KR101498232B1 - 피아노 건반의 동작 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피아노 건반의 동작 감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건반의 터치와 동시에 키입력에 따른 스위칭 기능을 하도록 기존에 사용되었던 러버스위치 대신에, 슬라이딩 방식의 접촉식 동작 감지장치로 대체하여 이물질이 잘 달라붙지 않도록 함으로써 균일한 음을 발생시킬 수 있도록 한 피아노 건반의 동작 감지장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치는, 건반의 터치 시 연동되어 전자음을 발생시키는 피아노 건반의 동작 감지장치에 있어서, 상기 건반의 일측 하부에 설치되어 상기 건반의 동작과 함께 연동되는 키입력부와; 상기 건반의 하부로부터 소정거리 이격되어 상기 키입력부에 대응되게 설치되는 회로기판과; 상기 회로기판의 길이방향으로 형성되어 상기 키입력부의 접촉에 따라 감지신호를 생성하는 감지소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

피아노 건반의 동작 감지장치{Apparatus for movement sensing of piano keyboard}

본 발명은 피아노 건반의 동작 감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건반의 터치와 동시에 키입력에 따른 스위칭 기능을 하도록 기존에 사용되었던 러버스위치 대신에, 슬라이딩 방식의 접촉식 동작 감지장치로 대체하여 이물질이 잘 달라붙지 않도록 함으로써 균일한 음을 발생시킬 수 있도록 한 피아노 건반의 동작 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 피아노는 건반을 누를 때 물리적, 기계적인 작용에 의해 내부의 현을 때려서 소리를 내는 어쿠스틱 피아노와는 달리 미리 샘플링된 전자음을 발생시키는 건반악기로서, 하드웨어에 저장된 디지털 사운드를 이용하기 때문에 조율할 필요가 없고 다른 장치들과 호환하여 사용할 수 있다. 특히 어쿠스틱 피아노의 소리와는 다른 여러 형태의 사운드와 바이올린, 드럼, 색소폰 등 여러 악기의 사운드를 내장하고 있어 교육용, 연습용 및 취미용으로 많이 활용되고 있다.

최근에는 전자기술의 발달로 피아노 음과 동일한 음을 내장한 반도체 메모리칩이 개발되어서 사용자가 건반을 누르면 피아노 음과 동일한 전자음이 발생되는 전자 피아노음 발생 장치가 개발되고 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 디지털 피아노의 건반구조는, 몸체(11)의 하측방향으로 돌출 형성되는 키입력부(12) 및 해머액션부(13)를 구비한 건반(10)과, 상기 건반(10)의 터치 시 키입력에 따른 스위칭 기능을 하는 러버스위치(30)와, 상기 해머액션부(13)의 하면과 일측부(41)가 맞닿도록 배치되며 상기 해머액션부(13)의 슬라이드 이동에 의해 중심 이동되는 중심이동추(40)와, 상기 중심이동추(40)의 타측부 결합을 이루는 중량체의 해머부재(50)를 포함하여 이루어진다.

이러한 구성의 종래 기술은 건반의 터치 시 건반 후반부가 하강하여 몸체가 기울어지고 몸체의 기울어짐과 동시에 키입력부는 러버스위치를 눌러 전기적인 스위칭작용에 의한 해당 건반의 전자음을 발생되게 한다.

이와 관련된 기술의 일예가 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 하기 특허문헌 1에는 인쇄회로기판(160)의 접점부(162)와 대향되게 설치되고, 온(on)/오프(off)되면서 연주자가 원하는 음을 구현할 수 있도록 제어하는 역할을 수행하며, 건반(130)의 누름 작동여부에 따라 인쇄회로기판(160)에 배치된 접점부(162)와 접촉되면서 전기적으로 연결되어 온(on)/오프(off)되는 러버스위치에 대해 개시되어 있다.

한편, 고무재질로 이루어진 러버캡(152)은 인쇄회로기판(160)상에 구비된 접점부(162)의 대향 위치에 설치되며, 상기 러버캡(152)의 저부(접점부(162)와 대향하는 위치)에는 접점부(162)와 접지되면서 전기적으로 도통하게 하는 릴리프돌기(154)가 구비된다. 상기 러버캡(152)의 가장자리부측에는 일정 간격으로 이격 배치되고 일정 길이로 돌출 형성된 끼움돌기(155)가 구비되며, 상기 끼움돌기(155)는 러버캡(152)과 동일재질로 이루어져 러버캡(152)과 연장 형성되면서 한 몸체를 이루어져 인쇄회로기판(160)에 관통 형성된 결합공(166)에 끼움 결합된다.

또한, 상기 인쇄회로기판(160)에는 일정간격을 두고 이격 배치되는 접점부(162)가 구비되며, 상기 접점부(162)는 스크린 인쇄 등의 방식으로 인쇄회로기판(160)에 형성되는 등 다양하게 마련될 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 회로기판 접촉형으로서 각각 1차 접점과 2차 접점을 갖는 러버스위치와 러버캡 모두 고무재질로 이루어졌기 때문에 먼지 등의 이물질이 주변에 쉽게 쌓이면서 이로 인하여 건반 터치 시 불균일한 음을 발생시키는 한편 고장이 자주 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록공보 제10-1014809호(2011.02.08 등록)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 건반의 터치와 동시에 회전롤러가 회로기판에 형성되어 있는 감지소자에 접촉하여 피아노 건반의 동작을 감지함으로써, 주변에 먼지 등의 이물질이 쌓이는 것을 방지하여 건반 터치 시 균일한 음을 발생시킬 수 있는 피아노 건반의 동작 감지장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치는, 건반의 터치 시 연동되어 전자음을 발생시키는 피아노 건반의 동작 감지장치에 있어서, 상기 건반의 일측 하부에 설치되어 상기 건반의 동작과 함께 연동되는 키입력부와; 상기 건반의 하부로부터 소정거리 이격되어 상기 키입력부에 대응되게 설치되는 회로기판과; 상기 회로기판의 길이방향으로 형성되어 상기 키입력부의 접촉에 따라 감지신호를 생성하는 감지소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치에 의하면, 회로기판에 접촉 선회하는 회전롤러와 이에 응답하는 회로기판의 감지소자에 의해 동작감지 기능을 수행함으로써 먼지 등의 이물질이 쌓이는 것을 방지하여 건반 터치 시 균일한 음을 발생시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치의 장착상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치의 요부를 확대하여 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치의 작동상태를 도시한 도면.
도 4 및 도 5는 종래의 기술을 도시한 도면.

본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치는, 건반의 터치 시 연동되어 전자음을 발생시키는 피아노 건반의 동작 감지장치에 있어서, 상기 건반의 일측 하부에 설치되어 상기 건반의 동작과 함께 연동되는 키입력부와; 상기 건반의 하부로부터 소정거리 이격되어 상기 키입력부에 대응되게 설치되는 회로기판과; 상기 회로기판의 길이방향으로 형성되어 상기 키입력부의 접촉에 따라 감지신호를 생성하는 감지소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 키입력부는 봉형태의 연결대와, 상기 연결대의 하단에 형성된 지지대에 회전 가능하게 결합되어 상기 감지소자에 접촉하여 회전되는 회전롤러로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전롤러의 표면에 피막형태로 도체의 산화를 방지하기 위한 카본이 인쇄되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 키입력부는 상기 건반의 동작에 따라 탄성적으로 회동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감지소자는 일정 간격을 두고 이격 형성되는 2개의 접점부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치의 장착상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치의 요부를 확대하여 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치의 작동상태를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 건반(1)의 터치 시 연동되어 전자음을 발생시키는 피아노 건반의 동작 감지장치는 키입력부(2), 회로기판(3), 감지소자(4)를 포함한다.

상기 키입력부(2)는 상기 건반(1)의 일측 하부에 설치되어 상기 건반(1)의 동작과 함께 연동되며, 금속 또는 합성수지 재질의 봉 형태로 이루어져 상기 건반(1)의 전방측 하부에 수직으로 돌출 형성된다.

또한, 상기 키입력부(2)는 상기 건반(1)의 터치 시 후방측이 하강하면서 완전한 수직으로 하강하지 않고 비스듬히 하강함에 따라 이점을 고려하여 소정의 각도로 경사지게 형성될 수도 있다.

상기 키입력부(2)는 봉형태의 연결대(21)와, 상기 연결대(21)의 하단에 형성된 지지대(22)에 회전 가능하게 결합되어 상기 감지소자(4)에 접촉하여 회전되는 회전롤러(23)로 이루어진다.

상기 연결대(21)의 하단에 형성된 지지대(22)는 "

"자 형태로 이루어지고 상기 지지대(22)의 내측에 수평으로 연결된 축에 회전롤러(23)가 회전 가능하게 결합된다.

상기 회전롤러(23)의 표면에 피막형태로 도체의 산화를 방지하기 위한 카본이 인쇄되며, 상기 회전롤러(23)의 표면에 카본을 인쇄하는 이유는, 산화방지막 역할을 하면서 도전성을 지니고 있어 절연체 부분의 전극회로를 갖게 된다.

상기 회전롤러(23)가 여러 횟수의 왕복운동으로 인해 발생되는 마찰정도는 직접적인 금속체인 도체에 가해지는 것이 아니라, 카본에 접촉되는 것으로서 마찰로 인한 짧은 수명 문제를 해소할 수 있는 이점이 있다.

한편, 상기 키입력부(2)는 상기 건반(1)의 동작에 따라 탄성적으로 회동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 건반(1)의 저면 일측에 탄성력을 부가하기 위해 탄성부재(6)가 고정 설치되고 상기 키입력부(2)의 연결대(21) 상단이 상기 탄성부재(6)의 하부에 연결되어 상기 키입력부(2)가 탄성 지지된다.

따라서, 상기 키입력부(2)는 탄성부재(6)의 탄지력에 의해 건반(1)의 동작과 함께 연동되어 회동 작동하면서 상기 회로기판(3)의 상면에 슬라이딩 접촉을 하게 된다.

상기 탄성부재(6)는 판스프링으로 구성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 탄성력을 부여하면서 키입력부(2)를 지지하는 구성요소는 모두 이용 가능하다.

한편, 상기 회로기판(3)은 상기 건반(1)의 하부로부터 소정거리 이격되어 상기 키입력부(2)에 대응되게 설치되며, 상기 회로기판(3)에는 피아노 음과 동일한 음을 내장한 반도체 메모리칩이 설치되고 감지소자(4)가 길이방향으로 형성된다.

상기 회로기판(3)은 건반(1)의 하부에 대응되는 위치에 구비된 고정판(5)에 수직으로 설치된 복수의 지지대(51)에 의해 경사지게 지지된다.

상기 감지소자(4)는 상기 회로기판(3)의 길이방향으로 형성되어 상기 키입력부(2)의 접촉에 따라 감지신호를 생성한다.

상기 감지소자(4)는 일정 간격을 두고 이격 형성되는 2개의 접점부(41)를 포함하며, 상기 접점부(41)는 스크린인쇄 등의 방식으로 회로기판(3)에 형성되며 회로와 전기적으로 연결된다.

상기 회로기판(3)에 2개의 접점부(41)를 형성함으로써 건반의 누름 세기 정도에 따라 저음과 고음을 출력시킬 수 있으며, 건반(1)을 강하게 터치하면 키입력부(2)의 회전롤러(23)가 회로기판(3)의 아래쪽에 형성된 접점부까지 터치되어 고음 발생신호를 출력하고, 건반(1)을 약하게 터치하면 회전롤러(23)가 회로기판(3)의 위쪽에 형성된 접점부에만 터치되어 저음 발생신호를 출력하게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치는 상기 회로기판(3) 상에 설치되어 건반(1) 터치 시 건반(1)의 누름 신호를 출력하고 건반(1)의 누름 세기 정도를 감지하여 설정된 기준치와 비교하여 결과에 따라 저음신호와 고음신호를 출력시키는 마이컴(미도시)을 포함한다.

즉, 상기 마이컴은 상기 감지소자(4)에 의해 출력된 전자신호를 전송받으며, 건반(1)의 누름 세기 정도를 감지하여 이를 연산하고 연산된 결과를 신호로 출력하고 상기 마이컴으로부터 출력된 신호는 저음 또는 고음의 음성신호로 변환 및 증폭하여 헤드셋 등을 통해 출력한다.

다시 말해, 건반(1)의 타격에 대비한 음의 강약을 보다 정밀하게 검출할 수 있으며, 건반(1)을 강하게 터치하면 그에 맞게 음이 크게 발생하고, 건반(1)을 약하게 터치하면 그에 맞게 음이 약하게 발생한다. 이는 마이컴에서 접촉 타이밍을 감지하여 이를 연산하고 연산된 결과를 신호로 출력음의 세기를 판단하여 미리 입력된 신호에 따라 해당 세기로 특정 키의 음을 출력하기 때문이다.

이하, 본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 건반(1)을 누르면 키입력부(2)가 건반(1)에 연동되어 작동을 한다.

상기 키입력부(2)는 하강을 하면서 키입력부(2)의 회전롤러(23)가 회로기판(3)의 상부면에 접촉하여 슬라이딩 이동하고 이때, 회전롤러(23)가 회로기판(3)에 형성된 감지소자(4)에 접촉함과 동시에 이에 응답되는 감지소자(4)에 의해 접촉식 스위칭 작용으로 해당 건반(1)의 전자음을 발생되게 한다.

이때, 마이컴에서 건반(1)의 누름 세기 정도를 감지하여 이를 연산하고 연산된 결과를 신호로 출력음의 세기를 판단하여 건반(1)의 누름 세기에 대비한 음의 강약을 보다 정밀하게 검출할 수 있으며, 건반(1)을 강하게 터치하면 그에 맞게 음이 크게 발생하고, 건반(1)을 약하게 터치하면 그에 맞게 음이 약하게 발생한다.

이처럼, 본 발명에 따른 피아노 건반의 동작 감지장치를 통하여 슬라이딩 접촉식 스위칭 기능을 가능하게 함으로써 먼지 등의 이물질이 쌓이는 것을 방지하여 건반(1) 터치 시 균일한 음을 발생시키고 오동작을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 건반(1)의 누름 세기 정도에 따라 해당 세기의 음을 출력할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 건반
2 : 키입력부
21 : 연결대
22 : 지지대
23 : 회전롤러
3 : 회로기판
4 : 감지소자
41 : 접점부
5 : 고정판
51 : 지지대
6 : 탄성부재

Claims (5)

1. 건반(1)의 터치 시 연동되어 전자음을 발생시키는 피아노 건반의 동작 감지장치에 있어서,
   상기 건반(1)의 일측 하부에 설치되어 상기 건반(1)의 동작과 함께 연동되는 키입력부(2)와;
   복수의 지지대(51)에 의해서 경사지게 지지되며, 상기 건반(1)의 하부로부터 소정거리 이격되어 상기 키입력부(2)에 대응되게 설치되는 회로기판(3)과;
   상기 회로기판(3) 상에 상기 회로기판(3)의 길이방향으로 형성되어 상기 키입력부(2)의 접촉에 따라 감지신호를 생성하는 감지소자(4);를 포함하며,
   상기 키입력부(2)는,
   봉형태의 연결대(21)와;
   상기 연결대(21)의 하단에 형성된 지지대(22)에 회전 가능하게 결합되어 상기 감지소자(4)에 접촉하여 회전되는 회전롤러(23);를 구비하며,
   상기 회전롤러(23)는 회전하면서 상기 감지소자(4)에 슬라이딩 방식으로 접촉하는 것을 특징으로 하며,
   도체의 산화를 방지하여 접촉 저항을 감소시키고 마찰로 인한 도체의 마모를 감소시키기 위한 도전성 카본이 도체 재질로 형성된 상기 회전롤러(23)의 표면에 인쇄되는 것을 특징으로 하는 피아노 건반의 동작 감지장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 키입력부(2)는 상기 건반(1)의 동작에 따라 탄성적으로 회동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 피아노 건반의 동작 감지장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 감지소자(4)는 일정 간격을 두고 이격 형성되는 2개의 접점부(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피아노 건반의 동작 감지장치.

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