(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃面に対する打撃による打撃面の振動を振動ピックアップによって衝撃波信号として検出し、この検出した衝撃波信号を共振部に入力し、この共振部から所望の周波数の信号を得てこれを放音するように構成した電子ドラムにおいて、
前記衝撃波信号をローパスフィルタを介して前記共振部に入力するように構成し、
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を除々に変更させるエンベロープフォロアーを備え、
前記エンベロープフォロアーは、
前記衝撃波信号を全波整流する全波整流手段と、与えられたフィルタ係数に応じてフィルタ特性を変更する第２のローパスフィルタと、前記衝撃波信号の増加又は減少に応じて前記フィルタ係数を決定して前記第２のローパスフィルタにフィルタ係数を与えるフィルタ係数決定手段と、を含み、
前記ローパスフィルタは、与えられたフィルタ係数に応じてカットオフ周波数を変更するように構成され、前記第２のローパスフィルターの出力が、前記ローパスフィルタに与える係数となるように構成したことを特徴とする電子ドラム。
【請求項２】
請求項１に記載の電子ドラムにおいて、
前記全波整流手段の前段に前記衝撃波信号のレベルを調整するレベルコントロール手段を備えたことを特徴とする電子ドラム。
【請求項３】
請求項１および２の内のいずれか一項に記載の電子ドラムにおいて、
前記全波整流手段を、前記衝撃波信号の２乗値を求める２乗演算手段としたことを特徴とする電子ドラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラムヘッド等、打撃面の振動を振動ピックアップによって衝撃波信号として検出し、この検出した衝撃波信号を共振部に入力し、この共振部から所望の周波数の信号を得てこれを放音するように構成した電子ドラムの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来から提案されている電子ドラムの構成を示している模式的な構成図である（例えば、特許文献１参照）。ドラム本体側の上面に張り付けられた打撃面１（ドラムヘッド）には振動ピックアップ２が設けられている。そして、演奏者が不図示のスティック及び手などで打撃面１を打撃すると打撃面１が振動するが、振動ピックアップ２はこれを衝撃波信号として検出、出力する。図６は衝撃波信号（Ｓｕ）の一例である。衝撃波信号（Ｓｕ）はＡ／Ｄ変換器１０によってアナログデジタル変換され共振部３０に入力される。共振部３０は、共振周波数に合致した周波数の信号及びこの共振周波数の倍音信号を出力する。すると、Ｄ／Ａ変換器４０が共振部３０からの信号をデジタルアナログ変換し、これをスピーカー５０が放音することによって電子ドラムの楽音信号の放音動作が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９５５６１号公報（第２−５頁、第１２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような電子ドラムは非常に音波に対して敏感に構成されており、自身が打撃面１（ドラムヘッド）を打撃せずとも、他の楽器からの楽音信号を受けて振動ピックアップ２が振動してしまう等の、思わぬ外来ノイズの影響を受けるといった問題があった。また、このような外来ノイズによって放音信号が入力側にフィードバックされてハウリングが生じてしまうという問題もあった。これに対して、或る閾値を設定しこれより微小レベルの入力信号をカットするようにゲート機能を持たせる構成が考えられる。しかし、これでは実際に微小信号を生じるような演奏を行った場合には電子ドラム音が放音されず演奏者にとって違和感を感じるものとなっていた。
【０００５】
本発明は、かかる従来の課題を解決するためになされたもので、演奏により微小信号が得られた場合にも放音を可能としつつ、外来ノイズの影響を受けずハウリングも防止可能な電子ドラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明者は、ローパスフィルタを用いることに注目した。つまり、ローパスフィルタを共振部の前段に設けることによって、衝撃波信号（Ｓｕ）を完全に遮断することなく、微小信号を共振部に供給可能とする。そして、このローパスフィルタのカットオフ周波数を除々に変化させる（例えば、高くする）ことによって、外来ノイズに敏感な電子ドラムに当該ノイズによる影響が及ぶのを阻止した。
【０００７】
つまり、本発明は、打撃面に対する打撃による打撃面の振動を振動ピックアップによって衝撃波信号として検出し、この検出した衝撃波信号を共振部に入力し、この共振部から所望の周波数の信号を得てこれを放音するように構成した電子ドラムにおいて、
前記衝撃波信号をローパスフィルタを介して前記共振部に入力するように構成し、
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を除々に変更させるエンベロープフォロアーを備え、
前記エンベロープフォロアーは、
前記衝撃波信号を全波整流する全波整流手段と、与えられたフィルタ係数に応じてフィルタ特性を変更する第２のローパスフィルタと、前記衝撃波信号の増加又は減少に応じて前記フィルタ係数を決定して前記第２のローパスフィルタにフィルタ係数を与えるフィルタ係数決定手段と、を含み、
前記ローパスフィルタは、与えられたフィルタ係数に応じてカットオフ周波数を変更するように構成され、前記第２のローパスフィルターの出力が、前記ローパスフィルタに与える係数となるように構成したことを特徴とするようにした。
【０００９】
また、前記全波整流手段の前段に前記衝撃波信号のレベルを調整するレベルコントロール手段を備えると、一層、外来ノイズの影響を阻止することが可能になる。また、以上の全波整流手段を、衝撃波信号の２乗値を求める２乗演算手段とすれば簡易な構成で衝撃波信号を全波整流することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、演奏により微小信号が得られた場合にも放音を可能としつつ、外来ノイズの影響を受けずハウリングも防止可能な電子ドラムを提供することが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図７は本発明の実施形態である電子ドラムのドラム本体側の外観の模式的正面図である。また、図８はその平面図である。図７、図８に示すように、外観視筒状体のシェル２００の上面である開放面には、打撃面１（ドラムヘッド）がシエル２００に張設されている。また、シエル２００の外周面には、その縦方向において適宜の間隔を設けてラグ３００が配置されている。更に、テンションボルト１００の支持部を連接しているリム４００が、打撃面１の外縁部を押さえ付けるようにして、テンションボルト１００がラグ３００にねじ込まれて締結され所定の張設力で打撃面１が張設されている。そして、図７、図８では図示はしないが、打撃面１の打撃による振動信号を検出し、衝撃波信号（Ｓｕ）として出力する振動ピックアップがドラムヘッド（打撃面１）の裏面又は表面の適宜の位置に設けられている。
【００１３】
図１は本発明の好適な実施形態である電子ドラムの信号処理系の構成図である。この信号処理系は、衝撃波信号（Ｓｕ）をアナログデジタル変換するＡ／Ｄ変換器１０と、このデジタル出力信号を入力するＬＰＦ１（符号２０：「ＬＰＦ」はローパスフィルタ）と、このＬＰＦ１（２０）の出力を入力して、所望の周波数の信号（具体的には、共振周波数に合致した基本周波数及びその倍音周波数の信号）を出力する共振部３０と、この共振部３０の出力信号をデジタルアナログ変換するＤ／Ａ変換器４０と、このアナログ変換された信号を放音するスピーカー５０とを備えている。更に、Ａ／Ｄ変換器１０のデジタル出力信号を入力し、ＬＰＦ１（２０）のカットオフ周波数を変化させるためのエンベロープフォロアー６０が設けられている。
【００１４】
図２はＬＰＦ１（２０）の構成図である。このＬＰＦ１（２０）は、係数（フィルタ係数）が「ｘ」の乗算部２１、係数が「１−ｘ」の乗算部２４、加算部２２、遅延部２３とを有して構成されている。そして、この係数「ｘ」はエンベロープフォロアー６０の出力となっている。図２を参照すれば分かるように、係数「ｘ」が「１」の場合には、カットオフ周波数が理論的には無限大となってＬＰＦ１（２０）の入力はスルーされて共振部３０に入力し、従来の電子ドラムと同様の信号処理が実行される。一方、係数「ｘ」が「０」の場合には、カットオフ周波数が「最小」となってＬＰＦ１（２０）の入力が、共振部３０側に入力されにくくなる。したがって、この「ｘ」を除々に変化させることによって共振部３０への入力を制御することが可能となる。
【００１５】
図３はエンベロープフォロアー６０の構成図である。エンベロープフォロアー６０は、デジタル化された衝撃波信号（Ｓｕ）のレベルを調整するためのレベルコントロール部６２と、このレベルコントロール部６２の出力を全波整流するために、入力信号に対してその２乗値を求める２乗演算部６２と、ＬＰＦ２（６４）と、加算部６６と、遅延部６５と、フィルタ係数決定部６７とを有して構成される。なお、レベルコントロール部６２のゲインは不図示の操作子等で調整可能に構成され、この調整により衝撃波信号（Ｓｕ）を適度なレベルとして一層外来ノイズの影響を除去することが可能になる。
【００１６】
図４はＬＰＦ２（６４）の構成図である。これは、ＬＰＦ１（２０）型のものを２段接続したものであるが、この構成は一例にすぎない。図４に示すように、ＬＰＦ２（６４）は、係数（フィルタ係数）「ｙ」の２個の乗算部７０、７１と、２個の加算部７２、７３と、２個の遅延部７４、７５と、係数「１−ｙ」の２個の乗算部７６、７７とを有して構成される。そして後述するように、係数「ｙ」は、フィルタ係数決定部６７にて決定された係数「Ａ」または係数「Ｂ」のいずれかが供給される（Ａ＞Ｂの関係がある）。
【００１７】
（作用）
さて、図３のエンベロープフォロアー６０の構成を参照すれば分かるように、フィルタ係数決定部６７に入力される信号ａは、レベルコントロール部６２で増幅された衝撃波信号（Ｓｕ）の或る時刻（ｎ）でのサンプリング値と、その１サンプリング時間前（ｎー１）における衝撃波信号（Ｓｕ）のサンプリング値との差となっている。そして、フィルタ係数決定部６７は、信号ａの符号が正であれば係数Ａを出力してＬＰＦ２（６４）に与える一方、これ以外の場合には係数「Ｂ」をＬＰＦ２（６４）に与える。係数Ａと係数Ｂとは「Ａ＞Ｂ」の関係にあり、且つ、係数Ａと係数Ｂとの大きさの比は例えば「１００：１」程度に設定している。
【００１８】
したがって、衝撃波信号（Ｓｕ）が増加傾向にある場合には係数Ａを選択して立ち上がりを速くする一方、衝撃波信号（Ｓｕ）が減少傾向にある場合には係数Ｂを選択して立ち下がりを遅くする構成にしている。これは、エンベロープフォロアー６０の出力信号は、衝撃波信号（Ｓｕ）の立ち上がりに対して高スピードの反応が必要である一方、衝撃波信号（Ｓｕ）の立下り時においては衝撃波信号（Ｓｕ）が減衰を始めても多くの衝撃波信号（Ｓｕ）が通過できる状態を確保するためである。
【００１９】
このようにして、ＬＰＦ２（６４）の係数を選択設定し、しかも、ＬＰＦ１（６０）の係数「ｘ」はＬＰＦ２（６４）の出力で決定される。その結果、係数「ｘ」を除々に変化させることによって、ＬＰＦ１（２０）のカットオフ周波数が除々に変化することになる。
【００２０】
係数「ｘ」が大きくなる程、カットオフ周波数が高くなり、ＬＰＦ１（２０）への入力信号はそのまま共振部３０側に到達し易くなる。一方、係数「ｘ」が小さくなる程、カットオフ周波数が低くなり、ＬＰＦ１（２０）への入力信号はそのまま共振部３０側に到達しにくくなる。このように、除々に係数「ｘ」を変化させる構成としたので、従来のゲート機能のように或る閾値以下の衝撃波信号（Ｓｕ）を完全に排除することがなくなり、演奏により微小信号が得られた場合にも適切な放音を可能としつつ、外来ノイズの影響を受けずにハウリングも防止可能な電子ドラムが実現可能になる。
【００２１】
なお、以上の説明においては、振動ピックアップを１個とし対応する共振部３０も１つとしたが、振動ピックアップの数を複数個とし対応する共振部３０も複数個とした構成においても本発明は適用可能である。更に、打撃面１（ドラムヘッド）の裏側に感圧センサを設け、共振部３０を構成する不図示の移相器を制御する等の各種効果付加が可能な電子ドラムに対しても本発明は適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上説明してきたように、本発明は電子ドラムに適用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態である電子ドラムの信号処理系の構成図である。
【図２】ＬＰＦ１（２０）の構成図である。
【図３】エンベロープフォロアー６０の構成図である。
【図４】ＬＰＦ２（６４）の構成図である。
【図５】一般的な電子ドラムの構成図である。
【図６】衝撃波信号の説明図である。
【図７】ドラム側の外観図である。
【図８】ドラム側の平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  打撃面（ドラムヘッド）
２  振動ピックアップ
１０  Ａ／Ｄ変換器
２０  ＬＰＦ１
３０  共振部
４０  Ｄ／Ａ変換器
５０  スピーカー
６０  エンベロープフォロアー
６２  レベルコントロール部
６３  ２乗演算部
６４  ＬＰＦ２
６５  遅延部
６６  加算部
６７  フィルタ係数決定部
【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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