SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN INALÁMBRICA DE UNA SEÑAL DE AUDIO ENTRE UNA PLURALIDAD DE CAJAS DE ALTAVOCES ACTIVAS.
Un sistema de distribución de señales de audio entre una pluralidad de cajas de altavoces activas para la restitución de estas señales por las cajas de altavoces respectivas,
este sistema comprendiendo al menos dos cajas de altavoces activas (L, R, C, W, L1, L2, R1, R2, L', R'; 10, 10') con cada una: - medios transductores acústicos (34, 36), - medios amplificadores asociados (72, 74), - medios de interconexión inalámbrica (50, 56, 60) que comprenden medios emisores y receptores aptos para buscar y establecer una conexión inalámbrica con al menos otra caja de altavoces del sistema, y - medios para aplicar a los medios amplificadores, para la restitución por los medios transductores, una señal de canal de audio derivada de la señal recibida por los medios de interconexión inalámbrica, el sistema comprendiendo además medios de configuración de las cajas de altavoces en una red, sistema en el cual: - las cajas de altavoces se configuran inicialmente de manera no jerarquizada entre sí con respecto a la red; - los medios emisores y receptores son aptos para buscar y establecer una conexión inalámbrica con cualquier otra caja de altavoces del sistema, y - los medios de configuración de las cajas de altavoces en una red son medios que funcionan de manera automática para; a) buscar para cada caja de altavoces cuales son las otras cajas de altavoces con las que puede establecerse directamente una conexión inalámbrica, b) establecer a partir de los resultados de esta búsqueda una tabla de visibilidades mutuas de cada caja de altavoces con las otras cajas de altavoces para las cuales se ha podido establecer una conexión tras dicha búsqueda, c) designar entre las cajas de altavoces una de ellas como caja de altavoces de cabecera de red, y d) definir a partir de la tabla de visibilidades mutuas una topología de red jerarquizada à partir de la caja de altavoces de cabecera así designada
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2006/002898.
Solicitante: SEYDOUX, HENRI.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 99, RUE DE COURCELLES 75017 PARIS FRANCIA.
Inventor/es: SEYDOUX,HENRI.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 28 de Diciembre de 2006.
Fecha Concesión Europea: 28 de Julio de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H04L12/56B
Clasificación PCT:
- H04L12/56
- H04R3/12 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04R ALTAVOCES, MICROFONOS, CABEZAS DE LECTURA PARA GRAMOFONOS O TRANSDUCTORES ACUSTICOS ELECTROMECANICOS ANALOGOS; APARATOS PARA SORDOS; SISTEMAS PARA ANUNCIOS EN PUBLICO (producción de sonidos cuya frecuencia no está determinada por la frecuencia de alimentación G10K). › H04R 3/00 Circuitos para transductores (disposiciones para producir una reverberación sonora o un eco G10K 15/08; amplificadores H03F). › para distribuir señales a dos o más altavoces.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
La invención se refiere a un sistema de distribución de señales de audio entre una pluralidad de cajas de altavoces activas, que permite restituir estas señales en las diversas cajas de altavoces respectivas. 5
Los materiales de audio de nueva generación integran una parte cada vez más importante de circuitos digitales, destinados al tratamiento y a la transmisión de las señales de audio.
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La digitalización hace especialmente posible una transmisión por ondas de radio, sin pérdida de calidad, de las señales de audio entre los diversos 10 elementos que forman la cadena de reproducción de audio. La transmisión inalámbrica es más ventajosa cuanto mayor es el número de canales a reproducir: se asiste en efecto a una multiplicación del número de canales, tanto para las instalaciones de reproducción de audio pura (por ejemplo con la tecnología SACD de reproducción de audio de alta definición) como para las 15 instalaciones de tipo "cine en casa". Generalmente, estas instalaciones prevén una configuración sonora de tipo "5.1", es decir, con un canal delantero central, dos canales delanteros laterales (izquierdo y derecho), dos satélites traseros (izquierdo y derecho), así como una caja de altavoces potenciadora de graves. El número de canales se puede incluso aumentar hasta una configuración 20 "7.1", con dos canales de ambiente ("surround") laterales suplementarios. Se pueden considerar también múltiples configuraciones intermedias, desde una simple configuración mono o estéreo con una o dos cajas de altavoces, hasta configuraciones que incluyen numerosas cajas de altavoces satélites y de ambiente. 25
Una problemática comparable se presenta en las instalaciones de sonorización profesional para los lugares públicos, tiendas, habitaciones de hotel, etc. que pueden comprender varias decenas, incluso más, de cajas de altavoces acústicas, que reciben música u otras señales de audio desde una cabecera de red central. Puede ser deseable en particular la difusión de 30 señales de manera selectiva hacia tal o cual grupo de cajas de altavoces, y no hacia otras, o incluso poder desplazar fácilmente las cajas de altavoces, por ejemplo en el caso de las instalaciones temporales instaladas durante espectáculos, salones, etc.
Para evitar la multiplicación de los cables de conexión entre la fuente de señales y las cajas de altavoces, se han propuesto sistemas de transmisión inalámbrica hacia las diferentes cajas de altavoces del sistema, que son entonces cajas de altavoces denominadas "activas", es decir que incorporan uno o varios amplificadores de baja frecuencia asociados al altavoz (o al 5 sistema de altavoces) de la caja de altavoces. Estas cajas de altavoces activas sólo requieren en entrada una señal de bajo nivel, que se puede transmitir por medios inalámbricos, de radio o infrarrojos, desde un emisor conectado a la fuente de señal. Con tal caja de altavoces activa combinada con una transmisión inalámbrica, el único inconveniente es la conexión de la 10 alimentación de la caja de altavoces a una toma de corriente, lo cual deja una distancia muy grande para el posicionamiento de las diferentes cajas de altavoces del sistema (incluso si no son más que dos, como es el caso de un simple conjunto estéreo), posicionamiento del que se conoce la importancia para desembocar en una reproducción satisfactoria del entorno musical y de 15 los eventuales efectos sonoros. Se han propuesto numerosas técnicas para realizar la transmisión inalámbrica de señales de audio, por ejemplo mediante un cajetín emisor independiente conectado a una fuente de audio, o a la salida de "línea" de una cadena tradicional, cajetín que, por transmisión de radio analógica o digital, envía la señal producida por la fuente o la cadena hacia 20 cajas de altavoces activas remotas. Este cajetín emisor se puede incorporar a la cadena, presentándose el conjunto de audio entonces en forma de bloque integrado y de n cajas de altavoces activas. Esta cadena, es decir el conjunto de los elementos del sistema de reproducción de audio a excepción de las cajas de altavoces (activas o no), se puede componer de varios elementos 25 remotos conectados entre sí por medios apropiados, alámbricos o inalámbricos, o integrados en una misma unidad que garantiza mediante conmutaciones apropiadas las diferentes funciones (radio, CD, casete, etc.).
También es deseable disponer de una transmisión inalámbrica no sólo corriente abajo, es decir, de la cadena a las cajas de altavoces, sino también 30 corriente arriba, es decir, para conectar fuentes remotas tales como walkmans o lectores de música digital (MP3, AAC,...), agendas digitales personales o también un ordenador provisto de medios de transmisión de radio integrados o añadidos en forma de adaptador conectado a un puerto externo del ordenador.
Los diversos sistemas propuestos hasta ahora no resuelven más que parcialmente el problema de la supresión de las conexiones alámbricas en un conjunto de reproducción de audio.
Estos sistemas conocidos se diseñan generalmente alrededor de un cajetín emisor acoplado a cajas de altavoces activas especialmente adaptadas, 5 con una tecnología privativa propia del constructor, que conduce a un sistema cerrado, poco o nada evolutivo.
Para las conexiones de las diversas fuentes, se requieren adaptadores de emisión y de recepción, con condiciones de acoplamiento, conexión, alimentación..., que pueden desanimar a los usuarios poco motivados por este 10 tipo de tecnología.
Finalmente, la ergonomía de estos aparatos es en general bastante mediocre y necesita una implicación por parte del usuario, de manera que éste utiliza, en la práctica, muy pocas de las muchas funciones que le ofrece el sistema. 15
El documento US-A-2005/0190928 describe un sistema de difusión de varios canales de audio organizado alrededor de un televisor. Este último se comunica mediante conexiones inalámbricas con diversos periféricos tales como cajas de altavoces activas, un teléfono móvil, un ordenador, etc. para la difusión de canales de audio y/o el intercambio de comandos y de datos con 20 estos periféricos. El sistema define una topología de red a partir de un "dispositivo maestro", predeterminado o bien por construcción (por ejemplo se considera el televisor como el dispositivo maestro), o bien por la maniobra de un conmutador accesible al usuario. Todos los demás dispositivos son entonces "esclavos" directamente vinculados a este dispositivo maestro, según 25 una topología en estrella en un solo nivel.
La propuesta de lo anteriormente mencionado, aunque permite solucionar un cierto número de los inconvenientes expuestos anteriormente gracias a la aplicación de conexiones inalámbricas, presenta, sin embargo, una flexibilidad de uso limitada, especialmente por el hecho de que el dispositivo 30 maestro se debe definir por adelantado, por construcción o por el usuario. De este modo, la red no se configura necesariamente de manera óptima, teniendo en cuenta en particular las condiciones de propagación. Por lo tanto, tampoco se puede modificar dinámicamente en función de las circunstancias:
especialmente una desconexión o una avería del dispositivo maestro conlleva una parada general del sistema.
El documento EP 1 703 773 A2 (documento intercalado oponible sólo a título de novedad) describe un sistema de audio en el cual una pluralidad de cajas de altavoces activas (o de micrófonos) se encadenan juntas, según una 5 topología lineal en cascada, definida a priori, estando cada caja de altavoces acoplada por una conexión inalámbrica a la que le precede y a la que sigue en la cadena. La red de cajas de altavoces queda de este modo determinada por adelantado, y no se puede modificar dinámicamente.
Uno de los objetivos de la invención es proponer un sistema de 10 distribución de una señal de audio multicanal universal que permite paliar las dificultades evocadas anteriormente gracias especialmente a las siguientes características:
- un mínimo de elementos materiales aparentes, incorporándose 15 los diferentes circuitos y órganos funcionales a las cajas de altavoces sin ser visibles ni accesibles para el usuario;
- ausencia de conexión necesaria, a no ser la toma de corriente para alimentar la caja de altavoces;
Reivindicaciones:
1. Un sistema de distribución de señales de audio entre una pluralidad de cajas de altavoces activas para la restitución de estas señales por las cajas de altavoces respectivas, 5
este sistema comprendiendo al menos dos cajas de altavoces activas (L, R, C, W, L1, L2, R1, R2, L', R'; 10, 10') con cada una:
- medios transductores acústicos (34, 36),
- medios amplificadores asociados (72, 74), 10
- medios de interconexión inalámbrica (50, 56, 60) que comprenden medios emisores y receptores aptos para buscar y establecer una conexión inalámbrica con al menos otra caja de altavoces del sistema, y
- medios para aplicar a los medios amplificadores, para la 15 restitución por los medios transductores, una señal de canal de audio derivada de la señal recibida por los medios de interconexión inalámbrica,
el sistema comprendiendo además medios de configuración de las cajas 20 de altavoces en una red,
sistema en el cual:
- las cajas de altavoces se configuran inicialmente de manera no jerarquizada entre sí con respecto a la red; 25
- los medios emisores y receptores son aptos para buscar y establecer una conexión inalámbrica con cualquier otra caja de altavoces del sistema, y
- los medios de configuración de las cajas de altavoces en una red son medios que funcionan de manera automática para; 30
a) buscar para cada caja de altavoces cuales son las otras cajas de altavoces con las que puede establecerse directamente una conexión inalámbrica,
b) establecer a partir de los resultados de esta búsqueda una tabla de visibilidades mutuas de cada caja de altavoces con las otras cajas de altavoces para las cuales se ha podido establecer una conexión tras dicha búsqueda,
c) designar entre las cajas de altavoces una de ellas como caja 5 de altavoces de cabecera de red, y
d) definir a partir de la tabla de visibilidades mutuas una topología de red jerarquizada à partir de la caja de altavoces de cabecera así designada.
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2. El sistema de la reivindicación 1, en el cual los medios de configuración automática son igualmente aptos para:
e) hacer que al menos una caja de altavoces sea apta para buscar y establecer una conexión inalámbrica con un 15 periférico remoto (S; 16, 18, 20, 22) susceptible de emitir una señal de audio multicanal codificada (A2DP) y/o una señal de comando (AVRCP), estando designadas las otras cajas de altavoces como cajas de altavoces vinculadas.
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3. El sistema de la reivindicación 2, en el cual dicha caja de altavoces apta para buscar y establecer una conexión inalámbrica con un periférico remoto es la caja de altavoces de cabecera de la red.
4. El sistema de la reivindicación 2, en el cual los medios de configuración 25 automática son igualmente aptos para:
f) hacer que las cajas de altavoces vinculadas no sean aptas para buscar y establecer una conexión inalámbrica con un periférico remoto susceptible de emitir una señal de audio 30 multicanal codificada y/o una señal de comando.
5. El sistema de la reivindicación 2, en el cual los medios de configuración automática son igualmente aptos para:
g) definir para la red, a partir de la topología de red jerarquizada, una gráfica orientada de difusión de señales de audio a reproducir por el sistema de cajas de altavoces, llevándose a cabo esta difusión desde la caja de altavoces 5 de cabecera hacia las otras cajas de altavoces de la red, bien directamente desde dicha caja de altavoces de cabecera, bien indirectamente después de que las señales hayan sido redirigidas por una u otras varias cajas de altavoces de la red. 10
6. El sistema de la reivindicación 5, en el cual el sistema puede ocupar alternativamente dos estados funcionales, a saber:
- un estado activo, en presencia de señales de audio difundidas en 15 el seno de la red, y
- un estado de espera, en ausencia de señales de audio difundidas en el seno de la red,
y en el cual los medios de configuración automática se inhiben cuando el 20 sistema está en estado activo.
7. El sistema de la reivindicación 5, en el cual los medios de configuración automática son igualmente aptos para:
25
h) recibir de una caja de altavoces vinculada una orden de permutación de funciones y transmitir esta orden a la caja de altavoces de cabecera, y
i) atribuir temporalmente un estado de caja de altavoces vinculada a la caja de altavoces de cabecera, atribuir 30 temporalmente un estado de caja de altavoces de cabecera a la caja de altavoces vinculada que ha emitido la orden de permutación de funciones, y adaptar en consecuencia la gráfica de difusión orientada.
8. El sistema de la reivindicación 5, en el cual dichas señales de audio difundidas en la red son señales de audio encapsuladas en mensajes de datos digitales que comprenden además datos de encaminamiento del mensaje, determinados a partir de dicha gráfica de difusión definida por 5 los medios de configuración.
9. El sistema de la reivindicación 8 en el cual, al estar individualizadas las cajas de altavoces por direcciones respectivas, dichos datos de encaminamiento del mensaje comprenden la dirección de la caja de 10 altavoces emisora del mensaje; la dirección de la caja de altavoces destinataria del mensaje, y un indicador que especifica si la caja de altavoces destinataria debe reproducir las señales de audio o bien redirigirlas hacia una o varias cajas de altavoces de la red.
15
10. El sistema de la reivindicación 5, en el cual dichas señales de audio difundidas en la red son señales de audio multicanal, y en el cual las cajas de altavoces comprenden medios (108, 110) para extraer de la señal de audio multicanal que reciben la señal de canal de audio destinada a los mismos, para aplicar a los medios amplificadores esta 20 señal de canal de audio, y para eventualmente volver a emitir las otras señales de canal de audio hacia al menos otra caja de altavoces del sistema.
11. El sistema de la reivindicación 1, en el cual los medios de configuración 25 automática son medios activados a voluntad apretando un botón (48) de una caja de altavoces, y/o son medios activados cada vez que se encienden los circuitos de alimentación de una caja de altavoces.
12. El sistema de la reivindicación 1, en el cual los medios de configuración 30 automática son además aptos, en caso de fracaso de la configuración, para activar el sistema en un modo degradado donde una pluralidad de señales de canal de audio diferentes se combinan previamente entre sí y se difunden a un número reducido de cajas de altavoces de la red para
su restitución por los medios transductores de estos últimos.
13. El sistema de la reivindicación 1 que comprende además:
- medios de evaluación de los tiempos de transferencia relativos de 5 las señales de canal de audio a las diferentes cajas de altavoces respectivas del sistema, y
- medios de reajuste temporal, para aplicar a, al menos algunas de las señales de canal de audio, retardos respectivos destinados a compensar los desvíos entre los tiempos de transferencia 10 relativos así evaluados.
14. El sistema de la reivindicación 1, en el cual una al menos de las cajas de altavoces de la red comprende además medios (52, 76) de conexión alámbrica a una fuente (24) de señales de audio, y medios (68) de 15 conversión analógica/digital de las mismas en una señal de audio correspondiente.
15. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además medios de supervisión del sistema aptos para recibir de un periférico una señal de 20 comando y para ejecutar en respuesta acciones correspondientes de modificación de los parámetros de funcionamiento del sistema entre: la selección de una fuente de señales de audio entre diversas fuentes simultáneamente activas; la variación del volumen general, o del volumen relativo, de las señales restituidas por los medios transductores 25 de las diferentes cajas de altavoces del sistema; y/o el corte momentáneo del sonido.
16. El sistema de la reivindicación 1, en el cual los medios aptos para designar entre las cajas de altavoces una de ellas como caja de 30 altavoces de cabecera de la red funcionan en base a criterios predeterminados que comprenden uno o varios criterios entre: número de dirección MAC; posibilidad de establecer una conexión directa de la caja de altavoces de cabecera con cada una de las otras cajas de
altavoces de la red; búsqueda de la topología más simple; función acústica de la caja de altavoces en la red.
17. El sistema de la reivindicación 1 o de la reivindicación 16, en el cual los medios aptos para designar entre las cajas de altavoces una de ellas 5 como caja de altavoces de cabecera de la red son medios aptos para volver a designar dinámicamente la caja de altavoces de cabecera en caso de modificación de dichas visibilidades mutuas de las cajas de altavoces y/o de dichos criterios predeterminados.
10
18. El sistema de la reivindicación 1, en el cual los medios aptos para buscar para cada caja de altavoces cuáles son las otras cajas de altavoces con las cuales puede establecerse directamente una conexión inalámbrica comprenden medios de autentificación mutua de las cajas de altavoces.
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