[发明专利]提供定制声音分布的方法和装置

说明书

一种用于提供定制声学波前的扬声器系统，所述声学波前具有竖直和水平式样控制与振幅和相控制，所述系统包括一扬声器外壳(1)，所述外壳内至少一第一阵列(2)的高频驱动片段(3)和至少一第二阵列(4)的低频驱动片段(5)，所述第二阵列设置在所述第一阵列(2)之后，所述第一阵列的所述驱动片段(3)之间有足够的空间允许声学透明，因此来自所述第二阵列(4)的波前可以合理地通过所述第一阵列(2)。

技术领域

本发明涉及声音系统，具体但不排它地来说，本发明公开了一种提供声音的定制空间分布的装置和一种控制这样的装置的空间分布以处理各种聆听情形的方法。

背景技术

为了最大化音质，目前公知的是提供双路(有分别的高频和低频驱动)和更多路的扩音器，其具有对声音的静态(或机械)控制或者对声音弥散参数的单个维度(通常为竖直维度，但是扬声器的旋转可以改变这一单个维度以与水平维度相关)的动态控制。但是，第二维度(通常为水平维度)的弥散角度目前受限于双路扬声器的内置机械(静态或固定的)参数。另外，传统的现有技术的双路扬声器中高频驱动仅仅以单线式设置在低频驱动旁或之上。这些机械限制仅允许传统的双路扬声器仅仅在单个维度扩大和适配。

在一些情形，二维设置的有限带宽的驱动(driver)可以用作单路扬声器；但是，由于驱动大小和驱动性能的让步，这种技术不支持高保真全带宽音频。因此，现有技术的音频系统不能提供在包括高频和低频的整个音频带宽的、跨竖直和水平面的、控制的动态适配的二维波前(wavefront)。

在将差分控制信号发送给多驱动系统的多个单独的扬声器的情形，传统的现有技术可以包括：

(i)通过对扬声器阵列应用线性变化的延迟来改变声音方向，

(ii)通过对扬声器阵列应用二次方变化的延迟来聚焦或散焦所述声音，和

(iii)通过人工变化所述多个单独的扬声器的参数来试探性实现近似的声音分布。

在远场限制下，声波方程简化为傅里叶变换。

在这一情形，可以看到方向的变化通过傅里叶移位特性实现

其中，λ为声音的波长，

s＝sin(θ)/λ(θ为扬声器法向的角维持(angular subtenance))，

a为线性延迟(定义为偏转角的正弦)，和

F为f的傅里叶变换：

通过应用焦距为b的菲涅尔透镜的等同相来实现聚焦(散焦)：

但是，这三个方法(i，i，和iii)对于天然不对称存在的大多数环境(例如礼堂或体育馆)是不足的。因此需要其他技术。可以使用傅里叶变换，但是由于听众处的延迟模糊不清，这常常是不够的。这意味着没有一个独特的方案，但是有许多方案；这个问题会延伸为确定哪个方案是最佳方案(方案通常指明单独扬声器的衰减，因此失去利用所有可用能量的效率，另外，由于s是λ的函数，也需要考虑频率依赖性)。

发明内容

根据本发明的一个方面，公开了一种扬声器系统，用于提供定制的声学波前，所述声学波前带有竖直和水平式样控制与振幅和相控制，所述系统包括一扬声器外壳，所述扬声器外壳内有至少一第一阵列的高频驱动片段(高频扬声器)和至少一第二阵列的低频驱动片段(低频扬声器)，所述第二阵列设置在所述第一阵列之后，所述第一阵列的所述驱动片段之间有足够的空间允许声学透明，因此来自所述第二阵列的波前可以通过所述第一阵列。

根据本发明的一个方面，公开了一种将上述的改变方向和聚焦的方法(i和ii)延伸为进一步包括改变所述声音分布的不对称性的方法。这也使用应用到所述扬声器阵列的延迟。