JPH01198818A - 車載音響再生装置における自動ラウドネス補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ラウドネスの聴感上の周波数特性を自動的に
補償する自動ラウドネス補償装置に関し、特に車載音響
再生装置に適用された自動ラウドネス補償装置に関する
。

背景技術 ラウドネス補償装置として、従来、種々の構成のものが
知られており、そのうちの４例について以下に説明する
。その第１の従来例は、第１３図に示すように、タップ
付音量調整ボリュームＶＲ１とＣＲフィルタ回路１とを
備えたもので、中間タップＣとボリュームＶＲ，の信号
入力端ａとの間に高音帯域補償用コンデンサＣ１が接続
され、中間タップＣとボリュームＶＲ，の他端すとの間
に低音帯域補償用コンデンサＣ２と抵抗Ｒ１が直列に接
続され、さらに低音帯域補償レベルの制限用抵抗Ｒ２が
並列に接続された構成となっている（特開昭６１−２４
８６１１号公報参照）。

第２の従来例は、第１４図に示すように、第１の従来例
と同様にタップ付音量調整ボリュームＶＲ１を備え、そ
の中間タップＣとボリュームＶＲ１の他端すとの間に共
振回路２が接続された構成となっている（特開昭５８−
２２３９０９号公報参照）。

第３の従来例は、第１５図に示すように、２チヤンネル
に対応して設けられた一対の音量調整ボリュームＶＲ，
，ＶＲ，’の他に、これらと連動する第２の調整ボリュ
ームＶＲ２を有し、この調整ボリュームＶＲ，によって
共振回路２の出力レベルを制御し、音量：Ａ整ボリュー
ムＶＲ，、ＶＲ１′の各出力信号と差動的に結合する加
算回路３．３′を備えた構成となっている（同じく、特
開昭５８−２２３９０９号公報参照）。

第４の従来例は、第１６図に示すように、入力オーディ
オ信号を２つ以上の周波数帯域に分割する複数個のフィ
ルタ４．５と、これらフィルタの内の少なくとも１つの
出力を対数圧縮する対数圧縮アンプ６と、この対数圧縮
アンプ６の出力とフラットアンプ７を経た残りのフィル
タ出力とを加算する加算回路８とを備えた構成となって
いる（実開昭６０−９５７２３号公報参照）。

これら従来例において、第１の従来例では、音ｍ：Ｊ！
ＪａボリュームＶＲＩの摺動子ｄがボリュームＶＲ，の
ｂｘｃ間では低音・高音帯域とも一定量の増加された周
波数特性で摺動し、ａ　−ｃ間ではｃ−ｄ間の抵抗値が
徐々に増加した場合、ａ−ｄ間の抵抗値が徐々に減るた
め、第１７図に示すように、徐々にフラットな周波数特
性となる。第２の実施例も同様であるが、共振回路２に
より勾配が大きく、第１８図に示すように、帯域も狭ま
っている。第３の実施例においては、音量調整ボリュー
ムＶＲ１、ＶＲ，’と連動する第２の調整ボリュームＶ
Ｒ２の摺動子ｇが、ボリュームＶＲ，。

ＶＲ，’の摺動子ｄ、ｄ’がａ、ａ’側に摺動する、す
なわち音量が大きくなるとｆ側に摺動し、共振回路２の
出力レベルが徐々に減少する。その周波数特性を第１９
図に示す。また、第４の実施例では、フィルタ４を通過
した周波数成分の信号は入力信号に対してリニアに出力
され、フィルタ５を通過した周波数成分は対数圧縮され
て上記出力と加算されるため、第２０図に示すように、
徐々にフラットな周波数特性となる。

従来のラウドネス補償装置としては、第１．第２の従来
例に示すようなタップ付音量調整ボリュームによるもの
が多く用いられていたが、この種の装置では、タップ位
置（通常は１２０度、回転式ボリュームの最大回転角３
００度）以下の小音量時は、第１７図から明らかなよう
に、中音帯域に対し低音・高音帯域が一定量の増加され
た周波数特性で変化するという欠点がある。特に、ＣＲ
フィルタ回路１を用いた第１の実施例の場合は、勾配が
６ｄ３１０ｃｔであり、２００Ｈｚ以上の周波数帯域の
レベル変動を生じるため、声音のこもりゃ中音（声音）
の引込んだ（奥まった）音質となるなど、不自然な音質
となる欠点がある。第３の従来例の如く第２の調整ボリ
ュームＶＲ２を備えた装置では、低音（若しくは、低音
・高音帯域）の増加量をボリュームＶＲ２によって徐々
に可変調整できるので上述のような欠点はないが、３〜
４連ボリユームを必要とするため、構造上のスペース効
率やボリュームの回転フィーリングが悪くなるなどの欠
点がある。

また、第４の従来例による装置では、小音量時の等感曲
線（フレッチャー・マンソンの等ラウドネス曲線）を模
した形となっていることにより、実際に聴取者が市販の
ミュージックソース等による再生音を聴く場合には、補
償量が多すぎるため不自然な音質となる欠点がある。す
なわち、市販のミュージックソースが製作される過程に
おいて、多くの場合、録音はマルチマイクによるマルチ
トラック録音され、エフェクター等により効果音質調整
され、２チヤンネルステレオの形でミックスダウンされ
る。この際、ミキサーオペレータはミキサー室にてモニ
タ再生装置を用いであるラウドネスレベルで試聴しなが
らミュージックソースを製作している訳である。このと
きのミキサーオペレータが試聴しているラウドネスレベ
ルは一般的に１００ホン位の高いレベルとなる。

ユーザはこのミュージックソースを購入し自分の音響再
生装置で聴く訳であるが、このとき、ミキサーオペレー
タがミキサー室で聴取したと略等しい音量であれば、ミ
キサーオペレータが製作したとほぼ同音質を聴取したこ
とになる（実際には、耳のラウドネス特性、室の特性或
いは音響再生装置の特性の違いがあるが、ここでは理想
条件下で論じるものとする）。しかしながら、実際の聴
取レベルはもっと小音量での聴取が多い。

ところで、純音の大きさの等感曲線として第３図に示す
ようなロビンソンーダットソン曲線があり、仮にこの等
感曲線上の１００ホンのラウドネスに対する曲線を基準
とし、この基準曲線の形状と他のラウドネスに対する等
感曲線上の形状との差分をとると、第４図に示す如くな
る。これによると、２００　Ｈｚ以下の低音帯域及び１
．　５ＫＨ２〜１０ＫＨｚの中高音帯域において、音量
が小さくなるほど音圧レベルが上昇する、すなわち耳の
感度が低下することが判る。同様に、音量が大きくなる
と、音圧レベルが減衰することから、ミキサーオペレー
タが製作した音質に略等しくするにはこの差分を補償す
る必要がある。

また、上述した４つの従来例に共通して言えることは、
上記基準曲線よりも大きい音量聴取時の補償や、車載音
響再生装置に適用した場合の走行騒音によるマスキング
に対する補償に対しては配慮がなされていない。

発明の概要 本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去すべく
なされたもので、最適なラウドネス補償を与えることに
より、ミュージックソース製作者の意図する音質を忠実
に得ることができる車載音響再生装置における自動ラウ
ドネス補償装置を提供することを目的とする。

本発明による自動ラウドネス補償装置は、等感曲線上の
特定のラウドネスに対する曲線を基準とし、この基準曲
線の形状と聴感ラウドネスに対する前記等感曲線上の曲
線の形状との差分に略等しい補償量を与えることにより
、ラウドネスの聴感上の周波数特性を自動的に補償する
装置であって、車載音響再生装置において、車輌走行時
の走行騒音によるマスキングに対する補償量をさらに与
えると共に、前記基準曲線より低い小音量時には中音帯
域に対し相対的に低音及び高音帯域の音圧レベルを増大
せしめかつ前記基準曲線よりも高い大音量時には中音帯
域に対し相対的に低音及び高音帯域の音圧レベルを減衰
せしめる構成となっている。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明による自動ラウドネス補償装置を備えた
車載音響再生装置の一例を示すブロック図である。図に
おいて、テーププレーヤ１０又はＣＤ（コンパクト・デ
ィスク）プレーヤ１１から出力される再生オーディオ信
号は切換スイッチ１２を介してプリアンプ１３に供給さ
れ、ここで前置増幅された後音量調整回路１４で音量調
整され、さらに音場補正回路１５で音場補正される。音
場補正回路１５は基準音圧となる音量セツティングにお
いて後述するラウドネス補償回路と協働して所望の伝達
特性を与える作用もなす。音場補正後のオーディオ信号
は車輌１７の車室１７ａ内の所定の位置に配設された各
スピーカ１６ａ〜１６ｃに対応したパワーアンプ１８ａ
〜１８ｃに供給される。なお、スピーカ１６ｃは超低音
用スピーカであるため、パワーアンプ１８ｃの前にロー
・パス・フィルタ（ＬＰＦ）１９が挿入されている。

かかる車載音響再生装置において、本発明による自動ラ
ウドネス補償装置は音量調整回路１４の一部を構成して
おり、その一実施例を第２図に示す。第２図において、
入力オーディオ信号はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２
０及びバンドエリミネートフィルタ（ＢＥＦ）２１に供
給され、ＢＰＦ２０では中音帯域が抽出され、２つの共
振回路からなるＢＥＦ２１では低音帯域及び高音帯域が
抽出・増幅される。ＢＥＦ２１において、低音帯域共振
回路の中心周波数をｆｌ、再生レベルをＡ１、再生帯域
をΔｆ１とし、高音帯域共振回路の中心周波数を１２、
再生レベルをＡ２、再生帯域をΔｆ２とすると、２０Ｈ
ｚ＜ｆ１≦１００Ｈｚ。

２ＫＨｚ＜ｆ２≦ｌ　ＱＫＨｚ　ＳＡ＋≧Ａ２、Δｆ１
≦２００Ｈｚ、ＩＫＨｚ≦Δｆ２となるように設定され
る。このＢＥＦ２１で抽出・増幅された低音・高音帯域
成分は対数圧縮アンプ２２で対数圧縮され、さらにリミ
ッタ回路２３において所望音量となる電圧以上で出力制
限される。このリミッタ回路２３を経た低音・高音帯域
成分はＢＰＦ２０で抽出された中音帯域成分と加算器２
４で加算されてオーディオ出力となる。

ところで、前述したように、純音の大きさの等感曲線を
示す第３図において、仮にこの等感曲線上の１００ホン
のラウドネスに対する曲線を基準とすると、この基準曲
線の形状と他のラウドネスに対する等感曲線上の形状と
の間には第４図に示すような差分がある。従って、ミュ
ージックソース製作時にミキサーオペレータがモニタに
よって聴取したと同等の音質を得るためには、上記差分
の補償を行なってやれば良いことになる。

この差分を補償するために、中音帯域成分を抽出するＢ
ＰＦ２０が設けられており、またこのＢＰＦ２０は上記
基準曲線より高い大音量時における差分を補償する、す
なわち中音帯域に対して相対的に低音帯域及び高音帯域
の音圧レベルを減衰させた周波数特性とするためにも必
要となる。次に、ＢＥＦ２１で抽出・増幅され所望の周
波数特性とされた低音・高音帯域成分は、対数圧縮アン
プ２２で対数圧縮されることにより中音帯域成分と相対
的なレベルとされる。対数圧縮アンプ２２の入出力特性
を示す第５図において、−点鎖線が中音帯域の入出力特
性であり、リニアに増加するのに対し・、実線で示す低
音・高音帯域の入出力特性は中音帯域のそれに比して緩
やかな勾配となっており、徐々に増加する。すなわち、
対数圧縮アンプ２２によって中音帯域成分と低音・高音
帯域成分との比を、入力に対して徐々に変えることがで
きる。また、リミッタ回路２３は上記基準曲線より高い
大音量時は差分の周波数特性、すなわち低音帯域、高音
帯域の減衰を与えるために設けられている。リミッタ回
路２３の入出力特性を示す第６図において、ａ点が上記
基準曲線の音量となる点であり、これ以上の入力レベル
に対して出力レベルを制限することができる。

以上動作説明した各回路の作用により、所望の周波数特
性が得られるのである。その周波数特性を第７図に示す
。

また、車輌走行時の走行騒音下における等感曲線は上述
した等感曲線とは異なる。車載音響再生装置においては
、走行騒音によるマスキングが生じるため、このマスキ
ングに対する補償も必要となる。厳密な補償を行なう場
合は、騒音レベルとソースレベルとを対比しながら補償
する必要があるが、本例においては、−膜内な乗用車の
アイドリング時（約４５ｃＢ（Ａ））から１１００Ｋ／
ｈ走行時（約７０４３（Ａ））の騒音下におけるレベル
差を補償レベルとする。上記基準曲線の音量聴取時にお
ける騒音補償曲線のレベル差分が第８図に示されており
、−点鎖線がアイドリング時の基準騒音補償曲線、実線
が１１００Ｋ／ｈ走行時の基準騒音補償曲線である。こ
のレベル差分をマスキングに対する補償量として予め第
２図の補償回路で加味して設定しておくことにより、す
なわちラウドネス補償特性を示す第９図において補償量
を斜線範囲内とすることにより、走行騒音によるマスキ
ングに対する補償がなされるので、車室内を音場とする
場合であっても、ミュージックソース製作者の意図する
音質に忠実な良好な音質が得られるのである。

なお、上記実施例では、周波数帯域を中音帯域と低音・
高音帯域とに２分割した場合について説明したが、第１
０図に示すように、ローパスフィルタ２５ａ及びバイパ
スフィルタ２５ｂを用いて周波数帯域を中音帯域、低音
帯域及び高音帯域に３分割することも可能であり、これ
によれば、各々の対数圧縮及びリミッタのレベルを任意
に設定できるという効果が得られる。なお、２６はフラ
ットアンプである。

また、車載音響装置においては、スピーカが小口径であ
ることなどによりスピーカの最低共振周波数ｆＯ以下で
！ｆ！２図のＢＥＦ２１における低音帯域共振回路によ
って超低音帯域が増幅され、この帯域成分が有害となる
ことがある。そこで、第１１図に示すように、ＢＥＦ２
１の前にバイパスフィルタ２７を挿入することにより、
システム構成上、有害となる聴感上の周波数帯域成分を
減衰できることになる。

さらにまた、Ｌ、　Ｈの２チヤンネルに対応した場合に
おいて、第１２図に示すように、低音帯域に対してのみ
補償回路を共通とし、加算器２８Ｌ。

２８ＲでＬチャンネル信号とＲチャンネル信号とを混合
する構成とすることも可能であり、これによれば、回路
構成を簡略化できるという効果が得られる。またこの場
合、低音帯域にのみリミッタ回路を備えるようにしても
良い。

発明の詳細 な説明したように、本発明による自動ラウドネス補償装
置によれば、車載音響再生装置において、基準ラウドネ
ス曲線の形状と聴感ラウドネス曲線の形状との差分に略
等しい補償量に加え、走行騒音によるマスキングに対す
る補償量をさらに与えると共に、基準ラウドネス曲線よ
り低い小音量時には中音帯域に対し相対的に低音及び高
音帯域の音圧レベルを増大せしめかつ基準ラウドネス曲
線よりも高い大音量時には中音帯域に対し相対的に低音
及び高音帯域の音圧レベルを減衰せしめることにより、
音量の大小に拘らず最適なラウドネス補償を効果的に与
えることができるので、車室内を音場とする場合であっ
ても、ミュージックソース製作者の意図する音質を忠実
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動ラウドネス補償装置を備えた
車載音響再生装置の一例を示すブロック図、第２図は本
発明の一実施例を示すブロック図、第３図は等感曲線と
してのロビンソンーダットソンの等ラウドネス曲線を示
すグラフ、第４図は等感曲線の基準曲線に対する形状差
分を示すグラフ、第５図は第２図における対数圧縮アン
プの入出力特性図、第６図は第２図におけるリミッタ回
路の入出力特性図、第７図はマスキング補償を与える前
のラウドネス補償を示す周波数特性図、第８図は基準曲
線の音量聴取時における騒音補償曲線のレベル差分を示
すグラフ、第９図は本発明によるラウドネス補償を示す
周波数特性図、第１０図〜第１２図は本発明によるの他
の実施例を示すブロック図、第１３図〜第１６図は第１
〜第４の従来例を示す構成図、第１７図〜第２０図は第
１〜第４の従来例の各々の周波数特性図である。 主要部分の符号の説明 １０・・・・・・テーププレーヤ １１・・・・・・ＣＤプレーヤ　１４・・・・・・音量
調整回路１５・・・・・・音場補正回路 １６ａ〜１６ｃ・・・・・・スピーカ ２０・・・・・・バンドパスフィルタ ２１・・・・・・バンドエリミネートフィルタ２２・・
・・・・対数圧縮アンプ ２３・・・・・・リミッタ回路 出願人　　　パイオニア株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）等感曲線上の特定のラウドネスに対する曲線を基
   準とし、この基準曲線の形状と聴感ラウドネスに対する
   前記等感曲線上の曲線の形状との差分に略等しい補償量
   を与える補償回路を備え、ラウドネスの聴感上の周波数
   特性を自動的に補償する自動ラウドネス補償装置であっ
   て、前記補償回路は、車輌走行時の走行騒音によるマス
   キングに対する補償量をさらに与えると共に、前記基準
   曲線より低い小音量時には中音帯域に対し相対的に低音
   及び高音帯域の音圧レベルを増大せしめかつ前記基準曲
   線よりも高い大音量時には中音帯域に対し相対的に低音
   及び高音帯域の音圧レベルを減衰せしめることを特徴と
   する車載音響再生装置における自動ラウドネス補償装置
   。
2. （２）前記補償回路は、入力オーディオ信号の中音帯域
   を抽出する第１のフィルタと、前記入力オーディオ信号
   の低音及び高音帯域を抽出する第２のフィルタと、この
   第２のフィルタの出力を対数圧縮する対数圧縮回路と、
   この対数圧縮回路の出力レベルを制限するリミッタ回路
   と、このリミッタ回路の出力と前記第１のフィルタの出
   力とを加算する加算回路とを含むことを特徴とする請求
   項１記載の車載音響再生装置における自動ラウドネス補
   償装置。