JP2001112100A - 遅延時間測定装置及びオーディオ装置 - Google Patents

遅延時間測定装置及びオーディオ装置

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JP2001112100A JP28394399A JP28394399A JP2001112100A JP 2001112100 A JP2001112100 A JP 2001112100A JP 28394399 A JP28394399 A JP 28394399A JP 28394399 A JP28394399 A JP 28394399A JP 2001112100 A JP2001112100 A JP 2001112100A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1回の測定動作でスピーカから聴取点までの
遅延時間を測定でき、しかも、正確に各スピーカからの
音が同時に聴取点に到達できるようにする 【解決手段】 遅延時間測定部(CPU)16はパルス
信号PLをスピーカ11に入力し、スピーカは該パルス
に応じた音を空間に放射する。聴取点に設けたマイクロ
ホン12は該スピーカより放射された音を検出して遅延
時間測定部に入力する。遅延時間測定部16はパルス信
号発生時刻からマイクロホン検出信号より最初の正及び
負のピーク値を検出するまでの時間を測定し、該正及び
負のピーク検出時間の中間時間をスピーカからオーディ
オ聴取点までの遅延時間とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は遅延時間測定装置及
びオーディオ装置に係わり、特に、スピーカからオーデ
ィオ聴取点までの遅延時間を測定する遅延時間測定装置
並びに各スピーカから放射された音が同時に聴取点に到
達するようにしたオーディオ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】多数のスピーカを備えたオーディオ装
置、例えば、フロント側左/右及びリア側左/右にスピ
ーカを有する車載用オーディオ装置において、各スピー
カから主たる聴取者であるドライバの耳元までの距離が
相違する。図4は車室内におけるスピーカの配置例であ
り、フロント側左右ドアにフロント側Lチャンネル用の
スピーカSPFL、フロント側Rチャンネル用のスピーカ
SPFRが設けられ、リアトレイRTRの左右にリア側L
チャンネル用のスピーカSPRL、リア側Rチャンネル用
のスピーカSPRRがそれぞれ設けられており、各スピー
カからドライバの耳元までの距離が異なる。尚、図4に
おいて、HDLはハンドル、DSは運転席、ASは助手
席、RSは後部座席である。
【0003】スピーカから聴取点までの距離が異なる
と、各スピーカから同時に音を発生してもドライバの耳
に音が到達する時間が異なり、快適な音楽を楽しむこと
ができない。このため、各スピーカから聴取点までの遅
延時間を測定し、かつ、遅延時間のうち最大遅延時間を
求め、各スピーカに入力するオーディオ信号を最大遅延
時間と該スピーカから聴取点までの遅延時間との差分に
応じた時間遅延することにより、各スピーカからの音が
同時に聴取点に到達するようにしている。
【0004】図5は従来の遅延時間測定装置の構成図で
あり、遅延時間測定の基準となるパルスPLやVOL/TONE
制御信号を出力すると共に、マイクロホン検出信号MDTS
を取り込んで遅延時間を測定するプロセッサ(CPU)1、
CPU1からのパルスPLを適量に増幅するアンプ(Amp-a)
2、オーディオ信号の音量/音質(VOL/TONE)を可変制
御するVOL/TONE制御部3、スピーカ駆動用のアンプ(A
mp-b)4、オーディオ信号を入力されて音を車室内空
間に放射するスピーカ5、聴取位置、例えば、運転席
のヘッドレストに設けられ、スピーカから放射された音
を検出するマイクロホン6、マイクロホンの検出信号
MDTSを増幅するアンプ(Amp-C)7を有している。
【0005】CPU1から出力するパルスPLはアンプ2→V
Ol/TONE制御部3→アンプ4を介してスピーカ5に入力
し、スピーカは該パルスに応じた音を車室内空間に放射
し、マイクロホン6は該音を検出する。アンプ7はマイ
クロホン検出信号を増幅し、CPU1はA/D端子を介してマ
イクロホン検出信号を取り込む。CPU1がパルスPLを出
力したときのマイクロホン検出信号MDTSは図6のSFR
RLのようになる。ただし、マイクロホン検出信号SFR
はフロント側Rチャンネル用スピーカSPFRにパルスPL
を入力した場合、マイクロホン検出信号SRLはリア側L
チャンネル用スピーカSPRLにパルスPLを入力した場合
である。
【0006】CPU1は、パルスPLの出力と同時に予め定
められた時間間隔、例えば0.1msec毎に、A/D端子に入力
するマイクロホン検出信号MDTSをサンプリングする。規
定のサンプリング回数、例えば、100回(=10msec)を終え
れば、サンプリング中で最大電圧値を取得した時間をス
ピーカ5から聴取点までの遅延時間とする。図6におい
てt1はフロント側Rチャンネル用スピーカSPFRから
聴取位置までの遅延時間、t2はリア側Lチャンネル用
スピーカSPRLから聴取位置までの遅延時間である。
尚、上記動作を複数回繰り返して平均値を求め、該平均
値を遅延時間とみなすこともできる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】マイクロホン検出信号
MDTSが図7のSIDLに示すように時間と共にリニアに減
衰する理想的な波形を有している場合には、正確に遅延
時間t1を測定できる。しかし、マイクロホン検出信号
が図7のSNOSに示すように外来ノイズなどの影響で2
番目以降のピークで最大になると検出誤差を生じる。す
なわち、かかる場合、従来の遅延時間測定装置は(t1
+tsft)を遅延時間とみなし、tsftの検出誤差を発生
する。この現象に対応するため、従来は1つのスピーカ
に対して遅延時間測定を複数回行い、その平均値を遅延
時間とすることにより測定精度を高めている。しかし、
かかる方法では、測定に長時間必要となる問題がある。
以上から本発明の目的は、1回の測定動作でスピーカか
ら聴取点までの遅延時間を測定でき、しかも、正確に各
スピーカからの音が同時に聴取点に到達できるようにす
ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】遅延時間測定部はパルス
信号をスピーカに入力し、スピーカは該パルスに応じた
音を空間に放射する。聴取点に設けたマイクロホンは該
スピーカより放射された音を検出して遅延時間測定部に
入力する。遅延時間測定部はパルス信号発生時刻からマ
イクロホン検出信号より最初の正及び負のピーク値を検
出するまでの時間を測定し、該正及び負のピーク検出時
間の中間をスピーカからオーディオ聴取点までの遅延時
間とする。マイクロホン検出信号の最大ピーク位置が外
来ノイズ等により変化しても、最初の正及び負のピーク
検出時刻の中間時刻は変化しない。このため、測定した
遅延時間に一定の検出誤差が含まれるが、該検出誤差は
全てのスピーカから聴取点までの測定遅延時間に含まれ
る。従って、各スピーカに入力するオーディオ信号を、
遅延時間のうち最大遅延時間と該スピーカから聴取点ま
での遅延時間との差分に応じた時間遅延するようにすれ
ば、正確に各スピーカからの音を同時に聴取点に到達さ
せることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】(A)オーディオ装置の構成 図1は本発明のオーディオ装置の要部構成図であり、1
1はスピーカであり、フロント側Rチャンネル用スピー
カ11FR、フロント側Lチャンネル用スピーカ11FL
リア側Rチャンネル用スピーカ11RR、リア側Lチャン
ネル用スピーカ11RLを有している。12は遅延時間測
定時に聴取位置、例えば、運転席のヘッドレストに設け
られ、各チャンネル用スピーカから放射された音を検出
するマイクロホンである。13はアンプであり、各チャ
ンネル用スピーカ11FR,11FL,11RR,11RLをそ
れぞれ駆動するスピーカ駆動アンプ13FR,13FL,1
RR,13RLを有している。14FR,14FL,14RR
14RLは各チャンネルのオーディオ信号の音量/音質(VO
L/TONE)を可変制御する音量/音質制御部である。15
は遅延回路であり、オーディオソース(CD、MD、チ
ューナ等)から入力する各チャンネルのオーディオ信号
FR,AFL,ARR,ARLを指示された時間遅延して出力
する。
【0010】16は遅延時間測定部としてのプロセッサ
(CPU)であり、各スピーカから聴取点までの遅延時間
を測定し、各チャンネルのオーディオ信号の遅延制御を
行う。CPU16は、遅延時間測定の基準となるパルスP
L、いずれのスピーカにパルスPLを出力するかを選択
するスピーカ選択信号SPSL、各チャンネルのVOL/TONE
制御信号VTCを出力すると共に、マイクロホン検出信
号MDTSを取り込んで遅延時間を測定する。又、CPU16
は、全スピーカからオーディオ聴取点までの遅延時間
を測定後、最大遅延時間を求め、該最大遅延時間と各ス
ピーカから聴取点までの遅延時間との差分dFR,dFL
RR,dRLを演算し、各チャンネルのオーディオ信号A
FR,AFL,ARR,ARLに付与する遅延時間として遅延回
路15に指示する。17はCPUから出力するパルスPLを
適量に増幅するアンプ、18はスピーカ選択信号SPSLが
指示するスピーカにパルスPLが入力するように出力経路
を切り替える切換回路、19はマイクロホン12の検出
信号MDTSを増幅するアンプである。
【0011】(B)遅延時間測定原理 遅延時間の測定に際して検出誤差が存在しても、該検出
誤差が一定で、かつ、全スピーカから聴取点までの測定
遅延時間に含まれていれば、任意の2つの測定遅延時間
の差分は検出誤差が零の場合と同じ値になる。そこで、
検出誤差が一定で、かつ、全ての測定遅延時間に含まれ
るようにする。そして、遅延時間のうち最大遅延時間を
求めると共に最大遅延時間と各遅延時間の差分を求め、
該差分に応じた時間各スピーカに入力するオーディオ信
号を遅延する。このようにすれば、各スピーカからの音
が同時に聴取点に到達する。以上より、本発明では、図
2(a)に示すように、パルス信号PLの発生時刻から最
初の正及び負のピーク値を検出するまでの時間tp, tb
を測定し、該正及び負のピーク検出時間の中間時間td td=(tp+tb)/2 (1) をスピーカからオーディオ聴取点までの遅延時間とす
る。尚、ノイズの影響を防止するためにスレショールド
レベル±VTHを設定し、−VTH〜+VTHの範囲内のピー
クは除外する。
【0012】ところで、何らかの理由で図2(b)に示
すように、最初の正ピークがスレショールドレベル+V
TH以下になることがある。かかる場合には、2番目の正
のピーク時刻が検出されてしまい、各スピーカの測定遅
延時間に含まれる検出誤差が一定でなくなる。パルスPL
が正極性であれば、マイクロホン検出信号MDTSは最初に
正ピークを示し、ついで負のピークを示し、以後、交互
に正、負のピークを繰り返し最終的に零になる。そこ
で、負のピーク検出時刻tmが正の検出時刻tpより早い
かチェックし、早ければ、スレショールドレベル以下で
あっても直前の正ピークPKを最初の正ピークとみな
し、そのピーク時刻tm′を採用する。このようにすれ
ば、全スピーカから聴取位置までの測定遅延時間に含ま
れる検出誤差を一定にできる。
【0013】(C)遅延時間測定制御 図3はCPU16による遅延時間測定制御処理フローであ
る。遅延時間測定に際して、CPU16はスピーカ選択信
号SPSLにより所定のスピーカ(一例としてフロント側R
チャンネル用スピーカ11FR)を選択すると共に、サン
プリング回数SNを1に初期化する(ステップ10
1)。ついで、Pulse Out端子よりパルスPLを出力する
(ステップ102)。アンプ17はこのパルスPLを適量
増幅し、切換回路18はパルスPLをスピーカ選択信号SP
SLで指示されたスピーカに応じたVOL/TONE制御回路14
FRに入力し、以後スピーカ駆動アンプ13FRを介してス
ピーカ11FRに入力する。スピーカ11FRはパルス入力
により音を放出し、マイクロホン12は該音を検出し、
アンプ19は該マイクロホン検出信号MDTSを増幅してCP
U16のA/D端子に入力する。
【0014】CPU16はA/D端子に入力する検出電圧を0.
1ms毎にサンプリングし、サンプリング時刻(パルス発
生時刻を零とする)とサンプリング値を保存し(ステッ
プ103)、サンプリング回数SNが所定回数例えば100
回になったかチェックし(ステップ104)、100<SN
であれば、SNを歩進して(ステップ105)、ステッ
プ103以降のサンプリング動作を継続する。サンプリ
ング回数が100になれば、最初の正のピーク時刻tp及び
負のピーク時刻tmを求める(ステップ106)。つい
で、次式 td=(tp+tm)/2 により、正ピークと負ピークの中間時刻tdを求め、遅
延時間とする(ステップ107)。以後、全スピーカに
ついて遅延時間を測定したかチェックし(ステップ10
8)、測定してなければステップ101以降の処理によ
り次のスピーカから聴取点までの遅延時間を測定する。
【0015】全スピーカについて遅延時間の測定が完了
すれば、測定遅延時間のうち最大遅延時間を求め(ステ
ップ109)、該最大遅延時間と各スピーカから聴取点
までの遅延時間との差分dFR,dFL,dRR,dRLを演算
し、各チャンネルのオーディオ信号AFR,AFL,ARR
RLに付与する遅延時間として遅延回路15に指示す
る。これにより、遅延回路15は各チャンネルのオーデ
ィオ信号AFR,AFL,A RR,ARLをそれぞれdFR
FL,dRR,dRL遅延する。この結果、各チャンネルの
オーディオ音は聴取点に同時に到達する。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。
【0016】
【発明の効果】以上本発明によれば、測定遅延時間に常
に一定の検出誤差を含ませ、かつ、該検出誤差を全ての
スピーカから聴取点までの測定遅延時間に含ませること
ができる。このため、各スピーカに入力するオーディオ
信号を、最大遅延時間と該スピーカから聴取点までの遅
延時間との差分に応じた時間遅延することにより、正確
に各スピーカからの音を同時に聴取点に到達させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のオーディオ装置の要部構成図である。
【図2】本発明の遅延時間測定の原理説明図である。
【図3】本発明の遅延時間測定処理フローである。
【図4】車室内におけるスピーカ配置説明図である。
【図5】従来の遅延時間測定装置の構成図である。
【図6】従来の遅延時間測定説明図である。
【図7】従来の遅延時間検出の問題点説明図である。
【符号の説明】
11FR・・フロントRチャンネル用スピーカ 11FL・・フロントLチャンネル用スピーカ 11RR・・リアRチャンネル用スピーカ 11RL・・リアLチャンネル用スピーカ 12・・マイクロホン 13・・スピーカ駆動アンプ 14FR,14FL,14RR,14RL・・音量/音質制御部 15・・遅延回路 16・・プロセッサ(CPU) 17,19・・アンプ 18・・切換回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルス信号をスピーカに入力して発生す
    る音を聴取点に設けたセンサーで検出することにより、
    スピーカからオーディオ聴取点までの遅延時間を測定す
    る遅延時間測定装置において、 パルス信号発生時刻から最初の正及び負のピーク値を検
    出するまでの時間を測定し、該正及び負のピーク検出時
    間の中間時間をスピーカからオーディオ聴取点までの遅
    延時間とすることを特徴とする遅延時間測定装置。
  2. 【請求項2】 各スピーカから放射された音が同時に聴
    取点に到達するようにしたオーディオ装置において、 パルス信号をスピーカに入力してから聴取点に設けたセ
    ンサーが最初の正及び負のピーク値を検出するまでの時
    間を測定し、該正及び負のピーク検出時間の中間時間を
    スピーカからオーディオ聴取点までの遅延時間とし、同
    様にして全スピーカからオーディオ聴取点までの遅延時
    間を測定する遅延時間測定部、 各スピーカに入力するオーディオ信号を、前記遅延時間
    のうち最大遅延時間と該スピーカから聴取点までの遅延
    時間との差分に応じた時間遅延するオーディオ信号遅延
    回路、 を備えたことを特徴とするオーディオ装置。
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