发明内容
本发明的目的在于提供一种发声方法及发声装置,使得终端通过柔性显示屏即可实现发声,从而为省去扬声器这个器件,提供了一种可行性。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种发声方法,包含以下步骤:
获取待播放音频的振幅与频率;
根据待播放音频的振幅与频率,获取用于驱动柔性显示屏发声部分颤动的电压变化信号;
将获取的所述电压变化信号输出给所述柔性显示屏发声部分。
本发明的实施方式还提供了一种发声装置,包含:数据获取模块、存储模块、柔性显示屏控制模块及柔性显示屏;
所述数据获取模块用于与所述存储模块进行数据交互获得待播放音频的振幅与频率,并将所述待播放音频的振幅与频率传送给所述柔性显示屏控制模块;
所述柔性显示屏控制模块根据所述待播放音频的振幅与频率,获取用于驱动柔性显示屏的发声部分颤动的电压变化信号,并将所述电压变化信号传送给所述柔性显示屏的发声部分。
本发明实施方式相对于现有技术而言,提供了一种创新性的发声方式,即利用柔性显示屏进行发声,从而为省去扬声器这个器件,提供了一种可行性。由于柔性显示屏本身就具有可弯曲、柔韧性佳的特性,能够达到震颤的基本条件,首先保证了利用柔性显示屏进行发声的可能。在本发明的实施方式中,通过获取待播放音频的振幅与频率,并根据获取的振幅与频率得到用于驱动柔性显示屏发声部分颤动的电压变化信号,从而通过电压变化信号对柔性显示屏发声部分的控制,实现柔性显示屏的发声功能。
进一步地,在将获取的所述电压变化信号输出给柔性显示屏发声部分的步骤之后,还包含以下步骤:
如果接收到调整音量的指令,则按预设的步长增大或减少所述待播放音频的振幅。从而使得用户可以根据自身的实际情况,调整声音的大小。
进一步地,在将获取的所述电压变化信号输出给所述柔性显示屏发声部分的步骤中,
将获取的所述电压变化信号输出给至少两个相对设置的柔性显示屏的震颤部分所包含的致动器,其中,每个所述柔性显示屏的震颤部分为与音腔对应的柔性显示屏部分。将获取的所述电压变化信号输出给至少两个相对设置的柔性显示屏的震颤部分所包含致动器,使得相对设置的柔性显示屏同时发声,从而可以形成立体声的效果。
进一步地,在将获取的所述电压变化信号输出给所述柔性显示屏发声部分的步骤中,将所述电压变化信号输出给终端上除主屏外的其他面的柔性显示屏;所述主屏为位于所述终端的正面的柔性显示屏。将终端上每个面的柔性显示屏进行分工,使得发声的柔性显示屏与显示的柔性显示屏是两个不同的屏,以免影响到用户的观看感受。
进一步地,所述其它面的柔性显示屏在获取所述电压变化信号之前,显示辅助信息;在获取所述电压变化信号之后,则切换成发声模式。从而提高了用于发声的柔性显示屏的利用率。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的一种发声方法的流程图;
图2是根据本发明第一实施方式的一种发声方法的结构示意图;
图3至图5是根据本发明第一实施方式中柔性显示屏的3个相邻显示单元的截面图;
图6至图8是根据本发明第一实施方式中柔性显示屏的部分显示单元的截面图;
图9是根据本发明第一实施方式中柔性显示屏的震颤示意图;
图10是根据本发明第一实施方式中柔性显示屏的平面结构示意图;
图11至图13是根据本发明第一实施方式的利用柔性显示屏发声的移动终端的结构示意图;
图14是根据本发明第一实施方式中柔性显示屏的变形原理的截面图;
图15是根据本发明第二实施方式的一种发声方法的结构示意图;
图16是根据本发明第三实施方式的一种发声装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种发声方法,其具体流程如图1所示。
在步骤101中,移动终端获取待播放音频的振幅与频率。
具体地说,如图2所示,移动终端(如手机)包括电源管理芯片、基带控制芯片、存储芯片、柔性显示屏控制芯片及柔性显示屏;电源管理芯片负责整个移动终端的供电,基带控制芯片先将待播放音频以音符为单位进行分解,一方面根据预先存储在存储芯片中的音符与频率的对应关系(如表一所示)获取每一个音符对应的频率,另一方面从存储芯片中获取每一个音符预设的振幅,在本实施方案中,每一个音符预设的振幅可以为0.3mm。基带控制芯片获取每一个音符的频率与振幅后,将其发送给柔性显示屏控制芯片。值得一提的是,由于基带控制芯片与柔性显示屏控制芯片之间传输的数据量较大,在本实施方案中,两者之间采用移动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface,“MIPI”)进行传输控制。相对于一般的接口而言,MIPI具有低功耗、高数据传输率及更小的PCB占位空间等优点,更适合手机、智能平板等移动终端的连接。
表一:
音符 |
频率 |
半周期(ms) |
低Do |
131 |
3.82 |
低Re |
147 |
3.4 |
低Mi |
165 |
3.03 |
低Fa |
175 |
2.86 |
低So |
196 |
2.55 |
低La |
220 |
2.27 |
低Si |
247 |
2.02 |
中Do |
262 |
1.91 |
中Re |
294 |
1.7 |
中Mi |
330 |
1.52 |
中Fa |
349 |
1.43 |
中So |
392 |
1.28 |
中La |
440 |
1.14 |
中Si |
494 |
1.01 |
高Do |
262 |
0.96 |
高Re |
294 |
0.85 |
高Mi |
330 |
0.76 |
高Fa |
349 |
0.71 |
高So |
392 |
0.64 |
高La |
440 |
0.57 |
高Si |
494 |
0.51 |
在步骤102中,移动终端根据待播放音频的振幅与频率,获取用于驱动柔性显示屏的发声部分颤动的电压变化信号。即柔性显示屏控制芯片将频率和振幅等信号编码成柔性显示屏发声部分包含的各显示单元的致动器上的电压变化信号。下面对柔性显示屏通过致动器实现的发声原理,进行具体说明。
柔性显示屏由若干个显示单元组成,其中,如图3至图5所示,第n-1个显示单元、第n个显示单元及第n+1显示单元为三个相邻的显示单元,第n-1个显示单元及第n+1个显示单元上均设有支撑物1,第n个显示单元上即两个支撑物1之间设有致动器,该致动器包括对电压敏感的电活性聚合物层2,以及分别设置在电活性聚合物层2的上表面和下表面上的上电极层3和下电极层4。当电压变化信号被施加至上电极层3和下电极层4时,电活性聚合物层2的截面面积改变(如图4中的电活性聚合物层2的厚度增加、图5中的电活性聚合物层2的厚度减小)。电活性聚合物层2的截面面积发生的变化会引起此电活性聚合物层2周围的显示单元的曲率发生变化。
如图6(柔性显示屏结构的一个截断面)所示,为柔性显示屏的初始状态,柔性显示屏的各显示单元的致动器的上电极层3和下电极层4均没有电压变化信号,柔性显示屏处于平整状态。而在图7(柔性显示屏结构的一个截断面)中,上电极层3a与对应的下电极层4a的电压变化信号均为+1v,两电极之间的电活性聚合物层2a因为两电极的作用使得厚度增大;上电极层3c与对应的下电极层4c的电压变化信号也为+1v,两电极之间的电活性聚合物层2c与电活性聚合物层2a增大相同的厚度;上电极层3b与对应的下电极层4b的电压变化信号均为+1.5v,两电极之间的电活性聚合物层2b的厚度增大,且增大的厚度大于电活性聚合物层2a增大的厚度,从而使得柔性显示屏的局部达到凸起的效果。类似地,如图8(柔性显示屏结构的一个截断面)所示,上电极层3a的电压变化信号为-1v,与其对应的下电极层4a的电压变化信号为+1v,两电极之间的电活性聚合物层因为两电极的作用使得厚度减小;上电极层3c的电压变化信号为-1v,与其对应的下电极层4c的电压变化信号为+1v,两电极之间的电活性聚合物层2c与电活性聚合物层2a减小相同的厚度;上电极层3b的电压变化信号为-1.5v,下电极层4b的电压变化信号为+1.5v,两电极之间的电活性聚合物层2b的厚度减小,且减小的厚度大于电活性聚合物层2a减小的厚度,从而使得柔性显示屏的局部达到凹下的效果。因此,通过对柔性显示屏的显示单元上的致动器的控制,可以形成柔性显示屏的震颤(如图9所示)。而根据发声的原理可知,当柔性显示屏以一定的频率和振幅进行震颤时,即可发出该频率和振幅所对应的声音。
因此,在本步骤中,柔性显示屏控制芯片首先需要根据每一个音符所对应的振幅和频率,得到每一个音符所对应的柔性显示屏的振动频率和最大振动幅值。其中,针对每一个音符,柔性显示屏的振动频率即为基带控制芯片根据表一所获得该音符所对应的频率,最大振动幅值,即柔性显示屏的中心显示单元(如图10中的第m个显示单元)所要达到的振幅,为基带控制芯片从存储芯片中获取的预设的振幅。
然后,柔性显示屏控制芯片根据音符所对应的柔性显示屏的振动频率和最大振动幅值,以及柔性显示屏上每个显示单元的所处位置,得到各显示单元的致动器的上电极和下电极的电极强度(即音符所对应的电压变化信号)。接着,柔性显示屏控制芯片根据各音符在所述待播放音频中的位置关系,得到柔性显示屏的发声部分包含的各显示单元的致动器上电压变化信号的时序。
在步骤103中,移动终端将获取的电压变化信号输出给柔性显示屏的发声部分,其中,柔性显示屏的发声部分为与音腔对应的柔性显示屏部分。如图11所示,该移动终端包括:侧面的柔性显示屏5、音腔6、电池7、主板8及机壳9。其中,侧面的柔性显示屏5的发声部分即为与音腔6对应的柔性显示屏部分。如图12所示,在该移动终端中,正面10、侧面11、及侧面12都设有柔性显示屏,正面10的柔性显示屏作为移动终端的主屏,侧面11的柔性显示屏也可作为显示区域,侧面12的柔性显示屏即为图11中的柔性显示屏5,其作为该移动终端的发声区域,该侧面12的柔性显示屏在获取电压变化信号之前,显示辅助信息,如生日提醒、会议提醒、天气预报等;在获取电压变化信号之后,则切换成振动模式,即发声模式。如图13所示,若该移动终端的其它三个面,即侧面13、14及背面15也可都设有柔性显示屏,由于背面15的面积较大,可振颤的范围较广,发声效果要优于侧面的柔性显示屏,因此,在另一种实际应用中,也可以优先选择背面15的柔性显示屏作为发声区域。
值得一提的是,本实施方式中,音腔6的体积设置与柔性显示屏的发声部分即振颤部分的振颤面积有关,在本实施方案中,音腔6的体积最小为在振颤面积的基础上乘以5后得到体积,如振颤面积为30mm*30mm,则音腔6的体积最小不得低于30mm*30mm*5mm,值得注意是的,这里并不是将音腔6的最小高度限制为5mm,如将音腔6的高设为2.5mm,即音腔6的体积为30mm*60mm*2.5mm。另外,本实施方案中,音腔6的形状优先选择长方形或圆形。
下面针对移动终端如何将获取的电压变化信号输出给柔性显示屏的发声部分进行具体说明。
在本步骤中,柔性显示屏控制芯片按柔性显示屏的发声部分包含的各显示单元的致动器上电压变化信号的时序,向柔性显示屏的发声部分包含的各显示单元的致动器输出各音符所对应的电压变化信号,使得柔性显示屏发生因变形而产生震颤,从而实现发声。下面对柔性显示屏的变形原理进行说明。
如图14(柔性显示屏结构的一个截断面)所示,变形边缘的第m-n个显示单元的下电极层4上的电压变化信号为+X v,上电极层3上的电压变化信号为-X v,两电极层之间的电活性聚合物层2因为两电极层的作用使得厚度减小或者增大;第m-n+2个显示单元的下电极层4上的电压变化信号为+X*(1+Y%)v,上电极层3上的电压变化信号为-X*(1+Y%)v,两者之间的电活性聚合物层2因为两电极层的作用使得厚度减小或者加大;第m-n+4个显示单元的下电极层4上的电压变化信号为+X*(1+Y%)*(1+Z%)v,上电极层3上的电压变化信号为-X*(1+Y%)*(1+Z%)v,两者之间的电活性聚合物层2因为两电极层的作用使得厚度减小或者加大;以此类推,直到最高的中心显示单元m(如图10所示,图10是柔性显示屏的平面结构),都相对前面的显示单元的电压变化信号发生变化,这样就形成了每个显示单元的变形参数,从而得到变形的形状,而以一定频率发生变形时,即是形成了柔性显示屏的震颤。其中,x,y,z为增量参数,与当前待输出音符的振幅有关,类似于喇叭振膜的形状与声音振幅的关系,由于喇叭振膜的形状与声音振幅的关系已是公知常识,本实施方式不再赘述。
另外,需要说明的是,柔性显示屏上会有透明的经纬线连接致动器,从而将电压变化的信号传输给相应的致动器。具体地说,每个致动器有其对应的坐标点,柔性显示屏控制芯片通过每个致动器坐标点识别该致动器,从而将对应的电变化信号传输给相应的致动器。
在步骤104中,移动终端的基带控制芯片在柔性显示屏控制芯片将获取的电压变化信号输出给柔性显示屏的发声部分后,如果接收到调整音量的指令,则进入步骤105,在步骤105中,基带控制芯片按预设的步长增大或减少待播放音频的振幅,如将预设的步长设为10%,当每次移动终端收到调小或调大音量的指令时,就会将振幅减小或增大10%。当移动终端按照调整音量的指令完成振幅的调整后,则返回步骤101,在步骤101中,移动终端获取的待播放音频的振幅即为调整后的振幅。
本发明第二实施方式涉及一种发声方法。第二实施方式与第一实施方式大致相同,主要区别之处在于:在第一实施方式中,柔性显示屏控制芯片将获取的电压变化信号输出给一个柔性显示屏的发声部分所包含的致动器;而在本发明第二实施方式中,柔性显示屏控制芯片将获取的电压变化信号输出给至少两个相对设置的柔性显示屏的发声部分所包含的致动器,其中,每个柔性显示屏的发声部分为与音腔对应的柔性显示屏部分。
如图15所示,该移动终端设有两个音腔6a与6b,将侧面16与17的柔性显示屏作为该移动终端的发声区域,其中,侧面16的柔性显示屏的发声部分即为音腔6a对应的柔性显示屏部分,侧面17的柔性显示屏的发声部分即为音腔6b对应的柔性显示屏部分。将电压变化信号同时输送给侧面16与17的柔性显示屏,使得两个相对设置的柔性显示屏同时发声,从而形成立体声的效果。
本发明第三实施方式涉及一种发声装置,如图16所示,该发声装置包括:数据获取模块、存储模块、柔性显示屏控制模块及柔性显示屏;
所述数据获取模块用于与所述存储模块进行数据交互获得待播放音频的振幅与频率,并将所述待播放音频的振幅与频率传送给所述柔性显示屏控制模块;
所述柔性显示屏控制模块根据所述待播放音频的振幅与频率,获取用于驱动柔性显示屏的发声部分颤动的电压变化信号,并将所述电压变化信号传送给所述柔性显示屏的发声部分。
具体地说,数据获取模块先将待播放的音频以音符为单位进行分解,并根据预先存储在存储模块中的音符与频率的对应关系(如表一所示)获取每一个音符对应的频率;同时,数据获取模块从存储模块中获取每一个音符预设的振幅,在本实施方案中,每一个音符预设的振幅可以为0.3mm。数据获取模块得到每一个音符的频率与振幅后,将其发送给柔性显示屏控制模块。
柔性显示屏控制模块接收每一个音符的频率与振幅后,对其进行编码,得到每个音符所对应的电压变化信号,同时,柔性显示屏控制芯片根据各音符在待播放音频中的位置关系,还可以得到柔性显示屏的发声部分包含的各显示单元的致动器上电压变化信号的时序。柔性显示屏控制芯片正是按照柔性显示屏的发声部分包含的各显示单元的致动器上电压变化信号的时序,向柔性显示屏的发声部分包含的各显示单元的致动器输出各音符所对应的电压变化信号,其中柔性显示屏的发声部分即为音腔对应的柔性显示屏部分。
值得注意的是,数据获取模块在柔性显示屏控制模块将电压变化信号传送给柔性显示屏的发声部分后,如果接收到调整音量的指令,则按预设的步长增大或减少待播放音频的振幅,并将调整后的振幅重新传送给柔性显示屏控制模块。
在实际应用中,当发声装置的多个面都设有柔性显示屏时,可将正面的柔性显示屏作为发声装置的主屏,不接受柔性显示屏控制模块输出的电压变化信号,选择设于侧面或背面的柔性显示屏作为该发声装置的发声区域,该发声区域在获取电压变化信号之前,显示辅助信息,如生日提醒、会议提醒、天气预报等;在获取电压变化信号之后,则切换成振动模式,即发声模式。
需要说明的是,当发声装置的多个面都设有柔性显示屏时,柔性显示屏控制模块也可将获取的电压变化信号输出给至少两个相对设置的柔性显示屏的发声部分,其中,每个所述柔性显示屏的发声部分为与音腔对应的柔性显示屏部分。即同时设置多个对称分布的发声区域,各发声区域可同时接收柔性显示屏控制模块输出的电压变化信号并同时发声,从而可以形成立体声的效果。
不难发现,本实施方式为与第一实施方式或第二实施方式相对应的系统实施例,本实施方式可与第一实施方式或第二实施方式互相配合实施。第一实施方式或第二实施中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式或第二实施方式中。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。