CN102595275B - 声场可调的车载扬声器系统 - Google Patents

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

声场可调的车载扬声器系统

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 (1)

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；

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；

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；

所述可调扬声器设置4～9个；高频频率的播放是靠高频段扬声器（A）实现，中频频率主要靠中频段扬声器（B）播放；

所述扬声器系统的声场有六种：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。