CN108476359A - 扬声器组件及相关方法 - Google Patents

扬声器组件及相关方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108476359A
CN108476359A CN201680074754.9A CN201680074754A CN108476359A CN 108476359 A CN108476359 A CN 108476359A CN 201680074754 A CN201680074754 A CN 201680074754A CN 108476359 A CN108476359 A CN 108476359A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric signal
loudspeaker assembly
loud speaker
gain
listened position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680074754.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108476359B (zh
Inventor
S·威廉斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSS Belgium NV
Original Assignee
PSS Belgium NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PSS Belgium NV filed Critical PSS Belgium NV
Publication of CN108476359A publication Critical patent/CN108476359A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108476359B publication Critical patent/CN108476359B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/025—Arrangements for fixing loudspeaker transducers, e.g. in a box, furniture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H04R1/403—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers loud-speakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
    • H04R29/001—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers
    • H04R29/002—Loudspeaker arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/02—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/04—Circuit arrangements, e.g. for selective connection of amplifier inputs/outputs to loudspeakers, for loudspeaker detection, or for adaptation of settings to personal preferences or hearing impairments
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/12—Non-planar diaphragms or cones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/16—Mounting or tensioning of diaphragms or cones
    • H04R7/18—Mounting or tensioning of diaphragms or cones at the periphery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
    • H04R9/025—Magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/06—Loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/302—Electronic adaptation of stereophonic sound system to listener position or orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/403—Linear arrays of transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2203/00—Details of circuits for transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R3/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2203/12—Beamforming aspects for stereophonic sound reproduction with loudspeaker arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2205/00—Details of stereophonic arrangements covered by H04R5/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2205/022—Plurality of transducers corresponding to a plurality of sound channels in each earpiece of headphones or in a single enclosure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2400/00—Loudspeakers
    • H04R2400/11—Aspects regarding the frame of loudspeaker transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/01—Aspects of volume control, not necessarily automatic, in sound systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/20—Processing of the output signals of the acoustic transducers of an array for obtaining a desired directivity characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

一种扬声器组件，包括：第一扬声器，被配置为接收第一电信号并且基于所述第一电信号沿着第一主发射轴产生声音；第二扬声器，被配置为接收第二电信号并且基于所述第二电信号沿着第二主发射轴产生声音；第三扬声器，其被配置为接收第三电信号并且基于所述第三电信号沿着第三主发射轴产生声音；以及控制单元，被配置为基于表示音频的输入信号产生第一电信号、第二电信号和第三电信号中的每一个。在第一主发射轴和第二主发射轴之间存在第一角度偏差，并且在第一主发射轴和第三主发射轴之间存在第二角度偏差。控制单元被配置为对第一电信号、第二电信号和第三电信号中的至少两个进行滤波，使得在第一电信号和第二电信号之间存在第一增益和相位差，并且在第一电信号和第三电信号之间存在第二增益和相位差。第一角度偏差和第二角度偏差以及第一增益和相位差和第二增益和相位差被配置为使得当扬声器组件在使用中时，根据每个扬声器组件中的预定消除条件，消除第一收听位置和第二收听位置上由扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音。

Description

扬声器组件及相关方法
技术领域
本发明涉及扬声器组件及相关方法。
背景技术
扬声器组件经常用于诸如家庭影院、消费电子产品和汽车等应用中。在这样的应用中，将来自扬声器组件的声音在特定的方向上引导是有利的，例如朝向收听来自扬声器组件声音的人将位于的预期收听位置。
在这样的应用中，能够在特定方向上投射声音(特别是产生高指向性的声音)是有利的，所以声音就不会被发送到不需要的区域而被浪费。此外，在扬声器组件需要播放音乐、电视音频或电影音频的应用中，要投射到听者的声音可以包含大范围的音频。因此，扬声器组件必须在很宽的频率范围内产生高指向性声音，使得可以将全频率范围引导至听者。
通常，用于诸如家庭影院、消费电子产品和汽车等应用的扬声器组件很小，例如由于空间限制和/或成本限制。由于扬声器驱动器的尺寸较小，所以小尺寸扬声器组件经常受到损害，因为它们在产生低频声音方面不太有效。因此，对于小型扬声器单元而言，要求在音频频率范围的低端产生高指向性的声音。
扬声器的指向性涉及来自扬声器的声输出(声音)的分布，并且可以根据指向性指数(例如，如下文所定义)来定义。具有高指向性指标的扬声器更好地在给定的一个或多个方向上投射，而具有低指向性指数的扬声器倾向于更均匀地投射声音(在所有方向上均等)。
在涉及封闭空间的许多情况下，例如在房子的房间或汽车中，扬声器优选具有高指向性指数，使得声音朝需要声音的收听位置(例如对汽车驾驶员)投射，而不是将声音投射到不需要的位置来浪费能量。
传统的扬声器，如锥形扬声器，凭借锥形扬声器振膜以及由于它们通常以防止声音从扬声器背面逸出的方式安装而具有一定的指向性。
通过组合使用一系列扬声器，包括多个扬声器阵列的扬声器组件的指向性可以比单个扬声器的指向性大大提高。具体地，通过利用滤波后的电信号来驱动扬声器阵列，使得电信号之间的增益和/或相位存在差异，可以实现具有高指向性的扬声器组件输出，例如主要在一个给定的方向投射声音。
图1(a)示出被称为心形扬声器组件1001的简单扬声器组件，其包括两个扬声器L1、L2的阵列，每个扬声器被构造为沿着各自的主发射轴X1、X2产生声音S1、S2。扬声器L1、L2安装成在它们的主发射轴X1、X2之间具有角度偏差。每个扬声器L1、L2被构造为从控制单元1020接收各自的电信号E1、E2，该控制单元1020基于代表音频的输入信号Ain产生每个电信号E1、E2。扬声器L1、L2包括接收未滤波的电信号E1的主扬声器L1和接收相对于由主扬声器L1接收的电信号E1滤波过的电信号E2的辅助扬声器L2，使得在由L1、L2接收的电信号E1、E2之间具有增益差和相位差(用于实现增益和相位差的信号处理可以包括例如信号反相器、延迟和增益)。具体地，辅助扬声器L2由电信号E2驱动，用由主扬声器L1接收的电信号E1定义的增益和相位差滤波该电信号E2，使得由扬声器L1、L2产生的直接声音S1、S2在收听位置P1处彼此抵消。
图1(b)是示出由图1(a)的心形扬声器组件1001以不同频率产生的直接声音(声压级)的一系列2D极坐标图。声音具有心形形状的极性图案，由心形扬声器组件消除产生的直接声音，从而在收听位置P1处形成“零”(null)。请注意，随着频率的增加，扬声器L1、L2变得更具指向性。
心形扬声器组件1001的典型应用是所谓的电视“条形音箱”，其尝试产生比条形音箱的表观物理宽度宽得多的聆听感受。主要原理是听者位于由直接声音S1、S2形成的心形的“零”处，使得在收听位置P1处几乎听不到直接声音，而是在收听位置P1听到从附近墙壁反射之后的反射(间接)声音。众所周知，来自墙壁的反射可以充当虚拟声源，使得听者从附着在反射点的虚拟扬声器感知声音。因此，需要能够在大空间上产生高指向性声输出的心形扬声器组件1001以满足条形音箱的性能和成本要求。心形扬声器组件1001可以被称为超指向系统，因为它通常使用高指向性的扬声器。
本发明人已经观察到，由于心形扬声器组件1001的零位相当窄，因此由反射声音而不是直接声音支配的“最有效点”声音相当受限制。本发明人还观察到，当听者围绕心形转向时，由心形扬声器组件1001产生的声波的极性改变。
已知可以通过使用安装成具有平行的主发射轴的大量扬声器单元(通常为10个或更多)来制作指向性扬声器阵列，每个扬声器由合适的电信号馈送，该电信号基本上是输入信号的延迟的和/或滤波的并增益的复制品，参见例如“优化DSP控制的扬声器阵列的指向性特性”，G.W.J.万博伊宁根(van Beuningen)，E.W.斯达特(Start)于2004年11月17日至19日在英国埃文河畔斯特拉特福举行的“再现声音16会议”上发表。但是这些系统成本很高。
鉴于上述考虑而设计了本发明。
发明内容
本发明的第一方面可提供：
一种扬声器组件，包括：
第一扬声器，其被配置为接收第一电信号并且基于所述第一电信号沿着第一主发射轴产生声音；
第二扬声器，其被配置为接收第二电信号并且基于所述第二电信号沿着第二主发射轴产生声音；
第三扬声器，其被配置为接收第三电信号并且基于所述第三电信号沿着第三主发射轴产生声音；和
控制单元，被配置为基于表示音频的输入信号产生所述第一电信号、第二电信号和第三电信号中的每一个；
其中在所述第一主发射轴线和第二主发射轴线之间存在第一角度偏差，并且在所述第一主发射轴线和第三主发射轴线之间存在第二角度偏差；
其中所述控制单元被配置为对所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号中的至少两个进行滤波，使得在所述第一电信号与所述第二电信号之间存在第一增益和相位差，并且在所述第一电信号与第三电信号之间存在第二增益和相位差；
其中，所述第一角度偏差和第二角度偏差以及所述第一增益和相位差和第二增益和相位差被配置为使得当所述扬声器组件处于使用中时，根据每个扬声器组件中的预定消除条件来消除第一收听位置和第二收听位置的每一处的由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音。
用这种方式，当扬声器组件在封闭空间中使用时，位于第一收听位置或第二收听位置或者在这些位置之间的较小程度的任何听众成员将由于对处于第一收听位置和第二收听位置的由扬声器产生的直接声音的消除效应，而获得增强的声音比例，该声音从封闭空间外围的隔音墙的反射。这种反射可以充当虚拟声源，从而改善听众成员的听觉体验。
为了避免任何疑问，根据预定消除条件在给定收听位置消除产生直接声音的扬声器组件的多个扬声器(当扬声器在使用中时)可包括扬声器组件中除了第一扬声器、第二扬声器和第三扬声器之外存在的扬声器(例如参见下面图4的讨论，其中在步骤4中在P2处消除部分通过由第四扬声器L4产生的直接声音获得)。
为了避免任何疑问，当评估在该收听位置处由扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音是否根据的预定取消条件消除时，可以忽略任何被认为在收听位置处具有不明显效果的扬声器贡献(例如参见下面的图4的讨论，其中在P1处L4的贡献被忽略)。
由扬声器组件中的扬声器产生的直接声音可以被定义为由扬声器产生的声音，没有被中间表面反射。例如，可以在消声室中测量直接声音。例如，在正常(非消声)环境中，也可以通过使用门控测量来测量直接声音，其中通过使用适当定义的时间窗测量直接声音来排除反射声音。
扬声器组件可以包括一个或多个附加的扬声器。
例如，扬声器组件可包括：
第四扬声器，其被配置为接收第四电信号并且基于所述第四电信号沿着第四主发射轴产生声音；和
其中所述控制单元被配置为基于表示音频的所述输入信号来产生所述第四电信号；
其中在所述第一主发射轴和第四主发射轴之间存在第三角度偏差；
其中所述控制单元被配置为对所述第四电信号进行滤波，使得所述第一电信号和所述第四电信号之间存在第三增益和相位差；
其中所述第一角度偏差、第二角度偏差和第三角度偏差以及所述第一增益和相位差、第二增益和相位差和第三增益和相位差被配置为使得当所述扬声器组件被使用时，根据预定的消除条件消除第一收听位置、第二收听位置和第三收听位置中每一处由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音。
如果扬声器组件旨在提供立体声，则包括四个扬声器的扬声器组件可能特别有用。但是，也可以使用仅包括三个扬声器的扬声器组件。
包括在扬声器组件中的扬声器可以布置成它们的主发射轴相对于对称平面对称布置，当扬声器组件在使用中时，该对称平面可以是垂直的对称平面。再次，如果扬声器组件旨在提供立体声，这可能是有用的。
扬声器的主发射轴线可以被定义为扬声器以最大振幅(声压级)产生直接声音的轴线。具有主发射轴的扬声器可以被称为定向扬声器。
扬声器定向的程度可以由指向性指数来定义。为了本公开的目的，以给定频率(f)的扬声器的指向性指数(DI)可以以dB为单位被定义为：
在主发射轴上测量的H0(f)是“在轴”声压级，离开主发射轴测量的是平均“离轴”声压级。可以在距离扬声器的标准距离处(例如，1米)测量“在轴”和“离轴”声压级。
就性质而言，由于扬声器在更高的频率下倾向于更具指向性(从下文讨论的一些图中可以看出)，因此DI倾向于随着频率而增加。
一般来说，测量H(f)所有方向是不可能的/不实际的，所以通常根据定义的技术近似于实际。
有很多技术可以用来近似例如见“关于全部和部分指向性指数的计算”，技术报告，蒂尔卡(Tylka)，2014年11月16日3D音频和应用声学实验室，普林斯顿大学。
为了本公开的目的，可以使用在平面内取设相对于扬声器的主发射轴15°、30°、45°和60°四个“离轴”角度测量平均值来近似。如果扬声器的振膜具有非恒定的半径(例如因为振膜具有椭圆形/卵形形式)，则进行测量的平面可以是振膜的最大半径所在的平面。
优选地，扬声器组件中的每个扬声器具有在3kHz的频率下至少6dB的指向性指数(根据上文定义)。与通常在“条形音箱”中使用的扬声器相比，这提供了具有相对较高指向性的扬声器，本发明人已经发现有利于实现由多个收听位置处的扬声器组件产生的直接音频信号的充分消除。
为了避免任何疑问，两个电信号之间的增益和相位差可以包括两个电信号之间的增益差和/或相位差。
优选地，每个增益和相位差是频率相关的。例如，每个增益和相位差可以低于阈值频率值为零，高于阈值频率值不为零。已经发现这可以提高听者感受，因为在较低频率下指向性不那么重要。阈值频率值可以是150Hz。
如本领域技术人员将理解的，在给定的收听位置由多个扬声器产生的直接声音的完美消除可能非常难实现(如果并非不可能实现)。
因此，给定收听位置处的预定消除条件可以以不需要在该收听位置完美消除声音，而是可以取而代之地要求可接受的消除声音的方式来定义。
优选的，在每个收听位置处的预定消除条件要求在预定频率范围内(预定频率范围在200Hz-3kHz)时，由所述扬声器组件中的多个扬声器在收听位置处产生的直接声音的声压级比由扬声器组件中的扬声器的子集在收听位置处产生的直接声音的声压级低至少XdB。X优选为12dB,但是可以是稍大的值(例如，15dB)。该测量不需要特定的输入信号表示要使用的信号。频率范围为200Hz-3kHz的任何输入信号都可以用于这种测量，例如传统上用于扬声器测量的全频带输入信号。
为了避免任何疑问，给定收听位置处的与预定消除条件相关而提及的扬声器的子集可以包括一个或多个扬声器，并且该子集对于不同的收听位置可以是不同的(参见下文图4讨论的示例方法，其中子集在收听位置P1和P2处包括扬声器L1以及在收听位置P3处包括扬声器L2和L3)。
为了避免任何疑问，给定收听位置处的与预定消除条件相关而提及的多个扬声器可以包括扬声器组件中的所有扬声器，或者可以仅包括扬声器组件中对收听位置处的直接声音产生显著影响的扬声器子集(参见例如下文参考图4所讨论的示例，其中多个扬声器在收听位置P2处包括所有扬声器，但是在收听位置P1处仅有扬声器L1-L3并且在收听位置P3处仅有扬声器L2-L4，因为扬声器L4在收听位置P1被认为不具有显著的效果，并且扬声器L1被认为在收听位置P3不具有显著的效果)。
在收听位置处测量一个或多个扬声器产生的直接声音的技术是众所周知的，但是可以例如包括提供测试输入信号(例如，表示具有覆盖感兴趣的频率范围频率的音频，例如上文相关预定的频率范围)传送给一个或多个扬声器，并在该收听位置处测量接收的直接声音。如上所述，可以在例如消声环境中测量在收听位置处接收到的直接声音。例如，在正常(非消声)环境中，也可以通过使用门控测量来测量直接声音，其中通过使用适当定义的时间窗测量直接声音来排除反射声音。
为了避免任何疑问，直接声音的测量不需要使用特定的输入信号代表信号。具有感兴趣的频率范围的任何输入信号都可以用于这种测量，例如传统上用于扬声器测量的全频带输入信号。
优选地，扬声器组件中的每对扬声器的主轴线之间存在至少预定阈值角度的角度偏差。规定的阈值角度优选为15°或15°以上、30°或30°以上，更优选为45°或45°以上，更优选为60°或60°以上。已经发现具有这种预定的阈值角度允许在多个收听位置处充分消除由扬声器组件中的扬声器产生的直接声音。
在这种情况下，扬声器组件中的每对扬声器可以被认为是指扬声器组件中的每对可能的扬声器。因此，如果扬声器组件中的第一扬声器、第二扬声器和第三扬声器是扬声器组件中仅有的扬声器，则每对扬声器将包括第一扬声器和第二扬声器、第一扬声器和第三扬声器以及第二扬声器和第三扬声器。
优选地，所述扬声器组件中的所述扬声器被布置为使得在所述扬声器组件中的每对扬声器之间存在不超过预定阈值距离。优选地，预定阈值距离至少是扬声器组件中的一个扬声器与其中一个收听位置之间的距离的两倍。具有这种预定阈值距离对于实现在多个收听位置处由扬声器组件产生的直接音频信号的充分消除是有用的。
优选的，预定的阈值距离为50厘米或更小，更优选为40厘米或更小。例如，这对于典型的条形音箱可能很有用。
可以相对于扬声器组件定义收听位置，并且可以表示当扬声器组件正在使用时收听来自扬声器组件声音的人所在的期望位置。
优选的，所述扬声器组件中的所述扬声器安装在单个扬声器组件外壳内，优选的，所述收听位置位于所述扬声器组件外壳外部。
扬声器可以以线性阵列(即单行)排列，或者可以以非线性阵列(例如多行)排列。
如果所述扬声器组件包括安装在单个扬声器组件外壳内的线性阵列布置的四个扬声器，优选地，所述线性阵列端部上的两个扬声器具有从单个扬声器组件外壳的相对的侧面指出的主发射轴，并且在线性阵列的端部上的两个扬声器内部的两个扬声器具有指向该单个扬声器组件外壳的前表面的主发射轴，其中单个扬声器组件外壳的前表面面向收听位置。
为了避免任何疑问，尽管扬声器组件中的扬声器可位于同一平面内，但这不是本发明的要求，因为取决于扬声器组件的预期应用(例如，如果扬声器组装旨在用于汽车)，其他布置可能是合适的。
为了避免任何疑问，虽然扬声器组件中的扬声器可以以它们的主轴线在同一平面内安装，但这不是本发明的要求，因为取决于扬声器组件的预期应用(例如，如果扬声器组件旨在用于汽车中)，其他布置可能是合适的。
扬声器组件外壳可具有棒性形状，例如，使得扬声器组件提供“条形音箱”。
每个扬声器可以是电动扬声器。
每个扬声器可包括：
永磁体组件(例如，包括金属部件和永磁体)；
音圈组件，(例如包括被称为音圈的导线，导线缠绕/包围在被称为音圈形成器的细管上)；
振膜；
底盘；
悬架系统，其将振膜从底盘悬置(例如，包括边缘支撑和十字轴)。
优选的，当电流穿过音圈时与永磁体的静态磁场相互作用。优选的，音圈与永磁体的静态磁场之间的作用导致音圈沿预定轴线移动。
优选的，每个扬声器安装在其各自的扬声器外壳内，优选的，使得来自每个扬声器的反向发射不会对扬声器组件中的其他扬声器具有显著的影响。
每个扬声器可以具有圆形或椭圆形的振膜。
扬声器组件外壳可以是通风盒或封闭盒。
例如，控制单元可包括数字信号处理器(“DSP”)。
本发明的第二方面可提供：
一种扬声器组件配置方法，包括：
第一扬声器，其被配置为接收第一电信号并且基于所述第一电信号沿着第一主发射轴产生声音；
第二扬声器，其被配置为接收第二电信号并且基于所述第二电信号沿着第二主发射轴产生声音；
第三扬声器，其被配置为接收第三电信号并且基于所述第三电信号沿着第三主发射轴产生声音；和
控制单元，被配置为基于表示音频的输入信号产生所述第一电信号、第二电信号和第三电信号中的每一个；
其中在所述第一主发射轴线和第二主发射轴线之间存在第一角度偏差，并且在所述第一主发射轴线和第三主发射轴线之间存在第二角度偏差；
其中所述控制单元被配置为对所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号中的至少两个进行滤波，使得在所述第一电信号与所述第二电信号之间存在第一增益和相位差，并且在所述第一电信号与第三电信号之间存在第二增益和相位差；
其中所述方法包括调节所述第一角度偏差和第二角度偏差以及所述第一增益和相位差和第二增益和相位差使得当所述扬声器组件处于使用中时，根据每个扬声器组件中的预定消除条件来消除第一收听位置和第二收听位置处由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音。
调节两个扬声器的主发射轴之间的角度偏差可以包括改变扬声器组件中的这些扬声器中的任一个/两个的安装角度。可以从与扬声器组件中的扬声器初始安装角对应的初始角度偏差来调节角度偏差，其中选择初始安装角度以提供用于在每个收听位置处获得直接声音消除的良好开始点。
调节由两个扬声器接收的电信号之间的相位和增益差可以包括定义新的滤波器/调节扬声器组件中的扬声器中的任一个/两个(由该扬声器接收的电信号)的现有滤波器。
该方法可以包括实现或对应于本发明的任何上述方面相关描述的任何装置特征的任何方法步骤。
例如，扬声器组件可包括：
第四扬声器，其被配置为接收第四电信号并且基于所述第四电信号沿着第四主发射轴产生声音；和
其中所述控制单元被配置为基于表示音频的所述输入信号来产生所述第四电信号；
其中在所述第一主发射轴和第四主发射轴之间存在第三角度偏差；
其中所述控制单元被配置为对所述第四电信号进行滤波，使得所述第一电信号和所述第四电信号之间存在第三增益和相位差；
其中所述方法包括调整所述第一角度偏差、第二角度偏差和第三角度偏差以及所述第一增益和相位差、第二增益和相位差和第三增益和相位差使得当所述扬声器组件被使用时，根据预定的消除条件消除第一收听位置、第二收听位置和第三收听位置中每一处由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音。
该方法优选是迭代的，并且可以包括测量每个收听位置处的直接声音，例如，在消声环境中。
所述方法可包括：
(i)在所述收听位置中的第一个处，测量由所述扬声器组件中的所述扬声器的第一子集产生的直接声音，并且基于所测量的直接声音来调节所述增益和相位差中的一个或多个，以使得根据预定的消除条件消除在第一收听位置由扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音；
(ii)在所述收听位置之一的第二个处，测量由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音，并评估由所述多个扬声器产生的直接声音在所述第二收听位置处是否根据所述预定消除条件被消除；
(iii)如果第二收听位置处的多个扬声器产生的直接声音没有按照预定消除条件被消除，则调节一个或多个角偏差并返回到步骤(i)。
如上文所述，调节由两个扬声器接收的电信号之间的相位和增益差可以包括定义新的滤波器/调整扬声器组件中的扬声器中的任一个/两个(由该扬声器接收的电信号)的现有滤波器。
如果扬声器组件包括第四扬声器(参见上文)(并且优选地其中第二收听位置在第一收听位置和第三收听位置之间)，则该方法可以进一步包括：
(iv)在所述收听位置中的第三处，测量由所述扬声器组件中的所述扬声器的第二子集产生的直接声音，并且基于所测量的直接声音来调整第三增益和相位差，以使得根据预定的消除条件消除在第三收听位置由扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音；
(v)在所述第二收听位置，测量由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音，并评估由所述多个扬声器产生的直接声音在所述第二收听位置处是否根据所述预定消除条件被消除；
(v)如果第二收听位置处的多个扬声器产生的直接声音没有按照预定消除条件被消除，则调整一个或多个角偏差并返回到步骤(i)。
本发明还包括所述方面和优选特征的任何组合，除非这种组合明显是不允许的或明确避免的。
附图说明
下面参考附图讨论这些方案的示例，其中：
图1(a)显示了一个心形扬声器组件。
图1(b)是一系列2D极坐标图，示出了由图1(a)的心形扬声器组件1001以不同频率沿着每个波瓣的极性产生的直接声音(声压级)。
图2示出了根据本发明的扬声器组件。
图3比较了(a)图1(a)的心形扬声器组件的操作与(b)图2的扬声器组件的操作。
图4示出了构造图2的扬声器组件的示例方法。
图5是当根据图4的方法导出的滤波被施加于从图2的扬声器组件的扬声器L1-L4接收的电信号E1-E4时，在收听位置P1-P3处发生的消除的简化可视化的示意图。
图6示出了在收听位置处扬声器产生的直接声音的声压级在效果上的相似性，其由(ⅰ)增大扬声器的主发射轴线相对于扬声器的位置之间的角度；或者(ii)对由扬声器接收的电信号进行滤波引起，以消除由同一扬声器阵列中的另一个扬声器产生的直接声音。
具体实施方式
一般而言，以下讨论描述了我们提议的示例，其提供一种扬声器组件外壳，包括预定义的角度的多个扬声器组件，其中每个扬声器单元接收适当的信号。一个优选的目标是获得给定的定向声音发射。
一般而言，本示例可以被视为基于参考图1(a)描述的心形扬声器组件1001的概念。
在下面讨论的例子中，安装在外壳中的多个扬声器具有由每个扬声器的指向性决定的几何形状(安装角度)。
在一些示例中，四个或更多个扬声器可以被安装在扬声器组件外壳中，使得由每个扬声器产生的声音以受控方式在水平面内从外壳发射出去。在这些示例中，声音可以在垂直平面中以任意方式从外壳发射出来-如果需要在该垂直平面内进行控制，则可以通过在垂直平面内安装附加的扬声器例如第二排和第三排(可能还有其他排)的扬声器来实现。
在一些示例中，每个扬声器的特定信号处理可以通过每个扬声器单元的指向性、扬声器的安装角度以及整个外壳的期望的极性图案来调音或调整、指令。
在一些示例中，扬声器也可以相对于z方向以特定角度安装，其中z方向被定义为与外壳的上平面正交的轴。
在一些示例中，用于每个扬声器的信号处理可以是延迟、增益和滤波，其参数必须根据目标指向性、单个扬声器单元指向性和安装角度来定义。
在一些示例中，扬声器组件的指向性可根据频率而变化，例如，对于低频率(例如低于150Hz)，所有扬声器单元可以具有相同的驱动信号，使得通过扬声器组件中的所有扬声器再现低频。
图2示出了示例性扬声器组件1，其包括安装在单个扬声器组件外壳12内的四个扬声器L1、L2、L3、L4。由于下面讨论的原因，扬声器可以被称为提供“超定向扬声器外壳”。
扬声器L1、L2、L3、L4以线性阵列布置，每个扬声器L1、L2、L3、L4优选安装在其各自的扬声器外壳内，使得来自每个扬声器L1、L2、L3、L4的反向发射不会对扬声器组件1中的其他扬声器具有显著的影响。
如图2所示，每个扬声器L1、L2、L3、L4具有各自的主发射轴X1、X2、X3，X4，沿着这些轴发出声音。
也如图2所示，在第一主发射轴线X1和第二主发射轴线X2之间存在第一角度偏差，在第一主发射轴线X1和第三主发射轴线X3之间具有第二角度偏差以及在第一主发射轴线X1和第四主发射轴线X4之间存在第三角度偏差。
从图2可以看出，在扬声器组件中每对扬声器的主轴之间存在至少30°的角度偏差。
L1和L4之间的距离最好不超过50厘米。
每个扬声器L1、L2、L3、L4被配置为基于代表音频(未示出)的输入信号，从控制单元(未示出)接收相应的电信号E1、E2、E3、E4。例如，控制单元可以是DSP。
在该示例中，由第一扬声器L1接收的第一电信号E1未被滤波，但是控制单元被配置为对由第二扬声器L2、第三扬声器L3、第四扬声器L4(分别)接收的第二电信号E2、第三电信号E3和第四电信号E4进行滤波，使得第一电信号E1和第二电信号E2之间存在第一增益和相位差，第一电信号E1和第三电信号E3之间存在第二增益和相位差，以及第三第一电信号E1和第四电信号E4之间存在第三增益和相位差。
图3比较了(a)图1(a)的心形扬声器组件1001的操作与(b)图2的扬声器组件1的操作。
如图3(a)所示，尽管由心形扬声器组件中的扬声器产生的直接声音可以在第一收听位置P1处被消除，但是直接声音通常在相邻的收听位置P2中将不会消除，至少不会跨越广泛的频率。因此，只有位于第一收听位置P1的收听者才能主要以反射(间接)方式感知由心形扬声器组件产生的声音。
相比之下，图3(b)示出了图2的扬声器组件1，其优选地被配置，例如根据下面描述的方法，使得由扬声器组件中的扬声器产生的直接声音在第一收听位置P1、第二收听位置P2和第三收听位置P3处被消除。因此，位于第一收听位置P1、第二收听位置P2或第三收听位置P3中的任何一个或实际上在这些位置之间的收听者将主要以反射(间接)方式感知由扬声器组件1产生的声音。
图4示出了用于配置图2的扬声器组件1的示例方法以获得图3(b)所示的操作。
可以选择扬声器L1、L2、L3、L4的初始安装角度以提供良好起点用于在每个收听位置处获得直接声音的消除，例如，如图2所示。扬声器L1、L2、L3、L4优选地具有在3kHz的频率下至少6dB的指向性指数(根据上文定义)，优选地使得扬声器L4在收听位置P1处被认为具有不显著的效果，使得扬声器L1在收听位置P3处被认为具有不显著的效果(如下所述)。
在步骤1中，为扬声器L1选择安装角度。如果需要立体声，扬声器L4可安装成使其主发射轴X4与主发射轴X1关于对称平面W对称布置。
在步骤2中，测量由扬声器L1产生的收听位置P1处的直接声音。
在步骤3中，测量由扬声器L2和L3产生收听位置P1处的直接声音，并且对扬声器L2和L3中的每一个定义相应的滤波器F2、F3，使得在收听位置P1处由扬声器L1以及滤波后的扬声器L2、L3产生的直接声音的相位和振幅根据预定的消除条件被消除(其要求由扬声器L1、L2、L3在收听位置P1处以200kHz-3kHz以上频率产生的直接声音的声压水平比扬声器L1在收听位置P1处产生的直接声音的声压水平低至少12dB)。扬声器L4在收听位置P1处的效果被忽略，由于其主发射轴X4的角度、其指向性指数以及该扬声器的后续滤波(参见步骤5)意味着由扬声器L4产生的直接声音在收听位置P1被认为不具有重要效果。
在步骤4中，在收听位置P2处测量由扬声器L1产生的直接声音和由滤波后的扬声器L2和L3产生的直接声音，以确定由扬声器L1、L2、L3在收听位置P2处产生的直接声音是否按照预定的消除条件消除(其要求由扬声器L1、L2、L3在收听位置P2处以200kHz-3kHz以上频率产生的直接声音的声压水平比扬声器L1在收听位置P2处产生的直接声音的声压水平低至少12dB)。
如果是，则该方法继续进行到步骤5。
如果否，则调节扬声器L2和L3的安装角度(优选地，这些扬声器具有相对于对称平面W对称的主发射轴)，并且该方法返回到步骤3，直到在步骤4处由扬声器L1和滤波后的扬声器L2和L3在收听位置P2处产生直接声音根据预定的消除条件消除。
在步骤5中，测量由滤波扬声器L2和L3在收听位置P3处的产生的直接声音，并且对扬声器L4定义滤波器F4，使得由扬声器L2、L3、L4在收听位置P3处产生的滤波后的直接声音的相位和振幅根据预定的消除条件消除(要求扬声器L2、L3、L4在收听位置P3处以200kHz-3kHz频率产生的直接声音的声压级比由扬声器L2、L3在收听位置P3处产生的直接声音的声压级低至少12dB)。扬声器L1在收听位置P3处的效果被忽略，由于其主发射轴的角度、其指向性指数意味着由扬声器L1产生的直接声音在收听位置P3被认为不具有重要效果。
在步骤6中，在收听位置P2处测量由扬声器L1产生的直接声音和由扬声器L2、L3、L4产生的滤波后的直接声音，以确定由扬声器L1、L2、L3、L4在收听位置P2处产生的直接声音是否按照预定的消除条件消除(其要求由扬声器L1-L4在收听位置P2处以200kHz-3kHz以上频率产生的直接声音的声压水平比扬声器L1在收听位置P2处产生的直接声音的声压水平低至少12dB)。
在上述方法中，优选在消声条件下测量直接声音，以避免反射的影响。
图5是当根据图4的方法导出的滤波被施加于从图2的扬声器组件的扬声器L1-L4接收的电信号E1-E4时，在收听位置P1-P3处发生的消除的简化可视化的示意图。
图5中的每个图表显示声压级(“SPL”)与频率(“f”)的关系，L1用作参考(0dB)。
图5中仅描绘了振幅。通过施加滤波引起的相位差的效果是为了引起如图5(d)-(f)中用虚线表示的消除效应。
在图5(a)-(c)中示出了，当不对扬声器L1-L4接收的电信号进行滤波时，收听位置P1-P3处的声压级。因此这些图中所示的不同扬声器的不同振幅特性仅由安装角度和指向性指数引起。
在图5(d)-(f)中示出了，当根据图4的方法导出的滤波被应用于扬声器L1-L4接收到的电信号时，收听位置L1-L3处的声压级(注意根据图4的方法，不对扬声器L1应用滤波)。为了该图的目的，由滤波扬声器产生的直接声音被表示为L+F(例如，由L2产生的直接声音被表示为L2+F2)。
如上所述，选择扬声器L1-L4的滤波、指向性指数和安装角度以便实现在收听位置P1-P3处直接声音的消除。
虽然在收听位置P1-P3处存在一些残留声音，但是残留声压级足够低，并且在这些位置处直接声音的消除具有对在这些位置处接收到的声音比例增强的效果，声音比例是由离开封闭空间外围处墙壁的音频信号间接反射的。这种反射可以充当虚拟声源，从而改善听众成员的听觉体验。
更详细地说，在收听位置P1(见图5(a)和5(d))中，扬声器L1的声音被滤波的扬声器L2、L3产生的直接声音抵消。经滤波的扬声器L4在收听位置P1产生的直接声音足够低，并且对位置P1处的观察没有显著贡献。如上所述选择扬声器的指向性指数、安装角度和电滤波器，以便在P1处发生直接声音的消除。
在收听位置P2(见图5(b)和5(e))所示，滤波的扬声器L2在收听位置P2处比在收听位置P1处产生更大的直接声音，而扬声器L3在收听位置P2处比在收听位置P1处产生更小的直接声音。根据上述迭代过程描述的扬声器的安装角度和指向性的仔细选择具有来自滤波的扬声器L2、L3的直接声音的效果，其消除扬声器L1在收听位置P2产生的直接声音，同时保持扬声器L1在收听位置P1处直接声音的消除。滤波的扬声器L4产生的直接声音被认为足够低以至于可在收听位置P1和P2处被忽略(尽管滤波后的扬声器L4在收听位置P2产生的直接声音稍后将纳入考虑，参见图4中的步骤6)。
在收听位置P3(见图5(c)和5(e))，滤波的扬声器L2产生的直接声音优于滤波的扬声器L3产生的直接声音，并且现在被滤波的扬声器L4产生的直接声音消除。如前所述，这可以通过对滤波、安装角度和指向性仔细调整来实现。
图6示出了在收听位置处扬声器产生的直接声音的声压级在效果上的相似性，其由(ⅰ)增大扬声器的主发射轴线相对于扬声器的位置之间的角度；或者(ii)对由扬声器接收的电信号进行滤波引起，以消除由同一扬声器阵列中的另一个扬声器产生的直接声音。
在图6中，“滤波器1”是被配置为在P3的声音处消除来自L1的直接声音的滤波器，并且“滤波器2”是被配置为消除P2处的声音的滤波器。因此，当应用滤波器1时，P1处L1产生的直接声音的响应曲线与P3处L1处产生的未滤波(“直”(straight))直接声音基本相同，并且当使用滤波器2时，在P1处L1产生的直接声音的响应曲线与在P2处L1产生的未滤波的直接声音基本相同。
该图可以帮助解释安装角度和电滤波之间的关系，以在目标位置产生每个扬声器的期望的发射特性，并且还例如解释了为什么由扬声器L4产生的直接声音比由扬声器L1产生的直接声音将在收听位置P2具有更少的效果。
当在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”，“包括于”及其变形表示包括指定的特征、步骤或整体。这些术语不能被解释为排除存在其他特征、步骤或整体的可能性。
在前文的描述中或在下面的权利要求书或附图中公开的特征，以其特定形式或用于执行所公开的功能的手段或用于获得所公开的结果的方法或过程可以单独地或以这些特征的任何组合来用于以不同形式实现本发明。
尽管已经结合上述示例性实施例描述了本发明，但是在给出本公开时，对于本领域技术人员来说许多等同的修改和变化将是显而易见的。因此，上文阐述的本发明的示例性实施例被认为是说明性的而非限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所描述的实施例进行各种改变。
为避免任何疑问，本文提供的任何理论解释是为了提高对读者的理解而提供的。发明人不希望受到这些理论解释中的任何一个的束缚。
以上提及的所有参考文献在此通过引用并入。

Claims (15)

1.一种扬声器组件，其特征在于，包括：
第一扬声器，其被配置为接收第一电信号并且基于所述第一电信号沿着第一主发射轴产生声音；
第二扬声器，其被配置为接收第二电信号并且基于所述第二电信号沿着第二主发射轴产生声音；
第三扬声器，其被配置为接收第三电信号并且基于所述第三电信号沿着第三主发射轴产生声音；和
控制单元，被配置为基于表示音频的输入信号产生所述第一电信号、第二电信号和第三电信号中的每一个；
其中在所述第一主发射轴线和第二主发射轴线之间存在第一角度偏差，并且在所述第一主发射轴线和第三主发射轴线之间存在第二角度偏差；
其中所述控制单元被配置为对所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号中的至少两个进行滤波，使得在所述第一电信号与所述第二电信号之间存在第一增益和相位差，并且在所述第一电信号与第三电信号之间存在第二增益和相位差；
其中，所述第一角度偏差和第二角度偏差以及所述第一增益和相位差和第二增益和相位差被配置为使得当所述扬声器组件处于使用中时，根据每个扬声器组件中的预定消除条件来消除第一收听位置和第二收听位置处由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音。
2.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于，所述的扬声器组件包括：
第四扬声器，其被配置为接收第四电信号并且基于所述第四电信号沿着第四主发射轴产生声音；和
其中所述控制单元被配置为基于表示音频的所述输入信号来产生所述第四电信号；
其中在所述第一主发射轴和第四主发射轴之间存在第三角度偏差；
其中所述控制单元被配置为对所述第四电信号进行滤波，使得所述第一电信号和所述第四电信号之间存在第三增益和相位差；
其中所述第一角度偏差、第二角度偏差和第三角度偏差以及所述第一增益和相位差、第二增益和相位差和第三增益和相位差被配置为使得当所述扬声器组件被使用时，根据预定的消除条件消除所述第一收听位置、第二收听位置和第三收听位置中每一处由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音。
3.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件，其特征在于，所述扬声器组件中的每个扬声器在3kHz的频率处具有至少6dB的指向性指数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件，其特征在于，每个增益和相位差在150Hz以下为零。
5.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于，在每个收听位置处的所述预定消除条件要求在200Hz-3kHz的频率范围内，由所述扬声器组件中的多个扬声器在收听位置处产生的直接声音的声压级比由扬声器组件中的扬声器的子集在收听位置处产生的直接声音的声压级低至少12dB。
6.根据前述权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于，在扬声器组件中每对扬声器的主轴之间存在至少30°的角度偏差。
7.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件，其特征在于，所述扬声器组件中的所述扬声器被布置为使得在所述扬声器组件中的每对扬声器之间存在不超过50cm的距离。
8.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件，其特征在于，所述扬声器组件中的所述扬声器安装在单个扬声器组件外壳内，其中所述收听位置位于所述扬声器组件外壳外部。
9.根据权利要求8所述的扬声器组件，其特征在于，所述扬声器组件包括安装在单个扬声器组件外壳内的以线性阵列布置的四个扬声器，其中，所述线性阵列端部上的两个扬声器具有从所述单个扬声器组件外壳的相对的侧面指出的主发射轴，并且在所述线性阵列的端部上的两个扬声器内部的两个扬声器具有指向所述单个扬声器组件外壳的前表面的主发射轴，其中所述单个扬声器组件外壳的前表面面向所述收听位置。
10.根据权利要求8或9所述的扬声器组件，其特征在于，所述扬声器组件外壳具有棒状形状。
11.根据前述权利要求任一所述的扬声器组件，其特征在于，每个扬声器是电动扬声器，所述扬声器包括：
包括金属部件和永磁体的永磁体组件；
音圈组件，其包括被称为音圈的导线，所述导线缠绕/包围在被称为音圈形成器的细管上；
振膜；
底盘；
悬架系统，其将所述振膜从所述底盘悬置；
其中所述音圈被配置为当电流流过所述音圈时与所述永磁体的静态磁场相互作用，使得所述音圈与所述永磁体的静磁场之间的相互作用导致所述音圈的移动沿着预定的轴线移动。
12.根据前述权利要求中任一的扬声器组件，其特征在于，每个扬声器安装在其各自的扬声器外壳内，使得来自每个扬声器的反向发射不会对所述扬声器组件中的其他扬声器具有显著的影响。
13.一种扬声器组件配置方法，其特征在于，包括：
第一扬声器，其被配置为接收第一电信号并且基于所述第一电信号沿着第一主发射轴产生声音；
第二扬声器，其被配置为接收第二电信号并且基于所述第二电信号沿着第二主发射轴产生声音；
第三扬声器，其被配置为接收第三电信号并且基于所述第三电信号沿着第三主发射轴产生声音；和
控制单元，被配置为基于表示音频的输入信号产生所述第一电信号、第二电信号和第三电信号中的每一个；
其中在所述第一主发射轴线和第二主发射轴线之间存在第一角度偏差，并且在所述第一主发射轴线和第三主发射轴线之间存在第二角度偏差；
其中所述控制单元被配置为对所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号中的至少两个进行滤波，使得在所述第一电信号与所述第二电信号之间存在第一增益和相位差，并且在所述第一电信号与第三电信号之间存在第二增益和相位差；
其中所述方法包括调节所述第一角度偏差和第二角度偏差以及所述第一增益和相位差和第二增益和相位差使得当所述扬声器组件处于使用中时，根据每个扬声器组件中的预定消除条件来消除第一收听位置和第二收听位置处由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的方法包括：
(i)在所述收听位置中的第一个处，测量由所述扬声器组件中的所述扬声器的第一子集产生的直接声音，并且基于所测量的直接声音来调节所述增益和相位差中的一个或多个，以使得根据预定的消除条件消除在所述第一收听位置由扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音；
(ii)在所述收听位置之一的第二个处，测量由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音，并评估由所述多个扬声器产生的直接声音在所述第二收听位置处是否根据所述预定消除条件被消除；
(iii)如果所述第二收听位置处的多个扬声器产生的直接声音没有按照预定消除条件被消除，则调节一个或多个角偏差并返回到步骤(i)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的扬声器组件包括：
第四扬声器，其被配置为接收第四电信号并且基于所述第四电信号沿着第四主发射轴产生声音；和
其中所述控制单元被配置为基于表示音频的所述输入信号来产生所述第四电信号；
其中在所述第一主发射轴和第四主发射轴之间存在第三角度偏差；
其中所述控制单元被配置为对所述第四电信号进行滤波，使得所述第一电信号和所述第四电信号之间存在第三增益和相位差；
其中所述方法包括调整所述第一角度偏差、第二角度偏差和第三角度偏差以及所述第一增益和相位差、第二增益和相位差和第三增益和相位差使得当所述扬声器组件被使用时，根据预定的消除条件消除第一收听位置、第二收听位置和第三收听位置中每一处由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音；
(iv)在所述收听位置中的第三处，测量由所述扬声器组件中的所述扬声器的第二子集产生的直接声音，并且基于所测量的直接声音来调整第三增益和相位差，以使得根据预定的消除条件消除在第三收听位置由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音；
(v)在所述第二收听位置，测量由所述扬声器组件中的多个扬声器产生的直接声音，并评估由所述多个扬声器产生的直接声音在所述第二收听位置处是否根据所述预定消除条件被消除；
(v)如果第二收听位置处的多个扬声器产生的直接声音没有按照预定消除条件被消除，则调整一个或多个角偏差并返回到步骤(i)。
CN201680074754.9A 2015-12-15 2016-11-24 扬声器组件及相关方法 Active CN108476359B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1522136.9A GB2545439A (en) 2015-12-15 2015-12-15 Loudspeaker assemblies and associated methods
GB1522136.9 2015-12-15
PCT/EP2016/078631 WO2017102278A1 (en) 2015-12-15 2016-11-24 Loudspeaker assemblies and associated methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108476359A true CN108476359A (zh) 2018-08-31
CN108476359B CN108476359B (zh) 2022-02-15

Family

ID=55274803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680074754.9A Active CN108476359B (zh) 2015-12-15 2016-11-24 扬声器组件及相关方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10880648B2 (zh)
EP (1) EP3391663B1 (zh)
CN (1) CN108476359B (zh)
GB (1) GB2545439A (zh)
WO (1) WO2017102278A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111787478A (zh) * 2020-06-23 2020-10-16 北京小米移动软件有限公司 设备控制方法及装置
CN113853800A (zh) * 2019-03-07 2021-12-28 普罗之声有限责任公司 高度通道条形音箱阵列的向前声辐射的主动消除

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210274282A1 (en) * 2019-06-17 2021-09-02 Audio Accessories Group, LLC Sound bar with various couplings
GB2600539B (en) * 2020-09-09 2023-04-12 Tymphany Worldwide Enterprises Ltd Method of providing audio in an automobile, and an audio apparatus for an automobile
DE102021203632A1 (de) * 2021-04-13 2022-10-13 Kaetel Systems Gmbh Lautsprecher, Signalprozessor, Verfahren zum Herstellen des Lautsprechers oder Verfahren zum Betreiben des Signalprozessors unter Verwendung einer Dual-Mode-Signalerzeugung mit zwei Schallerzeugern
GB2627479A (en) 2023-02-23 2024-08-28 Meridian Audio Ltd Generating audio driving signals for the production of simultaneous stereo sound stages

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5809150A (en) * 1995-06-28 1998-09-15 Eberbach; Steven J. Surround sound loudspeaker system
CN1812663A (zh) * 2005-01-28 2006-08-02 奥特兰诺塞利G.&C.公司 形成水平和垂直方向性可调的垂直线阵列的扬声器箱单元
CN201138867Y (zh) * 2008-01-09 2008-10-22 龚立风 一种有源线性阵列音响
CN101588524A (zh) * 2009-07-08 2009-11-25 电子科技大学 指向可调式微型声频定向扬声器系统
US20090316939A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-24 Denso Corporation Apparatus for stereophonic sound positioning
CN101971643A (zh) * 2008-03-13 2011-02-09 皇家飞利浦电子股份有限公司 扬声器阵列和用于扬声器阵列的驱动器布置
CN202143200U (zh) * 2011-05-20 2012-02-08 广州励华声光科技有限公司 可变指向性音箱
CN202310093U (zh) * 2011-09-27 2012-07-04 清华大学 锯齿状阵列式压电扬声器组
US20130279716A1 (en) * 2007-05-04 2013-10-24 Klaus Hartung System and method for directionally radiating sound

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5870484A (en) 1995-09-05 1999-02-09 Greenberger; Hal Loudspeaker array with signal dependent radiation pattern
US5809153A (en) * 1996-12-04 1998-09-15 Bose Corporation Electroacoustical transducing
JP3422281B2 (ja) * 1999-04-08 2003-06-30 ヤマハ株式会社 指向性拡声装置
US20040109570A1 (en) * 2002-06-21 2004-06-10 Sunil Bharitkar System and method for selective signal cancellation for multiple-listener audio applications
US20080273722A1 (en) * 2007-05-04 2008-11-06 Aylward J Richard Directionally radiating sound in a vehicle
GB0821999D0 (en) * 2008-12-02 2009-01-07 Pss Belgium Nv Method and apparatus for improved directivity of an acoustic antenna
JP6085029B2 (ja) * 2012-08-31 2017-02-22 ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション 種々の聴取環境におけるオブジェクトに基づくオーディオのレンダリング及び再生のためのシステム

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5809150A (en) * 1995-06-28 1998-09-15 Eberbach; Steven J. Surround sound loudspeaker system
CN1812663A (zh) * 2005-01-28 2006-08-02 奥特兰诺塞利G.&C.公司 形成水平和垂直方向性可调的垂直线阵列的扬声器箱单元
US20130279716A1 (en) * 2007-05-04 2013-10-24 Klaus Hartung System and method for directionally radiating sound
CN201138867Y (zh) * 2008-01-09 2008-10-22 龚立风 一种有源线性阵列音响
CN101971643A (zh) * 2008-03-13 2011-02-09 皇家飞利浦电子股份有限公司 扬声器阵列和用于扬声器阵列的驱动器布置
US20090316939A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-24 Denso Corporation Apparatus for stereophonic sound positioning
CN101588524A (zh) * 2009-07-08 2009-11-25 电子科技大学 指向可调式微型声频定向扬声器系统
CN202143200U (zh) * 2011-05-20 2012-02-08 广州励华声光科技有限公司 可变指向性音箱
CN202310093U (zh) * 2011-09-27 2012-07-04 清华大学 锯齿状阵列式压电扬声器组

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113853800A (zh) * 2019-03-07 2021-12-28 普罗之声有限责任公司 高度通道条形音箱阵列的向前声辐射的主动消除
CN111787478A (zh) * 2020-06-23 2020-10-16 北京小米移动软件有限公司 设备控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3391663B1 (en) 2022-11-02
GB2545439A (en) 2017-06-21
US20200169808A1 (en) 2020-05-28
US10880648B2 (en) 2020-12-29
EP3391663A1 (en) 2018-10-24
WO2017102278A1 (en) 2017-06-22
GB201522136D0 (en) 2016-01-27
CN108476359B (zh) 2022-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108476359A (zh) 扬声器组件及相关方法
JP6695808B2 (ja) 音波動場生成
JP2023175769A (ja) 個々のサウンド領域を提供するための装置および方法
US8000170B2 (en) Systems and methods for acoustic beamforming using discrete or continuous speaker arrays
CN101198197B (zh) 具有减小的后部声波辐射的扬声器系统
CN101189912B (zh) 音频装置和声束控制方法
CN105530580A (zh) 听力系统
WO2013135819A1 (en) A method of applying a combined or hybrid sound -field control strategy
WO2017169888A1 (ja) 音響再生装置および方法、並びにプログラム
Zotter et al. A beamformer to play with wall reflections: The icosahedral loudspeaker
CN104980859A (zh) 声波场产生
US5673326A (en) Audio bass speaker driver circuit
KR102340366B1 (ko) 스피커 장치, 스피커 장치의 입력 신호를 처리하는 방법, 및 오디오 시스템
CN114642006A (zh) 用于近距离声源的谱补偿滤波器
Jeong et al. Global active noise control using collocation of noise source and control speakers
US20210274300A1 (en) Acoustic radiation reproduction
CN202721809U (zh) 可控指向性声柱
EP3432594A1 (en) Audio device with mems speaker
KR102584611B1 (ko) 소음 저감 시스템
US9729992B1 (en) Front loudspeaker directivity for surround sound systems
Colloms et al. acoustic negative feedback 162 acoustic panel, applications 49 acoustic performance 7–9 acoustic power 32, 64, 72, 121, 189, 236, 283
WO2015022578A1 (de) Zweidimensionale anordnung von schallwandlern für eventbeschallungen
Becker Franz Zotter, Markus Zaunschirm, Matthias Frank, and Matthias Kronlachner
Bharitkar et al. Variable-octave complex smoothing for loudspeaker-room response equalization
Linkwitz My Search for the Ideal Stereo Loudspeaker

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant