一种全息立体扬声器制造技术

本发明专利技术公开了一种全息立体扬声器。其中包括：多个扬声器及支撑结构，支撑结构用于支撑多个扬声器，使得多个扬声器的等效工作面分别位于一正多面体的其中一个面上，每个扬声器等效工作面的中心与其对应的面的中心重合。本发明专利技术的全息立体扬声器，在每个方向上产生的声波强度和相位都不同，具有在单点位置上回放上下左右前后不同方向声源波场的功能，可在一定范围内模拟现场波场的真实方向特征，两套以上全息立体放音系统，可以生成更大范围的物理声场，从而实现立体声效果。全息立体音响技术是物理成像，耳外成像，可以实现不随听音位置、姿态变化的，具有左右、高矮、纵深三维空间表现的立体音响效果。全息立体扬声器是现场物理声场的再现技术，应用于全息立体音响技术的最终环节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及音响
，尤其涉及一种全息立体扬声器。
技术介绍
音响在实现声音的立体成像时，有模拟生物感觉成像和物理波场再现两种思路。生物感觉成像方法是在人体两耳位置模拟波场的差异，使大脑得出音源位置的感觉。目前技术主要通过左右音量差异来实现，实际上并未真正实现波场的再现。目前有一种头戴式全息音响技术，以模拟人头周围音场的方式，实现前后左右拾音和放音，但听音者必须头戴该耳机才有全息音响(全围绕音响技术)效果，容易影响听音者的现场感和舒适感。物理波场再现方法是在较大范围的四维空间中再现声波波场，听音者处于该四维空间中，无论姿态如何，自然就有了立体的感觉。上述两种方法的明显差异主要有以下三点：1、物理波场再现方法的实施难度较大，关键在于能否保持波场方向性；2、听音者的位置和姿态的局限，即音像是否随着听音者的走动而飘浮不定；3、深度和广度的局限，即音像是否只能出现在一个薄片状区域内。现有音响只具备对声音振动的频率、振幅、相位等信息的捡拾和回放功能，不具备对振动方向及波场形态的检拾和回放功能。简而言之，就是丢失了波动的方向性特征。丢失方向性特征的原因，就在于以振膜直接检测和驱动空气介质的工作方式。这种工作方式不仅丢失方向性，还存在以下缺陷：1)声电、电声转换效率低目前的扬声器一般是单振膜结构，振膜直接驱动空气介质，相当于挥拳击打空气却使不上劲，效率当然就低。技术上称其为声阻抗不匹配。目前多以增加机械阻尼的方法来解决这个问题，例如弹波和振膜边设置较强的阻尼等。然而机械阻尼会耗费能量，损失了能量效率就会变低。2)效率与保真度的矛盾比较严重图1是根据相关技术的扬声器声音短路与方向性特征示意图，如图1所示，单振膜的正前方波前面为局部球面，球面圆心在振膜稍后位置处，扬声器的振膜直接驱动空气介质振动，振膜前后的声压是完全相反的，这导致空气在振膜周围流动而不振动，稍微远一些，声压就急剧下降，效率很低，技术上称其为“声音短路”。单振膜电声转换过程中容易出现效率低下和方向性丢失的问题。现有技术是以封闭箱或倒向孔的方法来解决声音短路的问题。图2是根据相关技术的封闭箱技术示意图，如图2所示，以封闭箱填吸音材料的方法可以解决声音短路问题，其频率响应与音箱容积有关，具有非均衡性。同时，振膜背面的能量被完全吸收损失，导致效率较低。图3是根据相关技术的倒相孔技术示意图，如图3所示，以音箱安装倒相孔的方法，可以进一步提高波长为λ的声波的发声效率，该频率就是峰值频率。随着频率的变化，相消相加还会交替出现，导致频响曲线跳跃不平坦，需要利用各种因素配合做平，具有相当大的技术难度。由此可知，封闭箱损失了振膜后的能量，效率较低；倒向箱效率高，但倒向路径的长短具有较强的选频特性，且在频带上重复跳跃，导致频响变差，这就产生了效率与保真度的矛盾。3)丢失空间方向性，立体定位浅薄漂浮，不准确不真实。振膜直接驱动或检测空气介质的振动，还存在一个缺陷，就是转换过程丢失了振动的方向性。传统技术中所说的方向性是指向性，一般指的是灵敏度与声波传播方向之间的关系，振动的方向蕴含在振幅里。现有技术中，任何方向形状的来波，回放时都是振膜面垂直振动驱动，如图4所示的现有立体放音技术示意图，图4中包括左放音系统和右放音系统，声波波场中的波传播一段距离，会以振膜中点为圆心散开(如图5中圆弧所示)，无法准确模拟现场声波波场的空间分布形态，理想的放音方向和听音者感觉到的方向出现偏差，这对实现立体声场的回放是非常不利的，会有定位不准确，远近无层次，声像随听音位置和姿态漂浮的缺陷。针对现有技术中扬声器无法实现全息立体声场回放的问题，目前尚未提出比较有效的解决方案。现有的全息耳机式和影院环绕音棚方法，主要也还是以生物听觉重构为主导思路，不是物理声场的重构。
技术实现思路
本专利技术提供了一种全息立体扬声器，以至少解决现有技术中扬声器无法实现全息立体放音的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种全息立体扬声器，其中，包括：多个扬声器(例如扬声器振膜)及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述多个扬声器，使得所述多个扬声器的等效工作面分别位于一正多面体的其中一个面上，每个扬声器等效工作面的中心与其对应的面的中心重合。优选地，所述扬声器是电容型扬声器、电磁型扬声器、压电型扬声器、静电型扬声器。优选地，所述多个扬声器的等效工作面的面积相等。优选地，每个扬声器均设置有电极，每个扬声器上的电极作为信号输入端口。优选地，所述支撑结构采用防共振材料制作。优选地，所述支撑结构上设置有信号线孔，所述电极的信号输入线穿过该信号线孔。优选地，所述支撑结构上设置有两短一长的三叉方向指标，用于指示所述全息立体扬声器的摆放位置。优选地，相邻两个扬声器所对应的面的交线处于竖直面内。优选地，所述支撑结构为正多面体支撑结构，所述正多面体支撑结构的每个面为任意曲面或平面。优选地，所述支撑结构由单个扬声器的自体框架组合而成。本专利技术的全息立体扬声器，具有对上下左右前后不同方向的声源的响应，在每个方向上的强度和相位都不同，回放可延续记录现场的真实波场方向，全息立体扬声器可以物理波场局部再现的方式，实现全息立体的音响效果，是全息立体音响技术的最后环节。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1是根据相关技术的扬声器声音短路与方向性特征示意图；图2是根据相关技术的封闭箱技术示意图；图3是根据相关技术的倒相孔技术示意图；图4是根据相关技术的现有立体放音技术示意图；图5是根据本专利技术实施例的全息立体扬声器的结构示意图；图6是根据本专利技术实施例的全息立体扬声器的优选结构示意图；图7是根据相关技术的单通道系统实测输出示意图；图8是根据本专利技术实施例的全息立体扬声器实测输出示意图；图9是根据本专利技术实施例的全息立体扬声器的方向指标示意图；图10是根据本专利技术实施例的全向均衡振动放音结构示意图；图11是根据本专利技术实施例的全息立体扬声器和球面波第一示意图；图12是根据本专利技术实施例的全息立体扬声器和球面波第二示意图；图13是根据本专利技术实施例的全息立体扬声器和球面波第三示意图；图14是根据本专利技术实施例的双路全息立体扬声器的工作原理示意图；图15是根据本专利技术实施例的全息立体动圈式扬声器第一结构示意图；图16是根据本专利技术实施例的全息立体动圈式扬声器第二结构示意图；图17是根据本专利技术实施例的双路全息立体扬声器的剧场效果示意图；图18是根据本专利技术实施例的双路全息立体扬声器的后环绕影院效果示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，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例，都属于本专利技术的保护范围。基于此，为了实现扬声器的全息立体放音效果，本专利技术提供了一种全息立体扬声器，其在空间结构上是各向均等平衡的，这是现有技术中扬声器都不具备的结构优势，利用这个结构优势可实现全息立体放音。下面对全息立体扬声器的具体结构进行介绍。图5是根据本专利技术实施例的全息立体扬声器的结构示意图，如图5所示，该全息立体扬声器包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全息立体扬声器，其特征在于，包括：多个扬声器及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述多个扬声器，使得所述多个扬声器的等效工作面分别位于一正多面体的其中一个面上，每个扬声器等效工作面的中心与其对应的面的中心重合。

【技术特征摘要】
1.一种全息立体扬声器，其特征在于，包括：多个扬声器及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述多个扬声器，使得所述多个扬声器的等效工作面分别位于一正多面体的其中一个面上，每个扬声器等效工作面的中心与其对应的面的中心重合。2.根据权利要求1所述的全息立体扬声器，其特征在于，所述扬声器是电容型扬声器、电磁型扬声器、压电型扬声器、静电型扬声器。3.根据权利要求1所述的全息立体扬声器，其特征在于，所述多个扬声器的等效工作面的面积相等。4.根据权利要求1所述的全息立体扬声器，其特征在于，每个扬声器均设置有电极，每个扬声器上的电极作为信号输入端口。5.根据权利要求4所述的全息立体扬声器，其特征在于，所述支撑结...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立康，陈雯箐，吴小洲，
申请(专利权)人：陈立康，陈雯箐，吴小洲，
类型：发明
国别省市：北京;11