CN115442717A - 基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其包括第一独立控制系统、第二独立控制系统、第三独立控制系统、音效自控匹配反馈系统和总控制音效系统。第一独立控制系统设置于天窗玻璃上。第二独立控制系统设置于前档玻璃上。第三独立控制系统设置于后档玻璃上。音效自控匹配反馈系统用于接收所有音效系统的反馈，音效自控匹配反馈系统在天窗玻璃、前档玻璃和后档玻璃上集成对应的音效功能。总控制音效系统用于控制第一音乐玻璃、第二音乐玻璃和第三音乐玻璃播放音频，总控制音效系统与音效自控匹配反馈系统连接。本申请是一种全新的玻璃发声控制系统，以取代目前扬声器车载音响，是一种全新的音源体现，给人一种全新的听觉盛宴。

Description

基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统

技术领域

本申请涉及一种车内声场系统，特别是涉及一种基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统。

背景技术

随着汽车电子技术的飞速发展，优秀的车载影音娱乐系统已经是提供优越的驾驶体验不可或缺的部分。目前的多数车载音响，其车内扬声器的放置已经过多的饱和，但是扬声器毕竟属于点发声，即使形成阵列也是线发声，车内声场的覆盖依然只能保证部分区域，前排与后排声场效果不一致，并且扬声器的数量增加不仅声场的干扰严重，也会产生昂贵的调音费用，同时其系统的复杂性也越来越高。除此之外，用户已经不再满足于高音质、高保真的车载音响，越来越多的用户倾向于个性化的车内声音体验及视觉体验。因此急需发明一种新型声场系统，给客户一种更节能、更薄、更炫酷的听视觉体验。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本申请实施例提供一种基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统。具体的技术方案如下：

第一方面，提供一种基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其包括第一独立控制系统、第二独立控制系统、第三独立控制系统、音效自控匹配反馈系统和总控制音效系统。第一独立控制系统设置于天窗玻璃上，第一独立控制系统将天窗玻璃作为第一振膜形成第一音乐玻璃，第一独立控制系统包括多个驱动模块，每个驱动模块位于对应座位的上方，多个驱动模块与天窗玻璃形成多个发声区域。第二独立控制系统设置于前档玻璃上，第二独立控制系统将前档玻璃作为第二振膜形成第二音乐玻璃。

第三独立控制系统设置于后档玻璃上，第三独立控制系统将后档玻璃作为第三振膜形成第三音乐玻璃。音效自控匹配反馈系统用于接收所有音效系统的反馈，音效自控匹配反馈系统在天窗玻璃、前档玻璃和后档玻璃上集成对应的音效功能，当其中一路音效出现问题时，音效自控匹配反馈系统依据反馈信号，控制对应音效功能匹配出对应音效。总控制音效系统用于控制第一音乐玻璃、第二音乐玻璃和第三音乐玻璃播放音频，总控制音效系统与音效自控匹配反馈系统连接。其中第一音乐玻璃播放音频时产生第一声场，第二音乐玻璃播放音频时产生第二声场，第三音乐玻璃播放音频时产生第三声场，第一声场、第二声场和第三声场叠加形成立体声场。

在第一方面的第一种可能实现方式中，还包括：第四独立控制系统，设置于侧窗玻璃上，第三独立控制系统将侧窗玻璃作为第四振膜形成第四音乐玻璃，音效自控匹配反馈系统在侧窗玻璃上集成对应的音效功能。

在第一方面的第二种可能实现方式中，还包括：第五独立控制系统，设置于三角窗玻璃上，第三独立控制系统将三角窗玻璃作为第五振膜形成第五音乐玻璃，音效自控匹配反馈系统在三角窗玻璃上集成对应的音效功能。

在第一方面的第三种可能实现方式中，第一独立控制系统、第二独立控制系统和第三独立控制系统的密封音腔体分别设置有碳酸钙材质和硅胶材质。

在第一方面的第四种可能实现方式中，当其中一路音效出现问题时，音效自控匹配反馈系统同时将出现问题的音乐玻璃反馈给用户。

在第一方面的第五种可能实现方式中，当其中一座位上方的发声区域播放音频时，其余发声区域后依据系统设置的处理摸索，产生方向的声波信号，并只保留定向音源。

在第一方面的第六种可能实现方式中，第一独立控制系统、第二独立控制系统和第三独立控制系统的控制板具备输出电流及输出电压保护功能，当输出电流达到最大允许值或输出电压超过峰值电压时，能自动通过调整音源输入电压值的方式限制输出电压或电流的大小，使电压或电流保持在最大允许限制范围内工作。

结合第一方面的第六种可能实现方式，在第一方面的第七种可能实现方式中，控制板还具备输出电流及输出电压实时监测功能，通过输出电压及输出电流值可计算所接负载的电阻，通过电阻大小判断负载是否存在开短路故障。

结合第一方面的第六种可能实现方式，在第一方面的第八种可能实现方式中，控制板更具备EQ电压软件导入功能，音频范围20HZ-20KHZ。

在第一方面的第九种可能实现方式中，总控制音效系统内具有所有的EQ组合程序。

本申请与现有技术相比具有的优点有：

本申请的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，通过在天窗玻璃、前档玻璃和后档玻璃上对应集成第一独立控制系统、第二独立控制系统和第三独立控制系统，使其变成音乐玻璃，是一种全新的玻璃发声控制系统，以取代目前扬声器车载音响，是一种全新的音源体现，给人一种全新的听觉盛宴。本申请利用面发声的超强指向性，实现定向发声功能，可以便于保护声隐私及区域内的单独音质，该定向音源主要集成于天窗上，覆盖不同的座位。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请一实施例的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统的构成图；

图2是本申请一实施例的定向音源的示意图；

图3是本申请一实施例的侧窗玻璃独立控制系统的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。

请参阅图1，其是本申请一实施例的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统的构成图。如图所示，基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统1包括第一独立控制系统2、第二独立控制系统3、第三独立控制系统4、音效自控匹配反馈系统5和总控制音效系统6。第一独立控制系统2设置于天窗玻璃上，形成天窗独立控制系统。第一独立控制系统2将天窗玻璃作为第一振膜形成第一音乐玻璃，并对第一音乐玻璃进行独立的控制。第一音乐玻璃播放音频时产生第一声场。

请一并参阅图2，其是本申请一实施例的定向音源的示意图。如图所示，同时对第一音乐玻璃进行定向音源设计。第一独立控制系统2包括多个驱动模块，每个驱动模块位于对应座位的上方，多个驱动模块与天窗玻璃形成多个发声区域21。由于第一音乐玻璃具备的面发声技术，其超强的指向性是毋庸置疑的，便于实现声音的指向性控制。当需要其中一座位上方的发声区域21播放音频时座位区域内的音源播放，其余发声区域21变成辅助区域，依据系统设置的处理摸索，产生方向的声波信号，只保留定向音源。具体而言，如图2所示，当左侧中间座位上的发声区域21播放音频时，其变成播放音频区域，而其余座位上的发声区域21变成辅助区域，但不以此为限。

复参阅图1所示，第二独立控制系统3设置于前档玻璃上，形成前挡玻璃独立控制系统。第二独立控制系统3将前档玻璃作为第二振膜形成第二音乐玻璃，并对第二音乐玻璃进行独立的控制。第二音乐玻璃与传统的扬声器不同，扬声器只管控部分频段(比如低频喇叭、中频喇叭、及高频喇叭)，第二音乐玻璃依然管控范围为全频段(20HZ-20KHZ)。第二音乐玻璃播放音频时产生第二声场。由于前档玻璃与天窗玻璃存在角度偏差，第一音乐玻璃与第二音乐玻璃产生的对应第一声场与第二声场会形成较大的耦合腔，增强声场范围，有效的提升全频段性能，同时由于前档玻璃较大，形成的大范围面发声还可间接性的弥补目前汽车前挡声场薄弱的问题。

第三独立控制系统4设置于后档玻璃上，形成后档玻璃独立控制系统。第三独立控制系统4将后档玻璃作为第三振膜形成第三音乐玻璃，并对第三音乐玻璃进行独立的控制。第三音乐玻璃管控范围为全频段(20HZ-20KHZ)。第三音乐玻璃播放音频时产生第三声场。由于后档玻璃与天窗玻璃存在角度偏差，第一音乐玻璃与第三音乐玻璃产生的对应第一声场与第三声场会形成较大的耦合腔，增强声场范围，有效的提升全频段性能，同时由于后档玻璃较大，形成的大范围面发声还可间接性的弥补目前汽车后挡声场薄弱的问题。

由于天窗玻璃、前档玻璃及后档玻璃之间的角度形成的声场波形都存在部分的抵消，声场的耦合都存在严重的声场共振干扰，本实施例采用在第一独立控制系统2、第二独立控制系统3和第三独立控制系统4的密封音腔体分别增设碳酸钙材质和硅胶材质，用于减少阻尼系数和吸收共振。对产生声波抵消和严重的声场干扰的窗户，改变音腔体上方的辅助小振膜，具体可以是改小玻璃的厚度，或者改小玻璃的材质，再或者改曲率和形状设计。对于干扰严重的玻璃，将会音源的驱动模块位置进行改变。除此之外，还是单独的对干扰严重的进行EQ的单独调试，改变指向性。

在本实施例中，第一独立控制系统2、第二独立控制系统3和第三独立控制系统4的控制板具备输出电流及输出电压保护功能，当输出电流达到最大允许值或输出电压超过峰值电压时，能自动通过调整音源输入电压值的方式限制输出电压或电流的大小，使电压或电流保持在最大允许限制范围内工作，从而起到对控制板和音乐玻璃负载保护的作用。第一独立控制系统2还具备输出电流及输出电压保护功能，当输出电流达到最大允许值或输出电压超过峰值电压时，能自动通过调整音源输入电压值的方式限制输出电压或电流的大小，使电压或电流保持在最大允许限制范围内工作，从而起到对控制板和音乐玻璃负载保护的作用。

承上所述，控制板更具备输出电流及输出电压实时监测功能，通过输出电压及输出电流值可计算所接负载的电阻，通过电阻大小判断负载是否存在开短路故障。控制板还具备EQ电压(简称音效)软件导入功能，音频范围20HZ-20KHZ，简单的说EQ就是不同频率对应的不同电压值，EQ按照内置多频段进行设计，对最初的音频原文件的音质进行不足的弥补，确保达到最佳音质状态，将天窗的音乐玻璃的输出线连接控制板，并且从控制音频接口导出音频线。除此之外，控制板还具备静音功能、蓝牙功能和休眠功能。

音效自控匹配反馈系统5用于接收所有音效系统的反馈。音效自控匹配反馈系统5在天窗玻璃、前档玻璃和后档玻璃上集成对应的音效功能。当其中一路音效出现问题时，出问题的独立控制系统会将信号反馈给音效自控匹配反馈系统，音效自控匹配反馈系统5依据反馈信号，在其内置的多种音效中快速的匹配出适合音效，并控制对应音效功能匹配出对应音效，以满足播放需求。音效自控匹配反馈系统5同时将出现问题的音乐玻璃反馈给用户，用户可根据反馈内容，排查有问题的音乐玻璃，进行及时的维修及调试。

总控制音效系统6用于控制第一音乐玻璃、第二音乐玻璃和第三音乐玻璃播放音频。总控制音效系统6与音效自控匹配反馈系统5连接。总控制音效系统6是指车内超强指向性声场系统1的核心，重点的接收音效自控匹配反馈系统内容。总控制音效系统6通过可以控制各音乐玻璃单独播放，也可以控制多个音乐玻璃同时播放，并选择音效模式。

在本实施例中，总控制音效系统6内部存在所有的EQ组合程序，比如需要第一音乐玻璃(天窗玻璃)不播放时，其他需要都播放，则总控制音效系统6会立刻匹配出合适的音效，播放音频0；当全部播放时，总控制音效系统6会匹配出全播放声场音效，该状态下也是声场最佳的。

除此之外，总控制音效系统6还具备输出电流及输出电压保护功能，当输出电流达到最大允许值或输出电压超过峰值电压时，能自动通过调整音源输入电压值的方式限制输出电压或电流的大小，使电压或电流保持在最大允许限制范围内工作，从而起到对功放和扬声器负载保护的作用；具备输出电流及输出电压实时监测功能，通过输出电压及输出电流值可计算所接负载的电阻及通过电阻的大小。

本实施例的车内超强指向性声场系统1在天窗玻璃、前档玻璃和后档玻璃上对应集成第一独立控制系统2、第二独立控制系统3和第三独立控制系统4，使其变成音乐玻璃，以取代目前扬声器车载音响，是一种全新的音源体现，给人一种全新的听觉盛宴。本实施例同时利用面发声的超强指向性，实现定向发声功能，可以便于保护声隐私及区域内的单独音质，该定向音源主要集成于天窗上，覆盖不同的座位。

承上所述，第一音乐玻璃、第二音乐玻璃和第三音乐玻璃具有独立的控制系统，实现单独的音效播放音源，同时又将这些独立状态最终统一连接到音效自控匹配反馈系统5中，通过总控制音效系统6，实现单独区域的音效播放音源，也可以实现多种组合的音效播放音源，也可以实现全播放音源。并且在出现故障时，也可以方便的反馈信号，便于维修及调试。

请参阅图3且同时参阅图1，图3是本申请一实施例的侧窗玻璃独立控制系统的示意图。如图所示，车内超强指向性声场系统1还包括第四独立控制系统7，第四独立控制系统7设置于侧窗玻璃上，形成侧窗玻璃独立控制系统。侧窗玻璃独立控制系统与天窗、前档、后档独立控制系统不同，汽车的侧窗玻璃是左右两边对称的，在侧窗上设置第四独立控制系统7，可使车内超强指向性声场系统1多一个左右声道功能。左侧窗为左声道，右侧窗为右声道，左侧后座与第二音乐玻璃，两者电阻相同并且性能一致，两者之间串联，同理右侧窗也相同。

第四独立控制系统7将侧窗玻璃作为第四振膜形成第四音乐玻璃，并对第四音乐玻璃进行独立的控制。第四音乐玻璃与扬声器车载音响系统不同，只是一个增强环绕、立体音源作用。因第一、第二、第三音乐玻璃已经覆盖了整体的声场，故第四音乐玻璃依据客户及音源的缺陷，间接性的提升音质，可设计为低频音乐玻璃和高频音乐玻璃。同时音效自控匹配反馈系统5在侧窗玻璃上集成对应的音效功能，接收侧窗玻璃的音效系统的反馈。

在本实施例中，车内超强指向性声场系统1还包括第五独立控制系统8，第五独立控制系统8设置于三角窗玻璃上，形成三角窗玻璃独立控制系统。三角窗玻璃独立控制系统与侧窗玻璃独立控制系统相似，具有左右声道功能。第五独立控制系统8将三角窗玻璃作为第五振膜形成第五音乐玻璃，并对第五音乐玻璃进行独立的控制。同时音效自控匹配反馈系统5在三角窗玻璃上集成对应的音效功能，接收侧窗玻璃的音效系统的反馈。

综上所述，本申请提供了一种基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统。本申请是一种全新的玻璃发声控制系统，其结合音乐玻璃的特性进行设计，取代了目前扬声器车载音响，是一种全新的音源体现，给人一种全新的听觉盛宴。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其特征在于，包括：

第一独立控制系统，设置于天窗玻璃上，所述第一独立控制系统将所述天窗玻璃作为第一振膜形成第一音乐玻璃，所述第一独立控制系统包括多个驱动模块，每个所述驱动模块位于对应座位的上方，多个所述驱动模块与所述天窗玻璃形成多个发声区域；

第二独立控制系统，设置于前档玻璃上，所述第二独立控制系统将所述前档玻璃作为第二振膜形成第二音乐玻璃；

第三独立控制系统，设置于后档玻璃上，所述第三独立控制系统将所述后档玻璃作为第三振膜形成第三音乐玻璃；

音效自控匹配反馈系统，用于接收所有音效系统的反馈，所述音效自控匹配反馈系统在所述天窗玻璃、所述前档玻璃和所述后档玻璃上集成对应的音效功能，当其中一路音效出现问题时，所述音效自控匹配反馈系统依据反馈信号，控制对应所述音效功能匹配出对应音效；

总控制音效系统，用于控制所述第一音乐玻璃、所述第二音乐玻璃和所述第三音乐玻璃播放音频，所述总控制音效系统与所述音效自控匹配反馈系统连接；

其中所述第一音乐玻璃播放音频时产生第一声场，所述第二音乐玻璃播放音频时产生第二声场，第三音乐玻璃播放音频时产生第三声场，所述第一声场、所述第二声场和所述第三声场叠加形成立体声场。

2.根据权利要求1所述的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其特征在于，还包括：第四独立控制系统，设置于侧窗玻璃上，所述第四独立控制系统将所述侧窗玻璃作为第四振膜形成第四音乐玻璃，所述音效自控匹配反馈系统在所述侧窗玻璃上集成对应的音效功能。

3.根据权利要求1所述的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其特征在于，还包括：第五独立控制系统，设置于三角窗玻璃上，所述第五独立控制系统将所述三角窗玻璃作为第五振膜形成第五音乐玻璃，所述音效自控匹配反馈系统在所述三角窗玻璃上集成对应的音效功能。

4.根据权利要求1所述的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其特征在于，所述第一独立控制系统、所述第二独立控制系统和所述第三独立控制系统的密封音腔体分别设置有碳酸钙材质和硅胶材质。

5.根据权利要求1所述的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其特征在于，当所述其中一路音效出现问题时，所述音效自控匹配反馈系统同时将出现问题的音乐玻璃反馈给用户。

6.根据权利要求1所述的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其特征在于，当其中一所述座位上方的所述发声区域播放音频时，其余所述发声区域后依据系统设置的处理摸索，产生方向的声波信号，并只保留定向音源。

7.根据权利要求1所述的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其特征在于，所述第一独立控制系统、所述第二独立控制系统和第三独立控制系统的控制板具备输出电流及输出电压保护功能，当输出电流达到最大允许值或输出电压超过峰值电压时，能自动通过调整音源输入电压值的方式限制输出电压或电流的大小，使电压或电流保持在最大允许限制范围内工作。

8.根据权利要求7所述的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其特征在于，所述控制板还具备输出电流及输出电压实时监测功能，通过输出电压及输出电流值可计算所接负载的电阻，通过电阻大小判断负载是否存在开短路故障。

9.根据权利要求7所述的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其特征在于，所述控制板更具备EQ电压软件导入功能，音频范围20HZ-20KHZ。

10.根据权利要求1所述的基于音乐玻璃的车内超强指向性声场系统，其特征在于，所述总控制音效系统内具有所有的EQ组合程序。

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