[发明专利]基于波束控制的吊顶式音响装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种音响装置，特别涉及一种基于波束控制的吊顶式音响装置。

背景技术

随着超大规模集成电路及电池蓄电技术的快速发展，便携式消费类音频产品——掌上电脑、智能手机、数字摄像机、电子图书阅读器、个人声频视频播放器等的应用日益广泛，为人们日常的工作生活提供了极大的便利性。这些音频产品通常都带有NFC、蓝牙、Wi-Fi等无线接口，能够灵活快捷的与其他带有同样无线接口的音频产品建立无线连接并进行数据交换。基于这些无线接口技术，目前市场上也出现了基于蓝牙或者Wi-Fi的无线音响产品，这些音响产品通常都是作为智能手机的外置配件使用，为智能手机提供外置的声场重放。这些无线音响产品通常配备双通道立体声扬声器，能够获得立体声重放效果，适合于营造空旷环境下仅供个人使用的小区域覆盖范围的个人声场，由于仅有两个声道的输出，无法获得更高层次的环绕声效果。由于声场扩散的限制，这些无线音响产品仅适合家居或户外空旷场所的个人视听应用，并不适合于推广到公众场所——餐馆、酒吧、商场、机场、火车站、停车场、医院、图书馆、银行等进行个人私密视听应用。

在公众场合营造私密的个性化声场，在个人欣赏音视频作品的同时，也不妨碍其他人的视听，这一应用场景涉及到扬声器阵列的局部声场控制课题，而该课题一直是许多学者长期关注并致力解决的关键问题。目前，国际上最为代表性的两个研究机构——英国南安普顿大学声与振动研究所(Institute of Sound and Vibration Research，ISVR)和韩国科学技术院（Korea Advanced Institute of Science and Technology，KAIST）都针对这一课题开展了长期广泛的研究，并取得了一系列的研究成果。ISVR 研究所的S. J. Elliott教授研究了线性扬声器阵列的声聚焦效果，并测试了单波束情况下的聚焦性能，在语言声重放情况下得到了较为满意的效果。KAIST 研究所的Y. -H. Kim教授也一直致力于个性化声场的控制课题研究，通过明暗对比控制算法，将阵列声场控制在局部区域内。这些局部声场控制的研究成果，为虚拟环绕声场的实现提供了理论支撑。

现有无线音响产品都使用较少的扬声器通道，并没有考虑扬声器组阵进行虚拟环绕声场的重放应用。在公众场所，这些产品在为个人提供声场重放的同时会对周围其他人的视听造成干扰，产生一定程度的声污染。现有的局部声场控制算法，都集中在单阵列和单波束的局部声场控制工作，还没有开展多阵列和多波束的应用研究。

针对现有无线音响在私密性个人声场重建方面所存在的缺陷性，同时结合局部声场控制算法的进展和公众场所私密性声场重建的应用需求，因此需要寻找一种具有多波束生成功能的无线吊顶音响，基于波束控制功能为局部区域内提供多个声束的交叉覆盖，从而营造出具有3D环绕声效的个人声场，同时也不干扰覆盖区域之外他人的工作生活。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于波束控制的吊顶式音响装置，其能营造出具有3D环绕声效的个人声场，同时也不干扰覆盖区域之外他人的工作生活。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于波束控制的吊顶式音响装置，所述的吊顶式音响装置包括：

一音频产品，其具有与控制器相交互连接的第一端以及与无线模块相无线交互连接的第二端；

控制器，其与音频产品的第一端相交互连接，当音频产品发出指令信息后，控制器完成发声模块与音频产品的配对，所述控制器还可接收或生成用户的期望信息；

发声模块，其包括：

无线模块，其与所述音频产品的第二端相交互连接，用于接收由所述音频产品发出的无线数据；以及

波束控制模块，与所述控制器和所述无线模块相电连，其对通过所述无线模块接收到的无线数据与通过控制器接收到的用户的期望信息进行处理，生成与用户的期望信息相匹配的波束方向图，并根据波束方向图对功放模块进行调节；

功放模块，其输入端与所述波束控制模块的输出端相连接，所述功放模块的输出端与所述扬声器阵列相电连，在波束控制模块的控制下驱动所述扬声器阵列中的各扬声器单元；

扬声器阵列，其包括多个扬声器单元，每个扬声器单元用于实现电声转换。