KR930006616B1

KR930006616B1 - 전자 키보드 시스템

Info

Publication number: KR930006616B1
Application number: KR1019890010400A
Authority: KR
Inventors: 다까시 다마끼; 야스도시 가네꼬
Original assignee: 야마하 가부시끼가이샤; 가와가미 히로시
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1989-07-22
Publication date: 1993-07-21
Also published as: KR900002232A; JPH0233196A; US4974482A

Abstract

내용 없음.

Description

전자 키보드 시스템

제1도는 본 발명을 구체화시키는 전자 키보드 시스템의 주요 부분의 배열을 보여주는 블록 다이어그램.

제2도는 제2도에 도시된 전자 키보드 시스템에 통합된 키센서 장치와 결합된 키 가운데 하나를 도시한 측면도.

제3도는 제3도에서 도시된 키센서 장치를 보여주는 확대 측면도.

제4도는 제2도의 화살표(A)의 방향에서 본 키센서 장치를 도시한 정면도.

제5도는 제1도에서 도시된 전자 키보드 시스템에 통합된 제어기와 키보드를 상호 연결하는 배선의 배열을 모형으로 보여주는 블록 다이어그램.

제6도는 제1도에서 도시된 전자 키보드 시스템에 통합된 마이크로 프로세서에 의해 수행되는 메인 루틴(main routine)프로그램의 순서를 보여주는 흐름도.

제7도는 중앙 처리장치에 의해 주기적으로 실행되는 키보드 스캐닝 서브루틴 프로그램의 순서를 보여주는 흐름도.

제8도는 현재 키보드 상태 파일에서 키상태 정보의 피스(piece)를 나타내는 비트 스트링(bit string)을 도시한 비트 맵(bit map).

제9도는 키 이벤트(key event)의 검출후에 실행된 키-온 서브루틴(key-on subroutine) 프로그램의 순서를 도시한 흐름도.

제10도는 이전 키보드 상태 파일에 있는 키상태 정보의 피스를 나타내는 비트 스트링을 도시한 비트맵.

제11도는 키-오프 상태정보의 피스와 키-온 상태 정보의 피스를 나타내는 비트 스트링을 도시한 비트맵.

제12도는 제11도에 도시된 비트 스트링을 기초로 하여 중앙 처리장치에 의해 설정된 키-오프 파일과 키-온 파일도.

제13도는 키 이벤트의 검출후에 실행된 키-오프 서브루틴 프로그램의 순서를 보여주는 흐름도 및

제14도는 쌍 방향전류 구동기회로에 인가된 제어신호 및 인덱스(index) 변수 사이의 관계를 도시한 비트맵.

본 발명은 전자 키보드 시스템에 관한 것으로, 특히 키보드에서 키움직임을 검출하는 키센서장치에 관한 것이다.

예를들면 신쎄사이저 또는 자동 연주 시스템으로 알려진 전자 키보드 시스템에서, 키센서 장치가 키보드와 연결되어 제공되고, 키센서 장치들은 각각 눌러진 키뿐만 아니라 키터치에 할당된 음이름을 결정하기 위한 키보드에서 키움직임을 검출한다. 이러한 음이름과 키터치는 신쎄사이저에서 소리를 만드는데 사용되거나 또는 그 소리를 재생시키는 자동연주 시스템의 정보 저장소에 기억된다.

신쎄사이저는 이 기술에서 잘 알려져 있고, 일례로 자동연주 시스템은 미국 특허 제4,744,281호에 발표되어 있다. 종래에 키센서 장치는 기계적 스위치에 의해 형성되었다. 그러나 기계적 스위치는 물리적 접촉에 기인한 연장된 시간주기 때문에 정확한 센싱 및 사용에 적합하지 않다.

이런 이유로, 기계적 스위치는 전자 키보드 시스템에서 광학적키센서로 대체되는 경향이 있고, 광학 키센서가 자동연주 시스템에서 대다수를 이루고 있다. 전자 키보드 시스템에서, 광학 키센서는 각각 키와 연관되어 있고, 배선을 통하여 제어기에 병렬로 접속되어 있다.

키를 누를 때 키움직임은 관련된 광학 키센서에 의해 검출되고, 광학 키센서는 눌러진 키 및 키터치에 할당된 음이름을 나타내는 전기신호를 만든다. 전기신호는 제어기에 중계되고 제어기는 프로세싱용 전기신호에 표시되는 데이타를 인출한다.

그러나, 종래 기술의 전자 키보드 시스템에서 배선 배열의 복잡성이라는 문제가 생긴다. 이것은 광학 키센서가 단독의 배선을 통하여 제어기에 병렬로 연결되어 있다는 사실 때문이다. 복잡한 배선은 많은 공간을 차지하고, 설치 가능한 공간의 제한 때문에 광학 키센서와 배선을 결하하는데 어려움이 있다. 게다가 배선은 서로 가깝게 되는 경향이 있어, 이런 이유로 배선 주위에 유도된 전자장은 전기신호에 영향을 주기 쉽다. 이것은 결국 전기신호로된 데이타의 원치않는 파괴를 가져온다. 그러므로 배선 배열을 단순화하는 전자 키보드 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 중요 목적이다. 전기신호가 전자장의 영향을 덜 받는 전자 키보드 시스템을 제공하는 것도 본 발명의 중요 목적이다. 이러한 목적을 수행하기 위하여 본 발명은 선택적 조명을 위하여 한쌍의 발광 다이오드에 주기적으로 방향이 변하는 전류를 공급하는 것을 제안한다.

본 발명에 따라 a) 다수의 옥타브 범위에 걸쳐 뻗어있는 다수의 키를 갖는 키보드, b) 각각 키와 관련하여 키움직임을 검출하기 위해 각각 다수의 발광소자, 각각 발광소자와 연동하여 구비된 다수의 수광소자 및 각각 키에 고정되어 발광소자와 수광소자 사이의 각 갭(gap)으로 이동가능한 다수의 셔터 플레이트(shutter plate)를 가지며, 발광소자는 다수의 센싱페어(sensing pair)를 형성하도록 쌍으로 되어 있고, 센싱페어는 다수의 센싱그룹(sensing group)으로 나누어진 다수의 키센서장치, (c) 음을 발생하도록 작동하는 음발생수단, 및 d) 센싱그룹에 각각 상호 연결을 통하여 결합되는 다수의 쌍방향 전류 구동장치를 구비하고, 음발생수단이 음을 발생하도록 하기 위해 수광소자와 통신할 수 있으며 쌍방향 전류 구동장치는 발광소자를 선택적으로 발광하도록 각각 상호 연결상에서 주기적으로 전류의 방향을 바꾸는 제어장치를 포함하는 전자 키보드 시스템이 제공되어 있다.

본 발명에 따른 전자 키보드 시스템의 특징과 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 기술에서 더욱 분명히 이해될 것이다.

먼저 제1도를 참조하면, 본 발명에 따라 전자 키보드 시스템은 크게 다수의 키를 구비한 키보드(1), 다수의 키센서블록(block), 키센서브록뿐 아니라 구동장치(5)와도 통신할 수 있는 제어장치(3) 및 키작동장치(7)를 포함한다. 이 예에서 본 발명은 자동연주 시스템에 속한다. 전자 키보드 시스템은 연주의 플레이모드(playing mode) 및 연주의 플레이백모드(playback mode)를 갖는다.

연주자는 일련의 키잉-인(keying-in) 동작에 의해 음악을 연주하고 제어장치(3)는 연주의 플레이모드의 키잉-인 동작에 기초하여 음악 데이터의 정보의 피스를 만든다. 그러나, 제어장치(3)는 음악 데이타 정보의 피스를 검색시키고 구동장치(5)는 선택적으로 키작동장치(7)를 선택적으로 작동시킴으로써, 음악소리를 재생시킨다. 키들은 12개의 그룹으로 나뉘어 옥타브 범위에 각각 할당된 다수의 전형적으로는 8개의 키블록을 형성하며 키블록들은 각각 키센서 블록과 관련된다. 두개의 키센서 블록(9 및 11)만이 제1도에 도시되어 있다하더라도, 8개의 키센서 블록이 키보드(1)에 구비되어 있다. 모든 키센서 블록은 서로 비슷하게 배열되어 있으므로 키센서 블록(9)에 대해서만 간단히 기술된다.

키센서 블록(9)는 12개의 발광 다이오드(13~35), 12개의 포트 트랜지스터(37~59) 및 12개의 셔터 플레이트(61-83)을 포함하고, 발광 다이오드(13~35)는 포토 트랜지스터(37~59)와 쌍을 이루고 마주보는 관계는 배열된다. 그리하여 12개의 발광 다이오드(13~35)와 12개의 포토 트랜지스터(37~59)는 결합하여 12개의 광-전기 변환장치를 형성하고, 광로(光路)는 각 발광다이오드와 관련된 포토 트랜지스터 사이에 발생한다. 12개의 셔터 플레이트(61~83)는 발광 다이오드(13~35)와 포토 트랜지스터(37~59) 사이에 이동가능하게 각각 삽입되고, 각각의 키 상태에 따라 광-전기 변환장치의 안밖으로 이동된다.

제2도 내지 4도를 보면, 키보드(1)의 키 가운데 하나는 확대된 비율로 도시되어 있고, 부재번호(85)에 의해 표시된다.

예를들면 키(85)는 셔터 플레이트(63)중 하나와 결합되고 계속해서 발광다이오드(15)와 포토 트랜지스터(39)의 결합에 의해 형성된 광-전기 변환장치와 결합된다. 키(85)는 발란스 레일(balance rail)(87)에 흔들릴 수 있게 지지되며, 키(85)의 선두단(leading end)은 힘이 키(85)의 전단 부위의 상부 표면상에 가해지지 않는한 앞레일(front rail)(89)과 떨어져 놓여진다.

이후에는 어느힘도 가해지지 않는 키는 "비가압 상태"로서 언급된다. 키보드는 기계적인 음발생장치(90)와 더 결합되고 기계적 음발생장치(90)에는 잘 알려진 바와같이 키 액션 메카니즘(key action mechanism), 해머(hammer) 및 피아노선이 구비되므로 간단히 하기 위하여 상세한 설명은 생략한다.

키(85)가 비가압 상태에 있을 대 해머는 해당 피아노선과 떨어져 있어 어떤 소리도 기계적 음발생장치(90)에 의해서 만들어지지 않는다. 그러나, 키(85)가 가압됐을 때 해머는 가압된 키(85)에 할당된 음이름으로 소리를 내는 해당 피아노선을 친다. 작동장치(7)는 키보드(1) 아래에 구비되어 있고, 작동장치(7)는 키 또는 키들을 작동에 따라 아래로 당기도록 한다. 이 결과 키가 연주자에 의해 키잉-인 동작없이 가압 상태로 이동되어 기계적 음발생장치(90)가 소리를 만들게 한다. 셔터 플레이트(63)는 키(85)의 뒤표면에 고정되고, 가이드블록(91)이 발광다이오드(15)와 포토 트랜지스터(39) 사이에 제공된다. 슬리트(93)가 가이드블록(91)에 형성되어, 수직방향으로 연장된다. 가이드블록(91)은 측방향으로 뻗어있는 도관(95)으로 더 형성되고, 도관(95)는 가이드블록(91)의 양측 표면에 개방되어 있다. 도관(95)의 양단은 발광다이오드(15)와 포토트랜지스터(39)에 각각 면해있고, 이러한 이유로, 광로는 도관(95)을 통과한다. 키(85)가 비가압 상태에 머무르는 동안 발광다이오드(15)는 셔터 플레이트(63)의 선두단이 도관(95)위로 올려지기 때문에 광로를 통하여 포토 트랜지스터(39)에 접속된다. 전류는 포토 트랜지스터(39)에 흐르고 전기신호가 전류와 함께 생기게 된다. 그러나, 키(85)가 아래로 눌려져 가압상태에 도달할 때 광로는 셔터 플레이트(63)에 의해 차단되고 따라서 포토 트랜지스터(39)에는 어떤 전류도 발생하지 않는다. 다른 광-전기 변환장치와 관련된 다른 셔터 플레이트가 구조적으로 제2도 내지 4도에 설명된 것과 비슷하기 때문에, 전기신호는, 관련된 키를 누를때 포토 트랜지스터(37, 그리고 ~59)에 각각 생기게 된다. 각각의 광-전기 변환장치, 각각의 셔터플레이트 및 각각의 가이드 블록으로써 전체적으로 키센서 장치가 구성된다.

제1도로 돌아가서, 발광다이오드(13,17,21,25,29 및 33)는 인접한 발광다이오드(15,19,23,27,31 및 35)에 전기적으로 접속되어 6개의 루프를 각각 형성하고 상호 연결쌍(113~123)를 통하여 병렬로 쌍방향 전류 구동장치(101 내지 111)에 차례로 결합된다. 전류 구동장치(101 내지 111)는 각각 화살표(B) 또는 화살표(C)로 표시된 어느 한 방향을 루프에 전류를 공급한다. 단일 신호선(125)는 포토 트랜지스터(37~59)에 의해서 나누어지고 버퍼회로(127)에 접속된다.

전술한 것처럼, 8개의 키센서 블록은 전자 키보드 시스템에 통합되고, 8개의 옥타브 범위에 각각 할당된다. 이것은 8개의 키에 똑같은 음이름을 할당한다는 것을 의미하고, 따라서 12개의 음이름 그룹은 키보드(1)에서 형성된다. 다시말하면 12개의 음이름 그룹은 음표(C#,D,D#,E,F,F#,G,G#,A,A#,B 및 C)에 의해 표시되고, 이러한 키와 관련된 발광다이오드는 또한 12개의 노드기호(node name)로 그룹지어진다.

각 키센서 블록에 있는 발광다이오드가 6개의 루프를 형성하도록 똑같은 키센서 블록에 있는 인접한 발광다이오드와 쌍으로 되기 때문에, 모든 발광다이오드는 제5도에서 설명된 대로 6개의 루프 그룹으로 나누어지고, 6개의 루프그룹(L₁내지 L₆)에 있는 발광다이오드는 6개의 상호 연결쌍(127 내지 137)을 통하여 각각 결합된다. 이 결과 6개의 쌍방향 전류 구동장치(101 내지 111)는 상호 연결쌍(113 내지 123)을 통하여 및 상호 연결쌍(127 및 137)을 더 통하여 각각 6개의 루프 그룹의 발광다이오드에 결합된다.

전류 구동장치(101)가 화살표(B)로 표시된 방향으로 전류를 공급하면, 발광다이오드(13)과 음이름(C#)으로 모여진 발광다이오드들이 동시에 발광하지만, 발광다이오드(15)와 음이름(D)에 의해 인식된 발광다이오드들은 발광하지 않는다. 한편, 전류 구동회로(101)가 화살표(B)로 표시된 방향으로부터 화살표(C)로 표시된 방향으로 전류를 바꾸면, 음이름(D)에 의해 인식된 발광다이오드는 전류를 따라 발광하지만, 음이름(C#)에 의해 인식된 발광다이오드를 동작하지 않는다. 그래서, 단일 전류구동기장치는 두개의 음이름으로 인식된 발광다이오드를 선택적으로 동작시키고, 이러한 이유로 오직 6개의 쌍방향 전류 구동장치(101 내지 111)들은 제어기(3)에 제공된다. 이것은 배선 배열을 간단히 할 수 있고 또한 수용공간을 줄일 수 있다. 게다가 상호 배선(113 내지 123 및 127 내지 137)은 서로 떨어져 배치되기 때문에, 상호 배선상의 전기신호는 자계의 영향하에 더욱 작게 놓이게 된다.

제1도로 돌아가서 제어장치(3)는, 멀티비트버스시스템(203)과 연결된 어드레스 디코우더 회로(201), 판독전용메모리(207)(제1도에서 "ROM"으로 약칭함)에 의해 구성된 프로그램 메모리에 기억된 명령코우드로 순차 페칭 프로그램된 중앙처리장치(205)(제1도에서는 "CPU"로 약칭됨), 랜덤 억세스메모리(제1도에서는 "RAM"으로 약칭함)로 구성된 동작 메모리(209), 및 레지스터(211)를 더 포함하며, 중앙처리장치(205), 프로그램 메모리(207) 및 동작 메모리(209)은 멀티비트버스시스템(203)에 접속된다. 어드레스 디코우더 회로(201)는 2비트 제어신호(CNT1 내지 CNT6)를 발생하고, 쌍방향 전류 구동회로(101 내지 111)는 2비트 제어신호에 응답하여 전류방향을 바꾼다. 동작 메모리(209) 내에서 이전의 키보드 상태파일(도면에서 "OKS"로 약칭함), 키-온 파일, 키-오프 파일등이 정의되며, 키-온 데이타 정보의 피스와 키-오프 데이타 정보의 피스는 각각 키-온 파일과 키-오프 파일에 임시 기억된다. 키-온 데이타 정보의 피스와 키-오프 데이타 정보의 피스는 음악데이타정보를 형성한다.

그러나, 현재의 키보드 상태파일("NKS"로 약칭함)은 레지스터(211)에 구축된다. 현재의 키보드 상태 파일은 전류 인터럽터 요구 신호를 발생하면서 생성된 키 상태 정보를 유지하고, 키 이전 키보드 상태 파일은 이전 인터럽트 요구신호를 발생하면서 구성된 키 상태정보를 제공한다. 키상태 정보의 피스는 키들의 키상태, 즉 각각 가압 상태와, 비가압 상태를 지시한다. 인터럽트 요구신호는 아래에서 설명된다.

레지스터(211)는 타이머계수치와 인덱스 변수(i)를 저장하는데 제공된다. 인덱스 변수(i)는 1에서 13까지 증가되고 인덱스 변수(i)의 값은 음이름중 하나를 나타낸다. 즉, 인덱스변수(i)인 "1"은 음이름(C#)을 표시하고 인덱스변수(i)인 "2"은 음이름(D)를 나타낸다. 그래서, 음이름은 인덱스 변수(i)를 증가시켜 연속적으로 인식되고, 인덱스 변수(i)인 "12"는 음이름(C)을 표시한다. 그러나 인덱스 변수가 "13"일 때는 중앙처리장치(205)는 음이름(C#)으로 복귀한다.

플로피디스크 드라이버(213)는 멀티비트버스시스템(203)과 더 접속되며, 음악 데이타 정보는 플로피디스크 드라이버(213) 내의 플로피디스크에 기억된 후, 플레이 백 모우드 동작에서 재생된다. 조정보드(215)에는 멀티비트버스시스텝(203)에 접속된 많은 스위치가 구비된다. 조정보드(215) 상의 스위치들은 전원스위치, 모우드선택스위치, 레코딩 스위치(RC) 및 종료 스위치(STOP)를 포함하고 레코딩스위치와 종료스위치는 선택적으로 온·오프된다.

제어기장치(3)는 펄스발생기(219)와 연결된 인터럽트제어장치(217), 및 타이머장치(221)를 더 포함한다. 인터럽트제어장치(217)는 펄스발생기(219)로부터 공급된 펄스를 계수하고, 주기적으로 인터럽트요구신호를 발생한다. 인터럽트요구신호는 버스시스텝(203)을 통하여 인터럽트제어장치(217)로부터 중앙처리장치(205)로 공급되고, 중앙처리장치(205)가 키 이벤트 검출 서브루틴 프로그램을 진행하게 한다. 타이머장치(221)는 타이머 계수치를 증가시키고 타이머 계수치는 레지스터(TIM)중 하나에 기억된다. 버퍼회로(126)는 멀티비트버스시스템(203)에 연결되고, 8비트 검출신호는 포토 트랜지스터에서 공급되어 그곳에 임시로 기억된다.

제6 내지 9도에서는 플레이 모우드일 경우를 가정하여 전자 키보드의 동작을 설명한다. 연주자가 전원 스우치를 작동시킬 때, 메인 루틴 프로그램은 단계(S1)에서 시작되고, 중앙처리장치(205)는 동작 메모리(209), 레지스터(211) 및 타이머장치(221)에 초기치를 공급하는 단계(S2)에서 초기화 서브루틴 프로그램을 실행한다. 초기화 서브루틴 프로그램이 완료될 때, 중앙처리장치(205)는 단계(S3)로 진행하여 조정보드(215)를 체크하여 종료스위치(STOP)가 작동되는지를 알아낸다. 단계(S3)에 대한 응답이 포지티브로 주어진다면, 중앙처리장치(205)는 단계(S3)에 대한 응답이 네가티브로 바뀔 때까지 단계(S3)를 반복한다. 네가티브 응답일 때, 중앙처리장치(205)는 단계(S4)로 진행하여 레코딩스위치가 작동하는지를 체크한다. 이전에 설명한 바와같이 종료스위치와 레코딩스위치는 번갈아 온·오프되므로, 단계(S4)에 대한 응답은 단계(S3)에 대한 응답이 네가티브에 있는한 포지티브로 주어진다. 그러나, 단계(S4)의 응답이 네가티브일 때, 중앙처리장치(205)는 단계(S3)로 복귀하여 단계(S3 및 S4)간의 루우프를 반복한다.

포지티브 응답에서 중앙처리장치(205)는 단계(S5)로 진행하고, 키보드(1) 내에 키 이벤트가 있는지 여부를 결정한다. 키이벤트는 키-온 이벤트와 키-오프 이벤트를 포함하고, 키-온 이벤트는 아무런 키를 눌렀을 때 발생한다. 한편, 키-오프 이벤트는 가압된 키를 풀면서 발생하므로 키 이벤트는 가압된 키와 비가압된 키사이에 키를 시프트 하는 원인이 된다. 단계(S5)에서, 중앙처리장치(205)는 현재의 키보드 상태파일(NKS)의 키보드 상태 정보의 피스를 이전 키보드 상태파일(OKS)의 키상태 정보의 피스와 비교한다. 따라서, 현재의 키보드 상태파일(NKS)과 이전 키보드 상태파일(OKS)은 인터럽트요구신호와 함께 개시되는 키이벤트 검출 서브루틴 프로그램에 재기록 되므로, 키보드 스캐닝 서브루틴 프로그램은 제7도를 참고하여 아래에서 설명된다. 인터럽트 제어장치(217)는 펄스 발생기(219)로부터 공급된 펄스를 계수하고 펄스의 수가 소정치에 도달할 때 인터럽트 요구신호를 발생시킨다. 이 경우에, 인터럽트 제어장치(217)는 대략 수 밀리초의 간격으로 인터럽트 요구신호를 발생한다.

인터럽트 요구신호가 중앙처리장치(205)에 공급될 때, 중앙처리장치(205)는 단계(S21)로 진행하여 인덱스 변수(i)를 단계(S21)에 의해 "1"의 값으로 세트시킨다. 그후, 중앙처리장치(205)는 단계(S22)로 진행하여 인덱스 변수(i) "1"을 어드레스 디코우더회로(201)로 전송시킨다.

이전에 설명한 바와같이 인덱스 변수(i)인 "1"은 음이름(C#)로 표시되므로 어드레스 디코우더회로(201)는 단계(S23)에서 제어신호(CNT1)를 공급하며, 쌍방향 전류 구동회로(101)는 화살표(B) 방향의 전류를 상호 배선(113)으로 공급한다. 화살표(B) 방향의 전류는 발광다이오드(13) 뿐만 아니라 음이름(C#)에 할당된 키와 연결된 발광다이오드도 발광하도록 한다. 그렇게 방사된 발광다이오드는 각 도관(95)을 통해 통과하는 각각의 광 비임을 발생시킨다. 키가 비가압상태라면, 광비임은 관련된 포토 트랜지스터(37)에 도달하지만, 가압상태의 키는 광비임을 차단한다. 광비임으로, 포토 트랜지스터(37)는 데이타 비트 "0"로 변환되는 각각의 전류를 발생하지만, 광비임 없이는 아무런 전류도 발생하지 않으며 데이타 비트 "1"로 변환되지 않는다.

이러한 데이타 비트는 버퍼회로(126)에 임시 저장되고 키 상태 정보피스를 형성한다. 키상태 정보피스부는 버퍼회로(126)로부터 레지스터(211)내의 현재의 키보드 상태파일(NKS)로 단계(S24)에 의해 전송된다. 계속해서 중앙처리장치(205)는 단계(S25)로 진행하고 레지스터(211)를 체크하여 인덱스 변수(i)가 "13"보다 작은지의 여부를 알아낸다. 단계(S25)에 대한 응답이 네가티브로 주어진다면 중앙처리장치(205)는 메인 루틴 프로그램으로 복귀하지만, 중앙처리장치(205)는 단계(25)에 대하여 포지티브 응답을 하는 단계(S26)으로 진행하여 인덱스 변수(i)를 증가시킨다.

단계(S26) 이후에, 중앙처리장치는 단계(S22)로 복귀하여 인덱스 변수(i) "2"를 전송하고 어드레스 디코우더회로(201)는 제어신호(CNT1)를 발생하여 쌍방향 전류 구동회로(101)가 화살표(C) 방향의 전류를 배선(113)에 공급하게 한다. 화살표(C) 방향의 전류는 음표(D)에 할당된 키에 관련되는 발광다이오드를 발광시키므로, 키상태 정보피스는 버퍼회로(126)에서 음이름(D)에 할당된 키에 발생된다. 그래서, 중앙처리장치(205)는 인덱스 변수(i)를 증가시키고 현재의 키보드 상태파일( NKS)의 모든 키에 대한 키상태 정보피스를 저장한다. 인덱스 변수(i)가 최종치"13"에 도달할 때 모든 키들은 눌려지거나 눌려지지 않은 상태인지 체크되고, 키상태 정보의 모든 피스들은 현재의 키보드 상태파일(NKS)에 재기입된다.

현재의 키보드 상태파일(NKS)이 갱신될 때, 키상태 정보피스의 비트스트링은 예로서, 제8도에 도시된다. 제8도에서 "NT" 는 "음이름"을 나타내고, "OCT"는 옥타브 범위를 표시한다. 단계(S25)의 네가티브 응답에 대하여 중앙처리장치(205)는 메인루틴 프로그램의 단계(S5)로 복귀한다.

단계(S5)에서의 동작설명과 같이, 중앙처리장치(205)는 현재의 키보드 상태파일(NKS)의 키상태 정보피스를 연속적으로 패치하고, 이전 키보드 상태파일(OKS)의 대응 키상태 정보피스와 비교한다. 현재의 키보드 상태파일(NKS)의 키상태 정보피스와 이전 키보드 상태파일(OKS)의 대응하는 키상태 정보피스사이에 아무런 차이도 발생하지 않는다면, 중앙처리장치(205)는 키이벤트, 즉 키-온 이벤트 또는 키-오프 이벤트가 키보드(1)에서 발생하지 않으므로 단계(S5)에 대한 응답은 네가티브로 주어진다.

네가티브 응답에 대하여 중앙처리장치(205)는 단계(S3)로 복귀하고 키보드에서 임의의 키 이벤트가 발행할 때까지 단계(S3 내지 S5)를 형성하는 루우프를 반복한다. 연주자가 키를 누르거나 뗀다면 현재의 키보드 상태파일(NKS) 내의 키상태 정보피스는 키보드 스캐닝 서브루틴 프로그램에서 변화되므로 현재의 키보드파일(NKS)의 키상태 정보피스중 하나 또는 어떤것이 이전 키보드 상태파일의 것과는 다르다. 이것은 단계(S5)에 대한 포지티브 응답에서 발생한다. 임의의 키이벤트가 키보드(1)에서 발생한다는 것을 중앙처리장치(5)가 결정할 때, 타이머 계수치는 단계(S6)에 의해 타이머장치(221)로부터 레지스터(TIM)으로 전송되고 그후 중앙처리장치(205)는 단계(S7)로 진행되고 타이머장치(221)를 리세트시킨다. 단계(S7)후에, 중앙처리장치는 단계(S8)에서 키-온 서브루틴 프로그램을 실행한다. 키-온 서브루틴 프로그램의 순서는 제9도에서 상세히 설명된다.

제9도로 돌아가 키-온 서브루틴 프로그램(S8)은 단계(S31)에서 시작하고, 계속해서 중앙처리장치(205)는 현재의 키보드 상태파일(NKS) 내의 키상태 정보피스를 연속적으로 인출하며, 그후 키상태 정보피스는 이전 키보드 상태파일(OKS)의 키상태 정보피스와 익스클루시브-OR 논리 결합을 한다.

현재의 키보드 상태파일(NKS)의 각각의 키상태 정보피스가 이전 키보드파일(OKS)의 대응하는 키상태 정보피스와 논리 레벨에 있어서 동일하다면, 익스클루시브-OR 동작에 대한 응답은 논리 "0"레벨로 주어지지만 키상태 정보피스들이 로직 레벨에 있어서 서로 다를때는 언제나 응답은 논리 "1"레벨로 주어진다. 익스클루시브-OR 동작후에 익스클루시브-OR 동작의 응답이 현재 키보드 상태파일(NKS)의 키상태 정보피스와 AND 논리결합된다. 가압된 상태를 표시하는 모든 키상태 정보피스에 논리 "1"이 주어지기 때문에 AND 동작의 응답은 키가 비가압 상태에서 가압상태로 시프트되는한 논리 "1"레벨로 주어진다.

예를들어 제10가 종전의 키보드 파일(OKS)에서 키상태 정보피스의 비트 스트링을 표시한다고 가정하면, 익스클루시브-OR 동작 다음의 AND 동작에 의해 그 결과로서 제11도에 표시된 비트 스트링이 일어나며, 제11도의 비트는 키-온 상태정보(KONS)피스를 표시한다. 즉, 원안에 있는 각각의 논리 "1"레벨의 비트는 대응 키에서 키-온 이벤트가 발생하는 것을 표시한다.

이 예에서는 키-온 이벤트가 각가 제3옥타브의 음이름(F)과 제1옥타브의 음이름(A#)에 할당된 키에서 발생한다. 키-온 상태정보(KONS)피스는 동작 메모리(209)에서 전송되어 단계(32)에서 키-온 파일 형성에 사용된다.

제12도는 키-온 파일의 배열을 표시한다. 여기서 키-온 파일은 키코우드 또는 키코우드들이 부가된 타임 데이타 코드를 구비한다. 타임 데이타 코우드는 레지스터(TIM)에 기억된 타이머 계수치를 나타낸다. 타이머장치(221)는 단계(S7)에서 초기치 "0"으로 리세트되며, 레지스터(TIM)에 키이벤트의 타이머 계수치가 메모리되어 그 결과 타이머 계수치는 키이벤트 사이의 시간 간격을 표시한다. 그후 중앙처리장치(205)는 레지스터(TIM)의 타이머 계수치에 기초하여 타임 데이타 코우드를 발생하고, 키-온 파일에 기억을 위해 동작 메모리(209)에 타임 데이타 코우드를 미리 전송한다. 키 코우드들은 키보드(1)의 키를 표시하며, 키-온 파일의 키코우드는 각각 가압된 상태의 키를 표시한다.

키-온 파일의 완료 후 중앙처리장치는 메인루틴을 복귀하여 단계(S9)로 진행한다. 단계(S9)에서 중앙처리장치(205)는 제13도에 순서가 상세히 도시된 키-오프 서브루틴 프로그램을 실행한다. 키-오프 서브루틴 프로그램은 중앙처리장치(2056)가 현재의 키보드 상태파일(NKS)의 키상태 정보피스를 연속적으로 인출하는 경우 스텝(S41)에서 시작한다. 따라서 인출된 각각의 키상태 정보의 피스는 이전 키보드 파일(OKS)의 대응하는 키상태 정보피스와 익스클루시브-OR 연산되고, 익스클루시브-OR 연산 결과는 이전 키보드 파일(OKS)의 대응하는 키상태 정보피스와 AND 논리 결합된다. 익스클루시브-OR 연산은 현재의 키보드 파일과 이전 키보드 파일 사이의 차이를 발견하고 AND 연산은 가압 상태에서 비가압 상태로 이동된 키를 인식한다. 따라서 중앙처리장치(205)는 익스클루시브-OR 연산과 AND 연산을 키-오프 상태 정보피스를 발생한다.

예를들면 만약 현재의 키보드 상태정보와 이전 키보드 상태 정보의 비트 스트링이 각각 제8도와 10도에 표시된 경우 제11도의 원이 없는 논리 "1"비트는 키-오프 이벤트를 표시한다. 즉, 제2옥타브의 음이름(D#)과 제3옥타브의 음이름(F#)에 할당된 키는 각각 가압된 상태에서 비가입되지 않은 상태로 해제되어 이동된다.

따라서 키-오프 상태 정보피스는 단계(S41)에서 발생되며, 중앙처리장치(205)는 단계(S42)로 진행하여 키-오프 상태 정보 피스를 동작 메모리(209)에 전송하여 키-오프 파일을 작성한다. 키-오프 파일은 제12도에 표시되어 있으며 타임 데이타 코우드와 키코우드 로 구성된다.

앞위치에 타임 데이타 코우드를 설정하기 위해 중앙처리장치(205)는 타임 데이타 코우드를 레지스터(TIM)로부터 동작 메모리(209)로 다시 전송하며, 그후 제2옥타브의 음이름(D#)과 제3옥타브의 음이름(F#)를 표시하는 키코드를 메모리한다.

키-오프 파일의 완료후 중앙처리장치(205)는 단계 (S43)로 진행하여 현재의 키보드 파일(NKS)의 키상태 정보피스를 이전 키보드 파일(OKS)로 전송한다. 단계(S43) 후에 중앙처리장치(205)는 메인루틴 프로그램으로 귀환하여 단계(S10)로 진행한다. 단계(S10)에서는 중앙처리장치(205)는 키-온 파일과 키-오프 파일은 기록용 플로피디스크에 전송되며 그후 단계(S3)로 귀환한다. 따라서 중앙처리장치(205)는 단계(S3)에 대한 응답이 포지티브일 때까지 단계(S3 내지 S10)로 구성된 루프를 검색한다.

이렇게 플로피디스크에 기록된 키-온 파일과 키-오프 파일은 플레이백 모드 동작시 순차적으로 검색되며, 중앙처리장치(205)는 키-온 상태 정보 피스와 키-오프 상태 정보피스를 구동장치(5)에 공급한다. 정보피스를 가지는 구동장치(5)는 작동신호를 발생하며, 이는 비가압된 상태와 가압된 상태사이의 키를 선택적으로 이동하기 위한 작동장치(7)에 공급되어 이에 의해 뮤직음을 재생한다.

전술한 바로부터 이해되는 바와같이 제어장치(3)와 키센서 블록(9,11,...) 사이의 배선 배열은 제14도에 표시된 바와같이 값이 변하는 가변 인덱스(i)에 기초하여 발생된 제어신호(CNT1 내지 CNT6)가 공급되는 쌍방향 전류 구동기 회로(101 내지 111)에 의해 간단하게 되었다.

비록 본 발명의 특정 실시예가 표시되고 설명되었으나 각종 변경과 수정이 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 당업자에게 명백한 것이다. 예를들어 전자 키보드 시스템이 톤발생장치를 갖출 경우 제어기(3)는 작동장치(7)의 작동대신에 음을 합성하기 위해 톤발생장치와 교신할 수 있다.

더욱이 상기한 전자식 키보드 시스템의 키센서 장치는 단지 키변화, 즉 이동변화만을 검출하는데 사용된다. 그러나 만약 키센서장치 각각이 이중으로 된 경우 키속도를 검추할 수 있다. 즉, 이중 키센서장치 사이의 시간 간격을 측정하기 위해 이중 키센서장치와 관련하여 계수기가 구비될 때 시간 간격은 키속도에 비례하며 따라서 키터치 정보피스가 그로부터 발생된다.

Claims

a) 다수의 옥타브 범위에 걸쳐 다수의 키(85)를 갖는 키보드(1), b) 다수의 발광소자(13 내지 35), 각각의 발광소자와 연동하여 구비된 다수의 수광소자(37 내지 59) 및 각각 상기 키에 고정되어 발광소자와 수광소자 사이의 각 갭내로 또는 외로 이동가능한 다수의 셔터 플레이트(61 내지 83)를 구비하며, 각각 상기 키와 관련하여 키의 움직임을 검출하는 다수의 키센서장치, (c) 음을 발생하도록 작동하는 음발생수단(5/7) ; 및 d) 각각의 센싱그룹에 상호 접속(113 내지 123)을 통해 연결되는 다수의 쌍방향 전류 구동장치(101 내지 111)를 구비하고, 상기 음발생 수단이 음을 발생하도록 하기 위해 상기 수광소자와 통신가능한, 제어장치(3)로 구성되며, 상기 발광소자는 다수의 센싱페어(13/15 ; 17/19 ; 21/23 ; 25/27 ; 29/31 ; 33/35)를 형성하도록 쌍을 이루며, 상기 센싱페어는 다수의 센싱 그룹으로 나누어져 있고, 상기 쌍방향 전류 구동장치는 상기 발광소자를 선택적으로 구동하기 위해 각각의 상호 접속상의 전류방향을 주기적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 전자 키보드 시스템.
제1항에 있어서, 각 센싱 페어(13/15 ; 17/19 ; 21/23 ; 25/27 ; 29/31 ; 33/35)의 상기 발광소자는 각각 입력노드와 출력노드를 구비하며, 상기 발광소자중 하나의 입력노드는 다른 발광소자의 출력노드에 접속되고, 상기 발광소자중 상기 하나의 출력노드는 다른 발광소자의 입력노드에 접속되며, 각각 상기 쌍방향 전류 구동장치(101 내지 111)는 상기 상호 접속을 통해 상기 발광소자의 입력노드에 병렬로 접속되는 2출력노드를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 키보드 시스템.
제2항에 있어서, 각 쌍방향 전류 구동장치의 2출력노드는 더욱이 다른 센싱 그룹의 상기 대응하는 발광소자의 입력노드에 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 전자 키보드 시스템.
제3항에 있어서, 상기 음발생 수단은 플레이어의 어떠한 억압력 없이 상기 키를 이동시키기 위한 작동기장치와 상기 키에 의해 작동되며 기계적으로 상기 음을 발상하는 기계적 음발생장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 키보드 시스템.
제3항에 있어서, 상기 발광소자는 각각 발광다이오드로 구성되고 상기 수광소자는 각각 포토 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 키보드 시스템.
제3항에 있어서, 상기 키센서장치 각각은 더욱이 상기 발광소자와 상기 관련 수광소자 사이에 구비되는 가이드 블록을 구비하며, 상기 가이드 블록은 상기 발광소자와 상기 수광소자 사이에서 발생된 광 비임이 통과할 수 있는 도관, 및 도관을 차단하며 상기 셔터 플레이트가 그 안에서 이동가능하게 하는 슬리트를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 키보드 시스템.
a) 다수의 옥타브 범위에 걸쳐 뻗어 있으며 각각의 상기 옥타브 범위의 음이름을 다수의 키 그룹으로 분할되어 있는 다수의 키(85)를 구비한 키보드(1), b) 각각 다수의 발광다이오드(13 내지 35), 발광다이오드와 연하여 각각 구비된 다수의 포토트랜지스터(37 내지 59), 각각 발광다이오드와 포토 트랜지스터 사이에 구비되며, 각각 발광다이오드와 포토 트랜지스터 사이에서 발생된 광 비임이 통과할 수 있는 도관(95)를 갖춘 다의 가이드 블록(91), 및 각각 상기 키에 고정되며, 각각 상기 광 비임을 차단하도록 상기 가이드 블록으로 이동가능한 다수의 셔터 플레이트(61 내지83)를 구비하며, 각각 상기 키와 관련하여 키움직임을 검출하는 다수의 키센서장치, c) 음을 발생하도록 작동하는 음발생수단(5/7) ; 및 d) 상호 접속을 통해 상기 다이오드 그룹에 각각 접속되는 다수의 쌍방향 전류 동장치를 구비하며 상기 음발생 수단이 상기 음을 발생하도록 하기 위해 상기 포토 트랜지스터와 통신 가능한 제어장치로 구성되며, 상기 발광다이오드는 다수의 다이오드쌍을 형성하도록 쌍을 이루며, 상기 다이오드 쌍은 각각 다수의 다이오드 그룹을 형성하는 상기 각 키 그룹의 키와 연동되고, 상기 다이오드쌍의 상기 발광다이오드는 각각 입력노드와 출력노드를 구비하며, 상기 발광다이오드중 하나의 입력노드는 다른 발광다이오드의 의 출력노드에 접속되고, 상기한 발광다이오드의 출력노드는 다른 발광다이오드의 입력노드에 접속되며, 상기 쌍방향 전류 구동장치 각각은 상기 상호 접속을 통하여 상기 발광다이오드의 입력노드와 병렬로 접속되고 각 쌍방향 전류 구동장치의 2출력노드는 더욱이 동일 다이오드 그룹의 상기 대응하는 발광다이오드의 입력노드에 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 전자 키보드 시스템.