KR20210040122A - 전자 드럼 - Google Patents

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KR20210040122A
KR20210040122A KR1020217006570A KR20217006570A KR20210040122A KR 20210040122 A KR20210040122 A KR 20210040122A KR 1020217006570 A KR1020217006570 A KR 1020217006570A KR 20217006570 A KR20217006570 A KR 20217006570A KR 20210040122 A KR20210040122 A KR 20210040122A
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KR
South Korea
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drum
sensor
sensors
resonant circuit
active
Prior art date
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KR1020217006570A
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English (en)
Inventor
제임스 해스팅스 클락
존 미쉘 맥컬리피
Original Assignee
소너스 리미티드
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Publication date
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Abstract

하단 부재; 드럼 헤드; 드럼 센서, 상기 드럼 센서는: 상기 드럼 헤드 상에 마운트되고 공진 주파수를 갖는 수동 공진 회로; 및 상기 하단 부재에 마운트되고 상기 공진 주파수에서 상기 수동 공진 회로를 여기하도록 구성되는 능동 공진 회로를 포함하고; 상기 공진 주파수에서 RF 구동 신호로 상기 능동 공진 회로를 구동하는 센서 구동기; 상기 드럼 헤드의 위치 및/또는 속도를 감지하도록 상기 구동된 능동 공진 회로로부터 RF 신호의 레벨을 검출하는 검출기; 및 상기 검출기에 결합되고, 상기 드럼 헤드가 언제 타격되었는지를 결정하도록 상기 드럼 헤드의 위치 및/또는 속도를 감지하기 위해 상기 검출된 RF 신호의 레벨을 처리하도록 구성되는 신호 프로세서를 포함하는 전자 드럼.

Description

전자 드럼
본 발명은 전자 드럼들에 관한 것이다.
개선된 전자 드럼들이 필요하다.
본 발명의 목적은 개선된 전자 드럼들을 제공하는 데 있다.
그러므로, 일 양상(aspect)에서, 전자 드럼이 제공된다. 전자 드럼은 하단 부재(bottom member)를 포함할 수 있다. 전자 드럼은 드럼 헤드 또는 패드를 더 포함할 수 있다. 전자 드럼은 드럼 센서를 더 포함할 수 있다. 드럼 센서는 드럼 헤드에 마운트(mount)되고 공진 주파수를 갖는 수동 공진 회로(passive resonant circuit) 및 예를 들어 하단 부재에 마운트되고 공진 주파수에서 수동 공진 회로를 여기(excite)시키도록 구성되는 능동 공진 회로(active resonant circuit)를 포함할 수 있다. 전자 드럼은 공진 주파수에서 RF 구동 신호로 능동 공진 회로를 구동하는 센서 구동기를 더 포함할 수 있다. 전자 드럼은 드럼 헤드의 위치 및/또는 속도를 감지하도록 구동된 능동 공진 회로로부터 RF 신호의 레벨을 검출하는 검출기를 더 포함할 수 있다. 전자 드럼은 검출기에 결합되고, 드럼 헤드가 타격될 때를 결정하도록 드럼 헤드의 위치 및/또는 속도를 감지하기 위해 검출된 RF 신호의 레벨을 처리하도록 구성되는 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 신호 프로세서는 드럼 헤드가 타격되는 드럼 헤드 상의 위치를 결정하기 위해 검출된 RF 신호의 레벨을 처리하도록 구성된다. 위치는 단일 드럼 센서로부터(예를 들어, 검출된 RF 신호의 레벨의 파형 또는 진폭으로부터) 또는 다수의 드럼 센서들을 사용함으로써 결정될 수 있다.
따라서, 구현예들에서, 검출된 RF 신호의 레벨은 드럼 헤드 응답 파형을 정의하고, 신호 프로세서는 드럼 헤드에 대한 타격의 방사상(radial) 위치 및/또는 단일 드럼 센서의 드럼 헤드 응답 파형으로부터의 드럼 헤드의 속도를 모두 결정하도록 구성된다.
신호 프로세서는 얼마나 세게 드럼 헤드가 타격되었는지 및 드럼 헤드가 타격될 때 드럼 헤드와의 접촉 기간 중 어느 하나 또는 모두를 결정하기 위해 검출된 RF 신호의 레벨을 처리하도록 더 구성될 수 있다.
신호 프로세서는 드럼 헤드가 타격되는 드럼 헤드 상의 위치를 결정하기 위해 검출된 RF 신호의 레벨을 처리하도록 구성될 수 있다. 이는 사운드 생성 시스템(예를 들어 드럼 사운드 생성 시스템)의 사용자가 드럼 헤드의 서로 다른 영역들에 서로 다른 사운드들을 배정하기를 원할 수 있기 때문에 유리하다. 그러므로, 사용자는 드럼 헤드의 가장자리가 타격될 때 '심벌' 사운드가 연주되고, 드럼 헤드의 중앙이 타격될 때 '스네어' 사운드가 연주되도록 배정할 수 있다. 따라서, 신호 프로세서가 타격이 어디서 발생했는지를 결정할 수 있기 때문에, 오직 하나의 드럼 헤드만 사용하여 서로 다른 많은 사운드들이 연주될 수 있다. 임의의 다른 변형이 드럼 헤드의 서로 다른 영역들에 배정될 수 있다. 실시예들은 타격의 정확한 감지 위치를 유리하게 제공한다.
신호 프로세서는 얼마나 세게 드럼 헤드가 타격되었는지 및 드럼 헤드가 타격될 때 드럼 헤드와의 접촉 기간 중 어느 하나 또는 모두를 결정하기 위해 검출된 RF 신호의 레벨을 처리하도록 더 구성될 수 있다. 유리하게는, 이는 타격에 대한 오직 이진(binary) 온/오프(on/off) 응답만을 갖는 전자 드럼에 비해 반응성이 더 높은 전자 드럼을 제공한다. 신호 프로세서는 드럼 헤드의 결정된 최대 속도; 드럼 헤드의 가속; 및 얼마나 세게 드럼 헤드가 타격되었는지 결정하는 드럼 헤드가 이동한 총 거리 중 어느 하나 이상을 처리할 수 있다. 접촉 기간은 드럼 헤드가 변위되지 않은 위치(다시 말하면, 타격되기 전의 드럼 헤드의 위치)를 향해 다시 움직임을 시작하기 전에 드럼 헤드의 측정된 변위를 처리함으로써 결정될 수 있다. 접촉은 드럼 스틱과 같은 기구와 드럼 헤드 사이에 있을 수 있다. 접촉은 사용자, 예를 들어 사용자의 손가락과 드럼 헤드 사이에 있을 수 있다.
검출된 RF 신호의 레벨은 드럼 헤드 응답 파형을 정의할 수 있고, 신호 프로세서는 드럼 헤드에 대한 타격의 방사상 위치 및/또는 단일 드럼 센서의 드럼 헤드 응답 파형으로부터의 드럼 헤드의 속도를 모두 결정하도록 구성될 수 있다. 유리하게, 이는 타격의 방사상 위치 및 드럼 헤드 속도(타격에 대한 응답으로서) 모두가 오직 하나의 드럼 센서를 가짐으로써 결정되도록 한다. 이는 서로 다른 많은 응답들 (다시 말하면, 드럼 헤드의 타격 위치 및/또는 속도에 의존하는) 을 갖는 전자 드럼에 다수의 드럼 센서들이 아닌 단일 드럼 센서만이 제공될 수 있기 때문에 비용 이점들을 제공한다. 단일 센서만으로 이러한 반응성 드럼을 제공할 수 있다는 것은 많은 센서들을 갖는 드럼과 비교할 때 보다 간단하고, 효율적인 제조 공정을 더 제공한다. 신호 프로세서는 결정된 드럼 헤드 응답 파형을 전자 드럼의 메모리에 저장된 드럼 헤드 응답 파형 템플릿들(templates)과 비교할 수 있다.
예를 들어, 전자 드럼은 10개의 서로 다른 타격들(다시 말하면, 타격들이 서로 다른 방사상 위치들 및/또는 타격의 강도(hardness)에서 만들어지는 경우)에 대한 예상되는 드럼 헤드 응답 파형들에 상응하는 10개의 서로 다른 템플릿들을 저장할 수 있고, 그 다음 신호 프로세서는 정의된 드럼 헤드 응답 파형을 저장된 드럼 헤드 응답 파형들과 비교하고, 가장 가까운 정합(match)을 찾고, 그 다음 타격이 저장된 드럼 헤드 응답 파형의 가장 가까운 정합과 관련된 방사상 타격(및/또는 타격의 강도)과 연관되는 방사상 위치(및/또는 타격이 특정 강도였는지)에서 타격이 만들어졌는지 결정하도록 구성될 수 있다.
드럼 센서로부터 검출된 RF 신호의 레벨은 드럼 헤드 응답 파형을 정의할 수 있고, 여기서 전자 드럼은 두 개 이상의 드럼 센서들을 포함할 수 있으며, 신호 프로세서는 드럼 헤드에 대한 타격의 위치를 결정하기 위해 두 개 이상의 센서들의 드럼 헤드 응답들 사이의 진폭 차이 및 타이밍 차이 중 어느 하나 또는 모두를 결정하도록 구성될 수 있다.
두 개 이상의 드럼 센서들을 갖는 것은 하나의 드럼 센서를 갖는 드럼에 비해 타격의 위치의 결정의 개선된 정확성을 제공할 수 있다. 이는 두 개의 드럼 센서들을 갖는 드럼이 오직 방사상 위치(여기서 방사상 위치는 드럼의 중앙으로부터의 거리임)만을 결정하는 것보다 드럼의 표면에 대한 드럼 타격의 정확한 위치를 결정할 수 있기 때문이다. 이는 유리하게는 드럼 헤드의 서로 다른 부분들에 더 많은 사운드 특성들을 배정할 수 있는 가능성을 제공하고, 예를 들어, 4개의 서로 다른 드럼 사운드들이 드럼의 서로 다른 4개의 사분면들에서의 타격들에 의해 촉발(trigger)될 수 있고 이는 드럼이 타격의 위치를 결정하도록 구성되기 때문이다. 진폭은 드럼 헤드 응답 파형의 제로화(zeroed) 레벨과 드럼 헤드 응답 파형의 최대 레벨 사이의 양으로 정의될 수 있다.
전자 드럼은 신호 프로세서에 결합된 드럼 사운드 생성 시스템을 포함할 수 있다. 드럼 사운드 생성 시스템은 신호 프로세서로부터의 출력에 응답하는 오디오 출력에 대한 디지털화된 드럼 사운드 샘플을 선택하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 전자 드럼의 출력은 드럼 사운드 생성 시스템, 또는 보다 일반적으로 사운드 생성 시스템과 함께 사용되도록 호환 가능할 수 있다. 드럼 사운드 생성 시스템은 사운드 샘플 저장품(sound samples stores)을 오디오 파일들로 활용하고/하거나 사운드들을 생성하는 신시사이저(synthesizer)를 사용할 수 있다. 이는 전자 드럼과의 사용자 상호 작용(예를 들어, 타격)에 응답하여 사운드가 출력되도록 제공된다.
드럼 센서는 능동 공진 회로와 수동 공진 회로 사이의 변형 가능한(deformable) 분리기(separator) 요소를 포함할 수 있으며, 여기서 수동 공진 회로, 변형 가능한 분리기 및 능동 공진 회로는 수동 공진 회로 및 능동 공진 회로 사이의 기계적 경로를 갖는 드럼 센서 스택을 정의할 수 있다. 변형 가능한 분리기는 타격에 대한 드럼 헤드의 진동 응답을 최적화하도록 구성될 수 있다.
드럼 센서는 드럼 헤드를 지지하도록 구성될 수 있다. 이는 전자 드럼의 증가된 내구성을 제공할 수 있다. 추가적으로, 드럼 센서가 드럼 헤드를 지지하는 경우, 드럼 센서는 드럼 타격에 대한 증가된 민감도를 가질 수 있고, 이는 드럼 센서가 드럼 헤드를 지지하지 않을 때보다 드럼 센서와 드럼 헤드가 기계적으로 더 강하게 결합될 수 있기 때문이다.
드럼 센서 스택은 수동 공진 회로를 보호하도록 드럼 헤드와 수동 공진 회로 사이에 위치하는 인터포저 요소를 더 포함할 수 있다. 인터포저는 스페이서 및/또는 보호 요소로 지칭될 수 있다.
전자 드럼은 사용자가 드럼 헤드와 수동 공진 회로 사이의 거리를 조정하는 것을 변경할 수 있도록 하는 다수의 사용자-교체 가능한(user-interchangeable) 인터포저 요소들을 포함할 수 있다. 이는 유리하게는 넓은 범위의 용도들에 걸쳐 정확한 전자 드럼을 제공하고, 예를 들어 사용자가 드럼 헤드를 손가락으로 치는 경우(다시 말하면, 낮은 힘 타격), 작은(상대적으로 얇은) 인터포저가 사용될 수 있는 반면 사용자가 드럼 헤드를 스틱으로 치는 경우(다시 말하면, 높은 힘 타격), 큰(상대적으로 두꺼운) 인터포저가 사용될 수 있다.
전자 드럼은 드럼 헤드의 서로 다른 위치들 상에 위치하는 다수의 드럼 센서들을 포함할 수 있고, 여기서 인터포저 요소는 다수의 드럼 센서들 사이에 공유될 수 있다. 공유된 인터포저는 모든 센서들이 동일한 인터포저에 의해 보호될 수 있도록 하고, 이는 사용자가 균일한 방식으로 드럼의 전체와 상호 작용할 수 있음을 의미한다. 공유된 인터포저를 갖는 것은 또한 각각의 드럼 센서가 분리 인터포저들을 갖는 전자 드럼에 비해 단순화된 제조 공정을 제공할 수 있다.
전자 드럼은 드럼 헤드 상의 서로 다른 위치들에 위치하는 다수의 드럼 센서들을 포함할 수 있고, 여기서 다수의 드럼 센서들 중 하나는 드럼 헤드의 중앙에 위치할 수 있고, 다수의 드럼 센서들 중 적어도 하나는 드럼 헤드의 가장자리에 인접하게 위치할 수 있다. 이러한 센서들의 위치는 드럼 헤드의 전체 표면에 걸쳐 정확한 타격들의 감지를 제공한다.
감지 시스템은 드럼 센서들에 대한 RF 수동 신호를 다중화(multiplex)하는 다중화 시스템을 더 포함할 수 있어, 드럼 헤드의 가장자리에 인접하게 위치하는 동시에 구동된 드럼 센서들이 적어도 하나의 드럼 센서에 의해 방사 방향으로 분리될 수 있다. 유리하게는, 동시에 활성화된 드럼 센서들을 분리함으로써, 두 드럼 센서들 사이의 간섭이 감소된다. 이는 드럼 센서들의 높은 레벨의 정확성을 제공한다.
드럼 헤드는 드럼 헤드의 가장자리 주위에 드럼 헤드 립(lip)을 포함할 수 있고, 하단 부재는 하단 부재의 가장자리 주위에 하단 부재 립을 포함할 수 있으며, 여기서 드럼 헤드 립은 하단 부재의 립 내부에 장착되도록 구성되거나, 하단 부재 립은 드럼 헤드의 립 내부에 장착되도록 구성될 수 있다. 이러한 의미에서, 드럼 헤드는 하단 부재를 갖는 완전한 유닛을 위한 것일 수 있다. 이는 모든 구성요소들이 함께 단결되기 때문에 전자 드럼의 증가된 내구성을 제공할 수 있다.
전자 드럼은 다수의 드럼 센서들, 및 검출된 RF 신호의 레벨을 온도-보상(temperature-compensate)하는 온도-보상 시스템을 포함할 수 있고, 여기서 온도-보상 시스템은 다수의 드럼 센서들의 적어도 하나의 능동 공진 회로들에 오프-공진(off-resonance) 신호를 적용하고, 다수의 드럼 센서들의 적어도 하나의 검출기로부터 오프-공진 구동 신호의 레벨을 측정하고, 및 오프-공진 구동 신호의 레벨에 응답하는 검출된 RF 신호의 레벨을 보상하도록 구성될 수 있다.
전자 드럼은 서로 다른 온도들을 가진 서로 다른 환경들 사이에서 움직일 수 있고, 예를 들어, 스튜디오에서 콘서트 장소로 움직일 수 있다(각각 서로 다른 및/또는 다양한 온도들을 갖는). 그러므로, 온도 보상 시스템은 온도들의 범위에 걸쳐 정확한 드럼 센서를 제공하기 때문에 유리하다.
능동 공진 회로는 반대 센스들(senses)의 권선들을 갖는 코일을 포함할 수 있고, 특히 여기서 반대 센스들의 권선들은 서로 상쇄하는 반대 센스들의 자기장을 생성하도록 구성된다. 이는 다수의 드럼 센서들을 포함하는 드럼에 더 정확한 판독들을 허용한다. 추가적으로, 자기장의 상쇄로 인해 다른 드럼 센서들로부터의 간섭이 적기 때문에 드럼 센서들은 더 낮은 전력으로 작동할 수 있고, 이는 다른 드럼 센서들로부터의 간섭이 적기 때문이다. 달리 말하면, 노이즈가 적기 때문에, 드럼 센서는 더 낮은 전력으로 작동할 수 있고 반대 센스들의 권선들을 갖는 코일들이 없는 드럼에 비해 동등한 신호 대 노이즈 비율을 유지할 수 있다. 그러므로, 각각의 드럼 센서는 더 낮은 전력으로 구동될 수 있기 때문에, 전력 효율성이 절약된다.
수동 공진 회로 및 능동 공진 회로 각각은 반대 센스들의 제1 및 제2 권선들을 갖는 코일을 포함할 수 있고, 여기서 제1 및 제2 권선들은 드럼 센서의 중심 축의 반대 측에 있을 수 있다. 이는 드럼 센서들 사이의 간섭의 더 낮은 양을 제공한다. 적어도 위에 논의한 이유들로 인해, 이는 각각의 드럼 센서가 낮은 전력으로 구동될 수 있기 때문에 전력 효율성 절약을 제공한다.
전자 드럼은 하단 부재 상의 백플레인, 여기서 백플레인은 각각의 드럼 센서에 대해 각각 하나 이상의 권선들을 갖는 개별 코일을 포함하는 복수 개의 능동 공진 회로들을 지탱할 수 있고; 및 드럼 센서와 관련된 드럼 헤드 응답을 정의하는 드럼 헤드의 위치 및/또는 속도를 감지하기 위한 검출된 RF 신호의 레벨을 처리하도록 구성되는 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다; 여기서 신호 프로세서는 모션에 대한 드럼 센서들의 민감도를 구성하기 위해 하나 이상의 드럼 센서들의 드럼 헤드 응답을, 개별적으로 또는 그룹으로, 조정하도록 구성 가능할 수 있다. 유리하게는, 이는 모션에 대한 서로 다른 민감도들을 갖도록 구성 가능한 서로 다른 드럼 센서들을 갖는 전자 드럼을 제공한다. 사용자는 최소한의 접촉(예를 들어, 손가락 두드림 사용)으로 드럼의 왼쪽에서 사운드를 촉발할 수 있지만, 더 많은 양의 접촉(예를 들어, 드럼 스틱 타격)에 대한 응답으로만 오른쪽이 촉발되는 것을 원할 수 있다. 사용자가 특정한 드럼 센서들의 민감도를 명시할 수 있는 전자 드럼을 제공함으로써, 이러한 고급 구성이 제공된다.
전자 드럼은, 개별적으로 또는 그룹으로, 드럼 센서들의 민감도를 정의하는 민감도 구성 데이터를 저장하도록 신호 프로세서와 관련된 비휘발성 메모리를 포함할 수 있고, 하나 이상의: 민감도 구성 데이터의 사용자 정의, 민감도 구성 데이터의 이입(import), 및 민감도 구성 데이터의 이출(export)을 인에이블(enable)하게 하는 인터페이스를 포함할 수 있다.
전자 드럼은 백플레인을 포함할 수 있고, 여기서 백플레인은 각각 하나 이상의 권선들을 갖는 개별 코일을 포함하는 복수 개의 능동 공진 회로들을 지탱하고, 능동 공진 회로들의 적어도 일부는 쌍을 이룰 수 있어서, 쌍에서 능동 공진 회로들 중 어느 하나의 코일의 하나 이상의 권선들의 구성은 다른 능동 공진 회로의 코일의 하나 이상의 권선들의 구성과 반대 센스를 갖도록 한다.
전자 드럼은 적어도 하나의 센서 구동기를 포함할 수 있고, 여기서 능동 공진 회로들은 공간 그룹들로 배열되고, 공간 그룹의 모든 능동 공진 회로들에 대해, 능동 공진 회로들의 코일들의 하나 이상의 권선들은 동일한 센스를 갖고, 인접한 공간 그룹들에서 능동 공진 회로들의 코일들의 하나 이상의 권선들은 반대 센스들을 가질 수 있으며, 공간 그룹 내에서 능동 공진 회로들은 다중화되어 시간 상 순차적으로 구동될 수 있다. 단일 드럼 헤드 내에 배열되는 공간 그룹들이 있을 수 있다. 다수의 드럼 헤드들에 걸쳐 배열되는 공간 그룹들이 있을 수 있다.
전자 드럼은 각각 다수의 드럼 센서들을 갖는 복수 개의 드럼 헤드들을 포함할 수 있고, 드럼 센서들에 대한 RF 구동 신호들을 다중화하여 동시에 구동된 드럼 센서들이 서로 다른 드럼 헤드들에 있고/있거나 적어도 하나의 드럼 센서에 의해 두 개의 직각 방향들 중 적어도 하나 또는 방사 방향으로 분리되도록 하는 다중화 시스템을 포함할 수 있다. 유리하게는, 두 개의 인접한 드럼 센서들이 동시에 활성화되는 것을 피함으로써, 두 개의 드럼 센서들 사이의 간섭이 감소된다.
다른 양상에서, 전자 드럼 패드에 대한 압력을 감지하도록 감지 시스템이 제공된다. 감지 시스템은 복수 개의 드럼 패드 센서들을 포함할 수 있다. 각각의 센서는 수동 공진 회로 및 능동 공진 회로를 포함할 수 있고, 수동 공진 회로는 공진 주파수를 가지며, 능동 공진 회로는 공진 주파수에서 수동 공진 회로를 여기시키도록 구성된다. 각각의 센서는 수동 공진 회로 및 능동 공진 회로의 하나 또는 모두의 아래 및/또는 사이의 변형 가능한 요소(예를 들어, 고무 블록 또는 층)를 더 포함할 수 있다. 감지 시스템은 공진 주파수에서 RF 수동 신호로 능동 공진 회로들을 구동하는 적어도 하나의 센서 구동기를 더 포함할 수 있다. 감지 시스템은 관련된 드럼 패드의 위치 및/또는 속도를 감지하도록(예를 들어, 패드가 타격되는 시기 또는 위치를 결정하는), 구동된 센서로부터 RF 신호의 레벨을 검출하는 적어도 하나의 검출기를 더 포함할 수 있다. 감지 시스템은 예를 들어, 인접한(예를 들어, 2차원 각각에서) 센서와 동시에 구동되는 센서가 없도록 구성되는 다중화 시스템을 더 포함할 수 있다.
또한, 위에서 설명한 바와 기능들을 구현하도록 비휘발성 메모리, 운반 코드 및/또는 데이터와 같은 비-일시적(non-transitory) 데이터 캐리어가 제공된다. 코드/데이터는 기존 프로그래밍 언어로, 해석된 또는 컴파일된(compiled), 소스, 오브젝트 또는 실행 가능 코드를 포함하고, 또는 Verilog(상표)와 같은 하드웨어 설명 언어용 코드와 같은 ASIC 또는 FPGA를 설정하거나 컨트롤하기 위한 어셈블리 코드, 코드/데이터를 포함할 수 있다. 당업자는 그러한 코드 및/또는 데이터가 서로 통신하는 복수 개의 결합된 구성요소들 사이에 분산될 수 있음을 인식할 수 있다.
시스템의 다른 양상들은 아래에 설명된다. 이들은 앞에서 설명된 것들과 조합될 수 있다.
적어도 능동 공진 회로, 및 선택적으로 수동 공진 회로는 특히 반대 센스들의 권선들을 갖는 하나, 둘 또는 그 이상의 코일들을 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 권선들은 특히 센서로부터 먼 거리에서 서로 상쇄되도록 균형 잡힌 또는 정합된, 반대 센스들의 자기장을 생성할 수 있다.
구현예들에서, 반대 센스 권선들(따라서 반대 센스 전류/자기장)과 다중화된 센서 어드레싱(addressing)을 갖는 코일들의 조합은 근접한 다수의 센서들의 사용을 용이하게 한다. 따라서 구현예들에서 반대 센스들의 권선들은 반대 센스들의 균형 잡힌 자기장을 생성하도록 구성되며, 이는 센서로부터 먼 거리에서, 예를 들어 최대 코일 치수(센서의 RF 필드가 이러한 거리에서 감지되지 않는다는 것은 아니다)의 적어도 10배의 거리에서, 서로를 실질적으로 완전히 상쇄할 수 있다.
일부 구현예들에서, 능동 공진 회로는 한 쌍, 또는 3개 이상의, 측면으로 인접한 팬케이크 코일들을 포함한다. (본 명세서에서 사용된 바와 같이, 2개 이상의 코일들에 대한 언급은, 예를 들어 권선들이 반대 센스들에 있는, 2개 이상의 권선들을 포함하는 것으로 여겨질 수 있다.) 팬케이크 코일들은 제조의 용이를 위해 연성 PCB일 수 있는, 인쇄회로기판(PCB) 상에 형성될 수 있다. 코일들은 반대 센스들의 권선들을 가질 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다 - 코일들의 이러한 구성을 이용하면 간단하게 상호 간섭을 줄일 수 있다.
시스템 구현예들에서, 특히 다중화 시스템은, 예를 들어 코일/센서를 단락 및/또는 오프-공진 신호(예를 들어, 저주파 또는 DC 신호)를 구동함으로써 구동되지 않는 드럼 센서들의 능동 공진 회로들을 감쇠(damp)하도록 구성된다. 이는 또한 센서들 사이의 간섭을 줄여 공진 회로 기반 센서들을 사용하는 것을 용이하게 한다.
하나 이상의 위에 설명한 기술들이 인근 드럼 센서들 간의 간섭을 제한하도록 이용될 수 있다. 어떤 기술들이 얼마나 많이 이용되는지는 부분적으로 드럼이 중단(quiescent) 위치(업(up), 교시된(taught) 및/또는 타격되지 않은)에 있을 때의 능동 및 수동 공진 회로들 사이의 거리 및/또는 드럼 타격 위치 및 중단 위치 사이의 이동 거리에 의존한다. 따라서 일반적으로, 감지 시스템의 일부 구현예들은 본 명세서에 설명된 다중화 배열과 추가적인 수단들을 인근 센서들 간의 간섭을 줄이도록 이용할 수 있다.
감지 시스템은 검출된 RF 신호의 레벨을 온도-보상하기 위한 온도-보상 시스템을 더 포함할 수 있다. 온도-보상 시스템은 능동 공진 회로들 중 적어도 하나에 오프-공진 구동 신호를 적용하도록 구성될 수 있다. 그 다음 적어도 하나의 검출기로부터 오프-공진 구동 신호의 레벨을 측정할 수 있고, 그 다음 오프-공진 구동 신호의 레벨에 응답하는 검출된 RF 신호의 레벨을 보상(예를 들어, 오프셋)할 수 있다. 일부 구현예들에서, 다중화 시스템은 드럼 센서들 중 하나가 시간 슬롯들의 세트 각각에서 구동되게 하는 구동 신호를 다중화하도록 구성된다. 그 다음, 온도-보상 시스템은 추가 시간 슬롯, 특히 드럼 인터로게이션(interrogation)에 사용되지 않는 시간 슬롯, 동안 오프-공진 구동 신호를 적용하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 각각의 드럼 센서는 예를 들어 공진 회로들 중 하나 아래에, 예를 들어 변형 가능한 엔드 스탑에, 또는 공진 회로들 사이에 탄성 변형 가능한 요소를 더 포함할 수 있고, 특히 탄성 변형 가능한 요소에 대한 모션을 검출함으로써 특히 압력 감지를 위한 수동 공진 회로 및 능동 공진 회로 중 어느 하나 또는 모두의 모션을 제한하도록 할 수 있다.
관련된 양상에서, 하나 이상의 드럼 헤드들을 포함하는 전자 드럼의 응답을 주기적으로 보상하는 방법이 제공된다. 각각의 드럼 헤드는 능동 공진 회로, 수동 동조(tuned) 공진 회로 및 검출기를 포함하는 센서를 가질 수 있다. 방법은 제1 시간, t0에서 검출된 센서의 초기 출력 신호 Oto를 스토리지(storage)로부터 검색(retrieve)하는 것을 포함할 수 있고, t0에서 능동 공진 회로는 능동 공진 회로의 공진 주파수보다 낮은 주파수에서 구동된다. 방법은 센서들 중 적어도 하나에 대해 주기적으로, t0 이후 시간에 센서의 후기 출력 신호 Ot1 를 검출하는 것을 더 포함할 수 있다. 그 다음, 방법은 조정 값, 예를 들어 센서의 초기 출력 신호와 센서의 후기 출력 신호 사이의 차이를 계산할 수 있다. 그 다음, 방법은 조정 값을 사용하여 센서의 작동 출력(operational output)을 조정함으로써 드럼 헤드의 응답을 보상하는 것을 더 포함할 수 있다. 작동 출력은 능동 공진 회로가 능동 공진 회로의 공진 주파수에서 구동될 때, 센서의 출력일 수 있다. 방법은 시분할(time division) 다중화된 어드레싱 스킴(addressing scheme)에 따라 센서를 작동하는 것을 더 포함할 수 있다. 그 다음, 방법은 검출을 위해 센서가 작동하지 않는 시분할 다중화된 어드레싱 스킴의 “예비” 시간 슬롯을 사용할 수 있다.
다른 양상에서, 전자 드럼을 위한 센서들의 세트가 제공된다. 드럼은 복수 개의 드럼 헤드들을 가진다. 센서들의 세트는 감지 시스템의 일부일 수 있다. 각각의 센서는 키의 움직임 부분(다시 말하면, 드럼 헤드)에 마운팅하기 위한 수동 공진 회로를 포함하고 고정된, 기준 위치에 마운팅하기 위한 능동 공진 회로를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 수동 공진 회로는 공진 주파수를 갖고 능동 공진 회로는 공진 주파수에서 수동 공진 회로를 여기시킨다. 각각의 센서는 능동 및 수동 공진 회로들의 상대적 위치와 함께 능동 공진 회로에서 공진 신호의 변동을 검출하고, 이에 따라 드럼 헤드의 위치 및/또는 속도를 검출하는, 다수의 센서들 사이에 공유될 수 있는 검출기를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 변동은 공진 신호에서의 신호 진폭의 변동일 수 있다. 센서들의 세트는 동일한 공진 주파수를 갖는 센서들이 드럼 헤드 상에서 인접하지 않도록 배열된 둘 이상의 서로 다른 공진 주파수들을 갖는 센서들을 포함할 수 있다.
이 접근의 실시예들은 구축 비용이 상대적으로 저렴할 수 있지만 신뢰성이 높고 기계식 스위치들의 센서 바운스에 취약하지 않으므로 타격들 및 드럼 헤드의 결과적인 움직임들에 매우 빠르고 신뢰성 있게 응답할 수 있게 한다. 예를 들어, 이상적으로 각각의 드럼 헤드는 초 당 250회 이상의 속도로 측정되고, 계속해서, 6개의 센서들을 각각 갖는 5개의 드럼들의 세트는 초 당 7500개의 감지 이벤트들에 상응한다. 시스템은 또한 훌륭한 온도 안정성을 제공할 수 있고, 비접촉으로 견고하고 오염에 실질적으로 면역될 수 있다. 센서들의 일부 구현예들은 정지 위치(stationary position) 및 최종 변위 위치(final displaced position) 사이에서 움직일 때, 타격 다음, 진동 전의 드럼 헤드 위치를 더 결정할 수 있고, 드럼 헤드 위치의 실질적으로 지속적인 결정을 제공할 수 있다. 기준 위치는 드럼 헤드 아래의 고정된 위치(예를 들어 능동 동조 공진 회로가 마운트된 하단 부재 상의)이거나 드럼용 센서들의 세트를 운반하는 인쇄회로기판(PCB) 상의 위치일 수 있다. 그러나, 대안적으로, 일부 구현예들에서 능동 공진 회로는 드럼 헤드 상에 또는 드럼 헤드와 관련하여 마운트될 수 있고 공진 회로는 베이스, PCB 또는 유사한 것의 상에 마운트될 수 있다.
센서들의 일부 구현예들은 드럼 헤드 눌림 위치를 넘어서 움직일 때에도 검출할 수 있으므로 드럼 헤드에 적용되는 압력의 검출을 구현하는 데 유용하다.
센서들은 드럼 헤드 속도를 추가로 감지할 수 있고/있거나 감지된 드럼 헤드 속도가 드럼 헤드 위치를 결정하는 데 이용될 수 있다.
일부 구현예들에서, 제1 공진 주파수를 갖는 센서들은 예를 들어 대안(alternate) 드럼 센서들 상의 대안 주파수들을 사용하여 상이한 제2 공진 주파수를 갖는 센서들과 인터리브(interleave)된다. 이는 센서 간의 간섭을 줄이는 데 도움이 된다.
센서들의 세트는 인접한 드럼 센서들이 서로 다른 시간에 선택되도록 센서의 선택 또는 스캐닝을 컨트롤하는 컨트롤러를 포함할 수 있고, 다시 센서 간의 간섭을 줄일 수 있다. 일부 구현예들에서, 컨트롤러는, 예를 들어 저항을 통해, 예를 들어 능동 공진 회로의 일부를 접지(ground)에 연결함으로써 선택되지 않은 드럼 센서들의 능동 공진 회로들의 응답을 감쇠시킬 수 있다. 컨트롤러는 다중화 시스템 및/또는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 컨트롤러/다중화 시스템은 센서들의 시분할 다중화 작동을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 접근법에서 각각의 공진 주파수는 센서들의 그룹을 정의할 수 있고, 시분할 다중화는 복수 개의 n 개의 시간 슬롯들을 정의할 수 있다. 예를 들어 각 그룹의 연속적인 드럼 센서들에 연속적인 시간 슬롯들이 할당된다. 예를 들어 각 그룹의 연속적인 센서들은 센서들의 그룹들의 센서들이 인터리브된 경우 서로 인접하지 않을 수 있다. N개의 공진 주파수들과 따라서, N개의 센서들의 그룹들이 있을 수 있다; 일부 구현예들에서, N=1이다. 일부 구현예들에서, 현재 시간 슬롯에서 현재 센서들의 그룹의 센서를 활성화한 후, 컨트롤러는 다음 시간 슬롯에서 동일한 센서들의 그룹에 있는 다음 센서(예를 들어, 동일한 드럼 헤드 상의)를 활성화할 수 있다.
바람직하게는, 컨트롤러/다중화 시스템은 인접한 센서들이 동시에 활성화되지 않도록 구성되지만, 인접한 센서들은 동시에 활성화될 수 있다. 동시에 활성화된 센서 사이의 간격은 (m X N) +1 일 수 있고, m은 1 내지 n/2의 범위 내에 있다; 더 높은 간격이 선호된다 (1의 간격은 인접한 센서들을 지칭함).
동일한 그룹에서 동시에 활성화된 센서들에 대한 가장 가까운 물리적 간격은 n X N 센서들의 간격일 수 있고, 일반적으로 드럼 헤드 또는 드럼 세트(다시 말하면, 드럼 헤드들의 세트)는 이러한 서브세트(subset)가 하나 이상 있기 때문에 센서들의 서브세트라고 지칭된다. 따라서 컨트롤러/다중화 시스템은 동일한 그룹에 있고 동일한 시간 슬롯에서 활성화된 드럼 센서들이 그들 사이에 (n X N) - 1 개의 센서들을 갖도록 구성될 수 있다. 일부 구현예들에서, n은 8일 수 있고, N은 2일 수 있다.
컨트롤러는 센서들을 어드레스하는 디지털 역다중화기와 같은 어드레싱 장치에 결합된 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다; 신호는 아날로그 다중화기를 통해 판독 회로에 센서 능동 공진기를 선택적으로 연결함으로써 어드레스된 센서들로부터 판독될 수 있다. 검출기, 다시 말하면 판독 회로는, 엔벨로프(envelope) 검출 기능을 수행할 수 있다. 판독 회로 및/또는 아날로그 다중화기는 일부 구현예들에서 조정 가능한 위상 천이(phase shift)를 통해 구동 신호로부터 능동 공진기로 도출된 인에이블 신호에 의해 인에이블될 수 있다. 조정 가능한 위상 천이는 능동 공진 회로로부터의 신호의 동기(synchronous) 검출을 구현하도록 그러한 역다중화기-다중화기 배열과 관련하여 또는 이와 별도로 사용될 수 있다.
컨트롤러 또는 다른 프로세서는 센서가 눌리고/눌리거나 놓일 때, 눌린 센서가 놓임 및 눌림 위치들 사이에서 움직일 동안 연속 시간 간격들에 걸쳐 키보드의 드럼 헤드의 각각의 센서의 모션을 결정하기 위해 각각의 센서의 능동 공진 회로에서 공진 신호의 변동을 처리하도록 구성될 수 있다. 각각의 센서의 모션은 센서가 놓임 및 눌림 위치들 사이에서 움직임에 따라 센서의 위치 및/또는 대략적 속도를 포함할 수 있다.
일부 접근들에서, 센서의 위치는 직접이 아닌 예를 들어 통합에 의해 드럼 헤드/센서의 속도로부터 결정될 수 있다. 프로세서는 각각의 센서 또는 각각의 움직이는 드럼 헤드/센서에 대해 시간에 따른 대략적인 위치 및/또는 속도의 프로파일을 정의하는 데이터를 출력할 수 있다.
일부 구현예들에서, 프로세서는 연속적인 시간 간격들에서 결정된 센서의 위치 변경으로부터 센서의 대략적 속도를 결정하기 위해 각각의 센서의 능동 공진 회로에서 공진 신호의 변동을 처리하도록 구성된다. 이러한 방식으로 결정된 속도는 센서 속도에 따라 필터링될 수 있고, 예를 들어, 센서가 느리게 움직일 때 더 큰 필터링/스무딩(smoothing)이 적용될 수 있다. 이는 빠르게 움직이는 드럼 헤드/센서에 대한 응답 시간을 크게 손상시키지 않고 센서가 느리게 움직이는 경우 정확한 데이터를 제공하는 데 도움이 된다.
보다 일반적으로, 프로세서는 각각의 드럼 헤드/센서의 드럼 헤드/센서-타격 및 드럼 헤드/센서-놓임 이벤트를 결정하도록 공진 신호의 진폭 및/또는 다른 변동을 처리할 수 있다(예를 들어, 센서 위치 및/또는 속도의 결정으로부터). 따라서 프로세서는 각 드럼 헤드/센서/각 활성 드럼 헤드/센서(active drum head/sensor)에 대한 누름/놓음(press/release) 이벤트 신호를 출력할 수 있다.
일부 접근들에서, 센서 위치들 또는 센서 움직임 프로파일의 연속은 예를 들어 센서 위치의 궤적을 외삽함으로써 눌린(또는 놓인) 센서가 드럼 헤드/센서-타격(또는 드럼 헤드/센서-놓임) 위치에 도달하는 시기를 예측하는 데 사용될 수 있다. 예측된 위치는 나중에 K로 지칭되는 위치일 수 있다. 그 다음, 프로세서는 실제 드럼 헤드/센서-타격(또는 드럼 헤드/센서-놓임) 위치에 도달하기 전에 드럼 헤드/센서-타격(또는 드럼 헤드/센서-놓임) 신호를 발행할 수 있다. 이는 예를 들어 사운드 생성 시스템의 지연과 같은 처리 지연들을 보상하는 데 유리할 수 있다.
일부 구현예들에서, 드럼 헤드/센서-타격 이벤트가 발행되기 전 및/또는 후에, 또는 드럼 헤드/센서-타격 및 드럼 헤드/센서-놓임 이벤트들을 발행하는 대신, 센서 위치들 또는 센서 움직임 프로파일의 연속은 컴퓨터에 신호들을 제공하도록(예를 들어 생성된 사운드의 양상들을 컨트롤하도록) 사용될 수 있다.
일부 구현예들에서, 프로세서는 적어도 3개의 서로 다른 센서 위치들, 즉, 첫 번째, 드럼 헤드/센서-놓임 위치, 두 번째, 드럼 헤드/센서-타격 위치, 세 번째, 애프터터치 위치를 구별하도록 추가로 구성될 수 있다. 애프터터치 위치는 드럼 헤드/센서-타격 위치를 넘어설 수 있고 눌린 후 센서에 적용되는 추가적 압력에 상응할 수 있다. 프로세서는 예를 들어 가변 압력 센서의 역할을 하기 위해, 애프터터치 위치로/로부터 움직일 때 센서의 위치 및/또는 속도를 결정할 수 있거나, 프로세서는 애프터터치 위치에 도달했을 때 간단히 식별할 수 있다. 애프터터치 위치는 드럼 헤드/센서에 추가적 압력을 적용한 결과로 일반적인 눌림 위치를 넘어서는 센서의 모션에 상응할 수 있다. 각각의 센서에는 압축 또는 장력 스프링 또는 압축 가능 요소 또는 블록과 같은 탄성 바이어스 또는 변형 가능한 엔드-스탑 장치가 제공될 수 있으므로, 센서의 눌린 부분이 장치와 상호 작용하고 드럼 헤드/센서에 추가적 압력이 적용되지 않는 한 장치에 의해 추가 움직임이 금지될 수 있으며, 이로써 센서가 그의 애프터터치 위치로 움직일 수 있다. 애프터터치 위치는 각각의 드럼 헤드/센서에 대해 검출 가능할 수 있다.
압력-컨트롤 센서 움직임 거리(데드-존)는 최대 드럼 헤드/센서-타격 위치와 애프터터치 검출의 시작 사이에 제공될 수 있고 예를 들어, 애프터터치가 구성되기 전에 필요한 압력의 양을 허용할 수 있다.
센서들의 세트는 인쇄회로기판과 같은 기판 상에 제공될 수 있다. 센서들은 기판을 따라, 특히 드럼/세트의 드럼 헤드/센서들의 위치들에 상응하는 위치들에, 보다 구체적으로 수동 공진 회로들이 드럼/세트 상에 위치하는 곳과 인접하는 위치에 2차원 어레이로 배치될 수 있다. 능동 공진 회로들을 위한 코일들은 기판 상의 트랙들에 의해 형성될 수 있고, 예를 들어 팬케이크 코일들을 정의할 수 있다. 센서들의 세트는 완전한 드럼 헤드/세트 또는 드럼 헤드 또는 드럼 세트의 일부에 대한 센서들을 포함할 수 있다. 또한, 앞에 설명한 바와 같이 하나 이상의 센서들의 세트들을 포함하는 드럼 헤드/세트가 제공된다.
일반적으로, 센서들의 세트의 프로세서/컨트롤러는 임의의 종류의 처리 장치/회로일 수 있고, 예를 들어 하나 이상의: 프로그램 코드 컨트롤을 받는 마이크로 프로세서, 또는 디지털 신호 프로세서(DSP), 또는 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어일 수 있다. 일부 구현예들에서 센서들의 세트에 대한 컨트롤/처리 기능들은 단일 집적 회로에 제공될 수 있다.
프로그램 가능 장치가 이용되는 경우, 프로세서는 위에 설명된 기능들의 일부 또는 전부를 구현하도록 프로세서를 컨트롤하기 위해 프로세서 컨트롤 코드를 저장하는 연관된 작업 메모리(working memory) 및 비휘발성 프로그램 메모리를 가질 수 있다. 따라서, 위에 설명된 기능들을 구현하도록 코드 및/또는 데이터를 운반하는 비휘발성 메모리와 같은 비-일시적 데이터 캐리어가 또한 제공된다. 코드/데이터는 기존 프로그래밍 언어로, 해석된 또는 컴파일된(compiled), 소스, 오브젝트 또는 실행 가능 코드를 포함하고, 또는 Verilog(상표)와 같은 하드웨어 설명 언어용 코드와 같은 ASIC 또는 FPGA를 설정하거나 컨트롤하기 위한 어셈블리 코드, 코드/데이터를 포함할 수 있다. 당업자는 그러한 코드 및/또는 데이터가 서로 통신하는 복수 개의 결합된 구성요소들 사이에 분산될 수 있음을 인식할 수 있다.
또한, 예를 들어 드럼 헤드/세트와 같은, 복수 개의 센서들의 위치들을 감지하는 방법이 제공된다. 방법은 예를 들어 센서의 움직임 부분에 마운팅하기 위한 수동 공진 회로 및 고정된, 기준 위치(예를 들어 드럼 헤드/세트의 일부분)에 마운팅하기 위한 능동 공진 회로를 포함하는 센서를 갖는 각각의 센서를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 수동 공진 회로는 공진 주파수를 갖고, 능동 공진 회로는 공진 주파수에서 수동 공진 회로를 여기시킨다. 각각의 센서는 드럼 헤드/센서의 위치 및/또는 속도를 검출하도록 능동 및 수동 공진 회로들의 상대적 위치와 함께 능동 공진 회로에서 공진 신호의 변동을 검출하고, 공유될 수 있는 검출기를 더 포함할 수 있다. 방법은 동일한 공진 주파수를 갖는 드럼 센서들이 인접하지 않도록, 둘 이상의 서로 다른 공진 주파수들에서 센서들이 작동하도록 배열하는 것을 더 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로 및/또는 방법은 적어도 능동 공진 회로들 및 선택적으로 또한 수동 공진 회로들의 하나 이상의 코일들이 반대 센스들의 권선들을 갖도록 구성함으로써 센서들 사이의 간섭을 감소시키는 것을 더 포함할 수 있다.
드럼 헤드/세트의 복수 개의 센서들에 적용된 위치, 및 속도, 및 압력의 측정들로부터 도출된 출력 신호를 제공하는 드럼 헤드/세트가 더 제공된다. 측정들은 드럼 헤드 상의 드럼 센서로부터 도출될 수 있다. 각각의 드럼 센서는 능동 동조 공진 회로; 선택적으로 센서들 사이에 공유되고, 공진 주파수에서 능동 동조 공진 회로를 구동하는 능동 동조 공진 회로에 결합된 구동 전자 장치; 및 드럼 헤드/센서와 관련된 전기적 반응 요소를 포함할 수 있다. 전기적 반응 요소는 능동 동조 공진 회로에 대한 전기적 반응 요소의 상대적 위치에 따라 능동 동조 공진 회로의 응답에 가변 수정을 제공할 수 있다. 전자 드럼/감지 시스템은 능동 동조 공진 회로에 대한 전기적 반응 요소의 상대적 위치에 응답하는 가변 출력 신호를 제공하도록 능동 동조 공진 회로에 결합된 판독 전자 장치를 더 포함할 수 있다. 판독 전자 장치의 가변 출력 신호는 드럼 센서 출력을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 필수적이지는 않지만, 전기적 반응 요소는 능동 동조 공진 회로가 구동되는 주파수에 동조된 수동 동조 공진 회로를 포함하므로 드럼 센서는 단일 공진 주파수에서 작동된다. 이 접근의 이점들은 다음을 포함한다: 첫째, 주어진 크기의 드럼 센서에 대해 더 큰 유효 감지 거리에 도달할 수 있다. 둘째, 감지된 위치의 주어진 변동에 대해 드럼 센서의 출력 신호에서 더 큰 변동을 얻을 수 있고, 종종 드럼 센서에 대한 출력 증폭기의 요구 사항을 제거하여 복잡성과 비용을 줄일 수 있다. 셋째, 발명자들은 제2 드럼 센서가 제1 드럼 센서의 공진 주파수와 상당히 다른 주파수로 동조된 경우, 제1 드럼 센서의 공진 주파수에 동조된 제1 드럼 센서의 수동 동조 공진 회로가 실질적으로 제2 드럼 센서의 출력에 영향을 미치지 않는 것을 발견하였기 때문에 복수 개의 근위로 위치한 드럼 센서들의 작동이 용이하게 된다.
넓은 의미에서 공진 주파수들의 범위 예시는 1-10MHz이며, 기생의 유해한 영향에 대해 속도 균형을 맞춘다. 예를 들어, 제1 공진 주파수는 3-4MHz 범위 내에 있을 수 있고, 제2 공진 주파수는 4-5MHz 범위 내에 있을 수 있다.
능동 동조 공진 회로 및 수동 동조 공진 회로에 의해 사용되는 코일들을 형성하는 특히 유리한 수단들은 인쇄회로기판 상의 트랙들에 의해 정의되는 평평한 또는 평면 코일인 것으로 밝혀졌다. 이는 잘 정의된 반복 가능한 기하학적 구조를 달성하는 데 도움이 되고 인쇄회로기판의 근위에 위치한 전기적 능동 구성요소들을 용이하게 한다.
드럼 센서에서 방사되는 전자기 방출들을 최소화하고 드럼 센서의 전자기 간섭 신호들에 대한 민감성을 최소화하기 위해 능동 동조 공진 회로의 코일들은 전기적으로 연결된 복수 개의 주요(primary) “작은” 코일들로 형성될 수 있고, 여기서 주요 소형 코일들(primary smaller coils)의 권선 방향은 주요 소형 코일들로부터 방사되는 전자기 원거리장의 합이 실질적으로 0이 되도록 선택된다. 이 경우, 수동 동조 공진 회로에 의해 사용되는 인덕턴스 코일들은: 주요 소형 코일들의 서브세트에만 유도 결합될 수 있다; 또는 복수 개의 전기적으로 연결된 부차(secondary) 소형 코일들로 구성될 수 있고, 여기서 부차 소형 코일들의 권선 방향 및 개수는 드럼 센서의 출력 신호의 변동을 최대화하도록 선택될 수 있다.
본 발명은 사운드 생성 시스템(예를 들어 드럼 사운드 생성 시스템)의 사용자가 드럼 헤드의 서로 다른 영역들에 서로 다른 사운드들을 배정하기를 원할 수 있기 때문에 유리하다. 그러므로, 사용자는 드럼 헤드의 가장자리가 타격될 때 '심벌' 사운드가 연주되고, 드럼 헤드의 중앙이 타격될 때 '스네어' 사운드가 연주되도록 배정할 수 있다. 따라서, 신호 프로세서가 타격이 어디서 발생했는지를 결정할 수 있기 때문에, 오직 하나의 드럼 헤드만 사용하여 서로 다른 많은 사운드들이 연주될 수 있다. 임의의 다른 변형이 드럼 헤드의 서로 다른 영역들에 배정될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 타격의 정확한 감지 위치를 유리하게 제공한다.
본 발명은 타격에 대한 오직 이진 온/오프 응답만을 갖는 전자 드럼에 비해 반응성이 더 높은 전자 드럼을 제공한다.
본 발명은 서로 다른 많은 응답들 (다시 말하면, 드럼 헤드의 타격 위치 및/또는 속도에 의존하는) 을 갖는 전자 드럼에 다수의 드럼 센서들이 아닌 단일 드럼 센서만이 제공될 수 있기 때문에 비용 이점들을 제공한다. 단일 센서만으로 이러한 반응성 드럼을 제공할 수 있다는 것은 많은 센서들을 갖는 드럼과 비교할 때 보다 간단하고, 효율적인 제조 공정을 더 제공한다.
본 발명은 두 개 이상의 드럼 센서들을 가질 수 있어 하나의 드럼 센서를 갖는 드럼에 비해 타격의 위치의 결정의 개선된 정확성을 제공할 수 있다.
본 발명은 드럼 센서들의 높은 레벨의 정확성을 제공한다.
도 1a 및 도 1b는 각각 시스템의 예시적인 구현예들에 사용하기 위한 능동 동조 공진 회로 및 수동 동조 공진 회로를 보여준다.
도 2는 시스템의 예시적인 구현예들에 사용하기 위한 동기 복조기(synchronous demodulator)를 포함하는 판독 전자 회로의 예시를 보여준다.
도 3a 및 도 3b는 각각 능동 동조 공진 회로 및 수동 동조 공진 회로에 대한 예시적인 인쇄 회로 설계들을 보여준다.
도 4a 및 도 4b는 능동 동조 공진 회로 및 수동 동진 회로 각각에 대해 반대 센스들의 권선들을 갖는 코일들을 갖는 센서 공진 회로들의 예시들을 보여준다.
도 5a 및 도 5b는 단일 드럼 센서들을 포함하는 전자 드럼의 예시들을 보여준다.
도 6a 및 도 6b는 다수의 드럼 센서들을 포함하는 전자 드럼을 보여준다.
도 7은 복수 개의 능동 동조 공진 회로들을 다중화하는 데 사용되는 시분할 다중화 회로의 타이밍 다이어그램을 보여준다.
도 8은 복수 개의 센서들의 위치를 결정하도록 복수 개의 능동 동조 공진 회로들을 다중화하는 시분할 다중화 시스템의 회로도를 보여준다.
도 9는 센서의 출력 대 변위의 그래프를 보여준다.
도 10은 센서를 눌렀을 때 센서의 측정된 위치 및 측정된 속도의 예시를 보여준다.
도 11은 센서의 검출된 위치를 보정하기 위한 예시적인 보정 절차를 보여준다.
도 12는 감지된 이벤트들을 검출하도록 사용되는 예시적인 프로세스를 보여준다.
도 13은 드럼 헤드 센서로부터의 과도 응답의 예시를 보여준다.
도 14는 도 13의 과도 응답으로부터 촉발 이벤트를 생성하도록 사용되는 예시적인 절차를 보여준다.
도 15는 드럼 헤드들의 세트를 위한 시분할 다중화 시스템의 예시를 보여준다.
도면에서 일부 유사한 요소들은 유사한 참조 번호들로 표시된다.
도 1a를 참조하면, 능동 동조 공진 회로는 입력 저항 요소(4), 코일(1), 두 개의 용량성 요소들(2, 3), 출력 저항 요소(5), 구동 전자 장치를 입력 저항 요소에 연결하는 연결 수단들(6) 및 판독 전자 장치를 출력 저항 요소에 연결하는 연결 수단들(7)을 포함한다. 입력 저항 요소는 생략될 수 있지만, 다음과 같은 이유로 선호된다: 구동 전자 장치로부터 능동 동조 공진 회로에 공급되는 전류를 제한하여 작동 전류를 감소시키고 따라서 능동 동조 공진 회로의 전력 소비와 전자기 방출을 모두 감소시킨다; 그리고 판독 전자 장치가 능동 동조 공진 회로에 연결될 때 근접 검출의 민감도를 증가시킨다. 출력 저항 요소는 생략될 수 있지만, 입력 및 출력 저항 요소들이 능동 동조 공진 회로의 임피던스에 대한 연결 배선들의 효과를 감소시키므로 모든 센서들이 기본적으로 구동 전자 장치와 판독 전자 장치에 대한 연결 길이에 상관 없이 동일할 수 있어 또한 선호된다.
도 1b를 참조하면, 반응 요소는 바람직하게는 코일(8) 및 용량성 소자(9)를 포함하는 수동 동조 공진 회로를 포함하고, 여기서 코일과 용량성 소자는 폐쇄된 공진 LC 회로를 형성하도록 연결된다. 코일들(1, 8)의 인덕턴스의 크기나 값이 실질적으로 유사할 필요는 없다. 용량성 요소(9)의 커패시턴스의 값은 바람직하게는 도 1a의 능동 동조 공진 회로의 공진 주파수가 수동 동조 공진 회로의 공진 주파수와 정합하도록 동조되게끔 선택된다. 따라서, 수동 및 능동 회로들이 동조될 때, 센서들의 근위에 위치한 복수 개의 센서들을 작동할 수 있고, 여기서 센서들은 실질적으로 서로 다른 공진 주파수들로 동조되어 근위에 위치한 센서들 사이의 상호 작용을 최소화한다. 뿐만 아니라, 수동 및 능동 회로들이 이렇게 동조되면 수동 동조 공진 회로에 의해 더 많은 에너지가 결합되고 소멸되기 때문에 수동 및 능동 회로들 사이의 거리가 감소함에 따라 도 1a의 출력(7)에서 신호 진폭이 감소한다. 신호 진폭의 이러한 변동은 신호 진폭의 변동들을 측정하는 것이 능동 동조 공진 회로가 반응 요소에 근접하여 이조(detune)되는 경우에 구현되는 공진 주파수의 변동들을 측정하는 것보다 빠르기 때문에 선호된다.
구동 전자 장치는 능동 동조 공진 회로의 공진 주파수와 같거나 가까운 주파수에서 진동 전압 구동 파형의 생성기를 포함한다. 일반적으로, 예로서, 이 파형은 마이크로 컨트롤러 타이머 또는 디지털 또는 아날로그 타이밍 회로의 출력에 의해 생성된 사각 파형이다.
판독 전자 장치는 판독 지점(7)에서의 신호의 진폭에 비례하는 전압을 생성하는 수단을 포함한다.
도 2를 참조하면, 예로서, 판독 전자 장치는 동기 복조기 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 판독 지점의 신호는 지점(20)에 연결되고 예를 들어, 19에 연결된, 진동 전압 구동 파형에 의해 컨트롤되는 아날로그 스위치(22)에 의해 복조될 수 있고, 그 위상은 위상 천이 요소(21)에 의해 선택적으로 조정된다. 저주파(또는 dc) 전압은 출력 지점(25)에서 예를 들어, 저항성 요소(23) 및 용량성 요소(24)를 포함하는 저역 통과 필터에 의해 제공된다. 대안적인 판독 전자 회로들은 위상-민감(phase-sensitive) 정류기들, 위상-비민감(phase-insensitive) 정류기들, 비동기 복조기들, 피크 검출기들 등등을 포함할 수 있다.
능동 동조 공진 회로 및 수동 동조 공진 회로에 사용되는 코일들(1, 8)은 어떤 유형이든 될 수 있다. 그러나 인쇄회로기판 상에서 트랙들로 형성된 평면 나선형 코일들을 사용하면 세 가지 주요 이점들이 있다: 저렴하고, 재현 가능한 인덕턴스 값으로 만들어질 수 있으며 인쇄회로기판을 사용하여 다른 구성요소들, 즉 용량성 요소들(2, 3, 9) 및 저항성 요소들(4, 5)를 마운트할 수 있다. 그러므로, 인덕턴스 값이 가까이 정합하는 복수 개의 코일들을 설계하는 것이 가능하다.
도 3a를 참조하면, 예시적인 능동 동조 공진 회로가 단일 전기적 전도 층 또는 복수 개의 전기적 전도 층들을 포함하는 인쇄회로기판 상에 형성될 수 있다. 구현예들에서, 코일(1)은 지속적인 나선형 트랙으로 형성되며, 이에 따라 연결 비아들(53)과 연결 배선, 또는 다른 전도 층 상의 다른 나선형 트랙, 또는 인쇄회로기판의 복수 개의 전도 층들 상의 복수 개의 나선형 트랙들 간의 전기적 연결에 의해 트랙의 전기적 지속성이 유지된다; 용량성 요소들(2, 3)과 저항성 요소들(4, 5)는 근위에 위치한다; 그리고 연결 지점들(6, 7)은 각각 구동 전자 장치 및 판독 전자 장치에 제공된다.
일부 구현예들에서, 예를 들어, 키보드가 복수 개의 제거 가능한 액추에이터 블록들을 포함하는 경우, 능동 동조 공진 회로는 백플레인 상에 형성될 수 있다. 백플레인은 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 백플레인에 일부분, 예를 들어 정렬을 위한 액추에이터 블록의 프로젝션, 을 수용하기 위한 개구(60)가 제공될 수 있다.
도 3b는 단일 전기적 전도 층 또는 복수 개의 전기적 전도 층들을 포함하는 인쇄회로기판 상에 형성될 수 있는 예시적인 수동 동조 공진 회로를 보여준다. 구현예들에서, 코일(8)은 지속적인 나선형 트랙으로 형성되며, 이에 따라 연결 비아들(54)과 연결 배선, 또는 다른 전도 층 상의 다른 나선형 트랙, 또는 인쇄회로기판의 복수 개의 전도 층들 상의 복수 개의 나선형 트랙들 간의 전기적 연결에 의해 트랙의 전기적 지속성이 유지된다; 그리고 용량성 요소(9)는 근위에 위치한다.
일부 구현예들에서, 수동 동조 공진 회로는 드럼 헤드 센서의 일부를 형성하고 인쇄회로기판 상에 형성될 수 있다. 인쇄회로기판은 센서의 마운팅을 용이하게 하도록 선택적인 개구 또는 눌림부(61)를 가질 수 있다.
능동 동조 공진 회로로부터의 전자기 방출 및 능동 동조 공진 회로의 전자기 간섭 신호들에 대한 민감성은 능동 동조 공진 회로의 유도 코일이, 주요 소형 코일들로부터 방사되는 전자기 원거리장의 합이 실질적으로 0이 되도록 주요 소형 코일들의 권선 방향이 선택되는, 전기적으로 연결된 복수 개의 주요 소형 코일들로부터 형성되는 경우 감소될 수 있다.
유도 코일(1)의 한 예가 도 4a에 보여지는데, 여기서 2개의 주요 소형 코일들이 반대 권선 방향들(58)로 직렬로 연결되어 대략 8자형 코일을 형성한다. 이러한 배열에서 8자형 코일의 전반부(56)로부터 방사된 전자기 원거리장은 8자형 코일의 후반부(57)로부터 방사된 전자기 원거리장과 크기가 동일하지만 반대 극성을 갖고, 따라서 8자형 코일에서 방사되는 전자기 원거리장은 실질적으로 0이다.
이러한 배열에서, 도 3b에 보여지는 수동 동조 공진 회로는 수동 동조 공진 회로의 유도 코일이 주로 능동 동조 공진 회로의 8자형 코일의 절반(56, 57)에만 유도 결합되지 않는 한 비효율적일 수 있다.
센서의 출력 신호를 최대화하기 위해, 수동 동조 공진 회로의 유도 코일은 도 4b에 보여지는 것처럼 8자형 유도 코일로 유사하게 형성될 수 있고, 예를 들어, 반대 권선 방향들(58)로 직렬 연결된 부차 소형 코일들을 포함하며 여기서 부차 소형 코일은 주로 능동 동조 공진 회로의 8자형 코일의 서로 다른 주요 소형 코일에 각각 유도 결합될 수 있다.
제1 능동 동조 공진 회로의 제1 공진 주파수로 동조된 제1 수동 동조 공진 회로가 실질적으로 다른 제2 공진 주파수로 동조된 인접한 제2 능동 동조 공진 회로의 출력에 실질적으로 영향을 미치지 않지만, 제2 공진 주파수로 동조된 상응하는 제2 수동 동조 공진 회로가 근위에 위치하면, 제1 및 제2 수동 동조 공진 회로들의 상호적 결합에 의해 제1 수동 동조 공진 회로의 움직임이 제2 능동 동조 공진 회로의 출력에 영항을 미칠 수 있다. 이러한 요구되지 않는 상호 작용은 물리적으로 인접한 수동 동조 공진 회로들의 위치들을, 그렇지 않으면 점유할 위치에서 오프셋함으로써 최소화할 수 있다.
일부 구현예들에서, 드럼의 드럼 헤드 또는 드럼 세트 상의 센서들은 임의의 주어진 시간에 센서들의 서브세트가 인에이블되는 시분할 다중화 스킴을 사용하여 인터로게이트(interrogate)될 수 있다. 16개 이상의, 많은 수의 센서들을 갖는 드럼 세트의 경우, 이러한 스킴은 비용, 복잡성, 전력 소비 및 전자기 방출을 줄이는 이점들을 가질 수 있다.
제1 공진 주파수에서 작동하는 제1 센서와 실질적으로 다른 제2 공진 주파수에서 작동하는 제2 센서가 근위에 위치하는 경우, 센서들이 제1 센서의 출력과 제2 센서의 출력이 간섭 성분들을 포함하도록 상호 작용할 수 있고, 간섭 성분들은 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수의 주파수 차이와 동일한 변동 주파수에 따라 변화한다. 센서들의 출력의 동기 복조는 재구성 저역 통과 필터의 차단 주파수가 주파수 차이보다 실질적으로 낮을 때 간섭 성분들을 실질적으로 제거한다. 그러나, 저역 통과 필터의 시간 응답은 요구되지 않는 액추에이터 모션 센서들의 응답 속도를 제한할 수 있다. 그러므로, 이러한 간섭을 최소화하는 메커니즘이 요구된다. 물리적으로 인접한 센서들이 동시에 구동되지 않는 시분할 다중화 스킴을 사용하면 이 문제를 피할 수 있다.
그러나, 실제로는 동기 복조가 좋은 성능을 위해 필요하지 않다는 것이 밝혀졌다.
하나 이상의 능동 동조 공진 회로가 동시에 구동되는 구현예들에서, 전자기 방출을 감소시키기 위해, 동시에 구동될 때 능동 동조 공진 회로들의 코일들의 권선 방향이 예를 들어, 코일들의 절반은 일 방향의 권선들을 갖고 나머지 코일들은 반대 센스의 권선들을 갖는 비율이 되도록 구성하는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 코일로부터 방사되는 전자기 원거리장의 합은 코일들이 모두 동일한 센스로 감기는 것에 비교하여 실질적으로 감소될 수 있다.
전자 드럼의 실시예는 도 5a에 보여지고 예를 들어 유연한 상단 부재와 같은 드럼 헤드(다시 말하면, 드럼 패드)(68)를 포함한다. 도 5a에서, 상기 드럼 헤드의 둘레(perimeter)의 움직임은 유지 메커니즘(63)에 의해 제약된다. 수동 동조 공진 회로(11)는 드럼 헤드에 부착된다.
전자 드럼은 수동 동조 공진 회로(11) 및 고정된 하단 부재(14)에 마운트된 능동 동조 공진 회로(10)를 포함하는 드럼 센서를 포함한다. 능동 동조 공진 회로(10)는 수동 동조 공진 회로(11)에 유도 결합되어, 능동 동조 공진 회로(10)와 수동 동조 공진 회로(11)의 상호 분리가 변함에 따라 변하는 신호를 제공한다. 구동 및 판독 전자 장치는 능동 동조 공진 회로에 연결된다.
본 예시 및 이후 설명되는 예시들은 드럼 헤드(68)의 진동들을 감지하도록 구성된다. 그러나, 구현예들에서 드럼 헤드의 진동들에 응답하여 생성되는 RF 신호의 신호 대 노이즈 비율은 드럼으로부터의 오디오 신호 출력으로 직접 진동을 사용하기에 충분히 높지 않을 수 있다. 따라서, 일부 구현예들에서, 진동들은 오디오 신호로 사용되기 전에 처리될 수 있고 또는 드럼 사운드가 신시사이즈되거나 샘플 드럼 사운드가 오디오 출력을 제공하도록 연주되고 나서, 언제 및/또는 어떻게(예를 들어, 드럼이 어디에서 타격되었는지)를 검출하도록 단지 사용될 수 있다. 신시사이즈된/샘플링된 사운드는 타격의 검출된 특성들에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 일부 구현예들에서, RF 신호의 신호 대 노이즈 비율이 오디오 출력 신호로 사용하기에 충분히 높지 않은 경우, 예를 들어 샘플 또는 신시사이저와 같이 사운드를 촉발하도록, 진동의 초기 과도(transient) 상태가 사용될 수 있다(왜냐하면 과도가 다음 진동들보다 훨씬 크기 때문에).
도 5b를 참조하면, 예시적인 드럼은 드럼 헤드(다시 말하면, 드럼 패드)(15); 수동 동조 공진 회로(11); 선택적 인터포저 요소(65); 변형 가능한 분리기 요소(64); 능동 동조 공진 회로(10); 및 고정된 하단 부재(14)를 가질 수 있다. 인터포저는 두 가지 기능을 수행한다: 첫째, 드럼 헤드(15)의 움직임에 의해 수동 동조 공진 회로(11)에 적용되는 힘을 제한하여 수동 동조 공진 회로(11)에 대한 손상을 예방한다. 둘째, 이는 상기 드럼 헤드와 상기 수동 동조 공진 회로(11) 사이의 서로 다른 분리 거리들을 수용할 수 있게 한다(예를 들어, 서로 다른 두께의 요소들의 사용자 선택을 가능하게 함으로써). 예를 들어, 플라스틱 블록과 같은 변형 가능한 분리기(65)는 드럼 헤드의 움직임을 가능하게 함으로써 상기 수동 동조 공진 회로(11)의 상응하는 움직임을 허용하고, 따라서 상기 능동 동조 공진 회로(10)와 상기 수동 동조 공진 회로(11)의 상호 분리의 변동을 허용한다.
위에 설명한 바와 같이, 상기 능동 동조 공진 회로(10)와 상기 수동 동조 공진 회로(11)의 상호 분리의 변동은 RF 신호가 생산되도록 유발한다. RF 신호는 드럼 헤드가 언제 그리고 어디에서 타격되었는지 결정하도록 처리될 수 있다. 드럼이 얼마나 세게 타격되었는지와 같은 추가적인 특성들이 결정될 수 있다. 특히, 검출된 RF 신호의 레벨은 드럼 헤드 응답 파형을 결정하도록 신호 프로세서에 의해 처리될 수 있다. 단일 드럼 센서(바람직하게는 드럼의 중앙에 위치하는)를 포함하는 드럼에 있어서, 드럼 타격의 방사상 위치는 RF 신호를 처리함으로써, 드럼 헤드를 가로지르는 진동들로부터 얻어지는 드럼 헤드 응답 파형을 사용하여 결정될 수 있다. 방사상 위치는 드럼이 타격될 때의 드럼 헤드 센서(들)로부터 검출된 파형의 보정 및/또는 패턴 매칭에 의해 결정될 수 있다.
도 5b는 수동 동조 공진 회로(11)와 능동 동조 공진 회로(10) 사이의 변형 가능한 분리기 요소(64)를 보여준다. 변형 가능한 분리기 요소(64), 수동 동조 공진 회로(11) 및 능동 동조 공진 회로(10)는 수동 동조 공진 회로(11)와 능동 동조 공진 회로(10) 사이의 기계적 경로를 갖는 드럼 센서 스택을 정의한다. 도 5b는 인터포저 요소(65)를 더 포함하는 드럼 센서 스택을 더 보여준다.
도 6a 및 도 6b는 다수의 드럼 센서들을 포함하는 전자 드럼을 보여준다; 선택적으로 드럼 헤드의 둘레는 도 5a에 보여지는 대로 유지될 수 있다(도 6에는 보여지지 않음). 도 6a 및 도 6b의 드럼은 드럼 헤드(15); 변형 가능한 분리기 요소(64); 다수의 드럼 센서들, 여기서 상기 위치 센서는 수동 동조 공진 회로(11); 인터포저(65); 및 능동 동조 공진 회로(10)를 포함한다;를 포함한다. 다수의 센서들은 예를 들어, 센서들에 의해 검출된 RF 신호의 레벨의 파형들의 진폭 및/또는 타이밍에 기반한 삼각 측량(triangulation), 보간(interpolation)에 의해서 드럼 헤드가 타격된 위치를 결정하는 데 사용될 수 있다.
도 6a 및 도 6b의 예시적인 드럼은 단단한 링킹 부재(lingking member)(66)를 더 포함하여, 상기 드럼 헤드의 움직임 지점(67)이 상기 드럼 센서들의 다수의 수동 동조 공진 회로들(11)의 상응하는 움직임들을 유발한다. 이는 드럼 패드의 타격(상기 드럼 헤드의 움직임을 초래하는)의 위치의 결정을 용이하게 한다(예를 들어, 드럼 센서들의 출력들로부터의 계산에 의해(예를 들어, 신호 프로세서(미도시)를 사용한 보간에 의해)).
일반적으로, 두 개 이상의 드럼 센서들을 사용할 때, 타격의 위치는 각각의 드럼 센서로부터의 신호들의 즉각적인 상대적 진폭들로부터 결정될 수 있다. 그 다음, 드럼 센서 신호들(진폭들)을, 측정된 진폭에 상당한 영향을 주지 않도록 신호 감쇄(decay)에 대해 측정되는 과도의 기간에 대해 충분히 가까운 시간에 측정하는 것이 요구된다. 타격의 충격 지점에서 드럼 헤드의 움직임이 드럼 헤드를 가로질러 전파되는 데 시간이 걸리기 때문에, 선택적으로 다수의 드럼 센서들에서 측정된 과도들 사이의 타이밍이 타격의 위치에 관한 더 많은 정보를 얻기 위해 사용될 수 있다. 이 타이밍은 드럼 헤드의 공진 주파수에 의존한다. 측정 속도는 과도를 검출할 수 있도록 충분히 빨라야 한다.
따라서, 다수의 드럼 센서들이 있는 경우, 신호 프로세서는 드럼 헤드의 타격의 위치를 결정하기 위해 다수의 드럼 센서들로부터 검출된 RF 신호들 사이의 진폭 차이를 결정하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 신호 프로세서는 드럼 헤드의 타격의 위치를 결정하기 위해 다수의 드럼 센서들로부터 검출된 RF 신호들 사이의 타이밍들의 차이를 결정하도록 구성될 수 있다. 신호 프로세서는 예를 들어, 타격이 얼마나 강한지를 결정하기 위해 다수의 드럼 센서들로부터 검출된 RF 신호의 진폭들 중 하나 이상을 처리하도록 구성될 수 있다.
도 6b에 보여지는 것처럼, 다수의 드럼 센서들 중 하나는 드럼 헤드의 중앙에 위치할 수 있다; 다른 드럼 센서들은 드럼 헤드 가장자리에 인접하게 위치할 수 있다.
도 6b에 추가로 보여지는 것처럼, 예시적인 드럼은 드럼 헤드 립(27) 및 하단 부재 립(29)을 포함할 수 있다. 드럼 헤드 립(27)은 하단 부재 립(29) 내부에 장착되도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 하단 부재 립(29)은 드럼 헤드 립(27) 내부에 장착되도록 구성될 수 있다.
다수의 드럼 센서들이 있는 경우, 드럼 센서들의 인터포저들은 다수의 드럼 센서들 중 하나 이상 사이에 공유될 수 있다. 드럼은 다수의 드럼 센서들의 능동 동조 공진 회로들 중 하나 이상을 지탱하는 백플레인을 더 포함할 수 있다. 백플레인은 PCB로 형성될 수 있고, 드럼 내부에 유지될 수 있다. 신호 프로세서는 백플레인에 통합될 수 있다. 대안적으로, 신호 프로세서는 드럼 외부에 있을 수 있으므로 다수의 드럼들(예를 들어, 드럼 세트)로부터의 신호들은 공유된 신호 프로세서(예를 들어, 단일 처리 유닛)에 의해 처리될 수 있다. 예를 들어, 8개의 센서들의 그룹들이 다중화되는 경우, 각각의 드럼에 8개의 센서들이 있을 수 있고 다중화 및 신호 처리는 신호 프로세서를 포함하는 외부 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다.
다수의 드럼 센서들이 있는 드럼들 상에서, 드럼 센서의 능동 공진 회로들의 일부가 동시에 활성화될 수 있다. 이는 스네어 드럼과 같이 종래의 어쿠스틱 드럼과 직경이 유사한 드럼 헤드를 갖는 드럼에 대해 구현될 수 있다. 실시예들에서, 드럼 세트(또는 “드럼 키트”)는 다수의 드럼 헤드들을 포함한다.
일부 드럼 세트들/키트들은 종래의 어쿠스틱 드럼들보다 작은 다수의 드럼 헤드들을 포함할 수 있고, 대신 예를 들어, 가로로 몇 cm이고 손가락들이나 작은 드럼스틱들로 타격되는 의도일 수 있다. 각각의 드럼 헤드/센서(예를 들어, 동일한 드럼 헤드 상의 센서들의 세트의)는 각각의 드럼 센서의 코일의 권선이 순차적으로 구동되도록 다중화될 수 있다.
이전에 설명된 것들과 조합될 수 있는 다른 구현예에서, 대안 센서들은 예를 들어, 각각의 제1 및 제2 공진 주파수들 F1 및 F2에서 작동하는 서로 다른 주파수들에서 구동되도록 구성될 수 있다. 센서들의 서브세트 중에서, 제1 공진 주파수에서 오직 하나의 센서가 작동하고 제2 공진 주파수에서 오직 하나의 센서가 작동하는 각각의 시간 슬롯이 인에이블될 수 있다. 뿐만 아니라, 구현예들에서 물리적으로 인접한 센서들은 동시에 인에이블되지 않으므로, 간섭 구성요소들이 최소화된다. 복수 개의 센서들의 세트들은 동시에 작동될 수 있다.
예시적인 다중화 스킴이 도 7에 보여진다. 감지 시스템의 센서들은 예를 들어 각각이 서로 직접적으로 인접하지 않는 센서들을 포함하고, 도 7에 검정 및 흰색 바들로 도시된 공간 그룹들로 나눠질 수 있다. 한 그룹의 센서들은 다른 그룹의 센서들과 서로 다른 공진 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 검정 바들로 도시된 그룹에는 8개의 시간 슬롯들이 있고 8번째 센서마다 동시에 활성화(구동)된다. 이 접근은 k개의 시간 슬롯들에 적용되어 k번째 센서를 동시에 구동할 수 있다(즉, 동시에 구동되는 센서들 사이에는 k-1 개의 비활성 센서들이 있다). 예를 들어 검정 및 흰색 바들로 도시된, 동시에 활성화된 그룹들의 센서들은 (물리적으로) 가능한 멀리 분리될 수 있다.
예를 들어, 구현예들에서, 적어도 k-1 개의 센서들(여기서, k-1 은 1 이상의 정수이고), 구동된 센서로부터 RF 신호의 레벨을 검출하는 적어도 하나의 검출기에 의해 동시에 구동된 센서들이 분리되거나 둘러싸이는, RF 구동 신호를 다중화하기 위한 다중화 시스템이 제공된다.
시스템의 일부 구현예들은 서로 다른 공진 주파수들을 가진 서로 다른 센서들의 그룹들을 이용하지 않는다. 대신, 모든 센서들은 실질적으로 동일한 공진 주파수를 가질 수 있다. 이러한 접근의 사용은 이전에 설명한 권선의 반대 센스들을 갖는 코일 설계에 의해 용이해진다. 따라서, k 개의 시간 슬롯들이 있을 수 있고, k 번째 센서가 동시에 활성화(구동)될 수 있다.
도 8은 단일 공진 주파수에서 작동하는 센서들의 세트 또는 서브세트를 구동하도록 구성된 시분할 다중화된 컨트롤러의 예시를 보여준다. 도 8의 시스템에서, 프로세서(35)는 그 주파수가 센서들의 능동 동조 공진 회로들의 공진 주파수와 정합하는 구동 파형(36)을 생성하고; 프로세서는 인에이블될 센서를 선택하도록 선택기 신호들(37)을 생성하고; 센서들의 출력들(7)은 아날로그 다중화기(34)에 결합되고; 아날로그 다중화기의 출력은 아날로그 다중화기 내의 용량성 요소(24) 및 저항성 요소를 포함하는 저역 통과 필터를 통해 프로세서 내의 아날로그-디지털 변환기에 결합되고; 및 센서들의 위치 및 속도에 관한 정보를 전송하는 데 사용되는 프로세서로부터의 출력(55). 아날로그 다중화기를 사용하여 센서들의 출력들을 아날로그-디지털 변환기에 결합하는 추가 이점은 아날로그 다중화기가 동기 복조에 사용되는 아날로그 스위치(22)의 기능을 수행할 수 있다는 것이고, 이에 의해 아날로그 다중화기의 출력은 구동 파형(36)에 결합된 인에이블 입력(39)을 통해 동기적으로 인에이블 및 디스에이블(disable)될 수 있다. 복수 개의 센서들이 실질적으로 서로 다른 공진 주파수들에서 작동되는 경우, 필요에 따라 시분할 다중화 스킴이 복제될 수 있다. 적합한 프로세서는 ARM Cortex-M0이다.
도 8은 단 하나의 역다중화기/다중화기를 보여주지만, 다수의 공진 주파수들이 있는 경우, 사용되는 각 공진 주파수들에 대해 하나의 역다중화기/다중화기가 이용될 수 있다. 예를 들어, 대안 공진 주파수들이 드럼 헤드/세트의 대안 센서들에 매핑되는(mapped) 경우, 제2 역다중화기/다중화기가 사용될 수 있다.
예를 들어, 구성요소 공차(tolerance)의 변동들로 인해 유발된, 센서의 능동 동조 공진 회로 또는 수동 동조 공진 회로의 이조에 대한 감소된 민감도는, (선택적으로) 동기 복조기 회로의 출력이 다이오드(40), 용량성 요소(24) 및 선택적으로 저항성 요소(41) 또는 스위칭 요소(42) (용량성 요소(24) 상의 전하를 리셋하는) 를 포함하는 피크 검출 회로에 결합함으로써 용이하게 될 수 있다. 스위칭 요소가 사용되는 경우, 스위칭 요소는 다중화기를 컨트롤하는 데 사용되는 선택기 신호들과 검출된 피크 레벨을 동기적으로 리셋할 수 있다.
검출기(판독 회로)로부터의 신호는 예를 들어 프로세서(35)의 아날로그 입력에 통합된 아날로그-디지털 변환기(38)에 입력될 수 있다.
디스에이블된 센서들의 능동 동조 공진 회로가 구동되지 않는 경우, 능동 동조 공진 회로는 동조 안테나(tuned antenna) 역할을 한다. 이는 디스에이블된 센서에 상응하는 타겟을 움직이는 것이 유사하게 동조된 센서의 출력에 측정 가능한 변동을 생산할 수 있는 부정적인 영향을 가질 수 있다. 이는 유사하게 동조된 센서가 디스에이블된 센서에 물리적으로 인접하지 않고 타겟의 모션이 디스에이블된 센서 위의 정상 한계들(normal limits) 내에 있도록 제약되는 경우에도 마찬가지이다. 이러한 부정적인 영향은 디스에이블먼트(disablement) 기간 동안 디스에이블된 센서의 능동 동조 공진 회로의 공진 주파수를 변경하여, 예를 들어 전기적 스위칭으로 능동 동조 공진 회로의 커패시턴스, 저항 또는 인덕턴스를 변경하여, 줄일 수 있다. 이는 공진을 방지하도록 디스에이블된 센서를 직류, 또는 저주파 신호로 구동하여 수행될 수 있다. 도 8을 참조하면, 시분할 다중화 스킴에서 이를 달성하는 방안은, 디지털 역다중화기(33)를 사용하여 능동 동조 공진 회로들의 입력들(6)을 구동하는 것이다. 인에이블된 센서들의 능동 동조 공진 회로들은 능동 동조 공진 회로들의 공진 주파수에서의 파형(36)에 의해 구동되고, 디스에이블된 센서들의 능동 동조 공진 회로들은 디지털 역다중화기의 로직-하이(logic-high) 또는 로직-로우(logic-low)에 상응하는 직류 신호에 의해 구동된다.
작동 온도의 범위에 걸쳐 드럼 헤드/세트의 성능이 안정적인 것이 중요하다. 비록 본 명세서에서 설명된 바와 같이 센서에 의해 사용되는 동조 공진 회로들은 온도 안정성이, 특히 동조 공진 회로들이 인쇄회로기판 상에 형성되고 동조 공진 회로들의 용량성 요소들이 온도 안정적 유전체들(Class 1 유전체들)을 포함할 때 훌륭하지만, 회로의 다른 전기적 요소들은 작동 온도의 변동들에 따라 센서의 출력 신호의 변동을 유발하는, 온도에 따라 변화하는 속성들을 가질 수 있다. 이러한 전기적 요소들은 다이오드(40), 디지털 역다중화기(33), 아날로그 다중화기(34), 저항성 요소들(4, 5, 41), 인쇄회로기판들 상의 트랙들, 및 전압 조정기들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 그러므로, 온도 보상 스킴은 작동 온도의 변동들로 인해 유발되는 드럼 헤드/세트 상의 복수 개의 센서들의 출력 신호들의 변동들을 최소화하는데 유용할 수 있다.
온도 보상 스킴의 예시는 다음을 포함한다: 센서의 수동 동조 공진 회로가 센서의 출력 신호에 영향을 주지 않도록 센서의 능동 동조 공진 회로가 직류 또는 저주파 신호로 구동하는 동안, 센서의 출력 신호의 측정들을 수행하는 것; 측정들 중 첫 번째는 보정 절차 중에 수행된다; 차후 측정들은 일반적으로 시분할 다중화 스킴의 추가 시간 슬롯들 내에서, 주기적으로 수행된다; 제1 측정으로부터 차후 측정들을 뺌으로써 출력 신호에서 온도-의존(temperature-dependent) 오프셋들을 계산하는 것; 및 위치를 측정하도록 능동 동조 공진 회로가 능동 동조 공진 회로의 공진 주파수와 같거나 이에 가까운 주파수에서 구동될 때, 오프셋들을 출력 신호의 측정에 더하는 것. 이러한 온도 보상 스킴은: 각각의 센서; 각각의 센서들의 그룹; 또는 모든 센서들에 대해 하나의 온도-의존 오프셋을 활용할 수 있다.
본 명세서에서 위에 설명한 바와 같이, 다중화 스킴을 활용하는 드럼 헤드/세트는 드럼 헤드의 위치를 빠르고 정확하게 측정할 수 있게 한다. 예를 들어, 선택기 신호들(37)의 업데이트의 주파수가 적어도 32,000Hz인 도 8에 보여지는 예시를 다중화하는 것이 가능하고 따라서 8개의 센서들의 서브세트에서 각각의 센서의 위치가 4,000Hz의 주파수에서 결정될 수 있게 한다. 이 예시는 되풀이될 수 있고, 센서들의 다른 서브세트들에 대해 병행될 수 있으므로 예를 들어, 88개의 센서들에 대해 적어도 352,000 센서/초의 속도로 그들의 위치들이 결정될 수 있다. 센서들의 위치들은 타격 이벤트들의 적합하게 정확한 타이밍을 허용하거나 선택적으로 이벤트들과 관련된 드럼 헤드 속도를 결정하도록, 이상적으로 적어도 초 당 250회 이상 결정되어야 하고, 이는 적어도 초 당 22,000 감지 이벤트들의 속도에(예를 들어, 각각 8개의 센서들을 갖는 11개의 드럼 헤드들) 상응한다. 설명된 시스템의 구현예들은 이러한 타겟들을 쉽게 초과한다.
센서 시스템의 작동을 이해하는 데 유용한 도 9는 센서가 눌렸을 때, 키보드 상의 센서로부터의 출력을 보여준다. 키의 세 가지 주요 위치들이 있다: 키가 휴지(rest) 상태일 때의 휴지 위치 Kmax(43); 키의 이동 가능한 상단 부재가 변형 가능한 엔드-스탑과 처음으로 접촉할 때의 지점 Kzero(44); 및 일반적인 사용자에 의해 드럼 헤드에 적용되는 최대 압력 지점에 상응하고, 변형 가능한 엔드-스탑이 최대로 변형된 것으로 고려될 수 있는 최대 눌림 지점 Kmin(45). 드럼 헤드가 타격될 때 결정되는 신호는 이후에 설명된다.
이러한 복수 개의 센서들에 대해, 기계적 변동 및 전자 구성요소 공차로 인해, 주요 위치들 중 어느 하나에서 하나의 센서의 출력 신호가 제2 키의 동일한 주요 위치에서 제2 센서의 출력 신호와 똑같을 가능성이 낮다. 그러므로, 센서들 각각의 주요 위치들에 대해 임의의 센서들의 위치를 보장하도록 보정 절차가 요구된다. 이러한 보정 절차는 도 11에 보여진다.
센서의 위치가 주요 위치들 Kmax와 Kzero 사이에 있는 경우, Kmax와 Kzero 사이의 눌림 비율로서의 센서의 보정된 위치 K는 따라서, 다음 방정식을 사용하여 센서의 측정된 위치 Ko로부터 계산될 수 있다: K = 100% X (Ko-Kzero) / (Kmax-Kzero).
센서의 위치가 주요 위치들 Kzero와 Kmin 사이에 있는 경우, 도 9에서 50인 Kzero와 Kmin 사이의 눌림 비율로서의 센서의 보정된 위치 Kpress는 따라서, 다음 방정식을 사용하여 센서의 측정된 위치 Ko로부터 계산될 수 있다: Kpress = 100% X (Ko-Kmin) / (Kzero-Kmin). 이러한 경우, Kpress는 센서의 눌림 범위(50)에 상응하는, 키에 적용되는 압력의 양으로 고려될 수 있다.
일부 실시예들에서, Kpress의 계산은 오프셋 Kpoff을 포함할 수 있으며, 이에 의해 Kpress는 센서의 위치 Ko가 (Kzero-Kpoff)와 Kmin 사이에 있을 때 까지 0이고; 그 뒤에, Kpress = 100% X (Ko-Kmin) / (Kzero-Kpoff-Kmin)이다. 오프셋은 센서의 위치 변동이 센서의 보정된 위치 K와 Kpress의 변동 없음을 초래하는 데드-존(dead-zone)을 만든다. 이는 애프터터치 임계점의 구현을 용이하게 한다.
일부 구현예들에서, 각각의 센서는 드럼 헤드의 눌림이 부차 위치 Kon을 넘어설 때, 드럼-타격 이벤트를 발행할 수 있다고, 센서의 눌림이 다른 부차 위치 Koff로 돌아왔을 때 놓임 이벤트를 발행할 수 있다; 다른 접근들은 이후에 설명된다. 일부 경우에서는, Kon이 Koff와 같을 수 있지만, Kon과 Koff가 같지 않은 것이 바람직하다. 도 9를 참조하면, 바람직하게는 부차 위치 Kon(48)이 주요 위치 Kzero(44) 근처에 있도록 선택된다. 유사하게, 부차 위치 Koff(47)은 부차 위치 Kon 근처에 있도록 선택된다.
일부 실시예들에서, 각각의 센서의 부차 위치 Koff(46)는 주요 위치 Kmax(43) 근처에 있도록 선택된다. 이러한 배열은 놓임 이벤트를 발행하기 전에 표현 이벤트들을 발행할 수 있도록 센서의 위치를 사용하게 하고, 여기서 Koff와 Kzero 사이의 센서의 측정된 위치 Ko가 센서의 눌림 범위(49)에 상응하는 보정된 표현 값 Kexp = 100% X (Ko-Kzero) / (Koff-Kzero)을 계산하기 위해 사용될 수 있다.
도 12의 예시적인 프로세스는 시스템의 구현예에서 각각의 센서에 대해 사용될 수 있고, 여기서 센서의 측정된 위치 Ko가 주요 위치들 Kmax, Kzero 및 Kmin을 사용하여 그리고 그 뒤에 부차 위치들 Kon, 및 Koff를 사용하여 보정될 때, 각각의 드럼 헤드/센서에 대한 타격 이벤트들, 놓임 이벤트들, 표현 이벤트들 및 압력 이벤트들을 발행하도록 사용될 수 있다.
주요 위치들 Kmax 및 Kzero로부터 드럼 헤드 상의 센서의 부차 위치들 Kon 및 Koff를 도출하는 특별한 이점은 응답이 변경되도록 간단한 수치 계산으로 부차 위치들이 쉽게 수정될 수 있다는 것이다. 게다가, 이러한 수정은 드럼 세트의 각각의 개개 센서/드럼 헤드에 대해 다를 수 있어 드럼 헤드/세트에 대한 기계적 변경들을 요하지 않고도 큰 응답들의 범위가 달성되도록 한다.
추가적인 컨트롤을 제공하기 위해, 타격 이벤트들과 관계된 속도 정보 및 선택적으로 또한 놓임 이벤트들과 관계된 정보를 전송하는 것이 가능하다. 이러한 속도 정보는 알려진 두 개의 센서 눌림 지점들 사이의 시간 간격을 측정하거나, 반대로 알려진 두 개의 시간 지점들에서 눌림의 변경을 측정하여 결정될 수 있다.
구현예들에서, 센서의 속도(속력 및 방향)는 평균화(averaging), 필터링 또는 유사한 방법들을 사용하여 복수 개의 상응하는 시간들에서의 복수 개의 센서의 위치들로부터 결정될 수 있다. 예시는 아래에 자세히 설명된다. 이러한 속도 계산 방법은 다른 방법들에 비해 몇 가지 이점들이 있다: 두 지점(two-point) 측정에서 사용되는 것과 같이 선형 속도 프로파일을 가정하지는 않지만, 드럼의 눌림의 범위에 걸쳐 속도의 변경들이 검출되도록 하므로 측정된 속도 값들이 드럼 헤드/센서의 실제 속도에 더 대표성을 가지고, 따라서 응답을 더 일관되게 만든다; 더 많은 수의 통계적으로 상당한 데이터 지점들이 사용되기 때문에 높은 해상도와 속도의 정확도가 결정될 수 있다; 및 드럼 헤드/센서의 미래 위치에 대한 예측들을 계산하도록 하고, 예를 들어, 드럼 헤드/센서의 위치가 부차 위치들 Kon 및 Koff와 같은 미래 시간을 추정하도록 하므로 타격 또는 놓임 이벤트들이 상응하는 물리적 이벤트에 앞서 발행될 수 있고, 따라서 지연을 보상한다.
필터링 절차의 한 가지 예시는 다음과 같다:
deltaV = deltaPos (다시 말하면, 고정된 시간 단계들 사이의 위치 변경)
alpha = k * abs(deltaV)
필터링 계수, alpha는 deltaV의 크기에 의존한다; alpha는 오버플로우/언더플로우(overflow/underflow)를 피하도록 합리적인 값들로 제한된다.
Velocity = alpha * last_velocity + deltaV * (1-alpha)
디지털 도메인에서 구현될 수 있는 이러한 방법은, 빠르게 움직이는 드럼 헤드에 대한 시간 응답을 상당히 손상시키지 않으면서 매우 느리게 움직이는 드럼 헤드에 특히 중요한 필터링으로 인해 개선된 해상도를 제공할 수 있다. 필터링 및/또는 최대 허용 속도 값을 수정하여 예를 들어, 더 강한 또는 더 부드러운 응답을 줄 수 있다.
이러한 방법의 이러한 이득들을 도시하기 위해, 도 10은 센서의 보정된 위치(51) 및 센서의 상응하는 보정 속도(52)를 보여주고, 여기서 센서의 눌림은 센서의 눌림이 시작된 후 7ms 이내에 주요 지점 Kzero(44)에 도달한다. 도 10의 그래프는 미분된 위치로부터 직접 계산된 속도를 근사하지만 위치가 느리게 움직이면 속도 필터링이 무거워져 속도가 약간 처질 수 있다. 이러한 방법은 다른 방법들보다 드럼 헤드/센서의 속도에 대해 유용한 정보를 산출할 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 드럼 헤드 센서로부터의 과도 응답의 예시와 촉발 이벤트를 생성하는 데 사용되는 절차를 보여준다.
예시적인 신호 처리 기술에서, 과도 응답은 주요 임계점(70)을 교차하는 위치 신호에 의해 먼저 검출될 수 있다. 주요 임계점은 노이즈 신호들을 제거하도록 선택될 수 있다. 과도 응답은 전환 지점(73)의 검출에 의해 두 번째로 검출될 수 있다. 드럼에 대한 가격의 강도는 촉발 이벤트의 변수(parameter)로 전송될 수 있다. 강도는 다음 중 하나 또는 조합으로 계산될 수 있다: 주요 임계점과 전환 지점 사이의 72에서의 위치 센서의 최대 속도; 및 전환 지점에서의 위치와 주요 임계점에서의 위치 사이의 차이로서 계산되는 위치 센서의 최대 변위.
선택적으로 촉발 이벤트에 대한 응답을 수정하도록 변조 이벤트가 생성될 수 있다. 변조 이벤트의 컨트롤링 변수는 주요 임계점(70) 및 전환 지점(73) 사이에 있는 부차 임계점(75)을 결정하고 전환 지점 및 위치가 부차 임계점(77)을 교차할 때의 시점 사이의 시간 주기(76)를 측정함으로써 계산될 수 있다.
구현예들에서, 거짓(false) 촉발을 피하기 위해, 위치 센서 출력 신호가 주요 임계점(70)을 교차할 때까지 추가 과도 응답들이 허용되지 않는다. 일부 구현예들에서, 과도 응답을 검출하는 데 사용되는 주요 임계점이 거짓 촉발을 방지하는 데 사용되는 주요 임계점과 다르도록 히스테리시스가 적용될 수 있다.
노이즈 및 저주파 진동들을 제거하려면, 위치 센서의 출력을 고역 통과 필터링하는 것이 유리할 수 있다. 일반적인 고역 통과 필터는 20-300Hz 사이의 차단 주파수를 가질 수 있다.
도 15는 다수의 드럼 헤드들(패드들) 또는 드럼 세트/키트 각각에 대해 다수의 센서들을 구동하도록 구성되는 시분할 다중화 컨트롤러의 예시를 보여준다. 도시된 바와 같이, 각각의 드럼 헤드(패드)(79)는 드럼 헤드(패드) 내에 서 다중화된 다수의 센서들을 포함한다. 도시된 바와 같이, 시스템은 각각 개별 다중화된 센서들을 갖는 다수의 드럼 헤드들을 구동하는 데 사용될 수 있다.
설명된 기술들은 저렴하게 제조될 수 있고 응답 시간들이 예를 들어, <1ms으로 매우 빠를 수 있기 때문에 유리할 수 있다.
본 발명의 추가적인 양상들은 다음 조항들(clauses)에서 제시된다:
1. 전자 드럼 패드용 감지 시스템. 상기 감지 시스템은 복수 개의 센서들을 포함할 수 있다. 각각의 센서는 예를 들어, 센서의 움직임 부분에 마운팅하기 위한 수동 공진 회로 및 예를 들어, 기준 위치에 마운팅하기 위한 능동 공진 회로를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 상기 수동 공진 회로는 공진 주파수를 갖고 상기 능동 공진 회로는 상기 공진 주파수에서 상기 수동 공진 회로를 여기시키도록 구성된다. 상기 감지 시스템은 상기 공진 주파수에서 RF 구동 신호로 상기 능동 공진 회로를 구동하도록 적어도 하나의 센서 구동기를 더 포함할 수 있다; 이는 다수의 센서들 사이에 공유될 수 있다. 구현예들에서, 상기 감지 시스템은 상기 구동 신호를 다중화하도록 하나 이상의 다중화기들 및/또는 역다중화기들과 같은 다중화 시스템을 더 포함할 수 있고, 동시에 구동된 센서들이 적어도 k-1 개의 센서들에 의해 (물리적으로) 분리된다(여기서 k-1 은 1 이상의 정수이다). 따라서, 구현예들에서, 하나의 센서는 인접한 센서와 동시에(또는 적어도 k 개의 센서들과 떨어진 센서와 동시에) 구동되지 않는다. 상기 감지 시스템은 구동된 센서로부터 RF 신호의 레벨을 검출하도록, 예를 들어 판독 회로 및/또는 마이크로 프로세서와 같은 적어도 하나의 검출기를 더 포함할 수 있다. 이는 상기 전자 드럼 패드와 관련된 센서의 위치 및/또는 속도를 감지하는 데 사용될 수 있다. 상기 적어도 하나의 검출기는 상기 능동 및 수동 공진 회로들의 상대적 위치로 상기 능동 공진 회로의 공진 RF 신호의 변동을 검출할 수 있다; 이는 RF 신호의 레벨을 피크-검출할 수 있다.
2. 조항 1에서 정의된 바와 같은 감지 시스템은 구동되지 않은 센서들의 상기 능동 공진 회로들을 감쇠하도록 구성된다.
3. 조항 1 또는 2에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, 적어도 상기 능동 공진 회로는 반대 센스들의 권선들을 갖는 하나 이상의 코일들을 포함하며, 특히 반대 센스들의 상기 권선들은 서로 상쇄하는 반대 센스들의 자기장을 생성하도록 구성된다.
4. 조항 1, 2 또는 3에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, 상기 능동 공진 회로는 한 쌍의 측면으로 인접한 팬케이크 코일들을 포함한다.
5. 조항 1 내지 4 중 어느 하나에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, 상기 검출된 RF 신호의 레벨을 온도-보상하는 온도-보상 시스템을 더 포함하고, 여기서 상기 온도-보상 시스템은 상기 능동 공진 회로들의 적어도 하나에 오프-공진 구동 신호를 적용하고, 상기 적어도 하나의 검출기로부터 상기 오프-공진 구동 신호의 레벨을 측정하고, 및 상기 오프-공진 구동 신호의 레벨에 응답하는 상기 검출된 RF 신호의 레벨을 보상하도록 구성된다.
6. 조항 5에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, 상기 다중화 시스템은 상기 구동 신호를 다중화하여 상기 센서들 중 어느 하나가 각각의 시간 슬롯들의 세트에서 구동되도록 구성되고, 상기 온도-보상 시스템은 상기 시간 슬롯들의 세트에 대한 추가 시간 슬롯 동안 상기 오프-공진 구동 신호를 적용하도록 구성된다.
7. 조항 1 내지 6 중 어느 하나에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, 각각의 센서는 압력 감지를 위한 상기 수동 공진 회로 및 상기 능동 공진 회로 중 하나 또는 모두의 모션을 제한하도록 변형 가능한 요소를 더 포함한다.
8. 전자 드럼 패드용 센서들의 세트. 드럼 패드는 복수 개의 센서들을 갖는다. 상기 센서들의 세트는 감지 시스템의 일부일 수 있다. 각각의 센서는 센서의 움직임 부분에 마운팅하기 위한 수동 공진 회로 및 예를 들어, 상기 전자 드럼의 일부 상의 고정된, 기준 위치에 마운팅하기 위한 능동 공진 회로를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 상기 수동 공진 회로는 공진 주파수를 갖고, 상기 능동 공진 회로는 상기 공진 주파수에서 상기 수동 공진 회로를 여기시킨다. 각각의 센서는 상기 능동 및 수동 공진 회로들의 상대적 위치와 함께 상기 능동 공진 회로에서 공진 신호의 변동을 검출하도록, 다수의 센서들 사이에 공유되는 검출기를 더 포함할 수 있고, 이에 따라 상기 센서의 위치 및/또는 속도를 검출할 수 있다. 일부 구현예들에서, 상기 변동은 상기 공진 신호의 신호 진폭의 변동일 수 있다. 상기 센서들의 세트는 동일한 주파수를 갖는 센서들이 상기 전자 드럼 패드의 센서들을 감지하기 위해 마운트될 때 서로 인접하지 않게끔 배열되는 둘 이상의 서로 다른 공진 주파수들을 갖는 센서들을 포함할 수 있다.
9. 조항 8에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, 제1 공진 주파수를 갖는 센서들은 서로 다른 제2 공진 주파수를 갖는 센서들과 인터리브된다.
10. 조항 8 또는 9에서 정의된 바와 같은 감지 시스템은 인접한 센서들이 서로 다른 시간들에 선택되도록 상기 센서들의 세트의 센서들의 선택을 컨트롤하는 다중화 시스템 및/또는 컨트롤러를 더 포함한다.
11. 조항 1 내지 7 및 10 중 어느 하나에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, 상기 다중화 시스템/컨트롤러는 선택되지 않은 센서들의 상기 능동 공진 회로들을 감쇠하도록 더 구성된다.
12. 조항 10 또는 11에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, 상기 다중화 시스템/컨트롤러는 상기 센서들의 작동을 시분할 다중화하도록 구성되고, 여기서 각각의 공진 주파수는 상기 공진 주파수를 갖는 센서들의 그룹을 정의하고, 상기 시분할 다중화는 복수 개의 n 개의 시간 슬롯들을 정의하고, 및 각각의 그룹의 연속적인 센서들은 연속적인 시간 슬롯들에 할당된다.
13. 조항 12에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, N개의 공진 주파수들 및 N개의 센서들의 그룹들이 있고, 상기 센서들의 그룹들의 센서들은 상기 전자 드럼 패드 상에 인터리브된다.
14. 조항 13에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, 상기 다중화 시스템/컨트롤러는 동일한 그룹에 있고 동일한 시간 슬롯에서 활성화된 센서들이 그들 사이에 (n X N) - 1 개의 센서들을 갖도록 구성된다.
15. 전술한 조항 중 임의의 조항에서 정의된 바와 같은 감지 시스템은, 눌린 센서가 놓임 및 눌림 위치들 사이를 움직일 때의 연속된 시간 간격들에 걸쳐 각각의 센서의 모션을 결정하도록, 각각의 센서의 상기 능동 공진 회로의 상기 공진 신호의 상기 변동을 처리하도록 구성되는 프로세서를 더 포함하고, 특히 각각의 센서의 상기 모션은 상기 센서가 놓임 및 눌림 위치들 사이를 움직일 때의 상기 센서의 위치 및 속도를 포함한다.
16. 조항 15에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, 상기 프로세서는 상기 센서가 눌림 및 놓임 위치들 사이를 움직임에 따른, 센서 속도에 따라 필터링된 연속적인 시간 간격들에서 결정된 상기 센서의 위치의 변경들로부터의 센서의 상기 속도를 결정하기 위해 각각의 센서의 상기 능동 공진 회로에서 상기 공진 신호의 상기 변동을 처리하도록 구성된다.
17. 전술한 조항 중 임의의 조항에서 정의된 바와 같은 감지 시스템은, 각각의 센서에 대한 센서 누름 및 센서 놓임 이벤트를 결정하도록 상기 RF/공진 신호의 상기 레벨/변동을 처리하도록 결합된 프로세서를 더 포함한다.
18. 조항 15 내지 17에서 정의된 바와 같은 감지 시스템에서, 상기 프로세서는 적어도 3개의 서로 다른 센서 위치들, 첫 번째, 오프(off) 위치, 두 번째, 온(on) 위치, 및 세 번째, 애프터터치 위치를 구별하도록 더 구성되고, 상기 애프터터치 위치는 상기 온 위치를 넘어서고 상기 센서가 눌린 후의 추가적인 압력에 상응한다.
19. 전술한 조항 중 임의의 조항에서 정의된 바와 같은 감지 시스템은, 상기 전자 드럼 패드의 센서들의 시퀀스에 상응하는 시퀀스로 상기 센서들의 상기 능동 공진 회로들을 지지하는 기판을 더 포함한다.
20. 전술한 조항 중 임의의 조항의 상기 감지 시스템을 포함하는 전자 드럼 패드.
21. 조항 19 또는 20의 상기 감지 시스템 또는 전자 드럼 패드를 포함하는 애프터터치 전자 드럼 패드로서, 각각의 센서는 변형 가능한 엔드-스탑을 갖고, 상기 애프터터치 위치는 상기 변형 가능한 엔드-스탑에 의해 정의되는 엔드-스탑 위치를 넘어서는 센서의 움직임에 상응하고, 상기 센서에 대한 상기 애프터터치 위치의 식별은 애프터터치를 가능하게 한다.
22. 전자 드럼 패드의 복수 개의 센서들의 위치들을 감지하는 방법. 상기 방법은 예를 들어 센서의 움직임 부분에 마운팅하기 위한 수동 공진 회로 및 예를 들어 고정된, 기준 위치(예를 들어 컴퓨터 드럼의 일부분)에 마운팅하기 위한 능동 공진 회로를 포함하는 각각의 센서를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 상기 수동 공진 회로는 공진 주파수를 갖고, 상기 능동 공진 회로는 상기 공진 주파수에서 상기 수동 공진 회로를 여기시킨다. 각각의 센서는 상기 센서의 위치 및/또는 속도를 검출하도록 상기 능동 및 수동 공진 회로들의 상대적 위치와 함께 상기 능동 공진 회로에서 공진 신호의 변동을 검출하고, 공유될 수 있는 검출기를 더 가질 수 있다. 상기 방법은 동일한 공진 주파수를 갖는 센서들이 서로 인접하지 않도록, 둘 이상의 서로 다른 공진 주파수들에서 상기 센서들이 작동하도록 배열하는 것을 더 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로 및/또는 상기 방법은 적어도 상기 능동 공진 회로들 및 선택적으로 또한 상기 수동 공진 회로들의 하나 이상의 코일들이 반대 센스들의 권선들을 갖도록 구성함으로써, 센서들 사이의 간섭을 감소시키는 것을 더 포함할 수 있다.
23. 조항 22에서 정의된 바와 같은 방법은, 적어도 3개의 서로 다른 센서 위치들, 첫 번째, 오프 위치, 두 번째, 온 위치, 및 세 번째, 애프터 터치 위치를 구별함으로써 애프터터치를 제공하는 것을 더 포함하고, 상기 애프터터치 위치는 상기 온 위치를 넘어서고 엔드-스탑 위치를 넘어서는 센서의 눌림 및 움직임 후에 상기 센서에 적용되는 추가적인 압력에 상응한다.
24. 전자 드럼 패드의 응답을 주기적으로 보상하는 방법. 드럼 패드의 각각의 센서는 능동 공진 회로, 수동 공진 회로 및 검출기를 포함할 수 있다. 상기 방법은 제1 시간, t0에서 검출된 상기 센서의 초기 출력 신호 Oto를 스토리지로부터 검색하는 것을 포함할 수 있고, t0에서 상기 능동 공진 회로는 상기 능동 공진 회로의 공진 주파수보다 낮은 주파수에서 구동된다. 상기 방법은 상기 센서들 중 적어도 하나에 대해 주기적으로, t0 이후 시간에 상기 센서의 후기 출력 신호 Ot1 를 검출하는 것을 더 포함할 수 있다. 그 다음, 상기 방법은 조정 값, 예를 들어 상기 센서의 상기 초기 출력 신호와 상기 센서의 상기 후기 출력 신호 사이의 차이를 계산할 수 있다. 그 다음, 상기 방법은 상기 조정 값을 사용하여 상기 센서의 작동 출력을 조정함으로써 상기 드럼 패드의 응답을 보상하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 작동 출력은 상기 능동 공진 회로가 상기 능동 공진 회로의 상기 공진 주파수에서 구동될 때, 상기 센서의 출력일 수 있다. 상기 방법은 시분할 다중화된 어드레싱 스킴에 따라 상기 센서를 작동하는 것을 더 포함할 수 있다. 그 다음, 상기 방법은 검출을 위해 상기 센서가 작동하지 않는 상기 시분할 다중화된 어드레싱 스킴의 “예비” 시간 슬롯을 사용할 수 있다.
25. 조항 24의 방법은 시분할 다중화된 어드레싱 스킴에 따라 센서를 작동시키는 것, 및 상기 검출을 위해 상기 센서가 작동하지 않는 상기 시분할 다중화된 어드레싱 스킴의 시간 슬롯을 사용하는 것을 더 포함한다.
26. 전자 드럼 패드용 센서들의 세트. 상기 드럼 패드는 복수 개의 센서들을 갖는다. 상기 센서들의 세트는 감지 시스템의 일부일 수 있다. 각각의 센서는 센서의 움직임 부분에 마운팅하기 위한 수동 공진 회로 및 예를 들어, 상기 드럼의 일부 상의 고정된, 기준 위치에 마운팅하기 위한 능동 공진 회로를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 상기 수동 공진 회로는 공진 주파수를 갖고, 상기 능동 공진 회로는 상기 공진 주파수에서 상기 수동 공진 회로를 여기시킨다. 각각의 센서는 상기 능동 및 수동 공진 회로들의 상대적 위치와 함께 상기 능동 공진 회로에서 공진 신호의 변동을 검출하도록, 다수의 센서들 사이에 공유되는 검출기를 더 포함할 수 있고, 이에 따라 상기 센서의 위치 및/또는 속도를 검출할 수 있다. 일부 구현예들에서, 상기 변동은 상기 공진 신호의 신호 진폭의 변동일 수 있다. 상기 센서들의 세트는 동일한 주파수를 갖는 센서들이 상기 드럼 패드의 센서들을 감지하기 위해 마운트될 때 서로 인접하지 않게끔 배열되는 둘 이상의 서로 다른 공진 주파수들을 갖는 센서들을 포함할 수 있다.
위에 설명한 기술들은 전자 드럼 패드용 센서에서 압력을 감지하는 데 이용될 수 있고, 센서는 수동 공진 회로 및 능동 공진 회로의 하나 또는 모두의 아래 및/또는 사이의 변형 가능한 요소(예를 들어, 고무 블록 또는 층)를 더 포함한다.
숙련된 사람에게는 다른 많은 효과적인 대안들이 있을 것이다. 본 발명은 설명된 실시예들로 제한되지 않고, 여기에 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내에 있는 당업자에게 분명한 수정들을 포괄한다는 것이 이해될 것이다.

Claims (23)

  1. 하단 부재;
    드럼 헤드;
    드럼 센서, 상기 드럼 센서는:
    상기 드럼 헤드 상에 마운트되고 공진 주파수를 갖는 수동 공진 회로; 및
    상기 하단 부재에 마운트되고 상기 공진 주파수에서 상기 수동 공진 회로를 여기하도록 구성되는 능동 공진 회로를 포함하고;
    상기 공진 주파수에서 RF 구동 신호로 상기 능동 공진 회로를 구동하는 센서 구동기;
    상기 드럼 헤드의 위치 및/또는 속도를 감지하도록 상기 구동된 능동 공진 회로로부터 RF 신호의 레벨을 검출하는 검출기; 및
    상기 검출기에 결합되고, 상기 드럼 헤드가 언제 타격되었는지를 결정하도록 상기 드럼 헤드의 위치 및/또는 속도를 감지하기 위해 상기 검출된 RF 신호의 레벨을 처리하도록 구성되는 신호 프로세서를 포함하는 전자 드럼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 프로세서는 상기 드럼 헤드가 타격되는 상기 드럼 헤드 상의 위치를 결정하기 위해 상기 검출된 RF 신호 레벨을 처리하도록 구성되는 전자 드럼.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 신호 프로세서는 상기 드럼 헤드가 얼마나 세게 타격되는지 및 상기 드럼 헤드가 타격될 때 상기 드럼 헤드의 접촉 기간 중 하나 또는 모두를 결정하기 위해 상기 검출된 RF 신호의 레벨을 처리하도록 더 구성되는 전자 드럼.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 검출된 RF 신호의 레벨은 드럼 헤드 응답 파형을 정의하고, 상기 신호 프로세서는 상기 드럼 헤드에 대한 상기 타격의 방사상 위치 및 단일 드럼 센서의 상기 드럼 헤드 응답 파형으로부터의 상기 드럼 헤드의 속도를 모두 결정하도록 구성되는 전자 드럼.
  5. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 드럼 센서로부터 상기 검출된 RF 신호의 레벨은 드럼 헤드 응답 파형을 정의하고, 상기 전자 드럼은 두 개 이상의 드럼 센서들을 포함하고, 상기 신호 프로세서는 상기 드럼 헤드에 대한 상기 타격의 위치를 결정하기 위해 상기 두 개 이상의 드럼 센서들의 상기 드럼 헤드 응답 파형들 사이의 진폭 차이 및 타이밍 차이 중 하나 또는 모두를 결정하도록 구성되는 드럼 센서.
  6. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 프로세서에 결합된 드럼 사운드 생성 시스템을 더 포함하고, 상기 드럼 사운드 생성 시스템은 상기 신호 프로세서로부터의 출력에 응답하는 오디오 출력에 대한 디지털화된 드럼 사운드 샘플을 선택하도록 구성되는 전자 드럼.
  7. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼 센서는 상기 능동 공진 회로와 상기 수동 공진 회로 사이의 변형 가능한 분리기 요소를 포함하고, 상기 수동 공진 회로, 상기 변형 가능한 분리기 요소 및 상기 능동 공진 회로는 상기 수동 공진 회로와 상기 능동 공진 회로 사이의 기계적 경로를 갖는 드럼 센서 스택을 정의하는 전자 드럼.
  8. 제8항에 있어서,
    상기 드럼 센서는 상기 드럼 헤드를 지지하도록 구성되는 전자 드럼.
  9. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼 센서 스택은 상기 수동 공진 회로를 보호하도록 상기 드럼 헤드와 상기 수동 공진 회로 사이에 위치하는 인터포저 요소를 더 포함하는 전자 드럼.
  10. 제9항에 있어서,
    사용자가 상기 드럼 헤드와 상기 수동 공진 회로 사이의 거리를 조정하는 것을 변경할 수 있도록, 다수의 사용자-교체 가능한 인터포저 요소들을 포함하는 전자 드럼.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 드럼 헤드 상의 서로 다른 위치들에 위치하는 다수의 드럼 센서들을 포함하고, 상기 인터포저 요소는 상기 다수의 드럼 센서들 사이에 공유되는 전자 드럼.
  12. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼 헤드 상의 서로 다른 위치들에 위치하는 다수의 드럼 센서들을 포함하고, 상기 다수의 드럼 센서들 중 하나는 상기 드럼 헤드의 중앙에 위치하고 상기 다수의 드럼 센서들 중 적어도 하나는 상기 드럼 헤드의 가장자리에 인접하게 위치하는 전자 드럼.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 감지 시스템은 상기 드럼 센서들에 대한 상기 RF 구동 신호들을 다중화하는 다중화 시스템을 더 포함하여 상기 드럼 헤드의 가장자리에 인접하게 위치하는 동시에 구동된 드럼 센서들이 적어도 하나의 드럼 센서에 의해 방사상 방향으로 분리되는 전자 드럼.
  14. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼 헤드는 상기 드럼 헤드의 가장자리 주위의 드럼 헤드 립을 포함하고, 상기 하단 부재는 상기 하단 부재의 가장자리 주위의 하단 부재 립을 포함하며, 상기 드럼 헤드 립은 상기 하단 부재 립 내부에 장착되도록 구성되거나 상기 하단 부재 립은 상기 드럼 헤드 내부에 장착되도록 구성되는 전자 드럼.
  15. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    다수의 드럼 센서들, 및 상기 검출된 RF 신호의 레벨을 온도-보상하는 온도-보상 시스템을 더 포함하고, 상기 온도-보상 시스템은 상기 다수의 드럼 센서들의 상기 능동 공진 회로들 중 적어도 하나에 오프-공진 구동 신호를 적용하도록 적용하고, 상기 다수의 드럼 센서들의 적어도 하나의 검출기로부터 상기 오프-공진 구동 신호의 레벨을 측정하고, 및 상기 오프-공진 구동 신호의 상기 레벨에 응답하는 상기 검출된 RF 신호의 레벨을 보상하도록 구성되는 전자 드럼.
  16. 전자 드럼 패드에 대한 압력을 감지하는 감지 시스템에 있어서,
    복수 개의 드럼 패드 센서들, 각각의 센서는:
    수동 공진 회로, 및 능동 공진 회로, 상기 수동 공진 회로는 공진 주파수를 갖고, 상기 능동 공진 회로는 상기 공진 주파수에서 상기 수동 공진 회로를 여기시키도록 구성되고;
    상기 수동 공진 회로와 상기 능동 공진 회로 중 하나 또는 모두 아래 및/또는 사이의 변형 가능한 요소를 포함하고,
    상기 감지 시스템은:
    상기 공진 주파수에서 RF 구동 신호로 상기 능동 공진 회로들을 구동하는 적어도 하나의 센서 구동기; 및
    상기 관련된 드럼 패드의 위치 및/또는 속도를 감지하도록 구동된 센서로부터의 RF 신호의 레벨을 검출하는 적어도 하나의 검출기를 더 포함하는 감지 시스템.
  17. 전술한 청구항 중 어느 한 항의 전자 드럼 또는 감지 시스템에 있어서,
    적어도 상기 능동 공진 회로는 반대 센스들의 권선들을 갖는 코일을 포함하고, 특히 반대 센스들의 상기 권선들은 서로를 상쇄하는 반대 센스들의 자기장을 생성하도록 구성되는 전자 드럼 또는 감지 시스템.
  18. 제16항 또는 제17항의 전자 드럼 또는 감지 시스템에 있어서,
    상기 수동 공진 회로 및 상기 능동 공진 회로 각각은 반대 센스들의 제1 및 제2 권선들을 갖는 코일을 포함하고, 상기 제1 및 제2 권선들은 상기 드럼 센서의 중심 축의 반대 측에 있는 전자 드럼 또는 감지 시스템.
  19. 전술한 청구항 중 어느 한 항의 전자 드럼 또는 감지 시스템에 있어서,
    상기 하단 부재 상의 백플레인, 상기 백플레인은 각각이 개별 드럼 센서를 위한 것이고, 각각이 하나 이상의 권선들을 갖는 개별 코일을 포함하는 복수 개의 상기 능동 공진 회로들을 지탱하고; 및
    상기 신호 프로세서는 상기 드럼 센서와 관련된 드럼 헤드 응답을 정의하는 상기 드럼 헤드의 위치 및/또는 속도를 감지하기 위해 상기 검출된 RF 신호의 레벨을 처리하도록 구성되고;
    상기 신호 프로세서는 모션에 대한 상기 드럼 센서들의 상기 민감도를 구성하기 위해 하나 이상의 상기 드럼 센서들의 상기 드럼 헤드 응답을, 개별적으로 또는 그룹으로, 조정하도록 구성 가능한 전자 드럼 또는 감지 시스템.
  20. 제19항의 전자 드럼 또는 감지 시스템에 있어서,
    개별적으로 또는 그룹으로, 상기 드럼 센서들의 상기 민감도를 정의하는 민감도 구성 데이터를 저장하는 상기 신호 프로세서와 관련된 비휘발성 메모리, 및 상기 민감도 구성 데이터의 사용자 정의, 상기 민감도 구성 데이터의 이입, 및 상기 민감도 구성 데이터의 이출 중 어느 하나 이상을 인에이블하는 인터페이스를 더 포함하는 전자 드럼 또는 감지 시스템.
  21. 전술한 청구항 중 어느 한 항의 전자 드럼 또는 감지 시스템에 있어서,
    백플레인을 포함하고, 상기 백플레인은 각각이 하나 이상의 권선들을 갖는 개별 코일을 포함하는 복수 개의 상기 능동 공진 회로들을 지탱하고, 적어도 상기 능동 공진 회로들의 일부는 한 쌍을 이루고, 상기 능동 공진 회로들의 쌍에서 상기 능동 공진 회로들 중 어느 하나의 코일의 상기 하나 이상의 권선들의 구성은 다른 능동 공진 회로의 코일의 상기 하나 이상의 권선들의 구성과 반대 센스를 갖는 전자 드럼 또는 감지 시스템.
  22. 제21항의 전자 드럼 또는 감지 시스템에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서 구동기를 더 포함하고, 상기 능동 공진 회로들은 공간 그룹들로 배열되고, 공간 그룹 내의 모든 상기 능동 공진 회로들에 대해 상기 능동 공진 회로들의 상기 코일들의 상기 하나 이상의 권선들은 동일한 센스를 갖고, 서로 인접한 공간 그룹들에서 상기 능동 공진 회로들의 상기 코일들의 상기 하나 이상의 권선들은 반대 센스들을 가지며, 및 공간 그룹 내에서 상기 능동 공진 회로들은 시간에 따라 순차적으로 구동되도록 다중화되는 전자 드럼 또는 감지 시스템.
  23. 전술한 청구항 중 어느 한 항의 전자 드럼 또는 감지 시스템에 있어서,
    각각이 다수의 드럼 센서들을 갖는 복수 개의 드럼 헤드들을 포함하고, 상기 드럼 센서들에 대한 상기 RF 구동 신호들을 다중화하여, 동시에 구동된 드럼 센서들이 서로 다른 드럼 헤드들에 있고/있거나 적어도 하나의 드럼 센서에 의해 두 개의 직각 방향들 중 적어도 하나 또는 방사 방향으로 분리되도록 하는 다중화 시스템을 포함하는 전자 드럼 또는 감지 시스템.
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