专利名称：用于定位室内区域的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于对室内区域进行定位的电路，一个利用定位信号生成装置生成和发射的光定位信号就是起源于该区域的。
本发明还涉及定位设备，该设备用于对一个室内区域进行定位，一个利用定位信号生成装置生成和发射的光定位信号就是起源于该区域的，该定位设备包括如以上在第一段落中规定的电路。
本发明还涉及音频信号发射系统，该音频信号发射系统包括如以上在第一段落中规定的电路。
本发明还涉及音频信号接收系统，该音频信号接收系统包括如以上在第一段落中规定的电路。
本发明还涉及用于对室内区域进行定位的方法，一个利用定位信号生成装置生成和发射的光定位信号就是起源于该区域的。
以上在第一段落中规定的那种电路、以上在第二段落中规定的那种定位设备、以上在第三段落中规定的那种音频信号发射系统、和以上在第五段落中规定的那种方法是从专利文件EP 0 568 716 A1获知的。
已知的音频信号发射系统是用具有该已知的定位设备的立体声扬声器音箱这种形式实施的，该已知的定位设备是以具有已知电路的传感器这种形式实施的。已知的定位设备安排成以光学方式接收来自收听区域(即，在立体声扬声器音箱前面的室内区域)的红外光信号形成的定位信号。已知的定位设备还被安排成对定位信号从其中起源的那个收听区域进行定位，此后在已知的音频信号发射系统中，把与已被定位的收听区域相关的两个高音喇叭转动，以使得两个音频信道信号的发射能够被调整到已被定位的收听区域。
然而，对于已知的电路和已知的定位设备和已知的音频信号发送系统存在这样的问题，即，对定位信号从其中发源的那个室内区域进行定位仅仅发生在定位设备前面的各个级别范围的各个方向上，这意味着，音频信道信号的发送只能在一个方向范围内调整，这些方向是已在立体声扬声器音箱前面在室内确定的，这个方向范围从传感器延伸到一个用于生成定位信号的定位信号生成装置，并延伸到其外。
本发明的目的是为了克服上面所述的问题，这些问题在以上的第一段落中的以上规定的那种电路中，在以上的第二段落中以上规定的那种定位设备中、在以上的第三段落中以上规定的那种音频信号发送系统中、和在以上的第五段落中以上规定的那种方法中都已经叙述。以及本发明的目的还在于提供改进的电路、改进的定位设备、改进的音频信号发送系统、新的音频信号接收系统、和改进的方法。
为了达到上述的目的，按照本发明的特性在按照本发明的电路中被提供，因此使得按照本发明的电路具有以下的特征，即一种用于对一个室内区域进行定位的设备中的电路，利用定位信号生成装置所生成和发射的光定位信号就起源于该区域，该电路具有接收装置，它被安排在离要被定位的室内区域一定距离和被设计来以光学方式接收能从该室内区域馈送给它的光定位信号，且该电路具有确定装置，它通过使用收到的光定位信号，被设计成要确定和发出代表在接收装置与室内区域之间的距离的第一项室内区域定位信息。
为了达到上述的目的，按照本发明的特性在按照本发明的定位设备中被提供，因此使得按照本发明的定位设备具有以下的特征，即一种用于对一个室内区域进行定位的设备，利用定位信号生成装置所生成和发射的光定位信号就起源于该区域，该定位设备具有如在权利要求1到6的任一项中要求的电路，并具有以光学方式工作的发射装置，藉助于该发射装置，从起源于该要被确定的室内区域的和在发射装置中产生的光定位信号可被馈送到该电路的接收装置。
为了达到上述的目的，按照本发明的特性在按照本发明的音频信号发射系统中被提供，因此使得按照本发明的音频信号发射系统具有以下的特征，即一种音频信号发射系统，该音频信号发射系统具有如在权利要求1到6的任一项中要求的电路，以及该音频信号发射系统具有音频信道信号生成装置，它在考虑到藉助于该电路生成的至少一项室内区域定位信息的情况下，被设计成去生成适用于创建多信道声音效果的至少两个音频信道信号，每个音频信道信号预定用来经由与它相关联的声音生成装置进行发射，因此使得能在室内区域中创建多声道的声音效果，音频信道信号是考虑到至少一项室内区域定位信息而对该室内区域进行调整的。
为了达到上述的目的，按照本发明的特性在按照本发明的音频信号接收系统中被提供，因此使得按照本发明的音频信号接收系统具有以下的特征，即一种音频信号接收系统，该音频信号接收系统具有如在权利要求1到6的任一项中要求的电路，以及该音频信号接收系统具有音频信道信号接收装置，它被设计来接收适用于创建多信道声音效果的至少两个音频信道信号，每个音频信道信号是可经由与它相关联的声音接收装置接收的，以及被设计成在考虑到藉助于该电路生成的至少一项室内区域定位信息的情况下来调整由该至少一个项室内区域定位信息所表示的该声音接收装置对该室内区域的接收特性。
为了达到上述的目的，按照本发明的特性在按照本发明的方法中被提供，因此使得按照本发明的方法具有以下的特征，即一种用于对一个室内区域进行定位的方法，利用定位信号生成装置所生成和发射的光定位信号就起源于该室内区域，其中定位信号在位于离要被定位的室内区域一个距离的一个点处藉助于接收装置以光学方式接收，以及其中通过使用所接收的光定位信号来确定和发射代表在接收装置与室内区域之间的距离的第一项室内区域定位信息。
通过采取按照本发明的措施，从所有按照本发明的电路、定位设备、音频信号发射系统、音频信号接收系统、和方法中得到益处，定位信号在其中起源的那个室内区域可以按其位于离该电路的接收装置的范围而被分类。这特别对以下情况是有利的，即藉助于音频信号发射系统所要创建的是多信道的声音效果，对此，确定定位信号起源的方向对于立体声的重现是足够好的，但对要能够达到所希望的多信道声音效果却是不够好的。这对下列情况也是有利的，即在藉助于音频信号接收装置所要接收的音频信道信号是这样一些信号，当它们被重现时利用它们就可能创建多信道的声音效果。而且，对光定位信号进行处理会提供这样的优点为了确定在定位信号生成装置与电路的接收装置之间的距离，对用户来说是一种麻烦的声音定位信号可以被取消。
在按照本发明的解决方案中，还证明在相应的情形下如果采取在权利要求2和权利要求13中规定的措施将是有利的。这给出这样的优点，即对接收装置是可接近的室内空间可同时按方向和按范围分解或再划分成几个室内区域，在那里可以接收到定位信号。这特别对于当要利用单独一个定位设备来对定位信号在其中起源的室内区域进行定位会是一个问题时是有利的，该定位设备以尽可能节省空间的方式被安排在特定的点，通过这个点通常存在来自从其中发射定位信号的室内区域的视觉接触并且需要预期没有诸如由用户造成的阴影效果。
在按照本发明的解决方案中，例如可以为了藉助于白炽灯或激光指示器来形成定位信号生成装置而采取措施。然而，在按照本发明的一个解决方案中，如果在相应情形下另外还采取在权利要求3和权利要求14中所规定的措施，将证明是特别有利的。这给出如下优点即定位信号从其中起源的室内区域可自动地直接确定，即，如果使用遥控设备来控制系统，则无需用户告知。这给出另一个优点当系统再次使用时，不会因系统的用户完全忘记而无意识地使用过去的室内区域信息来人工地即自觉地启动对定位信号从其中起源的室内区域的确定。
在按照本发明的解决方案中，还证明以下情况是有利的，即如果另外在相应情况下还提供了在权利要求4和权利要求15中所要求的特性的话。这给出如下优点，即对定位信号在其中起源的室内区域的确定可以在有相对较高的精度和可重复性下进行。
在按照本发明的解决方案中，还证明下述情况是有利的，即如果另外在相应的情况下还提供了在权利要求5和权利要求16中所要求的特性的话。这给出如下优点，定位信号从其中起源的整个室内区域可以藉助于传感器被相对较精确地划分，即，通过以适当的方式安排传感器或使传感器定向和通过安排传感器以适合于它们的方向特性。
在按照本发明的解决方案中，还证明以下情况是有利的，即如果另外在相应的情况下还采取在权利要求6和权利要求17中所规定的措施的话。这给出如下优点，通过使用足够数量的传感器，定位信号在其中起源的室内区域可被确定而没有任何问题，并且可以基本上避免一些边缘区域，在那些边缘区域中不能提供足够多的数量的传感器以允许对所述室内区域进行定位。
在按照本发明的音频信号发射系统中，还证明以下情况是有利的，即如果另外还采取在权利要求9中规定的措施的话。这给出如下优点，即根据室内区域定位信息，对已被定位的室内区域的音频信道信号的调整可得到优化。
在按照本发明的音频信号接收系统中，还证明以下情况是有利的，如果另外还采取在权利要求11中规定的措施的话。这给出以下优点，根据室内区域定位信息，对接收特性的调整可得到优化。
参照此后描述的实施例将明白和阐述本发明的这些和其它方面，虽然本发明被认为不限于这些方面。
图上
图1是按照本发明的第一实施例的、具有定位设备的音频信号发射系统的框图形式的示意图。
图2以与图1类似的方式详细地显示图1的定位设备。
图3显示在图2所示的定位设备的传感器处存在的定位信号的强度与在定位信号生成装置和定位设备之间的距离之间的函数关系。
图4显示在图2所示的定位设备的传感器处存在的定位信号的强度与定位信号投射在传感器上的方向与传感器的主要接收方向的偏差之间的第二函数关系。
图5以与图1类似的方式显示按照本发明的第二实施例的定位设备。
图6以与图1类似的方式显示按照本发明的第三实施例的定位设备。
图7以图1的细节的形式显示在定位设备的多个相邻的接收扇区的范围区域之间的重叠。
图8以与图1类似的方式显示具有如图2所示的定位设备的音频信号接收系统。
在图1上显示系统1，即，所谓的家庭影院系统，是设计用于重现记录在DVD上的故事影片的音频-图像的。为此，系统1具有可插入DVD和藉以重放记录在DVD上的故事影片的基站2。显示屏幕3连接到基站2。连接到基站2的还有声音生成装置，即，第一扬声器4、第二扬声器5、第3扬声器6、第四扬声器7、和第五扬声器8。当故事影片重放时，视频信号V可以藉助于基站2而发送到显示屏幕3，该视频信号V代表存储在DVD上的视频信息。藉助于基站2，还可以把第一音频信道信号A1发送到第一扬声器4，第二音频信道信号A2发送到第二扬声器5，第三音频信道信号A3发送到第三扬声器6，第四音频信道信号A4发送到第四扬声器7，和第五音频信道信号A5发送到第五扬声器8，音频信道信号A1到A5代表存储在DVD上上的数字多信道音频信息。藉助于五个音频信道信号A1到A5，在音频信道信号A1到A5分别用于从指定给它们的扬声器4到8发送的情况下，可以为在一个室内区域中的系统1的用户产生类似于在剧场或电影院中能产生的多信道声音的多信道声音效果，音频信道信号A1到A5就是要对该室内区域来进行调整的。
为了生成视频信号V和音频信道信号A1到A5，基站2具有DVD驱动器9，它被安排来对存储在DVD上的数据进行读出访问，该数据代表故事影片。DVD驱动器9被设计成发送包括在这个数据中的视频数据VD和音频数据AD，后者代表数字多信道音频信息。
基站2还具有被设计成接收视频数据VD的视频信号生成装置10。视频信号生成装置10还被设计成通过使用视频数据VD生成和发送代表视频数据VD的视频信号V。
基站2还具有被设计成接收音频数据AD的音频信道信号生成装置11。音频信道信号生成装置11还被设计成接收第一项室内区域定位信息S1和第二项室内区域定位信息S2。藉助于两项室内区域定位信息S1和S2，有可能规定从其中发送定位信号LS到基站2的室内区域12的本性(identity)。下面将详细地查看室内区域12的定位和室内区域定位信息项S1和S2的生成。考虑到两项室内区域定位信息S1和S2以及使用音频数据AD，音频信道信号生成装置11被设计成生成和发送适合于创建多信道声音效果的五个音频信道信号A1到A5，因此使得在从其中发起定位信号LS的室内区域12中能创建多信道声音效果，对这个室内区域12，音频声道信号A1到A5是考虑到两项室内区域定位信息S1和S2而进行调整的。音频信道信号生成装置11是藉助于所谓的多信道声音处理器而实施的。
在室内区域12内显示的是可由用户操作的遥控装置13(用户在图1上未示出)。遥控装置13是这样一种形式，其中提供了设计成生成和发送光定位信号LS的定位信号生成装置，光定位信号LS在本例中由可以由遥控装置13生成的光控制信号形成，并且当遥控装置13由用户操作以控制基站2的功能时，该光定位信号可以由遥控装置13发送到基站2。
为了生成这两项室内区域定位信息S1和S2，基站2还具有定位设备14，它被设计来对由遥控装置13生成和发出的光定位信号LS从其中起源的室内区域12进行定位。定位设备14具有电路15和发射装置16。
发射装置16被设计成按光学方式操作，以使得从要被确定的室内区域12中起源的和在发射装置16处产生的光定位信号LS可以藉助于后者而馈送到电路15。
定位设备14被详细地显示于图2。发射装置16具有第一光导18、第二光导19、第三光导20、和第四光导21，四个光导18到21每个对准不同的接收方向。到达它们的进入孔径18A到21A的定位信号LS的强度，该强度藉助于光导18到21被传送到电路15，取决于光定位信号LS的入射方向与由光导18到21的传感器接收的相应的主要方向18B到21B间的偏差，这些方向实际上由(垂直于)相应的进入孔径18A到21A的横截面的法线所规定。
电路15具有接收装置17，它被安排在电路15内，即离要定位的室内区域12有一个距离，并且它被设计来以光学方式接收可以从室内区域12馈送到它们的光定位信号LS。为此，接收装置17具有四个光敏感传感器，即，第一传感器22、第二传感器23、第三传感器24、第四传感器25，它们被设计和被安排来接收定位信号LS和相应的传感器信号SS1到SS4。每个传感器信号SS1到SS4代表定位信号LS的强度，该强度出现在相关联的传感器22到25中，以及如上所述，在本例中，它由与方向有关的光耦合能力(这是特定的光导18到21所具有的光耦合能力)所确定，并且也取决于到定位信号LS从其中起源的该室内区域12的范围。
电路15还具有确定装置26，它被设计成使用所接收的光定位信号LS，即，使用传感器信号SS1到SS4来确定和发出第一项室内区域定位信息S1，它代表在接收装置17即，实际上在基站2与定位信号LS从其中起源的室内区域12之间的距离R，该距离如图1所示。另外，确定装置26还被设计成使用所接收的光定位信号LS来确定和发出第二项室内区域定位信息S2，它代表在接收装置17(即，实际上在基站2的正面2’处由发射装置16整体取向所规定的主要的接收方向MD)与定位信号LS从其中起源的室内区域12之间的距离D。因此，确定装置26被设计成使用由传感器22到25发送的传感器信号SS1到SS4而对定位信号LS从其中起源的室内区域12进行定位，室内区域12是可相对于它离基站2的距离R和相对于它离基站2的正面2’的方向D而被定位的。
由于特定的光导引18到21的与方向有关的光耦合的能力，对每个光导引18到21会产生其发源点在发射装置16处的单个的接收扇区，在这种情形下，从适当的接收扇区起源的并朝向发射装置16发射的定位信号LS可被耦合到光导引18到21的相应的光导。与光导18到21有关的相应接收扇区以它们的扇区边界被示意地显示于图1。第一扇区边界B11和第二扇区边界B12规定第一光导18的接收扇区。第三扇区边界B21和第四扇区边界B22规定第二光导19的接收扇区。第五扇区边界B31和第六扇区边界B32规定第三光导20的接收扇区。第七扇区边界B41和第八扇区边界B42规定第四光导21的接收扇区。
对于由属于光导18到21的一个接收扇区发送到发射装置16的定位信号LS，对于由各个光导18到21发送到它们的各个扇区22到25的光的强度存在着函数关系，该强度在各个传感器22到25处出现，该函数一方面与在定位信号生成装置13离发射装置16的距离或范围R相关，另一方面与光定位信号LS的入射方向与分别在扇区边界B11与B12、B21与B22、B31与B32、和B41与B42之间的传感器主要接收方向18B到21B的偏差有关。各个函数关系被显示于图3，并且详细地显示于图4。在图3上，与沿给定的传感器的主要接收方向18B，19B，20B或21B的距离或范围R相关的函数关系由曲线C1表示。在本例中，从在发射装置16的最接近的附近区域存在的最大强度值Imax开始，当距离R增加时出现强度的不断下降。在图4上，对于在一个接收扇区中的随机点，由曲线C2显示取决于沿横截于分别在扇区边界B11与B12、B21与B22、B31与B32、和B41与B42之间的特定的传感器主要接收方向18B，19B，20B或21B的线的入射方向的偏差的函数关系。在这种情形下，从扇区边界B11与B12，B21与B22，B31与B32，和B41与B42开始，出现强度的不断增加，直至它达到在接收扇区的中心区域中它的最大值Imax，它基本上相应于扇区的主要接收方向18B，19B，20B，或21B。所以，通过组合由函数关系给出的两种相关性可找到在各个扇区22到25处存在的强度，以及当这样做完时可找到类似于山脊的三维强度值面，它的最大高度位于最靠近发射装置16的邻近区域，它的斜率随距离R增加和/或更加接近达到扇区边界B11或B12，B21或B22，B31或B32，B41或B42而下降到零值。在给定的情形下存在的强度I由特定的传感器信号SS1到SS4表示。在这时应当指出，函数关系对于每个传感器22到25是相同的。然而，也有可能选择不同的函数关系。类似地，对于发射装置16同样的结果也是成立的，以及特别是在由各个扇区边界规定了接收扇区的宽度的情形下。
藉助于这样的事实，即在基站正面的室内空间内相对较宽的区域中接收扇区至少部分是互相重叠的和因此至少两个传感器信号SS 1到SS4是同时可用的这种情况下，有可能藉助于确定装置26把基站2的正面的室内空间以相对较精确的方式划分成范围带，正如在图1上由等距离线D1，D2，D3，D4象征地表示的，在这种情形下，这些等距离线D1到D4的每条线表明离电路15的距离或离基站2的正面2’的给定距离，以及可被确定的、其本性可以由第一项室内区域定位信息S1所规定的范围带在所述等距离线D1到D4之间延伸。在这时应当指出，为了简明起见，在图1上只显示四条这样的等距离线D1到D4，但基站2的前面的空间在其范围内的实际划分基本上可以自由地调整以适合于在具体的情形中所需要的精度。
与以上类似地，藉助于这样的事实，即在基站正面的室内空间的宽阔的区域中接收扇区至少部分互相重叠和因此至少两个传感器信号SS1到SS4是同时可用的这种情况下，有可能藉助于确定装置26把基站2的正面的室内空间以相对较精确的方式，纯粹通过计算，划分成定向的区域，正如在图1上由等方向线E1，E2，E3，E4，E5，和E6表示的，在这种情形下，这些等方向线E1到E6的每条线表明相对于主要方向MD的一个给定的方向，以及可被确定的、其本性可以由第二项室内区域定位信息S2所规定的定向区域在所述等方向线E1到E6之间延伸。在以前的段落中关于范围带的数目所说的结论同样可应用于和对于基站2的前面的室内空间在方向方面的划分也是有效的。
因此，藉助于两项室内区域定位信息S1和S2，有可能对这些室内区域进行定位，它们是其本性由第一项室内区域定位信息S1给出的特定的范围带与其本性由第二项室内区域定位信息S2给出的特定的方向区域的交叉的产物。
在本例中，扇区22到25相对于发射装置16被设计和被安排成使得，每个传感器22到25把它与可以从其接收定位信号的多个可确定的室内区域相联系。这样做以后，在这种情形下在与不同的(实际上相邻的)扇区22到25相关联的可确定的室内区域之间在方向上出现重叠。然而，在这一点上应当指出，在可确定的室内区域之间在距离方面也可以出现重叠，如果例如(如图7所示，图上显示图1的一个区域，该区域已被减小到在本例中是主要的项)室内空间在范围上对于任何接收扇区作出的划分不同于对于相邻的接收扇区作出的划分的话。这种情形由附加的等距离线D1’与D2’以及D1”与D2”表示。
传感器22到25以光电晶体管的形式被实施，每个光电晶体管被设计和被安排成使得它的光的敏感区域的取向是基本上平行于分别与它相关的光导18到21的光出口面18C到21C，并被安排在它的附近区域，其结果是，即使对传感器22到25而言可能存在的其光灵敏度随方向而变的任何情况基本上可被忽略。
在这时应当指出，即使传感器22到25对光的灵敏度可能与方向有关的情形下，这种对光的灵敏度随方向而变的情况通常使得对接收扇区有相对较大的宽度，因为所述对光的灵敏度随方向而变的情况通常随图4上曲线C3显示的余弦函数而变。在这方面还应当指出，通过为传感器22到25提供透镜或像透镜那样的外壳或安装着电路15用的透镜的外壳，或如上所讨论的，通过提供光导18到21，在接收扇区中对于光的灵敏度可被聚焦或可被集中在中心区域C周围的区域，正如可以从图4看到的，通过比较曲线C2与曲线C4，从而使得定位信号生成装置能够在空间上以足够的精确性被定位，特别是当使用两个以上的传感器时。还应当指出，通过图3的曲线C1显示的函数以1/R^2定标，对于光电晶体管这是普遍的情形，虽然当使用其它类型的传感器时，可以有其定标与此不同的函数。
在系统1中，音频信道信号生成装置11和定位设备14形成音频信号发射系统27，其中在考虑到能用电路15生成的室内区域定位信息S1和S2这些项的情况下，可以生成五个音频信道信号A1到A5。音频信号发射系统27还具有第一存储器级28，它用来存储代表在电路15或基站2与五个扬声器4到8之间的相对位置的第一项位置信息PI1。第一项位置信息PI1可以在基站2处由用户藉助于在图1上未示出的输入装置生成。除了考虑两项室内区域定位信息S1和S2以外，音频信道信号生成装置11还被设计成通过使用第一项位置信息针对已被定位的室内区域12调整五个音频信道信号A1到A5，从而保证扬声器4到8在那时的位置或可变的位置具有容差。
下面对于图1所示的系统1的说明性应用来说明系统1的操作。在这个说明性应用中，假设用户在室内区域12一只手里握着遥控装置13。用户按压遥控装置13上的启动键13B，这样，光控制信号LS由遥控装置13经由所谓的红外二极管13A发出，以便控制基站2的功能。
对于对室内区域12定位，在基站2藉助于电路15执行用于对定位信号从其中起源的室内区域12进行定位的方法。在该方法中使用或利用由来自遥控装置13的光控制信号形成的定位信号LS。在该方法中，光控制信号LS在位于离要被定位的室内区域12一个距离的点处被接收。这实际上是在基站2处(或者说，是在被包含在基站2中的定位设备14处)藉助于发射装置16(或更精确地，藉助于光导19和20)而发生的，通过该光导，定位信号LS(或更精确地，被耦合到光的导引19和20的定位信号LS)以成比例的强度被发射到传感器23和24，因为光控制信号LS是从位于两个光的导引19和20的接收扇区内的室内区域12起源的。按照本方法，各个按比例的强度被两个传感器23和24接收，并生成分别相应于它们的传感器信号SS2和SS3。每个传感器信号SS2和SS3代表在给定的传感器22到25处存在的光的强度的数值，该数值相应于在特定的扇区边界B21与B22和B31与B32之间的位置，即，相应于到发射装置16的方向D和距离R。
按照本方法，定位信号LS从其中起源的室内区域12藉助于确定装置26通过使用所接收的光控制信号LS(或更精确地，通过使用由传感器22到25发出的传感器信号SS1到SS3)被定位。在这个过程中，第一项室内区域定位信息S1被确定和被发送到音频信道信号生成装置11。另外，第二项室内区域定位信息S2被确定和被发送到音频信道信号生成装置11。
两项室内区域定位信息S1和S2把定位信号LS从其中起源的该室内区域12定位为一个由等方向线E3和E4与等距离线D2和D3限制的室内区域12。两项室内区域定位信息S1和S2在音频信道信号生成装置11中被使用来按已被定位的室内区域12而调整音频信道信号A1到A5，以便为用户创建所预期的或想要的多信道声音效果。
图5所示的定位设备14在周围安排了接收装置17和发射装置16，以使得定位信号LS从其中起源的室内区域12能够在围绕定位设备14的任何想要的方向上被定位，或者使室内区域12藉助于定位设备14或电路15在有关于它离定位设备14的范围R方面和相对于设备的主要接收方向MD的方向D的方面是可定位的，这在本例中是自由规定的。当例如定位设备14被安装在基站的顶面和基站例如位于室内中心点以及必须从不能看见基站2的正面2’的方向接收定位信号这种情况的概率很高时，定位设备14的这种设计是有利的。这种设计例如对于要安装在一件家具中也是有利的。
在本例中提供了8个光电晶体管29到36，这些光电晶体管29到36形成接收装置17。光电晶体管配备有8个透镜37到44中的相应透镜，以使得在属于毗邻的光电晶体管29到36的接收扇区之间的达到最佳重叠。在图5上，8个接收扇区由相应的扇区边界45与46，47与48，49与50，51与52，53与54，55与56，57与58，和59与60规定。传感器20到36向确定装置26发送8个传感器信号SS5到SS12相应的传感器信号。
应当指出，接收装置17和发射装置16不必对准成平行于基站2的顶面，而可以安排成与它成一个角度，因此可使更加容易从稍微高于基站2的方向接收定位信号LS。这样安排的定位设备4也适合于例如安装在起居室的桌子中，在这种情形下，必须保证两项室内区域定位信息S1和S2可以以适当的方式发送到基站2。
图6上显示定位设备14的截面。定位设备14具有沿半球CR的表面排列的接收装置17。在这种情形下，接收装置17也以每个配备有透镜的光电晶体管的形式实施。因此，由透镜形成的发射装置16也沿半球CR的表面排列。在本例中，在截面图上可以看到的光电晶体管61到63的接收扇区由它们相应的扇区边界67与68，69与70，和71与72所规定。对于定位设备14这种设计当例如定位信号生成装置13的位置要被分解成室内的三个坐标时是有利的。这样设计的定位设备例如适用于安装于起居室74的天花板73内，虽然在这种情形下也必须保证两项室内区域定位信息S1和S2能够以适当的方式发送到基站2。
对于要在一个与基站2相脱离的点处使用的、图5和图6所示的定位设备4，如果在定位设备14与基站2之间或在定位设备14与扬声器4到8之间的相对位置的一个表示(representation)(藉助于音频信道信号生成装置11能够处理该相对位置的表示)被存储在第一存储器级28，则是有利的。
在图7上显示音频信号接收系统75，它具有接收基站75’，后者含有被包含在定位设备14中的电路15。音频信号接收系统75还具有由5个话筒76到80和由音频信道信号处理级81形成的音频信道信号接收装置。话筒76到80被连接到接收基站75’，即，音频信道信号处理级81。话筒76到80被安排来接收5个音频信道信号A1到A5，以及以电子形式把5个音频信道信号A1到A5发送到接收基站75’。
通过考虑藉助于电路15生成的这些项室内区域定位信息S1和S2，音频信道信号接收装置被设计成按由这些项室内区域定位信息S1和S2表示的室内区域12来调整音频信道信号接收装置的接收特性。为此，在本例中，可以以电子形式被接收的音频信道信号A1到A5的频率响应和幅度藉助于音频信道信号处理级81被改变。
然而，应当指出，在这方面，话筒76到80也可以取定向话筒的形式，以及定向话筒的取向和对准可以藉助于音频信道信号处理级81而改变。对于作为这些项室内区域定位信息S1和S2的函数的音频信道信号A1到A5而要改变的各个信号的延时还可以进一步采取措施。
音频信号接收系统75还具有第二存储器级82，用来存储表示在电路15(即实际上是接收基站75’)与五个话筒76到80之间的相对位置的第二项位置信息PI2。另外，音频信道信号处理级81被设计成通过使用这些项室内区域定位信息S1和S2来调整对已被定位的室内区域12的接收特性。第二项位置信息PI2可以经由图8上未示出的输入装置而被输入。
应当指出，定位设备14可以以集成电路半导体模块的形式被实施，在这种情形下，电路15是由具有传感器的集成电路形成的，以及半导体模块的外壳具有发射装置。
还应当指出，在规定的传感器处存在的定位信号LS的强度也可以由接收信号的频率来表示。
还应当指出，传感器和与它有关的发射装置也可形成结构单元。
权利要求
1.一种用于对室内区域(12)进行定位的定位设备(14)的电路(15)，藉助于定位信号生成装置(13)生成和发出的光定位信号(LS)就是起源于该室内区域的，该电路(15)具有接收装置(17)，它被安排在离要被定位的室内区域(12)一个距离(R)和被设计来以光学方式接收可从室内区域(12)馈送给它们的光定位信号(LS)，该电路(15)具有确定装置(26)，它被设计成通过使用所接收的光定位信号(LS)来确定和发射表示在接收装置(26)与室内区域(12)之间的距离(R)的第一项室内区域定位信息(S1)。
2.如在权利要求1中要求的电路(15)，其中确定装置(26)进一步被设计成通过使用所接收的光定位信号(LS)来确定和发射代表在接收装置(17)与室内区域(12)之间的方向(D)的第二项室内区域定位信息(S2)。
3.如在权利要求1或权利要求2中要求的电路(15)，其中该确定装置(26)被设计成对一个藉助于遥控装置(13)生成的，并形成光定位信号(LS)的光控制信号进行处理，以及通过使用光控制信号对室内区域(12)进行定位。
4.如在权利要求1或权利要求2中要求的电路(15)，其中接收装置(17)具有至少两个对光敏感的传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)，其每个被设计和被安排成接收定位信号(LS)和发射传感器信号(SS1，SS2，SS3，SS4，SS5，SS6，SS7，SS8，SS9，SS10，SS11，SS12，SS13，SS14，SS15)，来自每个传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)的该传感器信号(SS1，SS2，SS3，SS4，SS5，SS6，SS7，SS8，SS9，SS10，SS11，SS12，SS13，SS14，SS15)表示在所涉及到的传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)处存在的定位信号(LS)的强度(I)，以及其中该确定装置(26)被设计成通过使用可由传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)发射的传感器信号(SS1，SS2，SS3，SS4，SS5，SS6，SS7，SS8，SS9，SS10，SS11，SS12，SS13，SS14，SS15)来对定位信号(LS)从其中起源的该室内区域(12)进行定位。
5.如在权利要求4中要求的电路(15)，其中至少两个光敏感的传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)是这样设计和安排的，以使得每个传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)具有与它相关的至少一个接收扇区，从该扇区可以接收定位信号(LS)。
6.如在权利要求5中要求的电路(15)，其中至少两个光敏感的传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)是这样设计被安排的，以使得分别与它们相关的接收扇区至少部分地互相重叠。
7.一种用于对一个藉助于定位信号生成装置(13)而生成和发射的光定位信号(LS)从其中起源的室内区域(12)进行定位的定位设备(14)，该定位设备(14)具有如在权利要求1到6的任一项中要求的电路(15)，并具有以光学方式工作的发射装置(16)，藉助于该发射装置(16)，从要被确定的室内区域(12)起源的和在发射装置(16)中产生的光定位信号可被馈送到该电路(15)的接收装置(17)。
8.一种音频信号发射系统，该音频信号发射系统具有如在权利要求1到6的任一项中要求的电路(15)，以及该音频信号发射系统具有音频信道信号生成装置(11)，在考虑到藉助于由电路(15)生成的至少一项室内区域定位信息(LS)的情况下，它被设计成生成适用于创建多信道声音效果的至少两个音频信道信号(A1，A2，A3，A4，A5)，每个音频信道信号(A1，A2，A3，A4，A5)被用来经由与它相关的声音生成装置(4，5，6，7，8)进行发射，从而使得能在室内区域(12)中建立多信道声音效果，该音频信道信号(A1，A2，A3，A4，A5)通过考虑到至少一项室内区域定位信息(S1，S2)而被调整到该室内区域(12)。
9.如权利要求8中要求的音频信号发射系统，其中提供了第一存储器级(28)，它被预定用来存储表示在该电路(15)与各个声音生成装置(4，5，6，7，8)之间的相对位置的第一项位置信息(PI1)，以及其中音频信道信号生成装置(11)进一步被设计成把音频信道信号(A1，A2，A3，A4，A5)调整到已通过使用第一项位置信息而被定位的该室内区域(12)。
10.一种音频信号接收系统(75)，该音频信号接收系统(75)具有如在权利要求1到6的任一项中要求的电路，以及该音频信号接收系统(75)具有音频信道信号接收装置，它被设计来接收适用于建立多信道声音效果的至少两个音频信道信号(A1，A2，A3，A4，A5)，其每个音频信道信号(A1，A2，A3，A4，A5)是可经由与它相关的声音接收装置(76，77，78，79，80)接收的，以及被设计成在考虑到藉助于电路(15)生成的至少一项室内区域定位信息(S1，S2)的情况下来调整由该至少一项室内区域定位信息(S1，S2)表示的、声音接收装置(76，77，78，79，80)对于室内区域(12)的接收特性。
11.如权利要求10中要求的音频信号接收射系统(75)，其中提供了第二存储器级(82)，预定用来存储表示在电路(15)与各个声音接收装置(76，77，78，79，80)之间的相对位置的第二项位置信息(PI2)，以及其中音频信道信号接收装置进一步被设计成把接收特性调整到通过使用至少一项室内区域定位信息(S1，S2)已被定位的室内区域(12)。
12.一种用于对一个藉助于定位信号生成装置(13)生成和发射的光定位信号(LS)从其中起源的室内区域(12)进行定位的方法，其中定位信号(LS)是在位于离要被定位的室内区域(12)一个距离(R)处藉助于接收装置(17)以光学方式接收的，以及其中通过使用所接收的光定位信号(LS)，确定和发射表示在接收装置(17)与室内区域(12)之间的距离(R)的第一项室内区域定位信息(S1)。
13.如在权利要求12中要求的方法，其中另外还通过使用所接收的光定位信号(LS)来确定和发射表示在接收装置(17)与室内区域(12)之间的方向(D)的第二项室内区域定位信息(S2)。
14.如在权利要求12或13中要求的方法，其中可藉助于遥控装置(13)生成的、并形成光定位信号(LS)的光控制信号被处理或被使用来对室内区域(12)进行定位。
15.如在权利要求12或13中要求的方法，其中定位信号(LS)通过至少两个光敏感的传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)被接收，以及在每种情形下生成和发射传感器信号(SS1，SS2，SS3，SS4，SS5，SS6，SS7，SS8，SS9，SS10，SS11，SS12，SS13，SS14，SS15)，该传感器信号(SS1，SS2，SS3，SS4，SS5，SS6，SS7，SS8，SS9，SS10，SS11，SS12，SS13，SS14，SS15)表示在所涉及到的传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)处存在的定位信号(LS)的强度(I)，以及其中通过使用由传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)发出的传感器信号(SS1，SS2，SS3，SS4，SS5，SS6，SS7，SS8，SS9，SS10，SS11，SS12，SS13，SS14，SS15)，对定位信号(LS)从其中起源的室内区域(12)进行定位。
16.如在权利要求15中要求的方法，其中至少一个传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)从与所涉及的传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)相关的至少一个接收扇区接收定位信号(LS)。
17.如在权利要求15中要求的方法，其中由至少一个传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)从至少部分地互相重叠的接收扇区同时接收定位信号(LS)，每个接收扇区具有与它相关的一个传感器(22，23，24，25；29，30，31，32，33，34，35，36；61，62，63)。
全文摘要
在用于对一个室内区域(12)进行定位的定位设备(14)的电路(15)中(一个藉助于定位信号生成级(13)生成和发射出的光定位信号(LS)就是起源于该室内区域(12)中的)，首先提供了接收装置(17)，它被安排在离要被定位的室内区域(12)一个距离(R)和被设计成以光学方式接收可从室内区域(12)馈送给它们的光定位信号(LS)，以及第二，提供一个确定装置(26)，它被设计成使用所接收的光定位信号(LS)来确定和发射出代表在接收装置(26)与室内区域(12)之间的距离的一项室内区域定位信息(S1)。
文档编号H04R3/00GK1836466SQ200480023504
公开日2006年9月20日 申请日期2004年6月9日 优先权日2003年6月16日
发明者T·韦泽 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司