(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部における操作に応じて変化する第１の操作信号を出力する第１の操作検出手段と、複数のスイッチを含み、該複数の各スイッチの動作状態及び非動作状態に対応して異なる抵抗値となる可変抵抗回路と、該可変抵抗回路に接続される第１出力ラインと、前記第１の操作信号が入力される第２出力ラインと、前記第１出力ラインを介して前記可変抵抗回路に接続され、前記可変抵抗回路の抵抗値に応じて、前記複数の各スイッチのスイッチ動作を識別する識別手段と、前記第２出力ラインを介して出力される前記第１の操作信号と前記識別手段により識別された前記複数の各スイッチのスイッチ動作とに基づいて楽音を制御する楽音制御手段と、を備えた楽音制御装置であって、
前記操作部における操作に応じて変化する第２の操作信号を出力する第２の操作検出手段を備え、
前記複数の各スイッチがいずれも非動作状態のときに限り、前記第２の操作信号が前記第１出力ラインに供給されるようにすると共に、前記楽音制御手段に対し、前記第２の操作信号によっても前記楽音を制御させるようにした、
ことを特徴とする楽音制御装置。
【請求項２】
前記複数のスイッチのうち少なくとも１つのスイッチは、当該スイッチの動作状態において前記可変抵抗回路の抵抗値をゼロにしないスイッチであり、
前記少なくとも１つのスイッチがいずれも非動作状態のとき、前記第２の操作信号を前記第１出力ラインに供給すると共に、前記少なくとも１つのスイッチが動作状態のとき、前記第２の操作信号を前記第１出力ラインに供給しないようにする供給制御回路を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の楽音制御装置。
【請求項３】
前記供給制御回路は、前記第２の操作信号を、コンデンサを介して前記第１出力ラインに供給すると共に、前記少なくとも１つのスイッチの動作に連動する連動スイッチを有し、
該連動スイッチは、前記少なくとも１つのスイッチのいずれかが動作状態のとき、前記第２の操作信号を短絡するものである、
ことを特徴とする請求項２に記載の楽音制御装置。
【請求項４】
前記供給制御回路は、前記少なくとも１つのスイッチの動作に連動する連動スイッチを有し、
該連動スイッチは、前記少なくとも１つのスイッチがいずれも非動作状態のとき、前記第２の操作信号を前記第１出力ラインに供給すると共に、前記少なくとも１つのスイッチのいずれかが動作状態のとき、前記第２の操作信号を前記第１出力ラインに供給しないようにするものである、
ことを特徴とする請求項２に記載の楽音制御装置。
【請求項５】
前記操作部は被打撃体であり、
前記複数のスイッチは、少なくとも、前記被打撃体の外周に配設された枠体にそれぞれ配置され該枠体の異なる領域への打撃を検出する第１スイッチ及び第２スイッチであり、
前記第１の操作検出手段は、前記被打撃体の下面に貼着された打撃レベル検出用の打撃センサであり、前記第２の操作検出手段は、前記被打撃体の下面に貼着され、前記打撃レベル検出用の打撃センサとともに打撃位置を検出するための打撃センサである、
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の楽音制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ドラムパッド等の操作により楽音を制御する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子打楽器（電子ドラム）において、３種類の打撃操作（ショット）が可能な電子ドラム用パッド（３ゾーンパッド）が知られている（特許文献１参照）。
図１０は、この従来の電子ドラム用パッドの操作説明図である。ボトムケース７１の上部開口端に面状のヘッド（狭義のパッド）７２が被せられ、その周囲がリング状のリム７３で囲まれている。ボトムケース７１の側方張り出し部にコントローラ７４を備えるものもある。７５はスティックである。
図１０（ａ）に「ヘッドショット」を示す。スティック７５の先端部でヘッド７２（ハッチングを付けている）を叩く。リム７３は破線で示している。
図１０（ｂ）に「オープンリムショット」を示す。スティック７５の中間部で、演奏者側に位置するオープンリム領域７３ａ（ハッチングを付けている）を叩く。一方、演奏者と反対の側はクローズドリム領域７３ｂ（破線）である。
図１０（ｃ）に「クローズドリムショット」を示す。演奏者の手首を打面に近付け、スティック７５の先端近傍で、クローズドリム領域７３ｂ（ハッチングを付けている）を叩く。その際、演奏者の手首がオープンリム領域７３ａ（破線）に当たる場合がある。
上述した従来の技術では、「オープンリムショット」のスイッチ信号と「クローズドリムショット」のスイッチ信号とを、異なる直流電圧を用いて第１出力ラインで出力し、「ヘッドショット」の操作信号を第２出力ラインで出力している。そのため、電子ドラム用パッドを音源本体（トリガモジュール）に接続するケーブルとして、２本の出力ラインを有するステレオフォーンケーブルが使用できる。
【０００３】
ところが、最近では、「ヘッドショット」の検出において、スティック７５の打撃位置を検出するために、ヘッド７２に設置する圧電素子（ピエゾ素子）を複数個にする必要がある。そのため、増設する圧電素子の出力信号も、第１の出力ラインに出力させたい。
しかし、圧電素子のように出力電圧が連続的に変化する信号が、スイッチ信号に重なってしまうと、スイッチ信号の識別が不安定になったり識別できなくなったりするという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６１４１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、操作部から第２の操作信号を出力すると共に、これを、複数のスイッチの動作状態を識別するための出力ラインに供給する楽音制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、請求項１に記載の発明においては、操作部（２１）における操作に応じて変化する第１の操作信号を出力する第１の操作検出手段（４）と、複数のスイッチ（７，８1，４１1，４２1,５２1）を含み、該複数の各スイッチの動作状態及び非動作状態に対応して異なる抵抗値となる可変抵抗回路（１０，４５，５３）と、該可変抵抗回路に接続される第１出力ライン（３1）と、前記第１の操作信号が入力される第２出力ライン（３2）と、前記第１出力ラインを介して前記可変抵抗回路に接続され、前記可変抵抗回路の抵抗値に応じて、前記複数の各スイッチのスイッチ動作を識別する識別手段（１１，１２，３１）と、前記第２出力ラインを介して出力される前記第１の操作信号と前記識別手段により識別された前記複数の各スイッチのスイッチ動作とに基づいて楽音を制御する楽音制御手段（３１）と、を備えた楽音制御装置であって、前記操作部（２１）における操作に応じて変化する第２の操作信号を出力する第２の操作検出手段（１３）を備え、前記複数の各スイッチがいずれも非動作状態のときに限り、前記第２の操作信号が前記第１出力ラインに供給されるようにすると共に、前記楽音制御手段に対し、前記第２の操作信号によっても前記楽音を制御させるようにしたものである。
従って、操作部における操作に応じて変化する第２の操作信号を、複数の各スイッチのスイッチ動作を識別するための出力ラインを介して出力させて、楽音の制御に用いることができる。複数の各スイッチがいずれも非動作状態のときに限り、第２の操作信号が第１出力ラインに供給されることから、スイッチ動作の誤識別を防止することができる。
【０００７】
本発明は、請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の楽音制御装置において、前記複数のスイッチのうち少なくとも１つのスイッチ（８1，４１1，４２1，５２1）は、当該スイッチの動作状態において前記可変抵抗回路（１０，４５，５３）の抵抗値をゼロにしないスイッチであり、前記少なくとも１つのスイッチがいずれも非動作状態のとき、前記第２の操作信号を前記第１出力ライン（３1）に供給すると共に、前記少なくとも１つのスイッチが動作状態のとき、前記第２の操作信号を前記第１出力ラインに供給しないようにする供給制御回路（１８，４６，５１，６１）を備えるものである。
従って、上述した供給制御回路により、複数の各スイッチがいずれも非動作状態のときに限り第２の操作信号が第１出力ラインに供給することが実現できる。
【０００８】
本発明は、請求項３に記載の発明においては、請求項２に記載の楽音制御装置において、前記供給制御回路（１８，４６，５１，６１）は、前記第２の操作信号を、コンデンサ（１４）を介して前記第１出力ライン（３1）に供給すると共に、前記少なくとも１つのスイッチ（８1，４１1，４２1）の動作に連動する連動スイッチ（８2，４１2，４２2，６３）を有し、該連動スイッチは、前記少なくとも１つのスイッチのいずれかが動作状態のとき、前記第２の操作信号を短絡するものである。
従って、連動スイッチを用いて上述した供給制御回路が容易に実現できる。前記少なくとも１つのスイッチが動作状態であるとき、連動スイッチも動作状態となることから、これらを機械式の連動スイッチを用いて簡単に実現できる。
上述した連動スイッチは、複数の連動スイッチ（８2，４１2，４２2）により構成される場合と、１個の連動スイッチ（８2，６３）により構成される場合とがある。
【０００９】
本発明は、請求項４に記載の発明においては、請求項２に記載の楽音制御装置において、前記供給制御回路（５１）は、前記少なくとも１つのスイッチ（５２1）の動作に連動する連動スイッチ（５２2）を有し、該連動スイッチは、前記少なくとも１つのスイッチがいずれも非動作状態のとき、前記第２の操作信号を前記第１出力ライン（３1）に供給すると共に、前記少なくとも１つのスイッチのいずれかが動作状態のとき、前記第２の操作信号を前記第１出力ラインに供給しないようにするものである。
従って、連動スイッチを用いて上述した供給制御回路が容易に実現できる。
上述した連動スイッチは、複数の連動スイッチにより構成される場合と、１個の連動スイッチにより構成される場合とがある。
【００１０】
本発明は、請求項５に記載の発明においては、請求項１から４までのいずれか１項に記載の楽音制御装置において、前記操作部は被打撃体（２１）であり、前記複数のスイッチは、少なくとも、前記被打撃体の外周に配設された枠体（２２）にそれぞれ配置され該枠体の異なる領域への打撃を検出する第１スイッチ（７）及び第２スイッチ（８1）であり、前記第１の操作検出手段は、前記被打撃体の下面に貼着された打撃レベル検出用の打撃センサ（４）であり、前記第２の操作検出手段は、前記被打撃体の下面に貼着され、前記打撃レベル検出用の打撃センサとともに打撃位置を検出するための打撃センサ（１３1〜１３4）である。
従って、電子打楽器に適した楽音制御装置が得られる。すなわち、枠体の異なる領域への打撃を識別できると共に、第１の操作信号と第２の操作信号に基づいて、被打撃体への打撃レベルと打撃位置の検出が、従来と同様の第１出力ライン及び第２出力ラインを介して楽音制御手段において可能となる。
【００１１】
上述した各請求項の記載において、「発明を特定するための事項」に付した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」における、「発明を特定するための事項」に対応するものに付した符号である。この符号は、対応関係の一例を示すにすぎない。「発明を特定するための事項」は、この符号により対応付けられたものに限定されない。
【発明の効果】
【００１２】
上述した本発明によれば、操作部における操作に応じて変化する第２の操作信号を、従来の３ゾーンパッドの出力ケーブルを用いて音源側に出力できるという効果がある。
また、本発明における楽音制御手段に代えて、従来の３ゾーンパッド用の楽音制御手段を使用しても、本発明の複数のスイッチと第１の操作信号に応じて、従来の３ゾーンパッドと同等の楽音制御ができるという上位互換性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の楽音制御装置の第１の実施形態を説明するための電子打楽器のブロック図である。
【図２】図１に示した実施形態におけるステレオフォーンケーブル上の信号電圧を示す説明図である。
【図３】図１に示した実施形態におけるオープンリムスイッチ、クローズドリムスイッチの概要構造の説明図である。
【図４】図１に示したドラムパッドにおける面状のヘッドの概要構造を示す平面図である。
【図５】図１に示したドラムパッドに対する打撃位置検出の原理を示す説明図である。
【図６】図１に示した音源本体のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の楽音制御装置の第２の実施形態の要部を示すブロック図である。
【図８】本発明の楽音制御装置の第３の実施形態の要部を示すブロック図である。
【図９】本発明の楽音制御装置の第４の実施形態の要部を示すブロック図である。
【図１０】従来の電子ドラム用パッドの操作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の楽音制御装置の第１の実施形態を説明するための電子打楽器のブロック図である。
ドラムパッド（操作部、スイッチ）１と、音源内蔵ドラムトリガモジュールと呼ばれる音源本体（識別手段、楽音制御手段、音源部）２とが、ステレオフォーンケーブル（出力ライン）３により接続され、電子打楽器（楽音制御装置）が構成される。
ドラムパッド１は、その打撃操作について図１０を参照して説明したが、図１では、その回路構成を示す。この回路構成は、発明の一部でもある。ステレオフォーンケーブル（出力ライン）３は、第１出力ライン３1、第２出力ライン３2、アースライン３3を有し、背景技術において引用した特許文献１と同様のものであり、２芯シールドケーブル、３芯ケーブルでもよい。音源本体２の内部構成は、図６を参照して後述する。
【００１５】
図２は、図１に示した実施形態におけるステレオフォーンケーブル３上の信号電圧を示す説明図である。図２(1)〜図２(3)、図２(4-1)、図２(5)は、第１出力ライン３1の電圧を示し、横軸は時間である。図２(4-2)は、第２出力ライン３2の電圧を示す。
【００１６】
最初に、ドラムパッド１において、従来の特許文献１に記載の技術と共通する構成を説明する。
４は、音量検出用圧電素子（第１の操作検出手段）であり、ヘッド（操作部）（図４の２１）に対する打撃操作に応じて変化する、図２(4-2)に示す第１の操作信号を、第２出力ライン３2（ステレオフォーンケーブル３のLch）、アースライン３3を介して、音源本体２のアンプ（増幅器）５を経て音量検出用A/D変換器６に出力する。
７は、クローズドリムスイッチであり、クローズドリム領域を叩いたときに動作し、第１出力ライン３1（ステレオフォーンケーブル３のRch）、アースライン３3間に（抵抗値がゼロの図示されない抵抗器を介して）並列接続される。
８1は、オープンリムスイッチであり、オープンリム領域を叩いたときに動作し、抵抗器９（抵抗値R1）を介し、第１出力ライン３1、アースライン３3間に並列接続される。
【００１７】
上述したクローズドリムスイッチ７と、オープンリムスイッチ８1と、上述した抵抗値ゼロの抵抗器と、抵抗器９とからなる可変抵抗回路１０は、第１出力ライン３1、アースライン３3間に接続され、クローズドリムスイッチ７及びオープンリムスイッチ８1の動作状態（オン、閉成）及び非動作状態（オフ、開成）に対応して抵抗値が制御され、異なる抵抗値となる。
この第１出力ライン３1は、音源本体２において、プルアップ抵抗器（抵抗値R0）１１を介して正電源（＋V）に接続されると共に、スイッチ検出用A/D変換器１２に接続される。この正電源（＋V）は、プルアップ抵抗器１１と可変抵抗回路１０とにより分圧されるので、第１出力ライン３1の分圧電圧がスイッチ信号となる。
【００１８】
図２(2)は、リム（図４の２２）に対するオープンリムショットにより、オープンリムスイッチ８1がオン（動作状態）となったときのスイッチ信号である。図２(3)は、クローズドリムショットにより、クローズドリムスイッチ７がオン（動作状態）となったときを示すスイッチ信号である。スイッチ検出用A/D変換器１２は、図２(1)〜図２(3)に示す、第１出力ライン３1の電圧値を識別することにより、スイッチ動作を識別する。
第１出力ライン３1には、クローズドリムスイッチ７のスイッチ信号と、オープンリムスイッチ８1のスイッチ信号とが多重化されているともいえる。また、可変抵抗回路１０は、D/A変換器の一種ともいえる。
【００１９】
クローズドリムスイッチ７、オープンリムスイッチ８1が、それぞれ、図２(1)のように［オフ、オフ］、図２(2)のように［オフ、オン］、図２(3)のように［オン、オフ］のとき、スイッチ信号の電圧（第１出力ライン３1の電圧）は、それぞれ、V，（R1×V）÷（R0＋R1），0となる。例えば、V＝3.3［V］、R1＝10［kΩ］、R0＝33［kΩ］とすれば、3.3［V］，0.767［V］，0［V］である。スイッチ検出用A/D変換器１２は、これら３レベルの電圧を識別するように設計される。
ここで、図１０においても触れたように、打撃操作の特徴から、クローズドリムスイッチ７がオンのとき、オープンリムスイッチ８1もオンとなる場合がある。しかし、このような場合でも、スイッチ信号は、図２(3)と同様に0となるため、クローズドリムスイッチ７がオンであることは、確実に識別できる。
【００２０】
音源本体２においては、第１の操作信号とスイッチ検出用A/D変換器（識別手段）１２により識別されたスイッチ信号とに基づいて、音源部が生成する楽音を制御する。以上の構成が、特許文献１に記載の従来技術である。
本発明の実施形態においては、上述した従来構成に加えて、ドラムパッド１のヘッド（操作部）（図４の２１）における操作に応じて変化する、図２(4-2)に示す第２の操作信号を出力する位置検出用圧電素子（第２の操作検出手段）１３（図４の１３1〜１３4）をヘッドに配置する。
この位置検出用圧電素子１３は、第１出力ライン３1、アースライン３3間に接続し、図２(4-2)に示す第２の操作信号は、図２(1)〜図２(3)に示すスイッチ信号が出力される第１出力ライン３1に供給し、この第１出力ライン３1を介して音源本体２に出力したい。
【００２１】
ところが、音源本体２は、第１出力ライン３1の抵抗分圧された直流電圧を識別することにより、スイッチ動作を識別している。
そのため、クローズドリムスイッチ７、オープンリムスイッチ８1がいずれもオフ（非動作状態）のときに第２の操作信号が発生するのであれば、第２の操作信号は連続的に変化し、直流信号としては検出されないものであるため、第２の操作信号がスイッチ信号として検出されることはない。
また、クローズドリムスイッチ７のように、そのオンにおいて、可変抵抗回路１０の抵抗値をゼロにし、スイッチ信号電圧が0になるものであれば、第２の操作信号が第１出力ライン３1に供給されても影響がない。
しかし、オープンリムスイッチ８1のように、そのオンにおいて、可変抵抗回路１０の抵抗値をゼロにしないものであれば、第２の操作信号が第１出力ライン３1に供給されると、電圧が安定しないので、スイッチ動作の識別が不安定になったり誤識別されたりする。例えば、図２(5)に示すように、オープンリムショット中に打撃操作を検出したり、打撃操作中にオープンリムショットがあったりすると、第２の操作信号とスイッチ信号の変化とが重なってしまう。
【００２２】
そこで、オープンリムスイッチ８1に連動してオンとなる連動オープンリムスイッチ８2を、位置検出用圧電素子１３の出力端子間に接続する。そこで、オープンリムスイッチ８1を２連に変更し、オープンリムショット時に、連動オープンリムスイッチ８2を用いて、位置検出用圧電素子１３を短絡させ、第２の操作信号をキヤンセルし、第２の操作信号が第１出力ライン３1に供給されないようにする。
ただし、第１出力ライン３1、アースライン３3間を直流的に短絡すると、オープンリムスイッチ８1のオンと、クローズドリムスイッチ７のオンとが区別できなくなる。そのため、位置検出用圧電素子１３は、コンデンサ（静電容量C1、例えば、C1＝0.01［μF］）１４を介し、交流結合によって第１出力ライン３1に供給すれば、交流的に短絡されるので、クローズドリムスイッチ７のオンと区別できる。
その結果、第１出力ライン３1のスイッチ信号は、ほぼ、図２(2)となり、オープンリムショットが検出される。
【００２３】
なお、この実施形態の変形例として、コンデンサ１４を位置検出用圧電素子１３と直列接続する代わりに、コンデンサ１４を連動オープンリムスイッチ８2と直接接続し、直列接続された回路を、位置検出用圧電素子１３と並列接続することにより、交流的に短絡することも可能である。
【００２４】
音源本体２においては、第１出力ライン３1に供給された第２の操作信号を、交流結合用のコンデンサ（静電容量C2、例えば、C2＝0.01［μF］）１５とアンプ１６を介して位置検出用A/D変換器１７において検出する。
以上の通り、本発明の実施形態においては、スイッチ信号が出力される第１出力ライン３1に第２の操作信号が供給されるため、スイッチ信号は、位置検出用A/D変換器１７を有しない従来の音源本体においても識別可能である。一方、音量検出用圧電素子４が出力される第２出力ライン３2は、従来のドラムパッド１と変わらないから、第１の操作信号は、従来の音源本体においても検出可能である。
【００２５】
上述した連動オープンリムスイッチ８2とコンデンサ１４とは、オープンリムスイッチ８1のような、そのオンにおいて可変抵抗回路１０の抵抗値をゼロにしないスイッチに対し、このスイッチがオフのとき、第２の操作信号を第１出力ライン３1に供給すると共に、このスイッチがオンのとき、第２の操作信号を第１出力ライン３1に供給しないようにする供給制御回路１８の一具体例である。
【００２６】
図３は、図１に示した実施形態におけるオープンリムスイッチ、クローズドリムスイッチの概要構造の説明図である。
図３（ａ）はドラムパッド１の平面図である。図中、２１はドラムパッド１のヘッド（操作部、被打撃体）である。２２はヘッドの外周に配設されたリム（枠体）であり、そのオープンリム領域には、オープンリムスイッチ８1及び連動オープンリムスイッチ８2が２連シートスイッチ（２連フィルムスイッチ）として配置され、クローズドリム領域には、クローズドリムスイッチ７がシートスイッチ（フィルムスイッチ）として配置される。クローズドリムスイッチ７については従来と同じものであるため、説明を省略する。
【００２７】
図３（ｂ）は、２連シートスイッチ２３の固定接点側を示す概要構造図である。図３（ａ）に示した領域Ａにおける固定接点側の拡大図である。
２３ａは基板シートであり、その上面に、第１の固定接点２４（オープンリムスイッチ８1のアノード側）と、アース固定接点２５と、第２の固定接点２６（連動オープンリムスイッチ８2のアノード側）とが、短い距離を隔てて、かつ、ジグザグに、リム２２の周方向に形成されている。図示の例では、第１の固定接点２４がリム２２の中心側に配置され、第２の固定接点２６がリム２２の外側に配置されているが、逆の配置でもよい。
【００２８】
図３（ｃ）は、２連シートスイッチ２３の垂直断面を示す概要構成図であり、基板シート２３ａを覆う保護膜（フィルム）２３ｂにより、内部空間２３ｃが形成されている。この内部空間２３ｃに面して、基板シート２３ａの上面に上述した固定接点２４〜２６が配置され、保護膜２３ｂの下面に１本の可動接点２７が形成されている。
スティック２８により、保護膜２３ｂを叩くと、第１の固定接点２４とアース固定接点２５の間、及び、第２の固定接点２６とアース固定接点２５の間が、いずれも可動接点２７により導通し、オープンリムスイッチ８1と同時に、連動オープンリムスイッチ８2がオンとなる。スティック２８による保護膜２３ｂの押圧が解除されると、保護膜２３ｂの復元力により、オープンリムスイッチ８1と連動オープンリムスイッチ８2とが、共に非動作（オフ）状態に復帰する。
【００２９】
上述したオープンリムスイッチ８1及び連動オープンリムスイッチ８2は、連動して共に動作状態となるものであるため、上述した接点式の２連シートスイッチ２３として簡単に実現可能である。
図示の例は、概要構造であり、より具体的には、従来技術の特許文献１の図３に示されたリムショットスイッチのように、上述した２連シートスイッチがリムクッションに埋設されるように設置し、スティック２８はリムクッションを叩く。
【００３０】
図４（ａ）は、図１に示したドラムパッド１における面状のヘッド（操作部、被打撃体）の概要構造を示す平面図である。図４（ｂ）は、位置検出用圧電素子（第２の操作検出手段、打撃センサ）１３を４個にした場合の説明図である。
図４（ａ）において、音量検出用圧電素子（打撃センサ）４は、ヘッド２１の中心位置の下面に貼着されている。
一方、位置検出用圧電素子１３は、この具体例では４個の圧電素子１３1〜１３4が並列接続されたものであり、各出力電圧が並列合成された第２の操作信号を出力する。
各圧電素子１３1〜１３4は、ヘッド２１の周辺部に９０°の等角度で、かつ、その中心位置に対して対称となる位置の下面に貼着され、上述した音量検出用圧電素子４とともに打撃位置を検出する。
【００３１】
図５は、図１に示したドラムパッド１に対する打撃位置検出の原理を示す説明図である。図１の音量検出用A/D変換器６が出力する第１の操作信号、図１の位置検出用A/D変換器１７が出力する第２の操作信号、の各エンベロープ波形をピークホールドした信号を、以下、音量検出用信号、位置検出用信号という。
【００３２】
図５（ａ）は、打撃位置が中心に近いときを示し、打撃位置が音量検出用圧電素子４に近いため、音量検出用信号の方が位置検出用信号よりも早く発生する。
図５（ｂ）は、打撃位置が周辺に近いときを示し、打撃位置が位置検出用圧電素子１３1〜１３4のいずれか１個に近いため、位置検出用信号の方が音量検出用信号よりも早く発生する。
従って、音量検出用信号、位置検出用信号のそれぞれのピークタイミング（傾きが０になったタイミング）の時間差tdに基づいて、ヘッド２１の中心からの距離として打撃位置が検出される。
なお、音量検出用信号、位置検出用信号のそれぞれの立ち上がりタイミング（ゼロレベルから正に立ち上がったタイミング）同士の時間差を検出してもよい。
【００３３】
上述した説明では、打撃位置を検出するために、４個の打撃位置検出用圧電素子１３1〜１３4を使用したが、１個でもよい。この場合でも、打撃位置が、音量検出用圧電素子４と位置検出用圧電素子１３との、どちら側にどれ程近いかが検出されるから、楽音の制御に利用することが可能である。
また、特許第３１１０８７号公報、特公昭０７−０４９９２０号公報には、４個の圧電センサを使用して、２次元平面上の打撃位置を検出する技術が記載されている。この技術では、４個の圧電センサの出力信号を、個別に独立して検出することを前提とするものである。従って、本願発明の実施形態においても、位置検出用圧電素子１３1〜１３4が出力する操作信号を、個別に独立して検出できるように、各操作信号を時分割多重化し、フレーム同期信号とともに、第１出力ライン３1に供給すれば、同様の原理によって、ヘッド２１の２次元平面上の打撃位置を検出することができる。
しかし、本発明者の知見によれば、特に各操作信号を時分割多重化しなくても、図４（ｂ）に示した通りの並列接続された位置検出用圧電素子１３1〜１３4が出力する第２の操作信号によっても、同様にヘッド２１の２次元平面上の打撃位置を検出できる。
【００３４】
図６は、図１に示した音源本体（楽音制御部及び音源部）２のハードウエア構成を示すブロック図である。
図中、図１と同様な部分には同じ符号を付している。
３１はCPUであり、ROM３２に格納された制御プログラムに基づいて動作し、RAM３３のワーキングエリアを使用して楽音制御機能を実現する。
【００３５】
CPU３１は、スイッチ検出用A/D変換器１２によりディジタル化された第１出力ライン３1のスイッチ信号を識別することにより、クローズドリムスイッチ７、オープンリムスイッチ８1のオン、オフを検出し、クローズドリムショット、オープンリムショットに応じた打楽器音の発音を音源部３４に指示する。
【００３６】
CPU３１は、また、音量検出用A/D変換器６、位置検出用A/D変換器１７によりディジタル化された第１の操作信号、第２の操作信号のエンベロープ波形（包絡線）を抽出し、ピークホールドすることにより、図５に示した音量検出用信号、位置検出用信号を取得し、これらの時間差tdに応じて、打撃位置を表すデータを得る。このデータに基づいて、音源部３４に対し、打楽器音の音色を指示したり、楽音信号が通過する音色フィルタの特性を指示したりし、また、音量検出用信号のピークレベルに基づいて、打楽器音の音量レベルを指示する。
CPU３１は、図５に示した音量検出用信号、位置検出用信号のうち、遅い方のピークタイミングから若干遅延したタイミングにおいて、音源部３４に対し発音（ノートオン）を指示し、打楽器音を発音させる。
【００３７】
なお、第１の操作信号及び第２の操作信号のエンベロープ波形の抽出、ピークホールドの機能の少なくとも一部は、アンプ５，１６において、抵抗器、コンデンサ、ダイオード等を追加することにより、ハードウエアで実現することもできる。
また、上述した３個のA/D変換器は、A/D変換機能を時分割で実行するようにすれば、１個のA/D変換器で実現可能である。
【００３８】
音源部３４は、CPU３１の指示に基づき、波形メモリ３５に記憶された音色対応の音源波形を読み出して楽音信号を生成し、音量を設定し、エンベロープを付加し、場合により、CPU３１に指示された音色フィルタを通して、ディジタル楽音信号を出力し、D/A変換器３６においてアナログ楽音信号に変換し、サウンドシステムに出力し、アナログ楽音信号を増幅してスピーカやヘッドホン等に供給し、打楽器音を放音させる。
【００３９】
図７は、本発明の楽音制御装置の第２の実施形態の要部を示すブロック図である。図１に示した実施形態に対し、スイッチの数を増設した場合の実施形態である。
図１０において触れたように、電子ドラム用パッドには、パッドコントローラ７４を備えるものがある。このパッドコントローラ７４は、「ヘッドショット」に割り当てられた音色を調整するなど、種々の楽音制御パラメータを、ドラムパッド１の側で設定する操作子である。このパッドコントローラ７４は、従来技術の非特許文献の図１４、図１５において採用されており、インクリメンタル方式のロータリエンコーダである。
【００４０】
Ａ相エンコーダスイッチ４１1とＢ相エンコーダスイッチ４２1とは、回転操作子の回転に応じて、所定の位相差をもって動作（オン）又は非動作（オフ）となるものであり、回転方向によって位相差が反転する。
Ａ相エンコーダスイッチ４１1には抵抗器（抵抗値R2）４３が直列に接続され、Ｂ相エンコーダスイッチ４２1には抵抗器（抵抗値R3）４４が直列に接続され、これらの直列接続は、第１出力ライン３1とアースライン３3に対して並列接続されている。
【００４１】
クローズドリムスイッチ７、オープンリムスイッチ８1、Ａ相エンコーダスイッチ４１1、Ｂ相エンコーダスイッチ４２1、及び、クローズドリムスイッチ７に直列接続されていると見なす抵抗値0の図示しない抵抗器、抵抗器９，４３，４４は、可変抵抗回路４５を構成し、抵抗器（抵抗値R0）１１とともに、分圧抵抗回路を構成する。抵抗値R1，R2，R3は相異なり、かつ、非ゼロ値である。その結果、第１出力ライン３1とアースライン３3間に並列接続された可変抵抗回路４５は、各スイッチのスイッチ動作に応じて制御され、各スイッチのオン及びオフに対応して異なる抵抗値となり、プルアップ抵抗器１１との分圧により、異なる直流電圧となるスイッチ信号を、第１出力ライン３1に出力する。
音源本体２におけるスイッチ検出用A/D変換器１２は、この異なるスイッチ信号電圧を識別することにより、CPU３１は、各スイッチの動作状態を識別する。
【００４２】
この実施形態においては、抵抗値がゼロでない抵抗器９、４３、４４と直列に接続されたスイッチである、オープンリムスイッチ８1、Ａ相エンコーダスイッチ４１1、Ｂ相エンコーダスイッチ４２1は、それぞれ、連動オープンリムスイッチ８2、連動Ａ相エンコーダスイッチ４１2、連動Ｂ相エンコーダスイッチ４２2を有し、これらを、位置検出用圧電素子１３に対し並列に接続する。
オープンリムスイッチ８1又はＡ相エンコーダスイッチ４１1又はＢ相エンコーダスイッチ４２1がオンとなったとき、対応する連動オープンリムスイッチ８2又は連動Ａ相エンコーダスイッチ４１2又は連動Ｂ相エンコーダスイッチ４２2は、位置検出用圧電素子１３を短絡し、第２の操作信号を第１出力ライン３1に供給しない。
従って、コンデンサ１４、連動オープンリムスイッチ８2、連動Ａ相エンコーダスイッチ４１2、連動Ｂ相エンコーダスイッチ４２2は、位置検出用圧電素子１３の出力を第１出力ライン３1に供給するための供給制御回路４６である。
【００４３】
図８は、本発明の楽音制御装置の第３の実施形態の要部を示すブロック図である。
この実施形態における供給制御回路５１は、位置検出用圧電素子１３と第１出力ライン３1との結合を開放することにより、第２の操作信号が第１出力ライン３1に供給されないようにする。
５２1は、オープンリムスイッチであり、図１のオープンリムスイッチ８1と同様である。５３は、図１の可変抵抗回路１０と同様の可変抵抗回路である。５２2は、連動オープンリムスイッチであり、位置検出用圧電素子１３に対し直列接続され、この直列接続回路が、第１出力ライン３1とアースライン３3に対し並列接続されている。
オープンリムスイッチ５２1がオンのとき、連動オープンリムスイッチ５２2は、オフとなるように連動する。その結果、オープンリムスイッチ５２1がオンのとき、位置検出用圧電素子１３から第２の操作信号が出力されている場合でも、この第２の操作信号は、第１出力ライン３1に供給されない。
【００４４】
なお、位置検出用圧電素子１３を第１出力ライン３1に交流結合させたい場合は、図1と同様にコンデンサ１４を介在させてもよい。
上述したオープンリムスイッチ５２1と連動オープンリムスイッチ５２2との連動は、動作状態と非動作状態が逆転する関係の連動であるため、機械式スイッチによって実現するには構造が複雑になる。しかし、例えば、特許第２９０３９３１号公報の図９（Ｂ）、図９（Ｅ）に示される２状態をとる機械式スイッチを作成することにより実現可能である。
上述した開放型の供給制御回路は、図７に示したような、連動させる必要のある２以上のスイッチを有する場合にも適用できる。この場合、複数のスイッチと、各スイッチに連動するスイッチとは、動作状態と非動作状態が逆転する連動関係のものとし、複数の連動スイッチを、位置検出用圧電素子１３に対して直列接続すればよい。
【００４５】
図９は、本発明の楽音制御装置の第４の実施形態の要部を示すブロック図である。図７に示した実施形態に対し、供給制御回路６１を論理ゲート６２及び電子制御式のスイッチ６３で実現するものである。図中、図７と同様な部分には同じ符号を付している。
論理ゲート６２は、オープンリムスイッチ８1、Ａ相エンコーダスイッチ４１1、Ｂ相エンコーダスイッチ４２1の各アノード側の端子電圧を入力し、いずれかの端子電圧がゼロである（２以上の端子電圧がゼロでもよい）とき、すなわち、いずれかのスイッチがオン（２以上のスイッチがオンでもよい）のとき、電子制御式のスイッチ６３をオンとし、位置検出用圧電素子１３を短絡する。それ以外の論理条件では、電子制御式のスイッチ６３をオフとする。
【００４６】
電子制御式のスイッチ６３とは、例えば、リードリレー等の電磁リレー、CMOSアナログスイッチ等の半導体スイッチである。電子制御式のスイッチ６３は、機械式スイッチに比べて、スイッチの個数が増えても簡単に連動スイッチを実現することができる。しかし、ドラムパッド１側に電池電源を備えるか、又は、音源本体２から電源を供給する必要がある。
【００４７】
図９を参照した実施形態は、図７に示した実施の形態を前提にしたものであるが、図１に示した第１の実施形態に対しても同様に実現できる。
また、この実施の形態は、図８に示した開放型の供給制御回路５１を用いた実施形態にも適用できる。
以下には、図７に示した実施の形態の供給制御回路４６を、図８に示したような開放型に置き換えた場合に、これを論理ゲート６２及び電子制御式のスイッチ６３で実現する場合を説明する。
電子制御式のスイッチ６３は、位置検出用圧電素子１３に対して直列接続し、論理ゲート６２は、オープンリムスイッチ８1、Ａ相エンコーダスイッチ４１1、Ｂ相エンコーダスイッチ４２1の各アノード側の端子電圧を入力し、オープンリムスイッチ８1、Ａ相エンコーダスイッチ４１1、Ｂ相エンコーダスイッチ４２1のいずれかがオン（２以上のスイッチがオンでもよい）のとき、電子制御式のスイッチ６３をオフとし、位置検出用圧電素子１３と第１出力ライン３1との結合を開放する。それ以外の入力条件では、電子制御式のスイッチ６３をオンとする。
【００４８】
図１を参照した説明では、音量検出用圧電素子４が出力する操作信号を第２出力ライン３2に供給し、位置検出用圧電素子１３が出力する操作信号を第１出力ライン３1に出力していたが、出力先の出力ラインを逆にしてもよい。
また、図４を参照した説明では、ヘッド２１の中心に音量検出用圧電素子４を配置し、ヘッド２１の周辺に位置検出用圧電素子１３1〜１３4を配置していた。これに代えて、ヘッド２１の中心（図４における４の位置）に配置した圧電素子を１個の位置検出用圧電素子とし、ヘッド２１の周辺に配置した４個の圧電素子を音量検出用圧電素子としてもよい。この場合、４個の圧電素子の操作信号のピークホールド電圧の最大値又は平均値を音量レベルとして処理すればよい。この場合、特開昭２００９−１８６８８６号公報で知られているように、ヘッド２１の周辺に配置する４個の圧電素子は、１個のリングセンサに置き換えることも可能である。
【００４９】
上述した説明では、可変抵抗回路１０，４５，５３の抵抗値は、プルアップ抵抗器１１を用い、音源本体２において、分圧電圧に変換されることにより検出されていた。しかしこれらの抵抗値は、プルアップ抵抗器１１に代えて、定電流源を用いて電圧値として検出したり、プルアップ抵抗器１１に代えて、定電圧源を用いて電流値として検出したりすることができる。
上述した説明では、音量検出用、位置検出用に圧電素子を使用していたが、打撃を検出するセンサであれば、圧電素子でなくてもよい。
上述した説明では、電子ドラム用の楽音制御装置を前提に説明したが、従来技術の特許文献１の図１８と同様に、電子鍵盤楽器用の楽音制御装置や、また、電子ゲーム装置や娯楽施設等の楽音制御装置に本願発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１…ドラムパッド、２…音源本体、３…ステレオフォーンケーブル、３1…第１出力ライン、３2…第２出力ライン、３3…アースライン、４…音量検出用圧電素子、５…アンプ、６…音量検出用A/D変換器、７…クローズドリムスイッチ、８1…オープンリムスイッチ、８2…連動オープンリムスイッチ、９…抵抗器、１０…可変抵抗回路、１１…プルアップ抵抗器、１２…スイッチ検出用A/D変換器、１３，１３1〜１３4…位置検出用圧電素子、１４，１５…コンデンサ、１６…アンプ、１７…位置検出用A/D変換器、１８…供給制御回路、２２…リム、２３…２連シートスイッチ、２３ａ…基板シート、２３ｂ…保護膜、２３ｃ…内部空間、２４…第１の固定接点、２５…アース固定接点、２６…第２の固定接点、２７…可動接点、２８…スティック、３１…CPU、３２…ROM、３３…RAM、３４…音源部、３５…波形メモリ、３６…D/A変換器、４１1…Ａ相エンコーダスイッチ、４１2…連動Ａ相エンコーダスイッチ、４２1…Ｂ相エンコーダスイッチ、４２2…連動Ｂ相エンコーダスイッチ、４３，４４…抵抗器、４５…可変抵抗回路、４６…供給制御回路、５１…供給制御回路、５２1…オープンリムスイッチ、５２2…連動オープンリムスイッチ、５３…可変抵抗回路、６１…供給制御回路、６２…論理ゲート、６３…電子制御式のスイッチ、７１…ボトムケース、７２…ヘッド、７３…リム、７３ａ…オープンリム領域、７３ｂ…クローズドリム領域、７４…パッドコントローラ、７５…スティック
【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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