KR100200563B1

KR100200563B1 - 위치 변환기

Info

Publication number: KR100200563B1
Application number: KR1019960060323A
Authority: KR
Inventors: 준 야마모토; 츠도무 사사키
Original assignee: 우에시마 세이스케; 야마하 가부시키가이샤
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1996-11-30
Publication date: 1999-06-15
Also published as: US5804816A; DE19649881A1; JPH09152310A; TW334556B; KR970029319A; CN1070607C; JP3610648B2; CN1162111A; DE19649881B4

Abstract

본 발명의 위치변환기는 키(1a,1b)에 부착된 셔터판(3d)에 의해 인터럽트된 광의 변화를 통해 현재의 키위치를 판단하며, 세미 컬럼형의 볼록렌즈(30)가 상기 키의 궤적에 나란한 방향에서 광파이버(3k)로부터 방사된 광빔이 상기 셔터판의 움직임전체를커버할 수 있도록 그 광빔을 연장시킨다.

Description

위치 변환기

본 발명은 물체의 위치를 전기신호로 변환하는 위치변환기에 관한 것으로 특히 광범위의 검출범위를 변환할 수 있는 광빔발생기를 가지는 위치변환기에 관한 것이다.

미국 특허 제5,374,775호에 개시된 소음 피아노 등의 건반악기에 위치변환기가 통합될 수 있다. 상기 소음피아노는 음향피아노를 기본으로 제조되며, 햄머스토퍼, 악음 발생기 및 헤드폰이 상기 소음피아노내에 통합된다.

햄머스토퍼가 햄머모션을 방해하지 않는 자유위치로 이동하면 상기 소음 피아노는 표준음향피아노와 유사하게 동작하며, 피아니스트는 음향사운드를 통해 소음피아노의 곡을 연주한다.

반면 상기 햄머스토퍼가 현에서의 스트라이크이전에 햄머스토퍼에서 리바운드되는 차단위치로 변경되는 경우 상기 소음피아노는 전자건반악기와 같이 동작한다.위치변환기는 키/햄머를 모니터하며, 데이터처리장치에 상기 키/해머의 위치정보조각을 공급한다. 상기 데이터처리장치는 실시간방식으로 위치정보를 처리해서 상기키/햄머모션을 나타내는 악곡데이터코드를 생성한다. 상기 악곡데이터코드는 악음발생기로 공급되며, 상기 악음발생기는 악곡데이터코드로부터 음향신호를 발생한다 오디오신호는 상기 헤드폰에 공급되며 연주자는 음향사운드대신 전자사운드를 듣는다.

상기 데이터처리장치는 눌려진 키를 지정할 뿐만아니라 전자사운드를 발생하는 타이밍 및 관련현 근처의 햄머속도를 결정한다. 피아노사운드의 크기는 햄머속도에 비례하며 상기 데이터처리장치는 상기 햄머속도로 부터 전자사운드의 크기를 결정한다.

소음피아노에 활용할 수 있는 통상례의 위치변환기는 셔터판 및 포토인터럽터에 의해 실시된다. 상기 셔터판에 윈도우가 설치되며, 키의 저면에 부착된다. 한편 상기 포트인터럽터는 상기 셔터판의 궤적에 걸쳐서 광빔을 방사하며, 상기 셔터판으로 광빔은 두 번 방사된다.셔터판이 상기 궤적을 따라 이동하는동안 리딩 연부(leading edge)가 첫째로 상기 광빔을 차단하며 그후 상기 윈도우를 광빔이 통과하고 상기 윈도우를 형성하는 내부연부가 상기 광빔을 다시 차단한다.포토인터럽터는 그 광강도에 따라 광전류의 량 및 그에 따르는 키위치신호의 위치레벨을 차단하며, 상기 키위치신호를 제1포토인터럽션 및 제2포토인터럽션에서 저전위레벨로 변경하고 데이터처리장치는 상기 제1포토인터럽션으로 부터 제2포토인터럽션까지의 시간으로 상기 리딩연부와 상기 내부연부사이의 거리를 나누므로써 계산된 키속도로부터의 해머속도를 추정한다.

그러나 키모션은 아주 복잡한 궤적을 따르며, 두 개의 포토인터럽션으로 그 복잡한 궤적을 정확히 나타내는 것은 불가능하다. 동일의 키움직임을 통해 생성되는 피아노사운드의 크기와 전자사운드의 크기를 정합시키기위해서 상기 포토인터럽터가 증가되야 하지만 이 해결책은 비용의 증가를 초래한다.

미국 특허 제5,001,339호는 음향피아노에 할용가능한 광학전자센싱장치를 개시하고 있다. 상기 특허에 따르면 플래그 및 포토인터럽터가 조합으로 음향피아노의 키중 하나에 대한 종래기술의 광학전자센싱장치를 형성한다. 플래그는 키의 하부면에 부착되며, 축 주위로 회전한다. 상기 포토인터럽터는 플래그의 궤적에 걸쳐서 광빔을 방사하며, 플래그는 그 각도 위치에 따라 빔의 광량을 선형적으로 변화시키는 각 형상을 가진다. 마이크로프로세서는 광량을 나타내는 디지탈키위치신호를 페치하며, 현재의 키위치를 결정한다. 따라서 종래기술의 광학전자센싱장치는 현재의 키위치에 따라 값을 연속적으로 변화시키는 키위치신호를 발생한다.

일본특허공개공보 6-138870 및 6-149233호는 다른 종래기술의 위치변환기를 개시하고 있으며, 상기 종래기술의 위치변환기는 음향피아노의 페달에 활용할 수 있다. 휘도에 있어서 불연속적으로 변화하는 패턴으로 프린트된 플레이트인 그레이 스케일(gray scale) 및 광학판독기가 상기 위치변환기에 통합될 수 있다. 상기 스레이스케일은 음향피아노에 부착되며, 상기 페달과 더불어 이동한다. 한편 광학판독기는 고정적이며, 광학적으로 상기 휘도를 판독한다. 키가 그레이스케일과 더불어 이동하면 상기 그레이스케일로 부터 판독된 휘도가 변하며 상기 광학판독기가 현재의 페달위치를 나타내는 페달위치신호를 발생한다.

일본 특허공개공보 4-705096은 음향피아노 용의 다른 종래기술의 위치변환기를 개시하고 있다. 상기 변환기는 키 아래에 설치되는 광반사기 및 상기 하부면에 부착되는 반사면을 포함하며, 상기 광반사기는 상기 반사면을 향해 광빔을 방사한다. 키가 이동하면 반사된 광의 강도가 변화하며, 광반사기는 연속적으로 키위치신호를 변화시킨다.

그러나 상기 종래기술의 변환기는 다음의 문제를 갖는다.

첫째로 상기 미국특허에 개시된 종래기술의 광학전자센싱장치는 좁은 검출범위의 문제를 가지며, 플래그는 선형적으로 포토인터프리터의 수광소자에 입사되는 광량을 변화시키며, 마이크로프로세서는 입사광의 량에서 현재의 키위치신호를 판단하기 때문에 광빔으로 검출범위가 한정된다. 그러나 상업적으로 입수가능한 포토인터프리터는 단순히 음향피아노의 키의 변위를 커버할 수 없는 너무 좁은 광빔을 방사할 뿐이다. 그러으로 종래기술의 광학전자센싱장치는 검출범위를 넓힐 수 는 몇가지 해결책을 필요로한다. 더욱이 대부분의 포토인터프리터는 둥근 단부를 가지며, 제조자는 키위치와 입사광의 량사이에 선형성을 줄 수 있도록 상기 플래그에 정밀히 각 형상을 부여하려 하고 있다. 그러한 정확한 가공은 시간을 많이 요함에 따라 제조코스트를 증가시킨다.

종래기술의 위치변환기는 측정에 있어서 문제를 가지며, 상기 그레이스케일 및 광학판독기는 상기 페달메카니즘 및 고정보드부재에 분리적으로 부착되며 그 상관관계가 일정치 않다.

이러한 이유로 제조자는 개별제품마다 위치변환기를 정확히 측정할 필요가 있으며, 그 측정은 시간 및 노동을 요한다. 더욱이 종래기술의 위치변환기가 공장에 전달이전에 측정되는 경우에도 상기 상관위치가 시간경과에 따라 변화되는 경향이 있으며, 종래기술의 위치변환기는 상기 시간에 따른 열화에 심각한 영향을 받는다.

제3의 문제는 종래기술의 위치변환기가 정확성에 있어서 문제가 있다는 것인데 전술한 바와 같이 상기 반사기는 키의 하부면에 광빔을 방사하며 반사된 광의 량에 따라 현재의 키 위치를 판단한다. 그러나, 반사된 광의 량은 반사기와 키의 하부면사이의 거리에 의해 결정되지 않으며 일례로 반사된 광의 량은 반사면의 표면의 거칠기 빛 반사면과 광빔사이의 각도에 따라 변한다. 따라서 종래기술의 위치변환기는 현재의 키위치를 정확히 검출할 수 있다.

그러므로 본 발명의 목적은 광범위한 검출범위를 가지며, 정확성이 개선되고 낮은 생산비용을 갖는 위치변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 궤적을 따라 이동하는 물체의 움직이는 방향으로 광빔을 연장시키는 것을 채택하고 있다.

본 발명에 따르면 제1방향에서 연장하는 궤적에 따라 제1단면을 가지는 광빔을 방사하도록 상기 궤적의 한 측상에 설치되는 광빔원; 상기 궤적의 다른 측 상에 설치되며, 광빔이 입사되게하여 이동물체가 그 입사된 광량을 변화시키도록 하는 광빔수신기 및 제1방향에서 연장된 제2단면을 갖도록 상기 광빔을 변형시키는 상기 광빔원과 광빔수신기 사이에 설치되는 단면변형자를 구비하는 상기 궤적에서 이동물체의 현재위치를 구하는 위치변환기가 제공된다.

본 발명에 따른 위치변환기의 특징 및 장점은 이하 첨부도면을 참조로한 이하의 상세한 설명으로부터 명확히 이해될 수 있을 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 위치 변환기를 구비한 소음피아노의 구조를 도시하는 개략 측면도.

제2도는 상기 소음피아노에 일체화된 키센서를 도시하는 저면도.

제3도는 하나의 키에 관련된 광빔발생기(optical beam generator)를 도시하는 측면도.

제4도는 상기 광빔을 방사하는 저면도.

제5도는 상기 광빔발생기의 측면도.

제6도는 상기 광빔발생기의 일부분을 형성하는 센서헤드로 부터 방사된 광빔을 도시하는 정면도.

제7도는 광빔수신기를 도시하는 저면도.

제8도는 상기 광빔수신기의 측면도.

제9도는 상기 광빔수신기의 일부를 형성하는 센서헤드상에 입사하는 광빔을 도시하는 정면도.

제10도는 상기 광빔수신기의 일부를 형성하는 센서헤드상에 입사하는 10은 반도체수공다이오드에 접속된 전류-전압변환기를 도시하는 회로도.

제11도는 상기 광빔수신기의 일부를 형성하는 센서헤드상에 입사하는 11은 아날로그위치신호의 전위레벨과 현재의 위치신호사이의 관계를 도시하는 그래프.

제12도는 반도체 발광/수광다이오드와 광빔발생기/수신기사이에 접속된 광파이버의 배치를 도시하는 도면.

제13도는 상기 광빔수신기에 부착된 볼록렌즈의 변형을 도시하는 저면도.

제14도는 상기 볼록렌즈의 변형의 측면도.

제15도는 상기 변형예로 부터 센서헤드로 방사된 광빔을 도시하는 정면도.

제16도는 상기 센서헤드의 제1변형을 도시하는 평면도.

제17도는 도 16에 도시한 센서헤드상에 반사된 광빔의 단면을 도시하는 도면.

제18도는 상기 제2센서헤드의 제2변형을 도시하는 평면도.

제19도는 도 18에 도시한 센서헤드상에 반사된 광빔의 단면을 도시하는 도면.

제20도는 상기 제2변형의 정면도.

제21도는 상기 센서헤드의 제3변형을 도시하는 평면도.

제22도는 상기 제3변형의 측면도.

제23도는 상기 제3변형의 정면도.

제24도는 센서헤드의 배치의 평면도.

제25도는 상기 센서헤드배열의 단면도.

제26도는 센서헤드의 다른 배치에 대한 저면도.

제27도는 상기 센서헤드배치의 단면도.

제28도는 파이버지지부 배치의저면도.

제29도는 일체형광빔발생기 및 일체형광빔수신기에 대한 측면도.

제30도는 상기 일체형광빔수신기의 측면도.

제31도는 키센서의 다른 레이아웃을 도시하는 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 음향 피아노 1a,1b : 키

1c : 키 작용 메카니즘 1d : goa머

1e : 현 1f : 평형핀

1g : 평형레일 2 : 햄머스토퍼

2a : 축 2b : 쿠션부재

3 : 전자음발생시스템 3a : 키센서

3b : 제어유니트 3c : 헤드폰

3d : 셔터판 3e : 광빔발생기

3f : 광빔수신기 3g : 브래킷

3h : 발광다이오드 3hi : 신호변환기

3hj : 회로기판 3n : 파이버지지부

3o : 볼록렌즈 3p : 센서헤드

제1도를 참조하면 소음피아노는 크게 음향피아노(1), 햄머스토퍼(2) 및 전자음발생시스템(3)을 구비한다. 다음의 설명에 있어서, 워드전방은 후방 위치보다 피아노(1)상에서 곡을 연주하는 연주자에 가까운 위치를 의미하며, 시계방향 및 반시계방향은 관련 설명을 참조한 도면에서 결정된다

키(1a/1b), 키작동메카니즘(1c), 햄머(1d), 현(1e) 및 댐퍼메키니즘(도시않음)은 상기 음향피아노에 일체화되며, 표준직립형피아노와 유사하게 동작한다. 88키(1a/1b)는 상기 음향피아노(1)에 일체화되며, 조합으로 키보드를 형성한다. 키(1a/1b)각각은 평형레일(1g)에 매설된 평형핀(1f)주위에서 회전가능하며, 연주자가 키(1a/1b)를 누르면 그 키(1a/1b)는 휴지위치RP에서 단부위치EP로 변경된다. 한편 연주자가 상기 키의 누름을 해제하면 자중으로 키가 휴지위치 RP1으로 복귀한다. 표준직립형피아노는 본 분야에 공지되 있으며, 때문에 이하에서 추가의 설명은 생략한다.

햄머스토퍼(2)는 쌍방향회전가능한 축(2a) 및 그 축에 부착된 쿠션부재(2b)를 구비한다. 상기 햄머스토퍼(2)는 축(2a)의 회전을 통해 자유위치 FP와 차단위치 BP사이에서 변경된다. 햄머스토퍼(20가 자유위치 FP에 햄머(1d)는상기 직립형 피아노와 유사한 음향을 내도록 관련 현(1e)을 친다. 한편 햄머스토퍼(2)가 차단위치 BP로 변경되면 햄머(1d)는 상기 현(1e)을 치기전에 상기 쿠션부재(2b)상에서 반동되어 음향사운드가 발생되지 않는다.

전자음발생시스템(3)은 복수의 키센서(3a), 제어유니트(3b) 및 헤드폰(3c)을 구비한다 키센서(3a)는 키(1a/1b)를 모니터하며,관련 현(1a/1b)의 현재의 키위치를 나타내는 키위치신호KP를 발생한다. 제어유니트(3b), 상기 키위치신호KP를 통해 통보받은 위치정보를 처리하며, 눌려진 키를 지정해서 햄머속도를 결정하고 해당햄면(1d)가 현(1e)를 쳤을때 임팩트타이밍과 해당댐퍼메카니즘이 음향사운드를 나타낼 때 소멸타이밍을 결정하며, 상기 정보의 조각으로 부터 악곡데이터코드를 발생하고 그 코드를 악음발생기로 공급한다.악음발생기는 헤드폰(3c)를 통해 전자음을 발생하는 오디오신호AD를 만즌다. 키센서(3a)는 해당 현(1a/1b)아래의 프론트레일과 평형레일(1g)사이의 키베드 (1h)전체에 설치된다. 셔터판(3d), 광빔발생기(3e) 및 광빔수신기(3f)(도 2 참조)는 전체적으로 각각의 키센서(3a)를 구성한다. 셔터판(3d)이 키(1a/1b)의 하부면에 각각 부착되어도 각각의 광빔발생기(3e) 및 광빔수신기(3f)는 두 개의 이웃한 키(1a/1b)사이에서 공유된다.

상기 광빔발생기(3e)는 상기 키베드(1h)에 고정된 브래킷(3g)에 의해 지지되며, 반도체발광다이오드(3h도 2참조) 에 접속된다.

광빔수신기(3f)는또한 상기 브래킷(3g)에 의해 지지되며, 반도체 수광다이오드(3i)(도 2참조)에 의해 광학적으로 접속된다. 상기 발광다이오도(3h) 및 수광다이오드(3i)는 신호변혼기(3hi)에 일체로되며 제어유니트(3b)는 광빔발생기(3e) 및 광빔수신기(3f)와 신호변환기(3hi)를 통해 소통한다. 상기 발광다이오드(3h) 및 수광다이오드(3i)는 회로기판(3hj)상에 배열되며, 그 기판은 상기브래킷(3g)에 의해 지지된다. 발광디이오드(3h)는 상기 광빔 발생기(3e)에 광을 선택적으로 공급하도록 구동신호 DR에 응답하며 수광다이오도(3i)는 상기 광을 변환해서 신호변환기(3hi)로 하여금 상기 제어유니트(3b)에 현재의 키위치신호를 나타내는 키위치신호 KP를 공급한다.

키센서의 배열

제2도를 참조하면 광빔발생기(3e)는 상기 브래킷(3g)의 상부부분의 배면상의 광빔수신기(3f)와 교대로되며, 복수의 슬롯(3j)이 상기 광빔발생기(3e)와 광빔수신기(3f)사이의 브래킷(3g)에 형성된다. 각각의 셔터판(3d)의궤적은 해당현(3j)을 통과하며, 광빔발생기(3e)는 해당현(1a/1b)의 궤적에 걸쳐 광빔LB1/LB2/LB3/LB4를 방사한다. 상기 광빔 LB1 내지 LB4는 상기 광빔수신기(3f)에 입사하며, 입사광 LB5/LB6의 량은 상기 궤적의 셔터위치에 따라 변한다. 도 2는 3키센서를 도시하지만 88키(1a/1b)모두가 각각 키센서(3a)와 관련된다.

발광다이오드(3h)는 광파이버(3K)를 통해 광빔발생기(3e)에 접속된다.파이버지지부(3n), 볼록렌즈(3o) 및 센서헤드(3p)가 조합해서 각각의 광빔발생기(3e)를 형성하며, 모든 광빔발생기(3)가 그 구조에 있어서는 서로 동일하다. 광파이버(3k)는 플루오르 함유수지가 코팅된 아크릴수지로 형성되며 상기 광빔발생기(3e)에 발광다이오드(3h)로부터 일정휘도의 광을 공급한다.

파이버지지부(3n)는 상기 광파이버(3k)와 동일한 아크릴 수지로 만들어지며 입체구성을 가진다. 제3도에서 볼 수 있는 바와 같이 관통홀(3na)은 파이버지지부(3n)내에 형성되며, 상기 센서헤드(p)를 향하고 있다. 광파이버(3k)는 상기 관통홀(3ha)에 삽입되며, 상기 광파이버지지부(3n)에 고정된다. 볼록렌즈(3o)는 광빔 LB7/LB8이 상기 센서헤드(3P)를 향해 집속하는 식으로 상기 파이버지지부(3n)와 입체로된다. 볼록렌즈(3O)는 세미 컬럼구성을 가지며, 이하 상세히 설명한다. 돌출부(3nb)는 파이버지지부(3n)의 상부면상에 형성되며, 상기 브래킷(3g)상에 형성된 홀(3ga)에 적합하게 수용된다.

센서헤드(3p)는 베이스판(3pa), 반사프리즘본체(3pb) 및 볼록렌즈(3pc)를 구비한다. 상기 베이스판(3pa)은 상기 브래킷에 형성된 홀(3gb)에 적합하게 수용되며, 상기 반사프리즘본체(3pb)는 상기 베이스판(3pa)에 고정된다. 반사프리즘본체(3pb)는 한 쌍의 프리즘으로 실현되며 상기 프리즘은 도 2와 같이 우측으로 각이진 삼각단면을 가진다. 한 쌍의 프리즘은 한 프리즘의 경사면이 다른 프리즘의 경사면에 대향하는 식으로 조합된다. 프리즘은 각각 반사면(3pd,3pe)를 제공하며 볼록렌즈(3pc)가 상기 반사면(3pd/3pe)에 광빔 LB7/LB8을 가이드하도록 프리즘의 다른 면과 일체로된다. 상기 광빔LB/7LB8은 반사면(3pd/3pe)상에서 반사되며 광빔 LB1/LB3, LB2/LB4로 동등하게 분할된다.

상기 광빔 LB7/LB8의 단면은 볼록렌즈(3o)와 센서헤드(3p)사이의 이동동안 확대되며, 상기 수속광빔LB7/LB8이 휴지위치 RP와 단부위치 EP사이에서 상기 쳐터판(3b)의 모션을 커버하기에 충분한 폭을 가지지만 상기 세미 컬럼형 볼록렌즈(3o)는 수평방향에서 상기 타원 광비 LB7/LB8을 폭넓게 확장시키지 못하므로 볼록렌즈(3pc)는 비교적 큰 곡률반경을 가지며 용이하게 제조된다. 상기 광빔수신기(3f)는 상기 광파이버(3m)을 통해 수광다이오드(3i)에 접속되며, 다른 것과 그 구조가 동일하다. 다른 광파이버(3k)는 플루오르 함유 수지로 코팅된 아크릴 수지로 형성되며, 상기 광빔수신기(3f)에 입사하는 광을 상기 수광다이오드(3i)에 전파한다. 수광다이오드(3i)는 상기 광을 광전류로 변환하며, 그 광전류는 수광다이오드에 입사하는 광의 량에 비례한다.

상기 광빔수신기(3f)는 파이버지지부(3q), 볼록렌즈(3r) 및 센서헤드(3s)를 구비한다. 상기 파이버지지부(3q)와 센서헤드(3s)는 광빔발생기(3e)의 대응구성요소와 동일하며, 파이버지지부(3n) 및 센서헤드(3p)와 호환성을 갖는다. 이러한 이유로 파이버지지부(3q) 및 센서헤드(3s)는 중복 설명을 생략하며, 상기 볼록렌즈(3r)는 반 구형 구성을 가지며, 상기 파이버지지부(3q)와 일체형으로 된다. 광빔발생기(3e)와 광빔수신기(3f)중 하나만이 상기 슬롯(3j)사이에 형성되며, 키 (1a/1b)가 작은 피치로 배열되며 그에 따라 슬롯(3j)사이의 간격이 좁게된다. 이러한 구성에서 광빔발생기 /수신기(3e/3f)의 교대배열이 키 센서(3a)의 설치에 바람직하게된다. 더욱이 파이버지지부(3n/3q)는 상기 센서헤드(3p/3s)로부터 분리되며 단지 센서헤드(3p/3s)만이 상기 슬롯(3j)사이에 위치한다. 제조자는 상기 브래킷(3g)에서 와이드 슬롯(3d)를 형성하며, 상기 셔터판(3d)를 키 (1a/1b)의 하부면에 정확히 부착할 수 없게된다. 더욱이 제조자는 발산/수속타원광빔LB7/LB8 및 LB5/LB6의 확대/축소비율을 자유로히 조정한다.

파이버지지부(3n/3q)는 상기 슬롯(3d)과 관련하여 동일한 측면에 위치하며, 광파이버(3k/3m)모두에 공간이 할당되어 파이버의 배치가 간단해진다.

전술한 바와 같이 각각의 광빔발생기(3e)는 두 개의 셔터판(3d)사이에서 공유되며 각각의 광빔수신기(3f)는 또한 두 개의 셔터판(3d)사이에서 공유된다. 더욱이 광파이버(3k)는 상기 광빔발생기(3e)에 각각 접속되며 광 빔수신기(3f)가 각기 광파이버(3m)에 접속된다. 이는 각각의 광파이버(3k/3m)가 두 개의 셔터판(3d)사이에 공유되는 것을 의미한다.

따라서 광파이버(3k/3m) 및 광빔발생기/수신기(3e/3f)는 그 수가 작으며 이에따라 제조자는 전자음발생시스템(3)의 제조비용을 절감할 수 있다.

광빔발생기

제4도, 제5도 및 제6도를 광빔발생기(3e)는 그 양면상에서 광빔수신기(3f)에 광빔LB1, LB2를 방사한다. 수광다이오드(3h)는 광펄스를 발생하도록 구동펄스신호 DR에 응답하며, 광파이버(3k)는 상기 광펄스를 광빔발생기(3e)에 전파한다. 광빔발생기(3e)는 광빔LB7내지 광빔LB1/LB2를 통해 괄펄스를 형성하며 다른 광빔발생기(3e)가 광빔 LB3/LB4를 방사하여도, 광빔발생기(3e)는 광파이버(3k)를 통해 다른 발광다이오드(3h)에 접속되며, 그 발광다이오드는 다른 타이밍에서 광펄스를 발생한다. 이러한 이류로 광빔 LB2/LB3는 그 사이에 공유된 광빔수신기(3f)상에 동시에 입사하지않는다.

상기 볼록렌즈(3o)는 세미 컬럼형 구성을 가지며, 반 원형 상부 및 하부면(3oa)이 상기 셔터판(3oa)의 궤적에 수직하게된다. 이러한 이유로 광빔LB7은 상하 방향에서 덜 반사되며 상기 센서헤드(3p)를 향해 상기 볼록렌즈(3o)로부터 폭넓게 발산하다 (도 5참조) 그러나 상기 볼록렌즈(3o)는 수평방향에서 상기 광빔LB7을 내부로 반사시키며 수평방향에서 상기 광빔LB7의발산성은 제4도에 도시한 바와 같이 상하방향에서의 발상성보다 작게 된다. 이결과 광빔은 제6도에 도시하 바와 같이 타원단면 CRO를 가진다.

볼록렌즈(3pc)는 상기 광빔LB7을 내부로 반사하며 상기 발산광빔LB7을 평행광빔LB7'으로 만든다. 상기 반사면(3pd/3pe)는 상기 타원단면에 삽입되는 방식으로 조정된다. 반사면(3pd/pe)는 상기 평행광빔LB7을 LB1/LB2로 분할하며 때문에, 상기 빔 또한 평행광빔이 된다. 광빔LB1은 제5도에 도트로 도시되며 반사면(3pd/3pe)는 상기 평향광빔LB7'에 수직인 각각의 돌출 평면을 가진다. 상기 평면은 서로 동일한 면적을 가지므로 반사면은 상기 평행광성분을 광빔 LB1. LB2로 동일하게 분할한다

평행광빔 LB1/LB2가 바람직하며, 제조자가 실수로 상기 센서헤드(3p/3s)사이의 중간 위치로 부터 편이된 위치에 상기 셔터판(3d)을 부착한 경우에도 그 오 정열이 광빔수신기(3f)로 입사하는광량 및 현재의 키위치 사이의 관계에 영향을 미치지 않는다. 따라서 평행광빔LB1/LB2이 조립작업을 간단하게 한다.

이러한 구성에서 광빔발생기(e)는 장방형광빔LB1/LB2으로 상기 타원형광빔LB7을 형상화시키며 광의 손실은 원형광빔에서 형상화된 장방형광빔의 손실보다 작다.

광빔수신기

제2도, 제3도를 참조하면 상기 셔터판(3d)의 궤적에 걸쳐 있으며 상기 광빔수신기(3f)로 입사하는 광빔LB1/LB2중 하나만을 제2도에 도시한다. 광빔수신기(3f)는 그 좌측 상의 상기 광빔발생기(3e)로 부처의 광빔LB2를 수신할 뿐만아니라 다른 타이밍에서 그 우측상의 광빔 발생기(3e)로 부터의 광빔LB3를 수신한다. 때문에 제어유니트(b)는 키센서(3a)를 지정할 수 있는데, 설명의 간략화를 위해 광빔LB2에 대해서만 설명한다.

또 제7도, 제8도, 제9도는 광빔수신기(3f)를 도시하는 데 광빔LB2는 어느 한센서헤드(3s)에서만 입사하며 제8도에 도트로 표시된다. 상기 광빔 LB2는 반사면상에서 반사되며 내부반사를 통해 방향을 변경한다. 전술한 바와 같이 센서헤드(3s)는 센서헤드(3p)와 동일하며 볼록렌즈(3r)을 향해 광빔LB5를 방사한다. 센서헤드(3s)의 볼록렌즈에 의해 광빔이 볼록렌즈(3r)을 향해 수속한다. 반구형 볼록렌즈(3r)에 의해 광빔 LB5가 더욱 광파이버(3m)의 입단부를 향해 수속하며, 하나의 발광다이오드(3i)에 광파이버(3m)을 통해 입사광이 전파된다.

키센서의 동작

각각의 수광다이오드(3i)가 전원라인 Vdd와 접지라인 GND사이에 접속되며 전류-전압변환기(R1)가 수광다이오드(3i)와 접지라인 GND사이에 접속된다. (도 10참조) 수광다이오드(3i)는 그에 입사되는 광량과 더불어 광전류를 증가시키며, 전류-전압변환기(R1)는 상기 광전류의 량에 비례하여 아날로그 키위치신호 KP의 전위레벨을 변화시킨다. 전류 -전압변환기(R1)은 신호변환기(3hi)의 부분을 형성한다.

키 (1a/1b)가 눌려졌다고 가정하면 셔터판(3d)는 상기 광빔 LB2를 차단해서 하방의 키모션이 상기 셔터판(3d)에 중첩된 광빔 LB2의 영역을 증가시킨다. 상기 광빔발생기(3e)는 상기 키(1a/1b)의 하방 모션동안 상기 셔터판(3d)의 궤적에 결쳐서 광빔 LB2를 간헐적으로 방사하며, 상기 광빔수신기(3f)에 입사하는 광빔LB2의 량은 점차로 작아지게 된다. 따라서 상기 수광다이오드가 점차로 광전류를 감소시킴에 따라 전압-전류변환기(R1)는 아날로그키위치신호 KP의 전위레벨을 감소시킨다. 제어유니트(3b)는 상기 아날로그키위치신호KP의 전위레벨로 부터 자유위치RP와 단부위치 EP사이에서 현재의 키 위치를 판단한다. 도시치는 않았지만 아날로그/디지탈변환기는 상기 아날로그키위치신호KP를 디지탈키위치신호로 변환하도록 상기 신호변환기 (3hi)에 일체로될 수 있다.

광빔은 장반형단면(CR1)을 가지며 이 단면은 상하 방향으로 연장된다. 키 (1a/1b)가 휴지위치 RP에 있으면 셔터판(3d)이 상기 장방형단부 CRI과 다소 중첩된다. 상기 중첩영역은 하방의 키 모션동안 점차로 증가하며 상기 키 (1a/1b)가 단부 위치EP에 이르면 최소로된다. 세미컬럼형 볼록렌즈(3o)는 광빔LB2를 연장하며 상기단면(CR1)이 상기 휴지위치RP와 단부위치 EP사이의 셔터판(3d)의 궤적을 커버한다. 더욱이 장방형셔터판(3d)이 상기 장방형단면(CR1)의 중첩영역을 증가시키며 이 때문에 아날로그키위치신호KP가 제11도의 플롯PL1으로 도시된 현재의 키위치신호에 따라 전위레벨을 선형적으로 변경한다. 이 결과 현재의 키 위치신호의 계산이 간단해 진다.

광파이버(3k)는 단면형상이 원형인 광빔을 방사하며, 볼록렌즈(3o)가 상하방향으로 상기 광빔을 연장하며,반사면(3pd/3pe)이 상기 타원형광LB7을 장방형광빔LB1/LB2로 형상화한다. 상기 원형광빔은 전체면에 걸쳐서 그 강도가 균일하지만 타원형광빔LB7은 전체면에 걸쳐서 강도가 고정적으로 균일하게 되지 않는다. 측면영역보다 상부 및 바닥영역에서 더 엷게된다. 상기 반사면 (3pe/pe)이 부분적으로 상기 타원형광빔LB7으로부터 상부 및 하부영역을 제거하지만 상기 장방형광빔LB1/LB2에 명암이 남게된다. 이 때문에 키센서(3a)는 셔터판(3d)의 모션이 도 11과 같이 플롯PL1의 중앙영역에 있게되는 방식으로 배열된다. 따라서 키센서(3a)는 상기 셔터판(3d)의 변위와 정확히 비례관계로 키위치신호 KP를 변화시키며 위치검출의 정확성이 반사기를 이용하는 종래 기술의 위치변환기보다 높게된다. 상술한 바와 같이 키센서(3a)는 광빔의 인터럽션을 단순히 검출할 뿐만아니라 상기 휴지위치RP와 단부위치 EP사이의 현재의 키위치를 정확히 검출한다. 키 (1a/1b)가 상기 단부위치로부터 휴지위치로의 이동중에 눌려졌을 경우에라도 제어유니트(3b)는 상기 키모션을 정확히 판단한다. 더욱이 상기 제어유니트(3b)는 상기 키(1a/1b)의 작은 변위로부터 키 속도를 계산할 수 있다. 이러한 이유로 상기 제어유니트(3b)는 발생될 음향피아노사운드를 나타내는 악곡데이터코드를 발생하며, 헤드폰(3c)은 동일타이밍에서 전자음을 발생하며, 상기 음향피아노사운드와 같은 크기 및 지속시간을 발생한다. 볼록렌즈(3o)에 의해 상기 센서헤드(3p)를 향해 광빔LB7이 발산하며, 상기 광빔발생기(3e)는 상기 광빔LB1/LB2를 상기 휴지위치 RP와 상기 단부위치 EP사이의 셔터모션의 범위를 커버하기에 충분한 폭으로 만든다.

환언하면 본 발명에 따른 키센서(3a)는 셔터판(3d)의 궤적을 따라 배열된 복수의 광인터럽터 뿐만아니라 그레이 스케일을 필요로하지 않는다. 더욱이 상기 셔터판(3d)는 상기 장방형광빔LB1/LB2와 중첩된 영역을 선형적으로 증가시키도록 채용된다. 이 경우 상기 셔터판(3d)는 장방형 판부재에 의해 실현되며 상기 중첩영역을 성형적으로 증가시킨다. 최종으로 본 발명에 따르는 키센서(3a)는 반사기를 이용하는 종래의 위치변환기에 필요시되는 특별한 피니싱 워크를 요하지 않으며 또한 그레이스케일을 요하지 않는다. 따라서 셔터판(3d)은 종래 기술의 광전자센싱장치의 플래그보다 간단하며 이 간단한 셔터판(3d)에 의해 제조자는 위치변환기의 제조비용을 절감할 수 있다.

키센서(3a)로 모니터된 각각의 키를 저정하기 위해서 광파이버(3k/3m)는 도 12에 도시한 바와 같이 반도체 발광/수광다이오드(3h/3i)와 광빔발생기/수신기(3e/3f)사이에 접속된다.

광파이버(3e)는 상기 발광소자(3ha, 3hb, 3hc, ....... 및 3hm)와 광빔발생기(3k)사이에 선택적으로 접속된 12 번들(bundle)로 분류되며 상기 광파이버(3m)는 또한 상기 수광소자(3ia, 3ib, 3ic ......3ig 및 3ih)와 상기 광빔수신기(3f)사이에 선택적으로 접속된 8번들로 분류된다. 88키(1a/1b)는 각기 1내지 88로 각각 넘버링되며 각각의 키를 그 우측상의 키번호를 이용하여 지정한다. 예를 들어 가장 좌측의 광빔발생기(3e) 및 가장좌측의 광빔발생기(3f)는 1과 2로 할당된다. 표 1은 발광다이오드(3ha 내지 3km)와 광빔발생기와 광빔발생기(3e)사이의 내부접속을 나타내며, 표2는 수광다이오드(3ia 내지 3ih)와 광빔수신기(3f)사이의 내부접속을 도시한다.

제어유니트(3b)는 구동신호포트(3ba)와 신호수신포트(3bb)를 구비하며 구동펄스 신호 DR이 상기 구동신호포트(3ba)로부터 발광다이오드(3ha 태지 3hm)로 순차로 공급되며, 상기 빌광다이오드(3ha 내지 3hm)는 순차로 다른 타이밍에서 광펄스를 발생한다. 상기 발광다이오드(3ha)가 광펄스를 발생하도록 여자되면 다른 발광다이오드(3hb내지 3hm)가 디스에이블되며, 광펄스가 상기 광빔발생기(#1,#25,#49,#73)에 분포된다. 순차적으로 제어유니트(3b)는 상기 구동신호포트(3ba)로부터 발광다이오드(3hb)로 구동펄스신호 DR을 공급하며, 상기 광펄스가 광빔발생기(3,27,51,75)에 분포된다. 이러한 방식으로 발광소자(3ha 내지 3hm)는 순차로 여자되며, 상기 광빔발생기(3e)에 광펄스가 선택적으로 공급된다. 각각의 광빔수신기(3f)가 인접한 두 개의 광빔 발생기(3e)사이에서 공유되어도 광빔 LB2, LB3은 동일한 광빔수신기 (3f)에 결코 동시방사되지 않는다. 예를 들면 광빔수신기(# 2)가 광빔발생기(#1과 #3)사이에서 공유되어도 광빔발생기(#1 및#3)는 다른 타이밍에서 광펄스를 발생한다. 상기 광빔수신기(#2)는 다른 타이밍에서 광빔발생기(#1과 #3)로 부터의 광빔을 수신한다, 그러르모 수광다이오드(3ia)는 발광다이오드(3ha)의 발광시키위치신호 KP를 변경하는 경우 제어유니트(3b)는 상기 위치신호 KP가 키(#1)의 현재의 키 위치를 나타낸다고 판단한다.

이 경우 발광다이오드(3h), 광파이버(3k), 파이버지지부(3n)는 전체로 광빔원을 구성하며 볼록렌즈(3o) 및 센서헤드(3p)가 조합으로 단면 변형자를 형성한다.

[변형예]

본 발명이 특정의 실시예를 도시및 기술하였지만 본 발명의 사상 및 영역을 일탈치 않는 범위에서 변형이 이루질 수 있음은 당업자에게 자명하다.

예를 들면 본 발명에 따른 위치변환기는 햄머센서로서 기능하도록 키(1a/1b)대신에 햄머를 모니터할 수 있다. 더욱이 키센서 및 햄머센서는 본 발명에 따른 위치변환기로 실현된다.

햄머 또는 키는 상기 광범 발생기와 광빔수신기사이에서 광빔을 직접적으로 차단한다.

타원광빔LB7/LB8은 광빔LB1/LB4로 형상화하지 않고 광범수신기 쪽으로 간단히 반사된다. 이 경우 아닐로그키위치신호의 전위레벨은 키(1a/1b)의 변위에 대해 그 선형성을 잃지 않는다. 이 대문에 상기 제어유니트(3b)는 복잡한 계산을 통해 현재의 키위치를 판단하게된다. 광빔발생기(3e) 및 광빔수신기(3f)는 각기 세미 컬럼형 볼록렌즈(3o) 및 반구형 볼록렌즈(3r)를 각각 가지지만, 광빔수신기/발생기는 반구형 구성으로 형상화될 수 있다. 상기 볼록렌즈와 일체로된 파이버지지부는 광빔수신기와 광빔발생기 간에 호환될 수 있다. 그러나 광빔LB7/LB8은 원형단면을 가지며,반사면(3pd/3pe)은 상기 광빔LB7/LB8은 원형단면을 가지며, 반사면(3pd/3pe)은 상기 괌빔LB7/LB8을 장방형광빔LB1내지 LB4로 형상화한다. 이는 상기 형상화를 통해서 다량의 손실이 발생하는 것을 의미한다.

상기 볼록렌즈(3r)는 반 구형 구성으로 제한 되지 않으며, 상기 반구형볼록렌즈(3r)는 광파이버(3m)의 입단부상의 광빔LB5/LB6을 접속하며 상기 반구형볼록렌즈(3r)으 중심라인으로부터 상기 광빔LB5/LB6가 다소 편이되게 한다. 이 때문에 반구형 볼록렌즈(3r)가 바람직하지만 광빔수신기(3f)의 경우에 세미 컬럼형 볼록렌즈(3o)도 활용할 수 있다. 전술한 바와 같이 볼록렌즈(3o)는 반구형 구성으로 될 수 있다. 볼록렌즈(3o, 3r)가 동일 구성을가지는 경우에 광빔발생기(3e) 및 광빔수신기(3f)는 서로 호환된다. 도 13내지 15는 광빔 발생기 및 /또는 광빔수신기에 활용할 수 있는 볼록렌즈의 변형예를 도시하는 데, 이 변형된 볼록렌즈(11)가 파이버지지부(3n)에 일체로되며, 이에 의해 상기 센서헤드(3p)를 향해 광빔 LB7이 발산한다.볼록렌즈(11)는 반 타원형 구성을 가지며, 그에 따라 타원형단면을 가지며, 곡률반경이 가상 수직면에서 보다 가상 수평면에서 더 작다. (제13도와 제14도의 비교)이 때문에 광빔LB7은 상하방향에서 폭넓게 발산하지만 볼록렌즈(11)는 수평방향에서 수평발산을 제한한다. 광빔LB7은 타원형 단면을 가지며, 반사면 (3pd/3pe)이 상기 광빔을 장방형광빔LB1/LB2로 형상화한다. 상기 광빔 LB1/LB2의 장방형광빔은 제15도에서 CR3로 도시된다.

볼록렌즈(3o/3r)는 상기 파이버지지부(3n/3q)로부터 분리된다.

제16도 및 제17도는 센서헤드의 제1변형을 도시하는데 제16도의 상기 센서헤드(21)는 평탄면(21a)을 제외하고는 센서헤드(3p)와 유사하다. 광빔 LB21은 상기 평탄면(21a)에 입사되며, 두 개가 빔LB22, LB23으로 나누어진다. 상기 광빔 LB22/LB23은 평탄면(21b, 21c)로 부터 방사되며, 상기 광빔LB22/LB23의 단면(CR4)은 상기 평탄면(21b/21c)보다 좁다. 이 경우 광빔LB21을 평행되게 하는 렌즈를 설치하는 것이 바람직하다. 상기 센서헤드(21)의 반사면(21d/21e)은 상기 광빔LB22·LB23을 장방향으로 형상화한다. 센서헤드(21)가 광빔수신기(3f)에 사용되는 경우 상기 센서헤드(21)로부터 볼록렌즈(3r)까지의 광로상에 볼록렌즈를 설치하는 것이 바랍직하다.

제18도, 제19도, 제20도는 센서헤드의 제3변형예를 도시하는데, 이 도면들에 도시된 센서헤드(22)는 볼록측면(22a/22b) 및 평탄입사면(22c)를 제외하고는 상기 센서헤드(3p)와 유사하다. 광빔LB24은 상기 평탄면(22c)상에 입사하며, 반사면(22d22e)은 상기 광빔LB24를 두 개의 빔 LB25, LB26으로 나눈다 볼록측면(22a/22b0은 상기 광빔 LB25, LB26을 다소 반사하며, 상기 광빔 LB25/LB26을 평행광으로 한다. 이 제2변형례는 광빔수신기(3f)의 센서헤드에 활용할 수 있다. 제21도, 제22도 및 제23도는 센서헤드의 제3변형예를 도시하는데, 이도면에 도시된 센서헤드(23)는 반구형 볼록렌즈로부터 방사된 광빔LB27에 적합하다. 상기 센서헤드(23)는 반구형볼록렌즈(23a)를 제외하고는 상기 센서헤드(3p)와 유사하다. 광빔LB27은 반구형볼록렌즈(23a)상에서 입사되며, 상기 반구형볼록렌즈(23a)보다 그 반경이 작은 원형단면(CR6)을 가진다. 상기 볼록렌즈(23a)는 광빔LB27을 평행광으로 하며 반사면(23b/23c)은 반구형볼록렌즈(23a)로 입사하는 광빔LB27과 반경이 같으며, 상기 광빔LB28/LB29는 단면CR7에서 반원형이된다. 상기 반원형단면CR7은 상하방향에서 연장되며, 반사면(23b/23c)이 단면변형자로서 기능한다. 광빔LB28/LB29는 각기 상기 평탄측면(23d/23e)로부터 방사된다. 셔터판(3d)과의 중첩영역은 선형적으로 변형되지만 모든 입사광은 광빔LB2/LB29으로 분리되며, 그 광빔 LB28/LB29는 광전류의 량을 증가시킨다.

제24도 및 제25도는 센서헤드(31a/31b)의 배치를 도시하며, 이 센서헤드는 각기 센서헤드(3p/3s)와 유사하다, 상기기센서헤드(31a)는 광빔발생기(3e)에 대응하는 광빔발생기에 일체로되며, 센서헤드(31b)는 광빔수신기(3f)에 대응하는 광빔수신기의 일부를 형성한다. 상기 센서헤드(31a/31b)는 스페이서(31c) 및 베이스판(31d)에 일체로되며 이 베이스판(31d)은 키베드(1h)의 상부면에 부착된다. 상기 센서헤드(31a/31b)는 키베드(1h)로부터 직립하며, 상기 셔터판(3d)은 센서헤드(31a/31b)간에 이동한다.

조립작업자가 사아기 키베드(1h)쪽에 상기 베이스판(31d를 부착하면 상기 센서헤드(31a/31b)의 배치가 별개의 센서헤드(3p/3r)보다 조립작업에 있어 용이해진다.

제26도 및 제27도는 센서헤드(32a/32b)의 다른 배치를 도시하는데 이 센서헤드는 상기 센서헤드(3n/3s)와 유사하다. 상기 센서헤드(32a) 및 센서헤드(32b)는 광빔발생기(3e)에 대응하는 광빔발생기 그리고 광빔수신기(3f)에 대응하는 광빔수신기에 각각 일체로되며, 센서헤드(32a/32b)는 또한 스페이서(32c)를 거쳐서 베이스판(32d)과 일체로되며, 상기 베이스판(32d)은 브래킷(3g)의 하부면에 부착된다. 상기 베이스판(32d)은 빗살형 구성을 가지며, 핑거부분(32e)이 보스부분(32f)으로부터 돌출한다. 상기 슬롯(3j)은 상기 핑거부분(32f)와 맞물리며, 셔터판(3d)은 상기 센서헤드(32a)로부터 방사된 광빔을 차단한다. 조립작업자가 상기 브래킷(3g)에 상기 베이스판(32d)을 부착하면 센서헤드(32a/32d)의 배치가 조립작업을 용이하게 한다.

제28도는 브래킷(3g)의 하부면에 부착된 파이아버지지부(33a/33b)의 배치를 도시하는데 상기 파이버지지부(33a/33b)는 상기 베이스판(34)과 일체로 되며 , 볼록렌즈(3o/3r)가 도한 상기 파이버지지부(33a/33b)와 일체로되며, 볼록렌즈(3o/3r)가 또한 상기 파이버지지부(33a/33b)와 일체로된다. 조립작업자는 간단히 상기 베이스판(340을 브래킷(3g)에 부착하면 상기 파입지지부(33a/33b)의 배열로인해 조립작업이 용이해진다. 제29도, 제30도는 일체형 광빔발생기(35a) 및 일체형광빔수신기(35b)를 도시하는데 파이버지지부(3n) 및 센서헤드(3p)는 베이스판(36a)과 일체로되며, 파이버지지부(3q) 및 센서헤드(3s)는 상기 베이스판(36b)와 일체로된다. 또한 조립작업자가 일체형광빔발생기(35a) 및 일체형광빔수신기(35b)를 브래킷(3g)의 하부면에 부착하면 그 조립작업이 용이해진다.

볼록렌즈(3o)로부터 방사된 광빔은 반사를 거쳐 그 방향을 변경한다. 광빔수신기는 간단히 상기 볼록렌즈(3r)를 부착한 파이버지지부(3q)에 의해 실현된다.이 경우 파이버지지부(3q)는 상기 센서헤드(3s)에 점유된 위치로 이동한다. 발광다이오드는 상기 파이버지지부(3q)에의해 집접적으로 지지된다.

상기 실시예에 있어서, 볼록렌즈(3o)가 상하 방향으로 상기 광빔 LB7/LB8을 연장하며, 상기 단면변형자가 상기 파이버지지부(3n)와 셔터판(3d)사이에 설치된다. 그러나 상기 단면변형자는 상기 셔터판과 광빔수신기 사이에 설치될 수 있다.

광빔 LB1내지 LB4의 단면이 너무 좁아서 셔터판의 이동범위를 커버할 수 없는 경우 상기 광빔 LB1내지 LB4의 광경로에 삽입된다..

파이버지지부(3n), 센서헤드(3p), 센서헤드(3s) 글리고 파이버지지부(3q)는 서로 선택적으로 일체로된다. 물론 모든 센서헤드(3n/3s) 및 파이버지지부(3n/3q)는 서로 일체로될 수있다. 최종으로 볼록렌즈(3o)에 일체로된 파이버지지부(3n)은 31에 도시된 볼록렌즈(3r)와 일체로된 파이버지지부(3q)와 직접 대향된다. 이 경우셔터판(3d')이 키 (1a/1b)의 폭방향에서 연장하며, 이 대본 발명에 따른 키센서는 상기 키센서(3a) 보다 간단하다.

본 발명에 따른 위치변환기의 활용은 상기 소음 피아노에 제한되지 않으며, 키센서 및 /또는 햄머센서가 자동연주자피아노에 필요시되며, 본 발명에 따른 위치변환기는 자동연주자피아노의 센서/햄머센서에 활용가능하며, 유사하게 현 대신에 스토퍼, 더미햄머를 구비한 전자키보드 및 표준전자키보드를 가진 연습용 피아노에 적용할 수 있다. 더욱이 본 발명에 따른위치변환기는 임의 종류의 이동물체에 적용가능하다

반도체발광다이오드 및 반도체수광다이오드는 상기 파이버지지부(3n/3g)에 직접적으로 부착된다.

Claims

제1방향에서 연장하는 궤적에 걸치는 제1단면을 가지는 광빔을 방사하도록 상기 궤적의 한 측상에 설치되는 광빔원(3K); 및 상기 궤적의 다른 측상에 설치되며, 광빔의 입사를 받아들여 상기 이동물체가 상기 입사하는 광빔의 량을 변환시키도록 하는 광빔수신기(3f)를 갖고서 상기 궤적에서 이동물체(3d)의현재 위치를 구하는 위치변환기에 있어서, 상기광빔원과 상기 광빔수신기사이에 설치되어, 상기 제1방향에서 연장된 제2단면(CRO;CR2;CR7)을 가지도록 상기 광빔을 변형하는 단면변형자(3o; 11; 23b/23c 30)를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
제1항에 있어서, 상기 단면 변형자는 상기 제1방향과 상기 제1방향에 수직이 제2방향사이에서 반사율이 다른 렌즈(3o;11)을 가지는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
제1항에 있어서, 상기 광빔원은 상기 광빔이 그로 부터 발산하게하도록 상기 광파이버(3k)로 실현되며, 상기 단면변형자가 제1방향에서 제2방향에서보다 작은 정의반사율을 가지는 볼록렌즈(3o:11)를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
제3항에 있어서, 상기 볼록렌즈(3o:11)는 상기 광파이버와 상기 이동물체 사이에 위치하는 것을 특짐으로 하는 위치변환기.
제4항에 있어서, 상기 광피이버(3k)는 파이버지지부(3n)에 의해 지지되며, 상기 볼록렌즈(3o;11)는 상기 광파이버와 일체로되는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
제4항에 있어서, 상기 볼록렌즈(3o;11)는 세미 컬럼형과 반타원형으로 이루어진 군에서 선택된 구성으로 되는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
제1항에 있어서, 상기 단면 변형자는 상기 제2단면을 장방형(CR1; CR4; CR5)으로 형상화하는 빔형상화수단 (3pd/3pe; 21d/21e; 22d/ 22e)을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
제1항에 있어서, 상기 단면변형자는 상기 광빔을 평행광으로하는 평행화수단(3pc; 22a. 22b; 23a)을 구비하는 것을 특징으로하는 위치변환기.
제1항에 있어서, 상기 단면변형자는 상기 광빔수신기 및 다른 광빔수신기를 향해 각각 지향된 두 개의 서브 광빔(LB1/LB2; LB22/LB23; LB25/LB26 LB28/LB29)으로 상기 광빔을 분할하는 빔분할수단 (3pd/3pe; 21d/21e; 22d/22e; 23b/23c/)를 구비하는 것을 특징으로하는 위치변환기.
제1항에 있어서, 상기 단면변형자는 상기 궤적을 향해 상기 광빔을 굴절하는 광로변경수단(3pd/3pe; 21d/21e; 22d/22e; 23b/23c/)을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
제1항에 있어서, 상기 광빔은 원형단면을 가지며, 상기 단면변형자는 각기 반원형 단면을 가지는 두 개의 서브 광빔(LB28/LB29)으로 상기 광빔을 분할하는 반사면(23b/23c)을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
제1항에 있어서, 상기 광원은 제1파이버지지부(3n)에 의해 지지되는 광파이버(3k)로 실현되며, 상기 단면변형자는 상기 광파이버로 부터 상기 광빔을 수신하며, 제1방향에서 상기 제1방향에 수직인 제2방향에서 보다 작은응 정의 반사율을 자기는 제1볼록렌즈(3o:11) 및 상기 볼록렌즈로부터 광빔을 수신하며, 상기기 이동물체를 향해 장방형으로 상기 광빔을 방사하는 제1센서헤드(3p; 31a; 32a; 33a)를 구비하며; 상기 광빔수신기는 상기 궤적을 통과하는 상기 광빔을 수신하며 소정의 각도로 상기 광빔을 굴절하는 제2센서헤드(3s; 31b; 32b; 33b), 제2파이버지지부에 의해 지지되는 제2광파이버(3m), 및 상기 제2센서헤드로부터 상기 광빔이 상기 제2광파이버를 향해 수속하게 하는 제2볼록렌즈(3r)를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
제12항에 있어서, 상기 제1센서헤드(31a; 31b)는 상기 제2센서헤드(31a: 32b)와 일체로되는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
상기 제1파이버지지부(33a)가 제2파이버지지부(33b)와 일체로 되는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
제12항에 있어서, 상기 제1파이버지지부(3n), 상기 제1볼록렌즈(3o) 및 상기 제1센서헤드(3p)가 일체로되며, 상기 제2파이버지지부(3q), 상기 제2볼록렌즈(3r) 및 상기 제2센서헤드(3s)가 일체로되는 것을 특징으로 하는 위치변환기.
제12항에 있어서, 상기 제1센서헤드(3p)는 상기 제2센서헤드(3s)와 호환되는 것을 특징으로 하는 위치변환기.