扬声器阵列和用于扬声器阵列的驱动器布置的制作方法

专利名称：扬声器阵列和用于扬声器阵列的驱动器布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于扬声器阵列的驱动器布置，特别地而并非排外地涉及一种适 合于从少量扬声器位置生成伪环绕信号的扬声器阵列。
背景技术：
近年来，从多于两个声道提供立体声变得越来越流行，这一点例如由各种环绕声 系统的广泛流行所证明。举例而言，家庭影院系统的日益流行导致环绕系统在许多私人家 庭中变得普遍。但是，常规环绕系统的问题在于，它们需要位于合适位置的大量单独扬声
ο举例而言，常规杜比5. 1环绕系统需要右后扬声器和左后扬声器，以及前中央扬 声器、右前扬声器和左前扬声器。此外，可使用低频亚低音扬声器(subwoofer)。大量扬声器不仅增加成本而且也导致实用性降低且增加使用者的不便。因此，开 展研究以生成下面这样的扬声器组该扬声器组适合于再现或模仿环绕声系统但使用少量 的扬声器位置。这种扬声器阵列使用定向声发射以将声音引导到一些方向中，在这些方向 中将使得声音通过位于声环境中的物体的反射而到达使用者。举例而言，高频信号(其倾 向于向听众提供大部分的感知方向提示)可被引导使得它们将通过侧壁反射而到达听众， 从而向使用者提供声音源自听众侧部(或甚至后方)的感受。图1示出了一种扬声器阵列的实例，其能使用比常规环绕声系统更少扬声器箱来 提供环绕声体验。在该系统中，扬声器阵列包括对称的左扬声器布置和右扬声器布置，其中每个扬 声器阵列包括三个驱动器单元101-111，这些驱动器单元中的每一个封闭于单独的箱体部 段内。环绕声系统可通过向左右扬声器布置提供相同的同相信号来生成直接中央信号。 而且，右前声信号和左前声信号可通过分别向右扬声器布置和左扬声器布置供应单独的右 信号和左信号而生成。此外，扬声器阵列允许在向外的侧向方向中发射定向信号。这些信 号可主要为高频信号，这些高频信号能够通过例如听众后方或侧部的壁的反射到达听众来 模仿环绕扬声器。从环绕声系统发出的合成组合信号的方向和定向程度总体上能够通过调整向单 独驱动器101-111所提供的各单独信号之间的相差(或者等同的延迟)来控制。但是，这 种声波束的形成可为复杂的和次优的且可导致降级。为了辅助且减小所需的波束的形成， 单独驱动器101-111在不同方向倾斜。具体而言，诸如图1所示的扬声器阵列可用于提供信号的定向发射，以使得这些 信号可由物体反射以提供侧向(或后向)方向提示。但是，扬声器阵列还用于生成陷波 (notch)，其朝向假设的听音位置引导。音频陷波对应于这样的区域，其中来自不同驱动器 的声信号被异相地接收。这导致声音被听众感知为漫射的而不会感知到具体方向提示。因 此，在陷波内，接收到漫射声信号，使用者不能判断出具体源位置。这种漫射信号可提供改进的声体验且尤其可允许单个置于中央的扬声器箱提供对应于环绕声信号的侧部声道或 后部声道的声音，而不是它们表现为直接源自扬声器箱。举例而言，即使声环境使得反射的 环绕声信号并不到达听众，陷波也能够允许使用者感知到声信号。因此，即使反射的环绕声 信号并不到达听众，陷波也能够向听众提供携带相应音频的漫射非定向声信号。因此，在听 众方向提供陷波提供了来自单个扬声器音箱的改进的声音感知且可增强系统对于其所使 用的环境变化而言的稳固性。为了实现反射声音与直接声音之间的最佳折衷，有利地，外部驱动器101、103、 107,109向外倾斜。但是，为了优化陷波性能(且具体而言为了将陷波向内朝向假设的听音 位置引导)，外部驱动器101、103、107、109优选向内倾斜。在该系统中，每个扬声器布置的两个外部扬声器101、103、107、109用于生成反射 信号和陷波，且为了提供各相互冲突的要求之间的可接受权衡，中部驱动器103、109相对 于扬声器阵列的前部以第一角度倾斜且外部驱动器101、107相对于中部驱动器103、109向 外倾斜。而且，在驱动器之间引入延迟以使陷波进一步向内倾斜。因此，在图1的扬声器阵列中，(每个布置的)一个驱动器105、111直接朝前倾 斜，第二中部驱动器103、109以第一角度向外倾斜且第三外部驱动器101、107进一步向外 倾斜。但是，尽管这种布置提供用于生成定向信号以进行反射的合适布置，仍需要声波 束形成处理来向内引导所形成的陷波。因此，如果在到外部驱动器101、103、107、109的各 信号之间不引入延迟，所形成的陷波将仍向外倾斜，且需要到中部驱动器103、109的信号 延迟来使陷波朝向假设的听音位置向内倾斜。但是，引入这种延迟的问题在于，其倾向于引入可听的伪声，可听的伪声会降 低感知的音频品质。具体地讲，对于更高的频率而言，生成旁瓣(sidelobe)，导致声组 分在不希望的方向中传播。这倾向于降低环绕声效果且由于梳状滤波而引入某些音染 (coloration)0而且，图1的扬声器阵列布置对于系统的最小深度施加强限制。举例而言，使用 65mm驱动器的系统容易导致大约IlOmm的扬声器阵列的最小深度(Y)。这在许多情况下是 非常不合需要的。特别地，由于诸如图1这样的扬声器阵列常常用于平面屏幕电视，增加的 扬声器阵列深度倾向于被大多数消费者感知为非常不期望的。因此，改进的扬声器阵列布置将是有利的，特别地，允许增加灵活性、便于实施、便 于制造、减小物理大小、改进陷波生成、改进音频品质和/或改进性能的布置将是有利的。

发明内容
因此，本发明设法单独地或以任何组合方式来优选地减轻、缓解或排除上文所提 到的缺点中的一个或多个缺点。根据本发明的一方面，提供一种根据用于扬声器阵列的驱动器布置的设备，该驱 动器布置包括第一驱动器，其被布置成轴线方向与所述扬声器阵列的轴线方向成第一角 度，所述第一角度超过5°且所述第一驱动器具有第一驱动器前部段，第一驱动器前部段 包括第一驱动器的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的第一驱动器的部件；第二驱动 器，其被布置成轴线方向与所述扬声器阵列的轴线方向成第二角度，所述第二驱动器具有
5第二驱动器前部段，第二驱动器前部段包括第二驱动器的辐射元件的前边缘和在所述前边 缘前方的第二驱动器的部件，且所述第二角度大于所述第一角度；其中从垂直于扬声器阵 列的轴线且与所述第一驱动器前部段的最前部相交的前轴到所述第二驱动器前部段的最 近部分的第一距离小于从所述前轴到所述第二驱动器前部段的最远部分的第二距离。本发明可允许扬声器阵列改进的性能，和/或可允许便利的和/或改进的制造和 /或实施。特别地，本发明可允许改进的音频品质且例如可允许声环境中改进的陷波生成。 本发明可在许多实施例中允许扬声器阵列大小的减小。特别地，可实现减小的深度。本发明 可允许改进的音频信号生成，这些音频信号适合于从少量扬声器位置提供伪环绕声体验。本发明可允许在生成的陷波的特征与对准不同方向的定向信号的特征之间提供 改进的权衡。举例而言，对于环绕声应用，可实现在侧向引导以由反射提供环绕声体验的声 信号特征与朝着听音位置引导的陷波信号特征之间的改进的权衡。本发明在许多情况下可降低声波束处理的要求，这导致改进的音频品质。举例而 言，常常可实现第一驱动器与第二驱动器之间延迟减少，从而减少由旁瓣和/或音染所致 的音频品质降级。当孤立地考虑驱动器时，驱动器前部段包括第二驱动器的辐射元件的前边缘和在 该辐射元件的边缘前方的第一驱动器的部件。因此，驱动器前部段由驱动器的前方限定且 独立于扬声器布置。在某些实施例中，前部段可仅由辐射元件的驱动器前边缘所组成。驱动器的轴线方向可具体地为对称辐射轴。举例而言，驱动器可绕轴线方向具有 旋转不变性或者旋转对称。轴线方向可为驱动器的最高声输出的方向。因此，轴线方向可 对应于辐射最大声能的方向。轴线方向可具体地由穿过驱动器中心的轴来限定。具体地讲，各驱动器可为相同的，且例如可为单独扬声器或声换能器。根据本发明的可选特征，从前轴到第二驱动器的辐射元件的前边缘的最近部分的 距离小于从前轴到第一驱动器的辐射元件的前边缘的最远部分的距离。这可提供特别有利的实施和/或性能。特别地，其可允许在实施、音频品质、环绕 声体验和/或物理尺寸之间的改进权衡。根据本发明的可选特征，驱动器布置包括第一驱动器子布置和第二驱动器子布 置，第一驱动器子布置包括第一驱动器和第二驱动器，第二驱动器子布置包括第三驱动器 和第四驱动器，第三驱动器布置成轴线方向与扬声器阵列的轴线方向成第三角度，第四驱 动器布置成轴线方向与扬声器阵列的轴线方向成第四角度。这可提供特别有利的实施和/或性能。特别地，其可允许在实施、音频品质、环绕 声体验和/或物理尺寸之间的改进权衡。使用两个这种扬声器布置的扬声器阵列可特别地提供有效和高品质的伪环绕声 体验。扬声器阵列可具体地包括对称的第一扬声器布置和第二扬声器布置。第一扬声器布 置和第二扬声器布置可对应于左扬声器布置和右扬声器布置。根据本发明的可选特征，扬声器阵列的轴线方向对应于第一驱动器子布置与第二 驱动器子布置之间的对称轴。这可提供特别有利的实施和/或性能。根据本发明的可选特征，扬声器阵列的轴线方向对应于下列中的至少一个的对称轴第一驱动器的轴线方向和第三驱动器的轴线方向；以及第二驱动器的轴线方向与第四 驱动器的轴线方向。这可提供特别有利的实施和/或性能。扬声器阵列的轴线方向可这样具体地限定使得第一角度与第三角度相同。作为替 代或作为补充，扬声器阵列的轴线方向可这样具体地限定使得第二角度与第四角度相同。 因此轴线方向可对应于这样的轴线，其使第一驱动器的轴线方向与第三驱动器的轴线方向 之间的角度和/或第二驱动器的轴线方向与第四驱动器的轴线方向之间的角度二等分。根据本发明的可选特征，第一距离小于第二距离的90%。这可提供特别有利的实施和/或性能。特别地，其可提供深度与音频品质之间和 /或所生成的陷波的性质与定向信号的性质之间的特别有利的权衡。根据本发明的可选特征，第一距离在第二距离的60%与90%之间。这可提供特别有利的实施和/或性能。特别地，其可提供深度与音频品质之间和 /或所生成的陷波的性质与定向信号的性质之间的特别有利的权衡。已经发现第一距离基本上为第二距离的80%的情况具有特别有利的性能(特别 地，区间75%至85%提供有利性能)。根据本发明的可选特征，第二角度比第一角度大至少5°。这可提供特别有利的实施和/或性能。特别地，对于伪环绕声应用而言，其可提供 反射信号与直接信号之间特别有利的权衡。根据本发明的可选特征，第一角度在10°与30°之间且第二角度在30°与50° 之间。这可提供特别有利的实施和/或性能。特别地，对于伪环绕声应用，其可提供反射 信号与直接信号之间特别有利的权衡，同时仍允许在声环境中生成有效的陷波区域。根据本发明的可选特征，第一驱动器前部段的最远部分与第二前部段的最近部分 之间距离投影到前轴上的投影距离介于第一距离与第二距离之间的差的25%与75%之 间。这可提供特别有利的实施和/性能。特别地，其可提供深度与音频品质之间和/ 或生成的陷波的性质与定向信号的性质之间的特别有利的权衡。特别地，其在许多实施例 中可提供生成的音频信号的减少的音染和梳状滤波，同时仍允许生成有效的陷波。根据本发明的可选特征，由第一驱动器前部段的最远部分与第二驱动器前部段的 最近部分之间距离投影到前轴上的投影距离除以第一距离与第二距离之间差的反正弦所 确定的角度大于第一角度且小于第二角度。这可提供特别有利的实施和/或性能。特别地，其可提供深度与音频品质之间和/ 或在生成的陷波的性质与定向信号的性质之间特别有利的权衡。特别地，其在许多实施例 中可提供生成的音频信号的减少的音染和梳状滤波，同时仍允许生成有效的陷波。根据本发明的可选特征，该角度基本上为第一角度与第二角度的平均值。这可提供特别有利的实施和/或性能。特别地，其可提供深度与音频性质之间和/ 或生成的陷波的性质与定向信号的性质之间特别有利的权衡。特别地，其在许多实施例中 可提供生成的音频信号的减少的音染和梳状滤波，同时仍允许生成有效的陷波。通常，在平均角度的士5°的区间内可维持特别有利的性能。平均角度可确定为第一角度与第二角度之和的一半。根据本发明的另一方面，提供一种扬声器阵列，其包括至少一个驱动器布置，至少 一个驱动器布置包括第一驱动器，其被布置成轴线方向与所述扬声器阵列的轴线方向成 第一角度，所述第一角度超过5°且所述第一驱动器具有第一驱动器前部段，第一驱动器前 部段包括第一驱动器的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的第一驱动器的部件；第二 驱动器，其被布置成轴线方向与所述扬声器阵列的轴线方向成第二角度，所述第二驱动器 具有第二驱动器前部段，第二驱动器前部段包括第二驱动器的辐射元件的前边缘和在所述 前边缘前方的第二驱动器的部件，且所述第二角度大于所述第一角度；其中从垂直于扬声 器阵列的轴线且与所述第一驱动器前部段的最前部相交的前轴到所述第二驱动器前部段 的最近部分的第一距离小于从所述前轴到所述第二驱动器前部段的最远部分的第二距离。根据本发明的一方面，提供用于从单个扬声器阵列生成环绕声体验的环绕声系 统，单个扬声器阵列包括至少一个驱动器布置，至少一个驱动器布置包括第一驱动器，其 被布置成轴线方向与所述扬声器阵列的轴线方向成第一角度，所述第一角度超过5°且所 述第一驱动器具有第一驱动器前部段，第一驱动器前部段包括第一驱动器的辐射元件的前 边缘和在所述前边缘前方的第一驱动器的部件；第二驱动器，其被布置成轴线方向与所述 扬声器阵列的轴线方向成第二角度，所述第二驱动器具有第二驱动器前部段，第二驱动器 前部段包括第二驱动器的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的第二驱动器的部件，且 所述第二角度大于所述第一角度；其中从垂直于扬声器阵列的轴线且与所述第一驱动器前 部段的最前部相交的前轴到所述第二驱动器前部段的最近部分的第一距离小于从所述前 轴到所述第二驱动器前部段的最远部分的第二距离。根据本发明的方面，提供一种提供用于扬声器阵列的驱动器布置的方法，该方法 包括提供第一驱动器，所述第一驱动器被布置成轴线方向与所述扬声器阵列的轴线方向 成第一角度，所述第一角度超过5°且所述第一驱动器具有第一驱动器前部段，第一驱动器 前部段包括所述第一驱动器的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的所述第一驱动器 的部件；提供第二驱动器，其布置成轴线方向与所述扬声器阵列的所述轴线方向成第二角 度，所述第二驱动器具有第二驱动器前部段，所述第二驱动器前部段包括所述第二驱动器 的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的第二驱动器的部件，且所述第二角度大于所述 第一角度；其中从垂直于扬声器阵列的轴线且与所述第一驱动器前部段的最前部相交的前 轴到所述第二驱动器前部段的最近部分的第一距离小于从所述前轴到所述第二驱动器前 部段的最远部分的第二距离。参考下文所述的实施例，本发明的这些和其它方面、特征和优点将变得显然且明 晰。


将参考附图仅以举例说明的方式来描述本发明的实施例，在附图中图1示出根据现有技术的扬声器阵列的实例；图2示出根据本发明的某些实施例的扬声器阵列的实例；图3示出根据本发明的某些实施例的驱动器布置的实例；以及图4示出根据本发明的某些实施例的驱动器布置的实例。
具体实施例方式下文的描述集中在可适用于生成伪环绕声体验的扬声器阵列的本发明的实施例。 但是，应了解本发明并不限于此应用而是可应用于许多其它扬声器阵列。图2示出根据本发明的某些实施例的扬声器阵列201的实例。在该实例中，扬声 器阵列201用于仅使用扬声器阵列201来生成伪环绕信号。扬声器阵列201包括两个驱动 器布置203、205，在具体实例中，两个驱动器布置203、205绕扬声器阵列201的中心对称轴 207对称。在该实例中，中心对称轴207对应于扬声器阵列201的轴线方向。在该实例中， 轴线方向基本上垂直于扬声器阵列201的前部。扬声器阵列201用于在听音位置209处提供伪环绕声源体验。扬声器阵列201被 设计成直接从扬声器布置向听音位置209引导声信号211、213。这些信号可沿着扬声器阵 列201的方向形成空间感受。具体而言，可通过仅分别从左扬声器布置203或右扬声器布 置205发射相应的左信号和右信号来提供左声源位置或右声源位置。可通过从左扬声器布 置203或右扬声器布置205发射相应的中央信号且使馈送到单独扬声器布置203、205的各 信号的振幅和相位相同来实现中央声源位置。此外，扬声器阵列201被布置成允许定向信号215、217向外发射。这些信号215、 217经由反射到达听音位置，在目前情况下，反射是侧壁219、221的反射。因此，侧向投射信 号被感知为声源位置在听音位置侧部，且因此可在听音位置209处(或者紧邻其处)向听 众提供伪环绕声体验。应了解，在某些实施例中，例如后壁的反射可用于提供声源在听音位 置后方的感受。但是反射声信号到达听音位置的品质和方向将取决于使用扬声器阵列201的具 体声环境，且将具体地取决于可提供所需反射的物体的存在和特征。举例而言，在某些环境 中，仅基于反射信号不能获得完全能提供完整环绕声体验的反射。举例而言，在极端情况 下，可不存在到达听众的反射，因此听众可能不会感知到任何空间环绕声，这是因为反射的 环绕信号从使用者所感知的声像(sound image)中消失了。因此，扬声器阵列201还被布置成生成环绕信号的陷波区域223、225。在陷波区域 223、225中，从两个扬声器布置203、205接收的环绕声异相地被接收，从而导致向听众提供 漫射声体验。漫射声可向使用者提供侧声道或环绕声道的声音而不会引入这些信号的任何 方向提示。特别地，陷波的漫射声可向使用者提供环绕声道的声音而不会使之被使用者感 知成源自扬声器阵列201。实际上，这些信号的任何方向提示将从反射信号拾取。因此，环绕声信号可朝向侧部物体定向地投射以进行反射并投射为朝向听众的漫 射信号。这种办法保证了如果能够利用合适的反射就能实现强环绕声体验，同时确保环绕 声的感知并不限于存在强反射的情境。实际上，即使不存在反射，环绕声仍被听众感知为 (虽然)是非定向的。实际上，在典型情境下，与反射声信号相比，所感知的环绕声体验更多 以陷波的漫射声信号为主。所期望的解决办法的问题在于，对驱动器布置而言，实现直接信号与反射信号之 间的高分离要求倾向于与实现向内引导的陷波区域223、225的要求相冲突。在图1的现有技术系统中，外部驱动器101、103、107、109向外倾斜以提供引导信 号与反射信号之间的良好分离。但因此，陷波区域将倾向于也向外引导。为了使陷波进一步向内倾斜，可向中部驱动器103、109引入延迟。但是这种处理倾向于不仅改变方向也改 变生成的声波束的形状。具体而言，这倾向于引入旁瓣，旁瓣可使该体验降级且也可导致音
^fe ο在图2的扬声器阵列201中，扬声器阵列201的单独驱动器布置203、205能实现改 进的性能。特别地，能实现扬声器阵列201的减小的深度。而且，能生成改进的陷波，尤其 是驱动器被布置成使得陷波区域223、225进一步向内倾斜，从而需要更少的波束形成(例 如，更少的驱动器间延迟)，从而改进声品质。应了解在某些实施例中，可在驱动器之间弓I入 延迟以使陷波进一步向外倾斜。图3示出根据本发明的某些实施例的驱动器布置的实例。图3可具体地反映图2 的扬声器阵列201的右驱动器布置205。在具体实例中，左驱动器布置203与右驱动器布置 205对称地相同(绕中心轴207)。因此，图3的布置也可认为是左驱动器布置203的镜像 表示。图3示出两个驱动器301、303，但应了解驱动器布置203、205可包括更多的驱动器且 特别地可包括额外的列扬声器(in-line speaker)(例如，与平行于扬声器阵列201的轴线 方向207的轴线方向成角度的列扬声器)。与图1的现有技术系统类似，驱动器布置205包括第一驱动器301和第二驱动器 303，它们向外倾斜以改进被反射以生成环绕信号的定向信号的特征。但是，与图1的现有 技术系统不同，驱动器301、303至少部分地布置成成列的配置，实际上，本发明者已经认识 到，并非由于驱动器彼此增加的干扰(具体地讲，第二驱动器303阻挡第一驱动器301所辐 射的声信号)而使性能降级，(部分)成列的布置实际上改进了性能，且允许生成改进的定 向信号和/或陷波区域。在图3的驱动器布置中，第一驱动器301被布置成轴线方向305与扬声器阵列201 的轴线方向307成第一角度a。驱动器的轴线方向可为驱动器的主要波束的方向。在许多情况下，轴线方向可为 辐射声压最大的方向。通常，轴线方向对应于驱动器和/或驱动器的辐射元件的对称轴。举 例而言，许多驱动器的辐射元件对于绕穿过辐射元件中心的线的旋转而言具有旋转不变性 且这个线通常为轴线方向。扬声器阵列的轴线方向通常基本上垂直于扬声器阵列的前部。特别地，扬声器阵 列的轴线方向通常为从理想假设的听音位置到扬声器阵列的中心对称点的方向。理想假设 的听音位置通常为中心位置，该中心位置到两个不同扬声器区域的各相应点的距离相同。驱动器的轴线方向305与扬声器阵列201的轴线方向307之间的角度为至少5° 以提供有效向外弓I导的信号来进行反射。在驱动器布置205中，第二驱动器303布置成轴线方向309与扬声器阵列201轴 线方向307成第二角度β。而且，第二角度β大于第一角度α，以提供反射信号与直接信 号之间的改进分离。在布置205中，将驱动器301、301还布置为(部分)成列的布置。具体而言，扬声 器阵列201的前轴311 (或者单独布置)限定为垂直于扬声器阵列201的轴线方向307且 与第一驱动器301的最前方的点313相交。具体而言，前轴311是第一驱动器301的前部 段的第一接触点，通过朝向扬声器阵列201移动垂直于扬声器阵列的轴线方向307的平面 而到达该第一接触点。
应了解在许多实施例中，前轴311可对应于或平行于扬声器阵列201的前部。在该实例中，驱动器的前部段限定为辐射元件的前边缘和在前边缘前方的驱动器 的任何部件。驱动器的前部段独立于扬声器布置进行限定，且驱动器前部段仅参考驱动器 的前部进行限定，即仅参考驱动器的朝向主要声辐射方向的元件。具体而言，驱动器的前 部段可为驱动器的这样的部件，该部件位于垂直于驱动器轴线方向且与辐射元件的前边缘 (即，当沿着轴线方向且从辐射主要声信号的方向朝着驱动器移动该平面时首先遇到的辐 射元件的边缘)相交的平面的主要声辐射侧。因此，在该实例中，驱动器的前部段可包括例如用于附接驱动器等的周围金属框 架。但应了解在其它实施例中前部段可限定为仅包括辐射元件的部分。具体而言，驱动器 的前部段可限定为驱动器前辐射元件边缘。在图3的扬声器布置中，第一驱动器301和第二驱动器303各具有垂直于驱动器 轴线方向305、309的前部段315、317。因此，第一驱动器301的驱动器轴线方向305与扬声 器阵列轴线方向307之间的角度α与前轴311与第一驱动器301的前部段315之间的角 度相同。同样，第二驱动器303的驱动器轴线方向309与扬声器阵列轴线方向307之间的 角度β与前轴311与第二驱动器303的前部段317之间的角度相同。在该布置中，从前轴311到第二驱动器前部段317的最近部分319的第一距离小 于从前轴311到第二驱动器前部段315的最远(距离最大)部分的第二距离χ。因此，前轴 311与第二驱动器前部段317之间的最小距离小于前轴311与第二驱动器前部段317之间 的最大距离。因此，在驱动器前部段被限定为仅包括辐射元件的部分的实施例中，从前轴311 到第二驱动器303的辐射元件的前边缘的最近部分的距离小于从前轴311到第一驱动器 301的辐射元件的前边缘的最远部分的距离。因此，位于图3的扬声器布置中的驱动器布置至少部分地为成列的布置。在具体 实例中，使用完全成列的布置，其中两个驱动器的前部与前轴相交。与扬声器阵列201的驱动器应位于其它驱动器的声波束外以防止干扰和失真(例 如，不希望的阻挡、衍射和反射)的常规假设相比，在图3的实例中，使用倾斜驱动器的部分 成列的布置提供了多个优点。首先，其允许扬声器阵列201具有减小的深度，这对于常用于平面屏幕电视的伪 环绕声应用特别重要。其次，这种布置提供改进的性能，具体而言，(部分)成列的布置允 许自然生成的陷波区域进一步向内倾斜。因此，需要减小的波束形成/延迟，从而降低通常 与之相关的失真和降级。具体而言，对于如图3的实例中所示的完全成列的布置而言，实现陷波区域基本 上向内倾斜，且一般而言对于递增的成列布置而言，陷波越来越向内倾斜。这类似于向内部 扬声器添加延迟，因此成列的布置允许减小这种延迟，从而减小延迟办法所固有的旁瓣形 成。在具体实例中，扬声器阵列201包括与图3的布置相对应的对称驱动器布置。因 此，第一驱动器布置203也包括两个向外倾斜的驱动器，且倾斜角度对应于角度α与β。 但是，相对于扬声器阵列201的轴线方向307，该角度是相反的(S卩，-α与-β)。实际上，在具体实例中，轴线方向307与对称轴207相同，且具体地为两个驱动器
11布置的相对应的驱动器之间的对称轴。应了解在不同实施例中，可使用驱动器单元的确切倾斜角度和确切位移。大量实验和模拟已经具体地表明，在许多情境和应用中，第一距离(从前轴311到 第一驱动器前部段317的最小距离)比第二距离(从前轴311到第一驱动器前部段315的 最大距离)的小90%会导致有利性能。特别地，大约80%的比例在许多实施例中提供接近 最佳性能，且对于大多数应用，在60 %与90 %之间的比例是有利的。而且，实验证明，在10°与30°之间的第一角度α和在30°与50°之间的第二 角度β提供很有利的性能。特别地，在这些角度之间至少5°的差倾向于提供改进的性能。已经发现在许多实施例中，对于大约20°的第一角度，大约40°的第二角度和大 约80%的距离比例，实现接近最佳性能。因此，所描述的值被确定为在直接信号与反射信号的区分以及陷波区域的倾斜 角度这两种不同且典型的冲突要求之间提供特别有利的权衡。在图3的驱动器布置中，第二驱动器303还在平行于前轴311的方向从第一驱动 器向外移动。因此，在该实例中，在第一驱动器前部段315的最远点321与第二驱动器前部段 317的最近点319之间的距离对应于平行于扬声器阵列轴线方向307的列距离χ和平行于 前轴311的侧向距离y。因此，侧向距离y对应于第一驱动器前部段315的最远部分321与 第二驱动器前部段317的最近部分之间的距离在前轴311上的投影。应了解，扬声器阵列201的性能还进一步取决于该侧向距离，且实验和模拟证明， 如果侧向距离y介于列距离χ的25%与75%之间，则可实现特别有利的性能。更详言之，由于至少部分成列的布置，第二驱动器303向自第一驱动器301辐射 的声音提供障碍。如图4所示，这可被认为对应于在两个驱动器301、303之间形成的阻挡 “壁” 401。这将倾向于导致衍射和梳状滤波，这能够被听起来像音染。因此，可能会发生某 些降级。常常通过对提供到扬声器阵列201的信号进行均衡来补偿这种降级。但是，希望减小这种阻挡效果，且这可通过减小列距离χ和/或增加侧向距离y来 实现。但是，这也将导致扬声器阵列201的物理尺寸增加。而且，增加侧向距离将导致驱动 器之间增加的去相关，从而导致减小的陷波效应。因此，重要的是，优化该距离以找到这些比例之间的合适权衡。从许多试验和模拟得出，如果选择图3的列角度φ在第一角度α与第二角度β之
间，可实现特别有利的操作。具体而言，列角度φ可限定为侧向距离除以列距离的反正弦
φ = Asin-χ然后该距离可被设计成满足要求α< φ<β。因此，在许多实施例中，这个选择确保了所引入的阻挡并不导致不可接受的音频 品质降级、实现可接受的陷波效应、实现直接信号与反射信号之间合适的分离以及减小扬 声器阵列的尺寸(特别是深度)。试验证明，可通过设置角度φ基本上等于第一角度与第二角度的平均值来实现特 别有利的性能，即
权利要求
一种用于扬声器阵列(201)的驱动器布置，所述驱动器布置(205)包括第一驱动器(301)，其被布置成轴线方向与所述扬声器阵列(201)的轴线方向成第一角度，所述第一角度超过5°且所述第一驱动器(301)具有第一驱动器前部段，第一驱动器前部段包括第一驱动器(301)的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的第一驱动器(301)的部件；第二驱动器(303)，其被布置成轴线方向与所述扬声器阵列(201)的轴线方向成第二角度，所述第二驱动器(303)具有第二驱动器前部段，第二驱动器前部段包括第二驱动器(303)的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的第二驱动器(303)的部件，且所述第二角度大于所述第一角度；其中从垂直于扬声器阵列(201)的轴线且与所述第一驱动器前部段的最前部相交的前轴(311)到所述第二驱动器前部段的最近部分的第一距离小于从所述前轴到所述第二驱动器前部段的最远部分的第二距离。
2.根据权利要求1所述的驱动器布置，其中从所述前轴(311)到所述第二驱动器 (303)的辐射元件的前边缘的最近部分的距离小于从所述前轴到所述第一驱动器(301)的 辐射元件的前边缘的最远部分的距离。
3.根据权利要求1所述的驱动器布置，其中所述驱动器布置包括第一驱动器子布置和 第二驱动器子布置，第一驱动器子布置包括第一驱动器(301)和第二驱动器(303)，所述第 二驱动器子布置包括第三驱动器，其布置成轴线方向与所述扬声器阵列的轴线方向成第三角度，以及第四驱动器，其布置成轴线方向与所述扬声器阵列的所述轴线方向成第四角度。
4.根据权利要求3所述的驱动器布置，其中所述扬声器阵列(201)的所述轴线方向对 应于所述第一驱动器子布置与所述第二驱动器子布置之间的对称轴。
5.如权利要求3所述的驱动器布置，其中所述扬声器阵列(201)的所述轴线方向对应 于下列中至少一个的对称轴所述第一驱动器(301)的轴线方向和所述第二驱动器的轴线方向；以及所述第二驱动器(303)的轴线方向和所述第四驱动器的轴线方向。
6.根据权利要求1所述的驱动器布置，其中所述第一距离小于所述第二距离的90%。
7.根据权利要求1所述的驱动器布置，其中所述第一距离在所述第二距离的60%与 90%之间。
8.根据权利要求1所述的驱动器布置，其中所述第二角度比所述第一角度大至少5°。
9.如权利要求1所述的驱动器布置，其中所述第一角度在10°与30°之间且所述第二 角度在30°与50°之间。
10.根据权利要求1所述的驱动器布置，其中所述第一驱动器前部段的最远部分与所 述第二前部段的最近部分之间的距离投影到所述前轴上的的投影距离介于所述第一距离 与所述第二距离之间差的25%与75%之间。
11.根据权利要求1所述的驱动器布置，其中由所述第一驱动器前部段的最远部分与 所述第二驱动器前部段的最近部分之间的距离投影到所述前轴上的的投影距离除以所述 第一距离与所述第二距离之间差的反正弦所确定的角度大于所述第一角度且小于所述第 一角度。
12.根据权利要求11所述的驱动器布置，其中所述角度基本上是所述第一角度与所述 第二角度的平均值。
13.—种扬声器阵列，其包括至少一个驱动器布置，所述至少一个驱动器布置包括第一驱动器(301)，其被布置成轴线方向与所述扬声器阵列(201)的轴线方向成第一角度，所述第一角度超过5°且所述第一驱动器(301)具有第一驱动器前部段，第一驱动 器前部段包括第一驱动器(301)的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的第一驱动器 (301)的部件；第二驱动器(303)，其被布置成轴线方向与所述扬声器阵列(201)的轴线方向成第二 角度，所述第二驱动器(303)具有第二驱动器前部段，第二驱动器前部段包括第二驱动器 (303)的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的第二驱动器(303)的部件，且所述第二 角度大于所述第一角度；其中从垂直于扬声器阵列(201)的轴线且与所述第一驱动器前部段的最前部相交的前轴 (311)到所述第二驱动器前部段的最近部分的第一距离小于从所述前轴到所述第二驱动器 前部段的最远部分的第二距离。
14.一种用于从单个扬声器阵列生成环绕声体验的环绕声系统，所述单个扬声器阵列 包括至少一个驱动器布置，所述至少一个驱动器布置包括第一驱动器(301)，其被布置成轴线方向与所述扬声器阵列(201)的轴线方向成第一 角度，所述第一角度超过5°且所述第一驱动器(301)具有第一驱动器前部段，第一驱动 器前部段包括第一驱动器(301)的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的第一驱动器 (301)的部件；第二驱动器(303)，其被布置成轴线方向与所述扬声器阵列(201)的轴线方向成第二 角度，所述第二驱动器(303)具有第二驱动器前部段，第二驱动器前部段包括第二驱动器 (303)的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的第二驱动器(303)的部件，且所述第二 角度大于所述第一角度；其中从垂直于扬声器阵列(201)的轴线且与所述第一驱动器前部段的最前部相交的前轴 (311)到所述第二驱动器前部段的最近部分的第一距离小于从所述前轴到所述第二驱动器 前部段的最远部分的第二距离。
15.一种提供用于扬声器阵列的驱动器布置的方法，所述方法包括提供第一驱动器(301)，所述第一驱动器(301)被布置成轴线方向与所述扬声器阵列 (201)的轴线方向成第一角度，所述第一角度超过5°且所述第一驱动器(301)具有第一驱 动器前部段，第一驱动器前部段包括所述第一驱动器(301)的辐射元件的前边缘和在所述 前边缘前方的所述第一驱动器(301)的部件；提供第二驱动器(303)，其布置成轴线方向与所述扬声器阵列(201)的所述轴线方向 成第二角度，所述第二驱动器(303)具有第二驱动器前部段，所述第二驱动器前部段包括 所述第二驱动器(303)的辐射元件的前边缘和在所述前边缘前方的第二驱动器(303)的部 件，且所述第二角度大于所述第一角度；其中从垂直于扬声器阵列(201)的轴线且与所述第一驱动器前部段的最前部相交的前轴 (311)到所述第二驱动器前部段的最近部分的第一距离小于从所述前轴到所述第二驱动器 前部段的最远部分的第二距离。
全文摘要
一种用于扬声器阵列(201)的驱动器布置，包括第一和第二驱动器(301，303)，每个驱动器布置成轴线方向与所述扬声器阵列(201)的轴线方向成一角度。第一驱动器角度超过5°且所述第二驱动器角度超过第一角度。每个驱动器(301，303)的前部段包括辐射元件的前边缘和在前边缘前方的驱动器的部件。驱动器(301，303)布置成至少部分地成列，以使得从垂直于所述扬声器阵列(201)的轴线且与所述第一驱动器前部段的最前部相交的前轴(311)到第一驱动器前部段的最近部分的第一距离小于从所述前轴(311)到所述第二驱动器前部段的最远部分的第二距离。倾斜的驱动器与成列布置的组合提供了改进的性能。
文档编号H04R5/02GK101971643SQ200980108753
公开日2011年2月9日 申请日期2009年3月9日 优先权日2008年3月13日
发明者B·A·E·范达勒, K·W·李 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司