CN102595275A - 声场可调的车载扬声器系统 - Google Patents
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Abstract
一种声场可调的车载扬声器系统,其技术方案是,它由安装在汽车内四周的多个可调扬声器和声场控制器组成,所述可调扬声器由扬声器和扬声器调节器构成,所述扬声器调节器由调向步进电机构成,所述调向步进电机固定在汽车内,其控制端接声场控制器的信号输出端;所述扬声器与调向步进电机的输出轴固定连接,其轴线与调向步进电机的输出轴垂直。本发明既可以调节扬声器的高度,也可以调整扬声器的方向,因此本系统能够根据乘驾人员的具体位置对声场进行调节,使乘驾人员处于最佳音效区,大大提高了汽车的乘驾舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及一种适于在汽车内使用的扬声器系统,属汽车技术领域。
背景技术
汽车内一般都安装有音响设备,现有汽车音响设备的扬声器都是固定式的,扬声器系统的声场中心也是固定不变的,它位于车内乘坐空间的中心部位,该区域的前后、左右声场平衡性最好,与各个扬声器的距离也比较均衡,但这个范围内却无法布置座椅,因此传统固定式扬声器系统的最佳音效区域无法得到有效利用。若能设计一种新型的扬声器系统,使声场中心随着乘驾人员的位置而变,保证乘驾人员处于最佳音效区,必能大大提高汽车乘驾者的听觉享受。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种声场可调的车载扬声器系统,以提高汽车乘驾者的听觉舒适性。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的:
一种声场可调的车载扬声器系统,它由安装在汽车内四周的多个可调扬声器和声场控制器组成,所述可调扬声器由扬声器和扬声器调节器构成,所述扬声器调节器由调向步进电机构成,所述调向步进电机固定在汽车内,其控制端接声场控制器的信号输出端;所述扬声器与调向步进电机的输出轴固定连接,其轴线与调向步进电机的输出轴垂直。
上述声场可调的车载扬声器系统,它还包括一个高度调节装置,所述高度调节装置包括调高步进电机、齿轮、齿条和盘式支架,所述盘式支架固定在调向步进电机的输出轴上,所述调高步进电机固定在盘式支架上,其轴线与调向步进电机垂直,调高步进电机的控制端也接声场控制器;所述齿轮固定在调高步进电机的输出轴上;所述齿条平行于调向步进电机的轴线并与齿轮啮合,其一端与扬声器固接。
上述声场可调的车载扬声器系统,它还包括安装在每个汽车座椅上的人体传感器,所述人体传感器的信号输出端接声场控制器的输入端。
上述声场可调的车载扬声器系统,所述可调扬声器设置4~9个。
本发明的扬声器调节器既可以利用调高步进电机调节扬声器的高度,也可以利用调向步进电机调整扬声器的方向,因此本系统能够根据乘驾人员的具体位置对声场进行调节,使乘驾人员处于最佳音效区,大大提高了汽车乘驾者的听觉舒适性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详述。
图1是本发明的结构示意图;
图2是扬声器调节器的结构示意图;
图3是图2的右视图;
图4是满座位声场;
图5是单个司机位声场;
图6是司机位+副驾驶位声场;
图7是前后排左侧位声场;
图8是前后排右侧位声场;
图9是后排满座位声场。
图中各标号为:1、音频放大器;2、扬声器调节器;3、声场控制器;4、扬声器;5、外壳;6、齿条;7、齿轮;8、调高步进电机;9、电机支架;10、盘式支架;11、调向步进电机;12、座椅;13、汽车;14、人体传感器;15、竖直滑道;A、高频扬声器;B、中频扬声器;C、中低频扬声器。
具体实施方式
本发明通过标定不同车型、不同数量的扬声器,适应不同车型的声场需求。扬声器的数量根据车型而定。图1给出了四个扬声器的情况。人体传感器14用于自动识别乘驾人员的分布情况,以便自动选择声场类型。
本发明的声场调节原理:
参看图2、图3,本发明的多个可调扬声器通过扬声器调节器2的外壳5固定在汽车内四周,调向步进电机11和齿条6一般竖直安装,扬声器的角度由调向步进电机11来调节,扬声器的高度由调高步进电机8通过齿轮7、齿条6调节,齿条6上端穿出外壳5,扬声器4与齿条6固定连接。齿轮7与调高步进电机8 的输出轴连接,调高步进电机8横置于盘式支架10上,并通过电机支架9与盘式支架10固定连接;盘式支架10与外壳5的侧壁之间留有2mm间隙,以防止盘式支架10旋转时与外壳5产生摩擦;调向步进电机11与外壳5固定连接,其输出轴与盘式支架10固定连接;竖直滑道15与盘式支架10固定连接,其作用是传递力矩。
在特殊情况下,调向步进电机11和齿条6也可以水平安装。
本发明中的声场控制器3实际上是一个CPU,它可以根据车内各座位上人员的分布,调整各扬声器的角度与高度。CPU可以采用 RENESAS(瑞萨)电子的32位单片微控制器,如 V850E/DL3。
扬声器角度和高度的调整工作流程:
角度调节:调向步进电机11的旋转力矩驱动盘式支架10旋转,盘式支架10带动调高步进电机8、齿轮7、齿条6、竖直滑道15、电机支架9一起旋转,齿条6带动扬声器4旋转,实现角度的调整。
高度调节:调高步进电机8输出旋转力矩,驱动齿轮7旋转,齿轮7旋转带动齿条6上升或下降,齿条6带动扬声器4上升或下降。
本扬声器系统的声场有六种:
当所有座位都有人时,扬声器系统的声场与现有固定式扬声器系统的声场相同,声场指向如图4所示。
当驾乘人员只有一个且处于司机位时,扬声器系统根据标定好的角度自动更新为适应单个司机位声场。调整后的声场指向如图5所示,声场中心会偏移到司机位处。在人耳能够听到的频率范围里(20Hz-20KHz),决定声音传播方向的频段主要是高频部分,高频频率的播放是靠高频段扬声器(A)实现的,音乐中的人声部分主要集中在中频段,而中频频率主要靠中频段扬声器(B)播放。因此,如果想得到如图5所示的声场,我们只要调节车里高频段扬声器(A)和中频段扬声器(B)的水平角度,将其播放方向对准司机位即可,声场中心就会向司机位处偏移。
图6到图9表示的声场对应汽车座位的另外几种乘坐模式,其原理都是一样的。
对于扬声器的具体偏移角度,需要针对以上六种音效模式分别在实车上进行测试,根据实车摆放位置做标定,把车上各个扬声器的角度按六种音效模式分别做标定,将数据整理成数据库,并将数据库刷写到声场控制器的CPU中,这样顾客可以根据车上实际坐人情况选择相应的音效模式,CPU在接到指令后,将先前标定的数据值转变成电信号,发给相应的可调扬声器,可调扬声器通过调整扬声器的角度改变声场。
Claims (4)
1.一种声场可调的车载扬声器系统,其特征是,它由安装在汽车内四周的多个可调扬声器和声场控制器(3)组成,所述可调扬声器由扬声器(4)和扬声器调节器(2)构成,所述扬声器调节器(2)由调向步进电机(11)构成,所述调向步进电机(11)固定在汽车(13)内,其控制端接声场控制器(3)的信号输出端;所述扬声器(4)与调向步进电机(11)的输出轴固定连接,其轴线与调向步进电机(11)的输出轴垂直。
2.根据权利要求1所述的声场可调的车载扬声器系统,其特征是,它还包括一个高度调节装置,所述高度调节装置包括调高步进电机(8)、齿轮(7)、齿条(6)和盘式支架(10),所述盘式支架(10)固定在调向步进电机(11)的输出轴上,所述调高步进电机(8)固定在盘式支架(10)上,其轴线与调向步进电机(11)垂直,调高步进电机(8)的控制端也接声场控制器(3);所述齿轮(7)固定在调高步进电机(8)的输出轴上;所述齿条(6)平行于调向步进电机(11)的轴线并与齿轮(7)啮合,其一端与扬声器(4)固接。
3.根据权利要求1或2所述的声场可调的车载扬声器系统,其特征是,它还包括安装在每个汽车座椅(12)上的人体传感器(14),所述人体传感器(14)的信号输出端接声场控制器(3)的输入端。
4.根据权利要求3所述的声场可调的车载扬声器系统,其特征是,所述可调扬声器设置4~9个。
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