一種新型光電樂器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種利用“聽光現(xiàn)象”工作的揚聲器，更具體地，涉及一種新型光電樂器，包括供電模塊、控制模塊、發(fā)光光源、發(fā)聲模塊及若干個音階音量輸入模塊；供電模塊用于給控制模塊及發(fā)光光源供電；發(fā)光光源及發(fā)聲模塊的數(shù)量均為若干個，發(fā)聲模塊用于將發(fā)光光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為聲音；發(fā)光光源及每個音階音量輸入模塊分別與控制模塊連接；觸發(fā)一個音階音量輸入模塊時，該模塊將對應(yīng)的音階輸入信號發(fā)送到控制模塊，控制模塊根據(jù)音階輸入信號所代表的命令發(fā)送信號給發(fā)光光源，使發(fā)光光源發(fā)出對應(yīng)閃爍頻率的光，發(fā)聲模塊將發(fā)光光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為聲音。本發(fā)明專利技術(shù)一種新型光電樂器光聲轉(zhuǎn)換效率高，利用它能完成器樂演奏、光聲效應(yīng)演示等功能。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種利用“聽光現(xiàn)象”工作的揚聲器，更具體地，涉及一種新型光電樂器。
技術(shù)介紹
用光照射某種媒介（如炭粉等）時，由于媒介對光的吸收會使其內(nèi)部的溫度改變從而引起媒介區(qū)域結(jié)構(gòu)和體積變化，從而推動煤介表面的空氣發(fā)生膨脹。當(dāng)采用照射光源的光強呈周期性變化時，媒介溫度會隨之而周期性升降，并引起媒介表面空氣層的同步漲縮，形成振動，向外輻射聲波。這種現(xiàn)象稱為聽光現(xiàn)象，并在材料的探測、評價，醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。由于聽光現(xiàn)象中產(chǎn)生的聲能直接正比于物質(zhì)吸收的光能，而不同成分的物質(zhì)在不同光波波長處出現(xiàn)吸收峰值，因此當(dāng)具有多譜線（或連續(xù)光譜）的光源以不同波長的光束相繼照射樣品時，樣品內(nèi)不同成分的物質(zhì)將在與各自的吸收峰相對應(yīng)的光波波長處產(chǎn)生光聲信號極大值，由此得到光聲信號隨光波波長改變的曲線稱為光聲譜。光聲譜實際上代表物質(zhì)的光吸收譜，因此利用該現(xiàn)象可以檢測物質(zhì)的組分，從而對材料進行檢測與評價。此外，聽光現(xiàn)象在生物組織的無損成像、人體血紅蛋白濃度及血氧飽和度的無創(chuàng)檢測等領(lǐng)域的應(yīng)用也受到關(guān)注。與聽光現(xiàn)象在光聲譜技術(shù)、光聲顯微鏡技術(shù)以及光聲多普勒技術(shù)等科研場合中的廣泛應(yīng)用相比，聽光現(xiàn)象目前在民用場合，例如音樂演奏上的應(yīng)用存在空白，究其原因為：一方面民用場合中常用的檢測手段靈敏度低，且要求具有很強的環(huán)境兼容性；而另一方面光聲效應(yīng)中光聲轉(zhuǎn)換效率較低，難以產(chǎn)生明顯的光聲效應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致檢測靈敏度要求高，且最好能在安靜場合下工作，這明顯與民用場合的要求相悖。進一步分析，造成光聲轉(zhuǎn)換效率低的因素包括：一、傳統(tǒng)的光聲效應(yīng)使用陽光、白熾燈等作為光源，它們的輻射照度低，且它們的發(fā)光波長與吸收層吸收譜特征峰不一致；二、發(fā)聲腔體設(shè)計有待改進。此外，陽光、白熾燈所發(fā)的光頻率單一，也制約了光聲效應(yīng)在實際應(yīng)用中的拓展性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的至少一種不足，提供一種光聲轉(zhuǎn)換效率高的新型光電樂器，利用它能完成器樂演奏、光聲效應(yīng)演示等功能。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：提供一種新型光電樂器，包括供電模塊、控制模塊、發(fā)光光源、發(fā)聲模塊及若干個音階音量輸入模塊；所述供電模塊用于給控制模塊及發(fā)光光源供電；發(fā)光光源及發(fā)聲模塊的數(shù)量均為若干個，發(fā)聲模塊用于將發(fā)光光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為聲音；發(fā)光光源及每個音階音量輸入模塊分別與控制模塊連接；觸發(fā)一個音階音量輸入模塊時，對應(yīng)的發(fā)光光源發(fā)出一定閃爍頻率的光，發(fā)聲模塊將發(fā)光光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為聲音。上述方案中，通過觸發(fā)一個音階音量輸入模塊，該模塊將對應(yīng)的音階輸入信號發(fā)送到控制模塊，控制模塊根據(jù)音階輸入信號所代表的命令發(fā)送信號給發(fā)光光源，使發(fā)光光源發(fā)出對應(yīng)閃爍頻率的光，光照射發(fā)聲模塊產(chǎn)生“聽光現(xiàn)象”，發(fā)聲模塊將發(fā)光光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為聲音。本專利技術(shù)一種新型光電樂器，光聲轉(zhuǎn)換效率高，利用它能完成器樂演奏、光聲效應(yīng)演示等功能。優(yōu)選地，觸發(fā)不同的音階音量輸入模塊時，控制模塊控制發(fā)光光源發(fā)出不同閃爍頻率的光，致使發(fā)聲模塊轉(zhuǎn)換的聲音的音階不同。這樣設(shè)置便于使光電樂器發(fā)出不同音階的聲音。優(yōu)選地，所述發(fā)聲模塊為涂有光熱轉(zhuǎn)換物質(zhì)的平板、半封閉腔體或全封閉腔體。當(dāng)發(fā)光光源發(fā)出的光照射到發(fā)聲模塊上的光熱轉(zhuǎn)換物質(zhì)時，光熱轉(zhuǎn)換物質(zhì)吸收光能，加熱附近的空氣，使得空氣膨脹。由于發(fā)光光源是按一定的閃爍頻率發(fā)光，在發(fā)光光源熄滅的時間內(nèi)，光熱轉(zhuǎn)換物質(zhì)冷卻，空氣冷卻收縮，從而在發(fā)光光源的照耀下，空氣有規(guī)律地振蕩，從而發(fā)聲。優(yōu)選地，為了提高電→光→聲的轉(zhuǎn)換效率，將所述光熱轉(zhuǎn)換物質(zhì)設(shè)置為吸光并對外發(fā)熱的碳粉。優(yōu)選地，所述發(fā)聲模塊為半封閉腔體；所有發(fā)聲模塊的尺寸相同。這樣設(shè)置時，發(fā)聲模塊對每個音階的聲音放大效果一致，因此需要多個發(fā)聲模塊與發(fā)光光源的組合提高發(fā)生效果。在發(fā)聲過程中，與一個音階對應(yīng)的所有發(fā)光光源同時發(fā)出同樣閃爍頻率的光，對應(yīng)的每個腔體發(fā)出同一個音階的聲音，故在控制模塊中，接收到一個音階音量輸入模塊的輸入信號時，則控制模塊對所有對應(yīng)的發(fā)光光源均輸出同樣的信號。優(yōu)選地，所述發(fā)聲模塊為半封閉腔體，音階音量輸入模塊與發(fā)聲模塊的數(shù)量相同；根據(jù)發(fā)光光源的閃爍頻率定制不同尺寸的發(fā)聲模塊。這樣設(shè)置，可以使每個半封閉腔體與對應(yīng)的音階諧振，從而發(fā)出較大的音量，使人們擁有一個較好的聽覺體驗。優(yōu)選地，控制模塊利用脈寬調(diào)制方式驅(qū)動發(fā)光光源工作。這樣設(shè)置，不僅可以實現(xiàn)發(fā)光光源發(fā)光閃爍頻率的改變，還可以保證每次發(fā)光間有足夠的熄滅時間讓發(fā)光光源進行散熱，延長發(fā)光光源使用壽命的同時，節(jié)約了能源。優(yōu)選地，所述供電模塊包括用于給控制模塊供電的第一供電模塊及用于給發(fā)光光源供電的第二供電模塊；第二供電模塊與發(fā)光光源間設(shè)有變阻器或可調(diào)電位器。這樣設(shè)置時，供電模塊將市電分別變壓至控制模塊和發(fā)光光源的工作電壓，并獨立地控制模塊和發(fā)光光源提供電力，保證它們可以穩(wěn)定地工作；變阻器或可調(diào)電位器的設(shè)置，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，在為發(fā)光光源提供穩(wěn)定、合適的電壓的同時，調(diào)整發(fā)光光源上施加的電壓大小，從而改變發(fā)光光源的發(fā)光強度，進而控制輸出聲音的大小。優(yōu)選地，所述音階音量輸入模塊包括音階輸入按鈕及音量控制按鈕；所述音階輸入按鈕為鋼琴琴鍵按鈕、觸摸屏按鈕或開關(guān)，所述音量控制按鈕包括音量增大及音量減小兩個按鈕。這樣設(shè)置便于使用者根據(jù)需要實時控制音階及音量。優(yōu)選地，控制模塊還包括AD轉(zhuǎn)換模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為電信號；所述音階音量輸入模塊包括音階輸入按鈕及音量控制按鈕；音階輸入按鈕上設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器與控制模塊連接；音量控制按鈕為鋼琴踏板結(jié)構(gòu)。這樣設(shè)置便于使用者根據(jù)需要實時控制音階及音量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)一種新型光電樂器，通過觸發(fā)一個音階音量輸入模塊，該模塊將對應(yīng)的音階輸入信號發(fā)送到控制模塊，控制模塊根據(jù)音階輸入信號所代表的命令發(fā)送信號給發(fā)光光源，使發(fā)光光源發(fā)出對應(yīng)閃爍頻率的光，光照射發(fā)聲模塊產(chǎn)生“聽光現(xiàn)象”，發(fā)聲模塊將發(fā)光光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為聲音，光聲轉(zhuǎn)換效率高，利用它能完成器樂演奏、光聲效應(yīng)演示等功能；通過觸發(fā)不同的音階音量輸入模塊，使控制模塊控制發(fā)光光源發(fā)出不同閃爍頻率的光，致使發(fā)聲模塊轉(zhuǎn)換的聲音的音階不同；通過將發(fā)聲模塊設(shè)置為半封閉腔體，將音階音量輸入模塊與發(fā)聲模塊的數(shù)量設(shè)置為相同，并根據(jù)發(fā)光光源的閃爍頻率定制不同尺寸的發(fā)聲模塊，可以使每個半封閉腔體與對應(yīng)的音階諧振，從而發(fā)出較大的音量，使人們擁有一個較好的聽覺體驗；通過將控制模塊設(shè)置為利用脈寬調(diào)制方式驅(qū)動發(fā)光光源工作，不僅可以實現(xiàn)發(fā)光光源發(fā)光閃爍頻率的改變，還可以保證每次發(fā)光間有足夠的熄滅時間讓發(fā)光光源進行散熱，延長發(fā)光光源使用壽命的同時，節(jié)約了能源。附圖說明圖1為本專利技術(shù)一種新型光電樂器的原理圖。圖2為本專利技術(shù)實施例中發(fā)聲模塊的發(fā)聲原理圖。圖3為本專利技術(shù)實施例一的發(fā)聲原理圖。圖4為本專利技術(shù)實施例二的發(fā)聲原理圖。圖5為本專利技術(shù)實施例中雙層結(jié)構(gòu)的發(fā)聲模塊及發(fā)光光源的組合示意圖。圖6為本專利技術(shù)實施例三的原理圖。圖7為本專利技術(shù)實施例三中音階輸入按鈕的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本專利技術(shù)實施例三中音量控制按鈕的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面結(jié)合具體實施方式對本專利技術(shù)作進一步的說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本專利技術(shù)的實施例，附圖某些本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種新型光電樂器，其特征在于，包括供電模塊（9）、控制模塊（8）、發(fā)光光源（7）、發(fā)聲模塊（6）及若干個音階音量輸入模塊（1）；所述供電模塊（9）用于給控制模塊（8）及發(fā)光光源（7）供電；發(fā)光光源（7）及發(fā)聲模塊（6）的數(shù)量均為若干個，發(fā)聲模塊（6）用于將發(fā)光光源（7）發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為聲音；發(fā)光光源（7）及每個音階音量輸入模塊（1）分別與控制模塊（8）連接；觸發(fā)一個音階音量輸入模塊（1）時，對應(yīng)的發(fā)光光源（7）發(fā)出一定閃爍頻率的光，發(fā)聲模塊（6）將發(fā)光光源（7）發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為聲音。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種新型光電樂器，其特征在于，包括供電模塊（9）、控制模塊（8）、發(fā)光光源（7）、發(fā)聲模塊（6）及若干個音階音量輸入模塊（1）；所述供電模塊（9）用于給控制模塊（8）及發(fā)光光源（7）供電；發(fā)光光源（7）及發(fā)聲模塊（6）的數(shù)量均為若干個，發(fā)聲模塊（6）用于將發(fā)光光源（7）發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為聲音；發(fā)光光源（7）及每個音階音量輸入模塊（1）分別與控制模塊（8）連接；觸發(fā)一個音階音量輸入模塊（1）時，對應(yīng)的發(fā)光光源（7）發(fā)出一定閃爍頻率的光，發(fā)聲模塊（6）將發(fā)光光源（7）發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為聲音。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型光電樂器，其特征在于，觸發(fā)不同的音階音量輸入模塊（1）時，控制模塊（8）控制發(fā)光光源（7）發(fā)出不同閃爍頻率的光，致使發(fā)聲模塊（6）轉(zhuǎn)換的聲音的音階不同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型光電樂器，其特征在于，所述發(fā)聲模塊（6）為涂有光熱轉(zhuǎn)換物質(zhì)的平板、半封閉腔體或全封閉腔體。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型光電樂器，其特征在于，所述光熱轉(zhuǎn)換物質(zhì)為吸光并對外發(fā)熱的碳粉。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型光電樂器，其特征在于，所述發(fā)聲模塊（6）為半封閉腔體；所有發(fā)聲模塊（6）的尺寸相同。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型光...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王嘉輝，黃梓釗，郭嘉陽，薛釗鴻，蔡志崗，湯文龍，洪偉檳，
申請(專利權(quán))人：中山大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44