JP2000059882A

JP2000059882A - オーディオシステム

Info

Publication number: JP2000059882A
Application number: JP10233591A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yoshida; 実吉田; Fumio Matsushita; 文雄松下; Satoshi Kumada; 訓熊田; Yoshiki Ota; 佳樹太田
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1998-08-05
Publication date: 2000-02-25
Anticipated expiration: 2018-08-05
Also published as: US6477255B1; JP3533092B2

Abstract

(57)【要約】【課題】反射合成効果に起因して生じる音場特性の不均
一性と低周波数帯域に生じる耳障りな音を低減する。【解決手段】車室内７等の室内の一方端に、ステレオ用
スピーカ１０，１１を配置し、室内の他端に音場補正用
スピーカ１３を配置する。スピーカ１０，１１から発せ
られ任意の聴取位置に伝搬してくる反射合成信号に対し
て、音場補正用スピーカ１３から音響信号を放射する。
この音響信号を、音場補正回路１８で生成される音場補
正信号Ｓcに基づいて発生させる。また、音場補正信号
Ｓcにより、反射合成信号と逆位相且つ等振幅の音響信
号を発生させる。これにより、反射合成信号と音響信号
が相殺されて、低周波数帯域に生じる耳障りな音が低減
し且つ、音場特性が略均一になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオシステ
ムに関し、特に、室内空間の全域で略均一な音場特性を
得られるオーディオシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、室内の各所に複数のスピーカを設
置し、これらのスピーカを駆動することで、室内空間の
全域に均一な音場特性を創出するオーディオシステムが
知られている。

【０００３】例えば、車載用のオーディオシステムで
は、図４に示すように、車室内のフロントダッシュボー
ド１の左右端と、左右のドア部２，３又はリアトレイ部
４の左右端等に複数のスピーカ５を設置し、これらのス
ピーカ５を駆動することで搭乗者６に均一な音場空間を
提供するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のオーディオシステムで均一な音場空間を創出するた
めには、複数のスピーカを設置するだけで良いというも
のではなく、音波の波動性が無視できる室内（理想的に
は自由空間内）に、複数のスピーカを配置することが望
ましい。

【０００５】ところが、スペースの限られた上記の車室
内等では、音波の波動性を無視することができず、各ス
ピーカから放射される直接音と室内壁面等で反射した反
射音とが合成される反射合成効果が生じる。この反射合
成効果で生じる合成音（以下、反射合成信号という）に
より、スピーカから放射される原楽音等の周波数特性が
変化し、可聴周波数帯にピークやディップと呼ばれる耳
障りな周波数成分が発生するという問題を招来する。

【０００６】ここで、この問題を解決するために、スピ
ーカの数を必要最小限に制限し、反射合成効果の発生源
である音源の数それ自体を減らす方法が考えられてい
る。例えば、車載用のオーディオシステムでは、自動車
のフロントダッシュボードの左右端だけに一対のステレ
オ用スピーカを設置する方法が考えられている。

【０００７】しかし、このスピーカの数を減らす方法を
採用しても、車室内のように複雑な形状をしている室内
では、反射合成効果を十分に抑えることは困難であっ
た。特に、自動車の場合には、車室内の特殊形状等に起
因して、音場特性に低域周波数成分のピークが発生し、
更に、この低域周波数成分の音圧レベルは、車室内の前
部座席付近に較べて後部座席付近で高くなることから、
後部座席の搭乗者にとって耳障りな音（籠もり音）が生
じるという問題があった。

【０００８】本発明は、このような上記従来のオーディ
オシステムの問題点を克服するためになされたものであ
り、反射合成効果の影響を抑制し、室内空間の全域で略
均一な音場特性を得られるオーディオシステムを提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、任意の間隔をおいて配置される第１
のスピーカ及び第２のスピーカと、上記第１，第２のス
ピーカ間の任意の聴取位置に配置され、上記第１のスピ
ーカから上記聴取位置へ伝搬してくる第１の音響信号と
上記第２のスピーカから上記聴取位置へ伝搬してくる第
２の音響信号とを収音する収音手段と、上記第１の音響
信号中に含まれる反射合成信号の周波数帯域内における
上記反射合成信号と上記第２の音響信号との時間差及び
音圧レベルの相違を、上記収音手段から出力される上記
第１，第２の音響信号のそれぞれの特徴情報に基づいて
求める制御手段と、出力を入力に対し位相反転させる位
相調整手段と、上記周波数帯域に相当する通過周波数帯
域を設定するフィルタ手段と、上記制御手段で求められ
る上記時間差に基づいて遅延時間を設定する遅延手段
と、上記音圧レベルの相違を最小にするように振幅調整
を行う振幅調整手段とを備え、上記第１のスピーカには
オーディオ信号を供給し、上記第２のスピーカには、上
記オーディオ信号を上記位相調整手段と上記フィルタ手
段と上記遅延手段及び上記振幅調整手段を通じて供給す
る構成とした。

【００１０】かかる構成によると、第１のスピーカから
放射されて聴取位置に伝搬する第１の音響信号に対し
て、これとは逆位相で振幅が略等しい第２の音響信号が
第２のスピーカから聴取位置に伝搬する。これにより、
第１の音響信号中に含まれる反射合成信号と第２の音響
信号とが相殺する。したがって、反射合成信号の低減に
より、耳障りな音の低減化と、音場特性の均一化が達成
される。

【００１１】また、任意の間隔をおいて配置される第１
のスピーカ及び第２のスピーカと、出力を入力に対し位
相反転させる位相調整手段と、前記第１のスピーカから
前記第１，第２のスピーカ間の任意の聴取位置へ伝搬す
る第１の音響信号中に含まれる反射合成信号の周波数帯
域に相当する通過周波数帯域を有するフィルタ手段と、
前記第１の音響信号が前記第１のスピーカから前記聴取
位置へ伝搬するのに要する第１の伝搬遅延時間と、第２
の音響信号が上記第２のスピーカから上記聴取位置へ伝
搬するのに要する第２の伝搬遅延時間との時間差に基づ
いて決められた遅延時間を有する遅延手段と、上記聴取
位置における上記第１，第２の音響信号の音圧レベルを
略等しくさせるように振幅調整を行う振幅調整手段とを
備え、上記第１のスピーカにはオーディオ信号を供給
し、上記第２のスピーカには、上記オーディオ信号を上
記位相調整手段と上記フィルタ手段と上記遅延手段及び
上記振幅調整手段を通じて供給する構成とした。

【００１２】また、上記フィルタ手段の周波数帯域を、
上記第１のスピーカと上記第２のスピーカとの設置方向
における室内長Ｌに基づいて、波長λ≒２×Ｌの条件式
から得られる周波数帯域に設定することとした。

【００１３】これらの構成によれば、反射合成信号を相
殺するための第２の音響信号の生成が、予め特性が設定
されている位相調整手段とフィルタ手段と遅延手段及び
振幅調整手段とによって実現される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車載用のオーディ
オシステムに適用した第１の実施の形態について図面を
参照して説明する。

【００１５】図１は、本実施形態の車載用オーディオシ
ステムの構成を示すブロック図である。この車載用オー
ディオシステムには、車両の車室内７において、前部座
席８，９より前方、例えばフロントダッシュボード等の
左右端に設置されるステレオ用スピーカ１０，１１と、
後部座席１２の後方中央、例えばリアトレイ部の中央に
設置さる音場補正用スピーカ１３と、これらのスピーカ
１０，１１，１３をそれぞれ駆動する増幅器１４，１
５，１６が備えられている。

【００１６】更に、ステレオのオーディオ信号Ｓ_L，Ｓ_R
を出力するソース供給部１７と、オーディオ信号Ｓ_L，
Ｓ_Rを所定の遅延時間で遅延し、増幅器１４，１５を介
してステレオ用スピーカ１０，１１に供給する遅延回路
１４ａ，１５ａと、オーディオ信号Ｓ_L，Ｓ_Rに基づいて
音場補正信号Ｓcを生成する音場補正回路１８と、車室
内７の後部座席１２の近傍（以下、聴取位置という）に
設置されるマイクロホン１９が備えられている。尚、遅
延回路１４ａ，１５ａは、特別な場合に限って遅延時間
が設定され、そのほかの場合には、遅延時間がゼロに設
定される。

【００１７】音場補正回路１８は、制御回路２０と、制
御回路２０からの制御信号に応じて動作する加算回路２
１と位相調整回路２２、抽出回路２３、遅延回路２４及
び振幅調整回路２５を備えて構成されている。

【００１８】制御回路２０には、予め設定されたシステ
ムプログラムの実行により本オーディオシステム全体の
動作を制御するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）が備えら
れている。更に、マイクロホン１９から出力される測定
信号Ｓmと抽出回路２３から出力される抽出信号Ｓ３
を、それぞれデジタルデータＤmとＤ３に変換して入力
するＡ／Ｄ変換器（図示略）が備えられている。

【００１９】更に、デジタル信号処理技術の適用により
上記のマイクロプロセッサで実現されている、相関演算
部２０ａと位相調整部２０ｂと抽出部２０ｃ及び２乗誤
差演算部２０ｄが備えられている。

【００２０】位相調整部２０ｂは位相調整回路２２と等
価な機能及び特性、抽出部２０ｃは抽出回路２３と等価
な機能及び特性をそれぞれ有している。すなわち、位相
調整部２０ｂは、デジタルデータＤmを入力し、測定信
号Ｓmの位相を反転させるのと等価な位相反転処理をそ
のデジタルデータＤmについて行うようになっている。
一方、抽出部２０ｃは、抽出回路２３に設定される後述
の通過周波数帯域ＢＦと同じ通過周波数帯域を有するデ
ジタルフィルタで構成されており、位相調整部２０ｂで
位相反転されたデジタルデータＤmをデジタルフィルタ
リングすることにより、上記の通過周波数帯域を通過す
るデジタルデータＤm’を生成する。

【００２１】このように、位相調整回路２２及び抽出回
路２３と等価な位相調整部２０ｂ及び抽出部２０ｃが設
けられているのは、測定信号Ｓmに基づいて後述する第
１の音響信号の伝搬遅延時間を求める際に、位相調整回
路２２と抽出回路２３の影響を取り除いて、精度のよい
処理を行うためである。

【００２２】相関演算部２０ａは、上記のデジタルデー
タＤm’とＤ３とを相互相関演算し、相関値の絶対値が
最大になるときの時間差τを、測定信号Ｓmと抽出信号
Ｓ３との時間差として算出する機能を有している。

【００２３】かかる機能を備えた相関演算部２０ａで
は、スピーカ１０，１１から発せられ上記聴取位置に伝
搬して来る音（第１の音響信号という）をマイクロホン
１９で収音し、それによって得られるデジタルデータＤ
m’とデジタルデータＤ３とを相互相関演算すること
で、第１の音響信号と抽出信号Ｓ３との時間差τ１を求
める。すなわち、時間差τ１により、スピーカ１０，１
１から発せられ上記聴取位置に伝搬して来る第１の音響
信号の伝搬遅延時間を求める。

【００２４】更に、相関演算部２０ａでは、音場補正用
スピーカ１３から発せられ上記聴取位置に伝搬して来る
音（第２の音響信号という）をマイクロホン１９で収音
し、それによって得られるデジタルデータＤm’とデジ
タルデータＤ３とを相互相関演算することで、第２の音
響信号と抽出信号Ｓ３との時間差τ２を求める。すなわ
ち、時間差τ２により、音場補正用スピーカ１３から発
せられ上記聴取位置に伝搬して来る第２の音響信号の伝
搬遅延時間を求める。

【００２５】尚、上記第１の音響信号に基づいて時間差
τ１を求めるときには、デジタルデータＤmを位相調部
２０ｂ及び抽出部２０ｃに通して得られるデジタルデー
タＤm’とデジタルデータＤ３との相関演算が行われ、
一方、上記第２の音響信号に基づいて時間差τ２を求め
るときには、デジタルデータＤmを抽出部２０ｃだけ通
して（すなわち、位相調整部２０ｂは通さないで）得ら
れるデジタルデータＤm’とデジタルデータＤ３との相
関演算が行われる。

【００２６】２乗誤差演算部２０ｄは、デジタルデータ
Ｄm’と抽出回路２３から供給されるデジタルデータＤ
３との２乗誤差の絶対値εを、次式（１）に基づいて算
出する。

【００２７】 ε＝｜（Ｄm’）²−（Ｄ３）²｜ …（１）尚、この処理のときに、デジタルデータＤmを抽出部２
０ｃだけ通して（すなわち、位相調整部２０ｂは通さな
いで）、デジタルデータＤm’とデジタルデータＤ３と
の２乗誤差の絶対値εを算出してもよい。

【００２８】次に、加算回路２１は、左右のオーディオ
信号Ｓ_L，Ｓ_Rを加算し、それによって生成される加算信
号Ｓ１を位相調整回路２２と制御回路２０に供給する。

【００２９】位相調整回路２２は、加算信号Ｓ１の位相
を反転させる反転増幅器等で形成されており、その反転
処理によって生じる位相反転信号Ｓ２を抽出回路２３に
供給する。

【００３０】抽出回路２３は、帯域通過形フィルタ（バ
ンドパスフィルタ）又は低域通過形フィルタ（ローパス
フィルタ）で形成されており、次式（２）（３）で求め
られる周波数ｆpを基準にした所定の周波数範囲の通過
周波数帯域ＢＦが設定される。そして、位相反転信号Ｓ
２のうち、通過周波数帯域ＢＦを通過する周波数成分
（以下、抽出信号という）Ｓ３のみを遅延回路２４へ供
給する。

【００３１】すなわち、車室内７の前後方向の室内長Ｌ
を、次式（２）に代入することにより、上記第１の音響
信号に含まれる反射合成信号の波長λを算出し、更に、
次式（３）に波長λを代入することで、反射合成信号の
周波数ｆpを算出するようにしている。

【００３２】λ≒２×Ｌ …（２）ｆp≒ｃ／λ …（３）尚、上記式（３）中の定数ｃは、空気中における音の伝
搬速度である。

【００３３】遅延回路２４は、制御回路２０で算出され
た時間差の差分（τ１−τ２）と略等しい遅延時間Δτ
を自動的に設定するディレーライン等で形成されてお
り、抽出信号Ｓ３をその遅延時間Δτだけ遅らせて振幅
調整回路２５へ供給する。

【００３４】振幅調整回路２５は、制御回路２０中の２
乗誤差演算部２０ｄで算出された２乗誤差の絶対値εを
入力し、この値εが最も小さくなるように、遅延回路２
４から供給される遅延信号Ｓ４の振幅を自動調整する。
そして、その振幅調節された信号を音場補正信号Ｓcと
して増幅器１６に供給する。

【００３５】次に、車室内７に均一な音場空間を創出す
るための調整動作について説明する。

【００３６】尚、ソース供給回路１７から出力される楽
音等のオーディオ信号Ｓ_L，Ｓ_Rに基づいてステレオ用ス
ピーカ１０，１１が駆動され、オーディオ信号Ｓ_L，Ｓ_R
から生成される音場補正信号Ｓcに基づいて音場補正用
スピーカ１３が駆動されている通常状態の下で、均一な
音場空間を創出する場合について説明する。

【００３７】まず、制御回路２０が、増幅器１６への音
場補正信号Ｓcの供給を一時的に停止させ、音場補正用
スピーカ１３を消音状態に設定する。これにより、ステ
レオ用スピーカ１０，１１から聴取位置側に向けて放射
される第１の音響信号のみによる音場空間が形成され
る。

【００３８】この状態で、マイクロホン１９が第１の音
響信号を収音し、マイクロホン１９から出力される測定
信号Ｓmを制御回路２０に入力する。そして、相関演算
部２０ａにより、上記のデジタルデータＤm’と抽出回
路２３から供給されるデジタルデータＤ３との相互相関
演算が行われ、測定信号Ｓmと抽出信号Ｓ３との時間差
τ１が算出される。これにより、第１の音響信号中に含
まれている反射合成信号がステレオ用スピーカ１０，１
１から聴取位置まで伝搬するのに要する伝搬遅延時間が
算出される。

【００３９】すなわち、音場補正用スピーカ１３が消音
状態に設定されている期間中では、ステレオ用スピーカ
１０，１１から発せられる直接音と車室内７の特殊形状
等に起因して生じる反射音とが反射合成効果によって合
成されるため、マイクロホン１９が設置されている聴取
位置に到達する第１の音響信号中に、反射合成信号が含
まれることとなる。したがって、音場補正用スピーカ１
３を一時的に消音状態に設定し、その間に測定信号Ｓm
と抽出信号Ｓ３との時間差τ１を算出することで、反射
合成信号の伝搬遅延時間を求めている。

【００４０】次に、増幅器１６への音場補正信号Ｓcの
供給を開始し、一方、オーディオ信号Ｓ_L，Ｓ_Rの増幅器
１４，１５への供給を一時的に停止する。これにより、
ステレオ用スピーカ１０，１１が消音状態となり、音場
補正用スピーカ１３から聴取位置側に向けて放射される
第２の音響信号のみによる音場空間が形成される。

【００４１】この状態で、マイクロホン１９が第２の音
響信号を収音し、マイクロホン１９から出力される測定
信号Ｓmを制御回路２０に入力する。そして、相関演算
部２０ａにより、上記のデジタルデータＤm’と抽出回
路２３から供給されるデジタルデータＤ３との相互相関
演算が行われ、測定信号Ｓmと抽出信号Ｓ３との時間差
τ２が算出される。したがって、音場補正用スピーカ１
３で発せられ聴取位置まで伝搬してくる第２の音響信号
の伝搬遅延時間が算出される。

【００４２】次に、このようにして求められた時間差τ
１，τ２の差分（τ１−τ２）を制御回路２０が算出す
る。更に、加算回路２１と位相調整回路２２と抽出回路
２３及び振幅調整回路２５がそれぞれの処理を行うのに
要する所要時間と、上記の差分（τ１−τ２）とを加算
し、その加算値を遅延回路２４の遅延時間Δτとして設
定する。

【００４３】更に、上記式（２）（３）に基づいて、第
１の音響信号中に含まれている反射合成信号の周波数ｆ
pを算出し、周波数ｆpを基準とする所定の周波数範囲
を、抽出回路２３の通過周波数帯域ＢＦに設定する。

【００４４】次に、ステレオ用スピーカ１０，１１と音
場補正用スピーカ１３を共に通常状態で動作させ、マイ
クロホン１９で収音する。そして、２乗誤差演算部２０
ｄで、マイクロホン１９から出力される測定信号Ｓmと
抽出回路２３から出力される抽出信号Ｓ３との２乗誤差
の絶対値εを上記式（１）に基づいて求め、更に、振幅
調整回路２５により、この値εが最小になるように音場
補正信号Ｓcの振幅を調整することで、聴取位置におけ
る反射合成信号と第２の音響信号との音圧レベルを略等
しくさせる。

【００４５】以上の調整処理が行われると、音場補正信
号Ｓcによって音場補正スピーカ１３から放射される第
２の音響信号は、ステレオ用スピーカ１０，１１から発
せられ第１の音響信号に含まれている反射合成信号に対
して、逆位相かつ等振幅で聴取位置に到達するようにな
る。

【００４６】更に、抽出回路２３の通過周波数帯域ＢＦ
が反射合成信号の周波数帯域に合わせられるため、第２
の音響信号は、反射合成信号と略等しい周波数成分を有
することとなる。

【００４７】更に、遅延回路２４の遅延時間Δτが、反
射合成信号の伝搬遅延時間と第２の音響信号の伝搬遅延
時間との差と略等しい時間に設定されるため、第２の音
響信号は、反射合成信号と同期して聴取位置に到達する
こととなる。

【００４８】更に、振幅調整回路２５で、第１の音響信
号と第２の音響信号との音圧レベルが略等しくなるよう
に調整される。

【００４９】したがって、聴取位置における反射合成信
号と第２の音響信号とが互いに逆の位相となり且つ音圧
レベルが略等しくなることから、反射合成信号は第２の
音響信号によってほぼ確実に相殺され、従来問題となっ
ていた低周波数の耳障りな音を大幅に低減することが可
能となる。更に、反射合成信号が低減されることで、後
部座席１２近傍での音圧レベルが低減されるため、車室
内７の全域における音場特性を略均一にすることが可能
となる。

【００５０】次に、図２及び図３の特性図に基づいて、
本オーディオシステムの評価結果を説明する。

【００５１】図２（ａ）は、図１に示したように、ステ
レオ用スピーカ１０，１１と音場補正用スピーカ１３を
搭載して音場補正を行った場合での車室内７の全域の音
場特性、同図（ｂ）は、図１において音場補正スピーカ
１３を停止させた場合での車室内７の全域の音場特性を
示している。

【００５２】また、同図（ａ）（ｂ）とも、反射合成効
果によって生じる反射合成信号の周波数帯域が約６８Ｈ
ｚのときの音場特性を示している。

【００５３】更に、図中のＸ座標方向が車両の左右方
向、Ｙ座標方向が車両の前後方向、Ｚ座標方向が、平均
音圧レベルを０ｄＢとしたときの各位置における相対的
な音圧レベルを示している。更に、Ｙ座標方向の符号Ｆ
側は車両の前方（前進方向）側、符号Ａ側が車両の後方
（後退方向）側を意味している。また、ＸＹ座標方向に
おける符号Ｅ−ａの交差位置が、運転者用の前部座席９
のヘッドレストの位置、符号Ｅ−ｅの交差位置が、助手
席用の前部座席８のヘッドレストの位置に相当し、符号
Ａ−ａの交差位置と符号Ａ−ｅの交差位置が後部座席１
２に設けられている２つのヘッドレストの位置に相当し
ている。

【００５４】音場補正スピーカ１３を作動させない場合
には、同図（ｂ）から明らかなように、前部座席８，９
側に較べて後部座席側１２側の音圧レベルが高くなり、
車室内７の全域において均一な音場特性が得られなかっ
た。

【００５５】これに対し、音場補正用スピーカ１３を作
動させると、同図（ａ）から明らかなように、車室内７
の全域における音場特性を略均一化させることができ、
本実施形態の有効性が実験的に確認された。

【００５６】ちなみに、同図（ｂ）中の、Ａ−ａ位置で
は平均音圧レベル（０ｄＢ）に対して＋５ｄＢ、Ｅ−ａ
位置では−１３ｄＢ、Ｆ−ａ位置では−６ｄＢ、Ｆ−ｅ
位置では−４ｄＢであった。

【００５７】一方、同図（ａ）中の、Ａ−ａ位置では平
均音圧レベル（０ｄＢ）に対して−２ｄＢ、Ｆ−ａ位置
では０ｄＢ、Ｆ−ｅ位置では＋２ｄＢであった。

【００５８】したがって、数値的にも本実施形態の有効
性が確認された。

【００５９】次に、図３は、後部座席１２の近傍、すな
わち聴取位置で計測した周波数特性を示しており、同図
（ａ）は、図１に示したように、ステレオ用スピーカ１
０，１１と音場補正用スピーカ１３を搭載して音場補正
を行った場合での周波数特性、同図（ｂ）は、音場補正
スピーカ１３を停止させた場合での周波数特性を示して
る。

【００６０】同図（ｂ）から明らかなように、音場補正
スピーカ１３を作動させない場合には、反射合成信号の
周波数成分がｆp＝６８Ｈｚを中心にして増加するた
め、後部座席１２の近傍で耳障りな音が発生する問題が
あった。

【００６１】これに対して、音場補正スピーカ１３を作
動させた場合には、同図（ａ）から明らかなように、周
波数ｆp＝６８Ｈｚを中心とする周波数帯域の信号成分
が減少した。この結果、本実施形態によれば、反射合成
信号を低減させ、後部座席１２側に生じていた耳障りな
音を抑制することができることが確認された。

【００６２】尚、車両の前方側に搭乗者用の座席８，
９，１２が配置され、その後方に荷台部分が設けられた
いわゆるワゴン車などの車両に本オーディオシステムを
搭載する場合には、ステレオ用スピーカ１０，１１から
上記の聴取位置までの距離よりも、音場補正用スピーカ
１３から聴取位置までの距離の方が大きくなる場合が生
じる。

【００６３】このような場合（特別な場合）には、遅延
回路１４ａ，１５ａの遅延時間を調節することにより、
ステレオ用スピーカ１０，１１から発せられる第１の音
響信号が上記の聴取位置に到達するのに要する遅延時間
を、音場補正用スピーカ１３から発せられる第２の音響
信号が聴取位置に到達するのに要する遅延時間よりも長
くするようになっている。

【００６４】したがって、ワゴン車等の車両において
も、実質的に、図１に示した座席配置とスピーカ配置と
同様な条件で音場補正を行うことができ、音場特性の均
一化と、耳障りな音の発生を防止することができる。

【００６５】また、音場補正回路２０が自動的に、反射
合成信号を相殺するための第２の音響信号を生成させる
場合を説明したが、加算回路２１から振幅調整回路２５
までのいずれか１つ又は複数の回路を、操作者が調節で
きるようにしてもよい。かかる構成によると、第２の音
響信号の遅延時間や音圧レベルを微調整して、より確実
に反射合成信号の発生を抑制することができる。また、
操作者の好みに応じて、音場特性を設定することが可能
となる。

【００６６】次に、本発明の第２の実施形態を図１を参
照して説明する。第１の実施形態では、制御回路２０内
に、相関演算部２０ａと位相調整部２０ｂ、抽出部２０
ｃ及び２乗誤差演算部２０ｄを備え、これらによって算
出される遅延時間や通過周波数帯域などのパラメータに
基づいて、自動的に最適な音場補正信号Ｓcを生成して
いる。

【００６７】そして、反射合成信号と第２の音響信号が
聴取位置で等しくなるようにするための情報（第１の実
施形態で述べた相関演算部２０ａや２乗誤差演算部２０
ｄで求められる時間差や２乗誤差の絶対値εなどの情
報）と、車室長Ｌと、通過周波数帯域ｆpのデータを制
御回路２０内のＲＯＭに記憶しておき、これらのデータ
に基づいて、位相調整回路２２と抽出回路２３と遅延回
路２４，１４ａ，１５ａ及び振幅調整回路２５の各パラ
メータを設定するようにしている。

【００６８】かかる構成によると、室内長Ｌに基づい
て、λ＝２×Ｌの関係から求められる周波数を抽出回路
２３の通過周波数帯域ＢＦに設定することで、第１の実
施形態と同様に、後部座席近傍での耳障りな音を抑制す
ることができ、且つ車室内７の全域において音場特性を
略均一にすることができる。

【００６９】また、図１に示されている制御回路２０中
の相関演算部２０ａと位相調整部２０ｂと抽出部２０ｃ
及び２乗誤差演算部２０ｄを設ける必要がなく、更にマ
イクロホン１９が不要になることから、簡素な車載用オ
ーディオシステムを提供することができる。

【００７０】尚、第２の実施形態では、予めＲＯＭ等に
記憶した遅延時間と通過周波数帯域と振幅調整用の各デ
ータに基づいて、最適な音場特性が得られるようにした
場合を説明したが、加算回路２１から振幅調整回路２５
までのいずれか１つ又は複数の回路を微調整できるよう
にして、操作者が音場特性を微調整したり、操作者の好
みに合わせて調節できるようにしてもよい。

【００７１】また、上記第１，第２の実施形態では、音
場補正回路１８中の加算回路２１から振幅調整回路２５
までをそれぞれ個々独立の回路で実現し、制御回路２０
内の相関演算部２０ａから２乗誤差演算部２０ｄをマイ
コンシステムによるプログラムで実現する場合を説明し
たが、本発明はかかる構成に限定されるものではない。
これらの加算回路２１から振幅調整回路２５までと、相
関演算部２０ａから２乗誤差演算部２０ｄをデジタルシ
グナルプロセッサ（ＤＳＰ）で実現し、いわゆるディタ
ル信号処理技術を適用して構成してもよい。また、この
デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で抽出回路２３
と抽出部２０ｃを構成する場合、すなわち、これらをデ
ジタルフィルタで構成する場合には、非巡回（ＦＩＲ）
型と巡回（ＩＩＲ）型のいずれの構成を適用しても良
い。

【００７２】また、上記した室内長Ｌは、本オーディオ
システムを出荷する前に、予め自動車（車両）毎に計測
して、その計測値Ｌを本オーディオシステムのＲＯＭ等
に記憶しておくようにしてもよいし、ユーザーが自分で
自動車の室内長を計測して、本オーディオシステムに設
定するようにしてもよい。

【００７３】また、車載用のオーディオシステムの実施
形態について説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、一般の室内空間に適用できるものである。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、反
射合成効果によって生じる反射合成信号を、その信号と
は逆位相の信号に相殺することとしたので、従来問題と
なっていた低周波数帯域での耳障りな音の発生を低減す
ることができる。更に、反射合成信号の発生に起因して
音場特性が不均一になるという問題についても、この反
射合成信号の相殺効果によって音場特性を均一化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の車載用オーディオシステムの構成
を模式的に示すブロック図である。

【図２】音場補正用スピーカを作動させたときに創出さ
れる音場空間と、音場補正用スピーカを作動させないと
きに創出される音場空間との音場特性を対比して示す特
性図である。

【図３】音場補正用スピーカを作動させたときに創出さ
れる音場空間と、音場補正用スピーカを作動させないと
きに創出される音場空間との周波数特性を対比して示す
特性図である。

【図４】従来の車載用オーディオシステムの構成を模式
的に示す説明図である。

【符号の説明】

７…車室内１０，１１…ステレオ用スピーカ１３…音場補正用スピーカ１４，１５，１６…増幅器１４ａ，１５ａ，２４…遅延回路１７…ソース供給部１８…音場補正回路１９…マイクロホン２０…制御回路２０ａ…相関演算部２０ｂ…位相調整部２０ｃ…抽出部２０ｄ…２乗誤差演算部２１…加算回路２２…位相調整回路２３…抽出回路２５…振幅調整回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者熊田訓東京都目黒区下目黒１丁目７番１号ＰＡＸビル１階インクリメント・ピー株式会社内 (72)発明者太田佳樹埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイオニア株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 3D020 BA02 BA10 BA11 BC02 BC03 BC06 BC08 BC11 BE04 5D020 AC00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】任意の間隔をおいて配置される第１のス
ピーカ及び第２のスピーカと、前記第１，第２のスピーカ間の任意の聴取位置に配置さ
れ、前記第１のスピーカから前記聴取位置へ伝搬してく
る第１の音響信号と前記第２のスピーカから前記聴取位
置へ伝搬してくる第２の音響信号とを収音する収音手段
と、前記第１の音響信号中に含まれる反射合成信号の周波数
帯域内における前記反射合成信号と前記第２の音響信号
との時間差及び音圧レベルの相違を、前記収音手段から
出力される前記第１，第２の音響信号のそれぞれの特徴
情報に基づいて求める制御手段と、出力を入力に対し位相反転させる位相調整手段と、前記周波数帯域に相当する通過周波数帯域を設定するフ
ィルタ手段と、前記制御手段で求められる前記時間差に基づいて遅延時
間を設定する遅延手段と、前記音圧レベルの相違を最小にするように振幅調整を行
う振幅調整手段とを備え、前記第１のスピーカにはオーディオ信号を供給し、前記
第２のスピーカには、前記オーディオ信号を前記位相調
整手段と前記フィルタ手段と前記遅延手段及び前記振幅
調整手段を通じて供給することを特徴とするオーディオ
システム。
【請求項２】任意の間隔をおいて配置される第１のス
ピーカ及び第２のスピーカと、出力を入力に対し位相反転させる位相調整手段と、前記第１のスピーカから前記第１，第２のスピーカ間の
任意の聴取位置へ伝搬する第１の音響信号中に含まれる
反射合成信号の周波数帯域に相当する通過周波数帯域を
有するフィルタ手段と、前記第１の音響信号が前記第１のスピーカから前記聴取
位置へ伝搬するのに要する第１の伝搬遅延時間と、第２
の音響信号が前記第２のスピーカから前記聴取位置へ伝
搬するのに要する第２の伝搬遅延時間との時間差に基づ
いて決められた遅延時間を有する遅延手段と、前記聴取位置における前記第１，第２の音響信号の音圧
レベルを略等しくさせるように振幅調整を行う振幅調整
手段とを備え、前記第１のスピーカにはオーディオ信号を供給し、前記
第２のスピーカには、前記オーディオ信号を前記位相調
整手段と前記フィルタ手段と前記遅延手段及び前記振幅
調整手段を通じて供給することを特徴とするオーディオ
システム。
【請求項３】前記フィルタ手段の周波数帯域は、前記第
１のスピーカと前記第２のスピーカとの設置方向におけ
る室内長Ｌに基づいて、波長λ≒２×Ｌの条件式から得
られる周波数帯域に設定されることを特徴とする請求項
１又は２に記載のオーディオシステム。
【請求項４】前記遅延手段は、第１の伝搬遅延時間と前
記第２の伝搬遅延時間との時間差にに基づいて遅延時間
を有することを特徴とする請求項２〜３のいずれか１項
に記載のオーディオシステム。
【請求項５】前記遅延手段は、前記第１のスピーカから
前記聴取位置までの第１の距離と前記第２のスピーカか
ら前記聴取位置までの第２の距離との距離差を音波が伝
搬するのに要する伝搬遅延時間に相当する遅延時間を有
することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記
載のオーディオシステム。
【請求項６】前記位相調整手段と、前記フィルタ手段
と、前記遅延手段、及び前記振幅調整手段のうちの少な
くとも１つが、外部から調節自在であることを特徴とす
る請求項１〜５のいずれか１項に記載のオーディオシス
テム。
【請求項７】前記フィルタ手段は、帯域通過形フィルタ
又は低域通過形フィルタであることを特徴とする請求項
１〜６のいずれか１項に記載のオーディオシステム。
【請求項８】前記オーディオシステムは、車載用のオー
ディオシステムであることを特徴とする請求項１〜８の
いずれか１項に記載のオーディオシステム。