生成模拟钢琴的投影装置和投影装置的工作方法与流程

本发明涉及投影领域，尤其涉及一种生成模拟钢琴的投影装置和一种投影装置的工作方法。

背景技术：

现今，钢琴的普及面并不高，拥有钢琴的家庭仅占社会群体的一小部分，一则是钢琴价格昂贵，二是钢琴的体积较大，会占据不少空间，而现今的手机软件中具有的钢琴应用，虽可以模拟钢琴的音键和声音，却因手机屏幕的大小而有所限制，钢琴应用无法使用户身临其境般享受钢琴的美妙，这样使一部分音乐爱好者无法做自己喜欢的音乐。例如，请参考图1，为现有技术中的一种钢琴应用，因手机屏幕的限制，该钢琴应用中仅有6个白键和4个黑键，而一般实体钢琴具有88个音键，钢琴应用中的音键数目与实体钢琴的音键数目相差甚远，以此说明，钢琴应用无法提供给用户拟真的钢琴弹奏体验，也无法提供钢琴的所有音调，则演奏效果也必然无法与实体钢琴相媲美。

随着科技的发展，投影技术愈加完善，从而带来了许多投影产品，并且涉及面更广，例如投影机，投影机作为新型办公设备，不仅在办公场所广受欢迎，在教室也经常发现他的身影，其可用于教学、演讲、会议等各种场所，为人们带来了极大的便利，其可与计算机、工作站等设备进行连接，从而将计算机或者工作站内的数据信息呈现在光滑表面上，不仅成像清晰，且无需液晶屏等作为呈现载体，降低了演示成本。

并且随着科技的发展，现在的投影键盘，将投影技术和互联网数据处理技术相结合，已不仅限于成像，而且能够与用户互动，对用户的操作进行分析处理，例如投影键盘，可将键盘投射在某一光滑表面，用户可以对投影的键盘进行操作，如同使用真实的键盘一般。

所以需要提供一种生成模拟钢琴的投影装置，使用户能够用更低的成本，获得如使用实体钢琴般的体验效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种生成模拟钢琴的投影装置和一种投影装置的工作方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种生成模拟钢琴的投影装置，包括：投影模块，用于投影生成钢琴键盘图像，并追踪用户与所述钢琴键盘图像的接触位置，将所述接触位置生成数据信息；信息处理模块，与所述投影模块连接，用于对所述数据信息进行处理，生成音频数据，所述音频数据用于驱动音频设备发声；音频信号传输器，与所述信息处理模块连接，用于传输音频数据。

可选的，还包括：音频设备，与所述音频信号传输器连接，用于接收音频数据，并播放与所述音频数据对应的音频。

可选的，所述投影模块包括：投影仪，用于在光滑平面投影生成钢琴键盘图像；红外图像采集器，与所述投影仪连接，用于获取所述钢琴键盘图像及按键位置信息；红外激光定位器，与所述红外图像采集器连接，用于追踪所述用户与所述钢琴键盘图像的接触位置，将所述接触位置生成数据信息。

可选的，还包括：模式选择模块，与所述信息处理模块连接，用于根据用户的操作，选择情景模式。

可选的，所述信息处理模块包括：处理单元，与所述模式选择模块连接，用于根据用户所选择的情景模式，对音频数据进行调整。

可选的，还包括：数据传输模块，与所述信息处理模块连接，用于将音频数据传输至网络平台。

可选的，还包括：教习模块，与所述投影模块连接，用于根据用户选择的钢琴曲谱，在钢琴键盘图像上提示曲谱中音符所对应的音键位置。

可选的，还包括：存储模块，与所述教习模块连接，用于存储钢琴曲谱以及与所述钢琴曲谱对应的钢琴弹奏方法。

可选的，还包括：壳体，所述投影模块内置于所述壳体，所述壳体具有通孔，所述投影模块通过所述通孔向壳体外投影钢琴键盘图像。

本发明还提供一种投影装置的工作方法，包括：投影生成钢琴键盘图像；追踪用户与所述钢琴键盘图像的接触位置；将所述接触位置生成数据信息；对所述数据信息进行处理，生成音频数据；传输音频数据。

可选的，还包括：接收音频数据，并播放与所述音频数据对应的音频。

可选的，所述追踪用户与所述钢琴键盘图像的接触位步骤进一步包括：利用红外线获取所述钢琴键盘图像及按键位置信息；利用红外线追踪所述用户与所述钢琴键盘图像的接触位置。

可选的，还包括：根据用户的操作，选择情景模式。

可选的，所述对所述数据信息进行处理，生成音频数据的步骤进一步包括：根据用户所选择的情景模式，对音频数据进行调整。

可选的，还包括：将音频数据传输至网络平台。

可选的，还包括：存储钢琴曲谱以及与所述钢琴曲谱对应的钢琴弹奏方法。

可选的，还包括：根据用户选择的钢琴曲谱，在钢琴键盘图像上提示曲谱中音符所对应的音键位置。

本发明的生成模拟钢琴的投影装置，通过投影模块、信息处理模块、音频信号传输器之间的相互配合，将钢琴键盘投影在光滑平面，并追踪用户在钢琴键盘的操作位置，根据用户的操作位置，与钢琴键盘的功能相对应，生成与用户操作位置对应的音频数据，并传输对应的音频数据，使用户如使用真实的钢琴般。这种投影装置占据空间小，成本低，且效果、形态与真实钢琴更为接近，给用户带来更多趣味性。

本发明的投影装置的工作方法，将钢琴键盘投影在光滑平面，并追踪用户在钢琴键盘的操作位置，根据用户的操作位置，与钢琴键盘的功能相对应，生成与用户操作位置对应的音频数据，并传输对应的音频数据，使用户如使用真实的钢琴般。这样占据空间小，成本低，且效果、形态与真实钢琴更为接近，给用户带来更多趣味性。

附图说明

图1为现有技术的移动终端钢琴应用的示意图；

图2为本发明一具体实施方式的生成模拟钢琴的投影装置的模块结构示意图；

图3为本发明一具体实施方式的生成模拟钢琴的投影装置的模块结构示意图；

图4为本发明一具体实施方式的生成模拟钢琴的投影装置的模块结构示意图；

图5为本发明一具体实施方式的生成模拟钢琴的投影装置的模块结构示意图；

图6为本发明一具体实施方式的生成模拟钢琴的投影装置的模块结构示意图；

图7为本发明一具体实施方式的投影装置的工作方法的步骤流程图；

图8为本发明一具体实施方式的投影装置的工作方法的步骤流程图；

图9为本发明一具体实施方式的投影装置的工作方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的生成模拟钢琴的投影装置和投影装置的工作方法的具体实施方式做详细说明。

请参考图2，为本发明一具体实施方式的生成模拟钢琴的投影装置的模块结构示意图。

生成模拟钢琴的投影装置包括：投影模块201，用于投影生成钢琴键盘图像，并追踪用户与钢琴键盘的接触位置，将接触位置生成数据信息；信息处理模块202，与投影模块201连接，用于对数据信息进行处理，生成音频数据，音频数据用于驱动音频设备发声；音频信号传输器203，与信息处理模块202连接，用于传输音频数据。

投影模块201，用于向光滑平面进行投影，使钢琴键盘呈现在光滑平面上，钢琴键盘中音键的形状大小以及数量等可与实体钢琴的音键的形状大小以及数量相同，使生成模拟钢琴的投影装置更为逼真，提升演奏效果。投影完毕之后，若用户对钢琴键盘进行操作，则追踪用户在钢琴键盘上的操作位置，例如用户所触碰的为白色音键，则定位该白色音键的位置，生成数据信息，以供信息处理模块202对用户的操作进行分析，从而作出对应的响应。

信息处理模块202，与投影模块201连接，用于对投影模块201所生成的数据信息进行处理，具体的，当数据信息显示用户所接触的音键为白键，且其音符为c1，匹配与该音符对应的音调，并生成音频数据，以便驱动音频设备发声；若数据信息显示用户所接触的位置为功能性按键，则对该按键所对应的功能进行处理，或交由其他模块进行处理；若数据信息显示用户所接触的区域为非功能性区域，即不是某个音键，也不是某个功能按键等需要系统响应的区域，则不对其操作作出响应。

音频信息传输器203，与信号处理模块202连接，当用户需要将音频数据转化为声信号时，音频信号传输器203可将音频数据通过数据接口或者无线传播等方式，将音频数据传输至音频设备，使音频设备能够播放与音频数据对应的音频。

请参考图3，在一具体实施实施方式中，生成模拟钢琴的投影装置还包括：音频设备301，与音频信号传输器203连接，用于接收音频信号传输器传输的音频数据，音频设备301可以是音箱、耳机等音频设备，在接收到音频数据后，将其转化成声信号，播放与音频数据对应的音频。其中，音频设备301可以内置与投影装置内部，也可以通过外部与投影装置连接工作。

在一具体实施方式中，生成模拟钢琴的投影装置还包括：数据传输模块，用于将音频数据传输至网络平台。用户在弹奏一段音乐之后，可将弹奏该段乐曲时信息处理模块202中的音频数据传输至网络平台，以供他人欣赏，这提升了生成模拟钢琴的投影装置的趣味性，并且通过网络平台，能够增强生成模拟钢琴的投影装置的知名度。

请参考图4，为本发明一具体实施方式的生成模拟钢琴的投影装置的模块结构示意图。

在一具体实施方式中，投影模块201包括：投影仪401，用于在光滑平面投影生成钢琴键盘图像；红外图像采集器402，与投影仪401连接，用于获取钢琴键盘的图像及按键位置信息；红外激光定位器403，与红外图像采集器402连接，用于追踪用户与钢琴键盘的接触位置，将接触位置生成数据信息。

投影仪401为一个投影仪器，具有光学系统、灯电源联体、以及镜头等组成，能够将视频信号等转化为图像，在本具体实施方式中，投影仪将钢琴键盘投射在一个光滑平面，用户可以在光滑平面上的钢琴键盘位置进行弹奏。

红外图像采集器402，与投影仪401连接，包括光学系统、扫描器、图像处理器等，在投影仪401将钢琴键盘投影在一个光滑平面之后，红外图像采集器通过收集景物发射的红外辐射，并将红外辐射转化为相应的电信号，从而获取钢琴键盘中具有的音键以及其他功能按键等的图像信息，并且定位图像中音键或者按键的位置范围，以供用户对钢琴键盘进行操作时，系统能够准确获取用户所接触的按键位置信息。

红外激光定位器403，与红外图像采集器402、信息处理模块202连接，由光学系统、检测元件、转换电路、以及信号处理系统等组成，通过红外线确定用户与钢琴键盘的接触位置，将接触位置生成数据信息，具体的，发射红外线笼罩整个钢琴键盘图像，当用户手指与钢琴键盘接触时，手指会遮挡住红外线，从而形成光斑，通过获取光斑的位置，从而能够确定用户的手指与钢琴键盘的接触点，将接触点与红外图像采集器402采集的图形及位置信息进行匹配，从而得出用户所接触的位置信息。

在另一具体实施方式中，生成模拟钢琴的投影装置还包括：模式选择模块，与信息处理模块202连接，用于根据用户的操作，选择情景模式。具体的，当用户需要使所演奏的音乐呈现不同的播放效果，则可以选择不同的情景模式，例如摇滚风、电音风、怀旧风等等，模式选择模块根据用户的操作，选定某一情景模式，并将该数据信息传输给信息处理模块202，信息处理模块202对其进行处理。

在另一具体实施方式中，信息处理模块202包括：处理单元，与模式选择模块连接，用于根据用户所选择的情景模式，对音频数据进行调整，当用户选择某一情景模式，则在生成音频数据之后，对该音频数据进行加工，使该音频数据驱动播放的音频呈现的播放效果，与用户所选择的情景模式相对应，这增添了生成模拟钢琴的投影装置的趣味性。

请参考图5，为本发明一具体实施方式的生成模拟钢琴的投影装置的模块结构示意图。

在一具体实施方式中，生成模拟钢琴的投影装置还包括：教习模块501，与投影模块201连接，用于根据用户选择的钢琴曲谱，在钢琴键盘图像上提示曲谱中音符所对应的音键位置。具体的，当用户需要学习弹奏某一曲谱，可根据用户的选择操作，调出该曲谱，并且按照曲谱的演奏方法，使对应的音键发亮，以提示用户该如何按动音键来弹奏该曲谱，其中，使对应的音键发亮可由投影模块201完成，在其他具体实施方式中，也可以通过其他的运行方式教习用户如何弹奏钢琴曲谱。

在一具体实施方式中，生成模拟钢琴的投影装置还包括：存储模块502，与教习模块501连接，用于存储钢琴曲谱以及与钢琴曲谱对应的钢琴弹奏方法。具体的，用户可以通过联网或者本地数据传输等方式，将钢琴曲谱以及与钢琴曲谱对应的钢琴弹奏方法存储在存储模块502中，以供用户在需要曲谱弹奏或者播放该曲谱时，提供钢琴曲谱，以及钢琴曲谱对应的弹奏方法，弹奏方法为用户应如何按动音键，从而完成钢琴曲谱的弹奏方法，即曲谱中的音符与钢琴键盘图像中对应的音键的匹配数据。

请参考图6，为本发明一具体实施方式的生成模拟钢琴的投影装置的结构模块示意图。

在一具体实施方式中，生成模拟钢琴的投影装置还包括：壳体601，投影模块201内置于壳体601，壳体601具有通孔602，投影模块201通过通孔602向壳体601外投影钢琴键盘图像，在本具体实施方式中，壳体601为长方体，通孔602为椭圆形，在其他具体实施方式中，壳体601和通孔602也可以为其他形状。投影、红外线皆可通过通孔进行照射，不影响投影装置的功能，又能保护投影装置的内部结构，并且方便用户携带。

本发明的生成模拟钢琴的投影装置，通过投影模块、信息处理模块、音频信号传输器之间的相互配合，将钢琴键盘投影在光滑平面，并追踪用户在钢琴键盘的操作位置，根据用户的操作位置，与钢琴键盘的功能相对应，生成与用户操作位置对应的音频数据，并传输对应的音频数据，使用户如使用真实的钢琴般。这种投影装置占据空间小，成本低，且效果、形态与真实钢琴更为接近，给用户带来更多趣味性。

请参考图7，为本发明一具体实施方式的投影装置的使用方法的步骤流程图。

本发明还提供一种投影装置的工作方法，包括：

步骤s701：投影生成钢琴键盘图像。向光滑平面进行投影，使钢琴键盘呈现在光滑平面上，钢琴键盘中音键的形状大小以及数量等可与实体钢琴的音键的形状大小以及数量相同，使投影装置更为逼真，提升演奏效果。

步骤s702：追踪用户与钢琴键盘图像的接触位置。投影完毕之后，若用户对钢琴键盘进行操作，则追踪用户在钢琴键盘上的操作位置，例如用户所触碰的为白色音键，则定位该白色音键的位置。

步骤s703：将接触位置生成数据信息。将定位的位置信息生成数据信息，以供分析用户的操作，从而作出对应的响应。

步骤s704：对数据信息进行处理，生成音频数据。具体的，当数据信息显示用户所接触的音键为白键，且其音符为c1，匹配与该音符对应的音调，并生成音频数据，音频数据能够驱动音频设备发声；若数据信息显示用户所接触的区域为非功能性区域，即不是某个音键，也不是某个功能按键等需要系统响应的区域，则不对其操作作出响应。

步骤s705：传输音频数据。当用户需要将音频数据转化为声信号时，可将音频数据通过数据接口或者无线传播等方式，将音频数据传输至音频设备，使音频设备能够播放与音频数据对应的音频。

在一具体实施方式中，投影装置的工作方法还包括：接收音频数据，并播放与音频数据对应的音频。根据所接收到的音频数据，播放对应的音频，音频设备可以是音箱、耳机等音频设备，在接收到音频数据后，将其转化成声信号，播放与音频数据对应的音频。其中，音频设备可以内置与投影装置内部，也可以通过外部与投影装置连接工作。

在另一具体实施方式中，投影装置的工作方法还包括：将音频传输至网络平台。用户在弹奏一段音乐之后，可将弹奏钢琴键盘图像所产生的音频数据传输至网络平台，以供他人欣赏，这提升了投影装置的趣味性，并且通过网络平台，能够增强投影装置的知名度。

请参考图8，为本发明一具体实施方式的投影装置的工作方法的步骤流程图。

在上述具体实施方式的基础上，步骤s702进一步包括：

步骤s801：利用红外线获取钢琴键盘图像及按键位置信息。具体的，在投影钢琴键盘之后，通过收集景物发射的红外辐射，并将红外辐射转化为相应的电信号，从而获取钢琴键盘中具有的音键以及其他功能按键等按键的图像信息，并且定位图像中音键或者按键的位置范围，以供用户对钢琴键盘进行操作时，系统能够准确获取用户所接触的音键或者功能性按键信息。

步骤s802：利用红外线追踪用户与钢琴键盘图像的接触位置。具体的，红外线笼罩整个钢琴键盘图像，当用户手指与钢琴键盘接触时，手指会遮挡住红外线，从而形成光斑，通过获取光斑的位置，从而能够确定手指与钢琴键盘的接触点，将接触点与按键位置信息进行匹配，从而得出用户所接触的位置信息。

在另一具体实施方式中，投影装置的工作方法还包括：根据用户的操作，选择情景模式。具体的，当用户需要使所演奏的音乐呈现不同的播放效果，则可以选择不同的情景模式，例如摇滚风、电音风、怀旧风等等。根据用户的操作，选定某一情景模式，以供进行下一步响应。

在另一具体实施方式中，步骤s704(请参考图7)进一步包括：根据用户所选择的情景模式，对音频数据进行调整。根据用户所选择的情景模式，对音频数据进行调整，当用户选择某一情景模式，则在生成音频数据之后，对该音频数据进行加工，使该音频数据驱动播放的音频所能呈现的播放效果，与用户所选择的情景模式相对应，这增添了用户使用投影装置时的趣味性。

请参考图9，为本发明一具体实施方式的投影装置的工作方法的步骤流程图。

在一具体实施方式中，投影装置的工作方法包括：

步骤s901：投影生成钢琴键盘图像。

步骤s902：存储钢琴曲谱以及与钢琴曲谱对应的钢琴弹奏方法。具体的，用户可以通过联网或者本地数据传输等方式，存储钢琴曲谱以及与钢琴曲谱对应的钢琴弹奏方法，以供用户在需要曲谱弹奏或者播放该曲谱时，提供钢琴曲谱，以及钢琴曲谱对应的弹奏方法，弹奏方法为用户应如何按动音键，从而完成钢琴曲谱的弹奏方法，即曲谱中的音符与钢琴键盘图像中对应的音键的匹配数据。

步骤s903：根据用户选择的钢琴曲谱，在钢琴键盘图像上提示曲谱中音符所对应的音键位置。根据用户选择的钢琴曲谱，在钢琴键盘上提示与音符对应的音键位置。具体的，当用户需要学习弹奏某一曲谱，可根据用户的选择操作，调出该曲谱，并且按照曲谱的演奏方式，使对应的音键发亮，以提示用户该如何按动音键来弹奏该曲谱，其中，音键发亮的节奏可由用户掌控，当用户按动提示的音键后，下一个音键才会亮起，或者由投影装置把控。在其他具体实施方式中，也可以通过其他的运行方式教习用户如何弹奏钢琴曲谱。

步骤s904：追踪用户与钢琴键盘图像的接触位置，将接触位置生成数据信息。用户可根据音键提示，按动对应的音键，定位用户所按动的音键位置。

步骤s905：对数据信息进行处理，生成音频数据。

步骤s906：传输音频数据。

在本发明的一个具体实施例中，首先投影装置将钢琴键盘投影在一光滑平面上，投影装置获取钢琴键盘的图像以及位置信息，当用户对钢琴键盘中的音键进行按动操作时，红外线通过用户与钢琴键盘图像接触所生成的光斑，定位用户所按动的音键位置，与钢琴键盘中的对应音键相匹配，从而解析出用户所按动的音键所对应的音频数据，将音频数据通过数据接口传输至音频设备。

本发明的投影装置的工作方法，将钢琴键盘投影在光滑平面，并追踪用户在钢琴键盘的操作位置，根据用户的操作位置，与钢琴键盘的功能相对应，生成与用户操作位置对应的音频数据，并传输对应的音频数据，使用户如使用真实的钢琴般。这样占据空间小，成本低，且效果、形态与真实钢琴更为接近，给用户带来更多趣味性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。