显示装置及扬声器音效调整方法

技术领域

本申请涉及电视机技术领域，尤其涉及一种显示装置及扬声器音效调整方法。

背景技术

随着宽带互联网的家用普及，网速越来越快，因此人们喜欢在家中客厅布置环绕音响来观看网络电视，享受在线高清视频和音乐资源。

当前家庭影院系统通常按照自身所包含的扬声器的数量来进行标识，例如，3.1系统通常包括位于屏幕左侧的一个扬声器、位于屏幕右侧的一个扬声器、位于屏幕下方、前方或上方的中置扬声器以及低音扬声器(其位置不那么固定)，中置扬声器和低音扬声器可以位于相同的物理单元中。5.1系统包括另外两个扬声器，而7.1系统在其基础上还包括另外两个扬声器。

目前家庭影院均是在电视机外接扬声器来实现环绕音效果，且视频片源很多，例如杜比，都是可解码出多声道的音频数据，但是传统电视却不能播放出多声道的效果，使得声场仍然围绕在电视左右，不具备立体声方向的声场，影响用户的观感效果。

发明内容

本申请提供了一种显示装置及扬声器音效调整方法，以解决目前电视机不能播放出多声道的效果，不具备立体声方向的声场，影响用户观感效果的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种显示装置，包括显示屏、后壳及设置于显示屏与后壳之间的至少一个扬声器，其中，

所述扬声器设置在所述显示屏的顶端，所述扬声器包括扬声器前腔与扬声器后腔，所述扬声器前腔朝向所述显示屏的顶端，所述扬声器后腔朝向所述后壳，所述扬声器后腔低于所述扬声器前腔；

所述扬声器前腔的中轴线与所述显示屏呈预设角度。

第二方面，本申请实施例公开了一种扬声器音效调整方法，所述方法包括：

分别获取扬声器与左右声道扬声器的直达声信号；

计算所述扬声器直达声的衰减量；

将所述扬声器直达声信号与所述衰减量反相叠加至所述左右声道扬声器的直达声信号中，抵消所述扬声器的直达声。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的显示装置包括显示屏、后壳及设置于显示屏与后壳之间的至少一个扬声器，其中，扬声器设置在显示屏的顶端，扬声器包括扬声器前腔与扬声器后腔，扬声器前腔朝向显示屏的顶端，扬声器后腔朝向后壳，扬声器后腔低于扬声器前腔，及扬声器前腔倾斜朝向天花板，朝向显示装置顶部发音；扬声器前腔的中轴线与显示屏呈预设角度。本申请提供的显示装置在显示屏与后壳之间增加至少一个扬声器，扬声器以预设角度向顶部发音，发出的声音通过天花板的反射将声场传达到用户的观看区域，能够实现电视机的多声道环绕视听效果，不需外接音响，为用户带来真实的包围感声场。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的显示装置的剖视图；

图3为图2中A处放大示意图；

图4为本申请实施例提供的显示装置中显示屏与扬声器的装配侧视图；

图5为本申请实施例提供的显示装置中扬声器的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的显示装置中反射声的声波传达路径；

图7为本申请实施例提供的显示装置中扬声器的角度示意图；

图8为本申请实施例提供的显示装置中扬声器的另一角度示意图；

图9为本申请实施例提供的显示装置中扬声器的调节机构的机构示意图；

图10为本申请实施例提供的显示装置中扬声器的调节机构的侧视图；

图11为本申请实施例提供的显示装置中直达声强度与扬声器角度的关系曲线图；

图12为本申请实施例提供的一种扬声器音效调整方法的流程图；

图13为本申请实施例提供的显示装置中扬声器直达声与左右声道扬声器直达声的示意图；

图14为本申请实施例提供的显示装置中天空音音效调整机构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

传统电视机并不能播放出多声道的效果，即电视机本身最终只能还原出来2.0的信号，部分电视机配备了单独的低音炮或中置声道，即能实现2.1或者3.1的效果，但是缺少对天空音的支持(7.1.4和5.1.4系统中，最后的.4是天空音，即录制电视或者电影节目的时候，被录制对象头顶上部有4个录制麦克风，当播放设备也有播放多声道的扬声器时，可以将4个麦克风录制的信号还原出来，让人真实感觉到头顶的声音，尤其是在播放类似飞机、飞翔的鸟等场景时，可以让人有身临其境的感觉)，使得声场仍然围绕在电视左右，不具备立体声方向的声场。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种显示装置，在显示屏与后壳之间设置至少一个扬声器，该扬声器指向显示装置的顶部发音，通过天花板的反射将声场传达到用户的观看区域，为用户带来真实的包围感声场。

参见图1、图2、图3，图1为本申请实施例提供的一种显示装置的结构示意图，图2为本申请实施例提供的显示装置的剖视图，图3为图2中A处放大示意图。

如图1、图2、图3所示，本申请实施例提供的显示装置包括显示屏10、后壳20及设置于显示屏10与后壳20之间的至少一个扬声器1，其中，

扬声器1设置在显示屏10的顶端，也就是说，扬声器1设置在显示屏10的后侧顶端，避免显示屏10遮挡扬声器1发音。扬声器1包括扬声器前腔11与扬声器后腔12，扬声器前腔11朝向显示屏10的顶端，扬声器后腔12朝向后壳20，扬声器后腔12低于扬声器前腔11。即扬声器1倾斜安装于显示屏10的后侧顶部，其扬声器前腔11倾斜朝上，指向天花板发音，扬声器发射的声音信号向电视机顶部空间传输，遇到天花板的阻挡后，声音信号被天花板反射，反射后的声音能够传达至用户的观看区域，为用户带来真实的包围感声场。

目前在电视机布置扬声器时，扬声器的发音口竖直朝上设置，扬声器发出的声音会通过天花板以及电视背面的墙壁反射，但由于没有朝前的方向，反射声无法达到用户的听音位置；或者，扬声器的发音口水平朝前设置，如此扬声器发出的声音与位于电视机底部的扬声器发出的声音一起直接达到用户听音位置，因此也没有天空的反射，达不到天空音的效果。

为了解决这一问题，本示例中，如图4所示，扬声器前腔11倾斜向上，朝向显示屏10，扬声器前腔11的中轴线与显示屏10的屏幕呈预设角度，如此，使得扬声器1朝向电视机顶部发音，而扬声器前腔11以预设角度设置可使得扬声器1发射的声音信号经过天花板反射后能正好到达用户的观看区域，达到天空音的效果。如图5所示，扬声器前腔11采用号角状前腔，如此扬声器喉口到号角出口的中间和两边的距离不等，声音传播到的时间也不等(即出口部分的相位角差异很大)，所以出口部分的波阵面趋向于以喉口为中心的球面波，使得声波的扩散角比普通扬声器小得多，增强了声音的指向性，有助于更好的实现声音的指向性。

扬声器1与显示屏10之间的预设角度A可根据显示装置安装于用户客厅的情况来确定，如通过用户距离显示屏的距离、显示屏顶部到天花板的距离、显示屏的屏幕尺寸等来确定扬声器1与显示屏10之间的预设角度A。

如图6所示，假定人眼睛与电视屏幕中心水平，可以得出来等式关系如下：

D

tanA＝2×D

其中，D

以65英寸电视机为例，观影距离D

如果较小的客厅观影距离约为2米左右，根据上述公式2米的观影距离计算得到的预设角度A为31°左右，考虑到天空音的指向角度，得出31°-(25°÷2)＝18.5°。

综上，为了适应一般家庭客厅环境，扬声器1与显示屏10之间的预设角度A设定为18.5°～29.5°之间。一般家庭客厅的层高是3米左右，在一般家庭客厅中观影距离是2.5米左右，电视机本身高度约为1米，根据公式可以计算得到扬声器与显示屏之间的角度为30°左右，即根据一般家庭客厅的使用环境，可以固定设定扬声器的角度为一个定值如30°，无需调整。

扬声器1可通过螺钉等以预设角度(优选30°)固定于显示屏10的顶部后侧，也可通过卡扣等以预设角度固定于显示屏10的顶部后侧，其均属于本申请实施例的保护范围。

在显示屏10的顶部后侧安装扬声器1时，也可通过定位机构将扬声器1设置于显示屏10的顶端后侧，并通过该定位机构来调整扬声器1与显示屏10之间的角度。如图9、图10所示，定位机构包括步进电机6、齿轮5与齿条4，步进电机6固定安装于显示屏10上，齿轮5套设于步进电机6的输出轴上，齿条4与齿轮5相啮合。步进电机6转动时，步进电机6的输出轴带动齿轮5转动，齿轮5带动齿条4左右移动。

扬声器后腔12通过第一转轴3与齿条4固定连接，扬声器前腔11通过第二转轴2与显示屏10转动连接。当齿轮5带动齿条4左右移动时，齿条4带动扬声器1绕第二转轴2转动，以调节扬声器1与显示屏10之间的角度，从而改变扬声器1的指向性。

步进电机6可正反转，当步进电机6正转时，步进电机6的输出轴带动齿轮5转动，齿轮5带动齿条4向左移动，齿条4带动扬声器1向左转动，以减小扬声器1与显示屏10之间的角度A；当步进电机6反转时，步进电机6的输出轴带动齿轮5转动，齿轮5带动齿条4向右移动，齿条带动扬声器1向右转动，以增大扬声器1与显示屏10之间的角度A。

安装好电视机后，可通过电视机自带摄像头或激光测距仪来获取观看者到电视机的距离D

电动调节扬声器角度的成本较高，因此也可手动调节扬声器1的角度。电视机中内置调整说明，通过在电视菜单中输入家庭客厅的层高、观影距离以及电视柜高度等信息，电视机自动计算出需要调整的角度，以及需要调整的位置说明，用户可以根据位置说明通过手动调整不同位置卡丝或者手动旋钮螺丝，实现扬声器的角度可调。

也可通过步进电机实现扬声器任意角度的调整，实际根据一般家庭客厅环境，可以限定固定的两个角度之间切换，比如可以采用电位器取代步进电机、齿轮和齿条，根据用户输入的房间尺寸信息，做出判断，确定电位器应该带动扬声器固定在哪个角度。

本示例中，可在显示屏10后侧设置两个扬声器1，两个扬声器1沿着显示屏10的长度方向间隔设置，定位机构可位于两个扬声器的中间位置，用于分别调整两个扬声器的角度，使扬声器具有较好的平衡性且成本较低。也可将定位机构放置于左侧扬声器的左侧或者右侧扬声器的右侧，或者定位机构为两个，分别放置于左侧扬声器的左侧和右侧扬声器的右侧。

由于声音的传递指向性不够强，仍然会有一定的直达声传递到人耳中，并且因为直达声传播路径较反射声短，直达声会先到达人耳，根据公知理论，人耳会对先到达的声音作为方位判断的依据，从而感觉到顶部扬声器的声音是从屏幕上方传递过来的，而不是通过天花板反射下来，导致营造天空音的效果变差。

如图11所示，随着扬声器1与显示屏10之间的角度A逐渐变大，尤其到90°时，即扬声器1的发音口垂直向上设置，直达声的强度达到最大，定义为0dB；当扬声器1与显示屏10之间的角度为0°时，即扬声器1的发音口水平朝前设置，直达声衰减约为-30dB左右。因此可适当调整扬声器与显示屏之间的角度A，来响应增大扬声器的直达声强度，减小直达声对反射声的影响。

为了减小扬声器的直达声对反射声的影响，本申请实施例还提供了一种扬声器音效调整方法。

如图12所示，本申请实施例提供的扬声器音效调整方法包括：

S100：分别获取扬声器与左右声道扬声器的直达声信号。

S200：计算扬声器直达声的衰减量。

S300：将扬声器直达声信号与衰减量反相叠加至左右声道扬声器的直达声信号中，抵消扬声器的直达声。

如图13所示，电视机除了具有置于电视机后侧顶部的扬声器1以外，还有置于电视机底部的左右声道扬声器，左右声道扬声器朝前发音，即左右声道扬声器的全部直达声都可以传输到用户处，可通过将扬声器直达声信号，经过反相叠加到左右声道信号中，就可以在左右声道直达声中加入反相的信号，用于抵消扬声器的直达声，从而用户就可以只听到来自天空的声音。

如图14所示为直达声信号的流程图，其中天空音可经过反相器反相后，与直达声的衰减量D(A)做乘积，而后分别加和到左右声道中，可抵消扬声器的直达声。也可根据电视机内程序实现，获取扬声器的直达声信号，计算得到扬声器直达声的衰减量，对直达声信号进行反相计算，之后再将反相后的直达声信号与衰减量做乘积，得到计算结果，再将计算结果加和到左右声道扬声器的直达声信号中，以此抵消扬声器的直达声。

当扬声器的角度A是固定数值时，天空音信号只需要经过一个固定增益调整即可；当扬声器的角度A为两个固定数值时，增益也为两个数值，数值根据用户在电视菜单输入房间信息计算得出。

另外，直达声衰减量也可以通过测量得到，将电视机遥控器放置于用户观看位置，扬声器播放声音，内置于遥控器的麦克风采集声音并将声音通过无线信号(蓝牙)等传回到电视机，电视机根据扬声器发出的声音以及麦克风采集回来的声音，经过计算处理，可以测得衰减量。具体方法如下：

1)左声道扬声器(或者右声道扬声器)发出一段冲击信号，麦克风采集该冲击信号并将信号返回到电视机，电视机根据发出去的信号以及采集回来的信号，计算时间差Δt与声音强度差ΔD。

2)左扬声器(或者右扬声器)发出一段冲击信号(持续时间t1)，麦克风采集并将信号返回电视机，电视机将采集回来的信号，从Δt开始，截取时长为t1的一段信号，将此信号进行能量加权运算乘以强度差ΔD，并与发出去的天空音信号对比，即可得出遥控器所在位置的直达声衰减量。

上述通过对扬声器的直达声进行音效算法调整，将直达声的影响降低到最小，使得营造的天空音效果较好，实现电视机的多声道环绕视听效果，为用户带来真实的包围感声场。

上述实施例所述的扬声器也可应用于激光电视(屏幕发声)，扬声器可以放置在激光电视内部，并且，为了得到好的指向性，每个声道的扬声器，可以是多个，构成扬声器阵列。还可以利用波束成型原理，调节扬声器阵列的指向性，使得天空音的绝大部分能量，能够直射到天花板上，反射到用户的耳朵里，使用户真切的感受到声音来自天空。

构成扬声器阵列的最大好处是，在纵向(X方向)，利用主机产品形态，可以更方便的实现扬声器阵列品牌部，排布阵列的方式，包括但不限于(每个声道)声柱直线型排列与矩形排列。

与平板电视“天空音”相同，激光电视的“天空音”，也是需要进行一定的时间延迟控制(与天花板高度，电视及用户实际位置有关)，一般天空音应早于普通音(比如10ms)这些属于普通的技术变通。另外，激光电视扬声器，不发出低频，频率多在500Hz以上。这一方面有利于扬声器单元的小型化，另一方面也利于控制扬声器指向性(普通天空音也是如此)。

本申请实施例提供的显示装置包括显示屏、后壳及设置于显示屏与后壳之间的至少一个扬声器，其中，扬声器设置在显示屏的顶端，扬声器包括扬声器前腔与扬声器后腔，扬声器前腔朝向显示屏的顶端，扬声器后腔朝向后壳，扬声器后腔低于扬声器前腔，使得扬声器倾斜向上，指向显示屏的顶部发音，通过天花板的反射将声场传达到用户的观看区域；且扬声器前腔的中轴线与显示屏呈预设角度，扬声器与显示屏间的预设角度可为固定的，也可为可调整的，以适应不同的房间，更好的实现声音的指向性；扬声器存在直达声与反射声同时传递到用户观看区域的问题，通过对扬声器的直达声进行音效算法调整，尽量的减小直达声对反射声的影响，更好的把扬声器发射的声音通过反射传递到用户观看区域，实现电视机的多声道环绕视听效果，为用户带来真实的包围感声场。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。