CN115412809A - 声音输出装置及投影仪 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种声音输出装置及投影仪。声音输出装置包括音频处理模块及至少一第一声音输出模块。音频处理模块用于接收初始音频信号，并对初始音频信号执行分频处理及调制处理，以输出第一音频信号。第一声音输出模块包括基板及若干第一扬声器，若干第一扬声器成阵列设置于基板上。若干第一扬声器为超高频扬声器。若干第一扬声器根据第一音频信号发射超声波。上述设计通过对初始音频信号进行分频处理及调制处理，以将初始音频信号转化为第一音频信号输出至第一声音输出模块，且第一声音输出模块包括若干成阵列设置的超高频的第一扬声器，第一扬声器根据第一音频信号发射超声波，形成空间立体声场，增强音频播放效果。

Description

声音输出装置及投影仪

技术领域

本公开涉及音频播放技术领域，尤其包括一种声音输出装置以及包括声音输出装置的投影仪。

背景技术

目前的投影仪体积较小，且内置音箱一般与光机等部件集成在一个壳体内，使得内置音箱内的多个喇叭形成一个复合的点声源。然而点声源声场对于立体声环绕音乐、杜比(Dolby)5.1(包括Atmos全景声)/数字化影院系统(Digital Theater System，DTS)的面声场和顶部空间立体声场就完全表现不出来，声音播放效果较差。

发明内容

本公开涉及一种声音输出装置和投影仪，可以实现空间立体声场，加强声音播放效果。

第一方面，本公开涉及一种声音输出装置，包括音频处理模块及至少一第一声音输出模块。音频处理模块用于接收初始音频信号，并对初始音频信号执行分频处理及调制处理，以输出第一音频信号。第一声音输出模块包括基板及若干第一扬声器，若干第一扬声器成阵列设置于基板上。若干第一扬声器为超高频扬声器。若干第一扬声器根据第一音频信号发射超声波。上述设计通过对初始音频信号进行分频处理及调制处理，以将初始音频信号转化为第一音频信号输出至第一声音输出模块，且第一声音输出模块包括若干成阵列设置的超高频的第一扬声器，第一扬声器根据第一音频信号发射超声波，形成空间立体声场，增强音频播放效果。

根据本申请的一些实施方式，音频处理模块包括分频单元、调制单元及第一功率放大器。分频单元用于接收初始音频信号进行分频处理，以输出第一目标音频信号及第二目标音频信号。调制单元用于根据第一目标音频信号生成调制波。第一功率放大器用于放大调制波，以输出第一音频信号。上述设计通过分频单元、调制单元及第一功率放大器，实现从初始音频信号中转化出超高频信号。

根据本申请的一些实施方式，第一功率放大器为数字功率放大器，且音频处理模块还包括滤波单元，滤波单元用于对第一功率放大器输出的信号进行滤波处理，以输出第一音频信号至第一扬声器。上述设计通过调制单元采用脉冲宽度调制方式由第一目标音频信号作为调制信号对超高频方波脉冲信号进行脉宽调制，以生成波长更短、指向性更强的第一音频信号。

根据本申请的一些实施方式，音频处理模块还包括超高频信号发生单元，超高频信号发生单元用于提供载波，调制单元根据载波及第一目标音频信号生成调制波。上述设计通过调制单元采用幅度调制方式对第一目标音频信号进行调制，以生成波长更短、指向性更强的第一音频信号。

根据本申请的一些实施方式，声音输出装置还包括第二声音输出模块，第二声音输出模块包括至少一第二扬声器，且第二扬声器为全频扬声器或中低频扬声器。音频处理模块还包括第二功率放大器，第二功率放大器用于放大第二目标音频信号，以输出第二音频信号。第二扬声器根据第二音频信号发射中低频声波。上述设计通过在声音输出装置中设置第二声音输出模块，以输出中低频声波或全频声波，且当中低频声波或全频声波与超声波叠加时，使用户体验到的音域范围更加宽。

根据本申请的一些实施方式，声音输出装置还包括本体，第一声音输出模块与本体活动连接，且第一声音输出模块相对于本体伸缩及/或转动。上述设计通过第一声音输出模块与本体活动连接，使得第一声音输出模块更加灵活地将超声波反射至反射点所在位置，以便于经由反射点反射超声波至用户所在区域。

根据本申请的一些实施方式，若干第一扬声器呈直线排列，以形成至少一线阵列设置于基板上。上述设计通过若干第一扬声器形成线阵列，以进一步加强超声波的指向性。

根据本申请的一些实施方式，若干线阵列形成阵列面设置于基板上，且阵列面可以为矩形阵列面、圆形阵列面或多边形阵列面中的任意一种。上述设计通过若干线阵列形成多种阵列面，使得第一声音输出模块适用于更多不同构造的设备。

根据本申请的一些实施方式，若干第一扬声器相邻设置，以形成阵列面。且每两相邻的第一扬声器之间的距离，小于第一声音输出模块输出的超声波的工作频段内的最高频率的波长的一半；阵列面的长度大于第一声音输出模块输出的超声波的工作频段内的最低频率的波长的一半。上述设计通过限制相邻的第一扬声器之间的距离及阵列面的长度，以使阵列面构成线阵列声源，可以在原超声波的高指向性的基础上，将第一声音输出模块输出的超声波进一步集中在一个很窄的辐射范围，使得辐射距离更远。

根据本申请的一些实施方式，设置于同一第一声音输出模块上的若干第一扬声器的振幅、频率和相位相同。上述设计可进一步降低声音传输过程中的衰减度。

根据本申请的一些实施方式，声音输出装置还包括角度调节模块。基板通过角度调节模块与本体连接，以使第一声音输出模块相对于本体伸缩及/或转动。上述设计通过角度调节模块，灵活调整第一声音输出模块相对于本体的位置，以将第一声音输出模块发射的超声波更好地指向反射点所在位置。

根据本申请的一些实施方式，声音输出装置还包括声音调节模块。角度调节模块还用以调整第一声音输出模块距反射点的距离。声音调节模块电连接至第一扬声器及第二扬声器，用以调整第一扬声器及第二扬声器输出的声音的音量大小。上述设计通过角度调节模块与声音调节模块的配合，以更好地实现环绕空间立体声场。

第二方面，本公开还涉及一种投影仪，包括如上任一项的声音输出装置。

根据本申请的一些实施方式，至少一第一声音输出模块的数量为至少两个，其中两个第一声音输出模块分别设置于本体的两侧。

根据本申请的一些实施方式，至少一第一声音输出模块的数量为至少四个，其中，两个第一声音输出模块分别设置于本体靠近投影面的一端的两侧，两个第一声音输出模块分别设置于本体远离投影面的一端的两侧。上述设计通过在同一投影仪内集成多个第一声音输出模块，实现各声道声场扩展，使得立体声、环绕声、空间声均得到加强，并同时实现声画同步。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开提供的一种实施例中的声音输出装置的功能框图。

图2是同一扬声器输出低频、中频或高频时的不同的声波辐射示意图。

图3是不同频率的声波在相同粗糙度的反射面的反射情况示意图。

图4是使用图1所示的声音输出装置处理初始音频信号时的第一目标音频信号、占空比信号及PWM波的波形示意图。

图5是本公开提供的另一种实施例中的声音输出装置的功能框图。

图6是使用图5所示的声音输出装置处理初始音频信号时的第一目标音频信号、载波及调幅波的波形示意图。

图7是本公开提供的一种实施例中的声音输出装置的结构示意图。

图8a是本公开提供的一种实施例中的第一声音输出模块上的线阵列的示意图；图8b是图8a所示的线阵列辐射声波时的辐射方向的示意图。

图9是本公开提供的其他实施例中的第一声音输出模块上的阵列面的示意图。

图10是本公开提供的一种实施例中的声音输出装置在第一种场景下形成的对应的空间立体声场的示意图。

图11是本公开提供的一种实施例中的声音输出装置在第二种场景下形成的对应的空间立体声场的示意图。

图12是本公开提供的一种实施例中的声音输出装置在第三种场景下形成的对应的空间立体声场的示意图。

图13是本公开提供的另一种实施例中的声音输出装置形成的空间立体声场的示意图。

主要元件符号说明

声音输出装置100/100a；音频处理模块10/10a；分频单元101；调制单元102/102a；

第一功率放大器103；滤波单元104；第二功率放大器105；超高频信号发生单元106；

第一声音输出模块20；第一扬声器21；基板22；第二声音输出模块30；第二扬声器31；

DSP芯片40；本体50；角度调节模块60。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本公开实施方式中的附图，对本公开实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

目前的投影仪的体积较小，且内置音箱一般与光机等部件集成在一个壳体内，如此，扬声器的数量和扬声器相互之间的距离都很受局限；而且每个扬声器发射的音波的频率范围一般均在20Hz-20KHz范围以内，所以声场很难扩展。在观众离投影仪较远的情况下，壳体内的多个扬声器可以当成一个复合的点声源。然而点声源声场对于立体声环绕音乐、Dolby5.1(包括Atmos全景声)/数字化影院系统(Digital Theater System，DTS)的面声场和顶部空间立体声场无法呈现，极大限制了投影仪的音频播放效果。因此，用户通常会额外购买独立多声道音箱摆放在室内的不同位置，以扩展围绕形成空间立体声场。然而，这种独立于投影仪的音箱，不便根据用户的位置，调整至较佳反射点，使得当用户位于空间内的不同位置时，感受到的音频播放效果也有所差别。

为此，请参阅图1，本申请提供一种声音输出装置100，可以实现空间立体声场，增强音频播放效果。其中，声音输出装置100包括，但不限于短焦投影仪、长焦投影仪、智能音箱等具有声音输出功能的电子装置。

在本申请实施例中，声音输出装置100包括音频处理模块10、至少一第一声音输出模块20。其中，音频处理模块10用于接收初始音频信号，并对初始音频信号执行分频处理及调制处理，以输出第一音频信号至第一声音输出模块20。第一声音输出模块20包括若干第一扬声器21，且第一扬声器21为超高频扬声器。第一扬声器21根据第一音频信号发射超声波。

可以理解，一方面，音频信号从扬声器振动发声并对外推动空气形成振动传播的过程中，不同频率的声音因为波长不同，相对于扬声器声源结构尺寸来说，频率越高的声音的指向性就越强(请参图2)。指向性高的声音在听感上的声场方向定位就越明显，对应地，在多声道不同方位产生立体环绕空间生态声音的方位感和层次感就越强。例如，当声音的频率在20Hz-20kHz的频率范围内时，声音的指向性较差，用户较难感受到声音的方位和层次。而超声波的频率大于20kHz，对用户来说，在自解调还原后听感上的声场方向更明显，更容易形成空间立体声场。

另一方面，扬声器输出的声波在传播过程中遇到反射面以后会产生反射，且声波的反射方向与能量会随着反射面的方向和反射面的表面粗糙程度的不同而不同。例如，请参图3，为不同频率的声波遇到同一粗糙的反射面的反射情况示意图。由图3可以看出，对于频率为100Hz的声波，由于其波长比反射面表面的凹口的尺寸大很多，故该反射面对于频率为100Hz的声波可看成光滑的表面，且将产生定向镜面全反射；对于频率为1kHz的声波，由于其波长接近反射面表面的凹口的尺寸，故频率为100Hz的声波将在该反射面上产生扩散不定向漫反射；对于频率为10kHz的声波，由于其波长大致为34mm，远小于反射面表面的凹口的尺寸，故频率为10kHz的声波将在该反射面上产生强烈的扩散不定向漫反射。也就是说，声波频率越高，对同一粗糙程度的反射面将产生更强烈的漫反射。因此，以墙面作为反射面为例，由于墙面的凹口的尺寸远远小于图3所示凹口的尺寸，所以声波频率越高，越有利于在具有该墙面的空间内产生漫反射，从而使更多用户感受到声波的空间感。

如此，本申请实施例提供的声音输出装置100，通过音频处理模块10处理原始音频信号，以输出超高频的第一音频信号至第一扬声器21，从而使得第一扬声器21发射超声波，可形成空间立体声场，增强音频播放效果。

请再次参阅图1，在一些实施例中，音频处理模块10包括分频单元101、调制单元102及第一功率放大器103。其中，分频单元101用于接收初始音频信号进行分频处理，以输出第一目标音频信号及第二目标音频信号。其中，第一目标音频信号的频率大于一预设阈值，第二目标音频信号的频率小于或等于该预设阈值。预设阈值的具体数值可以根据需要进行设置。例如，在一些实施例中，第一目标音频信号为频率大于或等于2kHz的高频信号，第二目标音频信号为频率小于2kHz的中低频信号。

调制单元102用于根据第一目标音频信号生成调制波，以将第一目标音频信号的频率调制为超高频信号(例如频率在20kHz-80kHz范围内)。第一功率放大器103用于放大调制波，并输出第一音频信号至第一声音输出模块20。

在一些实施例中，调制单元102采用脉冲宽度调制(Pulse-width modulation，PWM)方式由第一目标音频信号作为调制信号对超高频方波脉冲信号进行脉宽调制。请参图4，也就是说，当调制单元102采用PWM调制方式时，调制单元102通过输出高频的占空比信号，将第一目标音频信号从模拟信号转化为波形类似的PWM波，即调制波。如此，第一功率放大器103亦为相应的数字功率放大器，以对PWM波进行相应的功率放大处理。且音频处理模块10还包括滤波单元104，用于对第一功率放大器103输出的信号进行滤波处理，以将PWM波转化为相应的模拟的第一音频信号并输出至第一扬声器21。如此，第一扬声器21根据第一音频信号发射超声波。

请再次参阅图1，在一些实施例中，声音处理装置100还包括第二声音输出模块30。第二声音输出模块30包括至少一第二扬声器31。第二扬声器31可以是全频扬声器或者中低频扬声器。对应地，音频处理模块10还包括第二功率放大器105，用于放大第二目标音频信号，以输出第二音频信号至第二扬声器31。第二扬声器31根据第二音频信号发射中低频声波。

在一些实施例中，声音输出装置100还可以包括两音频处理模块10、两第一声音输出模块20及两第二声音输出模块30，用于分别输出左右声道的声音信号，如此，有利于更好地实现左右立体声拓展。

在一些实施例中，声音输出装置100还包括数字信号处理(Digital SignalProcessing，DSP)芯片40。DSP芯片40用于输出初始音频信号至分频单元101。可以理解，分频单元101可以是分频处理芯片或具有分频处理功能的电路。类似地，调制单元102亦可以是调制处理芯片或具有调制处理功能的电路。

请继续参阅图5，本申请还提供一种声音输出装置100a，包括音频处理模块10a、至少一第一声音输出模块20及至少一第二声音输出模块30。声音输出装置100a与声音输出装置100的结构大致相同，区别在于音频处理模块10a包括调制单元102a及超高频信号发生单元106。

请参图6，在本申请实施例中，调制单元102a采用幅度调制方式由第一目标音频信号作为调制信号对超高频载波信号进行幅度调制。且超高频信号发生单元106用于提供载波，并输出至调制单元102a。其中，载波的频率大于20kHz，载波的类型可以是正弦波、方波、三角波，例如，载波的频率可以是在20kHz-80kHz范围内。如此，调制单元102a根据载波及第一目标音频信号生成调幅波，即调制波，并将调制后的信号输出至第一功率放大器103进行放大处理，以最终输出第一音频信号至第一扬声器21。

可以理解，调制单元102a采用的幅度调制可以是双边带调制(Double-sidebandmodulation，DSB)、残留边带调制(Vestigial-sideband modulation，V SB)或其他幅度调制方式，本申请并不对幅度调制的具体方式进行限制。

在一些实施例中，音频处理模块10a包括两个调制单元102a，用于分别对左右声道信号进行处理。

可以理解，上述实施例仅示出音频处理模块10/10a的部分结构，在其他实施例中，音频处理模块10/10a还包括其他电子元器件，以实现相应的功能，从而将初始音频信号处理为第一音频信号及第二音频信号。例如，在一些实施例中，音频处理模块10/10a还包括其他滤波单元，用于滤除音频处理过程中产生的噪声。

可以理解，在声音输出装置100(100a)中，经过音频处理模块10(10a)将初始音频信号调制为超高频的第一音频信号，且第一扬声器21根据第一音频信号发射超声波，如此，使得第一声音输出模块20输出的声音信号的指向性更强，波长更短，更有利于定向传播，形成空间立体声场。

请继续参阅图7，在一些实施例中，以声音输出装置100/100a为投影仪举例，进一步说明声音输出装置100/100a的结构。

在一些实施例中，声音输出装置100/100a还包括本体50。第一声音输出模块20与本体50活动连接，且第一声音输出模块20相对于本体50伸缩及/或转动，以使若干第一扬声器21输出超声波至反射点，以经由反射点反射超声波至用户所在区域。

请继续参阅图8a，第一声音输出模块20还包括基板22。若干第一扬声器21成阵列设置于基板22上。例如，在一些实施例中，若干第一扬声器21呈直线排列，以形成至少一线阵列。由于线阵列在垂直覆盖面的指向性呈窄波束(参图8b)，且若干第一扬声器21输出的声波的能量可以叠加以实现远距离辐射，进一步加强超声波的指向性。

进一步地，在一些实施例中，设置于同一第一声音输出模块20上的若干第一扬声器21同时工作输出声音信号，且若干第一扬声器21的振幅相同，若干第一扬声器21的频率相同，若干第一扬声器21的相位相同。如此，可以进一步降低声音传输过程中的衰减度。

请参图9，在一些实施例中，若干第一扬声器21紧密相邻设置于基板22上，以形成若干线阵列，且若干线阵列形成阵列面。例如，在一些实施例中，在第一声音输出模块20中，两相邻的第一扬声器21之间的距离d，小于第一声音输出模块20输出的超声波的工作频段内的最高频率的波长的一半。在一些实施例中，两相邻的第一扬声器21之间的距离d，可以是两相邻的第一扬声器21互相远离的两端的距离；在另一些实施例中，两相邻的第一扬声器21之间的距离d也可以是两相邻的第一扬声器21各自的声学中心之间的距离。在一些实施例中，若干第一扬声器21形成的阵列面的长度L，大于第一声音输出模块20输出的超声波的工作频段内的最低频率的波长的一半。如此，若干第一扬声器21形成的阵列面可构成线阵列声源，可以在原超声波的高指向性的基础上，将第一声音输出模块20输出的超声波进一步集中在一个很窄的辐射范围，使得辐射距离更远。

在一些实施例中，若干线阵列形成矩形的阵列面。在其他实施例中，若干第一扬声器21组成的若干线阵列，还可形成其他形状的阵列面。例如，在一些实施例中，阵列面可以是圆形阵列面或其他多边形阵列面。如此，第一声音输出模块20可适应不同的声音输出装置100/100a的结构，灵活调整第一声音输出模块20上的阵列面的形状，使得第一声音输出模块20适用于更多不同构造的设备。

请再次参阅图7，在一些实施例中，声音输出装置100/100a还包括角度调节模块60。基板22通过角度调节模块60与本体50连接，以使第一声音输出模块20相对于本体50收缩及/或转动，进一步使得第一声音输出模块20发射超声波至反射点，以经由反射点反射该超声波至用户所在区域，给用户以声音的空间感。

在一些实施例中，角度调节模块60可以包括铰链及/或驱动电机等。且角度调节模块60可在使用时带动第一声音输出模块20相对本体50伸缩或转动；在使用完毕时收缩，以使第一声音输出模块20收容至本体50内。在一些实施例中，可基于手动模式通过角度调节模块60使得第一声音输出模块20发射超声波至反射点，在另一些实施例中，可基于遥控模式，由角度调节模块60中的驱动电机自动调节，使得第一声音输出模块20发射超声波至反射点。

在一些实施例中，声音输出装置100/100a上设置有摄像头(未图示)，摄像头获取包括用户的图像，通过声音输出装置100/100a内部的处理芯片(未图示)处理图像，获取用户的位置并根据该位置控制角度调节模块60带动第一声音输出模块20伸缩和/或转动，以使第一声音输出模块20具有最佳的朝向，从而提高用户的声觉体验。

在一些实施例中，基板22可以是印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)。

可以理解，在一些实施例中，声音输出装置100/100a还包括处理器、光机(图未示)等。且处理器、光机、第二声音输出模块30及DSP芯片40等均收容于本体50内。

可以理解，在一些实施例中，处理器可根据用户所在位置，以计算出反射点，并控制声音输出装置100/100a内的指示模块(例如可发出第一颜色灯光的指示灯)示意出反射点的位置。第一声音输出模块20上亦设置有相应的指示模块(例如发出第二颜色灯光的指示灯)，用于示意第一声音输出模块20发射的超声波的方向。如此，当两指示灯发射出的光点重叠时，可以认为第一声音输出模块20发射的超声波的方向已指向反射点。

可以理解，本申请不对第一声音输出模块20上的第一扬声器21的数量及尺寸进行限制。例如，在一些实施例中，当声音输出装置100/100a的常用环境中，反射点距第一声音输出模块20的距离较近时，基于声波的扩散反射原理，可以使用尺寸较小的第一扬声器21，以使第一扬声器21发射的超声波产生更多扩散反射，有利于更多用户感受到超声波的空间感。

在一些实施例中，声音输出装置100(100a)还包括声音调节模块(图未示)。声音调节模块电连接至第一声音输出模块20及第二声音输出模块30，用于调节第一声音输出模块20的第一扬声器21，及第二声音输出模块30的第二扬声器31输出的声音的大小。

可以理解，本申请不对声音输出装置100(100a)上的第一声音输出模块20的数量进行限制。例如，请继续参阅图10-图12，在一些实施例中，声音输出装置100(100a)上的第一声音输出模块20的数量为2，且两第一声音输出模块20分别设置于本体50的两侧。又例如，请参阅图13，在另一些实施例中，声音输出装置100(100a)上的第一声音输出模块20的数量为6。且其中2个第一声音输出模块20分别设置于本体50靠近投影面S的一端的两侧，另外2个第一声音输出模块20分别设置于本体50远离投影面S的一端的两侧，1个设置于本体50上靠近光源的位置，另外1个设置于声音输出装置100(100a)的本体50的上方。

可以理解，本申请提供的声音输出装置100(100a)可应用于多种应用场景下，以形成不同的空间立体声场。在其他实施例里，第一声音输出模块20的数量还可以为超过两个的数量，其中两个如图10所示布置，其余的第一声音输出模块20根据场景需求增设在其他位置。下面将以四种场景为例，说明声音输出装置100(100a)形成的空间立体声场。

请参阅图10，图10示出了第一种场景下，声音输出装置100(100a)在一封闭空间内形成的空间立体声场的示意图。在第一种场景中，声音输出装置100(100a)通过处理器将反射点A1及反射点A2定位于该空间内的上方，例如天花板上。如此，通过角度调节模块60调节两第一声音输出模块20的位置，以将两第一声音输出模块20分别指向对应的反射点A1及反射点A2。处理器控制第二声音输出模块30的第二扬声器31发射低频声波或全频声波。处理器还同时控制两第一声音输出模块20上的第一扬声器21分别发射超声波至对应的反射点A1及反射点A2，以经由反射点A1及反射点A2反射超声波至用户所在区域，以扩展该空间的天空声场，从而形成环绕空间立体声场。进一步地，用户还可通过角度调节模块60调节第一声音输出模块20距反射点A1(反射点A2)的距离，并控制处理器通过声音调节模块调节第一扬声器输出的声音的大小，以增强环绕的空间立体声场，提升用户使用体验。

请参阅图11，在第二种场景中，声音输出装置100(100a)通过处理器将反射点B1定位于该空间内的左侧，例如左墙面上，及将反射点B2定位于该空间内的右侧，例如右墙面上。如此，通过角度调节模块60及声音调节模块，执行类似第一种场景中的操作，可在第二种场景中扩展相对声音输出装置100(100a)的左右侧后环绕声场，形成空间环绕立体声场。

请参阅图12，在第三种场景中，声音输出装置100(100a)通过处理器将反射点C1定位于该空间内的左前侧，例如投影面S的左侧，及将反射点C2定位于该空间内的右前侧，例如投影面S的右侧。如此，通过角度调节模块60及声音调节模块，执行类似第一种场景中的操作，可在第三种场景中扩展相对声音输出装置100(100a)的左右侧前环绕声场，形成空间环绕立体声场。

请参阅图13，在图13示出的第四种场景中，声音输出装置100(100a)可应用于多声道7.1或8.0扩展。其中，声音输出装置100(100a)通过处理器将反射点D1定位于该空间内的左前侧，例如投影面S的左侧；将反射点D2定位于该空间内的正前方，例如投影面S中间；将反射点D3定位于该空间内的右前侧，例如投影面S的右侧；将反射点D4定位于该空间内的右侧，例如右墙面；将反射点D5定位于该空间内的左侧，例如左墙面；将反射点D6定位于该空间内相对于声音输出装置100(100a)的后上方，例如天花板上。且经由声音输出装置100(100a)左前侧的第一声音输出模块20输出的超声波为前左声道信号，且该超声波发射至反射点D1；经由声音输出装置100(100a)右前侧的第一声音输出模块20输出的超声波为前右声道信号，且该超声波发射至反射点D3；经由声音输出装置100(100a)上靠近光源设置的第一声音输出模块20输出的超声波为中置声道信号，且该超声波发射至反射点D2；经由声音输出装置100(100a)左后侧的第一声音输出模块20输出的超声波为后左声道信号，且该超声波发射至反射点D5；经由声音输出装置100(100a)右后侧的第一声音输出模块20输出的超声波为后右声道信号，且该超声波发射至反射点D4；经由本体50上的第一声音输出模块20输出的超声波为天空声道信号，且该超声波发射至反射点D6。如此，通过角度调节模块60及声音调节模块，执行类似第一种场景中的操作，可在第四种场景中扩展相对声音输出装置100(100a)的立体环绕声场，形成空间环绕立体声场，使得用户对于立体声、杜比音效及DTS多声道声场体验更强烈，对于声画同步的感受更加明显。

可以理解，在第四种场景中，第一方面，由于第二声音输出模块30发射的中低频声波(全频声波)的指向性不明显，而墙面反射的超高频声波的方向性明显，如此，上述两种声波叠加以后，可使用户体验到的音域范围更加宽；第二方面，由于扩展了每个声道的声场定位宽度，使得声音输出装置100(100a)的立体声、环绕声、天空音都得到增强；第三方面，由于反射至反射点D2的中置声道的存在，可使用户体验到从投影面S上发出的声波，增强了声画同步感。在其他实施例里，第一声音输出模块20的数量还可以为超过四个的数量，其中两个如图13所示布置，其余的第一声音输出模块20根据场景需求增设在其他位置。

综上，第一方面，本申请提供的声音输出装置100(100a)，通过对初始音频信号进行分频处理及调制处理，以将初始音频信号转化为第一音频信号输出至第一声音输出模块20，且第一声音输出模块20包括若干成阵列设置的超高频的第一扬声器21，第一扬声器21根据第一音频信号发射超声波，形成空间立体声场，增强音频播放效果。

第二方面，本申请提供的声音输出装置100(100a)，通过若干第一扬声器21成阵列设置于第一声音输出模块20上，且每两相邻的第一扬声器21之间的距离d，小于第一声音输出模块20输出的超声波的工作频段内的最高频率的波长的一半。若干第一扬声器21形成的阵列面的长度L大于第一声音输出模块20输出的超声波的工作频段内的最低频率的波长的一半。如此，使得发射的超声波更加集中，从而进一步提高声波指向性。

第三方面，本申请提供的声音输出装置100(100a)，集成有多个第一声音输出模块20，实现各声道声场扩展，使得立体声、环绕声、空间声均得到加强，并同时实现声画同步。

Claims (15)

1.一种声音输出装置，其特征在于，所述声音输出装置包括：

音频处理模块，用于接收初始音频信号，并对所述初始音频信号执行分频处理及调制处理，以输出第一音频信号；

至少一第一声音输出模块，所述第一声音输出模块包括基板及若干第一扬声器，若干所述第一扬声器成阵列设置于所述基板上，若干所述第一扬声器为超高频扬声器，若干所述第一扬声器根据所述第一音频信号发射超声波。

2.根据权利要求1所述的声音输出装置，其特征在于，所述音频处理模块包括：

分频单元，用于接收所述初始音频信号进行分频处理，以输出第一目标音频信号及第二目标音频信号；

调制单元，用于根据所述第一目标音频信号生成调制波；

第一功率放大器，用于放大所述调制波，以输出所述第一音频信号。

3.根据权利要求2所述的声音输出装置，其特征在于，所述第一功率放大器为数字功率放大器，且所述音频处理模块还包括滤波单元，所述滤波单元用于对所述第一功率放大器输出的信号进行滤波处理，以输出所述第一音频信号至所述第一扬声器。

4.根据权利要求2所述的声音输出装置，其特征在于，所述音频处理模块还包括超高频信号发生单元，所述超高频信号发生单元用于提供载波，所述调制单元根据所述载波及所述第一目标音频信号生成所述调制波。

5.根据权利要求2所述的声音输出装置，其特征在于，所述声音输出装置还包括第二声音输出模块，所述第二声音输出模块包括至少一第二扬声器，且所述第二扬声器为全频扬声器或中低频扬声器，所述音频处理模块还包括第二功率放大器，所述第二功率放大器用于放大所述第二目标音频信号，以输出第二音频信号，所述第二扬声器根据所述第二音频信号发射中低频声波。

6.根据权利要求1所述的声音输出装置，其特征在于，所述声音输出装置还包括本体，所述第一声音输出模块与所述本体活动连接，且所述第一声音输出模块相对于所述本体伸缩及/或转动。

7.根据权利要求1所述的声音输出装置，其特征在于，若干所述第一扬声器呈直线排列，以形成至少一线阵列设置于所述基板上。

8.根据权利要求7所述的声音输出装置，其特征在于，若干所述线阵列形成阵列面设置于所述基板上，且所述阵列面可以为矩形阵列面、圆形阵列面或多边形阵列面中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的声音输出装置，其特征在于，若干所述第一扬声器相邻设置，以形成阵列面，且每两相邻的所述第一扬声器之间的距离，小于所述第一声音输出模块输出的超声波的工作频段内的最高频率的波长的一半；所述阵列面的长度大于所述第一声音输出模块输出的超声波的工作频段内的最低频率的波长的一半。

10.根据权利要求1所述的声音输出装置，其特征在于，设置于同一所述第一声音输出模块上的若干所述第一扬声器的振幅、频率和相位相同。

11.根据权利要求6所述的声音输出装置，其特征在于，所述声音输出装置还包括角度调节模块，所述基板通过所述角度调节模块与所述本体连接，以使所述第一声音输出模块相对于所述本体伸缩及/或转动。

12.根据权利要求11所述的声音输出装置，其特征在于，所述声音输出装置还包括声音调节模块，所述角度调节模块还用以调整所述第一声音输出模块距反射点的距离，所述声音调节模块电连接至所述第一扬声器，用以调整所述第一扬声器输出的声音的音量大小。

13.一种投影仪，其特征在于，所述投影仪包括如权利要求1-12任一项所述的声音输出装置。

14.根据权利要求13所述的投影仪，其特征在于，所述第一声音输出模块的数量为至少两个，其中两个所述第一声音输出模块分别设置于所述本体的两侧。

15.根据权利要求13所述的投影仪，其特征在于，所述第一声音输出模块的数量为至少四个，其中，两个所述第一声音输出模块分别设置于所述本体靠近投影面的一端的两侧，两个所述第一声音输出模块分别设置于所述本体远离所述投影面的一端的两侧。

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