KR20010110616A - Structures, Musical Instruments, and Filters Using String Tension Changes - Google Patents
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Abstract
본 발명은 현을 장력변화를 이용한 악기에 관한 것으로, 특히 현의 장력을 변화시킴에 따라 현에서 발생하는 음의 고저의 변화를 발생시키는 악기에 관한 것이다. 현이 길이와 장력이 고정된 기존의 현악기와는 다르게, 현의 장력을 전기력이나 자기력을 이용하여 변화시킴으로서 현에서 발생하는 소리의 높낮이를 변화시킨다.The present invention relates to an instrument using a string tension change, and more particularly, to an instrument that generates a change in the pitch of sound generated in a string as the string tension is changed. Unlike conventional string instruments, in which the string length and tension are fixed, the string height is changed by changing the tension of the string using electric or magnetic force.
현의 장력을 능동적으로 변화시키는 구조물은 음향필터, 전기적 신호의 필터, DNA 현을 이용한 필터로서 이용이 가능하다.Structures that actively change the tension of the strings can be used as acoustic filters, electrical signal filters, and filters using DNA strings.
Description
본 발명은 현의 장력변화를 이용한 악기에 관한 것으로, 특히 현의 장력을 변화시킴에 따라 현에서 발생하는 음의 고저의 변화를 발생시키는 악기에 관한 것이다. 현이 길이와 장력이 고정된 기존의 현악기와는 다르게, 현의 장력을 전기력이나 자기력을 이용하여 변화시킴으로서 현에서 발생하는 소리의 높낮이를 변화시킨다.The present invention relates to an instrument using a change in tension of a string, and more particularly, to an instrument that generates a change in pitch of sound generated in a string as the tension of a string is changed. Unlike conventional string instruments, in which the string length and tension are fixed, the string height is changed by changing the tension of the string using electric or magnetic force.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 장력변화를 이용하여 외부의 신호를 기계적인 신호로 변화 시킨후 현을 통과시켜 특정주파수의 신호만을 얻는 구조물과 필터를 구현하는데 있다. 이 경우 필터는 주파수의 높낮이에 따라 다양한 용도로 쓰일 수 있다.Still another object of the present invention is to implement a structure and a filter that obtains a signal of a specific frequency by passing a string after changing an external signal into a mechanical signal using the above tension change. In this case, the filter can be used for various purposes depending on the height of the frequency.
주위의 여러 가지 물건을 두드리거나 문지르는 등의 행위를 통하여 악기의 유래가 시작되었으며, 인류의 문명이 발전함에 따라 현재는 다양한 악기가 존재하게 되었다. 특히 피아노, 바이올린, 기타와 같이 악기의 많은 수가 현(String)을 이용하여 우리가 원하는 소리를 내게 된다.The origin of musical instruments began through the acts of tapping and rubbing various objects around them. As human civilization developed, various instruments now exist. Many instruments, especially pianos, violins, and guitars, use strings to give us the sound we want.
제 1도는 기존의 피아노, 바이올린, 기타와 같이 현을 가지는 악기의 원리를 설명하기 위하여 간단히 그린 기존 악기의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of an existing musical instrument simply drawn to explain the principle of a musical instrument having a string, such as a conventional piano, violin, guitar.
기존의 악기 100은 기판 101위에 다수의 지지대 102를 세운후 상기 지지대사이에 하나 이상의 현 103을 설치한 구성을 가진다. 음의 고조는 미도시한 수동식 장력조정장치를 이용한다. 기타(Guitar)의 경우 웜기어(Worm gear)를 이용한 장력조정장치를 이용한다. 피아노의 경우, 이렇게 특정한 값의 장력을 유지하는 상기 현 103을 작은 망치 104를 이용하여 두드린다. 이렇게 되면 현에서는 특별히 정해져 있는 음 높이를 가지는 소리를 내게 된다. 현이 특정 주파수만을 내는 것을 설명하기 위하여 제 2-1도와 2-2도를 이용한다.The existing musical instrument 100 has a configuration in which one or more strings 103 are installed between the supports after setting up a plurality of supports 102 on the substrate 101. Negative pitching uses a manual tensioning device, not shown. In the case of guitar, a tension adjusting device using a worm gear is used. In the case of the piano, the string 103, which maintains this specific value of tension, is knocked using a small hammer 104. This results in a sound with a specially determined pitch in the strings. 2-1 and 2-2 are used to explain that the string only outputs a specific frequency.
2-1도는 제 1도를 더욱 간단하게 그린것으로서 지지단 201과 202사이에 현 203이 연결되어있다. 상기 현 203의 장력은 미도시한 수동장력조절장치에 의하여205의 장력을 상기 현 203에 발생시킨다. 204는 상기 현 203을 망치로 두드릴 때 현의 움직임을 나타낸 것으로서, 이런 형태로 상기 현이 특정 주파수를 가지고 움직임으로서 주위의 공기를 가진하게 되며, 이 공기의 움직임이 파동(Wave)으로서 전파되어 우리의 귀에 들어오게 됨으로써, 사람들은 특정한 음 높이를 가지는 소리를 듣게 되는 것이다.2-1 shows a simpler view of FIG. 1, with the current 203 connected between the support ends 201 and 202. FIG. The tension of the string 203 generates a tension of 205 to the string 203 by a manual tension control device (not shown). 204 shows the movement of the string when hammering the string 203. In this form, the string moves with a certain frequency and has ambient air, and the movement of this air is propagated as a wave. By coming into the ear of people, people hear sounds with a certain pitch.
2-2도는 2-1의 현을 망치로 두드릴 때 망치의 힘이 어떻게 특정한 음높이를 가지는 소리로 듣게 되는지를 설명하기 위한 힘(또는 에너지)의 흐림도를 나타낸다.Figure 2-2 shows the blurring of the force (or energy) to explain how the hammer's force is heard as a sound with a certain pitch when the string is hit with the hammer.
앞에서 현 203을 망치로 두드리는 행위는 현에 임펄스(Impulsive)를 주는 것으로서, 관련된 주파수이론(예, M. Schwartz, "Information Transmission, Modulation and Noise," McGraw-Hill, 3rd Ed, 1980)을 참고하면 주파수도메인(Frequency Domain)에서 광대역의 가진주파수를 가지는 가진력으로 볼 수 있다. 즉 여러 가지 주파수를 가지는 힘이 복합된 화이트노이즈(White Noise) 211로 볼수 있다. 상기 화이트 노이즈는 특정 공진주파수를 가지는 상기 현 203에 입력이 되며, 상기 현 203은 특정한 공진주파수만을 가지고 진동함으로 Acoustic Band Pass Filter 213과 같이 행동한다. 즉 망치에서 주어지는 화이트 노이즈 211은 현이라 불르는 Band Pass Filter 213을 통과하여 한가지 음높이를 가지는 특정주파수로 진동함으로서, 특정주파수로 공기를 진동시켜서 특정음 204를 발생시킨다. 상기현의 소리는 현의 길이와 현의 장력에 따라 변하는데, 길이가 주어질 경우 수동의 장력조절장치 212를 이용하여 음의 미세한 차이를 조절(Tuning)한다. 또한공명을 일으켜 소리가 더 커질수 있도록 현의 근방에 울림통이라 불리는 공명공간(Cavity)를 두는 경우가 많다.The hammering of the string 203 above imparts an impulse to the string, see the related frequency theory (eg, M. Schwartz, "Information Transmission, Modulation and Noise," McGraw-Hill, 3rd Ed, 1980). It can be seen as an excitation force having a broad excitation frequency in the frequency domain. In other words, it can be seen as White Noise 211, which is a combination of forces with various frequencies. The white noise is input to the string 203 having a specific resonance frequency, and the string 203 vibrates with only a specific resonance frequency, thereby acting as an acoustic band pass filter 213. That is, the white noise 211 given from the hammer passes through a band pass filter 213 called a string and vibrates at a specific frequency having a single pitch, thereby vibrating air at a specific frequency to generate a specific sound 204. The sound of the string is changed depending on the length of the string and the tension of the string, if the length is given by using a manual tension control device 212 to adjust the fine difference of the sound (Tuning). In addition, there are many cases where a cavity called a ring is placed near the string so that the sound may be louder due to resonance.
상기 현 203의 공진주파수(Resonance Frequency)는 음향학책(예, L.E. Kinsler, et al., "Fundamentals of Acoustics," John Wiley & Sons, Inc. 3rd Ed., 1982)을 참고하면, 직경에 비하여 길이가 아주 큰 현(String)의 양단이 지지되고 상기 현에 장력 T가 걸렸을 때 현의 첫 번째 공진주파수 f는 다음과 같은 식으로 표시된다.Resonance frequency of the string 203 is referred to as acoustics (e.g., LE Kinsler, et al., "Fundamentals of Acoustics," John Wiley & Sons, Inc. 3rd Ed., 1982). When both ends of a very large string are supported and the tension T is applied to the string, the first resonant frequency f of the string is expressed as follows.
여기서L, T,p는 현의 길이, 현에 걸리는 장력, 현의 단위 길이에 대한 질량을 각각 나타낸다. 상기식은 현에서 나는 소리는 장력의 제곱근에 비례하고 길이에 반비례함을 알 수 있다. 전체적으로 보면 현을 팽팽하게 할수록, 현의 길이를 짧게 할수록 소리의 높이가 올라감을 알 수 있다.Where L, T and p represent the length of the string, the tension applied to the string, and the mass of the string length. The above equation shows that the sound produced by the string is proportional to the square root of tension and inversely proportional to the length. Overall, the tighter the strings and the shorter the strings, the higher the sound.
이러한 원리에 의하여 작동되는 현을 가지는 기존의 악기는 고정된 음을 내게 됨으로서 다수의 현이 필요하다. 예를 들면 피아노의 경우, 도에 해당하는 특정길이의 현이 있고, 레에 해당하는 현이 있는 것처럼 피아노의 건반의 개수에 해당하는 만큼의 현이 필요하다. 그리고 이 현은 특정음을 정확히 만들기 위하여 각각의 현의 장력을 조정하는 수동장치를 각각의 현마다 구비하여야한다. 이러한 이유로 피아노는 고가의 제품이며, 한번 구입한 후로도 특정한 음을 정확히 내기 위하여 전문가에게 의뢰하여 주기적으로 튜닝(Tuning)을 받아야한다.Existing instruments with strings operated by this principle require multiple strings by giving a fixed note. For example, in the case of a piano, a string corresponding to the number of keys of the piano is required as there is a string having a specific length corresponding to the diagram, and a string corresponding to the string. The strings shall be equipped with a manual device for each string to adjust the tension of each string in order to produce the correct sound. For this reason, pianos are expensive products, and even after one purchase, they should be tuned periodically by a specialist to produce a specific note.
본 발명은 상기한 다수의 불편함과 문제점을 제거하기 위한 것으로서, 현의 장력을 능동적으로 변화시킴으로써 현에서 발생하는 음의 고저를 자유롭게 변화시키기는데 본 발명의 목적이 있다. 그러므로 몇 개 안되는 현을 이용하여 다양한 음을 낼 수 있으며 컴퓨터를 이용한 디지털방식의 연주에도 용이하게 적용할 수 있다.The present invention is to eliminate the above-mentioned inconveniences and problems, it is an object of the present invention to freely change the pitch of the sound generated in the string by actively changing the tension of the string. Therefore, a few strings can be used to produce a variety of notes, and can be easily applied to digital performances using a computer.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 장력변화를 이용하여 외부의 신호를 기계적인 신호로 변화 시킨 후 현을 통과시켜 특정주파수의 신호만을 얻는 구조물과 필터를 구현하는데 있다. 이 경우 필터는 주파수의 높낮이에 따라 다양한 용도로 쓰일 수 있다.Still another object of the present invention is to implement a structure and a filter which obtains only a signal of a specific frequency by passing a string after changing an external signal into a mechanical signal using the above tension change. In this case, the filter can be used for various purposes depending on the height of the frequency.
제 1도는 기존 악기의 개념도1 is a conceptual diagram of an existing musical instrument
제 2-1에서 2-2도까지는 기존 악기의 음향악적 원리Acoustic Principle of Existing Instruments
제 3 도는 본 발명에 따른 음의 고저조정 악기의 원리3 is a principle of the pitch control instrument according to the present invention
제 4-1와 4-2도는 본 발명에 따른 음의 고저조정 악기의 장력조정 장치의 실시예들4-1 and 4-2 illustrate embodiments of the tension adjusting device for the negative pitch adjusting instrument according to the present invention.
제 5 도는 본 발명에 따른 악기의 또 다른 장력조정장치의 일실시예5 is an embodiment of another tension adjusting device of the musical instrument according to the present invention
제 6 도는 본 발명에 따른 악기의 일실시예6 is an embodiment of a musical instrument according to the present invention
제 7 도는 본 발명에 따른 악기의 일실시예의 사시도7 is a perspective view of one embodiment of a musical instrument according to the present invention
제 8 도는 본 발명에 따른 악기의 또 다른 일실시예8 is another embodiment of a musical instrument according to the present invention
전술한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 발명을 구성한다.In order to achieve the above object, the following invention is constructed.
기판과;A substrate;
상기 기판에서 돌출한 하나 이상의 지지부와;At least one support protruding from the substrate;
상기 지지부중 하나에 일측이 연결되어 있는 하나 이상의 현과;At least one string having one side connected to one of the supports;
상기 현의 또다른 일측은 외부의 신호에 따라 현의 장력을 능동적으로 조정할 수 있으며, 상기 지지부에 지지되어 있는 장력조정창치;로Another side of the string is capable of actively adjusting the tension of the string in accordance with an external signal, the tension adjustment window is supported on the support;
구성되어서 상기 장력조정장치로 상기 현의 장력을 조정함에 따라 상기 현의 공진주파수를 임의로 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 악기.And a resonant frequency of the string can be arbitrarily changed by adjusting the tension of the string with the tension adjusting device.
상기 악기의 구성에 덧붙여, ekdmadfm 단독으로 또는 병행하여 더 실시하면더 바람직한 결과를 가져올 수 있다.In addition to the configuration of the instrument, further implementation alone or in parallel with ekdmadfm may yield more desirable results.
- 장력조정장치가 자기력을 이용하여 현의 장력을 조정하는 것을 특징으로 하는 악기.-The instrument, characterized in that the tension adjusting device to adjust the tension of the string using a magnetic force.
- 자기력을 이용하는 장력조정장치가 철심과 솔레노이드 코일로 이루어진 것을 특징으로 하는 악기.-An instrument comprising a magnetic force tension adjusting device consisting of an iron core and a solenoid coil.
- 자기력을 이용하는 장력조정장치가 모터를 이용하는 것을 특징으로 하는 하는 악기.-An instrument characterized in that the tension adjusting device using a magnetic force uses a motor.
- 상기 장력조정장치가 전기력을 이용하여 현의 장력을 조정하는 것을 특징으로 하는 악기.The tension adjusting device adjusts the tension of the string using an electric force.
- 전기력을 이용하는 장력조정장치가 마주보는 평판에 전압을 가하여 전기력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 악기.-An instrument which is characterized by generating an electric force by applying a voltage to the plate facing the tension adjusting device using the electric force.
- 전기력을 이용하는 장력조정장치가 한쪽의 전극이 다른 쪽의 전극사이에 끼워지는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 악기-An instrument in which a tension adjusting device using electric force has a structure in which one electrode is sandwiched between the other electrode;
- 상기 현의 일부에 질량체를 매달아서 현의 진동 특성을 변화시키는 것을 특징으로 하는 악기.-Suspending a mass on a portion of the string to change the vibration characteristics of the string.
- 상기 현의 일부가 현의 진동방향으로는 진동하지 못하면서, 상기 장력조정장치에 의해 발생하는 장력은 현에 그대로 전달되도록 하는 안내수단을 가지는 것을 특징으로 하는 악기.-A part of the string that does not vibrate in the vibrating direction of the string, wherein the tension generated by the tension adjusting device has a guide means to be transmitted to the string as it is.
- 상기 현에 힘을 가하기 위하여 가진수단을 가지는 것을 특징으로 하는 악기.An instrument having excitation means for exerting a force on said string.
- 가진수단에 의하여 발생하는 신호가 여러 가지 주파수 성분을 가지는 화이트노이즈(White noise)인 것을 특징으로 하는 악기.-An instrument characterized in that the signal generated by the excitation means is white noise having various frequency components.
- 상기 현의 움직임이나 발생한 소리를 감지하기 위한 감지수단을 추가적으로 더 구비한 것을 특징으로 하는 악기.An instrument further comprising sensing means for sensing the movement or the sound of said string.
- 감지수단에 의하여 감지된 신호를 장력조정장치로 되먹임(Feedback)하여 현이 특정주파수로 잘 떨게 하는 것을 특징으로 하는 악기.-An instrument characterized in that the string tremble at a specific frequency by feeding back the signal detected by the sensing means to the tension adjusting device.
바람직한 현의 공진주파수를 조정하기 위한 장력조정 구조물은 다음과 같은 구성을 가진다.The tension adjusting structure for adjusting the resonant frequency of the preferred string has the following configuration.
기판과;A substrate;
상기 기판에서 돌출한 하나 이상의 지지부와;At least one support protruding from the substrate;
상기 지지부중 하나에 일측이 연결되어 있는 하나 이상의 현과;At least one string having one side connected to one of the supports;
상기 현의 또 다른 일측은 외부의 신호에 따라 현의 장력을 능동적으로 조정할 수 있으며, 상기지지부에 지지되어 있는 장력조정창치와;Another side of the string can be actively adjusted the tension of the string according to the external signal, the tension adjustment window that is supported by the support;
상기 현의 일부가 상기 장력을 받는 방향으로는 움직일 수 있지만 그와 직각인 방향중 현의 진동방향으로는 움직이지 못하게 하는 안내수단을; 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물.Guide means for allowing a portion of the string to move in the direction of tension, but not in the direction of vibration of the string in a direction perpendicular to the string; Structure characterized in that configured to have.
상기 구조물에 덧붙여 다음을 단독으로 또는 병행하여 더 실시하면 더 바람직한 결과를 가져올수 있다.In addition to the above structures, the following, alone or in combination, may yield more desirable results.
- 장력조정장치가 자기력을 이용하여 현의 장력을 조정하는 것을 특징으로 하는 구조물.-Structure characterized in that the tension adjusting device to adjust the tension of the string using a magnetic force.
- 자기력을 이용하는 장력조정장치가 철심과 솔레노이드 코일로 이루어진 것을 특징으로 하는 구조물.-Structure characterized in that the tension adjusting device using a magnetic force consists of an iron core and a solenoid coil.
- 자기력을 이용하는 장력조정장치가 모터를 이용하는 것을 특징으로 하는 구조물.-Structure characterized in that the tension adjusting device using a magnetic force uses a motor.
- 상기 장력조정장치가 전기력을 이용하여 현의 장력을 조정하는 것을 특징으로 하는 구조물.The tension adjusting device adjusts the tension of the string using an electric force.
- 전기력을 이용하는 장력조정장치가 마주보는 평판에 전압을 가하여 전기력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 구조물.-A structure, characterized in that to generate an electric force by applying a voltage to the plate facing the tension adjusting device using the electric force.
- 전기력을 이용하는 장력조정장치가 한쪽의 전극이 다른 쪽의 전극사이에 끼워지는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 악기-An instrument in which a tension adjusting device using electric force has a structure in which one electrode is sandwiched between the other electrode;
- 상기 장력조정장치가 지렛대를 이용하는 것을 특징으로 하는 구조물.The tension adjusting device uses a lever.
- 상기 장력조정장치가 다수의 기어를 조합하여 힘을 증가시키는 것을 특징으로 하는 구조물.The tension adjusting device combines a plurality of gears to increase the force.
-상기 현의 일부에 적어도 하나이상의 질량체를 매달아서 현의 진동 특성을 변화시키는 것을 특징으로 하는 구조물.-Suspending at least one mass on a portion of the string to change the vibration characteristics of the string.
- 외부신호에 따라 상기 현이나 질량체에 힘을 가하기 위하여 가진수단을 가지는 것을 특징으로 하는 악기.An instrument having an excitation means for exerting a force on the string or mass in accordance with an external signal.
- 가진수단에 의하여 발생하는 신호가 여러 가지 주파수 성분을 가지는 화이트노이즈(White noise)인 것을 특징으로 하는 구조물.The signal generated by the excitation means is white noise having various frequency components.
- 상기 현의 움직임이나 발생한 소리를 감지하기 위한 감지수단을 추가적으로 더 구비한 것을 특징으로 하는 구조물.Structure further characterized in that it further comprises a sensing means for detecting the movement or the sound of the string.
- 감지수단에 의하여 감지된 신호를 장력조정장치로 되먹임(Feedback)하여 현이 특정주파수로 잘 떨게 하는 것을 특징으로 하는 구조물.-A structure characterized in that the string tremble at a specific frequency by feeding back the signal detected by the sensing means to the tension adjusting device.
바람직한 필터의 구성은 다음과 같다.The configuration of the preferred filter is as follows.
기판과;A substrate;
상기 기판에서 돌출한 하나 이상의 지지부와;At least one support protruding from the substrate;
상기 지지부중 하나에 일측이 연결되어 있는 하나 이상의 현과;At least one string having one side connected to one of the supports;
상기 현의 또 다른 일측은 신호에 따라 현의 장력을 능동적으로 조정할 수 있으며, 상기 지지부에 지지되어 있는 장력조정장치와;Another side of the string is a tension adjustment device that can actively adjust the tension of the string in accordance with the signal, the support portion;
상기 현의 일부가 상기 장력을 받는 방향으로는 움직일 수 있지만 그와 직각인 방향중 현의 진동방향으로는 움직이지 못하게 하는 안내수단과;Guide means for allowing a portion of the string to move in the tensioned direction but not in the direction of vibration of the string in a direction perpendicular to the string;
현의 공진주파수 특성을 개선하고 상기 현의 일부에 하나 이상의 부착한 질량체와;Improving the resonant frequency characteristics of the strings and attaching one or more masses to a portion of the strings;
외부신호가 입력됨에 따라 상기 현과 질량체에 힘을 가하는 가진 수단과;An excitation means for applying a force to the string and the mass as an external signal is input;
현의 움직임을 감지하는 감지수단;으로 구성되어서 외부의 전기적인 신호중 특정 대역폭을 가지는 신호만을 통과시키는 것을 특징으로 하는 필터.And a sensing means for sensing the movement of the strings so as to pass only a signal having a specific bandwidth among external electrical signals.
상기 필터에 덧붙여서, 다음을 단독으로 또는 병행하여 더 실시하면 더 바람직한 결과를 얻을 수 있다.In addition to the above filters, the following may be further performed alone or in combination to obtain more desirable results.
-, 필터링하기전의 외부신호가 음향신호(Acoustic Signal) 인 것을 특징으로 하는 필터.-The filter, characterized in that the external signal before filtering is an acoustic signal (Acoustic Signal).
- 필터링하기 전의 신호가 전기신호인 것을 특징으로 하는 필터.A filter, wherein the signal before filtering is an electrical signal.
바람직한 또 다른 필터의 구성은 다음과 같다.Another preferred filter configuration is as follows.
기판과;A substrate;
상기 기판에서 돌출한 하나 이상의 지지부와;At least one support protruding from the substrate;
상기 지지부중 하나에 일측이 연결되어 있는 하나 이상의 현과;At least one string having one side connected to one of the supports;
상기 현의 또 다른 일측은 신호에 따라 현의 장력을 능동적으로 조정할 수 있으며, 상기지지부에 지지되어 있는 장력조정창치와;Another side of the string may be actively adjusting the tension of the string according to the signal, the tension adjustment window which is supported by the support;
외부신호가 입력됨에 따라 상기 현과 질량체에 힘을 가하는 가진 수단과;An excitation means for applying a force to the string and the mass as an external signal is input;
현의 움직임을 감지하는 감지수단;으로 구성되어서 외부의 전기적인 신호중 특정 대역폭을 가지는 신호만을 통과시키는 것을 특징으로 하는 필터.And a sensing means for sensing the movement of the strings so as to pass only a signal having a specific bandwidth among external electrical signals.
상기 필터에 덧붙여서, 다음을 단독으로 또는 병행하여 더 실시하면 더 바람직한 결과를 얻을 수 있다.In addition to the above filters, the following may be further performed alone or in combination to obtain more desirable results.
- 현이 DNA의 사슬로 이루어진 것을 특징으로 하는 필터.Filter characterized in that the string consists of chains of DNA.
- 현이 유기물의 사슬로 이루어진 것을 특징으로 하는 필터.A filter, characterized in that the string consists of a chain of organic matter.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제 3 도는 본 발명에 따른 음의 고저조정이 가능한 악기의 구성를 나타낸 것으로써, 좌측의 지지단 301에 현 302의 한쪽이 연결되어 있으며 현의 다른 쪽은 장력조정장치 303에 연결되고, 상기 조정장치 303은 또 다른 지지단 307에 연결되며, 상기 장력조정창치 304는 장력제어장치 304에 연결된 구성을 가진다.Figure 3 shows the configuration of the musical instrument capable of adjusting the pitch according to the present invention, one side of the string 302 is connected to the support end 301 on the left side and the other side of the string is connected to the tension adjusting device 303, the adjusting device 303 is connected to another support end 307, the tension adjustment window 304 has a configuration connected to the tension control device 304.
상기 구성에 따라 작동원리를 설명하면, 상기 현 302에 가해지는 장력을 장력제어장치 304와 연동된 장력 조정장치 303을 이용하여 제어하면서 해머와 같은 가진 수단 305로 현을 진동 시키면, 상기 장력에 해당하는 음이 발생하게 된다. 예를 들어 이와 같은 구성을 가지는 피아노를 만들었다면 도와 레를 사람이 순차적으로 누를 경우, 상기 장력조정장치 303에 의해서 도에 해당하는 적절한 장력이 상기 현 302에 가해지며, 그 다음 레에 해당하는 장력으로 바뀌게 되어서 상기 햄머 305로 현을 두드리면 도와 레에 해당하는 소리를 얻을 수 있다.Referring to the principle of operation according to the configuration, when the tension applied to the string 302 by using the tension adjusting device 303 in conjunction with the tension control device 304 while vibrating the string with an excitation means 305, such as a hammer, corresponds to the tension Sound will be generated. For example, if a piano having such a configuration is made, when a person presses a tile and a sequential person, an appropriate tension corresponding to degrees is applied to the string 302 by the tension adjusting device 303, and then the tension corresponding to the next level. It will change to and hit the string with the hammer 305 can get the sound corresponding to the tile.
상기 현 302의 단면은 원형이 될 수도 있고 사각형 또는 임의의 단면이 될 수도 있으며, 상기 가진수단 305는 상기 현 302에 힘을 가해 떨리게 할 수 있는 어떠한 수단도 좋다. 즉 도 3에 표시한 바와 같은 상기 해머 305가 될 수도 있으며, 바이올린 같이 활(미도시)을 이용하여 현을 진동시키게 할 수도 있으며, 기타(Guitar)와 같이 사람의 손으로 현을 진동시켜도 좋다. 이렇게 설명한 것은 기존의 악기에서 사용되는 방법을 말한 것이지만, 3도에 설명한 본 발명에서는 또 다른 가진 수단을 생각해볼 수 있다. 즉 상기 현을 전자석 또는 영구자석 등의 자기력을 이용하여 현을 가진 시킬 수 있으며, 상기 현에 음과 양의 전압을 가하여 전기력으로 현을 가진 시킬 수도 있다. 즉 어떠한 힘을 가하는 가진 수단도 다 사용될 수 있음을 알 수 있다.The cross section of the string 302 may be circular, square or any cross section, and the excitation means 305 may be any means capable of applying vibration to the string 302. That is, the hammer 305 as shown in FIG. 3 may be used, the string may be vibrated using a bow (not shown), such as a violin, or the string may be vibrated by a human hand like a guitar. This description refers to the method used in the existing musical instruments, but the present invention described in FIG. That is, the string may be excited by a magnetic force such as an electromagnet or a permanent magnet, or the string may be excited by an electric force by applying a negative voltage to the string. That is, it can be seen that any excitation means can be used.
상기 현 302에서 발생하는 음을 조정하기 위하여 상기 장력조정장치 303은 상기 장력제어장치 304와 연결되어 조정되는데, 발생할 음에 해당하는 값을 미리 설정하여 음을 발생시킬 수도 있다. 이 경우는 제어이론에서 말하는 Open Loop Control이다. 좀 더 정확한 음을 능동적으로 제어하기 위하여 Close Loop Control을 이용하는 것이 유리하다. 이러한 것을 하기 위해선 음이나 현의 움직임을 감지하는 센서(미도시)를 추가적으로 설치하는 것이 유리하다. 상기 센서는 공기중에서 전달되는 음파를 감지하는 것일 수도 있으며, 현의 진동을 움직임을 감지하는 것이라면 어떠한 것도 쓰일 수 있다. 공기중의 음파를 잡는 것울 예로 들면, 현의 부근에 마이크(Microphone)을 두고 현에 의하여 발생하는 공기의 미세한 움직임, 즉 소리의 신호를 전기적 신호로 바꾸어서 상기 장력제어장치 304로 피드백(Feedback)하여 상기 장력조정장치 303을 제어함으로써 정확한 음을 낼 수 있게 된다. 현의 움직임을 직접적으로 센싱하는 방법으로는, 상기 현의 표면에 스트레인게이지(Strain Gage)를 붙여서 현의 움직임에 따라 현 표면의 늘어남과 줄어듬을 알아서 현의 진동상태를 파악할 수 있는 스트레인게이지 센서, 상기 현 302에 근접하게 Gap Sensor를 설치하여 현과 Gap Sensor사이의 거리가 얼마인지 파악하여 현의 진동상태를 알수 있는 Gap Sensor, 상기현 302에 레이저를 조사하여 되돌아온 레이저와 조사한 레이저를 비교하여 현의 특정위치의 속도를 계산하는 레이저도플러속도계(Laser Doppler Velocimeter), 자기센서(전자석포함)를 상기 현 가까이에 위치시켜서 전자석의 코일에서 유도되는 전류로 현의 움직임을 파악하는 자기센서, 상기 현 302 가까이에 도체(미도시)를 위치시키고 상기 현과 도체에 전압을 가하여 현의 진동에 따라 상기 현과 도체사이의 정전용량(Capacitance)의 변화를 감지하는 정전용량센서 등을 생각할 수 있다.In order to adjust the sound generated by the string 302, the tension adjusting device 303 is adjusted in connection with the tension control device 304, it is possible to generate a sound by setting a value corresponding to the sound to be generated in advance. In this case, it is Open Loop Control. It is advantageous to use Close Loop Control to actively control more accurate sounds. In order to do this, it is advantageous to additionally install a sensor (not shown) that detects sound or string movement. The sensor may be to detect sound waves transmitted from the air, and any one may be used as long as it detects movement of the string vibration. For example, to catch sound waves in the air, a microphone is placed in the vicinity of the string, and the minute movement of air generated by the string, that is, a sound signal is converted into an electrical signal and fed back to the tension controller 304. By controlling the tension adjusting device 303, accurate sound can be produced. As a method of directly sensing the movement of the string, a strain gage sensor that can determine the vibration state of the string by attaching a strain gage to the surface of the string to determine the extension and contraction of the string surface according to the movement of the string; The gap sensor is installed close to the string 302 to find out the distance between the string and the gap sensor and the vibration state of the string can be determined. Laser Doppler Velocimeter, which calculates the speed of a specific position, magnetic sensor (including electromagnet) located near the string, and magnetic sensor to grasp the movement of the string by current induced from coil of electromagnet, close to the string 302 Place a conductor (not shown) on the wire and apply voltage to the string and the conductor, It can be considered an electrostatic capacitance sensor for sensing a change in capacitance (Capacitance).
4-1도와 4-2도는 제 3도에서 표시한 장력조정장치 303을 구체적으로 나타낸 실시예들이다. 이 실시예에서는 자기력과 전기력을 이용한 예를 보여주었지만 형상기억합금(Shape Memory Alloy)등 힘을 낼 수 있는 것이면 어떠한 것도 좋다.4-1 and 4-2 illustrate embodiments of the tension adjusting device 303 shown in FIG. In this embodiment, an example using magnetic force and electric force is shown, but any shape can be used as long as it can exert a force such as a shape memory alloy.
4-1도는 자기력을 이용하는 방법 중 솔레노이드를 이용하는 방법을 보여준 것이다. 현 401은 철심 402에 연결되어 있고, 상기 철심 402와 마주보며 끼워진 구조를 가지는 솔레노이드(코일) 403이 지지단 404에 붙어 있다. 상기 솔레노이드에 전류를 얼마 가하는 가에 따라 상기 솔레노이드가 상기 철심 402에 가해지는 장력을 조절할 수 있게 된다. 4-1도에선 자기력을 이용하는 방법중 솔레노이드만 예로 들었지만 자기력을 이용하는 회전모터와 웜기어(Worm Gear:기타의 장력조정장치)를 이용하는 것도 가능하다.4-1 shows how to use the solenoid of the magnetic force method. The string 401 is connected to the iron core 402, and a solenoid (coil) 403 having a structure fitted to face the iron core 402 is attached to the support end 404. Depending on how much current is applied to the solenoid, it is possible to adjust the tension applied to the iron core 402. Although the solenoid is used as an example of the magnetic force in Fig. 4-1, it is also possible to use a rotating motor and a worm gear that use magnetic force.
4-2도는 전기력을 이용하여 현에 장력을 가하는 방법을 보여주는 것이다. 상기 현 411의 일측에 전기를 잘 통하는 하나 이상의 도체 412를 가지며, 상기 도체와 끼워지는 구조를 가지는 하나 이상의 맞은편 도체 413은 지지단 414에 붙어 있다. 상기 도체 412와 맞은편 도체 413에 플러스 마이너스의 전압을 가하면 상기 도체들은 서로 잡아당기게 되어서, 도 2-4의 우측방향인 x 방향으로 장력을 발생시키게 된다. 이때 발생되는 장력은 전압의 크기로서 조정이 가능하다. 상기 도체 412와 상기 맞은 편도체 413은 사각형의 모양을 가져도 되지만, 상기 도체 412의 단면이 원통형을 이루고 상기 마주보는 도체 413이 긴 반지와 같은 원통형을 이루어도 좋다. 또는 서로 마주보는 판과 같은 구조를 가져 전압을 플러스와 마이너스로 가해주어도 된다. 즉 전기력을 이용할 때는 현의 일측에 붙은 도체와 지지단에 붙은 도체사이에 전압을 가할 수 있으면 되며 전극의 모양은 얼마든지 변화시킬 수 있다.4-2 shows how to apply tension to the string using electric force. One side of the string 411 has at least one electrically conductive conductor 412, and at least one opposite conductor 413 having a structure fitted with the conductor is attached to the support end 414. When a positive and negative voltage is applied to the conductor 412 and the conductor 413 opposite to the conductor 412, the conductors are pulled together to generate tension in the x direction, which is the right direction of FIGS. 2-4. The tension generated at this time can be adjusted as the magnitude of the voltage. The conductor 412 and the opposite amygdala 413 may have a rectangular shape, but the cross section of the conductor 412 may have a cylindrical shape, and the opposite conductor 413 may have a cylindrical shape such as a long ring. Alternatively, they may have a plate-like structure facing each other and apply voltages plus and minus. In other words, when the electric force is used, a voltage can be applied between the conductor attached to one side of the string and the conductor attached to the support end, and the shape of the electrode can be changed.
제 5도는 4-1도, 4-2도와 같은 구조에서 발생할 수 있는 문제점을 해결한 본 발명에 따른 악기의 또 다른 장력조정장치의 일실시예이다. 4-1도와 4-2도에서 보면 현이 주로 진동하는 방향이 지면의 윗방향(즉 y 방향)이므로 현이 진동할 때 현에 붙어 있는 402, 또는 412가 덜렁거리면서 움직일 수 있다. 이와 같은 움직임으로 인하여 원하는 음이 깨끗하게 나오지 않을 수 있다. 제 5도의 일 실시예는 이러한 문제를 해결한 것이다. 제 5도에선 자기력을 이용한 장력조정장치를 예로 구성하였다. 현 501은 철심 502에 연결되어 있으며, 상기 철심 502와 마주보는 위치에 솔레노이드 505가 위치하며, 상기 솔레노이드 505는 지지단 506에 부착되어 있으며, 상기 철심 502에는 적어도 하나 이상의 안내수단 503이 붙어 있는 구조로 구성된다. 상기 안내수단 503은 철심이 움직여야 할 x 방향으로는 쉽게 움직일 수 있고 철심이 안움직여할 y 방향으로는 움직이기 쉽지 않은 구조면 어떠한 것이라도 상관이 없다. 예를 들면 상기 안내 수단 503은 현일 수도 있고, 얇은 막의 구조를 가지는 중앙부에 상기현 501이 끼워지고 상기 원통형 또는 사각형부의 얇은 막 503의 바깥부분이 상기 지지대 504에 의해 지지되는 구조를 가질 수도 있으며, 철심을 둘러싼 베이링 일 수도 있다.5 is one embodiment of another tension adjusting device of the musical instrument according to the present invention solves the problems that may occur in the structure such as 4-1, 4-2. In 4-1 and 4-2, the direction in which the string vibrates is the upward direction of the ground (ie, the y direction), so that when the string vibrates, the 402 or 412 attached to the string may move around. This movement may not produce the sound you want. One embodiment of FIG. 5 solves this problem. In FIG. 5, a tension adjusting device using magnetic force is configured as an example. String 501 is connected to the iron core 502, the solenoid 505 is located in a position facing the iron core 502, the solenoid 505 is attached to the support end 506, the iron core 502 is at least one guide structure 503 attached It consists of. The guide means 503 may be any structure that can be easily moved in the x direction to move the iron core and not easy to move in the y direction to move the iron core. For example, the guiding means 503 may be a string, or the string 501 may be inserted into a central portion having a thin film structure, and the outer portion of the thin film 503 of the cylindrical or square portion may be supported by the support 504. It can also be a bearing around the iron core.
제 5도를 이용하여 작동상태를 설명하면 상기 현 501은 외부에서 가해지는 외력(미도시)에 의하여 상기 현 501이 가지는 공진주파수로 진동하면서 주위의 공기를 가진시켜서 소리를 내게 된다. 이때 외부에서 가해지는 전류를 상기 솔레노이드 505에 흐르게 하면, 상기 솔레노이드 505는 자기력을 발생시켜서 상기 철심 502를 잡아당긴다. 이때 안내수단 503은 자기력에 의하여 철심이 x 방향으로는 움직일수 있게 하고 y 방향으로는 강하게 붙잡아서 현이 y 방향으로 움직이는 것을 막아주기 때문에 원하는 주파수로 현이 진동하게 하여 깨끗한 소리를 만들 수 있게 해준다.Referring to FIG. 5, the string 501 vibrates at a resonant frequency of the string 501 by an external force (not shown) applied from the outside to excite the surrounding air to generate sound. At this time, if a current applied from the outside flows to the solenoid 505, the solenoid 505 generates a magnetic force to pull the iron core 502. At this time, the guide means 503 allows the iron core to move in the x direction by the magnetic force to hold the string strongly in the y direction to prevent the string from moving in the y direction, so that the string vibrates at the desired frequency to make a clean sound.
제 6 도는 본 발명에 따른 악기의 일실시예를 보여주는 것으로서, 제 3도에서 제시한 본 발명의 개념을 구체적으로 실시한 것이다.6 shows an embodiment of the musical instrument according to the present invention, which specifically illustrates the concept of the present invention shown in FIG.
제 6도를 구성면에서 살펴보면, 지지단 601에는 질량체 603을 가지는 현 602가 있으며, 현의 한쪽은 좌측의 지지단 602에 붙어 있으며, 현의 다른 쪽은 장력조정창치 604에 연결되며, 상기 조정장치 604는 우측의 또 다른 지지단 601에의해 지지되며, 장력제어장치 605는 상기 장력조정장치 604에 연결되어 제어신호를 보내는 구조로 이루어진다. 상기 질량체 603과 마주보는 위치에는 상기 질량체 603에 힘을 가할 수 있는 힘발생 수단 606이 위치하며, 상기 힘발생 수단 606은 신호발생기 607과 연결되어서 신호를 발생시킴에 따라 상기 질량체 603에 힘을 가하게 된다. 현의 진동상태나 발생음을 파악하기 위해선 608의 센서를 상기 질량체 603 가까이에 위치시키며, 상기 센서에서 수신된 신호는 상기 수신장치 609에 보내져서 기록되거나 분석되거나 다른 장치(미도시)로 보내진다. 상기 질량체 603은 가진수단 606 또는 진동/발생음 센서 608을 위한 것으로 다른 실시예에선 상기 질량체 603을 없앨 수도 있다.Referring to Figure 6 in the configuration, the support end 601 has a string 602 having a mass 603, one side of the string is attached to the support end 602 on the left side, the other side of the string is connected to the tension adjustment window 604, the adjusting device The 604 is supported by another support end 601 on the right side, and the tension control device 605 is connected to the tension adjusting device 604 to send a control signal. A force generating means 606 capable of applying a force to the mass 603 is located at a position facing the mass 603, and the force generating means 606 is connected to the signal generator 607 to generate a signal to apply a force to the mass 603. do. In order to identify the vibration state of the string or the sound of occurrence, the sensor of 608 is placed near the mass 603, and the signal received from the sensor is sent to the receiving device 609, recorded, analyzed or sent to another device (not shown). . The mass 603 is for the excitation means 606 or the vibration / sound sensor 608 and in other embodiments the mass 603 may be eliminated.
이러한 구성을 참조하여 작동상태를 설명한다. 상기 신호 발생기 607에서 발생하는 신호(미도시)에 의하여 신호가 가진수단 606에 입력되면, 상기 가진수단 606은 입력되는 신호에 맞추어서 상기 질량체를 떨게 한다. 입력되는 신호는 넓은주파수 영역의 신호일 수도 있으며, 특정 영역의 한가지나 두가지 성분을 가지는 신호일 수도 있다. 이러한 신호에 의하여 상기 현 602가 떨리면 상기 장력조정장치 604와 상기 장력제어장치 605에 의하여 상기 현 602에 가해지는 장력을 조정함으로써, 현에서 발생하는 진동이나 소리가 특정한 주파수만 가지도록 선택할 수 있다. 이러한 현의 움직임이나 소리는 상기한 적절한 진동/음센서 608와 수신장치 609를 이용하여 잡아낼수 있으며, 상기 수신신호는 전술한 장력제어장치 605로 피드백(Feedback)하여 특정주파수만으로 현이 움직이도록 조정할 수도 있으며, 또는 외부의 다른 장치로 전송하여 기록하거나 처리하도록 할 수도 있다. 전술한 바와 같이 안내수단 610은 현이 y 방향으로 움직이지 못하도록 지지하는 역할을 한다.This configuration will be described with reference to this configuration. When the signal is input to the excitation means 606 by a signal (not shown) generated by the signal generator 607, the excitation means 606 causes the mass to shake in accordance with the input signal. The input signal may be a signal of a wide frequency region, or may be a signal having one or two components of a specific region. When the string 602 is shaken by this signal, the tension applied to the string 602 by the tension adjusting device 604 and the tension control device 605 can be selected so that the vibration or sound generated from the string has only a specific frequency. The movement or sound of the string may be captured by using the appropriate vibration / sound sensor 608 and the receiver 609. The received signal may be fed back to the aforementioned tension controller 605 to adjust the string to move only at a specific frequency. Alternatively, it may be transmitted to another external device for recording or processing. As described above, the guide means 610 serves to support the string from moving in the y direction.
제 7 도는 제 6도를 더욱 구체화 한 것으로 본 발명에 따른 악기의 일실시예의 사시도 700를 나타낸 것으로서 편의상 가진 수단과 감지수단은 표시하지 않았다. 기판 701에는 다수의 지지단 702가 있으며, 상기 지지단 702의 일부에 현 703이 연결되며, 상기 현 703의 일부에 질량체 704가 붙어 있고, 현의 다른 쪽 끝에는 장력조정장치 705가 부착되어 있다. 현이 y 방향으로만 주로 진동하도록 상기 현 703에 안내수단 707인 또 다른 다수의 현이 부착되며, 상기 안내현 707은 또다른 지지부 706에 고정된다.FIG. 7 shows a perspective view 700 of an embodiment of the musical instrument according to the present invention as a further embodiment of FIG. 6, and does not indicate the excitation means and the sensing means for convenience. The substrate 701 has a plurality of support ends 702, a string 703 is connected to a part of the support end 702, a mass 704 is attached to a part of the string 703, and a tension adjusting device 705 is attached to the other end of the string. Another string of guiding means 707 is attached to the string 703 such that the string vibrates mainly in the y direction, and the guide string 707 is fixed to another support 706.
이러한 구성을 가지는 악기의 작동원리를 살펴보면, 현은 가진수단(미도시)에 의해서 y 방향인 화살표 708 방향으로 힘을 가하고, 현은 상기 가진수단에 의해서 입력되는 신호중 특정 주파수 또는 특정 대역폭을 가지는 신호를 선정하여 진동하게 된다. 이 진동은 공기를 가진하게 됨으로써, 7도의 구성에 의한 악기는 아름다운 소리를 내게 된다. 악기에서 발생하는 소리의 높낮이는 현의 장력조정장치치를 통해 조정할 수 있다. 가진수단(미도시)과 감지수단(미도시), 또는 목적에 따라 질량체 704를 크게 할 수도 있고 또는 아예 없앨 수도 있다. 현의 길이, 굵기, 단면 등은 원하는 성능을 내게 하기 위하여 여러 가지로 변화시킬 수 있음은 물론이다.Looking at the operation principle of the instrument having such a configuration, the string is applied by the excitation means (not shown) in the direction of the arrow 708 in the y direction, the string is a signal having a specific frequency or a specific bandwidth of the signal input by the excitation means Select and vibrate. This vibration is caused by the air, the instrument of the seven-degree configuration will give a beautiful sound. The height of the sound produced by the instrument can be adjusted by the string tension adjustment device. Depending on the excitation means (not shown) and the detection means (not shown), or the purpose, the mass 704 may be enlarged or eliminated at all. Of course, the length, thickness, cross section of the string can be changed in various ways to achieve the desired performance.
제 8 도는 본 발명에 따른 악기의 또 다른 일실시예로써 전기력을 이용하여 현에 장력을 가하는 방법을 설명한 것이다. 구성은 다음과 같다. 지지단 801에 적어도 하나의 현 802가 연결되어있으며 현의 중간에는 질량체 803이 위치하며, 현의 오른쪽 끝에는 하나 이상의 슬롯(Slot) 807을 가진 판 804가 있으며, 상기 슬롯의 안에는 지지단(미도시)에 지지된 하나 이상의 전극 805가 위치하며, 상기 판 804는 y 방향의 진동을 막기 위하여 다수의 안내현 808을 가지는 구성을 이룬다.8 illustrates a method of applying tension to a string using an electric force as another embodiment of the musical instrument according to the present invention. The configuration is as follows. At least one chord 802 is connected to the support end 801, in the middle of the chord is a mass 803, and at the right end of the chord there is a plate 804 with one or more slots 807, inside the slot a support end (not shown). At least one electrode 805 supported is positioned, and the plate 804 is configured to have a plurality of guide strings 808 to prevent vibration in the y direction.
이러한 구성을 참고로 작동원리를 설명하면 다음과 같다. 질량체 803을 가지는 현 802는 미도시한 가진 수단에 의하여 화살표 810방향으로 가진이 되어, 상기 현과 상기 질량체로 이루어진 진동시스템의 공진주파수로 진동하게 된다. 상기 현의 움직임이나 소리는 미도시한 감지수단에 의하여 감지될 수 있다. 상기 현에 가해지는 장력을 조정하기 위하여 판 804와 상기 고정전극 105에 전압을 가하면 상기 판에는 x 방향으로 힘이 발생하여 다수의 현 802에 장력을 가하게 된다. 상기 힘은 도체에 플러스 마이너스의 전압을 가할 때 생기는 전기력이며, 8도에서 x 방향으로 힘을 가하게 되는 것은 좁은 슬롯 806에 작용하는 잡아당기는 전기력이 폭이 넓은슬롯 807에 의하여 발생하는 전기력보다 크기 때문이다.Referring to this configuration, the operation principle is as follows. The string 802 having the mass 803 is excited in the direction of the arrow 810 by an excitation means, which is not shown, and vibrates at the resonance frequency of the vibration system composed of the string and the mass. The movement or sound of the string may be detected by a sensing means not shown. When a voltage is applied to the plate 804 and the fixed electrode 105 to adjust the tension applied to the strings, a force is generated in the x direction to apply tension to the plurality of strings 802. The force is the electrical force generated by applying a positive and negative voltage to the conductor, and the force in the x direction at 8 degrees is due to the greater pull force on the narrow slot 806 than the electrical force generated by the wide slot 807. to be.
3도에서 8도까지 본 발명의 개념과 실시예들을 설명하였다. 지금까지 음향악기(Acoustic Instrument) 또는 음악악기(Musical Instrument)를 설명하였지만, 명세서를 작성하면서 이와 같은 장치가 다른 용도로도 이용될 수 있음을 느꼈다. 즉 지금까지 설명한 것은 외부의 입력을 현 또는 현과 질량체에 의하여 특정주파수나 특정 주파수폭을 필터링하는 Acoustic Filter로 이용하였지만, 동일한 구조를 이용하여 신호를 필터링하는 필터로 쓸 수 있다. 다른 용도의 필터는 전기적인 신호용 필터, 생체신호 필터 등을 포함한다. 전기적인 신호에 대하여 6도를 참고하여 설명한다. 생체신호 필터또는 DNA 컴퓨터에 이용될 수 있는 단백질필터에도 같은 원리가 적용가능하다.The concept and embodiments of the present invention have been described from 3 to 8 degrees. While acoustic instruments or musical instruments have been described so far, it has been felt that such devices can be used for other purposes as well. In other words, what has been described so far is that the external input is used as an Acoustic Filter that filters a specific frequency or a specific frequency band by a string, string, or mass, but it can be used as a filter to filter a signal using the same structure. Other uses of filters include electrical signal filters, biosignal filters, and the like. The electrical signal will be described with reference to FIG. 6. The same principle applies to protein filters that can be used in biosignal filters or DNA computers.
구성은 전술하였으므로 여기서는 원리만 설명한다.Since the configuration has been described above, only the principle will be described here.
6도를 이용하여 전기적인 신호용 필터를 설명하면, 6도에서 신호발생기는 휴대폰등 등의 전자제품에서 특정회로를 나타낸다. 즉 신호발생장치는 안테나에서 다수의 여러 가지 주파수를 가지는 전기신호를 발생시키는 특정한 회로를 의미하고, 수신장치는 상기 전기신호에서 특정대역폭을 가지는 특정 주파수를 가지는 받아들이는 회로부분을 수신장치라고 보고 설명한다.Referring to the electrical signal filter using 6 degrees, the signal generator at 6 degrees represents a specific circuit in electronic products such as mobile phones. That is, the signal generator refers to a specific circuit for generating an electrical signal having a plurality of different frequencies in the antenna, and the receiver refers to a circuit portion which receives a specific frequency having a specific frequency in the electrical signal as a receiver. do.
신호발생장치 607은 휴대폰 안테나에서 발생되는 다양한 주파수를 가지는 전기신호를 증폭하여 가진장치 606에 전달하면, 질량체 603을 가지는 현 602는 장력조정장치 604에 의하여 특정한 공진주파수로 진동을 하게 되며, 이러한 진동에 의해 감지 장치 608에는 수신하고자 하는 특별한 주파수의 전기신호만 감지된다. 이신호는 수신장치 609에 의하여 처리되어, 휴대폰의 본래의 목적인 음성을 재생할 수 있게 된다.When the signal generator 607 amplifies an electric signal having various frequencies generated from the mobile phone antenna and transmits the signal to the oscillator 606, the string 602 having the mass 603 vibrates at a specific resonance frequency by the tension adjusting device 604. The sensing device 608 detects only an electrical signal of a particular frequency to be received. This signal is processed by the receiving device 609, so that the voice, which is the original purpose of the mobile phone, can be reproduced.
6도를 이용하여 생체신호 필터를 설명하면, 6도에서 신호발생기는 생체신호의 소스(Source)에서 여러 가지 주파수를 가지는 생체신호를 발생시키는 특정한 부분을 의미하고, 수신장치는 상기 생체신호에서 특정 대역폭을 가지는 특정 주파수를 가지는 받아들이는 부분을 수신장치라고 보고 설명한다.Referring to the biosignal filter using 6 degrees, the signal generator in FIG. 6 means a specific part for generating a biosignal having various frequencies at the source of the biosignal, and the receiving apparatus identifies the biosignal in the biosignal. The receiving part having a specific frequency having a bandwidth is described as a receiving device.
신호발생장치 607은 다양한 주파수를 가지는 생체 신호를 그대로 또는 전기신호로 증폭하여 가진장치 606에 전달하 현에 힘을 가하,여 질량체 603을 가지는 현 602는 장력조정장치 604에 의하여 특정한 공진주파수로 진동을 하게 되며, 이러한 진동에 의해 감지 장치 608에는 수신하고자 하는 특별한 주파수의 전기신호만 감지된다. 이 신호는 수신장치 609에 의하여 처리되어, 다른 생체신호로 바꾸어 전송하거나 전기신호 그대로 저장할 수도 있다.The signal generator 607 amplifies a biosignal having various frequencies as it is or as an electric signal and transmits the force to the vibrator 606 to exert a force on the string. By this vibration, the sensing device 608 detects only an electrical signal of a particular frequency to be received. The signal may be processed by the receiving device 609 to be converted into another biosignal and transmitted or stored as it is.
이번에는 DNA 등 단백질을 이용한 미래의 컴퓨터에서 이용이 가능한 단백질필터에 관해서 설명한다. 설명은 DNA 현을 이용하여 6도를 참고하여 설명한다. 고정단 601에 DNA 현 602가 고정되어 있으며 다른 일측에는 DNA 현의 장력을 조정하는 장력조정장치 604가 부착되어 있고, 상기 장력제어장치 604는 장력제어장치 605에 연결되어서 DNA현에 가해지는 장력을 조정한다. 질량부 603은 DNA 현에 부착된 다른 단백질 덩어리이며, 없어도 된다. 설명하기 위하여 단백질 필터를 통과하는 신호는 전기신호인 경우를 예로 든다.This time, we will discuss protein filters that can be used in computers of the future using proteins such as DNA. The explanation is explained with reference to FIG. 6 using a DNA string. The DNA string 602 is fixed to the fixed end 601, and a tension adjusting device 604 for adjusting the tension of the DNA string is attached to the other end, and the tension control device 604 is connected to the tension control device 605 to apply tension to the DNA string. Adjust The mass portion 603 is another protein mass attached to the DNA string and may be omitted. To illustrate, the signal passing through the protein filter is an electric signal.
DNA컴퓨터내부에서 처리하고자 하는 신호를 제공하는 측을 신호 발생기라고놓고 설명하면, 신호 발생기 607에서 발생하는 전기신호는 606에 가하여져, 정전력에 의하여 상기 현 602와 질량체 603에 전기력을 가하게 된다. 이 힘을 받아서 상기 현 602와 질량체 603으로 이루어지는 진동시스템은 그 진동시스템이 가지는 특정주파수로 진동을 하게 되며 감지수단 608에 의하여 감지되어 수신장치 609로 보내져서 처리되게 된다. 상기 수신장치는 DNA컴퓨터의 다른 부분을 의미한다. 안내수단 610은 이경우에 있어도 되고 없어도 된다. 상기 장력조정장치 604는 여러 가지가 있을 수 있으나 상기 현 602의 길이 방향으로 전기장을 형성하여 현이 늘어나게 하는 방법이 바람직하다. 이 경우 상기 장력조정장치 604는 상기 현 602의 길이 방향으로 조금 떨어진 곳에 위치한 전극(미도시)을 위치시키고, 상기 DNA 현 602와 상기 전극에 전압을 가하면 상기 현 604와 상기 전극사이에 현의 길이방향의 전기장이 발생하게 되어 상기 현이 늘어나게 된다. 현에 가해지는 장력은 가해지는 전압을 조정함으로써 조정할 수 있다.When the signal providing side to be processed inside the DNA computer is described as a signal generator, the electrical signal generated by the signal generator 607 is applied to 606, and the electric force is applied to the string 602 and the mass 603 by the electrostatic force. Under this force, the vibration system composed of the string 602 and the mass 603 vibrates at a specific frequency of the vibration system, is sensed by the sensing means 608, and sent to the receiving device 609 for processing. The receiver means another part of the DNA computer. The guide means 610 may or may not be in this case. The tension adjusting device 604 may be various, but it is preferable to form an electric field in the longitudinal direction of the string 602 so that the string is stretched. In this case, the tension adjusting device 604 locates an electrode (not shown) located slightly in the longitudinal direction of the string 602, and when a voltage is applied to the DNA string 602 and the electrode, the length of the string is between the string 604 and the electrode. The electric field in the direction is generated and the string is stretched. The tension applied to the string can be adjusted by adjusting the applied voltage.
지금까지 현을 능동적으로 잡아당기는 방법을 통하여 기존의 악기와 전혀 다른 악기를 설명하였으며, 이 과정에서 다른 여러분야에 쓰일 수 있는 필터를 제시하였다. 이러한 발명중 단순한 치환이나 물질을 바꾼 것과 같이 용이하게 변경하는 것은 모두 본 발명의 범위에 속한다. 예를 들면 장력조정장치로 형상기억합금 코일을 이용하여 열을 가함으로서 현의 장력을 변화시키는 것이나, DNA현을 다른 단백질 또는 폴리머 분자 등으로 바꾸는 것과 같은 것은 모두 본 발명의 범위에 속한다.Up to now, the method of actively pulling a string has described a musical instrument that is completely different from the existing musical instrument, and in this process, a filter that can be used for other users is presented. All of these inventions, such as a simple substitution or change of material, are easily included in the scope of the present invention. For example, changing the tension of a string by applying heat using a shape memory alloy coil as a tension adjusting device, or changing a DNA string to another protein or polymer molecule, etc. are all within the scope of the present invention.
현의 장력변화를 이용한 악기를 제시하였으며, 특히 현의 장력을 변화시킴에 따라 현에서 발생하는 음의 고저의 변화를 발생시켜 적은 줄의 현을 가지고도 폭 넓은 음을 낼 수 있는 악기를 제시하였다. 현이 길이와 장력이 고정된 기존의 현악기와는 다르게, 현의 장력을 전기력이나 자기력을 이용하여 변화시킴으로서 현에서 발생하는 소리의 높낮이를 변화시킨다.A musical instrument using a change in tension of a string was presented. In particular, a change in the tension of a string caused a change in the pitch of the sound generated in a string, and thus a musical instrument capable of producing a wide range of sounds even with fewer strings was presented. . Unlike conventional string instruments, in which the string length and tension are fixed, the string height is changed by changing the tension of the string using electric or magnetic force.
본 발명의 원리는 전기신호, 생체신호를 위한Bandwidth Filter에 이용하는 것도 가능하며, DNA컴퓨터 등에서 이용가능한 Bnadwidth Filter로도 이용 가능하다.The principle of the present invention can be used as a bandwidth filter for electric signals and biological signals, and can also be used as a bandwidth filter for use in a DNA computer.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020000032280A KR20010110616A (en) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | Structures, Musical Instruments, and Filters Using String Tension Changes |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200113839A (en) * | 2019-03-26 | 2020-10-07 | (주)가온솔루션 | Workpieace supporting device and appratur including the same |
-
2000
- 2000-06-07 KR KR1020000032280A patent/KR20010110616A/en not_active Application Discontinuation
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