CN100534836C - 改善车载音频系统中声频图像的设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种改善车载音频系统中的声频图像的设备及其控制方法。所述设备包括：第一扬声器单元，用于从所述车载音频系统中再现的声音中输出高频带音频；第二扬声器单元，用于从所述车载音频系统中再现的声音中输出中频带音频和低频带音频；第一结构，用于为所述低频带音频提供定向；以及第二结构，用于根据所述车载音频系统用户的位置而旋转所述第一结构。

Description

改善车载音频系统中声频图像的设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种车载音频系统，并且尤其涉及一种改善车载音频系统中声频图像(audio image)的设备及其控制方法。
背景技术
近年来，汽车被认为是一种重要交通工具，除了各种驾驶汽车必不可少的设备(例如发动机)之外，为驾驶者提供各种便利的各种设备(例如车载音频系统)也正在热点研究并开发。
特别的，近来开发了一种用于开启和关闭车门并且通过手机接收音乐文件以通过音频设备再现所接收的音乐文件的数字车载音频系统。数字车载音频系统使用数字中频(DIF)技术和作为局域无线通信标准的蓝牙技术。与传统的模拟车载音频系统相比，数字车载音频系统在无线电波接收方面性能出色并且将不必要的噪声或者当无线电波在都市建筑群中反射时产生的多路径现象减小至最低，从而提供最佳声音质量。
然而，即使是数字车载音频系统也会由于收听空间特性，也就是汽车收听空间特性，而降低音场(sound stage)。下面详细描述由于车载音频系统的收听空间特性的音场的降低。
首先，与普通收听空间不同，汽车在其收听空间上受到很大的限制，因此渐渐偏离于黄金三角分割条件。这是因为在比较直达声和间接声的比例时发现，过度的直达声导致车载音频系统的用户很容易感到疲劳和厌恶，过度的间接声导致用户在收听所有音乐时很容易压迫感。
通常的，保持适合于收听空间的混响时间是收听音乐的重要因素。混响是根据声音在收听空间中反射的比例而确定的。一般的，具有较长混响时间的声音特征称为“动态(live)”，具有较短混响时间的声音特征称为“静态(dead)”。当动态特征突出时声频图像变得不清晰，并且当静态特征突出时音乐欣赏氛围被破坏。
然而，由于收听空间狭小，车载音频系统的收听者直接暴露于汽车收听空间中的扬声器，并且由于汽车内部材料和座椅使得回声和反射声能量减小。这样，扬声器定位的方向和角度成为决定车载音频系统的音场的最重要的因素。
然而，车载音频系统中的后扬声器不仅是固定的而且还仅能再现中频和低频带声音，因此很难考虑到混响的动态和静态特征。因此，它根据车载音频系统的用户的位置，很难展现精确声频图像，因此也使得它很难在车载音频系统中表现杜比(Dolby)数字环绕声。
下面参考图1描述根据车载音频系统的扬声器位置的一般声音方向。
图1a和1b示意显示了根据车载音频系统的扬声器位置的声音方向。
通常的，车载音频系统包括前扬声器和后扬声器。图1a和1b中显示了基于高频带声音的直线性和低频带声音的穿透性并且根据前扬声器和后扬声器的声音方向。
如上所述，车载音频系统的扬声器仅设置在狭小的汽车空间中的预定位置，并且由此其缺陷很难根据用户位置展现精确声频图像，从而破环音场。
发明内容
因此，本发明设计了一种改善车载音频系统中的声频图像的设备及其控制方法，基本克服了现有技术的一个或多个限制和缺陷。
本发明的一个目标是提供一种改善车载音频系统中的声频图像的设备及其控制方法。
本发明的其他优点、目标和特征由下面的描述部分给出，并且在本领域普通技术人员考察下述说明书后是显见的，或者可以通过本发明的实施例而了解。本发明的目标和其他优点可以通过书面说明书和权利要求书以及附图中特别指出的结构而实现和获得。
为了实现上述和其他目标和优点，并且根据在此实施和广泛描述的本发明意图，提供了一种改善车载音频系统中的声频图像的设备，所述设备包括：第一扬声器单元，用于从所述车载音频系统中再现的声音中输出高频带音频；第二扬声器单元，用于从所述车载音频系统中再现的声音中输出中频带音频和低频带音频；第一结构，用于为所述低频带音频提供定向；以及第二结构，用于根据所述车载音频系统用户的位置而旋转所述第一结构。
在本发明的另一个方面中，提供了一种车载音频系统的声频图像改善设备的控制方法，所述设备具有用于从所述车载音频系统中再现的声音中输出高频带音频的第一扬声器单元，以及用于从所述车载音频系统中再现的声音中输出中频带音频和低频带音频的第二扬声器单元，所述方法包括以下步骤：根据所述车载音频系统用户的位置而调节从所述第二扬声器单元输出的低频带音频的方向。
应当理解，前面对发明的概述和下面的详细描述仅是示例性的，并且仅具有解释目的。
附图说明
结合附图以帮助理解本发明，并且附图被包含并组成本说明书的一部分，显示了本发明的实施例并且与详细描述一起解释了本发明的原理。在附图中：
图1示意显示了根据车载音频系统中扬声器位置的传统声音方向；
图2为显示根据本发明一个实施例的改善车载音频系统中的声频图像的设备的前视图和侧视图；
图3示意显示了图2中的声频图像改善设备的操作；
图4显示了声频图像改善设备的半球状结构根据车载音频系统中用户位置而调节方向的状态；以及
图5示意显示了图4中半球状结构根据车载音频系统中用户位置调节方向时的声音方向。
具体实施方式
现在详细参考本发明优选实施例，其示例显示在附图中。在可能的情况下，在整个附图中使用相同的参考数字来指示相同或相似部件。
本发明提供了一种改善车载音频系统中声频图像的设备，以及其控制方法。特别的，本发明提供了一种设备及其控制方法，其中考虑到汽车空间特点和声音特点而在所述车载音频系统中设置扬声器，从而改善声频图像。
图2a和2b为显示根据本发明一个实施例的改善车载音频系统中声频图像的设备的前视图和侧视图。
在描述图2之前需要说明，在通常的车载音频系统中，后扬声器采用再现中频和低频声音的扬声器，并且实施为面朝前方。在后扬声器的结构中，不可能再现所有频带的声音，即使再现了所有频带的声音，由于存在声音失真率，也不可能展现精确声频图像。低频带声音具有相对较好的穿透性但是不具有方向性，随着声音频带增高，穿透性会变弱而方向性会增强。
本发明提供了考虑到前述情况的声频图像改善设备。在图2中所示的声频图像改善设备中，参考数字200表示输出高频带声音的扬声器单元，参考数字210表示产生低频带声音定向性的半球状结构，参考数字220表示输出中频和低频声音的扬声器单元，参考数字230表示旋转半球状结构210的结构。
在图2中，显示了如上所述的本发明的车载音频系统中的声频图像改善设备的结构。接下来，参考图3描述图2中的声频图像改善设备的操作。
图3示意显示了图2中的声频图像改善设备的操作。
参考图3，扬声器单元200从再现的声音中输出高频带声音，并且扬声器单元220从再现的声音中输出中频带声音和低频带声音。同时，由于半球状结构210，所述中频带声音和低频带声音从所述扬声器单元输出，并且向所述车载音频系统的用户传播。结构230调节半球状结构210的方向，从而半球状结构210使得扬声器单元220朝向车载音频系统的用户而输出中频带声音和低频带声音。
在图3中，显示了如上所述的图2中的声频图像改善设备的操作。接下来，参考图4描述根据车载音频系统的用户位置而进行的对半球状结构210的方向调节。
图4显示了声频图像改善设备的半球状结构210根据车载音频系统中用户位置而调节方向的状态。
如图4所示，车载音频系统的用户位于驾驶员座位，因此所述声频图像改善设备的半球状结构210调节到朝向位于驾驶员座位的车载音频系统的用户的方向。
在图4中，显示了如上所述的根据车载音频系统的用户位置而进行的对半球状结构210的方向调节。接下来，参考图5描述在图4中所示的根据车载音频系统的用户位置而调节半球状结构210的方向时的声音方向。
图5示意显示了图4中半球状结构210根据车载音频系统中用户位置调节方向时的声音方向。
参考图5，由于半球状结构210调节到朝向图4中所述的驾驶员座位位置的方向，产生的声音向车辆驾驶员座位传播。换言之，声频图像可以朝向车辆空间中驾驶员座位而精确展现。
如上所述，本发明优点在于扬声器根据车载音频系统的用户位置而调节方向，从而根据用户位置而调节声音方向并且再现精确声频图像。
尽管参考示例实施例描述了本发明，本领域技术人员可以理解，可以对其作出各种修改而不背离由所附权利要求书及其等同物所限定的本发明的实质和范围。

Claims (3)

1.一种改善车载音频系统中的声频图像的设备，所述设备包括：
第一扬声器单元，用于从所述车载音频系统中再现的声音中输出高频带音频；
第二扬声器单元，用于从所述车载音频系统中再现的声音中输出中频带音频和低频带音频；
第一结构，用于为所述低频带音频提供定向；以及
第二结构，用于根据所述车载音频系统用户的位置而旋转所述第一结构。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一结构具有半球状形状。
3.一种车载音频系统的声频图像改善设备的控制方法，所述设备具有用于从所述车载音频系统中再现的声音中输出高频带音频的第一扬声器单元，以及用于从所述车载音频系统中再现的声音中输出中频带音频和低频带音频的第二扬声器单元，所述方法包括以下步骤：
根据所述车载音频系统的用户的位置而调节从所述第二扬声器单元输出的低频带音频的方向。
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