Signalerzeugung mit zwei Schallerzeugern

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Audiosignalverarbeitung und Wiedergabe und insbesondere auf einen Lautsprecher mit wenigstens zwei Schallerzeugern zur Erzeu gung eines Dual-Mode-Signals, das Gleichtaktkomponenten und Gegentaktkomponenten aufweist.

Typischerweise werden akustische Szenen unter Verwendung eines Satzes von Mikropho nen aufgenommen. Jedes Mikrophon gibt ein Mikrophonsignal aus. Für eine Audioszene eines Orchesters, beispielsweise, können 25 Mikrophone verwendet werden. Dann führt ein Toningenieur eine Mischung der 25 Mikrophon-Ausgangssignale in, beispielsweise, ein Standardformat durch, wie beispielsweise ein Stereoformat, ein 5.1-, ein 7.1-, ein 7.2-, oder ein anderes entsprechendes Format. Bei einem Stereoformat werden beispielsweise durch den Toningenieur oder einen automatischen Mischprozess zwei Stereokanäle erzeugt. Bei einem 5.1 -Format resultiert das Mischen in fünf Kanälen und einem Subwoofer- Kanal. Ana log hierzu wird beispielsweise in einem 7.2-Format eine Mischung in sieben Kanäle und zwei Subwoofer- Kanäle vorgenommen. Wenn die Audioszene in einer Wiedergabeumge bung „gerendert“ bzw. aufbereitet werden soll, wird ein Mischergebnis an elektrodynami sche Lautsprecher angelegt. In einem Stereo- Wiedergabeszenario existieren zwei Laut sprecher, wobei der erste Lautsprecher den ersten Stereokanal empfängt, und der zweite Lautsprecher den zweiten Stereokanal empfängt. In einem 7.2-Wiedergabeformat existie ren beispielsweise sieben Lautsprecher an vorbestimmten Positionen und darüber hinaus zwei Subwoofer, die relativ beliebig platziert werden können. Die sieben Kanäle werden an die entsprechenden Lautsprecher angelegt, und die zwei Subwoofer-Kanäle werden an die entsprechenden Subwoofer angelegt.

Die Verwendung einer einzigen Mikrophonanordnung bei der Erfassung von Audiosignalen und die Verwendung einer einzigen Lautsprecheranordnung bei der Wiedergabe der Audi- osignale vernachlässigen typischerweise die wahre Natur der Schallquellen. Das europäi sche Patent EP 2692154 B1 beschreibt ein Set zum Erfassen und Wiedergeben einer Au- dioszene, bei dem nicht nur die Translation aufgenommen und wiedergegeben wird, son dern auch die Rotation und darüber hinaus auch die Vibration. Daher wird eine Tonszene nicht nur durch ein einziges Erfassungssignal oder ein einziges gemischtes Signal wieder gegeben, sondern durch zwei Erfassungssignale oder zwei gemischte Signale, die einer seits simultan aufgezeichnet werden, und die andererseits simultan wiedergegeben wer den. Damit wird erreicht, dass unterschiedliche Emissionscharakteristika von der Audio- szene im Vergleich zu einer Standard-Aufnahme aufgezeichnet werden und in einer Wie dergabeumgebung wiedergegeben werden.

Hierzu wird, wie es in dem europäischen Patent dargestellt ist, ein Satz von Mikrophonen zwischen der akustischen Szene und einem (gedachten) Zuhörerraum platziert, um das „konventionelle“ oder Translations-Signal zu erfassen, das sich durch eine hohe Gerichtet heit bzw. hohe Güte auszeichnet.

Darüber hinaus wird ein zweiter Satz von Mikrophonen oberhalb oder seitlich von der akus tischen Szene platziert, um ein Signal mit niedriger Güte bzw. niedriger Gerichtetheit auf zuzeichnen, das die Rotation der Schallwellen im Gegensatz zur Translation abbilden soll.

Auf der Wiedergabeseite werden an den typischen Standardpositionen entsprechende Lautsprecher platziert, von denen jeder eine omnidirektionale Anordnung hat, um das Ro tationssignal wiederzugeben, und eine direktionale Anordnung hat, um das „konventionelle“ translatorische Schallsignal wiederzugeben. Ferner existiert noch ein Subwoofer entweder an jeder der Standard-Positionen oder nur ein einziger Subwoofer an irgendeiner Stelle.

Das europäische Patent EP 2692144 B1 offenbart einen Lautsprecher zum Wiedergeben von, einerseits, dem translatorischen Audiosignal und, andererseits, dem rotatorischen Au- diosignal. Der Lautsprecher hat eine omnidirektional emittierende Anordnung einerseits und eine direktional emittierende Anordnung andererseits.

Das europäische Patent EP 2692151 B1 offenbart ein Elektretmikrophon, das zum Auf zeichnen des omnidirektionalen oder des direktionalen Signals eingesetzt werden kann.

Das europäische Patent EP 3061262 B1 offenbart einen Ohrhörer und ein Verfahren zum Herstellen eines Ohrhörers, der sowohl ein translatorisches Schallfeld als auch ein rotato risches Schallfeld erzeugt. Die zur Erteilung vorgesehene europäische Patentanmeldung EP 3061266 A0 offenbart ei nen Kopfhörer und ein Verfahren zum Erzeugen eines Kopfhörers, der ausgebildet ist, um unter Verwendung eines ersten Wandlers das „konventionelle“ translatorische Schallsignal zu erzeugen, und unter Verwendung eines zweiten senkrecht zum ersten Wandler ange ordneten Wandlers das rotatorische Schallfeld zu erzeugen.

Die Aufzeichnung und Wiedergabe des rotatorischen Schallfelds zusätzlich zum translato rischen Schallfeld führt zu einer signifikant verbesserten und damit hochqualitativen Audio- signalwahrnehmung, die nahezu den Eindruck eines Live-Konzertes vermittelt, obgleich das Audiosignal durch Lautsprecher oder Kopf- bzw. Ohrhörer wiedergebeben wird.

Damit wird ein Schallerlebnis erreicht, das nahezu nicht unterscheidbar von der ursprüngli chen Tonszene ist, bei der der Schall nicht durch Lautsprecher, sondern durch Musikinstru mente oder menschliche Stimmen emittiert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass berück sichtigt wird, dass der Schall nicht nur translatorisch, sondern auch rotatorisch und gege benenfalls auch vibratorisch emittiert wird und daher entsprechend aufgezeichnet und auch wiedergegeben werden soll.

Nachteilig an dem beschriebenen Konzept ist, dass die Aufzeichnung des zusätzlichen Sig nals, das die Rotation des Schallfelds wiedergibt, einen weiteren Aufwand darstellt. Darüber hinaus existieren viele Musikstücke, seien es Klassik-Stücke oder Pop-Stücke, bei denen nur das konventionelle translatorische Schallfeld aufgezeichnet worden ist. Diese Stücke sind typischerweise noch in ihrer Datenrate stark komprimiert, wie beispielsweise gemäß dem MP3-Standard oder dem MP4-Standard, was zu einer zusätzlichen Qualitätsver schlechterung beiträgt, die jedoch normalerweise nur für geübte Hörer hörbar ist. Anderer seits existieren fast keine Audiostücke mehr, die nicht wenigstens im Stereo-Format aufge zeichnet sind, mit einem linken Kanal und einem rechten Kanal. Die Entwicklung geht sogar eher in die Richtung, dass mehr Kanäle als ein linker und ein rechter Kanal erzeugt werden, dass also Surround-Aufzeichnungen mit zum Beispiel fünf Kanälen oder sogar Aufzeich nungen mit höheren Formaten erzeugt werden, was unter dem Stichwort MPEG-Surround oder Dolby Digital in der Technik bekannt ist.

Damit existieren sehr viele verschiedene Stücke, die wenigstens im Stereo-Format mit ei nem ersten Kanal für die linke Seite und einem zweiten Kanal für die rechte Seite aufge zeichnet sind. Es existieren sogar immer mehr Stücke, bei denen eine Aufzeichnung mit mehr als zwei Kanälen erfolgt ist, beispielsweise für ein Format mit mehreren Kanälen auf der linken Seite und mehreren Kanälen auf der rechten Seite und einem Kanal in der Mitte. Noch höher aufgestellte Formate verwenden mehr als fünf Kanäle in der Ebene und darüber hinaus noch Kanäle von oben oder Kanäle von schräg oben und gegebenenfalls auch, wenn möglich, Kanäle von unten.

Insbesondere die Bereitstellung von Lautsprechern zur Wiedergabe der translatorischen Komponente bzw. Gleichtaktkomponente und der rotatorischen Komponente bzw. der Ge gentaktkomponente ist bisher aufwendig und relativ wenig kompakt. Dies ist dann unkri tisch, wenn genug Platz für große Lautsprecher vorhanden ist. Wenn jedoch kompaktere Lautsprecher verwendet werden sollen, ist das bisherige Konzept mit separaten Schaller zeugern für die translatorische Komponente einerseits und für die rotatorische Komponente andererseits suboptimal.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Konzept für hoch qualitative Lautsprecher zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Lautsprecher nach Patentanspruch 1, einen Signalprozes sor nach Patentanspruch 22, ein Verfahren zum Herstellen eines Lautsprechers nach Pa tentanspruch 31, ein Verfahren zum Betreiben eines Signalprozessors nach Patentan spruch 32 oder ein Computerprogramm nach Patentanspruch 33 gelöst.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass, im Hinblick auf den Lautspre cher ein erster Schallerzeuger mit einer ersten Emissionsrichtung und ein zweiter Schaller zeuger mit einer zweiten Emissionsrichtung eingesetzt werden, wobei die Schallerzeuger so zueinander angeordnet sind, dass sich eine erste Emissionsrichtung des ersten Schall erzeugers und eine zweite Emissionsrichtung des zweiten Schallerzeugers in einer Schall kammer schneiden und einen Schnittwinkel aufweisen, der größer als 60° und kleiner als 120° ist. Ferner sind der erste Schallerzeuger und der zweite Schallerzeuger und die Schall kammer mit einem Gehäuse gehäust, wobei das Gehäuse einen Spalt aufweist, der aus gebildet ist, um eine Gaskommunikation zwischen der Schallkammer und einer Umgebung des Lautsprechers zu ermöglichen.

Im Hinblick auf den Signalprozessor werden der erste Schallerzeuger und der zweite Schal lerzeuger so angesteuert, dass ein Gleichtaktsignal, das dem ersten Schallerzeuger und dem zweiten Schallerzeuger zugeführt wird, mit einem Gegentaktsignal überlagert wird, um das Ansteuersignal für den ersten Schallerzeuger zu gewinnen. Ferner wird das Gleichtakt- Signal mit einem zweiten Gegentaktsignal überlagert, um das Ansteuersignal für den zwei ten Schallerzeuger zu erhalten. Die beiden Gegentaktsignale sind voneinander unter schiedlich.

Damit wird erreicht, dass beide Schallerzeuger zusammen sowohl das Gleichtaktsignal, d.h. die translatorische Komponente, wiedergeben als auch das Gegentaktsignal, d.h. die rotatorische Komponente, wiedergeben. Dadurch, dass die Schallemission der beiden Schallerzeuger in der Schallkammer vermischt wird und in dem Gehäuse ein Spalt vorge sehen ist, durch den der Schall aus der Schallkammer in die Umgebung des Lautsprechers austreten kann, wird erreicht, dass der austretende Schall sowohl translatorische als auch rotatorische Komponenten, d.h. sowohl Gleichtaktanteile als auch Gegentaktanteile hat. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass der Schall, wenn er den Spalt verlässt, Schall schnelle-Vektoren hat, die die translatorische Komponente darstellen, die in Ausbreitungs richtung vom Schallerzeuger weg gerichtet sind. Diese Schallschnelle-Vektoren, die die translatorische Komponente darstellen, sind zu der Quelle oder von der Quelle weg gerich tet und verändern ihre Länge, drehen sich aber nicht. Gleichzeitig wurde jedoch herausge funden, dass aufgrund der Anordnung der Schallerzeuger in der Schallkammer das er zeugte ausgegebene Schallsignal auch Schallschnelle-Vektoren aufweist, die rotieren also sich drehen und damit ein rotatorisches Schallsignal in der Umgebung des Lautsprechers erzeugen, welches zusammen mit dem translatorischen Schallfeld dazu führt, dass die Au- diowahrnehmung besonders naturgetreu wird.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Wandlern, die lediglich ein translatorisches Schallfeld er zeugen, ist die Qualität des erfindungsgemäßen Lautsprechers überlegen, weil zusätzlich zum translatorischen Schallfeld auch das rotatorische Schallfeld erzeugt wird, das einen besonders hochqualitativen geradezu „Live“-Eindruck erzeugt. Andererseits ist die Erzeu gung dieses besonders naturgetreuen Schallfeldes mit translatorischen und rotatorischen Komponenten, d.h. mit linearen und rotierenden Schallschnelle-Vektoren besonders kom pakt, weil zwei zueinander schräg angeordnete Schallerzeuger in einer Schallkammer das durch einen Spalt austretende kombinierte Schallfeld erzeugen.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Lautsprecher separat von dem Signalprozessor angeordnet. Der Lautsprecher hat bei einem solchen Ausführungs beispiel zwei Signaleingänge, die drahtgebunden oder drahtlos sein können, wobei an je dem Signaleingang ein Signal für einen Schallerzeuger in dem Lautsprecher erzeugt wird. Der Signalprozessor, der die Ansteuersignale für die Schallerzeuger liefert, ist entfernt vom eigentlichen Lautsprecher angeordnet und über eine Nachrichtenverbindung, wie beispiels weise eine drahtgebundene Verbindung oder eine Drahtlosverbindung mit dem Lautspre cher verbunden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Signalprozessor in dem Lautsprecher inte griert. In einem solchen Fall wird in dem Lautsprecher mit integriertem Signalprozessor das Gleichtaktsignal und je nach Implementierung und Ausführungsbeispiel das Gegentaktsig nal separat, oder vom Gleichtaktsignal abgeleitet. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft somit den Lautsprecher ohne Signalprozessor. Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft somit auch den Signalprozessor ohne Lautsprecher und ein weiterer As pekt der vorliegenden Erfindung betrifft den Lautsprecher mit integriertem Signalprozessor.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen werden die beiden Gegentaktsignale von einem Basis-Gegentaktsignal abgeleitet, und zwar unter Verwendung von zwei Allpass-Filter-Ver- arbeitungen, wobei bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Basis-Gegentaktsignal mit einem ersten Allpass-Filter gefiltert wird, um direkt oder gegebenenfalls unter Verwen dung weiterer Verarbeitungsschritte das erste Gegentaktsignal zu erzeugen. Das Basis- Gegentaktsignal wird hier mit einem zweiten Allpass-Filter, das sich von dem ersten All- pass-Filter unterscheidet, gefiltert, um dann direkt oder unter Verwendung gegebenenfalls weiterer Verarbeitungsschritte das zweite Gegentaktsignal für den zweiten Schallerzeuger in dem Lautsprecher zu erzeugen.

Je nach Implementierung kann bei der Gegentaktsignalverarbeitung eine Filterbankverar beitung vorgenommen werden, wobei zwei zueinander verschachtelte bzw. verzahnte oder „interlaced“ Filterbanken in den beiden Verarbeitungszweigen für die beiden Gegentaktsig nale vorgesehen sind. Damit wird das Gegentaktsignal von beiden Schallerzeugern gewis sermaßen frequenzmäßig verschachtelt oder im Frequenzmultiplex in die Schallkammer gebracht. Es hat sich gezeigt, dass in einem solchen Fall eine Trennwand in der Schall kammer, um die Schallausgabe des ersten Schallerzeugers von der Schallausgabe des zweiten Schallerzeugers zumindest teilweise zu trennen, nicht erforderlich ist. Wird dage gen keine verschachtelte Filterbankverarbeitung vorgenommen, sondern haben die beiden Gegentaktsignale im Wesentlichen identische Frequenzkomponenten über den gesamten Frequenzbereich, so wird es bevorzugt, in der Schallkammer eine Trennwand vorzusehen, die dazu führt, dass der Anteil der rotierenden Schallschnelle-Vektoren in dem Ausgangs signal erhöht ist und gleichzeitig die Schallausgabe insgesamt effizienter stattfindet. Das Basis-Gegentaktsignal, das unter Verwendung von vorzugsweise zwei verschiedenen Allpass-Filtern verarbeitet wird, um die beiden Gegentaktsignale für die beiden Schaller zeuger in dem Lautsprecher zu erzeugen, kann auf verschiedene Arten und Weisen erhal ten werden. Eine Möglichkeit besteht darin, dieses Signal direkt separat mit bestimmten Mikrofonanordnungen aufzuzeichnen und zusammen mit dem translatorischen oder Gleichtaktsignal als kombinierte Audiodarstellung zu erzeugen. Dabei wird sichergestellt, dass das Gleichtaktsignal für die translatorische Schallkomponente und das Gegentaktsig nal für die rotatorische Schallkomponente auf dem Weg von der Aufzeichnung bis zur Wie dergabe in dem erfindungsgemäßen Signalprozessor nicht vermischt werden.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, wenn beispielsweise das separate rotatorische Komponentensignal nicht vorhanden ist, und beispielsweise lediglich ein Monosignal oder ein Kanalsignal vorhanden ist, kann das Basis-Gegentaktsignal durch Hochpassfilterung und/oder gegebenenfalls eine Dämpfung oder Verstärkung von dem Gleichtaktsignal abge leitet werden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Gegentakt signal dann, wenn ein Multikanalsignal vorhanden ist, beispielsweise als Stereosignal oder als Signal mit drei oder mehr Kanälen, aus dieser Multikanaldarstellung abgeleitet. Im Falle eines Stereosignals wird beispielsweise ein Seite-Signal berechnet, das die Differenz des linken und des rechten Kanals darstellt, wobei dieses Seite-Signal dann gegebenenfalls entsprechend gedämpft oder verstärkt wird und je nach Implementierung mit einem nicht hochpassgefilterten oder hochpassgefilterten Gleichtaktsignal gemischt wird. Prinzipiell kann jedoch das Seite-Signal allein bereits als Basis-Gegentaktsignal verwendet werden, wenn das Ausgangssignal ein Stereosignal ist. Wenn das Ausgangssignal mehrere Kanäle hat, so kann das Basis-Gegentaktsignal als Differenz zwischen beliebigen zwei Kanälen der Multikanaldarstellung erzeugt werden. So könnte beispielsweise eine Differenz zwi schen links und rechts hinten (right surround) erzeugt werden, oder alternativ eine Differenz zwischen dem Mitte-Kanal (Center-Kanal) und einem der anderen vier Kanäle einer Fünf- Kanal-Darstellung. Bei einer solchen Fünf-Kanal-Darstellung kann jedoch auch, wie bei ei ner Stereodarstellung, zur Erzeugung des Seite-Signals eine Differenz zwischen links und rechts ermittelt werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel können bestimmte Kanäle der Fünf-Kanal-Darstellung aufaddiert werden, d.h. es kann ein Zwei-Kanal-Downmix er mitteltwerden, aus dem dann durch Differenzbildung das Basis-Gegentaktsignal gewonnen werden kann. Eine beispielhafte Implementierung zur Erzeugung eines Zwei-Kanal-Down- mix-Signals besteht in der Addition gegebenenfalls mit Gewichtungsfaktoren von links hin ten (left surround), links und Mitte, um einen linken Downmix-Kanal zu erzeugen. Zur Er zeugung des rechten Downmix-Kanals wird der Kanal rechts hinten (right surround) mit dem rechten Kanal und dem Mitte-Kanal wieder gegebenenfalls mit Gewichtungsfaktoren aufaddiert. Das Basis-Gegentaktsignal kann dann durch Differenzbildung aus dem linken Downmix-Kanal und dem rechten Downmix-Kanal ermittelt werden.

Damit existieren verschiedene Möglichkeiten, um aus konventionellen Gleichtaktsignalen dann, wenn ein separates Gegentaktsignal (noch) nicht existiert, ein solches abzuleiten.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a eine Schnittdarstellung eines Lautsprechers gemäß einem Aspekt der vorliegen den Erfindung;

Fig. 1b eine Frontansicht eines Lautsprechers gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;

Fig. 1c eine Schnittansicht des Lautsprechers von Fig. 1a, mit zusätzlicher Trennwand;

Fig. 1d eine Schnittdarstellung eines Lautsprechers gemäß dem ersten Aspekt der vor liegenden Erfindung mit einem Schallimpedanzanpassungselement, wie bei spielsweise einem Horn;

Fig. 1e eine schematische Darstellung des Schallfelds mit translatorischen und rotatori schen Schallschnelle-Vektoren in der Umgebung des Lautsprechers gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2a eine Blockschaltbilddarstellung eines Signalprozessors gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung mit schematisch dargestellten Schallerzeu gern des Lautsprechers;

Fig. 2b eine tabellarische Übersicht zur Illustration verschiedener Möglichkeiten zur Be reitstellung des Basis-Gegentaktsignals; Fig. 3a eine bevorzugte Ausführungsform zur Darstellung der ersten und zweiten Ge gentaktsignalverarbeitung von Fig. 2a;

Fig. 3b eine schematische Darstellung der zwei verschiedenen Mehrzahlen von Band passfiltern;

Fig. 4a eine weitere schematische Darstellung von zueinander verschachtelten oder ver zahnten oder interlaced Bandpässen, aufgeteilt in ungeradzahlige und geradzah lige Bandpässe;

Fig. 4b eine bevorzugte Ausführungsform zur Erzeugung der Gegentaktsignale mit Ab leitung des Basis-Gegentaktsignals aus einer Differenz zwischen zwei Kanälen;

Fig. 4c eine alternative Darstellung der Erzeugung des Basis-Gegentaktsignals aus den Gleichtaktsignalen; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Szenarios mit mehreren Dual-Mode-Twin- Transducer-Lautsprechern und einem mobilen Gerät, wie z. B. einem Mobiltele fon, zur Ansteuerung.

Fig. 1 a zeigt einen Lautsprecher mit einem ersten Schallerzeuger 11 mit einer ersten Emis sionsrichtung 21 und einem zweiten Schallerzeuger mit einer zweiten Emissionsrichtung 22. Beide Schallerzeuger 11, 12 sind so zueinander angeordnet, dass sich die beiden Emis sionsrichtungen 21, 22 in einer Schallkammer schneiden und einen Schnittwinkel 20 auf weisen, der größer als 60° und kleiner als 120° ist. Bei dem in Fig. 1a bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel sind die beiden Schallerzeuger so angeordnet, dass die Emissionsrichtungen der Schallerzeuger sich in einem Winkel von vorzugsweise 90° bzw. in einem bevorzugten Bereich zwischen 80° und 100° schneiden. Jedoch auch dann, wenn die Schallerzeuger so angeordnet sind, dass der Winkel a bis auf einen Wnkel über 60° fällt, wenn die Emissi onsrichtungen also paralleler werden, oder dann, wenn der Winkel 20 in Fig. 1a bis auf 120° ansteigt, wenn die Emissionsrichtungen der Schallerzeuger also weniger parallel und mehr gegeneinander gerichtet sind, ergibt sich eine gute Schallemissionscharakteristik des Laut sprechers. Die Schallkammer wird durch den Bereich zwischen der Membran des ersten Schallerzeu gers 11 und der Membran des zweiten Schallerzeugers 12 und einer Frontalwand des Ge häuses, die mit 14a bezeichnet ist, gebildet. In dem Gehäuse bzw. in der Frontalwand des Gehäuses ist ein Spalt 16 vorgesehen, der ausgebildet ist, um eine Gaskommunikation zwischen der Schallkammer innerhalb des Lautsprechers und einer Umgebung des Laut sprechers zu ermöglichen. Insbesondere ist bei dem in Fig. 1a gezeigten Ausführungsbei spiel der erste Schallerzeuger 11 mit dem Gehäuse 14b separat gehäust. Ferner ist der zweite Schallerzeuger 12 wieder mit einem separaten Gehäuse 14c gehäust. Damit wird sichergestellt, dass die Rückseiten der beiden Schallerzeuger 11 , 12, d.h. die Seiten der Schallerzeuger, die von der Schallkammer weggerichtet sind, nicht miteinander kommuni zieren, da dort, wo sich die beiden Schallerzeuger gegenüber des Spalts berühren, ein gasdichter Abschluss vorgesehen ist. Ferner sind die Schallerzeuger selbst bezüglich ihrer Rückseite abgedichtet, abgesehen von bei normalen Lautsprechern nötigen Lüftungsöff nungen, die jedoch für die Schallerzeugung nicht entscheidend sind, sondern lediglich für einen Druckausgleich sorgen, damit sich die entsprechende Membran des Schallerzeugers frei bewegen kann.

Fig. 1b zeigt eine Frontalansicht des Lautsprechers, bei der der Spalt 16 in der Frontalan sicht dargestellt ist, wobei das gesamte Gehäuse bzw. die Schallkammer durch einen De ckel 14e und einen Boden 14d abgeschlossen ist. Das Bezugszeichen 14a bezeichnet die Frontalwand, in der der Spalt 16 angeordnet ist. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines im Hinblick auf Fig. 1a ähnlichen Lautsprechers, bei dem jedoch in der Schallkammer eine Trennwand 18 angeordnet ist, die ein Trennwandende nahe beim Spalt 16 aufweist und an der anderen Seite, d.h. an der von dem Spalt weggewandten Seite mit dem Gehäuse 14b des ersten Schallerzeugers und dem Gehäuse 14c des zweiten Schallerzeugers verbunden ist, so dass eine Kommunikation vom ersten Schallerzeuger zum zweiten Schallerzeuger lediglich um den Bereich der Trennwandende herum, also in dem Bereich stattfindet, in dem auch der Spalt 16 angeordnet ist.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird die T rennwand 18 dann vorgesehen, wenn die Signalerzeugung für das Gegentaktsignal für den jeweiligen Schallerzeuger so stattfindet, dass der Frequenzgehalt der beiden Gegentaktsignale im Wesentlichen gleich ist. Bei einer solchen Implementierung werden keine verschachtelten Bandpässe eingesetzt, wobei eine solche beispielhafte Gegentaktsignalerzeugung in Fig. 4c dargestellt ist. Bei dem in Fig. 1a gezeigten Ausführungsbeispiel wird dagegen keine Trennwand vorgesehen. Diese Ausführungsform des Lautsprechers wird vorzugsweise mit der Gegentaktsignalerzeugung kombiniert, bei der die beiden Gegentaktsignale für die bei den Schallerzeuger unter Verwendung von zueinander verschachtelten Bandpässen er zeugt werden, so dass der Frequenzgehalt des einen Gegentaktsignals im Wesentlichen verschachtelt zum Frequenzgehalt des anderen Gegentaktsignals ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass verschachtelt hier lediglich als ungefähr verschachtelt zu verstehen ist, weil Bandpassfilter immer Überlappungen zwischen Nachbarkanälen aufweisen, da Band passfilter mit sehr steiler Kante nicht bzw. nur mit hohem Aufwand zu implementieren sind. Es wird auch eine Bandpassfilterimplementierung, wie sie schematisch in Fig. 3b dargestellt ist, ebenfalls als verschachtelte Bandpassfilterimplementierung angesehen, obgleich es zwischen den unterschiedlichen Bandpassfiltern immer Überlappungsbereiche gibt, die je doch im Hinblick auf die Frequenzanteile bei der Mittenfrequenz des jeweiligen Bandpass filters beispielsweise um wenigstens 6 dB und vorzugsweise um wenigstens 10 dB ge dämpft sind.

Während bei der Gegentaktsignalerzeugung ohne verschachtelte Bandpassfilter ein Hoch passfilter mit einer Grenzfrequenz von 150 -250 Hz und vorzugsweise 190 bis 210 Hz ein gesetztwird, wird es bevorzugt, bei der Verwendung der verschachtelten Filter keine Hoch passfilterung einzusetzen sondern auch den tiefen Frequenzbereich zur Erzeugung der bei den unterschiedlichen Gegentaktsignale zu verwenden.

Fig. 1d zeigt eine alternative Implementierung des Lautsprechers von Fig. 1a, wobei die beiden Schallerzeuger zwar einzeln mit den Gehäusen 14b, 14c gehäust sind, wobei jedoch das Gehäuse eine stärker ausgebildete Rechteckform hat, wie sie beispielsweise für be stimmte Implementierungen nötig ist. Dennoch ist eine Gehäuseabtrennung 14f vorgese hen, um den ersten Schallerzeuger 11 und den zweiten Schallerzeuger 12 bezüglich ihres Rückvolumens voneinander zu trennen. Darüber hinaus ist das Gehäuse so ausgebildet, dass das Rückvolumen auch „vorne“, bei der Schallkammer von der Schallkammer abge trennt ist.

Ferner ist bei dem in Fig. 1d gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich zum Spalt 16 ein Anpassungselement 19, wie beispielsweise ein Horn, vorgesehen, um die Schallimpedanz am Spalt an die Schallimpedanz in der Umgebung des Lautsprechers entlang des Horns anzupassen, derart, dass ein besserer Schall austritt und mit weniger Reflexionsverlusten entsteht. Fig. 1e zeigt eine schematische Darstellung des Schallerzeugers von Fig. 1a mit einer sche matischen Darstellung des Schallfeldes in der Umgebung des Lautsprechers, außerhalb des Spalts 16. Beispielhaft sind Schallschnelle-Vektoren 30 eingezeichnet, die den transla torischen Schall wiedergeben, wie er sich vom Spalt weg in der Umgebung des Lautspre chers ausbreitet. Darüber hinaus sind auch schematisch eingezeichnete rotierende Schall schnelle-Vektoren 32 gezeigt, die sich in bestimmte Richtungen um bzw. zwischen den translatorischen Schallschnelle-Vektoren befinden und ein rotierendes Schallfeld darstel len.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist der Spalt 16 in dem Frontalbereich 14 so ausgebildet, dass der Frontalbereich in einen in der Draufsicht linken Teil, der links vom Spalt beispielsweise in Fig. 1b angeordnet ist, und in einen rechten Teil geteilt wird. Die Aufteilung findet vorzugsweise mittig statt, so dass der Spalt in dem Fron talbereich, in der Frontalabmessung der Schallkammer, mittig von oben nach unten verläuft, die Abweichung von der Mitte kann jedoch in einem Toleranzbereich von +/- 20° von der rechten Abmessung des rechten T eils senkrecht zum Spalt abweichen. Dies bedeutet, dass der Spalt um 20 % der Abmessung des rechten und linken Teils, wenn der Spalt in der Mitte angeordnet wäre, nach rechts oder links verschoben sein kann.

Ferner ist der Spalt vorzugsweise, wie es in Fig. 1b gezeigt ist, vollständig von unten nach oben ausgebildet. Der Spalt ist aber nicht im Deckel und nicht im Boden ausgebildet. Diese beiden Elemente sind dagegen durchgehend ohne Öffnung ausgeführt. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Spalt zwischen 0,5 cm und 4 cm breit. Besonders bevorzugt befindet sich die Abmessung des Spalts in einem Bereich zwischen 1 cm und 3 cm und besonders bevorzugt zwischen 1 ,5 cm und 2 cm.

Die Trennwand 18, die in Fig. 1c gezeigt ist, ist ausgebildet, um die Schallkammer in einen ersten Bereich für den ersten Schallerzeuger und in einen zweiten Bereich für den zweiten Schallerzeuger aufzuteilen, wobei sich ein Ende der Trennwand in der Nähe des Spalts aber vom Spalt beabstandet befindet, so dass der erste Bereich für den ersten Schaller zeuger und der zweite Bereich für den zweiten Schallerzeuger in Gaskommunikation mit der Umgebung des Lautsprechers durch den Spalt hindurch ist. Ferner sind auch der erste Bereich und der zweite Bereich deswegen, weil sich die Trennwand 18 nicht komplett bis zum Spalt erstreckt, untereinander in Gaskommunikation. Am anderen Ende ist die Trenn wand entweder mit dem ersten oder zweiten Schallerzeuger verbunden, wie es z. B. in Fig. 1c gezeigt ist. Alternativ kann jedoch auch die Trennwand zwischen dem ersten und dem zweiten Schallerzeuger angeordnet sein, so dass sich der erste und der zweite Schaller zeuger nicht berühren, jedoch mit der Trennwand so verbunden sind, dass im „hinteren“ Bereich der Trennwand die Gaskommunikation unterbrochen ist. Bei bevorzugten Ausfüh rungsbeispielen beträgt die Höhe des ersten Gehäuses 14b und die Höhe des zweiten Ge häuses 14c einen Wert zwischen 10 cm und 30 cm und besonders bevorzugt zwischen 15 cm und 25 cm. Ferner beträgt die Breite des ersten Gehäuses und die Breite des zweiten Gehäuses einen Wert, der zwischen 5 cm und 15 cm und besonders bevorzugt zwischen 9 cm und 11 cm liegt. Die Tiefe liegt ferner vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 cm und 15 cm und besonders bevorzugt zwischen 9 cm und 11 cm. Eine alternative Implemen tierung des Gehäuses, wie sie in Fig. 1d gezeigt ist, ist ähnlich zu der vorstehenden Aus führung. Die Breite bezieht sich auf eine Hälfte des Gehäuses, so dass das gesamte Ge häuse des Schallerzeugers zwischen 10 cm und 30 cm liegt. Die Tiefe ist ähnlich zu den Abmessungen, wie sie vorstehend dargestellt worden sind.

Nachfolgend werden anhand der Fig. 2a bis Fig. 4c der zweite und der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt, d.h. der zweite Aspekt im Hinblick auf einen von dem Lautsprecher getrennten Signalprozessor und der dritte Aspekt im Hinblick auf eine inte grierte Variante, bei der der Lautsprecher mit dem Signalprozessor integriert ausgeführt ist. Insbesondere umfasst der Lautsprecher bei dem in Fig. 2a gezeigten Ausführungsbeispiel den Signalprozessor oder Signalerzeuger 105, welcher ausgebildet ist, um den ersten Sig nalerzeuger 11 und den zweiten Signalerzeuger 12 mit einem ersten Signalerzeugersignal 51 bzw. mit einem zweiten Signalerzeugersignal 52 anzusteuern. Bei dem in Fig. 2a ge zeigten Ausführungsbeispiel sind ferner jeweils ein Verstärker 324 und 344 vor den Schal lerzeugern 11, 12 angeordnet. Diese Verstärker können je nach Ausführungsform in dem Lautsprecher integriert sein oder können in dem Signalprozessor integriert sein. Es wird jedoch bevorzugt, dass dann, wenn der Signalprozessor entfernt vom Lautsprecher ange ordnet ist und z. B. drahtlos mit dem Lautsprecher kommuniziert wird, die Verstärker 324, 344 in dem Lautsprecher angeordnet sind und die Signale 51 , 52 z. B. drahtlos über ein Mobiltelefon, wie es noch anhand von Fig. 5 dargestellt wird, von dem Signalprozessor 105 zu dem Lautsprecher, wie er beispielsweise in Fig. 1a dargestellt ist, übertragen werden.

Der Signalprozessor umfasst bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Kombinie- rer 50, der ausgebildet ist, um ein Gleichtaktsignal, das über einen Eingang 71 zugeführt wird, mit einem ersten Gegentaktsignal zu überlagern. Dies findet bei dem in Fig. 2a ge zeigten Ausführungsbeispiel durch den Addierer 322 statt. Ferner ist der Kombinierer aus- gebildet, um das Gleichtaktsignal, das über den Eingang 71 zugeführt wird, mit einem zwei ten Gegentaktsignal zu überlagern, was bei dem in Fig. 2a gezeigten Ausführungsbeispiel durch den Addierer 342 implementiert ist. Ferner ist der Schallerzeuger derart ausgebildet, dass das erste Gegentaktsignal, das dem Addierer 322 zugeführt wird, und das zweite Ge gentaktsignal, das dem Addierer 342 zugeführt wird, voneinander unterschiedlich sind. Zur Erzeugung dieser beiden Gegentaktsignale umfasst der Signalerzeuger einen Gegentakt signalerzeuger 60. Der Gegentaktsignalerzeuger 60 ist ausgebildet, um ein Basis-Gegen- taktsignal über einen Eingang 72 zu erhalten, und um aus dem Basis-Gegentaktsignal unter Verwendung einer ersten Gegentaktsignalverarbeitung, die beispielsweise bei 326e in Fig. 2a gezeigt ist, das erste Gegentaktsignal zu erzeugen, und um unter Verwendung einer zweiten Gegentaktsignalverarbeitung, die in Fig. 2a beispielhaft bei 326f gezeigt ist, das zweite Gegentaktsignal zu erzeugen.

Die erste Gegentaktsignalverarbeitung umfasst eine Allpass-Filterung, wie es durch „AP“ in Fig. 2a und anderen Figuren dargestellt ist. Darüber hinaus umfasst auch die zweite Ge gentaktsignalverarbeitung eine Allpass-Filterung bzw. einen Allpass-Filter, wie es ebenfalls mit „AP“ in Fig. 2a und anderen Figuren dargestellt ist. Die beiden Allpass-Filter 326e, 326f sind ausgebildet, um im Wege der ersten Gegentaktsignalverarbeitung eine Phasenver schiebung zu erreichen, und um im Wege der zweiten Gegentaktsignalverarbeitung eine zweite Phasenverschiebung zu erreichen, die von der ersten Phasenverschiebung unter schiedlich ist. Bei bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Phasenverschiebung im Rahmen der ersten Gegentaktsignalverarbeitung bloß +90° und beträgt die Phasenver schiebung im Rahmen der zweiten Gegentaktverarbeitung -90°. Damit wird eine Phasendif ferenz zwischen den beiden Gegentaktsignalen von 180° erreicht. Alternativ sind die beiden Gegentaktsignalverarbeitungen jedoch ausgebildet, um eine Phasenverschiebung zwi schen den beiden Gegentaktsignalen zu erreichen, die zwischen 135° und 225° liegt, wobei bei alternativen Ausführungsbeispielen die Phasenverschiebungen aufgrund der Allpass- Filter 326e, 326f derart implementiert sind, dass ein Element eine positive Phasenverschie bung erzeugt, wie beispielsweise das Element 326e, und das andere Element eine negative Phasenverschiebung erzeugt, wie beispielsweise das Element 326f. Bereits bei einer sol chen Implementierung, die nicht unbedingt die optimale 180°-Phasenverschiebung zwi schen den beiden Gegentaktsignalen haben muss, wird bereits im Schallfeld, das schema tisch in Fig. 1e gezeigt ist, ein gewisser Anteil an rotierendem Schallfeld erzeugt. Bei einer Phasenverschiebung zwischen 170° und 190° zwischen den beiden Gegentaktsignalen liegt die Effizienz der Erzeugung des rotierenden Schallfeldanteils im besten Bereich. Der Signalprozessor ist bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ferner ausgebildet, um das Basis-Gegentaktsignal für den Eingang 72 des Gegentaktsignalerzeugers 60 bereitzustel len. Dies wird durch einen Basis-Gegentaktbereitsteller 80 erreicht, der ein Eingangssignal über einen Eingang 81 erhält. Verschiedene Varianten zur Ausführung des Basis-Gegen- taktsignalbereitstellers 80 sind in Fig. 2b dargestellt. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Basis-Gegentaktsignal separat erhalten, und zwar aus einer separaten Aufzeichnung des rotierenden Schallfelds. Dieses Gegentaktsignal wird daher nicht von einem Gleichtakt signal oder von mehreren Gleichtaktsignalen abgeleitet, sondern wird gewissermaßen „na tiv“ in einer Schallumgebung aufgezeichnet oder in einer Schallsyntheseumgebung künst lich synthetisiert. In einem solchen Fall ist der Basis-Gegentaktbereitsteller 80 ausgebildet, um das Basis-Gegentaktsignal von einer entsprechenden Quelle zu empfangen, beispiels weise zu decodieren und an den Eingang 72 weiterzugeben, wobei hier je nach Implemen tierung Verzögerungen oder Dämpfungen/Verstärkungen vorgenommen werden können.

Bei einer alternativen Implementierung, bei der das rotierende Schallfeld nicht separat auf gezeichnet worden ist, kann das Basis-Gegentaktsignal aus dem Seite-Signal einer Mitte- Seite-Signalverarbeitung gewonnen werden. Der Basis-Gegentaktsignalbereitsteller ist so mit ausgebildet, um sowohl das Gleichtaktsignal 71 über den Eingang 81 zu erhalten, als auch irgendein anderes Kanalsignal, wie es noch anhand von Fig. 4b dargestellt wird, um aus einer Differenz dieser beiden Signale das Seite-Signal zu ermitteln, das dann je nach Implementierung direkt verwendet werden kann oder aber verzögert wird oder gedämpft oder verstärkt werden kann.

Bei einer wieder alternativen Implementierung, die in Fig. 2b mit der Nummer 3 dargelegt ist, wird das Basis-Gegentaktsignal durch den Basis-Gegentaktsignalbereitsteller 80 von dem Gleichtaktsignal 71 abgeleitet. Dies ist nötig, wenn weder ein Mehrkanalsignal vorhan den ist, noch eine native Aufzeichnung des rotierenden Schallfelds vorhanden ist. Die Ab leitung des Basis-Gegentaktsignals findet, wie es z. B. bei Fig. 4c gezeigt ist, über eine Hochpassfilterung und gegebenenfalls über eine Verstärkung oder Dämpfung des Gleich taktsignals vor der Hochpassfilterung oder nach der Hochpassfilterung statt.

Weitere Möglichkeiten zur Erzeugung eines Basis-Gegentaktsignals existieren, wobei im mereine rotierende Schallfeldkomponente erzeugt wird, weil das erste Gegentaktsignal und das zweite Gegentaktsignal mit dem Gleichtaktsignal überlagert werden, so dass die beiden Schallerzeuger 11 , 12 in dem Lautsprecher eine Gegentaktsignalanregung durchführen, die außerhalb des Spalts 16 als rotierendes Schallfeld bemerkbar ist. Je nach spezieller Erzeugung des Gegentaktsignals wird das rotierende Schallfeld immer mehr dem ursprüng lichen physikalischen rotierenden Schallfeld entsprechen. Es hat sich daher herausgestellt, dass bereits eine Ableitung des Gegentaktsignals aus dem Gleichtaktsignal und eine ent sprechende Überlagerung durch den Signalkombinierer 50 zu einem wesentlich verbesser ten Höreindruck führt im Vergleich zu einer Ausführung, bei dem die beiden Schallerzeuger lediglich mit einem Gleichtaktsignal angesteuert werden und gleichtaktmäßig arbeiten.

Fig. 3a zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Gegentaktsignalerzeugers. Neben all den Allpass-Filtern 326e, 326f, die bereits bezugnehmend auf Fig. 2a dargestellt worden sind, und die unterschiedliche Phasenverschiebungen erzeugen, die vorzugsweise unter schiedliche Vorzeichen haben, ist in dem Gegentaktsignalerzeuger für den oberen Signal weg 321 eine erste Mehrzahl von Bandpassfiltern 320 vorgesehen, und ist für den unteren Signalweg, den Signalweg 341 eine zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern 340 vorgesehen.

Die beiden Bandpassfilterimplementierungen 320, 340 unterscheiden sich voneinander, wie es schematisch in Fig. 3b dargestellt ist. Der Bandpassfilter mit der Mittenfrequenz f 1 , der bei 320a in Fig. 3b im Hinblick auf seine Übertragungsfunktion H(f) dargestellt ist, sowie der Bandpassfilter 320b mit der Mittenfrequenz f3, der mit 320b dargestellt ist, als auch der Bandpassfilter 320c mit der Mittenfrequenz f5, gehören zu der ersten Mehrzahl von Band passfiltern 320 und sind daher im ersten Signalpfad 321 angeordnet, während die Band passfilter 340a, 340b mit den Mittenfrequenzen f2 und f4 in dem unteren Signalpfad 341 angeordnet sind, also zu der zweiten Mehrzahl von Bandpassfiltern gehören. Die Band passfilterimplementierungen 320, 340 sind somit verschachtelt zueinander beziehungs weise interdigital oder verschachtelt ausgebildet, so dass die beiden Signalwandler in ei nem Schallerzeugerelement, beispielsweise dem Schallerzeugerelement 100 von Fig. 1 zwar Signale mit derselben gesamten Bandbreite emittieren, jedoch dahingehend unter- schied-lich, dass in jedem Signal jedes zweite Band gedämpft ist. Damit wird erreicht, dass auf den T rennsteg verzichtet werden kann, da die mechanische T rennung durch eine „elekt rische“ Trennung ersetzt worden ist. Die Bandbreiten der einzelnen Bandpassfilter in Fig. 3b sind lediglich schematisch gezeichnet. Vorzugsweise nehmen die Bandbreiten von un ten nach oben zu, und zwar in Form einer vorzugsweise angenäherten Bark-Skala. Darüber hinaus wird es bevorzugt, dass der gesamte Frequenzbereich in wenigstens 20 Bänder eingeteilt wird, so dass die erste Mehrzahl von Bandpassfiltern 10 Bänder umfasst und die zweite Mehrzahl von Bandpassfiltern ebenfalls 10 Bänder umfasst, welche dann durch Überlagerung aufgrund der Emission der Schallerzeuger wiederum das gesamte Audiosig- nal wieder-geben. Fig. 4a zeigt eine schematische Darstellung dahingehend, dass 2n geradzahlige Band pässe in der Erzeugung für das obere Ansteuersignal eingesetzt werden, während 2n-1 (ungeradzahlige Bandpässe) für die Erzeugung des unteren Ansteuersignals eingesetzt werden..

Andere Einteilungen beziehungsweise Implementierungen der Bandpassfilter auf digitale Art und Weise, beispielsweise mittels einer Filterbank, einer kritisch abgetasteten Filter bank, einer QMF-Filterbank oder einer, wie auch immer gearteten, Fourier-Transformation oder einer MDCT-Implementierung mit anschließender Zusammenfassung beziehungswei se unterschiedlicher Verarbeitung der Bänder können ebenfalls verwendet werden. Genau so können die unterschiedlichen Bänder auch eine konstante Bandbreite von dem unteren Ende bis zum oberen Ende des Frequenzbereichs haben, beispielsweise von 50 bis 10000 Hz oder darüber. Ferner kann die Anzahl der Bänder auch wesentlich größer als 20 sein, wie beispielsweise 40 oder 60 Bänder, so dass jede Mehrzahl von Bandpassfiltern die Hälfte der gesamten Anzahl von Bändern wiedergibt, wie beispielsweise 30 Bänder, im Falle von 60 gesamten Bändern.

In Fig. 3a ist eine bevorzugte Implementierung des Signalkombinierers 50 dargestellt, wobei über den Addierer 322 das Ausgangssignal der ersten Mehrzahl von Bandpassfiltern mit dem Gleichtaktsignal 323a addiert wird, das am Gleichtaktsignaleingang 71 vorliegt. Ent sprechend addiert der zweite Addierer 342 im Signalkombinierer 50 das Ausgangssignal der zweiten Mehrzahl von Bandpassfiltern 340 wieder mit dem Gleichtaktsignal 323a, das am Eingang 71 von Fig. 2a beispielsweise vorliegt. Außerdem erhalten der erste Allpass- Filter 326e und der zweite Allpass-Filter 326f das Basis-Gegentaktsignal. Das Basis-Ge- gentaktsignal 72 wird bei dem in Fig. 3a gezeigten Ausführungsbeispiel direkt beiden All- pass-Filtern 326e, 326f zugeführt. Alternativ kann jedoch entweder für beide Zweige 321 und 341 oder nur für einen Zweig eine Verstärkung/Dämpfung vorgesehen sein. Dies könnte dann nützlich sein, wenn beispielsweise die beiden Signalerzeuger im Lautsprecher, wie er in Fig. 1a gezeigt ist, nicht genau symmetrisch ausgebildet sind oder nicht genau symmetrisch angeordnet sind.

Ferner ist in Fig. 3a dargestellt, dass die Verstärker 324, 344 nicht nur als Verstärker aus gebildet sein können, sondern auch als Digital/Analog-Wandler bzw. als Eingangsstufe ei nes Lautsprechers. Dann würde die Funkstrecke zwischen dem Signalprozessor bzw. Sig nalerzeuger 105 und den Lautsprechern zwischen den Elementen 322 und 324 bzw. 342 und 344 liegen. In einer solchen Implementierung ist jeder Lautsprecher ausgebildet, um zwei Eingangssignale, ein Eingangssignal für jeden Schallerzeuger 11 , 12, zu empfangen, und um diese Eingangssignale entsprechend zu verarbeiten und insbesondere zu verstär ken, um die Ansteuersignale für die Membranen der Schallerzeuger 11, 12 zu bekommen.

Fig. 4b zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Signalprozessors, bei dem der Basis- Gegentaktsignal-Bereitsteller 80 als Seite-Signal-Erzeuger ausgebildet ist. Wenn beispiels weise das Gleichtaktsignal ein linkes Signal am Eingang 71 ist, so wird es bevorzugt, das Basis-Gegentaktsignal 72 dadurch zu erhalten, dass ein Differenzsignal zwischen dem Gleichtaktsignal am Eingang 71 und einem anderen Kanal einer Zwei- oder Mehrkanaldar stellung berechnet wird, welche beispielsweise einen rechten Kanal R, einen mittleren Ka nal C, einen linken hinteren Kanal LS oder einen rechten hinteren Kanal RS enthalten kann.

Um eine Differenzbildung zu erreichen, wird es bevorzugt, den anderen Kanal am Eingang 73 mit einer Phasenumkehrung 372 zu beaufschlagen, die eine 180°-Phasenverschiebung erreicht. Vorzugsweise wird dies erreicht, wenn das Signal als Differenzsignal zwischen zwei Polen vorhanden ist. Dann wird die Phasenumkehr 372 einfach dadurch erreicht, dass der Kanal in einen Addierer 371 gewissermaßen „umgekehrt“ eingesteckt wird. Der Addie rer 371 ist daher vorzugsweise so ausgebildet, dass an seinem einen Eingang das Gleich taktsignal „richtig“ eingesteckt wird, und an seinem anderen Eingang das andere Kanalsig nal „verkehrt“ eingesteckt wird, um die Phasenverschiebung von 180°, die durch den Pha senschieber 372 angedeutet ist, zu erreichen. Bei anderen Implementierungen können auch andere Phasenverschiebungen eingesetzt werden, wenn statt des „verkehrten Ein steckens“ ein tatsächlicher Phasenschieber eingesetzt wird.

Das Differenzsignal am Ausgang des Addierers stellt dann das Basis-Gegentaktsignal 72 dar, welches dann weiterverarbeitet werden kann. Bei dem in Fig. 4b dargestellten Ausfüh rungsbeispiel umfasst der Gegentaktsignalerzeuger weitere Elemente, nämlich die Potenti ometer bzw. Verstärker mit einer Verstärkung kleiner Eins 375, 326a und den Addierer 326b und wiederum das Potentiometer 326c. Im Gegensatz zu der Ausführungsform von Fig. 2a oder Fig. 3a, bei dem das Gegentaktsignal vom Ausgang 72 direkt in den Verzweigungs punkt 326b und von dort in die beiden Allpass-Filter bzw. verschachtelten Bandpassfilter eingespeist worden ist, wird das Basis-Gegentaktsignal bei Fig. 4b vor der Verzweigung zunächst modifiziert, und zwar durch einen Verstärker bzw. ein Potentiometer 375. Ferner wird das Basis-Gegentaktsignal über den Addierer 326b mit dem Gleichtaktsignal am Ein gang 71 gemischt und das Ergebnis der Mischung wird durch den Verstärker bzw. durch das Potentiometer 326c verstärkt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass dann, wenn der Verstärker 375 einen Verstärkungsfaktor von 1 hat, wenn der Verstärker 326a einen Ver stärkungsfaktor von 0 hat, also komplett dämpft, und wenn der Verstärker 326c einen Ver stärkungsfaktor von 1 hat, die Implementierung von Fig. 4b identisch zu der Implementie rung von Fig. 2a ist, abgesehen von den verschachtelten Bandpassfiltern 320, 340, wobei bei dem in Fig. 4a und besonders Fig. 4b gezeigten Ausführungsbeispiel ungeradzahlige Bandpässe im oberen Zweig und geradzahlige Bandpässe im unteren Zweig angeordnet sind. Die Anordnung von geradzahligen und ungeradzahligen Bandpässen kann jedoch auch umgekehrt stattfinden, so dass das mit dem Allpass-Filter 326e verarbeitete Signal mit geradzahligen Bandpassfiltern weiterverarbeitet wird. Bei dem in Fig. 4b gezeigten Aus führungsbeispiel sei ferner darauf hingewiesen, dass die Reihenfolge zwischen Allpass- Filter und Filterbank auch umgekehrt werden kann. Bei wieder alternativen Ausführungs beispielen kann auch auf die Allpass-Filter verzichtet werden, da in einem solchen Fall die Filterbänke bereits dazu führen, dass die Gegentaktsignale im oberen Zweig und im unteren Zweig zueinander unterschiedlich sind. Auch eine Implementierung mit lediglich verschach telten Bandpassfiltern ohne Allpass-Filter, bei denen der Verzweigungspunkt direkt der Ein gang in die Filterbänke 320, 340 ist und der Ausgang der Filterbänke direkt mit dem ent sprechenden Eingang der Addierer 322, 342 verbunden ist, führt somit ebenfalls zu einem Schallsignal am Ausgang des Spalts, das translatorische und rotatorische Komponenten aufweist.

Darüber hinaus ist die Verwendung der Allpass-Filter dahin gehend von Vorteil, dass dann, wie es in Fig. 1a dargestellt ist, auf die Trennwand in der Schallkammer verzichtet werden kann. Werden jedoch keine verschachtelten Filterbänke vorgesehen, wie beispielsweise in Fig. 2a oder Fig. 4c, so wird es bevorzugt, die Trennwand 18 in der Schallkammer vorzu sehen, wie es in Fig. 1c dargestellt ist.

Fig. 4c zeigt eine spezielle Implementierung des Basis-Gegentaktsignal-Bereitstellers 80 von Fig. 2a, und zwar in der Variante Nummer 3 von Fig. 2b. Hier wird das Gleichtaktsignal am Eingang 306, welcher dem Eingang 71 entspricht, verstärkt bzw. gedämpft, und zwar durch einen einstellbaren Verstärker bzw. durch ein Potentiometer 326a, und dann über einen Hochpassfilter (HP) hochpassgefiltert, wie es bei 326d dargestellt ist. Am Ausgang des Hochpassfilters 326d befindet sich das Basis-Gegentaktsignal 72, das dann, in Analo gie zu der Implementierung von Fig. 4b mit einem einstellbaren Verstärker/Potentiometer 326c verstärkt/gedämpft wird, um dem Verzweigungspunkt 326g zugeführt zu werden, über welchen das je nach Implementierung verstärkte oder unveränderte Basis-Gegentaktsignal 72 den beiden Allpass-Filtern 326a, 326f zugeführt wird. Am Ausgang der Allpass-Filter befindet sich dann das erste Gegentaktsignal bzw. das zweite Gegentaktsignal, welche über die Addierer 322, 342, die den Signalkombinierer 50 beispielhaft implementieren, mit dem Gleichtaktsignal kombiniert werden, wie es durch die Leitungen 323a dargestellt ist. Die Ansteuersignale für die beiden Schallerzeuger 11 , 12 können dann je nach Implemen tierung noch durch die Verstärker 324, 344 verstärkt werden und dann den Schallerzeugern 11, 12 zugeführt werden.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Implementierung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem mobilen Gerät, z. B. einem Mobiltelefon. Ein mobiles Gerät 106 umfasst eine Aus gangsschnittstelle, die durch eine Sendeantenne 112 symbolisiert wird. Darüber hinaus um fasst jeder Lautsprecher 102, 103, 104, der vorzugsweise wie in Fig. 1a bis Fig. 1e ausge führt sein kann, eine Eingangsschnittstelle, die durch Empfangsantennen 108, 109, 110 symbolisiert sind. Das Mobiltelefon 106 umfasst den Signalprozessor bzw. Signalerzeuger 105, welcher in Fig. 2a, 3a, 4b oder 4c als der Teil dargestellt ist, der sich zwischen dem Eingang 71 , 73 und den Ausgangsverstärkern 324, 344 befindet. Vorzugsweise sind die entsprechenden Ausgangsverstärker 324, 344 in jedem der einzelnen Lautsprecher 102, 103, 104 angeordnet und die zu verstärkenden Signale werden am Ausgang der jeweiligen Eingangsschnittstellen der entsprechenden Lautsprecher 102, 103, 104 geliefert. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Szenario ist das Audiosignal ein Drei-Kanal-Signal mit einem linken Ka nal L, einem Mitte-Kanal C und einem rechten Kanal R. Das Signal kommt vorzugsweise von einer in dem Mobiltelefon 106 vorhandenen Audiobibliothek oder stammt von einem entfernten Audio-Server, wie beispielsweise einem Streaming-Dienst etc. Vorzugsweise ist die Schnittstelle, die durch die Sendeantenne 112 symbolisiert ist, eine Nahbereichs- Schnittstelle, wie beispielsweise eine Bluetooth-Schnittstelle.

Je nach Implementierung kann das Mobiltelefon bzw. der Signalprozessor oder Signaler zeuger 105 ausgebildet sein, um, wie es anhand von Fig. 4b dargestellt worden ist, das Basis-Gegentaktsignal als Differenz zwischen einem linken Kanal und z. B. einem rechten Kanal berechnen. Falls jedoch abweichend von Fig. 5 eine Multikanaldarstellung mit z. B. fünf Kanälen vorliegt, wie sie in Fig. 4b erläutert sind, so kann der Basis-Gegentaktsignal- Bereitsteller 80 auch ausgebildet sein, um das Seite-Signal als Differenz zwischen einem linken Downmix-Kanal und einem rechten Downmix-Kanal zu berechnen. Der linke Down- mix-Kanal wird durch Addition von links und hinten links (LS) und gegebenenfalls unter zusätzlicher Addition durch einen gewichteten, z. B. mit dem Faktor 1 ,5 gewichteten Mitte- Kanal C, berechnet. Ferner wird der rechte Downmix-Kanal durch eine Addition des rechten Kanals R mit dem Kanal hinten rechts (RS) und gegebenenfalls mit einem z. B. Faktor 1 ,5 gewichteten Mitte-Kanal C ermittelt. Dann wird das Seite-Signal durch Subtraktion des lin ken und des rechten Downmix-Kanals gewonnen.

Alternativ kann das Seite-Signal auch durch eine Subtraktion von LS und RS gewonnen werden, ohne die Verwendung des Gegentaktsignals. Es können zur Berechnung des Seite-Signals beliebige Kanalpaare oder ein Downmix-Kanal und ein ursprünglicher Kanal etc. verwendet werden und es muss nicht, wie es in Fig. 4b dargestellt ist, zur Berechnung des Basis-Gegentaktsignals dasselbe Gleichtaktsignal verwendet werden, das dann durch den Signalkombinierer den beiden Gegentaktsignalen hinzu addiert wird.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfah rens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein ent sprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrens schritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfah rensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hard ware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Compu ter oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispie len können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Er findung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart Zusammenwir ken können oder Zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Des halb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmier baren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.

Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerpro grammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode da hin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm produkt auf einem Computer abläuft.

Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger ge speichert sein.

Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinen lesbaren Träger gespeichert ist.

Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin be schriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ab läuft.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträ ger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufge zeichnet ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Daten strom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durch führen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, trans feriert zu werden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfigu riert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerpro gramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumin dest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrich tung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (bei spielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor Zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzu führen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell ersetzbare Hard ware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Vari ationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten ein leuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutz umfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsen tiert wurden, beschränkt sei.