JP2000261879A - 音場補正方法および音響装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数特性のピークおよびディップが発生し
ている要因を解析し、寄与率の高い音響モードの影響を
下げるようにスピーカ配置を換えることで周波数特性を
改善する音場補正方法および音響装置を提供することを
課題とする。 【解決手段】 音響装置は、室内２の任意の位置にマイ
クロホン２１〜２４を設置し、上記位置における音響特
性を測定し、上記測定値を解析し、上記解析値を基に、
上記室内の所定位置に移動可能に設置され、オーディオ
信号が供給されるスピーカ３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＢ，３
ＲＢの位置を変えることにより、室内２に生じる定在波
を制御し、周波数特性を補正することにより、他に特別
の装置を用いることなく、音響特性を改善することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両の室内
における音場を補正する音場補正方法および音響装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に低周波では定在波の存在する音
響モードの音圧分布は飛び飛びに分布するため、全ての
音響モードを再生しないと、その音響モード付近の低音
を再生することができなかった。特に車両の室内では、
試聴位置が音響モードの節の位置にあった場合やスピー
カの相互効果により特定の音響モードの音圧レベルが下
がったりしていた。従来から、車両の室内の音響特性の
調整を行う制御技術が提案されており、代表的な制御技
術として、定在波の除去（特開平９−３２７０８６号公
報）および遅延時間の適正化（特開平１０−１６１６６
７号公報）などがある。

【０００３】第１に、定在波除去の技術は、特開平９−
３２７０８６号公報に記載されているように、スピーカ
ーから出力される音を原音に近いものとして収音し、室
内の反射音の影響を除去した音場を形成するものであ
り、スピーカーから出力される音をその直前で収音し、
この収音した音の音圧レベルを可聴周波数帯域の略全域
に亘って±４ｄＢ以内に収めるように第１補正手段で調
整し、所望の受音点で収音した音の音圧レベルを可聴周
波数帯域の略全域に亘って±４ｄＢ以内に収めるように
第２補正手段で調整するものである。この方法による
と、スピーカーの出力直後の音に対して音圧レベル調整
を行い、低域の音圧レベル上昇の影響を反映した原音に
極めて近い音を再生できる。

【０００４】第２に、遅延時間の適正化の技術は、特開
平１０−１６１６６７号公報に記載されているように、
短時間に車室内音響空間における非制御帯域の信号伝搬
時間を測定して、所望の遅延時間を遅延器に設定するも
のであって、遅延時間決定部における適応信号処理部は
適応信号処理を実行して車室内音響空間における非制御
帯域の信号伝搬型を適応フィルタで模擬し、最大係数／
遅延時間探索部は適応フィルタの係数値を参照して信号
伝搬型のインパルス応答のピーク位置を求め、ピーク位
置より信号伝搬時間を求め、制御帯域の信号伝搬時間と
非制御帯域の信号伝搬時間との差を遅延時間として遅延
器に設定し、制御帯域のオーディオ信号と非制御帯域の
オーディオ信号が観測点に同時に到達するようにするも
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の音響特性の制御技術では、車室内においては定在波の
影響が大きいため、定在波によって発生している周波数
特性のくぼみを示すディップを補正するためには、大口
径のサブウーファーを追加するか、各スピーカの周波数
および位相特性を補正するための専用のデジタルシグナ
ルプロセッサー（ＤＳＰ）が必要であり、このため、補
正のための構成および処理が余計にかかり、装置が高価
となることから容易に補正を行うことができず、また、
補正に伴う電力を余計に消費するという不都合があっ
た。

【０００６】また、特開平９−３７３７１号公報に記載
の吸音材を用いてスピーカの取付による制約を改善する
技術や、特許第２６８４８３６号公報に記載の振動板を
追加して不足した重低音を補う技術も提案されていた
が、いずれも、原理的に定在波の影響を改善することは
できなかったという不都合があった。

【０００７】そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなさ
れたものであり、周波数特性のピークおよびディップが
発生している要因を解析し、寄与率の低い音響モードの
影響を上げるようにスピーカ配置を換えることで周波数
特性を改善する音場補正方法および音響装置を提供する
ことを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の音場補正方法
は、室内の任意の位置にマイクロホンを設置し、上記位
置における音響特性を測定し、上記測定値を解析し、上
記解析値を基に、上記室内に設置され、オーディオ信号
が供給されるスピーカの位置および／または方向を変え
ることにより、上記室内に生じる定在波を制御し、周波
数特性を補正するものである。

【０００９】また、本発明の音響装置は、室内の任意の
位置に設置されたマイクロホンと、上記位置における音
響特性を測定する測定手段と、上記測定値を解析する解
析手段と、上記室内の所定位置に設置されたスピーカ
と、上記解析値を基に、オーディオ信号が供給される上
記スピーカの位置および／または方向を可変する可変手
段とを備え、上記可変手段により上記スピーカの位置お
よび／または方向を変えることにより、上記室内に生じ
る定在波を制御し、周波数特性を補正するものである。

【００１０】従って本発明によれば、以下の作用をす
る。解析手段は解析に先立って実車の寸法データより解
析モデルを作成し、有限要素法で解析を実施するため
に、解析モデル上に観測面のメッシュを配置する。測定
手段は、音源および各吸音材の吸音率などの所定のパラ
メータを設定し、オリジナルでの音響特性を求める。解
析手段は、オリジナルでの音響特性の音響モードでのピ
ークまたはディップの発生を検出し、求めた周波数特性
のばらつきが所定以上であるか否かを判断する。

【００１１】解析手段は、周波数特性のばらつきが所定
以内であれば処理を中断し、所定以上のばらつきがある
場合には、例えばスピーカ設置位置の座標において各モ
ードが周波数特性に寄与している割合を計算する。解析
手段は、求めた値より、一番ピークレベルの高いモード
と低いモードを選ぶ。

【００１２】解析手段はスピーカが左右非対称になるよ
うに可変手段においてランプのうちいずれかを点灯させ
る。これにより、搭乗者が可変手段において点灯された
各ランプの位置および／または方向にスピーカを移動さ
せる。または、解析値に基づいてモータを回転させてス
ピーカを所定位置および／または方向に移動させてスピ
ーカの移動をランプにより示す。

【００１３】スピーカ位置および／または方向をずらし
ながら、解析手段は一番ピークレベルの高いモードと低
いモードの差の値が目標値以下となるか否かを判断し、
両者のピークの差の値を計算し、この差が目標値以下で
あり、同時に、周波数特性のばらつきが目標値以下とな
るスピーカ位置および／または方向を求める。このよう
にして、最適なスピーカ配置位置が求められる。

【００１４】

【発明の実施の形態】［音響処理の解析］本実施の形態
について詳細に説明する前に、本実施の形態で行う音響
処理の概略を説明する。近年、車載用オーディオ機器の
耐振性能の向上に伴い、車室内はオーディオリスニング
空間としての重要性が増大している。しかし、家庭とは
リスニング環境や音響特性が大きく異なっているため、
これらの改善のためにリスニング環境に関する研究が広
く行われている。また、グラフィックイコライザや適応
フィルタによる音響特性の改善手法が提案され、製品化
されている。しかし、音響モードについて検討して全リ
スニングポジションにおける音響特性を改善する手法の
提案については、従来あまり取り組まれていない。

【００１５】本願発明者らは、車室内モデルを用いて実
験結果と有限要素法による解析結果を比較し、精度良く
音響特性が求められることを確認した。また、音響モー
ドを可視化し音響モードを考慮したスピーカの配置によ
る周波数特性の改善を行った。

【００１６】［有限要素法による車室内音響特性］ま
ず、有限要素法により車室内音響特性の解析を行った。
解析モデルの精度を明らかにするため、図３に示す例え
ば１０ｍｍ厚のアクリル製１／３スケールの車室内モデ
ルにおいて、車室空間を剛体壁で仮定した場合の代表的
な周波数応答比関数の実験及び解析を行った。この実験
値と解析値との比較結果を図４に示した。観測面６０は
搭乗者６１の耳の位置とし、観測点は後席右側、後席左
側、前席右側、前席左側の左耳位置とした（以下、順に
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点と呼ぶ。）。また、本実施の形態で制
御対象とした周波数は、オーディオでいう低音域にあた
り車室内の基本音響モードが現れる６００［Ｈｚ］以下
（実車では２００［Ｈｚ］以下に相当する）としたが、
とくに限定はしない。本実施の形態では、１／３スケー
ルのモデルで解析しているため、６００［Ｈｚ］は実車
では２００［Ｈｚ］に相当する。

【００１７】図４に、図３に示した解析モデルの車室空
間を剛体壁と仮定した場合の周波数応答比関数Ｐａ（応
答点の音圧レベル／入力点の音圧レベル）を示した。図
４には、実験結果と有限要素法を用いた解析結果を示し
たが、図４より周波数応答比関数の、実験値と解析値と
の比較結果が良く一致していることより、解析モデルの
信頼性が高いことが確認された。これより、以下では解
析の結果のみを示すことにする。なお、図４中１〜６
は、後述する各音響モードを示す。

【００１８】次に、吸音特性を考慮して解析モデルを実
車に近づけた場合のＡ点の周波数特性を求めた。図５に
左右対象に４個のスピーカを配置した際（図３参照）の
後席右側搭乗者の左耳位置（図１のＡ点）でのＳＰＬ
（Ｓｏｕｎｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）の周波
数特性を示した。図５には、解析モデルの車室空間を剛
体壁と仮定した場合の結果と吸音率を考慮した場合の結
果を示した。なお、図３に示したように左右対称に４個
のスピーカを配置し、車室空間を構成する６面の吸音壁
には既に知られている実車の比音響インピーダンス比よ
り求めたアドミッタンス値を適用した。以下では、この
特性について検討を実施する。

【００１９】本実施の形態の解析モデルでは、図４に示
したように、モード１（２４３［Ｈｚ］）、モード２
（３０６［Ｈｚ］）、モード３（３９０［Ｈｚ］）、モ
ード４（４５２［Ｈｚ］）、モード５（５２８［Ｈ
ｚ］）、モード６（５４９［Ｈｚ］）の６個の音響モー
ドが存在しているが、後述する可変手段によりスピーカ
を移動させてスピーカを左右対象に４個配置すると、図
５に示すように、左右逆位相となる各音響モード（モー
ド２，３，６）の各周波数（モード２：３０６［Ｈ
ｚ］、モード３：３９０［Ｈｚ］、モード６：５４９
［Ｈｚ］）に、音響モードのピークが現れなくなる。

【００２０】［スピーカ設置位置の変更による周波数特
性の改善］一般に音響モードは離散的に存在するため、
全ての音響モードを再生しないと、その音響モード付近
の音が再生できないことが分かっている。特に、車室内
では、試聴位置が音響モードの節の位置にあった場合や
スピーカの相互干渉により特定の音響モードの音圧レベ
ルが下がったりする現象が現れる。

【００２１】本実施の形態の車室内モデルでは６００
［Ｈｚ］以下に６個の音響モードが存在している。後席
では、後述する移動設置手段によりスピーカを移動させ
てスピーカを左右対称に設置したことで左右逆位相の音
響モードになるモード２，３，６のピークが発生しな
い。前席ではモードの節の影響も加わり、モード１，
２，３，６のピークが発生しない。

【００２２】図６に図５で示した吸音特性を考慮した場
合のＭＰＦ（Ｍｏｄａｌ Ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｏｎ
Ｆａｃｔｏｒ）を示す。ＭＰＦはスピーカ設置位置の
座標において、各モードが周波数特性に寄与している割
合を表す。図６からもスピーカを左右対称に設置する
と、モード２，３，６の寄与する割合が小さくなること
がわかる。なお、寄与する割合は各モードのピークレベ
ルより判断する。

【００２３】ここで、後述する可変手段によりスピーカ
を移動させてスピーカの設置位置の左右対称性を無くす
と、モード２，３，６の寄与が増し、モード２，３，６
のピークが生じる。例えば左のスピーカ２個はそのまま
にし、右のスピーカ２個を０〜５０ｍｍまで１ｍｍおき
に後方に移動させる。この際、周波数特性とＭＰＦを同
時に見ることにより、スピーカ設置位置の違いによる周
波数特性の変化と各モードの関係を把握することが可能
となる。

【００２４】一般に周波数特性は平坦な特性（フラッ
ト）が良いと言われている。ＭＰＦを見ながら各モード
の寄与率を近づけ、かつ周波数特性が平坦になるように
左右いずれか一方のスピーカ位置を前後に移動させる
と、図７に示すように、ＳＰＬの周波数特性が改善され
て平坦な周波数特性に近づく。例えば、右のスピーカ２
個を９ｍｍ移動したとき、Ａ点の周波数特性は図７に示
すように１番フラットに近づいた。

【００２５】さらに、本実施の形態では、１／３オクタ
ーブバンド表示を使い、隣り合うバンドとの音圧差を検
出することにより、周波数特性がどの程度フラットに近
づくかを評価した。周波数特性を実車スケールに換算す
ると、以下、換算値で中心周波数８０［Ｈｚ］にモード
１、１００［Ｈｚ］にモード２、１２５［Ｈｚ］にモー
ド３、１６０［Ｈｚ］にモード４，５、２００［Ｈｚ］
にモード６が存在する。スピーカの設置位置の変更によ
りモード２，３，６付近の音の再生が改善された。

【００２６】このようにして、１／３スケールモデルを
用いて、スピーカ配置による周波数特性の改善について
検討を行った結果、スピーカ設置位置の変更により左右
逆位相の音響モード付近の音の再生が改善された。

【００２７】［音響装置の構成］以下、本実施の形態を
説明する。まず、本実施の形態の音響装置の構成を図１
を参照しながら説明する。本実施の形態の音響装置は、
車両の室内の音場を補正する場合に適用されるものであ
る。

【００２８】以下に、音響装置としての光ディスク再生
部１０の構成を説明する。図１において、光ディスク再
生部１０は、信号処理系において、ディスクＤより信号
を読み取る光学ピックアップ１１と、光学ピックアップ
１１により読み取られた信号を高周波増幅してＲＦ再生
信号を出力するＲＦ信号処理回路１４と、ＲＦ再生信号
に誤り訂正等の処理を施してオーディオ信号を出力する
復調ＤＳＰ１６と、復調ＤＳＰ１６により復調処理が施
されたオーディオ信号を増幅する増幅回路３１〜３４
と、自動車１の車室２に配置され再生音を出力するスピ
ーカ３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＢ，３ＲＢとを有して構成さ
れる。

【００２９】また、４つのスピーカ３ＬＦ，３ＲＦ，３
ＬＢ，３ＲＢは、特に本実施の形態ではその設置位置お
よび／または方向を前後に変更可能として左右非対称に
配置する可変手段としてのスピーカの移動機構を有して
構成される。図２に本実施の形態のスピーカの移動機構
を示す。図２において、ドア５０の内側にスピーカ取付
ユニット５１が設けられている。このスピーカ取付ユニ
ット５１には前後方向に長穴５４が設けられていて、長
穴５４にスピーカ５２の支持軸５３が長穴に沿って前後
方向にスライド移動可能に設けられている。また、スピ
ーカ５２は支持軸５３に対して前後方向に向き（角度）
を移動可能に設けられている。このようなスピーカの移
動機構が４つの各スピーカ３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＢ，３
ＲＢについて設けられている。

【００３０】ここで、システム制御回路４１は後述する
解析値に基づいて可変手段としてのスピーカ移動機構に
よるスピーカの移動をランプ５５により示す。具体的に
は、システム制御回路４１はスピーカが左右非対称にな
るようにランプ５５のうち、中央のＬＯ、前方向のＬＦ
１，ＬＦ２または後方向のＬＢ１，ＬＢ２のいずれかを
点灯させる。これにより、搭乗者が点灯された各ランプ
の位置および／または方向にスピーカ５２を長穴５４に
沿って移動および／または支持軸５３に対して角度変更
させる。

【００３１】または、可変手段としてのスピーカ移動機
構として、モータとモータによって長穴５４方向に移動
可能なラックアンドピニオンを設け、システム制御回路
４１は解析値に基づいてモータを回転させてラックアン
ドピニオンによりスピーカ５２を長穴上の所定位置に移
動させてスピーカの移動をランプ５５により示すように
しても良い。

【００３２】また、光ディスク再生部１０は、測定系お
よび制御系において、４つのスピーカ３ＬＦ，３ＲＦ，
３ＬＢ，３ＲＢの出力音を制御するための音響特性を測
定するための４本のマイクロフォン２１〜２４と、各マ
イクロフォン２１〜２４を用いて収音されたオーディオ
信号を増幅してデジタルデータに変換する増幅器（ＡＭ
Ｐ）およびアナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ）４４と、
変換されたデジタルデータを取り込み所定の演算を実施
すると共に解析値に基づいて可変手段によるスピーカの
移動をランプにより示すシステム制御回路４１と、光デ
ィスク再生部１０に対する再生動作の指示に相当するキ
ー入力操作が行われる操作キー群４２と、操作内容を表
示する表示部であるディスプレイ４３とを有して構成さ
れる。

【００３３】また、光ディスク再生部１０は、サーボ系
において、ＲＦ再生信号の復調の際にクロック信号を抽
出して抽出されたクロック信号をサーボ制御回路１５に
供給する再生部制御回路１７と、クロック信号および速
度エラー信号（ＶＥ）に基づいてスピンドルモータ１２
および送りモータ１３に駆動信号を供給し、さらにトラ
ッキングエラー信号（ＴＥ）およびフォーカスエラー信
号（ＦＥ）に基づいて光学ピックアップ１１の２軸アク
チュエータに駆動信号を供給してサーボ制御を行うサー
ボ制御回路１５と、ディスクＤを回転させるスピンドル
モータ１２と、光学ピックアップ１１をディスクＤの内
周方向から外周方向に順次移動させる送り（スレッド）
モータ１３とを有して構成される。

【００３４】［音響装置の動作］このように構成された
音響装置は、以下のような動作をする。図１において、
光学ピックアップ１１は、ディスクＤより信号を読み取
る。光学ピックアップ１１により読み取られた信号はＲ
Ｆ信号処理回路１４により高周波増幅されて、復調ＤＳ
Ｐ１６に供給されて復調ＤＳＰ１６によって誤り訂正等
の処理が施された後に、図示しないＤ／Ａコンバータに
よりアナログ信号に変換されて増幅回路３１〜３４に供
給される。また、復調の際のＲＦ再生信号は再生部制御
回路１７に供給される。

【００３５】また、スピンドルモータ１２はディスクＤ
を回転させ、送り（スレッド）モータ１３は光学ピック
アップ１１をディスクＤの内周方向から外周方向に順次
移動させる。サーボ制御回路１５は、スピンドルモータ
１２および送りモータ１３に駆動信号を供給してサーボ
制御を行う。このサーボ制御回路１５は再生部制御回路
１７においてＲＦ再生信号から抽出されるクロック信号
に基づいて駆動信号を生成している。また、再生部制御
回路１７は、上述したほかにシステム制御回路（マイク
ロコンピュータ（マイコン））４１との通信やディスク
Ｄのローディング機構や送り機構等のメカニカル機構部
の制御も行う。

【００３６】操作キー群４２により光ディスク再生部１
０に対する再生動作の指示に相当するキー入力操作が行
われると、表示部であるディスプレイ４３に操作内容を
表示した後に、上述したディスクＤの再生動作が実行さ
れる。

【００３７】具体的には、システム制御回路４１からの
コマンドに基づいて再生部制御回路１７はコントロール
信号を生成してサーボ制御回路１５に供給する。サーボ
制御回路１５はスピンドルモータ１２および送りモータ
１３に駆動信号を供給してサーボ制御を行う。これによ
り、スピンドルモータ１２はディスクＤを回転させて、
送りモータ１３は光学ピックアップ１１をディスクＤの
内周方向から外周方向に順次移動させる。

【００３８】所定位置で、光学ピックアップ１１からデ
ィスクＤにレーザービームを照射させて光学ピックアッ
プ１１の２軸アクチュエータのフォーカスコイルを用い
てフォーカスサーボをかけ、光学ピックアップ１１の２
軸アクチュエータのトラッキングコイルを用いてトラッ
キングサーボをかける。このようにして、各サーボをか
けた後、信号を読み取りデジタルのオーディオ信号の再
生を行う。オーディオ信号は、増幅回路３１〜３４を介
して４つのスピーカ３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＢ，３ＲＢか
ら再生音として出力される。

【００３９】まず、ディスクＤの最内周のＴＯＣ（Ｔａ
ｂｌｅ Ｏｆ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）の開始終了アドレス
等の情報を読み取った後に曲（トラック）の再生を行
う。このようにして、トラックの再生が実行され、デジ
タルのオーディオデータが復調ＤＳＰ１６に供給され
る。復調ＤＳＰ１６ではオーディオデータに対して復調
が施される。復調ＤＳＰ１６により復調処理が施された
オーディオデータはアナログのオーディオ信号に変換さ
れ、増幅回路３１〜３４により増幅され、自動車１の車
室２に配置されたスピーカ３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＢ，３
ＲＢより音として出力される。

【００４０】ここで、特に本実施の形態では、システム
制御回路４１は解析値に基づいて可変手段によるスピー
カの移動をランプにより示す。これにより、４つのスピ
ーカ３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＢ，３ＲＢは、可変手段によ
りその設置位置および／または方向を前後にスライド移
動および／または角度変更可能として左右非対称に配置
される。

【００４１】［スピーカ移動機構の動作］本実施の形態
では、システム制御回路４１は後述する解析値に基づい
て可変手段としてのスピーカ移動機構によるスピーカの
移動をランプ５５により示す。具体的には、システム制
御回路４１はスピーカが左右非対称になるようにランプ
５５のうち、中央のＬＯ、前方向のＬＦ１，ＬＦ２また
は後方向のＬＢ１，ＬＢ２のいずれかを点灯させる。こ
れにより、搭乗者が点灯された各ランプの位置にスピー
カ５２を長穴５４に沿ってスライド移動させる。また
は、各ランプの方向にスピーカ５２を支持軸５３に対し
て角度変更させる。または、スライド移動と角度変更を
共に行う。

【００４２】または、可変手段としてのスピーカ移動機
構として、モータとモータによって長穴５４方向に移動
可能なラックアンドピニオンを設け、システム制御回路
４１は解析値に基づいてモータを回転させてラックアン
ドピニオンによりスピーカ５２を長穴上の所定位置にス
ライド移動させてスピーカの移動をランプ５５により示
すようにしても良い。

【００４３】また、本実施の形態では、４つのスピーカ
３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＢ，３ＲＢの位置を決定するため
に、各座席の搭乗者の耳のあたりに４本のマイクロフォ
ン２１〜２４を搭載した例を示したが、これに限らず、
１本のマイクロフォンを用いて複数回測定しても良い。

【００４４】なお、実際の制御では、まずオリジナルの
周波数特性を設定をするために、調整用ディスクを用い
てランダム信号を試し再生する。次に、この試し再生の
再生音を各マイクロフォン２１〜２４を用いて収音し、
増幅器（ＡＭＰ）およびアナログデジタル変換器（Ａ／
Ｄ）４４によってデジタルデータに変換した後に、シス
テム制御回路４１にデジタルデータを取り込み、所定の
演算を実施してＭＰＦを求める。求められたＭＰＦは、
システム制御回路４１によりディスプレイ４３にスピー
カの位置および／または方向の変更を促す旨のメッセー
ジおよび図２に示したランプ５５と同様の表示を行い、
この表示結果をもとにしてスピーカの位置および／また
は方向の変更を容易にする。

【００４５】［音響シミュレータの処理の動作］図８
は、本実施の形態の処理の動作を示すフローチャートで
ある。上述した図３〜図７の周波数特性の改善の処理
は、図１に示したシステム制御回路４１を用いた音響シ
ミュレータによって図８のフローチャートにより実現さ
れる。

【００４６】図８において、スタートして、先ず、ステ
ップＳ１で解析モデルの作成を行う。具体的には、シス
テム制御回路４１は解析に先立って実車の寸法データよ
り図３に示した解析モデルを作成する。

【００４７】次に、ステップＳ２で解析用メッシュの作
成を行う。具体的には、システム制御回路４１は有限要
素法で解析を実施するために、解析モデル上に図３に示
す観測面６０のメッシュを配置する。

【００４８】ステップＳ３で音源、吸音特性の設定を行
う。具体的には、システム制御回路４１は、ここまで
（ステップＳ１〜Ｓ２）の処理が済んだら音源および各
吸音材の吸音率などの所定のパラメータを設定し、オリ
ジナルでの音響特性を求める。

【００４９】ステップＳ４でオリジナルでの音響特性を
解析する。具体的には、システム制御回路４１は、オリ
ジナルでの音響特性の音響モードでのピークまたはディ
ップの発生を検出する。

【００５０】ステップＳ５で求めた周波数特性のばらつ
きが２０［ｄＢ］以上であるか否かを判断する。具体的
には、システム制御回路４１は、２０［ｄＢ］以上のピ
ークまたはディップを検出する。

【００５１】ステップＳ５で求めた周波数特性のばらつ
きが２０［ｄＢ］以内であれば処理を中断し、２０［ｄ
Ｂ］以上のばらつきがある場合にはステップＳ６へ進
む。

【００５２】ステップＳ６でスピーカ位置の移動を行
う。具体的には、システム制御回路４１は図２に示すよ
うにスピーカが左右非対称になるようにランプ５５のう
ち、中央のＬＯ、前方向のＬＦ１，ＬＦ２または後方向
のＬＢ１，ＬＢ２のいずれかを点灯させる。これによ
り、搭乗者が点灯された各ランプの位置および／または
方向にスピーカ５２を長穴５４に沿って移動および／ま
たは支持軸５３に対して角度変更させる。または、シス
テム制御回路４１は解析値に基づいてモータを回転させ
てラックアンドピニオンによりスピーカ５２を長穴上の
所定位置に移動させてスピーカの移動をランプ５５によ
り示す。

【００５３】ステップＳ７でＭＰＦの計算を行う。具体
的には、システム制御回路４１は図６に示すような、ス
ピーカ設置位置の座標において各モードが周波数特性に
寄与している割合を計算する。

【００５４】ステップＳ８で寄与率の低いモードのピー
クレベル＝Ｌとして，寄与率の高いモードのピークレベ
ル＝Ｈとする。具体的には、システム制御回路４１は求
めたＭＰＦより、一番ピークレベルの高いモードと低い
モードを選ぶ。

【００５５】ステップＳ９でＨ−Ｌの値が目標値以内か
否かを判断する。具体的には、システム制御回路４１は
両者のピークの差であるＨ−Ｌの値を計算し、この差が
２０ｄＢ未満となるスピーカ位置を求める。次いで、ス
テップＳ１０で周波数特性のばらつきが２０ｄＢ未満か
否かを判断する。ステップＳ１０で求めたばらつきが２
０ｄＢ未満であれば処理を終了する。このようにして、
最適なスピーカ配置位置が求められる。

【００５６】上述した本実施の形態の音場補正方法は、
室内２の任意の位置にマイクロホン２１〜２４を設置
し、上記位置における音響特性を測定し、上記測定値を
解析し、上記解析値を基に、上記室内に設置され、オー
ディオ信号が供給されるスピーカ３ＬＦ，３ＲＦ，３Ｌ
Ｂ，３ＲＢの位置および／または方向を変えることによ
り、上記室内に生じる定在波を制御し、周波数特性を補
正するので、他に特別の処理を用いることなく、音響特
性を改善することができる。

【００５７】また、本実施の形態の音場補正方法は、上
述において、上記解析値は、定在波によって周波数特性
に発生するピークおよび／またはディップに及ぼす影響
の大きい音響モードを参考にするので、各モードの寄与
率を近づけ、かつ周波数特性が平坦になるように左右い
ずれか一方のスピーカ位置および／または方向を前後に
移動させることにより、周波数特性を改善して平坦な周
波数特性を得ることができる。

【００５８】また、本実施の形態の音場補正方法は、上
述において、上記室２内に配置された複数のスピーカ３
ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＢ，３ＲＢは、左右非対称になるよ
うに位置および／または方向を変えるので、スピーカの
設置位置の左右対称性を無くすと、特定モードの寄与が
増し、ピークが生じるので、特定のスピーカを後方に移
動させ、スピーカ設置位置の違いによる周波数特性の変
化と各モードの関係を把握することができ、これによ
り、周波数特性を改善して平坦な周波数特性を得ること
ができる。

【００５９】また、本実施の形態の音場補正方法は、上
述において、上記室内２は車両１の室内２であるので、
音場に定在波が発生しやすい車室において、観測位置の
周波数特性をフラットにすることができる。

【００６０】また、本実施の形態の音響装置は、室内２
の任意の位置に設置されたマイクロホン２１〜２４と、
上記位置における音響特性を測定する測定手段としての
システム制御回路４１と、上記測定値を解析する解析手
段としてのシステム制御回路４１と、上記室内の所定位
置に設置されたスピーカ３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＢ，３Ｒ
Ｂと、上記解析値を基に、オーディオ信号が供給される
上記スピーカの位置および／または方向を可変する可変
手段としてのスピーカ取付ユニット５１とを備え、可変
手段によりスピーカの位置および／または方向を変える
ことにより、室内に生じる定在波を制御し、周波数特性
を補正するので、他に特別の装置を用いることなく、音
響特性を改善することができる。

【００６１】また、本実施の形態の音響装置は、上述に
おいて、解析値は、定在波によって周波数特性に発生す
るピークおよび／またはディップに及ぼす影響の大きい
音響モードを参考にするので、各モードの寄与率を近づ
け、かつ周波数特性が平坦になるように左右いずれか一
方のスピーカ位置および／または方向を前後に移動させ
ることにより、周波数特性を改善して平坦な周波数特性
を得ることができる。

【００６２】また、本実施の形態の音響装置は、上述に
おいて、室内２に配置された複数のスピーカ３ＬＦ，３
ＲＦ，３ＬＢ，３ＲＢは、左右非対称になるように位置
および／または方向を変えるので、スピーカの設置位置
の左右対称性を無くすと、特定モードの寄与が増し、ピ
ークが生じるので、特定のスピーカを後方に移動させ、
スピーカ設置位置の違いによる周波数特性の変化と各モ
ードの関係を把握することができ、これにより、周波数
特性を改善して平坦な周波数特性を得ることができる。

【００６３】また、本実施の形態の音響装置は、上述に
おいて、室内２は車両１の室内であるので、音場に定在
波が発生しやすい車室において、観測位置の周波数特性
をフラットにすることができる。

【００６４】

【発明の効果】この発明の音場補正方法は、室内の任意
の位置にマイクロホンを設置し、上記位置における音響
特性を測定し、上記測定値を解析し、上記解析値を基
に、上記室内に設置され、オーディオ信号が供給される
スピーカの位置および／または方向を変えることによ
り、上記室内に生じる定在波を制御し、周波数特性を補
正するので、他に特別の処理を用いることなく、音響特
性を改善することができるという効果を奏する。

【００６５】また、この発明の音場補正方法は、上述に
おいて、上記解析値は、定在波によって周波数特性に発
生するピークおよび／またはディップに及ぼす影響の大
きい音響モードを参考にするので、各モードの寄与率を
近づけ、かつ周波数特性が平坦になるように左右いずれ
か一方のスピーカ位置および／または方向を前後に移動
させることにより、周波数特性を改善して平坦な周波数
特性を得ることができるという効果を奏する。

【００６６】また、この発明の音場補正方法は、上述に
おいて、上記室内に配置された複数のスピーカは、左右
非対称になるように位置および／または方向を変えるの
で、スピーカの設置位置の左右対称性を無くすと、特定
モードの寄与が増し、ピークが生じるので、特定のスピ
ーカを後方に移動させ、スピーカ設置位置の違いによる
周波数特性の変化と各モードの関係を把握することがで
き、これにより、周波数特性を改善して平坦な周波数特
性を得ることができるという効果を奏する。

【００６７】また、この発明の音場補正方法は、上述に
おいて、上記室内は車両の室内であるので、音場に定在
波が発生しやすい車室において、観測位置の周波数特性
をフラットにすることができるという効果を奏する。

【００６８】また、この発明の音響装置は、室内の任意
の位置に設置されたマイクロホンと、上記位置における
音響特性を測定する測定手段と、上記測定値を解析する
解析手段と、上記室内の所定位置に設置されたスピーカ
と、上記解析値を基に、オーディオ信号が供給される上
記スピーカの位置および／または方向を可変する可変手
段とを備え、上記可変手段により上記スピーカの位置お
よび／または方向を変えることにより、上記室内に生じ
る定在波を制御し、周波数特性を補正するので、他に特
別の装置を用いることなく、音響特性を改善することが
できるという効果を奏する。

【００６９】また、この発明の音響装置は、上述におい
て、解析値は、定在波によって周波数特性に発生するピ
ークおよび／またはディップに及ぼす影響の大きい音響
モードを参考にするので、各モードの寄与率を近づけ、
かつ周波数特性が平坦になるように左右いずれか一方の
スピーカ位置および／または方向を前後に移動させるこ
とにより、周波数特性を改善して平坦な周波数特性を得
ることができるという効果を奏する。

【００７０】また、この発明の音響装置は、上述におい
て、上記室内に配置された複数のスピーカは、左右非対
称になるように位置および／または方向を変えるので、
スピーカの設置位置の左右対称性を無くすと、特定モー
ドの寄与が増し、ピークが生じるので、特定のスピーカ
を後方に移動させ、スピーカ設置位置の違いによる周波
数特性の変化と各モードの関係を把握することができ、
これにより、周波数特性を改善して平坦な周波数特性を
得ることができるという効果を奏する。

【００７１】また、この発明の音響装置は、上述におい
て、上記室内は車両の室内であるので、音場に定在波が
発生しやすい車室において、観測位置の周波数特性をフ
ラットにすることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の音響装置の構成を示すブロック
図である。

【図２】本実施の形態のスピーカ移動機構を示す図であ
る。

【図３】本実施の形態の１／３スケール車室モデルを示
す図である。

【図４】本実施の形態の車室内モデルの代表的な周波数
応答比関数を示す図である。

【図５】本実施の形態のＡ点のＳＰＬの周波数特性を示
す図である。

【図６】本実施の形態のスピーカ設置位置を変更する前
のＭＰＦを示す図である。

【図７】本実施の形態のスピーカ設置位置の変更による
Ａ点のＳＰＬの周波数特性の変化を示す図である。

【図８】本実施の形態の処理の動作を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１…自動車、２…車室、３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＢ，３Ｒ
Ｂ…スピーカ、１０…光ディスク再生部、１１…光学ピ
ックアップ、１２…スピンドルモータ、１３…送りモー
タ、１４…ＲＦ信号処理回路、１５…サーボ制御回路、
１６…復調ＤＳＰ、１７…再生部制御回路、２１，２
２，２３，２４…マイクロフォン、２５，２６，２７，
２８…デジタルフィルタ、３１，３２，３３，３４…増
幅回路、４１…システム制御回路、４２…操作キー群、
４３…ディスプレイ、４４…ＡＭＰおよびＡ／Ｄ、５０
…ドア、５１…スピーカ取付ユニット、５２…スピー
カ、５３…支持軸、５４…長穴、５５…ランプ、６０…
観測面、６１…搭乗者、

フロントページの続き (72)発明者 戸井 武司 東京都文京区春日１丁目13番27号 中央大 学理工学部内 (72)発明者 佐藤 正樹 東京都文京区春日１丁目13番27号 中央大 学理工学部内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内の任意の位置にマイクロホンを設置
   し、 上記位置における音響特性を測定し、 上記測定値を解析し、 上記解析値を基に、上記室内に設置され、オーディオ信
   号が供給されるスピーカの位置および／または方向を変
   えることにより、 上記室内に生じる定在波を制御し、周波数特性を補正す
   る音場補正方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の音場補正方法において、 上記解析値は、定在波によって周波数特性に発生するピ
   ークおよび／またはディップに及ぼす影響の大きい音響
   モードを参考にすることを特徴とする音場補正方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の音場補正方法において、 上記室内に配置された複数のスピーカは、左右非対称に
   なるように位置および／または方向を変えることを特徴
   とする音場補正方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の音場補正方法において、 上記室内は車両の室内であることを特徴とする音場補正
   方法。
5. 【請求項５】 室内の任意の位置に設置されたマイクロ
   ホンと、 上記位置における音響特性を測定する測定手段と、 上記測定値を解析する解析手段と、 上記室内の所定位置に設置されたスピーカと、 上記解析値を基に、オーディオ信号が供給される上記ス
   ピーカの位置および／または方向を可変する可変手段
   と、 を備え、上記可変手段により上記スピーカの位置および
   ／または方向を変えることにより、上記室内に生じる定
   在波を制御し、周波数特性を補正する音響装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の音響装置において、 解析値は、定在波によって周波数特性に発生するピーク
   および／またはディップに及ぼす影響の大きい音響モー
   ドを参考にすることを特徴とする音響装置。
7. 【請求項７】 請求項５記載の音響装置において、 上記室内に配置された複数のスピーカは、左右非対称に
   なるように位置および／または方向を変えることを特徴
   とする音響装置。
8. 【請求項８】 請求項５記載の音響装置において、 上記室内は車両の室内であることを特徴とする音響装
   置。