JPWO2010137218A1 - リアシートエンターテイメントシステム - Google Patents

Abstract

リアシートエンターテイメントシステム（ＲＳＥ）は、ヒンジ２０を軸に開閉自在に実装された表示ユニット（ＬＣＤモニタ２）と、表示ユニットの開閉に邪魔にならない位置に実装され、聴取者に向けてスリット状の開口部３（３ａ、３ｂ）を有する音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）と、事前に測定された音導管型スピーカユニットの音響特性に基づき逆補正フィルタのフィルタ係数が設定され、逆補正フィルタにより音導管型スピーカユニットの位相特性と音圧周波数特性とを補正する演算処理部２３を含む制御装置（ＲＳＥ本体１）とにより構成される。

Description

本発明は、車室内天井に取り付けられるスピーカ一体型のリアシートエンターテイメントシステムに関する。

車載情報機器は、車室内の乗員が快適に過ごせるように、エンターテイメント性が高い各種の映像、音声を扱うことが可能であり、また、その映像、音声を再生するＡＶ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｓｕａｌ）機器を車室内に複数設置することが一般的になりつつある。

例えば、比較的大型の３列シートを持つ車両では、２列、３列目の後席用に、車室内天井にブラケットを介して取り付けられる天井取り付け型のリアモニタを設置することが多い。このため、後席で再生される音源の制御を前席から可能にするリアシートエンターテイメントシステム（以下、単にＲＳＥという）では、前席にヘッドユニット、後席にリアコントロールユニットを備え、後席では、リアコントロールユニットを介して前席と異なるコンテンツを天井取り付け型のリアモニタにより自由に聴取することができる。但し、音源の聴取については、ワイヤレスヘッドホンによるか、もしくはヘッドユニットと連動して駆動される車載スピーカによるものがほとんどであった。

このため、従来、スピーカ一体型のリアモニタが知られており、前席と後席で異なるコンテンツを自由に楽しむことができるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
一方、従来、テレビの分野で、音導管型スピーカユニットの音導管の開口部から放射される音響信号が、音導管の影響を受けてスピーカ自身が有する特性より劣化しないようにするため、音導管の伝達特性の逆特性を実現する非巡回型デジタルフィルタを用いて音声信号処理を行う（以下、リニアフェイズ補正技術という）音響再生装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−２４８２５３号公報 特許第３１６７２５９号公報

上記した従来のＲＳＥでは、ワイヤレスヘッドホンを使用して音源を聴取していたため、ＲＳＥにワイヤレスヘッドホンを付属させる必要があり、比較的高価なシステムになっていた。また、小さい子供はワイヤレスヘッドホンのサイズが合わず装着できないという問題もあった。
また、特許文献１に開示された技術のように、ＲＳＥにスピーカを内蔵する場合、ＲＳＥの大きさの制約により、径の大きなスピーカを実装できず、このため、低音再生の面で問題があった。更に、ＲＳＥのデザイン上の制約から丸いスピーカを実装できず、楕円スピーカを実装する場合がほとんどであったため、音に歪が生じて音質が劣化していた。このため、特許文献２に開示されたリニアフェイズ補正技術を適用して音質の劣化を補正することが望まれる。

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、リニアフェイズ補正技術を用いることによってＲＳＥのコンパクト感を損なうことなく、音質の劣化を回避することができるリアシートエンターテイメントシステムを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために本発明のリアシートエンターテイメントシステムは、ヒンジを軸に開閉自在に実装された表示ユニットと、前記表示ユニットの開閉に邪魔にならない位置に実装され、聴取者に向けてスリット状の開口部を有する音導管型スピーカユニットと、事前に測定された前記音導管型スピーカユニットの音響特性に基づき逆補正フィルタのフィルタ係数が設定され、前記逆補正フィルタにより前記音導管型スピーカユニットの位相特性と音圧周波数特性とを補正する演算処理部を含む制御装置とを備えたものである。

本発明によれば、リニアフェイズ補正技術を用いることにより、ＲＳＥのコンパクト感を損なうことなく音質の劣化を回避した、リアシートエンターテイメントシステムを提供することができる。

本発明の実施の形態１に係るリアシートエンターテイメントシステムの外観構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るリアシートエンターテイメントシステムの断面図である。 本発明の実施の形態１に係るリアシートエンターテイメントシステムの後部座席から見た正面図である。 本発明の実施の形態１に係るリアシートエンターテイメントシステムの電気系の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係るリアシートエンターテイメントシステムの断面図である。 本発明の実施の形態２に係るリアシートエンターテイメントシステムの後部座席から見た正面図である。 本発明の実施の形態３に係るリアシートエンターテイメントシステムの断面図である。 本発明の実施の形態３に係るリアシートエンターテイメントシステムの後部座席から見た正面図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るリアシートエンターテイメントシステムの斜視図、図２は断面図、図３は後部座席から見た正面図のそれぞれを示す。
図１〜図３において、符号１はＲＳＥ本体であり、映像を表示する表示ユニットである液晶（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）モニタ２と、音声を出力する音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）とが実装されている。符号３（３ａ、３ｂ）は、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）による出力音声を後部座席乗員に伝える開口部であり、スリットが形成されている。符号１０は内張りが施された車室内天井であり、ＲＳＥ本体１は、ブラケット３０を介して車室内天井１０に取り付けられている。

ＬＣＤモニタ２は、ヒンジ２０を軸にＲＳＥ本体１に開閉自在に構成され、使用時に開くことで後部座席乗員に対して見開き状態に設定され、不使用時には閉じることでＲＳＥ本体１内に収納され、ＬＣＤを保護する構造になっている。
音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）は、スピーカ本体から出力される音声を開口部３（３ａ、３ｂ）まで導く音導管４（４ａ、４ｂ）を備えており、ＬＣＤモニタ２の開閉に邪魔にならない位置に実装される。なお、符号１１は車両の天板であり、この天板１１と、車室内天井１０との間には、通常、空間が設けられている。

図４は、本発明の実施の形態１に係るリアシートエンターテイメントシステムの電気系の内部構成を示すブロック図である。
図４に示されるように、ＲＳＥ本体１（制御装置）は、音声入力端子２１と、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器２２）と、演算処理部２３と、デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器２４）と、出力アンプ２５とを含む。また、ＲＳＥ本体１は、映像入力端子３１と、Ａ／Ｄ変換器３２と、ＹＵＶ（輝度色差信号）／ＲＧＢ（原色信号）変換器３３と、メニュー表示重畳部３４と、ＬＣＤ制御部３５とを含む。また、これらのシーケンス制御を行うシステム制御部４１も含んで構成される。

なお、図４において、図１〜図３と同じ符号が付されたブロックは、図１〜図３に示すそれと同じ名称、機能を有するものとする。

音声入力端子２１は、不図示の音声再生ソースから出力されるアナログ音声信号をＡ／Ｄ変換器２２に出力する。Ａ／Ｄ変換器２２は、入力されたアナログ音声信号をデジタル音声信号に変換して演算処理部２３へ出力する。
演算処理部２３は、デジタル音声信号に対して音量制御、左右のバランス調整、リニアフェイズ補正技術を用いて音質劣化の補正処理を行い、Ｄ／Ａ変換器２４へ出力する。

Ｄ／Ａ変換器２４は、演算処理部２３から出力されるデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換して出力アンプ２５へ出力する。出力アンプ２５は、Ｄ／Ａ変換器２４から出力されるアナログ音声信号の信号レベルを増幅して音導管型スピーカユニット５へ供給し、音声として出力する。

映像入力端子３１は、不図示の再生ソースからのアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器３２に出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、映像入力端子３１から入力されたアナログ映像信号（コンポジット信号）をデジタルＹＵＶ信号に変換してＹＵＶ／ＲＧＢ変換器３３に出力する。
ＹＵＶ／ＲＧＢ変換器３３は、デジタルＹＵＶ信号をデジタルＲＧＢ信号に変換してメニュー表示重畳部３４へ出力する。メニュー表示重畳部３４は、ＹＵＶ／ＲＧＢ変換器３３によって出力される映像信号にユーザ操作メニュー等を重畳させてＬＣＤ制御部３５に出力する。ＬＣＤ制御部３５は、メニュー表示重畳部３４からの映像信号をＬＣＤモニタ２に表示するために出力タイミング等を制御する。
なお、システム制御部４１は、ＲＳＥ本体１の制御を行うために、上記したＡ／Ｄ変換器２２、演算処理部２３、Ｄ／Ａ変換器２４、出力アンプ２５、Ａ／Ｄ変換器３２、ＹＵＶ／ＲＧＢ変換器３３、メニュー表示重畳部３４、ＬＣＤ制御部３５のシーケンス制御を司る。

上述した構成において、例えば、ＤＶＤプレーヤー等、外部機器から入力されるアナログ映像信号は、映像入力端子３１からＲＳＥ本体１に入力される。
ここで入力されたアナログ映像信号は、Ａ／Ｄ変換器３２でデジタルＹＵＶフォーマットの映像データに変換される。その後、ＹＵＶ／ＲＧＢ変換器３３でデジタルＲＧＢフォーマットの映像データに変換され、メニュー表示重畳部３４に出力される。メニュー表示重畳部３４では、外部機器から入力された映像信号に、必要に応じてユーザ操作メニューを重畳する。ユーザ操作メニューが重畳された映像信号は、ＬＣＤ制御部３５で映像信号の出力タイミングなどの調整が行われ、ＬＣＤモニタ２に表示される。

一方、外部機器から入力されるアナログ音声信号は、音声入力端子２１からＲＳＥ本体１に入力される。入力されたアナログ音声信号は、Ａ／Ｄ変換器２２でデジタルＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）フォーマットのデータに変換され、演算処理部２３へ入力される。

演算処理部２３では、入力されたデジタルＰＣＭフォーマットの音声信号に対して、音量調整、左右のバランス調整、および音質の劣化を補正するリニアフェイズ補正処理を実施する。
なお、演算処理部２３が上述したリニアフェイズ補正処理を実施するにあたり、事前にインパルス応答による音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の音響特性を測定しておく必要がある。ここでの測定結果に基づき逆補正フィルタ（デジタルフィルタ）のフィルタ係数を決定し、ここで設計された逆補正フィルタを用いて入力音声信号に畳み込み演算を行い、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の位相特性と音圧周波数特性とを補正する。このリニアフェイズ技術の詳細は、上述した特許文献２に詳細に開示されている。なお、上記した逆補正フィルタが組み込まれる演算処理部２３は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）で構成されるものとする。

上記により信号処理がなされた音声信号は、Ｄ／Ａ変換器２４でアナログ音声信号に変換され、出力アンプ２５で信号レベルを増幅された後、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）へ出力される。
なお、システム制御部４１は、ＲＳＥ本体１全体の制御を行うとともに、ユーザインターフェースも制御するものとする。

ところで、図２に示されるように、ＲＳＥ本体１は、車室内天井１０にブラケット３０を介して取り付けられている。また、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）は、ＲＳＥ本体１内部に実装されている。
音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）から出力される音声信号は、音導管４（４ａ、４ｂ）を経由して、開口部３（３ａ、３ｂ）のスリットを通り抜け、後部座席の乗員に到達する。音導管４（４ａ、４ｂ）は、後部座席に向けて傾けて実装されており、後部座席へ音の指向性を持たせている。

また、図３に示されるように、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の左右の開口部３ａ、３ｂの横幅は、ＲＳＥ本体１の横幅を短くするというデザイン上の制約により、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）のスピーカ本体の直径より短くなっている。そのため、左右の音導管４ａ、４ｂは、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）のスピーカ本体部から開口部３ａ、３ｂに向かって徐々に細くなる逆ホーン形状になり、このままでは音声が音導管４（４ａ、４ｂ）の中にこもることになる。
そのため、演算処理部２３で特許文献２に開示されるようなリニアフェイズ補正処理を行い、音導管４（４ａ、４ｂ）による音質の劣化を補正するとともに、デザインの制約による音質の劣化を改善する。

上記した実施の形態１に係るリアシートエンターテイメントシステムによれば、聴取者に向けてスリット状の開口部３（３ａ、３ｂ）を有する音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）をＬＣＤモニタ２の開閉に邪魔にならない位置に実装し、ＲＳＥ本体１の電気系（演算処理部２３）が、事前に測定された音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の音響特性に基づき設定された逆補正フィルタのフィルタ係数により音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の位相特性と音圧周波数特性とを補正することで、所謂、ＲＳＥにリニアフェイズ補正技術を適用することで、構造的な音質劣化要因を、使用する音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の性能不足を含めて改善することができる。

また、上記した実施の形態１に係るリアシートエンターテイメントシステムによれば、ＲＳＥ本体１に、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）を内蔵することで、ワイヤレスヘッドホンを使用することなく視聴が可能になるため、高価なヘッドホンを不要とし、劣化の無い音質で視聴が可能になる。
また、開口部３（３ａ、３ｂ）をスリット状にすることで、ＲＳＥのコンパクト感を失うことなく、また、リニアフェイズ技術を適用することで音質の補正が可能になる。

実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係るリアシートエンターテイメントシステムの断面図、図６は、後部座席から見た正面図である。
図５、図６に示されるように、図１〜図３に示す実施の形態１との差異は、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）を車室内天井１０から取り付ける構造とし、かつ、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の背面がカバーフレーム１２（１２ａ、１２ｂ）で覆われる構造になっていることにある。他の構成は、図１〜図３に示す実施の形態１と同様であり、また、電気系の構成も同様である。

一般のスピーカから音を出力する場合、スピーカの裏側から出力される音と表側から出力される音は、位相が反対であるため、裏側の音が表側に回りこむと互いに打ち消しあい、本来の音が出力されなくなる。音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）も同様である。
このため、実施の形態２では、図５、図６に示されるように、スピーカの裏側の音が表側の音に干渉しないように、カバーフレーム１２（１２ａ、１２ｂ）で、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の裏側を密閉する構造とした。その際、裏側の空間を出来るだけ大きくした方が低音を再生することができる。

なお、演算処理部２３がリニアフェイズ補正処理を行い、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の音導管４（４ａ、４ｂ）による音質の劣化を補正するとともに、デザインの制約による音質の劣化を改善することは実施の形態１と同様である。

上記した実施の形態２に係るリアシートエンターテイメントシステムによれば、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）を車室内の天井１０上部に取り付け、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の背面をカバーフレーム１２（１２ａ１２ｂ）で覆う構造とすることにより、低音再生が可能になり、また、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）がＲＳＥ本体１から外に出る分、ＲＳＥ本体１を薄型化できるといった効果を奏する。

なお、上記した実施の形態１では、図２に示されるように、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）をＲＳＥ本体１の内部に実装したため、スピーカの裏側の空間を大きく確保できず、このため、低音を再生するには不利であったが、上記した実施の形態２では、図５に示されるように、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）を車室内天井１０の上部に取り付け、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の裏側を覆うカバーフレーム１２（１２ａ、１２ｂ）との間に、車両天板１１との間に設けられる隙間が許す範囲で空間を設けることにより、音圧不足の感が否めなかった低音再生を可能にする。
また、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）をＲＳＥ本体１から上に出すことにより、ＲＳＥ本体１の厚みを薄くすることが可能になる。

実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係るリアシートエンターテイメントシステムの断面図、図８は、後部座席から見た正面図である。
図７、図８に示されるように、図５〜図６に示す実施の形態２との差異は、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）を、車室内天井１０と車両天板１１との間の空間を用いた平面バッフル構造としたことにある。他は、実施の形態２と同様である。

上記のスピーカ取り付け構造において、実施例２で説明したカバーフレーム１２（１２ａ、１２ｂ）を取り外し、車室内天井１０と車両天板１１との間の空間を、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の裏側空間として利用することで、比較的大きな空間を確保することができ、上記した実施の形態２に比較して迫力ある低音の再生を可能にする。
なお、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）をＲＳＥ本体１から出して車室内天井１０に取り付け、また、演算処理部２３がリニアフェイズ補正処理を行い、音導管４（４ａ、４ｂ）による音質の劣化を補正するとともに、デザインの制約による音質の劣化を改善する効果が得られることは実施の形態２と同様である。

上記した実施の形態３に係るリアシートエンターテイメントシステムによれば、音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）を、車室内天井１０の上部に取り付け、車室内天井１０と車両天板１１との間の空間を用いた平面バッフル構造とすることで、リニアフェイズ補正技術により音質劣化を防ぐのは勿論のこと、実施の形態２と比較して、一層、低音の音圧不足を補うことができる。

なお、図４に示す演算処理部２３が有する機能は、全てをソフトウェアによって実現しても、あるいはその少なくとも一部をハードウェアで実現してもよい。
例えば、演算処理部２３が、事前に測定された音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の音響特性に基づきフィルタ係数が設定される逆補正フィルタにより音導管型スピーカユニット５（５ａ、５ｂ）の位相特性と音圧周波数特性とを補正するデータ処理は、１または複数のプログラムによりコンピュータ上で実現してもよく、また、その少なくとも一部をハードウェアで実現してもよい。

この発明に係るリアシートエンターテイメントシステムは、リニアフェイズ補正技術を用いることにより、ＲＳＥのコンパクト感を損なうことなく音質の劣化を回避できるため、車室内天井に取り付けられるスピーカ一体型の当該システム等に用いるのに適している。

Claims (4)

1. ヒンジを軸に開閉自在に実装された表示ユニットと、
   前記表示ユニットの開閉に邪魔にならない位置に実装され、聴取者に向けて開口部を有する音導管型スピーカユニットと、
   事前に測定された前記音導管型スピーカユニットの音響特性に基づき逆補正フィルタのフィルタ係数が設定され、前記逆補正フィルタにより前記音導管型スピーカユニットの位相特性と音圧周波数特性とを補正する演算処理部を含む制御装置と、
   を備えたことを特徴とするリアシートエンターテイメントシステム。
2. 前記開口部はスリット状であることを特徴とする請求項１記載のリアシートエンターテイメントシステム。
3. 前記音導管型スピーカユニットは、
   車室内の天井上部に取り付けられ、前記音導管型スピーカユニットの背面がカバーフレームで覆われる構造になっていることを特徴とする請求項１記載のリアシートエンターテイメントシステム。
4. 前記音導管型スピーカユニットは、
   車室内天井の上部に取り付けられ、前記車室内天井と車両天板との間の空間を用いた平面バッフル構造とすることを特徴とする請求項１記載のリアシートエンターテイメントシステム。

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