JPH05344580A - 車載用音場再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車室内における音響再生に際して、再生され
る音信号の種類や運転手の好みに応じて、運転手等が聞
く音が直接音から間接音にまで変化できること。 【構成】 スピーカ装置がスピーカユニット３と、音放
射を拡散・収束と変化できる音響レンズを備え、スピー
カ装置から放射される直接波が車室内の受聴位置まで直
接到達可能であり、かつスピーカ装置の近傍空間の一部
に音響エネルギーを拡散させる１つまたは複数の反射壁
が存在し、音声の種類によって、あるいは手動スイッチ
によって、前記音放射の拡散・収束とを切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車室内における音響再
生を行うことの出来る車載用音場再生装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、車載用のスピーカ装置として一般
に用いられているドアマウント方式のスピーカ装置は、
ステレオ再生時に１つの受聴位置にたいして左右のスピ
ーカからの応答が大きく異なる傾向があった。その従来
のドアマウント方式のスピーカ装置による運転席の受聴
位置におけるインパルス応答を図８に示す。

【０００３】図８の上図（ａ）に示すように、受聴位置
から近い右チャンネルスピーカからの応答は直接音支配
の応答であるのに対し、図８の下図（ｂ）に示す受聴位
置から遠い左チャンネルスピーカからの応答は間接音支
配の応答である。つまり、音源位置（ドア）と受聴位置
（座席）に対する車室内空間の非対称性のため、受聴位
置における応答はアンバランスな応答となり、車室内に
おけるステレオバランス再生は非常に困難になるという
問題がある。

【０００４】そこで、それを改善した他の従来例とし
て、指向特性が鋭いスピーカを用い、左右のスピーカの
それぞれの指向軸を受聴位置に向けて設置する構成のも
のがある。これによって車室内空間特有の反射波の影響
を少なくし、左右のスピーカからの応答が同様なものと
することができる。すなわち、この従来例における構成
によれば、左右チャンネルからの応答は両チャンネルと
も直接音支配の応答が実現される。従ってステレオ再生
時において、左右のアンバランスな応答が改善され、明
確な音像定位が期待できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな直接音支配の音場は長時間再生時に疲労感を伴った
り、再生ソースの種類や受聴者の好みによっては明確な
音像定位感のない、拡がり感のある音場特性が望まれる
場合も考えられる。

【０００６】本発明は、このような従来の車載用音場再
生装置の課題を考慮し、車室内における音響再生に際し
て、再生されるソースの種類や受聴者の好みに応じて、
受聴位置における応答が直接音支配の応答から間接音支
配の応答にまで変化できる車載用音場再生装置の提供を
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、スピーカユニ
ットと、音の収束、発散が変化できる音響レンズとを備
えたスピーカ装置が、スピーカ装置から放射される直接
波が車室内の受聴位置まで到達可能な位置に配置されて
いる車載用音場再生装置である。

【０００８】また、本発明は、スピーカユニットと、指
向特性が鋭い方向とブロードな方向とを持ち、スピーカ
ユニットに対して回転できる機構を持つホーンとを備え
たスピーカ装置が、スピーカ装置から放射される直接波
が車室内の受聴位置まで到達可能である位置に配置され
ている車載用音場再生装置である。

【０００９】また、本発明は、指向特性が鋭いスピーカ
と、指向特性がブロードなスピーカと、２つのスピーカ
への入力を調整するレベルバランサとを備え、指向特性
が鋭いスピーカの設置場所は、指向特性が鋭いスピーカ
から放射される直接波が車室内の受聴位置まで到達可能
である位置であり、また指向特性がブロードなスピーカ
の設置場所は、指向特性がブロードなスピーカの近傍空
間の一部に音響エネルギーを拡散させる１つまたは複数
の反射壁が存在する位置である車載用音場再生装置であ
る。

【００１０】

【作用】本発明では、音響レンズを収束させるようにす
ることによって、スピーカ装置から放射される直接波が
車室内の受聴位置まで到達できるようにし、音響レンズ
を発散させるようにすることによって、受聴位置で間接
音を聞くことが出来る。

【００１１】また、本発明は、スピーカ装置を指向特性
が鋭い方向とすることによって、放射される直接波が車
室内の受聴位置まで到達出来、ブロードな方向にスピー
カ装置の指向特性をすることによって、受聴位置で間接
音を聞くことが出来る。

【００１２】また、本発明は、レベルバランサによっ
て、２つのスピーカを切り替え、指向特性を鋭くする事
によって、放射される直接波が車室内の受聴位置まで到
達出来、指向特性をブロードとすることによって、音響
エネルギーを拡散させる１つまたは複数の反射壁を利用
して間接音を聞くことが出来る。

【００１３】このように、本発明では、車室内における
音響再生に際して、再生されるソースの種類や受聴者の
好みに応じて、受聴位置における応答が直接音支配の応
答から間接音支配の応答にまで変化できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１５】図１（ａ）、（ｂ）は本発明の第一の実施
例における車載用音場再生装置の側断面図である。収束
型音響レンズ１、発散型音響レンズ２及びスピーカユニ
ット３は、ダッシュボード４の前方に取り付けられてい
る。５はフロントガラスであり、ダッシュボード４の上
面には表示手段１４が設けられ、表示手段１４は、相関
回路１に接続され、また、音響レンズ１、２は制御手段
１５を通じて相関回路１に接続され、その相関回路１３
には、帯域制限フィルタ１２から信号が入力されてい
る。

【００１６】以上の構成要素よりなるシステムによって
構成された車載用音場再生装置の動作について説明す
る。

【００１７】スピーカ装置は車室内のダッシュボード４
に埋め込んで設置されている。すなわち、このスピーカ
装置はスピーカユニット３と収束型音響レンズ１また
は、発散型音響レンズ２より構成されるものであるがそ
の構造についての詳細は後で述べる。

【００１８】図１（ａ）において、収束型音響レンズ１
の焦点は前部座席の受聴位置に合わされており、これに
よって受聴位置における応答は間接音のレベルは小さ
く、直接音支配の応答となる。

【００１９】また図１（ｂ）においては、発散型音響レ
ンズ２によりスピーカユニット３から放射される音響エ
ネルギーは拡散され、さらにフロントガラス５などの反
射壁によって多くの反射音が発生する。従って、受聴位
置における応答は反射音を多く含んだ間接音支配の応答
となる。

【００２０】さらにニュース、交通情報などは、受聴位
置における応答が直接音支配の応答であるほうが明瞭度
が高く聞き取り易い。そのために、左右それぞれの信号
に対し、帯域制限フィルタ１２で人間の声の周波数帯域
に相当する中域の周波数成分を抽出し、左右の信号の相
関値を相関回路１３で計算する。そして、相関回路１３
で計算された計算値がある値以上であれば、モノラルも
しくはステレオ感の乏しいアナウンス放送などのソース
であると判断し、受聴位置における応答が、直接波支配
の応答となる様に制御手段１５が音響レンズ１、２の構
成を収束型に変化させる。またこの他、収束型から発散
型までの音響レンズ１、２の構成は表示手段１４に示さ
れる相関値に応じて受聴者が手動によっても変化できる
ものである。

【００２１】図２に音響レンズ１、２の簡単な原理図を
示す。音響レンズは複数の音道に経路差を持たせ、等価
的に音速差が生じることによって音波が屈折する現象を
利用したものである。

【００２２】従って、図２（ａ）に示す様に音響レンズ
の中央部の音道６を長くし、両端部で最も短くなるよう
に音道に経路差を与えてやれば、より長い音道を通過し
た音波の音速が等価的に遅くなり、音響レンズを透過し
た音波は内側に屈折し、中心軸上のある点で焦点を結ぶ
収束型音響レンズ１が実現できる。

【００２３】またこれとは逆に、図２（ｂ）に示す様に
音響レンズの中央部の音道６を短くし、両端部で最も長
くなるように音道に経路差を与えてやれば、音響レンズ
を透過した音波は外側に屈折し、音波の波面を広げる発
散型音響レンズ２が実現できる。

【００２４】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそのような
スピーカ装置の構造図である。それぞれの音道の長さは
音道壁７とスライド式に延びる音道壁７の延長壁８の和
によってきまる。図３（ａ）は、中央の音道６が延長さ
れ、両端側の音道が延長されていない収束型であって、
図３（ｃ）は両端側の音道が延長され、中央の音道が延
長されている発散型である。図３（ｂ）は、図３（ａ）
に示す収束型音響レンズ１の中央部の音道６上の断面図
であって、音道壁７の延長壁８の長さをＬ、スピーカユ
ニット３の軸方向と音道壁７の傾き方向とのなす角度を
θとする。このとき、音響レンズの端部を通過した音波
と音響レンズの中央部の音道６を通過した音波の経路差
はＬ（１−ＣＯＳθ）となり、さらに音速の比は１：Ｃ
ＯＳθ＜１となる。従って音響レンズの中央部の音速が
みかけ上遅くなり、音波が内側に屈折し収束することに
なる。

【００２５】音道壁７及び音道壁７の延長壁８は短冊状
の形状であり、それぞれの短冊の音道壁７の延長壁８の
長さを調整することにより、図３（ａ）、（ｃ）に示す
様に１つの音響レンズで収束型音響レンズ１や発散型音
響レンズ２が実現できる。

【００２６】このように、制御手段１５からの信号によ
り、延長壁８をスライドさせるモータが駆動され、アク
チュエータ、レバー等を介して、延長壁８が伸び縮みす
る。

【００２７】また、相関関係が表示手段１４に表示さ
れ、運転手はそれを見て、手動のスイッチでもってその
制御手段１５に信号を送り、延長壁８を伸び縮みさせる
ことが出来る。

【００２８】図４は本発明の第２の実施例における車載
用音場再生装置の側断面図である。第１の実施例と同じ
ものには同じ符号を付している。すなわち、３はスピー
カユニット、４はダッシュボード、５はフロントガラ
ス、１２は帯域制限フィルタ、１３は相関回路１４は表
示手段、１５は制御手段である。

【００２９】異なるところは、スピーカ装置は車室内の
ダッシュボード４に埋め込んで設置されている。このス
ピーカ装置はスピーカユニット３と、細長い矩形状の開
口部を持つホーン９により構成されるものである。な
お、１０はスピーカユニット３とホーン９の接続部であ
る。

【００３０】図５は本実施例におけるスピーカ装置の構
造図である。図５において、ホーン９は長辺と短辺から
なる細長い矩形状の開口部を持つ。寸法線に書き込まれ
た数値はmm単位の長さを示す。また、ホーン９内部で発
生する定在波の影響を軽減するためにホーン９を形成す
る壁は吸音材１１で形成されている。さらに、スピーカ
ユニット３とホーン９との接続部１０はホーン９がスピ
ーカユニット３の中心軸を軸として、任意の角度に回転
できる機構を備えている。

【００３１】図６は本実施例におけるホーン９の開口部
の長辺方向と短辺方向の指向特性を示す。図６（ａ）に
示す様に長辺方向の指向特性は鋭く、逆に短辺方向の指
向特性はブロードであることがわかる。

【００３２】従って図４（ａ）において、ホーン９の開
口部は長辺方向が車室内の鉛直方向に合わされている。
これによってスピーカ装置の指向特性は鉛直方向に鋭く
なり、受聴位置における応答は間接音のレベルは小さ
く、直接音支配の応答となる。

【００３３】また図４（ｂ）において、ホーン９の開口
部は短辺方向が車室内の鉛直方向に合わされている。こ
れによってスピーカ装置の指向特性は鉛直方向にブロー
ドになり、スピーカ装置から放射される音響エネルギー
が拡散され、さらにフロントガラス５などの反射壁によ
って多くの反射音が発生する。従って、受聴位置におけ
る応答は反射音を多く含んだ間接音支配の応答となる。

【００３４】そして、第１の実施例と同様にして、制御
手段１５もしくは手動によって、モータを駆動して、歯
車、軸等を介し、スピーカユニット３とホーン９の接続
部１０を回転することが可能で、受聴位置での応答を直
接音支配から間接音支配まで調整することができる。

【００３５】図７は本発明の第３の実施例における車載
用音場再生装置の構成を示す側断面図である。第１の実
施例と同じものには同じ符号を付している。すなわち、
１は収束型音響レンズ、２は発散型音響レンズ、３はス
ピーカユニット、４はダッシュボード、５はフロントガ
ラス、１２は帯域制限フィルタ、１３は相関回路１４は
表示手段、１５は制御手段である。そして、１１は２つ
のスピーカユニット３への入力バランスを調整するレベ
ルバランサである。

【００３６】車室内の受聴位置におけるスピーカ装置か
らの応答は、スピーカ装置単体の特性とスピーカ装置が
設置された位置から受聴位置までの車室内空間の伝達特
性をかけあわせたものとなる。従って受聴位置において
直接音支配の応答を得るためには、指向特性が鋭いスピ
ーカを受聴位置までの伝達特性が直接波支配である位置
に、逆に受聴位置において間接音支配の応答を得るため
には、指向特性がブロードなスピーカを受聴位置までの
伝達特性が間接波支配である位置にそれぞれ設置するこ
とが効果的である。

【００３７】そこで本実施例においては、スピーカユニ
ット３と収束型音響レンズ１より構成される指向特性の
鋭いスピーカ装置はダッシュボード４の受聴位置に近い
位置に埋め込んで設置し、スピーカユニット３と発散型
音響レンズ２より構成される指向特性のブロードなスピ
ーカ装置はダッシュボード４の下側に埋め込んで設置す
る。さらに、各々のスピーカ装置から放射される音響エ
ネルギーのバランスは第一の実施例と同様にして、制御
手段１５もしくは手動によってレベルバランサ１１で調
整し、それぞれの音響レンズ１又は２へ信号を送り込む
ことによって、受聴位置において受聴者の目的と好みに
応じた音場特性を実現するものである。その調整の仕方
は、オン、オフ切り替えでもよいし、適切な比率で調整
することも可能である。

【００３８】なお、本発明は、再生されるソースの種類
や、受聴者の好みに限らず、他の要素によって直接音、
間接音の支配を切り替え、あるいはその配分を調整する
ことも可能である。

【００３９】また、本発明の受聴者とは、運転手に限ら
ず、他の座席に座る人でもよいことはいうまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、車室内における音響再生に際して、再生され
るソースの種類や受聴者の好みに応じて、受聴位置にお
ける応答が直接音支配の応答から間接音支配の応答にま
で変化できる車載用音場再生装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における車載用音場再生
装置の側断面図である。

【図２】第１実施例における音響レンズの原理図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施例におけるスピーカ装置の
構造図である。

【図４】本発明の第２の実施例における車載用音場再生
装置の側断面図である。

【図５】本発明の第２の実施例におけるスピーカ装置の
構造図である。

【図６】本発明の第２の実施例におけるスピーカ装置の
指向特性図である。

【図７】本発明の第３の実施例における車載用音場再生
装置の側断面図である。

【図８】従来例における受聴位置でのインパルス応答特
性図である。

【符号の説明】

１ 収束型音響レンズ ２ 発散型音響レンズ ３ スピーカユニット ４ ダッシュボード ５ フロントガラス ６ 音響レンズの中央部の音道 ７ 音道壁 ８ 音道壁の延長壁 ９ ホーン １０ スピーカユニットとホーンの接続部 １１ レベルバランサ １２ 帯域制限フィルタ １３ 相関回路 １４ 表示手段 １５ 制御手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スピーカユニットと、音の収束、発散が変
   化できる音響レンズとを備えたスピーカ装置が、前記ス
   ピーカ装置から放射される直接波が車室内の受聴位置ま
   で到達可能な位置に配置されていることを特徴とする車
   載用音場再生装置。
2. 【請求項２】右チャンネル信号と左チャンネル信号の相
   関値を計算する相関回路と、前記相関回路の出力信号に
   応じて、前記音響レンズの音の収束、発散状態を変化さ
   せる制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載
   の車載用音場再生装置。
3. 【請求項３】スピーカユニットと、指向特性が鋭い方向
   とブロードな方向とを持ち、前記スピーカユニットに対
   して回転できる機構を持つホーンとを備えたスピーカ装
   置が、前記スピーカ装置から放射される直接波が車室内
   の受聴位置まで到達可能である位置に配置されているこ
   とを特徴とする車載用音場再生装置。
4. 【請求項４】右チャンネル信号と左チャンネル信号の相
   関値を計算する相関回路と、前記相関回路の出力信号に
   応じて前記ホーンの角度を変化させる制御手段とを備え
   たことを特徴とする請求項３記載の車載用音場再生装
   置。
5. 【請求項５】スピーカ装置の配置位置は、そのスピーカ
   装置が存在する近傍空間の一部に音響エネルギーを拡散
   させる１つまたは複数の反射壁が存在することを特徴と
   する請求項１又は３記載の車載用音場再生装置。
6. 【請求項６】指向特性が鋭いスピーカと、指向特性がブ
   ロードなスピーカと、前記２つのスピーカへの入力を調
   整するレベルバランサとを備え、前記指向特性が鋭いス
   ピーカの設置場所は、前記指向特性が鋭いスピーカから
   放射される直接波が車室内の受聴位置まで到達可能であ
   る位置であり、また前記指向特性がブロードなスピーカ
   の設置場所は、前記指向特性がブロードなスピーカの近
   傍空間の一部に音響エネルギーを拡散させる１つまたは
   複数の反射壁が存在する位置であることを特徴とする車
   載用音場再生装置。
7. 【請求項７】右チャンネル信号と左チャンネル信号の相
   関値を計算する相関回路と、前記相関回路の出力信号に
   応じて前記レベルバランサを調整する制御手段とを備え
   たことを特徴とする請求項６記載の車載用音場再生装
   置。