JPH0215800A - 非対称音場補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔１既　　要〕 左チャンネル信号及び右チャンネル信号への適切な分岐
、所定の定数に基づくレベル及び位１［１の補正、及び
適切な混合の操作により複数の信ひとじ、それと同数の
スピーカへ供給することにより非対称な音場を補正する
非対称音場補正装置において、聴取者の座る座席の位置
を検知し検知結果に応じてレベル及び位相の補正のため
の定数を変更することにより、座席の位置が変わって聴
取者の頭の位置が変わっても常に左右のバランスのとれ
た理想的な音場を形成する非対称音場補正装置である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、左右非対称に配置された左右スピーカへステ
レオ装置から再生された信号を供給した時に生ずる音場
の非対称性を補正するだめの非対称音場補正装置に関す
る。

例えば車両に搭載されるＦＭステレオや力士ノドデツキ
・コンパクトディスク等のステレオ再生装置では、車両
の構造上、聴取者である運転者やその他の乗員に対して
、ステレオ再生のための左右のスピーカの配置が非対称
にならざるを得ない。

本発明の非対称音場補正装置はこのような非対称な音場
を補正する場合に特に有用である。

〔従来の技術〕

第４図は現在広く用いられているステレオ録音方式の１
つであるベアマイク方式によりステレオ録音し、−ｉの
ステレオ再生装置で再生する場合の録音と再生の関係を
説明するためのブロック図である。本図において、図の
ように配置された音ＢＡ−Ｄからの音を互いに数１０ｃ
ｍ離して置かれた２本のマイクロ０　、６１において左
信号りおよび右信号Ｒとして収音し、ステレオ録音手段
６２においてレコード・テープ・コンパクトディスク等
の記録媒体に録音される。この記録媒体に記録された音
をステレオ再生手段１１において左信号りと右信号Ｒを
別々に再生し、それぞれ左スピーカ５０と右スピーカ５
１を鳴らす。聴取者３１は各スピーカからの音を左耳３
２および右耳３３で聞き、それぞれの耳に入ってくる例
えば音源Ａからの音の左右の耳のレベル差および位相差
からその音が図のＡ′方向からの音と惑じる。Ｂ〜１〕
についても同様であって、結局音源Ａ−Ｄからの音が同
一の配置のＡ′〜Ｄ′方向からの音と怒しることにより
臨場感が得られる。ＦＭステレオ放送の場合、図の破線
内には送信機および受信機が含まれるのは無論のことで
ある。

第４図に表わされる装置では、最も広く均一な音の広が
りが得られる位置、すなわち音像Ａ′〜Ｄ′の開き角が
大きくかつ音像Ａ′〜Ｄ′のそれぞれから聞こえる音の
強さの比が音源Ａ−Ｄからの音の強さの比を最も良好に
再現できる位置は左右のスピーカ５０　、５１に対して
中央の位置であり、中央から左または右へずれると良好
な臨場感が得られなくなる。この事は聴取者が任意に位
置を変えることができる場合は問題とならないが、例え
ば車両内における場合のようにスピーカと聴取者の位置
が固定され、しかもその位置が前述のような理想的な位
置とならない場合には問題となってく　る。

第５図は車両内の左右スピーカ５０　、５１と運転者３
１と助手席者３１′の典型的な配置を表わしている。図
に明らかなように運転者３１は右スピーカ５１に近寄っ
ており、助手席者３１′は左スピーカ５０に近寄ってい
る。このような非対称性の問題の解決にあたり、第４図
の装置でも左右スピーカの出力レベルのバランスをどち
らかへ移してやれば、ある程度解決される。しかし、運
転者３１と助手席者３１′について同時に改善すること
はできない。

この問題を解決するための手段として第６図のように左
スピーカ５０と右スピーカ５１の中央に中央スピーカ５
２を設置する方法がある。中央スピーカ５２には左スピ
ーカ信号りと右スピーカ信号Ｒの和にレベル調整した信
号ｘ　（Ｌ＋Ｒ）が出力される。こうすることにより、
運転者３１にとっては中央スピーカ５２からＬの信号が
右スピーカ５１からＲの信号が出力されるときとほぼ同
等になり、助手席者３１′にとっては左スピーカ５０か
らＬの信号が中央スピーカ５２からＲの信号が出力され
るときとほぼ同等になり、両者同時に左右のバランスを
とることができる。

しかし、この場合でも車体の構造上の制限のために両ス
ピーカが対称にならない場合がある。具体的には、運転
者３１の場合を例にとってみると、聴取者の正面方向と
聴取者と対象物とを結ぶ直線とのなす角を方向角と定義
した時（通常、方向角には正負があるが、本明細書では
これの絶対値をとったものとする）、右スピーカ５１の
方向角φ２が中央スピーカ５２の方向角φ３よりも小さ
い位置にしか右スピーカ５１が置けないという場合であ
る。このような時には、第６図で示されるようにどのよ
うにレベル調整を行なっても音像Ａ′〜Ｄ′を均一に拡
げることができない。助手冷汗３１′についても同様で
ある。

この問題を解決するために、本発明者は特願昭６３−１
９８３８号において、位相の調整をもなむ非対称音場補
正装置を提案した。この装置は例えばＲ信号のみからな
る音源Ｘによる音像Ｘ’　　（第６図）を中央スピーカ
５２の付近と対称な位置の第６図Ｘ“の位置へ定位させ
るべく各信号のレベルおよび位相を調整するものである
。レベルおよび位相を調整するための減衰比および位相
量は、仮にＸ″の位置に音源が置かれた時、その音源か
らの音において左右の耳で生じるレベル差および位相差
を再現するのに必要な中央スピーカ５２と右スピーカ５
１の音のレベル差および位相差として実験的に求められ
る。また減衰比および位相量は音源の周波数によって異
なるので周波数を変えて代表的な数点において測定され
る。

第７図はこのような非対称音場補正装置のブロック図で
ある。フィルタ８０および８１はそれぞれ、ｎ個の帯域
フィルタからなり、入力された信号をｎ個の周波数成分
に分割するものである。再生装置１１０から出力される
左信号りおよび右信号Ｒはそれぞれフィルタ８０および
８１において特定の周波数を区切りとしてｎ個の周波数
成分に分割される。加算器１６１においてＬおよびＲの
信号が周波数成分毎に加算され、減衰器１６２乙こおい
てレベルが調整されて加算器１７１へ供給される。Ｌお
よびＲ信号°はまたそれぞれ周波数成分毎に減衰器１４
１．１５１と移相器１４２．１５２でレベルと位相が調
整され、先のＬ＋Ｒ信号と加算器１７１において加算さ
れる。加算器１７１の出力は移相器１７２において周波
数成分毎に移相され、加算器８４で全周波数成分が合成
されて中央スピーカ５２へ供給される。

第７図の装置により、１００Ｈｚ−数ｋｌｌｚの周波数
範囲の音については良好に音場の非対称性が補正できる
ようになった。ところが、数ｋｌｌｚ以上の音について
はこのような装置をもってしても音１１０を拡げること
ができない。それは、人間の聴覚の特性によるものであ
るが、この周波数以上の音波の波長が、空気中、常温に
おいて、人間の頭の太きさすなわら両耳の間の距雛と同
程度かそれ以下になるためであると考えられる。

そこで、本発明者は、実願昭６３−５０４７７号におい
て高音用のツイータの大きさは低音用も含む主スピーカ
（左および右スピーカ５ｏまたは５１）の大きさと比べ
て充分に小さいので、設置場所に関する制約は主スピー
カよりも少ないということに着目して、第８図および第
９図に表わされるような装置を提案した。

この装置は、２ｋｌ！ｚ以上の高域信号を通過させて左
および右ツイータ５３　、５４へ供給する高域フィルタ
１８１．１９１と、高域フィルタ１８１．１９１を介し
て左右ツイータへ供給される信号のレベルと従来構成の
回路へ供給される信号のレヘルとのレベル比を調節する
遅延器１２Ｌ　１３１を具備している。本装置では信号
のレベル比の調整を行なうため、信号を一定時間遅延さ
せる遅延器１２１１３１を用いている。これは公知のＨ
ａｓｓ効果を利用して、アッテネータによるレヘル域を
一定時間の信号の遅延により実効的に実現するものであ
る。したがって遅延器１２１．１３１のかわりに所定の
減衰比に設定されたアッテネータを使用しても同等の効
果が得られる。

これと並行して本発明者は実願昭６３−５０４７（ｉ号
において第１０図に示すような車両の左右の窓ガラスの
反射を原因とする非対称性を補正する装置を提案した。

この装置には図に示す如く、直列に接続されたイコライ
ザ２３１、遅延器２４１、反射器２５１、レベル調整器
２６１より構成される反射補正手段と反射補正手段の出
力を移相器１７２の出力と加算する加算器２１１が具備
されている。

加算器１６１からの入力はまずイコライザ２３１へ入力
される。このイコライザ２３１は窓ガラスの反射音と同
し周波数特性が持たせである。遅延器２・１１は左また
は右スピーカ５０または５１から左および右反射壁３２
　、３３を経て第２および第１の聴取汗３１’、３１へ
達する経路と中央スピーカ５２から第２および第１の聴
取者３１’、３１へ達する経路との距離差を補償するた
めに距離差に相当する時間だけ信号を遅延させる。反転
器２５１は反射波を打ら消す形とするために（３号の極
性を反転させる。し・ベル調整器２６１は補正のための
信号のレベルを適切に設定するためであり、増幅度が１
をはさんで上下することが可能な増幅器である。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の如く、車室内等での音場の非対称性を補正する技
術は洗練され、精巧さを極めるようになってきたが、そ
れにつれて、聴取者の座席の位置の変化による聴取者の
頭の位置の変化を考慮に入れざるを得なくなった。すな
わち、車輌内の座席の位置は好みに応じであるいは運転
のし易さのために、その高さ、前後の位置等が調節でき
るようになっており、そのために聴取者の左右の耳の位
置が変わってしまい、音場の対称性がくずれてしまうと
いうことである。

したがって本発明の目的は、車輌内の座席の位置が変わ
っても常に左右のバランスのとれた理想的な音場を形成
する非対称音場補正装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の非対称音場補正装置の原理図である。

補正手段２１はステレオ再生手段１１の再生する左チャ
ンネル信号りおよび右チャンネル信号Ｒのレベルを所定
の定数に基づいて補正する処理を含む信号処理を行なっ
て複数の信号を形成して複数のスピーカ２２へ供給する
。

座席位置検知手段２５は例えば座席２４の高さ、前後の
位置及び傾き等の座席２４の位置を検知し、定数設定手
段２０は検知した座席２４の位置に応じて適切な定数を
補正手段２１に設定する。

〔作　用〕

座席位置検知手段２５が検出する座席２４の位置に応じ
て定数設定手段２０が補正のための定数を適切に設定す
るので常に左右のバランスのとれた理想的な音場が形成
される。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を表わすブロック図であって
前述した第７図で表わされるような装置に本発明を適用
した例である。

右チャンネル信号Ｒおよび左チャンネル信号りを再生す
る装置として図ではＦＭチューナが１．、ｌ、ｌかれて
いるが、この他にもカセットプレーヤ、ＣＤプレーヤ、
ＤＡＴプレーヤ等でも良い。第１図の補正手段２１に相
当する要素はアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２１
１、デジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）２１２とデ
ジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２１３である。ＤＳ
Ｐ２１２はデジタル化されたオーディオ信号の高速処理
が可能なマイクロプロセッサであ、って、１チツプ内に
パイプライン処理により処理の高速化を実現した加算器
及び乗算器、プログラムを格納するＲＯＭ、データメモ
リ、入出力インターフェース等゛を集積化している。ア
ンプ２１４〜２１６はＤＳｒ’２１２から出力されＤ／
Ａ変換器でアナログ信号に変換された右チャンネル信号
ＲＬ、中央チャンネル信号Ｃ及び左チャンネル信号Ｌ′
をそれぞれ増幅し右スピーカ２２１、中央スピーカ２２
２及び左スピーカ２２３へ供給する。第１図の定数設定
手段２０に相当するのはマイクロコンピュータ（ＭＰＵ
）２０１とＡ／Ｄ変換器２０２である。

ＭＰＩＪ２０１は通常マイクロコンピュータ内蔵のオー
ディオ装置に内蔵されるマイクロコンピュータと共用す
ることができる。第１図の座席位置検知手段２５を実現
するのは、可動側または固定側が座席２４１に固定され
、他方が車体に固定されたスライド抵抗器２５１〜２５
３とそれに一定電圧を印加する電源２５４〜２５６であ
る。座席２４１の前部の高さはスライド抵抗器２５１に
より検知され、後部の高さはスライド抵抗器２５２によ
り検知され、座席２４１の前後の位置はスライド抵抗器
２５３により検知される。さらに前部の高さと後部の高
さの変化量の平均は座席２４１の垂直方向の高さと考え
ることができ、２つの変化量の差は座席２４１の傾きと
考えることができる。

第３図は第２図の装置のＭｌ”０２０１における処理の
フローチャートである。まず、スライド抵抗器２５３の
可動端子に出力される座席２４１の前後位置に対応する
電圧をＡ／Ｄ変換器２０２で変換した値をとり込み（ス
テップａ）、座席２４１の前後位置Ｘとする（ステップ
ｂ）。次にスライド抵抗器２５１及び２５２からの値を
同様にとり込み（ステップＣ）、それらから座席２４１
の傾きｙ及び高さ２を算出する（ステップｄ）。ｘ、ｙ
、ｚの値のそれぞれをそれらの変化範囲内で適当に量子
化し、それらのすべての組み合わせに対して音場の非対
称性を補償すべく実験的に算出されたレベル及び位相の
補正量の組み合わせの中から、現在のｘ、ｙ、ｚの値に
対応する値の組み合わせをとり出しくステップｅ）、そ
れらの値をＤＳｒ’２１２へ出力する（ステップｆ）。

以上は第７図の装置に対して適用した例について説明し
てきたが、第８図及び第９図で表わされる装置、第１０
図の装置、°第６図で説明した装置あるいは第４図で説
明した装置についても容易に適用し得ることは明らかで
ある。また、座席の位置を検出するセンサとして、座席
の動きと共に回転する円盤の円周方向に多数のスリット
を設け、それらを光電センサで検出する構成とすること
もできる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明の非対称音場補正装置によ
れば、聴取者が座る座席の位置が変わっても、それに応
じて補正の定数が変わり、常に理想的な音場を再生する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施例のブロック図、第３図は第２図
の実施例におけるＭｒ’Ｕ２０１の処理のフローチャー
ト、 第４図は第１の従来例を表わす図、 第５図は左右スピーカと運転席と助手席の位置関係を表
わす図、 第６図は第２の従来例を表わす図、 第７図は第３の従来例を表わす図、 第８図及び第９図は第４の従来例を表わす図、第１Ｏ図
は第５の従来例を表わす図である。 図において、 ２３・・・聴取者、 ２４・・・座席。 第 回 ３］ 第１の従来例で、・人わす図 左右ス；？ カと】・ｌ（転席と助丁、１．「“ｔ、の位置間借、を
）ｄツーＪ−１：／１第５８０ 第２の従来例を表わす図 第３の従来し１１を表わす図 第 図 第１の従来例をｌモわす図 肩　ｑ　団

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、左チャンネル信号（Ｌ）及び右チャンネル信号（Ｒ
   ）を再生するステレオ再生手段（１１）と、該左及び右
   チャンネル信号（Ｌ、Ｒ）のレベルを所定の定数に基づ
   いて補正する処理を含む信号処理を行なって複数の信号
   を形成して複数のスピーカ（２２）へ供給する補正手段
   （２１）よりなる非対称音場補正装置において、 聴取者（２３）が座る座席（２４）の位置を検知する座
   席位置検知手段（２５）と、 該座席位置検知手段（２５）が検知する座席（２４）の
   位置に応じて左右対称な音場が得られる定数を該補正手
   段（２１）に設定する定数設定手段（２０）を具備する
   ことを特徴とする非対称音場補正装置。