模塊化的基于頭枕的音頻系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本公開涉及模塊化的基于頭枕的音頻系統(tǒng)。
[0002]在一些車輛音頻系統(tǒng)中，基于總系統(tǒng)的電氣響應和聲學響應向提供至每個揚聲器的音頻信號應用處理，該總系統(tǒng)的電氣響應和聲學響應即揚聲器本身的響應以及機動車車廂對由揚聲器產生的聲音的響應?？紤]到每個揚聲器的位置和座位、玻璃和除此之外的汽車的其它部件的吸收和反射特性，這樣的系統(tǒng)高度個體化到特定的車輛型號和裝飾水平。這樣的系統(tǒng)通常被設計為機動車的產品開發(fā)過程中的部分，對應的均衡和其它音頻系統(tǒng)參數在制造或組裝時被加載到音頻系統(tǒng)中。

【發(fā)明內容】

[0003]—種用于乘用車的模塊化的基于頭枕的音頻系統(tǒng)，包括固定在車輛車廂中的一組揚聲器，以及位于汽車的頭枕的唯一一個中的的揚聲器。第一組音頻系統(tǒng)參數被用來調節(jié)向各種揚聲器提供的音頻信號，實現了在具有在其頭枕中的揚聲器的一個座位周圍聚焦的音頻體驗。當可選的第二頭枕被安裝并將揚聲器帶到第二座位的頭枕時，音頻系統(tǒng)參數被改變，不僅是針對新的頭枕，也是針對固定揚聲器并且在一些情況下是第一頭枕，使得充分利用所添加的揚聲器?？蛇x的低音箱也可以被添加，再次地，改變音頻系統(tǒng)參數不僅針對添加的部件，也是針對固定的揚聲器，以提供總的系統(tǒng)性能改進。
[0004]總體而言，在一方面，車輛音頻系統(tǒng)，包括信號處理器，該信號處理器被配置成從源接收及處理音頻信號并且向放大器提供經處理的音頻信號，第一頭枕，該第一頭枕包括頭枕揚聲器并被耦合到駕駛者的座位，第一固定揚聲器，該第一固定揚聲器被定位在與頭枕的前方的車輛的車廂的左角落接近處，第二固定揚聲器，該第二固定揚聲器被定位成接近頭枕的前方的車輛的車廂的右角落，以及頭枕輔助端口，該頭枕輔助端口位于乘客的座位中。頭枕輔助端口被配置成將音頻系統(tǒng)連接到第二頭枕中的第二頭枕揚聲器。該信號處理器使用第一組處理參數以用于在第一頭枕揚聲器被連接到音頻系統(tǒng)并且第二頭枕揚聲器不被連接到音頻系統(tǒng)時處理接收到的音頻信號，并且信號處理器使用第二組處理參數以用于在第一頭枕揚聲器和第二頭枕揚聲器兩者均被連接到音頻系統(tǒng)時處理接收到的音頻信號。
[0005]各個實施方式可以以任意組合方式包括以下中的一個或多個。使用第一組處理參數針對第一固定揚聲器和第二固定揚聲器中的每一個向放大器提供的經處理的音頻信號可以不同于使用第二組處理參數針對第一固定揚聲器和第二固定揚聲器提供的經處理的音頻信號。使用第一組處理參數針對第一頭枕揚聲器向放大器提供的經處理的音頻信號可以不同于使用第二組處理參數針對第一頭枕揚聲器提供的經處理的音頻信號。使用第二組處理參數針對第一頭枕揚聲器向放大器提供的經處理的音頻信號可以不同于使用第二組處理參數針對第二頭枕揚聲器提供的經處理的音頻信號。信號處理器可以從源重混音頻信號到與分量方向的集合對應的中間信號中，并且第一組處理參數和第二組處理參數中的每一組可以將與每個分量方向對應的中間信號的不同部分分布到頭枕揚聲器以及第一固定揚聲器和第二固定揚聲器。
[0006]該系統(tǒng)可以不包括在車輛的車廂中位于第一頭枕的后方的固定揚聲器。向放大器提供的經處理的音頻信號可以最小化從駕駛者的座位到乘客的座位的泄漏。該第一頭枕揚聲器可以包括至少兩個電聲換能器，至少一個電聲換能器位于頭枕的一端處。針對第一頭枕揚聲器向放大器提供的經處理的音頻信號可以控制電聲換能器中的每一個與被置于與電聲換能器中的不同的一個的收聽者的耳朵之間的信號的串擾。該第一頭枕揚聲器可以包括位于頭枕的每一端處的電聲換能器的陣列中的一對。該第一頭枕揚聲器可以包括位于頭枕以內的電聲換能器的陣列。低音單元輔助端口可以被配置成將音頻系統(tǒng)連接到低音單元，其中信號處理器可以使用第三組處理參數以用于在低音單元可以被連接到音頻系統(tǒng)時處理接收到的音頻信號。使用第三組處理參數針對第一固定揚聲器和第二固定揚聲器中的每一個固定揚聲器向放大器提供的經處理的音頻信號可以不同于使用第一組處理參數或第二組處理參數針對第一固定揚聲器和第二固定揚聲器提供的經處理的音頻信號。使用第三組處理參數針對第一頭枕揚聲器向放大器提供的經處理的音頻信號可以不同于使用第一組處理參數或第二組處理參數針對第一頭枕揚聲器提供的經處理的音頻信號。
[0007]各種優(yōu)點包括為在小型汽車中實現高質量音頻體驗提供了具有成本效益的方案，如需要，其擴展從而為乘客提供與駕駛者體驗的相同高質量的聲音，并且如果期望，增加系統(tǒng)的低音響應。
[0008]以上提及的所有示例和特征可以以任何技術上可行的方式進行結合。從說明書中以及從權利要求書中，其它特征和優(yōu)點將顯而易見。
【附圖說明】
[0009]圖1示出了車輛中的模塊化的基于頭枕的音頻系統(tǒng)的示意圖。
[0010]圖2A至2D示出了從揚聲器到收聽者的耳朵的信號路徑的示意圖。
【具體實施方式】
[0011]常規(guī)的汽車音頻系統(tǒng)基于大約一組四個或更多的揚聲器，兩個在儀表板上或者在前門中，并且另兩個通常位于后行李架上(在四門轎車和雙門轎車中)或在后門或壁中(在貨車和掀背式車中)。然而，如圖1所示，在一些汽車(諸如小型汽車)中揚聲器可以被設置在頭枕中而不是在駕駛者之后的傳統(tǒng)位置中。這節(jié)省了汽車的后面的空間，并且并不浪費如果存在也不可能是用于乘客的向后座提供聲音的能量。圖1中所示的音頻系統(tǒng)100包括結合的源/處理/放大單元102。在一些示例中，可以在多個部件之間分配不同的功能。特別地，源通常與放大器分開，并且由源或者放大器提供處理，盡管處理還可以由分別的部件所提供。處理還可以由加載到提供源和/或放大器的功能的通用計算機上的軟件而被提供。我們指的是由“系統(tǒng)”提供的信號處理和放大，而不是特指任何特定的系統(tǒng)架構或技術。
[0012]在圖1中示出的音頻系統(tǒng)具有永久附著到車輛結構的兩組揚聲器104、106。我們將其稱為“固定”揚聲器。在圖1的示例中，每組固定揚聲器包括兩個揚聲器、高頻揚聲器108、110和低至中頻范圍揚聲器112、114。在每組中的兩個揚聲器可以被來自放大器的單個放大信號所驅動，其中無源分頻網絡(其可被嵌入在一個或兩個揚聲器中)以不同的頻率范圍將信號分布到恰當的揚聲器?？商娲?，放大器可以向每個揚聲器直接提供頻帶限制信號。在其它示例中使用全頻揚聲器，并且在又一示例中每組使用多于兩個揚聲器。所示的每個個體揚聲器還可以被實施為揚聲器陣列，其可以允許聲音的更加復雜的整形，或者僅僅是傳遞給定聲壓級的空間和材料的更加經濟的使用。
[0013]在圖1中駕駛者的頭枕120包括兩個揚聲器122、124，其被簡略地示出并且實際上每個可以是揚聲器的陣列。揚聲器(無論是個體揚聲器或陣列)可以作為陣列本身被協(xié)同操作以控制聲音分布到收聽者的耳朵。兩個揚聲器可以被放置在頭枕的每一端處，大致對應于駕駛者的耳朵的期望間隔，在之間為頭枕的靠墊留出空間，當然頭枕是主要功能。在一些示例中，揚聲器被放置在頭枕的后面更加接近在一起，使得被傳遞到頭枕的前面的聲音穿過圍繞靠墊的外殼。取決于頭枕的機械要求以及系統(tǒng)的聲學目標，揚聲器可以以各種方式相對于彼此并且相對于頭枕部件被定向。通過引用并入本文的共同未決的申請13/799，703描述了用于封裝頭枕中的揚聲器而不妥協(xié)頭枕的安全特征的多個設計。頭枕的揚聲器在圖1中被示出為通過線纜130穿過座位而被連接到源102，雖然它們還可以與源102無線通信而線纜僅提供功率。在一些示例中，揚聲器122和124可以被放置在除了直接在頭枕中之外的其它位置，諸如在椅背中，特別是在頭枕是椅背的集成部分的座椅中，或者在頂蓬或防滾桿中。
[0014]小型汽車音頻系統(tǒng)可以被部分設計為優(yōu)化駕駛者的體驗，并且不在乘客頭枕中提供揚聲器。具有附加揚聲器128和130的乘客頭枕126和后面安裝的低音箱132可以作為選項提供給確實想為乘客提供聲音或犧牲可觀的儲存空間的買家。當這樣的可選揚聲器被安裝時，整個音頻系統(tǒng)的調諧被調整以充分利用增加的揚聲器。
[0015]線纜134可以存在于乘客座位中，以簡化在車輛被制造之后將可選的第二頭枕126添加到該座位的任務，或者其可以根據需要被經銷商在購買第二頭枕的時候被添加。如果頭枕126是無線的，線纜134僅可以向頭枕提供功率，并且可以已經存在于座位中以用于其它功率的功能，諸如定位電機和加熱器?？蛇x的低音箱132被置于車輛的后備箱區(qū)域，通過線纜136被連接到源102，再次，線纜136可以是原始裝備或者可以是經銷商安裝的。在一些示例中，低音箱132具有內建的放大器138，使得源102僅需要向低音箱提供均衡的但不是放大的音頻信號。
[0016]—大組可調整