JP2018207543A - 音量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲に悪影響を生じることなく、また、大規模なシステムを必要とすることなく、特定の聴取位置における再生音レベルを低くする。【解決手段】音量制御装置は、例えば車室などの音響空間に適用され、車室内の座席などに設定される聴取位置における再生音のレベルを制御する。具体的には、音量制御装置は、外部より入力された音声信号に対して位相差を与えて一対のスピーカに供給する。ここで、位相差は、聴取位置の前方のスピーカから再生される音声信号と聴取位置の後方のスピーカから再生される音声信号の、所定周波数より小さい周波数について算出される。また、その位相差は、聴取位置における再生音レベルが、一対のスピーカのうちの一方のスピーカのみで音声信号を再生したときの再生音レベルよりも小さくなるように算出される。【選択図】図８

Description

本発明は、車室などの音響空間において聴取者が聴く音のレベルを調整する技術に関する。

車室などの音響空間において、再生音の音圧レベルを調整する手法が提案されている。例えば、特許文献１は、イコライザにより再生音のレベルを周波数帯域毎に補正することにより、音響空間や聴取位置に応じた音圧レベルの調整を行う手法を提案している。特許文献２は、複数のスピーカを含むスピーカアレイを配置し、各スピーカから出力される音声信号の位相及び音量を制御することにより、特定の場所に高音圧領域を形成する方法を提案している。

また、特許文献３、４は、音響空間において聴取位置の前後に配置されたスピーカからの再生音のレベルを調整する手法を記載している。

特許第４７５７０３４号公報 特開２０１１−１５１５５９号公報 国際公開ＷＯ２００９／１４４７８１号公報 国際公開ＷＯ２０１３／１４５１２７号公報

同一の車室内に音楽を聴きたい人と聴きたくない人がいる場合がある。例えば、同乗者に乳児や小さい子供が含まれている場合、その座席を静かにしたいということがある。いま、運転席及び助手席の前後にスピーカが配置されている車室内において、助手席の音量を小さくしたいと仮定する。この場合、特許文献１の手法などを利用して、前後のスピーカの音量を小さくすると、助手席は静かになるが、後部座席では音が聞こえにくくなる。一方、リアスピーカの音量のみを大きくすると、後部座席では音が聞こえやすくなるが、リアスピーカの音がもれてしまい助手席を十分に静かにすることができない。

特許文献２のようにスピーカアレイを用いて助手席付近の音圧を低くする方法も考えられる。しかし、特許文献２の方法は、複数のスピーカを利用して制御を行うため大規模なシステムを必要とし、車両に適用するには不向きである。

車室内の各乗員の耳元に個別のスピーカを配置する方法も考えられるが、スピーカの配置が特殊になってしまう。また、そのようにしても、再生音の低域成分は他の座席にも届いてしまうという不具合がある。

本発明が解決しようとする課題としては、上記のものが例として挙げられる。本発明は、周囲に悪影響を生じることなく、また、大規模なシステムを必要とすることなく、特定の聴取位置における再生音レベルを低くすることが可能な音量制御装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、音量制御装置であって、音響空間内の聴取位置に対して前後に配置された一対のスピーカに接続され、前記聴取位置における再生音レベルが、前記一対のスピーカのうちの一方のスピーカのみで音声信号を再生したときの再生音レベルよりも小さくなるよう、前記聴取位置の前方のスピーカから再生される音声信号と前記聴取位置の後方のスピーカから再生される音声信号の、所定周波数より小さい周波数の位相差を算出する算出部と、前記位相差に基づき、音声信号の周波数を制御し、前記一対のスピーカに供給する位相制御部と、を備えることを特徴とする。

車室の環境を模式的に示す平面図である。 ２つのスピーカへの信号に位相差を与える手法を模式的に示す。 本発明に係る音量制御装置の第１実施例の概略構成を示す。 位相シフト量の計算方法の例を示す。 ２つの正弦波を異なる位相差で合成した合成波の振幅レベルを示す。 第１実施例における特性を示す図である。 制御帯域の上限周波数の決定方法を示す。 本発明に係る音量制御装置の第２実施例の概略構成を示す。 第２実施例における特性を示す図である。 ２つのスピーカの再生音が同期する軸と聴取位置との関係を示す。 第２実施例による効果を従来技術と比較して示す図である。

本発明の好適な実施形態では、音量制御装置は、音響空間内の聴取位置に対して前後に配置された一対のスピーカに接続され、前記聴取位置における再生音レベルが、前記一対のスピーカのうちの一方のスピーカのみで音声信号を再生したときの再生音レベルよりも小さくなるよう、前記聴取位置の前方のスピーカから再生される音声信号と前記聴取位置の後方のスピーカから再生される音声信号の、所定周波数より小さい周波数の位相差を算出する算出部と、前記位相差に基づき、音声信号の周波数を制御し、前記一対のスピーカに供給する位相制御部と、を備える。

上記の音量制御装置は、例えば車室などの音響空間に適用され、車室内の座席などに設定される聴取位置における再生音のレベルを制御する。具体的には、音量制御装置は、外部より入力された音声信号に対して位相差を与えて一対のスピーカに供給する。ここで、位相差は、聴取位置の前方のスピーカから再生される音声信号と聴取位置の後方のスピーカから再生される音声信号の、所定周波数より小さい周波数について算出される。また、その位相差は、聴取位置における再生音レベルが、一対のスピーカのうちの一方のスピーカのみで音声信号を再生したときの再生音レベルよりも小さくなるように算出される。好適には、前記聴取位置は２つの評価点を有し、前記聴取位置における再生音レベルは、前記２つの評価点それぞれにおける再生音レベルの和である。これにより、音響空間内の任意の聴取位置において再生音を小さくすることができる。

上記の音量制御装置の一態様では、前記２つの評価点の距離をｄＷとし、前記２つの評価点の中心と前記前方のスピーカとを結ぶ線分と前記２つの評価点を結ぶ線分とのなす角をθＦとし、前記２つの評価点の中心と前記後方のスピーカとを結ぶ線分と前記２つの評価点を結ぶ線分とのなす角をθＲとし、音速をｃとすると、前記所定周波数ｆｕは、
ｆｕ ＝ ｃ/ｄＷ/３/（｜cosθＦ＋cosθＲ｜）
で得られる。この場合の好適な例では、所定周波数は、３３３ｋＨｚである。

上記の音量制御装置の他の一態様では、前記位相制御部は、前記再生音レベルの和が最も小さくなる位相から±６０度以内の位相差を前記位相差として前記所定周波数帯域毎に設定する。位相差をこの範囲内に設定することにより、聴取位置における再生音レベルを、少なくとも一対のスピーカのうちの一方のスピーカのみで音声信号を再生したときの再生音レベルよりも小さくすることができる。

上記の音量制御装置の他の一態様では、前記算出部は、前記聴取位置と前記一対のスピーカの位置との距離に基づいて前記位相差を算出する。これにより、聴取位置と一対のスピーカの配置に応じて適切な位相差を算出することができる。

本発明の他の好適な実施形態では、音響空間内の聴取位置に対して前後に配置された一対のスピーカに接続された音量制御装置により実行される音量制御方法は、前記聴取位置における再生音レベルが、前記一対のスピーカのうちの一方のスピーカのみで音声信号を再生したときの再生音レベルよりも小さくなるよう、前記聴取位置の前方のスピーカから再生される音声信号と前記聴取位置の後方のスピーカから再生される音声信号の、所定周波数より小さい周波数の位相差を算出する算出工程と、前記位相差に基づき、音声信号の周波数を制御し、前記一対のスピーカに供給する位相制御工程と、を備える。この方法によっても、音響空間内の任意の聴取位置において再生音を小さくすることができる。

本発明の他の好適な実施形態では、音響空間内の聴取位置に対して前後に配置された一対のスピーカに接続され、コンピュータを備える音量制御装置により実行される音量制御プログラムは、前記聴取位置における再生音レベルが、前記一対のスピーカのうちの一方のスピーカのみで音声信号を再生したときの再生音レベルよりも小さくなるよう、前記聴取位置の前方のスピーカから再生される音声信号と前記聴取位置の後方のスピーカから再生される音声信号の、所定周波数より小さい周波数の位相差を算出する算出手段、前記位相差に基づき、音声信号の周波数を制御し、前記一対のスピーカに供給する位相制御手段、として前記コンピュータを機能させる。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記の音量制御装置を実現することができる。このプログラムは、記憶媒体に記憶して取り扱うことができる。

［基本原理］
まず、実施例の基本的な原理について説明する。本実施例は、車室などの音響空間内の特定の場所、例えば助手席における音圧レベルを小さくすることを目的とする。そのために、本実施例では車内の特殊な環境を利用する。

図１は、本実施例による車内環境を模式的に示す平面図である。図１において、車内には４つの座席があり、聴取位置に相当する助手席には聴取者Ｌが座っている。ここで、助手席の左側には、フロントスピーカＳＰ１とリアスピーカＳＰ２が設けられている。なお、実際の車両では、車両の右側にも同様にフロントスピーカとリアスピーカが設けられるが、ここではその図示は省略する。

図１に示すように、本実施例では、車内の特殊な環境として、助手席を挟むように２つのスピーカＳＰ１、ＳＰ２が前後に配置されていることを利用する。そして、本実施例では、助手席を静かにするために、即ち、助手席にいる聴取者Ｌに再生音が聞こえにくくするために、聴取者Ｌの左右の耳の音圧レベルを同時に制御する。

一般的に、人間が感じる音の大きさは、両耳の音の強さを加算した値をもとに決まる。即ち、人間は両耳でそれぞれ６ｄＢの音圧で音を聴いた場合と、片耳のみで１２ｄＢの音圧で音を聴いた場合とで同じ音の大きさを感じる。これは、下記の文献においても指摘されている。

参考文献：『境久雄、中島剛、「日本音響学会編 聴覚と音響心理」、コロナ社、ｐｐ．１７３〜１７４、「両耳で聴いたときの音の大きさは、両耳に加えられている音の音圧レベルを６ｄＢ大きくして、それを片耳で聴いたときの音の大きさに等しい。」』
よって、本実施例では、聴取者Ｌの左右の耳の位置を評価点とし、その２つの評価点における音圧レベルの和が小さくなるように、スピーカＳＰ１、ＳＰ２に入力される信号を制御する。これにより、聴取者Ｌは再生音を小さいと感じる。

図２は、２つのスピーカＳＰ１、ＳＰ２へ供給される音声信号に位相差を与える手法を模式的に示す。図２（Ａ）は、２つのスピーカＳＰ１、ＳＰ２へ音声信号を供給する構成を示している。無響室において、聴取位置にダミーヘッド３を配置し、その右側の前後にフロントスピーカＳＰ１、リアスピーカＳＰ２を配置する。音源２からの音声信号は、そのままリアスピーカＳＰ２に入力されるとともに、遅延器４により全帯域において固定の遅延量「Ｚ」で遅延された後、フロントスピーカＳＰ１に入力される。

図２（Ａ）に示すように、一対のスピーカが縦方向に配置されている場合、スピーカから出力される再生音の音圧分布は干渉により横縞となる。具体的に、図２（Ａ）において、ダミーヘッド３の位置を含む黒色の領域は音圧レベルが大きく、白色の領域は音圧レベルが小さく、音圧分布は横縞を形成している。よって、遅延量Ｚを変化させることにより、両耳のレベルを同期して変化させ、両耳レベル和を制御することができる。

遅延量Ｚを変化させた場合の、ダミーヘッド３近傍の音圧分布の例を図２（Ｂ）に示している。図中に等高線表示された数値は音圧レベル値を示す。図２（Ｂ）の例では、遅延量Ｚ＝０．８[ｍｓ]のときに、ダミーヘッド３の両耳付近の音圧レベルが負の値となっている。よって、この例では、遅延量Ｚ＝０．８[ｍｓ]のときに両耳レベル和が小さくなっている。

このように、聴取者の位置に対して前後に一対のスピーカを配置し、それらのスピーカに供給される音声信号に適切な位相差を与えることにより、聴取者の両耳レベル和を小さくすることができる。

［第１実施例]
図３（Ａ）は、音量制御装置の第１実施例の概略構成を示す。第１実施例は、音響空間として無響室を想定する。

図３（Ａ）に示すように、聴取者Ｌの聴取位置に対して、前後に一対のスピーカ、即ち、フロントスピーカＳＰ１とリアスピーカＳＰ２が配置される。なお、この例では、聴取者Ｌからは、リアスピーカＳＰ２よりもフロントスピーカＳＰ１の方が遠い。

音源２から出力される音声信号は、そのままリアスピーカＳＰ２に供給されるとともに、位相補正部６により位相が補正された後、フロントスピーカＳＰ１に供給される。ここで、位相補正部６は、音声信号の帯域毎に異なる位相差（位相補正値）θ（ｆ）を与える。位相θ（ｆ）は、聴取者Ｌの両耳レベル和が小さくなるように決定される。なお、聴取者Ｌの左右の耳の位置は、２つの評価点に相当する。

図４は、位相差θ（ｆ）の決定方法を説明する図である。位相差θ（ｆ）は、聴取者Ｌの両耳の位置と、前後のスピーカｓｐＦ、ｓｐＲとの距離に基づいて決定することができる。ここでは、簡単化のため、頭部中心点、即ち左右の耳の中央点Ｍを評価点とみなす。いま、左右の耳の中央点、即ち２つの評価点の中央点ＭからフロントスピーカｓｐＦまでの距離を「ｄＦ」とし、中央点ＭからリアスピーカｓｐＲまでの距離を「ｄＲ」とすると、理想的な位相シフト量Ａは以下の式で与えられる。

Ａ［ｓ］＝（ｄＦ−ｄＲ)／ｃ＋１／ｆ×１／２ （１）
なお、「ｆ」は再生音の周波数であり、「ｃ」は音速（約３４０[ｍ／ｓ]）である。

式（１）の第１項は中央点Ｍから前後のスピーカまでの距離差を補正する値であり、第２項は再生音の半周期（半波長）に相当する値である。即ち、理想的な位相シフト量Ａを与えて、前後のスピーカまでの距離差を補正するとともに、再生音を半周期ずらすことにより、評価点における前後のスピーカからの再生音が打ち消し合うようにする。これにより、評価点における再生音レベル和を最小にすることができる。

また、位相差θ（ｆ）は、位相シフト量Ａを用いて以下のように設定される。

θ（ｆ） ＝ Ａ＋α （２）
ここで、「α」は、以下の範囲の値である。

−６０°＜α＜６０° （３）
これは、評価点において、ＳＰ１及びＳＰ２の振幅が概ね同一で、αがこの範囲内にあれば、両耳レベル和は前後のスピーカの一方のみから音を再生した場合よりも小さくなるからである。これについて、図５を参照して説明する。図５は、２つの正弦波を異なる位相差で合成した合成波の振幅レベルを示す。２つの正弦波を同相（位相差＝０）で合成すると、グラフ４１に示すように、合成波の振幅は元の正弦波の振幅の２倍になる。２つの正弦波を位相差１２０°で合成すると、グラフ４２に示すように、２つの正弦波の振幅と合成波の振幅は等しくなる。一方、２つの正弦波を逆相（位相差１８０°）で合成すると、合成波の振幅はもとの正弦波の振幅よりも小さくなる。

グラフ４０に示すように、位相差が１２０〜１８０°の場合、２つの正弦波の合成波の振幅は少なくとも元の正弦波の振幅以下となる。従って、聴取位置における両耳レベル和は、２つのスピーカに供給される信号に与える位相差θ（ｆ）がα＝１８０°（逆相）、即ちθ（ｆ）＝Ａのときに最も大きくなるが、そのときの位相からαが±６０°の範囲内であれば、少なくとも前後のスピーカの一方のみから音を再生した場合よりも両耳レベル和を小さくすることができる。この理由から、αの値は±６０°の範囲内とされる。

さて、図３（Ｂ）に示す配置例において、式（１）により算出した位相シフト量Ａを位相補正部６が位相差θ（ｆ）として与えた場合の特性を図５に示す。なお、図３（Ｂ）に示す配置例は、標準的なセダン車の助手席に聴取者が座った場合の例である。

具体的に、図６（Ａ）は両耳レベル和の周波数特性を示す。図６（Ａ）において、グラフ１１は、フロントスピーカＳＰ１のみに音声信号を入力した場合の両耳のレベル和を示す。グラフ１２は、リアスピーカＳＰ２のみに音声信号を入力した場合の両耳レベル和を示す。グラフ１３は、２つのスピーカに音声信号を入力し、それらに式（１）により算出した位相シフト量Ａを位相差θ（ｆ）として与えた場合の両耳レベル和を示す。

位相差を与えて２つのスピーカに音声信号を入力した場合の両耳レベル和（グラフ１３）は、１００Ｈｚ〜２ｋＨｚの全帯域において、フロントスピーカＳＰ１のみに音声信号を入力した場合の両耳のレベル和（グラフ１１）及びリアスピーカＳＰ２のみに音声信号を入力した場合の両耳のレベル和（グラフ１２）より小さくなっている。よって、評価点において両耳レベル和を小さくするためには、グラフ１３のように、２つのスピーカに適切な位相差で音声信号を入力することが必要となる。

図６（Ｂ）は、２つのスピーカに入力する音声信号に与える位相差及び音声信号の周波数と、両耳レベル和との関係を示す。図６（Ｂ）に示す破線１４は、２つのスピーカに音声信号を入力し、それらに式（１）により算出した位相シフト量Ａを位相差θ（ｆ）として与えた場合の両耳レベル和を示し、全帯域において両耳レベル和が小さい（負の値）領域を通過している。つまり、図６（Ｂ）も、評価点において両耳レベル和を小さくするためには、２つのスピーカＳＰ１、ＳＰ２へ入力される音声信号に適切な位相差を与える必要があることを示している。

次に、第１実施例によって両耳レベル和を小さくすることができる帯域（以下、「制御帯域」と呼ぶ。）の上限周波数について説明する。図７（Ａ）は制御帯域の上限周波数を算出するための式、及び、その環境を示す。図示のように、聴取者Ｌの前後にフロントスピーカｓｐＦとリアスピーカｓｐＲが配置されている。聴取者Ｌの両耳位置（評価点に相当）の距離、即ち耳の幅を「ｄＷ」とする。また、聴取者Ｌの耳位置の中心ＭとフロントスピーカｓｐＦとを結ぶ線分ＦＬと、聴取者Ｌの両耳位置を結ぶ線分ＥＬとのなす角を「θＦ」とする。同様に、聴取者Ｌの耳位置の中心ＭとリアスピーカｓｐＲとを結ぶ線分ＲＬと、聴取者Ｌの両耳位置を結ぶ線分ＥＬとのなす角を「θＲ」とする。このとき、音速を「ｃ」とすると、制御帯域の上限周波数ｆｕは、以下の式で与えられる。

ｆｕ ＝ ｃ/ｄＷ/３/（｜cosθＦ＋cosθＲ｜） （４）
なお、聴取位置は各スピーカから十分距離があるものとし、簡単のため再生音の波は平面波と考える。

いま、聴取者Ｌの耳の幅ｄＷを、標準的な人間の頭の幅として１７ｃｍと仮定する。この場合、上記の角度θＦ、θＲに応じて、上限周波数ｆｕは以下のようになる。
（例１）θＦ、θＲ≒０°のとき、ｆｕ≒３３３Ｈｚ
（例２）θＦ≒０、θＲ＝９０°のとき、ｆ≒６６６Ｈｚ
（例３）θＦ、θＲ＝９０°のとき（２つの評価点に対してフロントスピーカが真正面、リアスピーカが真後ろにある場合）、ｆｕ≒∞（無限大）Ｈｚ
（例４）θＦ＝０°、θＲ＝１８０°のとき、理論上はｆｕ≒∞（無限大）Ｈｚとなるが、実際には２つのスピーカが同じ直線上で同じ方向を向いて並ぶことになり、干渉縞が無くなるので制御不可となる。

以上より、聴取者Ｌの耳の幅ｄＷ＝１７ｃｍと仮定した場合、制御帯域の上限周波数ｆｕは例１のケースで３３３Ｈｚとなる。図７（Ｂ）はこの時に聴取者Ｌの頭部周りに形成される干渉縞を模式的に示す。例１の場合、２つのスピーカｓｐＦ、ｓｐＲは同一直線上に対向配置されることになり、その間に干渉縞が生じる。干渉縞は、２つのスピーカからの音波が強め合う領域でレベル大となり、弱め合う領域でレベル小となる。本実施例で両耳レベル和を小さくするためには、聴取者Ｌの頭（即ち、２つの評価点）が同時に１つのレベル小の領域に入らなければならない。上限周波数ｆｕ＝３３３Ｈｚの場合、図７（Ｂ）に示すように、聴取者Ｌの頭部（幅１７ｃｍ）がちょうど１つのレベル小の領域に入ることになる。

仮に、周波数ｆを３３３Ｈｚよりも高くすると、１つのレベル小の領域の幅が１７ｃｍよりも小さくなり、聴取者Ｌの左右の耳（２つの評価点）が１つのレベル小の領域に入りきらなくなるため、聴取者Ｌの両耳レベル和を小さくすることができなくなる。一方、周波数ｆを３３３Ｈｚより低くすると、１つのレベル小の領域の幅が１７ｃｍよりも大きくなり、聴取者Ｌの左右の耳（２つの評価点）が１つのレベル小の領域に入るので、聴取者Ｌの両耳レベル和を小さくすることができる。よって、聴取者Ｌの耳の幅（２つの評価点の距離）を１７ｃｍとすると、本実施例による制御帯域の上限周波数ｆｕは３３３Ｈｚとなり、この上限周波数ｆｕ以下の帯域に再生音について、両耳レベル和を小さくすることが可能となる。なお、制御帯域の下限周波数は、人間の可聴帯域の下限である２０Ｈｚ程度となる。

[第２実施例]
次に、第２実施例について説明する。図８は、音量制御装置の第２実施例の概略構成を示す。第２実施例は、音響空間として車室を想定する。図８に示すように、助手席の左側にフロントスピーカＳＰ１とリアスピーカＳＰ２が配置される。音源２からの音声信号は、リアスピーカＳＰ２に供給されるともに、位相補正部６により位相が補正された後、フロントスピーカＳＰ１に供給される。ここで、位相補正部６は、第１実施例と同様に、音声信号の帯域毎に異なる位相差（位相補正値）θ（ｆ）を与える。

第１実施例と同様に、位相差θ（ｆ）は、以下のように設定される。

θ（ｆ） ＝ Ａ＋α （２）
ここで、「Ａ」は、聴取者の両耳レベル和が最小となる位相シフト量であり、第２実施例では２つのスピーカと２つの評価点との間の伝達関数に基づいて算出される。具体的には、２つのスピーカＳＰ１、ＳＰ２と聴取者の両耳（評価点）との位置関係に基づいて、各スピーカと聴取者の両耳との間の伝達関数を求め、その伝達関数に基づいてシミュレーションなどにより、後述する図９（Ｂ）に示すように、位相及び周波数に対する両耳レベル和の分布を生成する。そして、その分布上で、両耳レベル和が最も低い領域を結んだ線分（図９（Ｂ）の線分２４）が、帯域毎の位相差θ（ｆ）を示すものとなる。

さて、図８に示す配置例において、上記のように算出した位相シフト量Ａを位相補正部６が位相差θ（ｆ）として与えた場合の特性を図９に示す。なお、図８に示す配置例は、標準的なセダン車の助手席に聴取者が座った場合の例である。

具体的に、図９（Ａ）は両耳レベル和の周波数特性を示す。図９（Ａ）において、グラフ２１は、フロントスピーカＳＰ１のみに音声信号を入力した場合の両耳のレベル和を示す。グラフ２２は、リアスピーカＳＰ２のみに音声信号を入力した場合の両耳レベル和を示す。グラフ２３は、２つのスピーカに音声信号を入力し、それらに上記のようにして算出した位相シフト量Ａを位相差θ（ｆ）として与えた場合の両耳レベル和を示す。

位相差を与えて２つのスピーカに音声信号を入力した場合の両耳レベル和（グラフ２３）は、２００Ｈｚ以下の帯域において、フロントスピーカＳＰ１のみに音声信号を入力した場合の両耳のレベル和（グラフ２１）及びリアスピーカＳＰ２のみに音声信号を入力した場合の両耳のレベル和（グラフ２２）より小さくなっている。よって、評価点において両耳レベル和を小さくするためには、グラフ２３のように、２つのスピーカに適切な位相差で音声信号を入力することが必要となる。

図９（Ｂ）は、２つのスピーカに入力する音声信号に与える位相差及び音声信号の周波数と、両耳レベル和との関係を示す。図９（Ｂ）に示す破線２４は、２つのスピーカに音声信号を入力し、それらに上記のように算出した位相シフト量Ａを位相差θ（ｆ）として与えた場合の両耳レベル和を示し、全帯域において両耳レベル和が小さい（負の値）領域を通過している。つまり、図９（Ｂ）も、評価点において両耳レベル和を小さくするためには、２つのスピーカＳＰ１、ＳＰ２へ入力される音声信号に適切な位相差を与える必要があることを示している。

第２実施例の方法では、２つのスピーカＳＰ１、ＳＰ２から音を再生するが、後部座席にいる者に与える影響は少ない。即ち、後部座席にいる者が再生音を小さいと感じることはない。これは後部座席が２つのスピーカの外側に位置するため、２つのスピーカからの再生音が同期しにくいからである。これについて図１０を参照して説明する。

図１０は、２つのスピーカと聴取者Ｌとの位置関係を示す。図１０（Ａ）に示すように、２つのスピーカＳＰ１、ＳＰ２から音を再生する場合、２つのスピーカからの再生音が同期する軸は、２つのスピーカの中心線ＣＬとなる。聴取者Ｌが２つのスピーカの内側に位置する場合、聴取者Ｌの両耳がこの中心線ＣＬ上又は中心線ＣＬに近い位置にあるため、両耳に至る再生音が同期し、両耳レベル和が変化しやすくなる。

一方、図１０（Ｂ）に示すように、聴取者Ｌが２つのスピーカＳＰ１、ＳＰ２の外側に位置する場合、聴取者Ｌは２つのスピーカからの再生音が同期する中心線ＣＬ上に位置していても、聴取者の両耳を結ぶ方向は中心線ＣＬからずれるため、両耳レベル和は変化しにくい。このため、第２実施例では、助手席において両耳レベル和が小さくなるようにフロントスピーカＳＰ１とリアスピーカＳＰ２から音を再生しても、後部座席において再生音を小さいと感じることはない。

図１１は、第２実施例を従来技術の方法と比較した場合の効果を説明する図である。ここで、従来技術の方法とは、イコライザにより、ある帯域においてリアスピーカの再生音を小さくする補正を行い、助手席における両耳レベル和を減衰させる方法を指す。

図１１の左側のグラフＧ１、Ｇ２に示すように、従来技術の方法により運転席における両耳レベル和を減衰させると、後部座席でも両耳レベル和が小さくなってしまい、後部座席の再生音も小さくなってしまう。これに対し、図１５の右側のグラフＧ３、Ｇ４に示すように、第２実施例の手法により助手席における両耳レベル和を減衰させても、前述のように後部座席では両耳レベル和はあまり変化しないので、後部座席の再生音が小さくなってしまうという不具合は生じない。このように、第２実施例では、他の座席における再生音レベルに影響を与えることなく、助手席の再生音レベルを下げることができる。

なお、上記の第２実施例では、車室の左側に設けられたフロントスピーカ及びリアスピーカを用いて、助手席、即ち右側の前方座席における両耳レベル和を小さくするものであるが、同様の手法により、車室の右側に設けられたフロントスピーカ及びリアスピーカを用いて、運転席、即ち右側の前方座席における両耳レベル和を小さくするように構成しても構わない。

[変形例]
上記の実施例では、音声信号の各帯域は１／３オクターブ毎に区切られており、各帯域の位相シフト量Ａは、帯域の中心周波数ｆを用いて算出されている。例えば、図６や図９で示されている処理は、１／３オクターブで区切った各帯域の中心周波数を用いて位相シフト量Ａを算出し、帯域毎にその位相シフト量Ａを適用して音声信号を制御している。具体的には、中心周波数１２５Ｈｚである１１１Ｈｚ〜１４０Ｈｚの帯域には中心周波数１２５Ｈｚで算出した位相シフト量Ａを与え、中心周波数１５７Ｈｚである１４０Ｈｚ〜１７６Ｈｚの帯域には中心周波数１５７Ｈｚで算出した位相シフト量Ａを与えている。なお、各帯域を１／３オクターブ毎に区切っている理由は、一般的に１／３オクターブで特性を平滑化することは聴感上での処理と似ているとされているためである。

しかし、本発明では、音声信号の各帯域の区切り方は１／３オクターブ毎には限られず、ある間隔で区切られた帯域毎にそれぞれの中心周波数を用いて算出した位相シフト量を与えればよい。即ち、音声信号の各帯域を１／２オクターブ毎、１／４オクターブ毎に区切ってもよく、また、周波数毎に位相差（例えば、１００Ｈｚ、１０１Ｈｚ、１０２Ｈｚ、．．毎に、５０°、５１°、５２°、．．）を与えてもよい。

２ 音源
３ ダミーヘッド
６ 位相調整部
ＳＰ１ フロントスピーカ
ＳＰ２ リアスピーカ
Ｌ 聴取位置

Claims (1)

1. 音響空間内の聴取位置に対して前後に配置された一対のスピーカに接続され、
   前記聴取位置における再生音レベルが、前記一対のスピーカのうちの一方のスピーカのみで音声信号を再生したときの再生音レベルよりも小さくなるよう、前記聴取位置の前方のスピーカから再生される音声信号と前記聴取位置の後方のスピーカから再生される音声信号の、所定周波数より小さい周波数の位相差を算出する算出部と、
   前記位相差に基づき、音声信号の周波数を制御し、前記一対のスピーカに供給する位相制御部と、
   を備えることを特徴とする音量制御装置。