[实用新型]一种乐器力度键盘的光电装置

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及技术领域为乐器类，具体说涉及一种乐器力度键盘的光电装 置，特别是通过一种改进的红外光电开关检测键盘类乐器琴键动作及弹奏力度的电路装 置 

[背景技术]

钢琴琴键具有力度特性，其重点是弹奏琴键的手指力度和钢琴发出的音量效果呈正相关性。现在大多数电子琴和电子钢琴模拟传统钢琴的这种力度效果，实现的原理依据牛顿第二定律：物体的加速度和物体所受的合外力成正此的关系。即检测琴键运动中通过恒定两点间的时间差，可求得加速度及力度，进而控制音源的音量强弱效果。目前琴键常用的力度检测电路大多数为接触式，极少数用非接触式。 

接触式通常是用类似家电遥控器的导电胶做为开关触点，但遥控器一般一个按钮只有一个触点，而力度琴键下部则设 置两个触点，对应电路板上的两处通断点，由于两处导电胶触点的构造形状差异，造成同时按键时两个通断点有先后时间间隔，即时间差。如测得的时间差大，则加速度小，力度弱；反之，时间差小，则加速度大，力度强。接触式导电胶法的优点是电路简单，成本低，制造装配容易；缺点是琴键和导电胶、导电胶再和电路板接触栅接触过程中产生阻力，使导电胶对琴键弹奏手感产生影响，制造及装配误差容易造成时间间隔的误差，望胶导电胶也容易老化磨损及弹性疲劳，导电胶触点与电路板接触栅的电阻值易受环境温、湿度影响。目前绝大多数电子琴和电子钢琴的力度键 盘采用导电胶方法。 

非接触式大多采用红外光发射与接收半导体组件，检测琴键按下时红外光被阻挡的信号。检测琴键力度的方法，一般是在琴键下部设 置两组红外光发射接收半导体组件，即两组光电开关，当红外光被与琴键相连的阻光片阻挡时，光敏接收管由导通转为截止，输出检测信号；由于两组光电开关和阻光片的构造形状差异，造成按键时两个光敏接收管的检测信号有先后时间间隔，进而推算出琴键运动的加速度和力度。通常阻光片用长方形金属片加工成直角，一面用螺钉紧固于琴键底面，另一面用于阻挡红外光。根据两组光电开关结构及安装的不同，有用两片阻光片的；也有用一片阻光片的， 将较宽的、阻光的一边加工成一上一下的阶梯形。 

光电开关法的优点是阻光片在发射管与接收管间非接触运动，不影响琴键的弹奏手感，发射管与接收管通用性强，反应灵敏，不会磨损；缺点是成本较高，光电开关和阻光片个体大，装配稍麻烦，容易产生误差，装配误差会造成时间间隔信号的误差。个别高档的传统钢琴附加录音等功能，需检测键盘力度时采用这种光电开关法，一般较少采用。 

非接触式国外也有用一组红外光发射接收半导体组件检测光信号强弱的方法检测力度，弹奏琴键时，阻光片向下运动，红外光由强转弱至无，光敏接收管输出电流随之变化，由于光敏接收管工作在特性曲线的线性区，光敏接收管的放大倍数误差等制造误差和装配误差容易产生错误结果，一致性不如两组光电开关中光敏接收管只工作在饱和区或截止区可靠。由于光敏接收管输出的是模拟信号，还需另加辅助电路转换成数字信号，该检测方法电路复杂，成本高，抗干扰性差。 

[发明内容]

本实用新型的目的是提供一种改进的非接触式力度键盘电路装 置，特别是不影响琴键的弹奏手感，成本相对较低，可靠性和一致性好，反应灵敏，装配方便，误差较小的力度键盘检测电路，其采纳了光电开关方法的长处，弥补其不足，使光电开关检测乐器力度键盘的方法可以较大范围的推广应用。 

为实现上述目的，本实用新型设计一种乐器力度键盘的光电装 置，包括红外双控光敏接收管、红外发射二极管、凹槽型黑色塑料壳体、阻光片、电路板和电子元器件，并且阻光片连接乐器键盘琴键的底面，其特征是：红外双控光敏接收管内设有两颗相同的红外光敏三极管芯片，被制作在同一个公共电极支架上，两颗芯片公共电极的极性相同，每颗芯片的另一电极各自独立，两颗芯片处于同一平面，两颗芯片中心分别处于同一垂直线的上、下位 置，被塑料树脂封装成一体，红外发射二极管和红外双控光敏接收管 置于凹槽型黑色塑料壳体的对立两侧中，透过凹槽两侧相对的垂直感光通槽，红外双控光敏接收管内两颗红外光敏三极管芯片接收红外发射二极管发射的红外光。 

所述的每组 置于凹槽型黑色塑料壳体对立两侧中的红外发射二极管和红外双控光敏接收管，对应乐器键盘的每个琴键，安装在设于乐器键盘下方的电路板上，红外双控光敏接收管内两颗红外光敏三极管芯片各自独立的电极，分别电气连接由二极管或三极管或集成电路组成的相同的开关电路。