JP3221835B2 - 車載用音響再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、能動的指向性制御
を行う車載用音響再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車載用音響再生装置は、再生音を
周囲に効率よく拡散するためにホーンスピーカシステム
が用いられている。以下、従来の車載用音響再生装置に
ついて図14を参照しながら説明する。

【０００３】図14において、34はスピーカ、35は音響放
射主軸および指向角を制御する折り返しホーン、36はホ
ーン音響放射面、ｉはホーン音響放射面の口径、ｊはホ
ーン長、ｋ，ｋ’はホーン中心軸である。一般に指向角
が狭いほどホーン音響放射面の口径ｉとホーン中心軸
ｋ，ｋ’の長さは大きくなるため、ホーンを折り曲げた
折り返しホーン35を使用してスピーカ34とホーン音響放
射面36を結合することにより、ホーン中心軸ｋ，ｋ’の
長さを短くすることなく、ホーン長ｊを小さくしてい
る。

【０００４】このような構成の車載用音響再生装置で
は、スピーカ34で再生された音波は折り返しホーン35の
内部をホーン中心軸ｋ，ｋ’に沿って矢印の方向に導か
れ、指向性が制御されてホーン音響放射面36から外部へ
放射される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の車載用音響再生装置では、狭指向性にするために
ホーン音響放射面を大きくする必要がある。しかし、車
体外部に設置するためはホーン音響放射面を大きくする
ことが困難であるため、小さな口径のホーンスピーカシ
ステムによる車載用音響再生装置を用いていた。その結
果、指向特性は広角になり、放射音が運転者をはじめと
する搭乗者に伝達し、会話やラジオの受聴等の妨げとな
っていた。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、形状を大きくすることなく狭指向特性を実現し、運
転者や搭乗者に伝達する放射音の低減を図るようにした
車載用音響再生装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の車載用音響再生装置は、第１の発明とし
て、運転者もしくは搭乗者近傍に取り付けられ、少なく
とも１つの音響放射の主軸が車室外に向いているダイポ
ール音源と、音響信号を増幅した後、その出力をダイポ
ール音源に入力する信号処理手段とを備えた構成とす
る。この構成により運転者もしくは搭乗者方向への再生
音の伝達が低減される。

【０００８】第２の発明として、運転者もしくは搭乗者
近傍に取り付けられ、少なくとも１つの音響放射の主軸
が運転者もしくは搭乗者に向いているダイポール音源
と、このダイポール音源の中心近傍に取り付けられ、音
響放射がダイポール音源の車室内に向いている音響放射
と逆位相になるように駆動される無指向性音源と、音響
信号を増幅した後、その出力をダイポール音源および無
指向性音源に入力する信号処理手段とを備えた構成とす
る。この構成により運転者もしくは搭乗者方向への再生
音の伝達が低減される。

【０００９】第３の発明として、信号処理手段は、ダイ
ポール音源の一方のスピーカの近傍に配設された放射音
検出器と、他方のスピーカの近傍に配設された誤差検出
器と、放射音検出器および誤差検出器の各出力を加算す
る加算器と、音響信号と加算器の出力とを入力し加算器
の出力が小さくなるように演算してその出力を誤差検出
器近傍のスピーカに入力する演算手段とを備え、かつ音
響信号を放射音検出器近傍のスピーカに入力する構成と
する。この構成によれば、ダイポール音源を構成するス
ピーカ特性のばらつきを改善し、優れた指向特性を得る
ことができる。

【００１０】第４の発明として、信号処理手段は、ダイ
ポール音源の一方のスピーカの近傍に配設された放射音
検出器と、他方のスピーカの近傍に配設された第１の誤
差検出器と、無指向性音源の近傍に配設された第２の誤
差検出器と、第２の誤差検出器の出力を入力する信号補
正手段と、放射音検出器と第１の誤差検出器の各出力を
加算する第１の加算器と、第１の誤差検出器と信号補正
手段の各出力を加算する第２加算器と、音響信号と第１
の加算器の出力信号とを入力し第１の加算器の出力信号
が小さくなるように演算してその出力を第１の誤差検出
器近傍のスピーカに入力する第１の演算手段と、音響信
号と第２の加算器の出力信号とを入力し第２の加算器の
出力信号が小さくなるように演算してその出力を無指向
性音源に入力する第２の演算手段とを備え、かつ音響信
号を放射音検出器近傍のスピーカに入力する構成とす
る。この構成により、使用するスピーカおよび無指向性
音源の特性のばらつきを改善し、優れた指向特性を得る
ことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。 (実施の形態１)図１および図２は本発明の実施の形態１
を示したもので、図１は本発明をトラックタイプの自動
車に適用した例、図２はその電気信号の流れを示したも
のである。図１および図２において、１は車体、２はダ
イポール音源、３は信号処理手段、４は運転者、ａおよ
びａ’はダイポール音源２の音響放射の主軸、ｂおよび
ｂ’はダイポール音源２の指向特性、ｓは音響信号であ
る。

【００１２】ダイポール音源２は運転者４近傍に配設さ
れ、音響信号ｓは信号処理手段３によって増幅された
後、ダイポール音源２に入力し再生音として音響放射さ
れる。音響放射の主軸ａ，ａ’は車体１以外に向いてい
て指向特性ｂ，ｂ’を形成している。一方、ダイポール
音源２と運転者４を結ぶ線上の近傍では放射音が互いに
干渉して打ち消し合って小さくなり、運転者４近傍では
ダイポール音源２からの直接音はほとんど到達しない。
従って、音響放射の主軸方向ａ，ａ’では十分な音量を
確保する一方、運転者４近傍では音量が低減されるとい
う良好な音環境が得られる。

【００１３】なお、本実施の形態１では、ダイポール音
源２の取り付け場所を運転者４の近傍としたが、助手席
等、他の搭乗者の近傍とした場合は、それぞれ搭乗者近
傍で同様な効果が得られる。

【００１４】また、本実施の形態１では、トラックタイ
プの自動車で実施した例を示したが、セダンタイプ、１
ＢＯＸタイプ、ワゴンタイプ等の他のタイプの自動車
や、船舶等で実施しても同様な効果が得られる。

【００１５】(実施の形態２)次に、本発明の実施の形態
２について、図３および図４を参照しながら説明する。
図３は、本発明をトラックタイプの自動車で実施した
例、図４はその電気信号の流れを示したものである。な
お、実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその
説明を省略する。以下の各実施の形態においても同様と
する。また、図３，図４において、５は無指向性音源、
ｃは無指向性音源５の指向特性、ｄは本実施の形態２に
よって得られる単一指向特性である。

【００１６】ダイポール音源２は運転者の近傍に取り付
けられ、無指向性音源５はダイポール音源２の中心部分
に取り付けられる。音響信号ｓは信号処理手段３によっ
て増幅および位相調整された後、ダイポール音源２、無
指向性音源５に入力されて再生音として音響放射する。

【００１７】ダイポール音源２の音響放射の主軸ａ’は
運転者４に向き、指向特性ｂ’を形成している。一方、
無指向性音源５には、音響信号ｓを信号処理手段３によ
って指向特性ｂ’を形成している音響放射と略逆位相と
なるように位相処理し、増幅した信号を入力して、再生
音としてダイポール音源２と同時に音響放射する。

【００１８】このように構成したダイポール音源２およ
び無指向性音源５によって放射された放射音は、運転者
４の近傍では、互いに干渉によって打ち消し合って放射
音が低減され、指向特性ｄは、音響放射の主軸ａ方向の
みの単一指向特性となる。従って、音響放射の主軸方向
ａでは十分な音量を確保する一方、運転者４近傍では音
量が低減されるという良好な音環境が得られる。

【００１９】なお、本実施の形態２でも、運転者４の近
傍でなく、助手席等、他の搭乗者の近傍とした場合は、
それぞれ搭乗者近傍で同様な効果が得られ、また、セダ
ンタイプ・１ＢＯＸタイプ・ワゴンタイプ等の他のタイ
プの自動車や、船舶等で実施しても同様な効果が得られ
るることは実施の形態１と同じである。

【００２０】(実施の形態３)図５および図６は、本発明
の実施の形態３を示したもので、図５は電気信号の流れ
を、図６は本実施の形態３によって得られる音響放射の
指向特性をそれぞれ示している。

【００２１】図５において、６，７は音響放射面が互い
に反対方向になるように配置したスピーカ、ｅ1，ｅ2，
ｅ3，ｅ4は音響放射の指向特性で、ｅ1はスピーカ６と
スピーカ７の位相差を180度とした場合、ｅ2は同じく位
相差を150度とした場合、ｅ3は位相差を120度とした場
合、ｅ4は位相差を90度とした場合である。

【００２２】本実施の形態３においては、信号処理手段
３によって少なくとも１つのスピーカに入力する音響信
号の位相を変化させることができるため、スピーカ６，
７から放射される放射音の位相差を変えることができ
る。これによりスピーカ６，７から放射された再生音が
干渉し互いに打ち消し合う位置を指向特性ｅ1〜ｅ4のよ
うに変化させることができる。従って、スピーカ取り付
け位置が運転者４の近傍でない場合でも、近傍に取り付
けた場合と同様な効果が得られる。

【００２３】(実施の形態４)図７は、本発明の実施の形
態４を示したものである。図７において、８，９はそれ
ぞれスピーカ６，７に設けられた音響管である。音響管
８，９は音波の進行方向に垂直な断面積が連続的に変化
している。従って、音響管８，９は音響インピーダンス
の周波数変化が小さく、音響管８，９からの放射音は音
圧周波数特性の乱れが少ないので、良好な指向特性およ
び音響特性を得ることができる。

【００２４】(実施の形態５)次に、本発明の実施の形態
５について図８を参照しながら説明する。図８におい
て、10は放射音検出器、11は誤差検出器、12は加算器、
13は演算手段である。音響信号ｓを直接入力するスピー
カ６からの放射音は放射音検出器10で検出してその結果
を加算器12に入力する。また、スピーカ７からの制御音
を誤差検出器11で検出してその結果を加算器12に入力す
る。加算器12では両結果を加算した後、その出力を演算
手段13に入力する。演算手段13は音響信号ｓと加算器12
の出力を入力し、ＬＭＳ(Least Mean Square)アルゴリ
ズムなどにより加算器12の出力が常に小さくなるように
演算を行い、制御信号をスピーカ７に出力する。

【００２５】ここで、放射音検出器10と誤差検出器11は
それぞれスピーカ６，７近傍に設置されている。この構
成により、スピーカ６から放射音検出器10までの伝達関
数をＧ、スピーカ７から誤差検出器11までの伝達関数を
Ｃとすると、演算手段13が動作して加算器12の出力が零
に近づき、演算手段13は−Ｇ／Ｃとなる。従って、音響
信号ｓに対して放射音検出器10でのスピーカ６による放
射音はｓ・Ｇとなり、スピーカ７による制御音は誤差検
出器11で、

【００２６】

【数１】ｓ・(−Ｇ／Ｃ)・Ｃ＝−ｓ・Ｇ となり、放射音検出器10と誤差検出器11の出力は加算器
12で加算され、

【００２７】

【数２】ｓ・Ｇ＋(−ｓ・Ｇ)＝０となる。

【００２８】従って、放射音検出器10と誤差検出器11の
取り付け場所を、スピーカ６から放射音検出器10までの
伝達関数と、スピーカ７から誤差検出器11までの伝達関
数が等しくなる位置にすることによってスピーカ６とス
ピーカ７の放射音は同音圧で位相が180度異なる関係と
なり、使用するスピーカ特性のばらつきを補正した理想
的なダイポール特性が得られる。また、上記効果は信号
処理手段３が動作している間に適時行われるため、装置
の経年変化等の非線形変化にも対応することができる。

【００２９】(実施の形態６)図９は、本発明の実施の形
態６を示したもので、実施の形態５における演算手段13
の構成を示したものである。図９において、14は適応フ
ィルタ、15はスピーカ７から誤差検出器11までの伝達関
数に等しい特性に設定されたフィルタードＸフィルタ
(以下、ＦＸフィルタという)、16は係数更新器である。

【００３０】加算器12の出力を係数更新器16の誤差入力
端に入力し、音響信号ｓを適応フィルタ14とＦＸフィル
タ15に入力して、ＦＸフィルタ15の出力信号は係数更新
器16の基準入力端に入力する。係数更新器16はＬＭＳ(L
east Mean Square)アルゴリズムなどにより誤差入力が
常に小さくなるように係数更新演算を行い、適応フィル
タ14の係数を更新する。適応フィルタ14の出力信号はス
ピーカ７に入力する。

【００３１】スピーカ６から放射音検出器10までの伝達
関数をＧ、スピーカ７から誤差検出器11までの伝達関数
をＣとすると、ＦＸフィルタ15の特性はＣとなる。ここ
で係数更新器16を動作させて適応フィルタ14を収束させ
ることにより、加算器12の出力信号は零に近づき、適応
フィルタ14は−Ｇ／Ｃの特性に収束する。従って音響信
号ｓに対して放射音検出器10でのスピーカ６からの放射
音はｓ・Ｇとなり、一方スピーカ７からの制御音は誤差
検出器11で、

【００３２】

【数３】−ｓ・（−Ｇ／Ｃ）・Ｃ＝−ｓ・Ｇ となる。

【００３３】従って、放射音検出器10と誤差検出器11の
取り付け場所をスピーカ６から放射音検出器10までの伝
達関数と、スピーカ７から誤差検出器11までの伝達関数
が等しくなる位置にすることによって、スピーカ６とス
ピーカ７の放射音は同音圧で位相が180度異なる関係と
なり、使用するスピーカ特性のばらつきを補正した理想
的なダイポール特性が得られる。

【００３４】(実施の形態７)次に、本発明の実施の形態
７について、図10を参照しながら説明する。図10におい
て、17は第１の誤差検出器、18は第２の誤差検出器、19
は第１の加算器、20は第２の加算器、21は第１の演算手
段、22は第２の演算手段、23は信号補正手段である。

【００３５】音響信号ｓを直接入力するスピーカ６から
の放射音は放射音検出器10で検出してその結果を第１の
加算器19に入力する。また、スピーカ７からの制御音を
第１の誤差検出器17で検出してその結果を第１の加算器
19および第２の加算器20に入力する。また、無指向性音
源５による制御音は第２の誤差検出器18で検出してその
結果を信号補正手段23に入力する。また信号補正手段23
の出力は第２の加算器20に入力する。第１の加算器19お
よび第２の加算器20では入力する各信号を加算した後、
その出力をそれぞれ第１の演算手段21および第２の演算
手段22に入力する。

【００３６】第１の演算手段21は音響信号ｓと第１の加
算器19の出力を入力し、第２の演算手段22は音響信号ｓ
と第２の加算器20の出力を入力し、各々ＬＭＳ(Least M
eanSquare)アルゴリズムなどにより第１の演算手段21は
第１の加算器19の出力が常に小さくなるように、第２の
演算手段22は第２の加算器20の出力が常に小さくなるよ
うに演算を行い、制御信号をそれぞれスピーカ７および
無指向性音源５に出力する。ここで放射音検出器10と第
１の誤差検出器17はそれぞれスピーカ６，７の近傍に設
置されており、第２の誤差検出器18は無指向性音源５の
近傍に設置されている。この構成により、スピーカ６か
ら放射音検出器10までの伝達関数をＧ、スピーカ７から
第１の誤差検出器17までの伝達関数をＣとすると、第１
の演算手段21が動作して第１の加算器19の出力が零に近
づき、第１の演算手段21は−Ｇ／Ｃの特性に収束する。
従って、音響信号ｓに対して放射音検出器10でのスピー
カ６による放射音はｓ・Ｇとなり、スピーカ７による制
御音は第１の誤差検出器17で、

【００３７】

【数４】ｓ・(−Ｇ／Ｃ)・Ｃ＝−ｓ・Ｇ となり、放射音検出器10と第１の誤差検出器17の出力は
第１の加算器19で加算され、

【００３８】

【数５】ｓ・Ｇ＋(−ｓ・Ｇ)＝０となる。

【００３９】従って、放射音検出器10と第１の誤差検出
器17の取り付け場所をスピーカ６から放射音検出器10ま
での伝達関数と、スピーカ７から第１の誤差検出器17ま
での伝達関数が等しくなる位置にすることによって、ス
ピーカ６とスピーカ７の放射音は同音圧で位相が180度
異なる関係となり使用するスピーカ特性のばらつきを補
正した理想的なダイポール特性が得られる。

【００４０】また、無指向性音源５から第２の誤差検出
器18までの伝達関数をＤ、信号補正手段23の伝達関数特
性をＨとすると、第２の演算手段22が動作して第２の加
算器20の出力が零に近づき、第１の演算手段22はＧ／
(Ｄ・Ｈ)の特性に収束する。一方、音響信号ｓに対して
第１の誤差検出器17でのスピーカ７による制御音は−ｓ
・Ｇとなり、また、無指向性音源５による制御音は第２
の誤差検出器18で、

【００４１】

【数６】ｓ・(Ｇ／(Ｄ・Ｈ))・Ｄ＝ｓ・Ｇ／Ｈ となり、信号補正手段23の出力信号は、

【００４２】

【数７】ｓ・Ｇ／Ｈ・Ｈ＝ｓ・Ｇ となる。また、第１の誤差検出器17と信号補正手段23の
出力は第２の加算器20で加算され、

【００４３】

【数８】−ｓ・Ｇ＋ｓ・Ｇ＝０ となる。

【００４４】従って、信号補正手段23の伝達関数特性Ｈ
を変化させることによって容易に無指向性音源５の音響
放射条件を補正することが可能になり、例えばスピーカ
７から第１の誤差検出器17までの伝達関数と、無指向性
音源５から第２の誤差検出器18までの伝達関数を等しく
し、スピーカ７の放射音に対して無指向性音源５の放射
音の位相を180度変化させ、振幅を略同一とした場合、
単一指向特性が得られ、単一指向特性の音響放射の主軸
を運転者４等、搭乗者と反対側にした場合、運転者４
等、搭乗者には音源からの直接音はほとんど伝達せず良
好な音環境が得られる。

【００４５】(実施の形態８)図11は、本発明の実施の形
態８を示したもので、実施の形態７における第１の演算
手段21および第２の演算手段22の構成を示したものであ
る。図11において、24は第１の適応フィルタ、25はスピ
ーカ７から第１の誤差検出器17までの伝達関数に等しい
特性に設定した第１のＦＸフィルタ、26は第１の係数更
新器、27は第２の適応フィルタ、28は無指向性音源５か
ら第２の誤差検出器18までの伝達関数に等しい特性に設
定した第２のＦＸフィルタ、29は第２の係数更新器であ
る。

【００４６】第１の加算器19の出力を第１の係数更新器
26の誤差入力端に入力し、音響信号ｓを第１の適応フィ
ルタ24と第１のＦＸフィルタ25に入力して、第１のＦＸ
フィルタ25の出力信号は第１の係数更新器26の基準入力
端に入力する。第１の係数更新器26はＬＭＳ(Least Mea
n Square)アルゴリズムなどにより誤差入力が常に小さ
くなるように係数更新演算を行い、第１の適応フィルタ
24の係数を更新する。第１の適応フィルタ24の出力信号
はスピーカ７に出力する。スピーカ６から放射音検出器
10までの伝達関数をＧ、スピーカ７から第１の誤差検出
器17までの伝達関数をＣとすると、第１のＦＸフィルタ
25の特性はＣとなる。

【００４７】ここで、第１の係数更新器26を動作させて
第１の適応フィルタ24を収束させることにより、第１の
加算器19の出力信号は零に近づき、第１の適応フィルタ
24は−Ｇ／Ｃの特性に収束する。従って音響信号ｓに対
して放射音検出器10でのスピーカ６からの放射音はｓ・
Ｇとなり、一方、スピーカ７からの制御音は第１の誤差
検出器17で、

【００４８】

【数９】−ｓ・(−Ｇ／Ｃ)・Ｃ＝−ｓ・Ｇ となる。

【００４９】従って、放射音検出器10と第１の誤差検出
器17の取り付け場所をスピーカ６から放射音検出器10ま
での伝達関数と、スピーカ７から第１の誤差検出器17ま
での伝達関数が等しくなる位置にすることによってスピ
ーカ６とスピーカ７の放射音は同音圧で位相が180度異
なる関係となり使用するスピーカ特性のばらつきを補正
した理想的なダイポール特性が得られる。

【００５０】一方、第２の加算器20の出力を第２の係数
更新器29の誤差入力端に入力し、音響信号ｓを第２の適
応フィルタ27と第２のＦＸフィルタ28に入力して第２の
ＦＸフィルタ28の出力信号は第２の係数更新器29の基準
入力端に入力する。第２の係数更新器29はＬＭＳ(Least
Mean Square)アルゴリズムなどにより誤差入力が常に
小さくなるように係数更新演算を行い、第２の適応フィ
ルタ27の係数を更新する。第２の適応フィルタ27の出力
信号は無指向性音源５に出力する。無指向性音源５から
第２の誤差検出器18までの伝達関数をＤ、信号補正手段
23の伝達関数特性をＨとすると、第２のＦＸフィルタ28
の特性はＤ・Ｈとなる。

【００５１】ここで第２の係数更新器29を動作させて第
２の適応フィルタ27を収束させることにより、第２の加
算器20の出力は零に近づき、第２の適応フィルタ27はＧ
／(Ｄ・Ｈ)の特性に収束する。音響信号ｓに対して第１
の誤差検出器17でのスピーカ７による放射音は−ｓ・Ｇ
となり、一方、無指向性音源５による制御音は第２の誤
差検出器18で、

【００５２】

【数１０】ｓ・(Ｇ／(Ｄ・Ｈ))・Ｄ＝ｓ・Ｇ／Ｈ となり、信号補正手段23の出力信号は、

【００５３】

【数１１】ｓ・Ｇ／Ｈ・Ｈ＝ｓ・Ｇ となる。

【００５４】第１の誤差検出器17と信号補正手段23の出
力は第２の加算器20で加算され、

【００５５】

【数１２】−ｓ・Ｇ＋ｓ・Ｇ＝０ となる。

【００５６】従って、例えばスピーカ７から第１の誤差
検出器17までの伝達関数と、無指向性音源５から第２の
誤差検出器18までの伝達関数を等しくし、スピーカ７の
放射音に対して無指向性音源５の放射音の位相を180度
変化させ、振幅を略同一とした場合、単一指向特性が得
られ、単一指向特性の音響放射の主軸を運転者４等、搭
乗者と反対側にした場合、運転者４等、搭乗者は音源か
らの直接音はほとんど伝達せず良好な音環境が得られ
る。また、上記の構成によってスピーカ製造上、経年変
化による特性の変化に左右されない単一指向特性音源が
得られる。

【００５７】(実施の形態９)次に、本発明の実施の形態
９について、図12を参照しながら説明する。図12(a)は
音響管の垂直断面図、図12(b)は水平断面図である。図1
2において、30はスピーカ６の振動板、31はスピーカ７
の振動板、32は音響管８の音響放射面、33は音響管９の
音響放射面、ｆは音響管８の中心軸、ｆ’は音響管９の
中心軸、ｇは音響管の全長である。

【００５８】音響管８，９はそれぞれ振動板30，31から
音響放射面32，33に至る湾曲形状の音道で構成されてい
る。音響管８，９は湾曲形状をしているため、音響管の
全長ｇを短くしても音響管の中心軸ｆ，ｆ’の全長は充
分長く得ることができる。従って音響管８，９の音波の
進行方向に垂直な断面積変化を振動板30，31からそれぞ
れ音響放射面32，33にかけて滑らかに変化させることが
でき、音響インピーダンスの周波数変化を小さく抑え
て、良好な音圧周波数特性が得られる。

【００５９】また、音響管８，９を上下および側面に湾
曲した構造にすることによって、音響放射面32，33を互
いに背中合わせにしながら、音響管８，９の大部分が重
なり合った構成にすることができ、装置の小型化が可能
になる。

【００６０】(実施の形態10)図13は、本発明の実施の形
態10を示したものである。図13(a)〜(d)は、本実施の形
態10で音響放射面32，33の間隔を再生波長の１／４、１
／２、２／３、８／９と変化させた際に得られる指向特
性を境界要素法によって求めたものである。図におい
て、ｈは音響放射面32と音響放射面33の音響放射面間隔
である。

【００６１】図13(a)，図13(b)に比べ図13(c)，図13(d)
では広い指向特性になっており、音響放射面間隔ｈをダ
イポール特性として得たい周波数帯域の上限周波数の波
長の略１／２より大きくすると指向特性がブロードにな
り、音響放射面間隔ｈをダイポール特性として得たい周
波数帯域の上限周波数の波長の略１／２以下とする構成
により狭指向特性なダイポール特性が得られる。

【００６２】

【発明の効果】以上、各実施の形態から明らかなよう
に、本発明に係る車載用音響再生装置によれば、音源の
音響放射の主軸方向では十分な再生音の音量を確保する
と同時に、運転者等の搭乗者の位置では音源からの直接
音の伝達量が低減され、良好な音環境を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の車載用音響再生装置を
トラックタイプの自動車に適用した図である。

【図２】本発明の実施の形態１の電気回路のブロック図
である。

【図３】本発明の実施の形態２の車載用音響再生装置を
トラックタイプの自動車に適用した図である。

【図４】本発明の実施の形態２の電気回路のブロック図
である。

【図５】本発明の実施の形態３における電気回路のブロ
ック図である。

【図６】本発明の実施の形態３において、２つのスピー
カの位相差を、(a)180度とした場合、(b)150度とした場
合、(c)120度とした場合および(d)90度とした場合にそ
れぞれ得られる指向特性図を境界要素法によってシミュ
レーションした結果を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態４の音源構成とその電気回
路を示すブロック図である。

【図８】本発明の実施の形態５の音源構成とその電気回
路を示すブロック図である。

【図９】本発明の実施の形態６の音源構成とその電気回
路を示すブロック図である。

【図１０】本発明の実施の形態７の音源構成とその電気
回路を示すブロック図である。

【図１１】本発明の実施の形態８の音源構成とその電気
回路を示すブロック図である。

【図１２】本発明の実施の形態９における(a)音響管直
断面図および(b)音響管水平断面図である。

【図１３】本発明の実施の形態10において、２つのスピ
ーカの音響放射面間隔を、(a)再生波長の１／４とした
場合、(b)１／２とした場合、(c)２／３とした場合およ
び(d)８／９とした場合にそれぞれ得られる指向特性図
を境界要素法によってシミュレーションした結果を示す
図である。

【図１４】従来例の車載用音響再生装置の垂直断面図で
ある。

【符号の説明】

１…車体、 ２…ダイポール音源、 ３…信号処理手
段、 ４…運転者、 ５…無指向性音源、 ６,７,34…
スピーカ、 ８,９…音響管、 10…放射音検出器、 1
1…誤差検出器、 12…加算器、 13…演算手段、 14
…適応フィルタ、15…ＦＸフィルタ、 16…係数更新
器、 17…第１の誤差検出器、 18…第２の誤差検出
器、 19…第１の加算器、 20…第２の加算器、 21…
第１の演算手段、 22…第２の演算手段、 23…信号補
正手段、 24…第１の適応フィルタ、25…第１のＦＸフ
ィルタ、 26…第１の係数更新器、 27…第２の適応フ
ィルタ、 28…第２のＦＸフィルタ、 29…第２の係数
更新器、 30,31…振動板、32,33…音響放射面、 35…
折り返しホーン、 36…ホーン音響放射面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04R 27/00 B60R 11/02 H04R 3/00 310

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転者もしくは搭乗者近傍に取り付けら
   れ、少なくとも１つの音響放射の主軸が車室外に向いて
   いるダイポール音源と、音響信号を増幅した後、その出
   力を前記ダイポール音源に入力する信号処理手段とを備
   えたことを特徴とする車載用音響再生装置。
2. 【請求項２】 運転者もしくは搭乗者近傍に取り付けら
   れ、少なくとも１つの音響放射の主軸が運転者もしくは
   搭乗者に向いているダイポール音源と、該ダイポール音
   源の中心近傍に取り付けられ、音響放射が前記ダイポー
   ル音源の車室内に向いている音響放射と逆位相になるよ
   うに駆動される無指向性音源と、音響信号を増幅した
   後、その出力を前記ダイポール音源および無指向性音源
   に入力する信号処理手段とを備えたことを特徴とする車
   載用音響再生装置。
3. 【請求項３】 ダイポール音源は、少なくとも２つのス
   ピーカの音響放射面が互いに反対方向になるように構成
   され、信号処理手段は、前記ダイポール音源を構成する
   前記スピーカの入力のうち少なくとも１つのスピーカへ
   の入力の位相を可変としたことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の車載用音響再生装置。
4. 【請求項４】 ダイポール音源は、音波の進行方向に垂
   直な断面積が連続的に変化する２つの音響管を、その音
   響放射面が互いに反対方向になるように各スピーカに備
   えており、信号処理手段の出力によって駆動される前記
   各スピーカの放射音は前記音響管に導かれて放射される
   ことを特徴とする請求項３記載の車載用音響再生装置。
5. 【請求項５】 信号処理手段は、ダイポール音源の一方
   のスピーカの近傍に配設された放射音検出器と、他方の
   スピーカの近傍に配設された誤差検出器と、前記放射音
   検出器および前記誤差検出器の各出力を加算する加算器
   と、音響信号と前記加算器の出力とを入力し前記加算器
   の出力が小さくなるように演算してその出力を前記誤差
   検出器近傍のスピーカに入力する演算手段とを備え、か
   つ前記音響信号を前記放射音検出器近傍のスピーカに入
   力する構成としたことを特徴とする請求項３または４記
   載の車載用音響再生装置。
6. 【請求項６】 演算手段は、音響信号を入力する適応フ
   ィルタと、前記音響信号を入力するフィルタと、加算器
   の出力と前記フィルタの出力とを入力する係数更新器と
   を有し、前記適応フィルタの出力を誤差検出器近傍のス
   ピーカに入力し、前記係数更新器は前記加算器の出力が
   小さくなるように演算して前記適応フィルタの係数を更
   新し、前記フィルタは、前記誤差検出器から前記誤差検
   出器近傍のスピーカまでの伝達関数に等しい特性を有す
   ることを特徴とする請求項５記載の車載用音響再生装
   置。
7. 【請求項７】 信号処理手段は、ダイポール音源の一方
   のスピーカの近傍に配設された放射音検出器と、他方の
   スピーカの近傍に配設された第１の誤差検出器と、無指
   向性音源の近傍に配設された第２の誤差検出器と、前記
   第２の誤差検出器の出力を入力する信号補正手段と、前
   記放射音検出器と前記第１の誤差検出器の各出力を加算
   する第１の加算器と、前記第１の誤差検出器と前記信号
   補正手段の各出力を加算する第２加算器と、音響信号と
   前記第１の加算器の出力信号とを入力し前記第１の加算
   器の出力信号が小さくなるように演算してその出力を前
   記第１の誤差検出器近傍のスピーカに入力する第１の演
   算手段と、前記音響信号と前記第２の加算器の出力信号
   とを入力し前記第２の加算器の出力信号が小さくなるよ
   うに演算してその出力を前記無指向性音源に入力する第
   ２の演算手段とを備え、かつ前記音響信号を前記放射音
   検出器近傍のスピーカに入力する構成としたことを特徴
   とする請求項３または４記載の車載用音響再生装置。
8. 【請求項８】 第１の演算手段は、音響信号を入力する
   第１の適応フィルタと、前記音響信号を入力する第１の
   フィルタと、第１の加算器の出力と前記第１のフィルタ
   の出力を入力する第１の係数更新器とを有し、前記第１
   の適応フィルタの出力を第１の誤差検出器近傍のスピー
   カに入力し、前記第１の係数更新器は前記第１の加算器
   の出力が小さくなるように演算して前記第１の適応フィ
   ルタの係数を更新し、前記第１のフィルタは、前記第１
   の誤差検出器から前記第１の誤差検出器近傍のスピーカ
   までの伝達関数に等しい特性を有し、 第２の演算手段は、前記音響信号を入力する第２の適応
   フィルタと、前記音響信号を入力する第２のフィルタ
   と、第２の加算器の出力と前記第２のフィルタの出力を
   入力する第２の係数更新器とを有し、前記第２の適応フ
   ィルタの出力を無指向性音源に入力し、前記第２の係数
   更新器は前記第２の加算器の出力が小さくなるように演
   算して前記第２の適応フィルタの係数を更新し、前記第
   ２のフィルタは、前記第２の誤差検出器から前記無指向
   性音源までの伝達関数に等しい特性を有することを特徴
   とする請求項７記載の車載用音響再生装置。
9. 【請求項９】 ダイポール音源の音響管は、所望の屈曲
   形状の音道からなることを特徴とした請求項４記載の車
   載用音響再生装置。
10. 【請求項１０】 ダイポール音源の音響放射面間隔が再
    生音の波長の略１／２以下であることを特徴とする請求
    項９記載の車載用音響再生装置。