CN204178697U - 一种键盘类乐器琴键的动态图像检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种键盘类乐器琴键的动态图像检测装置，包括检测机构、发射机构、控制器、180度转动轴、第一纵向支架、第二纵向支架、横向支架和两个钢琴吸盘；第一纵向支架和第二纵向支架通过180度转动轴相连；第一纵向支架上安装检测机构和发射机构，发射机构位于近180度转动轴端；横向支架中部开有连接孔，第二纵向支架插入横向支架的连接孔中，与横向支架固定连接；横向支架的两端设有两个钢琴吸盘，两个钢琴吸盘吸附在钢琴共鸣箱的前面板上；本实用新型利用唯一的投射光源及唯一的图像采集器，实现设备结构简单化；在键盘乐器上配置及使用该装置，不需要对乐器进行改装，也不需要与琴键及联动部件接触，安装简单并可重复使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种通过结构光检测键盘类乐器在演奏中的琴键运动状态的装置及方法。
背景技术
目前，键盘乐器琴键状态检测有很多方式。无改装的方式较好的有国内实用新型专利（CN 102479501 A ）“键盘乐器琴键状态的无改装非接触检测装置”。该装置在琴键上面放置一组光电二级管，感应红外线二级管投射到琴面，而引起的电信号变化感应键是否被按下，或抬起。
这个装置的特点对安装要求相对严格，需要配备标尺工具，微调装置与键面的物理距离。并通过软件对按键进行逐一校对。由于安装在琴面上方，每次弹琴完毕以后，盖琴盖必须将装置取走，下次又需要再进行调整、校对。装置每个键面上方都需要配一对发射接收二级管，钢琴琴键有88个之多。设备容易损坏，维修麻烦。由于光敏二级管的光电特性，对按键的精确位置无法进行准确记录，只可以通过光电二级管的通断感应出键的弹起与按下两种状态。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种键盘类乐器琴键的动态图像检测装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种键盘类乐器琴键的动态图像检测装置，包括：检测机构、发射机构、控制器、180度转动轴、第一纵向支架、第二纵向支架、横向支架和两个钢琴吸盘；其中，第一纵向支架和第二纵向支架为两个长条形薄板；第一纵向支架和第二纵向支架通过180度转动轴相连；第一纵向支架上安装有检测机构和发射机构，发射机构位于近180度转动轴端，检测机构与控制器相连；横向支架中部开有连接孔，第二纵向支架插入横向支架的连接孔中，通过螺栓与横向支架固定连接；横向支架的两端设有两个钢琴吸盘，两个钢琴吸盘吸附在钢琴共鸣箱的前面板上；所述发射机构包括阵列红外线模块和一字波浪镜片，一字波浪镜片置于阵列红外线模块下方；所述检测机构包括滤波片、透镜和CCD，滤波片、透镜和CCD依次置于一直线上，滤波片位于低端，CCD位于高端。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用三角法位移测量的原理，将一字线红外光投射到钢琴键上，实时采集按键按下时的位置变化，通过键位高度变化得到用户弹奏的速度、按下、松开的时间点等，从而在计算机中真实还原出用户弹奏时琴键的真实物理反应；本实用新型利用一个唯一的投射光源，与一个唯一的图像采集器，实现了设备结构的简单化；在键盘乐器上配置及使用该装置，不需要对乐器进行改装，也不需要与琴键及联动部件接触，安装简单并可重复使用。
附图说明
图1为本实用新型装置结构示意图；
图2为本实用新型装置安装示意图；
图3为本实用新型方法原理图；
图中，检测机构1、发射机构2、180度转动轴3、第一纵向支架4、横向支架5、钢琴吸盘6、螺栓7、连接孔8、钢琴共鸣箱9、钢琴键10、第二纵向支架11。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1、2所示，本实用新型一种键盘类乐器琴键的动态图像检测装置，包括：检测机构1、发射机构2、控制器、180度转动轴3、第一纵向支架4、第二纵向支架11、横向支架5和两个钢琴吸盘6；其中，第一纵向支架4和第二纵向支架11为两个长条形薄板，长度分别为298和269与毫米；第一纵向支架4和第二纵向支架11通过180度转动轴3相连，可自由调整夹角；第一纵向支架4上安装有检测机构1和发射机构2，发射机构2作为主动式光源发射装置，位于近180度转动轴3端，检测机构1和发射机构2相距147毫米，控制器与检测机构1相连，用于接收检测机构1检测的光束信号，计算得到键位的高度变化；横向支架5中部开有连接孔8，第二纵向支架11插入横向支架5的连接孔8中，通过螺栓7与横向支架5固定连接，第二纵向支架11可以根据钢琴的实际情况进行调整插入的深度，以此调整发射机构2的投射光线是否可以覆盖住整个琴键；横向支架5的两端设有两个钢琴吸盘6，两个钢琴吸盘6吸附在钢琴共鸣箱9的前面板上。所述发射机构2包括阵列红外线模块和一字波浪镜片；所述检测机构1包括滤波片、透镜和CCD。
用户在弹奏的时候，阵列红外线模块发出持续的红外平行光，通过一字波浪镜片后，转变成一条宽度小于0.3mm、与钢琴键10平行的一字线红外光，投射到钢琴键10用户弹琴不会触及的区域表面；钢琴键10按下时导致投射位置的变化，投射光经过滤波片后只通过与阵列红外线模块发出的波段相同的光进入透镜，最终由CCD实时采集钢琴键10上投射位置的图像数据；进而通过键位高度变化得到用户弹奏的速度，以及按下，松开的时间点，从而在计算机中真实还原出用户弹奏时，琴键的真实物理反应。本装置可集成通讯模块，与计算机以有线或无线的方式连接。
本实用新型装置所采用的技术与方法适应的键盘乐器种类，含各种传统的声学钢琴，电钢琴，电子琴，脚踏式风琴等与钢琴有类似键盘构造及布局的键盘乐器。也适用在自制专用键盘上采用本实用新型所涉及的动态图像检装置。
Claims (1)
1.一种键盘类乐器琴键的动态图像检测装置，其特征在于，包括：检测机构（1）、发射机构（2）、控制器、180度转动轴（3）、第一纵向支架（4）、第二纵向支架（11）、横向支架（5）和两个钢琴吸盘（6）；其中，第一纵向支架（4）和第二纵向支架（11）为两个长条形薄板；第一纵向支架（4）和第二纵向支架（11）通过180度转动轴（3）相连；第一纵向支架（4）上安装有检测机构（1）和发射机构（2），发射机构（2）位于近180度转动轴（3）端；检测机构（1）与控制器相连；横向支架（5）中部开有连接孔（8），第二纵向支架（11）插入横向支架（5）的连接孔（8）中，通过螺栓（7）与横向支架（5）固定连接；横向支架（5）的两端设有两个钢琴吸盘（6），两个钢琴吸盘（6）吸附在钢琴共鸣箱（9）的前面板上；所述发射机构（2）包括阵列红外线模块和一字波浪镜片，一字波浪镜片置于阵列红外线模块下方；所述检测机构（1）包括滤波片、透镜和CCD，滤波片、透镜和CCD依次置于一直线上，滤波片位于低端，CCD位于高端。
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