CN115299076A - 用于在独立声区中生成低频音频输出的扬声器系统布局 - Google Patents

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CN115299076A CN201980101712.3A CN201980101712A CN115299076A CN 115299076 A CN115299076 A CN 115299076A CN 201980101712 A CN201980101712 A CN 201980101712A CN 115299076 A CN115299076 A CN 115299076A
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Abstract

在至少一个实施方案中，提供了一种用于车辆的扬声器布置。所述扬声器布置包括环绕声扬声器布置和至少一个邻近低音扬声器。所述环绕声扬声器布置包括多个环绕低音扬声器，所述多个环绕低音扬声器被定位在所述车辆中的收听环境中，所述收听环境限定多个声区以在所述车辆内提供具有第一声压级的第一低频音频输出。所述至少一个邻近低音扬声器绕所述车辆的第一声区中的第一座椅定位，所述至少一个邻近低音扬声器被配置成在所述车辆的所述第一声区中提供第二低频音频输出。由所述至少一个邻近低音扬声器提供的所述第二低频音频输出修改所述第一声压级以提供目标声压级。

Description

用于在独立声区中生成低频音频输出的扬声器系统布局
技术领域
本文所公开的各方面可总体涉及车辆中的扬声器布局。具体地讲，本文所公开的各方面可总体涉及用于在独立声区中生成低频音频输出的车辆中的扬声器布局。
背景技术
汽车和其他车辆内部的常见扬声器布置包括分布在整个内部的多个扬声器。例如，宽带扬声器、中音扬声器和高音扬声器可设置在仪表板中、车门中、立柱、后窗台板等上，以在汽车内部的各种位置处提供各种音频源。这样的扬声器布置可被配置成提供环绕声收听环境。低音扬声器还被用作环绕声系统的一部分，该环绕声系统还包括中音扬声器和高音扬声器。这些低音扬声器可安装在车辆的车门中、车厢的后端中和/或车辆的后备箱中。一种扬声器布置可在车厢中产生独立声区(ISZ)。通常期望在利用环绕声系统在车厢中生成音频的同时在车辆中的区之间提供足够的隔离，特别是相对于低频能量范围的隔离。
发明内容
在至少一个实施方案中，提供了一种用于车辆的扬声器布置。所述扬声器布置包括环绕声扬声器布置和至少一个邻近低音扬声器。所述环绕声扬声器布置包括多个环绕低音扬声器，所述多个环绕低音扬声器被定位在所述车辆中的收听环境中，所述收听环境限定多个声区以在所述车辆内提供具有第一声压级的第一低频音频输出。所述至少一个邻近低音扬声器绕所述车辆的第一声区中的第一座椅定位，所述至少一个邻近低音扬声器被配置成在所述车辆的所述第一声区中提供第二低频音频输出。由所述至少一个邻近低音扬声器提供的所述第二低频音频输出修改所述第一声压级以提供目标声压级。目标声压级对应于由收听者接收的音频信号的最终有效声压级。
在至少另一实施方案中，提供了一种用于车辆的扬声器布置。扬声器布置包括多个环绕低音扬声器和至少一个邻近低音扬声器。多个环绕低音扬声器被定位在所述车辆的收听环境中，所述收听环境限定多个声区，以在多个声区中提供具有第一声压级的第一低频音频输出。至少一个邻近低音扬声器绕车辆的第一声区中的第一座椅定位。至少一个邻近低音扬声器被配置成在车辆的第一声音区中提供第二低频音频输出。由所述至少一个邻近低音扬声器提供的第二低频音频输出修改所述第一声压级以提供目标声压级。目标声压级对应于由收听者接收的音频信号的最终有效声压级。
在至少另一实施方案中，提供了一种用于车辆的扬声器布置。所述扬声器布置包括环绕声扬声器布置和至少一个邻近低音扬声器。所述环绕声扬声器布置包括多个环绕低音扬声器，所述多个环绕低音扬声器被定位在所述车辆中的收听环境中，所述收听环境限定多个声区以在所述车辆内提供具有第一声压级的第一低频音频输出。所述至少一个邻近低音扬声器绕所述车辆的第一声区中的第一座椅定位，所述至少一个邻近低音扬声器被配置成在所述车辆的所述第一声区中提供第二低频音频输出。由所述至少一个邻近低音扬声器提供的所述第二低频音频输出修改所述第一声压级以提供目标声压级。目标声压级对应于由收听者接收的音频信号的最终有效声压级。所述多个环绕低音扬声器和所述至少一个邻近低音扬声器用于所述车辆的有源噪声消除系统、低音管理系统、发动机阶次消除(EOC)/道路噪声消除(RNC)系统、独立环绕声系统和独立声区(ISZ)中的至少一者或多者中。
附图说明
在所附权利要求书中特别地指出了本公开的实施方案。然而，通过参考以下结合附图进行的详细描述，各种实施方案的其他特征将变得更加明显并且得到最好的理解，在附图中：
图1A至图1B总体上描绘了根据一个实施方案的用于在车辆中用作环绕声系统的一部分的低音扬声器的对应的扬声器布置；
图2总体上描绘了根据一个实施方案的车辆中的第一扬声器布置；
图3描绘了根据一个实施方案的图2的第一座椅和邻近低音扬声器的更详细的视图；
图4总体上描绘了根据一个实施方案的车辆中的第二扬声器布置；
图5描绘了根据一个实施方案的图4的邻近低音扬声器的更详细的视图；
图6总体上描绘了根据一个实施方案的车辆中的第三扬声器布置；
图7A至图7B分别描绘了根据一个实施方案的图6的邻近低音扬声器的第一侧视图和第二侧视图；
图8总体上描绘了根据一个实施方案的车辆中的第四扬声器布置；
图9A至图9B分别描绘了根据一个实施方案的图8的邻近低音扬声器的第一侧视图和第二侧视图；
图10总体上描绘了用于车辆中的环绕声系统的低音扬声器的音频输出性能的各种曲线图；
图11总体上描绘了根据一个实施方案的用于与第一扬声器布置结合使用的仅邻近低音扬声器的音频输出性能的各种曲线图；
图12总体描绘了根据一个实施方案的用于环绕声系统的环绕低音扬声器和用于与第一扬声器布置结合使用的邻近低音扬声器的音频输出性能的各种曲线图；并且
图13总体上描绘了根据一个实施方案的用于环绕系统的环绕低音扬声器和用于与第三邻近低音扬声器布置结合使用的邻近低音扬声器的音频输出性能的各种曲线图；以及
图14总体上描绘了根据一个实施方案的用于调节来自环绕低音扬声器的低频输出的声压级的方法。
具体实施方式
按照要求，本文公开了本发明的详细实施方案；然而，应当理解的是，所公开的实施方案仅仅是可以各种替代形式体现的本发明的示例。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的特定结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式运用本发明的代表性基础。
应当认识到，在本文中可注意到的方向术语(例如，“上部”，“下部”，“内”，“外部”，“顶部”，“底部”等)仅仅是指如附图中所示的各种部件的取向以及邻近低音扬声器在车辆中定位的方式。提供这些术语是为了上下文和理解本文公开的实施方案。
在缩放的独立声区(ISZ)中生成音频的扬声器系统可在不同区之间的声学响应中充分地传递全带宽分离。在中频和高频中，可通过方向性控制或遮蔽被动地实现分离。另外，可通过诸如串扰消除的信号处理来实现分离。在例如20Hz到1000Hz的低频范围中，室内声学可与室内(或车厢)中的扬声器的位置深度耦合。因此，扬声器的布局可在创建低频独立声区中起作用。
传统上，扬声器(或低音扬声器)可放置在室内的周围区域或角落中，以有效地激励室内模式并将低频能量传递到收听位置。考虑到车厢的示例，低音扬声器可放置在车门中、车厢的后端中、或后备箱中。这种传统的低音扬声器布局对于车辆封装要求是可接受的。然而，这种低音扬声器布局也能够将足够低的频率能量均匀地传递到不同座椅位置，而不是分开地传递。换句话说，环绕低音扬声器可能不足以产生座椅到座椅的分离。
为了在低频音频范围中改善车辆中的区之间的分离，可在每个区中更邻近收听者的头部放置附加的低音扬声器。在这种情况下，还可能期望将环绕低音扬声器保持在车辆的位置(诸如车门、车厢的后端或车辆的后备箱)中。在每个区中，一个或多个邻近低音扬声器可放置在收听者头部附近、收听者头部后面、或集成到头枕中。由于低音扬声器相对于收听者头部较近，可能需要从这些扬声器传输较少量的能量来产生车辆中收听者所需的能量水平。这个方面可降低对低音扬声器大小的要求，并进而降低封装要求。因此，通过将环绕低音扬声器封装在车门、车辆的后部、或后备箱中，其中邻近低音扬声器定位在收听者的耳朵附近(诸如在车辆座椅上)，这种情况在车辆中的音频输出的低频范围中的不同区(即乘客)之间产生足够的分离。
图1A至图1B大体上描绘了根据一个实施方案的用于在车辆110的收听环境108中用作环绕声系统106的一部分的环绕低音扬声器104a-104n(“104”)的对应的扬声器布置100、102(或环绕声扬声器布置)。收听环境108包括定位在车辆110的第一排114中的多个车辆座椅112(例如，第一座椅112a和第二座椅112b)。收听环境108还包括具有第三座椅112c和第四座椅112n的第二排116。应认识到，车辆110中的座椅112和排114、116的数量可基于车辆110的特定实现而变化。第一座椅112a基本上邻近第二座椅112b。第一座椅112a可以是驾驶员座椅，而第二座椅112b可以是前排乘客座椅。第三座椅112c可以是左后乘客座椅，而第四座椅112n可以是右后乘客座椅。收听环境108通常限定分别包括对应的车辆座椅112a、112b、112c和112n的不同的独立声区(ISZ)120a、120b、120c和120n。环绕低音扬声器104通常可被配置成传输最低频率的音频，因为环绕低音扬声器104可具有从例如f～20Hz开始的频谱范围所需的足够大小和音量。
图1A总体上描绘了区120a、120b、120c、120n分别包括对应的环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n。环绕低音扬声器104a、104b、104c、104n可与通常在130处示出的定位在车辆110的收听环境108内的中音扬声器和/或高音扬声器组合，以形成环绕声系统106，从而使车辆乘客能够在车辆110中以环绕声体验来体验音频回放。环绕声系统106通常在收听环境108内提供音频输出，以360度环绕每个车辆乘客。环绕声系统106可利用定位在车辆110的前面、后面和两侧中的三个或更多个音频通道和扬声器来为车辆乘客创建环绕声包络。
音频控制器140可操作地联接到环绕声系统106(例如，环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n以及中音和/或高音扬声器130)。音频控制器140将音频信号传输到环绕声系统106以提供环绕声效果。音频控制器140通常处理与AM无线电、FM无线电，卫星无线电、导航系统、用户接口、显示器、经由蓝牙、WiFi或其他无线协议与移动装置的无线通信等结合使用的信息。图1B总体上描绘了定位在车辆110的后部(例如，车辆110的后备箱)的附加的环绕低音扬声器104d。
图2总体上描绘了根据一个实施方案的车辆110中的第一扬声器布置200。第一扬声器布置200通常包括分别定位在车辆110的对应车辆座椅112a、112b、112c和112n中的多个邻近低音扬声器250、252、254和256。多个邻近低音扬声器250、252、254和256通常被配置成还在例如20Hz至500Hz的低频范围中传输音频。每个邻近低音扬声器250、252、254、256通常被配置成传输所述频率范围内的低频音频输出。将车辆座椅112a、112b、112c、112n上的邻近低音扬声器250、252、254、256定位成尽可能靠近车辆乘员的头部可能是有利的。在一个示例中，邻近低音扬声器250、252、254、256可定位在车辆座椅112a、112b、112c、112n的头枕或座椅靠背上。
现在已经发现将位于车辆座椅112a、112b、112c、112n上的邻近低音扬声器250、252、254、256与环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n组合，以改善车辆110的不同区120a、120b、120c和120n之间的低频范围中的声音分离。例如，通过将环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n与定位在相应区120a、120b、120c和120n中的邻近低音扬声器250、252、254和256组合；已经发现这种布置改善低频分离性能。在低频范围(例如，小于200Hz)中，车辆110的收听环境108呈现可由空间中的驻波形成的各种声学模式。这些声学模式可在车辆110的整个收听环境108上是全局的。为了有效地操纵(例如，增强或衰减)某些车厢模式，在车辆110中的相应环绕位置中利用环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n，并且来自此类低音扬声器104a、104b、104c和104n的音频的低频输出与来自邻近低音扬声器250、252、254和256的低频输出协调(或共同作用)，以在对应区120a、120b、120c和120n之间提供单独的低频输出。
图3描绘了根据一个实施方案的图2的第二座椅112b和邻近低音扬声器252的更详细的视图。通常，第二座椅112b包括第一座椅靠背270和第一头枕272。图3描绘了邻近低音扬声器252定位在第一座椅靠背270与第一头枕272之间的区域中。如上所述，将邻近低音扬声器252尽可能靠近车辆乘客放置可能是有利的。在这种情况下，邻近低音扬声器252可定位在第二座椅112b上车辆乘客的耳朵和/或颈部与车辆乘客的上半身之间的任何地方(例如，在第一座椅靠背270中)。尽管在图3中未示出，邻近低音扬声器252可定位在第一头枕272中。相反，邻近低音扬声器252可定位在第一座椅靠背270中。在图3所示的实施方案中，头枕扬声器274定位(或嵌入)在第一头枕272内。头枕扬声器274可是高音扬声器或中音扬声器。头枕扬声器274可相对于邻近低音扬声器252的位置在第二座椅112b上定位得更高。
图4总体上描绘了根据一个实施方案的车辆110中的第二扬声器布置220。如图所示，第一座椅112a包括第一多个邻近低音扬声器250a、250b，第二座椅112b包括第二多个邻近低音扬声器252a、252b，第三座椅112c包括第三多个邻近低音扬声器254a、254b，第四座椅112n包括第四多个邻近低音扬声器256a、256b。如上所述，现在已经发现将分别位于车辆座椅112a、112b、112c、112n上的邻近低音扬声器250a-250b、252a-252b、254a-254b和256a-256b与环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n组合，以改善车辆110的不同区120a、120b、120c和120n之间的低频范围中的声音分离。例如，通过将环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n与相应区120a、120b、120c和120n中的邻近低音扬声器250a-250b、252a-252b、254a-254b和256a-256b组合；已经发现这种布置改善低频分离性能。第一多个邻近低音扬声器250a、250b中的每一者被定位在不同座椅112a、112b、112c和112n的前侧260上(例如，在头枕的前方或最接近车辆110的前侧)并且靠近对应的车辆乘客。
图5示出了根据一个实施方案的图4的第一座椅112a和邻近低音扬声器250a和250b的更详细的视图。通常，第一多个邻近低音扬声器250a和250b可定位在可集成到第一头枕272的臂302a、302b中的不同扬声器壳体300a、300b内。每个壳体300a、300b还可任选地包括对应的高音扬声器和/或中音扬声器304a、304b，其分别与第一多个邻近低音扬声器250a、250b封装在一起。如图所示，臂302a、302b被构造成从第一头枕272的后部部分向前延伸。因此，第一多个邻近低音扬声器250a和250b通常取向成将输出的低频范围直接传输到车辆乘客(或收听者)224的耳朵。邻近低音扬声器250a和250b被布置在臂302a、302b上以彼此面对。波导310可定位在邻近低音扬声器250a和扬声器304a之上，以分别将低频输出和中频输出引导到特定方向或取向。可认识到，对应的波导310可定位在每个壳体300a、300b上。在一个示例中，邻近低音扬声器250a和250b可在臂302a、302b上相对于车辆乘客的耳朵以90度取向。此外，邻近低音扬声器250a和250b可取向在臂302a、302b上，相对于竖直平面(例如，在车厢内延伸的假想竖直平面)面向90度。在另一示例中，邻近低音扬声器250a和250b可在臂302a、302b上以更大的角度取向，诸如但不限于120度。
图6总体上描绘了根据一个实施方案的车辆110中的第三扬声器布置350。第三扬声器布置350通常类似于图4所描绘的第二扬声器布置220，然而，邻近低音扬声器250a-250b、252a-252b、254a-254c和256a-256b分别定位在车辆座椅112a、112b、112c、112n的头枕272a、272b、272c、272n的后面。与邻近低音扬声器安装在头枕前面的实施方式相比，如图6所示的邻近低音扬声器的布置可为乘客提供更多的移动空间。此外，这种布置还可允许邻近低音扬声器类似于图5的实施方式向乘客的每个耳朵发射，而不会遇到头部遮蔽的问题，如果邻近低音扬声器250a-250b、252a-252b、254a-254c和256a-256b安装在头枕中，则会遇到这种情况。此外，由于邻近低音扬声器250a-250b、252a-252b、254a-254c和256a-256b分别定位在头枕272a、272b、272c、272n之后，这可使得能够使用环绕低音扬声器和/或壳体，这提高了性能(例如，邻近低音扬声器的声压级以及低频截止，从而使得邻近低音扬声器250a-250b、252a-252b、254a-254c和256a-256b能够覆盖待覆盖的更宽的频谱范围)。如上所述，现已经发现将分别定位在车辆座椅112a、112b、112c、112n上的邻近低音扬声器250a-250b、252a-252b、254a-254b和256a-256b与定位在车辆110中的环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n组合，以改善车辆110的各个区120a、120b、120c和120n之间的低频范围中的声音分离。例如，通过将环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n与相应区120a、120b、120c和120n中的邻近低音扬声器250a-250b、252a-252b、254a-254b和256a-256b组合；已经发现这种布置改善低频分离性能。
图7A至图7B分别描绘了根据一个实施方案的图6的邻近低音扬声器250a、250b的第一侧视图和第二侧视图。如上结合图6所述，邻近低音扬声器250a、250b定位在头枕272的后面或后方。邻近低音扬声器250a、250b通常取向成将音频输出的低频输出朝向收听者224的耳朵传输。如图所示，臂302a、302b朝向定位在第一座椅112a的后方的车辆乘客224向后延伸。在一个实施方案中，每个壳体300a、300b可分别仅包括邻近低音扬声器250a、250b。或者，除了上面结合图5所述的扬声器304a、304b之外，每个壳体300a、300b可配备有邻近低音扬声器250a、250b。应当认识到，波导310也可定位在低音扬声器250a、250b和/或扬声器304a、304b上方。
图8总体上描绘了根据一个实施方案的车辆110中的第四扬声器布置400。除了邻近低音扬声器250a-250b、252a-252b、254a-254b和256a-256b分别定位在对应头枕272a、272b、272c和272n内之外，第四扬声器布置400通常类似于第二扬声器布置220和第三扬声器布置350。如上所述，现在已经发现将分别位于车辆座椅112a、112b、112c、112n上的邻近低音扬声器250a-250b、252a-252b、254a-254b和256a-256b与环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n组合，以改善车辆110的不同区120a、120b、120c和120n之间的低频范围中的声音分离。例如，通过将环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n与相应区120a、120b、120c和120n中的邻近低音扬声器250a-250b、252a-252b、254a-254b和256a-256b组合；已经发现这种布置改善低频分离性能。
图9A至图9B分别描绘了根据一个实施方案的图8的邻近低音扬声器250a-250b的正视图和侧视图。如图所示，邻近低音扬声器250a-250b被嵌入在座椅112a的头枕272a内。
图10总体上描绘了用于车辆110中的环绕音响系统106的环绕低音扬声器的音频输出性能的各种曲线图。曲线图450描绘了在亮区位于120a(例如，车辆110的左前区)处的情况下环绕低音扬声器104a-104n的音频性能。具体地讲，曲线图450描绘了车辆110的(亮)区120a与其余(暗)区112b-112n之间的空间平均分离。x轴线表示音频输出的频率，而y轴线表示车辆的左前区与其余区112b-112n之间的以dB为单位的分离。曲线图450示出了在车辆110中的左前区与其余区112b-112n之间的音频在低频范围(例如，40Hz至200Hz)中的分离高达20dB。
通常，如果在一个特定座椅位置处建立亮区，则曲线图450、452、454和456示出不同位置处的分离。在这种情况下，曲线图450(例如，FL)、452(例如，FR)、454(例如，RL)和456(例如，RR)中标记为FL(左上)的幅度谱指示亮区在该位置处，依此类推。此外，在每个曲线图450、452、454和456中不同遮蔽的幅度谱也具有到座椅位置的连接：FL、FR、RL和RR(对于每个曲线图450、452、454和456，幅度谱的遮蔽可与图例(例如，左上侧)中的FL、FR、RL和RR的遮蔽相匹配)。因此，左上曲线图示出了相对于FL位置(亮区)可在各个位置(例如FR、RL和RR)之间实现的分离。
还如图所示，曲线图452描绘了环绕低音扬声器104a-104n的音频性能以在区120b(例如，车辆110的右前区)处创建亮区，曲线图454描绘了环绕低音扬声器104a-104n的音频性能以创建亮区120c(例如，车辆110的左后区)，并且曲线图456描绘了环绕低音扬声器104-104n的音频性能以创建亮区120n(例如，车辆110的右后区)，而在每种情况下，所有其余区将始终是暗区。这些曲线图452、454和456中的每一者示出了对应区之间的近似相似的分离，并且这些曲线图对应于当仅环绕低音扬声器104a-104n在环绕声系统106中时。如果目标被设置为例如所有曲线图中所示的20dB，则该方面可能不能提供足够的ISZ性能。
图11总体上描绘了仅针对车辆110中的邻近低音扬声器250、252、254、256(即，没有环绕声系统106)的音频输出性能的各种曲线图。如果亮区在120a(例如，车辆110的左前区)处，则曲线图550描绘了音频性能。具体地讲，曲线图550描绘了车辆110的区120a或左前区与车辆110的其他区112b–112n附近或之间的空间平均分离。类似地，如上所述，x轴线表示音频输出的频率，而y轴线表示车辆110的左前区与车辆112b–112n的其余区之间的以dB为单位的分离。曲线图550示出了在车辆110中的左前区和其余区112b–112n中的音频之间的分离在低频范围(例如，40Hz至200Hz)中大多小于20dB。
同样如图所示，如果亮区在120b(例如，车辆110的右前区)处，则图552描绘了音频性能，如果亮区在120c(例如，车辆110的左后区)处，则图554描绘了音频性能，并且如果亮区在120n(例如，车辆110的右后区)处，则图556描绘了音频性能，而对于所有这些情况，所有其余的区域都将是暗区。这些曲线图552、554和556中的每一者示出了对应区之间的可比分离，并且这些曲线对应于当在车辆110中仅采用邻近低音扬声器250、252、254和256时。如果目标被设置为例如所有曲线图中所示的20dB，则该方面可能不能提供足够的ISZ性能。
图12总体上描绘了根据一个实施方案的用于环绕声系统106的环绕低音扬声器104a–104n和用于与第一扬声器布置100结合使用的邻近低音扬声器250、252、254、256的音频输出性能的各种曲线图。如果亮区在120a(例如，车辆110的左前区)处，则曲线图650描绘了音频性能。具体地讲，曲线图650描绘了车辆110的区120a或左前区与车辆110的其他区112b–112n附近或之间的空间平均分离。类似地，如上所述，x轴线表示音频输出的频率，而y轴线表示车辆110的左前区与车辆112b–112n的其余区之间的以dB为单位的分离。曲线图650示出了在低频范围(例如，40Hz至200Hz)中在车辆110中的左前区与其余区112b-112n中的音频之间几乎可实现20dB的期望分离(仅FL位置与FR位置之间的分离略低于该阈值)。
曲线图650示出了通过将环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n与邻近低音扬声器250、252、254和256组合；这种布置导致对低频分离性能的改善。在低频范围(例如，小于200Hz)中，车辆110的收听环境108呈现可由空间中的驻波形成的各种声学模式。这些声学模式可在车辆110的整个收听环境108上是全局的。为了有效地操纵(例如，增强或衰减)某些车厢模式，环绕低音扬声器104a、104b、104c和104n在车辆110中的它们相应的环绕位置中被用于全局模态控制，并且来自邻近低音扬声器250、252、254和256的音频的低频输出提供局部增强以在对应区120a、120b、120c和120n之间分离低频音频。
还如图所示，如果亮区在120b(例如，车辆110的右前区)处，则曲线图652描绘了音频性能，如果亮区在120c(例如，车辆110的左后区)处，则曲线图654描绘了音频性能，并且如果亮区在120n(例如，车辆110的右后区)处，则曲线图656描绘了音频性能，在这些情况中的每一者中，所有其余区都被确定为暗区。这些曲线图652、654和656中的每一者示出了对应区之间的分离的改进。通常，环绕低音扬声器可能仅能够在车辆110的内部产生驻波或房间模式(即，环绕低音扬声器可产生全局波场，该全局波场对于各个位置之间的分离可能是有益的，并且可能被限制为在各个位置之间产生足够的对比度)，而邻近低音扬声器可能能够局部地控制波场，即在每个位置处单独地控制波场，以及在每个区域的耳朵位置处控制波场。通过利用控制房间模式的环绕低音扬声器和在每个区、位置或耳朵位置等处局部地控制音频的波场的邻近低音扬声器的组合的全局波场，这些属性在车辆110的对应区120a-120n之间提供低频分离。
图13总体描绘了根据一个实施方案的用于环绕声系统106的环绕低音扬声器104a-104n和用于与第三扬声器布置350结合使用的邻近低音扬声器250、252、254、256的音频输出性能的各种曲线图。曲线图750描绘了在区域120a(例如，车辆110的左前区)中的环绕低音扬声器和邻近低音扬声器的音频性能。具体地讲，曲线图750描绘了车辆110的区120a或左前区与车辆110的其他区112b-112n附近或之间的平均分离。类似地，如上所述，x轴线表示音频输出的频率，而y轴线表示车辆110的左前区与车辆112b–112n的其余区之间的以dB为单位的分离。曲线图750示出了由于音频输出的低频范围在低频范围(例如，40Hz至200Hz)中超过20dB，所以可实现车辆110中的左前区上与其余区域112b-112n上的音频之间的音频分离的改善。因此，在对应区中利用多个邻近低音扬声器以及环绕低音扬声器的第三扬声器布置350进一步改善了低频分离性能。
还如图所示，如果亮区在120b(例如，车辆110的右前区)处，则曲线图752描绘了音频性能，如果亮区在120c(例如，车辆110的左后区)处，则曲线图754描绘了音频性能，并且如果亮区在120n(例如，车辆110的右后区)处，则曲线图756描绘了音频性能，而对于这些情况中的每一者，所有其余区都被确定为暗区。这些曲线图752、754和756中的每一者示出了对应区之间的分离的改进。
虽然已经注意到邻近低音扬声器与环绕式低音扬声器的组合改善了低频分离性能，但应当认识到，这种组合还对单个发动机阶次消除(EOC)或道路噪声消除(RNC)(即，通常对有源噪声消除(ANC))、独立环绕区、低音增强/管理、发动机声音合成(ESS)等产生了改善。首先，所有这些方面都可受益于那些邻近低音扬声器的邻近性(甚至其占用空间(或尺寸)较小)，因为由于其邻近性，并且尽管其大小较小，邻近低音扬声器能够在乘客的耳朵处产生高SPL，这可能是ANC、低音增强/管理和ESS需要的。
其次，特别是对于ANC应用，由于邻近低音扬声器与乘客耳朵的低等待时间和紧密邻近是有益的，因为这放松了整个信号流(经由可选的A/D转换器、ANC滤波器、D/A转换器、扬声器(由邻近低音扬声器表示)、经由到误差传声器的辅助路径的参考传感器(例如传声器、加速度计、RPM传感器等)的其他限制等待时间)。由于邻近低音扬声器在乘客耳朵处的这种较低的总等待时间和高SPL(例如，>＝90–100dBSPL)，即使在低频下，邻近低音扬声器也可很好地适用于ANC应用，特别是在汽车环境中，因为由于这些积极的方面，不仅可预期ANC性能的改进(更高的噪声降低)，而且可预期可实现这种ANC性能的操作的频谱范围的扩大(例如，有用频谱范围的加宽)。
由于邻近低音扬声器的横向布置定位在各个座椅上，因此可增强对应声区中的各个环绕。邻近低音扬声器的横向布置通常对应于这样的扬声器，其被安装成直接面向乘客的耳朵(例如，一个对应的邻近低音扬声器面向右耳，而一个对应的邻近低音扬声器面向左耳)。此方面可实现双耳提示，所述双耳提示尤其可用于产生令人愉快的环绕声效果，如果扬声器直接安装到头戴式耳机中且面向乘客头部的背部，则可能无法实现所述环绕声效果。应当认识到，邻近低音扬声器可不必被直接取向成直接向乘客的耳朵提供音频(例如，被安装成与耳朵成90度角)，而是邻近低音扬声器可被取向成更大的角度(例如，120度)。还应当认识到，邻近低音扬声器可被定位在例如由以下限定的对应区中：(i)相对于车辆座椅的靠背的总宽度的+/-40cm，(ii)当车辆乘客正常位于车辆座椅上时在车辆乘客的耳朵下方8cm，和/或(iii)在车辆座椅的头枕前方(或头枕后方)8-17cm。因此，结合图3、图5、图7A至图7B和图9A至图9B所公开的邻近低音扬声器可被定位在上面直接指出的区中，以建立用于在车辆中定位邻近低音扬声器的位置。
关于低音管理和单个ANC/RNC/EOC(或相对于ANC/RNC/EOC的单个区)，由于以下原因，环绕低音扬声器和邻近低音扬声器的组合也是有益的。例如，与由环绕低音扬声器提供的低频输出相比，尽管邻近低音扬声器与收听者非常邻近，但它们尤其在低频(例如，大约f<50Hz)下可能太弱(即，邻近低音扬声器在低频下提供低SPL)。通常，在这些低频下，车辆的车厢(或车辆的收听环境)的声压室效应已经存在，导致声压的放大。这可能无法仅通过邻近低音扬声器来实现，因为邻近低音扬声器的强度可能不足以在车辆内部内激发/建立完整的声场。环绕低音扬声器可足够坚固以做到这一点，因为环绕低音扬声器通常较大并且被安装到车辆中的部件上，该部件的体积比邻近低音扬声器封闭在其中的空间或体积大。因此，邻近和环绕低音扬声器的组合导致声压的放大，这也可将有用的频谱范围扩大到非常低的频率。
图14总体上描绘了根据一个实施方案的用于调节来自环绕低音扬声器的低频输出的声压级的方法800。应当认识到，在方法800中执行的操作可应用于ISZ、ANC、低音管理和单独的环绕区应用。
在操作802中，音频控制器140将音频信号发送到环绕声系统106以在收听环境108中进行音频回放。环绕低音扬声器104为车辆110中的音频信号提供具有第一声压级的第一低频音频输出。
在操作804中，音频控制器140将音频信号发送到对应区中的每个邻近低音扬声器250、252、254、256。每个邻近低音扬声器250、252、254、256在对应区120中提供第二低频音频输出。
在操作806中，由邻近低音扬声器250、252、254、256提供的第二低频音频输出修改第一声压级以提供目标声压级。目标声压级通常可对应于由收听者接收的音频信号的最终有效声压级(例如，0或120dBSPL)。在一个示例中，用于ISZ和/或ANC应用的最终有效声压可以是0dBSPL。落在最终有效声压级(例如，0至120dBSPL)内的其他值可适用于音频和低音管理应用。由邻近低音扬声器250、252、254、256提供的第二低频音频输出可增加与来自环绕声系统106和对应的环绕低音扬声器104的输出相关联的第一声压级，以提供最终的有效声压。环绕低音扬声器可提供足够的功率(或足够的声压级)，然而，环绕低音扬声器可能不能单独地控制声学声场。包括邻近低音扬声器提供了控制声学声场的局部解决方案。
为了能够操纵由环绕低音扬声器104提供的低频音频输出的有效声压，邻近低音扬声器250、252、254、256的低频音频输出的接收的声压级应至少等于或大于对应声区112a-112n中的低频音频输出的声压。通过操纵对第一声压级的控制，该方面可有益于车辆110中的ISZ、ANC、低音管理、单独的环绕声区和ESS应用。通常，对与环绕声系统106的输出相关联的第一声压级的修改通常为ISZ、ANC、区中的单独的环绕声和ESS应用提供对每个对应声区112a-112n的声压的更大控制。由于在每个区处单独地修改声压的累积效应，低音管理还可在整个收听环境中得到改善，这转而加强了整个收听环境108的低音效果的性能。
虽然以上描述示例性实施方案，但并不意味这些实施方案描述了本发明的所有可能形式。实际上，在说明书中使用的措词是用于描述而非限制，并且应当理解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。另外，各种实施方案的特征可加以组合来形成本发明的其他实施方案。

Claims (20)

1.一种用于车辆的扬声器布置，其包括：
环绕声扬声器布置，所述环绕声扬声器布置包括多个环绕低音扬声器，所述多个环绕低音扬声器被定位在所述车辆中的收听环境中，所述收听环境限定多个声区以在所述车辆内提供具有第一声压级的第一低频音频输出；以及
至少一个邻近低音扬声器，所述至少一个邻近低音扬声器绕所述车辆的第一声区中的第一座椅定位，所述至少一个邻近低音扬声器被配置成在所述车辆的所述第一声区中提供第二低频音频输出，
其中由所述至少一个邻近低音扬声器提供的所述第二低频音频输出修改所述第一声压级以提供目标声压级；并且
其中所述目标声压级对应于由收听者接收的音频信号的最终有效声压级。
2.如权利要求1所述的扬声器布置，其中在所述至少一个邻近低音扬声器修改所述第一声压之前，所接收的由所述邻近低音扬声器提供的所述第二低频音频输出的声压级在所述邻近低音扬声器定位在其中的声区处超过与所述第一低频音频输出相关联的所述第一声压级。
3.如权利要求1所述的扬声器布置，其中所述第一低频音频输出和所述第二低频音频输出在所述车辆中的所述第一声区与其余声区之间提供分离。
4.如权利要求1所述的扬声器布置，其中所述环绕声扬声器布置和所述至少一个邻近低音扬声器用于所述车辆的有源噪声消除系统、低音管理系统、发动机阶次消除(EOC)/道路噪声消除(RNC)系统和独立环绕声系统中的至少一者或多者中。
5.如权利要求1所述的扬声器布置，其中所述多个环绕低音扬声器中的一个或多个被定位在车门、所述车辆的后内部部分或所述车辆的后备箱中的至少一者中。
6.如权利要求1所述的扬声器布置，其中所述至少一个邻近低音扬声器被定位在所述第一座椅的头枕与座椅靠背之间。
7.如权利要求1所述的扬声器布置，其中所述至少一个邻近低音扬声器包括第一邻近低音扬声器，所述第一邻近低音扬声器被定位在从所述第一座椅的头枕延伸的第一臂上。
8.如权利要求7所述的扬声器布置，其中所述至少一个邻近低音扬声器包括第二邻近低音扬声器，所述第二邻近低音扬声器被定位在从所述第一座椅的所述头枕延伸的第二臂上。
9.如权利要求8所述的扬声器布置，其中所述第一臂和所述第二臂从所述头枕朝向所述车辆的前部向前延伸。
10.如权利要求1所述的扬声器布置，其中所述第一低频音频输出和所述第二低频音频输出对应于40Hz到500Hz范围内的频率。
11.如权利要求1所述的扬声器布置，其中所述最终有效声压级是0dB至120dB内的值。
12.一种用于车辆的扬声器布置，其包括：
用于环绕声系统的多个环绕低音扬声器，所述多个环绕低音扬声器被定位在所述车辆的收听环境中，所述收听环境限定多个声区以在所述多个声区中提供具有第一声压级的第一低频音频输出；以及
至少一个邻近低音扬声器，所述至少一个邻近低音扬声器绕所述车辆的第一声区中的第一座椅定位，所述至少一个邻近低音扬声器被配置成在所述车辆的所述第一声区中提供第二低频音频输出，
其中由所述至少一个邻近低音扬声器提供的所述第二低频音频输出修改所述第一声压级以提供目标声压级；并且
其中所述目标声压级对应于由收听者接收的音频信号的最终有效声压级。
13.如权利要求12所述的扬声器布置，其中在所述至少一个邻近低音扬声器修改所述第一声压之前，所接收的由所述邻近低音扬声器提供的所述第二低频音频输出的声压级在所述邻近低音扬声器定位在其中的声区处超过与所述第一低频音频输出相关联的所述第一声压级。
14.如权利要求12所述的扬声器布置，其中所述第一低频音频输出和所述第二低频音频输出在所述车辆中的所述第一声区与其余声区之间提供分离。
15.如权利要求12所述的扬声器布置，其中所述多个环绕低音扬声器和所述至少一个邻近低音扬声器用于所述车辆的有源噪声消除系统、低音管理系统、发动机阶次消除(EOC)/道路噪声消除(RNC)系统和独立环绕声系统中的至少一者或多者中。
16.如权利要求12所述的扬声器布置，其中所述第一低频音频输出和所述第二低频音频输出对应于40Hz到500Hz范围内的频率。
17.如权利要求12所述的扬声器布置，其中所述多个环绕低音扬声器中的一个或多个被定位在车门、所述车辆的后内部部分或所述车辆的后备箱中的至少一者中。
18.如权利要求12所述的扬声器布置，其中所述最终有效声压级是0dB至120dB内的值。
19.一种用于车辆的扬声器布置，其包括：
环绕声扬声器布置，所述环绕声扬声器布置包括多个环绕低音扬声器，所述多个环绕低音扬声器被定位在所述车辆中的收听环境中，所述收听环境限定多个声区以在所述车辆内提供具有第一声压级的第一低频音频输出；以及
至少一个邻近低音扬声器，所述至少一个邻近低音扬声器绕所述车辆的第一声区中的第一座椅定位，所述至少一个邻近低音扬声器被配置成在所述车辆的所述第一声区中提供第二低频音频输出，
其中由所述至少一个邻近低音扬声器提供的所述第二低频音频输出修改所述第一声压级以提供目标声压级；
其中所述目标声压级对应于由收听者接收的音频信号的最终有效声压级；并且
其中所述多个环绕低音扬声器和所述至少一个邻近低音扬声器用于所述车辆的有源噪声消除系统、低音管理系统、发动机阶次消除(EOC)/道路噪声消除(RNC)系统、独立环绕声系统和独立声区(ISZ)中的至少一者或多者中。
20.如权利要求19所述的扬声器布置，其中在所述至少一个邻近低音扬声器修改所述第一声压之前，所接收的由所述邻近低音扬声器提供的所述第二低频音频输出的声压级在所述邻近低音扬声器定位在其中的声区处超过与所述第一低频音频输出相关联的所述第一声压级。
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