房間和節目響應揚聲器系統的制作方法
【專利說明】
[oow] 相關問題
[0002] 本專利申請要求于2013年3月7日提交的美國臨時專利申請61/774,045的較早
【申請日】的權益。
技術領域
[0003] 本公開設及利用反映回放房間環境和聲音節目內容的特性的一組指向性通過揚 聲器來播放節目內容的音頻系統電子器件。還描述了其他實施例。
【背景技術】
[0004] 揚聲器具有兩個主要技術參數：（1)指向收聽者方向的頻率響應和（2)朝著收聽 者發出的聲音與朝著房間內的其他地方發出的聲音的比率。第一個技術參數被稱為揚聲器 的收聽窗口響應，并且第二個技術參數是揚聲器的指向性指數。傳統上已將大量注意力關 注于頻率響應，而已將較少的注意力關注于揚聲器的指向性。
【發明內容】
陽0化]房間顯著地影響揚聲器的聲音。從一個房間移動到另一個房間可能比更換揚聲器 的品牌和型號產生更大的聲音差異。為了幫助克服房間效應，已開發和部署了揚聲器-房 間均衡系統。然而，對聲音的另一個影響是揚聲器的指向性與房間音響效果之間的交互作 用。運不能利用傳統的基于穩態的均衡來克服。
[0006] 此外，傳統的基于穩態的均衡并不對通過揚聲器播放的聲音節目內容進行響應。 在某些情況下，聲音節目內容的元素可能受益于較高指向性，而在其他情況下期望有較低 指向性。
[0007] 本發明的實施例是包括音頻接收器或其他源W及一個或多個揚聲器的家庭音頻 系統。音頻接收器測量揚聲器所駐留的房間的聲學屬性W及待通過揚聲器播放的聲音節目 內容的音頻特性。基于運些測量，音頻接收器為聲音節目內容的一個或多個片段分配指向 性比率。由接收器使用所分配的指向性比率通過揚聲器來播放聲音節目內容的片段。通過 響應于房間和聲音節目內容兩者的特征來調節揚聲器的指向性屬性，音頻接收器驅動揚聲 器W更精確地向收聽者描繪聲音節目內容的位置和深度。
[0008] W上概述不包括本發明的所有方面的詳盡列表。可預期的是，本發明包括可由上 文概述的各個方面W及在下文的【具體實施方式】中公開和在隨本專利申請提交的權利要求 中特別指出的各個方面的所有合適的組合來實施的所有系統和方法。此類組合具有未在上 述
【發明內容】
中具體闡述的特定優點。
【附圖說明】
[0009] 本發明的實施例W舉例的方式進行說明，而不僅限于各個附圖的圖示，在附圖中 類似的附圖標號指示類似的元件。應當指出，本公開中提到本發明的"一"或"一個"實施 例未必是同一實施例，并且它們表示至少一個實施例。
[0010] 圖1示出了包括外部音頻源、音頻接收器和一個或多個揚聲器陣列的家庭音頻系 統。
[0011] 圖2示出了具有容納在單個機柜中的多個換能器的一個揚聲器陣列。
[0012] 圖3示出了音頻接收器的功能單元框圖和一些組成硬件部件。
[0013] 圖4示出了示例性音頻聲道的若干個片段的能量級別的圖表。
【具體實施方式】
[0014] 現在解釋參考所附附圖描述的若干個實施例。雖然闡述了許多細節，但應當理解， 本發明的一些實施例可在沒有運些細節的情況下被實施。在其他情況下，未詳細示出熟知 的電路、結構和技術，W免模糊對本【具體實施方式】的理解。
[0015] 圖1示出了包括外部音頻源2、音頻接收器3和一個或多個揚聲器陣列4的家庭音 頻系統1。家庭音頻系統1將聲音節目內容輸出到預期收聽者所位于的房間5中。收聽者 通常坐在家庭音頻系統1主要指向或對準的目標位置6處。目標位置6通常在房間5的中 央，但也可在房間5的任何指定區域中。通過相對于目標位置6并響應于房間5和聲音節 目內容的特征來調節揚聲器陣列4的指向性屬性，音頻接收器3驅動揚聲器陣列4W更精 確地向收聽者描繪聲音節目內容的位置和深度。下文中將W舉例的方式描述家庭音頻系統 1的每個元件。
[0016] 圖2示出了具有容納在單個機柜8中的多個換能器7的一個揚聲器陣列4。在該 實例中，揚聲器陣列4具有在機柜8內均勻地排成八行的32個不同的換能器7。在其它實 施例中，可均一或不均一的間距使用不同數量的換能器7。換能器7可W是全音域驅動器、 中音域驅動器、重低音揚聲器、低音揚聲器、和高音揚聲器的任意組合。每個換能器7可使 用經由迫使導線線圈（例如音圈）軸向地移動通過柱形磁隙的柔性懸架連接到剛性盆架、 或框架的輕質振動膜、或錐體。當音頻電信號被施加到音圈時，由音圈中的電流產生磁場， 從而使其成為可變電磁體。線圈和換能器7的磁系統相互交互，從而生成使得線圈（并因 此使得所附接的錐體）來回移動的機械力，由此在來自源諸如音頻接收器3的所施加的音 頻電信號的控制下再現聲音。雖然本文描述為具有多個換能器7容納在單個機柜8中，但 在其它實施例中，揚聲器陣列4可包括容納在機柜8中的單個換能器7。在運些實施例中， 揚聲器陣列4是獨立揚聲器。
[0017] 每個換能器7可獨立地且分開地被驅動W響應于單獨且離散的音頻信號來產生 聲音。通過允許揚聲器陣列4中的換能器7根據不同參數和設置（包括延遲和能量級別） 被獨立地且分開地驅動，揚聲器陣列4可產生多個指向性圖案來模擬或更好地表現出家庭 音頻系統1在房間5中所播放的聲音節目內容的各個聲道。
[0018] 在一個實施例中，每個揚聲器陣列4可接受來自由音頻接收器3所輸出的聲音節 目內容的每個音頻聲道的輸入，并將不同的對應音頻束產生到房間5中。例如，如果在沒有 環繞揚聲器的情況下聲音節目內容的環繞聲道被接收器3的輸出端提供給左揚聲器陣列， 則由左揚聲器陣列所形成的波束可具有朝著目標位置6 (例如收聽者）指向的零值、W及遍 及房間/空間5的其余部分的福射。運樣，左揚聲器陣列對于環繞內容具有負的指向性指 數。
[0019] 如圖I中所示，揚聲器陣列4通過使用導線或導管9禪接到音頻接收器3。例如， 每個揚聲器陣列4可包括兩個接線點，并且接收器3可包括互補的接線點。接線點可分別 是揚聲器陣列4和接收器3的背面上的接線柱或彈黃夾。導線9單獨地纏繞或W其它方式 禪接到相應接線點，W將揚聲器陣列4電禪接到音頻接收器3。
[0020] 在其它實施例中，揚聲器陣列4使用無線協議禪接到音頻接收器3,使得陣列4和 音頻接收器3未物理地接合、但保持射頻連接。例如，揚聲器陣列4可包括用于從音頻接收 器3中的對應WiFi發射器接收音頻信號的WiFi接收器。在一些實施例中，揚聲器陣列4 可包括用于使用從音頻接收器3所接收的無線音頻信號來驅動換能器7的集成放大器。
[0021] 圖1示出了家庭音頻系統1中相對于目標位置7位于右前位置和左前位置的兩個 揚聲器陣列4。使用連續且自動調節的指向性參數，右前和左前的揚聲器陣列4可共同表 現出聲音節目內容的左前、右前、和前中聲道W及左環繞聲道和右環繞聲道。在其它實施例 中，可使用不同數量和位置的揚聲器陣列4。例如，在一個實施例中，可使用五個揚聲器陣列 4,其中=個揚聲器陣列4被放置在前左前、右前、和前中位置，并且兩個揚聲器陣列4被放 置在后左位置和后右位置。在該實施例中，前揚聲器陣列4表現出聲音節目內容的相應左 聲道、右聲道、和中間聲道，并且后左聲道和后右聲道表現出聲音節目內容的相應左環繞聲 道和右環繞聲道。
[0022] 揚聲器陣列4從音頻接收器3接收用于驅動每個換能器7的一個或多個音頻信 號。圖3示出了音頻接收器3的功能單元框圖和一些組成硬件部件。雖然沒有被示出，但 接收器3具有殼體，圖3中所示的部件駐留在該殼體中。
[0023] 應當理解，音頻接收器3的功能和操作可由其他獨立電子設備來執行。例如，音頻 接收器3可由通用計算機、移動通信設備、或電視機來實現。運樣，對術語音頻接收器3的 使用并非意圖要限制本文所述的家庭音頻系統1的范圍。
[0024] 音頻接收器3用于通過揚聲器陣列4來播放聲音節目內容。聲音節目內容可被遞 送或包含在可W任何已知形式編碼或表示的音頻流中。例如，聲音節目內容可在存儲在計 算機上的高級音頻編碼（AAC)音樂文件中或者存儲在藍光盤上的DTS高清晰度主體音頻 中。聲音節目內容可在多個聲道或音頻流中。
[00巧]接收器3包括用于使用電信號、無線電信號、或光信號從一個或多個外部音頻源2 接收聲音節目內容的多個輸入10。輸入10可W是包括位于接收器3的暴露表面上的一組