[发明专利]声控变色灯及声色编码转换机

说明书

本发明涉及一系列声音控制变色灯的构造方法以及两套声音/颜色编码转换机的设计方案。

目前，在舞台和歌舞厅中使用的照明灯具的每个照明单元只能出现一种颜色，并且其颜色不能随着音乐的变化而有所改变。

本发明的任务就是对每一种声音，按其音量、音色和旋律配以不同的颜色，并且用同一束光表现出来。

本发明是按以下的方式完成其任务的：

1.灯光部分

灯光部分的任务是能够提供不同颜色的光。

灯光部分由红、绿（或黄）、兰三种颜色的光源、加上透镜和三角棱镜组成。其中透镜的功能可由曲面反射镜来代替完成，棱镜的功能可由光栅来代替完成。

图1a是由红、绿（或黄）、兰三种颜色的光源、透镜和三角棱镜构成的一种光源光路图。

红、绿（或黄）、兰三个光源的位置是这样确定的：当一束白光从棱镜的另一面入射时，将被分成红、绿、黄、兰等多种颜色的光，出射到不同的方向。红、绿（或黄）、兰光聚焦在透镜L的焦面上的位置分别就是红、绿（或黄）、兰三个光源应在的位置。

灯光部分是按以下的方式完成其任务的：当红、绿（或黄）、兰三个光源的光经过透镜L准直扩束后，分别沿原来红、绿（或黄）、兰三种光的光路反方向照射到棱镜面上时，在原来白光的光路上将同时出现反方向传播的红、绿（或黄）、兰三种光;三种光的强度比例不同，表现出的颜色也将不同，从而完成混光配色的任务。

当绿（或黄）光以布鲁斯特角入射、红光和兰光很接近布鲁斯特角入射时，将得到最大透射光强。

图1b是由光栅代替三角棱镜后、与透镜和红、绿（或黄）、兰三个光源构成的一种光源光路图。其中红、绿（或黄）、兰三个光源位置的确定原则与图1a中的一致，即定位在红、绿（或黄）、兰三束光的散射方向上和透镜L₁的焦平面内。当红、绿（或黄）、兰三个光源的光从反方向照射到光栅上时，将在原来白光入射的光路上进行混光配色。

利用棱镜或光栅，按以上的原则，可以构成各种混光配色光路。

2.光源控制部分

光源控制部分的任务就是按声音的不同，分别给红光源、绿（或黄）光源、兰光源配以不同的强度。

光源控制部分是按声音/颜色编码转换的方式完成其任务的。

光源控制部分包括声音接收系统、A/D转换系统、声音/颜色编码转换系统、D/A转换系统和灯光驱动控制系统。

声音接收系统的作用是接收外部传来的声音信号，将其转换成电信号，并按确定的比例进行放大后，传送给A/D转换系统。

A/D转换系统的作用是将声音接收系统传送来的模拟信号转换成数字信号，并传送给声音/颜色编码转换系统。

声音/颜色编码转换系统的作用是将A/D转换系统传来的各种数字信号按选定的声音/颜色编码转换成相应的颜色控制码，并把颜色控制码输送到D/A转换系统中对应的转换口上。

D/A转换系统的作用是将声音/颜色编码转换系统传来的颜色控制码转换成相应的颜色控制模拟信号，分别输送到灯光驱动控制系统中对应的控制极上。

灯光驱动控制系统的作用是按D/A转换系统提供的控制信号，分别供给红光源、绿（或黄）光源、兰光源相应的电压和电流，使其分别发出控制信号所要求的光强。经灯光部分进行混光配色后，实现声音/颜色编码所要求的颜色。

图2a给出了一种音量/颜色3-1编码的真值表以及实现其转换的逻辑函数和逻辑电路。音量/颜色3-1编码的含义是：按声音音量的大小，将模拟信号转换成三位二进制数字信号A₂A₁A₀;通过编码将A₂A₁A₀分别转换成一位二进制信号R、G、B，用以控制红、绿（或黄）、兰三个光源的强度。按图2a中给出的真值表设计的逻辑电路，加上光源控制部分的其它部分，能够在声音的音量信号由弱变强时，使灯光颜色从黑（或灰）依次到紫、兰、青、绿、黄、红、白色，实现八种颜色的变化。图2b中给出了音量/颜色3-1编码变色灯光源控制部分的电路原理方框图，具体电路将在本发明人的另外一个专利申请中给出。

3.声色编码转换机