(57)【要約】 【課題】  打撃の時点から速やかに打撃位置を特定することができると共に、検出信号の出力レベルにばらつきが生じても打撃位置を正確に特定する。【解決手段】  電子ドラムシステム２００のドラムヘッド２１０には、その中心Ｏから等間隔に位置する４つの箇所にセンサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２のいずれかが設けられている。電子ドラムシステム２００では、センサＹ１およびセンサＹ２のそれぞれに検出された振動の開始時点の時間差ΔＴｙが測定されると共に、センサＸ１およびセンサＸ２のそれぞれに検出された振動の開始時点の時間差ΔＴｘが測定される。そして、これらの時間差ΔＴｙおよびΔＴｘを用いて打撃位置ＢＰが特定される。【選択図】      図１
2005037922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃により振動する被打撃部材のうちそれぞれ異なる位置における振動を検出する第１および第２の検出手段と、
前記第１および第２の検出手段の検出信号からそれぞれの位置における振動開始時点を検出し、これらの振動開始時点の時間差を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された時間差と、前記第１の検出手段により振動が検出される検出位置と、前記第２の検出手段により振動が検出される検出位置とに応じて、前記被打撃部材において打撃された打撃位置を特定する特定手段と
を具備することを特徴とする打撃位置特定装置。
【請求項２】
前記特定手段は、前記測定手段により測定された時間差と、前記第１の検出手段により振動が検出される検出位置の座標と、前記第２の検出手段により振動が検出される検出位置の座標とを用いた演算により前記打撃位置を特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の打撃位置特定装置。
【請求項３】
前記特定手段は、前記第１の検出手段により振動が検出される検出位置および前記第２の検出手段により振動が検出される検出位置との位置関係と、前記時間差と、前記被打撃部材のうち打撃された位置を示す位置情報とが対応付けられたテーブルから、前記測定手段により測定された前記時間差と前記位置関係とに対応する前記位置情報を検索して前記打撃位置を特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の打撃位置特定装置。
【請求項４】
打撃により振動する被打撃部材のうちそれぞれ異なる位置における振動を検出する第１および第２の検出手段と、
前記第１および第２の検出手段の検出信号からそれぞれの位置における振動開始時点を検出し、これらの振動開始時点の時間差を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された時間差と、前記第１の検出手段により振動が検出される検出位置と、前記第２の検出手段により振動が検出される検出位置とに応じて、前記被打撃部材において打撃された打撃位置を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された前記打撃位置に応じた音を音出力装置に出力させる音制御手段と
を具備することを特徴とする電子打楽器。
【請求項５】
前記被打撃部材の振動を検出する検出手段により検出された振動のレベルを補正するための補正係数であって、当該検出手段により検出された振動のレベルを、その振動が検出される検出位置から前記打撃位置までの距離と、振動のレベルの基準値とに応じたレベルに補正するための補正係数を演算する演算手段と、
前記検出手段により検出された振動のレベルを、前記演算手段により演算された補正係数を用いて補正する補正手段とをさらに備え、
前記音制御手段は、前記補正手段により補正された振動のレベルに応じた音を出力させる
ことを特徴とする請求項４に記載の電子打楽器。
【請求項６】
前記被打撃部材のうちそれぞれ異なる位置における振動を検出する３以上の検出手段を有し、
前記測定手段は、前記３以上の検出手段のうち組み合わせが異なる２つの検出手段の対を組とし、それぞれの組の検出手段のうち一方を前記第１の検出手段とし、他方を前記第２の検出手段として、前記各組毎に前記時間差を測定し、
前記特定手段は、前記測定手段により測定された複数の前記時間差と、前記各組に含まれる各検出手段により振動が検出される検出位置とに応じて前記打撃位置を特定する
ことを特徴とする請求項４あるいは５に記載の電子打楽器。
【請求項７】
前記測定手段は、前記３以上の検出手段のうち時間的に連続して振動を検出した検出手段の対を組として、前記各組毎に前記時間差を測定する
ことを特徴とする請求項６に記載の電子打楽器。
【請求項８】
前記被打撃部材の振動を検出する検出手段により検出された検出信号を増幅するためのゲインを、前記特定手段により特定された前記打撃位置を用いて決定する決定手段と、
前記決定手段により決定されたゲインにより検出信号を増幅する増幅手段とをさらに備え、
前記音制御手段は、前記乗算手段により増幅された検出信号に応じて音を出力させる
ことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の電子打楽器。
【請求項９】
前記被打撃部材のうちそれぞれ異なる位置における振動を検出する３以上の検出手段を有し、
前記測定手段は、前記３以上の各検出手段の検出信号から各検出手段の位置における振動開始時点を検出して、これらの振動開始時点の時間差を測定し、
前記特定手段は、前記３以上の各検出手段により振動が検出される検出位置の位置関係と、前記測定手段により検出された各検出手段の振動開始時点とから、前記被打撃部材において打撃されたエリアを特定し、前記時間差と、前記被打撃部材において前記時間差が生じる打撃位置を示す位置情報とが対応付けられたテーブルから、前記測定手段により測定された前記時間差に対応する前記位置情報を特定し、前記特定されたエリアと、前記位置情報とから前記打撃位置を特定する
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電子打楽器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザによる打撃を検出する機能を備えた電子打楽器などの機器に関し、特に、打撃された位置を特定する打撃位置特定装置およびそれを搭載した電子打楽器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子ドラムシステムなどの電子打楽器は、ドラムヘッドに加えられた打撃強度を検出して、検出結果に応じた音量の楽音を出力する構成が一般的であった。ここで、スネアドラムなどのアコースティック打楽器においては、ドラムヘッドに加わる打撃強度が同じであっても、打たれる箇所が変化するとそれに応じて音色が変化するという特性を有する。近年では、このアコースティック打楽器の特性を電子打楽器でも再現すべく、打撃強度の他、打撃位置を検出し、それら２種類の検出結果に応じた楽音を出力することが可能な電子打楽器が登場しつつある。
【０００３】
この種の電子打楽器において打撃位置を検出するための技術としては、以下のような技術が知られている。例えば、特許文献１では、ドラムヘッドの中央に圧電素子などの振動センサを設け、振動センサからの検出信号に応じて打撃位置を検出する技術（従来技術１という）が開示されている。さらに詳述すると、振動センサからの検出信号は、打撃位置と振動センサの検出位置との距離が同じであっても打撃強度が大きいほどその出力レベルの極大値が大きくなるという特性を有する。これに加え、検出信号は、打撃強度が同じであっても検出位置と打撃位置との距離に応じて立ち上がりから所定期間（特許文献１における「第１の所定時間」に相当）における一方の極性の極大値が変化するという特性を有している。従来技術１では、これらの特性を利用して、検出信号の極大値を検出すると共に、所定期間における一方の極性の極大値を検出して、検出した２種類の極大値が個別に対応づけられた２種類のテーブルを元に打撃位置を特定する。
【０００４】
また、これとは別の従来技術として、特許文献２には、検出特性が異なる２つのセンサをドラムヘッドに設け、それらの検出結果に応じて打撃位置を検出する技術が開示されている（従来技術２という）。さらに詳述すると、ドラムヘッドに設けられる２つのセンサのうち一方は打撃の強さのみに応じた検出信号を出力する感圧センサであり、他方は、打撃の強さにくわえ、打撃位置までの距離に応じた検出信号を出力する振動センサである。従来技術２では、これら２つのセンサからの検出信号の出力レベルを用いて基準点センサ出力テーブルを参照して、ドラムヘッド上における基準地点から打撃位置までの距離を求める。ここで、基準点センサ出力テーブルとは、段階的な強度にて基準地点を打撃したときの各センサからの検出信号の出力レベルと、そのときの打撃強度とが対応付けられたテーブルである。以上のような打撃位置の検出技術を用いれば、電子打楽器においても打撃位置を反映させた楽音を出力することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９８３６４号公報
【特許文献２】特開２００１−２５５８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術１および２には以下のような問題があった。まず、従来技術１においては、検出信号の極大値を用いて打撃位置を特定するため、検出信号が極大値をとるまで打撃位置の特定に関わる演算を開始することができない。このため打撃されてから楽音が電気的に出力されるまでにタイムラグが生じてしまうという問題があった。一方の従来技術２においては、２つのセンサからの検出信号の出力レベルに応じて位置を検出している。このため、センサ間の個体差に起因する出力レベルのばらつきにより打撃位置の検出ミスが生じる可能性があった。
【０００７】
以上電子打楽器を例に挙げて、従来における打撃位置の検出技術についての問題点を述べたが、このような問題は電子打楽器のみならず、ビデオゲーム用の操作パッドなど、ユーザにより打撃される部材のうちいずれの位置が打撃されたかを特定する装置においては同様に生じうる問題であった。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、打撃の時点から速やかに打撃位置を特定することができると共に、検出信号の出力レベルにばらつきが生じても、打撃位置を正確に特定することが可能な打撃位置特定装置およびそれを搭載した電子打楽器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、打撃により振動する被打撃部材のうちそれぞれ異なる位置における振動を検出する第１および第２の検出手段と、前記第１および第２の検出手段の検出信号からそれぞれの位置における振動開始時点を検出し、これらの振動開始時点の時間差を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された時間差と、前記第１の検出手段により振動が検出される検出位置と、前記第２の検出手段により振動が検出される検出位置とに応じて、前記被打撃部材における打撃された打撃位置を特定する特定手段とを具備することを特徴とする打撃位置特定装置を提供する。
かかる打撃位置特定装置によれば、第１および第２の検出手段により検出された振動開始時点の時間差を用いて打撃位置が特定されるため、２つの検出手段によって振動の開始が検出された時点で打撃位置の特定に関わる演算を開始することができる。このため、検出信号が極大値をとるまで待機しなければならない従来技術１と比較して、打撃された時点から速やかに打撃位置を特定することが可能となる。また、上記構成によれば、被打撃部材における２箇所の振動開始時点間の時間差を用いて打撃位置を特定するため、検出信号間の出力レベルのばらつきに拘わらず正確に打撃位置を特定することができる。
【００１０】
ここで、前記特定手段は、前記測定手段により測定された時間差と、前記第１の検出手段により振動が検出される検出位置の座標と、前記第２の検出手段により振動が検出される検出位置の座標とを用いた演算により前記打撃位置を特定する構成としても良いし、前記第１の検出手段により振動が検出される検出位置および前記第２の検出手段により振動が検出される検出位置との位置関係と、前記時間差と、前記被打撃部材のうち打撃された位置を示す位置情報とが対応付けられたテーブルから、前記測定手段により測定された前記時間差と前記位置関係とに対応する前記位置情報を検索して前記打撃位置を特定する構成としても良い。
【００１１】
また、本発明は、打撃により振動する被打撃部材のうちそれぞれ異なる位置における振動を検出する第１および第２の検出手段と、前記第１および第２の検出手段の検出信号からそれぞれの位置における振動開始時点を検出し、これらの振動開始時点の時間差を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された時間差と、前記第１の検出手段により振動が検出される検出位置と、前記第２の検出手段により振動が検出される検出位置とに応じて、前記被打撃部材における打撃された打撃位置を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された前記打撃位置に応じた音を音出力装置に出力させる音制御手段とを具備することを特徴とする電子打楽器を提供する。
かかる電子打楽器によれば、上述した打撃位置特定装置と同様に、従来技術１と比較して打撃された時点から速やかに打撃位置を特定することができるとともに、従来技術２と比較して検出信号の出力レベルのばらつきが生じたとしても打撃位置を正確に特定することができる。
【００１２】
ところで、検出手段により検出された振動のレベルに応じて音出力手段から音を出力させる構成も考え得る。この構成においては、前記被打撃部材の振動を検出する検出手段により検出された振動のレベルを補正するための補正係数であって、当該検出手段により検出された振動のレベルを、その振動が検出される検出位置から前記打撃位置までの距離と、振動のレベルの基準値とに応じたレベルに補正するための補正係数を演算する演算手段と、前記検出手段により検出された振動のレベルを、前記演算手段により演算された補正係数を用いて補正する補正手段とをさらに備え、前記音制御手段は、前記補正手段により補正された振動のレベルに応じた音を出力させることが好ましい。
この構成によれば、検出された振動のレベルが補正係数により補正されるため、検出された振動のレベルにばらつきが生じても音出力手段から出力される音の特性を略一定に揃えることができる。
【００１３】
また、別の観点から、前記被打撃部材のうちそれぞれ異なる位置における振動を検出する３以上の検出手段を有し、前記測定手段は、前記３以上の検出手段のうち組み合わせが異なる２つの検出手段の対を組とし、それぞれの組の検出手段のうち一方を前記第１の検出手段とし、他方を前記第２の検出手段として、前記各組毎に前記時間差を測定し、前記特定手段は、前記測定手段により測定された複数の前記時間差と、前記各組に含まれる各検出手段により振動が検出される検出位置とに応じて前記打撃位置を特定する。
ここで、前記測定手段は、前記３以上の検出手段のうち時間的に連続して振動を検出した検出手段の対を組として、前記各組毎に前記時間差を測定する。
【００１４】
好ましい態様において、前記被打撃部材の振動を検出する検出手段により検出された検出信号を増幅するためのゲインを、前記特定手段により特定された前記打撃位置を用いて決定する決定手段と、前記決定手段により決定されたゲインにより検出信号を増幅する増幅手段とをさらに備え、前記音制御手段は、前記乗算手段により増幅された検出信号に応じて音を出力させることを特徴とする。
【００１５】
また、別の観点から、前記被打撃部材のうちそれぞれ異なる位置における振動を検出する３以上の検出手段を有し、前記測定手段は、前記３以上の各検出手段の検出信号から各検出手段の位置における振動開始時点を検出して、これらの振動開始時点の時間差を測定し、前記特定手段は、前記３以上の各検出手段により振動が検出される検出位置の位置関係と、前記測定手段により検出された各検出手段の振動開始時点とから、前記被打撃部材において打撃されたエリアを特定し、前記時間差と、前記被打撃部材において前記時間差が生じる打撃位置を示す位置情報とが対応付けられたテーブルから、前記測定手段により測定された前記時間差に対応する前記位置情報を特定し、前記特定されたエリアと、前記位置情報とから前記打撃位置を特定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、打撃の時点から速やかに打撃位置を特定することができると共に、検出信号の出力レベルにばらつきが生じても、正確に打撃位置を特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態にかかる電子ドラムシステムについて説明する。
まず、第１実施形態にかかる電子ドラムシステムの概要について図１を参照して説明する。この図に示すように、電子ドラムシステム２００は円形状のドラムヘッド（以下、ヘッドと称する）２１０を備えている。ヘッド２１０には、その中心Ｏを原点とするＸＹ平面上の４つの座標（１００，０）、（−１００，０）、（０，１００）および（０，−１００）の各々にセンサが１つずつ設けられている。より具体的には、座標（０，１００）にはセンサＹ１が設けられており、座標（０，−１００）にはセンサＹ２が設けられており、座標（１００，０）にはセンサＸ１が設けられており、座標（−１００，０）にはセンサＸ２が設けられている。これらの各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２から中心Ｏまでの距離はそれぞれ等しく「１００ｍｍ」である。センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２は、例えばピエゾ素子であり、スティックによりヘッド２１０が打撃されると、ヘッド２１０のうち自身が設けられた位置の振動に応じた起電力（以降、検出信号と称する）を出力する。これらのセンサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２は、ヘッド２１０の外枠による反射波等の影響を少なくするため、ヘッド２１０の外周近傍に配置されることが望ましい。なお、センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２は、実際にはＸＹ平面上において面的な広がりをもつが、説明の便宜上、この明細書では各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２は、対応する座標点の振動を検出するものと仮定して説明する。
【００１８】
次に、電子ドラムシステム２００において、ヘッド２１０のうちいずれの位置が打撃されたかを検出する仕組みについて説明する。例えば、ヘッド２１０上の図１に示す地点ＢＰがスティックにより打撃されると、各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２は、図２に示すような検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２をそれぞれ出力する。この図に示すように、センサＹ１からの検出信号ＯＹ１は、センサＹ２からの検出信号ＯＹ２よりも時間差ΔＴｙだけ早く立ち上がる。これは、センサＹ１と打撃される地点ＢＰ（以下、打撃位置と称する）との距離が、センサＹ２と打撃位置ＢＰとの距離より短く、センサＹ１には、センサＹ２よりも時間差ΔＴｙだけ早く打撃位置ＢＰからの振動が到達するためである。同様にセンサＸ１はセンサＸ２よりも打撃位置ＢＰに近いため、センサＸ１は、センサＸ２よりも時間差ΔＴｘだけ早く振動を検出する。電子ドラムシステム２００では、センサＹ１により振動の開始が検出された時点ｔ２と、センサＹ２により振動の開始が検出された時点ｔ４との時間差ΔＴｙ（＝ｔ４−ｔ２）が測定されると共に、センサＸ１により振動の開始が検出された時点ｔ１と、センサＸ２により振動の開始が検出された時点ｔ３との時間差ΔＴｘ（＝ｔ３−ｔ１）が測定される（図１ブロックＢ１およびＢ２）。そして、それらの測定結果を用いて打撃位置ＢＰの位置が特定されたうえで（ブロックＢ３）、打撃位置ＢＰに応じた楽音を表す楽音信号が生成される（ブロックＢ４）。
【００１９】
また、電子ドラムシステム２００においては、時間差ΔＴｙおよびΔＴｘと、各検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２とを用いて補正係数を演算する（ブロックＢ５）。この補正係数は、４つのセンサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２の個体差を原因として検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２間で生じる出力レベルのばらつきを補正するための係数であり、検出信号ＯＹ１を基準として、他の検出信号ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２をそれぞれ補正するため係数である。
【００２０】
次に、上述した各機能を実現するための電子ドラムシステム２００のハードウェア構成について説明する。
図３は、電子ドラムシステム２００のハードウェア構成を示す図である。この図において、ＣＰＵ(central processing unit)２２０は、ＲＯＭ(read only memory)２３０に記憶される各種の制御プログラムに従って、バス２０２を介して全体を制御する。このＣＰＵ２２０は、タイマを含み、検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２間における立ち上がりの時間差ΔＴｙおよびΔＴｘを計測することができる。
【００２１】
ＲＯＭ２３０は、ＣＰＵ２２０により実行される各種の制御プログラムやセンサ位置情報を記憶する。このうち、制御プログラムには、楽音信号生成プログラムおよび補正係数演算プログラムが含まれる。楽音信号生成プログラムは、ヘッド２１０が打撃されると、その打撃位置ＢＰおよび打撃強度Ｖを求めたうえで、打撃位置ＢＰおよび打撃強度Ｖに応じた楽音信号を生成するためのプログラムである。一方、補正係数演算プログラムは、上述した補正係数を求めるためのプログラムである。また、センサ位置情報は、各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２が設けられた座標を示す情報である。ＣＰＵ２１０は、ＲＯＭ２３０からセンサ位置情報を読み出して、各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２の位置を得ることができる。
【００２２】
ヘッド２１０に設けられた４つのセンサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２の出力線は、それぞれ１対１に対応するＡ／Ｄ変換器２５０を介してバス２０２と接続されている。各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２からの検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２は、対応するＡ／Ｄ変換器２５０によりアナログ−デジタル変換されてからバス２０２に供給される。
【００２３】
また、フラッシュメモリ２４０は、書き換え可能な記録媒体であり、ＣＰＵ２２０により演算された補正係数を記憶する。なお、フラッシュメモリ２４０には、検出信号ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２についての補正係数の初期値として「１」があらかじめ格納されている。
【００２４】
出力Ｉ／Ｆ(interface)２６０は、ＣＰＵ２２０により生成された楽音信号をサウンドユニット２７０に出力するためのインタフェースである。サウンドユニット２７０は、楽音信号に対するエフェクトの付与や、楽音信号の増幅を行ったりした後、楽音信号を放音ユニット２８０に供給する。放音ユニット２８０は、例えばスピーカであり、サウンドユニット２７０から供給された楽音信号に応じて放音する。
【００２５】
次に、電子ドラムシステム２００の動作について説明する。以下の動作説明においては、まず、ＣＰＵ２２０が補正係数演算プログラムに従って実行する補正係数演算処理について説明した後に、ＣＰＵ２２０が楽音信号生成プログラムに従って実行する楽音信号生成処理について説明する。
図４は、補正係数演算処理のフローチャートである。この補正係数演算処理は、センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２からの検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のいずれかが立ち上がり、ヘッド２１０が打撃されたことがＣＰＵ２２０により検出されると、それを契機としてＣＰＵ２２０によって実行される処理である。
【００２６】
ＣＰＵ２２０は、検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のいずれかが立ち上がると、検出信号ＯＹ１と検出信号ＯＹ２とにおける時間差ΔＴｙを測定するとともに、検出信号ＯＸ１と検出信号ＯＸ２とにおける時間差ΔＴｘを測定し、それらの時間差ΔＴｙおよび時間差ΔＴｘが共に「０」であるか否かを判定する（ステップＳａ１）。すなわち、ＣＰＵ２２０は、打撃位置ＢＰが、センサＸ１およびセンサＸ２のそれぞれから等距離であり、かつ、センサＹ１およびセンサＹ２のそれぞれから等距離の座標（０，０）であるか否かを判定する。この判定結果が否定的であればＣＰＵ２２０は処理を終了する。
【００２７】
一方、ステップＳａ１における判定結果が肯定的であれば、ＣＰＵ２２０は補正係数を演算する（ステップＳａ２）。いま、打撃位置ＢＰは座標（０，０）に位置するため（ステップＳａ１：Ｙｅｓ）、打撃位置ＢＰから各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２までの距離はいずれも等しくなる。このため、本来的には各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２からの検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のレベル（振幅）は等しくなるはずであるが、実際にはセンサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２間の個体差によりそれらは必ずしも等しくはならない。このように検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のレベルにばらつきが生じると、検出信号のレベルを用いて楽音信号を生成する場合に、いずれの検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２を用いるかに応じて、音量などの楽音信号の特性にばらつきが生じる。
【００２８】
そこで、このステップＳａ２においては、全ての検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のレベルが揃うように、検出信号ＯＹ１のレベルを基準として他の検出信号ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のレベルを補正するための補正係数を求める。この補正係数としては、例えば、検出信号ＯＹ１の最大振幅（極大値の絶対値）と、その他の検出信号ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２の最大振幅との比を用いることが可能である。
【００２９】
より具体的に説明すると、いま、各検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２についての最大振幅が図５に示すようにそれぞれ異なるとする。すなわち、検出信号ＯＹ１の最大振幅を基準として、検出信号ＯＹ２の最大振幅が「１．２」倍であり、検出信号ＯＸ１の最大振幅が「０．８」倍であり、検出信号ＯＸ２の最大振幅が「１．０」倍であるとする。このとき、ＣＰＵ２２０は、ステップＳａ２において、検出信号ＯＹ２についての補正係数としてその最大振幅の比「１．２」を求め、検出信号ＯＸ１についての補正係数としてその最大振幅の比「０．８」を求め、検出信号ＯＸ２についての補正係数としてその最大振幅の比「１．０」を求める。
【００３０】
そして、ＣＰＵ２２０は、検出信号ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２の各々についての補正係数の演算結果をフラッシュメモリ２４０に上書き保存して（ステップＳａ３）、処理を終了する。
このようにしてフラッシュメモリ２４０に記憶された補正係数は、次に説明する楽音信号生成処理において検出信号ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のレベルの補正に用いられる。
【００３１】
引き続き、楽音信号生成処理について図６を参照して説明する。この処理は、上述した補正係数演算処理と並行して実行される処理であり、打撃位置ＢＰおよび打撃強度Ｖを特定したうえで、それらを反映させた楽音信号を生成する処理である。ＣＰＵ２２０は、検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のいずれかの立ち上がりを検出すると、それを契機として楽音信号生成処理を開始する。
【００３２】
まず、ＣＰＵ２２０は、検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のいずれかが立ち上がると、時間差ΔＴｙおよびΔＴｘを測定する（ステップＳｂ１）。次に、ＣＰＵ２２０は、以下に示す式１および式２を用いて打撃位置ＢＰの座標（ＸBP，ＹBP）を演算する（ステップＳｂ２）。
【００３３】
【数１】
2005037922.tif 000003
【００３４】
ここで、ヘッド２１０における打撃による振動の伝播速度（ｍｍ／ｓ）をｖとすると、式１および式２に含まれるｄyは、ｄy＝ｖ・ΔＴｙを満たす。一方、ｄxは、ｄx＝ｖ・ΔＴｘを満たす。
ＣＰＵ２２０は、これらの式１および式２にステップＳｂ１にて測定した時間差ΔＴｙおよび時間差ΔＴｘを代入して、打撃位置ＢＰの座標（ＸBP，ＹBP）を求める。
【００３５】
以下、式１および式２がどのようにして導き出されたかについて説明する。いま、図７に示す打撃位置ＢＰが打たれた場合を想定し、センサＹ１と打撃位置ＢＰとの距離を「ｋ」とし、センサＹ２と打撃位置ＢＰとの距離を「ｌ」とし、センサＸ１と打撃位置ＢＰとの距離を「ｍ」とし、センサＸ２と打撃位置ＢＰとの距離を「ｎ」とする。このとき、打撃位置ＢＰは、中心が座標（０，１００）でありかつ半径が「ｋ」である図中破線で示す円２０２と、中心が座標（０，−１００）でありかつ半径が「ｌ」である図中破線で示す円２０４との交点に位置する。すなわち、打撃位置ＢＰの座標（ＸBP，ＹBP）は、以下の２式を満たす座標に相当する。
【００３６】
【数２】
2005037922.tif 000004
【００３７】
一方、打撃位置ＢＰは、中心が座標（１００，０）でありかつ半径が「ｍ」である図中破線で示す円２０６と、中心が座標（−１００，０）でありかつ半径が「ｎ」である図中破線で示す円２０８との交点に位置する。すなわち、打撃位置ＢＰの座標（ＸBP，ＹBP）は、以下の２式を満たす座標に相当する。
【００３８】
【数３】
2005037922.tif 000005
【００３９】
また、打撃位置ＢＰからセンサＹ１までの距離「ｋ」と打撃位置ＢＰからセンサＹ２までの距離「ｌ」との差は、伝播速度ｖを用いて次式のようになる。
【００４０】
【数４】
2005037922.tif 000006
【００４１】
同様に、打撃位置ＢＰからセンサＸ１までの距離「ｍ」と打撃位置ＢＰからセンサＸ２までの距離「ｎ」との差は、伝播速度ｖを用いて次式のようになる。
【００４２】
【数５】
2005037922.tif 000007
【００４３】
以上の式３から式８までの数式を変換すると、次の２式が得られる。
【００４４】
【数６】
2005037922.tif 000008
【００４５】
そして、これらの式９および式１０を解くと、上述した式１および式２が得られる。ただし、式１および式２のみでは、打撃位置ＢＰのＸ座標およびＹ座標はそれぞれ正負の２値存在する。このため、ＣＰＵ２２０は、さらに以下の条件により打撃位置ＢＰのＸ座標およびＹ座標の正負を選定する。すなわち、ＣＰＵ２２０は、センサＹ１がセンサＹ２よりも早く振動を検出したならば打撃位置ＢＰのＹ座標の符号として正側を選定し、逆に、センサＹ２がセンサＹ１よりも早く振動を検出したならば打撃位置ＢＰのＹ座標の符号として負側を選定する。一方、ＣＰＵ２２０は、センサＸ１がセンサＸ２よりも早く振動を検出したならば打撃位置ＢＰのＸ座標の符号として正側を選定し、逆に、センサＸ２がセンサＸ１よりも早く振動を検出したならば打撃位置ＢＰのＸ座標の符号として負側を選定する。
【００４６】
再び説明を図６に戻す。ステップＳｂ２において打撃位置ＢＰを演算すると、ＣＰＵ２２０は、４つのセンサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２のうち打撃位置ＢＰに最も近いセンサを選択する（ステップＳｂ３）。この選択方法としては、検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のうち立ち上がりが最も早い検出信号に対応するセンサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２を選択する方法の他、ステップＳｂ２において特定した打撃位置ＢＰの座標（ＸBP，ＹBP）を用いて、打撃位置ＢＰと各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２との距離を求めたうえで選択する方法が考えられる。この実施形態においては、ＣＰＵ２２０は前者の選択方法により打撃地点ＢＰに最も近いセンサを選択する。より具体的には、前掲図２に示すように各検出信号がＯＸ１、ＯＹ１、ＯＸ２およびＯＹ２の順で立ち上がるならば、ＣＰＵ２２０は、打撃位置ＢＰに最も近いセンサとしてセンサＸ１を選択する。そして、以下、この選択されたセンサＸ１からの検出信号ＯＸ１が打撃強度Ｖの演算に用いられる。
【００４７】
次に、ＣＰＵ２２０は、フラッシュメモリ２４０に記憶される補正係数を用いて、選択した検出信号ＯＸ１を以下のようにして補正する（ステップＳｂ４）。いま、フラッシュメモリ２４０には補正係数として前述の補正係数演算処理により演算された補正係数が記憶されているものとする。すなわち、検出信号ＯＸ１の補正係数として「０．８」が記憶されているものとする。このとき、ＣＰＵ２２０は、検出信号ＯＸ１を「０．８」で割ることによって検出信号ＯＸ１のレベルを補正する。これにより、検出信号ＯＸ１のレベルは、基準となる検出信号ＯＹ１のレベルに近づくように補正され、検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２間において生じるレベルのばらつきを抑えることができる。
【００４８】
次に、ＣＰＵ２２０は、打撃位置ＢＰの座標（ＸBP，ＹBP）と、ステップＳｂ３において選択したセンサ（この例ではセンサＸ１）との距離を求める。いま、原点（０，０）から打撃位置ＢＰまでの距離Ｄは、式１および式２を用いて次式の通りとなる。
【００４９】
【数７】
2005037922.tif 000009
【００５０】
この距離Ｄを用いれば、打撃位置ＢＰと各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２との距離「ｋ」、「ｌ」、「ｍ」および「ｎ」はそれぞれ以下のように表せる。
【００５１】
【数８】
2005037922.tif 000010
【００５２】
ＣＰＵ２２０は、このうち式１３により打撃位置ＢＰとセンサＸ１との距離「ｌ」を求める。続いて、ＣＰＵ２２０は、距離「ｌ」を用いて打撃強度Ｖを次式により演算する（ステップＳｂ６）。
【００５３】
【数９】
2005037922.tif 000011
【００５４】
ここで、Ａは、ステップＳｂ４において補正された検出信号（この例では検出信号ＯＸ１）の最大振幅（極大値の絶対値）である。一方、Ｇは、実験的に求められるパラメータである。なお、打撃強度Ｖの演算方法は式１６を用いる方法に限らず、全ての検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２についての最大振幅の和を求めたうえで、その和と、各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２が設けられた座標の幾何学的中心（この例ではヘッド２１０の中心Ｏ）から打撃位置ＢＰまでの距離Ｄ（式１１参照）とに応じて求めることも可能である。
【００５５】
次に、ＣＰＵ２２０は、ステップＳｂ２で求めた打撃位置ＢＰと、ステップＳｂ６で求めた打撃強度Ｖとに応じて、アコースティックドラムの楽音を模倣した楽音信号を生成し、出力Ｉ／Ｆ２６０を介してサウンドユニット２７０に出力する（ステップＳｂ７）。サウンドユニット２７０は、楽音信号を受け取ると、楽音信号にエフェクトを加える他、楽音信号を放音ユニット２８０から出力可能となるように増幅したうえで放音ユニット２８０を介して放音する。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態においては、センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２間で生じる振動の検出時点の時間差ΔＴｙおよびΔＴｘを用いて打撃位置ＢＰを検出するため、従来技術１および２と比較して以下のような利点がある。まず、従来技術１では、上述したように検出信号が極大値をとるまで打撃位置ＢＰに関わる演算を開始できないため、楽音の出力までに時間を要していた。これに対し、本実施形態によれば、全ての検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２が立ち上がった時点で打撃位置ＢＰの演算の処理を開始できる。このため、検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のいずれかが立ち上がってから打撃位置ＢＰに関わる演算の開始までの待機時間がほとんどなく、ユーザが打撃してから楽音が出力されるまでの期間を短縮することができる。
【００５７】
また、従来技術１においては、検出信号の極大値（以下、第１極大値という）と、検出信号の立ち上がりから所定期間内における一方の極性の極大値（以下、第２極大値という）とを検出したうえで、第１極大値と打撃位置とが対応付けられたテーブル（以下、第１テーブルという）、および、第２極大値と打撃位置とが対応付けられたテーブル（以下、第２テーブルという）を元に打撃位置を特定しなければならなかった。さらに詳述すると、これらの第１および第２テーブルには、対応する極大値と打撃位置とが、段階的に設定された打撃強度Ｖ毎に対応づけられている。そして、打撃位置を特定する場合には、第１極大値に対応する打撃位置を打撃強度Ｖの数だけ第１テーブルから抽出する一方で、第２極大値に対応する打撃位置を打撃強度Ｖの数だけ第２テーブルから抽出する。さらに、第１テーブルから抽出した複数の打撃位置と、第２テーブルから抽出した複数の打撃位置とを照合して打撃位置を特定する。このように、従来技術１では、打撃位置を特定するにあたり、２つのテーブルから抽出した複数の打撃位置を試行錯誤的に照合しつつ特定しなければならないため処理が煩雑であった。これに対し、本実施形態によれば、打撃位置の試行錯誤的な照合などを行うことなく、数式の演算により直接的に打撃位置ＢＰを求めることができるため、打撃位置ＢＰの特定に関わる処理が簡易なものとなる。
【００５８】
また、従来技術２においては、検出信号のレベルに応じて打撃位置ＢＰを検出していた。このため、上述したように複数のセンサからの検出信号間のレベルのばらつきを要因として打撃位置ＢＰに検出ミスが生じる可能性があった。これに対し、本実施形態によれば、検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のレベルではなく、センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２間における振動の検出時点の時間差ΔＴｙおよびΔＴｘを用いて打撃位置ＢＰを演算している。一般に複数のセンサ間においては、検出信号のレベルにずれが生じることはあり得るが、検出タイミングにおいてずれが生じることはほとんどない。したがって、本実施形態によれば打撃位置ＢＰをより正確に検出することができる。
【００５９】
また、楽音信号生成処理で用いられる検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２は、補正係数により補正されたうえで楽音信号の生成に用いられる。このため、検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のいずれを用いて打撃強度Ｖを演算しようとも、それらのレベルを略同一に揃えることができる。これにより、特に、複数のセンサからの検出信号に基づいて楽音信号が生成される構成において、楽音信号の特性のばらつきを低減することができる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態においては、時間差ΔＴｙおよびΔＴｘを変数とする数式を用いて打撃位置ＢＰを特定する電子ドラムシステム２００について説明した。これに対し、第２実施形態における電子ドラムシステムは、打撃位置ＢＰと２種類の時間差とが対応づけられた打撃位置テーブルを用いて打撃位置ＢＰを特定する。なお、第２実施形態にかかる電子ドラムシステムのうち、第１実施形態における電子ドラムシステム２００と共通する構成については同一の符合を用いて説明する。
【００６１】
図８は、第２実施形態にかかる電子ドラムシステム３００の機能的な構成をヘッド２１０周辺の構成とともに示す図である。この図に示す電子ドラムシステム３００においては、各センサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２からの検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のうち、振動を検出した順に２組の検出信号が抽出され、各検出信号組における時間差ΔＴ１およびΔＴ２が測定される（ブロックＢ１１）。さらに詳述すると、図９に示すように各検出信号がＯＹ１、ＯＸ１、ＯＹ２およびＯＸ２の順で立ち上がったとすると、第１番目に振動を検出した検出信号ＯＹ１の立ち上がり時点ｔ５と第２番目に振動を検出した検出信号ＯＸ１との立ち上がり時点ｔ６との時間差ΔＴ１（ｔ６−ｔ５）、および、第２番目に振動を検出した検出信号ＯＸ１の立ち上がり時点ｔ６と第３番目に振動を検出した検出信号ＯＹ２の立ち上がり時点ｔ７との時間差ΔＴ２（ｔ７−ｔ６）が測定される。そして、打撃位置テーブルから２つの時間差ΔＴ１およびΔＴ２を用いて打撃位置ＢＰが特定されたうえで（ブロックＢ１２）、楽音信号が生成される（ブロックＢ１３）。
なお、本実施形態においては、時間差ΔＴ２は、前掲図９に示す第２番目に振動を検出した検出信号ＯＸ１の立ち上がり時点ｔ６と第３番目に振動を検出した検出信号ＯＹ２の立ち上がり時点ｔ７との時間差とするが、第３番目に振動を検出した検出信号ＯＹ２の立ち上がり時点ｔ７と、第４番目に振動を検出した検出信号ＯＸ２の立ち上がり時点ｔ８との時間差（ｔ８―ｔ７）を用いても良い。
【００６２】
電子ドラムシステム３００のハードウェア構成は、ＲＯＭ２３０に打撃位置テーブルが格納されている点を除いて、上述した電子ドラムシステム２００と同様である。図１０は、ＲＯＭ２３０に記憶される打撃位置テーブルの一部を示す図である。さらに詳述すると、ＲＯＭ２３０には、第１番目に振動を検出したセンサおよび第２番目に振動を検出したセンサの相対位置と、第２番目に振動を検出したセンサおよび第３番目に振動を検出したセンサの相対位置との全ての組み合わせの数だけの打撃位置テーブルが記憶されるが、図１０にはそのうちの１つの打撃位置テーブルが示されている。この図に示すように、打撃位置テーブルＴＢＬには、時間差ΔＴ１の区分「−１０ｔ≦ΔＴ１＜−９ｔ（ただし  ｔ＞０）」、「−９ｔ≦ΔＴ１＜−８ｔ」、・・・、「８ｔ≦ΔＴ１＜９ｔ」、「９ｔ≦ΔＴ１＜１０ｔ」と、時間差ΔＴ２の区分「−１０ｔ≦ΔＴ２＜−９ｔ」、「−９ｔ≦ΔＴ２＜−８ｔ」、・・・、「８ｔ≦ΔＴ２＜９ｔ」、「９ｔ≦ΔＴ２＜１０ｔ」との全ての組み合わせ毎に、打撃位置ＢＰがヘッド２１０のうちどの部分かを示す領域情報「Ａ１」、「Ａ２」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｃ１」、「Ｃ２」、「Ｄ１」、「Ｄ２」・・・のいずれかと対応付けられている。
【００６３】
次に、第２実施形態にかかる電子ドラムシステム３００の動作について説明する。電子ドラムシステム３００においては、上述した電子ドラムシステム２００と略同様な処理を実行するが、前掲図６に示す楽音信号生成処理に含まれるステップＳｂ２において「打撃位置ＢＰの演算」の代わりに「打撃位置特定処理」を実行する。
【００６４】
図１１は、第２実施形態におけるＣＰＵ２２０が実行する打撃位置特定処理のフローチャートである。
まず、ＣＰＵ２２０は、第１番目に検出信号が立ち上がったセンサと、第２番目に検出信号が立ち上がったセンサとの相対位置を特定すると共に、それらの検出信号間における立ち上がり時点の時間差ΔＴ１を測定する（ステップＳｃ１）。
【００６５】
次に、ＣＰＵ２２０は、第２番目に検出信号が立ち上がったセンサと、第３番目に検出信号が立ち上がったセンサとの相対位置を特定するとともに、それらの検出信号間における立ち上がり時点の時間差ΔＴ２を測定する（ステップＳｃ２）。
【００６６】
続いて、ＣＰＵ２２０は、第１番目に検出信号が立ち上がったセンサおよび第２番目に検出信号が立ち上がったセンサの相対位置と、第２番目に検出信号が立ち上がったセンサおよび第３番目に検出信号が立ち上がったセンサの相対位置とから、フラッシュメモリ２４０に記憶される複数の打撃位置テーブルＴＢＬのうち、２つの相対位置に対応する打撃位置テーブルＴＢＬを選択する。（ステップＳｃ３）。
【００６７】
次いで、ＣＰＵ２２０は、ステップＳｃ３で選択した打撃位置テーブルＴＢＬから時間差ΔＴ１および時間差ΔＴ２に対応する領域情報を検索し、検索した領域情報を打撃位置ＢＰとして特定する（ステップＳｃ４）。このように、第２実施形態においては、打撃位置テーブルＴＢＬから領域情報を検索して打撃位置ＢＰを特定するため、数式を用いた演算処理を行うことなく打撃位置ＢＰを得ることができる。また、第２実施形態では、４つの検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のうち立ち上がりが早い３つの検出信号を用いて打撃位置ＢＰを特定する。このため、全ての検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２の立ち上がりを待つことなく打撃位置ＢＰの演算を開始できるから、楽音信号を生成するための時間を短縮することができる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
上述した第１実施形態では、楽音信号生成処理において、打撃位置ＢＰとセンサ間の距離ｌとを変数とする関数（式１６参照）を用いた演算により打撃強度Ｖを決定した（図６のステップＳｂ６）。これに対し、第３実施形態に係る電子ドラムシステムでは、打撃位置ＢＰとゲインとが対応づけられたゲインテーブルを参照して、当該テーブルから打撃位置ＢＰに対応付けられたゲインを特定し、特定したゲインにより打撃強度Ｖを決定する。
【００６９】
本実施形態に係る電子ドラムシステム（以下、「電子ドラムシステム５００」と記す）は、前掲図３に示す電子ドラムシステム２００（第１実施形態）と同様のハードウェア構成であるが、ＲＯＭ２３０にゲインテーブルが記録されている点において電子ドラムシステム２００と異なる。ゲインテーブルは、図６におけるステップＳｂ２により演算された打撃位置ＢＰに応じて、検出信号を増幅するためのゲインを特定するためのテーブルである。
【００７０】
ゲインテーブルにおいては、ヘッド２１０が複数の領域に区画された領域毎に１対１でゲインが対応付けられている。より具体的には、図１３に示すように、本実施形態においては、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃおよび領域Ｄの４つの領域にヘッド２１０を分割し、各領域に１対１に対応付けられたゲインが、ゲインテーブルにより管理されている。
【００７１】
ヘッド２１０において領域Ａは、４つのセンサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２のうちセンサＹ１に最も近接する領域であり、打撃されるとセンサＹ１により最も早く振動が検出される。また、領域Ｂは、センサＸ１に最も近接する領域であり、打撃されるとセンサＸ１により最も早く振動が検出される。同様に、領域Ｃは、打撃されるとセンサＹ２により最も早く振動が検出される領域であり、領域Ｄは、打撃されるとセンサＹ２により最も早く振動が検出される領域である。
【００７２】
したがって、楽音信号生成処理においては、領域Ａが打撃された場合には、その振動を最も早く検出するセンサＹ１による検出信号ＯＹ１が楽音信号の生成に用いられる。また、領域Ｂが打撃された場合には、その振動を最も早く検出するセンサＸ１による検出信号ＯＸ１が楽音信号の生成に用いられる。同様に、領域Ｃが打撃された場合には、センサＹ２による検出信号ＯＹ２が楽音信号の生成に用いられ、領域Ｄが打撃された場合には、センサＸ２による検出信号ＯＸ２が楽音信号の生成に用いられる。
【００７３】
図１４はゲインテーブルの内容を示す図である。この図に示すように、ゲインテーブルは、ヘッド２１０の領域Ａ、Ｂ、ＣおよびＤと、ゲインＧＡ、ＧＢ、ＧＣおよびＧＤとが対応付けられたテーブルである。具体的には、ゲインテーブルにおいては、領域Ａに、検出信号ＯＹ１を増幅するためのゲインＧＡが対応付けられており、領域Ｂに、検出信号ＯＸ１を増幅するためのゲインＧＢが対応付けられている。また、領域Ｃに、検出信号ＯＹ２を増幅するためのゲインＧＣが対応付けられており、領域Ｄに、検出信号ＯＸ２を増幅するためのゲインＧＤが対応付けられている。これらのゲインＧＡ、ＧＢ、ＧＣおよびＧＤは、予め実験的に求められる。電子ドラムシステム５００では、ゲインテーブルを用いて、打撃位置ＢＰが属する領域に対応付けられたゲインを特定し、特定したゲインにより増幅された検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２に応じて放音する。この動作を具体的に説明すると以下の通りである。
【００７４】
電子ドラムシステム５００のＣＰＵ２１０は、第１実施形態で説明した楽音信号生成処理（図６参照）と同様な処理により打撃に応じた楽音を出力するが、前掲図６のうちステップＳｂ６において、打撃強度特定処理を実行する。
図１５は打撃強度特定処理のフローチャートである。この図において、まず、電子ドラムシステム５００のＣＰＵ２１０は、図６のステップＳｂ２により演算された打撃位置ＢＰが、領域Ａ、Ｂ、ＣおよびＤのうちいずれの領域に属するかを特定する（ステップＳｄ１）。次に、ＣＰＵ３２０は、図１４に示すゲインテーブルを参照して、特定した領域に対応付けられたゲインを決定する（ステップＳｄ２）。例えば、ステップＳｄ１において打撃された領域が「Ｂ」であると特定されたならば、ＣＰＵ２１０は、ゲインテーブルを参照して、ゲインを「ＧＢ」と決定する。
【００７５】
次に、ＣＰＵ２１０は、最も早く振動を検出した検出信号を、決定したゲインにより増幅する。いま、領域Ｂが打撃されたならば、センサＸ１による検出信号ＯＸ１が最も早く振動を検出するため、ＣＰＵ２１０は、検出信号ＯＸ１にゲイン「ＧＢ」により検出信号ＯＸを増幅する。
【００７６】
このように打撃位置特定処理においては、距離ｌを変数とする関数を用いることなく、ゲインテーブルから得たゲインにて検出信号を増幅するため以下のような利点がある。すなわち、一般に、電子ドラムシステムでは、ヘッドおよびその周辺構造や、センサの取り付け位置などに依存してセンサの検出特性が変わるため、距離ｌを変数とする関数による演算処理では、アコースティックドラムから実際に出力されるであろう楽音を精緻に再現することができない場合がある。そこで、本実施形態においては、領域Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ毎に予め実験的にゲインを求め、これらのゲインを管理するゲインテーブルから特定したゲインを用いて楽音信号を生成する構成を採っている。これにより、ヘッドの構造などに拘わりなく適切なゲインを特定することが可能となり、好適な楽音信号を生成することが可能となる。また、関数を用いた演算ではなく、ゲインテーブルから得たゲインを用いて楽音信号を生成することにより、ＣＰＵ２１０における演算量を軽減することができるという効果を奏する。
なお、本実施形態においては、ゲインテーブルにより管理される領域は４つ（領域Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ）であったが、ゲインテーブルにおいて管理する領域の数は適宜に変更することが可能である。
【００７７】
＜第４実施形態＞
第４実施形態における電子ドラムシステムは、各センサが振動を検出した順番と、各センサが振動を検出した時間差から打撃位置を特定する。なお、第４実施形態にかかる電子ドラムシステムのうち、第１実施形態における電子ドラムシステム２００と共通する構成については同一の符合を用いて説明する。
【００７８】
第４実施形態にかかる電子ドラムシステム６００の機能的な構成は、第１実施形態にかかる電子ドラムシステムと同様である。電子ドラムシステム６００は、検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のいずれかが立ち上がると、検出信号ＯＹ１と検出信号ＯＹ２とにおける時間差ΔＴｙを測定するとともに、検出信号ＯＸ１と検出信号ＯＸ２とにおける時間差ΔＴｘを測定する。そして、時間差ΔＴｘと時間差ΔＴｙとを比較し、時間差の大きい方を時間差ΔＴ１とし、時間差の小さい方を時間差ΔＴ２とする。
【００７９】
図１６は、第４実施形態にかかる電子ドラムシステム６００のハードウェア構成を示す図である。本実施形態に係る電子ドラムシステム６００のハードウェア構成は、フラッシュメモリ２４０に打撃領域テーブルが格納されている点と、楽音信号生成プログラムを起動したＣＰＵ２２０が行う処理の流れが異なる点を除いて、上述した電子ドラムシステム２００と同様である。
【００８０】
図１７は打撃領域テーブルのフォーマットを例示した図である。図１７に示したように、打撃領域テーブルには、時間差ΔＴ１の区分「０ｔ≦ΔＴ１＜１ｔ（ただし  ｔ＞０）」、「１ｔ≦ΔＴ１＜２ｔ」、・・・、「８ｔ≦ΔＴ１＜９ｔ」、「９ｔ≦ΔＴ１＜１０ｔ」と、時間差ΔＴ２の区分「０ｔ≦ΔＴ２＜１ｔ」、「１ｔ≦ΔＴ２＜２ｔ」、・・・、「８ｔ≦ΔＴ２＜９ｔ」、「９ｔ≦ΔＴ２＜１０ｔ」との組み合わせ毎に、ヘッド２１０を中心角４５度で８等分した扇形内の位置領域を示す領域情報「Ａ１〜Ｉ１０」のいずれかが対応付けられている。
【００８１】
次に第４実施形態にかかる電子ドラムシステム６００の動作について説明する。電子ドラムシステム６００においては、上述した電子ドラムシステム２００と略同様な処理が行われるため、電子ドラムシステム２００と同様の処理についてはその説明を省略する。電子ドラムシステム６００においては、図６に示した楽音信号生成処理のステップＳｂ２において行われる「打撃位置の演算」の代わりに、「打撃領域特定処理」が行われる（図１８参照）。
【００８２】
ＣＰＵ２２０は、検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１またはＯＸ２のいずれかが立ち上がると、検出信号ＯＹ１と検出信号ＯＹ２とにおける時間差ΔＴｙを測定するとともに、検出信号ＯＸ１と検出信号ＯＸ２とにおける時間差ΔＴｘを測定する。
【００８３】
そしてＣＰＵ２２０は、各検出信号が立ち上がった順番に基づいて、図１９に示したヘッド２１０のエリアのうち、どのエリアが打撃されたかを特定する（図１８：ステップＳｅ１）。例えば、ＣＰＵ２２０は、センサＹ１から出力された検出信号ＯＹ１を最初に検出し、次にセンサＸ１から出力された検出信号ＯＸ１を検出した場合、図１９に示したエリアＡＲ１内が打撃されたものと判断し、センサＸ１から出力された検出信号ＯＸ１を最初に検出し、次にセンサＹ１から出力された検出信号ＯＹ１を検出した場合、図１９に示したエリアＡＲ２内が打撃されたものと判断する。このようにＣＰＵ２２０は、最初に検出信号を出力したセンサと、２番目に検出信号を出力したセンサとを特定し、特定した２つのセンサの位置関係に基づいて、ヘッド２１０において打撃されたエリアを特定する。なお、各センサに順位を付しておき、打撃された際に２つのセンサからの検出信号が同時に検出された場合、センサに付されている順位に従っていずれか一方の検出信号を先に検出したこととするようにしてもよい。このような態様によれば、例えば、Ｘ方向のセンサとＹ方向のセンサに同時に振動が伝わるような特異点を打撃された場合でも処理を行うことができる。
【００８４】
次にＣＰＵ２２０は、時間差ΔＴｘと時間差ΔＴｙとを比較し、時間差の大きい方を時間差ΔＴ１とし（ステップＳｅ２）、時間差の小さい方を時間差ΔＴ２とする（ステップＳｅ３）。例えば、図１９に示したようにセンサＹ１に近い位置ＢＰ１が打撃された場合、ΔＴｙ＞ΔＴｘとなるため、ΔＴ１＝ΔＴｙ、ΔＴ２＝ΔＴｘとなる。なお、時間差ΔＴｘと時間差ΔＴｙとが互いに同じである場合、ＣＰＵ２２０は、例えば、ΔＴ１＝ΔＴｙ、ΔＴ２＝ΔＴｘとする。
【００８５】
次にＣＰＵ２２０は、打撃領域テーブルから時間差ΔＴ１および時間差ΔＴ２に対応する領域情報を特定する（ステップＳｅ４）。例えば、図１９に示した位置ＢＰ２が打撃され、時間差ΔＴｙが０≦Ｔ１＜１ｔの範囲内であり、時間差ΔＴｘが０≦Ｔ２＜１ｔの範囲内である場合、図１７に例示した打撃領域テーブルにおいては、打撃位置を特定する領域情報として「Ａ１」が特定される。そしてＣＰＵ２２０は、ステップＳｅ１で特定したエリアと、ステップＳｅ４で特定した領域情報とから、打撃位置を特定する（ステップＳｅ５）。このように、第４実施形態においては、各検出信号が立ち上がった順番に基づいて、打撃されたエリアが特定されると共に、打撃領域テーブルから領域情報が特定されて打撃位置が特定されるため、数式を用いた演算処理を行うことなく打撃位置を得ることができる。
【００８６】
＜変形例＞
なお、本発明は、以上説明した第１および第２実施形態に限らず、各実施形態に種々の変形や改良を加えることが可能である。
例えば、上述した第１および第２実施形態においては、４つのセンサＹ１、Ｙ２、Ｘ１およびＸ２を用いて打撃位置ＢＰを特定したが、センサの数は４つに限られず、ヘッド２１０のうち異なる箇所の振動を検出する２以上のセンサを用いれば打撃位置ＢＰを特定することができる。例えば、２つのセンサＸ１およびＸ２についての時間差ΔＴｘの正負が得られれば、打撃位置ＢＰのＸ座標の符号を特定することができる。これにより、ヘッド２１０のうちＹ軸を境界として、打撃位置ＢＰが右側（Ｘ座標「正」）であるか左側（Ｘ座標「負」）であるかを特定することができる。また、上記実施形態では、円形状のヘッド２１０にて説明したが、棒状のヘッドでありその長手方向に延在する側面が打撃されるヘッドであれば、２つのセンサ間における検出の時間差に基づいて、以下のようにして打撃位置ＢＰを特定することができる。すなわち、ヘッドの長手方向の端部にセンサを一つずつ設け、それらの２つのセンサ間における時間差から一次元座標による打撃位置ＢＰを特定することができる。
【００８７】
また、図１２は３つのセンサを用いて打撃位置ＢＰを検出する電子ドラムシステム４００の概略構成を示す図である。この図に示すように、電子ドラムシステム４００においては、ヘッド２１０のうちそれぞれ異なる箇所に３つのセンサ４０１、４０２および４０３が設けられている。電子ドラムシステム４００では各センサ４０１、４０２および４０３からの検出信号のうち、第１番目に立ち上がった検出信号および第２番目に立ち上がった検出信号の時間差ΔＴ１と、第２番目に立ち上がった検出信号および第３番目に立ち上がった検出信号の時間差ΔＴ２とが測定される（ブロックＢ２１）。そして、これらの時間差ΔＴ１および時間差ΔＴ２と、第１番目に検出信号が立ち上がったセンサおよび第２番目に検出信号が立ち上がったセンサの相対位置と、第２番目に検出信号が立ち上がったセンサおよび第３番目に検出信号が立ち上がったセンサの相対位置とを用いて打撃位置ＢＰが特定されたうえで（ブロックＢ２２）、楽音信号が生成される（ブロックＢ２３）。なお、打撃位置ＢＰの特定方法としては、第１実施形態と同様に、数式を用いた演算により打撃位置ＢＰの座標を直接的に求めても良いし、第２実施形態と同様に、あらかじめ用意された打撃位置テーブルＴＢＬを用いて打撃位置ＢＰを特定しても良い。また、第４実施形態と同様に、各検出信号が立ち上がった順番に基づいて、打撃されたエリアを特定し、打撃領域テーブルにより領域情報を特定して打撃位置を特定するようにしてもよい。
【００８８】
また、上述した補正係数演算処理においては、全ての検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２の立ち上がりタイミングが等しく、打撃位置ＢＰが原点（０，０）である場合にのみ補正係数を演算するものとしたが、補正係数の演算に関わる条件はこれに限られない。例えば、時間差ΔＴｘが「０」を満たすことのみを条件として、すなわち打撃位置ＢＰがＸ軸上に位置することを条件として、Ｙ方向に並ぶセンサＹ１およびＹ２からの検出信号ＯＹ１およびＯＹ２のいずれか一方を基準として、他方の検出信号に関する補正係数を演算するものとしても良い。
【００８９】
さらに、時間差ΔＴｙが「０」でなく、打撃位置ＢＰがセンサＹ１とセンサＹ２との中央に位置しなくても、以下のようにして補正係数を演算することが可能である。いま、打撃位置ＢＰについてＹ座標のみに着目すれば、所定の時間差ΔＴｙと、これに対応する検出信号ＯＹ１あるいはＯＹ２のレベルの特性（例えば最大振幅）を実験的にあらかじめ求めておく。そして、時間差ΔＴｙが所定値を取ったときに、あらかじめ求めた検出信号ＯＹ１あるいはＯＹ２の特性と、実際に検出した検出信号ＯＹ１あるいはＯＹ２の特性とを比較して補正係数を演算しても良い。このような構成によれば、打撃位置ＢＰの位置に拘わらず補正係数を演算することが可能となる。
【００９０】
また、上記第１実施形態では、４つの検出信号ＯＹ１、ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２のうちひとつの検出信号ＯＹ１を基準として他の検出信号ＯＹ２、ＯＸ１およびＯＸ２についての補正係数を演算したが、いずれの検出信号とも無関係にあらかじめ用意されたレベルを基準として、全ての検出信号についての補正係数を演算しても良い。要は、センサにより検出される検出位置および打撃位置ＢＰ間の距離と、基準となるレベルとに応じて、各検出信号のレベル（例えば、極値の絶対値）が略等しくなるように各検出信号を補正するための補正係数を演算する構成であれば、如何なるものであっても良い。
【００９１】
上記第４実施形態の打撃領域テーブルにおいては、「０ｔ≦ΔＴ１（ΔＴ２）＜１ｔ」、「１ｔ≦ΔＴ１（ΔＴ２）＜２ｔ」、・・・、「８ｔ≦ΔＴ１（ΔＴ２）＜９ｔ」、「９ｔ≦ΔＴ１（ΔＴ２）＜１０ｔ」というように各区分とも、時間差の範囲が同じとなっているが、例えば、「０ｔ≦ΔＴ１（ΔＴ２）＜３ｔ」、「３ｔ≦ΔＴ１（ΔＴ２）＜４ｔ」、・・・、「９ｔ≦ΔＴ１（ΔＴ２）＜９．５ｔ」、「９．５ｔ≦ΔＴ１（ΔＴ２）＜１０ｔ」というように、区分によって時間差の範囲を異ならせるようにしてもよい。また、例えば、時間差ΔＴ１に関しては「０ｔ≦ΔＴ１＜１ｔ」、「１ｔ≦ΔＴ１＜２ｔ」、・・・、「８ｔ≦ΔＴ１＜９ｔ」、「９ｔ≦ΔＴ１＜１０ｔ」というように区分し、時間差ΔＴ２に関しては「０ｔ≦ΔＴ２＜３ｔ」、「３ｔ≦ΔＴ２＜４ｔ」、・・・、「９ｔ≦ΔＴ２＜９．５ｔ」、「９．５ｔ≦ΔＴ２＜１０ｔ」というように時間差ΔＴ１と時間差ΔＴ２とで時間差の範囲を異ならせるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる電子ドラムシステムの概略構成を示す図である。
【図２】同電子ドラムシステムにおけるセンサからの検出信号を示す図である。
【図３】同電子ドラムシステムのハードウェア構成を示す図である。
【図４】同電子ドラムシステムにおいて実行される補正係数演算処理のフローチャートである。
【図５】同電子ドラムシステムにおけるセンサからの検出信号を示す図である。
【図６】同電子ドラムシステムにおいて実行される楽音信号生成処理のフローチャートである。
【図７】同楽音信号生成処理を説明するための図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる電子ドラムシステムの概略構成を示す図である。
【図９】同電子ドラムシステムにおけるセンサからの検出信号を示す図である。
【図１０】同電子ドラムシステムに含まれるＲＯＭに記憶される打撃位置テーブルを示す図である。
【図１１】同電子ドラムシステムにおいて実行される打撃位置特定処理のフローチャートである。
【図１２】本発明の変形例にかかる電子ドラムシステムの概略構成を示す図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るゲインテーブルの概念を説明するための図である。
【図１４】同電子ドラムシステムに含まれるＲＯＭに記録されるゲインテーブルを示す図である。
【図１５】同電子ドラムシステムにおいて実行される打撃強度特定処理のフローチャートである。
【図１６】本発明の第４実施形態にかかる電子ドラムシステムのハードウェア構成を示す図である。
【図１７】同電子ドラムシステムが具備するフラッシュメモリが記憶している打撃領域テーブルを示す図である。
【図１８】同電子ドラムシステムにおいて実行される打撃位置特定処理のフローチャートである。
【図１９】同打撃位置特定処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９３】
２００，３００，４００，５００，６００…電子ドラムシステム、２１０…ドラムヘッド、２２０…ＣＰＵ、２３０…ＲＯＭ、２４０…フラッシュメモリ、２７０…サウンドユニット、２８０…放音ユニット、Ｙ１，Ｙ２，Ｘ１，Ｘ２…センサ、ＢＰ…打撃位置、ＴＢＬ…打撃位置テーブル
【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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【図１９】
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