CN103583053A - 音频扬声器装置 - Google Patents

Abstract

在一种扬声器装置中，第一声换能器（101）再现较低频率范围的声音并且具有第一轴上方向（109）。第二声换能器（103）再现较低频率范围的声音并且具有第二轴上方向（111）。第三声换能器（103）再现较高频率范围的声音并且具有第三轴上方向（113）。所述第三声换能器（105）位于所述第一声换能器（101）和所述第二声换能器（103）之间。此外，所述第一轴上方向（109）和所述第二轴上方向（111）之间的第一角度在20°和120°之间；并且所述第一轴上方向（109）和所述第三轴上方向（113）之间的第二角度小于所述第一角度。所述装置可以重现具有宽的声舞台的声音并且可以提供对点源的良好近似。

Description

音频扬声器装置

技术领域

本发明涉及扩音器装置，并且具体但不排它地涉及用于近似点源音频再现的扩音器。

背景技术

从电信号的音频再现在当今社会中无处不在。用于发生重现声音的关键操作是由声换能器执行的从电信号到声学信号的转换。

对于许多音频应用，理想的声辐射器被表征为无尺寸的全带宽全方向的脉动球体，也称为“点源”。然而，实际上不可能提供这样的声辐射特性，并且试图接近这样的理想声发生已经证明是困难的且是具有挑战性的，这是因为这些需求有冲突的倾向。例如，很小的扬声器（即接近无尺寸的扬声器）难以移动大量的空气，而这是在相当大声级上再现低音频率所需要的。

传统的扩音器箱典型地包含两个或更多个换能器，所述换能器竖直对齐并且部分地共享交叉区域周围的相同频率范围的再现。这倾向于得到高定向性的扬声器，该扬声器在竖直平面内表现出强干扰模式。

EP09756820公开了一种扩音器装置，该装置设法解决常规扬声器的一些缺点并且特别地提供一种点源音频重现。EP09756820中的扬声器装置提供了非常宽而规则的声音传播，导致宽的声舞台（sound stage）和宽的最佳听音位置（sweet spot）。然而，该扬声器装置提供的声再现并不是在所有场景中都是完美的，因此进一步的改进将会是令人期待的。

因此，改进的扬声器装置是有利的，并且具体地，允许扬声器大小降低，成本降低，便于制造，设计灵活性增加，音频质量改善，便于部署，点源近似增加和/或性能改善的扬声器装置将是有利的。

发明内容

因此，本发明优选地设法单个地或以任何组合方式减轻、缓或消除一个或更多上述缺点。

根据本发明的一方面，提供一种扬声器装置，该扬声器装置包括：第一声换能器，其用于再现较低频率范围的声音并且具有第一轴上方向和第一声学中心；第二声换能器，其用于再现较低频率范围的声音并且具有第二轴上方向和第二声学中心；第三声换能器，其用于再现较高频率范围的声音并且具有第三轴上方向和第三声学中心，其中所述第三声换能器位于所述第一声换能器和所述第二声换能器之间；所述第一轴上方向和所述第二轴上方向之间的第一角度在20°和120°之间；所述第一轴上方向和所述第三轴上方向之间的第二角度小于所述第一角度。

本发明可以提供一种改进的扬声器装置。特别地，在许多实施例中可以获得改善的音频质量。该扬声器装置可以允许较低的频率经由（例如天花板的）反射和直接路径二者到达听者，从而导致重现声音的集中被改善和重现声音的感知冲击增加。此外，相比于诸如例如使用上射式（upfiring）配置的较低频率扬声器的扬声器装置之类的许多扬声器装置，该扬声器装置可以降低对收听环境的特定特性的灵敏度。同时，该扬声器装置相比于传统的扩音器装置可以提供宽而规则的声音传播，从而导致宽的声舞台和宽的最佳听音位置。在许多实施例中可以获得低程度的竖直干扰。

在许多实施例中，可以获得大小降低的扬声器装置，其例如可以适于书架扩音器的实现。在许多场景中可以获得改善的声音质量。特别地，可以获得增加的点源特性。可以获得定向的和非定向的声音之间改善的折衷，从而导致在感知到点源近似的同时产生集中的声像。

所述较低频率范围和所述较高频率范围可以由交叉频率划分，其中所述较低频率范围包括低于交叉频率的频率并且所述较高频率范围包括高于交叉频率的频率。

特别地，交叉频率可以为如下频率：在该频率上第一和第二声换能器产生与第三声换能器产生的相同的声压级，其中当在消音条件下测量时该声压级在距离第二声换能器1米处测量。

特别地，声换能器的声学中心可以是所重现的音频被感知到的起源点。

特别地，第一声换能器可以是高效率高音扬声器（tweeter）。该扬声器装置还可以包括驱动电路，其用于从输入音频信号向第一换能器提供较低频率驱动信号以及向第二换能器提供较高频率驱动信号。

特别地，声换能器的轴上方向可以是对称辐射轴。例如，声换能器可以围绕该轴上方向旋转不变或对称。该轴上方向可以是该声换能器的最高声输出的方向。因此，轴上方向可以对应于辐射最大声能的方向。特别地，轴上方向可以由穿过该声换能器中心的轴来限定。

所述第一和第二声换能器可以被设置用来接收相同的驱动信号。特别地，所述第一和第二声换能器可以以平行配置耦合。

在许多实施例中可以获得紧凑但仍然提供良好的低频再现的扩音器装置。实际上，在许多实施例中，声换能器可以被安装在具有小于40升容积的壳体中。

根据本发明的可选特征，所述第二角度不小于所述第一角度的25%。

这在许多场景中可以提供改善的性能。具体地，它可以提供具有有利的干扰、传播、和/或方向特性的声辐射，从而引起对感知到的声舞台的改善。

根据本发明的可选特征，所述第二角度不大于所述第一角度的75%。

这可以在许多场合中提供改善的性能。具体地，它可以提供具有有利的干扰、传播、和/或方向特性的声辐射，从而引起对感知到的声舞台的改善。

在许多实施例中，所述第二角度有利地不小于所述第一角度的25%并且不大于所述第一角度的75%。

根据本发明的可选特征，所述较低频率范围和所述较高频率范围之间的交叉频率不高于声速除以所述第一声学中心和所述第二声学中心之间距离的商的两倍。

相等地，在许多实施例中所述第一声学中心和所述第二声学中心之间的距离不大于所述较低频率范围和所述较高频率范围之间的交叉频率处的波长的两倍。

这在许多实施例中可以提供改善的性能，并且具体地可以允许所述第一和第二声换能器基本上作为单个声源被感知到。可以获得所述第一和第二声换能器的改善的干扰特性。具体地，在许多场景中可以防止或降低辐射声波之间的破坏性干扰。

根据本发明的可选特征，该扬声器装置还包括用于驱动所述第一、第二和第三声换能器的驱动电路。该驱动电路可以被设置用来为第三声换能器提供相对于第一声换能器的延时。

这在许多实施例中可以提供改善的性能，并且具体地可以提供能够提供高质量声音再现以及提供对点源声辐射的改善的近似的扬声器装置。具体地，该方法可以提供（近似地）时间一致的声辐射，从而导致该扬声器装置作为单个点声源被感知。

根据本发明的可选特征，所述延时不大于标称延时（nominal delay）的两倍，该标称延时对应于所述第三声学中心与所述第一声学中心和所述第二声学中心之间中点之间的长度除以声速的商。

这在许多实施例中可以提供改善的性能，并且具体地可以提供改善的时间一致性和对点声源更接近的近似。

根据本发明的可选特征，所述延时不小于所述标称延时的70%并且不大于所述标称延时的130%。

这在许多实施例中可以提供改善的性能，并且具体地可以提供改善的时间一致性和对点声源更接近的近似。

根据本发明的可选特征，所述驱动电路被设置用来基本相同地驱动所述第一声换能器和所述第二声换能器。

这可以允许改善的性能，并且具体地可以提供被感知成具有高质量并且提供宽而分散的声舞台的重现声音，但是该重现声音仍具有高冲击而不被感知为漫射。该方法可以提供改善的干扰特性和接近点声源的近似。

根据本发明的可选特征，扬声器装置还包括壳体，该壳体包括：其中安装有所述第一换能器的第一挡板（baffle）；其中安装有所述第二换能器的第二挡板，该第二挡板相对于该第一挡板成角度；其中安装有所述第三换能器的第三挡板，其中该第三挡板提供该第一挡板和该第二挡板之间的过渡。

这可以提供容易的实现和/或改善的音频性能。

根据本发明的可选特征，所述第三挡板垂直于包括所述第三轴上方向和所述第一声学中心与所述第二声学中心之间的轴的平面的尺寸小于所述第一挡板垂直于包括所述第一轴上方向和所述第一声学中心与所述第二声学中心之间的所述轴的平面的尺寸。

这在许多实施例中可以提供改善的性能，并且具体地可以降低所述第三声换能器向后的辐射被反射和集中到向前的方向上的效应。因此它可以削弱不希望有的反射。

根据本发明的可选特征，所述第一、第二和第三挡板中的至少一个具有弯曲的轮廓。

这在许多实施例中可以提供改善的性能，并且具体地可以降低所述第三声换能器向后的辐射被反射和集中到向前的方向上的效应。因此它可以削弱不希望有的反射。

根据本发明的可选特征，所述第三挡板和所述第三声换能器相对于所述第一声换能器和第二声换能器是对称的。

这可以提供容易的实现和/或改善的音频性能。

根据本发明的可选特征，所述第一声学中心和所述第二声学中心之间的距离小于所述第一声学换能器的最大尺寸的三倍。

这在许多实施例中可以提供改善的性能，并且具体地可以提供一种扬声器装置，该扬声器装置提供时间一致的声辐射和改善的对点声源声辐射的近似。具体地，该特征可以降低所述换能器之间的干扰从而提供改善的声像感知。

根据本发明的可选特征，所述第一和第二声换能器之间的最小距离小于所述第三声换能器的最大尺寸的三倍。

这在许多实施例中可以提供改善的性能，并且具体地可以提供一种扬声器装置，该扬声器装置提供时间一致的声辐射和改善的对点声源声辐射的近似。具体地，该特征可以降低所述换能器之间的干扰从而提供改善的声像感知。

根据本发明的一方面，提供一种提供扬声器装置的方法，该方法包括：提供第一声换能器，其用于再现较低频率范围的声音并且具有第一轴上方向和第一声学中心；提供第二声换能器，其用于再现较低频率范围的声音并且具有第二轴上方向和第二声学中心；以及提供第三声换能器，其用于再现较高频率范围的声音并且具有第三轴上方向和第三声学中心；其中所述第三声换能器位于所述第一声换能器和所述第二声换能器之间；所述第一轴上方向和所述第二轴上方向之间的第一角度在20°和120°之间；所述第一轴上方向和所述第三轴上方向之间的第二角度小于所述第一角度。

本发明的这些以及其它方面、特征和优点根据以下描述的实施例将是明显的，并且参考这些实施例进行阐述。

附图说明

本发明的实施例将参考附图仅通过示例来描述，在附图中

图1为根据本发明的某些实施例的扬声器装置示例的图示；

图2为根据本发明的某些实施例的扬声器装置示例的图示；

图3为根据本发明的某些实施例的扬声器装置示例的图示；

图4为根据本发明的某些实施例的扬声器装置示例的图示；以及

图5为根据本发明的某些实施例的扬声器装置示例的图示；

图6为根据本发明的某些实施例的扬声器装置示例的图示；

图7为根据本发明的某些实施例的扬声器装置示例的图示；

图8为根据本发明的某些实施例的扬声器装置示例的横截面图示；

图9为根据本发明的某些实施例的扬声器装置示例的横截面图示；以及

图10-13图示了针对不同的扬声器装置的方向性测量的示例。

具体实施方式

图1和2图示了根据本发明的某些实施例的扬声器装置的示例。图1图示了横截面视图而图2图示了正面视图。

该扬声器装置包括第一低频（声）换能器101，在特定示例中它是低频扩音器。该扬声器装置还包括第二低频（声）换能器103，在特定示例中它同样是低频扩音器。额外地，该扬声器装置包括高频（声）换能器105，在特定示例中它是高频和高效率的高音扬声器。在该***中，所述声换能器101,103,105被安装在壳体107中。

在该示例中所述第一低频换能器101和所述第二低频换能器103是基本相同的换能器。具体地，它们可以是相同类型的换能器，并且可以仅仅在制造公差等等方面不同。然而，应当理解的是在其它的实施例中所述第一低频换能器101和所述第二低频换能器103可以不是相同的单元。

所述两个低频声换能器101,103被设置用来在相同的频率范围重现声音，并且特别地可以由相同的驱动信号驱动。所述高频声换能器105被设置用来在高于所述两个低频声换能器101,103的频率范围重现声音。例如，该扬声器装置可以如图3所示，包括交叉滤波器，该交叉滤波器对进来的信号滤波使得较低频率被供应给所述两个低频声换能器101,103而较高频率被供应给所述高频声换能器105。所述交叉滤波器301可以被设计为到所述高频声换能器105的路径上的高通滤波器和到所述低频声换能器101,103的路径上的低通滤波器。

所述三个声换能器101,103,105因此提供两路扬声器装置，其中低频换能器101,103主要产生较低频率范围的声音，而高频换能器105主要产生较高频率范围的声音。该扬声器装置具有交叉频率，该交叉频率可以定义为在其上两个换能器101,103和高频声换能器105对所产生的声音作出同等贡献的频率。特别地，该交叉频率可以定义为如下频率：在该频率上，在消音条件下测量时在距离高频换能器101一米处低频换能器101,103和高频换能器105产生相同声压级。

应当理解的是，交叉和两路驱动可以由明确引入的交叉滤波器实现。然而，通过低频声换能器101,103和高频声换能器105进行的频率选择性驱动同样可以完全地或部分地由声换能器101,103,105自身的不同频率响应确定。实际上，在某些实施例中该驱动信号可以直接并行地被供应给所有的声换能器101,103,105，并且交叉频率可以被确定为在其上换能器的灵敏度相同使得所产生的声压级相同的频率。

特别地，交叉频率可以被确定为用于从输入到诸如第一低频换能器101的前方1米处之类的声音测量位置的（多个）信号路径的交叉频率。这样的频率可以被确定为交叉频率，在该频率上，对于在输入处被提供给该扩音器装置的驱动电路的信号低频声换能器101,103提供与高频声换能器105相同的声压级。在包括低于交叉频率的频率的较低频率范围中，低频声换能器101,103将提供更强的声压级并且将支配声音重现。在包括高于交叉频率的频率的较高频率范围中，低频声换能器101,103将提供更强的声压级并且将支配声音重现。

应当理解的是交叉频率在某些情况下可以被确定为包含用于换能器101,103,105的有源驱动电路的特性。因此，在某些实施例或场景中，该驱动电路可以被认为是该扬声器装置的一部分，并且在确定用于该***的交叉频率时可以包含交叉滤波器的影响。

因此，在特定的示例中该扬声器装置包括滤波器301或者经由滤波器301驱动，该滤波器301接收用于再现的音频信号并且为两个低频换能器101,103和为高频换能器105产生单独的驱动信号。交叉滤波器301执行输入信号的低通滤波来为低频换能器101,103产生驱动信号并且执行输入信号的高通滤波来为高频换能器105产生驱动信号。

应当理解的是，尽管以下描述将集中在扬声器***是两路***的实施例上，但是其它实施例可以使用三路或更多路***。例如，由图1的低频换能器101,103覆盖的频率范围可以被其它实施例中的多个扬声器（例如中间范围扬声器和亚低音扬声器）覆盖。

每个换能器具有轴上方向。声换能器的轴上方向可以特别地是对称的辐射轴。例如，声换能器可以围绕轴上方向旋转不变或对称。该轴上方向可以是声换能器的最高声输出的方向。因此，该轴上方向可以对应于最大声能被辐射的方向。特别地，该轴上方向可以由穿过声换能器中心的轴来限定。

在该扬声器装置中，第一低频换能器101、第二低频换能器103，以及高频换能器105可以被布置为使得它们的轴上方向彼此成角度。此外，高频声换能器105位于第一低频换能器101和第二低频换能器103之间。

特别地，换能器101,103,105被布置使得第一低频换能器101的轴上方向109与第二低频换能器的轴上方向111之间的角度                                               

在20°和120°之间。此外，第一低频换能器101的轴上方向109与高频声换能器105的轴上方向113之间的角度

小于两个低频声换能器101,103的轴上方向之间的角度。

换能器因此被设置用来在不同方向上辐射，其中低频声定向在两个在来自高频声换能器105的辐射的任意一侧上的方向上。

此外，三个换能器的位置非常接近彼此，并且可以提供接近点源的近似。

在典型的使用中，第一低频换能器101的轴上方向109可以对应于水平方向，并且典型地具有近似朝向使用者的方向。因此，第一低频换能器101为听者提供相当直接的声辐射。高频声换能器105典型地提供角度部分向上并且因此不直接朝向使用者的声辐射。然而，该装置典型地使得高频声换能器105的角度相对适度使得反射的和直接的声辐射二者都发生。第二第一低频换能器103被设置成更加上射式配置，并且因此倾向于提供较不直接的声辐射但是代替地导致来自例如天花板，墙等等的反射增加。

在该***中，声换能器被安装在壳体107中，在该示例中壳体107形成封闭的腔。壳体107因此可以是封闭体或者可以例如包含低音反射口。实际上，在某些实施例中该壳体可以含有多于一个的腔并且可以被设计成满足单独的实施例的特定偏好和需求。

在图1的示例中，第一低频换能器103被设置成前射式（front firing）配置。因此，当扬声器装置处于操作配置时，例如壳体107被放置在诸如地面或支架之类的基本水平的平面上，第一低频换能器101的轴上方向109相对于竖直方向基本上成90°的角度，即，它基本是水平的。

第二低频换能器103被设置成完全或部分上射式配置。因此，当扬声器装置处于操作配置时，例如壳体107被放置在诸如地面或支架之类的基本水平的平面上，低频换能器101的轴上方向相对于水平方向成20°到120°的角度。

此外，高频换能器105被设置成介于第一低频换能器101的前射式和第二低频换能器103的上射式之间的配置。因此，当扬声器装置处于操作配置时，例如壳体107被放置在诸如地面或支架之类的基本水平的平面上，高频换能器105的轴上方向相对于水平方向成20°到120°的角度，但是该角度小于第二低频换能器103的角度。

因此，扬声器装置使得较低频率范围在向上和向前方向上同时辐射，并且典型地经由不同的反射和间接路径以及经由直接路径到达听者。较高频率范围来自单个源，该单个源的辐射部分朝向收听位置，并且部分向上来提供反射和更多回响声音。

因此，该装置提供较低频率声音同时的声辐射来创造出反射的和直接的声辐射二者，其中较高频率的声辐射在这二者之间的方向上。组合的声辐射紧密地互相作用来提供被感知为具有高质量和有利特性的声音重现。

具体地，该装置典型地提供具有宽的最佳听音位置的宽的声舞台。该装置可以提供宽的和非常规律的声分布，其具有低的换能器间干扰，并且具体地具有低竖直干扰。同时，该装置可以具有对声学环境变化的降低的灵敏度。该扬声器装置提供对点声源特别优良的近似并且可以提供基本时间一致的声辐射。

在该***中，当第一低频换能器105的轴上方向109与第二低频换能器的轴上方向111之间的角度

在20°到100°的范围时，并且具体地在60°到90°的范围时，发现特别有利的性能。同样地，当高频声换能器105不同于第一低频换能器101和第二低频换能器103这二者成角度时，已经发现特别有利的性能。具体地，当第一低频换能器105的轴上方向109和高频声换能器105的轴上方向113之间的角度

为第一低频换能器105的轴上方向109和第二低频换能器的轴上方向111之间的角度的25%到75%的范围内时，并且具体地在

的40%到60%范围时，发现有利的性能。

这些设计参数提供在不同特性之间具有特别有利的折衷并且提供特别有利的音频感知的声音重现。

在许多实施例中，通过高频声换能器105相对于第一低频换能器101和第二低频换能器103对称地成角度，提供特别有利的装置。因此，在许多实施例中，角度可以基本为角度

的一半。

在该示例中，该扩音器包括其中安装三个换能器101,103,105的三个挡板。每个声换能器因此被安装在支撑结构或表面（挡板）中。在该示例中，除了用于第二低频换能器103和高频声换能器105的挡板相对于用于第一低频换能器101的挡板成角度，壳体是箱形的。用于高频声换能器105的挡板位于用于第一低频换能器101的挡板和用于第二低频换能器103的挡板之间。因此，高频声换能器挡板提供第一低频换能器101和第二低频换能器103的挡板之间的过渡。高频声换能器105的挡板实际上可以被认为是由相应的低频声换能器101,103的两个挡板形成的边缘。例如，低频声换能器101,103的挡板之间圆滑或平滑的过渡可以被用作用于高频声换能器105的挡板。高频声换能器105定位在低频声换能器101,103之间的过渡上特别有助于低方向性。

高频声换能器挡板因此在其它挡板之间，从而导致高频声换能器105在两个低频声换能器101,103之间。在该示例中，三个声换能器101,103,105对齐使得当从第一低频换能器101的轴上方向上的点观察时，它们的中心点以及特别地它们的声学中心基本落在一条线上。此外，当该扬声器装置在它的标称操作位置时（也就是当在使用时），该线基本是竖直的。然而，应当理解的是在某些实施例中，换能器中的一个或更多可以偏移，例如在挡板的横向上。然而，当在使用时，高频声换能器105的声学中心的竖直位置将在第一低频换能器101的竖直位置和第二低频换能器103的竖直位置之间。

在该装置中，换能器101,103,105之间的距离保持非常接近，并且实际上在许多实施例中扬声器之间的距离被尽可能地最小化。特别地，声换能器的声学中心之间的距离保持在可行的最小值。实际上，在许多实施例中两个低频声换能器101,103的声学中心之间的距离小于第一声学换能器101（和/或第二声学换能器103）的最大尺寸的三倍。同样地，第一和第二声换能器101,103之间的最小距离小于第三声换能器105的最大尺寸（典型地为直径）的三倍。

该扬声器装置因此被构造使得声换能器的声学中心被保持为非常接近彼此。这可以允许提供非常紧凑的扬声器单元，但是更重要的是它提供由每个声换能器重现的声音之间改善的交互工作。具体地，它可以允许所重现的声音具有更接近的相位和时间对齐。

用于该扬声器装置的交叉频率可以被选择使得单独的换能器被使用在它们性能最好的频率范围。因此，该交叉频率可以被选择来导致音频带的良好重现。在许多实施例中，交叉频率可以有利地在1.5kHz到3kHz的区间。

然而，额外地，交叉频率同样可以被选择使得来自两个声换能器101,103而不是来自单个声换能器的低频范围的重现不引入不可接受的和非计划中的退化。

特别地，较低频率范围和较高频率范围之间的交叉频率被设计成不高于声速除以第一声学中心与第二声学中心之间距离的商的两倍。相等地，第一声学中心与第二声学中心之间的距离可以被限制为不高于对应于交叉频率的波长的两倍。

因此，该扬声器装置被设计成满足以下需求：

其中f_c为交叉频率，c为声速（例如在20°处测量）并且D为低频声换能器101,103的声学中心之间的距离。

在许多实施例中，该扬声器装置有利地满足更严格的需求：

    。

保持交叉频率相对于声学中心之间的距离足够低确保来自两个低频声换能器101,103的辐射声音之间的干扰保持足够低。具体地，它允许声辐射在所有的相关方向上都足够一致并且确保两个声源之间的破坏性干扰保持足够低。

在上文的示例中，该扬声器装置是不包括放大的无源扬声器装置。实际上，声换能器101,103,105的驱动经由无源交叉滤波器301进行。然而，应当理解的是在其它的实施例中，该扬声器装置可以是包括用于声换能器101,103,105的有源驱动电路的有源扬声器装置。这样的驱动例如可以由在图3的交叉滤波器301之前的功率放大器提供。在其它的实施例中，每个声换能器可以被提供有单独的放大。这样的一个示例图示在图4中，其中在交叉滤波器之后为每个声换能器101,103,105提供功率放大器401,403,405。这样的配置的优点在于交叉滤波器301工作在低功率，并且实际上可以在低功率处为每个单独的声换能器101,103,105执行不同的信号处理。

在某些实施例中，用于高频声换能器105的信号可以相对于用于低频声换能器101,103的信号被延时。

这样的实施例的示例图示在图5中，图5对应于图4的示例但是在用于高频声换能器105的信号路径上添加了延时。在该示例中用于高频声换能器105的驱动信号相对于用于低频声换能器101,103的驱动信号被延时。该延时501可以以任何合适的方式实现并且可以例如实现为模拟或数字延时线。

在该示例中，该延时可以补偿从不同声换能器的声学中心到听者的距离的差异。例如，图6图示了图1的扬声器装置。图6图示了每个声换能器101,103,105具有声学中心601,603,605。由于两个低频声换能器101,103之间的距离相对较短，两个低频声换能器101,103可以看起来辐射（直接）声音就像是该声音来自具有声学中心607的单个换能器，该声学中心607在两个低频声换能器101,103的声学中心601,603之间的一半长度处。

高频声换能器105的声学中心605一般将比两个低频声换能器101,103的组合效果的声学中心607进一步向前。因此，来自高频声换能器105的直接声波将在来自两个低频声换能器101,103的直接声波的前面。因此，该***可以延时到高频声换能器105的信号来补偿辐射声波之间的时间差异。该延时因此可以导致辐射声音的时间一致性得到改善从而提供改善的音频质量。

声波之间的实际延时可以取决于听者的精确位置并且特别地取决于到该听者的角度（以及因此取决于该听者的高度）。然而，标称延时可以被确定为对应于高频声换能器105的声学中心605和低频声换能器101,103的声学中心601,603之间的中点607之间的长度d。对应的延时可以被确定为Δ=d/c，其中d为声学中心之间的距离并且c为声速。标称延时特别地对应于针对定位在沿着高频声换能器105的轴上方向113的听者的直接波的延时。尽管对于其它位置该延时可以变化，但是标称延时典型地将是良好的近似。

因此，用于高频声换能器105的延时典型有利地不大于标称延时Δ的两倍，并且实际上典型有利地不小于标称延时Δ的70%并且不大于标称延时Δ的130%。

这可以导致感知为基本上时间一致的声音重现。

在图1和2的示例中，该扬声器装置可以被实现在相对简单的壳体中。然而，在某些实施例中可以使用更复杂的壳体形状来改善所重现的音频质量。

在某些实施例中，可以相对于低频声换能器101,103的挡板窄化高频声换能器105的挡板。特别地垂直于包括高频声换能器105的轴上方向113和低频声换能器101,103的声学中心之间的轴609的平面测得的该挡板的尺寸可以小于在相同方向上测得（即同样垂直于该平面测得）的低频声换能器挡板的尺寸。图7图示了这样的实施例的示例。该示例对应于图2的正面视图但是具有窄化的用于高频声换能器105的挡板。典型地窄化在该挡板的前方，该挡板向后倾斜。该挡板的轮廓可以弯曲并且特别地可以如图8所示的弯曲离开，其中图8示出在高频声换能器105的中心点高度处的顶部截面图。

在某些实施例中，低频声换能器挡板中的一个或二者同样可以具有弯曲的轮廓。例如，如图9所示，该截面图可以具有对应于从低频向后弯曲的挡板的轮廓。

所描述的扬声器装置在许多场景中可以提供有利的声音重现。具体地，该方法可以提供朝向收听位置的更好的声音集中。

例如，相比于EP09756820的扬声器装置，所描述的扬声器装置可以提供改善的声音集中从而导致改善的声舞台感知和对声学环境中变化的降低的灵敏度。

例如，图10图示了在EP09756820的扬声器装置中单个上射式低频换能器（低音扬声器）的水平方向性测量。低通换能器表现接近全方向的声源，相当大量的声能被发送到扬声器箱后部（180度）。这导致在房间后墙的反射后不希望的赋色。

图11图示了对如前文描述的双低频换能器装置的方向性测量。如图可见，在500Hz到2kHz之间的重要频率区间中朝向该扬声器的后部发送少得多的声能。这导致声音质量改善。

图12图示了所测量的EP09756820的扬声器装置中上射式低频换能器（低音扬声器）从前（0度）到后（180度）的竖直方向性示例。该装置展现出在700Hz到2kHz之间被发送到天花板（90度）的强大能量，在低频换能器的轴上方向（在这个示例中为60度）上具有最大能量，并且具有被发送到该扬声器箱的后方的显著声能。

图13图示了如前文所描述的双低频换能器装置对应的从前（0度）到后（180度）的竖直方向性。如图可见，朝向天花板和该扬声器箱的后方发送的声能少得多。能量的最大值在30度处，两个低频换能器的轴上方向之间的中线方向。在该装置中，两个低频换能器组合以便提供类似于来自水平方向+/-90度，并且竖直方向+/-30度收听角度的点源的方向性图案（对于低频换能器之间的角度为60度的情况）。

本发明可以以任何适当形式来实现。本发明实施例的元件和部件可以以任何适当方式物理地、功能性地以及逻辑性地实现。实际上所示功能可以在单个单元中实现，在多个单元中实现，或者作为其它功能单元的一部分来实现。

尽管本发明已经结合某些实施例进行了描述，但其本意并非要受限于这里提及的特定形式。相反地，本发明的范围仅仅由随附的权利要求限定。另外，尽管特征可能看似结合特定实施例进行了描述，但是本领域技术人员将认识到所描述实施例的各个特征可以按照本发明进行组合。在权利要求中，词语包括不排除其它元件或步骤的存在。

此外，尽管单独列出，但是多个装置、元件或方法步骤可以通过例如单个单元或处理器来实现。另外，尽管各个特征可以被包含在不同的权利要求中，但是这些特征可能可以被有利地组合，并且包含在不同权利要求中并不意味着特征的组合是不可行的和/或不利的。同样地，在一类权利要求中包含一种特征不意味着受限于该类别，而是表明该特征在适当情况下同样可适用于其它权利要求类别。此外，权利要求中特征的次序不意味着这些特征必须按照其工作的任何特定次序，以及具体地，方法权利要求中的各个步骤的次序不意味着这些步骤必须以该次序执行。相反地，这些步骤可以以任何适当的次序来执行。另外，单数提及不排除多个。因此对“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的提及不排除多个。权利要求中的参考标记仅仅作为说明性示例来提供，不应当解释为以任何方式限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种扬声器装置，包括：

第一声换能器（101），其用于再现较低频率范围的声音并且具有第一轴上方向（109）和第一声学中心（601）；

第二声换能器（103），其用于再现较低频率范围的声音并且具有第二轴上方向（111）和第二声学中心（603）；

第三声换能器（103），其用于再现较高频率范围的声音并且具有第三轴上方向（113）和第三声学中心（607），

其中

所述第三声换能器（105）位于所述第一声换能器（101）和所述第二声换能器（103）之间；

所述第一轴上方向（109）和所述第二轴上方向（111）之间的第一角度在20°和120°之间；

所述第一轴上方向（109）和所述第三轴上方向（113）之间的第二角度小于所述第一角度。

2.根据权利要求1所述的扬声器装置，其中所述第二角度不小于所述第一角度的25%。

3.根据权利要求1所述的扬声器装置，其中所述第二角度不大于所述第一角度的75%。

4.根据权利要求1所述的扬声器装置，其中所述较低频率范围和所述较高频率范围之间的交叉频率不高于声速除以所述第一声学中心和所述第二声学中心之间距离的商的两倍。

5.根据权利要求1所述的扬声器装置，进一步包括驱动电路，其用于驱动所述第一、第二和第三声换能器（101,103,105），并且其中所述驱动电路被设置用来提供用于所述第三声换能器（105）的相对于所述第一声换能器（101）的延时。

6.根据权利要求5所述的扬声器装置，其中所述延时不大于标称延时的两倍，所述标称延时对应于所述第三声学中心（607）与所述第一声学中心（601）和所述第二声学中心（603）之间中点之间的长度除以声速。

7.根据权利要求6所述的扬声器装置，其中所述延时不小于所述标称延时的70%并且不大于所述标称延时的130%。

8.根据权利要求5所述的扬声器装置，其中所述驱动电路被设置用来基本相同地驱动所述第一声换能器（101）和所述第二声换能器（103）。

9.根据权利要求1所述的扬声器装置，进一步包括壳体，所述壳体包括：

第一挡板，其中安装有所述第一声换能器（101）；

第二挡板，其中安装有所述第二声换能器（103），所述第二挡板相对于所述第一挡板成角度；

第三挡板，其中安装有所述第三声换能器（205），其中所述第三挡板提供所述第一挡板和所述第二挡板之间的过渡。

10.根据权利要求9所述的扬声器装置，其中所述第三挡板垂直于所述第三轴上方向（113）和所述第一声学中心（601）与所述第二声学中心（603）之间的轴的尺寸小于所述第一挡板垂直于所述第一轴上方向（109）和所述第一声学中心（601）与所述第二声学中心（603）之间的所述轴的尺寸。

11.根据权利要求9所述的扬声器装置，其中所述第一挡板、所述第二挡板和所述第三挡板中的至少一个具有弯曲的轮廓。

12.根据权利要求9所述的扬声器装置，其中所述第三挡板和所述第三声换能器（105）相对于所述第一声换能器（101）和所述第二声换能器（103）对称。

13.根据权利要求1所述的扬声器装置，其中所述第一声学中心（601）和所述第二声学中心（603）之间的距离小于所述第一声学换能器（101）的最大尺寸的三倍。

14.根据权利要求1所述的扬声器装置，其中所述第一声换能器（101）和所述第二声换能器（103）之间的最小距离小于所述第三声换能器（105）的最大尺寸的三倍。

15.一种提供扬声器装置的方法，该方法包括：

提供第一声换能器（101），其用于再现较低频率范围的声音并且具有第一轴上方向（109）；

提供第二声换能器（103），其用于再现较低频率范围的声音并且具有第二轴上方向（111）；

提供第三声换能器（105），其用于再现较高频率范围的声音并且具有第三轴上方向（113），

其中

所述第三声换能器（105）位于所述第一声换能器（101）和所述第二声换能器（103）之间；

所述第一轴上方向（109）和所述第二轴上方向（111）之间的第一角度在20°和120°之间；

所述第一轴上方向（109）和所述第三轴上方向（113）之间的第二角度小于所述第一角度。

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