CN101626533A - 扬声器系统、装置以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扬声器系统、装置以及方法。第二音源处理程序根据使用者输入参数，处理所输入的外部音源信号，并过滤出具有定位音源效果的高频音源信号。由定位喇叭单元输出此定位音源信号，由此增强环绕音效效果。

Description

扬声器系统、装置以及方法

技术领域

本发明关于一种扬声器系统、装置以及方法，特别是关于一种分别在左右声道各增加输出定位音源信号的定位喇叭单元的扬声器系统、装置以及方法，以加强环绕音场效果。

背景技术

现今便携式产品由于空间限制，仅能设置2或3个喇叭单元，以配合立体音源的媒体数据进行播放。但随时代进步，多数媒体数据都提供5.1的环绕音效，此时产品需借助信号处理器运算，将原本的多声道音源转换成立体音源，并配合所调整的频率、相位数据，使聆听者能感受到环绕音效。不过，受限于产品体积，使得左右声道喇叭单元过于接近，造成模拟出的音效效果不甚理想。

现有的环绕音效方法为改变音源信号，如杜比虚拟扬声器(Dolby VirtualSpeaker)技术、扬声器阵列(Speaker Array)技术，通过少数且位于聆听者同一方向角度内的喇叭单元，以软件计算使聆听者听到模拟的环绕音效。然而，现有技术所模拟出音场的效果有限，且当扬声器装置所处的环境与反射物位置，或两声道间喇叭单元的相对位置改变时，使用者或制造者无法配合扬声器装置当时所处的情况，或二喇叭单元的相对位置作设定。

因此有必要提供一种扬声器系统、装置以及方法，以解决上述问题。

发明内容

鉴于上述需求，本发明的目的在于提供一种扬声器系统、装置以及方法，利用分别在左右声道各增加输出定位音源的定位喇叭单元，由此改善并增强环绕音效的效果。

在一方面，提供一种扬声器系统，包含音频编/解码器，接收外部音源信号，并执行第一音源处理程序且经过编/解码处理后而输出第一信号与第二信号，以及执行第二音源处理程序并编/解码处理后以输出第三信号以及第四信号；第一主音效喇叭单元以及第二主音效喇叭单元，第一主音效喇叭单元用以接收第一信号且第二主音效喇叭单元用以接收第二信号；以及第一定位喇叭单元以及第二定位喇叭单元，第一定位喇叭单元用以接收第三信号且第二定位喇叭单元用以接收第四信号；其中音频编/解码器根据输入参数执行第二音源处理程序，以处理所输入的外部音源信号。

在另一方面，本发明提供一种扬声器装置，包含至少一个主音效喇叭单元，用以接收第一音源信号；至少一个主音效喇叭单元，用以接收第二音源信号；以及音箱，具有第一表面以及第二表面，第一表面用以设置至少一个主音效喇叭单元，以及第二表面用以设置该至少一个定位喇叭单元；其中第一表面的法线与第二表面的法线间具有夹角。

在另一方面，本发明提供一种扬声器方法，包含：输入外部音源信号；输入参数；执行第一音源处理程序以处理外部音源信号，以产生第一信号以及第二信号；根据参数执行第二音源处理程序，以处理外部音源信号，产生第三信号以及第四信号；以及以主音效喇叭单元分别输出第一信号以及第二信号，并且以定位喇叭单元分别输出第三信号以及第四信号。

为使本发明的目的与特征更为明显，以下配合附图详细说明实施例。

附图说明

图1显示根据本发明以笔记本电脑为实施例的系统方块图；

图2显示根据本发明实施例设置主音效喇叭单元与定位喇叭单元的笔记本电脑结构图；

图3显示一种根据本发明实施例的扬声器装置图；以及

图4显示一种根据本发明的扬声器方法流程图。

主要元件符号说明

10     笔记本电脑

20     中央处理单元

100    扬声器系统

102    音频编/解码器

110    第一功率放大器

112    第二功率放大器

114    第三功率放大器

116        第四功率放大器

120        第一主音效喇叭单元

122        第二主音效喇叭单元

132        第一定位喇叭单元

134        第二定位喇叭单元

202、204   反射物

220        第一主音效喇叭单元

222        第二主音效喇叭单元

232        第一定位喇叭单元

234        第二定位喇叭单元

270        第一表面

272        第二表面

282        第四表面

300        扬声器装置

302        电视

304        音箱

320        主音效喇叭单元

332        定位喇叭单元

370        第一表面

372        第二表面

3aa、3xx   法线

具体实施方式

本发明公开一种扬声器系统、装置以及方法。本构想分别在左右声道各增加输出具定位音场的高频音源信号的定位喇叭单元，以加强环绕音效的效果。为使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图1至图4。

参照图1，是本发明以笔记本电脑为实施例的系统方块图。在此实施例中，笔记本电脑10包含中央处理单元20以及扬声器系统100，使用者将使用储存介质，如CD、DVD、随身碟或任何数据记录介质。笔记本电脑10读取储存媒体的数据，并传送至中央处理单元20(未图示)。中央处理单元20处理所接收的数据，以产生外部音源信号，并传送至扬声器系统100。需说明的是，本实施例的笔记本电脑10可为电视、电脑或任何具有音效输出装置的多媒体装置。

扬声器系统100传送外部音源信号至音频编/解码器102，并执行第一音源信号处理程序与第二音源信号处理程序，以分别对外部音源信号进行处理。首先，外部音源信号经过第一音源处理程序(如杜比(Dolby)音效处理程序)计算并模拟出具环绕音效的信号，且此信号经过编/解码处理后而输出为第一信号以及第二信号。其中，第一信号以及第二信号分别为左声道以及右声道的音源信号。需说明的是，第一音源信号处理程序是任何模拟环绕音效的程序。分别传送第一信号及第二信号至各别电连接于音频编/解码器102与第一主音效喇叭单元120之间，以及第二主音效喇叭单元122之间的第一功率放大器110及第二功率放大器112以放大信号，并分别由第一主音效喇叭单元120、第二主音效喇叭单元122输出。

随后，音频编/解码器102根据使用者输入的参数，执行第二音源信号处理程序以处理所接收的外部音源信号。并且第二音源处理程序将大于预定频率的处理过的外部音源信号滤出，即将外部音源信号的高频信号滤出，分别输出为第三信号及第四信号。其中，第三信号以及第四信号是分别为左声道以及右声道的定位音源信号。接着，传送第三信号以及第四信号至各别电连接于音频编/解码器102与第一定位喇叭单元132及第二定位喇叭单元134之间的第三功率放大器114以及第四功率放大器116，并分别由第一定位喇叭单元132以及第二定位喇叭单元134输出。由于高频音源较低频音源更具有方向性，因此，通过增加第一定位喇叭单元132以及第二定位喇叭单元134输出高频音源信号，可增强环绕音效的效果。

在此实施例中，参照图2，是根据本发明设置主音效喇叭单元220、222与定位喇叭单元232、234的笔记本电脑10结构图。本发明的第一主音效喇叭单元220、第二主音效喇叭单元222输出主要的外部音源信号，让使用者聆听完整的声音，另外，提供具有定位音效声道的第一定位喇叭单元232、第二定位喇叭单元234。其中，第一定位喇叭单元232、第二定位喇叭单元234输出具定位音效的高频音源信号，其经由直射、绕射、折射或反射方式，让使用者聆听后，可感受环绕音效的效果。

第一主音效喇叭单元220与第一定位喇叭单元232，以及第二主音效喇叭单元222与第二定位喇叭单元234分别设置于音箱中(未图示)。其中，输入第二音源信号处理程序的参数，是在音箱中设置第一主音效喇叭单元220的第一表面270的法线与设置第一定位喇叭单元232的第二表面272的法线，或设置第二主音效喇叭单元222的第一表面270的法线与设置第二定位喇叭单元234的第四表面282的法线间的夹角θ。在此实施例中，夹角θ＝90度。需说明的是，此夹角θ可为0度至359度的任一角度。此外，在此实施例中，第一主音效喇叭单元220与第二主音效喇叭单元222是设置在同一表面(第一表面270)，需说明的是，第一主音效喇叭单元220与第二主音效喇叭单元222也可分别设置于不同的两个表面。

在另一实施例中，参数是第一主音效喇叭单元220与第二主音效喇叭单元222之间的距离d1或第一定位喇叭单元232与第二定位喇叭单元234之间的距离d2，如图2所示。

在另一实施例中，举例来说，参数是第二定位喇叭单元234与反射物202之间声音反射距离r，如图2所示。需说明的是，参数也可为第一定位喇叭单元232与反射物202之间的声音反射距离。

在另一实施例中，参照图2，与上述实施例不同之处为，第二音源处理程序用以延迟外部音源信号预定时间，并分别输出为第三信号及第四信号。使得输出的第三信号与第四信号较第一信号与第二信号相差预定时间，由此产生环绕的音效效果。需说明的是，第二音源处理程序也可对外部音源信号作相位位移的处理。

在一实施例中，图3是显示根据本发明实施例的扬声器装置300图。扬声器装置300包含音箱304，具有第一表面370以及第二表面372。主音效喇叭单元320以及定位喇叭单元332分别设置于第一表面370以及第二表面372。其中，第一表面370的法线3xx以及第二表面372的法线3aa间具有夹角θ。电视302分别产生第一音源信号(即包含高频至低频的全频率音源信号)，以及第二音源信号(即过滤掉外部音源信号低频部分，且具有定位效果的高频音源信号)至扬声器装置300，并由主音效喇叭单元320输出第一音源信号，以及由定位喇叭单元332输出第二音源信号。需说明的是，此实施例包含至少一个主音效喇叭单元320以及至少一个定位喇叭单元332，本领域的技术人员也可理解，本扬声器装置300也包含一个以上的主音效喇叭单元以及一个以上的定位喇叭单元。

在此实施例中，使用者同时聆听由主音效喇叭单元320输出的完整声音，且聆听由定位喇叭单元332输出具有定位音效的高频音源信号，其经由直射、绕射、折射或反射方式产生的环绕音效，由此让使用者感受环绕音效的效果。需说明的是，扬声器装置300不作任何的音效处理动作，如延迟预定时间、过滤出预定频率的信号，音效处理完全由电视302中的音效编/解码器处理(未图示)。

在另一实施例中，图4是本发明的优选实施例的扬声器方法流程图400。扬声器方法步骤如下：首先，输入包含全频率音源信号的外部音源信号S410。需说明的是，此外部音源信号可为储存于记录介质，如CD、DVD、随身碟或任何数据记录介质的数据所读取出的音源信号，或接收自多媒体装置，如电视的外部音源信号，或由电脑处理输入数据所产生。接着，输入参数至第二音源处理程序S420。此参数是设置在同一音箱中的主音效喇叭单元与定位喇叭单元的两个表面法线间的夹角、两个主音效喇叭单元之间或两个定位喇叭单元之间的距离，或定位喇叭单元与反射物之间的声音反射距离。

第一音源处理程序(如杜比(Dolby)音效处理程序)对所接收的外部音源信号计算并模拟出具环绕音效的第一信号以及第二信号S430。其中，第一音源处理程序如杜比(Dolby)音效处理程序。需说明的是，第一音源信号处理程序是任何模拟环绕音效之程序。接着，第二音源处理程序根据使用者输入的参数，并计算外部音源信号强度、频率、相位等参数混合出新的定位音源信号S440，并将大于预定频率的音源信号过滤出，而输出为第三信号以及第四信号。此第三信号与第四信号即为具定位效果的高频信号。

最后，两个主音效喇叭单元分别输出第一信号以及第二信号S450。另外，由于高频音源较低频音源更具有方向性，因此，二定位喇叭单元输出的第三信号以及第四信号S460，即定位音源信号，再经由直射、绕射、折射或反射方式而产生环绕音效，由此让使用者感受环绕音效的效果。

在另一实施例中，与上一实施例不同之处在于步骤S440，延迟外部音源信号预定时间，分别输出为第三信号及第四信号。使得输出的第三信号与第四信号较第一信号与第二信号相差预定时间，由此产生环绕的音效效果。需说明的是，第二音源处理程序也可对外部音源信号作相位位移处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用以限定本发明的权利要求范围；凡其它未脱离本发明所公开的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种扬声器系统，包含：

音频编/解码器，接收外部音源信号，并执行第一音源处理程序且经过编/解码处理后输出第一信号与第二信号，以及执行第二音源处理程序并在编/解码处理后输出第三信号以及第四信号；

第一主音效喇叭单元以及第二主音效喇叭单元，该第一主音效喇叭单元用以接收该第一信号而该第二主音效喇叭单元用以接收该第二信号；以及

第一定位喇叭单元以及第二定位喇叭单元，该第一定位喇叭单元用以接收该第三信号而该第二定位喇叭单元用以接收该第四信号；

其中该音频编/解码器根据输入参数执行该第二音源处理程序，以处理所输入的该外部音源信号。

2.如权利要求1所述的系统，其中该第一音源处理程序是杜比(Dolby)音效处理程序。

3.如权利要求1所述的系统，其中该输入参数是在音箱中设置该第一主音效喇叭单元的第一表面的法线与设置该第一定位喇叭单元的第二表面的法线，或设置该第二主音效喇叭单元的第三表面的法线与设置该第二定位喇叭单元的第四表面的法线间的夹角。

4.如权利要求1所述的系统，其中该输入参数是该第一主音效喇叭单元与该第二主音效喇叭单元之间的距离或该第一定位喇叭单元与该第二定位喇叭单元之间的距离。

5.如权利要求1所述的系统，其中该输入参数是该第一定位喇叭单元与反射物之间的声音反射距离，或该第二定位喇叭单元与反射物之间的声音反射距离。

6.如权利要求1所述的系统，其中该第二音源处理程序是用以过滤该外部音源信号，将该外部音源信号中大于预定频率的外部音源信号滤出的程序。

7.如权利要求1所述的系统，其中该第二音源处理程序是用以将该外部音源信号延迟预定时间的程序。

8.如权利要求1所述的系统，还包括第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器以及第四功率放大器，其中该第一功率放大器与该第二功率放大器分别电连接在该音频编/解码器与该第一主音效喇叭单元与第二主音效喇叭单元之间，并且该第三功率放大器以及该第四功率放大器分别电连接在该音频编/解码器与该第一定位喇叭单元与第二定位喇叭单元之间。

9.如权利要求1所述的系统，还包含中央处理单元用以接收输入数据以产生该外部音源信号。

10.一种扬声器装置，包含

至少一个主音效喇叭单元，用以接收第一音源信号；

至少一个定位喇叭单元，用以接收第二音源信号；以及

音箱，具有一第一表面以及一第二表面，该第一表面用以设置该至少一个主音效喇叭单元，以及该第二表面用以设置该至少一个定位喇叭单元；

其中该第一表面的法线与该第二表面的法线间具有夹角。

11.一种扬声器方法，包含：

输入外部音源信号；

输入参数；

执行第一音源处理程序以处理该外部音源信号，而产生第一信号以及第二信号；

根据该参数执行第二音源处理程序，以处理该外部音源信号，而产生第三信号以及一第四信号；以及

以两个主音效喇叭单元分别输出该第一信号以及该第二信号，并且以两个定位喇叭单元分别输出该第三信号以及该第四信号。

12.如权利要求11所述的方法，其中该参数是在音箱中的该主音效喇叭单元与该定位喇叭单元的两个表面法线间的夹角。

13.如权利要求11所述的方法，其中该参数是该两个主音效喇叭单元之间或该两个定位喇叭单元间的距离。

14.如权利要求11所述的方法，其中该参数是该定位喇叭单元与反射物之间的声音反射距离。

15.如权利要求11所述的方法，其中该第二音源处理程序是用来过滤该外部音源信号，将大于预定频率的该外部音源信号滤出的程序。