一种影院座椅多声道立体声扬声器系统的制作方法

本发明涉及声像技术中的立体声系统领域，具体是一种影院座椅多声道立体声扬声器系统。

背景技术：

当前，全世界的多声道立体声影院均采用以剧院为中心的多声道立体声扬声器系统。所谓多声道立体声扬声器系统通常是指左、右主声道（音乐信号为主）扬声器系统+中置声道（语音信号为主）扬声器系统+左、右环绕声道（背景效果信号为主）扬声器系统+超低音声道（超低频信号）扬声器系统，构成一个用于影院扩音的多声道立体声扬声器系统分布方式。该种方式由多声道立体声电影制作时将上述6个声道音轨信号分离录制，放映时再由上述6个扬声器系统分别进行相应声道分离重放与扩音，使整个影院的音响表现出上述6个声道的合成效果，这种被广为采用的扬声器系统分布方式也被成为5.1立体声系统分布方式，即左主声道+右主声道+中置声道+左环绕声道+右环绕声道（俗称5声道）再单独加一个超低音声道（俗称.1）的扬声器系统分布方式，所以也被成为5.1方式；近期也出现了在5.1基础上再加顶置于天花板朝下扩音的扬声器系统被称为“情景声道”效果的扬声器系统，俗称6.1系统；再就是在5.1基础上从影院后墙朝观众席方向再加上两个环绕声道扬声器系统，构成俗称为7.1的扬声器系统，或在6.1基础上再从影院后墙朝观众席方向再加上两个环绕声道扬声器系统，构成俗称9声道扬声器系统。无论当前多声道立体声影院扬声器系统怎么变化，其基础均是较为普遍的5.1系统，而当前所谓5.1多声道立体声扬声器系统是以观众席为中心，围绕观众席在其周围进行多声道扬声器系统分布：观众席的左前方为左主声道扬声器系统，该声道的主要功能是对电影音乐为主的左声道进行扩音；观众席的右前方为右主声道扬声器系统，该声道的主要功能是对电影音乐为主的右声道进行扩音；观众席正前方为中置声道扬声器系统，该声道的主要功能是对电影对白即语音为主的中置声道扩音；观众席右侧方或右后侧方为右环绕声道扬声器系统，该声道的主要功能是对电影背景及其效果为主的右环绕声道进行扩音；观众席左侧方或左后侧方为左环绕声道扬声器系统，该声道的主要功能是对电影背景及其效果为主的左环绕声道扩音；观众席前面（或任意地方）放置有超低音声道扬声器系统（俗称“低音炮”），主要功能是对电影音乐或效果声中的超低频进行扩音（由于超低音频响在120Hz或80Hz以下，其声波不具有指向性，所以超低音声道扬声器系统的位置不影响聆听过程的声场效果）。

当前影院的多声道扬声器系统分布方式，是一种以观众席为中心，围绕观众席四周进行左主声道、中置声道、右主声道、左环绕声道、右环绕声道、超低音声道等扬声器系统分布，在该种扬声器系统分布的方式中，其存在以下无可避免的缺陷：

第一，从物理学角度看，声源越远声压就越低，在离声源不同距离与不同角度的条件下所获得的声音能量不同。由于当前影院中的每一个观众座椅（观众）与其同一声源（诸声道扬声器系统）的距离与角度都不一样，所以每一个座椅（观众）所获得的声场分布与声压分布标准也不一样，也就是说当前影院的多声道立体声扬声器系统分布方式由于每个声道覆盖每一个座椅（观众）的距离不一样，角度不一样，所以均不能给予每一个座椅（观众）同一标准的声压、同一标准的声场，致使绝大多数座椅（观众）不能获得真正的多声道立体声效果。当前所有多声道影院的声场分布：围绕观众席分别为左主声道扬声器系统、右主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统、左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统等分布方式，其声场分布是以观众席为中心对所有座椅（观众）实行非均衡声场分布，因此，除所有多声道扬声器系统声场覆盖均衡的区域的座椅（观众）能听到多声道立体声效果外（严格说整个影院只有1个观众能听到），其余座椅（观众）皆不能听到真正的多声道立体声效果，因为在观众席中只有得到所有多声道扬声器系统声场交叉覆盖绝对均衡的条件下才能听到真正的多声道立体声效果，当前多声道影院的声场分布能满足该条件的仅仅只有某一个或几个座椅。多声道立体声影院技术的应用，本质上讲，是为了让所有观众都能听到多声道立体声效果，然而当前所有影院的多声道立体声技术中的扬声器系统分布方式则并非以每一个座椅（观众）为中心建构多声道立体声重放技术，致使绝大多数座椅（观众）听不到真正的多声道立体声效果。

图1说明了当前多声道影院的扬声器系统分布致使面对屏幕中轴线靠左的座椅（观众）听到左声道（左主声道扬声器系统、左环绕声道扬声器系统）的声音大于右声道（右主声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统）的声音，相反，而面对屏幕中轴线靠右的座椅（观众）听到右声道（右主声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统）的声音大于左声道（左主声道扬声器系统、左环绕声道扬声器系统）的声音，离中轴线越远的座椅（观众）就更少听到相对方向声道的声音，更远的座椅（观众）甚至根本听不到相对方向声道的声音。

也就是说，当前的多声道立体声影院由于受制于现有扬声器系统分布方式的制约，能听到真正多声道立体声的座椅（观众）极少，只要离面对屏幕中轴线越远，所听到的多声道效果就越差，直至听不到多声道效果。

换言之，现有的多声道影院的立体声播放技术受累于扬声器系统分布方式的重大缺陷，形成了一种“伪科学”立体声播放技术，因为多声道影院立体声技术是为每一个观众服务的，其扩音技术的最终目的是让每一个座椅（观众）均能获得同一标准的声压与声场，均能获得同样的多声道立体声效果，而当前的多声道立体声扬声器系统严格意义上讲只能让一个座椅（观众）可获得真正的多声道立体声听感，因为在当前多声道立体声扬声器系统分布方式中，仅有一个座椅（观众）处于多声道所有扬声器系统扩音交叉覆盖声场的中心位置，除此之外，其它所有座椅（观众）均不处于这个中心位置，尤其是面对屏幕中轴线越远的座椅（观众）所获得多声道非均匀性声场覆盖越大。

第二，其受分布方式限制，声压不能均匀覆盖，使前排观众与后排观众的声压差异过大。当前所有影院的扬声器系统分布方式对观众的声压覆盖不均匀：前排座椅（观众）所得到的声压远远大于后排座椅（观众），因发声点与听音点的距离每增加1倍，声功率会减少为1/4，即距离每增加一倍，声压级的变化=10*log(1/4)=-10*0.6021=-6dB，这样，前排座椅（观众）与后排座椅（观众）得到的是不同的声压效果。

第三，由于其是对整个影院实行扩声，所以大量的扩声能量未能针对人耳，造成声功率的大量浪费（无效的声能）。声能量是由电能量转换而来，声能量的浪费等同于电能量的浪费。

图2（图中斜方框以外均是无效声能）说明现有影院的扬声器系统分布具有大量声能未针对人耳，只有占比例较小部分得到了应用，而更多比例的声能量反而成为破坏声学环境的冗余声能，为了减少那些无效的冗余声能反射对聆听环境的声学破坏，影院不得不采用相应的吸音工程进行处理，不仅电声效率低，而且是声学环境的一种负担。

第四，受制于其扬声器系统分布方式的限制，具有观众距离扬声器系统不同而产生声画同步状态不同的缺陷。当前所有影院受制于扬声器系统分布方式的限制，前排座椅（观众）与后排座椅（观众）听到的声音具有时差，座椅（观众）越靠后时差越大，假设影院设有10排座椅（每排座椅的间距为0.8米），那么最后一排观众比第一排观众要晚23毫秒听到声音，也就说观众越靠后，声画同步差异越大，因为光速是声速的87万倍，所以，当前所有影院座椅（观众）离前置左主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统、右主声道扬声器系统越远，所存在的声画不同步的影响就越大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种声场标准化、声压标准化、声延迟标准化的影院座椅多声道立体声扬声器系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种影院座椅多声道立体声扬声器系统，包括左主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统、右主声道扬声器系统、左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统和超低音声道扬声器系统，根据多声道立体声电影声音传输体制要求，将左主声道扬声器系统分布在每一个座椅（观众）的左前方，将右主声道扬声器系统分布在每一个座椅（观众）的右前方，将中置声道扬声器系统分布在每一个座椅（观众）的正前方，将左环绕声道扬声器系统分布在每一个座椅（观众）的左后侧方，将右环绕声道扬声器系统分布在每一个座椅（观众）的右后侧方，将超低音声道扬声器系统分布在每一个座椅（观众）的正下方，使整个多声道扬声器系统围绕每一个座椅（观众）而分布。

作为本发明进一步的方案：所述左主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统和右主声道扬声器系统分布在每一个座椅（观众）的前排座椅背部，所述左环绕声道扬声器系统和右环绕声道扬声器系统分布在每一个座椅（观众）靠背顶部两端，所述超低音声道扬声器系统设置在每一个座椅（观众）下方。

作为本发明进一步的方案：所述左主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统、右主声道扬声器系统、左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统和超低音声道扬声器系统装置在多声道立体声椅套上后，再套在座椅上，形成所需的影院座椅多声道立体声扬声器系统。

作为本发明进一步的方案：所述左主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统、右主声道扬声器系统、左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统和超低音声道扬声器系统集成在座椅上，形成所需的影院座椅多声道立体声扬声器系统。

作为本发明进一步的方案：所述左主声道扬声器系统、右主声道扬声器系统的扬声器均以座椅为中轴朝内35～55°倾斜。

作为本发明进一步的方案：所述左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统的扬声器均以座椅为中轴朝内35～55°倾斜。

作为本发明进一步的方案：所述左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统的扬声器均以座椅为中轴朝内45～55°倾斜。

作为本发明进一步的方案：所述左主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统、右主声道扬声器系统均位于座椅背部的上部。

作为本发明进一步的方案：左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统均位于座椅靠背顶部头枕处两端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明解决了当前多声道立体声影院存在的每个座椅（观众）声场分布不均的问题，解决了当前所有影院座椅（观众）声压分布不同的问题，解决了当前所有影院座椅（观众）声延迟分布不同的问题，同时尽可能减少了整个影院扬声器系统扩音声能量浪费的问题，使影院多声道立体声分布及其扩音于每个座椅（观众）形成声场标准化、声压标准化、声延迟标准化。

附图说明

图1是当前多声道影院的声场分布图；

图2是当前影院的声能分布图；

图3是本发明与当前影院的声场分布方式区分图；

图4是本发明的以每个座椅（观众）为中心的多声道立体声扬声器系统分布图；

图5是本发明的以每个座椅（观众）为中心分布多声道立体声扬声器系统的结构示意图；

图6是本发明装到座椅后的侧面示意图；

图7是本发明装到座椅后的正面示意图；

图8是本发明装到座椅后的背面示意图；

图9是本发明应用于多声道立体声影院以座椅（观众）为中心的实施效果图；

图10是本发明集成到座椅上的侧面示意图；

图11是本发明集成到座椅上的正面示意图；

图12是本发明集成到座椅上的背面示意图；

图中：1为座椅，1-1为左、右环绕声道扬声器系统，1-2为左、右主声道扬声器系统，1-3为中置声道扬声器系统，2为超低音声道扬声器系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例中，一种影院座椅多声道立体声扬声器系统，

本发明是以影院每一个座椅（观众）为中心，即围绕影院每一个座椅（观众）分布多声道立体声各自不同功能的扬声器系统的一种影院座椅多声道扬声器系统，具体讲，就是将左声道对电影音乐为主的左主声道扬声器系统分布在影院每一个座椅（观众）的左前方，将右声道对电影音乐为主的右主声道扬声器系统分布在影院每一个座椅（观众）的右前方，将中置声道对电影对白为主的中置声道扬声器系统分布在影院每一个座椅（观众）的中前方，将左、右环绕声道对电影背景效果声为主的左、右环绕声道扬声器系统分布在影院每一个座椅（观众）的左、右侧方，将对电影超低音音频为主的超低音声道扬声器系统分布在每一个座椅（观众）的正下方，使多声道立体声电影的主要6个声道扬声器系统围着每一个座椅（观众）实施重放扩音。

本发明一改当前所有影院以观众席为中心的扬声器系统（发声点）分布方式，而以影院座椅（观众）为中心，围绕每个座椅（观众）将多声道扩音的前置左主声道扬声器系统、前置中置声道扬声器系统、前置右主声道扬声器系统、左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统、超低音声道扬声器系统等所有多声道扬声器系统根据人耳聆听多声道特性的距离分布于影院每一个座椅周围，使所有座椅（观众）均处于被前置左主声道扬声器系统、前置中置声道扬声器系统、前置右主声道扬声器系统、左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统、超低音声道扬声器系统的包围之中，让每个座椅（观众）均能听到同一声场、同一声压、同一声延迟的真正的多声道立体声效果。

请参阅图3，本发明与当前多声道立体声影院扬声器系统分布方式的不同：左图为当前影院的多声道扬声器系统分布方式，右图为本发明多声道扬声器系统分布方式。在左图示意中可以看到：当前影院的多声道立体声扬声器系统是以观众席为中心并围绕观众席进行左、右主声道，中置声道，左、右环绕声道的分布，该种分布方式虽可能使所有声道扬声器系统能均匀覆盖观众席，但却不能均匀覆盖影院中每一个座椅（观众），所以，也可以说当前影院的多声道立体声扬声器系统分布方式是一种“伪科学”技术方式，必须加以改正。在右图示意中可以看到：本发明以每个座椅（观众）为中心分布多声道立体声扬声器系统的方式，致使每个座椅（观众）均能获得相同的声场、相同的声压、相同的声延迟的标准立体声效果。

本发明的实施有两种方式：第一种方式是将用于每个多声道立体声影院座椅（观众）的左主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统、右主声道扬声器系统、左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统装置在一个椅套上，再将该椅套套在现有影院的座椅上，然后再将超低音声道扬声器系统置于每个座椅底下，这种方式适合快速改造现有影院的多声道立体声扬声器系统分布技术，不会因改造座椅而增加运营成本；第二种方式是将每个多声道立体声影院座椅的左主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统、右主声道扬声器系统、左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统、超低音声道扬声器系统按照围绕座椅（观众）分布的方式直接装置在每个影院座椅上，该种方式适应于新造多声道立体声影院座椅，使本发明能与座椅更紧密地结合为一体。

请参阅图4，本发明利用座椅为扬声器系统分布载体，使多声道立体声诸声道扬声器系统围绕座椅（观众）分布扩音，以达到每个座椅的声场分布、声压分布、声音延迟分布等均有相同的同一标准；其中，装置于座椅上的左、右环绕声道扬声器系统与超低音声道扬声器系统是为本座椅（观众）扩音的，而左、右主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统是为后排座椅（观众）扩音的，也就说，座椅上的观众所听到的左右主声道、中置声道的声源来自前排观众座椅后背装置的扬声器系统，左右环绕声道与超低音声道的声源，来自本座椅的靠背顶部两端的环绕声扬声器与本座椅底部的超低音扬声器系统。

第一种方式：按照图4中的分布不同功能的多声道扬声器系统方式，将用于每个多声道立体声影院座椅的左主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统、右主声道扬声器系统、左环绕声道扬声器系统、右环绕声道扬声器系统装置在一个椅套上，再将该椅套套在现有的座椅上，然后再将超低音声道扬声器系统置于每个座椅底下。

请参阅图5，第一种方式中，左、右环绕声道扬声器系统1-1位于多声道立体声影院座椅套正面，左、右主声道扬声器系统1-2位于多声道立体声影院座椅套背面，中置声道扬声器系统1-3位于多声道立体声影院座椅套侧面，超低音声道扬声器系统2置于观众座椅底下；超低音声道扬声器系统2内部装置有接受光纤信号的解码器、前置放大器以及驱动左、右主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统、左、右环绕声道扬声器系统、超低音声道扬声器系统的功率放大器，超低音声道扬声器系统中的相关声道功率放大器，将讯号放大转换成功率放大后通过连接左、右主声道扬声器系统、中置声道扬声器系统、左、右环绕声道扬声器系统、超低音声道扬声器系统的输出连接线将放大的功率电流传输至每个扬声器系统，实现以每个座椅为核心的、围绕座椅（观众）分布的多声道立体声扩音。

请参阅图6～8，本发明装（套）置在现有影院座椅上的侧面展示了多声道立体声影院椅套1套在现有影院座椅的靠背上部，位于多声道立体声影院椅套1正面顶部装置有左、右环绕声道扬声器系统1-1，该左右环绕声道扬声器系统1-1朝着观众两只耳朵方向距人耳约10～20cm的距离，多声道立体声影院椅套1的左侧或右侧装置有中置声道扬声器系统1-3，中置声道扬声器系统1-3的扬声器朝着多声道立体声影院椅套1背面方向，置于面向后排座椅中轴位置，离后排观众人耳距离50cm以上，左、右主声道扬声器系统1-2置于多声道立体声影院椅套1的背面，离后排观众人耳距离70cm以上，超低音声道扬声器系统2并不置于多声道立体声影院椅套1的结构中，而是单独置放于座椅底下；其中侧面（图6）展示了多声道立体声影院椅套1的侧面装置方式，其两侧顶部装有左、右环绕声道扬声器系统1-1，背部装有左、右主声道扬声器系统1-2，侧面（或左侧面或右侧面）下端（紧靠座椅扶手上方）装有中置声道扬声器系统1-3；其中正面（图7）展示了多声道立体声影院椅套1的正面装置方式，其正面有处于多声道立体声影院椅套1顶部的等距离分布的左、右环绕声道扬声器系统1-1（一只在左一只在右）正面，处于多声道立体声影院椅套1侧面的中置声道扬声器系统1-3背面；其中背面（图8）展示了多声道立体声影院椅套1背面中部装置的左、右主声道扬声器系统1-2，其中位于其背面左边的扬声器系统为右主声道扬声器系统，位于其背面右边的扬声器系统为左主声道扬声器系统，左、右主声道扬声器系统1-2的扬声器单元各以相反的35～55°指向后排座椅观众人耳方位，也展示了多声道立体声影院椅套1侧面的中置声道扬声器系统1-3正面，中置声道扬声器系统1-3既可置于多声道立体声影院椅套1的左侧面，也可置于多声道立体声影院椅套1的右侧面，中置声道扬声器系统1-3的扬声器正向面对后排座椅（观众）。

请参阅图9，本发明应用于多声道立体声影院以座椅（观众）为中心的实际效果为：矩形虚线框中表示出影院中每个座椅（观众）对应本发明所获得的真正的多声道立体声扩声方式，其中，前排座椅（观众）背面正对后排座椅（观众）中轴设有中置声道扬声器系统1-3，其扬声器正面朝向后排座椅（观众）的中轴，将多声道立体声的语音为主的声音正面朝后排座椅（观众）扩音；前排座椅（观众）背面中轴左边部分设有左、右主声道扬声器系统1-2的右主声道扬声器系统，其扬声器以35～55°向后排座椅（观众）左斜，将多声道立体声中以音乐为主的右声道声音向后排座椅（观众）扩音；前排座椅（观众）背面中轴右边部分设有左、右主声道扬声器系统1-2的左主声道扬声器系统，其扬声器以35～55°向后排座椅（观众）右斜，将多声道立体声中以音乐为主的左声道声音向后排座椅（观众）扩音；而每个座椅（观众）靠背顶部左右各设有两只左、右环绕声道扬声器系统1-1，其扬声器分别朝向该座椅（观众）中轴，向该座椅上的观众进行多声道立体声的环绕背景声扩音。

本发明实施的第二种方式：是将本发明以座椅（观众）为中心的多声道立体声分布方式固定在影院座椅上，使影院每一个座椅成为装置本发明方式并满足本发明条件的载体。

请参阅图10～12，本发明的多声道立体声扬声器系统分布方式在影院座椅上的实施方案：侧面（图10）表示左、右环绕声道扬声器系统1-1装置在座椅靠背顶部的“头枕”上，其扬声器发音方向朝座椅内侧前方；左、右主声道扬声器系统1-2装置在座椅靠背背部，位于左、右环绕声道扬声器系统1-1下方，其扬声器发音方向朝着座椅背面的外侧方向；超低音声道扬声器系统2装置在座椅的底部限于座垫向下投影的面积范围；中置声道扬声器系统1-3装置于座椅侧面扶手之上，其扬声器发音方向为后排座椅（观众）的正前方；正面（图11）表示左、右环绕声道扬声器系统1-1装置在座椅靠背上方两端（头枕处），扬声器发声方向各自以45～55°朝椅子靠背内侧方向，中置声道扬声器系统1-3装置于座椅两边任一扶手之上，扬声器发声方向朝着座椅正面相反的方向；背面（图12）表示左、右主声道扬声器系统1-2装置于座椅背面及靠背偏上部位置的中间，其中左边的左主声道扬声器系统的扬声器发声方向以35～55°朝着座椅背面左侧，右边的右主声道扬声器系统的扬声器发声方向以35～55°朝着座椅背面右侧；中置声道扬声器系统1-3装置在座椅任一扶手之上，扬声器发声方向与座椅靠背背面正向；超低音声道扬声器系统2装置于座椅底部。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。