CN105635912A - 发光装置及声光组合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光装置，包括第一处理单元，根据得到的音频特征值输出对应于该音频特征值的发光特征向量；以及电连接于第一处理单元输出端的LED灯珠矩阵，用于显示第一处理单元所提供的发光特征向量。本发明能使灯光效果与音乐频率进行匹配，使灯光与音乐相互协调。

Description

发光装置及声光组合装置

技术领域

本发明涉及声光技术领域，具体涉及一种发光装置及含有该发光装置的声光组合装置。

背景技术

随着技术发展，各种物联网智能设备应运而生，特别是将蓝牙音响与LED灯光组合的产品越来越多。蓝牙音响可以方便的与智能手机通过无线方式连接，可以解决人们享受音乐，分享音乐的需求；LED灯光节能省电，不仅仅可满足照明的作用，并且还可以满足人们对氛围效果更高层次的要求。但是很多蓝牙音响与LED灯光组合的产品，仅仅将两个领域的功能性产品简单的拼凑在一起，即灯光效果以固定形式存储在存储器中，在播放音乐时，灯光效果以固定的形式进行展现，这种发光效果并不能与播放音乐进行匹配，例如，播放的曲目为高音曲目，展现的灯光效果并不能突出是高音的曲目，或者，播放的曲目为低音曲目时，展现的灯光效果也并不能突出是低音的曲目，即展现的灯光效果无法与播放音乐的音调相匹配，从视觉感受以及听觉感受给使用者形成不协调或错位的感觉，因此，目前的灯光音箱并不能解决人们更深层次的要求，当人们面对来自于各方面压力需要通过灯光放松时，现有产品都缺乏真正解决消除心理、社会因素所造成的紧张、焦虑、忧郁、恐怖等不良心理状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能使灯光效果与音乐频率进行匹配的发光装置及含有该发光装置的声光组合装置。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种发光装置，包括第一处理单元，根据得到的音频特征值输出对应于该音频特征值的发光特征向量；以及

电连接于第一处理单元输出端的LED灯珠矩阵，用于显示第一处理单元所提供的发光特征向量。

优选地，所述音频特征值为频率域的幅值。

优选地，所述发光特征向量是与LED灯珠矩阵对应的动态的二维数组，其中每个二维数组对应一个时刻LED灯珠矩阵中每一颗LED灯珠显示的颜色和亮度值。

优选地，所述第一处理单元包括音频解码模块，将音频信息转换为音频特征值输出；以及

与音频解码模块电连接的发光矩阵管理模块，根据音频解码模块提供的音频特征值，输出所述发光特征向量。

优选地，所述第一处理单元包括音频解码模块，将音频信息转换为脉冲编码调制信号输出；以及

与音频解码模块电连接的发光矩阵管理模块，该发光矩阵管理模块将音频解码模块提供的脉冲编码调制信号转换为音频特征值后，输出发光特征向量。

优选地，所述第一处理单元为内置有音频解码模块的发光矩阵管理模块。

优选地，发光矩阵管理模块在得到音频特征值后，与发光矩阵管理模块内所存储的发光特征向量组进行匹配，再输出所述发光特征向量。

优选地，在音频解码模块与发光矩阵管理模块之间电连接有开关模块。

优选地，还包括与第一处理单元电连接的第一切换模块。

优选地，还包括具有音频解码器的蓝牙模块，该蓝牙模块与第一处理单元电连接。

优选地，还包括读卡器，读卡器与蓝牙模块电连接。

优选地，还包括与第一处理单元电连接的通讯模块。

一种具有如权利要求1至12任意一项发光装置的声光组合装置，包括功率放大器以及喇叭，所述功率放大器与发光装置中的第一处理单元电连接。

本发明的优点在于：由第一处理单元将音频特征值处理后得到对应于该音频特征值的发光特征向量，该发光特征向量例如可以是复杂的模拟自然界视觉效果，通过LED灯珠矩阵显示，就能够显示出自然界的视觉效果，由此，通过音频特征值与发光特征向量进行匹配，从而使得在播放自然界声音时，通过本发明所产生的声与光相互协调，能够改善使用者压抑的精神，提高愉悦感给使用者在视觉上和听觉上均可使身心得到放松。本发明可以广泛应用在家庭，办公，医疗康复等领域。

附图说明

图1为本发明的第一种发光装置的电路方框图；

图2为本发明的第三种发光装置的电路方框图；

图3为声光组合装置的电路方框图。

10为第一处理单元、101为音频解码模块、102为发光矩阵管理模块、11为LED灯珠矩阵、12为开关模块、13为第一切换模块、14为蓝牙模块、15为读卡器、16为模式切换模块、17为通讯模块、20为功率放大器、30为喇叭、31为网罩。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本发明的技术及性能作进一步说明

第一实施方式：

如图1所示，本发明的第一种发光装置，包括第一处理单元10、LED灯珠矩阵11、开关模块12、第一切换模块13、蓝牙模块14、读卡器15、模式切换模块16、通讯模块17，下面对每部分进行详细说明：

第一处理单元10根据得到的音频特征值输出对应于该音频特征值的发光特征向量，其中音频特征值为频率域的幅值。本实施方式中，第一处理单元10包括音频解码模块101以及与音频解码模块电连接的发光矩阵管理模块102，音频解码模块101将音频信息转换为音频特征值输出，优选地，音频解码模块101播放的音频信号通过傅立叶变换从时域信号转换为频率域的不同频点的频率分量，各分量按照频率基底从小到大排序，从排序后的结果中取幅值最高基底对应的值作为频率域的幅值，上述的傅立叶变换还可以采用人工神经网络或支持向量机等方式。而发光矩阵管理模块102根据音频解码模块提供的音频特征值，输出所述发光特征向量。发光矩阵管理模块102优先采用MCU，也可以采用类似于MCU一类的可编程控制型器件。发光矩阵管理模块102在得到音频特征值后，与发光矩阵管理模块102内所存储的发光特征向量组进行匹配，再输出所述发光特征向量。本实施方式中，所述发光特征向量是与LED灯珠矩阵对应的动态的二维数组，其中每个二维数组对应一个时刻LED灯珠矩阵中每一颗LED灯珠显示的颜色和亮度值。在特定的时间周期内，顺序将每个时刻对应的数组值显示在彩色LED矩阵；该特定时间优选为1秒，1秒对应不少于15组数据，即每秒15帧的刷新显示速度。发光特征向量是与彩色LED灯珠矩阵相关的矢量算法，不固定控制每颗LED灯珠在特定时刻显示的颜色，亮度；即发光特征向量动态控制LED灯珠显示的亮度、色彩、以及变化规则，从而发光特征向量定义了一系列驱动彩色LED灯珠变换的矢量规则。在本实施方式中，发光矩阵管理模块102中可以存储多种不同的发光特征向量，发光矩阵管理模块102在获得音频特征值后进行查询，将最接近该音频特征值的发光特征向量进行匹配，将匹配的发光特征向量输出到LED灯珠矩阵11，通过灯光效果反应出当前所播放的音频特征。

LED灯珠矩阵11电连接于第一处理单元10的输出端，用于显示第一处理单元所提供的发光特征向量。LED灯珠矩阵11是在一条柔性的灯带上设置有若干个LED灯珠，这些LED灯珠优先选用彩色的灯珠。本实施方式中，由于发光矩阵管理模块102中存储着多种不同的发光特征向量，而其工作顺序优先采用将音频解码模块101将音频特征值转换为发光特征向量输出，发光矩阵管理模块102获取到上述发光特征向量存储在该发光矩阵管理模块102中的多个待选择的第二发光特征向量进行比较，从多个待选择的发光特征向量中选择一个与音频解码模块101输出的发光特征向量相同或最为接近的发光特征向量，作为用于显示的发光特征向量，这样的好处在于，可以事先将显示的发光特征向量根据需要编制成各种效果，这些效果不仅仅局限于单纯的灯光，而且发光中还可以伴随着动画，例如：将制作好流水的动画效果存储在发光矩阵管理模块102，并预设其对应频率域的幅值为6；播放一段流水的声音，声音经过傅立叶变换后，会计算出一组频率域的幅值，该频率域的幅值最高的是5.8，即接近于存储值6；经过匹配后，在播放流水声音的同时，LED灯珠矩阵11则显示出流水的动画效果。

开关模块12电连接在音频解码模块101与发光矩阵管理模块102之间。发光矩阵管理模块102输出控制信号，使开关模块12导通或截止，从而控制音频解码模块101是否能获得电源的供电，即通过音频解码模块101与开关模块12可以控制音频解码模块101是否能够工作。优选地，开关模块12为三极管，该三极管的基极与发光矩阵管理模块102电连接，三极管的集电极与音频解码模块101连接，三极管的发射极与电源连接。开关模块12还可以采用MOS管或者其他具有开关作用的器件。在音频解码模块101与发光矩阵管理模块102之间设置开关模块12的主要目的是，在音箱内部，音频解码模块101是内置的器件，即不需要外接U盘,TF卡或蓝牙等外部设备就直接播放音频文件，然而，当有外部设备接入时，这时，装置不能既通过音频解码模块101播放音频文件，又播放外部设备中的音频文件，即两者只能取其一，这样，外部的设备接入后，发光矩阵管理模块102能够检测到有该外部设备接收，则发光矩阵管理模块102通过开关模块12使音频解码模块101关闭，以播放外部设备中的音频文件。

第一切换模块13与第一处理单元10电连接，第一切换模块13的输出端与音频解码模块101的播放曲目切换端口电连接。第一切换模块13采用触碰切换模块或者接近感应切换模块。触碰切换模块优先选用触控芯片，触控芯片在没有输入信号时，其输出端输出高电平信号，当触控芯片有输入信号时，其输出端输出低电平信号至音频解码模块101，音频解码模块101的播放曲目切换端口被拉低表示播放下一曲音乐，从而播放下一曲目。接近感应切换模块采用接近感应器，该接近感应优先采用电容式接近感应器，让使用者无需实际触摸，只要利用简单的手势便能操纵，就能使音频解码模块101的播放曲目切换端口被拉低表示切换播放曲目。如果把本实施方式的发光装置与音箱进行结合，那么，触控芯片的输入端可以连接音箱上的网罩，使用者需要切换播放音乐时，只需轻轻拍一下网罩即表示切换播放曲目，或者通过调节触控芯片的参数，使用者的手靠近网罩也可以表示切换到播放曲目。接近感应切换模块主要是做成类似于触摸屏的结构，在接近感应切换模块上设置一块玻璃，使用者的手接近该接近感应切换模块时，即表示切换到播放曲目，也可以通过接近感应切换模块的参数，使用者的手按压或通过手势操作，同样可以表示切换播放曲目。

蓝牙模块14为具有音频解码器的蓝牙模块，该蓝牙模块14与第一处理单元10电连接，在发光矩阵管理模块102上设有检测外部设备输入的端口，蓝牙模块14与第一处理单元10的发光矩阵管理模块102电连接，当发光矩阵管理模块102检测到有外部设备接入时，这时，发光矩阵管理模块102通过控制开关模块12使音频解码模块10关闭，音频解码模块10停止工作，这时蓝牙模块14工作，蓝牙模块14可以接收来自于无线设备(例如手机)的数据，并将该数据进行播放，而发光矩阵管理模块102则接收来自于蓝牙模块14输出的音频特征值，从而输出对应于该音频特征值的发光特征向量，并通过LED灯珠矩阵11进行显示。

读卡器15与蓝牙模块14电连接，读卡器15可以读取TF卡，或者SD卡，或者USB等设备中的音频数据，并将读取的数据传递到蓝牙模块14，由蓝牙模块14解码后进行播放，发光矩阵管理模块102则接收来自于蓝牙模块14输出的音频特征值，从而输出对应于该音频特征值的发光特征向量，并通过LED灯珠矩阵11进行显示。

在接入外部设备前，可以通过模式切换开关16进行工作状态切换，例如，当前发光矩阵管理模块102接收来自于音频解码模块101输出的音频特征值，通过模式切换开关16切换，事先让发光矩阵管理模块102知晓可能有外部设备接入，这时，发光矩阵管理模块102可以提前控制开关模块关闭音频解码模块101，有得利于减轻发光矩阵管理模块102的工作负担。

通讯模块17与第一处理单元10电连接，通讯模块17可以单独与音频解码模块101电连接，通讯模块17也可以单元与发光矩阵管理模块102电连接，通讯模块17还可以分别与音频解码模块101以及发光矩阵管理模块102电连接。通讯模块17接收外部更新系统的控制指令，对音频解码模块101中存储的音频文件进行更新，以及对发光矩阵管理模块102内的发光特征向量进行更新。

通讯模块17与外部更新系统不仅可以通过有线方式连接，还可以通过无线方式连接。所述有线方式包含串口线，或者并口线，或者USB连线，或者以太网线。所述无线方式包含无线近场通信，或者蓝牙，或者Wi-Fi(802.11b/g/n/ac)，2.4G无线通信，5.8G无线通信等。所述外部更新系统为网络服务器，或者桌面型电脑，或者笔记本电脑，或者智能移动设备；所述外部更新系统包含运行在各种系统的服务程序或者应用程序发送至通讯模块17的控制指令以及更新的数据。

所述外部更新系统为网络服务器，网络服务器通过网络接收远程指令发起更新指令，所述远程指令由连接在网络中的电脑或者智能移动设备以及运行在所述智能移动设备的应用程序发送。

所述外部更新系统为触碰滑动感应系统，所述触碰滑动系统感应人体触碰或者滑动的操作，所述触碰或者滑动操作通过感应系统解析为控制指令或者直接产生对应LED灯珠矩阵11显示的发光特征向量，所述发光特征向量可以经过音频解码器101传输至发光矩阵管理模块102，发光矩阵管理模块102接收解析后的数据直接通过LED灯珠矩阵11显示。

第二实施方式：

所述第一处理单元包括音频解码模块，将音频信息转换为脉冲编码调制信号输出；以及与音频解码模块电连接的发光矩阵管理模块，该发光矩阵管理模块将音频解码模块提供的脉冲编码调制信号转换为音频特征值后，输出发光特征向量。即，由发光矩阵管理模块转换得到音频特征值，其余部分与实施方式一相同，在此不在赘述。本实施方式的发光效果与实施方式一相同，在此不作多述。

第三实施方式：

如图2所示，所述第一处理单元10为内置有音频解码模块的发光矩阵管理模块，其余部分与实施方式一相同，在此不在赘述。

所述发光装置不限于上述三种实施方式，例如，在上述第三实施方式的基础上，还可以将蓝牙模块内置于发光矩阵管理模块102中，这样，通过一个MCU即可以完成本发明中提到的所有功能。当然，在第一实施方式和第二实施方式中，同样可以将蓝牙模块内置于发光矩阵管理模块102中。

根据上述实施方式，本发明还将上将上述发光装置应用到音箱中，以形成具有所述发光装置的声光组合装置，如图3所示，该声光组合装置包括功率放大器20以及喇叭30，所述功率放大器20与发光装置中的第一处理单元10电连接。优选地，功率放大器20与音频解码模块电连接，将来接收来自于音频解码模块输出的信号放大后，输出到喇叭30。另外，第一切换模块13的输入端连接音箱上的网罩，使用者需要切换播放音乐曲目时，只需轻轻拍一下网罩即表示切换播放曲目，或者通过调节触控芯片的参数，使用者的手靠近网罩也可以表示切换到播放曲目。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (13)

1.一种发光装置，其特征在于：包括第一处理单元，根据得到的音频特征值输出对应于该音频特征值的发光特征向量；以及

电连接于第一处理单元输出端的LED灯珠矩阵，用于显示第一处理单元所提供的发光特征向量。

2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述音频特征值为频率域的幅值。

3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述发光特征向量是与LED灯珠矩阵对应的动态的二维数组，其中每个二维数组对应一个时刻LED灯珠矩阵中每一颗LED灯珠显示的颜色和亮度值。

4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述第一处理单元包括音频解码模块，将音频信息转换为音频特征值输出；以及

与音频解码模块电连接的发光矩阵管理模块，根据音频解码模块提供的音频特征值，输出所述发光特征向量。

5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述第一处理单元包括音频解码模块，将音频信息转换为脉冲编码调制信号输出；以及

与音频解码模块电连接的发光矩阵管理模块，该发光矩阵管理模块将音频解码模块提供的脉冲编码调制信号转换为音频特征值后，输出发光特征向量。

6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述第一处理单元为内置有音频解码模块的发光矩阵管理模块。

7.根据权利要求4至6任意一项所述的发光装置，其特征在于：发光矩阵管理模块在得到音频特征值后，与发光矩阵管理模块内所存储的发光特征向量组进行匹配，再输出所述发光特征向量。

8.根据权利要求4至6任意一项所述的发光装置，其特征在于：在音频解码模块与发光矩阵管理模块之间电连接有开关模块。

9.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：还包括与第一处理单元电连接的第一切换模块。

10.根据权利要求1或9所述的发光装置，其特征在于：还包括具有音频解码器的蓝牙模块，该蓝牙模块与第一处理单元电连接。

11.根据权利要求10所述的发光装置，其特征在于：还包括读卡器，该读卡器与蓝牙模块电连接。

12.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：还包括与第一处理单元电连接的通讯模块。

13.一种具有如权利要求1至12任意一项发光装置的声光组合装置，包括功率放大器以及喇叭，其特征在于：所述功率放大器与发光装置中的第一处理单元电连接。