用于對(duì)設(shè)備的取向進(jìn)行廣播的聲學(xué)信標(biāo)的制作方法
【專利說明】
[oow] 相關(guān)問題
[0002] 本專利申請(qǐng)要求于2013年3月14日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)61/785, 114的較 早提交日期的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)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(shè)備的 多個(gè)換能器所發(fā)射的正交音頻信號(hào)來確定音頻輸出設(shè)備相對(duì)于收聽設(shè)備的取向的系統(tǒng)和 方法。還描述了其他實(shí)施例。
【背景技術(shù)】
[0004] 音頻輸出設(shè)備可包括兩個(gè)或更多個(gè)換能器W用于協(xié)作產(chǎn)生聲音。盡管聲音工程師 可能希望W特定方式相對(duì)于收聽者對(duì)音頻輸出設(shè)備進(jìn)行取向，但運(yùn)種取向并非始終能夠?qū)?現(xiàn)。例如，收聽者可能相對(duì)于線性揚(yáng)聲器陣列坐置在偏離中屯、的地方。在另一個(gè)實(shí)例中，可 將圓形揚(yáng)聲器陣列置于相對(duì)于收聽者的各個(gè)角度處。由于處在非理想位置，由音頻輸出設(shè) 備所產(chǎn)生的聲音可能會(huì)實(shí)現(xiàn)不希望和不良的結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)及一種用于確定具有多個(gè)換能器的揚(yáng)聲器陣列或任何設(shè) 備相對(duì)于收聽設(shè)備的取向的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法同時(shí)驅(qū)動(dòng)每個(gè)換能器W發(fā)射與 不同正交音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的波束圖案。收聽設(shè)備感測由正交音頻信號(hào)基于波束圖案所產(chǎn)生的 聲音并分析所感測的音頻信號(hào)W確定揚(yáng)聲器陣列相對(duì)于收聽設(shè)備的空間取向。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，將所感測的音頻信號(hào)與每個(gè)正交測試信號(hào)進(jìn)行卷積，W產(chǎn)生一 組互相關(guān)信號(hào)。比較或W其他方式分析互相關(guān)信號(hào)中的峰值W確定揚(yáng)聲器陣列的每個(gè)換能 器、象限或側(cè)面相對(duì)于收聽設(shè)備的取向。在一個(gè)實(shí)施例中，使用峰值的大小和峰值之間的時(shí) 間間隔來確定揚(yáng)聲器陣列的換能器、象限或側(cè)面相對(duì)于收聽設(shè)備的空間關(guān)系。
[0007] 該方法允許通過使用正交測試信號(hào)來同時(shí)檢查揚(yáng)聲器陣列的多個(gè)側(cè)面或象限的 取向。通過允許多個(gè)同時(shí)分析，與相繼驅(qū)動(dòng)換能器相比，該方法允許在大大減少的時(shí)間段內(nèi) 進(jìn)行更精確的取向確定。通過快速確定揚(yáng)聲器陣列相對(duì)于收聽設(shè)備的取向，可執(zhí)行對(duì)由揚(yáng) 聲器陣列所產(chǎn)生的聲音的立即且連續(xù)的調(diào)節(jié)。例如，在確定收聽設(shè)備（并通過推斷確定收 聽者/用戶）位于揚(yáng)聲器陣列的左側(cè)時(shí)，音頻接收器可調(diào)節(jié)由揚(yáng)聲器陣列所發(fā)射的一種或 多種波束圖案。同時(shí)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器陣列中的所有換能器并相應(yīng)地同時(shí)進(jìn)行所有測量還避免了 由于收聽/測量設(shè)備在測量之間移動(dòng)而導(dǎo)致的問題，因?yàn)樗袦y量都是同時(shí)進(jìn)行的。
[0008] 此外，通過使用正交音頻信號(hào)，用于確定揚(yáng)聲器陣列的取向的方法對(duì)于外來聲音 來說更加穩(wěn)健。例如，音頻接收器可確定揚(yáng)聲器陣列的取向，而同時(shí)播放音軌而不影響取向 確定過程。
[0009] W上概述不包括本發(fā)明的所有方面的詳盡列表?？深A(yù)期的是，本發(fā)明包括可由上 文概述的各個(gè)方面W及在下文的【具體實(shí)施方式】中公開并且在隨該專利申請(qǐng)?zhí)峤坏臋?quán)利要 求書中特別指出的各個(gè)方面的所有合適組合來實(shí)施的所有系統(tǒng)和方法。此類組合具有未在 上述
【發(fā)明內(nèi)容】
中具體闡述的特定優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0010] 本發(fā)明的實(shí)施例W舉例的方式進(jìn)行說明，而不僅限于各個(gè)附圖的圖示，在附圖中 類似的附圖標(biāo)號(hào)指示類似的元件。應(yīng)當(dāng)指出，本公開中提到本發(fā)明的"一"或"一個(gè)"實(shí)施 例未必是同一實(shí)施例，并且它們表示至少一個(gè)實(shí)施例。
[0011] 圖IA示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有音頻接收器、弧形揚(yáng)聲器陣列和收聽設(shè)備的 收聽區(qū)域的視圖。
[0012] 圖IB示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有音頻接收器、線性揚(yáng)聲器陣列和收聽設(shè)備的 收聽區(qū)域的視圖。
[0013] 圖2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的來自圖IA的揚(yáng)聲器陣列的頂視剖視圖。
[0014] 圖3示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的音頻接收器的功能單元框圖和一些構(gòu)成硬件部件。
[0015] 圖4示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的收聽設(shè)備的功能單元框圖和一些構(gòu)成硬件部件。
[0016] 圖5示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于確定揚(yáng)聲器陣列相對(duì)于收聽設(shè)備的取向的方 法。
[0017]圖6A示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的由收聽設(shè)備所生成的所感測的音頻信號(hào)的實(shí)例。
[0018] 圖6B和6C示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于正交音頻信號(hào)的示例性互相關(guān)信號(hào)。
[0019] 圖7示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的揚(yáng)聲器陣列W及陣列與收聽設(shè)備的水平關(guān)系。
[0020] 圖8示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的揚(yáng)聲器陣列W及陣列與收聽設(shè)備的垂直關(guān)系。
[0021] 圖9示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)揚(yáng)聲器陣列W及每個(gè)陣列彼此之間W及與收 聽設(shè)備的關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 現(xiàn)在參考所附附圖來描述若干個(gè)實(shí)施例。雖然闡述了許多細(xì)節(jié)，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā) 明的一些實(shí)施例可在沒有運(yùn)些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他情況下，未詳細(xì)示出熟知的電路、 結(jié)構(gòu)和技術(shù)，W免模糊對(duì)本描述的理解。
[0023] 圖IA示出了具有音頻接收器2、揚(yáng)聲器陣列3和收聽設(shè)備4的收聽區(qū)域1的視圖。 音頻接收器2可禪接到揚(yáng)聲器陣列3,W驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器陣列3中的各個(gè)換能器5,從而將各種 聲音模式發(fā)射到收聽區(qū)域1中。使用一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)，該收聽設(shè)備4可感測由音頻接收 器2和揚(yáng)聲器陣列3所產(chǎn)生的運(yùn)些聲音?？墒褂眠\(yùn)些所感測的聲音來確定揚(yáng)聲器陣列3相 對(duì)于收聽設(shè)備4的取向，如下文將進(jìn)一步詳細(xì)所述的。
[0024] 盡管示出了單個(gè)揚(yáng)聲器陣列3,但在其他實(shí)施例中，可將多個(gè)揚(yáng)聲器陣列3禪接到 音頻接收器2。例如，可在收聽區(qū)域1中定位=個(gè)揚(yáng)聲器陣列3,W相應(yīng)地表示一條聲音節(jié) 目內(nèi)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(yáng)聲器陣列3在彎曲的機(jī)柜中容納多個(gè)換能器5。圖2示出了來 自圖IA的揚(yáng)聲器陣列3的頂視剖視圖。盡管該實(shí)施例中的換能器5位于圓中，但在其他實(shí) 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(gè)實(shí)施例中，如圖IB中所示，揚(yáng)聲器陣列3可W是線性的。
[0026] 在圖1A、IB和2中，揚(yáng)聲器陣列3包括布置成單行的一組換能器5。在另一個(gè)實(shí)施 例中，揚(yáng)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(qū)動(dòng)器、中音域驅(qū)動(dòng)器、超 低音揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和高音揚(yáng)聲器的任意組合。換能器5中的每個(gè)換能器都可使用輕 質(zhì)隔膜或錐體經(jīng)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(dòng)。在向音圈施加電子音頻信號(hào)時(shí)，電流在音圈中產(chǎn)生磁場，使其成為可變 電磁體。線圈和換能器5的磁性系統(tǒng)進(jìn)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(dòng)，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(hào)的控制 下再產(chǎn)生聲音。盡管描述了將電磁動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器用作換能器5,但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將 認(rèn)識(shí)到，其他類型的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器，諸如壓電驅(qū)動(dòng)器、平面電磁驅(qū)動(dòng)器和靜電驅(qū)動(dòng)器也是可 能的。
[0027] 每個(gè)換能器5可被逐個(gè)并獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)，W響應(yīng)于從音頻源（例如，音頻接收器2) 所接收的獨(dú)立且離散的音頻信號(hào)產(chǎn)生聲音。通過允許根據(jù)不同的參數(shù)和設(shè)置（包括延遲和 能量水平）逐個(gè)并獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器陣列3中的換能器5,揚(yáng)聲器陣列3可產(chǎn)生精確表示 由音頻接收器2所輸出的一條聲音節(jié)目內(nèi)容的每個(gè)聲道的許多方向性圖案/波束圖案。此 夕F，可使用運(yùn)些方向性/波束圖案來確定揚(yáng)聲器陣列3相對(duì)于收聽設(shè)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(dǎo)線或?qū)Ч軄韺P(yáng)聲器陣列3禪接到音頻接收器 2。例如，揚(yáng)聲器陣列3可包括兩個(gè)布線點(diǎn)，并且音頻接收器2可包括互補(bǔ)的布線點(diǎn)。布線 點(diǎn)可W是分別在揚(yáng)聲器陣列3和音頻接收器2后方的接線柱或彈黃夾。運(yùn)些導(dǎo)線獨(dú)立纏繞 或W其他方式禪接到相應(yīng)的布線點(diǎn)，W將揚(yáng)聲器陣列3電禪接到音頻接收器2。
[0029] 在其他實(shí)施例中，揚(yáng)聲器陣列3可使用無線協(xié)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(yáng)聲器陣列3可包括用于從音頻 接收器2中的對(duì)應(yīng)WiFi和/或藍(lán)牙發(fā)射器接收音頻信號(hào)的WiFi或藍(lán)牙接收器。在一些實(shí) 施例中，揚(yáng)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(hào)來驅(qū)動(dòng)換能器5 的集成放大器。盡管示出了單個(gè)揚(yáng)聲器陣列3,但在其他實(shí)施例中，可將多個(gè)揚(yáng)聲器陣列3