CN202004950U - 基于数控声柱的三维声系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于数控声柱的三维声系统，包括两个可控制发声方向的数控声柱。所述数控声柱可发出多个声束，并可控制每个声束的参数，所述参数包括发声方向、辐射夹角、频带和声压级本实用新型通过两个数控声柱实现了声像在三维空间的定位控制，简化了传统的立体声系统，结构简单，并且声效更为逼真，可广泛应用在各种影院音响系统中。

Description

基于数控声柱的三维声系统

技术领域

本实用新型涉及一种音响系统，尤其是一种需要声像定位的三维声系统。

背景技术

听音响时，通过听众前方两只音箱所发出声音的强度差和时间差，令人错觉到声音是从前方中间或某个偏左偏右方向发出来（音响专业术语上称“声像”位置）。例如电影银幕上放映汽车从左向右开过时，可听到汽车的声像也跟着移动。音响专业术语中定义的“立体声”，实际上只能对听众前方一定角度范围的“声像”定位。

在电影院或家庭影院音响系统中，需要对音响系统的声像进行定位。常见的有立体声系统、5.1声道环绕声系统、7.1声道环绕声系统等等。这些系统有两大缺点：一是声像定位范围不够，通常只能在水平面定位，甚至只能在水平面局部角度定位，且不能在立体空间定位；二是定位效果想要好的话，必须使用数量较多的音箱和音箱线，这在安装时十分麻烦，投入使用后又可能妨碍行人的通行，且影响装修美观。针对音箱数量较多的问题，市场上出现了利用家庭客厅左右侧墙壁来反射声束，进而营造环绕声的技术，但很多家庭的客厅与餐厅、通道或阳台相通，无左侧墙或右侧墙，反射条件不佳，实用性差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于数控声柱，可实现三维定位、声效逼真的三维声系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

基于数控声柱的三维声系统，包括两个可控制发声方向的数控声柱，所述数控声柱呈竖向摆放在听众前方的两侧。

进一步作为优选的的实施方式，所述数控声柱可发出多个声束，并可控制每个声束的参数，所述参数包括发声方向、辐射夹角、频带和声压级。

进一步作为优选的实施方式，所述数控声柱包括外壳、内置电路、设置在外壳上呈直线排成一列的多个扬声器单元，所述内置电路包括可接入外接多媒体音频信号的音频输入单元，所述音频输入单元依次连接有ADC单元、前级DSP单元、FPGA单元、后级多路DSP单元、多路功放单元，所述多路功放输出单元的输出端各连接一扬声器单元。

进一步作为优选的实施方式，所述数控声柱发出的声束，经天花板反射到后墙，在经后墙反射到听众，替代传统环绕声音响中的环绕音箱。

进一步作为优选的实施方式，所述数控声柱发出的声束分别经天花板和地板反射至听众，实现三维空间空中和地下的声像定位。

进一步作为优选的实施方式，该三维声系统还包括一中置音箱。

进一步作为优选的实施方式，该三维声系统还包括一低音音箱。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过两个数控声柱实现了声像在三维空间的定位控制，简化了传统的立体声系统，结构简单，并且声效更为逼真。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是传统的立体声系统结构示意图；

图2是传统的环绕声系统结构示意图；

图3是利用侧墙反射声束的环绕声系统结构示意图；

图4是本实用新型三维声系统的主视图；

图5是本实用新型三维声系统的左视图。

附图标记：

1 前墙  2 后墙  3 左墙  4 右墙  5 天花板  6 地板  7 左音箱  8 右音箱  9 左环绕音箱  10 右环绕音箱  11 中置音箱  12 低音音箱  13 投影幕  14 听众  15 数控声柱

具体实施方式

参照图1，传统的立体声系统，包括左音箱7和右音箱8，所述左音箱7和右音箱8分别摆放在投影幕13的两旁靠近客厅前墙1一侧，听众14坐在靠近客厅后墙2一侧，声音可以从听众14的左前方和右前方发出。为了营造更为逼真的环绕立体效果，参照图2，传统的5.1声道环绕声系统包括左音箱7、右音箱8、左环绕音箱9、右环绕音箱10、中置音箱11及专用于重发低音的低音音箱12。电影在放映枪战片时，观众能听到前后左右不同角度发出来的枪声和战场上不同方位的各种声音。环绕声比立体声有很大改进，能对听众周围360度的“声像”进行定位。为了减少安装的音箱及音箱线的数量，现有的利用家庭客厅的左墙3、右墙4来反射声束的环绕声系统如图3所示，通过控制声柱发出声束的方向，并且利用客厅左墙3、右墙4的反射作用，可以模拟前后左右的发声效果，但是该系统依赖于客厅的左墙3、右墙4，并且无法控制声像的上下定位、模拟三维空间声像定位的逼真效果。

参照图4，基于数控声柱的三维声系统，包括两个可控制发声方向的数控声柱15，所述数控声柱15呈竖向摆放在靠近客厅前墙1的一侧，并且分别放置在投影幕13的两旁。所述数控声柱15可发出多个声束，并可控制每个声束的参数，包括发声方向、辐射夹角、频带和声压级。所述数控声柱15包括外壳、内置电路、设置在外壳上呈直线排成一列的多个扬声器单元，所述内置电路包括可接入外接多媒体音频信号的音频输入单元，所述音频输入单元依次连接有ADC单元、前级DSP单元、FPGA单元、后级多路DSP单元、多路功放单元，所述多路功放输出单元的输出端各连接一扬声器单元。所述ADC单元可对输入的音频信号进行模数转换；所述前级DSP单元可对音频信号进行频率特性补偿，并可对常用的音效进行控制；所述FPGA单元可以进行数字音频插值，提高采样频率、量化精度，并对音频信号进行相移控制；所述后级多路DSP单元实现对每路音频信号不同频率的幅度和相位控制；所述功放单元为数字功放。

以家庭影院为例，在平板电视机的左右两侧各竖放一条数控声柱15，亦可将数控声柱15设计到平板电视机里面，控制两侧的声柱各发出四条声束，整体形成三维空间声像定位。

参照图5，两侧声柱各发出的第一条声束直接射向听众14双耳（一般是水平方向），形成了传统的立体声系统；

两侧声柱各发出的第二条声束向斜上方射到天花板5，调整声束向斜上方的角度，令声束经天花板5反射到后墙2，经后墙2又反射到听众14身后，听众14以为是传统的环绕声系统中的后左环绕音箱9、后右环绕音箱10发出的声音。两侧声柱各发出的第一条和第二声束，已经形成了传统的环绕声系统；

两侧声柱各发出的第三条声束向斜上方射到天花板5，调整声束向斜上方的角度，令声束经天花板5反射到听众14头顶，听众14以为是上空发出的声音；

同理，控制两侧声柱各发出的第四条声束，向斜下方经地板6反射给听众14，听众14以为是地下发出的声音；

至此，听众14能感觉声音可能从前、后、左、右、上、下不同方向传来，形成了本实用新型的三维声效果。

在电影院音响中，可在本案三维声系统的基础上辅以中置音箱11及低音音箱12，必要时可令声柱发出更多的声束，能收到更专业的效果。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.基于数控声柱的三维声系统，其特征在于：包括两个可控制发声方向的数控声柱（15），所述数控声柱（15）呈竖向摆放在听众（14）前方的两侧。

2.根据权利要求1所述的基于数控声柱的三维声系统，其特征在于：所述数控声柱（15）可发出多个声束，并可控制每个声束的参数，所述参数包括发声方向、辐射夹角、频带和声压级。

3.根据权利要求1所述的基于数控声柱的三维声系统，其特征在于：所述数控声柱（15）发出的第二声束，经天花板（5）反射到后墙（2），再经后墙（2）反射到听众（14），替代传统环绕声音响中的环绕音箱。

4.根据权利要求1所述的基于数控声柱的三维声系统，其特征在于：所述数控声柱（15）发出的第三、第四声束分别经天花板（5）和地板（6）反射至听众（14），实现三维空间空中和地下的声像定位。

5.根据权利要求1所述的基于数控声柱的三维声系统，其特征在于：该三维声系统还包括一中置音箱（11）。

6.根据权利要求1或5所述的基于数控声柱的三维声系统，其特征在于：该三维声系统还包括一低音音箱（12）。

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