未來的車內(nèi)信息娛樂系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)的車內(nèi)揚(yáng)聲器系統(tǒng)必須滿足復(fù)雜交通情況下的挑戰(zhàn)性任務(wù)。因此，絕對(duì)可靠的功能是先決條件，其中在任何駕駛情況下必須避免駕駛員的風(fēng)險(xiǎn)，例如錯(cuò)誤功能引起的駕駛員的風(fēng)險(xiǎn)。此處，通信要求和快速的信息提供以及無干擾的音頻再現(xiàn)扮演著重要的角色。此處，不僅車輛聲音被認(rèn)為是偽信號(hào)，而且不同音頻內(nèi)容的并行消費(fèi)也被認(rèn)為是偽信號(hào)，諸如當(dāng)從幾個(gè)乘客的角度看同時(shí)執(zhí)行打電話和消費(fèi)媒體內(nèi)容時(shí)，即是如此。這種挑戰(zhàn)迫使系統(tǒng)特性能夠允許受限音頻區(qū)域(稱為聲音區(qū)域或收聽區(qū)域)的各自的聲音暴露。

通常，除了電聲部件之外，用于調(diào)節(jié)適配系統(tǒng)的噪聲抑制和有效數(shù)據(jù)通信的有效算法對(duì)于實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)而言是必要的。

從這個(gè)問題出發(fā)，分別存在在市場中使用的并且至少部分已證明的若干概念。一個(gè)示例是：通過在相應(yīng)的聲音區(qū)域中使用與收聽者的耳朵直接相鄰的揚(yáng)聲器，例如通過在每個(gè)收聽區(qū)域的相應(yīng)汽車座椅的相應(yīng)頭枕中的揚(yáng)聲器集成，來實(shí)現(xiàn)的個(gè)性化聲音暴露(借助聲音區(qū)域)。在美國專利8,126,159中公開了一種將揚(yáng)聲器分組的這種系統(tǒng)。該方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于收聽距離的巨大差異而導(dǎo)致的相鄰聲音區(qū)域之間的高度聲學(xué)分離。這是基于(在理想的球面波傳播下)距離加倍電平降低約6dB的理論模型。這種方法的缺點(diǎn)是例如由于頭部運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的對(duì)干擾的高度敏感性。一方面，這導(dǎo)致高的電平波動(dòng)和空間感知的顯著障礙，例如，丟失立體圖像。

第二種現(xiàn)有技術(shù)方法涉及可以通過使用超聲技術(shù)生成的個(gè)性化聲音區(qū)域。收聽聲音被調(diào)制到超聲載波上并以高度聚焦的方式輻射到收聽區(qū)域。這種調(diào)制原理的先決條件是輻射非常高的超聲電平，例如，高于130dB。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于：由于波長與由揚(yáng)聲器的尺寸和揚(yáng)聲器陣列的尺寸分別限定的有效“輻射區(qū)域”的尺寸的有利比率，超聲以比聲學(xué)頻率范圍的頻率更聚焦的方式輻射。因此，在保持所使用的揚(yáng)聲器技術(shù)的尺寸的情況下，可以提高聲音區(qū)域的聲學(xué)分離。這種方法的缺點(diǎn)不僅在于超聲從某些功率電平起可能是不健康的(在這方面，參見醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的用于破壞腎結(jié)石的超聲使用)，而且在于當(dāng)使用超聲時(shí)超聲在車輛內(nèi)部的強(qiáng)反射結(jié)果，這對(duì)聲道分離具有不利影響。此外，超聲的使用引起高功率消耗，其等價(jià)于低能效。另外，由于解調(diào)原理引發(fā)高度非線性的傳輸行為，導(dǎo)致低的聲音質(zhì)量，其通常僅足以用于語音再現(xiàn)。

另一現(xiàn)有技術(shù)方法基于所謂的波束成形。為此，使用若干揚(yáng)聲器，其例如分布在車輛內(nèi)，和/或分組形成揚(yáng)聲器陣列。通過對(duì)每個(gè)揚(yáng)聲器的特定控制，獲得例如針對(duì)各個(gè)聲音區(qū)域的定向聲音輻射。在該上下文中，參考了美國專利8,073,156，其公開了在車輛中使用線性揚(yáng)聲器陣列。由此，有可能集中關(guān)注車輛中的一個(gè)或若干位置的聲音樣式。專利文檔US 2012/0121113公開了在包括相應(yīng)控制器的車輛中使用另一揚(yáng)聲器陣列。其相對(duì)于第一方法的優(yōu)點(diǎn)在于更穩(wěn)定的聲音區(qū)域，即使有頭部移動(dòng)亦是如此。此外，不再需要使得揚(yáng)聲器安裝位置與就座位置直接相鄰。與第二種方法相比，沒有由于高的聲壓引起的潛在風(fēng)險(xiǎn)。另外，與該超聲方法相比，可以獲得較好的聲音質(zhì)量。然而，缺點(diǎn)在于可獲得的聲音聚焦，其經(jīng)常導(dǎo)致不充分的通道分離，特別是由可實(shí)現(xiàn)的陣列尺寸、可實(shí)現(xiàn)的聲音換能器距離(與相鄰的電聲音換能器的距離)和每個(gè)陣列的聲音換能器的數(shù)量引起的不充分的通道分離。另外，車輛中的空間聲學(xué)影響、反射和空間模式分別降低先前波束成形方法的通道分離。

此外，美國專利7,343,020公開了一種具有定向平面聲音換能器的汽車音頻系統(tǒng)，其用于為每個(gè)乘客分別生成立體聲或環(huán)繞聲。美國專利2003/0021433公開了一種揚(yáng)聲器配置以及一種信號(hào)處理器，其用于通過使用中央揚(yáng)聲器為每個(gè)乘客分別生成立體聲聲道。歐洲專利2 143 300 B1公開了一種具有定向到相應(yīng)的就座位置(＝收聽位置)的定向聲音換能器的車輛揚(yáng)聲器系統(tǒng)。后面這三種來自美國/歐洲專利的方法的共同點(diǎn)在于，由于要導(dǎo)出的揚(yáng)聲器技術(shù)，可能導(dǎo)致不充分的通道分離或串?dāng)_。因此，需要一種改進(jìn)的方法。

本發(fā)明的目的是提供一種用于揚(yáng)聲器系統(tǒng)的概念，特別是用于車輛揚(yáng)聲器系統(tǒng)的概念，其防止上述缺點(diǎn)，并因此允許生成具有良好的通道分離的高質(zhì)量環(huán)繞聲。

該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來解決。

根據(jù)第一方面的實(shí)施例包括一種用于車輛的具有揚(yáng)聲器陣列的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。一種揚(yáng)聲器陣列包括能被分別控制的多個(gè)電聲音換能器，使得能夠經(jīng)由所述多個(gè)電聲音換能器為位于車輛內(nèi)部的不同收聽位置的不同用戶再現(xiàn)用戶特定的音頻信號(hào)。揚(yáng)聲器陣列，或在使用聲音導(dǎo)向器(sound guide)的情況下的揚(yáng)聲器陣列的聲音出口，特別地被布置在車輛內(nèi)部的至少兩個(gè)收聽位置之間，即例如在駕駛員和乘客座椅之間。

因此，第一方面的實(shí)施例基于如下發(fā)現(xiàn)：具體就通道分離而言，例如就當(dāng)在不同的收聽位置再現(xiàn)不同的音頻內(nèi)容時(shí)的通道分離而言，居中(就所有的或相關(guān)的收聽位置而言的居中的意義上)布置揚(yáng)聲器陣列可以改進(jìn)用于車輛的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。對(duì)于每個(gè)收聽位置(或每個(gè)相關(guān)的收聽位置)，所使用的揚(yáng)聲器系統(tǒng)可以構(gòu)建單獨(dú)的波束，或者針對(duì)立體聲，每個(gè)區(qū)域構(gòu)建若干單獨(dú)的波束。由于揚(yáng)聲器陣列的居中布置，例如布置在座椅之間的車頂內(nèi)襯中，將獲得如下結(jié)果：揚(yáng)聲器陣列到每個(gè)相關(guān)的收聽位置具有大約相同的距離，使得每個(gè)波束具有相似的延伸，并且特別地，波束的方向是相反地定向的，這對(duì)于通道分離是最佳的，特別對(duì)于用戶特定的音頻再現(xiàn)而言更是如此。

如上所述，根據(jù)實(shí)施例，揚(yáng)聲器陣列的優(yōu)選定位將是在車輛的車頂內(nèi)襯中、在中央控制臺(tái)中、在儀表板中或在后部擱架中，其中，根據(jù)另外的實(shí)施例，特別重要的是陣列與收聽位置之間的距離，至少是陣列與相關(guān)的收聽位置(所有收聽位置的子集)之間的距離，分別基本相同，例如具有+/-30％的偏差。

根據(jù)另外的實(shí)施例，取決于收聽位置，可以提供至少一個(gè)附加揚(yáng)聲器，例如通常存在于門和鏡三角中的揚(yáng)聲器和/或不同定位的附加揚(yáng)聲器。該附加揚(yáng)聲器還可被實(shí)現(xiàn)為結(jié)構(gòu)聲音換能器。該附加揚(yáng)聲器優(yōu)選地被布置為比揚(yáng)聲器陣列更靠近用戶。由于這種密集的布置，下面的情形是可能的：從附加揚(yáng)聲器輻射出的聲音對(duì)于其他收聽位置而言幾乎可被忽略，這是因?yàn)榭梢允褂糜捎谑章犖恢玫木薮蟛町悓?dǎo)致的顯著降低的聲音級(jí)別和較大的級(jí)別差異。通過該附加揚(yáng)聲器，下面的情況是可能的：可以針對(duì)每個(gè)收聽位置生成立體聲，而且可以生成具有局部電平增加或頻率擴(kuò)展(例如低音)的單聲道。

還可以基于聲學(xué)波束成形技術(shù)，在多個(gè)電聲音換能器和揚(yáng)聲器陣列的幫助下，生成立體聲。此處，例如，每個(gè)收聽位置生成至少兩個(gè)波束或者還生成一個(gè)立體聲波束。在該上下文中，應(yīng)當(dāng)注意，借助于模擬心理聲學(xué)效應(yīng)的變換函數(shù)，有可能將要生成的聲源虛擬地定位在空間中。根據(jù)另外的實(shí)施例，當(dāng)通過波束成形來定位源時(shí)，通過考慮收聽者的就座位置或頭部位置來跟蹤波束將是有利的，使得獨(dú)立于就座位置，始終得到良好的再現(xiàn)效果。

根據(jù)另一實(shí)施例，揚(yáng)聲器系統(tǒng)包括分別控制電聲音換能器和/或附加揚(yáng)聲器(例如用于波束成形)的信號(hào)處理器。

根據(jù)第二方面的另一實(shí)施例提供了一種揚(yáng)聲器陣列，其具有：多個(gè)第一電聲音換能器，例如布置在第一線中的小型聲音換能器；以及，多個(gè)第二電聲音換能器，例如布置在所述第一線中的大的聲音換能器。這里，第一電聲音換能器之間的平均距離小于第二電聲音換能器之間的平均距離。

根據(jù)第二方面的另一實(shí)施例，第一電聲音換能器被布置在第一面區(qū)域中，而第二電聲音換能器被布置在第二面區(qū)域中。此處，第一電聲音換能器(例如，又是用于高音范圍的小型電聲音換能器)的布置的平均密度大于第二電聲音換能器(例如，用于低音范圍的大的電聲音換能器)的平均密度。

該第二方面的實(shí)施例基于下述發(fā)現(xiàn)：陣列中的不同類型的聲音換能器的布置不一定需要均等地分布，相反，當(dāng)通常用于高頻范圍的較小的聲音換能器比用于較低頻率范圍的較大的聲音換能器相比以更高的“封裝密度”進(jìn)行安裝甚至是有利的，因?yàn)檫x擇在較高頻率范圍中高度聚焦的輻射和針對(duì)較高頻率范圍進(jìn)行定位比在低頻率范圍中更好。因此，這種聲音換能器布置提供了下述優(yōu)點(diǎn)：可以獲得寬的頻率范圍和針對(duì)精確的聲音聚焦的選項(xiàng)。

在相應(yīng)實(shí)施例中，上述布置可以或者通過每側(cè)由第二電聲音換能器之一包圍第一電聲音換能器中的至少兩個(gè)來在一條線上執(zhí)行，或者在正方形內(nèi)的兩維范圍中執(zhí)行。此外，還可能提供另外的第三電聲音換能器，其以類似的布置結(jié)合到陣列中。這里，類似的布置意味著相同類型的相鄰聲音換能器之間的平均距離隨著聲音換能器側(cè)數(shù)(sides)的增加而增加，并且平均密度減小。

根據(jù)該第二方面的揚(yáng)聲器陣列適于用作根據(jù)第一方面的揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的揚(yáng)聲器陣列。這是特別有利的，因?yàn)樗龅木哂胁煌庋b密度的陣列布置提供了實(shí)現(xiàn)具有可調(diào)節(jié)的高度定向的特性同時(shí)具有例如對(duì)于車輛內(nèi)部的中央布置是必須的小的安裝空間的陣列的選擇。

根據(jù)第三方面的又一實(shí)施例提供了一種揚(yáng)聲器陣列，其具有多個(gè)電聲音換能器，所述電聲音換能器耦合在它們的聲音輻射區(qū)域中，分別具有用于聲音輸出和聲音控制的聲音導(dǎo)向器，其中每個(gè)聲音導(dǎo)向器包括聲音出口開口。該多個(gè)聲音出口開口被布置為使得聲音出口開口之間的平均距離小于并置的電聲音換能器之間的(可能的)平均距離。

該第三方面的實(shí)施例基于以下發(fā)現(xiàn)：在揚(yáng)聲器陣列中，特別是關(guān)于在聲音輻射期間的選擇性聲音聚焦的各個(gè)聲源的緊湊分布將是優(yōu)選的。為了獲得緊湊分布，甚至是例如由于大的聲音換能器導(dǎo)致的針對(duì)具有大的擴(kuò)展的陣列，根據(jù)本發(fā)明(針對(duì)該第三方面)，使用漏斗形聲音導(dǎo)向器，每個(gè)漏斗形聲音導(dǎo)向器均耦合到電聲音換能器。這里，聲音導(dǎo)向器的聲音出口開口小于聲音導(dǎo)向器的聲音入口開口，使得聲音出口開口可以布置為緊湊的場。因此，可以改善耦合到多個(gè)聲音導(dǎo)向器的陣列的定向特性。

根據(jù)實(shí)施例，根據(jù)該第三方面的揚(yáng)聲器陣列可以容易地與第二方面的揚(yáng)聲器陣列的基本思想相結(jié)合。此外，在第一方面的揚(yáng)聲器系統(tǒng)中使用聲音導(dǎo)向器分別是可能的和有利的。

在下文中將基于附圖詳細(xì)討論本發(fā)明的實(shí)施例。附圖示出了：

圖1a是根據(jù)第一方面的第一實(shí)施例(單聲道)的車輛中的揚(yáng)聲器陣列的布置的示例圖；

圖1b是根據(jù)第一方面的另一實(shí)施例(部分立體聲)的車輛中的布置的示意圖；

圖1c和圖1d是根據(jù)第一方面的另外的實(shí)施例(部分立體聲)的車輛中的揚(yáng)聲器陣列與附加聲音換能器的組合的布置的示意圖；

圖2a是用于根據(jù)圖1a-1d的實(shí)施例的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的具有不同類型的聲音換能器的揚(yáng)聲器陣列的示意圖；

圖2b是根據(jù)第二方面的實(shí)施例的具有不同類型的聲音換能器的線性揚(yáng)聲器陣列的示意圖；

圖2c是根據(jù)第二方面的另一實(shí)施例的具有不同類型的平面布置的聲音換能器的揚(yáng)聲器陣列的示意圖；

圖2d是根據(jù)第二方面的另一實(shí)施例的具有不同類型的聲音換能器的揚(yáng)聲器陣列的示意圖；

圖3是根據(jù)第三方面的實(shí)施例的具有多個(gè)聲音導(dǎo)向器的揚(yáng)聲器陣列的示意圖。

在基于附圖更詳細(xì)地討論本發(fā)明的實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)注意，相同的要素或結(jié)構(gòu)配有相同的附圖標(biāo)記，使得該說明是可互換的或相互適用的。

圖1a示出了以俯視圖示意示出的具有四個(gè)收聽位12a，12b，12c和12d的車輛內(nèi)部10，每個(gè)收聽位置由潛在收聽者可就座的座椅來限定。用于車輛內(nèi)部10的揚(yáng)聲器系統(tǒng)1包括揚(yáng)聲器陣列20，該揚(yáng)聲器陣列20包括多個(gè)電聲音換能器20a-20h。

如本文所示，陣列20相對(duì)于車輛內(nèi)部10而言以相對(duì)居中的方式布置，其具有這樣的效果：陣列20被至少布置在兩個(gè)收聽位置(所有收聽位置12a-12d的子集)之間，這里甚至布置在四個(gè)收聽位置12a-12d之間。用于揚(yáng)聲器陣列的可能安裝空間例如相應(yīng)地是車頂內(nèi)襯、中央控制臺(tái)，而且備選地還可以是儀表板和后部擱架。通常，這意味著揚(yáng)聲器陣列20可被相應(yīng)地安裝在收聽區(qū)域12a-12d的上方或下方，或者甚至安裝在與收聽區(qū)域12a-12d相同的高度以及收聽者的耳朵的高度。為了完整起見，應(yīng)當(dāng)注意，集中地涉及所有收聽區(qū)域12a-12d或至少涉及收聽區(qū)域12a-12d的子集，例如收聽區(qū)域12a和12b。在下文中，將討論以這種方式實(shí)現(xiàn)的用于車輛的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的操作模式。

在所示示例中，揚(yáng)聲器系統(tǒng)陣列在每個(gè)收聽位置12a-12d形成一個(gè)波束22a-22d，所述波束22a-22d優(yōu)選地指向收聽區(qū)域12a-12d或至少分配給收聽區(qū)域12a-12d。這些波束22a-22d的形成是這樣執(zhí)行的：揚(yáng)聲器陣列20的聲音換能器20a-20h被不同地控制，例如通過考慮所謂的波束成形算法來不同地控制，其還可以結(jié)合各個(gè)換能器20a-20h的輻射特性和空間聲學(xué)的影響。在該信號(hào)處理的上下文中，參考了波場合成的教導(dǎo)的基礎(chǔ)，其大量地提供了本文執(zhí)行的波束成形的基礎(chǔ)。這意味著揚(yáng)聲器陣列20被配置為在每個(gè)收聽位置12a-12d構(gòu)建單獨(dú)的波束22a-22d，其中，由于居中布置，每個(gè)波束22a-22d的方向(從中心朝向收聽位置12a-12d)是相反定向的。另外(由于居中布置)，揚(yáng)聲器陣列20到每個(gè)收聽位置12a-12d具有近似相同的距離，使得每個(gè)波束22a-22d具有相似的特性(例如，擴(kuò)大和級(jí)別)。這兩個(gè)特性對(duì)所獲得的通道22a-22d之間的通道分離做出了顯著貢獻(xiàn)。通過波束成形生成波束22a-22d的優(yōu)點(diǎn)在于：通道分離是如此良好，使得可以為收聽區(qū)域12a-12c生成用戶特定的音頻信號(hào)。由此，能夠在不同的收聽區(qū)域12a-12d中再現(xiàn)不僅具有不同響度甚至具有不同音頻內(nèi)容的不同的音頻信號(hào)。另外，還可能的是：在聲音區(qū)域12a-12d之一中，可以通過噪聲消除來特別生成靜音。

參考圖1a的實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，所示的布置甚至滿足第二可選條件，即，揚(yáng)聲器陣列20與各個(gè)收聽位置12a-12d之間的距離基本相同，即具有+/-30％的容差(居中布置)。此外，陣列20的居中位置降低了空間聲學(xué)對(duì)聲音區(qū)域的偽影響，例如，由于側(cè)窗處的聲音反射引起的偽影響。

根據(jù)實(shí)施例，代替整個(gè)揚(yáng)聲器陣列20，耦合到揚(yáng)聲器陣列的聲音導(dǎo)向器的聲音出口(參見圖3)可以居中定位或大體上位于至少兩個(gè)收聽區(qū)域12a-12d之間。聲音導(dǎo)向器通常包括：每個(gè)聲音換能器20a-20h一個(gè)聲音導(dǎo)體，該聲音導(dǎo)體耦合到相應(yīng)的聲音換能器20a-20h，其中，聲音導(dǎo)體的多個(gè)聲音出口形成聲音導(dǎo)向器的聲音出口。這里，實(shí)際的聲音換能器陣列20例如由于空間缺乏，可被安裝在汽車內(nèi)的特定位置(例如，行李箱中)，并且聲音導(dǎo)向器可以將聲音引導(dǎo)到相應(yīng)的居中聲音出口點(diǎn)。

通過以這種方式布置的揚(yáng)聲器陣列，還有可能在每個(gè)收聽位置12a-12d生成立體聲甚或3D環(huán)繞聲，如參考圖1b所示。

圖1b示出了具有四個(gè)收聽位置12a-12d和揚(yáng)聲器系統(tǒng)1的揚(yáng)聲器陣列20的車輛內(nèi)部10的俯視圖?；谖恢?2a討論立體聲的生成，然而也可以轉(zhuǎn)換到其他收聽位置12a-12d。

如圖1b所示，為收聽位置12a生成包括波束22aL和22aR的雙光束。波束22aL和22aR一方面指向收聽位置12a處的收聽者的左耳(22aL)，另一方面指向右耳(22aR)。針對(duì)每個(gè)收聽位置12a-12d生成聲音通道不限于針對(duì)立體聲的數(shù)量2。相反，可以針對(duì)每個(gè)收聽位置12a-12d生成若干波束，以便模擬環(huán)繞聲。這里，根據(jù)另外的實(shí)施例，當(dāng)在信號(hào)處理中生成波束22aL、22aR、22b、22c和22d時(shí)，為了改善虛擬聲源在內(nèi)部10中的定位，還可以考慮模擬心理聲學(xué)效應(yīng)的變換函數(shù)。這種變換函數(shù)的示例是HRTF函數(shù)和/或布勞爾特定向頻帶。

根據(jù)另外的實(shí)施例，在對(duì)波束22aL、22aR、22b、22c和22d進(jìn)行定向時(shí)，還可以考慮聲音反射(例如，經(jīng)由玻璃區(qū)域的聲音反射)或聲音吸收。事先還考慮使用直接聲音再現(xiàn)和/或間接聲音再現(xiàn)的程度(即通過結(jié)合墻的反射或者還結(jié)合可選的聲音導(dǎo)向器)。

再次，根據(jù)另外的實(shí)施例，波束22aL、22aR、22b、22c和22d的定向還可能取決于限定收聽位置12a-12b、12c和12d的就座位置。這里，例如，揚(yáng)聲器系統(tǒng)到打開(電動(dòng))座椅調(diào)節(jié)的信息耦合是可能的。

在圖1c和圖1d中公開了揚(yáng)聲器系統(tǒng)的另一實(shí)施例，其中，中央揚(yáng)聲器陣列20與至少一個(gè)附加揚(yáng)聲器或附加揚(yáng)聲器陣列(或概括而言，與包括至少一個(gè)附加揚(yáng)聲器的附加系統(tǒng))相組合。附加揚(yáng)聲器的可能位置是A柱、B柱、C柱、頭枕或車頂內(nèi)襯。

圖1c示出了具有四個(gè)收聽位置12a-12d的車輛內(nèi)部10(俯視圖)，揚(yáng)聲器系統(tǒng)1’的揚(yáng)聲器陣列20被居中布置，其中附加揚(yáng)聲器30a(這里，例如在車頂內(nèi)襯中，或者備選地在B柱或頭枕中)被分配給第一收聽位置12a。從收聽者的角度看，在收聽位置12a處，該附加揚(yáng)聲器30a在背離揚(yáng)聲器陣列20(這里在左側(cè))的一側(cè)上，并且優(yōu)選地比中央揚(yáng)聲器陣列20更靠近耳朵，但這不是必須的。因此，還確保實(shí)現(xiàn)了另外的可選條件，即附加揚(yáng)聲器30a被布置為與其它收聽位置12b-12d相比更接近收聽位置12a。

如此處所示，附加揚(yáng)聲器30a生成分配給在收聽位置12a處的收聽者的一只耳朵(左耳)的波束32aL，同時(shí)另一只耳朵(右耳)暴露于(由揚(yáng)聲器陣列20生成的)波束22aR。因此，在所示的實(shí)施例中，可以在收聽位置12a處生成立體聲。附加揚(yáng)聲器30a的使用不限于立體聲，以這種方式，附加揚(yáng)聲器30a通?？梢杂糜谥С衷谑章犖恢?2a處的聲音暴露(具有級(jí)別增加的單聲道)。這里，有利的是，附加揚(yáng)聲器30a位于靠近收聽位置的位置，使得利用了聲音級(jí)別隨著距離下降的原理，這具有以下效果：附加揚(yáng)聲器30a的聲音級(jí)別在所分配的收聽區(qū)域12a中比在其他收聽區(qū)域12b-12d中要更大。這特別有助于提高聲音區(qū)域12a-12d之間的聲學(xué)分離。通常，附加揚(yáng)聲器30a的優(yōu)點(diǎn)可以在于：通過使用心理聲學(xué)效果來改善所分配的聲音區(qū)域的聲音質(zhì)量和空間印象。通常，應(yīng)當(dāng)注意，通過分別將聲音換能器20和30a布置為盡可能靠近收聽位置(這里為12a)，參見例如針對(duì)收聽位置12a的聲音換能器20和30a，直接聲音的比例增加，使得反射被盡可能地隱藏或可忽略。

圖1d示出了具有揚(yáng)聲器系統(tǒng)1”的車輛內(nèi)部10的側(cè)視圖。這里，示出了收聽位置12b和收聽位置12d，其中可以進(jìn)一步看到，揚(yáng)聲器陣列20被布置在收聽位置12d和12b的中央上方(即，在車頂內(nèi)襯中)。針對(duì)波束22所定向的(后部)收聽位置12d，提供了附加揚(yáng)聲器30d(這里，提供在后部擱架中，用于生成波束32d)，其就特性和目的而言對(duì)應(yīng)于圖1c的附加揚(yáng)聲器30a。

根據(jù)另外的實(shí)施例，還如圖1d所示，在每個(gè)收聽位置(這里是12d和12b)提供結(jié)構(gòu)聲激勵(lì)器作為附加揚(yáng)聲器是有可能的。在所示的實(shí)施例中，針對(duì)收聽位置12b的座椅包括結(jié)構(gòu)聲激勵(lì)器35b，而針對(duì)收聽位置12d的座椅包括結(jié)構(gòu)聲激勵(lì)器35d。這些結(jié)構(gòu)聲激勵(lì)器35b和35d中的每一個(gè)分別機(jī)械地牢固地連接到針對(duì)收聽位置12b和12d的座椅(座椅框架或頭枕)(例如，經(jīng)由底部空間)，或者通常分配給收聽者的位置，并且配置為分別輸出結(jié)構(gòu)聲36b和36d，使得結(jié)構(gòu)聲36b和36d到達(dá)相應(yīng)的收聽者。這些結(jié)構(gòu)聲音換能器35b和35d特別適合作為低音范圍中的支持，其中小型陣列的聲音再現(xiàn)(由于有限的陣列尺寸)不能被充分地聚焦。通過可選的聲音解耦裝置，可以確保結(jié)構(gòu)聲36d和36b分別不能在其它收聽區(qū)域(例如，12a和12c)中被感知到，這也有助于提高聲音區(qū)域12a-12d之間的聲學(xué)分離。

圖2a示出了具有多個(gè)類型A的聲音換能器52a-52d和多個(gè)類型B的聲音換能器54a-54d的揚(yáng)聲器陣列50。類型A的聲音換能器與類型B的電聲音換能器54a-54d具體地在其尺寸方面不相同，因此通常(但不是必須的)它們的可轉(zhuǎn)換頻率范圍不相同(B用于高音范圍，例如＞1000Hz或500Hz；A用于低音范圍，例如＜2000Hz或＜500Hz)。此外，類型A的聲音換能器52a-52b的定向特性也可以不同于類型B的聲音換能器54a和54b。聲音換能器52a-52d和54a-54b以線性聲音換能器陣列的形式布置，并且總體上包括的聲音換能器的數(shù)量要少于具有2個(gè)并行的相同長度的類型A陣列和類型B陣列的結(jié)構(gòu)包括的聲音換能器的數(shù)量。圖2a中所示的具有線形狀的這些陣列布置50優(yōu)選地被用作圖1a-1d的揚(yáng)聲器系統(tǒng)1，1’或1”的陣列。

即使當(dāng)關(guān)于圖1討論的陣列已被示出為A、B、A、B、A、B、A、B的形式，但是交替布置的基本思想還可以轉(zhuǎn)移到具有多于兩種不同聲音換能器類型的聲音換能器陣列，使得例如A、B、C、A、B、C的聲音換能器布置將是可能的。另一種可能的替代方案是聲音換能器布置A、A、B、B、A、A、B、B。

將參照圖2b討論揚(yáng)聲器陣列60，其中其他的優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。關(guān)于揚(yáng)聲器陣列60，還應(yīng)該注意的是，其也可用于機(jī)動(dòng)車輛領(lǐng)域之外的揚(yáng)聲器系統(tǒng)，或者僅陣列60提供優(yōu)點(diǎn)。圖2b示出了具有聲音換能器52a-52f(類型A)和聲音換能器54a-54f(類型B)的揚(yáng)聲器陣列60。這里，聲音換能器52a-52f和54a-54f沿著陣列60的線布置，使得聲音換能器54a-54f的平均距離d_B小于聲音換能器52a-52f的平均距離d_A，參見d_B＜d_A。此外，還可以確定類型B的聲音換能器的平均距離d_B小于所有使用的聲音換能器的中值平均距離d_AB(參見圖2a和2b)。平均距離d_B相對(duì)于平均距離d_A的這種形成可以分別通過不同的聲音換能器52a-52f和54a-54f的相應(yīng)順序來實(shí)現(xiàn)。

如圖2b所示，可能的實(shí)現(xiàn)模式將是A、A、B、A、B、B、B、A、B、A、A形式的聲音換能器的組合。在圖2b示出的陣列60中，類型B的四個(gè)聲音換能器(參見54b-54e)被布置在內(nèi)部60i中，其每一側(cè)被一個(gè)類型A聲音換能器(參見52c和52d)包圍，其中這種布置再次每側(cè)被一個(gè)B型聲音換能器(參見54a和54f)包圍。這整個(gè)聲音換能器布置然后再次由兩個(gè)類型A的聲音換能器(參見52a，52b，52e和52f)包圍，每側(cè)一個(gè)。換言之，這種分布也可被描述為對(duì)數(shù)或至少近似對(duì)數(shù)。

在陣列60的這種聲音換能器布置中，可以確保在內(nèi)部(參見由附圖標(biāo)記60i標(biāo)記的區(qū)域)設(shè)置高密度的類型B的聲音換能器，其在高音范圍中操作，高音的特征在于良好的輻射特性調(diào)節(jié)。與外部或外部區(qū)域60a相比，這尤其適用。通過這種布置，可以考慮系統(tǒng)固有的兩個(gè)條件，即：揚(yáng)聲器陣列60應(yīng)該大于聚焦輻射的波長，這對(duì)于低音再現(xiàn)而言由于聲音換能器54a-54h的大小而特別成問題；以及，同時(shí)相鄰揚(yáng)聲器的距離應(yīng)該小于用于無錯(cuò)再現(xiàn)的波長，這對(duì)于高音再現(xiàn)而言由于聲音換能器52a-52h的大小而特別成問題。

圖2b中描述的準(zhǔn)對(duì)數(shù)布置的原理還可被轉(zhuǎn)移到如圖2c所示的平面聲音換能器陣列。圖2c示出了陣列70，其具有被總共8個(gè)類型B的聲音換能器54a-54i四面包圍(即，每側(cè)一個(gè))的類型B的中央聲音換能器54e。以這種方式，電聲音換能器54a-54d生成3×3的類型B的電聲音換能器54a-54d的場。關(guān)于整個(gè)聲音換能器布置70，該3×3的聲音換能器54a-5ei的場位于陣列區(qū)域70的中心。該中心由附圖標(biāo)記70i指示。該3×3的聲音換能器54a-54i的場再次被類型A的聲音換能器52a-52h四面包圍。

在該實(shí)施例中，由于二維性而稱為密度的聲音換能器54a-54i的平均距離小于外部70a中的聲音換能器52a-52h的平均距離。這意味著內(nèi)部70a中的密度與外部70a中的密度(由單位面積的聲音換能器52a-52h和54a-54i的數(shù)量來限定)相比更高。即使利用這種區(qū)域布置，也可以獲得針對(duì)高頻范圍的聲音換能器54a-54i中的相對(duì)高度聚集的輻射而言的小的聲音換能器距離，并且可以獲得針對(duì)較低頻率范圍的設(shè)計(jì)引入的更大的聲音換能器距離(相對(duì)聚焦的輻射而言)(參見聲音換能器52a-52h)。

即使當(dāng)僅以聲音換能器陣列70的棋盤樣式的形狀解釋了平面聲音換能器布置時(shí)，也應(yīng)當(dāng)注意，其它平面布置也是可能的，例如，同心布置，其在特定區(qū)域中，例如在中心(70i)中，具有特定類型(B)的聲音換能器的集中，其中“聲音換能器密度”在整個(gè)區(qū)域上存在變換。類型A/B的聲音換能器的布置不一定必須是對(duì)稱的。以該方式，不對(duì)稱布置，即在低音陣列(參見52a-52h)的中心70i處的稍微偏移的高音陣列(參見54a-54i)，也是可能的。有利地，以這種方式可以獲得由于不連續(xù)性而導(dǎo)致的輻射函數(shù)中的偽影的減少。這種效果的原因在于：例如，居中放置在殼體前面的高音揚(yáng)聲器中的邊緣反射。

揚(yáng)聲器陣列60和70可被用作圖1a-d的實(shí)施例的陣列，并且與圖2a的揚(yáng)聲器陣列相比，在方向性方面具有優(yōu)點(diǎn)，特別是當(dāng)進(jìn)行用于調(diào)整低頻和高頻范圍內(nèi)的定向特性的波束形成時(shí)具有優(yōu)點(diǎn)，以及可以高于有助于防止空間混疊效應(yīng)的定向特性。

通過聲音換能器陣列60和70獲得的中心60i和70i中的類型B的聲音換能器的集中度和外部60a和70a中的類型A的聲音換能器的集中度也可以通過參考圖2d描述的具有兩級(jí)的聲音換能器來獲得。

圖2d示出了揚(yáng)聲器陣列80，其具有在第一平面中彼此線性(直接)布置的多個(gè)聲音換能器52a-52h(類型A)。此外，聲音換能器陣列80包括也彼此線性(鄰接)布置的多個(gè)聲音換能器54a-54h(類型B)。這兩種聲音換能器類型52a-52h和54a-54h被布置在兩個(gè)不同的平面中，即彼此前后，或者也彼此偏移以及上下。這兩個(gè)線陣列的布置具有共同點(diǎn)，即聲音換能器52a-52h和54a-54h所布置在的線是同等的，即平行。因此，盡管同類型的聲音換能器52a-52h和54a-54h分別都是直接并置，但是類型B的聲音換能器(54a-54h)的平均距離d_B小于類型A的聲音換能器平均距離d_A是可能的。

應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于該實(shí)施例來說，類型A的聲音換能器是布置在第一平面中還是在第二平面中是不重要的，反之亦然，即類型B的聲音換能器是布置在第一平面中還是在第二平面中是不重要的。

然而，可選地，優(yōu)選地按照低的平均距離d_B布置的類型B的聲音換能器被布置在類型A的聲音換能器布置的中心位置是重要的，使得揚(yáng)聲器陣列的這個(gè)實(shí)施例還可以獲得針對(duì)高頻范圍的聲音換能器在中心的集中。

在另外的實(shí)施例中，在第三平面中布置另外的聲音換能器，即類型C的聲音換能器，是可能的。

參考圖2a-2d的揚(yáng)聲器布置，應(yīng)該注意，可以分別向各個(gè)換能器52a-52h和54a-54h分配復(fù)雜的定向特性，例如通過聲音導(dǎo)向器或通過聲音換能器本身來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

另一實(shí)施例涉及若干線陣列(例如陣列50和60)的組合，使得形成平面揚(yáng)聲器陣列。線陣列50或60可以具有不同數(shù)量的聲音換能器，使得例如也產(chǎn)生線陣列的不同長度。此外，每個(gè)線陣列的聲音換能器距離不同也是可能的，例如，這是基于可以使用不同聲音換能器類型的事實(shí)而存在的。根據(jù)另外的實(shí)施例，每個(gè)線陣列自身可以包括不同的聲音換能器類型，其中，每個(gè)線陣列具有一種類型的線陣列的組合是優(yōu)選的。一個(gè)實(shí)施例的特征在于：兩個(gè)具有聲音換能器類型A的線陣列包圍三個(gè)具有聲音換能器類型B的線陣列。以這種方式，形成平面揚(yáng)聲器陣列，其中特定類型的聲音換能器集中在中心。

參照圖3，下面將描述上述揚(yáng)聲器陣列的擴(kuò)展，其中該擴(kuò)展不限于這種陣列或機(jī)動(dòng)車輛領(lǐng)域。

圖3示出了揚(yáng)聲器陣列90，這里實(shí)現(xiàn)為相同類型的八個(gè)聲音換能器52a-52h的組合。這些聲音換能器52a-52h(或者更精確地，聲音換能器52a-52h的膜56)中的每一個(gè)在其輻射側(cè)耦合到聲音導(dǎo)向器92a-92h。這些聲音導(dǎo)向器92a-92h是漏斗形的且可選地是彎曲的元件，使得聲音導(dǎo)向器92a-92h的聲音出口開口(參見附圖標(biāo)記94)小于在電聲音換能器52a-52h那側(cè)上的聲音入口開口(參考附圖標(biāo)記56)(在所有維度上或在至少一個(gè)維度上)。聲音導(dǎo)向器92a-92h的漏斗被配置為使得聲音輸入56與聲音出口94相比發(fā)生了偏移，其中，根據(jù)與聲音換能器52a-52h的組合，使用不同的偏移比，使得聲音出口開口的總面積可以整體上減小。

因此，聲音導(dǎo)向器92a-92h的聲音出口開口94可以以平均距離d_S彼此緊密地布置。因此，盡管是具有大規(guī)模擴(kuò)展的揚(yáng)聲器陣列90，但是獲得了在聲音出口開口94之間的非常小的平均距離d_S(特別是與平均距離d_A相比)，這得到改進(jìn)的可調(diào)節(jié)的特性(這是分別由于聲音出口開口94的緊湊距離d_S導(dǎo)致的聲音輻射面積的減小以及由于減小的虛擬聲音換能器距離d_S獲得的)以及陣列(例如，在車輛內(nèi))的更好的定位選擇。

聲音導(dǎo)向器92a-92h與揚(yáng)聲器陣列50、60、70或80之一的組合是可能的，使得聲音導(dǎo)向器還可被用于圖1a-1d的揚(yáng)聲器系統(tǒng)1，1’or 1”的實(shí)施例。因此，還可以(如上面已經(jīng)指出的)配置聲音導(dǎo)向器92，使得實(shí)際的聲音換能器陣列90(或者50、60、70、80)例如由于缺乏空間而被安裝在汽車內(nèi)的特定位置處(例如，在行李箱中)，并且聲音導(dǎo)向器將聲音引導(dǎo)到相應(yīng)的聲音出口點(diǎn)，例如在車頂中的聲音出口點(diǎn)，這允許節(jié)省空間的安裝。

關(guān)于圖1，應(yīng)當(dāng)注意，揚(yáng)聲器系統(tǒng)的揚(yáng)聲器的布置和揚(yáng)聲器陣列的布置也可以分別以預(yù)定的方向(例如，朝向收聽位置12a-12d的方向)進(jìn)行，使得實(shí)現(xiàn)每個(gè)聲音換能器的定向輻射是可能的，這有助于通過揚(yáng)聲器的位置降低對(duì)聲音區(qū)域中的空間聲學(xué)的影響。

根據(jù)另外的實(shí)施例，還可以提供信號(hào)控制裝置，其根據(jù)上述原理分別控制陣列20和擴(kuò)展陣列50、60、70、80、90(參見，收聽區(qū)域12a-12d中的單聲道再現(xiàn)，或收聽區(qū)域12a-12d中的立體聲再現(xiàn))，因此允許形成相應(yīng)數(shù)量的高度聚焦的聲音輻射波束22a-22d、22aL、22aR。

參考圖1，還應(yīng)注意，用戶特定信號(hào)還可以意味著在特定收聽區(qū)域(例如，駕駛員收聽區(qū)域12a)中其他音頻信息(例如，信息娛樂信號(hào)或電信音頻)的衰減。

根據(jù)另外的實(shí)施例，揚(yáng)聲器系統(tǒng)可以包括頻率分離裝置或處理器，其被配置為：當(dāng)輸入信號(hào)僅包括收聽內(nèi)容(即，針對(duì)相應(yīng)收聽位置/就座位置處的人的內(nèi)容)時(shí)，將輸入信號(hào)的中心的較高頻率提供給陣列，例如，以可以執(zhí)行波束成形的方式來實(shí)現(xiàn)該提供；以及在相應(yīng)的就座位置處的結(jié)構(gòu)聲音換能器處輸出較低頻率。在要再現(xiàn)的音頻內(nèi)容包括若干并行內(nèi)容(例如旨在針對(duì)不同收聽位置/就座位置)的情況下，頻率分離裝置和音頻處理器分別被配置為：以可以分別針對(duì)不同收聽位置處的不同收聽區(qū)域再現(xiàn)音頻內(nèi)容的方式，借助波束成形將要再現(xiàn)的所有音頻內(nèi)容的中心整個(gè)頻率提供給陣列，同時(shí)分出較低頻率并將其分別傳遞給不同座椅和收聽位置的不同結(jié)構(gòu)聲音換能器?？偠灾?，這提供了以下優(yōu)點(diǎn)：可以通過陣列針對(duì)不同的收聽位置以定向方式再現(xiàn)中心的較高頻率，同時(shí)經(jīng)由結(jié)構(gòu)聲音換能器僅局部地表示較低頻率。該過程的原因在于：具體地，經(jīng)由陣列不能對(duì)低頻進(jìn)行很好的導(dǎo)向，使得通過波束成形實(shí)現(xiàn)的對(duì)低頻的分離常常導(dǎo)致問題。通過使用分別明確地分配給各個(gè)就座和收聽位置的結(jié)構(gòu)聲音換能器，將不會(huì)發(fā)生這些聲音換能器的聲音信號(hào)的重疊。

另外的實(shí)施例提供了一種揚(yáng)聲器陣列，其具有布置在第一線上的多個(gè)第一電聲音換能器和布置在第一線或與第一線平行的線上的多個(gè)第二電聲音換能器。這里，第一電聲音換能器之間的平均距離(d_B)小于第二電聲音換能器之間的平均距離(d_B)。

另外的實(shí)施例提供了一種揚(yáng)聲器陣列，其具有布置在第一平面區(qū)域中的多個(gè)第一電聲音換能器和布置在該第一平面區(qū)域中的多個(gè)第二電聲音換能器。此處，第一電聲音換能器的平均密度小于第二電聲音換能器的平均密度。

另外的實(shí)施例提供了一種揚(yáng)聲器陣列，其具有多個(gè)電聲音換能器，所述電聲音換能器耦合到第一區(qū)域中的用于聲音輸出的第一聲音導(dǎo)向器，其中每個(gè)聲音導(dǎo)向器包括聲音出口開口。此處，多個(gè)聲音出口開口被布置為使得聲音出口開口之間的平均距離(d_S)小于并置的電聲音換能器之間的可能的平均距離(d_A)。

參考圖1a-1d的揚(yáng)聲器陣列20，應(yīng)當(dāng)注意，在示意圖中示出的揚(yáng)聲器陣列20中的聲音換能器20a-20h的幾何取向是假設(shè)的，并且不一定反映現(xiàn)實(shí)情況。因此，各個(gè)聲音換能器20a-20h的取向可以相應(yīng)地偏離，或者甚至可以隨著位置而變化(強(qiáng)烈地傾斜向第一側(cè)，傾斜向第一側(cè)，朝向底部，傾斜向第二側(cè)，強(qiáng)烈地傾斜向第二側(cè))。

上述實(shí)施例僅介紹對(duì)本發(fā)明的原理的說明。顯然，對(duì)本文詳細(xì)描述的布置的修改和變形對(duì)于本領(lǐng)域其他技術(shù)人員而言將是明顯的。因此，意圖在于，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求的范圍限制，而不由本文基于對(duì)實(shí)施例的描述和討論給出的具體細(xì)節(jié)來限制。