专利名称：用于键盘乐器的音符指示器的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种用于键盘乐器的音符指示器。
背景技术：
为了使初学者无需繁杂的乐理学习与指法训练就能轻松弹奏键盘乐器，人们发明了多种用于键盘乐器的音符指示器。美国20080210083A1号专利公开了一种用于电子乐器的音符指示器及其显示方法，其原理是在通用显示器上参照钢琴卷帘(Piano roll)的形式显示每一个音符的弹奏信息，并在屏幕下方显示键盘模型来定位各个音符。采用通用显示器的不足之处是由于尺寸的限制，通用显示器显示的键盘模型无法与键盘乐器大小匹配，若要显示所有琴键，则必须进行缩小；若要1 1显示，则只能显示一小部分琴键，使用者很难把握屏幕中的音符与实际键盘的对应关系。美国64073M号专利公开了一种用于钢琴的音符指示器，其原理是为钢琴的每个琴键分配一个(中部区域为两个，用于区分左右手)LED (发光二极管)，当需要弹奏某一琴键时，该琴键上方的LED点亮，提示使用者需要弹奏该键，其不足之处是每个琴键同一时间只有一个LED用来指示音符，信息量太少，使用者无法获得当前音符的长度信息以及将要弹奏的音符信息，不能做整体的安排。
发明内容
本申请要解决的问题是提供一种易于把握音符与键盘对应关系、显示信息丰富、 有效降低演奏难度的用于键盘乐器的音符指示器。为了解决上述问题，本中请提供一种用于键盘乐器的音符指示器，包括控制器、通用显示器和音符显示屏。系统工作原理可简述为控制器读取音乐数据，控制音符显示屏以钢琴卷帘的方式显示音符信息并控制通用显示器显示文字、图像等辅助信息。音符显示屏发光显示部分由行列排布的LED组成，LED排列的行方向与键盘琴键的排列方向平行，列方向与键盘琴键的排列方向垂直，行间距相等。音符显示屏置于键盘正上方靠近琴键，覆盖一定范围的琴键，该范围内每一个琴键所对应的显示区域至少存在一列LED，覆盖的范围根据不同乐器键数和实际需要而定，一般情况下应覆盖键盘乐器所有琴键。与现有方案相比，本中请所述的音符显示屏中每个音符的显示区域与琴键大小匹配、一一对应，使用者很容易把握音符与琴键的对应关系，同时，音符显示屏以钢琴卷帘的形式表示音符信息，信息量丰富，使用者有足够的时间安排各个音符如何演奏，降低了使用者的演奏难度。本申请还提供如下改进措施一种改进是音符显示屏中用于显示音符的LED发光颜色数量多于一种。这样做的好处是可以通过不同颜色区分左右手音符，也可以用来区分不同手指对应的音符，还可以用来更清晰的区分不同琴键。一种改进是音符显示屏中用以显示每个白色琴键的LED列数多于显示每个黑键的LED的列数。这样做的好处是可以通过LED的列宽区分白键与黑键。一种改进是音符显示屏相邻两个LED之间距离相等。这样做的好处是可以在音符显示屏没有音符的空闲区域显示一些辅助信息，例如简单的文字和形状等，用以指示踏板、 指法、调式等信息。一种改进是控制器有MIDI接口。当键盘乐器为电子键盘乐器时，控制器通过MIDI 接口与电子键盘乐器相连。这样做的好处在于可以用控制器控制电子键盘乐器发声，使用者可以只弹左手部分或右手部分，另一部分自动演奏，与双手同时演奏相比，难度大大降低。使用者甚至可以让双手部分都自动演奏进行示范。还有一个好处就是控制器可以获取使用者弹奏的数据，进行弹奏水平的评估。一种改进是音符显示屏的显示区域上还覆盖有透光层。对于很多人来说，近距离直视由LED构成的音符显示屏可能会感觉刺眼，采用上述做法的好处是可以将LED发出的光模糊化，减少对人眼的刺激，同时，透光层成为人眼直视的对象，可以借助透光层显示更多的信息量，进一步降低难度，有如下改进措施可供选择(四种改进措施相容，可同时采用)一种改进是透光层上设有划分琴键显示区域的标记，可以让使用者更好的把握音符与键盘的对应关系。一种改进是透光层在不同琴键的显示区域标记有相应琴键的音符信息。这样做的好处在于提供了更多的音乐信息，而不仅仅是音符的位置信息，可以让演奏者更好的把握曲子的走向，降低弹奏的难度。一种改进是透光层在同一个八度内不同琴键对应的显示区域样式不同。这样做的好处在于通过透光层的不同样式可以直接看出该区域音符对应于哪个按键，方便使用者更好的把握音符与键盘的对应关系。还有一个好处在于可以通过各个样式的组合直接看出和弦结构，降低了辨认和弦的难度。一种改进是透光层在不同八度但音名相同的琴键对应的显示区域样式相同。这样做的好处在于可以通过相同样式来判断两个音符为八度关系，否则八度音距离较远，分辨难度较大。
图1是本申请一个优选实施例的示意图。图2是该实施例的硬件结构框图。
具体实施例方式本申请所述用于键盘乐器的音符指示器主要由音符显示屏(3)、控制器(1)、通用显示器( 三部分构成，下面结合附图对这三部分进行详细描述，并在之后提供了一个优选实施例。音符显示屏由于音符显示屏涉及内容较多，以下分为琴键对应显示区域的界定、LED的行列排布、LED的选用、透光层四个部分详细描述1.琴键对应显示区域的界定琴键对应显示区域的界定可以有两种不同的方法——12分法和7分法所谓12分法是指黑键与白键地位均等，依照黑键的宽度与白键靠近黑键一端的宽度将一个八度分割成12个区域。所谓7分法是指黑键与自键地位不等，依照白键远离黑键一端的宽度将一个八度分割成7个区域，而黑键对应的区域只是两个白键区域的结合处。采用这种方法，白键对应的区域宽度大于黑键，分配给白键的LED列数可以多于黑键，这样就能通过音符宽度更轻松的区分黑白键。因此，7分法为优选方法。2. LED的行列排布音符显示屏( 发光显示部分由行列排布的LED组成，LED排列的行方向(4)与键盘琴键的排列方向平行，列方向与键盘琴键的排列方向垂直(5)，行间距相等。LED的行数决定了音符显示屏(3)可以显示的时间范围行数越多时间范围越长。 行间距决定了音符显示屏显示钢琴卷帘的连贯性行间距越大，连贯性越差，使用者越容易感觉到不流畅。LED的行数越多越好，行间距越小越好(行间距减小，同样的高度就需要更多的LED)，但都是以提升成本为代价。LED列的排列方式有两种——不均勻排列与均勻排列所谓不均勻排列是指在每一个琴键对应的显示区域中间，设置一列或多列LED。这种方法理论上可以使得LED与琴键对应关系更好，但实际测试中效果并不十分明显。所谓均勻排列是指列间距相等，且列间距小于任意一个琴键对应的显示区域宽度。由于列间距相等，行间距本身也相等，因此可以选用点间距相等的工业点阵模块，大大降低了成本。同时，由于点间距相等，音符显示屏在没有音符的空闲区域可以显示一些辅助信息，例如简单的文字和形状等，用以指示踏板、指法、调式等信息。因此，均勻排列为优选方法。3. LED 的选用音符显示屏所选用的LED可以为单色、双色甚至全彩LED 采用单色LED优点是价格低廉，但缺点也是显著的很多曲子左右手区域分隔并不明显，采用单色LED不能清楚分辨左右手各自对应的音符。采用双色LED，左右手音符分配不同的两个颜色，可以轻松分辨左右手。而且，双色 LED可以通过两种颜色不同的亮度搭配出多种颜色，进而用不同的颜色表示出琴键、指法、 和弦等信息。采用全彩LED效果最好，但全彩LED成本过高。因此，采用双色LED为优选方案。4.透光层透光层(7)可以选用透光板，磨砂贴纸，甚至普通打印纸等材料，关键在于允许直射的LED光透过(可根据所需亮度选择透光性强弱的不同材料，以不刺眼为主要目的)，阻挡LED背景的漫反射光透过(防止背景对琴键显示区域标识造成干扰)。划分琴键显示区域的标记(8)可以直接置于透光层(7)上(打印、粘贴等方式)， 也可以置于透明膜上(打印、粘贴等方式)覆盖在透光层(7)前。划分琴键显示区域的标记(8)可以适当添加辅助线或辅助图形，只要能清晰表现出琴键对应的显示区域即可。透光层(7)在不同琴键显示区域相应的音符信息(9)可以是该音符的音名、唱名也可以是简谱标记或五线谱标记。透光层(7)在同一个八度不同琴键显示区域的样式不同既可以体现在颜色的不同，也可以体现在图案的不同，甚至两者均不相同。透光层(7)在不同八度但音名相同琴键显示区域的样式可以完全相同，也可以非常相近，只要差异明显小于同一八度内不同琴键显示区域样式的差异即可。控制器控制器(1)可以为计算机(包括台式机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等)加装LED显示屏同步控制器组成，也可以根据需要定制嵌入式系统(单片机、FPGA、CPLD等)。控制器(1)应该包含有MIDI接口，实现与电子键盘乐器进行数据通信。当控制器 (1)为计算机时，可以选用带MIDI接口的声卡或USB转MIDI线等转换器；当控制器(1)为嵌入式系统时，可通过串口实现相应接口。通用显示器通用显示器( 可以为便携式电脑自带的液晶显示器，也可以是普通的液晶显示器、CRT显示器、电视、投影仪等所有的彩色显示器。为了方便使用者操作并考虑到体积和重量，应优选支持触摸操作的液晶显示器。优选实施例本申请实施例的音符显示屏(3)由F3. 75红绿双色单元板(点间距4. 75mm,分辨率64*32，宽度304mm，高度152mm) 4块横向拼接而成，行数32，列数256，覆盖的琴键范围(6)为标准钢琴键盘所有88个琴键。左手音符用红色LED(IO)表示，右手音符用绿色 LED(Il)表示；白键用两列LED(12)表示，黑键用一列LED(13)表示。透光层(7)材料为打印纸，按照7分法打印划分琴键显示区域的标记(8)，并添加黑键轮廓和虚线辅助线，每一个白键显示区域底部印有该键的简谱标记(9)，同一八度内各个琴键的显示区域颜色各不相同(依个人喜好而定)，不同八度但音名相同的琴键显示区域颜色相同。控制器(1)由台式计算机、USB转MIDI线、LED显示屏同步控制器共同构成。通用显示器O)为触摸液晶显示器。本申请实施例选用的键盘乐器(14)为88键电钢琴。本申请不局限于上述实施例的具体结构，其中一些技术特征(如行列数、列排列方式、琴键显示区域界定、LED选用、透光层材料和样式、控制器和显示器选择等)可以参照具体实施方式
的相应描述进行选择或省略。
权利要求
1.一种用于键盘乐器的音符指示器，包括控制器(1)、通用显示器(2)和音符显示屏 (3)，其特征在于所述音符显示屏( 发光显示部分由行列排布的LED (发光二极管)组成，LED排列的行方向(4)与键盘琴键的排列方向平行，列方向(5)与键盘琴键的排列方向垂直，行间距相等；所述音符显示屏(3)置于键盘正上方靠近琴键，覆盖一定范围(6)的琴键，该范围(6)内每一个琴键所对应的显示区域至少存在一列LED。
2.如权利要求1所述的音符指示器，其特征在于所述音符显示屏(3)中用于显示音符的LED发光颜色数量多于一种。
3.如权利要求1所述的音符指示器，其特征在于用来显示白键的LED列数(12)多于用来显示黑键的LED列数(13)。
4.如权利要求1所述的音符指示器，其特征在于所述音符显示屏(3)相邻两个LED之间距离相等。
5.如权利要求1所述的音符指示器，其特征在于所述控制器(1)有MIDI接口。
6.如权利要求1所述的音符指示器，其特征在于所述音符显示屏(3)的显示区域上还覆盖有透光层(7)。
7.如权利要求6所述的音符指示器，其特征在于所述透光层(7)上设有划分琴键显示区域的标记⑶。
8.如权利要求6所述的音符指示器，其特征在于所述透光层(7)在不同琴键的显示区域标记有相应琴键的音符信息(9)。
9.如权利要求6所述的音符指示器，其特征在于所述透光层(7)在同一个八度内不同琴键对应的显示区域样式不同。
10.如权利要求6所述的音符指示器，其特征在于所述透光层(7)在不同八度但音名相同琴键对应的显示区域样式相同。
全文摘要
本申请公开了一种易于把握音符与键盘对应关系、显示信息丰富、有效降低演奏难度的用于键盘乐器的音符指示器，包括控制器(1)、通用显示器(2)和音符显示屏(3)，其特征在于音符显示屏(3)发光显示部分由行列排布的LED(发光二极管)组成，LED排列的行方向(4)与键盘琴键的排列方向平行，列方向(5)与键盘琴键的排列方向垂直，行间距相等。音符显示屏(3)置于键盘正上方靠近琴键，覆盖一定范围(6)的琴键，该范围(6)内每一个琴键所对应的显示区域至少存在一列LED。音符显示屏(3)按照钢琴卷帘的方式显示音符。本申请还提供了一些进一步降低演奏难度的改进措施。
文档编号G10H1/34GK102184728SQ201110075980
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者张洋 申请人:张洋