CN103337239A - 新结构复音触后音乐键盘 - Google Patents

Abstract

新结构复音触后音乐键盘，由琴键、X支架、橡胶膜、平衡杆、支架板、功能按钮、压力传感薄膜、加固板、主板及外壳组成，其中主板由CPU处理器、存储器、A/D转换器及高速串行接口组成。本发明的优点在于：首次在音乐键盘中采用X支架、橡胶帽和平衡杆相配合的内部结构，能达到无论按压琴键任何部位都能使琴键整体平衡下沉的效果并触发高度一致性的演奏力度数值，在保持标准演奏区域面积的前提下，取消了传统音乐键盘无演奏功能的部分，极大地减少了整琴的体积，方便随身携带。采用超低电压的节能设计，键盘内部采用特殊材料的压力传感薄膜和高速CPU处理器，配合独特的程序算法，每个琴键仅利用单一橡胶触点触发即可获得精准的力度数值和各自独立的高精度连续数值复音触后信息，相应的功能按钮可获得高精度连续数值的滑音和颤音控制信息，是唯一能够完美配合移动智能终端进行音乐演奏、创作和制作的专业型新结构复音触后音乐键盘。

Description

新结构复音触后音乐键盘

技术领域

 本发明属于乐器领域，特别涉及一种新结构复音触后音乐键盘。

背景技术

现有数码音乐键盘均沿用钢琴琴键的内部结构，采用杠杆原理，只有杠杆支撑点前端的琴键部位属于可演奏区域，杠杆支撑点后端的部位没有演奏功能，却占据了较大的空间，致使现有音乐键盘无法在保持标准演奏区域面积的前提下减少整琴的体积，不利于携带。另外，杠杆原理的特性是越靠近支撑点琴键上下运动的行程越小，所有为了让杠杆支撑点前端可演奏的部位能够获得足够的行程，则必须加大琴键头部的行程，导致无法实现超薄的琴键设计。

   现有数码音乐键盘内部必须分别使用导电橡胶触点和压力传感条来获得音乐演奏力度信息和弹奏后的按压控制（触后）信息，材料成本较高且结构复杂，灵敏度低，容易出现故障。

随着平板电脑和智能手机等移动智能终端的普及，人们对高性能便携数码音乐键盘的需求越来越多，而现有产品体积大、重量沉、性能低，无法适应用户需求的变化。

发明内容

本发明的目的是针对现有产品和技术的不足，提出的一种新结构复音触后音乐键盘，该音乐键盘不仅结构独特、性能专业，且体积小巧、重量轻，非常适合配合移动智能终端随时随地进行音乐演奏、创作和制作。

本发明所述新结构复音触后音乐键盘，由琴键、X支架、橡胶膜、平衡杆、支架板、功能按钮、压力传感薄膜、加固板、主板及外壳组成，其中主板由CPU处理器、存储器、A/D（Analog/Digital, 模拟/数字）转换器及高速串行接口组成；

所述的琴键和支架板上设置有若干卡口；所述X支架和平衡杆一端固定在琴键的卡口上，另一端固定在支架板的卡口上；所述橡胶膜上设置有对应压力传感区域且内含触点的橡胶帽，以及用于降噪和实现触后操作的若干橡胶柱；所述压力传感薄膜上设置有与橡胶帽位置相对应的压力传感区域；所述压力传感薄膜被黏贴在加固板上；所述橡胶膜被放置在压力传感薄膜上；所述功能按钮设置有对应压力传感区域的触发面；所述支架板和加固板将功能按钮、橡胶膜和压力传感薄膜夹在中间，并相互固定。

所述的CPU处理器、存储器、A/D（Analog/Digital, 模拟/数字）转换器及高速串行接口通过主板电路实现互联互通。

所述由琴键、X支架、橡胶膜（含橡胶帽）、平衡杆、支架板、压力传感薄膜、功能按钮、加固板及主板组成键盘主体安装固定在外壳上。

所述的压力传感薄膜为三层，上层传感区域印刷有半导体油墨，中间为带有透气口的隔离层，下层对应传感区域印刷有指纹形电极线路，当有压力压迫上层传感区域与下层指纹电极线路接触时，传感器会根据压力的不同输出不同的电阻值。压力传感薄膜上的传感器数量与琴键数量和功能按钮数量总和相同。

所述的高速串行接口可通过有线连接模块或无线连接模块与电脑和移动智能终端互联互通。

本发明所述的新结构复音触后音乐键盘的实现方式为：按压琴键任意部位压迫橡胶帽或按压功能按钮触发压力传感薄膜中的压力传感器，产生连续的电阻值变化，CPU通过AD转换器获取这些模拟电子信号，按照程序算法将信号转换为相应的MIDI（Musical Instrument Digital Interface，乐器数字接口标准）数据，并通过USB或蓝牙等高速串行端口发送到外部的电脑或移动智能终端上，控制电脑或移动智能终端中的音乐软件做出响应。

本发明的优点在于：首次在音乐键盘中采用X支架、橡胶帽和平衡杆相配合的内部结构，能达到无论按压琴键任何部位都能使琴键整体平衡下沉的效果并触发高度一致性的演奏力度数值，在保持标准演奏区域面积的前提下，取消了传统音乐键盘无演奏功能的部分，极大地减少了整琴的体积，方便随身携带。采用超低电压的节能设计，键盘内部采用特殊材料的压力传感薄膜和高速CPU处理器，配合独特的程序算法，每个琴键仅利用单一橡胶触点触发即可获得精准的力度数值和各自独立的高精度连续数值复音触后信息，相应的功能按钮可获得高精度连续数值的滑音和颤音控制信息，是唯一能够完美配合移动智能终端进行音乐演奏、创作和制作的专业型新结构复音触后音乐键盘。

附图说明

图1 本发明所述的一种新结构复音触后音乐键盘。

具体实施方式

如图1所示的新结构复音触后音乐键盘，由琴键、X支架、橡胶膜（含橡胶帽）、平衡杆、支架板、功能按钮、压力传感薄膜、加固板、主板及外壳组成，其中主板由CPU处理器、存储器、A/D（Analog/Digital, 模拟/数字）转换器及高速串行接口组成；

所述的琴键和支架板上设置有若干卡口；所述X支架和平衡杆一端固定在琴键的卡口上，另一端固定在支架板的卡口上；所述橡胶膜上设置有对应压力传感区域且内含触点的橡胶帽，以及用于降噪和实现触后操作的若干橡胶柱；所述压力传感薄膜上设置有与橡胶帽位置相对应的压力传感区域；所述压力传感薄膜被黏贴在加固板上；所述橡胶膜被放置在压力传感薄膜上；所述功能按钮设置有对应压力传感区域的触发面；所述支架板和加固板将功能按钮、橡胶膜和压力传感薄膜夹在中间，并相互固定。

所述的CPU处理器、存储器、A/D（Analog/Digital, 模拟/数字）转换器及高速串行接口通过主板电路实现互联互通；

所述由琴键、X支架、橡胶膜（含橡胶帽）、平衡杆、支架板、压力传感薄膜、功能按钮、加固板及主板组成键盘主体安装固定在外壳上。

所述的压力传感薄膜为三层，上层传感区域印刷有半导体油墨，中间为带有透气口的隔离层，下层对应传感区域印刷有指纹形电极线路，当有压力压迫上层传感区域与下层指纹电极线路接触时，传感器会根据压力的不同输出不同的电阻值。压力传感薄膜上的传感器数量与琴键数量和功能按钮数量总和相同。

所述的高速串行接口可通过有线连接模块或无线连接模块与电脑和移动智能终端互联互通，兼容USB MIDI协议和蓝牙协议等规范，可通过USB或标准转换接口、蓝牙、WiFi或其它网络接口与任意平板电脑、智能移动终端和PC电脑连接使用。

本发明所述新结构复音触后音乐键盘的造型为专有设计，琴键外形尺寸与传统音乐键盘相同，琴键数量根据实际需要设定。传统音乐键盘按照与钢琴键盘相同的十二平均律方式排列，每个八度为一组，每组包含7个白色琴键（C D E F G A B）和5个黑色琴键（#C #D #F #G #A）。根据产品设计需求，每个音乐键盘产品会包含若干组琴键，以便满足演奏不同的音高和音区的需求。

本发明所述的新结构复音触后音乐键盘的工作原理及实现方式为：按压琴键任意部位压迫橡胶帽或按压功能按钮触发压力传感薄膜中的压力传感器，产生连续的电阻值变化，CPU通过AD转换器获取这些电子信号，按照程序算法将信号转换为相应的MIDI（Musical Instrument Digital Interface，乐器数字接口标准）数据，并通过USB或蓝牙等高速串行端口发送到外部的电脑或移动智能终端上，控制电脑或移动智能终端中的音乐软件做出响应。

演奏音符：根据MIDI协议的规定，每个琴键都具有不同的音高，当弹奏琴键时，根据弹奏的力度大小，会发送不同音高和力度的音符开关数据（Note On/Off），使被演奏的音符的声音也会有对应的大小变化。MIDI用128个数值来表示128个不同音高的音符，其中音符开信息为（Note On）（Hex）：90 kk rr，90=音符开，kk=音高（琴键位置），rr=演奏力度。

复音触后的实现方式为：当下压琴键并不断改变下压力度，会发送一系列连续变化的复音触后信息，被演奏的音色会根据这些信息做出预设的声音变化，例如亮度，泛音，颤音等等（具体效果由接收端的设置来决定），而每个琴键都具有自己独立的触后信息被发送。复音触后信息为（Polyphonic Aftertouch）（Hex）：A0 kk rr，A0=复音触后，kk=音高（琴键位置），rr=压力值

八度转换：当八度按钮被按下时，所有琴键将向高或低整体按照八度为单位进行移动，从而用有限的琴键可以演奏到更多音高的音符。

颤音：当颤音按钮被按下时，将会发送一系列连续变化的颤音信息，被演奏的音符会根据这些信息做出颤音效果（快速微小的音高变化）。颤音信息为（Modulation）（Hex）：B0 01 rr，B0=控制器，01=颤音，rr=颤音幅度。

弯音：当弯音按钮被按下时，将会发送一系列连续变化的弯音信息，被演奏的音符会根据这些信息做出圆滑的音高变化效果。弯音信息（Pitch wheel）（Hex）：E0 xx yy，E0=弯音，xx yy=弯音变化幅度。

延音：当延音按钮被按下时，将会发送一个延音打开信息，被演奏的音符声音会被延长，直至延音按钮被抬起。延音信息为（Sustain）（Hex）：B0 40 rr，B0=控制器，40=延音，rr=延音开关值。

Claims (4)

1.新结构复音触后音乐键盘，由琴键、X支架、橡胶膜、平衡杆、支架板、功能按钮、压力传感薄膜、加固板、主板及外壳组成，其中主板由CPU处理器、存储器、A/D转换器及高速串行接口组成；

所述的琴键和支架板上设置有若干卡口；所述X支架和平衡杆一端固定在琴键的卡口上，另一端固定在支架板的卡口上；所述橡胶膜上设置有对应压力传感区域且内含触点的橡胶帽，以及用于降噪和实现触后操作的若干橡胶柱；所述压力传感薄膜上设置有与橡胶帽位置相对应的压力传感区域；所述压力传感薄膜被黏贴在加固板上；所述橡胶膜被放置在压力传感薄膜上；所述功能按钮设置有对应压力传感区域的触发面；所述支架板和加固板将功能按钮、橡胶膜和压力传感薄膜夹在中间，并相互固定；

所述的CPU处理器、存储器、A/D转换器及高速串行接口通过主板电路实现互联互通；

所述由琴键、X支架、橡胶膜、平衡杆、支架板、压力传感薄膜、功能按钮、加固板及主板组成键盘主体安装固定在外壳上。

2.如权利要求1所述的新结构复音触后音乐键盘，其特征在于：所述的压力传感薄膜为三层，上层传感区域印刷有半导体油墨，中间为带有透气口的隔离层，下层对应传感区域印刷有指纹形电极线路，当有压力压迫上层传感区域与下层指纹电极线路接触时，传感器会根据压力的不同输出不同的电阻值。

3.如权利要求1所述的新结构复音触后音乐键盘，其特征在于：所述的高速串行接口可通过有线连接模块或无线连接模块与电脑和移动智能终端互联互通。

4.如权利要求1所述的新结构复音触后音乐键盘，其特征在于：所述压力传感薄膜上的传感器数量与琴键数量和功能按钮数量总和相同。

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