JP2005319998A - 車両マルチチャネルオーディオシステムにおける中央チャネル情報の再生 - Google Patents

車両マルチチャネルオーディオシステムにおける中央チャネル情報の再生 Download PDF

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Abstract

【課題】 音源から間をあけた所望の位置に音像を確立するように構成され、配列された車両サウンドシステムを提供する。
【解決手段】 本発明による手法では、物理的音源のペアの間に移動させられた仮想信号位置について、より低い周波数で聴取者の耳のところに存在するであろうキューを近似する再生される信号の相対レベルおよび/または相対時間遅延を操作することにより、聴取者の耳のところに所望の聴覚キューを生成する。また複数の音源に印加される信号の周波数の関数としての相対極性、および/または相対位相を操作することで、物理的音源位置の間の空間の外側に移動させられた知覚位置を形成することができる。本発明では、漏話キャンセル手法およびHRTF処理を使用する聴覚キューを熟考している。
【選択図】 図１

Description

背景技術については、米国特許第5,870,484号、第5,333,200号、第4,569,074号、Harry F. Olson、「Gradient Loudspeakers」、Journal of the Audio Engineering Society、Loudspeaker Anthology、第1巻、304頁、およびJens Blauert、「Spatial Hearing」、2nd Ed.、1983年、MIT Press、Cambridge、MA.を参照されたい。
米国特許第5,870,484号明細書 米国特許第5,333,200号明細書 米国特許第4,569,074号明細書 Harry F. Olson、「Gradient Loudspeakers」、Journal of the Audio Engineering Society、Loudspeaker Anthology、第1巻、304頁 Jens Blauert、「Spatial Hearing」、2nd Ed.、1983年、MIT Press、Cambridge、MA.
本発明によれば、音像は、車両内に取り付けられたビデオディスプレイを中心とする。
1つまたは複数の物理的信号源から聴取者の耳に送られる信号は、現実の物理的音源が実際に所望の位置に配置されているとすれば聴取者の耳に存在するはずの信号と一致する。ビデオディスプレイとともに使用されるオーディオシステムでは、ビデオディスプレイの位置から離してスピーカが配置され、信号(修正または処理することができる)がそれらのスピーカに印加されると、信号は聴取者の耳に届き(すべての信号源からの出力の組合せが同じ信号情報を再生する)、それらの信号は現実の物理的スピーカがビデオディスプレイの物理的位置に配置されていれば聴取者の耳に存在するはずの信号と一致する。
ファントムイメージの位置は、音源からの方向の関数として放射される音の強度を制御することにより制御することができる。音源の指向性を制御する方法は多数ある。一方法では複数の密集したトランスデューサのアレイを使用し、指向性制御は、波長が素子間の間隔の2倍に等しい周波数以下に維持される。
したがって、このアレイにより送信される信号は、ある方向では他の方向よりも多く伝播する。本発明の一態様によれば、ビデオディスプレイは、車両の中心に取り付けられる。車両の右側に取り付けられているアレイにより再生される会話(例えば、中央チャネル信号に含まれる)は、車両の左側を指向する方向に集束され、車両の左側に取り付けられているアレイにより再生される会話は、車両の右側を指向する方向に集束される。車両の右側に着座している車両乗員は、左アレイよりも右アレイのほうに物理的に近い。車両の左側に着座している車両乗員は、右アレイよりも左アレイのほうに物理的に近い。これらのアレイの指向性パターンは、近い座席位置には少ないエネルギーを、遠い座席位置には強いエネルギーを放射する。指向性アレイを使用する場合、時間と強度の関係を考慮し、複数の非対称配置の乗客について、ビデオディスプレイに近い車両の中心に配置された知覚像を同時に形成する。アレイの利点としては特に、低周波数(例えば、200Hz.〜1.5kHz.)で信号の指向性を制御できるという点があげられる。
本発明による手法では、物理的音源のペアの間に移動させられた仮想信号位置について、より低い周波数で聴取者の耳のところに存在するであろうキューを近似する再生される信号の相対レベルおよび/または相対時間遅延を操作することにより、聴取者の耳のところに所望の聴覚キューを生成する。また複数の音源に印加される信号の周波数の関数としての相対極性、および/または相対位相を操作することで、物理的音源位置の間の空間の外側に移動させられた知覚位置を形成することができる。本発明では、漏話キャンセル手法およびHRTF処理を使用する聴覚キューを熟考している。
本発明の他の態様によれば、音源の効果的な仰角は、音源が実際のスピーカの仰角と異なる仰角で配置されていると知覚されるように調整可能である。信号の仰角の知覚は、送信信号のスペクトル成分を変更することにより変更することができる。
本発明の他の特徴、目的、および利点は、付属の図面に関して以下の説明を読むと明らかになるであろう。
図面、特に図1を参照すると、車両マルチチャネルオーディオシステム内の中央チャネル情報を再生するためのオーディオシステム100が示されている。図1は、車両の中央に取り付けられた(例えば、車両の天井の中/下に取り付けられた)ビデオディスプレイ120、センター付けスピーカ101、後部座席160,170の近くの車両左側および車両右側にそれぞれ取り付けられているスピーカ102,103、運転席および助手席140,150の近くの車両左側および右側にそれぞれ取り付けられているスピーカ112,113、およびフロントダッシュボードの中央の中に/中央に取り付けられているスピーカ111を示している。スピーカ101は、ビデオディスプレイ120と同じ方位角で取り付けられているが、ビデオディスプレイ120と同じ場所には配置されない。センター付けスピーカ101は、ビデオディスプレイとは異なる仰角で取り付けられ、例えば、床に取り付けられているセンターコンソール内に取り付けることができる。スピーカ102,103,112,113は、車両内に存在しうる他のスピーカを表す。存在する他のスピーカの実際の個数は、図に示されているスピーカの個数より多い場合も少ない場合もある。
センター付けスピーカ101の仰角がビデオディスプレイ120の仰角と同じでない場合(例えば、センター付けスピーカ101がコンソール内に取り付けられ、ビデオディスプレイ120が天井内に取り付けられている場合)、ビデオディスプレイ120に示される視覚イメージは、関連する聴覚イメージと完全に知覚的に融合しない場合があり、その結果、ビデオディスプレイ120上に示されている人が実際に話しているという錯覚は低下する。ビデオディスプレイ120と物理的に同じ仰角(elevation)であるかのように再生される信号が知覚されるようにセンター付けスピーカ101により再生される信号を処理することにより、このような効果を低減することが可能である。
音源の仰角の知覚は、主に、聴取者が聞き取る信号のスペクトル成分に基づく。所定の方法で聴取者に聞こえる信号のスペクトル成分を変更することにより、信号の音源の仰角で位置に対する聴取者の知覚を変更できる。これは、スピーカに印加され、聴取者に聞こえる信号のスペクトル成分を修正するように信号処理デバイス(アナログでもデジタルでもよい)を構成することにより実現され、この場合、信号処理では、実際の音源位置に配置されている音源について測定された頭部関連伝達関数(HRTF)と所望の仰角で配置されている音源について測定されたHRTFとの差を表す信号にフィルタを適用する。HRTFを測定する方法は当業者にはよく知られている。より具体的には、信号処理デバイスにより実現される所望の伝達関数は、以下のステップに従って決定することができる。
ステップ1で、音源が実際に置かれる仰角で配置される音源への入力から聴取者の耳に存在する音圧までの第1の伝達関数H1(jω)を測定する。上の例では、音源は、センターフロア付けコンソールであり、聴取者は座席160または170に着座している。
ステップ2で、音源が置かれることを知覚されることが望まれる仰角のところに現在配置されている音源への入力から聴取者の耳に存在する音圧までの第2の伝達関数H2(jω)を測定する。上の例では、望まれる音源位置は天井付けビデオディスプレイ120の位置である。
ステップ3で、以下のように、第1の伝達関数と第2の伝達関数との差を計算することにより、第3の伝達関数H3(jω)を計算する。
H3(jω)=H2(jω)/H1(jω)
イコライザの代表的伝達関数は図11に示されている。この曲線は、+45度の仰角と-45度の仰角とを比較した、代表的な聴取者に対する頭部関連伝達関数(HRTF)の差を示している。図に示されている伝達関数を持つ-45度の方位角で配置されているスピーカに印加される信号の信号経路内に置かれているイコライザは、音源の+45度の実際の仰角と一致するキューを聴取者に与える。イコライザは、効果的に動作するために、説明されている曲線を正確にたどる必要はない。おおよそ4kHzから14kHzの範囲の領域内でこの曲線形状を近似することで十分である。異なる仰角が関係する場合、ピークの周波数(図11では約5.7kHz)およびディップの周波数(図11では約11kHz)はシフトする。仰角が上がったことよりもむしろ仰角が下がったことの知覚をシフトすることが望まれるのであれば、図11を逆にした特性を持つ曲線が求められるであろう。つまり、イメージの知覚を、+45度の仰角で配置されている物理的スピーカから所望の-45度の仰角にシフトさせるためには、5.7kHzにノッチがあり、11kHzにピークがあるイコライザが使用される。
次に、伝達関数H3(jω)によるイコライズをビデオディスプレイ120と異なる仰角で配置されているスピーカに印加される信号に適用することにより、このスピーカにより再生される信号は、聴取者により、ビデオディスプレイ120の仰角の位置から発せられたものとして知覚される。
伝達関数H3(jω)に含まれる情報は、実質的に高周波に集中する。つまり、音源の仰角を知覚するために聴覚系が使用するキューは、高周波に集中するということである。聴覚イメージと視覚イメージの融合を改善した他の実施形態は、ビデオディスプレイの付近に高周波音響再生源を配置することにより実現できる。低周波情報および中間周波数情報を再生するため別の音源を高周波デバイスと異なる仰角で配置することができる。例えば、車両内のマルチチャネルオーディオシステムで、高周波中央チャネル情報は、ビデオディスプレイ(例えば、天井付けまたはシートバック付けビデオディスプレイ)の近くに配置されている高周波トランスデューサ(例えばツイーター)により再生されるが、中央チャネル情報のスペクトルの残り部分は、高周波トランスデューサの仰角と異なる仰角で配置されている低/中間周波数トランスデューサ(または複数のトランスデューサの組合せ)により再生される。この実施形態では、知覚された聴覚イメージおよび視覚イメージの適切な融合をもたらすビデオ画面の位置に小さなデバイスを配置するだけでよいため、パッケージングに自由度がある。
図2は、センター付けスピーカ201、それぞれ2つの(左および右の)前座席240,250のそれぞれの背後の、一列に並ぶ位置に(例えば座席240および250の背またはヘッドレスト内に)取り付けられている2つの(左および右の)ビデオディスプレイ220,221、ダッシュボードの中央に配置されているスピーカ211、ダッシュボードのいずれかの側に取り付けられている2つの(左および右の)スピーカ212,213、および車両のいずれかの側に取り付けられている、例えば、車両のピラー、サイドウォール、またはドアなどに取り付けられている、2つのスピーカ(左および右)202,203を備える他のオーディオシステム構成200を示す。この構成では、後の座席260,270は、2つのビデオディスプレイ220,221のそれぞれと一列になるように配置されている。
センター付けスピーカ201は、本発明の一実施形態により、車両の中央のコンソール内に取り付けることも可能である。また、本発明の他の実施形態によれば、車両のセンターライン上のどこかに取り付けることも可能である。中央チャネル情報を与える座席260,270のそれぞれに関してビデオディスプレイ220,221と同じ方位角で配置されているスピーカはないので、ビデオディスプレイ220,221のそれぞれの近くにあると知覚される中央チャネル情報のファントムイメージを生成することが望ましい。ファントムイメージは、局在性の総和と呼ばれる現象に依存し、それによって、同じ信号が方位角のずれている2つの(例えば2つ以上)の音源から送信され、それによって、聴取者はファントムイメージの位置を音源から送信された信号の相対強度および2つの音源から送信された信号の相対時間遅延に応じてそれらの音源の位置の間のどこかに配置されているものとして知覚する。説明されているように、スピーカ202,203,212,213は、同時に、他の信号を送信することができる(例えば、スピーカ202,212は、左チャンネル信号を送信し、スピーカ203,213は、ステレオまたはマルチチャネルオーディオシステムの右チャネル信号を送信する)。スピーカ202,203,212,213は、車両内に存在しうる他のスピーカを表す。存在する他のスピーカの実際の個数は、図に示されているスピーカの個数より多い場合も少ない場合もある。中央チャネル信号の処理は、他の信号に対し実行された処理とは無関係に実行することができる。
指定された信号が局在化される位置は、指定された信号を再生するすべての音源(例えばスピーカなど)の個数、位置、および特性により聴取者の耳に存在する信号および信号に適用することができる信号処理によって異なる。車両200の後部では、スピーカ201により中央チャネル情報が再生される。さらに、ビデオディスプレイ220および221の付近に中央チャネル情報のファントムイメージを生成するために、中央チャネル情報がスピーカ202および203に供給される。車両のセンターラインを中心に対称的に配列されたスピーカから中央チャネル情報を再生することにより、左および右の後部座席の乗客向けに所望のファントムイメージを同時に生成することが可能である。
その対称性により、スピーカ201に印加される信号のレベルおよび遅延に関してスピーカ202および203に印加される信号の相対レベルおよび相対遅延を調整し、所望の効果を得ることは簡単である。ここで、印加される信号の相対レベルおよび遅延について説明されているが、これは便宜上のことであることに留意されたい。注目している実際の量は、特定の信号を再生する各音源による聴取者の耳に届く相対音圧レベルである。印加される信号の相対レベルは、信号連鎖の残り部分(アンプおよびスピーカから聴取位置までの伝達関数を含む)の利得が等しいと仮定して説明しており、比較的大きな信号が補正として印加されると規定されている場合、意味していることは、高レベル信号を受け取る音源による聴取者の耳のところの音圧が相対的比較のため使用される他の1つまたは複数の音源による聴取者の耳のところの音圧よりも比較的大きくなるように信号レベルが調整されるということである。
スピーカ201に印加される信号に関してスピーカ202および203に印加される信号のレベルを高めることにより、それぞれ左後部座席260および右後部座席270の乗客向けに、ファントムイメージはスピーカ201からスピーカ202および203の方へシフトする。また、スピーカ202および203に印加される信号に関するセンター付けスピーカ201に印加される信号を遅延させることでも、それぞれ左および右後部座席の乗客向けに、ファントムイメージはスピーカ201からスピーカ202および203へシフトする。相対レベルおよび/または相対遅延を適切に選択すると、ビデオディスプレイ220および221の付近にファントムイメージを効果的に配置することができる。相対レベルおよび相対遅延の調整を単独で使用するか、組み合わせて使用することにより、所望の結果を得ることができる。正確な処理は、車両内のシステムコンポーネントの特定の配列によって異なる。スピーカ202,212,203,213に印加される中央チャネル信号のレベルは、使用される車両および音響再生コンポーネントの特定の特性に応じてスピーカ211,201に印加される信号のレベルよりも低い、等しい、または高い場合がある。スピーカ211に印加されるレベルに相対的なスピーカ212,213に印加される中央チャネル信号のレベルは、スピーカ201に印加されるレベルに相対的なスピーカ202,203に印加される中央チャネル信号のレベルと異なることがある。同様に、スピーカ201,211に送られる信号は、スピーカ202,212,203,213への信号に関して遅延されるか、またはその逆が真である。スピーカ202,203に印加される信号の遅延に相対的なスピーカ201に印加される信号の遅延は、スピーカ212,213に印加される信号の遅延に相対的なスピーカ211に印加される信号の遅延と同じである場合も、異なる場合もある。選択される実際の遅延は、車両の特定の特性(それぞれのスピーカから聴取位置までの経路長など)および選択された音響再生コンポーネントによっても異なる。相対遅延に関する上記の説明では、相対遅延は、一方の信号のみが関連する信号処理で適用される実際の時間遅延を有する場合に一方の信号を他方の信号に関して遅延させることにより、または異なる長さの遅延を両方の信号に生じさせることにより、生じさせることができることに留意されたい。
後部座席の乗客に対する相対レベルおよび遅延を決定する可能な1つの方法を説明する。方法の一実施例では、まず、中央チャネル情報がスピーカ201に送られるのみであると仮定する。この場合、中央チャネル情報は、スピーカ201の位置にあると知覚される。中央チャネル情報は、ビデオディスプレイ220および221の位置で局在化されるのが望ましい。これを実現するために、中央チャネル情報はさらにスピーカ202、および203に印加される。スピーカ202および203に印加される中央チャネル情報のレベルは、座席260および270に着座している聴取者がそれぞれビデオディスプレイ位置220および221とほぼ一致する(少なくとも方位角に関して)中央チャネル情報の位置を知覚するまで高められる。
上記の説明では、前座席を考慮していない。前座席の中央チャネル情報はスピーカ211の位置に合わせて局在化されるのが望ましい場合があり、これは、実現が容易である(中央チャネル情報をスピーカ211に印加するだけである)。それとは別に、車両のセンターラインからそれぞれ運転者および乗客の左および右にずらされる前座席の各乗員に対する中央チャネル情報についてファントムイメージを生成することが望ましい場合がある(一実施形態では、ファントムイメージを直接、運転者および前座席乗客の位置の前に置く)。これは、後部座席について上述したのと同じ方法を使用して前座席に実現できる。したがって、中央チャネル信号を、さらに、スピーカ212,213に印加して、望み通りに中央チャネル信号の知覚された位置をシフトすることができる。
スピーカ201(場合によってはスピーカ202および203)で中央チャンネル情報を再生すると、前座席の乗客が中央チャネル情報を局在化する場所に影響を及ぼす可能性がある。スピーカ201(および/またはスピーカ202,203)から中央チャネル情報を出力すると、前座席乗員に対する中央チャネル情報の知覚された位置が車両の後方に向かって、車両の前の所望の位置から離れる方向にずれる可能性もある。これを補正するために、スピーカ201(および必要ならばスピーカ202,203)に印加される中央チャネル信号に遅延を加え、中央チャネル情報がまず最初にスピーカ211(これもまた、場合によってはスピーカ212および213)から前座席240および250に届き、その後、スピーカ201(またはスピーカ202または203)から届くようにする。
スピーカ201にだけ印加された中央チャネル情報に遅延を加え、前座席乗員に対する知覚されたイメージを車両の前方に戻すと、左後部座席260および右後部座席270に配置されている聴取者に対するファントムイメージはスピーカ202および203の方にそれぞれさらにシフトすることになる。後部座席の乗員に対するファントムイメージを所望の位置に戻すために、スピーカ202および203に印加された中央チャネル信号のレベルを下げるか、またはスピーカ201に印加される信号に関してスピーカ202および203に印加される中央チャネル信号に遅延を加えるか、または遅延およびレベル調整の組合せを適用することも可能である。
運転者の周りのダッシュ領域の幾何学的形状が乗客の周りのダッシュ領域と異なる場合に車両の前座席領域で生じるような、環境のセンターラインを中心とする左/右対称がよくない実施形態では、望む効果を得るために、その信号を再生すべきと判断されるそれぞれのスピーカに印加される信号(例えば中央チャネル信号)の相対レベルおよび遅延を個別に調整することが望ましい場合がある。つまり、スピーカ211に印加される中央チャネル信号のレベルおよび遅延に関するスピーカ212に印加される中央チャネル信号の相対レベルおよび遅延は、スピーカ211に印加される信号に関してスピーカ213に印加される信号の相対レベルおよび遅延と異なることがあるということである。
図3は、本発明の一実施形態により、マルチチャネルオーディオシステムのスピーカがシートバックまたは車両前座席のヘッドレストの後に取り付けられているビデオディスプレイの近くに配置される配列を示す図である。図3は、前(つまり、左と右)座席340,350を示しており、それぞれビデオディスプレイ320,321、後部座席360,370、車両の天井内に取り付けられている左および右スピーカ304,305を備える(例えば、それとは別に、左および右スピーカ304,305は、シートバックの場合のように、ビデオディスプレイ320,321の付近の他の位置に配置することもできる)。それとは別に、ビデオディスプレイ320,321を車両の天井に取り付けることもできる。図3は、さらに、それぞれダッシュボード内に取り付けられた左、右、および中央のフロントスピーカ312,313,311、およびそれぞれ左および右後部座席360,370の横および前に取り付けられている左および右スピーカ302,303を示している。それとは別に、スピーカ312および313は、ダッシュ内ではなく、車両の両側面に取り付けることも可能である。
この構成では、天井の左および右スピーカ304,305は、ビデオディスプレイ304,305のそれぞれとほぼ同じ方位角で配置される。図3では、これらは、ビデオディスプレイ304,305の位置の少し後方に配置されるように示されているが、ディスプレイの位置と一列に並ぶように、またはさらにはその位置の少し前方に配置することができる。左および右スピーカ304,305は両方とも、中央チャネル情報とともに信号を送信するように構成されている。したがって、後部座席360,370のいずれかに着座している聴取者には、左および右スピーカ304,305により送信される信号の組合せが聞こえ、いずれかの座席の聴取者によって知覚されるファントムイメージは、中央チャネル情報が車両の反対側からのスピーカ304,305から送信されるため車両の中心部方向に少し引かれる(例えば、車両の左側に座っている乗客は、中央チャネル情報が車両の右側にあるスピーカ305により送信される効果のため車両の中心へと引かれて近づいたファントムイメージを知覚する)。
ファントムイメージが車両の中心部に引かれて近づくのを補償するため、中央チャネル情報のうち少しを左および右スピーカ302,303に流すのが望ましい。そうすることで、中央チャネル情報の送信のバランスがとれ、その結果生じるファントムイメージの知覚された位置はビデオディスプレイの位置と一列に並ぶように移動され近づく。
スピーカ304,305が天井に配置される一実施形態では、スピーカはビデオディスプレイと異なる仰角が設定される。すでに図11に説明されているのと類似の信号処理を適用し、知覚されたイメージの仰角を下にずらし、表示位置にきちんと揃うようにすることができる。この場合、適用されるイコライズの形状は、図11の形状と逆の特徴を持つ。
図4は、スピーカ422,423,424,425が左および右サイドのそれぞれのフロントシートバックに取り付けられている本発明の他の実施形態を示す図である。ビデオディスプレイ420は、天井内に取り付けられ、2つの前座席440,450と一列に並んで、またはその少し後方に配置される。マルチチャネルサウンドシステムの左チャネルおよび中央チャネル信号は、左前座席440の左および右スピーカ422,423によりそれぞれ送信される。マルチチャネルサウンドシステムの中央チャネルおよび右チャネル信号は、右前座席450の左および右スピーカ424,425によりそれぞれ送信される。中央チャネル信号の知覚された位置は、スピーカ424により放射される中央チャネル信号のため左後部座席の乗客の右スピーカ423の少し右にあり、中央チャネル信号の知覚された位置は、スピーカ423により放射される中央チャネル信号のため右後部座席の乗客の左スピーカ424の少し左にあり、知覚されたイメージの位置はそれぞれ、ビデオディスプレイ420の方位角とほぼ一列に並ぶ。スピーカのこの配列は、L-C-C-Rと呼ばれる。他のスピーカも、この構成とともに使用することができる。例えば、スピーカは、望むならば左および右後部ドアに配置することも可能である(図には示されていない)。
図5は、スピーカおよびビデオディスプレイ(存在している場合、ただし、図5には示されていない)がダッシュボードに取り付けられている本発明の他の実施形態を示す図である。図5の実施形態は、後部座席の乗客に関して図4ですでに説明されている配列と似た、車両の前に配置されているスピーカのL-C-C-R配列を示す。したがって、左座席乗客の前にあるダッシュボードに取り付けられたスピーカ512、車両の左側に取り付けられている左スピーカ514、右座席乗客の前に取り付けられているスピーカ513、および車両の右側に取り付けられている右スピーカ515がある。ビデオディスプレイは、ダッシュの中央に配置するか、または一対のディスプレイを車両センターラインの左および右にずらすことが可能である。サラウンドサウンド信号の左チャンネルおよび中央チャネルは、それぞれ、左スピーカ514および左ダッシュボード付けスピーカ512により送信される。サラウンドサウンド信号の中央チャネルおよび右チャネルは、右前座席550の右ダッシュボード付けスピーカ513および右スピーカ515のそれぞれにより送信される。この実施形態では、中央チャネル情報は、スピーカ512および513によりそれぞれの前座席に直接放射される。ファントムイメージ法で、それぞれの前座席の乗員の前の中央チャネル信号に対する知覚位置を得る必要はない。この配列は、さらに、ビデオディスプレイが存在していない場合に音楽再生専用としても有益であることが実証されている。
図6は、本発明の他の実施形態を示す図である。図6は、左および右前座席640,650、左および右後部座席660,670、および左および右指向性スピーカ642および652を示す。図6に示されている実施形態では、それぞれの指向性スピーカは、センター付けビデオ画面620の左および右に配置された1対のトランスデューサ(例えばアレイとも呼ばれる)からなる。アレイは、必要ならば、2つよりも多いトランスデューサを備えることもできる。ただし、アレイを使用して、指向性スピーカを形成する必要はない。オーディオ周波数スペクトルの有用部分にわたって一方向では、他方向よりも比較的大きなエネルギーを放射するスピーカを構成する、知られている方法を、指向性スピーカとして使用することもできる。例えば、ホーンツイーターまたは再生される音響の波長と比較して大きい音響放射面を持つトランスデューサは指向性スピーカである。説明のため、以下では、指向性スピーカとしてのアレイの使用を取りあげる。アレイは、低い周波数で望ましい指向性挙動を持たせることが可能なため、特に有利であるが、それがなければ、実現するために大きな物理的構造を必要とするところである。
図6の実施形態では、アレイ642,652は座席640,650内、または座席上に取り付けられる。それとは別に、アレイ642,652は、ビデオディスプレイ620(例えば天井または床の中)と同じまたは異なる仰角でビデオディスプレイの側面にずらされる他の位置に取り付けることも可能である。左アレイ642は、アレイ642が前方に放射するのと比べて、車両の右側に放射するエネルギーが多い。したがって、図6に示されているように、まっすぐに、または左座席660の方向に出力される音があるのと比べて左アレイ642から右座席670の方向に出力される音の量が増える。逆に、図6に示されているように、真っ直ぐに、または右座席670の方向に出力される音があるのと比べて右アレイ652から左座席660の方向に出力される音の量が増える。この効果で、後部座席660,670の両方の聴取者の車両のセンターラインを中心とする両方のアレイ642,652からの音像を保持する傾向がある。
説明されている指向性により、それぞれの指向性スピーカから座席位置までの到着誤差の正確な時間が補正される。左アレイ642から出た音が座席660に届いてから、右アレイ652から出た音が座席660に届くが、ただし、同じ信号がそれぞれのアレイに印加された場合である。通常、相対時間差により、座席660の聴取者は(上で説明されているように)受け取った信号の位置が右アレイ652よりも左アレイ642に近いと知覚することになるであろう。同様に、座席670の聴取者は、受け取った信号の位置が左アレイ642よりも右アレイ652に近いと知覚することであろう。これらのアレイの指向性パターンは、時間-強度交換関係の手法を使用して、時間差を補正するように選択される。座席660では、アレイ642から出る音は、アレイ652から音が届く前に到着するが、これらのアレイの指向性は、指向性スピーカ642から座席660で受け取った音のレベルが指向性スピーカ652から受け取った音のレベルよりも低くなるように設計され、したがって、(両方のアレイからシステムにより)放射された中央チャネル信号の知覚された位置をずらすと、ビデオディスプレイ620の位置へ移動する。同時に、アレイの指向性により、座席670に着座している乗客の中央チャネル情報の知覚された位置はビデオディスプレイ620の位置へシフトする。
これらの手法は、例えば、左、中央、右、左サラウンドおよび右サラウンド信号が別々であるマルチチャネルオーディオシステムで使用することができる。これらの手法は、さらに、ステレオシステムでも使用可能である。ステレオ配列では、左チャンネル情報は、アレイ642により放射でき、右チャネル信号は、アレイ652により放射される。アレイの指向性は、両方のチャネルに同じ信号が等しく存在する場合に、この信号の位置が2つの指向性アレイの間のほぼ中央にあるとそれぞれの乗客が知覚するように選択される。ステレオシステムまたは2チャネルマトリクスサラウンドサウンドシステム(例えば、ドルビーまたはその他のサラウンド符号化2チャネルシステム)では、ダイアログ情報を両方のステレオ信号チャネルに入れることができる。
より高い周波数で信号指向性の制御に影響を及ぼすことが最もよくできるスピーカと異なり、アレイは、200Hzから1.5kHzの範囲の周波数を含む、低周波数で指向性を制御することができる。200Hz〜1.5kHzの周波数範囲は、音像の位置を聴取者が知覚するのを制御するための重要な範囲であり、この周波数範囲の実質的な部分に対する制御は、本明細書で説明されているいくつかの実施形態におけるイメージの局在化を制御するのに役立つ。アレイにより実現される指向性制御では、複数の後座席の乗客のそれぞれに対し独立し、安定した中央イメージサウンド構成を同時に形成することが可能になる。
指向性制御を維持できる周波数範囲は、大部分、アレイ要素間の間隔により決定される。使用される制御の最高周波数は、波長が要素間隔の2倍である周波数である。この周波数を超えると、指向性パターンの複数のローブが現れ始める。最大1.5kHzまでの指向性を制御するために、要素間隔は4.5インチのオーダーとすべきである。要素間隔が4.5インチを超えても、まだ、指向性制御は許容可能であり、実施形態によっては有用な場合がある。例えば1kHzの制御は、要素間隔を約7インチとすることで実現され、これは、さらに、十分であることもわかっている。
アレイは、弱め合う干渉を使用することで低周波での指向性修正を実現する。所望の指向性パターンを得るために、特定の信号処理を適用することができる。信号処理は図7および図8で詳しく説明されており、これについて以下で説明する。
アレイ642および652は、有用な指向性を得るために単純な手法またはより複雑な手法を採用することができる。図7および図8は、図6に示されているような2つの要素アレイに使用される信号処理を説明している(例えば、左座席640および右座席650に配置されているアレイ642,652は、それぞれ、左および右トランスデューサ642a,642b,652a,652bを含む)。図7は、本発明の一実施形態による、アレイ642の接続の回路図700である。一実施形態では、単に、それぞれのアレイ642,652において、642bに関してはトランスデューサ642aの相対極性を、652bに関してはトランスデューサ652bの相対極性を反転するだけである。一実施形態では、トランスデューサ642bおよび652aは、非反転極性を持ち、トランスデューサ642aおよび652bは、反転極性を持つ。それぞれのアレイ642,652は、ダイポール放射パターンを持ち、最大放射は2つのトランスデューサの中心を結合する線にそって向き付けられ、最小放射は最大放射方向に直交する方向に向き付けられる。アレイ642,652は、近い聴取者ほど、アレイの「零位(null)」に近いか、またはその中に配置されるが、車両の反対側にいる聴取者は最大放射の方向に近い、またはその方向に配置されるように配列される。例えば、座席660の乗客は、アレイ642の零位内にあるか、または近く、アレイ652の最大放射方向に近い。このレベル差を使用して、それぞれのアレイにより同時に放射された信号の知覚された位置を、より近いアレイからより遠く離れた間隔のアレイへシフトする。この配列の利点の1つは、アンプ730は1つだけあればよいという点である(個々のトランスデューサへの電気的接続は、相対極性を変えるために必要に応じて逆にすることができる)。
いくつかの用途では、上述の単純なダイポール指向性スピーカ配列により生じる相対レベル差は、必要以上に大きい場合がある。この方法の改善では、そのまま単一のアンプ730のみを使用し、アレイ642,652の、642bに関してはトランスデューサ642aの、または652bに関しては652aの感度を変更することにより零位の深さを小さくすることを試みる。これは、一方のトランスデューサのボイスコイルを変更することにより行うことができる(一方のコイルのインピーダンスを他方のコイルに関して高く、または低くし、2つのトランスデューサの間の電圧感度差を作り出すことができる)。一実施形態では、2つのトランスデューサが使用され、一方は公称2オームのDC抵抗を持ち、他方は公称8オームの抵抗を持つ。周波数の関数として応答を実質的に変更することなくトランスデューサのインピーダンスをスケーリングする方法はよく知られている。アレイが単一のアンプ730により駆動される場合、インピーダンスの高いトランスデューサほど、低いインピーダンスのトランスデューサに比べて出力が低い。アレイは、8の字パターンを持たなくなり、座席660と座席670との相対レベル差は減少する。一実施形態では、スピーカ642aおよび652bは、それぞれスピーカ642bおよび652aに比べて高いインピーダンスのボイスコイルを備える。それとは別に、それぞれのトランスデューサ対のトランスデューサの1つに抵抗器を直列に入れることにより、その出力を下げることも可能である。
図8は、本発明の一実施形態による、アレイの接続の他の回路図800である。所望の一次勾配指向性パターンを形成することができる(2要素アレイから)。アレイでは、弱め合う干渉を使用することにより低い周波数(例えば、要素間隔に比べて大きな波長を持つ周波数)で指向性を実現する。つまり、信号処理を行うことで個々のアレイ要素の出力が破壊的に干渉するようにするが、弱め合う干渉の範囲は角度の関数として変化する。EQブロック860および870は、代表的な2要素アレイの指向性を制御するために必要な信号処理を表す。図7に関して説明されているように、相対極性および相対レベルを使用して、有用な指向性を得ることができる。追加制御が利用できれば、さらに柔軟性が増す。図8の実施形態では、EQブロック860および870により、周波数の関数としてのそれぞれの要素に印加される信号の相対レベル、周波数の関数としての相対位相、およびアレイ要素642aおよび642bに印加される信号の相対時間遅延を制御することができる。
図7では、2要素アレイの要素の極性を反転することについて説明されている。図7で説明されている実施形態は、ダイポール放射パターンを持つ。アレイ内に零位が現れる角度をシフトするために、アレイのそれぞれの要素に印加される信号の相対時間遅延を調整することができる。例えば、時間遅延が642bに関して要素642aに印加される信号に加えられる場合、放射パターン中の零位は、アレイの左方向に回転される。カージオイドパターン(1つの可能な一次勾配パターンである)は、時間遅延が、音が要素間隔に等しい距離を伝わるのに要する時間に設定される(また、要素が反転極性および等しい出力レベルを持つ)場合に得られる。この場合、単一の零位が現れ、アレイの中心から始まり、遅延された要素(642a)を指している線の方向に向き付けられる。最大放射は、単一の零位位置と180度反対の方向となる。単純な時間遅延(および必要ならば極性反転)を適用するのではなく、より複雑なイコライズを使用することができ、その場合、周波数の関数としての相対レベルおよび位相を制御して特定の放射パターンを得る。周波数の関数として変化する放射パターンは、周波数の関数として相対レベルおよび位相を変化させることにより得られる。追加イコライズを適用することにより、弱め合う干渉を作り出すことに関連する周波数応答効果を補正することができる。
さらに、本明細書に参照により組み込まれている市販のBose 3-2-1システムにあるのと同じアレイから同時に異なる方向に異なる信号を放射することも可能である。例えば、中央チャネル情報は、アレイ642および652から車両の真ん中に向かう方向に放射することが可能である。同時に、左前チャネル信号(マルチチャンネルサラウンドサウンドシステムの)は、座席660に向かって真っ直ぐに、またはアレイ642により車両の左側に向けて放射することができるが、右チャネル信号は、座席670に向かって真っ直ぐに、またはアレイ652により車両の右側に向けて放射することができる。それぞれ独自の放射パターンを持つ追加信号も同様に放射することができる。
アレイ642および652で使用されるトランスデューサ642a,642bまたは652a,652bのペアを他の方法で使用し、知覚イメージの所望の配置を実現できる。ユーザの耳に届く信号に対する制御を得るために、信号処理をアレイ要素に適用することができる。これらの手法は、一般的に、聴取者の正確な位置が知られている場合に適用可能である。このような制御を行う1つの方法として、漏話キャンセルおよびHRTF処理方法の使用がある。家庭用オーディオシステムに適用可能な漏話キャンセルおよびHRTF処理方法は、当業者にはよく知られている。
漏話キャンセルでは、システムは(ヘッドホンとは反対に)空間に出ているスピーカを使用して、聴取者の左右の耳に届く信号を独立に制御することができる。(ヘッドホンでは、本質的に、左右の耳に届く信号を独立に制御できる。) 空間内に出ているスピーカを使用した場合に、漏話キャンセルでは、本質的に、左右の耳に届く信号に対し「ヘッドホンライク」な制御を行うことができる。聴取者の左右の耳に届く信号の制御が得られたら、HRTFベースのフィルタ処理を適用して、所望の聴覚キューを生成できる。例えば、座席660に着座している聴取者の場合、アレイ642による再生のためクロストークキャンセレーションおよびHRTFフィルタ処理を中央チャネル信号に適用し、現実の音源がビデオディスプレイ620の位置の車両中央に配置されていれば聴取者の耳に届くであろうキューと一致する望む左耳および右耳の信号を聴取者の耳のところに発生する。これらの手法を使用すれば任意の方位角で配置されている音源と一致するであろうキューを聴取者の耳のところに発生することは簡単である。また、異なるHRTFフィルタ群を使用して異なる信号を同時に処理し、アレイから同時に再生することも可能である。例えば、中央チャネル信号をHRTFフィルタ処理することで、聴取者はビデオディスプレイ620の位置で中央チャネル情報を局在化するようにできるが、その一方で、左チャンネル信号をHRTF処理することで、左に角度(例えば、座席660および640の中心で2つに分けられる線の左に30度、または他の所望の角度)が付いている方位角位置に配置されていると知覚されるようにできる。これらの信号、または他の信号は、アレイ642から同時に再生できる。類似の処理をR、およびアレイ652に適用される中心信号に適用することができる。左および右チャネルHRTF信号処理は、アレイ642および652の場合と同じであってよいが、中央チャネル情報に対する処理は少し異なる必要がある。アレイ642については、中央チャネル情報は、アレイの右の位置に局在化されるべきであるが、アレイ652については、中央チャネル情報は、アレイの左の位置に局在化されるべきである。
指向性アレイについてすでに説明した要素間隔に対する制約条件は、アレイがHRTF処理に使用される場合には成り立たない。どのようなアレイ間隔にも対応できる。しかし、要素間隔が狭い実施形態では、聴取者は所望の知覚を著しく劣化させずに、広い領域内を動き回れる。
HRTF処理は、さらに、前述の3-2-1システムのように指向性スピーカと組み合わせることもできる。
図9は、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、ここでは2つのトランスデューサからなる1つのアレイとして示されている指向性スピーカ925は、ビデオディスプレイ920の位置の少し後方の車両天井に取り付けられる。アレイの指向性パターンは、前座席940および950の乗員に向けて放射されるエネルギーは少なく、後部座席の乗員(後部座席および他の後部スピーカは図に示されていない)に向けて放射されるエネルギーは比較的多くなるように設計されている。スーパーカージオイド、ハイパーカージオイド、または類似の一次勾配パターンを持つ指向性パターンは有用な場合がある。放射パターン内の零位は、前座席の乗員に向かうように向き付けられる。このような配向により、指向性スピーカ925により前座席の乗員に対して局在化のシフトが生じる可能性が極力抑えられる。
図10は、図9に示されているのと類似の、本発明の他の実施形態を示している。図10では、指向性スピーカ1025は、最大放射方向がビデオディスプレイの方を指すように向き付けられる(図9の場合のように離れるのではなく)。後部座席および後部スピーカは図に示されていないことに留意されたい。指向性スピーカ1025は、音響エネルギーをビデオディスプレイ1020に向けて投射し、そのエネルギーがディスプレイ1020から反射し、後部座席の乗員に向かうようにできる。後部座席の乗客に対する適切な挙動を達成しながら、前座席の乗客に影響を及ぼさないこの配向にあった指向性パターンを設計することは難しい場合がある。この実施形態では、指向性スピーカ1025に印加される信号を、車両の前にあるスピーカに印加される同じ情報を含む信号に関して遅延させることにより、前座席の乗客に対し発生しうる知覚されたイメージ位置のシフトを低減することができる。この実施形態の有用な放射パターンでは、後部座席の乗客に向けて放射パターンの零位を向き付ける。この配列では、アレイから後部座席の位置にはほとんどの直接的な音響は届かない。代わりに、アレイからの音は、ビデオディスプレイからまず反射し、その後、後部座席の位置に届く。
したがって、上で詳しく説明されているように、本発明の実施形態では、車両内のビデオディスプレイに配置される、または近くに配置される音像の知覚を形成するための方法およびメカニズムを提供する。本発明の実施形態は、好ましい実施形態を参照しつつ、特に示され説明されているが、当業者であれば、付属の請求項により定められているように、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、形態および詳細の様々な変更を行えることは理解するであろう。例えば、上で説明されているスピーカ配置例と異なる配置のスピーカも、上述の手法を採用するように構成することができる。他の実施例は、ビデオ画面または他の所望の位置で、またはその位置の近くで音のファントムイメージを生成する手法を採用する、ドア、ピラー、座席、コンソール、天井などに取り付けられたスピーカを含む。
さらに、様々な異なる信号および信号タイプにおいて、上述の概念を採用できることも理解されるであろう。例えば、説明されている実施形態は、サラウンドサウンドシステムにより与えられる中央チャネル情報の配置に注目する。それとは別に、他の内容を含む1つまたは複数のスピーチ信号の一部をモノラルまたはステレオシステムの1つまたは複数のスピーカに流すことによりビデオディスプレイの近くの話し声を含むファントムイメージを生成することが望ましい場合がある。例えば、アドインされる信号としては、話し声など、または他の信号を含むモノラルチャネルまたは中央チャネルが考えられる。これらの「アドイン」信号は、そのネイティブ形態で存在するか、またはそれとは別に、デコードシステム/メカニズムにより得ることができる。例えば、ステレオチャネル音源から導出されるサラウンドチャネル信号、右-左の総和および減算の組合せ、プロロジックデコードまたはその他のマトリクスデコードメカニズムなどがある。
スピーカなどの様々な構成とともに上述の方法および手法を採用した本発明の他の様々な実施形態も可能である。説明されている方法および手法は、車両の前または後、またはその両方で適用可能である。いくつかの実施形態では、前座席の乗客については車両の前および/または後部座席の乗客については車両の後にビデオディスプレイ(例えば、テレビについては、ビデオレコーダ、DVDプレーヤー、ナビゲーションディスプレイに接続される)を置くことができる。天井に取り付けられているビデオディスプレイは、使用しない場合には天井に折り畳んで平たくし、使用時に降ろすか、または恒久的に降ろしたままにもできる。車両の前のディスプレイは、使用しない場合には隠すようにするか、または恒久的に視聴可能にすることもできる。ディスプレイは、限定はしないが、CRT、LCD、プラズマ、投射(前または後)、OLED、または使用可能な考えられる他の任意の表示メカニズムをはじめとするどのようなタイプでもよい。
さらに、上述の後部座席システムに対するいくつかの手法を、前座席および後部座席サブシステムの両方に適用し、両方のサブシステム間の相互作用を処理することができる。例えば、車両の後のスピーカの配置およびどれだけの中央情報が提供されるかに応じて、車両の後のスピーカは、前座席の乗客の中央チャネルイメージの最初の位置の知覚に影響を及ぼすことがありえる。したがって、車両の後方に放射する前座席スピーカ(図1では、111,112,113を参照)、(図2では、211,212,213を参照)、(図3では、311,312,313を参照)からのエネルギーの大半、および車両の前方に放射する後部座席スピーカ(図1では、102,103,101を参照)、(図2では、202,203,201を参照)、(図3では、302,303,301を参照)、(図4では、423,424を参照)からのエネルギーの最小量を有するのが望ましく、それにより、車両の前の乗客によって知覚される中央イメージに対する効果を最小にする。
さらに、前座席(図1では、101を参照)、(図2では、211,212,213を参照)、(図3では、311,312を参照)の信号に関して、後部座席スピーカ(図1では、102,103,101を参照)、(図2では、202,203,201を参照)、(図3では、302,303,301を参照)、(図4では、422,423,424,425を参照)により送信される信号を遅延させ、前部スピーカからの信号が、車両の後から出る前座席での信号よりも、前座席の局在化に強く影響を及ぼすようにすることも可能である。
さらに、車両の前は、車両の後に比べて車両のセンターラインに関してより非対称になる傾向がある。例えば、前部では、運転者の領域は、乗客領域に比べて、より突き出ており、フロントダッシュも突き出ており、運転者の領域の包まれ具合も大きい。上述のように、信号の指向性に影響を及ぼす手法は、生成される音像の好ましい変化を生じさせるために、車両の前に適用することができる。
本発明の多数の実施形態について説明してきた。しかしながら、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができることは理解されるであろう。したがって、他の実施形態は特許請求の範囲内にある。
本発明の一実施形態による、車両マルチチャネルオーディオシステムの中央チャネル情報を再生するためのシステムの図である。 車両マルチチャネルオーディオシステムの中央チャネル情報を再生するためのシステムの他の構成を示す図である。 マルチチャネルオーディオシステムのスピーカが車両運転席のヘッドレスト内に取り付けられたビデオディスプレイの近くに位置する配置を示す図である。 スピーカおよびビデオディスプレイが車両運転席の後に取り付けられている本発明の他の実施形態を示す図である。 スピーカがセンター付けビデオディスプレイの近くに位置する本発明の他の実施形態を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 本発明の一実施形態による、アレイの接続の回路図である。 本発明の一実施形態による、アレイの接続の他の回路図である。 主に車両の後方へ音を放射するように指向されたセンター付けビデオディスプレイの近くに指向性スピーカが取り付けられている本発明の他の実施形態の図である。 主にビデオディスプレイに向けて音を放射し、放射された音をディスプレイから反射して車両の後方へ音を送るように指向されたセンター付けビデオディスプレイの近くに指向性スピーカが取り付けられている本発明の他の実施形態の図である。 代表的イコライザの伝達関数の図である。
符号の説明
100 オーディオシステム
101 センター付けスピーカ
102,103 スピーカ
111 スピーカ
112,113 スピーカ
120 ビデオディスプレイ
140,150 運転席および助手席
160,170 後部座席
200 他のオーディオシステム構成
201 センター付けスピーカ
202,203 スピーカ(左右)
211 スピーカ
212,213 (左右の)スピーカ
220,221 (左右の)ビデオディスプレイ
240,250 (左右の)前座席
260,270 後の座席
302,303 左右スピーカ
304,305 左右スピーカ
312,313,311 左、右、および中央のフロントスピーカ
320,321 ビデオディスプレイ
340,350 前(つまり左と右)座席
360,370 後部座席
420 ビデオディスプレイ
422,423,424,425 スピーカ
440,450 前座席
512,513,514,515 スピーカ
550 右前座席
640,650 左右前座席
642,652 左および右指向性スピーカアレイ
642a,642b,652a,652b 左および右トランスデューサ
660 左後部座席
670 右後部座席
730 アンプ
860,870 EQブロック
920 ビデオディスプレイ
925 指向性スピーカ
1020 ディスプレイ
1025 指向性スピーカ

Claims (64)

  1. 車両オーディオシステムであって、
    視聴者による鑑賞のため車両内のある位置に取り付けられているビデオディスプレイと、
    前記車両内に取り付けられている第1のスピーカであって、前記第1のスピーカは、前記ビデオディスプレイの前記位置および前記視聴者の前記位置に関して相対的な位置に配置され、前記ディスプレイの前記位置からずらされ、それによって、前記第1のスピーカにより再生された場合に前記ビデオディスプレイに示されるイメージに関連するオーディオコンテンツが、視聴者が聴いた場合に、さもなければ前記ビデオディスプレイに示された前記イメージの前記位置に実質的に類似している位置で発しているであろうオーディオコンテンツの位置関係特性に実質的に類似した音を鳴らす位置関係特性を持つスピーカと、を備える車両オーディオシステム。
  2. 前記視聴者に関する前記ビデオディスプレイの方位角および前記視聴者に関する前記第1のスピーカの方位角は実質的に同じである請求項1に記載の車両オーディオシステム。
  3. 前記視聴者に関する前記ビデオディスプレイの迎角および前記視聴者に関する前記第1のスピーカの迎角は異なる請求項1に記載の車両オーディオシステム。
  4. 前記第1のスピーカは、コンテンツの第1の部分を前記ビデオディスプレイの前の領域に送る指向性スピーカである請求項1に記載の車両オーディオシステム。
  5. 前記第1のスピーカは、前記ビデオディスプレイと異なる高さのところに取り付けられ、さらに、
    プロセッサであって、前記プロセッサは、前記第1のスピーカによるオーディオコンテンツの送信の前に前記オーディオコンテンツを修正し、前記修正されたオーディオコンテンツは、前記送信されたオーディオコンテンツが前記ビデオディスプレイの近くの位置から送信された場合に前記聴取者に聞こえるであろう前記周波数スペクトルに等しい周波数スペクトルを持つ、プロセッサを備える請求項1に記載の車両オーディオシステム。
  6. 車両オーディオシステムの所望のイコライズ特性を得るための方法であって、
    信号の発生源の実際の位置で検出された信号の音響特性と聴取者に前記信号が実際に聞こえる位置で検出されるのと同じ信号の特性とを比較して第1の伝達関数を取得することと、
    前記ビデオディスプレイと同じ高さに位置する信号の音響特性と前記信号が実際に聴取者に聞こえる前記位置で検出されるような前記信号の前記特性とを比較して第2の伝達関数を取得することと、
    前記第1の伝達関数と前記第2の伝達関数とを組み合わせて、前記所望のイコライズ特性を表す第3の伝達関数を生成することと、を含む方法。
  7. 車両内の複数のビデオ信号および関連する複数のオーディオ信号を変換するための装置であって、
    前記車両内の前記ビデオ信号および関連するオーディオ信号の信号源と、
    前記ビデオ信号およびそのディスプレイ可視イメージ特性を変換するように構成され、配列された前記車両内に取り付けられている少なくとも1つの第1のビデオディスプレイと、
    座席に着座している視聴者が前記イメージを見られるように構成され、配列された前記車両内の視聴者座席と、
    前記第1のビデオディスプレイから著しくずらされている少なくとも1つの電気音響学的トランスデューサと、
    オーディオ信号の前記信号源を前記少なくとも1つの電気音響学的トランスデューサに結合し、前記オーディオ信号を処理して前記第1のビデオディスプレイから発信したときに前記少なくとも1つの電気音響学的トランスデューサにより放射された音を前記視聴者が知覚するように構成され、配列された信号処理回路と、を備える装置。
  8. さらに、前記ビデオ信号およびそのディスプレイ可視イメージ特性を変換するように構成され、配列された前記車両内に取り付けられた第2のビデオディスプレイを備え、
    前記第1および第2のビデオディスプレイは、前記視聴者座席のうちの第1および第2の間隔をあけた座席に面し、それぞれ第1および第2の視聴者に対応し、
    前記信号処理回路は、前記第1の視聴者が前記第1のビデオディスプレイから発した音を知覚し、前記第2の視聴者が前記第2のビデオディスプレイから発した音を知覚するように構成され、配列された請求項7に記載の装置。
  9. 前記信号処理回路は、前記実際の少なくとも1つの電気音響学的トランスデューサの位置に配置された信号源と前記座席にいる場合の前記視聴者の頭部との間の頭部関連伝達関数と前記第1のビデオディスプレイの位置に配置された信号源と前記座席にいる場合の前記視聴者の前記頭部との間の頭部関連伝達関数との差を表すフィルタ伝達関数を持つフィルタ機能を備える前記少なくとも1つの電気音響学的トランスデューサに印加される前記信号の前記スペクトル成分を修正するように構成され、配列される請求項7に記載の装置。
  10. 前記フィルタ伝達関数は、前記少なくとも1つの電気音響学的トランスデューサの前記位置から前記視聴者の少なくとも片方の耳までの第1の伝達関数H1(jω)を測定し、前記ビデオディスプレイの前記位置から前記視聴者の少なくとも片方の耳までの第2の伝達関数H2(jω)を測定し、H2(jω)/H1(jω)である前記フィルタ伝達関数に対応する第3の伝達関数H3(jω)を定めることにより決定される請求項9に記載の装置。
  11. 前記車両は、前記視聴者座席の前に前座席を備え、前記第1のビデオディスプレイは、前記車両のセンターラインに沿って、前記前座席のうちの第1の座席の後方に取り付けられる請求項7に記載の装置。
  12. 前記車両は、第1および第2前座席を備え、前記第1および第2のビデオディスプレイは、前記第1および第2の前座席の背にそれぞれ取り付けられる請求項8に記載の装置。
  13. さらに、それぞれ前記視聴者座席の左および右にある少なくとも左および右の電気音響学的トランスデューサを備え、前記信号処理回路は、さらに、オーディオ信号の前記信号源を前記左および右の電気音響学的トランスデューサに結合する請求項8に記載の装置。
  14. さらに、前記第1および第2のビデオディスプレイの背後、および視聴者座席にいる場合の視聴者頭部の前で、前記車両の天井内に取り付けられている少なくとも左および右の電気音響学的トランスデューサを備え、電気信号処理回路は、オーディオ信号の前記信号源を前記左および右の電気音響学的トランスデューサに結合する請求項9に記載の装置。
  15. 前記車両は、左および右前座席を備え、前記左前座席の後の電気音響学的トランスデューサの左ペアおよび前記右前座席の後の電気音響学的トランスデューサの右ペアがあり、前記信号処理回路は、オーディオ信号の前記信号源を電気音響学的トランスデューサの前記左ペアおよび電気音響学的トランスデューサの前記右ペアに結合し、前記左前座席の背後にいる視聴者座席の視聴者および前記右前座席の背後にいる前記視聴者座席の視聴者がそれぞれ、前記電気音響学的トランスデューサにより放射された音を電気第1のビデオディスプレイから発したとおりに知覚するように構成され、配列された請求項7に記載の装置。
  16. 車両内の複数のビデオ信号および関連する複数のオーディオ信号を変換するための装置であって、
    前記車両内の前記ビデオ信号および関連するオーディオ信号の信号源であって、オーディオ信号の電気信号は、さらに、少なくとも左、中央、および右チャネルを備え、それぞれのチャネルはそれに関連付けられた情報を含む、オーディオ信号の信号源と、
    前記ビデオ信号およびそのディスプレイ可視イメージ特性を変換するように構成され、配列された前記車両内に取り付けられている第1のビデオディスプレイと、
    前記ビデオ信号およびそのディスプレイ可視イメージ特性を変換するように構成され、配列された前記車両内に取り付けられた第2のビデオディスプレイであって、前記第1および第2のビデオディスプレイは、それぞれ、前記車両の前記センターラインの前記左および右にずらされる、第2のビデオディスプレイと、
    視聴者座席に着座している視聴者が前記イメージを見られるように構成され、配列された前記車両内の間隔をあけてある視聴者座席と、
    前記視聴者座席のうちの第1および第2の間隔をあけた座席に面し、それぞれ第1および第2の視聴者に対応した、前記第1および第2のビデオディスプレイと、
    前記第1のビデオディスプレイの前記左に取り付けられた第1の電気音響学的トランスデューサと、
    前記第2のビデオディスプレイの前記右に取り付けられた第2の電気音響学的トランスデューサと、
    前記車両の前記センターラインに取り付けられた第3の電気音響学的トランスデューサであって、前記第1および第2および第3の電気音響学的トランスデューサは中央チャネル情報を放射する、第3の電気音響学的トランスデューサと、を備える装置。
  17. 前記第1、第2、および第3のトランスデューサに印加される中央チャネル情報の大きさは、前記視聴者座席のいずれかに着座している視聴者が、前記ビデオディスプレイのうちの1つの前記位置から放射されたかのように前記中央チャネル情報を知覚するように調整される請求項16に記載の装置。
  18. さらに、オーディオ信号の時間遅延を調整するように構成され、配列された信号処理回路を備え、前記信号処理回路は、前記視聴者座席のいずれかに着座する視聴者が前記ビデオディスプレイのうちの1つの前記位置から放射されたかのように前記中央チャネル情報を知覚するように、前記第1、第2、および第3の電気音響学的トランスデューサに印加される中央チャネル情報の相対時間遅延を調整する請求項22に記載の装置。
  19. 前記信号処理回路は、前記少なくとも1つの電気音響学的トランスデューサに印加される前記信号の前記スペクトル成分を修正し、前記少なくとも1つの電気音響学的トランスデューサにより出力される音の前記知覚された位置を変更するように構成され、配列されている請求項7に記載の装置。
  20. 前記信号処理回路は、前記少なくとも1つの電気音響学的トランスデューサに印加される前記信号の前記スペクトル成分を修正し、前記少なくとも1つの電気音響学的トランスデューサにより出力される音の前記知覚された仰角を変更するように構成され、配列されている請求項7に記載の装置。
  21. 車両内の複数のビデオ信号および関連する複数のオーディオ信号を変換するための装置であって、
    前記車両内の前記ビデオ信号および関連するオーディオ信号の信号源であって、オーディオ信号の信号源は、さらに、少なくとも左、中央、および右チャネルを備え、それぞれのチャネルはそれに関連付けられた情報を含む、オーディオ信号の信号源と、
    前記ビデオ信号およびそのディスプレイ可視イメージ特性を変換するように構成され、配列された前記車両内に取り付けられている第1のビデオディスプレイと、
    前記ビデオ信号およびそのディスプレイ可視イメージ特性を変換するように構成され、配列された前記車両内に取り付けられた第2のビデオディスプレイであって、前記第1および第2のビデオディスプレイは、それぞれ、前記車両の前記センターラインの前記左および右にずらされる、第2のビデオディスプレイと、
    視聴者座席に着座している視聴者が前記イメージを見られるように構成され、配列された前記車両内の間隔をあけてある視聴者座席と、
    前記視聴者座席のうちの第1および第2の間隔をあけた座席に面し、それぞれ第1および第2の視聴者に対応した、前記第1および第2のビデオディスプレイと、
    前記第1のビデオディスプレイの近くに取り付けられた第1の電気音響学的トランスデューサと、
    前記第2のビデオディスプレイの近くに取り付けられた第2の電気音響学的トランスデューサと、
    前記第1のトランスデューサの前記左の前記車両の左側に取り付けられた第3の電気音響学的トランスデューサと、
    前記第2のトランスデューサの前記右の前記車両の右側に取り付けられた第4の電気音響学的トランスデューサと、を備え、
    前記第1および第2の電気音響学的トランスデューサは、中央チャネル情報を放射し、前記第3の電気音響学的トランスデューサは、左チャネル情報を放射し、前記第4の電気音響学的トランスデューサは、右チャネル情報を放射する装置。
  22. 前記第3および第4の電気音響学的トランスデューサは、さらに、前記中央チャネル情報の一部を放射する請求項21に記載の装置。
  23. 前記第3および第4の電気音響学的トランスデューサに印加される中央チャネル情報の大きさは、前記視聴者座席のいずれかに着座している視聴者が、前記ビデオディスプレイのうちの1つの前記位置から放射されたかのように前記中央チャネル情報を知覚するように調整される請求項22に記載の装置。
  24. さらに、オーディオ信号の時間遅延を調整するように構成され、配列された信号処理回路を備え、前記信号処理回路は、前記視聴者座席のいずれかに着座する視聴者が前記ビデオディスプレイのうちの1つの前記位置から放射されたかのように前記中央チャネル情報を知覚するように、前記第1および第2のトランスデューサに印加された前記中央チャネル信号に関して前記第3および第4の電気音響学的トランスデューサに印加される中央チャネル情報の相対時間遅延を調整する請求項22に記載の装置。
  25. 車両内の複数のビデオ信号および関連する複数のオーディオ信号を変換するための装置であって、
    前記車両内の前記ビデオ信号および関連するオーディオ信号の信号源と、
    前記ビデオ信号およびそのディスプレイ可視イメージ特性を変換するように構成され、配列された前記車両内に取り付けられている少なくとも1つの第1のビデオディスプレイと、
    視聴者座席に着座している視聴者が前記イメージを見られるように構成され、配列された前記車両内の視聴者座席と、
    前記車両内の前記視聴者座席の前方に配置されている左および右前座席と、
    前記左および右前座席の乗員に向けては比較的小さなオーディオ信号エネルギーを放射し、前記視聴者座席にいる視聴者に向けては比較的大きなオーディオ信号エネルギーを放射するように構成され、配列された、前記オーディオ信号を放射するように前記車両内に取り付けられた指向性スピーカと、を備える装置。
  26. 関連オーディオ信号の前記信号源は、中央チャネルを含み、前記中央チャネルは、さらに話し声情報を含む請求項25に記載の装置。
  27. 前記指向性スピーカは、1つのアレイとして機能するように構成され、配列された第1および第2の電気音響学的トランスデューサを備える請求項25に記載の装置。
  28. 前記指向性スピーカは前記車両の前記天井内に取り付けられる請求項25に記載の装置。
  29. 車両内の複数のビデオ信号および関連する複数のオーディオ信号を変換するための装置であって、
    前記車両内の前記ビデオ信号および関連するオーディオ信号の信号源と、
    前記ビデオ信号およびそのディスプレイ可視イメージ特性を変換するように構成され、配列された前記車両内に取り付けられている少なくとも1つの第1のビデオディスプレイと、
    視聴者座席に着座している視聴者が前記イメージを見られるように構成され、配列された前記車両内の視聴者座席と、
    前記車両内の前記視聴者座席の前方に配置されている左および右前座席と、
    前記第1のビデオディスプレイに向けては比較的大きなエネルギーを放射し、前記視聴者座席にいる視聴者に向けてエネルギーを反射して返すように構成され、配列された、前記オーディオ信号を放射するように前記車両内に取り付けられている指向性スピーカと、を備える装置。
  30. 関連オーディオ信号の前記信号源は、中央チャネルを含み、前記中央チャネルは、さらに話し声情報を含む請求項29に記載の装置。
  31. 前記指向性スピーカは、1つのアレイとして機能するように構成され、配列された第1および第2の電気音響学的トランスデューサを備える請求項29に記載の装置。
  32. 前記指向性スピーカは前記車両の前記天井内に取り付けられる請求項29に記載の装置。
  33. 車両内の複数のビデオ信号および関連する複数のオーディオ信号を変換するための装置であって、
    前記車両内の前記ビデオ信号および関連するオーディオ信号の信号源と、
    前記ビデオ信号およびそのディスプレイ可視イメージ特性を変換するように構成され、配列された前記車両のセンターラインに沿って取り付けられている少なくとも1つの第1のビデオディスプレイと、
    前記車両内の座席の第1の左および右のペアと、
    座席の前記第1のペアの近い方の乗員に向けては比較的小さなオーディオ信号エネルギーを放射し、座席の前記第1のペアの遠い方の乗員に向けては比較的大きなオーディオ信号エネルギーを放射するように構成され、配列された、それぞれ前記車両の前記センターラインの前記左および右に取り付けられた第1および第2の指向性スピーカと、を備える装置。
  34. 前記第1の指向性スピーカは、第1および第2の電気音響学的トランスデューサを備え、前記第2の指向性スピーカは、第3および第4の電気音響学的トランスデューサを備え、前記第1および第2の電気音響学的トランスデューサは連携して第1のアレイを形成し、前記第3および第4の電気音響学的トランスデューサは連携して第2のアレイを形成する請求項33に記載の装置。
  35. 関連オーディオ信号の前記信号源は中央チャネルを含み、前記中央チャネルは、さらに話し声情報を含む請求項33に記載の装置。
  36. 前記第1および第2の指向性スピーカは中央チャネル情報を放射する請求項35に記載の装置。
  37. 前記オーディオ信号源は、さらに、左および右チャネルを含み、それぞれのチャネルには情報が関連付けられ、前記第1の指向性スピーカは、さらに、左チャネルオーディオ信号情報を放射し、前記第2の指向性スピーカは、さらに、右チャネル信号を放射する請求項36に記載の装置。
  38. 前記第1および第2の指向性スピーカは前記車両の前記天井内に取り付けられる請求項33に記載の装置。
  39. 関連オーディオ信号の前記信号源は左および右チャネルを含み、それぞれのチャネルには情報が関連付けられ、前記第1の指向性スピーカは、左チャネル情報を放射し、前記第2の指向性スピーカは、右チャネル情報を放射する請求項33に記載の装置。
  40. さらに、座席の前記第1のペアの背後に配置されている前記車両内の視聴者座席のペアを備え、前記指向性スピーカは、座席の前記第1のペアの後に取り付けられ、前記視聴者座席内に着座する視聴者にオーディオ信号を放射する請求項33に記載の装置。
  41. 車両内の複数のビデオ信号および関連する複数のオーディオ信号を変換するための装置であって、
    前記車両内の前記ビデオ信号および関連するオーディオ信号の信号源と、
    前記ビデオ信号およびそのディスプレイ可視イメージ特性を変換するように構成され、配列された前記車両内に取り付けられている少なくとも1つの第1のビデオディスプレイと、
    視聴者座席に着座している視聴者が前記イメージを見られるように構成され、配列された前記車両内の視聴者座席と、
    前記オーディオ信号の高周波部分を主に放射するように構成され、配列された、前記ビデオディスプレイに近い位置にある前記車両の前記天井内に取り付けられた第1の電気音響学的トランスデューサと、を備える装置。
  42. 前記第1の電気音響学的トランスデューサはツイーターである請求項41に記載の装置。
  43. さらに、前記第1の電気音響学的トランスデューサにより放射される前記高周波部分に対応する前記オーディオ信号の中間周波数部分を放射するように構成され、配列された、前記車両内に取り付けられ、前記ディスプレイに近い位置に配置されていない第2の電気音響学的トランスデューサを備える請求項41に記載の装置。
  44. 車両内の複数のオーディオ信号を変換するための装置であって、
    情報が関連付けられている左、中央、および右チャネルを含む、前記車両内のオーディオ信号の信号源と、
    前記車両内で相隔てられている第1のペア座席と、
    前記車両の前記左側に取り付けられている第1の電気音響学的トランスデューサと、
    前記車両の前記右側に取り付けられている第2の電気音響学的トランスデューサと、
    前記車両の前記センターラインの前記左および前記第1のトランスデューサの右に取り付けられた第3の電気音響学的トランスデューサと、
    前記車両の前記センターラインの前記右側および前記第2のトランスデューサの左に取り付けられた第4の電気音響学的トランスデューサと、を備え、
    前記第1の電気音響学的トランスデューサは、左チャネル情報を放射し、前記第2の電気音響学的トランスデューサは、右チャネル情報を放射し、前記第3および第4の電気音響学的トランスデューサは、中央チャネル情報を放射する装置。
  45. 座席の前記第1のペアは、前記車両内の前座席であり、少なくとも前記第3および第4の電気音響学的トランスデューサは前記前座席の前に取り付けられる請求項44に記載の装置。
  46. 前記第3の電気音響学的トランスデューサは、前記前座席の一方に着座する聴取者と実質的に同じ方位角で取り付けられ、前記第4の電気音響学的トランスデューサは、前記前座席の他方に着座する聴取者と実質的に同じ方位角で取り付けられる請求項45に記載の装置。
  47. 前記第1および第2の電気音響学的トランスデューサは前記前座席の前に取り付けられる請求項45に記載の装置。
  48. 座席の前記第1のペアは前記車両内の前座席であり、第1、第2、第3、および第4の電気音響学的トランスデューサは、前記前座席の背後に取り付けられる請求項44に記載の装置。
  49. 少なくとも前記第3の電気音響学的トランスデューサは、前記前座席の一方の後に取り付けられ、前記第4の電気音響学的トランスデューサは、前記前座席の他方の後に取り付けられる請求項48に記載の装置。
  50. さらに、前記オーディオ信号に関係する前記車両内のビデオ信号の信号源を含み、ビデオディスプレイが前記車両の前記センターラインに沿って取り付けられている請求項44に記載の装置。
  51. 前記第1および第2のトランスデューサは、さらに中央チャネル情報も放射する請求項44に記載の装置。
  52. 前記第1および第2の電気音響学的トランスデューサに印加される中央チャネル情報の大きさは、前記座席のいずれかに着座している聴取者が、前記聴取者の実質的に前の位置から放射されたかのように前記中央チャネル情報を知覚するように調整される請求項51に記載の装置。
  53. さらに、オーディオ信号の時間遅延を調整するように構成され、配列された信号処理回路を備え、前記信号処理回路は、前記視聴者座席のいずれかに着座する視聴者が前記ビデオディスプレイのうちの1つの前記位置から放射されたかのように前記中央チャネル情報を知覚するように、前記第1および第2の電気音響学的トランスデューサに印加された前記中央チャネル信号に関して前記第3および第4のトランスデューサに印加される前記中央チャネル情報の相対時間遅延を調整する請求項51に記載の装置。
  54. 車両内の複数のビデオ信号および関連する複数のオーディオ信号を変換するための装置であって、
    前記車両内の前記ビデオ信号の信号源と、
    関連付けられた情報含む複数のチャネルを含む、前記ビデオ信号に関係する、前記車両内のオーディオ信号の信号源と、
    前記ビデオ信号およびそのディスプレイ可視イメージ特性を変換するように構成され、配列された前記車両内に取り付けられている第1のビデオディスプレイと、
    視聴者座席に着座している視聴者が前記イメージを見られるように構成され、配列された前記車両内の間隔をあけてある視聴者座席と、
    それぞれ第1および第2の視聴者に対応するため前記視聴者座席に面している前記第1のビデオディスプレイと、
    前記車両の前記左側に取り付けられている電気音響学的トランスデューサの第1のペアと、
    前記車両の前記右側に取り付けられている電気音響学的トランスデューサの第2のペアと、
    電気音響学的トランスデューサの前記第1および第2のペアに印加されるオーディオ信号を処理するための信号処理回路であって、HRTF処理を前記オーディオ信号に行い、それぞれ電気音響学的トランスデューサの前記左および右のペアにより放射される情報の、左および右の視聴座席に着座している視聴者により知覚される位置に影響を及ぼすように構成され、配列された信号処理回路と、を備える装置。
  55. さらに、前記視聴者座席の前に配置されている前座席を備え、電気音響学的トランスデューサの前記第1および第2のペアは、前記視聴者座席に向けて情報を放射するため、前記前座席の後に取り付けられている請求項54に記載の装置。
  56. 前記信号処理回路は、さらに漏話キャンセル処理機能を備える請求項54に記載の装置。
  57. 車両内の複数のオーディオ信号を変換するための装置であって、
    情報が関連付けられている中央チャネルを含む、前記車両内のオーディオ信号の信号源と、
    前記車両内で相隔てられている第1のペア座席と、
    前記前座席の前の前記車両の前記センターラインに取り付けられた第1の電気音響学的トランスデューサと、
    前記第1の電気音響学的トランスデューサから離れた前記車両のセンターラインに取り付けられた第2の電気音響学的トランスデューサであって、前記センターチャネル信号は前記第1および第2のトランスデューサに印加される、第2の電気音響学的トランスデューサと、
    遅延機能を備えるように構成され、配列された信号処理回路と、を備え、
    前記第2の電気音響学的トランスデューサに印加される前記中央チャネル信号は、前記第1の電気音響学的トランスデューサに印加された前記中央チャネル信号に関して前記信号処理回路により遅延される装置。
  58. ビデオイメージを表示するための少なくとも1つのビデオディスプレイおよび情報を含むオーディオ信号を放射するための複数のスピーカを備える車両娯楽システム内のビデオイメージの位置と音像の知覚された位置とを合わせるための方法であって、前記複数のスピーカそれぞれは、前記ビデオディスプレイの前記位置からずらされており、
    前記車両内の座席に着座している視聴者が、前記複数のスピーカによりオーディオ信号情報の放射が行われた結果音像を前記表示されたビデオイメージの前記位置にあるものと知覚するように前記複数のスピーカに印加されたオーディオ信号情報の相対的大きさを調整することを含む方法。
  59. 前記スピーカの少なくとも1つは指向性スピーカである請求項58に記載の方法。
  60. ビデオイメージを表示するための少なくとも1つのビデオディスプレイおよび情報を含むオーディオ信号を放射するためのスピーカを備える車両娯楽システム内のビデオイメージの位置と音像の知覚された位置とを合わせるための方法であって、前記スピーカは、前記ビデオディスプレイの前記位置からずらされており、
    前記車両内の座席に着座している視聴者が、前記スピーカにより前記調整されたオーディオ信号情報の放射が行われた結果音像を前記表示されたビデオイメージの前記位置にあるものと知覚するように前記スピーカに印加された前記オーディオ信号情報の前記周波数スペクトルを調整することを含む方法。
  61. 前記スピーカは指向性スピーカである請求項60に記載の方法。
  62. 前記スピーカは、前記ビデオディスプレイと異なる仰角で前記車両内に配置される請求項60に記載の方法。
  63. 前記スピーカは、前記ビデオディスプレイと同じ方位角で配置される請求項60に記載の方法。
  64. ビデオイメージを表示するための少なくとも1つのビデオディスプレイおよび情報を含むオーディオ信号を放射するための複数のスピーカを備える車両娯楽システム内のビデオイメージの位置と音像の知覚された位置とを合わせるための方法であって、前記複数のスピーカは、前記ビデオディスプレイの前記位置からずらされており、
    前記車両内の座席に着座している視聴者が、前記複数のスピーカによりオーディオ信号情報の放射が行われた結果音像を前記表示されたビデオイメージの前記位置にあるものと知覚するように前記複数のスピーカに印加されたオーディオ信号情報の相対的遅延を調整することを含む方法。
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