СПОСОБ ПРОСЛУШИВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ЗВУКОВЫХ СЦЕН Российский патент 1999 года по МПК H04R1/32 

Изобретение относится к области акустики и может быть использовано для управления диаграммой направленности акустических преобразователей, в частности наушников, при прослушивании объектов звуковых сцен, а также для формирования виртуальных акустических сред высокой верности воспроизведения и реализации специальных звуковых эффектов.

Известен способ аналогичного назначения, реализуемый в стереофонических наушниках (головных телефонах) со "свободным излучателем", т.е. не имеющим сплошного герметизирующего подвеса по периметру [1].

Недостатком известного способа является отсутствие эффективной пространственной локализации при прослушивании объектов звуковых сцен.

Известен способ прослушивания объектов звуковых сцен с помощью наушников с управляемой диаграммой направленности, включающий воздействие на диффузор наушников механическими колебаниями от электромеханического возбудителя [2].

Данный способ принят за прототип. Способ-прототип реализуется в наушниках с диффузором, выполненным в виде нескольких смежных частей диафрагмы, расположенных в одной плоскости, непосредственно около ушной раковины. На каждую из частей такой составной диафрагмы последовательно, с задержкой во времени, воздействуют управляющим сигналом. При этом происходит поляризация диаграммы направленности излучателя наушников в одном направлении. Это позволяет улучшить восприятие объектов звуковых сцен по сравнению с аналогом.

Недостатком прототипа является отсутствие реальности воспроизведения и соответственно реальности восприятия звуковых сцен, содержащих объекты, перемещающиеся в произвольном направлении.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является повышение качества воспроизведения (реальности восприятия) динамически изменяющихся звуковых сцен с помощью акустических излучателей с управляемой диаграммой направленности.

Данный технический результат достигается за счет того, что в известном способе прослушивания объектов звуковых сцен с помощью наушников с управляемой диаграммой направленности, включающем воздействие на диффузор наушников механическими колебаниями от электромеханического преобразователя (возбудителя), измеряют или устанавливают пространственные координаты объектов звуковых сцен, преобразуют их в управляющие электрические сигналы, подают полученные электрические сигналы в качестве управляющих на соответствующие секции упругой подвески, выполненные с возможностью изменения жесткости под действием этих сигналов, изменяя скорость колебаний различных зон диффузора (диафрагмы) акустического преобразователя. Время воздействия на диффузор наушников механическими колебаниями от электромеханического возбудителя задерживают до момента установления электрических сигналов управляющих скоростью колебаний различных зон диффузора. Измерение или установление пространственных координат объектов звуковых сцен осуществляют на момент формирования объектов звуковых сцен.

Изобретение поясняется чертежом, на фиг. 1, 2 которого представлены схемы двух вариантов устройств для реализации способа.

Устройство для реализации способа по п.п. 1,3 формулы изобретения (фиг. 1) включает в себя диффузор 1 и специальную упругую подвеску диффузора 2, выполненную в виде нескольких смежных зон (частей), например 2a, 2b, 2c, 2d, жесткость которых изменяется под воздействием управляющих электрических сигналов. Имеется также электромеханический возбудитель 3, источник 4 звука и пространственных координат объектов звуковых сцен, выходы которого соединены с управляющими входами возбудителя 3 и упругой подвески 2. Такая схема обеспечивает конструкцию упругой подвески диффузора для электроакустических преобразователей, в частности для наушников, в которых имеется один диффузор, а секционированная подвеска осуществляет управление скоростью колебаний диффузора в соответствующих зонах. Диффузор в рабочем положении находится в плоскости, расположенной в непосредственной близости от внешнего уха, предпочтительно параллельно этой плоскости, тангенциально. Каждая часть (секция) упругой подвески 2 (2a, 2b, 2c, 2d) включает отдельные средства управления амплитудно-временными параметрами электрического сигнала, или его фазой. Причем RC или RL элементы, если таковые необходимы, могут быть конструктивно или функционально совмещены с другими элементами конструкции (на чертеже не показаны).

Устройство для реализации способа по п.п. 1, 2 формулы изобретения (фиг. 2), помимо тех же элементов 1, 2, 3, включает в себя схему 5 задержки звукового сигнала и блок 6 выделения пространственных координат объектов звуковой сцены 7 (источник звуковых сигналов).

Способ реализуется следующим образом.

Измеряют или устанавливают пространственные координаты объектов звуковой сцены 7 с помощью блока 6 выделения пространственных координат. На время этого измерения задерживают сигналы от источника звуковых сигналов, подаваемых через электромеханический преобразователь 3 на диффузор 1. Одновременно управляющие электрические сигналы от блока 6 выделения пространственных координат направляются на соответствующие секции упругой подвески 2 (2a, 2b, 2c, 2d). При этом происходит изменение их жесткости и, как следствие, скорости колебаний соответствующих зон диффузора 1 как функции пространственных координат объектов звуковой сцены 7. То есть происходит изменение диаграммы направленности акустического излучателя (наушников) синхронно с изменением относительного положения объекта звуковой сцены.

Если в качестве источника звуковых сигналов используется синтезатор 4 звука и пространственных координат, то измерение или установление пространственных координат объектов звуковых сцен осуществляют на момент формирования объектов звуковых сцен. С помощью синтезатора звука и пространственных координат подают сигнал объекта звуковой сцены через электромеханический преобразователь 3 на диффузор 1, а управляющие электрические сигналы пространственных координат звукового объекта на упругие подвесы 2. При этом, как и в первом случае, изменяется скорость колебаний различных зон диффузора 1, т.е. жесткость секций 2a, 2b, 2c, 2d подвески 2 в соответствии с пространственными координатами звукового объекта. Это позволяет повысить реальность восприятия слушателем звуковых сцен, в которых происходит изменение пространственных координат звуковых объектов за счет управления диаграммой направленности акустического излучателя.

Источники информации
1. Стереофонические телефоны со свободными излучателями. // Радио, 1991, N6, С. 49-52.

2. Патент Великобритании, N 2041699 A, кл. H 04 R 1/32, 1980 - прототип.

3. Патент Великобритании, N 2211049 A, кл. H 04 R 1/32, 1989.

Изобретение относится к области акустики и может быть использовано для управления диаграммой направленности акустических излучателей, в частности наушников, при прослушивании объектов звуковых сцен, а также для формирования виртуальных акустических сред высокой верности воспроизведения и реализации специальных звуковых эффектов. Повышение качества воспроизведения (реальности восприятия) динамически изменяющихся звуковых сцен с помощью акустических излучателей с управляемой диаграммой направленности достигается за счет того, что измеряют и устанавливают пространственные координаты объектов звуковых сцен и преобразуют их в электрические сигналы, с помощью которых управляют жесткостью секций упругой подвески диффузора. Вследствие этого происходит изменение скорости колебаний различных зон диффузора акустического излучения наушников. Способ позволяет изменять диаграмму направленности акустического излучателя (наушников) в соответствии с изменением пространственных координат объекта звуковой сцены. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ прослушивания объектов звуковых сцен с помощью наушников с управляемой диаграммой направленности, включающий воздействие на диффузор наушников механическими колебаниями от электромеханического преобразователя, отличающийся тем, что измеряют или устанавливают пространственные координаты объектов звуковых сцен, преобразуют их в электрические сигналы, подают полученные электрические сигналы в качестве управляющих на соответствующие секции упругой подвески, выполненные с возможностью изменения жесткости под действием этих сигналов, изменяя скорость колебаний различных зон диффузора акустического излучателя. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время воздействия на диффузор наушников механическими колебаниями от электромеханического преобразователя задерживают до момента установления электрических сигналов, управляющих скоростью колебаний различных зон диффузора акустического излучателя. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение или установление пространственных координат объектов звуковых сцен осуществляют на момент формирования объектов звуковых сцен.