KR20200019316A - 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건반의 타건에 따른 소리의 출력시점 및 출력시간 대비 엘이디의 발광시점 및 발광시간을 보정하여 이질감을 개선하고, 소리의 출력에 대응하여 엘이디의 발광세기를 조절하여 샘여림을 표현하기 위한 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법에 관한 것이다.
또한, 연주자의 타건을 입력받는 타건 입력단계와 연주자가 건반을 타건할 때의 강도를 산출하는 타건 검출단계와 타건된 건반에 대응하는 음의 소리 크기를 타건 강도에 맞춰 출력하는 소리 출력단계와 출력된 소리의 전파 속도를 고려하여, 타건된 건반의 엘이디를 발광시키는 발광 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법{led control method of the light-emitting indicator keys for digital piano}

본 발명은 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건반의 타건에 따른 소리의 출력시점 및 출력시간 대비 엘이디의 발광시점 및 발광시간을 보정하여 이질감을 개선하고, 소리의 출력에 대응하여 엘이디의 발광세기를 조절하여 샘여림을 표현하기 위한 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 취미생활이나, 연주를 위해 접하는 악기로써, 피아노가 가장 대중적으로 알려져 있으며, 피아노를 가르쳐 주기 위한 교육시설도 매우 많이 설립되어 있다.

반면, 피아노를 배우기 위한 학생과 이를 가르치기 위한 선생이 직접적으로 오프라인상에서 교육을 실시하기에는, 정해진 교육 시간에만 교육이 실시될 수 있으며, 교육비에 대한 부담이 큰 문제점이 있었다.

특히, 기본적인 타건에 대한 교육이 끝난 이후에는 교육시간의 대부분이 학생(이하, 연주자)이 악보를 보면서 각 음계에 해당되는 건반을 타건하며 반복적으로 연습을 실시하는 것으로 구성되어 있다.

이에 따라, 한국등록특허 제10-1064195호 "교육용 피아노"와 같이, 피아노 건반에 엘이디(LED)를 설치하며, 연주자가 악보를 보며 건반을 타건할 때, 시각적으로 도움을 받을 수 있도록 하기 위한 기술이 개발되었다.

또한, 연주자가 미리 타건할 건반의 엘이디를 발광시키는 기술과 함께, 연주자가 타건한 건반의 엘이디를 발광시켜 연주자가 본인의 타건을 시각적으로 확인할 수 있는 기술도 개발되었다.

반면, 종래의 엘이디 발광 건반은 건반의 타건 강도와 관계없이 단순히 건반의 타건에 따라 온오프되는 스위치 또는 디지털로 온오프 제어되도록 구성되어 연주자가 본인의 타건에 따른 시각적인 피드백을 정확하게 받을 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 시각적으로 전달되는 발광 시점이 연주자가 타건 후 스피커로부터 출력되어 청취하는 소리의 시점과 미세하게 차이가 나는 문제점이 있었다.

즉, 연주자가 타건을 실시한 후 스피커를 통해 출력되는 소리를 연주자가 청취되는 시점과 건반의 엘이디가 발광되어 연주자가 시각적으로 인지하는 시간이 다른 문제점이 있었다.

이에 따라, 연주자의 타건 강도 및 시점을 반영하여 스피커로 출력되는 소리와 발광 시점 및 발광 시간을 일치시켜 이질감을 크게 축소할 수 있는 기술 개발의 필요성이 제기되고 있다.

한국등록특허 제10-1064195호 "교육용 피아노"

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 연주자가 건반을 타건한 후 스피커로 출력되는 소리가 청취되는 시점에 맞춰 엘이디를 발광시키기 위한 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 연주자가 건반을 타건할 때의 강도에 맞춰 엘이디를 발광시키기 위한 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법은 연주자의 타건을 입력받는 타건 입력단계와 연주자가 건반을 타건할 때의 강도를 산출하는 타건 검출단계와 타건된 건반에 대응하는 음의 소리 크기를 타건 강도에 맞춰 출력하는 소리 출력단계와 출력된 소리의 전파 속도를 고려하여, 타건된 건반의 엘이디를 발광시키는 발광 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 소리 출력단계와 발광 단계 사이에 출력된 소리를 입력받는 모니터링단계를 더 포함하며, 상기 발광단계는 모니터링단계를 통해 출력된 소리가 입력되면, 타건된 건반의 엘이디를 발광시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 소리 출력단계와 발광 단계 사이에 출력된 소리를 입력받는 모니터링단계와 상기 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 모니터링단계를 통해 입력되기까지 소요된 시간(T1, T2)과 기 설정된 연주자와의 거리(D)을 바탕으로 이하의 [식 1]을 통해 발광 지연 시간(T)를 연산하는 연산단계를 더 포함하며, 상기 발광단계는 연산된 발광 지연 시간(T)만큼 타건된 건반의 엘이디 발광시간을 지연시키는 것을 특징으로 한다.

[식 1]

T1 : 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 최초로 입력되기까지 소요된 시간

T2 : 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 재 입력되기까지 소요된 시간

D : 연주자와의 거리

c : 소리의 속도

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법에 의하면, 연주자가 건반을 타건한 후 스피커로 출력되는 소리를 청취하는 시점을 연산하고, 이에 맞춰 엘이디를 발광시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법에 의하면, 연주자가 건반을 타건할 때의 강도 및 타건하는 과정에서의 강도 변화를 검출하여 이에 맞춰 엘이디를 발광시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법을 순서대로 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법이 적용된 간략한 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법의 다른 실시예에 따른 간략한 개념도.

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

도 1은 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법을 순서대로 도시한 순서도이며, 도 2는 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법이 적용된 간략한 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법의 다른 실시예에 따른 간략한 개념도이다.

도 1은 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법을 순서대로 도시한 것이며, 연주자가 건반을 타건하는 동작으로부터 건반의 타건을 입력받는 타건 입력단계(S1)와 연주자가 건반을 타건할 때의 강도를 산출하는 타건 검출단계(S2)와 타건된 건반에 대응하는 음의 소리 크기를 타건 강도에 맞춰 출력하는 소리 출력단계(S3)와 출력된 소리의 전파 속도를 고려하여, 타건된 건반의 엘이디를 발광시키는 발광 단계(S6)를 포함하여 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법이 적용된 간략한 개념도로써, 연주자가 타건하는 복수 개의 건반(1)에는 건반의 타건에 맞춰 각각 개별적으로 동작되는 엘이디(2)가 내장되어 있으며, 각 건반으로부터 타건에 따른 입력신호를 입력받고, 입력된 입력신호를 바탕으로 타건 강도, 시점 등을 연산하여 복수 개의 스피커(4)를 통해 소리를 출력하고, 각 건반의 엘이디(2)를 제어하기 위한 제어부(3)를 포함하여 구성된다.

도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 타건 입력단계(S1)는 연주자가 건반(1)을 타건하는 동작을 실시할 때, 건반(1)의 타건 여부만을 입력받거나, 건반(1)이 하강하는 시점과 하강이 완료된 시점의 입력에서부터 회동하는 건반(1)의 하강 속도 또는 하강 각도 변화에 이르기까지 다양한 입력형태에 따른 입력신호를 제어부(3)로 전달하도록 이루어질 수 있다.

상기 제어부(3)는 상기 타건 입력단계(S1)에서 실시되는 입력형태에 따른 입력신호로부터, 상기 타건 검출단계(S2)는 연주자가 건반(1)을 타건한 시점을 검출하거나, 타건 시작 시점에서부터 타건 완료 시점까지의 시간, 타건 강도, 타건 강도의 변화 등을 산출하도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 타건 입력단계(S1)은 단순히 타건 동작의 인식에서부터 타건 동작의 시작 시점에서부터 타건 통작의 완료 시점까지 타건 동작이 실시되는 과정에서 변동되는 타건 강도의 변화를 실시간으로 입력받도록 구성될 수 있는 것이다.

바람직하기로는, 상기 타건 입력단계(S1)는 연주자의 타건에 의해 하강하는 건반(1)의 하강 각도 변화를 실시간으로 검출하도록 구성되어, 타건 동작이 실시된 시점에서부터 타건 동작이 완료된 시점까지 연주자의 타건 세기 변화가 정확하게 입력될 수 있는 입력형태가 실시되고, 이와 같은 연주자의 타건 동작으로부터 입력된 건반의 타건 입력을 바탕으로 상기 타건 검출단계(S2)는 연주자가 건반(1)을 타건한 시점 및 타건 강도를 산출하거나, 타건 시작 시점에서부터 타건 완료 시점까지의 시간과 타건 강도 및 타건 강도의 변화를 산출하도록 구성됨이 바람직하다.

이는, 연주자의 타건 동작에 맞춰 하기 소리 출력단계(S3)를 통해 스피커(4)를 통해 출력되는 소리 세기 및 출력 시간과 하기 발광 단계(S6)를 통해 발광되는 건반(1)의 엘이디(2)의 발광 세기 및 발광 시간 등을 일치시킴으로써, 이질감이 발생되는 것을 방지하기 위함이다.

특히, 상기 소리 출력단계(S3)는 연주자가 타건한 건반(1)에 해당하는 음을 출력하되, 타건 검출단계(S2)를 통해 산출된 연주자의 타건 시작 시점에서부터 타건 완료 시점까지의 시간과 타건 강도 및 타건 강도의 변화에 대응하도록 소리의 출력 세기 및 출력 시간을 조절하여 출력하게 되며, 이를 통해 보다 더 어쿠스틱 피아노에 가까운 음을 출력할 수 있다.

이를 통해, 연주자의 타건 시작 시점에서부터 타건 완료 시점까지의 시간 대비 타건 강도의 분산 값을 산출하여, 건반이 타건에 따른 촉각적 인지, 스피커(4)의 출력에 따른 소리의 청각적 인지, 엘이디(2)의 발광에 따른 시각적 인지 등 세가지 조건을 모두 일치시킬 수 있게 된다.

또한, 소리 출력단계(S3)를 통해 출력된 소리를 연주자가 청취하는 시점에 맞춰 타건된 건반(1)의 엘이디(2)가 발광하도록 상기 발광 단계(S6)는 소리의 전파 속도를 고려하여, 기 설정된 시간 이후에 타건된 건반(1)의 엘이디(2)를 발광시키도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 발광 단계(S6)는 소리 출력단계(S3)를 통해 소리가 출력된 시점으로부터 기 설정된 시간만큼 지연된 후에 엘이디(2)를 발광시키도록 구성되어, 연주자가 건반(1)을 타격한 후 소리 출력단계(S3)를 통해 스피커(4)에서 출력된 소리를 연주자가 청취하는 시점과 발광 단계(S6)를 통해 타건된 건반(1)의 엘이디(2)가 발광되는 시점 사이의 이질감이 발생되는 것을 방지하도록 구성됨이 바람직하다.

다시 말해서, 엘이디(2)가 발광되는 시간을 스피커(4)에서 소리가 출력되는 시점으로부터 기 설정된 시간만큼 지연시켜 연주자가 타건된 건반(1)을 청각적, 시각적으로 확인할 때, 청각적 인식시점과 시각적 인식시점이 어긋나는 이질감이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

특히, 상기 발광 단계(S6)는 타건 검출단계(S2)를 통해 산출된 연주자의 타건 시작 시점에서부터 타건 완료 시점까지의 시간과 타건 강도 및 타건 강도의 변화에 대응하도록 발광되는 엘이디(2)의 발광 세기 및 발광 시간을 조절하여 발광시킬 수 있도록 구성되어 시각적으로 보다 명확하게 타건 형태를 인식할 수 있도록 구성될 수 있다.

또는, 상기 제어부(3)에 연결된 마이크(5)를 더 포함하도록 구성되고, 소리 출력단계(S3)와 발광 단계(S6) 사이에 스피커(4)를 통해 출력된 소리를 마이크(5)를 통해서 입력받는 모니터링단계(S4)를 더 포함하도록 구성될 수도 있으며, 소리 출력단계(S3)를 통해 출력된 소리가 모니터링단계(S4)를 통해 직접적으로 입력되면, 발광 단계(S6)를 통해 타건된 건반(1)의 엘이디(2)를 발광시키도록 구성될 수 있다.

즉, 소리 출력단계(S3)를 통해 스피커(4)에서 소리가 실제로 출력되면, 모니터링단계(S4)를 통해 출력된 소리를 마이크(5)로 인식하여 실제로 소리가 전파된 시점에 맞춰 상기 발광 단계(S6)가 실시되도록 구성될 수 있는 것이다.

이를 통해서, 상기 출력단계(S3)의 제어신호에 맞춰 소리를 출력하는 스피커(4)의 동작 지연에 따라 연주자의 청각적 인식이 지연되는 것을 방지할 수 있게 된다.

즉, 상기 모니터링단계(S4)는 스피커(4)에서 출력되는 소리를 마이크(5)를 이용하여 모니터링함으로써, 스피커(4)의 동작 지연에 맞춰 스피커(4)에서 실제로 소리가 출력된 시점에 발광 단계(S6)를 통해 타건된 건반(1)의 엘이디(2)가 발광되도록 구성된다.

이를 통해, 연주자가 타건된 건반(1)을 시각적으로 확인할 때, 스피커(4)의 동작 지연에 의해 청각적 인식시점이 늦어졌을 때, 타건된 건반(1)의 엘이디(2)가 발광되는 시점을 늦춰 시각적 인식시점이 어긋나는 이질감이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 3은 본 발명에 따른 디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법의 다른 실시예에 따른 간략한 개념도로써, 상기 소리 출력단계(S3)와 상기 발광 단계(S6) 사이에 스피커(4)를 통해 출력된 소리를 마이크(5a)를 통해 입력받는 모니터링단계(S4)와 상기 소리 출력단계(S3)를 통해 출력된 소리가 모니터링단계(S4)를 통해 입력되기까지 소요된 시간(T1, T2)과 기 설정된 연주자와의 거리(D)을 바탕으로 이하의 [식 1]을 통해 발광 지연 시간(T)를 연산하는 연산단계(S5)를 더 포함하도록 구성될 수 있으며, 상기 발광단계(S6)는 연산된 발광 지연 시간(T)만큼 타건된 건반의 엘이디 발광시간을 지연시키도록 구성될 수 있다.

[식 1]

T1 : 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 최초로 입력되기까지 소요된 시간

T2 : 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 재 입력되기까지 소요된 시간

D : 연주자와의 거리

c : 소리의 속도

보다 상세하게는, 상기 소리 출력단계(S3)를 통해 제어부의 제어신호가 스피커(4)로 전달된 시점에서부터 스피커(4)를 통해 실제로 소리가 출력된 후 출력된 소리가 마이크(5a)를 통해 입력된 시점까지 소요된 시간을 모니터링단계(S4)를 통해 측정하고, 연산단계(S5)는 건반의 양측에 설치되는 스피커(4) 사이에 위치한 연주자(10)에게 스피커(4)에서 출력된 소리가 전달될 때까지 소요되는 시간에 대응하는 발광 지연 시간(T)를 연산하도록 구성된다.

상기의 [식 1]은 건반의 양측에 소정의 거리(D1)를 가지도록 배치된 스피커(4) 사이의 어느 한 위치에 마이크(5a)가 배치되었을 때, 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 최초로 입력되기까지 소요된 시간(T1)과 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 재 입력되기까지 소요된 시간(T2)을 측정하고, 기 설정된 스피커(4)와 연주자(10)와의 거리(D, 일반적으로 0.4m)를 바탕으로 스피커(4)에서 출력된 소리가 연주자(10)에게 전달될 때까지 소요되는 시간에 대응하는 발광 지연 시간(T)를 연산하게 된다.

이후, 상기 발광단계(S6)는 연산된 발광 지연 시간(T)만큼 타건된 건반의 엘이디 발광시간을 지연시켜 발광시킴으로써,

연주자가 건반을 타건한 후 스피커(4)를 통해 소리를 청취하는 청각적 인식시점과 건반의 발광된 엘이디를 시각적으로 확인하는 시각적 인식시점을 완전히 일치시킴으로써, 청각적 인식시점과 시각적 인식시점의 차이에서 이질감이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

또 다른 실시예로써, 건반의 양측에 소정의 거리(D1)를 가지도록 배치된 스피커(4)의 외측에 마이크(5b)가 배치되었을 경우, 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 최초로 입력되기까지 소요된 시간(T1)과 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 재 입력되기까지 소요된 시간(T2)을 측정하고, 기 설정된 스피커(4)와 연주자(10)와의 거리(D, 일반적으로 0.4m)를 바탕으로 하기의 [식 2]를 통해 스피커(4)에서 출력된 소리가 연주자(10)에게 전달될 때까지 소요되는 시간에 대응하는 발광 지연 시간(T)를 연산하게 된다.

[식 2]

T1 : 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 최초로 입력되기까지 소요된 시간

T2 : 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 재 입력되기까지 소요된 시간

D : 연주자와의 거리

c : 소리의 속도

또한, 일반적인 건반과 연주자의 사이 거리를 적용하지 않고, 별도의 초음파센서, 레이저 센서, 카메라 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성된 센서부(도 2의 6 참조)를 더 포함하고, 스피커(4)로부터 연주자(10)가 위치한 정확한 위치를 직접적으로 검출하도록 구성될 수 있으며, 이를 통해 보다 정확하게 스피커(4)로부터 이격된 연주자(10)와의 거리(D)를 상기의 [식 1] 또는 [식 2]에 적용하여 연산을 실시할 수 있게 된다.

이상과 같이 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 : 엘이디
3 : 제어부
4 : 스피커
5 : 마이크
6 : 센서부

Claims (3)

1. 연주자의 타건을 입력받는 타건 입력단계와;
   연주자가 건반을 타건할 때의 강도를 산출하는 타건 검출단계와;
   타건된 건반에 대응하는 음의 소리 크기를 타건 강도에 맞춰 출력하는 소리 출력단계와;
   출력된 소리의 전파 속도를 고려하여, 타건된 건반의 엘이디를 발광시키는 발광 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
   디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   소리 출력단계와 발광 단계 사이에
   출력된 소리를 입력받는 모니터링단계를 더 포함하며,
   상기 발광단계는 모니터링단계를 통해 출력된 소리가 입력되면, 타건된 건반의 엘이디를 발광시키는 것을 특징으로 하는
   디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   소리 출력단계와 발광 단계 사이에
   출력된 소리를 입력받는 모니터링단계와;
   상기 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 모니터링단계를 통해 입력되기까지 소요된 시간(T1, T2)과 기 설정된 연주자와의 거리(D)을 바탕으로 이하의 [식 1]을 통해 발광 지연 시간(T)를 연산하는 연산단계를 더 포함하며,
   상기 발광단계는 연산된 발광 지연 시간(T)만큼 타건된 건반의 엘이디 발광시간을 지연시키는 것을 특징으로 하는
   디지털 피아노용 발광 지시 건반의 엘이디 제어방법.
   [식 1]
   

   

   
   T1 : 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 최초로 입력되기까지 소요된 시간
   T2 : 소리 출력단계를 통해 출력된 소리가 재 입력되기까지 소요된 시간
   D : 연주자와의 거리
   c : 소리의 속도
   

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