CN114157959B - 用于汽车的音频系统与具有音频系统的汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于汽车的音频系统，包括有：音频信号处理系统；扩音器阵列，包含两对扩音器对，每一对扩音器包含前扩音器与后扩音器。两对对扩音器的前扩音器与后扩音器的声学中心之间分别连接有第一线段与第二线段，第一线段与第二线段之间具有夹角；音频信号处理系统提供第一音频声道的主信号与调适信号到第一对扩音器的前扩音器后扩音器，提供第二音频声道的主信号与调适信号到第二对扩音器的前扩音器与后扩音器，以从扩音器阵列产生定向辐射场型。定向辐射场型包含相关联于第一对扩音器的前向分量与后向分量，以及相关联于第二对扩音器的前向分量与后向分量。所述两个前向分量是指向汽车中的反射表面。

Description

用于汽车的音频系统与具有音频系统的汽车
技术领域
本发明涉及在汽车中提供音频的方法与设备，特别是涉及用汽车的音频系统与具有音频系统的汽车。
背景技术
许多汽车中的音频系统被设计成对汽车乘客提供尽可能全面的沉浸式体验。早期的汽车音频系统仅具有单个扩音器，且接着引入具有两个扩音器的立体声系统，立体声系统通常在每一前门安装一个扩音器。近年来，汽车普遍具有多个扩音器，且可能具有分布在整个汽车中的一个或多个超低音扩音器(sub-woofer)，以便提供更沉浸式体验，且提供多声道音频。音频系统提供的沉浸式体验的质量已经被提升，但沉浸式体验的质量仍存在改进的机会，同时也存在简化这些系统的制造与安装的需求。
本发明旨在提供针对一个或多个上述(或其他)范围的改进方案。
发明内容
本发明一或多个实施例提供一种用于汽车的音频系统。音频系统包括有：音频信号处理系统，配置成用于处理多个音频声道，以建立每一音频声道的主信号与调适信号；扩音器阵列，包含至少两对扩音器对，至少两对扩音器中的每一对包含前扩音器与后扩音器；其中，扩音器阵列中的扩音器是定位成：第一对扩音器的前扩音器与后扩音器的声学中心之间连接有第一线段，并且第二对扩音器的前扩音器与后扩音器的声学中心之间连接有第二线段，第一线段与第二线段之间具有夹角；并且其中，音频信号处理系统是配置成用于提供多个音频声道中的第一音频声道的主信号到第一对扩音器的前扩音器，提供第一音频声道的调适信号到第一对扩音器的后扩音器，提供多个音频声道中的第二音频声道的主信号到第二对扩音器的前扩音器，并且提供第二音频声道的调适信号到第二对扩音器的后扩音器，以从扩音器阵列产生定向辐射场型；其中，定向辐射场型包含相关联于第一对扩音器的前向分量与后向分量，以及相关联于第二对扩音器的前向分量与后向分量；以及其中，相关联于第一对扩音器的前向分量与相关联于第二对扩音器的前向分量是指向汽车中的至少一反射表面。
本发明还提供一种汽车，其包括有上述的音频系统。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明较佳的实施例并配合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
现在将参考随附示意图而仅作为实例来描述本发明的实施例，在图式中；
图1示出具有三个扩音器的扩音器阵列；
图2示出图1中扩音器阵列的另一视角；
图3示出具有四个扩音器的扩音器阵列；
图4示出三个扩音器的配置以及与音频信号处理系统的连接；
图5示出四个扩音器的配置以及与音频信号处理系统的连接；
图6示出本发明音频系统实施例产生的反射和定向辐射场型；
图7示出过心形定向场型；
图8示出超心形定向场型；
图9至图11示出调适信号特性改变对辐射场型的影响；
图12示出前后场型的声压级与频率的关系；
图13示出在将低通滤波施加到扩音器阵列的扩音器时，前后场型的声压级与频率的关系；
图14示出安装在汽车中的音频系统的示意图；且
图15示出扩音器阵列实施例的扩音器产生的左右音频信号源的感知位置。
其中，附图标记：
1、2、3扩音器
4 挡板
5 外壳
10 音频信号处理系统
12 第一音频声道
14 第二音频声道
16 第一主信号
18 第一调适信号
20 第二主信号
22 第二调适信号
31、32、33、34扩音器
36 挡板
37、72 挡风玻璃
38、40 乘客
42、48、81、82线段
44、46 箭头
52 前向
54 后向
56 区
70 仪表面板
74、76 超低音扩音器
302、304 前向分量
303、305 后向分量
A1 前向轴向
L、R心形定向辐射场型
L1、L3第一线段
L2、L4第二线段
φ、-φ角度
具体实施方式
图1示出了包括安装在挡板4中的三个扩音器1、2和3的示例性扩音器阵列。图2示出图1中扩音器阵列的另一视角。在此实施例中，扩音器1、2可以是前扩音器，并且扩音器3可以是后扩音器。图1中的扩音器可以被区分为两对扩音器，从而使得两对扩音器每一对都包含一个前扩音器与一个后扩音器。具体而言，在此实施例中，扩音器1、3提供了第一对扩音器，其中，扩音器1是第一对扩音器的前扩音器，而扩音器3是第一对扩音器的后扩音器。同样地，扩音器2、扩音器3提供了第二对扩音器，其中，扩音器2是第二对扩音器的前扩音器，而扩音器3是第二对扩音器的后扩音器。
这些扩音器可以组装成适当的阵列型态。例如，在图1与图2中，阵列中的后扩音器与阵列中的前扩音器可以设置成偏位(例如水平偏位)。在这个实施例中，扩音器3与扩音器1、2之间偏位设置。因此，连接前扩音器1、后扩音器3的声学中心的假想线段定义为第一线段L1，相对连接前扩音器2与后扩音器3的声学中心的假想线段定义为第二线段L2，第一线段L1与第二线段L2之间具有夹角。
第一线段L1与第二线段L2之间的夹角可以用如图1所示的角度φ、-φ表示；其中这两个角度分别代表第一线段L1、第二线段L2与阵列的前向轴向A1之间的参考夹角。后扩音器与前扩音器之间不同的侧向偏位安装，可用于提供第一线段L1与前向轴向A1之间的不同夹角，以及第二线段L2与前向轴向A1之间不同的夹角(第一线段L1与第二线段L2因而不平行)。在一些实施例中，角度φ可以是介于45°至50°(例如47°)，在这种情况下，第一线段L1与第二线段L2之间的夹角(也就是2φ)是介于90°至100°。在不同情况下，角度φ可以是介于30°至70°，此时第一线段L1与第二线段L2之间的夹角是介于60°至140°。基于特定的需求，也可以使用其他的相对偏位来提供其他的夹角。
图2示出了图1的扩音器阵列的立体图。扩音器1、2和3安装于挡板4，并且每一个扩音器的外壳5延伸于挡板4平面的下方。
图3示出另一个示例性实施例的音频系统，该音频系统包含四个扩音器31、32、33、34安装在挡板36。在此实施例中，扩音器31和34可以是前扩音器，并且扩音器32和33可以是后扩音器。图3中的扩音器阵列可以区分为两对扩音器，使得两对扩音器对中的每一对分别前扩音器与后扩音器。具体而言，在此实施例中，扩音器31和32提供第一对扩音器，其中扩音器31是第一对扩音器的前扩音器，而扩音器32是第一对扩音器的后扩音器。同样地，扩音器33和34提供第二对扩音器，其中扩音器34是第二对扩音器的前扩音器，而扩音器33是第二对扩音器的后扩音器。相较于图1的示例，在此实施例中，两对扩音器不共用同一个后扩音器。
图3中示例的扩音器可以安装成任何合适的阵列型态。例如，如图3所示，阵列中的后扩音器32和33与阵列中的前扩音器31、34可以设置成偏位(例如水平偏位)。在这个实施例中，后扩音器32和33与前扩音器31、34之间偏位设置。因此，连接前扩音器31与后扩音器32的声学中心的线段定义为第一线段L3，相对连接前扩音器34与后扩音器33的声学中心的线段定义为第二线段L4，第一线段L3与第二线段L4之间具有夹角。
第一线段L3与第二线段L4之间的夹角可以用如图3所示的角度φ、-φ表示；这些角度分别相对参考于阵列的前向轴向A1。后扩音器与前扩音器之间不同的侧向偏位安装，可用于提供第一线段L3与前向轴向A1之间的不同夹角，以及第二线段L4与前向轴向A1之间不同的夹角(例如第一线段L1与第二线段L2因而不平行)。在一些实施例中，角度φ可以是介于45°至50°(例如47°)，在这种情况下，第一线段L3与第二线段L4之间的夹角(也就是2φ)是介于90°至100°。在不同情况下，角度φ可以是介于30°至70°，此时第一线段L3与第二线段L4之间的夹角是介于60°至140°。基于特定的需求，也可以使用其他的相对偏位来提供其他的夹角。
此外，如图1、2与3示例的阵列中的扩音器也可以展示其他的相关联特性。例如，在图1、2与3示例的实施例中，扩音器1、2、3、31、32、33与34定位成在音频系统中，它们的声学中心基本上共平面。也就是说，所有的扩音器都安装在一个普通的平板状挡板4、36，使得扩音器之间在垂直方向上不存在或只存在微小的偏移。进一步地，扩音器在音频系统中可以定位成延伸通过扩音器的声学中心的长轴方向(如图1、图3中离开纸面的方向)，基本上是平行的。
扩音器之间其他的相对位置关系在此也能够被采用。例如，在一情况下，所提供扩音器阵列中的任一对扩音器也能够包含垂直偏位。附加地或替代地，所提供的阵列中，任一扩音器可以相对于挡板选转，使得二或多个扩音器的长轴方向不平行。
图1至图3中的音频系统可以采用任何合适的定位方向安装于汽车中。在一些实施例中，音频系统可以被安装固定成挡板4、36位于实质上水平的平面。在这种配置中，图1与图2示例的扩音器1、2与3，或者是图3示例的扩音器31、32、33与34，可以是定位成向上发射。然而，在其他情况下，音频系统可以被安装固定成挡板4、36位于不是水平的平面上。举例而言，音频系统可以被安装在汽车的仪表盘、汽车的仪表面板或者是相对位于乘客室中的其他任意表面。
在此所描述的扩音器(例如，扩音器1、2、3、31、32、33、34及/或其他描述的扩音器)可以构成扩音系统中的个别的驱动器。此种扩音器包含30mm(毫米)至80mm的驱动器(例如50mm的驱动器)。
图4示出用于再现立体声音讯的系统中所使用的三个扩音器布置。例如，可由一个或多个数字处理器实施的音频信号处理系统10提供(或具备)第一音频声道12和第二音频声道14。通常，这些声道将为立体声音讯的左声道和右声道。
第一音频声道12可用于提供第一主信号16，其可为相应于第一音频声道12的未处理信号(例如未经过反转、移相或滤波等处理)。此外，基于第一音频声道12，可以产生第一调适信号18。第一调适信号18可以构成经过处理而供应至第一音频声道12的信号或者是经过处理的第一主信号16。
第二音频声道14可用于提供第二主信号20，其可为相应于第二音频声道14的信号(例如未经过反转、移相或滤波等处理)。此外，基于第二音频声道14，可以产生第二调适信号22。第二调适信号22可以构成经过处理而供应至第二音频声道14的信号或者是经过处理的第二主信号20。
图5示出用于再现立体声音讯的系统中所使用的三个扩音器配置。例如，可由一个或多个数字处理器实施的音频信号处理系统10提供(或具备)第一音频声道12和第二音频声道14。通常，这些声道将包含立体声音讯的左声道和右声道。
第一音频声道12可用于提供第一主信号16，其可为相应于第一音频声道12的未处理信号。此外，基于第一音频声道12，可以产生第一调适信号18。第一调适信号18可以构成经过处理而供应至第一音频声道12的信号或者是经过处理的第一主信号16。
第二音频声道14可用于提供第二主信号20，其可为相应于第二音频声道14的信号。此外，基于第二音频声道14，可以产生第二调适信号22。第二调适信号22可以构成经过处理而供应至第二音频声道14的信号或者是经过处理的第二主信号20。
在图4、图5中，产生第一调适信号18、第二调适信号22可以通过使用各种不同方式。在一些实施例中，音频信号处理系统10包含信号反转器，用于产生第一调适信号18及/或第二调适信号22。附加地或替代地，可以产生延迟或相移至第一主信号16或第二主信号20，以产生第一调适信号18或第二调适信号22。不同的延迟可以应用于产生第一调适信号18及/或第二调适信号22。例如在一些实施例中，第一调适信号18、第二调适信号22可以先对于第一主信号16、第二主信号20延迟0.05至0.5ms(毫秒，milliseconds)。此外，一或多个滤波器可以应用于第一主信号16及/或第二主信号20，以提供第一调适信号18及/或第二调适信号22。此种滤波器的滤波包含低通滤波、高通滤波、带通滤波等。除了反转、延迟与滤波，调适信号也可以通过DSP或其他处理电路进行混合、相加、电平调制等。
所描述的调适信号可以通过对相应的主信号应用延迟产生，其中，延迟可以被改变，以改变定向辐射场型的零点(例如极点位置)。通过控制零点，音频效果，例如来自扩音器对而被反射到不同方向的立体声音讯，可以被改变并且匹配特定汽车配置和汽车内的特定乘客位置进行定制。
如图4所示，第一主信号16、第二主信号20是分别供应到前扩音器1、2。在此实施例中，后扩音器3是在两对扩音器(也就是扩音器1/扩音器3与扩音器2/扩音器3)之间共用。第一调适信号18、第二调适信号22同时提供到共享的后扩音器3，后扩音器3可以同时再现相关联于第一调适信号18、第二调适信号22的音频。
如图5示出的四个扩音器的实施例中，第一主信号16和第二主信号20分别供应到前扩音器31、34。第一调适信号18和第二调适信号22分别供应到后扩音器32和33。
提供主信号到扩音器阵列的前扩音器，以及提供调适信号到扩音器阵列的后扩音器，可以从扩音器阵列产生定向辐射场型。例如图4所示，扩音器阵列的定向辐射场型包含前向分量302与后向分量303，前向分量302与后向分量303相关联于第一对扩音器1、3。扩音器阵列的定向辐射场型还包含前向分量304与后向分量305，前向分量304与后向分量305相关联于第二对扩音器2、3。同样地，在图5的实施例中，扩音器阵列的定向辐射场型包含前向分量302与后向分量303，前向分量302与后向分量303相关联于第一对扩音器31、32。图5的扩音器阵列的定向辐射场型还包含前向分量304与后向分量305，前向分量304与后向分量305相关联于第二对扩音器34、33。如图4与图5所示，前向分量与后向分量沿着线段81、82朝向相反方向投射。线段81、82可以位于与挡板4重合的平面上，如图1至图3所示。
在一些实施例中，前向分量302与304可以指向一或多个反射表面(例如在汽车中)。后向分量303、305可以朝向汽车中的乘客位置投射。但是由于是通过来自主信号所产生调适信号所控制(如以下进一步讨论的细节)，相关联于后向分量303与305的声音强度小于(例如，明显更小)相关联于前向分量302、304的声音强度。因而，听众可能将前向分量302、304感知为更占主导地位的声音信号。此外，经由一或多个反射表面(例如，挡风玻璃、汽车顶篷、侧窗、后车窗、车门等)的反射，前向分量302和304可以被导向汽车中的乘客位置。听众感知相关联于前向分量的声音来自汽车内的不同位置，有助于营造身临其境的聆听体验。需注意的是，也可以使用一或多个导波器，以进一步控制扩音器阵列产生的音讯的定向。如图4与图5所示，前向分量302所投射的方向(沿着线段81)是不同于前向分量304沿着线段82所投射的方向。
如图4与图5所示的定向辐射场型可以呈现特定形状的定向(例如心形)，其在前向方向上(例如，相关联于前向分量302和304)产生比后向方向(相关联于后向分量303和305)更多的能量/声压。因此，实际上定向音频会沿着线段L1、L2、L3的方向与L4输出，如图1与图3所示。由于定向辐射场型可以由扩音器阵列产生，如图4与图5所示，定向输出可以因此获得。通过对扩音器阵列的定位，这些定向辐射场型可以被汽车的一或多个表面反射，这些反射的音讯可用于提供多声道(例如立体声或其他多声道)音频至汽车中不同位置的乘客。
图6提供示意示出由定向系统产生的音讯以及传送音讯至汽车中的乘客。图6未示出实际的扩音器阵列，而是替代地示出两对扩音器的典型心形定向辐射场型L、R，两对扩音器彼此成角度(例如，如图1所示沿着第一线段L1与第二线段L2，或是如图3沿着第一线段L3与第二线段L4)。在一例示中，如果扩音器阵列安装在汽车的仪表面板上，其中前扩音器1、2或31、34是朝向后扩音器3或后扩音器32、33的前方，心形定向辐射场型L、R会在前向方向上产生(例如，朝向汽车的挡风玻璃，如图6)。立体声音讯的相应左声道和右声道接着如所示在不同方向上从挡风玻璃反射并且朝向乘客位置(例如在驾驶员和乘客座椅等)，乘客38、40可感知到左、右声道至从汽车内部一或多个反射面所发出的。
少量能量(如由箭头44和46所示)将直接从扩音器对投射到乘客(例如，不经过反射)。此能量可相关联于扩音器阵列中扩音器对产生的后向分量。定向辐射场型具有零点，如线段42和48所表示的相应区域与相关联方向，最小能量由扩音器阵列的扩音器对投射到汽车乘客。
如图6所示，在考虑右边乘客40时，可看出，来自右侧扩音器对(即，来自扩音器2和3或扩音器33和34)的心形定向辐射场型R直接能量低，这是由于零点直接指向乘客40的事实。因此，乘客40主要接收从挡风玻璃37反射离开的能量(最初在第二线段L2中)，且因此将所感知右扩音器对发出的声音相对于右扩音器对移位右方与后方。
右侧乘客40也接收直接来自左侧扩音器对的心形定向辐射场型L的较低能量水平(例如，后向分量303由图6中箭头46所表示)。然而，乘客40从左侧扩音器对的心形定向辐射场型L接收从挡风玻璃反射的较强能量(例如，前向分量302初始地沿第一线段L1/L3离开扩音器1和3或离开扩音器31和32)。因而，乘客40可以感知到左扩音器对发出的声音相对于左扩音器对移为到左方与后方。同样的分析可应用于乘客38的位置。
如前所述，挡风玻璃37可以作为汽车内部的声音反射表面。此外，声音反射表面还可以包含汽车顶篷、侧窗、车门、后车窗、置物板、椅背等。
通过对处理方式的调制，产生用于供应到扩音器对的后扩音器调适信号，所产出的定向辐射场型的形状可以随着改变，图7与图8提供的例示分别示出音频系统的扩音器阵列产生的定向辐射场型。图7示出过心形定向场性。图8示出超心形定向场型。图7所示的过心形定向场型相较于心形定向场型或超心形定向场型，具有更好的定向特性。同时，过心形定向场型具有较大后向波瓣，并且在110°和250°处具有零点。图8的所示的超心形定向场型相较于心形定向场型，具有更好的定向特性。同时超心形定向场型在127°和233°处具有零点。
通过调制音频系统中的不同参数，可以产生不同的定向辐射场型，从而改变零点位置等特性。控制这些参数，可用于对音频系统的声场进行定制，从而更好地匹配特定汽车内部的特性。
在一些实施例中，调制应用于调适信号的延迟，可以影响所产生的定向辐射场型的形状。附加或替代地，扩音器对中的扩音器的间隔距离也可以调制，以影响所产生的定向辐射场型的形状。
在一个示例性的实施例中，应用于调适信号的延迟是0.12ms，并且一对扩音器中扩音器的间隔距离是9cm。在这个实施例中，所产生的定向辐射场型是介于超心形与过心形之间的场型，其中零点在约115°处。
随着应用于主信号以产生调适信号的延迟增大，极性响应的形状也跟着改变。但是在与1/2波长与源(扩音器)之间的间隔相同的点上方，所期待响应的定向(例如，极性响应类型)可能更难以实现。例如，对于9cm驱动器间距，这样的点可能出现在大约1600Hz处。
在一些实施例中，扩音器阵列中第一对与第二对扩音器的前扩音器与后扩音器的间隔距离，可以设置成音频系统运作频率的四分之一波长。在一些实施例中，运作频率介于500Hz与5.0kHz之间。进一步地，在一些实施例中，前扩音器与后扩音器之间的间隔距离介于50mm与200mm之间。
图9至图11提供不同定向辐射场型的示例，这些定向辐射场型是通过调制供应到主信号以产生对应调适信号的延迟大小所产生的。例如，图9示出的场型中，相应于调适信号的延迟是0.1ms。图10示出的场型中，相应于调适信号的延迟是0.12ms；而在图11示出的场型中，相应于调适信号的延迟是0.26ms。可以看出，随着延迟增加，后向波瓣变得更不明显，并且零点向后位移。应用延迟的变化可用于创建不同的极性场型，以允许调制安装到不同汽车的音频系统。
图12示出了声压级(Sound Pressure Level，SPL)对频率的标绘图。两个方向(即前向52与后向54)有进行标绘。在这个例子中，调适信号的产生应用了延迟与相位反转，但没有应用滤波。标绘图示出了一对驱动器的0度与180度(前向52和后向54)的SPL图，所述一对驱动器安装成轴线与挡板平面成90度夹角，并且在挡板平面上设置有与“前”驱动器(例如，扩音器1)相距1米的第一麦克风以及后扩驱动器相距1米的第二麦克风。前向场型具有由区56中的谷值和峰值所示梳状滤波效应。标绘图还突出显示了典型的间隔，特别是对于心形场型的10dB的区，对于过心形或超心形间隔可能较小。
梳状滤波的发生是来自两个源(例扩音器1和3这两个扩音器)的声音之间的干扰。因此，两扩音器之间的间隔距离变得重要。当间隔距离对应于音频系统的运作频率的四分之一波长时，发生相长干扰。当间隔距离是一个全波时，发生相消干扰。这产生SPL标绘图，例如图12的发生“梳状”滤波的SPL与频率的标绘图。
通过将低通滤波施加到后扩音器(例如，对主信号滤波以产生调适信号)，可见梳状滤波已消失。这在图13示出的SPL与频率的标绘图呈现应用此滤波应用后的状态。在此特定实例中，低通滤波为在2KHz下滤波之低通FIR。这可以使得2KHz以上的后向抵消减少，或者使得后扩音器截止频率以上定向控制的减少，但考虑到梳状滤波效果的降低，这种效果是可以接受的。
图14示意性地示出扩音器阵列(在此情况下为三个扩音器阵列，如图1至图3所示的阵列)安装于汽车的仪表面板70上。左右立体声信号在第一线段L1上输出且反射离开挡风玻璃，且右声道(为由例如扩音器2和3产生的信号)通常以沿着第二线段L2的中心图案产生且由挡风玻璃72在右侧方向上反射。左右立体声音讯可由扩音器阵列产生，并且并投射到汽车乘客/乘客位置38和40。例如，由扩音器对1和3产生的定向辐射场型的前向分量(例如，立体声音讯)可以沿第一线段L1投射到汽车的挡风玻璃上。类似地，由扩音器对2和3产生的定向辐射场型的前向分量(例如，立体声音讯的右声道)可以沿着第二线段L2朝向车辆的挡风玻璃投射。这些分量可以从挡风玻璃(以及汽车内可能的其他反射表面)反射并朝向乘客/乘客位置38和40反射以提供沉浸式的声音体验。图14还示出可选的一对超低音扩音器74、76，可以提供于汽车内部的脚部空间区域或其它区域中，用以再现低频的音讯。
图14示出跨越挡风玻璃的数个水平间隔开的位置区0到10。在测试中，测试结果示出于图15，使用者被要求确定感知到的特定声音来自哪一区。如图15所示，根据所公开实施例的扩音器阵列能够实现跨区域的显着水平的声音分离。图中的圆圈代表左侧信号，图中的三角形代表右侧信号。如图所示，图14的实施例在很宽的频率范围内表现出显着的声音定向性，几乎可以从挡风玻璃上的每个区域感知到声音。如上所述，前向和后向声音分量取决于频率、主信号和调适信号之间的时间设定以及其他因素。图15示出了频率对感知定向性的影响，与前面讨论的场型结果一致。为了可控地改变感知的声音分离度和定向性，可以选择主信号和调节信号之间的时间延迟以实现所需的结果。在一些情况下，可以根据音频信号分量的频率或频率范围(例如，通过滤波和其他信号处理技术)将不同的延迟值选择性地应用于音频信号分量。
虽然已经针对三个扩音器和四个扩音器示例描述了所公开的实施例，但是也可以使用任何其他数量的扩音器。例如，不同数量的扩音器和扩音器阵列可以放置在车辆内的不同位置，以提高声音质量和声音定向性。此外，所述阵列内特定的扩音器与该扩音器的空间配置，可以提供用以在专用频带内操作(例如，利用声音定向性对频率的依赖性)。扩音器/驱动器可以安装在包括仪表面板、行李箱、车门、置物板上的位置或任何其他合适的位置。也可能有两对以上的扩音器，提供主信号和调节信号以生成定向辐射场型。
以上对本发明实施例所提供的一种用于汽车的音频系统与具有音频系统的汽车进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有所改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依据本发明的精神与技术思想所做的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (18)

1.一种用于汽车的音频系统，其特征在于，包括有：
音频信号处理系统，配置成用于处理多个音频声道，以建立每一所述音频声道的主信号与调适信号；
扩音器阵列，包含至少两对扩音器对，所述至少两对扩音器中的每一对包含前扩音器与后扩音器；
其中，所述扩音器阵列中的扩音器是定位成：第一对扩音器的前扩音器与后扩音器的声学中心之间连接有第一线段，并且第二对扩音器的前扩音器与后扩音器的声学中心之间连接有第二线段，所述第一线段与所述第二线段之间具有夹角，其中，所述扩音器阵列安装于汽车仪表板之中央位置，并且所述扩音器阵列内之所有扩音器皆位于所述汽车之前排驾驶位置和乘客位置之间，所述两对扩音器对之每一扩音器之出声方向皆朝向一挡风玻璃；并且
其中，所述音频信号处理系统是配置成用于提供所述多个音频声道中的第一音频声道的主信号到所述第一对扩音器的所述前扩音器，提供所述第一音频声道的调适信号到所述第一对扩音器的所述后扩音器，提供所述多个音频声道中的第二音频声道的主信号到所述第二对扩音器的前扩音器，并且提供所述第二音频声道的调适信号到所述第二对扩音器的后扩音器，以从所述扩音器阵列产生定向辐射场型；
其中，所述定向辐射场型包含相关联于所述第一对扩音器的前向分量与后向分量，以及相关联于所述第二对扩音器的前向分量与后向分量；以及
其中，相关联于所述第一对扩音器的所述前向分量与相关联于所述第二对扩音器的前向分量是指向所述汽车中的所述挡风玻璃，其中，相较于所述第一对扩音器的所述后扩音器与所述第二对扩音器的所述后扩音器，所述第一对扩音器的所述前扩音器与所述第二对扩音器的所述前扩音器是更接近所述挡风玻璃，且所述第一对扩音器的所述前扩音器与所述第二对扩音器的所述前扩音器间的距离大于所述第一对扩音器的所述后扩音器与所述第二对扩音器的所述后扩音器间的距离，以及所述第一线段与所述第二线段之间的所述夹角介于60°至140°，使得所述第一对扩音器的前向分量沿着所述第一线段方向输出并透过所述挡风玻璃反射到所述驾驶位置之左侧，及使得所述第二对扩音器的前向分量沿所述第二线段方向输出并透过所述挡风玻璃反射到所述乘客位置之右侧。
2.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，相关联于所述第一对扩音器的所述前向分量与相关联于所述第二对扩音器的所述前向分量，是以不同的行进角度指向所述挡风玻璃。
3.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，相关联于所述第一对扩音器前向分量所具有的强度，大于所述第一对扩音器的所述后向分量的强度；并且相关联于所述第二对扩音器的所述前向分量所具有的强度，大于所述第二对扩音器的所述后向分量的强度。
4.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述扩音器阵列包含四个扩音器。
5.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述扩音器阵列包含三个扩音器，所述三个扩音器中的一个用于同时作为所述第一对扩音器的所述后扩音器与所述第二对扩音器的所述后扩音器。
6.根据权利要求5所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，用于同时作为所述第一对扩音器的所述后扩音器与所述第二对扩音器的所述后扩音器的所述扩音器，由所述音频信号处理系统同时接收所述第一音频声道的所述调适信号与所述第二音频声道的所述调适信号。
7.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述扩音器阵列的扩音器在所述音频系统中是定位成：在所述音频系统安装所述汽车中时，所述扩音器阵列的扩音器是定位成向上发射。
8.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述扩音器阵列的扩音器在所述音频系统中是定位成：所述扩音器阵列的扩音器共平面配置。
9.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述扩音器阵列的扩音器在所述音频系统中是定位成：延伸通过所述扩音器阵列的每一扩音器声学中心的长轴方向，是平行的。
10.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述第一音频声道的所述调适信号是对所述第一音频声道的所述主信号进行滤波或反转所产生的，并且所述第二音频声道的所述调适信号是对所述第二音频声道进行滤波或反转所产生的。
11.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述第一音频声道的所述调适信号是对所述第一音频声道的所述主信号供应延迟所产生的，并且所述第二音频声道的所述调适信号是对所述第二音频声道的所述调适信号供应延迟所产生的。
12.根据权利要求11所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，供应至所述第一音频声道的主信号的延迟，与供应至所示第二音频声道的主信号的延迟，介于0.05至0.5ms。
13.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述第一对扩音器与所述第二对扩音器的前扩音器与后扩音器之间的间隔距离，是所述音频系统的运作频率的四分之一波长。
14.根据权利要求13所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述运作频率介于500Hz至5.0kHz。
15.根据权利要求13所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述间隔距离介于50mm至200mm。
16.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述扩音器阵列的每一所述扩音器包含30mm至80mm的驱动器。
17.根据权利要求1所述的用于汽车的音频系统，其特征在于，所述第一线段与所述第二线段之间的夹角介于90°至100°。
18.一种汽车，包括有音频系统，其特征在于
所述音频系统包括有：
音频信号处理系统，配置成用于处理多个音频声道，以建立每一所述音频声道的主信号与调适信号；
扩音器阵列，包含至少两对扩音器对，所述至少两对扩音器中的每一对包含前扩音器与后扩音器；
其中，所述扩音器阵列中的扩音器是定位成：第一对扩音器的前扩音器与后扩音器的声学中心之间连接有第一线段，并且第二对扩音器的前扩音器与后扩音器的声学中心之间连接有第二线段，所述第一线段与所述第二线段之间具有夹角，其中，所述扩音器阵列安装于汽车仪表板之中央位置，并且所述扩音器阵列内之所有扩音器皆位于所述汽车之前排驾驶位置和乘客位置之间，所述两对扩音器对之每一扩音器之出声方向皆朝向一挡风玻璃；并且
其中，所述音频信号处理系统是配置成用于提供所述多个音频声道中的第一音频声道的主信号到所述第一对扩音器的所述前扩音器，提供所述第一音频声道的调适信号到所述第一对扩音器的所述后扩音器，提供所述多个音频声道中的第二音频声道的主信号到所述第二对扩音器的前扩音器，并且提供所述第二音频声道的调适信号到所述第二对扩音器的后扩音器，以从所述扩音器阵列产生定向辐射场型；
其中，所述定向辐射场型包含相关联于所述第一对扩音器的前向分量与后向分量，以及相关联于所述第二对扩音器的前向分量与后向分量；以及
其中，相关联于所述第一对扩音器的所述前向分量与相关联于所述第二对扩音器的前向分量是指向所述汽车中的所述挡风玻璃，其中，相较于所述第一对扩音器的所述后扩音器与所述第二对扩音器的所述后扩音器，所述第一对扩音器的所述前扩音器与所述第二对扩音器的所述前扩音器是更接近所述挡风玻璃，且所述第一对扩音器的所述前扩音器与所述第二对扩音器的所述前扩音器间的距离大于所述第一对扩音器的所述后扩音器与所述第二对扩音器的所述后扩音器间的距离，以及所述第一线段与所述第二线段之间的所述夹角介于60°至140°，使得所述第一对扩音器的前向分量沿着所述第一线段方向输出并透过所述挡风玻璃反射到所述驾驶位置之左侧，及使得所述第二对扩音器的前向分量沿所述第二线段方向输出并透过所述挡风玻璃反射到所述乘客位置之右侧。
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