KR950012363B1 - Piano with automatic musical performing - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 구동회로의 개략적인 블럭구성도.1 is a schematic block diagram of a driving circuit of the present invention.
제2도 내지 제4도는 상기 제1도 각부의 상세한 회로 블럭도.2 to 4 are detailed circuit block diagrams of respective parts of the first drawing.
제5a도는 본 발명에 적용되는 솔레노이드의 설치사태 상시도, b도는 a도의 일부 발췌 단면도.Figure 5a is a permanent situation of the installation of the solenoid applied to the present invention, Figure b is a partial sectional view of Figure a.
제6도는 본 발명에 적용되는 건반 및 건반스위치의 일부 발췌 사시도이다.6 is a partial perspective view of the keyboard and the key switch to be applied to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 건반스위치 2 : 페달스위치1: Keyboard Switch 2: Pedal Switch
3 : 마이크 4 : 녹음회로부3: microphone 4: recording circuit
5 : 녹음/재생장치 6 : 재생회로부5: recording / playback device 6: playback circuit
7 : 구동회로부 8 : 솔레노이드부7
20 : 신호감지부20: signal detection unit
본 발명은 자동 연주기능을 갖는 피아노, 보다 상세하게는 피아니스트가 연주한곡을 전자적인 신호로 변환시켜서 기록하고, 그 기록된 신호를 재생하여 이에 의해 현을 직접 구동시킴으로써 자동으로 음악이 연주될 수 있도록 한 피아노에 관한 것이다.The present invention is a piano having an automatic playing function, more specifically, the piano played by the pianist recorded by converting the electronic signal, and reproduced the recorded signal so that the music can be automatically played by driving the string directly It's about a piano.
일반적으로, 피아노의 연주감상은 일정한 연주장소에서만 가능하므로 실질적인 연주감상의 기회가 적었으며, 또한 피아니스트가 연주한 곡을 테이프 레코더 등에 의해 녹음한 후 재생장치에 의해 재생하여 들을 수 있었으나 이는 직접적인 현의 구동에 의한 음이 아니기 때문에 음질에 있어서 차이가 생기는 등의 결점이 있었다.In general, since the performance of the piano is only available in a certain place, there is little chance of actual performance. Also, the pianist could record the music played by a tape recorder and then play it back by a playback device. Since the sound is not driven by driving, there is a defect such as a difference in sound quality.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 피아노 연주시에 건반, 페달 및 건반 누름의 강약 등을 디지탈신호로 변환하여 기록하고, 필요시에 그 기록된 디지탈신호를 재생하여 이 신호에 의해 현을 직접 구동시켜 줌으로써 연주된 음악을 자동으로 재현할 수 있게 하는 자동 연주기능을 갖는 피아노를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to convert and record keys, pedals and key presses, etc. into digital signals when playing the piano, and to reproduce the digital signals when necessary. It is to provide a piano having an automatic playing function that can automatically reproduce the music played by driving the string directly by this signal.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연주가가 누른 건반 및 페달을 메트릭스회로로 감지하여 페달 및 건반의 누름신호를 출력하고, 현의 구동으로 발생되는 음의 강약을 감지하여 저음신호와 고음신호를 출력하는 신호감지부(20)와, 상기 신호감지부(20)에서 출력되는 감지신호를 조합 및 합성하여 디지탈 데이타신호로 변환하는 녹음회로부(4)와, 상기 녹음회로부(4)의 출력데이타신호를 테이프에 기록하거나 또는 그 기록된 신호를 재생하는 녹음/재생장치(5)와, 상기 녹음/재생장치(5)의 재생데이타신호를 건반신호, 페달신호, 저음신호 및 고음신호로 분리하여 건반, 페달 및 음의 강약에 대한 데이타신호를 발생하는 재생회로부(6)와, 상기 재생회로부(6)의 출력데이타신호를 논리회로에 의해 조합하여 건반 및 페달 구동신호를 출력하는 구동회로부(7)와, 상기 구동회로부(7)의 건반 및 페달구동신호에 의해 해당 건반 및 페달을 구동시켜 주는 솔레노이드부(8)로 구성된다.In order to achieve the above object, the present invention, by detecting the keyboard and the pedal pressed by the player by the matrix circuit outputs the signal of the pedal and the keyboard, and by detecting the strength and weakness of the sound generated by the drive of the strings low tone signal and treble A
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도 내지 제4도에서 보는 바와같이, 신호감지부(20)는 건반 및 페달의 누름에 따라 동작되어 해당 건반 및 페달의 누름신호를 출력하는 건반스위치(1)와 페달스위치(2), 현의 진동으로 발생된 음을 받아들이는 마이크(3)로 구성된다.As shown in FIGS. 1 to 4, the
그리고, 녹음회로부(4)는 일정기준의 클럭신호를 발생하는 마스터 클럭발생기(41)와, 이 마스터 클럭발생기(41)의 클럭신호를 카운트하여 각 회로에 필요한 클럭신호를 공급하는 클럭카운터(42)와, 이 클럭카운터(42)의 클럭신호에 의해 건반스위치(1) 및 페달스위치(2)에 매트릭스 스위치신호를 공급하는 타이밍발생기(43)와 상기 클럭카운터(42)의 3개의 클럭신호(C-C3)를 어드레스 신호로 하여 건반스위치(1) 및 페달스위치(2)의 병렬누름신호를 직렬 데이타신호(DT1)로 변환하는 멀티플렉서(44)와, 상기 마이크(3)에서 감지한 현의 진동에 의한 미세한 음의 강약신호를 증폭하는 전단증폭기(46)와, 이 전단증폭기(46)의 증폭신호를 고음과 저음으로 분리하는 대역여과기(47)와, 이 대역여과기(47)의 고음 및 저음의 아날로그신호를 고음신호(TB) 및 저음신호(BS)의 디지탈신호로 변환하는 비교기(48)와, 상기 멀티플렉서(44)의 건반 및 페달의 직렬데이타신호(DT1)와 비교기(48)의 고음신호(TB) 및 저음신호(BS)와 상기 클럭카운터(42)의 클럭신호(C4)를 조합하여 상기 클럭신호(C4)가 존재할 경우에는 데이타신호(DT1)와 고음신호(TB) 및 저음신호(BS)를 합성하는 데이타발생기(45)로 구성된다.The
또한, 재생회로부(6)는 녹음/재생장치(5)로부터 재생된 데이타신호를 일정펄스폭을 갖는 펄스데이타신호(DT2)로 변환하는 신호변환기(61)와, 이 신호변환기(61)의 펄스데이타신호(DT2)를 카운트하여 데이타신호와 동기된 데이타선택신호인 어드레스신호(AD1-AD3)를 만드는 어드레스 발생기(62)와, 이 어드레스발생기(62)의 어드레스신호(AD1-AD3)에 의해 상기 신호변환기(61)의 직렬데이타신호(DT2)를 일정수의 병렬데이타신호로 변환하여 인에이블신호(EN)를 출력하는 디멀티플렉서(63)와, 상기 신호변환기(61)의 펄스데이타신호(DT2)중에서 고음신호(TB)와 저음신호(BS)를 분리 출력하는 고음/저음 신호분리기(64)와, 상기 신호변환기(61)의 펄스데이타신호(DT2)중에서 뎀포 페달신호(DP)와 소프트 페달신호(SP)를 분리 출력하는 페달신호분리기(65)로 구성한다.The reproducing circuit section 6 also includes a
한편, 구동회로부(7)는 다수의 구동회로(70)로 구성되는데, 이 구동회로부(70)는 상기 재생회로부(6)의 데이타 어드레스신호(AD1-AD3) 및 인에이블신호(EN)에 의해 직렬데이타신호(DT2)를 병렬데이타신호(DT3)로 변환하고, 이 병렬데이타신호(DT3)를 일정시간동안 유지시켜 주는 래치(71)와, 이 래치(71)의 병렬데이타신호(DT3)와 상기 재생회로부(6)의 고음신호(TB) 및 저음신호(BS)를 각각 논리화하여 데이타 신호(DT3)와 고음신호(TB) 및 저음신호(BS)가 동시에 입력될 경우에만 구동제어 신호(DC1-DC8)를 출력하는 논리회로(72)와, 이 논리회로(72)의 구동제어신호(DC1-DC8)에 의해 건반구동용 솔레노이드에 구동신호를 출력하는 구동제어기(80)로 구성된다.On the other hand, the
또한, 솔레노이드부(8)는 재생회로부(6)의 뎀포 페달신호(DP) 및 소프트 페달신호(SP)에 의해 뎀포 페달과 소프트 페달을 작동시키는 솔레노이드(99) (100)와, 상기 구동회로부(7)의 구동신호에 의해 건반을 밀어줌으로써 소리가 나게 하는 건반 솔레노이드(90-98)로 구성된다.In addition, the
한편, 상하 2열로 배열된 솔레노이드(110)를 건반(11)의 내단 하부에 설치하여 상기 솔레노이드(110)의 작동봉(112)이 건반(11)의 내단 하면을 밀어주도록 되어 있다.On the other hand, the
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 있어서, 연주자가 음악을 연주하기 위해 제6도의 도시된 것과 같이 건반(11)을 누르면 이 건반(11)의 후단 상부가 햄머구동장치(16)을 밀어 올리게 되고, 이에 따라 상기 구동장치(16)의 상부에 착설된 햄머(14)가 동작되어 누른 건반에 해당하는 현(15)을 때려주게 된다.In the present invention having the configuration as described above, when the player presses the
따라서, 현의 공진음이 발생하게 되며, 이와 동시에 건반받침대(12)의 상부에 설치된 건반스위치(13)를 눌러주게 되므로 해당 건반의 누름신호가 출력되게 되고, 또한 상기에서 발생된 현의 진동음이 마이크(도시되지 않음)로 입력된다.Therefore, the resonance sound of the string is generated, and at the same time, since the
또한, 연주자가 뎀포 페달 및 소프트 페달(도시되지 않음)을 밟게 되었을 경우에도 상기 건반스위치에서와 동일한 스위치 작동으로 페달누름신호가 출력된다.In addition, even when the player presses the dempo pedal and the soft pedal (not shown), the pedal press signal is output by the same switch operation as that of the keyboard switch.
이와 같이 건반 및 페달스위치의 동작에 의해 누름신호가 출력되고, 마이크를 통해 현의 진동음이 입력되면, 제2도에서 보는 바와같이 마스터 클럭발생기(41)는 일정주파수의 기준클럭신호를 클럭 카운터(42)에 인가하고, 이 클럭카운터(42)는 입력되는 클럭신호를 카운트하여 각각의 타이밍발생기(43), 멀티플렉서(44) 및 데이타발생기에 필요한 클럭신호를 공급하게 된다.As described above, when the push signal is output by the operation of the keyboard and the pedal switch, and the vibrating sound of the string is input through the microphone, as shown in FIG. 2, the
이에 따라, 타이밍발생기(43)는 2개의 페달스위치신호와 10개의 건반키이신호를 출력하고, 이 키이신호가 매트릭스회로로 된 건반스위치(1) 및 페달스위치(2)를 통해 스위치 누름신호로서 멀티플렉서(44)에 인가되고, 이 멀티플렉서(44)는 상기 클럭카운터(42)의 주기가 다른 3개의 클럭신호인 데이타 선택신호(C1-C3)에 의해 입력되는 건반누름신호 및 페달누름신호를 동기시켜서 하나의 누름데이타신호(DT1)로 변환하여 데이타발생기(45)의 일측입력에 출력한다.Accordingly, the
한편, 마이크(3)로 입력된 현의 진동음은 전단증폭기(46)를 통해 미세한 신호가 증폭되고, 대역여과기(57)를 통해 고음과 저음으로 분리되어 비교신호로써 비교기(48)에 인가되는데, 이때 음의 감약은 분리된 고음과 저음이 출력되는 시간에 비례하게 되며 이 비교기(48)에 인가되는 일정전압의 기준전압에 의해 고음 및 저음으로 분리된 현의 진동음이 디지탈신호인 저음신호(BS) 및 고음신호(TB)로 변환되어 데이타발생기(45)의 타측입력에 각각 인가된다.On the other hand, the vibrating sound of the string input to the
상기 데이타발생기(45)는 멀티플렉서(44)의 건반 및 페달의 누름데이타신호(DT1)와, 비교기(48)의 음의 강약을 나타내는 고음신호(TB) 및 저음신호(BS)와, 클럭카운터(42)의 일정의 클럭신호(C4)를 앤드게이트로 처리하여 상기 데이타신호(DT1), 고음신호(TB), 저음신호(BS) 및 클럭신호(C4)가 모두 입력될 때에만 출력을 내보내게 되고 상기 데이타발생기(45)에서 출력되는 직렬데이타신호가 녹음/재생장치(5)에 기록된다.The
이와 같은 방법으로 연주자가 연주한 음악이 데이타신호로써 테이프 또는 디스크에 기록되는 것이다.In this way, the music played by the player is recorded on a tape or disc as a data signal.
또한, 녹음/재생장치(5)의 기록된 데이타를 재생할 경우에는 제3도에서 보는 바와같이, 녹음/재생장치(5)의 재생된 데이타신호가 신호변환기(61)에 인가됨에 따라 입력데이타신호가 일정 펄스폭의 펄스데이타신호(DT2)로 변환되어 구동회로부(7)에 데이타신호로 인가됨과 동시에 어드레스발생기(62), 디멀티플렉서(63), 고음/저음분리기(64) 및 페달신호분리기(65)에 각각 인가된다.In addition, in the case of reproducing the recorded data of the recording / reproducing
이에 따라, 어드레스발생기(62)는 입력데이타신호(DT2)를 카운트하여 이 데이타신호와 동기되는 데이타 선택신호인 3비트의 어드레스신호(AD1-AD3)를 만들고, 이 어드레스신호(AD1-AD3)가 구동회로부(7)에 어드레스신호로 인가됨과 동시에 디멀티플렉서(63)의 선택제어신호(C5-C7)로 인가된다.As a result, the
따라서, 디멀티플렉서(63)는 선택제어신호(C5-C7)에 따라 입력되는 직렬데이타신호(DT2)를 병렬데이타 신호로 변환하여 구동회로부(7)내의 래치 선택신호인 인에이블신호(EN)로 공급하게 된다.Accordingly, the
또한, 고음/저음발생기(64)는 입력되는 데이타신호(DT2)중에서 고음신호(TB)와 저음신호(BS)를 분리하여 구동회로부(7)에 각각 인가하고, 페달신호분리기(65)는 입력되는 데이타신호(DT2)중에서 뎀포 페달신호(DP)와 소프트 페달신호(SP)를 분리하여 구동회로부(7)내의 뎀포 페달구동용 솔레노이드(99) 및 소프트 페달구동용 솔레노이드(100)에 각각 인가한다.In addition, the treble /
한편, 구동회로부(7)는 제4도에서 보는 바와같은 동일한 구동회로(70)가 10개로 구성되어 있는데, 여기서는 하나의 구동회로(70)에 대한 동작을 설명하기로 한다.On the other hand, the
상기의 재생회로부(6)의 인에이블신호(EN)에 의해 래치(71)가 선택되면 이 래치(71)는 입력되는 어드레스신호(AD)에 따라 직렬데이타신호(DT2)를 병렬데이타신호(DT3)로 변환한 후 시간동안 해당 출력으로 내보내게 된다.When the
이와 같이, 상기 래치(71)의 병렬데이타신호(DT3)는 8개의 앤드게이트로 된 논리회로(72-79)의 일측입력에 각각 인가되고 또한, 상기 앤드게이트로 된 논리회로(72-79)의 타측 입력에는 상기 재생회로부(6)의 고음/저음분리기(64)의 고음신호(TB) 및 저음신호(BS)가 각각 인가되어 상기 데이타신호(DT3)와 고음신호(TB) 및 저음신호(BS)가 모두 존재하는 논리회로만이 동작하게 된다.In this way, the parallel data signal DT3 of the
따라서, 상기 데이타신호(DT3), 고음신호(TB) 및 저음신호(BS)가 존재하는 논리회로에서는 "하이"레벨의 구동제어신호(DC1-DC8)가 출력되어 구동제어기(80-88)에 인가되는데, 이때 "하이"레벨의 구동제어신호(DC1-DC8)가 인가되는 구동제어기만이 동작하여 각 구동제어기에 해당하는 건반구동용 솔레노이드(90-98)를 작동시키는 구동전압을 인가하게 된다.Therefore, in the logic circuit in which the data signal DT3, the high tone signal TB, and the low tone signal BS exist, the "high" level drive control signals DC1-DC8 are outputted to the drive controllers 80-88. In this case, only driving controllers to which the driving control signals DC1 to DC8 of the "high" level are applied are operated to apply driving voltages for operating the
이에 따라, 제5도 및 제6도에서 보는 바와같이 솔레노이드(110)의 코일(111)에 전류가 흐르면 전기적 힘에 의해 코일의 중앙부에 착설된 알루미늄등으로 된 작동봉(112)이 상승하게 되므로, 이 작동봉(112)의 끝단부에 부착된 부드러운 물질로 된 펠트(113)가 건반(11)을 밀어 올리게 되어 건반(11)을 친 것과 동일하게 햄머(14)가 현(15)을 때려주게 되는 것이다.Accordingly, as shown in FIGS. 5 and 6, when current flows in the
한편, 상기에서 햄머(14)가 현(15)을 때리는 강약의 조절은 고음신호(TB) 및 저음신호(BS)의 출력시간에 따라 결정된다. 즉, 고음신호(TB) 및 저음신호(BS)가 출력되는 시간이 길면 구동제어기(80-88)를 구동하는 시간이 길어지게 되므로 햄머(14)가 현(15)을 때리는 시간이 길어지게 되어 현(15)의 진동이 높게 되는 것이다.On the other hand, the adjustment of the strength of the
또한, 페달의 구동은 제4도에서 보는 바와같이 페달신호분리기(65)의 뎀포 페달신호(DP) 및 소프트 페달신호(SP)에 의해 뎀포 페달구동용 솔레노이드(99)와 소프트 페달구동용 솔레노이드(100)가 동작되어 뎀포 페달 또는 소프트 페달을 움직여 주는 것이다.As shown in FIG. 4, the
이와 같이 본 발명은 피아니스트의 연주음악을 전기적인 데이타로 기록하고, 기록된 데이타를 재생하여 직접 현을 구동시키도록 함으로써 저명한 피아니스트의 연주음악도 시간과 장소에 구애되지 않고 생음악으로 들을 수 있으며, 이에 따라 피아노 연습 및 성악가의 반주용으로도 사용할 수 있는 등의 효과를 갖는다.As described above, the present invention records the playing music of the pianist as electrical data, and directly plays the strings by reproducing the recorded data, so that the music of the famous pianist can be listened to live music regardless of time and place. Therefore, it can be used for piano practice and accompaniment of vocalists.
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