JP2019051907A - 音響装置 - Google Patents

Abstract

【課題】規定レベルの音を乗員に到達させるためのスピーカの出力を小さくすることができる音響装置を提供する。
【解決手段】車両５に搭載される音響装置１であって、座席１０に着座した乗員である運転者２０の正面よりも前側において座席１０の中心線１１を挟むように配置された２つのスピーカ３０、４０と、２つのスピーカ３０、４０から出力される音による立体音像が維持されるように各スピーカから出力される音の特性を制御する制御部１００と、を備え、２つのスピーカ３０、４０は、車両５のパドルスイッチ５０、６０に設けられた構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、音響装置に関し、特に、車両に搭載される音響装置に関する。

従来、車載用立体音響装置において、乗員（運転者）の左右の後方に配置されたメインスピーカ、及び乗員の前方に配置された副スピーカからの出力音によって、立体音像を生成する技術がある（例えば、特許文献１参照）。この音響装置では、例えば運転シートの背もたれ部分の肩部の左側に車両の前方に向けて左スピーカが配置されるとともに、肩部の右側に車両の前方に向けて右スピーカが配置されている。また、副スピーカを、ステアリングコラムの下部やダッシュボードなど、乗員の前方に配置する構成が示されている。

特開２０１０−４３６１号公報

しかし、従来技術におけるスピーカの配置位置は乗員（運転者）まで遠いため、規定レベルの音を乗員に到達させるためには、スピーカの出力を大きくしなければならないという課題があった。

したがって、本発明の目的は、規定レベルの音を乗員に到達させるためのスピーカの出力を小さくすることができる音響装置を提供することにある。

［１］上記目的を達成するため、車両に搭載される音響装置であって、座席に着座した乗員の正面よりも前側において前記座席の中心線を挟むように配置された少なくとも２つのスピーカと、前記少なくとも２つのスピーカから出力される音による立体音像が維持されるように各スピーカから出力される音の特性を制御する制御部と、を備え、前記少なくとも２つのスピーカは、前記車両のパドルスイッチに設けられている、音響装置を提供する。
［２］前記パドルスイッチは、前記車両のステアリングコラムポストに装着されている、上記［１］に記載の音響装置であってもよい。
［３］また、前記少なくとも２つのスピーカは、それぞれのスピーカの出力の指向性の範囲が車高の方向に広くなるように配置されている、上記［１］又は［２］に記載の音響装置であってもよい。
［４］また、前記少なくとも２つのスピーカは、前記パドルスイッチにおいて前記乗員の方向に向けて装着されている、上記［１］から［３］のいずれか１に記載の音響装置であってもよい。
［５］また、前記少なくとも２つのスピーカは、前記パドルスイッチにおいて前記車両のインストルメントパネルの方向に向けて装着されている、上記［１］から［３］のいずれか１に記載の音響装置であってもよい。
［６］また、前記パドルスイッチは、前記車両のステアリングに装着されている、上記［１］に記載の音響装置であってもよい。
［７］また、前記少なくとも２つのスピーカは、それぞれのスピーカの出力の指向性が全方位である、上記［６］に記載の音響装置であってもよい。

本発明の音響装置によれば、規定レベルの音を乗員に到達させるためのスピーカの出力を小さくすることができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る音響装置におけるスピーカの配置例を車両の上方向から見た上平面図である。 図２は、図１に示す音響装置において、Ａ方向から見た、側面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る音響装置におけるパドルスイッチを運転者側から見た正面図である。 図４（ａ）は、スピーカが直交する方向に指向性を有する場合において、スピーカの指向特性が車高の方向に狭い範囲となるように配置されているＸＹ面における指向特性図であり、図４（ｂ）は、スピーカの指向特性が車高の方向に広い範囲となるように配置されているＸＺ面における指向特性図である。 図５は、本発明の第２の実施の形態に係る音響装置において、パドルスイッチがインストルメントパネルの方向に向けて装着されている、図２相当の側面図である。 図６は、本発明の第２の実施の形態に係る音響装置におけるスピーカの配置例を車両の上方向から見た上平面図である。 図７は、本発明の第３の実施の形態に係る音響装置におけるスピーカの配置例を車両の上方向から見た上平面図である。 図８は、図７に示す音響装置において、Ａ方向から見た、側面図である。 図９（ａ）は、スピーカの指向性が全方位性を有する場合において、スピーカの指向特性のＸＹ面における指向特性図であり、図９（ｂ）は、スピーカの指向特性のＸＺ面における指向特性図である。 図１０は、ステアリングホイールが回転操作されて操舵角φが検出された場合の、２つのスピーカと乗員（運転者）との位置関係を示す、図７に相当する上平面図である。

（本発明の第１の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る音響装置１は、車両５に搭載される音響装置１であって、座席１０に着座した乗員である運転者２０の正面よりも前側において座席１０の中心線１１を挟むように配置された２つのスピーカ３０、４０と、２つのスピーカ３０、４０から出力される音による立体音像が維持されるように各スピーカから出力される音の特性を制御する制御部１００と、を備え、２つのスピーカ３０、４０は、車両５のパドルスイッチ５０、６０に設けられて構成されている。

第１の実施の形態は、パドルスイッチ５０、６０が車両５のステアリングコラムポスト６に装着されている。本実施の形態では、乗員が運転者２０であるものとして説明する。また、少なくとも２つのスピーカの一例として、２つのスピーカ３０、４０がパドルスイッチ５０、６０にそれぞれ運転者２０の方向に向けて装着されているものとして説明する。

（パドルスイッチ５０、６０）
パドルスイッチ５０、６０は、それぞれ、ステアリングコラムポスト６に装着されている。図３に示すように、パドルスイッチ５０はステアリングコラムポスト６の右側に装着され、運転者２０が右手で操作する。また、パドルスイッチ６０はステアリングコラムポスト６の左側に装着され、運転者２０が左手で操作する。

パドルスイッチ５０、６０は、例えば、パドルシフトのスイッチとして用いられ、それぞれ左右のパドルレバーに接続されてプッシュ又はプル操作に基づいてオン信号を出力し、車両のシフト動作を制御する。その他、オーディオ装置やナビゲーション装置等の車載機器の動作を制御するために用いてもよい。

（スピーカの配置）
図１に示すように、車両５において、座席１０の前方、すなわち、座席１０に着座した運転者２０の前方に２つのスピーカ３０、４０が配置されている。２つのスピーカ３０、４０は、例えば、ステアリングホイール８の中心線８ａに対して対称に配置されたパドルスイッチ５０、６０上であって、運転者２０の方向に向けて装着されている。

パドルスイッチ５０、６０は、法規要件もあり、ステアリングホイール８越しに運転者２０が目視できる部分を備えている。スピーカ３０、４０は、図３に示すように、パドルスイッチ５０、６０において運転者２０が目視できる部分に装着されている。

スピーカ３０、４０は、所定の周波数帯域において音を出力できるものであり、車両側からの制御により、例えば、警告音、警告音声等を出力できるものである。

図１において、車両５の前方から後方に向けて、スピーカから運転者２０の耳の方向をＸ方向、車両５の幅方向をＹ方向、Ｘ軸とＹ軸の外積で定義される方向を車両５の上下方向のＺ方向とする。図１に示すように、右スピーカ３０は、その指向性が運転者２０の右耳２１に向けて強くなるように配置されている。また、左スピーカ４０は、その指向性が運転者２０の左耳２２に向けて強くなるように配置されている。すなわち、スピーカ３０、４０をパドルスイッチ５０、６０に搭載することにより、右スピーカ３０の出力軸３１が運転者２０の右耳２１の方向になるようにでき、また、左スピーカ４０の出力軸４１が運転者２０の左耳２２の方向になるようにできる。

また、図２に示すように、左スピーカ４０を運転者２０の耳に向けてやや上向きに配置する。このために、図２に示すように、Ｘ軸、Ｚ軸がＹ軸の回りに少し回転したＸ、Ｙ、Ｚ軸となっている。

図２に示すように、スピーカ３０、４０をパドルスイッチ５０、６０に搭載することにより、左スピーカ４０の出力軸４１が運転者２０の左耳２２の方向になるように、左スピーカ４０がやや上向き（Ｘ軸方向）に配置される。右スピーカ３０も同様に、やや上向き（Ｘ軸方向）に配置される。これにより、２つのスピーカ３０、４０の指向性が乗員の耳２１、２２に向けて強くなるように配置された構成となる。

（スピーカの指向特性）
図４（ａ）、（ｂ）で示すスピーカの指向特性は、Ｘ方向とＺ方向の指向特性が異なる場合を示している。図４（ａ）において、スピーカ３０、４０から出力される音の広がりを示す指向特性は、音波面３５のＸ軸上の点３５ａが最大であり、Ｘ軸上の最大音圧から６ｄＢだけ音圧が低下する３５ｂ、３５ｃの点で規定される開き角を指向角度θ２と定義する。図４（ａ）において、Ｙ方向における指向角度はθ２である。

図４（ｂ）において、スピーカ３０、４０から出力される音の広がりを示す指向特性は、音波面３６のＸ軸上の点３６ａが最大であり、Ｘ軸上の最大音圧から６ｄＢだけ音圧が低下する３６ｂ、３６ｃの点で規定される開き角を指向角度θ１と定義する。図４（ｂ）において、Ｚ方向における指向角度はθ１である。指向角度はθ１＞θ２である。

図４（ａ）、（ｂ）からわかるように、指向角度はθ１＞θ２であるので、図４（ａ）、（ｂ）で示すスピーカの指向特性は、Ｚ方向、すなわち、車両５の車高の方向に広い範囲となる。

（車高の方向に広い指向特性を有するスピーカの配置）
図４（ａ）、（ｂ）で示したスピーカ３０、４０を所定の向きでパドルスイッチ５０、６０に配置した場合の指向角度θ１を、図２に示す。

図２に示すように、図４（ｂ）で示したスピーカ３０、４０の指向角度の大きい方（指向角度θ１）をＺ軸方向、車高の方向として配置する。これにより、指向性が車高の方向に広い範囲となるように配置される。

一方、図４（ａ）で示したスピーカ３０、４０の指向角度の小さい方（指向角度θ２）をＹ軸方向、車幅の方向として配置する。

運転者２０の耳２１、２２の位置は、座席１０の車高方向への高さ調整や、座席１０に着座する運転者２０の身長の高い低いにより変化する。したがって、スピーカ３０、４０の指向性が車高の方向に広い範囲となるように配置されることにより、スピーカ３０、４０の指向性が乗員の耳２１、２２に向けて強くなるように配置され、運転者２０の耳元に音を安定して定位させることができる。

（制御部による音像の定位制御）
制御部１００は、図１に示すように、右スピーカ３０を駆動する駆動部１１０、左スピーカ４０を駆動する駆動部１２０を備えている。駆動部１１０は、右音声信号Ｓ１と、左音声信号Ｓ２の位相調整信号Ｓ２１を加算して、増幅して右スピーカ３０を駆動する。同様に、駆動部１２０は、左音声信号Ｓ２と、右音声信号Ｓ１の位相調整信号Ｓ１２を加算して、増幅して左スピーカ４０を駆動する。

位相調整回路１１５は、右音声信号Ｓ１の位相を調整（位相遅延）して、駆動部１２０に位相調整信号Ｓ１２を出力する。位相調整は、右音声信号Ｓ１と位相調整信号Ｓ１２の位相差α°として適宜設定可能である。

同様に、位相調整回路１２５は、左音声信号Ｓ２の位相を調整（位相遅延）して、駆動部１１０に位相調整信号Ｓ２１を出力する。位相調整は、左音声信号Ｓ２と位相調整信号Ｓ２１の位相差α°として適宜設定可能である。なお、この位相差α°の設定は、２つのスピーカ３０、４０が座席１０の中心線１１を挟んで対称に配置されている場合であり、スピーカ３０、４０が座席１０の中心線１１を挟んで非対称に配置されている場合等は、位相調整回路１１５と位相調整回路１２５で設定される位相差は異なる値とすることができる。

上記説明した駆動部１１０、１２０、位相調整回路１１５、１２５は、それぞれ、ゲインの調整が可能である。したがって、図１で示すように、駆動部１１０における右音声信号Ｓ１と位相調整信号Ｓ２１の加算割合、駆動部１２０における左音声信号Ｓ２と位相調整信号Ｓ１２の加算割合を調節できる。また、右スピーカ３０、左スピーカ４０から出力される音圧を調節でき、左右のステレオ音のバランスを調節することもできる。

制御部１００は、２つのスピーカ３０、４０から出力される音による立体音像が維持されるように各スピーカから出力される音の特性を制御する。

右耳２１には、右スピーカ３０から出力される右チャンネルの音Ｓ３０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄが到達すると共に、左スピーカ４０から出力される左チャンネルの音Ｓ４０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄが到達する。

右耳２１に到達する右チャンネルの音は、右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄである。

また、右耳２１に到達する左チャンネルの音は、左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄである。

したがって、制御部１００は、右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が最大となり、左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が最小となるように制御する。

右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が右耳２１において最大となるようにするには、例えば、制御部１００は、距離Ｌ１１を進む音Ｓ３０と距離Ｌ２１を進む音Ｓ３０ｄとの位相差が、２πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。なお、距離Ｌ１１は、右スピーカ３０から右耳２１までの距離、距離Ｌ２１は、左スピーカ４０から右耳２１までの距離である。

左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が右耳２１において最小となるようにするには、距離Ｌ２１を進む音Ｓ４０と距離Ｌ１１を進む音Ｓ４０ｄとの位相差が、πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。

上記示した左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が右耳２１において最小となるように設定することにより、右耳２１の位置において、右チャンネルの音Ｓ３０と左チャンネルの音Ｓ４０のクロストークが低減あるいは相殺される。

同様にして、左耳２２には、左スピーカ４０から出力される左チャンネルの音Ｓ４０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄが到達すると共に、右スピーカ３０から出力される右チャンネルの音Ｓ３０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄが到達する。

左耳２２に到達する左チャンネルの音は、左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄである。

また、左耳２２に到達する右チャンネルの音は、右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄである。

したがって、制御部１００は、左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が最大となり、右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が最小となるように制御する。

左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が左耳２２において最大となるようにするには、例えば、制御部１００は、距離Ｌ２２を進む音Ｓ４０と距離Ｌ１２を進む音Ｓ４０ｄの位相差が、２πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。なお、距離Ｌ２２は、左スピーカ４０から左耳２２までの距離、距離Ｌ１２は、右スピーカ３０から左耳２２までの距離である。

右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が左耳２２において最小となるようにするには、距離Ｌ１２を進む音Ｓ３０と距離Ｌ２２を進む音Ｓ３０ｄの位相差が、πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。

上記示した右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が左耳２２において最小となるように設定することにより、左耳２２の位置において、左チャンネルの音Ｓ４０と右チャンネルの音Ｓ３０のクロストークが低減あるいは相殺される。

上記示した制御部１００による位相調整により、耳元に音を定位させることができ、２つのスピーカから出力される音による立体音像が維持されるように制御することができる。

（本発明の第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、図５に示すように、２つのスピーカ３０、４０がパドルスイッチ５０、６０上において、それぞれインストルメントパネル７の方向に向けて装着されている場合である。

第２の実施の形態は、第１の実施の形態において２つのスピーカ３０、４０の装着向きが運転者２０ではなくインストルメントパネル７の方向に向けて装着されていることである。以下において、第１の実施の形態と異なる部分について説明し、共通する部分の説明は省略する。

（制御部による音像の定位制御）
制御部１００は、図６に示すように、右スピーカ３０を駆動する駆動部１１０、左スピーカ４０を駆動する駆動部１２０を備えている。駆動部１１０は、右音声信号Ｓ１と、左音声信号Ｓ２の位相調整信号Ｓ２１を加算して、増幅して右スピーカ３０を駆動する。同様に、駆動部１２０は、左音声信号Ｓ２と、右音声信号Ｓ１の位相調整信号Ｓ１２を加算して、増幅して左スピーカ４０を駆動する。

第１の実施の形態と同様に、制御部１００は、右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が最大となり、左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が最小となるように制御する。

右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が右耳２１において最大となるようにするには、例えば、制御部１００は、距離Ｌ１１を進む音Ｓ３０と距離Ｌ２１を進む音Ｓ３０ｄとの位相差が、２πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。なお、距離Ｌ１１は、右スピーカ３０からインストルメントパネル７の方向に進んでインストルメントパネル７上の７ａ点で反射して右耳２１まで進む距離である。また、距離Ｌ２１は、左スピーカ４０からインストルメントパネル７の方向に進んでインストルメントパネル７上の７ｂ点で反射して右耳２１まで進む距離である。

左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が右耳２１において最小となるようにするには、距離Ｌ２１を進む音Ｓ４０と距離Ｌ１１を進む音Ｓ４０ｄとの位相差が、πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。

上記示した左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が右耳２１において最小となるように設定することにより、右耳２１の位置において、右チャンネルの音Ｓ３０と左チャンネルの音Ｓ４０のクロストークが低減あるいは相殺される。

同様にして、左耳２２には、左スピーカ４０から出力される左チャンネルの音Ｓ４０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄが到達すると共に、右スピーカ３０から出力される右チャンネルの音Ｓ３０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄが到達する。

左耳２２に到達する左チャンネルの音は、左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄである。

また、左耳２２に到達する右チャンネルの音は、右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄである。

したがって、制御部１００は、左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が最大となり、右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が最小となるように制御する。

左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が左耳２２において最大となるようにするには、例えば、制御部１００は、距離Ｌ２２を進む音Ｓ４０と距離Ｌ１２を進む音Ｓ４０ｄの位相差が、２πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。なお、距離Ｌ２２は、左スピーカ４０からインストルメントパネル７の方向に進んでインストルメントパネル７上の７ｂ点で反射して左耳２２まで進む距離、距離Ｌ１２は、右スピーカ３０からインストルメントパネル７の方向に進んでインストルメントパネル７上の７ａ点で反射して左耳２２まで進む距離である。

右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が左耳２２において最小となるようにするには、距離Ｌ１２を進む音Ｓ３０と距離Ｌ２２を進む音Ｓ３０ｄの位相差が、πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。

上記示した右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が左耳２２において最小となるように設定することにより、左耳２２の位置において、左チャンネルの音Ｓ４０と右チャンネルの音Ｓ３０のクロストークが低減あるいは相殺される。

上記示した制御部１００による位相調整により、耳元に音を定位させることができ、２つのスピーカから出力される音による立体音像が維持されるように制御することができる。

（本発明の第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、図７、８に示すように、パドルスイッチ５０、６０が車両５のステアリングに装着されている場合であり、パドルスイッチ５０、６０はステアリングホイール８の回転操作に伴って、ステアリングホイール８と一緒に回転するものである。

第３の実施の形態は、パドルスイッチ５０、６０がステアリングホイール８の回転操作と一緒に回転するところが第１の実施の形態と異なる。以下において、第１の実施の形態と異なる部分について説明し、共通する部分の説明は省略する。

（スピーカの指向特性）
図９（ａ）、（ｂ）で示すスピーカの指向特性は、スピーカの指向性が全方位性を有する場合を示している。図９（ａ）において、スピーカ３０、４０から出力される音の広がりを示す指向特性は、音波面３６のＸ軸上の点３６ａが最大であり、Ｘ軸上の最大音圧から６ｄＢだけ音圧が低下する３６ｂ、３６ｃの点で規定される開き角を指向角度θ１と定義する。図９（ａ）において、Ｙ方向における指向角度はθ１である。

図９（ｂ）において、スピーカ３０、４０から出力される音の広がりを示す指向特性は、音波面３６のＸ軸上の点３６ａが最大であり、Ｘ軸上の最大音圧から６ｄＢだけ音圧が低下する３６ｂ、３６ｃの点で規定される開き角を指向角度θ１と定義する。図９（ｂ）において、Ｚ方向における指向角度はθ１である。

図９（ａ）、（ｂ）からわかるように、指向角度はＸ方向、Ｚ方向共にθ１であるので、図９（ａ）、（ｂ）で示すスピーカの指向特性は、全方位性（無指向性）を有するものとなる。このような、全方位性を有するスピーカ３０、４０をパドルスイッチ５０、６０に搭載することにより、車両５の運転時にステアリングホイール８の回転操作が行われてパドルスイッチ５０、６０が一緒に回転しても、スピーカ３０、４０から出力される音の音像の定位が維持されやすい。

（位置検出部７０）
位置検出部７０は、運転者２０と２つのスピーカ３０、４０の相対位置を検出するものである。この相対位置を検出することにより、スピーカ３０、４０と運転者２０の右耳２１、左耳２２との間の直線距離を算出することができる。この算出は、位置検出部７０内に備えた演算部、例えば、マイコンにより実行することができる。

位置検出部７０は、図８に示すように、例えば、ステアリングホイール８の回転操作に伴う操舵角φを検出する舵角センサとすることが可能である。この舵角センサは、車両５が種々の運転操作に伴う制御を行なうために備える舵角センサと共用することが可能である。

位置検出部７０は、舵角センサには限られず、運転者２０と２つのスピーカ３０、４０の相対位置を検出するものであればよい。例えば、インストルメントパネルに搭載されたカメラ（図示省略）、あるいは、ステアリングホイールに搭載されたカメラ（図示省略）等であってもよい。これらのカメラにより撮像された画像に基づいて、例えば、テンプレートマッチング手法により運転者２０の右耳２１、左耳２２の位置を特定すると共に、パドルスイッチ５０、６０の位置を検出することにより、運転者２０と２つのスピーカ３０、４０との相対位置を検出することができる。

（制御部による音像の定位制御）
制御部１００は、図７、１０に示すように、右スピーカ３０を駆動する駆動部１１０、左スピーカ４０を駆動する駆動部１２０を備えている。駆動部１１０は、右音声信号Ｓ１と、左音声信号Ｓ２の位相調整信号Ｓ２１を加算して、増幅して右スピーカ３０を駆動する。同様に、駆動部１２０は、左音声信号Ｓ２と、右音声信号Ｓ１の位相調整信号Ｓ１２を加算して、増幅して左スピーカ４０を駆動する。

第１の実施の形態と同様に、制御部１００は、右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が最大となり、左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が最小となるように制御する。

右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が右耳２１において最大となるようにするには、例えば、制御部１００は、距離Ｌ１１を進む音Ｓ３０と距離Ｌ２１を進む音Ｓ３０ｄとの位相差が、２πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。なお、距離Ｌ１１は、右スピーカ３０から右耳２１までの距離、距離Ｌ２１は、左スピーカ４０から右耳２１までの距離である。

左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が右耳２１において最小となるようにするには、距離Ｌ２１を進む音Ｓ４０と距離Ｌ１１を進む音Ｓ４０ｄとの位相差が、πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。

上記示した左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が右耳２１において最小となるように設定することにより、右耳２１の位置において、右チャンネルの音Ｓ３０と左チャンネルの音Ｓ４０のクロストークが低減あるいは相殺される。

同様にして、左耳２２には、左スピーカ４０から出力される左チャンネルの音Ｓ４０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄが到達すると共に、右スピーカ３０から出力される右チャンネルの音Ｓ３０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄが到達する。

左耳２２に到達する左チャンネルの音は、左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄである。

また、左耳２２に到達する右チャンネルの音は、右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄである。

したがって、制御部１００は、左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が最大となり、右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が最小となるように制御する。

左チャンネルの音Ｓ４０と左チャンネルの位相調整された音Ｓ４０ｄの合成音が左耳２２において最大となるようにするには、例えば、制御部１００は、距離Ｌ２２を進む音Ｓ４０と距離Ｌ１２を進む音Ｓ４０ｄの位相差が、２πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。なお、距離Ｌ２２は、左スピーカ４０から左耳２２までの距離、距離Ｌ１２は、右スピーカ３０から左耳２２までの距離である。

右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が左耳２２において最小となるようにするには、距離Ｌ１２を進む音Ｓ３０と距離Ｌ２２を進む音Ｓ３０ｄの位相差が、πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差α°を設定する。

上記示した右チャンネルの音Ｓ３０と右チャンネルの位相調整された音Ｓ３０ｄの合成音が左耳２２において最小となるように設定することにより、左耳２２の位置において、左チャンネルの音Ｓ４０と右チャンネルの音Ｓ３０のクロストークが低減あるいは相殺される。

上記示した制御部１００による位相調整により、耳元に音を定位させることができ、２つのスピーカから出力される音による立体音像が維持されるように制御することができる。

（ステアリング操舵角φの場合）
図１０に示すように、ステアリングホイール８が回転操作されて操舵角φが検出された場合は、ステアリングホイール８と一緒に回転するパドルスイッチ５０、６０上に装着された２つのスピーカと乗員（運転者）との位置関係が変化する。上記説明した右スピーカ３０から右耳２１までの距離Ｌ１１は、操舵角φにより変化する関数Ｌ１１（φ）で表すことができる。同様に、左スピーカ４０から左耳２２までの距離Ｌ２２は、関数Ｌ２２（φ）で表すことができる。また、右スピーカ３０から左耳２２までの距離Ｌ１２は関数Ｌ１２（φ）、左スピーカ４０から右耳２１までの距離Ｌ２１は関数Ｌ２１（φ）で表すことができる。

関数Ｌ１１（φ）、Ｌ２２（φ）、Ｌ１２（φ）、Ｌ２１（φ）は、位置検出部７０に予め記憶された操舵角φと各距離のテーブル値により算出することができる。あるいは、操舵角φに基づいて各スピーカ３０、４０と右耳２１、左耳２２までの直線距離を３次元的に計算して算出することもできる。

（操舵角φが−９０°から９０°の範囲の場合）
操舵角φが−９０°から９０°の範囲の場合は、上記説明した制御部１００による音像の定位制御において、右スピーカ３０から右耳２１までの距離Ｌ１１、左スピーカ４０から左耳２２までの距離Ｌ２２、右スピーカ３０から左耳２２までの距離Ｌ１２、左スピーカ４０から右耳２１までの距離Ｌ２１を、それぞれ、操舵角φの関数Ｌ１１（φ）、Ｌ２２（φ）、Ｌ１２（φ）、Ｌ２１（φ）として制御すればよい。

（操舵角φが９０°を超える場合）
操舵角φが９０°を超える場合、あるいは、さらに１回転した場合等においては、右チャンネルの音Ｓ３０と左チャンネルの音Ｓ４０の定位が入れ替わることになる。したがって、このように、右チャンネルの音Ｓ３０と左チャンネルの音Ｓ４０の定位が入れ替わるようなステアリングの操作がされた場合は、図１、図５において、右音声信号Ｓ１と左音声信号Ｓ２の入力を入れ替えた状態で、制御部１００による音像の定位制御を行なう。

本発明の実施の形態は、上記示した２つのスピーカに限られず、３以上のスピーカが座席１０の中心線１１を挟んで配置される場合にも適用可能である。すなわち、各スピーカから出力される音のスピーカから乗員の耳までの距離と位相差とを考慮し、右耳、左耳それぞれにおいて、合成音が最大、最小になるように位相差を設定することにより、右チャンネルの音と左チャンネルの音のクロストークが低減あるいは相殺される。これにより、３以上のスピーカの場合においても、耳元に音を定位させることができ、３つ以上のスピーカから出力される音による立体音像が維持されるように制御することができる。

（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
（１）本発明の実施の形態に係る音響装置１は、車両５に搭載される音響装置１であって、座席１０に着座した乗員である運転者２０の正面よりも前側において座席１０の中心線１１を挟むように配置された２つのスピーカ３０、４０と、２つのスピーカ３０、４０から出力される音による立体音像が維持されるように各スピーカから出力される音の特性を制御する制御部１００と、を備え、２つのスピーカ３０、４０は、車両５のパドルスイッチ５０、６０に設けられて構成されている。各スピーカが車両５のパドルスイッチ５０、６０に設けられているので、規定レベルの音を乗員に到達させるためのスピーカの出力を小さくすることができる。
（２）第１の実施の形態においては、パドルスイッチ５０、６０が回転しないので、スピーカ３０、４０の指向性が車高の方向に広い範囲となるように配置することにより、スピーカ３０、４０の指向性が乗員の耳２１、２２に向けて強くなるように配置され、運転者２０の耳元に音を安定して定位させることができる。
（３）第２の実施の形態においては、２つのスピーカ３０、４０の装着向きが運転者２０ではなくインストルメントパネル７の方向に向けて装着される。スピーカ３０、４０からインストルメントパネル７で反射させて音を伝搬させるので、パドルスイッチ５０、６０の根元部分に装着する等、スピーカの配置、設計の自由度が増加する。
（４）第３の実施の形態においては、スピーカ３０、４０の指向性を全方位性（無指向性）のものとすることにより、車両５の運転に伴うステアリングホイール８の回転操作時においても、スピーカから出力される音の音像の定位が維持されやすい。
（５）制御部１００による音像の定位制御が可能であり、特に、スピーカ３０、４０の指向性を全方位性（無指向性）のものとすることにより、ステアリングと一緒に回転するパドルスイッチ５０、６０に搭載したスピーカからの出力音を乗員（運転者）の耳元に安定して定位させることができる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…音響装置、５…車両、６…ステアリングコラムポスト、７…インストルメントパネル、８…ステアリングホイール、８ａ…中心線、９…スポーク部、１０…座席、１１…中心線、２０…運転者、２１…右耳、２２…左耳、３１…出力軸、３６…音波面、４０…左スピーカ、４１…出力軸、５０、６０…パドルスイッチ、７０…位置検出部、１００…制御部、１１０…駆動部、１１５…位相調整回路、１２０…駆動部、１２５…位相調整回路、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２…距離、Ｓ１…右音声信号、Ｓ１２…位相調整信号、Ｓ２…左音声信号、Ｓ２１…位相調整信号、Ｓ３０、Ｓ３０ｄ、Ｓ４０、Ｓ４０ｄ…音、α…位相差、θ１、θ２…指向角度

Claims (7)

1. 車両に搭載される音響装置であって、
   座席に着座した乗員の正面よりも前側において前記座席の中心線を挟むように配置された少なくとも２つのスピーカと、
   前記少なくとも２つのスピーカから出力される音による立体音像が維持されるように各スピーカから出力される音の特性を制御する制御部と、を備え、
   前記少なくとも２つのスピーカは、前記車両のパドルスイッチに設けられている、音響装置。
2. 前記パドルスイッチは、前記車両のステアリングコラムポストに装着されている、請求項１に記載の音響装置。
3. 前記少なくとも２つのスピーカは、それぞれのスピーカの出力の指向性の範囲が車高の方向に広くなるように配置されている、請求項１又は２に記載の音響装置。
4. 前記少なくとも２つのスピーカは、前記パドルスイッチにおいて前記乗員の方向に向けて装着されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の音響装置。
5. 前記少なくとも２つのスピーカは、前記パドルスイッチにおいて前記車両のインストルメントパネルの方向に向けて装着されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の音響装置。
6. 前記パドルスイッチは、前記車両のステアリングに装着されている、請求項１に記載の音響装置。
7. 前記少なくとも２つのスピーカは、それぞれのスピーカの出力の指向性が全方位である、請求項６に記載の音響装置。

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