KR20100092867A

KR20100092867A - 미디 기술을 사용하는 타악 화성 음악 합성 장치

Info

Publication number: KR20100092867A
Application number: KR1020097017823A
Authority: KR
Inventors: 알. 코펠랜드 브라이언; 마셀 바이런; 이얼 필립; 케이쓰 메이나르드
Original assignee: 알. 코펠랜드 브라이언; 마셀 바이런; 이얼 필립; 케이쓰 메이나르드
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2010-08-23
Also published as: JP5408803B2; EP2092512B1; CA2684424A1; EP2092512A4; NO20100762L; JP2011501234A; CA2684424C; CN101918998A; CN101918998B; US20100180755A1; EP2092512A2; WO2009054821A3; BRPI0722172A2; IL198383A0; WO2009054821A2; MX2009007539A; ATE511689T1; US8063296B2

Abstract

본 발명의 기기는, 외부의 또는 내부의 미디 사운드 모듈을 이용하여, 음악 보이스들(music voices)의 일 범위의 합성을 위해 확립된 미디 기술을 사용하여 타악 연주될 시, 음색들(musical tones)의 생성을 용이하게 한다. 본 발명의 기기는 세 개의 주요 구성요소들 즉, (a) 주 어셈블리, (b) 컨트롤 및 디스플레이 콘솔 및 (c) 지지대(mounting stand)를 포함한다.

미디, 스틸팬

Description

미디 기술을 사용하는 타악 화성 음악 합성 장치{AN APPARATUS FOR PERCUSSIVE HARMONIC MUSICAL SYNTHESIS UTILIZING MIDI TECHNOLOGY(APHAMS0)}

본 발명은 타악 화성 음악 합성 장치(Apparatus for Percussive Harmonic Musical Synthesis, 이하, APHAMS)인 전자 음악 기기에 관한 것으로, 상기 타악 화성 음악 합성기는 테너 스틸팬 악기의 물리적인 레이아웃과 느낌의 모방(emulation)을 통해, 연주의 퍼커시브 멜로디 모드를 가능하게 하며, 일정 범위의 생성된 음악 사운드의 합성을 위해 미디(MIDI) 기술을 이용한다.

본 발명에 의한 장치의 발전에 영향을 미치는 면에 있어서, 내부 전자 장치(internal electronics)을 이용하는 내부 합성(internal synthesis) 및/또는 미디 프로토콜을 이용하는 외부 합성(external synthesis)을 제공하는 드럼, 스틸팬 및 일반적인 타악기들이 널리 알려져 있다.

본 발명의 기기와 관련하여, 전통적인 어쿠스틱 스틸팬 악기(acoustic steelpan instrument)는, 그 새로움 및 호소력에도 불구하고, 몇몇 불리하고 명백한 단점을 지니고 있다.

첫째, 복수의 드럼들 상에서 대해 많은 음역들(ranges) 구현해야 하는 필요에 의해 명백하듯이, 하나의 드럼 상에, 베이스에서부터 소프라노 범위까지의, 넓 은 음역(musical range)을 커버할 수 있는 스틸팬을 만드는 것은 현재로써는 사실상 불가능하다. 이러한 한계는 현재 사용되고 있는 음들(notes)의 물리적 사이즈 및 드럼들의 사이즈에 의해 나타난다. 특히, 노트 사이즈(note sizes)가 음계(musical scale)에서 더 낮은 음에 대해 급격하게 증가한다는 사실에 기인하여, 4도권 및 5도권(musical cycle of 4ths and 5ths)을 따르는 음들의 배열(arrangement of the notes)은 오직 가장 높은 음역을 실현하기 위해 하나의 드럼을 사용하는 테너 스틸팬에서만 가능하다.

이러한 한계의 직접적인 결과는, 두 개 또는 세 개의 드럼들을 이용하는 더 높은 음역을 제외하고는, 악기가 휴대하기 쉽지 않다는 것이다.

또 다른 눈에 띄는 불편함은 튜닝이 일반적으로 전문가에 의해서 행해지기 때문에 악기의 재튜닝이 어렵다는 것에서 비롯된다. 조율은, 광범위한 사용(extensive use), 악기의 연주 시에 지나친 힘의 사용, 또는 온도의 변화에 따라 필요할 수 있다. 넓은 음역대에서 자연스러운 소리(true and natural sound)를 전달할 수 있고, 최적화된 소리를 위해 악기가 지속적으로 튜닝된 상태를 유지하기 위한 튜닝 전문가를 필요로 하지 않는 스틸팬의 생산이 매우 절실하다.

마지막으로, 연주자들이 하나의 금속면 상의 노트들(notes)을 두드림으로써 멜로디를 만들어내는 것에 더하여, 어떤 노트가 두드려 졌는지 및 그들의 어느 부분이 두드려 졌는지에 있어서의 변화에 의해 발생하는 미묘한 음색의 변화를 만들어 낼 수 있는 새로운 연주 양식이 악기에 도입되고 있음에도 불구하고, 전통적인 악기들은 음색(timbre) 또는 보이스(voice)의 빠른 변화(rapid change)를 가능하게 하는 유연함을 가지지 못한다.

본 발명에 의한 기기의 긍정적인 발전(proactive evolution)에 영향을 미치기 때문에, 전세계적인 미디 표준을 이용하는 전자 드럼들을 포함하는 다양한 악기들이 있다. 타쿠찌(Takeuchi)에게 허여된 미국등록특허 US 4,892,023의 전자 키보드 퍼커션 악기(electronic keyboard percussion instrument)는 일반적인 키보드와 유사한 형태로 배열된 플레이트의 배열을 이용한다. 상기 악기는 실로폰처럼 연주된다. 상기 플레이트들에 장착된 센서들의 출력은 미리 지정된 음들에 따르는 합성된 음들을 생성하는 트리거(trigger)로 사용된다. 상기 디자인은 미디 네트워크에 대한 유선 연결을 사용함으로써, 억세스할 수 있는 음역을 확장할 수 있다.

그러나, 앞서 언급한 전자 키보드 퍼커션 악기(electronic keyboard percussion instrument)는 4도권 및 도5권의 음배열(4ths and 5ths note arrangement)을 지원하지 않으며, 또한, 음조옮김(transposition) 뿐만 아니라, 노트 배열(note arrangement)에 있어서의 다른 변화를 허용하지 않는다. 게다가, 상기 악기는 10개의 다성음(ten-note polyphony)을 구현하지 못하며, 상기 플레이트들의 물리적 배열은 손가락 연주를 용이하게 하지 못한다. 마지막으로, 상기 악기는 외부 기기들 없이 무선 기능을 사용하지 못한다.

전자 드럼 악기는, 에비하라(Ebihara)에게 허여된 미국등록특허 US 3,956,959, 우치야마(Uchiyama)에게 허여된 미국등록특허 US 4,781,097, 클리나스(Klynas)에게 허여된 미국등록특허 US 4,479,412, 하니(Haney)에게 허여된 미국등록특허 US 5,434,350 및 패터슨(Patterson)에게 허여된 미국등록특허 US 5,076,131에 기재된 것처럼, 톤 생성 또는 직접적인 내부 사운드 합성을 위해, 미디 출력을 생성하기 위한 압력 감지 패드 배열 및 전자 장치(electronics)을 이용한다.

지금까지 언급한 전자 드럼 악기들은 어쿠스틱 드럼들을 합성하는 것을 주요 목적으로 하여 개발되었다. 그렇기 때문에, 사용 가능한 패드들의 수가, 일반적으로 12개 즉, 한 옥타브를 넘지 않도록 한정되어 있다. 게다가, 드럼 합성을 위한 최초 디자인의 결과로써, 패드들의 그 크기 배열 및 다른 물리적 특성들이, 멜로디(melodic music)의 연주를 위한 인간공학적인, 그리고 음악적으로 직관적인 음배열을 용이하게 하지 않는다.

이들은 본 발명의 기기에 연관되어 있으며, 전자 드럼의 사용은 종래의 기술 분야에 잘 알려져 있다. 예를 들면, 보찌오(Bozzio)에게 허여된 미국등록특허 US 4,700,602는 신속하게 탈부착이 가능한 두드림 구성요소(striking elements)와 압전 변환기(piezoelectric transducer)를 구비한 다중 사운드 소스를 가지는 전자 드럼을 개시하고 있다. 그러나, 상기 특허의 발명은 스틸팬의 내츄럴 사운드를 전달하는 전자 신디사이저(synthesizers)를 사용하지 않는다. 나아가, 상기 특허는 상기 스틸팬의 소리와 다른 악기들의 믹싱을 기재하고 있지 않다.

코야마토(Koyamato)에게 허여된 미국등록특허 US 4,679,479는 전자 드럼을 개시하고 있는데, 상기 전자 드럼은 드럼의 표면을 두드리는 것을 감지하기 위하여, 상기 드럼의 기본 레이어에 장착된 하나의 감지 엘리먼트를 사용한다. 그러나, 상기 특허의 발명은 스틸팬의 내츄럴 사운드를 전달하는 전자 신디사이저를 사용하 지 않는다. 또한, 상기 특허는 상기 스틸팬의 소리와 다른 악기들의 믹싱을 기재하고 있지 않다.

또한, 하트(Hart)에게 허여된 미국등록 디자인 No. D319,650은 전자 드럼의 디자인을 개시하고 있다. 그러나, 상기 등록 디자인에 개시된 디자인은 하나의 두드림 면(striking surface)을 가지며, 스틸팬의 내츄럴 사운드를 전달하는 전자 신디사이저를 사용하지 않는다. 게다가, 상기 디자인은 상기 스틸팬의 소리와 다른 악기들의 믹싱을 개시하고 있지 않다.

마지막으로, 일로츠(Ilotz)에게 허여된 미국등록 디자인 No. 5,502,274, 위트마이어(Whitmyre)에게 허여된 미국등록특허 No. 6,212,772 및 매튜스(Matthews)에게 허여된 미국등록특허 No. 5,973,247은 모두 본 발명의 디자인 및 구성에 관한 것이며 일반적인 악기들을 개시한다.

일로츠(Ilotz)에게 허여된 미국등록 디자인 No. 5,502,274는 미리 기록되어 있는 음악에 따라 연주하기 위한 전자 악기(electronic musical instrument)를 개시한다. 그러나, 이 악기는 스틸팬의 진정한 내츄럴 사운드true and natural sound)를 생성하는 것을 구체화하지 않는다.

위트마이어(Whitmyre)에게 허여된 미국등록특허 No. 6,212,772는 캐리비안 스틸팬(Caribbean steelpan)을 개시한다. 그러나, 상기 악기는 전통적인 스틸팬을 흉내내는 전자 장치(electronics)을 사용하는 것을 개시하지 않는다.

매튜스(Matthews)에게 허여된 미국등록특허 No. 5,973,247는 휴대가 용이한 스틸 드럼 및 캐리어(carrier)를 개시한다. 이것 또한, 전통적인 어쿠스틱 스틸팬 을 흉내내는 전자 장치(electronics)을 사용하는 것을 개시하지 않는다.

쿠피드(Cupid)에게 허여된 미국등록특허 No. 7030305 B1은 일반이고 통상적인 어쿠스틱 스틸팬의 라인들(lines)을 따라 모델링한 인체공학적 프레임 내에 압력 감지 패드 매트릭스를 채택한다. 그러나, 앞서 언급한 방명은 베이스에서부터 하이 테너(high tenor)까지의 모든 존재하는 어쿠스틱 스틸팬의 음역의 전자 시뮬레이션을 제공하는 반면, 임의로 구성된 압력-감지 패드 매트릭스(pressure-sensitive pad matrix)를 허용하지 않는다.

따라서, 상기 디자인은, 이러한 악기들의 물리적 형상을 모방함으로써, 베이스에서부터 하이 테너(high tenor)까지의 모든 존재하는 어쿠스틱 스틸팬의 음역에 대한 전자 시뮬레이션을 제공하나, 그럼에도 불구하고, 상기 발명은 둘, 셋 또는 심지어 여섯 개의 분리된 연주면들(playing surfaces)을 사용하여야 하며, 상기 발명은 압력-감지 패드들의 다른 부분들이 두드려질 때, 음색의 변화를 생성함으로써, 상기 스틸팬의 완벽한 모방(full emulation)을 용이하게 하지 않는다.

특히, 앞서 언급한 발명들은 4도권 및 5도권 노트 배열(note arrangement)을 지원하는 반면, 상기 악기는 상기 노트 배열에서 임의의 변화(variation)를 용이하게 하지 않으며, 또한 10개 다성음(ten-note polyphony)을 지원하지 않고, 상기 패드들의 물리적 형상은 손가락 연주를 용이하게 하지 않는다. 더구나, 앞서 언급한 발명은 외부기기 없이 무선 미디 기능을 용이하게 하지 않으며, 또한, 미디 네트워크에서 장치들을 제어하는 것이 허용되지 않는다. 앞서 언급한 발명은 오직 스틸팬의 다양한 음역들의 합성만을 허용하며, 광범위한 다양한 보이스들(voices)의 합성 을 강조하지 않으며, 단지 28개의 음들만을 지원한다.

결론적으로, 앞서 언급한 발명은 복합적인 보이스들의 동시다발적인 합성을 지원하지 않으며, 상기 압력-감지 패드들의 다른 부분들이 두드려질 때, 음색 변조를 생성함으로써, 스틸팬 악기를 완벽하게 모방하는 것을 지원하지 않는다.

앞서 설명한 전통적인 어쿠스틱 스틸팬들, 전자 합성 스틸팬들, 전자 키보드 퍼커시브 악기들 및다른 유사한 악기들의 고질적인 단점들을 볼 때, 본 발명에 의한 기기는 절적하고 혁신적인 멜로디 기기를 제공하며, 이 멜로디 기기는 앞서 언급한 단점들을 극복할 뿐만 아니라, 앞서 이야기한 종래의 단점들을 극복한다.

이와 같이, 이하에서 더 상세히 언급할, 본 발명의 목적은 새롭고 향상된 멜로디 기기(melodic apparatus)를 제공하는 것이다. 상기 멜로디 기기는 앞서 언급한 종래 기술의 모든 장점들을 가지며, 종래 기술 각각 또는 그들의 조합에 의해 예측되거나, 자명하게 되거나, 또는 암시되지 않는 멜로디 기기의 새로운 많은 다른 특징들을 가진다.

본 발명의 기기는, 외부의 또는 내부의 미디 사운드 모듈을 이용하여, 음악 보이스들(music voices)의 일 범위의 합성을 위해 확립된 미디 기술을 사용하여 타악 연주될 시, 음색들(musical tones)의 생성을 용이하게 한다.

본 발명의 기기를 위해, 세 개의 주요 구성요소들 즉, (a) 주 어셈블리, (b) 컨트롤 및 디스플레이 콘솔 및 (c) 지지대(mounting stand)가 제공된다.

상기 기기의 주 어셈블리는 상기 기기의 기능을 위해 제공되는 전자 장치(electronics)를 포함하고 지지하는 봉합된 인클로져(enclosure)다.

상기 주 어셈블리의 상부에 뮤지패드들(muzi-pads)의 배열을 지원하는 연주면(playing surface)이 제공된다. 상기 뮤지패드들은 특별히 디자인된 면들로, 상기 면들은 가벼운 스틱(stick), 말렛(mallet), 또는 손가락들에 의해 상기 각각의 뮤지패드가 두드려질 때, 사운드의 생성을 개시하도록 하는 전자센서를 포함한다.

상기 사운드는 내부 또는 외부의 증폭 시스템에 의해 실제로 생성된다. 상기 증폭 시스템은, 미디 네트워크를 통해, 본 발명의 기기에 연결된, 내부 또는 외부의 신디사이저 모듈들에 의해 생성되는 입력을 받으며, 그리고 음악적인 음(musical note), 미디 소프트웨어에 의해 제공된 사용자 맞춤화된 기능들의 사용을 통해, 연주자에 의해 결정될 수 있는 퍼커션 악기의 소리 또는 특별한 효과음들일 수 있다.

상기 뮤지패드들은 동심의 링 배열로 배치되며, 각각의 상기 링에 12개의 뮤지패드들이 제공되며, 이들은 전형적으로 하나의 옥타브에 있는 12개의 음들을 나타낸다. 상기 배열은 상기와 같은 세 개 또는 네 개의 링들로 구성되며, 이로써 네 개의 옥타브들을 커버할 수 있다.

본 발명은 사용자가 각 뮤지패드에 의해 생성되는 음을 커스터마이즈할 수 있도록 하는 반면, 본 발명의 기기는, 동심의 링들에 배치되어 있고, 하나의 링에 12 개의 음들을 포함하며, 각 링들을 따라 4도권 및 5도권(the cycle of musical 4ths and 5ths)을 따르는 노트 피치(note pitch)를 가지는 앞서 언급한 뮤지패드들에 의해 기본 할당음을 사용한다. 노트 피치들은, 상기 연주면의 중심을 향하는 반지름 방향을 따라서 이동함에 따라, 링 마다 하나의 옥타브씩 증가한다. 이로써, 숙달된 연주자에게 친숙하고 쉽게 배울 수 있는 하나의 인터페이스를 사용자에게 제공하게 된다.

상기 뮤지패드들의 물리적 속성들은, 노트들(notes)의 빠르고 쉬운 식별이 가능하도록 변형될 수 있다.

상기 뮤지 패드들은 또한 상기 뮤지패드들에 직접적으로 또는 근접하여 설치된 발광 장치들(light emitting devices)과 연결될 수 있으며, 하나의 발광 장치가 하나의 뮤지패드에 제공되며, 발광장치는 주어진 미디 시퀀스에 의해 지시되는 뮤지컬 피스(musical piece)에 따라서 뮤지패드들이 두드질 것을 알려주는 시각적 단서(visual cue)를 제공한다. 따라서, 상기 연주면 상에 위치한 상기 발광 장치들의 전체는 교수(敎授, tuition)를 용이하게 하는 발광 장치 어레이(Light Emitting Device Array, 이하 LEDA)를 형성한다.

상기 연주면은 전형적으로 오목한 원형이며, 이로써 퍼커시브 모드로 쉽게 연주하는 것을 가능하게 한다. 상기 연주면 및 상기 뮤지패드들의 기하학적 형태는 다른 스타일, 퍼포먼스 및 인체공학적 고려에 따르기 위해 변형될 수 있다. 터치 민감도의 변화는 상기 악기가 손가락으로 연주될 수 있게 해준다.

상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔은 사람과 기계간의 상효작용적인 인터페이스(interactive interface)를 제공하며, 상기 인터페이스는 사용자가 앞으로 언급할 하나 또는 그 이상의 특징들을 선택할 수 있도록 해준다. 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔은 연주하는 동안 쉽게 억세스할 수 있도록 상기 연주면의 림(rim)에 장착된다.

사운드의 생성은 증폭 시스템에 연결된 내부 또는 외부의 사운드 합성 모듈을 통하여 영향 받는다. 모든 모듈들에 대한 통신은 미디 프로토콜의 방식에 의한다. 내부 합성은 SD(Secure Digital) 또는 SM(Smart Media) 카드와 같은 표준적인 탈부착식 메모리 또는 USB 메모리 키의 톤 뱅크들(tone banks)에 의해 수행될 수 있다.

상기 내부 합성은, 외부 사운드 모듈없이, 독립 모드로 동작을 수행할 수 있다. 내부 합성은 연주자가, 본 발명의 상기 기기로부터 억세스될 수 있는 보이스들 내에서 일정 레벨 조절하는 것을 가능하게 한다. 연주자들이 실재하는 악기를 샘플링함으로써 그들만의 톤 뱅크를 생성할 수 있도록 또는 완전히 새로운 소리들을 창조할 수 있도록 별도의 설비가 제공될 수 있다.

상기 기기의 톤 조절 기능(customizable tone feature)은, 물리적 모델 합성 또는 웨이브 테이블 합성을 통해, 모든 미묘한 차이 등을 포함하는, 상기 스틸팬의 정확한 합성을 위해 제공된다.

본 발명은 또한 미리 만들어진 사용자 조절이 가능한 반주를 위해 연주자에 의해 생성된 미디 시퀀스의 캡쳐, 저장 및 리플레이를 가능하게 하는 재생 및 레코딩 기능을 모두 가진다. 이러한 기능은 변화 가능한 템포 및 메트로놈(metronome)을 지원한다. 또한, 본 발명은 순회 연주자가 노래 뱅크(Song Bank)에 저장하기 위하여 I/O 포트를 통하여 미디 파일들을 다운받는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 기기의 로직 구조는 10개의 다성음(ten-note polyphony)을 지원하며, 이는, 원하는 경우에, 파니스트(pannist)가 연주를 위하여 손가락을 사용할 수 있도록 한다.

본 발명의 주요 목적은, 순회 공연자 또는 다른 사용자 모두의 능력을 최적화시키고, 사운드를 생성하고, 저장하고 외부 소스로 전송할 수 있는 기능을 통하여 연주자의 퍼포먼스를 강화시키기 위해 현대의 디지털 전자 음악의 통신 및 컴퓨터 기술의 모든 장점에 억세스하며, 그리고 미디 시퀀스 및 새로운 톤들을 포함하는 음악 생성 재료(music generation material)를 위한 원격의 소스들에 억세스하는 것에 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 다양한 특징들이 연주하는 동안 본 발명의 신속한 재 환경설정(re-configuration)을 위해 미리 조절될 수 있다는 데에 있어서, 현저하게 향상된 기기를 제공하는 데 있다. 이것은 요구되는 설정들이 할당되어 있는 사용자 프로그램 입력 컨트롤(user-programmable input controls)에 의해 가능할 수 있다.

본 발명의 기기의 다른 목적은, 음 배열에 있어서 임의의 변주 기능 지원뿐만 아니라, 4도권 및 5도권 노트 배열(4ths and 5ths note arrangement)의 지원에 있으며, 또한 연주하는 동안 손가락 연주 기능 옵션과 함께 10개의 다성음(ten-note polyphony)을 지원하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광범위하게 다양한 보이스들의 용이한 합성기능과 함께 미디 네트워크의 장치들을 제어하도록 하는 것에 더하여, 외부 장치들 없이 무선 미디 기능을 지원 하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 개별 음들(individual notes) 또는 음들의 그룹들(groups of notes)에 임의의 보이스 할당을 가능하게 하는 다중 보이스들의 동시 합성과 함께, 그리고 4개 옥타브까지 확장가능한 유연성과 함께, 최소 36개의 음(thirty six notes), 즉 3개 옥타브를 지원하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 모든 합성된 악기들 및 보이스들을 위해 하나의 유저 인터페이스를 채택하는 것에 있다. 이로써, 전통적인 스틸팬 연주 환경, 즉 악기의 다른 범위에 대한 과도한 노트 레이아웃(note layouts) 및 드럼 환경설정(configuration) 에 따르는 주요한 혼동원인을 제거한다.

본 발명의 다른 목적은 연주하는 동안 다양한 제어기능에 접근하기 쉽도록 컨트롤 및 디스플레이 콘솔이 인체공학적으로 설계된 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자의 최상의 리치(reach) 안의 어느 곳에나 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔을 위치시킬 수 있도록 함으로써, 더욱 쉽게 억세스가 가능한 기기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 연주 스틱(playing stick)으로 터치 패드를 두드림으로써, 미리 프로그램된 기능의 선택을 가능하게 하는, 상기 뮤지패드과 유사한 구성의, 프리셋 터치패드(preset touch pad)를 제공하는 것에 있다. 이로써, 연주하는 동안 미리 프로그램된 기능들에 신속하게 억세스하는 것이 가능해진다.

본 발명의 또 다른 목적은, 여러 개의 기능들 중 어떤 것이든 연주하기 위해 사용자에 의해 할당될 수 있는 컨트롤 페달을 제공하는 것에 있다. 상기 기능들은 페달이 눌리면 현재의 음이 무기한으로 지속되는 유지 효과(sustain effect), 페달이 눌리면 음이 즉시 줄어들도록 하는 댐프 페달(damp pedal), 페달이 눌릴 때, 상기 악기의 사용자 정의된 재 환경설정을 가능하게 하는 프리셋 기능 및 볼륨 조절 등을 포함한다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 주 어셈블리 및 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔을, 손쉬운 연주가가능한 높이와 위치에서, 지지하는데 사용되는 지지대(mounting stand)의 제공에 있으며, 상기 지지대는 형상 또는 크기에 있어서 변경이 가능한 선택적인 구성요소이다.

본 발명의 또 다른 목적은 몇몇 인시츄 어플리케이션(in-situ application)에서, 연주하는 동안 본 발명의 기기를 옮길 수 있는 선택적인 유연성을 가지기 위해 연주자가 상기 지지대를 모두 생략하기를 원할 수 있다는 것을, 그리고 상기 주 어셈블리 및 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔이 연주의 이러한 모드를 용이하게 하도록 충분히 가볍고, 예를 들어, 스트랩(strap)에 의해, 최소한의 또는 가능한 불편함이 없도록, 연주자의 목에 매달리는 것이 가능해야 한다는 것을 인지한다.

마지막으로 본 발명의 다른 목적은 상기 기기가 상기 지지대에 도킹될 때 자동으로 충전되는 충전식 배터리 장치를 구비함으로써, 더욱 휴대가 용이하도록 하는 것에 있다.

본 발명의 기기를 특징짓는 신규한 다양한 다른 장점들 및 특징들이 제공된다. 그러나, 당업자가 본 발명, 본 발명의 장점 및 본 발명의 사용에 의해 얻어지는 목적에 대해 더 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위하여, 참조번호가 도면들에 사용되며, 참조번호는 이하의 상세한 설명 및 청구항들에 대해서도 적용된다.

도 1은 본 발명의 기능적 구성요소를 설명하기 위한 탑 레벨 스키마이다.

도 2는 본 발명의 기기의 바람직한 구성에 대한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 기기의 주 어셈블리에 대한 정면도 및 측면도들이다.

도 4는 본 발명의 기기의 사시도, 평면도 및 측단면도들이다.

도 5는 컨트롤 및 디스플레이 콘솔을 구비하는 주 어셈블리의 분해도이다.

도 6은 본 발명의 기기의 연주면 상의 노트 구성의 바람직한 실시예를 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 뮤지패드의 평면도, 정면도 및 저면도들이다.

도 8은 본 발명의 주 어셈블리 전자 회로의 블록도이다.

도 9는 본 발명의 피크 감지 및 트리거 회로의 바람직한 실시예를 도시한 도면이다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 주 어셈블리 프로세서 소프트웨어의 데이터 흐름도(DFD)이다.

바람직한 실시예에 있어서, 본 발명의 기기는, 실재하는 퍼커시브 악기들로부터 바람직한 특성들을 취합하고 있으나, 새로운, 최신의, 전자 음악 기기를 포함하며, 현재의 일반적이고 통상적인 어쿠스틱 스틸팬을 포함하며, 프로세스에 있어, 앞서 언급한 어쿠스틱 악기들을 다른 레벨로 진일보시키도록 촉진한다.

본 발명의 기기는 통상의 어쿠스틱 스틸팬을 포함하는 실재하는 퍼커시브 악기들로부터 특징들을차용한 매우 혁신적인 전자 음악 컨셉이다. 특히, 상기 악기의 외관은, 그 표면들에 노트(note)를 가지고 있는 반구형의, 일반으로 동일한 외형을 가짐으로써, 전통적인 테너 스틸팬과 매우 유사하며, 최소한 36개 또는 3개의 옥타브가 배치된다. 상기 악기는 뮤지패드라고 불리는, 상기 표면들에 배치된 노트(note)를 두드림으로써 음악 사운드가 생성되는 퍼커시브 모드로 연주되며, 두드려지는 노트들(notes)의 위치에 의존하여 음색이 달라지는 전통적인 스틸팬의 음 생성 특징을 모방하여 디자인 되었다. 사운드는 미디 표준의 미디 프로토콜, 이더넷(Ethernet), 파이어와이어(Firewire) 또는 USB 피지컬 레이어들(phiysical layers)을 이용하는 내부 또는 외부의 신디사이저들에 의해 생성된다.

본 발명의 기기는 악기 특성, 노트 레이아웃(note layout), 뮤지패드에 할당된 음들의 배열 및 보이스 에뮬레이션의 재설정(reconfiguration)을 가능하도록 하는 확장된 컨트롤을 제공하기 위해 최신의 전자 장치(electronics)를 사용한다. 또한, 상기 전자 장치(electronics)는, 연주된 음들의 조합 또는 다음의 음들을 알려주기 위하여, 내부 또는 외부 소스로부터 획득한 미디 스트림이 상기 뮤지패드들의 위에 또는 그 근처에 위치한 광 장치를 턴-온하는데 사용되는 "튜터 모드"를 가능하게 한다.

본 발명의 기기의 탑 레벨 스키마(top level schema, 1)를 도시하는 도 1을 참조한다.

도 1의 탑 레벨 스키마(1)는 본 발명의 기기의 동작 가능한 디자인을 위한 템플릿을 제공하는 개념적인 모델이다. 탑 레벨 스키마로써, 이는 하드웨어 또는 하위 시스템 실현 소프트웨어를 구체적으로 참조하지 않으며, 본 발명의 기능을 위해 요구되는 개념적인 프로세스들에 한정되어 있다.

상기 스키마는 Gane-Sarson 표기법을 사용하여, 데이터 처리 프로세스들은 오블롱(oblong, 모서리가 둥근 사각형) 형상들에 의해 표시되며, 데이터 저장 영역들은 일 측이 열린 사각형들(opened rectangles)에 의해 표시되며, 그리고 출력 인터페이스들은 폐 직사각형들(closed rectangles)들에 의해 표시된다. 데이터의 이동은 화살표에 의해 표시된다.

상기 스키마(1)는 세 개의 주요 섹션들, 즉 연주를 위해 필요한 음들을 생성하고 조정하기 위해 연주자에 의해 사용되는 모든 인터페이스들을 포함하며, 본 발명의 가장 시각적인 사용자 인터페이스인 연주면 입력 섹션(2), 사용자뿐만 아니라, 외부의 환경과 부가적인 상호작용을 하기 위해 필요한 모든 다른 인터페이스들을 포함하는 부가 인터페이스 섹션(4), 그리고 마지막으로 상기 연주면 입력 섹션(2)을 상기 부가 인터페이스 섹션(4)에 연결시켜주며, 입력된 데이터를 변형하여 필요한 모든 결과물을 생성하기 위해 필요한 모든 프로세스들을 포함하는 주 작동 프로세스 섹션(main operational processes section, 3) 로 구성되어 있다.

본 발명의 기기의 다른 실시예에 있어서, 상기 스키마의 상기 주 작동 프로세스들(3)은 완전히 하드웨어적으로 구성될 수도 있으며, 완전히 소프트웨어적으로 구성될 수도 있으며, 또는 이 둘의 조합으로 구성될 수도 있다. 이러한 측면에서, 동일한 참조번호들은 동일한 범주(entity)의 하드웨어 또는 소프트웨어 관점들을 언급하는 본 명세서의 다른 도면들에서 동일하게 사용될 수 있다.

상기 연주면 입력 섹션(2) 내에 포함된 입력들(inputs)은 퍼포먼스 피스(performance piece)를 포함하는 음들을 생성하기 위해 사용자에 의해 두드려지는 뮤지패드들(18), 상기 악기의 미리 프로그램된 환경설정들(pre-programmed configurations)을 신속하게 선택하도록 설치될 수 있는 프리셋 패드들(19), 그리고 현재 연주되고 있는 모든 음의 조절(modulation)이 가능한 풋 페달들(20,21)을 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 부가 인터페이스 섹션(4)의 I/O 포트 인터페이스처럼 도 1에 간략하게 표시된 다양한 소스들로부터 뿐만 아니라, 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)으로부터 사용자가 선택한 환경설정 데이터 및 커맨드들을 입력 받는다.

상기 I/O 포트 인터페이스들은 원격의 소스들로부터 미디 입력, 환경설정 데이터 및 커맨드들을 입력 받을 수 있게 한다. 이러한 원격의 소스들은 미디 컨트롤러들과 같은 유/무선의 미디 네트워크 장치 및 유/무선의 상업적 컴퓨터 네트워크들을 포함한다. 미디 및 무선 미디 포트들은 모든 기능들에 포함될 수 있다.

본 발명의 기기에서, 각각의 뮤지패드(18)는 상기 뮤지패드들(18)에 직접적으로 또는 근접하게 장착된 발광 장치를 가지며, 하나의 뮤지패드(18)에 하나의 발광 장치가 장착될 수 있다. 상기 발광 장치들의 집합은 발광 장치 어레이(Light Emitting Device Array)의 약어인 LEDA로 요약하여 언급할 수 있다. 이하에서, 모든 도면에서 참조의 편의를 위해 LEDA(22) 및 발광 장치들에 대해 동일한 참조번호 를 사용하기로 한다.

상기 LEDA(22)는 뮤지패드들(18)로부터 직접적으로 또는 외부의 미디 소스에 기원하는, 사용자가 선택한 미디 커맨드 스트림의 음들(notes)의 지시(indication)를 제공하는데 사용된다. 따라서, 상기 LEDA(22)는 본 발명의 기기를 사용하여 음악 교육하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 시스템 인터페이스 출력들(outputs)은 또한 I/O 포트 인터페이스(5)와 같이 도 1에 요약적으로 표시되어 있으며, 시스템 상황 및 환경설정 데이터를 디스플레이 하기 위한 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23), 상기 LEDA(22) 및 상기 내부 사운드 모듈(7)를 포함한다. 본 발명의 외부 시스템 출력들(outputs)은 미디 사운드 모듈들 및 유/무선의 상업적 컴퓨터 네트워크들과 같은 원격의 유/무선 미디 네트워크 장치들에 상기 I/O 포트 인터페이스(5)를 통해 입력된다.

다양한 I/O 포트 표준들이 지원된다. 본 발명의 모든 악기들은 표준 미디 직렬 전송 프로토콜(standard MIDI serial transmission protocol)을 지원하는 DIN 표준 미디 포트들을 특징으로 한다. 그러나, 바람직한 실시예에 의하면, 미디 뿐만 아니라 일반적인 목적의 인터페이스에 대한 요구(general purpose interface requirements)를 위해 USB 및 이더넷(Ethernet) 포트를 포함한다.

주요 기능 모드에서, 데이터는 상기 연주면 입력 섹션(2)로부터 생성되며, 제너럴 미디(General MIDI) 스펙에 따르도록 패키지 되는 주 작동 프로세스 섹션(3)으로 전송된다. 상기 정보는 출력을 위해, 상기 부가 인터페이스 섹션(4)의 구성요소들인 상기 I/O 포트(5), 상기 LEDA(22) 또는 내부 사운드 모듈(7) 중 적어 도 하나로 전송된다.

상기 뮤지패드들(18)로부터의 입력들은 활성 뮤지패드 검증(Activated Muzi-pad Validation), 확인 및 레벨 감지 프로세스(Level Detection process, 9)에 연관된다. 이것은 사용자에 의해 두드려진 현재 뮤지패드를 감지하고, 확인하고, 검증하기 위해 필요한 프로세스이다. 뮤지패드(2) 확인은 표 1에 예시된 고유의 할당 ID 넘버에 의한다. 쓰레숄드(threshold) 감지 및 디바운싱(debouncing)을 포함하는 검증(validation)은 시스템이 잘못된 입력들(spurious and erroneous inputs))에 반응하지 않도록 한다. 레벨 감지(Level detection)는 힘 및 속도의 감지를 통해 상기 뮤지패드(18)가 두드려지는 강도(intensity)를 반영할 수 있도록 한다.

상기 페달들(20,21) 및 상기 프리셋 터치 패드들(19)로부터의 입력들은 각각 활성 페달 검증 및 확인 프로세스와 활성 프리셋 검증 및 확인 프로세스에 연관된다. 이들은 사용자에 의해 활성화된 실제 페달 또는 프리셋 입력을 감지, 확인 및 검증하기 위해 필요한 프로세스들이다. 페달 및 프리셋 입력 확인은 상기 페달 또는 프리셋에 할당된 고유 ID 넘버에 의한다. 특히 쓰레숄드 감지 및 디바운싱(debouncing)을 포함하는 검증(validation)은 시스템이 잘못된 입력들에 대해 반응하지 않도록 한다.

상기 활성 페달 검증 및 확인 프로세스(8), 상기 활성 프리셋 검증 및 확인 프로세스(10), 및 상기 활성 뮤지패드 감지, 확인 및 레벨 감지 프로세스(9)는 상기 미디 스트링 빌더 프로세스(MIDI stream builder, 11)로 전송된다. 이 프로세스는 수신된 데이터를, 두드려진 노트(note)의 값(value) 및 속성들을 반영하여, 제 너럴 미디 프로토콜에 따르는 데이터 스트림으로 패키징 하는 것이다.

이어서, 상기 미디 데이터 스트림은, 상기 I/O 포트에 있는 출력 포트들 또는 상기 내부 합성 프로세스(13) 또는 상기 레코드 및 재생 프로세스(14)로 상기 스트림을 전송하는, 시스템 제어 및 환경설정 프로세스(12)로 전송된다. 상기 사용자는 상기 데이터 스트림을 상기 경로들의 모두 또는 일부로 보낼 수 있도록 상기 시스템 제어 및 환경설정 프로세스(12)를 구성할 수 있다.

상기 내부 합성 프로세스(13)는 상기 시스템 제어 및 환경설정 프로세스(12)와 상기 내부 사운드 모듈(7) 사이의 인터페이스를 제공한다. 이에 따라, 톤 뱅크(tone bank)의 샘플 사운드에 억세스 하고 이를 관리하는데 사용된다.

기 미디 데이터 레코드 및 재생 프로세스(14)는 연주자에 의해 생성된 미디 시퀀스들의 캡쳐, 저장 및 리플레이를 가능하게 한다. 이에 따라, 상기 미디 데이터 레코드 및 재생 프로세스(14)는 노래 뱅크(15)의 노래들에 억세스 하며, 연주 타이밍을 도와주는 메트로놈을 포함한다. 또한, 본 발명은 사용자가 상기 노래 은행(15)에 저장하기 위해 I/O 포트 인터페이스(5)를 통해 미디 파일들을 다운로드 할 수 있도록 해준다.

상기 노래 뱅크(15) 및 상기 톤 뱅크(17)는 내부 메모리 및 탈착 가능한 외부 메모리로 나뉜다. 후자는 SD(Secure Digital), SM(Smart Media) 또는 USB 메모리 키(USD Memory Keys)를 포함하는 표준 형식들 중 어느 것에 따르는 것일 수 있다. 본 발명에 의한 컴퓨터 소프트웨어는 연주자가 상기 탈착 가능한 메모리 장치의 컴퓨터로부터 미디 파일들뿐만 아니라 톤 뱅크(17)를 저장할 수 있게 해준다.

상기 시스템 제어 및 환경설정 프로세스(12)는 또한 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)과의 사용자 상호작용 또는 상기 I/O 포트 인터페이스(5)를 통한, 컴퓨터 네트워크를 포함하는, 원격 소스들과의 사용자 상호작용을 통해 본 발명을 위한 다른 환경설정 파라미터들을 설정하는데 사용된다. 상기 시스템 제어 및 환경설정 프로세스(12)는 본 발명의 환경설정 저장 메모리(16) 내에 이러한 파라미터들을 저장한다.

상기 환경설정 파라미터들은, 특히, 상기 연주면(25)의 노트들의 피지컬 레이아웃(physical layout), 뮤지패드(18) 음 할당(note assignment), 노트 보이스(note voice), APHAMS 미디 어드레스, 외부 장치 미디 채널 및 패치 넘버, I/O 포트 선택, 내부 합성(13) 활성, 미디 데이터 레코드 및 재생 프로세스(14) 활성, 노래 뱅크(15) 에서의 현재 노래 선택, 상기 내부 합성 톤 뱅크(17)에서 톤 선택, 및 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23) 기능과 같은 음악 연주 파라미터들을 포함한다.

하나의 뮤지패드(18)의 두드림에 따라 상기 미디 스트링 빌더(11)에 의해 생성된 상기 미디 출력 커맨드 스트림은 전형적으로 MIDI-Note-On 커맨드, 그에 따르는 MIDI-Note-Off 커맨드로 구성될 수 있다. 상기 MIDI-Note-On 커맨드에 포함되어 있는 MIDI Note Velocity 데이터는 다수의 방법들 중 하나에 의해 결정된다. 바람직한 방법은 속도들의 룩업 테이블에 의해 측정되는 상기 뮤지패드(18) 트리거 레벨을 이용한다.

도 1에 도시된 구성의 대부분을 수행하는 상기 소프트웨어는 상기 미디 스트링 빌더(11)에 의해 사용되는 일 범위의 알고리즘을 제공함으로써, 사운드의 생성 에 있어서, 광범위한 능력을 부여하게 된다.

예를 들어, 미디 프로토콜 표준에 기술되어 있는 애프터터치(aftertouch) 기능을 수행하기 위해, 미디 커맨드 스트림은 규칙적인 인터벌로, 일반적으로 뮤지패드(18)에 대한 말렛 또는 두드림 압력이 제거될 때까지 매 100ms로, 반복되는 미디 애프터터치 커맨드가 따르게 되는 NIDI-Note-On 커맨드로 구성된다. 이어서, MIDI-Note-Off 커맨드가 보내진다. 미디 애프터터치 커맨드는 상기 노트(note)가 연주되는 동안 계속해서 상기 노트 및 노트 속도를 통신한다. 따라서, 이러한 능력은 두드리는 동안 상기 뮤지패드(18)에 대한 스틱의 압력을 변화시킴으로써, 연주자가 노트(note)의 강도를 조정하는 걸 허용함으로써 음악적 퍼포먼스(musical performance)를 강화한다.

또한, 본 발명의 기기는, 도 1의 구성의 대부분을 가능하게 하는 상기 소프트웨어를 통해서, 선택된 뮤지패드들(18)이 동일한 보이스 또는 다중 보이스 내에서 복합된 노트들로 구성된 선택된 코드들의 생성을 개시할 수 있게 하는, 하나의 스틱 코드 기능(a single stick chord feature)을 쉽게 수행하며, 이로써, 선택된 뮤지패드들(18)은, 동일한 노트에서 복합된 보이스들의 생성을 개시하게 된다.

상기 뮤지패드들(18)의 디자인은 톤의 미묘한 변화의 생성을 쉽게 하도록 하며, 그로 인해, 적절하게 뮤지패드(18)의 다른 부분들을 두드림으로써, 제2 및 제3의 하모니가 강화될 수 있다. 상기 디자인은 화성적으로 튜닝 되는 종래의 스틸팬 악기의 특징에 유사하게 필적하도록 하게 하며, 이로써 연주자는 노트 영역들의 가장자리를 두드림으로써 제2 또는 제3 부분음들을 강조할 수 있다. 이것은, 상기 뮤 지패드(18)에 대한 각각의 두드림과 함께, 각각의 뮤지패드(18)가, 미디 스트링 빌더(11)을 통해, 개별적인 노트 및 그것의 제1 및 제2 하모니에 대응되는 세 개의 개별적인 미디 커맨드들을 개시하는데 사용되는 세 개의 개별적인 센서들을 구비할 것이 요구된다. 이러한 디자인을 이하에서 더욱 자세히 설명한다.

상기 디자인의 바람직한 실시예는 하나의 키 퍼포먼스 오브젝티브(one key performance objective)를 만족해야 한다. 그것은 가능한 가장 낮은 퍼포먼스 지연시간을 가져야 하며, 퍼포먼스 지연시간은 뮤지패드(18)를 두드림에 의해 생성되는 트리거에 반응하여 선택된 I/O 포트들에서 미디 스트림 출력이 생성되기 시작하는 주요 기능에서 최대의 딜레이(delay)로써 정의된다. 이것은 본 발명의 기기가 본 발명이 연결되는 외부 장치들 및 내부 사운드 모듈(7)에 존재하는 딜레이들에 더해짐으로써, 실시간 퍼포먼스에 있어서의 열화(degradation)를 일으키지 않도록 한다.

본 발명의 기기의 바람직한 실시예에 의하면, 도 1에 도시된 프로세스들을 하드웨어에서 또는 소프트웨어에서 수행되는 섹션들로 나누고, 이 둘을 인터럽트 구동방식 프로세스(interrupt driven processes)를 가지고 상호연결 함으로써, 최대 설계 유연성 및 사용자 특성들을 달성하는 동시에, 가장 낮은 가능 지연시간을 획득한다.

특히, 뮤지패드들(18)에 대한 두드림 동작의 실시간 감지, 검증 및 측정을 요구하는 주요 퍼포먼스 기능에 대한 인터페이스를 연주자들에게 제공하기 때문에, 상기 활성 프리셋 검증 및 확인 프로세스(10), 상기 활성 뮤지패드 검증, 확인 및 레벨 감지 프로세스(9) 및 상기 활성 페달 검증 및 확인 프로세스(8)는 모두 대부분이 아날로그 및 디지털 하드웨어에서 수행된다. 미디 데이터 스트림을 생성하기 위해 요구되는 다른 모든 프로세스들은 소프트웨어에서 수행된다.

전형적으로, 연주자가 뮤지패드(18)을 두드릴 때, 앞서 언급한 하드웨어 구성요소들은 상기 두드려진 뮤지패드(18)를 확인하고, 잘못된 입력에 기인한 에러 가능성을 제거하기 위해 신호를 검증하고, 그리고 상기 두드림의 강도를 측정한다. 상기 소프트웨어 구성요소들은, 상기 소프트웨어를 실행하기 위해 사용되는 처리 장치(processing device)에 대한 인터럽트 기능들(interrupt facilities)의 사용에 의해, 두드림 이벤트의 발생을 인지하게 된다. 본 발명의 기기에 사용되는 상기 처리 장치의 절대적으로 요구되는 타이밍 기능들과 별도로, 뮤지패드(18) 및 프리셋 패드(19) 인터럽트들은 최상위 우선순위를 가지며, 이로써 두드림 이벤트에 대한 가능한 가장 빠른 반응이 가능해진다.

모든 소프트웨어 프로세스들의 수행에 요구되는 컴퓨팅 파워는 탑재되어 있는 프로세서, 별도의 하드웨어 또는 FPGA 또는 ASIC 코어의 부분으로 구현되는 프로세서들의 배열에 의해 실현된다.

XILINX Spartan 3 FPGA 및 PIC18F6520 탑재 프로세서를 사용하도록 구성된 프로토 타입들은 500㎲이하의 지연시간을 구현한다. 미디 MA(MIDI Manufacturers Association)에 의해 출판된 Complete MIDI 1.0 스펙에 따르면, 미디 시스템들은 3㎳ 또는 그 이하의 전체 미디 지연시간을 구현할 수 있다. 전형적인 상업용 미디 컨트롤러 및 합성 장치들은 약 5㎳ 이하의 지연시간을 가지는 것으로 알려졌으며, 이러한 상업용 장치들과 함께 사용될 때, 본 발명의 기기의 전체 지연시간, 즉 대응되는 사운드를 실제로 듣는 것과 패드를 두드리는 것 사이의 딜레이 시간이, Complete MIDI 1.0 스펙에 의해 제안되는 최대 제한인 10㎳보다 실질적으로 더 짧은 5㎳이하가 될 수 있다.

도 2 내지 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 물리적인 형태의 일례를 도시하고 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 기기의 바람직한 실시예는 다음과 같은 세 개의 주요 구성요소들을 포함한다.

(a) 주 어셈블리(24);

(b) 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23); 및

(c) 지지대(27).

상기 주 어셈블리(24)는 주 어셈블리 새시(26)에 장착된 연주면(25)으로 구성되어 있다. 상기 연주면(25)은 동심의 링들로 배열된 뮤지패드들(18)의 배열로 구성되어 있으며, 링마다 12개의 뮤지패드들(18)이, 어레이(array)마다 세 개 또는 네 개의 링들이 포함되어 있다.

각각의 뮤지패드(18)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 뮤지패드들(18)에 직접적으로 또는 근접하게 장착된 발광 장치들(22)을 구비하며, 하나의 뮤지패드(18)에 하나의 발광 장치(22)가 배치된다. 따라서, 상기 발광 장치들(22)은 상기 LEDA(22)를 구성한다.

상기 주 어셈블리(24)는 또한 상기 뮤지패드(18), 풋 페달들(20,21), 외부 입력들 및 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)로부터 입력을 받는 전기회로의 하우징으로써 사용되며, 미디 신호들, 상기 LEDA(22)를 위한 제어 신호들 및 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)의 디스플레이 신호를 출력하기 위해 상기 입력들을 이용한다. 상기 주 어셈블리(24)는 또한 본 발명의 뛰어난 휴대성을 가능하게 하는 충전식 배터리를 하우징한다.

도 2를 다시 참조하면, 본 발명의 BEGIN 페달들(BEGIN pedals)은 생성된 소리를 조정하는데 사용될 수 있는 풋 페달들(20,21)을 포함한다. 전위차계(potentiometers) 또는 연속적으로 변하는 페달 위치에 따르는 전압을 제공하는 다른 어떤 기술을 사용하는, 상업적으로 유용한 페달들은 볼륨 제어 또는 피치 벤드 휠(pitch bend wheel)로써 사용될 수 있다. 상기 풋 페달들은 상기 페달들이 미리 설정된 지점을 지나도록 눌려질 때를 가리키는 쓰레숄드 전압을 사용함으로써 스위치로써 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 쓰레숄드 레벨은 상기 페달 이격거리의 반정도 되는 지점에 대응될 수 있다.

본 발명의 기기를 작동시키는 소프트웨어에 제공되는 옵션들을 통해, 상기 풋 페달들(20,21)은 다양한 효과들을 생성할 수 있도록 사용자에 의해 설정될 수 있다. 상기 설정된 페달이 눌렸을 때, 본 발명의 기기는 이로써, 현재의 음이 계속하여 지속될 수 있도록 하는 지속효과(sustain effet), 또는 현재 음을 바로 감쇠시키는 댐프 효과(damp effect), 저장된 리듬 시퀀스의 시작 및 끝을 동기화시키거나 또는 사용자 정의 프리셋 스위치 중의 하나를 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 풋 페달들은 볼륨 제어 또는 피치 벤드 제어에 사용될 수도 있다.

상기 지속 효과는 상기 페달이 눌렸을 때, MIDI-Note-On 및 MIDI-Note-Off 커맨드들 사이에 MIDI Hold Pedal 커맨드를 보냄으로써 수행된다. 상기 댐프 효과는 상기 페달이 눌릴 때, 그 즉시 MIDI-Note-Off 커맨드를 보냄으로써 수행된다. 유사하게, 볼륨제어 효과는 상기 페달의 위치에 의해 결정되는 데이터 바이트 값에 후속하여 MIDI Volume 커맨드를 보냄으로써 수행된다. 그리고, 피치 벤드 컨트롤은 END 페달(END pedal)의 위치에 의해 결정되는, 피치 변경(deviation)의 레벨을 지칭하는 데이터에 후속하는 MIDI Pitch Wheel 커맨드를 사용함으로써 수행된다.

상기 BEGIN 연주면(BEGIN playing surface, 25)은 전형적으로 오목한 반구형이다. 다른 연주면 형태도 필요에 따라 변경 적용하는 것이 가능하나, 전통 악기에 부합하도록 오목한 형태가 바람직하며, 사람의 평균 신장의 최대 리치(reach)에 의해 한정되는 덮개(envelope) 내에 상기 면이 있음으로써, 모든 뮤지패드들(18)에 대한 손쉬운 접근이 가능하다. 따라서, 상기 면은, 연주자들이 반복 피로 부상당할 수 있는 경향의 음악적 환경에서 부드러운 퍼포먼스를 가능하게 하는 인체공학적인 특성을 위해 바람직하다.

바람직한 실시예들은 7.5인치(19.1㎝)에서 10인치(25.4㎝)의 최대 깊이 및 18인치(45.72㎝)에서 26인치(66.04㎝)의 폭을 가지는 연주면(25)을 사용한다. 이러한 치수들은 상기 기기가, 가장 작거나 또는 가장 큰 연주자들을 제외한, 상기 연주자의 앞에 위치한 통상의 퍼포먼스 모드에서 모든 뮤지패드들에 대한 손쉬운 접근을 가능하게 한다. 상기 연주면(25)은 나무, 플라스틱, 유리섬유, 합성물 및 금 속들을 포함하는 다양한 재료들로 구성될 수 있으며, 힘 및 강도를 증가시키기 위해 리브(rib) 및 바튼(batten) 등으로 이루어진 구조적 메카니즘에 의해 강화될 수 있다.

뮤지패드 리세스들(recesses, 33)은 상기 뮤지패드(18)을 상기 연주면(25)에 대해 이음새 없이 결합되도록 하는 방법으로 상기 뮤지패드들(18)의 배치를 용이하게 하며, 이로써, 상기 면이 부드러운 외관을 가지게 된다. 이것은 전통적인 스틸팬의 면에 완벽하게 필적할 수 있도록 해줄 뿐만 아니라 상기 뮤지패드들(18)이 상기 END 연주면(END playing surface, 25)에 부드럽게 결합되지 않아 연주자가 방해 받게 되는 위험성을 최소화함으로써 연주를 더욱 용이하게 할 수 있도록 한다.

도 2 및 5를 참조하면, 상기 연주면(25)은 활성화된 경우에, 연주자에 의해 미리 선택되고 상기 프리셋 패드(19)에 할당된 특징들로 본 발명의 기기를 설정하기 위해 상기 작동 소프트웨어를 시작하는 프리셋 터치 패드들(19)을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에서는, 네 개의 터치 패드들(19)을 구비한다. 도 1에 도시된 상기 패드들은 터치에 의해 또는 본 발명의 연주에 사용되는 말렛으로 두드리는 것에 의해 작동될 수 있으며, 상기 뮤지패드들(18)과 유사한 동작 및 구성을 가진다. 그러나, 상기 프리셋 터치 패드들(19)은 순수하게 스위치들로써 사용되기 때문에, 뮤지패드들(18)에 대해 요구되었던 것과 달리, 상기 프리셋 패드(19) 입력에 대한 힘 및 속도를 감지할 필요가 없다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 작동되었을 때, 상기 사용자에 의해 미리 선택되고 상기 가상 프리셋 패드 할당된 특징들에 따라 본 발명의 기기를 설정하기 위해 상기 작동 소프트웨어를 시동시키며, 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23) 터치 스크린에 디스플레이되는 특정 영역들인 가상 프리셋 패드들이 제공될 수 있다.

상기 작동 소프트웨어는 실재 또는 가상 프리셋 패드가, 사용자에 의해 본 발명의 필요한 셋업을 수동으로 설정하고, 이어서 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)에 디스플레이되는 사용자 맞춤 메뉴(user customization menu)에서 "프리셋 설정 저장"을 선택함으로써, 프로그램 될 수 있도록 한다.

나아가, 프리셋 그룹을 사용함으로써, 상기 작동 소프트웨어는, 실재 또는 가상 프리셋 패드들 보다 많은 수의 설정 세팅들을 저장할 수 있다. 각 프리셋 그룹은 모든 실재 프리셋 패드들(19) 및 모든 가상 프리셋 패드들에 할당된 세팅들의 고유한, 별도의, 그리고 완전한 집합체이다. 이러한 특징들을 이용하여, 하나의 실재 프리셋 패드(19) 또는 하나의 가상 프리셋 패드는 하나의 설정 세팅 대신 그룹들의 수만큼 많은 설정 세팅들에 억세스하도록 사용될 수 있다.

프리셋 그룹들과 함께, 미리 프로그램된 세팅들의 선택은 관련되는 프리셋 그룹을 선택하고, 원하는 실재 프리셋 패드(19)를 연주 스틱으로 두드리거나 손가락으로 태핑함으로써, 또는 상기 터치 스크린에 할당된 부분을 터치함으로써 필요한 가상 프리셋 패드를 작동시키는 것에 의해 실행될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 여덟개의 가상 프리셋 패드들 및 네 개의 실재 프리셋 패드들(19)을 포함하는 적어도 총 12개의 프리셋 패드들이 제공되며, 적어도 두개의 그룹들에 배치된다. 이로써, 연주하는 동안, 12개 프리셋들 각각은 두개의 미리 설정된 세팅들의 하나에 억세스할 수 있음으로써, 본 발명에 의한 총 24개의 미리 프로그램된 설정들에 신속하게 억세스할 수 있게 된다.

도 2 및 5를 참조하면, 상기 발광 장치들(22)는 네온 벌브(neon bulb), 백열 벌브(bulb), LED(Light Emitting Diodes) 또는 다른 발광 장치들로 구성될 수 있으며, 또는 이들의 결합으로 구성될 수 있다. LED는, 저비용 및 고효율때문에, 가장 바람직한 실시예이다.

바람직한 실시예에 있어서, LEDA(22)는 본 발명의 작동 소프트웨어의 사용자 설정에 의해 활성화 되거나 또는 비활성화 될 수 있다. 비활성화 되었을 때, 상기 LEDA(22)의 모든 발광 장치들은 off된다. 활성화되었을 때, 상기 LEDA(22)는 사용자의 선택에 따라, 진단 모드 또는 튜터 모드로 작동한다.

진단 모드에 있어서, 각 발광 장치(22)는 대응되어 있는 뮤지패드(18)에 한 번씩 빛을 조사한다. 튜터 모드에 있어서, 상기 LEDA(22)의 상기 발광 장치들은, 미디 스트림에 따라 두드려질 뮤지패드들(18)을 지시하기 위해, 빛을 조사한다. 상기 미디 스트림은 본 발명의 기기에 연결된 미디 네트워크를 통하여 외부 장치로부터 입력된 것일 수 있으며, 또는 내부 메모리로부터 입력된 것일 수 있다.

상기 LEDA(22)의 채택에 의해 다양한 방법으로 음악 훈련이 가능해진다. 본 발명의 기기 또는 외부의 미디 장치들은, 주어진 사운드 시스템에서 배경 트랙들이 연주될 때, 하나의 미디 트랙, 예를 들면, 기록된 연주의 리드 또는 멜로디 트랙을 상기 LEDA(22)로 보낼 수 있도록 구성될 수 있다. 이는 학습자(learner)가 본 발명 의 기기 상에서 미디 생성 반주를 사용하여 음악을 연주하는 것을 가능하게 한다. 정밀한 학습 환경은, END LEDA 훈련(drills) 및 연습(exercises)을 용이하게 하는, 미디 구현 컴퓨터에서 실행되는 훈련용 소프트웨어를 사용하는 것에 의해 수행될 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된, 상기 BEGIN 컨트롤 콘솔(BEGIN Control Console)은 상기 악기 및 본 발명의 기기가 연결되는 미디 네트워크의 장치들의 사용자 설정(user configuration)을 위한 입력을 받고, 사용자 맞춤 패드, 보이스 선택, 키패드 매핑, 위치변경, 다중 보이스들의 동시 합성, 미디 채널, 미디 뱅크, 노트 넘버(note number), 노트 옥타브 넘버(note octave number) 및 템포 정보를 포함하는 넓은 범위의 친사용자 기능들(user-friendly functions)을 제공하는 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)을 특징으로 한다.

상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)은 또한 시각적인 메뉴 옵션 및 상황들의 디스플레이 및 설정 세팅들을 제공한다.

또한, 본 발명의 기기는 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)의 분산 수행(distributed implementation)을 허용함으로써, 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)의 기능의 다른 면들이, 손쉬운 억세스를 용이하게 하도록, 상기 연주면(25)의 주변에 분산될 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 스크린은 도 1 내지 도 3에 도시된 위치에 유지된 반면, 버튼들 및 스위치들은 상기 연주면(25)의 주변에 배치될 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 모든 필요한 기능들을 하나의 터치 디스 플레이 모듈에 포함시킬 수 있다. 상기 제어 콘솔의 물리적 형상은 도면에 도시된 것에 한정되지 않는다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)은 상기 주 어셈블리(24)의 후면에 위치한, 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔 리세스(32) 안으로 접어서 축소시킬 수 있다.

상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23) 메뉴 내비게이션 특징들은 사용자가 상기 END 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(END Control & Display Console)의 필요한 옵션들을 선택하기 위해, 상기 전자 디스플레이에 표시된 메뉴를 통하여 내비게이트 할 수 있도록 한다.

상기 BEGIN 지지대(BEGIN Mounted Stand) 상에서, 통상적으로 예측되듯이, 본 발명의 기기는 서있는 상태에서 사용자에 의해 연주될 수 있다. 이 때문에, 도 2에 도시된 치수들(dimensions)은 사용자의 키, 리치(reach) 및 상기 뮤지패드들(18) 및 상기 제어 및 디스프레이 콘솔(23)과 같은 본 발명의 제어 특징에 대한 억세스를 인체공학적으로 고려한 것이다.

또한, 상기 주 어셈블리(24)에 장착된 상기 연주면(25)의 높이는 상기 지지대 고정 힌지(30)를 회전하는 최소한의 노력만으로 쉽게 조절될 수 있다.

더욱이, 어떠한 높이에서도, 상기 주 어셈블리(24)의 방향(attitude)은 도 4에 도시된 바와 같이, 로커 암/방향 고정 어셈블리(rocker arm/attitude lock assembly, 29)를 사용하여 조정될 수 있다. 상기 로커 암/방향 고정 어셈블리(29)는 상기 방향 고정체(attitude lock, 36)를 로커 암/방향 고정 어셈블리(29)의 내 부에 하우징되는 상기 로커 암(45)을 통해 상기 주 어셈블리(24)에 부착시키는데 사용되는 로커 암 지지대(34)를 포함한다. 상기 로커 암(45)은 상기 방향 고정 몸체(42)에 부착된 로커암 베어링(35) 상에 장착되며, 이로써, 상기 로커 암/방향 고정 어셈블리(29)가 풀림 상태에 있게 되면, 상기 주 어셈블리(24)가 자유롭게 회전될 수 있다.

상기 방향 고정체(36)는 래칫(ratchet, 37) 및 스프링(39)에 의해 고정위치를 유지하는 멈춤쇠(pawl, 38)를 포함한다. 지지핀들(bracing pins, 40)는 상기 스프링(39)을 상기 로커 암(41)의 회전축에 부착하는데 사용된다. 상기 핸들은 방향 고정 조절 피벗(attitude lock handle pivot, 44) 상에 힌지되며, 상기 멈춤쇠(38)를 상기 래칫(37)에 고정시키고 풀어주는 데 사용된다. 상기 전체 로커 암/방향 고정 어셈블리(29)는 상기 방향 고정 몸체(42)를 상기 지지대(27)에 단단히 부착시킴으로써 회전되는 것이 방지된다.

상기 핸들을 위로 당기는 것은, 상기 로커 암(41)에 단단히 고정된 주 어셈블리(24)의 자유로운 회전을 가능하게 하도록, 상기 멈춤쇠(38)가 상기 래칫(37)으로부터 풀리도록 한다. 상기 주 어셈블리(24)의 방향은 단순히 상기 방향 조정 고정체(attitude handle lock, 34)을 놓음으로써 선택된 위치에 고정된다. 이것은 상기 스프링(39)이 상기 멈춤쇠(38)를 상기 래칫(37)에 대해 고정위치로 당겨주는 것을 가능하게 한다. 이러한 설계(design)는, 상기 고정 메커니즘은 상기 방향 고정 핸들(43)을 위로 강하게 당기는 것에 의해서만 고정이 풀리게 되므로, 공연 중 뜻하지 않게 고정 메커니즘이 풀리게 되는 위험성을 최소화 한다.

연주자에게 가장 가까운 곳에 있는 주 어셈블리 새시(26) 상에 위치한 평형추(counterweight, 41)는, 상기 로커 암/방향 고정 어셈블리(29)가 풀리게 된 경우, 기본 세팅에 따라, 연주자를 향해 상기 주 어셈블리가 회전하게 되는 것이 가능해 진다. 상기 스프링(39)에 더하여, 이것은 상기 래칫(37) 및 상기 멈춤쇠(38)는 상기 메커니즘이 상기 고정위치에 있을 때, 완벽하게 맞물릴 수 있도록 해주며, 이로써, 상기 주 어셈블리(24)의 연주자를 향한 우발적인 회전 가능성이 제거된다.

또한, 상기 주 어셈블리(24)는, 상기 주 어셈블리(24)의 상기 연주자에서 가장 멀리 있는 부분을 단순히 밀어줌으로써 상기 연주자로부터 회전될 수 있음에도 불구하고, 상기 평형추(41)는, 연주자로부터 멀리 위치한 뮤지패드들(18)이 통상적인 연주 동안 두드려질 때 일어날 수 있는 것보다 더 큰 힘이 요구되도록 함으로써, 우발적으로 일어날 수 있는 회전의 위험성을 줄여준다.

상기 지지대(27)의 곡선 디자인(curved design)은, 격렬한 연주 간 본 발명에 필요한 움직임을 가능하게 하는 한편, 미적인 아름다움을 제공한다. 이것은, 보통 자유롭게 매달려 있는, 자연스러운 움직임에 의해 연주의 다이나믹한 표현을 가능하는 전통적인 스틸팬의 연주환경에 견주어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 주 어셈블리(24) 및 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)을 지지하는 역할과는 별도로, 상기 지지대(27)는, 상기 탈착가능한 커넥터 포드(connector pod, 28)을 통해, 본 발명의 기기에 미디 및 일반 네트워크에 접속 가능한 전력 구동 관(mains driven power)을 제공하는 도킹 스테이션 기능을 제공한다. 상기 커넥터 포드(28)를 통해 공급된 전력은 또한 상기 주 어셈블리 내부의 배터리를 충전시키는데 사용된다.

본 발명은 상기 커넥터 포드(28) 및 상기 주 어셈블리(24)를 분리시킴으로써, 상기 지지대(5) 없이 사용하는 것이 가능한다. 이것은 파니스트(pannist)가 다른 사용자 지지대 상에서 본 발명의 기기를 사용하는 것을 가능하게 하며, 전통 스틸팬과 같이, 스트랩(strap)을 사용하여 목으로 지지하거나 또는 적절하게 설계된 브레이스(brace)를 이용하여 몸통(torso)에 의해 지지되어 움직이는 완전히 포터블한 모드에서 연주하는 것을 지원한다. 이 때, 미디 신호들은 무선 미디 END 지지대(END Mounting Stand)를 사용함으로써 미디 사운드 모듈 및 사운드 시스템에 전송된다.

뮤지 패드들(2)은, 원하는 노트(desired note)를 생성하기 위한, 트리거 매커니즘(trigger mechanism)을 포함하는 면들, 즉 BEGIN 뮤지패드들(BEGIN Zunipads)이다. 상기 트리거 매커니즘들은 상기 뮤지패드들(18)이 적절한 크기의 말렛, 스틱 또는 다른 유사한 연주도구를 사용하여 연주될 때, 신호를 생성하는 전자 센서들이다. 상기 뮤지패드 센서들(29)은 손이나 손가락에 의한 임팩트 또한 감지한다. 상기 뮤지패드(18)의 상세한 디자인 및 레이아웃은 도 6 및 도 7에 도시되어 있다.

명확한 설명 및 편의를 위해, 뮤지패드(18) 링들은 배치되어 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 0에서부터 N_R-1까지 넘버링 되어 있다(이 때, N_R은 링들의 개수). 바람직한 실시예에서, N_R=3이며, 가장 바깥의 원은 Ring#0(46), 중간원은 Ring#1(47), 및 가장 내부의 원은 Ring#2(48)로 표시되어 있다.

또한, 뮤지패드들(18)은 Rxx 형태의 식별자(identifier)를 가지며, 이 때, R은 링 번호이며, xx는 0개에서부터 11개까지 범위의 정수인 두 자리의 디지트 넘버 코드이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 코드의 넘버들은 시계방향을 따라서 증가한다. 그러나, 반시계 방향으로 증가하는 것도 가능하다. 상기 식별번호들은, 따라서, Ring#0(46)에 대해서는, 000에서부터 011, Ring#1(47)에 대해서는 100에서부터 111, Ring#2(48)에 대해서는 200에서부터 211까지이다.

아래에 도시된 표 1은 4도권 및 5도권(the cycle of musical 4ths and 5ths) 레이아웃 및 반음계(chromatic) 노트 레이아웃에 각각 대응되는 뮤지패드들(18)에 대한 두 개의 노트 레이아웃들을 리스트한다. 상기 기본 레이아웃은 4도권 및 5도권을 따른다. 이러한 레이아웃들에서, 각각의 링은 사용자에 의해 선택된 옥타브에 할당된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 과학적 피치 표기법 내에서, 표준 옥타브 넘버 즉, 0옥타브, Cy에서 B0 부터 7옥타브, C7에서 B7까지 표기함에따라 옥바트 범위를 제공한다. C-note는 자동적으로 선택된 옥타브 음역에서 가장 낮은 음으로 세팅되고, 따라서, 각 링의 R00 뮤지패드(18)에 할당된다.

노트의 할당은 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)에 표시된 사용자 인터페이스 옵션들을 통해서 사용자에 의해 억세스될 수 있는 노트 할당 테이블(note allocation table)의 램(RAM)에 저장되며, 이로써, 연주자가 상기 임의의 설정들에 노트 레이아웃을 바꿀 수 있도록 한다.

Pad Number	Ring#0	000	001	002	003	004	005	006	007	008	009	010	011
	Ring#1	100	101	102	103	104	105	106	107	108	109	110	111
	Ring#2	200	201	202	203	204	205	206	207	208	209	210	211
Assigned Notes	4ths and 5ths	C	G	D	A	E	B	F^#	C#	A^b	E^b	B^b	F
Assigned Notes	Chromatic	C	C^#	D	E^b	E	F	F^#	G	A^b	A	B^b	B

도 7은 본 발명의 상기 뮤지패드(18)의 바람직한 실시예를 도시한 도면이다. 뮤지패드들(18)은 형상이나 윤곽에 있어서 다양하게 변형될 수 있다. 도 7a는 곡선 윤곽의 표면을 가지는 뮤지패드(18)의 바람직한 일 예의 탑 뷰(49)를 제공한다. 도 7b 및 도 7c는 각각 상기 바람직한 실시예의 정면 분해도 및 저면도이다.

상기 뮤지패드들(18)은 금속, 플라스틱 또는 다른 고체 합성물, 유리 나무, 또는 다른 고체재료로 만들어진 시트, 패널, 플레이트 또는 얇은 블록들로 만들어진 컨투어드 셸(contoured shell)인 뮤지패드 셸(53)에 부착된 뮤지패드 센서라고 불리는 전자 센서들(59)을 포함한다. 상기 뮤지패드 셸(53)은 임팩트 필터 패드(54)에 의해 상부면이 덮이며, 하부는 뮤지패드 프레임(52)에 부착된다.

상기 뮤지패드 셸(53)은, 후술하게 될, 본 발명의 프로세싱 회로에 의해 사용되는 개시신호를 생성하는 상기 뮤지패드 센서(59)에 충분한 에너지가 전달될 수 있도록 얇으면서 견고해야 한다. 뮤지패드 셸(53)의 재료 및 형상에 있어서 광범위한 다양성 그리고 센싱 기술의 광범위한 다양성은 상기 뮤지패드 센서(59)의 적절하고 신뢰할만한 트리거링을 보장한다. 상기 뮤지패드 셸(53)을 위한 0.63cm (0.25in)의 PVC 재료 및 상기 뮤지패드 센서(59)를 위한 세라믹 압전 변환기를 사용하는 프로토 타입은 매우 성공적이다.

상기 뮤지패드(18)의 상부면은 폼, 고무 또는 다른 적절한 재료로 만들어진 임팩트 필터 패드(54)로 덮힌다. 본 발명의 바람직한 실시예는 70에서 90의 Shore A 강도를 가질 수 있으며, 0.63cm(0.25인치) 이하의 두께를 가져야 한다. 상기 상부 면은 음악 사운드(musical sound)를 생성하기 위해 말렛으로 두드려지는 상기 뮤지패드(18)의 일부가 될 수 있다.

상기 임팩트 필터 패드(54)는 필요에 따라 생략될 수 있다. 생략되는 경우, 상기 연주 스틱 또는 말렛의 끝부분(tip)은 상기 뮤지패드(18)에 대한 충돌 소음(impact noise) 및 표면 데미지(surface damage)를 최소화 하기 위한 적절한 재료로 덮여야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 적절한 재료는 70에서 90 사이의 Shore A 강도를 가질 수 있다. 반드시 필요하진 않지만, 상기 임팩트 필터 패드(54)을 생략하는 것이, 연주자가 본 발명의 기기를 손 또는 손가락으로 연주하고자 하는 경우에, 본 발명의 기기를 더욱 민감하고 유용하게 해준다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 뮤지패드 셸(53)은 프레임, 즉 상기 뮤지패드 프레임(52)에 고정될 수 있다. 상기 프레임은 상기 뮤지패드(18)를 더욱 강화시키고, 이로써, 음악적 자극에 의한 변형에 대한 저항을 증가시키게 되며, 극도로 높은 압력을 가지는 환경에서 뜻하지 않게 센서들이 작동되는 가능성을 줄일 수 잇게 된다. 상기 뮤지패드(18)의 구조 및 그 구조에 사용되는 재료들은 상기 탑 림에서, 평균적인 사람에 의해 일반적으로 참을 수 있는 최대 음압 레벨(sound pressure level)인, 120 dBSPL 그리고, 음악 연주에서 나타나는 일반적인 범위인, 15Hz에서 15,000Hz범위의 주파수의 소리에 노출되었을 때, 외부 소리에 의해 상기 뮤지패드(18)가 작동되지 않아야 한다.

상기 뮤지패드 프레임(52)은 또한, 상기 연주면(25)의 구조에 의해 발행된 진동에 대한 뮤지패드(18)의 저항을 증가시킨다. 이것은 하나의 뮤지패드(18)가 상기 연주면(25)이 의도하지 않게 두드려졌을 때 또는 다른 뮤지패드가 두드려졌을 때, 의도하지 않게 작동될 수 있는 혼선(crosstalk)의 가능성을 줄인다. 뮤지패드(18)의 상기 연주면(25)의 구조적 진동에 대한 저항은 상기 뮤지패드 프레임(52)을 상기 뮤지패드 리세스(33)의 내부에 부착시키는 진동 흡수 마운트(55)을 사용함으로써 더욱 줄어들 수 있다.

도 7c는 상기 뮤지패드(18)의 하측에 부착된 뮤지패드 센서(59)를 도시한다. 각 뮤지패드(18)는 하나 또는 그 이상의 센서들을 가진다. 상기 패드들 상에 사용되는 상기 뮤지패드 센서들(59)은 충격 속도 및 힘을 측정할 수 있도록 다양하게 변형될 수 있다. 이러한 목적으로 사용될 수 있는 상기 센서들의 타입은 특히, 압전 소자, 홀(Hall), 응력 게이지(strain gage) 및 저항 센서들을 포함한다.

0 헤르츠까지에 대한 주파수 응답을 가지는 센서들은 일정한 압력이 상기 뮤지패드(18)에 가해질 때, 음 지속 효과(note sustain effect)를 가능하게 한다. 이것들은 횰 효과 센서, 응력 게이지 센서 및 플렉서블 저항 센서들과 같은 센서들을 포함한다. 상기 센서들은 작동에 DC 전력이 필요하다는 단점을 가지며, 그 결과, 전력 소모 및 배선이 증가된다. 압전소자들은 0 헤르츠까지에 대해 응답하지 않지만, DC 전력 필요 없이 높은 수준의 결과를 생성할 수 있다는 이점을 가진다. 이들은 또한 더 빠르게 응답한다는 장점을 가지며, 따라서, 일반적으로 퍼커시브 연주의 충돌 특성을 감지하는데 더욱 적합하다.

도 7c는 또한, 바람직한 실시예에 있어서, 상기 뮤지패드 프레임(52)에 장착된 상기 뮤지패드 인터페이스 전자 회로판(60)를 도시한다. 상기 전자 회로의 기능은 상기 뮤지패드 센서들(59)를, 임피던스 버퍼링을 제공하고, 필요한 기능을 필터하고 증폭시키는 본 발명의 다른 전자기기들과 인터페이스하는 것이다. 상기 뮤지패드 인터페이스 전자 회로판(60) 상의 뮤지패드 전자 회로의 디자인 및 복잡성은 사용되는 센서의 타입에 의존하여 달라질 수 있다. 그러나, 이러한 인터페이스 회로들의 설계 및 제작은 전자 시스템 설계 분야의 당업자에게 널리 알려져 있다.

예를 들어, 본 발명의 바람직한 실시예는 뮤지패드 인터페이스 전자 회로(60)를 구비하는 압전 센서들을 사용하며, 상기 뮤지패드 인터페이스 전자회로 각각은 상기 센서의 매우 높은, 전형적으로 100 메가옴 또는 그 이상인 임피던스를 후술할 프로세싱 회로(processing circuitry)의 낮은 임피던스 입력으로 매칭시키는 임피던스를 위한 FET(Field Effect Transistor) 소스 폴로어(source follower) 회로를 사용한다. 상기 소스 폴로어 설계는 전자 시스템 설계 분야의 당업자에게 잘 알려진 것이다. 도 7d에 샘플 회로가 도시되어 있다.

도 7d는 끝단(60f, 60g)에서 버퍼된 출력을 생성하기 위해, 하나의 뮤지패드 센서(59)가 입력단(60a, 60b)에 연결된 뮤즈패드 인터페이스 전자 회로(60)의 일부를 도시한다. 상기 회로는, 4117 JFET와 같은 낮은 손실(leakage)의 FET(60c) 하나를 소스 폴로어 구성에 사용한다. 게이트 저항(60d)는, 소스 저항(60e)을 통해 흐르는 전류는 접지 이상으로 상기 소스를 바이어스 하는 반면, 상기 게이트를 접지 전위(ground potential)로 바이어스 하며, 이로써 선형작동을 위해 요구되는 역 게이트-소스 바이어스를 얻게 된다. 상기 입력단(601, 60b)에서의 전압 파동(voltage fluctuation)은 상기 출력단(60f, 60g)에서 동일한 수준으로 나타나며, 이로써 하나의 회로에 하나의 이득을 주게 된다. 그러나, 상기 소스 저항(60c)은, 전형적으로 20 메가옴 에서 100메가옴 범위의 값을 가지는 게이트 저항(60d)의 저항값보다 훨씬 더 작은, 몇 키로옴 이하인 값을 가지기 때문에, 출력 임피던스는 압전 소자 트랜스듀서를 위해 설정된 전형적인 값보다 훨씬 더 작다. 상기 회로는 끝단(terminal, 60h)에 인가된 (+) DC에 의해 전력이 공급된다

다시, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 뮤지패드(18)를 사용자가 위에서 본 탑 뷰(49)를 도시하는 도 7a를 참조한다.

뮤지패드들(18)은, 상기 뮤지패드(18)의 다른 부분들이 두드려졌을 때, 상기 뮤지패드(18)에 의해 생기는 음의 음색이 조금씩 변하게 되는 더 실감나는 효과를 만들어내는 스트라이크 존(strike zone)의 배열을 구비한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 이러한 음색이 변화되는 특징은 세 개의 스트라이크 존을 이용함으로써 수행된다.

도 7a는 뮤지패드(18)의 바람직한 실시예에 의한 스트라이크 존(56,57,58)의 위치를 도시한다. 본 발명에서, 스트라이크 존은 눈에 보이도록 구분되는 것은 아니며, 도 7a에 표시된 영역들은 설명의 편의를 위한 것이다.

주 스트라이크 존(56)의 센서들은 상기 뮤지패드(18)의 중심에 위치한다. 나머지 스트라이크 존들은 원주 스트라이크 존들(circumferential strike zones, 57) 및 방사 스트라이크 존들(radial strike zones, 58)을 포함하는 보조 스트라이크 존들이라 부른다. 상기 원주 스트라이크 존들(57) 상의 센서들은, 상기 뮤지패드(18)가 배치된 환형의 섹터와 접하는 동심원들에 근접한, 상기 뮤지패드(18)의 말단들을 따라 배치된다. 상기 방사 스트라이크 존(58) 상의 센서들은 상기 뮤지패드(18)이 배치된 환형의 센터와 접하는 반지름(radial line)에 근접한, 상기 뮤지패드들의 말단들을 따라 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 뮤지패드(18)가 두드려질 때, 상기 주 스트라이크 존(56), 상기 원주 스트라이크 존(57) 및 방사 스트라이크 존(58)을 3개의 다성(three-note polyphony)으로 연주되는 별도의 뮤지패드들로써 취급함으로써, 음색의 변화 기능(variable timbre feature)이 제공된다. 가장 전통적인 스틸팬들에서 경험할 수 있는 음색 변화에 필적하기 위해, 상기 주 스트라이크 존(56)의 센서들이 상기 뮤지패드에 할당된 음을 개시하는데 사용되며, 반면에, 상기 원주 스트라이크 존(57)의 센서들은 상기 뮤지패드(18)에 할당된 것보다 한 옥타브가 높은 음을 개시하는데 사용되며, 상기 방사 스트라이크 존(58)의 센서들은, 상기 뮤지패드(18)에 할당된 음 보다 5도 높고 한 옥타브가 높은 음을 개시하는 데 사용된다. 상기 뮤지패드(18)에 할당된 음보다 5도 높고 한 옥타브가 높은 음의 기본 주파수는 상기 뮤지패드에 할당된 음의 3도화성(third harmonic)에 대응된다.

상기 음색 변경 옵션은 상기 뮤지패드 인터페이스 전기 회로(60)의 설계에 영향을 준다. 특히, 상기 뮤지패드 인터페이스 전자 회로(60)는, 도 7d에 도시된 것처럼, 상기 스트라이크 존들(56,57,58)의 각각에 독립적인, 세 개의 별도의 서브 회로들을 구비해야 한다. 도 7d에 도시된 회로는, 상기 출력단(60f,60g)에 대응되는 세 개의 독립된 버퍼된 출력들을 생성하기 위해, 하나의 스트라이크 존(56,57,58) 내에 있는 뮤지패드 센서들(59)의 병렬적 조합 또는 하나의 뮤지패드 센서(59)가 상기 입력단(60a,60b)에 연결된 상기 뮤지패드 인터페이스 전자 회로(60)의 일부를 구현한다.

과잉 접근(plethora approaches)은, 적절한 인스톨에 의한 상기 보조 스트라이크 존들의 센서들(28,29)의 민감도를 줄이는 것 또는 이러한 센서들에 의해 생성된 전기적 신호들의 감쇠를 포함하는, 상기 주 센서(27)의 지배를 위해 존재한다. 더 진보된 방법에 있어서, 실제 두드려진 위치는 상기 뮤지패드(18)의 다양한 센서들의 결과로부터 측정될 수 있으며, 이러한 정보는 상기 뮤지패드(18)에 의해 개시되는 여러 개 음의 구성음들의 상대적 레벨을 결정하는데 사용된다. 퍼지(fuzzy) 논리 알고리즘이 이를 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 주 센서에 의해 개시되는 음의 지배는 상기 작동 소프트웨어에서 두 개의 사용자 조절 파라미터들을 수행함으로써 얻어진다. 첫 번째는 상기 보조 스트라이크 존들(57,58)의 센서센서부터 측정되는 레벨에 적용되는 전역변수(global variable)인 상기 보조 센서 감쇠 팩터(Secondary Sensor Attenuation Factor, SSAF)이다. 두번 째는 상기 주 스트라이크 존(56)에 의해 생성된 음의 미디 노트 속도의 프랙션(fraction)으로써, 상기 보조 스트라이크 존들(57,58)의 센서들에 의해 개시된 the octave and third harmonic notes 의 최대 미디 노트 속도들을 나타내는 최대 보조 센서 속도(Maximum Secondary Sensor Velocity, MSSV)이다.

본 발명에 의한 상기 작동 소프트웨어는 상기 보조 스트라이크 존들(57,58) 내의 두개 세트의 출력들을 측정한다. 상기 두 개의 존들에서의 센서 출력들이 서로 10 내지 30 퍼센트 내인 경우, 이러한 센서결과 값들의 각각에 대응되는 저장된 변수들이 제로화 되며, 이로써, 효율적으로 상기 음색 변화 효과가 발생하지 않게 된다. 이와 달리, 더 작은 결과값을 가지는 센서에 대응되는 저장된 변수를 제로화 될 수 있다. 이러한 방법은, 상기 보조 센서들이 두드림으로 발생하는 대략적으로 같은 양의 에너지를 받은 경우, 상기 두 세트의 센서들에 의해 개시되는 음들이 모두 연주되지 않도록 하며, 따라서, 상기 보조 스트라이크 존들(57,58)의 주변에 상기 음색 변화 효과를 로컬라이징할 수 있다. 이것은 또한 상기 보조 스트라이크 존들(57,58)의 두개 세트의 센서들에 의해 개시되는 음들 중 하나 이하가 생성되도록 할 수 있다.

이어서, 상기 보조 센서 출력값들은 상기 최대 보조 센서 속도 및 상기 대응하는 미디 속도들에 의해 더해질 수 있다. 동시에, 상기 주 스트라이크 존(56)의 센서에 의해 생성된 음의 미디 속도가 결정된다. 만약 상기 주 스트라이크 존(56)에 의해 개시된 음의 속도에 의해 더해진 최대 보조 센서 속도(MSSV) 보다 상기 보조 스트라이크 존957,58)에 의해 개시된 음들의 미디 속도가 더 큰 경우에, 그들은, 자동으로, 상기 주 스트라이크 존 (56) 의 센서들의 속도에 의한 최대 보조 센서 속도(MSSV)의 더함에 의해 획득된 값으로 제한된다.

상기 음색 변경 기능은 자동적으로, 드럼 및 심벌즈와 같은 퍼커션 악기 보이스들뿐만 아니라 특수 효과를 위해, 할당된 모든 뮤지패드들에 대해 비활성화될 수 있다.

상기 음색 변경 특징은 더 숙련된 사용자들을 위한 것이지만, 음의 변조는 전통적인 어쿠스틱 스틸팬의 느낌에 더욱 가까이 필적하게 함으로써, 더 자연스러운 환경을 만들어주기 때문에 이것은 모든 사용자들에게 유익하다. 상기 다양한 스트라이크 존들(56,57,58)은 스틸팬 이외의 보이스들이 선택된 때에도 또한 연주의 자연스러운 특징을 향상시킨다.

상기 뮤지패드들(18)은 크기, 형상, 또는 색상이 변경될 수 있다. 그러나, 이하에 기술할 이유들 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 크기, 형상 및 크기의 물리적 특성들이 상기 연주면(25) 상의 노트들을 연주자가 잘 구별하는 것을 돕기 위하여 할당될 수 있다.

이에 따라, 피아노와 같은 건반악기(keyboard)에 있어서는, 건반들의 선형적 배치가 건반들의 확인 및 구별을 쉽게 하는 반면, 본 발명에 있어서 처럼, 동심원의 형태로 건반들이 배치되어 있을 때는 그렇지 못하다. 상기 원형의 배치는 특정 링의 시작 및 끝이 쉽게 구별되지 않기 때문에 건반들을 빠르게 확인하는 것이 힘들다. 게다가, 도 6에 도시된 바와 같이, 링의 원주는 상기 원주면(25)의 중심을 향하여 움직임에 따라서 줄어들고, 상기 뮤지패드(18)의 크기 또한, Ring#0(46)에서부터 Ring#1(47)을 지나 Ring#2(48)으로 감에 따라서 줄어들게 된다.

본 발명에 사용되는 모든 뮤지패드들(1)은 같은 크기일 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 뮤지패드들(18)의 형태, 색상 및 크기의 조합이 달라질 수 있으며, 이에 의해 파니스트(pannist)가 원형으로 배치된 건반들을 빠르게 구별해야 할 때 발생하는 혼란을 없앨 수 있도록 시각적 단서(visual cue)를 제공할 수 있게 된다.

전통적인 어쿠스틱 스틸팬에서처럼, 노트 피치(note pitch)에 따라서 상기 뮤지 패드들(18)의 표면 영역의 변화는 사용자에게 할당된 노트의 시각적 단서(visual cue)를 제공하는데 사용된다. 이로써, 낮은 음들의 뮤지패드들(18)은 크기에 있어서 높은 음들에 할당된 것들보다 더 크다. 본 발명의 전기적 특성 때문에, 상기 뮤지패드들(18)의 크기는, 전통적인 스틸팬의 경우에서와 달리, 정확하게 계산될 필요 없다. 게다가, 많은 수의 크기 변경이 실질적으로 줄어들 수 있으므로, 하나의 옥타브를 구별되는 크로매틱 클러스터(chromatic cluster)를 정수로 나누는 것에 의해, 제작 비용을 줄일 수 있다. 본 발명에 의하면, 상기 클러스터들은 반음계의 연속된 부분들(subset)을 형성하는 건반들의 그룹들에 의해 정의된다. 하나의 건반 사이즈는 각 크로매틱 클러스터에 할당될 수 있다.

건반 구별을 위한 시각적 단서(visual cue)의 제공에 관하여, 효율적인 적용에 요구되는 크로매틱 클러스터들의 수는 사용되는 실재 건반 레이아웃에 의존한다. 크로매틱 노트 레이아웃은, 각 링의 시작과 끝인 코드 넘버가 0 및 11 인 뮤지패드들을 제외하고는, 음계상으로 인접한 음들에 할당된 뮤지패드는 물리적으로도 인접할 것을 요구한다. 최소 12개의 다른 뮤지패드들(18)의 크기들이 상기 크로매틱 레이아웃을 위해 절대적으로 요구된다. 실질적으로, 최대 36개의 서로 다른 크기들이 3 개의 옥타브들을 구현하기 위해 필요하다.

반면, 시험결과는 본 발명의 기본 세팅인, 4도권 및 5도권 을 사용하는 레이아웃은, 네 개의 노트들의 세 크로매틱 클러스터에 기반하여, 세 개의 뮤지패드(18)의 크기만큼 효율적일 수 있다. 이러한 효율성은 두 개의 물리적으로 인접한 뮤지패드들(18)은 같은 크기를 가지지 않는다는 사실에 기인한다. 이로써, 모든 주어진 링에 있어서, C, C^#, D 및 E^b 음들에 할당된 모든 뮤지패드들(18)은 가장 큰 크기를 가지게 되며, E, F, F^# 및 G 음들에 할당된 모든 뮤지패드들(18)은 공통적으로 더 작은 크기를 가지게 되고, 그리고 G^#, A, B^b 및 B 음들에 할당된 모든 뮤지패드들(18)은 공히 가장 작은 크기를 가지게 된다.

또한, 노트 구별을 위한 상기 크기 변경 및 모양 변경 전략들은 색상/색조 구성의 변경에 의해 강화될 수 있다. 가장 논리적인 색상 구성은 음이 높아짐에 따라 더 낮은 색상을 사영하는 것이며, 하나의 음에 대해 하나의 고유 색상/색조 조합을 사용하는 것이다. 이러한 접근이 APHAMS 상의 모든 음들에 적용될 수 있으며, 이러한 경우에 최소한 36개의 색상/색조 조합들이 필요하거나 또는 하나의 링에 적용되는 색상 패턴을 모든 링들에 반복시키는 경우에, 12개의 색상/색조 조합이 요구될 수 있다.

또 다른 방법은, 개별적인 음들 대신에, 모든 크로매틱 클러스터 내의 모든 음들에 하나의 고유 색상이 할당하는 것이며, 같은 색 구성이 모든 링들에 반복되는 경우 최소 세 개의 색상들이 사용되며, 각각 세 개의 링들에 구별되는 색상 구성이 적용되는 경우 최대 9개의 구별되는 색상들이 사용된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 음 구별을 위한 단서(cue)를 시각적으로 제공하기 위해, 도 6 및 표 2에 도시된 바와 같이, 뮤지패드(18)의 물리적 속성들이 사용된다.

4도권 및 5도권을 사용하는 상기 뮤지패드들(18)에 음들이 할당된다. 음들은 편의상, CC0, CC1 및 CC2로 붙혀진 세 개의 크로매틱 클러스터들로 구분된다. 각 링에 있어서, 네 개의 음들(C, C^#, D, E^b)이 CC0에 할당되어 있으며, 그 다음 네 개의 음들(E, F, F^#, G)가 CC1에, 그리고 상기 옥타브의 마지막 네 개의 음들(G^#, A, B^b, B)가 CC2에 할당되어 있다. 뮤지패드들(18)에 이러한 음들이 할당되어 있는 것이 표 2에 자세히 나와 있다. 동일한 크로매틱 클러스터가 다른 모든 링들에 대해 적용될 수 있다.

상기 형상 및 색상의 동일하고 고유한 물리적 속성들이 실재 링의 위치에 상관없이 주어진 크로매틱 클러스터(CC0, CC1, CC2)에 적용된다. 게다가, 모든 크로매틱 클러스터내의 음들에 관련된 네 개의 뮤지패드들(18)은 그 크로매틱 클러스터와 관련된 동일한 형상, 크기 및 색상의 물리적 속성을 가진다. 그러나, 주어진 링에 있어서, 각 크로매틱 클러스터는 CC0에서부터 CC1을 통해 CC2로 갈수록 그 고유하고 구별되는 크기 속성이 단조롭게 감소될 수 있다. 또한, 모든 크로매틱 클러스터들에 있어서, Ring#0에서부터 Ring#2까지 그 크기가 단조롭게 감소한다.

Pad Number	Ring#0	000	001	002	003	004	005	006	007	008	009	010	011
	Ring#1	100	101	102	103	104	105	106	107	108	109	110	111
	Ring#2	200	201	202	203	204	205	206	207	208	209	210	211
Assigned Notes(4ths/5ths)		C	G	D	A	E	B	F^#	C^#	A^b	E^b	B^b	F
Chromatic Cluster		CC0	CC1	CC0	CC2	CC1	CC2	CC1	CC0	CC2	CC0	CC2	CC1

도 6을 다시 참조한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 뮤지패드들(18)은 다음과 같은 식을 사용하여 결정된 크기의 환형의 고유한 섹터들에 할당함으로써 크기가 정해진다.

α₀ + α₁ + α₂ = 90

및

ρ₀ + ρ₁+ ρ₂ = D/2

여기서, ρ₀,ρ₁및 ρ₂는 Ring#0(46), Ring#1(47) 및 Ring#2(4)에서 뮤지패드들(18)이 차지한 환(annuli)의 반지름 길이를 정의하는 각각의 반지름들을 나타내며, α₀는 CC0의 음들에 할당된 뮤지패드들(18)이 차지하는 환형 부분에 의해 정해지는 중심각이며, α₁은 CC1의 음들에 할당된 뮤지패드들(18)이 차지하는 환형 부분에 의해 정해지는 중심각미고, α₂는 CC2의 음들에 할당된 뮤지패드들(18)이 차지하는 환형 부분에 의해 정해지는 중심각이다. 이 파라미터들은 도 5에 자세히 도시되어 있다.

α₀, α₁및 α₂사이의 관계는 α₁= r₁₀α₀및 α₁= r₂₀α₀에 의해 정의되며, 이 때, r₁₀ 및 r₂₀은 음 주파수에 따라 선택되는 비율들이다. ρ₀, ρ₁ 및 ρ₂의 관계는 ρ₁=q₁₀ρ₀ 및 ρ₁=q₂₀ρ₀에 의해 정의되며, 이 때, q₁₀및 q₂₀은 음 주파수에 따라 선택되는 비율들이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 비율 r₁₀ 및 r₂₀은 r₁₀=r₂₀=2 1/3에 의해 결정되며, CC0, CC1 및 CC2와 같은 인접한 크로매틱 클러스터들 쌍에 할당된 음들의 평균 주파수들의 비율에 대응된다. 그리고, q₁₀=q₂₀=2에 의해 결정되며, Ring#0(46), Ring#1(47) 및 Ring#2(4)와 같은 서로 인접한 링들 쌍에 할당된 음들의 평균 주파수들의 비율에 해당한다.

리듬 퍼커션 악기들과 같이 한정된 음을 가지지 않는 합성된 보이스들을 위한 비쥬얼 큐들이 상기 관련된 뮤지패드(18)에 근접하게 이러한 보이스들, 예를 들어, 징, 박수, 드럼 세트등을 포함하는 특수 효과들을 대표하는 적절한 아이콘들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 박수 특수효과의 아이콘으로써 한쌍의 손 이미지를 사용할 수 있다. 이러한 아이콘들은 이동가능하며, 이로써, 상기 뮤지패드들(18)에 사용자가 퍼커션 악기들을 할당할 수 있는 것이 가능해진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 블록도를 도시하는 도 8을 참조하여 본 발명의 주 어셈블리 전자 회로(31)를 설명한다. 상기 블록도는 Gane-Sarson 표기법을 사용하여, 데이터 처리 프로세스들은 오블롱(oblong) 형상들에 의해 표시되며, 데이터 저장 영역들은 일측이 열린 사각형들(opend rectangles)에 의해 표시되며, 그리고 출력 인터페이스들은 폐직사각형들(closed rectangles)들에 의해 표시된다. 데이터의 이동은 화살표에 의해 표시된다. 도 8은 전자 회로의 높은 레벨의 대표적 구성요소들을 도시하였기 때문에, 필수적인 제어 정보만 표시하였다. 이에 의해, 상기 블록도는 Gane-Sarson 표기법으로부터 조금씩 달라질 수 있다.

도 8은 전자 회로를 도시함에 있어서 전통적인 방법으로 도시한 것은 아니지만, 전통적인 전자 회로도에 비해 본 발명의 전자적 하드웨어를 훨 씬 더 이해하기 쉽게 해준다. 도 8에 도시된 다양한 블록들은 전자공학 분야의 당업자에게 발명적 사상을 나타내진 않는다.

주 어셈블리 전자 회로(31)는 다음의 기능들을 제공한다. (1) 상기 뮤지패드(18) 및 풋 페달들(20,21)로부터 잘못된 출력들을 제거하기 위한 패드 신호 필터링, (2) 두드려지는 뮤지패드(18)의 패드 넘버의 실시간 확인, (3) 확인된 패드에 두드려진 힘의 실시간 측정, (4) 확인된 패드와 연관된 사용자 프로그램가능한 특성들의 리스트에 활성화된 뮤지패드들(18)의 패드 넘버들의 실시간 매핑, (5) 출력을 위해 필요한 미디 스트림 합성, (6) 상기 미디 스트림의 전송 (7) LEDA(22)의 의 활성, (8) 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)과의 인터페이스, (9) 본 발명의 적절한 작동을 위한 전반적인 시스템 관리 기능들이 그것이다.

본 발명의 상기 주 어셈블리 전자 회로(31)는 주 어셈블리 인터페이스 회로(63), 주 어셈블리 프로세서(68), 톤 뱅크 메모리(70)를 위한 시스템 작동에 요구되는 모든 메모리 구성들을 포함하는 시스템 메모리(71), 내부 신디사이저(synthesizer, 69), 상기 탑 레벨 스킴(1)의 존 뱅크 메모리 모듈(17)을 구현하는 톤 뱅크 메모리(70) 및 외부 인터페이스 모듈(72)로 구성된다.

상기 주 어셈블리 인터페이스 회로(63)는 상기 연주면(25) 상의 상기 뮤지패드들(18), 상기 프리셋 패드들(19) 및 페달들(20,21)로부터 입력을 위한 신호 조절 기능들을 제공하며, 상기 주 어셈블리 프로세서(68)로 입력으로써의 조절된 결과 신호를 제공한다. 앞서 언급한 신호 컨디셔닝 기능들은 이하에서 더 자세히 설명된다. 상기 주 어셈블리 프로세서(68)는 또한, 미디 유/무선 출력 신호들, 상기 LEDA(22)에 대한 시각적인 피드백 시스템 신호들, 및 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)의 디스플레이 신호들을 생성하기 위하여, 상기 미디 유/무선 포트들을 통해서 뿐만 아니라, 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)을 통해서 입력을 받는다.

각각의 뮤지패드(18)에 위치한 상기 뮤지패드 인터페이스 전자 회로(60)의 출력은, 착탈식 커넥터들을 이용하여 상기 주 어셈블리 전자 회로(31)에 직접적으로 연결되며, 이로써, 개별적인 뮤지패드들(18)의 교체 및 수리가 가능하게 된다. 상기 주 어셈블리 전자 회로(31)의 피크 감지 및 트리거 모듈(33)에 직접적으로 접속된다.

상기 피크 감지 및 트리거 회로(61)는 상기 뮤지패드들(18)의 센서들로부터 신호를 입력 받고, 관련된 패드가 두드려졌음을 알리기 위해 디바운스 및 블랭킹 로직 모듈(62)로 전송되는 트리거 펄스(trigger pulse)를 출력하며, 또한 상기 뮤지패드(18)에 두드려진 힘을 제공하기 위해, A/D 컨버터에 입력되는 신호 레벨의 피크를 출력한다.

각각의 뮤지패드(18)에 대해 세 개의 피크 감지 및 트리거 회로들(61)이 제공되며, 하나는 상기 주 스트라이크 존(56), 상기 원주 스트라이크 존(57) 및 상기 방사 스트라이크 존(5)의 센서들 각각의 그룹을 위한 것이다.

도 9는 그 설계 및 동작이 전자공학 분야의 당업자에게 널리 알려진 피크 감지 및 트리거 회로(61)를 구현하는 데 사용되는 기본적인 회로의 개략도이다.

각 뮤지패드(18) 상에 위치한 상기 뮤지패드 인터페이스 전자 회로(60)의 세 개의 아웃풋 중 하나는 상기 입력단들(61a,61b)에 연결된다. 상기 뮤지패드 인터페이스 전자 회로(60) 상에 생성된 (+) 전압들은 다이오드(61g)를 통하여 커패시터(61i)를 충전시킨다. 상기 다이오드(61g)는 충전을 가능하게 함으로써, 입력 소스의 전압이 상기 커패시터(61i)의 전압보다 떨어진 경우, 상기 커패시터(61i)에 저장된 것이 반대 방향으로, 즉 상기 입력 소스쪽으로 흐르지 않게 된다. 이와는 달리, 상기 뮤지패드에 의해 생성된 (-)전압들이 상기 커패시터(61i)를 방전시키지 않도록 한다. 따라서, 상기 다이오트(61g)및 상기 커패시터(61i)의 직력결합은 상기 커패시터가 피크 입력전압으로 충전되는 것을 가능하게 한다.

저항(61h)은 상기 커패시터가 상기 뮤지패드(18)의 다음 두드림 시에 방전되도록 한다. 이러한 저항의 저항값은 상기 커패시터가 50ms 안에 충분히 방전될 수 있도록 선택되며, 이로써, 상기 감지기(detector)가, 일반적인 드러머가 롤링할 수 있는 가장 빠른 스피드보다 더 빠른 것인, 1초에 20번의 두드림까지 발생하는 두드림들의 피크 값을 감지할 수 있도록 한다. 상기 50ms 주기는 또한 상기 A/D컨버터가 아날로그 피크값을 디지털로 변환하는데 충분한 시간이다. 상기 피크 값은 상기 출력단들(61c,61d)를 통하여 출력된다.

임팩트 후에 즉시 올라오는 정상적인 연주 모드에서, 상기 뮤지패드(18)는 하나의 두드림에 대해 감쇠 진동을 생성할 수 있다. 이러한 출력은 첫 번째 임팩트 후에 상기 뮤지패드(18)의 표면에 대한 바운스의 자연스러운 경향에 의해 생성될 수 있다. 사용자가, 상기 첫 임팩트 상에 즉기 상기 뮤지패드(18)에 대해 연주를 시도하려고 하는 몇몇 재생 모드들이 있다. 이러한 경우, 상기 출력 반응은 하나의 순간 펄스(transient pulse)일 수 있다.

상기 첫 번째 임팩트와 상기 피크 감지 및 트리커 회로(61)의 아웃풋에서의 피크 임팩트 힘을 나타내는 전압의 생성 사이의 지연시간을 최소화하기 위해, 상기 뮤지패드(18)의 센서들(59)은 상기 피크 감지 및 트리거 회로(61)에 상기 출력응답의 첫 번째 피크가 항상 양의 값이 되도록 하는 방법으로 연결된다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 뮤지패드(18)의 재료 및 구성은 이러한 응답이 스틱 임팩트 후에 25ms 이하의 시간안에 현저하게 감쇠되도록 해야한다. 또한, 하나의 두드림에 따르는 상기 출력응답에서의 후속하는 피크들은 20ms이하로 떨어져야 한다. 이러한 구체적인 시간들은 ㅅ사용자가 상기 연주 악기를 1초에 20번의 속도 또는 그 이하로 상기 뮤지패드(18)를 롤링할 때, 각각의 두드림들이 감지될 수 있도록 선택된다.

상기 커패시터(61f) 및 직렬저항(61j)은 상기 뮤지패드(18)의 두드림에 기인한 입력 신호에 있는 순간적인 피크를 강조하는 하이패스 필터를 구성한다. 상기 필터된 신호는 콤퍼레이터(comparator, 61m)의 하나의 암(arm)에 입력되고, 다른 하나에는 저항들(61L, 61k)에 의해 형성된 전위 분배 체인(potential divider chain)에 의해 생셩된 기준 전압이 입력된다. 따라서, 상기 콤퍼레이터 출력은 상기 필터된 입력 값들이 상기 기준 값을 넘어설 때 양의 펄스를 생성한다. 상기 트리거 펄스는 상기 출력단들(61e,61d)을 통해 출력된다.

상기 피크 감지 및 트리거 회로(61)의 상기 트리거와 상기 피크 감지 서브회로들 모두 상기 주 스트라이크 존(56)의 센서들을 위해 사용된다. 보조 스트라이크 조들(57,5)의 센서들을 위해, 상기 피크 감지 및 트리거 회로(61)의 트리거 회로는 사용되지 않는다. 그러나, 상기 피크 감지 및 트리거 회로(61)의 상기 피크 감지 회로는 상기 뮤지패드(18)가 두드려졌을 때, 이러한 센서들에 의해 출력되는 흥분값들(excitation levels)을 가리키기 위해 사용된다.

상기 디바운싱 및 블랭킹 로직 모듈(62)은 하나의 두드림에 따라 상기 센서들에 의해 생성되는 복합적인 펄스들의 파생효과를 제거함으로써, 두드림의 발생을 검증하는데 사용된다. 상기 디바운싱 및 블랭킹 로직(62)없으면, 이러한 복합적인 펄스들은 복수개의 두드림으로써 상기 주 어셈블리 전자 회로(31) 내에서 빠르게 프로세싱하는 회로들에 의해서 쉽게 잘못 해석될 수 있다. 이러한 모듈은 내재적으로 디바운스 능력을 가지지만, 그럼에도 불구하고, 이러한 스위칭 기술이 사용될 때는 기능을 하게 되는, 홀 효과 센서들과 같은 센서들에는 필요하지 않다. 상기 디바운스 및 블랭킹 로직(62)은 출력은 상기 주 어셈블리 프로세서(68)로의 입력을 위해 상기 패드 넘버를 인코딩하는 인코더 로직 모듈(66)로 전달된다.

상기 패드 넘버를 인코딩함과 동시에, 트리거 활성 신호가 상기 디바운스 및 블랭킹 로직(62)에 의해 상기 A/D 컨버터 선택 및 트리거 로직 모듈(65)로 출력된다. 상기 모듈은 상기 A/D컨버터 배열(64)에서 데이터 변환 프로세스를 시작하기 위한 신호를 출력한다. 상기 배열은 상기 아날로그 피크 높이값을 디지털 신호로 바꾸기 위해 상기 디바운스 및 블랭킹 로직(62)에 의해 선택되는 A/D컨버터를 포함한다. 이러한 정보는 상기 주 어셈블리 프로세서(68)로의 입력을 위한 A/D 컨버터 배열의 A/D컨버터 출력 데이터에 인코딩된다.

인터럽트 생성 로직(67)은 각각의 데이터 변환 사이클들을 위해 상기 A/D 컨버터 배열(64) 내의 모든 A/D 컨버터들을 모니터링 하며, 상기 인코더 로직 모듈(66)의 출력으로부터 두드려졌음이 확인된 상기 뮤지패드(18) 에 억세스 하기 위해, 그리고 상기 A/D 컨버터 배열(64) 내의 상기 A/D컨버터로부터 두드림이 증폭된 값을 타내는 대응되는 디지털 신호들을 읽기 위해 상기 주 어셈블리 프로세서(68)로 신호를 보낸다.

상기 인터럽트 발생 로직(67)은 상기 A/D 컨버터 배열(64) 내의 A/D컨버터의 변환 완료 출력 플래그로부터 신호를 획득하며, 상기 주 어셈블리 프로세서(68)에 인터럽트 요청을 발생시킨다. 상기 프로세서는 활성화된 상기 뮤지패드(1), 프리셋 패드(19) 또는 페달(20,21)을 확인하기 위해 그리고, 필요에 따라 상기 뮤지패드(18)의 피크 출력값 또는 페달(20,21)의 출력에 대응되는 데이터 값들을 읽어내기 위해 프로그램되어 있다.

상기 주 어셈블리 프로세서(68)가 상기 A/D 컨버터 배열(64) 내의 선택된 A/D 컨버터의 출력값을 읽어낸 후, 상기 A/D 컨버터 배열(64) 내의 A/D 커버터의 변환 완료 출력 플래그를 삭제하는 인터럽트 생성 로직(67)에 알림 신호를 보낸다. 이어서, 상기 외부 인터페이스 모듈(72)을 통해, 상기 I/O 포트 인터페이스(5)에 연결된 적절하게 구성된 미디 장치들로 미디 커맨드를 전송한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 I/O 포트 인터페이스(5)는 유/무선의 미디 포트를 포함할 수 있다.

상기 생서된 미디 스트림은, SD 또는 SM 카드, 또는 USB 메모리와 같은 탈착식 메모리에 구현되는 톤 뱅크 메모리(70)에 의해 사용되는 내부 합성 모듈(69)에 보내질 수 있다.

본 발명의 I/O 포트(5)는 미디 표준, USB, Firewire 및 이더넷(Ethernet) 프로토콜을 사용하는 외부 장치에 연결되는 것을 지원한다. 무선 미디 또한 가능하다. 이러한 내재적인 특징들은 미디 통신에서의 최상의 유연성을 가능하게 할 뿐 아니라, 미디 시퀀스와 톤 뱅크들뿐만 아니라, 순회 연주자들을 위한 소프트웨어 및 펌웨어 업그레이드까지 가능하게 한다. 특히, 소프트 웨어 및 펌웨어 업그레이드 기능은 본 발명의 기기가 미디 MA(MIDI Manufacturing Association)에 의해 출판되는 새로운 미디 프로토콜에 적응하는 것을 가능하게 한다.

부수적인 사항들을 제외하고는, 상기 주 어셈블리 프로세서(68)는 상기 뮤지패드들(18)에서와 비슷한 방식으로 페달들(20,21)로부터 입력받는 동작을 수행한다. 특히, 연속적인 아날로그 출력을 가지는 페달들(20,21)을 위해 상기 출력들은 상기 A/D 컨버터 배열(64) 내의 A/D 컨버터로 직접적으로 전송된다. 예를 들어, 이것은 이러한 출력들이 가능하고 볼륨 제어가 가능한 페달들(20,21)에 적용될 수 있다.

또한, 상기 피크 감지 및 트리거 모듈(61)의 피크 감지 회로는 그 설계게 전자 설계 분야의 당업자에게 널리 알려진 논-인버팅 유니티 이득 버퍼(non-inverting unity gain buffer)로 교체될 수 있다. 상기 버퍼의 출력은 상기 페달(20,21)이 볼륨 제어 또는 피치 휠로써 사용될 때, 페달의 활성을 알리기 위해 A/D 컨버터 배열(64)에 연결된다. 상기 피크 감지 및 트리거 모듈(61)의 트리거 회로는 페달의 이격에 따라 기준 프리셋 포인트를 상기 페달이 지나게 되었음을 시그널링 하는 트리거 출력을 제공한다. 이러한 포인트는 도 9에 도시된 저항들(61k, 61L)에 의해 형성되는 포텐셜 디바이더 네트워크에 의해 세팅되는 기준 값에 의해 결정된다.

부수적인 사항들을 제외하고는, 상기 주 어셈블리 프로세서(68)은, A/D 컨버터 배열(64)과 연결이 없거나 또는 상기 피크 감지 및 트리거 모듈(61)의 피크 감지 회로가 없는 경우를 제외하고, 상기 뮤지패드(18)에서와 비슷한 방식으로 상기 프리셋 패드들(19)로부터 입력받는 동작을 수행한다. 상기 피크 감지 및 트리거 모듈(61)의 상기 트리거 회로만이 상기 프리셋 패드(19)의 두드림이 발생되었음을 알려주는데 사용된다.

상기 LEDA(22)는 상기 주 어셈블리 프로세서(6)에 의해 전송되는 미디 데이터 스트림 출력을 입력받는 LEDA 제어 모듈(73)에 의해 작동한다. 활성화된 상기 LEDA(22)의 특정 발광 장치의 선택은 상기 미디 스트림에 포함된 노트 정보(note information) 및 상기 뮤지패드들(18)을 음들에 매핑시키는 상기 뮤지패드(18)의 사용자 프로로그램 설정으로부터 결정된다. 상기 미디 스트림 소스는, 진단 모드(diagnostic mode)인 경우에는 상기 뮤지패드들(18)에 의해 생성되는 때문에, 내부적일 수 있으며, 또는 튜터 모드인 경우에는 유/무선의 미디 네트워크 상의 다른 미디 장치에 의해 생성되기 때문에, 외부적일 수 있다.

상기 주 어셈블리 인터페이스 회로(63) 내의 로직 모듈들은 FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), ASIC(Application Specific Intergrated Circuits), 또는 내부 프로세서 배열들을 포함하는 디지털 전자 공학을 사용하여 구현될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 피크 감지 미치 트리거 모듈(61) 및 상기 A/D 컨버터 배열(64)을 제외하고, 상기 주 어셈블리 프로세서(68) 뿐만 아니라, 상기 주 어셈블리 인터페이스 회로(63)의 모든 기능을 수행하는 프로세서 코어들을 구비하는 FPGA를 사용할 수 있다. 이로써, 합리적인 비용으로 낮은 지연시간을 가지는 프로세싱 속도가 가능하게 된다.

도 10에 도시된 상기 주 어셈블리 프로세서(68)의 소프트웨어 데이터 흐름도(74)는 Gane-Sarson 표기법을 사용하여, 데이터 처리 프로세스들은 오블롱(oblong) 형상들에 의해 표시되며, 데이터 저장 영역들은 일측이 열린 사각형들(opend rectangles)에 의해 표시되며, 그리고 출력 인터페이스들은 폐직사각형들(closed rectangles)들에 의해 표시된다. 데이터의 이동은 화살표에 의해 표시된다.

도 1 내지 도 3에 도시된, 탑 레벨 스키마(1)의 상기 활성 페달 검증 및 확인 프로세스(8), 상기 활성 뮤지패드 검증, 확인 및 레벨 감지(9), 그리고 상기 활성 프리셋 검증 및 확인(10)은 도 10에 도시된 주 어셈블리 프로세서 소프트웨어 데이터 흐름도(74) 내의 연주면 인터럽트 조절 프로세스(75)에서 구현된다.

탑 레벨 스키마(1)의 상기 미디 스트링 빌더 프로세스(11)는 도 10에 도시된 상기 주 어셈블리 프로세서 소프트웨어 데이터 흐름도(74) 내의 미디 커맨드 발생기(79)에 의해 직접적으로 구현된다.

탑 레벨 스키마(1)의 상기 내부 합성 프로세스(13)의 소프트웨어 구성요소들은 도 10에 도시된 내부 합성 프로세스(88)에 의해 구현된다.

탑 레벨 스키마(1)의 시스템 제어 및 환경설정 프로세서(12)의 다양한 태스크들은 도 10에 도시된 주 어셈블리 프로세스 소프트웨어 데이터 흐름도(46)의 시스템 제어 프로세스(86), I/O 인터페이스 프로세스(87), 프리셋 로드 프로세스(77) 및 LEDA 제어 프로세스(84)에 분산되어 수행된다.

도 1에 도시된 미디 데이터 레코드 및 재생 프로세스(14)의 다양한 태스크들은 도 10에 도시된 레코드 및 재생 프로세스(81) 및 미디 타이머 프로세스(80)에 의해 수행된다.

탑 레벨 스키마(1)의 환경설정 데이터 스토리지는 도 10에 도시된 주 어셈블리 프로세서 소프트웨어 DFD(46)의 시스템 세팅 메모리(85), 프리셋 환경설정 메모리(76), 뮤지패드 환경설정 메모리(78) 및 I/O 포트 환경설정 메모리(3)에 분산되어 수행된다. 도 1에 도시된 탑 레벨 스키마(1)의 상기 톤 뱅크 메모리(17) 및 상기 노래 뱅크 메모리(15)는 도 10에 도시된 주 어셈블리 프로세서 소프트웨어 데이터 흐름도(46)의 톤 뱅크 메모리(70) 및 노래 뱅크 메모리(2)에 의해 직접적으로 실현된다.

상기 연주면 인터럽트 조절 프로세스(75)는 상기 주 어셈블리 전자 회로(31) 내의 상기 인터럽트 생성 로직(67)에 의해 활성화된다. 이것은 상기 연주면(25) 상의 상기 뮤지패드들(18) 또는 프리셋 패드들(19)로부터 새로운 데이터의 유효성을 시그널한다. 상기 인터럽트를 받았을 때, 상기 연주면 인터럽트 조절 프로세스(75)는 상기 인코더 로직(66)에 의해 표현되는 데이터를 이용하여 상기 프리셋 패드들(19) 또는 상기 뮤지패드들(18)로써 상기 인터럽트의 소스를 확인한다. 상기 인터럽트를 사용하는 것은 패드 두드림의 빠르고 신뢰성 있는 캡쳐 및 프로세스를 가능하게 한다.

프리셋 패드(19)로 상기 인터럽트의 소스가 확인되면, 상기 활성화된 패드의 넘버가 사익 인코더(38)로부터 출력되는 프리셋 넘버 데이터로부터 획득된다.

뮤지패드(18)로 상기 인터럽트의 소스가 확인되면, 상기 연주면 인터럽트 핸들러(75)는 주 어셈블리 전자 회로(31) 내의 상기 인코더 로직(66)으로부터 출력되는 뮤지패드 넘버 데이터를 읽음으로써 두드려진 노트를 확인한다. 그 후, 상기 ADC 배열(64)의 출력을 읽음으로써 상기 노트의 레벨을 샘플링한다. 이어서, 주 어셈블리 전자 회로(31) 내의 인코더(38)로부터 출력되는 페달(20,21)의 넘버 데이터를 읽음으로써 디프레스되는 페달의 넘버를 획득한다. 마지막으로, 상기 원주 스트라이크 존(57) 및 상기 방사 스트라이크 존(58)에 대응하는 뮤지패드(18)의 보조 센서들로부터의 출력을 읽어낸다.

이러한 데이터 모두는 상기 미디 커맨드 생성 프로세스(79)와 통신되어 진다.

상기 미디 커맨드 생성(79)은 상기 뮤지패드 환경설정 메모리(78) 내의 현재 환경설정 데이터를 이용하는 연주면 인터럽트 핸들러(75)로부터 전송되는 정보에 기반하여 미디 커맨드 데이터 스트림을 구성한다. 이 영역의 데이터는, 특히, 음, 보이스, 미디 채널, SSAF 및 MSSV를 포함하는 노트 특성들의 사용자 특정 할당에 각 뮤지패드(18)를 매핑하는 프로그램 가능한 매트릭스로써 지정된다. 음색 변경, 코드 및 다중 보이스 세팅과 같은 기능들 또한 상기 미디 커맨트 생성(79)을 구성한다.

상기 뮤지패드 환경설정 저장 메모리(78)는 상기 프리셋 로더 프로세스(77) 또는 상기 시스템 제어 프로세스(86)으로부터 데이터를 받는다. 상기 시스템 제어 프로세스(86)는 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔로부터 입력된 사용자 입력에 기반하여 상기 뮤지패드 환경설정 저장 메모리(78)에 데이터를 저장한다. 상기 시스템 제어 프로세스는 또한 사용자에 의해 결정된 각 넘버링 된 프리셋을 위한 프리셋 환경설정 데이터와 함께 상기 프리셋 환경설정 메모리(76)를 차지한다. 상기 프리셋 로더 프로세스(77)는 상기 연주면 인터럽트 핸들러(75)로부터 전송된 프리셋 넘버 정보에 대응하는 프리셋 환경설정 메모리(76) 내에 저장된 뮤지패드(18)의 데이터를 읽어내며, 상기 뮤지패드 환경설정 메모리(78)에 데이터를 쓴다. 이로써, 자동화되고 다이나믹한 시스템의 재 환경설정이 가능해진다.

미디 커멘트 데이터 스트림들은 I/O 인터페이스 프로세스(87)로 전송되며, I/O 인터페이스 프로세스(87)는 이러한 미디 커맨드들을 상기 I/O 포트 인터페이스(5) 내의 하나 또는 그 이상의 채널들을 통해 전송한다. 상기 I/O인터페이스 프로세스(87)의 역할은 사용자에 의해 선택된 출력 채널을 통해 전송하기 위해 상기 미디 스트림을 포맷하는 것이다. 상기 I/O 인터페이스 프로세스(87)로부터 출력된 미디는 상기 내부 합성 프로세스(88) 또는 LEDA 컨트롤러 프로세스(84)로 보내진다. 상기 I/O 인터페이스 프로세스(87)은, 사용자에 의해 선택된 미디-인 및 미디 아웃-채널 넘버들을 확인하고, 그리고 상기 내부 신디사이저(69) 및/또는 상기 LEDA(22)를 disable 할지 여부를 결정하기 위해, 상기 I/OI 포트 환경설정 메모리(83)에 있는 정보를 사용한다.

상기 LEDA 컨트롤러 프로세스(84)는 상기 연주면(25) 상의 각각의 발광 장치(22)의 온/오프 상태를 제어한다. 상기 LEDA 컨트롤러 프로세스는 상기 I/O 인터페이스 프로세스(87)를 통해 상기 연주면(25) 또는 상기 현재의 미디-인 포트로부터의 입력을 받는다. 상기 LEDA 컨트롤러는 상기 시스템 세팅 메모리(85)로부터 동작 상태를 획득한다. 상기 동작 상태는 활성 상태, 온/오프 여부, 튜터 모드인지 진단 모드인지, 그리고 미디 데이터 스트림의 소스가 내부의 것인지 상기 활성화된 미디 포트를 통한 외부의 것인지 여부를 포함한다.

상기 시스템 컨트롤 프로세스(86)는 본 발명의 현재 환경설정 세팅을 입력하고 표시하기 위해 상기 제어 콘솔 메뉴 매니저를 사용한다. 상기 제어 콘솔 메뉴 매니저 프로세스(89)는 인터랙티브한 디스플레이 및 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23) 상의 사용자 입력을 제어한다. 본 발며으이 바람직한 실시예에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 이하에서 설명할 메뉴 구조에 기반한 페이지(page)를 구현한다.

상기 레코드 및 재생 프로세스(81)는, 사용자에 의해 활성화되었을 때, 상기 노래 뱅크 메모리(82) 내의 미디 타이머 프로세스(80)로부터, 타임 스탬프 정보에 따라 미디 스트림 데이터를 조정한다. 상기 노래 뱅크(82)에 저장되어 있는 노래들은 상기 I/O 인터페이스 프로세스(87)을 통해 재생되기 위하여, 상기 레코드 및 재생 프로세스(81)에 의해 독출될 수 있다. 상기 I/O 인터페이스 프로세스(87)는, 상기 연주면(25) 상의 뮤지패드들(18)로부터 사용자에 의해 생성된 새로운 미디 스트림 데이터와 함께 상기 레코드 및 재생 프로세스(81)로부터의 미디 스트림 재생을 혼합할 수 있다. 이로써, 사용자는, 예를 들어 반주로써 연주될 수 있는 비트 트랙 을 lay down할 수 있다. 상기 미디 타이머 프로세스(80)는 사익 내부 합성 프로세스(88)를 통해 메트로놈으로써 사용될 수 있다.

상기 레코드 및 재생 프로세스(81)는 상기 노래 뱅크(82)로부터 미디 시퀀스 리듬을 읽어내는데 사용될 수 있다. 이에 따라, 상기 노래 뱅크(82)는 네개의 섹션들; (a) 사용자에 의해서 생성되거나 또는 후술할 사용자가 다운로드한 시퀀스들을 젖아하는 사용자 프로그램 노래 스토리지; (b) 사용자 프로그램 노래 스토리지와 유사하게 동작하지만 특히 리듬 패턴들을 확인하는 사용자 프로그램 리듬 스토리지; (c) 사용자에 의해 삭제될 수 없고 미리 정해진 시퀀스들이 저장되어 있는 APHAMS 노래 스토리지; 및 (d) 사용자에 의해 삭제될 수 없고 미리 정해진 리듬 시퀀스들이 저장된 APHAMS 리듬 스토리지로 나누어질 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상기 전자적 하드웨어 및 소프트웨어 서브 시스템들은 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)에 표시되는 시스템 메뉴를 통해 억세스될 수 있는 다양한 기능들을 수행할 수 있게 한다.

본 발명에 의한 사용자 선택 옵션들의 전형적인 리스트를 제공하는 표 3, 표 4 및 표 5를 참조한다. 바람직한 실시예에 있어서, 이러한 옵션들은 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(23)에 표시되는 메뉴에 기반한 페이지로써 구현된다.

상기 메뉴는 다음과 같은 구조를 사용하여 표현된다.

Item 1{Item a {Item I, Item II}, Item b}

여기서, 계층적으로 상위에 있는 메뉴 아이템의 서브메뉴들은 대괄호들로 묶여있다. 볼드체로 표시된 메뉴 아이템들은 메뉴 구조 내에서 어디에서든 상위 메뉴 아이템으로써 실행이 가능하며, 따라서, 독립적으로 억세스가 가능하다. 예를 들어, Item a 및 Item b는 Item 1의 서브 메뉴들이며, Item a는 서브메뉴 Item I 및 Item II를 포함한다.

상기 메뉴에서 사용자가 새로운 카테고리를 넣고 싶을 때, 스타팅 포인트로써 현재 세팅이 디스플레이된다. 선택을 저장하거나 캔슬하기 위해 ‘EXIT’ 프롬프트가 표시될 수 있다(available ?). 만약 ‘CANCEL’이 선택되는 경우, 워낼 저장되어 있는 값들이 복구된다. 이는 모든 메뉴 아이템들에 공통되며, 표 3 내지 5에 표시되지는 않았다. 사용자로부터, 기본적으로 10초로 세팅되어 있는, 미리 정해진 시간 동안 입력이 없는 경우, 메뉴로부터 빠져나올 수 있는 기능이 제공된다. 모든 메뉴 구성들은, 전원이 꺼질 때, 비휘발성 메모리에 저장된다.

또한, 상기 메뉴 구조에 표시되며, Ring#0(46), Ring#1(47), 또는 Ring#2(48), 또는 모든 링들을 통시에 선택함으로써, 특정 링에 대해 나타나는 모든 적합한 세팅들의 적용을 가능하게 하는 ‘RING SELECT’ 서브메뉴 아이템이 제공된다. 이로써, 각각의 링들이 고유의 음악적 범위(musical range) 또는 보이스를 가지도록 서로 다른 특징들을 구현하도록 할 수 있다.

상기 메뉴 구조의 상위 레벨은 네 개의 메인 그룹 옵션; (a) PLAYING SURFACE, (b) TONES, (c) SYSTEM CONFIGUREATION, 및 (d) RECORD/PLAYBACK을 제공한다.

상기 연주면 메뉴 아이템은 네 개의 서브 메뉴들; RING_SELECT, RANGE, LAYOUT 및 SAVE TO PRESET을 가진다.

‘RING SELECT’ 서브 메뉴에서 ‘ALL’이 선택된 경우, ‘RANGE’ 서브메뉴는 사용자가 전체 악기에 있어서 가장 낮은 음을 세팅할 수 있도록 한다. 이것은 000 뮤지패드(18)에 할당된다. 안쪽의 링들 상의 음들은, Ring#1에는 한 옥타브 높게, Ring#2에는 두 옥타브 높게 자동으로 세팅 된다. 상기 서브메뉴는 C0,C1,C2,C3,C4,C5,C6 또는 C7 중 어느 하나에 해당하는 모든 여덟 개의 옥타브들을 구비한다. ‘RING SELECT’ 서브메뉴에서 개별 링들이 선택되는 경우, ‘RANGE’ 서브메뉴는 선택된 링에서의 가장 낮은 음을 세팅한다. 본 발명에 있어서, 이는 항상 ‘R00(R은 링 넘버)’ 뮤지패드(18)에 대응되는 ‘C’음이 된다.

‘LAYOUT’ 서브메뉴는 노트 레이아웃 스타일을 선택할 수 있게 한다. 4ths and 5ths, chromatic 및 custom이 선택될 수 있다. 사용자 설정은 각각의 뮤지패드(18)에 임의의 음을 할당할 수 있도록 하며, 고유음은 0에서 8까지의 옥타브 넘버 및 C에서 B까지의 음에 의해 특정된다.

‘SAVE TO PRESET’ 서브메뉴는 사용자가 복수개의 실재 및 가상 프리셋들의 하나에 상기 ‘PLAYING SURFACE’ 메뉴내에 현재의 세팅들을 저장할 수 있도록 한다. 사용자는 가상 또는 실재 프리셋 버튼, 패드 또는 페달의 어느 하나에 대응되는 프리셋 그룹 및 프리셋 넘버를 선택해야 한다.

상기 ‘TONES’ 메뉴 아이템은 합성된 보이스들 뿐만이 아니라 본 발명의 코드, 다중 보이스 및 음색 생성 기능들에 빠르고 직접적으로 접근할 수 있도록 해준다. 상기 ‘TONES’ 메뉴의 ‘RING SELECT’ 서브메뉴는 하나 또는 모든 링들에 선택된 ‘TONES’ 메뉴의 옵션이 적용될 수 있도록 한다.

상기 ‘VOICE’ 서브메뉴는, 표 4에 리스트 된 제네럴 미디 지정(General MIDI Designation)으로써, 미디 패치 명과 코드들에 억세스할 수 있도록 한다. 모든 새로운 보이스 선택은 관련되는 링 또는 링들에 대해 할당된 채널 상의 미디 장치로 미디 패치 변경 커매드를 보내는 소프트웨어를 동작시키게 된다. 상기 서브 메뉴는 제너럴 미디 표준에 지정된 그룹들(피아노, 크로마틱 퍼커션, 오르간, 기타, 베이스, 스트링, 앙상블, 금관 악기, 리드 악기, 파이프 악기, 합성 리드(lead), 합성 패드, 합성 효과들, 에스닉(ethnic), 퍼커시브, 사운드 효과)에 의해 표준 GM 보이스 선택을 리스트 한다.

또한, 사용자는 ‘STEELPAN’ 서브메뉴를 선택하여 표준 스틸팬 레인지들 중 하나를 선택할 수 있다. 본 발명의 가장 심플한 실시예에 있어서, 이러한 아이템에서 리스트된 옵션들 중 어느 하나를 선택하는 것은 보이스를 제네럴 미디 스틸 드럼, 미디 코드 115, 4ths and 5ths 및 가장 낮은 음은 테너 - C4, 더블테너 - C3, 더블 세컨 - C3, 기타 - C2, 첼로 - C2, 콰드러파닉(quadraphonic) - C2, 테너 베이스 - C1, 식스-베이스 - C1과 같이 세팅한다. 이로써, 어쿠스틱 스틸팬의 에뮬레이션 및 합성을 위한 신속한 환경설정이 가능해진다.

비슷한 음역의 어쿠스틱 스틸팬들은 재생되는 음색에 있어서 다소 다른 점이 있다. 예를 들어, 네터 베이스는 식스 베이스에서 공통적으로 구현되는 음들은 식스 베이스에서 만큼 강조하지 않는다. 따라서, 동일한 미디 보이스가 모든 음역에서 사용되는 경우, 전통적인 악기의 합성은 다소 단점이 있을 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 이러한 문제들은 각 스틸팬 악기의 더욱 정교한 내부 합성을 통해서, 또는 많은 상업적인 미디 신디사이저들에서 유용한 피쳐 샘플링을 사용함으로써 해걸된다.

‘DRUM’ 서브메뉴의 선택은 제네럴 미디 드럼에 할당되는 채널 10 상에 커맨드를 보낸다. 바람직한 실시예는 표 5에 도시된 드럼/퍼커션을 위한 뮤지패드들을 할당한다.

사용자는 ‘VOICE’ 메뉴를 사용하여 집적적으로 미디 코드들을 입력할 수 있으며, 이로써, 사용자는 GM 패치 맵과는 다르게 매핑된 미디 장치들을 사용할 수 있게 된다. 많은 미디 사운드 모듈들은 관련된 미디 뱅크 넘버를 특정함으로써 억세스될 것을 요구하며, 사용자는 ‘SYSTME CONFIGURATION’ 메뉴 하에서 ‘MIDI’ 서브메뉴 아이템을 통해 이렇게 할 수 있다.

‘CHORDS’ 서브메뉴는 사용자가 코드 옵션을 온/오프 할 수 있도록 한다. 온인 경우, 선택된 링들은 싱글 스틱 코드 플레이로 설정되며, 이로써 관련된 링 내의 각 뮤지패드들은 두드려졌을 때 할당된 코드를 연주한다.

‘MULTI-VOICE’ 서브메뉴는, 하나의 뮤지패드가 두드려졌을 때, 사용자가 동시에 두개 또는 그 이상의 보이스들을 연주할 수 있게 해준다. 활성화된 경우, 사용자는 상기 ‘VOICE’ 서브메뉴로부터 필요한 보이스들을 선택할 것이 요구된다.

‘TIMBRE’ 서브메뉴는 사용자가 본 발명의 음색 변조 기능을 활성화시키거나 또는 비활성화시킬 수 있도록 하며, 상기 보조 스트라이크 존들(28,29) 내의 센서들에 의해 개시되는 음들의 레벨을 결정하는 SSAF 및 MSSV 파라미터들을 조정할 수 있게 한다.

‘SAVE TO PRESET’ 서브메뉴는, 사용자가 여러 개의 실재 및 가상 프리셋들의 하나에 현재의 관련된 세팅들을 저장할 수 있도록 한다. 사용자는 상기 가상/실재의 프리셋 버튼들, 패드들, 또는 페달들의 하나에 대응되는 프리셋 그룹 및 프리셋 넘버를 선택해야 한다.

‘SYSTEM CONFIGURATION’ 메뉴는 사용자가 본 발명의 일반적인 특징들을 세팅할 수 있도록 한다. 이것은 풋 페달들(20,21), leda(22), 합성 장치, 미디, 제어 및 디스플레이 콘솔(23) 및 상기 메뉴를 위한 세팅들을 포함한다.

‘PEDALS’ 서브 메뉴는 사용자가 상기 풋 페달들(20,21)에 볼륨 제어, 댐프 효과, 피치 벤드, 곡읜시작 또는 끝부분에서 리듬 시퀀스들의 변경을 위한 리듬 제어, 또는 프리셋 스위치와 같은 기능들을 할당할 수 있게 해준다.

‘MIDI-SET’ 서브메뉴는 미디 포스 및 채널 넘버들을 셋업하게 한다. 채널 넘버들은 미디 커맨드가 보내질 외부 미디 장치를 특정지을 수 있다. ‘RING SELECT’ 서브메뉴는 하나 또는 모든 링들에 선택된 ‘MIDI_SET’ 서브메뉴 옵션들을 적용할 수 있도록 해준다.

‘IN-CHANNEL’ 서브메뉴는 본 발명의 채널 넘버를 세팅하는 데 사용된다. 이것은, 상기 발광 장치의 배열들을 위한 미디 커맨드들의 입력을 위해 듣는 채널 넘버이다.

‘OUT_CHANNEL’ 서브메뉴는 본 발명에 의해 미디 정보가 전송되는 채널 넘버들을 선택할 수 있게 해준다.

‘BANK’ 서브메뉴는 사용자가 현재 연결되어 있는 미디 장치 내의 미디 뱅크를 특정할 수 있도록 해준다. 이로써, 외부 미디 장치들 의 제조자 특정 톤들 및 특징들에 억세스할 수 있게 된다.

‘PORT’ 서브메뉴는 미디 통신을 위해 사용되는 포트를 선택할 수 있도록 한다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 미디 통신은 표준 미디, 이더넷, Firewire 또는 USB를 통해 수행될 수 있으며, 외부 미디 장치에 실제로 연결되어 있는 모든 포트들을 사용자에게 알려준다.

‘LEDA’ 서브 메뉴는 사용자가 상기 LEAD(22)를 활성화시키거나 또는 비활성화시킬 수 있도록 해주고, 튜터 모드 또는 진단 모드와 같은 동작 모드를 선택할 수 있게 해주며, 그리고 상기 발광 장치들의 배열에 미디 입력을 하기 위한 소스 채널을 선택할 수 있게 해준다. 후자는 본 발명의 기기이거나 또는 외부 미디 장치이다.

‘SYNTHESIS’서브메뉴는 본 발명의 외부 미디 신디사이저 또는 내부 신디사이저의 선택을 가능하게 한다. 또한, 신디사이저 톤 뱅크의 선택 및 업데이트를 간으하게 한다. 업데이트는 메모리 카드 또는 미디를 통핸 외부 소스로부터 획득될 수 있다.

‘DISPLAY’ 서브메뉴는 제어 및 디스플레이 콘솔(23)의 백 라이트 및 명암을 조절할 수 있게 해준다.

‘MENU TIMEOUT’ 서브메뉴는 사용자가 메뉴 디스플레이의 타임아웃 시간을 설정할 수 있도록 한다. 상기 시간이 지나게 되면, 상위 레벨의 메뉴 스크린이 표시된다.

‘SOFTWARE UPDATE’ 서브메뉴는 향상된 펌웨어 및 소프트웨어를 사용자의 컴퓨터로부터 다운받을 수 있도록 한다.

‘RECORD/PLAYBACK’ 메뉴는 본 발명에 의한 악기에 저장된 미디 시퀀스의 레코딩 및 재생을 가능하게 해준다.

‘STATUS’ 서브메뉴는 다른 서브메뉴들에서 선택된 메뉴아이템들의 레코딩 또는 재생을 시작하게 한다. 네 개의 비트가 요구되는 액션의 시작을 지시하는 선택된 템포에 주어진다.

‘SONG’ 서브메뉴는 저장된 미디 노래들에 억세스할 수 있도록 한다. 각각의 노래들은 그룹 명 또는 넘버 및 노래 명 또는 넘버에 의해 식별될 수 있다. 이 서브메뉴에 리스트된 노래들은 본 발명의 노래 메모리에 영구적으로 저장된 것들이다.

‘USER SONG’ 서브메뉴는 본 발명의 노래 메모리 또는 외부의 메모리 카드에 사용자에 의해 저장되고 기록된 미디 노래들에 억세스할 수 있도록 한다.

‘RECORD’서브메뉴는 본 발명에 의한 기기가 연주될 때, 사용자에 의해 생성된 또는 원격의 소스로부터의 미디 시퀀스들을 저장할 수 있도록 한다. 'SOURCE' 서브메뉴는 사용자가, APHAMS, 외부 카드 스토리지 또는 상기 'MIDI_SET' 메뉴의 'IN_CHANNEL'에 의해 특정 되어야 하는 어드레스의 외부 소스로부터, 레코딩을 위해, 미디소스를 선택할 수 있게 해준다. ‘DESTINATION’ 서브메뉴는 사용자가, 나중에 상기 ‘USER SONG’ 서브메뉴를 통하여 억세스할 수 있도록 상기 레코딩을 저장할 사용자 메모리 내의 위치를 선택할 수 있도록 한다.

‘RYTHEM’ 서브메뉴는 편리하게 그룹핑 되어 있으며, 미디 노래들로써 저장된 다수의 리듬들 중 하나를 편리하게 선택할 수 있도록 해준다.

‘TEMPO’ 서브메뉴는 사용자가 레코딩 및 재생을 위한 템포를 특정할 수 있도록 한다.

‘METRONOME’ 서브메뉴는 메트로놈 기능을 온/오프 하는데 사용된다.

본 발명을 특정한 바람직한 실시예들과 연관지어서 설명하였으나, 본 발명에 내재되어 있는 발명의 사상은 이러한 특정한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 명백한, 특정 동작 조건들 및 동작 환경들에 맞추기 위하여 변경될 수 있는 변형예들 또는 변경들을 포함하여, 다양한 다른 변형예들이 본 발명의 구성에 적용될 수 있으며, 그리고 본 발명은 설명을 목적으로 하여 선택된 예들에 한정되지 않는다.

반면에, 본 발명의 기술적 사상은 이하의 청구항의 범위에 포함될 수 있는, 진정한 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는 모든 다른 실시예들, 변형예들, 및 그에 대한 균등물들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

(도면참조부호)

1 : 탑 레벨 스키마(Top Level Schema)

2 : 연주면 입력 섹션(Playing Surface Inputs Sections)

3 : 주 작동 프로세스(Main Operational Processes)

4 : 추가 인터페이스들(Additional Interfaces)

5 : I/O 포트 인터페이스(I/O Ports Interface)

7 : 사운드 모듈 출력 인터페이스(Sound Module Output Interface)

8 : 활성 페달 검트 및 확인 프로세스(Activated Pedal Validation & ID process)

9 : 활성 뮤지패드 검증, 확인 및 레벨 감티 프로세스(Activated muzi-pad validation, ID and Level Detection process)

10 : 활성 프리셋 검증 및 확인 프로세스(Activated Preset Validation & ID process)

11 : 미디 스트링 컴파일러 프로세스(MIDI String Compiler Process)

12 : 시스템 제어 및 환경설정 프로세스(System Control and Configuration process)

13 : 내부 합성 프로세스(Internal Synthesis process)

14 : 미디 데이터 레코드 및 재생 프로세스(MIDI Data Record & Playback process)

15 : 노래 뱅크 메모리(Song Bank Memory)

16 : APHAMS 환경설정 메모리(APHAMS Configuration Memory)

17 : 톤 뱅크 메모리(one Bank memory)

18 : 뮤지패드(Muzi-pad)

19 : 프리셋 패드(Preset pads)

20 : 지속 페달(Sustain Pedal)

21 : 댐프 페달(Damp Pedal)

22 : 발광 장치/LEDA(Light Emitting Device/LEDA)

23 : 컨트롤 및 디스플레이 콘솔(Control & Display Console)

24 : 주 어셈블리(Main Assembly)

25 : 연주면(Playing Surface)

26 : 주 어셈블리 새시(Main Assembly Chassis)

27 : 지지대(Mounting Stand)

28 : 커넥터 포드(Connector Pod)

29 : 로커 암/방향 고정 어셈블리(Rocker Arm/ Attitude Lock Assembly)

30 : 지지대 고정 힌지(Mounting Stand Locking Hinge)

31 : 주 어셈블리 전자 회로(Main Assembly Electronic Circuit)

32 : 컨트롤 및 디스플레이 콘솔 리세스(Control & Display Console Recess)

33 : 뮤지패드 리세스(Muzi-Pad Recess)

34 : 로커 암 지지대(Rocker Arm Support)

35 : 로커 암 베어링(Rocker Arm Bearing)

36 : 방향 고정체(Attitude Lock)

37 : 래칫(Ratchet)

38 : 멈춤쇠(Pawl)

39 : 스프링(Spring)

40 : 브레이싱 핀(Bracing Pin)

41 : 평형추(Counterweight)

42 : 방향 고정 몸체(Attitude Lock Body)

43 : 방향 고정 핸들(Attitude Lock Handle)

44 : 방향 고정 핸들 피벗(Attitude Lock Handle Pivot)

45 : 로커 암(Rocker Arm)

46 : Ring#0

47 : Ring#l

48 : Ring#2

49 : 평면도(Top View)

50 : 정면 분해도(Exploded Front View)

51 : 저면도(Bottom View)

52 : 뮤지패드 프레임(Muzi-pad Frame)

53 : 뮤지패드 셸(Muzi-pad Shell)

54 : 임팩트 필터 패드(Impact Filter Pad)

55 : 진동 흡수 마운트(Vibration Absorbing Mount)

56 : 주 스트라이크 존(Primary Strike Zone)

57 : 원주 스트라이크 존(Circumferential Strike Zones)

58 : 방사 스트라이크 존(Radial Strike Zones)

59 : 뮤지패드 센서(Muzi-pad Sensors)

60 : 뮤지패드 인터페이스 전자 회로판(Muzi-Pad Interface Electronic Circuit Board)

60a : 뮤지패드 인터페이스 전자 회로 신호 입력단(Muzi-Pad Interface Electronic Circuit Input Signal Terminal)

60b : 뮤지패드 인터페이스 전자 회로 입력 접지단(Muzi-Pad Interface Electronic Circuit Input Ground Terminal)

60c : 뮤지패드 인터페이스 전자 회로 FET(Muzi-Pad Interface Electronic Circuit FET)

6Od : 뮤지패드 인터페이스 전자회로 게이트 저항(Muzi-Pad Interface Electronic Circuit Gate Resistor)

6Oe : 뮤지패드 인터페이스 전자회로 소스 저항(Muzi-Pad Interface Electronic Circuit Source Resistor)

6Of : 뮤지패드 인터페이스 전자 회로 신호 출력단(Muzi-Pad Interface Electronic Circuit Output Signal Terminal)

6Og : 뮤지패드 인터페이스 전자회로 출력 접지단(Muzi-Pad Interface Electronic Circuit Output Ground Terminal)

6Oh : 뮤지패드 인터페이스 전자 회로 전원 공급단(Muzi-Pad Interface Electronic Circuit Power Supply Terminal)

61 : 피크 감지 및 트리거 회로(Peak Detector & Trigger Circuitry)

61a : 피크 감지 및 트리거(Peak Detector & Trigger Input Signal Terminal)

61b : 피크 감지 및 트리거 입력 신호 접지단(Peak Detector & Trigger Input Signal Ground Terminal)

61c : 피크 감지 신호 출력단(Peak Detector Output Signal Terminal)

61d : 피크 감지 및 트리거 출력 접지단(Peak Detector & Trigger Output Ground Terminal)

61e : 트리거 회로 신호 출력단(Trigger Circuit Output Signal Terminal)

61f : 트리거 회로 하이 패스 필터 커패시터(Trigger Circuit High Pass Filter Capacitor)

61g : 피크 감지 다이오드(Peak Detector Diode)

61h : 피크 감지 방전 저항(Peak Detector Discharge Resistor)

61i : 피크 감지 충전 커패시터(Peak Detector Charge Capacitor)

61j : 트리거 하이 패스 필터 저항(Trigger High pass Filter Resistor)

61k : 트리거 회로 하부 전압 분배 레지스터(Trigger Circuit Lower Potential Divider Resistor)

61L : 트리거 회로 상부 전압 분배 저항(Trigger Circuit Upper Potential Divider Resistor)

61m : 트리커 회로 콤퍼레이터(Trigger Circuit Comparator)

62 : 디바운스 및 블랭킹 로직(Debounce and Blanking Logic)

63 : 주 어셈블리 인터페이스 회로(Main Assembly Interface Circuit)

64 : A/D 컨버터 배열(Analog to Digital Converter Array/ ADC Array)

65 : A/D 컨버터 선택 및 트리거 로직(ADC Select and Trigger Logic)

66 : 인코더 로직(Encoder Logic)

67 : 인터럽트 생성 로직(Interrupt Generator Logic)

68 : 주 어셈블리 프로세서(Main Assembly Embedded Processor)

69 : 내부 신디사이저(Internal Synthesiser)

70 : 톤 뱅크 메모리(Tone Bank Memory)

71 : 시스템 메모리(System Memory)

72 : 외부 인터페이스 모듈(External Interface Module)

73 : LEDA 컨트롤(LEDA Control)

74 : 주 어셈블리 프로세서 소프트웨어 데이터 흐름도(Main Assembly Embedded Processor Software Data Flow Diagram)

75 : 연주면 인터럽트 핸들러(Playing Surface Interrupt Handler)

76 : 프리셋 환경설정 메모리(Preset Configuration Memory)

77 : 프리셋 로더 프로세스(Preset Loader Process)

78 : 뮤지패드 환경설정 메모리(Muzi-pad Configuration Memory)

79 : 미디 커맨드 생성 프로세스(MIDI Command Generator Process)

80 : 미디 타이머 프로세스(MIDI Timer Process)

81 : 레코드 및 재생 프로세스(Record & Playback Process)

82 : 노래 뱅크(Song Bank)

83 : I/O 포트 환경설정 메모리(I/O port Configuration Memory)

84 : LEDA 컨트롤러 프로세스(LEDA Controller Process)

85 : 시스템 세팅 메모리(System Settings Memory)

86 : 시스템 컨트롤 프로세스(System Control Process)

87 : I/O 인터페이스 프로세스(I/O Interface Process)

88 : 내부 합성 프로세스(Internal Synthesis Process)

89 : 컨트롤 콘솔 메뉴 메니저 프로세스(Control Console Menu Manager Process)

Claims

연주자와의 인터페이스에 있어 전통 어쿠스틱 테너 스틸팬의 강화된 에뮬레이션(emulation)을 제공하는 미디 장치(MIDI device)에 의해 원하는 음들을 생성하기 위하여 복수개의 적절한 크기의 말렛(mallet), 스틱, 또는 다른 유사한 연주도구들을 이용하여, 뮤지패드들(muzi-pads)인, 복수개의 고유하게 구성된 다중 음 활성 트리거 매커니즘 면들을 두드림으로써, 잘 정의된 톤 및 노트 피치를 생성하는 전자 장치(electronics)를 사용하는 것에 특징이 있는 타악 화성 음악 합성 장치로써,

필요한 변경을 가하여 그 형상의 변경이 가능한, 바람직하게는 오목한 형상을 가지는, 오목한 반구면의 연주면을 포함하며, 주 어셈블리 새시 상에 장착되는 주 어셈블리 - 이 때, 상기 연주면은, 링 마다 다수개의 뮤지패드들을 가지고, 어레이 마다 다수개의 링들을 가지는, 동심의 링들에 물리적으로 배치된 뮤지패드들의 다수의 배열을 포함하며 - ;

주 어셈블리 인터페이스 회로, 주 어셈블리 프로세서, 톤 뱅크 메모리를 위한 시스템 작동 세이브에 요구되는 모든 메모리 구성들을 포함하는 시스템 메모리, 내부 신디사이저, 톤 뱅크 메모리 모듈에 의해 실현되는 톤 뱅크 메모리 및 외부 인터페이스 모듈을 포함하는 주 어셈블리 전자 회로;

발광 장치 어레이(LEDA)를 포함하는 발광 장치를 구비하는 복수개의 뮤지패드들 - 이 때, 상기 각각의 뮤지패드는, 직접적으로, 또는 근접하게 부착된 상기 발광 장치를 가지며 - ;

상기 복수개의 뮤지패드 어레이, 복수개의 풋 페달들, 복수개의 외부 입력들 및 적어도 하나의 컨트롤 및 디스플레이 콘솔로부터 입력을 받으며, 미디 출력 힌호들, 상기 발광 장치 어레이를 위한 제어 신호들 및 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔의 디스플레이 신호들을 출력하기 위해 상기 입력들을 사용하는 전자 회로(electronic circuitry);

보조 전력 공급 및 휴대성을 위한 적어도 하나의 충전식 배터리 유닛;

복수의 전위차계 또는 볼륨 제어 또는 피치 벤드 휠과 같은 기능을 용이하게 하도록 페달 위치에 따른 연속적으로 변경되는 전압 출력을 측정하는 다른 적합한 기술을 이용하여, 생성된 사운드의 조정(modulation)을 위한 복수의 풋 페달들 - 이때, 상기 복수개의 풋 페달들은 상기 페달들이 언제 소정의 지점을 지나도록 눌리게 되는지를 지시하는 쓰레숄드 전위를 확인하여 스위치로써 사용될 수 있으며, 상기 쓰레숄드 값은 상기 페달들의 이격 거리의 반이 되는 지점에 대응되며 - ; 및

주 전력을 공급하는 도킹 스테이션 기능을 제공하며, 착탈식 커넥터 포드를 통해 상기 장치가 미디 및 일반 네트워크에 접속할 수 있도록 하는 적어도 하나의 지지대(mounting stand) - 이때, 상기 커넥터 포드를 통해 공급된 전력은 상기 주 어셈블리 내의 상기 적어도 하나의 배터리 유닛을 충전하는 데 사용될 수 있는 - 를 포함하는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 뮤지패드들은,

음들(notes)의 생성을 개시하는 데 사용되는 통합 전자 장치(electronics)를 구비하는 면들이며, 적어도 하나의 뮤지패드 프레임, 적어도 하나의 뮤지패드 셸 및 공기 중의 소스들 및 구조체의 소스들로부터 음파적으로 고립되도록 함으로써, 상기 뮤지패드 전자장치가 의도하지 않게 작동되는 리스크를 줄이는 복수개의 진동 흡수 마운트들을 포함하고, 그리고 적어도 세 개의 동심의 링들 내에 배치되며, 링 마다 적어도 12개의 뮤지패드들이 배치되는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

언제든지 음계(musical scale)의 인접한 부분을 스패닝(spanning)하는 적어도 세개의 옥타브들이 제공하는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

언제든지 음계(musical scale)의 인접한 부분을 스패닝(spanning)하는 적어도 세개의 옥타브들이 제공되며, 사용자에게 조옮김 기능(transposition facility)을 제공함으로써, 사용자가, 상기 연주면 상의 각 링들 내에, 가장 낮은 주파수음을 특정할 수 있도록 하여, 적어도 하나의 링에 특정 옥타브를 할당할 수 있도록 하는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 연주면은,

적어도 7.5인치(19.1cm)부터 10인치(25.4cm)인 최대 깊이, 적어도 18인 치(45.72cm)부터 26인치(66.04cm)인 너비를 가지는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

사용자에 의해, 기본적으로 세팅된 4도권 및 5도권에서 각 뮤지패드의 상기 음들을 임의로 할당함으로써 상기 음들의 레이아웃을 사용자 설정할 수 있도록 하는 상기 뮤지패드들에 의해 생성되는, 음들의 배열에 대한 재구성이 가능한 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

사용자가 적어도 두개의 구별되는 합성된 보이스들에 동시에 억세스하고 동시에 리드(lead) 및 배경음(background)을 연주할 수 있도록, 사용자에 의해, 각각의 링에 별도의 보이스들을 할당할 수 있는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

복수개의 임팩트 필터 패드들이 없을 때는, 사용자가 고감도 세팅(high sensitivity settings)에서 사용자가 복수의 손가락들로 연주할 수 있도록, 또는 상기 복수개의 임팩트 필터 패드들이 있을 때는, 사용자가 저감도 세팅(lower sensitivity settings)에서 복수개의 팬 스틱을 이용하여 연주할 수 있도록, 상기 복수의 뮤지패드들 상에 있는 상기 복수의 임팩트 필터 패드들의 제거 또는 유지(retention)를 가능하게 함으로써, 감도가 변화될 수 있는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

복수개의 음들이 동시에 연주될 수 있도록, 적어도 10개의 다성음(ten-note polyphony)을 지원하는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 뮤지패드들은,

상기 복수의 뮤지패드들 각각에 할당된 음들에 대한 시각적 단서(visual cue)를 제공하기 위하여, 크기, 색상 및 형상의 물리적 속성들이 필요에 따라 변경 가능하며, 동심의 원들 내에 배치된, 복수의 원하는 음들을 생성하기 위해, 상기 복수의 뮤지패드들이 두드려지는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 연주면은,

나무, 플라스틱, 섬유유리, 합성물 및 금속을 포함하는 재료들로 구성될 수 있으며, 강도 및 경도를 증가시키기 위해 리브(rib) 및 바튼(batten)을 포함하는 구조적 지지 메커니즘에 의해 강화되는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

각각의 상기 뮤지패드들이 상기 뮤지패드에 할당된 모든 노트 피치(note pitch)에서 보이스들의 조합을 개시할 수 있도록, 다중 보이스 기능을 제공하는 타 악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

적어도 하나의 상기 뮤지패드들 각각이 상기 뮤지패드에 할당된 모든 보이스에서 음들(notes)의 조합을 개시할 수 있도록, 다중 노트 또는 코드 기능을 제공하며, 상기 음들(notes)은 상기 뮤지패드에 할당된 코드(musical chord)의 일부인 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

사용자가, 상기 뮤지패드의 중심부분이 두드려질 때 생성되는 것보다 좀 더 강한 부분음을 가지는 사운드들을 생성하기 위해 상기 뮤지패드의 서로 다른 부분들을 두드림으로써, 연주하는 동안 음색의 변화를 만들 수 있도록, 상기 각각의 뮤지패드 상의, 주 스트라이크 존 및 보조 스트라이크 존들을 사용하며, 상기 부분음들의 레벨은 사용자가 설정가능하며, 상기 옥타브 및 상기 뮤지패드에 할당된 피치의 3성화음에 대응하는 피치들을 가지는, 동시에 생성되는 음들로부터 비롯되는 것인 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

댐프, 유지, 볼륨 제어 및 피치 휠(pitch wheel)과 같은 효과를 선택하기 위해, 사용자에 의해 프로그램가능하며, 연주하는 동안 페달을 사용함으로써 사용자 가 환경설정을 바꿀 수 있도록 하는 프로그램 가능한 프리셋으로써 기능할 수 있는 복수의 컨트롤 페달들(control pedals)을 포함하는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

0헤르츠에 대한 주파수 응답을 가지는 센서들을 사용함으로써, 사용자가 단순히, 상기 음의 사운드 효과가 필요한만큼 오랫동안, 상기 뮤지패드에 말렛 또는 스틱으로 누르는 것에 의해 유지 효과(sustain effect)를 간으하게 하는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 다수의 뮤지패드들이 0헤르츠에 대한 주파수 응답을 가지는 다수의 센서들을 구비하며, 상기 다수의 뮤지패드들에 가히잰 압력 레벨을 변경함으로써, 최초 두드림에 의해 음이 개시된 후 음의 레벨을 변경하는 애프터터치(aftertouch) 기능을 제공하는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 뮤지패드 각각은 상기 뮤지패드의 연주면 상에 배치된 발광 장치를 구비하며,

상기 발광 장치는, 외부 소스로부터 유입되는 미디 시퀀스, 상기 장치에 저장된 미디 시퀀스, 또는 상기 장치가 연주될 때 생성되는 미디 시퀀스로에 의해 결 정된 것에 따라, 각각의 뮤지패드들이 두드려져야 할 때, 발광함으로써 음악 교육이 가능한 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 지지대는,

사용자의 요구에 따라 상기 장치의 인체공학적 조절을 간으하게 하는 로커 암/ 방향 고정 어셈블리(rocker arm/attitude lock assembly)를 구비하는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지지대는,

주 구동 전력 및 착탈식 커넥터 포드를 통한 상기 장치에 대한 미디 및 일반 네트워크 접속을 용이하게 하는 도킹 스테이션 기능을 제공하며,

적어도 하나의 재충전식 배터리 유닛 및 무선 미디 통신을 제공함으로써, 상기 장치를 스트램을 사용하여 목에 매거나, 적절하게 설계된 브레이스를 이용하여 몸통에 매고 움직이거나, 완벽하게 휴대가능한 상태에서 연주하는 것을 가능하게 하는 타악 화성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

물리적 모델 합성(physical model shythesis) 또는 웨이브 테이블 합성(wave table synthesis)을 사용하여, 모든 미묘한 차이를 포함하는, 스틸팬의 정확한 합성을 위해, 적어도 하나의 톤을 사용자가 설정할 수 있는 기능을 제공하는 타악 화 성 음악 합성 장치.
제 1 항에 있어서,

복수의 실재 프리셋 터치 패드들을 포함하되, 상기 복수의 프리셋 패드들에 미리 선택되어 있고 할당된 한 세트의 기능들을 구현하도록 하는 작동 소프트웨어를 트리거하며,

상기 장치는, 상기 컨트롤 및 디스플레이 콘솔 상의 가상 프리셋 패드들을 구현할 수 있되, 상기 가상 프리셋 패드들은 다수의 기능들을 선택하는 데 사용되는 타악 화성 음악 합성 장치.