2025年4月29日，苹果授权公告了一项与声学设备相关的专利（US12289574B2），旨在为会议室、飞机、火车、自动驾驶汽车、直升机等封闭空间提供个性化的音频体验。该技术能够识别乘员位置和身份，定向投放音频，同时抑制非目标区域的音频输出。
在现代封闭环境中，传统的音频系统往往采用"一对多"的广播模式，无法针对不同位置的乘员提供差异化音频内容，比如单独提醒某位乘客即将到达目的地。苹果的这项专利通过摄像头和传感器确定乘员的位置和身份，然后利用多种创新的扬声器配置方案实现精准音频投放。
技术实现与具体实施例
专利描述了四种主要的扬声器实施方案，每种设计都针对特定应用场景优化了声音的定向传播特性。
1.双向定向扬声器
专利中的图3-5展示了一种双向定向扬声器设计，这是该技术的核心组件之一。这种扬声器包含一个声音生成元件(300)，安装在两个声学导管(313,314)之间。每个声学导管都设有特殊设计的槽缝(312)，允许声音在沿导管传播过程中以不同相位泄漏出去。
工作原理：
声音从生成元件同时向两个相反方向传播
通过槽缝泄漏的声音因传播距离不同而产生相位差
这些相位差导致垂直于导管轴向的声音相互抵消
最终结果是声音主要沿导管轴向传播，形成高度定向的音频输出
专利特别指出，槽缝可以设计为等宽或渐变宽度。渐变宽度设计(宽度沿导管逐渐增加)能够在更宽频率范围内保持恒定的方向性。此外，槽缝可以覆盖声学网格，网格的声阻值沿导管变化，进一步优化方向性。
应用实例：
在车辆等封闭环境中，这种双向扬声器可以安装在座位之间，一个导管朝向一位乘客，另一个导管朝向对面乘客，实现针对特定乘客的音频投放。
2.环形阵列扬声器
专利图6-8展示了一种环形扬声器阵列(610)设计，这种阵列能够通过波束成形技术产生复杂的声场干涉图案。
关键特征：
多个扬声器(118,118M)以不同半径排列成环形
包含两组阵列：内环小扬声器(如高音单元)和外环大扬声器(如中音单元)
两组阵列相对旋转一定角度排列
每个扬声器或有专用数字信号处理器和控制通道
工作模式：
该系统可以同时向不同方向投射多个音频通道：
将中置声道指向乘客座位
将环境声道指向远离乘客的区域(如后墙)
将左右环绕声道分别指向两侧角落
将高度声道指向车顶
专利提到，这种设计消除了传统环绕声系统需要多个分散扬声器的需求，所有声道都可以从一个紧凑的阵列产生，大大简化了系统布置。
3.等压交叉发声扬声器
专利图9-12展示了一种创新的等压交叉发声扬声器设计，这种设计特别适合空间受限的应用场景。
果定向声专利获授权：专为会议室、飞机、游轮、火车等封闭环境设计
2025年4月29日，苹果授权公告了一项与声学设备相关的专利（US12289574B2），旨在为会议室、飞机、火车、自动驾驶汽车、直升机等封闭空间提供个性化的音频体验。该技术能够识别乘员位置和身份，定向投放音频，同时抑制非目标区域的音频输出。
在现代封闭环境中，传统的音频系统往往采用"一对多"的广播模式，无法针对不同位置的乘员提供差异化音频内容，比如单独提醒某位乘客即将到达目的地。苹果的这项专利通过摄像头和传感器确定乘员的位置和身份，然后利用多种创新的扬声器配置方案实现精准音频投放。
技术实现与具体实施例
专利描述了四种主要的扬声器实施方案，每种设计都针对特定应用场景优化了声音的定向传播特性。
1.双向定向扬声器
专利中的图3-5展示了一种双向定向扬声器设计，这是该技术的核心组件之一。这种扬声器包含一个声音生成元件(300)，安装在两个声学导管(313,314)之间。每个声学导管都设有特殊设计的槽缝(312)，允许声音在沿导管传播过程中以不同相位泄漏出去。
工作原理：
声音从生成元件同时向两个相反方向传播
通过槽缝泄漏的声音因传播距离不同而产生相位差
这些相位差导致垂直于导管轴向的声音相互抵消
最终结果是声音主要沿导管轴向传播，形成高度定向的音频输出
专利特别指出，槽缝可以设计为等宽或渐变宽度。渐变宽度设计(宽度沿导管逐渐增加)能够在更宽频率范围内保持恒定的方向性。此外，槽缝可以覆盖声学网格，网格的声阻值沿导管变化，进一步优化方向性。
应用实例：
在车辆等封闭环境中，这种双向扬声器可以安装在座位之间，一个导管朝向一位乘客，另一个导管朝向对面乘客，实现针对特定乘客的音频投放。
2.环形阵列扬声器
专利图6-8展示了一种环形扬声器阵列(610)设计，这种阵列能够通过波束成形技术产生复杂的声场干涉图案。
关键特征：
多个扬声器(118,118M)以不同半径排列成环形
包含两组阵列：内环小扬声器(如高音单元)和外环大扬声器(如中音单元)
两组阵列相对旋转一定角度排列
每个扬声器或有专用数字信号处理器和控制通道
工作模式：
该系统可以同时向不同方向投射多个音频通道：
将中置声道指向乘客座位
将环境声道指向远离乘客的区域(如后墙)
将左右环绕声道分别指向两侧角落
将高度声道指向车顶
专利提到，这种设计消除了传统环绕声系统需要多个分散扬声器的需求，所有声道都可以从一个紧凑的阵列产生，大大简化了系统布置。
3.等压交叉发声扬声器
专利图9-12展示了一种创新的等压交叉发声扬声器设计，这种设计特别适合空间受限的应用场景。
结构特点：
共用背腔(1002)的双振膜设计
第一振膜(1004)朝向乘员位置
第二振膜(1006)朝向非乘员区域或其他乘员位置
两个振膜反相工作，保持背腔压力基本恒定
工作模式：
模式一：第一振膜发出正相位声音指向乘员，第二振膜反相发声抵消向其他方向的传播
模式二：第二振膜发出正相位声音指向其他位置，第一振膜反相发声抵消向主乘员方向的传播
专利强调，这种设计由于两个振膜反相运动，背腔压力几乎不变，因此可以使用非常紧凑的背腔尺寸，特别适合安装在车辆结构件或防滚架等空间受限位置。
4.车门安装的波束成形阵列
专利图13展示了一种安装在车门上的波束成形扬声器阵列(1300)，用于解决车辆内部声场平衡问题。
技术特点：
阵列包含至少三个扬声器(118)
部分或全部扬声器可共享背腔
能够控制声音同时以相同音量到达不同距离的位置
可补偿因位置不同导致的音量差异和到达时间差
工作方式：
左侧阵列可同时向近处的右侧座位和远处的左侧座位投射声音
通过延迟近处声音，使其与远处声音同时到达目标位置
类似地，右侧阵列也进行对称补偿
结果使所有乘客感知的声场中心与实际中心一致
专利指出，这种设计消除了传统车门扬声器导致的声场中心偏移问题，使所有乘客都能获得一致的听觉体验。
智能音频控制方法
专利图14-21详细描述了基于乘员位置和身份的智能音频控制方法。系统通过摄像头和传感器确定乘员位置后，会进行多方面调整：
声场平衡调整：移动左右和前后平衡点到乘员位置(1400,1402)
低频模态优化：调整低音设备和次低音扬声器，优化乘员位置的低频响应
虚拟声源创建：通过多个扬声器协调产生被感知为来自特定位置(如乘员前方)的"幻象中心"(1404)
个性化内容投放：根据乘员身份提供特定音频内容，如个人通知
当检测到多个乘员时，系统可以：
将幻象中心移至平均位置(图15)
或为每个乘员创建各自的幻象中心(1500)(图16)
同时为不同乘员提供不同的音频内容
专利特别强调，所有个人数据的收集和使用都需获得用户的知情同意，并遵循严格的隐私政策和实践。
应用场景
这项技术在多个领域具有广泛应用前景：
自动驾驶车辆：为不同乘客提供独立的音频通知和娱乐系统
商务会议室：实现针对特定与会者的定向音频通信
航空客舱：为乘客提供个性化娱乐系统而不互相干扰
智能家居：在开放空间创建针对特定用户的音频区域
总结
从专利文件披露的内容来看，这项技术的价值在于将乘员识别、位置追踪与声学控制技术紧密结合，试图解决传统封闭空间音频系统缺乏针对性的痛点。
从行业发展角度看，这项专利技术契合了两个重要趋势：一是智能座舱对个性化体验的需求增长，二是自动驾驶带来的车内空间重构。特别是在自动驾驶场景下，传统以驾驶员为中心的声学布局不再适用，需要更灵活、更智能的音频分配系统。苹果的这项技术正好回应了这一需求。
当然，任何专利技术都需要经过实际产品化的检验。该技术在实际应用中可能面临的挑战包括：复杂声学环境的实时建模精度、多乘员场景下的系统响应速度、以及不同扬声器方案的性价比平衡等。此外，如何在保证音频定向性的同时维持自然听感，也是需要深入研究的课题。
内容来源：21dB声学人
