專利名稱：車輛的揚(yáng)聲器陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及揚(yáng)聲器。更具體地，本發(fā)明涉及一種車輛中的揚(yáng)聲器陣列。
背景技術(shù)：
揚(yáng)聲器線性陣列技術(shù)已經(jīng)使用了多年。通常揚(yáng)聲器線性陣列用于聲音加強(qiáng)系統(tǒng)。在其最簡(jiǎn)單的形式中，相鄰的線性陣列傳感器的相互作用修改了線性陣列的聲輻射特征。在商業(yè)應(yīng)用中，線性陣列的主軸通常垂直布置。一種示例性的垂直布置的線性陣列是用于大型表演場(chǎng)所的JBL Pro VerTec揚(yáng)聲器陣列。
車輛通常包括有一定形式的帶有揚(yáng)聲器的音頻系統(tǒng)。調(diào)諧和優(yōu)化車輛中的音頻信號(hào)通常比在普通房間(如家里)要困難。在車輛中，揚(yáng)聲器必須要置于車輛制造商提供的可用空間中，而不是放在最佳的收聽(tīng)位置，例如在家庭影院系統(tǒng)中揚(yáng)聲器的通常位置。此外，障礙物(例如前座、乘客等等)對(duì)揚(yáng)聲器發(fā)射出的聲波形成了妨礙。另外，玻璃、塑料和其它反射性強(qiáng)的表面和座椅、車廂頂蓬內(nèi)襯等等形成了聲音吸收表面，從而會(huì)造成不良的聲場(chǎng)。被反射的聲音可能與揚(yáng)聲器發(fā)射的聲波是異相的，并可能引起多通帶濾波。另外，聲音的吸收會(huì)消除頻率或頻率的范圍。結(jié)果，立體聲形成的圖像可能不準(zhǔn)確，并且/或者帶有其它不良特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了車輛中的揚(yáng)聲器陣列。該揚(yáng)聲器陣列可在車輛中運(yùn)行，該車輛具有包括傳感器陣列和相關(guān)放大器的音頻系統(tǒng)，從而為車輛中的收聽(tīng)者生成單聲道、立體聲或者多通道聲場(chǎng)圖像。該傳感器陣列由多個(gè)微型寬帶揚(yáng)聲器組成，這些揚(yáng)聲器可位于車輛窗戶(例如擋風(fēng)玻璃)和車輛中的水平架或擋板(例如儀表板)相交的地方。換句話說(shuō)，揚(yáng)聲器陣列可置于窗戶和擋板的匯合處。
該陣列由一個(gè)或者多個(gè)音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)，該音頻信號(hào)是由一組被處理器控制的多通道自動(dòng)放大器提供的，該放大器能夠?qū)ⅹ?dú)立的處理器/放大器能量提供給陣列中的各個(gè)揚(yáng)聲器。通過(guò)將陣列設(shè)置成水平穿過(guò)車輛縱向延伸成一條直線，該陣列可在整個(gè)陣列的側(cè)向上提供精確的成像。換句話說(shuō)，盡管聲音實(shí)際上從每個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)出，當(dāng)陣列由單一的信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，從收聽(tīng)者的角度來(lái)看，感覺(jué)到聲音是從位于收聽(tīng)者正前方(或者后方)的揚(yáng)聲器發(fā)射的。類似地，當(dāng)陣列由立體聲信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可根據(jù)發(fā)射聲音的相位/延遲和振幅選擇將該精確成像而定位于陣列上的任何位置。
由于陣列的物理位置，以及陣列中包括的直徑相對(duì)較小的揚(yáng)聲器，聲場(chǎng)的水平覆蓋圖樣可有效地使聲場(chǎng)成像變窄和集中。此外，垂直覆蓋圖樣可被拓寬。但是，由于陣列相對(duì)于反射表面的位置，收聽(tīng)者感覺(jué)到的圖像變窄。因?yàn)檐囕v中的乘客位于揚(yáng)聲器陣列的近場(chǎng)內(nèi)部，所以圖像的清晰度也會(huì)大大提高。換句話說(shuō)，車輛中的收聽(tīng)者可收聽(tīng)陣列中的不同部分。因此，當(dāng)揚(yáng)聲器陣列的不同部分由多通道音頻信號(hào)(例如左和右聲道信號(hào))驅(qū)動(dòng)時(shí)，可獲得清楚和分離的獨(dú)立通道的成像。由于揚(yáng)聲器陣列產(chǎn)生了在側(cè)向上狹窄且集中的聲場(chǎng)成像，所以在獲得清楚和分離的成像的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)最小的串?dāng)_。此外，通過(guò)感覺(jué)到的由直接和反射聲音的結(jié)合所產(chǎn)生的在垂直方向上狹窄且集中的聲場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)清楚和分離的成像。
可采用不同的音頻信號(hào)處理配置來(lái)進(jìn)一步控制揚(yáng)聲器陣列生成的聲場(chǎng)的覆蓋圖樣。例如，可利用信號(hào)延遲將陣列生成的音頻內(nèi)容集中在駕駛員和/或乘客位置。也可使用振幅校正(amplitude shading)來(lái)減小串?dāng)_并集中該陣列。選擇性地使用延遲、振幅校正和使驅(qū)動(dòng)陣列中揚(yáng)聲器的音頻信號(hào)反向可在車輛中為一個(gè)或者多個(gè)乘客形成私密區(qū)。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，參看以下的附圖和詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。所有這些其它的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)都包括在該說(shuō)明和本發(fā)明的范圍中，并且由所附的權(quán)利要求保護(hù)。


參考隨后附圖和說(shuō)明可以更好地理解本發(fā)明。圖中的構(gòu)件并不一定是按比例繪制的，其重點(diǎn)放在說(shuō)明本發(fā)明的原理上。此外，在圖中，不同視圖中類似的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部分。
圖1是包括聲音系統(tǒng)的示例車輛的平面視圖。
圖2是示例車輛和聲音系統(tǒng)的一部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是圖1所示的示例揚(yáng)聲器陣列的示意圖。
圖4是車輛中示例揚(yáng)聲器陣列的頻率響應(yīng)圖。
圖5是圖1所示的另一個(gè)示例揚(yáng)聲器陣列的示意圖。
圖6是使圖5所示揚(yáng)聲器陣列對(duì)準(zhǔn)某一確定方向的一系列延遲數(shù)據(jù)的表格。
圖7是圖1所示再一個(gè)示例揚(yáng)聲器陣列的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是包括音頻系統(tǒng)100的車輛的平面圖。盡管其它類型的交通工具，例如卡車、公共汽車、船、摩托車和飛機(jī)，也可作為其它示例，在示出的示例中，該交通工具是汽車。盡管示出了具體示例的構(gòu)造，也可以使用其它包括有較少或者更多音頻系統(tǒng)元件的結(jié)構(gòu)。音頻系統(tǒng)100包括單獨(dú)的線性揚(yáng)聲器線性陣列102和音頻處理系統(tǒng)104。
該揚(yáng)聲器線性陣列102包括多個(gè)揚(yáng)聲器106。揚(yáng)聲器線性陣列102包括至少四個(gè)排列成一排的揚(yáng)聲器106。也可使用其它構(gòu)造的揚(yáng)聲器線性陣列，例如在一個(gè)陣列中具有多行揚(yáng)聲器，或者線性陣列中的揚(yáng)聲器被布置成彼此之間基本上非線性排列，例如在水平和/或垂直方向上偏開(kāi)。此外，可在車輛中的各個(gè)位置處布置一個(gè)或者多個(gè)揚(yáng)聲器線性陣列。
揚(yáng)聲器線性陣列102中的揚(yáng)聲器106可以是寬帶的，例如20Hz到20kHz。此外，揚(yáng)聲器106的直徑可以很小，例如直徑大約為12.5mm、30.0mm或者大約在50.0mm以內(nèi)的任何其它直徑。揚(yáng)聲器106的結(jié)構(gòu)包括連接到一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)器的面板，和/或沒(méi)有外殼。也可使用其它的揚(yáng)聲器106，例如包括外殼的揚(yáng)聲器。此外，該激勵(lì)器可包括傳感器和/或驅(qū)動(dòng)器，例如連接到錐體或者振膜的傳感器。另外，揚(yáng)聲器106可以是(或者可以包括)帶有短軸為50mm或更小且主軸為任意長(zhǎng)度的輻射面的電動(dòng)平面揚(yáng)聲器。一個(gè)示例的揚(yáng)聲器為Harman Multimedia生產(chǎn)的Odyssey1或者Odeyssey2揚(yáng)聲器。Harman Multimedia是加利福尼亞州Northridge的Harman International Industries Incorporated的分公司。
音頻處理系統(tǒng)104可以是能夠生成放大音頻信號(hào)以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的硬件和軟件的任何組合。音頻處理系統(tǒng)104可包括多個(gè)音頻元件，例如收音機(jī)、電話、游戲機(jī)(game counsel)、CD、DVD、其派生物，例如超級(jí)音頻、藍(lán)色激光和高清晰度裝置等等。音頻處理系統(tǒng)104可使用或產(chǎn)生一個(gè)通道的音源材料(單聲道)、兩個(gè)通道的音源材料(如左和右立體聲信號(hào))、5.1通道音頻信號(hào)、6通道音頻信號(hào)、7.1通道音頻信號(hào)和/或任何其它音源材料。該音頻處理系統(tǒng)104可控制用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器106的音頻信號(hào)的振幅、相位、混頻比例、均衡等等。來(lái)自車輛中的數(shù)據(jù)總線、傳聲器和/或其它任何轉(zhuǎn)換裝置的信息可與音頻處理系統(tǒng)104一起控制混頻及對(duì)準(zhǔn)參數(shù)(aiming parameter)。
揚(yáng)聲器線性陣列102中的每個(gè)揚(yáng)聲器106可由音頻處理系統(tǒng)104中包括的音頻放大器的分離通道提供的音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)?；蛘撸鄠€(gè)揚(yáng)聲器106可同時(shí)由音頻放大器的單獨(dú)通道提供的音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)。多個(gè)揚(yáng)聲器106可以成組，以便相鄰地放置揚(yáng)聲器106?；蛘撸鄠€(gè)揚(yáng)聲器106可在揚(yáng)聲器線性陣列102中對(duì)稱或者不對(duì)稱地分散布置。放大器的各個(gè)通道也可包括處理器，例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，其可提供復(fù)雜的處理，包括均衡、濾波、延遲和限幅器/壓縮性能。例如，為了車輛中一個(gè)或多個(gè)收聽(tīng)位置處的扁平響應(yīng)，可對(duì)揚(yáng)聲器線性陣列102的頻率響應(yīng)進(jìn)行均衡。
車輛還可包括前揚(yáng)聲器、側(cè)揚(yáng)聲器、后揚(yáng)聲器，一個(gè)或者多個(gè)副低音擴(kuò)音器(subwoofer)、坐椅靠背揚(yáng)聲器等等，它們由音頻處理系統(tǒng)104驅(qū)動(dòng)，以便與揚(yáng)聲器線性陣列102協(xié)同工作。這些其它的揚(yáng)聲器可包括頻率響應(yīng)在預(yù)定范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器，例如高音擴(kuò)音器(tweeter)、中音擴(kuò)音器或者低音擴(kuò)音器。
音頻處理系統(tǒng)104還可包括處理，例如數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)，以控制揚(yáng)聲器線性陣列102的聲輻射特征。具體地，可利用信號(hào)延遲和/或振幅/相位的修改來(lái)改變揚(yáng)聲器線性陣列102的覆蓋圖樣。該處理也可使揚(yáng)聲器線性陣列102實(shí)現(xiàn)交互式的對(duì)準(zhǔn)，從而覆蓋車輛中的一個(gè)或多個(gè)特定收聽(tīng)區(qū)域?？蓪?duì)揚(yáng)聲器線性陣列102中的揚(yáng)聲器106進(jìn)行信號(hào)延遲和/或振幅校正(amplitude shading)，從而通過(guò)更改各個(gè)傳感器之間聲波的相互作用，有效地改變來(lái)自陣列的聲輻射形態(tài)。
此外，可使用更多的復(fù)雜算法，以便同時(shí)在揚(yáng)聲器線性陣列102上添加多個(gè)覆蓋圖樣特征。多個(gè)覆蓋圖樣特征可使得聲場(chǎng)被修改為同時(shí)適應(yīng)車輛內(nèi)的多個(gè)收聽(tīng)位置(座位)。另外，通過(guò)管理?yè)P(yáng)聲器線性陣列102中的揚(yáng)聲器106之間的相位關(guān)系，可以生成無(wú)信號(hào)區(qū)域。因此，可以生成分區(qū)的音頻。
帶寬的限制限制了分區(qū)的音頻，由于陣列尺寸與波長(zhǎng)的比率，該帶寬限制限制了覆蓋圖樣的控制范圍。這樣的分區(qū)音頻的說(shuō)明性示例能夠在車輛中兩個(gè)不同座位上同時(shí)聽(tīng)到兩個(gè)語(yǔ)音廣播節(jié)目，而不會(huì)出現(xiàn)音頻重疊。這可以提供個(gè)人的音頻私密性，就像收聽(tīng)者戴著耳機(jī)一樣。生成分區(qū)音頻和無(wú)信號(hào)區(qū)域的能力對(duì)于免提電話通訊也有很大的幫助。例如，分區(qū)音頻可從司機(jī)與第三方以免提電話交談中給乘客提供私密性。司機(jī)可以在接收到呼入電話時(shí)通過(guò)啟用使用分區(qū)音頻和無(wú)信號(hào)區(qū)域的“私密模式”來(lái)實(shí)現(xiàn)保密。
說(shuō)明性的車輛包括若干大致平坦的表面，其匯合在帶有玻璃聲音反射表面的外圍邊緣處。例如，車輛通常有水平架，其包括儀表板110、后擋板112、側(cè)窗擋板114和車廂頂蓬內(nèi)襯擋板116。揚(yáng)聲器線性陣列102可置于一個(gè)或多個(gè)靠近相鄰放置的反射表面的水平架中/上。因此，縱向延伸的揚(yáng)聲器線性陣列102形成的線與附近的聲音反射表面大體平行。
在說(shuō)明性的示例中，揚(yáng)聲器線性陣列102設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)除霜口118和擋風(fēng)玻璃120之間的儀表板110上的狹窄的較淺區(qū)域。優(yōu)選地，該區(qū)域不與車輛廠商所采用的機(jī)械或工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)生沖突。在一個(gè)示例中，揚(yáng)聲器線性陣列102包括五個(gè)揚(yáng)聲器106，它們?cè)谡麄€(gè)儀表板110上以相等的距離間隔布置，因此，第一揚(yáng)聲器106靠近車輛的一側(cè)布置，第二揚(yáng)聲器106靠近車輛的相對(duì)一側(cè)布置，第三、第四和第五揚(yáng)聲器106在第一和第二揚(yáng)聲器106之間等距離間隔布置，以形成一條水平線。在另一個(gè)示例中，很多揚(yáng)聲器106可連續(xù)布置，以形成如圖1所示的從車輛一側(cè)到車輛的相對(duì)一側(cè)水平延伸的一條水平線。在再一個(gè)示例中，任意數(shù)量的揚(yáng)聲器106可在整個(gè)車輛上等距離間隔布置，以形成一條水平線。在其它示例中，至少一部分揚(yáng)聲器106并非相互等距離地間隔布置。
因?yàn)閮x表板110必須配合車輛的車廂，儀表板110大體延伸過(guò)車輛的整個(gè)寬度。例如，儀表板可能比車輛車廂的內(nèi)徑短5-10mm。此外，因?yàn)閾P(yáng)聲器線性陣列102也許不能完全延伸到儀表板的對(duì)面，所以揚(yáng)聲器線性陣列102是大體延伸過(guò)車輛的整個(gè)寬度。例如，揚(yáng)聲器線性陣列102的近端和遠(yuǎn)端可設(shè)置在距離車輛車廂內(nèi)壁形成的邊界10-30mm處。
揚(yáng)聲器線性陣列106可形成與擋風(fēng)玻璃120基本平行的線。在一個(gè)例子中，揚(yáng)聲器線性陣列106形成的線為直線。在另一個(gè)示例中，揚(yáng)聲器線性陣列106形成具有預(yù)定曲率半徑的線。在再一個(gè)實(shí)施例中，揚(yáng)聲器線性陣列106可形成包括多個(gè)不同或相同曲率半徑的線。在另一個(gè)實(shí)施例中，揚(yáng)聲器陣列106可形成具有至少一個(gè)直線部分和至少一個(gè)帶有曲率半徑的部分的線。
將揚(yáng)聲器線性陣列102設(shè)置在靠近儀表板110與擋風(fēng)玻璃120匯合處的位置可以減少在其它位置設(shè)置揚(yáng)聲器的需要，并且避免與整車裝置的可用位置相關(guān)的沖突。此外，由于緊靠擋風(fēng)玻璃120提供的成角度的聲音反射表面，揚(yáng)聲器線性陣列102可被優(yōu)化來(lái)進(jìn)行聲音成像(sound imaging)并提供定義明確的圖像。
在另外的示例中，或者此外，揚(yáng)聲器線性陣列102可置于緊靠車輛后擋風(fēng)玻璃122的后圍上蓋板112中。在另一個(gè)示例中，或者此外，揚(yáng)聲器線性陣列102可置于緊靠相應(yīng)側(cè)擋風(fēng)玻璃124的一個(gè)或者多個(gè)側(cè)窗擋板114中。當(dāng)揚(yáng)聲器線性陣列102置于在車輛同一側(cè)的多個(gè)側(cè)窗擋板114中時(shí)，每個(gè)側(cè)窗擋板114可以具有獨(dú)立的揚(yáng)聲器線性陣列102，或者單個(gè)揚(yáng)聲器線性陣列102可以分散在多個(gè)側(cè)窗擋板114中。在另一個(gè)示例中，或者此外，揚(yáng)聲器線性陣列102置于緊靠一個(gè)或者多個(gè)相應(yīng)側(cè)擋風(fēng)玻璃124的車廂頂蓬內(nèi)襯擋板116中。
圖2是圖1所示車輛的一部分結(jié)構(gòu)的剖面圖，其包括儀表板110、擋風(fēng)玻璃120和揚(yáng)聲器線性陣列102中的一個(gè)揚(yáng)聲器106。為清楚起見(jiàn)，僅示出了揚(yáng)聲器線性陣列102的一個(gè)揚(yáng)聲器106，然而，揚(yáng)聲器陣列中的所有揚(yáng)聲器106都可以相似地示出和說(shuō)明。揚(yáng)聲器106被特別置于除霜口118和儀表板110與擋風(fēng)玻璃120的交點(diǎn)202之間。在這個(gè)說(shuō)明性的示例中，揚(yáng)聲器106距離交點(diǎn)202一個(gè)預(yù)定的距離“X”。如下所述，揚(yáng)聲器106可靠近交點(diǎn)202布置，以獲得期望的在垂直方向上拓寬的圖樣覆蓋，同時(shí)使收聽(tīng)者所感受的音場(chǎng)在垂直方向上變窄。因此，預(yù)定距離“X”盡可能小，可以僅是容納揚(yáng)聲器106的物理尺寸所需的距離。
通常，儀表板110的表面和擋風(fēng)玻璃120的表面實(shí)際上并沒(méi)有相交，而是匯合在交點(diǎn)202處。該匯合點(diǎn)通常沿著儀表板110和擋風(fēng)玻璃120表面部分的外圍邊緣。因此，儀表板110和在儀表板110之上延伸的擋風(fēng)玻璃120之間的角(θ)是按照擋風(fēng)玻璃120相對(duì)于儀表板110的傾角或者斜度形成的。
揚(yáng)聲器106安裝于儀表板110上，且揚(yáng)聲器106的前表面大致平行于儀表板110的表面，而且基本上面向垂直方向。因?yàn)閮x表板110形成有各種突起和部件，所以揚(yáng)聲器線性陣列102是大體平行于儀表板110。每個(gè)揚(yáng)聲器106的前表面也可至少部分地面對(duì)擋風(fēng)玻璃120。當(dāng)揚(yáng)聲器線性陣列102中的各個(gè)揚(yáng)聲器106由音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，聲波從各個(gè)揚(yáng)聲器106的前表面發(fā)射出來(lái)。
由于揚(yáng)聲器106的全向(omni-directional)特征，從揚(yáng)聲器106發(fā)射出的聲波可被定義為直接聲音脈沖204和反射聲音脈沖206。此外，由于揚(yáng)聲器106的直徑相對(duì)較小，例如19mm，與較大直徑的揚(yáng)聲器相比，例如90mm直徑的揚(yáng)聲器，脈沖204和206的振幅相對(duì)較大，而持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短。一部分直接聲音脈沖204a是不被反射或以其它方式被聲反射和/或聲吸收表面阻礙的聲波。反射聲音脈沖206是由擋風(fēng)玻璃120反射了一部分直接聲音脈沖204b而生成的。作為反射的結(jié)果，在與揚(yáng)聲器106所在位置相對(duì)的擋風(fēng)玻璃120一側(cè)形成了虛擬揚(yáng)聲器210。
虛擬揚(yáng)聲器210被旋轉(zhuǎn)為大體垂直的位置。由于擋風(fēng)玻璃120的角度，虛擬揚(yáng)聲器210的位置可以是大體垂直。擋風(fēng)玻璃120的角度可以在30度和90度之間變化。例如，當(dāng)擋風(fēng)玻璃角度在45度時(shí)，虛擬揚(yáng)聲器210的前表面垂直于揚(yáng)聲器106的前表面。如果擋風(fēng)玻璃角度小于45度，虛擬揚(yáng)聲器210的前表面朝向儀表板110形成一定角度。如果是另一種情況，擋風(fēng)玻璃120的角度大于45度，虛擬揚(yáng)聲器210的前表面偏離儀表板110形成一定角度。
虛擬揚(yáng)聲器210可在儀表板110上方垂直距離為“Y”處提供反射聲音脈沖206。該垂直距離是基于揚(yáng)聲器106的前表面和擋風(fēng)玻璃120的表面之間的距離。此外，該垂直距離受到擋風(fēng)玻璃120的角度(θ)的約束，例如30度、35度、40度、45度和50度。由于反射的原因，反射聲音脈沖206的路徑比直接聲音脈沖204略長(zhǎng)。換句話說(shuō)，在直接聲音脈沖204和反射聲音脈沖206之間存在有一定的相位差。
為了減小相位差，可將揚(yáng)聲器106大體置于交點(diǎn)202處。由于物理?yè)P(yáng)聲器的安裝約束，揚(yáng)聲器106可接近、鄰接或與交點(diǎn)202并列地安裝，使之大致處于交點(diǎn)202的位置。可通過(guò)減小直接聲音脈沖204a和反射聲音脈沖206之間的路徑長(zhǎng)度差異來(lái)實(shí)現(xiàn)相位差的減小。
相位差的最小化可使同一揚(yáng)聲器106的直接聲音脈沖204a和反射聲音脈沖206相長(zhǎng)地基本上同相位地合并，從而感覺(jué)形成了單獨(dú)的聲源。“基本上同相位”是指在頻率約為100Hz到約為10kHz之間的相移小于90度。由于揚(yáng)聲器106和虛擬揚(yáng)聲器210相對(duì)非?？拷?，這種感覺(jué)到的單獨(dú)聲源也使得收聽(tīng)者感覺(jué)到合成的垂直聲場(chǎng)變窄并集中。但是，由于直接和反射聲音脈沖204和206結(jié)合的原因，垂直覆蓋實(shí)際上被拓寬了。因此，收聽(tīng)者相對(duì)于揚(yáng)聲器陣列的高度變化仍然可以提供變窄的、集中的且定義明確的垂直聲場(chǎng)的感受效果。
在揚(yáng)聲器線性陣列102中的各個(gè)揚(yáng)聲器106相長(zhǎng)地將揚(yáng)聲器106的直接聲音脈沖204a和同樣的揚(yáng)聲器106的反射聲音脈沖206合并。因此，直接和反射聲的振幅基本上相近。脈沖的“相長(zhǎng)地合并”是指兩種聲波合并形成聲波，該聲波的頻率響應(yīng)偏差在約100Hz和約10kHz之間平均小于+/-5dB。
作為“兩個(gè)”聲源(實(shí)際揚(yáng)聲器和虛擬揚(yáng)聲器)合并的結(jié)果，靈敏性和聲音輸出在振幅上被加倍。由于靠近擋風(fēng)玻璃120的成角度的聲音反射表面，所以垂直聲音覆蓋被拓寬，同時(shí)感受到在垂直方向上狹窄、清晰、圖像定義明確的聲場(chǎng)。此外，由于單行的揚(yáng)聲器陣列構(gòu)造，感受到的聲音圖像在水平方向上也很清晰。因此，收聽(tīng)者所感覺(jué)到的揚(yáng)聲器線性陣列102產(chǎn)生的合成覆蓋圖樣是在垂直方向和水平方向上都較狹窄和集中的聲場(chǎng)。由于聲場(chǎng)在垂直方向和水平方向上較為集中，揚(yáng)聲器線性陣列102產(chǎn)生的聲音圖像的成像和感覺(jué)會(huì)特別清晰、清楚、定義明確，并且其尺寸是有限的。
在車輛中，揚(yáng)聲器線性陣列102可按照其主軸水平布置。在這樣的布置方向中，揚(yáng)聲器線性陣列102能夠沿著水平軸提供覆蓋圖樣控制。此外，揚(yáng)聲器線性陣列102的位置緊靠、相鄰或者和儀表板(IP)110與擋風(fēng)玻璃120的交點(diǎn)202并列，從而形成揚(yáng)聲器線性陣列102中的各個(gè)揚(yáng)聲器106的聲反射或者虛擬(鏡像)圖像。結(jié)果，揚(yáng)聲器線性陣列102的有效靈敏度和最大輸出增加。此外，揚(yáng)聲器線性陣列102還可包括在水平軸上的覆蓋圖樣控制和在垂直軸上的感受覆蓋圖樣控制。為了獲得最佳的覆蓋，根據(jù)再現(xiàn)頻率的音頻波長(zhǎng)可以計(jì)算相鄰揚(yáng)聲器106之間的距離。還可監(jiān)視并有效控制揚(yáng)聲器線性陣列102頻率響應(yīng)的左右和上下變化。
圖3是說(shuō)明安裝于車輛上的示例性彎曲揚(yáng)聲器線性陣列302的示意圖。在該示例中，揚(yáng)聲器線性陣列302包括五十四個(gè)連續(xù)排列的揚(yáng)聲器，其設(shè)置于儀表板上，形成如上所述緊靠車輛擋風(fēng)玻璃的單獨(dú)一排揚(yáng)聲器陣列。在其它的示例中，任意其它數(shù)量的揚(yáng)聲器可在車輛中的上述位置形成揚(yáng)聲器線性陣列302。揚(yáng)聲器線性陣列302具有一定寬度(W)304，其基本上是車輛的寬度。也可采用其它寬度，例如車輛寬度的一部分。揚(yáng)聲器線性陣列302可被設(shè)置形成具有確定的曲率半徑(R)306，該曲率半徑與車輛擋風(fēng)玻璃的曲率半徑相對(duì)應(yīng)。在所示的示例中，寬度(W)304為大約1146cm，根據(jù)寬度(W)304，曲率半徑(R)306大約為1870cm。在其它的示例中，曲率半徑(R)306可小于2米，寬度(W)304可小于1.5米。在示例的揚(yáng)聲器線性陣列302中，各個(gè)揚(yáng)聲器為19mm直徑的寬帶驅(qū)動(dòng)器(約350Hz到約20kHz)。
揚(yáng)聲器線性陣列302可安裝在儀表板中?；蛘?，揚(yáng)聲器線性陣列302可使用五十四個(gè)獨(dú)立的模塊化的揚(yáng)聲器/外殼的組合。陣列中的揚(yáng)聲器可以預(yù)定的中心到中心的側(cè)向間距連續(xù)地排列。在示例的揚(yáng)聲器線性陣列302中，中心到中心的側(cè)向間距為大約21.6mm。驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器線性陣列302的音頻信號(hào)也可驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)離揚(yáng)聲器線性陣列302的其它位置處的揚(yáng)聲器，例如置于車輛前門中的200mm低音擴(kuò)音器?？蓪?duì)提供給其它揚(yáng)聲器的音頻信號(hào)進(jìn)行濾波。例如低音擴(kuò)音器的揚(yáng)聲器可接收在約400Hz處高通濾波的音頻信號(hào)。
在圖3中，還示出了前駕駛員位置310和前乘客位置312。根據(jù)車輛前座的可滑動(dòng)位置，將位置310和312置于預(yù)定的距離范圍(D)314。距離(D)設(shè)置在揚(yáng)聲器線性陣列302的近場(chǎng)之中。根據(jù)聲源的尺寸確定揚(yáng)聲器的近場(chǎng)。在單獨(dú)一排揚(yáng)聲器陣列的情況下，聲源的尺寸為揚(yáng)聲器陣列的長(zhǎng)度。每個(gè)位置310和312也以預(yù)定距離(C)318偏離揚(yáng)聲器線性陣列302的中心軸316。在所示的示例中，預(yù)定距離(C)318大約為37cm。
使用各種結(jié)構(gòu)的揚(yáng)聲器線性陣列302進(jìn)行客觀和主觀性能測(cè)試。在第一示例結(jié)構(gòu)中，單個(gè)的音頻信號(hào)(單聲道)被用來(lái)驅(qū)動(dòng)整個(gè)揚(yáng)聲器線性陣列302。在該示例中，車輛整個(gè)前座區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)獲得了良好的覆蓋。感覺(jué)到的聲源寬度相對(duì)較窄，并且感覺(jué)是來(lái)自揚(yáng)聲器線性陣列302中的單獨(dú)一個(gè)揚(yáng)聲器。當(dāng)收聽(tīng)者在揚(yáng)聲器線性陣列302前方水平地從一端到另一端移動(dòng)，由于所產(chǎn)生聲場(chǎng)的側(cè)向覆蓋圖樣狹窄且集中，聲源似乎總是從收聽(tīng)者正前方的位置產(chǎn)生的。因此，當(dāng)收聽(tīng)者沿著揚(yáng)聲器線性陣列302的中心軸316而定位時(shí)，居中的單一聲源是特別有效的音頻源材料，因?yàn)槠渎?tīng)起來(lái)像是來(lái)自揚(yáng)聲器線性陣列302的正中心，所以當(dāng)收聽(tīng)者實(shí)際上接收整個(gè)揚(yáng)聲器線性陣列302的水平和垂直覆蓋圖樣時(shí)，好像只有揚(yáng)聲器線性陣列302中心的揚(yáng)聲器(所示示例中的揚(yáng)聲器27)在工作。
圖4是基于用未被均衡的單個(gè)(單一的)音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)圖3的整個(gè)揚(yáng)聲器線性陣列302的一套頻率響應(yīng)曲線。在圖4中，示出了在前駕駛員位置310處的揚(yáng)聲器線性陣列302的第一未均衡頻率響應(yīng)402。此外，還示出了在前乘客位置312處的未均衡頻率響應(yīng)404。最后，示出了位于中心軸316上距離(D)314(圖3)處的中心位置320的未均衡頻率響應(yīng)406。
很明顯，使用揚(yáng)聲器線性陣列302顯著地減少了頻率響應(yīng)中的偏離量，而在很多車輛的傳統(tǒng)音頻系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。由于揚(yáng)聲器線性陣列302提供的聲場(chǎng)的側(cè)向覆蓋圖樣狹窄且集中，在前駕駛員位置310、中心位置320和前乘客位置312處的揚(yáng)聲器線性陣列302的各個(gè)頻率響應(yīng)大體相似。在前駕駛員位置310、中心位置320和前乘客位置312處的揚(yáng)聲器陣列的原始頻率響應(yīng)包括3-dB/8度的高頻衰減(roll off)，如圖所示。該衰減是由于揚(yáng)聲器線性陣列302的彎曲造成的。揚(yáng)聲器線性陣列302中的單個(gè)揚(yáng)聲器的響應(yīng)基本上是扁平的。
在圖3中，在另一個(gè)示例結(jié)構(gòu)中，可由右音頻信道饋入的右半部陣列(驅(qū)動(dòng)器1-27)和左側(cè)音頻信道饋入的左半部陣列(驅(qū)動(dòng)器28-54)以立體聲驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器線性陣列302。在該示例結(jié)構(gòu)中，陣列中的單獨(dú)揚(yáng)聲器沒(méi)有延遲或校正(shading)，但是可以使用均衡來(lái)修正3-dB/8度的高頻衰減。利用立體聲節(jié)目的素材，揚(yáng)聲器線性陣列302可以獲得與單聲道信號(hào)完全不同的聲場(chǎng)效果。當(dāng)從中心處或者靠近中心處320收聽(tīng)時(shí)，生成清晰的、定義明確的立體聲圖像，其具有在整個(gè)揚(yáng)聲器線性陣列302寬度內(nèi)的寬泛信號(hào)(panned signal)的精確立體聲圖像。
由于揚(yáng)聲器線性陣列302中的揚(yáng)聲器的覆蓋圖樣在水平方向上狹窄且集中，收聽(tīng)者感覺(jué)到的圖像與大致在儀表板正中心的單個(gè)揚(yáng)聲器106所產(chǎn)生的相似，所以中心的立體聲圖像尤其顯著。此外，由于感覺(jué)到的反射音頻聲音產(chǎn)生的覆蓋圖樣在垂直方向上狹窄且集中，無(wú)論收聽(tīng)者相對(duì)于揚(yáng)聲器線性陣列302的高度如何，收聽(tīng)者都可以感覺(jué)到圖像來(lái)自于揚(yáng)聲器線性陣列和反射音頻聲音的組合。
利用狹窄和集中的聲場(chǎng)產(chǎn)生的對(duì)定義明確的、精確的立體聲圖像的感覺(jué)是基于揚(yáng)聲器線性陣列302的指向性特征。此外，狹窄和集中的聲場(chǎng)可以讓收聽(tīng)者收聽(tīng)從揚(yáng)聲器線性陣列302不同部分發(fā)出的聲音。換句話說(shuō)，由于所感受到的由獨(dú)立揚(yáng)聲器106產(chǎn)生的聲場(chǎng)在垂直方向和水平方向上具有緊湊和集中的束狀特征，不同揚(yáng)聲器106或陣列中揚(yáng)聲器106的若干部分可以被收聽(tīng)者的每個(gè)耳朵聽(tīng)到。因此，狹窄和集中的聲場(chǎng)的指向性可通過(guò)保持左右立體聲信號(hào)各自聲束的分離而有效地消除串話干擾。換句話說(shuō)，揚(yáng)聲器線性陣列302的左半部可為收聽(tīng)者的左耳提供聲場(chǎng)，而揚(yáng)聲器線性陣列302的右半部可為收聽(tīng)者的右耳提供聲場(chǎng)。
圖5是另一個(gè)示例結(jié)構(gòu)中的揚(yáng)聲器線性陣列302的原理圖。與上述示例結(jié)構(gòu)相似，揚(yáng)聲器線性陣列302可以被由右音頻信道饋入的右半部陣列(驅(qū)動(dòng)器1-27)和左側(cè)音頻信道饋入的左半部陣列(驅(qū)動(dòng)器28-54)以立體聲驅(qū)動(dòng)。然而，在該示例中，為改進(jìn)前駕駛員位置310處的立體聲圖像，可將揚(yáng)聲器線性陣列302矯直且對(duì)準(zhǔn)前駕駛員位置310?？梢酝ㄟ^(guò)使用延遲來(lái)執(zhí)行揚(yáng)聲器線性陣列302的矯直和對(duì)準(zhǔn)。驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器陣列中302的每個(gè)揚(yáng)聲器的每個(gè)音頻信號(hào)的選擇性延遲可用來(lái)控制和/或?qū)?zhǔn)陣列產(chǎn)生的聲場(chǎng)/成像。
用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器線性陣列302的音頻信號(hào)的信號(hào)處理延遲可用于在位置310和312處矯直和對(duì)準(zhǔn)揚(yáng)聲器線性陣列302?；蛘?，可以矯直揚(yáng)聲器線性陣列302以對(duì)準(zhǔn)中心位置320或者車輛中任何其它位置。以朝向前駕駛員位置310的確定角(A)502矯直和對(duì)準(zhǔn)揚(yáng)聲器線性陣列302，從而提供對(duì)準(zhǔn)前駕駛員位置310的虛擬直線陣列。在一個(gè)示例中，確定角(A)502大約為18.8度。
圖6是為圖5所示的揚(yáng)聲器線性陣列302中的各個(gè)揚(yáng)聲器(N)602提供示例性偏移值和相應(yīng)延遲的表格。偏移值604代表?yè)P(yáng)聲器線性陣列302中的各個(gè)揚(yáng)聲器602應(yīng)該偏移或物理移動(dòng)的距離，從而重組陣列使之成為對(duì)準(zhǔn)前駕駛員位置310的直線。以毫秒為單位的延遲606給各個(gè)揚(yáng)聲器602提供了示例性的延遲，從而模擬各個(gè)揚(yáng)聲器602的偏移或移動(dòng)的量。采樣號(hào)608代表了示例信號(hào)處理系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)鐘主頻(clock speed)。因此，該延遲四舍五入為符合信號(hào)處理系統(tǒng)的時(shí)鐘主頻。在圖6中，示例信號(hào)處理系統(tǒng)的時(shí)鐘主頻為48kHz。
在該示例結(jié)構(gòu)中，也經(jīng)歷了上述結(jié)構(gòu)的正成像(positive imaging)特征，但是現(xiàn)在是在前駕駛員位置310處。沿著揚(yáng)聲器線性陣列302的水平線保持了精確成像。由于直接聲音脈沖和反射聲音脈沖的結(jié)合以及串?dāng)_的消除而形成了狹窄和集中的聲束，使得對(duì)中心圖像的印象特別深刻。感受到中心圖像好像是從直接脈沖和反射脈沖高度處的揚(yáng)聲器線性陣列302的中心發(fā)出的，就像在該位置只有一個(gè)聲源在工作。
圖7是另一個(gè)示例結(jié)構(gòu)中的揚(yáng)聲器線性陣列302的原理圖。該示例結(jié)構(gòu)被設(shè)置為對(duì)前駕駛員位置310和前乘客位置312兩者提供音頻內(nèi)容的聲場(chǎng)覆蓋。為了提供這樣的雙聲場(chǎng)覆蓋，揚(yáng)聲器線性陣列302中的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器每隔一個(gè)使用延遲分別對(duì)準(zhǔn)前駕駛員位置310和/或在車輛中的一個(gè)或多個(gè)乘客位置。在該示例中，揚(yáng)聲器線性陣列302同時(shí)對(duì)準(zhǔn)前駕駛員位置310和前乘客位置312，從而同時(shí)在車輛兩側(cè)獲得聲場(chǎng)覆蓋并提供音頻內(nèi)容。
揚(yáng)聲器線性陣列302的若干部分以朝向前駕駛員位置310的確定角(A)502被矯直和對(duì)準(zhǔn)，從而提供對(duì)準(zhǔn)前駕駛員位置310的第一虛擬直線陣列。此外，揚(yáng)聲器線性陣列302的若干部分以朝向前乘客位置312的確定角(B)702被矯直和對(duì)準(zhǔn)，從而提供對(duì)準(zhǔn)前乘客位置312的第二虛擬直線陣列。因此，揚(yáng)聲器線性陣列302產(chǎn)生的聲場(chǎng)的第一部分對(duì)準(zhǔn)第一方向，而揚(yáng)聲器線性陣列302產(chǎn)生的聲場(chǎng)的第二部分對(duì)準(zhǔn)第二方向。在所示的示例中，每個(gè)確定角為大約18.8度。
在示例結(jié)構(gòu)中，揚(yáng)聲器線性陣列302中所有偶數(shù)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)前駕駛員位置310，而所有奇數(shù)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器對(duì)準(zhǔn)前乘客位置312。在其它示例中，可采用其它結(jié)構(gòu)的陣列(例如，陣列中預(yù)定的揚(yáng)聲器組、陣列中揚(yáng)聲器的重復(fù)圖樣等等)使之對(duì)準(zhǔn)車輛中的前駕駛員位置和/或一個(gè)或多個(gè)乘客位置。
在另一個(gè)示例中，可以根據(jù)車輛的各種相關(guān)參數(shù)，例如車輛乘坐情況、座椅位置、窗戶位置等等，動(dòng)態(tài)地調(diào)整揚(yáng)聲器線性陣列302，使其覆蓋最大化。揚(yáng)聲器線性陣列302的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)可由音頻處理系統(tǒng)104(圖1)自動(dòng)執(zhí)行?？梢愿鶕?jù)外部傳感器、可由用戶配置的設(shè)置或任何其它可用于確定揚(yáng)聲器線性陣列302的具體結(jié)構(gòu)的各種參數(shù)，來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)該可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的配置。例如，可由用戶配置的設(shè)置可以是一個(gè)開(kāi)關(guān)或者按鈕，用來(lái)手動(dòng)改變覆蓋圖樣。此外，揚(yáng)聲器線性陣列302可根據(jù)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器線性陣列302中的揚(yáng)聲器的音頻內(nèi)容或者節(jié)目素材而被動(dòng)態(tài)地對(duì)準(zhǔn)。例如，揚(yáng)聲器線性陣列302對(duì)音樂(lè)產(chǎn)生的成像可能與對(duì)語(yǔ)音(例如電話交談)的成像不同?？梢愿鶕?jù)音頻內(nèi)容或者節(jié)目素材的來(lái)源，例如CD播放機(jī)或者手機(jī)，自動(dòng)檢測(cè)音頻內(nèi)容或者節(jié)目素材，或者可以根據(jù)可由用戶配置的設(shè)置手動(dòng)執(zhí)行。
揚(yáng)聲器線性陣列302也可被設(shè)置為對(duì)車輛里的一個(gè)或多個(gè)乘客中的每一個(gè)提供聲場(chǎng)管理。例如，可將揚(yáng)聲器線性陣列302配置為給車輛中的特定座椅位置形成私密區(qū)?？墒褂脫P(yáng)聲器線性陣列302的一部分將期望的音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)期望的位置，而使用揚(yáng)聲器線性陣列302的另一部分使反向的音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)，從而消除期望位置附近的聲音“泄漏”，這樣就形成了私密區(qū)。這可以被稱為無(wú)信號(hào)區(qū)域。除對(duì)準(zhǔn)以外，反向的音頻內(nèi)容可進(jìn)一步被延遲，從而有效地消除聲音的“泄漏”。
例如，當(dāng)?shù)谝卉囕v乘客在收聽(tīng)談話節(jié)目，而第二車輛乘客在接收導(dǎo)航指示，導(dǎo)航指示的反向聲場(chǎng)可消除第一乘客的聲場(chǎng)中的導(dǎo)航指示的音頻內(nèi)容。類似地，談話節(jié)目的音頻內(nèi)容可被反向并對(duì)準(zhǔn)第二乘客的聲場(chǎng)，從而消除第一乘客聲場(chǎng)的“泄漏”。因此，通過(guò)用揚(yáng)聲器線性陣列302中的選定的驅(qū)動(dòng)器來(lái)將音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)，可以使聲音的消除最大化。這種精確的對(duì)準(zhǔn)和圖樣覆蓋的能力是由揚(yáng)聲器線性陣列302產(chǎn)生的在垂直方向和側(cè)向上感受到的狹窄且集中的聲束而實(shí)現(xiàn)的。不僅可以實(shí)現(xiàn)大致精確的消除，還由于消除了串?dāng)_，使得串?dāng)_被最小化，并使得私密區(qū)的私密性最大化。
在另一個(gè)示例結(jié)構(gòu)中，立體聲信號(hào)如上所述驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器線性陣列302，其未被校正(shading)，但是利用施加到揚(yáng)聲器線性陣列302中每個(gè)揚(yáng)聲器的多個(gè)延遲，同時(shí)被對(duì)準(zhǔn)前駕駛員位置310和前乘客位置312兩者。該示例結(jié)構(gòu)使所有的揚(yáng)聲器同時(shí)覆蓋車輛中的多個(gè)位置。此外，該示例結(jié)構(gòu)有效地生成在中心線316處相交的兩個(gè)虛擬直線陣列。可利用多個(gè)延遲在車輛乘客的聲場(chǎng)中產(chǎn)生成像，其代表音頻內(nèi)容的多個(gè)聲源，例如代表置于乘客后面的右后或者左后揚(yáng)聲器。也可使用多個(gè)延遲用于模擬環(huán)繞聲、logic 7或者其它多通道輸出聲場(chǎng)效果。此外，揚(yáng)聲器線性陣列302可配置為與車輛中的其它揚(yáng)聲器(例如上述的低音擴(kuò)音器)協(xié)同運(yùn)行，從而進(jìn)一步增強(qiáng)乘客的聲場(chǎng)和/或在其中的成像。
在另一個(gè)示例結(jié)構(gòu)中，揚(yáng)聲器線性陣列302由立體聲信號(hào)驅(qū)動(dòng)，并且如前參照?qǐng)D5所述對(duì)準(zhǔn)前駕駛員位置310。在該示例中，提供給揚(yáng)聲器線性陣列302中的所選揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的音頻信號(hào)被衰減，從而進(jìn)一步對(duì)準(zhǔn)揚(yáng)聲器線性陣列302產(chǎn)生的聲場(chǎng)成像。這種形式的衰減可作為L(zhǎng)egendre校正(Legendre shading)，并且可由Legendre校正函數(shù)(Legendre shading function)確定。在該示例結(jié)構(gòu)中，送給揚(yáng)聲器陣列中間的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器(如驅(qū)動(dòng)器20-30)的音頻信號(hào)為全振幅，而音頻信號(hào)水平逐漸且一致地減小，使得揚(yáng)聲器線性陣列302外緣的驅(qū)動(dòng)器以確定的量被衰減，例如+12dB。
在另外的示例結(jié)構(gòu)中，提供給外側(cè)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的音頻信號(hào)水平為全振幅，且音頻信號(hào)的振幅平滑地衰減，從而使得靠近揚(yáng)聲器線性陣列302中心軸316的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器減小確定的量，例如大約-12dB。在另一個(gè)示例中，揚(yáng)聲器線性陣列302可分為第一部分和第二部分。提供給各個(gè)部分中間處的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的音頻信號(hào)水平為全振幅，音頻信號(hào)振幅可平滑地衰減，使得在靠近各個(gè)部分外圍的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器處減少確定的量，例如大約-12dB。在另外的示例中，可使用Legendre校正函數(shù)的其它設(shè)置來(lái)生成相長(zhǎng)聲波(constructive sound wave)和相消聲波(destructive sound wave)，并在揚(yáng)聲器線性陣列302產(chǎn)生的聲場(chǎng)中提供聲束對(duì)準(zhǔn)。
在另一個(gè)示例結(jié)構(gòu)中，揚(yáng)聲器線性陣列302由立體聲信號(hào)驅(qū)動(dòng)且沒(méi)有校正或者延遲。在該示例結(jié)構(gòu)中，揚(yáng)聲器陣列分為三個(gè)相等的部分左揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器1-18；中間揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器19-36；和右揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器37-54。左立體聲信號(hào)(L)發(fā)送到揚(yáng)聲器左組，右立體聲信號(hào)(R)發(fā)送到揚(yáng)聲器右組，而單獨(dú)的左立體聲信號(hào)加上右立體聲信號(hào)(L+R)發(fā)送到揚(yáng)聲器中間組。再一次，揚(yáng)聲器線性陣列302在垂直方向和側(cè)向上集中且狹窄的覆蓋圖樣在該三部分中的每一個(gè)上提供了清晰成像的感覺(jué)。在另外的示例中，揚(yáng)聲器線性陣列302可分為任意數(shù)量的部分，以模擬如前所述的各種成像和/或無(wú)信號(hào)區(qū)域。
上述的聲場(chǎng)包括用來(lái)安裝在車輛中的揚(yáng)聲器線性陣列。該揚(yáng)聲器線性陣列被設(shè)置為布置在車輛中靠近聲音反射表面的水平架上。當(dāng)一個(gè)或者多個(gè)音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)包括在陣列中的每個(gè)揚(yáng)聲器時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)聲場(chǎng)或者聲束。聲場(chǎng)是由直接聲和反射聲的合并而形成的。來(lái)自每個(gè)揚(yáng)聲器的直接聲和反射聲被結(jié)合，從而形成拓寬的垂直覆蓋和狹窄集中的高度側(cè)向指向的覆蓋。結(jié)果，位于揚(yáng)聲器陣列產(chǎn)生的近場(chǎng)中的收聽(tīng)者感覺(jué)到側(cè)向上的清晰精確的圖像和垂直方向上的清晰精確的圖像。由于直接聲和反射聲的合并，聲波的敏感度和振幅增加。此外，沿著揚(yáng)聲器線性陣列的長(zhǎng)度表現(xiàn)出聲源的精確成像。
盡管說(shuō)明了本發(fā)明的各種實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很清楚，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)更多的實(shí)施例和實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛中的音頻系統(tǒng)，所述音頻系統(tǒng)包括具有至少四個(gè)揚(yáng)聲器的線性陣列；和被設(shè)置為安裝在車輛中的基本上水平的架子，其中所述陣列安裝在所述架子上，使其位置與在所述架子上方延伸的聲音反射表面相鄰，且在所述架子和所述聲音反射表面之間形成確定的角。
2.如權(quán)利要求1所述的音頻系統(tǒng)，其中所述線性陣列并列地設(shè)置于所述聲音反射表面和所述架子的匯合處，并且每個(gè)所述揚(yáng)聲器的前表面被設(shè)置為基本上與所述架子平行。
3.如權(quán)利要求1所述的音頻系統(tǒng)，其中所述揚(yáng)聲器相對(duì)于所述聲音反射表面被設(shè)置于所述架子中，使得每個(gè)所述揚(yáng)聲器提供的直接聲音脈沖與所述揚(yáng)聲器產(chǎn)生的反射聲音脈沖相長(zhǎng)地合并。
4.如權(quán)利要求3所述的音頻系統(tǒng)，其中所述直接聲音脈沖和所述反射聲音脈沖由相同的各個(gè)揚(yáng)聲器產(chǎn)生。
5.如權(quán)利要求1所述的音頻系統(tǒng)，其中所述揚(yáng)聲器為全方向的，且其被設(shè)置為可在所述揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲場(chǎng)的水平軸上實(shí)現(xiàn)覆蓋圖樣控制。
6.如權(quán)利要求1所述的音頻系統(tǒng)，其中所述架子的長(zhǎng)度大致為所述車輛的寬度，并且所述揚(yáng)聲器沿著該長(zhǎng)度相互大致等距離地設(shè)置在所述架子中。
7.如權(quán)利要求1所述的音頻系統(tǒng)，其中所述揚(yáng)聲器相互連續(xù)地布置，以形成延伸長(zhǎng)度基本上為所述架子長(zhǎng)度的一條線。
8.一種用于車輛中的音頻系統(tǒng)，所述音頻系統(tǒng)包括車輛的擋風(fēng)玻璃；車輛的擋板，其從所述擋風(fēng)玻璃伸出，以在所述擋風(fēng)玻璃和所述擋板之間形成一個(gè)角；至少四個(gè)揚(yáng)聲器，其相鄰地置于所述擋板中，以形成基本上跨過(guò)所述車輛寬度延伸的一條線，并且其基本上平行于所述擋風(fēng)玻璃，其中所述揚(yáng)聲器置于所述擋板中，與所述擋風(fēng)玻璃相鄰。
9.如權(quán)利要求8所述的音頻系統(tǒng)，其中所述至少四個(gè)揚(yáng)聲器置于在所述擋風(fēng)玻璃和也位于所述擋板中的除霜口之間的所述擋板中。
10.如權(quán)利要求8所述的音頻系統(tǒng)，其中所述至少四個(gè)揚(yáng)聲器中的每一個(gè)的直徑小于50毫米。
11.如權(quán)利要求8所述的音頻系統(tǒng)，其中所述的線是具有預(yù)定曲率半徑的單獨(dú)一條線。
12.如權(quán)利要求8所述的音頻系統(tǒng)，其中所述的線是具有多個(gè)預(yù)定曲率半徑的單獨(dú)一條線。
13.如權(quán)利要求8所述的音頻系統(tǒng)，其中所述的線形成單獨(dú)一條直線。
14.如權(quán)利要求8所述的音頻系統(tǒng)，其中所述至少四個(gè)揚(yáng)聲器置于所述擋板中以面向基本垂直的方向，并且形成一個(gè)聲場(chǎng)，其中來(lái)自所述揚(yáng)聲器的直接聲音脈沖和來(lái)自被所述擋風(fēng)玻璃反射的所述揚(yáng)聲器的直接聲音脈沖相長(zhǎng)地合并。
15.如權(quán)利要求8所述的音頻系統(tǒng)，其中所述揚(yáng)聲器可協(xié)同工作，以利用所述揚(yáng)聲器生成的直接聲音脈沖產(chǎn)生可控制的水平聲場(chǎng)，并且每個(gè)所述揚(yáng)聲器也可通過(guò)所述直接聲音脈沖的第一部分和所述直接聲音脈沖的第二部分的由所述擋風(fēng)玻璃反射而提供的反射聲音脈沖的所述相長(zhǎng)合并，生成垂直聲場(chǎng)。
16.如權(quán)利要求8所述的音頻系統(tǒng)，其中所述至少四個(gè)揚(yáng)聲器可被配置為將音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)第一預(yù)定位置，并還可將音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)與所述第一預(yù)定位置不同的第二預(yù)定位置。
17.一種用于車輛中的音頻系統(tǒng)，所述音頻系統(tǒng)包括具有至少四個(gè)揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器線性陣列；指向所述線性陣列的第一半的第一音頻信號(hào)；和指向所述線性陣列的第二半的第二音頻信號(hào)，其中所述揚(yáng)聲器線性陣列基本上設(shè)置于車輛擋板和車輛擋風(fēng)玻璃的匯合處。
18.如權(quán)利要求17所述的音頻系統(tǒng)，其中所述第一音頻信號(hào)為左立體聲信號(hào)，所述第二音頻信號(hào)為右立體聲信號(hào)。
19.如權(quán)利要求17所述的音頻系統(tǒng)，其中所述揚(yáng)聲器線性陣列為單獨(dú)線性陣列，其被設(shè)置來(lái)為收聽(tīng)者生成聲音圖像，收聽(tīng)者感覺(jué)到所述聲音圖像僅僅是從最接近收聽(tīng)者的一個(gè)所述揚(yáng)聲器發(fā)射出來(lái)的。
20.如權(quán)利要求17所述的音頻系統(tǒng)，其中所述揚(yáng)聲器線性陣列中的所述揚(yáng)聲器被單獨(dú)延遲的音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)，以將所述線性陣列產(chǎn)生的所述聲場(chǎng)的第一部分對(duì)準(zhǔn)在第一方向，并將所述揚(yáng)聲器線性陣列產(chǎn)生的所述聲場(chǎng)的第二部分對(duì)準(zhǔn)在第二方向。
21.如權(quán)利要求20所述的音頻系統(tǒng)，其中所述揚(yáng)聲器線性陣列中相鄰放置的所述揚(yáng)聲器被驅(qū)動(dòng)，以將所述聲場(chǎng)的不同部分對(duì)準(zhǔn)。
22.如權(quán)利要求20所述的音頻系統(tǒng)，其中所述揚(yáng)聲器線性陣列中的所述揚(yáng)聲器被分為第一組和第二組，以將所述聲場(chǎng)相應(yīng)的所述第一部分和所述第二部分對(duì)準(zhǔn)。
23.如權(quán)利要求17所述的音頻系統(tǒng)，其中所述揚(yáng)聲器線性陣列配置有用來(lái)將音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)在第一預(yù)定位置的所述揚(yáng)聲器線性陣列的第一部分和用來(lái)將音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)在第二預(yù)定位置的所述揚(yáng)聲器線性陣列的第二部分。
24.一種用于車輛中的音頻系統(tǒng)，所述音頻系統(tǒng)包括具有至少四個(gè)揚(yáng)聲器的單獨(dú)線性陣列；和基本上水平的架子，其被設(shè)置為安裝在車輛中，所述線性陣列緊靠所述水平架子的外圍邊緣安裝；其中所述外圍邊緣設(shè)置于所述車輛中，與一個(gè)聲音反射表面相鄰，所述聲音反射表面與所述水平架子形成一個(gè)確定角，使得所述單獨(dú)線性陣列可被設(shè)置為將來(lái)自一個(gè)所述揚(yáng)聲器的直接聲音脈沖和所述聲音反射表面將所述直接聲音脈沖反射而產(chǎn)生的反射聲音脈沖相長(zhǎng)地合并。
25.如權(quán)利要求24所述的音頻系統(tǒng)，其中所述直接聲音脈沖和所述反射聲音脈沖的相長(zhǎng)合并是所述線性陣列接近所述聲音反射表面的結(jié)果。
26.如權(quán)利要求24所述的音頻系統(tǒng)，其中根據(jù)至少一個(gè)與所述車輛有關(guān)的可改變參數(shù)，所述單獨(dú)線性陣列中的多個(gè)揚(yáng)聲器被選擇性地提供延遲音頻信號(hào)。
27.如權(quán)利要求26所述的音頻系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)可改變參數(shù)是可由用戶配置的設(shè)置。
28.如權(quán)利要求26所述的音頻系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)可改變參數(shù)為音頻內(nèi)容與電話交談?dòng)嘘P(guān)的指示。
29.如權(quán)利要求24所述的音頻系統(tǒng)，其中當(dāng)所述音頻內(nèi)容為音樂(lè)時(shí)，所述單獨(dú)線性陣列中的多個(gè)揚(yáng)聲器被選擇性地提供第一組延遲音頻信號(hào)，而當(dāng)所述音頻內(nèi)容為語(yǔ)音時(shí)，被提供第二組延遲音頻信號(hào)。
30.如權(quán)利要求24所述的音頻系統(tǒng)，其中所述單獨(dú)線性陣列中的多個(gè)揚(yáng)聲器被提供延遲音頻信號(hào)，以將音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)在第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置兩者。
31.如權(quán)利要求24所述的音頻系統(tǒng)，其中所述單獨(dú)線性陣列中的第一組揚(yáng)聲器被提供延遲音頻信號(hào)以將音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)在第一預(yù)定位置，且所述單獨(dú)線性陣列中的第二組揚(yáng)聲器被提供延遲音頻信號(hào)以將音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)在第二預(yù)定位置。
32.如權(quán)利要求31所述的音頻系統(tǒng)，其中在所述第一組中的每個(gè)所述揚(yáng)聲器被設(shè)置為與所述第二組中的至少一個(gè)所述揚(yáng)聲器相鄰。
33.如權(quán)利要求24所述的音頻系統(tǒng)，其中所述單獨(dú)線性陣列配置有所述單獨(dú)線性陣列的第一部分，用來(lái)將未被反向的音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)在一預(yù)定位置，并且配置有所述單獨(dú)線性陣列的第二部分，以將被反向的相同音頻內(nèi)容對(duì)準(zhǔn)第二預(yù)定位置，從而消除所述的未被反向的音頻內(nèi)容。
34.如權(quán)利要求33所述的音頻系統(tǒng)，其中所述未被反向的音頻內(nèi)容是通過(guò)使用延遲而對(duì)準(zhǔn)，并且其中已被反向的所述的相同音頻內(nèi)容通過(guò)使用延遲而對(duì)準(zhǔn)，并且所述已被反向的相同音頻內(nèi)容也可以被施加另外的延遲。
35.如權(quán)利要求24所述的音頻系統(tǒng)，其中所述的相長(zhǎng)合并帶來(lái)的聲場(chǎng)頻率響應(yīng)在100赫茲和10,000赫茲之間平均小于正和負(fù)5分貝。
36.一種用于車輛中的音頻系統(tǒng)，所述音頻系統(tǒng)包括直接聲音脈沖，它是由形成在一個(gè)線性陣列中的多個(gè)揚(yáng)聲器的每一個(gè)產(chǎn)生的；反射聲音脈沖，它是由所述直接聲音脈沖的一部分被聲音反射表面反射而生成的；其中由于所述揚(yáng)聲器靠近所述聲音反射表面，所述直接聲音脈沖和所述反射聲音脈沖基本上同相位地合并。
37.如權(quán)利要求36所述的音頻系統(tǒng)，其中所述揚(yáng)聲器形成在車輛擋板中的單獨(dú)線性陣列中，而所述聲音反射表面為所述車輛的擋風(fēng)玻璃。
38.如權(quán)利要求36所述的音頻系統(tǒng)，其中所述揚(yáng)聲器形成在一個(gè)線性陣列中，所述線性陣列的曲率半徑與所述聲音反射表面的曲率半徑大體一致。
39.如權(quán)利要求36所述的音頻系統(tǒng)，其中所述單獨(dú)線性陣列設(shè)置于一個(gè)表面中，基本上處于所述線性陣列與所述聲音反射表面匯合形成一個(gè)確定角的位置。
40.如權(quán)利要求36所述的音頻系統(tǒng)，其中所述表面為縱向延伸的大致水平的表面，且所述聲音反射表面相鄰于所述水平表面在徑向上延伸，使得所述線性陣列被設(shè)置為基本平行于所述表面，并且至少部分地面向所述聲音反射表面。
41.如權(quán)利要求36所述的音頻系統(tǒng)，其中所述直接聲音脈沖和所述反射聲音脈沖是從所述線性陣列中的單個(gè)揚(yáng)聲器生成的。
42.如權(quán)利要求36所述的音頻系統(tǒng)，其中基本上同相位是當(dāng)所述直接聲音脈沖和所述反射聲音脈沖之間的相移在100Hz和10kHz之間小于90度異相。
全文摘要
一種車輛的音頻處理系統(tǒng)，其設(shè)置有多個(gè)揚(yáng)聲器以形成單獨(dú)線性陣列。該揚(yáng)聲器線性陣列可設(shè)置在車輛中的車輛擋板上，基本上位于擋板和車窗匯合的位置。當(dāng)揚(yáng)聲器線性陣列由音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，車輛中的收聽(tīng)者可感覺(jué)到在垂直方向和水平方向上集中且狹窄的聲音圖樣。該聲音圖樣是由陣列中每個(gè)揚(yáng)聲器生成的直接聲音脈沖和反射聲音脈沖相長(zhǎng)合并的結(jié)果。通過(guò)使用音頻信號(hào)的延遲、衰減和相位調(diào)節(jié)，可以對(duì)聲音圖樣進(jìn)行控制、限制和導(dǎo)向到車輛中的一個(gè)或者多個(gè)位置。
文檔編號(hào)H04R5/02GK1778141SQ200580000128
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
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