JP2013201648A

JP2013201648A - 車載用音響再生装置

Info

Publication number: JP2013201648A
Application number: JP2012069306A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tsukamoto; 博塚本
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-10-03
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: JP5884013B2

Abstract

【課題】車室内において、ステレオ再生で重要視されている左右の拡がりを確保し、車載特有の音像定位の偏りを改善した車載用音響再生装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】音響信号のＬｃｈ信号とＲｃｈ信号の同相成分を抽出する同相成分抽出器１０２と、Ｌｃｈ信号とＲｃｈ信号の非同相成分を抽出する非同相成分抽出器１０３とからなる音響成分分割部１０１と、同相成分抽出器によって抽出された同相成分のＬｃｈ信号とＲｃｈ信号の位相を制御するＩＩＲフィルタ１０５、１０６とからなる位相制御部１０４と、位相制御部１０４で処理されたＬｃｈ信号、Ｒｃｈ信号と非同相成分抽出器１０３によって抽出されたＬｃｈ信号、Ｒｃｈ信号を足し合わせる加算器１０７を備え、位相制御部１０４で同相成分のＬｃｈ信号とＲｃｈ信号の位相のみをそれぞれ個別に制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＤなどに記録されたデータに基づく音響信号を車室内で再生するための音響制御装置に関するものである。

一般的な車載用音響再生装置では、左右のドア等にスピーカを配置し、左右チャンネルをそれぞれ対象のスピーカから出力する構成になっているが、この構成では聴取者がスピーカ配置に対して偏った位置で聴取しなければならず、従来の車載用音響再生装置では、左右のチャンネル信号にそれぞれ位相遅れを与えて左右のスピーカから出し、位相遅れを与えない左右チャンネルの加算信号を減衰してセンタースピーカから出すことで、車室内においてＣＤなどの音響信号を聞く際にステレオ感を得るというものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開昭５９−０５３０００号公報

しかしながら、従来の車載用音響制御装置においては、左右のフロントドアにスピーカを配置し、左右チャンネル信号をそれぞれ対象のスピーカから出力する場合には、聴取者がスピーカに対して偏った位置で聴取しなければならず、ボーカル等の音像位置が聴取者に近い方のスピーカに引っ張られ、不自然な音像定位になるという課題があり、左右スピーカから聴取位置までの音波の到達時間の違いにより生じている位相差をなくすように、左右のチャンネルにそれぞれ位相遅れを与え、偏った音像を聴取者の正面に定位させる技術はあるが、音楽信号全体に対して制御を行うので、ボーカル以外の成分にも処理が加算され、その結果、ステレオ再生で重要視される左右の拡がりが損なわれてしまうという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、車室内において、聴取者とスピーカ位置の非対称性により生じる音像定位の偏りを改善し、尚且つ、左右の拡がりの損失を回避することのできる車載用音響再生空間を提供することを目的とする。

本発明は、車室内において、聴取者とスピーカ位置の非対称性により生じる音像定位の偏りを改善し、尚且つ、左右の拡がりの損失を回避することのできる車載用音響再生空間を実現する装置であり、ＣＤなどの音響信号のＬｃｈ信号とＲｃｈ信号の同相成分を抽出する同相成分抽出器１０２と、Ｌｃｈ信号とＲｃｈ信号の非同相成分を抽出する非同相成分抽出器１０３とからなる音響成分分割部１０１と、同相成分抽出器１０２によって抽出された同相成分のＬｃｈ信号（Ｌ１）の位相を制御するＩＩＲフィルタ１０５と、同相成分のＲｃｈ信号（Ｒ１）の位相を制御するＩＩＲフィルタ１０６とからなる位相制御部１０４と、位相制御部１０４で処理されたＬｃｈ信号Ｌ３、Ｒｃｈ信号（Ｒ３）と非同相成分抽出器１０３によって抽出された非同相成分抽出器で抽出した非同相成分のＬｃｈ信号Ｌ２、非同相成分抽出器で抽出した非同相成分のＲｃｈ信号Ｒ２を足し合わせる加算器１０７を有する構成になっている。すなわち、Ｌｃｈ信号、Ｒｃｈ信号の同相成分の左右チャンネルにそれぞれ異なるＩＩＲフィルタで位相を制御するＡＰＦ（ＡｌｌＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）を適用し、位相制御された同相成分と制御しない非同相成分を合成した信
号を左右それぞれのスピーカから出力するという構成になっている。

この構成により、ステレオ再生環境において聴取者の正面に定位することを意図して録音されているボーカル等の同相成分の音に対してのみ制御を行い、車室内において、音像定位の偏りを改善し、尚且つ、左右の拡がりに寄与する非同相成分に対しては、制御を行わず、これら２つの音源成分を合成することにより、車室内音響再生空間において、ステレオ再生で重要視されている左右の拡がりを確保し、車載特有の音像定位の偏りを改善することができる。

本発明によれば、車載で複数チャンネルの音響信号を再生させる場合に、聴取者とスピーカ配置の非対称性により生じる音像定位の偏りを改善し、尚且つ、左右の拡がりの損失を回避した音響再生空間を実現できるという効果を有する車載用音響再生装置を提供することができるものである。

本発明の実施の形態における車載用音響再生装置のブロック図ＡＰＦを適用しない場合の聴取位置での両耳間位相差の特性図ＡＰＦを適用した場合の聴取位置での両耳間位相差の特性図同相成分のＬｃｈ信号に適用するＡＰＦの位相特性図同相成分のＲｃｈ信号に適用するＡＰＦの位相特性図同相成分のＬｃｈ信号とＲｃｈ信号に適用するＡＰＦの位相差の特性図

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における車載用音響再生装置について、図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態の車載用音響再生装置を図１に示す。

図１において、車載用音響再生装置は、ＣＤなどの音響信号のＬｃｈ信号とＲｃｈ信号の同相成分を抽出する同相成分抽出器１０２と、Ｌｃｈ信号とＲｃｈ信号の非同相成分を抽出する非同相成分抽出器１０３とからなる音響成分分割部１０１と、同相成分抽出器１０２で抽出した同相成分のＬｃｈ信号Ｌ１の位相を制御するＩＩＲフィルタ１０５と、同相成分抽出器１０２で抽出した同相成分のＲｃｈ信号Ｒ１の位相を制御するＩＩＲフィルタ１０６とからなる位相制御部１０４と、位相制御部１０４で処理されたＬｃｈ信号Ｌ３、位相制御部１０４で処理されたＲｃｈ信号Ｒ３と非同相成分抽出器１０３によって抽出されたＬｃｈ信号（Ｌ２）、Ｒｃｈ信号（Ｒ２）を足し合わせる加算器１０７と、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１０８と、音響信号を増幅するアンプ１０９と、車１１２に設置された複数のスピーカ１１０、１１１とを有し、車１１２の中の聴取位置１１３で音を聴取する構成である。
以上のように構成された車載用音響再生装置について、図１を用いてその動作を説明する。

まず、Ｌｃｈの音響信号とＲｃｈの音響信号は、同相成分抽出器１０２に入力され、両チャンネル間で同相な成分が抽出される。同相成分を抽出されたＬｃｈ側の音響信号（Ｌ１）は位相制御部１０４のＩＩＲフィルタ１０５の入力となり、同様に同相成分を抽出されたＲｃｈ側の音響信号（Ｒ１）は位相制御部１０４のＩＩＲフィルタ１０６の入力となる。また、Ｌｃｈの音響信号とＲｃｈの音響信号は、非同相成分抽出器１０３にも入力され、両チャンネル間で非同相な成分が抽出される。非同相成分抽出器１０３のＬｃｈ側の非同相成分は、Ｌｃｈ−Ｒｃｈ（Ｌ２）、Ｒｃｈ側の非同相成分は、Ｒｃｈ−Ｌｃｈ（Ｒ２）として抽出され、加算器１０７の一方の入力となる。

ＩＩＲフィルタ１０５では、同相成分を抽出されたＬｃｈ側の音響信号（Ｌ１）に対して位相の制御を行い、同様にＩＩＲフィルタ１０６では、同相成分を抽出されたＲｃｈ側の音響信号（Ｒ１）に対して位相の制御を行う。位相の制御に関しては、図２〜図６を用いて説明する。

図２は聴取位置１１３で測定した位相制御をしない場合の両耳間位相差の特性図であり、図３はＩＩＲフィルタ１０５、１０６で位相制御した場合の聴取位置１１３で測定した両耳間位相差の特性図である。
音の到来方向知覚の指標として両耳間位相差があるが、音の周波数成分が１．５ｋＨｚ以下の場合は、両耳間位相差の影響が大きいことが知られている。ボーカルや各楽器の基音となる周波数は１．５ｋＨｚ以下にあり、両耳間位相差が１８０度に近い帯域ではこれらの音の定位が安定せず、耳元にその帯域の音が不自然に残るという問題がある。図２に示すように、位相制御をしない場合の聴取位置１１３における３００Ｈｚ付近の両耳間位相差は１８０度に近い値となっている。ＩＩＲフィルタ１０５、１０６を用いＬｃｈ信号とＲｃｈ信号にそれぞれ個別の位相制御をすることにより、聴取位置における３００Ｈｚ付近の両耳間位相差を０度近くにすることができる。

ＩＩＲフィルタ１０５、１０６には周波数特性は変わらず、位相特性のみを変えるＡＰＦを用いている。図４はＩＩＲフィルタ１０５でＬｃｈ信号（Ｌ１）に適用するＡＰＦの特性図であり、図５はＩＩＲフィルタ１０６でＲｃｈ信号（Ｒ１）適用するＡＰＦの特性図である。スピーカ１１０から出力されるＬｃｈ側の信号とスピーカ１１１から出力されるＲｃｈ側の信号の位相差の特性は、ＩＩＲフィルタ１０５に適用しているＬｃｈ側のＡＰＦの位相特性とＩＩＲフィルタ１０６に適用しているＲｃｈ側のＡＰＦの位相特性の差になり、図６のように示される。

図６に示すように３００Ｈｚ付近の左右チャンネルの位相差が１８０度に近くなるように制御された信号を、車１１２に設置されたスピーカ１１０、１１１から出力することにより、車１１２の中の聴取位置１１３での両耳間位相差が０度に近づくようになる。

このように位相制御部１０４で処理されたＬｃｈ信号（Ｌ３）とＲｃｈ信号（Ｒ３）は加算器１０７の一方の入力となり、非同相成分のＬｃｈ信号（Ｌ２）とＲｃｈ信号（Ｒ２）と加算される。加算器１０７の出力は、Ｄ／Ａ変換器１０８によってデジタル信号からアナログ信号に変換され、アンプ１０９によって増幅され、スピーカ１１０からはＬｃｈ側の信号、スピーカ１１１からはＲｃｈ側の信号が車１１２内に放射される。

このような本発明の実施の形態１における車載用音響再生装置によれば、ステレオ再生環境において聴取者の正面に定位することを意図して録音されているボーカル等の同相成分の音に対してのみ制御を行い、車室内において、音像定位の偏りを改善し、尚且つ、左右の拡がりに寄与する非同相成分に対しては、制御を行わず、これら２つの音源成分を合成することにより、車室内音響再生空間において、ステレオ再生で重要視されている左右の拡がりを確保し、車載特有の音像定位の偏りを改善することができる。

本発明において、車載でＣＤなどの音響信号を再生させる場合に、聴取者とスピーカ配置の非対称性により生じる音像定位の偏りを改善し、尚且つ、左右の拡がりの損失を回避できるという効果を有し、車室内の聴取者が理想的な音響再生空間を体感できるものである。

１０１音響成分分割部
１０２同相成分抽出器
１０３非同相成分抽出器
１０４位相制御部
１０５ＩＩＲフィルタ（ＡＰＦ）
１０６ＩＩＲフィルタ（ＡＰＦ）
１０７加算器
１０８Ｄ／Ａ変換器
１０９アンプ
１１０スピーカ
１１１スピーカ
１１２車
１１３聴取位置
Ｌ１同相成分抽出器１０２で抽出した同相成分のＬｃｈ信号
Ｒ１同相成分抽出器１０２で抽出した同相成分のＲｃｈ信号
Ｌ２非同相成分抽出器で抽出した非同相成分のＬｃｈ信号
Ｒ２非同相成分抽出器で抽出した非同相成分のＲｃｈ信号
Ｌ３位相制御部１０４で処理されたＬｃｈ信号
Ｒ３位相制御部１０４で処理されたＲｃｈ信号

Claims

車室内に設置された複数のスピーカに音響信号を出力する車載用音響再生装置において、
音響信号から同相成分を抽出する同相成分抽出器と、
音響信号から非同相成分を抽出する非同相成分抽出器と、
前記同相成分抽出器から抽出された音響信号に対して位相を制御する位相制御部と、
前記位相制御部で処理された音響信号と前記非同相成分抽出器で抽出された非同相成分を足し合わせる加算器とを備え、
前記位相制御部で同相成分のＬｃｈ信号とＲｃｈ信号の位相を特定の帯域における位相差が１８０度に近い値となるようにそれぞれ個別に制御することで、車室内音響再生空間において、ステレオ再生で重要視されている左右の拡がりを確保し、車載特有の音像定位の偏りを改善することを特徴とする車載用音響再生装置。