專利名稱：用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電聲樂器的零部件，尤其是指一種用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電聲打擊樂器中，一般采用以壓電陶瓷為核心元件的壓電傳感器作為振動(dòng)檢測元件，其直接或間接接觸于樂器的振動(dòng)面，以將振動(dòng)信號轉(zhuǎn)換成電信號而傳送至后續(xù)電路進(jìn)行處理。此類型的壓電傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，但由于壓電傳感器必須直接或間接地接觸到樂器的振動(dòng)面才能進(jìn)行測量，而接觸必然會影響樂器的振動(dòng)性能，影響打擊手感和振動(dòng)檢測的均勻性。針對于此，人們研發(fā)出結(jié)構(gòu)改進(jìn)的電容式傳感器，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的壓電傳感器而用作電聲打擊樂器的振動(dòng)檢測元件。如國家知識產(chǎn)權(quán)局于2010年5月19日授權(quán)公告的專利 號為ZL200920188697.4的實(shí)用新型專利，即公開了一種用于打擊電聲樂器的電容式傳感器，該電容式傳感器包括兩個(gè)相對應(yīng)的導(dǎo)電電極，其中，一導(dǎo)電電極安裝于振動(dòng)面(鼓面)的背面，而另一導(dǎo)電電極則固定于一絕緣塊上，每一導(dǎo)電電極分別連接有通電用的導(dǎo)線。兩導(dǎo)電電極通電以使兩者之間充以一定電荷，振動(dòng)面因打擊而振動(dòng)時(shí)，造成電容量的變化，從而利用電容量的變化來檢測振動(dòng)面的振動(dòng)。相比于壓電傳感器，電容式傳感器雖可改善振動(dòng)檢測的均勻性和樂器的打擊手感，但其仍需與樂器的振動(dòng)面接觸，仍會對樂器的振動(dòng)性能造成較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于解決現(xiàn)有用于電聲打擊樂器的振動(dòng)檢測元件所存在的影響樂器振動(dòng)性能的技術(shù)問題，提供一種用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其可大幅度提高振動(dòng)檢測的均勻性，并降低對于打擊手感的影響。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案一種用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其包括有一光源，設(shè)置于電聲打擊樂器的振動(dòng)面的上方或下方處，其照射于所述振動(dòng)面之上而形成一光斑；一光電探測器，設(shè)置于所述光斑的光軸上，以接收來自于光斑的光束。本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于該用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器設(shè)置有一光源，其照射于打擊樂器的振動(dòng)面上而形成一光斑，而于光斑的光軸上設(shè)置一光電探測器以接收來自于光斑的光束，當(dāng)敲打打擊樂器的振動(dòng)面時(shí)，光斑的大小隨著振動(dòng)面的振動(dòng)而發(fā)生變化，從而造成照射至光電探測器處的光也產(chǎn)生光強(qiáng)或者光相位等光參量的變化，而可據(jù)此檢測出振動(dòng)面的振動(dòng)信息，這樣，光學(xué)傳感器無需與打擊樂器的振動(dòng)面接觸，不會對樂器的振動(dòng)性能造成影響，從而保證振動(dòng)檢測的均勻性和樂器的打擊手感。


圖I是本發(fā)明安裝于電聲打擊樂器時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的再一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更加清楚地理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。參考圖I和圖2所示，本發(fā)明所公開的用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器10設(shè)置于打擊樂器20之內(nèi)，該打擊樂器20包括有一腔體200及一振動(dòng)面201，該振動(dòng)面201通過緊固件202而繃緊設(shè)置于該腔體200之上，其可采用諸如弦、膜、網(wǎng)等之類的結(jié)構(gòu)形式。 該光學(xué)傳感器10包括有一上端開口的殼體100,該殼體100固定于腔體200內(nèi)部底面處，其作用有二 一者，作為固定各光學(xué)器件的框架；二者，可屏蔽外部雜散光對于光學(xué)器件的干擾。于該殼體100之內(nèi)設(shè)置有一朝向該打擊樂器200的振動(dòng)面201的光源101,該光源101可采用紅外、可見光、紫外等波段的相干光源或非相干光源，例如LED、半導(dǎo)體激光器、光纖激光器等。該光源101上方處設(shè)置有一與該光源101的光軸成45度角的半透半反鏡102，該半透半反鏡102上方處設(shè)置有一會聚透鏡103。由光源101發(fā)出的光束經(jīng)過半透半反鏡102的分光后，其透射光部分經(jīng)會聚透鏡103的會聚而于振動(dòng)面201上形成光斑，而反射光部分則損耗掉。在附圖所示的實(shí)施例中，會聚透鏡103為一平凸透鏡，其平面朝向于光源101，而凸面則朝向于振動(dòng)面201，當(dāng)然，也可以使用諸如凸凸透鏡等其他類型的會聚透鏡。該光斑的光軸上位于該半透半反鏡102的反射方向處設(shè)置有一光電探測器104，該光電探測器104可選用適配于光源101的任一光電傳感器，例如光電二極管、光電三極管、光敏電阻、光電池、CCD、CM0S、紅外接收器等。由光斑所發(fā)出的光束(即經(jīng)振動(dòng)面201反射而回的光束)透射過會聚透鏡103后由半透半反鏡102分光，其反射光部分反射至該光電探測器104處。通過該會聚透鏡103的設(shè)置，其可將光源101所產(chǎn)生的發(fā)散光會聚而于樂器20的振動(dòng)面201上形成光斑，并可將光斑成像于半透半反鏡102上并經(jīng)其反射至光電探測器104處，通過會聚及成像作用，可增強(qiáng)光電探測器104所接收的光束的光強(qiáng)，并提高其抗干擾能力。工作時(shí)，光源101發(fā)出的光束經(jīng)過半透半反鏡102的分光后，其透射光部分經(jīng)會聚透鏡103的會聚而于振動(dòng)面201上形成一具有一定直徑的光斑，而自光斑發(fā)出的光束透射過會聚透鏡103而照射于半透半反鏡102上，并經(jīng)其反射至光電探測器104處，當(dāng)敲打打擊樂器20的振動(dòng)面201時(shí)，光斑的大小隨著振動(dòng)面201的振動(dòng)而發(fā)生變化，從而造成光電探測器104所接收到的光束也產(chǎn)生光強(qiáng)或者光相位等光參量的變化，通過后續(xù)電路測量出光參量的變化，而間接得到振動(dòng)面201的振動(dòng)信息。參閱圖3，為本發(fā)明的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在此實(shí)施例中，光學(xué)傳感器10包括有一設(shè)置于振動(dòng)面201上方處的朝向振動(dòng)面201發(fā)光的光源101,于該光源101下方處設(shè)置有一會聚透鏡103，由光源101發(fā)出的光束經(jīng)過會聚透鏡103的會聚而于振動(dòng)面201上形成光斑。于該振動(dòng)面201的下方(即打擊樂器的腔體內(nèi)部)位于光斑的光軸處設(shè)置有一光電探測器104，來自于光斑的光束(即由光源101發(fā)出的透射過該振動(dòng)面201的光束)照射至光電探測器104處而為其檢測到。工作時(shí)，光源101發(fā)出的光束經(jīng)會聚透鏡103的會聚而于振動(dòng)面201上形成一具有一定直徑的光斑，自光斑處發(fā)出的光束照射至光電探測器104處,敲打振動(dòng)面201時(shí),光斑的大小隨著振動(dòng)面201的振動(dòng)而發(fā)生變化，從而造成光電探測器104所接收到的光束也產(chǎn)生光強(qiáng)或者光相位等光參量的變化，藉由后續(xù)電路測量出光參量的變化，從而間接得到振動(dòng)面201的振動(dòng)信息。參閱圖4，以說明本發(fā)明的再一實(shí)施例。在此實(shí)施例中，該光學(xué)傳感器包括有一設(shè) 置于電聲打擊樂器的腔體內(nèi)部的側(cè)端開口的殼體100,于該殼體100內(nèi)部設(shè)置一出光方向與電聲打擊樂器的振動(dòng)面201平行的光源101,于該光源101的一側(cè)處設(shè)置有一與該光源101的光軸成45度角的半透半反鏡102，于該半透半反鏡102的一側(cè)設(shè)置有一與該光源101透射過半透半反鏡102而形成的光軸成45度角的凹面反射鏡105。由光源101發(fā)出的光 束經(jīng)過半透半反鏡102的分光后，其透射光部分經(jīng)凹面反射鏡105的反射會聚而于振動(dòng)面201上形成光斑，而反射光部分則損耗掉。該光斑的光軸上位于該半透半反鏡102的反射方向處設(shè)置有一光電探測器104，由光斑所發(fā)出的光束(即經(jīng)振動(dòng)面201反射而回的光束)經(jīng)過凹面反射鏡105的反射后由半透半反鏡102分光，其反射光部分反射至該光電探測器104處。工作時(shí)，光源101發(fā)出的光束經(jīng)過半透半反鏡102的分光后，其透射光部分經(jīng)凹面反射鏡105的反射會聚而于振動(dòng)面201上形成一具有一定直徑的光斑，而自光斑發(fā)出的光束經(jīng)凹面反射鏡105的反射而照射于半透半反鏡102上，并經(jīng)其反射至光電探測器104處，當(dāng)敲打打擊樂器20的振動(dòng)面201時(shí)，光斑的大小隨著振動(dòng)面201的振動(dòng)而發(fā)生變化，從而造成光電探測器104所接收到的光束也產(chǎn)生光強(qiáng)或者光相位等光參量的變化，通過后續(xù)電路測量出光參量的變化，而間接得到振動(dòng)面201的振動(dòng)信息。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而非對本發(fā)明做任何形式上的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上施以各種等同的更改和改進(jìn)，凡在權(quán)利要求范圍內(nèi)所做的等同變化或修飾，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述光學(xué)傳感器包括有 一光源，設(shè)置于電聲打擊樂器的振動(dòng)面的上方或下方處，其照射于所述振動(dòng)面之上而形成一光斑； 一光電探測器，設(shè)置于所述光斑的光軸上，以接收來自于光斑的光束。
2.如權(quán)利要求I所述的用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述光源與振動(dòng)面之間設(shè)置一會聚透鏡或凹面反射鏡，以會聚來自于所述光源的光束而于所述振動(dòng)面上形成光斑。
3.如權(quán)利要求I所述的用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述光源以朝向所述振動(dòng)面的方式而設(shè)置于電聲打擊樂器的腔體之內(nèi)，其上方處設(shè)置有一半透半反鏡，所述半透半反鏡的上方處設(shè)置有一會聚透鏡，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)過所述半透半反鏡、會聚透鏡而于振動(dòng)面上形成光斑，所述光電探測器設(shè)置于所述半透半反鏡的反射方向處。
4.如權(quán)利要求3所述的用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述光源、半透半反鏡、會聚透鏡及光電探測器設(shè)置于一上端開口的殼體之內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述會聚透鏡為一平凸透鏡，其平面朝向于所述光源，而凸面則朝向于所述振動(dòng)面。
6.如權(quán)利要求I所述的用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述光源以朝向所述振動(dòng)面的方式設(shè)置于所述振動(dòng)面的上方處，所述光電探測器設(shè)置于所述振動(dòng)面下方的光斑光軸處。
7.如權(quán)利要求6所述的用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器,其特征在于，所述光源下與所述振動(dòng)面之間設(shè)置有一會聚透鏡。
8.如權(quán)利要求I所述的用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述光源以出光方向與所述振動(dòng)面平行的方式而設(shè)置于電聲打擊樂器的腔體之內(nèi)，其一側(cè)處設(shè)置有一半透半反鏡，所述半透半反鏡的一側(cè)設(shè)置有一凹面反射鏡，所述光源發(fā)出的光束透射過所述半透半反鏡后由所述凹面反射鏡反射會聚于所述振動(dòng)面上而形成光斑，所述光電探測器設(shè)置于所述半透半反鏡的反射方向處。
9.如權(quán)利要求8所述的用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述光源、半透半反鏡和光電探測器均設(shè)置于一側(cè)端開口的殼體之內(nèi)。
10.如權(quán)利要求8所述的用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述凹面反射鏡與所述光源的光軸成45度角而設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于電聲打擊樂器的光學(xué)傳感器，其包括有一光源，設(shè)置于電聲打擊樂器的振動(dòng)面的上方或下方處，其照射于所述振動(dòng)面之上而形成一光斑；一光電探測器，設(shè)置于所述光斑的光軸上，以接收來自于光斑的光束。本發(fā)明具有可大幅度提高振動(dòng)檢測的均勻性和減低對于打擊手感的影響的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01H9/00GK102788638SQ201110126189
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者李秋實(shí), 趙曉萌 申請人:深圳市海星王科技有限公司