高度通道条形音箱阵列的向前声辐射的主动消除制造技术

多驱动器多通道单外壳高度通道(例如，ATMOS

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高度通道条形音箱阵列的向前声辐射的主动消除
[0001]优先权要求和相关申请的参考：
[0002]本申请要求于2019年3月7日提交的相关的、共同拥有的美国临时专利申请no.62/815,204的优先权，该专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。本申请还涉及(a)共同拥有的美国专利No.9,374,640、(b)共同拥有的美国专利No.9,185,490、和(c)共同拥有的美国专利No.7231,053，为了提供背景信息和命名，这些专利的全部公开内容也通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及在通常称为“环绕立体声”或“家庭影院”系统的多通道系统中的声音再现，并且更具体地涉及构造成用于聆听空间前方的单外壳“条形音箱”式的多驱动器扬声器系统。

技术介绍

[0004]聆听者使用两个通道的“立体声系统”和“环绕立体声”或“家庭影院”音频系统来进行音乐回放和其他类型的音频再现。环绕立体声或家庭影院扬声器系统构造成与标准化的家庭影院音频系统一起使用，标准化的家庭影院音频系统可以包括多个回放通道，每个回放通道通常由放大器和扬声器服务。在基本的杜比
TM
家庭影院音频回放系统中，通常存在五个或更多个基本全范围材料的通道加上被构造成再现频带受限的低频材料的亚低音扬声器通道。基本杜比数字5.1
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系统中的五个基本全范围通道通常是中央、左前、右前、左环绕和右环绕(例如，如图1A和图1B所示)。左前和右前通道扬声器通常定位于家庭影院系统中视频监视器或电视的左侧和右侧附近，并且左前和右前通道由内容创建者用于“立体声”(例如，音乐)信号和声音效果。
[0005]不幸的是，当典型的环绕立体声(例如杜5.1)扬声器系统安装在聆听者的家中时，遇到了设置问题，并且许多用户还要努力解决扬声器放置、部件连接和相关的复杂性。结果导致，许多聆听者已经转向“条形音箱”式的家庭影院扬声器系统(例如，50)，其将至少左通道、中通道和右通道合并到单外壳(例如，60)中，该外壳构造成用于在用户的视频显示器(如图1C、图1D和图1E所示)和单独的亚低音扬声器(例如，70)附近使用。Polk Audio已经开发了许多条形音箱扬声器系统(例如，50)，包括在(a)共同拥有的美国专利No.9,374,640、(b)共同拥有的美国专利No.9,185,490和(c)共同拥有的美国专利No.7231,053中描述和示出的那些，为了提供背景信息和命名，这些专利的全部公开内容也通过引用并入本文。
[0006]这些条形音箱式扬声器系统(“条形音箱”)安装和连接更简单，并且能够构造成为紧凑的有源扬声器产品，以用于几乎任何地方。但是大多数条形音箱对于希望从排列在典型用户的聆听空间中的聆听位置聆听电影和音乐的聆听者不能提供令人满意的性能。传统的家庭影院设备(例如，图1A和图1B中所示的10)需要使用或安装多对扬声器(例如，一对前扬声器16，18，以及放置在就座区域24侧向(26，28)和后方30，32的两对环绕立体通道扬声器，其遵照行业标准Dolby数字
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和兼容格式。因此，传统的家庭影院设置将聆听者放置在房
间12中的屏幕或显示器14前方的聆听位置24处，其中扬声器都对准聆听位置。
[0007]与家庭影院系统不同，现代商业电影院现在配备有这样的音响系统：该音响系统被设计成利用安装在聆听者上方的扬声器来创建“沉浸”或“3
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D”声场，从而创建来自前方、后方、旁边和头顶的源的声像。例如，Atmos
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系统将扬声器放置在影院的天花板中或天花板上以提供头顶声源，并且现在可以在家里使用扬声器来再现Atmos
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的“高度”或上仰节目材料，如美国专利9,648,440中描述的，为了定义背景和“Atmos”高度通道命名法，该专利的全部公开内容通过引用并入本文。不能使用商业影院音响设备装备他们的家但想要重新创建用Atmos
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系统体验的沉浸式3
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D声场的消费者或家庭影院爱好者可配置并且安装具有“虚拟高度”扬声器的系统，诸如在Dolby的美国专利9,648,440中描述和示出的那些。一种竞争性的高度通道或竖向沉浸式上仰音频再现扬声器系统由DTS公司以与有关的商标名称销售。
[0008]然而，高度通道扬声器或具有向上发射上仰模块的扬声器，诸如Dolby的美国专利9,648,440中描述的那些(以及图1E中示出的，主要从其获取)，在实际使用中不完全令人满意，因为顶部发射高度通道扬声器不单独朝向天花板(在图1E中的104处)辐射声音108(对于头顶声像)，并且因此在聆听位置(即，图1A、图1B、图1D和图1E中的24)处产生听觉上有缺陷的再现声音。申请人已经发现听得见的声音缺陷，其由聆听者对来自高度通道110的不期望的直接辐射声音113DS的感知而产生，高度通道遵循从高度通道扬声器110直接朝向聆听位置24的大致水平的线(如图1E所示)。
[0009]因此，需要一种更有效的、令人满意且不引人注目的系统和方法，用于当用户试图重新创建或模拟具有高度通道音频再现的现代商业影院系统(例如Atmos
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或系统)所体验的沉浸式3
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D声场时，在家庭影院用户的聆听空间中提供影院声音的高保真重放。

技术实现思路

[0010]因此，本专利技术的目的是通过提供一种用于实现新的扬声器配置和信号处理方法的方法和系统来克服上述困难，所述方法和系统用于克服现有技术配备有ATMOS
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或兼容高度通道扬声器的家庭影院产品的问题，当用户试图重新创建或模拟现代商业影院系统(诸如，ATMOS
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或系统)所体验的沉浸式3
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D声场时，所述方法和系统提供家庭影院用户的聆听空间中的影院声音的高保真重放。
[0011]在本专利技术的系统中，ATMOS或启用的条形音箱和亚低音家庭影院音响系统(有点类似于图1C和图1D中的50)被改变为在条形音箱外壳中包括面向前的中低音换能器，以再现ATMOS或高度通道信号的带通相位反转的副本，并且该面向前的中低音换能器构造与左侧和右侧高度通道声音投射扬声器阵列一起工作，所述左侧和右侧高度通道声音投射扬声器阵列被构造和驱动以提供向上对准的高度通道(例如，ATMOS或)信号的相控阵列波束操纵。为了命名法的目的，在本申请中，术语ATMOS或可互换使用，以一般地描述高度通道或虚拟高度信号以及旨在产生期望的竖向沉浸式上仰效果的
扬声器。
[0012]本专利技术的系统和方法有两个主要方面，第一个方面描述了一种系统，该系统用于在有限带宽上显著降低与高度通道启用的条形音响系统中的高度通道(例如ATMOS)扬声器阵列(例如113DS)相关联的向前辐射声音。通过设计，高度通道信号旨在以规定的辐射模式(例如，108)朝向媒体房间或空间的天花板(例如，102，在点104处)被发送，以便向下反射到聆听区域中(例如，在24处)。从扬声器系统(诸如条形音本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多通道单外壳高度通道启用的条形音箱扬声器系统260，包括：(a)第一外壳，其具有前挡板表面，所述前挡板表面沿其上边缘终止于顶壁表面；(b)第一左主高度通道直接信号消除扬声器驱动器312L，其安装在所述前挡板上；(c)第二右主高度通道直接信号消除扬声器驱动器312R，其安装在所述前挡板上；(d)第一左高度通道扬声器驱动器或多元件阵列310L，其从所述顶壁表面向上对准，靠近所述左侧壁，并且所述第一左高度通道扬声器驱动器或多元件阵列310L的声学中心与所述左主高度通道直接信号消除扬声器驱动器312L间隔开2至8英寸范围内(例如，2
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3英寸，并且优选地小于5.5英寸)的距离D
L
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AC
；以及(e)第二右ATMOS扬声器驱动器或阵列310R，其从所述顶壁表面向上对准，靠近所述右侧壁，并且所述第二右ATMOS扬声器驱动器或阵列310R的声学中心与所述右主ATMOS直接信号消除扬声器驱动器312R间隔开2至8英寸范围内(例如，2
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3英寸，并且优选地小于5.5英寸)的距离D
R
‑
AC
。2.根据权利要求1所述的多通道单外壳高度通道启用的条形音箱扬声器系统，其中，所述第一外壳前挡板表面沿着扬声器轴线SA对齐并且终止于具有大致横向的左侧壁表面和右侧壁表面的相对横向侧，并且所述第一外壳前挡板表面沿着其上边缘终止于顶壁表面；其中，所述第一左主高度通道直接信号消除扬声器驱动器312L安装在所述前挡板上，靠近所述左侧壁；其中，所述第二右主高度通道直接信号消除扬声器驱动器312R安装在所述前挡板上，靠近所述右侧壁；其中，所述第一左主高度通道直接信号消除扬声器驱动器312L安装在所述前挡板上，靠近所述左侧壁；并且其中，所述第二右主高度通道直接信号消除扬声器驱动器312R安装在所述前挡板上，靠近所述右侧壁；3.根据权利要求1所述的多通道单外壳高度通道启用的条形音箱扬声器系统，还包括L和R高度通道(例如，ATMOS
TM
或DTS
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)信号输入、信号处理以及连接到所述左主和右左主高度通道直接信号消除扬声器驱动器312L，312R的第1放大器和第2放大器。4.根据权利要求3所述的多通道单外壳高度通道启用的条形音箱扬声器系统，其中，所述信号处理包括：带通滤波器404，其用于生成经滤波的L和R高度通道信号406；以及相位反转408，其构造成将所述经滤波的L和R高度通道的相位反转，以用于生成经滤波的反转的L和R高度通道信号410。5.根据权利要求4所述的多通道单外壳高度通道启用的条形音箱扬声器系统，其中，所述信号处理还包括：衰减412，其构造成提供约3
‑
9dB的衰减，以生成经电平调节的经滤波的反转的L和R直接高度通道消除信号414。6.根据权利要求5所述的多通道单外壳高度通道启用的条形音箱扬声器系统，其中，所述信号处理还包括：延迟，其构造成生成经电平调整的且延迟的经滤波的反转的L和R直接高度通道消除信号414。7.根据权利要求1所述的多通道单外壳高度通道启用的条形音箱扬声器系统，其中，所述第一左高度通道扬声器阵列310L包括沿轴线对齐并且以5至20度的范围内的所选第一天花板反弹角从所述顶壁表面向上对准的二至五个驱动器的多元件阵列；并且所述第二右高
度通道扬声器阵列310R包括沿轴线对齐并且以所述所选第一天花板反弹角向上对准的二至五个驱动器的多元件阵列。8.根据权利要求7所述的多通道单外壳高度通道启用的条形音箱扬声器系统，其中，所述第一左高度通道扬声器阵列310L包括沿轴线对齐的驱动器的相控阵列，并且所述第一左高度通道扬声器阵列310L经由所选延迟处理，以5至20度范围内的所选第一天花板反弹角从所述顶壁表面向上对准。9.根据权利要求8所述的多通道单外壳高度通道启用的条形音箱扬声器系统，其中，所述第一左高度通道扬声器阵列310L包括沿轴线对齐的驱动器的相控阵列，并且所述第一左高度通道扬声器阵列310L经由所选延迟处理，以15度的所选第一天花板反弹角从所述顶壁表面向上对准。10.根据权利要求2所述的多通道单外壳高度通道启用的条形音箱扬声器系统，其中，所述第一左高度通道扬声器驱动器或阵列310L从所述顶壁表面向上对准，靠近所述左侧壁，并且所述第一左高度通道扬声器驱动器或阵列310L的声学中心与所述左主高度通道直接信号消除扬声器驱动器312L间隔开小于8英寸的距离D
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；并且其中，所述第二右高度通道扬声器驱动器或阵列310R从所述顶壁表面向上对准，靠近所述右侧壁，并且所述第二右高度通道扬声器驱动器或阵列310R的声学中心与所述右主ATMOS直接信号消除扬声器驱动器312R间隔开小于8英寸的距离D
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。11.一种用于为在房间100中的聆听位置24处的聆听者生成增强的竖向包围聆听体验的方法，包括以下方法步骤：(a)提供多通道单外壳高度通道启用的条形音箱扬声器系统260，所述系统260包括细长...

【专利技术属性】
技术研发人员：布拉德，
申请(专利权)人：普罗之声有限责任公司，
类型：发明
国别省市：