WO2022218823A1 - Lautsprechersystem, verfahren zum herstellen des lautsprechersystems, beschallungsanlage für einen vorführbereich und vorführbereich - Google Patents

Lautsprechersystem, verfahren zum herstellen des lautsprechersystems, beschallungsanlage für einen vorführbereich und vorführbereich Download PDF

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WO2022218823A1
WO2022218823A1 PCT/EP2022/059310 EP2022059310W WO2022218823A1 WO 2022218823 A1 WO2022218823 A1 WO 2022218823A1 EP 2022059310 W EP2022059310 W EP 2022059310W WO 2022218823 A1 WO2022218823 A1 WO 2022218823A1
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signal
sound generator
loudspeaker system
push
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PCT/EP2022/059310
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Klaus Kaetel
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Kaetel Systems Gmbh
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    • H04R2201/40Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/403Linear arrays of transducers

Definitions

  • Loudspeaker system method of manufacturing the loudspeaker system, public address system for a performance area and performance area
  • the present invention relates to audio signal processing and playback, and more particularly to a speaker system having at least four sound generators for generating a dual-mode signal having common-mode and differential-mode components.
  • the present invention also relates to a public address system for a demonstration area and a demonstration area.
  • acoustic scenes are recorded using a set of microphones. Each microphone outputs a microphone signal.
  • a microphone signal For example, for an orchestral audio scene, 25 microphones may be used.
  • a sound engineer performs a mixing of the 25 microphone output signals into, for example, a standard format such as a stereo format, a 5.1, a 7.1, a 7.2, or other appropriate format.
  • a stereo format for example, two stereo channels are created by the sound engineer or an automatic mixing process.
  • a 5.1 format mixing results in five channels and one subwoofer channel.
  • a mix is made into seven channels and two subwoofer channels in a 7.2 format, for example.
  • a mixed result is fed to electrodynamic loudspeakers.
  • two speakers exist, with the first speaker receiving the first stereo channel and the second speaker receiving the second stereo channel.
  • a 7.2 playback format for example, there are seven loudspeakers in predetermined positions and two subwoofers that can be placed relatively arbitrarily. The seven channels are routed to their respective speakers, and the two subwoofer channels are routed to their respective subwoofers.
  • a second set of microphones is placed above or to the side of the acoustic scene to record a low-Q or low-directivity signal intended to represent the rotation of the sound waves as opposed to translation.
  • corresponding loudspeakers are placed in the typical standard positions, each having an omnidirectional array to reproduce the rotational signal and a directional array to reproduce the "conventional" translational sound signal.
  • European patent EP 2692144 B1 discloses a loudspeaker for reproducing, on the one hand, the translatory audio signal and, on the other hand, the rotary audio signal.
  • the loudspeaker has an omnidirectional emitting arrangement on the one hand and a directional emitting arrangement on the other hand.
  • the recording and playback of the rotational sound field in addition to the translational sound field leads to a significantly improved and thus high-quality audio signal perception, which almost conveys the impression of a live concert, although the audio signal is reproduced through loudspeakers or headphones or earphones.
  • a disadvantage of the concept described is that the recording of the additional signal, which reproduces the rotation of the sound field, represents an additional expense.
  • pieces of music be it classical pieces or pop pieces, in which only the conventional translational sound field has been recorded. These pieces are typically still highly compressed in their data rate, such as in accordance with the MP3 standard or the MP4 standard, which contributes to an additional deterioration in quality which, however, is normally only audible to experienced listeners.
  • the present invention is based on the finding that, with regard to the loudspeaker system, a first sound generator with a first emission direction and a second sound generator with a second emission direction and a third sound generator with a third emission direction and a fourth sound generator with a fourth emission direction are used, wherein the sound generators are arranged relative to one another such that a first emission direction of the first sound generator and a second emission direction of the second sound generator intersect in a sound chamber and preferably have an intersection angle that is greater than 60° and less than 120°. Furthermore, the third sound generator and the fourth sound generator are arranged in such a way that they also emit into the same sound chamber into which the other two sound generators also emit.
  • the at least four sound generators and the sound chamber are housed in a housing, the housing having a gap which is designed to enable gas communication between the sound chamber and an area surrounding the loudspeaker system.
  • the signal processor the first sound generator and the second sound generator are controlled in such a way that a common-mode signal that is supplied to the first sound generator and the second sound generator is superimposed with a push-pull signal in order to obtain the control signal for the first sound generator.
  • the common mode signal is overlaid with a second push-pull signal in order to obtain the control signal for the second sound generator.
  • the two push-pull signals are different from each other.
  • the third sound generator is preferably driven based on the same signal as the first sound generator and the fourth sound generator is driven based on the same signal as the first sound generator.
  • the generated sound signal also has sound velocity vectors that rotate, i.e. rotate and thus generate a rotary sound signal in the environment of the loudspeaker, which together with the translatory sound field leads to the audio perception becoming particularly lifelike. Due to the multiple pairs of sound generators, the listener gets the impression of a line sound source. This is particularly advantageous when several loudspeaker systems are arranged together in a demonstration area and are intended to reproduce a specific channel, such as the center channel, in a spatially limited manner.
  • the quality of the loudspeaker system according to the invention is superior because the rotary sound field is also generated in addition to the translatory sound field, which creates a particularly high-quality, almost “live” impression.
  • the generation of this particularly lifelike sound field with translational and rotational components, i.e. with linear and rotating sound velocity vectors is particularly compact, because two sound generators arranged at an angle to one another in a sound chamber generate the combined sound field emerging through a gap.
  • the loudspeaker system is arranged separately from the signal processor.
  • the loudspeaker system has two signal inputs, which can be wired or wireless, with a signal for a sound generator in the loudspeaker system being generated at each signal input.
  • the signal processor which supplies the control signals for the sound generators, is located remotely from the actual loudspeaker system and is connected to the loudspeaker system via a direct connection, such as a wired connection or a wireless connection.
  • the two or more pairs of sound generators are driven by the same signals, respectively. This means that when the pairs of sound generators are each arranged one above the other, one sound generator of a pair always receives the first signal and the other sound generator of the pair receives the second signal as a control signal. This is done for the other pairs as well.
  • the signal processor is integrated into the speaker system.
  • the common-mode signal and, depending on the implementation and exemplary embodiment, the push-pull signal are derived separately or from the common-mode signal in the speaker system with an integrated signal processor.
  • One aspect of the present invention thus relates to the speaker system without a signal processor.
  • Another Aspect of the present invention thus also relates to the signal processor without loudspeaker system and a further aspect of the present invention relates to the loudspeaker system with an integrated signal processor.
  • the two push-pull signals are derived from a base push-pull signal using two all-pass filter processing, in a preferred embodiment the base push-pull signal is filtered with a first all-pass filter to directly or optionally generate the first push-pull signal using further processing steps.
  • the basic push-pull signal is filtered here with a second all-pass filter, which differs from the first all-pass filter, in order to then generate the second push-pull signal for the second sound generator in the loudspeaker system directly or using additional processing steps if necessary.
  • the basic push-pull signal which is processed using preferably two different all-pass filters to generate the two push-pull signals for the two sounders in the loudspeaker system, can be obtained in different ways.
  • One possibility is to directly record this signal separately with specific microphone arrays and generate it together with the translational or common-mode signal as a combined audio representation. This ensures that the common-mode signal for the translatory sound component and the differential-mode signal for the rotary sound component are not mixed on the way from recording to reproduction in the signal processor according to the invention.
  • the basic push-pull signal can be derived from the common-mode signal by high-pass filtering and/or possibly attenuation or amplification.
  • the push-pull signal is derived from this multi-channel representation.
  • a stereo signal for example, a side signal is calculated that represents the difference between the left and right channels, with this side signal then being correspondingly attenuated or amplified, if necessary, and mixed with a non-high-pass filtered or high-pass-filtered common-mode signal, depending on the implementation.
  • the side signal alone can already be used as a basic push-pull signal if the output signal is a stereo signal.
  • the basic push-pull signal can be generated as the difference between any two channels of the multi-channel representation. For example, a difference between left and right rear (right surround) could be created, or alternatively a difference between the middle channel (center channel) and one of the other four channels of a five-channel display. With such a five-channel display, however, a difference between left and right can also be determined, as in the case of a stereo display, in order to generate the side signal. In a further exemplary embodiment, certain channels of the five-channel representation can be added, ie a two-channel downmix can be determined, from which the basic push-pull signal can then be obtained by difference formation.
  • An exemplary implementation for generating a two-channel downmix signal consists of adding the left rear (left surround), left and center weighting factors, if necessary, to generate a left downmix channel.
  • the channel on the right rear (right surround) is added to the right channel and the middle channel again, with weighting factors if necessary.
  • the basic push-pull signal can then be determined by taking the difference between the left downmix channel and the right downmix channel.
  • 1a is a sectional view of a loudspeaker according to an aspect of the present invention.
  • Figure 1b is a front view of a loudspeaker according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 1c shows a sectional view of the loudspeaker from FIG. 1a, with an additional partition
  • 1d is a sectional view of a loudspeaker according to the first aspect of the present invention with an acoustic impedance matching element, such as a horn;
  • 1e shows a schematic representation of the sound field with translational and rotational sound velocity vectors in the vicinity of the loudspeaker according to the first aspect of the present invention
  • Figure 1f is a perspective view of a speaker system having an array of transducers on each side of the gap;
  • FIG. 1g is a top plan view of the speaker system of FIG. 1d with the cover removed and a top-to-bottom acoustic chamber and top-to-bottom separate rear chambers;
  • 4a shows a further schematic representation of band-pass filters that are nested or interlocked or interlaced with one another, divided into odd-numbered and even-numbered band-pass filters;
  • 4b shows a preferred embodiment for generating the push-pull signals with the basic push-pull signal being derived from a difference between two channels;
  • 4c shows an alternative representation of the generation of the basic push-pull signal from the common-mode signals
  • Fig. 5a is a schematic representation of a scenario with multiple dual-mode twin transducer speakers and a mobile device such.
  • FIGS. 1d and 1e shows a schematic representation of a loudspeaker system from FIGS. 1d and 1e with eight sound generators per array and common array control;
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a cinema as an example of a projection area, in which a public address system, which is built up from a number of loudspeaker systems, is arranged as a central loudspeaker system behind a screen; and
  • FIG. 7 shows a plan view of the screen from FIG. 6 with a public address system arranged schematically behind it and perforations in the screen.
  • Fig. 1a shows a loudspeaker system with a first sound generator 11 with a first
  • Emission direction 21 and a second sound generator with a second emission Rich device 22 are arranged to each other that the two
  • the two sound converters are arranged in such a way that the emission directions of the sound generators intersect at an angle of preferably 90° or in a preferred range between 80° and 100°.
  • the angle a falls to an angle of more than 60°, when the emission directions become more parallel, or when the angle 20 in FIG. 1a increases to 120°, if The emission directions of the sound generators are less parallel and more directed towards each other, resulting in good sound emission characteristics of the loudspeaker.
  • FIG. 1b shows a front view of the loudspeaker system, in which the gap 16 is shown in the front talansicht, wherein the entire housing 14 or the sound chamber 10 is closed off by a cover 14e and a base 14d.
  • the reference number 14a designates the frontal wall in which the gap 16 is arranged.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a loudspeaker system similar to Fig.
  • a partition wall 18 is arranged in the sound chamber 10, which has a partition wall end close to the gap 16 and on the other side, ie at that of the gap side facing away is connected to the housing 14b of the first and third sound transducer and the housing 14c of the second and fourth sound transducer, so that communication from the first and third sound generator to the second and fourth sound generator is only around the area of the partition end, i.e. in the area takes place, in which the gap 16 is also arranged.
  • FIG. 1b also shows schematically the arrangement of the at least two pairs or four sound transducers 11, 12, 13, 15 using the reference symbols, the dashed line representing a schematic separation of the individual sound transducers.
  • This separation for the individual sound transducers is only schematic and does not represent a separation of the sound chamber 10 or the rear chambers 10a, 10b.
  • there could be a continuous plate for each side in which holes are drilled which are of the order of the membranes , And the individual transducers are z. B. fastened by screws.
  • the two plates with the attached individual transducers are then arranged at an angle to one another, as shown in the top view of FIGS. 1a and 1g, so that there is a continuous sound chamber between the plates at the front and the separate rear chambers at the rear, which are also continuous result.
  • FIG. 1b On the right in FIG. 1b is the representation of the housing 14 with the front wall 14a, two side walls 14g, the cover 14e, the base 14d and the rear wall 14h. All walls are closed, except for the front wall, which has the continuous gap 16, which causes the sound emission of the loudspeaker system to be perceived as a line sound source.
  • the partition wall 18 is provided when the signal generation for the push-pull signal for the respective sound generator takes place in such a way that the frequency content of the two push-pull signals is essentially the same.
  • no interleaved band-pass filters are used, such an exemplary push-pull signal generation being shown in Fig. 4c.
  • no partition wall is provided in the exemplary embodiment shown in FIG. 1a.
  • This embodiment of the loudspeaker system is preferably combined with push-pull signal generation, in which the two push-pull signals for the four or more sound generators are generated using interleaved bandpass filters, so that the frequency content of one push-pull signal is essentially interleaved with the frequency content of the other push-pull signal.
  • interleaved is to be understood here only as approximately interleaved, because bandpass filters always have overlaps between adjacent channels, since bandpass filters with a very steep edge cannot be implemented, or can only be implemented with great effort.
  • a bandpass filter implementation as shown schematically in Fig.
  • 3b is also viewed as a nested bandpass filter implementation, although there are always areas of overlap between the different bandpass filters, but with regard to the frequency components at the center frequency of the respective bandpass filter, for example at least 6 dB and preferably at least 10 dB attenuated.
  • Fig. 1d shows an alternative implementation of the loudspeaker system of Fig. 1a, in which the four sound generators are housed individually with the housings 14b, 14c, but the housing 14 has a more pronounced rectangular shape (as shown, for example, on the right in Fig. 1b). , as is required for certain implementations, for example. Nevertheless, a housing partition 14f is provided in order to separate the first and third sound generators 11, 13 and the second and fourth sound generators 12, 15 from one another with regard to their rear volume. In addition, the housing 14 is designed in such a way that the rear volume is also separated from the sound chamber 10 “at the front”, in the case of the sound chamber 10 .
  • a matching element 19 such as a horn, is provided in addition to the gap 16 in order to adapt the acoustic impedance at the gap to the acoustic impedance in the vicinity of the loudspeaker system along the Adjust horns in such a way that a better sound exits and with fewer reflection losses.
  • the speaker system is to be designed flat, e.g. B. in a public address system of Fig. 6, no or only a flat adjustment element is used
  • FIG. 1e shows a schematic representation of the loudspeaker system from FIG. 1a with a schematic representation of the sound field in the vicinity of the loudspeaker system, outside the gap 16.
  • Sound velocity vectors 30 are shown as examples, which reproduce the translatory sound as it moves away from the gap around the speaker system.
  • rotating sound velocity vectors 32 that are drawn in schematically are also shown, which are located in specific directions around or between the translatory sound velocity vectors and represent a rotating sound field.
  • the gap 16 in the frontal area 14a is formed such that the frontal area 14a is divided into a left-hand part in plan view, which is arranged to the left of the gap in FIG. 1b, for example, and a right-hand part.
  • the division preferably takes place centrally, so that the gap in the frontal area, in the frontal dimension of the acoustic chamber 10, runs centrally from top to bottom, but the deviation from the center can be within a tolerance range of +/- 20° from the right-hand dimension of the right part perpendicular to the gap. This means that the gap can be shifted to the right or left by 20% of the dimension of the right and left parts if the gap were located in the middle.
  • the gap is formed entirely from bottom to top. However, the gap is not formed in the cover and not in the base. These two elements, on the other hand, are designed without an opening throughout.
  • the gap is between 0.5 cm and 4 cm wide.
  • the dimension of the gap is particularly preferably in a range between 1 cm and 3 cm and particularly preferably between 1.5 cm and 2 cm.
  • the partition wall 18, which is shown in Fig. 1c, is designed to divide the sound chamber 10 into a first area for the first and third and possibly further sound generators and into a second area for the second and fourth and possibly further sound generators.
  • one end of the partition near the gap but spaced from the gap is located, so that the first area for the first and third and possibly further sound generators and the second area for the second and fourth and possibly further sound generators is in gas communication with the surroundings of the loudspeaker system through the gap.
  • the first area and the second area are also in gas communication with each other because the partition wall 18 does not extend completely to the gap.
  • the partition wall is connected to either the first or second or third or fourth sound generator, as z. B. shown in Fig. 1c.
  • the partition can also be arranged between the first and the second or the third and the fourth sound generator so that the first and the second or the third and the fourth sound generator do not touch but are connected to the partition in this way that gas communication is interrupted in the “rear” area of the partition.
  • the height of the first housing 14b and the height of the second housing 14c is between 4 cm and 20 cm per pair of sound generators and particularly preferably between 5 cm and 15 cm per pair of sound generators.
  • the width of the first housing and the width of the second housing is between 5 cm and 15 cm and particularly preferably between 9 cm and 11 cm.
  • the depth is preferably in a range between 5 cm and 15 cm and particularly preferably between 9 cm and 11 cm.
  • An alternative implementation of housing 14, as shown in FIG. 1d, is similar to the previous embodiment. The width refers to one half of the housing, so that the entire housing of the sound generator is between 10 cm and 30 cm. The depth is similar to the dimensions presented above.
  • FIG. 1f shows a perspective view of a loudspeaker system with an array of acoustic transducers on each side of the gap 16.
  • FIG. The individual pairs of sound generators are indicated schematically. It should be pointed out that the individual sound generators are preferably aligned one above the other and parallel to one another. In addition to the first two pairs 11, 12, 13, 14, further pairs 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 43b, 44a, 44b are shown.
  • a first rear chamber 10a communicating with a rear side of the first sound generator 11 and a rear side of the third sound generator 13 is continuously formed from top to bottom.
  • the second rear chamber 10b, which communicates with a rear side of the second sound generator 12 and a rear side of the fourth sound generator 15, is also formed continuously from top to bottom.
  • the first rear chamber 10a, the second rear chamber 10b and the acoustic chamber 10 are each separated from one another.
  • the third sound generator 13 with the third emission direction 23 and the fourth sound generator 15 with the fourth emission direction 25 are arranged in relation to one another such that the third emission direction 23 is essentially the same as the first emission direction 21 and the fourth emission direction 25 is essentially the same as the second emission direction 22 is.
  • Fig. 1 f at least 6 pairs of signal generators 11, 12, 13, 15, 41a, 41b, 421, 42b, 43a, 43b, 44a, 44b, 45a, 45b, 46a, 46b are arranged in the housing 14, wherein for 6 and 7, eight pairs in one cabinet per loudspeaker system are preferred.
  • the transducers of the respective pairs are arranged in parallel, so that the emission directions of the sound generators arranged one on top of the other are the same. All sound generators 11, 13, 41a, 42a, 43a, 44a are thus aligned in the same way and arranged one above the other in a column type.
  • the respective other sound generators of the pairs i.e. the sound generators 12, 15, 41b, 42b, 43b, 44b, are aligned in the same way and arranged one above the other in a column type in order to all emit into the same sound chamber in which, depending on the embodiment, the partition wall 18 is arranged, which also extends continuously through the housing 14 from top to bottom.
  • FIGS. the speaker system in which the speaker system is integrated with the signal processor.
  • the speaker system in the embodiment shown in FIG second sound generator signal 52 to drive.
  • an amplifier 324 and 344 is also arranged in front of the sound generators 11, 13, . . . or 12, 15, .
  • these amplifiers can be integrated into the loudspeaker system or can be integrated into the signal processor.
  • the signal processor is located remotely from the speaker system and e.g. B. communicates wirelessly with the loudspeaker system, the amplifiers 324, 344 are arranged in the loudspeaker system and the signals 51, 52 z. B.
  • the first push-pull signal processing includes all-pass filtering, as represented by "AP” in Figure 2a and other figures.
  • the second push-pull signal processing also includes all-pass filtering or an all-pass filter, as is also shown with “AP” in FIG. 2a and other figures.
  • the two all-pass filters 326e, 326f are designed to achieve a phase shift by way of the first push-pull signal processing, and to achieve a second phase shift by way of the second push-pull signal processing, which is different from the first phase shift.
  • the phase shift in the first push-pull signal processing is only +90° and the phase shift in the second push-pull processing is ⁇ 90°.
  • the basic push-pull provider 80 is designed to receive the basic push-pull signal from a corresponding source, for example to decode it and pass it on to the input 72, with delays or attenuations/amplifications being able to be made here depending on the implementation.
  • the basic push-pull signal can be obtained from the side signal of mid-side signal processing.
  • the basic push-pull signal provider is also designed to receive both the common-mode signal 71 via the input 81 and any other channel signal, as is also shown with reference to FIG determine, which can then be used directly depending on the implementation or is delayed or can be attenuated or amplified.
  • the basic push-pull signal is derived from the common-mode signal 71 by the basic push-pull signal provider 80 . This is necessary when there is neither a multi-channel signal nor a native recording of the rotating sound field. From the line of the base push-pull signal takes place, as z. 4c, via high-pass filtering and optionally via amplification or attenuation of the common-mode signal before high-pass filtering or after high-pass filtering.
  • FIG. 3a shows a preferred embodiment of the push-pull signal generator.
  • all the all-pass filters 326e, 326f which have already been shown with reference to Fig. 2a, and which produce different phase shifts, which preferably have different signs, there is a first plurality of band-pass filters 320 in the push-pull signal generator for the upper signal path 321 provided, and a second plurality of bandpass filters 340 is provided for the lower signal path, the signal path 341 .
  • the two bandpass filter implementations 320, 340 differ from each other as shown schematically in Figure 3b.
  • the bandpass filter with center frequency f 1 shown at 320a in Figure 3b in terms of its transfer function H(f), and bandpass filter 320b with center frequency f3, shown at 320b, as well as bandpass filter 320c with center frequency f5, belong to the first plurality of bandpass filters 320 and are therefore arranged in the first signal path 321, while the bandpass filters 340a, 340b with the center frequencies f2 and f4 are arranged in the lower signal path 341, i.e. belong to the second plurality of bandpass filters.
  • Fig. 4a shows a schematic representation that 2n even-numbered band-pass filters are used in the generation for the upper drive signal, while 2n-1 (odd-numbered band-pass filters) are used for the generation of the lower drive signal.
  • the bandpass filters in a digital manner, for example by means of a filter bank, a critically sampled filter bank, a QMF filter bank or a Fourier transform of whatever type or an MDCT implementation with subsequent combination or different processing of the tapes can also be used.
  • the different bands can also have a constant bandwidth from the low end to the high end of the frequency range, for example from 50 to 10,000 Hz or above.
  • the number of bands can also be much larger than 20, such as 40 or 60 bands, so that each plurality of bandpass filters represents half of the total number of bands, such as 30 bands in the case of 60 total bands.
  • the signal combiner 50 shows a preferred implementation of the signal combiner 50, the output signal of the first plurality of bandpass filters being added to the common mode signal 323a, which is present at the common mode signal input 71, via the adder 322.
  • the second adder 342 in the signal combiner 50 adds the output signal of the second plurality of bandpass filters 340 back to the common-mode signal 323a, which is present at the input 71 of FIG. 2a, for example.
  • the first all-pass filter 326e and the second all-pass filter 326f receive the basic push-pull signal.
  • the basic push-pull signal 72 is supplied directly to both all-pass filters 326e, 326f.
  • amplification/attenuation can be provided either for both branches 321 and 341 or only for one branch. This could be useful if, for example, the two sound generators in the speaker system, as shown in Fig. 1a, are not formed exactly symmetrically or are not arranged exactly symmetrically.
  • FIG. 4b shows a preferred embodiment of a signal processor in which the basic push-pull signal provider 80 is designed as a side signal generator.
  • the basic push-pull signal provider 80 is designed as a side signal generator.
  • the basic push-pull signal 72 by calculating a difference signal between the common mode signal at input 71 and another channel of a two- or multi-channel representation which for example, a right channel R, a center channel C, a left rear channel LS, or a right rear channel RS.
  • the push-pull signal generator comprises further elements, namely the potentiometer or amplifier with a gain of less than one 375, 326a and the adder 326b and again the potentiometer 326c.
  • Fig 4b before branching first modified, namely by an amplifier or a potentiometer 375. Furthermore, the base push-pull signal is mixed via the adder 326b with the common-mode signal at input 71 and the result of the mixture is through the amplifier or by the potentiometer 326c amplifies. It should be noted, however, that if amplifier 375 has a gain of 1, if amplifier 326a has a gain of 0, i.e. completely attenuates, and if amplifier 326c has a gain of 1, the implementation of Fig 4b is identical to the implementation of Fig. 2a, apart from the nested bandpass filters 320, 340, in the embodiment shown in Fig. 4a and especially Fig.
  • odd bandpasses are placed in the upper branch and even bandpasses are placed in the lower branch.
  • the arrangement of even-numbered and odd-numbered band-pass filters can also take place in reverse, so that the signal processed with the all-pass filter 326e is further processed with even-numbered band-pass filters.
  • the sequence between all-pass filter and filter bank can also be reversed.
  • the all-pass filter can also be dispensed with, since in such a case the filter banks already mean that the push-pull signals in the upper branch and in the lower branch are different from one another.
  • the use of the all-pass filter is advantageous in that, as shown in FIG. the can.
  • no nested filter banks are provided, such as in Fig. 2a or Fig. 4c, it is preferred to provide the partition 18 in the acoustic chamber 10, as shown in Fig. 1c.
  • the output of the all-pass filter then contains the first push-pull signal and the second push-pull signal, which are combined with the common-mode signal via the adders 322, 342, which implement the signal combiner 50 by way of example, as represented by the lines 323a.
  • the control signals for the sound generators 11, 12, 13, 15 can then, depending on the implementation, be amplified by the amplifiers 324, 344 and then fed to the sound generators 11, 12, 13, 15.
  • FIG. 5a shows a preferred implementation of the present invention in connection with a mobile device, e.g. B. a mobile phone.
  • a mobile device 106 includes an output interface symbolized by a transmitting antenna 112 .
  • each loudspeaker system 102, 103, 104 which can preferably be designed as shown in FIGS.
  • the mobile phone 106 includes the signal processor or signal generator 105, which is shown in FIG.
  • the corresponding output amplifiers 324, 344 are preferably arranged in each of the individual loudspeaker systems 102, 103, 104 and the signals to be amplified are supplied at the output of the respective input interfaces of the corresponding loudspeaker systems 102, 103, 104.
  • the mobile phone or the signal processor or signal generator 105 can be designed to, as has been shown with reference to FIG. B. calculate a right channel.
  • the basic push-pull signal provider 80 can also be designed to calculate the side signal as the difference between a left downmix channel and a right downmix channel.
  • B Factor 1.5 weighted center channel C determined.
  • the side signal is obtained by subtracting the left and right downmix channels.
  • the side signal can also be obtained by subtracting LS and RS without using the push-pull signal.
  • Any pair of channels or a downmix channel and an original channel etc. can be used to calculate the side signal and the same common mode signal does not have to be used to calculate the basic push-pull signal, as is shown in FIG is added to the two push-pull signals by the signal combiner.
  • FIG. 5b shows a schematic representation of a loudspeaker system from FIGS. 1d and 1e with eight sound generators per array and common array control. Furthermore, the loudspeaker system comprises a signal generator, as has been explained with reference to FIGS. 3a, 3b, 4a, 4b, 4c, the variant of FIG. 4c being shown in FIG. 5b by way of example.
  • the signal generator includes a signal conditioning stage 69, which is designed to process an input signal 70, from which the common-mode signal 71, or the first push-pull signal, or the second push-pull signal is derived, or the first sound generator signal 51 for the first sound generator 11 and the third sound generator 13, or that second sound generator signal 52 for the second sound generator 12 and the fourth sound generator 15, in terms of signal power and / or in terms of an amplification of higher frequencies compared to lower frequencies.
  • the signal conditioning stage 69 in FIG. 5a is therefore designed to carry out an individual level setting or control and a height amplification for the loudspeaker system separately.
  • a sound system which consists of several loudspeaker systems 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207 from Fig. 1f, has different distances to rows of seats or listening rows 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217. This is due to the staggered arrangement of the rows of seats so that listeners in an upper row of seats can look over listeners in a lower row of seats.
  • the signal conditioning stage adjusts each loudspeaker system for the listening row opposite this system in order to compensate for the loss of level due to the greater distance and to compensate for the loss of height due to the larger air gap from the loudspeaker system to the respective listener.
  • a cutoff frequency for height compensation is in the range of 2 to 4 kHz. The greater the distance, the more stage 69 has to raise the level on the one hand and amplify the higher frequencies on the other.
  • a public address system comprises at least a first loudspeaker system 201 and a second loudspeaker system 202, which is designed according to one of Claims 1 to 28, the second loudspeaker system 202 being arranged on the first loudspeaker system 201, and the housing of the first loudspeaker system 201 being separate from the Housing of the second speaker system 202 is formed.
  • the public address system is listed as a tower of seven speaker systems 201-207.
  • the first loudspeaker system 201 has a first signal conditioning stage 69 and the second loudspeaker system 202 has its own second signal conditioning stage, the first signal conditioning stage 69 and the second signal conditioning stage being set such that a sound level of a sound signal emitted by the first loudspeaker system 201 is smaller than a sound level of a sound signal emitted by the second loudspeaker system 201, or that higher frequencies of one of the first Speaker system 201 emitted sound signal are less amplified than higher Fre frequencies emitted by the second speaker system 201 sound signal.
  • the public address system is located in a demonstration area in which a listening area is arranged, the listening area having a first listening row 211 and a second listening row 212 and, if necessary, further rows 213, 214, 215, 216 , 217, with the second listening row 212 being located above and offset from the first listening row 211.
  • the first listening row 211 is a first distance from the first loudspeaker system 201 and the second listening row 212 is a second distance from the second loudspeaker system 201.
  • the first signal conditioning stage 69 and the second signal conditioning stage are adjusted such that a sound level adjustment or amplification of higher frequencies is implemented proportionally depending on the first distance and the second distance.
  • the first speaker system 201 and the second speaker system 202 are further connected to an audio signal source in such a way as to reproduce a center channel of a multi-channel audio format.
  • a projection screen 220 is positioned between the PA system and the listening rows, such as B. a screen or other Rickan Seaeeinrich device, which may also include a screen. In the area in front of the public address system, this is more permeable to sound emitted by the public address system than in an area that is next to the public address system.
  • a screen such. B. a cinema screen, which is designed to display a picture or a film
  • perforations 230 are formed in the area that is in front of the sound system, as can be seen from Fig.
  • aspects have been described in the context of a device, it should be understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or component of a device can also be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step . Similarly, aspects described in connection with or as a method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by hardware apparatus (or using a Hard ware apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the key process steps can be performed by such an apparatus.
  • embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software. Implementation can be performed using a digital storage medium such as a floppy disk, DVD, Blu-ray Disc, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM or FLASH memory, hard disk or other magnetic or optical memory can be carried out on which electronically readable control signals are stored, which can interact with a programmable computer system in such a way that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer-readable.
  • a digital storage medium such as a floppy disk, DVD, Blu-ray Disc, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM or FLASH memory, hard disk or other magnetic or optical memory
  • the digital storage medium can be computer-readable.
  • Some exemplary embodiments according to the invention thus comprise a data carrier which has electronically readable control signals which are capable of interacting with a programmable computer system in such a way that one of the methods described herein is carried out.
  • exemplary embodiments of the present invention can be implemented as a computer program product with a program code, the program code being effective to carry out one of the methods when the computer program product runs on a computer.
  • the program code can also be stored on a machine-readable carrier, for example.
  • exemplary embodiments include the computer program for performing one of the methods described herein, the computer program being stored on a machine-readable medium.
  • an exemplary embodiment of the method according to the invention is therefore a computer program that has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.
  • a further exemplary embodiment of the method according to the invention is therefore a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program for carrying out one of the methods described herein is recorded.
  • a further exemplary embodiment of the method according to the invention is therefore a data stream or a sequence of signals which represents the computer program for carrying out one of the methods described herein.
  • the data stream or the sequence of signals can be configured in this way, for example be to be trans ferred over a data communication link, for example over the Internet.
  • Another embodiment includes a computer on which the computer program for performing one of the methods described herein is installed.
  • a programmable logic device e.g., a field programmable gate array, an FPGA
  • a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform any of the methods described herein.
  • the methods are performed on the part of any hardware device. This can be universally replaceable hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the process such as an ASIC.

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Abstract

Ein Lautsprechersystem umfasst: einen ersten Schallerzeuger (11) mit einer ersten Emissionsrichtung (21) und einen zweiten Schallerzeuger (12) mit einer zweiten Emissionsrichtung (22), wobei der erste Schallerzeuger (11) und der zweite Schallerzeuger (12) so zueinander angeordnet sind, dass sich die erste Emissionsrichtung (21) und die zweite Emissionsrichtung (22) in einer Schallkammer (10) schneiden; einen dritten Schallerzeuger (13) mit einer dritten Emissionsrichtung (23) und einen vierten Schallerzeuger (15) mit einer vierten Emissionsrichtung (25), wobei der dritte Schallerzeuger (13) und der vierte Schallerzeuger (15) so zueinander angeordnet sind, dass sich die dritte Emissionsrichtung (23) und die vierte Emissionsrichtung (25) in der Schallkammer (10) schneiden; und ein Gehäuse (14), das den ersten Schallerzeuger (11) und den zweiten Schallerzeuger (12), den dritten Schallerzeuger (13) und den vierten Schallerzeuger (15) und die Schallkammer (10) häust, wobei das Gehäuse (14) einen Spalt (16) aufweist, der ausgebildet ist, um eine Gaskommunikation zwischen der Schallkammer (10) und einer Umgebung des Lautsprechersystems zu ermöglichen.

Description

Lautsprechersystem, Verfahren zum Herstellen des Lautsprechersystems, Beschallungsanlage für einen Vorführbereich und Vorführbereich
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Audiosignalverarbeitung und Wiedergabe und insbesondere auf ein Lautsprechersystem mit wenigstens vier Schallerzeugern zur Er zeugung eines Dual-Mode-Signals, das Gleichtaktkomponenten und Gegentaktkomponen ten aufweist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Beschallungsanlage für einen Vorführbereich und einen Vorführbereich.
Typischerweise werden akustische Szenen unter Verwendung eines Satzes von Mikropho nen aufgenommen. Jedes Mikrophon gibt ein Mikrophonsignal aus. Für eine Audioszene eines Orchesters, beispielsweise, können 25 Mikrophone verwendet werden. Dann führt ein Toningenieur eine Mischung der 25 Mikrophon-Ausgangssignale in, beispielsweise, ein Standardformat durch, wie beispielsweise ein Stereoformat, ein 5.1-, ein 7.1-, ein 7.2-, oder ein anderes entsprechendes Format. Bei einem Stereoformat werden beispielsweise durch den Toningenieur oder einen automatischen Mischprozess zwei Stereokanäle erzeugt. Bei einem 5.1 -Format resultiert das Mischen in fünf Kanälen und einem Subwoofer- Kanal. Ana log hierzu wird beispielsweise in einem 7.2-Format eine Mischung in sieben Kanäle und zwei Subwoofer- Kanäle vorgenommen. Wenn die Audioszene in einer Wiedergabeumge bung „gerendert“ bzw. aufbereitet werden soll, wird ein Mischergebnis an elektrodynami sche Lautsprecher angelegt. In einem Stereo- Wiedergabeszenario existieren zwei Laut sprecher, wobei der erste Lautsprecher den ersten Stereokanal empfängt, und der zweite Lautsprecher den zweiten Stereokanal empfängt. In einem 7.2-Wiedergabeformat existie ren beispielsweise sieben Lautsprecher an vorbestimmten Positionen und darüber hinaus zwei Subwoofer, die relativ beliebig platziert werden können. Die sieben Kanäle werden an die entsprechenden Lautsprecher angelegt, und die zwei Subwoofer-Kanäle werden an die entsprechenden Subwoofer angelegt.
Die Verwendung einer einzigen Mikrophonanordnung bei der Erfassung von Audiosignalen und die Verwendung einer einzigen Lautsprecheranordnung bei der Wiedergabe der Audi- osignale vernachlässigen typischerweise die wahre Natur der Schallquellen. Das europäi sche Patent EP 2692154 B1 beschreibt ein Set zum Erfassen und Wiedergeben einer Au- dioszene, bei dem nicht nur die Translation aufgenommen und wiedergegeben wird, son dern auch die Rotation und darüber hinaus auch die Vibration. Daher wird eine Tonszene nicht nur durch ein einziges Erfassungssignal oder ein einziges gemischtes Signal wieder gegeben, sondern durch zwei Erfassungssignale oder zwei gemischte Signale, die einer seits simultan aufgezeichnet werden, und die andererseits simultan wiedergegeben wer den. Damit wird erreicht, dass unterschiedliche Emissionscharakteristika von der Audio- szene im Vergleich zu einer Standard-Aufnahme aufgezeichnet werden und in einer Wie dergabeumgebung wiedergegeben werden.
Hierzu wird, wie es in dem europäischen Patent dargestellt ist, ein Satz von Mikrophonen zwischen der akustischen Szene und einem (gedachten) Zuhörerraum platziert, um das „konventionelle“ oder Translations-Signal zu erfassen, das sich durch eine hohe Gerichtet heit bzw. hohe Güte auszeichnet.
Darüber hinaus wird ein zweiter Satz von Mikrophonen oberhalb oder seitlich von der akus tischen Szene platziert, um ein Signal mit niedriger Güte bzw. niedriger Gerichtetheit auf zuzeichnen, das die Rotation der Schallwellen im Gegensatz zur Translation abbilden soll.
Auf der Wiedergabeseite werden an den typischen Standardpositionen entsprechende Lautsprecher platziert, von denen jeder eine omnidirektionale Anordnung hat, um das Ro tationssignal wiederzugeben, und eine direktionale Anordnung hat, um das „konventionelle“ translatorische Schallsignal wiederzugeben. Ferner existiert noch ein Subwoofer entweder an jeder der Standard-Positionen oder nur ein einziger Subwoofer an irgendeiner Stelle.
Das europäische Patent EP 2692144 B1 offenbart einen Lautsprecher zum Wiedergeben von, einerseits, dem translatorischen Audiosignal und, andererseits, dem rotatorischen Au- diosignal. Der Lautsprecher hat eine omnidirektional emittierende Anordnung einerseits und eine direktional emittierende Anordnung andererseits.
Das europäische Patent EP 2692151 B1 offenbart ein Elektretmikrophon, das zum Auf zeichnen des omnidirektionalen oder des direktionalen Signals eingesetzt werden kann.
Das europäische Patent EP 3061262 B1 offenbart einen Ohrhörer und ein Verfahren zum Herstellen eines Ohrhörers, der sowohl ein translatorisches Schallfeld als auch ein rotato risches Schallfeld erzeugt. Die zur Erteilung vorgesehene europäische Patentanmeldung EP 3061266 A0 offenbart ei nen Kopfhörer und ein Verfahren zum Erzeugen eines Kopfhörers, der ausgebildet ist, um unter Verwendung eines ersten Wandlers das „konventionelle“ translatorische Schallsignal zu erzeugen, und unter Verwendung eines zweiten senkrecht zum ersten Wandler ange ordneten Wandlers das rotatorische Schallfeld zu erzeugen.
Die Aufzeichnung und Wiedergabe des rotatorischen Schallfelds zusätzlich zum translato rischen Schallfeld führt zu einer signifikant verbesserten und damit hochqualitativen Audio- signalwahrnehmung, die nahezu den Eindruck eines Live-Konzertes vermittelt, obgleich das Audiosignal durch Lautsprecher oder Kopf- bzw. Ohrhörer wiedergebeben wird.
Damit wird ein Schallerlebnis erreicht, das nahezu nicht unterscheidbar von der ursprüngli chen Tonszene ist, bei der der Schall nicht durch Lautsprecher, sondern durch Musikinstru mente oder menschliche Stimmen emittiert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass berück sichtigt wird, dass der Schall nicht nur translatorisch, sondern auch rotatorisch und gege benenfalls auch vibratorisch emittiert wird und daher entsprechend aufgezeichnet und auch wiedergegeben werden soll.
Nachteilig an dem beschriebenen Konzept ist, dass die Aufzeichnung des zusätzlichen Sig nals, das die Rotation des Schallfelds wiedergibt, einen weiteren Aufwand darstellt. Darüber hinaus existieren viele Musikstücke, seien es Klassik-Stücke oder Pop-Stücke, bei denen nur das konventionelle translatorische Schallfeld aufgezeichnet worden ist. Diese Stücke sind typischerweise noch in ihrer Datenrate stark komprimiert, wie beispielsweise gemäß dem MP3-Standard oder dem MP4-Standard, was zu einer zusätzlichen Qualitätsver schlechterung beiträgt, die jedoch normalerweise nur für geübte Hörer hörbar ist. Anderer seits existieren fast keine Audiostücke mehr, die nicht wenigstens im Stereo-Format aufge zeichnet sind, mit einem linken Kanal und einem rechten Kanal. Die Entwicklung geht sogar eher in die Richtung, dass mehr Kanäle als ein linker und ein rechter Kanal erzeugt werden, dass also Surround-Aufzeichnungen mit zum Beispiel fünf Kanälen oder sogar Aufzeich nungen mit höheren Formaten erzeugt werden, was unter dem Stichwort MPEG-Surround oder Dolby Digital in der Technik bekannt ist.
Damit existieren sehr viele verschiedene Stücke, die wenigstens im Stereo-Format mit ei nem ersten Kanal für die linke Seite und einem zweiten Kanal für die rechte Seite aufge zeichnet sind. Es existieren sogar immer mehr Stücke, bei denen eine Aufzeichnung mit mehr als zwei Kanälen erfolgt ist, beispielsweise für ein Format mit mehreren Kanälen auf der linken Seite und mehreren Kanälen auf der rechten Seite und einem Kanal in der Mitte. Noch höher aufgestellte Formate verwenden mehr als fünf Kanäle in der Ebene und darüber hinaus noch Kanäle von oben oder Kanäle von schräg oben und gegebenenfalls auch, wenn möglich, Kanäle von unten.
Insbesondere die Bereitstellung von Lautsprechern zur Wiedergabe der translatorischen Komponente bzw. Gleichtaktkomponente und der rotatorischen Komponente bzw. der Ge gentaktkomponente ist bisher aufwendig und relativ wenig kompakt. Dies ist dann unkri tisch, wenn genug Platz für große Lautsprecher vorhanden ist. Wenn jedoch kompaktere Lautsprecher verwendet werden sollen, ist das bisherige Konzept mit separaten Schaller zeugern für die translatorische Komponente einerseits und für die rotatorische Komponente andererseits suboptimal.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Konzept für hoch qualitative Lautsprechersysteme zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Lautsprechersystem nach Patentanspruch 1, eine Beschal lungsanlage nach Patentanspruch 29, einen Vorführbereich nach Patentanspruch 31 , oder ein Verfahren zum Herstellen eines Lautsprechers nach Patentanspruch 36 gelöst.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass, im Hinblick auf das Lautspre chersystem ein erster Schallerzeuger mit einer ersten Emissionsrichtung und ein zweiter Schallerzeuger mit einer zweiten Emissionsrichtung und ein dritter Schallerzeuger mit einer dritten Emissionsrichtung und ein vierter Schallerzeuger mit einer vierten Emissionsrichtung eingesetzt werden, wobei die Schallerzeuger so zueinander angeordnet sind, dass sich eine erste Emissionsrichtung des ersten Schallerzeugers und eine zweite Emissionsrich tung des zweiten Schallerzeugers in einer Schallkammer schneiden und vorzugsweise ei nen Schnittwinkel aufweisen, der größer als 60° und kleiner als 120° ist. Ferner sind der dritte Schallerzeuger und der vierte Schallerzeuger so angeordnet, dass sie ebenfalls in die gleich Schallkammer emittieren, in die auch die beiden anderen Schallerzeuger emittieren. Ferner sind die wenigstens vier Schallerzeuger und die Schallkammer mit einem Gehäuse gehäust, wobei das Gehäuse einen Spalt aufweist, der ausgebildet ist, um eine Gaskom munikation zwischen der Schallkammer und einer Umgebung des Lautsprechersystems zu ermöglichen. Im Hinblick auf den Signalprozessor werden der erste Schallerzeuger und der zweite Schal lerzeuger so angesteuert, dass ein Gleichtaktsignal, das dem ersten Schallerzeuger und dem zweiten Schallerzeuger zugeführt wird, mit einem Gegentaktsignal überlagert wird, um das Ansteuersignal für den ersten Schallerzeuger zu gewinnen. Ferner wird das Gleichtakt signal mit einem zweiten Gegentaktsignal überlagert, um das Ansteuersignal für den zwei ten Schallerzeuger zu erhalten. Die beiden Gegentaktsignale sind voneinander unter schiedlich. Der dritte Schallerzeuger wird vorzugsweise basierend auf dem gleichen Signal wie der erste Schallerzeuger angesteuert und der vierte Schallerzeuger wird basierend auf dem gleichen Signal wie der erste Schallerzeuger angesteuert. Damit entsteht aus zwei Punktschallquellen, die nur jeweils ein Paar von Schallerzeugern emittieren würde, eine Linienschallquelle. Dieser Effekt wird umso größer je mehr Paare von Schallerzeugern in dem gleichen Gehäuse angeordnet sind und in die gleich Schallkammer emittieren. Daher wird es bevorzugt, sogar mehr als zwei Paare, und beispielsweise mehr als drei Paare, oder mehr als fünf Paare und sogar 8 Paare von Schallerzeugern in demselben Gehäuse über einander anzuordnen, damit alle Schallerzeuger in die gleiche Schallkammer emittieren. Damit ergeben sich hinter den Schallerzeugern jeweilige Rückkammern, die vorzugsweise voneinander getrennt sind und von der Schallkammer, die mit dem Spalt kommuniziert, ebenfalls getrennt sind.
Damit wird erreicht, dass jedes Paar von Schallwandlern jeweils zusammen sowohl das Gleichtaktsignal, d.h. die translatorische Komponente, wiedergeben als auch das Gegen taktsignal, d.h. die rotatorische Komponente, wiedergeben. Dadurch, dass die Schallemis sion der vier oder mehr Schallerzeuger in der Schallkammer vermischt wird und in dem Gehäuse ein Spalt vorgesehen ist, durch den der Schall aus der Schallkammer in die Um gebung des Lautsprechers austreten kann, wird erreicht, dass der austretende Schall so wohl translatorische als auch rotatorische Komponenten, d.h. sowohl Gleichtaktanteile als auch Gegentaktanteile hat. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass der Schall, wenn er den Spalt verlässt, Schallschnelle-Vektoren hat, die die translatorische Komponente dar stellen, die in Ausbreitungsrichtung vom Schallerzeuger weg gerichtet sind. Diese Schall schnelle-Vektoren, die die translatorische Komponente darstellen, sind zu der Quelle oder von der Quelle weg gerichtet und verändern ihre Länge, drehen sich aber nicht. Gleichzeitig wurde jedoch herausgefunden, dass aufgrund der Anordnung der Schallerzeuger in der Schallkammer das erzeugte ausgegebene Schallsignal auch Schallschnelle-Vektoren auf weist, die rotieren also sich drehen und damit ein rotatorisches Schallsignal in der Umge bung des Lautsprechers erzeugen, welches zusammen mit dem translatorischen Schallfeld dazu führt, dass die Audiowahrnehmung besonders naturgetreu wird. Aufgrund der Mehr zahl von Paaren von Schallerzeugern ergibt sich für ein Zuhörerin oder einen Zuhörer der Eindruck einer Linienschallquelle. Dies ist besonders von Vorteil, wenn mehrere Lautspre chersysteme zusammen in einem Vorführbereich angeordnet sind und einen speziellen Ka nal, wie beispielsweise den Mitten-Kanal räumlich begrenzt wiedergeben sollen.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Wandlern, die lediglich ein translatorisches Schallfeld er zeugen, ist die Qualität des erfindungsgemäßen Lautsprechersystems überlegen, weil zu sätzlich zum translatorischen Schallfeld auch das rotatorische Schallfeld erzeugt wird, das einen besonders hochqualitativen geradezu „Live“-Eindruck erzeugt. Andererseits ist die Erzeugung dieses besonders naturgetreuen Schallfeldes mit translatorischen und rotatori schen Komponenten, d.h. mit linearen und rotierenden Schallschnelle-Vektoren besonders kompakt, weil zwei zueinander schräg angeordnete Schallerzeuger in einer Schallkammer das durch einen Spalt austretende kombinierte Schallfeld erzeugen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Lautsprechersystem sepa rat von dem Signalprozessor angeordnet. Das Lautsprechersystem hat bei einem solchen Ausführungsbeispiel zwei Signaleingänge, die drahtgebunden oder drahtlos sein können, wobei an jedem Signaleingang ein Signal für einen Schallerzeuger in dem Lautsprecher system erzeugt wird. Der Signalprozessor, der die Ansteuersignale für die Schallerzeuger liefert, ist entfernt vom eigentlichen Lautsprechersystem angeordnet und über eine Nach richtenverbindung, wie beispielsweise eine drahtgebundene Verbindung oder eine Draht losverbindung mit dem Lautsprechersystem verbunden. Die zwei oder mehr Paare von Schallerzeugern werden jeweils durch dieselben Signale angesteuert. Dies bedeutet, dass dann, wenn die Paare von Schallerzeugern jeweils übereinander angeordnet sind, immer jeweils ein Schallerzeuger eines Paars das erste Signal und der andere Schallerzeuger des Paars das zweite Signal als Ansteuersignal erhält. Dies wird für die anderen Paare ebenso ausgeführt.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Signalprozessor in dem Lautsprechersys tem integriert. In einem solchen Fall wird in dem Lautsprechersystem mit integriertem Sig nalprozessor das Gleichtaktsignal und je nach Implementierung und Ausführungsbeispiel das Gegentaktsignal separat, oder vom Gleichtaktsignal abgeleitet. Ein Aspekt der vorlie genden Erfindung betrifft somit das Lautsprechersystem ohne Signalprozessor. Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft somit auch den Signalprozessor ohne Lautspre chersystem und ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Lautsprecher system mit integriertem Signalprozessor.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen werden die beiden Gegentaktsignale von einem Basis-Gegentaktsignal abgeleitet, und zwar unter Verwendung von zwei Allpass-Filter-Ver- arbeitungen, wobei bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Basis-Gegentaktsignal mit einem ersten Allpass-Filter gefiltert wird, um direkt oder gegebenenfalls unter Verwen dung weiterer Verarbeitungsschritte das erste Gegentaktsignal zu erzeugen. Das Basis- Gegentaktsignal wird hier mit einem zweiten Allpass-Filter, das sich von dem ersten All- pass-Filter unterscheidet, gefiltert, um dann direkt oder unter Verwendung gegebenenfalls weiterer Verarbeitungsschritte das zweite Gegentaktsignal für den zweiten Schallerzeuger in dem Lautsprechersystem zu erzeugen.
Je nach Implementierung kann bei der Gegentaktsignalverarbeitung eine Filterbankverar beitung vorgenommen werden, wobei zwei zueinander verschachtelte bzw. verzahnte oder „interlaced“ Filterbanken in den beiden Verarbeitungszweigen für die beiden Gegentaktsig nale vorgesehen sind. Damit wird das Gegentaktsignal von beiden Schallerzeugern gewis sermaßen frequenzmäßig verschachtelt oder im Frequenzmultiplex in die Schallkammer gebracht. Es hat sich gezeigt, dass in einem solchen Fall eine Trennwand in der Schall kammer, um die Schallausgabe des ersten Schallerzeugers von der Schallausgabe des zweiten Schallerzeugers zumindest teilweise zu trennen, nicht erforderlich ist. Wird dage gen keine verschachtelte Filterbankverarbeitung vorgenommen, sondern haben die beiden Gegentaktsignale im Wesentlichen identische Frequenzkomponenten über den gesamten Frequenzbereich, so wird es bevorzugt, in der Schallkammer eine Trennwand vorzusehen, die dazu führt, dass der Anteil der rotierenden Schallschnelle-Vektoren in dem Ausgangs signal erhöht ist und gleichzeitig die Schallausgabe insgesamt effizienter stattfindet.
Das Basis-Gegentaktsignal, das unter Verwendung von vorzugsweise zwei verschiedenen Allpass-Filtern verarbeitet wird, um die beiden Gegentaktsignale für die beiden Schaller zeuger in dem Lautsprechersystem zu erzeugen, kann auf verschiedene Arten und Weisen erhalten werden. Eine Möglichkeit besteht darin, dieses Signal direkt separat mit bestimm ten Mikrofonanordnungen aufzuzeichnen und zusammen mit dem translatorischen oder Gleichtaktsignal als kombinierte Audiodarstellung zu erzeugen. Dabei wird sichergestellt, dass das Gleichtaktsignal für die translatorische Schallkomponente und das Gegentaktsig nal für die rotatorische Schallkomponente auf dem Weg von der Aufzeichnung bis zur Wie dergabe in dem erfindungsgemäßen Signalprozessor nicht vermischt werden.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, wenn beispielsweise das separate rotatorische Komponentensignal nicht vorhanden ist, und beispielsweise lediglich ein Monosignal oder ein Kanalsignal vorhanden ist, kann das Basis-Gegentaktsignal durch Hochpassfilterung und/oder gegebenenfalls eine Dämpfung oder Verstärkung von dem Gleichtaktsignal abge leitet werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Gegentakt signal dann, wenn ein Multikanalsignal vorhanden ist, beispielsweise als Stereosignal oder als Signal mit drei oder mehr Kanälen, aus dieser Multikanaldarstellung abgeleitet. Im Falle eines Stereosignals wird beispielsweise ein Seite-Signal berechnet, das die Differenz des linken und des rechten Kanals darstellt, wobei dieses Seite-Signal dann gegebenenfalls entsprechend gedämpft oder verstärkt wird und je nach Implementierung mit einem nicht hochpassgefilterten oder hochpassgefilterten Gleichtaktsignal gemischt wird. Prinzipiell kann jedoch das Seite-Signal allein bereits als Basis-Gegentaktsignal verwendet werden, wenn das Ausgangssignal ein Stereosignal ist. Wenn das Ausgangssignal mehrere Kanäle hat, so kann das Basis-Gegentaktsignal als Differenz zwischen beliebigen zwei Kanälen der Multikanaldarstellung erzeugt werden. So könnte beispielsweise eine Differenz zwi schen links und rechts hinten (right surround) erzeugt werden, oder alternativ eine Differenz zwischen dem Mitte-Kanal (Center-Kanal) und einem der anderen vier Kanäle einer Fünf- Kanal-Darstellung. Bei einer solchen Fünf-Kanal-Darstellung kann jedoch auch, wie bei ei ner Stereodarstellung, zur Erzeugung des Seite-Signals eine Differenz zwischen links und rechts ermittelt werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel können bestimmte Kanäle der Fünf-Kanal-Darstellung aufaddiert werden, d.h. es kann ein Zwei-Kanal-Downmix er mitteltwerden, aus dem dann durch Differenzbildung das Basis-Gegentaktsignal gewonnen werden kann. Eine beispielhafte Implementierung zur Erzeugung eines Zwei-Kanal-Down- mix-Signals besteht in der Addition gegebenenfalls mit Gewichtungsfaktoren von links hin ten (left surround), links und Mitte, um einen linken Downmix-Kanal zu erzeugen. Zur Er zeugung des rechten Downmix-Kanals wird der Kanal rechts hinten (right surround) mit dem rechten Kanal und dem Mitte-Kanal wieder gegebenenfalls mit Gewichtungsfaktoren aufaddiert. Das Basis-Gegentaktsignal kann dann durch Differenzbildung aus dem linken Downmix-Kanal und dem rechten Downmix-Kanal ermittelt werden. Damit existieren verschiedene Möglichkeiten, um aus konventionellen Gleichtaktsignalen dann, wenn ein separates Gegentaktsignal (noch) nicht existiert, ein solches abzuleiten.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a eine Schnittdarstellung eines Lautsprechers gemäß einem Aspekt der vorliegen den Erfindung;
Fig. 1b eine Frontansicht eines Lautsprechers gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
Fig. 1c eine Schnittansicht des Lautsprechers von Fig. 1a, mit zusätzlicher Trennwand;
Fig. 1d eine Schnittdarstellung eines Lautsprechers gemäß dem ersten Aspekt der vor liegenden Erfindung mit einem Schallimpedanzanpassungselement, wie bei spielsweise einem Horn;
Fig. 1e eine schematische Darstellung des Schallfelds mit translatorischen und rotatori schen Schallschnelle-Vektoren in der Umgebung des Lautsprechers gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1f eine perspektivische Darstellung eines Lautsprechersystems mit einem Array von Schallwandlern auf jeder Seite des Spalts;
Fig. 1g eine Draufsicht von oben auf das Lausprechersystem von Fig. 1d mit entferntem Deckel und von oben nach unten durchgehender Schallkammer und von oben nach unten durchgehenden voneinander getrennten Rückkammern;
Fig. 2a eine Blockschaltbilddarstellung eines Signalprozessors gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung mit schematisch dargestellten Schallerzeu gern des Lautsprechers;
Fig. 2b eine tabellarische Übersicht zur Illustration verschiedener Möglichkeiten zur Be reitstellung des Basis-Gegentaktsignals; Fig. 3a eine bevorzugte Ausführungsform zur Darstellung der ersten und zweiten Ge gentaktsignalverarbeitung von Fig. 2a;
Fig. 3b eine schematische Darstellung der zwei verschiedenen Mehrzahlen von Band passfiltern;
Fig. 4a eine weitere schematische Darstellung von zueinander verschachtelten oder ver zahnten oder interlaced Bandpässen, aufgeteilt in ungeradzahlige und geradzah lige Bandpässe;
Fig. 4b eine bevorzugte Ausführungsform zur Erzeugung der Gegentaktsignale mit Ab leitung des Basis-Gegentaktsignals aus einer Differenz zwischen zwei Kanälen;
Fig. 4c eine alternative Darstellung der Erzeugung des Basis-Gegentaktsignals aus den Gleichtaktsignalen;
Fig. 5a eine schematische Darstellung eines Szenarios mit mehreren Dual-Mode-Twin- Transducer-Lautsprechern und einem mobilen Gerät, wie z. B. einem Mobiltele fon, zur Ansteuerung;
Fig. 5b eine schematische Darstellung eines Lautsprechersystems von Fig. 1d und 1e mit acht Schallerzeugern pro Array und gemeinsamer Arrayansteuerung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Kinos als beispielhafter Vorführbereich, in dem eine Beschallungsanlage, die aus mehreren Lautsprechersystemen aufge baut ist, als Mitten-Lautsprechersystem hinter einer Leinwand angeordnet ist; und
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Leinwand von Fig. 6 mit einer schematisch eingezeichne ten dahinter angeordneten Beschallungsanlage und Perforierungen in der Lein wand.
Fig. 1a zeigt ein Lautsprechersystem mit einem ersten Schallerzeuger 11 mit einer ersten
Emissionsrichtung 21 und einem zweiten Schallerzeuger mit einer zweiten Emissionsrich tung 22. Beide Schallerzeuger 11, 12 sind so zueinander angeordnet, dass sich die beiden
Emissionsrichtungen 21, 22 in einer Schallkammer 10 schneiden und einen Schnittwinkel 20 aufweisen, der größer als 60° und kleiner als 120° ist. Bei dem in Fig. 1a bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden Schallwandler so angeordnet, dass die Emissionsrich tungen der Schallerzeuger sich in einem Winkel von vorzugsweise 90° bzw. in einem be vorzugten Bereich zwischen 80° und 100° schneiden. Jedoch auch dann, wenn die Schall erzeuger so angeordnet sind, dass der Wnkel a bis auf einen Winkel über 60° fällt, wenn die Emissionsrichtungen also paralleler werden, oder dann, wenn der Wnkel 20 in Fig. 1a bis auf 120° ansteigt, wenn die Emissionsrichtungen der Schallerzeuger also weniger pa rallel und mehr gegeneinander gerichtet sind, ergibt sich eine gute Schallemissionscharak teristik des Lautsprechers. Ferner sind ein dritter Schallerzeuger 13 mit einer dritten Emis sionsrichtung 23 und ein vierter Schallerzeuger 15 mit einer vierten Emissionsrichtung 25 vorhanden. Diese sind in der Draufsicht von Fig. 1a nicht sichtbar, sind aber in Fig. 1b schematisch angedeutet und in Fig. F detailliert dargestellt. Der dritte Schallerzeuger 13 und der vierte Schallerzeuger 15 sind so zueinander angeordnet sind, dass sich die dritte Emissionsrichtung 23 und die vierte Emissionsrichtung 25 in der Schallkammer 10 schnei den und damit alle Schallerzeuger in dem Gehäuse in dieselbe Schallkammer emittieren.
Die Schallkammer 10 wird durch den Bereich zwischen der Membran des ersten Schaller zeugers 11 und der Membran des zweiten Schallerzeugers 12, der Membran des dritten Schallerzeugers 13 und der Membran des vierten Schallerzeugers 15 und einer Frontal wand des Gehäuses 14, die mit 14a bezeichnet ist, gebildet. In dem Gehäuse 14 bzw. in der Frontalwand 14a des Gehäuses 14 ist ein Spalt 16 vorgesehen, der ausgebildet ist, um eine Gaskommunikation zwischen der Schallkammer 10 innerhalb des Lautsprechersys tems und einer Umgebung des Lautsprechersystems zu ermöglichen. Insbesondere sind bei dem in Fig. 1a gezeigten Ausführungsbeispiel der erste Schallerzeuger 11 und der dritte Schallerzeuger 13 mit dem Gehäuse 14b separat gehäust. Ferner sind der zweite Schall erzeuger 12 und der vierte Schallerzeuger 15wieder mit einem separaten Gehäuse 14c gehäust. Damit wird sichergestellt, dass die Rückseiten der vier Schallerzeuger 11, 12, 13, 15, d.h. die Seiten der jeweiligen Schallerzeuger, die von der Schallkammer 10 weg gerich tet sind, nicht miteinander kommunizieren, da dort, wo sich die beiden Schallerzeuger ge genüber des Spalts berühren, ein gasdichter Abschluss vorgesehen ist. Damit ergeben sich die Rückkammern 10a, 10b, die in Fig. 1g bezeichnet sind. Ferner sind die Schallerzeuger selbst bezüglich ihrer Rückseite abgedichtet, abgesehen von bei normalen Schallerzeugern nötigen Lüftungsöffnungen, die jedoch für die Schallerzeugung nicht entscheidend sind, sondern lediglich für einen Druckausgleich sorgen, damit sich die entsprechende Membran des jeweiligen Schallerzeugers frei bewegen kann. Fig. 1b zeigt eine Frontalansicht des Lautsprechersystems, bei der der Spalt 16 in der Fron talansicht dargestellt ist, wobei das gesamte Gehäuse 14 bzw. die Schallkammer 10 durch einen Deckel 14e und einen Boden 14d abgeschlossen ist. Das Bezugszeichen 14a be zeichnet die Frontalwand, in der der Spalt 16 angeordnet ist. Fig. 1 zeigt eine Ausführungs form eines im Hinblick auf Fig. 1a ähnlichen Lautsprechersystems, bei dem jedoch in der Schallkammer 10 eine Trennwand 18 angeordnet ist, die ein Trennwandende nahe beim Spalt 16 aufweist und an der anderen Seite, d.h. an der von dem Spalt weggewandten Seite mit dem Gehäuse 14b des ersten und dritten Schallwandlers und dem Gehäuse 14c des zweiten und vierten Schallwandlers verbunden ist, so dass eine Kommunikation vom ersten und dritten Schallerzeuger zum zweiten und vierten Schallerzeuger lediglich um den Be reich des Trennwandendes herum, also in dem Bereich stattfindet, in dem auch der Spalt 16 angeordnet ist.
Fig. 1b zeigt ferner schematisch durch die Bezugszeichen die Anordnung der wenigstens zwei Paare bzw. vier Schallwandler 11, 12, 13, 15, wobei die gestrichelte Linie eine sche matische T rennung der einzelnen Schallwandler darstellt. Diese T rennung für die einzelnen Schallwandler ist nur schematisch und stellt keine Trennung der Schallkammer 10 oder der Rückkammern 10a, 10b dar. Es könnte beispielsweise eine durchgehende Platte für jede Seite vorhanden sein, in die Löcher gebohrt sind, die in der Größenordnung der Membranen liegen, und die einzelnen Schallwandler sind an dieser Platte z. B. durch Schrauben befes tigt. Die beiden Platten mit den befestigten einzelnen Wandlern sind dann schräg zueinan der angeordnet wie es in der Draufsicht von Fig. 1a und Fig. 1g dargestellt ist, so dass sich zwischen den Platten vorne die durchgehende Schallkammer ergibt und hinten die vonei nander getrennten ebenfalls durchgehenden Rückkammern ergeben.
Rechts in Fig. 1b befindet sich die Darstellung des Gehäuses 14 mit Frontalwand 14a, zwei Seitenwänden 14g, dem Deckel 14e, dem Boden 14d und der Rückwand 14h. Alle Wände sind geschlossen, bis auf die Frontalwand, die den durchgehenden Spalt 16 aufweist, der dazu führt, dass die Schallemission des Lautsprechersystems als Linienschallquelle wahr genommen wird.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird die T rennwand 18 dann vorgesehen, wenn die Signalerzeugung für das Gegentaktsignal für den jeweiligen Schallerzeuger so stattfindet, dass der Frequenzgehalt der beiden Gegentaktsignale im Wesentlichen gleich ist. Bei einer solchen Implementierung werden keine verschachtelten Bandpässe eingesetzt, wobei eine solche beispielhafte Gegentaktsignalerzeugung in Fig. 4c dargestellt ist. Bei dem in Fig. 1a gezeigten Ausführungsbeispiel wird dagegen keine Trennwand vorgesehen. Diese Ausführungsform des Lautsprechersystems wird vorzugs weise mit der Gegentaktsignalerzeugung kombiniert, bei der die beiden Gegentaktsignale für die vier oder mehr Schallerzeuger unter Verwendung von zueinander verschachtelten Bandpässen erzeugt werden, so dass der Frequenzgehalt des einen Gegentaktsignals im Wesentlichen verschachtelt zum Frequenzgehalt des anderen Gegentaktsignals ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass verschachtelt hier lediglich als ungefähr verschachtelt zu verstehen ist, weil Bandpassfilter immer Überlappungen zwischen Nachbarkanälen aufwei sen, da Bandpassfilter mit sehr steiler Kante nicht bzw. nur mit hohem Aufwand zu imple mentieren sind. Es wird auch eine Bandpassfilterimplementierung, wie sie schematisch in Fig. 3b dargestellt ist, ebenfalls als verschachtelte Bandpassfilterimplementierung angese hen, obgleich es zwischen den unterschiedlichen Bandpassfiltern immer Überlappungsbe reiche gibt, die jedoch im Hinblick auf die Frequenzanteile bei der Mittenfrequenz des je weiligen Bandpassfilters beispielsweise um wenigstens 6 dB und vorzugsweise um wenigs tens 10 dB gedämpft sind.
Während bei der Gegentaktsignalerzeugung ohne verschachtelte Bandpassfilter ein Hoch passfilter mit einer Grenzfrequenz von 150 -250 Hz und vorzugsweise 190 bis 210 Hz ein gesetztwird, wird es bevorzugt, bei der Verwendung der verschachtelten Filter keine Hoch passfilterung einzusetzen sondern auch den tiefen Frequenzbereich zur Erzeugung der bei den unterschiedlichen Gegentaktsignale zu verwenden.
Fig. 1d zeigt eine alternative Implementierung des Lautsprechersystems von Fig. 1a, wobei die vier Schallerzeuger zwar einzeln mit den Gehäusen 14b, 14c gehäust sind, wobei je doch das Gehäuse 14 eine stärker ausgebildete Rechteckform (wie beispielsweise rechts in Fig. 1b dargestellt) hat, wie sie beispielsweise für bestimmte Implementierungen nötig ist. Dennoch ist eine Gehäuseabtrennung 14f vorgesehen, um den ersten und dritten Schal lerzeuger 11, 13 und den zweiten und vierten Schallerzeuger 12, 15 bezüglich ihres Rück volumens voneinander zu trennen. Darüber hinaus ist das Gehäuse 14 so ausgebildet, dass das Rückvolumen auch „vorne“, bei der Schallkammer 10 von der Schallkammer 10 abge trennt ist.
Ferner ist bei dem in Fig. 1d gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich zum Spalt 16 ein Anpassungselement 19, wie beispielsweise ein Horn, vorgesehen, um die Schallimpedanz am Spalt an die Schallimpedanz in der Umgebung des Lautsprechersystems entlang des Horns anzupassen, derart, dass ein besserer Schall austritt und mit weniger Reflexionsver lusten entsteht. Wenn das Lautsprechersystem dagegen flach ausgebildet werden soll, wie z. B. bei einer Beschallungsanlage von Fig. 6, wird keine oder nur ein flaches Anpassungs element verwendet
Fig. 1e zeigt eine schematische Darstellung des Lautsprechersystems von Fig. 1a mit einer schematischen Darstellung des Schallfeldes in der Umgebung des Lautsprechersystems, außerhalb des Spalts 16. Beispielhaft sind Schallschnelle-Vektoren 30 eingezeichnet, die den translatorischen Schall wiedergeben, wie er sich vom Spalt weg in der Umgebung des Lautsprechersystems ausbreitet. Darüber hinaus sind auch schematisch eingezeichnete rotierende Schallschnelle-Vektoren 32 gezeigt, die sich in bestimmte Richtungen um bzw. zwischen den translatorischen Schallschnelle-Vektoren befinden und ein rotierendes Schallfeld darstellen.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist der Spalt 16 in dem Frontalbereich 14a so ausgebildet, dass der Frontalbereich 14a in einen in der Draufsicht linken Teil, der links vom Spalt beispielsweise in Fig. 1b angeordnet ist, und in einen rechten Teil geteilt wird. Die Aufteilung findet vorzugsweise mittig statt, so dass der Spalt in dem Frontalbereich, in der Frontalabmessung der Schallkammer 10, mittig von oben nach unten verläuft, die Abweichung von der Mitte kann jedoch in einem Toleranzbereich von +/- 20° von der rechten Abmessung des rechten Teils senkrecht zum Spalt abweichen. Dies be deutet, dass der Spalt um 20 % der Abmessung des rechten und linken Teils, wenn der Spalt in der Mitte angeordnet wäre, nach rechts oder links verschoben sein kann.
Ferner ist der Spalt vorzugsweise, wie es in Fig. 1b gezeigt ist, vollständig von unten nach oben ausgebildet. Der Spalt ist aber nicht im Deckel und nicht im Boden ausgebildet. Diese beiden Elemente sind dagegen durchgehend ohne Öffnung ausgeführt. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Spalt zwischen 0,5 cm und 4 cm breit. Besonders bevorzugt befindet sich die Abmessung des Spalts in einem Bereich zwischen 1 cm und 3 cm und besonders bevorzugt zwischen 1 ,5 cm und 2 cm.
Die Trennwand 18, die in Fig. 1c gezeigt ist, ist ausgebildet, um die Schallkammer 10 in einen ersten Bereich für den ersten und dritten und ggf. weitere Schallerzeuger und in einen zweiten Bereich für den zweiten und vierten und ggf. weitere Schallerzeuger aufzuteilen, wobei sich ein Ende der Trennwand in der Nähe des Spalts aber vom Spalt beabstandet befindet, so dass der erste Bereich für den ersten und dritten und ggf. weitere Schallerzeu ger und der zweite Bereich für den zweiten und vierten und ggf. weitere Schallerzeuger in Gaskommunikation mit der Umgebung des Lautsprechersystems durch den Spalt hindurch ist. Ferner sind auch der erste Bereich und der zweite Bereich deswegen, weil sich die Trennwand 18 nicht komplett bis zum Spalt erstreckt, untereinander in Gaskommunikation. Am anderen Ende ist die Trennwand entweder mit dem ersten oder zweiten oder dritten oder vierten Schallerzeuger verbunden, wie es z. B. in Fig. 1c gezeigt ist. Alternativ kann jedoch auch die Trennwand zwischen dem ersten und dem zweiten bzw. dem dritten und dem vierten Schallerzeuger angeordnet sein, so dass sich der erste und der zweite bzw. der dritte und der vierte Schallerzeuger nicht berühren, jedoch mit der Trennwand so ver bunden sind, dass im „hinteren“ Bereich der Trennwand die Gaskommunikation unterbro chen ist. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen beträgt die Höhe des ersten Gehäuses 14b und die Höhe des zweiten Gehäuses 14c einen Wert zwischen 4 cm und 20 cm pro Schallerzeugerpaar und besonders bevorzugt zwischen 5 cm und 15 cm pro Schallerzeu gerpaar. Ferner beträgt die Breite des ersten Gehäuses und die Breite des zweiten Gehäu ses einen Wert, der zwischen 5 cm und 15 cm und besonders bevorzugt zwischen 9 cm und 11 cm liegt. Die Tiefe liegt ferner vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 cm und 15 cm und besonders bevorzugt zwischen 9 cm und 11 cm. Eine alternative Implementie rung des Gehäuses 14, wie sie in Fig. 1d gezeigt ist, ist ähnlich zu der vorstehenden Aus führung. Die Breite bezieht sich auf eine Hälfte des Gehäuses, so dass das gesamte Ge häuse des Schallerzeugers zwischen 10 cm und 30 cm liegt. Die Tiefe ist ähnlich zu den Abmessungen, wie sie vorstehend dargestellt worden sind.
Fig. 1 f zeigt eine perspektivische Darstellung eines Lautsprechersystems mit einem Array von Schallwandlern auf jeder Seite des Spalts16. Die einzelnen Schallerzeugerpaare sind schematisch angedeutet. Es sei darauf hingewiesen, dass die einzelnen Schallerzeuger vorzugsweise übereinander und parallel zueinander ausgerichtet sind. Neben den ersten beiden Paaren 11 , 12, 13, 14 sind weitere Paare 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 43b, 44a, 44b dargestellt.
Bei dem Lautsprechersystem sind der erste Schallerzeuger 11 , der zweite Schallerzeuger 12, der dritte Schallerzeuger 13 und der vierte Schallerzeuger 15 in dem Gehäuse 14 be festigt. Das Gehäuse 14 umfasst einen Deckel 14e, einen Boden 14d, eine Frontalwand 14a, oder eine Rückwand 14h und/ oder Seitenwände 14g. Der Spalt 16 ist in der Frontal wand 14a durchgehend von oben nach unten ausgebildet, wobei der Deckel 14e, oder der Boden 14d, oder die Rückwand 14h oder die Seitenwände 14g durchgehend ausgebildet sind. Die Schallkammer 10 ist ebenfalls durchgehend von oben nach unten ausgebildet.
Ferner ist eine erste Rückkammer 10a, die mit einer Rückseite des ersten Schallerzeugers 11 und einer Rückseite des dritten Schallerzeugers 13 kommuniziert, durchgehend von oben nach unten ausgebildet. Auch die zweite Rückkammer 10b, die mit einer Rückseite des zweiten Schallerzeugers 12 und einer Rückseite des vierten Schallerzeugers 15 kom muniziert, ist durchgehend von oben nach unten ausgebildet. Die erste Rückkammer 10a, die zweite Rückkammer 10b und die Schallkammer 10 sind jeweils voneinander getrennt.
Der dritte Schallerzeuger 13 mit der dritten Emissionsrichtung 23 und der vierte Schaller zeuger 15 mit der vierten Emissionsrichtung 25, sind so zueinander angeordnet, dass die dritte Emissionsrichtung 23 im Wesentlichen gleich der ersten Emissionsrichtung 21 ist und die vierte Emissionsrichtung 25 im Wesentlichen gleich der zweiten Emissionsrichtung 22 ist. Bei Ausführungsbeispielen ist zusätzlich zu einem ersten Paar aus dem ersten Schall erzeuger 11 und dem zweiten Schallerzeuger 12 und zu dem zweiten Paar aus dem dritten Schallerzeuger 13 und dem vierten Schallerzeuger 15 wenigstens ein weiteres Paar aus Schallerzeugern 41a, 41b, 421 , 42b, 43a, 43b, 44a, 44b, 45a, 45b, 46a, 46b in dem Ge häuse 14 unten oder oben bezüglich des ersten Paars oder des zweiten Paars angeordnet ist.
In Fig. 1 f sind mindestens 6 Paare von Signalerzeugern 11, 12, 13, 15, 41a, 41b, 421, 42b, 43a, 43b, 44a, 44b, 45a, 45b, 46a, 46b in dem Gehäuse 14 angeordnet, wobei für die Be schallungsanlage von Fig. 6 und Fig. 7 acht Paare in einem Gehäuse pro Lautsprechersys tem bevorzugt werden.
Vorzugsweise liegt eine Höhe des Gehäuses 14 zwischen 30 und 60 cm und/oder liegt eine Breite des Gehäuses 14 zwischen 10 cm und 30 cm liegt, und/oder liegt eine Tiefe des Gehäuses 14 zwischen 5 und 20 cm und/oder liegt der Spalt 16 bei einer Breite zwischen 1 cm und 3 cm.
Fig. 1g zeigt eine Draufsicht von oben auf das Lausprechersystem von Fig. 1d mit entfern tem Deckel und von oben nach unten durchgehender Schallkammer 10 und von oben nach unten durchgehenden voneinander getrennten Rückkammern 10a und 10b. Ferner ist in Fig. 1g die Abtrennung 14f zwischen den Membranhaltern von zwei benachbarten Schall erzeugern in einem Paar, wobei diese Abtrennung 14f von oben nach unten durchgehend ausgebildet ist. Außerdem zeigt dir Draufsicht die schräge Anordnung der Schallerzeuger vorzugsweise in dem Schnittwinkel der ersten Emissionsrichtung 21 und der zweiten Emis sionsrichtung 22 in der Schallkammer 10, der größer als 60° und kleiner als 120° ist.
Aufgrund der einfacheren Herstellung wird es bevorzugt, dass die Wandler der jeweiligen Paare parallel angeordnet sind, so dass die Emissionsrichtungen der aufeinander angeord neten Schallerzeuger gleich sind. Damit sind alle Schallerzeuger 11 , 13, 41 a, 42a, 43a, 44a gleich ausgerichtet und in einer Spaltenart übereinander angeordnet. Analog sind die je weils anderen Schallerzeuger der Paare, also die Schallerzeuger 12, 15, 41b, 42b, 43b, 44b gleich ausgerichtet und in einer Spaltenart übereinander angeordnet, um alle in die gleiche Schallkammer zu emittieren, in der sich je nach Ausführungsform die Trennwand 18 angeordnet ist, die sich ebenfalls von oben nach unten durchgehend durch das Gehäuse 14 erstreckt.
Nachfolgend werden anhand der Fig. 2a bis Fig. 4c und Fig. 5b der zweite und der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt, d.h. der zweite Aspekt im Hinblick auf einen von dem Lautsprechersystem getrennten Signalprozessor und der dritte Aspekt im Hinblick auf eine integrierte Variante, bei der das Lautsprechersystem mit dem Signalprozessor in tegriert ausgeführt ist. Insbesondere umfasst das Lautsprechersystem bei dem in Fig. 2a gezeigten Ausführungsbeispiel den Signalprozessor oder Signalerzeuger 105, welcher aus gebildet ist, um den ersten und dritten Schallerzeuger 11, 13 und den zweiten und vierten Schallerzeuger 12, 15 mit einem ersten Schallerzeugersignal 51 bzw. mit einem zweiten Schallerzeugersignal 52 anzusteuern. Bei dem in Fig. 2a gezeigten Ausführungsbeispiel sind ferner jeweils ein Verstärker 324 und 344 vor den Schallerzeugern 11 , 13, ... bzw. 12, 15, ... angeordnet. Diese Verstärker können je nach Ausführungsform in dem Lautspre chersystem integriert sein oder können in dem Signalprozessor integriert sein. Es wird je doch bevorzugt, dass dann, wenn der Signalprozessor entfernt vom Lautsprechersystem angeordnet ist und z. B. drahtlos mit dem Lautsprechersystem kommuniziert wird, die Ver stärker 324, 344 in dem Lautsprechersystem angeordnet sind und die Signale 51 , 52 z. B. drahtlos über ein Mobiltelefon, wie es noch anhand von Fig. 5a dargestellt wird, von dem Signalprozessor 105 zu dem Lautsprechersystem, wie er beispielsweise in Fig. 1a darge stellt ist, übertragen werden. Der Signalprozessor umfasst bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Kombinie- rer 50, der ausgebildet ist, um ein Gleichtaktsignal, das über einen Eingang 71 zugeführt wird, mit einem ersten Gegentaktsignal zu überlagern. Dies findet bei dem in Fig. 2a ge zeigten Ausführungsbeispiel durch den Addierer 322 statt. Ferner ist der Kombinierer aus gebildet, um das Gleichtaktsignal, das über den Eingang 71 zugeführt wird, mit einem zwei ten Gegentaktsignal zu überlagern, was bei dem in Fig. 2a gezeigten Ausführungsbeispiel durch den Addierer 342 implementiert ist. Ferner ist der Schallerzeuger derart ausgebildet, dass das erste Gegentaktsignal, das dem Addierer 322 zugeführt wird, und das zweite Ge gentaktsignal, das dem Addierer 342 zugeführt wird, voneinander unterschiedlich sind. Zur Erzeugung dieser beiden Gegentaktsignale umfasst der Signalerzeuger einen Gegentakt signalerzeuger 60. Der Gegentaktsignalerzeuger 60 ist ausgebildet, um ein Basis-Gegen- taktsignal über einen Eingang 72 zu erhalten, und um aus dem Basis-Gegentaktsignal unter Verwendung einer ersten Gegentaktsignalverarbeitung, die beispielsweise bei 326e in Fig. 2a gezeigt ist, das erste Gegentaktsignal zu erzeugen, und um unter Verwendung einer zweiten Gegentaktsignalverarbeitung, die in Fig. 2a beispielhaft bei 326f gezeigt ist, das zweite Gegentaktsignal zu erzeugen.
Die erste Gegentaktsignalverarbeitung umfasst eine Allpass-Filterung, wie es durch „AP“ in Fig. 2a und anderen Figuren dargestellt ist. Darüber hinaus umfasst auch die zweite Ge gentaktsignalverarbeitung eine Allpass-Filterung bzw. einen Allpass-Filter, wie es ebenfalls mit „AP“ in Fig. 2a und anderen Figuren dargestellt ist. Die beiden Allpass-Filter 326e, 326f sind ausgebildet, um im Wege der ersten Gegentaktsignalverarbeitung eine Phasenver schiebung zu erreichen, und um im Wege der zweiten Gegentaktsignalverarbeitung eine zweite Phasenverschiebung zu erreichen, die von der ersten Phasenverschiebung unter schiedlich ist. Bei bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Phasenverschiebung im Rahmen der ersten Gegentaktsignalverarbeitung bloß +90° und beträgt die Phasenver schiebung im Rahmen der zweiten Gegentaktverarbeitung -90°. Damit wird eine Phasendif ferenz zwischen den beiden Gegentaktsignalen von 180° erreicht. Alternativ sind die beiden Gegentaktsignalverarbeitungen jedoch ausgebildet, um eine Phasenverschiebung zwi schen den beiden Gegentaktsignalen zu erreichen, die zwischen 135° und 225° liegt, wobei bei alternativen Ausführungsbeispielen die Phasenverschiebungen aufgrund der Allpass- Filter 326e, 326f derart implementiert sind, dass ein Element eine positive Phasenverschie bung erzeugt, wie beispielsweise das Element 326e, und das andere Element eine negative Phasenverschiebung erzeugt, wie beispielsweise das Element 326f. Bereits bei einer sol chen Implementierung, die nicht unbedingt die optimale 180°-Phasenverschiebung zwi- sehen den beiden Gegentaktsignalen haben muss, wird bereits im Schallfeld, das schema tisch in Fig. 1e gezeigt ist, ein gewisser Anteil an rotierendem Schallfeld erzeugt. Bei einer Phasenverschiebung zwischen 170° und 190° zwischen den beiden Gegentaktsignalen liegt die Effizienz der Erzeugung des rotierenden Schallfeldanteils im besten Bereich.
Der Signalprozessor ist bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ferner ausgebildet, um das Basis-Gegentaktsignal für den Eingang 72 des Gegentaktsignalerzeugers 60 bereitzustel len. Dies wird durch einen Basis-Gegentaktbereitsteller 80 erreicht, der ein Eingangssignal über einen Eingang 81 erhält. Verschiedene Varianten zur Ausführung des Basis-Gegen- taktsignalbereitstellers 80 sind in Fig. 2b dargestellt. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Basis-Gegentaktsignal separat erhalten, und zwar aus einer separaten Aufzeichnung des rotierenden Schallfelds. Dieses Gegentaktsignal wird daher nicht von einem Gleichtakt signal oder von mehreren Gleichtaktsignalen abgeleitet, sondern wird gewissermaßen „na tiv“ in einer Schallumgebung aufgezeichnet oder in einer Schallsyntheseumgebung künst lich synthetisiert. In einem solchen Fall ist der Basis-Gegentaktbereitsteller 80 ausgebildet, um das Basis-Gegentaktsignal von einer entsprechenden Quelle zu empfangen, beispiels weise zu decodieren und an den Eingang 72 weiterzugeben, wobei hier je nach Implemen tierung Verzögerungen oder Dämpfungen/Verstärkungen vorgenommen werden können.
Bei einer alternativen Implementierung, bei der das rotierende Schallfeld nicht separat auf gezeichnet worden ist, kann das Basis-Gegentaktsignal aus dem Seite-Signal einer Mitte- Seite-Signalverarbeitung gewonnen werden. Der Basis-Gegentaktsignalbereitsteller ist so mit ausgebildet, um sowohl das Gleichtaktsignal 71 über den Eingang 81 zu erhalten, als auch irgendein anderes Kanalsignal, wie es noch anhand von Fig. 4b dargestellt wird, um aus einer Differenz dieser beiden Signale das Seite-Signal zu ermitteln, das dann je nach Implementierung direkt verwendet werden kann oder aber verzögert wird oder gedämpft oder verstärkt werden kann.
Bei einer wieder alternativen Implementierung, die in Fig. 2b mit der Nummer 3 dargelegt ist, wird das Basis-Gegentaktsignal durch den Basis-Gegentaktsignalbereitsteller 80 von dem Gleichtaktsignal 71 abgeleitet. Dies ist nötig, wenn weder ein Mehrkanalsignal vorhan den ist, noch eine native Aufzeichnung des rotierenden Schallfelds vorhanden ist. Die Ab leitung des Basis-Gegentaktsignals findet, wie es z. B. bei Fig. 4c gezeigt ist, über eine Hochpassfilterung und gegebenenfalls über eine Verstärkung oder Dämpfung des Gleich taktsignals vor der Hochpassfilterung oder nach der Hochpassfilterung statt. Weitere Möglichkeiten zur Erzeugung eines Basis-Gegentaktsignals existieren, wobei im mereine rotierende Schallfeldkomponente erzeugt wird, weil das erste Gegentaktsignal und das zweite Gegentaktsignal mit dem Gleichtaktsignal überlagert werden, so dass die beiden Schallerzeuger 11 , 12 bzw. 13, 15 in dem Lautsprechersystem eine Gegentaktsignalanre gung durchführen, die außerhalb des Spalts 16 als rotierendes Schallfeld bemerkbar ist. Je nach spezieller Erzeugung des Gegentaktsignals wird das rotierende Schallfeld immer mehr dem ursprünglichen physikalischen rotierenden Schallfeld entsprechen. Es hat sich daher herausgestellt, dass bereits eine Ableitung des Gegentaktsignals aus dem Gleich taktsignal und eine entsprechende Überlagerung durch den Signalkombinierer 50 zu einem wesentlich verbesserten Höreindruck führt im Vergleich zu einer Ausführung, bei dem die beiden Schallerzeuger lediglich mit einem Gleichtaktsignal angesteuert werden und gleicht aktmäßig arbeiten.
Fig. 3a zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Gegentaktsignalerzeugers. Neben all den Allpass-Filtern 326e, 326f, die bereits bezugnehmend auf Fig. 2a dargestellt worden sind, und die unterschiedliche Phasenverschiebungen erzeugen, die vorzugsweise unter schiedliche Vorzeichen haben, ist in dem Gegentaktsignalerzeuger für den oberen Signal weg 321 eine erste Mehrzahl von Bandpassfiltern 320 vorgesehen, und ist für den unteren Signalweg, den Signalweg 341 eine zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern 340 vorgesehen.
Die beiden Bandpassfilterimplementierungen 320, 340 unterscheiden sich voneinander, wie es schematisch in Fig. 3b dargestellt ist. Der Bandpassfilter mit der Mittenfrequenz f 1 , der bei 320a in Fig. 3b im Hinblick auf seine Übertragungsfunktion H(f) dargestellt ist, sowie der Bandpassfilter 320b mit der Mittenfrequenz f3, der mit 320b dargestellt ist, als auch der Bandpassfilter 320c mit der Mittenfrequenz f5, gehören zu der ersten Mehrzahl von Band passfiltern 320 und sind daher im ersten Signalpfad 321 angeordnet, während die Band passfilter 340a, 340b mit den Mittenfrequenzen f2 und f4 in dem unteren Signalpfad 341 angeordnet sind, also zu der zweiten Mehrzahl von Bandpassfiltern gehören. Die Band passfilterimplementierungen 320, 340 sind somit verschachtelt zueinander beziehungs weise interdigital oder verschachtelt ausgebildet, so dass die beiden Signalwandler in ei nem Schallerzeugerelement, beispielsweise dem Schallerzeugerelement 100 von Fig. 1 zwar Signale mit derselben gesamten Bandbreite emittieren, jedoch dahingehend unter schiedlich, dass in jedem Signal jedes zweite Band gedämpft ist. Damit wird erreicht, dass auf den T rennsteg verzichtet werden kann, da die mechanische T rennung durch eine „elekt rische“ Trennung ersetzt worden ist. Die Bandbreiten der einzelnen Bandpassfilter in Fig. 3b sind lediglich schematisch gezeichnet. Vorzugsweise nehmen die Bandbreiten von un ten nach oben zu, und zwar in Form einer vorzugsweise angenäherten Bark-Skala. Darüber hinaus wird es bevorzugt, dass der gesamte Frequenzbereich in wenigstens 20 Bänder eingeteilt wird, so dass die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern 10 Bänder umfasst und die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern ebenfalls 10 Bänder umfasst, welche dann durch Überlagerung aufgrund der Emission der Schallwandler wiederum das gesamte Audiosig- nal wieder-geben.
Fig. 4a zeigt eine schematische Darstellung dahingehend, dass 2n geradzahlige Band pässe in der Erzeugung für das obere Ansteuersignal eingesetzt werden, während 2n-1 (ungeradzahlige Bandpässe) für die Erzeugung des unteren Ansteuersignals eingesetzt werden..
Andere Einteilungen beziehungsweise Implementierungen der Bandpassfilter auf digitale Art und Weise, beispielsweise mittels einer Filterbank, einer kritisch abgetasteten Filter bank, einer QMF-Filterbank oder einer, wie auch immer gearteten, Fourier-Transformation oder einer MDCT-Implementierung mit anschließender Zusammenfassung beziehungs weise unterschiedlicher Verarbeitung der Bänder können ebenfalls verwendet werden. Ge- nau-so können die unterschiedlichen Bänder auch eine konstante Bandbreite von dem un teren Ende bis zum oberen Ende des Frequenzbereichs haben, beispielsweise von 50 bis 10000 Hz oder darüber. Ferner kann die Anzahl der Bänder auch wesentlich größer als 20 sein, wie beispielsweise 40 oder 60 Bänder, so dass jede Mehrzahl von Bandpassfiltern die Hälfte der gesamten Anzahl von Bändern wiedergibt, wie beispielsweise 30 Bänder, im Falle von 60 gesamten Bändern.
In Fig. 3a ist eine bevorzugte Implementierung des Signalkombinierers 50 dargestellt, wobei über den Addierer 322 das Ausgangssignal der ersten Mehrzahl von Bandpassfiltern mit dem Gleichtaktsignal 323a addiert wird, das am Gleichtaktsignaleingang 71 vorliegt. Ent sprechend addiert der zweite Addierer 342 im Signalkombinierer 50 das Ausgangssignal der zweiten Mehrzahl von Bandpassfiltern 340 wieder mit dem Gleichtaktsignal 323a, das am Eingang 71 von Fig. 2a beispielsweise vorliegt. Außerdem erhalten der erste Allpass- Filter 326e und der zweite Allpass-Filter 326f das Basis-Gegentaktsignal. Das Basis-Ge- gentaktsignal 72 wird bei dem in Fig. 3a gezeigten Ausführungsbeispiel direkt beiden All- pass-Filtern 326e, 326f zugeführt. Alternativ kann jedoch entweder für beide Zweige 321 und 341 oder nur für einen Zweig eine Verstärkung/Dämpfung vorgesehen sein. Dies könnte dann nützlich sein, wenn beispielsweise die beiden Schallerzeuger im Lautsprecher system, wie es in Fig. 1a gezeigt ist, nicht genau symmetrisch ausgebildet sind oder nicht genau symmetrisch angeordnet sind.
Ferner ist in Fig. 3a dargestellt, dass die Verstärker 324, 344 nicht nur als Verstärker aus gebildet sein können, sondern auch als Digital/Analog-Wandler bzw. als Eingangsstufe ei nes Lautsprechersystems. Dann würde die Funkstrecke zwischen dem Signalprozessor bzw. Signalerzeuger 105 und den Lautsprechersystemen zwischen den Elementen 322 und 324 bzw. 342 und 344 liegen. In einer solchen Implementierung ist jedes Lautsprechersys tem ausgebildet, um zwei Eingangssignale, ein Eingangssignal für die Schallerzeuger 11 , 13 einerseits und 12, 15 andrerseits zu empfangen, und um diese Eingangssignale ent sprechend zu verarbeiten und insbesondere zu verstärken, um die Ansteuersignale für die Membranen der Schallerzeuger 11, 12, 13, 15 oder weitere zu bekommen.
Fig. 4b zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Signalprozessors, bei dem der Basis- Gegentaktsignal-Bereitsteller 80 als Seite-Signal-Erzeuger ausgebildet ist. Wenn beispiels weise das Gleichtaktsignal ein linkes Signal am Eingang 71 ist, so wird es bevorzugt, das Basis-Gegentaktsignal 72 dadurch zu erhalten, dass ein Differenzsignal zwischen dem Gleichtaktsignal am Eingang 71 und einem anderen Kanal einer Zwei- oder Mehrkanaldar stellung berechnet wird, welche beispielsweise einen rechten Kanal R, einen mittleren Ka nal C, einen linken hinteren Kanal LS oder einen rechten hinteren Kanal RS enthalten kann.
Um eine Differenzbildung zu erreichen, wird es bevorzugt, den anderen Kanal am Eingang 73 mit einer Phasenumkehrung 372 zu beaufschlagen, die eine 180°-Phasenverschiebung erreicht. Vorzugsweise wird dies erreicht, wenn das Signal als Differenzsignal zwischen zwei Polen vorhanden ist. Dann wird die Phasenumkehr 372 einfach dadurch erreicht, dass der Kanal in einen Addierer 371 gewissermaßen „umgekehrt“ eingesteckt wird. Der Addie rer 371 ist daher vorzugsweise so ausgebildet, dass an seinem einen Eingang das Gleich taktsignal „richtig“ eingesteckt wird, und an seinem anderen Eingang das andere Kanalsig nal „verkehrt“ eingesteckt wird, um die Phasenverschiebung von 180°, die durch den Pha senschieber 372 angedeutet ist, zu erreichen. Bei anderen Implementierungen können auch andere Phasenverschiebungen eingesetzt werden, wenn statt des „verkehrten Ein steckens“ ein tatsächlicher Phasenschieber eingesetzt wird. Das Differenzsignal am Ausgang des Addierers stellt dann das Basis-Gegentaktsignal 72 dar, welches dann weiterverarbeitet werden kann. Bei dem in Fig. 4b dargestellten Ausfüh rungsbeispiel umfasst der Gegentaktsignalerzeuger weitere Elemente, nämlich die Potenti ometer bzw. Verstärker mit einer Verstärkung kleiner Eins 375, 326a und den Addierer 326b und wiederum das Potentiometer 326c. Im Gegensatz zu der Ausführungsform von Fig. 2a oder Fig. 3a, bei dem das Gegentaktsignal vom Ausgang 72 direkt in den Verzweigungs punkt 326b und von dort in die beiden Allpass-Filter bzw. verschachtelten Bandpassfilter eingespeist worden ist, wird das Basis-Gegentaktsignal bei Fig. 4b vor der Verzweigung zunächst modifiziert, und zwar durch einen Verstärker bzw. ein Potentiometer 375. Ferner wird das Basis-Gegentaktsignal über den Addierer 326b mit dem Gleichtaktsignal am Ein gang 71 gemischt und das Ergebnis der Mischung wird durch den Verstärker bzw. durch das Potentiometer 326c verstärkt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass dann, wenn der Verstärker 375 einen Verstärkungsfaktor von 1 hat, wenn der Verstärker 326a einen Ver stärkungsfaktor von 0 hat, also komplett dämpft, und wenn der Verstärker 326c einen Ver stärkungsfaktor von 1 hat, die Implementierung von Fig. 4b identisch zu der Implementie rung von Fig. 2a ist, abgesehen von den verschachtelten Bandpassfiltern 320, 340, wobei bei dem in Fig. 4a und besonders Fig. 4b gezeigten Ausführungsbeispiel ungeradzahlige Bandpässe im oberen Zweig und geradzahlige Bandpässe im unteren Zweig angeordnet sind. Die Anordnung von geradzahligen und ungeradzahligen Bandpässen kann jedoch auch umgekehrt stattfinden, so dass das mit dem Allpass-Filter 326e verarbeitete Signal mit geradzahligen Bandpassfiltern weiterverarbeitet wird. Bei dem in Fig. 4b gezeigten Aus führungsbeispiel sei ferner darauf hingewiesen, dass die Reihenfolge zwischen Allpass- Filter und Filterbank auch umgekehrt werden kann. Bei wieder alternativen Ausführungs beispielen kann auch auf die Allpass-Filter verzichtet werden, da in einem solchen Fall die Filterbänke bereits dazu führen, dass die Gegentaktsignale im oberen Zweig und im unteren Zweig zueinander unterschiedlich sind. Auch eine Implementierung mit lediglich verschach telten Bandpassfiltern ohne Allpass-Filter, bei denen der Verzweigungspunkt direkt der Ein gang in die Filterbänke 320, 340 ist und der Ausgang der Filterbänke direkt mit dem ent sprechenden Eingang der Addierer 322, 342 verbunden ist, führt somit ebenfalls zu einem Schallsignal am Ausgang des Spalts, das translatorische und rotatorische Komponenten aufweist.
Darüber hinaus ist die Verwendung der Allpass-Filter dahin gehend von Vorteil, dass dann, wie es in Fig. 1a dargestellt ist, auf die Trennwand in der Schallkammer 10 verzichtet wer- den kann. Werden jedoch keine verschachtelten Filterbänke vorgesehen, wie beispiels weise in Fig. 2a oder Fig. 4c, so wird es bevorzugt, die Trennwand 18 in der Schallkammer 10 vorzusehen, wie es in Fig. 1c dargestellt ist.
Fig. 4c zeigt eine spezielle Implementierung des Basis-Gegentaktsignal-Bereitstellers 80 von Fig. 2a, und zwar in der Variante Nummer 3 von Fig. 2b. Hier wird das Gleichtaktsignal am Eingang 306, welcher dem Eingang 71 entspricht, verstärkt bzw. gedämpft, und zwar durch einen einstellbaren Verstärker bzw. durch ein Potentiometer 326a, und dann über einen Hochpassfilter (HP) hochpassgefiltert, wie es bei 326d dargestellt ist. Am Ausgang des Hochpassfilters 326d befindet sich das Basis-Gegentaktsignal 72, das dann, in Analo gie zu der Implementierung von Fig. 4b mit einem einstellbaren Verstärker/Potentiometer 326c verstärkt/gedämpft wird, um dem Verzweigungspunkt 326g zugeführt zu werden, über welchen das je nach Implementierung verstärkte oder unveränderte Basis-Gegentaktsignal 72 den beiden Allpass-Filtern 326a, 326f zugeführt wird. Am Ausgang der Allpass-Filter befindet sich dann das erste Gegentaktsignal bzw. das zweite Gegentaktsignal, welche über die Addierer 322, 342, die den Signalkombinierer 50 beispielhaft implementieren, mit dem Gleichtaktsignal kombiniert werden, wie es durch die Leitungen 323a dargestellt ist. Die Ansteuersignale für die Schallerzeuger 11, 12, 13, 15 können dann je nach Implemen tierung noch durch die Verstärker 324, 344 verstärkt werden und dann den Schallerzeugern 11, 12, 13, 15 zugeführt werden.
Fig. 5a zeigt eine bevorzugte Implementierung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem mobilen Gerät, z. B. einem Mobiltelefon. Ein mobiles Gerät 106 umfasst eine Ausgangsschnittstelle, die durch eine Sendeantenne 112 symbolisiert wird. Darüber hinaus umfasst jedes Lautsprechersystem 102, 103, 104, das vorzugsweise wie in Fig. 1a bis Fig. 1e ausgeführt sein kann, eine Eingangsschnittstelle, die durch Empfangsantennen 108, 109, 110 symbolisiert sind. Das Mobiltelefon 106 umfasst den Signalprozessor bzw. Sig nalerzeuger 105, welcher in Fig. 2a, 3a, 4b oder 4c als der Teil dargestellt ist, der sich zwischen dem Eingang 71, 73 und den Ausgangsverstärkern 324, 344 befindet. Vorzugs weise sind die entsprechenden Ausgangsverstärker 324, 344 in jedem der einzelnen Laut sprechersysteme 102, 103, 104 angeordnet und die zu verstärkenden Signale werden am Ausgang der jeweiligen Eingangsschnittstellen der entsprechenden Lautsprechersysteme 102, 103, 104 geliefert. Bei dem in Fig. 5a gezeigten Szenario ist das Audiosignal ein Drei- Kanal-Signal mit einem linken Kanal L, einem Mitte-Kanal C und einem rechten Kanal R. Das Signal kommt vorzugsweise von einer in dem Mobiltelefon 106 vorhandenen Audiobi- bliothek oder stammt von einem entfernten Audio-Server, wie beispielsweise einem Streaming-Dienst etc. Vorzugsweise ist die Schnittstelle, die durch die Sendeantenne 112 symbolisiert ist, eine Nahbereichs-Schnittstelle, wie beispielsweise eine Bluetooth-Schnitt- stelle.
Je nach Implementierung kann das Mobiltelefon bzw. der Signalprozessor oder Signaler zeuger 105 ausgebildet sein, um, wie es anhand von Fig. 4b dargestellt worden ist, das Basis-Gegentaktsignal als Differenz zwischen einem linken Kanal und z. B. einem rechten Kanal berechnen. Falls jedoch abweichend von Fig. 5a eine Multikanaldarstellung mit z. B. fünf Kanälen vorliegt, wie sie in Fig. 4b erläutert sind, so kann der Basis-Gegentaktsignal- Bereitsteller 80 auch ausgebildet sein, um das Seite-Signal als Differenz zwischen einem linken Downmix-Kanal und einem rechten Downmix-Kanal zu berechnen. Der linke Down- mix-Kanal wird durch Addition von links und hinten links (LS = Left Surround oder LR = Left Rear) und gegebenenfalls unter zusätzlicher Addition durch einen gewichteten, z. B. mit dem Faktor 1,5 gewichteten Mitte-Kanal C, berechnet. Ferner wird der rechte Downmix- Kanal durch eine Addition des rechten Kanals R mit dem Kanal hinten rechts (RS = Right Surround oder RR = Right Rear) und gegebenenfalls mit einem z. B. Faktor 1 ,5 gewichteten Mitte-Kanal C ermittelt. Dann wird das Seite-Signal durch Subtraktion des linken und des rechten Downmix-Kanals gewonnen.
Alternativ kann das Seite-Signal auch durch eine Subtraktion von LS und RS gewonnen werden, ohne die Verwendung des Gegentaktsignals. Es können zur Berechnung des Seite-Signals beliebige Kanalpaare oder ein Downmix-Kanal und ein ursprünglicher Kanal etc. verwendet werden und es muss nicht, wie es in Fig. 4b dargestellt ist, zur Berechnung des Basis-Gegentaktsignals dasselbe Gleichtaktsignal verwendet werden, das dann durch den Signalkombinierer den beiden Gegentaktsignalen hinzu addiert wird.
Fig. 5b zeigt eine schematische Darstellung eines Lautsprechersystems von Fig. 1d und 1e mit acht Schallerzeugern pro Array und gemeinsamer Arrayansteuerung. Ferner umfasst das Lautsprechersystem einen Signalerzeuger, wie er bezüglich der Figuren 3a, 3b, 4a, 4b, 4c erläutert worden ist, wobei in Fig. 5b die Variante von Fig. 4c beispielhaft dargestellt ist.
Zusätzlich umfasst der Signalerzeuger eine Signalkonditionierungsstufe 69, die ausgebildet ist, um ein Eingangssignal 70, von dem das Gleichtaktsignal 71, oder das erste Gegentakt signal, oder das zweite Gegentaktsignal abgeleitet ist, oder um das erste Schallerzeuger signal 51 für den ersten Schallerzeuger 11 und den dritten Schallerzeuger 13, oder das zweite Schallerzeugersignal 52 für den zweiten Schallerzeuger 12 und den vierten Schall erzeuger 15, im Hinblick auf eine Signalleistung und/oder im Hinblick auf eine Verstärkung von höheren Frequenzen im Vergleich zu niedrigeren Frequenzen einzustellen. Die Signal konditionierungsstufe 69 in Fig. 5a ist daher ausgebildet, um eine individuelle Pegeleinstel lung bzw. Steuerung und eine Höhenverstärkung für das Lautsprechersystem separat aus zuführen.
Wie es aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann es in einem Vorführbereich, wie z. B. einem Kino oder Konzertsaal, aber auch in einem Vorführbereich im Freien Vorkommen, dass eine Beschal lungsanlage, die aus mehreren Lautsprechersystemen 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207 von Fig. 1f besteht, unterschiedliche Abstände zu Sitzreihen bzw. Zuhörreihen 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217 aufweist. Dies ist aufgrund der versetzten Anordnung der Sitzreihen der Fall, damit Zuhörende einer weiter oben angeordneten Sitzreihe über Zuhörende einer weiter unten angeordneten Sitzreihe blicken können. Durch die Signalkonditionierungsstufe wird dabei jedes Lautsprechersystem für die diesem System gegenüberliegende Zuhör reihe eingestellt, um den Pegelverlust aufgrund des größeren Abstandes zu kompensieren, und um auch den Höhenverlust aufgrund der größeren Luftstrecke vom Lautsprechersys tem zu dem jeweiligen Zuhörenden zu kompensieren. Eine Grenzfrequenz zur Höhenkom pensation liegt im Bereich von 2 bis 4 kHz. Je größer der Abstand ist, umso mehr muss die Stufe 69 einerseits den Pegel anheben und andererseits die höheren Frequenzen verstär ken.
Eine Beschallungsanlage umfasst wenigstens ein erstes Lautsprechersystem 201 und ein zweites Lautsprechersystem 202, das nach einem der Ansprüche 1 bis 28 ausgebildet ist, wobei das zweite Lautsprechersystem 202 auf dem ersten Lautsprechersystem 201 ange ordnet ist, und wobei das Gehäuse des ersten Lautsprechersystems 201 getrennt von dem Gehäuse des zweiten Lautsprechersystems 202 ausgebildet ist. In Fig. 6 ist die Beschal lungsanlage als Turm von sieben Lautsprechersystemen 201 bis 207 aufgeführt.
Das erste Lautsprechersystem 201 hat eine erste Signalkonditionierungsstufe 69 und das zweite Lautsprechersystem 202 hat eine eigene zweite Signalkonditionierungsstufe, wobei die erste Signalkonditionierungsstufe 69 und die zweite Signalkonditionierungsstufe derart eingestellt sind, dass ein Schallpegel eines von dem ersten Lautsprechersystems 201 emit tierten Schallsignals kleiner ist als ein Schallpegel eines von dem zweiten Lautsprechersys tem 201 emittierten Schallsignals ist, oder dass höhere Frequenzen eines von dem ersten Lautsprechersystems 201 emittierten Schallsignals weniger verstärkt sind als höhere Fre quenzen eines von dem zweiten Lautsprechersystem 201 emittierten Schallsignals.
Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, befindet sich die Beschallungsanlage in einem Vorführbe reich, in dem ein Zuhörbereich angeordnet ist, wobei der Zuhörbereich eine erste Zuhör reihe 211 und eine zweite Zuhörreihe 212 und ggf. weitere Reihen 213, 214, 215, 216, 217 aufweist, wobei die zweite Zuhörreihe 212 oberhalb und versetzt zu der ersten Zuhörreihe 211 angeordnet ist. Die erste Zuhörreihe 211 hat einen ersten Abstand zu dem ersten Laut sprechersystem 201 und die zweite Zuhörreihe 212 hat einen zweiten Abstand zu dem zweiten Lautsprechersystem 201.
Die erste Signalkonditionierungsstufe 69 und die zweite Signalkonditionierungsstufe sind derart eingestellt sind, dass ein Schallpegel eines von dem ersten Lautsprechersystems 201 emittierten Schallsignals kleiner ist als ein Schallpegel eines von dem zweiten Laut sprechersystem 201 emittierten Schallsignals ist, und/oder dass höhere Frequenzen eines von dem ersten Lautsprechersystems 201 emittierten Schallsignals weniger verstärkt sind als höhere Frequenzen eines von dem zweiten Lautsprechersystem 201 emittierten Schall signals.
Insbesondere werden die erste Signalkonditionierungsstufe 69 und die zweite Signalkondi tionierungsstufe derart eingestellt sind, dass eine Schallpegeleinstellung oder eine Verstär kung von höheren Frequenzen proportional in Abhängigkeit von dem ersten Abstand und dem zweiten Abstand implementiert ist.
Das erste Lautsprechersystem 201 und das zweite Lautsprechersystem 202 sind ferner mit einer Tonsignalquelle derart verbunden, um einen Mitten-Kanal eines Mehrkanaltonformats wiederzugeben. Außerdem ist zwischen der Beschallungsanlage und den Zuhörreihen eine Bildwand 220 angeordnet, wie z. B. eine Leinwand oder eine andere Bildanzeigeeinrich tung, die auch einen Bildschirm umfassen kann. Diese ist im Bereich, der vor der Beschal lungsanlage liegt, für von der Beschallungsanlage emittierten Schall durchlässiger ist als in einem Bereich, der neben der Beschallungsanlage liegt. Im Falle einer Leinwand, wie z. B. einer Kinoleinwand, die ausgebildet ist, um ein Bild oder einen Film darzustellen, sind in dem Bereich, der vor der Beschallungsanlage liegt, Perforierungen 230 gebildet, wie es aus Fig. 7 ersichtlich ist, und es sind in dem Bereich, der neben der Beschallungsanlage liegt, keine Perforierungen oder weniger Perforierungen als in dem Bereich, der vor der Beschal lungsanlage liegt vorhanden. Damit wird der emittierte Schall nur wenig oder nicht durch die Leinwand 220 gedämpft. Dennoch kann eine Dämpfung für jedes Lautsprechersystem durch die Stufe 69 jeweils ausgeglichen werden, damit jede Zuhörreihe dieselbe gute Ton qualität erhält. Andere Leinwände sind durchgehend gleichmäßig perforiert, so dass bei der Herstellung der Leinwand von vorneherein keine Rücksicht auf eventuelle dahinter ange ordnete Lautsprecher genommen werden muss.
Generell wird es bevorzugt, für jede Zuhörreihe ein eigenes Lautsprechersystem vorzuse hen. Ferner ist die Position in der Mitte hinter der Leinwand besonders prädestiniert für die Wiedergabe des Center-Kanals eines Multikanalformats, wie es auch in Fig. 4b bei 71 dar gestellt ist. Die Beschallungsanlage kann um einen Subwoofer erweitert werden, um die Leistung auch bei besonders niedrigen Frequenzen zu verbessern. Typischerweise werden im Center-Kanal allerdings eher Sprache, wie z. B. des Erzählers eines Stücks unterge bracht, so dass die Beschallungsanlage auch ohne Subwoofer in der Mitte eine herausra gende Audioqualität liefert, weil nicht nur die translatorische Komponente des Schallfeldes angeregt wird, sondern auch die rotatorische Komponente, und daher das emittierte Schall signal der Beschallungsanlage besonders natürlich klingt.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfah rens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein ent sprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrens schritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfah rensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hard ware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Compu ter oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispie len können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Er findung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart Zusammenwir ken können oder Zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Des halb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmier baren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerpro grammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode da hin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm produkt auf einem Computer abläuft.
Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger ge speichert sein.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinen lesbaren Träger gespeichert ist.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin be schriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ab läuft.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträ ger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufge zeichnet ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Daten strom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durch führen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, trans feriert zu werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfigu riert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerpro gramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumin dest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrich tung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (bei spielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor Zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzu führen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell ersetzbare Hard ware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Vari ationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten ein leuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutz umfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsen tiert wurden, beschränkt sei.

Claims

Patentansprüche
1. Lautsprechersystem mit folgenden Merkmalen: einem ersten Schallerzeuger (11) mit einer ersten Emissionsrichtung (21) und einem zweiten Schallerzeuger (12) mit einer zweiten Emissionsrichtung (22), wobei der erste Schallerzeuger (11) und der zweite Schallerzeuger (12) so zueinander ange ordnet sind, dass sich die erste Emissionsrichtung (21) und die zweite Emissions richtung (22) in einer Schallkammer (10) schneiden; einem dritten Schallerzeuger (13) mit einer dritten Emissionsrichtung (23) und einem vierten Schallerzeuger (15) mit einer vierten Emissionsrichtung (25), wobei der dritte Schallerzeuger (13) und der vierte Schallerzeuger (15) so zueinander angeordnet sind, dass sich die dritte Emissionsrichtung (23) und die vierte Emissionsrichtung (25) in der Schallkammer (10) schneiden; und einem Gehäuse (14), das den ersten Schallerzeuger (11) und den zweiten Schall erzeuger (12), den dritten Schallerzeuger (13) und den vierten Schallerzeuger (15) und die Schallkammer (10) häust, wobei das Gehäuse (14) einen Spalt (16) auf weist, der ausgebildet ist, um eine Gaskommunikation zwischen der Schallkammer (10) und einer Umgebung des Lautsprechersystems zu ermöglichen.
2. Lautsprechersystem nach Anspruch 1, bei dem der erste Schallerzeuger (11) eine erste Vorderseite und eine erste Rückseite aufweist, bei dem der zweite Schallerzeuger (12) eine zweite Vorderseite und eine zweite Rückseite aufweist, bei dem der dritte Schallerzeuger (13) eine dritte Vorderseite und eine dritte Rück seite aufweist, bei dem der vierte Schallerzeuger (15) eine vierte Vorderseite und eine vierte Rück seite aufweist, wobei die erste Vorderseite und die zweite Vorderseite und die dritte Vorderseite und die vierte Vorderseite zur Schallkammer (10) hin gerichtet sind, so dass die Schallkammer (10) von der ersten Vorderseite, der zweiten Vorderseite, der dritten Vorderseite und der vierten Vorderseite und dem Gehäuse (14) definiert ist, und wobei der Spalt (16) in einem Frontalbereich (14a) des Gehäuses (14) ausgebildet ist, der die Schallkammer (10) von der Umgebung des Lautsprechersystems trennt.
3. Lautsprechersystem nach Anspruch 2, bei dem der Spalt (16) in dem Frontalbereich (14a) so ausgebildet ist, dass der Frontalbereich (14a) in einen in der Draufsicht linken Teil und einen in der Draufsicht rechten Teil geteilt wird, wobei der linke Teil eine linke Abmessung senkrecht zu dem Spalt (16) aufweist, die innerhalb einer Toleranz von +/- 20 % der Abmessung gleich einer rechten Abmessung des rechten Teils senkrecht zu dem Spalt (16) ist.
4. Lautsprechersystem nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Spalt (16) in dem Fron talbereich (14a) vollständig in der Draufsicht von unten nach oben ausgebildet ist.
5. Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem das Gehäuse (14) ausgebildet ist, um einen ersten hinteren Bereich des ersten Schallerzeugers (11) hinter der ersten Rückseite von einem zweiten hinteren Bereich des zweiten Schal lerzeugers (12) hinter der zweiten Rückseite zu trennen (14f), und um den ersten hinteren Bereich und den zweiten hinteren Bereich von der Umgebung des Laut sprechers zu trennen.
6. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Ge häuse (14) einen Bodenabschnitt (14d), um die Schallkammer (10) nach unten zu begrenzen, und einen Deckelabschnitt (14e), um die Schallkammer (10) nach oben zu begrenzen, aufweist.
7. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Spalt (16) eine Breite zwischen 0,5 cm und 4 cm aufweist.
8. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in der Schallkammer (10) eine Trennwand (18) ausgebildet ist, die die Schallkammer (10) in einen ersten Bereich für den ersten Schallerzeuger (11) und den dritten Schallerzeuger (13) und in einen zweiten Bereich für den zweiten Schal- lerzeuger (12) und den vierten Schallerzeuger (15) teilt, wobei ein Ende der Trenn wand (18) sich in der Nähe des Spalts (16) und von dem Spalt (16) beabstandet befindet, so dass der erste Bereich und der zweite Bereich in Gaskommunikation mit der Umgebung des Lautsprechersystems durch den Spalt (16) hindurch sind.
9. Lautsprechersystem nach Anspruch 8, bei dem das Ende der Trennwand (18) zwi schen 0,5 cm und 4 cm von dem Spalt (16) beabstandet ist.
10. Lautsprechersystem nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Trennwand (18) an einem anderen Ende gegenüber dem Ende in der Nähe des Spalts (16) mit dem Gehäuse (14) oder dem ersten Schallerzeuger (11) und dem zweiten Schallerzeuger (12) und dem dritten Schallerzeuger (13) und dem vierten Schallerzeuger (15) verbunden ist, um an dem anderen Ende den ersten Bereich von dem zweiten Bereich im Hinblick auf eine Gaskommunikation zu trennen.
11. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an dem Spalt (16) ein Anpassungselement (19) angeordnet ist, um eine Schallimpedanz an dem Spalt (16) an eine Schallimpedanz in der Umgebung des Lautsprechersystems anzupassen.
12. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner einen Signalerzeuger (105) aufweist, um den ersten Schallerzeuger (11) und den dritten Schallerzeuger (13) mit einem ersten Schallerzeugersignal (51) anzusteuern, und um den zweiten Schallerzeuger (12) und den vierten Schallerzeuger (15) mit einem zweiten Schallerzeugersignal (52) anzusteuern, wobei der Signalerzeuger (105) einen Kombinierer (50) aufweist, der ausgebildet ist, um ein Gleichtaktsignal (71) mit einem ersten Gegentaktsignal zu überlagern, um das erste Schallerzeugersignal (51) zu erhalten, und um das Gleichtaktsignal (71) mit einem zweiten Gegentaktsignal zu überlagern, um das zweite Schallerzeu gersignal (52) zu erhalten, wobei das zweite Gegentaktsignal von dem ersten Ge gentaktsignal unterschiedlich ist.
13. Lautsprechersystem nach Anspruch 12, bei dem der Signalerzeuger (105) einen Gegentaktsignalerzeuger (60) aufweist, wobei der Gegentaktsignalerzeuger (60) ausgebildet ist, um ein Basis-Gegentaktsignal (72) zu erhalten, und um aus dem Basis-Gegentaktsignal unter Verwendung einer ersten Gegentaktsignalverarbei tung das erste Gegentaktsignal zu erzeugen, und um unter Verwendung einer zwei ten Gegentaktsignalverarbeitung das zweite Gegentaktsignal zu erzeugen, wobei die erste Gegentaktsignalverarbeitung ein erstes Allpass-Filter (326e) umfasst, und wobei die zweite Gegentaktsignalverarbeitung ein zweites Allpass-Filter (326f) um fasst, wobei das erste Allpass-Filter (326e) von dem zweiten Allpass-Filter (326f) unterschiedlich ist.
14. Lautsprechersystem nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die erste Gegentaktsignal verarbeitung ausgebildet ist, um eine erste Phasenverschiebung zu bewirken, und bei dem die zweite Gegentaktsignalverarbeitung ausgebildet ist, um eine zweite Phasenverschiebung zu bewirken, wobei die zweite Phasenverschiebung von der ersten Phasenverschiebung unterschiedlich ist, oder wobei die eine der beiden Pha senverschiebungen eine positive Phasenverschiebung ist und eine andere der bei den Phasenverschiebungen eine negative Phasenverschiebung ist, oder bei dem die erste Gegentaktsignalverarbeitung und die zweite Gegentaktsignalver arbeitung ausgebildet sind, um jeweils eine Phasenverschiebung zu bewirken, so dass eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Gegentaktsignal und dem zweiten Gegentaktsignal zwischen 135° und 225° liegt, oder bei dem die erste Phasenver schiebung zwischen 70° und 110° ist und die zweite Phasenverschiebung zwischen -70° und -110° ist.
15. Lautsprechersystem nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die erste Gegentaktsignal verarbeitung eine erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) aufweist, und die zweite Gegentaktsignalverarbeitung eine zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) auf weist, wobei die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern und die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern zueinander verschachtelt ausgebildet sind, so dass ein Bandpass kanal der ersten Mehrzahl von Bandpassfiltern einen frequenzmäßigen Durchlass bereich hat, der in der zweiten Mehrzahl von Bandpassfiltern frequenzmäßig einem Sperrbereich entspricht.
16. Lautsprechersystem nach Anspruch 15, bei dem die erste Mehrzahl von Bandpass filtern (320) wenigstens zwei Bandpassfilter (320a, 320b) mit einer ersten Mittenfre quenz (fi) und einer dritten Mittenfrequenz (fß) aufweist, und bei dem die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) wenigstens zwei Bandpass filter (340a, 340b) aufweist, die eine zweite Mittenfrequenz (f2) und eine vierte Mit tenfrequenz (f4) aufweisen, wobei die erste Mittenfrequenz (h), die zweite Mittenfre quenz (f2), die dritte Mittenfrequenz (f3) und die vierte Mittenfrequenz (f4) in frequenz mäßig aufsteigender Reihenfolge angeordnet sind, und wobei die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern (320) bei der zweiten Mittenfrequenz (f2) und der vierten Mittenfrequenz (f4) jeweils einen Sperrbereich hat, und wobei die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern (340) bei der ersten Mittenfrequenz (h) und der dritten Mittenfrequenz (f3) jeweils einen Sperrbereich hat.
17. Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem der Signaler zeuger (105) einen Basis-Gegentaktsignal-Bereitsteller (80) aufweist, der ausgebil det ist, um das Basis-Gegentaktsignal (72) aus dem Gleichtaktsignal (71) abzuleiten, oder um das Basis-Gegentaktsignal (72) aus zwei Kanalsignalen einer Mehrkanaldarstel lung abzuleiten (371, 372), die wenigstens zwei Kanäle aufweist, oder um ein separates Audiosignal über einen Eingangsabschnitt (81) zu erhalten, das separat von dem Gleichtaktsignal (71) erhalten wird.
18. Lautsprechersystem nach Anspruch 17, bei dem der Basis-Gegentaktsignal-Bereit- steller (80) ausgebildet ist, um bei der Ableitung des Basis-Gegentaktsignals (72) das Gleichtaktsignal (71) einer Hochpassfilterung (326d) zu unterziehen, oder um das Gleichtaktsignal (71) zu verstärken oder zu dämpfen (326a), um das Basis- Gegentaktsignal (72) zu erhalten.
19. Lautsprechersystem nach Anspruch 17, bei dem der Basis-Gegentaktsignal-Bereit- steller (80) ausgebildet ist, um ein Differenzsignal aus den zwei Kanalsignalen zu ermitteln (371, 372), und um aus dem Differenzsignal das Basis-Gegentaktsignal (72) abzuleiten.
20. Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 12 bis 19, bei dem der Signaler zeuger eine Signalkonditionierungsstufe (69) aufweist, die ausgebildet ist, um ein Eingangssignal (70), von dem das Gleichtaktsignal (71), oder das erste Gegentaktsignal, oder das zweite Gegentaktsignal abgeleitet ist, oder um das erste Schallerzeugersignal (51) für den ersten Schallerzeuger (11) und den dritten Schallerzeuger (13), oder das zweite Schallerzeugersignal (52) für den zweiten Schallerzeuger (12) und den vierten Schallerzeuger (15), im Hinblick auf eine Signalleistung und/oder im Hinblick auf eine Verstärkung von höheren Frequenzen im Vergleich zu niedrigeren Frequenzen einzustellen.
21. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Schallerzeuger (11), der zweite Schallerzeuger (12), der dritte Schallerzeuger (13) und der vierte Schallerzeuger (15) in dem Gehäuse (14) befes tigt sind, wobei das Gehäuse (14) einen Deckel (14e), einen Boden (14d), eine Frontalwand (14a), oder eine Rückwand (14h) oder Seitenwände (14g) aufweist, wobei der Spalt (16) in der Frontalwand (14a) durchgehend von oben nach unten ausgebildet ist, wobei der Deckel (14e), oder der Boden (14d), oder die Rückwand (14h) oder die Seitenwände (14g) durchgehend ausgebildet sind,
22. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schallkammer (10) durchgehend von oben nach unten ausgebildet ist.
23. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine erste Rückkammer (10a), die mit einer Rückseite des ersten Schallerzeugers (11) und einer Rückseite des dritten Schallerzeugers (13) kommuniziert, durchgehend von oben nach unten ausgebildet ist, oder bei dem eine zweite Rückkammer (10b), die mit einer Rückseite des zweiten Schallerzeugers (12) und einer Rückseite des vierten Schallerzeugers (15) kommuniziert, durchgehend von oben nach unten aus gebildet ist.
24. Lautsprechersystem Anspruch 22, bei dem die erste Rückkammer (10a), die zweite Rückkammer (10b) und die Schallkammer (10) jeweils voneinander getrennt sind.
25. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der dritte Schallerzeuger (13) mit der dritten Emissionsrichtung (23) und der vierte Schaller zeuger (15) mit der vierten Emissionsrichtung (25), so zueinander angeordnet sind, dass die dritte Emissionsrichtung (23) im Wesentlichen gleich der ersten Emissions richtung (21) ist und die vierte Emissionsrichtung (25) im Wesentlichen gleich der zweiten Emissionsrichtung (22) ist.
26. Lautsprechersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zusätz lich zu einem ersten Paar aus dem ersten Schallerzeuger (11) und dem zweiten Schallerzeuger (12) und zu einem zweiten Paar aus dem dritten Schallerzeuger (13) und dem vierten Schallerzeuger (15) wenigstens ein weiteres Paar aus Schallerzeu gern (41a, 41b, 421, 42b, 43a, 43b, 44a, 44b, 45a, 45b, 46a, 46b) in dem Gehäuse (14) unten oder oben bezüglich des ersten Paars oder des zweiten Paars angeord net ist.
27. Lautsprechersystem nach Anspruch 25, bei dem mindestens 6 Paare von Signaler zeugern (11, 12, 13, 15, 41a, 41b, 421, 42b, 43a, 43b, 44a, 44b, 45a, 45b, 46a, 46b) in dem Gehäuse (14) angeordnet sind,
28. Lautsprechersystem nach Anspruch 21 , bei dem eine Höhe des Gehäuses (14) zwi schen 30 und 60 cm liegt, oder bei dem eine Breite des Gehäuses (14) zwischen 10 cm und 30 cm liegt, oder bei dem eine Tiefe des Gehäuses (14) zwischen 5 und 20 cm liegt, oder bei dem der Spalt (16) eine Breite zwischen 1 cm und 3 cm aufweist.
29. Beschallungsanlage mit folgenden Merkmalen: einem ersten Lautsprechersystem (201), das nach einem der Ansprüche 1 bis 28 ausgebildet ist; und einem zweiten Lautsprechersystem (202), das nach einem der Ansprüche 1 bis 28 ausgebildet ist, wobei das zweite Lautsprechersystem (202) auf dem ersten Lautsprechersystem (201) angeordnet ist, und wobei das Gehäuse des ersten Lautsprechersystems (201) getrennt von dem Gehäuse des zweiten Lautsprechersystems (202) ausgebil det ist.
30. Beschallungsanlage nach Anspruch 29, bei der das erste Lautsprechersystem (201) eine erste Signalkonditionierungsstufe (69) aufweist; und bei der das zweite Lautsprechersystem (202) eine zweite Signalkonditionierungs stufe aufweist, wobei die erste Signalkonditionierungsstufe (69) und die zweite Signalkonditionie rungsstufe derart eingestellt sind, dass ein Schallpegel eines von dem ersten Laut sprechersystems (201) emittierten Schallsignals kleiner ist als ein Schallpegel eines von dem zweiten Lautsprechersystem (201) emittierten Schallsignals ist, oder dass höhere Frequenzen eines von dem ersten Lautsprechersystems (201) emittierten Schallsignals weniger verstärkt sind als höhere Frequenzen eines von dem zweiten Lautsprechersystem (201) emittierten Schallsignals.
31. Vorführbereich mit folgenden Merkmalen: einer Beschallungsanlage mit folgenden Merkmalen: einem ersten Lautsprechersystem (201), das nach einem der Ansprüche 1 bis 28 ausgebildet ist; und einem zweiten Lautsprechersystem (202), das nach einem der Ansprüche 1 bis 28 ausgebildet ist, wobei das zweite Lautsprechersystem (202) auf dem ersten Lautsprecher system (201) angeordnet ist, und wobei das Gehäuse des ersten Lautspre chersystems (201) getrennt von dem Gehäuse des zweiten Lautsprecher systems (202) ausgebildet ist; und einem Zuhörbereich, wobei der Zuhörbereich eine erste Zuhörreihe (211) und eine zweite Zuhörreihe (212) aufweist, wobei die zweite Zuhörreihe (212) oberhalb und versetzt zu der ersten Zuhörreihe (211) angeordnet ist.
32. Vorführbereich nach Anspruch 31, bei der die erste Zuhörreihe (211) einen ersten Abstand zu dem ersten Lautsprechersystem (201) aufweist und die zweite Zuhör reihe (212) einen zweiten Abstand zu dem zweiten Lautsprechersystem (201) auf weist, bei der das erste Lautsprechersystem (201) eine erste Signalkonditionierungsstufe (69) aufweist; und bei der das zweite Lautsprechersystem (202) eine zweite Signalkonditionierungs stufe aufweist, wobei die erste Signalkonditionierungsstufe (69) und die zweite Signalkonditionie rungsstufe derart eingestellt sind, dass ein Schallpegel eines von dem ersten Laut sprechersystems (201) emittierten Schallsignals kleiner ist als ein Schallpegel eines von dem zweiten Lautsprechersystem (201) emittierten Schallsignals ist, oder dass höhere Frequenzen eines von dem ersten Lautsprechersystems (201) emittierten Schallsignals weniger verstärkt sind als höhere Frequenzen eines von dem zweiten Lautsprechersystem (201) emittierten Schallsignals.
33. Vorführbereich nach Anspruch 32, bei dem die erste Signalkonditionierungsstufe (69) und die zweite Signalkonditionierungsstufe derart eingestellt sind, dass eine Schallpegeleinstellung oder eine Verstärkung von höheren Frequenzen proportional in Abhängigkeit von dem ersten Abstand und dem zweiten Abstand implementiert ist.
34. Vorführbereich nach einem der Ansprüche 31 bis 33, bei dem das erste Lautspre chersystem (201) und das zweite Lautsprechersystem (202) mit einer Tonsignal quelle derart verbunden sind, um einen Mitten-Kanal eines Mehrkanaltonformats wiederzugeben, oder bei dem zwischen der Beschallungsanlage und den Zuhörreihen eine Bildwand (220) angeordnet ist, die im Bereich, der vor der Beschallungsanlage liegt, für von der Beschallungsanlage emittierten Schall durchlässiger ist als in einem Bereich, der neben der Beschallungsanlage liegt.
35. Vorführbereich nach Anspruch 34, bei dem die Bildwand ausgebildet ist, um ein Bild oder einen Film darzustellen, oder bei dem im Bereich, der vor der Beschallungsan lage liegt, Perforierungen (230) sind und in dem einem Bereich, der neben der Be schallungsanlage liegt, keine Perforierungen oder weniger Perforierungen als in dem Bereich, der vor der Beschallungsanlage liegt vorhanden sind.
36. Verfahren zum Herstellen eines Lautsprechersystems mit einem ersten Schaller zeuger (11) mit einer ersten Emissionsrichtung (21) und einem zweiten Schallerzeu ger (12) mit einer zweiten Emissionsrichtung (22), einem dritten Schallerzeuger (13) mit einer dritten Emissionsrichtung (23) und einem vierten Schallerzeuger (15) mit einer vierten Emissionsrichtung (25), mit folgenden Schritten:
Anordnen des ersten Schallerzeugers (11) und des zweiten Schallerzeugers (12) so zueinander, dass sich die erste Emissionsrichtung (21) und die zweite Emissions richtung (22) in einer Schallkammer (10) schneiden;
Anordnen des dritten Schallerzeugers (13) mit einer dritten Emissionsrichtung (23) und des vierten Schallerzeugers (15) mit einer vierten Emissionsrichtung (25) so, dass sich die dritte Emissionsrichtung (23) und die vierte Emissionsrichtung (25) in der Schallkammer (10) schneiden; und
Häusen des Lautsprechersystems mit einem Gehäuse (14), das den ersten Schall erzeuger (11) und den zweiten Schallerzeuger (12), den dritten Schallerzeuger (13) und den vierten Schallerzeuger (15), und die Schallkammer (10) häust, wobei das Gehäuse (14) einen Spalt (16) aufweist, der ausgebildet ist, um eine Gaskommuni kation zwischen der Schallkammer (10) und einer Umgebung des Lautsprechersys tems zu ermöglichen.
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