一種全息立體揚(yáng)聲器制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種全息立體揚(yáng)聲器。其中包括：多個(gè)揚(yáng)聲器及支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)用于支撐多個(gè)揚(yáng)聲器，使得多個(gè)揚(yáng)聲器的等效工作面分別位于一正多面體的其中一個(gè)面上，每個(gè)揚(yáng)聲器等效工作面的中心與其對(duì)應(yīng)的面的中心重合。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的全息立體揚(yáng)聲器，在每個(gè)方向上產(chǎn)生的聲波強(qiáng)度和相位都不同，具有在單點(diǎn)位置上回放上下左右前后不同方向聲源波場(chǎng)的功能，可在一定范圍內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)波場(chǎng)的真實(shí)方向特征，兩套以上全息立體放音系統(tǒng)，可以生成更大范圍的物理聲場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)立體聲效果。全息立體音響技術(shù)是物理成像，耳外成像，可以實(shí)現(xiàn)不隨聽(tīng)音位置、姿態(tài)變化的，具有左右、高矮、縱深三維空間表現(xiàn)的立體音響效果。全息立體揚(yáng)聲器是現(xiàn)場(chǎng)物理聲場(chǎng)的再現(xiàn)技術(shù)，應(yīng)用于全息立體音響技術(shù)的最終環(huán)節(jié)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及音響
，尤其涉及一種全息立體揚(yáng)聲器。
技術(shù)介紹
音響在實(shí)現(xiàn)聲音的立體成像時(shí)，有模擬生物感覺(jué)成像和物理波場(chǎng)再現(xiàn)兩種思路。生物感覺(jué)成像方法是在人體兩耳位置模擬波場(chǎng)的差異，使大腦得出音源位置的感覺(jué)。目前技術(shù)主要通過(guò)左右音量差異來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上并未真正實(shí)現(xiàn)波場(chǎng)的再現(xiàn)。目前有一種頭戴式全息音響技術(shù)，以模擬人頭周?chē)魣?chǎng)的方式，實(shí)現(xiàn)前后左右拾音和放音，但聽(tīng)音者必須頭戴該耳機(jī)才有全息音響(全圍繞音響技術(shù))效果，容易影響聽(tīng)音者的現(xiàn)場(chǎng)感和舒適感。物理波場(chǎng)再現(xiàn)方法是在較大范圍的四維空間中再現(xiàn)聲波波場(chǎng)，聽(tīng)音者處于該四維空間中，無(wú)論姿態(tài)如何，自然就有了立體的感覺(jué)。上述兩種方法的明顯差異主要有以下三點(diǎn)：1、物理波場(chǎng)再現(xiàn)方法的實(shí)施難度較大，關(guān)鍵在于能否保持波場(chǎng)方向性；2、聽(tīng)音者的位置和姿態(tài)的局限，即音像是否隨著聽(tīng)音者的走動(dòng)而飄浮不定；3、深度和廣度的局限，即音像是否只能出現(xiàn)在一個(gè)薄片狀區(qū)域內(nèi)?，F(xiàn)有音響只具備對(duì)聲音振動(dòng)的頻率、振幅、相位等信息的撿拾和回放功能，不具備對(duì)振動(dòng)方向及波場(chǎng)形態(tài)的檢拾和回放功能。簡(jiǎn)而言之，就是丟失了波動(dòng)的方向性特征。丟失方向性特征的原因，就在于以振膜直接檢測(cè)和驅(qū)動(dòng)空氣介質(zhì)的工作方式。這種工作方式不僅丟失方向性，還存在以下缺陷：1)聲電、電聲轉(zhuǎn)換效率低目前的揚(yáng)聲器一般是單振膜結(jié)構(gòu)，振膜直接驅(qū)動(dòng)空氣介質(zhì)，相當(dāng)于揮拳擊打空氣卻使不上勁，效率當(dāng)然就低。技術(shù)上稱(chēng)其為聲阻抗不匹配。目前多以增加機(jī)械阻尼的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，例如彈波和振膜邊設(shè)置較強(qiáng)的阻尼等。然而機(jī)械阻尼會(huì)耗費(fèi)能量，損失了能量效率就會(huì)變低。2)效率與保真度的矛盾比較嚴(yán)重圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的揚(yáng)聲器聲音短路與方向性特征示意圖，如圖1所示，單振膜的正前方波前面為局部球面，球面圓心在振膜稍后位置處，揚(yáng)聲器的振膜直接驅(qū)動(dòng)空氣介質(zhì)振動(dòng)，振膜前后的聲壓是完全相反的，這導(dǎo)致空氣在振膜周?chē)鲃?dòng)而不振動(dòng)，稍微遠(yuǎn)一些，聲壓就急劇下降，效率很低，技術(shù)上稱(chēng)其為“聲音短路”。單振膜電聲轉(zhuǎn)換過(guò)程中容易出現(xiàn)效率低下和方向性丟失的問(wèn)題。現(xiàn)有技術(shù)是以封閉箱或倒向孔的方法來(lái)解決聲音短路的問(wèn)題。圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的封閉箱技術(shù)示意圖，如圖2所示，以封閉箱填吸音材料的方法可以解決聲音短路問(wèn)題，其頻率響應(yīng)與音箱容積有關(guān)，具有非均衡性。同時(shí)，振膜背面的能量被完全吸收損失，導(dǎo)致效率較低。圖3是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的倒相孔技術(shù)示意圖，如圖3所示，以音箱安裝倒相孔的方法，可以進(jìn)一步提高波長(zhǎng)為λ的聲波的發(fā)聲效率，該頻率就是峰值頻率。隨著頻率的變化，相消相加還會(huì)交替出現(xiàn)，導(dǎo)致頻響曲線跳躍不平坦，需要利用各種因素配合做平，具有相當(dāng)大的技術(shù)難度。由此可知，封閉箱損失了振膜后的能量，效率較低；倒向箱效率高，但倒向路徑的長(zhǎng)短具有較強(qiáng)的選頻特性，且在頻帶上重復(fù)跳躍，導(dǎo)致頻響變差，這就產(chǎn)生了效率與保真度的矛盾。3)丟失空間方向性，立體定位淺薄漂浮，不準(zhǔn)確不真實(shí)。振膜直接驅(qū)動(dòng)或檢測(cè)空氣介質(zhì)的振動(dòng)，還存在一個(gè)缺陷，就是轉(zhuǎn)換過(guò)程丟失了振動(dòng)的方向性。傳統(tǒng)技術(shù)中所說(shuō)的方向性是指向性，一般指的是靈敏度與聲波傳播方向之間的關(guān)系，振動(dòng)的方向蘊(yùn)含在振幅里?，F(xiàn)有技術(shù)中，任何方向形狀的來(lái)波，回放時(shí)都是振膜面垂直振動(dòng)驅(qū)動(dòng)，如圖4所示的現(xiàn)有立體放音技術(shù)示意圖，圖4中包括左放音系統(tǒng)和右放音系統(tǒng)，聲波波場(chǎng)中的波傳播一段距離，會(huì)以振膜中點(diǎn)為圓心散開(kāi)(如圖5中圓弧所示)，無(wú)法準(zhǔn)確模擬現(xiàn)場(chǎng)聲波波場(chǎng)的空間分布形態(tài)，理想的放音方向和聽(tīng)音者感覺(jué)到的方向出現(xiàn)偏差，這對(duì)實(shí)現(xiàn)立體聲場(chǎng)的回放是非常不利的，會(huì)有定位不準(zhǔn)確，遠(yuǎn)近無(wú)層次，聲像隨聽(tīng)音位置和姿態(tài)漂浮的缺陷。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中揚(yáng)聲器無(wú)法實(shí)現(xiàn)全息立體聲場(chǎng)回放的問(wèn)題，目前尚未提出比較有效的解決方案?，F(xiàn)有的全息耳機(jī)式和影院環(huán)繞音棚方法，主要也還是以生物聽(tīng)覺(jué)重構(gòu)為主導(dǎo)思路，不是物理聲場(chǎng)的重構(gòu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種全息立體揚(yáng)聲器，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中揚(yáng)聲器無(wú)法實(shí)現(xiàn)全息立體放音的問(wèn)題。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種全息立體揚(yáng)聲器，其中，包括：多個(gè)揚(yáng)聲器(例如揚(yáng)聲器振膜)及支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)用于支撐所述多個(gè)揚(yáng)聲器，使得所述多個(gè)揚(yáng)聲器的等效工作面分別位于一正多面體的其中一個(gè)面上，每個(gè)揚(yáng)聲器等效工作面的中心與其對(duì)應(yīng)的面的中心重合。優(yōu)選地，所述揚(yáng)聲器是電容型揚(yáng)聲器、電磁型揚(yáng)聲器、壓電型揚(yáng)聲器、靜電型揚(yáng)聲器。優(yōu)選地，所述多個(gè)揚(yáng)聲器的等效工作面的面積相等。優(yōu)選地，每個(gè)揚(yáng)聲器均設(shè)置有電極，每個(gè)揚(yáng)聲器上的電極作為信號(hào)輸入端口。優(yōu)選地，所述支撐結(jié)構(gòu)采用防共振材料制作。優(yōu)選地，所述支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)置有信號(hào)線孔，所述電極的信號(hào)輸入線穿過(guò)該信號(hào)線孔。優(yōu)選地，所述支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)置有兩短一長(zhǎng)的三叉方向指標(biāo)，用于指示所述全息立體揚(yáng)聲器的擺放位置。優(yōu)選地，相鄰兩個(gè)揚(yáng)聲器所對(duì)應(yīng)的面的交線處于豎直面內(nèi)。優(yōu)選地，所述支撐結(jié)構(gòu)為正多面體支撐結(jié)構(gòu)，所述正多面體支撐結(jié)構(gòu)的每個(gè)面為任意曲面或平面。優(yōu)選地，所述支撐結(jié)構(gòu)由單個(gè)揚(yáng)聲器的自體框架組合而成。本專(zhuān)利技術(shù)的全息立體揚(yáng)聲器，具有對(duì)上下左右前后不同方向的聲源的響應(yīng)，在每個(gè)方向上的強(qiáng)度和相位都不同，回放可延續(xù)記錄現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)波場(chǎng)方向，全息立體揚(yáng)聲器可以物理波場(chǎng)局部再現(xiàn)的方式，實(shí)現(xiàn)全息立體的音響效果，是全息立體音響技術(shù)的最后環(huán)節(jié)。附圖說(shuō)明此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本專(zhuān)利技術(shù)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本專(zhuān)利技術(shù)，并不構(gòu)成對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的限定。在附圖中：圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的揚(yáng)聲器聲音短路與方向性特征示意圖；圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的封閉箱技術(shù)示意圖；圖3是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的倒相孔技術(shù)示意圖；圖4是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)有立體放音技術(shù)示意圖；圖5是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的全息立體揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的全息立體揚(yáng)聲器的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的單通道系統(tǒng)實(shí)測(cè)輸出示意圖；圖8是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的全息立體揚(yáng)聲器實(shí)測(cè)輸出示意圖；圖9是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的全息立體揚(yáng)聲器的方向指標(biāo)示意圖；圖10是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的全向均衡振動(dòng)放音結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的全息立體揚(yáng)聲器和球面波第一示意圖；圖12是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的全息立體揚(yáng)聲器和球面波第二示意圖；圖13是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的全息立體揚(yáng)聲器和球面波第三示意圖；圖14是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的雙路全息立體揚(yáng)聲器的工作原理示意圖；圖15是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的全息立體動(dòng)圈式揚(yáng)聲器第一結(jié)構(gòu)示意圖；圖16是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的全息立體動(dòng)圈式揚(yáng)聲器第二結(jié)構(gòu)示意圖；圖17是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的雙路全息立體揚(yáng)聲器的劇場(chǎng)效果示意圖；圖18是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的雙路全息立體揚(yáng)聲器的后環(huán)繞影院效果示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專(zhuān)利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專(zhuān)利技術(shù)的保護(hù)范圍?；诖?，為了實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器的全息立體放音效果，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種全息立體揚(yáng)聲器，其在空間結(jié)構(gòu)上是各向均等平衡的，這是現(xiàn)有技術(shù)中揚(yáng)聲器都不具備的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，利用這個(gè)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)全息立體放音。下面對(duì)全息立體揚(yáng)聲器的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。圖5是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的全息立體揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，該全息立體揚(yáng)聲器包括：本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種全息立體揚(yáng)聲器，其特征在于，包括：多個(gè)揚(yáng)聲器及支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)用于支撐所述多個(gè)揚(yáng)聲器，使得所述多個(gè)揚(yáng)聲器的等效工作面分別位于一正多面體的其中一個(gè)面上，每個(gè)揚(yáng)聲器等效工作面的中心與其對(duì)應(yīng)的面的中心重合。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種全息立體揚(yáng)聲器，其特征在于，包括：多個(gè)揚(yáng)聲器及支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)用于支撐所述多個(gè)揚(yáng)聲器，使得所述多個(gè)揚(yáng)聲器的等效工作面分別位于一正多面體的其中一個(gè)面上，每個(gè)揚(yáng)聲器等效工作面的中心與其對(duì)應(yīng)的面的中心重合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息立體揚(yáng)聲器，其特征在于，所述揚(yáng)聲器是電容型揚(yáng)聲器、電磁型揚(yáng)聲器、壓電型揚(yáng)聲器、靜電型揚(yáng)聲器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息立體揚(yáng)聲器，其特征在于，所述多個(gè)揚(yáng)聲器的等效工作面的面積相等。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息立體揚(yáng)聲器，其特征在于，每個(gè)揚(yáng)聲器均設(shè)置有電極，每個(gè)揚(yáng)聲器上的電極作為信號(hào)輸入端口。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全息立體揚(yáng)聲器，其特征在于，所述支撐結(jié)...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳立康，陳雯箐，吳小洲，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：陳立康，陳雯箐，吳小洲，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11