光影音乐装置制造方法
【专利摘要】本发明揭示了一种光影音乐装置，包括：中央处理单元，以及分别与所述中央处理单元连接的显示屏、光影成像装置、图像识别装置、发声装置、震动感应装置、近距离感应装置、水平感应装置、光线强度感应装置、平面透射分析装置、无线通讯装置。
【专利说明】光影音乐装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电子设备【技术领域】，且特别涉及一种光影音乐装置。
【背景技术】
[0002]传统音乐器材体积重量大，携带不便，且功能单一，当前虽然手机、平板、电脑上也有一些相关的应用实现虚拟键盘乐器，但是大多是很简单的设计，即屏幕上出现乐器器件，直接用手指去触碰，然后发出相应的声音并且显示一些提示信息，这样虽然有一定的交互效果，但是模式过于简单，其使用效果甚至远远不如现实中的乐器。总之，基于手机等移动电子产品的音乐演奏功能受实体电子产品体积所限，没有真实乐器演奏现场感，而且模拟程度低，与实体乐器效果相差较远。
【发明内容】
[0003]本发明旨在解决现有的虚拟电子音乐装置技术中，由于基于手机等移动电子产品的音乐演奏功能受实体电子产品体积所限，没有真实乐器演奏现场感，而且模拟程度低，与实体乐器效果相差较远，无法满足对真实音乐装置的模拟真实性要求等技术问题。
[0004]为解决现有技术的技术问题，本发明提供一种光影音乐装置，其包括:中央处理单元，以及分别与所述中央处理单元连接的显示屏、光影成像装置、图像识别装置、发声装置、震动感应装置、近距离感应装置、水平感应装置、光线强度感应装置、平面透射分析装置、无线通讯装置；其中，所述光影成像装置将乐器的操作界面图像投射到操作平面上；当操作者在所述乐器操作界面图像上进行演奏时，所述图像识别装置识别所述操作者的演奏动作；所述中央处理单元根据所述操作者的演奏动作控制发声装置产生相应的乐器演奏声；所述显示屏显示与操作者的互动信息；所述震动感应装置，用于感测手指与所述乐器操作界面图像的接触时间或手指动作的震动幅度信息；近距离感应装置，用于感测所述手指与所述光影音乐装置之间的距离信息；水平感应装置，用于感测所述光影音乐装置是否处于水平位置信息；光线强度感应装置，用于感测外界光线强度信息；平面透射感应装置，用于感测判断乐器操作界面图像的透射状况信息；无线通讯装置，用于连接电子装置，并与所述电子装置进行信息交互。
[0005]进一步的，所述图像识别装置包括:不可见光发射装置及不可见光接收装置，分别与所述中央处理单元连接。
[0006]进一步的，所述图像识别装置包括:图像撷取装置，与所述中央处理单元连接。
[0007]进一步的，所述光影成像装置包括:发光二极管及光学镜片。
[0008]进一步的，所述光影成像装置包括:光学投影镜头或激光投影镜头。
[0009]进一步的，所述的光影音乐装置还包括:音频接收器，用于接收并记录操作者所演奏的音乐，或接收操作者发出的语音指令，进行语音操控。
[0010]进一步的，所述中央处理单元根据所述震动感应装置感测的信息控制所述发声装
//、.直友尸。[0011]进一步的，所述中央处理单元根据所述近距离感应装置感测的信息控制所述光影
音乐装置。
[0012]进一步的，所述中央处理单元根据所述水平感应装置感测的信息，控制所述光影成像装置调节所述乐器的操作界面图像。
[0013]进一步的，所述中央处理单元根据所述光线强度感应装置感测的信息控制所述光影成像装置调节所述乐器的操作界面图像的亮度
[0014]进一步的，所述中央处理单元根据所述平面透射感应装置感测的信息控制所述显示屏向操作者发出提示信息。
[0015]综上所述，本发明提供的光影音乐装置从机构和机制本身而言与传统乐器是不同的，其在使用条件、使用方式、使用效果上，相较于传统的乐器演奏及现有的电子音乐设备，具有以下有益效果:
[0016]1、该音乐装置克服了传统键盘乐器体积、重量大，携带不方便、机构复杂等缺点。
[0017]2、可通过单一装置实现对多乐器的演奏，甚至可实现多种乐器的合奏。
[0018]3、通过多种感应器件，可在该音乐装置上实现演奏传统乐器材时所不能达到的演奏效果。
[0019]4、以虚拟音乐键盘触控的方式进行操作，使该音乐装置对使用条件的要求低，适用范围广。
[0020]5、使用该音乐装置演奏时，操作者可时时了解演奏结果，并可在演奏过程中实现多种切换及互动。
[0021]6、该音乐装置可智能分析、音乐教学、还可直接接入互联网进行传播，使该装置不仅具备乐器的演奏功能，也是一种综合性的音乐娱乐工具。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1所示为本发明实施例2提供的光影音乐装置的结构示意图；
[0023]图2所示为本发明实施例2提供的光影音乐装置的工作原理示意图；
[0024]图3A所示为本发明一实施例提供的光影音乐装置投射出的乐器操作界面图像；
[0025]图3B所示为本发明一实施例提供的光影音乐装置投射出的乐器操作界面图像；
[0026]图3C所示为本发明一实施例提供的光影音乐装置投射出的乐器操作界面图像；
[0027]图3D所示为本发明一实施例提供的光影音乐装置投射出的乐器操作界面图像；
[0028]图4所示为本发明实施例3提供的光影音乐装置的结构示意图；
[0029]图5所示为本发明实施例3提供的光影音乐装置的工作原理示意图；
[0030]图6所示为本发明实施例3提供的光影音乐装置另一状态下的工作原理示意图；
[0031]图7所示为本发明实施例5提供的光影音乐装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]鉴于现有的传统音乐器材体积重量大，携带不便，且功能单一，以及基于手机等移动电子产品的音乐演奏功能受实体电子产品体积所限，没有真实乐器演奏现场感，而且模拟程度低。本发明设计的音乐装置采用虚拟光影音乐键盘，并配合各种传感器，可实现全键盘音乐操作，并具有真实的音乐反馈，达到更加逼真的乐器仿真度。[0033]为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明。
[0034]实施例1
[0035]在本实施例中，该光影音乐装置包括:中央处理单元，以及分别与所述中央处理单元连接的显示屏、光影成像装置、图像识别装置、发声装置、震动感应装置、近距离感应装置、水平感应装置、光线强度感应装置、平面透射分析装置；其中，所述光影成像装置将乐器的操作界面图像投射到操作平面上；当操作者在所述乐器操作界面图像上进行演奏时，所述图像识别装置识别所述操作者的演奏动作；所述中央处理单元根据所述操作者的演奏动作控制发声装置产生相应的乐器演奏声；所述显示屏显示与操作者的互动信息；所述震动感应装置，用于感测手指与所述乐器操作界面图像的接触时间或手指动作的震动幅度信息；近距离感应装置，用于感测所述手指与所述光影音乐装置之间的距离信息；水平感应装置，用于感测所述光影音乐装置是否处于水平位置信息；光线强度感应装置，用于感测外界光线强度信息；平面透射感应装置，用于感测判断乐器操作界面图像的透射状况信息。
[0036]利用该光影音乐装置可以实现乐器操作界面的光影像逼真模拟，可以在小巧便携的音乐装置上实现各种乐器的演奏，并与真实乐器具有更高的相似度及逼真的演奏感受。
[0037]实施例2
[0038]具体地，该实施例是以不可见光的发射和接收方式进行图像识别的一种光影音乐装置。如图1所示，是该装置的结构示意图(在具体产品中各装置的位置可进行调整)。其中:
[0039]一种以不可见光的发射和接方式进行图像识别的光影音乐装置A01，包括:光影成像装置101 ;不可见光发射装置102 ;不可见光接收装置103 ;中央处理单元105 ;音响设备106 ;震动感应装置107 ;水平感应装置108 ;近距离感应装置109 ;光线强度感应装置110 ;平面透射感应装置111 ;无线传输装置112 ;音频接收器113 ;显示屏114。
[0040]实现方式及说明:
[0041]如图2所示，光影音乐装置AOl放置在桌面ASl上。由不可见光发射装置102发射出不可见光覆盖于桌面ASl上，形成不可见光区域AS2，该区域是可以进行虚拟触控操作的有效范围。由光影成像装置101投射出乐器操作界面的图像AS3于桌面上，成像区域必须在区域AS2内。当手指HN在该区域进行操作时，由不可见光接收装置103通过接收操作者手指HN反射回的不可见光，经过中央处理单元105的运算，可判断手指操作的具体位置，并触发该位置所对应的具体指令，从而执行对乐器的操作，再通过音响系统106发声，完成“演奏”。该方式要求桌面(即成像平面)必须是平整的。
[0042]在本发明实施例中，光影成像装置101有两种实现方式:
[0043]方式一:以二极管为发射光源，通过光学镜片，把乐器的操作界面投射于桌面ASl上。该方式下，投射图像是静态的。
[0044]方式二:以光学投影镜头或激光投影镜头为发射光源，以动态投影的方式将图像投射于桌面ASl上。该方式所投射的图像是时时可变的，也可以是视频方式的。
[0045]在本发明实施例中，不可见光发射装置102可以是红外光，也可以是紫外光。该装置发射的不可见光平行覆盖于桌面(与桌面平行且有一定距离)，该覆盖区域AS2即是可进行虚拟触控操作的有效范围。[0046]在本发明实施例中，不可见光接收装置103的核心器件为COMS或CXD摄像头模组，并与滤光片搭配使用(滤光片的光谱需与不可见光接收装置的光谱一致)。该装置可接收操作者手指发射回的不可见光，从而对手指在虚拟触控区域内的位置进行定位。
[0047]在本发明实施例中，中央处理单元105控制该光影音乐装置中其它各装置的工作，同时也能够对各类信息进行智能分析处理，以及具有存储功能，并执行一些特定功能的软件及算法。
[0048]在本发明实施例中，音响系统106与中央处理单元连接，可发出各种乐器的声音，也可发出语音提示或提醒。
[0049]在本发明实施例中，震动感应装置107与中央处理单元连接，可感知手指敲击桌面的力度大小，从而触发不同的指令，实现音量、音调、音阶的变化。
[0050]在本发明实施例中，水平感应装置108与中央处理单元连接，可感知该装置是否处于水平位置，当该装置处于非水平状态，或水平位置发生突然变化时，通过该装置可触发相应操作。
[0051]在本发明实施例中，近距离感应装置109与中央处理单元连接，在近距离范围内，可感知操作者手部与该装置距离的变化，从而执行特定的操作。
[0052]在本发明实施例中，光线强度感应装置110与中央处理单元连接，可感知所处使用环境的光线强度，从而自动调节所投射图像的亮度。特殊情况下，当环境光线过强或过弱时，通过该装置可自动触发相应操作。
[0053]在本发明实施例中，平面透射感应装置111在使用时，如果操作平面是玻璃等透射率较高的材质，则光影成像装置在操作界面投射出的图像不清晰，导致该设备不能使用。通过该装置，可辨识出操作界面的透射情况:该装置向操作平面发射红外光，如果操作平面的材质透射率较高，则被反射回来红外光较少，如果操作平面的材质透射率较低，则反射回来的红外光较多。由此判断操作平面的透射情况，从而向操作者发出提示。
[0054]在本发明实施例中，通过无线传输装置112可与其它电子产品，包括手机、电脑、pad以及其它同类设备，进行信息传输及无线互联，并可接入互联网。无线传输装置包括蓝牙、WIF1、通讯装置，其中的一种或几种的组合。
[0055]在本发明实施例中，音频接收器113。可通过音频接收器接收并记录操作者所演奏的音乐，也可接收操作者发出的语音指令，进行语音操控
[0056]在本发明实施例中，通过显示屏114进行图像、信息显示以及与操作者进行信息互动。
[0057]在具体产品中，根据特定乐器的特征，对该乐器操作界面的图像进行设计。比如，图3A所示图像，可作为“钢琴”的操作界面使用；如图3B所示图像，可作为“吉他”的操作界面使用；如图3C所示图像，可作为“鼓”的操作界面使用。
[0058]此外，对于一种固定的操作界面的图像设计，还可在不同区域同时进行不同种类的乐器设计。如图3D所示，左侧可以是“钢琴”的操作界面，右侧可以是“鼓”的操作界面，此时，操作者可在同一操作界面内，同时进行多种乐器的演奏，达到传统乐器所不具备的演奏体验。
[0059]在具体产品中，操作界面的图像设计可根据美观、实用的需要进行各种变化，本实施例中所给出的示意图仅是为了演示说明使用，不对操作界面图像的设计进行具体限制。[0060]实施例3
[0061]具体地，该实施例是以图像撷取的方式进行图像识别的一种光影音乐装置。如图4所示，是该实施例3的光影音乐装置的结构示意图(在具体产品中各装置的位置可进行调整)。与实施例2的装置类似，但实现图像识别的方式为图像撷取方式，与实施例2相比，该实施例不再包括实施例2装置中的不可见光发射装置102和不可见光接收装置103，但增加图像撷取装置104。其中:
[0062]该以图像撷取方式进行图像识别的光影音乐装置A02，包括:光影成像装置101 ；图像撷取装置104 ;中央处理单元105 ;音响设备106 ;震动感应装置107 ;水平感应装置108 ;近距离感应装置109 ;光线强度感应装置110 ;平面透射感应装置111 ;无线传输装置112 ;音频接收器113 ;显示屏114。
[0063]实现方式及说明:
[0064]如图5所示，光影音乐装置A02，通过图像撷取装置104将光影成像装置101所投射的图像AS3及操作者手指HN触碰(或遮掩)的区域一并摄入，根据图像被遮掩及未被遮掩的状态，由中央处理单元105对整体图像进行分析处理，由此判断操作界面被触碰到(或遮掩)的具体位置，然后触发该位置所对应的指令，完成虚拟触控的操作，再通过音响系统106发声，完成“演奏”。图像撷取装置还可对手指或手掌的特定形状、动作进行识别，并触发相应的操作指令。比如，手指指尖按压桌面和手指侧面接触桌面，图像是不同的，则对应的指令不同；当操作者手掌伸开时，该装置可识别出手掌的形状并执行特定操作。
[0065]在本发明实施例中，图像撷取装置104，其核心器件为COMS或CXD摄像头模组。
[0066]在该实施例下，成像平面可以是任何物体的表面，且对成像平面的平整度无太多限制。如图6所式，是在墙面AS4成像时的工作原理示意图。
[0067]该实施例下其它各装置的功能及作用与实施例2相同，在此不再赘述。
[0068]实施例4
[0069]将实施例2或实施例3中的装置，融合具体的通讯或电子产品的功能，或在其它通讯电子产品上搭载此装置的功能，使其成为一款多功能、跨领域的电子设备。
[0070]比如:
[0071 ] 实施例2或实施例3中的设备+手机功能
[0072]实施例2或实施例3中的设备+蓝牙音响功能；
[0073]实施例2或实施例3中的设备+电脑或平板电脑功能
[0074]实施例2或实施例3中的设备+无线路由器功能
[0075]实施例2或实施例3中的设备+电视机功能
[0076]实施例2或实施例3中的设备+其它游戏或玩具产品功能
[0077]实施例2或实施例3中的设备+其它家用电器功能
[0078]实施例5
[0079]将实施例2或实施例3中的装置，与独立的通讯电子产品通过有线或无线的方式连接，两者搭配共同使用，使外接设备能够承担或完善该音乐装置的部分装置的功能，或增加该音乐装置没有的一些功能。
[0080]比如，可将该实施例下的产品定义为一种配件产品，与手机连接使用，此时该装置可配置更少的装置，部分装置的功能可通过手机的硬件实现，但整体上仍能完整的发挥光影音乐装置的功能。如图7所示，将该音乐装置与手机搭配使用，两者通过接口连接，此时，手机的显示屏可替代实施例2或3中装置自带的显示屏114，也可用手机的主控芯片替代实施例2或3中装置自带的中央处理单元105，也可用手机的摄像头替代实施例3中装置自带的图像撷取装置104，但整体使用的效果与实施例2或3中装置的效果相同。
[0081]综上所述，本发明实施例提供的光影音乐装置，通过投射虚拟乐器操作界面图像并配合多种传感装置，使操作者体验到更加逼真的乐器演奏感受，而且，投影图像的面积更大，便于进行多乐器合奏等操作，进一步完善操作者的使用体验，此外，该装置体积重量小，便于携带，应用范围广泛，对操作者使用限制少，这些特点都是传统乐器及现有的电子产品乐器所不具备的。
[0082]虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
【权利要求】
1.一种光影音乐装置，其特征在于，包括: 中央处理单元，以及分别与所述中央处理单元连接的显示屏、光影成像装置、图像识别装置、发声装置、震动感应装置、近距离感应装置、水平感应装置、光线强度感应装置、平面透射分析装置、无线通讯装置；其中， 所述光影成像装置将乐器的操作界面图像投射到操作平面上； 当操作者在所述乐器操作界面图像上进行演奏时，所述图像识别装置识别所述操作者的演奏动作； 所述中央处理单元根据操作者的演奏动作控制发声装置产生相应的乐器演奏声； 所述显示屏显示与操作者的互动信息； 所述震动感应装置，用于感测手指与所述乐器操作界面图像的接触时间或手指动作的震动幅度信息； 近距离感应装置，用于感测所述手指与所述光影音乐装置之间的距离信息； 水平感应装置，用于感测所述光影音乐装置是否处于水平位置信息； 光线强度感应装置，用于感测外界光线强度信息； 平面透射感应装置，用于感测判断乐器操作界面图像的透射状况信息； 无线通讯装置，用于连接电子装置，并与所述电子装置进行信息交互。
2.根据权利要求1所述的光影音乐装置，其特征在于，所述图像识别装置包括:不可见光发射装置及不可见光接收装置，分别与所述中央处理单元连接。
3.根据权利要求1所述的光影音乐装置，其特征在于，所述图像识别装置包括:图像撷取装置，与所述中央处理单元连接；所述光影成像装置包括:发光二极管及光学镜片。
4.根据权利要求1所述的光影音乐装置，其特征在于，所述光影成像装置包括:光学投影镜头或激光投影镜头。
5.根据权利要求1所述的光影音乐装置，其特征在于，还包括:音频接收器，用于接收并记录操作者所演奏的音乐，或接收操作者发出的语音指令，进行语音操控。
6.根据权利要求1所述的光影音乐装置，其特征在于，所述中央处理单元根据所述震动感应装置感测的信息控制所述发声装置发声。
7.根据权利要求1所述的光影音乐装置，其特征在于，所述中央处理单元根据所述近距离感应装置感测的信息控制所述光影音乐装置。
8.根据权利要求1所述的光影音乐装置，其特征在于，所述中央处理单元根据所述水平感应装置感测的信息，控制所述光影成像装置调节所述乐器的操作界面图像。
9.根据权利要求1所述的光影音乐装置，其特征在于，所述中央处理单元根据所述光线强度感应装置感测的信息控制所述光影成像装置调节所述乐器的操作界面图像的亮度。
10.根据权利要求1所述的光影音乐装置，其特征在于，所述中央处理单元根据所述平面透射感应装置感测的信息控制所述显示屏向操作者发出提示信息。
【文档编号】G06F3/01GK103645834SQ201310535413
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】白振辉 申请人:白振辉