FI93506C - Method for reproducing sound - Google Patents

Description

9350693506

MENETELMÄ ÄÄNEN TOISTAMISEKSIMETHOD OF PLAYING SOUND

Keksinnön kohteena on menetelmä ääniaaltokenttien tuottamiseksi ja kohdistamiseksi, erityisesti ääniviestin kohdista-5 mistä varten, jossa menetelmässä ääniaalto lähetetään laaja-pintaisen kaiutinelementin muodostamasta äänilähteestä tiettyyn suuntaan siten, että kaiutinelementin pinta saatetaan värähtelemään samanvaiheisena ja pinnan pisteet liikkuvat pinnan normaalin suunnassa.The invention relates to a method for producing and aligning sound wave fields, in particular for points 5 of a voice message, in which a sound wave is transmitted from a sound source formed by a wide-area speaker element in a certain direction so that the surface of the speaker element oscillates in phase.

1010

Nykyisin käytössä olevat kaiutinjärjestelmät on rakennettu tyypillisesti dynaamisista kaiutinkartioista, jotka ovat pistemäisiä äänilähteitä ja näistä rakennetut kaiuttimet ovat myös lähes pistemäisiä äänilähteitä. Lähetettäessä 15 ääniviesti tällaisilla kaiuttimilla muodostuu ääniaaltokent-tä vapaassa tilassa pallomaiseksi, jolloin suurin äänen intensiteettitaso on havaittavissa aivan kaiuttimen välittömässä läheisyydessä ja intensiteettitaso vaimenee kääntäen verrannollisesti etäisyyden neliöön.The speaker systems in use today are typically constructed of dynamic speaker cones that are point-to-point sound sources, and speakers built from these are also near-point-to-point sound sources. When transmitting an audio message with such speakers, the sound wave field in the free space is spherical, whereby the highest sound intensity level is noticeable in the immediate vicinity of the speaker and the intensity level is attenuated inversely proportional to the square of the distance.

20 Ääniviestien lähettämiseen pistemäisillä äänilähteillä liittyy eräitä ongelmia. Lähetettyjen ääniviestien perillemenoon ja viestien ymmärretyksi tulemiseksi ei riitä, että äänen intensiteettitaso on kuulijoille riittävä. Viestien perille-25 menon parantamiseksi on lisäksi tarpeen, että ääniviestit voidaan osoittaa niille kuulijoille, joille viestien sisältö on tarpeellinen. Jos pistemäisellä äänilähteellä aikoo toteuttaa äänentoiston, jossa ääniviestit on kohdistettu vain tietylle osalle kuulijoita, on kaiuttimen oltava mahdolli-30 simman lähellä niitä kuulijoita, joille viesti on osoitettu. Kuitenkin hyvin harvoin on mahdollista sijoittaa kaiuttimia tällä tavoin lähelle kuulijoita, joten selektiivinen viestien lähettäminen ei onnistu häiritsemättä muita samassa tilassa olevia. Tällaisten kaiuttimien sijoittelussa onkin 35 tavallista, että suureenkin tilaan on sijoitetaan vain muutamia kaiuttimia kauas potentiaalisesta kohderyhmästä, jolloin ääniviestin perille menemisen varmistamiseksi joudu- 2 93506 taan käyttämään korkeita äänen intensiteettitasoja. Kuitenkin ääniviestien perillemeno on epävarmaa useiden tekijöiden johdosta. Viestin perillemenoa häiritsevät mm. kaukana olevasta äänilähteestä lähetetyn viestin puuroutuminen 5 kaikumisen takia, viestien peittyminen hälyääniin, liian suuri äänen intensiteettitaso, äänenvoimakkuuden vahvistamisessa tavallinen signaalin säröytyminen ym. tekijät. Ne kuulijat, joille kuulutettu asia ei ole relevantti, kokevat kuulutuksen ylimääräisenä äänisaasteena.20 There are some problems with sending voice messages with point audio sources. For the delivery of sent voice messages and for the messages to be understood, it is not sufficient for the level of sound intensity to be sufficient for the listeners. In addition, in order to improve the delivery of messages, it is necessary that voice messages can be addressed to those listeners who need the content of the messages. If you intend to use a point-to-point audio source to reproduce audio messages that target only a specific audience, the speaker should be as close as possible to the listeners to whom the message is addressed. However, it is very seldom possible to place the speakers in this way close to the listeners, so selective sending of messages is not possible without disturbing others in the same state. In the placement of such loudspeakers, it is common for only a few loudspeakers to be placed in a large space away from the potential target group, in which case high sound intensity levels have to be used to ensure that the voice message reaches its destination. However, the delivery of voice messages is uncertain due to several factors. The delivery of the message is disturbed by e.g. blurring of a message sent from a distant audio source due to 5 echoes, obscuring of messages to noise, too high a level of sound intensity, normal signal distortion in amplifying the volume, and other factors. Those listeners for whom the matter announced is not relevant will perceive the announcement as additional noise pollution.

1010

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä kuuli-jaselektiivisen äänentoiston toteuttamiseksi, jolla menetelmällä voidaan tuottaa ääniaaltokenttiä niin, että kuultavissa oleva äänen voimakkuustaso voidaan rajata tarkoituksen i-15 sesti tiettyyn osaan sitä tilaa, jonne ääniviesti lähetetään. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esille menetelmä, jota hyväksikäyttämällä voidaan samassa tilassa esittää samanaikaisesti useita eri ääniviestejä niin, että viestit eivät häiritse toisiaan ja että kukin viesti on 20 kuultavissa vain siinä osassa tilaa, johon kyseinen viesti on tarkoitettu.The object of the invention is to provide a method for implementing ball-selective sound reproduction, by means of which sound wave fields can be generated so that the audible sound volume level can be intentionally limited to a certain part of the space to which the voice message is sent. It is a further object of the invention to provide a method by which several different voice messages can be presented simultaneously in the same space, so that the messages do not interfere with each other and that each message is audible only in the part for which the message is intended.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä, jolle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuk-25 sissa.The object of the invention is achieved by a method which is mainly characterized by what is stated in the claims.

Keksinnön mukaan ääniaaltokenttä lähetetään elektrostaatti-sesti toimivalla kaiutinelementillä, jossa on kahden laaja-pintaisen elektrodin välissä joustavaa eristemateriaalia, 30 saattamalla kaiutinelementin koko pinta värähtelemään siten, että värähtelyn aikana pinnan jokaisen pisteen normaalin suunta pysyy samana kuin pinnan lepotilassa. Lisäksi kai-utinelementti muotoillaan kohdistamaan ääniaaltokenttä tasaisena tai fokusoituna tiettyyn tilaan, jossa ääniaalto-35 kentän kohde tai ääniviestin kuulija sijaitsee tai liikkuu, jolloin kuulija kokee ääniviestin seuraavan kuulijaa tämän liikkuessa kyseessä olevassa ääniaaltokentässä. Kuulijalla 3 93506 tarkoitetaan ihmistä tai eläintä tai myös sellaista laitetta, joka voi vastaanottaa tai havaita akustisia ääniviestejä. Kaiutinelementti voidaan muotoilla eri sovelluksissa eri muotoisiksi, jolloin niillä lähetettävät ääniaaltokentät 5 saadaan kohdistetuiksi tiettyyn haluttuun kohteeseen. Rajaamalla ääniviestin kohdealue ja kohderyhmä parannetaan viestin perille menoa ja samalla voidaan vähentää turhaa ääni-saastetta. Tällainen parannus on tarpeen useiden julkisten tilojen kuulutusratkaisujen suhteen kuten esimerkiksi rauta-10 tie- ja linja-autoasemilla, näyttelytiloissa, toimistoissa, urheilupaikoilla. Kohdistettujen ääniviestien eräs potentiaalinen käyttösovellutus on tavaratalojen kuulutusratkai-suissa, jolloin esimerkiksi eri myyntipisteissä asiakasta voidaan kohdistetusti informoida kyseessä olevan myyntipis-15 teen tuotteista häiritsemättä muita tavaratalon asiakkaita.According to the invention, the sound wave field is transmitted by an electrostatically active speaker element having a flexible insulating material between two wide-surface electrodes, causing the entire surface of the speaker element to vibrate so that during vibration the normal direction of each point on the surface remains the same as the surface. In addition, the speaker element is configured to align the sound wave field flat or focused to a particular state in which the target of the sound wave field or the listener of the voice message is located or moving, thereby experiencing the voice message following the listener moving in the sound wave field. Listener 3 93506 refers to a human or animal or also a device that can receive or detect acoustic voice messages. The speaker element can be shaped in different applications in different applications, whereby the sound wave fields 5 transmitted by them can be aligned with a specific desired object. Delimiting the target area and target group of the voice message improves the delivery of the message and at the same time unnecessary voice pollution can be reduced. Such an improvement is needed for public address announcements in many public spaces, such as railway-10 road and bus stations, showrooms, offices, sports venues. One potential application for targeted voice messages is in department store advertising solutions, whereby, for example, at various points of sale, the customer can be informed about the products of the point of sale in question without disturbing other department store customers.

On tunnettua, että pistemäinen äänilähde lähettää vapaassa tilassa pallomaisen ääniaaltokentän. Tätä ilmiötä voidaan myös käyttää keksinnön mukaisessa menetelmässä käänteisesti 20 hyväksi. Kun laajapintainen kaiutinelementti muotoillaan pallopinnalle vaipaksi ts segmentin muotoiseksi, voidaan kaiuttimella lähettää ääniaaltokenttä fokusoituna pallon keskipisteeseen niin, että ääniaaltokenttä vahvistuu äänen edetessä keskipistettä kohti. Tällöin pinnan jokaisen pis-25 teen normaali osoittaa kyseiseen fokusointipisteeseen. Lähetettäessä ääniaaltokenttä tällä tavoin saadaan fokusointipisteeseen vahvistumaan korkea äänen intensiteettitaso, vaikka kaiutinelementin pinnan läheisyydessä äänen intensiteettitaso ei ylittäisi kuulokynnystä. Säätämällä sopivasti 30 ääniaallon intensiteettitaso saadaan siis fokuspintipistee-seen ja sen ympäristöön kuulemisen kannalta riittävä intensiteettitaso, vaikka ääniviesti ei muualla olekaan kuultavissa. Pallon keskipistettä kohti etenevän ääniaaltokentän intensitetti riippuu kääntäen verrannollisesti keskipisteen 35 etäisyyden neliöstä. Siten ääniaaltokentän intensiteettimak-simi on pallon keskipisteessä ja minimi pallon vaipalla olevan äänilähteen pinnassa. Valitsemalla sopivasti ääniläh- 93506 -- Γ 4 teen lähettämän ääniviestin intensiteetti saadaan ääniviesti kuulumaan ainoastaan lähellä pallon keskipistettä. Pallon säde voidaan tarvittaessa valita siten, että kohta, jossa ääniviesti on kuultavissa, voi olla kaukana ääniviestin 5 lähettäneestä äänilähteestä. Tarkoitetun fokusointipisteensä ohitettuaan ääniaalto ei enää ole kuultavissa ja siten se ei rasita ympäristöään turhana meluna.It is known that a point sound source transmits a spherical sound wave field in free space. Conversely, this phenomenon can be exploited in the method according to the invention. When the wide-area speaker element is formed on the spherical surface as a sheath, i.e., segment-shaped, the speaker can transmit a sound wave field focused on the center of the ball so that the sound wave field amplifies as the sound progresses toward the center. In this case, the normal of each pis-25 of the surface points to that focal point. When transmitting a sound wave field in this way, a high sound intensity level is amplified at the focus point, even if the sound intensity level in the vicinity of the surface of the speaker element does not exceed the hearing threshold. Thus, by appropriately adjusting the intensity level of the 30 sound waves, a sufficient intensity level is obtained for the focal point and its surroundings to be heard, even if the voice message is not audible elsewhere. The intensity of the sound wave field propagating towards the center of the sphere depends inversely on the square of the distance of the center 35. Thus, the maximum intensity of the sound wave field is at the center of the ball and the minimum at the surface of the sound source on the ball envelope. By appropriately selecting the intensity of the voice message transmitted by the audio source 93506 - Γ 4, the voice message can be heard only near the center of the sphere. If necessary, the radius of the ball can be selected so that the point where the voice message can be heard can be far from the sound source which sent the voice message 5. After passing its intended focusing point, the sound wave is no longer audible and thus does not burden its environment as unnecessary noise.

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan kuulijan kulkurei-10 tille lähettää intensiteettitasoltaan tasainen ääniaalto-kenttä. Tällöin kuulija kokee ääniviestin seuraavan itseään kuulijan liikkuessa kyseessä olevassa ääniaaltokentässä.With the method according to the invention, a sound wave field with a uniform intensity level can be transmitted to the listener's path. In this case, the listener experiences the audio message following himself as the listener moves in the sound wave field in question.

Keksinnön lisäsovelluksessa lähetettävä ääniaaltokenttä 15 muodostetaan kaarevan pinnan muotoiseksi muotoilulla kai-utinelementillä. Tällöin ääniaaltokenttä fokusoituu viivalle, joka on pinnan suuntainen ja muodostuu pinnan kaare-vuussäteen keskipisteistä. Äänen intensiteettitasoa sopivasti säätämällä voidaan fokukseen muodostaa kolmiulotteinen 20 putkimainen tila, jossa on kuultavissa oleva intensiteetti-taso. Kuulijan ollessa tässä putkimaisessa tilassa ja liikkuessa pinnan suuntaisesti hän kuulee ääniviestin koko ajan yhtä voimakkaana ja kokee ääniviestin seuraavan itseään.In a further embodiment of the invention, the sound wave field 15 to be transmitted is formed in the shape of a curved surface by a shaped speaker element. In this case, the sound wave field focuses on a line parallel to the surface and formed by the centers of the surface's radius of curvature. By appropriately adjusting the sound intensity level, a three-dimensional tubular space with an audible intensity level can be formed in focus. When the listener is in this tubular state and moving parallel to the surface, he hears the voice message equally loudly all the time and experiences the voice message following himself.

25 Keksinnön edullisessa lisäsovellutuksessa kaiutinelementistä rakennetaan tasomainen äänilähde, joka säteilee äänilähteen normaalin suuntaan etenevän tasomaisen ääniaaltokentän. Kuulijan joutuessa täysin tasomaiseen ääniaaltokenttään kuulijan havaitsema äänen intensiteetti ei riipu kuulijan etäi-30 syydesta äänilähteestä. Tällaisen tasomaisen ääniaaltokentän alueella oleva tai liikkuva kuulija kokee äänenpäinetason pysyvän samana eri etäisyyksillä äänilähteestä.In a further preferred embodiment of the invention, a planar sound source is constructed from the speaker element, which emits a planar sound wave field propagating in the normal direction of the sound source. When the listener is exposed to a completely planar sound wave field, the sound intensity perceived by the listener does not depend on the distance of the listener from the sound source. A listener in the range or moving of such a planar sound wave field experiences that the sound power level remains the same at different distances from the sound source.

Keksinnön eräässä edullisessa lisäsovelluksessa kaiutinele-35 mentistä rakennetaan pitkä, tasomainen äänilähde, joka voidaan sijoittaa edullisesti kuulijoiden kulkureitin varteen kuten esimerkiksi käytävätilan seinään tai muuhun sopivaan , 93506 5 pintaan. Kuulijan liikkuessa tällaisen äänilähteen suuntaisesti saa kuulija vaikutelman kuin äänilähde seuraisi vierellä. Koska äänilähde on jatkuva ja nauhamainen, havaitsee kuulija liikkuessaan ääniviestin, joka tulee lyhimmän etäi-5 syyden suunnasta kaiuttimesta ja tämä lyhimmän etäisyyden paikka muuttuu kuulijan liikkuessa kaiuttimen suhteen.In a further preferred embodiment of the invention, a long, planar sound source is constructed from the loudspeaker element 35, which can be advantageously placed along the path of the listeners' path, such as a corridor wall or other suitable surface. As the listener moves along such a sound source, the listener gets the impression that the sound source is following next to him. Because the audio source is continuous and tape-like, the listener detects an audio message coming from the speaker in the direction of the shortest distance, and this shortest distance changes as the listener moves relative to the speaker.

Keksinnön edullisessa lisäsovellutuksessa kaiutineleroentistä rakennetaan sylinterimäinen äänilähde, joka säteilee ulko-10 pinnaltaan sylinterisymmetrisesti tasaisen äänialtokentän. Kaiutin voidaan sijoittaa edullisesti kuulijoiden kulkureitin varteen esimerkiksi pystypilareihin tai pylväisiin. Kuulijan kiertäessä tällaista sylinteriäänilähdettä kuulija saa vaikutelman kuin äänilähde kiertäisi vierellä. Koska 15 äänilähde on sylinterimäinen ja jatkuva, kuulija kiertäessään äänilähdettä havaitsee ääniviestin, joka tulee lyhimmän etäisyyden suunnasta äänilähteestä ja tämä lyhimmän etäisyyden paikka muuttuu kuulijan liikkuessa äänilähteen suhteen.In a further preferred embodiment of the invention, a cylindrical sound source is constructed from the speaker difference, which radiates a uniform sound wave field with a cylindrically symmetrical surface. The loudspeaker can advantageously be placed along the path of the listeners, for example on vertical pillars or columns. As the listener rotates such a cylindrical sound source, the listener gets the impression that the sound source is rotating next to it. Since the sound source 15 is cylindrical and continuous, the listener, when rotating the sound source, detects an audio message coming from the direction of the shortest distance from the sound source, and this position of the shortest distance changes as the listener moves relative to the sound source.

20 Keksinnön edullisessa lisäsovellutuksessa kaiutinelementistä rakennetaan pitkä putkimainen tai tankomainen äänilähde, joka säteilee ulkopinnaltaan sylinterisymmetrisesti tasaisen äänialtokentän. Tällainen äänilähde voidaan sijoittaa kuulijoiden kulkureitin varteen kuten esimerkiksi käytävätilan 25 kattoon, seinään tai muuhun sopivaan pintaan. Kuulijan liikkuessa tällaisen äänilähteen suuntaisesti saa kuulija vaikutelman kuin äänilähde seuraisi mukana. Ulospäin etenevän sylinterimäisen ääniaaltokentän tasaisuuden ansiosta ääniviesti on kuultavissa samanlaisena eri kuuntelukulmista. 30 Koska äänilähde on jatkuva ja putkimainen, kuulija liikkuessaan havaitsee ääniviestin, joka tulee lyhimmän etäisyyden suunnasta kaiuttimesta. Tämä lyhimmän etäisyyden paikka muuttuu kuulijan liikkuessa kaiuttimen suhteen.In a further preferred embodiment of the invention, a long tubular or rod-like sound source is constructed from the speaker element, which radiates a uniform sound wave field with a cylindrically symmetrical outer surface. Such a sound source may be located along the path of the listeners, such as on the ceiling, wall or other suitable surface of the aisle space 25. As the listener moves along such a sound source, the listener gets the impression that the sound source is accompanying him. Thanks to the uniformity of the outwardly advancing cylindrical sound wave field, the voice message can be heard in the same way from different listening angles. 30 Because the sound source is continuous and tubular, the listener, as he moves, detects an audio message coming from the speaker at the shortest distance. This shortest distance position changes as the listener moves relative to the speaker.

35 Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa lähetetään samassa tilassa samanaikaisesti eri ääniviestejä niin, että kukin viesti on kuultavissa siinä osassa tilaa, johon 6 93506 viesti on kohdistettu. Tällöin ääniviestit eivät häiritse toisiaan.In one embodiment of the method according to the invention, different voice messages are transmitted simultaneously in the same state, so that each message is audible in the part of the state to which the message is addressed. In this case, the voice messages do not interfere with each other.

Seuraavaksi keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla 5 oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviomaisesti ääniaaltokentän muodostamista kaarevalla kaiutinelementillä, kuvio 2 esittää yksityiskohtaa erään kaiutinelementin pinnan liikkumisesta ja liikkeen suunnasta, 10 kuvio 3 esittää yksityiskohtaa erään toisen kaiutinelementin pinnan liikkumisesta ja liikkeen suunnasta, kuvio 4 esittää erästä kolmiulotteista ääniaaltokentän sovellutusta, kuvio 5 esittää samaan tilaan sijoitettua kahden eri ääni-15 aaltokentän erästä sovellutusta, kuvio 6 esittää kaiutinelementin erästä tasomaista sovellutusta , kuvio 7 esittää kaiutinelementin erästä nauhamaista sovellutusta , 20 kuvio 8 esittää kaiutinelementin erästä sylinterimäistä sovellutusta, ja kuvio 9 esittää kaiutinelementin erästä putkimaista sovellutusta.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows the formation of a sound wave field by a curved speaker element, Fig. 2 shows detail of movement and direction of movement of one speaker element; Fig. 5 shows an embodiment of two different sound fields arranged in the same space, Fig. 6 shows a planar embodiment of the loudspeaker element, Fig. 7 shows a strip-like embodiment of the loudspeaker element, Fig. 8 shows a cylindrical embodiment of the loudspeaker element, and Fig. 9 shows a cylindrical embodiment of the loudspeaker element, application.

25 Kuvio 1 esittää kaksiulotteisesti laajapintaisella kaarevalla kaiutinelementillä 1 aikaansaatavaa ääniaaltokenttää 5, joka fokusoituu tiettyyn rajattuun alueeseen 2 sitä tilaa, jossa ääniviesti lähetetään ja jossa viesti on kuulijan 3 kuultavissa. Tässä sovellutusmuodossa ääniaaltokentän inten-30 siteettitaso kasvaa ääniaaltojen edetessä kohti kohdistus-pistettä.Figure 1 shows a two-dimensional sound wave field 5 provided by a wide-area curved speaker element 1, which focuses on a certain limited area 2 the state in which the voice message is transmitted and in which the message is audible to the listener 3. In this embodiment, the intensity level of the sound wave field increases as the sound waves travel toward the focus point.

Kuviot 2 ja 3 esittävät yksityiskohtia eräiden kaiutinele-menttien poikkileikkauksista, jossa kaiutinelementin 1 liik-35 kuvan pinnan 4 jokaisen pisteen liikkeen suunta on pinnan normaalin suuntainen kyseisessä pisteessä. Kaiutinelement-teihin kuuluu kaksi laajapintaista elektrodia 6, 7 ja niiden 7 93506 välissä oleva joustava eristemateriaalikerros 8. Kuvan 2 esittämä kaiutinelementti 1 on kaareva, ja ääniaallot lähetetään fokusoivasta, jolloin äänikenttä on homogeeninen ja vahvistuva. Kuvan 3 esittämä kaiutinelementti 1 on sylinte-5 rimäinen, jolloin sen muodostama ääniaaltokenttä etenee sylinterisymmetrisesti. Äänen intensiteetti joka suunnassa samalla etäisyydellä kaiutinelementin akselista on yhtä suuri.Figures 2 and 3 show details of cross-sections of some loudspeaker elements, in which the direction of movement of each point of the surface 4 of the image of the loudspeaker element 1 is 35 parallel to the normal of the surface at that point. The speaker elements include two wide-surface electrodes 6, 7 and a flexible insulating material layer 8 between them 93506. The speaker element 1 shown in Fig. 2 is curved, and the sound waves are transmitted from the focusing, whereby the sound field is homogeneous and amplified. The speaker element 1 shown in Fig. 3 is cylindrical, in which case the sound wave field generated by it propagates cylindrically symmetrically. The sound intensity in all directions at the same distance from the axis of the speaker element is equal.

10 Kuviossa 4 on esitetty kolmiulotteisesti eräs keksinnön mukainen edullinen ääniaaltokentän sovellutus. Siinä laaja-pintaisen kaarevaksi muotoillun äänilähteen 1 fokusoitu ääniaaltokenttä 5 muodostaa kolmiulotteisen putkimaisen tilan 2, jossa ääniviesti on kuultavissa.Figure 4 shows in three dimensions a preferred embodiment of a sound wave field according to the invention. In it, the focused sound wave field 5 of the wide-surface curved sound source 1 forms a three-dimensional tubular space 2 in which the sound message can be heard.

1515

Kuviossa 5 on kaaviomaisesti esitetty eräs mahdollisuus keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi. Kuviossa on samaan tilaan asennettu kaksi kaarevaksi muotoiltua eri äänilähdettä IA ja IB, jotka lähettävät samanaikaisesti eri 20 ääniviestejä 5A, 5B kohdistettuna eri kuulijoille 3A ja 3B. Viestien lähetysgeometriasta ja keksinnön mukaisen menetelmän soveltamisesta johtuen eri kohteissa olevat kuulijat havaitsevat vain ne ääniviestit, jotka kyseisten kohteiden rajattuihin tiloihin 2A ja 2B on lähetetty.Figure 5 schematically shows one possibility for applying the method according to the invention. In the figure, two differently curved audio sources IA and IB are installed in the same space, which simultaneously transmit different voice messages 5A, 5B directed to different listeners 3A and 3B. Due to the transmission geometry of the messages and the application of the method according to the invention, the listeners in the different destinations only detect those voice messages which have been sent to the limited spaces 2A and 2B of the respective destinations.

2525

Kuviossa 6 on esitetty eräs keksinnön mukainen edullinen ääniaaltokentän sovellutus. Tässä äänilähde muodostuu tasomaiseksi muotoillusta kaiuttimesta 1, joka on sijoitettu kuulijan 3 läheisyyteen. Kaiutin 1 säteilee kaiuttimen nor-30 maalin suuntaan etenevän tasomaisen ääniaaltokentän 5. Kuulijan ollessa tai liikkuessa kaiuttimen lähettämässä tasomaisessa ääniaaltokentässä kuulijan havaitsema äänen-painetaso ei riipu kuulijan etäisyydestä äänilähteestä. Tällaisen tasomaisen ääniaaltokentän alueella oleva tai 35 liikkuva kuulija kokee äänenpainetason pysyvän samana eri etäisyyksillä äänilähteestä.Figure 6 shows a preferred embodiment of a sound wave field according to the invention. Here, the sound source consists of a planar shaped speaker 1 placed in the vicinity of the listener 3. Loudspeaker 1 radiates a planar sound wave field 5 propagating in the direction of the speaker's nor-30 target. When the listener is in or moving in the planar sound wave field transmitted by the speaker, the sound pressure level detected by the listener does not depend on the listener's distance from the sound source. A listener in the region of such a planar sound wave field or moving in motion 35 experiences that the sound pressure level remains the same at different distances from the sound source.

93506 δ93506 δ

Kuviossa 7 on esitetty eräs kuvion 4 tai kuvion 6 mukaisen tilanteen edullinen sovellutus. Tässä äänilähde muodostuu nauhamaisesta kaiuttimesta 1 sijoitettuna tarkoitetun kuulijan 3 kulkureitin läheisyyteen. Kuulijan 3 liikkuessa 5 kaiuttimen lähettämässä äänikentässä 5 saa kuulija vaikutelman kuin ääniviesti seuraisi kuulijaa. Tämä mielikuva johtuu siitä ilmiöstä, että kuulija aistii ääniviestin tulosuunnaksi äänen voimakkaimman intensiteetin suunnan eli tässä tapauksessa lyhimmän etäisyyden suunnan äänilähteestä. Kun 10 kuulija liikkuu suhteessa nauhakaiuttimeen muuttuu myös se kohta nauhamaisesta kaiuttimesta, joka on lyhimmän etäisyyden päässä kuulijasta.Figure 7 shows a preferred embodiment of the situation according to Figure 4 or Figure 6. Here, the sound source consists of a tape-shaped speaker 1 placed in the vicinity of the intended path of the intended listener 3. As the listener 3 moves 5 in the sound field 5 transmitted by the speaker, the listener gets the impression that the voice message is following the listener. This perception is due to the phenomenon that the listener senses the direction of the strongest intensity of the sound, i.e. in this case the shortest distance from the sound source, as the input direction of the voice message. As the listener 10 moves relative to the tape speaker, the point on the tape-shaped speaker that is the shortest distance from the listener also changes.

Kuviossa 8 on esitetty eräs keksinnön mukainen edullinen 15 ääniaaltokentän sovellutus. Tässä äänilähde muodostuu sy-linterimäiseksi muotoillusta kaiuttimesta 1 ja se on sijoitettu pylvääseen, jonka tarkoitettu kuulija 3 joutuu kiertämään. Kuulijan kiertäessä pylvästä kaiuttimen lähettämässä äänikentässä 5 saa kuulija vaikutelman kuin ääniviesti kier-20 täisi kuulijan mukana pylvästä. Tämä mielikuva johtuu siitä ilmiöstä, että kuulija aistii ääniviestin tulosuunnaksi ääniviestin voimakkaimman suunnan eli tässä tapauksessa lyhimmän etäisyyden suunnan äänilähteestä. Kun kuulija kiertää sylinterikaiutinta muuttuu myös se kohta kaiuttimesta, joka 25 on lyhimmän etäisyyden päässä kuulijasta.Figure 8 shows a preferred embodiment of a sound wave field 15 according to the invention. Here, the sound source consists of a cylindrical loudspeaker 1 and is placed on a column which the intended listener 3 has to rotate. As the listener rotates the column in the sound field 5 transmitted by the loudspeaker, the listener gets the impression that the voice message round-20 fills the listener with the column. This perception is due to the phenomenon that the listener perceives as the input direction of the voice message the strongest direction of the voice message, in this case the shortest distance from the sound source. As the listener rotates the cylinder speaker, the point on the speaker that is the shortest distance from the listener also changes.

Kuviossa 9 on esitetty eräs keksinnön mukainen edullinen ääniaaltokentän sovellutus. Tässä äänilähde muodostuu putkimaiseksi muotoillusta pitkästä kaiuttimesta 1, joka on 30 sijoitettu tarkoitetun kuulijan 3 kulkureitin läheisyyteen. Kuulijan 3 liikkuessa kaiuttimen lähettämässä äänikentässä 5 saa kuulija vaikutelman kuin ääniviesti seuraisi kuulijaa. Tässä sovelluksessa putkimainen äänilähde säteilee ympärilleen sylinterisymmetrisesti tasaisen ääniaaltokentän, 35 jonka äänenpainetaso ei riipu kuulijan kuuntelukulmasta suhteessa äänilähteeseen. Kuulijan 3 liikkuessa kaiuttimen lähettämässä sylinterisymmetrisessä ääniaaltokentässä sy- 9 93506 linterin akselin suuntaisesti saa kuulija vaikutelman kuin ääniviesti seuraisi kuulijaa.Figure 9 shows a preferred embodiment of a sound wave field according to the invention. Here, the sound source consists of a tubular long speaker 1 placed 30 in the vicinity of the path of the intended listener 3. As the listener 3 moves in the sound field 5 transmitted by the speaker, the listener gets the impression that the voice message is following the listener. In this application, the tubular sound source radiates around it a cylindrically symmetrically uniform sound wave field, the sound pressure level of which does not depend on the listener's listening angle relative to the sound source. As the listener 3 moves in the cylindrically symmetrical sound wave field transmitted by the speaker along the axis of the cylinder, the listener gets the impression that the voice message is following the listener.

Keksintöä ei rajata esitettyihin sovellutuksiin vaan se voi 5 vaihdella patenttivaatimusten muodostaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention is not limited to the embodiments shown, but may vary within the scope of the inventive idea formed by the claims.

Claims (7)

10 9350610 93506 1. Menetelmä ääniaaltokenttien tuottamiseksi ja kohdistamiseksi, erityisesti ääniviestin kohdistamista varten, jossa 5 menetelmässä ääniaalto lähetetään laajapintaisen kaiutinele-mentin muodostamasta äänilähteestä (1; IA, IB) tiettyyn suuntaan siten, että kaiutinelementin pinta saatetaan väräh-telemään samanvaiheisena ja että pinnan pisteet liikkuvat pinnan normaalin suunnassa, tunnettu siitä, että 10 ääniaaltokenttä (5; 5A, 5B) lähetetään elektrostaattisesti toimivalla kaiutinelementillä (1; IA, IB), jossa on kahden laajapintaisen elektrodin (6, 7) välissä joustavaa eristemateriaalia (8), saattamalla kaiutinelementin (1; IA; IB) koko pinta (4) värähtelemään siten, että värähtelyn aikana pinnan 15 (4) jokaisen pisteen normaalin suunta pysyy samana kuin pinnan lepotilassa, sekä että kaiutinelementti muotoillaan kohdistamaan ääniaaltokenttä tasaisena tai fokusoituna tiettyyn tilaan (2; 2A; 2B), jossa ääniaaltokentän kohde tai ääniviestin kuulija (3; 3A, 3B) sijaitsee tai liikkuu, jol-20 loin kuulija kokee ääniviestin seuraavan kuulijaa tämän liikkuessa kyseessä olevassa ääniaaltokentässä.A method for generating and aligning sound wave fields, in particular for aligning a voice message, in which a sound wave is transmitted from a sound source (1; IA, IB) formed by a wide-area speaker element in a certain direction so that the surface of the speaker element oscillates in phase direction, characterized in that the 10 sound wave fields (5; 5A, 5B) are transmitted by an electrostatically active speaker element (1; IA, IB) having a flexible insulating material (8) between two wide-surface electrodes (6, 7) by placing the speaker element (1; IA IB) the whole surface (4) to vibrate so that during the vibration the normal direction of each point of the surface 15 (4) remains the same as in the resting state of the surface, and the speaker element is shaped to align the sound wave field flat or focused to a certain space (2; destination or voice message the listener (3; 3A, 3B) is located or moving, whereby the listener experiences the voice message following the listener as he moves in the sound wave field in question. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kaiutinelementti (l? IA, IB) muotoillaan 25 kaarevaksi fokusoimaan ääniaaltokenttä (5; 5A, 5B) tiettyyn rajattuun alueeseen.A method according to claim 1, characterized in that the speaker element (11A, 1B) is shaped to curve to focus the sound wave field (5; 5A, 5B) over a certain limited area. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kaiutinelementti (1) muotoillaan tasomai- 30 seksi lähettämään kaiutinelementin pinnan normaalin suunnassa etenevä tasomainen ääniaaltokenttä (5) tilaan.A method according to claim 1, characterized in that the speaker element (1) is shaped as planar to send a planar sound wave field (5) propagating in the normal direction of the surface of the speaker element. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kaiutinelementti (l) muotoillaan pitkäksi 35 ja tasomaiseksi lähettämään ääniaaltokenttä (5) tietylle korkeudelle tai linjalle tilassa. 11 93506A method according to claim 3, characterized in that the speaker element (1) is shaped to be long and planar to transmit the sound wave field (5) to a certain height or line in space. 11 93506 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kaiutinelementti (1) muotoillaan sylinte-rimäiseksi, putkimaiseksi tai tankoina i seksi lähettämään akselinsa suhteen symmetrinen ääniaaltokenttä (5) tilaan. 5Method according to Claim 1, characterized in that the loudspeaker element (1) is designed as a cylindrical, tubular or rod-shaped device for transmitting a sound wave field (5) which is symmetrical about its axis. 5 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kaiutinelementti muotoillaan segmentin muotoiseksi.A method according to claim 1, characterized in that the speaker element is shaped into a segment. 7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että samassa tilassa lähetetään eri kaiuttimilla (IA, IB) erilaisia ääniviestejä samanaikaisesti niin, että eri ääniviestit kohdistuvat ja ovat kuultavissa eri kohdissa kyseistä tilaa. i2 93506 PAT E NTKRAVMethod according to one of Claims 1 to 6, characterized in that different voice messages are transmitted simultaneously on different loudspeakers (IA, IB) in the same space, so that different voice messages are directed and audible at different points in the space in question. i2 93506 PAT E NTKRAV