[发明专利]一种手机屏幕定向发声系统

说明书

技术领域

本发明属于扬声器领域，尤其涉及一种手机屏幕定向发声系统。

背景技术

现代社会中手机技术已经发展得非常成熟，甚至已经像钱包和钥匙一样成为了人们随身必备品。然而即使经历了多年的发展，现今所有的手机设备中，在音频信号输出方面一直还是采用的传统扩散式扬声器，这使得这些设备在欣赏音乐、观看电影时必须佩带耳机，否则所发出的声音就会影响他人或者泄露个人信息。同时，传统结构的扬声器产品结构复杂，而且占用大量手机内部空间，从而严重限制了手机等移动终端向薄型化发展。因此，一种具有指向性的、能提供私人视听空间且占用空间较小的发声系统的研究是有价值的。

声频定向系统是一种利用超声波在空气中的非线性传播效应产生高指向性可听声的一种新型扬声器系统。音频信号经过处理后形成含有该音频信号信息的超声波信号，由声频定向换能器将该超声波发射到空气中，然后该超声波在空气中会自解调出其中含有的音频信号，形成一个具有很强指向性的可听声信号。

将声频定向扬声器可以安装在手机中。对于汽车驾驶者，不必手持或佩戴耳机就可以通话，有利于安全驾驶；对于在公共场合通过手机收看视频节目的使用者，不必佩戴耳机就可以拥有良好的视听体验，而不会干扰到他人。而这其中，在手机中去除传统的扬声器，将声频定向扬声器和手机屏幕结合起来形成手机屏幕定向发声系统是目前手机定向发声的具有广阔应用前景的研究方向。

发明内容

本发明旨在提供一种手机屏幕定向发声系统，能够使手机屏幕实现定向发声，进而使手机整体构造更加轻薄化。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种手机屏幕定向发声系统，包括：信号预处理模块，A/D转换器，数字信号调制模块，功率放大器，负载匹配网络，透明定向换能器，手机显示屏幕；所述信号预处理模块通过所述A/D转换器与所述数字信号调制模块连接；所述功率放大器通过所述负载匹配网络与所述透明定向换能器连接；所述数字信号调制模块与所述功率放大器连接；所述透明定向换能器位于所述手机显示屏幕后方，所述透明定向换能器包括压电振动器，所述压电振动器的振动方向垂直于所述手机显示屏幕。

进一步地，所述透明定向换能器和所述手机显示屏幕之间还设有起衔接作用的外框架。

进一步地，所述压电振动器包括基片和压电片，所述压电片粘贴在所述基片上。

进一步地，所述数字信号调制模块在对所述A/D转换器输出的数字音频信号进行调制之前，还对所述数字音频信号进行带通滤波、增益放大、低频补偿和压缩限幅处理。

优选地，所述功率放大器为D类功率放大器。

优选地，所述数字信号调制模块包括DSP处理器或FPGA处理器。

本发明提供的手机屏幕定向发声系统，通过在手机内部设置数字信号调制模块，将所述数字音频信号调制到超声信号中，再通过透明定向换能器实现电声转换，向空气中发射具有指向性的超声信号，由于超声信号在空气中的非线性传播效应，最终能够输出定向的可听声信号。将透明定向换能器安装在手机显示屏幕后方，通过压电振动器的振动来实现发声，使得手机上不再需要传统的扬声器，手机屏幕就可以实现定向发声，从而使手机的整体构造更加轻薄化，进而满足不同的用户需求。

附图说明

图1为本发明手机屏幕定向发声系统的结构框图；

图2为本发明手机屏幕定向发声系统中超声定向换能器、外框架、手机显示屏幕、手机电路板的结构示意图；

其中，1-透明定向换能器，2-外框架，3-手机显示屏幕，4-手机电路板，5-非振动区域，6-振动区域，7-信号后处理模块，8-手机主板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。