CONFIGURACIONES DE MATRIZ DE ALTAVOCES EN LÍNEA Y PROCESAMIENTO DEL SONIDO RELACIONADO.

Configuraciones de matriz de altavoces en línea y procesamiento del sonido relacionado Información relacionada con la solicitud La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional de Estados Unidos Nº de Serie 60/829.640, presentada el 16 de octubre de 2006. Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención El campo de la presente invención se refiere a la reproducción de sonido y, más específicamente, a configuraciones de matrices de altavoces y el procesamiento del sonido y sistemas relacionados. 2. Antecedentes Los sistemas de reproducción de sonido que incorporan altavoces son comunes en hogares, teatros, automóviles, lugares de entretenimiento y en otras partes. El número, tamaño, calidad, características y disposición de los altavoces afecta a la calidad de sonido virtualmente en cualquier entorno de audición. Sin embargo, muchos entornos tienen restricciones que limitan el número, tamaño o tipo de los altavoces que se pueden usar y su disposición. Estas restricciones pueden ser de naturaleza técnica, mecánica o estética. La experiencia de audición involucra no solamente a los altavoces sino también a su interacción con la sala o área de audición. El sonido total que llega al oyente tiene dos componentes directo y reflejado. El sonido directo proporciona pistas como la dirección percibida para los sonidos originales, mientras que los componentes indirectos aumentan el relieve aparente, la sensación de espacio y el ambiente general. Estos efectos indirectos son principalmente positivos en el sentido de que tienden a mejorar la experiencia de la audición. Pero las reflexiones pueden también colorear el sonido, conduciendo a cambios no naturales en el timbre. Junto a los efectos potencialmente no deseables del sonido indirecto o reflejado, el carácter acústico de la sala o área de audición puede ser suficientemente perturbador como para enmascarar la calidad del sonido natural del material de la fuente original. Por ejemplo, a bajas frecuencias, las ondas estacionarias en un área de audición pueden provocar que algunas bajas frecuencias sean reforzadas más que otras, especialmente en salas de estar de tamaño doméstico. El sonido de bajos resultante es frecuentemente retumbante y muy dependiente de la posición. La cuidadosa colocación de los altavoces puede reducir algunos de los problemas anteriormente mencionados, pero típicamente proporciona una experiencia de audición satisfactoria solamente dentro de un área limitada o punto confortable. Tal solución limitada puede haber sido aceptable en el pasado cuando la audiencia para una audición crítica estaba limitada solamente a una o dos a la vez. Pero esto es difícilmente verdad hoy en día, cuando la fuente de sonido es normalmente multicanal, la mayoría de las veces acompañada por una imagen y con muchos más oyentes sentados informalmente en un área mucho más grande. Con la reproducción tradicional en estéreo, se puede crear entre los dos altavoces la ilusión de un escenario de sonido continuo cuando el oyente está sentado simétricamente frente a ellos. Sin embargo, en la práctica, sólo se pueden localizar con precisión aquellas fuentes originales situadas exactamente en línea con los altavoces, mientras que otras entre los altavoces, conocidas a menudo como fuentes fantasma, dependen de que el oyente esté equidistante de ambos. Cualquier movimiento del oyente fuera de una posición de simetría producirá en general el salto de la imagen fantasma al altavoz más cercano, destruyendo así la ilusión estéreo. La introducción de un altavoz de un canal central, originalmente para bandas sonoras de películas, estaba dirigido a eliminar este efecto y mantener el diálogo en el centro del escenario. Esto es lo que hace, pero a menudo a expensas de estrechar el sonido frontal del escenario. Por esta razón muchos oyentes críticos de un material de origen de audio de múltiples canales prefieren frecuentemente omitir el altavoz central incluso aunque esto signifique un punto confortable más limitado. Junto a los problemas potenciales producidos por la forma o características del entorno de audición, se pueden presentar dificultades adicionales por la naturaleza de los altavoces que se están usando para la reproducción del sonido. Incluso altavoces bien diseñados, que tengan una respuesta de frecuencia axial de nivel suavizado, puede frecuentemente tener un timbre no natural o sonido coloreado debido a las reflexiones en las superficies cercanas. Por esta razón, la respuesta fuera del eje así como el sonido directo de los altavoces se desea que ambos sean suavizados y bien controlados. Sin embargo, el problema de conseguir una direccionalidad bien controlada en los altavoces se ha demostrado difícil de resolver. Los altavoces con alguna medida de control direccional tales como altavoces con bocina, se han usado de modo rutinario en el cine, aunque su uso continuado se debe mucho más a su mucha mayor eficiencia que a su capacidad para obtener una respuesta direccional controlada. Un inconveniente del uso de altavoces de bocina es que distorsionan a altos niveles debido a la no linealidad del aire en la boca de la bocina. Adicionalmente, su incapacidad para mantener una direccionalidad constante a través de un 2   amplio intervalo de frecuencias requiere típicamente el uso de múltiples altavoces de bocina, cubriendo cada uno una parte diferente del espectro de audio. Las bocinas de baja frecuencia son extremadamente grandes y en consecuencia se usan raramente. Para la reproducción de las bajas frecuencias es más común emplear un sistema de altavoces radiadores directos convencionales. Otro tipo sistema bien conocido de altavoces con alguna medida de direccionalidad controlada, usado también con finalidades de refuerzo del sonido, es la denominada columna de altavoces. Una columna de altavoces consiste en una larga línea de unidades de altavoces idénticos poco separadas que pueden proporcionar un grado de direccionalidad en el plano vertical cuando se colocan hacia arriba. Unas líneas más largas permiten un mayor control direccional a bajas frecuencias, con el límite de que el control direccional generalmente se establece por la relación entre la longitud de la línea y la longitud de onda del sonido en la frecuencia más baja de interés. Cuanto más larga es la línea, más baja puede ser la frecuencia de control del haz. La separación entre las unidades limita generalmente la frecuencia superior de control. Una disposición en dos dimensiones, con ambas filas y columnas de unidades de altavoces, es capaz de proporcionar control en todas las direcciones. El diseño de tales sistemas es difícil y su implementación es muy cara en general. Más aún, hasta fechas relativamente recientes no ha sido viable la potencia de procesamiento necesaria para proporcionar un buen control direccional a través de un intervalo de frecuencias amplio. El diseño de los transductores adecuados para la inclusión en tal matriz es ya otro asunto. Satisfacer los requisitos de diseño de un emisor doble poco separado para un control en altas frecuencias preciso y la necesidad de un área de radiación efectiva grande para una buena salida de bajos no es nada desdeñable. Los sistemas de altavoces existentes que pretenden conseguir alguna forma de control direccional usan emisores en miniatura que ni son suficientemente pequeños para el control en alta frecuencia ni suficientemente grandes para una adecuada respuesta en bajos. Asociado con los retos antes mencionados está el hecho de que, en muchos entornos, es deseable minimizar el impacto visual de los altavoces. Una técnica, por ejemplo, es colorear o decorar en otra forma la cara frontal protectora del altavoz para adaptarse a las paredes u objetos que la rodean en los que se coloca la unidad de emisores u ocultar los altavoces detrás de una pintura artificial. Estos tipos de soluciones pueden no ser satisfactorios para todos los consumidores y pueden asimismo limitar las posibilidades de colocación óptima de los altavoces. Una técnica que se ha propuesto para un tipo de columna de altavoces que tiene unas ciertas características deseables se relaciona con la denominada matriz de Transductores de Ancho de Haz Constante (CBT). La FIGURA 1 es un diagrama que muestra una vista oblicua de un ejemplo de una matriz de altavoces en línea curvada 100, también conocida como matriz de Transductores de Ancho de Haz Constante, como se conoce en la técnica. Como se ilustra en la FIGURA 1, la matriz de altavoces en línea curvada 100 o matriz CBT, comprende una pluralidad de unidades de emisión de baja frecuencia 104 adyacentes a una pluralidad de unidades de emisión de alta frecuencia 108. De acuerdo con una técnica particular la matriz de CBT 100 emplea el sombreado de Legendre independiente de la frecuencia. Esta técnica se describe... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de reproducción de sonido, que comprende: una primera matriz de altavoces en línea y una segunda matriz de altavoces en línea comprendiendo cada matriz de altavoces en línea una pluralidad de unidades de emisión dispuestas de modo que las unidades de emisión de la primera matriz de altavoces en línea miran en dirección opuesta a las unidades de emisión de la segunda matriz de altavoces en línea; una superficie de reflexión del sonido dispuesta en el frontal de cada unidad de emisión, mediante lo cual la salida acústica radiada desde la unidad de emisión es comprimida y girada y una o más ranuras de salida de sonido para la emanación de sonido desde las unidades de emisión; en el que las unidades de emisión en cada una de las matrices de altavoces en línea proporciona una salida de audio de acuerdo con la función de sombreado de Legendre. 2. El sistema de reproducción de sonido de la reivindicación 1, en el que la superficie de reflexión del sonido se dispone sustancialmente paralela con un eje longitudinal de tanto la primera como la segunda matriz de altavoces en línea y en el que la salida de sonido desde las unidades de emisión se gira mediante la superficie de reflexión del sonido, de modo que se redirige aproximadamente de modo perpendicular a su dirección inicial. 3. El sistema de reproducción de sonido de la reivindicación 1, en el que las unidades de emisión de cada una de las matrices de altavoces en línea se dispone físicamente en un patrón de arco, de acuerdo con la función de sombreado de Legendre. 4. El sistema de reproducción de sonido de la reivindicación 1, en el que las unidades de emisión de cada una de las matrices de altavoces en línea se alinean a lo largo de un eje aproximadamente recto. 5. El sistema de reproducción de sonido de la reivindicación 4, que comprende además circuitos de retardo mediante los cuales la señal de entrada se retarda selectivamente para cada una de dichas unidades de emisión o grupos de las mismas de modo que se simule el efecto de las unidades de emisión dispuestas en un patrón de arco. 6. El sistema de reproducción de sonido de la reivindicación 1, que comprende además un procesador de sonido mediante el cual cada una de las unidades de emisión recibe una señal de entrada procesada que dispone un sombreado de Legendre que corresponde a una localización de la unidad de emisión en cada matriz de altavoces en línea. 7. El sistema de reproducción de sonido de la reivindicación 1, en el que las unidades de emisión en la primera matriz de altavoces en línea están mirando, y uniformemente escalonadas con relación, a las unidades de emisión en la segunda matriz de altavoces en línea. 8. Un sistema de reproducción de sonido, que comprende: una matriz de altavoces en línea que comprende una primera pluralidad de unidades de emisión alineadas a lo largo de un eje aproximadamente recto y dispuestas hacia una superficie de reflexión del sonido, de modo que la salida del sonido desde las unidades de emisión es comprimida y girada hacia una ranura de salida alargada; una segunda pluralidad de unidades de emisión dispuestas de modo que su salida de sonido se dirige sustancialmente en la misma dirección que la del sonido desde la primera pluralidad de unidades de emisión que emanan desde la ranura de salida alargada, teniendo dicha segunda pluralidad de unidades de emisión una respuesta de frecuencia más alta que dicha primera pluralidad de unidades de emisión y un procesador de sonido que produce la salida de una pluralidad de señales de salida de audio mediante las cuales cada unidad de emisión en la matriz de altavoces en línea recibe la señal de salida de audio que tiene un sombreado de Legendre que corresponde a la posición relativa de la unidad de emisión en la matriz de altavoces en línea. 9. El sistema de reproducción de sonido de la reivindicación 8, en el que la superficie de reflexión del sonido se dispone sustancialmente paralela con un eje longitudinal de la matriz de altavoces en línea y en el que el sonido que emana desde las unidades de emisión se gira mediante la superficie de reflexión del sonido de modo que se redirige aproximadamente de modo perpendicular a su dirección inicial. 10. El sistema de reproducción de sonido de la reivindicación 8, que comprende además una segunda matriz de altavoces en línea que comprende una tercera pluralidad de unidades de emisión alineadas a lo largo de un eje aproximadamente recto y dispuesto hacia una segunda superficie de reflexión del sonido, de modo que la salida del sonido desde las unidades de emisión de la segunda matriz de altavoces en línea es comprimida y girada hacia una segunda ranura de salida alargada sustancialmente paralela a dicha primera ranura de salida alargada. 11. El sistema de reproducción de sonido de las reivindicaciones 1 ó 10, en el que las unidades de emisión en la segunda matriz de altavoces en línea se sitúan directamente en oposición y mirando a las unidades de emisión en la primera matriz en línea de altavoces. 12. El sistema de reproducción de sonido de la reivindicación 10, en el que la segunda pluralidad de unidades de emisión se dispone a lo largo del mismo eje longitudinal que la primera y segunda ranuras de salida alargadas y la segunda pluralidad de unidades de emisión se sitúa enfrente de la primera y segunda ranuras de salida alargadas, de modo que la segunda pluralidad de unidades de emisión está en la trayectoria de sonido del sonido que emana desde cualquiera o ambas de la primera y segunda matrices de altavoces en línea. 27   13. Un sistema de reproducción de sonido, que comprende: una primera pluralidad de unidades de emisión dispuestas en una fila perpendicular al frontal de la unidad de altavoces; una segunda pluralidad de unidades de emisión dispuestas en una fila perpendicular al frontal del altavoz, situadas en modo que la segunda pluralidad de unidades de emisión esté mirando hacia la primera pluralidad de unidades de emisión y esté escalonada con respecto a la misma; una pluralidad de conductos de sonido para la transmisión de la salida acústica desde dicha primera pluralidad de unidades de emisión y dicha segunda pluralidad de unidades de emisión en una dirección perpendicular a la orientación de las unidades de emisión y una o más aberturas alargadas dispuestas en una terminación de cada uno de los conductos de sonido para la permitir que la radiación acústica directa desde las unidades de emisión se radie desde el frontal de la unidad de altavoces. 14. El sistema de reproducción de sonido de la reivindicación 13, en el que dicha primera pluralidad de unidades de emisión se escalona uniformemente con respecto a la segunda pluralidad de unidades de emisión, de modo que cada unidad de emisión de la primera pluralidad de unidades de emisión que no está en un extremo de la primera fila esté aproximadamente centrada con relación a las dos unidades de emisión opuestas más cercanas en la segunda fila y viceversa. 15. El sistema de reproducción de sonido de las reivindicaciones 2 ó 9 ó 13, en el que la radiación acústica hacia adelante desde cada una de las unidades de emisión se aísla acústicamente de su radiación acústica hacia atrás. 28   29     31   32   33   34     36   37   38   39     41   42   43   44     46   47   48   49     51