JP4778272B2 - 音響システム - Google Patents

Description

本発明は、背もたれ部またはヘッドレストにスピーカーが設置されたシートを左右に隣設させた音響システムに関する。

一般的な音響システムは、その音響システムの設置される部屋や車室内等の空間全体において最適な音響環境を実現することを目的として設計されており、その部屋や車室室内に複数の聴取者が存在する場合であっても共通した音響環境を提供するものであった。

しかしながら、各聴取者が必ずしも同一の音響環境を望んでいるとはいえず、各聴取者の嗜好によりその音楽の種類や音響効果が聴取者毎に異なっている場合があり得る。

例えば、車室内の音響システムでは、フロントシートに着座する聴取者とリヤシートに着座する聴取者とが異なる音楽や異なる音響効果を望む場合がある。このようにフロントシートに座る着座者とリヤシートに座る着座者とが異なる音楽を望んでいる場合を考慮して、フロントスピーカーから出力される音響信号とリヤスピーカーから出力される音響信号とを別の音源より出力させることにより、フロントシートとリヤシートとで異なる音楽を提供する音響システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２６４７３２号公報（第３−５頁、第１図）

しかしながら、上述した音響システムでは、一般的に車室内の車両前方寄りにフロントスピーカーおよびセンタースピーカーが設置され、車両後方寄りにリヤスピーカーとウーハスピーカーが設置されており、ウーハスピーカーにより低域音の音響信号を出力し、フロントスピーカーより高中域音の音響信号を出力するように設定されていることから車室空間内に共通した音響効果を適用することはできるが、シート毎に異なる音響効果を提供することは困難であった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、シートに着座した聴取者の要望に応じて異なる音響効果をシート毎に提供することが可能な音響システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る音響システムは、シートに着座した聴取者の左耳に対してＬチャンネル用音響信号を出力する第１スピーカーと前記聴取者の右耳に対してＲチャンネル用音響信号を出力する第２スピーカーとを前記シートの背もたれ部またはヘッドレストに左右一対に設置し、当該シートを左右に隣設させた音響システムであって、前記シートの各席に設置される前記第１スピーカーおよび前記第２スピーカーの音量調整を行う音量調整手段と、前記第１スピーカーおよび前記第２スピーカーより出力される音響信号の音響設定を前記シート毎に決定する音響設定手段と、該音響設定手段により決定された音響設定に応じて、前記第１スピーカーおよび前記第２スピーカーに伝達される音響信号に対してリファレンス音響効果を付加するリファレンス音響付加手段とが設けられていることを特徴とする。

また、前記音響設定手段により決定された音響設定が隣設された前記シートで異なる設定となった場合に前記音量調整手段が、一のシートに設置される前記第１スピーカーまたは前記第２スピーカーのうち隣設される他のシート側に設定されたスピーカーの音量レベルを低い値に変更すると共に、他のシートに設置される前記第１スピーカーまたは前記第２スピーカーのうち隣設された一のシート側に設定されたスピーカーの音量レベルを低い値に変更するようにしてもよい。

さらに、前記第１スピーカーおよび前記第２スピーカーより出力される出力音のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えるための出力切替手段が設置され、前記音量調整手段が、前記出力切替手段により前記一のシートと前記他のシートとの両方の出力状態がＯＮ状態に設定されている場合にのみ、一のシートに設置される前記第１スピーカーまたは前記第２スピーカーのうち隣設される他のシート側に設定されたスピーカーの音量レベルを低い値に変更し、かつ、他のシートに設置される前記第１スピーカーまたは前記第２スピーカーのうち隣設された一のシート側に設定されたスピーカーの音量レベルを低い値に変更するようにしてもよい。

また、前記背もたれ部に、前記シートに着座した聴取者の腰部近傍に対して音響信号を振動として出力することが可能な第３スピーカーが設けられ、該第３スピーカーが、前記第１スピーカーおよび前記第２スピーカーより出力される音響信号の帯域よりも低域の音響信号を出力するものであってもよい。

本発明に係る音響システムによれば、車載用シート毎にスピーカーを設置することによって、シート毎に音響信号を出力することができるため、車載用シートに着座した聴取者の好みに応じてスピーカーより出力される音響信号の音響効果を変更することができるとともに、他の車載用シートより出力される音響信号の音響効果による影響を最小限に抑えることが可能となる。

また、各車載用シート毎に異なる音響効果を付加することができるので、車室空間内に複数の聴取者がいる場合であっても、聴取者毎に異なる音響環境を提供することが可能となる。

さらに、隣設する車載用シートの音響設定が同一である場合であっても、互いに隣設する側のスピーカーの音量を変更させることができるため、出力音の定位をシート前方に保つことが可能となる。

以下、本発明に係る音響システムについて、図面を用いて説明を行う。

図１は、車室内に設置された音響システム１を示す概略構成図である。車室内には左右に隣設された車載用シート（シート）２が前後に合計４席設置されており、各車載用シート２は、図２に示すように、座面部３と、背もたれ部４と、ヘッドレスト５とで構成されている。

音響システム１は、車載用シート２の背もたれ部４上部に設置される一対の第１スピーカー６および第２スピーカー７と、背もたれ部４下部に設置されるウーハユニット（低域音用スピーカー：第３スピーカー）８と、各スピーカー６，７，８に対して音響信号を出力する音響信号出力ユニット１０とを有している。

また、音響システム１には、図３に示すように、車載用シート２毎に、シートに設置された第１スピーカー６および第２スピーカー７の音量調整を個別に行うことができる音量調整部（音量調整手段）９が設けられており、さらに、音響信号出力ユニット１０により出力された音響信号に付加する音響設定（音響効果設定）の決定を行う音響設定部１１と、音響設定部１１により決定された音響設定に応じて、音響信号に対してリファレンス音響効果を付加するリファレンス音響付加部（リファレンス音響付加手段）１２が設けられている。

座面部３は、着座する聴取者Ａがくつろげるように、クッション性の高いウレタン材が充填されるとともにバネ材によって下方より聴取者Ａを支える構造となっている。また、座面部３の底面には、スライドレール１３が設けられており、車両室内において手動または電動により車載用シート２を前後移動させることが可能となっている。

座面部３の側面には、音響出力のＯＮ／ＯＦＦを操作するための操作スイッチ１４が設置されている。聴取者Ａは、この操作スイッチ１４を操作することによって、第１スピーカー６、第２スピーカー７、およびウーハユニット８からの音響出力のＯＮ／ＯＦＦを車載用シート２毎に操作することが可能となっている。

背もたれ部４は、座面部３に対して起倒可能に取り付けられており、聴取者Ａの好みの角度に背もたれ部４の角度を調整することが可能となっている。

背もたれ部４は、一般的な車載用シート２に比べて上端部がシート上方に延設されている。第１スピーカー６および第２スピーカー７は、背もたれ部４の左右肩口部分であって聴取者Ａの着座時に聴取者Ａの肩等によって背もたれ部４表面が覆われるおそれのない部分、具体的には、背もたれ部４の左右肩口上部であって聴取者Ａの耳の高さ近傍（耳位置近傍）に埋め込まれている。なお、第１スピーカー６と第２スピーカー７とは、必ずしも背もたれ部の上部に設定されている必要はなく、聴取者Ａの着座時に聴取者Ａの肩等によってスピーカーの正面が覆われるおそれのない部分であれば、ヘッドレストに設置されているものであってもよい。

第１スピーカー６および第２スピーカー７は、ＢＯＸエンクロージャー型であって直径５０ｍｍ程度のフルレンジスピーカーにより構成されている。ここで、聴取者Ａが着座した場合に聴取者Ａから見て左側に設置されるスピーカーを第１スピーカー６とし、右側に設置されるスピーカーを第２スピーカー７とする。この場合、第１スピーカー６からは、音響信号のＬチャンネル信号が出力され、第２スピーカー７からは音響信号のＲチャンネル信号が出力される。なお、第１スピーカーと第２スピーカー７とは逆に設置されていてもよく、その場合には、第２スピーカー７からは、音響信号のＬチャンネル信号が出力され、第１スピーカー６からは音響信号のＲチャンネル信号が出力される。

第１スピーカー６および第２スピーカー７は、共に音響出力部分（スピーカー正面部）が車載用シート２の前方向を向くようにして設置されている。また、それぞれのスピーカー６、７は、各スピーカー６、７の中心位置が車載用シート２の中心に対してそれぞれ１５ｃｍ程度側方へ離れた位置に配設されており、各スピーカー６、７から聴取者Ａの左右の耳までの距離が等しくなるように設計されている。

ウーハユニット８は、背もたれ部４の下部、具体的に、ランバーサポート部近傍であって聴取者Ａの腰部に直接低音振動を加えることができる位置に、音響出力部分が背もたれ部４の前面方向を臨むようにして埋設されている。ウーハユニット８には、直径１７０ｍｍ程度のウーハ用スピーカーが使用されており、第１スピーカー６および第２スピーカー７に比べて低域の音響出力を行うことが可能となっている。ウーハユニット８の音響出力部分と背もたれ部４の前面側外表面との間には、聴取者Ａの着座時の快適性を確保するために、音の透過および振動の伝達を妨げない軟性充填材が設けられている。また、ウーハユニット８の周囲には、ウレタンおよびマカロニ状に形成されて音および振動の透過に優れた充填材が充填されている。

ヘッドレスト５は、背もたれ部４の最上部に着脱可能に設けられており、聴取者Ａの頭部を後方から支えるように設置されている。

音響信号出力ユニット１０は、インストルメントパネル１５内に設置されている。音響信号出力ユニット１０より各車載用シート２に対して出力される音響信号は、図３に示すように、各車載シートに応じて設置されるリファレンス音響付加部１２によってリファレンス音響効果処理が施されて各車載用シート２のスピーカー６，７，８に出力される。

なお、図３において符号６ａは運転席の第１スピーカー、符号７ａは運転席の第２スピーカー、符号６ｂは助手席の第１スピーカー、符号７ｂは助手席の第２スピーカー、符号１２ａは運転席用のリファレンス音響付加部、符号１２ｂは助手席用のリファレンス音響付加部、符号１４ａは運転席に設置される操作スイッチ、符号１４ｂは助手席に設置される操作スイッチを示している。

各車載用シート２の音響設定は音響設定部１１により決定される。音響設定は、車室のインストルメントパネル１５に設置される音楽再生用プレーヤーや各車載用シート２等に設置される操作パネル等を操作することによって設定することができ、例えば、コンサートホール、スタジアム、オーディオルーム等に音響環境を選択することが可能となっている。音響設定部１１は、操作パネル等により選択された各車載用シート２の音響設定情報を取得し、各車載用シート２の音響設定を決定して、各車載用シート２に対応付けられた各リファレンス音響付加部１２に対して各車載用シート２に適した音響設定情報を出力する。

リファレンス音響付加部１２は、音響設定部１１より音響設定情報を受信すると、該当する車載用シート２の音響信号に対してリファレンス音響処理を施す。具体的にリファレンス音響付加部１２は、ＦＩＲ（Finit-duration Impulse Response）フィルタやＩＩＲ（Infinite-duration Impulse Response）フィルタを用いて音響信号にコンサートホール、スタジアム、オーディオルーム等の音響効果を付加する。

ＦＩＲフィルタを用いる場合、まず、コンサートホール等の音響環境に設置されたダミーヘッドの耳部に録音機を設置し、この録音機によって周波数特性がフラットであって短時間だけ出力された基準音を録音することにより音データを取得（インパルス応答のサンプリング）し、取得された音データをフーリエ変換することによって周波数特性を算出する。その後、算出された周波数特性の逆特性を有するフィルタを算出された周波数特性に適用することによって周波数特性をフラット化してダミーヘッドに固有の周波数特性を取り除いた後に、逆フーリエ変換を施すことによってＦＩＲフィルタ（リファレンスフィルタ）を作成する。このようにして作成されたＦＩＲフィルタを音響信号に適用することによって、ダミーヘッドの影響を取り除きつつ、コンサートホール等の臨場感や残響感を備えた音響効果を音響信号に付加する。

また、ＩＩＲフィルタを用いる場合には、予め設定された複数のイコライザを調整することによってＦＩＲフィルタに比べて簡易的な音響効果を備えたフィルタを作成し、このフィルタを用いることによって音響信号に対してコンサートホール等の音響効果を付加する。

リファレンス音響付加部１２により車載用シート２毎に所定の音響効果が付加された音響信号は、音量調整部９を介してスピーカー６〜８より出力される。このとき、音響設定部１１は、各車載用シート２の音響設定を判断するとともに、各車載用シートの操作スイッチ１４のＯＮ／ＯＦＦ状態を判断する。そして、音響設定部１１は、隣設された車載用シート２の音響設定の設定状態および隣設された車載用シート２の操作スイッチ１４のＯＮ／ＯＦＦ状態に基づいて、音量調整部９に対して音量変更情報を出力する。

図４（ａ）（ｂ）および図５（ａ）（ｂ）は、音量調整部９により音量変更が行われる前の音響信号の信号レベルと、音量調整部９により音量変更が行われた後にスピーカー６、７より出力される出力音のボリュームレベルとを示している。

まず、音響設定部１１が、運転席の操作スイッチ１４ａがＯＮ状態であり、かつ、助手席の操作スイッチ１４ｂがＯＦＦ状態であると判断した場合、音響設定部１１は、助手席の第１スピーカー６ｂおよび第２スピーカー７ｂより出力される音響出力のボリュームレベルがゼロ状態となるように、音量調整部９に対して音量変更情報を送信する。音量調整部９は、図４（ａ）に示すように、音響設定部１１より受信した音量変更情報に基づいて、助手席の第１スピーカー６ｂおよび第２スピーカー７ｂのボリュームレベルをゼロ状態とし、入力される音響信号の信号レベルにかかわらず、助手席の第１スピーカー６ｂ）および第２スピーカー７ｂより音が出力されないようにする。

このため、音量変更がなされていない運転席の第１スピーカー６ａおよび第２スピーカー７ａでは、音響信号の信号レベルに比例した大きさ（ボリュームレベル）の音が出力され、助手席の第１スピーカー６ｂおよび第２スピーカー７ｂは、操作スイッチ１４ｂがＯＦＦ状態であることを反映して音が出力されなくなる。

一方で、音響設定部１１が、助手席の運転席の操作スイッチ１４ｂがＯＮ状態であり、運転席の操作スイッチ１４ａがＯＦＦ状態であると判断した場合、音響設定部１１は、運転席の第１スピーカー６ａおよび第２スピーカー７ａより出力される音響出力のボリュームレベルがゼロ状態となるように、音量調整部９に対して音量変更情報を送信する。音量調整部９は、図４（ｂ）に示すように、音響設定部１１より受信した音量変更情報に基づいて、運転席の第１スピーカー６ａおよび第２スピーカー７ａのボリュームレベルをゼロ状態とし、入力される音響信号の信号レベルにかかわらず、運転席の第１スピーカー６ａおよび第２スピーカー７ａより音が出力されないようにする。

このため、音量変更がなされていない助手席の第１スピーカー６ｂおよび第２スピーカー７ｂでは、音響信号の信号レベルに比例した大きさ（ボリュームレベル）の音が出力され、運転席の第１スピーカー６ａおよび第２スピーカー７ａは、操作スイッチ１４ａがＯＦＦ状態であることを反映して音が出力されなくなる。

また、音響設定部１１が、運転席および助手席の操作スイッチ１４ａ、１４ｂがＯＮ状態であり、運転席および助手席のスピーカー６〜８より出力される音響信号の音響設定が異なっていると判断した場合、音響設定部１１は、音量調整部９に対して音量変更情報を送信せず、音響設定部１１によるボリュームレベルの調整は行われない。

各車載用シート２には、シート毎に第１スピーカー６、第２スピーカー７、ウーハユニット８が設置され、音源が車載用シート２毎に点在する構造となっているため、一般的に各車載用シート２のスピーカー６〜８より異なる音響設定の音響信号が出力されても隣設された他のスピーカーによる音響環境の影響を受けにくい。さらに、他席に設置されたスピーカーからの出力音に比べて自席のスピーカーより出力される出力音の方が早く聴取者の耳に伝達され、この早期の出力音の伝達により他席から伝わる音の音響効果が聴取者に感じられにくくなる。このため、第１スピーカー６および第２スピーカー７の音量を他席の音響設定を考慮して変更・調整しなくても音響効果を有効に働かせることができる。

このように、隣設された車載用シートの音響設定が異なっている（相違する）場合であっても、各車載用シート２の第１スピーカー６および第２スピーカー７は、他席のスピーカーからの出力音の音量に左右されにくいため、特別に音量変更を行う必要がない。よって図５（ａ）に示すように、車載用シート２の第１スピーカー６ａ、６ｂおよび第２スピーカー７ａ、７ｂのボリュームレベルは、音響信号の信号レベルに比例した状態となる。

一方で、音響設定部１１が、運転席および助手席の操作スイッチ１４ａ、１４ｂがＯＮ状態であり、運転席スピーカー６ａ、７ａおよび助手席のスピーカー６ｂ、７ｂより出力される音響信号の音響設定が同じであると判断した場合、音響設定部１１は、助手席の運転席寄りのスピーカー（第２スピーカー７ｂ）と、運転席の助手席寄りのスピーカー（第１スピーカー６ａ）とのボリュームレベルが信号レベルに比例して増減する割合を、助手席の運転席と反対側寄りのスピーカー（第１スピーカー６ｂ）と、運転席の助手席と反対側寄りのスピーカー（第２スピーカー７ａ）とのボリュームレベルが信号レベルに比例して増減する割合に比べて低くなるように、音量調整部９に対して音量変更情報を送信する。

音量調整部９は、図５（ｂ）に示すように、音響設定部１１より受信した音量変更情報に基づいて、助手席の運転席寄りのスピーカー（第２スピーカー７ｂ）と、運転席の助手席寄りのスピーカー（第１スピーカー６ａ）とのボリュームレベルが信号レベルに比例して増減する割合を、助手席の運転席と反対側寄りのスピーカー（第１スピーカー６ｂ）と、運転席の助手席と反対側寄りのスピーカー（第２スピーカー７ｂ）とのボリュームレベルが信号レベルに比例して増減する割合に比べて低くなるように音量変更を行う。

助手席の運転席側のスピーカー（第２スピーカー７ｂ）より出力された出力音は、運転席の助手席側のスピーカー（第１スピーカー６ａ）より出力される出力音と重合して聴取者の左耳に届き、また、運転席の運助手席側のスピーカー（第１スピーカー６ａ）より出力された出力音が、助手席の運転席側のスピーカー（第２スピーカー７ｂ）より出力される出力音と重合して聴取者の右耳に届きやすくなるので、各車載用シート２の定位が、シート正面方向から隣設された車載用シート寄りに偏ってしまうおそれがある。このため、音量調整部９は、図５（ｂ）に示すように、運転席および助手席の操作スイッチ１４ａ、１４ｂがＯＮ状態であり、運転席および助手席のスピーカー６〜８より出力されるの音響信号の音響設定が同じ場合には、助手席の運転席寄りのスピーカー（第２スピーカー７ｂ）と、運転席の助手席寄りのスピーカー（第１スピーカー６ａ）とのボリュームレベルを、助手席の運転席と反対側寄りのスピーカー（第１スピーカー６ｂ）と運転席の助手席と反対側寄りのスピーカー（第２スピーカー７ａ）とに比べて低く設定することによって、運転席に対して助手席寄り、助手席に対して運転席寄りに偏ってしまう定位を、各車載用シートの正面方向に修正する。

このように、車載用シート２毎にスピーカー６〜８を設置することによって、シート毎に高域音、低域音の音響信号を出力することができるため、車載用シート２に着座した聴取者の好みに応じてスピーカー６〜８より出力される音響信号の音響効果を変更させることができるとともに、他の車載用シート２より出力される音響信号の音響効果による影響を最小限に抑えることが可能となる。

また、車載用シート２毎に異なる音響効果を付加することができるので、車室空間内に複数の聴取者がいる場合であっても、聴取者毎に異なる音響環境を提供することが可能となる。

さらに、隣設する車載用シートの音響設定が同一である場合であっても、互いに隣設する側のスピーカーの音量を変更させることができるため、音響出力の定位をシート前方に保つことが可能となる。

以上、本発明に係る音響システムを、図面を用いて説明したが、本発明に係る音響システムは、上述した実施の形態に限定されないことはいうまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

実施形態１に係る音響システムが設置された車両を示した平面図である。 図１に示す車載用シートの概略構成を示した図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 実施形態１に係る音響システムの一部の概略構成を示したブロック図である。 音量調整部により音量変更が行われる前の音響信号の信号レベルと、音量調整部により音量変更が行われた後にスピーカーにより出力される音のボリュームレベルとを示した第１の図である。 音量調整部により音量変更が行われる前の音響信号の信号レベルと、音量調整部により音量変更が行われた後にスピーカーにより出力される音のボリュームレベルとを示した第２の図である。

符号の説明

１ …音響システム
２ …車載用シート
３ …座面部
４ …背もたれ部
５ …ヘッドレスト
６ …第１スピーカー
７ …第２スピーカー
８ …ウーハユニット（第３スピーカー）
９ …音量調整部（音量弔意手段）
１０ …音響信号出力ユニット
１１ …音響設定部（音響設定手段）
１２ …リファレンス音響付加部（リファレンス音響付加手段）
１４ …操作スイッチ
１５ …インストルメントパネル

Claims (3)

1. シートに着座した聴取者の左耳に対してＬチャンネル用音響信号を出力する第１スピーカーと前記聴取者の右耳に対してＲチャンネル用音響信号を出力する第２スピーカーとを前記シートの背もたれ部またはヘッドレストに左右一対に設置し、当該シートを左右に隣設させた音響システムであって、
   前記シートの各席に設置される前記第１スピーカーおよび前記第２スピーカーの音量調整を行う音量調整手段と、
   前記第１スピーカーおよび前記第２スピーカーより出力される音響信号の音響設定を前記シート毎に決定する音響設定手段と、
   該音響設定手段により決定された音響設定に応じて、前記第１スピーカーおよび前記第２スピーカーに伝達される音響信号に対してリファレンス音響効果を付加するリファレンス音響付加手段と
   を備え、
   前記音量調整手段は、前記音響設定手段により決定された音響設定が隣設された前記シートで同じ設定となった場合に、一のシートに設置される前記第１スピーカーまたは前記第２スピーカーのうち隣設される他のシート側に設定されたスピーカーの音量レベルを低い値に変更すると共に、他のシートに設置される前記第１スピーカーまたは前記第２スピーカーのうち隣設された一のシート側に設定されたスピーカーの音量レベルを低い値に変更することを特徴とする音響システム。
2. 前記第１スピーカーおよび前記第２スピーカーより出力される出力音のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えるための出力切替手段が設置され、
   前記音量調整手段は、前記出力切替手段により前記一のシートと前記他のシートとの両方の出力状態がＯＮ状態に設定されている場合にのみ、一のシートに設置される前記第１スピーカーまたは前記第２スピーカーのうち隣設される他のシート側に設定されたスピーカーの音量レベルを低い値に変更し、かつ、他のシートに設置される前記第１スピーカーまたは前記第２スピーカーのうち隣設された一のシート側に設定されたスピーカーの音量レベルを低い値に変更することを特徴とする請求項１に記載の音響システム。
3. 前記背もたれ部には、前記シートに着座した聴取者の腰部近傍に対して音響信号を振動として出力することが可能な第３スピーカーが設けられ、
   該第３スピーカーは、前記第１スピーカーおよび前記第２スピーカーより出力される音響信号の帯域よりも低域の音響信号を出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音響システム。

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