一种根据曲谱调式自动显示唱名的琴键标志装置的制作方法

本实用新型主要是给琴键配上不同颜色和形状、以及根据曲谱调式自动显示唱名的琴键标志，具体涉及一种根据曲谱调式自动显示唱名的琴键标志装置。

背景技术：

键盘乐器是有排列如钢琴键盘的琴键之乐器总称，比如有钢琴、电子琴、管风琴等。乐器上每个琴键都有固定的音高，琴键下常有共鸣管或其它可供发声的装置。演奏时弹奏者按下琴键，乐器内的发声装置则发出声音。弹奏键盘乐器要求弹奏者精通乐理，熟读五线谱，并且准确清楚所有调式所有琴键的音高以及代表的简谱音，这对于初学者来说需要较长的时间学习和熟悉，才能将五线谱的音符转换为弹奏键盘的位置和手势。

以钢琴为例，弹奏钢琴所需要的谱是五线谱，五线谱是目前世界上通用的记谱法，是在五根等距离的平行横线上标注。五线谱以五线和四间来描述音高，相对于简谱，五线谱的优点是易于展示音的高低，对复杂的和声（在一个位置上有几个音同时出现）很容易识别，视觉非常清楚；在表示旋律方面尤其是高高低低的众多音的形态更是一目了然，因此在国际上广为使用。可以说五线谱是音乐中的“世界语”，但是对于初学者来说却有诸多难点：

1）琴键用黑白两种键来单调表示。钢琴有88个琴键，其中52个白键，36个黑键，被分成低音区、中音区和高音区，再在此基础上分组。如中音区又被分成三组，每组为一个八度，有12个键，其中7个白键，5个黑键。这12个键是12平均律所使用的12个音。这些键是连着排列的，虽然黑键按照2个，3个为一组交叉有规律地排列，但是单纯依靠琴键的位置，初学者还是很容易混淆相邻的分区或者分组。

2）五线谱与琴键的位置对应。在五线谱上音符出现的位置愈高，音也愈高，反之音符出现的位置愈低，音也愈低，要确定音的高低，还需要用谱号来标明。谱号记在五线谱的某一条线上，便使这条线具有了固定的音级名称和高度，同时也确定了其他各线上或间内的音级名称和高度。不同的谱号，五线谱上音符代表的音就不一样，和琴键的对应也不一样，难以去分辨和记忆。

3）简谱无法直接对应琴键，必须学习五线谱和掌握各种弹奏调式对应的琴键位置。简谱是用1，2，3，4，5，6，7这七个阿拉伯数字，这里称为数字唱名，来表示音的高低的，这七个数字是简谱的基本音级，由低到高依次读为：do， re ，mi， fa， sol， la， si。而琴键中的一个组有12个琴键，简谱中只有7个音，当弹奏者只会简谱的时候，无法和琴键对应起来。而且曲谱有很多调式，每个调式这7个音对应的琴键不同，因此弹奏钢琴必须熟记各种调式中7个音所对应的琴键，所以学习五线谱和掌握各种弹奏调式对应的琴键位置成为弹奏钢琴的入门门槛。然而五线谱表示复杂，各种弹奏调式对应的琴键位置变换多样，学习难度大，使得普通大众无法快速学习钢琴。

为了使弹奏更方便直观，帮助初学者快速入门，市面上出现了弹奏乐器软件和硬件的改进。软件上，许多弹奏娱乐软件（例如ipad中的钢琴HD软件，学琴屋等）会根据乐谱提示弹奏的琴键位置，但是需要观看屏幕，而没有直接标志在真实的弹奏的琴键上。智能电钢琴The ONE则通过软硬件结合来帮助人们弹奏，在软件上，通过连接iPad、iPhone，搭配配套的软件，可以实时显示弹奏的琴键位置；在硬件上，通过琴键上的指示灯提示弹奏的琴键位置，但是其动态显示的弹奏不够直观，也没有考虑和简谱对应，因此这类动态提示灯不能与演奏者心中的音乐旋律相对应，同时也不能帮助歌曲学唱者按简谱进行视唱。

如果可以把单调的黑白键盘加上醒目的标志，且和简谱对应，则弹奏者无需读懂五线谱，只要会简谱或熟悉旋律便能轻松而准确地弹奏出曲谱。

技术实现要素：

针对目前钢琴等键盘乐器的学习极难入门和学习枯燥，难以把目前的五线谱和琴键联系起来，更是难以根据简谱来弹奏曲谱或配合视唱，本实用新型提供一种根据曲谱调式自动显示唱名的琴键标志装置，在琴键上配上不同颜色和/或形状的琴键标志，还能根据曲谱调式自动显示唱名，使得弹奏者在不知道相应琴键位置情况下仍然能熟练快速演奏，还可以根据简谱配合视唱。本实用新型通过如下技术方案实现：

一种根据曲谱调式自动显示唱名的琴键标志装置，其特征在于装置包括琴键标志模块、数显电子控制模块和电源。琴键标志模块提供醒目的琴键分区和分组信息，以及根据曲谱调式而变的数字唱名，其包含的琴键标志单元数目和琴键数目一致。数显电子控制模块根据弹奏调式控制琴键标志模块显示数字唱名。琴键标志模块贴于琴键键盘上下的空余位置，琴键标志单元一一对应键盘的琴键。这样可以完全不改变现有钢琴的内在结构，只是把该装置摆放和固定好，插上电源，就可以工作，给弹奏者提供方便视唱和弹奏的琴键位置。整套装置安装拆卸方便，容易携带和扩展，可以安装在不同的需要弹奏的琴上。

琴键标志模块由若干个琴键标志组组成。每个琴键标志组由一个音组色带和一个琴键标志块组成。音组色带用颜色或者/和图形来表示不同的音组，每个琴键标志组的琴键标志块由若干个琴键标志单元组成，和琴键一一对应。以钢琴为例，琴键标志模块由9个琴键标志组组成。根据钢琴琴键的设置，除大字二组，小字五组外都是以一个八度之内的12个键为一组，每组配置一个琴键标志组，每个琴键标志组用不同颜色和/或图形的音组色带区分，每个琴键标志组的琴键标志块由12个琴键标志单元组成，和12个琴键一一对应。

上述琴键标志组的音组色带用颜色或者/和图形来区分表示不同的音组，即是组间琴键的区分，用无源的形式来显示。

上述琴键标志组的琴键标志块的琴键标志单元用不同的颜色和/或图形来区分音组内的琴键，另外用数字显示块来显示数字，代表不同的数字唱名。不同音组的琴键标志块可以相同。不同的颜色和/或图形可以采用无源的形式来固定显示，如，先根据弹奏者的喜好来设计，再印刷涂色上去，用于明显区分音组内的琴键。由于用不同的调式来弹奏同一乐谱时，同一琴键位置处其代表的音唱名不同，不是固定的，数字显示块则根据调式显示相应的数字唱名，故而以有源的形式来动态显示，方便视唱。

上述琴键标志组可以采用一薄的硬盒实现，硬盒上方印刷音组色带的颜色和/或图形以及琴键标志单元上的颜色和/或图形，中间开若干个孔洞，用于放置动态显示数字的数字显示块，然后在硬盒下方粘上3M魔术贴，贴于琴键的上方和/或下方。孔洞的形状可以为方形、圆形等形状。贴于琴键下方的琴键标志组可以有所简化，如，只要琴键标志块，且可以再进一步简化为只有颜色和/或图形的无源显示等。

数显电子控制模块根据弹奏调式控制每个琴键标志组每个琴键标志单元中数字显示块的数字唱名的显示控制，即是1-7阿拉伯数字的显示。数字显示块的数字显示方式可以采用LED点阵，也可以采用七段LED数码管。LED点阵设计到的阵元多，显示美观，但是电路复杂，价格昂贵；七段LED数码管电路简单，价格比LED点阵便宜，但是显示美观度下降。

数显电子控制单元控制琴键标志单元上数字显示块的有源显示，还可以采用电子控制和字模结合实现（这里称为背光字模）。结合琴键标志组的无源显示，整个琴键标志组的实现装置可以分成两层制作，第一层为塑料层，制作字模，先在塑料层上面贴上有颜色填充和/或图形叠加的图案：琴键标志组的音组色带用颜色和/或图形来填充，琴键标志组的琴键标志块的琴键标志单元也用不同的颜色来填充；然后在黑键上再叠加图形，最后再印刷或者雕刻数字1-7，数字上再戳一些小孔用以透光；整个塑料层也可以先3D打印，再贴上有颜色填充和/或图形叠加的图案。第二层为电路板层，制作安插了若干个LED灯的LED灯板，每个LED灯位于字模相应数字的下方，要显示哪个数字则数显控制单元就控制点亮哪个LED灯，LED灯光通过数字上的小孔透过入射到人的眼睛，就可以发现该数字被显示。该电路实现简单且经济实惠，但是显示占用的空间大，当显示的空间固定时候，则显示的数字比较小。塑料层和电路板层两层扣上组合在一起之后再在下面粘上用于双面粘贴的3M魔术贴，即完成整个琴键标志组装置的制作。

本实用新型所提出的一种根据曲谱调式自动显示唱名的琴键标志装置，具有以下优点：

(1) 琴键标志块用不同的音组色带区分不同的音组，不同的颜色和/或不同的形状来区分同一音组的黑白键，同时显示数字唱名。琴键标志块贴于琴键上下方，使得黑白键容易辨认，音区容易找到，降低弹奏入门的难度，帮助初学者快速入门，更让弹奏者对着简谱也可以弹奏，视唱更为容易。琴键标志块中数字唱名的提示有利于弹奏时，其与演奏者心中的音乐旋律相对应，同时也能帮助歌曲学唱者按简谱进行视唱。

(2) 琴键标志块的数字显示块显示的数字唱名根据乐谱的调式变化，这让弹奏者在弹奏不同调的乐谱时不用刻意去记忆不同调式相同音符对应的琴键位置的不同，让学琴变得简单。

(3) 本实用新型提供的电子控制和字模结合的琴键标志单元上的数字显示装置，制作比较经济实惠

附图说明

图1（a）是本实用新型的系统框图；

图1（b）是本实施例的装置示意图；

图2（a）是本实施例对应小字一组的琴键标志组示意图；

图2（b）是本实施例简化的琴键标志组示意图；

图3是本实施例在C调、D调、E调时琴键标志组的示意图；

图4（a）是本实施例琴键标志组的字模示意图；

图4（b）是本实施例琴键标志组的电路板层LED灯阵列示意图；

图4（c）是本实施例琴键标志组的电路板层LED灯阵列在C调时相应LED灯亮的示意图；

图4（d）是本实施例C调时相应LED灯亮时琴键标志组的效果示意图；

图5是本实用新型弹奏者使用本装置弹奏的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，但本实用新型的实施不限于此。

如图1(a)所示，是本实用新型一种根据曲谱调式自动显示唱名的琴键标志装置的系统框图，包括琴键标志模块、数显电子控制模块和电源。琴键标志模块提供醒目的琴键分区和分组信息，以及根据曲谱调式而变的数字唱名，其包含的琴键标志单元数目和琴键数目一致。数显电子控制模块根据弹奏调式控制每个琴键标志组中数字显示块的数字唱名的显示控制，即是1-7阿拉伯数字的显示。电源为琴键标志模块和数显电子控制模块供电或者提供电源接口。

图1(b)是本实施例的装置示意图。借助钢琴101来说明，数显电子控制模块102用一DSP来实现。琴键标志模块103贴于钢琴键盘104上下的横杆上，琴键标志单元一一对应钢琴键盘的琴键。这样可以完全不改变现有钢琴的内在结构，只是把该装置摆放和固定好，打开或者插上电源105，这里示意插上电源就可以工作，给弹奏者提供方便视唱的动态竖线谱和弹奏的琴键位置。整套装置安装拆卸方便，容易携带和扩展，可以安装在任意需要弹奏的琴上。

图2是本实施例的琴键标志组模块。琴键标志模块由若干个琴键标志组组成。如钢琴，则需要9个琴键标志组贴于琴键的上方，若琴键下方也要贴，则共需要18个琴键标志组。分组的方式和琴键的分组方式一样，对应钢琴琴键上的大字组，大字一组，大字二组，小字组，小字一组，小字二组，小字三组，小字四组，小字五组。每个琴键标志组由一个组区色带和一个琴键标志块组成。根据钢琴琴键的设置，除大字二组，小字五组外都是以一个八度之内的12个键为一组，每组配置一个琴键标志组，每个琴键标志组用不同颜色和/或图形的音组色带区分，每个琴键标志组的琴键标志块由12个琴键标志单元组成，和12个琴键一一对应。琴键标志组的音组色带用颜色或者/和图形来区分表示不同的音组，即是组间琴键的区分，用无源的形式来显示。琴键标志组的琴键标志块的每个琴键标志单元用不同的颜色和/或图形来区分音组内的琴键，另外还用数字显示块来显示数字，代表不同的数字唱名。不同音组的琴键标志块可以相同。琴键标志单元的颜色和/或图形可以采用无源的形式来固定显示，如，先根据弹奏者的喜好来设计，再印刷涂色上去，用于明显区分音组内的琴键。由于用不同的调式来弹奏同一乐谱时，同一琴键位置处其代表的唱名不同，不是固定的，数字显示块则根据调式显示相应的数字唱名，故而以有源的形式来动态显示，方便视唱。

图2（a）示意的是对应小字一组的琴键标志组，由一个组区色带201和12个琴键标志单元202组成。组区色带201用白色，表示对应小字一组；琴键标志单元的宽度和琴键的宽度一致，使得贴于小字一组的琴键上方时和小字一组的琴键一一对应。琴键标志单元用不同的颜色（图例中用不同的线条填充）来标志区分这12个琴键，更进一步，用不同的图形203来标志区分这一组的5个黑键。琴键标志单元用数字显示块204来显示阿拉伯数字，即是这些琴键代表的数字唱名，图示的是用C调弹奏时候对应的唱名，其“do， re， mi， fa， sol， la ，si”七个音都落在白键上，为突出显示，数字可以用不同的底色和字体色来显示以及区分是落在黑键还是白键上，实施例中落在白键上用白底黑字，落在黑键上用黑底白字。

琴键标志组贴于琴键的上方和（或者）下方，可以将其固化在一硬板上用3M魔术贴贴上，另外贴于琴键下方的琴键标志组可以有所简化，图2（b）示意的是实施例中简化的琴键标志组，只有琴键标志块中白键对应的颜色显示。

图3是本实施例的琴键标志组不同调式的显示，示意了C调、D调、E调的琴键标注组，可以看到他们的区别就是随调式而变的数字唱名落在不同的位置上，这是由控制模块的数显电子控制模块控制其进行有源显示的，其他的用无源的方式固定显示。

图4是实施例的琴键标志组结合电子和字模形式来实现原理图，琴键标志组分成两层制作，第一层为塑料层，制作字模，见图4（a），上面贴上有颜色填充和图形叠加的图案：琴键标志组的音组色带用颜色和图形来填充，琴键标志组的琴键标志块的琴键标志单元也用不同的颜色来填充，在黑键上再叠加图形，最后再叠加标注数字1-7。图中数字的排列规则为1在中间，2-6分布在1的周围，数字上再戳一些小孔用以透光。第二层为电路板层，见图4（b），在第一层有数字的对应位置处布置相应的LED灯，如401，要显示哪个数字，则数显电子控制模块控制相应的LED灯亮，如图4（c）中的402。图4（d）示意了C调时相应LED灯亮的时候某个琴键标志组的效果图，这里用白底黑字突出显示来表示LED灯亮后相应数字的效果，如403。

图5是弹奏练习者利用一种根据曲谱调式自动显示唱名的琴键标志装置进行一次练习的流程图。

步骤1：弹奏练习者打开装置的电源输入需要弹奏曲目的简谱或者五线谱，以及曲谱调式。

步骤2：数显电子控制模块根据曲谱调式，控制琴键标志模块有源显示数字唱名。

步骤3：弹奏者根据弹奏曲目的简谱或者五线谱,以及琴键标志模块上的显示开始轻松弹奏。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围。