一种结合骨传导三维音场的虚拟现实设备的制作方法

本发明涉及一种虚拟现实设备，尤其是一种结合骨传导三维音场的虚拟现实设备。

背景技术：

骨传导：是指以人体颅骨作为声源体的传播媒介来实现声音的传导方式。骨传导可将声音直接通过头骨传送到耳朵内部的耳神经。其优点在于：1.骨传导设备在使用过程中不会对耳膜产生压迫感，并且戴着骨传导装置周围的声音仍然可以听到；2.在非常严重的噪音环境中能够听取非常清晰的声音。3.对听力障碍者有效(从外耳到中耳的传音系统引起的听障)。4.原理与制造工艺不同，骨传导耳机有非常优良的防水性能。长时间使用不会因为汗水对耳机造成损害。

三维音场效果：人耳辨别来自不同方位的声音是靠声源与双耳之间形成的相同或不同的角度。由于角度的差距，使得声音由声源传到左、右耳的时间和强度产生微小的时间差，而人耳的生理特性对这微小的时间差非常敏感的产生距离感，从而使声音得到准确地定位。

根据实际需要对骨传导振子的数量、分布位置、重放延迟与频响范围进行适当的修改、调整和编码，就能明显产生三维立体空间感。

因此本发明设计了一种结合骨传导三维音场的虚拟现实设备，使虚拟现实音响体验更加真实。

技术实现要素：

本发明目的在于：通过多个压电陶瓷骨传导振子的不同分布位置及振动频率，实现三维立体音场效果。

本发明的技术方案为：通过特殊的差分算法，反向推演出建立三维音场效果所需的每个骨传导振子的重放波形。

其特征在于，根据音源生成→计算激励函数→频响补偿→播放声音的流程，计算每个特定骨传导振子的重放波形后，完成三维音场的构建。

本发明创新点在于：

1.本发明的虚拟现实设备，音响不采用空气传导方式，而采用不受使用者运动方式影响的骨传导方式，从而提高了设备音响效果的稳定性。所采用的压电陶瓷骨传导振子数量为4-8个，且每个骨传导振子的频响范围不同。

2.本发明的另一创新点在于发明了一种差分算法，能够反向推演出建立三维音场效果所需的每个骨传导振子的重放波形。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明虚拟现实设备的结构示意图；

其中包括一头戴3d显示器(1)与多个骨传导振子，其中低音骨传导振子(2(a)、2(b))，高音骨传导振子(3(a)、3(b))。

图2为声场示意图，即4个骨传导振子(l(a)、l(b)、r(a)、r(b))模拟空间中声源a发声的示意图。

图3为原始音频信号重建的流程图。

具体实施方式

参照图1所示，不同分布位置的骨传导振子需要不同频响范围，为了构建三维音场，需要根据计算得出每个振子的精确重放波形。

根据双耳声学原理，其中plpr分别表示声源在人双耳处产生的声压，p0是不存在人时声源在圆心处产生的声压。声源到头部中心距离为r，仰角为θ，方位角为φ，频率为ω，人体参数为a，b，c。则有：

对于骨传导而言，并不限定为左右耳接收，因此有：

其中p1-pn为n个骨传导振子处的声压。

图2为使用4个骨传导振子(l(a)、l(b)、r(a)、r(b))模拟空间中声源a发声的示意图。其中(l(a)、r(a))为低音骨传导振子，(l(b)、r(b))为高音骨传导振子。各骨传导振子依到虚拟声源a的距离远近依次发声，声音强度依空间中强度衰减规律依次衰减。

通过对原始音频信号经过相应的滤波器，进行相位重建，可得到各重放的信号，见图3。

从而构建立体效果的三维音场。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种结合骨传导三维音场的虚拟现实设备，包括一头戴3D显示器与多个骨传导振子，其中骨传导振子分为低音骨传导振子和高音骨传导振子。其特征在于，头戴显示器的支架部分内部安装有多个不同振动频率压电陶瓷骨传导振子。本发明的优点在于，采用多个压电陶瓷骨传导振子，根据其分布的不同位置及所传递的不同频率，最终结合特殊的差分算法，实现骨传导三维音场，使虚拟现实设备的音质更加逼真，性能更卓越，适合需要剧烈运动的虚拟现实应用场合。

技术研发人员：黄柴铭;宋乐;刘鹏希;陈禄;王铭明
受保护的技术使用者：上海拆名晃信息科技有限公司
技术研发日：2016.05.26
技术公布日：2017.07.25