TW201442521A - 汽車自動校準音場裝置 - Google Patents

Abstract

一種汽車自動校準音場裝置，該汽車包括一具有複數座椅之座艙、一設置於該座艙內之音樂播放控制音響，及複數設置於該座艙內並與該音樂播放控制音響電性連接之喇叭，該汽車自動校準音場裝置包含一偵測單元，及一處理單元。該偵測單元包括複數設置於該座艙內之感測元件，用以偵測該座艙內之乘客所在位置，並輸出一感測訊號。該處理單元與該音樂播放控制音響電性連接，並包括一集成基板，及一設置於該集成基板上之中央處理器。

Description

汽車自動校準音場裝置

本發明是有關於一種校準音場裝置，特別是指一種設置在一汽車座艙內之自動校準音場裝置。

隨著科技的進步以及人們的生活水準提升，人們對於娛樂性的電子相關產品之品質要求也相對提升，例如音響設備，或是家庭劇院系統等等，已經不單單只是要求電子裝置之喇叭所發出的音效不失真，更要求各電子裝置所表現出的音效要具有最佳的音場效果。因此，業者對於自行設計之電子裝置皆會設定具有最佳的音場效果位置，讓使用者可位於該處便可以聆聽到最佳的音場效果。

當電子裝置的喇叭的擺放在最佳的音場效果位置後，在聆聽位置附近的特定小範圍內我們可以聽到最佳的環繞音效效果，反之，當我們的位置一離開這小範圍或要改變聆聽位置，就必須重新進行喇叭的擺放調整，且無法讓所有的聆聽者同時接收到均勻、舒適的聲音。

參閱圖1，為中華民國新型第M387444號專利「家庭劇院之環繞音量/音場自動校準裝置」，該專利案揭露目前一般常見之家庭劇院裝置，包含一多聲道環繞喇叭11、一遙控器12，及一光學影盤接收機13，該多聲道環繞喇叭11包括一左聲道喇叭111、一右聲道喇叭112、一左後聲道喇叭113、一右後聲道喇叭114、一正前聲道喇叭115，及一重低音喇叭116，而形成一具有立體音之環繞音場。該遙控器12包括一接收各個多聲道環繞喇叭11輸出之聲音的麥克風121，及一傳送控制指令之操控介面 122，該光學影盤接收機13受該遙控器12所送出的指令控制，再由該多聲道環繞喇叭11輸出聲音，以驅使指定的喇叭輸出聲音。

習知所揭露之家庭劇院之環繞音量/音場自動校準裝置是將該多聲道環繞喇叭11架設於居家牆壁上，以形成一環繞音場，供一使用者S透過該遙控器12上的麥克風121自動接收各個多聲道環繞喇叭11所輸出的測試音，並連同該操控介面122將控制指令一併傳送結果至該光學影盤接收機13中，使該光學影盤接收機13可自動調整各聲道喇叭的輸出聲音，得以改善人工調整之缺失。

然而，習知所設計之家庭劇院之環繞音量/音場自動校準裝置中所設定的環繞音場環境是針對該使用者S的所在位置，假設有多個聆聽者位於該環繞音場環境中，又或是其他聆聽者並非位於該使用者S附近，此時，位於其中一個喇叭旁的聆聽者所接收到的環繞音場效果將是最差，且因聲音過大而最不舒適的，由此可知，習知並無法改善讓所有聆聽者接收到均勻的聲音之訴求，更何況是位於狹窄的空間中，如汽車、座艙等密閉環境裡，故習知的設計確實有加以改善之必要。

有鑒於此，若能設計出一個可形成舒適環繞音效的音響設備，且適合給在密閉環繞音場環境中的每位聆聽者聆聽，以使每一個人皆能夠接收到均勻、適切的聲音，藉由音樂來解放身心、緩和情緒，將使忙碌的現代人真正地放鬆壓力，更進一步增加娛樂效果，確實是件刻不容緩的事。

因此，本發明之目的，即在提供一種汽車自動校準音場裝置，該汽車包括一具有複數座椅之座艙、一設置於該座艙內之音樂播放控制音響，及複數設置於該 座艙內並與該音樂播放控制音響電性連接之喇叭，該汽車自動校準音場裝置包含一偵測單元，及一處理單元。

該偵測單元包括複數設置於該座艙內之感測元件，用以偵測該座艙內之乘客所在位置，並輸出一感測訊號，該處理單元與該音樂播放控制音響電性連接，並包括一集成基板，及一設置於該集成基板上之中央處理器。

本發明之有益功效在於，藉由該複數感測元件與該集成基板電性連接，以將該感測訊號傳送至該中央處理器，該中央處理器經計算之後輸出一控制訊號至該音樂播放控制音響，再透過該音樂播放控制音響控制該複數喇叭分別作不同的音量、頻率響應輸出，以自動校準汽車座艙內之音場，有別於習知使用固定音場之設計，無法隨乘客所在位置調整音場位置，使每一個乘客皆能夠收聽到均勻、舒適的音樂，真正達到娛樂性之效果。

2‧‧‧汽車

21‧‧‧座艙

22‧‧‧座椅

23‧‧‧音樂播放控制音響

24‧‧‧喇叭

3‧‧‧偵測單元

31‧‧‧感測元件

4‧‧‧處理單元

41‧‧‧集成基板

42‧‧‧中央處理器

5‧‧‧調整單元

51‧‧‧轉動件

511‧‧‧驅動馬達

512‧‧‧樞接桿

6‧‧‧影像擷取單元

61‧‧‧鏡頭

A‧‧‧感測訊號

B‧‧‧控制訊號

C‧‧‧調整訊號

X‧‧‧音場中心

Y‧‧‧音場中心

Z‧‧‧乘客

圖1是一設置示意圖，說明習知台灣新型第M387444號一種家庭劇院之環繞音量/音場自動校準裝置；圖2是一上視示意圖，說明本發明汽車自動校準音場裝置之第一較佳實施例中乘坐3人時的音場中心；圖3是一上視示意圖，說明本發明汽車自動校準音場裝置之第一較佳實施例中乘坐2人時的音場中心；圖4是一方塊示意圖，說明該第一較佳實施例中各單元之連接關係；圖5是一方塊示意圖，說明該第二較佳實施例中各單元之連接關係；圖6是一局部配置示意圖，說明該第二較佳實施例中一轉動件與該汽車之連接態樣；及圖7是一方塊示意圖，說明該第三較佳實施例中各單 元之連接關係。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在進行詳細說明之前，應注意的是，類似的元件是以相同的元件編號來表示。

參閱圖2、3，及4，為本發明汽車自動校準音場裝置之第一較佳實施例。該汽車2包括一座艙21、複數設置於該座艙21內之座椅22、一設置於該座艙21內之音樂播放控制音響23，及複數設置於該座艙21內並與該音樂播放控制音響23電性連接之喇叭24，該汽車自動校準音場裝置包含一偵測單元3，及一處理單元4。

該偵測單元3包括複數設置於該座艙21內之感測元件31，且該複數感測元件31是分別設置於該座椅22中，用以偵測該座椅22上是否有乘客Z乘坐，並輸出一感測訊號A。

在該第一較佳實施例中，該複數感測元件31分別是一重量感測器，當該乘客Z乘坐於該座椅22上，使該座椅22受外來重力改變，而該複數感測元件31將各別發出該感測訊號A，實際使用時，當然也可以依使用者之個人需求將該複數感測元件31用以一光遮斷感應器或是一紅外線感應器來取代，以達到偵測該座椅22上是否有乘客Z乘坐之目的，如圖2與圖3中的音場中心X、Y兩點即會因乘客Z所乘坐位置的差異而有所改變，實際實施時，不應以該複數感測元件31之形式而有所受限。

該處理單元4與設置於該座艙21內之音樂播放控制音響23電性連接，並包括一集成基板41，及一設置於該集成基板41上之中央處理器42。該中央處理器 42負責指揮、協調、控制該集成基板41上之各元件間的相互運作與資料傳送，例如指揮各元件間的動作、作業程序的協調等工作。

值得一提的是，設置於該座椅22中之複數感測元件31與該集成基板41電性連接，以將該複數感測元件31所發出之感測訊號A傳送至該中央處理器42，當該中央處理器42經計算之後，再輸出一控制訊號B至該音樂播放控制音響23，之後透過該音樂播放控制音響23控制該複數喇叭24分別作不同的音量、頻率響應輸出，以自動校準汽車座艙內之音場，避免靠近任一喇叭24之乘客Z收聽到單點局部過大的音量，反而使悅耳的音樂變成了噪音。

參閱圖2、5，及6，為本發明汽車自動校準音場裝置之第二較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於，該汽車自動校準音場裝置更包含一設置於該座艙21內並與該中央處理器42電性連接之調整單元5，該調整單元5包括複數分別與該喇叭24結合在一起的轉動件51，值得一提的是，每一轉動件51分別具有一驅動馬達511及一連接該驅動馬達511與所對應之喇叭24的樞接桿512。

在該第二較佳實施例中，當該處理單元4之中央處理器42接收到該感測訊號A並經計算之後，還會再輸出一調整訊號C至該調整單元5，且透過該驅動馬達511帶動所連接之樞接桿512，使與該樞接桿512相對應連接之喇叭24轉動方向，達到控制該複數喇叭24之偏擺方向的目的，以改變該座艙21內之聲音指向性，形成適合該座艙21內之乘客Z的音場，所以即便位於狹窄的座艙21中，也可以作到讓每一位乘客Z就像位於最佳聆聽音樂的位置，收聽到均勻、優美的音樂旋律。

參閱圖2、7，為本發明汽車自動校準音場裝置之第三較佳實施例，該第三較佳實施例與該第二較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於，該汽車自動校準音場裝置更包含一設置於該座艙21內，並與該中央處理器42電性連接之影像擷取單元6，該影像擷取單元6包括一用以擷取該座艙21內影像之鏡頭61。

當該影像擷取單元6擷取位於該座艙21內之乘客Z的影像之後會傳送至該處理單元4，並經該中央處理器42作影像處理，再連同該複數感測元件31傳送至該中央處理器42的感測訊號A一併計算之後，偵測且辨識該汽車座艙21內乘客Z之位置分佈，以輸出該控制訊號B至該音樂播放控制音響23，透過該音樂播放控制音響23控制該複數喇叭24分別作不同的音量、頻率響應輸出，以自動校準汽車座艙內之音場。

在此應注意的是，在該第三較佳實施例中，同時使用該影像擷取單元6擷取影像與複數設置於該座艙21內之感測元件31來偵測該乘客Z是否乘坐，得以更周全地掌握該座艙21內之乘客Z的位置分佈，由於有時該座艙21內之座椅22上未必有坐人，而是置放物品，這會使得該感測元件31發生誤偵測的情況，此時藉由該影像擷取單元6的影像輔助，得以準確地校準音場，排除該感測元件31誤偵測的情況，使該座艙21內的乘客能達到真正最佳的聆聽效果。

值得一提的是，該影像擷取單元6所擷取之影像經該中央處理器42進行影像處理時，會進行影像中的人臉辨識，並依據該中央處理器42中所預先載入設定之人像資料，輸出對應該特定人像之控制訊號B至該音樂播放控制音響23，再透過該音樂播放控制音響23控制該複數喇叭24分別作不同的音量、頻率響應輸出，以自動輸出符合特定人進入該汽車2之座艙21內之音場環境。在該第 三較佳實施例中，該影像擷取單元6更是一具有面向車內、車外雙鏡頭61之行車紀錄器，除了擷取該座艙21內之影像外，更具有收集事故原因和確定責任歸屬等資料的行車紀錄器功用，確實符合現代人追求多功能與便利之需求。

在此，應注意的是，該中央處理器42中所預先載入設定之人像資料，與其所對應的音場環境之調整訊號C是可以被事先設定在該中央處理器42中，只要該中央處理器42進行該影像中的人臉辨識時，辨識到特定人像，便會輸出對應該特定人像之控制訊號B至該音樂播放控制音響23，而該特定人像可以是以預先燒錄至唯讀記憶體中或是經由該影像擷取單元6擷取影像後存入該中央處理器42，不應以此為限。

所謂「音場(Sound Field)」是泛指整個聲音所充塞的空間，由於受到頻率響應曲線分佈不均勻以及該喇叭24指向性、該座艙21內聲波反射條件的影響，不同形式的車輛座艙21具有不同的音場形狀。除了「形狀」之外，音場還有「位置」的問題，這裡面包括音場的前、後、高、低。有些喇叭24會使整個音場向聆聽者逼近；有些則後退。有些音場聽起來會覺得浮在半空中；有些則又像坐在音樂廳的二樓看舞台一般。會形成音場位置的原因很多，其中又以該複數喇叭24的擺放位置與頻率響應的均勻與否為較重大的影響因素。

本發明之汽車自動校準音場裝置，其該第一較佳實施例可以自動依據該座艙21內乘客Z的分佈，輸出適合全部乘客Z聆聽音樂的音場環境。該第二較佳實施例則進一步強調了可控制該複數喇叭24之偏擺方向，以強化該複數喇叭24聲音輸出之指向性，作到更細膩的音場校準控制。而該第三較佳實施例，更加入了該影像擷取單元6輔以影像判斷，除了可避免該感測元件31產生誤偵測 的情況之外，更能自動輸出符合特定人進入該汽車2之座艙21內的音場環境，營造出多種音場調整控制的變化態樣。

綜上所述，本發明之汽車自動校準音場裝置藉以設置於該座艙21內的偵測單元3、該處理單元4、該調整單元5，及該影像擷取單元6間相互連接，透過該複數感測元件31傳送該感測訊號A，及該影像擷取單元6擷取影像傳送至該處理單元4，作為偵測及辨識該座椅22上是否有乘客Z乘坐之用，以使該處理單元4輸出該控制訊號B至該音樂播放控制音響23，及輸出該調整訊號C至該調整單元5，透過該複數喇叭24分別作不同的音量輸出與轉動方向，以自動校準汽車座艙內之音場，進而調整出適合每一位乘客Z的音場，使該座艙21內收聽到均勻、舒適的音樂，真正達到娛樂之效果，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之三個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

21‧‧‧座艙

23‧‧‧音樂播放控制音響

24‧‧‧喇叭

3‧‧‧偵測單元

31‧‧‧感測元件

4‧‧‧處理單元

41‧‧‧集成基板

42‧‧‧中央處理器

A‧‧‧感測訊號

B‧‧‧控制訊號

Claims (10)

1. 一種汽車自動校準音場裝置，該汽車包括一具有複數座椅之座艙、一設置於該座艙內之音樂播放控制音響，及複數設置於該座艙內並與該音樂播放控制音響電性連接之喇叭，該汽車自動校準音場裝置包含：一偵測單元，包括複數設置於該座艙內之感測元件，用以偵測該座艙內之乘客所在位置，並輸出一感測訊號；及一處理單元，與該音樂播放控制音響電性連接，並包括一集成基板，及一設置於該集成基板上之中央處理器；該複數感測元件與該集成基板電性連接，以將該感測訊號傳送至該中央處理器，該中央處理器經計算之後輸出一控制訊號至該音樂播放控制音響，再透過該音樂播放控制音響控制該複數喇叭分別作不同的音量、頻率響應輸出，以自動校準汽車座艙內之音場。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之汽車自動校準音場裝置，更包含有一設置於該座艙內並與該中央處理器電性連接之調整單元，該調整單元包括複數分別與該喇叭結合在一起的轉動件，該中央處理器還會輸出一調整訊號至該調整單元，用以控制該複數喇叭偏擺方向，以改變該座艙內之聲音指向性。
3. 依據申請專利範圍第1或2項所述之汽車自動校準音場裝置，其中，該複數感測元件是分別設置於該座艙之座椅中，用以偵測該座椅是否有乘客乘坐。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之汽車自動校準音場裝置，其中，該感測元件是一重量感測器。
5. 依據申請專利範圍第3項所述之汽車自動校準音場裝置，其中，該感測元件是一光遮斷感應器。
6. 依據申請專利範圍第3項所述之汽車自動校準音場裝置，其中，該感測元件是一紅外線感應器。
7. 依據申請專利範圍第1或2項所述之汽車自動校準音場裝置，更包含一設置於該座艙內並與該中央處理器電性連接之影像擷取單元，該影像擷取單元包括一用以擷取該座艙內影像之鏡頭，當該影像擷取單元擷取影像之後會傳送至該處理單元，並經過該中央處理器作影像處理，辨識該汽車座艙內乘客之位置分佈，再輸出該控制訊號至該音樂播放控制音響，透過該音樂播放控制音響控制該複數喇叭分別作不同的音量、頻率響應輸出，以自動校準汽車座艙內之音場。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之汽車自動校準音場裝置，其中，該影像擷取單元所擷取之影像經該中央處理器進行影像處理時，會進行人像辨識，並依據該中央處理器中所預先載入設定之人像資料，輸出對應該特定人像之控制訊號至該音樂播放控制音響，再透過該音樂播放控制音響控制該複數喇叭分別作不同的音量、頻率響 應輸出，以自動輸出符合特定人進入該汽車座艙內之音場環境。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之汽車自動校準音場裝置，其中，該影像擷取單元是一具有面向車內、車外雙鏡頭之行車紀錄器。
10. 依據申請專利範圍第2項所述之汽車自動校準音場裝置，其中，每一轉動件具有一驅動馬達及一連接該驅動馬達與所對應之喇叭的樞接桿。