JPH04151699A - 車載用オーディオシステム - 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】 〔概　要〕 車載用オーディオシステム、特に音場制御装置と呼ばれ
る装置では、音響信号を処理して複数のスピーカへの信
号をそれぞれ生成することで聴感を改善している。その
際重要な要素である残響を調整するため、音響信号から
付加残響信号を作り出し、これを音響信号と合成して出
力することで残響を調整しているが、付加残響信号は走
行速度にかかわらず音響信号に対して一定であるため、
走行速度の増加に従って車内の雑音が増大すると充分な
残響が得られなくなる。そのため走行速度の増大に応じ
て付加残響信号を増大させることで良好な残響を得られ
るようにする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、車載用オーディオシステム、特に残響を音響
信号から付加残響信号を発生させることで形成している
車載用オーディオシステムに関する。

〔従来の技術〕

音を聞く場合、スピーカ等の音源からの音を直接聞くだ
けでなく、周囲で反射された音も聞いている。この周囲
で反射される音は、周囲の各所で反射されながら減衰し
て行くため、音源からの音が消えた後もある時間残るた
め残響（エコー）と呼ばれる。この残響は、周囲環境に
より決定され、聴感に大きく影響するためオーディオシ
ステムにとっては非常に重要な要素である。カーテンや
ジュータン等は中高音を吸収してしまうため、周囲がこ
れで覆われた場合には残響が小さく、うるおいに欠ける
音になる。逆に板等で覆われた場合には、残響が大きく
なり音が混じり合うすっきりしない音になる。残響の大
きさは、一般的には音を切ってから６０ｄＢ減衰するま
での時間である「残響時間」で定義している。

近年のオーディオシステムでは、音楽の種類により適正
な残響状態が異なること、及び部屋等の残響を調整する
ことは容易でないこと等の理由により、音響信号より残
響に相当する付加残響信号を作り出し、これらを合成し
た上で出力することて残響に相応する効果を出している
。特に音場制御装置と呼ばれるオーディオシステムでは
、複数のスピーカへの信号の強度や遅れ等を変えること
で、コンサート会場にいるが如き臨場感や音質を得られ
るようにしている。そして周囲環境、音楽の種類、聴取
者の好み等に応じて、聴取者が自由に残響を調整できる
ように作られているのが一般的である。

車載用オーディオシステムは、自動車という限られた空
間で使用されるため、所望の残響が得られるように車内
を設計するのは難しく、一般的にデッドと呼ばれる残響
の少ない空間になる。また乗車する人数等により残響が
変化する。そこで前述のように音響信号より付加残響信
号を作り出すようにしている。

通常の付加残響信号を作り出すた約の基本的構成は、第
１０図に示すようになる。そしてインパルス応答と呼ば
れるパルス状の入力信号を与えた時の出力が、第１１図
に示される。以下の図において、同様の機能を有する部
分については同一番号で表わし、図毎にアルファベット
の小文字を付して表わす。入力信号は、遅延器６ｅでｔ
時間遅延された後出力されるが、遅延器６ｅの出力は減
衰器７ｅでｇ倍（ｇ＜１）に減衰された後加算器５ｅを
経由して再び遅延器６ｅにフィードバックされる。この
フィードバック回路により第１１図に示すような減衰し
ながら遅延時間の増大する付加残響信号が得られる。こ
のような構成はアナログ回路でもＤＳＰ　（デジタルシ
グナルプロセッサ）を用いたデジタル回路でも実現でき
る。

更に音場制御装置では、残響を初期反射音と残響音に分
類し、音源からの直接音に相等する直接音信号から、初
期反射音に相等する初期反射音信号と残響音に相等する
残響信号をそれぞれ独立に生成し、より精密な制御を行
なっている。この場合には、第１０図の構成では、残響
信号のみが生成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

車載用オーディオシステムは、音響信号より付加残響信
号を作り出しているため、残響の調整が可能であり、操
作者が車内の状態や好みに合せて残響を調整できるよう
になっている。更に音場制御装置では残響を精密に調整
したり、著名なコンサートホール等での計測値に設定す
ることで所望の音場を作り出している。

しかし自動車の走行時において、道路等の走行状況にも
依存するが、一般的に自動車の速度が増加するのに伴な
って、風切り音や路面からの音等の雑音が増加する傾向
にある。もし残響を自動車が静止している雑音の小さな
状態で適切であるように調整した場合や、雑音の小さな
状態で所望の音場が得られるように設定されている場合
、車速の増加に伴って雑音が増加し、残響が不足してい
ると感じるようになる。

もちろん一般的に付加残響信号は調整可能であり、その
時点での雑音状態に応じて聴取者が調整を行なう方が、
最適な残響を得るには適当である。

しかしながら走行中は頻繁に走行速度が変化するため、
これに対応して付加残響信号を調整することは不可能で
ある。

本発明は、上記問題点に温みてなされたものであり、走
行中でも煩しい操作を必要とせずに良好な残響を得るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するた約、本発明の車載用オーディオ
システムにおいては、車速の増加に従がって残響を増加
させるようにする。第１図は本発明に基づく車載用オー
ディオシステムの基本構成を示す図である。

図において、１は本発明に基づく車載用オーディオシス
テムであり、残響信号発生手段２を備えている。残響信
号発生手段２は、音響信号に対応した付加残響信号を発
生する。これらの信号は、増幅器等で処理された後スピ
ーカから出力され、付加残響信号を変化させることで残
響が調整可能になっている。４は、車載用オーディオシ
ステム１が搭載される車両に備えられた車速センサであ
り、９は補正係数発生手段である。補正係数発生手段９
は、車速センサ４が検出した車速に関する情報を受け、
これに基づいて車速の増加に従って付加残響信号を増加
させるよう残響信号発生手段２を制御する。

〔作　用〕

道路状況等に依存するが、一般的に車両の走行速度が増
加するのに伴って車内の雑音が増加する。

車内の雑音が増加すると、雑音が少ない状態で最適であ
るように調整された残響では、残響が不充分になる。そ
こで補正係数発生手段９は、車速センサ４が検出した車
両の走行速度に基づいて、走行速度の増加に従がって残
響を増加させるよう付加残響信号を変化させるように残
響信号発生手段２を制御する。これにより走行速度が増
加して雑音が増えると、残響も増加し良好な音が聞える
。

〔実施例〕

車載用オーディオシステムは、一般的に残響調整機能を
有しており、更により高度な残響制御を行なう音場制御
装置と呼ばれる装置もあるが、これらの装置においては
、残響の制御は音響信号より付加残響信号を作り出し、
これを音響信号と合成して出力することで残響を制御し
ている。自動車の車内は、′デッド」と呼ばれる残響の
少ない状態が一般的であり、付加残響信号で残響を制御
するのに適している。

付加残響信号を発生するには、アナログ処理、デジタル
処理、及びこれらを組み合せた方法がある。まずＤＳＰ
を利用したサウンドプロセッサによるデジタル処理によ
る実施例について説明する。

第２図は、ＤＳＰを用いたオーディオシステムの基本構
成を示す図である。ｌｌａは、カセットテープレコーダ
等のアナログ信号源であり、この信号はＡ／Ｄ変換器１
３ａでデジタル信号に変換された後ＤＳＰ１４ａに入力
される。１２ａはＣＤ等のデジタル信号源であり、この
信号はそのままＤＳＰ１４ａに入力される。ＤＳＰ１４
ａでは、マイコン１８ａにより設定された値に従って処
理が行なわれた後、Ｄ／Ａ変換器１５ａでアナログ信号
に変換され、増幅器１６ａで増幅された後、スピーカ１
７ａから８カされる。

４ａは車速センサてあり、ここで検出された走行速度を
マイコン１８ａが読み取り、速度に対応してＤＳＰ１４
ａへの設定値が変えられ付加残響信号が調整される。す
なわちマイコン１８ａが補正係数発生手段９に相等する
機能を行なう。

ＤＳＰを用いて、付加残響信号の処理だけでなく他に多
くの処理も行なうが、そのうち付加残響信号の処理部の
みを示したのが第３図である。本実施例ではスピーカは
４個あり、それぞれに付加残響信号を発生しているがこ
こでは一チャンネル分だけを示しである。残響を初期反
射音と残響音に分け、それぞれを独立に制御することに
より、更に精密な制御が行なわれることを前に述べたが
、本実施例においても付加残響信号を初期反射信号と残
響信号に分けて制御を行なっている。そしてこれら信号
の基になる音響信号は、ＣＤ、レコード等の音響信号源
より出力され、直接音と称している。ＤＳＰ１４ｂに入
力された直接音信号は、所望の残響を生じるための初期
反射音、及び残響音を生じるように初期反射信号発生部
４３ｂ、残響信号発生部４４ｂで処理された後、増幅器
４１ｂ、４２ｂで増幅された後、加算器８ｂで直接音信
号と合成され、Ｄ／Ａ変換器１５ｂでアナログ信号に変
換される。

１５ｂはローパスフィルタの機能も有する。その後増幅
器１６ｂを通してスピーカエフｂより出力される。

残響を変化させる方法としては、初期反射信号発生部４
３ｂ及び残響信号発生部４４ｂで発生される初期反射信
号及び残響信号をそれ自体変化させる方法と、初期反射
信号発生部４３ｂ及び残響信号発生部４４ｂから出力さ
れた初期反射信号及び残響信号を変化させる方法とがあ
る。第３図に示す実施例では出力された信号を変化させ
る後者の方法を用し）でいる。すなわち初期反射信号発
生部４３ｂより出力された初期反射信号及び残響信号発
生部４４ｂより出力された残響信号は、それぞれ増幅器
４１ｂ及び４２ｂで増幅されるが、この増幅器４１ｂ及
び４２ｂの増幅率が補正係数発生部９ｂにより、車速セ
ンサ４ｂで検出された走行速度に対応して変えられるよ
うになっている。補正係数発生部９ｂは、走行速度に応
じて補正係数を発生し、静止状態の時の増幅器４１ｂ及
び４２ｂの増幅率にこの補正係数を乗じた値になるよう
に、増幅器４１ｂ及び４２ｂの増幅率を設定する。

走行速度と補正係数の関係の例を示１−たグラフが、第
４Ａ図及び第４Ｂ図である。速度がゼロ、す−：わち車
が停止している時の補正係数は１てあり、走行速度の上
昇に従って補正係数は増加する。

その変化は低速時にはあまり増加せず、高速になるに従
って急激に増加するようになっている。この走行速度と
補正係数の関係は、実際に車両を用いた走行実験により
、最適な聴感が得られるように求約たものであるが、車
種等種々の条件により轟然最適条件は異なると考えられ
る。第４Ａ図の補正係数は、マイコンンステム内で演算
により発生させるか、又はルックアップテーブルを設け
て発生させている。しかしこれでは演算や余分なメモリ
が必要になるため、第４Ｂ図に示すように走行速度と補
正係数との関係を静止時と走行時のステップ状としても
、かなりの効果が得られる。なお係数の変化が走行速度
に対してヒステリンスを示すように設定しているのは、
この速度付近での走行時に係数が頻繁に変化するのを防
ぐためである。

第３図に示した実施例では、初期反射信号と残響信号の
増幅率を同じ補正係数で補正しているが、別々の補正係
数を発生させても、また一方の信号のみを補正してもか
まわない。例えば残響信号のみを、走行速度の増加に応
じて増加させた例を、第５Ａ図及び第５Ｂ図に示す。第
５Ａ図は停止時の直接音信号、初期反射信号及び残響信
号を示し、これを補正係数を１．８として残響信号のみ
を１．８倍にした例を第５Ｂ図に示す。第５Ｂ図からも
明らかなように、補正係数が大きい場合には、直接音よ
りも残響信号の最大値が大きくなることもあり得る。

第３図に示した実施例では、出力された初期反射信号及
び残響信号の増幅率を変化させたが、初期反射信号発生
部４３ｂ及び残響信号発生部４４ｂを制御して、初期反
射信号及び残響信号自体を変化させる実施例について説
明する。

初期信号発生部は、通常第６図に示すようなデジタルフ
ィルタで構成されており残響信号発生部は第８図に示す
ようなフィードバック回路に相当するデジタルフィルタ
で構成されている。第４図において、２１ｃから２５ｃ
は遅延メモリであり、信号を所定時間だけ遅延させる。

２６Ｃから３１０は、増幅器であるが、ここでは減衰器
の働きを行ないそれぞれｇｋ倍の増幅率を有するとする
。３２ｃは最終段の増幅器であり、３３ｃは加算器であ
る。

第６図に示したデジタルフィルタは、フィニットインパ
ルスレスポンスフィルタト呼ハれるフィルタであり、第
１０図に示したフィードバック回路とは有限回の出力と
いう点で異なり、遅延時間及び減衰率をそれぞれ独立に
設定することにより、初期反射音に相当する複雑な信号
を生成できるものであり、パルス入力に対して第５Ａ図
に示す初期反射信号のような出力が得られる。

第６図のデジタルフィルタにおいて、増幅器２６ｃから
３１ｃの増幅率を大きくするか遅延メモリ２１ｃから２
５ｃの遅延時間を長くすると、出力である初期反射信号
が変化する。

残響信号は、第１０図に示すフィードバック回路をデジ
タルフィルタで構成することにより実現される。遅延器
６ｅの遅延時間をｔ、減衰器７ｅの増幅率をｇ（ｇ＜１
）とすると第７Ａ図に示すような出力が得られるが、減
衰器７ｅの増幅率を１に近づけることにより、出力は第
７Ａ図から第７Ｂ図に示すように変化する。同様に遅延
器６ｅの遅延時間を長くすると、出力は第７Ａ図から第
７Ｃ図に示すように変化する。

残響の大きさを、音を切ってから６０ｄＢ減衰するまで
の時間である「残響時間」で定義していることは前に述
べたが、第７Ａ図、第７Ｂ図及び第７ＣＩｌｆｆｌから
れかるように、増＠率ｇを１に近づけ、遅延時間ｔを長
くすることにより、残響信号の残響時間は長くなる。実
際には上記残響時間には、初期反射音も含まれるため、
初期反射信号も考慮する必要がある。しかじ車速に応じ
て残響を変化させる場合には、主として残響信号の残響
時間のみについて変化させれば充分である。

実際に残響信号を変化させるには、第２図においてマイ
コン１８ａがＤＳＰ１４ａに設定する値を変えることに
より行なうが、マイコン１８ａは車速センサ４ａの検出
した走行速度を読み取り、その走行速度から所定の関係
に従って補正係数を求めてＤＳＰ１４ａに値を設定する
。その際の走行速度と補正係数の関係を示す例が、第８
Ａ図及び第８Ｂ図である。

第８Ａ図は、静止時の係数を１とし、速度の増加と共に
直線的に係数が増加し、１５０ｋｍ／時以上では一定値
の１．５となる。マイコン１８ａは、読み取った走行速
度より補正係数を演算し、第１０図のデジタルフィルタ
の増幅器７ｅの増幅率を設定する。

静止時の増幅率を０．６にして第８Ａ図のように係数が
変化すると、７５ｂ／時の時には増幅率は０．７５にな
る。またデジタルフィルタの遅延時間を変える場合には
、遅延時間を初期値に係数を乗じた値になるよう設定す
る。

第８Ｂ図は、第８Ａ図では補正係数の演算が必要になる
ため、第４Ｂ図と同様に走行速度と補正係数の関係を静
止時と走行時のステップ状としたものであり、これでも
残響信号が一定の時に比べて、大きな効果が得られる。

本実施例では、すべての信号処理をデジタル処理で行な
っているが、例えば直接音はそのままで、残響音のみに
ついてデジタル処理を行った後、Ｄ／Ａ変換を行い、ア
ナログ信号の状態で直接音と残響音を合成することも可
能である。

更にすべてアナログ信号により処理する回路の例を第９
図に示す。この回路は、第１０図の残響信号の生成回路
を具体化し、直接音信号との合成回路部分を付加したも
のであり、初期反射信号は残響信号に含まれると考える
。６ｄは、ＢＢＤ素子のようなアナログ遅延素子である
。５ｄは加算器であり、７ｄは増幅率ｇ（ｇ＜１）の増
幅器であり、車速センサにより検出された走査速度によ
り抵抗値が変化され、増幅率が変わるよう構成されてい
る。

以上が本発明の実施例であるが、本発明は走行速度に応
じて付加残響信号を変化させるものであれば良く、例え
ば遅延素子としてデジタルフィルタやＢＢＤ素子を利用
した場合には、信号は離散的になるが、コイル等で構成
される遅延回路を用いれば連続的な信号が得られる。

口発明の効果〕 本発明により、簡単な構成で、走行速度の違いによる雑
音状態の差によらず、良好な残響を有する車載用オーデ
イオンステムが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の車載用オーディオシステムの基本構
成を示す図。 第２図は、本発明に基づ＜ＤＳＰを用いた実施例のオー
ディオシステム全体の基本構成を示す図。 第３図は、第２図の実施例での付加残響信号を発生する
部分と関係部分の構成図。 第４Ａ図及び第４Ｂ図は、走行速度と補正係数の関係の
例を示す図。 第５Ａ図及び第５Ｂ図は、直接音信号、初期反射音信号
及び残響信号の例と残響信号のみを増幅した例を示す図
。 第６図は、付加残響信号を発生するためのデジタルフィ
ルタの構成例を示す図。 第７Ａ図、第７Ｂ図及び第７Ｃ図は、第１０図に相当す
るデジタルフィルタのインパルス応答例を示す図であり
、第７Ｂ図は増幅率を大きくした例を示し、第７Ｃ図は
遅延時間を大きくした例を示す。 第８Ａ図及び第８Ｂ図は、走行速度と補正係数の例を示
す図。 第９図は、アナログ回路による残響信号発生回路の例を
示す図。 第１０図は、従来からのフィードバックによる残響信号
発生回路の構成を示す図。 第１１図は、第１０図の回路の出力例を示す図。 図において、 １・・・車載用オーディオシステム、 ２・・・残響信号発生手段、４・・・車速センサ、５ｄ
、ｅ・・・加算器、　　　６ｄ・ｅ・・・遅延器、７ｄ
、ｅ・・・増幅器、 ９ｂ・・補正係数発生手段、 １４ａ、ｂ−−ＤＳＰ、　　　４１ｂ ４３ｂ・初期反射信号発生部、 ４４ｂ・・残響信号発生部。 増幅器、 ４２ｂ・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、音響信号に対応した付加残響信号を発生する付加残
   響信号発生手段（２）を備え、該付加残響信号を該音響
   信号と共に出力し、該付加残響信号を変化させることで
   残響を調整することが可能な車載用オーディオシステム
   （１）において、該オーディオシステム（１）を搭載す
   る車両が備える車速センサ（４）からの走行速度に関す
   る信号を受け、該走行速度の増加に従って該付加残響信
   号の出力レベル又は残響時間の少なくとも一方を増加さ
   せるよう該付加残響信号発生手段（２）を制御する補正
   係数発生手段（９）を備えることを特徴とする車載用オ
   ーディオシステム。 ２、前記付加残響信号発生手段（２）は、 入力データを遅延する遅延器（６ｅ）、 該遅延器の出力を減衰する減衰器（７ｅ）、及び 該減衰器（７ｅ）の出力と入力データを加算し、加算デ
   ータを入力データとして出力する加算器（５ｅ）を有す
   るフィードバック回路を少なくとも備え、 該補正係数発生手段（９）は、該減衰器（７ｅ）の減衰
   率を小さく又は大きくするように制御すること又は該遅
   延器（６ｅ）の遅延時間を可変させるように制御するこ
   との少なくとも一方を行なうことで、残響時間を可変さ
   せることを特徴とする請求項の１に記載の車載用オーデ
   ィオシステム。 ３、直接音信号を出力する音響信号源、 該直接音信号に応じて初期反射音信号を生成する初期反
   射音生成手段（４３ｂ）、 該直接音信号に応じて残響信号を生成する残響信号生成
   手段（４４ｂ）を備えた車載用音場制御装置において、 該音場制御装置を搭載する車両が備える車速センサ（４
   ｂ）からの走行速度に関する信号を受け、該走行速度の
   増加に従って該初期反射信号又は該残響信号の少なくと
   も一方の出力レベルを増加させることを特徴とする車載
   用音場制御装置。