JPH10224887A - 車載用スピーカシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車室内音場における低域のピーク特性を
改善し、高品質な音場感を得る。 【解決手段】 車載用スピーカシステムは、第一、第二
のスピーカ７、１１と、音場特性補正回路１０とを備え
る。この音場特性補正回路１０は、位相調整回路１９を
備える。上記第一のスピーカ７は、２チャンネルソース
６からの電気信号を音響信号に変換する。この位相調整
回路１９を含む音場特性補正回路１０は、自動車の車室
長をＬとした場合に、上記電気信号の和信号から、波長
λ＝２Ｌをほぼ満たす周波数成分を抽出する。更に、上
記和信号の位相を調整する。上記第二のスピーカ１１
は、位相調整されるとともに波長λ＝２Ｌをほぼ満たす
周波数成分を音響信号に変換する。これら第一、第二の
各スピーカ７、１１で得られた音響信号を自動車室内で
合成することにより、再生音の明瞭度を阻害する低周波
数成分を打ち消す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車室内に設置
される車載用スピーカシステムに関し、特に、自動車室
内全域で均一な音場特性を得られるスピーカシステムを
提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車内に設置される車載用スピーカシ
ステムとして、いわゆるマルチスピーカシステムが公知
である。上記マルチスピーカシステムは、図５に示すよ
うに自動車室内１のフロントドア部２やリアトレイ部３
等に、複数のスピーカ４、４を配置することにより構成
される。すなわち、自動車室内１の全域で一様な音圧レ
ベルを確保すべく、上述したように自動車室内１の前後
（図５の上下）に複数のスピーカ４、４を配置する。

【０００３】ところで、自動車の普及、技術向上に伴
い、より快適な自動車室内環境を得たいという要望が高
まっている。このような要望の一として、自動車室内に
設置される車載用スピーカシステムに、リスニングルー
ム並みの音響性能（品質）を望む声が大きい。

【０００４】ところが、上述したマルチスピーカシステ
ムにおいては、元々、均一な音場空間を創出することに
主眼が置かれていた。このため、上記マルチスピーカシ
ステムを採用した場合には、乗員５、５は、いずれの座
席に着席していても一様な音量で音響信号（音楽）を聴
取できる。しかしながら、自動車室内１においてリスニ
ングルーム並みの音響性能を得るには、均一な音場空間
を創出するのみでは不十分である。すなわち、上記マル
チスピーカシステムにおいては、各スピーカ４、４から
放射される直接音とこの直接音が自動車室内１で反射し
て生じる反射音との合成（和或いは差）を生じてしま
う。このような合成により周波数特性が変動する（反射
合成効果）と言う欠点が存在する。従って、上記マルチ
スピーカシステムのように自動車室内の前後左右等に多
数のスピーカ４、４を設けた場合、可聴周波数帯に複雑
なピーク／ディップが生じてしまう。

【０００５】このような反射合成効果を低減するために
は、音源をシンプルにする（必要最小限の個数のスピー
カを自動車室内一面に配置する）ことが重要である。そ
して、車載用スピーカシステムにリスニングルーム並み
の音響特性を実現するために、以下の（ａ）（ｂ）
（ｃ）の各条件を満たす必要がある。 （ａ）音像を前方に定位させる。 （ｂ）座席差（乗員の着席位置の違い）に起因する音像
の片寄りを解消する。 （ｃ）自動車室内特有の反射合成効果に起因するピーク
／ディップを解消する。 本発明は、上記（ａ）〜（ｃ）の各条件のうち特に
（ｃ）の条件（自動車室内特有の反射合成効果に起因す
るピーク／ディップを解消する）に着目してなされたも
のである。

【０００６】すなわち、本発明をなすに至る背景につい
て更に詳細に説明すると、前記マルチスピーカシステム
において、音像が前方に定位しないという不都合は、上
記リアトレイ部等、自動車室内の前部以外にスピーカを
設けていることに起因する。従って、音像を前方に定位
させるためには、スピーカを自動車室内の前方にのみ設
ける構成とすれば改善されると考えられる。従って、車
載用スピーカシステムとして、自動車室内前方で幅方向
両端部に設置された一対のスピーカのみを備えたものを
採用すれば、音像を前方に定位させることに関し、改善
が見られる。

【０００７】しかしながら、車載用スピーカシステム
を、上述したように一対のスピーカのみを備えた構成と
した場合、自動車室内特有の反射合成効果に起因して音
場特性上に発生する低域のピークが無視できない悪影響
を及ぼし、新たな不都合となる。

【０００８】すなわち、自動車室内のように、限られた
狭い空間内においては、図３（Ａ）に示すように、７０
Ｈｚ前後の比較的低い周波数帯（低域成分）にピーク特
性が生じることが知られている。更に、かかるピーク特
性は、図４（Ａ）に示すように、自動車室内のうちの特
に後部座席近傍で顕著に現れることも従来から知られて
いる。そして、上述のようなピーク特性に起因して後部
座席近傍では、再生音の明瞭度が不足し、こもり感の強
い再生音となってしまう。尚、上記図４（Ａ）並びに後
述する図４（Ｂ）は、自動車の進行方向に対する自動車
室内前方に設置したスピーカから、一定音圧レベルの低
域周波数（例えば、７０Ｈｚ）の音響信号を放射した際
における、当該自動車室内の前後左右における各位置で
の検出音圧レベルを示している。上記図４（Ａ）につい
て更に説明すると、一定音圧レベルの低域周波数の音響
信号は、自動車の進行方向に対して左右方向では、ほぼ
均質な検出音圧レベルを示し、自動車の進行方向に対し
て前後方向では、前部座席よりも後部座席において音圧
レベルが増大する傾向を示している。

【０００９】上記低域のピークの発生を抑えるために、
従来から図６に示すような構造が知られている。すなわ
ち、２チャンネルソース６から一対のスピーカ７、７に
供給される左右の各チャンネルの信号線上に、上記低域
成分を低減させるためのフィルタ８、８を設け、このフ
ィルタ８、８によって、上記各チャンネル信号における
ピーク特性を示す低周波成分を減衰させるようにしてい
る。尚、図６で、符号９はアンプである。

【００１０】しかしながら、上記図６に示すような従来
構造においては、フィルタ８、８の作用により、特定の
座席での音質改善はなされるが、それ以外の座席では、
単に低域信号のレベルが小さくなるのみである。例え
ば、自動車室内のうちの、上記低域のピークの影響を受
け易い後部座席に着席している乗員に合わせて、上記チ
ャンネル信号の低域成分の減衰を行うと、運転席や助手
席等の前部座席に着席している乗員にとっては、聴感
上、上記チャンネル信号に基づいて変換される音響信号
の低域成分のレベルが小さくなりすぎてしまう。すなわ
ち、低域のピークの影響を受け易い特定の座席以外で
は、上記フィルタ８、８の作用によって、音響信号の低
音感が消滅してしまう。このように、従来知られた技術
は、自動車室内空間における音響信号の伝達特性に現れ
る上記ピーク特性を根源的に解消するのではないため、
自動車室内の全域に亙って音質の向上を図ることはでき
ないものであった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の車載用スピー
カシステムは、上述のような事情に鑑みて考えたもの
で、自動車室内特有の反射合成効果に起因するピーク特
性を有する自動車室内における伝達特性を改善し、もっ
て自動車室内の全域に亙って音質の向上を図ることので
きる車載用スピーカシステムを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の車載用スピーカ
システムは、請求項１に記載したように、自動車室内に
設置され、ソースから送出された電気信号を音響信号に
変換する車載用スピーカシステムに関する。このような
本発明の車載用スピーカシステムにおいては、上記ソー
スから送出された電気信号を音響信号に変換する第一の
スピーカと、自動車の車室長をＬとした場合に、上記ソ
ースから送出された電気信号から、波長λ＝２Ｌをほぼ
満たす周波数成分を抽出するフィルタ手段と、上記電気
信号の位相を調整する位相調整手段と、上記第一のスピ
ーカに対向して設けられ、上記位相調整手段及び上記フ
ィルタ手段を経た出力信号を音響信号に変換する第二の
スピーカとを備えている。

【００１３】更に、上記位相調整手段は、請求項２に記
載したように、前記電気信号の位相を反転させる位相反
転手段によって構成することができる。或いは、請求項
３に記載したように、前記電気信号の位相を反転させる
位相反転手段と、この位相反転手段によって位相を反転
させた信号を、前記第一のスピーカから前記自動車室内
における所定位置までの距離と前記第二のスピーカから
上記所定位置までの距離との差に基づいて設定された遅
延量で前記出力信号を遅延せしめる遅延回路とによって
構成することができる。

【００１４】

【作用】上述のように構成される本発明の車載用スピー
カシステムの作用は、次のとおりである。すなわち、ソ
ースから電気信号が第一のスピーカに送られ、音響信号
に変換される。これとともに、低域のピークの影響を受
け易い自動車室内後部の伝達特性を改善すべく、第一の
スピーカに対向して設けられた（第一のスピーカとは自
動車室内の前後方向逆の位置に設置した）第二のスピー
カからは、フィルタ手段で得られる、波長λ＝２Ｌをほ
ぼ満たし、上記位相調整手段によって位相を調整された
周波数成分が音響信号に変換せしめられて放射される。
尚、上記波長λ＝２Ｌをほぼ満たすとは、波長λがおお
よそ２Ｌに等しいことを言う。この条件を満たす場合の
誤差は、自動車の諸元等に基づいて設計的に定める。

【００１５】本発明の車載用スピーカシステムにおいて
は、上記第一のスピーカで得られる音響信号のうち、低
域のピーク特性に関る周波数成分を、上記第二のスピー
カで得られる音響信号によって自動車空間内で打ち消す
ように構成している。この結果、上記ピーク特性が抑制
され、再生音（特にこの再生音のうちの低域）の明瞭度
が向上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の１例
について説明する。本例における車載用スピーカシステ
ムにおいては、図１、２に示すように、ソースを２チャ
ンネル構成としている。このため、２チャンネルソース
６の左右のチャンネルから送出された電気信号をそれぞ
れ独立して音響信号に変換する一対の第一のスピーカ
７、７を備えている。これら一対の第一のスピーカ７、
７が自動車室内の前部で自動車の幅方向両端部に設置さ
れているのは勿論である。又、音響特性を補正するため
の第二のスピーカ１１を備えている。これら各スピーカ
７、１１のうち、第一のスピーカ７、７は、従来構造に
おける自動車前部に一対設けられるスピーカと同様のも
ので、例えばエッジレス式のバスレフ型スピーカシステ
ム等を採用できる。

【００１７】更に、本例の車載用スピーカシステムにお
いては、上記２チャンネルソース６と上記第二のスピー
カ１１との間に、音場特性補正回路１０を設けている。
この音場特性補正回路１０は、遅延回路１２と、位相反
転器１３とから成る位相調整回路１９を備えている。こ
の位相調整回路１９が特許請求の範囲に記載した位相調
整手段をなす。又、上記左右のチャンネルから送出され
た電気信号の和信号を得るための加算器１４と、この加
算器１４によって得られる和信号のうちの所望の成分を
抽出するバンドパスフィルタ１５とを備えている。図
中、符号１６はアッテネータである。本例の構造の場
合、上記バンドパスフィルタ１５は、自動車の車室長を
Ｌとした場合に、上記和信号から、波長λ＝２Ｌをほぼ
満たす周波数成分を抽出する。例えば、上記車室長Ｌを
２．５ｍ、音速を３４０ｍ／ｓとすれば、λ＝２Ｌをほ
ぼ満たす周波数成分は、約６８Ｈｚである。尚、上記車
室長Ｌが、自動車の室内空間における長さを指すのは言
うまでもない。上記バンドパスフィルタ１５が、特許請
求の範囲に記載したフィルタ手段である。又、特許請求
の範囲に記載した位相反転手段である上記位相反転器１
３は、上記和信号の位相を反転させる機能、若しくは、
ほぼ１８０度を含む所望角度分、移相せしめる機能を有
する。

【００１８】尚、上記波長λ＝２Ｌをほぼ満たすと言う
条件を付加したのは、以下の理由による。すなわち、上
記ピーク特性は、当該空間内の反射モード（音波エネル
ギーの伝播形態）によって変化する。これに鑑みれば、
自動車の車室長の半分程度の波長の音響信号が上記ピー
ク特性の原因をなすと推定される。従って、上記波長λ
＝２Ｌをほぼ満たす成分を打ち消すことにより、上記ピ
ーク特性を抑制することが可能になる。

【００１９】更に、上記音場特性補正回路１０には、こ
の音場特性補正回路１０を経た出力信号を音響信号に変
換する第二のスピーカ１１を接続している。この第二の
スピーカ１１は、やはりエッジレス式バスレフ型スピー
カシステム等、従来知られたスピーカシステムを採用で
きる。尚、この第二のスピーカ１１は、上記一対の第一
のスピーカ７、７が自動車室内の前部（図２の左部）の
幅方向両端（図２の上下方向両端）に設けられているの
に対して、リアトレイ１７等、自動車室内の後部（図２
の右部）の幅方向中央に設けている。又、図１、２で、
符号１８はアンプである。

【００２０】上述のように構成される本例の車載用スピ
ーカシステムの作用は、次のとおりである。すなわち、
２チャンネルソース６からそれぞれ電気信号が第一のス
ピーカ７、７に送られ、これら一対の第一のスピーカ
７、７によって上記各電気信号が独立して音響信号に変
換される。これとともに、自動車室内のリアトレイ１７
に設置した第二のスピーカ１１からは、上記音場特性補
正回路１０の位相調整回路１９で得られる、波長λ＝２
Ｌをほぼ満たし、且つ、この位相調整回路１９を構成す
る位相反転器１３によって位相を反転（或いは、例えば
１８０度移相）させられた特定帯域成分が、音響信号に
変換させられて放射される。

【００２１】遅延回路１２の遅延量は、上記第一のスピ
ーカ７、７から放射される音響信号が自動車の室内空間
における所定位置（例えば、後部座席位置）に到達する
のに要する時間と、第二のスピーカ１１から放射される
音響信号が上記所定位置に到達するのに要する時間との
差に、ほぼ等しくなる時間（例えば、４〜５ｍｓ程度）
とするのが好ましい。上記遅延量をこのように設定する
ことにより、上記所定位置において最も効果的にピーク
特性を改善することができる。これとともに、他の位置
（例えば、前部座席）においては、上記第二のスピーカ
１１から放射される音場特性補正用の音響信号による影
響を低減できる。上述のような作用に基づき、上記第一
のスピーカ７、７で得られる音響信号のうちのピーク特
性部分が、上記第二のスピーカ１１で得られる音響信号
によって打ち消されるのである。

【００２２】この際、バンドパスフィルタ１５に高次の
ディジタルフィルタを採用した場合等のように、信号処
理に要する時間が上記時間差と比較して無視できない場
合には、係る信号処理時間を考慮して遅延量を設定す
る。但し、上記遅延回路１２を要しない場合もある。上
述したように、上記遅延量は、第一、第二の各スピーカ
７、１１のそれぞれから所定位置までの幾何学的な距離
の差に起因する時間差と、音場補正回路１０等における
信号処理に要する時間とを勘案して設定するのである。

【００２３】この結果、上記所定位置に着席している受
聴者に到達する音響信号は、低域における明瞭度が向上
し、バランス良い音で受聴可能になる。図３（Ｂ）に、
本例によって得られる、上記所定位置における伝達特性
を示す。この図３（Ｂ）からも明らかなように、従来構
造（図３（Ａ））に比較して、低域におけるピーク特性
は抑制され、より平坦な特性となる。更に、自動車室内
の前後左右方向における音圧レベルは、図４（Ｂ）に示
すように、いずれの位置でも均質なレベルとなり、自動
車室内の音場特性が改善されていることが分かる。

【００２４】尚、上述した例においては、ソースを２チ
ャンネル構成とするとともに、２チャンネルソースから
の電気信号を音響信号に変換する第一のスピーカを一
対、前方に配置した例について説明したが、本発明はこ
の例に限定されるものではない。上記ソースのチャンネ
ル数並びに第一のスピーカの個数に制限はなく、一以上
のソース及びソース（チャンネル数）に応じた個数の第
一のスピーカを備えれば良い。又、上記第一のスピーカ
の設置位置を特に前方に限定する必要はなく、第一のス
ピーカをリアトレイ部等の後方に配置するスピーカシス
テムおいても本発明を適用できる。このように、第一の
スピーカを後方に配置する構成においては、第二のスピ
ーカを自動車室内の前方に配置する。要は、第一のスピ
ーカの配置位置に対して、第二のスピーカを上記第一の
スピーカに対向する（自動車室内の前後方向逆の）位置
に配置する構成とすれば良く、このような構成であれ
ば、上述した例における効果と同様な効果を期待でき
る。又、本例においては、セダンタイプの自動車室内構
造について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、ワゴンタイプ、ワンボックスタイプ等、他の
タイプの自動車の室内構造においても同様の効果を得ら
れる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の車載用スピーカシステムは、上
述のように構成され作用するため、反射合成効果による
低域のピークを低減できて、自動車室内の音場特性を改
善することができる。この結果、座席位置による音質の
片寄りを伴うことなく低域の明瞭度を向上させることが
でき、高音質の音場感を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、ブロック
図。

【図２】同じく自動車室内への設置状態を示すブロック
図。

【図３】ピーク特性を示す線図。

【図４】音圧レベルを示す線図。

【図５】マルチスピーカシステムの１例を示す略図。

【図６】従来構造の１例を示す、図２と同様の図。

【符号の説明】

７ 第一のスピーカ １０ 音場特性補正回路 １２ 遅延回路 １３ 位相反転器 １５ バンドパスフィルタ １１ 第二のスピーカ １９ 位相調整回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｒ 5/02 Ｈ０４Ｓ 5/02 Ｘ Ｈ０４Ｓ 5/02 Ｋ Ｐ Ｄ Ｇ１０Ｋ 15/00 Ｌ Ｍ (72)発明者 太田 佳樹 埼玉県所沢市花園四丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車室内に設置され、ソースから送出
   された電気信号を音響信号に変換する車載用スピーカシ
   ステムであって、 上記ソースから送出された電気信号を音響信号に変換す
   る第一のスピーカと、自動車の車室長をＬとした場合
   に、上記ソースから送出された電気信号から、波長λ＝
   ２Ｌをほぼ満たす周波数成分を抽出するフィルタ手段
   と、上記電気信号の位相を調整する位相調整手段と、上
   記第一のスピーカに対向して設けられ、上記位相調整手
   段及び上記フィルタ手段を経た出力信号を音響信号に変
   換する第二のスピーカとを備えた、 車載用スピーカシステム。
2. 【請求項２】 前記位相調整手段が、前記電気信号の位
   相を反転させる位相反転手段によって構成されている、
   請求項１に記載の車載用スピーカシステム。
3. 【請求項３】 前記位相調整手段が、前記電気信号の位
   相を反転させる位相反転手段と、この位相反転手段によ
   って位相を反転させた信号を、前記第一のスピーカから
   前記自動車室内における所定位置までの距離と前記第二
   のスピーカから上記所定位置までの距離との差に基づい
   て設定された遅延量で遅延せしめる遅延回路とを備えて
   成る、請求項１に記載の車載用スピーカシステム。