JPH071855B2

JPH071855B2 - 車載音響再生装置における自動ラウドネス補償装置

Info

Publication number: JPH071855B2
Application number: JP2356388A
Authority: JP
Inventors: 一範高木; 秀雄山本; 伸一佐藤; 雅彦伊藤
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPH01198818A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、ラウドネスの聴感上の周波数特性を自動的に
補償する自動ラウドネス補償装置に関し、特に車載音響
再生装置に適用された自動ラウドネス補償装置に関す
る。

背景技術ラウドネス補償装置として、従来、種々の構成のものが
知られており、そのうちの４例について以下に説明す
る。その第１の従来例は、第13図に示すように、タップ
付音量調整ボリュームVR₁とCRフィルタ回路１とを備え
たもので、中間タップｃとボリュームVR₁の信号入力端
ａとの間に高音帯域補償用コンデンサC₁が接続され、中
間タップｃとボリュームVR₁の他端ｂとの間に低音帯域
補償用コンデンサC₂と抵抗R₁が直列に接続され、さらに
低音帯域補償レベルの制限用抵抗R₂が並列に接続された
構成となっている（特開昭61-248611号公報参照）。

第２の従来例は、第14図に示すように、第１の従来例と
同様にタップ付音量調整ボリュームVR₁を備え、その中
間タップｃとボリュームVR₁の他端ｂとの間に共振回路
２が接続された構成となっている（特開昭58-223909号
公報参照）。

第３の従来例は、第15図に示すように、２チャンネルに
対応して設けられた一対の音量調整ボリュームVR₁,V
R₁′の他に、これらと連動する第２の調整ボリュームVR
₂を有し、この調整ボリュームVR₂によって共振回路２の
出力レベルを制御し、音量調整ボリュームVR₁,VR₁′の
各出力信号と差動的に結合する加算回路3,3′を備えた
構成となっている（同じく、特開昭58-223909号公報参
照）。

第４の従来例は、第16図に示すように、入力オーディオ
信号を２つ以上の周波数帯域に分割する複数個のフィル
タ4,5と、これらフィルタの内の少なくとも１つの出力
を対数圧縮する対数圧縮アンプ６と、この対数圧縮アン
プ６の出力とフラットアンプ７を経た残りのフィルタ出
力とを加算する加算回路８とを備えた構成となっている
（実開昭60-95723号公報参照）。

これら従来例において、第１の従来例では、音量調整ボ
リュームVR₁の摺動子ｄがボリュームVR₁のｂ〜ｃ間では
低音・高音帯域とも一定量の増加された周波数特性で摺
動し、ａ〜ｃ間ではｃ〜ｄ間の抵抗値が徐々に増加した
場合、ａ〜ｄ間の抵抗値が徐々に減るため、第17図に示
すように、徐々にフラットな周波数特性となる。第２の
従来例も同様であるが、共振回路２により勾配が大き
く、第18図に示すように、帯域も狭まっている。第３の
従来例においては、音量調整ボリュームVR₁,VR₁′と連
動する第２の調整ボリュームVR₂の摺動子ｇは、ボリュ
ームVR₁,VR₁′の摺動子d,d′がa,a′側に摺動する、す
なわち音量が大きくなるとｆ側に摺動し、共振回路２の
出力レベルが徐々に減少する。その周波数特性を第19図
に示す。また、第４の従来例では、フィルタ４を通過し
た周波数成分の信号は入力信号に対してリニアに出力さ
れ、フィルタ５を通過した周波数成分は対数圧縮されて
上記出力と加算されるため、第20図に示すように、除々
にフラットな周波数特性となる。

従来のラウドネス補償装置としては、第1,第２の従来例
に示すようなタップ付音量調整ボリュームによるものが
多く用いられていたが、この種の装置では、タップ位置
（通常は120度、回転式ボリュームの最大回転角300度）
以下の小音量時は、第17図から明らかなように、中音帯
域に対し低音・高音帯域が一定量の増加された周波数特
性で変化するという欠点がある。特に、CRフィルタ回路
１を用いた第１の実施例の場合は、勾配が6dB/octであ
り、200Hz以上の周波数帯域のレベル変動を生じるた
め、声音のこもりや中音（声音）の引込んだ（奥まっ
た）音質となるなど、不自然な音質となる欠点がある。
第３の従来例の如く第２の調整ボリュームVR₂を備えた
装置では、低音（若しくは、低音・高音帯域）の増加量
をボリュームVR₂によって徐々に可変調整できるので上
述のような欠点はないが、３〜４連ボリュームを必要と
するため、構造上のスペース効率やボリュームの回転フ
ィーリングが悪くなるなどの欠点がある。

また、第４の従来例による装置では、小音量時の等感曲
線（フレッチャー・マンソンの等ラウドネス曲線）を模
した形となっていることにより、実際に聴取者が市販の
ミュージックソース等による再生音を聴く場合には、補
償量が多すぎるため不自然な音質となる欠点がある。す
なわち、市販のミュージックソースが製作される過程に
おいて、多くの場合、録音はマルチマイクによるマルチ
トラック録音され、エフェクター等により効果音質調整
され、２チャンネルステレオの形でミックスダウンされ
る。この際、ミキサーオペレータはミキサー室にてモニ
タ再生装置を用いてあるラウドネスレベルで試聴しなが
らミュージックソースを製作している訳である。このと
きのミキサーオペレータが試聴しているラウドネスレベ
ルは一般的に100ホン位の高いレベルとなる。

ユーザはこのミュージックソースを購入し自分の音響再
生装置で聴く訳であるが、このとき、ミキサーオペレー
タがミキサー室で聴取したと略等しい音量であれば、ミ
キサーオペレータが製作したとほぼ同音質を聴取したこ
とになる（実際には、耳のラウドネス特性、室の特性或
いは音響再生装置の特性の違いがあるが、ここではこれ
らが全て同等であるとする理想条件下で論じるものとす
る）。しかしながら、実際の聴取レベルはもっと小音量
での聴取が多い。

ところで、純音の大きさの等感曲線として第３図に示す
ようなロビンソン‐ダットソン曲線があり、仮にこの等
感曲線上の100ホンのラウドネスに対する曲線を基準と
し、この基準曲線の形状と他のラウドネスに対する等感
曲線上の形状との差分をとると、第４図に示す如くな
る。これによると、200Hz以下の低音帯域及び1.5KHz〜1
0KHzの中高音帯域において、音量が小さくなるほど音圧
レベル差が上昇する、すなわち耳の感度が低下すること
が判る。同様に、音量が大きくなると、音圧レベル差が
減衰することから、ミキサーオペレータが製作した音質
に略等しくするにはこの差分を補償する必要がある。

また、上述した４つの従来例に共通して言えることは、
上記基準曲線よりも大きい音量聴取時の補償や、車載音
響再生装置に適用した場合の走行騒音によるマスキング
に対する補償に対しては配慮がなされていない。

発明の概要本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去すべく
なされたもので、最適なラウドネス補償を与えることに
より、ミュージックソース製作者の意図する音質を忠実
に得ることができる車載音響再生装置における自動ラウ
ドネス補償装置を提供することを目的とする。

本発明による自動ラウドネス補償装置は、車載音響再生
装置におけるオーディオ信号のラウドネス補償装置であ
って、所定のラウドネス曲線を基準とし、この基準曲線
の形状と聴取音量レベルに対応するラウドネス曲線の形
状との差分に略等しい補償量にて前記基準より低い小音
量時には中音帯域に対し相対的に前記オーディオ信号の
低音及び高音帯域の音圧レベルを増大せしめかつ前記基
準よりも高い大音量時には中音帯域に対し相対的に前記
オーディオ信号の低音及び高音帯域の音圧レベルを減衰
せしめる第１補償手段と、車輌走行時の走行騒音による
マスキングに対する補償量にて前記オーディオ信号の低
音帯域の音圧レベルを上昇させる第２補償手段とを有す
ることを特徴としている。

実施例以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明による自動ラウドネス補償装置を備えた
車載音響再生装置の一例を示すブロック図である。図に
おいて、テーププレーヤ10又はCD（コンパクト・ディス
ク）プレーヤ11から出力される再生オーディオ信号は切
換スイッチ12を介してプリアンプ13に供給され、ここで
前置増幅された後音量調整回路14で音量調整され、さら
に音場補正回路15で音場補正される。音場補正回路15は
基準音圧となる音量セッティングにおいて後述するラウ
ドネス補償回路と協働して所望の伝達特性を与える作用
もなす。音場補正後のオーディオ信号は車輌17の車室17
a内の所定の位置に配設された各スピーカ16a〜16cに対
応したパワーアンプ18a〜18cに供給される。なお、スピ
ーカ16cは超低音用スピーカであるため、パワーアンプ1
8cの前にロー・パス・フィルタ（LPF）19が挿入されて
いる。

かかる車載音響再生装置において、本発明による自動ラ
ウドネス補償装置は音量調整回路14の一部を構成してお
り、その一実施例を第２図に示す。第２図において、入
力オーディオ信号はバンドパスフィルタ（BPF）20及び
バンドエリミネートフィルタ（BEF）21に供給され、BPF
20では中音帯域が抽出され、２つの共振回路からなるBE
F21では低音帯域及び高音帯域が抽出・増幅される。BEF
21において、低音帯域共振回路の中心周波数をf₁、再生
レベルをA₁、再生帯域をΔf₁とし、高音帯域共振回路の
中心周波数をf₂、再生レベルをA₂、再生帯域をΔf₂とす
ると、20Hz＜f₁≦200Hz、2KHz＜f₂≦10KHz、A₁≧A₂、Δ
f₁≦200Hz、1KHz≦Δf₂となるように設定される。このB
EF21で抽出・増幅された低音・高音帯域成分は対数圧縮
アンプ22で対数圧縮され、さらにリミッタ回路23におい
て所望音量となる電圧以上で出力制限される。このリミ
ッタ回路23を経た低音・高音帯域成分はBPF20で抽出さ
れた中音帯域成分と加算器24で加算されてオーディオ出
力となる。

ところで、前述したように、純音の大きさの等感曲線を
示す第３図において、仮にこの等感曲線上の100ホンの
ラウドネスに対する曲線を基準とすると、この基準曲線
の形状と他のラウドネスに対する等感曲線上の形状との
間には第４図に示すような差分がある。従って、ミュー
ジックソース製作時にミキサーオペレータがモニタによ
って聴取したと同等の音質を得るためには、上記差分の
補償を行なってやれば良いことになる。

この差分を補償するために、中音帯域成分を抽出するBP
F20が設けられており、またこのBPF20は上記基準曲線よ
り高い大音量時における差分を補償する、すなわち中音
帯域に対して相対的に低音帯域及び高音帯域の音圧レベ
ルを減衰させた周波数特性とするためにも必要となる。
次に、BEF21で抽出・増幅され所望の周波数特性とされ
た低音・高音帯域成分は、対数圧縮アンプ22で対数圧縮
されることにより中音帯域成分と相対的なレベルとされ
る。対数圧縮アンプ22の入出力特性を示す第５図におい
て、一点鎖線が中音帯域の入出力特性であり、リニアに
増加するのに対し、実線で示す低音・高音帯域の入出力
特性は中音帯域のそれに比して緩やかな勾配となってお
り、徐々に増加する。すなわち、対数圧縮アンプ22によ
って中音帯域成分と低音・高音帯域成分との比を、入力
に対して徐々に変えることができる。また、リミッタ回
路23は上記基準曲線より高い大音量時は差分の周波数特
性、すなわち低音帯域、高音帯域の減衰を与えるために
設けられている。リミッタ回路23の入出力特性を示す第
６図において、ａ点が上記基準曲線の音量となる点であ
り、これ以上の入力レベルに対して出力レベルを制限す
ることができる。

以上動作説明した各回路の作用により、所望の周波数特
性が得られるのである。その周波数特性を第７図に示
す。

また、車輌走行時の走行騒音下における等感曲線は上述
した等感曲線とは異なる。車載音響再生装置において
は、走行騒音によるマスキングが生じるため、このマス
キングに対する補償も必要となる。厳密な補償を行なう
場合は、騒音レベルとソースレベルとを対比しながら補
償する必要があるが、本例においては、一般的な乗用車
のアイドリング時（約45dB（Ａ））から100Km/h走行時
（約70dB（Ａ））の騒音下におけるレベル差を補償レベ
ルとする。上記基準曲線の音量聴取時における騒音補償
曲線のレベル差分が第８図に示されており、一点鎖線が
アイドリング時の基準騒音補償曲線、実線が100Km/h走
行時の基準騒音補償曲線である。このレベル差分をマス
キングに対する補償量として予め第２図の補償回路で加
味して設定しておくことにより、すなわちラウドネス補
償特性を示す第９図において補償量を斜線範囲内とする
ことにより、走行騒音によるマスキングに対する補償が
なされる。具体的には、第２図のBEF21の低音帯域共振
回路の中心周波数f₁の再生レベルA₁に当該補償量を加え
る（すなわち、20〜200Hzの低域において当該補償量分
だけ出力のオーディオ信号レベルを上げる）。これによ
り、車室内を音場とする場合であっても、ミュージック
ソース製作者の意図する音質に忠実な良好な音質が得ら
れるのである。

なお、上記実施例では、周波数帯域を中音帯域と低音・
高音帯域とに２分割した場合について説明したが、第10
図に示すように、ローパスフィルタ25a及びハイパスフ
ィルタ25bを用いて周波数帯域を中音帯域、低音帯域及
び高音帯域に３分割することも可能であり、これによれ
ば、各々の対数圧縮及びリミッタのレベルを任意に設定
できるという効果が得られる。ここではBEF21aの低域特
性において第２図のBEF21と同様のマスキング補償をな
している。なお、26はフラットアンプである。

また、車載音響装置においては、スピーカが小口径であ
ることなどによりスピーカの最低共振周波数f₀以下で第
２図のBEF21における低音帯域共振回路によって超低音
帯域が増幅され、この帯域成分が有害となることがあ
る。そこで、第11図に示すように、BEF21の前にハイパ
スフィルタ27を挿入することにより、システム構成上、
有害となる聴感上の周波数帯域成分を減衰できることに
なる。

さらにまた、L,Rの２チャンネルに対応した場合におい
て、第12図に示すように、低音帯域に対してのみ補償回
路を共通とし、加算器28L,28RでＬチャンネル信号とＲ
チャンネル信号とを混合する構成とすることも可能であ
り、これによれば、回路構成を簡略化できるという効果
が得られる。ここでもBEF21aの低域特性において第２図
のBEF21と同様のマスキング補償をなしている。またこ
の場合、低音帯域にのみリミッタ回路を備えるようにし
ても良い。

発明の効果以上説明したように、本発明による自動ラウドネス補償
装置によれば、車載音響再生装置において、基準ラウド
ネス曲線の形状と聴感ラウドネス曲線の形状との差分に
略等しい補償量にて基準ラウドネス曲線より低い小音量
時には中音帯域に対し相対的に低音及び高音帯域の音圧
レベルを増大せしめかつ基準ラウドネス曲線よりも高い
大音量時には中音帯域に対し相対的に低音及び高音帯域
の音圧レベルを減衰せしめるとともに、走行騒音による
マスキングに対する補償量にて低音帯域の音圧レベルを
上昇させるので、音量の大小に拘らず最適なラウドネス
補償を効果的に与えることができ、かつ車室内を音場と
する場合であっても、ミュージックソース製作者の意図
する音質を忠実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動ラウドネス補償装置を備えた
車載音響再生装置の一例を示すブロック図、第２図は本
発明の一実施例を示すブロック図、第３図は等感曲線と
してのロビンソン‐ダットソンの等ラウドネス曲線を示
すグラフ、第４図は等感曲線の基準曲線に対する形状差
分を示すグラフ、第５図は第２図における対数圧縮アン
プの入出力特性図、第６図は第２図におけるリミッタ回
路の入出力特性図、第７図はマスキング補償を与える前
のラウドネス補償を示す周波数特性図、第８図は基準曲
線の音量聴取時における騒音補償曲線のレベル差分を示
すグラフ、第９図は本発明によるラウドネス補償を示す
周波数特性図、第10図〜第12図は本発明によるの他の実
施例を示すブロック図、第13図〜第16図は第１〜第４の
従来例を示す構成図、第17図〜第20図は第１〜第４の従
来例の各々の周波数特性図である。主要部分の符号の説明 10……テーププレーヤ 11……CDプレーヤ、14……音量調整回路 15……音場補正回路 16a〜16c……スピーカ 20……バンドパスフィルタ 21……バンドエリミネートフィルタ 22……対数圧縮アンプ 23……リミッタ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車載音響再生装置におけるオーディオ信号
のラウドネス補償装置であって、所定のラウドネス曲線を基準とし、この基準曲線の形状
と聴取音量レベルに対応するラウドネス曲線の形状との
差分に略等しい補償量にて前記基準より低い小音量時に
は中音帯域に対し相対的に前記オーディオ信号の低音及
び高音帯域の音圧レベルを増大せしめかつ前記基準より
も高い大音量時には中音帯域に対し相対的に前記オーデ
ィオ信号の低音及び高音帯域の音圧レベルを減衰せしめ
る第１補償手段と、車輌走行時の走行騒音によるマスキングに対する補償量
にて前記オーディオ信号の低音帯域の音圧レベルを上昇
させる第２補償手段とを有することを特徴とする車載音
響再生装置における自動ラウドネス補償装置。
【請求項２】前記第１補償手段は、前記オーディオ信号
の中音帯域を抽出する第１のフィルタと、前記オーディ
オ信号の低音及び高音帯域を抽出しかつ増幅する第２の
フィルタと、この第２のフィルタの出力を対数圧縮する
対数圧縮回路と、この対数圧縮回路の出力レベルを制限
するリミッタ回路と、このリミッタ回路の出力と前記第
１のフィルタの出力とを加算する加算回路とを含むこと
を特徴とする請求項１記載の車載音響再生装置における
自動ラウドネス補償装置。
【請求項３】前記第２のフィルタは、低音帯域共振回路
及び高音帯域共振回路からなり、前記低音帯域共振回路
は、前記第２補償手段をも担うことを特徴とする請求項
２記載の車載音響再生装置における自動ラウドネス補償
装置。