激光投影钢琴及系统的制作方法

本实用新型涉及电子乐器技术领域，尤其是涉及一种激光投影钢琴及系统。

背景技术：

钢琴不像其他的小型乐器，其体积大、仪器精密、不易搬动、不易随身携带，所以不能满足人们在很多场合的才艺表演需求；同时，很多钢琴新手进行钢琴练习时，由于钢琴体积大且价钱高昂，一般只能在固定的地方放置钢琴进行练习，不能满足人们随时随地练习钢琴的需求。

目前，为了解决钢琴不易搬动、体积大的问题，市面上出现了折叠便携式钢琴，其能够模拟钢琴发音，折叠后体积相对较小，使用环境要求低，受到了部分人群的喜爱。但是，现有的折叠便携式钢琴的接线多、需要很多配合的设备，其体积还是不能满足随身携带的需求，且造型粗糙，无科技感。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种激光投影钢琴，以解决现有技术中存在的钢琴体积大、不易随身携带导致人们展示或练习钢琴技术受限的技术问题。

本实用新型的目的还在于提供一种激光投影钢琴系统，以解决现有技术中存在的钢琴体积大、不易随身携带导致人们展示或练习钢琴技术受限的技术问题。

基于上述第一目的，本实用新型提供了一种激光投影钢琴，包括壳体、控制器、用于投影虚拟钢琴键布局图的激光投影装置、能够发出虚拟钢琴键对应音符声音的发声装置、感应手指触碰虚拟钢琴键的红外传感器以及准确定位手指触碰的虚拟钢琴键的图像传感器；

所述控制器设置在所述壳体内；

所述激光投影装置、发声装置、红外传感器和图像传感器分别设置在所述壳体上，所述激光投影装置、所述红外传感器和图像传感器的投射方向相同且面向所述壳体的外部；

所述控制器与所述激光投影装置、发声装置、红外传感器和图像传感器分别电连接。

进一步地，所述图像传感器为CMOS摄像头或摄像头组。

进一步地，所述壳体上设置有耳机插孔。

进一步地，所述控制器上设置有无线信号传输组件，所述控制器通过无线信号传输组件与智能终端连接。

进一步地，所述壳体相同侧的侧壁上分别设置有第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔，所述激光投影装置安装在所述第一安装孔内，所述红外传感器安装在所述第二安装孔内，所述图像传感器安装在所述第三安装孔内。

进一步地，所述壳体大致为长方体型，所述壳体的边角呈弧面形；

所述壳体内设置有电源模块。

进一步地，所述壳体包括底壳和与所述底壳配合的盖板；

所述底壳上设置有盖板口，所述盖板盖合在所述盖板口上并与所述底壳可开合连接。

进一步地，所述壳体上安装有支架，所述壳体能够通过所述支架进行角度调节。

进一步地，所述壳体套设有保护套；

所述保护套与所述壳体可拆卸连接。

基于上述第二目的，本实用新型还提供了一种激光投影钢琴系统，包括如上述任一项所述的激光投影钢琴、与所述激光投影钢琴适配的耳机以及智能终端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的激光投影钢琴，包括壳体、控制器、用于投影虚拟钢琴键布局图的激光投影装置、能够发出虚拟钢琴键对应音符声音的发声装置、感应手指触碰虚拟钢琴键的红外传感器以及准确定位手指触碰的虚拟钢琴键的图像传感器；所述控制器设置在所述壳体内；所述激光投影装置、发声装置、红外传感器和图像传感器分别设置在所述壳体上，所述激光投影装置、所述红外传感器和图像传感器的投射方向相同且面向所述壳体的外部；所述控制器与所述激光投影装置、发声装置、红外传感器和图像传感器分别电连接。本实用新型激光投影钢琴通过激光投影装置将钢琴的键盘投影到平面上，使用者按击虚拟钢琴键布局图，红外传感器感应到信号的阻断，而后图像传感器捕捉使用者的具体按击位置，控制器根据图像传感器的反馈信息判断使用者按击的具体是哪一个虚拟琴键，控制器根据具体虚拟键盘控制发声装置发出对应的钢琴音符声音，完成一次琴键弹奏。本实用新型激光投影钢琴的体积小、且制造成本低、本身可以完成弹奏过程，不需要过多的配合设备，便于人们随身携带，随时随地根据需要进行钢琴技术的展示或练习。

本实用新型提供的激光投影钢琴系统，包括如上述任一项所述的激光投影钢琴、与所述激光投影钢琴适配的耳机以及智能终端。本实用新型激光投影钢琴系统与现有技术相比，与本实用新型激光投影钢琴具有相同的有益效果，通过上文对本实用新型激光投影钢琴有益效果的描述也能够直观的获得，在此不再详细赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例激光投影钢琴的示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的左视图；

图4为图1的俯视图；

图5为本实用新型实施例激光投影钢琴在平面上投影出虚拟钢琴键布局图的示意图。

图标：1-激光投影钢琴；11-壳体；12-激光投影装置；13-红外传感器；14-图像传感器；15-发声装置；2-虚拟钢琴键布局图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1至图5所示，本实施例提供了一种激光投影钢琴1包括壳体11、控制器(内置在壳体内，图中没有显示)、激光投影装置12、发声装置15、红外传感器13以及图像传感器14。

所述控制器设置在所述壳体11内；所述激光投影装置12、发声装置15、红外传感器13和图像传感器14分别设置在所述壳体11上，所述激光投影装置12、所述红外传感器13和图像传感器14的投射方向相同且面向所述壳体11的外部；所述控制器与所述激光投影装置12、发声装置15、红外传感器13和图像传感器14分别电连接。其中，所述激光投影装置12、所述红外传感器13和图像传感器14的投射方向相同指的是，激光投影装置12形成投影范围，红外传感器13或图像传感器14能够在整个投影范围内进行感应或采集信息。

所述控制器包括投影控制模块、琴键定位模块以及发声控制模块。激光投影装置12用于投影虚拟钢琴键布局图2，一般激光投影装置12是在平面物体上进行投影形成钢琴键布局图，所述激光投影装置12与所述投影控制模块连接并根据投影控制模块的控制能够在平面上投影出虚拟钢琴键布局图2；所述红外传感器13用于感应手指触碰虚拟钢琴键，所述红外传感器13与所述琴键定位模块连接，所述红外传感器13感应手指碰触虚拟钢琴键后向所述琴键定位模块发送弹奏信号；所述图像传感器14用于准确定位手指触碰的虚拟钢琴键，所述图像传感器14与所述琴键定位模块和所述发声控制模块分别电连接，所述琴键定位模块接收到所述红外传感器13发出的弹奏信号后向所述图像传感器14发送采集指令，所述图像传感器14采集准确的弹奏虚拟琴键信息并将所述弹奏虚拟琴键信息发送给所述发声控制模块；所述发声装置15用于发出虚拟钢琴键对应的音符声音，所述发声器与所述发声控制模块连接，发声控制模块根据接收到的弹奏虚拟琴键信息控制所述发生器发出该弹奏虚拟琴键信息对应的钢琴音符声音。

所述控制器可以是设置在电路板上的单片机，其是整个激光投影钢琴1的控制核心组件。

激光投影装置12可以采用DLP数字微镜投影技术或PicoP激光投影技术来实现，也可以通过激光器照射预先保存有键盘画面的镜片的方式在平面区域上产生虚拟钢琴键布局图。该激光投影装置12可以由一个或多个投影单元构成，以适应虚拟钢琴键布局图上多种琴键及乐谱信息的组合。如琴键与乐器控制键可采用激光器照射固定图案的镜片的方式投射出来，而乐谱及弹奏提示信息等动态画面由PicoP激光投影技术来实现。采用多个投影单元的优点是可以在保证机器小巧便携性的同时保证乐器丰富的丰富功能，而且可以降低成本。投影控制模块负责激光投影装置12的显示信息生成与传递，并控制激光投影装置12的开关与亮度调节等，由运行于控制器上的软件程序来实现。该投影控制模块将乐谱及乐谱指法信息与预存的键盘图形数据合并，生成完整的虚拟钢琴键布局图显示信息，并将该信息传输给激光投影装置12。激光投影装置12接收投影控制模块的控制指令及投影信息，在一定平面区域内投射出虚拟钢琴键布局图2。

图像采集和识别技术是构件本实用新型的重要核心。本实用新型的图像采集、识别是通过红外传感器13以及图像传感器14配合完成，其中，红外传感器13可以是一个一字线的红外激光器，其生成一个红外线平面，该平面紧邻虚拟键盘平面并与其平行，当手指阻挡了红外线时，即可认为手指按在了虚拟键盘上；所述图像传感器14可以连续捕捉包含虚拟钢琴键布局图区域的图像或视频，其可以是CMOS摄像头或摄像头组，CMOS摄像头或摄像头组把包含投影区域的图像实时采集并传递给琴键定位模块，琴键定位模块接收到CMOS摄像头或摄像头组捕捉的虚拟钢琴键布局图2的图像信息后，根据其内部预设好的算法程序判断虚拟钢琴键布局图2上手指的琴键动作，识别出手指的按击动作，根据预存的琴键位置表，判断出操作者点击的琴键值，并向所述发声控制模块发送相应的信息。其中，琴键定位模块内部预设好的算法程序可以是通过计算机测距方法来判断虚拟钢琴键布局图2上手指的按击动作，也即，当手指与虚拟键盘的距离足够近时，则认为手指接触了琴键，这种测距方法可以是激光测距法。

发声装置15具体可采用波表合成器以及与所述波表合成器连接的扬声器来实现，其中波表合成器是一种对乐器的声音进行采样，以特定格式存储为一个波表文件，重放时根据音乐文件的乐曲信息，向波表合成器发出指令，从波表文件的表格中提取出对应的声音数据，加工合成后回放出来的装置。发声控制模块一般包括D/A转换和功率放大电路，该模块将数字音频数据转换成模拟音频信号，并推动扬声器工作。

本实施例激光投影钢琴1通过激光投影装置12将钢琴的键盘投影到平面上，使用者按击虚拟钢琴键布局图，红外传感器13感应到信号的阻断，而后图像传感器14捕捉使用者的具体按击位置，控制器根据图像传感器14的反馈信息判断使用者按击的具体是哪一个虚拟琴键，而后控制器根据具体虚拟琴键控制发声装置15发出对应的钢琴音符声音，完成一次琴键弹奏。本实施例激光投影钢琴1的体积小、且制造成本低、本身可以完成弹奏过程，不需要过多的配合设备，便于人们随身携带，随时随地根据需要进行钢琴技术的展示或练习。

作为本实用新型的一个优选实施例，所述控制器设置有无线信号传输组件，所述控制器通过无线信号传输组件与智能终端连接。其中，配合单片机的形式，所述无线信号传输组件就可以是设置在电路板上的发射器、接收器等相应部件组成。

所述智能终端可以是手机、电脑等，智能终端上可以下载相应的软件来与控制器连接，这样可以通过智能终端来帮助使用者记录钢琴弹奏，达到提升钢琴技巧的效果。

本实施例的激光投影钢琴1的壳体11上设置有耳机插孔，耳机插孔可与耳机匹配使用，耳机插入耳机插孔后与发声控制模块连接。使用者可以通过在耳机插孔内插入耳机，从而使弹奏的声音仅有用者自己听到，避免了随时随地练习钢琴对其他人造成困扰。

参见附图1-4，本实施例激光投影钢琴1具体结构设置可以是，所述壳体11大致为长方体型，且所述壳体11的边角位置均采用圆滑的过渡面；所述激光投影装置12、发声装置15、红外传感器13和图像传感器14均设置在所述壳体11的同一侧面上。具体的，在所述壳体11的相同侧的侧壁上分别设置有第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔，所述激光投影装置12安装在所述第一安装孔内，所述红外传感器13安装在所述第二安装孔内，所述图像传感器14安装在所述第三安装孔内。

如图1所示，所述壳体11上对应所述发声装置15上设置有声音孔，以方便声音传出。所述发声装置可以内置在壳体11内。

其中，所述壳体11优选为可以打开的结构，具体的，壳体11包括底壳和与所述底壳配合的盖板；所述底壳上设置有盖板口，所述盖板盖合在所述盖板口上并与所述底壳可拆卸连接。

作为一种盖板与底壳可拆卸连接的方式，所述盖板的一端与所述底壳铰接，所述盖板的另一边与所述底壳卡扣连接。

可以理解的是，壳体11设置为底壳配合盖板的形式，这样在某一部件发生损坏或者需要维护更换时，可以打开盖板进行相应部件的查看和更换。

为了保护激光投影钢琴1，所述激光投影钢琴1的壳体11外部可以套设有保护套。

同时，为了方便激光投影钢琴1在使用时的固定和角度调节，所述壳体11上可安装支架，所述壳体11与所述支架可拆卸连接，且所述壳体11能够相对所述支架进行角度变化。

具体的，所述支架包括底座、支撑杆和支撑盘，所述支撑杆与所述底座铰接并可绕所述底座竖向旋转(支撑杆可以在与底座对齐并合，也可以与所述底座垂直)，所述支撑盘转轴连接在所述支撑杆上，所述壳体11放置在所述支撑盘上，所述支撑盘相对于支撑杆转动，从而实现壳体11角度的变化，壳体11角度变化后，相应的激光投影装置12、红外传感器13以及图像传感器14的投射角度也会变化，从而，使用者可以通过调节支架来进行激光投影钢琴1的角度变化，以选择虚拟钢琴键布局图2的具体投影位置。

需要说明的是，本实用新型激光投影钢琴1应当配合有供电模块使用，供电模块包括内置在壳体11内的电池，所述壳体11上相应的可设置充电模块，以实现不打开壳体11来进行充电操作的目的。

综上所述，本实用新型激光投影钢琴1的激光投影装置12可在物体平面投影出虚拟钢琴键布局图2，当使用者手指触碰到物体平面时，红外传感器13感应到信号的阻断，图像传感器14捕捉到具体位置，判断出使用者按击哪一个琴键，发声装置15发出对应琴键的钢琴声音，完成一次琴键弹奏。本实用新型激光投影钢琴1体积小、操作方便、价格适宜，只需要打开电源开关，便能进行钢琴弹奏，来向人们展示自己的钢琴技艺，与人们分享钢琴的魅力；有了本实用新型激光投影钢琴1，无论是去旅游，在亲戚朋友家，在学校，在家里均可以进行钢琴弹奏练习，满足了随时随地弹奏练习的需求。

实施例二

本实施例提供一种激光投影钢琴系统，包括如实施例一所述的激光投影钢琴1、与所述激光投影钢琴1适配的耳机以及智能终端。

所述智能终端可与所述激光投影钢琴1无线连接，并记录使用者的弹奏信息，所述耳机与激光投影钢琴1的耳机插孔适配。

本实施例激光投影钢琴系统的激光投影钢琴1的具体结构、使用方法、原理等均在实施例一激光投影钢琴1中进行了详细的说明，在此不再详细赘述。

本实施例激光投影钢琴系统相比现有技术的有益效果，与本实用新型提供的激光投影钢琴1相同，并且实施例一激光投影钢琴1中进行了详细说明，在此也不在详细赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。