CN102788638B - 用于电声打击乐器的光学传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于电声打击乐器的光学传感器，其包括有：一光源，设置于电声打击乐器的振动面的上方或下方处，其照射于所述振动面之上而形成一光斑；一光电探测器，设置于所述光斑的光轴上，以接收来自于光斑的光束。本发明具有可大幅度提高振动检测的均匀性和减低对于打击手感的影响的优点。

Description

用于电声打击乐器的光学传感器
技术领域
本发明涉及一种电声乐器的零部件，尤其是指一种用于电声打击乐器的光学传感器。
背景技术
传统的电声打击乐器中，一般采用以压电陶瓷为核心元件的压电传感器作为振动检测元件，其直接或间接接触于乐器的振动面，以将振动信号转换成电信号而传送至后续电路进行处理。此类型的压电传感器具有结构简单、成本低廉、安装方便等优点，但由于压电传感器必须直接或间接地接触到乐器的振动面才能进行测量，而接触必然会影响乐器的振动性能，影响打击手感和振动检测的均匀性。
针对于此，人们研发出结构改进的电容式传感器，以代替传统的压电传感器而用作电声打击乐器的振动检测元件。如国家知识产权局于2010年5月19日授权公告的专利号为ZL200920188697.4的实用新型专利，即公开了一种用于打击电声乐器的电容式传感器，该电容式传感器包括两个相对应的导电电极，其中，一导电电极安装于振动面(鼓面)的背面，而另一导电电极则固定于一绝缘块上，每一导电电极分别连接有通电用的导线。两导电电极通电以使两者之间充以一定电荷，振动面因打击而振动时，造成电容量的变化，从而利用电容量的变化来检测振动面的振动。
相比于压电传感器，电容式传感器虽可改善振动检测的均匀性和乐器的打击手感，但其仍需与乐器的振动面接触，仍会对乐器的振动性能造成较大的影响。
发明内容
本发明在于解决现有用于电声打击乐器的振动检测元件所存在的影响乐器振动性能的技术问题，提供一种用于电声打击乐器的光学传感器，其可大幅度提高振动检测的均匀性，并降低对于打击手感的影响。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案：一种用于电声打击乐器的光学传感器，其包括有：一光源，设置于电声打击乐器的振动面的上方或下方处，其照射于所述振动面之上而形成一光斑；一光电探测器，设置于所述光斑的光轴上，以接收来自于光斑的光束。
本发明的有益技术效果在于：该用于电声打击乐器的光学传感器设置有一光源，其照射于打击乐器的振动面上而形成一光斑，而于光斑的光轴上设置一光电探测器以接收来自于光斑的光束，当敲打打击乐器的振动面时，光斑的大小随着振动面的振动而发生变化，从而造成照射至光电探测器处的光也产生光强或者光相位等光参量的变化，而可据此检测出振动面的振动信息，这样，光学传感器无需与打击乐器的振动面接触，不会对乐器的振动性能造成影响，从而保证振动检测的均匀性和乐器的打击手感。
附图说明
图1是本发明安装于电声打击乐器时的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明的另一实施例的结构示意图。
图4是本发明的再一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
参考图1和图2所示，本发明所公开的用于电声打击乐器的光学传感器10设置于打击乐器20之内，该打击乐器20包括有一腔体200及一振动面201，该振动面201通过紧固件202而绷紧设置于该腔体200之上，其可采用诸如弦、膜、网等之类的结构形式。
该光学传感器10包括有一上端开口的壳体100，该壳体100固定于腔体200内部底面处，其作用有二：一者，作为固定各光学器件的框架；二者，可屏蔽外部杂散光对于光学器件的干扰。
于该壳体100之内设置有一朝向该打击乐器200的振动面201的光源101，该光源101可采用红外、可见光、紫外等波段的相干光源或非相干光源，例如LED、半导体激光器、光纤激光器等。
该光源101上方处设置有一与该光源101的光轴成45度角的半透半反镜102，该半透半反镜102上方处设置有一会聚透镜103。由光源101发出的光束经过半透半反镜102的分光后，其透射光部分经会聚透镜103的会聚而于振动面201上形成光斑，而反射光部分则损耗掉。在附图所示的实施例中，会聚透镜103为一平凸透镜，其平面朝向于光源101，而凸面则朝向于振动面201，当然，也可以使用诸如凸凸透镜等其他类型的会聚透镜。
该光斑的光轴上位于该半透半反镜102的反射方向处设置有一光电探测器104，该光电探测器104可选用适配于光源101的任一光电传感器，例如光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电池、CCD、CMOS、红外接收器等。由光斑所发出的光束(即经振动面201反射而回的光束)透射过会聚透镜103后由半透半反镜102分光，其反射光部分反射至该光电探测器104处。
通过该会聚透镜103的设置，其可将光源101所产生的发散光会聚而于乐器20的振动面201上形成光斑，并可将光斑成像于半透半反镜102上并经其反射至光电探测器104处，通过会聚及成像作用，可增强光电探测器104所接收的光束的光强，并提高其抗干扰能力。
工作时，光源101发出的光束经过半透半反镜102的分光后，其透射光部分经会聚透镜103的会聚而于振动面201上形成一具有一定直径的光斑，而自光斑发出的光束透射过会聚透镜103而照射于半透半反镜102上，并经其反射至光电探测器104处，当敲打打击乐器20的振动面201时，光斑的大小随着振动面201的振动而发生变化，从而造成光电探测器104所接收到的光束也产生光强或者光相位等光参量的变化，通过后续电路测量出光参量的变化，而间接得到振动面201的振动信息。
参阅图3，为本发明的另一实施例的结构示意图。在此实施例中，光学传感器10包括有一设置于振动面201上方处的朝向振动面201发光的光源101，于该光源101下方处设置有一会聚透镜103，由光源101发出的光束经过会聚透镜103的会聚而于振动面201上形成光斑。于该振动面201的下方(即打击乐器的腔体内部)位于光斑的光轴处设置有一光电探测器104，来自于光斑的光束(即由光源101发出的透射过该振动面201的光束)照射至光电探测器104处而为其检测到。
工作时，光源101发出的光束经会聚透镜103的会聚而于振动面201上形成一具有一定直径的光斑，自光斑处发出的光束照射至光电探测器104处，敲打振动面201时，光斑的大小随着振动面201的振动而发生变化，从而造成光电探测器104所接收到的光束也产生光强或者光相位等光参量的变化，藉由后续电路测量出光参量的变化，从而间接得到振动面201的振动信息。
参阅图4，以说明本发明的再一实施例。在此实施例中，该光学传感器包括有一设置于电声打击乐器的腔体内部的侧端开口的壳体100，于该壳体100内部设置一出光方向与电声打击乐器的振动面201平行的光源101，于该光源101的一侧处设置有一与该光源101的光轴成45度角的半透半反镜102，于该半透半反镜102的一侧设置有一与该光源101透射过半透半反镜102而形成的光轴成45度角的凹面反射镜105。由光源101发出的光束经过半透半反镜102的分光后，其透射光部分经凹面反射镜105的反射会聚而于振动面201上形成光斑，而反射光部分则损耗掉。
该光斑的光轴上位于该半透半反镜102的反射方向处设置有一光电探测器104，由光斑所发出的光束(即经振动面201反射而回的光束)经过凹面反射镜105的反射后由半透半反镜102分光，其反射光部分反射至该光电探测器104处。
工作时，光源101发出的光束经过半透半反镜102的分光后，其透射光部分经凹面反射镜105的反射会聚而于振动面201上形成一具有一定直径的光斑，而自光斑发出的光束经凹面反射镜105的反射而照射于半透半反镜102上，并经其反射至光电探测器104处，当敲打打击乐器20的振动面201时，光斑的大小随着振动面201的振动而发生变化，从而造成光电探测器104所接收到的光束也产生光强或者光相位等光参量的变化，通过后续电路测量出光参量的变化，而间接得到振动面201的振动信息。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于电声打击乐器的光学传感器，其特征在于，所述光学传感器包括有：
一光源，设置于电声打击乐器的振动面的上方或下方处，其照射于所述振动面之上而形成一光斑；
一光电探测器，设置于所述光斑的光轴上，以接收来自于光斑的光束；
所述光源以朝向所述振动面的方式而设置于电声打击乐器的腔体之内，其上方处设置有一半透半反镜，所述半透半反镜的上方处设置有一会聚透镜，所述光源发出的光束经过所述半透半反镜、会聚透镜而于振动面上形成光斑，所述光电探测器设置于所述半透半反镜的反射方向处。
2.如权利要求1所述的用于电声打击乐器的光学传感器，其特征在于，所述光源、半透半反镜、会聚透镜及光电探测器设置于一上端开口的壳体之内。
3.如权利要求1所述的用于电声打击乐器的光学传感器，其特征在于，所述会聚透镜为一平凸透镜，其平面朝向于所述光源，而凸面则朝向于所述振动面。
4.一种用于电声打击乐器的光学传感器，其特征在于，所述光学传感器包括有：
一光源，设置于电声打击乐器的振动面的上方或下方处，其照射于所述振动面之上而形成一光斑；
一光电探测器，设置于所述光斑的光轴上，以接收来自于光斑的光束；
所述光源以出光方向与所述振动面平行的方式而设置于电声打击乐器的腔体之内，其一侧处设置有一半透半反镜，所述半透半反镜的一侧设置有一凹面反射镜，所述光源发出的光束透射过所述半透半反镜后由所述凹面反射镜反射会聚于所述振动面上而形成光斑，所述光电探测器设置于所述半透半反镜的反射方向处。
5.如权利要求4所述的用于电声打击乐器的光学传感器，其特征在于，所述光源、半透半反镜和光电探测器均设置于一侧端开口的壳体之内。
6.如权利要求4所述的用于电声打击乐器的光学传感器，其特征在于，所述凹面反射镜与所述光源的光轴成45度角而设置。
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