微电脑控制的数码弦乐器的制作方法

专利名称：微电脑控制的数码弦乐器的制作方法
技术领域：
本发明涉及弦乐器技术，尤其涉及一种微电脑控制的数码弦乐器。
背景技术：
现有的小提琴包括弓子、琴头、琴身和设于琴头与琴身上方的琴弦，其中琴头包括 指板。当练琴者按弦接触指板的正确音准位置时，可以发出悦耳的演奏音乐。小提琴的指 板是一本身无音准位置限制而是靠演奏者演奏时左手指尖按弦触及指板产生其音准概念 的一个装置，但每个音的音准位置实际上是存在于指板上的，其音准是要经过学琴者较长 时间的严格训练而获得其位置感，以及获得从听觉到手指对音准反应的灵敏度，从而在演 奏时达到较好的音准状态。进一步地，小提琴的弓子和琴弦的位置关系(如上弓、下弓)、压力关系(即弓 压)、弓子在琴弦上的轨迹(运弓轨迹)和弓子在琴弦上的速度(即弓速或运弓速度)等都 是影响演奏/小提琴发音的重要因素。通常，音量和弓速、弓子离琴码的接近程度成正比， 且弓压需要随弓子接近琴码而增大，但又必须小于一定的值。故，对于初学小提琴的学生来说，初期很难掌握小提琴的音准，以及很难掌握弓子 和琴弦的位置关系，尤其是在训练阶段，无法较好的掌握其位置关系，即学生在练琴时所发 生的为自己所无意识到的错误位置关系和音准，往往要等一周后或何时去专业老师那儿上 课时才能由老师指出，而这时学生的听觉上已习惯于平时的音准和右手的运弓姿态、力度， 再纠正起来需花费较长的时间和精力。

发明内容
本发明提供一种微电脑控制的数码弦乐器，该数码弦乐器能够实时提示练琴者的 错误运弓姿态和力度，使初学者较快掌握运弓方式，以及能够使初学者较快掌握指板上的 音准，同时可训练初学者对音准的听觉及反应的灵敏度。本发明提供一种微电脑控制的数码弦乐器，包括弓子、琴头和与该琴头连接的琴 身，所述琴头包括弦轴和指板，所述琴身由面板、侧板和背板组成，该面板上设有系弦板，所 述系弦板和弦轴之间通过琴弦连接；所述指板表面设有辨别该指板表面的正确音准位置的指板传感器，该指板传感器 电连接控制装置；所述面板上设有至少四个感知所述弓子在所述琴弦上的线路、角度、速度或压力 的对射式传感器，该对射式传感器电连接控制装置；所述四个对射传感器呈四边形分布，该四边形分布的中心区域为所述弓子与所述 琴弦的接触区。本发明的微电脑控制的数码弦乐器能够确定指板上从低音到高音的所有半音和 全音的实际音准位置，初学者在练琴时，左手指尖揿弦将弦按向指板而触及到指板传感器， 进而可通过控制装置获知上述按弦动作的音准是否正确。以及，本发明中的微电脑控制的数码弦乐器还可通过四个对射式传感器实时检测弓子在琴弦上的轨迹、压力、速度和弓子 的角度等是否正确的信息，以便实时提示纠正初学者的运弓姿态和运功力度，进而使初学 者能够较快学习和掌握小提琴的演奏。


为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一 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，还可以根据这些 附图获得其他的附图。图1为本发明中的微电脑控制的数码弦乐器实施例中小提琴面板的结构示意图；图2为本发明中的微电脑控制的数码弦乐器实施例中小提琴背板的结构示意图；图3为本发明中的微电脑控制的数码弦乐器实施例中小提琴弓子的结构示意图；图4为本发明中的微电脑控制的数码弦乐器实施例中小提琴控制装置的结构示 意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域普通技术人员在没有 作出创造性劳动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。通常的弦乐器分为弓拉弦鸣乐器(如提琴类)和弹拨弦鸣乐器(如吉它)。其中 弓拉弦鸣乐器包括小提琴、中提琴、大提琴、倍低音提琴和二胡、板胡、京胡；弹拨弦鸣乐 器包括竖琴、吉它、电吉它、电贝司、古琴、琵琶、扬琴、阮和筝。故本发明中的数码弦乐器包 括现有技术中的各种弓拉弦鸣乐器和/或弹拨弦鸣乐器，以下的说明书中主要以小提琴为 例进行详细说明。第一实施例通常的小提琴包括琴头、与该琴头连接的琴身和位于所述琴头和所述琴身上方的 四根琴弦，所述琴头表面设有弦轴和指板，琴身由面板、侧板和背板组成，面板上设有系弦 板，所述琴弦设于所述弦轴和所述系弦板之间。在本实施例中，所述指板表面设有指板传感器，所述指板传感器电连接控制装置； 所述控制装置可发出提示初学者按弦触及的音准位置是否正确的信号。以及，所述面板上 设有至少四个感知所述弓子在所述琴弦上的线路、角度、速度或压力的对射式传感器，该对 射式传感器电连接控制装置；所述控制装置可发出提示初学者弓子在所述琴弦上的线路、 角度、速度或压力的是否符合预设范围的信号。该处的四个对射传感器呈四边形分布(优 选呈矩形分布)，该四边形分布的中心区域为所述弓子与所述琴弦的接触区。当然，上述提 示信号可为光信号或声音信号，具体可依据需要选择设置。实际中根据练琴者的需求，具体 设置控制装置的位置和控制装置发出的提示信号。需要说明的是，针对音准的提示信号和 针对弓子在所述琴弦上的线路、角度、速度或压力的提示信号是不相同的。 进一步地，在本实施例中的琴头上还设置有一个用于感知所述小提琴的水平方向和数码弦乐器与地面夹角的地磁传感器；该地磁传感器电连接控制装置；所述琴身上设置 有两个所述地磁传感器；且三个所述地磁传感器呈三角形或等腰三角形分布。当地磁传感 器检测到练琴者手中的小提琴与地面的夹角、小提琴的方向和小提琴琴头的角度不属于预 设的范围时，控制装置可发出相对应的提示信号。当然，上述提示信号也可为光信号或声音 信号，具体可依据需要选择设置。其中，上述的指板传感器为一个以上的位于所述指板表面的正确音准位置的触点 传感器。该触点传感器可为金属触点传感器，设置有所述触点传感器的指板优选为木板质 指板，以及，该金属触点传感器对应设置于指板表面的正确音准位置，并且覆盖指板上所有 半音和/或全音的音准位置。当初学者按弦触及金属触点传感器时，控制装置发出该金属 触点传感器相对应的音准位置的声音信号或光信号。优选地，金属触点的材料可为铜片或 铝片，该铜片或铝片制备的金属触点传感器可作为开关，当初学者按弦触及金属触点传感 器时，即可导通控制装置内的某一发声回路或发光回路，进而可提示初学者的按弦动作或 按弦位置是否正确。或者，上述的指板传感器为四条位于所述指板表面用于区别正确音准位置和错误 音准位置的触摸式传感器，该触摸式传感器分别位于每一根琴弦的下方。也就是说，每一 琴弦下方的指板上设置一长条状的触摸式传感器(本实施例中不限制触摸式传感器的宽 度)，该触摸式传感器可为无极多点触摸式传感器(即多点触摸式传感器)，该无极多点触 摸式传感器电连接控制装置，只要初学者按弦触及无极多点触摸式传感器均可使控制装置 内的某一发声回路或发光回路被导通。当初学者按弦接触正确音准位置时，控制装置发出 正确的音准，或发出表扬的信号；当初学者按弦接触错误音准位置时，控制装置可发出提示 错误的信号。优选地，可以在琴身的面板上设置一显示屏显示正确音准位置，以及正确音准 位置的按弦动作。此外，所述触摸式传感器为无极多点触摸式传感器，设置有所述触摸式传感器的 所述指板为合成材料制成的指板，并且，所述触摸式传感器的表面还可覆盖有耐磨层，该耐 磨层、触摸式传感器和所述指板为一体结构。在本实施例中，所述控制装置位于所述琴身的背板上，当练琴者采用设有所述无 极多点触摸式传感器的数码弦乐器时，所述控制装置发出提示练琴者触及的音准位置是否 正确的信号；当练琴者采用设有所述触点传感器的数码弦乐器时，所述控制装置只发出提 示练琴者触及的音准位置正确的信号。通常，所述控制装置通过连接的音频元件发出提示 的声信号；或者所述控制装置通过连接的发光元件发出提示的光信号；且所述控制装置发 出的正确音准位置的提示的信号和所述不正确音准位置的提示的信号是不同的，具体可依 据需要选择设置。实际中根据初学者的需求，具体设置控制装置的位置和控制装置发出的 提示信号。上述的发光元件可为发光二极管或微型小灯泡等。优选地，所述音频元件可为设置在所述背板上的一个以上的扬声器，或设置在所 述面板上的显示屏的发声元件；当所述练琴者触及的音准位置不正确时，所述扬声器发出 提示音，或者所述显示屏的发声元件发出提示音，如发出“滴滴”时可为错误提示音，同时 所述显示屏显示正确的音准位置。本实施例中优选设置两个扬声器，且分别设于所述背板 的上部和下部，当然，小提琴的琴身上还可以设置多个扬声器，其实际的结构可依据需要设 定。该些扬声器可选用共振扬声器或立体声扬声器。应说明的是，当小提琴设置有扬声器时，显示屏只用于显示各种正确的音准位置或正确音准位置的按弦动作，该显示屏可不发 声，以便及时纠正练琴者的错误，以便有效提高练琴者的音准听力。本实施例中的显示屏可 为触摸显示屏。另外，上述的对射式传感器向所述弓子与所述琴弦的接触区发射以获知所述弓子 在所述琴弦上的线路、角度、速度或压力的不可见光或红外光，进而可感知所述弓子在所述 琴弦上的角度、速度或压力的大小。通常，琴身上设有F孔，进而对射式传感器可位于所述 F孔的上部或下部。优选地，当练琴者的运弓角度、运弓速度、运弓轨迹或弓子在所述琴弦上的压力不 符合预设范围时，所述控制装置发出提示信号。该提示信号也可为声信号或光信号，以及对 于运弓角度、运弓速度、运弓轨迹或弓子在所述琴弦上的压力可选用不同的声信号或光信 号提示。该处的提示信号与指板传感器的提示信号是不同的。当然，控制装置可通过连接的扬声器发出声音以提示练琴者运弓姿态或运弓力度 不正确，如发出“嘀”或人声的提示音。以及，控制面板在发出提示音的同时，可通过面板上 的显示屏显示正确的运弓姿态和运弓力度，以便有效帮助练琴者纠正不正确的运弓姿态。 特别地，该显示屏还可用于显示电子曲谱和/或课件。上述提及的地磁传感器位于所述琴头的背面，或者所述地磁传感器位于所述琴身 的背面。具体地，所述琴头的地磁传感器位于所述琴头的弦轴区域；所述地磁传感器位于所 述背板上，以保证上述三个地磁传感器呈等腰三角形分布即可。通常的地磁传感器可通过 感知地磁判断所述数码弦乐器与地面的夹角；故，该处的小提琴的三个地磁传感器也是通 过感知地磁以判断琴头的水平方向变化、以及感知小提琴琴身与地面的夹角和感知小提琴 在练琴者的腮帮和左手之间是否水平等信息，只要是能够判断小提琴的持琴姿势的信息均 可采用上述的地磁传感器检测。需要说明的是，在控制装置内部预先设定符合持琴姿势的琴头与地面的夹角范 围、琴身与地面的夹角范围、以及琴身是否水平的设定判断范围等预设信息，进而将地磁传 感器检测的信号转换并和控制装置内部的预设信息进行比较判断，判断当前练琴者的小提 琴是否符合持琴要求，若不符合，控制装置可发出提示信号，以便练琴者及时调整持琴姿 势，进而较好的练习/演奏小提琴。也就是说，可以在控制装置内部设置将所述地磁传感 器采集的数值与预设范围中的数值比较的比较模块。此外，控制装置可通过连接的扬声器 发出声音以提示练琴者的持琴姿势是否正确，如可发出“吱吱”的提示持琴姿势不正确的声 音。以及，控制面板在发出提示音的同时，可通过显示屏实时显示正确的持琴姿势，并显示 纠正持琴的动作内容，以便有效帮助练琴者纠正不正确的持琴姿势。特别地，该显示屏还可 用于显示电子曲谱和/或课件。优选地，在本实施例中，小提琴的指板和系弦板之间设有支撑琴弦的琴码；由此， 可在面板上设置将所述琴弦的振动信号转换为电信号的拾音器，该拾音器电连接于所述控 制装置，且该拾音器位于所述琴码底部。通常拾音器将转换的电信号发送至控制装置，以便 控制装置可以将其进行合成、模拟对比或其他使用。当然，该控制装置还可以将拾音器的电 信号存储或通过扬声器/麦克风等将其扩声放出。上述各传感器模块电连接的控制装置可为固定于所述背板上的电路板，电路板上 集成有主机，以及该电路板上还集成有电连接主机的电子曲谱和/或课件的解码模块、配合所述电子曲谱和/或课件的节拍器、输出正确音准的校音模块、音频和/或视频信号发射 模块、音频和/或视频信号接收模块、将多个背景乐和/或演奏乐合成的合成器、储存音频 数据的储存模块、输入模块、连接外部设备的接口模块和对射式传感器模块中的一个或多 个。上述的配合所述电子曲谱和/或课件的节拍器、输出正确音准的校音模块均可与麦克 风电连接，以便麦克风能够将相对应的声音扩大。进一步地，控制装置采用锂电池供电，或 采用超级电容供电。上述的微电脑控制的数码弦乐器能够确定指板上从低音到高音的所有半音和全 音的实际音准位置，从指板表面的外观上几乎是肉眼看不出来的，初学者在练琴时，左手指 尖揿弦将弦按向指板而触及到指板传感器，进而可通过控制装置获知上述按弦动作的音准 是否正确。它起到了训练初学者对音准的听觉及反应的灵敏度。以及，数码弦乐器还通过 四个对射式传感器实时检测弓子在琴弦上的轨迹、压力、速度和弓子的角度等是否正确的 信息，以便实时提示纠正初学者的运弓姿态和运功力度。进一步地，数码弦乐器通过在琴头和琴身上设置至少一个实时检测琴身平衡的地 磁传感器，以便在琴身发生倾斜或其他变化时，及时提示练琴者，进而使练琴者的琴身保持 在一个正确的位置，同时能够实时显示和纠正错误持琴姿势。上述实施例中的小提琴还能 够有效提高练琴者的识谱能力和听力，以及能够帮助他们对乐理的理解，引发练琴者对学 音乐的更大兴趣。第二实施例参见图1、图2、图3和图4所示，图1示出了本发明中的微电脑控制的数码弦乐器 实施例中小提琴面板的结构示意图；图2示出了本发明中的微电脑控制的数码弦乐器实施 例中小提琴背板的结构示意图；图3示出了本发明中的微电脑控制的数码弦乐器实施例中 小提琴弓子的结构示意图；图4示出了本发明中的微电脑控制的数码弦乐器实施例中小提 琴控制装置的结构示意图。小提琴可包括琴头1和琴身2，琴身2由面板6、侧板和背板18 (如图2所示)组 成，琴头1包括卷形装饰(图中未标出)、弦轴5和指板3等，琴身2包括面板6、侧板和背 板18(如图2所示)等，以及面板6上设有F孔、琴码9、系弦板7、腮托等。系弦板7和弦 轴5之间通过琴弦4连接，(如图1中的G弦^、D弦4b、A弦4d、E弦4c)。上述琴头上的 卷形装饰、弦轴5、指板3等和琴身上的F孔、琴马、系弦板、腮托等的位置关系与现有技术中 的小提琴结构的位置关系是一样的，故本实施例中不特别描述小提琴固有结构的连接关系 和位置关系。其中，本实施例中的指板3上设置有电连接有控制装置16 (如图2所示)的指板传 感器，该指板传感器为四条位于指板3表面用于区别正确音准位置和错误音准位置的触摸 式传感器(图中未示出条状的触摸式传感器，示意性的突出显示各音准位置的触摸点8)。 该触摸式传感器分别位于每一根琴弦4的下方。也就是说，每一琴弦4下方的指板3上设 置一长条状的触摸式传感器，该触摸式传感器可为无极多点触摸式传感器(即多点触摸式 传感器)，该无极多点触摸式传感器电连接控制装置16，只要初学者按弦触及无极多点触 摸式传感器均可使控制装置16内的某一发声回路或发光回路被导通。优选控制装置16可 发出所触及的音位键(正确音准位置的音位键)的声音音高以及通过可显示屏10提示该 音位键对应的正确手指位置。
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此外，本实施例中的设置有多点触摸式传感器的指板3可为合成材料制成的指 板，多点触摸式传感器的表面覆盖有耐磨层，该耐磨层、多点触摸式传感器和指板3为一体 成型的结构，使得位于指板3上的指板传感器无任何凸起或凹槽，进而设有指板传感器的 指板的外观和手感上均和传统小提琴的指板几乎无差异，进而可较好的纠正初学者/练琴 者的错误音准概念。当然，上述无极多点触摸式传感器对音位/音准的采样是无级连续的， 且能够精确的搜集和感知左手手指接触指板3的位置，进一步地无极多点触摸式传感器还 可作为面板6上的显示屏10的信号传导的感知前端，以便精确矫正初学者/练琴者/学习 者左手的持琴姿态以及按弦手型。上述的无极多点触摸式传感器电连接控制装置16，当初学者按琴弦4接触指板3 上的正确音准位置时，控制装置16可通过连接的扬声器12发出一显示正确音准位置的信 号；当初学者按琴弦4接触指板3上的其它位置时，控制装置16可通过连接的扬声器12发 出一显示错误音准位置的信号。优选地，在发出显示错误音准位置的信号的同时，可通过面 板6上设置的显示屏10显示正确音准位置，以及正确的按弦动作。需要说明的是，上述信 号还可为光信号或其它能够提示的信号。如图2所示，在本实施例中，控制装置16位于琴身2的背板18上，且连接控制装 置的扬声器12优选为两个，且分别设于背板18的上部和下部，该控制装置16可控制扬声 器12发出“滴滴”的错误提示音，或其它正确的提示音，同时显示屏10显示正确的音准位 置即相对应的按弦动作，以便及时纠正练琴者的错误，以便有效提高练琴者的音准听力。上 述的显示屏10设置于面板6上，该显示屏10电连接控制装置16，进一步地，该显示屏10还 可动态显示的电子曲谱和训练课件、左手手指的当前位置或引导顺序按弦的位置等信息， 其可作为控制装置16的人机界面。优选地，该显示屏10可为触摸屏。具体地，面板6上设有至少四个感知弓子38 (如图3所示)在琴弦4上的线路、角 度、速度或压力的对射式传感器19，该对射式传感器19电连接控制装置16(如图2所示)； 控制装置16可发出提示初学者弓子38在琴弦4上的线路、角度、速度或压力的是否符合预 设范围的信号。该处的四个对射式传感器19呈矩形分布，该矩形分布的中心区域为弓子38 与琴弦4的接触区。优选地，控制装置16可通过连接的扬声器12发出声音以提示练琴者 运弓姿态或运弓力度不正确，如发出“滴滴”的提示音。进一步地，还可通过设置在面板6上 的显示屏10显示正确的运弓姿态或运弓力度。另外，小提琴的面板6上设有分为琴弦4两侧的F孔(图中未标出)，进而对射式 传感器19可位于所述F孔的上部或下部，且对射式传感器19向弓子38与琴弦4的接触区 发射以获知弓子38在琴弦4上的线路、角度、速度或压力的不可见光或红外光，进而可感知 弓子38在琴弦4上的角度、速度或压力的大小。上述练琴者的运弓角度、运弓速度、运弓轨 迹或弓子38在琴弦4上的压力不符合预设范围时，控制装置16发出提示信号。该提示信 号可为声信号或光信号，以及对于运弓角度、运弓速度、运弓轨迹或弓子38在琴弦4上的压 力可选用不同的声信号或光信号提示。为使小提琴的学习或演奏达到较好学习效果，可在 面板6上设置麦克风11，本实施例中的麦克风11电连接上述控制装置16，其作用使用于放 大声音。进一步地，琴头1上设置有一个用于感知小提琴的方向和小提琴与地面夹角的地 磁传感器20 ；该地磁传感器20电连接控制装置16 ；琴身2上设置有两个地磁传感器20 ；且三个地磁传感器20呈等腰三角形分布。当地磁传感器20检测到练琴者手中的小提琴与地 面的夹角、小提琴的方向和小提琴琴头1的角度不属于预设的范围时，控制装置可发出相 对应的提示信号。本实施例中的地磁传感器20可选用重力传感器。优选地，控制装置16可通过连接的扬声器12发出声音以提示练琴者的持琴姿势 不正确。进一步地，还可通过设置在面板6上的显示屏10显示正确的持琴姿势。需要说明的是，还可在面板6上设置将琴弦4的振动信号转换为电信号的拾音器 (图中未示出)，该拾音器电连接于控制装置16，且该拾音器位于琴码9底部。拾音器可将 收集的电信号传递至控制装置16处理，如可用于与其他乐器合成、或通过麦克风扩放等。 优选地，可以将拾音器作为小提琴发出各种声音的信号源(或为显示屏10中显示的乐谱自 动滚动、定音)定调的信号源)，该拾音器能够和控制装置的节拍器或背景乐结合，进而可 组合出多种不同的弦乐。从图2上可直观看出，控制装置16的外部面板包括一多功能可旋转的波轮17，能 够控制或调节控制装置16内部各模块的各项功能，如调节混响延时量、扬声器音量、EQ均 衡选择等。另，控制装置16的外部面板还设置有多个按键14，该按键14可为校音按键、节 拍器按键、播放按键或录音按键等；以及控制装置16上直接设置可与其他设备或电源连接 的接口，如USB接口 15、SD借口或电源插接口等。本实施例中的控制装置16可为固定于背板18上的电路板37，如图4所示，电路板 37上设有主机34，该电路板37上集成有连接该主机34的电子曲谱和/或课件的解码模块 21 (该解码模块可为MP3/AVI/WMV/RMVB/JPG格式的解码器)、配合所述电子曲谱和/或课 件的节拍器22、输出正确音准的校音、定调模块23、音频和/或视频信号发射模块M (即FM 发射模块或蓝牙发射模块)、音频和/或视频信号接收模块25 (如FM接收模块或蓝牙接收 模块)、将多个背景乐和/或演奏乐合成的多功能效果合成器26、储存音频数据的储存模块 27、连接外部设备(该外部设备可为电视、电脑等)的接口模块观(如USB接口模块，或可 为外置电源适配器)、模拟演奏模块29、电源模块30、输入模块31 (可为键盘输入或触摸屏 输入)、录音模块32、地磁传感器模块33、指板传感器模块35或对射式传感器模块36。当 然，上述控制装置的电源模块30可为锂电池，超级电容。应说明的是，指板传感器模块35、对射式传感器模块36和地磁传感器模块33内部 分别包括各自的比较模块；每一比较模块用于接收相对应的指板传感器、对射式传感器19 和地磁传感器20的检测信号，并与该比较模块内部的预设信号进行比较，若所述检测信号 与所述预设信号不相符，则控制装置发出相对应的提示信号。进一步地，还可在控制装置16的上部设置动态显示进程或乐理的触摸屏13(图中 未标出，该触摸屏13位于控制装置16的外部面板的上部区域)，该触摸屏连接于主机34。 当然，该控制装置16连接的位于背板18的触摸屏或位于面板的显示屏10能够实时显示电 子曲谱，以便配合演奏者的节拍，以及还可以将各种实时演奏的弦乐录音保存，以便能够回 放矫正不正确的音准。控制装置16可通过接口模块观对其内部的各模块进行优化处理， 如升级或数据维护等。上述曲谱和/或课件的解码模块21对电子乐谱的解码可通过解码 狗实现解码。上述FM发射模块的发射频率范围87. 5MHz-108MHz，本实施例中的FM发射模 块的发射频率共206个频点。上述微电脑控制的数码弦乐器能够确定指板上从低音到高音的所有半音和全音的实际音准位置，从指板表面的外观上几乎是肉眼看不出来的，初学者在练琴时，左手指尖 揿弦将弦按向指板而触及到指板传感器，进而可通过控制装置获知上述按弦动作的音准是 否正确。它起到了训练初学者对音准的听觉及反应的灵敏度。进一步地，通过四个对射式传感器实时检测弓子在琴弦上的轨迹、压力、速度和弓 子的角度等是否正确的信息，以便实时提示纠正初学者的运弓姿态和运功力度，进而使初 学者能够较快学习小提琴的演奏。当然，上述小提琴通过在琴身内部或背板上设置至少一个检测琴身平衡的地磁传 感器，以便在琴身发生倾斜或其他变化时，及时提示练琴者，进而使练琴者的琴身保持在一 个正确的位置，同时能够实时显示和纠正错误持琴姿势。对于初学者来说，能够较快的掌握 持琴姿势。以及，上述实施例中的小提琴还能够提高练琴者的识谱能力和听力，以及能够帮 助他们对乐理的理解，引发练琴者对学音乐的更大兴趣。也就是说，上述的数码弦乐器能够 实时监控和提示练琴者保持正确的持琴姿态以及左手音准和右手运弓的线路、速度和力度 等信息，使初学者能够较快掌握小提琴学习中的重点，即正确的音准和运弓方式，同时增加 初学者在学习中的兴趣。应说明的是，本实施例中的数码小提琴是由一总开关控制的，当总开关打开时，各 模块通过微电脑控制实现其相对应的功能；当总开关被关闭时，小提琴还是具备传统小提 琴的各种功能。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
1.一种微电脑控制的数码弦乐器，包括弓子、琴头和与该琴头连接的琴身，所述琴头 包括弦轴和指板，所述琴身由面板、侧板和背板组成，该面板上设有系弦板，所述系弦板和 弦轴之间通过琴弦连接；其特征在于，所述指板表面设有辨别该指板表面的正确音准位置的指板传感器，该指板传感器电连 接控制装置；所述面板上设有至少四个感知所述弓子在所述琴弦上的线路、角度、速度或压力的对 射式传感器，该对射式传感器电连接控制装置；所述四个对射传感器呈四边形分布，该四边形分布的中心区域为所述弓子与所述琴弦 的接触区。
2.根据权利要求1所述的微电脑控制的数码弦乐器，其特征在于，所述琴头上设置有一个以上的用于感知所述数码弦乐器的水平方向和数码弦乐器与 地面夹角的地磁传感器；该地磁传感器电连接控制装置； 所述琴身上设置有两个以上的所述地磁传感器。
3.根据权利要求2所述的微电脑控制的数码弦乐器，其特征在于，所述指板传感器为一个以上的位于所述指板表面的正确音准位置的触点传感器；或者 所述指板传感器为四条位于所述指板表面用于区别正确音准位置和错误音准位置的 触摸式传感器，该触摸式传感器分别位于每一根琴弦的下方；以及，所述琴身上设有F孔，所述对射式传感器位于所述F孔的上部或下部； 所述地磁传感器位于所述琴头的背面的所述弦轴区域，或者所述地磁传感器位于所述 琴身的背面；且所述琴头上的地磁传感器和所述琴身上的地磁传感器呈三角形分布或四边 形分布。
4.根据权利要求3所述的微电脑控制的数码弦乐器，其特征在于，所述触点传感器为金属触点传感器，设置有所述触点传感器的所述指板为木板质指板；所述触摸式传感器为无极多点触摸式传感器，设置有所述触摸式传感器的所述指板为 合成材料制成的指板，优选地，所述触摸式传感器的表面覆盖有耐磨层，该耐磨层、触摸式 传感器和所述指板为一体结构。
5.根据权利要求4所述的微电脑控制的数码弦乐器，其特征在于，所述控制装置位于所述背板上，当练琴者采用设有所述无极多点触摸式传感器的数码 弦乐器时，所述控制装置发出提示练琴者触及的音准位置是否正确的信号；当练琴者采用设有所述触点传感器的数码弦乐器时，所述控制装置只发出提示练琴者 触及的音准位置正确的信号；进一步地，所述控制装置通过连接的音频元件发出提示的声信号；或者 所述控制装置通过连接的发光元件发出提示的光信号；且所述控制装置发出的正确音 准位置的信号和错误音准位置的信号是不同的；以及，所述对射传感器向所述弓子与所述琴弦的接触区发射以获知所述弓子在所述琴 弦上的线路、角度、速度或压力的不可见光或红外光；当练琴者的运弓角度、运弓速度、运弓 轨迹或弓子在所述琴弦上的压力不符合预设范围时，所述控制装置发出提示信号；所述地磁传感器通过感知地磁判断所述数码弦乐器的水平方向及数码弦乐器与地面夹角。
6.根据权利要求5所述的微电脑控制的数码弦乐器，其特征在于，所述面板上设有显 示屏，所述显示屏设有发声元件；以及该显示屏为触摸显示屏；所述音频元件为设置在所述背板上的一个以上的扬声器，或设置在所述面板上的显示 屏里的发声元件；当所述练琴者触及的音准位置不正确时，所述扬声器发出提示音，或者所述显示屏的 发声元件发出提示音，同时所述显示屏显示正确的音准位置。
7.根据权利要求1所述的微电脑控制的数码弦乐器，其特征在于，在所述指板和系弦板之间设有支撑琴弦的琴码；所述面板上还设置有将所述琴弦的振动信号转换为电信号的拾音器，该拾音器电连接 于所述控制装置，且该拾音器位于所述琴码底部。
8.根据权利要求2所述的微电脑控制的数码弦乐器，其特征在于，所述控制装置为固定于所述背板上的电路板，该电路板上设有主机，以及该电路板上 集成有连接该主机的指板传感器模块、对射式传感器模块和地磁传感器模块，以及还包括 连接该主机的电子曲谱和/或课件的解码模块、配合所述电子曲谱和/或课件的节拍器、输 出正确音准的校音模块、音频和/或视频信号发射模块、音频和/或视频信号接收模块、将 多个背景乐和/或演奏声音组合的合成器、储存音频数据的储存模块、输入模块和连接外 部设备的接口模块中的一个或多个。
9.根据权利要求8所述的微电脑控制的数码弦乐器，其特征在于，所述控制装置采用 锂电池供电，或采用超级电容供电，以及所述控制装置还设有连接所述主机的触摸屏。
10.根据权利要求8所述的微电脑控制的数码弦乐器，其特征在于，所述指板传感器模块、对射式传感器模块和地磁传感器模块内部分别包括各自的比较模 块；每一比较模块用于接收相对应的指板传感器、对射式传感器和地磁传感器的检测信号， 并与该比较模块内部的预设信号进行比较，若所述检测信号与所述预设信号不相符，则控 制装置发出相对应的提示信号。
全文摘要
本发明公开了一种微电脑控制的数码弦乐器，包括弓子、琴头和与该琴头连接的琴身，琴头包括弦轴和指板，琴身由面板、侧板和背板组成，该面板上设有系弦板，系弦板和弦轴之间通过琴弦连接；指板表面设有辨别该指板表面的正确音准位置的指板传感器，该指板传感器电连接控制装置；面板上设有至少四个感知弓子在琴弦上的线路、角度、速度或压力的对射式传感器，该对射式传感器电连接控制装置；四个对射传感器呈四边形分布。上述的数码弦乐器能够实时监控和提示练琴者保持正确的持琴姿态以及左手音准和右手运弓的线路、速度和力度等信息，使初学者能够较快掌握小提琴学习中的重点，即正确的音准和运弓方式，同时增加初学者在学习中的兴趣。
文档编号G10H3/18GK102129798SQ20111002317
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者程矛 申请人:程矛