具有受控声场的扬声器设备或系统技术方案

本发明专利技术涉及一种扬声器系统或设备，其被配置为使得由该系统或设备生成的声场是可控制的。该系统或设备包括：左扬声器布置结构(16、18；41、43)和右扬声器布置结构(15、17；42、46)，该左和右扬声器布置结构被配置为向周围环境(R)辐射至少中频和高频声音并且分别控制左扬声器布置结构和右扬声器布置结构的声辐射图案(21、22、23、24、25、26)，使得可以改变相应的左扬声器布置结构和右扬声器布置结构的指向性图案的主瓣的波束宽度和/或方向；以及至少一个信号处理器，该至少一个信号处理器被配置为处理待提供给相应的扬声器布置结构的扬声器的信号，使得可以改变每个相应的布置结构中扬声器的指向特性。该系统或设备还可以包括低频布置结构，该低频布置结构包括安装在外壳(1)中的一个或多个扬声器(11、12、13、14、37)的布置结构，并且被配置成使得扬声器向周围环境(R)辐射声能。低频布置结构可以被配置为具有宽端口部位的低音反射式音箱。通过根据本发明专利技术的系统或设备，该系统或设备的产生的指向特性可以适于许多特定的使用情况，例如适于获得对所感知的声像的立体声稳定效应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有受控声场的扬声器设备或系统
本专利技术大体上涉及包括多个扬声器的设备，并且更具体地涉及包括可控制的指向特性的这样的设备。
技术介绍
在包括将声音辐射到在扬声器前方的收听区中的左扬声器和右扬声器的立体声声音再现设置机构中，可以在两个扬声器之间的对称平面中获得最优化的立体声声音再现。因此，如果向两个扬声器提供基本上相同的信号，则坐在对称平面中的扬声器的前方的收听者将感知在该扬声器之间的对称平面中的声像。然而，如果收听者例如相对于对称平面移动至右侧，则在收听者与右扬声器之间的距离将减小并且在收听者与左扬声器之间的距离将增加，导致所感知的声像将在右扬声器的方向上移动，尽管仍然向两个扬声器施加相同的信号。因此，通常，特定声像在总立体声像中被感知的(例如类似于歌手或管弦乐队中的特定乐器)位置将取决于相对于扬声器设置机构的收听者的横向位置。然而，该效应是不期望的，因为期望稳定的立体声声像，即这样的声像，其中如果收听者正在倾听站在例如被管弦乐队围绕的舞台某处的真实的歌手，那么如其将做的那样，当收听者在扬声器前方横向移动时，在声像的每个特定细节的空间中的位置诸如歌手的位置保持不变在。因此需要一种立体声扬声器设置机构，该立体声扬声器设置机构不受到相对于扬声器设置机构的收听者的位置对所感知的声像的不利影响。此外，在传统的立体声扬声器系统中使用的扬声器单元的指向特性取决于频率。在低频处，扬声器单元可以具有基本上全方向的特性，在所有方向上基本上相等地辐射声能。然而，在中频以及甚至在高频处，指向特性趋向于越来越窄，使得扬声器单元主要地在扬声器对称轴的方向上以窄波束辐射声能。这可能导致对于相对于扬声器系统离轴定位的收听者来说恶化的声音再现。因此，需要具有降低对频率的依赖的指向特性的扬声器系统。
技术实现思路
在上述背景下，本专利技术的目的是提供一种扬声器系统或设备，其至少在扬声器系统或设备前方的部位中保持稳定的立体声声像，使得收听者相对于该扬声器系统或设备的横向位移不会在实质上影响所感知的立体声像。本专利技术的另外的目的是提供一种扬声器系统或设备，其可以针对特定的使用情况进行优化，例如(但不限于)被优化用作与电视机连接的条形音箱、或与个人计算机连接的立体声声音渲染设备、或用于在汽车舱室内使用。本专利技术另外的目的是提供一种具有指向性图案对频率的变化减小的扬声器系统或设备。本专利技术另外的目的是提供一种扬声器系统或设备，其中可以控制系统或设备的主瓣的方向和/或波束宽度，以便在各种使用情况下获得最优化的收听条件。通过根据本专利技术的包括多个扬声器配置的扬声器系统和扬声器设备来获得了以上的以及另外的目的和优点，该多个扬声器配置提供波束方向的适应和对于每个具体使用情况最优化的波束方向。根据本专利技术的第一方面，提供了一种扬声器系统，该扬声器系统被配置为使得由系统生成的声场是可控制的，其中该系统包括：-左扬声器布置结构和右扬声器布置结构，该左扬声器布置结构和右扬声器布置结构被配置为向周围环境(R)辐射至少将中频和高频声音，并且用于分别控制左扬声器布置结构和右扬声器布置结构的声辐射图案，使得可以改变相应的左扬声器布置结构和右扬声器布置结构的指向性图案的主瓣的波束宽度和/或方向；-至少一个信号处理器，该至少一个信号处理器被配置为处理待提供给相应的扬声器布置结构的扬声器的信号，使得可以改变在每个相应的布置结构中指向特性，诸如扬声器的指向性图案的主瓣的波束宽度和/或方向；由此，系统的所产生的指向特性可以适应于特定的使用情况。在第一方面的实施方式中，左扬声器布置结构包括设置在左扬声器布置结构的正面中的至少两个扬声器，并且右扬声器布置结构包括设置在右扬声器布置结构的正面中的至少两个扬声器，在相应的扬声器布置结构中，至少一个扬声器具有与相应的扬声器布置结构的正面基本上垂直的轴线(C)，并且至少一个扬声器具有以一角度倾斜、基本上与第一扬声器的轴线(C)不同的轴线(D、E)。在第一方面的实施方式中，在左扬声器布置结构中的至少两个扬声器在系统的横向方向(x)上并排地设置，并且右扬声器布置结构中的至少两个扬声器在系统的横向方向(x)上并排地设置。在第一方面的实施方式中，在左扬声器布置结构中的至少两个扬声器彼此上下设置，即基本上在z轴线的方向上(垂直于横向方向x)。在第一方面的实施方式中，组合的左扬声器布置结构和右扬声器布置结构的指向特性分别具有相对大的波束宽度，该相对大的波束宽度具有相对于扬声器系统的正面呈一倾斜角的最大声辐射，其中指向特性的最大值的方向指向在扬声器系统前方位于离系统的正面一距离处的点P。优选地，所述点P位于扬声器系统的对称平面中，但是P的位置离开对称平面也将是有可能的并且将在本专利技术的范围内。当以这种方式配置时，提供具有相同信号的(例如代表位于扬声器设置机构的对称平面中的歌手)相应的左扬声器布置结构和右扬声器布置结构将致使在扬声器系统前方一距离处、位于对称平面中(不一定在点P处)的收听者将从扬声器组合中的任何一个接收同样强的声音信号，并且因此将感知处于对称平面中的期望位置中的(歌手的)声像。然而，当收听者例如横向向右移动，仍然保持距相应的扬声器布置结构之间的线相同的距离时，由于右扬声器布置结构的指向特性，由右扬声器布置结构辐射的声音的大小(magnitude，幅度、量级)将减小，而由于左扬声器布置结构的指向特性，由左扬声器布置结构辐射的声音的大小将增加。利用对相应的左扬声器布置结构和右扬声器布置结构的指向特性的适当选择，这将具有下述影响：所感知的(在该实施例中为歌手的)声像将保持基本上位于其在对称平面中的原始位置处，尽管收听者已经相对于系统横向移动。因此，如所期望的已经实现了立体声像稳定效应。在第一方面的实施方式中，系统还包括低频布置结构，该低频布置结构包括安装在外壳中的一个或多个扬声器的布置结构，并且被配置为使得扬声器向周围环境R辐射声能。在第一方面的实施方式中，外壳被配置为低音反射式音箱，该外壳设置有低音反射声音通道，该低音反射声音通道具有入口区和出口或端口区，该入口区被配置为接收来自低频布置结构中的扬声器的声能，该出口或端口区被配置为向周围环境R提供声能，其中端口区基本上大于入口区，使得由所述扬声器生成的声音在通道中的体积速度在端口区中相对于入口区降低，引起降低的端口噪音，由此当通过低频布置结构再现高强度低频声音时，低频处的声音质量被改善。在第一方面的实施方式中，该外壳包括内部壳体部分和外部壳体部分，其中外部壳体部分部分地围绕内部壳体部分，从而在内部壳体部分与外部壳体部分之间形成通道或间隙，并且其中，内部壳体部分限定内部空间或腔体，该内部空间或腔体经由入口部分与所述通道或间隙声通信，入口部分限定到通道或间隙的入口区，并且其中所述通道或间隙经由限定端口区的出口开口或端口与周围环境R声通信，并且其中所述一个或多个扬声器被配置为将声能辐射到所述空间或腔体中，并且其中所述端口区基本上大于所述入口区，从而使声音在端口区中的体积速度基本上相对于声音在入口区中的体积速度降低，由此，将降低端口噪音并且因此改善由系统产生的处于低频的声音的声音质量。在第一方面的实施方式中，系统关于对称平面(y，z)基本上对称地配置，使得所述左扬声器布置结构和右扬声器布置结构分别在系统的横向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扬声器系统，所述扬声器系统被配置为使得由所述系统生成的声场是可控制的，所述扬声器系统包括：‑左扬声器布置结构(16、18；41、43)和右扬声器布置结构(15、17；42、44)，所述左扬声器布置结构和右扬声器布置结构被配置为向周围环境(R)辐射至少中频和高频声音，并且分别控制所述左扬声器布置结构和右扬声器布置结构的声辐射图案(21、22、23、24、25、26)，使得能够改变相应的所述左扬声器布置结构和右扬声器布置结构的指向性图案的主瓣的波束宽度和/或方向；‑至少一个信号处理器，所述至少一个信号处理器被配置为处理待提供给相应的所述扬声器布置结构的扬声器的信号，使得能够改变每个相应的布置结构中的扬声器的指向特性；由此，所述系统的所产生的指向特性能够适于特定的使用情况。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.25 DK PA2015007511.一种扬声器系统，所述扬声器系统被配置为使得由所述系统生成的声场是可控制的，所述扬声器系统包括：-左扬声器布置结构(16、18；41、43)和右扬声器布置结构(15、17；42、44)，所述左扬声器布置结构和右扬声器布置结构被配置为向周围环境(R)辐射至少中频和高频声音，并且分别控制所述左扬声器布置结构和右扬声器布置结构的声辐射图案(21、22、23、24、25、26)，使得能够改变相应的所述左扬声器布置结构和右扬声器布置结构的指向性图案的主瓣的波束宽度和/或方向；-至少一个信号处理器，所述至少一个信号处理器被配置为处理待提供给相应的所述扬声器布置结构的扬声器的信号，使得能够改变每个相应的布置结构中的扬声器的指向特性；由此，所述系统的所产生的指向特性能够适于特定的使用情况。2.根据权利要求1所述的扬声器系统，其中，所述左扬声器布置结构包括设置在所述左扬声器布置结构的正面(45)中的至少两个扬声器(16、18；41、43)，并且其中，所述右扬声器布置结构包括设置在所述右扬声器布置结构的正面(46)中的至少两个扬声器(15、17；42、44)，在相应的布置结构中，至少一个第一扬声器(15、16；41、42)具有与该相应的布置结构的正面(45、46)基本上垂直的轴线(C)，并且至少一个第二扬声器(17、18；43、44)具有以一角度倾斜、基本上与所述第一扬声器的轴线(C)不同的轴线(D、E)。3.根据权利要求1或2所述的扬声器系统，其中，在所述左扬声器布置结构中的所述至少两个扬声器(16、18；41、43)在所述系统的横向方向(x)上并排地设置，并且其中，在所述右扬声器布置结构中的所述至少两个扬声器(15、17；42、44)在所述系统的横向方向(x)上并排地设置。4.根据权利要求1、2或3所述的扬声器系统，其中，所述系统还包括低频布置结构，所述低频布置结构包括安装在外壳(1)中的一个或多个扬声器(11、12、13、14、37)的布置结构，并且被配置为使得所述扬声器向所述周围环境(R)辐射声能。5.根据权利要求4所述的扬声器系统，其中，所述外壳被配置为低音反射式音箱，所述外壳设置有低音反射声音通道(6、35)，所述低音反射声音通道具有入口区(10、47)和出口或端口区(7、36)，所述入口区被配置为接收来自所述低频布置结构中的扬声器(11、12、13、14、37)的声能，所述出口或端口区被配置为向所述周围环境(R)提供声能，其中所述端口区(7、36)基本上大于所述入口区(10、47)，使得由所述扬声器(11、12、13、14、37)生成的声音在所述通道(6、35)中的体积速度在所述端口区(7、36)中相对于所述入口区(10、47)降低，引起降低的端口噪音，由此当通过所述低频布置结构再现高强度低频声音时，低频处的声音质量被改善。6.根据权利要求4或5所述的扬声器系统，其中，所述外壳(1)包括内部壳体部分(3、32)和外部壳体部分(2、31)，其中所述外部壳体部分(2、31)部分地围绕所述内部壳体部分(3、32)，从而在所述内部壳体部分与外部壳体部分之间形成通道或间隙(6、35)，并且其中所述内部壳体部分限定内部空间或腔体(9、34)，所述内部空间或腔体经由部分(10、47)与所述通道或间隙(6)声通信，所述部分(10、47)限定到所述通道或间隙(6)的入口区，并且其中所述通道或间隙(6)经由限定端口区的出口开口或端口(7、36)与所述周围环境R声通信，并且其中所述一个或多个扬声器(11、12、13、14、37)被配置为将声能辐射到所述空间或腔体(9、34)中，并且其中所述端口区基本上大于所述入口区，从而使声音在所述端口区中的体积速度基本上相对于声音在所述入口区中的体积速度降低，由此，将降低端口噪音并因此将改善由所述系统产生的处于低频的声音的声音质量。7.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器系统，其中，所述系统关于对称平面(y，z)基本上对称地配置，使得所述左扬声器布置结构和右扬声器布置结构分别在所述系统的横向方向(x)上关于所述对称平面(y，z)基本上对称地定位。8.根据权利要求7所述的扬声器系统，其中，所述系统包括至少一个高频扬声器(19、38)，所述至少一个高频扬声器中的至少一个基本上位于所述系统的对称平面处。9.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器系统，其中，所述扬声器系统设置有控制系统，所述控制系统被配置为控制所述扬声器系统的各个扬声器的指向特性，所述控制系统包括：-多个数字信号处理器(49、50、51、52、53、54、55、56)，每个数字信号处理器具有输入和输出，每个处理器被配置为在相应处理器的输出处提供输入信号的经处理的版本；-输入端子，所述输入端子用于接收所述输入信号(48)；-输出端子，所述输出端子用于向相应的扬声器提供所述输入信号(48)的经处理的版本；-输出选择装置，所述输出选择装置被配置为选择来自所述数字信号处理器(49、50、51、52、53、54、55、56)中的一个或多个数字信号处理器的经处理的输出，并且向所述系统中预定的扬声器提供所选择的输出。10.根据权利要求9所述的扬声器系统，其中，所述数字信号处理器被配置为提供输出，所提供的输出是到相应的信号处理器的输入的频率加权版本、时间延迟版本、相位修整版本或增益修整版本的任意组合。11.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器系统，其中，所述左扬声器布置结构(86)和右扬声器布置结构(88)的相应的指向特性(87、89)被优化，以提供对由收听者在所述扬声器系统前方的不同位置(95、97)处感知的立体声像的稳定效应。12.根据权利要求11所述的扬声器系统，其中，所述左扬声器布置结构(86)的指向特性(87)的主瓣的方向相对于所述左扬声器布置结构与右扬声器布置结构(86、88)之间的线(90)以一角度(β)倾斜，并且其中，所述右扬声器布置结构(88)的指向特性(89)的主瓣的方向相对于所述左扬声器布置结构与右扬声器布置结构(86、88)之间的所述线(90)以一角度(γ)倾斜，其中β和γ小于90度。13.根据权利要求12所述的扬声器系统，其中，对于在所述横向方向(x)上位于在所述左扬声器布置结构与右扬声器布置结构(86、88)之间的所述线(90)前方并且与所述左扬声器布置结构和右扬声器布置结构之间的所述线基本平行的线上的收听点，所述右扬声器布置结构(88)的指向特性(89)的大小与所述左扬声器布置结构(86)的指向特性(87)的大小之间的比率基本上等于量(C)乘以所述右扬声器布置结构(88)和所述收听点之间的距离与所述左扬声器布置结构(...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔斯·戈勒，
申请(专利权)人：邦及欧路夫森有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK