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CN101312600A - 音量调节装置以及音量自动调节方法 - Google Patents

音量调节装置以及音量自动调节方法 Download PDF

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CN101312600A CNA2007102006676A CN200710200667A CN101312600A CN 101312600 A CN101312600 A CN 101312600A CN A2007102006676 A CNA2007102006676 A CN A2007102006676A CN 200710200667 A CN200710200667 A CN 200710200667A CN 101312600 A CN101312600 A CN 101312600A
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ultrasonic wave
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丁林坤
周享平
翁世芳
庄宗仁
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

一种音量调节装置，包括音量调节单元和声音输出单元。音量调节单元接收一音源信号并调节音源信号的音量，声音输出单元输出音源信号相应的声音。音量调节装置还包括：存储器存储各聆听距离相应的参考音量；超声波发射器发射超声波，并产生一时间驱动信号；计时单元接收到该时间驱动信号后，开始计时；超声波接收器反射波；检测单元检测反射波的频率是否发生变化，若反射波的频率发生变化，计时单元则输出发射超声波到接收反射波的超声波传播时间；测距单元根据超声波传播时间以及超声波传播速度计算出聆听距离；控制单元选择出与聆听距离相应的参考音量；音量调节单元将音量调节到参考音量。此外，本发明还提供一种音量自动调节功能。

Description

音量调节装置以及音量自动调节方法
技术领域
本发明涉及一种音响系统，尤其涉及一种音量调节装置以及音量自动调节方法。
背景技术
随着科学技术的不断发展，人们生活水平的不断提高，音响系统不再仅仅是各种娱乐场所的专用设备，并且被广泛地应用于家庭中作为一种享受音乐或观赏其它娱乐节目的设备。因此，音响系统中的各种音响设备如电视机、功放和音箱等的功能也越来越多，其中音量调节是一种常见的功能。
现有的音响设备的音量调节装置基本上是在音响设备的面板上设有不同的按键或旋钮，使用者通过直接操作按键或旋钮来调节音量，或者通过遥控器远程控制音量调节装置来调节音量。
采用按键或旋钮的方式调节音量，使用者必须近距离与音响设备接触来调节音量，由于声音会随着聆听的距离衰减，所以不便于控制音量调节到远距离的聆听效果。采用遥控器的方式调节音量，可以解决上述问题。但是，由于使用者在聆听音乐的同时可能也在处理其它事务，因而经常离音响设备时远时近，导致使用者听到的声音也是时小时大。为了达到舒适的聆听音量，那么使用者必须通过操作遥控器来调节音量，这给使用者造成了不便。因此，现有的音量调节装置无法根据距离远近的变化自动调节音量。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种自动调节音量的音量调节装置。
此外，有必要提供一种使用该音量调节装置的音量自动调节方法。
一种音量调节装置，包括音量调节单元和声音输出单元，音量调节单元接收一音源信号并调节所述音源信号的音量，声音输出单元输出音源信号相应的声音。音量调节装置还包括：
存储器，用于存储各聆听距离相应的参考音量；
超声波发射器，用于发射超声波，并产生一时间驱动信号；
计时单元，接收到该时间驱动信号后，开始计时；
超声波接收器，用于接收物体反射回来的超声波；
检测单元，用于检测物体反射回来的超声波的频率是否发生变化，若物体反射回来的超声波的频率发生变化，计时单元则输出超声波从发射到从物体上反射回来的超声波传播时间；
测距单元，根据所述超声波传播时间以及超声波传播速度计算出聆听距离；
控制单元，从存储器中选择出与聆听距离相应的参考音量，并根据参考音量向音量调节单元发送音量调节控制信号，控制音量调节单元将音量调节到参考音量。
一种音量自动调节方法，包括：
发射超声波，计时单元开始计时；
接收物体反射回来的超声波；
判断物体反射回来的超声波的频率是否发生变化；
若物体反射回来的超声波的频率发生变化，计时单元计算并输出超声波从发射至从物体上反射回来的超声波传播时间；
根据超声波传播时间和超声波传播速度计算聆听距离；
调节音量到与聆听距离对应的参考音量。
上述音量调节装置及音量自动调节方法，可以通过感测聆听者到音量调节装置的远近而自动对音量进行调节，实现了音量调节智能化。
附图说明
图1为一较佳实施方式的音量调节装置模块图。
图2为一较佳实施方式的音量自动调节方法流程图。
图3为各聆听距离相应的参考音量示意图。
具体实施方式
请参看图1，一较佳实施方式的音量调节装置200包括超声波收发模块20、测距单元40、输入单元42、控制单元50、存储器60、音量调节单元70、显示器80以及声音输出单元90。
超声波收发模块20具有一定的控制范围，其包括超声波发射器22、超声波接收器24、检测单元26以及计时单元28。
超声波发射器22向其控制范围内发射一超声波，同时向计时单元28发送一时间驱动信号。
计时单元28接收到该时间驱动信号后，计时单元28被置0并开始计时。
超声波接收器24接收从所述控制范围内的物体上反射回来的超声波。根据多普勒效应原理，即超声波受到相对于超声波接收发器20移动的物体反射时，超声波接收器24接收到从该移动物体上反射回来的超声波将发生多普勒效应。也就是说，当该移动物体相向于超声波接收发器20运动时，超声波接收器24接收到从该移动物体上反射回来的超声波的频率会变高；而移动物体相背于超声波接收发器20运动时，超声波接收器24接收到从该移动物体反射回来的超声波的频率会变低。
当聆听者10在所述控制范围内移动时，超声波接收器24接收到的反射波是由三部分叠加而成。第一部分为发射器直接传来的超声波，这部分超声波频率和发射的超声波相同；第二部分为由静止物体(如墙壁、家具等)反射回来的超声波，这部分超声波的频率也和反射的超声波频率相同；第三部分为聆听者10身上反射回来的超声波，由于聆听者10移动而发生多普勒效应，这部分反射波的频率和发射的超声波频率存在一个差频。
检测单元26，将超声波接收器24传送过来的反射波进行检测。若检测单元26检测到与发射的超声波频率不同的超声波时，检测单元26可以判断该与发射的超声波频率不同的超声波就是从聆听者10身上反射回来的超身波，则检测单元26向计时单元28发送一输出信号。
计时单元28接收到该输出信号后，计算出超声波从发射至从聆听者10身上反射回来的传播时间Δt，并将该超声波传播时间Δt输出给测距单元。
测距单元40，基于超声波传播时间Δt和超声波传的播速度v，依照公式Δs＝v·Δt/2，计算出聆听者10到音量调节装置200的当前聆听距离Δs。其中超声波的传播速度v可根据实际环境测量到的数值在测距单元40中预先设定。
请同时参看图3，存储器60用于存储各聆听距离L相应的参考音量VL。
控制单元50，根据测距单元40所计算出的当前聆听距离Δs，在存储器60中查找与所述聆听距离Δs相应的参考音量VL。例如：当前聆听距离Δs为0.4m，那么其与存储器60中预先设定的聆听距离L 0~0.5m相对应，即可以确定要插找的参考音量VL为85dB。当查找到与当前聆听距离Δs相应的参考音量VL后，控制单元50将所查找的参考音量VL与当前的音量进行比较。若所查找的参考音量VL与当前的音量不相同，控制单元50产生一音量调节控制信号，并将参考音量VL发送至显示器80。
音量调节单元70接收一音源信号，并响应控制单元50产生的音量调节控制信号，将该音源信号的当前音量调节到参考音量VL。另外，音量调节单元70调节音量后，若计时单元28当前的计时时间已经达到预设时间，则计时单元28输出一触发信号给超声波发射器22，超声波发射器22响应该触发信号重新发射一超声波。该预设时间根据超声波收发模块20的控制范围进行设定，其为超声波从发射到从所述控制范围内最远距离的物体上反射回来的传播时间。
显示器80显示参考音量VL，方便用户调节音量。
声音输出单元90输出所述音源信号相应的声音。
输入单元42与控制单元50连接，其响应用户的操作并产生输入信号。控制单元50接收该输入信号，并根据该输入信号调用和执行相应的程序，完成用户的请求。
可以理解，当聆听者10在所述控制范围内处于静止状态时，超声波接收器24接收到的反射波信号由两部分叠加而成，第一部分为超声波发射器22直接传来的超声波，这部分超声波的频率和发射的超声波频率相同；第二部分为静止物体(如墙壁、家具等)发射回来的超声波，这部分超声波的频率和发射的超声波频率相同。当计时单元28的累计时间达到预设时间时，检测器26一直未检测到与发射的超声波频率不同的超声波，则计时单元28输出一触发信号给超声波发射器22，超声波发射器22响应该触发信号重新发射一超声波。
使用上述音量调节装置过程中，若聆听者10在某一位置上打开音量调节装置200时，可以通过输入单元42调节音量，输入单元42响应用户的操作并产生相应的音量调节信号，控制单元50接收该音量调节信号，并命令音量调节单元70调节当前音量。若聆听者10离开所述位置时或相对于音量调节装置200运动时，聆听者10可以开启自动调节音量功能，音量调节装置200可以通过超声波收发模块20感测到聆听者当前的聆听距离Δs而自动调节音量。
请参看图2，基于上述音量调节装置200的音量自动调节方法包括如下步骤：
步骤202，接收音源信号。音量调节单元70接收一音源信号。
步骤204，判断自动调节音量功能是否被开启。若聆听者10选择了自动调节功能，则音量调节功能被开启，继续步骤206；若聆听者10未选择自动调节音量功能，则音量调节功能未被开启，重复步骤204；
步骤206，发射超声波，计时单元26被置0并开始计时。超声波发射器22向控制范围内发射一超声波，同时向计时单元26发送一驱动信号。计时单元28接收到该驱动信号后被置0，并开始计时。
步骤208，接收反射波。发射的超声波受到所述控制范围内的物体反射，形成一反射波。超声波接收器24接收所述反射波，并将所述反射波送入检测单元26进行检测。
步骤210，判断发射波的频率是否发生改变。检测单元26接收超声波接收器24传送过来反射波后，对该反射波进行检测；若该反射波的频率与发射的超声波的频率不相同，检测单元26便认为聆听者10在所述控制范围内移动，且该反射波是聆听者10发生移动而产生多普勒效应的反射波，则向计时单元26发送一输出信号，进入步骤214；若该反射波的频率与发射的超声波的频率相同，检测单元26认为聆听者10没有在所述控制范围内移动，则进入步骤212。
步骤212，判断超声波从发射到从物体上反射回来的传播时间是否达到预设时间。若计时单元28当前的计时时间已经达到预设时间，则超声波从发射到从物体上反射回来的传播时间已经达到预设时间，转向步骤206；若计时单元28当前的计时时间未达到预设时间，则超声波从发射到从物体上反射回来的传播时间未达到预设时间转向步骤208。
步骤214，输出超声波从发射到从物体上反射回来的传播时间。计时单元28接收到检测单元26发出的输出信号后，计算出超声波发射器22发射超声波至超声波接收器24接收到从移动的聆听者10身上的反射回来的发射波传播时间Δt，并将该传播时间Δt输出给测距单元40。
步骤216，计算聆听者到音量调节装置当前聆听距离。测距单元40根据传播时间Δt和超声波的传播速度v，依照公式Δs＝v·Δt/2，计算出聆听者10到音量调节装置200的当前聆听距离Δs。
步骤218，查找与当前聆听距离相应的参考音量。控制单元50根据当前聆听距离Δs，在存储器60中查找与当前聆听距离Δs相应的参考音量VL。
步骤220，判断参考音量与当前的音量是否相同。控制单元50将所查找到的参考音量与当前音量进行比较，若所查找到的参考音量VL与当前音量相同，则进入步骤224；若所查找到的参考音量VL与当前音量不相同，则进入步骤222。
步骤222，将音量调节到参考音量并显示参考音量。控制单元50根据所查找的参考音量向音量调节单元70发送一音量调节控制信号，音量调节单元70接收到该音量调节控制信号后，将所述音源信号的音量调节到所述参考音量VL。同时，控制单元50根据所查找的参考音量，向显示器80发送一音量信号。显示器80接收到该音量信号后，显示所查找的参考音量VL。
步骤224，判断计时时间是否达到预设时间。若计时单元28当前所的计时时间已经到预设时间，则转向步骤206；若计时单元28的计时时间未达到预设时间，则重复步骤224。
在使用上述音量调节装置100的自动调节音量功能过程中，若存在多个聆听者10在所述控制范围内活动时，因为检测单元40检测最先检测到频率发生变化反射波为距离音量调节装置100最近的聆听者10身上反射回去的超声波，所以感测到的当前聆听距离为最近的聆听者10当前的聆听距离。
综上所述，由于在音量调节装置200上增加了超声波收发模块20，用以感测聆听者10的移动及当前的聆听距离Δs，并通过预先设定的各聆听距离相应的参考音量，使音量调节装置200自动调节音量，从而避免必要的手动操作，使得音量调节装置200更智能化。

Claims (10)

1.一种音量调节装置，包括音量调节单元和声音输出单元，所述音量调节单元接收一音源信号并调节所述音源信号的音量，所述声音输出单元输出所述音源信号相应的声音；其特征在于：所述音量调节装置还包括：
存储器，用于存储各聆听距离相应的参考音量；
超声波发射器，用于发射超声波，并产生一时间驱动信号；
计时单元，接收到该时间驱动信号后，开始计时；
超声波接收器，用于接收物体反射回来的超声波；
检测单元，用于检测物体反射回来的超声波的频率是否发生变化，若物体反射回来的超声波的频率发生变化，所述计时单元则输出超声波从发射到从物体上反射回来的超声波传播时间；
测距单元，根据所述超声波传播时间以及超声波传播速度计算出聆听距离；
控制单元，从所述存储器中选择出与所述聆听距离相应的参考音量，并根据所述参考音量向所述音量调节单元发送音量调节控制信号，控制音量调节单元将音量调节到所述参考音量。
2.如权利要求1所述的音量调节装置，其特征在于：若物体反射回来的超声波的频率不发生变化，且计时时间未达到预设时间时，所述计时单元无输出；若物体反射回来的超声波的频率不发生变化，且计时时间已经达到预设时间时，所述计时单元向超声波发射器发送一触发信号以触发所述超声波发射器重新发射超声波，计时单元重新计时。
3.如权利要求2所述的音量调节装置，其特征在于：控制音量调节单元将音量调节到所述参考音量后，若计时单元的计时时间达到预设时间，所述计时单元向超声波发射器发送一触发信号以触发所述超声波发射器重新发射超声波，计时单元重新计时。
4.如权利要求2或3所述的音量调节装置，其特征在于：所述预设时间为超声波从发射到从所述控制范围内最远距离的物体上反射回来的传播时间。
5.如权利要求1所述的音量调节装置，其特征在于：所述频率发生变化的超声波为聆听者发生移动而产生多普勒效应的超声波。
6.一种音量自动调节方法，包括：
发射超声波，计时单元开始计时；
接收物体反射回来的超声波；
判断物体反射回来的超声波的频率是否发生变化；
若物体反射回来的超声波的频率发生变化，计时单元计算并输出超声波从发射至从物体上反射回来的超声波传播时间；
根据超声波传播时间和超声波传播速度计算聆听距离；
调节音量到与聆听距离对应的参考音量。
7.如权利要求6所述的音量自动调节方法，其特征在于：若物体反射回来的超声波的频率不发生变化，且超声波从发射至从物体上反射回来的超声波时间未达到预设时间，则计时单元无输出；若物体反射回来的超声波的频率不发生变化，且超声波从发射至从物体上反射回来的超声波时间已经达到预设时间，则重新发射超声波，计时单元重新计时。
8.如权利要求7所述的音量自动调节方法，其特征在于：还包括如下步骤：调节音量到与聆听距离相对应的音量后，若计时时间达到预设时间，则重新发射超声波，计时单元重新计时。
9.如权利要求7或8所述的音量自动调节方法，其特征在于：所述预设时间为超声波从发射到从所述控制范围内最远距离的物体上反射回来的传播时间。
10.如权利要求6所述的音量自动调节方法，其特征在于：在调节音量到与聆听距离对应的参考音量的步骤前，还包括如下步骤：选择与聆听距离对应的参考音量。
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