JP3571486B2

JP3571486B2 - Sound image localization control method for car audio

Info

Publication number: JP3571486B2
Application number: JP7751797A
Authority: JP
Inventors: 達生大脇
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: JPH10276500A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカーオーディオにおける音像定位制御方法に係わり、特に、車速に応じて音像定位位置を制御するカーオーディオにおける音像定位制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車室内音場において、望ましい音像の定位位置は、聴取者の前方とか、ボンネット上とかいわれている。しかし、どれも曖昧であってどの辺りが望ましいのか明確ではない。このため、各メーカは独自に望ましいと思われる位置を定める該位置に音像が定位するようにカーオーディオ装置を構成すると共に、車室内空間におけるスピーカ位置を決めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来より行われてきたスタティックな車室内音場の評価からダイナミックな車室内音場の評価への転換が求められている。かかる一環で行われた予備的検討で走行時の音像位置に対する心理的な変化が観測された。そこで、単一音源を用いて走行する車室内での音源（音像）の望ましい位置を心理実験により検討した。実験法としては順位法（品等法）を使用した。被験者は図９に示すように助手席ＡＳＳに着席し、車が停車した状態でＡ〜Ｄ４つのうちどのスピーカ位置が最も好ましいか順位を付けてもらい、次に、走行状態において同様に順位をつけてもらった。又、それぞれの場合において感じたことを内観報告してもらった。
【０００４】
尚、Ａ〜Ｄのスピーカ位置は次の位置である。
Ａ：普通左右フロントスピーカのみでシステムを構成した場合に音像が定位する位置である、
Ｂ：助手席正面のフロントウィンドウＦＷＤ位置（一般的にはこの位置が良いといわれている）、
Ｃ：車中央前方のフロントウィンドウ位置（よくセンタースピーカが取り付けられている）、
Ｄ：車の中央位置（ドアスピーカ、リアスピーカの４つのスピーカでシステムを構築すると音像が定位する位置）
である。
【０００５】
図１０は２２人の被験者に対する以上の実験結果であり、停車時ではスピーカＢ位置が最も良い（望ましい）のに対し、４０〜８０Ｋｍ／ｈの走行時にはスピーカＣ位置が最も良くなっている。又、走行時においてスピーカＢ位置は、車が音像に突っ込んでゆく感じがする／気持ちが悪い／注意が散漫になる／圧迫感を感じる／風景と一緒で疲れる等の内観報告があり、スピーカＣ位置は、音の拡がり感が増す／自然な感じ、安心して聞ける等の内観報告があった。
以上より、図１１に示すように、停車時あるいは低速走行時、音像は聴取者（運転者）の前方正面Ｐ１に定位するのが好ましい。これに対して、高速走行時には、音源が重要視覚領域（聴取者の前方正面）に存在すると運転者に煩わしさを与える。このため、高速走行時、音像は重要視覚領域外の車中央前方Ｐ２に定位するのが良い。尚、図１１において、ＦＷＤはフロントウィンドウ、ＡＳＳは助手席、ＤＲＳは運転席、ＳＰＬはフロント左のドアスピーカ、ＳＰＲはフロント右のドアスピーカである。
【０００６】
以上のように、停車あるいは低速走行時と高速走行時とで音像が定位する位置を変更するのが好ましいが、従来は、走行状態に関係なく音像を一定位置に定位にするものであった。
以上から本発明の目的は、走行状態に基づいて音像が定位する位置を変更することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明によれば、スピーカが車室内音響空間の左位置、右位置にそれぞれ配置されたカーオーディオにおいて、車速を検出する手段、該車速に基づいて音像が定位する位置を変更する手段により達成される。すなわち、音像定位位置変更手段は、停止状態あるいは低速走行状態において音像を運転者の前方に定位し、高速走行状態において音像を車両の中央前方に定位する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（ａ）本発明の概略
図１は本発明の概略説明図であり、ＶＳは自動車の車速を検出する車速検出部、ＳＩＭＣは車速に応じて音像が定位する位置を変更する音像定位位置変更手段、ＦＷＤはフロントウィンドウ、ＡＳＳは助手席、ＤＲＳは運転席、ＳＰＬはフロント左のドアスピーカ、ＳＰＲはフロント右のドアスピーカである。
音像定位位置変更手段ＳＩＭＣは、車両停止状態あるいは低速走行状態において音像を運転席前方Ｐ１に定位し、高速走行状態において音像を車両の中央前方Ｐ２に定位する。このようにすれば、音像を走行状態に応じて最も好ましい位置に自動的に定位することができる。
【０００９】
（ｂ）第１実施例
図２は本発明の第１実施例の説明図であり、ＣＲは自動車、ＣＳＰは車室内音響空間、ＳＰＬはフロント左ドアに取り付けた左スピーカ、ＳＰＲはフロント右ドアに取り付けた右スピーカ、ＨＬはハンドルである。
右スピーカＳＰＲから右前座席の搭乗者（運転者）ＤＲの耳元に音が到達する時間をＴ_ＲＲ、左スピーカＳＰＬから右前座席の搭乗者（運転者）の耳元に音が到達する時間をＴ_ＬＲとすると、Ｔ_ＲＲ＜＜Ｔ_ＬＲである。こののため、音像ＳＩＭは図２（ａ）に示すように右側に片寄って定位する。そこで、右スピーカＳＰＲに入力する信号を徐々に時間的に遅延すると、右スピーカＳＰＲは図２（ｂ）の点線で示すようにあたかも搭乗者ＤＲから離れた位置に存在するようになる。
【００１０】
信号遅延時間を考慮した右スピーカＳＰＲ′から右座席搭乗者ＤＲの耳元に音が到達する時間をｔとするとｔ＝Ｔ_ＬＲとなった時、音像ＳＩＭは図２（ｂ）に示すように車のほぼ中央前方に定位する。この定位位置が高速走行時における音像位置である。
又、Ｔ_ＲＲ＜ｔ＜Ｔ_ＬＲの範囲で到達時間ｔを制御すると、所定の到達時間において音像ＳＩＭ′は図２（ｂ）に示すように搭乗者の正面前方に定位する。この定位位置が停止時、あるいは、低速走行時における音像位置である。
以上より、第１実施例では、搭乗者に近い側のスピーカからの到達時間ｔを車速に応じて制御することにより、換言すれば、信号遅延時間を車速に応じて制御することにより、音像定位位置を図２（ｂ）の車両中央前方あるいは搭乗者正面前方にする。
【００１１】
図３は本発明の第１実施例のカーオーディオ装置の構成図である。１１はオーディオソースで、１１ａはＣＤプレーヤ、１１ｂはテーププレーヤ、１１ｃはＡＭ／ＦＭチューナ、１２は各種キー、表示部を備えた操作部、１３はマイコン構成のオーディオプロセッサである。オーディオプロセッサ１３は、オーディオソースの選択制御／音量制御／イコライザ制御等を行うと共に、車速に応じてＲチャンネルオーディオ信号の遅延時間を制御する。１４は操作部で選択したオーディオソースから出力する出力するＬチャンネル／Ｒチャンネルのオーディオ信号ＳＬ，ＳＲを選択するセレクタ、１５ＬはＬチャンネルのグラフィックイコライザ、１５ＲはＲチャンネルのグラフィックイコライザ、１６Ｌ，１６ＲはＬチャンネル／Ｒチャンネルの可変アンプ、１７Ｌ，１７ＲはＬチャンネル／Ｒチャンネルのフロントスピーカ（図２のＳＰＬ，ＳＰＲ）、１８は自動車の車速を検出する車速検出装置（車速センサー）、１９は信号遅延部であり、オーディオプロセッサ１３から指示された時間分、Ｒチャンネルのイコライザ１５Ｒから出力するＲチャンネルオーディオ信号ＳＲ′を遅延する。
【００１２】
オーディオプロセッサ１３において、１３ａはＣＰＵ、１３ｂは制御プログラム等を記憶するＲＯＭ、１３ｃはＲＡＭである。ＲＡＭ１３ｃの所定記憶域１３ｄには、予め音像を搭乗者正面前方に定位するための遅延時間ｔ_１と、音像を車両中央前方に定位するための遅延時間ｔ_２が設定されている。
【００１３】
車速センサー１８は車速を検出してオーディオプロセッサ１３に入力する。オーディオプロセッサ１３は、入力された車速を参照して車両が停止中であるか、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であるかチェックする。車両が停止中、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であれば、オーディオプロセッサはＲＡＭの記憶領域１３ｄより遅延時間ｔ_１を読出して信号遅延部１９に入力する。これにより、信号遅延部１９はＲチャンネルのオーディオ信号ＳＲ′を時間ｔ_１遅延する。この結果、音像が右側搭乗者（運転者）の正面前方（図２（ｂ）の音像ＳＩＭ′の位置）に定位する。
【００１４】
一方、オーディオプロセッサ１３は車速を参照し、車両が４０ｋｍ／ｈ以上の高速走行中であれば、遅延時間ｔ_２をＲＡＭの記憶領域１３ｄから選択して信号遅延部１９に入力する。これにより、信号遅延部１９はＲチャンネルのオーディオ信号ＳＲ′を時間ｔ_２遅延する。この結果、音像が車両中央の前方（図２（ｂ）の音像ＳＩＭの位置）に定位する。
以上のように、車速に応じて音像定位位置を切り替えるようにしたから、車両の停止、走行に関係なく最も好ましい音像位置より音を聞くことができる。
【００１５】
以上では、車速が４０Ｋｍ／ｈ以下であるか、あるいは、４０Ｋｍ／ｈ以上であるかに基づいて音像定位位置を２段階に切り替える場合である。しかし、車速を３以上に区分し、それぞれの車速応じた遅延時間分をＲチャンネルのオーディオ信号を遅延してきめ細かく音像定位位置を制御することもできる。
以上では、右前席搭乗者（運転者）に着目して音像定位位置を制御したが、左前席搭乗者（助手席搭乗者）に着目して同様に音像定位位置を制御することもできる。
以上ではフロントスピーカのみに着目したがリアスピーカを考慮して同様に音像定位制御を行うことができる。
以上では、左右方向の音像定位制御について説明したが、上下方向の音像定位制御も同様に行うことができる。
【００１６】
（ｃ）第２実施例
図４、図５は本発明の第２実施例の説明図であり、ＦＣＬ，ＦＣＲは左右スピーカの聴取点における周波数特性、ＣＲは自動車、ＣＳＰは車室内音響空間、ＳＰＬはフロント左ドアに取り付け左スピーカ、ＳＰＲはフロント右ドアに取り付け右スピーカ、ＨＬはハンドルである。
フロントドアにスピーカが取り付けられた車両の右前席においては、スピーカの指向周波数特性等により図４に示すように右側スピーカＳＰＲと左側スピーカＳＰＬに大きな周波数特性上の差が生じ、特に、高域において差が顕著になる。この差により、音像の定位位置が不自然なものとなり、中低域は右方向、中高域は左方向から聞こえるようになる。
【００１７】
そこで、左右スピーカＳＰＬ，ＳＰＲからの周波数特性の差を左右チャンネル独立に設けたグラフィックイコライザを用いて補正し、左右スピーカＳＰＬ，ＳＰＲからの周波数特性を揃えると、音像ＳＩＭは図５（ａ）に示すように搭乗者の正面前方に定位する。この定位位置が停止時、あるいは、低速走行時における音像位置となる。又、グラフィックイコライザを用いて、左右スピーカＳＰＬ，ＳＰＲの周波数特性を図５（ｂ）に示すように操作すると、音像ＳＩＭは同図に示すように車の中央前方に定位する。この定位位置が高速走行時における音像位置となる。
【００１８】
図６は本発明の第２実施例のカーオーディオ装置の構成図であり、図３の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。第１実施例と異なる点は、
▲１▼信号遅延部１９を削除している点、
▲２▼低速走行時に左右スピーカからの周波数特性ＦＣＬ，ＦＣＲが図５（ａ）となるように、Ｌ／Ｒ両チャンネルの周波数特性を補正する補正イコライザカーブＬＬＣ，ＬＲＣがＲＡＭ１３ｃの記憶領域１３ｅに設定されている点、
▲３▼高速走行時に左右スピーカからの周波数特性ＦＣＬ，ＦＣＲが図５（ｂ）となるように、Ｌ／Ｒ両チャンネルの周波数特性を補正する補正イコライザカーブＨＬＣ，ＨＲＣがＲＡＭ１３ｃの記憶領域１３ｅに設定されている点、
▲４▼車速に応じてＬチャンネル／Ｒチャンネルイコライザが周波数特性を補正イコライザカーブＬＬＣ，ＬＲＣ；ＨＬＣ，ＨＲＣにより補正して音像の定位位置制御を行なう点、
である。
【００１９】
車速センサー１８は車速を検出してオーディオプロセッサ１３に入力する。オーディオプロセッサ１３は、入力された車速を参照して車両が停止中であるか、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であるかチェックする。車両が停止中、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であれば、オーディオプロセッサ１３はＲＡＭの記憶領域１３ｅから低速時のＬチャンネル及びＲチャンネルの補正イコライザカーブＬＬＣ，ＬＲＣをそれぞれ読出す。ついで、オーディオプロセッサ１３は、別途設定されているＬチャンネルイコライザ１５Ｌ、Ｒチャンネルイコライザ１５Ｒの周波数特性を上記読出した補正イコライザカーブＬＬＣ，ＬＲＣで補正し、補正後のＬチャンネル／Ｒチャンネルの周波数特性を各チャンネのルイコライザ１５Ｌ、１５Ｒに設定する。これにより、左右スピーカＳＰＬ，ＳＰＲからの周波数特性ＦＣＬ，ＦＣＲは図５（ａ）に示すようになり、音像ＳＩＭが搭乗者の正面前方に定位する。
【００２０】
一方、車両が４０ｋｍ／ｈ以上の高速走行中であれば、オーディオプロセッサ１３はＲＡＭの記憶領域１３ｅから高速時のＬチャンネル及びＲチャンネルの補正イコライザカーブＨＬＣ，ＨＲＣをそれぞれ読出す。ついで、オーディオプロセッサ１３は、別途設定されているＬチャンネルイコライザ１５Ｌ、Ｒチャンネルイコライザ１５Ｒの周波数特性を上記読出した補正イコライザカーブＨＬＣ，ＨＲＣで補正し、補正後のＬチャンネル／Ｒチャンネルの周波数特性を各チャンネルのイコライザ１５Ｌ、１５Ｒに設定する。これにより、左右スピーカＳＰＬ，ＳＰＲからの周波数特性ＦＣＬ，ＦＣＲは図５（ｂ）に示すようになり、音像ＳＩＭが車両中央の正面前方に定位する。
以上のように、車速に応じて音像定位置を切り替えるようにしたから、車両の停止、走行に関係なく最も好ましい音源位置より音を聞くことができる。
【００２１】
（ｄ）第３実施例
図７は本発明の第３実施例の説明図であり、ＣＲは自動車、ＣＳＰは車室内音響空間、ＳＰＬはフロント左ドアに設けられたＬチャンネルスピーカ、ＳＰＲはフロント右ドアに設けられたＲチャンネルスピーカ、ＨＬはハンドルである。
図７（ａ）は現実のスピーカ配置図、図７（ｂ）は停車あるいは低速走行時に音像ＳＩＭを搭乗者の正面前方に定位するための理想的なスピーカ配置図、図７（ｃ）は高速走行時に音像ＳＩＭを車両中央の正面前方に定位するための理想的なスピーカ配置図である。
【００２２】
現実のスピーカ位置から聴取位置までの伝達特性（インパルス応答）をＬチャンネル、Ｒチャンネルそれぞれｈ_Ｌ，ｈ_Ｒとし（図７（ａ））、停車あるいは低速走行時における理想的なスピーカ位置（図７（ｂ））から聴取位置までのインパルス応答をＬチャンネル、Ｒチャンネルそれぞれｈ_Ｌ′，ｈ_Ｒ′とする。かかる場合、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルのオーディオ信号に、▲１▼ｈ_Ｌ，ｈ_Ｒの逆インパルス応答ｈ_Ｌ ^−１，ｈ_Ｒ ^−１を畳み込み、しかる後、▲２▼理想のインパルス応答ｈ_Ｌ′，ｈ_Ｒ′を畳み込むことにより音像ＳＩＭを搭乗者の正面前方に定位することができる（図７（ｂ））。
同様に、高速走行時における理想的なスピーカ位置（図７（ｂ））から聴取位置までのインパルス応答をＬチャンネル、Ｒチャンネルそれぞれｈ_Ｌ″，ｈ_Ｒ″とする。（図７（ｃ））、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルのオーディオ信号に、▲１▼ｈ_Ｌ，ｈ_Ｒの逆インパルス応答ｈ_Ｌ ^−１，ｈ_Ｒ ^−１とを畳み込み、しかる後、▲２▼理想のインパルス応答ｈ_Ｌ″，ｈ_Ｒ″を畳み込むことにより音像ＳＩＭを車両中央の正面前方に定位することができる（図７（ｃ））。
【００２３】
図８は本発明の第３実施例のカーオーディオ装置の構成図であり、図３の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。１１はオーディオソースで、１１ａはＣＤプレーヤ、１１ｂはテーププレーヤ、１１ｃはＡＭ／ＦＭチューナ、１２は各種キー、表示部を備えた操作部、１３はマイコン構成のオーディオプロセッサである。オーディオプロセッサ１３、オーディオソースの選択制御／音量制御／イコライザ制御等を行うと共に、車速に応じてインパルス応答の選択制御を行う。１４は操作部で選択したオーディオソースから出力するＬチャンネル／Ｒチャンネルのオーディオ信号ＳＬ，ＳＲを出力するセレクタ、１５ＬはＬチャンネルのグラフィックイコライザ、１５ＲはＲチャンネルのグラフィックイコライザ、１６Ｌ，１６ＲはＬチャンネル／Ｒチャンネルの可変アンプ、１７Ｌ，１７ＲはＬチャンネル／Ｒチャンネルのフロントスピーカ（ＳＰＬ，ＳＰＲ）、１８は自動車の車速を検出する車速検出装置（車速センサー）である。
【００２４】
又、２１Ｌ，２１Ｒはデジタルフィルタであり、現実のスピーカ位置から聴取位置までのインパルス応答ｈ_Ｌ，ｈ_Ｒの逆インパルス応答ｈ_Ｌ ^−１，ｈ_Ｒ ^−１が設定され、イコライザ１５Ｌ，１５Ｒから出力されるＬ／Ｒ両チャンネルのオーディオ信号ＳＬ′、ＳＲ′にそれぞれｈ_Ｌ ^−１，ｈ_Ｒ ^−１を畳み込むものである。２２Ｌ，２２Ｒはデジタルフィルタであり、インパルス応答ｈ_Ｌ′，ｈ_Ｒ′（図７（ｂ））が設定され、フィルタ２１Ｌ、２１Ｒの出力信号にそれぞれｈ_Ｌ′，ｈ_Ｒ′を畳み込むものである。２３Ｌ，２３Ｒはデジタルフィルタであり、インパルス応答ｈ_Ｌ″，ｈ_Ｒ″（図７（ｃ））が設定され、フィルタ２１Ｌ、２１Ｒの出力信号にそれぞれｈ_Ｌ″，ｈ_Ｒ″を畳み込むものである。２４Ｌ，２４Ｒはそれぞれ、車速に応じてフィルタ２２Ｌ，２３Ｌ；２２Ｒ，２３Ｒの一方を選択出力する切替器である。
【００２５】
車速センサー１８は車速を検出してオーディオプロセッサ１３に入力する。オーディオプロセッサ１３は、入力された車速を参照して車両が停止中であるか、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であるかチェックする。車両が停止中、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であれば、オーディオプロセッサ１３は切替器２４Ｌ，２４Ｒにフィルタ２２Ｌ，２２Ｒの出力を選択するように指示する。切替器２４Ｌ，２４Ｒは該指示によりフィルタ２２Ｌ，２２Ｒの出力
ＳＬ′・ｈ_Ｌ ^−１・ｈ_Ｌ′
ＳＲ′・ｈ_Ｒ ^−１・ｈ_Ｒ′
を選択してアンプを介してスピーカ１７Ｌ，１７Ｒ（ＳＰＬ，ＳＰＲ）に入力する。この結果、音像ＳＩＭは搭乗者の正面前方に定位する。
【００２６】
一方、車両が４０ｋｍ以上／ｈの高速走行中であれば、オーディオプロセッサ１３は切替器２４Ｌ，２４Ｒにフィルタ２３Ｌ，２３Ｒの出力を選択するように指示する。切替器２４Ｌ，２４Ｒは該指示によりフィルタ２３Ｌ，２３Ｒの出力
ＳＬ′・ｈ_Ｌ ^−１・ｈ_Ｌ″
ＳＲ′・ｈ_Ｒ ^−１・ｈ_Ｒ″
を選択してアンプを介してスピーカ１７Ｌ，１７Ｒ（ＳＰＬ，ＳＰＲ）に入力する。この結果、音像ＳＩＭは車両中央の正面前方に定位する。
以上のように、車速に応じて音像定位位置を切り替えるようにしたから、車両の停止、走行に関係なく最も好ましい位置より音を聞くことができる。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上本発明によれば、車速を検出し、該車速に基づいて音像定位位置を制御するようにしたから、例えば、停止状態あるいは低速走行状態において、音像を聴取者の前方に定位し、高速走行状態において、音像を車両の中央前方に定位するようにしたから、走行状態に基づいて音像を最も好ましい位置に定位することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略説明図である。
【図２】第１実施例の説明図である。
【図３】第１実施例のカーオーディオ装置の構成図である。
【図４】フロントドアスピーカの場合における右前席の周波数特性図である。
【図５】周波数特性制御による音像定位位置の説明図である。
【図６】第２実施例のカーオーディオ装置の構成図である。
【図７】第３実施例の説明図である。
【図８】第３実施例のカーオーディオ装置の構成図である。
【図９】最適音源位置実験におけるスピーカ位置説明図である。
【図１０】最適音源位置実験結果である。
【図１１】最適音像位置説明図である。
【符号の説明】
ＶＳ・・自動車の車速を検出する車速検出部
ＳＩＭＣ・・音像定位位置変更手段
ＦＷＤ・・フロントウィンドウ
ＡＳＳ・・助手席
ＤＲＳ・・運転席
ＳＰＬ・・フロント左のドアスピーカ
ＳＰＲ・・フロント右のドアスピーカ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sound image localization control method in car audio, and more particularly to a sound image localization control method in car audio that controls a sound image localization position according to a vehicle speed.
[0002]
[Prior art]
In the sound field of the vehicle interior, the desired localization position of the sound image is said to be in front of the listener or on the hood. However, each is ambiguous and it is not clear which one is desirable. For this reason, each maker configures a car audio device so that a sound image is localized at a position that uniquely determines a desirable position, and also determines a speaker position in a vehicle interior space.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
There is a demand for a shift from the static evaluation of the sound field in a vehicle interior to the evaluation of a dynamic sound field in a vehicle interior. In a preliminary study conducted as part of this, a psychological change in the sound image position during traveling was observed. Therefore, a desirable position of a sound source (sound image) in a vehicle interior traveling using a single sound source was examined by a psychological experiment. The ranking method (product quality method) was used as the experimental method. The test subject is seated in the passenger seat ASS as shown in FIG. 9, and in a state where the vehicle is stopped, is asked to rank which speaker position is most preferable among the four A to D, and then ranks similarly in the running state. I got it. In addition, they had an introspective report on what they felt in each case.
[0004]
The speaker positions A to D are the following positions.
A: This is a position where a sound image is localized when a system is generally configured only with the left and right front speakers.
B: Front window FWD position in front of the front passenger seat (this position is generally said to be good),
C: Front window position in front of car center (center speaker is often attached),
D: Center position of car (position where sound image is localized when a system is constructed with four speakers, door speaker and rear speaker)
It is.
[0005]
FIG. 10 shows the results of the above experiments for 22 subjects. The position of the speaker B is the best (desired) when the vehicle is stopped, while the position of the speaker C is the best when the vehicle travels at 40 to 80 km / h. In addition, when the vehicle is running, the inside position of the speaker B is reported, such as the feeling that the car is rushing into the sound image, feeling uncomfortable, distracting, feeling oppressive, getting tired with the scenery, etc. There were introspection reports on the location, such as an increase in the sense of sound expansion / natural feeling, and listening with confidence.
As described above, as shown in FIG. 11, when the vehicle is stopped or traveling at a low speed, it is preferable that the sound image is localized on the front front P1 of the listener (driver). On the other hand, when the vehicle is traveling at high speed, if the sound source exists in the important visual region (front of the listener), the driver is inconvenienced. For this reason, when traveling at high speed, it is preferable that the sound image be localized in the front center P2 of the vehicle outside the important visual area. In FIG. 11, FWD denotes a front window, ASS denotes a passenger seat, DRS denotes a driver's seat, SPL denotes a front left door speaker, and SPR denotes a front right door speaker.
[0006]
As described above, it is preferable to change the position where the sound image is localized when the vehicle is stopped or traveling at low speed and when traveling at high speed, but conventionally, the sound image is localized at a fixed position regardless of the traveling state.
Accordingly, an object of the present invention is to change the position where the sound image is localized based on the running state.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there is provided a car audio system in which speakers are arranged at a left position and a right position in a vehicle interior acoustic space, respectively, a means for detecting a vehicle speed, and a means for changing a position at which a sound image is localized based on the vehicle speed. Is achieved by That is, the sound image localization position changing means localizes the sound image in front of the driver in the stop state or the low-speed running state, and localizes the sound image in front of the center of the vehicle in the high-speed running state.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(A) Schematic diagram of the present invention FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the present invention, wherein VS is a vehicle speed detecting section for detecting the vehicle speed of an automobile, and SIMC is a sound image localization position changing means for changing a position where a sound image is localized according to the vehicle speed. , FWD is a front window, ASS is a passenger seat, DRS is a driver's seat, SPL is a front left door speaker, and SPR is a front right door speaker.
The sound image localization position changing means SIMC localizes the sound image in front of the driver's seat P1 when the vehicle is stopped or running at low speed, and localizes the sound image in front of the center P2 of the vehicle in high speed running. In this way, the sound image can be automatically localized at the most preferable position according to the traveling state.
[0009]
(B) First Embodiment FIG. 2 is an explanatory view of a first embodiment of the present invention, wherein CR is a car, CSP is a vehicle interior acoustic space, SPL is a left speaker attached to a front left door, and SPR is a front right door. And HL is a steering wheel.
T _RR is the time when sound arrives from the right speaker SPR to the ear of the occupant (driver) DR of the right front seat, and T _LR is the time that sound arrives from the left speaker SPL to the ear of the occupant (driver) of the right front seat. Then, T _RR << T _LR is _satisfied . For this reason, the sound image SIM is localized to the right as shown in FIG. Therefore, when the signal input to the right speaker SPR is gradually delayed in time, the right speaker SPR comes to exist at a position separated from the passenger DR as shown by a dotted line in FIG. 2B.
[0010]
Assuming that the time for the sound to reach the ear of the right-seat passenger DR from the right speaker SPR ′ in consideration of the signal delay time is t, when t = T _LR , the sound image SIM becomes the vehicle as shown in FIG. It is located almost in front of the center. This localization position is a sound image position during high-speed running.
When the arrival time t is controlled within the range of T _RR <t <T _LR , the sound image SIM ′ is located in front of the occupant in the predetermined arrival time as shown in FIG. 2B. This localization position is a sound image position when the vehicle is stopped or when traveling at low speed.
As described above, in the first embodiment, the sound image localization is controlled by controlling the arrival time t from the speaker on the side closer to the occupant according to the vehicle speed, in other words, by controlling the signal delay time according to the vehicle speed. The position is set to the front of the center of the vehicle or the front of the passenger in FIG. 2B.
[0011]
FIG. 3 is a configuration diagram of the car audio device according to the first embodiment of the present invention. Reference numeral 11 denotes an audio source, 11a denotes a CD player, 11b denotes a tape player, 11c denotes an AM / FM tuner, 12 denotes an operation unit having various keys and a display unit, and 13 denotes an audio processor having a microcomputer configuration. The audio processor 13 performs audio source selection control / volume control / equalizer control and the like, and controls the delay time of the R channel audio signal according to the vehicle speed. A selector 14 selects an L-channel / R-channel audio signal SL, SR to be output from an audio source selected by the operation unit, 15L is an L-channel graphic equalizer, 15R is an R-channel graphic equalizer, and 16L, 16R are L-channel / R-channel variable amplifiers, 17L and 17R are L-channel / R-channel front speakers (SPL and SPR in FIG. 2), 18 is a vehicle speed detecting device (vehicle speed sensor) for detecting the speed of the vehicle, and 19 is a signal delay. And delays the R-channel audio signal SR ′ output from the R-channel equalizer 15R by the time specified by the audio processor 13.
[0012]
In the audio processor 13, 13a is a CPU, 13b is a ROM for storing control programs and the like, and 13c is a RAM. The predetermined storage area 13d of the RAM 13c, the delay time t ₁ for localizing the pre sound image passenger front forward, the delay time t ₂ for localizing a sound image to vehicle center front is set.
[0013]
The vehicle speed sensor 18 detects the vehicle speed and inputs the detected vehicle speed to the audio processor 13. The audio processor 13 refers to the input vehicle speed and checks whether the vehicle is stopped or running at a low speed of 40 km / h or less. When the vehicle is stopped or traveling at a low speed of 40 km / h or less, the audio processor reads the delay time t ₁ from the storage area 13 d of the RAM and inputs the delay time t ₁ to the signal delay unit 19. Thus, signal delay unit 19 is time _{t 1} delays the audio signal SR 'of the R channel. As a result, the sound image is localized in front of the right passenger (driver) (the position of the sound image SIM ′ in FIG. 2B).
[0014]
On the other hand, the audio processor 13 refers to the vehicle speed, vehicle if in 40 km / h or faster running, is input to the signal delay unit 19 selects a delay time _{t 2} from the RAM storage area 13d. Thus, signal delay unit 19 is time _{t 2} delays the audio signal SR 'of the R channel. As a result, the sound image is localized in front of the center of the vehicle (the position of the sound image SIM in FIG. 2B).
As described above, since the sound image localization position is switched according to the vehicle speed, the sound can be heard from the most preferable sound image position regardless of whether the vehicle is stopped or running.
[0015]
In the above description, the sound image localization position is switched between two levels based on whether the vehicle speed is equal to or lower than 40 km / h or equal to or higher than 40 km / h. However, the vehicle speed may be divided into three or more, and the audio signal of the R channel may be delayed by a delay time corresponding to each vehicle speed to control the sound image localization position finely.
In the above description, the sound image localization position is controlled by focusing on the right front passenger (driver). However, the sound image localization position can be similarly controlled by focusing on the left front seat passenger (passenger seat).
In the above description, only the front speaker is focused, but the sound image localization control can be similarly performed in consideration of the rear speaker.
In the above, the sound image localization control in the horizontal direction has been described. However, the sound image localization control in the vertical direction can be similarly performed.
[0016]
(C) Second Embodiment FIGS. 4 and 5 are explanatory views of a second embodiment of the present invention. FCL and FCR are frequency characteristics at the listening points of left and right speakers, CR is a car, CSP is a vehicle interior acoustic space, SPL is a left speaker attached to the front left door, SPR is a right speaker attached to the front right door, and HL is a handle.
In the front right seat of a vehicle in which a speaker is attached to the front door, a large difference in frequency characteristics occurs between the right speaker SPR and the left speaker SPL due to the directional frequency characteristics of the speakers as shown in FIG. The difference becomes noticeable. Due to this difference, the localization position of the sound image becomes unnatural, and the middle and low range can be heard from the right and the middle and high range can be heard from the left.
[0017]
Therefore, when the difference in the frequency characteristics from the left and right speakers SPL and SPR is corrected using a graphic equalizer provided independently for the left and right channels, and the frequency characteristics from the left and right speakers SPL and SPR are made uniform, the sound image SIM becomes as shown in FIG. As shown, it is located in front of the passenger. This localization position is a sound image position at the time of stopping or running at low speed. When the frequency characteristics of the left and right speakers SPL and SPR are manipulated as shown in FIG. 5B using a graphic equalizer, the sound image SIM is located in the front center of the vehicle as shown in FIG. This localization position is a sound image position during high-speed running.
[0018]
FIG. 6 is a configuration diagram of a car audio device according to a second embodiment of the present invention, and the same parts as those in the first embodiment of FIG. The difference from the first embodiment is that
(1) The point that the signal delay unit 19 is deleted,
(2) Correction equalizer curves LLC and LRC for correcting the frequency characteristics of both the left and right channels are stored in the storage area 13e of the RAM 13c so that the frequency characteristics FCL and FCR from the left and right speakers at the time of low-speed running are as shown in FIG. Set points,
(3) The correction equalizer curves HLC and HRC for correcting the frequency characteristics of both the left and right channels are stored in the storage area 13e of the RAM 13c so that the frequency characteristics FCL and FCR from the left and right speakers during driving at high speed are as shown in FIG. Set points,
{Circle around (4)} L-channel / R-channel equalizer corrects the frequency characteristics according to the vehicle speed and corrects it with equalizer curves LLC, LRC; HLC, HRC to control the localization position of the sound image.
It is.
[0019]
The vehicle speed sensor 18 detects the vehicle speed and inputs the detected vehicle speed to the audio processor 13. The audio processor 13 refers to the input vehicle speed and checks whether the vehicle is stopped or running at a low speed of 40 km / h or less. When the vehicle is stopped or traveling at a low speed of 40 km / h or less, the audio processor 13 reads the L and R channel correction equalizer curves LLC and LRC at low speed from the storage area 13e of the RAM. Next, the audio processor 13 corrects the frequency characteristics of the L channel equalizer 15L and the R channel equalizer 15R which are separately set by the read correction equalizer curves LLC and LRC, and calculates the corrected L channel / R channel frequency characteristics. Set the equalizers 15L and 15R of each channel. As a result, the frequency characteristics FCL and FCR from the left and right speakers SPL and SPR become as shown in FIG. 5A, and the sound image SIM is localized in front of the occupant.
[0020]
On the other hand, if the vehicle is traveling at a high speed of 40 km / h or more, the audio processor 13 reads the L and R channel correction equalizer curves HLC and HRC at high speed from the storage area 13e of the RAM. Next, the audio processor 13 corrects the frequency characteristics of the L-channel equalizer 15L and the R-channel equalizer 15R which are separately set by the read correction equalizer curves HLC and HRC, and calculates the corrected L-channel / R-channel frequency characteristics. The equalizers 15L and 15R for each channel are set. As a result, the frequency characteristics FCL and FCR from the left and right speakers SPL and SPR become as shown in FIG. 5B, and the sound image SIM is localized in front of the center of the vehicle.
As described above, since the sound image fixed position is switched according to the vehicle speed, the sound can be heard from the most preferable sound source position regardless of whether the vehicle is stopped or running.
[0021]
(D) Third Embodiment FIG. 7 is an explanatory view of a third embodiment of the present invention, where CR is a car, CSP is a vehicle interior acoustic space, SPL is an L-channel speaker provided on a front left door, and SPR is a front. An R channel speaker provided on the right door, and HL is a steering wheel.
7A is an actual speaker arrangement diagram, FIG. 7B is an ideal speaker arrangement diagram for localizing the sound image SIM in front of the occupant when the vehicle is stopped or running at low speed, and FIG. FIG. 3 is an ideal speaker layout diagram for localizing a sound image SIM in front of the center of the vehicle during traveling.
[0022]
The transfer characteristics (impulse response) from the actual speaker position to the listening position are defined as h _L and h _R for the L channel and the R channel, respectively (FIG. 7A). The impulse response from (b)) to the listening position is defined as h _L ′ and h _R ′ for the L channel and the R channel, respectively. In such a case, L-channel, the audio signal of the R channel, ▲ 1 ▼ _{_h} L, _h inverse impulse response _h ^L -1 of _{_R,} convolving ^{h R -1,} thereafter, ▲ 2 ▼ ideal impulse response _h L ' , H _R ′, the sound image SIM can be localized in front of the occupant (FIG. 7B).
Similarly, the impulse response from the ideal speaker position (FIG. 7 (b)) to the listening position during high-speed running is defined as h _L ″ and h _R ″ for the L channel and the R channel, respectively. (FIG. 7 (c)), L-channel, the audio signal of the R channel, ▲ 1 ▼ _{_h} L, _h inverse impulse response _h ^L -1 of _{_R,} convolution and ^{h R -1,} thereafter, ▲ 2 ▼ ideal By convolving the impulse responses h _L ″ and h _R ″, the sound image SIM can be localized in front of the center of the vehicle in front of the vehicle (FIG. 7C).
[0023]
FIG. 8 is a configuration diagram of a car audio device according to a third embodiment of the present invention, and the same parts as those in the first embodiment of FIG. Reference numeral 11 denotes an audio source, 11a denotes a CD player, 11b denotes a tape player, 11c denotes an AM / FM tuner, 12 denotes an operation unit having various keys and a display unit, and 13 denotes an audio processor having a microcomputer configuration. The audio processor 13 performs selection control / volume control / equalizer control of an audio source, and performs selection control of an impulse response according to the vehicle speed. Reference numeral 14 denotes a selector for outputting L-channel / R-channel audio signals SL and SR output from the audio source selected by the operation unit, 15L denotes an L-channel graphic equalizer, 15R denotes an R-channel graphic equalizer, and 16L and 16R denote L-channels. / R channel variable amplifiers, 17L and 17R are L channel / R channel front speakers (SPL, SPR), and 18 is a vehicle speed detecting device (vehicle speed sensor) for detecting the vehicle speed of the automobile.
[0024]
Further, 21L, 21R is a digital filter, the impulse response from the real speaker positions to the listening position _h L, the inverse impulse response of _{_{^{_{^{h R h L -1, h R}}}}} -1 is set, the equalizer 15L, output from the 15R is the L / R both channels of the audio signals SL ', SR' respectively _h ^L _-1, in which convolving ^{h R -1.} 22L, 22R is a digital filter, the impulse response _{_h} L _', _h R' (FIG. 7 (b)) is set, the filter 21L, respectively _h L the output signal of the 21R ', _{h R'} in which convoluting . 23L, 23R is a digital filter, the impulse response _{_h} L _", _h R" (to FIG. 7 (c)) is set, the filter 21L, _h to the output signal of the 21R L ", _{h R"} is intended convoluting . Reference numerals 24L and 24R denote switches for selectively outputting one of the filters 22L and 23L; 22R and 23R according to the vehicle speed.
[0025]
The vehicle speed sensor 18 detects the vehicle speed and inputs the detected vehicle speed to the audio processor 13. The audio processor 13 refers to the input vehicle speed and checks whether the vehicle is stopped or running at a low speed of 40 km / h or less. When the vehicle is stopped or traveling at a low speed of 40 km / h or less, the audio processor 13 instructs the switches 24L and 24R to select the outputs of the filters 22L and 22R. Switch 24L, 24R filter 22L by the instruction, the output SL of _{^{_{22R '· h L -1 · h}}} L'
SR ′ · h _R ⁻¹ · h _R ′
Is selected and input to the speakers 17L and 17R (SPL, SPR) via the amplifier. As a result, the sound image SIM is localized in front of the occupant.
[0026]
On the other hand, if the vehicle is traveling at a high speed of 40 km or more / h, the audio processor 13 instructs the switches 24L and 24R to select the outputs of the filters 23L and 23R. Switch 24L, 24R filter 23L by the instruction, the output SL of _{^{_{23R '· h L -1 · h}}} L "
_{^{_{SR '· h R -1 · h}}} R "
Is selected and input to the speakers 17L and 17R (SPL, SPR) via the amplifier. As a result, the sound image SIM is located in front of the front of the center of the vehicle.
As described above, since the sound image localization position is switched according to the vehicle speed, the sound can be heard from the most preferable position regardless of whether the vehicle is stopped or running.
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention can be variously modified in accordance with the gist of the present invention described in the claims, and the present invention does not exclude these.
[0027]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the vehicle speed is detected and the sound image localization position is controlled based on the vehicle speed, for example, in a stopped state or a low-speed running state, the sound image is localized in front of the listener, and the high-speed running is performed. In the state, the sound image is located in front of the center of the vehicle, so that the sound image can be located at the most preferable position based on the traveling state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a first embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of the car audio device of the first embodiment.
FIG. 4 is a frequency characteristic diagram of a front right seat in the case of a front door speaker.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a sound image localization position by frequency characteristic control.
FIG. 6 is a configuration diagram of a car audio device of a second embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a third embodiment.
FIG. 8 is a configuration diagram of a car audio device of a third embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram of speaker positions in an optimal sound source position experiment.
FIG. 10 is an experimental result of an optimal sound source position.
FIG. 11 is an explanatory diagram of an optimal sound image position.
[Explanation of symbols]
VS ··· Vehicle speed detector SIMC for detecting the speed of the vehicle ··· Sound image localization position changing means FWD · · · Front window ASS · · · Passenger seat DRS · · · Driver's seat SPL · · · Front left door speaker SPR · · Front right door Speaker

Claims

In a sound image localization control method in a car audio in which speakers are arranged at a left position and a right position of a vehicle interior acoustic space,
When the vehicle speed is detected and the sound image localization position is controlled based on the vehicle speed, the sound image is located in front of the listener in a stopped state or a low-speed running state, and the sound image is located in front of the center of the vehicle in a high-speed running state. A sound image localization control method, characterized in that: