KR100909270B1 - Keyboard motion detection device for keyboard instruments with sensitivity control - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건반악기용 건반동작 감지장치에 관한 것으로서, 건반의 하부에 위치하도록 건반에 연동되어 회동 작동하는 레버의 선단부에 장착되는 마그네트블록; 상기 마그네트블록에 이격 배치되며, 상기 마그네트블록의 승강작동을 자기신호로 검출하여 전자신호로 출력하는 홀센서; 상기 홀센서 각각에 선택적으로 동작전원을 스위칭 공급하는 셀렉터; 상기 셀렉터에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부; 상기 신호변환부의 출력에 대응하는 건반의 타격세기를 연산하고 연산된 결과를 MIDI 신호로 출력하며, 상기 셀렉터의 작동을 제어하고 셀렉터의 작동시 각 홀센서의 출력을 비교하여 전체 홀센서가 동일한 출력값을 갖도록 각 홀센서의 감도를 보정 제어하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러와 홀센서의 전원입력단 사이에 설치되며 컨트롤러에서 출력되는 홀센서의 감도 보정값에 따라 홀센서에 입력되는 전류를 조절하는 감도조절부; 및 상기 컨트롤러에 연결 또는 구비되며, 각 홀센서의 감도 보정값을 저장하는 메모리수단;을 포함하여 구성되며, 홀센서를 이용하여 보다 넓은 검출 구간에서 건반의 동작을 검출하고, 각 홀센서들의 감도 편차를 자동으로 보정하여 건반의 타격력에 대비한 음의 강약이 전체 건반들에 대해 균일하게 작용하는 효과를 갖는다.The present invention relates to a keyboard motion sensing device for a keyboard musical instrument, the magnet block being mounted to the front end of the lever that is interlocked with the keyboard to operate in a lower portion of the keyboard; A hall sensor spaced apart from the magnet block, the hall sensor detecting a lifting operation of the magnet block as a magnetic signal and outputting the magnetic signal as an electronic signal; A selector for selectively switching and supplying operating power to each of the hall sensors; A signal converter converting the analog signal output from the selector into a digital signal; Calculates the striking strength of the keyboard corresponding to the output of the signal conversion unit and outputs the calculated result as a MIDI signal, controls the operation of the selector and compares the output of each hall sensor when the selector is operated, so that all hall sensors have the same output value A controller for correcting and controlling the sensitivity of each hall sensor to have a; A sensitivity adjusting unit installed between the controller and the power input terminal of the hall sensor and adjusting a current input to the hall sensor according to a sensitivity correction value of the hall sensor output from the controller; And memory means connected to or provided with the controller, the memory means storing the sensitivity correction value of each hall sensor, and detecting the movement of the keyboard in a wider detection interval using the hall sensor, and the sensitivity of each hall sensor. By automatically correcting the deviation, negative strength and weakness against the striking force of the keyboard work uniformly on all keys.

건반악기, 레버, 마그네트블록, 홀센서, 셀렉터, 컨트롤러, 감도조절부 Keyboard instruments, levers, magnet blocks, hall sensors, selectors, controllers, sensitivity controls

Description

감도조절 기능을 갖는 건반악기용 건반동작 감지장치{Keyboard action sensing device for keyboard musical instrument having sensitivity adjustable function}Keyboard action sensing device for keyboard musical instrument having sensitivity adjustable function

본 발명은 감도조절 기능을 갖는 건반악기용 건반동작 감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건반의 동작을 홀센서의 자기력 변화로 감지하여 보다 넓은 검출구간을 가지며, 건반 각각에 대해 개별적으로 장착되는 홀센서의 감도 편차를 자동으로 보정하여 건반의 타격력에 대비한 음의 강약이 전체 건반들에 대해 균일하게 작용하도록 한 건반악기용 간반동작 감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a keyboard motion detection device for a keyboard musical instrument having a sensitivity control function, and more particularly, has a wider detection range by sensing the motion of the keyboard as a change in the magnetic force of the hall sensor, and is mounted separately for each key. The present invention relates to a keyboard motion sensing device for automatically correcting a deviation of a sensitivity of a hall sensor so that a negative intensity in preparation for a striking force of a key acts uniformly on all keys.

일반적으로, 피아노로 대변되는 건반악기는 건반을 누를 때 건반에 연동 작동하는 해머기구가 현을 타격하여 음을 발생시키는 장치이다. 해머기구는 적당한 하중이 가해져야 건반이 동작하도록 건반에 적절한 반발력을 부가하며, 연주자가 건반을 타격하는 힘의 차이에 의해 건반의 승강속도가 차등지게 한다. 이에 따라 건반의 타격력 차이에 의해 음의 강약이 정해진다.Generally, a keyboard musical instrument represented by a piano is a device that generates a sound by hitting a string by a hammer mechanism that interlocks with a key when a key is pressed. The hammer mechanism adds an appropriate repulsive force to the keyboard so that the keyboard can operate when an appropriate load is applied, and the lifting speed of the keyboard is differentiated by the difference in the force that the player strikes the keyboard. As a result, the negative strength is determined by the difference in the striking force of the keyboard.

한편, 최근에는 반도체 칩을 응용하여, 건반을 타격할 때 반도체 칩에 저장된 전자음이 발생되는 전자키보드가 개시된 바 있다. 이러한 전자키보드는 전자악기들로 이루어진 밴드음악에 주로 이용지만, 피아니스트들의 연주 연습용으로도 이용된다. 하지만, 전자키보드는 피아노에서와 같은 중후한 음색 구현이 어렵고, 해머기구 등이 존재하지 않아 건반의 타격감이 피아노와 현격하게 다르며, 이로 인해 피아니스트들을 위한 연습용으로서 한계가 있다.On the other hand, recently, the electronic keyboard has been disclosed by applying a semiconductor chip, the electronic sound generated in the semiconductor chip when hitting the keyboard. The electronic keyboard is mainly used for band music composed of electronic instruments, but also used for practicing pianists. However, the electronic keyboard is difficult to implement a solid tone as in the piano, and since there is no hammer mechanism, the keyboard hitting feeling is significantly different from the piano, which is limited as a practice for pianists.

위와 같은 전자키보드의 장점을 살려 일반적인 피아노에 접목시키는 시도가 이루어지고 있다. 예컨대 "방음 피아노"라 불리우는 건반악기는 피아노와 같은 외형 및 건반 구조를 가지지만, 건반 하부에 건반동작 감지장치를 구비하며, 이 건반동작 감지장치는 어쿠스틱 음이 차단되는 "방음 모드"에서 선택적으로 작동된다. 상기 방음 모드에서는, 건반을 타격할 때 해머기구에 의한 타격감은 유지하되, 댐퍼기구 등으로 해머기구가 현을 타격하는 것을 방지함으로써 어쿠스틱 음의 발생을 차단한다. 그 대신에, 건반 하부의 건반동작 감지장치가 작동되어 건반의 동작에 따라 그에 상응하는 MIDI(Music Instrument Digital Interface) 신호를 출력하며, 이 MIDI 신호는 전자음 발생장치로 전달된다. 전자음 발생장치는 MIDI 신호를 음성신호로 변환 및 증폭하여 헤드셋을 통해 출력한다. 따라서 연주자는 주변에 피해를 주지 않는 정숙 환경에서, 피아노의 타격감을 그대로 가지면서 피아노 연주를 연습할 수 있다.Taking advantage of the above-mentioned electronic keyboard, attempts are being made to combine with a general piano. For example, a keyboard musical instrument called "soundproof piano" has the same appearance and keyboard structure as a piano, but has a keyboard motion sensing device at the bottom of the keyboard, which is selectively used in "soundproof mode" in which acoustic sound is cut off. It works. In the soundproofing mode, the impact of the hammer mechanism is maintained while striking the keyboard, but the acoustic mechanism is prevented by preventing the hammer mechanism from striking the string with a damper mechanism or the like. Instead, the keyboard motion detection device under the keyboard is operated to output a corresponding Music Instrument Digital Interface (MIDI) signal in accordance with the keyboard operation, which is transmitted to the electronic sound generating device. The electronic sound generator converts and amplifies a MIDI signal into a voice signal and outputs it through a headset. Therefore, the player can practice playing the piano with the feel of the piano as it is in a quiet environment that does not damage the surroundings.

종래 건반동작 감지장치는 건반에 연동하여 회동되는 레버의 동작을 광전센서로 검출하는 방식으로 이루어졌다. 도 1 및 도 2는 이와 같은 광전센서를 이용한 종래 건반동작 감지장치의 구성을 보여준다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(10) 상면에는 88개의 건반(12) 각각에 개별적으로 건반(12)에 연동되어 회동되는 레버(14)가 설치되고, 이 레버(14)의 회동구간에 광전센서(16)가 설치된다. 도시된 바와 같이, 이들을 일렬로 정렬시키기 위해 연결봉(18)이 설치되고, 레버(14)에 탄성력을 부가하기 위해 그 회동부위에 스프링(20)이 개재된다. 광전센서(16)는 레버(14)의 일부분이 삽입되는 슬릿(22)과, 이 슬릿(22)의 양측에 상호 대향하는 발광부(24) 및 수광부(26)로 구성된다. 기판(10)의 하부에는 광전센서(16)의 출력을 검출하여 MIDI 신호로 변환하는 회로가 인쇄된다.Conventional keyboard motion detection device was made in such a way that the photoelectric sensor detects the operation of the lever rotated in conjunction with the keyboard. 1 and 2 show the configuration of a conventional keyboard motion detection device using such a photoelectric sensor. 1 and 2, the upper surface of the substrate 10 is provided with a lever 14 which is rotated in association with the keyboard 12 individually on each of the 88 keys 12, and the rotation section of the lever 14 is rotated. The photoelectric sensor 16 is installed. As shown, connecting rods 18 are installed to align them in a row, and springs 20 are interposed at their pivots to add elasticity to the levers 14. The photoelectric sensor 16 is composed of a slit 22 into which a part of the lever 14 is inserted, and a light emitting part 24 and a light receiving part 26 opposing each other on both sides of the slit 22. In the lower part of the board | substrate 10, the circuit which detects the output of the photoelectric sensor 16 and converts into a MIDI signal is printed.

위와 같은 구조에서, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 각 레버(14)는 스프링(20)의 탄지력에 의해 건반(12)에 연동되어 회동 작동된다. 건반(12)이 타격될 때 레버(14)의 일부분은 슬릿(22) 내로 점차 삽입되며, 수광부(26)의 입사광이 점차 감소되어 광전센서(16)의 출력이 변화된다. 건반동작 감지장치는 이러한 광전센서(16)의 출력 변화를 감지하여 MIDI 신호를 출력한다.In the above structure, as shown in Figures 3a and 3b, each lever 14 is rotated in conjunction with the keyboard 12 by the holding force of the spring (20). A portion of the lever 14 is gradually inserted into the slit 22 when the keyboard 12 is hit, and the incident light of the light receiving portion 26 is gradually reduced to change the output of the photoelectric sensor 16. The keyboard motion detection device detects such an output change of the photoelectric sensor 16 and outputs a MIDI signal.

그러나, 종래 건반동작 감지장치에서는 레버(14)의 변위와 변위속도를 광전센서(16)로 검출함에 따르는 문제점이 발생되고 있다. 통상 건반(12)의 승강구간은 10mm인 것에 반해, 광전센서(16)에 의해 레버(14)의 변위를 검출하는 구간은 광전센서(16)의 발광면적에 해당하는 1mm 정도이다. 이로 인해, 실제 건반(12)의 변위에 비해 좁은 검출구간에서 레버(14)의 변위를 검출하게 되며, 이는 광전센서(16)의 미미한 출력변화를 보다 정밀하게 검출하여야 함을 뜻한다. 즉, 광전센서(16)를 이용하는 방식에서는 보다 정밀한 검출회로를 요함에 따르는 제조비용의 증분이 생 기며, 검출회로가 정밀해도 여전히 많은 검출 오차가 발생되는 문제점이 있다.However, in the conventional keyboard motion detection device, there is a problem caused by detecting the displacement and the displacement speed of the lever 14 with the photoelectric sensor 16. In general, the lifting section of the keyboard 12 is 10 mm, whereas the section in which the displacement of the lever 14 is detected by the photoelectric sensor 16 is about 1 mm corresponding to the light emitting area of the photoelectric sensor 16. As a result, the displacement of the lever 14 is detected in a narrow detection section compared to the actual displacement of the keyboard 12, which means that a slight output change of the photoelectric sensor 16 should be detected more precisely. That is, in the method using the photoelectric sensor 16, there is an increase in manufacturing cost due to the need for a more precise detection circuit, and there is a problem that many detection errors still occur even if the detection circuit is precise.

또한, 종래 건반동작 감지장치에서는 각 광전센서(16)의 감도에 대한 고려가 없었다. 통상 광전센서(16)들은 입력되는 전류값에 대한 출력 전류값이 균일하지 않다. 이와 같은 광전센서(16)들의 감도 편차는, 특히, 건반(12)의 타격 세기에 따른 광전센서(16)의 출력 변화를 미세하게 추출해야 하는 건반동작 감지장치에서, 매우 치명적인 결함을 야기할 수 있다. 예컨대, 각 건반(12)들의 타격력에 대비한 음의 강약이 고르지 못한 문제점이 발생되며, 이는 소비자 만족도를 크게 떨어뜨리고 제품 경쟁력을 저하시키는 원인이 된다.In addition, in the conventional keyboard motion detection apparatus, there is no consideration about the sensitivity of each photoelectric sensor 16. In general, the photoelectric sensors 16 are not uniform in output current with respect to the input current. Such a sensitivity deviation of the photoelectric sensors 16 may cause a very fatal defect, especially in a keyboard motion sensing device in which the output change of the photoelectric sensor 16 must be extracted finely according to the striking strength of the keyboard 12. have. For example, there is a problem that the negative strength and weakness against the striking force of the respective keys 12 are uneven, which causes the customer satisfaction to be greatly reduced and the product competitiveness is lowered.

한편, 종래 광전센서(16)들의 감도 편차를 해소하기 위한 방법으로, 광전센서(16)의 조립 전에 각 광전센서(16)들의 감도를 별도로 측정하고, 편차가 작은 광전센서(16)들의 그룹을 선별하여 조립하는 방법이 실시되고 있다. 하지만, 88개에 달하는 모든 건반(12)들에 대해 위와 같은 선별 작업을 하는 것은 제조공정을 복잡하게 할 뿐 아니라, 생산효율을 저하시키는 문제점이 있다. 또한, 선별된 광전센서(16)들 간에도 여전히 미세한 감도 편차가 있어, 건반(12)의 타격력에 대비한 음의 강약이 전체 건반(12)들에 대해 균일하지 않은 문제점이 있다.On the other hand, as a method for solving the sensitivity deviation of the conventional photoelectric sensor 16, before the assembly of the photoelectric sensor 16, the sensitivity of each photoelectric sensor 16 is measured separately, and the group of the photoelectric sensor 16 having a small deviation is measured. The method of sorting and assembling is performed. However, the above-mentioned sorting operation for all the keys 12 up to 88 not only complicates the manufacturing process, but also lowers the production efficiency. In addition, there is still a slight sensitivity deviation between the selected photoelectric sensor 16, there is a problem that the negative strength against the striking force of the keyboard 12 is not uniform for the entire keyboard (12).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 홀센서를 이용하여 건반의 변위에 대응하는 넓은 검출구간에서 건반의 동작을 검출함으로써 검출 오차를 줄이며, 각 건반에 개별적으로 장착되는 홀센서들의 감도 편차를 자동으로 보정하여 건반의 타격력에 대비한 음의 강약이 전체 건반들에 대해 균일하게 작용하도록 한 건반악기용 건반동작 감지장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by using the Hall sensor to detect the operation of the keyboard in a wide detection section corresponding to the displacement of the keyboard to reduce the detection error, the hall sensor mounted on each key individually It is an object of the present invention to provide a keyboard motion detection device for a keyboard musical instrument that automatically corrects a sensitivity deviation of the keyboard so that a negative intensity in preparation for a striking force of the keyboard acts uniformly on all keys.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 건반악기용 건반동작 감지장치는, 다수의 건반이 구비된 건반악기에 장착되며, 상기 건반의 동작과 연동되어 작동하는 레버의 변위 및 변위속도를 검출하여 전자음으로 변환하는 건반악기용 건반동작 감지장치에 있어서, 상기 건반의 하부에 위치하도록 상기 레버의 선단부에 장착되는 마그네트블록; 상기 마그네트블록에 이격 배치되며, 상기 마그네트블록의 승강작동을 자기신호로 검출하여 전자신호로 출력하는 홀센서; 상기 홀센서 각각에 선택적으로 동작전원을 스위칭 공급하는 셀렉터; 상기 셀렉터에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부; 상기 신호변환부의 출력에 대응하는 건반의 타격세기를 연산하고 연산된 결과를 MIDI 신호로 출력하며, 상기 셀렉터의 작동을 제어하고 셀렉터의 작동시 각 홀센서의 출력을 비교하여 전체 홀센서가 동일한 출력값을 갖도록 각 홀센서의 감도를 보정 제어하는 컨트롤러; 상기 컨트롤 러와 홀센서의 전원입력단 사이에 설치되며 컨트롤러에서 출력되는 홀센서의 감도 보정값에 따라 홀센서에 입력되는 전류를 조절하는 감도조절부; 및 상기 컨트롤러에 연결 또는 구비되며, 각 홀센서의 감도 보정값을 저장하는 메모리수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The keyboard motion detection device for a keyboard musical instrument of the present invention for achieving the above object is mounted on a keyboard musical instrument provided with a plurality of keys, by detecting the displacement and the displacement speed of the lever operating in conjunction with the operation of the keyboard A keyboard motion detection device for a keyboard musical instrument for converting an electronic sound, comprising: a magnet block mounted to a front end of the lever to be positioned below the keyboard; A hall sensor spaced apart from the magnet block, the hall sensor detecting a lifting operation of the magnet block as a magnetic signal and outputting the magnetic signal as an electronic signal; A selector for selectively switching and supplying operating power to each of the hall sensors; A signal converter converting the analog signal output from the selector into a digital signal; Calculates the striking strength of the keyboard corresponding to the output of the signal conversion unit and outputs the calculated result as a MIDI signal, controls the operation of the selector and compares the output of each hall sensor when the selector is operated, so that all hall sensors have the same output value A controller for correcting and controlling the sensitivity of each hall sensor to have a; A sensitivity adjusting unit installed between the controller and the power input terminal of the hall sensor and adjusting a current input to the hall sensor according to a sensitivity correction value of the hall sensor output from the controller; And memory means connected to or provided with the controller, the memory means storing the sensitivity correction value of each hall sensor.

바람직하게는, 본 발명의 컨트롤러는 각 홀센서의 감도 보정값을 연산하여 메모리수단에 저장하는 초기설정모드와, 메모리수단에 저장된 감도 보정값에 따라 각 홀센서의 입력 전류를 제어하고 마그네트블록의 승강에 따르는 홀센서의 출력을 검출하여 MIDI 신호로 변환 출력하는 건반동작 검출모드를 가지며, 초기설정모드에 의해 각 홀센서의 감도 보정값을 연산 저장한 후에 건반동작 검출모드로 작동된다.Preferably, the controller of the present invention controls the input current of each Hall sensor in accordance with the initial setting mode for calculating the sensitivity correction value of each Hall sensor and storing in the memory means, and the sensitivity correction value stored in the memory means and It has a keyboard motion detection mode that detects the output of the hall sensor in accordance with the lift and converts it into a MIDI signal.

바람직한 실시예로서, 상기 신호변환부는 홀센서의 출력을 증폭하는 제1비교기와, 상기 제1비교기의 출력단에 연결되어 제1비교기의 출력이 소정 레벨 이상일 때 이를 스위칭 출력하는 스위칭수단과, 상기 스위칭수단에 의해 스위칭 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터로 구성되는 것을 특징으로 하는 건반악기용 건반동작 감지장치.According to a preferred embodiment, the signal converting unit includes a first comparator for amplifying the output of the hall sensor, switching means connected to an output terminal of the first comparator and switching when the output of the first comparator is greater than or equal to a predetermined level, and the switching. A keyboard motion sensing device for a keyboard musical instrument, characterized in that the A / D converter for converting the analog signal output by the switching means to a digital signal.

상기 실시예에서, 상기 스위칭수단은 제1비교기의 출력단에 역바이어스 연결되는 스위칭다이오드이다.In this embodiment, the switching means is a switching diode connected in reverse bias to the output of the first comparator.

바람직한 실시예로서, 상기 감도조절부는 컨트롤러에서 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A컨버터와, 상기 D/A컨버터에서 출력되는 아날로그 신호에 따라 홀센서에 입력되는 전류를 조절하는 전압전류 변환회로부로 구성된다.In a preferred embodiment, the sensitivity controller is a D / A converter for converting a digital signal output from the controller to an analog signal, and a voltage current for adjusting the current input to the Hall sensor according to the analog signal output from the D / A converter It consists of a conversion circuit part.

본 발명의 건반악기용 건반동작 감지장치에 따르면, 건반에 연동 작동하는 레버의 선단부에 마그네트블록을 설치하고 홀센서를 이용하여 마그네트블록의 변위 및 변위속도를 검출하여 건반의 동작을 감지함으로써, 건반의 변위에 대응하는 넓은 검출구간에서 건반의 동작을 감지하여 검출 오차를 줄일 수 있고 검출회로 구성을 보다 간소화할 수 있으며, 각 건반에 대응하는 홀센서들의 감도 편차를 자동으로 보정함으로써, 건반의 타격력에 대비한 음의 강약이 전체 건반들에 대해 균일하게 작용하여 소비자 만족도 및 제품 경쟁력을 향상시키며, 유사한 감도 그룹의 홀센서들을 선별하는 공정을 제거할 수 있어 제조공정을 크게 간소화하고 생산효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.According to the keyboard motion detection device for a keyboard musical instrument of the present invention, by installing a magnet block on the front end of the lever that interlocks with the keyboard and detects the movement of the keyboard by detecting the displacement and displacement speed of the magnet block using a hall sensor, By detecting the movement of the keyboard in a wide detection range corresponding to the displacement of the key, the detection error can be reduced, the configuration of the detection circuit can be simplified, and the sensitivity of the hall sensors corresponding to each key can be automatically compensated for, so that the striking force of the keyboard Negative strength and weakness acts uniformly on all keys to improve customer satisfaction and product competitiveness, and eliminates the process of selecting Hall sensors of similar sensitivity group, greatly simplifying the manufacturing process and improving production efficiency It can work.

또한, 본 발명에 따르면 단일의 감도조절 회로를 이용하여 전체 건반들 각각의 홀센서 감도를 조절함으로써, 저비용의 간단한 회로구성으로 전체 홀센서의 감도 편차를 보정할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by adjusting the hall sensor sensitivity of each of the keys using a single sensitivity control circuit, there is an effect that it is possible to correct the sensitivity deviation of the entire hall sensor with a simple circuit configuration of low cost.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments.

본 발명은 피아노 등과 같은 건반악기에 장착되는 것으로서, 건반의 동작을 감지하여 MIDI 신호로 변환 출력하는 장치이다. 이러한 본 발명은 피아노에 일체로 장착되어 출시되거나 기존의 피아노에 추가로 장착될 수 있다.The present invention is mounted on a keyboard instrument such as a piano, and the like is a device that detects the movement of the keyboard and converts it into a MIDI signal. The present invention may be mounted integrally with the piano or may be additionally mounted to an existing piano.

이하 설명에서 "건반악기"라 함은 통상의 피아노, 전자키보드 등 건반을 타격할 때 음을 발생시키는 악기들을 통칭하는 것이며, 본 발명의 주변기술에 해당하는 피아노 등에서 일반적인 해머기구, 현, 댐퍼 등의 구성 및 MIDI 신호를 전자음으로 발생시켜 헤드셋 등으로 출력하는 구성에 대하여는 자세한 설명을 생략한다.In the following description, the term “key musical instrument” refers to instruments that generate sound when a key is hit, such as a conventional piano and an electronic keyboard, and a hammer mechanism, a string, a damper, and the like that are common in a piano corresponding to the peripheral technology of the present invention. The detailed description of the configuration and the configuration for generating the MIDI signal as an electronic sound and outputting it to a headset or the like is omitted.

도 4는 본 발명에 따른 홀센서의 일실시예를 보인 사시도이고, 도 5a 및 5b는 본 발명에서 홀센서의 작동예를 보인 측면도이고, 도 6는 본 발명에 따른 건반악기용 건반동작 감지장치의 블록도이고, 도 7은 본 발명에서 신호변환부 및 감도조절부의 일예를 보인 회로도이다.Figure 4 is a perspective view showing an embodiment of the Hall sensor according to the present invention, Figures 5a and 5b is a side view showing an operation example of the Hall sensor in the present invention, Figure 6 is a keyboard motion detection device for keyboard musical instruments according to the present invention 7 is a block diagram illustrating an example of a signal converter and a sensitivity controller according to the present invention.

먼저, 도 4 및 도 5a, 5b를 참조하여 본 발명의 센서구조를 설명하면 다음과 같다.First, the sensor structure of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5A and 5B.

도 4는 본 발명에서 건반(30)에 연동되어 작동되는 레버(32) 및 레버(32) 선단부에 장착되는 마그네트블록(34)의 구조를 보여준다. 이를 참조하면, 건반(30) 각각에 개별적으로 레버(32)가 설치된다. 레버(32)는 건반(30)에 연동되어 회동되는 것으로서, 그 선단부에는 마그네트블록(34)이 장착되고, 기단부에는 회동구조가 구비된다.FIG. 4 shows the structure of the lever 32 and the magnet block 34 mounted to the tip of the lever 32 in cooperation with the keyboard 30 in the present invention. Referring to this, the lever 32 is provided in each of the keyboard 30 individually. The lever 32 is rotated in conjunction with the keyboard 30, the magnetic block 34 is mounted on the front end portion, the rotation structure is provided at the base end.

바람직하게는, 레버(32)의 선단부에 마그네트블록 수용부(38)가 구비되며, 이 마그네트블록 수용부(38) 내에 마그네트블록(34)이 장착된다. 마그네트블록 수용부(38)는 건반(30)의 하면에 밀착되며, 원통형으로 성형된다. 따라서 마그네트블록 수용부(38)의 외주면과 건반(30)의 하면간 접촉면적이 최소화되며, 이는 건반(30) 하면과의 마찰력을 최소로 줄여준다. 원통형의 마그네트블록 수용부(38) 내부에는 마그네트블록(34)이 안착된다. 한편, 마그네트블록(34)은 이와 다른 구조로 설치될 수도 있다. 예컨대, 레버(32)의 선단부에 마그네트블록(34)이 일체로 장착되는 구조를 가질 수 있다. Preferably, a magnet block accommodating portion 38 is provided at the front end of the lever 32, and a magnet block 34 is mounted in the magnet block accommodating portion 38. The magnet block accommodating portion 38 is in close contact with the lower surface of the keyboard 30 and is shaped in a cylindrical shape. Therefore, the contact area between the outer circumferential surface of the magnet block accommodating portion 38 and the lower surface of the keyboard 30 is minimized, which minimizes the frictional force with the lower surface of the keyboard 30. The magnet block 34 is seated inside the cylindrical magnet block accommodating part 38. On the other hand, the magnet block 34 may be installed in a different structure. For example, the magnet block 34 may be integrally mounted to the tip of the lever 32.

레버(32)의 기단부에는 힌지축(40)이 구비되며, 이 힌지축은 기판(49)의 상면에 설치되는 힌지홈부(42)에 힌지 결합된다. 또한, 레버(32)의 힌지부에는 탄성수단(44)이 개재되어 레버(32)의 회동 작동에 탄성을 부여한다. 따라서 레버(32)는 탄성수단(44)의 탄지력에 의해 그 선단부의 마그네트블록 수용부(38)가 건반(30) 하면에 밀착된 상태에서 건반(30)에 연동되어 회동된다. 도면 중 미설명 부호 46은 상기 힌지홈부(42)를 포함한 블록을 기판(49) 상면에 고정시키기 위한 체결볼트(46)이며, 미설명 부호 48은 힌지홈부(42)를 포함한 블록을 기판(49) 상변에 정위치시키기 위해 기판(49) 상에 형성된 위치조절공(도시 안됨)에 삽입 결합되는 위치조절핀(48)이다.A hinge shaft 40 is provided at the proximal end of the lever 32, and the hinge shaft is hinged to the hinge groove 42 installed on the upper surface of the substrate 49. In addition, an elastic means 44 is interposed in the hinge portion of the lever 32 to impart elasticity to the rotational operation of the lever 32. Therefore, the lever 32 is rotated by interlocking with the keyboard 30 in a state in which the magnet block receiving portion 38 of the front end thereof is in close contact with the lower surface of the keyboard 30 by the holding force of the elastic means 44. In the drawing, reference numeral 46 denotes a fastening bolt 46 for fixing the block including the hinge groove 42 to the upper surface of the substrate 49, and reference numeral 48 denotes a block including the hinge groove 42 in the substrate 49 ) Is a positioning pin 48 inserted into a positioning hole (not shown) formed on the substrate 49 to be positioned on the upper side.

도 5a 및 5b를 참조하면, 기판(49) 상면에는 상기 마그네트블록(34)과 이격되어 홀센서(36)가 배치된다. 홀센서(36)는 건반(30)에 연동되어 마그네트블록(34)이 승강되면, 마그네트블록(34)의 승강작동을 자기신호로 검출하여 전자신호로 출 력한다. 도 5a에서와 같이 건반(30)이 눌려지기 전에 마그네트블록(34)과 홀센서(36)는 최대 이격거리를 갖는다. 그리고 도 5b에서와 같이 건반(30)이 완전히 눌려지면 마그네트블록(34)과 홀센서(36)는 최대한 근접된다. 이때, 건반(30)의 상하 행정구간에 대응하여, 마그네트블록(34)의 행정구간이 비교적 넓게 형성된다. 따라서 홀센서(36)는 보다 넓은 검출구간에서 건반(30)의 타격을 검출할 수 있게 된다.5A and 5B, the hall sensor 36 is disposed on the upper surface of the substrate 49 to be spaced apart from the magnet block 34. Hall sensor 36 is linked to the keyboard 30, when the magnet block 34 is lifted, detects the lifting operation of the magnet block 34 as a magnetic signal and outputs as an electronic signal. As shown in FIG. 5A, the magnet block 34 and the hall sensor 36 have a maximum separation distance before the keyboard 30 is pressed. And as shown in Figure 5b when the keyboard 30 is fully pressed the magnet block 34 and the Hall sensor 36 is as close as possible. At this time, in response to the upper and lower administrative sections of the keyboard 30, the administrative sections of the magnet block 34 are formed relatively wide. Therefore, the hall sensor 36 can detect the strike of the keyboard 30 in a wider detection section.

홀센서(36)에서 출력되는 전자신호는 후단의 검출회로로 전달되어 MIDI 신호로 변환된다. 도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 감지장치 구성을 참조하여, 홀센서(36)의 출력신호를 MIDI 신호로 변환하는 실시예 및 건반(30) 개별적으로 대응되는 각 홀센서(36)들의 감도를 보정하는 실시예를 설명하면 다음과 같다.The electronic signal output from the hall sensor 36 is transmitted to a detection circuit at a later stage and converted into a MIDI signal. 6 and 7, an embodiment of converting an output signal of the hall sensor 36 to a MIDI signal and a key 30 of each hall sensor 36 respectively corresponding to each other are provided. An embodiment of correcting sensitivity will be described below.

도 6의 블록도를 참조하면, 본 발명의 검출회로 구성은 셀렉터(50)와, 신호변환부(52)와, 컨트롤러(54)와, 감도조절부(56)와, 메모리수단(58)로 구성된다.Referring to the block diagram of FIG. 6, the detection circuit configuration of the present invention includes a selector 50, a signal converter 52, a controller 54, a sensitivity controller 56, and a memory means 58. It is composed.

상기 셀렉터(50)는 홀센서(36)의 감도 보정을 위해 사용되는 구성으로서, 각 홀센서(36)에 동작전원을 선택적으로 스위칭하여 공급하는 수단이다. 바람직하게는, 셀렉터(50)는 컨트롤러(54)에 의해 제어되어, 홀센서(36)에 동작전원을 스위칭하여 인가한다. 예컨대, 88개의 건반(30) 각각에 대하여 88개의 홀센서(36)가 장착되며, 셀렉터(50)는 컨트롤러(54)의 제어신호에 의해 첫 번째 홀센서(36)에서 88번째 홀센서(36)까지 순차로 동작전원을 스위칭하여 공급한다. 홀센서(36)의 동작전원은 예컨대, 홀센서(36)를 구동하기 위한 Vcc 전원일 수 있다. 셀렉터(50)의 스위칭에 따른 홀센서(36)의 출력을 검출하여, 각 홀센서(36)별로 감도를 보정하는 것에 대하여는 후술하기로 한다. The selector 50 is used to correct the sensitivity of the hall sensor 36 and is a means for selectively switching and supplying operating power to each hall sensor 36. Preferably, the selector 50 is controlled by the controller 54 to switch the operating power to the hall sensor 36. For example, 88 Hall sensors 36 are mounted to each of the 88 keys 30, and the selector 50 is the 88th Hall sensor 36 from the first Hall sensor 36 by the control signal of the controller 54. Switch the operation power in order to supply it. The operating power source of the hall sensor 36 may be, for example, a Vcc power source for driving the hall sensor 36. The detection of the output of the hall sensor 36 according to the switching of the selector 50 and the correction of the sensitivity for each hall sensor 36 will be described later.

상기 신호변환부(52)는 홀센서(36)에서 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 수단이다. 바람직하게, 신호변환부(52)는 도 7에 도시된 회로도에서와 같이 제1비교기(OP1)와, 스위칭수단(60)과, A/D컨버터(62)로 구성된다.The signal converter 52 is a means for converting a digital signal output from the hall sensor 36 into an analog signal. Preferably, the signal converter 52 includes a first comparator OP1, a switching means 60, and an A / D converter 62 as shown in the circuit diagram shown in FIG.

제1비교기(OP1)는 홀센서(36)의 출력을 비반전단자로 입력받고, 반전단자로 공급되는 기준전압과 비교하여 홀센서(36)의 출력을 증폭한다. 스위칭수단(60)은 홀센서(36)의 출력이 소정 레벨 이상일 때 이를 스위칭하여 A/D컨버터(62)로 스위칭 출력하는 수단이다. 스위칭수단(60)에 의해 스위칭된 아날로그 신호는 A/D컨버터(40)에서 디지털 신호로 변환되어 컨트롤러(34)에 전달된다.The first comparator OP1 receives the output of the hall sensor 36 as the non-inverting terminal and amplifies the output of the hall sensor 36 by comparing with the reference voltage supplied to the inverting terminal. The switching means 60 is a means for switching the output when the output of the hall sensor 36 is a predetermined level or more to the A / D converter 62. The analog signal switched by the switching means 60 is converted into a digital signal in the A / D converter 40 and transmitted to the controller 34.

이때, 제1비교기(OP1)의 출력단에 스위칭수단(60)을 부가한 것은, 홀센서(36)에 동작전원이 공급되지 않아도, 주변의 자기력 변화(예컨대, 이웃하는 타 건반(30)에 대응하는 마그네트블록(34)의 승강작동에 의한 자기력 변화)에 따르는 미미한 출력신호 변화가 발생되고, 이 신호가 타 홀센서(36)의 출력신호에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 따라서, 주변의 자기력 변화에 따른 홀센서(36)의 미미한 출력신호를 차단할 필요가 있다. 스위칭수단(60)은 다양한 스위칭소자로 구성할 수 있다. 예컨대, 트랜지스터 혹은 FET 등을 이용하여 스위칭수단(60)을 구성할 수 있다. 하지만, 보다 바람직하게는 도 7에 도시된 회로도에서와 같이 제1비교기(OP1)의 출력단에 스위칭다이오드(D1)를 역바이어스 연결하여, 스위칭수단(60)을 구성한다. 이러한 스위칭다이오드(D1)는 제1비교기(OP1)의 출력이 항복전압 이상으로 상승할 때, 그 출력을 후단의 A/D컨버터(62)로 스위칭 공급한다. 스위칭수단(60)으로서 타 스위칭소자를 사용하지 않고 스위칭다이오드(D1)를 채택함에 따르는 장점은 검출회로 구성을 보다 간소하게 한다는 점이다.At this time, the addition of the switching means 60 to the output terminal of the first comparator OP1 corresponds to the change in the magnetic force of the surroundings (for example, the neighboring other keyboards 30) even when the operating power is not supplied to the hall sensor 36. This is because a slight change in the output signal due to the change in the magnetic force caused by the lifting operation of the magnet block 34 occurs, and this signal may affect the output signal of the other Hall sensor 36. Therefore, it is necessary to block the insignificant output signal of the Hall sensor 36 according to the change in the magnetic force of the surroundings. The switching means 60 may be composed of various switching elements. For example, the switching means 60 can be configured using a transistor or an FET. However, more preferably, as shown in the circuit diagram of FIG. 7, the switching means 60 is configured by reverse biasing the switching diode D1 to the output terminal of the first comparator OP1. When the output of the first comparator OP1 rises above the breakdown voltage, the switching diode D1 switches and supplies the output to the A / D converter 62 at a later stage. An advantage of adopting the switching diode D1 without using another switching element as the switching means 60 is to simplify the detection circuit configuration.

상기 컨트롤러(54)는 마이크로프로세서로 구성되며, 신호변환부(52)의 출력에 대응하는 건반(30)의 타격세기를 연산하고 연산된 결과를 MIDI 신호로 출력한다. 컨트롤러(54)에서 출력되는 MIDI 신호는 도시 안된 후단의 전자음 발생장치로 전달된다. 전자음 발생장치는 통상의 전자키보드에서와 마찬가지로, MIDI 신호를 음성신호로 변환 및 증폭하여 헤드셋 등을 통해 출력한다. 이와 같이, 컨트롤러(54)에서 건반(30)의 타격을 검출하여 MIDI 신호로 변환 출력하는 것은 종래 건반악기용 건반동작 감지장치에서와 동일하다.The controller 54 is composed of a microprocessor, calculates the striking strength of the keyboard 30 corresponding to the output of the signal conversion unit 52 and outputs the calculated result as a MIDI signal. The MIDI signal output from the controller 54 is transmitted to the electronic sound generating device of the rear end which is not shown in figure. The electronic sound generating apparatus converts and amplifies a MIDI signal into a voice signal and outputs it through a headset or the like as in a normal electronic keyboard. In this way, the controller 54 detects the strike of the keyboard 30 and converts it into a MIDI signal as in the conventional keyboard motion detection apparatus for keyboard musical instruments.

여기서, 본 발명의 컨트롤러(54)는 홀센서(36)의 감도를 보정 제어하는 기능을 추가로 갖는다. 본 발명에서 컨트롤러(54)는 두가지 모드로 작동된다. 상기한 바와 같이 컨트롤러(54)가 건반의 동작을 검출하여 MIDI 신호로 변환 출력하는 모드는 "건반동작 검출모드"이다. 이와 달리, 컨트롤러(54)는 본 발명의 건반동작 감지장치가 초기에 설치될 때 작동되어 각 홀센서(36)의 감도를 보정 제어하는 "초기설정모드"를 갖는다.Here, the controller 54 of the present invention further has a function of correcting and controlling the sensitivity of the hall sensor 36. In the present invention, the controller 54 operates in two modes. As described above, the mode in which the controller 54 detects the operation of the keyboard and converts it to a MIDI signal is "key operation detection mode". In contrast, the controller 54 has an " initial setting mode " which is operated when the keyboard motion detecting device of the present invention is initially installed to correct and control the sensitivity of each hall sensor 36.

초기설정모드에서, 컨트롤러(54)는 상기 셀렉터(30)를 작동시켜 각 홀센서(36)에 개별적으로 동작전원을 스위칭 공급한다. 동작전원의 공급은 순차적으로 이루어지는 것이 바람직하며, 경우에 따라 일부 홀센서(36)들(예컨대, 감도 조절이 필요한 홀센서(36)들)에 국한되어 선택적으로 동작전원이 스위칭 공급될 수 있다. 본 초기설정모드는 레버(32)가 작동되지 않는 무부하 상태에서 구동되며, 따라서 각 홀센서(36)에는 동일한 동작전원이 공급된다. 각 홀센서(16)는 마그네트블 록(34)이 최대 이격거리에 배치된 상태에서 출력신호를 발생시킨다. 홀센서(36)에서 발생된 출력은 신호변환부(52)를 통해 디지털 신호로 변환되어 컨트롤러(54)에 입력된다. 컨트롤러(54)는 홀센서(36)들의 출력들을 비교하여, 전체 홀센서(36)가 동일한 출력값을 갖도록 홀센서(36)의 감도 보정값을 연산한다. 연산된 감도 보정값은 컨트롤러(54)를 이루는 마이크로프로세서에 내장되거나 마이크로프로세서에 연결된 메모리수단(58)에 저장된다. 또한, 컨트롤러(54)에서 출력되는 감도 보정값은 상기 감도조절부(56)에 전달되며, 감도조절부(56)는 각 홀센서(36)에 입력되는 전류를 조절한다. 전체 홀센서(36)들이 동일한 동작전원에 대하여 동일한 출력을 발생시킬 때까지, 상기한 감도 조절 제어과정은 몇차례 반복 수행될 수 있다. 홀센서(36)들의 감도 조절이 완료되면, 초기설정모드는 종료된다.In the initial setting mode, the controller 54 operates the selector 30 to switch and supply operating power to each hall sensor 36 individually. It is preferable that the supply of the operating power is performed sequentially, and in some cases, the operating power may be selectively supplied by switching to some Hall sensors 36 (eg, the Hall sensors 36 requiring sensitivity adjustment). This initial setting mode is driven in a no-load state in which the lever 32 is not operated, and therefore the same operating power is supplied to each hall sensor 36. Each hall sensor 16 generates an output signal in a state in which the magnet block 34 is disposed at the maximum separation distance. The output generated from the hall sensor 36 is converted into a digital signal through the signal converter 52 and input to the controller 54. The controller 54 compares the outputs of the hall sensors 36 and calculates a sensitivity correction value of the hall sensor 36 so that the entire hall sensor 36 has the same output value. The calculated sensitivity correction value is stored in the memory means 58 embedded in or connected to the microprocessor constituting the controller 54. In addition, the sensitivity correction value output from the controller 54 is transmitted to the sensitivity control unit 56, the sensitivity control unit 56 adjusts the current input to each Hall sensor (36). The above described sensitivity adjustment control process may be repeated several times until all the Hall sensors 36 generate the same output for the same operating power source. When the sensitivity adjustment of the hall sensors 36 is completed, the initial setting mode is terminated.

이후, 컨트롤러(54)는 "건반동작 검출모드"로 전환되어 건반(30)의 동작을 검출 대기한다. 건반동작 검출모드에서 컨트롤러(54)는 각각의 홀센서(36)에 동작전원을 스캐닝하여 공급하며, 이때, 메모리수단(58)에 저장된 감도 보정값을 참조하여 홀센서(36)의 입력전류 제어값을 감도조절부(56)로 출력한다. 만약, 1번 건반(30)이 타격된다면, 컨트롤러(54)에 의해 1번 홀센서(36)의 감도 보정값이 출력되고, 감도조절부(56)는 이 감도 보정값에 의해 1번 홀센서(36)에 입력되는 전류를 조절한다. 이후, 1번 홀센서(36)는 1번 건반(30)의 변위 및 변위속도를 검출하며, 1번 홀센서(36)에서 검출된 신호는 컨트롤러(54)에 입력된다. 컨트롤러(54)는 1번 홀센서(36)의 출력 변화를 연산하여 1번 건반(30)에 해당하는 음 및 해당음의 강약신호를 출력할 것이다. 또한, 이와 마찬가지로 n번 건반(30)이 타격될 때, 컨트롤 러(54)는 n번 건반(30)에 해당하는 음 및 해당음의 강약신호를 출력할 것이다. 이때, 상기한 초기설정모드를 거친 후이므로, 각각의 홀센서(36)들의 감도 편차가 보정된 상태이며, 이는 건반(30)의 타격력에 대비한 음의 강약이 전체 건반(30)들에 대해 균일하게 작용됨을 의미한다.Thereafter, the controller 54 switches to the "key operation detection mode" and waits for detection of the operation of the keyboard 30. In the keyboard motion detection mode, the controller 54 scans and supplies operating power to each hall sensor 36, and controls the input current of the hall sensor 36 with reference to a sensitivity correction value stored in the memory means 58. The value is output to the sensitivity adjusting unit 56. If the first key 30 is hit, the sensitivity correction value of the first hall sensor 36 is output by the controller 54, and the sensitivity adjusting unit 56 uses the first hall sensor by the sensitivity correction value. Adjust the current input to (36). Thereafter, the first hall sensor 36 detects the displacement and the displacement speed of the first keyboard 30, and the signal detected by the first hall sensor 36 is input to the controller 54. The controller 54 calculates an output change of the first hall sensor 36 and outputs a sound corresponding to the first key 30 and a strong signal of the corresponding sound. In addition, likewise, when the nth key 30 is hit, the controller 54 will output a sound corresponding to the nth key 30 and a weak signal of the corresponding sound. At this time, since after the initial setting mode, the sensitivity deviation of each Hall sensor 36 is corrected, which is a negative strength against the striking force of the keyboard 30 for the entire keyboard 30 It means that it works uniformly.

상기 감도조절부(56)는 컨트롤러(54)와 홀센서(36)의 전원입력단 사이에 설치되어, 컨트롤러(54)에서 출력되는 감도 보정값에 따라 홀센서(36)에 입력되는 전류레벨을 조절하는 수단이다. 바람직하게는, 감도조절부(56)는 컨트롤러(54)에서 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A컨버터(64)와, D/A컨버터(64)에서 출력되는 아날로그 신호, 즉, 전압레벨과 홀센서(36)에 입력되는 동작전원의 전압레벨을 비교하여 홀센서(36)에 공급되는 전류레벨을 조절하는 전압전류 변환회로부(66)로 구성된다.The sensitivity adjusting unit 56 is installed between the controller 54 and the power input terminal of the hall sensor 36 to adjust the current level input to the hall sensor 36 according to the sensitivity correction value output from the controller 54. It is a means to. Preferably, the sensitivity adjusting unit 56 is a D / A converter 64 for converting the digital signal output from the controller 54 into an analog signal, and the analog signal output from the D / A converter 64, that is, The voltage current conversion circuit unit 66 adjusts the current level supplied to the hall sensor 36 by comparing the voltage level with the voltage level of the operating power input to the hall sensor 36.

본 실시예에서, 전압전류 변환회로부(66)는 제2비교기(OP2)와, 이 제2비교기(OP2)의 출력단에 연결되는 트랜지스터(Tr1)로 이루어진다. 제2비교기(OP2)는 D/A컨버터(64)의 출력에 반전단자가 연결되고 저항(R1)을 매개로 입력전원측에 비반전단자가 연결된다. 제2비교기(OP2)는 반전단자와 비반전단자간 입력을 비교하여 출력신호를 발생시키며, 이 출력신호는 상기 트랜지스터(Tr1)의 베이스단자에 전달된다. 트랜지스터(Tr1)의 콜렉터단자에는 입력전원측과 연결되어 제2비교기(OP2)와 피드백 회로를 구성하며, 이 피드백 회로는 D/A컨버터(64)의 출력에 따라 입력전류가 변경되도록 작동한다. 트랜지스터(Tr1)의 이미터단자는 홀센서(36)의 전원입력단에 연결되어, 제2비교기(OP2)에 의해 조절된 전류를 홀센서(36)에 스위칭 공급한 다. 한편, 도 7에 도시된 회로 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이며, 전압전류 변환회로부(66)는 이와 다른 회로 구성으로 구성될 수 있음은 물론이다.In the present embodiment, the voltage-current converting circuit section 66 includes a second comparator OP2 and a transistor Tr1 connected to an output terminal of the second comparator OP2. The second comparator OP2 has an inverting terminal connected to the output of the D / A converter 64 and a non-inverting terminal connected to the input power supply side via a resistor R1. The second comparator OP2 compares an input between the inverting terminal and the non-inverting terminal to generate an output signal, and the output signal is transmitted to the base terminal of the transistor Tr1. The collector terminal of the transistor Tr1 is connected to the input power supply side to form a second comparator OP2 and a feedback circuit. The feedback circuit operates to change the input current according to the output of the D / A converter 64. The emitter terminal of the transistor Tr1 is connected to the power input terminal of the hall sensor 36 to switch and supply the current regulated by the second comparator OP2 to the hall sensor 36. On the other hand, the circuit configuration shown in Figure 7 is only one embodiment of the present invention, the voltage and current conversion circuit unit 66 may be configured with a different circuit configuration of course.

전술한 바와 같은 본 발명의 건반악기용 건반동작 감지장치는, 건반(30)에 연동되어 회동 작동하는 레버(32)의 선단부에 마그네트블록(34)을 장착하고, 이 마그네트블록(34)의 변위 및 변위속도를 홀센서(36)로 검출한다. 따라서 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이 보다 넓은 검출구간에서 건반(30)의 동작을 검출할 수 있게 된다. 이와 같이, 건반(30)의 동작을 보다 넓은 검출구간에서 검출함에 따라, 건반(30)의 타격력에 대비한 음의 강약을 보다 정밀하게 검출할 수 있다. 또한, 홀센서를 이용한 검출방식은 종래 광전센서를 이용한 방식에 비해 검출오차를 크게 줄일 수 있으며, 검출회로 구성을 보다 간소화할 수 있다.In the keyboard motion detecting apparatus for keyboard musical instruments of the present invention as described above, the magnet block 34 is attached to the distal end of the lever 32 interlocked with the keyboard 30, and the displacement of the magnet block 34 is performed. And the displacement speed is detected by the hall sensor 36. Accordingly, as shown in FIGS. 5A and 5B, the operation of the keyboard 30 can be detected in a wider detection section. In this way, by detecting the operation of the keyboard 30 in a wider detection section, it is possible to more accurately detect the negative intensity compared to the striking force of the keyboard 30. In addition, the detection method using the Hall sensor can significantly reduce the detection error compared to the conventional method using a photoelectric sensor, it is possible to simplify the configuration of the detection circuit.

본 발명의 다른 기술적 장점은 컨트롤러(54)가 두 가지 작동모드를 갖는다는 점이다. 초기설정모드에서, 컨트롤러(54)는 전체 홀센서(36)가 동일 입력에 대하여 동일 출력을 발생시키도록 각 홀센서(36)의 감도 보정값을 연산하고 이를 메모리수단(58)에 저장한다. 이후 건반동작 검출모드에서, 컨트롤러(54)는 홀센서(36)의 감도 보정값에 따라 홀센서(36)의 입력전류를 조절한다. 따라서, 건반동작 검출모드에서, 컨트롤러(54)가 홀센서(36)의 출력신호를 검출하여 MIDI 신호로 변환 출력할 때, 건반(30)의 타격력에 대비한 음의 강약이 전체 건반(30)들에 대해 균일하게 작용하도록 한다. 따라서 건반악기용 건반동작 감지장치의 제조시에, 홀센서의 조립 전에 감도가 유사한 홀센서 그룹을 사전 선별하는 작업 공정을 배제할 수 있게 한다. 이는 제조공정을 간소화시킬 수 있을 뿐 아니라 생산효율을 크게 개선할 수 있 다. 또한, 홀센서들의 감도 편차를 자동으로 보정함으로써, 건반 타격력 대비 음의 강약이 보다 균일하며, 이에 따라 피아노가 방음 모드에서 작동될 때 특히 피아니스트들의 연주 연습환경을 향상시켜, 소비자 만족도를 높임은 물론 제품 경쟁력을 향상시킬 수 있게 한다. 또한, 본 발명은 단일의 감도조절 회로를 이용하여 전체 홀센서의 감도를 조절하도록 함으로써, 저비용의 회로 구성으로 전체 홀센서의 감도 편차를 보정할 수 있는 장점이 있다.Another technical advantage of the present invention is that the controller 54 has two modes of operation. In the initial setting mode, the controller 54 calculates a sensitivity correction value of each hall sensor 36 so that all the hall sensors 36 generate the same output for the same input and stores it in the memory means 58. Then, in the keyboard motion detection mode, the controller 54 adjusts the input current of the hall sensor 36 according to the sensitivity correction value of the hall sensor 36. Therefore, in the keyboard motion detection mode, when the controller 54 detects the output signal of the hall sensor 36 and converts the output signal into a MIDI signal, negative strength and weakness in preparation for the striking force of the keyboard 30 are transmitted to the entire keyboard 30. To act uniformly against the Therefore, when manufacturing a keyboard motion detection device for a keyboard musical instrument, it is possible to exclude the work process of pre-selecting a group of hall sensors with similar sensitivity before assembling the hall sensors. This not only simplifies the manufacturing process but also greatly improves production efficiency. In addition, by automatically correcting the sensitivity deviation of the Hall sensors, the sound intensity is more uniform compared to the striking force of the keyboard, thereby improving the performance of the performance of pianists, especially when the piano is operated in soundproof mode, thereby increasing customer satisfaction. To improve product competitiveness. In addition, the present invention has the advantage that by using a single sensitivity control circuit to adjust the sensitivity of the entire Hall sensor, it is possible to correct the sensitivity deviation of the entire Hall sensor with a low cost circuit configuration.

이상 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the technical field of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

도 1은 종래 광전센서의 장착예를 보인 사시도1 is a perspective view showing an example of mounting a conventional photoelectric sensor

도 2는 종래 광전센서의 배치상태를 보인 사시도2 is a perspective view showing an arrangement of a conventional photoelectric sensor

도 3a 및 도 3b는 종래 광전센서의 작동상태를 보인 측면도3a and 3b is a side view showing an operating state of a conventional photoelectric sensor

도 4는 본 발명에 따른 홀센서의 일실시예를 보인 사시도Figure 4 is a perspective view showing an embodiment of a hall sensor according to the present invention

도 5a 및 5b는 본 발명에서 홀센서의 작동예를 보인 측면도Figures 5a and 5b is a side view showing an example of the operation of the Hall sensor in the present invention

도 6는 본 발명에 따른 건반악기용 건반동작 감지장치의 블록도6 is a block diagram of a keyboard motion detection device for keyboard musical instruments according to the present invention

도 7은 본 발명에서 신호변환부 및 감도조절부의 일예를 보인 회로도7 is a circuit diagram showing an example of the signal conversion unit and the sensitivity control unit in the present invention

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

30 : 건반 32 : 레버30: keyboard 32: lever

34 : 마그네트블록 36 : 홀센서34: Magnet Block 36: Hall Sensor

50 : 셀렉터 52 : 신호변환부50: selector 52: signal conversion unit

54 : 컨트롤러 56 : 감도조절부54: controller 56: sensitivity control unit

58 : 메모리수단 60 : 스위칭수단58 memory means 60 switching means

62 : A/D컨버터 64 : D/A컨버터62: A / D converter 64: D / A converter

66 : 전압전류 변환회로부66: voltage and current conversion circuit

Claims (6)

다수의 건반(30)이 구비된 건반악기에 장착되며, 상기 건반(30)의 동작과 연동되어 작동하는 레버(32)의 변위 및 변위속도를 검출하여 전자음으로 변환하는 건반악기용 건반동작 감지장치에 있어서,Keyboard instrument is equipped with a plurality of keyboards 30, the keyboard motion detection device for detecting the displacement and displacement of the lever 32 that operates in conjunction with the operation of the keyboard 30 to convert to electronic sound To 상기 건반(30)의 하부에 위치하도록 상기 레버(32)의 선단부에 장착되는 마그네트블록(34);A magnet block (34) mounted to a tip end of the lever (32) to be located below the keyboard (30); 상기 마그네트블록(34)에 이격 배치되며, 상기 마그네트블록(34)의 승강작동을 자기신호로 검출하여 전자신호로 출력하는 홀센서(36);A hall sensor (36) spaced apart from the magnet block (34) and detecting a lifting operation of the magnet block (34) as a magnetic signal and outputting it as an electronic signal; 상기 홀센서(36) 각각에 선택적으로 동작전원을 스위칭 공급하는 셀렉터(50);A selector 50 for selectively switching and supplying operating power to each of the hall sensors 36; 상기 셀렉터(50)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부(52);A signal converter 52 for converting an analog signal output from the selector 50 into a digital signal; 상기 신호변환부(52)의 출력에 대응하는 건반(30)의 타격세기를 연산하고 연산된 결과를 MIDI 신호로 출력하며, 상기 셀렉터(50)의 작동을 제어하고 셀렉터(50)의 작동시 각 홀센서(36)의 출력을 비교하여 전체 홀센서(36)가 동일한 출력값을 갖도록 각 홀센서(36)의 감도를 보정 제어하는 컨트롤러(54);Calculate the striking strength of the keyboard 30 corresponding to the output of the signal conversion unit 52 and outputs the calculated result as a MIDI signal, controls the operation of the selector 50 and the operation time of the selector 50 A controller 54 which compares the outputs of the hall sensors 36 and corrects and controls the sensitivity of each hall sensor 36 so that all the hall sensors 36 have the same output value; 상기 컨트롤러(54)와 홀센서(36)의 전원입력단 사이에 설치되며 컨트롤러(54)에서 출력되는 홀센서(36)의 감도 보정값에 따라 홀센서(36)에 입력되는 전류를 조절하는 감도조절부(56); 및Sensitivity control is installed between the controller 54 and the power input terminal of the hall sensor 36 and adjusts the current input to the hall sensor 36 according to the sensitivity correction value of the hall sensor 36 output from the controller 54. Part 56; And 상기 컨트롤러(54)에 연결 또는 구비되며, 각 홀센서(36)의 감도 보정값을 저장하는 메모리수단(58);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건반악기용 건반동작 감지장치.Keyboard means connected to or provided with the controller 54, the memory means for storing the sensitivity correction value of each Hall sensor (36); 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 컨트롤러(54)는 각 홀센서(36)의 감도 보정값을 연산하여 메모리수단(58)에 저장하는 초기설정모드와, 메모리수단(48)에 저장된 감도 보정값에 따라 각 홀센서(36)의 입력 전류를 제어하고 마그네트블록(34)의 승강에 따르는 홀센서(36)의 출력을 검출하여 MIDI 신호로 변환 출력하는 건반동작 검출모드를 가지며, 초기설정모드에 의해 각 홀센서(36)의 감도 보정값을 연산 저장한 후에 건반동작 검출모드로 작동되는 것을 특징으로 하는 건반악기용 건반동작 감지장치.The controller 54 calculates the sensitivity correction values of the respective hall sensors 36 and stores them in the memory means 58, and the hall sensors 36 according to the sensitivity correction values stored in the memory means 48. It has a keyboard motion detection mode that controls the input current of the sensor and detects the output of the Hall sensor 36 in accordance with the ascending and descending of the magnet block 34, and converts it into a MIDI signal. A keyboard motion sensing device for a keyboard musical instrument, characterized by operating in a keyboard motion detection mode after calculating and storing a sensitivity correction value. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 신호변환부(52)는 홀센서(36)의 출력을 증폭하는 제1비교기(OP1)와, 상기 제1비교기(OP1)의 출력단에 연결되어 제1비교기(OP1)의 출력이 소정 레벨 이상일 때 이를 스위칭 출력하는 스위칭수단(60)과, 상기 스위칭수단(60)에 의해 스위칭 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터(62)로 구성되는 것을 특징으로 하는 건반악기용 건반동작 감지장치.The signal converter 52 is connected to the first comparator OP1 for amplifying the output of the hall sensor 36 and the output terminal of the first comparator OP1 so that the output of the first comparator OP1 is equal to or greater than a predetermined level. Key operation for keyboard musical instrument, characterized in that consisting of a switching means for switching the output 60 and the A / D converter 62 for converting the analog signal switched by the switching means 60 into a digital signal Sensing device. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 스위칭수단(60)은 제1비교기(OP1)의 출력단에 역바이어스 연결되는 스위칭다이오드(D1)인 것을 특징으로 하는 건반악기용 건반동작 감지장치.The switching means (60) is a keyboard motion sensing device for a keyboard instrument, characterized in that the switching diode (D1) is connected to the reverse bias of the output terminal of the first comparator (OP1). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 감도조절부(56)는 컨트롤러(54)에서 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A컨버터(64)와, 상기 D/A컨버터(64)에서 출력되는 아날로그 신호에 따라 홀센서(36)에 입력되는 전류를 조절하는 전압전류 변환회로부(66)로 구성되는 것을 특징으로 하는 건반악기용 건반동작 감지장치.The sensitivity adjusting unit 56 may include a Hall sensor (D / A converter 64) for converting a digital signal output from the controller 54 into an analog signal, and an analog signal output from the D / A converter 64. A keyboard motion sensing device for a keyboard musical instrument, characterized in that consisting of a voltage current conversion circuit portion 66 for adjusting the current input to the. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 전압전류 변환회로부(66)는 상기 D/A컨버터(64)의 출력신호가 반전단자에 연결되고, 저항(R1)을 매개로 입력전원측이 비반전단자에 연결되어, D/A컨버터(64)의 출력과 입력전압을 비교하여 출력하는 제2비교기(OP2)와; 상기 제2비교기(OP2)의 출력단에 베이스단자가 연결되고, 입력전원측에 콜렉터단자에 연결되어 제2비교기(OP2)와 피드백 회로를 구성하며, 홀센서(36)의 전원입력단에 이미터단자 가 연결된 트랜지스터(Tr1)로 구성된 것을 특징으로 하는 건반악기용 건반동작 감지장치.The voltage / current converter circuit 66 has an output signal of the D / A converter 64 connected to an inverting terminal, and an input power supply side connected to a non-inverting terminal via a resistor R1, thereby providing a D / A converter 64. A second comparator (OP2) for comparing the output of the output with the input voltage and outputting the comparator; The base terminal is connected to the output terminal of the second comparator OP2, and the collector terminal is connected to the input power supply to form a second comparator OP2 and a feedback circuit, and an emitter terminal is provided to the power input terminal of the hall sensor 36. Keyboard motion detection device for a keyboard instrument, characterized in that consisting of a transistor (Tr1) connected.
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