模块化的基于头枕的音频系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本公开涉及模块化的基于头枕的音频系统。
[0002]在一些车辆音频系统中，基于总系统的电气响应和声学响应向提供至每个扬声器的音频信号应用处理，该总系统的电气响应和声学响应即扬声器本身的响应以及机动车车厢对由扬声器产生的声音的响应。考虑到每个扬声器的位置和座位、玻璃和除此之外的汽车的其它部件的吸收和反射特性，这样的系统高度个体化到特定的车辆型号和装饰水平。这样的系统通常被设计为机动车的产品开发过程中的部分，对应的均衡和其它音频系统参数在制造或组装时被加载到音频系统中。
【发明内容】
[0003]—种用于乘用车的模块化的基于头枕的音频系统，包括固定在车辆车厢中的一组扬声器，以及位于汽车的头枕的唯一一个中的的扬声器。第一组音频系统参数被用来调节向各种扬声器提供的音频信号，实现了在具有在其头枕中的扬声器的一个座位周围聚焦的音频体验。当可选的第二头枕被安装并将扬声器带到第二座位的头枕时，音频系统参数被改变，不仅是针对新的头枕，也是针对固定扬声器并且在一些情况下是第一头枕，使得充分利用所添加的扬声器。可选的低音箱也可以被添加，再次地，改变音频系统参数不仅针对添加的部件，也是针对固定的扬声器，以提供总的系统性能改进。
[0004]总体而言，在一方面，车辆音频系统，包括信号处理器，该信号处理器被配置成从源接收及处理音频信号并且向放大器提供经处理的音频信号，第一头枕，该第一头枕包括头枕扬声器并被耦合到驾驶者的座位，第一固定扬声器，该第一固定扬声器被定位在与头枕的前方的车辆的车厢的左角落接近处，第二固定扬声器，该第二固定扬声器被定位成接近头枕的前方的车辆的车厢的右角落，以及头枕辅助端口，该头枕辅助端口位于乘客的座位中。头枕辅助端口被配置成将音频系统连接到第二头枕中的第二头枕扬声器。该信号处理器使用第一组处理参数以用于在第一头枕扬声器被连接到音频系统并且第二头枕扬声器不被连接到音频系统时处理接收到的音频信号，并且信号处理器使用第二组处理参数以用于在第一头枕扬声器和第二头枕扬声器两者均被连接到音频系统时处理接收到的音频信号。
[0005]各个实施方式可以以任意组合方式包括以下中的一个或多个。使用第一组处理参数针对第一固定扬声器和第二固定扬声器中的每一个向放大器提供的经处理的音频信号可以不同于使用第二组处理参数针对第一固定扬声器和第二固定扬声器提供的经处理的音频信号。使用第一组处理参数针对第一头枕扬声器向放大器提供的经处理的音频信号可以不同于使用第二组处理参数针对第一头枕扬声器提供的经处理的音频信号。使用第二组处理参数针对第一头枕扬声器向放大器提供的经处理的音频信号可以不同于使用第二组处理参数针对第二头枕扬声器提供的经处理的音频信号。信号处理器可以从源重混音频信号到与分量方向的集合对应的中间信号中，并且第一组处理参数和第二组处理参数中的每一组可以将与每个分量方向对应的中间信号的不同部分分布到头枕扬声器以及第一固定扬声器和第二固定扬声器。
[0006]该系统可以不包括在车辆的车厢中位于第一头枕的后方的固定扬声器。向放大器提供的经处理的音频信号可以最小化从驾驶者的座位到乘客的座位的泄漏。该第一头枕扬声器可以包括至少两个电声换能器，至少一个电声换能器位于头枕的一端处。针对第一头枕扬声器向放大器提供的经处理的音频信号可以控制电声换能器中的每一个与被置于与电声换能器中的不同的一个的收听者的耳朵之间的信号的串扰。该第一头枕扬声器可以包括位于头枕的每一端处的电声换能器的阵列中的一对。该第一头枕扬声器可以包括位于头枕以内的电声换能器的阵列。低音单元辅助端口可以被配置成将音频系统连接到低音单元，其中信号处理器可以使用第三组处理参数以用于在低音单元可以被连接到音频系统时处理接收到的音频信号。使用第三组处理参数针对第一固定扬声器和第二固定扬声器中的每一个固定扬声器向放大器提供的经处理的音频信号可以不同于使用第一组处理参数或第二组处理参数针对第一固定扬声器和第二固定扬声器提供的经处理的音频信号。使用第三组处理参数针对第一头枕扬声器向放大器提供的经处理的音频信号可以不同于使用第一组处理参数或第二组处理参数针对第一头枕扬声器提供的经处理的音频信号。
[0007]各种优点包括为在小型汽车中实现高质量音频体验提供了具有成本效益的方案，如需要，其扩展从而为乘客提供与驾驶者体验的相同高质量的声音，并且如果期望，增加系统的低音响应。
[0008]以上提及的所有示例和特征可以以任何技术上可行的方式进行结合。从说明书中以及从权利要求书中，其它特征和优点将显而易见。
【附图说明】
[0009]图1示出了车辆中的模块化的基于头枕的音频系统的示意图。
[0010]图2A至2D示出了从扬声器到收听者的耳朵的信号路径的示意图。
【具体实施方式】
[0011]常规的汽车音频系统基于大约一组四个或更多的扬声器，两个在仪表板上或者在前门中，并且另两个通常位于后行李架上(在四门轿车和双门轿车中)或在后门或壁中(在货车和掀背式车中)。然而，如图1所示，在一些汽车(诸如小型汽车)中扬声器可以被设置在头枕中而不是在驾驶者之后的传统位置中。这节省了汽车的后面的空间，并且并不浪费如果存在也不可能是用于乘客的向后座提供声音的能量。图1中所示的音频系统100包括结合的源/处理/放大单元102。在一些示例中，可以在多个部件之间分配不同的功能。特别地，源通常与放大器分开，并且由源或者放大器提供处理，尽管处理还可以由分别的部件所提供。处理还可以由加载到提供源和/或放大器的功能的通用计算机上的软件而被提供。我们指的是由“系统”提供的信号处理和放大，而不是特指任何特定的系统架构或技术。
[0012]在图1中示出的音频系统具有永久附着到车辆结构的两组扬声器104、106。我们将其称为“固定”扬声器。在图1的示例中，每组固定扬声器包括两个扬声器、高频扬声器108、110和低至中频范围扬声器112、114。在每组中的两个扬声器可以被来自放大器的单个放大信号所驱动，其中无源分频网络(其可被嵌入在一个或两个扬声器中)以不同的频率范围将信号分布到恰当的扬声器。可替代地，放大器可以向每个扬声器直接提供频带限制信号。在其它示例中使用全频扬声器，并且在又一示例中每组使用多于两个扬声器。所示的每个个体扬声器还可以被实施为扬声器阵列，其可以允许声音的更加复杂的整形，或者仅仅是传递给定声压级的空间和材料的更加经济的使用。
[0013]在图1中驾驶者的头枕120包括两个扬声器122、124，其被简略地示出并且实际上每个可以是扬声器的阵列。扬声器(无论是个体扬声器或阵列)可以作为阵列本身被协同操作以控制声音分布到收听者的耳朵。两个扬声器可以被放置在头枕的每一端处，大致对应于驾驶者的耳朵的期望间隔，在之间为头枕的靠垫留出空间，当然头枕是主要功能。在一些示例中，扬声器被放置在头枕的后面更加接近在一起，使得被传递到头枕的前面的声音穿过围绕靠垫的外壳。取决于头枕的机械要求以及系统的声学目标，扬声器可以以各种方式相对于彼此并且相对于头枕部件被定向。通过引用并入本文的共同未决的申请13/799，703描述了用于封装头枕中的扬声器而不妥协头枕的安全特征的多个设计。头枕的扬声器在图1中被示出为通过线缆130穿过座位而被连接到源102，虽然它们还可以与源102无线通信而线缆仅提供功率。在一些示例中，扬声器122和124可以被放置在除了直接在头枕中之外的其它位置，诸如在椅背中，特别是在头枕是椅背的集成部分的座椅中，或者在顶蓬或防滚杆中。
[0014]小型汽车音频系统可以被部分设计为优化驾驶者的体验，并且不在乘客头枕中提供扬声器。具有附加扬声器128和130的乘客头枕126和后面安装的低音箱132可以作为选项提供给确实想为乘客提供声音或牺牲可观的储存空间的买家。当这样的可选扬声器被安装时，整个音频系统的调谐被调整以充分利用增加的扬声器。
[0015]线缆134可以存在于乘客座位中，以简化在车辆被制造之后将可选的第二头枕126添加到该座位的任务，或者其可以根据需要被经销商在购买第二头枕的时候被添加。如果头枕126是无线的，线缆134仅可以向头枕提供功率，并且可以已经存在于座位中以用于其它功率的功能，诸如定位电机和加热器。可选的低音箱132被置于车辆的后备箱区域，通过线缆136被连接到源102，再次，线缆136可以是原始装备或者可以是经销商安装的。在一些示例中，低音箱132具有内建的放大器138，使得源102仅需要向低音箱提供均衡的但不是放大的音频信号。
[0016]—大组可调整