用于對設備的取向進行廣播的聲學信標的制作方法
【專利說明】
[oow] 相關問題
[0002] 本專利申請要求于2013年3月14日提交的美國臨時專利申請61/785, 114的較 早提交日期的權益。
技術領域
[0003] 本發明描述了一種用于通過分析由集成到或W其他方式禪接到音頻輸出設備的 多個換能器所發射的正交音頻信號來確定音頻輸出設備相對于收聽設備的取向的系統和 方法。還描述了其他實施例。
【背景技術】
[0004] 音頻輸出設備可包括兩個或更多個換能器W用于協作產生聲音。盡管聲音工程師 可能希望W特定方式相對于收聽者對音頻輸出設備進行取向，但運種取向并非始終能夠實 現。例如，收聽者可能相對于線性揚聲器陣列坐置在偏離中屯、的地方。在另一個實例中，可 將圓形揚聲器陣列置于相對于收聽者的各個角度處。由于處在非理想位置，由音頻輸出設 備所產生的聲音可能會實現不希望和不良的結果。
【發明內容】
[0005] 本發明的一個實施例設及一種用于確定具有多個換能器的揚聲器陣列或任何設 備相對于收聽設備的取向的方法。在一個實施例中，該方法同時驅動每個換能器W發射與 不同正交音頻信號對應的波束圖案。收聽設備感測由正交音頻信號基于波束圖案所產生的 聲音并分析所感測的音頻信號W確定揚聲器陣列相對于收聽設備的空間取向。
[0006] 在一個實施例中，將所感測的音頻信號與每個正交測試信號進行卷積，W產生一 組互相關信號。比較或W其他方式分析互相關信號中的峰值W確定揚聲器陣列的每個換能 器、象限或側面相對于收聽設備的取向。在一個實施例中，使用峰值的大小和峰值之間的時 間間隔來確定揚聲器陣列的換能器、象限或側面相對于收聽設備的空間關系。
[0007] 該方法允許通過使用正交測試信號來同時檢查揚聲器陣列的多個側面或象限的 取向。通過允許多個同時分析，與相繼驅動換能器相比，該方法允許在大大減少的時間段內 進行更精確的取向確定。通過快速確定揚聲器陣列相對于收聽設備的取向，可執行對由揚 聲器陣列所產生的聲音的立即且連續的調節。例如，在確定收聽設備（并通過推斷確定收 聽者/用戶）位于揚聲器陣列的左側時，音頻接收器可調節由揚聲器陣列所發射的一種或 多種波束圖案。同時驅動揚聲器陣列中的所有換能器并相應地同時進行所有測量還避免了 由于收聽/測量設備在測量之間移動而導致的問題，因為所有測量都是同時進行的。
[0008] 此外，通過使用正交音頻信號，用于確定揚聲器陣列的取向的方法對于外來聲音 來說更加穩健。例如，音頻接收器可確定揚聲器陣列的取向，而同時播放音軌而不影響取向 確定過程。
[0009] 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】中公開并且在隨該專利申請提交的權利要 求書中特別指出的各個方面的所有合適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】
[0010] 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。
[0011] 圖IA示出了根據一個實施例的具有音頻接收器、弧形揚聲器陣列和收聽設備的 收聽區域的視圖。
[0012] 圖IB示出了根據一個實施例的具有音頻接收器、線性揚聲器陣列和收聽設備的 收聽區域的視圖。
[0013] 圖2示出了根據一個實施例的來自圖IA的揚聲器陣列的頂視剖視圖。
[0014] 圖3示出了根據一個實施例的音頻接收器的功能單元框圖和一些構成硬件部件。
[0015] 圖4示出了根據一個實施例的收聽設備的功能單元框圖和一些構成硬件部件。
[0016] 圖5示出了根據一個實施例的用于確定揚聲器陣列相對于收聽設備的取向的方 法。
[0017]圖6A示出了根據一個實施例的由收聽設備所生成的所感測的音頻信號的實例。
[0018] 圖6B和6C示出了根據一個實施例的用于正交音頻信號的示例性互相關信號。
[0019] 圖7示出了根據一個實施例的揚聲器陣列W及陣列與收聽設備的水平關系。
[0020] 圖8示出了根據一個實施例的揚聲器陣列W及陣列與收聽設備的垂直關系。
[0021] 圖9示出了根據一個實施例的兩個揚聲器陣列W及每個陣列彼此之間W及與收 聽設備的關系。
【具體實施方式】
[0022] 現在參考所附附圖來描述若干個實施例。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免模糊對本描述的理解。
[0023] 圖IA示出了具有音頻接收器2、揚聲器陣列3和收聽設備4的收聽區域1的視圖。 音頻接收器2可禪接到揚聲器陣列3,W驅動揚聲器陣列3中的各個換能器5,從而將各種 聲音模式發射到收聽區域1中。使用一個或多個麥克風，該收聽設備4可感測由音頻接收 器2和揚聲器陣列3所產生的運些聲音。可使用運些所感測的聲音來確定揚聲器陣列3相 對于收聽設備4的取向，如下文將進一步詳細所述的。
[0024] 盡管示出了單個揚聲器陣列3,但在其他實施例中，可將多個揚聲器陣列3禪接到 音頻接收器2。例如，可在收聽區域1中定位=個揚聲器陣列3,W相應地表示一條聲音節 目內容（例如，音樂作品或電影的音軌）的左前聲道、右前聲道和前方中屯、聲道。
[0025] 如圖IA中所示，揚聲器陣列3在彎曲的機柜中容納多個換能器5。圖2示出了來 自圖IA的揚聲器陣列3的頂視剖視圖。盡管該實施例中的換能器5位于圓中，但在其他實 施例中，可使用不同的曲線布置。例如，可將換能器5布置成半圓、球形、楠圓形或任何類型 的圓弧。在另一個實施例中，如圖IB中所示，揚聲器陣列3可W是線性的。
[0026] 在圖1A、IB和2中，揚聲器陣列3包括布置成單行的一組換能器5。在另一個實施 例中，揚聲器陣列3可包含多行換能器5。換能器5可W是全音域驅動器、中音域驅動器、超 低音揚聲器、低音揚聲器和高音揚聲器的任意組合。換能器5中的每個換能器都可使用輕 質隔膜或錐體經由約束線圈（例如，音圈）的柔性懸架而連接到剛性盆架或框架，W通過圓 柱形磁隙軸向移動。在向音圈施加電子音頻信號時，電流在音圈中產生磁場，使其成為可變 電磁體。線圈和換能器5的磁性系統進行，從而生成磁力，該磁力使得線圈（從而使得附著 的錐體）前后移動，由此在來自音頻源諸如音頻接收器2的所施加的電子音頻信號的控制 下再產生聲音。盡管描述了將電磁動態揚聲器驅動器用作換能器5,但本領域的技術人員將 認識到，其他類型的揚聲器驅動器，諸如壓電驅動器、平面電磁驅動器和靜電驅動器也是可 能的。
[0027] 每個換能器5可被逐個并獨立地驅動，W響應于從音頻源（例如，音頻接收器2) 所接收的獨立且離散的音頻信號產生聲音。通過允許根據不同的參數和設置（包括延遲和 能量水平）逐個并獨立地驅動揚聲器陣列3中的換能器5,揚聲器陣列3可產生精確表示 由音頻接收器2所輸出的一條聲音節目內容的每個聲道的許多方向性圖案/波束圖案。此 夕F，可使用運些方向性/波束圖案來確定揚聲器陣列3相對于收聽設備4的取向，如下文所 述的。
[0028] 如圖IA和IB中所示，通過使用導線或導管來將揚聲器陣列3禪接到音頻接收器 2。例如，揚聲器陣列3可包括兩個布線點，并且音頻接收器2可包括互補的布線點。布線 點可W是分別在揚聲器陣列3和音頻接收器2后方的接線柱或彈黃夾。運些導線獨立纏繞 或W其他方式禪接到相應的布線點，W將揚聲器陣列3電禪接到音頻接收器2。
[0029] 在其他實施例中，揚聲器陣列3可使用無線協議禪接到音頻接收器2,使得陣列3 和音頻接收器2并未物理地接合，但保持射頻連接。例如，揚聲器陣列3可包括用于從音頻 接收器2中的對應WiFi和/或藍牙發射器接收音頻信號的WiFi或藍牙接收器。在一些實 施例中，揚聲器陣列3可包括用于使用從音頻接收器2所接收的無線信號來驅動換能器5 的集成放大器。盡管示出了單個揚聲器陣列3,但在其他實施例中，可將多個揚聲器陣列3