專利名稱：微電腦控制的數碼弦樂器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及弦樂器技術，尤其涉及一種微電腦控制的數碼弦樂器。
背景技術：
現(xiàn)有的小提琴包括弓子、琴頭、琴身和設于琴頭與琴身上方的琴弦，其中琴頭包括 指板。當練琴者按弦接觸指板的正確音準位置時，可以發(fā)出悅耳的演奏音樂。小提琴的指 板是一本身無音準位置限制而是靠演奏者演奏時左手指尖按弦觸及指板產生其音準概念 的一個裝置，但每個音的音準位置實際上是存在于指板上的，其音準是要經過學琴者較長 時間的嚴格訓練而獲得其位置感，以及獲得從聽覺到手指對音準反應的靈敏度，從而在演 奏時達到較好的音準狀態(tài)。進一步地，小提琴的弓子和琴弦的位置關系(如上弓、下弓)、壓力關系(即弓 壓)、弓子在琴弦上的軌跡(運弓軌跡)和弓子在琴弦上的速度(即弓速或運弓速度)等都 是影響演奏/小提琴發(fā)音的重要因素。通常，音量和弓速、弓子離琴碼的接近程度成正比， 且弓壓需要隨弓子接近琴碼而增大，但又必須小于一定的值。故，對于初學小提琴的學生來說，初期很難掌握小提琴的音準，以及很難掌握弓子 和琴弦的位置關系，尤其是在訓練階段，無法較好的掌握其位置關系，即學生在練琴時所發(fā) 生的為自己所無意識到的錯誤位置關系和音準，往往要等一周后或何時去專業(yè)老師那兒上 課時才能由老師指出，而這時學生的聽覺上已習慣于平時的音準和右手的運弓姿態(tài)、力度， 再糾正起來需花費較長的時間和精力。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種微電腦控制的數碼弦樂器，該數碼弦樂器能夠實時提示練琴者的 錯誤運弓姿態(tài)和力度，使初學者較快掌握運弓方式，以及能夠使初學者較快掌握指板上的 音準，同時可訓練初學者對音準的聽覺及反應的靈敏度。本發(fā)明提供一種微電腦控制的數碼弦樂器，包括弓子、琴頭和與該琴頭連接的琴 身，所述琴頭包括弦軸和指板，所述琴身由面板、側板和背板組成，該面板上設有系弦板，所 述系弦板和弦軸之間通過琴弦連接；所述指板表面設有辨別該指板表面的正確音準位置的指板傳感器，該指板傳感器 電連接控制裝置；所述面板上設有至少四個感知所述弓子在所述琴弦上的線路、角度、速度或壓力 的對射式傳感器，該對射式傳感器電連接控制裝置；所述四個對射傳感器呈四邊形分布，該四邊形分布的中心區(qū)域為所述弓子與所述 琴弦的接觸區(qū)。本發(fā)明的微電腦控制的數碼弦樂器能夠確定指板上從低音到高音的所有半音和 全音的實際音準位置，初學者在練琴時，左手指尖撳弦將弦按向指板而觸及到指板傳感器， 進而可通過控制裝置獲知上述按弦動作的音準是否正確。以及，本發(fā)明中的微電腦控制的數碼弦樂器還可通過四個對射式傳感器實時檢測弓子在琴弦上的軌跡、壓力、速度和弓子 的角度等是否正確的信息，以便實時提示糾正初學者的運弓姿態(tài)和運功力度，進而使初學 者能夠較快學習和掌握小提琴的演奏。


為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術 描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一 些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些 附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明中的微電腦控制的數碼弦樂器實施例中小提琴面板的結構示意圖；圖2為本發(fā)明中的微電腦控制的數碼弦樂器實施例中小提琴背板的結構示意圖；圖3為本發(fā)明中的微電腦控制的數碼弦樂器實施例中小提琴弓子的結構示意圖；圖4為本發(fā)明中的微電腦控制的數碼弦樂器實施例中小提琴控制裝置的結構示 意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附 圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明 一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有 作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。通常的弦樂器分為弓拉弦鳴樂器(如提琴類)和彈撥弦鳴樂器(如吉它)。其中 弓拉弦鳴樂器包括小提琴、中提琴、大提琴、倍低音提琴和二胡、板胡、京胡；彈撥弦鳴樂 器包括豎琴、吉它、電吉它、電貝司、古琴、琵琶、揚琴、阮和箏。故本發(fā)明中的數碼弦樂器包 括現(xiàn)有技術中的各種弓拉弦鳴樂器和/或彈撥弦鳴樂器，以下的說明書中主要以小提琴為 例進行詳細說明。第一實施例通常的小提琴包括琴頭、與該琴頭連接的琴身和位于所述琴頭和所述琴身上方的 四根琴弦，所述琴頭表面設有弦軸和指板，琴身由面板、側板和背板組成，面板上設有系弦 板，所述琴弦設于所述弦軸和所述系弦板之間。在本實施例中，所述指板表面設有指板傳感器，所述指板傳感器電連接控制裝置； 所述控制裝置可發(fā)出提示初學者按弦觸及的音準位置是否正確的信號。以及，所述面板上 設有至少四個感知所述弓子在所述琴弦上的線路、角度、速度或壓力的對射式傳感器，該對 射式傳感器電連接控制裝置；所述控制裝置可發(fā)出提示初學者弓子在所述琴弦上的線路、 角度、速度或壓力的是否符合預設范圍的信號。該處的四個對射傳感器呈四邊形分布(優(yōu) 選呈矩形分布)，該四邊形分布的中心區(qū)域為所述弓子與所述琴弦的接觸區(qū)。當然，上述提 示信號可為光信號或聲音信號，具體可依據需要選擇設置。實際中根據練琴者的需求，具體 設置控制裝置的位置和控制裝置發(fā)出的提示信號。需要說明的是，針對音準的提示信號和 針對弓子在所述琴弦上的線路、角度、速度或壓力的提示信號是不相同的。 進一步地，在本實施例中的琴頭上還設置有一個用于感知所述小提琴的水平方向和數碼弦樂器與地面夾角的地磁傳感器；該地磁傳感器電連接控制裝置；所述琴身上設置 有兩個所述地磁傳感器；且三個所述地磁傳感器呈三角形或等腰三角形分布。當地磁傳感 器檢測到練琴者手中的小提琴與地面的夾角、小提琴的方向和小提琴琴頭的角度不屬于預 設的范圍時，控制裝置可發(fā)出相對應的提示信號。當然，上述提示信號也可為光信號或聲音 信號，具體可依據需要選擇設置。其中，上述的指板傳感器為一個以上的位于所述指板表面的正確音準位置的觸點 傳感器。該觸點傳感器可為金屬觸點傳感器，設置有所述觸點傳感器的指板優(yōu)選為木板質 指板，以及，該金屬觸點傳感器對應設置于指板表面的正確音準位置，并且覆蓋指板上所有 半音和/或全音的音準位置。當初學者按弦觸及金屬觸點傳感器時，控制裝置發(fā)出該金屬 觸點傳感器相對應的音準位置的聲音信號或光信號。優(yōu)選地，金屬觸點的材料可為銅片或 鋁片，該銅片或鋁片制備的金屬觸點傳感器可作為開關，當初學者按弦觸及金屬觸點傳感 器時，即可導通控制裝置內的某一發(fā)聲回路或發(fā)光回路，進而可提示初學者的按弦動作或 按弦位置是否正確?；蛘?，上述的指板傳感器為四條位于所述指板表面用于區(qū)別正確音準位置和錯誤 音準位置的觸摸式傳感器，該觸摸式傳感器分別位于每一根琴弦的下方。也就是說，每一 琴弦下方的指板上設置一長條狀的觸摸式傳感器(本實施例中不限制觸摸式傳感器的寬 度)，該觸摸式傳感器可為無極多點觸摸式傳感器(即多點觸摸式傳感器)，該無極多點觸 摸式傳感器電連接控制裝置，只要初學者按弦觸及無極多點觸摸式傳感器均可使控制裝置 內的某一發(fā)聲回路或發(fā)光回路被導通。當初學者按弦接觸正確音準位置時，控制裝置發(fā)出 正確的音準，或發(fā)出表揚的信號；當初學者按弦接觸錯誤音準位置時，控制裝置可發(fā)出提示 錯誤的信號。優(yōu)選地，可以在琴身的面板上設置一顯示屏顯示正確音準位置，以及正確音準 位置的按弦動作。此外，所述觸摸式傳感器為無極多點觸摸式傳感器，設置有所述觸摸式傳感器的 所述指板為合成材料制成的指板，并且，所述觸摸式傳感器的表面還可覆蓋有耐磨層，該耐 磨層、觸摸式傳感器和所述指板為一體結構。在本實施例中，所述控制裝置位于所述琴身的背板上，當練琴者采用設有所述無 極多點觸摸式傳感器的數碼弦樂器時，所述控制裝置發(fā)出提示練琴者觸及的音準位置是否 正確的信號；當練琴者采用設有所述觸點傳感器的數碼弦樂器時，所述控制裝置只發(fā)出提 示練琴者觸及的音準位置正確的信號。通常，所述控制裝置通過連接的音頻元件發(fā)出提示 的聲信號；或者所述控制裝置通過連接的發(fā)光元件發(fā)出提示的光信號；且所述控制裝置發(fā) 出的正確音準位置的提示的信號和所述不正確音準位置的提示的信號是不同的，具體可依 據需要選擇設置。實際中根據初學者的需求，具體設置控制裝置的位置和控制裝置發(fā)出的 提示信號。上述的發(fā)光元件可為發(fā)光二極管或微型小燈泡等。優(yōu)選地，所述音頻元件可為設置在所述背板上的一個以上的揚聲器，或設置在所 述面板上的顯示屏的發(fā)聲元件；當所述練琴者觸及的音準位置不正確時，所述揚聲器發(fā)出 提示音，或者所述顯示屏的發(fā)聲元件發(fā)出提示音，如發(fā)出“滴滴”時可為錯誤提示音，同時 所述顯示屏顯示正確的音準位置。本實施例中優(yōu)選設置兩個揚聲器，且分別設于所述背板 的上部和下部，當然，小提琴的琴身上還可以設置多個揚聲器，其實際的結構可依據需要設 定。該些揚聲器可選用共振揚聲器或立體聲揚聲器。應說明的是，當小提琴設置有揚聲器時，顯示屏只用于顯示各種正確的音準位置或正確音準位置的按弦動作，該顯示屏可不發(fā) 聲，以便及時糾正練琴者的錯誤，以便有效提高練琴者的音準聽力。本實施例中的顯示屏可 為觸摸顯示屏。另外，上述的對射式傳感器向所述弓子與所述琴弦的接觸區(qū)發(fā)射以獲知所述弓子 在所述琴弦上的線路、角度、速度或壓力的不可見光或紅外光，進而可感知所述弓子在所述 琴弦上的角度、速度或壓力的大小。通常，琴身上設有F孔，進而對射式傳感器可位于所述 F孔的上部或下部。優(yōu)選地，當練琴者的運弓角度、運弓速度、運弓軌跡或弓子在所述琴弦上的壓力不 符合預設范圍時，所述控制裝置發(fā)出提示信號。該提示信號也可為聲信號或光信號，以及對 于運弓角度、運弓速度、運弓軌跡或弓子在所述琴弦上的壓力可選用不同的聲信號或光信 號提示。該處的提示信號與指板傳感器的提示信號是不同的。當然，控制裝置可通過連接的揚聲器發(fā)出聲音以提示練琴者運弓姿態(tài)或運弓力度 不正確，如發(fā)出“嘀”或人聲的提示音。以及，控制面板在發(fā)出提示音的同時，可通過面板上 的顯示屏顯示正確的運弓姿態(tài)和運弓力度，以便有效幫助練琴者糾正不正確的運弓姿態(tài)。 特別地，該顯示屏還可用于顯示電子曲譜和/或課件。上述提及的地磁傳感器位于所述琴頭的背面，或者所述地磁傳感器位于所述琴身 的背面。具體地，所述琴頭的地磁傳感器位于所述琴頭的弦軸區(qū)域；所述地磁傳感器位于所 述背板上，以保證上述三個地磁傳感器呈等腰三角形分布即可。通常的地磁傳感器可通過 感知地磁判斷所述數碼弦樂器與地面的夾角；故，該處的小提琴的三個地磁傳感器也是通 過感知地磁以判斷琴頭的水平方向變化、以及感知小提琴琴身與地面的夾角和感知小提琴 在練琴者的腮幫和左手之間是否水平等信息，只要是能夠判斷小提琴的持琴姿勢的信息均 可采用上述的地磁傳感器檢測。需要說明的是，在控制裝置內部預先設定符合持琴姿勢的琴頭與地面的夾角范 圍、琴身與地面的夾角范圍、以及琴身是否水平的設定判斷范圍等預設信息，進而將地磁傳 感器檢測的信號轉換并和控制裝置內部的預設信息進行比較判斷，判斷當前練琴者的小提 琴是否符合持琴要求，若不符合，控制裝置可發(fā)出提示信號，以便練琴者及時調整持琴姿 勢，進而較好的練習/演奏小提琴。也就是說，可以在控制裝置內部設置將所述地磁傳感 器采集的數值與預設范圍中的數值比較的比較模塊。此外，控制裝置可通過連接的揚聲器 發(fā)出聲音以提示練琴者的持琴姿勢是否正確，如可發(fā)出“吱吱”的提示持琴姿勢不正確的聲 音。以及，控制面板在發(fā)出提示音的同時，可通過顯示屏實時顯示正確的持琴姿勢，并顯示 糾正持琴的動作內容，以便有效幫助練琴者糾正不正確的持琴姿勢。特別地，該顯示屏還可 用于顯示電子曲譜和/或課件。優(yōu)選地，在本實施例中，小提琴的指板和系弦板之間設有支撐琴弦的琴碼；由此， 可在面板上設置將所述琴弦的振動信號轉換為電信號的拾音器，該拾音器電連接于所述控 制裝置，且該拾音器位于所述琴碼底部。通常拾音器將轉換的電信號發(fā)送至控制裝置，以便 控制裝置可以將其進行合成、模擬對比或其他使用。當然，該控制裝置還可以將拾音器的電 信號存儲或通過揚聲器/麥克風等將其擴聲放出。上述各傳感器模塊電連接的控制裝置可為固定于所述背板上的電路板，電路板上 集成有主機，以及該電路板上還集成有電連接主機的電子曲譜和/或課件的解碼模塊、配合所述電子曲譜和/或課件的節(jié)拍器、輸出正確音準的校音模塊、音頻和/或視頻信號發(fā)射 模塊、音頻和/或視頻信號接收模塊、將多個背景樂和/或演奏樂合成的合成器、儲存音頻 數據的儲存模塊、輸入模塊、連接外部設備的接口模塊和對射式傳感器模塊中的一個或多 個。上述的配合所述電子曲譜和/或課件的節(jié)拍器、輸出正確音準的校音模塊均可與麥克 風電連接，以便麥克風能夠將相對應的聲音擴大。進一步地，控制裝置采用鋰電池供電，或 采用超級電容供電。上述的微電腦控制的數碼弦樂器能夠確定指板上從低音到高音的所有半音和全 音的實際音準位置，從指板表面的外觀上幾乎是肉眼看不出來的，初學者在練琴時，左手指 尖撳弦將弦按向指板而觸及到指板傳感器，進而可通過控制裝置獲知上述按弦動作的音準 是否正確。它起到了訓練初學者對音準的聽覺及反應的靈敏度。以及，數碼弦樂器還通過 四個對射式傳感器實時檢測弓子在琴弦上的軌跡、壓力、速度和弓子的角度等是否正確的 信息，以便實時提示糾正初學者的運弓姿態(tài)和運功力度。進一步地，數碼弦樂器通過在琴頭和琴身上設置至少一個實時檢測琴身平衡的地 磁傳感器，以便在琴身發(fā)生傾斜或其他變化時，及時提示練琴者，進而使練琴者的琴身保持 在一個正確的位置，同時能夠實時顯示和糾正錯誤持琴姿勢。上述實施例中的小提琴還能 夠有效提高練琴者的識譜能力和聽力，以及能夠幫助他們對樂理的理解，引發(fā)練琴者對學 音樂的更大興趣。第二實施例參見圖1、圖2、圖3和圖4所示，圖1示出了本發(fā)明中的微電腦控制的數碼弦樂器 實施例中小提琴面板的結構示意圖；圖2示出了本發(fā)明中的微電腦控制的數碼弦樂器實施 例中小提琴背板的結構示意圖；圖3示出了本發(fā)明中的微電腦控制的數碼弦樂器實施例中 小提琴弓子的結構示意圖；圖4示出了本發(fā)明中的微電腦控制的數碼弦樂器實施例中小提 琴控制裝置的結構示意圖。小提琴可包括琴頭1和琴身2，琴身2由面板6、側板和背板18 (如圖2所示)組 成，琴頭1包括卷形裝飾(圖中未標出)、弦軸5和指板3等，琴身2包括面板6、側板和背 板18(如圖2所示)等，以及面板6上設有F孔、琴碼9、系弦板7、腮托等。系弦板7和弦 軸5之間通過琴弦4連接，(如圖1中的G弦^、D弦4b、A弦4d、E弦4c)。上述琴頭上的 卷形裝飾、弦軸5、指板3等和琴身上的F孔、琴馬、系弦板、腮托等的位置關系與現(xiàn)有技術中 的小提琴結構的位置關系是一樣的，故本實施例中不特別描述小提琴固有結構的連接關系 和位置關系。其中，本實施例中的指板3上設置有電連接有控制裝置16 (如圖2所示)的指板傳 感器，該指板傳感器為四條位于指板3表面用于區(qū)別正確音準位置和錯誤音準位置的觸摸 式傳感器(圖中未示出條狀的觸摸式傳感器，示意性的突出顯示各音準位置的觸摸點8)。 該觸摸式傳感器分別位于每一根琴弦4的下方。也就是說，每一琴弦4下方的指板3上設 置一長條狀的觸摸式傳感器，該觸摸式傳感器可為無極多點觸摸式傳感器(即多點觸摸式 傳感器)，該無極多點觸摸式傳感器電連接控制裝置16，只要初學者按弦觸及無極多點觸 摸式傳感器均可使控制裝置16內的某一發(fā)聲回路或發(fā)光回路被導通。優(yōu)選控制裝置16可 發(fā)出所觸及的音位鍵(正確音準位置的音位鍵)的聲音音高以及通過可顯示屏10提示該 音位鍵對應的正確手指位置。
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此外，本實施例中的設置有多點觸摸式傳感器的指板3可為合成材料制成的指 板，多點觸摸式傳感器的表面覆蓋有耐磨層，該耐磨層、多點觸摸式傳感器和指板3為一體 成型的結構，使得位于指板3上的指板傳感器無任何凸起或凹槽，進而設有指板傳感器的 指板的外觀和手感上均和傳統(tǒng)小提琴的指板幾乎無差異，進而可較好的糾正初學者/練琴 者的錯誤音準概念。當然，上述無極多點觸摸式傳感器對音位/音準的采樣是無級連續(xù)的， 且能夠精確的搜集和感知左手手指接觸指板3的位置，進一步地無極多點觸摸式傳感器還 可作為面板6上的顯示屏10的信號傳導的感知前端，以便精確矯正初學者/練琴者/學習 者左手的持琴姿態(tài)以及按弦手型。上述的無極多點觸摸式傳感器電連接控制裝置16，當初學者按琴弦4接觸指板3 上的正確音準位置時，控制裝置16可通過連接的揚聲器12發(fā)出一顯示正確音準位置的信 號；當初學者按琴弦4接觸指板3上的其它位置時，控制裝置16可通過連接的揚聲器12發(fā) 出一顯示錯誤音準位置的信號。優(yōu)選地，在發(fā)出顯示錯誤音準位置的信號的同時，可通過面 板6上設置的顯示屏10顯示正確音準位置，以及正確的按弦動作。需要說明的是，上述信 號還可為光信號或其它能夠提示的信號。如圖2所示，在本實施例中，控制裝置16位于琴身2的背板18上，且連接控制裝 置的揚聲器12優(yōu)選為兩個，且分別設于背板18的上部和下部，該控制裝置16可控制揚聲 器12發(fā)出“滴滴”的錯誤提示音，或其它正確的提示音，同時顯示屏10顯示正確的音準位 置即相對應的按弦動作，以便及時糾正練琴者的錯誤，以便有效提高練琴者的音準聽力。上 述的顯示屏10設置于面板6上，該顯示屏10電連接控制裝置16，進一步地，該顯示屏10還 可動態(tài)顯示的電子曲譜和訓練課件、左手手指的當前位置或引導順序按弦的位置等信息， 其可作為控制裝置16的人機界面。優(yōu)選地，該顯示屏10可為觸摸屏。具體地，面板6上設有至少四個感知弓子38 (如圖3所示)在琴弦4上的線路、角 度、速度或壓力的對射式傳感器19，該對射式傳感器19電連接控制裝置16(如圖2所示)； 控制裝置16可發(fā)出提示初學者弓子38在琴弦4上的線路、角度、速度或壓力的是否符合預 設范圍的信號。該處的四個對射式傳感器19呈矩形分布，該矩形分布的中心區(qū)域為弓子38 與琴弦4的接觸區(qū)。優(yōu)選地，控制裝置16可通過連接的揚聲器12發(fā)出聲音以提示練琴者 運弓姿態(tài)或運弓力度不正確，如發(fā)出“滴滴”的提示音。進一步地，還可通過設置在面板6上 的顯示屏10顯示正確的運弓姿態(tài)或運弓力度。另外，小提琴的面板6上設有分為琴弦4兩側的F孔(圖中未標出)，進而對射式 傳感器19可位于所述F孔的上部或下部，且對射式傳感器19向弓子38與琴弦4的接觸區(qū) 發(fā)射以獲知弓子38在琴弦4上的線路、角度、速度或壓力的不可見光或紅外光，進而可感知 弓子38在琴弦4上的角度、速度或壓力的大小。上述練琴者的運弓角度、運弓速度、運弓軌 跡或弓子38在琴弦4上的壓力不符合預設范圍時，控制裝置16發(fā)出提示信號。該提示信 號可為聲信號或光信號，以及對于運弓角度、運弓速度、運弓軌跡或弓子38在琴弦4上的壓 力可選用不同的聲信號或光信號提示。為使小提琴的學習或演奏達到較好學習效果，可在 面板6上設置麥克風11，本實施例中的麥克風11電連接上述控制裝置16，其作用使用于放 大聲音。進一步地，琴頭1上設置有一個用于感知小提琴的方向和小提琴與地面夾角的地 磁傳感器20 ；該地磁傳感器20電連接控制裝置16 ；琴身2上設置有兩個地磁傳感器20 ；且三個地磁傳感器20呈等腰三角形分布。當地磁傳感器20檢測到練琴者手中的小提琴與地 面的夾角、小提琴的方向和小提琴琴頭1的角度不屬于預設的范圍時，控制裝置可發(fā)出相 對應的提示信號。本實施例中的地磁傳感器20可選用重力傳感器。優(yōu)選地，控制裝置16可通過連接的揚聲器12發(fā)出聲音以提示練琴者的持琴姿勢 不正確。進一步地，還可通過設置在面板6上的顯示屏10顯示正確的持琴姿勢。需要說明的是，還可在面板6上設置將琴弦4的振動信號轉換為電信號的拾音器 (圖中未示出)，該拾音器電連接于控制裝置16，且該拾音器位于琴碼9底部。拾音器可將 收集的電信號傳遞至控制裝置16處理，如可用于與其他樂器合成、或通過麥克風擴放等。 優(yōu)選地，可以將拾音器作為小提琴發(fā)出各種聲音的信號源(或為顯示屏10中顯示的樂譜自 動滾動、定音)定調的信號源)，該拾音器能夠和控制裝置的節(jié)拍器或背景樂結合，進而可 組合出多種不同的弦樂。從圖2上可直觀看出，控制裝置16的外部面板包括一多功能可旋轉的波輪17，能 夠控制或調節(jié)控制裝置16內部各模塊的各項功能，如調節(jié)混響延時量、揚聲器音量、EQ均 衡選擇等。另，控制裝置16的外部面板還設置有多個按鍵14，該按鍵14可為校音按鍵、節(jié) 拍器按鍵、播放按鍵或錄音按鍵等；以及控制裝置16上直接設置可與其他設備或電源連接 的接口，如USB接口 15、SD借口或電源插接口等。本實施例中的控制裝置16可為固定于背板18上的電路板37，如圖4所示，電路板 37上設有主機34，該電路板37上集成有連接該主機34的電子曲譜和/或課件的解碼模塊 21 (該解碼模塊可為MP3/AVI/WMV/RMVB/JPG格式的解碼器)、配合所述電子曲譜和/或課 件的節(jié)拍器22、輸出正確音準的校音、定調模塊23、音頻和/或視頻信號發(fā)射模塊M (即FM 發(fā)射模塊或藍牙發(fā)射模塊)、音頻和/或視頻信號接收模塊25 (如FM接收模塊或藍牙接收 模塊)、將多個背景樂和/或演奏樂合成的多功能效果合成器26、儲存音頻數據的儲存模塊 27、連接外部設備(該外部設備可為電視、電腦等)的接口模塊觀(如USB接口模塊，或可 為外置電源適配器)、模擬演奏模塊29、電源模塊30、輸入模塊31 (可為鍵盤輸入或觸摸屏 輸入)、錄音模塊32、地磁傳感器模塊33、指板傳感器模塊35或對射式傳感器模塊36。當 然，上述控制裝置的電源模塊30可為鋰電池，超級電容。應說明的是，指板傳感器模塊35、對射式傳感器模塊36和地磁傳感器模塊33內部 分別包括各自的比較模塊；每一比較模塊用于接收相對應的指板傳感器、對射式傳感器19 和地磁傳感器20的檢測信號，并與該比較模塊內部的預設信號進行比較，若所述檢測信號 與所述預設信號不相符，則控制裝置發(fā)出相對應的提示信號。進一步地，還可在控制裝置16的上部設置動態(tài)顯示進程或樂理的觸摸屏13(圖中 未標出，該觸摸屏13位于控制裝置16的外部面板的上部區(qū)域)，該觸摸屏連接于主機34。 當然，該控制裝置16連接的位于背板18的觸摸屏或位于面板的顯示屏10能夠實時顯示電 子曲譜，以便配合演奏者的節(jié)拍，以及還可以將各種實時演奏的弦樂錄音保存，以便能夠回 放矯正不正確的音準。控制裝置16可通過接口模塊觀對其內部的各模塊進行優(yōu)化處理， 如升級或數據維護等。上述曲譜和/或課件的解碼模塊21對電子樂譜的解碼可通過解碼 狗實現(xiàn)解碼。上述FM發(fā)射模塊的發(fā)射頻率范圍87. 5MHz-108MHz，本實施例中的FM發(fā)射模 塊的發(fā)射頻率共206個頻點。上述微電腦控制的數碼弦樂器能夠確定指板上從低音到高音的所有半音和全音的實際音準位置，從指板表面的外觀上幾乎是肉眼看不出來的，初學者在練琴時，左手指尖 撳弦將弦按向指板而觸及到指板傳感器，進而可通過控制裝置獲知上述按弦動作的音準是 否正確。它起到了訓練初學者對音準的聽覺及反應的靈敏度。進一步地，通過四個對射式傳感器實時檢測弓子在琴弦上的軌跡、壓力、速度和弓 子的角度等是否正確的信息，以便實時提示糾正初學者的運弓姿態(tài)和運功力度，進而使初 學者能夠較快學習小提琴的演奏。當然，上述小提琴通過在琴身內部或背板上設置至少一個檢測琴身平衡的地磁傳 感器，以便在琴身發(fā)生傾斜或其他變化時，及時提示練琴者，進而使練琴者的琴身保持在一 個正確的位置，同時能夠實時顯示和糾正錯誤持琴姿勢。對于初學者來說，能夠較快的掌握 持琴姿勢。以及，上述實施例中的小提琴還能夠提高練琴者的識譜能力和聽力，以及能夠幫 助他們對樂理的理解，引發(fā)練琴者對學音樂的更大興趣。也就是說，上述的數碼弦樂器能夠 實時監(jiān)控和提示練琴者保持正確的持琴姿態(tài)以及左手音準和右手運弓的線路、速度和力度 等信息，使初學者能夠較快掌握小提琴學習中的重點，即正確的音準和運弓方式，同時增加 初學者在學習中的興趣。應說明的是，本實施例中的數碼小提琴是由一總開關控制的，當總開關打開時，各 模塊通過微電腦控制實現(xiàn)其相對應的功能；當總開關被關閉時，小提琴還是具備傳統(tǒng)小提 琴的各種功能。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精 神和范圍。
權利要求
1.一種微電腦控制的數碼弦樂器，包括弓子、琴頭和與該琴頭連接的琴身，所述琴頭 包括弦軸和指板，所述琴身由面板、側板和背板組成，該面板上設有系弦板，所述系弦板和 弦軸之間通過琴弦連接；其特征在于，所述指板表面設有辨別該指板表面的正確音準位置的指板傳感器，該指板傳感器電連 接控制裝置；所述面板上設有至少四個感知所述弓子在所述琴弦上的線路、角度、速度或壓力的對 射式傳感器，該對射式傳感器電連接控制裝置；所述四個對射傳感器呈四邊形分布，該四邊形分布的中心區(qū)域為所述弓子與所述琴弦 的接觸區(qū)。
2.根據權利要求1所述的微電腦控制的數碼弦樂器，其特征在于，所述琴頭上設置有一個以上的用于感知所述數碼弦樂器的水平方向和數碼弦樂器與 地面夾角的地磁傳感器；該地磁傳感器電連接控制裝置； 所述琴身上設置有兩個以上的所述地磁傳感器。
3.根據權利要求2所述的微電腦控制的數碼弦樂器，其特征在于，所述指板傳感器為一個以上的位于所述指板表面的正確音準位置的觸點傳感器；或者 所述指板傳感器為四條位于所述指板表面用于區(qū)別正確音準位置和錯誤音準位置的 觸摸式傳感器，該觸摸式傳感器分別位于每一根琴弦的下方；以及，所述琴身上設有F孔，所述對射式傳感器位于所述F孔的上部或下部； 所述地磁傳感器位于所述琴頭的背面的所述弦軸區(qū)域，或者所述地磁傳感器位于所述 琴身的背面；且所述琴頭上的地磁傳感器和所述琴身上的地磁傳感器呈三角形分布或四邊 形分布。
4.根據權利要求3所述的微電腦控制的數碼弦樂器，其特征在于，所述觸點傳感器為金屬觸點傳感器，設置有所述觸點傳感器的所述指板為木板質指板；所述觸摸式傳感器為無極多點觸摸式傳感器，設置有所述觸摸式傳感器的所述指板為 合成材料制成的指板，優(yōu)選地，所述觸摸式傳感器的表面覆蓋有耐磨層，該耐磨層、觸摸式 傳感器和所述指板為一體結構。
5.根據權利要求4所述的微電腦控制的數碼弦樂器，其特征在于，所述控制裝置位于所述背板上，當練琴者采用設有所述無極多點觸摸式傳感器的數碼 弦樂器時，所述控制裝置發(fā)出提示練琴者觸及的音準位置是否正確的信號；當練琴者采用設有所述觸點傳感器的數碼弦樂器時，所述控制裝置只發(fā)出提示練琴者 觸及的音準位置正確的信號；進一步地，所述控制裝置通過連接的音頻元件發(fā)出提示的聲信號；或者 所述控制裝置通過連接的發(fā)光元件發(fā)出提示的光信號；且所述控制裝置發(fā)出的正確音 準位置的信號和錯誤音準位置的信號是不同的；以及，所述對射傳感器向所述弓子與所述琴弦的接觸區(qū)發(fā)射以獲知所述弓子在所述琴 弦上的線路、角度、速度或壓力的不可見光或紅外光；當練琴者的運弓角度、運弓速度、運弓 軌跡或弓子在所述琴弦上的壓力不符合預設范圍時，所述控制裝置發(fā)出提示信號；所述地磁傳感器通過感知地磁判斷所述數碼弦樂器的水平方向及數碼弦樂器與地面夾角。
6.根據權利要求5所述的微電腦控制的數碼弦樂器，其特征在于，所述面板上設有顯 示屏，所述顯示屏設有發(fā)聲元件；以及該顯示屏為觸摸顯示屏；所述音頻元件為設置在所述背板上的一個以上的揚聲器，或設置在所述面板上的顯示 屏里的發(fā)聲元件；當所述練琴者觸及的音準位置不正確時，所述揚聲器發(fā)出提示音，或者所述顯示屏的 發(fā)聲元件發(fā)出提示音，同時所述顯示屏顯示正確的音準位置。
7.根據權利要求1所述的微電腦控制的數碼弦樂器，其特征在于，在所述指板和系弦板之間設有支撐琴弦的琴碼；所述面板上還設置有將所述琴弦的振動信號轉換為電信號的拾音器，該拾音器電連接 于所述控制裝置，且該拾音器位于所述琴碼底部。
8.根據權利要求2所述的微電腦控制的數碼弦樂器，其特征在于，所述控制裝置為固定于所述背板上的電路板，該電路板上設有主機，以及該電路板上 集成有連接該主機的指板傳感器模塊、對射式傳感器模塊和地磁傳感器模塊，以及還包括 連接該主機的電子曲譜和/或課件的解碼模塊、配合所述電子曲譜和/或課件的節(jié)拍器、輸 出正確音準的校音模塊、音頻和/或視頻信號發(fā)射模塊、音頻和/或視頻信號接收模塊、將 多個背景樂和/或演奏聲音組合的合成器、儲存音頻數據的儲存模塊、輸入模塊和連接外 部設備的接口模塊中的一個或多個。
9.根據權利要求8所述的微電腦控制的數碼弦樂器，其特征在于，所述控制裝置采用 鋰電池供電，或采用超級電容供電，以及所述控制裝置還設有連接所述主機的觸摸屏。
10.根據權利要求8所述的微電腦控制的數碼弦樂器，其特征在于，所述指板傳感器模塊、對射式傳感器模塊和地磁傳感器模塊內部分別包括各自的比較模 塊；每一比較模塊用于接收相對應的指板傳感器、對射式傳感器和地磁傳感器的檢測信號， 并與該比較模塊內部的預設信號進行比較，若所述檢測信號與所述預設信號不相符，則控 制裝置發(fā)出相對應的提示信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微電腦控制的數碼弦樂器，包括弓子、琴頭和與該琴頭連接的琴身，琴頭包括弦軸和指板，琴身由面板、側板和背板組成，該面板上設有系弦板，系弦板和弦軸之間通過琴弦連接；指板表面設有辨別該指板表面的正確音準位置的指板傳感器，該指板傳感器電連接控制裝置；面板上設有至少四個感知弓子在琴弦上的線路、角度、速度或壓力的對射式傳感器，該對射式傳感器電連接控制裝置；四個對射傳感器呈四邊形分布。上述的數碼弦樂器能夠實時監(jiān)控和提示練琴者保持正確的持琴姿態(tài)以及左手音準和右手運弓的線路、速度和力度等信息，使初學者能夠較快掌握小提琴學習中的重點，即正確的音準和運弓方式，同時增加初學者在學習中的興趣。
文檔編號G10H3/18GK102129798SQ20111002317
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權日2011年1月20日
發(fā)明者程矛 申請人:程矛