CN101491118B - 扬声器系统 - Google Patents

Abstract

公开了扬声器系统，它能够对多个听者同时提供不使他们感到不适感的收听环境。扬声器系统(100)包括：驱动电机(111)～(113)、(121)～(123)以及用于驱动它们的电机驱动单元130，至少驱动第一R声道扬声器(101)，以在第一R声道扬声器(101)的指向轴与第二R声道扬声器(102)的指向轴的交点的垂直二等分面中，包含当前的第一收听位置，并且至少驱动第四L声道扬声器(104)，以在第三L声道扬声器(103)的指向轴与第四L声道扬声器(104)的指向轴的交点的垂直二等分面中，包含当前的第二收听位置。

Description

扬声器系统

技术领域

本发明涉及包括一对扬声器单元的扬声器系统，每个扬声器单元至少包括两个扬声器。

背景技术

作为以往的扬声器系统，例如有具备L声道扬声器单元、R信道扬声器单元以及中央扬声器单元的扬声器系统(例如，参照专利文献1)。上述三个扬声器单元分别配置在车辆的驾驶座和副驾驶座的前方中央。对于L声道扬声器单元，使其水平方向的指向轴为以车的行驶方向为基准，逆时钟旋转了的方向，且使其垂直方向的指向轴为相对于车辆的行驶方向倾斜了规定的角度的方向。对于R声道扬声器单元，使其水平方向的指向轴为以车辆的行驶方向为基准，顺时钟旋转了的方向，且使其垂直方向的指向轴为相对于车辆的行驶方向倾斜了规定的角度的方向。中央扬声器单元输出将L声道信号的反相信号即-L信号与R声道信号的反相信号即-R信号相加的-L-R信号。

[专利文献1]日本专利公开第2004-289341号公报

发明内容

本发明需要解决的问题

在以往的这种车载扬声器系统中，传到驾驶座上的听者为止的L声道信号的路径长度和R声道信号的路径长度之间产生差异(路径长度差)，因此传到听者时，两个声道信号之间产生了相位差以及延迟。对于副驾驶座上的听者，情况是一样的。因此有由于上述的相位差和延迟，使得各个听者在收听音频时感到不适感的问题。

鉴于上述问题而提出本发明，其目的为提供扬声器系统，能够对多个听者同时提供不使他们感到不适感的收听环境。

解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的扬声器系统采用的结构包括：第一扬声器 单元，其中包括用于输出可在第一收听位置收听的声音的第一扬声器，以及用于输出可在第二收听位置收听的声音的第二扬声器；第二扬声器单元，其中包括用于输出可在第一收听位置收听的声音的第三扬声器，以及用于输出可在第二收听位置收听的声音的第四扬声器；以及驱动单元，至少驱动所述第一扬声器，以在对于连结了所述第一扬声器和所述第二扬声器的线的垂直二等分面中，包含当前的第一收听位置，并且至少驱动所述第四扬声器，以在对于连结了所述第三扬声器和所述第四扬声器的线的垂直二等分面中，包含当前的第二收听位置。

本发明的有益效果

上述扬声器系统中，如上所述，至少驱动第一扬声器和第四扬声器。其结果，能够容易地向位于第一收听位置的听者和位于第二收听位置的听者，同时提供既没有相位差也没有延迟的音响。这样，根据本发明，能够提供扬声器系统，该系统能够对多个听者同时提供不使他们感到不适感的收听环境。

附图说明

图1是搭载本发明实施方式1的扬声器系统的车辆内部的俯视图。

图2是上述实施方式1的扬声器系统的整体结构图。

图3是用于说明上述实施方式1的扬声器系统的扬声器单元和听者的配置的俯视图。

图4是用于说明上述实施方式1的扬声器系统的扬声器单元的朝向与听者的位置关系的模式图。

图5是用于说明上述实施方式1的扬声器系统的听者的位置在前后方向上变化时的、扬声器单元与听者的位置关系的模式图。

图6是用于说明上述实施方式1的扬声器系统的听者的位置在左右方向上变化时的、扬声器单元与听者的位置关系的模式图。

图7是用于说明上述实施方式1的扬声器系统的听者的位置在上下方向上变化时的扬声器的指向轴的图。

图8是用于说明上述实施方式1的扬声器系统的听者的位置在左右方向上变化时的、扬声器单元与听者的位置关系的斜视图。

图9是用于说明上述实施方式1的扬声器系统的扬声器和扬声器单元的动作的模式图。

图10是用表来表示上述实施方式1的扬声器系统的与听者的位置的变化对应的“旋转″、“张开角”以及“仰角”的控制内容的图。

图11是用于说明在距上述实施方式1的扬声器系统的两个声源等距离的面上所形成的无效(Null)面的图。

图12是用于说明在距上述实施方式1的扬声器系统的两个声源等距离的面上所形成的无效面的图。

图13是用于说明在上述实施方式1的扬声器系统中没有仰角差的状态下的扬声器的无效面的图。

图14是用于说明在上述实施方式1的扬声器系统中有仰角差的状态下的扬声器的无效面的图。

图15是用于说明上述实施方式1的扬声器系统的、由于相位差产生的路径差的校正的图。

图16是用于说明适用于上述实施方式1的扬声器系统的调整方法的模式图。

图17是用表来表示上述实施方式1的扬声器系统的与听者的位置(头部的位置)的变化对应的仰角差的控制内容的图。

图18是表示上述实施方式1的扬声器系统的自动调整处理的流程图。

图19是搭载本发明实施方式2的扬声器系统的车辆内部的俯视图。

图20是上述实施方式2的扬声器系统的整体结构图。

图21是表示上述实施方式2的扬声器系统的自动调整处理的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

图1是本发明实施方式1的扬声器系统100以及搭载该系统的车辆内部的俯视图，图2是表示图1所示的扬声器系统100以及其周围的结构的方框图。

在图1和图2中，扬声器系统100具备第一R声道扬声器101、第二R声道扬声器102、第三L声道扬声器103以及第四L声道扬声器104，它们分别输出中高频(约200Hz～20kHz)的音响。

第一R声道扬声器101在初始状态被配置在车辆的驾驶座的大致正面(例 如，仪表板200内或仪表板200上)，输出基于来自声源的R声道信号的正相信号(以下称为“正相信号(R)”)的音响。

第二R声道扬声器102在初始状态被配置在以第一假想面为基准与第一R声道扬声器101形成镜面对称且驾驶座的大致正面的位置，输出基于反相信号(以下称为“反相信号(R)”)的音响，该反相信号相对于上述正相信号(R)反转了相位。

在以下说明中，将上述第一假想面称为第一基准面c。在本实施方式中，该第一基准面c为，与车辆的纵中心面e几乎平行且包含坐在驾驶座上的听者的收听位置(以下称为第一收听位置)的、而且通过第一R声道扬声器101与第二R声道扬声器102的中间点的面。另外，在本实施方式中，作为例示，第一收听位置被预先确定，是坐在驾驶座的听者的头部附近。

第三L声道扬声器103在初始状态被配置在驾驶座相邻的副驾驶座的大致正面(例如，仪表板200内或仪表板200上)，输出基于与上述同一声源的L声道信号的正相信号(以下称为正相信号(L))的音响。

第四L声道扬声器104在初始状态被配置在以第二假想面为基准与第三L声道扬声器103形成镜面对称且副驾驶座的大致正面的位置，输出基于反相信号(以下称为反相信号(L))的音响，该反相信号相对于上述正相信号(L)反转了相位。

在以下说明中，将上述第二假想面称为第二基准面d。在本实施方式中，该第二基准面d为，与车辆的纵中心面e几乎平行且包含坐在副驾驶座上的听者的收听位置(以下称为第二收听位置)的、而且通过第三L声道扬声器103与第四L声道扬声器104的中间点的面。另外，在本实施方式中，作为例示，第二收听位置被预先确定，是坐在副驾驶座的听者的头部附近。

如上述，第一R声道扬声器101输出基于正相信号(R)的音响，第二R声道扬声器102输出基于反相信号(R)的音响。由此，在第一基准面c上和其周围，基于正相信号(R)的音响与基于反相信号(R)的音响相互抵消，使得坐在驾驶座上的听者感觉到音响仿佛不是从正面输出的。以下，将基于正相信号的音响与基于其反相信号的音响相互抵消的面，称为无效(Null)面。关于该无效面，将在后面使用图11至图14叙述。在图1中，第一基准面c就是基于正相信号(R)的音响与基于反相信号(R)的音响相互抵消的无效面。在听者位于无效面时，听觉上仿佛感觉不到设置在听者的几乎正面的扬声器，而感觉到 从左右的扬声器(其中一方为虚像)输出声音。第三L声道扬声器103和第四L声道扬声器104也产生相同的现象，从而使坐在副驾驶座上的听者感到音响没有从自己的正面输出。在图1中，第二基准面d就是基于正相信号(L)的音响与基于反相信号(L)的音响相互抵消的无效面。

第一R声道扬声器101和第二R声道扬声器102作为一对而构成驾驶座侧的扬声器单元SP1，第三L声道扬声器103和第四L声道扬声器104作为一对而构成副驾驶座侧的扬声器单元SP2。也就是说，扬声器单元SP1和SP2分别被配置在仪表板200的驾驶座侧和副驾驶座侧。另外，第一R声道扬声器101和第三L声道扬声器103构成用于驾驶座侧的听者(驾驶者)的扬声器，而第二R声道扬声器102和第四L声道扬声器104构成用于副驾驶座侧的听者的扬声器。

另外，第一R声道扬声器101中设置了驱动电机111和驱动电机112，驱动电机111用于改变相对于第一基准面c的角度(以下称为“张开角”)，驱动电机112用于至少改变第一R声道扬声器101的指向轴相对于第二R声道扬声器102的指向轴的、铅垂方向的角度之差(以下称为“仰角差”)。扬声器单元SP1中设置了驱动电机113，用于在第一R声道扬声器101的指向轴与第二R声道扬声器102的指向轴之间的仰角差保持为一定的状态下，同时改变相对于扬声器单元SP1的设置面的、第一R声道扬声器101的指向轴的方向以及第二R声道扬声器102的指向轴的方向。这样，在扬声器单元SP1中，仅对第一R声道扬声器101设置了用于改变张开角的驱动电机111，以及用于改变上述的仰角差的驱动电机112，而不对第二R声道扬声器102设置用于改变张开角和仰角差的驱动电机。另外，可以用驱动电机113来改变整个扬声器单元SP1的仰角。

同样地，第四L声道扬声器104中设置了驱动电机121和驱动电机122，驱动电机121用于改变相对于第二基准面d的角度(张开角)，驱动电机122用于至少改变第四L声道扬声器104的指向轴相对于第三L声道扬声器103的指向轴的、铅垂方向的角度之差(仰角差)。扬声器单元SP2中设置了驱动电机123，用于在第四L声道扬声器104的指向轴与第三L声道扬声器103的指向轴之间的仰角差保持为一定的状态下，同时改变相对于扬声器单元SP2的设置面的、第四L声道扬声器104的指向轴的方向以及第三L声道扬声器103的指向轴的方向。这样，在扬声器单元SP2中，仅对第四L声道扬 声器104设置了用于改变张开角的驱动电机121，以及用于改变仰角差的驱动电机122，而不对第三L声道扬声器103设置用于改变张开角和仰角差的驱动电机。另外，可以用驱动电机123来改变整个扬声器单元SP2的仰角。上述驱动电机111至113以及121至123例如由步进电机构成，可以进行精细的控制。

关于上述的张开角、仰角差以及仰角，将在后面使用图9至图14以及图16来叙述。

另外，图1和图2中，扬声器系统100包括：电机驱动单元130，它驱动用于改变张开角的驱动电机111和121、用于改变仰角差的驱动电机112和122以及用于改变扬声器单元SP的仰角的驱动电机113和123；以及音响处理单元141，对来自声音输入单元140的两声道信号进行信号处理，从而生成上述的正相信号(R)、反相信号(R)、正相信号(L)以及反相信号(L)，所述声音输入单元140输入由两声道(L声道和R声道)信号构成的音响源。

音响处理单元141所生成的正相信号(R)、反相信号(R)、正相信号(L)和反相信号(L)被输出到第一R声道扬声器101、第二R声道扬声器102、第三L声道扬声器103以及第四L声道扬声器104。

声音输入单元140为，从CD播放机、DVD播放机、MD播放机、录音带播放机、收音机、电视机、使用半导体存储器的音频机器等音频机器，或者如麦克风那样的语音输入装置输入音响源的输入端子。另外，声音输入单元140也可以是音频机器或语音输入装置本身。

另外，音响处理单元141还具备未图示的延迟器，通过该延迟器，可以对第一R声道扬声器101和第二R声道扬声器102的输出，或者对第三L声道扬声器103和第四L声道扬声器104的输出，分别附加相位差(延迟)。通过调整相位差(延迟)，能够调整左右路径差所造成的声音的不同步。

在图2中，车辆具备：控制单元150，基于多个听者的收听位置，对扬声器系统100进行张开角等的控制；以及位置检测单元160，接收来自用于检测座椅的前后位置和倾斜角度的接点开关161和162的信号，检测座椅上的听者的头部位置。

控制单元150包括微处理器，通过执行在后面参照图18叙述的控制程序，获得来自位置检测单元160的听者的头部位置信息，然后参照在未图示的存储媒体(例如半导体存储器)中所存储的各种设定信息和表，根据当前的收听位 置，将用于调整扬声器101至104的张开角和仰角差以及扬声器单元SP1和SP2的仰角的控制命令，输出到电机驱动单元130，并且将用于调整扬声器101至104的输出音量和扬声器101至104的输出音的相位的控制信号，输出到音响处理单元141。电机驱动单元130根据上述控制命令，精细地控制所对应的驱动电机的驱动量，将扬声器101至104的张开角和仰角差以及扬声器单元SP1和SP2的仰角，改变为目标值。另外，音响处理单元141根据来自控制单元150的控制信号，改变扬声器101至104的输出音量以及这些扬声器101至104的输出音的相位。另外，此时，为了调整由于上述的张开角、仰角差和仰角的调整所造成的声压电平和相位的偏差，通过音响处理单元141进行音量和相位的控制。

另外，控制单元150是，用于控制扬声器系统100的控制装置，可以设置在扬声器系统100的外部，也可以安装在其内部。或者也可以安装在汽车音频机器等音频机器中。此时，由车载音频机器等音频机器的控制单元执行控制程序，关于控制程序将在后面用图18叙述。

另外，在本实施方式中，位置检测单元160基于来自设置在座椅中的接点开关161和162的检测信号，检测当前的收听位置(例如，听者的头部的位置)。基于座椅位置检测听者的头部位置的方法有成本低且易于执行的优点。另外，在图2中，虽然仅图示了一个座椅中的接点开关161和162，但实际上在驾驶座和副驾驶座中分别设置接点开关161和162的一组开关。也就是说，基于从驾驶座侧的接点开关161和162输出的检测信号，检测当前的第一收听位置，而基于来自副驾驶座侧的接点开关组的检测信号，检测当前的第二收听位置。

另外，也可以采用如下的结构，即，例如设置用于摄像听者的头部附近的相机，以及基于该摄像图像对头部和耳朵的位置进行图像识别的图像处理单元代替位置检测单元160，从而直接检测听者的头部和耳朵的位置。

[扬声器和扬声器单元的基本设置]

第一R声道扬声器101和第二R声道扬声器102以下述的张开角和仰角安装在仪表板200的驾驶座侧。同样地，第三L声道扬声器103和第四L声道扬声器104以下述的张开角和仰角安装在仪表板200的副驾驶座侧。

(1)第一扬声器单元SP1被配置在如下的位置，也就是说，第一R声道扬声器101的指向轴与第二R声道扬声器102的指向轴构成的张开角的二等分 线170的延长线与车辆的纵中心面e几乎平行且通过第一收听位置的位置。另外，二等分线170的延长线被包含于正相信号(R)和其反相信号(R)相互抵消的第一基准面c。同样地，第二扬声器单元SP2被配置在如下的位置，也就是说，第三L声道扬声器103的指向轴与第四L声道扬声器104的指向轴构成的张开角的二等分线180的延长线与车辆的纵中心面e几乎平行且通过第二收听位置的位置。二等分线180的延长线被包含于正相信号(L)和其反相信号(L)相互抵消的第二基准面d。由此，第一R声道扬声器101和第二R声道扬声器102被配置在驾驶者的前方几乎正面，第三L声道扬声器103和第四L声道扬声器104被配置在副驾驶座的听者的前方几乎正面。因此，如上述，坐在驾驶座和副驾驶座的各个听者感觉到音响仿佛不是从自己的正面输出的。

(2)决定第一扬声器单元SP1的位置，以使从第一R声道扬声器101直到通过右侧车窗玻璃210反射到驾驶者的右耳为止的音响的路径171的距离与从第三L声道扬声器103直接传到驾驶者的左耳为止的音响的路径172的距离相同。同样决定第二扬声器单元SP2的位置，以使从第二R声道扬声器102直接传到副驾驶座的听者的右耳为止的音响的路径173的距离与从第四L声道扬声器104，直到通过左侧车窗玻璃220反射到驾驶者的左耳为止的音响的路径174的距离相同。

(3)第一扬声器单元SP1和第二扬声器单元SP2被配置在相对于包含车辆的纵中心线的纵中心面e彼此形成镜面对称的位置上。

这里，有时由于车内的大小、座椅的位置或仪表板的形状等，并不一定满足上述(1)至(3)的所有配置条件。此时，为了尽可能满足上述(1)至(3)的配置条件，对第一R声道扬声器101、第二R声道扬声器102、第三L声道扬声器103和第四L声道扬声器104的配置和方向进行调整而安装。听觉上较为重要的条件是，上述(2)的、使通过车窗玻璃210和220的反射音传到听者的路径的距离与直接音传到听者的路径的距离成为等距离的条件。为了使该条件优先，可以采用如下的方法：在仪表板200上，将第一R声道扬声器101和第二R声道扬声器102，以及第三L声道扬声器103和第四L声道扬声器104，从驾驶者或副驾驶座的听者的前方正面，向左右或前后方向稍微移动而配置。此时，第一R声道扬声器101、第二R声道扬声器102、第三L声道扬声器103和第四L声道扬声器104可以不正对向驾驶座侧的听者(驾驶者) 和副驾驶座侧的听者。

满足上述(1)和(2)的配置条件，在仪表板200上适当地配置第一R声道扬声器101、第二R声道扬声器102、第三L声道扬声器103和第四L声道扬声器104时，驾驶者不是听到来自第一R声道扬声器101的直接音，而是听到车窗玻璃210的反射音。因此，听者感觉到仿佛从车外右侧前方的第一R声道扬声器101的虚像105传来基于正相信号(R)的音响。坐在驾驶座的听者感受到，该第一R声道扬声器101的虚像105仿佛位于以第一基准面c为基准与第三L声道扬声器103对称的位置。通过听到这样的、该来自第一R声道扬声器101的虚像105的音响以及来自第三L声道扬声器103的音响，坐在驾驶座的听者在扬声器的设置上限制很大的车辆这狭窄空间中，能够听到具有富有立体声感的音响。

第二扬声器单元SP2被配置在以车辆的纵中心面e为基准与第一扬声器单元SP1对称的位置上，因此副驾驶座侧的听者也认为车外左侧前方有第四L声道扬声器104的虚像106。因此，与坐在驾驶座的听者同样，坐在副驾驶座的听者也能够听到富有立体声感的音响。

如上所述，扬声器系统100具备：扬声器单元SP1，它由放射R声道信号的正相信号的第一R声道扬声器101和放射R声道信号的反相信号的第二R声道扬声器102构成；以及扬声器单元SP2，它由放射L声道信号的正相信号的第三L声道扬声器103和放射L声道信号的反相信号的第四L声道扬声器104构成。其中，关于扬声器单元SP1，第一R声道扬声器101与第二R声道扬声器102按下述方式配置：相对于包含驾驶者的当前的第一收听位置的第一基准面c形成镜面对称，并且从第一R声道扬声器101输出的音响通过车窗玻璃210反射到第一收听位置。扬声器单元SP2被配置在以车辆的纵中心面e为基准与第一扬声器单元SP1形成镜面对称的位置上，第三L声道扬声器103与第四L声道扬声器104按下述方式配置：相对于包含副驾驶座上的同乘者的收听位置即当前的第二收听位置的第二基准面d，形成镜面对称，并且从第四L声道扬声器104输出的音响通过车窗玻璃220反射而到达第二收听位置。

同时，第一R声道扬声器101和第三L声道扬声器103被配置在如下的位置：使第一R声道扬声器101的输出音响通过车窗玻璃210反射而到达第一收听位置的距离与第三L声道扬声器103的输出音响直接到达第一收听位 置的距离相同。第二R声道扬声器102和第四L声道扬声器104也被配置成与第一R声道扬声器101和第三L声道扬声器103同样的位置关系。

由此，能够对各个听者提供实质上没有相位差和延迟的R声道侧的音响和L声道侧的音响。各个听者在收听音频时不会感到不适感。另外，与坐在驾驶座的听者同样，坐在副驾驶座的听者也能够听到更富有立体声感的音响。

[扬声器和扬声器单元的详细配置]

图3是用于说明扬声器单元和听者的配置的俯视图，例示驾驶座侧的扬声器单元SP1和驾驶座侧的听者(驾驶者)P1的位置关系。

如图3所示，扬声器单元SP1几乎正对驾驶座侧的听者P1。另外，对第一R声道扬声器101的指向轴附加了参照标号“a”，该扬声器101放射基于正相信号(R)的音响，对第二R声道扬声器102的指向轴附加了参照标号“b”，该扬声器102放射基于反相信号(R)的音响。对前述的第一基准面附加了参照标号“c”。第一基准面c就是基于正相信号(R)的音响与基于反相信号(R)的音响相互抵消的无效面。另外，将指向轴a与第一基准面c所成的角度设为rv1、将指向轴b与第一基准面c所成的角度设为rv2时，为了获得使坐在驾驶座的听者P1感受到音响仿佛不是从自己的正面输出的效果，要满足下式(1)的条件。

rv1＝rv2        式(1)

另外，只要满足上述式(1)，扬声器单元SP1就不需如图3所示地正对听者P1。

以上说明了驾驶座侧的扬声器单元SP1与驾驶座侧的听者(驾驶者)P1的配置，副驾驶座侧的听者与副驾驶侧的扬声器单元SP2、即正相信号(L)与反相信号(R)的配置也一样。

图4是用于说明扬声器单元的方向和听者的位置关系的模式图，例示驾驶座侧的扬声器单元SP1与驾驶座侧的听者(驾驶者)P1和副驾驶座侧的听者P2的位置关系。

在图4中，驾驶座侧的扬声器单元SP1被设置在图1所示的仪表板200上。另外，图4的反射面A是图1的车窗玻璃210。用X和Y表示车内空间。在车内空间的宽度X中，以反射面A为基点，假设驾驶座侧的扬声器单元SP1为距离x3，驾驶座侧的听者P1为距离x1，副驾驶座侧的听者P2为距离x2。还有，在车内空间的纵深Y中，以扬声器单元SP1为基点，假设驾驶座 侧的听者P1为距离y1，副驾驶座侧的听者P2也以扬声器单元SP1为基点，假设为距离y2。

对从构成扬声器单元SP1的第一R声道扬声器101输出的音响(正相信号(R))通过反射面A反射而到达驾驶座侧的听者P1的路径，附加参照标号α(参照虚线部分)，而对从第二R声道扬声器102输出的音响(反相信号(R))直接到达副驾驶座侧的听者P2的路径，附加参照标号β(参照虚线部分)。另外，在图4的情况下，如图3的说明中所述，扬声器单元SP1几乎正对驾驶座侧的听者P1，对于驾驶座侧的听者P1来说，从第一R声道扬声器101和第二R声道扬声器102放射的音响在第一基准面c附近相互抵消，坐在驾驶座的听者P1感觉到，音响仿佛不是从自己的正面输出的。

在车内空间X，Y中，驾驶座侧的听者P1的距离y1与副驾驶座侧的听者P2的距离y2相同，而且从扬声器单元SP1的第一R声道扬声器101通过反射面A反射而到达驾驶座侧的听者P1的路径α与从第二R声道扬声器102直接到达副驾驶座侧的听者P2的路径β的距离相同时，其关系如下。

条件1：y1＝y2＝y

条件2：路径α＝路径β

路径α＝((x1+x3)²+(y1)²)^0.5    ...式(2)

路径β＝((x2-x3)²+(y2)²)^0.5    ...式(3)

从条件2和上述式(2)及(3)，可以导出下式(4)，通过将条件1代入式(4)而求解x3，则得到式(5)。

((x1+x3)²+(y1)²)^0.5＝((x2-x3)²+(y2)²)^0.5    ...式(4)

x3＝0.5*(x2-x1)                      ...式(5)

根据上述式(5)，扬声器单元SP1配置在距离反射面A为x3的位置、即距反射面A相当于两个听者P1与P2之间的距离的1/2的位置即可。

以上是驾驶座侧的扬声器单元SP1与驾驶座侧的听者P1和副驾驶座侧的听者P2的配置，副驾驶座侧的扬声器单元SP2的配置也一样。

只要实现图4所示的配置，就能够提供不使听者P1和P2感到不适感的收听环境。然而，图4是听者P1和P2不移动时的例子，如果听者P1和P2的头部位置(以下称为听者的位置，或者简单的称为听者P1和P2)在前后方向或左右方向上移动，则会偏离上述的最合适的收听位置，有时使得听到来自本扬声器系统100的音响的听者P1和P2感到不适感。具体而言，听者的位 置从无效面(基于正相信号的音响与基于其反相信号的音响相互抵消的面)偏离时，从本来应该在听觉上不存在的扬声器单元听到声音，丧失左右的扬声器(其中一方为虚像)所提供的立体声感。另外，移动前和移动后的音量电平，以及左和右的音量电平产生差异，这也会引起不适感。

例如，在图1的扬声器系统100中，驾驶者或者坐在副驾驶座的听者如图2所示那样地前后移动座椅或者改变靠背角度时，驾驶者或者坐在副驾驶座的听者的头部前后移动，所以收听位置也前后移动。由于上述的背景，本扬声器系统100在听者的位置改变时，检测当前的第一收听位置和/或第二收听位置，基于检测结果，对扬声器101至104的张开角和仰角差以及扬声器单元SP1和SP2的仰角(以下称为扬声器101至104的朝向等)进行自动调整。下面进行详细的说明。

[收听位置的自动调整]

[调整要素]

在听者的位置移动时，为了调整各个扬声器101至104的朝向等，必须关注以下列举的要素。

1.在前后方向上变化时

·无效面的偏离(小)

·扬声器的指向轴的变化(中)

·通过反射面反射而到达听者为止的路径长度的变化(小)

2.在左右方向上变化时

·无效面的偏离(大)

·扬声器的指向轴的变化(小)

·通过反射面反射而到达听者为止的路径长度的变化(大)

3.在上下方向上变化时

·扬声器的指向轴的变化

另外，上述1至3是，从使音响通过反射面反射而传到听者的一方扬声器(例如，第一R声道扬声器101)看时的要素。除去无效面的偏离之外的、扬声器的指向轴的变化、路径长度的变化和左右路径差的变化引起音量的变化。另外，上述的扬声器的音量的变化波及与另一方扬声器(例如，第三L声道扬声器103)之间的音量差，该另一方扬声器将音响直接传到听者。

图5是用于说明听者的位置在前后方向上变化时的、扬声器单元与听者 的位置关系的模式图。图6是用于说明听者的位置在左右方向上变化时的、扬声器单元与听者的位置关系的模式图。图中的●表示听者P1和P2，P1’表示听者P1的移动后的位置。另外，连结扬声器单元与听者的实线表示，从扬声器单元到听者为止的路径。但是，该实线不代表扬声器的指向轴。另外，图中的粗虚线表示变化前的无效面，图中的粗点划线表示变化后的无效面。

首先，说明听者P1的位置在前后方向上变化时的上述要素(即，“无效面的偏离”、“扬声器的指向轴的变化”以及“通过反射面反射到听者为止的路径长度的变化”)。

如图5所示，驾驶座侧的听者(驾驶者)P1向前移动了，位于P1’的位置。副驾驶座侧的听者P2没有移动。向前移动时，从扬声器到听者P1为止的左右的路径长度相等的无效面(基于正相信号的音响与基于其反相信号的音响相互抵消的面)也向前移动。从无效(Null)轴来看该无效面的移动时，无效轴的角度有了变化(参照图中的粗虚线→粗点划线)。左右的路径差不变。而且，扬声器的指向轴从听者P1’的中央偏离，由此左右扬声器向听者发出扬声器特性较低的区域的声音。这样，在听者P1前后移动时，需要对“无效面的偏离”和“扬声器的指向轴的变化”进行调整。

接着，说明听者P1的位置在左右方向上变化时的上述要素。

如图6所示，听者P1向左移动，位于P1’的位置。听者P2没有移动。在左右移动时，从扬声器到听者P1为止的左右的路径长度有较大的变化，产生左右路径差，而且无效面也向左或右较大地移动。从无效轴来看该无效面的移动，无效轴的角度有了较大的变化(参照图中的粗虚线→粗点划线)。而且，扬声器的指向轴从听者P1’的中央偏离。因此，在听者P1左右移动时，需要分别对“无效面的偏离”、“扬声器的指向轴的变化”以及“路径长度的变化”进行调整。尤其是“无效面的偏离”与前后变化时相比相当大，需要进行充分的调整。

图7A和图7B是用于说明听者的位置在上下方向上变化时的扬声器的指向轴的图，图7A是从水平方向看的图，图7B是从垂直方向看的图。在图7A中，听者P0表示扬声器的指向轴301的中心(扬声器特性最佳)位置，听者P1和P2表示由于听者的上下移动从指向轴301的中心偏离的位置。另外，如图7B所示，即使听者的位置在上下方向上移动，但垂直方向的车窗玻璃210没有变化，因此只要调整仰角即可。

图8是用于说明听者的位置在左右方向上变化时的、扬声器单元与听者的位置关系的斜视图。图中的P0至P2表示听者的位置，P0表示听者的原来的位置，P1和P2表示听者左右移动后的听者的位置。在图8中，听者位置左右(X轴方向)变化时，通过车窗玻璃(Y轴方向)反射的，分别连结扬声器与P0、P1和P2的最短的路径311形成在用虚线围着的面312上，所以仰角不发生变化。

[调整方法]

对上述的无效面的偏离、扬声器的指向轴的变化、路径长度的变化以及左右路径差的变化，首先通过扬声器和扬声器单元的动作(用驱动电机的驱动系统)进行调整。对于扬声器和扬声器单元的调整有，“旋转”、“张开角”、“仰角差”和“仰角”调整。另外，对无法通过扬声器和扬声器单元的动作进行调整的音量变化和音量差，通过扬声器的信号处理(音响处理单元141的信号处理系统)进行调整。换言之，通过扬声器的信号处理，对通过扬声器和扬声器单元的动作进行调整后还残留的音量变化和音量差进行调整。

首先说明“旋转”、“张开角”、“仰角差”和“仰角”的调整。

图9A至图9D是用于说明扬声器和扬声器单元的动作的模式图。这里以扬声器单元SP1为例，但扬声器单元SP2也同样。

如图9A所示，通过旋转调整，使整个扬声器单元SP1以点O为中心，向右旋转或向左旋转。通过驱动电机712(参照图20)，可以改变理论上实现消声的无效面的方向。

如图9B所示，通过张开角调整，在维持相对于基准面401的镜面对称的状态下，将驱动电机111驱动，扩大或缩小第一R声道扬声器101和第二R声道扬声器102的指向轴与基准面401之间的角度，从而能够改变通过车窗玻璃反射而到达听者的路径和角度。

如图9C所示，仰角差是指，扬声器单元SP1的第一R声道扬声器101的指向轴411和第二R声道扬声器102的指向轴412的、与水平面402构成的角度(以下称为仰角)之差。用驱动电机112驱动扬声器来调整仰角差，则能够将无效面从相对于水平面402垂直的状态，倾斜到具有规定的角度的状态，从而能够改变无效面的朝向。这里，能够改变无效面的朝向的方法只有上述的用旋转调整的方法以及用仰角差调整的方法。在本实施方式中，用仰角差调整来调整无效面的朝向，而在后述的实施方式2中用旋转调整来调整无效 面的朝向。另外，基于仰角差调整的无效面的控制比较复杂，用图11至图14进行补充说明。

如图9D所示，仰角调整是，在将扬声器单元SP1的第一R声道扬声器101的指向轴411与第二R声道扬声器102的指向轴412(图9D中未图示)之仰角差保持为一定的状态下，将与水平面402构成的双方的仰角403扩大或缩小，由此能够改变通过车窗玻璃反射而到达听者的路径以及角度。作为上述的将仰角差保持为一定的状态下改变仰角的方法，通过驱动电机113驱动整个扬声器单元SP1。

图10是用表格来表示与听者的位置(头部的位置)的变化对应的“旋转”、“张开角”和“仰角”的控制内容的图，以驾驶座(右座椅)的听者P1为例。另外，这是用“旋转”来控制无效面的朝向的例子，所以未示出“仰角差”。

图10中，例如听者位置从原来的位置向“前”移动时，进行“向左”旋转、“扩大”张开角、“扩大”仰角的控制。同样，听者的位置从原来的位置向“后”移动时，进行“向右”旋转、“缩小”张开角、“缩小”仰角的控制。另外，副驾驶座(左座椅)的听者P2的情况与听者P1的情况相反。

[通过仰角差调整的无效面的控制]

下面，参照图11至图14，说明通过仰角差调整的无效面的控制。

1.关于无效面的产生

图11和图12是用于说明在离两个声源等距离的面上形成的无效面的图，图11是其三维图，图12是其二维图。

在图11和图12中，从两个点声源501和502同时输出相位彼此相反的声音时，在离两个声源501和502相同距离的位置上传来声压相等且符号相反的声波，在这样的位置上，来自两个声源的声音相互抵消而没有声音。另外，将离两个声源501和502相同距离的点汇集而成的面是，连结两个声源501和502的线段的垂直二等分面。将这样的来自两个声源501和502的声音相互抵消而成为无音的面，定义为无效面500。

2.仰角差的改变所引起的声源的位移

图13A和图13B是，用于说明没有仰角差的状态下的扬声器的、因仰角差而产生的无效面的变化的图、图13A是其斜视图，图13B是其正视图。图14A和图14B是，用于说明有仰角差的状态下的扬声器的、因仰角差而产生的无效面的变化的图、图14A是其斜视图，图14B是其正视图。

在图13和图14中，上述扬声器511和512为一般的动态型扬声器时，扬声器511所具有扬声器振膜521的中心为虚拟的点声源501。另外，对于与扬声器511成为一对的扬声器512而言，它具有的扬声器振膜522的中心为虚拟的点声源502。在图1和图2的扬声器系统100中，扬声器511和扬声器512对应于第一R声道扬声器101和第三L声道扬声器103，以及对应于第二L声道扬声器102和第四L声道扬声器104。

另外，如图13所示，在没有仰角差的状态下，且同时输出相位彼此相反的信号时，无效面500形成在连结扬声器振膜522的中心即点声源502和扬声器振膜521的中心即点声源501的线段的垂直二等分面上。从图13的状态，对一方的扬声器即扬声器512赋予仰角而形成如图14所示的具有仰角差的状态时，扬声器振膜522的中心即点声源502的位置向上移动。由此，如图14B所示，连结点声源502和扬声器振膜521的中心即点声源501的线段的垂直二等分面也自然倾斜，其结果，能够将无效面500倾斜。这样，通过两个扬声器511和512的仰角差可以改变无效面500的倾斜，通过改变倾斜，能够在无效面500上设置第一或第二收听位置。另外，也能够通过旋转扬声器单元而改变无效面500，但是，通过旋转的无效面的调整不是倾斜的调整，而是以扬声器单元为轴的、保持垂直状态的情况下的无效面500的移动。

[关于对由于听者位置的变化(以下称为“相位差”)而产生的路径差的校正]

下面说明由于相位差产生的路径差的校正。

图15是用于说明由于相位差产生的路径差的校正的图。图中的P1和P2是听者位置，P1’是向左移动后的听者P1的位置，U1和U2是扬声器单元SP1和SP2的配置位置。另外，反射面600和反射面620对应于图1的扬声器系统100的车窗玻璃210和220。

1.听者P1左右移动的情况

在点P1上，从U1至P1的距离l₁与从U2至P1的距离l₃的距离为相同距离，但在移动后的P1’上，距离上出现差异。这里，l₁’是扬声器单元SP1的输出音从位置U1通过反射面600反射而到达移动后的P1’为止的距离，l₃’是扬声器SP2的输出音从位置U2直接传到P1’为止的距离。有关l₁’与l₃’之差ΔL的关系式为如下。

${l_1}^{,}=\sqrt{{(\frac{x_1+x_2}{2}+\mathrm{\Δx})}^2+y^2}$ ……式(6)

${l_3}^{,}=\sqrt{{(\frac{x_2+x_1}{2}-\mathrm{\Δx})}^2+y^2}$ ……式(7)

$\mathrm{\ΔL}={l_1}^{,}-{l_3}^{,}=\sqrt{{(\frac{x_1+x_2}{2}+\mathrm{\Δx})}^2+y^2}-\sqrt{{(\frac{x_2+x_1}{2}-\mathrm{\Δx})}^2+y^2}$ ……式(8)

上述的式(6)至式(8)中，Δx的符号是，图15中的左方向为正。

2.有关上述式(6)至式(8)的导出

P1和P2与面610之间的距离是y。

P1位于距反射面600的距离为x₁的位置，而P2位于距反射面600的距离为x₂的位置。

另外，可以用下式(9)表示距离x₃，该距离x₃是，在从U1通过反射面600反射到P1为止的距离l₁与直接连结U2和P1的距离l₃相同时的、U1与反射面600之间的距离。

$x_3=\frac{x_2-x_1}{2}$ ……式(9)

同样地，可以用下式(10)表示距离x₄，该距离x₄是，在从U2通过反射面620反射而到达P2为止的距离l₄与直接连结U1和P2的距离l₂相同时的、U2与反射面620之间的距离。另外，在下式(10)中，x₅为P2与反射面620之间的距离，x₆为P1与反射面620之间的距离。

$x_4=\frac{x_6-x_5}{2}$ ……式(10)

为了使距离l₂与距离l₃相等，必须满足式(13)。这里，用于导出式(13)的式(11)和式(12)使用上述的式(9)和式(10)。

$l_2=\sqrt{{(x_2-x_3)}^2+y^2}$

代入式(9)后

$l_2=\sqrt{{\left(\frac{x_2+x_1}{2}\right)}^2+y^2}$ ……式(11)

$l_3=\sqrt{{(x_6-x_4)}^2+y^2}$

代入式(10)后

$l_3=\sqrt{{\left(\frac{x_6+x_5}{2}\right)}^2+y^2}$ ……式(12)

求解l₂＝l₃

x₂+x₁＝x₆+x₅    …式(13)

另外，因为P1与P2之间的距离不变，下式(14)成立。

x₆-x₅＝x₂-x₁    ...式(14)

因此，根据上述的式(13)和式(14)，可以获得下面的关系式(15)和(16)。

x₅＝x₁        式(15)

x₆＝x₂        式(16)

另一方面，在从P1偏离Δx的点P1’上，从U1通过反射面600反射到P1’为止的距离设为l₁’，从U2直接传到P1’为止的距离设为l₃’时，关系式如下。

${l_1}^{,}=\sqrt{{(x_1+x_3+\mathrm{\Δx})}^2+y^2}$

代入式(9)后

${l_1}^{,}=\sqrt{{(\frac{x_1+x_2}{2}+\mathrm{\Δx})}^2+y^2}$

${l_3}^{,}=\sqrt{{(x_6-x_4-\mathrm{\Δx})}^2+y^2}$

代入式(10)、(15)和(16)后

${l_3}^{,}=\sqrt{{(\frac{x_2+x_1}{2}-\mathrm{\Δx})}^2+y^2}$

因此，在从P1向X方向移动了距离Δx的P1’上的、距离l₁’与距离l₃’之差ΔL的关系式如下。

根据ΔL＝l₁’-l₃’

可导出式(8)

∴ $\mathrm{\ΔL}=\sqrt{{(\frac{x_1+x_2}{2}+\mathrm{\Δx})}^2+y^2}-\sqrt{{(\frac{x_2+x_1}{2}-\mathrm{\Δx})}^2+y^2}$

3.对由于产生的距离差而造成的到达时间的偏差的校正

在P1’上，如果从U1通过反射面600反射到P1’为止的距离l₁’与从U2直接传到P1’为止的距离l₃’之间有差异，则从U1发出的声音(例如Rch语音)不与从U2发出的声音(例如Lch语音)同时传到，不一致。此时基于路径差ΔL[m]和音速S[m/s]，可以用下式(17)求时间差ΔT。另外，因为ΔL带有符号，所以ΔT也带有符号。

ΔT＝ΔL/S[秒]    式(17)

因此，为了校正该时间差ΔT，使从第一R声道扬声器101输出的声音， 比从其它扬声器(从第二R声道扬声器102至第四L声道扬声器104)输出的声音提前ΔT[秒]，或者，使从其它扬声器(从第二R声道扬声器102至第四L声道扬声器104)输出的声音，比从第一R声道扬声器101输出的声音延迟ΔT[秒]。

以上说明了听者的位置改变时的调整方法的各个要素。下面，说明将这些调整方法适用在实际的扬声器系统100(图1)的情况。本实施方式中，根据图16和图17所示的条件进行调整。

图16A和图16B是，用于说明适用在扬声器系统100的调整方法的模式图，图17是用表格来表示与听者的位置(头部的位置)的相位差对应的仰角差的控制内容的图。对与图9相同的结构部分附加了相同的符号。

(1)在本实施方式的扬声器系统100中，不是采用使整个扬声器单元旋转的旋转调整，而是采用以图13和图14详细描述过的扬声器的仰角差调整，对理论上实现消音的无效面的偏离进行调整。

(2)在本实施方式的扬声器系统100中，如图16A所示，进行“张开角450”的控制，也就是说，相对于基准面401只调整第一R声道扬声器101的张开角，以代替图9所示的张开角调整，即，相对于基准面401在保持镜面对称的状态下，扩大或缩小与基准面401之间的角度。对于L声道，同样地只对第四L声道扬声器104的张开角进行调整。

(3)在本实施方式的扬声器系统100中，如图16B所示，进行“仰角460”的控制，也就是说，调整整个扬声器单元的仰角。

因此，通过驱动电机113和123，对整个扬声器单元SP1和SP2的仰角460进行控制。并且，分别用驱动电机112和122，对扬声器单元SP1和SP2中所配备的第一R声道扬声器101与第二R声道扬声器102之间的仰角差，以及对第三L声道扬声器103与第四L声道扬声器104之间的仰角差进行控制。

这样，在本实施方式中，仅调整张开角450和仰角460。通过采用仅调整张开角450和仰角460的方法，能够降低机构的复杂度，降低成本。而且，与通过旋转来调整理论上实现消音的无效轴时相比，通过调整张开角来调整通过车窗玻璃210和220反射的路径时的效果较高。

在本实施方式中，通过赋予仰角差，控制理论上实现消音的无效面的倾斜。于是，如实际的系统那样，动作受限制时，将仰角460相对于听者向上 或向下稍微偏移，并根据图17所示的表调整仰角差，从而将理论上实现消音的无效面对准听者位置。此时，应该注意，在扬声器单元的指向轴上配置了听者的情况下，即使赋予仰角差也不能调整理论上实现消音的无效面。另外，图17的表的仰角差的正负的定义为：“正”表示外侧的扬声器101或104的仰角比内侧的扬声器102或103的仰角大，“负”表示外侧的扬声器101或104的仰角比内侧的扬声器102或103的仰角小。

图18是表示扬声器系统100中的自动调整处理的流程图。通过控制单元150内部的CPU按规定定时周期地重复执行本流程。另外，本流程以听者P1的位置的移动为例，但是对听者P2的位置的移动也进行同样的调整处理。

以听者P1的位置变化而开始本程序(步骤S1)，在步骤S11，判别听者P1的位置的移动是否为前后方向的移动。通过获得来自位置检测单元160(参照图2)的听者的头部位置信息而判定听者P1的位置的移动。听者P1在前后方向移动的代表例子是，听者P1将座椅向前或向后移动的情况，以及改变座椅的靠背角度的情况。另外，只根据来自设置在座椅中的接点开关161和162的信号，难以检测后述的听者P1的左右位置的移动，但通过采取增加座椅靠背的接点开关等措施，就可以检测。另外，采用由摄像听者的头部附近的相机以及图像处理单元构成的位置检测单元，代替通过接点开关等的位置检测，则能够更高精度地获得听者的头部位置信息。另外，在听者P1为驾驶座上的驾驶者时，可以认为左右方向的移动不多。另外，斜方向的移动也伴随有前后位置的移动，因此包括在前后位置的移动内。

在上述的步骤S11，听者P1的位置的移动为前后方向的移动时，在步骤S12进行无效面的调整。控制单元150基于听者P1的前后位置的移动量，进行用于调整无效面的运算以将无效面设在听者P1的位置上，并将运算结果变换为控制参数而输出到电机驱动单元130。电机驱动单元130基于来自控制单元150的控制命令，驱动相应的驱动电机(这里为驱动电机112)以达到目标值。如上所述，无效面的调整方法有，旋转以及改变仰角差的两种方法，而在本实施方式中，通过改变仰角差来调整无效面。控制单元150向电机驱动单元130发送了用于控制扬声器101至104以及扬声器单元SP1和SP2的张开角、仰角差以及仰角的控制命令。通过在该控制命令中提供用于表示仰角差的目标值，电机驱动单元130使驱动电机112驱动规定量，在第一R声道扬声器101的指向轴与第二R声道扬声器102的指向轴之间产生仰角差，使 无效面倾斜(参照图14)，从而能够将无效面设在听者P1的移动位置上。

接着，在步骤S13进行反射音的调整，也就是说，在扬声器单元SP1中改变张开角，以提高反射到听者P1的声音的音质。该调整的判断基准有声压、失真和频率特性等。控制单元150预先在其内部存储器中保持着听者P1的位置与使传到听者P1的反射音音质最好的张开角之间的关系的表，参照该表来改变张开角。本实施方式中所谓的张开角调整是指，仅对图16所示的第一R声道扬声器101的张开角的调整。电机驱动单元130使驱动电机111驱动规定量，改变第一R声道扬声器101的张开角，调整反射音。通过到此为止的处理，如图5所示的在前后方向上变化时那样，进行了无效面的调整，并进行了反射音的调整。

接着，在步骤S14，调整听者P1的位置上的左右音量差，然后进至步骤S21。通过上述的张开角的控制，已完成了反射音(这里为R声道)的调整，但是由于调整了反射音(R声道)，所以需要调整与反射音(R声道)对应的直接音(L声道)。于是，改变第三L声道扬声器103的音量，将左右的音量调整为相同。控制单元150向音响处理单元141输出用于控制扬声器101至104的输出音量和输出音的相位的控制命令。控制单元150向音响处理单元141输出用于改变第三L声道扬声器103的音量的控制命令而使第三L声道扬声器103的音量变化，将左右的音量调整为相同。

上述的步骤S11至步骤S14的处理称为处理A。

在上述步骤S11，听者P1的位置的移动不是前后方向的移动时，或者在进行上述步骤S14的处理后，在步骤S21判别听者P1的位置的移动是否为左右方向的移动。在听者P1的位置的移动为左右方向的移动时，在步骤S22，校正左右的路径差。具体而言，相对于其它扬声器102至104的输出音的相位，将来自构成扬声器单元SP1的第一R声道扬声器101的输出音的相位提前或延迟，从而调整左右路径差。如图6所示，听者P1的位置在左右方向上变化时，从扬声器到听者P1为止的左右的路径长度较大地变化，产生左右路径差。左右路径差导致左右的声音的到达时间的不同，导致左右的声音不一致。在该步骤S22中，通过改变输出音的相位而调整左右路径差。

接着，在步骤S23，进行无效面的调整。调整方法与上述步骤S12相同。但是，如图6所示，在左右方向上变化时，与在前后方向上变化时相比，无效面向左右较大地移动，因此需要进行大幅的调整。

接着，在步骤S24进行反射音的调整，也就是说，在扬声器单元SP1中改变张开角，以提高反射到听者P1的声音的音质。调整方法与上述步骤S13的方法相同。

接着，在步骤S25，调整听者P1的位置上的左右音量差，然后进至步骤S31。调整方法与上述步骤S14的方法相同。

上述的步骤S21至步骤S25的处理称为处理B。

在上述的步骤S21，听者P1的位置的移动不是左右方向的移动时，或者在进行上述步骤S25的处理后，在步骤S31进行无效面的调整。调整方法与上述步骤S12的方法相同。此时的无效面的调整量较小。

接着，在步骤S32进行反射音的调整，也就是说，在扬声器单元SP1中改变张开角，以提高反射到听者P1的声音的音质。调整方法与上述步骤S13的方法相同。

接着，在步骤S33，调整听者P1的位置上的左右音量差，在步骤S34，调整听者P2的位置上的左右音量差，到此结束本流程。在听者P1的位置上下移动时，调整完毕的一个扬声器(第一R声道扬声器101)和另一个扬声器(第三L声道扬声器103)的指向听者P1的指向轴偏离。于是，在步骤S33，对于该左右音量差，通过改变扬声器单元SP2的内侧的扬声器(第三L声道扬声器103)的音量，将听者P1的左右声道的音量调整为相同。同样地，在步骤S34，对于左右音量差，通过改变扬声器单元SP1的内侧的扬声器(第二R声道扬声器102)的音量，将听者P2的左右声道的音量调整为相同。

上述的步骤S31至步骤S34的处理称为处理C。

上述的处理A、处理B和处理C的执行顺序可以互换。另外，本流程的执行定时是任意的。例如，可以在听者的位置移动了规定距离以上时开始程序，也可以总是执行而实时地调整。另外，还可以采用在听者坐上座椅时、有音响输入或音频机器通电等时，自动执行本流程的形态。当然可以按照听者的指示执行。

如以上的详细说明，根据本实施方式，扬声器系统100包括：第一扬声器单元SP1，其中包括第一R声道扬声器101和第二R声道扬声器102，所述第一R声道扬声器101输出可在第一收听位置收听的声音，所述第二R声道扬声器102输出可在第二收听位置收听的声音；第二扬声器单元SP2，其中包括第三L声道扬声器103和第四L声道扬声器104，所述第三L声道扬 声器103输出可在第一收听位置收听的声音，所述第四L声道扬声器104输出可在第二收听位置收听的声音；以及，驱动电机111至113和121至123以及用于驱动它们的电机驱动单元130，至少驱动第一R声道扬声器101，以在第一R声道扬声器101的指向轴与第二R声道扬声器102的指向轴的交点的垂直二等分面中，包含当前的第一收听位置，而且至少驱动第四L声道扬声器104，以在第三L声道扬声器103的指向轴与第四L声道扬声器104的指向轴的交点的垂直二等分面中，包含当前的第二收听位置。根据该结构，即使听者的位置在前后方向、左右方向或上下方向上移动，本扬声器系统100也能够自动调整各个扬声器101至104的朝向等，以对准当前的收听位置。由此，可实现扬声器系统，它能够对多个听者同时提供不使他们感到不适感的收听环境。也就是说，在车辆的车厢内存在两个听者的环境下，与他们的收听位置无关地对于两个听者同时能够获得(1)将声像定位在正面(2)提供广阔的立体声音效(3)R声道的声音和L声道的声音同时传到的优异效果，能够实现最合适的音响环境。

另外，在本实施方式中，改变理论上实现消音的无效面的朝向时，分别利用第一R声道扬声器101对第二R声道扬声器102的仰角差以及第四L声道扬声器104对第三L声道扬声器103的仰角差来进行调整，因此可以固定地设置第二R声道扬声器102和第三L声道扬声器103，有能够以较低的成本能够改变无效面的朝向的效果。

(实施方式2)

在实施方式1中，说明了用扬声器的“仰角差”对理论上实现消音的无效面的偏离进行调整的例子。在本实施方式中，通过使整个扬声器单元旋转的“旋转”，调整无效面的偏离。而且，通过使整个扬声器单元旋转的“旋转”进行调整，实现更为精细的调整。

图19是本发明实施方式2的扬声器系统700以及搭载该系统的车辆内部的俯视图，图20是表示图19所示的扬声器系统700以及其周围的结构的方框图。在本实施方式的说明中，与图1和图2相同的结构部分附加相同标号，并省略重复部分的说明。

图19和图20中，扬声器系统700包括：电机驱动单元730，它驱动用于改变张开角的驱动电机111、121、714和724，用于改变扬声器单元SP的旋转的驱动电机712和722，以及用于改变扬声器单元SP的仰角的驱动电机 113和123；以及音响处理单元141，对来自声音输入单元140的两声道信号进行信号处理，从而生成上述的正相信号(R)、反相信号(R)、正相信号(L)以及反相信号(L)，所述声音输入单元140输入由两声道(L声道和R声道)信号构成的音响源。

在图20中，车辆具备：控制单元750，基于多个听者的收听位置，对扬声器系统700进行张开角等的控制；以及位置检测单元160，接收来自用于检测座椅的前后位置以及倾斜角度的接点开关161和162的信号，检测座椅上的听者的头部位置。

控制单元750由微处理器构成，通过执行将在后面用图21叙述的控制程序，获得来自位置检测单元160的听者的头部位置信息，基于当前的第一收听位置或第二收听位置，将用于控制扬声器101至104和扬声器单元SP1和SP2的张开角、旋转和仰角的控制命令，输出到电机驱动单元730，并且将用于控制扬声器101至104的输出音量以及输出音的相位的控制信号，输出到音响处理单元141。电机驱动单元730根据上述控制命令，精细地控制所对应的驱动电机的驱动量，将扬声器101至104以及扬声器单元SP1和SP2的张开角、旋转和仰角，从当前的值改变为目标值。另外，音响处理单元141根据来自控制单元750的控制信号，改变扬声器101至104的输出音量及输出音的相位。由音响处理单元141进行的音量和相位的控制是，用以调整声压电平和相位的偏差的控制，该声压电平和相位的偏差是，由于用驱动电机改变了扬声器101至104的张开角和扬声器单元SP1和SP2的旋转和仰角所造成的偏差。

图21是表示本扬声器系统700的自动调整处理的流程图。通过控制单元750内部的CPU，按规定定时周期重复地执行本流程。对进行与图18所示的流程相同的处理的步骤，附加了相同标号。另外，对进行不同处理的步骤的步骤序号，附加了“A”。

另外，本流程以听者P1的位置的移动为例，但是对听者P2的位置的移动也进行同样的调整处理。

以听者P1的位置变化而开始本程序(步骤S1)，在步骤S11，判别听者P1的位置的移动是否为前后方向的移动。通过获得来自位置检测单元160(参照图20)的听者的头部位置信息，判定听者P1的位置的移动。听者P1的位置的移动为前后方向的移动时，在步骤S12A进行无效面的调整。控制单元 750基于听者P1的前后位置的移动量，进行用于调整无效面的运算以将无效面设在第一收听位置上，并将运算结果变换为控制参数而输出到电机驱动单元730。电机驱动单元730基于来自控制单元750的控制命令，驱动相应的驱动电机(这里为驱动电机712)以达到该目标值。作为无效面的调整，改变扬声器单元SP2的旋转，从而调整无效面。用旋转调整进行无效面的调整的方法在能够确保要求精度的这一点上优于以无效轴为基准使无效面倾斜的、用仰角差调整的方法。另外，改变扬声器单元SP2的旋转的方法有能够更精细地调整左右的音量差的效果。

接着，在步骤S13A进行反射音的调整，也就是说，在扬声器单元SP1中改变张开角，以提高反射到听者P1的声音的音质。该调整的判断基准有声压、失真和频率特性等。控制单元750预先在其内部存储器中保持着听者P1的位置与使传到听者P1的反射音音质最好的张开角之间的关系的表，参照该表来改变张开角。本实施方式中的张开角的调整是指，图16所示的第一R声道扬声器101与第二R声道扬声器102之间的张开角的调整。电机驱动单元730使驱动电机111驱动规定量，改变第一R声道扬声器101与第二R声道扬声器102之间的张开角，调整反射音。

接着，在步骤S14，调整听者P1的位置上的左右音量差，在步骤S15，调整听者P2的位置上的左右音量差，然后进至步骤S21。通过上述的张开角的控制，已完成了反射音(这里为R声道)的调整，但是由于调整了反射音(R声道)，所以需要调整与反射音(R声道)对应的直接音(L声道)于是，改变扬声器单元SP2的张开角以及第三L声道扬声器103的音量，对于听者P1、将左右声道的音量调整为相同。并且，对于听者P2，也调整第二R声道扬声器102和/或第四L声道扬声器104的音量，以使左右声道的音量相同。控制单元750向音响处理单元141输出用于控制扬声器101至104的输出音量和输出音的相位的控制命令。控制单元750向音响处理单元141输出用于改变第三L声道扬声器103的音量的控制命令，改变第三L声道扬声器103的音量，将左右的音量调整为相同。实施方式1中，因为不使用扬声器单元的旋转调整，所以对于听者P2，只能进行如下调整，即，在调整听者P1的位置上的左右音量差后，与扬声器单元SP1和第三L声道扬声器103的音量调整配合地进行调整，但在本实施方式中，将用于调整无效面的旋转调整，也用于扬声器单元SP2的指向轴(与其伴随的音量电平和扬声器特性)的调整，从而实 现音响效果的进一步的提高。

上述的步骤S11至步骤S15的处理称为处理A。

在上述步骤S11，听者P1的位置的移动不是前后方向的移动时，或者在进行上述步骤S15的处理后，在步骤S21判别听者P1的位置的移动是否为左右方向的移动。在听者P1的位置的移动为左右方向的移动时，在步骤S22，校正左右的路径差。具体而言，相对于其它扬声器102至104的输出音的相位，将来自扬声器单元SP1的第一R声道扬声器101的输出音的相位提前或延迟，从而调整左右路径差。

接着，在步骤S23A，进行无效面的调整。调整方法与上述步骤S12A的方法相同，使用旋转调整。在左右方向上变化时，与前后变化时相比，无效面向左或右较大地移动，所以用旋转调整，就能够较容易地进行调整。

接着，在步骤S24进行反射音的调整，也就是说，在扬声器单元SP1中改变张开角，以提高反射到听者P1的声音的音质。调整方法与上述步骤S13A的方法相同。

接着，在步骤S25，调整听者P1的位置上的左右音量差，在步骤S26，调整听者P2的位置上的左右音量差，然后进至步骤S31A。调整方法与上述步骤S14和步骤S15的方法相同。向左右方向变化时也与前后变化时同样，通过在步骤S26用“旋转”来调整扬声器单元SP2的指向轴(与其伴随的音量电平和扬声器特性)，实现音响效果的进一步的提高。

上述的步骤S21至步骤S26的处理称为处理B。

在上述的步骤S21，听者P1的位置的移动不是左右方向的移动时，或者在进行上述步骤S26的处理后，在步骤S31A进行无效面的调整。调整方法与上述步骤S12A的方法相同，使用“旋转”。

接着，在步骤S32进行反射音的调整，也就是说，在扬声器单元SP1中改变张开角，以提高反射到听者P1的声音的音质。调整方法与上述步骤S13相同。

接着，在步骤S33和S34，进行与步骤S25和S26同样的处理后，结束本流程。

上述的步骤S31至步骤S34的处理称为处理C。

上述的处理A、处理B和处理C的执行顺序可以互换。另外，与上述实施方式1同样，本流程的执行定时是任意的，例如，可以在听者的位置移动 了规定距离以上时开始程序，也可以始终执行而实时地调整。

这样，根据本实施方式，扬声器系统700还包括用于使第一扬声器单元SP1旋转的驱动电机712，以及用于使第二扬声器单元SP2旋转的驱动电机722，所以与实施方式1同样，即使第一收听位置和第二收听位置在前后方向、左右方向或上下方向上移动时，也能够自动调整各个扬声器101至104的朝向和输出音，能够实现可以对多个听者同时提供不使他们感到不适感的收听环境。

另外，在本实施方式中，改变理论上实现消音的无效面的朝向时，驱动扬声器101至104，所以能够更高精度地调整无效面和扬声器101至104的指向轴，可获得更优异的音响效果。

另外，在以上说明中，说明了第一收听位置和第二收听位置被预先确定，是坐在驾驶座的听者和坐在副驾驶座的听者的头部附近。更优选地，车辆为所谓右方向盘车时，将第一收听位置设定在坐在驾驶座的听者的左耳附近，将第二收听位置设定坐在副驾驶座的听者的右耳附近。而车辆为所谓左方向盘车时，将第一收听位置设定在坐在驾驶座的听者的右耳附近，将第二收听位置设定在坐在副驾驶座的听者的左耳附近。

以上说明是本发明的优选实施方式的例证，本发明的范围不限于此。

另外，在上述各个实施方式中，说明了适用于配置在车辆的仪表板上的扬声器系统的例子，但也可以适用于搭载在车内的其它位置的扬声器系统。另外，除了车厢以外，例如还可以适用于设置在狭小的室内的扬声器系统。

另外，在上述各个实施方式中使用了“扬声器系统”这个名称，但这只不过是为了说明上的方便，当然也可以是音响系统、声音再现系统、车载扬声器装置或车载音频机器等。

而且，构成上述扬声器系统的各个电路部件，例如音响处理单元、位置检测单元等的种类、数目以及连接方法等也不限与上述实施方式。

本说明书是基于2006年7月14日申请的日本专利申请第2006-194812号。其内容全部包含于此。

工业实用性

本发明的扬声器系统作为设置在车厢内的车载扬声器系统极为有用。也可以应用于具备多个扬声器单元的产品等的用途。另外，除了车厢以外，还适合于设置在狭小的空间的扬声器系统。

Claims (8)

1.一种扬声器系统，包括：

第一扬声器单元，其中包括用于输出可在第一收听位置收听的声音的第一扬声器，以及用于输出可在第二收听位置收听的声音的第二扬声器；

第二扬声器单元，其中包括用于输出可在第一收听位置收听的声音的第三扬声器，以及用于输出可在第二收听位置收听的声音的第四扬声器；以及

驱动单元，至少驱动所述第一扬声器，以在对于连结了所述第一扬声器和所述第二扬声器的线的垂直二等分面中，包含当前的第一收听位置，并且至少驱动所述第四扬声器，以在对于连结了所述第三扬声器和所述第四扬声器的线的垂直二等分面中，包含当前的第二收听位置。

2.如权利要求1所述的扬声器系统，其中，

所述第一扬声器和所述第二扬声器的一方扬声器输入声源的正相信号，另一方扬声器输入该正相信号的反相信号，

所述第三扬声器和所述第四扬声器的一方扬声器输入同一声源的正相信号，另一方扬声器输入该正相信号的反相信号。

3.如权利要求1所述的扬声器系统，其中，

所述第一扬声器的指向轴以一定的角度斜交于第一反射面，所述第二扬声器的指向轴指向所述第二收听位置，所述第三扬声器的指向轴指向所述第一收听位置，以及所述第四扬声器的指向轴以一定的角度斜交于第二反射面。

4.如权利要求3所述的扬声器系统，其中，

所述第一扬声器的输出音通过所述第一反射面反射而到达所述第一收听位置为止的路径长度与所述第三扬声器的输出音传到所述第一收听位置为止的路径长度相等，

所述第二扬声器的输出音传到所述第二收听位置为止的路径长度与所述第四扬声器的输出音通过所述第二反射面反射而到达所述第二收听位置为止的路径长度相等。

5.如权利要求1所述的扬声器系统，其中，

所述第二扬声器和所述第三扬声器被固定地设置，

所述驱动单元驱动所述第一扬声器和所述第四扬声器。

6.如权利要求5所述的扬声器系统，其中，

所述驱动单元至少在铅垂方向上驱动所述第一扬声器，从而变更所述第一扬声器相对于所述第二扬声器的仰角差，或者至少在铅垂方向上驱动所述第四扬声器，从而变更所述第四扬声器相对于所述第三扬声器的仰角差。

7.如权利要求1所述的扬声器系统，其中，

所述驱动单元驱动所述第一扬声器、所述第二扬声器、所述第三扬声器、以及所述第四扬声器。

8.如权利要求7所述的扬声器系统，其中，

所述驱动单元使所述第一扬声器单元或所述第二扬声器单元旋转。

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