KR101311766B1

KR101311766B1 - 도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기

Info

Publication number: KR101311766B1
Application number: KR1020110099298A
Authority: KR
Inventors: 김홍제; 김우정; 최원철
Original assignee: (주)맨 텍; 한국패션산업연구원
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-09-26
Also published as: KR20130035055A

Abstract

도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기는, 도전성 섬유를 포함하는 하나 이상의 터치 패드를 구비한 타악기 터치 모듈을 포함하고, 타악기 터치 모듈은, N(N은 1 이상의 정수)개의 라인(line)과 M(M은 1 이상의 정수)개의 열(column)로 구성된 도전성 섬유를 포함하는 터치 패드 셀의 어레이(array)와 어레이의 각 터치 패드 셀을 선택하여 각 터치 패드 셀의 정전 용량을 측정하고, 어레이 중 기준 정전 용량과 상이한 측정된 정전 용량을 가진 터치 패드 셀에 대한 식별자와 상기 기준 정전 용량과 상기 측정된 정전 용량의 차이에 기초한 터치 크기 값을 생성하는 제어부(119)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구름 타악기를 이용함으로써, 게이머의 다양한 느낌이나 감정을 표출할 수 있도록 하고 다양한 타악기의 음악 신호를 출력할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기{A ROLLING PERCUSSION INSTRUMENT USING CONDUCTIVE THREADS PADS}

본 발명은 도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기에 관한 것으로서, 구체적으로는 도전성 섬유를 포함하는 하나 이상의 터치 패드 셀의 정전 용량을 이용하여 타악기의 음악 신호를 생성하는, 도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기에 관한 것이다.

DDR(Dance Dance Revolution)과 같은 게임은 게이머의 액션에 기초한 게임이다. 이러한 게임은 게이머가 터치할 수 있는 발판을 구비하고, 이 발판에 구비된 다수의 패드를 이용하다.

이러한 게임은 패드에 포함된 스위치를 이용하여, 이 스위치의 On/Off를 감지하고 감지된 이 신호를 게임을 진행하는 프로세서(processor)로 전송하고, 프로세서는 수신된 신호가 미리 결정된 시점과의 비교를 통해서 득점을 결정한다.

하지만, 게이머는 게이머의 다양한 느낌 또는 감정을 게임에 표출하고, 이러한 느낌 또는 감정이 게임에 반영되도록 할 필요가 있다. 이러한 느낌 또는 감정이 게임에 표현될 수 있다면 더욱더 박진감 있고 흥미로운 게임을 제공할 수 있을 것이다.

이러한 느낌이나 감정은 발판의 패드를 터치하는 강도에 따라서 표출될 수 있다. 혹은 패드를 터치하는 시간에 따라서 표출될 수 있을 것이다. DDR과 같은 게임에서는 다수의 패드를 포함하는 데, 이 패드는 동일한 음악 신호뿐 아니라, 다수의 상이한 타악기의 음악 신호를 표현할 수 있다면 더욱더 흥미롭고 즐거운 게임을 제공할 수 있을 것이다.

본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 터치의 압력에 비례하는 타악기의 음악 신호를 출력하도록 하여, 게이머의 흥미를 유발하고 게이머의 기분을 표현할 수 있도록 하는 구름 타악기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은, 복수의 타악기의 음악 신호를 출력할 수 있는 복수의 도전성 섬유 패드를 구비하여, 게이머의 흥미를 증진할 수 있도록 하는 구름 타악기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기는, 도전성 섬유를 포함하는 하나 이상의 터치 패드를 구비한 타악기 터치 모듈을 포함하고, 타악기 터치 모듈은, N(N은 1 이상의 정수)개의 라인(line)과 M(M은 1 이상의 정수)개의 열(column)로 구성된 도전성 섬유를 포함하는 터치 패드 셀의 어레이(array)와 어레이의 각각의 터치 패드 셀을 선택하여 각각의 셀의 정전 용량을 측정하고, 어레이 중 기준 정전 용량과 상이한 측정된 정전 용량을 가진 터치 패드 셀에 대한 식별자와 상기 기준 정전 용량과 상기 측정된 정전 용량의 차이에 기초한 터치 크기 값을 생성하는 제어부(119)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기는, 타악기 터치 모듈로부터 유선 또는 무선으로 출력된 터치 패드 셀의 식별자와 터치 크기 값을 수신하고, 식별자에 할당된 타악기의 음악 신호를 터치 크기 값에 기초하여 출력하는 음악 생성 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기는, 도전성 섬유 패드를 이용하여 게이머의 터치를 감지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 상기와 같은 본 발명에 따른 도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기는, 도전성 섬유 패드에 인가된 압력의 크기에 비례하는 타악기의 음악 신호를 출력할 수 있도록 하여, 게이머의 흥미를 유발하고 게이머의 기분을 표현할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 상기와 같은 본 발명에 따른 도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기는, 다수의 타악기를 설정하고 다수의 타악기의 음악 신호를 출력하여, 게이머의 흥미를 증진할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구름 타악기의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타악기 터치 모듈의 블록도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 타악기 터치 모듈의 블록도를 도시한 도면이다.
도 4는 정전 용량 감지 모듈의 상세 블록도의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 어레이의 정전 용량 측정과 관련하여 모델링된 어레이의 회로도와 구체적인 주변 회로를 도시한 도면이다.
도 6은 타악기 터치 모듈 연동 장치에 포함되는 음악 생성 모듈의 상세 블록도의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 정전 용량 감지 모듈의 제어부에서 수행되는 흐름도의 일 실시예를 도시한 도면이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술 되어 있는 상세한 설명을 통하여 더욱 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

기술이 디지털화되고 발전함에 따라 스마트 섬유를 이용한 디지털 의류가 개발되고 있다. 이러한 디지털 의류는 IT 기술을 의류에 접목한 것이며, 이러한 디지털 의류는 스마트 섬유에 기반을 두고 있다. 그리고 스마트 섬유에는 광섬유나 도전성사가 포함되고, 이 도전성사는 금속 섬유사와 금속 코팅사를 포함한다.

여기서 금속 섬유사는 절연성이 있는 일반 섬유로 피복되고, 일반 섬유 내에 금속선을 포함할 수 있고, 이러한 금속선을 포함하는 코어에 의해서 금속 섬유사는 전기 신호를 송신하거나 수신할 수 있도록 한다.

이러한 금속 섬유사의 코어는 하나의 금속선 만을 가지는 모노(Mono)형과 복수의 금속선을 가지고 각각의 금속선이 절연성 물질로 분리되는 멀티(Multi)형 금속 섬유사가 있을 수 있다.

그리고 금속 섬유사를 이용하여 회로를 구성하기 위해서 다양한 기법(직조, 자수, 프린팅 기법)이 이미 알려져 있고 또한 다른 IT 기기와 연결하기 위한 연결 기술(본딩, 자수, 스냅 단추 등)도 또한 알려져 있다.

이러한 금속 섬유사는 , 금속 섬유사의 전도성을 가지는 점과, 금속 섬유사가 다른 금속 섬유사와의 사이에 커패시턴스를 형성할 수 있다 점을 고려하여, DDR과 같은 게임에 접목한다면, 게이머의 느낌이나 감정을 용이하게 표출할 수 있고 보다 더 흥미로운 게임을 제공할 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 구름 타악기의 블록도를 도시한 도면이다.

도 1에 따르면 구름 타악기는 타악기 터치 모듈(10)과 통신 네트워크(30)와 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)를 포함한다.

구름 타악기의 각 블록들을 간단히 살펴보면, 타악기 터치 모듈(10)은 바닥 또는 벽면에 위치하여, 발이나 손의 터치를 감지하고 감지된 터치의 크기 즉 압력의 크기에 따라 터치의 크기 값으로 변환하여 변환된 터치의 크기 값을 통신 네트워크(30)를 통해 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)로 전송한다.

이 타악기 터치 모듈(10)은 N(N은 1 이상의 정수)개의 라인과 M(M은 1 이상의 정수)개의 열로 구성되며 그리고 하나 이상의 도전성 섬유, 예를 들어 금속 섬유사를 포함하는 터치 패드 셀(210)로 구성된 어레이(200)를 포함하며, 이 어레이(200)의 특정 터치 패드 셀(210)을 터치함으로써, 터치된 터치 패드 셀을 식별할 수 있는 식별자와 함께 터치된 압력의 크기에 비례하는 정전 용량으로부터 변환된 터치 크기 값을 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)로 전송할 수 있다.

또한 타악기 터치 모듈(10)은, 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)로부터, 터치된 특정 터치 패드 셀의 정전 용량의 값 혹은 정전 용량을 알 수 있는 신호의 값으로부터 터치 크기 값으로부터 변환할 수 있도록 하는, 룩업 테이블을 수신할 수 있다.

이 룩업 테이블은 각 터치 패드 셀(210) 별로 상이한 테이블일 수 있고, 정전 용량 필드(field)와 터치 크기 값 필드를 포함하고, 특정 터치 패드 셀의 정전 용량으로부터 대응하는 터치 크기 값을 결정할 수 있도록 한다.

타악기 터치 모듈(10)에 대한 상세한 내용은 도 3 내지 도 5 및 도 7을 통해 상세히 살펴보도록 한다.

통신 네트워크(30)는 유선 또는 무선 네트워크를 이용하여 타악기 터치 모듈(10)과 타악기 터치 모듈 연동 장치(50) 사이에서의 데이터 등을 송수신한다. 이러한 데이터에는 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)로부터 송신되는 룩업 테이블, 타악기 터치 모듈(10)에서 수행될 수 있는 제어 프로그램 등을 포함하고, 타악기 터치 모듈(10)로부터 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)로 전송되는 터치 패드 셀(210)의 식별자와 터치 크기 값 등을 포함할 수 있다.

또한 이러한 데이터에는, 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)로부터의 제어 명령을 포함하며, 이러한 제어 명령에는 타악기 터치 모듈(10)에 포함된 어레이(200)의 터치 패드 셀(210)의 각각의 기준 정전 용량을 측정하여 설정하라는 설정 명령을 포함할 수 있다.

통신 네트워크(30)는 예를 들어, RS232, RS485, USB, IEEE1394 등과 같은 유선 네트워크이거나 혹은 WiFi, 블루투스(Bluetooth), Binary-CDMA, 지그비(Zigbee) 등과 같은 무선 네트워크일 수 있다.

타악기 터치 모듈 연동 장치(50)는, 타악기 터치 모듈(10)과 통신 네트워크(30)로 연결되어, 타악기 터치 모듈(10)의 각각의 터치 패드 셀(210)에 특정 타악기를 할당하고, 특정 터치 패드 셀(210)을 식별하는 식별자와 터치 크기 값을 수신하여, 터치 크기 값에 기초하여 할당된 타악기의 음악 신호를 출력하는 음악 생성 모듈(500)을 포함한다.

이렇게 출력되는 음악 신호는 미디 명령에 따라 미디 합성기를 통해 합성된 음악 신호이거나 혹은 압축된 음악 클립(예 MP3, AAC 등) 혹은 음원 클립(PCM 파일)을 이용하여 생성된 음악 신호일 수 있다.

또한 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)는, 디스플레이를 구비하여, 이 디스플레이를 통해, 본 발명의 구름 타악기를 사용하는 사용자에게, 어레이(200)에서 특정 터치 패드 셀(210)을 터치할 시점을 가이드 할 수 있는 변경되는 이미지를 출력할 수 있다.

물론 이러한 이미지는 일련의 이미지의 시퀀스로써 동영상을 구성할 수 있고, 이러한 이미지의 배경으로 압축된 파일(MPEG 등)로부터 디코딩된 배경 영상을 디스플레이는 더 출력할 수 있다.

타악기 터치 모듈 연동 장치(50)에 대해서 도 6을 통해 보다 더 상세히 살펴보도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타악기 터치 모듈(10)의 블록도를 도시한 도면이다.

도 2에 따르면, 타악기 터치 모듈(10)은 도전성 섬유를 포함하는 터치 패드 셀(210)의 어레이(200)와 정전 용량 감지 모듈(100)을 포함한다.

타악기 터치 모듈(10)의 각 블록을 간단히 살펴보면 도전성 섬유를 포함하는 터치 패드 셀(210)의 어레이(200)는, N(N은 1 이상의 정수)개의 라인과 M(M은 1 이상의 정수)개의 열로 구성된 복수의 도전성 섬유를 포함하는 터치 패드 셀(210)의 어레이(200)이다.

이러한 어레이(200)는 사용자의 발 혹은 손을 이용하여 사용자가 터치할 수 있는 부분(터치 패드 셀(210))을 포함한다. 터치 패드 셀(210)은 도전성 섬유를 포함하는 직물로 구성될 수 있다.

그리고 사용자의 터치 크기를 알 수 있도록 각 터치 패드 셀(210)의 정전 용량을 측정할 수 있게 한다. 즉 강하게 특정 터치 패드 셀(210)을 사용자가 강타하는 경우에는 이에 비례하는 정전 용량을 해당 터치 패드 셀(210)이 가지게 되고, 반면에 가볍게 터치하는 경우에는 강타한 경우보다는 낮은 정전 용량을 해당 터치 패드 셀(210)이 가지게 될 것이며 따라서 해당 터치 패드 셀(210)에 가한 압력에 따라 이 정전 용량은 변화될 수 있다.

그리고 각각의 터치 패드 셀(210)은 반드시 사용자에게 노출되는 표면 외부에 배치될 필요는 없으며, 표면이 터치 패드 셀(210)에 압력을 전달할 수 있는 한, 표면 내부에 배치될 수 있다.

어레이(200)의 각 라인에 포함된 터치 패드 셀(210) 들은 하나 이상의 금속 섬유사를 사용하여 각 라인의 시작 터치 패드 셀(210)로부터 마지막 터치 패드 셀(210)까지 연결된다.

또한 어레이(200)의 각 열에 포함된 터치 패드 셀(210) 들도 하나 이상의 금속 섬유사를 이용하여 각 열의 시작 터치 패드 셀(210)로부터 마지막 터치 패드 셀(210)까지 연결된다.

예를 들어 각 터치 패드 셀(210)은 라인 방향으로 100 가닥의 금속 섬유사를 사용하고, 열 방향으로 100 가닥의 금속 섬유사를 사용할 수 있고, 각 터치 패드 셀(210)을 구성하는 나머지 섬유사는 비도전성 섬유사를 사용할 수 있다.

이러한 터치 패드 셀(210)과 어레이(200)는 직조 기법, 예를 들어 씨실과 날실을 교차하여 짜는 제직 방식이나 뜨개질 방식으로 짜는 제편 방식 등을 사용하여 제조하거나 자수 기법이나 프린팅 기법 등을 이용하여 제조할 수 있다.

이와 같이 제조된 어레이(200)에 의해, 각 라인에 있는 터치 패드 셀(210)은 하나 이상의 금속 섬유사로 서로 연결되고, 금속 섬유사의 도전성을 가진 코어에 의해서 서로 전기 신호를 전달할 수 있고, 마찬가지로 각 열에 있는 터치 패드 셀(210)도 금속 섬유사의 코어에 의해서 서로 전기 신호를 전달할 수 있고, 반면에 금속 섬유사의 절연성 피복에 의해서 다른 금속 섬유사와는 절연될 수 있다.

이와 같이 제조된 터치 패드 셀(210) 각각은 각 라인과 각 열을 연결하기 위한 금속 섬유사를 라인 방향으로 그리고 열 방향으로 하나 이상씩 가지고, 따라서 라인 방향과 열 방향의 금속 섬유사가 터치 패드 셀(210) 내에서 서로 교차된다. 금속 섬유사의 절연성 피복으로 인해, 또는 교차하는 금속 섬유사 사이에 별도의 절연층을 개재함으로써 교차하는 금속 섬유사는 서로 절연된다.

이렇게 교차된 금속 섬유사들은 외부에서 전기 신호가 코어를 통해 전달됨에 따라서, 정전 용량을 가질 수 있다. 특히 터치 패드 셀(210) 외부에서 터치 패드 셀(210)에 터치를 함으로써 압력이 가해지는 경우에, 압력의 크기에 따라서, 교차되거나 인접하는 금속 섬유사 사이의 거리가 달라짐에 따라 정전 용량의 크기가 변화하는 것을 알 수 있다. 이러한 정전 용량은 기생 정전 용량(parasitic capacitance)이라고도 지칭할 수 있다.

이 정전 용량의 크기는 극히 작은 관계로 정전 용량의 측정을 용이하도록 하고 넓은 범위의 정전 용량을 관측하기 위해서, 각 터치 패드 셀(210)에 많은 금속 섬유사가 교차하도록 하는 것일 필요할 것이고 따라서 각 터치 패드 셀(210) 내의 금속 섬유사의 개수에 비례하여 측정할 수 있는 정전 용량의 범위는 일정 부분 비례하여 확대될 수 있다.

한편 어레이(200)의 형태는 각 열과 각 라인이 동일한 거리로 배치된 정방형일 필요는 없으며, 이용 형태에 따라 십자형, 삼각형 등 다양한 형태를 취할 수 있다.

이와 같이 형성된 하나 이상의 터치 패드 셀(210)을 포함하는 어레이(200)에 의해, 각 라인의 하나 이상의 금속 섬유사에 전기 신호를 인가하고, 각 열에서 관측되는 전기 신호의 변화를 관측하여 각각의 터치 패드 셀(210)의 정전 용량을 측정하거나 혹은 이 정전 용량에 비례하는 신호 값을 측정할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 타악기 터치 모듈(10)을 도시한 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 타악기 터치 모듈(10)에서 동일 라인에 속하는 터치 패드 셀(210)들의 각 금속 섬유사는 횡방향으로 연장 관통하며, 동일 열에 속하는 터치 패드 셀(210)들의 각 금속 섬유사는 종방향으로 연장 관통한다.

따라서 어레이(200)에 속하는 모든 터치 패드 셀(210)들은 사실 한 장의 패드로 형성될 수 있다. 복수의 터치 패드 셀(210)은 논리적으로 구분될 수 있으나 물리적으로는 동일한 한 장의 패드로 구성될 수 있다.

타악기 터치 모듈(10)의 정전 용량 감지 모듈(100)은, 하나 이상의 터치 패드 셀(210)을 포함하는 어레이(200)의 각 라인에 순차적으로 혹은 병렬로 특정 파형을 인가하고, 각 라인에 포함된 열에 대하여 순차적으로 혹은 병렬로 전기 신호를 읽어 들여 각 터치 패드 셀(210)의 정전 용량 또는 정전 용량에 비례(혹은 반비례)하는 신호량을 계산하고, 이 양에 따라 특정 터치 패드 셀(210)의 식별자와 이 양에 대응하는 터치 크기 값을 전송한다.

이러한 정전 용량 감지 모듈(100)은 터치 패드 셀(210)의 어레이(200)와 전기적으로 연결된다. 정전 용량 감지 모듈(100)과 어레이(200)와의 전기적인 연결을 위해, 예를 들어 솔더링 기법, 본딩 기법, 리본 커넥터, 플랫 케이블, 재봉, 자수, 지퍼 등과 같은 공지된 기술을 이용할 수 있다.

정전 용량 감지 모듈(100)은 사용자에게 노출되지 않을 수도 있고 혹은 어레이(200)와는 분리된, 박스와 같은 형태로 제공될 수 있다.

타악기 터치 모듈(10)에 포함된 도전성 섬유를 포함하는 터치 패드 셀(210)과 정전 용량 감지 모듈(100)에 대해서 도 4 내지 도 5 및 도 7을 통해 더욱더 상세히 살펴보도록 한다.

도 4는 정전 용량 감지 모듈(100)의 상세 블록도의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 4에 따르면, 정전 용량 감지 모듈(100)은, 파형 발생기(101), 하나 이상의 분배기(103), 하나 이상의 선택기(105), 하나 이상의 증폭기(107), 하나 이상의 저역 통과 필터(109), 하나 이상의 최고 전압 감지기(111), 하나 이상의 아날로그 디지털 변환기(113), 메모리(115), 통신부(117), 및 제어부(119)를 포함한다. 이 중 일부의 블록은 그 구현 예에 따라 생략될 수 있고, 혹은 도 4에 포함되지 않은 블록이 정전 용량 감지 모듈(100)에 더 포함될 수 있다.

정전 용량 감지 모듈(100)의 각 블록에 대해서 살펴보면, 파형 발생기(101)는, 터치 패드 셀(210)의 어레이(200)의 각 라인에 입력될 입력 파형을 생성한다. 예를 들어 이러한 입력 파형은 10 KHz 주파수를 가지는 싸인파(sine wave), 정형파(square wave), 혹은 삼각파(triangle wave)일 수 있다.

입력 파형의 주파수는 터치 패드 셀(210)의 정전 용량의 충전/방전 시간을 고려할 수 있고, 정전 용량 감지 모듈(100)이 적용되는 구름 타악기의 사용자가 터치할 수 있는 최고 스피드를 고려하여 결정될 수 있다. 이러한 주파수는 약 10 KHz (즉 1초당 10,000 번의 파형) 정도의 주파수일 수 있다.

여기서 입력 파형은 다양한 종류의 파형일 수 있지만, 시간에 대해서 일정한 비율로 증가(상승 에지)하거나 감소(하강 에지)하는 삼각파가 가변적으로 변화되는 정전 용량을 측정하는 데 유리하다.

분배기(103)는, 파형 발생기(101)와 터치 패드 셀(210)의 어레이(200)의 N개의 라인의 시작 터치 패드 셀(210)(어레이(200)에서 (0,0),(1,0),(2,0) 등의 위치에 위치한 터치 패드 셀(210))에 각각 연결되어, 파형 발생기(101)로부터의 입력 파형을 수신하고, 제어부(119)로부터 수신된 분배기(103)의 선택 신호에 따라, 수신된 입력 파형을 어레이(200)의 N개의 라인 중 하나에 제공한다. 여기서, 분배기(103)는 하나 이상일 수 있다.

선택기(105)는, 터치 패드 셀(210)의 어레이(200)의 M개의 열의 마지막 터치 패드 셀(210)(어레이(200)에서 (3,0),(3,1),(3,2) 등의 위치에 위치한 터치 패드 셀(210))에 각각 연결되어, 제어부(119)로부터 수신된 선택기(105)의 선택 신호에 따라, M개의 열 중 특정 열을 선택한다. 이에 따라 선택된 특정 열로부터의 변화된 정전 용량을 알 수 있도록 하는 파형을 출력한다. 여기서, 선택기(105)는 하나 이상일 수 있다.

또한 선택기(105), 증폭기(107), 저역 통과 필터(109), 최고 전압 감지기(111), 아날로그 디지털 변환기(113)를 복수 개의 그룹으로 구성하고 전체 M개의 열을 분담하여 처리하도록 구성할 수도 있다. 이 경우에는 동시에 여러 개의 터치 패드 셀(210)에 대하여 센싱하는 것이 가능하게 된다.

증폭기(107)는, 선택기(105)에 연결되고 선택기(105)로부터 출력된 파형을 증폭한다. 여기서 증폭기(107)는 분배기(103)를 통해 인가된 입력 파형에 따라, 분배기(103)와 선택기(105)에 의해서 선택된 특정 터치 패드 셀(210)의 변화된 정전 용량에 비례하거나 반비례하는 신호를 증폭하도록 구성할 수 있다.

저역 통과 필터(109)는, 증폭기(107)에 연결되고 증폭기(107)에서 증폭된 파형에서 저역 통과 필터(109)의 기준 주파수 이상의 고주파 성분을 제거하여 출력한다.

최고 전압 감지기(111)는, 저역 통과 필터(109)로부터 출력된 파형에서 정점(peak)을 감지하고, 감지된 정점을 미리 결정된 전압 레벨의 범위 중 대응하는 전압 레벨로 변환한다. 이러한 미리 결정된 전압 레벨은 예를 들어 0V ~ 3.3 V와 같은 제어부(119) 혹은 아날로그 디지털 변환기(113)에서 처리할 수 있는 전압 레벨일 수 있다. 이러한 최고 전압 감지기(111)는 생략될 수 있고, 따라서 저역 통과 필터(109)의 출력이 직접 아날로그 디지털 변환기(113)로 입력될 수 있다.

아날로그 디지털 변환기(113)는, 최고 전압 감지기(111) 혹은 저역 통과 필터(109)로부터 출력된 아날로그의 파형 신호를 미리 결정된 다수의 비트의 신호로 변환하여 디지털 신호를 생성하고 이를 제어부(119)로 출력한다.

여기서, 최고 전압 감지기(111)가 생략되어 저역 통과 필터(109)로부터 직접 입력되는 경우에는 정점을 감지할 수 있도록 하기 위해 저역 통과 필터(109)의 기준 주파수 혹은 파형 발생기(101)에서 출력된 입력 파형 혹은 어레이(200)에서 출력된 파형을 충분히 샘플링할 수 있는 주파수의 주기 간격으로 샘플링할 수 있다.

메모리(115)는, 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함한다. 메모리(115)는 제어부(119)에서 수행될 제어 프로그램을 저장하고, 하나 이상의 터치 패드 셀(210)을 포함하는 어레이(200)로부터 측정된, 각각의 터치 패드 셀(210)의 정전 용량을 결정할 수 있는, 아날로그 디지털 변환기(113)로부터 수신된 디지털 신호(혹은 환산된 정전 용량)를 저장할 수 있다.

또한 메모리(115)는, 아날로그 디지털 변환기(113)로부터의 디지털 신호로부터 혹은 이 디지털 신호로부터 환산된 정전 용량으로부터 터치 패드 셀(210)의 터치 크기 값을 결정할 수 있도록 하는 룩업 테이블(lookup table)을 더 포함할 수 있다. 이러한 룩업 테이블은 각각의 터치 패드 셀(210)에 대해서 각각 별도로 구비할 수 있다.

또한 메모리(115)는, 어레이(200)에서 각각의 터치 패드 셀(210)을 다른 터치 패드 셀(210)과 식별하기 위한 식별자를 저장할 수 있다. 이러한 식별자는 예를 들어 시리얼 넘버와 같이 숫자로 혹은 숫자와 문자와의 조합 혹은 그외 형식으로 구성할 수 있다.

또한 메모리(115)는, 터치 패드 셀(210)의 어레이(200)에서의 위치에 따라 정전 용량이 일정부분 달라질 수 있음을 고려하여, 예를 들어 하나 이상의 터치 패드 셀(210)의 어레이(200)의 각각의 터치 패드 셀(210)에 압력(혹은 터치)이 인가되지 않은 상태에서의 각각의 정전 용량인, 기준 정전 용량에 대한 정보를 포함할 수 있다.

이러한 기준 정전 용량은 아날로그 디지털 변환기(113)로부터 출력된 디지털 신호의 형태로 저장되거나 혹은 이러한 디지털 신호로부터 환산된 정전 용량의 값으로 저장될 수 있다.

통신부(117)는 통신 네트워크(30)의 통신 포맷으로 제어부(119)의 제어에 따라 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)와 사이에서의 데이터를 송수신한다. 통신부(117)는 유선인 경우에는 특정 유선에 대한 표준 포맷의 커넥터를 포함하고, 무선인 경우에는 특정 주파수 대역에서의 무선 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 안테나를 포함할 수 있다.

한편 통신부(117)가 유선으로 통신 네트워크(30)와 연결된 경우, 커넥터 중의 하나 이상의 라인은 정전 용량 감지 모듈(100)에 전원을 공급하기 위한 라인일 수 있다.

제어부(119)는, 메모리(115)에 저장된 제어 프로그램과 데이터를 이용하여 타악기 터치 모듈(10)의 각 블록을 제어한다.

예를 들어 제어부(119)는, 파형 발생기(101)에서 생성하는 입력 파형의 주파수를 변경할 수도 있다(미도시)

또한 제어부(119)는, 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)로부터 수신된 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 따른 기능을 수행한다.

예를 들어 어레이(200)의 터치 패드 셀(210)의 각각의 기준 정전 용량을 측정하라는 설정 명령을 수신하고, 각각의 터치 패드 셀(210)의 기준 정전 용량을 하나 이상의 분배기(103)와 하나 이상의 선택기(105)를 이용하여 각각의 기준 정전 용량을 측정하고, 측정된 기준 정전 용량을 메모리(115)에 저장하고 이에 더하여 측정된 기준 정전 용량을 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)로 전송할 수 있다.

혹은 제어부(119)는, 기준 정전 용량을 자동으로 측정하여 측정된 기준 정전 용량을 메모리(115)에 저장하고 이에 더하여 측정된 기준 정전 용량을 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)로 전송할 수 있다.

예를 들어 제어부(119)는 주기적으로 각각의 터치 패드 셀(210)의 정전 용량을 측정하고, 측정된 정전 용량 중에서, 복수의 주기 중에서 동일한 혹은 유사한 정전 용량을 기준 정전 용량으로 설정할 수 있다. 대안으로, 제어부(119)는 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)와 연동하여, 음악 신호를 생성하지 않는 기간 동안에(이러한 기간은 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)와 데이터의 송수신을 통해 알 수 있다) 이러한 기준 정전 용량을 자동으로 측정하고 저장 및 전송할 수 있다.

또한 제어부(119)는, 기준 정전 용량과 측정된 정전 용량(아날로그 디지털 변환기(113)으로부터의 디지털 신호 일수도 있다) 사이의 차이에 기초하여 터치 패드 셀(210)의 정전 용량을 결정하고, 이 차이가 미리 결정되거나 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)로부터 수신된 임계 차이 이상인 경우에, 룩업 테이블을 사용하여 터치 크기 값을 결정하고, 해당 터치 패드 셀(210)의 식별자와 함께 이 터치 크기 값을 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)로 전송할 수 있다.

제어부(119)는 이에 더하여, 이 터치 크기 값과 함께 터치가 발생한 시간 값을 더 전송할 수 있다.

도 4와 같이 개시된 정전 용량 감지 모듈(100)의 블록들은 하나의 IC에 집적될 수 있다. 혹은 복수의 IC에 집적되어 서로 약속된 인터페이스에 의해서 연결될 수도 있다.

제어부(119)에서 수행되는 제어 흐름은 도 7을 통해 더욱더 상세히 살펴보도록 한다.

도 5는, 어레이(200)의 정전 용량을 측정하기 위한 모델링된 어레이(200)의 회로도와 구체적인 주변 회로를 도시한 도면이다. 도 5에 구체적으로 도시된 주변 회로에는 정전 용량 감지 모듈(100)의 분배기(103), 선택기(105), 및 증폭기(107)를 포함한다.

도 5는 회로의 단순화를 위해 단수의 분배기(103), 선택기(105) 및 증폭기(107)를 포함하는 회로로 기재하였으나, 도 5에 개시된 회로도로부터 복수의 분배기(103)나 복수의 선택기(105) 및 복수의 증폭기(107)를 위한 회로는 자명하게 구성할 수 있다.

도 5에 기초하여 하나 이상의 터치 패드 셀(210)을 포함하는 어레이(200)에 관련된 회로를 살펴보면, 분배기(103)는 제어부(119)의 분배기(103)에 대한 선택 신호에 따라 파형 발생기(101)로부터 출력된 입력 파형을 어레이(200)의 N개의 라인 중에 하나의 선택된 라인에 출력한다.

그리고 분배기(103)는 외부로부터 기준 전압(예 Ground 전압)을 입력받고, 이 기준 전압을 선택되지 않은 라인에 출력한다.

한편 선택기(105)는 제어부(119)의 선택기(105)에 대한 선택 신호에 따라 M개의 열 중에서 선택된 열에 대한 파형을 수신(연결)하고, 이 파형을 증폭기(107)로 출력(연결)하고, M개의 열 중에서 선택되지 않은 열에 대해서는 기준 전압으로 설정한다.

여기서 출력되는 파형은, 입력 파형에 따라 특정 터치 패드 셀(210)의 정전 용량에 비례하여 혹은 반비례하여 출력되는 파형일 수 있다.

이와 같이 분배기(103)와 선택기(105)에서 선택되지 않은 라인과 열에 대해서 기준 전압으로 출력하거나 설정하는 것은, 선택된 특정 터치 패드 셀(210) 만으로부터의 정전 용량(혹은 정전 용량에 비례하거나 반비례하는 신호)을 측정하기 위한 것이고, 그 외 터치 패드 셀(210)로부터의 정전 용량의 영향을 배제하기 위함이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 터치 패드 셀(210)를 포함하는 어레이(200)는 하나의 회로로 모델링 될 수 있는 데, 어레이(200)의 열 간에는 열 정전 용량(220)을 가지고, 어레이(200)의 라인 간에는 라인 정전 용량(230)을 가지며, 각각의 터치 패드 셀(210)은 터치 패드 셀 정전 용량(240)(C(0,0) C(3,3) 등)을 가진다.

본 발명에 의해서 측정하고자하는 정전 용량은 터치 패드 셀 정전 용량(240)뿐이므로, 열 정전 용량(220)과 라인 정전 용량(230)은 가능한 배제될 필요가 있고, 이는 분배기(103)와 선택기(105)에서 출력되거나 설정된 기준 전압에 의해서 배제된다.

한편 이러한 열 정전 용량(220)이나 라인 정전 용량(230)은 큰 정전 용량을 가질 수 있으므로, 이 터치 패드 셀 정전 용량(240)의 크기를 크게 할 필요가 있다. 이는 선택기(105) 뒷단의 블록에서 정전 용량의 측정을 용이하게 하고 그리고 각 터치 패드 셀 정전 용량(240)의 변화량의 범위를 충분히 크게 하여 측정의 신뢰성을 가지기 위함이다.

이를 위해서 앞서 도 3에서 살펴본 바와 같이, 각 터치 패드 셀(210)은 많은 수의 금속 섬유사를 이용하여, 라인 방향으로 그리고 열 방향으로 교차하듯이 혹은 라인 방향과 열 방향으로 복수의 천을 이용하여 상하로 위치하도록 하여 충분한 정전 용량을 가질 수 있도록 한다.

이렇게 선택되어 출력된 파형은 증폭기(107)로 입력된다. 도 5에 도시된 예시적인 증폭기(107)는 OP AMP를 포함하고, 피드백 저항(Rf)과 피드백 정전 용량(capacitance, Cf)를 포함하며, 이 피드백 저항과 피드백 정전 용량은 병렬로 구성되어 OP AMP의 일단(- 단자)과 출력 단자에 연결된다.

도 5의 예시적인 증폭기(107)의 출력은 피드백 정전 용량에 의하여, 선택된 터치 패드 셀(210)의 터치 패드 셀 정전 용량(240)(예 C(0,0), C(3,3) 등)에 반비례하여 입력 파형을 출력한다. 즉 "피드백 정전 용량(Cf)/터치 패드 셀 정전 용량(240)"에 비례하여 입력 파형(사인파나 삼각파)을 출력한다.

도 5의 예시적인 증폭기(107)는 터치 패드 셀 정전 용량(240)에 따라 반비례하여 출력하도록 설계되어 있으나, 반대로 비례하도록 설계할 수도 있다.

한편 피드백 저항은, 선택기(105)가 이전 열에서 이후 열로 전환될 때의 정전 용량의 변환에 따라 발생할 수 있는 오프셋을 시정수(Cf * Rf)로 보상할 수 있는 역할을 담당한다. 따라서 이 시정수 이후에 정상적으로 보상된 출력 파형이 증폭기(107)로부터 출력된다.

이와 같은 도 5의 모델링된 어레이(200)의 회로도와 구체적인 주변 회로를 통해서 어레이(200)의 각 터치 패드 셀(210)의 정전 용량(혹은 정전 용량 변화량)을 측정할 수 있도록 한다.

도 6은 타악기 터치 모듈 연동 장치(50)에 포함되는 음악 생성 모듈(500)의 상세 블록도의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 6에 따르면 음악 생성 모듈(500)은, 시스템 버스 및/또는 제어 버스에 연결된 메모리(501), 통신 인터페이스부(503), 입력부(505), 비디오 출력부(507), 오디오 출력부(509), 하드 디스크(511), 및 제어 프로세서(513)를 포함한다. 이 중 일부의 블록은 그 구현 예에 따라 생략될 수 있고, 혹은 도 5에 포함되지 않은 블록이 음악 생성 모듈(500)에 더 포함될 수 있다.

음악 생성 모듈(500)의 각 블록을 상세히 살펴보면 통신 인터페이스부(503)는, 통신 네트워크(30)를 통해 타악기 터치 모듈(10)에 연결되어, 타악기 터치 모듈(10)과의 사이에서 데이터를 송수신한다. 통신 인터페이스부(503)는 통신 네트워크(30)의 타입에 따라 특정 타입의 통신 인터페이스를 포함하며, 제어 프로세서(513)로부터 수신된 데이터 혹은 메모리(501)에 저장된 데이터를 통신 네트워크(30)로 송신하고, 타악기 터치 모듈(10)로부터 수신된 데이터를 메모리(501)에 저장하거나 혹은 제어 프로세서(513)로 송신한다.

타악기 터치 모듈(10)로부터 수신되는 데이터에는 터치 패드 셀(210)의 식별자와 터치 크기 값을 포함하고 이에 더하여 해당 터치 크기 값을 인식한 시간 값을 더 포함할 수 있다. 이러한 데이터는 음악 생성 모듈(500)과 타악기 터치 모듈(10)간의 미리 약속된 포맷으로 포맷팅될 수 있다.

입력부(505)는, 사용자 혹은 관리자로부터 제어 명령을 수신한다. 입력부(505)는 버튼 혹은 디스플레이에 부착된 터치 패널의 형태를 취할 수 있다. 수신되는 제어 명령에는, 하나 이상의 터치 패드 셀(210)의 어레이(200)의 배열 정보(예 4x4)의 설정, 각각의 터치 패드 셀(210)에 대하여 할당할 타악기의 설정 등과 같은 명령을 포함할 수 있다.

비디오 출력부(507)는, 비디오 신호를 출력한다. 이 비디오 신호는 아날로그 포맷의 비디오 신호이거나 혹은 디지털 포맷의 비디오 신호일 수 있다. 비디오 출력부(507)의 출력 포맷은 디스플레이에서 이용할 수 있는 포맷일 수 있다. 여기서 디스플레이는 예를 들어 TV이거나 혹은 LCD, LED 모듈일 수 있다.

오디오 출력부(509)는, 오디오 신호를 출력한다. 이러한 오디오 출력부(509)는 하나 이상의 스피커를 포함할 수 있다.

하드 디스크(511)는, 음악 생성 모듈(500)에서 사용되는 각종 데이터와 프로그램을 저장한다. 하드 디스크(511)에는 예를 들어, 배경 영상으로 사용될 수 있고 특정 포맷으로 압축된 동영상 파일, 타악기의 음을 생성하기 위한 복수의 음악 클립이나, 디스플레이에 표시할 이미지 등을 저장한다. 또한 하드 디스크(511)는 타악기 터치 모듈(10)과 연동하여 사용할 제어 프로그램을 저장한다. 그리고 이 제어 프로그램은 제어 프로세서(513)에 의해서 수행된다.

이에 더하여, 하드 디스크(511)는 각종 타악기가 특정 터치 패드 셀(210)에 맵핑될 때 사용하기 위한 룩업(lookup) 테이블을 포함한다. 이러한 룩업 테이블은 각각의 타악기를 위해 별도로 구비될 수 있다. 그리고 이 룩업 테이블은 적어도 정전 용량 필드(field)와 터치 크기 값 필드를 포함한다.

여기서 정전 용량 필드의 값은 타악기 터치 모듈(10)의 아날로그 디지털 변환기(113)로부터의 디지털 신호에서 변환되어 환산된 정전 용량을 나타낼 필요는 없고, 이 디지털 신호의 값을 나타낼 수도 있다.

따라서 룩업 테이블에는 정전 용량 필드 값과 터치 크기 값 필드를 하나의 페어(pair)로 구성되며 이러한 페어가 복수개가 존재하여, 이를 이용해서 타악기 터치 모듈(10)은 디지털 신호(정전 용량)로부터 복수개의 페어를 이용하여 특정 터치 크기 값을 결정할 수 있다.

대안으로 이러한 정전 용량 필드는 정전 용량의 범위로 지정될 수 있고, 이 정전 용량의 범위에 속하는 값은 대응하는 터치 크기 값으로 결정되도록 할 수도 있다.

메모리(501)는, 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함한다. 메모리(501)는 하드 디스크(511)에 저장된 각종 데이터나 프로그램을 일부 저장하거나 임시로 저장할 수 있다. 또한 메모리(501)는 타악기 터치 모듈(10)로부터 수신된 데이터들을 저장할 수 있다.

제어 프로세서(513)는, 타악기 터치 모듈(10)을 제어하며, 타악기 터치 모듈(10)로부터 수신된 데이터에 기초하여 음악 생성 모듈(500)의 각 블록들을 제어한다.

예를 들어 제어 프로세서(513)는, 입력부(505)를 통해 수신된 명령에 따라 혹은 미리 설정되어 저장되어 있는 제어 정보에 따라, 타악기 터치 모듈(10)을 설정한다. 이러한 설정에는 타악기 터치 모듈(10)의 어레이(200) 배열의 설정, 어레이(200)의 각각의 터치 패드 셀(210)에 대한 타악기 설정을 포함하고, 이에 더하여 설정된 각각의 타악기에 대하여 사용할 룩업 테이블을 타악기 터치 모듈(10)로 전송하여 타악기 터치 모듈(10)을 설정할 수 있다.

여기서, 어레이(200)의 터치 패드 셀(210)은 상이한 타악기로 설정될 수 있고, 각각의 타악기에서 사용할 룩업 테이블을 전송하기 위해서, 각각의 터치 패드 셀(210)의 식별자와 함께 룩업 테이블을 전송할 수 있다.

또한 제어 프로세서(513)는, 타악기 터치 모듈(10)에 기준 정전 용량을 설정하도록 하는 명령을 전송할 수 있다. 이러한 명령은 입력부(505)를 통한 사용자 혹은 관리자에 의한 제어 명령으로부터 혹은 부팅시에 자동으로 진행될 수 있다.

또한 제어 프로세서(513)는, 타악기 터치 모듈(10)로부터 터치 패드 셀(210)의 식별자와 터치 크기 값을 수신하고, 이 식별자에 대응하는 타악기의 음을 이 터치 크기 값에 비례하는 음의 크기로 오디오 출력부(509)를 통해 출력할 수 있다.

여기서 제어 프로세서(513)는, 터치 크기 값에 더하여 시간 값을 더 수신할 수 있고, 이 시간 값을 이용하여 오디오 출력부(509)를 통해 출력되는 음의 크기를 더 제어할 수 있다.

예를 들어, 동일한 식별자로 들어온 하나 이상의 터치 크기 값 중에서 첫번째(시간 값이 가장 빠른) 터치 크기 값에 대해서는 터치 크기 값에 비례하여 오디오 신호로 출력하도록 하고, 이후의 터치 크기 값에 대해서는 수신된 터치 크기 값에 시간 값을 고려하여(즉 시간이 지남에 따라 반비례하도록) 오디오 신호를 출력하고, 첫번째로부터 일정 시간 이후의 터치 크기 값에 대해서는 오디오 신호를 출력하지 않도록 할 수 있다. 이와 같은 구성을 통해서, 사용자의 터치 의도를 고려할 수 있다.

또한 제어 프로세서(513)는, 수신된 시간 값이 특정 시간 범위 내에 들지 않을 때에는 터치 크기 값에 대응하는 오디오 신호를 출력하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 특정 터치 패드 셀(210)에 대해서 터치가 될 시점을 제어 프로세서(513)는 결정할 수 있고, 이 시점으로부터 이전 이후의 일정한 범위를 결정할 수 있고, 이 범위 내에서 수신되는 특정 터치 패드 셀(210)의 터치 크기 값만을 오디오 신호로 출력하고 그 외에는 오디오 신호를 출력하지 않고, 범위가 벗어났음을 알리는 이미지를 출력하도록 구성할 수 있다.

여기서 출력되는 오디오 신호는 하드 디스크(511)나 메모리(501)에 저장된 음악 클립으로부터 생성된 오디오 신호 혹은, 터치 크기 값과 타악기의 타입으로부터 생성된 미디 명령어를 이용하여 합성된 오디오 신호일 수 있다.

따라서 음악 클립을 이용하는 경우에는 각각의 타악기에 대한 다수의 음악 클립을 가지고, 각각의 음악 클립이 특정 터치 크기 값에 대응하도록 구성할 수 있고, 미디 명령어를 이용하는 경우에는 미디 합성기(MIDI SYNTHESIZER)를 음악 생성 모듈(500)은 더 포함할 수 있다.

또한 제어 프로세서(513)는, 비디오 출력부(507)를 통해서 배경 영상과 어레이(200)에서 터치 위치와 터치 시점 그리고 터치 크기를 알 수 있는 가이드 이미지를 출력할 수 있다. 예를 들어 터치의 위치는 터치 패드 셀(210)에 인쇄된 이미지와 동일한 이미지로 혹은 디스플레이 상에서의 위치에 의해서, 터치 크기는 각각의 이미지의 크기를 변경하거나 혹은 크기를 나타내는 숫자를 표시할 수 있다.

이와 같은 음악 생성 모듈(500)의 구성에 의해서, 사용자는 터치의 크기(압력)를 이용하여 사용자의 감정에 충실한 다양한 타악기의 음을 표시할 수 있도록 한다.

도 7은, 정전 용량 감지 모듈(100)의 제어부(119)에서 수행되는 흐름도의 일 실시예를 도시한 도면이다.

제어부(119)에서 수행되는 흐름도는 본 발명의 구름 타악기에 전원이 인가됨으로써, 혹은 리셋 신호나 시작 명령을 음악 생성 모듈(500)로부터 수신함으로써 시작(S100)한다.

제어부(119)는 먼저 어레이(200)의 각각의 터치 패드 셀(210)에 대한 기준 정전 용량을 결정(S101)한다.

이를 위해, 제어부(119)는 구름 타악기의 제작시 미리 결정되어 메모리(115)에 저장된 기준 정전 용량을 로딩함으로써 혹은 이전에 저장된 기준 정전 용량을 로딩함으로써 결정할 수 있다.

혹은 제어부(119)는 음악 생성 모듈(500)을 통해 기준 정전 용량을 측정하여 설정하라는 설정 명령을 수신하여, 이 설정 명령에 따라, 단계 S103 내지 단계 S107와 같이 순차적으로 어레이(200)의 각 터치 패드 셀(210)의 정전 용량을 측정하여 기준 정전 용량을 결정할 수 있다.

혹은 기준 정전 용량은 단계 S103 내지 단계 S107에서 주기적으로 측정된 정전 용량의 변화가 일정 시간 이상 없는 경우에는 이 변화가 없는 측정된 정전 용량을 자동으로 기준 정전 용량으로 설정할 수도 있다.

단계 S103에서, 제어부(119)는 하나 이상의 분배기(103)와 하나 이상의 선택기(105)에 사용할 변수 값인 n 과 m을 초기값으로 설정한다.

단계 S105에서, 분배기(103)와 선택기(105)에 대한 선택 신호를 0 에서 N-1의 라인 중에서 n 라인을 선택하도록, 그리고 0에서 M-1 열 중 m을 선택하도록 출력한다.

단계 S107에서, 선택된 터치 패드 셀(210)(n,m)로부터의 정전 용량을 측정하기 위해서 일정한 시간을 기다린 후에, 아날로그 디지털 변환기(113)를 통해 출력된 디지털 신호(정전 용량)를 제어부(119)가 수신한다. 그리고 이를 메모리(115)에 더 저장할 수 있다.

여기서 이러한 일정한 시간은 파형 발생기(101)의 주파수를 고려하고, 증폭기(107)에 포함될 수 있는 시정수 값을 고려하여 결정될 수 있다. 따라서 이러한 일정한 시간은 예를 들어 시정수 값 이상이고 파형 발생기(101)에서 다수의 주기를 포함할 수 있는 시간일 수 있다.

물론 단계 S107에서는, 만일 정전 용량 감지 모듈(100)이 최고 전압 감지기(111)를 포함하지 않는 경우에는 샘플링에 의해서 측정된 디지털 신호 들 중에서 최고 값을 가진 디지털 신호 혹은 인터폴레이션(interpolation)에 의해서 결정된 최고 값을 가진 디지털 신호를 혹은 이를 변환한 정전 용량으로 메모리(115)에 저장할 수도 있다.

제어부(119)는 단계 S109에서, 측정된 정전 용량에서 해당 터치 패드 셀(210)(n,m)의 기준 정전 용량과의 차이로 터치 패드 셀(210)의 변화된 정전 용량을 결정한다.

여기서 변화된 정전 용량은, 아날로그 디지털 변환기(113)에 출력된 디지털 신호의 값에 대한 기준 정전 용량(이때에는 기준 정전 용량 측정시에 측정된 디지털 신호)의 값의 차이일 수 있고, 혹은 이러한 디지털 신호로부터 환산된 정전 용량의 값의 차이를 나타낼 수도 있다.

이렇게 결정된 변화된 정전 용량은 상대적일 수 있는 기준 정전 용량을 고려하였으므로, 신뢰할 수 있는 정전 용량 값이 된다.

그리고 제어부(119)는 단계 S111에서, 이렇게 결정된 차이가, 임계값 이상이거나 혹은 해당 터치 패드 셀(210)의 터치 크기 값을 생성하기 위해서 사용될 특정 룩업 테이블에서의, 정전 용량 필드의 범위에 포함되는 경우에, 룩업 테이블에서 결정된 차이에 대응하는 터치 크기 값을 결정하고 이 터치 크기 값을 생성한다.

물론 룩업 테이블은 생략될 수 있고, 이때에는 차이에 비례하는 터치 크기 값으로 임의의 알고리즘을 이용하여 생성할 수도 있다.

그리고 제어부(119)는 단계 S113에서, 유효한 변화된 정전 용량을 가진 터치 패드 셀(210)의 식별자와 함께 터치 크기 값을 음악 생성 모듈(500)로 전송하며, 이때에 변화된 정전 용량을 감지한 시점을 나타내는 시간 값을 더 전송할 수 있다.

그리고 제어부(119)는 단계 S115에서, 다른 터치 패드 셀(210)의 변화된 정전 용량을 측정하도록 n 및/또는 m의 값을 변경하고, 단계 S105 부터 다시 반복하여 주기적으로 수행한다.

이상에서는 하나의 분배기(103)와 하나의 선택기(105)가 있는 경우로 설명하였으나 이에 국한되는 것은 아니며, 복수의 분배기(103) 및/또는 복수의 선택기(105)를 포함하는 경우에도 적용될 수 있다.

그리고 제어부(119)는 단계 S200에서, 음악 생성 모듈(500)로부터의 종료 명령 등으로 종료할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

10 : 타악기 터치 모듈 100 : 정전 용량 감지 모듈
101 : 파형 발생기 103 : 분배기
105 : 선택기 107 : 증폭기
109 : 저역 통과 필터 111 : 최고 전압 감지기
113 : 아날로그 디지털 변환기 115 : 메모리
117 : 통신부 119 : 제어부(119)
200 : 어레이 210 : 터치 패드 셀
220 : 열 정전 용량 230 : 라인 정전 용량
240 : 터치 패드 셀 정전 용량 30 : 통신 네트워크
50 : 타악기 터치 모듈 연동 장치 500 : 음악 생성 모듈
501 : 메모리 503 : 통신 인터페이스부
505 : 입력부 507 : 비디오 출력부
509 : 오디오 출력부 511 : 하드 디스크
513 : 제어 프로세서

Claims

도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기로서, 도전성 섬유를 포함하는 하나 이상의 터치 패드 셀을 구비한 타악기 터치 모듈을 포함하며,
상기 타악기 터치 모듈은,
N(N은 1 이상의 정수)개의 라인(line)과 M(M은 1 이상의 정수)개의 열(column)로 구성된 도전성 섬유를 포함하는 터치 패드 셀의 어레이(array); 및
상기 어레이의 각각의 터치 패드 셀을 선택하여 정전 용량을 측정하고, 상기 어레이 중 기준 정전 용량과 상이한 측정된 정전 용량을 가진 터치 패드 셀에 대한 식별자와 상기 기준 정전 용량과 상기 측정된 정전 용량의 차이에 기초한 터치 크기 값을 생성하는 제어부(119)를 포함하며,
상기 터치 패드 셀은 적어도 직조된 도전성 섬유가 라인 방향 및 열 방향으로 교차됨에 따라 생기는 기생 정전 용량을 이용하는 것을 특징으로 하는,
구름 타악기.
도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기로서, 도전성 섬유를 포함하는 하나 이상의 터치 패드 셀을 구비한 타악기 터치 모듈을 포함하며,
상기 타악기 터치 모듈은,
N(N은 1 이상의 정수)개의 라인(line)과 M(M은 1 이상의 정수)개의 열(column)로 구성된 도전성 섬유를 포함하는 터치 패드 셀의 어레이(array); 및
상기 어레이의 각각의 터치 패드 셀을 선택하여 정전 용량을 측정하고, 상기 어레이 중 기준 정전 용량과 상이한 측정된 정전 용량을 가진 터치 패드 셀에 대한 식별자와 상기 기준 정전 용량과 상기 측정된 정전 용량의 차이에 기초한 터치 크기 값을 생성하는 제어부(119)를 포함하며,
상기 타악기 터치 모듈은,
상기 어레이의 선택된 하나의 라인에 입력 파형을 출력하기 위한 분배기;
상기 어레이에서 선택된 터치 패드 셀의 정전 용량을 측정할 수 있도록, 하나의 열을 선택하는 선택기; 및
상기 분배기에 연결되어 삼각파인 상기 입력 파형을 생성하기 위한 파형 발생기를 더 포함하며,
상기 제어부(119)는, 상기 어레이의 각각의 터치 패드 셀을 주기적으로 선택하여 각 터치 패드 셀의 정전 용량을 측정하도록, 상기 분배기와 상기 선택기를 제어하는 것을 특징으로 하는,
구름 타악기.
제2항에 있어서,
상기 타악기 터치 모듈은,
상기 선택기에 연결되어 상기 선택기의 출력을 증폭하는, 증폭기;
상기 증폭기에 연결되는 저역 통과 필터(Low Pass Filter); 및
상기 저역 통과 필터의 출력에 기초하여 디지털 신호를 생성하여 상기 제어부(119)로 출력하는 아날로그 디지털 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
구름 타악기.
제3항에 있어서,
상기 타악기 터치 모듈은, 상기 저역 통과 필터와 상기 아날로그 디지털 변환기의 사이에 연결되어 상기 저역 통과 필터로부터 출력된 파형으로부터 최고 전압을 감지하여 최고 전압을 상기 아날로그 디지털 변환기로 출력하는, 최고 전압 감지기를 더 포함하며,
상기 제어부(119)는 상기 최고 전압에 대하여 생성된 디지털 신호로부터 정전 용량을 결정하는 것을 특징으로 하는,
구름 타악기.
제2항에 있어서,
상기 분배기는 상기 어레이 중 선택되지 않은 라인에 기준 전압(Ground)을 출력하며,
상기 선택기는 상기 어레이 중 선택되지 않은 열을 기준 전압으로 설정하는 것을 특징으로 하는,
구름 타악기.
제1항에 있어서,
상기 구름 타악기는, 상기 타악기 터치 모듈로부터 유선 또는 무선으로 출력된 터치 패드 셀의 식별자와 터치 크기 값을 수신하고, 상기 식별자에 할당된 타악기의 음악 신호를 상기 터치 크기 값에 기초하여 출력하는 음악 생성 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
구름 타악기.
도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기로서, 도전성 섬유를 포함하는 하나 이상의 터치 패드 셀을 구비한 타악기 터치 모듈을 포함하며,
상기 타악기 터치 모듈은,
N(N은 1 이상의 정수)개의 라인(line)과 M(M은 1 이상의 정수)개의 열(column)로 구성된 도전성 섬유를 포함하는 터치 패드 셀의 어레이(array); 및
상기 어레이의 각각의 터치 패드 셀을 선택하여 정전 용량을 측정하고, 상기 어레이 중 기준 정전 용량과 상이한 측정된 정전 용량을 가진 터치 패드 셀에 대한 식별자와 상기 기준 정전 용량과 상기 측정된 정전 용량의 차이에 기초한 터치 크기 값을 생성하는 제어부(119)를 포함하며,
상기 구름 타악기는, 상기 타악기 터치 모듈로부터 유선 또는 무선으로 출력된 터치 패드 셀의 식별자와 터치 크기 값을 수신하고, 상기 식별자에 할당된 타악기의 음악 신호를 상기 터치 크기 값에 기초하여 출력하는 음악 생성 모듈을 더 포함하며,
상기 타악기 터치 모듈의 상기 제어부(119)는, 상기 어레이의 각각의 터치 패드 셀의 기준 정전 용량을 결정하기 위해서, 자동으로 또는 상기 음악 생성 모듈로부터 수신된 설정 명령에 따라 각 터치 패드 셀의 기준 정전 용량을 측정하는 것을 특징으로 하는,
구름 타악기.
도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기로서, 도전성 섬유를 포함하는 하나 이상의 터치 패드 셀을 구비한 타악기 터치 모듈을 포함하며,
상기 타악기 터치 모듈은,
N(N은 1 이상의 정수)개의 라인(line)과 M(M은 1 이상의 정수)개의 열(column)로 구성된 도전성 섬유를 포함하는 터치 패드 셀의 어레이(array); 및
상기 어레이의 각각의 터치 패드 셀을 선택하여 정전 용량을 측정하고, 상기 어레이 중 기준 정전 용량과 상이한 측정된 정전 용량을 가진 터치 패드 셀에 대한 식별자와 상기 기준 정전 용량과 상기 측정된 정전 용량의 차이에 기초한 터치 크기 값을 생성하는 제어부(119)를 포함하며,
상기 구름 타악기는, 상기 타악기 터치 모듈로부터 유선 또는 무선으로 출력된 터치 패드 셀의 식별자와 터치 크기 값을 수신하고, 상기 식별자에 할당된 타악기의 음악 신호를 상기 터치 크기 값에 기초하여 출력하는 음악 생성 모듈을 더 포함하며,
상기 음악 생성 모듈은, 상기 어레이 중 적어도 하나의 터치 패드 셀에 대해서 나머지 터치 패드 셀과는 상이한 타악기로 할당하는 것을 특징으로 하는,
구름 타악기.
도전성 섬유 패드를 이용한 구름 타악기로서, 도전성 섬유를 포함하는 하나 이상의 터치 패드 셀을 구비한 타악기 터치 모듈을 포함하며,
상기 타악기 터치 모듈은,
N(N은 1 이상의 정수)개의 라인(line)과 M(M은 1 이상의 정수)개의 열(column)로 구성된 도전성 섬유를 포함하는 터치 패드 셀의 어레이(array); 및
상기 어레이의 각각의 터치 패드 셀을 선택하여 정전 용량을 측정하고, 상기 어레이 중 기준 정전 용량과 상이한 측정된 정전 용량을 가진 터치 패드 셀에 대한 식별자와 상기 기준 정전 용량과 상기 측정된 정전 용량의 차이에 기초한 터치 크기 값을 생성하는 제어부(119)를 포함하며,
상기 구름 타악기는, 상기 타악기 터치 모듈로부터 유선 또는 무선으로 출력된 터치 패드 셀의 식별자와 터치 크기 값을 수신하고, 상기 식별자에 할당된 타악기의 음악 신호를 상기 터치 크기 값에 기초하여 출력하는 음악 생성 모듈을 더 포함하며,
상기 타악기 터치 모듈의 상기 제어부는, 상기 음악 생성 모듈로부터 터치 크기 값을 결정하기 위한 룩업(lookup) 테이블을 수신하며, 룩업 테이블에 기초하여 상기 터치 크기 값을 결정하는 것을 특징으로 하는,
구름 타악기.
제6항에 있어서,
상기 음악 신호는 미디 합성기에 의해서 생성되는 음악 신호이거나 압축된 음악 클립으로부터 생성된 음악 신호인 것을 특징으로 하는,
구름 타악기.