專利名稱：空中虛擬電子樂鼓的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子樂器，尤其是涉及一種虛擬空中樂鼓的電子樂器。
背景技術(shù)：
目前激光虛擬電子樂器主要是利用激光(或紅外)對射或反射原理，通過發(fā)射多個固定激光束來模擬不同音調(diào)的琴弦。當(dāng)某束激光被手遮斷時，激光接收電路即刻動作而觸發(fā)相應(yīng)音頻電路發(fā)出相應(yīng)的聲音；同時，此種激光束在演奏時必須設(shè)置霧氣等特定環(huán)境才可明顯顯示出激光束的光路，從而使演奏者能夠準(zhǔn)確地將手遮住激光束而發(fā)出不同音響。因而，此種虛擬電子樂器將存在需要設(shè)置特定演奏環(huán)境、要求演奏者準(zhǔn)確遮擋激光束以及需要設(shè)置多個固定激光傳感器等相應(yīng)問題，從而造成演奏難度較大、制造成本及體積相應(yīng)增加等不足。
發(fā)明內(nèi)容①本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題為了解決現(xiàn)有激光虛擬電子樂器需要設(shè)置多個固定激光束而引起的制造成本提高、需要設(shè)置特定霧氣環(huán)境等來顯示激光束的存在、以及要求演奏者準(zhǔn)確遮擋激光束所帶來的演奏難度增加等問題，本實(shí)用新型提出一種通過激光掃描、將空中扇形掃描區(qū)域劃分為不同聲響的虛擬音區(qū)來降低演奏難度及減少制造成本的空中虛擬電子樂鼓。②本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案本實(shí)用新型所涉及的空中虛擬電子樂鼓，由激光掃描裝置、轉(zhuǎn)角定位檢測裝置、控制裝置和發(fā)聲裝置構(gòu)成。激光掃描裝置包括掃描轉(zhuǎn)向裝置和激光光電傳感器，掃描轉(zhuǎn)向裝置由電動機(jī)和轉(zhuǎn)向臺組成，轉(zhuǎn)向臺由電動機(jī)帶動而轉(zhuǎn)動；激光光電傳感器通過轉(zhuǎn)向臺的轉(zhuǎn)動使其發(fā)射的激光束在空中進(jìn)行扇形掃描，并將扇形掃描區(qū)域內(nèi)檢測到的反射光感應(yīng)動作信號輸出給控制
裝置激光束扇形掃描區(qū)域被事先劃分為對應(yīng)發(fā)聲裝置不同聲響效果的虛擬音區(qū)。轉(zhuǎn)角定位檢測裝置包括轉(zhuǎn)角定位傳感器和激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志，轉(zhuǎn)角定位傳感器與激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志相對而設(shè)，轉(zhuǎn)角定位傳感器檢測激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志，并將其感應(yīng)動作信號輸出到控制裝置?？刂蒲b置由電路開發(fā)板、單片機(jī)或數(shù)字邏輯電路組成，其輸入端分別與激光光電傳感器和轉(zhuǎn)角定位傳感器的輸出端相連，其輸出端與發(fā)聲裝置的輸入端相連；控制裝置依據(jù)激光光電傳感器與轉(zhuǎn)角定位傳感器的感應(yīng)動作信號組合確定激光束所在掃描的虛擬音區(qū)，并控制發(fā)聲裝置發(fā)出對應(yīng)該虛擬音區(qū)的聲響效果。激光光電傳感器可固定設(shè)置在轉(zhuǎn)向臺上隨其一起轉(zhuǎn)動，使激光光電傳感器發(fā)出的激光束形成一個扇形掃描區(qū)域；激光光電傳感器也可設(shè)置在轉(zhuǎn)向臺外，激光光電傳感器發(fā)射的激光束直射在固定設(shè)置在轉(zhuǎn)向臺上并與其聯(lián)動旋轉(zhuǎn)的傾斜反光鏡的旋轉(zhuǎn)中心，激光光電傳感器發(fā)射的激光束經(jīng)傾斜反光鏡面上的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)反射至空中，并隨轉(zhuǎn)向臺的轉(zhuǎn)動在空中形成一個扇形掃描區(qū)域；激光束扇形掃描區(qū)域大于O度，小于或等于360度。轉(zhuǎn)角定位檢測裝置至少分別包括一個轉(zhuǎn)角定位傳感器和一個激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)
志O激光掃描裝置包括一個或一個以上激光光電傳感器；當(dāng)包括一個以上激光光電傳感器時，各激光光電傳感器形成的激光束掃描扇面之間呈O至180度的夾角。發(fā)聲裝置由音頻電路和發(fā)聲器組成，音頻電路接收到控制裝置輸出的對應(yīng)某虛擬音區(qū)及其虛擬音區(qū)中不同激光束掃描扇面的感應(yīng)動作組合信號后，通過發(fā)聲器發(fā)出相應(yīng)的聲響效果。③本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型提出了一種利用激光傳感技術(shù)在空氣中進(jìn)行虛擬演奏的空中虛擬電子樂鼓，該電子樂鼓通過激光掃描可實(shí)現(xiàn)空中扇形掃描區(qū)域的虛擬音區(qū)劃分，當(dāng)表演者將手或樂錘觸及不同虛擬音區(qū)時便可自動控制發(fā)聲裝置產(chǎn)生相應(yīng)的樂鼓聲響，由此達(dá)到空中虛擬演奏的效果。由于具有一定面積的空中虛擬音區(qū)的觸發(fā)較現(xiàn)有激光虛擬琴弦的定點(diǎn)觸發(fā)簡單、準(zhǔn)確且無需特定的演奏環(huán)境，同時激光掃描方式也大大減少了現(xiàn)有虛擬電子樂器激光光電傳感器的個數(shù)，因而本實(shí)用新型具有演奏簡單，成本低廉，無需設(shè)置特定演奏環(huán)境等效果。

圖1:激光掃描裝置示意圖I激光光電傳感器(A)2轉(zhuǎn)向臺3轉(zhuǎn)向臺旋轉(zhuǎn)軸4空心擺桿5旋轉(zhuǎn)桿6滑輪7電動機(jī)8激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志9轉(zhuǎn)角定位傳感器10扇形掃描區(qū)域11虛擬音區(qū)圖2:激光光電傳感器縱向設(shè)置示意圖12激光光電傳感器(B)13夾角圖3:電路控制系統(tǒng)示意圖14激光光電傳感器15控制裝置16發(fā)聲裝置具體實(shí)施方式
圖1為激光掃描裝置示意圖。在圖1中，激光光電傳感器(A) I固定在轉(zhuǎn)向臺2上，可隨轉(zhuǎn)向臺2 —起繞轉(zhuǎn)向臺旋轉(zhuǎn)軸3進(jìn)行自由轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)向臺2與經(jīng)過轉(zhuǎn)向臺旋轉(zhuǎn)軸3的空心擺桿4固定連接，并由空心擺桿4帶動而繞轉(zhuǎn)向臺旋轉(zhuǎn)軸3自由擺動；旋轉(zhuǎn)桿5的一端與電動機(jī)7的轉(zhuǎn)軸固定相連，由電動機(jī)7帶動旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)桿5的另一端固定設(shè)置一個滑輪6，滑輪6設(shè)置在空心擺桿4的空心導(dǎo)軌上，可沿空心導(dǎo)軌自由滑動；由此電動機(jī)7的旋轉(zhuǎn)將帶動旋轉(zhuǎn)桿5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而旋轉(zhuǎn)桿5通過設(shè)置在空心擺桿4內(nèi)空心導(dǎo)軌上的滑輪，帶動空心擺桿4進(jìn)行擺動，由此使轉(zhuǎn)向臺2繞轉(zhuǎn)向臺旋轉(zhuǎn)軸3進(jìn)行擺動，并帶動激光光電傳感器(A) I進(jìn)行擺動，使其發(fā)出的激光束在空中進(jìn)行扇形掃描，其扇形掃描的角度大于O度；激光束扇形掃描區(qū)域10被劃分為I個或I個以上的虛擬音區(qū)11，每個虛擬音區(qū)11對應(yīng)不同的聲響效果；在轉(zhuǎn)向臺2上，在扇形掃描區(qū)域10或虛擬音區(qū)11的邊界對應(yīng)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8,該激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8可由光孔、凸凹物、光電信號及其它非接觸傳感信號等用于確定激光束旋轉(zhuǎn)角度的參照標(biāo)志構(gòu)成，圖1中其設(shè)為光孔；激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8與設(shè)置在轉(zhuǎn)向臺2外部的轉(zhuǎn)角定位傳感器9相對而設(shè)，該轉(zhuǎn)角定位傳感器9可由光電開關(guān)、接近開關(guān)、非接觸傳感信號感應(yīng)元器件等用于檢測激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8的傳感元器件構(gòu)成，圖1中其設(shè)為槽型光電傳感器；轉(zhuǎn)角定位傳感器9檢測到激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8時輸出其感應(yīng)動作信號。轉(zhuǎn)角定位傳感器9和激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8共同構(gòu)成空中虛擬電子樂鼓的轉(zhuǎn)角定位檢測裝置。除圖1所示激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8及轉(zhuǎn)角定位傳感器9的設(shè)置位置外，激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8也可設(shè)置在轉(zhuǎn)向臺2外部與各虛擬音區(qū)11邊界相對應(yīng)的位置，而此時轉(zhuǎn)角定位傳感器9則設(shè)置在轉(zhuǎn)向臺2上與激光束扇形掃描區(qū)域10的起點(diǎn)邊界相對應(yīng)的位置(如圖1中激光光電傳感器(A)I的光路反向延長線至轉(zhuǎn)向臺2的邊緣位置)；此外，激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8和轉(zhuǎn)角定位傳感器9的設(shè)置位置也可互換，即在激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8的位置上設(shè)置轉(zhuǎn)角定位傳感器9，而在轉(zhuǎn)角定位傳感器9的位置上相應(yīng)設(shè)置激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8。轉(zhuǎn)角定位檢測裝置中至少設(shè)置一個轉(zhuǎn)角定位傳感器9和一個激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8，由此，控制裝置可由單片機(jī)通過參照掃描激光束經(jīng)過其激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8的時刻以及轉(zhuǎn)向臺2往復(fù)擺動的時間間隔等，來計(jì)算激光光電傳感器(A) I發(fā)出的激光束某時刻所在的掃描位置，由此確定該激光束即刻所在的虛擬音區(qū)11。圖2為激光光電傳感器縱向設(shè)置的截面示意圖。在圖2中轉(zhuǎn)向臺2上縱向固定設(shè)置了兩個激光光電傳感器:激光光電傳感器(A) I和激光光電傳感器(B) 12 ;激光光電傳感器(A) I和激光光電傳感器(B) 12之間呈一夾角13，當(dāng)兩激光光電傳感器隨轉(zhuǎn)向臺2繞轉(zhuǎn)向臺旋轉(zhuǎn)軸3擺動時形成具有夾角13的兩個激光束掃描扇面；由此，在同一虛擬音區(qū)11用手或樂錘順序觸及不同激光束掃描扇面時，根據(jù)激光光電傳感器(A) I和激光光電傳感器(B) 12的感應(yīng)動作組合或順序感應(yīng)動作的時間差，可相應(yīng)控制發(fā)聲裝置發(fā)出該虛擬音區(qū)11相對應(yīng)的不同音量或特定效果的聲響。夾角13的設(shè)置角度為O度至180度之間，當(dāng)其為O度時，激光光電傳感器(A) I和激光光電傳感器(B) 12的激光束形成兩個具有一定間隔的并行激光束掃描扇面。同理，轉(zhuǎn)向臺2上也可縱向設(shè)置2個以上激光光電傳感器，其間各呈一定夾角，由此形成具有一定夾角的多層激光束掃描扇面，各掃描扇面之間呈O度至180度的夾角。圖3為空中虛擬電子樂鼓的電路控制系統(tǒng)示意圖。在圖3中，控制裝置15的輸入端與激光光電傳感器14和轉(zhuǎn)角定位傳感器9的輸出端相連,控制裝置15的輸出端與發(fā)聲裝置16的輸入端相連；控制裝置15當(dāng)接收到激光光電傳感器14的感應(yīng)動作輸出信號時，依據(jù)轉(zhuǎn)角定位傳感器9對激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8的感應(yīng)動作時間、位置或順序等，可計(jì)算和確定出激光光電傳感器14發(fā)出的激光束即刻所在的虛擬音區(qū)11，由此控制裝置15向發(fā)聲裝置16發(fā)出對應(yīng)該虛擬音區(qū)11的動作輸出信號；發(fā)聲裝置16由音頻電路和發(fā)聲器構(gòu)成，發(fā)聲裝置16接收到控制裝置15發(fā)出的某虛擬音區(qū)11 (參照圖1)被觸發(fā)以及該虛擬音區(qū)11中的不同掃描扇面(參照圖2)被觸發(fā)的組合動作信號時，則由其音頻電路通過發(fā)聲器發(fā)出相應(yīng)的聲響效果?？刂蒲b置15可由單片機(jī)構(gòu)成，當(dāng)控制裝置15接收到激光光電傳感器14的感應(yīng)動作信號后，便可由單片機(jī)參照轉(zhuǎn)角定位傳感器9對激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志8的感應(yīng)動作時亥IJ、感應(yīng)時所在轉(zhuǎn)角位置、或感應(yīng)動作的順序等計(jì)算確定激光束所在的虛擬音區(qū)11 ;此外，控制裝置15也可由數(shù)字邏輯電路構(gòu)成，通過判斷轉(zhuǎn)角定位傳感器9對激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志的感應(yīng)動作順序或位置確定激光光電傳感器14的激光束即刻所在的虛擬音區(qū)11。
權(quán)利要求1.一種空中虛擬電子樂鼓，由激光掃描裝置、轉(zhuǎn)角定位檢測裝置、控制裝置和發(fā)聲裝置構(gòu)成；其特征是: 1)激光掃描裝置包括掃描轉(zhuǎn)向裝置和激光光電傳感器，掃描轉(zhuǎn)向裝置由電動機(jī)和轉(zhuǎn)向臺組成，轉(zhuǎn)向臺由電動機(jī)帶動而轉(zhuǎn)動；激光光電傳感器通過轉(zhuǎn)向臺的轉(zhuǎn)動使其發(fā)射的激光束在空中進(jìn)行扇形掃描，并將扇形掃描區(qū)域內(nèi)檢測到的反射光感應(yīng)動作信號輸出給控制裝置； 2)激光束扇形掃描區(qū)域被事先劃分為對應(yīng)發(fā)聲裝置不同聲響效果的虛擬音區(qū)； 3)轉(zhuǎn)角定位檢測裝置包括轉(zhuǎn)角定位傳感器和激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志，轉(zhuǎn)角定位傳感器與激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志相對而設(shè)，轉(zhuǎn)角定位傳感器檢測激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志，并將其感應(yīng)動作信號輸出到控制裝置； 4)控制裝置由電路開發(fā)板、單片機(jī)或數(shù)字邏輯電路組成，其輸入端分別與激光光電傳感器和轉(zhuǎn)角定位傳感器的輸出端相連，其輸出端與發(fā)聲裝置的輸入端相連；控制裝置依據(jù)激光光電傳感器與轉(zhuǎn)角定位傳感器的感應(yīng)動作信號組合確定激光束所在掃描的虛擬音區(qū)，并控制發(fā)聲裝置發(fā)出對應(yīng)該虛擬音區(qū)的聲響效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中虛擬電子樂鼓，其特征是其激光光電傳感器固定設(shè)置在轉(zhuǎn)向臺上并隨其一起轉(zhuǎn)動，使激光光電傳感器發(fā)出的激光束形成一個扇形掃描區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中虛擬電子樂鼓，其特征是其激光光電傳感器設(shè)置在轉(zhuǎn)向臺外，激光光電傳感器發(fā)射的激光束直射在固定設(shè)置在轉(zhuǎn)向臺上并與其聯(lián)動旋轉(zhuǎn)的傾斜反光鏡的旋轉(zhuǎn)中心，激光光電傳感器發(fā)射的激光束經(jīng)傾斜反光鏡面上的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)反射至空中，并隨轉(zhuǎn)向臺的轉(zhuǎn)動在空中形成一個扇形掃描區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的空中虛擬電子樂鼓，其特征是其激光束扇形掃描區(qū)域大于O度，小于或等于360度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中虛擬電子樂鼓，其特征是其轉(zhuǎn)角定位檢測裝置至少分別包括一個轉(zhuǎn)角定位傳感器和一個激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中虛擬電子樂鼓，其特征是其激光掃描裝置包括一個或一個以上激光光電傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空中虛擬電子樂鼓，其特征是其激光掃描裝置包括一個以上激光光電傳感器時，各激光光電傳感器形成的激光束掃描扇面之間呈O至180度的夾角。
專利摘要一種空中虛擬電子樂鼓，由激光掃描裝置、轉(zhuǎn)角定位檢測裝置、控制裝置和發(fā)聲裝置構(gòu)成；激光掃描裝置包括掃描轉(zhuǎn)向裝置和激光光電傳感器，掃描轉(zhuǎn)向裝置將激光光電傳感器發(fā)射的激光束在多個虛擬音區(qū)構(gòu)成的扇形掃描區(qū)域進(jìn)行掃描，并將檢測到的反射光感應(yīng)動作信號輸出給控制裝置；轉(zhuǎn)角定位檢測裝置包括轉(zhuǎn)角定位傳感器和激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志，兩者相對而設(shè)，轉(zhuǎn)角定位傳感器檢測激光束轉(zhuǎn)角定位標(biāo)志，并將激光束即刻掃描所在虛擬音區(qū)的感應(yīng)動作信號輸出到控制裝置；控制裝置由單片機(jī)或數(shù)字邏輯電路等構(gòu)成，其輸出端與發(fā)聲裝置輸入端相連，控制裝置根據(jù)激光光電傳感器在不同虛擬音區(qū)上的感應(yīng)動作信號組合來確定和控制發(fā)聲裝置發(fā)出對應(yīng)虛擬音區(qū)的聲響效果。
文檔編號G10H1/00GK202996274SQ20122024437
公開日2013年6月12日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者張思辰, 張崎 申請人:張崎