TWI810496B - 電子打擊旋律樂器 - Google Patents

電子打擊旋律樂器 Download PDF

Info

Publication number
TWI810496B
TWI810496B TW109139075A TW109139075A TWI810496B TW I810496 B TWI810496 B TW I810496B TW 109139075 A TW109139075 A TW 109139075A TW 109139075 A TW109139075 A TW 109139075A TW I810496 B TWI810496 B TW I810496B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electronic percussion
percussion melody
sound source
melody instrument
key
Prior art date
Application number
TW109139075A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202201384A (zh
Inventor
陳岳
Original Assignee
陳岳
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CN202010561579.4A external-priority patent/CN111583893A/zh
Priority claimed from CN202021142524.1U external-priority patent/CN212484928U/zh
Application filed by 陳岳 filed Critical 陳岳
Publication of TW202201384A publication Critical patent/TW202201384A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI810496B publication Critical patent/TWI810496B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H3/00—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means
    • G10H3/12—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument
    • G10H3/14—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument using mechanically actuated vibrators with pick-up means
    • G10H3/146—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument using mechanically actuated vibrators with pick-up means using a membrane, e.g. a drum; Pick-up means for vibrating surfaces, e.g. housing of an instrument
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10D—STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS; WIND MUSICAL INSTRUMENTS; ACCORDIONS OR CONCERTINAS; PERCUSSION MUSICAL INSTRUMENTS; AEOLIAN HARPS; SINGING-FLAME MUSICAL INSTRUMENTS; MUSICAL INSTRUMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10D13/00—Percussion musical instruments; Details or accessories therefor
    • G10D13/01—General design of percussion musical instruments
    • G10D13/02—Drums; Tambourines with drumheads
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10D—STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS; WIND MUSICAL INSTRUMENTS; ACCORDIONS OR CONCERTINAS; PERCUSSION MUSICAL INSTRUMENTS; AEOLIAN HARPS; SINGING-FLAME MUSICAL INSTRUMENTS; MUSICAL INSTRUMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10D13/00—Percussion musical instruments; Details or accessories therefor
    • G10D13/10—Details of, or accessories for, percussion musical instruments
    • G10D13/24—Material for manufacturing percussion musical instruments; Treatment of the material
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10D—STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS; WIND MUSICAL INSTRUMENTS; ACCORDIONS OR CONCERTINAS; PERCUSSION MUSICAL INSTRUMENTS; AEOLIAN HARPS; SINGING-FLAME MUSICAL INSTRUMENTS; MUSICAL INSTRUMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10D13/00—Percussion musical instruments; Details or accessories therefor
    • G10D13/10—Details of, or accessories for, percussion musical instruments
    • G10D13/26—Mechanical details of electronic drums
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/32—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2220/00—Input/output interfacing specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2220/155—User input interfaces for electrophonic musical instruments
    • G10H2220/405—Beam sensing or control, i.e. input interfaces involving substantially immaterial beams, radiation, or fields of any nature, used, e.g. as a switch as in a light barrier, or as a control device, e.g. using the theremin electric field sensing principle
    • G10H2220/411—Light beams
    • G10H2220/415—Infrared beams
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2220/00—Input/output interfacing specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2220/461—Transducers, i.e. details, positioning or use of assemblies to detect and convert mechanical vibrations or mechanical strains into an electrical signal, e.g. audio, trigger or control signal
    • G10H2220/525—Piezoelectric transducers for vibration sensing or vibration excitation in the audio range; Piezoelectric strain sensing, e.g. as key velocity sensor; Piezoelectric actuators, e.g. key actuation in response to a control voltage
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2220/00—Input/output interfacing specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2220/461—Transducers, i.e. details, positioning or use of assemblies to detect and convert mechanical vibrations or mechanical strains into an electrical signal, e.g. audio, trigger or control signal
    • G10H2220/525—Piezoelectric transducers for vibration sensing or vibration excitation in the audio range; Piezoelectric strain sensing, e.g. as key velocity sensor; Piezoelectric actuators, e.g. key actuation in response to a control voltage
    • G10H2220/541—Piezoelectric transducers for vibration sensing or vibration excitation in the audio range; Piezoelectric strain sensing, e.g. as key velocity sensor; Piezoelectric actuators, e.g. key actuation in response to a control voltage using piezoceramics, e.g. lead titanate [PbTiO3], zinc oxide [Zn2 O3], lithium niobate [LiNbO3], sodium tungstate [NaWO3], bismuth ferrite [BiFeO3]
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2230/00—General physical, ergonomic or hardware implementation of electrophonic musical tools or instruments, e.g. shape or architecture
    • G10H2230/045—Special instrument [spint], i.e. mimicking the ergonomy, shape, sound or other characteristic of a specific acoustic musical instrument category
    • G10H2230/251—Spint percussion, i.e. mimicking percussion instruments; Electrophonic musical instruments with percussion instrument features; Electrophonic aspects of acoustic percussion instruments, MIDI-like control therefor
    • G10H2230/255—Spint xylophone, i.e. mimicking any multi-toned percussion instrument with a multiplicity of tuned resonating bodies, regardless of their material or shape, e.g. xylophone, vibraphone, lithophone, metallophone, marimba, balafon, ranat, gamban, anklong
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2240/00—Data organisation or data communication aspects, specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2240/171—Transmission of musical instrument data, control or status information; Transmission, remote access or control of music data for electrophonic musical instruments
    • G10H2240/281—Protocol or standard connector for transmission of analog or digital data to or from an electrophonic musical instrument
    • G10H2240/321—Bluetooth

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

本發明公開了一種電子打擊旋律樂器。包括：琴鍵模組，其包括多個琴鍵和多個能量轉換單元，其中每個琴鍵佈置成接受來自外部的敲擊，該多個能量轉換單元中的每個用於感應對該琴鍵敲擊所產生的機械能並且將該機械能轉換成電信號形式的電能。存儲單元，其用於存儲與該多個琴鍵關聯的音源資料。輸出單元，其用於輸出與該音源資料對應的琴音信號。控制單元，其用於：接收來自於能量轉換單元的電信號；根據該電信號從該存儲單元獲取與該電信號關聯的音源資料；以及控制該輸出單元輸出與該音源資料對應的該琴音信號。

Description

電子打擊旋律樂器
本發明一般地涉及音樂器材領域。更具體地，本發明涉及一種電子打擊旋律樂器。
傳統的打擊旋律樂器通過敲打由振動材料製成的琴鍵而發出聲音，並且通過共鳴箱體對該聲音進行放大等處理。由於有些該振動材料選自於非常珍貴的木材，因此造成樂器整體價格昂貴。另外，由於存在共鳴箱體，樂器的體積偏大而不方便攜帶。
在演奏過程中，現有的電子打擊旋律樂器通過對琴鍵的敲擊來控制電路開關的導通而產生與琴聲相關的電信號。這種方式產生的電信號通常並不能很好地體現琴鍵的按壓或者敲擊力度對於音調和音色的影響，從而影響電子打擊旋律樂器的演奏效果。另外，現有的電子打擊旋律樂器靈敏度低、功能比較單一並且對外介面較少，因此不能滿足演奏者對電子打擊旋律樂器的多種功能需求。
為至少解決上述先前技術中的一個或多個問題，本發明提供了一種新型的電子打擊旋律樂器。該樂器採用能量轉換單元將敲擊琴鍵所產生的機 械能轉化為電流形式的電能，並且可以根據敲擊力度的不同而產生大小不同的電流。進一步，本發明的電子打擊旋律樂器採用支援各種信號處理和控制的控制單元，從而增強了音樂信號的處理能力。另外，本發明的電子打擊旋律樂器具有多種外部介面，以便滿足不同的演奏者對樂器的不同使用需求。
具體地，本發明公開了一種電子打擊旋律樂器。該樂器包括：琴鍵模組，其包括多個琴鍵和多個能量轉換單元，其中各該琴鍵佈置成接受來自外部的敲擊，該多個能量轉換單元中的每個用於感應對該琴鍵敲擊所產生的機械能並且將該機械能轉換成電信號形式的電能。存儲單元，其用於存儲與該多個琴鍵關聯的音來源資料。輸出單元，其用於輸出與該音來源資料對應的琴音信號。該樂器還包括控制單元，其用於：接收來自於該能量轉換單元的該電信號；根據該電信號從該存儲單元獲取與該電信號關聯的音來源資料；以及控制該輸出單元輸出與該音來源資料對應的該琴音信號。
在一個實施例中，進一步包括琴體，其用於容納該控制單元、輸出單元和存儲單元，該琴鍵模組還包括傳導結構，其中該傳導結構包括支撐琴鍵的應力面板和位於琴體一側的承壓底板。該能量轉換單元佈置於該應力面板和承壓底板之間。該多個琴鍵佈置成至少兩排，其中第一排為半音區而第二排為全音區，並且通過以下方式之一來進一步佈置該琴鍵：該應力面板上佈置有支撐件，以用於支撐和固定該琴鍵；或者該琴鍵包括與該應力面板貼合的底面和兩個側部，其中該兩個側部的內表面與該應力面板和承壓底板的端面形成面接觸，並且部分地插入到該琴體內，以支撐和固定該琴鍵。
在另一個實施例中，該應力面板和承壓底板之間填充有用於防止該能量轉換單元振動的防振材料。
在另一個實施例中，該能量轉換單元包括壓電陶瓷感測器、壓力感應感測器、柔性彎曲感測器和振動感測器中的一種或多種。
在一個實施例中，該電子打擊旋律樂器還包括A/D轉換模組，其用於將該能量轉換單元輸出的類比電信號轉換為數位電信號並且向該控制單元輸出。
在另一個實施例中，該電子打擊旋律樂器還包括濾波模組，其用於對該數位電信號進行濾波，並且將濾波後的數位電信號發送到該控制單元。
在一個實施例中，該音源資料包括與至少一種琴的音色和/或聲效相關的資料。在另一個實施例中，該至少一種琴包括木琴、顫音琴和馬林巴琴中的一種或多種琴。
在另一個實施例中，該電子打擊旋律樂器還包括傳輸介面，其用於使得該電子打擊旋律樂器與外部設備交互，以提供該電子打擊旋律樂器的擴展功能，其中該傳輸介面包括有線傳輸介面和/或無線傳輸介面，以便提供與該外部設備的有線和/或無線連接。
在又一個實施例中，該電子打擊旋律樂器還包括控制台和電源模組，其中該控制台與該控制單元連接，並且用於對該電子打擊旋律樂器進行功能設置，而該電源模組用於對該電子打擊旋律樂器進行供電。
本發明的電子打擊旋律樂器較好地解決了目前的電子打擊樂器對敲擊琴鍵的壓力信號接收不靈敏，或者對該壓力信號的大小不能識別的問題。同時，本發明的電子打擊旋律樂器還可以採用藍芽等無線模組與外部設備進行通信，並且還設置有多功能面板，從而使得本發明的電子打擊旋律樂器體積減小並且方便演奏者演奏。另外，本發明的電子打擊旋律樂器還具有成本低、音色好、演奏手感好和抗干擾能力強等優點。
100、500:電子打擊旋律樂器
110、200、400:琴鍵模組
120:存儲單元
130:輸出單元
140:控制單元
1101、201、300、401、501:琴鍵
1102、204、404、502:能量轉換單元
202、402:應力面板
203、403:承壓底板
205、405:琴體
206:支撐件
207、406:防振材料
210、410:傳導結構
503:A/D轉換模組
504:濾波模組
505:主控單元
506、600:IC音源存儲器
507:資料存儲器
508:功率放大器
509:揚聲器
510:藍芽模組
511:光纖模組
512:MIDI介面
[第1圖]示出根據本發明實施例的電子打擊旋律樂器的組成示意框圖。
[第2圖]示出根據本發明實施例的電子打擊旋律樂器的琴鍵模組的一種示例性結構圖。
[第3圖]示出根據本發明實施例的電子打擊旋律樂器的琴鍵的佈置示意圖。
[第4圖]示出根據本發明實施例的電子打擊旋律樂器的琴鍵模組的另一種示例性結構圖。
[第5圖]示出根據本發明實施例的電子打擊旋律樂器的組成框圖。
[第6圖]示出根據本發明實施例的IC音源存儲器的內部結構。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域具有通常知識者在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
第1圖是示出根據本發明實施例的電子打擊旋律樂器100的組成示意框圖。如第1圖所示，本發明的電子打擊旋律樂器100可以包括琴鍵模組110、存儲單元120、輸出單元130和控制單元140。其中該琴鍵模組110可以包括多個琴鍵1101和多個能量轉換單元1102。進一步地，各該琴鍵1101佈置成接受來自外部的敲擊，該多個能量轉換單元1102中的每個用於感應對該琴鍵敲擊所產生的機械能並且將該機械能轉換成電信號形式的電能。
在一個實施例中，上述的存儲單元120可以配置用於存儲與該多個琴鍵1101關聯的音源資料。在一個應用場景中，該音源資料例如可以包括與至少一種琴的音色和/或聲效相關的資料。根據本發明的方案，該至少一種琴可以 包括但不限於木琴、顫音琴和馬林巴琴中的一種或多種琴。進一步，本發明的電子打擊旋律樂器100可以根據該音源資料的不同或琴鍵模組110的不同設置而呈現出與現有的多種打擊旋律樂器相同的演奏效果。
在一個實施例中，上述的輸出單元130可以配置用於輸出與該音源資料對應的琴音信號。在一個應用場景中，該輸出單元130可以是包括功率放大器的揚聲器，以便將該琴音信號經過放大並通過聲音的形式進行播放。
在一個實施例中，前述的控制單元140可以配置用於執行以下的操作：首先，控制單元140接收來自於該能量轉換單元1102的該電信號。然後，控制單元140可以根據該電信號從該存儲單元120中獲取與該電信號關聯的音源資料。最後，控制單元140可以將該音源資料發送給輸出單元130，進而控制該輸出單元130輸出與該音源資料對應的該琴音信號。
第2圖是示出根據本發明實施例的電子打擊旋律樂器的琴鍵模組200的一種示例性結構圖。如第2圖所示，本發明的電子打擊旋律樂器的琴鍵模組200可以包括：多個琴鍵201、由靠近該琴鍵201的應力面板202和承壓底板203組成的傳導結構210、多個能量轉換單元204、琴體205、支撐件206和防振材料207。下面將結合第2圖和第3圖分別對該琴鍵模組200的示例性各組成部分進行詳細地描述。
第3圖是示出根據本發明實施例的電子打擊旋律樂器的琴鍵300的佈置示意圖。如第3圖所示，在一個實施例中，該多個琴鍵300可以是由複合材料製成並且可以佈置成兩排，其中第一排可以設置為半音區，如第3圖所示的由音符編號#C、#D、#F、#G和#A...所組成的上排；而第二排可以設置為全音區，如第3圖所示的由音符編號C、D、E、F、G、A和B...所組成的下排。
在一個或多個實施例中，本發明的該能量轉換單元204可以包括壓電陶瓷感測器、壓力感應感測器、柔性彎曲感測器和振動感測器中的一種或多種。上述多種感測器可以根據對琴鍵敲擊靈敏度的不同需求而進行靈活地佈置。在一個實施例中，該能量轉換單元204可以是多個壓電陶瓷感測器，該感測器是利用壓電陶瓷片的壓電效應，將敲擊琴鍵所產生的壓力(或應變)轉換成電流(或電荷)並進行輸出的裝置，其中壓電陶瓷片是壓電陶瓷感測器中關鍵的部件。從信號變換的角度來看，壓電陶瓷片相當於一個電荷發生器。當壓電陶瓷片受到外力作用時，其會產生形變並且由於該形變而釋放出電荷，進而產生電流並輸出。
由於壓電陶瓷感測器可以根據所受壓力的不同而產生不同大小的電流。因此本發明的電子打擊旋律樂器100還可以根據演奏者敲擊琴鍵的力度的不同而發出不同音量大小的琴音，從而使得在演奏過程中具有更接近打擊傳統樂器時的音效。另外，還可以通過增加壓電陶瓷感測器的靈敏度來增大演奏者敲擊琴鍵的力度的範圍。這裡，該壓電陶瓷感測器的靈敏度是指輸出的微小電流增量與相應的輸入微小壓力增量的比值。該比值越大，則壓電陶瓷感測器的靈敏度越高，從而可以滿足不同敲擊力度的演奏者演奏。
該琴體205可以是一個空腔結構，其可以由金屬或者複合材料製成。在該空腔中，可以包括該存儲單元120、該輸出單元130、該控制單元140、電源模組以及其他附屬電路板件或模組。在該琴體的外表面還可以設置有控制台和各種傳輸介面，以方便演奏者進行演奏。
第4圖是示出根據本發明實施例的電子打擊旋律樂器的琴鍵模組的另一種示例性結構圖。如第4圖所示，本發明的電子打擊旋律樂器的琴鍵模組400可以包括多個琴鍵401、由應力面板402和承壓底板403組成的傳導結構410、 多個能量轉換單元404、琴體405和防振材料406。與第2圖中的琴鍵模組200的結構不同的是，第4圖中的琴鍵模組400的琴鍵401、琴體405和傳導結構410可以是緊密結合的一體結構。
具體地，該傳導結構410包括支撐琴鍵401的應力面板402和位於琴體一側的承壓底板403，該能量轉換單元404佈置於該應力面板402和承壓底板403之間。該琴鍵401包括與該應力面板402貼合的底面和兩個側部，其可以由一種或多種複合材料或者天然材料製成，優選地，可以是由橡膠製成。該琴鍵401可以通過以下方式進行佈置：該兩個側部的內表面與該應力面板402和承壓底板403的端面形成面接觸，並且部分地插入到該琴體405預留的孔位內，以便將該琴體405和琴鍵401進行固定。關於該多個琴鍵401之間的佈局、該能量轉換單元404、該琴體405以及該防振材料406的描述，詳見上述關於第2圖中該琴體模組200的相應描述，此處不在贅述。下面簡要描述第4圖中所示琴體模組400的工作原理。
在敲擊琴鍵401進行演奏時，琴鍵401受到壓力產生微小的形變，由於琴鍵401、琴體405和傳導結構410之間的緊密結合，使得該微小的形變所產生的壓力通過傳導結構410傳遞給能量轉換單元404，並由能量轉換單元404將該壓力轉換為電信號並輸出給該樂器的控制單元140。在一個實施例中，為了增加該能量轉換單元404的感應靈敏度，對應於一個琴鍵401還可以設置如第4圖所示的多個能量轉換單元404。通過第4圖中所示本發明的琴鍵模組400的方案，使得該琴鍵模組400安全可靠，並且使得本發明的電子打擊旋律樂器100的體積進一步減小。
第5圖是示出根據本發明實施例的電子打擊旋律樂器500的組成 框圖。可以理解的是，第5圖所示的電子打擊旋律樂器500是第1圖所示的電子打擊旋律樂器100的一種示例性實施方式，並且包括更多的實施細節。因此，上文中關於電子打擊旋律樂器100的描述同樣也適用於電子打擊旋律樂器500的方案，並且相同的內容不再贅述。
如第5圖所示，本發明的電子打擊旋律樂器500可以包括琴鍵501、能量轉換單元502、A/D轉換模組503、濾波模組504、主控單元505、IC音源存儲器506、資料存儲器507、功率放大器508、揚聲器509、藍芽模組510、光纖模組511和MIDI介面512。
在一個實施例中，該A/D轉換模組503包括A/D轉換晶片及其附屬電路，其配置用於將該能量轉換單元502輸出的類比電信號轉換為數位電信號並且向該控制單元140輸入。具體來說，A/D轉換的作用是將時間和幅值連續的類比信號轉換為時間和幅值均離散的數位信號。通常，該A/D轉換需要經過取樣、保持、量化及編碼4個過程。在實際電路中，前述過程中的某些過程可以合併進行，例如量化和編碼往往都是在轉換過程中同時實現的。
在一個實施例中，該濾波模組504可以包括濾波器及其附屬電路，其配置用於對該數位電信號進行濾波，並且將濾波後的數位電信號發送到該控制單元140。在演奏電子打擊旋律樂器的過程中，由於電子元件的電氣特性，在電路中可能會產生低頻或高頻的干擾信號，這些干擾信號可能會影響與敲擊琴鍵有關的有用信號的接收。因此，可以將A/D轉換模組503輸出的數位電信號經過例如由電阻和電容組成的濾波器進行處理，以便對其中的干擾信號進行濾除，確保有用信號的正常接收。
在一個實施例中，本發明的存儲器可以包括IC音源存儲器506和 資料存儲器507。其中該IC音源存儲器506配置用於存儲與該多個琴鍵501關聯的音源資料，該音源資料包括但不限於與木琴、顫音琴和馬林巴琴中的一種或多種琴的音色和/或聲效相關的資料。下面結合第5圖簡要描述IC音源存儲器506的內部結構。
第6圖是示出根據本發明實施例的IC音源存儲器600的內部結構。如第6圖所示，該IC音源存儲器600存儲有音源資料[0]~音源資料[n]的波形數據，其中音源資料[0]是最低音的波形數據，音源資料[n]是最高音的波形資料，其中n值的大小取決於琴鍵數量的多少。在以相同波長數的量存儲音源資料時，由於低音的波長更長，因此相比於與較高的音符編號對應的音源資料，與較低的音符編號對應的音源資料的資料更長，因此其在IC音源存儲器600中佔用的存儲空間更大。在一個實施例中，該音源資料與第3圖所示的琴鍵300一一對應，例如音源資料[0]可以對應於第3圖中所示的琴鍵300的音符編號C，音源資料[1]可以對應於例如第3圖中所示的琴鍵300的音符編號D等。
在一個實施例中，該資料存儲器507配置用於存儲與控制該樂器相關模組和單元的運行相關的程式和資料，還可以存儲與演奏相關的其他音樂資料。該資料存儲器507與該主控單元505通過匯流排連接，其可以包括多組存儲單元，每一組該存儲單元與該主控單元505通過匯流排連接。
在一個實施例中，本發明的該主控單元505例如可以採用數位訊號處理器(Digital Signal Processing，簡稱DSP)來實現。DSP是適合於進行數位信號處理運算的微處理器，其主要應用是即時快速地實現各種數位信號處理演算法。對於本發明來說，採用DSP作為主控單元505，可以即時快速地處理音訊信號。具體地，首先，該DSP接收來自於該能量轉換單元502輸出並經過A/D轉換 和濾波後的數位電信號；接著，DSP根據該數位電信號從該IC音源存儲器506中獲取與該數字電信號關聯的音源資料；最後，DSP將該音源資料發送給輸出單元130以便輸出與該音源資料相對應的琴音信號。
在一個實施例中，該功率放大器508可以由三部分組成：前置放大電路、驅動放大電路以及末級功率放大電路。該前置放大電路配置用於阻抗匹配，其具有輸入阻抗高和輸出阻抗低的優點，因此可以以儘量小的資料損失來接收並發送該音源資料的電流信號。該驅動放大電路配置用於將前置放大電路送來的電流信號進一步放大成中等功率的信號，以便驅動末級功率放大電路正常工作。該末級功率放大電路在功率放大器中起到關鍵作用，其技術指標決定了整個功率放大器508的技術指標，該末級功率放大電路配置用於將驅動放大電路送來的電流信號放大成大功率信號，以便帶動揚聲器509進行聲音的播放。
在一個實施例中，該揚聲器509可以包括磁鐵、框架、定心支片、振模折環錐型紙盆等部件。替代地，該揚聲器509還可以包括上述的功率放大器508。揚聲器509俗稱“喇叭”，其是一種把電信號轉變為聲音信號的換能元件。具體地，音訊電能信號通過電磁、壓電或靜電效應，引起揚聲器的紙盆或膜片產生振動並與周圍的空氣產生共振(共鳴)而發出聲音。可選地，該揚聲器509還可以佈置於本發明的電子打擊旋律樂器500的外部，其可以通過藍芽等無線通訊技術與本發明的電子打擊旋律樂器500進行無線連接。
在一個實施例中，本發明的電子打擊旋律樂器還可以包括傳輸介面。其配置用於使得該電子打擊旋律樂器與外部設備交互，以提供該電子打擊旋律樂器的擴展功能，其中該傳輸介面包括有線傳輸介面和/或無線傳輸介面，以便提供與該外部設備的有線和/或無線連接。作為一個具體的實施式，該有線傳 輸介面根據需要例如可以是音樂設備數位介面(“Musical Instrument Digital Interface，簡稱MIDI”)、通用I/O(“General-purpose input/output，簡稱GPIO”)介面、高速串列電腦擴展匯流排(“Peripheral Component Interconnect Express，簡稱PCIE”)介面、串列外設介面(“Serial Peripheral Interface，簡稱SPI”)和光纖介面等介面的一個或者多個。
該有線傳輸介面與該主控單元電連接，進而實現該樂器與外部設備(例如伺服器、電腦或者其他樂器)之間的資料傳輸。在一個實施例中，該有線傳輸介面例如可以為標準PCIE介面。待處理的資料由主控單元505通過標準PCIE介面傳遞至電腦，進而實現通過電腦對本發明的樂器輸出的音訊信號進行控制和編輯等操作。
在另一個實施例中，該有線傳輸介面還可以是MIDI介面512。其中MIDI是一種數位音樂的標準，其為電子樂器等演奏裝置定義各種音符或彈奏碼，並且容許電子樂器、電腦或其它的演奏設備彼此連接、調節和同步，以便實現各樂器之間即時交換演奏資料。在一個實施例中，該MIDI介面512配置用於本發明的電子打擊旋律樂器與具有MIDI介面512的樂器之間進行資料通信，進而實現多種樂器之間的聯合演奏。
在又一個實施例中，該有線傳輸介面還可以是包括光纖模組511的光纖介面，其配置用於本發明的樂器與外部設備之間的資料傳輸。具體地，該光纖模組511可以包括光發射模組和光接收模組。在一個應用場景中，一方面，本發明的樂器的主控單元505發送來的資料的電信號經過該光發射模組內部的驅動晶片處理，從而驅動半導體雷射器(LD)或發光二極體(LED)發射出相應速率的調製光信號，並且將該光信號耦合進光纖中，以便通過光纖傳輸給外部 設備。另一方面，外部設備發送來的資料的光信號經過該光接收模組內部的光探測二極體及放大器處理，從而輸出相應碼率的電信號，並且將該電信號傳送給主控單元505。本發明的樂器與外部設備之間通過光信號進行資料傳輸，不但能有效克服電信號傳輸的衰減大的缺點，而且資料傳輸速度更快、抗干擾能力更強，從而提高了信號傳輸的品質。
在另一個實施例中，該無線傳輸介面根據需要例如可以是藍芽介面、紅外介面、WIFI介面等介面中的一個或者多個。該無線傳輸介面通過無線的方式與該主控單元505連接，進而實現該樂器與外部設備(例如伺服器、電腦或者其他樂器)之間的資料傳輸。在一個實施例中，該無線傳輸介面例如可以是包括藍芽模組510的藍芽介面，該藍芽介面可以用於連接本發明的樂器與外置揚聲器，其中在該樂器與揚聲器內均設置有藍芽模組510，以便實現根據現場演奏的需要，方便靈活地擺放外置揚聲器的位置。
在一個實施例中，本發明的電子打擊旋律樂器還可以包括控制台，該控制台通過線位元介面與該控制單元140連接，並且配置用於對該電子打擊旋律樂器進行功能設置。在一個實施例中，該控制台例如可以包括顯示幕幕、不同種琴的切換按鍵、音量按鍵等功能模組。該顯示幕幕配置用於顯示當前打擊旋律樂器的演奏狀態。該不同種琴的切換按鍵可以用於選擇木琴、馬林巴琴或顫音琴等不同種類打擊旋律樂器的演奏模式。該音量按鍵與該功率放大器連接，其配置用於控制該琴音信號的大小。
在一個實施例中，本發明的電子打擊旋律樂器還可以包括電源模組，該電源模組可以通過多種方式實現對該電子打擊旋律樂器進行供電。例如可以是但不限於通過外接市電並且電源模組內部設置變壓單元的方式對該樂器進 行供電。還可以是通過設置電源適配器對該樂器進行供電。另外，還可以是通過在琴體上設置電池盒，並且通過乾電池對該樂器進行供電。
下面以第2圖中所示琴鍵模組200為例，對本發明的電子打擊旋律樂器的工作原理進行詳細地描述。
當演奏者需要利用本發明的電子打擊旋律樂器作為木琴使用時，其可以在控制台上通過按鍵的方式將本發明的電子打擊旋律樂器設置為木琴。演奏開始，演奏者用琴槌敲擊琴鍵，例如敲擊音符編號C所代表的琴鍵。該敲擊所產生的壓力通過傳導機構傳遞給壓電陶瓷感測器，壓電陶瓷感測器由於壓電效應釋放電子，將敲擊產生的機械能轉換為模擬電信號形式的電能。於此同時，被敲擊的音符編號C的琴鍵在傳導結構210內的防振複合材料207和支撐件206的共同作用下迅速停止振動，並且被快速地彈起恢復到被敲擊前的狀態，以便等待下次敲擊。
接著，A/D轉換模組503接收到壓電陶瓷感測器發送來的類比電信號，在經過取樣、量化和編碼等一系列處理之後，將該類比電信號轉變為數位電信號。然後，該數位電信號經過濾波模組504處理，以便對其中的高頻和低頻干擾信號進行有效地濾除。接著，經過濾波模組504處理之後的與音符編號C的琴鍵相關的數位電信號被傳送給主控單元505。然後，主控單元505在IC音源存儲器506中進行查表以便獲取與音源編號C的琴鍵相關聯的音源資料[0]。然後，主控單元505將該音源資料[0]向功率放大器508輸出。
隨後，功率放大器508將其所接收到的音源資料[0]信號經過前置放大電路、驅動放大電路以及末級功率放大電路分別依次處理，最終將音源資料[0]的信號進行放大。經過放大之後的音源資料[0]的信號可以通過有線或無線的 方式傳送給揚聲器509進行播放，於是收聽者便收聽到敲擊音源編號C的琴鍵所發出的聲音。如果演奏者需要將本發明的電子打擊旋律樂器連接電腦或其他的電子樂器，從而通過APP軟體進行音樂學習或者聯合演奏時，則可以通過藍芽模組510或者MIDI介面512與上述設備進行連接。
應當理解，本發明的申請專利範圍、說明書及附圖中的術語“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用於區別不同物件，而不是用於描述特定順序。本發明的說明書和申請專利範圍中使用的術語“包括”和“包含”指示所描述特徵、整體、步驟、操作、元素和/或元件的存在，但並不排除一個或多個其它特徵、整體、步驟、操作、元素、元件和/或其集合的存在或添加。
還應當理解，在此本發明說明書中所使用的術語僅僅是出於描述特定實施例的目的，而並不意在限定本發明。如在本發明說明書和申請專利範圍中所使用的那樣，除非上下文清楚地指明其它情況，否則單數形式的“一”、“一個”及“該”意在包括複數形式。還應當進一步理解，在本發明說明書和申請專利範圍中使用的術語“和/或”是指相關聯列出的項中的一個或多個的任何組合以及所有可能組合，並且包括這些組合。
如在本說明書和申請專利範圍中所使用的那樣，術語“如果”可以依據上下文被解釋為“當...時”或“一旦”或“回應於確定”或“回應於檢測到”。類似地，短語“如果確定”或“如果檢測到[所描述條件或事件]”可以依據上下文被解釋為意指“一旦確定”或“回應於確定”或“一旦檢測到[所描述條件或事件]”或“回應於檢測到[所描述條件或事件]”。
雖然本發明的實施方式如上，但該內容只是為便於理解本發明而採用的實施例，並非用以限定本發明的範圍和應用場景。任何本領域具有通常知 識者在不脫離本發明所揭露的精神和範圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本發明的專利保護範圍，仍須以所附的申請專利範圍所界定的範圍為准。
100:電子打擊旋律樂器
110:琴鍵模組
120:存儲單元
130:輸出單元
140:控制單元
1101:琴鍵
1102:能量轉換單元

Claims (9)

  1. 一種電子打擊旋律樂器，包括：一琴鍵模組，其包括多個琴鍵和多個能量轉換單元，其中各該琴鍵佈置成接受來自外部的敲擊，該多個能量轉換單元中的每個用於感應對該琴鍵敲擊所產生的一機械能並且將該機械能轉換成一電信號形式的一電能；一存儲單元，其用於存儲與該多個琴鍵關聯的一音源資料；一輸出單元，其用於輸出與該音源資料對應的一琴音信號；以及一控制單元，其用於：接收來自於該能量轉換單元的該電信號；根據該電信號從該存儲單元獲取與該電信號關聯的該音源資料；以及控制該輸出單元輸出與該音源資料對應的該琴音信號；該電子打擊旋律樂器進一步包括一琴體，其用於容納該控制單元、該輸出單元和該存儲單元，該琴鍵模組進一步包括一傳導結構，其中該傳導結構包括支撐該琴鍵的一應力面板和位於該琴體一側的一承壓底板，該能量轉換單元佈置於該應力面板和該承壓底板之間；以及該多個琴鍵佈置成至少兩排，其中第一排為一半音區而第二排為一全音區，並且通過以下方式之一來進一步佈置該琴鍵：該應力面板上佈置有一支撐件，以用於支撐和固定該琴鍵；或者該琴鍵包括與該應力面板貼合的一底面和兩個側部，其中該兩個側部的內表面與該應力面板和承壓底板的端面形成面接觸，並且部分地插入到該琴體內，以支撐和固定該琴鍵。
  2. 如請求項1之電子打擊旋律樂器，其中該應力面板和承壓底板之間填充有用於防止該能量轉換單元振動的防振材料。
  3. 如請求項1之電子打擊旋律樂器，其中該能量轉換單元包括壓電陶瓷感測器、壓力感應感測器、柔性彎曲感測器和振動感測器中的一種或多種。
  4. 如請求項1之電子打擊旋律樂器，進一步包括一A/D轉換模組，其用於將該能量轉換單元輸出的一類比電信號轉換為一數位電信號並且向該控制單元輸入。
  5. 如請求項4之電子打擊旋律樂器，進一步包括一濾波模組，其用於對該數位電信號進行濾波，並且將濾波後的該數位電信號發送到該控制單元。
  6. 如請求項1之電子打擊旋律樂器，其中該音源資料包括與至少一種琴的音色和/或聲效相關的資料。
  7. 如請求項6之電子打擊旋律樂器，其中該至少一種琴包括木琴、顫音琴和馬林巴琴中的一種或多種琴。
  8. 如請求項1之電子打擊旋律樂器，進一步包括一傳輸介面，其用於使得該電子打擊旋律樂器與一外部設備交互，以提供該電子打擊旋律樂器的擴展功能，其中該傳輸介面包括有線傳輸介面和/或無線傳輸介面，以便提供與該外部設備的有線和/或無線連接。
  9. 如請求項1至8任一項之電子打擊旋律樂器，進一步包括一控制台和一電源模組，其中該控制台與該控制單元連接，並且用於對該電子打擊旋律樂器進行功能設置，而該電源模組用於對該電子打擊旋律樂器進行供電。
TW109139075A 2020-06-18 2020-11-09 電子打擊旋律樂器 TWI810496B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010561579.4A CN111583893A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 电子打击旋律乐器
CN202010561579.4 2020-06-18
CN202021142524.1U CN212484928U (zh) 2020-06-18 2020-06-18 电子打击旋律乐器
CN202021142524.1 2020-06-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202201384A TW202201384A (zh) 2022-01-01
TWI810496B true TWI810496B (zh) 2023-08-01

Family

ID=80254600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109139075A TWI810496B (zh) 2020-06-18 2020-11-09 電子打擊旋律樂器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11749245B2 (zh)
TW (1) TWI810496B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10333672A (ja) * 1997-06-03 1998-12-18 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd 電子鍵盤打楽器
CN2715291Y (zh) * 2003-03-24 2005-08-03 武铁中 敲击式数字电子打击乐器
TWM274613U (en) * 2005-02-24 2005-09-01 Guten Electronics Ind Co Ltd Controller for key set of foldable electronic organ
CN110021282A (zh) * 2017-12-25 2019-07-16 卡西欧计算机株式会社 操作状态检测装置、操作状态检测用片以及电子乐器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0743594B2 (ja) * 1986-11-04 1995-05-15 ヤマハ株式会社 スイツチ装置
TWI259440B (en) 2004-11-29 2006-08-01 Jiun-Kuan Lin Electronic keyboard with complete button travel distance
CN201294088Y (zh) 2008-06-20 2009-08-19 纪伟 打击乐器拾音装置
TWI385639B (zh) 2010-06-23 2013-02-11 Universal Cement Corp 軟性電子壓阻樂器
US9035160B2 (en) * 2011-12-14 2015-05-19 John W. Rapp Electronic music controller using inertial navigation
WO2015188388A1 (zh) 2014-06-13 2015-12-17 浙江大学 蛋白酶
US10360887B2 (en) * 2015-08-02 2019-07-23 Daniel Moses Schlessinger Musical strum and percussion controller
CN107818774A (zh) 2017-11-09 2018-03-20 李彦荣 一种数字扬琴演奏平台及演奏方法
CN109360545A (zh) 2018-11-14 2019-02-19 重庆市星贯众文化艺术传播有限公司 电子手碟
CN110895919A (zh) 2019-12-05 2020-03-20 深圳市科汇兴科技有限公司 一种手卷马林巴琴
US20210210055A1 (en) * 2020-01-06 2021-07-08 Roger Treacher Musical Instrument Stand
CN113763911A (zh) 2020-06-18 2021-12-07 陈岳 一种电子打击旋律乐器
CN113793583A (zh) 2020-06-18 2021-12-14 陈岳 电子打击旋律乐器
CN113851100A (zh) 2020-09-04 2021-12-28 黄志坚 一种电子打击旋律乐器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10333672A (ja) * 1997-06-03 1998-12-18 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd 電子鍵盤打楽器
CN2715291Y (zh) * 2003-03-24 2005-08-03 武铁中 敲击式数字电子打击乐器
TWM274613U (en) * 2005-02-24 2005-09-01 Guten Electronics Ind Co Ltd Controller for key set of foldable electronic organ
CN110021282A (zh) * 2017-12-25 2019-07-16 卡西欧计算机株式会社 操作状态检测装置、操作状态检测用片以及电子乐器

Also Published As

Publication number Publication date
US20210398512A1 (en) 2021-12-23
TW202201384A (zh) 2022-01-01
US11749245B2 (en) 2023-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021253654A1 (zh) 电子打击旋律乐器
CN113763911A (zh) 一种电子打击旋律乐器
EP1436804A1 (en) Roll-up electronic piano
CN111986639A (zh) 一种电子打击旋律乐器
CN212484928U (zh) 电子打击旋律乐器
CN212484927U (zh) 一种电子打击旋律乐器
WO2022237728A1 (zh) 用于电子打击旋律乐器的装置和电子打击旋律乐器
WO2022194308A1 (zh) 一种电子乐器
TWI810496B (zh) 電子打擊旋律樂器
WO2022218259A1 (zh) 一种电子乐器
CN214752914U (zh) 一种电子乐器
WO2022253218A1 (zh) 用于电子打击旋律乐器的方法、设备及电子打击旋律乐器
CN215220244U (zh) 用于电子打击旋律乐器的装置和电子打击旋律乐器
CN215220245U (zh) 一种琴键装置及电子打击旋律乐器
CN216527987U (zh) 一种虚拟演奏系统
CN214624415U (zh) 一种电子乐器
CN220155172U (zh) 用于电子打击乐演奏的键盘及电子设备
CN211207956U (zh) 一种电子打击乐器
CN220155170U (zh) 用于打击乐演奏的电子键盘及电子乐器
CN216527988U (zh) 用于对演奏信号进行处理的电子设备以及演奏乐器
CN216212310U (zh) 用于电子打击乐器的敲击模组和电子打击乐器
CN213844748U (zh) 电子拇指琴壳体、琴键块以及电子拇指琴
CN216647831U (zh) 用于电子乐器的电路装置和电子乐器
CN213070594U (zh) 一种简单的自嗨音乐节奏打击垫
CN213751940U (zh) 一种可拆接式拾音器