JPS63314099A - 音響機器の騒音補償装置 - 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】 〔概　要〕 車両等に搭載された音響機器の再生音が車両の内燃機関
、空調機等の騒音により低周波成分、主として１００Ｈ
ｚ近傍、がマスキングされることを補償すると共に、か
＼る補償に伴って大口径のスピーカを必要とせず、低周
波成分の過大信号によるスピーカの破損を防止するため
、マスキング周波数の２倍の周波数信号を発生し、この
２倍周波数体号について騒音レベル補正およびラウドネ
ス感度補正を行った後、原典止音と合成し、更に合成音
から上記低周波成分をカットしてスピーカを動作させる
ようにした音声再生装置である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は音響源からの音が騒音によりがき消されること
を補償する音響機器の騒音補償装置に関するものであり
、さらに詳しく述べると騒音を補償し、騒音補償によっ
てもスピーカの破損を回避させ得る音響機器の騒音補償
装置に関する。

本発明の騒音補償装置は、車両に搭載される音響機器の
騒音補償等に用いられる。

〔従来の技術、および、発明が解決しようとする問題点
〕 例えば自動車に搭載された音響機器からの音が、エンジ
ン音、空調機の動作音等により、主として１００Ｈｚ以
下の低周波音がかき消される、いわゆるマスキングが生
じる。このため、騒音によりマスキングされる音を補償
すぺ（種々の手段が講じられている。

従来の騒音補償手段の１つは、騒音に対抗すべく可聴周
波数の全帯域にわたって音量レベルを上昇させたものが
ある。しかしながら、この手段は、聴取者に違和感、不
和惑を生じさせると共に、音声信号を増幅するため高出
力のパワーアンプを必要とし、低周波音域においても大
出力が可能な大口径スピーカを必要とする、という問題
がある。

一方、自動車の車内は空間的に制約があるから大口径の
スピーカを設置することができず、従来のスピーカに低
周波音域の過大信号が印加されると、スピーカが破損す
る可能性がある。

上述の問題を解決すべく、雑音によりマスキングされる
低周波音域を２倍の周波数にし、か＼る２倍の周波数の
信号を増幅して原典生音信号と合成させる手段が提案さ
れている（例えば、本願出願人により出願された「音響
機器の騒音補償装置（特願昭６１−１３２９４号）」を
参照されたい）。この手段は、聴感上、基本周波数が聞
えなくてもその２倍の周波数の音声を聞くことにより、
恰も、基本周波数を聴取したと同様の感じを受けるとい
う法則を利用するものである。すなわち、雑音によりマ
スキングされる低周波音域の２倍の周波数の音を発生さ
せることにより、本来の低周波音域が雑音によりマスキ
ングされたとしても２次的に発生させた２倍音を恰も本
来の低周波音域の音声として聴取者に聞かせようとする
ものである。この方法によれば、マスキングされた低周
波音域のみを対象としているから上述した全体的に音量
レベルが増大する違和感、高出力のパワーアンプの必要
性、大口径スピーカの必要性といった問題はある程度解
決されている。

しかしながら、単に２倍音を発生させるのみでは、小音
量時における低音域が聴覚上不足するという問題に遭遇
している。またマスキングの対象となる低音域の信号も
スピーカに印加しており、スピーカの口径を余り小さく
出来ないという問題がある。

従って、更に感度および音質の向上およびスピーカ口径
の低減を図りつつ雑音補償を行う、騒音補償装置が要望
されている。本発明はか＼る要望を実現する改良された
騒音補償装置を提供することを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

本発明によれば、音響源からの原再生信号のうち騒音の
影響を受ける低周波成分のみを通過させるローパスフィ
ルタ、該ローパスフィルタの出力信号の周波数の整数倍
の周波数信号を発生する倍音発生回路、騒音レベルに応
答して、該倍音発生回路の出力信号のレベルを調整する
回路、該レベル調整回路の出力信号に対してラウドネス
感度を補正する回路、該感度補正回路の出力信号（Ｓ５
）と前記音響源からの原再生信号（Ｓ１）とを合成する
回路（６）、を具備し、該合成回路の出力信号に基いて
スピーカを鳴動させるようにしたことを特徴とする、音
響機器の騒音補償装置が提供される。

さらに好適には、前記合成回路の後段に、合成信号のう
ち前記ローパスフィルタを通過させた低周波音域の周波
数を阻止するハイパスフィルタをさらに具備し、該ハイ
パスフィルタの出力信号に基いてスピーカを鳴動させる
ようにした音響機器の騒音補償装置が提供される。

〔作　用〕

音響源からの原再生信号のうち騒音によりマスキングさ
れる対象となる低周波成分をローパスフィルタで抽出し
、整数倍、好適には２倍の周波数の信号を発生させる。

たとえ原低周波成分の音声が雑音によりマスキングされ
たとしても、この周波数の信号が原低周波成分の音とし
て聴取者に惑しさせる補償用信号となる。この補償用信
号に対して雑音レベルに応じたレベル調整を行う。

このレベル調整信号に対してラウドネスカーブに基づく
低音感度補正を行う。この悪魔補正によ　　゛り小音量
時の低音不足が改善される。低音感度補正信号と原再生
信号と合成し、パワーアンプを介してスピーカを鳴動さ
せる。

更に好適には、上記合成信号のうち雑音によりマスキン
グされる低周波音域の信号を阻止しスピーカに印加され
ないようにする。これにより、スピーカの口径の縮少化
、低音過大信号に伴うスピーカの破損防止が可能となる
。

〔実施例〕

本発明の実施例の音響機器の騒音補償装置を第１図の構
成図を参照して述べる。本実施例は当該騒音補償装置を
車載用音響機器に適用した場合について述べる。

第１図において、騒音補償装置１００は、ＣＤ等の音響
源１からの原再生信号Ｓ１を入力し、パワーアンプ８を
介してスピーカ９を鳴動させる信号Ｓ７を出力する、ロ
ーパスフィルタ２、倍音発生回路３、電圧制御アンプ４
、低音感度補正回路５、信号合成回路６、および雑音レ
ベル応答回路１０から成る。

ローパスフィルタ２は原再生信号Ｓ１のうち（第６図（
ａ）参照）、雑音（第６図（ａ）斜線部）によりマスキ
ングされる対象となる低周波音域、本実施例においては
Ｏ〜１００１１ｚの信号を通過させる。ローパスフィル
タ２の低周波信号Ｓ２が倍音発生回路３に印加される。

聴感上、基本周波数に対し、自然整数の整数倍の倍音が
基本周波数の音と同様に聞えるが、本実施例においては
、倍音発生回路３としては、第３図に図示のハーモナイ
ザにより２倍周波数の信号Ｓ３を発生させている（第６
図（ｂ））。

第２図において、ハーモナイザは、２０１１ｚ以上の信
号を通過させるハイパスフィルタ３１．５０Ｈｚ未満の
周波数を通過させるローパスフィルタ３２、これらのフ
ィルタにより選択された２０〜５０Ｈｚの信号を歪ませ
る全波整流回路３３、該全波整流回路において自然数の
整数倍の周波数にされた信号のうち１５０Ｈｚ未満の信
号、すなわち２倍音のみ通過するローパスフィルタ３４
を有する。ハーモナイザはまた、５０Ｈｚ以上の信号を
通過させるハイパスフィルタ３５．１００）！ｚ未満の
信号を通過させるローパスフィルタ３６、自然数の整数
倍の周波数を発生する全波整流回路３７．２００Ｈｚ未
満の信号を通過させるローパスフィルタ３８を有する。

このように両口−パスフィルタ３４　、３８から取り出
された２倍周波数音声信号が混合回路３９で混合される
。

ハーモナイザ３からの２倍周波数音声信号Ｓ３に対して
雑音レベルに応じたレベル補正を行う（第６図（ｂ））
。か−るレベル補正は電圧制御アンプ４および雑音レベ
ル応答回路１０により遂行される。第３図に図示の如く
、エンジンの雑音レベルは車速の大小により異なり、車
速か高速になるにつれて雑音レベルも増加する。そこで
雑音レベル応答回路１０において、ノイズ源信号ＳＮＺ
として車速センサ（図示せず）の出力を入力し、第４図
に図示の如く車速に応じて電圧制御アンプ４の増幅率α
を計算する。電圧制御アンプ４はこの増幅率に基いて、
ハーモナイザ３で２倍の周波数にされた信号の振幅を増
幅する。

電圧制御アンプ４の出力信号Ｓ４が低音感度補正回路５
に印加される。低音感度補正回路５は、第５図に図示の
如く、ボリューム抵抗器５０、アンプ５１、該アンプの
フィードバック抵抗器５２、ボリューム抵抗器と協働す
る可変抵抗器５５、および、抵抗器５４、インダクタン
ス５５およびキャパシタ５６の直列共振回路により構成
され、ボリューム抵抗器５０の位置に応答して２倍周波
数信号に対してラウドネスカーブを適用し、レベル増加
量を変化させる（第６図（Ｃ））。これにより小音量時
の聴覚上の低温不足を補う。

以上の如く２倍周波数、雑音レベル補正、ラウドネス感
度補正された信号Ｓ５が合成回路（ミキサ）６において
音響源１からの原音再生信号Ｓ１と合成される（第６図
（ｄ））。

この合成信号Ｓ６をパワーアンプ８を介して直接スピー
カ９に印加する。スピーカ９からは、第６図（ｄ）の３
６＝３１＋３５に対応した音声が発生されるが、第６図
（ａ）に図示の雑音（ＮＯＩＳＥ）により、第６図（ｅ
）の曲線（Ｖ）に図示の如く低周波音域がマスクされる
。しかしながら、聴取者にとっては、２倍音により恰も
曲線ＣＶ２の如き音声として問える。この場合、２倍音
がラウドネス感度補正されているので、小音量の場合で
も低音不足を惑しさせない。高音域は再生音本来のもの
が出力される。

尚、レベル増加は、低周波音域のみに適用されるので、
パワーアンプ８を大規模化させる必要はない。

本発明の第２実施例としての騒音補償装置を第７図を参
照して述べる。

第７図の騒音補償装置は第１図の騒音補償装置の合成回
路６とパワーアンプ８との間にハイパスフィルタ７を挿
入付加したものである。ハイパスフィルタ７は雑音によ
りマスキングされる低周波音域の信号を阻止しそれ以上
の周波数成分の信号をパワーアンプ８に出力する。すな
わち騒音補償用の２倍周波数を持つ低音感度補正回路５
からの出力信号Ｓ５の周波数以上の信号のみがパワーア
ンプ８に印加される。これによっても、スピーカ９から
は第６図（ｅ）を参照して述べたと同等の再生音を得る
ことができる。

一方、マスキングにより消去される低周波音域の信号を
スピーカ９に印加せずに済むので、スピーカ９はか＼る
低周波領域で動作する必要がない゛。

よってスピーカ９はその口径を小さくすることが可能と
なる。またスピーカ９には低周波の過大信号が印加され
ないので、破損する可能性も解消される。

第１図および第７図において、雑音レベル応答回路１０
のノイズ源信号ＳＮＺとしては車速の外、空調機等の動
作信号をも付加し、空調機等の雑音に対する補償をも行
うことができる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明によれば、小音量においても
低音不足を生じさせることなく騒音補償を実現させるこ
とができる。

また本発明によれば、スピーカの口径を小さくできる上
、スピーカの破損が防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例としての騒音補償装置の構成
図、 第２図は第１図の倍音発生回路図、 第３図および第４図は第１図の雑音レベルに応じた再生
信号レベルの補正を説明する図、第５図は第１図の低音
感度補正回路図、第６図（ａ）〜（ｅ）は第１図装置の
動作を示す信号波形図、 第７図は本発明の他の実施例としての騒音補償装置の構
成図、である。 （符合の説明） １・・・音’ＩＢ　、　　　　　　２・・・ローパスフ
ィルタ、３・・・倍音発生回路（ハーモナイザ）、４・
・・電圧制御アンプ、　　５・・・低音感度補正回路、
６・・・合成回路（ミキサ）、７・・・ハイパスフィル
タ、８・・・パワーアンプ、　　　　９・・・スピーカ
ー１０・・・雑音レベル応答回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （第１図対応） １、音響源（１）からの原再生信号（Ｓ１）のうち騒音
   の影響を受ける低周波成分のみを通過させるローパスフ
   ィルタ（２）、 該ローパスフィルタの出力信号（Ｓ２）の周波数の整数
   倍の周波数信号を発生する倍音発生回路（３）、 騒音レベルに応答して、該倍音発生回路の出力信号のレ
   ベルを調整する回路（４、１０）、該レベル調整回路の
   出力信号に対してラウドネス感度を補正する回路（５）
   、および、 該感度補正回路の出力信号（Ｓ５）と前記音響源からの
   原再生信号（Ｓ１）とを合成する回路（６）、 を具備し、該合成回路の出力信号に基いてスピーカを鳴
   動させるようにしたことを特徴とする、音響機器の騒音
   補償装置。 （第７図対応） ２、前記合成回路の後段に、合成信号のうち前記ローパ
   スフィルタを通過させた低周波音域の周波数を阻止する
   ハイパスフィルタ（７）を具備し、該ハイパスフィルタ
   の出力信号に基いてスピーカを鳴動させるようにしたこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の音響機
   器の騒音補償装置。 ３、前記倍音発生回路が２倍の周波数を発生するハーモ
   ナイザを有して成る、特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の音響機器の騒音補償装置。 ４、前記騒音が車両の内燃機関等の発するほゞ１００Ｈ
   ｚ以下の音であることを特徴とする、特許請求の範囲第
   ３項に記載の音響機器の騒音補償装置。