CN113192476A - 一种电子乐器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子乐器。该电子乐器包括：一个或多个触发区，其中每个触发区包括各自的由一个或多个电容构成的第一电路，并且配置成在受到触发时所述触发区产生变化的电容值；传感器，其配置用于接收并处理所述变化的电容值，以便输出与所述变化的电容值对应的电信号；存储单元，其配置用于存储音源数据；发声单元，其配置用于输出与音源数据对应的声音信号；以及控制器，其配置用于：接收并处理所述传感器输出的电信号，并且根据所述电信号控制发声单元输出与所述音源数据对应的声音信号。基于本发明方案设计的电子乐器可以实现传统乐器的电子化和小型化，其具有经久耐用、价格低廉和易于装配等优点。

Description

一种电子乐器

技术领域

本发明一般地涉及音乐器材领域。更具体地，本发明涉及一种电子乐器。

背景技术

传统乐器通常利用振动材料进行发声，由于有些振动材料选自于珍贵的木材，因此造成乐器整体成本较高。同时，由于传统乐器通常都设置共鸣箱体以便对声音进行放大处理，从而使得传统乐器的体积偏大而不方便携带。另外，传统乐器在生产加工的过程中不环保，制作工艺复杂并且受制于自然材料的供给。

进一步，传统的乐器和现有的电子乐器(例如琴类乐器)，通常采用机械式按键和电阻式触摸按键。这些按键具有诸多缺点，例如其不仅结构复杂、造价较高，而且使用寿命短，同时还不具有防水和防污的功能。另外，现有的电子乐器通过对琴键的敲击来控制电路开关的导通而产生与琴声相关的电信号，进而根据该电信号产生声音信号。基于这种工作原理的电子乐器通常灵敏度较低，因此影响了演奏者的演奏效果。

此外，在实际演奏中，通常需要演奏不同类型的电子乐器，例如根据演奏场景的不同而选择演奏木琴、颤音琴、马林巴琴、电子琴、电子鼓和铜锣等。如果同时携带上述这些乐器，则整体体积庞大，不方便携带。进一步地，现有的电子乐器功能比较单一并且对外接口较少，不能根据演奏需求而方便地升级为不同类型的电子乐器，因此不能满足演奏者对电子乐器的多种功能需求。

发明内容

为至少解决上述背景技术中的一个或多个问题，本发明提供了一种电子乐器。该电子乐器将来自外部的触发所引起的电容值的变化转换成电信号，进而根据该电信号输出对应的声音信号，从而实现对该电子乐器的演奏。另外，本发明的电子乐器通过灵活地设置不同的触发区，从而方便地实现了多种类型的电子乐器。

具体地，本发明公开了一种电子乐器。该电子乐器包括一个或多个触发区，其中每个触发区包括各自的由一个或多个电容构成的第一电路，并且配置成在受到触发时所述触发区产生变化的电容值；传感器，其配置用于接收并处理所述变化的电容值，以便输出与所述变化的电容值对应的电信号；存储单元，其配置用于存储与所述每个触发区对应的音源数据；发声单元，其配置用于输出与所述音源数据对应的声音信号；以及控制器，其配置用于：接收并处理所述传感器输出的电信号，以便确定与所述电信号关联的触发区；从所述存储单元获取与所述触发区对应的音源数据；以及控制所述发声单元输出与所述音源数据对应的声音信号。

在一个实施例中，本发明的电子乐器还包括控制面板，其与所述控制器电气连接，并且配置用于通过所述控制器实现对多种电子乐器进行设置。

在另一个实施例中，所述触发区布置成击打区和/或按键区，以便根据所述控制面板的设置实现对多种电子乐器进行演奏。

在又一个实施例中，所述触发包括接触式触发和/或非接触式触发，其中所述接触式触发包括对所述多个触发区的一个和/或多个执行击打和/或按压所引起的触发。

在一个实施例中，所述音源数据包括针对于多种电子乐器中每个的音源数据，所述控制器还配置用于：根据预期的至少一种电子乐器来配置所述触发区，以便在所述触发区触发时，输出与预期的电子乐器关联的音源数据的声音信号。

在另一个实施例中，本发明的电子乐器还包括触发件，其用于对所述多个触发区进行触发，以便使受到触发的触发区产生所述变化的电容值。

在又一个实施例中，所述触发件包括：第二电路，其包括由一个或多个电容构成的电路，以便在所述触发件对触发区进行触发时，使受到触发的所述触发区产生所述变化的电容值。

在一个实施例中，所述控制器包括：处理单元，其配置用于处理所述传感器输出的所述电信号；以及微控制单元，其配置用于根据所述电信号从所述存储单元获取与所述电信号关联的音源数据，并且控制所述发声单元输出与所述音源数据对应的所述声音信号。

在另一个实施例中，所述存储单元包括：IC音源存储器，其配置用于存储与所述每个触发区对应的音源数据，以便根据所述微控制单元的指令向所述发声单元发送所述音源数据；以及程序存储器，其配置用于存储控制所述电子乐器的程序，以便所述微控制单元通过调取并执行所述程序来实现对所述电子乐器的控制。

在又一个实施例中，所述多个触发区由柔性电路板制成，其中所述柔性电路板为一整块电路板或由多个子电路板拼接而成。

基于上述的实施例，本发明的电子乐器还可以将触发区通过接插件的形式布置于柔性电路板上，并且通过卷曲所述柔性电路板，使得所述电子乐器的体积减小，从而方便运输和携带。此外，本发明的电子乐器可以通过采用价格较低的金属材料或者复合材料等制成，因此较好地解决了传统乐器选材受限且价格昂贵的问题。同时，本发明的电子乐器还可以采用蓝牙等无线模块与外部设备进行通信，并且还设置有多功能面板，从而使得本发明的电子乐器的体积进一步减小和方便演奏者演奏。另外，本发明的电子乐器还具有音色好、演奏手感好、抗干扰能力强以及外部接口多等优点，从而满足不同的演奏者对乐器的多种使用需求。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，可以更好地理解本发明的上述特征，并且其众多目的、特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图，其中:

图1是示出根据本发明实施例的电子乐器的组成示意框图；

图2是示出根据本发明实施例的电子乐器的演奏面板的结构示意图；

图3是示出根据本发明实施例的电子乐器的另一种演奏面板的结构示意图；

图4是示出根据本发明实施例的电子乐器的结构示意图；

图5是示出根据本发明实施例的电子乐器的触发区工作原理图；

图6是示出根据本发明实施例的电子乐器的组成原理框图；以及

图7是示出根据本发明实施例的音源存储器的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是示出根据本发明实施例的电子乐器100的组成示意框图。

如图1所示，本发明的电子乐器100可以包括一个或多个触发区110、一个或多个传感器120、存储单元130、发声单元140和控制器150。进一步，每个触发区可以包括各自的由一个或多个电容以及其他电子元器件构成的第一电路。基于上述配置，当该触发区被触发时，其第一电路可以产生变化的电容值。进一步，传感器接收并处理该变化的电容值，以便输出与所述变化的电容值对应的电信号。

在一个实施例中，本发明的电子乐器的存储单元配置用于存储与每个触发区对应的音源数据和用于实现电子乐器各种功能的程序。当演奏电子乐器时，控制器接收并处理传感器输出的电信号，以便确定与该电信号关联的触发区的位置。进一步地，控制器从存储单元获取与已经确定的触发区对应的音源数据，从而控制发声单元输出与所述音源数据对应的声音信号。最终，电子乐器可以通过扬声器将声音信号进行播放，从而实现对电子乐器的演奏。

在一个实施例中，上述的对本发明的电子乐器的多个触发区进行触发可以包括接触式触发和/或非接触式触发，其中所述接触式触发可以包括对多个触发区的一个和/或多个执行击打和/或按压所引起的触发。具体地，根据应用场景的不同，所述多个触发区可以配置成多种不同乐器的接触式触发区。例如可以将触发区设置成电子琴的琴键按压区，还可以将触发区设置成木琴、颤音琴、马林巴琴、电子鼓(例如非洲鼓和手鼓等)和铜锣中的一种或多种电子乐器的敲击区。当演奏上述乐器时，可以通过敲击器具、人手或者人体其他部位对触发区进行敲击、击打或者按压，从而实现对多种不同电子乐器的触发区进行接触式触发。

另外，根据乐器种类或者演奏场景的不同，还可以将对触发区的触发设置成非接触式触发。例如可以通过内部包括由一个或多个电容组成的第二电路的触发件敲击触发区，以便与触发区的第一电路进行交互。当触发件靠近触发区时(并不需要接触)，即可以触发该触发区，从而引起该触发区电容值的变化。与上述对多个触发区进行设置以便实现多种电子乐器相对应地，所述音源数据可以包括针对于多种乐器中每个的音源数据。在这种情况下，所述控制器还配置用于：根据预期的至少一种乐器来配置触发区，以便在触发区被触发时，输出与预期的电子乐器关联的声音信号。

图2是示出根据本发明实施例的电子乐器的演奏面板200的结构示意图。

如图2所示，根据应用场景的不同，本发明的电子乐器的演奏面板可以布置成电子鼓演奏面板，其可以包括多个触发区201。进一步地，根据演奏需求，可以将触发区设置成如图2所示的大鼓、军鼓、低通鼓和点镲等击打区，以便当鼓槌敲击上述触发区时发出大鼓、军鼓、低通鼓和点镲等相应的声音，从而实现电子鼓的演奏功能。

图3是示出根据本发明实施例的电子乐器的另一种演奏面板300的结构示意图。可以理解的是，图3中所示的演奏面板布局只是示意性地，在实际应用中，可以根据所实现的电子乐器的不同而布置成不同数量的按键或者打击键，并且在其上标注相应的标识。

如图3所示，根据应用场景的不同，本发明的电子乐器通过布置琴键可以成为电子琴或者是木琴、颤音琴、马林巴琴等打击琴中的一种或多种。上述电子琴或者打击琴的演奏面板可以包括多个琴键301，其中每个琴键可以对应一个触发区，并且该触发区可以紧贴布置于琴键的下方。

进一步，根据演奏需求，所述多个琴键可以是由复合材料制成并且可以布置成两排，其中第一排可以设置为半音区，如图3所示的由音符编号#C、#D、#F、#G和#A所组成的上排；而第二排可以设置为全音区，如图3所示的由音符编号C、D、E、F、G、A和B所组成的下排。在演奏过程中，当手动按压或者利用琴槌敲击上述琴键时发出相应的琴声，从而实现电子琴、木琴、颤音琴或者马林巴琴中至少一种的演奏功能。

进一步地，上述多个琴键可以由可弯曲电路板制成或者将多个触发区布置于可弯曲电路板302上，其中所述可弯曲电路板可以为一整块电路板或可以由多个子电路板拼接而成。优选地，所述可弯曲电路板例如可以是柔性电路板或者薄膜电路板，其具有配线密度高、重量轻、可靠性高以及弯折性能好等优点。特别地，当可弯曲电路板由多个子电路板拼接而成时，其可以包括一个或多个键盘模块和接口303，从而实现与其他子电路板拼接或者与琴体进行连接。

在一些应用场景中，所述多个键盘模块可以采用机械式连接的方式，例如卡接或者插拔的方式，与其他子电路板拼接或者与琴体进行连接。基于上述设计，当本发明的电子乐器需要搬运时，可以将可弯曲电路板从琴体上拔出，并且折叠使其卷曲，从而减小了体积，方便运输和携带。

图4是示出根据本发明实施例的电子乐器400的结构示意图。进一步，为了更好地显示本发明的电子乐器400的结构，将图4分成上下两幅图，其中上图显示电子乐器各组成部分的位置关系，下图为电子乐器的爆炸图。

如图4所示，本发明的电子乐器可以包括琴键401、触发区402、触发件403、琴体404、主板405、传感器406、控制器407、存储单元408和发声单元409。进一步，所述琴键的数量和布局可以根据电子乐器的类型进行配置，并且其可以由热塑性聚氨酯弹性体橡胶板(TPU)或者木板等材质制成，其中由TPU板制成的琴键具有强度高、韧性好、耐磨和耐老化等特性。

在一个实施例中，图4中的触发区可以布置于琴键的下部，并且每个触发区包括各自的由一个或多个电容构成的第一电路。当触发区受到触发时，第一电路可以产生变化的电容值。进一步，所述第一电路与主板电气连接，以便第一电路将变化的电容值输出到主板进行处理。

在另一个实施例中，所述传感器可以布置于主板上，并且用于接收和处理第一电路输出的变化的电容值，以便输出与该变化的电容值对应的电信号。具体地，所述传感器例如可以包括由ASIC(“Application Specific Integrated Circuit”)芯片或者PSoC(“Programmable System on chip”，可编程片上系统)芯片组成的电路，并且采用软件和硬件相结合的设计方式，以便实现对第一电路输出的电容值进行感应和检测。进一步，当传感器检测到电容值的变化后，针对每一电容值向控制器输出与其对应的电信号。基于上述设计的电容传感器具有低成本、设计灵活和易于扩展的优点，从而可以针对本发明的电子乐器进行大批量应用和推广。

在一个实施例中，所述触发件可以包括第二电路，以便在所述触发件对触发区进行触发时，使受到触发的该触发区产生变化的电容值。进一步地，所述触发件可以包括由一个或多个电容构成的电路，其可以布置于图4所示的琴槌(即触发件403)圆头部。当第一电路和第二电路通电时，其内部的电容分别具有不同的电容值。当演奏乐器时，演奏者利用琴槌敲击琴键，进而触发相应琴键下部的触发区，从而使得该触发区的电容值产生变化。接下来，传感器接收并处理该变化的电容值并输出对应的电信号。进一步，控制器通过该电信号计算获得该触发区所在的位置，进而调取音源存储器中的音源数据，使得发声单元输出与该音源数据对应的声音信号。

在一个实施例中，本发明的电子乐器还可以包括琴体。所述琴体可以是一个空腔结构，其可以由金属或者复合材料制成，并且其表面可以布置有多个琴键，以便组成不同种类的电子乐器。进一步地，所述琴体可以包括腔体，其内可以容纳有主板和发声单元。在一个应用场景中，所述腔体还可以容纳有电源模块以及其他附属电路板件或模块。另外，在所述琴体的外表面还可以布置有控制面板和各种对外传输接口，以方便演奏者进行操控和演奏。

进一步，在所述主板上可以布置有控制器和/或音源存储器以及其他电子元器件，其中所述音源存储器配置用于存储与琴键关联的音源数据。所述控制器可以包括处理单元和微控制单元，其中，处理单元配置用于处理传感器输出的电信号；微控制单元配置用于根据所述电信号从音源存储器获取与触发区关联的音源数据，以便控制发声单元输出与所述音源数据对应的声音信号。在演奏过程中，首先，控制器根据触发区变化的电容值从传感器接收并处理电信号。接着，根据该电信号从音源存储器获取与其关联的音源数据。最终，控制发声单元输出与音源数据对应的琴音信号，从而实现对电子乐器的演奏。

在一个实施例中，上述的音源存储器可以配置用于存储与所述多个触发区关联的音源数据。在一个应用场景中，所述音源数据例如可以包括与至少一种电子乐器的音色和/或声效相关的数据。根据本发明的方案，所述至少一种电子乐器可以包括但不限于木琴、颤音琴、马林巴琴、电子琴、电子鼓和铜锣等多种乐器中的一种或多种。进一步，本发明的电子乐器可以根据音源数据的不同和触发区数量的不同设置而呈现出与现有的多种电子乐器相同的演奏效果。

在一个实施例中，上述的发声单元可以配置用于输出与所述音源数据对应的琴音信号。在一个应用场景中，所述发声单元可以是包括功率放大器的扬声器，以便将所述琴音信号经过放大并通过声音的形式进行播放。

图5是示出根据本发明实施例的电子乐器的触发区500工作原理图。

如图5所示，本发明的电子乐器的触发区500可以包括由感应电容C_p和电阻R_t组成的第一电路。根据电容理论，任何两个导电的物体之间都存在着感应电容，一个按键即一个焊盘与大地也可以构成一个感应电容C_p。在周围环境不变的情况下，该感应电容值是固定不变的微小值。当人手按下时，人手与大地之间感应出一个电容C_t，该电容C_t与第一电路的C_p并联，使得感应电极上的电容值增加。进一步，控制器501通过检测上述电容值的变化即可检测到按键的位置和状态。

在一个实施例中，上述的感应电极可以直接在PCB板上绘制成按键、滚轮或滑动条的应用样式，也可以做成弹簧件插在PCB板上。进一步地，上述按键可以对应于图5中的按键502，该按键可以由绝缘材料(例如玻璃或塑料等)制成，从而避免了人体直接接触金属带电体所带来的安全隐患。该按键即使带手套也可以使用，并且不受天气干燥和潮湿所引起的人体电阻变化等影响，从而使用更加方便。另外，通过在按键上布置钢化玻璃、聚碳酸酯、聚酯或腈纶材料的覆盖层，还可以实现流线型的按键设计，从而增加了按键的触碰手感并且使得按键方便清理。

将上述按键应用于本发明的电子乐器，可以将其紧贴布置于触发区的上部，由于该按键没有任何机械部件，因此具有磨损小，寿命长的优点，从而减少了后期维护成本。进一步，当按键采用绝缘材料时，很容易制成与周围环境相密封的电子乐器键盘。另外，采用这种按键的电子乐器，还具有外型美观、时尚、不褪色、不变形并且经久耐用的优点，从根本上解决了各种机械或金属键盘无法达到的效果。

图6是示出根据本发明实施例的电子乐器600的组成原理框图。可以理解的是，图6所示的电子乐器600是图1所示的电子乐器100的一种示例性实施方式，其包括更多的实施细节。因此，上文中关于电子乐器100的描述同样也适用于电子乐器600的方案，并且相同的内容不再赘述。

如图6所示，本发明的电子乐器600可以包括触发区601、传感器602、A/D转换模块603、滤波模块604、主控单元605、IC音源存储器606、数据存储器607、功率放大器608、扬声器609、蓝牙模块610、光纤模块611和MIDI接口612。

在一个实施例中，所述A/D转换模块可以包括A/D转换芯片及其附属电路，其配置用于将传感器输出的模拟电信号转换为数字电信号并且向控制器进行输出。具体来说，A/D转换的作用是将时间和幅值连续的模拟信号转换为时间和幅值均离散的数字信号。通常A/D转换需要经过取样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中，前述过程中的某些过程可以合并进行，例如量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。

在一个实施例中，所述滤波模块可以包括滤波器及其附属电路，其配置用于对数字电信号进行滤波，并且将滤波后的数字电信号发送到主控单元。在演奏电子乐器的过程中，由于电子元器件的电气特性，在电路中可能会产生低频或高频的干扰信号，这些干扰信号可能会影响与敲击琴键有关的有用信号的接收。因此，可以将A/D转换模块输出的数字电信号经过例如由电阻和电容组成的滤波器进行处理，以便对其中的干扰信号进行滤除，确保有用信号的正常接收。

在一个实施例中，本发明的存储器可以包括IC音源存储器和数据存储器。其中所述IC音源存储器配置用于存储与多个触发区关联的音源数据，所述音源数据包括但不限于与木琴、颤音琴、马林巴琴、电子琴、电子鼓和铜锣中的一种或多种琴的音色和/或声效相关的数据。下面结合图7简要描述IC音源存储器的内部结构。

图7是示出根据本发明实施例的IC音源存储器700的内部结构示意图。如图7所示，所述IC音源存储器存储有音源数据[0]～音源数据[n]的波形数据，其中音源数据[0]是最低音的波形数据，音源数据[n]是最高音的波形数据，其中n值的大小取决于琴键数量的多少。当以相同波长数的量存储音源数据时，由于低音的波长更长，因此相比于与较高的音符编号对应的音源数据，与较低的音符编号对应的音源数据的数据更长，因此其在IC音源存储器中占用的存储空间更大。在一个实施例中，所述音源数据可以与图3所示的琴键一一对应，例如音源数据[0]可以对应于图3中所示的琴键的音符编号C，音源数据[1]可以对应于例如图3中所示的琴键的音符编号D等。

在一个实施例中，所述数据存储器可以配置用于存储与控制电子乐器相关模块和单元的与运行相关的程序和数据，还可以用于存储与演奏相关的其他音乐数据。所述数据存储器与主控单元可以通过总线连接，其可以包括多组音源存储器，并且每一组音源存储器与主控单元可以通过总线连接。

在一个实施例中，本发明的主控单元可以包括微控制单元(“MCU”)和处理单元，其中所述MCU用于接收并处理所述多个触发区发送来的信号，从而区分和定位所述触发区。所述处理单元例如可以采用数字信号处理器(“DSP”)来实现。DSP是适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。对于本发明来说，采用DSP作为处理单元，可以实时快速地处理音频信号。具体地，首先，DSP接收来自于所述触发区输出并经过A/D转换、滤波和MCU处理之后的数字电信号。接着，DSP从IC音源存储器中获取与该数字电信号关联的音源数据。最终，DSP将音源数据发送给发声单元以便输出与音源数据相对应的声音信号。

在一个实施例中，所述功率放大器可以由三部分组成：前置放大电路、驱动放大电路和末级功率放大电路。所述前置放大电路配置用于阻抗匹配，其具有输入阻抗高和输出阻抗低的优点，因此可以以尽量小的数据损失来接收并发送音源数据的电流信号。所述驱动放大电路配置用于将前置放大电路送来的电流信号进一步放大成中等功率的信号，以便驱动末级功率放大电路正常工作。所述末级功率放大电路在功率放大器中起到关键作用，其配置用于将驱动放大电路送来的电流信号放大成大功率信号，以便带动扬声器进行声音的播放。基于末级功率放大电路的重要作用，其技术指标决定了整个功率放大器的技术指标。

在一个实施例中，所述扬声器可以包括磁铁、框架、定心支片和振模折环锥型纸盆等部件。替代地，所述扬声器还可以包括上述的功率放大器。扬声器俗称“喇叭”，其是一种把电信号转变为声音信号的换能器件。在扬声器工作过程中，音频电能信号通过电磁、压电或静电效应，引起扬声器的纸盆或膜片产生振动并与周围的空气产生共振(共鸣)而发出声音。可选地，所述扬声器还可以布置于本发明的电子乐器的外部，其可以通过蓝牙等无线通信技术与本发明的电子乐器进行无线连接。

在一个实施例中，本发明的电子乐器还可以包括传输接口，其配置用于使得电子乐器与外部设备交互，以提供电子乐器的扩展功能。进一步，所述传输接口可以包括有线传输接口和/或无线传输接口，以便提供与外部设备的有线和/或无线连接。作为一个具体的实施式，所述有线传输接口根据需要例如可以是音乐设备数字接口(“Musical InstrumentDigital Interface”，简称MIDI)、通用I/O(“General-purpose input/output”，简称GPIO)接口、高速串行计算机扩展总线(“Peripheral Component Interconnect Express”，简称PCIE)接口、串行外设接口(“Serial Peripheral Interface”，简称SPI)和光纤接口等接口的一个或者多个。

进一步，所述有线传输接口可以与主控单元电连接，进而实现电子乐器与外部设备(例如服务器、计算机或者其他乐器)之间的数据传输。在一个实施例中，当有线传输接口为标准PCIE接口时，待处理的数据由主控单元通过标准PCIE接口传递至计算机，进而实现通过计算机对本发明的电子乐器输出的音频信号进行控制和编辑等操作。

在另一个实施例中，所述有线传输接口还可以是MIDI接口。MIDI是一种数字音乐的标准，其为电子乐器等演奏装置定义各种音符或弹奏码，并且容许电子乐器、电脑或其它的演奏设备彼此连接、调节和同步，以便实现各乐器和设备之间实时交换演奏资料。在一个实施例中，所述MIDI接口配置用于本发明的电子乐器与具有MIDI接口的乐器之间进行数据通信，从而实现多种电子乐器之间的联合演奏。

在又一个实施例中，所述有线传输接口还可以是包括光模块的光纤接口，其配置用于本发明的电子乐器与外部设备之间的数据传输。进一步，所述光模块可以包括光发射模块和光接收模块。在一个应用场景中，一方面，本发明的电子乐器的主控单元发送来的电信号经过光发射模块内部的驱动芯片处理，进而驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出相应速率的调制光信号，并且将该光信号耦合进光纤中，以便通过光纤传输给外部设备。另一方面，外部设备发送来的光信号经过光接收模块内部的光探测二极管和放大器处理，从而输出相应码率的电信号，并且将该电信号传送给主控单元。本发明的电子乐器与外部设备之间通过光信号进行数据传输，不但能有效克服电信号传输衰减大的缺点，而且数据传输速度更快、抗干扰能力更强，从而提高了本发明的电子乐器的性能。

在另一个实施例中，根据需要，所述无线传输接口例如可以是蓝牙接口、红外接口和WIFI接口等接口中的一个或者多个。所述无线传输接口通过无线的方式与主控单元连接，进而实现本发明的电子乐器与外部设备(例如服务器、计算机或者其他乐器)之间的数据传输。在一个实施例中，所述无线传输接口例如可以是包括蓝牙模块的蓝牙接口。该蓝牙接口可以用于连接本发明的电子乐器与外置扬声器，其中在本发明的电子乐器与扬声器内均可以设置有蓝牙模块，以便可以根据现场演奏的需要，方便灵活地摆放外置扬声器的位置。

在一个实施例中，本发明的电子乐器还可以包括控制面板，所述控制面板通过线位接口与控制器连接，并且配置用于通过控制器实现对多种电子乐器进行设置。在一个实施例中，所述控制面板例如可以包括显示屏幕、不同种乐器的切换按键、音量和音色按键等功能模块。所述显示屏幕配置用于显示当前电子乐器的演奏状态。所述不同种乐器的切换按键可以用于选择木琴、马林巴琴、颤音琴、电子琴、电子鼓或铜锣等不同种类乐器的演奏模式。所述音量按键与功率放大器连接，以便配置用于控制所述乐器输出声音的大小。特别地，所述控制面板的控制按键下部也可以设置成一个或多一个触发区，其中每个触发区包括各自的由一个或多个电容构成的第三电路，并且配置成在受到触发时所述触发区产生变化的电容值。

在一个实施例中，本发明的电子乐器还可以包括电源模块，所述电源模块可以通过多种方式实现对电子乐器进行供电。例如可以但不限于通过外接市电并且电源模块内部设置变压单元的方式对本发明的电子乐器进行供电；还可以通过设置电源适配器对所述电子乐器进行供电。另外，还可以通过在琴体上设置电池盒，并且通过干电池对本发明的电子乐器进行供电。

下面以马林巴琴为例并结合附图1～7对本发明的电子乐器的工作原理进行详细地描述。

当演奏者需要利用本发明的电子乐器作为马林巴琴使用时，首先，可以在桌面上打开并平铺可弯曲电路板。接着，将多块可弯曲电路板与琴体进行拼装，以便组成61键的马林巴琴。在硬件连接完成后，演奏者需要在控制面板上通过按键的方式将本发明的电子乐器设置为马林巴琴。

演奏开始，演奏者利用琴槌敲击琴键，例如敲击音符编号C所代表的琴键。由于琴槌靠近触发区，使得触发区的第一电路与琴槌内部的第二电路重新组合成新的电路。进一步，传感器感应并检测该新的电路中的电容值，该电容值经过传感器处理之后向控制器发送相对应的电信号。随后，控制器接收并处理该电信号，以便对触发区进行区分和定位。

接着，A/D转换模块接收到触发区发送来的模拟电信号，在经过取样、量化和编码等一系列处理之后，将所述模拟电信号转变为数字电信号。然后，该数字电信号经过滤波模块处理，以便对其中的高频和低频干扰信号进行有效地滤除。之后，控制器在IC音源存储器中进行查表以便获取与音源编号C的琴键相关联的音源数据[0]，并且将该音源数据[0]向功率放大器输出。

随后，功率放大器将其所接收到的音源数据[0]信号经过前置放大电路、驱动放大电路以及末级功率放大电路分别依次处理，最终将音源数据[0]的信号进行放大。经过放大之后的音源数据[0]的信号可以通过有线或无线的方式传送给扬声器进行播放。最终，收听者收听到敲击音源编号C的琴键所发出的声音。特别地，如果演奏者需要将本发明的电子乐器连接电脑或其他的电子乐器，以便通过APP软件进行音乐学习或者联合演奏时，则可以通过蓝牙模块或者MIDI接口与上述设备进行连接。

应当理解，本发明的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本发明。如在本发明说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本发明说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

虽然本发明的实施方式如上，但所述内容只是为便于理解本发明而采用的实施例，并非用以限定本发明的范围和应用场景。任何本发明所述技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电子乐器，包括：

一个或多个触发区，其中每个触发区包括各自的由一个或多个电容构成的第一电路，并且配置成在受到触发时所述触发区产生变化的电容值；

传感器，其配置用于接收并处理所述变化的电容值，以便输出与所述变化的电容值对应的电信号；

存储单元，其配置用于存储与所述每个触发区对应的音源数据；

发声单元，其配置用于输出与所述音源数据对应的声音信号；以及

控制器，其配置用于：

接收并处理所述传感器输出的电信号，以便确定与所述电信号关联的触发区；

从所述存储单元获取与所述触发区对应的音源数据；以及

控制所述发声单元输出与所述音源数据对应的声音信号。

2.根据权利要求1所述的电子乐器，还包括控制面板，其与所述控制器电气连接，并且配置用于通过所述控制器实现对多种电子乐器进行设置。

3.根据权利要求1所述的电子乐器，其中所述触发区布置成击打区和/或按键区，以便根据所述控制面板的设置实现对多种电子乐器进行演奏。

4.根据权利要求3所述的电子乐器，其中所述触发包括接触式触发和/或非接触式触发，其中所述接触式触发包括对所述多个触发区的一个和/或多个执行击打和/或按压所引起的触发。

5.根据权利要求1所述的电子乐器，其中所述音源数据包括针对于多种电子乐器中每个的音源数据，所述控制器还配置用于：

根据预期的至少一种电子乐器来配置所述触发区，以便在所述触发区触发时，输出与预期的电子乐器关联的音源数据的声音信号。

6.根据权利要求1所述的电子乐器，还包括触发件，其用于对所述多个触发区进行触发，以便使受到触发的触发区产生所述变化的电容值。

7.根据权利要求6所述的电子乐器，其中所述触发件包括：

第二电路，其包括由一个或多个电容构成的电路，以便在所述触发件对触发区进行触发时，使受到触发的所述触发区产生所述变化的电容值。

8.根据权利要求1所述的电子乐器，其中所述控制器包括：

处理单元，其配置用于处理所述传感器输出的所述电信号；以及

微控制单元，其配置用于根据所述电信号从所述存储单元获取与所述电信号关联的音源数据，并且控制所述发声单元输出与所述音源数据对应的所述声音信号。

9.根据权利要求8所述的电子乐器，其中所述存储单元包括：

IC音源存储器，其配置用于存储与所述每个触发区对应的音源数据，以便根据所述微控制单元的指令向所述发声单元发送所述音源数据；以及

程序存储器，其配置用于存储控制所述电子乐器的程序，以便所述微控制单元通过调取并执行所述程序来实现对所述电子乐器的控制。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的电子乐器，其中所述多个触发区由柔性电路板制成，并且所述柔性电路板为一整块电路板或由多个子电路板拼接而成。

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