本公开涉及激光传感器及电子乐器，特别涉及到一种具有力度控制功能的双光束激光鼓。
背景技术：
1、现代乐器中的电子鼓具有力度控制功能，由乐手的敲击力度控制发出声音的大小，原理是在每个模拟鼓或镲的打击垫上安装有麦克风或压电陶瓷片等拾音器，敲击这些打击垫时，拾音器受振动产生电信号，信号幅度的大小与敲击力度成正比，电子鼓音源机能够根据信号幅度的不同，发出有强弱变化的声音。而激光鼓是用激光传感器取代了电子鼓的拾音器，以拦击激光传感器的光束产生电信号的方式，触发电子鼓音源机发出声音，参考专利《一种用光电传感器触发的电子鼓》（专利号zl202222237016.7）。由于激光传感器是开关式的，触发信号只有0和1两个状态，并没有幅度的变化，因此不会产生声音强度的变化，即不能由敲击力度来控制音量，影响表达能力及音色的变化，效果缺乏层次感，是现有激光鼓的明显缺陷。
技术实现思路
1、为了解决现有激光鼓不能由敲击力度控制音量的问题，本公开提供了一种具有力度控制功能的双光束激光鼓。
2、本公开提供的一种具有力度控制功能的双光束激光鼓，由多个单元鼓、信号处理系统及控制程序、力度控制模式选择和控制特性调节装置、电子鼓音源机及外形结构组成，能够根据不同的敲击力度发出不同音量的声音。
3、所述的多个单元鼓组成一套激光鼓，单元鼓的数量根据所需要音色的多少确定。每个单元鼓由两个激光传感器和相应的鼓圈结构组成，激光传感器为反射式收发一体传感器，包含激光发射和接收两部分，封装在一个外壳内，发射端和接收端在同一方向，发射的激光被阻挡时，能反射到接收端，触发激光传感器输出电平信号。
4、单元鼓的鼓圈结构分为开口型和闭合型两种，不同的鼓圈结构，其激光传感器的安装方式和演奏方式不同：
5、开口型鼓圈的单元鼓，两个激光传感器安装在开口形鼓圈的同一端，上下并排横向放置，水平方向发出两条间距为s的平行激光线，封闭开口处，以鼓棒敲击的形式演奏，当鼓棒贯穿鼓圈开口处敲击时依次拦截两条激光线，触发两个激光传感器输出信号，两个信号的时间间隔为∆t（参见图2）。
6、闭合型鼓圈的单元鼓，两个激光传感器并排竖直安装在鼓圈中间的下方，向上发出两条感应距离不同的平行激光线，感应距离差为s，以手掌拍击的形式演奏，当手掌在鼓圈上方向下拍击时先后触发两个激光传感器，两个激光传感器输出信号的时间间隔为∆t（参见图3）。
7、鼓棒或手掌的敲击速度与敲击力度成正比，用以表达力度信息。
8、单元鼓两个激光传感器的输出端与信号处理系统的两个输入端用信号线连接，在信号处理系统中将敲击速度v转换成电子鼓所需要的模拟电压信号v。
9、为了使力度响应特性与不同乐手的演奏习惯相匹配，以及适应不同场景的演奏效果需求，输出信号v与敲击速度v不只有简单的线性关系，需有以下四种转换方法，得到满足不同需求的力度响应模式：
10、（1）线性模式：输出信号v幅值与力度变化v呈线性关系，是最简单的常规模式，响应均匀，贴近传统乐器和电子乐器的发声原理。其转换公式为：
11、 （1）
12、式中系数a1决定曲线的斜率，能改变力度灵敏度。
13、（2）柔和模式：输出信号v的主要范围集中在力度值较小的区域，音量变化柔和，效果细腻。转换公式为：
14、 （2）
15、其中，系数a2≥0，能改变曲线的曲率。
16、（3）强烈模式：力度响应偏重且敏感，输出信号v主要范围集中在力度值较大的区域，适合演奏摇滚等力度较重的音乐。转换公式为：
17、 （3）
18、其中，系数a3≤0，，能改变曲线的曲率。系数 ,由电子鼓音源机限定的最大输入信号电压vmax决定。
19、（4）固定模式：输出信号幅值v固定不变，与敲击力度无关，用于练习、演示、互动等场合。转换公式为：
20、 （4）
21、式中a4是常数，改变a4可以改变恒定输出信号电压的幅值。
22、信号处理系统输出端与电子鼓音源机输入端用信号线连接，将转换后的模拟电压信号v传输给电子鼓音源机，驱动电子鼓音源机发出声音。
23、所述的电子鼓音源机是标准电子产品，能够根据输入模拟电压信号v幅度的大小输出不同强度的声音。
24、进一步，一种具有力度控制功能的双光束激光鼓，信号处理系统外部设置1个模式转换开关，用于对四种力度控制模式进行选择。
25、进一步，一种具有力度控制功能的双光束激光鼓，信号处理系统外部设置4个特性调节旋钮，用于对公式（1）～（4）中的参数a1～a4分别进行调节。
26、多个单元鼓组合成套鼓时，共用一个信号处理系统和一个电子鼓音源机。
27、有益效果：本公开所提供的一种具有力度控制功能的双光束激光鼓，使用了电子鼓音源机作为音源，是高品质的专业硬音源，完全区别于使用midi音源和各种合成音源的激光鼓；控制程序中的处理方法，也是针对电子鼓音源机的固有特性所设计，使激光鼓成为与电子鼓具有相同效果、能够演奏的真正乐器。具体效果有：
28、（1）具有力度控制功能，能够根据演奏力度控制声音强度和音色的变化。乐器的演奏力度不只控制音量大小，同时控制着音色的变化，由力度控制音量能充分发挥出音乐的表达能力。
29、（2）具有力度响应模式选择功能，所设置的四种力度响应模式覆盖了激光鼓的各种演奏需求，能够根据不同应用场景灵活选择。
30、（3）具有力度响应特性调节功能，适应不同人的力度差异和演奏习惯。传统乐器一经制作完成，其力度响应特性就已确定，需要人们经过长期刻苦的练习才能熟悉和掌握，而让乐器的特性能够适应人的习惯，无疑降低了乐器的操作难度，使更多的人能够胜任演奏。
1.一种具有力度控制功能的双光束激光鼓，其特征在于：一种具有力度控制功能的双光束激光鼓，由多个单元鼓、信号处理系统、电子鼓音源机组成；
2.根据上述权利要求所述的一种具有力度控制功能的双光束激光鼓，其特征在于，信号处理系统外部设置有可操作的转换开关和调节旋钮，用于对权利要求1所述各种力度模式的转换和各种响应特性的调节。