專利名稱：可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明系有關于數(shù)組喇叭，特定而言系有關于可直放或橫放 并可達環(huán)繞音效之組合式數(shù)組喇叭。
背景技術：
目前之聲音重制趨勢一般為利用四至五個喇叭。例如，傳統(tǒng) 之喇叭系統(tǒng)包含鄰近于視訊影像之前喇叭，用以基于構成音效信
號之左及右聲道(L + R)之總合信號提供聲音輸出。位于聆聽區(qū)域 后方之后喇叭系基于左及右聲道間之差異信號(L-R)或(R-L)提 供聲音輸出。左及右喇叭系各別位于聆聽區(qū)域之左及右側。左及 右聲道喇叭系重制差異信號(L- R)或(R L)，其中「 」之符號 為增益值，可改變或為固定于零到一之間之數(shù)值。至左及右喇叭 之輸出系予以頻寬限制以大體上濾除預定限值以下之頻率部分。 低音喇叭亦可予以提供以輸出(L + R)總合信號之低頻部分。至前 喇叭之(L + R)總合信號輸入系有助于定位視訊影像之對話。(L- R) 或(R- L)差異信號大體上移除對話音，因此側邊及后喇叭輸出主 要包含聲響環(huán)境及環(huán)繞音效。頻寬限制左及右喇叭更有助于定位 視訊影像之對話。
如上述之傳統(tǒng)環(huán)繞音效喇叭系統(tǒng)通常需要四至五個位于不 同位置之喇叭以重制環(huán)繞音效，且此類喇叭之位置大體上為不可 變動。因此，使用者需要在一房間內為不同方向之不同喇叭安排 放置之空間。對于使用者而言為不方便且浪費空間。因此，現(xiàn)今 仍需提供可節(jié)省空間且可變動位置之環(huán)繞音效喇叭。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭。于本發(fā)明之一 觀點中，本可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭包含微處理器；方位 感應器，其耦合至微處理器，以感測組合式數(shù)組喇叭之狀態(tài)改變； 聲場重建單元，其形成于組合式數(shù)組喇叭之內或組合式數(shù)組喇叭
4之外且耦合至微處理器，以仿真環(huán)繞音效；以及數(shù)組喇叭，其藉 由放大器耦合至聲場重建單元。數(shù)組喇叭包含至少 一 低音喇叭， 至少二中高音喇叭，以及至少二被動板。聲場重建單元包含數(shù)字 信號處理器以及數(shù)字延遲電路。
本發(fā)明之 一 優(yōu)點為本可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭可獨 立達到環(huán)繞音效效果。
本發(fā)明之另 一 優(yōu)點為本可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭可 直向或橫向組合以提供客制化環(huán)繞音效喇叭。
本發(fā)明之又 一 優(yōu)點為本可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭可 直向或橫向組合以提供符合使用者所期望之功率及喇叭尺寸之 喇叭。
本發(fā)明之又 一 優(yōu)點為本可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭可 放置于房間內之任何處，而環(huán)繞音效效果保持不變。
本發(fā)明之又 一 優(yōu)點為本可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭對 于使用者而言系便于使用、位置可變動且可節(jié)省空間。
此類及其它之優(yōu)點從以下較佳實施例之敘述并伴隨后附圖 式及權利要求書將使讀者得以清楚了解本發(fā)明。


本發(fā)明可藉由說明書中若干較佳實施例及詳細敘述以及后 附圖式得以了解。圖式中相同之組件符號系意指本發(fā)明中同 一 組 件。然而，此領域之技藝者應得以領會所有本發(fā)明之較佳實施例 系用以說明而非用以限制本發(fā)明之權利要求，其中
圖1及圖2系為根據(jù)本發(fā)明之一實施例之數(shù)組喇叭單元之示 意圖。
圖3及圖4系為根據(jù)本發(fā)明之一實施例之橫向組合之組合式 數(shù)組喇叭之示意圖。
圖5及圖6系為根據(jù)本發(fā)明之另一實施例之直向組合之組合 式數(shù)組喇叭之示意圖。
圖7系為根據(jù)本發(fā)明之一實施例之組合式數(shù)組喇叭之示意圖。
圖8系為根據(jù)本發(fā)明之一實施例之可直放或橫放之組合式數(shù) 組喇叭之方塊圖。100數(shù)組喇叭單元 101控制電路 102低音喇叭 103被動板 104中高音喇叭 105外殼 106外殼 107底板 108喇叭網(wǎng)
200橫向組合之數(shù)組喇叭 300直向組合之數(shù)組喇叭 401微處理器 402音訊輸入 403方位感應器 404面板
405聲場重建單元
4051數(shù)字信號處理器
4052數(shù)字延遲電路
4053頭部相關轉移函數(shù)模塊
406放大器
407數(shù)組喇叭
具體實施例方式
本發(fā)明將以較佳之實施例及觀點加以詳細敘述，而此類敘述 系解釋本發(fā)明之結構及程序，只用以說明而非用以限制本發(fā)明之
權利要求。因此，除說明書中之較佳實施例之外，本發(fā)明亦可廣 泛實行于其它實施例。
本發(fā)明系揭露可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭。于本發(fā)明之 一實施例中，組合式數(shù)組喇叭可為圖1所示之單 一 數(shù)組喇叭單元， 或為復數(shù)數(shù)組喇叭單元以直向呈 一 直線組合，如圖3及圖4所示。 再者，于本發(fā)明之另一實施例中，組合式數(shù)組喇叭亦可為復數(shù)數(shù) 組喇叭單元以橫向呈一直線組合，如圖5及屈6所示。于一實施
6例中，本發(fā)明之組合式數(shù)組喇叭可任意直放或橫放。此外，組合 式數(shù)組喇叭亦可以單一數(shù)組喇叭單元之形式分三部份放置，如圖
7所示。本發(fā)明之可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭系藉由此樣呈 直線組合之數(shù)組喇叭單元以及藉由將于后敘述之三維聲場重建 技術及方位感應器，而只以一呈直線組合之組合式數(shù)組喇叭或使 用者期望之組合方式下之組合式數(shù)組喇叭于任意直放或橫放下 達到環(huán)繞音效效果?；谒脚c垂直狀態(tài)播放以及各喇叭所扮演 之角色有異，因此在水平與垂直狀態(tài)下之播放模式不同。本發(fā)明 之可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭系利用方位感應器于直放、橫 放狀態(tài)改變下，可感測喇叭狀態(tài)(直立或是水平)之改變，以改變 撥放模式。上述之方位感應器可為水銀傳感器或是重力傳感器 (gravity sensor)。
參照圖1及圖2,于本發(fā)明之一實施例中，數(shù)組喇叭單元100 包含控制電路101、低音喇叭102、被動板103、中高音喇叭104、 外殼105、外殼106、底板107及喇叭網(wǎng)108?？刂齐娐?01系設 置于外殼105之前側且于低音喇叭102及被動板103之上方，而 控制電路101系耦合至低音喇叭102、被動板103及中高音喇叭 104，以控制各喇叭單體之運作并提供音訊輸出入接口 。低音喇 叭102及被動板103系設置于外殼105之下表面上之孔洞內且低 音喇叭102系設置于二被動板103之間，藉此低音喇叭102與被 動板103產(chǎn)生共振以增強低音。中高音喇叭104系設置于外殼106 之前側，以向前發(fā)出中高音。中高音喇叭104系各別設置于外殼 105之兩側。低音喇叭102、被動板103及中高音喇叭104系彼 此并聯(lián)或串聯(lián)耦合。外殼105及外殼106之間可透過溝槽或其它 結構予以耦合。底板107系設置于低音喇叭102及被動板103之 底側以固定低音喇叭102及被動板103于外殼105上。喇叭網(wǎng)108 系設置于外殼105及外殼106之上以覆蓋之。
參照圖3及圖4，于本發(fā)明之一實施例中，上述數(shù)組喇叭單 元100之各喇叭單體可以數(shù)組喇叭單元100之形式橫向組合并以 喇叭網(wǎng)108覆蓋，以形成橫向組合之組合式數(shù)組喇叭200。參照 圖5及圖6，于本發(fā)明之另一實施例中，上述數(shù)組喇叭單元100 之各喇叭單體亦可以數(shù)組喇叭單元10 0之形式直向組合并以喇叭 網(wǎng)108覆蓋，以形成直向組合之組合式數(shù)組喇叭300。此外，組合式數(shù)組喇叭亦可包含 一 橫放數(shù)組喇叭以及二直放數(shù)組喇叭，如
圖7所示。此領域之技藝者應注意，數(shù)組喇叭單元100之組合數(shù) 目不受上述實施例所限制，是故數(shù)組喇叭單元100可以任一數(shù)目 加以直向或橫向組合，以形成符合使用者所期望之功率及喇叭尺 寸之組合式喇叭，以利于配合使用者家中擺設而進行安置。
參照圖8，于本發(fā)明之一實施例中，可直放或橫放之組合式 數(shù)組喇叭400包含微處理器401、音訊輸入402、方位感應器403、 面板404、聲場重建單元405、放大器406以及數(shù)組喇叭407。如 圖8所示，數(shù)組喇叭407系藉由放大器406耦合至聲場重建單元 405，以接收聲場重建單元405及放大器406所處理之聲音信號。 可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭400可藉由上述數(shù)組喇叭單元組 合以及藉由聲場重建單元405及方位感應器403而只以一呈直線 組合之數(shù)組喇叭或使用者期望之組合方式下之數(shù)組喇叭于任意 直放或橫放下達到環(huán)繞音效，聲場重建單元405及方位感應器403 系形成于控制電路101內且耦合至微處理器401。為達本發(fā)明之 目的，聲場重建單元405為必須，其中聲場重建單元405主要包 含數(shù)字信號處理器(DSP) 4051 、數(shù)字延遲電路4052以及頭部相關 轉移函數(shù)(Head Related Transfer Funct ion ; HRTF)模塊4053, 以利用三維聲場重建技術藉由實時數(shù)字濾波、藉由動態(tài)壓縮算法 以及藉由重建不同聲響之大約時間延遲而清晰重制定位聲音影 像。此領域之技藝者應注意，聲場重建單元405可提供于可直放 或橫放之組合式數(shù)組喇叭400之外部或內嵌于其內。三維聲場重 建技術亦包含豐富之頭部相關轉移函數(shù)(HRTF)數(shù)據(jù)庫；最新聲場 模擬技術，例如邊界積分方程法(BIEM)以及有限元素法(FEM); 虛擬音源技術；主觀測量技術；以及音場轉換技術，其允許直放 或橫放之組合式數(shù)組喇叭重制具有最小音質改變例如反射及回 響元素等之清晰聲音成像。高質量重制數(shù)字濾波器系由數(shù)字信號 處理器(DSP) 4051所實現(xiàn)且由頭部相關轉移函數(shù)(HRTF)模塊4053 以測量數(shù)據(jù)庫及完全理論模型實施。三維聲場重建技術產(chǎn)生極為 寬廣之音場而無引入任何顯著之原音聲染色(coloration)，以及 從上述之數(shù)組喇叭單元組合藉由濾波而創(chuàng)造出五個虛擬喇叭之 幻覺，以達到環(huán)繞音效效果。
為模擬位于三維空間內點之真實音源，三維聲場重建技術引入頭部相關轉移函數(shù)(HRTF)數(shù)據(jù)庫，其系定義為一套音源至人頭 部之雙耳間之轉移函數(shù)。頭部相關轉移函數(shù)(HRTF)系取決于點音 源之坐標及頻率，且亦對于聆聽者具有個別依賴性。頭部相關轉 移函數(shù)(HRTF)可實現(xiàn)為頭部相關轉移函數(shù)(HRTF)之時域表現(xiàn)之 脈沖響應，稱為頭部相關脈沖響應(Head Related Impulse Response ;HRIR)。此頭部相關轉移函數(shù)(HRTF)或頭部相關脈沖響 應(HRIR)系由完整之數(shù)學模型構成，其系基于聲波理論及以大量 樣本利用假人頭麥克風及假人頭實施之實際測量。該理論頭部相 關轉移函數(shù)(HRTF)具有若干優(yōu)點，例如因其自然且簡單之頻率響 應以及較少計算作業(yè)而適于音樂重制之特性。
因此，本發(fā)明之可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭400利用聲 場重建單元405仿真真實環(huán)繞音效，以及從音訊輸入402產(chǎn)生經(jīng) 處理之聲音信號以讓不同組合下之數(shù)組喇叭407朝不同方向輸 出，而只以一呈直線組合之組合式數(shù)組喇叭或使用者期望之組合 方式下之組合式數(shù)組喇叭達到環(huán)繞音效效果?；谒脚c垂直狀 態(tài)播放以及各喇叭所扮演之角色有異，因此在水平與垂直狀態(tài)下 之播放模式不同。因此，本發(fā)明之可直放或橫放之組合式數(shù)組喇 叭400利用方位感應器403感測組合式數(shù)組喇叭所被置放之狀態(tài) (直立或是水平)，并將其測得之狀態(tài)告知控制電路，以利于切換 播放模式，使其于任意直放或橫放之情況下均可達成環(huán)繞音效。 乃因方位感應器403可感測出組合式數(shù)組喇叭中重力之改變，而 于重力之向量改變時傳送訊號至微處理器401，以便切換電路。 再者，本發(fā)明之可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭可放置于房間內 任何處，而環(huán)繞音效效果保持不變。是故，本發(fā)明之可直放或橫 放之組合式數(shù)組喇叭對于使用者而言系便于使用、位置可變動且 可節(jié)省空間，以及可直向或橫向組合以提供客制化環(huán)繞音效喇 叭。
上述敘述系為本發(fā)明之較佳實施例。此領域之技藝者應得以 領會其系用以說明本發(fā)明而非用以限定本發(fā)明所主張之權利要 求。其專利保護范圍當視后附之權利要求書及其等同領域而定。 凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或范圍內，所作之 更動或潤飾，均屬于本發(fā)明所揭示精神下所完成之等效改變或設 計，且應包含在下述之權利要求書內。
權利要求
1.一種可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭，其特征在于，包含一微處理器；一方位感應器，其耦合至該微處理器，以感測該組合式數(shù)組喇叭之狀態(tài)改變；一聲場重建單元，其形成于該組合式數(shù)組喇叭之內或該組合式數(shù)組喇叭之外且耦合至該微處理器，以仿真環(huán)繞音效；以及數(shù)組喇叭，其藉由一放大器耦合至該聲場重建單元。
2.<image>image see original document page 2</image>
3.<image>image see original document page 2</image>
4.<image>image see original document page 2</image>
5.<image>image see original document page 2</image>
6.<image>image see original document page 2</image>
7.<image>image see original document page 2</image>
8.<image>image see original document page 2</image>
9 . 根據(jù)權利請求1所述之可直放或橫放之組合式數(shù) 組喇叭，其特征在于，其中該方位感應器包含一 水銀傳感器。
10.根據(jù)權利請求l所述之可直放或橫放之組合式數(shù) 組喇叭，其特征在于，其中該方位感應器包含一重力傳感器。數(shù)含式包合元之建汰w橫場或聲放該直中可其之，述于所在1征求特請其權叭據(jù)喇根組蓉理處字式經(jīng)請、1利權根含建場該于在 。征路特電其遲，延叭字喇數(shù)組一
全文摘要
本發(fā)明提供可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭。本可直放或橫放之組合式數(shù)組喇叭包含微處理器；方位感應器，其耦合至微處理器，以感測組合式數(shù)組喇叭之狀態(tài)改變；聲場重建單元，其形成于組合式數(shù)組喇叭之內或組合式數(shù)組喇叭之外且耦合至微處理器，以仿真環(huán)繞音效；以及數(shù)組喇叭，其藉由放大器耦合至聲場重建單元。
文檔編號H04R5/00GK101583066SQ20081008189
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月16日 優(yōu)先權日2008年5月16日
發(fā)明者巍 徐 申請人:巍世科技有限公司