EP1558056A1 - Acoustic system for motor vehicles and corresponding device - Google Patents

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Publication number
EP1558056A1
EP1558056A1 EP05364002A EP05364002A EP1558056A1 EP 1558056 A1 EP1558056 A1 EP 1558056A1 EP 05364002 A EP05364002 A EP 05364002A EP 05364002 A EP05364002 A EP 05364002A EP 1558056 A1 EP1558056 A1 EP 1558056A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
loudspeakers
speakers
vehicle
sound
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05364002A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Yvon Kerneis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cabasse SA
Original Assignee
Cabasse SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cabasse SA filed Critical Cabasse SA
Publication of EP1558056A1 publication Critical patent/EP1558056A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/02—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/04—Circuit arrangements, e.g. for selective connection of amplifier inputs/outputs to loudspeakers, for loudspeaker detection, or for adaptation of settings to personal preferences or hearing impairments
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles

Definitions

  • the present invention relates to the field of sound and audio and more
  • the invention relates to devices and systems for vehicles for transport and / or movement of persons (in particular automobiles, trucks, planes, boats, trains).
  • motor vehicles are equipped with auto-radios connected to loudspeakers located in a dashboard, in doors and / or at the rear of the vehicle. It is usually possible to balance (fade) the power restituted by the different speakers between the front and the back on the one hand and between the left and the right. A subwoofer is sometimes added in the trunk of the vehicle. Nevertheless, the stereophonic image restored by the loudspeakers is not optimal and remains difficult to master.
  • the front speakers include speakers mediums of 13 or 17 cm mounted at the bottom of the doors, more than one meter and associated with a tweeter mounted on the dashboard.
  • the car radio 11 comprises a sound source 111 controlled by a man / machine interface 110 which allows in particular to control the source itself, the sound volume of output and the fader and providing a five-way sound signal to an interface 112.
  • the interface 112 supplies separately each of the loudspeakers 12, 13, 14, 16 and 17 via links 121, 131, 141, 161 and 171.
  • the speakers are substantially omnidirectional so that two people (eg driver and passenger) can hear the sound produced by the five loudspeakers 12, 13, 14, 16 and 17. Nevertheless, the sound (which propagates in a direction represented by dashed lines) produced by the latter undergoes many reflections on the cabin, which gives a diffuse sound image. It is therefore not possible for an auditor to have a good stereo image even if it can control via the fader the volume restored by each of the speakers.
  • the cutoff frequency is 5 kHz between the midrange speakers which corresponds to a length wave of the order of 6.8 cm, which is very low in front of the spacing of the speakers and which thus prevents a good coherence in the restitution of the sources sound.
  • the invention in its various aspects is intended in particular to overcome these disadvantages of the prior art.
  • an object of the invention is to provide a system vehicle acoustics that enhances stereo listening quality while maintaining a good spectral balance.
  • the invention also aims to improve the rendering of the sound relief produced by loudspeakers.
  • a complementary objective of the invention is to offer a quality of listening adapted to each passenger of a vehicle.
  • Yet another object of the invention is to provide a sound source for spatial coherence (especially in the treble, the directivity of the source gradually increasing towards the high frequencies) with effects of reflections on the vehicle interior limited and well controlled.
  • An object of the invention is also to allow an implementation relatively easy of the acoustic system.
  • a listener immersed in a sound field perceives a phenomenon corresponding to particularities of his ears and his system of auditory perception: a frontal sound stage, provided by the direct sound, where it can accurately distinguish different musical instruments ; in this case, the information is captured by both ears as a difference in amplitude and time on the signals received by the two eardrums.
  • a multichannel source two, three, five or seven channels in particular, filtered according to the invention on each of the channels, makes it possible to restore in a vehicle, a spatialization of sound.
  • the system is remarkable in that that the filtering means comprise means for reconstituting a three-dimensional virtual sound image at the level of the auditor (s) positioned in the predetermined location, from the sound signals each associated with at least one of the speakers.
  • An auditor placed in a vehicle usually has a fixed position predetermined. Sound filters associated with loudspeakers and adapted to a sound spatialization are thus implemented according to the position of the matching speakers and the location of the listener (s).
  • the system is remarkable in that that the filtering means are of the so-called relative head transfer function HRTF.
  • An HRTF Head Relative Transfer Function
  • Relative head transfer function allows a three-dimensional sound image dimensions from at least two speakers in a type environment vehicle while remaining relatively simple to implement.
  • the system is remarkable in that that at least one of the sources includes at least two channels and that each filtering is applied to one of the channels.
  • each of the channels is filtered in a specific way.
  • the system is remarkable in that at least one of the sets comprises at least one pair of speakers, so-called right and left speakers, which are positioned substantially symmetrical with respect to a predetermined location at which the pair is associated, filtering means performing at least two distinct filterings of the source signal to provide at least two sound signals each associated with right and left speakers, so that the associated sound signals are substantially coherent in phase and amplitude when perceived by a listener positioned at the predetermined location.
  • the implementation of the filtering means is facilitated in a two-channel sound environment, the signals for the right speakers and left in a given pair, not requiring phase correction or of amplitude associated with an asymmetry of their location vis-à-vis a auditor.
  • the system is remarkable in that at least one of the sets comprises at least one pair of speakers, so-called right and left speakers, which are positioned substantially symmetrical with respect to a predetermined location at which the pair is associated, and in that the system comprises means of phase shift and modification of the amplitude of the signals each associated with the right speakers and left and intended to compensate for a lack of symmetry in the position of the loudspeakers right and left relative to the predetermined location, so that the associated sound signals are substantially coherent in phase and in amplitude when perceived by a listener positioned at the location predetermined
  • the implementation of the means of filtering is compatible with unsymmetrical loudspeaker placement right and left vis-à-vis the location of an auditor, for example when unsymmetrical pre-wiring exists in the vehicle or when the number of loudspeakers is reduced.
  • the system is remarkable in that at least two of the loudspeakers are positioned on a dashboard of the vehicle.
  • the system allows a good quality of listening for listeners located at the front of the vehicle while allowing a simple and efficient installation, the loudspeakers being preferentially positioned near the means of system control. This positioning also allows optimization of available space in the cockpit.
  • the system is remarkable in that at least two of the loudspeakers are positioned on a vehicle seat.
  • the system also allows a good quality of listening for listeners located behind a seat with a pair of loudspeakers according to the invention while optimizing the ergonomics of the vehicle and the use of space available in the cockpit.
  • the system is remarkable in that at least two of the speakers are associated with a removable medium.
  • the system is remarkable in that that it comprises means of dynamic adaptation of the filtering means in depending on the position of the auditor (s).
  • filters and speaker controls Speakers that can be cut if a listener location is not occupied for example
  • the characteristics of filters and speaker controls are optimized according to the position of the listeners within the vehicle.
  • the system is remarkable in that it includes means for selecting the position of the listener (s).
  • the position of the auditor can be determined manually (the auditor or listeners selecting, for example, a mode of operation of the system according to predetermined positions) or automatically (by example with consideration of information provided by seat sensors and / or safety belt used in vehicles).
  • the characteristics of Filters are then dynamically adapted according to the selected positions.
  • the system is remarkable in that that it includes means of automatically identifying the position of the listeners.
  • the system is remarkable in that at least two of the speakers are directive.
  • the sounds are substantially direct and little reflected by the environment so that listeners are little bothered by the echoes on cabin or sound produced by loudspeakers associated with other passengers of the vehicle.
  • the system is remarkable in that that the filtering means comprise at least two digital filters to finite impulse each generating one of the sound signals associated with loudspeakers.
  • the system is remarkable in that at least one of the loudspeakers is a coaxial type with an inverted motor.
  • the size of the loudspeakers is limited, the coaxial motors to Inverted motor with a large bandwidth (including medium and high frequencies). They can therefore be easily installed in a vehicle in particular in a seat or on a dashboard with a spacing relatively weak.
  • the general principle of the invention is based on an acoustic system comprising two loudspeakers positioned and / or configured so that a listener perceives mainly a substantially coherent sound (that is, well balanced in phase and amplitude), and preferentially direct from each of these speakers.
  • the sound image provided to the listener is very good quality.
  • the loudspeakers intended for an auditor are placed in face of this listener substantially symmetrically. Nevertheless, if the speakers are not positioned in this way, according to the invention, the phase and amplitude at the level of each speaker so that the listener perceives correspondingly coherent sound signals.
  • the source device comprises means to feed each of these speakers to reconstruct a three-dimensional virtual sound image at the level of the listener in the mid and high frequencies.
  • Such means allow for example sound signal processing to power the speakers with a signal Head Relative Transfer Function (HRTF) relative head transfer ").
  • HRTF Head Relative Transfer Function
  • Such a technique (used according to the state of the art in multimedia systems in an office or home environment) allows, according to the invention, a three-dimensional sound image from two speakers in a vehicle-type environment.
  • FIG. 2 an embodiment of a acoustic system according to the invention.
  • the tweeters and midrange speakers 22, 25, 26 and 23 have preferentially a relatively narrow sound distribution cone (in other words, the speakers 22, 25, 26 and 23 are relatively directional) and directed to the listener 15 or 18 corresponding.
  • listeners hear loudspeakers of acute and midrange associated with them and are not substantially disturbed by other loudspeakers (for example, the listener 15 understands the speakers 22 and 25 without being disturbed by the speakers 26 and 23).
  • the bass speaker (or subwoofer) 24 is preferably omnidirectional and placed in front of the vehicle to produce sound for all passengers of the vehicle.
  • the loudspeakers 22, 25, 26 and 23 also produce bass.
  • the man / machine interface 210 makes it possible in particular to control the source 211 itself (source type, radio frequency, disk range, ). She permits also to control unit 214 by defining in particular the position of the listeners and the loudness of each of the speakers associated with a listener particular.
  • Unit 214 transmits, to DSP 213, the coefficients of an HRTF filter to provide a 3D sound image for each of the listeners 15 and 18 These coefficients are preferably determined according to the vehicle and the position of the passengers and pre-registered in the unit 214. According to a variant, unit 214 dynamically calculates the value of these coefficients.
  • the DSP 213 which performs the corresponding filtering operation on the sound signal for each of the channels connected to the loudspeakers 22 to 26 via the interface 212 and respective links 221, 251, 261, 231 and 241.
  • the left and right filters are respectively characterized by coefficients HL (i) and HR (i) for i ranging from 1 to N.
  • An HRTF transfer function is defined as a particular frequency response of the right or left ear, measured between a loudspeaker and a specific point in the ear canal.
  • the HRTF transfer function is determined thanks to measurements of coefficients of the transfer function (or filters left and right) depending on the passenger compartment of the vehicle, the positioning of speakers and the location of the auditor (s).
  • the listener in the vehicle is simulated by a manikin with microphones at level of the ears, the manikin being positioned in the vehicle as the listener. From the sound signals picked up by the microphones, we measure the IACC (from the English “Inter Aural Correlation Coefficient” or "Coefficient acoustic intercorrelation "in French).
  • the coefficients of the filters are preferentially pre-recorded
  • the HRTF filter comprises two filters Infinite pulse digital (or IIR).
  • Figure 3 schematically shows a vehicle acoustic system, according to a variant of the invention.
  • the tweeters and midrange speakers 32, 33 and 34 present preferentially a cone of sound diffusion broad enough and therefore more omnidirectional. They are not necessarily directed to the listener 15.
  • a listener or a position sensor indicates at the interface 310 the position of the listener (for example, passenger or driver position corresponding to pre-recorded positions according to the seats of the vehicle or dynamic tuning that the listener refines according to the sound reproduction).
  • the interface 310 determines the difference in amplitude and phase to be applied to each of the loudspeakers 32 and 33 so that the sound signal produced by these two loudspeakers arrive in a coherent manner (that is, without phase shift or amplitude) to the ears of the listener.
  • ⁇ d is 1 m and the gain to be applied to the loudspeaker 33 is approximately 9.5 dB and the delay is approximately 3 ms.
  • the unit 314 calculates the coefficients of an HRTF filter making it possible to provide a 3D sound image for the listener 15 (for example) and provides these coefficients to the DSP 313 which performs the corresponding filtering operation on the sound signal, the phase and amplitude offset for each of the connected channels to the loudspeakers 32, 33, and 34 via the interface 312 and the respective links 321, 331 and 341.
  • the device 31 allows compatibility with the stereo systems consisting of two speakers or with pre-equipped vehicles with loudspeakers on both sides of the vehicle while allowing optimization of the three-dimensional sound image when the number of people inside the vehicle is reduced.
  • this embodiment makes it possible to reduce the number speakers needed.
  • FIG. 4 illustrates a particular implementation of the acoustic system of the cabin 20 illustrated with reference to FIG. 2.
  • the subwoofer 24 is placed between the seats at the low level of the cockpit.
  • the loudspeakers 22, 25, 26 and 23 are placed at a high level (for example, above the windshield) while remaining positioned symmetrically with respect to the listener corresponding to them.
  • the subwoofer 24 is placed in the trunk of the vehicle.
  • a subwoofer 54 is placed under the passenger seat.
  • FIG. 6 shows a vehicle equipped with an acoustic system corresponding to FIGS. 2 and 4, the vehicle being seen from the passenger spaces located at the rear of the vehicle.
  • the cockpit 20 includes two front seats 60 and 64 equipped with two speakers on each side of their respective rear face in their upper part.
  • the seat 60 (respectively 64) is provided with two fixed speakers 62 and 65 (respectively 66 and 63) for a rear passenger positioned on the left (respectively to the right) of the passenger compartment 20.
  • Each of these speakers and connected to the interface 212 and emits a sound signal similar to that produced by the loudspeakers 22 and 25, thus producing a three-dimensional virtual sound image for the corresponding listener.
  • Figure 7 shows the rear of a vehicle equipped with an acoustic system corresponding to Figures 2 and 5.
  • the cockpit 20 includes two front seats 70 and 74 equipped each of a removable device 700 or 701.
  • the device 701 is similar to the device 700 and will therefore not be described more.
  • the means to manage several sources simultaneously are particularly adapted to differentiate these sources, to amplify, filter (according to an HRTF mode) and direct the produced sound signals to one or more pairs of loudspeakers (left and right) corresponding to the choices of users made by control means (for example, selection buttons).
  • the means for managing multiple sources simultaneously may include several amplification and filtering circuits (DSP). According to one variant, these means include a single DSP strong enough to handle simultaneously several independent input and output signals.
  • the devices 700 and 701 are independent and are adapted to produce on their screen and their respective speakers an image and a its different does not correspond to the same source.
  • the sound image created by the devices 700 and 701 is located in an area behind the armchairs on which they are positioned.
  • the sound of the device 700 covers that produced by the device 701 in an area behind the chair 70 (respectively 74). So, a passenger placed behind the seat 70 is not (or at least little) embarrassed by the sound produced by the device 701 even if the loudspeakers 73 and 76 of the device 701 are not connected to the same source as the speakers 72 and 75 of the device 700 (the device 71 being in fact adapted to transmit independent signals on each pair of speakers).
  • the device 71 being in fact adapted to transmit independent signals on each pair of speakers.
  • the amplification and filtering device sound is adapted to process a signal from a single source; according to this variant, each pair of speakers reproduces a similar sound image in three dimensions corresponding to this source with identical filtering respectively for each pair of speakers with a simple differentiation between left and right speakers.
  • the device amplification and filtering is relatively simple to implement.
  • the amplification and sound filtering is suitable for processing a signal from a single source and includes filtering means specific to each pair of loudspeakers according to the possible corresponding auditors.
  • FIG. 8 shows an inverted motor coaxial loudspeaker particularly well suited to the acoustic systems of FIGS. 2 to 7, and corresponding, for example, to the medium and treble loudspeakers 22, 23, 25, 26, 32, 33, 62, 63, 65, 66, 72 and 75.
  • Magnets and field plates are rigidly associated with chassis 84.
  • the magnets are rare earth (for example of the Neodymium-Iron-Boron type (or NdFeB) or Samarium-Cobalt.
  • the reels can move next the axis 83 inside a magnetic field created by the field plate and the magnet of their respective production set.
  • the membrane 823 with an external diameter of about 2 cm is associated in a flexible manner to a peripheral support rigidly connected to the cylinder head 88 via a peripheral suspension 825. These diameters can be much larger or smaller depending on variant embodiments of the invention as a function of the desired sound frequencies.
  • the medium membrane 813 is concave seen from the outside of the speaker 80.
  • the treble membrane 823 is convex.
  • the depth of the speaker 80 is close to 3 cm.
  • the size of the speaker 80 is reduced to allow a easier placement in a dashboard or vehicle chair; a reduced size is due in particular to the membranes 813 and 823 located inside the chassis 84 and a speaker motor, coaxial and inverted.
  • the loudspeaker remains coaxial motor inverted with a concave medium membrane, the production set of treble is then located preferentially between the frame and the membrane of medium.
  • the frequency response of the sound production sets is determined by shapes and dimensions according to rules known to man of career.
  • the currents feeding the coils 811 and 821 are also filtered in frequency (preferentially independently of the filtering HRTF) so that the acoustic response of the loudspeaker 80 is the most possible constant in the band considered (for example 500 Hz to 20 KHz) of so that the sound production is of good quality.
  • the loudspeaker is coax without inverted motor.
  • the skilled person can bring any variant into the nature (finite or infinite pulse filter applied to a time signal or frequency) and characteristics (number of coefficients, quantification, sampling frequency ...) HRTF filters.
  • the invention is of course compatible with any type of stereo source, including two or more channels generally multichannel (the number of channels worth, for example, 2, 3, 5 or 7).
  • Each of the channels is filtered so that the corresponding signals are substantially coherent in phase and in amplitude when they are perceived by at least one listeners positioned in one location predetermined.
  • the filtering applied to each of the channels is, for example, of the type HRTF so that a three-dimensional virtual sound image is perceived by the auditor (s).
  • the skilled person may also make any variant in the sound spectrum of the loudspeakers according to the invention (for example band of frequencies from 200 Hz to 20000 Hz or 50 to 1000 Hz or 50 to 20000 Hz).
  • the midrange and treble loudspeakers are, for example, example, of coaxial type or separated into distinct elements.
  • the invention relates to audio systems relating to any source including radio tuner type, recorded media player (CD-Audio, DVD, ...) or any terminal (computer, game console, ).
  • the filtering means comprising the means of determining the filter coefficients and the signal processing means for the actual filtering, are implemented in any suitable device for use in a vehicle, especially in the form of dedicated equipment (interfacing sound source and speakers) or built-in equipment of type source (auto-radio for example) or loudspeaker, or in the form of module (with multiple components), isolated component, processor associated with a program containing instructions for performing filtering, program containing the instructions for filtering an audible signal intended for a vehicle.
  • the skilled person may also bring any variant in the positioning pairs of loudspeakers intended for a listener: the latter may in particular be implemented on dashboards of vehicles, seats, on armrests, at the ceiling of a vehicle, doors, ...
  • the invention also relates to equipment implementing loudspeakers according to the invention, in particular loudspeakers, headphones audio, vehicle seats or dashboards, audio equipment, video and / or multimedia comprising such loudspeakers.
  • the invention relates to all vehicles, in particular of the automotive type, airplane, boat or truck, comprising an acoustic system as described previously according to the invention and / or means for accommodating such a system.

Landscapes

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Abstract

The system has a sound source (211) to produce a source audio signal. A digital signal processor (213) and a head relative transfer function (HRTF) coefficient determination unit (214) effectuate two distinct filtering of the signal to provide two audio signals, each associated with speakers (22-26), such that the audio signals are coherent in phase and amplitude.

Description

1. Domaine de l'invention1. Field of the invention

La présente invention se rapporte au domaine du son et de l'audio et plus précisément, l'invention concerne des dispositifs et systèmes destinés à des véhicules de transport et/ou de déplacement de personnes (notamment automobiles, camions, avions, bateaux, trains).The present invention relates to the field of sound and audio and more In particular, the invention relates to devices and systems for vehicles for transport and / or movement of persons (in particular automobiles, trucks, planes, boats, trains).

2. Solutions de l'art antérieur2. Solutions of the prior art

Traditionnellement, les véhicules automobiles sont équipés d'auto-radios reliés à des haut-parleurs situés dans une planche de bord, dans des portières et/ou à l'arrière du véhicule. Il est en général possible d'équilibrer (fader) la puissance restituée par les différents haut-parleurs entre l'avant et l'arrière d'une part et entre la gauche et la droite. Un caisson de basse est parfois ajouté dans le coffre du véhicule. Néanmoins, l'image stéréophonique restituée par les haut-parleurs n'est pas optimale et reste difficile à maítriser.Traditionally, motor vehicles are equipped with auto-radios connected to loudspeakers located in a dashboard, in doors and / or at the rear of the vehicle. It is usually possible to balance (fade) the power restituted by the different speakers between the front and the back on the one hand and between the left and the right. A subwoofer is sometimes added in the trunk of the vehicle. Nevertheless, the stereophonic image restored by the loudspeakers is not optimal and remains difficult to master.

Ainsi, la figure 1 illustre un système acoustique pour véhicule connu en soi et qui comprend :

  • un auto-radio 11 ;
  • des haut-parleurs 12 et 13 de médiums (avec une fréquence de coupure de 5 kHz) et d'aigus de relativement faible bande passante, placés respectivement sur les cotés gauche et à droite de la planche de bord du véhicule et dans les portières ;
  • des haut-parleurs 16 et 17 de médiums et d'aigus placés respectivement sur les cotés gauche et droite de la plage arrière du véhicule ; et
  • un haut-parleur 14 de basse placé à l'arrière du véhicule.
Thus, FIG. 1 illustrates a vehicle acoustic system known per se and which comprises:
  • a car radio 11;
  • speakers 12 and 13 of mediums (with a cut-off frequency of 5 kHz) and relatively low bandwidth highs, placed respectively on the left and right sides of the dashboard of the vehicle and in the doors;
  • mid and high-frequency speakers 16 and 17 placed respectively on the left and right sides of the rear shelf of the vehicle; and
  • a bass speaker 14 placed at the rear of the vehicle.

Typiquement, les haut-parleurs avant comprennent des haut-parleurs médiums de 13 ou 17 cm montés dans le bas des portières, distants de plus d'un mètre et associés à un tweeter montés sur le tableau de bord. L'auto-radio 11 comprend une source sonore 111 commandée par une interface homme/machine 110 qui permet notamment de contrôler la source elle-même, le volume sonore de sortie et le fader et fournissant un signal sonore sur cinq voies à une interface 112.Typically, the front speakers include speakers mediums of 13 or 17 cm mounted at the bottom of the doors, more than one meter and associated with a tweeter mounted on the dashboard. The car radio 11 comprises a sound source 111 controlled by a man / machine interface 110 which allows in particular to control the source itself, the sound volume of output and the fader and providing a five-way sound signal to an interface 112.

L'interface 112 alimente séparément chacun des haut-parleurs 12, 13, 14, 16 et 17 via des liaisons 121, 131, 141, 161 et 171.The interface 112 supplies separately each of the loudspeakers 12, 13, 14, 16 and 17 via links 121, 131, 141, 161 and 171.

Les haut-parleurs sont sensiblement omnidirectionnels afin que deux personnes (par exemple conducteur et passager) puissent entendre correctement le son produit par les cinq haut-parleurs 12, 13, 14, 16 et 17. Néanmoins, le son (qui se propage selon une direction représentée par des traits en pointillés) produit par ces derniers subit de nombreuses réflexions sur l'habitacle, ce qui donne une image sonore diffuse. Il n'est donc pas possible pour un auditeur d'avoir une bonne image stéréophonique même s'il peut contrôler via le fader le volume restitué par chacun des haut-parleurs. En outre, la fréquence de coupure est à 5 kHz entre les haut-parleurs de médiums ce qui correspond à une longueur d'onde de l'ordre de 6,8 cm, ce qui est très faible devant l'écartement des haut-parleurs et qui empêche donc une bonne cohérence dans la restitution des sources sonores.The speakers are substantially omnidirectional so that two people (eg driver and passenger) can hear the sound produced by the five loudspeakers 12, 13, 14, 16 and 17. Nevertheless, the sound (which propagates in a direction represented by dashed lines) produced by the latter undergoes many reflections on the cabin, which gives a diffuse sound image. It is therefore not possible for an auditor to have a good stereo image even if it can control via the fader the volume restored by each of the speakers. In addition, the cutoff frequency is 5 kHz between the midrange speakers which corresponds to a length wave of the order of 6.8 cm, which is very low in front of the spacing of the speakers and which thus prevents a good coherence in the restitution of the sources sound.

3. Objectifs de l'invention3. Objectives of the invention

L'invention selon ses différents aspects a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.The invention in its various aspects is intended in particular to overcome these disadvantages of the prior art.

Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un système acoustique pour véhicule qui améliore la qualité d'écoute stéréophonique tout en conservant un bon équilibre spectral.More specifically, an object of the invention is to provide a system vehicle acoustics that enhances stereo listening quality while maintaining a good spectral balance.

L'invention a également pour objectif d'améliorer le rendu du relief sonore produit par des haut-parleurs.The invention also aims to improve the rendering of the sound relief produced by loudspeakers.

Un objectif complémentaire de l'invention est d'offrir une qualité d'écoute adaptée à chacun des passagers d'un véhicule.A complementary objective of the invention is to offer a quality of listening adapted to each passenger of a vehicle.

Encore un autre objectif de l'invention est de fournir une source sonore à cohérence spatiale (notamment dans les aigus, la directivité de la source augmentant progressivement vers les fréquences aiguës) avec des effets de réflexions sur l'habitacle du véhicule limités et bien maítrisés. Yet another object of the invention is to provide a sound source for spatial coherence (especially in the treble, the directivity of the source gradually increasing towards the high frequencies) with effects of reflections on the vehicle interior limited and well controlled.

Un objectif de l'invention est également de permettre une mise en oeuvre relativement aisée du système acoustique.An object of the invention is also to allow an implementation relatively easy of the acoustic system.

4. Caractéristiques essentielles de l'invention4. Essential characteristics of the invention

Dans ce but, l'invention propose un système acoustique pour véhicule comprenant :

  • au moins une source adaptée à produire un signal sonore source ;
  • au moins un ensemble d'au moins deux haut-parleurs, chacun des haut-parleurs étant adapté à produire un signal sonore qui lui est associé ; et
  • au moins un emplacement prédéterminé destiné à accueillir au moins un auditeur ;
le système étant remarquable en ce qu'il comprend des moyens de filtrage effectuant au moins deux filtrages distincts du signal source pour fournir au moins deux des signaux sonores associés chacun à au moins un des haut-parleurs, de sorte qu'ils soient sensiblement cohérents en phase et en amplitude lorsqu'ils sont perçus par au moins un des auditeurs positionné dans un des emplacements prédéterminés.For this purpose, the invention proposes a vehicle acoustic system comprising:
  • at least one source adapted to produce a source sound signal;
  • at least one set of at least two loudspeakers, each of the loudspeakers being adapted to produce a sound signal associated therewith; and
  • at least one predetermined location for receiving at least one listener;
the system being remarkable in that it comprises filtering means performing at least two separate filterings of the source signal to provide at least two of the sound signals each associated with at least one of the loudspeakers, so that they are substantially coherent in phase and amplitude when perceived by at least one of the listeners positioned in one of the predetermined locations.

Ainsi, les moyens de filtrage agissent simultanément sur les signaux sonores associés à des haut-parleurs. Le filtrage permet de créer, au niveau des tympans de l'auditeur, un champ sonore similaire à celui qu'il percevrait dans une salle de concert. Pour cela, les moyens de filtrage agissent sur deux paramètres importants associés à la spatialisation perçue par les deux oreilles de l'auditeur :

  • la différence d'amplitude (ou niveau) ; et
  • la différence de temps (ou le retard).
Thus, the filtering means act simultaneously on the sound signals associated with loudspeakers. The filtering allows to create, at the level of the eardrums of the listener, a sound field similar to that which it would perceive in a concert hall. For this, the filtering means act on two important parameters associated with the spatialization perceived by the two ears of the listener:
  • the amplitude difference (or level); and
  • the time difference (or the delay).

En effet, un auditeur plongé dans un champ sonore (salle de concert, par exemple) perçoit notamment un phénomène correspondant à des particularités de ses oreilles et de son système de perception auditif : une scène sonore frontale, fournie par le son direct, où il peut distinguer de manière précise différents instruments de musique ; dans ce cas, l'information est captée par les deux oreilles sous forme de différence d'amplitude et de temps sur les signaux reçus par les deux tympans. Une source multicanal (à deux, trois, cinq ou sept canaux notamment), filtrés selon l'invention sur chacun des canaux, permet de restituer dans un véhicule une spatialisation du son.Indeed, a listener immersed in a sound field (concert hall, by example) perceives a phenomenon corresponding to particularities of his ears and his system of auditory perception: a frontal sound stage, provided by the direct sound, where it can accurately distinguish different musical instruments ; in this case, the information is captured by both ears as a difference in amplitude and time on the signals received by the two eardrums. A multichannel source (two, three, five or seven channels in particular), filtered according to the invention on each of the channels, makes it possible to restore in a vehicle, a spatialization of sound.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce que les moyens de filtrage comprennent des moyens de reconstitution d'une image sonore virtuelle en trois dimensions au niveau du ou des auditeurs positionnés dans l'emplacement prédéterminé, à partir des signaux sonores associés chacun à au moins un des haut-parleurs.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that that the filtering means comprise means for reconstituting a three-dimensional virtual sound image at the level of the auditor (s) positioned in the predetermined location, from the sound signals each associated with at least one of the speakers.

Un auditeur placé dans un véhicule a généralement une position fixe prédéterminée. Des filtres sonores associés à des haut-parleurs et adaptés à une bonne spatialisation du son sont ainsi mis en oeuvre en fonction de la position des haut-parleurs correspondants et de l'emplacement du ou des auditeurs.An auditor placed in a vehicle usually has a fixed position predetermined. Sound filters associated with loudspeakers and adapted to a sound spatialization are thus implemented according to the position of the matching speakers and the location of the listener (s).

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce que les moyens de filtrages sont de type fonction de transfert relative de tête dite HRTF.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that that the filtering means are of the so-called relative head transfer function HRTF.

Une fonction HRTF (de l'anglais « Head Relative Transfer Function » ou « fonction de transfert relatif de tête ») permet une image sonore à trois dimensions à partir d'au moins deux haut-parleurs dans un environnement de type véhicule tout en restant relativement simple à mettre en oeuvre.An HRTF (Head Relative Transfer Function) "Relative head transfer function") allows a three-dimensional sound image dimensions from at least two speakers in a type environment vehicle while remaining relatively simple to implement.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce qu'au moins une des sources comprend au moins deux canaux et en ce que chacun des filtrages est appliqué à un des canaux.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that that at least one of the sources includes at least two channels and that each filtering is applied to one of the channels.

Ainsi, pour une source multicanal à, par exemple, deux, trois, cinq ou sept canaux, chacun des canaux est filtré de manière spécifique.So, for a multichannel source to, for example, two, three, five or seven channels, each of the channels is filtered in a specific way.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce qu'au moins un des ensembles comprend au moins une paire de haut-parleurs, dits haut-parleurs droit et gauche, qui sont positionnés de manière sensiblement symétrique par rapport à un emplacement prédéterminé auquel la paire est associée, des moyens de filtrage effectuant au moins deux filtrages distincts du signal source pour fournir au moins deux signaux sonores associés chacun aux haut-parleurs droit et gauche, de sorte que les signaux sonores associés soient sensiblement cohérents en phase et en amplitude lorsqu'ils sont perçus par un auditeur positionné à l'emplacement prédéterminé.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that at least one of the sets comprises at least one pair of speakers, so-called right and left speakers, which are positioned substantially symmetrical with respect to a predetermined location at which the pair is associated, filtering means performing at least two distinct filterings of the source signal to provide at least two sound signals each associated with right and left speakers, so that the associated sound signals are substantially coherent in phase and amplitude when perceived by a listener positioned at the predetermined location.

Ainsi, la mise en oeuvre des moyens de filtrage est facilitée dans un environnement sonore à deux canaux, les signaux destinés aux haut-parleurs droit et gauche dans une paire donnée, ne nécessitant pas de correction de phase ou d'amplitude associée à une dissymétrie de leur emplacement vis-à-vis d'un auditeur.Thus, the implementation of the filtering means is facilitated in a two-channel sound environment, the signals for the right speakers and left in a given pair, not requiring phase correction or of amplitude associated with an asymmetry of their location vis-à-vis a auditor.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce qu'au moins un des ensembles comprend au moins une paire de haut-parleurs, dits haut-parleurs droit et gauche, qui sont positionnés de manière sensiblement non symétrique par rapport à un emplacement prédéterminé auquel la paire est associée, et en ce que le système comprend des moyens de déphasage et de modification de l'amplitude des signaux associés chacun aux haut-parleurs droit et gauche et destinés à compenser une absence de symétrie dans la position des haut-parleurs droit et gauche par rapport à l'emplacement prédéterminé, de sorte que les signaux sonores associés soient sensiblement cohérents en phase et en amplitude lorsqu'ils sont perçus par un auditeur positionné à l'emplacement prédéterminéAccording to a particular characteristic, the system is remarkable in that at least one of the sets comprises at least one pair of speakers, so-called right and left speakers, which are positioned substantially symmetrical with respect to a predetermined location at which the pair is associated, and in that the system comprises means of phase shift and modification of the amplitude of the signals each associated with the right speakers and left and intended to compensate for a lack of symmetry in the position of the loudspeakers right and left relative to the predetermined location, so that the associated sound signals are substantially coherent in phase and in amplitude when perceived by a listener positioned at the location predetermined

Ainsi, dans un système à deux canaux, la mise en oeuvre des moyens de filtrage est compatible avec un positionnement non symétrique de haut-parleurs droit et gauche vis-à-vis de l'emplacement d'un auditeur, par exemple lorsqu'un pré-cablage non symétrique existe dans le véhicule ou lorsque le nombre de haut-parleurs est réduit.Thus, in a two-channel system, the implementation of the means of filtering is compatible with unsymmetrical loudspeaker placement right and left vis-à-vis the location of an auditor, for example when unsymmetrical pre-wiring exists in the vehicle or when the number of loudspeakers is reduced.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce qu'au moins deux des haut-parleurs sont positionnés sur une planche de bord du véhicule.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that at least two of the loudspeakers are positioned on a dashboard of the vehicle.

Ainsi, le système permet une bonne qualité d'écoute pour des auditeurs situés à l'avant du véhicule tout en permettant une installation simple et efficace, les haut-parleurs étant préférentiellement positionnés à proximité des moyens de commande du système. Ce positionnement permet aussi une optimisation de l'espace disponible dans l'habitacle.Thus, the system allows a good quality of listening for listeners located at the front of the vehicle while allowing a simple and efficient installation, the loudspeakers being preferentially positioned near the means of system control. This positioning also allows optimization of available space in the cockpit.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce qu'au moins deux des haut-parleurs sont positionnés sur un siège du véhicule.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that at least two of the loudspeakers are positioned on a vehicle seat.

Ainsi, le système permet également une bonne qualité d'écoute pour des auditeurs situés derrière un siège comprenant une paire de haut-parleurs selon l'invention tout en optimisant l'ergonomie du véhicule et l'utilisation de l'espace disponible dans l'habitacle.Thus, the system also allows a good quality of listening for listeners located behind a seat with a pair of loudspeakers according to the invention while optimizing the ergonomics of the vehicle and the use of space available in the cockpit.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce qu'au moins deux des haut-parleurs sont associés à un support amovible.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that at least two of the speakers are associated with a removable medium.

Ainsi, l'installation et la mise en oeuvre du système sont particulièrement simples et adaptables à différents types de véhicules.Thus, the installation and implementation of the system are particularly simple and adaptable to different types of vehicles.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce qu'il comprend des moyens d'adaptation dynamique des moyens de filtrage en fonction de la position du ou des auditeurs.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that that it comprises means of dynamic adaptation of the filtering means in depending on the position of the auditor (s).

Ainsi, les caractéristiques des filtres et des commandes de haut-parleurs (des haut-parleurs pouvant être coupés si un emplacement d'auditeur n'est pas occupé par exemple) ou sont optimisées en fonction de la position du ou des auditeurs au sein du véhicule.Thus, the characteristics of filters and speaker controls (Speakers that can be cut if a listener location is not occupied for example) or are optimized according to the position of the listeners within the vehicle.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce qu'il comprend des moyens de sélection de la position du ou des auditeurs.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that it includes means for selecting the position of the listener (s).

Ainsi, la position du ou des auditeurs peut être déterminée manuellement (le ou les auditeurs sélectionnant par exemple un mode de fonctionnement du système en fonction de positions prédéterminées) ou automatiquement (par exemple avec prise en compte d'informations fournies par des capteurs de sièges et/ou de ceinture de sécurité utilisés dans des véhicules). Les caractéristiques de filtres sont alors adaptées dynamiquement en fonction des positions sélectionnées. Thus, the position of the auditor (s) can be determined manually (the auditor or listeners selecting, for example, a mode of operation of the system according to predetermined positions) or automatically (by example with consideration of information provided by seat sensors and / or safety belt used in vehicles). The characteristics of Filters are then dynamically adapted according to the selected positions.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce qu'il comprend des moyens d'identification automatique de la position du ou des auditeurs.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that that it includes means of automatically identifying the position of the listeners.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce qu'au moins deux des haut-parleurs sont directifs.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that at least two of the speakers are directive.

Ainsi, les sons sont sensiblement directs et peu réfléchis par l'environnement de sorte que les auditeurs sont peu gênés par les échos sur l'habitacle ou le son produit par des haut-parleurs associés à d'autres passagers du véhicule.Thus, the sounds are substantially direct and little reflected by the environment so that listeners are little bothered by the echoes on cabin or sound produced by loudspeakers associated with other passengers of the vehicle.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce que les moyens de filtrages comprennent au moins deux filtres numériques à impulsion finie générant chacun un des signaux sonores associés à des haut-parleurs.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that that the filtering means comprise at least two digital filters to finite impulse each generating one of the sound signals associated with loudspeakers.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce qu'au moins un des haut-parleurs est de type coaxial à moteur inversé.According to a particular characteristic, the system is remarkable in that at least one of the loudspeakers is a coaxial type with an inverted motor.

Ainsi, l'encombrement des haut-parleurs est limité, les moteurs coaxiaux à moteur inversé possédant une large bande passante (couvrant notamment les fréquences médiums et aiguës). Ils peuvent donc être facilement installés dans un véhicule notamment dans un siège ou sur une planche de bord avec un écartement relativement faible.Thus, the size of the loudspeakers is limited, the coaxial motors to Inverted motor with a large bandwidth (including medium and high frequencies). They can therefore be easily installed in a vehicle in particular in a seat or on a dashboard with a spacing relatively weak.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce que la source appartient au groupe comprenant :

  • les tuners radio ;
  • les lecteurs de supports sonores pré-enregistrés ;
  • les ordinateurs ;
  • les consoles de jeu ; et
  • les terminaux électroniques.
According to a particular characteristic, the system is remarkable in that the source belongs to the group comprising:
  • radio tuners;
  • pre-recorded sound media players;
  • computers;
  • game consoles; and
  • electronic terminals.

Selon une caractéristique particulière, le système est remarquable en ce que le véhicule appartient au groupe comprenant :

  • les automobiles;
  • les avions; et
  • les trains.
According to one particular characteristic, the system is remarkable in that the vehicle belongs to the group comprising:
  • automobiles;
  • planes; and
  • the trains.

L'invention concerne également un dispositif pour véhicule destiné à être associé à un système acoustique qui comprend :

  • au moins une source adaptée à produire un signal sonore source ;
  • au moins un ensemble d'au moins deux haut-parleurs, chacun des haut-parleurs étant adapté à produire un signal sonore qui lui est associé ; et
  • au moins un emplacement prédéterminé destiné à accueillir au moins un auditeur ;
   remarquable en ce que le dispositif comprend des moyens de filtrage effectuant au moins deux filtrages distincts du signal source pour fournir au moins deux des signaux sonores associés à des haut-parleurs, de sorte qu'ils soient sensiblement cohérents en phase et en amplitude lorsqu'ils sont perçus par au moins un des auditeurs positionné dans un des emplacements prédéterminés.The invention also relates to a vehicle device intended to be associated with an acoustic system which comprises:
  • at least one source adapted to produce a source sound signal;
  • at least one set of at least two loudspeakers, each of the loudspeakers being adapted to produce a sound signal associated therewith; and
  • at least one predetermined location for receiving at least one listener;
remarkable in that the device comprises filtering means performing at least two separate filterings of the source signal to provide at least two of the sound signals associated with loudspeakers, so that they are substantially coherent in phase and amplitude when they are perceived by at least one of the listeners positioned in one of the predetermined locations.

Les avantages du dispositif étant les mêmes que ceux du système acoustique pour véhicule, ils ne sont pas détaillés davantage.The advantages of the device being the same as those of the system acoustic vehicle, they are not detailed further.

5. Liste des figures5. List of figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels :

  • la figure 1 présente un système acoustique pour véhicule connu en soi ;
  • la figure 2 présente schématiquement un système acoustique pour véhicule, conforme à l'invention selon un mode particulier de réalisation ;
  • la figure 3 présente schématiquement un système acoustique pour véhicule, selon une variante de l'invention ;
  • les figures 4 à 7 illustrent des implantations particulières de haut-parleurs selon le système illustré en regard de la figure 2 ; et
  • la figure 8 présente un haut-parleur particulièrement bien adapté aux systèmes acoustiques des figures 2 et 3.
Other features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a preferred embodiment, given as a simple illustrative and non-limiting example, and the appended drawings, among which:
  • Figure 1 shows a vehicle acoustic system known per se;
  • Figure 2 schematically shows a vehicle acoustic system according to the invention according to a particular embodiment;
  • Figure 3 schematically shows a vehicle acoustic system, according to a variant of the invention;
  • FIGS. 4 to 7 illustrate particular implantations of loudspeakers according to the system illustrated with reference to FIG. 2; and
  • FIG. 8 shows a loudspeaker particularly well suited to the acoustic systems of FIGS. 2 and 3.

6. Description d'un mode de réalisation de l'invention6. Description of an embodiment of the invention

Le principe général de l'invention repose sur un système acoutique comprenant deux haut-parleurs positionnés et/ou configurés de sorte qu'un auditeur perçoive principalement un son sensiblement cohérent (c'est-à-dire bien équilibré en phase et en amplitude), et préférentiellement direct issu de chacun de ces haut-parleurs. Ainsi, l'image sonore fournie à l'auditeur est de très bonne qualité. Préférentiellement, les haut-parleurs destinés à un auditeur sont placés en face de cet auditeur de manière sensiblement symétrique. Néanmoins, si les haut-parleurs ne sont pas positionnés de cette manière, selon l'invention, on contrôle la phase et l'amplitude au niveau de chaque haut-parleur de sorte à ce que l'auditeur perçoive des signaux sonores correspondant sensiblement cohérents.The general principle of the invention is based on an acoustic system comprising two loudspeakers positioned and / or configured so that a listener perceives mainly a substantially coherent sound (that is, well balanced in phase and amplitude), and preferentially direct from each of these speakers. Thus, the sound image provided to the listener is very good quality. Preferably, the loudspeakers intended for an auditor are placed in face of this listener substantially symmetrically. Nevertheless, if the speakers are not positioned in this way, according to the invention, the phase and amplitude at the level of each speaker so that the listener perceives correspondingly coherent sound signals.

Selon une caractéristique préférentielle, le dispositif source comprend des moyens pour alimenter chacun de ces haut-parleurs permettant de reconstituer une image sonore virtuelle en trois dimensions au niveau de l'auditeur notamment dans les fréquences médiums et aiguës. De tels moyens permettent par exemple un traitement du signal sonore pour alimenter les haut-parleurs avec un signal de type HRTF (de l'anglais « Head Relative Transfer Function » ou « fonction de transfert relatif de tête »). Une telle technique (utilisée, selon l'état de l'art dans des systèmes multimédia dans un environnement bureautique ou domestique) permet, selon l'invention, une image sonore à trois dimensions à partir de deux haut-parleurs dans un environnement de type véhicule.According to a preferred feature, the source device comprises means to feed each of these speakers to reconstruct a three-dimensional virtual sound image at the level of the listener in the mid and high frequencies. Such means allow for example sound signal processing to power the speakers with a signal Head Relative Transfer Function (HRTF) relative head transfer "). Such a technique (used according to the state of the art in multimedia systems in an office or home environment) allows, according to the invention, a three-dimensional sound image from two speakers in a vehicle-type environment.

On présente, en relation avec la figure 2, un mode de réalisation d'un système acoustique conforme à l'invention.With reference to FIG. 2, an embodiment of a acoustic system according to the invention.

Le système acoustique équipe un habitacle 20 de véhicule (par exemple une automobile) et comprend :

  • un dispositif de génération sonore 21 ;
  • des haut-parleurs 22 et 25 de médiums et d'aigus placés sur la planche de bord du véhicule, pratiquement en face d'un auditeur 15 correspondant (par exemple le conducteur du véhicule) et respectivement légèrement à gauche et à droite de l'auditeur 15 de manière sensiblement symétrique par rapport à ce dernier;
  • des haut-parleurs 26 et 23 de médiums et d'aigus placés sur la planche de bord du véhicule, pratiquement en face d'un auditeur 18 correspondant (par exemple un passager du véhicule) et respectivement légèrement à gauche et à droite de l'auditeur 18 de manière sensiblement symétrique par rapport à ce dernier; et
  • un haut-parleur 24 de basses.
The acoustic system equips a vehicle interior (for example an automobile) and comprises:
  • a sound generation device 21;
  • speakers 22 and 25 midrange and treble placed on the dashboard of the vehicle, practically in front of a listener 15 corresponding (for example the driver of the vehicle) and respectively slightly to the left and right of the listener 15 substantially symmetrically with respect thereto;
  • speakers 26 and 23 midrange and treble placed on the dashboard of the vehicle, practically in front of a listener 18 corresponding (for example a passenger of the vehicle) and respectively slightly to the left and right of the listener 18 substantially symmetrically with respect to the latter; and
  • a speaker 24 bass.

Les haut-parleurs d'aigus et de médiums 22, 25, 26 et 23 présentent préférentiellement un cône de diffusion sonore assez étroit (en d'autres termes, les haut-parleurs 22, 25, 26 et 23 sont relativement directifs) et dirigés vers l'auditeur 15 ou 18 correspondant. Ainsi, les auditeurs entendent bien les haut-parleurs d'aigus et de médiums qui leur sont associés et ne sont sensiblement pas perturbés par les autres haut-parleurs (par exemple, l'auditeur 15 entend bien les haut-parleurs 22 et 25 sans être gêné par les haut-parleurs 26 et 23).The tweeters and midrange speakers 22, 25, 26 and 23 have preferentially a relatively narrow sound distribution cone (in other words, the speakers 22, 25, 26 and 23 are relatively directional) and directed to the listener 15 or 18 corresponding. Thus, listeners hear loudspeakers of acute and midrange associated with them and are not substantially disturbed by other loudspeakers (for example, the listener 15 understands the speakers 22 and 25 without being disturbed by the speakers 26 and 23).

Compte tenu des longueurs d'onde des sons graves qui sont relativement grandes vis-à-vis des dimensions du véhicule, le haut-parleur de basses (ou caisson de basses) 24 est préférentiellement omnidirectionnel et placé à l'avant du véhicule pour produire un son destiné à tous les passagers du véhicule.Given the wavelengths of the bass sounds that are relatively large vis-à-vis the dimensions of the vehicle, the bass speaker (or subwoofer) 24 is preferably omnidirectional and placed in front of the vehicle to produce sound for all passengers of the vehicle.

Selon une variante de l'invention non représentée, les haut-parleurs 22, 25, 26 et 23 produisent également des graves.According to a variant of the invention, not represented, the loudspeakers 22, 25, 26 and 23 also produce bass.

Le dispositif 21 comprend :

  • une source sonore 211 (par exemple de type radio, lecteur de cassette, lecteur de disque, téléviseur,...);
  • une interface homme/machine 210 ;
  • une unité 214 de détermination de coefficients HRTF ;
  • un processeur de traitement de signal ou DSP 213 (de l'anglais « Digital Signal Processor ») ; et
  • une interface de sortie 212.
The device 21 comprises:
  • a sound source 211 (for example of the radio type, cassette player, disc player, television, ...);
  • a man / machine interface 210;
  • a unit 214 for determining HRTF coefficients;
  • a signal processing processor or DSP 213 (of the "Digital Signal Processor"); and
  • an output interface 212.

L'interface homme/machine 210 permet notamment de contrôler la source 211 elle-même (type de source, fréquence radio, plage de disque, ...). Elle permet également de piloter l'unité 214 en définissant notamment la position du ou des auditeurs et le volume sonore de chacun des haut-parleurs associés à un auditeur particulier.The man / machine interface 210 makes it possible in particular to control the source 211 itself (source type, radio frequency, disk range, ...). She permits also to control unit 214 by defining in particular the position of the listeners and the loudness of each of the speakers associated with a listener particular.

L'unité 214 transmet, au DSP 213, les coefficients d'un filtre HRTF permettant de fournir une image sonore en 3D pour chacun des auditeurs 15 et 18 Ces coefficients sont préférentiellement déterminés en fonction du véhicule et de la position des passagers et pré-enregistrés dans l'unité 214. Selon une variante, l'unité 214 calcule dynamiquement la valeur de ces coefficients.Unit 214 transmits, to DSP 213, the coefficients of an HRTF filter to provide a 3D sound image for each of the listeners 15 and 18 These coefficients are preferably determined according to the vehicle and the position of the passengers and pre-registered in the unit 214. According to a variant, unit 214 dynamically calculates the value of these coefficients.

Ensuite, le DSP 213 qui effectue l'opération de filtrage correspondant sur le signal sonore pour chacune des voies reliées aux haut-parleurs 22 à 26 via l'interface 212 et des liaisons respectives 221, 251, 261, 231 et 241.Then, the DSP 213 which performs the corresponding filtering operation on the sound signal for each of the channels connected to the loudspeakers 22 to 26 via the interface 212 and respective links 221, 251, 261, 231 and 241.

D'une manière générale, un filtre HRTF comprend deux filtres numériques à impulsion finie (ou FIR) à N coefficients générant à partir d'un signal source X(n) respectivement :

  • un signal destiné à un haut-parleur gauche YL(n) ; et
  • un signal destiné à un haut-parleur droit YR(n).
In general terms, an HRTF filter comprises two finite pulse digital (or FIR) filters with N coefficients generating from a source signal X (n) respectively:
  • a signal for a left speaker YL (n); and
  • a signal for a right speaker YR (n).

Ainsi, les filtres gauche et droit sont caractérisés respectivement par des coefficients HL(i) et HR(i) pour i allant de 1 à N. Une fonction de transfert HRTF est définie comme une réponse fréquentielle particulière de l'oreille droite ou gauche, mesurée entre un haut-parleur et un point spécifique du conduit auditif.Thus, the left and right filters are respectively characterized by coefficients HL (i) and HR (i) for i ranging from 1 to N. An HRTF transfer function is defined as a particular frequency response of the right or left ear, measured between a loudspeaker and a specific point in the ear canal.

Afin de concevoir les filtres, on détermine la fonction de transfert HRTF grâce à des mesures de coefficients de la fonction de transfert (ou des filtres gauche et droit) en fonction de l'habitacle du véhicule, du positionnement des haut-parleurs et de l'emplacement du ou des auditeurs. Préférentiellement, l'auditeur dans le véhicule est simulé par un mannequin avec des micros au niveau des oreilles, le mannequin étant positionné dans le véhicule comme l'auditeur. A partir de signaux sonores captés par les micros, on mesure l'IACC (de l'anglais « Inter Aural Correlation Coefficient » ou « Coefficient d'intercorrélation acoustique » en français). Ainsi, pour concevoir ou vérifier la qualité du système, on mesure l'IACC et donc le degré de spatialisation : lorsque les signaux perçus par les oreilles droite et gauche sont faiblement corrélés, l'auditeur a une forte impression de spatialisation. Plus la corrélation est faible, meilleures sont les performances du système accoustique. Ainsi, les paramètres des filtres sont optimisés.In order to design the filters, the HRTF transfer function is determined thanks to measurements of coefficients of the transfer function (or filters left and right) depending on the passenger compartment of the vehicle, the positioning of speakers and the location of the auditor (s). Preferably, the listener in the vehicle is simulated by a manikin with microphones at level of the ears, the manikin being positioned in the vehicle as the listener. From the sound signals picked up by the microphones, we measure the IACC (from the English "Inter Aural Correlation Coefficient" or "Coefficient acoustic intercorrelation "in French). So, to design or check the quality of the system, we measure the IACC and therefore the degree of spatialization: when the signals perceived by the right and left ears are weakly correlated, the listener has a strong impression of spatialization. The lower the correlation, better are the performances of the acoustic system. So the parameters filters are optimized.

L'homme du métier pourra, en outre, se référer au livre intitulé « 3D sound for virtual reality and multimedia » (notamment au chapitre 4) écrit par Durand R. Begault et édité chez Academic Press, Boston en 1994 pour concevoir un filtre HRTF et adapter la détermination des coefficients de filtre au cas des habitacles de véhicules ou au brevet US 5173944 délivré le 22 décembre 1992, intitulé « Head related transfer function pseudo-stereophony » (en français « pseudo-stéréophonie HRTF ») et dont l'inventeur est M. Begault.The skilled person may, in addition, refer to the book entitled "3D sound for virtual reality and multimedia "(especially in Chapter 4) written by Durand R. Begault and published by Academic Press, Boston in 1994 to design a filter HRTF and adapt the determination of the filter coefficients to the case of passenger compartments of vehicles or to US Patent 5173944 issued December 22, 1992, entitled "Head related transfer function pseudo-stereophony" (in French) "pseudo-stereophony" HRTF "), invented by Mr. Begault.

Les signaux YL(n) et YR(n) correspondant à l'instant n sont déterminés par les relations suivantes :

Figure 00120001
et
Figure 00120002
The signals YL (n) and YR (n) corresponding to instant n are determined by the following relations:
Figure 00120001
and
Figure 00120002

Les coefficients des filtres sont préférentiellement pré-enregistrésThe coefficients of the filters are preferentially pre-recorded

Selon une variante de l'invention, le filtre HRTF comprend deux filtres numériques à impulsion infinie (ou IIR).According to a variant of the invention, the HRTF filter comprises two filters Infinite pulse digital (or IIR).

La figure 3 présente schématiquement un système acoustique pour véhicule, selon une variante de l'invention. Figure 3 schematically shows a vehicle acoustic system, according to a variant of the invention.

Le système acoustique équipe un habitacle 30 de véhicule (par exemple une automobile) et comprend :

  • un dispositif de génération sonore 31 ;
  • des haut-parleurs 32 et 33 de médiums et d'aigus placés sur la planche de bord du véhicule, respectivement sur le coté gauche et le coté droit de la planche de bord de manière non sensiblement symétriquement par rapport à un auditeur 15 (par exemple conducteur du véhicule) situé, par exemple, sur le coté gauche de l'habitacle 30; et
  • un haut-parleur 24 de basses.
The acoustic system equips a vehicle interior (for example an automobile) and comprises:
  • a sound generation device 31;
  • speakers 32 and 33 of midrange and treble placed on the dashboard of the vehicle, respectively on the left side and the right side of the dashboard not substantially symmetrically with respect to a listener 15 (for example vehicle driver) located, for example, on the left side of the passenger compartment 30; and
  • a speaker 24 bass.

Les haut-parleurs d'aigus et de médiums 32, 33 et 34 présentent préférentiellement un cône de diffusion sonore assez large et donc plus omnidirectionnels. Ils ne sont pas nécessairement dirigés vers l'auditeur 15.The tweeters and midrange speakers 32, 33 and 34 present preferentially a cone of sound diffusion broad enough and therefore more omnidirectional. They are not necessarily directed to the listener 15.

Le dispositif 31 comprend :

  • une source sonore 311 similaire à la source 211 précédemment illustrée ;
  • une interface homme/machine 310 ;
  • une unité 314 de détermination de coefficients HRTF ;
  • un processeur de traitement de signal ou DSP 313 ; et
  • une interface de sortie 312.
The device 31 comprises:
  • a sound source 311 similar to the source 211 previously illustrated;
  • a man / machine interface 310;
  • a unit 314 for determining HRTF coefficients;
  • a signal processing processor or DSP 313; and
  • an output interface 312.

De manière similaire à l'interface 210, l'interface homme/machine 310 permet notamment de contrôler la source 311 elle-même l'unité 314. L'interface homme/machine 310 permet, en outre, un fonctionnement dans deux modes distincts :

  • selon un premier mode de fonctionnement, le filtre HRTF est actif et permet une image sonore optimale destinée préférentiellement à un auditeur ; et
  • selon un second mode de fonctionnement, le filtre HRTF est désactivé et permet une écoute standard stéréo sur les haut-parleurs 32, 33 et 24 particulièrement bien adaptée à l'écoute par plusieurs auditeurs.
In a manner similar to the interface 210, the man / machine interface 310 makes it possible in particular to control the source 311 itself the unit 314. The man / machine interface 310 also allows operation in two distinct modes:
  • according to a first mode of operation, the HRTF filter is active and allows an optimal sound image preferentially intended for a listener; and
  • in a second mode of operation, the HRTF filter is deactivated and allows a standard stereo listening on the speakers 32, 33 and 24 particularly suitable for listening by several listeners.

Dans le premier mode de fonctionnement, un auditeur ou un capteur de position indiquent à l'interface 310 la position de l'auditeur (par exemple, position de passager ou de conducteur correspondant à des positions pré-enregistrées en fonction des fauteuils du véhicule ou réglage dynamique que l'auditeur affine en fonction du rendu sonore). L'interface 310 détermine alors la différence d'amplitude et de phase à appliquer à chacun des haut-parleurs 32 et 33 pour que le signal sonore produit par ces deux haut-parleurs parviennent de manière cohérente (c'est-à-dire sans décalage de phase ou d'amplitude) aux oreilles de l'auditeur. La différence d'amplitude (ou gain) G et le retard τ à appliquer sont fonction de la différence entre les distances Δd séparant l'auditeur de chacun des haut-parleurs selon les relations suivantes : G = kΔd2 ou ΔG = 20 logΔd (en dB); et τ = Δd/c où c représente la célérité du son. In the first mode of operation, a listener or a position sensor indicates at the interface 310 the position of the listener (for example, passenger or driver position corresponding to pre-recorded positions according to the seats of the vehicle or dynamic tuning that the listener refines according to the sound reproduction). The interface 310 then determines the difference in amplitude and phase to be applied to each of the loudspeakers 32 and 33 so that the sound signal produced by these two loudspeakers arrive in a coherent manner (that is, without phase shift or amplitude) to the ears of the listener. The difference in amplitude (or gain) G and the delay τ to be applied depend on the difference between the distances Δd separating the listener from each of the loudspeakers according to the following relationships: G = kΔd 2 or ΔG = 20 logΔd (in dB); and τ = Δd / c where c represents the speed of sound.

Ainsi, si les distances entre l'auditeur 15 et les haut-parleurs 32 et 33 sont égales à 0,5 m et à 1,5m, Δd vaut 1 m et le gain à appliquer au haut-parleur 33 est d'environ 9,5 dB et le retard vaut approximativement 3 ms.Thus, if the distances between the listener 15 and the speakers 32 and 33 are equal to 0.5 m and 1.5 m, Δd is 1 m and the gain to be applied to the loudspeaker 33 is approximately 9.5 dB and the delay is approximately 3 ms.

L'unité 314 calcule les coefficients d'un filtre HRTF permettant de fournir une image sonore en 3D pour l'auditeur 15 (par exemple) et fournit ces coefficients au DSP 313 qui effectue l'opération de filtrage correspondant sur le signal sonore, le décalage de phase et d'amplitude pour chacune des voies reliées aux haut-parleurs 32, 33, et 34 via l'interface 312 et les liaisons respectives 321, 331 et 341.The unit 314 calculates the coefficients of an HRTF filter making it possible to provide a 3D sound image for the listener 15 (for example) and provides these coefficients to the DSP 313 which performs the corresponding filtering operation on the sound signal, the phase and amplitude offset for each of the connected channels to the loudspeakers 32, 33, and 34 via the interface 312 and the respective links 321, 331 and 341.

Ainsi, selon le mode de réalisation de l'invention, illustré en regard de la figure 3, le dispositif 31 permet une compatibilité avec les systèmes stéréo comprenant deux haut-parleurs ou avec des véhicules pré-équipés avec des haut-parleurs de part et d'autre du véhicule tout en permettant une optimisation de l'image sonore en trois dimensions lorsque le nombre de personnes à l'intérieur du véhicule est réduit.Thus, according to the embodiment of the invention, illustrated with reference to the 3, the device 31 allows compatibility with the stereo systems consisting of two speakers or with pre-equipped vehicles with loudspeakers on both sides of the vehicle while allowing optimization of the three-dimensional sound image when the number of people inside the vehicle is reduced.

Plus généralement, ce mode de réalisation permet une réduction du nombre de haut-parleurs nécessaires. More generally, this embodiment makes it possible to reduce the number speakers needed.

La figure 4 illustre une mise en oeuvre particulière du système acoustique de l'habitacle 20 illustré en regard de la figure 2. FIG. 4 illustrates a particular implementation of the acoustic system of the cabin 20 illustrated with reference to FIG. 2.

L'habitacle 20 comprend un tableau de bord qui comprend lui-même :

  • le dispositif 21 en son centre de manière à permettre à un auditeur de pouvoir facilement y accéder et le commander ;
  • les haut-parleurs 22 et 25 destinés au conducteur et situés symétriquement de part et d'autre du volant (supposé à gauche à titre illustratif) ; et
  • les haut-parleurs 26 et 23 situés symétriquement par rapport à un passager éventuel.
The cockpit 20 comprises a dashboard which comprises itself:
  • the device 21 at its center so as to allow a listener to easily access and control it;
  • the speakers 22 and 25 for the driver and located symmetrically on either side of the steering wheel (assumed to the left for illustrative purposes); and
  • the speakers 26 and 23 located symmetrically with respect to a prospective passenger.

Le caisson de basse 24 est placé entre les sièges au niveau bas de l'habitacle.The subwoofer 24 is placed between the seats at the low level of the cockpit.

Selon une variante, les haut-parleurs 22, 25, 26 et 23 sont placés à un niveau haut (par exemple, au dessus du pare-brise) tout en restant positionnés symétriquement par rapport à l'auditeur leur correspondant.According to one variant, the loudspeakers 22, 25, 26 and 23 are placed at a high level (for example, above the windshield) while remaining positioned symmetrically with respect to the listener corresponding to them.

Selon une autre variante, le caisson de basse 24 est placé dans le coffre du véhicule.According to another variant, the subwoofer 24 is placed in the trunk of the vehicle.

Selon une autre variante, illustrée en figure 5, un caisson de basse 54 est placé sous le siège du passager.According to another variant, illustrated in Figure 5 , a subwoofer 54 is placed under the passenger seat.

Par ailleurs, le système acoustique illustré en regard de la figure 5 est similaire à celui de la figure 4, les éléments communs portant les mêmes références et n'étant pas décrits davantage.Moreover, the acoustic system illustrated with reference to FIG. similar to that of Figure 4, the common elements bearing the same references and not further described.

La figure 6 présente un véhicule équipé d'un système acoustique correspondant aux figures 2 et 4, le véhicule étant vu à partir des emplacements réservés aux passagers situés à l'arrière du véhicule. FIG. 6 shows a vehicle equipped with an acoustic system corresponding to FIGS. 2 and 4, the vehicle being seen from the passenger spaces located at the rear of the vehicle.

L'habitacle 20 comprend deux sièges avant 60 et 64 munis de deux haut-parleurs de chaque coté de leur face arrière respective dans leur partie haute. Ainsi, le siège 60 (respectivement 64) est muni de deux haut-parleurs fixes 62 et 65 (respectivement 66 et 63) destinés à un passager arrière positionné à gauche (respectivement à droite) de l'habitacle 20. Chacun de ces haut-parleurs et relié à l'interface 212 et émet un signal sonore similaire à celui produit par les haut-parleur 22 et 25, produisant ainsi une image sonore virtuelle en trois dimensions pour l'auditeur correspondant.The cockpit 20 includes two front seats 60 and 64 equipped with two speakers on each side of their respective rear face in their upper part. Thus, the seat 60 (respectively 64) is provided with two fixed speakers 62 and 65 (respectively 66 and 63) for a rear passenger positioned on the left (respectively to the right) of the passenger compartment 20. Each of these speakers and connected to the interface 212 and emits a sound signal similar to that produced by the loudspeakers 22 and 25, thus producing a three-dimensional virtual sound image for the corresponding listener.

La figure 7 présente l'arrière d'un véhicule équipé d'un système acoustique correspondant aux figures 2 et 5. Figure 7 shows the rear of a vehicle equipped with an acoustic system corresponding to Figures 2 and 5.

En outre, l'habitacle 20 comprend deux sièges avant 70 et 74 munis chacun d'un dispositif amovible 700 ou 701 .In addition, the cockpit 20 includes two front seats 70 and 74 equipped each of a removable device 700 or 701.

Le dispositif 700 comprend :

  • des moyens d'accrochage sur la base d'un appui-tête du siège 70 ;
  • un écran plat 79 de télévision et/ou d'ordinateur positionné sur la face arrière du siège 70 ; et
  • une paire de haut-parleurs 72 et 75 directifs placés de chaque coté du dispositif, également sur l'arrière du siège 70 et orientés en direction d'un éventuel passager arrière assis derrière le siège 70.
The device 700 comprises:
  • fastening means on the basis of a headrest of the seat 70;
  • a flat screen 79 of television and / or computer positioned on the rear face of the seat 70; and
  • a pair of speakers 72 and 75 directional placed on each side of the device, also on the back of the seat 70 and oriented towards a possible rear passenger sitting behind the seat 70.

Le dispositif 701 est similaire au dispositif 700 et ne sera donc pas décrit davantage.The device 701 is similar to the device 700 and will therefore not be described more.

Les deux haut-parleurs sont connectés à un dispositif 71 similaire au dispositif 21 avec en outre des moyens pour gérer simultanément plusieurs sources indépendantes et notamment :

  • un auto-radio ou lecteur CD ;
  • un premier terminal électronique (par exemple un ordinateur, une console de jeu) et/ou tuner de télévision associé à l'écran 79 ;
  • un second terminal électronique et/ou tuner de télévision associé à l'écran du dispositif 701.
The two loudspeakers are connected to a device 71 similar to the device 21 with, in addition, means for simultaneously managing several independent sources, and in particular:
  • a car radio or CD player;
  • a first electronic terminal (for example a computer, a game console) and / or television tuner associated with the screen 79;
  • a second electronic terminal and / or television tuner associated with the screen of the device 701.

Les moyens pour gérer simultanément plusieurs sources sont en particulier adaptés à différentier ces sources, à amplifier, filtrer (selon un mode HRTF) et aiguiller les signaux sonores produits vers une ou plusieurs paires de haut-parleurs (gauche et droite) correspondant en fonction des choix des utilisateurs effectués par des moyens de contrôle (par exemple, boutons de sélection). Les moyens pour gérer simultanément plusieurs sources peuvent notamment comprendre plusieurs circuits d'amplification et filtrage (DSP). Selon une variante, ces moyens comprennent un seul DSP suffisamment puissant pour traiter simultanément plusieurs signaux d'entrée et de sorties indépendants.The means to manage several sources simultaneously are particularly adapted to differentiate these sources, to amplify, filter (according to an HRTF mode) and direct the produced sound signals to one or more pairs of loudspeakers (left and right) corresponding to the choices of users made by control means (for example, selection buttons). The means for managing multiple sources simultaneously may include several amplification and filtering circuits (DSP). According to one variant, these means include a single DSP strong enough to handle simultaneously several independent input and output signals.

Préférentiellement, les dispositifs 700 et 701 sont indépendants et sont adaptés à produire sur leur écran et leurs haut-parleurs respectifs une image et un son différents ne correspondant pas à une même source. En effet, selon ce mode de réalisation de l'invention, l'image sonore créée par les dispositifs 700 et 701 est localisée dans une zone située derrière les fauteuils sur lesquels ils sont positionnés. Ainsi, le son du dispositif 700 couvre celui produit par le dispositif 701 dans une zone située derrière le fauteuil 70 (respectivement 74). Ainsi, un passager placé derrière le siège 70 n'est pas (ou du moins peu) gêné par le son produit par le dispositif 701 même si les haut-parleurs 73 et 76 du dispositif 701 ne sont pas reliés à la même source que les haut-parleurs 72 et 75 du dispositif 700 (le dispositif 71 étant en effet adapté à transmettre des signaux indépendants sur chacune des paires de haut-parleurs). En revanche, il perçoit une image sonore en trois dimensions de bonne qualité, produite par les haut-parleurs 72 et 75.Preferably, the devices 700 and 701 are independent and are adapted to produce on their screen and their respective speakers an image and a its different does not correspond to the same source. Indeed, according to this mode embodiment of the invention, the sound image created by the devices 700 and 701 is located in an area behind the armchairs on which they are positioned. Thus, the sound of the device 700 covers that produced by the device 701 in an area behind the chair 70 (respectively 74). So, a passenger placed behind the seat 70 is not (or at least little) embarrassed by the sound produced by the device 701 even if the loudspeakers 73 and 76 of the device 701 are not connected to the same source as the speakers 72 and 75 of the device 700 (the device 71 being in fact adapted to transmit independent signals on each pair of speakers). On the other hand, he perceives a sound image three-dimensional good quality, produced by the speakers 72 and 75.

Selon une variante de réalisation, le dispositif d'amplification et de filtrage sonore est adapté à traiter un signal issu d'une seule source ; selon cette variante, chacune des paires de haut-parleurs restitue une image sonore similaire en trois dimensions correspondant à cette source avec un filtrage identique respectivement pour chacune des paires de haut-parleurs avec une simple différentiation entre haut-parleurs gauche et droite. Ainsi, selon cette variante, le dispositif d'amplification et de filtrage est relativement simple à mettre en oeuvre.According to an alternative embodiment, the amplification and filtering device sound is adapted to process a signal from a single source; according to this variant, each pair of speakers reproduces a similar sound image in three dimensions corresponding to this source with identical filtering respectively for each pair of speakers with a simple differentiation between left and right speakers. Thus, according to this variant, the device amplification and filtering is relatively simple to implement.

Selon une autre variante de réalisation, le dispositif d'amplification et de filtrage sonore est adapté à traiter un signal issu d'une seule source et comprend des moyens de filtrage propres à chaque paire de haut-parleurs en fonction des auditeurs éventuels correspondant. According to another variant embodiment, the amplification and sound filtering is suitable for processing a signal from a single source and includes filtering means specific to each pair of loudspeakers according to the possible corresponding auditors.

La figure 8 présente un haut-parleur coaxial à moteur inversé particulièrement bien adapté aux systèmes acoustiques des figures 2 à 7, et correspondant par exemple aux haut-parleurs de medium et d'aigus 22, 23, 25, 26, 32, 33, 62, 63, 65, 66, 72 et 75. FIG. 8 shows an inverted motor coaxial loudspeaker particularly well suited to the acoustic systems of FIGS. 2 to 7, and corresponding, for example, to the medium and treble loudspeakers 22, 23, 25, 26, 32, 33, 62, 63, 65, 66, 72 and 75.

Le haut-parleur 80 est sensiblement à symétrie axiale suivant un axe 83, et comprend les éléments suivants montés le même axe 83:

  • un châssis 84 ;
  • un culasse cylindrique 88 placée sur l'axe du haut-parleur 80 ;
  • un premier ensemble de production de médiums (par exemple 500 Hz à 5 kHz) comprenant une membrane 813, un aimant 812, une plaque de champ 816 et une bobine 811 solidaire de la membrane 813 ; et
  • un second ensemble de production d'aigus (par exemple 5 kHz à 20 kHz) comprenant une membrane 823, un aimant 822, une plaque de champ 829, une bobine 821 solidaire de la membrane 823 et un dôme en mousse placé sous la membrane 823 et destiné à amortir les vibrations de cette dernière (et donc à régulariser la courbe de réponse du haut parleur 80 dans les aigus).
The loudspeaker 80 is substantially axially symmetrical along an axis 83, and comprises the following elements mounted on the same axis 83:
  • a frame 84;
  • a cylindrical yoke 88 placed on the axis of the speaker 80;
  • a first medium production unit (for example 500 Hz to 5 kHz) comprising a membrane 813, a magnet 812, a field plate 816 and a coil 811 integral with the membrane 813; and
  • a second set of treble production (for example 5 kHz to 20 kHz) comprising a membrane 823, a magnet 822, a field plate 829, a coil 821 integral with the membrane 823 and a foam dome placed under the membrane 823 and intended to dampen the vibrations of the latter (and thus regulate the response curve of the speaker 80 in the treble).

Les aimants et les plaques de champ sont associés de manière rigide au châssis 84. Les aimants sont en terres rares (par exemple de type Néodyme-Fer-Bore (ou NdFeB) ou Samarium-Cobalt. Les bobines peuvent se mouvoir suivant l'axe 83 à l'intérieur d'un champ magnétique créé par la plaque de champ et l'aimant de leur ensemble de production respectif.Magnets and field plates are rigidly associated with chassis 84. The magnets are rare earth (for example of the Neodymium-Iron-Boron type (or NdFeB) or Samarium-Cobalt. The reels can move next the axis 83 inside a magnetic field created by the field plate and the magnet of their respective production set.

La membrane 813 d'un diamètre externe d'environ 6 cm, associée de manière souple au châssis 84 par l'intermédiaire de suspensions périphérique 815 et centrale. La membrane 823 d'un diamètre externe d'environ 2 cm est associée de manière souple à un support périphérique relié lui-même de manière rigide à la culasse 88 par l'intermédiaire d'une suspension périphérique 825. Ces diamètres peuvent être beaucoup plus grands ou petits selon des variantes de réalisation de l'invention en fonction des fréquences sonores désirées. La membrane de médium 813 est concave vue de l'extérieur du haut-parleur 80. La membrane d'aigus 823 est quant à elle convexe.The membrane 813 with an outside diameter of about 6 cm, associated with flexible way to chassis 84 via 815 peripheral suspensions and central. The membrane 823 with an external diameter of about 2 cm is associated in a flexible manner to a peripheral support rigidly connected to the cylinder head 88 via a peripheral suspension 825. These diameters can be much larger or smaller depending on variant embodiments of the invention as a function of the desired sound frequencies. The medium membrane 813 is concave seen from the outside of the speaker 80. The treble membrane 823 is convex.

La profondeur du haut-parleur 80 est voisin de 3 cm.The depth of the speaker 80 is close to 3 cm.

Ainsi, la taille du haut-parleur 80 est réduite afin de permettre un placement plus facile dans un tableau de bord ou un fauteuil de véhicule ; une taille réduite est due notamment aux membranes 813 et 823 situées à l'intérieur du châssis 84 et à un moteur de haut-parleur, coaxial et inversé.Thus, the size of the speaker 80 is reduced to allow a easier placement in a dashboard or vehicle chair; a reduced size is due in particular to the membranes 813 and 823 located inside the chassis 84 and a speaker motor, coaxial and inverted.

Selon d'autres modes de réalisation, le haut-parleur reste coaxial à moteur inversé avec une membrane de medium concave, l'ensemble de production des aigus est alors situé préférentiellement entre le châssis et la membrane de médium.According to other embodiments, the loudspeaker remains coaxial motor inverted with a concave medium membrane, the production set of treble is then located preferentially between the frame and the membrane of medium.

La réponse en fréquences des ensembles de production sonore est déterminée par les formes et les dimensions selon des règles connues de l'homme du métier. Préférentiellement, les courants alimentant les bobines 811 et 821 sont par ailleurs filtrés en fréquence (préférentiellement de manière indépendante du filtrage HRTF) pour que la réponse acoustique du haut-parleur 80 soit la plus constante possible dans la bande considérée (par exemple 500 Hz à 20 KHz) de sorte à ce que la production sonore soit de bonne qualité.The frequency response of the sound production sets is determined by shapes and dimensions according to rules known to man of career. Preferably, the currents feeding the coils 811 and 821 are also filtered in frequency (preferentially independently of the filtering HRTF) so that the acoustic response of the loudspeaker 80 is the most possible constant in the band considered (for example 500 Hz to 20 KHz) of so that the sound production is of good quality.

Selon d'autres variantes de réalisation de l'invention, le haut parleur est coaxial sans moteur inversé.According to other embodiments of the invention, the loudspeaker is coax without inverted motor.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation mentionnés ci-dessus.Of course, the invention is not limited to the embodiments mentioned above.

En particulier, l'homme du métier pourra apporter toute variante dans la nature (filtre à impulsion finie ou infinie appliqué à un signal temporel ou fréquentiel) et les caractéristiques (nombre de coefficients, quantification, fréquence d'échantillonnage...) des filtres HRTF.In particular, the skilled person can bring any variant into the nature (finite or infinite pulse filter applied to a time signal or frequency) and characteristics (number of coefficients, quantification, sampling frequency ...) HRTF filters.

L'invention est bien sûr compatible avec tout type de source stéréo, notamment à deux canaux ou plus généralement multicanal (le nombre de canaux valant, par exemple, 2, 3, 5 ou 7). Chacun des canaux est filtré de sorte que les signaux correspondant soient sensiblement cohérents en phase et en amplitude lorsqu'ils sont perçus par au moins un auditeurs positionné dans un emplacement prédéterminé. Le filtrage appliqué à chacun des canaux est, par exemple, de type HRTF de sorte qu'une image sonore virtuelle en trois dimensions soit perçue par le ou les auditeurs.The invention is of course compatible with any type of stereo source, including two or more channels generally multichannel (the number of channels worth, for example, 2, 3, 5 or 7). Each of the channels is filtered so that the corresponding signals are substantially coherent in phase and in amplitude when they are perceived by at least one listeners positioned in one location predetermined. The filtering applied to each of the channels is, for example, of the type HRTF so that a three-dimensional virtual sound image is perceived by the auditor (s).

L'homme du métier pourra également apporter toute variante dans le spectre sonore des haut-parleurs selon l'invention (par exemple bande de fréquences de 200 Hz à 20000Hz ou de 50 à 1000Hz ou encore 50 à 20000Hz).The skilled person may also make any variant in the sound spectrum of the loudspeakers according to the invention (for example band of frequencies from 200 Hz to 20000 Hz or 50 to 1000 Hz or 50 to 20000 Hz).

Selon l'invention, les haut-parleurs de médiums et d'aigus sont, par exemple, de type coaxiaux ou séparés en éléments distincts.According to the invention, the midrange and treble loudspeakers are, for example, example, of coaxial type or separated into distinct elements.

L'invention concerne des systèmes audio relatifs à une source quelconque notamment de type tuner radio, lecteur de support enregistré (CD-Audio, DVD,...) ou d'un terminal quelconque (ordinateur, console de jeu, ...).The invention relates to audio systems relating to any source including radio tuner type, recorded media player (CD-Audio, DVD, ...) or any terminal (computer, game console, ...).

Selon l'invention, les moyens de filtrage comprenant les moyens de détermination des coefficients de filtres et les moyens de traitement de signal pour le filtrage proprement dit, sont mis en oeuvre dans un dispositif quelconque adapté à une utilisation en véhicule, notamment sous la forme d'un équipement dédié (interfaçant une source sonore et des haut-parleurs) ou intégré dans un équipement de type source (auto-radio par exemple) ou haut-parleur, ou encore sous forme de module (avec plusieurs composants), de composant isolé, de processeur associé à un programme contenant des instructions pour effectuer le filtrage, de programme contenant les instructions pour effectuer le filtrage d'un signal sonore destiné à un véhicule.According to the invention, the filtering means comprising the means of determining the filter coefficients and the signal processing means for the actual filtering, are implemented in any suitable device for use in a vehicle, especially in the form of dedicated equipment (interfacing sound source and speakers) or built-in equipment of type source (auto-radio for example) or loudspeaker, or in the form of module (with multiple components), isolated component, processor associated with a program containing instructions for performing filtering, program containing the instructions for filtering an audible signal intended for a vehicle.

L'homme du métier pourra aussi apporter toute variante dans le positionnement des paires de haut-parleurs destinés à un auditeur : ces dernières pourront notamment être mises en oeuvre sur des planches de bord de véhicules, des sièges, sur des accoudoirs, au niveau d'un plafond de véhicule, de portières,...The skilled person may also bring any variant in the positioning pairs of loudspeakers intended for a listener: the latter may in particular be implemented on dashboards of vehicles, seats, on armrests, at the ceiling of a vehicle, doors, ...

L'invention concerne également des équipements mettant en oeuvre des haut-parleurs selon l'invention, notamment des enceintes acoustiques, des casques audio, des sièges ou des tableaux de bord de véhicules, des équipements audio, vidéo et/ou multimédia comprenant de tels haut-parleurs. The invention also relates to equipment implementing loudspeakers according to the invention, in particular loudspeakers, headphones audio, vehicle seats or dashboards, audio equipment, video and / or multimedia comprising such loudspeakers.

L'invention concerne tous les véhicules, notamment de type automobile, avion, bateau ou camion, comprenant un système acoustique tel que décrit précédemment selon l'invention et/ou des moyens pour accueillir un tel système.The invention relates to all vehicles, in particular of the automotive type, airplane, boat or truck, comprising an acoustic system as described previously according to the invention and / or means for accommodating such a system.

Claims (17)

Système acoustique pour véhicule comprenant : au moins une source (211, 311) adaptée à produire un signal sonore source ; au moins un ensemble d'au moins deux haut-parleurs (22 à 26, 32, 33, 80), chacun desdits haut-parleurs étant adapté à produire un signal sonore final qui lui est associé ; et au moins un emplacement prédéterminé destiné à accueillir au moins un auditeur (15, 18), chaque emplacement étant associé à un ensemble donné d'au moins deux haut-parleurs ; caractérisé en ce que, pour au moins un emplacement donné, l'ensemble associé comprend au moins une paire de haut-parleurs (22, 25, 26, 23), dits haut-parleurs droit et gauche, qui sont positionnés de manière sensiblement symétrique par rapport audit emplacement donné,
et en ce que le système comprend en outre des moyens de filtrage (214, 213) effectuant au moins deux filtrages distincts du signal source pour fournir au moins deux signaux sonores filtrés activant chacun l'un des haut-parleurs droit et gauche de sorte que les signaux sonores finaux produits pour les haut-parleurs droit et gauche soient sensiblement cohérents en phase et en amplitude lorsqu'ils sont perçus par un auditeur positionné (15, 18) audit emplacement donné.Acoustic system for a vehicle comprising: at least one source (211, 311) adapted to produce a source sound signal; at least one set of at least two loudspeakers (22 to 26, 32, 33, 80), each of said loudspeakers being adapted to produce a final sound signal associated therewith; and at least one predetermined location for receiving at least one listener (15, 18), each location being associated with a given set of at least two speakers; characterized in that , for at least a given location, the associated assembly comprises at least one pair of loudspeakers (22, 25, 26, 23), said right and left speakers, which are positioned substantially symmetrically with respect to said given location,
and in that the system further comprises filter means (214, 213) performing at least two separate filterings of the source signal to provide at least two filtered sound signals each activating one of the right and left speakers so that the final sound signals produced for the right and left loudspeakers are substantially coherent in phase and amplitude when perceived by a positioned listener (15, 18) at said given location. Système selon la revendication 1, ledit système étant du type comprenant au moins deux emplacements prédéterminés destinés chacun à accueillir au moins un auditeur, chaque emplacement étant associé à un ensemble donné d'au moins deux haut-parleurs, caractérisé en ce que pour chacun desdits emplacements l'ensemble associé comprend au moins une paire de haut-parleurs (22, 25, 26, 23), dits haut-parleurs droit et gauche, qui sont positionnés de manière sensiblement symétrique par rapport audit emplacement,
et en ce que lesdits au moins deux signaux sonores filtrés activent les haut-parleurs droit et gauche de chacun desdits ensembles associés aux emplacements prédéterminés. System according to claim 1, said system being of the type comprising at least two predetermined locations each intended to accommodate at least one listener, each location being associated with a given set of at least two loudspeakers, characterized in that for each of said locations the associated assembly comprises at least one pair of loudspeakers (22, 25, 26, 23), said right and left loudspeakers, which are positioned substantially symmetrically with respect to said location,
and in that said at least two filtered sound signals activate the right and left speakers of each of said associated sets at the predetermined locations. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de filtrage comprennent des moyens de reconstitution (214, 213) d'une image sonore virtuelle en trois dimensions au niveau dudit ou desdits auditeurs positionnés dans ledit ou lesdits emplacements prédéterminés, à partir desdits signaux sonores finaux produits pas les haut-parleurs droit et gauche de chacun desdits ensembles associés aux emplacements.System according to any one of claims 1 and 2, characterized in that said filtering means comprise means for reconstituting (214, 213) a three-dimensional virtual sound image at said one or more listeners positioned in said one or more predetermined locations, from said final sound signals produced not the right and left speakers of each of said sets associated with the locations. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de filtrages sont de type fonction de transfert relative de tête dite HRTF.System according to Claim 3, characterized in that the said filtering means are of the type of relative head transfer function called HRTF. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une desdites sources comprend au moins deux canaux et en ce que chacun desdits filtrages est appliqué à un desdits canaux.System according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of said sources comprises at least two channels and in that each of said filtering is applied to one of said channels. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins deux desdits haut-parleurs (22, 23, 25, 26) sont positionnés sur une planche de bord dudit véhicule.System according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at least two of said loudspeakers (22, 23, 25, 26) are positioned on a dashboard of said vehicle. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins deux desdits haut-parleurs (62, 65, 63, 66, 72, 75) sont positionnés sur un siège (60, 64, 70, 74) dudit véhicule.System according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at least two of said loudspeakers (62, 65, 63, 66, 72, 75) are positioned on a seat (60, 64, 70, 74 ) of said vehicle. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins deux desdits haut-parleurs (72, 75) sont associés à un support (700, 701) amovible.System according to any one of claims 1 to 7, characterized in that at least two of said loudspeakers (72, 75) are associated with a removable support (700, 701). Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'adaptation dynamique desdits moyens de filtrage en fonction de la position du ou des auditeurs.System according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises dynamic adaptation means of said filtering means according to the position of the or listeners. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de sélection de la position du ou des auditeurs.System according to Claim 9, characterized in that it comprises means for selecting the position of the auditor (s). Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'identification automatique de la position du ou des auditeurs.System according to claim 9, characterized in that it comprises means for automatically identifying the position of the auditor (s). Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins deux desdits haut-parleurs sont directifs. System according to any one of claims 1 to 10, characterized in that at least two of said loudspeakers are directional. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de filtrages comprennent au moins deux filtres numériques à impulsion finie générant chacun un desdits signaux sonores associés à des haut-parleurs.System according to any one of claims 1 to 12, characterized in that said filtering means comprise at least two finite pulse digital filters each generating one of said sound signals associated with loudspeakers. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'au moins un desdits haut-parleurs (80) est de type coaxial à moteur inversé.System according to any one of Claims 1 to 13, characterized in that at least one of said loudspeakers (80) is of coaxial type with an inverted motor. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ladite source appartient au groupe comprenant : les tuners radio ; les lecteurs de supports sonores pré-enregistrés ; les ordinateurs ; les consoles de jeu ; et les terminaux électroniques. System according to any one of claims 1 to 14, characterized in that said source belongs to the group comprising: radio tuners; pre-recorded sound media players; computers; game consoles; and electronic terminals. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ledit véhicule appartient au groupe comprenant : les automobiles; les avions; et les trains. System according to any one of claims 1 to 15, characterized in that said vehicle belongs to the group comprising: automobiles; planes; and the trains. Dispositif pour véhicule destiné à être associé à un système acoustique, ledit système comprenant : au moins une source (211, 311) adaptée à produire un signal sonore source ; au moins un ensemble d'au moins deux haut-parleurs (22 à 26, 32, 33, 80), chacun desdits haut-parleurs étant adapté à produire un signal sonore final qui lui est associé ; et au moins un emplacement prédéterminé destiné à accueillir au moins un auditeur (15, 18), chaque emplacement étant associé à un ensemble donné d'au moins deux haut-parleurs ; caractérisé en ce que, pour au moins un emplacement donné, l'ensemble associé comprend au moins une paire de haut-parleurs, dits haut-parleurs droit et gauche, qui sont positionnés de manière sensiblement symétrique par rapport audit emplacement donné,
et en ce que le dispositif comprend en outre des moyens de filtrage effectuant au moins deux filtrages distincts du signal source pour fournir au moins deux signaux sonores filtrés activant chacun l'un des haut-parleurs droit et gauche de sorte que les signaux sonores finaux produits pour les haut-parleurs droit et gauche soient sensiblement cohérents en phase et en amplitude lorsqu'ils sont perçus par un auditeur positionné audit emplacement donné.Device for a vehicle intended to be associated with an acoustic system, said system comprising: at least one source (211, 311) adapted to produce a source sound signal; at least one set of at least two loudspeakers (22 to 26, 32, 33, 80), each of said loudspeakers being adapted to produce a final sound signal associated therewith; and at least one predetermined location for receiving at least one listener (15, 18), each location being associated with a given set of at least two speakers; characterized in that , for at least one given location, the associated set comprises at least one pair of loudspeakers, said right and left loudspeakers, which are positioned substantially symmetrically with respect to said given location,
and in that the device further comprises filtering means performing at least two separate filterings of the source signal to provide at least two filtered sound signals each activating one of the right and left speakers so that the final sound signals produced for the right and left speakers are substantially coherent in phase and amplitude when perceived by a listener positioned at said given location.
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