TWI855354B - 用於在空間中提供聲音的裝置及方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於在具有一第一揚聲器及一第二揚聲器之一空間中提供聲音的裝置，其包含：一控制信號產生器(10)，其用於產生用於該第一揚聲器之一第一控制信號(15a)及用於該第二揚聲器之一第二控制信號(15b)，其中該控制信號產生器(10)包含：一混合信號產生器級(12)，其用於自一第一聲道信號(6)或一第二聲道信號(8)產生用於該第一控制信號(15a)的一第一混合信號(13a)及用於該第二控制信號(15b)之一第二混合信號(13b)使得該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)具有一相位差；一混合器級(14)，其用於將該第一聲道信號(6)與該第一混合信號(13a)混合以得到該第一控制信號(15a)，及用於將該第二聲道信號(8)與該第二混合信號(13b)混合以得到該第二控制信號(15b)；以及一介面(16)，其用於將該第一控制信號(15a)傳輸至該第一揚聲器及用於將該第二控制信號(15b)傳輸至該第二揚聲器。

Description

用於在空間中提供聲音的裝置及方法

發明領域

本發明關於電聲學且特定言之關於在空間中，諸如在載具或靜止空間(諸如，大廳、等候區等)中產生及再現音訊信號之概念。

發明背景

通常，聲場景係使用一組麥克風記錄的。各麥克風輸出麥克風信號。舉例而言，對於管弦樂團之音訊場景，可使用25個麥克風。聲音工程師接著將25個麥克風輸出信號例如混合成標準格式，諸如立體聲格式、5.1格式、7.1格式、7.2格式或任何其他對應格式。在立體聲格式之情況下，例如，聲音工程師或自動混合製程產生二個立體聲聲道。在5.1格式之情況下，混合產生五個聲道及一個低音炮聲道。類似地，在7.2格式之情況下，例如，混合產生七個聲道及二個低音炮聲道。若要在再現環境中呈現音訊場景，則混合結果應用於電動揚聲器。在立體聲再現情境中，存在二個揚聲器，第一揚聲器接收第一立體聲聲道，且第二揚聲器接收第二立體聲聲道。舉例而言，在7.2再現格式中，存在在預定位置處之七個揚聲器及可相對任意置放的二個低音炮。七個聲道應用於對應揚聲器，且低音炮聲道應用於對應低音炮。

當捕獲音訊信號時使用單個麥克風配置及當再現音訊信號時使用單個揚聲器配置通常忽略聲源之真實性質。歐洲專利EP 2692154 B1描述用於捕獲及再現音訊場景之裝置，其中不僅捕獲及再現平移而且捕獲及再現旋轉以及另外捕獲及再現振動。因此，聲音場景不僅由單個捕獲信號或單個混合信號再現而且由一方面同時記錄且另一方面同時再現之二個捕獲信號或二個混合信號再現。此確保與標準錄音相比，記錄音訊場景之不同發出特性，且在再現環境中再現。

為此目的，如在歐洲專利中所說明，一組麥克風置放於聲場景與(假想)聽眾空間之間以捕獲由高方向性或高品質表徵之「習知」或平移信號。

另外，第二組麥克風置放於聲場景上方或側面以記錄具有較低品質或較低方向性之信號，其意欲表示聲源之相對於平移之旋轉。

在再現方面，對應揚聲器置放於典型標準位置處，其中之各者具有用以再現旋轉信號之全向配置及用以再現「習知」平移聲音信號之定向配置。另外，在標準位置中之各者處存在低音炮，或在任意位置處存在僅單個低音炮。

歐洲專利EP 2692144 B1揭露一方面再現平移音訊信號且另一方面再現旋轉音訊信號之揚聲器。因此，揚聲器一方面具有以全向方式發出之配置，且另一方面具有以定向方式發出之配置。

歐洲專利EP 2692151 B1揭露可用於記錄全向或定向信號之駐極體麥克風。

歐洲專利EP 3061262 B1揭露耳機及用於製造產生平移聲場及旋轉聲場兩者之耳機之方法。

歐洲專利EP 3061266 B1揭露耳機及用於產生經組配以藉由使用第一轉換器來產生「習知」平移聲信號且藉由使用垂直於第一轉換器配置之第二轉換器來產生旋轉聲場之耳機之方法。

除平移聲場以外，還記錄及再現旋轉聲場引起顯著改良且因此引起幾乎傳達現場音樂會之效果之高品質音訊信號感知，即使音訊信號由揚聲器或頭戴式耳機或耳機再現。

此實現與聲音並非由揚聲器而是由樂器或人類語音發出的原始聲音場景幾乎不可區分之聲音體驗。此係藉由考慮到聲音不僅以平移方式而且以旋轉方式及亦可能以振動方式發出，且因此將相應地記錄及再現來實現。

所描述之概念的不足之處在於，記錄再現聲場之旋轉之額外信號代表進一步的努力。另外，存在其中已記錄僅習知平移聲場之許多音樂片段，例如古典片段或流行片段。通常，例如根據MP3標準或MP4標準，此等片段之資料速率嚴重壓縮，從而導致品質之額外劣化，然而，這通常僅有經驗之聽眾可聽到。另一方面，幾乎不存在尚未至少以立體聲格式(亦即，具有左聲道及右聲道)記錄之音訊片段。實情為，繼續開發以產生比僅左及右聲道更多之聲道，亦即產生具有五個聲道之環繞錄音或甚至具有更高格式之錄音，例如，其在技術上以關鍵字MPEG環繞或杜比數位聞名。

因此，存在已至少以立體聲格式(亦即，具有用於左側之第一聲道及用於右側之第二聲道)記錄之許多片段。甚至存在其中已用多於二個聲道(例如，左側上有若干聲道且右側上有若干聲道以及中間有一個聲道之格式)完成記錄之愈來愈多的片段。甚至較高位準格式在水平平面上使用多於五個聲道，且另外亦使用來自上方之聲道或來自斜上方之聲道，且若可能亦有可能使用來自下方之聲道。

然而，所有此等格式之共同之處在於，其僅藉由將個別聲道應用於具有對應轉換器之對應揚聲器來再現習知平移聲音。

發明概要

本發明之目標為針對房間中之聲音供應提供一種改良概念。

此目標藉由如請求項1之裝置或如請求項22之方法解決。

用於在具有第一揚聲器及第二揚聲器之空間中(或房間中)提供聲音之發明性裝置包括控制信號產生器，其用於產生用於第一揚聲器之第一控制信號及用於第二揚聲器之第二控制信號。特定言之，控制信號產生器包括混合信號產生器級及混合器級。混合信號產生器級產生相對於彼此具有相位差之第一及第二混合信號。混合器級分別將二個混合信號與第一及第二聲道信號混合。發明性裝置進一步包括用於將第一控制信號傳輸至第一揚聲器及用於將第二控制信號傳輸至第二揚聲器之介面。介面可組配為有線或無線且取決於實施可已包括或不包括功率放大器。

另外，取決於實施，介面可執行控制信號之其他措施，例如信號之均衡器處理、信號之源編碼或信號之源編碼及傳輸器處理，以便例如藉助於諸如藍牙或DECT之無線協定以無線方式將信號傳輸至通常亦包括功率放大器之揚聲器模組之輸入介面。

本發明基於以下發現：已可藉由產生皆自第一聲道信號、第二聲道信號或二個聲道信號導出的第一及第二混合信號在二個揚聲器周圍以及因此在由揚聲器輻射之個人周圍產生差波場，該差波場除了表示由二個揚聲器輸出之平移聲音外亦表示旋轉聲音，從而致使主觀音訊感知之顯著品質改良。特定言之，不需要單獨揚聲器來產生差聲場，但藉由相應地施加用於揚聲器之控制信號與相對於彼此具有相位差之信號來產生差波場，其中此相位差較佳地為180°，然而其可在160°與200°之間的範圍內，在此範圍內實現與在具有180°之最佳相移之信號之情況下幾乎相同的效應。

第一及第二揚聲器相對於彼此配置得愈近，差波場之效應愈好。較佳地，揚聲器應具有至少10 cm及至多1 m之距離，其中20 cm (例如，15至30 cm)的範圍內之距離為較佳的，尤其在載具座位或其他座位(例如，在等候區中)之頭枕之情況下。二個揚聲器之相對靠近空間配置特別實現不需要單獨聲音產生器來產生差波場。相反，二個揚聲器得到特定發明性控制信號為足夠的。

為了產生控制信號，可使用僅一個聲道信號，亦即左聲道信號或右聲道信號。替代地，可使用二個聲道信號之和，亦即單聲道信號。替代地且較佳地，混合信號之計算係基於使用二個聲道信號之間的差，該差控制混合信號。取決於實施，可直接使用此差，或其可與和信號組合，或其可與左聲道信號或右聲道信號組合。然而，單獨使用差信號來計算混合信號或將差信號與來自二個聲道之和信號組合使用為較佳的，其中差信號之比例及和信號之比例在最終混合信號中為可調整的，且設定為使得差信號相對於信號中之對應能量判定二個混合信號之至少2/3為較佳地。

在較佳實施例中，另外，提供距離量測以判定待輻射的個人之頭部或待輻射的個人之二個耳朵之距離。此等距離感測器較佳地組配為超音波感測器。此類距離感測器靠近例如乘客座位之頭枕中或等候區中之座位中的各揚聲器設置。因此，可判定此揚聲器附近之頭部側之距離。距離量測用於執行音量補償、低音補償或延遲補償。若頭部與揚聲器之間的距離增加，則量測到距離增加之側上之位準增加或此揚聲器之低音增加。任擇地，可執行揚聲器之延遲調適使得與其他揚聲器相比此揚聲器之延遲減小。

然而，若頭部與揚聲器之間的距離增加，則此揚聲器之位準及/或低音減小。此外，與其他揚聲器相比，再次任擇地執行此揚聲器之延遲調整使得與使用者之頭部的距離增加之揚聲器之延遲增加。

根據本發明，揚聲器安裝於空間中，諸如載具中之內部空間，該載具例如陸地載具(汽車、火車、滑板、機動車…)、空中載具(「乘客」飛機、直升機、齊柏林飛船等)、水上載具(船、渡船、遊艇、帆船等)或航天器，且較佳地在用於載具駕駛員或乘客或載具副駕駛員之頭枕中。替代地，空間亦可為例如在火車站、機場、公務人員辦公室或醫生辦公室等中的等候室，為了額外舒適度或傳輸資訊，其中配置有具有頭枕之座位或具有裝置的座位，可通過該裝置向房間內的個人提供相對地靠近個人之頭部的聲音。

一般而言，頭枕或揚聲器包含分別配置於駕駛員或乘客或個人之各別耳朵的左側及右側之至少一個左側及一個右側揚聲器。

較佳地，載具或空間(或房間)中之其他聲音系統繼續另外運作且可能藉由振幅平移等執行例如空間(或房間)中之聲源之定位。由揚聲器進行之額外聲輻射與習知聲輻射平行進行。

較佳地，揚聲器設置於載具中之若干位置處，其中停用未被佔用座位之揚聲器，例如其可由感測器或替代構件來實現。

揚聲器產生差聲波場。其可經由振動表面(平面轉換器)或經由以推挽模式振動之二個相鄰活塞轉換器(揚聲器)或經由其他描述的產生器產生。單聲道信號及/或差信號(L-R及/或R-L)可充當用於差聲波場之產生之源信號。

若存在具有多於一個聲道，亦即已經具有二個(例如，立體聲)聲道或甚至更多聲道之音訊片段，則旋轉信號之合成產生為可能的。根據本發明，計算至少近似差獲得關於差信號或旋轉信號之至少近似值，其可接著與各別聲道信號一起用於驅動各別揚聲器。為此目的，執行相對於彼此具有相位差之二個混合信號之計算。

在存在多於兩個聲道的另一實施例中，例如在5.1信號之情況下，用於第一聲道信號(例如，亦即用於左聲道)之下混合器及用於第二聲道信號(亦即，用於右聲道)之另一下混合器連接在控制信號產生器的上游。然而，若信號可用作原始麥克風信號，諸如具有若干組分之保真立體音響信號，則各下混合器經組配以自保真立體音響信號相應地計算左聲道或右聲道，其接著由控制信號產生器使用以計算控制信號。

根據本發明之第一態樣，揚聲器與控制信號產生器隔開配置。在此實施例中，揚聲器具有可為有線或無線之信號輸入，其中用於揚聲器中之聲音產生器之信號在各信號輸入處產生。為聲音產生器提供控制信號之控制信號產生器遠離實際揚聲器配置且經由諸如有線連接或無線連接之通訊鏈路連接至揚聲器。

在另一實施例中，控制信號產生器整合於該等揚聲器中或揚聲器中或載具中。在此情況下，在具有整合的信號處理器之揚聲器中，導出共模信號，且取決於實施及實施例，分別導出推挽信號，或自共模信號導出。本發明之態樣藉此關於不具有信號處理器之揚聲器。本發明之另一態樣藉此關於不具有揚聲器之信號處理器，且本發明之另一態樣關於具有整合的信號處理器之揚聲器。

在本發明之另一實施例中，當多信號可供使用時，例如如立體聲信號或如具有三個或更多聲道之信號，控制信號自此多聲道表示導出。在立體聲信號之情況下，例如計算表示左及右聲道之差之側信號，接著此側信號可能相應地衰減或放大，且取決於實施，與非高通濾波或高通濾波共模信號混合。若輸出信號具有若干聲道，則混合信號可自多聲道表示之任何二個聲道之間的差產生。因此，例如可產生左及右後(右環繞)之間的差，或替代地，可產生中聲道與五個聲道表示之其他四個聲道中之任一者之間的差。然而，在此五個聲道表示之情況下，與立體聲表示中之情況一樣，可判定左與右之間的差以產生側信號。在另一實施例中，可添加五個聲道表示之某些聲道，亦即可判定二聲道下混合。用於產生二聲道下混合信號之例示性實施包含左後(左環繞)、左及中相加，可能具有加權因數，以產生左下混合聲道。為了產生右下混合聲道，右後聲道(右環繞)與右聲道及中聲道相加，可能再次具有加權因數。可接著基於左下混合聲道及右下混合聲道之差形成來判定混合信號。

較佳實施例之詳細說明

圖1至圖10展示根據本發明之在載具中產生聲音之態樣。根據本發明，聲音產生器安裝於載具中，諸如陸地載具(汽車、火車、滑板、機動車…)、空中載具(「乘客」飛機、直升機、齊柏林飛船等)、水上載具(船、渡船、遊艇、帆船等)或航天器，且較佳地在用於載具的駕駛員或載具的乘客或載具的副駕駛員之頭枕中。

頭枕或聲音產生器包含分別配置於駕駛員或乘客之各別耳朵之左側及右側之至少一個左側及一個右側揚聲器。

較佳地，載具中之其他聲音系統繼續另外運作且可能藉助於振幅平移等例如執行空間中之聲源之定位。經由揚聲器進行之額外聲輻射與習知聲輻射平行進行。

較佳地，揚聲器設置於載具中之若干座位處，其中停用未被佔用座位之揚聲器，例如其可藉助於感測器或替代構件來實現。

揚聲器產生差聲波場。此等差聲波場可經由振動表面(平面轉換器)或經由以推挽模式振動之二個相鄰活塞轉換器(揚聲器)或經由其他描述的轉換器產生。單聲道信號及/或差信號(L-R及/或R-L)可充當用於差聲波場之產生之源信號。

圖1展示用於在具有圖2及其他圖式中所說明之第一揚聲器21及第二揚聲器22之空間中提供聲音之裝置。裝置包括用於產生用於第一揚聲器21之第一控制信號15a及用於第二揚聲器22之第二控制信號15b之控制信號產生器10，其中控制信號產生器10包含混合信號產生器級12及其下游之混合器級14。混合信號產生器級12產生用於第一控制信號之第一混合信號13a及用於第二控制信號之第二混合信號13b。取決於實施，混合信號產生器級12在輸入端接收第一聲道信號6或第二聲道信號8或二個聲道信號作為輸入信號。

混合信號產生器級12經組配以產生混合信號使得第一混合信號13a及第二混合信號13b包含相對於彼此之相位差。混合信號之此相位差較佳地在160°與200°之間，且最佳為180°，以便藉助於經由待提供之空間中的二個揚聲器產生之聲場得到在心理聲學及質量上儘可能積極之聽覺印象。混合器級14經組配以將第一聲道信號6與第二混合信號13a混合以得到第一控制信號15a。另外，混合器級14經組配以將第二聲道信號8及第二混合信號13b混合以得到第二控制信號15b。控制信號產生器構件10在其下游已連接介面16以分別將第一控制信號15a及第二控制信號15b傳輸至第一揚聲器21及第二揚聲器22。

取決於實施例，介面可為有線介面使得第一揚聲器21及第二揚聲器22可能經由圖2所說明之放大器46、48配置於介面16之輸出處。替代地，介面可為圖7中例示性說明之無線介面。此處，介面16包括傳輸器級(TX) 16a及其下游之天線16b。在接收器側或揚聲器側，存在接收器級(RX) 16b以及接收天線16a。二個控制信號接著分別提供至第一接收放大器62及第二接收放大器64以便將經放大控制信號提供至揚聲器21、22。

較佳地，空間為載具之內部空間，且裝置進一步包含第一揚聲器21及第二揚聲器22，其中此等二個揚聲器配置於載具中。替代地，空間可為公務人員辦公室、機場、渡船碼頭或任何其他「站台」之等候區亦或醫生辦公室之等候區之內部房間，其中配置有設置有頭枕或類似者的座位以實現為座位之使用者提供聲音。

特定言之，如圖2中所展示，揚聲器配置於載具之頭枕24中或載具中及/或靜止空間(或房間)中之座位中。在載具之實例中，座位可為駕駛員座位。替代地，然而，座位可為乘客座位或載具中用於乘客之設置有頭枕24的任何其他座位，其通常適用於所有座位。若不存在頭枕，其可為靜止空間中之座位的情況，則藉助於另一對應的裝置將二個揚聲器配置在使用者之頭部附近，或該等揚聲器經組配以在使用者之頭部周圍產生聲場，此聲場包含歸因於聲道信號之直接聲音部分，亦包含歸因於將混合信號與聲道信號混合之推挽模式部分或旋轉部分或差波場。

藉助於配置於使用者之二個耳朵附近之揚聲器，在使用者周圍產生包含共模部分且由於混合信號而包含推挽模式部分或差分模式部分之波場。

經由此，為待提供有聲音之空間產生特別自然及高品質之聲音印象，不僅具有合意的且自然的聲音品質，並且在主態樣為訊息傳輸之情況下具有較高語音可理解性。

在本發明之較佳實施例中，混合信號產生器級12包括輸入級12a及分支級12b，其中輸入級經組配以在輸入級12a之輸出處產生共同信號，如圖2中可見，其中分支級經組配以自此共同信號產生相對於彼此具有較佳地180°之相位差之第一混合信號13a及第二混合信號13b。為此目的，在圖2所展示之實施例中，輸入級12a包括產生相位反相(或相位反轉)之反相器30。另外，提供加法器，如圖2中32所展示。加法器32之輸出信號表示共同信號。在圖2所展示之實施例中，此輸出信號為信號R-L，亦即來自右或第二聲道信號8及左或第一聲道信號6之差信號。然而，應注意，二個聲道信號不需要一定為左聲道及右聲道，但亦可為左後聲道(「左環繞」)或右後聲道(「右環繞」)。替代地，第一聲道信號及右聲道信號亦可分別為具有五個、七個或更多聲道之任何多聲道格式之左及右下混合。替代地，左或右聲道信號亦可為來自5.1、7.1或任何其他多聲道信號格式之前/後下混合信號。

輸入級12a下游之分支級12b包括分支點35及第一下游90°移相器34或第二下游-90°移相器36。二個移相器34、36經組配以在其輸出處產生具有相位差之信號對。另外，圖2中之下游級12b經組配以在二個移相器34、36之輸出處放大信號，或藉助於對應的位準調整器38、40調整位準以在位準調整器38、40之輸出處得到混合信號13a、13b。

在圖2所展示之實施例中，混合器級14包括用於第一聲道信號6之第一加法器42及用於第二聲道信號8之第二加法器44。然而，混合器級亦可經組配以不執行純加法，而執行加權加法或任何其他操作以在時間範圍內、頻率範圍內或以任何其他方式分別將第一聲道信號與第一混合信號及第二聲道信號與第二混合信號組合(亦即，混合)。

在分支級之輸出(其亦為控制信號產生器12之輸出)處，存在在包含圖2所展示之實施例中之二個放大器46、48的介面16內放大，以便分別提供至圖2所展示之實施例中之配置於載具之頭枕或靜止空間中之座位中的第一揚聲器21及第二揚聲器22之二個控制信號15a、15b。經由此，藉助於由二個混合信號13a、13b表示之推挽模式波場或差波場之相對靠近輻射，為在26示意性地說明之聽眾實現高品質之聽覺印象，此外由於產生之聲場之較高自然度而包含優良的語音可理解性。

圖3展示聽眾26坐在由方向盤25控制之載具之駕駛員座位上之正視圖。其說明揚聲器配置於耳朵後方或靠近聽眾之二個耳朵，且若聽眾在座位上採用正常位置，則揚聲器之發出方向朝向聽眾之觀看方向。

圖4展示用於產生二個混合信號13a、13b之替代實施例。在圖4所展示之實施例中，與圖2相比，分支級12a不包括相位反相。此意謂分支級之分支點35處之共同信號為單聲道信號，亦即左及右信號之和。此共同信號再次提供至二個移相器34、36以產生存在於分支級12b之輸出處之混合信號。在圖4所展示之實施例中，位準調整器38及40與混合器功能一致，亦即其為混合器之部分，且聲道信號與對應的混合信號之間的加法根據混合信號之加權進行。替代地，聲道信號亦可經加權，即使此並不在圖4中說明。另外，一方面之聲道信號及另一方面之混合信號皆可經加權，其中此加權可穩定(亦即，固定)進行或動態地(亦即，在音訊片段內以可變方式)進行。

在圖5所展示之實施例中，分支級12b之組配與圖4相同。然而，輸入級12a經組配以使得進入混合信號產生器級之輸入信號僅為第一聲道信號6。

在圖6所展示之實施例中，輸入級12a經組配以使得僅第二聲道信號8 (亦即，圖6所展示之實施例中之右聲道信號)為輸入信號。

在圖7所展示之實施例中，輸入級之實施與圖5相同。另外，提供與圖6一樣組配之另一輸入級，且提供包含分支點35'、第一移相器34'以及第二移相器36'之另一分支級。另一分支級亦可包括位準調整器38'、40'。另外，在圖7所展示之實施例中，混合器級14經組配以將聲道信號不僅與第一分支級之第一混合信號混合而且與另一分支級(亦即，包含作為輸入節點之分支點35'的分支級)之另一第一混合信號混合。另一分支級及分支級之結構可一致，如在圖7所展示之實施例中之情況。然而，取決於實施，其亦可不同地組配，亦即具有其他移相器值或其他位準調整值。

此外，應注意，包括圖7中所展示之實施例中之無線實施之介面設計亦可以與根據圖2、圖4、圖5、圖6之實施例相同之方式實施。另外，圖7中之介面亦可與圖2相同地組配，例如，亦即具有揚聲器21、22之有線供應。

圖8展示另一實施例，其中輸入級使用加法器32之輸出處之差信號及加法器32'之輸出處之和信號。取決於實施，亦可相對於其位準調整此等二個信號，如藉助於二個位準調整器33a、33b所說明，且在圖8之此實施例中，藉助於加法器33c將位準調整器33a、33b之輸出處的此等二個信號相加以得到接著由分支級12b處理之共同信號，如在其他圖式的基礎上例示性展示，亦即其中第一移相器34、第二移相器36以及位準調整器38、40用圖8所展示之實施例中之相同調整值一起驅動。然而，其亦可用不同控制值驅動，如前述圖式中之情況，或各別位準調整器38及其他位準調整器40亦可用前述圖式中的相同調整值驅動。

在圖8所展示之實施例中，導出二個混合信號之共同信號自單聲道信號(亦即，左及右之和)及第一差信號(亦即，信號(L-R))判定。然而，在圖9所說明之替代實施例中，與圖8相比，共同信號再次自單聲道信號且自其他差信號，亦即(R-L)在組合器33c之輸出處判定，如圖2中之情況，其中在二個實施例中反相器30配置於第一聲道信號6與加法器32之間。

即使圖2、圖4至圖9中說明之分支級包含+90°移相器34及-90°移相器36，但應注意此僅為產生特定高品質結果之較佳實施例。替代地，分支級亦可組配以使得移相器例如僅產生70°，且其他移相器僅亦產生-70°或-110°以再次在輸出側得到180°之較佳相位差值。替代地，分支級12b之分支可在不具有相移的情況下操作，而其他分支在180°之相移的情況下操作，若說公/母組合設定為「反序」則其特別容易實現。圖9或圖2之移相器30或圖8之移相器31中之180°相位差之此實施在不存在整合在電路板上之實施的實施例中亦為較佳的。

另外，在較佳實施例中應注意，差信號為左與右之間的直接差，亦即在二個信號中之一者反轉且接著計算一個信號與反轉的另一信號之間的加法之情況下獲得的差。替代地，可計算其他差，例如藉由在不具有可用的明確移相器之情況下數學計算差來實現。另外，可在時間範圍或頻率範圍或LPC範圍內計算對應的「差信號」。在其他實施例中，存在並不產生180°之相移但僅具有90°與180°之間的值之移相器。仍存在差，然而其並不對應於實際「數學」差。此類差信號在本發明之實施例中亦為有用的以便若混合信號自此類「差信號」導出，則在二個揚聲器之輸出處產生差波場。

圖10展示本發明之另一實施例，其中執行距離量測以便判定對應的揚聲器21及/或22與頭部或頭部側或聽眾之耳朵之間的距離。此等距離感測器展示在51、52且較佳地配置於頭枕24中靠近二個揚聲器內之揚聲器21、22，如圖10之右圖像中所說明。藉助於距離感測器51、52進行之距離量測用於執行二個控制信號15a、15b之信號操縱。進行此調整以實現用於二個揚聲器信號(亦即，二個控制信號15a、15b)之音量補償及/或低音補償及/或延遲補償。

特定言之，若頭部與揚聲器之間的距離增加，則揚聲器信號之位準由圖10中未展示之聲音處理器增加。舉例而言，若其組配為可控制則此可在放大器46、48內實現。替代地或另外，用於對應的揚聲器之低音可增加，若其經組配為頻率選擇放大器或若提供對應的均衡器，則其又可藉由可調整之揚聲器46、48來實現。在任擇的實施例中，與另一揚聲器相比可調整揚聲器之延遲，其可藉由亦即用於對應的控制信號15a、15b之對應的信號路徑中之對應的放大器46、48前面或後面之移相器來實現。

然而，若頭部與揚聲器之間的距離減小，且藉由超音波感測器51、52中的一者來量測，則聲音處理器經組配以減小對應的揚聲器信號之位準及/或揚聲器之低音。任擇地，若偵測到頭部與揚聲器之間的距離減小，則與其他揚聲器相比此揚聲器之延遲可增加。

另外，在較佳實施例中，其中待提供之房間/空間具有若干座位位置，諸如載具中之若干座位或靜止空間中之等候區中之若干座位，偵測器配置於各座位處以便偵測座位是否實際上由聽眾佔用。若其偵測到座位被佔用，則揚聲器如圖1至圖9中所說明驅動。然而，若其判定座位或若干座位未被佔用，則停用此座位或若干座位的揚聲器或大大減小其輸出位準以便避免多餘的聲音產生。應注意，停用可為完全停用(亦即，斷開)或部分停用(亦即，大量減小輸出位準，諸如至少10分貝)。

本發明之較佳實施例定位於行動器件內，諸如行動電話、平板電腦、筆記型電腦等。特定言之，控制裝置或用於產生控制信號之裝置作為硬體元件或應用程式或程式裝載至行動電話上。行動電話經組配以自可為本端的或網際網路中之任何來源接收第一音訊信號及第二音訊信號或多聲道信號且根據其產生控制信號。此等信號以有線方式或無線方式(例如，經由藍牙或WiFi)自行動電話傳輸至具有聲音產生器元件之聲音產生器。在後者的情況下，聲音產生器元件一般必須具有電池供應或電力供應以實現接收到的無線信號(例如，根據藍牙格式或WiFi格式)之對應放大。

即使已在器件之上下文內描述一些態樣，但應理解，該等態樣亦表示對應方法之描述，使得器件之區塊或結構組件亦理解為對應方法步驟或方法步驟之特徵。藉由與此類似，已在方法步驟之上下文內描述或描述為方法步驟之態樣亦表示對應器件之對應區塊或細節或特徵之描述。可在使用硬體器件，諸如微處理器、可規劃電腦或電子電路時執行方法步驟中之一些或全部。在一些實施例中，最重要之方法步驟中之一些或若干者可由此器件執行。

取決於具體實施要求，本發明之實施例可以硬體或以軟體實施。可在使用數位儲存媒體時執行實施，例如，軟碟、DVD、藍光光碟、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或快閃記憶體、硬碟或儲存有電子可讀控制信號之任何其他磁性或光學記憶體，其可與或與可規劃電腦系統協作以使得各別方法得以執行。此為數位儲存媒體可為電腦可讀之原因。

根據本發明之一些實施例因此包含資料載體，該資料載體包含電子可讀控制信號，該等電子可讀控制信號能夠與可規劃電腦系統協作以使得本文中所描述之方法中之任一者得以執行。

一般而言，本發明之實施例可實施為具有程式碼之電腦程式產品，在電腦程式產品運行於電腦上時，該程式碼可為有效的以執行方法中之任一者。

舉例而言，程式碼亦可儲存在機器可讀載體上。

其他實施例包括用於執行本文中所描述之方法中之任一者之電腦程式，該電腦程式儲存在機器可讀載體上。

換言之，因此，本發明方法之實施例為具有在電腦程式在電腦上運行時用於執行本文中所描述之方法中之任一者的程式碼之電腦程式。

因此，本發明方法之另一實施例為其上記錄有用於執行本文中所描述之方法中之任一者之電腦程式之資料載體(或數位儲存媒體或電腦可讀媒體)。資料載體、數位儲存媒體或記錄媒體通常係有形或非揮發性的。

因此，本發明方法之另一實施例為表示用於執行本文中所描述之方法中之任一者之電腦程式之資料流或信號序列。資料流或信號序列可經組配以例如經由資料通訊鏈路(例如，經由網際網路)而傳輸。

另一實施例包括經組配或經調適以執行本文中所描述之方法中之任一者之處理單元，例如電腦或可規劃邏輯器件。

另一實施例包括其上安裝有用於執行本文中所描述之方法中之任一者的電腦程式之電腦。

根據本發明之另一實施例包括經組配以將用於執行本文中所描述的方法中之至少一者之電腦程式傳輸至接收器之器件或系統。舉例而言，傳輸可為電子或光學的。舉例而言，接收器可為電腦、行動器件、記憶體器件或類似器件。舉例而言，器件或系統可包括用於將電腦程式傳輸至接收器之檔案伺服器。

在一些實施例中，可規劃邏輯器件(例如，場可規劃閘陣列、FPGA)可用於執行本文中所描述之方法之功能性中之一些或全部。在一些實施例中，場可規劃閘陣列可與微處理器協作以執行本文中所描述之方法中之任一者。一般而言，在一些實施例中，該等方法由任何硬體器件執行。該硬體器件可為任何普遍適用之硬體，諸如電腦處理器(CPU)或特定於該方法之硬體，諸如ASIC。

上文所描述之實施例僅僅表示本發明之原理之說明。應理解，其他熟習此項技術者將瞭解本文中所描述之配置及細節之修改及變化。此係希望本發明僅受以下申請專利範圍之範疇限制，而不受本文中藉助於對實施例之描述及論述已呈現之特定細節限制之原因。

6:第一聲道信號 8:第二聲道信號 10:控制信號產生器 12:混合信號產生器級 12a:輸入級 12b:分支級 13a:第一混合信號 13b:第二混合信號 14:混合器級 15a:第一控制信號 15b:第二控制信號 16:介面 16a:傳輸器級/接收天線 16b:接收器級/天線 21:第一揚聲器 22:第二揚聲器 24:頭枕 25:方向盤 26:聽眾 30:反相器 31:移相器 32,32',33c:加法器 33a,33b,38,38',40,40':位準調整器 34:第一下游90°移相器 34':第一移相器 35,35':分支點 36:第二下游-90°移相器 36':第二移相器 42:第一加法器 44:第二加法器 46,48:放大器 51,52:距離感測器 62:第一接收放大器 64:第二接收放大器 L,R:信號

隨後參考隨附圖式更詳細地描述本發明之較佳實施例，其中： 圖1   展示用於在空間中提供聲音之裝置之較佳實施例； 圖2   展示以差信號作為混合信號的基礎之第一實施例； 圖3   藉由使用具有駕駛員之載具內部空間之實例展示二個揚聲器之配置； 圖4   展示以和信號作為混合信號的基礎之實施例； 圖5   展示以聲道信號作為混合信號的基礎之本發明之實施； 圖6   展示具有另一聲道信號及混合信號之基礎之另一實施例； 圖7   展示使用二個聲道信號作為混合信號的基礎之實施例，其中混合信號產生器級包含另一輸入級及另一分支級； 圖8   展示以單聲道信號及差信號作為二個混合信號的基礎之另一實施例； 圖9   展示參考圖8之替代實施例，其中其他聲道信號相位反相；且 圖10 以示意圖示展示具有頭部與揚聲器之間的距離量測之本發明之較佳實施例。

6:第一聲道信號

8:第二聲道信號

10:控制信號產生器

12:信號產生器級

13a:第一混合信號

13b:第二混合信號

14:混合器級

15a:第一控制信號

15b:第二控制信號

16:介面

Claims (16)

1. 一種用於在具有一第一揚聲器(21)及一第二揚聲器(22)之一空間中提供聲音的裝置，其包含：一控制信號產生器(10)，其用於產生該第一揚聲器(21)之一第一控制信號(15a)及該第二揚聲器(22)之一第二控制信號(15b)，其中該控制信號產生器(10)包含：一混合信號產生器級(12)，其用於自一第一聲道信號(6)或一第二聲道信號(8)為該第一控制信號(15a)產生一第一混合信號(13a)及為該第二控制信號(15b)產生一第二混合信號(13b)使得該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)具有一相位差；及一混合器級(14)，其用於將該第一聲道信號(6)與該第一混合信號(13a)混合以得到該第一控制信號(15a)，及用於將該第二聲道信號(8)與該第二混合信號(13b)混合以得到該第二控制信號(15b)；以及一介面(16)，其用於將該第一控制信號(15a)傳輸至該第一揚聲器(21)及用於將該第二控制信號(15b)傳輸至該第二揚聲器，其中該混合信號產生器級(12)經組配以產生該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)使得該相位差在160°與200°之間，或其中該混合信號產生器級(12)包含：一輸入級(12a)，其用以產生一共同信號(35)；以及一分支級(12b)，其用以自該共同信號(35)產生該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)，其中該分支級(12b)包含針對該第一混合信號(13a)之一第一移相器(34)及針對該第二混合信號(13b)之一第二移相器(36)，其中該第一移相器(34)及該第二移相器(36)經組配以使得該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)包含該相位差，或其中該混合信號產生器級(12)包含：一輸入級(12a)，其用以產生一共同信號 (35)；以及一分支級(12b)，其用以自該共同信號(35)產生該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)；以及一另一輸入級，其用以產生一另一共同信號(35')；一另一分支級，其用以自該另一共同信號(35')產生一第一另一混合信號及一第二另一混合信號；以及其中該混合器級(14)經組配以將該另一第一混合信號與該第一混合信號(13a)或該第一聲道信號(6)混合，及將該另一第二混合信號與該第二混合信號(13b)或該第二聲道信號(8)混合。
2. 如請求項1之裝置，其中該空間為一載具之一內部空間或一靜止空間，且其中該裝置包含該第一揚聲器(21)及該第二揚聲器(22)，其中該第一揚聲器(21)及該第二揚聲器(22)配置於該載具中或該靜止空間中。
3. 如請求項2之裝置，其中該第一揚聲器(21)及該第二揚聲器(22)配置於該載具或該靜止空間之一頭枕(24)中。
4. 如請求項1之裝置，其中該控制信號產生器(10)經組配以控制該第一揚聲器(21)及該第二揚聲器(22)使得藉由用該第一控制信號(15a)控制該第一揚聲器(21)及藉由用該第二控制信號(15b)控制該第二揚聲器(22)來產生一差波場。
5. 如請求項1之裝置，其中該混合信號產生器級(12)經組配以調整該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)之位準。
6. 如請求項1之裝置，其中該混合信號產生器級(12)經組配以自該第一聲道信號(6)與該第二聲道信號(8)之間的一差、自該第一聲道信號(6)與該第二聲道信號(8)之一和、僅自該第一聲道信號(6)、僅自該第二聲道信號(8)、自該第一聲道信號(6)與該第二聲道信號(8)之該和及該差的一組合或自該第一聲道信號(6)與該第二聲道信號(8)之一組合產生該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)。
7. 如請求項1之裝置，其中該混合信號產生器級(12)包含一相位 轉換器以自該第一聲道信號(6)及該第二聲道信號(8)產生一差信號及以一第一方式處理該差信號或自該差信號導出之一信號以便產生該第一混合信號(13a)及以一第二方式處理該差信號或自該差信號導出之一信號以便產生該第二混合信號(13b)，其中該第二方式不同於該第一方式。
8. 如請求項1之裝置，其中該分支級(12b)包含針對該第一混合信號(13a)之一第一位準調整器(38)及針對該第二混合信號(13b)之一第二位準調整器(40)，其中該第一位準調整器(38)及該第二位準調整器(40)可一起控制。
9. 如請求項1之裝置，其中該輸入級(12a)經組配以自該第一聲道信號(6)及該第二聲道信號(8)決定一差信號，其中該差信號表示該共同信號(35)，或其中該輸入級(12a)經組配以自該第一聲道信號(6)及該第二聲道信號(8)決定一和信號，其中該和信號表示該共同信號(35)，或其中該輸入級(12a)經組配以自該第一聲道信號(6)及該第二聲道信號(8)決定一差信號，自該第一聲道信號(6)及該第二聲道信號(8)決定一和信號，以及組合該差信號或自該差信號導出之一信號與該和信號或自該和信號導出之一信號以便得到該共同信號(35)。
10. 如請求項1之裝置，其中該輸入級(12a)經組配以將該第一聲道信號(6)用作共同信號，且其中該另一輸入級經組配以將該第二聲道信號(8)用作另一共同信號。
11. 如請求項1之裝置，其中該介面(16)或該混合器級(14)經組配以放大該第一控制信號(15a)且將經放大的該第一控制信號(15a)施加至該第一揚聲器(21)，且其中該介面(16)經組配以放大該第二控制信號(15b)且將經放大的該第二控制信號(15b)施加至該第二揚聲器(22)，或其中該介面(16)包含一無線電介面以用一無線方式發出該第一控制信號 (15a)及該第二控制信號(15b)。
12. 一種用於在具有一第一揚聲器(21)及一第二揚聲器(22)之一空間中提供聲音的裝置，其包含：一控制信號產生器(10)，其用於產生該第一揚聲器(21)之一第一控制信號(15a)及該第二揚聲器(22)之一第二控制信號(15b)，其中該控制信號產生器(10)包含：一混合信號產生器級(12)，其用於自一第一聲道信號(6)或一第二聲道信號(8)為該第一控制信號(15a)產生一第一混合信號(13a)及為該第二控制信號(15b)產生一第二混合信號(13b)使得該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)具有一相位差；及一混合器級(14)，其用於將該第一聲道信號(6)與該第一混合信號(13a)混合以得到該第一控制信號(15a)，及用於將該第二聲道信號(8)與該第二混合信號(13b)混合以得到該第二控制信號(15b)；以及一介面(16)，其用於將該第一控制信號(15a)傳輸至該第一揚聲器(21)及用於將該第二控制信號(15b)傳輸至該第二揚聲器，其中該空間為一載具之一內部空間或一靜止空間，且其中該裝置包含該第一揚聲器(21)及該第二揚聲器(22)，其中該第一揚聲器(21)及該第二揚聲器(22)配置於該載具中或該靜止空間中，以及其中該第一揚聲器(21)配置於相對於一駕駛員位置之左側，且該第二揚聲器(22)配置於相對於一駕駛員位置之右側，或其中該第一揚聲器(21)配置於相對於一座位位置左側之該靜止空間中，且該第二揚聲器(22)配置於相對於該座位位置右側之該靜止空間中，或其中一對揚聲器配置於在該載具中或在該靜止空間中的若干位置處，其中一偵測器經組配以偵測該若干位置之一位置是否被佔用，且其中該裝置經組配以針對一未被佔用位置停用與該未被佔用位置相關聯的該對揚聲器，或 包含一聲音系統，該聲音系統包括配置於該載具中或該靜止空間中之多個另外的揚聲器，及經組配以處理一多聲道音訊信號使得可實現該載具中或靜止空間中之聲源的一定位之一聲音處理器，或包含一第一距離感測器(52)，其靠近該第一揚聲器(21)及一第二距離感測器(51)，其靠近該第二揚聲器(22)，或一共同距離感測器，用於量測一頭部(26)與各別揚聲器之間的一距離，其中該控制信號產生器(10)經組配以分別對用於該第一及該第二揚聲器(22)之該控制信號之該位準或對於高音及低音，或對於控制信號之間的一延遲做出改變，作為在一變化距離的情況下對來自該第一、該第二或該共同距離感測器之一感測器信號的一回應。
13. 如請求項12之裝置，其中該第一距離感測器及該第二距離感測器或該共同距離感測器容納於該載具之一頭枕(24)中或該靜止空間中之一座位中。
14. 如請求項12之裝置，其中該控制信號產生器(10)經組配以在該第一、第二或共同距離感測器偵測到該頭部(26)與該第一及/或第二揚聲器(22)之間的一增加距離的情況下，增加用於該揚聲器之該控制信號之一位準或與較高頻率相比之低頻率，或減少用於該揚聲器之該控制信號的一延遲，或其中該控制信號產生器(10)經組配以在該第一、第二或共同距離感測器偵測到該頭部(26)與該第一(21)及/或第二揚聲器(22)之間的一減少距離的情況下，減小用於該揚聲器之該控制信號之一位準或與較高頻率相比之低頻率，或增加用於該揚聲器之該控制信號的一延遲。
15. 一種用於在具有一第一揚聲器(21)及一第二揚聲器(22)之一空間中提供聲音的方法，其包含：產生用於該第一揚聲器(21)之一第一控制信號(15a)及用於該第二揚聲器(22)之一第二控制信號(15b)，其中所述產生包含： 自一第一聲道信號(6)或一第二聲道信號(8)為該第一控制信號(15a)產生一第一混合信號(13a)及為該第二控制信號(15b)產生一第二混合信號(13b)使得該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)具有一相位差；及將該第一聲道信號(6)與該第一混合信號(13a)混合以得到該第一控制信號(15a)，及用於將該第二聲道信號(8)與該第二混合信號(13b)混合以得到該第二控制信號(15b)；以及將該第一控制信號(15a)傳輸至該第一揚聲器(21)及用於將該第二控制信號(15b)傳輸至該第二揚聲器(22)，其中所述產生該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)包含產生該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)使得該相位差在160°與200°之間，或其中所述產生該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)包含：產生一共同信號(35)；以及使用一分支級(12b)以自該共同信號(35)產生該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)，其中該分支級(12b)包含針對該第一混合信號(13a)之一第一移相器(34)及針對該第二混合信號(13b)之一第二移相器(36)，其中該第一移相器(34)及該第二移相器(36)經組配以使得該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)包含該相位差，或其中所述產生該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)包含：產生一共同信號(35)；使用一分支級(12b)以自該共同信號(35)產生該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)；產生一另一共同信號(35')；以及使用一另一分支級以自該另一共同信號(35')產生一第一另一混合信號及一第二另一混合信號；其中所述混合包含將該另一第一混合信號與該第一混合信號(13a)或該第一聲道信號(6)混合，及將該另一第二混合信號與該第二混合信號(13b)或該第二聲道信號(8)混合，或其中該空間為一載具之一內部空間或一靜止空間，且其中該方法包含使用 該第一揚聲器(21)及該第二揚聲器(22)，其中該第一揚聲器(21)及該第二揚聲器(22)配置於該載具中或該靜止空間中，以及其中該第一揚聲器(21)配置於相對於一駕駛員位置之左側，且該第二揚聲器(22)配置於相對於一駕駛員位置之右側，或其中該第一揚聲器(21)配置於相對於一座位位置左側之該靜止空間中，且該第二揚聲器(22)配置於相對於該座位位置右側之該靜止空間中，或其中一對揚聲器配置於在該載具中或在該靜止空間中的若干位置處，其中偵測該若干位置之一位置是否被佔用，且其中該方法包含針對一未被佔用位置停用與該未被佔用位置相關聯的該對揚聲器，或使用一聲音系統，該聲音系統包括配置於該載具中或該靜止空間中之多個另外的揚聲器，並處理一多聲道音訊信號使得可實現該載具中或靜止空間中之聲源的一定位，或使用靠近該第一揚聲器(21)之一第一距離感測器(52)及使用靠近該第二揚聲器(22)之一第二距離感測器(51)，或使用用於量測一頭部(26)與各別揚聲器之間的一距離的一共同距離感測器，其中產生該第一控制信號(15a)及該第二控制信號(15b)包含分別對用於該第一及該第二揚聲器(22)之該控制信號之一位準或對於高音及低音，或對於控制信號之間的一延遲做出改變，作為在一變化距離的情況下對來自該第一、該第二或該共同距離感測器之一感測器信號的一回應。
16. 一種空間，其包含：一第一揚聲器(21)及一第二揚聲器(22)；以及用於在具有該第一揚聲器(21)及該第二揚聲器(22)之該空間中提供聲音的一裝置，該裝置包含：一控制信號產生器(10)，其用於產生該第一揚聲器(21)之一第一控制信號 (15a)及該第二揚聲器(22)之一第二控制信號(15b)，其中該控制信號產生器(10)包含：一混合信號產生器級(12)，其用於自一第一聲道信號(6)或一第二聲道信號(8)為該第一控制信號(15a)產生一第一混合信號(13a)及為該第二控制信號(15b)產生一第二混合信號(13b)使得該第一混合信號(13a)及該第二混合信號(13b)具有一相位差；及一混合器級(14)，其用於將該第一聲道信號(6)與該第一混合信號(13a)混合以得到該第一控制信號(15a)，及用於將該第二聲道信號(8)與該第二混合信號(13b)混合以得到該第二控制信號(15b)；以及一介面(16)，其用於將該第一控制信號(15a)傳輸至該第一揚聲器(21)及用於將該第二控制信號(15b)傳輸至該第二揚聲器，其中該空間為一載具之一內部空間，或其中該第一揚聲器(21)及該第二揚聲器(22)以在10cm與1m之間的間隔配置，或包含用於一個人之具有一頭枕(24)之一座位，該第一揚聲器(21)及該第二揚聲器(22)配置於該頭枕(24)處或該頭枕(24)中。