DE4230362C2

DE4230362C2 - Method for sonicating a partial area and installation for carrying out the method

Info

Publication number: DE4230362C2
Application number: DE19924230362
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Chikazawa; Akira Kawamura
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2012-09-12
Also published as: DE4230362A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 1.The invention is based on a method according to the Oberbe handle of claim 1.

Aus der US 4,450,322 ist es bekannt, zwei Lautsprecher so aufeinander abzustimmen und auf einen Zuhörer auszurichten, daß beim Zuhörer ein Maximum der Schallwellenüberlagerung gewährleistet ist.From US 4,450,322 it is known two speakers so to tune and align with a listener, that the listener has a maximum of sound wave superimposition is guaranteed.

Darüber hinaus besteht in der Praxis oft die Forderung oder der Wunsch, innerhalb eines Gesamtbereiches nur definierte Teilbereiche zu beschallen, z. B. mit Musik oder Sprache zu versorgen. Diese Forderung besteht z. B., wenn innerhalb eines größeren Gesamtbereiches mit einer Vielzahl von Personen nur bestimmte Personen mit Informationen oder bestimmte Personengruppen mit Informationen in verschiedenen Landessprachen versorgt werden sollen. Eine unterschiedliche Art der Beschallung von Personengruppe kann auch durch unterschiedliche Nationalitäten oder unterschiedliches Alter bedingt sein.In addition, in practice, often the requirement or the desire to be defined within a total area only To sonicate partial areas, z. B. with music or speech supply. This requirement exists z. For example, if inside a larger total area with a variety of Persons only certain persons with information or certain groups of people with information in different National languages should be supplied. A different one Type of sonication by group of people can also by different nationalities or different ages be conditional.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zugehörige Anlage zur gezielten Beschallung bestimmter Teilbereiche innerhalb eines Gesamtbereiches zu schaffen. Diese Aufgabe wird das Verfahren betreffend durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale, die Anlage betreffend durch die im Anspruch 6 an gegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention is based on the object, a method and an associated system for targeted sonication of certain subareas within to create a total area. This object is related to the method by the specified in claim 1 Characteristics, concerning the plant by the in claim 6 given characteristics solved. advantageous Further developments of the invention are in the subclaims specified.

Die Erfindung beruht auf folgender Überlegung: Wenn ein Lautsprecher eine Trägerschallwelle im Ultraschallbereich, z. B. bei 100 kHz, ausstrahlt, so ist diese Schallwelle nicht wahrnehmbar, selbst wenn der Zuhörer sich unmittelbar im Richtstrahl befindet. Wenn jetzt mit einem ersten Lautsprecher eine derartige unmodulierte, ebenfalls nicht hörbare Trägerschallwelle und mit einem zweiten Lautsprecher eine zweite, mit einem Tonsignal modulierte Trägerschallwelle gerichtet ausgestrahlt werden und die Strahlenbündel sich in einem bestimmten Teilbereich treffen, kommt es nur in diesem Teilbereich zu einer Intermodulation oder Demodulation zwischen den beiden Trägerschallwellen ähnlich wie bei einer Demodulation mit Trägerzusatz oder einer Synchrondemodulation. Dadurch entsteht unter anderem das der zweiten Trägerschallwelle aufmodulierte Tonsignal, das somit von dem Zuhörer wahrge nommen werden kann. Die für eine derartige Demodulation er forderlichen nichtlinearen Elemente sind insbesondere gege ben durch die nichtlinearen Eigenschaften der Luft und die Nichtlinearitäten des menschlichen Ohres. Außerhalb des Teil bereiches, wo die beiden Trägerschallwellen einander nicht treffen, erfolgt diese Demodulation nicht, so daß dort der Schall nicht wahrgenommen werden kann. Bei der Erfindung wird die Tatsache vorteilhaft ausgenutzt, daß bei einer Trä gerschallwelle im Ultraschallbereich z. B. im Bereich von 100 kHz wegen der hohen Frequenz eine gute Bündelung erzielt wer den kann.The invention is based on the following consideration: If a Loudspeaker a carrier sound wave in the ultrasonic range, z. B. at 100 kHz, emits, so this sound wave is not perceptible, even if the listener is immediately in the Directional beam is located. If now with a first Speaker such an unmodulated, also not audible carrier sound wave and with a second loudspeaker a second, modulated with a sound signal Carrier sound wave be directed and broadcast the Bundles of rays meet in a certain subarea, is it only in this subarea to an intermodulation or demodulation between the two carrier sound waves similar to a demodulation with carrier additive or a synchronous demodulation. This creates among other things that of the second carrier sound wave modulated sound signal, thus wahrge of the listener can be taken. The for such a demodulation he particular non-linear elements are in particular gege ben by the nonlinear properties of the air and the Nonlinearities of the human ear. Outside the part area, where the two carrier sound waves do not work each other meet, this demodulation does not occur, so that there the Sound can not be perceived. In the invention the fact is exploited advantageous that at a Trä Noise wave in the ultrasonic range z. B. in the range of 100 kHz because of the high frequency achieved a good bundling who that can.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:The invention will be described below with reference to the drawing explained. Show:

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung und Fig. 1 is a schematic representation of the solution according to the invention and

Fig. 2 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine Stereo-Be schallung. Fig. 2 shows a system for carrying out the method according to the invention for a stereo Be sound.

In den Fig. 1, 2 haben die angegebenen Symbole folgende Bedeutung.
LLm Lautsprecher Links moduliert,
LLu Lautsprecher Links unmoduliert,
LRm Lautsprecher Rechts moduliert,
LRu Lautsprecher Rechts unmoduliert.In Figs. 1, 2, the indicated symbols have the following meaning.
LLm left-modulated loudspeaker,
LLu speaker left unmodulated,
LRm speaker modulated right,
LRu Speaker Right unmodulated.

Beispielexample fLm von LLm abgestrahlte modulierte FrequenzFor the modulated frequency emitted by LLm 130-150 kHz130-150 kHz flu von LLu abgestrahlte konstante Frequenzflux emitted by LLu constant frequency 150 kHz150 kHz fRm von LRm abgestrahlte modulierte FrequenzfRm modulated frequency radiated by LRm 80-100 kHz80-100 kHz fRu von LRu abgestrahlte konstante FrequenzfRu constant frequency radiated by LRu 100 kHz100 kHz

In Fig. 1 erzeugt der Lautsprecher LLm eine mit einem Tonsi gnal frequenzmodulierte Trägerschallwelle fLm, deren Fre quenzbereich zwischen 130 und 150 kHz liegt. Diese Schallträgerwelle wird gebündelt in der dargestellten Richtung ausge strahlt. Der zweite Lautsprecher LLu erzeugt eine unmodulierte Trägerschallwelle von 150 kHz, die ebenfalls gebündelt ausgestrahlt wird. Innerhalb der Strahlenbündel von LLm und LLu ist durch eine Person kein Schall wahrnehm bar, weil die Trägerfrequenzen und alle wesentlichen Seiten bänder weit oberhalb des Hörbereiches liegen. In dem Teilbe reich TB1 treffen die beiden Schallträgerwellen fLm und fLu einander. Dadurch kommt es zu einer Intermodulation oder De modulation. Dabei entsteht unter anderem auch als Demodulati onsprodukt das der Schallträgerwelle fLm aufmodulierte Tonsi gnal, so daß dieses von einer in Teilbereich TB1 anwesenden Person P wahrgenommen werden kann. Für eine Stereoübertra gung sind entsprechend zwei weitere Lautsprecher LRm und LRu vorgesehen die ein entsprechendes Tonsignal in dem Teilbe reich TB2 bewirken. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Person P nur im Gebiet der Teilbereiche TB1, TB2 den ausge strahlten Stereoschall wahrnehmen kann. Außerhalb der Teilbe reiche TB1 und TB2 kann der ausgestrahlte Schall nicht wahr genommen werden, weil dort entweder gar kein Strahlbündel oder nur ein einziges Strahlenbündel weil oberhalb des Hörbe reiches vorliegt.In Fig. 1, the loudspeaker LLm generates a carrier sound wave fLm frequency-modulated with a tone signal whose frequency range is between 130 and 150 kHz. This sound carrier wave bundled in the direction shown out beams. The second loudspeaker LLu generates an unmodulated carrier sound wave of 150 kHz, which is also broadcast in bundled form. Within the beams of LLm and LLu no sound is perceptible by a person bar, because the carrier frequencies and all major side bands are far above the audible range. In the Teilbe rich TB1 meet the two sound carrier waves fLm and fLu each other. This leads to an intermodulation or de modulation. Among other things, as a demodulation product, the sound carrier wave fLm is modulated on the tone signal, so that it can be perceived by a person P present in the subregion TB1. For a Stereoübertra supply two further loudspeakers LRm and LRu are provided correspondingly cause a corresponding sound signal in the Teilbe rich TB2. In this way, it is achieved that the person P can perceive the radiated stereo sound only in the area of the subregions TB1, TB2. Outside the Teilbe rich TB1 and TB2 the emitted sound can not be taken true, because there is either no beam or only a single beam because above the Hörbe rich.

Fig. 2 zeigt eine Anlage mit den in Fig. 1 dargestellten Lautsprechern. Die Audioquelle Q, z. B. ein CD-Spieler, ein DAT-Spieler, ein Mikrofon oder eine Studioleitung, liefert ein Tonsignal fAL für den linken Stereokanal an den Frequenzmodulator 1 und ein Tonsignal fAR für den rechten Stereokanal an den FM-Modulator 2. Die Generatoren 3, 4 er zeugen entsprechend Fig. 1 unmodulierte Träger fLu und fRu, die jeweils auf die Lautsprecher LLu und LRu sowie auf die Modulatoren 1, 2 gelangen. Die Modulatoren 1, 2 erzeugen die in Fig. 1 beschriebenen modulierten Schallträgerwellen fLm und fRm, die gemäß Fig. 1 ausgestrahlt werden. Innerhalb der Teilbereiche TB1 und TB2 kann die Person P somit einen Ste reoschall in Form von Musik oder Sprache wahrnehmen, während außerhalb dieser Teilbereiche kein Schall wahrgenommen werden kann. Die Frequenzen fLu und fRu der beiden unmodulierten Träger für den linken Kanal und den rechten Kanal sind um eine Differenzfrequenz unterschiedlich, die vorzugsweise oberhalb des Hörbereiches liegt. Im dargestell ten Beispiel beträgt diese Differenz 50 kHz. Dadurch wird erreicht, daß durch eine Intermodulation zwischen diesen bei den Frequenzen keine hörbare Störung entsteht. Fig. 2 shows a system with the speakers shown in Fig. 1. The audio source Q, z. As a CD player, a DAT player, a microphone or a studio line, supplies a sound signal fAL for the left stereo channel to the frequency modulator 1 and a sound signal fAR for the right stereo channel to the FM modulator second According to FIG. 1, the generators 3 , 4 produce unmodulated carriers fLu and fRu, which respectively arrive at the loudspeakers LLu and LRu and at the modulators 1 , 2 . The modulators 1, 2 generate the modulated sound carrier waves described in Fig. 1 fLm and FRM, which are broadcast in FIG. 1. Within the subregions TB1 and TB2, the person P can thus perceive a sound re sound in the form of music or speech, while outside of these subregions no sound can be perceived. The frequencies fLu and fRu of the two unmodulated carriers for the left channel and the right channel are different by a difference frequency, which is preferably above the listening range. In dargestell th example, this difference is 50 kHz. It is thereby achieved that no audible interference arises by an intermodulation between them at the frequencies.

Claims

1. A method for sonicating only a partial area (TB1, TB2) within a possible overall Beschallungsberei ches by loudspeakers with directivity, characterized in that a first loudspeaker (LLm; LRm) emits a first sound wave having a first carrier frequency modulated with a sound signal fRm) above the audible range, and a second loudspeaker (LLu; LRu) emits a second acoustic wave having an unmodulated second carrier frequency (fLu; fRu) above the audible range substantially equal to the first carrier frequency; first and second sound waves are directed so as to overlap in the partial area (TB1; TB2).

2. The method of claim 1, wherein the first and the second carrier frequency in the range of 80-150 kHz.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the modulation is an amplitude modulation.

4. The method according to claim 1 or 2, wherein the modulation is a frequency modulation.

5. The method of claim 1, wherein the unmodulated Carrier frequency (fLu; fRu) has a constant value and the frequency (fLm; fRm) of the modulated carrier of this constant value according to the associated one Audio signal deviates.

6. Installation for carrying out the method according to one of Claims 1 to 5, wherein for a stereo transmission for the left channel a first loudspeaker (LLm) for the modulated carrier frequency (fLm) and a second Loudspeaker (LLu) for the unmodulated carrier frequency (fLu) and for the right channel a third speaker (LRm) for the modulated carrier frequency (fRm) and a fourth speaker (LRu) for the unmodulated Carrier frequency (fRu) is arranged, the two unmodulated carrier frequencies are different.

7. Plant according to claim 6, wherein the unmodulated Carrier frequencies (fLu; fRu) for the left and right Channel at a frequency above the audible range are different, especially around 50 kHz.

8. Plant according to claim 6 or 7, wherein the four Speaker (LLm, LLu, LRm, LRu) arranged and are directed, that in each case the two carrier frequencies (fLm, fLu or fRm, fRu) of the two pairs of speakers different directions coming at each other Hit subarea.