用于灵敏度控制的灯光控制器和系统 【发明领域】
本发明涉及2001年10月30日提交的标题为LIGHT CONGROLLER WITHSENSITIVITY CONGROL(用于灵敏度控制的灯光控制器和系统)的美国专利申请No.09/999153，在此全文并入以供参考。
【发明背景】
音频或立体声系统常用于提供音响娱乐。来自立体声系统的音响信号可以来自各种源，诸如CD、磁带、DVD、MP3录音、聚乙烯唱片和/或无线电台。唱片爱好者(即热爱立体声或高保真放声的人)以及喜爱立体声系统的其它人总是寻求提高其收听体验品质的方法。
一种提供这种提高的方法是向听觉部分添加视觉内容。例如，立体声系统的扬声器可以设置有光源，诸如氖光灯，以提供结合音响声音的视觉效果。这种视觉提高可用于反映收听者的个人品位，就象通过采用诸如阻流板、铬轮罩和彩色窗户的部件定制汽车以表达汽车主人的个性一样。
在用灯增强收听体验的一个实例中，汽车立体声扬声器可以在扬声器附近配置光源。特别是，氖光灯可以配备在扬声器的周围。过去，氖光灯被用来在立体声开启时点亮。或者，可以将灯编程以便以预定方式打开和关闭。同样，灯可以连接于音频源和扬声器之间，以便直接响应于音频源而打开。例如，光源可以电连接到扬声器的接地线，从而在音频源激活扬声器的同时开灯。但是，对于希望响应于音乐或情绪来调节灯操作的用户来说，这些可选方案提供了很少的控制。
概述
本发明提供了一种具有灵敏度控制的灯光控制器和系统，它允许用户完全地定制灯的操作。
根据本发明的一个方面，提供了用于控制光源的视觉显示的灯光控制装置。灯光控制装置包括音频输入和灯光控制输出单元。音频输入用于接收远处产生的音响信号。音频输入根据音响信号发送输出信号。灯光控制单元接收该输出信号并发送灯光控制信号以便可调整地控制光源。灯光控制装置优选包括灵敏度调节器，它可用于接收输出信号并形成调节过地信号以便输出到灯光控制器单元。
根据本发明的另一个方面，提供了一种灯光控制装置。该灯光控制装置包括音频输入、灯光控制器单元和灵敏度调节器。音频输入接收音响信号并根据该音响信号发送输出信号。灯光控制器单元接收该输出信号并发送灯光控制信号以便可调整地控制光源。灵敏度调节器可用于调节灯光控制信号，使得光源可在最小和最大亮度之间变化。较佳地，灵敏度调节器包括电位计。
根据本发明的又一个方面，提供了一种装置，它包括音频输入、灵敏度调节器、灯光控制器单元和扬声器单元。音频输入用于接收远处产生的音响信号和根据该音响信号发送输出信号。灵敏度调节器可用于接收该输出信号并发送调节后的信号。灯光控制器单元用于接收调节后的信号和发送灯光控制信号以便可调整地控制光源。扬声器单元包括外壳和置于外壳中的扬声器。光源靠近外壳。较佳地，外壳包括驱动扬声器的扬声器输入和靠近该扬声器的灯光控制输入，使得灯光控制输入连接到光源并能接收灯光控制信号和将灯光控制信号传递到光源。较佳地，光源是氖灯。
根据本发明的另一个方面，提供了一种控制至少一个光源的方法。接收远处产生的音响信号。根据该音响信号形成灵敏度调节的信号。该灵敏度调节的信号可用于调节至少一个光源的亮度。根据灵敏度调节信号产生灯光控制信号，从而响应于灯光控制信号控制至少一个光源。较佳地，该方法包括从几种模式中的一种选择操作模式。可以选择第一模式，在第一模式中灯光控制信号可用于将光源连续打开。可以选择第二模式，在第二模式中灯光控制信号可用于将光源关闭。可以选择第三模式，在第三模式中灯光控制信号可用于响应于音响信号将光源打开和关闭。
根据本发明的又一个方面，提供了一种灯光控制装置。该灯光控制装置包括音频输入、灯光控制器单元、灵敏度调节器、电源指示器和连接器。音频输入用于接收音响信号和根据音响信号产生输出信号。灯光控制器单元用于接收输出信号和形成灯光控制信号以便可调整地控制光源。灯光控制单元具有可选择的操作模式。第一模式是可选择的，在该第一模式中灯光控制信号可用于将光源连续打开。第二模式是可选择的，在该第二模式中灯光控制信号可用于将光源关闭。第三模式是可选择的，在该第三模式中灯光控制信号可用于响应于音响信号将光源打开和关闭。灵敏度调节器可用于在最小和最大亮度之间调节光源。电源指示器指示灯光控制装置是否打开。连接器可用于向光源供电。较佳地，灯光控制器单元包括变压器，它可用于在将光控制信号提供给光源前改变该光控制信号。
根据本发明的另一个方面，提供了一种扬声器外壳。该扬声器外壳包括音箱、置于该音箱内的连接和靠近该连接的输入。该连接可用于接收音响信号和将音响信号提供给扬声器。该输入可用于接收灯光控制信号和将灯光控制信号提供给光源。较佳地，连接和输入可以置于音箱的背面上。
根据本发明的又一个方面，提供了一种扬声器外壳，其中该扬声器外壳包括音箱；置于该音箱内的扬声器；置于该扬声器附近的光源；可用于接收音响信号并将音响信号提供给扬声器的连接，连接置于音箱中远离扬声器；以及靠近连接的输入，该输入可用于接收灯光控制信号和将灯光控制信号提供给光源。
根据本发明的又一个方面，提供了一种接线盒。该接线盒包括基本单元、连接和输入。该连接置于基本单元上，并可用于接收音响信号和将音响信号提供给扬声器。输入可用于接收灯光控制信号和将灯光控制信号提供给光源。较佳地，该接线盒具有矩形或圆形的形状。较佳地，连接包括端子。该端子具有接收器和按钮。接收器可用于接纳扬声器线。按钮可用于允许插入和防止一扬声器线从接收器意外移除。
在参考较佳实施例的以下描述和附图时将进一步理解本发明的前述方面。
附图概述
图1是根据本发明较佳实施例的灯光控制器的框图，它具有几个定制选项和单个扬声器输出。
图2是包含根据图1的灯光控制器可控制的氖灯的扬声器单元的示意图。
图3是根据本发明较佳实施例的灯光控制器的框图，它包括多个定制选项和双扬声器输出。
图3A是根据本发明较佳实施例的灯光控制器的框图，它包括双扬声器输出。
图4是扬声器音箱的前透视图，它包括一对立体声扬声器和可由图3的灯光控制器控制的氖灯。
图5是图4的扬声器音箱的后透视图。
图5A是接线盒的透视图。
图6是图4扬声器音箱的内部示图。
图7是示出图4扬声器音箱内的电路的示意图。
图8是示出用于图1控制器的电路实例的示意图。
图9是示出用于图3控制器的电路实例的示意图。
【具体实施方式】
本发明允许用户根据音响信号控制光源。例如，用可以控制一个或多个光源的显示以相对于立体声系统上播放的音乐节拍产生视觉效果。通常，灯光控制器接收从扬声器输出的音响信号，根据用户偏好设置或调节一个或多个灯光控制可选方案，且该灯光控制器输出根据灯光控制可选方案驱动靠近扬声器的光源的灯光控制信号。
现在将相对于图1讨论本发明的特点。图1是根据本发明较佳实施例用于控制单个光源的控制器10的框图。控制器10包括连接器12和18、电源指示器14、灵敏度调节器16、控制器开关20和音频输入22。
控制器10可以通过连接器12供电。如果控制器10用于控制例如汽车中的光源，则可使用的连接器12优选是汽车点烟式适配器插头(car cigarette adaptorplug)。或者，连接器12可以适合于直接连线入汽车的电气系统。如果控制器10用于控制与家庭立体声系统结合的光源，则连接器12优选是标准双尖适配器，它适应常规壁装电源插座。其它电源连接器类型也是本技术领域内熟练技术人员显而易见的。或者，连接器10可以采用电池供电，以便于使用。
连接器18优选控制光源。连接器18可以是标准音频插座或插头，或者其它连接。连接器18可以包括控制器10和光源间的直接连线。在可选实施例中，控制器10可以用无线连接装置连接到光源。例如，控制器10可以通过射频或红外信号连接到光源。
电源指示器14可以包括发光二极管或其它可视指示器，它点亮以示出当供电时控制器10正在操作。
控制器10的控制器开关20可以向用户提供各种模式的操作。较佳地，控制器开关20提供灯光控制的可选方案。图1中，示出了三个选项。当用户选择“完全打开”选项20a时，光源优选在控制器10开启时总是打开。当用户选择“关闭”选项20c时，光源优选响应于音响信号不被点亮。当用户选择“节拍”20b时，则光源优选响应于音频信号而闪光、波动或视觉变化。光源的不同视觉效果都是可以的，包括但不限于，闪光或脉动开关，亮暗以及改变颜色。
控制器10优选包括音频输入22以便接收音响信息，诸如由一个或多个扬声器产生的音响音乐信号。例如，音频输入22可以是换能器或麦克风。
控制器10优选包括灵敏度调节器16。该灵敏度调节器16优选提供附加的灯光控制可选方案。灵敏度调节器16优选用于调节控制器10产生的灯光控制信号，从而调节光源的亮度。较佳地，该灵敏度调节器16包括可调节变压器或电位计。
在一个实施例中，灵敏度调节器16可以基本在最小和最大量之间调节。当灵敏度调节器16被设置成基本最大量时，灯光控制信号优选使得光源在控制器10的音响信号接收期间点亮。当灵敏度调节器16被设置成基本最小量时，灯光控制信号优选使得光源根本不点亮，或者，可以使得光源仅响应于控制器10接收的强音响信号而点亮。选择最大和最小量之间的灵敏度优选具有中间效果，诸如使得光源仅响应于中间强度的音响信号而点亮。灵敏度调节器16优选通过可调节变压器或电位计来调节。音响信号可以在人的听觉范围内，或者可以在人的听觉范围以下或以上。作为第一实例，音响信号可以包括很低的频率，诸如20Hz，从而可以通过亚低音扬声器的活动而感到音响信号的节拍，但不能由人耳听到。作为第二实例，音响信号可以包括很高的频率，诸如25KHz，这也不能被听到。因此，根据本发明的一个方面，即使当音响信号超出人的听觉范围时，光源也能点亮。
在本发明的另一个实施例中，灵敏度调节器16可以调节灯光控制信号，从而光源具有基本在最小亮度(例如，“暗”)和最大亮度(例如，“亮”)之间的亮度。较佳地，灵敏度调节器16包括可调节变压器或电位计以便例如通过改变电控制信号的电压来控制灯光控制信号。例如，当灵敏度调节器16被设置成最大设置时，在打开时灯光控制信号优选使得光源具有基本最大照度(如上所述，它可以始终打开或者响应于音响信号的节拍打开)。当灵敏度调节器16被设置成最小设置时，则在打开时灯光控制器优选使得光源具有基本最小(或没有)照度。选择最大和最小之间的设置优选具有中间效果，诸如使得光源以中间照度水平点亮。
通过这里本发明的描述，用于实现控制器10的各种实施例的特殊电路将是电气技术领域内熟练的技术人员显而易见的。用于实现控制器10的这种电路的一个实例在图8的示意图80中示出。特别是，图8的示意图示出，音频输入22电连接到灵敏度调节器16。电源指示器14优选是发光二极管。开关20优选允许用户在模式20a、20b和20c之间切换，如相对于图1所描述的。连接器18优选将灯光控制信号输入到灯。连接器12优选由12伏的DC输入提供并给控制器10供电。控制器10可选地包括定时电路82，它用于在提供给光源前处理信号。定时电路82优选支持一个或多个模式的操作，以便整流、时滞放大或者调整控制器10中的信号。这种定时电路的一个实例是Texas Instruments生产的NE555精密定时器。控制器10优选包括连接到连接器18的变压器84，其中变压器84可以将优选从连接器12接收到的DC输入转换成优选由连接器18提供给光源的AC信号。
图2示出集成了由根据图1实施例的控制器操作的灯的扬声器单元23。扬声器单元23包括壳体24、格栅套26和灯28。壳体24内是扬声器(未示出)。
格栅套26覆盖扬声器单元22的前部。格栅套26的一个用途是保护扬声器。格栅套26的另一个用途是提供视觉合意的外观。格栅套26可以由一个或多个各种材料制成，诸如金属丝网、织物或允许音响声音从扬声器单元23传递到听众的其它材料。可以提供任何所需颜色和形状的格栅套26。
格栅套26周围是灯28。较佳地，灯28采用氖技术。灯28可以连接到控制器10(图1)，从而根据用户设置的控制选项点亮。可以以许多不同的形状和大小制成灯28。虽然图2所示的灯28置于格栅套26周围，但灯28不必靠近扬声器单元22或者在格栅套26周围。灯28甚至可以根据用户希望的效果而置于离开(例如远离)扬声器单元22。
图3示出根据本发明另一个实施例的控制器30。控制器30类似于图1的控制器10。但是，控制器30可用于控制多个光源，且优选包括连接器12、18和34，电源指示器14，灵敏度调节器16，控制器开关20，音响输入22和开关32。
控制器30优选通过连接器12供电。如果控制器30用于控制例如汽车内的光源，则连接器12优选是汽车点烟式适配器插头。或者，连接器12可以适合于直接连线到汽车的电系统中。如果控制器30用于控制与家庭立体声系统结合的光源，则连接器12优选是标准的双尖适配器，它适应常规壁装电源插座。其它电源连接器类型也是本技术领域内熟练技术人员显而易见的。或者，连接器30可以是为便携使用供电的电池。
电源指示器14可以包括发光二极管或者其它视觉指示器，它点亮以便示出在供电时控制器30正在工作。
控制器30的控制器开关20向用户提供各种模式的操作。较佳地，控制器开关20提供灯光控制选择方案。图3中，示出了三种选项。当用户选择“完全打开”选项20a时，光源(未示出)优选在控制器30开启时总是打开。当用户选择“关闭”选项20c时，光源优选响应于音响信号不被点亮。当用户选择“节拍”20b时，则光源优选响应于音频信号而闪光、波动或视觉变化。光源的不同视觉效果都是可以的，包括但不限于，闪光或脉动开关，亮暗以及改变颜色。
控制器30优选包括音频输入22以便接收音响信息，诸如由一个或多个扬声器产生的音响音乐信号。例如，音频输入22可以是换能器或麦克风。
较佳地，控制器30包括灵敏度调节器16。该灵敏度调节器16优选提供附加的灯光控制可选方案。灵敏度调节器16优选用于调节控制器30产生的灯光控制信号，从而调节光源的亮度。较佳地，该灵敏度调节器16包括可调节变压器或电位计。
在一个实施例中，灵敏度调节器16可以基本在最小和最大量之间调节。当灵敏度调节器16被设置成基本最大量时，灯光控制信号优选使得光源在控制器30的音响信号接收期间点亮。当灵敏度调节器16被设置成基本最小量时，灯光控制信号优选使得光源根本不点亮，或者，可以使得光源仅响应于控制器30接收的强音响信号而点亮。选择最大和最小量之间的灵敏度优选具有中间效果，诸如使得光源仅响应于中间强度的音响信号而点亮。灵敏度调节器16优选通过可调节变压器或电位计来调节。
在另一个实施例中，灵敏度调节器16可以调节灯光控制信号，从而光源具有基本在最小亮度(例如，“暗”)和最大亮度(例如，“亮”)之间的亮度。较佳地，灵敏度调节器16包括可调节变压器或电位计以便例如通过改变电控制信号的电压来控制灯光控制信号。例如，当灵敏度调节器16被设置成最大设置时，在打开时灯光控制信号优选使得光源具有基本最大照度(如上所述，它可以始终打开或者响应于音响信号的节拍打开)。当灵敏度调节器16被设置成最小设置时，则在打开时灯光控制器优选使得光源具有基本最小(或没有)照度。选择最大和最小之间的设置优选具有中间效果，诸如使得光源以中间照度水平点亮。
控制器30可选地包括开关32，它可以被调节成操作一个或多个光源。在本发明的一个实例中，开关32操作一个或两个光源。例如，当开关32被设置到“1”位置32a时，优选通过连接器18向第一灯供电。当开关32被设置到“1+2”位置32b时，优选通过连接器18向第一灯供电并优选通过连接器34向第二灯供电。可选实施例是可以的，诸如选择灯1或2，或者选择1和2两者。可选地，可以以类似于这里所描述的方式操作两个以上的灯。通过这里本发明的描述，用于实现控制器30的各种实施例的特殊电路将是电气技术领域内熟练的技术人员显而易见的。用于实现控制器30的这种电路的一个实例在图9的示意图90中示出。特别是，图9的示意图示出，音频输入22电连接到灵敏度调节器16。电源指示器14优选是发光二极管。开关20优选允许用户在相对于图3描述的模式20a、20b和20c之间切换。连接器18、34优选将灯光控制信号输出到灯。连接器12优选由12伏DC输入提供并给控制器10供电。在图9的实例中，不提供开关32，因为电路已硬连线到“1+2”位置32b。图3A示出图9的实例，其中控制器30不包括开关32。回到图9，控制器30可选地包括定时电路92，它用于在信号被提供给一个或多个光源之前处理该信号。定时电路92优选支持一种或多种操作模式以便整流、时滞放大或调整控制器30中的信号。这种定时电路的一个实例是Texas Instruments生产的NE555精密定时器。控制器30优选包括连接到连接器18、34的变压器94。变压器84可以将优选从连接器12接收到的DC输入转换成优选由连接器18提供给光源的AC信号。较佳地，为将由控制器30控制的每个光源提供变压器94。优选包含变压器94作为单体控制器的一部分。
图4示出根据图1实施例或图3实施例的扬声器和灯系统40的前透视图，它安装在音箱41中其中灯48可以由控制器操作。扬声器和灯系统40的音箱41包括前部42、高频扬声器44、低音扬声器(未示出)、格栅套46、灯48和可选扬声器50。
音箱41的前部可以容纳高频扬声器44，并可以在格栅套46的后面容纳低音扬声器。诸如亚低音扬声器的可选扬声器50优选安装在音箱41的侧面上。灯48优选围绕格栅46。优选是圆形氖灯的灯48通过音箱41的后部连接到控制器30，如图5所示，从而它们根据用户所需的控制选项而点亮。音箱41由木料、塑料和/或金属或者其它材料制成，并可以由具有所需质地和颜色的毡层或织物覆盖。
图5示出扬声器和灯系统40的背透视图。音箱41的后部52包括分别用于扬声器和灯48的连接56和输入54。连接56和输入54优选提供于接线盒(terminalblock)57中。连接56可以接收扬声器线路，例如用于包含在音箱41内的扬声器组。输入54用于接收连接器18和34中的一个或两者(图3)，它们优选控制灯48的操作。较佳地，输入54是插座或插头。更较佳地，输入54是诸如用于膝上计算机、蜂窝电话或其它常用电子装置中的DC电源中的插座或插头。连接56可以包括颜色编码的端子对(color-coded terminal pairs)。较佳地，每对中的一个端子是红色的而另一个端子是黑色。这种颜色编码允许用户方便地配线。每个端子都优选是按钮型端子。
输入54与连接56置于音箱41的相同区域上。尤其是，输入54和连接56优选置于接线盒57上。优选形成接线盒57作为单体塑料塑料块。接线盒57可以是圆形、矩形、多边形或任何其它所需的形状。接线盒57可以添加到音箱41上作为正常制造过程的一部分或者可以在制造后例如由唱片爱好者添加，该唱片爱好者希望通过将视觉外观加上听觉来补充立体声系统。
接线盒57有利地向扬声器和灯系统40提供了用于输入54和连接56的单个、整体单元，如图5A所示。尤其是，图5A示出了包括输入54和连接56的接线盒57。该图将连接56示作两组端子对70。端子对70的每个端子优选包括接收器72和按钮74。较佳地，端子对70的一个按钮74a是一种颜色(例如，红色)而端子对70的另一个按钮74b是另一种颜色(例如，黑色)。接收器72优选接纳扬声器线。仅通过实例，22-规格(gauge)扬声器线可以被插入接收器72中。按钮74优选用于例如允许用户插入扬声器线和/或防止扬声器线意外地从接收器72移出。因此，用户能快速和方便地设置及保持扬声器和灯系统40。回到图5，后部52可选地包括电源输入58，它还可以集成到接线盒57上。电源输入58可用于向扬声器和/或音箱41内容纳的扬声器和灯系统40的附加电路供电。
图6示出用于本发明较佳实施例的后部52的内示图。特别是，图6示出输入54、连接56、电源输入58和附加电路60。为了清楚，这些元件以及扬声器和灯之间的配线未示出。附加电路60例如可以是控制器30或10的电路的一部分。在一个实施例中，附加电路60包括一个或多个变压器，其可用于改善灯48的光强。在另一个实施例中，附加电路60包括DC到AC转换器。该DC到AC转换器优选将提供给输入54的DC信号转换成AC信号，如当灯48采用氖技术时所需的。在又一个实施例中，附加电路60仅包括定时电路或者与变压器或DC到AC转换器结合。可以是定时电路82(图8)或者定时电路92(图9)的定时电路优选提供不同的操作模式以便整流、时滞放大或者调整接收到的音响信号。这种定时电路的实例是TexasInstruments生产的NE555精密定时器。在扬声器和灯系统40的音箱41内设置附加电路60的好处在于，它减小了控制器30或10的尺寸。
图7是示意图，示出将图4的灯48、扬声器和附加电路60布线的一种方法。可以由连接56驱动高频扬声器44和一对低音扬声器62。根据图6，低音扬声器62可以可选地由电源输入58供电。低音扬声器62优选是8英寸的圆低频扬声器。较佳地，低音扬声器62通过快速连接器或者快速可释放装置连接到连接56以便允许音箱41内低音扬声器62的方便安装或移除。
附加电路60可以从输入54接收DC信号并将AC信号提供到每个灯48。附加电路60可以安装到音箱41内部的下部、侧部或上部上。较佳地，灯48是设置在低音扬声器62周围的8英寸的圆氖灯。优选串联布线灯48。
本发明的灯光控制装置可以以大量模式操作。例如，可以从音频或声音源接收音响信号。灵敏度控制开关或灵敏度调节器优选进行调节，从而光源的亮度在基本最大亮度和基本最小亮度之间变化。例如，灵敏度控制开关可以包括电位计或变压器，从而用户可以调节电位计或变压器来修改灯光控制信号，从而增加灯的亮度。该调节产生灵敏度调节信号。该灵敏度调节信号可以被解调并整流，作为产生灯光控制信号的过程的一部分。随后，产生灯光控制信号的过程的另一部分可以包括时滞放大该灵敏度调节信号，并还可以包括反向整流该灵敏度调节信号，形成最终的灯光控制信号。随后，该灯光控制信号可以被提供给光源，从而完成光源的照明。灯光控制信号可以用直接布线或通过无线装置提供到光源，该无线装置诸如射频或红外线信号。
较佳地，控制光源的一种方法包括接收音响信号，对该音响信号进行操作，以及根据对音响信号进行的操作输出灯光控制信号。例如，优选通过调节变压器、电位计或其它可变部件产生灵敏度调节信号。该灵敏度调节信号优选进行调节，从而光源的亮度在基本最小和基本最大亮度之间变化。结合灵敏度调节或者与其分开，操作的方法可以包括选择一操作模式。一种操作模式可以包括形成灯光控制信号，从而光源优选总是打开的。第二种操作模式可以包括形成灯光控制信号，从而光源优选总是关闭的。第三种操作模式可以包括形成灯光控制信号，从而光源优选相对于音响信号打开或关闭。
虽然这里已参考特殊实施例描述了本发明，但可以理解，这些实施例仅仅是说明本发明的原理和应用。因此，可以理解，可以对说明性实施例进行大量修改并可以设计其它结构而不背离本发明的精神和范围，如所附权利要求书所限定的。