FI116506B - Ympärisäteilevä stereokaiutin - Google Patents

Description

116506

Ympärisäteilevä stereo kaiutin - Rundsträlande stereohögtalare

Keksintö koskee yleisesti kaiuttimien rakenteita. Erityisesti keksintö koskee raken-5 netta, jolla äänentoistossa voidaan tuottaa stereovaikutelma riippumatta suunnasta, jossa kaiuttimet kuuntelijan suhteen sijaitsevat.

Stereovaikutelmalla tarkoitetaan yleisesti kuuntelijan saamaa tilavaikutelmaa, joka tuotetaan jakamalla toistettava ääni vähintään kahdeksi erisisältöiseksi signaaliksi, 10 jotka toistetaan erillään toisistaan sijaitsevien kaiuttimien kautta. Signaaleja nimitetään yleensä oikean ja vasemman kanavan signaaleiksi. Stereovaikutelma on helpointa tuottaa kuulokkeilla, koska niissä sähköakustisten muuntimien (engl. transducer) sijainti aivan kuuntelijan korvien vieressä varmistaa kanavien tehokkaan erottelun toisistaan riippumatta kuuntelijan sijainnista tai pään asennosta. Kuulok-15 keiden käyttö on kuitenkin mahdollista vain erikoistilanteissa, joten seuraavassa keskitytään vain kaiuttimilla tuotettuun stereovaikutelmaan.

Kuva 1 esittää perustilannetta, jossa äänentoistolaite 101 tuottaa erikseen vasemman (L) ja oikean (R) kanavan signaalit. Vasemman kanavan signaali toistetaan vasem-20 man kaiuttimen 102 kautta ja oikean kanavan signaali toistetaan oikean kaiuttimen 103 kautta. Kuuntelija 104 kuulee toistetun vasemman kanavan signaalin fyysisesti ·. eri suunnasta kuin toistetun oikean kanavan signaalin, mikä aikaansaa stereovaiku- telman. Monimutkaisemmissa ns. surround-jäijestelmissä käytetään useita kaiuttimia, jotka sijoitetaan kuuntelijan eri puolille.

*; 25

Stereovaikutelman luomisessa on perinteisesti ongelmana riippuvuus siitä, missä ; ' suunnassa kuuntelija kaiuttimiin nähden sijaitsee. Kuuntelija 104 on sijoittunut ste- reovaikutelman kannalta parhaalla mahdollisella tavalla eli kaiuttimia 102 ja 103 yhdistävän kuvitteellisen viivan 105 keskinormaalille 106. Kuvassa 1 on esitetty : · .’ 30 myös toinen kuuntelija 107, joka on sijoittunut kaiuttimia 102 ja 103 yhdistävän : ” : kuvitteellisen viivan 105 jatkeelle. Tällöin kaiuttimet 102 ja 103 sijaitsevat kuunteli- jasta 107 katsoen täsmälleen samassa suunnassa. Ainoa ero, jonka kuuntelija 107 kokee vasemman ja oikean kanavan signaalien välillä, on niiden välinen aikaero.

* » '·;·* Vasemman kanavan toistettu signaali saapuu kuuntelijan 107 korviin aikaisemmin : 35 kuin oikean kanavan toistettu signaali, koska vasemman kanavan signaalilla on ly- f hyempi matka kuljettavanaan. Pelkkä aikaero ei riitä stereovaikutelman tuottami seksi. Mikäli kuuntelijoiden 104 ja 107 välisellä alueella olisi vielä muita kuuntelijoita, nämä aistisivat eriasteisesti onnistuneen stereovaikutelman riippuen kutakin 2 116506 kuuntelijaa ja kaiuttimia 102 ja 103 yhdistävien kuvitteellisten viivojen suuntien välisestä erosta.

Stereovaikutelman suuntariippuvuus on ongelma tilanteissa, joissa samaa toistettua 5 ääntä kuuntelee suuri joukko ihmisiä tai joissa kuuntelijan sijaintia kaiuttimien suhteen ei voi tai kannata säädellä. Tällaisia tilanteita syntyy esimerkiksi elokuvateattereissa, yökerhoissa ja konserteissa, mutta myös aivan tavallisissa kotioloissa, kun samassa huoneessa on monta kuuntelijaa tai kun kuuntelija ei halua istua aina samassa tuolissa.

10

Stereovaikutelman suuntariippuvuuden ongelmaa on yritetty ratkaista eri tavoin. Ilmeisin ratkaisu on sellainen, jossa käytetään useita pareja hyvin suuntaavia stereo-kaiuttimia. Kukin kaiutinpari sijoitetaan eri tavalla, jolloin kullakin niistä voidaan tuottaa onnistunut stereovaikutelma halutussa sektorissa. Oma erikoisalansa ovat 15 signaalinkäsittelymenetelmät, joilla pyritään käsittelemään toistettavaa signaalia psykoakustisesti siten, että kuunnellessaan toistettua signaalia ihminen saisi siitä tietyn tilavaikutelman riippumatta kaiuttimien sijainnista.

Julkaisusta US 4,267,405 tunnetaan kaiutinjärjestelmä, jonka tavoitteena on puhtaan 20 ja häiriöttömän stereovaikutelman luominen. Jäijestelmässä on bassokaiuttimet sekä hyvin monta (jopa 24) päällekkäin sijoitettua diskanttikaiutinta, joiden sijoittelulla ja muotoilulla pyritään aikaansaamaan sylinterimäisiä ääniaaltoja.

a 1 * ; Julkaisusta US 4,190,739 tunnetaan kaiutinjärjestelmä, jossa kukin kaiutin suuntaa 25 toistamansa äänen kohti kaiuttimen välittömässä läheisyydessä sijaitsevaa heijastin- » ; levyä. Heijastinlevyn muotoilulla pyritään jakamaan toistettu akustinen signaali ste- ' / reovaikutelman tasaisuuden kannalta optimaalisesti.

* »

Julkaisusta EP 0 248 172 B1 tunnetaan kaiutinjärjestelmä, jossa on useita oikean : v, 30 kanavan kaiuttimia ja useita vasemman kanavan kaiuttimia. Oikean kanavan kaiut- .··. timet on sijoitettu keskenään suoraan linjaan, ja vasemman kanavan kaiuttimet on *·’ sijoitettu niinikään keskenään suoraan linjaan, jonka suunta eroaa oikean kanavan : " kaiuttimien linjan suunnasta. Eri kanavien signaaleja vaiheistetaan sopivasti pa- :: remman stereovaikutelman aikaansaamiseksi.

: v. 35 . · · ·. Tunnettujen järjestelmien ja menetelmien haittapuolia ovat yleensä joko tarvittavien kaiutinelementtien suuri määrä tai signaalinkäsittelyn monimutkaisuus, tai molemmat.

3 116506

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on esittää ratkaisu, jolla voidaan tuottaa stereo-vaikutelma riippumatta kuuntelijan ja kaiuttimien välisestä suunnasta. Esillä olevan keksinnön tavoitteena on myös esittää ratkaisu, jossa tällainen tulos voidaan saavut-5 taa käyttämällä vain pientä määrää varsinaisia sähköakustisia muuntimia. Edelleen esillä olevan keksinnön tavoitteena on esittää keksinnön mukaisen periaatteellisen ratkaisun erilaisia teknisiä sovelluksia. Vielä eräänä keksinnön tavoitteena on, että keksinnön mukainen ratkaisu on kokonsa puolesta helposti skaalattavissa pieniin ja suuriin fyysisiin toteutuksiin.

10

Keksinnön tavoitteet -saavutetaan käyttämällä kullekin kanavalle kaiutinta ja ää-nenohjainta, joka ohjaa kaiuttimen tuottaman äänen tietystä keskipisteestä säteittäi-sesti ulospäin samalla kääntäen sitä säteen suunnasta eri suuntiin riippuen kanavasta.

15

Keksinnön mukaiselle stereokaiuttimelle on tunnusomaista se, mitä on todettu jäljempänä stereokaiutinta koskevan itsenäisen patenttivaatimuksen tunnusmerk-kiosassa.

20 Äänen etenemistä väliaineessa (tyypillisesti ilmassa) voidaan ohjata käyttämällä heijastavia ja ääntä läpäisemättömiä pintoja. Oletetaan seuraavassa, että tietyn ääni-,· ·, lähteen tuottama ääni on rajattu etenemään oleellisesti yhdessä tasossa. Oletetaan li-

• I

’ säksi, että äänilähde on pistemäinen. Tällöin ääni etenee oletusarvoisesti ääniläh teestä säteittäisesti ulospäin.

• I

25 • » I »

Oletetaan seuraavaksi, että äänen etenemistaso jaetaan osiksi väliseinillä, jotka : ' : suuntautuvat aluksi niinikään äänilähteestä säteittäisesti ulospäin. Tällaiset suorat väliseinät jakavat äänen etenemistason sektoreiksi, mutta eivät vielä muuta äänen etenemistä tai siitä kauempana saatua kuulovaikutelmaa oleellisesti siitä, mitä se oli 30 ilman väliseiniä. Jos kuitenkin väliseinät muotoillaan keskenään samalla tavalla ; ‘ “ j kaareviksi, tilanne alkaa muuttua. Väliseinät, jotka aluksi suuntautuvat äänilähteestä säteittäisesti ulospäin mutta alkavat tietyllä etäisyydellä kaartua kaikki samalla ta- valla, muodostavat kyseessä olevan tason normaalin suunnasta tarkasteltuna siipi- ’ pyörää tai vesimyllyn ratasta muistuttavan kuvion. Jokainen väliseinien väliin jäävä : ; : 35 sektori on kuin kaartuva, ulospäin laajeneva torvi. Tällainen torvi muodostaa akusti- ' ‘: sen kanavan, joka ohjaa äänilähteestä ulospäin etenevää ääntä niin, että tullessaan ulos torvesta äänen etenemissuunta on muuttunut eikä ääni etene enää suoraan ääni-lähteestä ulospäin suuntautuvan säteen suunnassa.

4 116506

Kaartuvista väliseinistä muodostuva "siipipyörä" ohjaa kaiken kaikkiaan sen keskellä olevan äänilähteen tuottamaa ääntä niin, että tullessaan ulos siipipyörästä ääni etenee suuntaan, joka kussakin siipipyörän ulkokehän pisteessä lähestyy mainitun 5 ulkokehän tangentin suuntaa. Kauempana sijaitseva kuuntelija havaitsee tämän niin, että ääni tuntuu tulevan siitä väliseinien välisestä "torvesta", jonka suuaukko osoittaa kyseistä kuuntelijaa kohti. Esillä olevan keksinnön kannalta erityisen merkittävää on se, että kuuntelijan mielestä ääni tuntuu siis tulevan tietystä siipipyörän ulkokehän sivulla sijaitsevasta pisteestä eikä niinkään siipipyörän keskipisteen suun-10 nasta.

Voidaan valmistaa kaksi edellä kuvatun siipipyörän muotoista äänenohjainta siten, että väliseinät kaartuvat niissä eri suuntiin: ensimmäisessä äänenohjaimessa väliseinät kaartuvat myötäpäivään ja toisessa vastapäivään. Kun nämä äänenohjaimet 15 sijoitetaan päällekkäin ja kummankin niistä keskipisteeseen sijoitetaan oma äänilähde, saadaan rakenne, jossa ensimmäisen äänilähteen tuottama ääni tuntuu kuuntelijasta tulevan yhdistetyn rakenteen ulkokehän ensimmäiseltä sivulta ja toisen ääni-lähteen tuottama ääni tuntuu kuuntelijasta tulevan yhdistetyn rakenteen ulkokehän toiselta, vastakkaiselta sivulta. Tässä siis oletetaan, että kuuntelija sijaitsee samassa 20 tasossa, jossa ääni etenee. Koska äänenohjaimet ovat sylinterisymmetrisiä, kuuntelijan kokema efekti on täysin riippumaton siitä, missä suunnassa kaiutin/äänenohjain-;' laitteistoon nähden hän ko. tasossa sijaitsee.

, · , Seuraavassa selostetaan keksintöä yksityiskohtaisemmin viitaten esimerkkinä esitet- . 25 tyihin edullisiin suoritusmuotoihin ja oheisiin kuviin, joissa :’ kuva 1 esittää tekniikan tason mukaista stereokuvan suuntariippuvuutta, ’ * kuva 2 havainnollistaa äänen etenemistä tasossa pistemäisestä lähteestä ulos- päin, : ',: 30 kuva 3 esittää kuvan 2 tilannetta muutettuna siten, että tasoa rajaa joukko kaar- , : tuvia väliseiniä, : ·, kuva 4 esittää ääniohjainta, jossa on kaartuvat väliseinät, ... kuva 5 esittää ääniohjainta, jossa kaksi kaartuvaseinäistä yksikköä on asetettu ’! * päällekkäin, ,v 35 kuva 6 havainnollistaa keksinnöllä saavutettavaa stereokuvan suuntariippumat- :, t (: tomuutta, kuvat 7a-7d esittävät eräitä mahdollisia ääniohjaimen rakenteita, kuva 8 esittää erästä mahdollista ääniohjaimen rakennetta, 5 116506 kuva 9 esittää erästä toista mahdollista ääniohjaimen rakennetta, kuva 10 on osittainen halkileikkaus eräästä keksinnön mukaisesta ympärisäteile-västä stereokaiuttimesta ja kuvat 11 a-1 le esittävät eräitä mahdollisia tapoja keksinnön hyödyntämiseksi äänen-5 toistolaitteistoissa.

Edellä tekniikan tason selostuksen yhteydessä on viitattu kuvaan 1, joten seuraavas-sa keksinnön ja sen edullisten suoritusmuotojen selostuksessa viitataan lähinnä kuviin 2 - 1 le. Kuvissa käytetään toisiaan vastaavista osista samoja viitenumerolta.

10

Kuva 2 esittää äänen etenemistä tasossa pistemäisestä äänilähteestä 201 säteittäisesti ulospäin. Äänen etenemistä voidaan kuvata aaltorintamina 202 ja/tai ns. akustisina säteinä 203, millä ilmaisulla tarkoitetaan oleellisesti ääniaallon paikallista etenemis-suuntaa kuvaavaa nuolta. Akustinen säde on aina paikallisesti kohtisuorassa aalto-15 rintamaa vastaan.

Kuva 3 esittää äänen etenemistä tasossa pistemäisestä äänilähteestä ulospäin, kun tasoon on asetettu joukko väliseiniä 301. Väliseinät ovat keskenään samanlaisia ja ne on muotoiltu siten, että lähellä äänilähdettä 201 ne suuntautuvat siitä säteittäisesti 20 ulospäin, mutta kauempana ne alkavat kaartua myötäpäivään. Väliseinät 301 jakavat äänen etenemistason sektoreiksi, joista kukin muodostaa kaartuvan akustisen kana-van. Ääni etenee kussakin akustisessa kanavassa siten, että äänen pääasiallinen ete-.:. nemissuunta kaartuu kanavan mukana. Kanavan suuaukon ulkopuolella äänen ete- , · · *. nemistä kyseisessä tasossa ei rajoita enää mikään, jolloin kanavasta ulos tuleva ääni ‘ 25 jatkaa etenemistään suoraviivaisesti. Kuvassa on esitetty yhdestä akustisesta kana- .. . vasta ulos tulevan äänen eteneminen kohti kuuntelijaa 302.

'···' Kuvassa 4 on esitetty matalan lieriön muotoinen ääniohjain 401, jota rajoittavat ta somaiset, pyöreät yläpinta 402 ja alapinta 403. Niiden välissä on joukko kaartuvia • ,* 30 väliseiniä 404, jotka jakavat yläpinnan ja alapinnan väliin jäävän tilan kaartuviksi J akustisiksi kanaviksi. Ääniohjaimen 401 sisälle sen keskipisteeseen on asennettu :·[ äänilähde 405. Kanavien suuntaavan vaikutuksen ansiosta kuuntelija, joka näkee ääniohjaimen 401 kuvassa esitetyllä tavalla, kuulee äänilähteen 405 tuottaman ää-':' nen ensisijaisesti kuvassa viivoitettuna esitetystä kohdasta 406, joka on siis sen sek- v.: 35 torin suuaukko, joka osoittaa tarkimmin kuuntelijaa kohti.

Kuvassa 5 on esitetty ääniohjain 501, joka koostuu kahdesta, matalan lieriön muotoisesta osasta. Ylempi osa 502 on samanlainen kuin kuvan 4 esittämä ääniohjain.

6 116506

Alempi osa 503 on muuten samanlainen, mutta siinä väliseinien ja siis myös niiden väliin jäävien kaartuvien akustisten kanavien kaartumissuunta on päinvastainen ylempään osaan 502 verrattuna. Kuviossa ei selvyyden vuoksi ole esitetty äänilähteitä, mutta voidaan olettaa, että sekä ylemmän osan 502 että alemman osan 503 si-5 säliä keskipisteessä on oma äänilähde. Sijaintinsa mukaan äänilähteitä voidaan nimittää ylemmäksi äänilähteeksi ja alemmaksi äänilähteeksi. Osien 502 ja 503 sisäosien välillä ei ole akustisesti johtavaa yhteyttä, mikä tarkoittaa, että kummassakin osassa äänilähteen tuottama ääni ohjautuu ulos vain kyseisen osan akustisten kanavien kautta. Kanavien suuntaavan vaikutuksen ansiosta kuuntelija, joka näkee ää-10 niohjaimen 501 kuvassa esitetyllä tavalla, kuulee ylemmän äänilähteen tuottaman äänen ensisijaisesti kuvassa oikealla viivoitettuna esitetystä kohdasta 504 ja alemman äänilähteen tuottaman äänen ensisijaisesti kuvassa vasemmalla viivoitettuna esitetystä kohdasta 505.

15 Oletetaan seuraavaksi, että ylempää äänilähdettä käytetään stereoäänentoistolait-teessa oikean stereokanavan signaalin toistamiseen ja alempaa äänilähdettä käytetään stereoäänentoistolaitteessa vasemman stereokanavan signaalin toistamiseen. Tarkastellaan tilannetta kuvan 6 mukaisesti kohtisuorasta suunnasta siihen tasoon nähden, jonka ääniohjaimen 501 tasomainen perusmuoto määrää. Kuuntelija, joka 20 sijaitsee oleellisesti mainitussa tasossa, kuulee oikean stereokanavan signaalin aina hänestä katsoen äärimmäisestä akustisen kanavan suuaukosta oikealla. Vastaavasti .··. kuuntelija kuulee vasemman stereokanavan signaalin aina hänestä katsoen äärim- ’"J, mäisestä akustisen kanavan suuaukosta vasemmalla. Esimerkiksi kuuntelija 601 mieltää oikean stereokanavan äänen tulevaksi kohdasta 602 ja vasemman stereoka-’' 25 navan äänen kohdasta 603. Aivan toisessa suunnassa sijaitseva kuuntelija 611 miel- ' tää oikean stereokanavan äänen tulevaksi kohdasta 612 ja vasemman stereokanavan : ·' äänen kohdasta 613. Stereovaikutelma on sama riippumatta siitä, mitkä ovat kuunte- ... ’ lijan ja ääniohjaimen 501 väliset suunnat.

30 Edellä esitetyn perusajatuksen mukaisessa ääniohjaimessa rakenteellisten paramet-: * ”: rien vaihtelulla saavutetaan merkittäviä muutoksia laitteen toiminnassa. Stereovai- kutelma on periaatteessa sitä parempi, mitä suurempi on niiden suuntien välinen kulma, joista kuuntelija mieltää eri kanavien äänten tulevan. Keksinnön mukaisessa ’ ·; · ‘ ääniohjaimessa tämä tarkoittaa ensinnäkin sitä, että suuresta koosta on hyötyä. Mitä : Y: 35 suurempi on ääniohjaimen ympyrämäisen muodon halkaisija, sitä kauempana sen : ‘' ‘: vastakkaisten reunojen pisteet ovat toisistaan ja sitä helpompaa on saada aikaan ään ten tulosuuntien välinen suuri ero kuuntelijan kohdalla tarkasteltuna.

7 116506

Toisekseen kaartuvilla sektoreilla saavutettava äänen suuntautuminen olisi hyvä saada sellaiseksi, että ääniohjaimen ulkokehällä äänen etenemissuunta kussakin sektorissa olisi mahdollisimman lähellä ulkokehän tangentin suuntaa. Jos äänen etenemissuunta kaartuu radiaalisesta suunnasta vain vähän, kuuntelijaa kohti suuntautuva 5 "akustinen säde" lähtee suhteellisen läheltä sitä kuvitteellista suoraa viivaa, joka yhdistää kuuntelijan ääniohjaimen keskellä sijaitsevaan äänilähteeseen. Esimerkiksi kuvan 5 havainnollistuksessa tämä tarkoittaa, että varjostetut alueet sijaitsisivat varsin lähellä toisiaan.

10 Kuvat 7a-7d esittävät eräitä mahdollisia tapoja ääniohjaimen väliseinien muotoiluiksi ja sijoittamiseksi. Kuvassa 7a esitetään yksinkertainen vaihtoehto, jossa ääniohjaimen 701 väliseinät 702 ovat suhteellisen lyhyitä ja suoria ja sijaitsevat lähellä ääniohjaimen ympyrämäisen muodon ulkokehää. Niiden pituus ja kulma radiaali-seen suuntaan nähden on valittu siten, että mistään kohdasta ei ole mahdollista piir-15 tää suoraa radiaalista viivaa ääniohjaimen 701 keskipisteestä väliseinien 702 välistä ulos, ja toisaalta suoraan äänilähteestä tuleva ja väliseinään osuva ääni heijastuu siitä suuntaan, joka on mahdollisimman lähellä ääniohjaimen ulkoreunan tangentin suuntaa. Kuvassa 7b väliseinät 712 koostuvat suorista segmenteistä siten, että lähinnä ääniohjaimen keskipistettä sijaitsevat segmentit ovat oleellisesti radiaalisuuntai-20 siä ja kauempana segmenttien suunta kääntyy radiaalisesta suunnasta kohti sitä suuntaa, johon äänen halutaan lähtevän ääniohjaimen 711 ulkokehällä. Yksinkertai- , ·. suuden vuoksi tässä selostuksessa käytetään sanaa "kaartuva" kuvaamaan myös vä- « ‘ liseiniä, jotka ovat todellisuudessa suoria segmenttejä tai koostuvat sellaisista. Kaar tumisella tarkoitetaan siis jonkin suunnan joko jatkuvaa tai vaiheittaista muuttumis- ’ 25 ta.

f ; . » i · : ,: Kuvassa 7c on kuvan 7a rakenteesta tehty muunnelma, jossa väliseinät 722 eivät ole :suoria vaan parabolisia. Parabolinen heijastin heijastaa tunnetusti kaikki sen polttopisteestä tulevat, suoraviivaisesti etenevät signaalit yhdensuuntaisiksi. Kukin väli-30 seinä 722 on sijoitettu siten, että sen edustaman paraboloidin polttopiste sijaitsee ääniohjaimen 721 keskelle sijoitettavan äänilähteen kohdalla. Äänen ..· heijastuskäyttäytymistä voidaan niin tässä kuin kaikissa muissakin •t>‘' suoritusmuodoissa parantaa käyttämällä mahdollisimman hyvin ääntä heijastavaa materiaalia väliseinän siinä pinnassa (kuvassa pinta 723), jonka tarkoitus on : ; : 35 heijastaa ääntä haluttuun suuntaan, ja vastaavasti mahdollisimman huonosti ääntä ;'": heijastavaa materiaalia väliseinän siinä pinnassa (kuvassa pinta 724), josta siroavat • · t ääniaallot eivät lähtisi haluttuun suuntaan.

8 116506

Keksintö ei edellytä, että ääniohjaimen väliseinät olisivat mahdollisimman ohuita tai että niiden rajaamat, äänen etenemiselle avoimet sektorit täyttäisivät koko ääniohjaimen sisäosan. Kuvassa 7d on esitetty ääniohjain 731, jossa väliseinät 732 ovat eri kohdistaan vaihtelevan paksuisia. Tällaisella rakenteella voidaan pyrkiä 5 esimerkiksi saamaan kunkin äänelle avoimen sektorin muoto mahdollisimman lähelle sellaista akustista optimimuotoa, jollaisia tunnetaan esimerkiksi torvikaiutti-mien tekniikasta.

Jos keksinnön mukaisessa stereokaiuttimessa eri kanaville tarkoitetut osat sijaitsevat 10 päällekkäin siten kuin esimerkiksi kuvassa 5 on esitetty, eri kanavien äänet eivät tarkalleen ottaen lähde etenemään samassa tasossa. Ylemmän osan 502 akustisista kanavista ääni lähtee etenemään hiukan ylempänä sijaitsevassa tasossa kuin alemman osan 503 akustisista kanavista. Kuva 8 esittää erästä ääniohjaimen osan raken-neperiaatetta, jolla tätä eritasoisuutta voidaan haluttaessa vähentää. Siinä on äänen 15 etenemiselle käytettävissä vain joka toinen niistä sektoreista, jotka oli esitetty esimerkiksi kuvassa 4. Lähellä suuaukkoaan kukin akustinen kanava 801 laajenee pystysuunnassa kaksi kertaa korkeammaksi kuin sisempänä. Kun tällä periaatteella valmistetaan kaksi äänenohjaimen osaa, joissa väliseinät kaartuvat eri suuntiin, ne voidaan asettaa päällekkäin sitten, että laajenevat suuaukot menevät lomittain kuin 20 ristiin laitettavien käsien sormet.

. · . Keksinnön mukainen periaate voidaan toteuttaa myös käyttämällä väliseinin jaetun

* I

*' lieriömäisen tilan asemesta erillisiä, kaartuvia äänitorvia. Kuva 9 esittää yhden ka- ‘i;, navan ääniohjainta 901, jossa on keskusalue 902 ja joukko siitä säteittäisesti erka- • k '··’ 25 nevia torvia 903. Keskusalueen 902 sisällä on äänilähde. Tämän periaatteen mukai- * * sesti rakennetussa, keksinnön mukaisessa stereokaiuttimessa on kuvan 9 esittämän

< · I

: ääniohjaimen 901 lisäksi toinen ääniohjain, joka on muuten samanlainen mutta jos- :,,, ·’ sa torvien kaartumissuunta on vastakkainen.

30 Kuvassa 10 on esitetty osittainen halkileikkaus keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesta ympärisäteilevästä stereokaiuttimesta, jossa ääniohjaimen 501 rakenne on oleellisesti sama kuin edellä kuvassa 5. Ääniohjaimessa on ylempi osa 502 ja ’’ alempi osa 503, jotka kummatkin sisältävät kaartuvia väliseiniä 1001 kaartuvien akustisten kanavien muodostamiseksi. Ylemmän osan 502 yläpinnassa ja alemman :": 35 osan 503 alapinnassa on keskellä pyöreä aukko. Näihin aukkoihin on asennettu kai- : utinelementit 1002 ja 1003, jotka on tarkoitettu kytkettäviksi stereoäänentoistolait- teistoon (ei esitetty kuvassa) siten, että oikean kanavan signaali toistetaan ylemmällä kaiutinelementillä 1002 ja vasemman kanavan signaali toistetaan alemmalla kai- 9 116506 utinelementillä 1003. Kummankin osan 502 ja 503 sisällä keskellä on äänenohjaus-kartio siten, että äänenohjauskartion 1004 tehtävä on ohjata ylemmän kaiutinele-mentin 1002 tuottama ääni ylemmän osan 502 kaartuviin akustisiin kanaviin ja äänenohjauskartion 1005 tehtävä on ohjata alemman kaiutinelementin 1003 tuottama 5 ääni alemman osan 502 kaartuviin akustisiin kanaviin.

Kaiuttimien sijoittaminen varsinaisten äänenohjaimen osien ulkopuolelle kuvassa 10 edustaa vain erästä, rakenteellisesti yksinkertaista keksinnön suoritusmuotoa, jossa voidaan käyttää tavallisia, suhteellisen edullisia kaiuttimia. Mikäli kaiuttimet 10 tai vastaavat äänilähteet ovat tarpeeksi pieniä ja sinällään tarpeeksi ympärisäteile-viä, ne voidaan sijoittaa kokonaan äänenohjaimen sisään siihen kohtaan, missä kuvan 10 rakenteessa ovat äänenohjauskartiot 1004 ja 1005. Kuvassa 10 on myös esitetty ne tasomaiset pinnat 1006, 1007 ja 1008, jotka rajoittavat ensimmäisen osan ja toisen osan sisään jäävää tilaa.

15

Kuvat lla-llc esittävät eräitä äänentoistolaitteistoja, joissa on käytetty hyväksi keksinnön mukaista ympärisäteilevää stereokaiutinta. Kuvan 11a esittämä malli 1101 on perusmuodoltaan lieriö, joka seisoo jalkojen 1102 varassa. Lieriön eräässä kohdassa näkyvät keksinnön mukaisen, ympärisäteilevän stereokaiuttimen akustis- 20 ten kanavien suuaukot 1103. Koska bassotaajuudet toisaalta etenevät huonosti kovin kapeissa tiloissa ja toisaalta ovat stereokuvan luomisen kannalta yhdentekeviä, voi . · >, olla edullista sijoittaa järjestelmään erillinen bassokaiutin, joka voisi luontevasti si- • | ”! jäitä esimerkiksi laitteiston runkolieriön alla viitenumerolla 1104 osoitetussa pai- *;,: kassa, jossa bassokaiutin voisi osoittaa esimerkiksi suoraan alaspäin.

:· : 25 * * * Kuvassa 1 Ib on korkea malli 1120, jossa keksinnön mukainen ympärisäteilevä ste- : ,: reokaiutin 1121 sijaitsee korkean rakennelman yläosassa. Nostamalla kaiutin korke- alle saavutetaan hyvä kuuluvuus esimerkiksi ravintoloissa tai muissa tiloissa, joissa kuuntelijoita on paljon ja kuuntelijoiden sijoittumista on vaikea ennakoida. Laitteis-30 ton 1120 paksu jaikaosa 1122 voi sisältää esimerkiksi CD-soittimen, joka tuottaa I * . · ‘'. kaiuttimeen 1121 johdettavat signaalit. Kuvassa esitetty rakenneperiaate ei luonnol- ,, · lisestikaan rajoita laitteen muotoilumahdollisuuksia tai eri osien sijoittelua millään : tavalla. Samalla periaatteella voidaan toteuttaa myös erillinen kaiutin, jossa jalka- ’...: osalla ei ole muuta tehtävää kuin kannatella kaiutinta korkealla.

: V: 35 .' ’'. Kuva 1 le esittää kattoon asennettavaa laitteistoa 1130, jonka eräänä tärkeänä osana on keksinnön mukainen ympärisäteilevä stereokaiutin 1131. Tällaiseen laitteistoon CD-soitin tai muu toistettavaa signaalia tuottava laite on edullisinta liittää siten, että 116506 ίο se sijaitsee erillisyksikössä 1132, josta on lyhyen kantaman langaton yhteys kaiut-timeen 1131.

Kuvien llbja 11c esittämissä laitteistoissa erillinen bassokaiutin voidaan tarvittaes-5 sa asentaa esimerkiksi keksinnön mukaista ympärisäteilevää stereokaiutinta ympäröivän "lautasen" ylä- tai alapinnalle. Vaihtoehtoisesti laitteistossa voidaan käyttää täysin erillistä bassokaiutinta samaan tapaan kuin monissa tunnetuissa ns. kotiteatte-rilaitteistoissa.

10 Kaikissa kuvien 1 la-1 le esittämissä laitteistoissa on huomattava, että koska toisaalta keksinnön mukaisen kaiuttimen ulkoiset ulottuvuudet ovat varsin huomattavat ja koska toisaalta kaiuttimen toimintaa varten sen lähelle on joka tapauksessa vedettävä sähköjohdot, samaa rakennetta on edullista käyttää myös muiden sähköisten efektien tuottamiseen. Jos esimerkiksi ravintolan tai yökerhon kattoon on asennettu 15 kuvan 1 le mukainen kattokaiutin, siihen voidaan helposti liittää esimerkiksi valon-heitin- ja/tai laserlaitteistoja.

> I 1

Claims (9)

116506

1. Stereokaiutin, jossa on ensimmäinen äänilähde (1002) ensimmäisen stereoka-navan signaalin toistamiseksi ja toinen äänilähde (1003) toisen stereokanavan sig- 5 naalin toistamiseksi, tunnettu siitä, että - stereokaiuttimessa on äänenohjain (401, 501, 701, 711, 721, 731, 901) ja siinä keskenään vastakkain ensimmäinen osa (502) ja toinen osa (503) siten sijoitettuina, että ensimmäisen äänilähteen (1002) tuottama ääni ohjautuu ensimmäiseen osaan (502) ja toisen äänilähteen (1003) tuottama ääni ohjautuu toiseen osaan (503) 10. ensimmäinen (502) ja toinen osa (503) ovat muodoltaan oleellisesti litteitä ja mää räävät kumpikin tason, jotka tasot ovat oleellisesti yhdensuuntaiset - ensimmäisessä osassa (502) on joukko säteittäisesti ulospäin suuntautuvia akustisia kanavia, jotka kaartuvat säteittäisestä suunnastaan ensimmäisen osan määräämässä tasossa samalla tavalla ja 15. toisessa osassa (503) on joukko säteittäisesti ulospäin suuntautuvia akustisia kana via, jotka kaartuvat säteittäisestä suunnastaan toisen osan määräämässä tasossa vastakkaisella tavalla kuin ensimmäisen osan akustiset kanavat.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen stereokaiutin, tunnettu siitä, että ensimmäi-20 nen osa (502) ja toinen osa (503) molemmat sisältävät joukon väliseiniä (301, 404, 702, 712, 722, 732, 1001), jotka jakavat osan sisään jäävän litteän tilan kaartuviksi sektoreiksi, jolloin akustiset kanavat muodostuvat näistä sektoreista.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen stereokaiutin, tunnettu siitä, että väliseinät 25 (301, 404, 702, 712, 722, 1001) ovat tasapaksuja seinämiä, jolloin jokainen kahden * *"'vierekkäisen väliseinän väliin jäävä tila muodostaa akustisen kanavan. ♦ · » I

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen stereokaiutin, tunnettu siitä, että väliseinät (702, 712) muodostuvat suorista segmenteistä. 30

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen stereokaiutin, tunnettu siitä, että kukin väliseinä on yksi suora segmentti (702) ympyrämäisen ensimmäisen tai toisen osan ul- , ·',: kokehällä.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen stereokaiutin, tunnettu siitä, että kukin väli seinä (301, 404, 722, 732, 1001) on kaareva. > 116506

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen stereokaiutin, tunnettu siitä, että kukin väliseinä (722) on osa paraboloidipintaa.

8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen stereokaiutin, tunnettu siitä, että kaartuvan 5 akustisen kanavan ulkosyrjää rajoittavassa väliseinässä on akustisesti hyvin heijastava pinta (723) ja kaartuvan akustisen kanavan sisäsyqää rajoittavassa väliseinässä on akustisesti huonosti heijastava pinta (724).

9. Patenttivaatimuksen 2 mukainen stereokaiutin, tunnettu siitä, että 10. ensimmäistä osaa (502) rajoittavat ensimmäisen osan ulompi tasomainen seinämä (1006) ja ensimmäisen osan sisempi tasomainen seinämä (1008), joiden välisessä tilassa on väliseiniä (1001) - toista osaa (503) rajoittavat toisen osan ulompi tasomainen seinämä (1007) ja toisen osan sisempi tasomainen seinämä (1008), joiden välisessä tilassa on väliseiniä 15 (1001) - osien sisemmät tasomaiset seinämät (1008) ovat toisiaan vasten - ensimmäisen osan (502) ulomman tasomaisen seinämän (1006) keskellä on aukko, johon on kiinnitetty kaiutin (1002) siten, että tämän kaiuttimen tuottama ääni ohjautuu ensimmäisen osan (502) sisään 20. toisen osan (503) ulomman tasomaisen seinämän (1007) keskellä on aukko, johon on kiinnitetty kaiutin (1003) siten, että tämän kaiuttimen tuottama ääni ohjautuu toi- ,,, sen osan (503) sisään. * * » # > * » ...* 25 Patentkrav s »