信号处理装置、方法及灯光控制台与流程

1.本发明涉及灯光控制领域，特别是涉及一种信号处理装置、方法及灯光控制台。


背景技术：

2.目前，在舞台灯光演艺场景中，需要舞台信号处理装置有多种输入信号处理装置进行舞台灯光的复杂编程及控制，其中常包括按键、推杆、旋转编码器和轨迹球等输入信号处理装置。
3.现有技术中的旋转编码器包含光学旋转编码器和磁电式旋转编码器，光学旋转编码器使用光源和光电探测器测量位移或角度，对码盘零部件的制作要求很高，其分辨精度和体积成反比，并且对使用环境敏感，寿命有限；磁电式旋转编码器虽然对使用环境不敏感、抗干扰性高，但普遍存在结构件尺寸较大且复杂，占用空间且成本高的问题；因此，这两种旋转编码器都难以适用薄而小的便携式舞台信号处理装置；在此基础上，也没有整合旋转、按键等功能为一体的信号处理装置以进一步提升人机交互体验。
4.因此，如何使信号处理装置适用薄而小的便携式场景且整合多功能为一体是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种信号处理装置、方法及灯光控制台，用于解决现有技术中信号处理装置无法适用薄而小的便携式场景且无法整合多功能为一体的问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种信号处理装置，所述信号处理装置包括：基座，所述基座内部设有相互贯通的第一腔体和第二腔体；旋转组件，所述旋转组件套设于所述基座的第一腔体，当所述旋转组件位于所述第一腔体的第一端部时处于第一状态，当所述旋转组件位于所述第一腔体的第二端部时处于第二状态；所述旋转组件在所述第一状态和所述第二状态下均可以水平旋转，在旋转时产生不同的位置信息；传感器，所述传感器设于所述基座第二腔体的端部，用于感测所述旋转组件的位置信息。
7.于本发明的一实施例中，所述基座远离第二腔体的端部还包括圆环磁铁，所述旋转组件在所述圆环磁铁的作用下处于所述的第一状态或所述的第二状态。
8.于本发明的一实施例中，所述旋转组件还包括机械轴、轴承和径向磁铁，所述机械轴穿过基座的圆环磁铁并套设于轴承上，所述径向磁铁连接于所述机械轴的接近于所述第二腔体的端部，所述轴承与所述圆环磁铁相互作用使所述旋转组件处于第一状态或者第二状态。
9.于本发明的一实施例中，所述轴承顶部端面和所述圆环磁铁之间设有导磁垫片。
10.于本发明的一实施例中，所述旋转组件还包括旋转帽，所述旋转帽设置于所述机械轴的远离所述径向磁铁的端部，并且所述旋转帽顶部的外沿凸起内部凹陷，与手指的外形相匹配，并且在与手指相接触的地方设有纹路；所述旋转帽旋转时驱动所述径向磁铁旋
转。
11.于本发明的一实施例中，所述传感器内置两对差分霍尔元件，用于测量所述径向磁铁产生的正弦电压信号和余弦电压信号；并基于所述正弦电压信号和所述余弦电压信号，应用反函数确定所述径向磁铁的旋转角度。
12.于本发明的一实施例中，所述机械轴底部具有一限位托盘，所述限位托盘的直径小于所述轴承的内圈直径，使得所述机械轴底部卡贴于所述轴承的底部。
13.于本发明的一实施例中，在所述旋转组件处于所述第一状态时，所述径向磁铁底部与所述传感器之间呈第一间距状态，当按压所述旋转组件的垂直分力不超过所述轴承脱离所述圆环磁铁的临界力，且所述轴承与所述导磁垫片之间的摩擦系数大于所述轴承的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件在所述第一间距状态下水平旋转；当按压所述旋转组件的垂直分力超过所述轴承脱离所述圆环磁铁的临界力时，所述旋转组件下移处于所述第二状态，所述径向磁铁底部与所述传感器之间呈第二间距状态；所述传感器基于所述第一间距状态到所述第二间距状态的变化感测所述旋转组件的位置信息；在所述旋转组件下移处于所述第二状态下，所述轴承与所述基座之间的摩擦系数大于所述轴承的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件在所述第而间距状态下水平旋转；当所述旋转组件未被按压时，所述旋转组件恢复至所述第一状态。
14.于本发明的一实施例中，所述传感器装设于印制电路板上；所述印制电路板的周边设有背光像素点阵；所述基座上设有与所述背光像素点阵对应的导光孔。
15.为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种灯光控制台，所述灯光控制台装设有至少一个如上所述信号处理装置。
16.为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种信号处理方法，应用于如上所述的信号处理装置，所述信号处理方法包括：在旋转组件处于所述第一状态时，径向磁铁底部与传感器之间呈第一间距状态，当按压所述旋转组件的垂直分力不超过轴承脱离圆环磁铁的临界力，且所述轴承与导磁垫片之间的摩擦系数大于所述轴承的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件在所述第一间距状态下水平旋转；当按压所述旋转组件的垂直分力超过所述轴承脱离所述圆环磁铁的临界力时，所述旋转组件下移处于第二状态，所述径向磁铁底部与所述传感器之间呈第二间距状态；所述传感器基于所述第一间距状态到所述第二间距状态的变化感测所述旋转组件的位置信息；在所述旋转组件下移处于所述第二状态下，所述轴承与所述基座之间的摩擦系数大于所述轴承的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件在所述第而间距状态下水平旋转；当所述旋转组件未被按压时，所述旋转组件恢复至所述第一状态。
17.如上所述，本发明的信号处理装置、方法及灯光控制台，具有以下有益效果：
18.(1)零部件少、尺寸紧凑、寿命长、结构简单；
19.(2)采用非接触式磁性位置传感器，不仅分辨率和精度高，而且稳定性也好；
20.(3)提供旋转、按键、触摸以及背光的多功能一体式，提升人机交互体验。
附图说明
21.图1显示为本发明于一实施例中的信号处理装置主体结构爆炸图。
22.图2至图3显示为本发明于一实施例中的信号处理装置基座零部件视图。
23.图4显示为本发明于一实施例中的信号处理装置主体结构剖面爆炸图。
24.图5显示为本发明于一实施例中的信号处理装置基座零部件剖面图。
25.图6显示为本发明于一实施例中的信号处理装置静态组件结构剖面图。
26.图7显示为本发明于一实施例中的信号处理装置旋转帽零部件爆炸图。
[0027][0028]
图8显示为本发明的灯光控制台于一实施例中的整体示意图。
[0029]
图9显示为本发明的灯光控制台于一实施例中的内部装配示意图。
[0030]
元件标号说明
[0031]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
灯光控制台
[0032]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
信号处理装置
[0033]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
旋转组件
[0034]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
旋转帽
[0035]
211
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
底板
[0036]
212
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导光环
[0037]
213
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
底座
[0038]
214
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
限位环
[0039]
215
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支架环
[0040]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
圆环磁铁
[0041]
23
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导磁垫片
[0042]
24
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机械轴
[0043]
25
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴承
[0044]
26
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
径向磁铁
[0045]
27
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
c型夹
[0046]
28
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
基座
[0047]
281
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导光孔
[0048]
282
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
底部限位
[0049]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
背光像素点阵
[0050]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
传感器
[0051]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
印制电路板
具体实施方式
[0052]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0053]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也
可能更为复杂。
[0054]
如图1和图2所示，本实施例提供一种信号处理装置2，所述信号处理装置2包括：基座28，旋转组件20以及传感器4(参见图9)。
[0055]
于本实施例中，所述基座28内部设有相互贯通的第一腔体和第二腔体，所述旋转组件20套设于所述基座28的第一腔体，当所述旋转组件20位于所述第一腔体的第一端部时处于第一状态，当所述旋转组件20位于所述第一腔体的第二端部时处于第二状态；所述旋转组件20在所述第一状态和所述第二状态下均可以水平旋转，在旋转时产生不同的位置信息；所述传感器4设于所述基座28第二腔体的端部，用于感测所述旋转组件20的位置信息。
[0056]
以下结合图2至图7对本实施例的基座28，旋转组件20以及传感器4进行详细说明。
[0057]
于本实施例中，所述基座28采用但不限于金属材质，所述基座28内部设有相互贯通的第一腔体和第二腔体，其中所述第一腔体位于所述第二腔体的上面，且所述第一腔体的直径大于所述第二腔体的直径，使得所述基座28的第一腔体和第二腔体之间形成有台阶面，使得所述基座28形成底部限位282，如图2和图3所示。
[0058]
于本实施例中，所述基座28远离第二腔体的端部还包括圆环磁铁22，其中，所述圆环磁铁22轴向充磁,所述旋转组件20在所述圆环磁铁22的作用下处于所述的第一状态或所述的第二状态。
[0059]
具体地，于本实施例中，如图1、图4至图6所示，所述旋转组件20还包括机械轴24、轴承25和径向磁铁26，所述机械轴24穿过基座28的圆环磁铁22并套设于所述轴承25上，所述径向磁铁26连接于所述机械轴24接近于所述第二腔体的端部，所述轴承25与所述圆环磁铁22相互作用使所述旋转组件20处于第一状态或者第二状态。
[0060]
其中，于本实施例中，所述轴承25采用但不限于金属材质，所述轴承25采用密封式结构，具有较小的滚动摩擦系数，较大的径向和轴向载荷，额定寿命达百万转。
[0061]
其中，于本实施例中，所述径向磁铁26径向两级充磁，所述径向磁铁26的大小为可放置于所述机械轴24底部腔体，所述径向磁铁26直径例如为6mm，厚度为2.5mm，所述径向磁铁26采用的材质为但不限于n35的钕铁硼磁铁。
[0062]
其中，于本实施例中，所述机械轴24优选为金属材质，所述机械轴24底部具有一限位托盘，所述限位托盘的直径小于所述轴承25的内圈直径，使得所述机械轴24底部卡贴于所述轴承25的底部。
[0063]
即于本实施例中，所述径向磁铁26放置于所述机械轴24底部腔体，机械轴24紧密穿过轴承25内圈直至机械轴24的限位托盘和所述轴承25的内圈底部接触为止，所述限位托盘的直径不超过所述轴承25的内圈直径。
[0064]
其中，还包括c型夹27，所述机械轴24底部侧壁与所述c型夹27贴合，所述轴承25的内圈的底部与所述c型夹27的上表面贴合。
[0065]
此外，于奔波实施例中，所述轴承25顶部端面和所述圆环磁铁22之间设有导磁垫片23；所述导磁垫片23采用但不限于导磁金属材质，使得所述导磁垫片23表面具有较大的摩擦系数。
[0066]
于本实施例中，所述径向磁铁26、所述机械轴24、所述c型夹27以及所述轴承25放置于所述基座28的第二腔体，所述导磁垫片23和所述圆环磁铁22依次固定在所述基座28的第一腔体。
[0067]
于本实施例中，所述旋转组件20还包括旋转帽21，所述旋转帽21设置于所述机械轴24的远离所述径向磁铁26的端部，并且所述旋转帽21顶部的外沿凸起内部凹陷，与手指的外形相匹配，并且在与手指相接触的地方设有纹路；所述旋转帽21旋转时驱动所述径向磁铁26旋转，所述旋转帽21、所述机械轴24和所述轴承25的内圈相对于所述轴承25的外圈实现机械旋转。
[0068]
即本实施例中所述旋转帽21形状与具有指纹的指尖一面匹配，且外凸内凹有纹路，可以增加有益摩擦，增加操作手感，所述旋转帽21优选采用金属材质，实现手指的触摸功能。
[0069]
于本实施例中，如图7所示，所述旋转帽21包括底板211、导光环212以及底座213。其中，所述底板211为含导电硅胶塑料的底板211，所述导光环212为聚碳酸酯透明导光环，所述底座213为含导电硅胶塑料底座213。进一步地，所述底部包含限位环214和支架环215；所述限位环214中间具有一容纳腔，所述支架环215置于所述限位环214的容纳腔中，所述支架环215和所述机械轴24的顶部接触。
[0070]
于本实施例中，所述传感器4内置两对差分霍尔元件，用于测量所述径向磁铁26产生的正弦电压信号和余弦电压信号；并基于所述正弦电压信号和所述余弦电压信号，应用反函数确定所述径向磁铁26的旋转角度。
[0071]
其中，于本实施例中，所述传感器4为磁性位置传感器4，如图9所示，所述传感器4装设于印制电路板5(pcb)上，所述印制电路板5的周边设有背光像素点阵3。优选地，所述背光像素点阵3由多个灯珠通过串行级联方式组成，满足相对高密集度(如360
°
/45
°
)及丰富的颜色(24位)。
[0072]
于本实施例中，如图2和图3所示，所述基座28上设有与所述背光像素点阵3对应的导光孔281，所述旋转帽21对应包含导光环212，实现背光功能。即所述背光像素点阵3发出的光透过基座28上的导光孔281传输至旋转帽21的导光环212，实现背光。
[0073]
即本实施例中，多个灯珠通过串行级联方式组成背光像素点阵3，每个灯珠都有专属的24bit数据的颜色码，上电复位后通过接受处理器传输的颜色码数据实现背光像素点阵3刷新显示，可以是静态或动态效果，进一步通过基座28导光孔281传输至旋转帽21导光环212实现背光效果。
[0074]
于本实施例中，所述传感器4与所述径向磁铁26底部之间具有气隙，由所述径向磁铁26与所述传感器4中心气隙突变实现垂直按压检测。
[0075]
本实施例中，在径向磁铁26正中心下方第一间距(s)或第二间距(s/2)气隙水平放置磁性位置传感器4。磁性位置传感器4内置两对互成90
°
的差分霍尔元件阵列，通过两对差分霍尔元件分别测量其各自表面垂直方向的磁场密度产生正弦和余弦的电压信号。进一步所述印制电路板5内置数字信号处理单元，数字信号处理单元利用反函数可运算得出径向磁铁26旋转的角度θ并以标准数字信号输出至处理器。
[0076]
具体地，于本实施例中，人体手指触摸旋转帽21，旋转帽21、机械轴24、轴承25、基座28以及印制电路板5上触摸焊盘之间的总感应电容值发生变化，进一步由触摸ic检测输出标准数字信号至处理器。实现垂直按压检测的过程如下：
[0077]
1)在所述旋转组件20处于所述第一状态时，所述径向磁铁26底部与所述传感器4之间呈第一间距状态，当按压所述旋转组件20的垂直分力不超过所述轴承25脱离所述圆环
磁铁22的临界力，且所述轴承25与所述导磁垫片23之间的摩擦系数大于所述轴承25的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件20在所述第一间距状态下水平旋转。
[0078]
也就是说，静止状态下，轴承25在圆环磁铁22产生磁吸力作用下(即磁吸力大于旋转帽21、机械轴24、径向磁铁26以及轴承25组件的自身重力)，轴承25外圈顶部和导磁垫片23充分吸合，进一步导磁垫片23控制圆环磁铁22磁场均匀分布，最终旋转帽21、机械轴24、径向磁铁26、轴承25在垂直方向保持静止状态，即径向磁铁26与磁性位置传感器4中心气隙为第一间距。进一步操作旋转帽21，对旋转帽21施加垂直分量向下的力不超过轴承25脱离圆环磁铁22的临界力，即旋转帽21、机械轴24、径向磁铁26、轴承25在垂直方向仍保持静止状态，即径向磁铁26与磁性位置传感器4中心气隙仍为第一间距。进一步轴承25外圈和基座28的第一腔体紧密贴合，以及轴承25外圈顶部和导磁垫片23之间的摩擦系数大于轴承25滚动摩擦系数，满足轴承25外圈水平限位，进一步在第一间距状态下旋转帽21、机械轴24、径向磁铁26、轴承25内圈可实现旋转功能。
[0079]
2)当按压所述旋转组件20的垂直分力超过所述轴承25脱离所述圆环磁铁22的临界力时，所述旋转组件20下移处于所述第二状态，所述径向磁铁26底部与所述传感器4之间呈第二间距状态；所述传感器4基于所述第一间距状态到所述第二间距状态的变化感测所述旋转组件20的位置信息。
[0080]
即操作旋转帽21对旋转帽21施加垂直分量向下的力f超过轴承25脱离圆环磁铁22的临界力，旋转帽21、机械轴24、径向磁铁26、轴承25垂直向下滑动直至基座28底部限位282停止，此时径向磁铁26与磁性位置传感器4中心气隙突变为第二间距(其中第二间距优选为第一间距的1/2)，进一步磁性位置传感器4检测到与径向磁铁26中心气隙突变实现按压检测(即按键功能)。
[0081]
3)在所述旋转组件20下移处于所述第二状态下，所述轴承25与所述基座28之间的摩擦系数大于所述轴承25的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件20在所述第而间距状态下水平旋转；当所述旋转组件20未被按压时，所述旋转组件20恢复至所述第一状态。
[0082]
即轴承25外圈底部和基座28底部限位282接触，轴承25间接被施加垂直方向向下的力，进一步轴承25外圈底部和基座28底部限位282之间摩擦系数远大于轴承25滚动摩擦系数，旋转帽21、机械轴24、径向磁铁26、轴承25内圈可实现旋转功能。
[0083]
可见，本实施例通过操作旋转帽21获取位置信号，可以用来调节逻辑对象参数，比如亮度、颜色、调焦等对象参数。进一步由触摸检测或按压检测来触发背光功能，比如静态(如单色单圈显示)、动态(如多圈/闪烁/追逐)效果，从而提高人机交互体验。
[0084]
通过本实施例的信号处理装置2的零部件组装，能够保证整体零部件的尺寸组合紧凑，其中，轴承25的转动机制为超百万次旋转，密封式结构，滚动摩擦系数很小，较大径向和轴向载荷，寿命长，金属零部件之间机械磨损小；并且各零部件自下而上套装，安装简便；采用的磁性位置传感器4具有高分辨率，并且由于是非接触式绝对角度位置测量，不受外部环境影响，标准数字信号输出，稳定性好；旋转帽21设计为外凸内凹有纹路，增加有益摩擦，增加操作手感；圆环磁铁22薄，轴向充磁，辐射磁场，以对金属铁材质有磁性作用。信号处理装置2的旋转功能，由动态组件完成；按键功能，由检测到径向磁铁26与磁性位置传感器4中的气隙突变实现垂直按压；触摸功能，通过信号处理装置2中的旋转帽21含有的导电硅胶，以及机械轴24、轴承25、基座28都是金属材质，结合与印刷电路板间的电容感应实现；背光
功能，由多个发光二极管灯珠通过串行级联方式组成的背光像素点阵3传输至旋转帽21的聚碳酸酯透明导光环212实现。
[0085]
如图8所示，本实施例提供一种灯光控制台1，所述灯光控制台1装设有至少一个如上所述信号处理装置2。其中，多个信号处理装置2设于一个印制电路板5上，所述信号处理装置2中基座28，旋转组件20、发光二极管灯珠组成的背光像素点阵3、传感器4与印制电路板5的具体装配示意图如图9所示。上述已经对信号处理装置2进行了详细说明，在此不再赘述。
[0086]
于本实施例中，当检测到所述信号处理装置2和所述印制电路板5之间的总感应电容值发生变化时，所述信号处理装置2处于触摸模式。
[0087]
当所述背光像素点阵3接收到处理器的颜色码时，所述背光像素点阵3将所述颜色码通过基座28的导光孔281传输至旋转帽21的导光环212，以使所述信号处理装置2处于背光模式。
[0088]
其中，上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0089]
举例来说，通过上位机操作并进入对象参数调节时，对信号处理装置2中的旋转帽21进行相应的操作，比如，需要对选定对象进行亮度、颜色、调焦等参数调节时，对旋转帽21进行旋转，确定出径向磁铁26的旋转角度，以获取位置信息，进行如亮度、颜色、调焦等参数调节；需要对选定对象做不同的选定操作时，对旋转帽21进行按压，由检测到径向磁铁26与磁性位置传感器4中的气隙突变实现，进行如对表格从行选定到列的操作；需要对选定对象进行不同的灯光显示效果操作时，通过对旋转帽21的触摸以及获取处理器预设的颜色码，将颜色码通过导光孔281传输至旋转帽21的聚碳酸酯透明导光环212实现，进行如静态的单色单圈显示，或动态的多圈、闪烁、追逐的显示效果，从而提高人机交互体验。
[0090]
此外，本实施例还提供一种信号处理方法，应用于如上所述的信号处理装置，所述信号处理方法包括：
[0091]
s1，在旋转组件处于所述第一状态时，径向磁铁底部与传感器之间呈第一间距状态，当按压所述旋转组件的垂直分力不超过轴承脱离圆环磁铁的临界力，且所述轴承与导磁垫片之间的摩擦系数大于所述轴承的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件在所述第一间距状态下水平旋转。
[0092]
也就是说，静止状态下，轴承在圆环磁铁产生磁吸力作用下(即磁吸力大于旋转帽、机械轴、径向磁铁以及轴承组件的自身重力)，轴承外圈顶部和导磁垫片充分吸合，进一步导磁垫片控制圆环磁铁磁场均匀分布，最终旋转帽、机械轴、径向磁铁、轴承在垂直方向保持静止状态，即径向磁铁与磁性位置传感器中心气隙为第一间距。进一步操作旋转帽，对旋转帽施加垂直分量向下的力不超过轴承脱离圆环磁铁的临界力，即旋转帽、机械轴、径向磁铁、轴承在垂直方向仍保持静止状态，即径向磁铁与磁性位置传感器中心气隙仍为第一间距。进一步轴承外圈和基座的第一腔体紧密贴合，以及轴承外圈顶部和导磁垫片之间的摩擦系数大于轴承滚动摩擦系数，满足轴承外圈水平限位，进一步在第一间距状态下旋转
帽、机械轴、径向磁铁、轴承内圈可实现旋转功能。
[0093]
s2，当按压所述旋转组件的垂直分力超过所述轴承脱离所述圆环磁铁的临界力时，所述旋转组件下移处于第二状态，所述径向磁铁底部与所述传感器之间呈第二间距状态；所述传感器基于所述第一间距状态到所述第二间距状态的变化感测所述旋转组件的位置信息。
[0094]
即操作旋转帽对旋转帽施加垂直分量向下的力f超过轴承脱离圆环磁铁的临界力，旋转帽、机械轴、径向磁铁、轴承垂直向下滑动直至基座底部限位停止，此时径向磁铁与磁性位置传感器中心气隙突变为第二间距(其中第二间距优选为第一间距的1/2)，进一步磁性位置传感器检测到与径向磁铁中心气隙突变实现按压检测(即按键功能)。
[0095]
s3，在所述旋转组件下移处于所述第二状态下，所述轴承与所述基座之间的摩擦系数大于所述轴承的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件在所述第而间距状态下水平旋转；当所述旋转组件未被按压时，所述旋转组件恢复至所述第一状态。
[0096]
即轴承外圈底部和基座底部限位接触，轴承间接被施加垂直方向向下的力，进一步轴承外圈底部和基座底部限位之间摩擦系数远大于轴承滚动摩擦系数，旋转帽、机械轴、径向磁铁、轴承内圈可实现旋转功能。
[0097]
综上所述，本发明的信号处理装置，具有零部件少、尺寸紧凑、寿命长、结构简单的特点；并且采用非接触式磁性位置传感器，不仅分辨率和精度高，而且稳定性也好；此外，提供旋转、按键、触摸以及背光的多功能一体式，提升人机交互体验。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0098]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种信号处理装置，其特征在于，所述信号处理装置包括：基座，所述基座内部设有相互贯通的第一腔体和第二腔体；旋转组件，所述旋转组件套设于所述基座的第一腔体，当所述旋转组件位于所述第一腔体的第一端部时处于第一状态，当所述旋转组件位于所述第一腔体的第二端部时处于第二状态；所述旋转组件在所述第一状态和所述第二状态下均可以水平旋转，在旋转时产生不同的位置信息；传感器，所述传感器设于所述基座第二腔体的端部，用于感测所述旋转组件的位置信息。2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述基座远离第二腔体的端部还包括圆环磁铁，所述旋转组件在所述圆环磁铁的作用下处于所述的第一状态或所述的第二状态。3.根据权利要求2所述的信号处理装置，其特征在于，所述旋转组件还包括机械轴、轴承和径向磁铁，所述机械轴穿过基座的圆环磁铁并套设于轴承上，所述径向磁铁连接于所述机械轴的接近于所述第二腔体的端部，所述轴承与所述圆环磁铁相互作用使所述旋转组件处于第一状态或者第二状态。4.根据权利要求3所述的信号处理装置，其特征在于，所述轴承顶部端面和所述圆环磁铁之间设有导磁垫片。5.根据权利要求3所述的信号处理装置，其特征在于，所述旋转组件还包括旋转帽，所述旋转帽设置于所述机械轴的远离所述径向磁铁的端部，并且所述旋转帽顶部的外沿凸起内部凹陷，与手指的外形相匹配，并且在与手指相接触的地方设有纹路；所述旋转帽旋转时驱动所述径向磁铁旋转。6.根据权利要求3所述的信号处理装置，其特征在于，所述传感器内置两对差分霍尔元件，用于测量所述径向磁铁产生的正弦电压信号和余弦电压信号；并基于所述正弦电压信号和所述余弦电压信号，应用反函数确定所述径向磁铁的旋转角度。7.根据权利要求3所述的信号处理装置，其特征在于，所述机械轴底部具有一限位托盘，所述限位托盘的直径小于所述轴承的的内圈直径，使得所述机械轴底部卡贴于所述轴承的底部。8.根据权利要求4所述的信号处理装置，其特征在于，在所述旋转组件处于所述第一状态时，所述径向磁铁底部与所述传感器之间呈第一间距状态，当按压所述旋转组件的垂直分力不超过所述轴承脱离所述圆环磁铁的临界力，且所述轴承与所述导磁垫片之间的摩擦系数大于所述轴承的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件在所述第一间距状态下水平旋转；当按压所述旋转组件的垂直分力超过所述轴承脱离所述圆环磁铁的临界力时，所述旋转组件下移处于所述第二状态，所述径向磁铁底部与所述传感器之间呈第二间距状态；所述传感器基于所述第一间距状态到所述第二间距状态的变化感测所述旋转组件的位置信息；在所述旋转组件下移处于所述第二状态下，所述轴承与所述基座之间的摩擦系数大于所述轴承的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件在所述第而间距状态下水平旋转；当所述旋转组件未被按压时，所述旋转组件恢复至所述第一状态。
9.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述传感器装设于印制电路板上；所述印制电路板的周边设有背光像素点阵；所述基座上设有与所述背光像素点阵对应的导光孔。10.一种灯光控制台，其特征在于，所述灯光控制台装设有至少一个如权利要求1至9的任一项的所述信号处理装置。11.一种信号处理方法，应用于权利要求3至权利要求7所述的信号处理装置，其特征在于，所述信号处理方法包括：在旋转组件处于所述第一状态时，径向磁铁底部与传感器之间呈第一间距状态，当按压所述旋转组件的垂直分力不超过轴承脱离圆环磁铁的临界力，且所述轴承与导磁垫片之间的摩擦系数大于所述轴承的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件在所述第一间距状态下水平旋转；当按压所述旋转组件的垂直分力超过所述轴承脱离所述圆环磁铁的临界力时，所述旋转组件下移处于第二状态，所述径向磁铁底部与所述传感器之间呈第二间距状态；所述传感器基于所述第一间距状态到所述第二间距状态的变化感测所述旋转组件的位置信息；在所述旋转组件下移处于所述第二状态下，所述轴承与所述基座之间的摩擦系数大于所述轴承的滚动摩擦系数时，控制所述旋转组件在所述第而间距状态下水平旋转；当所述旋转组件未被按压时，所述旋转组件恢复至所述第一状态。

技术总结
本发明提供一种信号处理装置、方法及灯光控制台，所述信号处理装置包括：基座，所述基座内部设有相互贯通的第一腔体和第二腔体；旋转组件，所述旋转组件套设于所述基座的第一腔体，当所述旋转组件位于所述第一腔体的第一端部时处于第一状态，当所述旋转组件位于所述第一腔体的第二端部时处于第二状态；所述旋转组件在所述第一状态和所述第二状态下均可以水平旋转，在旋转时产生不同的位置信息；传感器，所述传感器设于所述基座第二腔体的端部，用于感测所述旋转组件的位置信息。本发明的信号处理装置可以提供旋转、按键、触摸以及背光的多功能一体式，提升人机交互体验。提升人机交互体验。提升人机交互体验。


技术研发人员：刘建华 王惠均 江会根
受保护的技术使用者：广州彩熠灯光股份有限公司
技术研发日：2022.09.08
技术公布日：2023/8/24