JPH04256300A - 音場制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のスピーカより直
接音、初期反射音及び残響音を出力してコンサートホー
ル等にいるが如き聴感を得るようにする音場制御装置に
関し、特に良好な聴感が得られる聴取範囲（以下リスニ
ング範囲と称す。）を拡張、例えば室内に前後二ケ所の
リスニング範囲を設けるようにした音場制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】普通の部屋や自動車においても、あたか
もコンサートホールにいるが如き聴感が得られるように
、多くのスピーカを設置してそれぞれから異なる信号を
出力する音場制御装置と呼ばれるオーディオシステムが
ある。これはコンサートホール等の聴取席において演奏
点からの音を測定すると、図５に示すような直接伝達さ
れる直接音、左右の両側壁面を主とする最初の反射によ
る初期反射波群、及び複数回反射を繰り返して減衰しな
がらより長い時間にわたって伝わってくる高次反射波群
が得られ、これをそれぞれ計測しておき、音響信号から
同様の音響効果を生じるような信号を作り出して、それ
ぞれのスピーカから出力するものである。通常初期反射
波群を初期反射音、高次反射波群を残響音と称している
。

【０００３】高級なオーディオシステムでは、スピーカ
の数は非常に多い場合もあるが、一般的には図６に示す
ように直接音、初期反射音及び残響音でそれぞれ左右二
個のスピーカ、すなわち全体で六個のスピーカによりシ
ステムを構成している。このような音場制御装置では、
図６に示すようにリスニング範囲８ｃが決っており、そ
の範囲に所望の音場を作り出すものである。

【０００４】初期反射音及び残響音を発生させるための
信号は、デジタルシグナルプロセッサ（以下ＤＳＰと称
する。）を用いたデジタルフィルタ回路により、直接音
に相当する音響信号から生成されるのが一般的である。 初期反射音信号と残響音信号を生成するためのデジタル
フィルタ回路の例を図７に示す。図７（ａ）がフィニッ
トインパルスレスポンスフィルタと称される直接音信号
から初期反射音信号を生成するためのデジタルフィルタ
回路である。図７（ｂ）はインフィニットインパルスレ
スポンスフィルタといわれ、直接音信号より残響音信号
を生成するための回路である。

【０００５】音場制御装置では、使用されるスピーカの
数や一個のスピーカから複数の音、例えば直接音と初期
反射音を混ぜて出力するという形態をとることにより数
多くの構成が考えられる。しかし直接音はかならず前方
から出力される必要があり、一般的には初期反射音も前
方から出力され、残響音は後方から出力される。多くの
スピーカを有するシステムでも直接音スピーカは一個か
二個であり、リスニング範囲は限られている。

【０００６】近年自動車にもこのような音場制御装置を
使用して、良好な音楽環境を実現している。自動車の場
合には、スピーカが配置できる部分が限られているため
、自動車の前部に直接音用と初期反射音用のスピーカを
配置し、後部に残響音用スピーカを配置するのが一般的
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図６に示すように音場
制御装置が制御する音場は、リスニング範囲８ｃである
。そのためリスニング範囲以外の位置では、かならずし
も充分な音質が得られるとは限らない。特に残響音用ス
ピーカ４ｃに近い位置では、相対的に残響音の比率が増
加し、こもった不明瞭な音になる。このことは室内にお
けるリスニング範囲が限られていることを意味し、聴取
者の数が増加すると大きな問題になる。

【０００８】また特に自動車の車室内では空間も限られ
ており、その上座席等で前部と後部が隔てられているた
め、運転席や助手席、更には後部座席も含めてすべての
位置で所定以上の音質を得ることは非常に難しい。その
ため通常は運転席を含む前部座席がリスニング範囲にな
るように設定している。しかしこれでは後部座席にいる
人は、不充分な音質の音を聞くことになり問題がある。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、音場制御装置でのリスニング範囲を拡張するこ
とを目的とし、特に自動車の音場制御装置において前部
座席だけでなく後部座席でも良好な音を聞くことができ
るようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の音場制御装置で
は、上記問題点を解決するため、室内の中央上部に、前
方に向けて残響音を出力するスピーカと後方に向けて直
接音と初期反射音を出力するスピーカを設けることで聴
取範囲を拡張する。図１は、本発明の音場制御装置にお
けるスピーカの基本的な配置構成を示した図である。な
お図面においては、同様の機能を有する部分については
同一の番号を付し、図１以外には順にアルファベットの
小文字を付して表わすこととする。

【００１１】すなわち本発明の音場制御装置は、室内１
の前部に設けられ、室内１の後方に向けて直接音を出力
する前部直接音用スピーカ２と、室内１の前部に設けら
れ室内１の後方に向けて初期反射音を出力する前部初期
反射音用スピーカ３と、室内１の後部に設けられ室内１
の前方に向けて残響音を出力する後部残響音用スピーカ
４とを備えた音場制御装置において、室内１の中央上部
に設けられ室内１の前方下部に向けて残響音を出力する
中央残響音用スピーカ５と、室内１の中央上部に設けら
れ室内１の後方下部に向けて直接音及び初期反射音を出
力する中央直接音初期反射音用スピーカ６とを備え、良
好な聴取範囲を拡張したことを特徴とする音場制御装置
である。

【００１２】

【作用】直接音、初期反射音及び残響音がバランスして
初めて良好な音質が得られる。そのためリスニング範囲
以外の位置では、これらのバランスが崩れ音質が低下す
る。すなわちリスニング範囲の前方では直接音と初期反
射音の比率が増加し、残響音が不足する。そしてリスニ
ング範囲の後方では残響音の比率が増大し、直接音と初
期反射音が不足する。そこで前後にリスニング範囲を拡
張するには、それぞれの部分で不足する種類の音を補え
ば良い。

【００１３】しかし前述のように直接音は前方から来る
ことが必要であり、初期反射音と残響音もそれぞれ前方
と後方から来るものとしてシステムが形成されている。 そのため例えば直接音を室内後部のスピーカより前方に
向けて出力することで、リスニング範囲を後方に拡張す
ることはできない。本発明の音場制御装置では、室内１
の中央上部に設けたスピーカ５より前方の下側に向けて
残響音が出力されるため、従来は残響音が不足していた
リスニング範囲の前方での各音のバランスが改善されて
リスニング範囲が拡張される。しかもスピーカ５による
出力は、従来のリスニング範囲である中央部を含めた室
内１の後側にはほとんど影響を及ぼさない。同様にスピ
ーカ６からは直接音と初期反射音が出力されるため、リ
スニング範囲が後方に拡張される。

【００１４】なおここで重要なのは、すべてのスピーカ
からの出力を総合して考えることであり、前後に拡張さ
れたリスニング範囲の部分には、スピーカ５と６以外の
スピーカにより既に音場が形成されており、スピーカ５
と６はこれを補助してリスニング範囲を拡張することで
ある。

【００１５】

【実施例】前述の通りスピーカの数を更に増加させたり
、一個のスピーカより複数種類の音を出力することで、
音場制御装置としては無限ともいえるスピーカ配置が考
えられる。しかしスピーカの数を増加させることはコス
ト増だけでなく、設置スペースの上からも問題がある。 図２は、室内前部の初期反射音用スピーカを一個にした
上で、更に信号処理を簡単化するため、中央上部に設け
るスピーカと同様に直接音も出力するようにした実施例
でのスピーカ配置を示す図である。

【００１６】図２において２ａは室内１ａの前部に設け
られた直接音用スピーカであり、左右二個のスピーカで
ステレオシステムを形成している。４ａは室内１ａの後
部に設けられた残響音用スピーカであり、左右二個ある
。５ａも残響音用スピーカであり、室内１ａの中央上部
に設けられている。６ａは室内１ａの中央上部に設けら
れたスピーカであり、直接音と初期反射音を一緒に出力
する。尚、スピーカ６ａは左側直接音、右側直接音、初
期反射音を１組のスピーカで出力してもよいがスピーカ
６ａを左右２組のスピーカで構成し、それぞれ左側直接
音と初期反射音、右側直接音と初期反射音を出力する方
が好ましい。７ａは室内１ａの前部に設けられたスピー
カであり、スピーカ６ａと出力強度は異なるが同一の音
響信号を出力する。

【００１７】図２に示す各スピーカへの音響信号を生成
するためのＤＳＰを用いた回路の構成を図３に示す。図
３において、１１ａは音響信号源であり、ここではアナ
ログ信号を出力する。１２ａはＡ／Ｄ変換器であり、ア
ナログ信号をデジタル信号に変換する。１３ａはＤＳＰ
であり、図７に示すようなデジタルフィルタを構成し、
初期反射音と残響音に相当するデジタル信号を生成する
。１４ａはＤ／Ａ変換器であり、ＤＳＰ　１３ａで生成
された信号をアナログ変換して、初期反射音信号と残響
音信号を生成する。１５ａはミキサ回路であり、アナロ
グ変換された初期反射音ともとの音響信号源よりの直接
音信号を混ぜ合せる。

【００１８】図３に示した回路構成は一例であり、直接
音と初期反射音信号の混合をアナログミキサ回路１５ａ
で行っているが、これをＤＳＰ　１３ａで行っても良い
。自動車に用いられる音場制御装置では、前部座席と後
部座席の両方で良好な音場が得られるようにするのが難
しいことは前述したが、本発明を自動車用の音場制御装
置に適用すると上記のような問題が解決可能である。本
発明を自動車用音場制御装置に適用した場合のスピーカ
配置を示したのが図４である。

【００１９】図４において、２０ｂは自動車であり、１
ｂが車室である。スピーカの配置は図２と類似しており
、２ｂは直接音用スピーカ、４ｂと５ｂは残響音用スピ
ーカであり、６ｂと７ｂは直接音と初期反射音を一緒に
出力するスピーカである。スピーカ２ｂ，４ｂ及び７ｂ
の配置は、従来から用いられているものと類似したもの
であり、本実施例では、車室１ｂの天井中央にスピーカ
５ｂと６ｂが設けられている。スピーカ５ｂは前方下部
に向けて残響音を出力し、スピーカ６ｂは後方下部に向
けて直接音と初期反射音を出力し、これにより前部座席
と後部座席で良好な音が得られる。自動車の場合前部座
席と後部座席の間の部分では良好な音が得られなくとも
問題はないため、各スピーカの出力調整はより容易にな
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明により音場制御装置でのリスニン
グポイントを拡張することが可能になり、特に自動車用
の音場制御装置においてこれまで主として前部座席で良
好な音が得られるようにしていたが、前部座席と後部座
席の両方で良好な音が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音場制御装置の基本構成を示す図であ
る。

【図２】室内前部より出力される初期反射音を一個のス
ピーカより出力し、しかもこのスピーカより直接音も出
力するようにして、中央上部のスピーカと一緒の出力に
した実施例のスピーカ配置を示す図である。

【図３】図２のスピーカ構成における各スピーカへの信
号をＤＳＰを用いて実現するための回路構成である。

【図４】本発明を自動車用音場制御装置に適用した場合
のスピーカ配置を示す図である。

【図５】コンサートホール等における聴取点で、演奏点
からの音の時間変化を測定した、音場における音の時間
変化を示す例である。

【図６】従来の音場制御装置でのスピーカ配置例を示す
図である。

【図７】直接音信号から初期反射音信号と残響音信号を
生成するデジタルフィルタ回路の例を示す図である。

【符号の説明】

１…室内 ２…前部直接音用スピーカ ３…前部初期反射用スピーカ ４…後部残響音用スピーカ ５…中央残響音用スピーカ ６…中央直接音初期反射音用スピーカ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　室内（１）の前部に設けられ、該室内
   （１）の後方に向けて直接音を出力する前部直接音用ス
   ピーカ（２）と、該室内（１）の前部に設けられ、該室
   内（１）の後方に向けて初期反射音を出力する前部初期
   反射音用スピーカ（３）と、該室内（１）の後部に設け
   られ、該室内（１）の前方に向けて残響音を出力する後
   部残響音用スピーカ（４）とを備えた音場制御装置にお
   いて、該室内（１）の中央上部に設けられ、該室内（１
   ）の前方下部に向けて残響音を出力する中央残響音用ス
   ピーカ（５）と、該室内の中央上部に設けられ、該室内
   （１）の後方下部に向けて直接音及び初期反射音を出力
   する中央直接音初期反射音用スピーカ（６）とを備え、
   良好な聴取範囲を拡張したことを特徴とする音場制御装
   置。