DE4134130C2 - Vorrichtung zum Aufweiten und Ausbalancieren von Schallfeldern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von beliebig ausbalancierbaren Schallfeldern mit mindestens zwei Lautsprechern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus EP-0 422 955 A2.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht zur Erläuterung von in einer Fahrgastzelle 51 eines Kraftfahrzeugs erzeugten asymmetrischen Schallfeldern gezeigt. Bei dem in Fig. 2(1) gezeigten Kraftfahrzeug-Stereoklangwiedergabegerät ist in der Fahrgastzelle 51 ein Lautsprecher sr für den rechten Kanal an einer vorderen rechten Position des Fah­ rersitzes 52 angeordnet, während ein Lautsprecher sl für den linken Kanal an einer vorderen linken Position eines Beifahrersitzes 53 angeordnet ist. Diese Lautsprecher sl und sr sind beispielsweise in einem Armaturenbrett 54 eingebaut.

In einer typischen Anordnung des Standes der Technik wer­ den die Lautsprecher sl und sr von einer Schallsignal­ quelle mit Schallsignalen versorgt, wobei sie im Hinblick auf ihren Schallpegel lediglich mittels einer Rechts- /Links-Balance eingestellt werden.

Wenn daher von den Lautsprechern sl und sr jeweils Schall mit gleichem Energiepegel abgegeben wird, ist die Schall­ energieverteilung an der Position des Fahrers 55 für den Hörsinn des Fahrers zwischen dem linken und dem rechten Lautsprecher sl bzw. sr nicht gleichmäßig, wie in Fig. 2(2) gezeigt ist. Hierbei neigt die Schallenergie­ verteilung zu einer Überbetonung des Lautsprechers sr, der sich näher beim Fahrer 55 befindet.

Daher wird die Lokalisierungsposition der virtuellen Schallquelle, die sich eigentlich in der mit dem Be­ zugszeichen l51 bezeichneten Vorwärtsrichtung des Fahrers 55 befinden sollte, zum Lautsprecher sr verschoben, wie durch das Bezugszeichen 57 angegeben ist. Selbst wenn mittels der obenerwähnten Balance eine Justierung vorge­ nommen wird, kann die Schallenergieverteilung zwischen der rechten und der linken Seite nicht ausgeglichen wer­ den, außerdem kann der Winkel der seitlichen Divergenz der Schallfelder nicht korrigiert werden.

Daher besteht bei dem herkömmlichen Kraftfahrzeug-Stereo­ klangwiedergabegerät das Problem, daß die Lokalisierungs­ richtung eines Hörbildes von der Vorwärtsrichtung ab­ weicht, so daß ein asymmetrisches Hörbild erzeugt und eine Schallwiedergabe mit voller Präsenz verhindert wird.

Aus US 4,866,776-A ist ein Versuch zur Lösung des obenge­ nannten Problems bekannt. Bei dieser herkömmlichen Ein­ richtung wird zwischen den Lautsprechern sl und sr für den linken bzw. den rechten Kanal im Armaturenbrett 54 ein Mittellautsprecher sc angeordnet. In diesem Mittellautsprecher sc werden Summensignale, die die Schallsignale für den linken und für den rechten Kanal enthalten, in Schallschwingungen umgewandelt.

Bei dieser Anordnung wird am rechten Sitz 51 in Vor­ wärtsrichtung der Fahrgastzelle 51 durch den Lautsprecher sr für den rechten Kanal und durch den Mittellautsprecher sc ein Schallfeld erzeugt, während am linken Sitz 53 durch den Lautsprecher sl für den linken Kanal und durch den Mittellautsprecher sc ein Schallfeld erzeugt wird. Somit werden sowohl am rechten als auch am linken Sitz Schallfelder erzeugt, die zwischen dem rechten und dem linken Kanal vergleichsweise gut ausbalanciert sind.

Bei dieser herkömmlichen Anordnung ist jedoch der Laut­ sprecher sr für den rechten Kanal in einem Winkel Θ51 in bezug auf die mit dem Bezugszeichen l51 bezeichnete Vor­ wärtsrichtung angeordnet, während der Mittellautsprecher sc in einem Winkel Θ52, der größer als der Winkel Θ51 ist, angeordnet ist. Daher weist der vom Fahrer 55 hör­ bare Schall aufgrund der Abstandsdifferenz zwischen der Hörposition des Fahrers und den jeweiligen Lautsprechern sr bzw. sc die gleiche Phasenabweichung wie oben erwähnt auf.

Ein weiteres Problem besteht im begrenzten Raum der Fahr­ gastzelle 51, weil die Einschränkungen hinsichtlich der Anbringungsposition der Lautsprecher sl und sr eine mit dem Bezugszeichen Θ51 bezeichnete Winkelabweichung, die kleiner als 30° ist, zur Folge haben, so daß ein ideales Schallfeld nicht geschaffen werden kann. Dies wirkt sich an der Position des Fahrers 55 so aus, daß die Richtung der Quelle des Schalls des rechten Kanals nicht außerhalb des Lautsprechers sr, der in einem vergleichsweise klei­ nen Divergenzwinkel angeordnet ist, lokalisiert werden kann. Daher ist das Schallfeld sehr eng, so daß keine zu­ friedenstellende Präsenz geschaffen werden kann.

Ein solches Problem tritt in ähnlicher Weise bei einem Fernsehempfänger auf, bei dem der rechte und der linke Lautsprecher in geringem Abstand angeordnet sind. Wenn sich dabei der Beobachter vom Bildschirm weg an einen Ort bewegt, der für die Betrachtung des Bildschirms geeignet ist, wird der Divergenzwinkel wegen des geringen Abstan­ des zwischen den zwei Lautsprechern sehr klein, so daß der Beobachter keine gute Schallpräsenz genießen kann.

Aus US 4,953,219-A ist eine Anordnung bekannt, mit der dieser Mangel behoben werden soll. In dieser herkömmli­ chen Einrichtung wird auf der Grundlage der vorher gemes­ senen Nachhallzeit in der Fahrgastzelle 51 eine Verzöge­ rungsperiode für die Ausbildung eines Nachhalls gewählt, wobei ein Nachhall mit einem im allgemeinen annehmbaren Pegel erzeugt werden kann, um die fehlende Präsenz zu kompensieren.

Allein mit dem Nachhall kann jedoch keine breite Vertei­ lung des Basisschalls wie etwa eines Stimmenschalls er­ zielt werden, so daß es schwierig ist, das Präsenzempfin­ den in ausreichendem Ausmaß zu verbessern.

Aus JP 1-40560-A ist eine Anordnung bekannt, um das obige Problem zu lösen. In dieser herkömmlichen Anordnung wird der Nachhall hinzugefügt, außerdem wird beispielsweise für die Sitzposition des Fahrers 55 das Schallsignal des rechten Kanals des Lautsprechers sr, das hinsichtlich seiner Phase und seines Pegels eingestellt ist, vom Laut­ sprecher sl ausgegeben, wodurch ein verhältnismäßig gutes Ergebnis erzielt werden kann, da die Schallverteilung zu einer solchen Schallverteilung äquivalent ist, die bei Anordnung des Lautsprechers sr für den rechten Kanal an einer mit dem Bezugszeichen sra bezeichneten Position er­ zielt werden kann. Somit wird durch die Erweiterung der Schallfelder und durch die Hinzufügung eines Nachhalls ein verbessertes Präsenzempfinden erzielt.

Bei diesem Stand der Technik werden je­ doch die jeweiligen Schallfelder der Schallsignale des Basisschalls der Schallsignalquellen wie etwa eines Ma­ gnetbandwiedergabegerätes und eines Radioempfängers und die Schallsignale des hinzugefügten Nachhalls gemeinsam erweitert, so daß die Hörbilder von Stimmenschall und dergleichen nicht in der Vorwärtsrichtung lokalisiert werden können.

Die in EP-0 422 955 A2 beschriebene Vorrichtung bezieht sich auf die Erzeugung eines Schallfeldes, welches sich aus einem Basisschallfeld sowie einem Effektivschallfeld zusammensetzt. Die Signale zur Erzeugung des Effektiv­ schallfeldes aus den Signalen zur Erzeugung des Basis­ schallfeldes werden dabei mit niedrigerer Abtastrate ver­ arbeitet als die eingelesenen bzw. ausgegebenen Signale des Basisschallfeldes. Bei einer solchen Vorrichtung wird je­ doch keine Unterscheidung bezüglich der Frequenz der Signale gemacht, womit sich nur eine verhältnismäßig grobe Schall­ felderzeugung insbesondere mit Bezug auf die Phasenbezie­ hung in Abhängigkeit der Frequenz der Signale erzielen läßt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Einrichtung zum Aufweiten und Steuern von Schallfeldern zu schaffen, mit der beliebig ausbalancierte Schallfelder erzeugt werden können sowie seitlich symmetrische, ausgedehntere Schallfelder und eine Schallwieder­ gabe mit voller Präsenz erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im wesentlichen eine Einrichtung zum Erweitern und Steuern von Schallfeldern, die versehen ist mit einer Schallsignalquelle, die Basis­ schallsignale von zwei Kanälen, d. h. eines rechten und eines linken Kanals ausgibt, einer Einrichtung zum Korri­ gieren wenigstens entweder der Phase oder des Pegels der Basisschallsignale des rechten und des linken Kanals und zum Ausgeben derselben, einer Einrichtung zur rechneri­ schen Verarbeitung der von der Schallsignalquelle ausge­ gebenen Basisschallsignale des rechten und des linken Ka­ nals, um Effektivschallsignale des rechten und des linken Kanals zu erzeugen, und einer Einrichtung zum Korrigieren wenigstens entweder der Phase oder des Pegels der Effek­ tivschallsignale des rechten und des linken Kanals und zum Ausgeben derselben, wobei die Ausgangssignale des rechten und des linken Kanals von der Basisschall-Korrekturein­ richtung und die entsprechenden Ausgangssignale des rechten und des linken Kanals von der Effektivschall-Korrekturein­ richtung einerseits für den rechten und andererseits für den linken Kanal zueinander addiert werden und das jewei­ lige Ergebnis dieser Additionen von einem gemeinsamen Lautsprecher pro Kanal ausgegeben wird.

Erfindungsgemäß sind ein linker und ein rechter Lautspre­ cher, die eine Stereoklangwiedergabe ausführen, bei­ spielsweise in einer Kraftfahrzeug-Fahrgastzelle an von der Vorwärtsrichtung einer Hörposition verschiedenen Win­ kelpositionen angeordnet.

Die Stereoklangsignale des linken und des rechten Kanals werden ohne Hinzufügung von frühreflektiertem Schall oder von Nachhall von den Schallsignalquellen wie etwa einer Magnetband-Wiedergabeeinheit und einem Radioempfänger ausgegeben, wobei die Schallsignale wie etwa Basisschall­ signale in die Basisschall-Korrektureinrichtung und in die Effektivschall-Erzeugungseinrichtung eingegeben wer­ den. Die Effektivschall-Erzeugungseinrichtung unterzieht die Basisschallsignale einer rechnerischen Verarbeitung, um Schallsignale eines Effektivschalls wie etwa einen frühreflektierten Schall und einen Nachhall zu erzeugen, und gibt diese Schallsignale an die Effektivschall-Kor­ rektureinrichtung aus. Die Basisschall-Korrektureinrich­ tung und die Effektivschall-Korrektureinrichtung korri­ gieren wenigstens entweder die Phase oder den Pegel der eingegebenen Basisschallsignale bzw. der Effektivschall­ signale des linken und/oder des rechten Kanals, je nach gegebener Situation. Die Schallsignale des linken und des rechten Kanals, die jeweils von der Basisschall-Korrek­ tureinrichtung und von der Effektivschall-Korrekturein­ richtung ausgegeben werden, werden für jeden der entspre­ chenden Kanäle zueinander addiert und von einem gemeinsa­ men Lautsprecher in Schall des jeweiligen Kanals umge­ formt. Daher ist es durch die Steuerung der Korrekturbe­ träge der Phase und des Pegels möglich, die Schallfelder des Effektivschalls stärker als die Schallfelder des Ba­ sisschalls zu erweitern und somit Schallfelder mit brei­ terer Hörbildwirkung zu erzeugen.

An einer Hörposition, die in Winkelrichtung von den Posi­ tionen des linken bzw. des rechten Lautsprechers ver­ schieden ist, können ein Schallbild des Basisschalls in Vorwärtsrichtung lokalisiert und die Schallfelder seit­ lich symmetrisch ausgebildet werden. Ferner können die Schallfelder des Effektivschalls breiter als die Schall­ felder des Basisschalls ausgebildet werden. Auf diese Weise ist es möglich, Schallfelder zu erzeugen, die seit­ lich symmetrisch sind, in Vorwärtsrichtung lokalisiert sind und eine breitere Wirkung besitzen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Ein­ richtung zum Erweitern und Steuern von Schallfeldern vorgesehen, die versehen ist mit einer Schallsignalwelle, die Basis­ schallsignale zweier Kanäle, d. h. eines rechten und eines linken Kanals ausgibt, einer Einrichtung zum Korrigieren wenigstens entweder der Phase oder des Pegels der Basis­ schallsignale des rechten und des linken Kanals, um Aus­ gaben eines rechten, eines linken und eines mittleren Ka­ nals zu erzeugen, einer Einrichtung zur rechnerischen Verarbeitung der von der Schallsignalquelle ausgegebenen Basisschallsignale des rechten und des linken Kanals, um Schallsignale eines Effektivschalls des rechten und des linken Kanals zu erzeugen, und einer Einrichtung zum Kor­ rigieren wenigstens entweder der Phase oder des Pegels der Effektivschallsignale des rechten und des linken Kanal, um Ausgangssignale eines rechten, eines linken und eines mittleren Kanals zu erzeugen, wobei die Ausgangssignale der jeweiligen Kanäle von der Basisschall-Korrektureinrichtung und die entsprechenden Ausgangssignale der jeweiligen Kanäle von der Effektivschall-Korrektureinrichtung getrennt für den rechten, für den linken und für den mittleren Kanal zueinander addiert werden und das jeweilige Ergebnis der Additionen von einem gemeinsamen Lautsprecher pro Kanal wiedergegeben wird.

Erfindungsgemäß werden die von den Schallsignalquellen ausgegebenen Stereoklangsignale des Basisschalls des lin- ken und des rechten Kanals in die Basisschall-Korrektur­ einrichtung und in die Effektivschall-Erzeugungseinrich­ tung eingegeben. Die Effektivschall-Erzeugungseinrichtung unterzieht die Basisschallsignale einer rechnerischen Verarbeitung, um Schallsignale eines Effektivschalls des linken und des rechten Kanals zu erzeugen.

Die Basisschall-Korrektureinrichtung und die Effektiv­ schall-Korrektureinrichtung korrigieren wenigstens entwe­ der die Phase oder den Pegel der eingegebenen Basis­ schallsignale bzw. des Effektivschalls des linken und des rechten Kanals, um Basisschallsignale bzw. Effektiv­ schallsignale für den linken, den rechten und den mittle­ ren Kanal zu erzeugen. Die Schallsignale des linken, des rechten und des mittleren Kanals von der Basisschall-Kor­ rektureinrichtung und die Schallsignale der entsprechen­ den Kanäle von der Effektivschall-Korrektureinrichtung werden für jeden Kanal zueinander addiert und dann von einem gemeinsamen Lautsprecher pro Kanal in Schall umge­ formt.

Auf diese Weise können an einer rechten und an einer lin­ ken Hörposition die Schallfelder des Basisschalls seit­ lich symmetrisch ausgebildet werden, wobei die Schallbil­ der in der Vorwärtsrichtung lokalisiert sind. Durch die Ausbildung von Schallfeldern für den Effektivschall, die breiter als die Schallfelder des Basisschalls sind, ist es möglich, eine zufriedenstellende Schallwiedergabe, mit voller Präsenz auszuführen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus­ führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu­ tert; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Kraftfahrzeug-Schallwiedergabegerätes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht zur Erläuterung des entsprechen­ den Standes der Technik;

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Signalverarbeitungsoperationen in einer Si­ gnalverarbeitungseinheit;

Fig. 4 ein Blockschaltbild zur detaillier­ ten Erläuterung einer Nebensprech-Erzeugungsein­ heit;

Fig. 5 eine Draufsicht zur Erläuterung der Funktionen der Schallbild-Steuereinheiten;

Fig. 6 eine Draufsicht zur Erläuterung der erfindungsge­ mäßen Erweiterungswirkung eines Schallfeldes JR des Basisschalls und eines Schallfeldes JRa des Effektivschalls;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Signalver­ arbeitungseinheit;

Fig. 8 einen Graphen zur Erläuterung der Schallspektren des Basisschalls und des Effektivschalls;

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Kraftfahrzeug-Schallwiedergabegerätes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer im Schall­ wiedergabegerät von Fig. 9 verwendeten Signalver­ arbeitungseinheit;

Fig. 11 ein Blockschaltbild zur detaillier­ ten Erläuterung einer Nebensprech-Erzeugungsein­ heit;

Fig. 12 eine Draufsicht zur Erläuterung der Funktionen der Schallbild-Steuereinheiten;

Fig. 13 eine Darstellung der Schallenergieverteilung, die der Erläuterung eines asymmetrischen Schallfeldes dient; und

Fig. 14 eine Draufsicht zur Erläuterung der erfindungsge­ mäßen Erweiterungswirkung von Schallfeldern JL und JR des Basisschalls und von Schallfeldern JLa und JRa des Effektivschalls.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der elektrischen Kon­ struktion eines Kraftfahrzeug-Schallwiedergabegerätes 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In einer Fahrgastzelle 2 sind in einem vor einem Fahrersitz 3 und einem Beifahrersitz 4 angeordneten Arma­ turenbrett 5 zwei Lautsprecher SL und SR angeordnet. Ge­ nauer ist vor dem Fahrersitz 3 und dem Beifahrersitz 4 der Lautsprecher SL auf der linken Seite und der Lautsprecher SR auf der rechten Seite angeordnet.

Von einer Schallsignalquelle 11 wie etwa einer Magnet­ band-Wiedergabeeinheit oder einem Radioempfänger werden Basisschallsignale für den linken Kanal auf eine Leitung 12 und Basisschallsignale des rechten Kanals auf eine Leitung 13 ausgegeben. Die Schallsignale der zwei Kanäle werden in eine eine Basisschall-Korrektureinrichtung um­ fassende Signalverarbeitungseinheit 14 eingegeben, nach­ dem sie von Analog-/Digital-Umsetzern ADDL bzw. ADDR in digitale Schaltsignale umgewandelt worden sind.

Die von der Schallsignalquelle 11 ausgegebenen Basis­ schallsignale für den linken und den rechten Kanal werden außerdem in eine eine Effektivschall-Erzeugungseinrich­ tung umfassende Signalverarbeitungseinheit 15 eingegeben, nachdem sie von Analog-/Digital-Umsetzern ADRL bzw. ADRR in digitale Schallsignale umgewandelt worden sind. Die Signalverarbeitungseinheit 15 unterzieht die Basisschall­ signale des linken und des rechten Kanals einer rechneri­ schen Verarbeitung und erzeugt Effektivschallsignale des linken und des rechten Kanals, wobei die sich ergebenden Signale in eine eine Effektivschall-Korrektureinrichtung umfassende Signalverarbeitungseinheit 16 eingegeben wer­ den.

Die Signalverarbeitungseinheiten 14 bis 16 können soge­ nannte Digitalsignalprozessoren oder dergleichen sein und sind jeweils mit entsprechenden Speichern 14M bis 16M ausgerüstet. Ferner ist eine Steuereinheit 18 vorgesehen, die die rechnerische Verarbeitung der Signalverarbei­ tungseinheiten 14 bis 16 aufgrund der Eingaben von einer Eingabeeinheit 17 steuert. Die jeweiligen Signalverarbei­ tungseinheiten 14 bis 16 führen aufgrund der Steuersi­ gnale von der Steuereinheit 18 unter Verwendung der ent­ sprechenden Speicher 14M bzw. 15M bzw. 16M eine Verzöge­ rungsverarbeitung aus. Die Signalverarbeitungseinheit 15 erzeugt, wie weiter oben erwähnt worden ist, Effektiv­ schallsignale. Die Signalverarbeitungseinheiten 14 und 16 korrigieren auf eine später beschriebene Weise wenigstens entweder die Phase oder den Pegel der Schallsignale.

Die digitalen Schallsignale des linken und des rechten Kanals, die von den Signalverarbeitungseinheiten 14 und 16 ausgegeben werden, werden von Digital-/Analog-Umset­ zern DADL und DADR bzw. DARL und DARR in analoge Schall­ signale umgewandelt, die wiederum Kanal für Kanal zuein­ ander addiert werden.

Das heißt, daß ein vom Digital-/Analog-Umsetzer DADL aus­ gegebenes Basisschallsignal des linken Kanals und ein vom Digital-/Analog-Umsetzer DARL ausgegebenes Effektiv­ schallsignal mittels eines Addierers 19L zueinander ad­ diert werden und daß die Summe anschließend von einem Leistungsverstärker AMPL verstärkt und dann vom Lautspre­ cher SL des linken Kanals in Schall umgewandelt wird. Entsprechend werden die von den Digital-/Analog-Umsetzern DADR und DARR ausgegebenen Schallsignale mittels eines Addierers 19R zueinander addiert, woraufhin die Summe über einen Leistungsverstärker AMPR an den Lautsprecher geliefert und von diesem als Schall abgegeben wird.

In Fig. 3 ist ein funktionales Blockschaltbild zur Erläu­ terung der Signalverarbeitungsoperation in der Signalver­ arbeitungseinheit 14 gezeigt. Die Signalverarbeitungs­ blöcke in der Signalverarbeitungseinheit 14 enthalten im allgemeinen Schallbild-Steuereinheiten U1 bis U3, Fil­ tereinheiten F4L, F4R, F5L und F5R, Verzögerungseinheiten T4L, T4R, T5L und T5R und Addiereinheiten ML und MR.

Im allgemeinen verändern sich die Schallfortpflanzungsei­ genschaften mit der Frequenz. Aus diesem Grund werden zur Angleichung der Phasen sämtlicher Frequenzbänder, die in der Nähe des Eingangs des Hörkanals der Hörer 3a bzw. 4a auf dem Fahrersitz 3 bzw. auf dem Beifahrersitz 4 gehört werden, die Schallsignale in vorgegebene Frequenzbänder unterteilt und jeweils in den Schallbild-Steuereinheiten U1 bis U3 korrigiert.

Daher wird das in die Schallbild-Steuereinheit U1 einge­ gebene Basisschallsignal des linken Kanals in eine Band­ paßfiltereinheit eingegeben, in der eine in die Schall­ bild-Steuereinheit U1 einzugebende Signalkomponente des Frequenzbandes f1 zwischen beispielsweise 200 und 400 Hz gefiltert wird. Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters F1L wird in eine Nebensprech-Erzeugungseinheit C1 eingegeben, die weiter unten beschrieben wird. Entsprechend wird ein Ba­ sisschallsignal des rechten Kanals in die Nebensprech-Er­ zeugungseinrichtung C1 eingegeben, nachdem die entspre­ chende Signalkomponente des Frequenzbandes f1 im Bandpaß­ filter F1R gefiltert worden ist.

Auf ähnliche Weise wird bei der Schallbild-Steuereinheit U2 das Schallsignal des linken Kanals in die Nebensprech- Erzeugungseinheit C2 eingegeben, nachdem die entspre­ chende Signalkomponente des Frequenzbandes f2, das bei­ spielsweise zwischen 400 und 800 Hz liegt, in einem Band­ paßfilter F2L gefiltert worden ist, während das Schallsi­ gnal des rechten Kanals über das Bandpaßfilter F2L in die Nebensprech-Erzeugungseinheit C2 eingegeben wird.

Schließlich wird bei der Schallbild-Steuereinheit U3 das Schallsignals des linken Kanals in die Nebensprech-Erzeu­ gungseinheit C3 eingegeben, nachdem die entsprechende Si­ gnalkomponente des Frequenzbandes f3, das beispielsweise zwischen 800 und 1600 Hz liegt, in einem Bandpaßfilter F3L gefiltert worden ist, während das Schallsignal des rechten Kanals über das Bandpaßfilter F3R in die Neben­ sprech-Erzeugungseinheit C3 eingegeben wird.

Ein Teil der vom Analog-/Digital-Umsetzer ADDL ausgegebe­ nen Schallsignale des linken Kanals wird über eine Hoch­ paßfiltereinheit F4L oder eine Tiefpaßfiltereinheit F5L in die Addiereinheit ML eingegeben, nachdem sie in Verzö­ gerungseinheiten T4L bzw. T5L um Zeitintervalle t4L bzw. t5L verzögert worden sind. Entsprechend wird ein Teil der vom Analog-/Digital-Umsetzer ADDR ausgegebenen Schallsi­ gnale des rechten Kanals über eine Hochpaßfilter eine F4R oder eine Tiefpaßfiltereinheit F5R in die Addiereinheit MR eingegeben, nachdem sie in Verzögerungseinheiten T4R bzw. T5R um Zeitintervalle t4R bzw. t5R verzögert worden sind. Die Grenzfrequenz f4 des Hochpaßfilters F4L bzw. F4R wird beispielsweise zu 1600 Hz gewählt, während die Grenzfrequenz f5 des Tiefpaßfilters F5L bzw. F5R bei­ spielsweise zu 200 Hz gewählt wird.

In Fig. 4(1) ist ein Blockschaltbild zur de­ taillierten Erläuterung der Nebensprech-Erzeugungseinheit C1 gezeigt. Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters F1L wird einerseits über eine Dämpfungseinheit AL in eine Addiereinheit M1 eingegeben, in der sie zum Ausgangssignal des Bandpaßfilters F1R addiert wird. Die Summe wird in einer Verzögerungseinheit TR um das Zeitintervall tR verzögert und dann an die Addiereinheit MR ausgegeben.

Andererseits wird das Ausgangssignal des Bandpaßfilters F1R über eine Dämpfungseinheit AR und eine Phasenver­ schiebungseinheit PR in eine Addiereinheit M2 eingegeben, in der sie zum Ausgangssignal des Bandpaßfilters F1L addiert wird. Danach wird die Summe in einer Verzögerungseinheit TL um das Zeitintervall tL verzögert, und an die Ad­ diereinheit ML ausgegeben. Die Phasenverschiebungseinheit PR korrigiert die Phase des eingegebenen Schallsignals um ΘR, während die Dämpfungseinheiten AL und AR die eingege­ benen Schallsignale um aL bzw. aR dämpfen. Die Konstanten wie etwa der Phasenkorrekturbetrag ΘR und die Dämpfungs­ faktoren aL und aR für die digitale Signalverarbeitung werden von der Steuereinheit 18 aufgrund von Eingaben von der Eingabeeinheit 17 festgesetzt.

Die Schallsignalverarbeitungseinheit 16 für den Effektiv­ schall hat einen ähnlichen Aufbau wie die Signalver­ arbeitungseinheit 14. Es wird darauf hingewiesen, daß die in Fig. 4(2) gezeigte Nebensprech-Erzeugungseinheit C1a der Schallverarbeitungseinheit 16 einen ähnlichen Aufbau wie die entsprechende Nebensprech-Erzeugungseinheit C1 in der Schallverarbeitungseinheit 14 hat. Solche ähnli­ chen Einheiten in der Schallverarbeitungseinheit 16 wer­ den durch das Suffix a hinter dem entsprechenden Bezugs­ zeichen gekennzeichnet. In der Nebensprech-Erzeugungsein­ heit C1a ist zwischen einer Dämpfungseinheit ALa und ei­ ner Addiereinheit M1a eine Phasenverschiebungseinheit PLa vorgesehen. Entsprechend ist in der Nebensprech-Erzeu­ gungseinheit C1a zwischen einer Dämpfungseinheit ARa und einer Addiereinheit M2a eine Phasenverschiebungseinheit PRa vorgesehen. Die Phasenkorrekturbeträge ΘLa und ΘRa der Phasenverschiebungseinheiten PLa bzw. PRa und die Dämpfungsfaktoren aLa und aRa der Dämpfungseinheiten ALa bzw. ARa werden auf Werte gesetzt, die vom Phasenkorrek­ turbetrag ΘR bzw. von den Dämpfungsfaktoren aL und aR der Nebensprech-Erzeugungseinheit C1 im allgemeinen verschie­ den sind.

Die Nebensprech-Erzeugungseinheiten C2 und C3 haben einen ähnlichen Aufbau wie die obenbeschriebene Neben­ sprech-Erzeugungseinheit C1, während die Nebensprech-Er­ zeugungseinheiten C2a und C3a in der Signalverarbeitungs­ einheit 16, die den Nebensprech-Erzeugungseinheiten C2 bzw. C3 entsprechen, denselben Aufbau wie die Neben­ sprech-Erzeugungseinheit C1a haben.

In Fig. 5 ist eine Draufsicht zur Erläuterung der Funk­ tionen der Schallbild-Steuereinheiten U1 bis U3 gezeigt. Bezüglich des Hörers 3a auf dem Fahrersitz 3 ist der Lautsprecher SR an einer Position angeordnet, die bezüg­ lich der Vorwärtsrichtung des Hörers einen Winkel Θ11 bildet, während der Lautsprecher SL an einer Position an­ geordnet ist, der bezüglich der Vorwärtsrichtung des Hö­ rers einen Winkel Θ13, der größer als der Winkel Θ11 ist, bildet. Wenn vom Lautsprecher SR lediglich wie in Fig. 5(1) gezeigt Schall des rechten Kanals abgegeben wird, nimmt der Hörer 3a die Richtung der Schallquelle in der Richtung l1 wahr.

Wenn zusätzlich zu dem vom Lautsprecher SR abgegebenen Schall derselbe Schall auch vom Lautsprecher SL abgegeben wird, nimmt der Hörer 3a die Richtung der Schallquelle im wesentlichen in Vorwärtsrichtung wahr, wie in Fig. 5(2) durch das Bezugszeichen l2 angezeigt ist.

Somit ist es durch die Änderung des Pegels um den Betrag aR durch die Dämpfungseinheiten AR in den Nebensprech-Er­ zeugungseinrichtungen C1 bis C3 und durch die Phasenver­ schiebung um den Betrag ΘR in den Phasenverschiebungsein­ heiten PR möglich, daß der Hörer 3a die Richtung der Schallquelle des rechten Kanals in einer durch das Be­ zugszeichen l3 gekennzeichneten Richtung, d. h. außerhalb des Lautsprechers SR und nicht wie in der vorher wahrge­ nommenen Richtung, die sich innerhalb des Lautsprechers SR befindet und mit dem Bezugszeichen l2 gekennzeichnet ist, wahrnimmt.

Wenn daher über die Dämpfungseinheit AL der Schall des rechten Kanals vom Lautsprecher SR abgegeben wird und über die Bandpaßfilter F1L bis F3L der Schall des linken Kanals vom Lautsprecher SL abgegeben wird, wie in Fig. 5(4) gezeigt ist, können seitlich symmetrische Schallfel­ der ausgebildet werden, derart, daß die Richtung der Schallbildlokalisierung der mit dem Bezugszeichen l4 be­ zeichneten Vorwärtsrichtung des Führers 3a entspricht und daß die Schallfelder einen mit den Bezugszeichen l6 und l7 bezeichneten Divergenzwinkel Θ3 bezüglich der Vor­ wärtsrichtung l4 haben. Dieser Divergenzwinkel Θ3 wird dadurch bewerkstelligt, daß die Phase ΘR so eingestellt wird, daß der Winkel in der Größenordnung von 30° liegt, wodurch ein ideales Schallfeld geschaffen werden kann.

Entsprechend können seitlich symmetrische Schallfelder für den Effektivschall dadurch erhalten werden, daß die Phasenkorrekturbeträge ΘLa und ΘRa und die Dämpfungsfak­ toren aLa und aRa in den Nebensprech-Erzeugungseinheiten C1a bis C3a in den Schallbild-Steuereinheiten U1a bis U3a eingestellt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß für den Effektivschall die Phasenkorrekturbeträge ΘLa und ΘRa und die Dämpfungsfaktoren aLa und aRa so eingestellt wer­ den, daß der Divergenzwinkel Θ1 größer als der Diver­ genzwinkel Θ3 des Basisschalls eingestellt wird, wie in Fig. 6 gezeigt ist.

Auf diese Weise wird bei der erläuterten Ausführungsform das mit JR bezeichnete Schallfeld des Basisschalls, das zum Fahrersitz 3 seitlich symmetrisch ist, so ausgebil­ det, daß das Schallbild in der Vorwärtsrichtung des Hö­ rers 3a ohne Abweichung lokalisiert werden kann. Das mit dem Bezugszeichen JRa bezeichnete Schallfeld des Effek­ tivschalls wird breiter als das Schallfeld JR des Basis­ schalls ausgebildet. In der Fahrgastzelle 2, in der die Anbringungspositionen der Lautsprecher SL und SR Be­ schränkungen unterworfen sind, kann das Schallbild in der Vorwärtsrichtung des Hörers 3a lokalisiert und können weitere Schallfelder durch die getrennte Steuerung des Schallfeldes JR des Basisschalls und des Schallfeldes JRa des Effektivschalls ausgebildet werden.

In der obenbeschriebenen Ausführungsform werden optimale Schallfelder bezüglich des Fahrersitzes 3 angestrebt, während in einer anderen Ausführungsform das Schallfeld relativ zum Beifahrersitz 4 optimiert werden kann. Im letzteren Fall werden die Phasenverschiebungseinheiten PR in den Nebensprech-Erzeugungseinheiten C1 bis C3 wegge­ lassen und statt dessen ähnliche Phasenverschiebungsein­ heiten PL zwischen der Dämpfungseinheit AL und der Ad­ diereinheit M1 vorgesehen. Es ist ferner möglich, sowohl die Phasenverschiebungseinheit PR als auch die Phasenver­ schiebungseinheit PL vorzusehen, so daß zwei Phasenver­ schiebungseinheiten PR und PL in Abhängigkeit davon, ob ein optimales Schallfeld für den Fahrersitz 3 oder für den Beifahrersitz 4 geschaffen werden soll, wahlweise betrieben werden.

Eine solche Korrektur von asymmetrischen Schallfeldern und eine solche Steuerung zur Schallfelderweiterung kann vorteilhaft auf Fernsehempfänger angewendet werden, bei denen der Abstand zwischen den Lautsprechern des linken und des rechten Kanals gering ist. In diesem Fall kann die Signalverarbeitung für die Korrektur von asymmetri­ schen Schallfeldern und für die Steuerung zur Schallfel­ derweiterung, wie sie oben beschrieben worden ist, entwe­ der auf der Seite des Empfängers oder auf der Seite der Rundfunksendestation ausgeführt werden, wobei im letzte­ ren Fall die Schallfelder nach der Signalverarbeitung ge­ sendet werden.

In Fig. 7 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung von Funktionen der Signalverarbeitungseinheit 15 gezeigt. Die von den Analog-/Digital-Umsetzern ADRL und ADRR ausgege­ benen Basisschallsignale für den linken und den rechten Kanal werden in einer Addiereinheit 21 addiert und in monaurale Signale umgewandelt, die in eine Frühverzöge­ rungseinheit 22 eingegeben werden. Die Frühverzögerungs­ einheit 22 verzögert die monauralen Signale gegenüber den in Fig. 8 mit dem Bezugszeichen SD bezeichneten Basis­ schallsignalen um ein vorgegebenes Zeitintervall T1 und gibt diese verzögerten Signale an einen Verzögerungsspei­ cher DL bzw. DR, die für den linken bzw. den rechten Ka­ nal vorgesehen sind, aus.

Der Verzögerungsspeicher DL umfaßt eine Mehrzahl von Speicherzellen DL1, DL2, . . . , DLn. Die einzelnen Speicher­ zellen DL1 bis DLn verzögern die eingegebenen Schallsi­ gnale um vorgegebene Zeitintervalle ΔTL1, ΔTL2, . . . , ΔTLn. Die Ausgaben einer jeden Speicherzelle DL1 bis DL(n-1) werden an Speicherzellen DL2 bis DLn der jeweils nächsten Stufe geliefert. Die Ausgaben der einzelnen Speicherzellen DL1 bis DLn werden jeweils über Koeffizienteneinheiten QL1 bis QLn an die Addiereinheit 23 geliefert, in der sie zueinander addiert werden. Jede der Koeffizienteneinheiten QL1 bis QLn multipliziert die Ausgabe der entsprechenden Speicherzelle DL1 bis DLn mit einem vorgegebenen Faktor qL1 bis qLn und gibt die jewei­ ligen Ergebnisse an die Addiereinheit 23 aus.

Ein Verzögerungsspeicher DR besitzt den gleichen Aufbau wie der Verzögerungsspeicher DL. In dem Verzögerungsspei­ cher DR werden jedoch die Verzögerungszeiten der ihn auf­ bauenden Speicherzellen DR1, DR2, . . . , DRn zu ΔTR1, ΔTR2, . . . , ΔTRn gewählt; ferner werden die in den Koeffi­ zienteneinheiten QR1 bis QRn zu verwendenden Faktoren zu qR1 bis qRn gewählt. Die Ausgangssignale der Koeffizientenein­ heiten QR1 bis QRn werden in einer Addiereinheit 24 zu­ einander addiert.

Die Frühverzögerungseinheit 22 verzögert die eingegebenen monauralen Signale des Basisschalls um ein vorgegebenes Zeitintervall T2 und gibt die so verzögerten Signale an eine Addiereinheit 25 aus. Das Ausgangssignal der Addiereinheit 25 wird in einem Verzögerungsspeicher 26 um ein vor­ gegebenes und vergleichsweise kurzes Zeitintervall ΔTa verzögert und auf eine Leitung 28 ausgegeben. Dieses Aus­ gangssignal wird in einer Koeffizienteneinheit 27 mit einem Fak­ tor qa multipliziert und an die Addiereinheit 25 rück­ gekoppelt.

Das auf die Leitung 28 ausgegebene Ausgangssignal des Verzöge­ rungsspeichers 26 wird in einer Addiereinheit 29 zu der Ausgabe der Addiereinheit 23 addiert, woraufhin die Summe als Effektivschallsignal des linken Kanals an die Signal­ verarbeitungseinheit 16 geliefert wird. Ferner wird das Ausgangssignal in einem Verzögerungsspeicher 30 um ein vor­ gegebenes Zeitintervall ΔTb verzögert und in einer Ad­ diereinheit 31 zum Ausgangssignal der Addiereinheit 24 addiert. Diese Summe, die das Effektivschallsignal des rechten Ka­ nals darstellt, wird ebenfalls in die Signalverarbei­ tungseinheit 16 eingegeben.

Wenn daher, wie in Fig. 8 gezeigt, nur der linke Kanal betrachtet wird, wird aus dem mit dem Bezugszeichen SD bezeichneten Basisschall nach dem Zeitintervall T1 + ΔTL1 ein mit dem Bezugszeichen SL1 bezeichneter erster reflektierter Schall erzeugt, anschließend werden aufeinanderfolgend nach den Zeitintervallen ΔTL2, ΔTL3, . . . , ΔTLn jeweils ein frühreflektierter Schall SL2, SL3, . . . ,SLn erzeugt. Der Pegel eines jeden reflektierten Schalls SL1 bis SLn wird durch die obenerwähnten Faktoren qL1 bis qLn bestimmt. Der jeweils reflektierte Schall SL1 bis SLn entspricht jeweils einem einer Mehrzahl von Reflexionswegen des von einen Schallraum definierenden Oberflächen wie etwa dem Dach, den Seitenwänden und dem Boden reflektierten Schalls.

Nachdem nach dem Zeitintervall T2 der Basisschall abgege­ ben worden ist, wird ein Nachhall Sa ausgebildet, der je­ weils während eines Zeitintervalls ΔTa um den Faktor qa gedämpft wird.

Genauso wird für den rechten Kanal für jedes Zeitinter­ vall ΔTR1 bis ΔTRn jeweils ein frühreflektierter Schall erzeugt, außerdem wird ein Nachhall Sa erzeugt, der ge­ genüber dem Nachhall des linken Kanals um das Zeitinter­ vall ΔTb verzögert ist.

Die Zeitintervalle T1, T2, ΔTL1 bis ΔTLn, ΔTR1 bis ΔTRn, ΔTa und ΔTb und die Faktoren qL1 bis qLn, qR1 bis qRn und qa werden von der Steuereinheit 18 aufgrund der entsprechenden Eingabe von der Eingabeeinheit 17 gesetzt, wie dies auch für den obenerwähnten Phasenkorrekturbetrag ΘR und die Dämpfungsfaktoren aL und aR der Fall war. Durch die Änderung der Konstanten für die digitale Signalverarbeitung ist es möglich, Schallcharakteristiken eines Konzertsaals oder eines Fußballstadions zu simulie­ ren.

In Fig. 9 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung der elektrischen Konstruktion eines Kraftfahrzeug-Schallwie­ dergabegerätes 1a gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Ausführungsform ist teilweise der obenbeschriebenen Ausführungsform ähn­ lich. Daher werden entsprechende Einheiten mit den glei­ chen Bezugszeichen wie in der obigen Ausführungsform be­ zeichnet. In Abweichung von der obigen Ausführungsform ist in Verbindung mit den Lautsprechern SL und SR im Ar­ maturenbrett 5 ein Mittellautsprecher SC vorgesehen, wo­ bei die Lautsprecher SL und SR vom Mittellautsprecher SC jeweils im wesentlichen den gleichen Abstand besitzen.

Von den Signalverarbeitungseinheiten 14a und 16a werden die Schallsignale für den linken, den rechten und den mittleren Kanal ausgegeben. Die Schallsignale des mittle­ ren Kanals von den Signalverarbeitungseinheiten 14a und 16a werden mittels Digital-/Analog-Umsetzer DADC bzw. DARC in analoge Signale umgewandelt und anschließend in einer Addiereinheit 19C zueinander addiert, woraufhin die sich ergebende Summe über eine Leistungsverstärkereinheit ANPC an den Mittellautsprecher SC geliefert wird.

Wie in Fig. 10 gezeigt, wird in der Signalverarbeitungs­ einheit 14a das Ausgangssignal des mittleren Kanals zusätzlich zu den Ausgangssignalen des linken und des rechten Kanals von den in den Schallbild-Steuereinheiten Ua1 bis Ua3 enthaltenen Nebensprech-Erzeugungseinheiten Ca1 bis Ca3 geliefert.

Nachdem die Ausgangssignale des mittleren Kanals in einer Ad­ diereinheit MC addiert worden sind, werden sie an einen entsprechenden Digital-/Analog-Umsetzer ausgegeben.

Wie in Fig. 11 gezeigt, werden in der Nebensprech-Erzeu­ gungseinheit Ca1 die Basisschaltsignale von den Bandpaß­ filtern F1L, und F1R in Verzögerungseinheiten TL und TR um das Zeitintervall tL bzw. tR verzögert und anschließend in Addiereinheiten ML bzw. MR eingegeben. Die Basis­ schallsignale werden außerdem in die Phasenverschiebungs­ einheiten PL und PR und in die Dämpfungseinheiten AL und AR eingegeben und in einer Addiereinheit M3 zueinander addiert. In einer Addiereinheit M4 werden die Schallsi­ gnale des linken und des rechten Kanals addiert, an­ schließend in einer Dämpfungseinheit AC mit dem Faktor ac multipliziert und dann in die Addiereinheit M3 eingege­ ben. Das Ausgangssignal der Addiereinheit M3 wird hinsichtlich seiner Phase in einer Phasenverschiebungseinheit TC um den Phasenwinkel Φ korrigiert und dann als Nebensprechsignal in eine Addiereinheit MC eingegeben.

Die übrigen Nebensprech-Erzeugungseinheiten Ca2, Ca3, Ca1a, Ca2a und Ca3a haben denselben Aufbau wie die Ne­ bensprech-Erzeugungseinheit Ca1. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Verzögerungszeiten tL und tR der Verzögerungseinheiten TL bzw. TR, die Phasenkorrekturbe­ träge ΘL, ΘR und Φ in den Phasenverschiebungseinheiten PL, PR bzw. PC und die Dämpfungsfaktoren aL, aR und aC für die jeweiligen Frequenzbänder f1, f2 und f3 entspre­ chend den Schallcharakteristiken der Fahrgastzelle 2 oder der gewünschten Schallraumcharakteristiken einer Kon­ zerthalle oder eines Fußballstadiums auf verschiedene Werte gesetzt werden.

In Fig. 12 ist eine Draufsicht zur Erläuterung der Funk­ tionen der Schallbild-Steuereinheiten Ua1 bis Ua3 ge­ zeigt. Der Lautsprecher SR ist an einer Position angeord­ net, der zur Vorwärtsrichtung eines auf dem Fahrersitz 3 sitzenden Hörers 3a einen Richtungswinkel Θ11 bildet, während der Mittellautsprecher SC an einer Position ange­ ordnet ist, der zu der Vorwärtsrichtung einen Richtungs­ winkel Θ12, der größer als der Richtungswinkel Θ11 ist, bildet, und der Lautsprecher SL an einer Position angeordnet ist, der zur Vorwärtsrichtung einen Richtungs­ winkel Θ13 bildet, der wiederum größer als der Richtungs­ winkel Θ12 ist. Wenn daher nur vom Lautsprecher SR Schall abgegeben wird, wie in Fig. 12(1) gezeigt ist, nimmt der Hörer 3a die Schallquelle in einer mit dem Bezugszeichen l1 bezeichneten Richtung wahr.

Wenn im Gegensatz hierzu außerdem vom Lautsprecher SC derselbe Schall wie vom rechten Lautsprecher SR abgegeben wird, wie in Fig. 12(2) gezeigt ist, nimmt der Hörer 3a die Schallquelle im wesentlichen in der Vorwärtsrichtung wahr, die mit dem Bezugszeichen l2 bezeichnet ist.

Daher ist es durch die Verschiebung der Phase des Schall­ signals um den Betrag ΘR mittels der Phasenverschiebungs­ einheit PR in den Nebensprech-Erzeugungseinheiten Ca1 bis Ca3 und ferner durch die Änderung des Pegels um den Fak­ tor aR durch die Dämpfungseinheit AR möglich, dem Hörer 3a den Eindruck zu vermitteln, den Schall des rechten Ka­ nals anstatt in der Richtung l2 in einer Richtung außer­ halb des Lautsprechers SR, die in Fig. 12(3) mit dem Be­ zugszeichen l3 bezeichnet ist, wahrzunehmen.

Wenn jedoch in diesem Zustand über die Phasenverschie­ bungseinheit PL Schall des linken Kanals vom Lautsprecher SC abgegeben wird und außerdem über die Bandpaßfilter F1L bis F3L Schall des linken Kanals vom Lautsprecher SL ab­ gegeben wird, wird die Lokalisierungsrichtung des in der mit dem Bezugszeichen l4 bezeichneten Vorwärtsrichtung des Hörers 3a zu lokalisierende Schallbild zum Lautspre­ cher SR verschoben, wie in Fig. 12(3) und in Fig. 13(1) durch das Bezugszeichen l5 angegeben ist. Der Grund hier­ für besteht darin, daß die Energieverteilung seitlich asymmetrisch wird, obwohl die Position des Spitzenwertes der in Fig. 13(2) mit dem Bezugszeichen l11 bezeichneten Schallenergie, die an der Position des Hörers 3a gehört wird, auf die Vorwärtsrichtung l4 eingestellt werden kann.

In der Phasenverschiebungseinheit PC kann durch die Kor­ rektur der Phase um den Betrag Φ die Schallenergievertei­ lung seitlich symmetrisch ausgebildet werden, wie dies in Fig. 13(2) durch das Bezugszeichen l12 gezeigt ist. Daher können seitlich symmetrische Schallfelder ausgebildet werden, derart, daß das Schallbild in der Vorwärtsrich­ tung l4 des Hörers 3a lokalisiert wird, wie in den Fig. 12(4) und 13(1) gezeigt ist, wobei der Bereich der Schallfelder relativ zur Vorwärtsrichtung einen mit l6 und l7 bezeichneten Divergenzwinkel 83 bildet. Dieser Di­ vergenzwinkel Θ3 kann ein ideales Schallfeld bilden. Die Beträge ΘR und Φ werden so eingestellt, daß der Diver­ genzwinkel Θ3 beispielsweise 30° beträgt.

Genauso können für einen Hörer 4a auf dem Beifahrersitz vier seitlich symmetrische Schallfelder durch die Ein­ stellung der Beträge ΘL und Φ in den Phasenverschiebungs­ einheiten PL bzw. PC erhalten werden. Für den Effektiv­ schall ist es ebenfalls möglich, durch die Einstellung der Phasenkorrekturbeträge ΘLa, ΘRa und Φa in den Neben­ sprech-Erzeugungseinheiten Ca1a bis Ca3a in den Schall­ bild-Steuereinheiten Ua1a bis Ua3a und der Dämpfungsfak­ toren aLa, aRa und aCa seitlich symmetrische Schallfelder zu erzeugen. Für den Fall des Effektivschalls werden, wie in Fig. 14 gezeigt ist, die obenerwähnten Beträge ΘLa, ΘRa, Φa und die Dämpfungsfaktoren aLa, aRa und aCa so eingestellt, daß der Divergenzwinkel Θ22 erhalten wird, der größer als der Divergenzwinkel Θ21 ist.

Auf diese Weise ist es bei der vorliegenden Ausführungs­ form möglich, seitlich symmetrische Schallfelder JR und JL für den Fahrersitz 3 und für den Beifahrersitz 4 zu schaffen, wobei das Schallbild ohne Abweichung in Vor­ wärtsrichtung des Hörers 3a bzw. 4a lokalisiert werden kann. Die Schallfelder JRa und JLa für den Effektivschall werden ausgedehnter als die Schallfelder JR und JL für den Basisschall ausgebildet. Auf diese Weise ist es mög­ lich, in der Fahrgastzelle 2, in der die Anbringungspo­ sitionen der Lautsprecher SL und SR Einschränkungen un­ terworfen sind, das Schallbild in der Vorwärtsrichtung des Hörers 3a bzw. 4a zu lokalisieren und durch die ge­ trennte Steuerung der Schallfelder JR und JL für den Ba­ sisschall und für die Schallfelder JRa und JLa für den Effektivschall ausgedehntere Schallfelder zu erzeugen.

Claims (8)

1. Vorrichtung (1, 1a) zur Erzeugung von beliebig ausba­ lancierbaren Schallfeldern mit wenigstens zwei Laut­ sprechern (SR, SL), die umfaßt:
eine Schallsignalquelle (11), welche elektrische Signale ausgibt, die dem Basisschallfeld entsprechen,
eine Basisschall-Korrekturvorrichtung (14, 14a), die Phase und/oder Pegel der von der Schallsignalquelle (11) ausgegebenen Signale, die dem Basisschallfeld entspre­ chen, korrigiert und für jeden der Lautsprecher (SR, SL) ausgibt,
eine Signalprozessorvorrichtung (15) zur rechnerischen Verarbeitung der von der Schallsignalquelle (11) ausge­ gebenen Signale, die dem Basisschallfeld entsprechen, um Signale zu erzeugen, die einem Effektivschallfeld ent­ sprechen,
eine Effektivschall-Korrekturvorrichtung (16, 16a), die Phase und/oder Pegel der Signale, die dem Effektivschall­ feld entsprechend, korrigiert und die Signale für jeden der Lautsprecher (SR, SL) ausgibt, und
Additionsvorrichtungen (19R, 19L) für jeden Lautsprecher (SR, SL), in dem die Ausgangssignale der Basisschallfeld- Korrekturvorrichtung (14, 14a) und Effektivschallfeld- Korrekturvorrichtung (16, 16a) überlagert werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Steuereinrichtung (18) an die Basisschallfeld- Korrekturvorrichtung (14, 14a) und die Effektivschall­ feld-Korrekturvorrichtung (16, 16a) Signale ausgibt, die die Phasen- und/oder Pegelanpassung steuern, und
die Basisschallfeld-Korrekturvorrichtung (14, 14a) und die Effektivschallfeld-Korrekturvorrichtung (16, 16a) jeweils mehrere Schallbild-Steuereinheiten (U1) umfassen, die jeweils mindestens zwei Filtereinheiten (F1L, F1R) und eine Nebensprech-Erzeugungseinheit (C1) umfassen, in der durch Phasen- und/oder Pegelanpassung sowie wechsel­ seitige Überlagerung der Eingangssignale Ausgangssignale erzeugt werden, die an die Lautsprecher (SL, SR) ausge­ geben werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen linken und einen rechten Kanal zur Erzeugung eines Schallfeldes aus Basisschallfeld und Effektivschallfeld umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lautsprecher (SL) des linken Kanals und der Lautspre­ cher (SR) des rechten Kanals in bezug auf die Vorwärts­ richtung einer Hörposition (3) an verschiedenen Winkelpo­ sitionen angeordnet sind.

4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Basisschall-Korrektureinrichtung (14) und die Ef­ fektivschall-Korrektureinrichtung (16) jeweils verse­ hen sind mit
Verzögerungseinheiten (TR, TL), die die Basisschall­ signale bzw. die Effektivschallsignale in Abhängig­ keit von der gegebenen Situation entweder des rechten und/oder des linken Kanals verzögern und die verzö­ gerten Signale an die Lautsprecher (SR, SL) des rech­ ten und des linken Kanals ausgeben, und
Einrichtungen zur Phasenkorrektur (PR; PRa, PLa) und zur Pegelkorrektur (AR, AL; ARa, ALa) der Basis­ schallsignale bzw. der Effektivschallsignale und zur Ausgabe der so korrigierten Signale an die Lautspre­ cher (SR, SL) des rechten und des linken Kanals um­ fassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschall-Korrekturvorrichtung Signale für einen rechten, einen linken und einen mittleren Kanal ausgibt und
die Effektivschall-Korrekturvorrichtung Signale für den linken, den rechten und einen mittleren Kanal ausgibt.

6. Vorrichtung (1a) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lautsprecher (SR, SL, SC) des rechten, des linken und des mittleren Kanals so angeordnet sind, daß sich der Lautsprecher (SC) des mittleren Kanals an einer Position befindet, deren Winkel bezüglich der Vorwärtsrichtung einer Hörposition (3, 4) größer als der Winkel des Laut­ sprechers (SR; SL) des rechten oder des linken Kanals bezüglich dieser Vorwärtsrichtung, jedoch kleiner als der Winkel des jeweils anderen Lautsprechers (SL; SR) des linken oder des rechten Kanals bezüglich dieser Vorwärts­ richtung ist.

7. Vorrichtung (1a) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Basisschall-Korrekturein­ richtung (14a) und die Effektivschall-Korrektureinrich­ tung (16a) jeweils versehen sind mit
Verzögerungseinheiten (TR, TL), die die Basisschall­ signale bzw. die Effektivschallsignale des rechten oder des linken Kanals verzögern und die so verzögerten Sig­ nale an den Lautsprecher (SR, SL) des rechten bzw. des linken Kanals ausgeben,
Einrichtungen (PL, AL, PR, AR) zur Phasenverschiebung und Pegeländerung der Basisschallsignale bzw. Effektivschall­ signale,
einer Einrichtung (M4), die die Basisschallsignale oder die Effektivschallsignale des rechten und des linken Kanals addiert und den Pegel der sich ergebenden Summe korrigiert (AC), und
einer Einrichtung (PC), die die Schallsignale von der rechten und der linken Phasen- und Pegelkorrektureinrich­ tung (PR, AR; PL, AL) und die Schallsignale von der Addiereinrichtung (M4, AC) addiert, für die sich erge­ bende Summe eine Phasenkorrektur ausführt und die phasen­ korrigierten Schallsignale an den Lautsprecher (SC) des mittleren Kanals ausgibt.

8. Vorrichtung (1, 1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Filtereinrichtung zum Herausfiltern eines vorgegebenen Frequenzbandes nur in einer frühen Stufe sowohl der Basisschall-Korrektur­ einrichtung (C1 bis C3; Ca1 bis Ca3) als auch der Effektivschall-Korrektureinrichtung (C1a bis C3a; Ca1a bis Ga3a) dazwischengeschaltet ist.