに、仮に、感圧抵抗素子だけで打撃領域における打撃位置を検出できるようにするとすれば、広い面積を有する感圧抵抗素子が必要であるため材料費が高くなり、コストアップに繋がる。
【０００８】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、打撃位置の把握を迅速に行えるようにして、コスト上昇を抑えつつ打撃位置に応じた楽音発生の処理時間を短縮することができる電子打楽器用の打撃検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の電子打楽器用の打撃検出装置は、ベース体（２０）及び被打撃部（３０ｐ、３０ｒ）を有するドラムパッド（ＤＰ）と、２つのセンサ部（ＳＮ）と、前記ベース体に設けられ、前記被打撃部に対する打撃による振動に応じた出力信号を出力する１つの振動検出センサ（ＰＺ）とを有し、前記ドラムパッドの内部には空間部（Ｓ、Ｓｒ）が形成され、前記被打撃部が打撃された瞬間、前記被打撃部の打撃された部分が前記空間部の側に撓むことによって該空間部の容積が一時的に減少するように構成され、前記ベース体には、前記空間部から外気側に通じる２つの連通部（２１、２１ｒ）が互いに離間した位置に形成され、前記２つのセンサ部は、前記各連通部に配設され、各々、前記空間部の内圧が瞬間的に上昇したこと、または、前記空間部から前記各連通部を通じて外気側に空気が瞬間的に流れたことを検出して検出信号を出力するように構成され、前記被打撃部に対する打撃に関し、前記振動検出センサから出力された出力信号と前記２つのセンサ部のうち検出信号を先に出力した方から出力された検出信号との出力時間差に基づいて、当該打撃の位置を把握する打撃位置把握手段（１０）とを有することを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の請求項２の電子打楽器用の打撃検出装置は、ベース体及び被打撃部を有するドラムパッドと、２つのセンサ部（ＳＮ）と、前記ベース体に設けられ、前記被打撃部に対する打撃による振動に応じた出力信号を出力する１つの振動検出センサ（ＰＺ）とを有し、前記ドラムパッドの内部には空間部（Ｓ、Ｓｒ）が形成され、前記被打撃部が打撃された瞬間、前記被打撃部の打撃された部分が前記空間部の側に撓むことによって該空間部の容積が一時的に減少するように構成され、前記２つのセンサ部は、前記空間部内において互いに離間した位置に配置され、前記空間部の内圧が瞬間的に上昇したことを検出して検出信号を出力するように構成され、前記被打撃部に対する打撃に関し、前記振動検出センサから出力された出力信号と前記２つのセンサ部のうち検出信号を先に出力した方から出力された検出信号との出力時間差に基づいて、当該打撃の位置を把握する打撃位置把握手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記空間部は、長尺に延伸されている（請求項３）。
【００１２】
なお、さらに好ましくは、前記被打撃部には、前記ベース体の上側に配設されたパッド部（３０ｐ）が含まれてもよい。また、前記被打撃部には、前記ベース体の周縁部の上側に配設されたリム部（３０ｒ）が含まれてもよい。
【００１３】
好ましくは、前記被打撃部に対する打撃に関し、前記振動検出センサから出力された出力信号に基づいて、当該打撃の強さを特定する打撃強さ特定手段（１０）を有する（請求項４）。さらに好ましくは、前記打撃強さ特定手段は、前記振動検出センサから出力された出力信号に基づいて特定した打撃の強さを、前記打撃位置把握手段により把握された打撃の位置に基づいて補正する（請求項５）。
【００１４】
なお、上記括弧内の符号は例示である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１、２によれば、打撃位置の把握を迅速に行えるようにして、コスト上昇を抑えつつ打撃位置に応じた楽音発生の処理時間を短縮することができる。
【００１６】
請求項３によれば、２つのセンサ部の空間部の長さ方向における距離を長くとることができ、打撃位置の正確な把握に有利となる。
【００１７】
請求項４によれば、処理の遅延を招くことなく打撃強さを特定することができる。
【００１８】
請求項５によれば、打撃の強さをより正確に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電子打楽器用の打撃検出装置が適用される１つのドラムパッドの平面図、本図（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２】本電子打楽器における打撃検出装置を含む制御機構のブロック図である。
【図３】空間部の第１端部の拡大図、本図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第１パッドセンサ部の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】２つの空間部及び４つのセンサ部の関係を示す模式図、空間部を第２パッドセンサ部から第１パッドセンサ部まで直線的に延ばした場合の全長と打撃位置との関係を示す概念図、空間部を第２リムセンサ部から第１リムセンサ部まで直線的に延ばした場合の全長と打撃位置との関係を示す概念図である。
【図５】振動検出センサ、パッドセンサ部の、打撃位置による反応の遅延時間の違いを示す図、パッド部が打撃された場合における振動検出センサ、第１、第２パッドセンサ部の出力信号波形を示す図である。
【図６】パッド打撃、リム打撃による、空間部における実距離と振動検出センサに対するパッドセンサ部、リムセンサ部の信号の各出力時間差を示す図である。
【図７】空間部の変形例を示すドラムパッドの部分断面図である。
【図８】変形例の空間部の平面視形状を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る電子打楽器用の打撃検出装置が適用される１つのドラムパッドの平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。このドラムパッドＤＰは、電子ドラム用に構成される。ドラムパッドＤＰとして利用される対象としては、例えば、スネアドラム、タムタム、シンバル等が挙げられるが、これらに限られない。本電子打楽器の全体は図示しないが、同じ構成のドラムパッドＤＰが複数備えられる。各ドラムパッドＤＰが担当する音色を異ならせることで、同一構成のものでもドラムセットにおける種々のドラム音の発生を実現することができる。
【００２２】
図２は、本電子打楽器における打撃検出装置を含む制御機構のブロック図である。図２に示すように、この電子打楽器は、記憶装置２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、操作入力部５、Ａ／Ｄ変換器６、表示部７、楽音発生部８、タイマ１７、及び各種インターフェイス９が、バス１１を介してＣＰＵ１０にそれぞれ接続されて構成される。タイマ１７はＣＰＵ１０にも接続される。また、Ａ／Ｄ変換器６には、４つのセンサ部ＳＮ、及び１つの振動検出センサＰＺからの出力信号が入力される。センサ部ＳＮには、第１パッドセンサ部ＳＮ１、第２パッドセンサ部ＳＮ２、第１リムセンサ部ＳＮｒ１、第２リムセンサ部ＳＮｒ２が含まれる。これらセンサ部ＳＮ及び振動検出センサＰＺの出力信号は、不図示の信号処理回路によってスキャンされる。
【００２３】
ＣＰＵ１０は、本装置全体の制御を司る。ＲＯＭ３は、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや各種テーブルデータ等を記憶する。ＲＡＭ４は、演奏データ、テキストデータ等の各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算結果等を一時的に記憶する。タイマ１７は、タイマ割り込み処理における割り込み時間や各種時間を計時する。記憶装置２は、フラッシュメモリ等で構成され、自動演奏データ等を記憶するほか、上記制御プログラムを含む各種アプリケーションプログラムを記憶することもできる。
【００２４】
操作入力部５は、各種操作子を含む。表示部７は、ＬＣＤ等で構成され、各種情報を表示する。楽音発生部８は、不図示のサウンドシステム及びスピーカを含み、Ａ／Ｄ変換器６から入力されるセンサ部ＳＮ及び振動検出センサＰＺからの出力信号に基づいてマニュアル演奏による楽音も発生させるほか、記憶装置２に記憶された自動演奏データに基づいて自動再生を行うことができる。各種インターフェイス９には、ＭＩＤＩＩ／Ｆ（インターフェイス）のほか、有線または無線用のネットワークＩ／Ｆ等が含まれる。
【００２５】
主に、ＣＰＵ１０、タイマ１７、Ａ／Ｄ変換器６、センサ部ＳＮ、振動検出センサＰＺ、記憶装置２、ＲＯＭ３及びＲＡＭ４が、本願発明における「打撃検出装置」として機能する。
【００２６】
図１に示すように、ドラムパッドＤＰは、アルミニウム等の金属で成り円盤状のベース体２０と、ベース体２０の上側に配設されて不図示のスティックで打撃される円盤状のパッド体３０とを含んでいる。パッド体３０は、ベース体２０よりも少し直径が小さい。被打撃部となるパッド体３０は、ベース体２０の上側に配設される円形のパッド部３０ｐと、該パッド部３０ｐの外縁に連接して形成される環状のリム部３０ｒとで一体に構成される。リム部３０ｒは、ベース体２０の周縁部の上側に位置する。リム部３０ｒとパッド部３０ｐとは別体に構成してもよい。
【００２７】
パッド部３０ｐはその表面が平坦な打撃面を提供し、いわゆるパッド打撃に用いられる。リム部３０ｒは、リム打撃に用いられる。図１（ａ）における上下左右のいずれの側をドラムパッドＤＰの奏者側としてもよい。ベース体２０は、金属製に限られず、適当な剛性を有していればよく、硬質樹脂等で構成してもよい。一方、パッド体３０は、打撃されるため、発泡ゴム等の弾性材で構成されるが、打撃に適した弾性乃至可撓性を有した素材であれば他の素材も採用可能である。
【００２８】
パッド体３０のパッド部３０ｐは、上下面共に平坦で、厚みが一様である（図１（ｂ）参照）。パッド部３０ｐの下方におけるベース体２０の上面側には、１つの凹部２３が平面視渦巻き状に形成されている。凹部２３の隣接する部分同士の間にリブ２２が介在する。また、リム部３０ｒの下方におけるベース体２０の上面側には、一部を欠円とした環状の凹部２３ｒが形成されている。
【００２９】
パッド体３０は、各リブ２２の上面を含むベース体２０の上面に接着固定される。その接着は、不図示の両面テープを介してなされるが、接着剤で固定してもよい。ベース体２０に上側からパッド体３０が接着されることで、凹部２３、凹部２３ｒとパッド体３０の下面３０ａとによって、それぞれ閉所的な空気室であるそれぞれ１つの空間部Ｓ、空間部Ｓｒが画成される。
【００３０】
凹部２３、２３ｒの平面視形状に依存して、空間部Ｓ、Ｓｒの平面視形状も、それぞれ渦巻き状、略環状である。空間部Ｓ、Ｓｒの縦断面形状はいずれも矩形であるが、それらの形状は問わない。空間部Ｓ、Ｓｒの平面視の幅は一様である。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、空間部Ｓの長さ方向における両端部が、第１端部Ｓａ及び第２端部Ｓｂである。第１端部Ｓａが、ベース体２０の半径方向外側で、第２端部Ｓｂが内側である。ベース体２０の凹部２３の底部であって、空間部Ｓの第１端部Ｓａの位置と第２端部Ｓｂの位置に、それぞれ、外気側に通じる貫通穴である連通部２１（２１−１、２１−２）が形成されている。また、空間部Ｓｒの長さ方向両端部である第１端部Ｓｒａと第２端部Ｓｒｂの各位置にも、それぞれ、連通部２１（２１ｒ−１、２１ｒ−２）が形成されている。空間部Ｓ、Ｓｒが、それぞれの連通部２１を介して外気に連通している。連通部２１−１、２１−２、２１ｒ−１、２１ｒ−２に第１パッドセンサ部ＳＮ１、第２パッドセンサ部ＳＮ２、第１リムセンサ部ＳＮｒ１、第２リムセンサ部ＳＮｒ２が配設される。
【００３２】
凹部２３は長尺に延伸されているので、それらの端部に配置されるパッドセンサ部ＳＮ１、ＳＮ２は、凹部２３の長さ方向においては大きく離間している。凹部２３ｒにおけるリムセンサ部ＳＮｒ１、ＳＮｒ２についても同様である。平面視上の位置については、第２パッドセンサ部ＳＮ２は、パッド体３０の中央に位置する。すなわち、第２端部Ｓｂ乃至第２パッドセンサ部ＳＮ２の位置は、パッド体３０の平面視図形のほぼ重心位置である。
【００３３】
振動検出センサＰＺは、ベース体２０の下面に配設される。振動検出センサＰＺの平面視における配置位置も、パッド体３０の平面視図形のほぼ重心位置である。振動検出センサＰＺは、圧電素子でなるいわゆるピエゾセンサである。振動検出センサＰＺは、パッド部３０ｐの打撃による振動をベース体２０を介して検出し、その振動に応じた信号を出力する。振動検出センサＰＺは、台座４１を介して片持ち状態で配設固定され（図１（ｂ）参照）、感度が向上している。
【００３４】
図３（ａ）は、空間部Ｓの第１端部Ｓａの拡大図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。連通部２１−２（図１（ｂ））にだけはそれに重なるように振動検出センサＰＺが配設される点で他の連通部２１と異なるが、それ以外では各連通部２１周りの構成はいずれも同様である。従って、図３（ａ）、（ｂ）を参照し、代表して連通部２１−１について主に説明する。
【００３５】
連通部２１−１に配設される第１パッドセンサ部ＳＮ１は、ベース体２０の下面に接着等で固定される固定材１５によって保持されて、連通部２１−１内の外気側（ベース体２０の下面側）の出口近傍に位置している。この例では、連通部２１−１は固定材１５によって完全には塞がれておらず、連通部２１−１と固定材１５との間の間隙２１ａ（図３（ａ）参照）を通じて、空間部Ｓと外気側との間で空気が行き来できる構成となっている。第１パッドセンサ部ＳＮ１の信号を出力する配線の図示は省略されているが、例えば、連通部２１−１のベース体２０の下面側出口から導出される。
【００３６】
図３（ｃ）は、第１パッドセンサ部ＳＮ１の構成を模式的に示す断面図である。４つの各センサ部ＳＮの構成は同一である。第１パッドセンサ部ＳＮ１は、圧力センサであって、この例では、シリコンマイクを採用しており、市販のものでもよい。図３（ｃ）に示すように、第１パッドセンサ部ＳＮ１において、筐体１２内に第１室ｒ１が形成され、第１室ｒ１内に第２室ｒ２が形成されている。筐体１２の底部から突設された壁部１３の上部にシリコンのダイヤフラム１４が張設され、四方の壁部１３とダイヤフラム１４とによって、上記第２室ｒ２が画成される。
【００３７】
筐体１２の上部には、第１室ｒ１と空間部Ｓとを連通させる空気導入穴１２ａが形成されている。壁部１３には、第１室ｒ１と第２室ｒ２とを連通させる微小な貫通穴１３ａが形成されている。貫通穴１３ａは、大気圧や外気温変化に対処するためのものであり、空気導入穴１２ａよりも十分に小さい。
【００３８】
このような構成の第１パッドセンサ部ＳＮ１において、空間部Ｓ内の気圧が変化すると、それが空気導入穴１２ａを通じて第１室ｒ１に伝わり、第１室ｒ１の気圧も連動して変化する。一方、貫通穴１３ａの存在により、第２室ｒ２内の気圧は、空間部Ｓの気圧が定常状態である初期状態では、第１室ｒ１と同じである。従って、第２室ｒ２の気圧が急激に変化すると、第１室ｒ１とに生じる気圧差により、ダイヤフラム１４が撓む（乃至振動する）。それを電気信号に変換して、空間部Ｓの圧力変化を示す検出信号として取り出すことができる。特に、第１パッドセンサ部ＳＮ１は、気圧変化の程度に応じた信号を出力することができる。この検出信号は、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換されてＣＰＵ１０に供給される。
【００３９】
上述のように、パッド部３０の打撃には、パッド部３０ｐの表面を打撃するパッド打撃とリム部３０ｒを打撃するリム打撃とがある。パッド打撃においては、パッド部３０ｐの表面のあらゆる位置がスティックによって打撃され得る。
【００４０】
パッド部３０ｐは、その弾性により、打撃された部分が空間部Ｓの側（下方）に瞬間的に撓む。この下方に撓んだ容積分だけ、空間部Ｓの容積が減少する。打撃は瞬間的であるので、空間部Ｓの内圧が瞬間的に上昇し、第１室ｒ１の内圧上昇を通じてセンサ部ＳＮのダイヤフラム１４（図３（ｃ）参照）が撓む。これにより、検出信号がセンサ部ＳＮから出力される。リム部３０ｒにおいても同様である。
【００４１】
ここで、ちょうどリブ２２の上方で打撃がされた場合のように、隣接する空間部Ｓを跨るような位置で打撃されたときは、隣接する両方の空間部Ｓの側にパッド部３０ｐがそれぞれ瞬間的に撓む。この場合、空間部Ｓの内圧上昇は、時間差を持った２つの波としてセンサ部ＳＮの位置に到達するため、センサ部ＳＮは、１度の打撃に関して、空間部Ｓの内圧上昇を、時間差をもって２度検出することが生じ得る。しかし、本実施の形態では、通常の打撃間隔より十分に短い、時間的に極めて近い２度の内圧上昇については、最初に出力された検出信号だけを打撃位置の把握に用いることとする。これにより、検出ロジックが簡単で済む。あるいは、位置検出精度を高める観点からは、上記２度の出力のうち大きい方の出力を打撃位置の把握に用いるようにしてもよい。
【００４２】
次に、図４、図５を用いて打撃検出の具体的手法を説明する。演算等の処理は、ＣＰＵ１０によってなされる。
【００４３】
図４（ａ）は、空間部Ｓ、空間部Ｓｒ、及び４つのセンサ部ＳＮの関係を示す模式図である。図４（ｂ）は、空間部Ｓを第２パッドセンサ部ＳＮ２から第１パッドセンサ部ＳＮ１まで直線的に延ばした場合の全長と打撃位置との関係を示す概念図である。図４（ｃ）は、空間部Ｓｒを第２リムセンサ部ＳＮｒ２から第１リムセンサ部ＳＮｒ１まで直線的に延ばした場合の全長と打撃位置との関係を示す概念図である。
【００４４】
図４（ａ）に一例を示すように、パッド部３０ｐまたはリム部３０ｒにおいて任意の打撃位置Ｐｘが打撃されたとする。パッド部３０ｐが打撃された場合、第２パッドセンサ部ＳＮ２から打撃位置Ｐｘまでの、空間部Ｓの長さ方向における距離は図４（ｂ）に示す実距離Ｌｓである。リム部３０ｒが打撃された場合、第２リムセンサ部ＳＮｒ２から打撃位置Ｐｘまでの、空間部Ｓｒの長さ方向における距離は図４（ｃ）に示す実距離Ｌｓｒである。
【００４５】
図５（ａ）は、振動検出センサＰＺ、パッドセンサ部ＳＮ１、ＳＮ２の、打撃位置による反応の遅延時間の違いを示す図である。図４（ａ）において、パッド部３０ｐの中央から外縁までの間に打撃位置Ｐａ〜Ｐｅを考える。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、振動検出センサＰＺ、第２パッドセンサ部ＳＮ２については、実際の打撃に対する信号出力までの遅延時間（ｍｓｅｃ）は、パッド部３０ｐの中央に近い打撃位置Ｐａが最も小さく、打撃位置Ｐｅ等のようにパッド部３０ｐの中央から遠くなるほど大きい。ここで、振動検出センサＰＺは、音波の伝搬速度には関係なく、ベース体２０の振動を検出するものであるので、打撃位置Ｐａ〜Ｐｅで遅延時間に大きな差はない。これに対して、第２パッドセンサ部ＳＮ２の反応の遅れは、空間部Ｓ内の音波の伝搬速度に依存する。そのため、打撃位置Ｐｘがパッド部３０ｐの中央から遠くなるにつれて、すなわち、空間部Ｓの長さ方向において打撃位置Ｐｘが遠くなるにつれて遅延が顕著となる。これとは反対に、第１パッドセンサ部ＳＮ１については、もともとパッド部３０ｐの外縁近くに配置されているため、打撃位置Ｐｘがパッド部３０ｐの中央に近くなるほど遅延が顕著となる。
【００４７】
図５（ｂ）、（ｃ）は、パッド部３０ｐの位置Ｐａ、Ｐｅが打撃された場合における振動検出センサＰＺ、第１パッドセンサ部ＳＮ１、第２パッドセンサ部ＳＮ２の出力信号波形を示す図である。横軸が経過時間であり、縦軸が振幅である。
【００４８】
仮に、図４（ａ）に示す位置Ｐａが打撃されたとする。位置Ｐａは、平面視において、振動検出センサＰＺ及び第２パッドセンサ部ＳＮ２の配置位置と同じである。この場合、図５（ｂ）に示すように、ピエゾセンサである振動検出センサＰＺがいち早く反応し、位置Ｐａに近い側の第２パッドセンサ部ＳＮ２もほどなく反応する。しかし、第１パッドセンサ部ＳＮ１は、空間部Ｓの長さ方向において位置Ｐａから遠いため、反応が遅れる。
【００４９】
一方、図４（ａ）に示す位置Ｐｅが打撃されたとする。位置Ｐｅは、空間部Ｓの長さ方向において、第２パッドセンサ部ＳＮ２よりも第１パッドセンサ部ＳＮ１に近い。そのため、図５（ｃ）に示すように、第２パッドセンサ部ＳＮ２よりも早く第１パッドセンサ部ＳＮ１が反応する。振動検出センサＰＺについては、位置Ｐａに比べ位置Ｐｅまでの直距離が遠いにもかかわらず、反応の遅れは小さい。
【００５０】
図６で後述するように、本実施の形態では、打撃の有無（トリガ）については振動検出センサＰＺの出力信号のみに基づいて検出する。打撃の位置については、振動検出センサＰＺからの出力信号の出力タイミングと、第１パッドセンサ部ＳＮ１、第２パッドセンサ部ＳＮ２のうち早く反応した方から出力された検出信号の出力タイミングとの時間差である出力時間差Ｄに基づいて把握する。従って、打撃の位置の把握に関し、パッドセンサ部ＳＮ１、ＳＮ２の検出信号のうち遅く出力された方は無視される。
【００５１】
打撃の強さについては、処理の迅速のためには振動検出センサＰＺの出力のみに基づいて特定してもよい。しかし、本実施の形態では、パッド打撃に関しては、打撃の強さをより正確に特定するために、振動検出センサＰＺの出力から特定される値を、把握した打撃の位置によって補正したものを打撃の強さとする。
【００５２】
図６（ａ）は、パッド打撃による、空間部Ｓにおける実距離Ｌｓと振動検出センサＰＺに対するパッドセンサ部ＳＮ１、ＳＮ２の信号の出力時間差Ｄを示す図である。図６（ｂ）は、リム打撃による、空間部Ｓｒにおける実距離Ｌｓｒと振動検出センサＰＺに対するリムセンサ部ＳＮｒ１、ＳＮｒ２の信号の出力時間差Ｄを示す図である。
【００５３】
まず、図６（ａ）に示すように、パッド部３０ｐの打撃において、振動検出センサＰＺに対するパッドセンサ部ＳＮ１、ＳＮ２の信号の出力時間差Ｄ１、Ｄ２に注目する。出力時間差Ｄ１は、打撃位置Ｐｘが空間部Ｓの長さ方向において第２パッドセンサ部ＳＮ２の位置のとき（実距離Ｌｓが０のとき）に最大で、第１パッドセンサ部ＳＮ１の位置に近い（実距離Ｌｓが大きくなる）ほど小さくなる。一方、出力時間差Ｄ２は、打撃位置Ｐｘが第２パッドセンサ部ＳＮ２の位置のときほぼ０で、第１パッドセンサ部ＳＮ１の位置に近いほど大きくなる。出力時間差Ｄ１、Ｄ２は、実距離Ｌｓが大きくなっていく途中で逆転する。
【００５４】
実距離Ｌｓが０の位置から出力時間差Ｄ１、Ｄ２が逆転する位置までの範囲では、パッドセンサ部ＳＮ１、ＳＮ２のうち早く（先に）反応するのは第２パッドセンサ部ＳＮ２であるので、打撃位置の算出には出力時間差Ｄ２を用いる。出力時間差Ｄ１、Ｄ２が逆転する位置から実距離Ｌｓが最大となる位置までの範囲では、打撃位置の算出には出力時間差Ｄ１を用いる。結果として、出力時間差Ｄ１、Ｄ２のうち小さい方が採用されることになる。空間部Ｓの全長の値、実距離Ｌｓと出力時間差Ｄ１、Ｄ２との関係は、ＲＯＭ３に予めテーブルとして格納されている。あるいは、これらの関係を表す演算式として格納しておいてもよい。
【００５５】
パッド打撃の打撃位置の算出においては、パッドセンサ部ＳＮ１、ＳＮ２の検出信号のうち早く出力されたものから定まる出力時間差Ｄの値から、上記テーブルを参照し、第２パッドセンサ部ＳＮ２からの実距離Ｌｓがまず特定される。空間部Ｓの渦巻き形状が既知であるため、実距離Ｌｓが判明すると、打撃位置Ｐｘが、パッド部３０ｐの打撃面上における位置（座標）として把握される。
【００５６】
また、図６（ｂ）に示すように、リム部３０ｒの打撃に関しても全く同様にして打撃位置が把握される。すなわち、実距離Ｌｓｒが０の位置から出力時間差Ｄ１ｒ、Ｄ２ｒが逆転する位置までの範囲では、打撃位置の算出には出力時間差Ｄ２ｒを用い、出力時間差Ｄ１ｒ、Ｄ２ｒが逆転する位置から実距離Ｌｓｒが最大となる位置までの範囲では、打撃位置の算出には出力時間差Ｄ１ｒを用いる。空間部Ｓｒの全長の値、実距離Ｌｓｒと出力時間差Ｄ１ｒ、Ｄ２ｒとの関係はテーブル等として格納されている。
【００５７】
リム打撃の打撃位置の算出においては、リムセンサ部ＳＮｒ１、ＳＮｒ２の検出信号うち早く出力されたものから定まる出力時間差Ｄの値から、上記テーブルを参照し、第２リムセンサ部ＳＮｒ２からの実距離Ｌｓｒがまず特定される。空間部Ｓｒの略環状形状が既知であるため、実距離Ｌｓｒが判明すると、打撃位置Ｐｘが、リム部３０ｒにおける位置として把握される。
【００５８】
ところで、打撃の有無については、振動検出センサＰＺの出力信号が閾値を超えると打撃有りと判断される。その際、振動検出センサＰＺから信号が出力された直後に出力された信号が、パッドセンサ部ＳＮからのものかリムセンサ部ＳＮｒのものかによって、当該打撃がパッド打撃なのかリム打撃なのかが特定される。
【００５９】
また、打撃の強さは、リム打撃においては、振動検出センサＰＺの出力信号の振幅に応じた値で特定される。しかし、パッド打撃においては、打撃位置も考慮される。これは、打撃位置が振動検出センサＰＺから離れるほど振動検出センサＰＺの出力が小さくなることを補正するためである。まず、上記の手法で打撃位置Ｐｘの座標が把握されると、図４（ａ）に示すように、パッド体３０の中央でもある振動検出センサＰＺの位置から打撃位置Ｐｘまでの直線距離Ｌｄも判明する。次に、直線距離Ｌｄに応じた係数Ｋを設定する。係数Ｋは、直線距離Ｌｄが長いほど大きい値で、直線距離Ｌｄが０のとき係数Ｋは１とする。そして、振動検出センサＰＺの振幅に係数Ｋを乗算した値から、パッド打撃における打撃の強さが特定される。
【００６０】
ＣＰＵ１０は、パッド打撃、リム打撃の各々において、把握した打撃位置、打撃強さに応じて、発音させるべき音色、音量の情報を生成し、それを楽音発生部８（図２参照）に伝える。楽音発生部８は、把握された打撃位置に応じた音色で、把握された打撃強さに応じた音量のドラム音を発生させる。なお、把握した打撃位置、打撃強さに応じて、どの楽音パラメータを制御するかは、この例に限られない。
【００６１】
本実施の形態によれば、振動検出センサＰＺの出力信号と、同一の空間部に配設された２つのセンサ部ＳＮのうち検出信号を先に出力した方から出力された検出信号との出力時間差Ｄに基づいて、当該打撃の位置を把握するので、遅く出力される方の検出信号を待たなくてもよく、打撃位置の把握を迅速に行える。しかも、振動検出センサＰＺは１つでよく、センサ部ＳＮについてもパッド打撃の検出に関しては２つによって位置まで把握できるので、コスト上昇を抑えることができる。よって、パッド打撃及びリム打撃に関し、打撃位置に応じた楽音発生の処理時間を短縮することができる。
【００６２】
また、空間部Ｓ、Ｓｒは、いずれも長尺に延伸されているので、空間部Ｓ、Ｓｒの長さ方向における２つのセンサ部ＳＮの距離を長くとることができ、打撃位置の正確な把握に有利となる。
【００６３】
なお、リム打撃に限れば、打撃強さの特定において、振動検出センサＰＺの出力だけを用い、センサ部ＳＮｒの出力は用いない。従って、センサ部ＳＮｒの出力値の大きさ自体の情報を用いなくて済むので、センサ部ＳＮｒとして比較的簡単な構成のものを採用することが容易である。この観点では、パッド打撃においてもセンサ部ＳＮの出力を用いないようにすれば、センサ部ＳＮの構成を簡単にできると共に、強さの特定処理自体も簡易にすることができる。
【００６４】
ところで、特開２００９−３７０４１号公報にも記載されているように、連通部２１は、外気側に通じるものであればよく、断面形状は問わず、また、通路のような形態を呈する必要もない。一方、センサ部ＳＮは、「連通部２１に配設」されていればよく、必ずしも図３（ｂ）に例示されるように連通部２１の内部に配置されなくてもよい。すなわち、センサ部ＳＮは、空間部Ｓ、Ｓｒから外気側への空気の流れや、空間部Ｓ、Ｓｒからの圧力を受けるような位置に配置されればよいので、連通部２１の空間部Ｓ、Ｓｒ側の開口または外気側の開口（出口）付近に配設されてもよい。また、センサ部ＳＮの固定手段は問わず、固定材１５に限られず、自身が単体でベース体２０に接着固定されてもよい。
【００６５】
ところで、本実施の形態では、空間部Ｓ、Ｓｒは、ベース体２０に凹部２３、２３ｒを形成することで設けたが、これに限られず、要はドラムパッドＤＰの内部に形成すればよい。例えば、ベース体２０とパッド部３０の互いに対向する面の少なくとも一方に形成した凹部により空間部Ｓを画成してもよい。例えば、図７（ａ）に空間部Ｓの変形例を示すように、凹部２３をベース体２０に設けることなくパッド部３０の下面３０ａ側のみに設けてもよい。あるいは、図７（ｂ）に空間部Ｓの別の変形例を示すように、パッド部３０の下面側に設けた凹部３０ｃとベース体２０の上面側に設けた凹部２０ａとで凹部２３を形成し、ひいては空間部Ｓを画成してもよい。
【００６６】
あるいは、空間部Ｓ、Ｓｒは、別部材を用いて形成してもよい。例えば、図７（ｃ）に変形例を示すように、ベース体２０とパッド部３０との間に円盤状の別部材４０を挟持する態様で配設する。この別部材４０に、渦巻き状の欠肉部４０ａを形成しておく。つまり、欠肉部４０ａでない肉部がリブ２２に対応する。そして、ベース体２０の上面２０ｂとパッド部３０の下面３０ａと欠肉部４０ａとで凹部２３を形成し、ひいては空間部Ｓを画成する。
【００６７】
また、上記実施の形態では、連通部２１を設けたが、これは必須ではない。例えば、図７（ｄ）に変形例を示すように、連通部２１を廃止し、センサ部ＳＮを、ベース体２０における凹部２３の底部またはリブ２２の側面に固定する。センサ部ＳＮは、上述したように、独立室である第２室ｒ２を有しているので（図３（ｃ）参照）、第２室ｒ２の圧力を基準として空間部Ｓの圧力変化を検出することができる。
【００６８】
仮に、図７（ｄ）の構成を採用し且つ空間部Ｓが密閉される構成をとる場合は、空間部Ｓ内に充填されるものは空気以外の流体（何らかの気体、液体）でもよい。ただし、センサ部ＳＮが、その流体内において機能可能な構成である必要がある。
【００６９】
なお、センサ部ＳＮは、風圧、音波乃至空気振動としての概念の圧力も含めたものを検知できるものであればよく、図３（ｃ）に示した構成に限られない。例えば、センサ部ＳＮは、空間部Ｓ、Ｓｒと外気との間に生じる瞬間的で相対的な圧力差に起因して信号を出力する構成としてもよい。従って、センサ部ＳＮは、検出時の基準圧力用の独立室である第２室ｒ２（図３（ｃ）参照）を有しない構成とし、ダイヤフラム１４が、上記相対的な圧力差によって撓むように構成してもよい。ただし、図７（ｄ）に示す変形例を採用する場合は、外気圧等との相対的な圧力差を検出対象にはできないので、空間部Ｓ自身の圧力変化を検出できる構成である必要がある。そのため、ベース体２０においては、基準圧力用の独立室である第２室ｒ２（図３（ｃ）参照）は必須となる。
【００７０】
また、センサ部ＳＮが連通部２１に配設されることから、センサ部ＳＮには、圧力センサではなく流量センサを採用してもよい。その場合は、連通部２１は完全に塞ぐことなく、空気が自由に流通できるように構成する必要がある。採用する流量センサとしては、電気式（電磁式等）、機械式（カルマン式等）を問わない。流量センサを採用する場合において、構成をより簡単にするためには、センサ部ＳＮには、打撃有無だけを検出できる簡素化したセンサ（例えば、連通部を通じて空気が瞬間的に流れたことを検出できるもの）を採用してもよい。
【００７１】
なお、振動検出センサＰＺはピエゾセンサに限られず、振動に応じた信号を出力するものであればよい。例えば、センサ部ＳＮに対して検出の遅れが顕著とならないような位置（パッド部３０ｐの中央等）に配置されるとすれば、静電センサ、光センサ、空気圧センサ等も採用可能である。
【００７２】
なお、上記実施の形態においては、空間部Ｓを渦巻き状としたが、適切な長さを確保するための形状は渦巻き状に限られない。特開２００９−３７０４１号公報の第１２図に示されるような、１筆書きのような形態でパッド部３０ｐのほぼ全領域に亘って空間部Ｓを形成すれば、打撃位置の座標を広範囲に把握可能である。
【００７３】
また、空間部Ｓは円形を基本とした形状に限られない。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に変形例の空間部Ｓの平面視形状を模式的に示す。これらのように、空間部Ｓの全体形状を四角形等の矩形の形状としてもよい。いずれの例でも、センサ部ＳＮが、各空間部Ｓの両端部に配置されている。これらは、パッド体３０が矩形である場合に好適である。
【００７４】
なお、上記実施の形態において、振動検出センサＰＺは平面視においてパッド部３０ｐの中央に位置したが、これに限られない。その位置が既知であるので、打撃位置や打撃強さの把握において、振動検出センサＰＺ及びパッドセンサ部ＳＮ１、ＳＮ２の相対的な配置位置を考慮した演算を行えばよい。また、打撃有無の特定においても、振動検出センサＰＺの反応は早いので、中央配置でなくても支障がない。
【００７５】
なお、上記実施の形態では、パッド打撃とリム打撃の双方を検出できる構成としたが、出力時間差Ｄを利用した本発明の打撃位置の把握手法は、いずれか一方の打撃のみに適用してもよい。従って、例えば、リム部３０ｒは廃止してもよい。
【００７６】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
１０  ＣＰＵ（打撃位置把握手段、打撃強さ特定手段）、  ２０  ベース体、  ２１、２１ｒ  連通部、  ３０ｒ  リム部（被打撃部）、  ３０ｐ  パッド部（被打撃部）、  ＤＰ  ドラムパッド、  ＰＺ  振動検出センサ、  ＳＮ１  第１パッドセンサ部、  ＳＮ２  第２パッドセンサ部、  ＳＮｒ１  第１リムセンサ部、  ＳＮｒ２  第２リムセンサ部、  Ｓ、Ｓｒ  空間部
【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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