CN107105369A - 声音定向切换装置及显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种声音定向切换装置及显示系统，属于显示技术领域。本发明的声音定向切换装置，包括：扬声器；声音定向发声器，用于定向发声；脑波检测单元，用于检测用户的脑波信息；切换单元，用于根据所述脑波信息控制所述扬声器和所述声音定向发声器中的一者进行工作。由于本发明的声音定向切换装置包括脑波检测单元、声音定向发声器、扬声器和切换单元，通过脑波检测单元检测用户的脑波信息以发送控制信号控制切换单元对声音定向发声器和扬声器选择性的开启，从而控制声音的在宽域的空间范围或者窄域的空间范围进行传播，进而降低声音污染的现象，同时也可以声音播放的适用性更强。

Description

声音定向切换装置及显示系统
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种声音定向切换装置及显示系统。
背景技术
在信息纷繁芜杂的信息时代，利用扬声器进行声音传播的设备随处可见。
通常，扬声器所发出的声音的传播范围是很广泛的，特别是对于汽车喇叭、各式广播设备、广场舞的音乐播放设备等，不仅对声音的传播范围广，而且声音的音量也很高，也即造成了声音污染的问题，这样以来，严重的影响到了这些设备周围人们的生活环境。因此，提供一种能够将声音定向传播的设备是亟需要解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种实现不同空间范围内声音传播的声音定向切换装置及显示系统。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种声音定向切换装置，包括：
扬声器；
声音定向发声器，用于定向发声；
脑波检测单元，用于检测用户的脑波信息；
切换单元，用于根据所述脑波信息控制所述扬声器和所述声音定向发声器中的一者进行工作。
优选的是，所述声音定向发声器包括：放大器和超声波发声器；其中，
所述放大器，用于在所述切换单元的控制下将电压发送至所述超声发声器，以使所述超声发声器所发出的常规音频信号调制为超声波信号。
可选的是，所述超声波发声器包括：常规音频发生器和定声喇叭；其中，
所述常规音频发生器用于向所述定声喇叭发送所述常规音频信号，所述定声喇叭用于将所述常规音频信号调制为所述超声波信号。优选的是，所述声音定向切换装置还包括控制单元；其中，
所述控制单元用于接收所述脑波检测单元所检测脑波信息，并对所述脑波信息进行分析，发送控制信号给所述切换单元。
进一步优选的是，所述声音定向切换装置还包括极性转换单元、模数转换单元；其中，
所述极性转换单元，用于对所述脑波检测单元所检测脑波信息，进行极性转换；
所述模数转换单元，用于将通过所述极性转换单元转换后的脑波信息，转化成数字信号，并将该数字信号传输给所述控制单元，以供所述控制单元控制所述切换单元工作。
进一步优选的是，所述控制单元包括：模数转换控制模块、发送模块、算法分析模块；其中，
所述模数转换控制模块，用于接收所述模数转换单元发送的数字信号；
所述算法分析模块，用于对所述模数转换控制模块所接收的数字信号进行分析；
所述发送模块，用于根据所述算法分析模块的分析结果发送给所述切换单元。
进一步优选的是，所述声音定向切换装置还包括旋转单元；所述声音定向发声器设置在所述旋转装置上；其中，
所述控制单元，还用于根据所述脑波检测单元所检测到用户的脑波信息，确定用户所观看的显示装置的位置，并将该位置信息发送给所述旋转装置；
所述旋转单元，用于根据所接收到的显示装置的位置信息进行旋转，以使所述声音定向发声器朝向用户所观看的显示装置的位置发声。
进一步优选的是，所述声音定向切换装置还包括人眼跟踪单元和旋转单元；所述声音定向发声器设置在所述旋转装置上；其中，
所述人眼跟踪单元，用于确定用户所观看的显示装置的位置，并将该位置信息发送给所述控制单元；
所述控制单元，还用于根据所接收到的显示装置的位置信息发送给所述旋转装置旋转；
所述旋转单元，用于根据所接收到的显示装置的位置信息进行旋转，以使所述声音定向发声器朝向用户所观看的显示装置的位置发声。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示系统，其包括上述的声音定向切换装置和显示装置。
优选的是，所述显示装置具有边框，所述扬声器均匀的设置在所述显示装置的边框上。
可选的是，所述声音定向发声器设置在所述显示装置边框的四角位置。
可选的是，所述显示装置为多个，所述声音定向发声器与所述多个显示装置分开设置。
本发明具有如下有益效果：
由于本发明的声音定向切换装置包括脑波检测单元、声音定向发声器、扬声器和切换单元，通过脑波检测单元检测用户的脑波信息以发送控制信号控制切换单元对声音定向发声器和扬声器选择性的开启，从而控制声音的在宽域的空间范围或者窄域的空间范围进行传播，进而降低声音污染的现象，同时也可以声音播放的适用性更强。
附图说明
图1为本发明的实施例1的声音定向切换装置的示意图；
图2为本发明的实施例1的声音定向切换装置的具体结构示意图；
图3为本发明的实施例1的声音定向切换装置的声音定向发声器的工作示意图；
图4为本发明的实施例1的显示系统的示意图；
图5为本发明的实施例2的显示系统的示意图。
其中附图标记为：1、脑波检测单元；2、切换单元；3、扬声器；4、声音定向发生器；5、控制单元；6、极性转换单元；7、模数转换单元；8旋转单元；21、接收模块、22、判断模块；51、模数转换控制模块；52、算法分析模块；53、发送模块。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种声音定向切换装置，包括扬声器3，声音定向发声器4、脑波检测单元1、切换单元2；其中，扬声器3的发声范围是一个宽域的空间范围，而声音定向发声器4的发声范围相对于扬声器3而言则是一个窄域的空间范围，用于朝特定方向发声；脑波检测单元1用于检测用户的脑波信息；切换单元2用于根据脑波信息控制扬声器3和声音定向发声器4中的一者进行工作。
具体的，可以通过脑波检测单元1检测脑部的紧张或松驰，或通过脑波检测单元1对不同活跃程度的脑部位置的信号进行采集，例如检测到脑部的左半部比较活跃，则需要开启声音定向功能，此时，脑波检测单元1发送控制信号给切换单元2控制声音定向发声器4开启，自动关闭扬声器3，实现声音定向功能功能；而脑波检测单元1检测到脑部的右半部分活跃，注意力比较集中时，则需要开启扬声器3，此时，脑波检测单元1发送控制信号给切换单元2控制扬声器3开启，自动关闭声音定向发声器4，实现声音共享功能。
由于本实施例的声音定向切换装置包括脑波检测单元1、声音定向发声器4、扬声器3和切换单元2，通过脑波检测单元1检测用户的脑波信息以发送控制信号控制切换单元2对声音定向发声器4和扬声器3选择性的开启，从而控制声音的在宽域的空间范围或者窄域的空间范围进行传播，进而降低声音污染的现象，同时也可以声音播放的适用性更强。
其中，本实施例中的声音定向发声器4包括：放大器和超声波发声器；其中，放大器用于在所述切换单元2的控制下将电压发送至所述超声发声器，以使所述超声发声器的所发出常规音频信号调制为超声波信号。
具体的，当脑波检测单元1所检测的用户的脑波信息代表需要开启声音定向发声器4时，此时切换单元2则根据脑波检测单元1所检测的脑波信息发送相应的控制信号，该控制信号经过数模转器，转换成相应的电压信号，该电压信号经过放大器放大后传输给超声波发声器的金属聚合物薄膜上，以使金属聚合物薄膜以6WHz或者更高的频率震动，生成超声波。
如图3所示，以超声波发声器包括常规音频发生器和定声喇叭为例进行说明。在图3的第一部分中，常规音频发生器发送常规音频信号X(t)，经过定声喇叭进行声音的定向后，得到调制信号，即超声波信号a(t)；在第二部分中，空气介质成为非线性通道系统，调制信号在通过非线性系统后会产生新的频率。因为声音在空气介质以及人的皮肤骨骼中的传播可以看作是通过一个非线性系统，在通过非线性系统后会产生新的频率，人耳则相当于只能接收20Hz到20KHz频率的滤波器，这样就重新听到了声音Y(t)。
其中，本实施例的声音定向切换装置还包括控制单元5；其中，控制单元5用于接收所述脑波检测单元1所检测脑波信息，并对所述脑波信息进行分析，发送控制信号给所述切换单元2。
如图2所示，优选的，上述的声音定向切换装置还可以包括极性转换单元6、模数转换单元7；其中，极性转换单元6用于对所述脑波检测单元1所检测脑波信息，进行极性转换；模数转换单元7用于将通过极性转换单元6转换后的脑波信息，转化成数字信号，并将该数字信号传输给所述控制单元5，以供所述控制单元5控制切换单元2工作。
进一步的，上述的控制单元5可以包括：模数转换控制模块51、发送模块53、算法分析模块52；其中，模数转换控制模块51用于接收所述模数转换单元7发送的数字信号；算法分析模块52用于对所述模数转换控制模块51所接收的数字信号进行分析；发送模块53用于根据所述算法分析模块52的分析结果发送给切换单元2。
其中，上述的切换单元2包括接收模块21和判断模块22，接收模块21用于接收控制单元5的发送模块53所发送的算法分析模块52的分析结果；判断模块22则根据该分析结构控制扬声器3和所述声音定向发声器4中的一者进行工作。
相应的，如图4所示，本实施例还提供一种显示系统，其包括显示装置和上述的声音定向切换装置。其中，显示装置具有边框，声音定向切换装置中扬声器3均匀的设置在所述显示装置的边框上，以使得显示装置在声音播放时，可以均匀的发声。声音定向发声器4的数量小于扬声器3的数量，优选的仅在显示装置边框的四角设置声音定向发声器4，以防止各个声音定向发声器4位置太近，而影响各自的发声频率。
其中，显示装置可以为液晶显示装置或者电致发光显示装置，例如液晶面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
由于本实施例中的显示系统包括上述的声音定向切换装置，因此本实施例的显示系统可以控制声音的在宽域的空间范围或者窄域的空间范围进行传播，进而降低声音污染的现象，同时也可以声音播放的适用性更强。
实施例2：
本实施例提供一种声音定向切换装置，其不仅具有实施例1中的声音定向切换装置结构，还包括旋转单元；所述声音定向发声器4设置在所述旋转装置上；控制单元5，还用于根据所述脑波检测单元1所检测到用户的脑波信息，确定用户所观看的显示装置的位置，并将该位置信息发送给所述旋转装置；旋转单元，用于脑波检测单元1根据所接收到的显示装置的位置信息进行旋转，以使所述声音定向发声器4朝向用户所观看的显示装置的位置发声。
如图5所示，以与本实施例的声音定向切换装置的旋转单元相对设置有a、b、c、d显示装置为例，每个显示装置可以用于显示不同的画面信息，如展画、壁画、展品、商品等。
当控制单元5根据脑波检测单元1所检测到用户的脑波信息，确定用户所观看的显示装置的位置为显示装置a时，将该位置信息发送给所述旋转装置；旋转装置则带动声音定向发声器4旋转，以使声音定向发声器4朝向显示装置a，之后控制单元5则发送控制信号给切换单元2，以使切换单元2控制声音定向发声器4朝向显示装置a发生；同理，当控制单元5根据脑波检测单元1所检测到用户的脑波信息，确定用户所观看的显示装置的位置为显示装置b、c、d时，按照上述的方式控制旋转装置旋转，以使声音定向发声器4朝向相应的显示装置发声。当然，也可以在存储单元预先存储每个显示装置的位置关系，以及每次旋转的时间间隔，此时控制单元5也可以根据存储单元预先存储的信息控制旋转单元自动在显示装置a、b、c、d之间进行旋转播报。
作为本实施例中的另一种控制旋转单元旋转的方式，声音定向切换装置还包括人眼跟踪单元和旋转单元；所述声音定向发声器4设置在所述旋转装置上；其中，人眼跟踪单元，用于确定用户所观看的显示装置的位置，并将该位置信息发送给所述控制单元5；控制单元5，还用于根据所接收到的显示装置的位置信息发送给所述旋转装置旋转；旋转单元，用于根据所接收到的显示装置的位置信息进行旋转，以使所述声音定向发声器4朝向用户所观看的显示装置的位置发声。
类似的，还可以通过红外传感器等确定用户所观看的显示装置的位置，并将该位置信息发送给所述控制单元5。
相应的，如图5所示，本实施例中还提供一种显示系统，其包括多个显示装置和上述的声音定向切换装置。其中，该显示系统与实施例1中显示系统的区别在于，本实施例中多个显示装置和声音定向切换装置的分体设置。
其中，显示装置可以为液晶显示装置或者电致发光显示装置，例如液晶面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
由于本实施例中的显示系统包括上述的声音定向切换装置，因此本实施例的显示系统可以控制声音的在宽域的空间范围或者窄域的空间范围进行传播，进而降低声音污染的现象，同时也可以声音播放的适用性更强。而且在本实施例中的显示系统中采用一个声音定向切发生器通过旋转装置旋转对多个显示装置定向发生，因此可以降低功耗。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种声音定向切换装置，其特征在于，包括：
扬声器；
声音定向发声器，用于定向发声；
脑波检测单元，用于检测用户的脑波信息；
切换单元，用于根据所述脑波信息控制所述扬声器和所述声音定向发声器中的一者进行工作。
2.根据权利要求1所述的声音定向切换装置，其特征在于，所述声音定向发声器包括：放大器和超声波发声器；其中，
所述放大器，用于在所述切换单元的控制下将电压发送至所述超声发声器，以使所述超声发声器所发出的常规音频信号调制为超声波信号。
3.根据权利要求2所述的声音定向切换装置，其特征在于，所述超声波发声器包括：常规音频发生器和定声喇叭；其中，
所述常规音频发生器用于向所述定声喇叭发送所述常规音频信号，所述定声喇叭用于将所述常规音频信号调制为所述超声波信号。
4.根据权利要求1所述的声音定向切换装置，其特征在于，还包括控制单元；其中，
所述控制单元用于接收所述脑波检测单元所检测脑波信息，并对所述脑波信息进行分析，发送控制信号给所述切换单元。
5.根据权利要求4所述的声音定向切换装置，其特征在于，还包括极性转换单元、模数转换单元；其中，
所述极性转换单元，用于对所述脑波检测单元所检测脑波信息，进行极性转换；
所述模数转换单元，用于将通过所述极性转换单元转换后的脑波信息，转化成数字信号，并将该数字信号传输给所述控制单元，以供所述控制单元控制所述切换单元工作。
6.根据权利要求5所述的声音定向切换装置，其特征在于，所述控制单元包括：模数转换控制模块、发送模块、算法分析模块；其中，
所述模数转换控制模块，用于接收所述模数转换单元发送的数字信号；
所述算法分析模块，用于对所述模数转换控制模块所接收的数字信号进行分析；
所述发送模块，用于根据所述算法分析模块的分析结果发送给所述切换单元。
7.根据权利要求4所述的声音定向切换装置，其特征在于，还包括旋转单元；所述声音定向发声器设置在所述旋转装置上；其中，
所述控制单元，还用于根据所述脑波检测单元所检测到用户的脑波信息，确定用户所观看的显示装置的位置，并将该位置信息发送给所述旋转装置；
所述旋转单元，用于根据所接收到的显示装置的位置信息进行旋转，以使所述声音定向发声器朝向用户所观看的显示装置的位置发声。
8.根据权利要求4所述的声音定向切换装置，其特征在于，还包括人眼跟踪单元和旋转单元；所述声音定向发声器设置在所述旋转装置上；其中，
所述人眼跟踪单元，用于确定用户所观看的显示装置的位置，并将该位置信息发送给所述控制单元；
所述控制单元，还用于根据所接收到的显示装置的位置信息发送给所述旋转装置旋转；
所述旋转单元，用于根据所接收到的显示装置的位置信息进行旋转，以使所述声音定向发声器朝向用户所观看的显示装置的位置发声。
9.一种显示系统，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的声音定向切换装置和显示装置。
10.根据权利要求9所述的显示系统，其特征在于，所述显示装置具有边框，所述扬声器均匀的设置在所述显示装置的边框上。
11.根据权利要求9所述的显示系统，其特征在于，所述声音定向切换装置为权利要求1-6中任一项所述的声音定向切换装置；所述声音定向发声器设置在所述显示装置边框的四角位置。
12.根据权利要求9所述的显示系统，其特征在于，所述显示装置为多个，所述声音定向切换装置为权利要求7-8任一项所述的声音定向切换装置，所述声音定向发声器与所述多个显示装置分开设置。
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