一种无弦琴的制作方法

专利名称：一种无弦琴的制作方法
一种无弦琴
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种无弦琴。背景技术：
电子琴作为一种简单易学，音色优美的乐器，已经是日常生活中一种非常普及的 用品。电子琴的基本工作原理是以电振荡作为激励声源，然后通过琴键接通电子线路而发 出声音。现有的电子琴除了传统的触摸式之外，还包括一种激光琴。所谓激光琴，是一种采 用可见激光束作为琴弦，然后连接于传感器作为琴键的一种乐器。现有技术中的触摸式电子琴采用电振荡作为激励声源，缺点在于电路复杂且声音 不稳定。而激光琴采用了激光发射器、分频元件、接收器件和电子控制线路等来实现了琴 弦，虽然声音较触摸式电子琴稳定，但也有其固有的缺点。激光琴的缺点在于激光器的发射 端和接收端是对射的方式，它们之间要有一定的距离才能够实现对射的结构，这样的设计 使整个激光琴的占用空间大，不利于推广使用。综上所述，现有技术的激光琴存在体积大、琴体笨重等缺点，因此很难进行大范围 的推广，尤其不适合进入普通的家庭。

发明内容本发明所要解决的技术问题是，提供一种无弦琴，具有体积小、重量轻等优点，适 合普通的家庭购买和使用，容易进行推广。为了解决上述问题，本发明提供了一种无弦琴，包括多个传感装置，用于感知用 户的操作命令，并发出电学信号至信号处理模块，每一传感装置与一个音阶相对应；信号处 理模块，用于接收传感装置发出的信号，并通过分析信号来源决定发出何种驱动信息以驱 动扬声模块；以及扬声模块，用于根据信号处理模块发出的驱动信息发出对应的音阶；所 述传感装置包括一光发射装置与一光接收装置，二者并列设置，并且所述光发射装置的发 射端和光接收装置的接收端朝向相同的方向。作为可选的技术方案，所述光发射装置发射的是红外波段的光波。作为可选的技术方案，所述光发射装置为红外线二极管，所述光接收装置为红外
光敏三极管。作为可选的技术方案，所述无弦琴进一步包括一反射装置，所述反射装置安装在 操作者的手指上，以获得更好的反射效果。所述反射装置为一副表面具有反射膜的手套本发明的优点在于，采用反射式结构代替了传统的对射式结构，体积小、重量轻等 优点，适合普通的家庭购买和使用，容易进行推广。本发明的优点还在于适合儿童使用。为了提高琴的稳定性，射出激光的光束应具 有一定的功率，以避免环境干扰，但这样的激光一旦直射入人的眼球，很容易对人眼产生伤 害，因此这样的激光琴并不适合提供给未成年人单独使用。而本发明的所提供的一种可选 方案是采用红外光作为光源，不会对人体造成损伤，因此适合儿童使用。
附图1是本发明具体实施方式
的无弦琴工作原理示意图；附图2是附图1所示无弦琴中传感装置的剖面结构和工作原理示意图；附图3是附图1所示无弦琴中传感装置的电路图；附图4是本发明所述无弦琴实施例的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的无弦琴的具体实施方式
做详细说明。附图1所示是本发明所述具体实施方式
的无弦琴工作原理示意图，包括多个传感 装置110、信号处理模块120以及扬声模块130。多个传感装置110用于感知用户的操作命 令，并发出电学信号至信号处理模块120，信号处理模块120用于接收传感装置110发出的 信号，并通过分析信号来源决定发出何种驱动信息以驱动扬声模块130。多个传感装置110用于感知用户的操作命令，并发出电学信号至信号处理模块 120。每一传感装置110与一个音阶相对应，实施中可以根据实际情况确定采用多少个传感 装置110。例如可以设置一组七个传感装置，分别对应d0、re、mi、fa、S0l、la、Xi七个音阶， 也可以设置多组上述的传感装置，以获得更广泛的音域。附图2所示是一传感装置110的剖面结构和工作原理示意图。每一个传感装置110 均包括一光发射装置111与一光接收装置112，二者并列设置，并且所述光发射装置111的 发射端和光接收装置112的接收端朝向相同的方向，通常的朝向方向是水平向上的，以利 于演奏者操作。该装置的工作原理是当演奏者操作该无弦琴时，只需将手指113 (也可以是 其他的类似物体，如鼓槌或者拨片等)置于某一个或者某几个传感装置110的光发射装置 111的发射端表面既可。由于光发射装置111的发射端和光接收装置112的接收端朝向相 同的方向，因此演奏者的操作便可以将光发射装置111所发出的光波通过手指113的表面 反射到光接收装置112的接收端表面。对于演奏者而言，最为习惯的演奏方式是采用双手直接类似于演奏钢琴一样进行 弹奏，在此情况下，所述光发射装置发射光波以红外波段的光波为佳，因为人体皮肤对红外 线的反射效率较高，因此只需要较小功率的光波便可以驱动光接收装置，并且相对于可见 光或者紫外光等其他波段的光波而言，红外光属于安全波段的不可见光，即不耀眼也不会 对人体皮肤产生损伤。如果采用激光作为光源，一旦激光直射入眼睛，很容易对人眼造成损 伤，因此安全性较差，尤其不适合儿童单独使用。而本具体实施方式
采用红外光则避免了这 一问题，因此更适合儿童单独使用。如果演奏者希望增强反射效果，还可以进一步采用一反射装置，所述反射装置安 装在演奏者的手指上，以获得更好的反射效果，例如可以是一副表面具有反射膜的手套。使 用者佩戴这样一副手套之后，就可以提高手指对光波的反射能力，也可以进一步降低光发 射装置111的发射功率，进一步获得节能的技术效果。采用红外光的进一步优点还在于红外波段光波的发射和接收装置都比较容易获 得且价格低廉。对于一般的家庭应用，光发射装置111采用红外线二极管，光接收装置112 采用红外光敏三极管即可。上述两种器件的价格较激光器等的价格要低廉很多。
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附图3所示是采用上述红外线二极管和红外光敏三极管作作为光发射和接收装 置情况下的电路图。P1为供电端口，为电路提供+5V的标准工作电压，P2为信号输出端口。 D1是一红外线二极管，T1是一红外光敏三极管。D1的一端通过电阻R1连接至电源，另一端 接地，电阻R1的值是200欧姆。T1的发射极接地，集电极通过一电阻R2连接至电源，电阻R2 的值是20K欧姆。T1的集电极连接至P2作为信号输出端口。在T1未接收到任何红外信号 的情况下，该器件处于截止状态，&输出的是高电平；反之在D1S射的红外线经反射被1\接 收的情况下，T1处于饱和状态，P2输出的是低电平。信号处理模块120用于接收传感装置110发出的信号，并通过分析信号来源决定 发出何种驱动信息以驱动扬声模块130。继续以前述设置七个传感装置为例，当与do对应 的传感装置感测到外界命令发出信号时，信号处理模块将根据此信号命令扬声模块130发 出音阶do。当然，当多个接收传感装置同时发出信号给信息处理模块120时，通过程序设计 的方法使信息处理模块120对多个信号做“与”运算加以处理，相当于在信息处理过程中将 多个音阶已经进行了混音，并将运算结果发送给扬声模块130，驱动其发出对应的混音。信号处理模块120可以采用以AT89S52单片机为核心处理器的信号处理单元，将 传感装置110的输出信号经过“与”运算后输出给单片机的外部中断引脚INTO，然后采用 P3. 4引脚作为单片机的输出。通过编程采用外部硬件中断的控制方式，并通过TO定时计数 器产生音符。上述处理方式可以集声源产生与控制器于一体。扬声模块130用于根据信号处理模块120通过TO定时计数器产生的音符信号，驱 动扬声器发出对应音阶的声音。扬声模块130主要包括功放电路和扬声器等。由于单片机 的输出无法直接驱动扬声器发出声音，因此可以采用三极管放大电路进行功率放大，并在 三极管的基极串联一电位器进行音量的调节。为了更好的理解上述内容，接下来给出上述无弦琴的一个实施例。附图4所示是 本实施例的电路图。该无弦琴采用一组七个传感装置，分别对应do、re、mi、fa、sol、la、xi 七个音阶，并采用上述AT89S52单片机为核心处理器的信号处理单元。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。
权利要求
一种无弦琴，包括多个传感装置，用于感知用户的操作命令，并发出电学信号至信号处理模块，每一传感装置与一个音阶相对应；信号处理模块，用于接收传感装置发出的信号，并通过分析信号来源决定发出何种驱动信息以驱动扬声模块；以及扬声模块，用于根据信号处理模块发出的驱动信息发出对应的音阶；其特征在于，所述传感装置包括一光发射装置与一光接收装置，二者并列设置，并且所述光发射装置的发射端和光接收装置的接收端朝向相同的方向。
2.根据权利要求1所述的无弦琴，其特征在于，所述光发射装置发射的是红外波段的 光波。
3.根据权利要求1或2所述的无弦琴，其特征在于，所述光发射装置为红外线二极管， 所述光接收装置为红外光敏三极管。
4.根据权利要求1或2所述的无弦琴，其特征在于，所述无弦琴进一步包括一反射装 置，所述反射装置安装在操作者的手指上，以获得更好的反射效果。
5.根据权利要求4所述的无弦琴，其特征在于，所述反射装置为一副表面具有反射膜 的手套。
全文摘要
本发明的优点在于，采用反射式结构代替了传统的对射式结构，体积小、重量轻等，适合普通的家庭购买和使用，容易进行推广。一种无弦琴，包括多个传感装置，用于感知用户的操作命令，并发出电学信号至信号处理模块，每一传感装置与一个音阶相对应；信号处理模块，用于接收传感装置发出的信号，并通过分析信号来源决定发出何种驱动信息以驱动扬声模块；以及扬声模块，用于根据信号处理模块发出的驱动信息发出对应的音阶；所述传感装置包括一光发射装置与一光接收装置，二者并列设置，并且所述光发射装置的发射端和光接收装置的接收端朝向相同的方向。
文档编号G10H1/00GK101937674SQ200910054179
公开日2011年1月5日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者丁璋洪, 范文思, 迟冬祥, 陈富忠 申请人:上海电机学院