[发明专利]扬声器阵列和用于扬声器阵列的驱动器布置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于扬声器阵列的驱动器布置，特别地而并非排外地涉及一种适合于从少量扬声器位置生成伪环绕信号的扬声器阵列。

背景技术

近年来，从多于两个声道提供立体声变得越来越流行，这一点例如由各种环绕声系统的广泛流行所证明。举例而言，家庭影院系统的日益流行导致环绕系统在许多私人家庭中变得普遍。但是，常规环绕系统的问题在于，它们需要位于合适位置的大量单独扬声器。

举例而言，常规杜比5.1环绕系统需要右后扬声器和左后扬声器，以及前中央扬声器、右前扬声器和左前扬声器。此外，可使用低频亚低音扬声器(subwoofer)。

大量扬声器不仅增加成本而且也导致实用性降低且增加使用者的不便。因此，开展研究以生成下面这样的扬声器组：该扬声器组适合于再现或模仿环绕声系统但使用少量的扬声器位置。这种扬声器阵列使用定向声发射以将声音引导到一些方向中，在这些方向中将使得声音通过位于声环境中的物体的反射而到达使用者。举例而言，高频信号(其倾向于向听众提供大部分的感知方向提示)可被引导使得它们将通过侧壁反射而到达听众，从而向使用者提供声音源自听众侧部(或甚至后方)的感受。

图1示出了一种扬声器阵列的实例，其能使用比常规环绕声系统更少扬声器箱来提供环绕声体验。

在该系统中，扬声器阵列包括对称的左扬声器布置和右扬声器布置，其中每个扬声器阵列包括三个驱动器单元101-111，这些驱动器单元中的每一个封闭于单独的箱体部段内。

环绕声系统可通过向左右扬声器布置提供相同的同相信号来生成直接中央信号。而且，右前声信号和左前声信号可通过分别向右扬声器布置和左扬声器布置供应单独的右信号和左信号而生成。此外，扬声器阵列允许在向外的侧向方向中发射定向信号。这些信号可主要为高频信号，这些高频信号能够通过例如听众后方或侧部的壁的反射到达听众来模仿环绕扬声器。

从环绕声系统发出的合成组合信号的方向和定向程度总体上能够通过调整向单独驱动器101-111所提供的各单独信号之间的相差(或者等同的延迟)来控制。但是，这种声波束的形成可为复杂的和次优的且可导致降级。为了辅助且减小所需的波束的形成，单独驱动器101-111在不同方向倾斜。

具体而言，诸如图1所示的扬声器阵列可用于提供信号的定向发射，以使得这些信号可由物体反射以提供侧向(或后向)方向提示。但是，扬声器阵列还用于生成陷波(notch)，其朝向假设的听音位置引导。音频陷波对应于这样的区域，其中来自不同驱动器的声信号被异相地接收。这导致声音被听众感知为漫射的而不会感知到具体方向提示。因此，在陷波内，接收到漫射声信号，使用者不能判断出具体源位置。这种漫射信号可提供改进的声体验且尤其可允许单个置于中央的扬声器箱提供对应于环绕声信号的侧部声道或后部声道的声音，而不是它们表现为直接源自扬声器箱。举例而言，即使声环境使得反射的环绕声信号并不到达听众，陷波也能够允许使用者感知到声信号。因此，即使反射的环绕声信号并不到达听众，陷波也能够向听众提供携带相应音频的漫射非定向声信号。因此，在听众方向提供陷波提供了来自单个扬声器音箱的改进的声音感知且可增强系统对于其所使用的环境变化而言的稳固性。

为了实现反射声音与直接声音之间的最佳折衷，有利地，外部驱动器101、103、107、109向外倾斜。但是，为了优化陷波性能(且具体而言为了将陷波向内朝向假设的听音位置引导)，外部驱动器101、103、107、109优选向内倾斜。

在该系统中，每个扬声器布置的两个外部扬声器101、103、107、109用于生成反射信号和陷波，且为了提供各相互冲突的要求之间的可接受权衡，中部驱动器103、109相对于扬声器阵列的前部以第一角度倾斜且外部驱动器101、107相对于中部驱动器103、109向外倾斜。而且，在驱动器之间引入延迟以使陷波进一步向内倾斜。

因此，在图1的扬声器阵列中，(每个布置的)一个驱动器105、111直接朝前倾斜，第二中部驱动器103、109以第一角度向外倾斜且第三外部驱动器101、107进一步向外倾斜。

但是，尽管这种布置提供用于生成定向信号以进行反射的合适布置，仍需要声波束形成处理来向内引导所形成的陷波。因此，如果在到外部驱动器101、103、107、109的各信号之间不引入延迟，所形成的陷波将仍向外倾斜，且需要到中部驱动器103、109的信号延迟来使陷波朝向假设的听音位置向内倾斜。