CN107420848A - 音乐照明灯和音乐照明灯定向播放音乐的方法 - Google Patents

Abstract

一种音乐照明灯和一种音乐照明灯定向播放音乐的方法，音乐照明灯包括：照明装置，用于发出灯光；音频装置，与照明装置连接，音频装置包括：信号发生器，用于生成音频信号；超声波调制芯片，与信号发生器连接，用于对音频信号进行超声波调制，生成调制信号；信号定向发射器，与超声波调制芯片连接，用于将调制信号定向发射到空气中，调制信号在空气中自解调，在指定位置形成与音频信号对应的可听音频。这种音乐照明灯仅在指定范围内发出可听声，避免了音乐照明灯所发出的音乐对其他范围的环境造成影响。

Description

音乐照明灯和音乐照明灯定向播放音乐的方法

技术领域

本发明涉及超声波领域，尤其涉及一种音乐照明灯和一种音乐照明灯定向播放音乐的方法。

背景技术

现今，路灯等照明灯一般只具有照明的功能，功能比较单一，在风景区等人们闲暇活动较多的地方，这种路灯较为枯燥，例如公园区域，人们经常会在公园里进行散步、跑步、遛狗、野餐等娱乐活动，若公园里的路灯仅提供照明这一功能，无法与公园轻松活跃的氛围相匹配。

请参考图1，为现有技术的路灯示意图，路灯主要包括两个部分，分别为照明部分101和柱体支撑部分102，功能是照明，使人们在夜里能正常活动，而不具备其他的功能，比较单一无趣。

在生活中，不仅路灯仅有照明这一功能，其他灯具一般也仅有照明这一功能，单一性严重，比较无趣，没有吸引力和竞争力。

所以需要提供一种音乐照明灯，能够使照明灯具有定向播放音乐的功能，仅在音乐照明灯发出的声波的指定方向范围内产生可听声，不仅为人们的生活增添乐趣，而且不会干扰其他居民。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种音乐照明灯和一种音乐照明灯定向播放音乐的方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种音乐照明灯，包括：照明装置，用于发出灯光；音频装置，与所述照明装置连接，所述音频装置包括：信号发生器，用于生成音频信号；超声波调制芯片，与所述信号发生器连接，用于对所述音频信号进行超声波调制，生成调制信号；信号定向发射器，与所述超声波调制芯片连接，用于将所述调制信号定向发射到空气中，所述调制信号在空气中自解调，在指定位置形成与所述音频信号对应的可听音频。

可选的，所述音频装置还包括：滤波均衡器，与所述超声波调制芯片、所述信号定向发射器连接，用于滤除所述调制信号中的杂音。

可选的，所述音频装置还包括：调节器，与所述超声波调制芯片连接，用于设置所调制信号的声波频率和功率。

可选的，还包括：外壳，所述照明装置和所述音频装置位于所述外壳内部。

可选的，还包括：灯光颜色设置模块，与所述照明装置、所述音频装置连接，用于设置照明装置所发出的灯光颜色与所述可听音频的节奏频率之间的关系，所述灯光颜色能够根据所述可听音频的节奏频率变化而改变。

本发明还提供一种音乐照明路灯定向播放音乐的方法，包括：生成音频信号；对所述音频信号进行超声波调制，生成调制信号；将所述调制信号定向发射到空气中，所述调制信号在空气中自解调，在指定位置形成与所述音频信号对应的可听音频。

可选的，还包括：滤除所述调制信号中的杂音。

可选的，还包括：设置所述调制信号的声波频率和功率。

可选的，还包括：发出灯光。

可选的，还包括：设置发出的灯光颜色与所述可听音频的节奏频率之间的关系，所述灯光颜色能够根据所述可听音频的节奏频率变化而改变。

本发明的音乐照明灯，包括音频装置和照明装置两个部分，照明装置用于照明，音频装置用于生成音频信号，并将音频信号进行超声波调制，从而生成调制信号，将调制信号定向发射至空气中，调制信号与空气发生非线性交互作用，在指定位置被还原出音频信号，形成可听音频，使调制信号具备超声波的指向性强的特点的同时，能够使人们听到与音频信号效果相同的音乐声效。这种音乐照明灯不仅能够播放音乐，增添其魅力，而且音乐照明灯所发出的调制信号，在指定方向自解调为可听声，并因超声波能量的衰减，仅在音乐照明灯的一定范围内产生人耳可听的音乐声效，避免音乐声效对其他范围的环境造成影响，更为环保。

进一步的，音乐照明灯还包括灯光颜色设置模块，能够设置照明装置所发出的灯光颜色与调制信号的频率的关系，所述灯光颜色能够根据可听音频的节奏频率变化而改变，增添音乐照明灯的趣味性。

本发明的音乐照明灯定向播放音乐的方法，首先生成音频信号和超声波载波信号，并将音频信号进行超声波调制，从而生成调制信号，将调制信号定向发射至空气中，调制信号在空气中发生非线性作用，在指定位置被还原出音频信号，形成可听音频，使调制信号具备超声波的指向性强的特点的同时，能够使人们听到与音频信号效果相同的音乐声效。这种音乐照明灯定向播放音乐的方法，不仅能够发出人耳可听的音乐，而且音乐照明灯所发出的调制信号，在指定方向自解调为可听声，并因超声波能量的衰减，，仅在音乐照明灯的一定范围内产生人耳可听的音乐声效，避免音频声效对其他范围的环境造成影响，更为环保。

进一步的，音乐照明灯定向播放音乐的方法还包括：设置照明装置所发出的灯光颜色与调制信号的频率的关系，所述灯光颜色能够根据所述可听音频的节奏频率变化而改变，从而增添音乐照明灯的趣味性。

附图说明

图1为现有技术的路灯结构示意图；

图2为本发明一具体实施方式的音乐照明灯的模块结构示意图；

图3为本发明一具体实施方式的音乐照明灯的模块结构示意图；

图4为本发明一具体实施方式的音乐照明灯的模块结构示意图；

图5为本发明一具体实施方式音乐照明灯定向播放音乐的方法的流程示意图；

图6为本发明一具体实施方式音乐照明灯定向播放音乐的方法的流程示意图；

图7为本发明一具体实施方式音乐照明灯定向播放音乐的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的音乐照明灯的具体实施方式做详细说明。

请参考图1，为本发明一具体实施方式的音乐照明灯的结构示意图。

音乐照明灯包括：照明装置201，用于发出灯光；音频装置202，与照明装置201连接，音频装置202包括：信号发生器203，用于生成音频信号；超声波调制芯片204，与信号发生器203连接，用于对音频信号进行超声波调制，生成调制信号；信号定向发射器205，与超声波调制芯片204连接，用于将调制信号定向发射到空气中，调制信号在空气中自解调，在指定位置形成与音频信号对应的可听音频。

照明装置201包括一个或者多个发光元件，且发光元件所发出的灯光颜色可以为暖黄色、红色、以及绿色等颜色中的一种或者几种。

信号发生器203，用于首先获取音频数据信息，将音频数据信息转换为音频信号，并产生超声波载波信号，以供超声波调制芯片204对音频信号和超声波载波信号进行调制。其中音频数据信息可以通过本地存储器中获取，或者通过网络获取。

超声波调制芯片204，与信号发生器203连接，用于对音频信号与超声波载波信号进行调制，生成调制信号。所述调制信号是载有音频信号的超声波，因超声波具有方向性强、频率高、波长短、以及衍射现象不明显等特点，而音频信号为可听声频率，不具备指向性，因此音频信号与超声波载波信号进行调制后，所生成的调制信号更容易获得定向而集中的声波束，并具有音频信号的声效。

信号定向发射器205，与超声波调制芯片204连接，用于将调制信号以某个方向发射至空气中，调制信号进入空气中后，会空气产生非线性作用，从而导致自解调，被还原为与信号发生器203所生成的音频信号频率相同的可听声波，从而发出与音频信号声效相同的音乐，该音乐为人耳可直接听到的声音。在一个具体实施方式中，调制信号具有F1和F2两个频率的超声波，非线性作用后，空气中存在F1、F2、F1-F2、F1+F2以及其他高阶频率的声波，其中F1-F2即为可听声波。在本发明的其他具体实施方式中，也可以形成其他形式的调制型号。更重要的是，超声波具有高指向性，并且衰减更快，因此调制信号仅会在一个较小的空间范围内传播，具有指向性，而不会影响位于音乐照明灯音乐传播范围之外的人，使音乐照明灯在为人们带来轻松愉悦的氛围的同时，不会对音乐照明灯周围的环境造成影响。

在一具体实施方式中，音乐照明灯还包括：灯光颜色设置模块，与照明装置201、音频装置202连接，用于设置照明装置201所发出的灯光颜色与可听音频的节奏频率之间的关系，灯光颜色能够根据可听音频的的节奏频率变化而改变，例如节奏快时，灯光颜色为红色，节奏慢时，灯光颜色为蓝色。具体的，可以根据音乐照明灯所发出的可听音频的节奏频率划分为范围，每个节奏频率范围对应一种颜色，当音乐照明灯发出调制信号时，根据调制信号解调形成的可听声节奏频率所在的范围，照明装置201发出对应颜色的灯光。在其他具体实施方式中，用户也可以设置其他方案，这增加了音乐照明灯的趣味性。

请参考图3，为本发明一具体实施方式的音乐照明灯的结构示意图。

在一具体实施方式中，音乐照明灯还包括：滤波均衡器301，与超声波调制芯片204、信号定向发射器205连接，用于滤除调制信号中的杂音，杂音为超声波音频中带有干扰的频率的调制信号，滤波均衡器301仅通过某一频率范围内的调制信号，而将其他会对调制信号声效造成干扰的音频部分，衰减至极低水平，从而保证调制信号失真小，使音乐照明灯的播放效果更佳。

在一具体实施方式中，音乐照明灯还包括：调节器，与超声波调制芯片204连接。所述调节器一方面用于调节调制信号的频率。超声波在空气中衰减速度较快，其衰减程度与频率的平方成正比，因而设置调制信号的频率能够设置调制信号在空气中传播时，可听声所能传播的范围，控制音乐仅在以音乐照明灯为中心扩散的一定方向和范围内为人耳可听，从而指定音乐传播的方向和范围，使其他范围内的人们不会被该音乐照明灯所播放的音乐所影响。

所述调节器另一方面还可用于设置调制信号的功率，当调制信号功率过小时，对调制信号的功率进行放大，从而通过最小的设备投资而获得最大的功率输出，避免因功率过小而导致调制信号传播距离过短，无法到达指定位置；当调制信号功率过大时，可以降低调制信号的功率，避免调制信号过大，而导致调制信号传播距离过长，影响音乐照明灯外的环境。将调制信号以最合适的功率输出，使调制信号在指定位置的播放效果能够被还原至最佳水平。

请参考图4，为本发明一具体实施方式的音乐照明灯的模块结构示意图。

音乐照明灯还包括外壳，照明装置201和音频装置202位于外壳内部，外壳可以很好的保护照明装置201和音频装置202不受到损伤，其中，外壳可以为圆形、矩形、椭圆形等，并具有一通光口，可以使灯光和调制信号通过通光口传播至外部，或者外壳可以为罩型，罩住照明装置201和音频装置202，灯光和调制信号可以从罩型外壳下方传播至外部。本具体实施方式中，外壳401为半圆罩型，照明装置201和音频装置202位于外壳401内部，照明装置201所发出的灯光和音频装置202所发出的调制信号能够传播至外部。在其他具体实施方式中，外壳也可以为其他形状，例如动物形状、灯塔形状等。

音乐照明灯可以应用于各类灯具中，例如路灯和床前灯等。在一具体实施方式中，将音乐照明灯应用于路灯中，可以在公园的某一路段形成放置多个音乐路灯，形成音乐路灯街道，营造欢快的音乐氛围，使公园更具特色。在其他具体方式中，音乐照明灯也可应用于其他方面。

本发明的音乐照明灯，包括音频装置和照明装置两个部分，照明装置用于照明，音频装置用于生成音频信号，并对音频信号进行超声波调制，从而生成调制信号，将调制信号定向发射至空气中，调制信号与空气发生非线性交互作用，在指定位置被还原出音频信号，形成可听音频，使调制信号具备超声波的指向性强的特点的同时，能够使人们听到与音频信号效果相同的音乐声效。这种音乐照明灯不仅能够播放音乐，增添其魅力，而且音乐照明灯所发出的调制信号，在指定方向自解调为可听声，并因超声波能量的衰减，仅在音乐照明灯的一定范围内产生人耳可听的音乐声效，避免音乐声效对其他范围的环境造成影响，更为环保。

进一步的，音乐照明灯还包括灯光颜色设置模块，能够设置照明装置所发出的灯光颜色与可听声的节奏频率的关系，灯光颜色能够根据可听声的节奏频率变化而改变，增添音乐照明灯的趣味性。

请参考图5，本发明还提供一种音乐照明灯定向播放音乐的方法。

音乐照明灯定向播放音乐的方法包括：

步骤S501：生成音频信号。首先获取音频数据信息，将音频数据信息转换为音频信号，以供超声波调制芯片对音频信号用超声波载波信号进行调制。其中音频数据信息可以通过本地存储器中获取，或者通过网络获取。

步骤S502：对音频信号进行超声波调制，生成调制信号。调制信号是载有音频信号的超声波，因超声波具有方向性强、频率高、波长短、以及衍射现象不明显等特点，而音频信号为可听声频率，不具备指向性，因此音频信号与超声波载波信号进行调制后，所生成的调制信号更容易获得定向而集中的声波束，并具有音频信号的声效。

步骤S503：将调制信号定向发射到空气中，调制信号在空气中自解调，在指定位置被还原出与音频信号的频率相同的可听声。具体的，调制信号进入空气中后，空气对其产生非线性作用，调制信号进行自解调后，可以被还原成与音频信号对应的可听音频。从而发出与音频信号声效相同的音乐，该音乐为人耳可直接听到的声音。在一个具体实施方式中，调制信号具有F1和F2两个频率的超声波，非线性作用后，空气中存在F1、F2、F1-F2、F1+F2以及其他高阶频率的声波，其中F1-F2即为可听声波。在本发明的其他具体实施方式中，也可以形成其他形式的调制型号。更重要的是，超声波具有高指向性，并且衰减更快，调制信号仅会在一个较小的空间范围内传播，而不会影响位于音乐照明灯音乐传播范围之外的人，使音乐照明灯在为人们带来轻松愉悦的氛围的同时，不会对音乐照明灯周围的环境造成影响。

请参考图6，为本发明一具体实施方式的音乐照明灯定向播放音乐的方法的流程示意图。

在上述具体实施方式的基础上，音乐照明灯定向播放音乐的方法还包括：

步骤S601：滤除调制信号中的杂音。杂音为超声波音频中带有干扰的频率的调制信号，滤波均衡器仅通过某一频率范围内的调制信号，而将其他会对调制信号声效造成干扰的音频部分，衰减至极低水平，从而保证调制信号失真小，使音乐照明灯的播放效果更佳。

在一具体实施方式中，音乐照明灯定向播放音乐的方法还包括：设置调制信号的频率和功率。一方面调节调制信号的频率。超声波在空气中衰减速度较快，其衰减程度与频率的平方成正比，因而设置调制信号的频率能够设置调制信号在空气中传播时，可听声所能传播的范围，控制音乐仅在以音乐照明灯为中心扩散的一定方向和范围内为人耳可听，从而指定音乐传播的方向和范围，使其他范围内的人们不会被该音乐照明灯所播放的音乐所影响。

另一方面设置调制信号的功率，当调制信号功率过小时，对调制信号的功率进行放大，从而通过最小的设备投资而获得最大的功率输出，避免因功率过小而导致调制信号传播距离过短，无法到达指定位置；当调制信号功率过大时，可以降低调制信号的功率，避免调制信号过大，而导致调制信号传播距离过长，影响音乐照明灯外的环境。将调制信号以最合适的功率输出，使调制信号在指定位置的播放效果能够被还原至最佳水平。

请参考图7，为本发明一具体实施方式的音乐照明灯定向播放音乐的方法。

在一具体实施方式中，音乐照明灯定向播放音乐的方法还包括：

步骤S701：发出灯光。其中，灯光的颜色可以是暖黄色、红色、以及绿色等颜色中的一种或者几种。

在上述具体实施方式的基础上，音乐照明灯定向播放音乐的方法还包括：设置发出的灯光颜色与可听音频的节奏频率的关系，灯光颜色能够根据可听音频的节奏频率变化而改变。例如节奏快时，灯光颜色为红色，节奏慢时，灯光颜色为蓝色。具体的，可以根据音乐照明灯所发出的可听音频的节奏频率划分为范围，每个节奏频率范围对应一种颜色，当音乐照明灯发出调制信号时，根据调制信号解调形成的可听声节奏频率所在的范围，发出对应颜色的灯光。在其他具体实施方式中，用户也可以设置其他方案，这增加了音乐照明灯定向播放音乐时的趣味性。

在本发明的一个具体实施例中，音乐照明灯应用于路灯中，路灯包括音乐照明灯和灯柱，在路灯连接电源启动的时候，音乐照明灯首先生成超声波载波信号，并获取音乐照明灯中所存储的音频数据信息，生成音频信号；将音频信号加载到超声波载波信号上，生成调制信号。

其次，对生成的调制信号进行处理，处理过程为：首先将调制信号的频率设置为40hz，其次，过滤调制信号中的杂音，最后对调制信号的功率进行放大，处理完毕后将调制信号定向发送至空气中。

进入空气中的调制信号进行自解调，根据超声波的指向性强和衰减速度快的特点，根据所设置的超声波载波信号的频率，能够在指定范围内产生与音频信号对应的可听声，从而在指定范围内，人耳能够在不需要辅助设备的情况下，听到音乐。

本发明的音乐照明灯定向播放音乐的方法，首先生成音频信号和超声波载波信号，并对音频信号进行超声波调制，从而生成调制信号，将调制信号定向发射至空气中，调制信号在空气中发生非线性作用，在指定位置被还原出音频信号，形成可听声，使调制信号具备超声波的指向性强的特点的同时，能够使人们听到与音频信号效果相同的音乐声效。这种音乐照明灯定向播放音乐的方法，不仅能够发出人耳可听的音乐，而且音乐照明灯所发出的调制信号，在指定方向自解调为可听声，并因超声波能量的衰减，，仅在音乐照明灯的一定范围内产生人耳可听的音乐声效，避免音频声效对其他范围的环境造成影响，更为环保。

进一步的，音乐照明灯定向播放音乐的方法还包括：设置照明装置所发出的灯光颜色与调制信号的频率的关系，所述灯光颜色能够根据所述可听声的节奏频率变化而改变，从而增添音乐照明灯的趣味性。

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。

Claims (10)

1.一种音乐照明灯，其特征在于，包括：

照明装置，用于发出灯光；

音频装置，与所述照明装置连接，所述音频装置包括：

信号发生器，用于生成音频信号；

超声波调制芯片，与所述信号发生器连接，用于对所述音频信号进行超声波调制，生成调制信号；

信号定向发射器，与所述超声波调制芯片连接，用于将所述调制信号定向发射到空气中，所述调制信号在空气中自解调，在指定位置形成与所述音频信号对应的可听音频。

2.根据权利要求1所述的音乐照明灯，其特征在于，所述音频装置还包括：滤波均衡器，与所述超声波调制芯片、所述信号定向发射器连接，用于滤除所述调制信号中的杂音。

3.根据权利要求1所述的音乐照明灯，其特征在于，所述音频装置还包括：调节器，与所述超声波调制芯片连接，用于设置所述调制信号的声波频率和功率。

4.根据权利要求1所述的音乐照明灯，其特征在于，还包括：外壳，所述照明装置和所述音频装置位于所述外壳内部。

5.根据权利要求1所述的音乐照明灯，其特征在于，还包括：灯光颜色设置模块，与所述照明装置、所述音频装置连接，用于设置照明装置所发出的灯光颜色与所述可听声的节奏频率之间的关系，所述灯光颜色能够根据所述可听音频的节奏频率变化而改变。

6.一种音乐照明路灯定向播放音乐的方法，其特征在于，包括：

生成音频信号；

对所述音频信号进行超声波调制，生成调制信号；

将所述调制信号定向发射到空气中，所述调制信号在空气中自解调，在指定位置形成与所述音频信号对应的可听音频。

7.根据权利要求6所述的音乐照明灯定向播放音乐的方法，其特征在于，还包括：滤除所述调制信号中的杂音。

8.根据权利要求6所述的音乐照明灯定向播放音乐的方法，其特征在于，还包括：设置所述调制信号的声波频率和功率。

9.根据权利要求6所述的音乐照明灯定向播放音乐的方法，其特征在于，还包括：发出灯光。

10.根据权利要求9所述的音乐照明灯定向播放音乐的方法，其特征在于，还包括：设置发出的灯光颜色与所述可听音频的节奏频率之间的关系，所述灯光颜色能够根据所述可听声的节奏频率变化而改变。