BRPI0710290A2 - dispositivo de alto-falante, e, aparelho - Google Patents
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Abstract
<B>DISPOSITIVO DE ALTO-FALANTE, E, APARELHO<D> A presente invenção refere-se a um dispositivo de alto-falante compreendendo primeiro e segundo elementos de alto-falante proximamente localizados e individualmente isolados acusticamente. O primeiro e segundo elementos são dispostos para receber um primeiro sinal e um segundo sinal, respectivamente, pelo menos parte de dito primeiro sinal sendo em anti-fase em relação a dito segundo sinal. O dispositivo ainda inclui terceiro e quarto elementos de alto-falante, sendo localizados em estreita proximidade a dito primeiro e segundo elementos de alto-falante, respectivamente. O centro de dito terceiro elemento de alto-falante está localizado de modo que um primeiro eixo geométrico intersectando o centro de dito primeiro elemento de alto-falante e o centro de dito terceiro elemento de alto-falante fica inclinado num ângulo <237> em relação a um plano horizontal, <237> sendo na faixa de 0<198> - +30<198>, e o centro de dito quarto elemento de alto-falante está localizado de modoque um segundo eixo geométrico intersectando o centro de dito segundo elemento de alto-falante e o centro de dito quarto elemento de alto-falante fica inclinado em um ângulo cp em relação a um plano horizontal, <237> sendo 0<198> - <sym> 30<198>. Os primeiro e segundo sinais para ditos terceiro e quarto elementos de alto-falante, respectivamente, são filtrados em passa baixa, a frequência de corte de ditos filtros de passa baixa sendo menores do que ou igual a 2,5 kHz.
Description
"DISPOSITIVO DE ALTO-FALANTE, Ε, APARELHO"CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a dispositivos de alto-falantepara reprodução de sinais de áudio estéreos. Particularmente, a presenteinvenção refere-se a um dispositivo de alto-falante de acordo com ospreâmbulos de acordo com a reivindicação 1. A presente invenção tambémrefere-se a um sistema de reprodução de áudio estéreo de acordo com areivindicação 19.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Outrora, as expectativas de som de áudio reproduzido nãoeram maiores do que a reprodução monofônica podia produzir e, portanto,isto satisfazia a maioria dos ouvintes. Com o passar do tempo, entretanto, ademanda sobre a reprodução de alta qualidade de som estéreo, por exemplo,gravações em um estúdio de gravação ou gravações em um concerto ao vivo,foi constantemente aumentando.
Conseqüentemente, vários sistemas foram desenvolvidos, cadaum sendo capaz de reproduzir o verdadeiro som estéreo em uma maior oumenor extensão.
O sistema que mais prontamente vem à mente é um sistemaconvencional para reprodução estereofônica, em que alto-falantes sãodispostos dos lados esquerdo e direito em frente de um ouvinte e com umacerta distância separando os alto-falantes. A maioria dos sistemas dereprodução de hoje são baseados nesta tecnologia. Entretanto, a verdadeirareprodução do sinal estéreo elétrico, tanto em termos de intensidade relativaentre as ondas de som percebidas pelos ouvidos do ouvinte, como nadiferença de tempo entre estas, pode, na melhor das hipóteses, ser percebidaapenas em uma única posição em relação aos alto-falantes, visto que estesmétodos são freqüentemente submetidos a translação incorreta da informaçãoestéreo elétrica, devido a preferências dos alto-falantes separados e de quemodo os alto-falantes são posicionados em relação ao ouvinte.
O sistema mais próximo que virtualmente move o ouvinte parao local de gravação, isto é, para transmitir uma impressão do verdadeiro localde diferentes origens de som do evento original, é o método de gravação bi-auricular e o método de reprodução bi-auricular (fones de cabeça). Há,entretanto, numerosos sistemas de alto-falante que introduzem o chamadocancelamento de diafonia por meio de DSP, vide, por exemplo, US3236949 eUS5862227. O objetivo de tais sistemas é eliminar o sinal que estáalcançando o ouvido esquerdo proveniente do alto-falante direito e vice-versa.Isto é, a fim de criar um sistema alto-falante bi-auricular. A desvantagem detal sistema é que a complexidade do próprio sinal de cancelamento dediafonia está degradando a qualidade do som. Todas as maneiras, exceto ométodo bi-auricular para gravar e reproduzir som, tais como os dois alto-falantes convencionais colocados acima, são uma criação de uma imagem desom imaginária que é verdadeiramente subjetiva e não necessita ter, sequer,uma remota semelhança com a experiência real da posição de gravação.
Conseqüentemente, existe uma necessidade por um sistema dereprodução de som que fornece reprodução idêntica da imagem de somestéreo, independente de instalação e qualidade dos alto-falantes. Um talsistema que resolve este problema é descrito no pedido de patenteWOO1/39548, cedido ao requerente da presente invenção, que descreve ummétodo de processamento e reprodução de sinal de áudio estéreo de entrada.O sistema descrito no WOO1/39548 permite um sinal de áudio estéreo serreproduzido com um elevado grau de fidelidade, com elevada consistência daimagem estéreo percebida, independente da qualidade do sistema.
Um problema com um tal sistema com unidades de alto-falanteproximamente localizadas, entretanto, é que quando a distância entre asunidades de alto-falante e ouvintes aumenta, o desempenho do sistema comreferência a fidelidade do efeito estéreo percebido no local dos ouvintesdegrada-se com a distância aumentada e, em caso extremo, desaparecetotalmente. Conseqüentemente, existe uma necessidade por um sistemamelhorado para reproduzir som.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
É um objetivo da presente invenção fornecer um dispositivo dealto-falante que resolva o problema acima mencionado. Este objetivo é obtidopor um dispositivo de alto-falante como definido na parte de caracterização deacordo com a reivindicação 1.
De acordo com a presente invenção, o dispositivo de alto-falante compreende primeiro e segundo elementos de alto-falante, que sãolocalizados em estreita proximidade entre si, em que ditos primeiro e segundoelementos de alto-falante são dispostos para irradiar som em uma primeiradireção de propagação, em que ditos primeiro e segundo elementos de alto-falante são acusticamente isolados e dispostos para receber um primeiro sinale um segundo sinal, respectivamente, pelo menos parte de dito primeiro sinalsendo em anti-fase em relação a dito segundo sinal, em que dito dispositivoainda inclui terceiro e quarto elementos de alto-falante, dispostos parapropagar som em dita primeira direção. Dito terceiro elemento de alto-falanteé localizado em estreita proximidade a dito primeiro elemento alto-falante efica disposto para receber pelo menos parte de dito primeiro sinal. Dito quartoelemento de alto-falante sendo localizado em estreita proximidade a ditosegundo elemento de alto-falante e disposto para receber pelo menos parte dedito segundo sinal. O centro de dito terceiro elemento de alto-falante élocalizado de modo que um primeiro eixo geométrico, intersectando o centrode dito primeiro elemento de alto-falante e o centro de dito terceiro elementode alto-falante, fica inclinado num ângulo φ em relação a um planohorizontal. O centro de dito quarto elemento de alto-falante é localizado demodo que um segundo eixo geométrico, intersectando o centro de ditosegundo elemento de alto-falante e o centro de dito quarto elemento de alto-falante, fica inclinado em um ângulo φ em relação a um plano horizontal, φsendo O0 - ± 30°. Preferivelmente, ditos terceiro e quarto elementos sãodispostos de modo que ditos primeiro e segundo eixos geométricos tenhamvalores absolutos iguais aos de φ e intersectem-se em um pontosubstancialmente sobre um eixo geométrico vertical, passando entre ditosprimeiro e segundo elementos. Os sinais para os ditos terceiro e quartoelementos são filtrados em passa baixa, a freqüência de corte de ditos filtrosde passa baixa sendo menor do que 2,5 kHz.
Isto tem a vantagem de que um efeito similar, como de umelemento de alto-falante de maior diâmetro considerável, é obtido, isto é, oselementos funcionarão como um dipolo mais afastado do dispositivo, que temcomo resultado que o efeito estéreo percebido em um local de ouvinte aalguma distância do alto-falante é substancialmente melhorado parafreqüências particularmente na faixa de f0 do elemento de alto-falante a 2,5kHz, em que f0 é a freqüência de ressonância do elemento de alto-falante. Afiltragem de passa baixa dos sinais para ditos terceiro e quarto elementos dealto-falante evita alteração da configuração lobular de alta freqüência. Alémdisso, usando-se uma configuração de elemento de alto-falante de acordo coma presente invenção, torna-se possível uma reprodução estéreo melhorada nasaplicações em que as dimensões de elementos, especialmente a altura doelemento, são restringidas.
Uma distância D entre o centro de dito primeiro elemento e ocentro de dito terceiro elemento, e entre o centro de dito segundo elemento e ocentro de dito quarto elemento, deve ser menor do que ou igual a duas vezesos diâmetros d de ditos primeiro e segundo elementos, a fim de beneficiar-secompletamente das vantagens da presente invenção.
Além disso, os elementos de alto-falante podem ser dispostosem estreita proximidade com ditos primeiro e segundo elementos, e/ou ditosterceiro e quarto elementos. Isto tem a vantagem que o efeito estéreopercebido para certas freqüências pode ser ainda mais melhorado.
Ditos primeiro e segundo elementos de alto-falante podemconstituir um par de elementos de alto-falante idênticos, e podem estarlocalizados dentro de menos do que um quarto do mais curto comprimento deonda emitido pelos elementos, ou, se o mais curto comprimento de ondaemitido pelos elementos for menor do que 68 cm, menos do que 17 cm.
Além disso, dito primeiro sinal pode ser equivalente à soma deum sinal de entrada médio (M) e um sinal de entrada secundário (S), e ditosegundo sinal pode ser equivalente à soma de um sinal de entrada médio (M)
e uma fase de sinal secundário (S) deslocada 180°.
Além disso, pelo menos parte do sinal de entrada secundário(S) ou o sinal de entrada médio (M), pode ser deslocada de faseaproximadamente 45° - 135°, antes de ou na produção dos primeiro e segundosinais.
Dito dispositivo pode ser uma parte integrada em um aparelhoconstituindo qualquer um do grupo: Monitor de Estúdio, Sistema HiFi,Sistema de Cinema doméstico, Sistema Hifi Compacto, Sistema de Radiopessoal, Aparelho de TV, Laptop, Monitor de PC, Computador Pessoal, Alto-falante de multimídia, Fone Móvel, PDA.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Fig. 1 descreve um dispositivo de alto-falante da arteanterior;
A Fig. 2 é um diagrama em bloco ilustrando um sistema daarte anterior para processar sinais estéreos;
A Fig. 3a-c descreve configurações do lóbulo para váriasfreqüências irradiadas pelo sistema da fig. 1;
A Fig. 3d descreve uma configuração lobular para elementosde alto-falante mais afastados entre si;
A Fig. 4 descreve um dispositivo de alto-falante de acordocom uma forma de realização exemplar da presente invenção; e
A Fig. 5 mostra um exemplo de uma configuração lobular dedois elementos de alto-falante proximamente localizados atuando como umbi-pólo.
As Figs. 6-9 mostram formas de realização alternativasexemplares da presente invenção.
DESCRIÇÃO DE UMA FORMA DE REALIZAÇÃO PREFERIDA
A Fig. 1 mostra um dispositivo de alto-falante 10 da arteanterior. O dispositivo de alto-falante 10 compreende um primeiro lado 13 eum segundo lado 14. O primeiro lado 13 compreende um primeiro elementode alto-falante 11, e o segundo lado 14 compreende um segundo elementoalto-falante 12. O dispositivo descrito 10 é destinado para reprodução estéreode um sinal estéreo de entrada e, embora o dispositivo de alto-falante 10consista de um envoltório comum, os volumes ressonadores, ou cavidades,dos elementos de alto-falante 11 e 12 são acusticamente isolados entre si. Otermo isolamento acústico, na presente descrição e reivindicações, realmenteimplica que nenhum ou pouco som é transferido de um volume ressonadorpara o outro.
O dispositivo de alto-falante descrito pode, por exemplo, serutilizado para reprodução de som, de acordo com um método como descritona fig. 2, em que um sinal de áudio estéreo de entrada convencionalcompreende um sinal estéreo de entrada esquerdo L e um sinal estéreo deentrada direito R. Os sinais LeR são usados para obter um sinal médio M, eum sinal secundário S, correspondendo à soma dos sinais estéreos de entradaesquerdo L e direito R, e a diferença entre os sinais estéreos de entradaesquerdo L e direito R, respectivamente. O sinal estéreo de saída Lout, é paraser enviado para uma unidade de reproduzir som secundária esquerda, nestecaso o elemento de alto-falante 11 do primeiro lado 13, e constitui a soma dosinal secundário Seo sinal médio M, multiplicada por um fator α atenuante,por exemplo, na faixa de-3dBa—15dB, enquanto o sinal estéreo de saídaRout, que é para ser enviado para uma unidade de reprodução de somsecundária direita (neste caso, o elemento de alto-falante 12 do lado direito14) é a soma do sinal secundário invertido, S, e o sinal médio M, multiplicadopelo fator atenuante a.
Este processamento de sinal junto com um dispositivo de alto-falante como descrito na fig. 1, permite um sinal de áudio estéreo elétrico paraser reproduzido com um elevado grau de fidelidade com alta consistência daimagem estéreo percebida. A fim de melhorar o grau de fidelidade do efeitoestéreo percebido das freqüências acima de 1-5 kHz, o sinal secundário Spode, como é descrito na figura, ser deslocado de fase -90° antes da criaçãodos sinais estéreos de saída Lout e Rout, usando-se meio de deslocamento defase 20. Este método está descrito em detalhes no pedido de patenteinternacional WO2005/009078. Em vez de um deslocamento de fase de 90°, odeslocamento de fase pode ser qualquer deslocamento de fase em umintervalo entre 45o-135°, e opcionalmente, pode ser realizado no sinal médioM.
No sistema descrito, os elementos de alto-falante 11 e 12localizados proximamente devem, para desempenho ótimo, ser localizados demodo que uma coloração mínima, causada por lobulação da configuração desom emitida resultante, devido a interferência entre os elementos de alto-falante, seja obtida. Isto é obtido quando a distância entre os elementos dealto-falante é menor do que um quarto do comprimento de onda do som sendoemitido. Obter-se isto implica que, elementos de alto-falante de freqüênciamais elevada devem ser colocados mais próximos entre si do que oselementos de alto-falante de freqüência mais baixa. Na prática, isto significaque a distância entre os centros dos elementos deve ser menor do que umquarto do comprimento de onda mais curto emitido pelos elementos, ou se ocomprimento de onda mais curto emitido pelos elementos for menor do que68 cm (isto é, freqüências > 500 Hz), pelo menos nenhum maior do que 17cm, preferivelmente mais próximos. Dispondo-se os elementos 11, 12 destemodo tem-se como resultado que os elementos atuarão como um dipolo.
A configuração lobular para freqüências em que o λ(comprimento de onda) é curto em relação ao diâmetro do elemento de alto-falante, isto é, altas freqüências, quando os elementos são funcionalmentecomo um dipolo, é mostrada na fig. 3a. Como pode ser visto na figura, oselementos 11 e 12 atuam como um dipolo até uma distância A dos elementosde alto-falante antes da configuração lobular separar-se e o efeito dipolo ser perdido para os ouvidos do ouvinte. Quando os elementos 11, 12 estãoatuando como um dipolo, eles consomem energia entre si, isto é, hácancelamentos de sinal, ou cancelamentos parciais, em áreas onde os sinaissobrepõem-se, ditos cancelamentos resultam em um efeito estéreo percebidono local de um ouvinte 16. Conseqüentemente, um efeito estéreo satisfatório éfornecido a um ouvinte estando em uma distância máxima A dos elementosde alto-falante. Se o ouvinte for localizado mais longe dos elementos 11, 12,um efeito estéreo deteriorado ou nenhum efeito estéreo de forma alguma serámostrado perto do ouvinte. Para sinais de elevada freqüência, entretanto, adistância A geralmente é longa o bastante para ser suficiente na maioria dassituações.
Entretanto, quando o comprimento de onda aumenta, isto é,para freqüências mais baixas em que λ < ^elemento, ^elemento sendo o diâmetro deum respectivo elemento, a configuração lobular do mesmo conjunto deelementos de alto-falante 11, 12 exibirá a configuração lobular da fig. 3b, istoé, os elementos 11 e 12 ainda atuarão como um dipolo, porém agora aconfiguração lobular separada a uma distância B < A dos elementos de alto-falante, em que o efeito dipolo é perdido nas posições além de B.Conseqüentemente, o ouvinte da fig. 3 a, a uma distância A do dispositivo dealto-falante 10, não experimentará um efeito estéreo satisfatório em relaçãoàquelas freqüências mais baixas, e é muito possível que a distância B sejaconsiderada até muito curta mesmo em uma sala de estar comum.
Este efeito é piorado quando a freqüência diminui. O intervalode freqüência relevante é o intervalo de freqüência variando da freqüência deressonância fo dos elementos de alto-falante até cerca de 1,5 - 2,5 kHz, acimado qual a situação da fig. 3a geralmente prevalece. Se a situação da fig. 3acorresponder a 1,5 kHz, e a situação da fig. 3b corresponder a 750 Hz, asituação pode ser tão ruim quanto na fig. 3c, em que o efeito dipolo separa-seem uma distância C, C < B < A, quando aproxima-se da freqüência cerca de2-300 Hz. Isto significa que um efeito estéreo satisfatório é apenas obtido emlocais muito próximos do dispositivo 10, que, para eletrônicos de consumidor,tais como aparelhos de TV ou sistemas hi-fi, pode não ser muito prático econsiderado demasiado pequeno pelos ouvintes. Assim, há uma necessidadepor um dispositivo de alto-falante melhorado que, pelo menos, reduza oproblema acima e aumente a distância em que um efeito estéreo satisfatóriopara freqüências mais baixas pode ser experimentado por um ouvinte.
Na fig. 4 é mostrado um dispositivo de alto-falante de acordocom uma forma de realização exemplar da presente invenção. O dispositivode alto-falante é similar ao dispositivo da fig. 1, entretanto, provido agoracom dois elementos adicionais 46, 47, neste exemplo similar aos elementos41, 42. A faixa da freqüência dos elementos 46, 47, pelo menos parcialmente,sobrepõe-se à faixa da freqüência dos elementos 41, 42 e pode ser idêntica àfaixa da freqüência dos elementos 41, 42, em cujo caso os elementos sãoalimentados pela mesma faixa de freqüência do sinal de saída. Os elementos46, 47 são adicionados a fim de melhorar a reprodução estéreo parafreqüências mais baixas, e o mesmo acontece adicionando-se superfície deelemento de alto-falante. O aumento da superfície de elemento tocando umafreqüência específica tem como resultado que o comprimento de ondamáximo para o qual o efeito dipolo é obtido na posição A aumenta, isto é, afunção desejada é obtida para freqüências mais baixas, visto que o λ < dementoserá válido para comprimentos de onda maiores. A adição do elemento 46(47), tendo uma superfície igual a do elemento 41 (42), é igual a ter-se umúnico elemento 41' (42') (não mostrado) tendo um diâmetro 2*J41, isto é,cerca de 41 % maior do que o diâmetro do elemento 41 (42).Conseqüentemente, a presente invenção fornece o mesmo efeito que umelemento de alto-falante de maior diâmetro considerável. Portanto, avantagem de usar-se uma configuração de acordo com a presente invenção éque ela melhora a reprodução estéreo nas aplicações em que as dimensões doelemento, especialmente a altura do elemento, é restringida. Tais limitaçõessão comuns, por exemplo, em eletrônicos de consumidor e telefones móveis.
Além disso, se o diâmetro dos elementos 41, 42 e, desse modo, a distânciacentro-a-centro, forem demasiado grandes, o efeito dipolo dos elementos podeser perdido completamente, por meio do que a configuração lobular será igualàquela de um bi-pólo como substituta. Isto é descrito na fig. 3 d, em que oslóbulos irradiados dos elementos não interagem e desse modo deterioram ouarruinam totalmente o efeito estéreo percebido em um local de ouvinte.Conseqüentemente, a possibilidade de dispor os elementos 41, 42 em estreitaproximidade entre si é extremamente importante, e esta necessidade érealizada pela presente invenção.
Para ótimo desempenho, a separação dos elementos 41 e 46, e42 e 47, respectivamente, deve preferivelmente satisfazer a relação d = D, istoé, os diâmetros d dos elementos de alto-falante 46, 47 devem igualar-se àdistância D entre o centro do elemento 41 (42) e o centro do elemento 46 (47).
Se esta condição não puder ser realizada, o diâmetro d dos elementos 46 e 47deve preferivelmente ser menor do que ou igual a duas vezes a distância D, afim de garantir uma reprodução estéreo satisfatória. Devido a limitações deespaço, como citado acima, é comum usar-se elementos de alto-falanteelípticos, por exemplo, a fim de reduzir a altura e/ou largura de umdispositivo. Quando tais elementos forem usados, o diâmetro d representa omenor eixo geométrico da elipse e, conseqüentemente, isto faz surgiremrestrições na excentricidade da elipse.
O uso dos elementos extras 46 e 47, entretanto, tem, como émostrado na fíg. 5, a desvantagem de que estes elementos contribuirão para aconfiguração lobular total do dispositivo 40 por lóbulos adicionaisindividuais. Isto significa que estas configurações de lóbulo interferirão com aconfiguração lobular dos elementos 41, 42, e podem, desse modo, reduzir aqualidade da reprodução de alta freqüência, embora melhorando a reproduçãode baixa freqüência. Portanto, os sinais para os elementos 46, 47 são filtradosem passa baixa. Isto significa que embora os elementos 41, 42 reproduzam afaixa total do sinal de entrada, isto é, por toda a capacidade do elemento ou departe da variação da freqüência partilhada a dito elemento, os elementos 46,47 reproduzirão somente o mesmo sinal até uma certa freqüência.
Os sinais para os elementos 46, 47, são preferivelmentefiltrados em passa baixa, de modo que a freqüência de corte de dito elementode alto-falante seja menor do que ou igual a 2,5 kHz ou c/3D, em que c é avelocidade do som no meio, por exemplo, ~340m/s no ar ambientetemperado. Conseqüentemente, a configuração lobular dos elementos 41, 42será substancialmente inalterada para freqüências acima da freqüência decorte do filtro de passa baixa. Em um exemplo a freqüência de corte é fixada a-1,5 kHz.
A forma de realização descrita tem a vantagem de que asdistâncias B e/ou C são aumentadas com uma possibilidade mantida deimplementar a presente invenção onde houver exigências de espaço, e assimpermitir um ouvinte aumentar a distância para o dispositivo de alto-falante 40,embora ainda mantendo-se uma reprodução estéreo satisfatória para umafaixa de freqüência mais larga e sem perturbar substancialmente a reproduçãoestéreo para freqüências mais elevadas.A fim de melhorar mesmo mais a possibilidade de reproduzirum sinal de áudio estéreo de entrada, mais elementos de alto-falante podemser adicionados. Isto é descrito na fig. 6, em que, em comparação com a fig. 1,quatro elementos adicionais 66-69 são fornecidos, dois de cada lado. Isto tema vantagem de que a área do elemento de alto-falante útil é mais aumentada.Com respeito aos elementos 66, 67, os sinais alimentando estes, devempreferivelmente ser filtrados em passa baixa como acima. Pelas mesmasrazões, também o sinal para os elementos 68, 69 deve ser filtrado em passabaixa, em que a equação correspondente a c/3Dx aplica-se, em que Dx édefinido como a distância entre os centros do elemento mais central (61 ou62) e um elemento particular x, por exemplo, elemento 68.
Até agora, os elementos foram descritos como sendolocalizados ao longo de um eixo geométrico horizontal. Entretanto, se aaplicação assim permitir, é possível dispor os elementos adicionais com umângulo relativo ao elemento mais central. Por exemplo, somente o elementomais central pode ser submetido a restrições de espaço, embora os outroselementos possam ser posicionados mais livremente. Um tal exemplo émostrado na fig. 7, em que os elementos 76, 77 são dispostos em um ânguloinclinado em relação aos elementos 71, 72. O centro do elemento 76 élocalizado tal que um primeiro eixo geométrico intersectando o centro doelemento 71 e o centro do elemento 76 fica inclinado num ângulo φ, em que φé O0 - ± 30° em relação a um plano horizontal. Além disso, o centro doelemento 77 é localizado de modo que um segundo eixo geométrico,intersectando o centro do elemento 72 e o centro do elemento 77, ficainclinado em um ângulo φ em relação a um plano horizontal, φ sendo O0 - ±30°. O ângulo de inclinação não deve ser maior do que ±30 graus, a fim deevitar perturbação na configuração lobular vertical. Preferivelmente, oselementos 76, 77 devem ser dispostos tais que ditos primeiro e segundo eixosgeométricos tenham valores absolutos iguais aos de φ e intersectem-se em umponto substancialmente sobre um eixo geométrico vertical, passando entre oselementos 71, 72.
Além disso, na fig. 8 é mostrada outra forma de realizaçãoexemplar, em que dois elementos adicionais 86, 88 e 87, 89, respectivamente, sãodispostos em ângulos inclinados em relação aos elementos mais centrais 81, 82.
Nos exemplos acima, a presente invenção foi descrita comoum único conjunto de elementos. Na fig. 9 é mostrada uma forma derealização alternativa, em que conjuntos diferentes de elementos reproduzemsinais tendo diferentes faixas de freqüência. O dispositivo descritocompreende um primeiro conjunto de elementos 91-92, que é usado parareprodução de alta freqüência, isto é, reproduz a mais elevada faixa defreqüência do dispositivo, que é, uma parte filtrada por alta passagem da faixade freqüência, por exemplo, freqüências acima de 2,5 kHz. O conjunto deelementos 101-104 funciona como acima e reproduz freqüências de umafreqüência abaixo. Visto que os elementos de média variação por naturezatêm um diâmetro maior, uma freqüência de corte de filtro de passa baixa denão mais do que c/3D, garantirá função própria. Conseqüentemente, estaforma de realização tem a vantagem de que mesmo uma superfície de elementomaior pode ser obtida para freqüências mais baixas, uma vez que a faixa de altafreqüência é manuseada por um conjunto separado de elementos de alto-falante.Além disso, como citado acima, os elementos de alto-falante de freqüência maisbaixa podem ser dispostos mais espaçados entre si sem perderem o efeito dipolo.
O dispositivo descrito ainda compreende elementos de alto-falante 105-106, que são usados para reprodução da faixa de menorfreqüência, isto é, freqüências abaixo de 200 Hz. Naturalmente, os elementosadicionais de acordo com a presente invenção podem ser usados para oselementos 105, 106 também.
Na descrição acima, a presente invenção foi descrita comrelação a um dispositivo de alto-falante "convencional" pretendido como umsubstituto de um sistema estéreo de dois alto-falantes convencional. Apresente invenção, entretanto, é aplicável em todo lugar em que elementos dealto-falante proximamente localizados possam ser usados para reproduzir somestéreo. Tais dispositivos incluem, porém não são restritos a Monitores deestúdio, alto-falante Hi-Fi, Cinema doméstico, Hifi Compacto, RádiosPessoais, Sistema Estéreo de Carro, Aparelhos de Tv, Laptops, Monitores dePC, Alto-falantes de Multimídia, Telefones Móveis.
Por exemplo, em telefones portáteis, tais como telefonescelulares, dois elementos de alto-falante de faixa total podem ser utilizadospara reproduzir som estéreo. Em tais telefones, o espaço disponível éfreqüentemente muito limitado, e os elementos de alto-falante sãofreqüentemente submetidos a restrições com respeito ao diâmetro possível, oque, como descrito acima, tem um efeito adverso sobre a reprodução defreqüências estéreo mais baixas. Além disso, muitos aparelhos de TVmoderna têm problemas similares como os elementos de alto-falante comfreqüência serem dispostos embaixo da tela e, portanto, devem ter diâmetro tãopequeno quanto possível. O uso de um conjunto adicional de elementos de alto-falante de acordo com a presente invenção, preferivelmente usando-se filtragemde passa baixa do sinal para os outros elementos, pode substancialmenteaumentar a qualidade estéreo dos telefones móveis e aparelhos de TV.
Na descrição acima, o dispositivo de alto-falante foi descritocomo uma unidade integral. Alternativamente, pode consistir de duasunidades separadas, colocadas na vizinhança imediata entre si, ou mesmosendo ligadas entre si.
Visto que a presente invenção é submetida a variações,modificações e mudanças de detalhes, algumas das quais foram citadas aqui,pretende-se que todo o assunto descrito por todo este inteiro relatório oumostrado nos desenhos anexos seja interpretado como ilustrativo e não em umsentido limitativo.
Claims (20)
1. Dispositivo de alto-falante, compreendendo primeiro esegundo elementos de alto-falante, sendo localizados em estreita proximidadeentre si, ditos primeiro e segundo elementos de alto-falante sendo dispostospara irradiar som em uma primeira direção de propagação, ditos primeiro esegundo elementos de alto-falante são acusticamente isolados e dispostos parareceber um primeiro sinal e um segundo sinal, respectivamente, pelo menosparte de dito primeiro sinal sendo em anti-fase em relação a dito segundosinal, em que dito dispositivo ainda inclui terceiro e quarto elementos de alto-falante, dispostos para propagar som em dita primeira direção,- dito terceiro elemento de alto-falante sendo localizado emestreita proximidade com dito primeiro elemento de alto-falante e dispostopara receber dito primeiro sinal, o centro de dito terceiro elemento de alto-falante sendo localizado de modo que um primeiro eixo geométricointersectando o centro de dito primeiro elemento de alto-falante e o centro dedito terceiro elemento de alto-falante fica inclinado num ângulo φ em relaçãoa um plano horizontal, φ sendo na faixa de O0 - ± 30°,- dito quarto elemento de alto-falante sendo localizado emestreita proximidade a dito segundo elemento de alto-falante e disposto parareceber pelo menos parte de dito segundo sinal, o centro de dito quartoelemento de alto-falante sendo localizado de modo que um segundo eixogeométrico intersectando o centro de dito segundo elemento de alto-falante eo centro de dito quarto elemento de alto-falante fica inclinado em um ânguloφ em relação a um plano horizontal, φ sendo O0 - ± 30°, caracterizado em- ditos primeiro e segundo sinais para ditos terceiro e quartoelementos de alto-falante, respectivamente, sendo filtrados em passa baixa, afreqüência de corte de ditos filtros de passa baixa sendo menor do que ouigual a 2,5 kHz.
2. Dispositivo de alto-falante de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de um eixo geométrico intersectando os centros deditos primeiro e segundo elementos de alto-falante ser substancialmentehorizontal.
3. Dispositivo de alto-falante de acordo com a reivindicação 1ou 2, caracterizado pelo fato de dita freqüência de corte de ditos filtros depassa baixa ser menor do que ou igual a c/3Z), c sendo a velocidade do som nomeio, e em qualquer caso menos do que ou igual a 2,5 kHz, a distância D sera distância entre o centro de dito primeiro elemento e o centro de dito terceiroelemento, e/ou entre o centro de dito segundo elemento e o centro de ditoquarto elemento, respectivamente.
4. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de ditos terceiro e quartoelementos serem dispostos de modo que ditos primeiro e segundo eixosgeométricos tenham valores absolutos iguais aos de φ e intersectem-se em umponto substancialmente sobre um eixo geométrico vertical passando entreditos primeiro e segundo elementos.
5. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-4, caracterizado pelo fato de ditos terceiro e quartoelementos de alto-falante serem acusticamente isolados individualmente pormeio de volumes ressonadores individuais.
6. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-4, caracterizado pelo fato de ditos primeiro e terceiroelementos de alto-falante serem acusticamente isolados por meio de umvolume ressonador comum e ditos segundo e quarto elementos de alto-falanteserem acusticamente isolados usando-se um volume ressonador comum.
7. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-6, caracterizado pelo fato de a distância D entre o centro dedito primeiro elemento e o centro de dito terceiro elemento, e entre o centrode dito segundo elemento e o centro de dito quarto elemento,respectivamente, ser menor do que ou igual a duas vezes os diâmetros d deditos primeiro e segundo elementos.
8. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-7, caracterizado pelo fato de os diâmetros d de ditos terceiroe quarto elementos serem menores do que ou iguais a duas vezes a distância Dentre o centro de dito primeiro elemento e o centro de dito segundo elemento.
9. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de dito dispositivo aindaincluir:- um quinto elemento de alto-falante, localizado adjacente adito primeiro e/ou terceiro elemento de alto-falante, e- um sexto elemento de alto-falante, localizado adjacente a ditosegundo e/ou quarto elemento de alto-falante.
10. Dispositivo de alto-falante de acordo com a reivindicação-9, caracterizado pelo fato de os sinais para ditos quinto e sexto elementos dealto-falante serem filtrados em passa baixa, a freqüência de corte de ditosfiltros de passa baixa sendo menor do que ou igual a c/3Dx, c sendo avelocidade do som no meio, e em qualquer caso menos do que ou igual a 2,5kHz, a distância Dx é a distância entre o centro de dito primeiro elemento e ocentro de dito quinto elemento e/ou a distância entre o centro de dito segundoelemento e o centro de dito sexto elemento.
11. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de pelo menos ditosprimeiro, segundo, terceiro e quarto elementos de alto-falante seremelementos de alto-falante idênticos.
12. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de pelo menos ditosprimeiro, segundo, terceiro e quarto elementos de alto-falante teremsubstancialmente o mesmo diâmetro.
13. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de pelo menos ditosprimeiro, segundo, terceiro e quarto elementos de alto-falante seremprojetados para reproduzir substancialmente a mesma faixa de freqüência.
14. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de ditos primeiro esegundo elementos de alto-falante constituírem um par de elementos de alto-falante idênticos, e sendo localizados dentro de menos do que um quarto docomprimento de onda mais curto emitido pelos elementos, ou, se ocomprimento de onda mais curto emitido pelos elementos for menor do que-68 cm, menos do que 17 cm.
15. Dispositivo de alto-falante de acordo com a reivindicação-14, caracterizado pelo fato de os centros de ditos elementos de alto-falanteserem localizados dentro de menos do que um quarto do comprimento deonda mais curto emitido pelos elementos, ou, se o comprimento de onda maiscurto emitido pelos elementos for menor do que 68 cm, menos do que 17 cm.
16. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de dito primeiro sinalser a ou ser equivalente à soma de um sinal de entrada médio (M) e um sinalde entrada secundário (S), e dito segundo sinal ser a ou ser equivalente à somade um sinal de entrada médio (M) e uma fase de sinal secundário (S)deslocada 180°.
17. Dispositivo de alto-falante de acordo com a reivindicação-16, caracterizado pelo fato de pelo menos parte do sinal de entrada secundário(S) ou o sinal de entrada médio (M) ser deslocado em fase aproximadamente-45°- 135° antes da ou na produção dos primeiro e segundo sinais.
18. Dispositivo de alto-falante de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de ditos primeiro esegundo elementos de alto-falante serem acusticamente isoladosindividualmente por meio de volumes ressonadores individuais.
19. Aparelho, caracterizado pelo fato de incluir um dispositivode alto-falante como definido em qualquer uma das reivindicações 1-18.
20. Aparelho de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato de dito aparelho constituir qualquer um do grupo: Monitor deEstúdio, sistema HiFi, Sistema de Cinema doméstico, Sistema Hifi Compacto,Sistema de Radio pessoal, Sistema de Carro Estéreo, Aparelho de TV,Laptop, Monitor de PC, Computador Pessoal, Alto-falante de multimídia,Fone Móvel, PDA.
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