KR20080094601A

KR20080094601A - 노이즈 저감 장치 및 음향 재생 장치

Info

Publication number: KR20080094601A
Application number: KR1020080035980A
Authority: KR
Inventors: 데뻬이 요꼬따
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2008-10-23
Also published as: JP4722878B2; US9330653B2; CN101304621B; CN101304621A; DE102008019660A1; US20080260174A1; DE102008019660B4; US20130243225A1; JP2008271067A; US8509452B2

Abstract

본 발명은 간단한 구성에 의해, 하울링을 방지하면서, 충분한 노이즈 저감 효과를 얻을 수 있는 노이즈 저감 장치를 제공한다. 스피커 유닛이, 그 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합 가능하도록, 배플판에 부착되지 않고, 유지 수단에 의해 유지되는 스피커(1)와, 이 스피커(1)의 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합되어 상쇄되는 영역에 설치된 마이크로폰(2)을 구비한다. 마이크로폰(2)으로 수음하여 얻은 음성 신호를 위상 반전한 노이즈 저감 음성 신호를, 스피커(1)에 공급한다.

스피커, 마이크로폰, 로우 패스 필터, 노이즈 저감 음성 신호, 진동판

Description

노이즈 저감 장치 및 음향 재생 장치{NOISE REDUCTION APPARATUS AND AUDIO REPRODUCTION APPARATUS}

본 발명은, 노이즈 저감 장치 및 음향 재생 장치에 관한 것이다.

주위 환경으로부터의 노이즈(소음)를 저감하여, 유저에 대해, 정적한 환경을 제공하도록 한 노이즈 저감 시스템이 알려져 있다.

이러한 종류의 노이즈 저감 시스템의 일례는, 액티브한 노이즈 저감을 행하는 액티브 방식의 노이즈 저감 시스템이며, 기본적으로는, 다음과 같은 구성을 구비한다. 즉, 음향-전기 변환 수단으로서의 마이크로폰으로 외부 노이즈(소음)를 수음하고, 그 수음한 노이즈의 음성 신호로부터, 상기 노이즈와는 음향적으로 역상의 노이즈 저감 음성 신호를 생성하고, 그 생성한 노이즈 저감 음성 신호를, 전기-음향 변환 수단으로서의 스피커로 음향 재생하고, 상기 노이즈와 음향적으로 합성 함으로써, 상기 노이즈를 저감하도록 하는 것이다(특허 문헌 1(일본 특허 제2778173호 공보) 참조).

또한, 상기한 바와 같은 노이즈 저감 시스템을 이용하여 외부 환경의 노이즈(소음)를 저감한 상태에서, 상기의 노이즈 저감 음성 신호를 음향 재생하는 스피 커에, 리스너가 청취하고자 하는 음악의 음성 신호(음악 신호라고 함)를 공급하여 음향 재생함으로써, 리스너에 대해, 외부 노이즈를 저감한 양호한 재생 음장 공간을 제공하도록 한 음향 재생 장치도 등장하기 시작하였다.

상기의 특허 문헌은, 다음과 같다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 제2778173호 공보

그런데, 노이즈를 저감하기 위한 노이즈 저감음을 방음하기 위한 스피커에 노이즈 저감 음성 신호만을 공급하여, 외부 노이즈를 캔슬하도록 하는 경우에서, 노이즈 캔슬이 충분히 이루어지는 경우에는, 스피커로부터 방음되는 음은 캔슬되어, 외부 노이즈의 수음용 마이크로폰으로는 수음되지 않으므로, 문제로는 되지 않지만, 노이즈 저감 음성 신호를 공급하는 스피커에, 음악 신호를 공급하는 경우에는, 외부 노이즈를 수음하는 마이크로폰이, 그 스피커로부터 방음되는 음악 음성도 수음하기 때문에, 소위 하울링을 일으키는 문제가 있다.

이 때문에, 종래부터, 이 하울링이 일어나지 않도록 하기 위한 다양한 궁리가 고안되어 있지만, 노이즈 저감 효과를 충분히 발휘함과 함께, 하울링이 생기지 않도록 하는 것에 관하여, 만족할 수 있는 결과가 얻어지지 않는 현상이 있다.

본 발명은, 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 간단한 구성에 의해, 하울링을 방지하면서, 충분한 노이즈 저감 효과를 얻을 수 있는 노이즈 저감 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치는,

스피커 유닛이, 그 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합 가능하도록, 유지 수단에 의해 유지되는 스피커와,

상기 스피커의 상기 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합되어 상쇄되는 영역에 설치된 마이크로폰과,

상기 마이크로폰으로 수음하여 얻은 음성 신호를 위상 반전한 노이즈 저감 음성 신호를, 상기 스피커에 공급하는 수단

을 구비하는 것을 특징으로 한다.

스피커 유닛의 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합 가능하도록, 유지 수단에 의해 유지된 스피커에서는, 진동판의 앞으로부터 나오는 음파와, 진동판의 뒤로부터 나오는 음파에서는, 위상이 반대로 된다. 이 때문에, 스피커의 진동판의 외주단을 포함하는 면에 평행한 면 내로서, 그 진동판의 외주단보다도 외측의 영역에서는, 그 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합되어 상쇄되고 음압이 거의 제로로 되는 영역이 존재한다.

본 발명에서는, 외부 노이즈를 수음하는 마이크로폰은, 이 음압이 거의 제로로 되는 영역에 설치되므로, 스피커로부터 방음된 음이, 상기 마이크로폰에 의해 수음되는 일은 없다. 따라서, 그 마이크로폰은 외부 노이즈만을 수음한다.

그리고, 이 마이크로폰으로 수음하여 얻은 외부 노이즈의 음성 신호를 위상 반전한 노이즈 저감 음성 신호를 스피커에 공급하면, 외부 노이즈를 캔슬 혹은 저 감할 수 있다. 그리고, 이 경우에, 마이크로폰으로 수음한 음성에는, 스피커로부터 방음되는 음성은 포함되지 않으므로, 소위 하울링은 생기지 않는다.

본 발명에 따르면, 스피커의 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합되어 상쇄되는 영역에 설치된 마이크로폰으로 수음하여 얻은 음성 신호를 위상 반전한 노이즈 저감 음성 신호를, 상기 스피커에 공급하므로, 하울링을 방지하면서, 충분한 노이즈 저감 효과를 얻을 수 있는 노이즈 저감 장치를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.

[제1 실시 형태]

도 1 내지 도 4는, 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 실시 형태의 원리적인 구성예를 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시한 실시 형태에서는, 리스너(3)의 귀의 근방에 스피커(1)를 배치한다. 이 스피커(1)는, 그 스피커 유닛의 진동판의 전방 방사되는 음과, 후방으로부터 방사되는 음이 혼합 가능해지도록, 그 스피커 유닛이 스피커 박스에는 수납되어 있지 않고, 또한 배플판에 부착되어 있지 않은, 소위 맨 스피커의 구성으로 된다.

이 맨 스피커(1)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 그 스피커 유닛의 진동판의 앞으로부터 방사되는 음파 Sf와, 뒤로부터 방사되는 음파 Sb가 혼합되지만, 진 동판의 앞으로부터 나오는 음파 Sf의 위상과, 진동판의 뒤로부터 나오는 음파 Sb의 위상에서는, 서로 역상으로 되기 때문에, 스피커(1)의 진동판의 외주단을 포함하는 면에 평행한 면 내로서, 그 진동판의 외주단보다도 외측의 영역에서, 그 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합되어 상쇄되어, 음압이 거의 제로로 되는 영역(이하, 음압 제로 영역이라고 칭함) Zo가 존재한다.

이 음압 제로 영역 Zo는, 스피커(1)로 음성을 재생하였을 때에, 마이크로폰에 의해, 그 스피커(1)로부터의 방사 음파를 수음함으로써, 확인할 수 있다. 도 2에서는, 파선(4)에 의해, 이 영역을 나타내고 있다.

본 실시 형태에서는, 이 음압 제로 영역 Zo의 임의의 위치에, 외부 노이즈 수음용의 마이크로폰(2)을 배치한다. 실제적으로는, 예를 들면 스피커(1)의 프레임 외주부의 근방이 음압 제로 영역 Zo로 되므로, 그 스피커(1)의 프레임에 대해 마이크로폰(2)이 고정되며, 음압 제로 영역 Zo에 마이크로폰(2)이 배치된다. 즉, 본 예에서는, 마이크로폰(2)의 유지 수단은 스피커(1)로 된다.

그리고, 이 마이크로폰(2)에 의해, 리스너(3)의 주위의 잡음원으로부터 도래하는 외부 노이즈 Nz(도 3의 (A) 참조)가 수음된다. 마이크로폰(2)에 의해 음향-전기 변환되어 얻어지는 외부 노이즈 Nz의 음성 신호는, 마이크 앰프(11)를 통하여 로우 패스 필터(12)에 공급된다. 그리고, 로우 패스 필터(12)의 출력 음성 신호가, 노이즈 저감용의 필터 회로(13)에 공급되어 노이즈 저감 음성 신호가 생성되고, 이 노이즈 저감 음성 신호가, 혼합 회로(14) 및 파워 앰프(15)를 통하여 스피커(1)에 공급된다.

로우 패스 필터(12)는, 다음과 같은 이유에 의해 설치된다. 즉, 맨 스피커(1)의 진동판의 전후로부터 나오는 음 중, 특히 낮은 주파수에 대해서는 진동판의 전후로부터 나오는 음의 상쇄 효과가 크다. 맨 스피커(1)의 진동판의 전후로부터 나오는 음의 중고역 성분은, 음압 제로 영역 Zo에서는 크게 감쇠한 것으로 되지만, 완전히는 제로로는 되지 않는다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 보다 확실히 노이즈 저감할 수 있도록 하기 위해, 노이즈 저감 대상을, 마이크로폰(2)으로 수음하는 외부 노이즈 Nz 중, 로우 패스 필터(12)에 의해, 전술한 음압 제로 영역 Zo에 배치하였을 때에 거의 완전히 상쇄되어 음압이 제로로 되는 저역 성분만으로 제한하여, 하울링 없이, 안정적으로 노이즈를 저감할 수 있도록 하는 것이다. 로우 패스 필터(12)에서의 컷오프 주파수는, 예를 들면 200㎐ 이하의 주파수, 본 예에서는 200㎐로 된다.

필터 회로(13)는, 기본적으로는 외부 노이즈 Nz의 음성 신호를 위상 반전하여 노이즈 저감 음성 신호를 생성하기 위한 것이다. 또한, 필터 회로(13)는 외부 노이즈 음원 위치와, 노이즈 캔슬할 리스너(3)의 청취 위치, 즉 노이즈 캔슬 포인트와의 사이의 공간 전달 함수를 고려한 보정 및 마이크 앰프(11)나 파워 앰프(15)에서의 특성을 보정하는 것이며, 본 예에서는 디지털 필터를 이용한 구성으로 된다.

즉, 필터 회로(13)는, 도시는 생략하지만, 로우 패스 필터(12)로부터의 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환하는 A/D 변환 회로와, 이 A/D 변환 회로로부터의 디지털 음성 신호를 받는, 예를 들면 FIR(Finite Impulse Response) 필 터로 이루어지는 디지털 필터와, 디지털 필터에서 처리된 디지털 음성 신호를 아날로그 음성 신호로 변환하는 D/A 변환 회로로 구성할 수 있다.

그리고, 필터 회로(13)의 디지털 필터의 필터 계수로서, 입력 음성 신호를 위상 반전시키도록 함과 함께, 전술한 공간 전달 함수나 앰프(11, 14)의 특성을 보정하도록 하기 위한 값이 공급된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 노이즈 저감 대상을, 저역 주파수 성분으로 제한하도록 하였지만, 이 저역 음성 영역은, 인간의 방향감이 없는 영역이므로, 전술한 필터 회로(13)에 의한 공간 전달 함수에 의한 보정은 생략하여도 된다. 따라서, 도 1에서의 필터 회로(13)는 설치하지 않아도 되지만, 전술한 앰프(11, 15)의 특성분에 대한 보정을 행하는 것을 고려한 경우에는, 필터 회로(13)를, 그 보정 범위 내에서 설치하도록 한 쪽이 좋다.

혼합 회로(14)에는 리스너(3)가 청취하고자 하는 음악 소스 S가 공급 가능하게 된다. 이 음악 소스 S의 공급은 없어도 된다. 또한, 리스너(3)가 음악 소스 S의 청취를 희망하지 않는 것이면, 혼합 회로(14)도 설치하지 않아도 된다.

이상의 구성에 의해, 스피커(1)로부터는 음악 소스 S가 존재하지 않을 때에는, 노이즈 저감음 Sc(도 3의 (C) 참조)가 방사된다.

여기서, 노이즈 저감 음성 신호는 외부 노이즈 Nz의 음성 신호를 위상 반전한 것이므로, 외부 노이즈 Nz가 도 3의 (A)에 도시한 바와 같은 것이었던 경우, 노이즈 저감음 Sc는, 도 3의 (C)에 도시한 바와 같이, 외부 노이즈 Nz와는 역상의 음으로 된다. 따라서, 리스너(3)의 귓전에서는, 외부 노이즈 Nz와, 그 외부 노이즈 Nz와는 역상의 노이즈 저감음 Sc가 합성되는 결과, 도 3의 (B)에 도시한 바와 같이 노이즈 Nz가 저감 또는 캔슬된 음 Ms로 된다.

도 1의 구성의 노이즈 저감 장치는, 소위 피드 포워드 방식의 노이즈 저감 장치이다. 이 피드 포워드 방식의 노이즈 저감 장치의 노이즈 저감 동작에 대해, 전달 함수를 이용하여, 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 4는, 도 1에 도시한 블록도에 대응하여, 각 부를 그 전달 함수를 이용하여 나타낸 블록도이다.

이 도 4에서, A는 파워 앰프(14)의 전달 함수, D는 드라이버로서의 스피커(1)의 전달 함수, M은 마이크로폰(2) 및 마이크 앰프(11)의 부분에 대응하는 전달 함수, -α는 피드 포워드 방식의 노이즈 저감을 위해 설계된 필터의 전달 함수이며, 위상 반전분을 포함한다. 또한, F는 외부의 노이즈원의 위치로부터 리스너의 귓전의 캔슬 포인트의 위치에 이르기까지의 공간 전달 함수이다.

이 도 4와 같이 나타냈을 때, 도 1의 블록 구성의 노이즈 저감 장치에서의 리스너(3)의 귓전의 캔슬 포인트에서의 음압 P는, 노이즈의 신호를 N으로 하였을 때,

P=-ADMαN+FN+ADS

로 된다.

여기서, 공간 전달 함수 F가,

F≒ADMα

인 것으로 하면, 즉 수학식 2를 만족시키도록 필터 회로(13)의 전달 함수 -α가 설계되어 있으면, 전술한 수학식 1은,

P≒ADS

로 된다.

따라서, 캔슬 포인트에서의 음압 P는, 노이즈 Nz가 캔슬되어, 음악 소스 S만이 존재하는 것으로 된다. 수학식 3에서, 음악 소스 S=0, 즉 음악 소스가 없다는 것으로 하면, P≒0으로 되어, 캔슬 포인트에서의 음압 P는 노이즈 Nz가 캔슬되어 존재하지 않는 것으로 되어 있는 것을 의미하게 된다.

[제2 실시 형태]

상술한 제1 실시 형태의 설명에서는, 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 원리적인 구성예를 설명하였다. 본 제2 실시 형태는, 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치를, 자동차의 차내에서의 노이즈 저감을 도모할 목적으로 적용한 경우이다.

일반적으로, 자동차의 엔진 노이즈나, 자동차의 주행 중에 타이어가 회전하는 것에 수반하여 발생하는 노이즈(타이어 노이즈라고 함)는 저역의 노이즈이다. 본 제2 실시 형태에서는, 이들 엔진 노이즈나, 타이어 노이즈를 저감하는 목적의 것이다.

도 5는, 본 제2 실시 형태에서의 노이즈 저감음을 방음하는 스피커의 배치예를 설명하기 위한 도면이다. 즉, 본 제2 실시 형태에서는 운전석이나 조수석에 앉는 리스너(3)의 좌우의 귀의 후방에, 좌우의 귓전에서의 노이즈를 저감하기 위한 스피커(1L, 1R)를 설치한다.

이 스피커(1L 및 1R)는, 제1 실시 형태에서 설명한 스피커(1)와 마찬가지로, 그 스피커 유닛의 진동판의 전후로부터 방사되는 음이 혼합 가능해지도록, 그 스피커 유닛이 스피커 박스에는 수납되어 있지 않고, 또한 배플판에 부착되어 있지 않은, 소위 맨 스피커의 구성으로 된다.

그리고, 각 스피커(1L, 1R)로부터 방음되는 음에 대해, 음압이 거의 제로로 되는 영역 Zo에, 외부 노이즈 수음용의 마이크로폰(2L, 2R)을 배치한다. 실제적으로는, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 예를 들면 스피커(1L, 1R)의 프레임 외주부에 대해 마이크로폰(2L, 2R)이 고정되며, 음압 제로 영역 Zo에, 마이크로폰(2L, 2R)의 각각이 배치된다.

이 마이크로폰(2L, 2R)의 각각에 의해, 리스너(3)의 주위의 잡음원, 본 예에서는 엔진 노이즈원(21) 및 타이어 노이즈원(22)으로부터 도래하는 외부 노이즈 Nz가 수음된다. 그리고, 마이크로폰(2L, 2R)의 각각에 의해 수음된 외부 노이즈 Nz에 기초하여, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여 생성된 좌우의 채널용의 노이즈 저감 음성 신호가, 각각 스피커(1L, 1R)에 공급됨으로써, 리스너(3)의 좌우의 양 귓전에서, 엔진 노이즈원(21) 및 타이어 노이즈원(22)으로부터 도래하는 외부 노이즈 Nz가 캔슬되어, 노이즈 저감된다.

도 6에, 본 제2 실시 형태의 노이즈 저감 장치의 구성예의 블록도를 도시한다. 이 도 6의 예에서는, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 노이즈 저감 대상을, 예를 들면 200㎐ 이하의 저역 성분으로 함으로써, 제1 실시 형태에서의 필터 회로(13)를 생략한 구성으로 하고 있다.

즉, 리스너(3)의 왼쪽 귀의 후방에 배치된 스피커(1L)에 부착되고, 또한 음압 제로 영역 Zo에 설치된 마이크로폰(2L)에 의해 수음된 외부 노이즈 Nz의 음성 신호는, 마이크 앰프(11L)를 통하여 로우 패스 필터(12L)에 공급되어, 주파수가 예를 들면 200㎐ 이하인 저역 성분만으로 된다.

그리고, 이 로우 패스 필터(12L)로부터의 노이즈 Nz의 저역 성분이, 파워 앰프를 구성하는 차동 앰프(16L)의 반전 입력 단자에 공급된다. 따라서, 이 차동 앰프(16L)로부터는, 로우 패스 필터(12L)로부터의 노이즈 Nz의 저역 성분이 위상 반전된 노이즈 저감 음성 신호가 얻어지고, 이 노이즈 저감 음성 신호가 스피커(1L)에 공급된다.

이에 의해, 스피커(1L)로부터는 왼쪽 귀용의 노이즈 저감음이 방음되어, 외부 노이즈음 Nz와 음향적으로 합성되어, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 리스너(3)의 왼쪽 귀의 귓전에서의 외부 노이즈음 Nz가 저감 또는 캔슬된다.

마찬가지로 하여, 리스너(3)의 오른쪽 귀의 후방에 배치된 스피커(1R)에 부착되고, 또한 음압 제로 영역 Zo에 설치된 마이크로폰(2R)에 의해 수음된 외부 노이즈 Nz의 음성 신호는, 마이크 앰프(11R)를 통하여 로우 패스 필터(12R)에 공급되어, 주파수가 예를 들면 200㎐ 이하의 저역 성분만으로 된다.

그리고, 이 로우 패스 필터(12R)로부터의 노이즈 Nz의 저역 성분이, 파워 앰프를 구성하는 차동 앰프(16R)의 반전 입력 단자에 공급된다. 따라서, 이 차동 앰프(16R)로부터는 로우 패스 필터(12R)로부터의 노이즈 Nz의 저역 성분이 위상 반전 된 노이즈 저감 음성 신호가 얻어지고, 이 노이즈 저감 음성 신호가 스피커(1R)에 공급된다.

이에 의해, 스피커(1R)로부터는 오른쪽 귀용의 노이즈 저감음이 방음되어, 외부 노이즈음 Nz와 음향적으로 합성되어, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 리스너(3)의 오른쪽 귀의 귓전에서의 외부 노이즈음 Nz가 저감 또는 캔슬된다.

여기서, 스피커(1L, 1R) 및 마이크로폰(2L, 2R)은, 도 7에 도시한 바와 같이 자동차의 좌석 시트(31)의 헤드레스트(32)의 좌우 양측에 부착할 수 있다.

상술한 도 6의 구성에서, 차동 앰프(1L, 1R)의 비반전 입력 단자에, 리스너(3)가 청취하고자 하는 음악 소스의, 예를 들면 좌우 2 채널의 음성 신호를 공급함으로써, 외부 노이즈, 즉 엔진 노이즈나 타이어 노이즈가 저감 또는 캔슬된 상태에서, 음악 소스의 음악을 리스너(3)는 청취할 수 있다.

단, 스피커(1L, 1R)는, 도 7의 예의 경우에는, 리스너(3)의 양 귀의 근방 후방에 설치되므로, 리스너(3)의 두부 근방에서 음악 재생음이 음상 정위하게 되는 경우가 있다. 이 때문에, 차동 앰프(16L, 16R)의 비반전 입력 단자에 공급하는 음악 소스로서의 좌우채널의 음성 신호는, 후술하는 실시 형태에서 상술하는 바와 같이, 예를 들면 스테레오 2 채널의 경우이면, 리스너(3)의 전방의 좌우에 설치된 스피커로부터 음이 발하여진 듯한 가상 음원 처리를 실시한 신호로 하도록 한다.

또한, 음악 소스가, 예를 들면 5.1 채널의 멀티 서라운드 음성 신호인 경우에는, 상기 스피커(1L, 1R)에 의해, 모든 채널용의 스피커가, 적절한 위치에 놓여진 상태와 마찬가지로 되도록 가상 음원 처리를 실시한 신호로 하도록 한다.

[제3 실시 형태]

본 제3 실시 형태는, 상술한 실시 형태의 노이즈 저감 장치를 구비함과 함께, 5.1 채널의 멀티 서라운드 음성을 재생할 수 있도록 구성한 음향 재생 장치의 실시 형태이다. 본 제3 실시 형태는, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 자동차에 탑재하는 음향 재생 장치에 적용한 경우이다.

제2 실시 형태에서는, 노이즈 저감 음성 신호를 공급하는 스피커는, 리스너(3)의 좌우의 귀의 각각용으로서 2개 이용하고, 그들 2개의 스피커(1L, 1R)를, 도 7에 도시한 바와 같이, 자동차의 좌석 시트(31)의 헤드레스트(32)의 좌우 양측에 설치하도록 하였지만, 좌석 시트가 운전석인 경우, 운전자가 자동차를 백시킬 때의 후방 확인 시에, 헤드레스트(32)의 좌우 양측에 설치한 스피커(1L, 1R)가 방해가 될 우려가 있다.

따라서, 본 제3 실시 형태에서는 노이즈 저감 음성 신호를 공급하는 스피커는, 저역용의 맨 스피커(5)의 1개로 하고, 도 8에 도시한 바와 같이 헤드레스트(32) 내에 설치하도록 한다. 즉, 스피커(5)는 헤드레스트(32) 내에, 배플판에 부착하지 않고 부착하도록 한다.

이 헤드레스트(32)는, 종방향으로 크게 하여, 리스너(3)가 좌석 시트에 앉았을 때에, 그 두부가 닿는 부분보다도 상방에 스피커(5)가 위치하도록 구성하여도 된다. 그 때, 스피커(5)의 위치가, 리스너(3)의 머리보다도 상방이어도, 그 방음 진동면이 리스너(3)의 양 귀 방향으로 향하도록 배치하도록 한다.

그리고, 본 제3 실시 형태에서도, 노이즈 저감 대상은, 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 저역 음성분만으로 한다. 전술한 바와 같이, 저역 음성은 인간의 방향감이 없는 영역이므로, 스피커(5)는, 이 예와 같이 리스너(3)의 후방에 존재하는 1개의 스피커로 구성하여도, 외부 노이즈의 저역 성분을 캔슬 또는 저감한다고 하는 소기의 목적을 달성할 수 있다.

이 스피커(5)는, 본 실시 형태에서는 저역용이므로, 예를 들면 구경이 16㎝ 이상인 비교적 큰 타원 스피커가 이용된다.

그리고, 외부 노이즈 Nz를 수음하는 마이크로폰(6)은, 본 예에서는 스피커(5)의 프레임에 부착되고, 전술한 바와 같이, 그 부착 위치는 스피커(5)로부터 방음되는 음에 대한 음압이 거의 제로로 되는 음압 제로 영역 Zo로 된다. 도 8의 예에서는, 리스너(3)의 왼쪽 귀의 후방으로 되는 위치에 마이크로폰(6)은 부착된다. 왼쪽 귀의 후방에만 마이크로폰(6)이 설치되고, 오른쪽 귀에 대해서는 마이크로폰은 설치되지 않지만, 전술한 바와 같이 노이즈 저감 대상을 저역 성분으로 제한한 경우에는 방향감이 없으므로, 지장은 없다.

본 제3 실시 형태에서는, 리스너(3)가 청취하고자 하는 음악 등의 저감 성분에 대해서는, 스피커(5)로부터 방음하도록 하지만, 리스너(3)가 청취하고자 하는 음악 등의 중고역 성분은, 소형의 2개의 중고역용 스피커(7L, 7R)에 의해 방음하도록 구성한다. 이들 2개의 중고역용 스피커(7L, 7R)는, 예를 들면 구경이 2㎝인 소형의 스피커를 이용할 수 있고, 도 8에 도시한 바와 같이 헤드레스트(32) 내에서, 스피커(5)의 하방의 좌우에 설치된다.

이 2개의 중고역용 스피커(7L, 7R)는, 본 예에서는 스피커(5)와 마찬가지로, 각각 배플판에 부착하지 않고 부착된 맨 스피커의 구성으로 된다. 그러나, 이 중고역용의 스피커(7L 및 7R)는 맨 스피커의 구성이 아니라, 배플판에 부착하고, 스피커 박스에 수납하도록 하여도 된다.

또한, 보다 고정밀도로 노이즈만을 수음하기 위해, 중고역용 스피커(7L, 7R)로부터의 방음 음성에 대한 음압 제로 영역이, 스피커(5)로부터의 방음 음성에 대한 음압 제로 영역과 겹치도록, 중고역용 스피커(7L, 7R)를 배치함과 함께, 그 겹친 음압 제로 영역에, 마이크로폰(6)을 설치하도록 하면 된다.

또한, 본 제3 실시 형태에서는 리스너(3)가 청취를 희망하는 음악 등의 음성 신호로서, 예를 들면 좌우 2 채널 스테레오 신호나, 5.1 채널의 멀티 서라운드 신호는, 후술하는 가상 음원 처리가 이루어져, 스피커(5 및 7L, 7R)에 공급되어 음향 재생됨으로써, 원래의 좌우 2 채널 스테레오 신호나, 5.1 채널의 멀티 서라운드 신호가, 각각 대응하는 채널용의 스피커가 적절한 위치에 배치되어 음향 재생되었을 때와 마찬가지의 재생 음장이 생성되도록 구성된다.

또한, 본 제3 실시 형태에서는 스테레오 2 채널이나, 5.1 채널의 멀티 서라운드 음성 채널의 모두를, 리스너(3)의 근방에 설치한 3개의 스피커(5, 7L, 7R)에 의해, 방음하도록 하여, 저소음화 및 에너지 절약화의 효과를 최대로 발휘할 수 있도록 하고 있다.

또한, 본 제3 실시 형태에서는 운전자인 리스너(3A)와, 예를 들면 조수석에 승차하고 있는 리스너(3B)가, 각각 모두 최적의 환경에서, 좌우 2 채널 스테레오 음성이나 5.1 채널 서라운드 음성을 발휘할 수 있도록 구성한다.

도 9는, 본 제3 실시 형태의 음향 재생 시스템의 개요를 도시하는 도면이다. 이 도 9에서, 리스너(3A)와 리스너(3B)에서는, 일부 동일한 구성 요소를 구비하는 것이지만, 이들 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 번호를 부여함과 함께, 리스너(3A)에 대응하는 구성 요소에는 서픽스 A를, 리스너(3B)에 대응하는 구성 요소에는 서픽스 B를 부여하는 것으로 한다.

본 제3 실시 형태에서는, 도 9에 도시한 바와 같이 운전석(31A)과 조수석(31B)에, 각각 전술한 3개의 스피커가 배치된다. 즉, 운전석(31A)에 앉는 리스너(3A)에 대해서는, 본 예에서는 운전석(31A)의 좌석 시트의 헤드레스트 부분(32A)에, 리스너(3A)의 두부 중앙 후방에, 노이즈 저감용 또한 저역용 스피커(5A)가, 그 하방의 좌우 양옆에 중고역용의 스피커(7LA 및 7RA)가 배치된다. 또한, 스피커(5A)로부터의 방음 음성에 대한 음압 제로 영역 Zo에, 마이크로폰(6A)이 부착되어 있다.

또한, 조수석(31B)에 앉는 리스너(3B)에 대해서는, 본 예에서는 조수석(31B)의 좌석 시트의 헤드레스트 부분(32B)에, 리스너(3B)의 두부 중앙 후방에, 노이즈 저감용 또한 저역용 스피커(5B)가, 그 하방의 좌우 양옆에 중고역용의 스피커(7LB 및 7RB)가 배치된다.

노이즈 저감용 또한 저역용 스피커(5A 및 5B)는, 전술한 바와 같이 맨 스피커의 구성으로 된다. 또한, 중고역용의 스피커(7LA 및 7RA), 스피커(7LB 및 7RB)는, 전술한 바와 같이, 각각 본 예에서는 맨 스피커의 구성으로 된다. 중고역용의 스피커(7LA 및 7RA), 스피커(7LB 및 7RB)는, 맨 스피커의 구성이 아니라, 배플판에 부착하고, 스피커 박스에 수납하도록 하여도 되는 것은, 전술한 바와 같다.

그리고, 도 9에 도시한 바와 같이, 본 제3 실시 형태로서 나타내는 음향 재생 시스템은, 전술한 스피커 외에, 음성 신호 출력 장치부(40)와, 음성 신호 수신 분배부(50A, 50B)와, DVD(Digital Versatile Disc) 플레이어(60)와, CD(Compact Disc) 플레이어(70)를 구비하여 구성되어 있다.

음성 신호 출력 장치부(40)에는 DVD 플레이어(60)로부터의 음성 신호 Au1과, CD 플레이어(70)로부터의 음성 신호 Au2가 공급된다. DVD 플레이어(60)로부터의 음성 신호 Au1은 5.1 채널 서라운드 음성의 경우를 포함하지만, CD 플레이어(70)로부터의 음성 신호 Au2는, 좌우 2 채널의 음성 신호이다.

음성 신호 출력 장치부(40)는, 본 제3 실시 형태에서는 5.1 채널의 멀티 채널 서라운드 음성 방식에 대응하는 디코드 기능을 구비하고, DVD 플레이어(60)로부터의 5.1 채널 서라운드 음성 신호를 음향 재생하고자 할 때에는, 유저(3A 또는 3B)의 양 귀의 근방으로서, 리스너(3A 또는 3B)의 두부 후방에 설치되어 있는 스피커(5A, 7LA, 7RA) 또는 스피커(5B, 7LB, 7RB)에 공급하는 음성 신호를 생성한다.

그리고, 음성 신호 출력 장치부(40)는, 생성한 스피커(5A, 7LA, 7RA) 또는 스피커(5B, 7LB, 7RB)에 공급하는 음성 신호를 다중화(멀티플렉스)하여, 본 예에서는 전파를 이용하여 음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)에 무선 송신한다.

본 실시 형태에서는, 음성 신호 출력 장치부(40)는 프론트 좌우채널의 음성 신호를 가상 음원 처리하여, 음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)에 송신하는 2 채널의 신호를 생성하는 기능을 구비함과 함께, 5.1 채널의 멀티 서라운드 음성 신호 를 가상 음원 처리하여, 음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)에 송신하는 2 채널의 신호를 생성하는 기능을 구비한다.

그리고, 본 제3 실시 형태의 음성 신호 출력 장치부(40)에서는, DVD 플레이어(60)나 CD 플레이어(70)로부터의 좌우 2 채널의 음성 신호가 입력될 때에는, 후술하는 바와 같이 프론트 좌우 2 채널의 음성 신호에 대한 가상 음원 처리를 행하여, 음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)에 송신하는 2 채널의 음성 신호를 생성하여, 음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)에 송신한다.

또한, 음성 신호 출력 장치부(40)로부터 음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)에의 무선 송신은 전파에 한하지 않고, 초음파나 광을 이용하도록 하여도 된다.

음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)에서는, 음성 신호 출력 장치부(40)로부터 수신한 2 채널의 음성 신호를 디코드하고, 그 2 채널의 음성 신호로부터, 저역 성분과, 좌우 2 채널의 중고역 성분을 분리하여, 각각 리스너(3A)용 및 리스너(3B)용의 3개의 스피커(5A, 7LA, 7RA 및 5B, 7LB, 7RB)의 각각에 공급하는 신호를, 각각 생성하여, 그들 스피커에 공급하도록 한다.

즉, 음성 신호 수신 분배부(50A)로부터의, 좌채널의 중고역 성분 SHLA는, 운전석(31A)의 좌채널용의 중고역용 스피커(7LA)에 공급되고, 또한 우채널의 중고역 성분 SHRA는, 우채널용의 운전석(31A)의 중고역용 스피커(7RA)에 공급된다. 또한, 음성 신호 수신 분배부(50A)로부터의 저역 성분 SLA는, 운전석(31A)의 저역용 스피커(5A)에 공급된다.

또한, 음성 신호 수신 분배부(50B)로부터의, 좌채널 중고역 성분 SHLB는, 조 수석(31B)의 좌채널용의 중고역용 스피커(7LB)에 공급되고, 또한 우채널 중고역 성분 SHRB는, 우채널용의 조수석(31B)의 중고역용 스피커(7RB)에 공급된다. 또한, 음성 신호 수신 분배부(50B)로부터의 저역 성분 SLB는, 조수석(31B)의 저역용 스피커(5B)에 공급된다.

또한, 음성 신호 출력 장치부(40)와, 음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B) 사이는, 무선 송수신이 아니라, 와이어 하네스로서, 유선(케이블)으로 접속하도록 하여도 물론 된다.

또한, 본 제3 실시 형태에서는, 음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)의 각각에는, 리스너(31A) 및 리스너(31B)의 왼쪽 귀 후방에 배치된 마이크로폰(6A 및 6B)의 각각에 의해 수음된 외부 노이즈 NzA 및 NzB의 음성 신호가 공급된다.

그리고, 음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)의 각각에서는, 마이크로폰(6A 및 6B)의 각각에 의해 수음한 외부 노이즈 NzA 및 NzB의 음성 신호의 저역 성분을 위상 반전한 노이즈 저감 음성 신호를 생성하고, 노이즈 저감용 및 저역용 스피커(5A 및 5B)의 각각에 공급한다.

이에 의해, 본 제3 실시 형태에서는, 리스너(3A 및 3B)의 각각에서, 노이즈 저감 처리가 행해지면서, 2 채널 스테레오 재생이나 5.1 멀티 채널 서라운드 재생이 이루어진다.

[제3 실시 형태에서의 스피커 배치와 재생 음장의 설명]

다음으로, 도 10에, 이상 설명한 본 제3 실시 형태에서의 음향 재생 장치에서의 스피커 배치와 재생 음장예를 설명한다.

5.1 멀티 채널 서라운드 음성의 경우, 프론트 좌우 2 채널, 센터 채널, 리어 좌우 2 채널 및 저역 전용 채널이 있다. 종래에는, 각 채널용의 재생 음성용 스피커(8FL, 8FR, 8C, 8RL, 8RR, 8LFE)가, 도 10에서 리스너(3)의 위치에 대해, 파선으로 나타낸 바와 같은 위치에 배치되고, 그들 스피커(8FL, 8FR, 8C, 8RL, 8RR, 8LFE)에 의해, 각각 대응하는 채널의 음성 신호가 음향 재생됨으로써, 멀티 채널 서라운드 음장이 생성된다.

종래의 경우, 그들 스피커(8FL, 8FR, 8C, 8RL, 8RR, 8LFE)는, 각각 스피커 박스의 전면측을 배플판으로 하여, 스피커 유닛이 부착된 것이, 도시한 바와 같이 리스너(3)에 대해 배치되는 것이다.

본 제3 실시 형태에서는, 상기 스피커(8FL, 8FR, 8C, 8RL, 8RR, 8LFE)는 배치되지 않고, 그 대신에 리스너(3)의 근방으로서, 두부 후방에서, 3개의 스피커(5, 7L, 7R)가 배치된다.

그리고, 그 중의 스피커(5)는 저역용으로서, 본 실시 형태에서는 비교적 구경이 큰 타원 스피커가 이용되고, 리스너(3)의 두부 중앙 후방(두부의 바로 뒤)에 배치된다. 그리고, 이 스피커(5)는, 그 스피커 유닛의 진동판의 전후로부터 방사되는 음이 혼합 가능해지도록, 그 스피커 유닛은 스피커 박스에는 수납되어 있지 않고, 또한 배플판에 부착되지 않는, 맨 스피커의 구성으로 되어 있다.

또한, 스피커(7L, 7R)는 중고역용의 스피커로서, 스피커(5)보다도 작은 구경의 스피커로 되고, 스피커(5)의 좌우 양옆에서, 리스너(3)의 두부 후방으로부터, 그 진동판이 각각 리스너(3)의 좌우의 귀에 대향하도록 배치된다. 본 예의 경우, 스피커(7L, 7R)는, 전술한 바와 같이 스피커(5)와 마찬가지로, 배플판에는 부착하지 않는 맨 스피커의 구성으로 된다.

그리고, 본 실시 형태에서는 리스너(3)의 근방의 두부 후방에 배치되는 스피커(5)에는, 후술하는 바와 같이 가상 음원 처리된 5.1 멀티 채널의 음성 신호의 저역 성분이 공급되어, 이 스피커(5)로부터 저역음이 방음되도록 되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서, 스피커(5)는 서브 우퍼와 동등한 기능을 한다.

또한, 리스너(3)의 근방의 두부 후방에 배치되는 스피커(7L, 7R)에는, 후술하는 바와 같이 가상 음원 처리된 5.1 멀티 채널의 음성 신호의 중고역 성분이 공급되어, 이들 스피커(7L, 7R)로부터 중고역음이 방음되도록 되어 있다.

이와 같이 구성되는 결과, LFE 채널의 저역음은 리스너(3)의 두부 후방의 스피커(5)에 의해, 리스너(3)의 귀의 근방에서 방음되므로, 리스너(3)에게는 대음량으로 청취된다. 그러나, 리스너(3)로부터 떨어진 위치에서는, 스피커(5)의 스피커 유닛의 진동판의 앞과 뒤로부터 나오는 음이, 서로 180도 위상이 상이하여, 서로 상쇄하기 때문에, 거의 청취되지 않게 된다. 이에 의해, 종래와 같이 저역의 음이 이웃집 등의 주위로 전파되어, 폐를 끼친다고 하는 사태를 방지할 수 있다.

저역의 음의 감쇠를 확인하기 위해, 무향실에서, 도 11에 도시한 바와 같이, 서브 우퍼용으로 되는 예를 들면 17센티미터의 구경의 스피커 유닛(8SW)으로부터의 음을, 스피커 유닛(8SW)으로부터 거리 d만큼 떨어진 위치의 마이크로폰 MC로 수음하여, 그 음압 레벨의 주파수 특성을 측정한 바, 도 12에 도시한 바와 같은 것으로 되었다. 이 경우, 스피커 유닛(8SW)은 박스에 수납되거나, 배플판에 부착되어 있 거나 하지 않다.

도 12에서의 4개의 주파수 특성 곡선은, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 스피커 유닛(8SW)과 마이크로폰 MC의 거리 d가, 각각 d=10센티미터, d=20센티미터, d=40센티미터, d=80센티미터일 때의 것이다.

이 도 12로부터, 스피커 유닛을 박스에 넣지 않는 맨 스피커의 구성으로 하면, 1㎑ 이하의 음은 상당히 감쇠하는 것을 알 수 있고, 특히 저역의 음으로 될수록 그 감쇠량이 큰 것이 확인되었다.

그리고, 본 실시 형태의 경우, 스피커(5)와, 리스너(3)의 왼쪽 귀, 오른쪽 귀와의 사이의 각각의 거리 dsw는, 저역의 음이 리스너(3)의 귀에 그다지 감쇠되지 않고 전달되는 거리, 본 예에서는 dsw=20센티미터 정도로 된다.

예를 들면, 스피커(5)와 리스너(3)의 귀까지의 거리를 2미터로 한 일반적인 것에 대해, 본 실시 형태에서는 스피커(5)와 리스너(3)의 양 귀의 각각과의 거리는, 20센티미터로 한 경우, 본 실시 형태의 경우에는, 종래의 것과 비교하여 거리가 1/10로 된다.

이 때문에, 본 실시 형태에서 리스너(3)가 동일한 음압을 느끼기 위해 필요한 에너지는, 전술한 일반적인 것의 경우의 1/100로 되게 된다. 즉, 전술한 일반적인 예에서 만약 100W(와트)의 앰프를 필요로 하고 있었던 경우에는, 본 실시 형태의 경우에는 1W의 앰프라도 동일한 음압을 느끼게 된다.

본 실시 형태에서는, 스피커에 공급하는 음성 신호 출력의 차이에 의한 것만으로도 음의 확산이 작으며, 게다가 낮은 음, 예를 들면 20㎐, 30㎐, 40㎐ 근방으 로 되면, 위상의 점에서 캔슬하여, 서브 우퍼의 역할을 하는 스피커(5)의 스피커 유닛의 극히 근방 이외에서는 대부분 음은 들리지 않게 된다. 그 한편, DVD 소프트에 포함되는 박력 있는 음향 효과는, 이 저음의 대역에 큰 에너지를 수록함으로써 얻도록 하고 있기 때문에, 방음의 효과는 보다 커진다.

이상의 구성에 의해, 저역음에만 주목하여, 그 저역음만을 감쇠시키는 것을 생각한 경우에는, 충분히 효과가 얻어진다.

또한, 본 실시 형태에서는 저역뿐만 아니라 중고역의 음성도, 리스너(3)의 양 귀 근방의 2개의 스피커(7L 및 7R)에 의해, 음향 재생하도록 한다. 즉, 모든 채널의 음성 신호는 가상 음원 처리한 음성 신호로 하고, 리스너(3)의 후방에서 왼쪽 귀 및 오른쪽 귀에 대향하는 스피커(7L 및 7R)에 공급하여 음향 재생한다.

스피커(7L 및 7R)는 스피커(5)와 마찬가지로, 리스너(3)의 귀까지의 거리가 작으므로, 중고역의 음성 신호에 대해서도, 그 음역에서의 방사 에너지를 작게 하여, 방음에 기여시킬 수 있다.

[제3 실시 형태에서의 음성 신호 출력 장치부(40)의 구성예]

도 13은, 본 제3 실시 형태의 음성 신호 출력 장치부(40)의 구성예를 도시하는 블록도이다. 본 제3 실시 형태에서의 음성 신호 출력 장치부(40)는, 마이크로컴퓨터로 이루어지는 제어부(100)와, 음성 신호 처리부(200)를 구비한다.

제어부(100)는 CPU(Central Processing Unit)(101)에 대해, 시스템 버스(102)를 통하여, 소프트웨어 프로그램 등이 저장되어 있는 ROM(Read Only Memory)(103), 워크 에리어용의 RAM(Random Access Memory)(104), 복수개의 입출력 포트(105∼109), 유저 조작 인터페이스부(110), 리어 두부 전달 함수(Head Related Transfer Function : HRTF) 기억부(111), 프론트 두부 전달 함수 기억부(112) 등이 접속되어 구성되어 있다. 또한, 유저 조작 인터페이스부(110)는 음성 신호 출력 장치부(40)에 대해 직접적으로 설치되는 키 조작부 등 외에, 리모트 커맨더와 리모콘 수신부로 구성되는 것을 포함하는 것이다.

본 실시 형태에서는, 음성 신호 출력 장치부(40)에는 DVD 플레이어(60)로부터의 음성 신호 Au1과, CD 플레이어(70)로부터의 음성 신호 Au2를 입력하는 것이 가능하게 되어 있고, 이들 입력된 음성 신호 Au1 및 Au2는 입력 선택용 스위치 회로(201)에 공급된다.

이 입력 선택용 스위치 회로(201)는 유저 조작 인터페이스부(110)를 통한 유저의 선택 조작에 따라서, 제어부(100)의 입출력 포트(105)를 통한 절환 신호에 의해 절환된다. 즉, 유저에 의해, DVD(60)로부터의 음성이 선택된 경우에는, 스위치 회로(201)는 음성 신호 Au1을 선택하도록 절환되고, 또한 CD 플레이어(70)로부터의 음성이 선택된 경우에는, 스위치 회로(301)는 음성 신호 Au2를 선택하도록 절환된다.

그리고, 이 스위치 회로(201)에서 선택된 음성 신호는 5.1 채널 디코드부(202)에 공급된다. 5.1 채널 디코드부(202)에서는 스위치 회로(201)에서, DVD 플레이어(60)로부터의 음성 신호 Au1이 출력되는 경우로서, 유저 조작 인터페이스(110)에서, 5.1 채널이 선택되어 있을 때에는 채널 디코드 처리를 하여, 프론트 좌우채널의 음성 신호 L, R과, 센터 채널의 음성 신호 C와, 리어 좌우채널의 음성 신호 RL, RR과, 저역 음성 신호 LFE를 출력한다.

5.1 채널 디코드부(202)에서 디코드되어 얻어진 리어 좌우 2 채널의 음성 신호 RL, RR은, 가상 음원 처리부로서의 리어 전달 함수 컨볼루션 회로(210)에 공급된다.

리어 전달 함수 컨볼루션 회로(210)는, 예를 들면 디지털 필터를 이용하여, 미리 리어 두부 전달 함수 기억부(111)에 준비되어 있는 리어 두부 전달 함수를, 5.1 채널 디코드부(202)로부터의 리어 좌우 2 채널의 음성 신호 RL과 RR에 대하여, 컨볼루션하도록 한다.

이 때문에, 리어 전달 함수 컨볼루션 회로(210)에서는, 그 입력 음성 신호가 디지털 신호가 아닐 때에는 디지털 신호로 변환되고, 리어 두부 전달 함수가 컨볼루션된 후, 아날로그 신호로 되돌려져 출력된다.

리어 두부 전달 함수는, 본 예에서는, 다음과 같이 하여 측정되어 구해져, 리어 두부 전달 함수 기억부(111)에 저장된다. 도 14는, 리어 두부 전달 함수의 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

즉, 도 14의 (A)에 도시한 바와 같이, 리스너(3)의 좌우 양 귀의 근방에, 좌채널 측정용 마이크로폰 ML 및 우채널 측정용 마이크로폰 MR을 설치한다. 다음으로, 리스너(3)의 후방의, 통상적으로 리어 좌채널용 스피커를 배치하도록 하는 장소에, 그 리어 좌채널용 스피커(8RL)를 배치한다. 그리고, 이 리어 좌채널용 스피커(8RL)에 의해, 예를 들면 임펄스를 음향 재생하였을 때의 방음 음성을, 각각의 마이크로폰 ML, MR로 수음하고, 그 수음한 음성 신호로부터, 리어 스피커(8RL)로부 터의 좌우의 귀까지의 전달 함수(리어 좌채널에 대한 리어 두부 전달 함수)를 측정한다.

마찬가지로 하여, 리어 우채널용 스피커(8RR)에 의해, 예를 들면 임펄스를 음향 재생하였을 때의 방음 음성을, 각각의 마이크로폰 ML, MR로 수음하고, 그 수음한 음성 신호로부터, 리어 스피커(8RR)로부터의 좌우의 귀까지의 전달 함수(리어 우채널에 대한 리어 두부 전달 함수)를 측정한다.

또한, 리어 두부 전달 함수는 리어 스피커(8RL 및 8RR)를, 예를 들면 리스너(3)의 후방 중앙으로부터 좌우에 30도로, 거리 2m의 위치에 스피커를 두었을 때에, 각 스피커로부터 귀까지의 전달 함수를 측정하고, 얻은 전달 함수를 적용하면 된다.

전달 함수에 대해 더 보충한다. 예를 들면 도 14의 (A)에서, 좌측 후방으로부터 왼쪽 귀에 오는 전달 함수를 전달 함수 A로 한다. 다음으로, 도 14의 (B)에 도시한 바와 같이, 귀의 근방에 있는 스피커(7L)로부터 마이크로폰 ML까지의 전달 함수를 측정하여 얻은 전달 함수를 전달 함수 B로 한다. 그리고, 전달 함수 B에, 임의의 전달 함수 X를 곱하면 전달 함수 A로 되는 전달 함수 X를 구하고, 근방의 스피커(7L)에 보내어지는 신호음에, 구한 전달 함수 X를 컨볼루션하면, 그 때에 스피커(7L)로부터 방음되는 음은, 마치 좌측 후방 2m로부터 온 것처럼 느낄 것이다. 우채널에 대해서도 마찬가지로 하여, 전달 함수를 구할 수 있다.

또한, 반드시 전달 함수 X를 구하면 되는 것이 아니라, 경우에 따라 전달 함수 A만이어도 되는 경우도 있다. 또한, 이상의 설명은 전달 함수의 1개를 대표하 여 기술하였지만, 도 14에도 도시된 바와 같이 전달 함수는, 실제로는 복수인 것은 물론이다.

이상과 같이 하여 측정된 리어 두부 전달 함수가 리어 두부 전달 함수 기억부(111)에 기억되고, 리어 전달 함수 컨볼루션 회로(210)에, 입출력 포트(108)를 통하여 공급되어, 리어 전달 함수 컨볼루션 회로(210)에서 컨볼루션된다. 이에 의해, 이 리어 전달 함수 컨볼루션 회로(210)로부터의 음성 신호 RL* 및 RR*을, 양 귀 근방에 배치한 스피커(7L 및 7R)에 공급하여 음향 재생하였을 때에는, 리스너(3)는, 마치 후방의 좌우의 리어 스피커(8RL 및8RR)로부터 음성이 방음된 것처럼 재생 음성을 청취한다.

이 때의 가상 음원 처리된 리어 좌우채널의 음성 신호 RL* 및 RR*의 레벨은, 스피커(8RL 및 8RR)에 공급하는 경우의 신호 레벨보다도, 낮은 레벨이어도 된다. 스피커(7L 및 7R)는 리스너(3)의 귀의 근방에 있기 때문이다.

본 명세서에서는, 상술한 두부 전달 함수 컨볼루션에 의해, 가상적인 스피커 위치로부터 음성이 방음되는 것처럼 청취되므로, 이상의 처리를 가상 음원 처리라고 부르는 것이다.

이상과 같이 하여, 리어 전달 함수 컨볼루션 회로(210)로부터의 가상 음원 처리가 이루어진 음성 신호 RL* 및 RR*은, 합성부(211 및 212)에 공급된다.

그리고, 5.1 채널 디코드부(202)로부터의 프론트 좌채널의 음성 신호 L과, 센터 채널의 음성 신호 C는, 합성부(203)에서 합성되고, 그 합성 출력 음성 신호 (L+C)가, 가상 음원 처리부를 구성하는 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)에 공 급된다. 또한, 5.1 채널 디코드부(202)로부터의 프론트 우채널의 음성 신호 R과, 센터 채널의 음성 신호 C는, 합성부(204)에서 합성되고, 그 합성 출력 음성 신호 (R+C)가, 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)에 공급된다.

프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)는 리어 전달 함수 컨볼루션 회로(210)와 마찬가지의 구성을 구비하는 것으로, 예를 들면 디지털 필터를 이용하여, 미리 프론트 두부 전달 함수 기억부(112)에 준비되어 있는 프론트 두부 전달 함수를, 합성부(203 및 204)로부터의 음성 신호에 대해, 컨볼루션하도록 한다.

이 때문에, 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)에서는, 그 입력 음성 신호가 디지털 신호가 아닐 때에는 디지털 신호로 변환되고, 프론트 두부 전달 함수가 컨볼루션된 후, 아날로그 신호로 되돌려져 출력된다.

프론트 두부 전달 함수는, 본 예에서는, 다음과 같이 하여 측정되어 구해져, 프론트 두부 전달 함수 기억부(112)에 저장된다. 도 15는, 프론트 두부 전달 함수의 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

즉, 도 15에 도시한 바와 같이, 리스너(3)의 좌우 양 귀의 근방에, 좌채널 측정용 마이크로폰 ML 및 우채널 측정용 마이크로폰 MR을 설치한다. 다음으로, 리스너(3)의 전방의, 통상적으로 프론트 좌채널용 스피커를 배치하도록 하는 장소에, 그 프론트 좌채널용 스피커(8FL)를 배치한다. 그리고, 이 프론트 좌채널용 스피커(8FL)로, 예를 들면 임펄스를 음향 재생하였을 때의 방음 음성을, 각각의 마이크로폰 ML, MR로 수음하고, 그 수음한 음성 신호로부터, 프론트 스피커(8FL)로부터의 좌우의 귀까지의 전달 함수(프론트 좌채널에 대한 프론트 두부 전달 함수)를 측정 한다.

마찬가지로 하여, 프론트 우채널용 스피커(8FR)로, 예를 들면 임펄스를 음향 재생하였을 때의 방음 음성을, 각각의 마이크로폰 ML, MR로 수음하고, 그 수음한 음성 신호로부터, 프론트 스피커(8FR)로부터의 좌우의 귀까지의 전달 함수(프론트 우채널에 대한 프론트 두부 전달 함수)를 측정한다.

또한, 프론트 두부 전달 함수는 프론트 스피커(8FL 및 8FR)를, 예를 들면 리스너(5)의 전방 중앙으로부터 좌우에 30도로, 거리 2m의 위치에 스피커를 두었을 때에, 각 스피커로부터 귀까지의 전달 함수를 측정하고, 얻은 전달 함수를 적용하면 된다.

전달 함수에 대해 더 보충한다. 예를 들면 도 15의 좌 전방으로부터 왼쪽 귀에 오는 전달 함수를 전달 함수 A로 한다. 다음으로, 귀의 근방에 있는, 예를 들면 스피커(7L, 7R)로부터 마이크로폰 ML까지의 전달 함수를 측정하고, 얻은 전달 함수를 전달 함수 B로 한다. 또한, 전달 함수 B에, 임의의 전달 함수 X를 곱하면 전달 함수 A로 되는 전달 함수 X를 구하고, 근방의 스피커(7L)에 보내어지는 신호음에, 구한 전달 함수 X를 컨볼루션하면, 그 때에 스피커(7L)로부터 방음되는 음은, 마치 왼쪽 전방 2m로부터 온 것처럼 느낄 것이다.

단, 반드시 전달 함수 X를 구하면 되는 것이 아니라, 경우에 따라 전달 함수 A만이어도 되는 경우도 있다. 또한, 이상의 설명은 전달 함수의 1개를 대표하여 기술하였지만, 도 15에도 도시된 바와 같이 전달 함수는, 실제로는 복수인 것은 물론이다.

이상과 같이 하여 측정되어 얻어진 프론트 두부 전달 함수가 프론트 두부 전달 함수 기억부(112)에 기억되고, 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)에, 입출력 포트(109)를 통하여 공급되어, 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)에서 컨볼루션된다.

이 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)로부터는, 가상 음원 처리된 프론트 좌채널의 음성 신호 FL*에 센터 채널의 음성 신호 C가 합성된 것과, 가상 음원 처리된 프론트 우채널의 음성 신호 FR*에 센터 채널의 음성 신호 C가 합성된 것이 얻어진다.

이 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)로부터의 음성 신호 (FL*+C) 및 (FR*+C)를, 리스너(3A 혹은 3B)의 양 귀 근방에 배치한 스피커(7LA, 7RA 혹은 7LB, 7RB)에 공급하여 음향 재생하였을 때에는, 리스너(3A 혹은 3B)는, 마치 전방의 좌우의 프론트 스피커(8FL 및 8FR)로부터 음성이 방음된 것처럼, 재생 음성을 청취함과 함께, 센터 채널 음성을 중앙에 설치된 스피커로부터 방음된 것처럼 청취한다.

이 때의 음성 신호 (FL*+C) 및 (FR*+C)의 레벨은, 스피커(8FL 및 8FR)에 공급하는 경우의 신호 레벨보다도, 낮은 레벨이어도 된다. 스피커(7LA, 7RA 또는 7LB, 7RB)는 리스너(3)의 귀의 근방에 있기 때문이다.

이상과 같이 하여, 가상 음원 처리가 이루어진 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)로부터의 음성 신호 (FL*+C) 및 (FR*+C)는, 합성부(213 및 214)에 공급된다. 합성부(213 및 214)에는, 5.1 채널 디코드부(202)로부터의 저역 음성 신호 LFE가 공급된다. 그리고, 이 합성부(213 및 214)의 출력 음성 신호가, 합성 부(211) 및 합성부(212)에 공급된다.

그리고, 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)로부터의 가상 음원 처리된, 센터 채널의 음성 신호가 합성되어 있는 프론트 좌채널의 음성 신호는 합성부(213)에서, 5.1 채널 디코드부(202)로부터의 저역 음성 신호 LFE와 합성된 후, 합성 회로(211)에서, 리어 전달 함수 컨볼루션 회로(210)로부터의 가상 음원 처리된 리어 좌채널의 음성 신호와 합성되어, 좌채널용의 신호 L*로 된다.

마찬가지로 하여, 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)로부터의 가상 음원 처리된, 센터 채널의 음성 신호가 합성되어 있는 프론트 우채널의 음성 신호는 합성부(214)에서, 5.1 채널 디코드부(202)로부터의 저역 음성 신호 LFE로 합성된 후, 합성 회로(212)에서, 리어 전달 함수 컨볼루션 회로(210)로부터의 가상 음원 처리된 리어 우채널의 음성 신호와 합성되어, 우채널용의 신호 R*로 된다.

그리고, 이 합성 회로(211 및 212)로부터의 좌우채널용의 합성 음성 신호 L* 및 R*이, 다중화부(215)에 공급되어 다중화(멀티플렉스)되고, 무선 송신부(216)로부터, 음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)에 무선 송신된다.

음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)의 각각에서는, 음성 신호 출력 장치부(40)로부터 전파를 수신하고, 그 수신한 전파로부터 다중화되어 있는 음성 신호를 추출하고, 디멀티플렉스하여, 좌우 2 채널용의 음성 신호 L* 및 R*을 분리한다. 그리고, 이 좌우 2 채널용의 음성 신호 L* 및 R*로부터, 저역용의 스피커(5A 및 5B)에 공급하는 신호 SLA 및 SLB와, 중고역용의 스피커(7LA, 7RA 및 7LB, 7RB)에 공급하는 신호 SHLA, SHRA 및 SHLB, SHRB를 생성하고, 각각에 대응하는 스피커(5A, 5B)에 공급한다.

따라서, 스피커(5A 및 5B)는, 주로 저역 음성 신호 LFE를 음향 재생함과 함께, 스피커(7LA, 7RA 및 7LB, 7RB)는 가상 음원 처리된 프론트 음성 신호 (FL*+C) 및 (FR*+C), 또한 가상 음원 처리된 리어 음성 신호 RL* 및 RR*을 음향 재생한다.

또한, CD 플레이어(70)로부터의 좌우 2 채널의 음성 신호가, 스위치 회로(201)로부터 출력되는 경우나, DVD 플레이어(60)로부터의 음성 신호가 좌우 2 채널의 음성 신호였던 경우에는, 5.1 채널 디코드부(202)로부터는 좌우 2 채널의 음성 신호 L 및 R만이 출력되고, 그것이 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)에 공급되고, 프론트 전달 함수가 컨볼루션되어 가상 음원 처리가 이루어진다. 이 때에는, 리어 전달 함수 컨볼루션 회로(210)에는 전원이 투입되지 않아, 이 회로(210)는 비동작으로 된다.

그리고, 이 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로(220)로부터의 2 채널의 신호가, 합성 회로(213, 214, 211, 212)를 통하여 다중화부(215), 무선 송신부(216)에 의해, 음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)에 공급된다.

따라서, 이 때 스피커(5A와, 7LA 및 7RA) 혹은 스피커(5B와, 7LB 및7RB)에서는, 좌우 프론트 채널의 음성 신호를 가상 음원 처리한 음성 신호가 음향 재생되어, 마치 리스너(3A 혹은 3B) 앞측의 좌우에 놓여진 프론트 스피커로부터 음성이 방음되는 것처럼, 음향 재생이 이루어진다.

이상과 같이 하여, 본 제3 실시 형태에서는 리스너(3A, 3B)의 양 귀의 근방의, 리스너(3A, 3B)의 후방의 3개의 스피커만에 의해서, 대음량으로, 임장감이 있 는 멀티 채널 음성을 즐길 수 있음과 함께, 주위로의 음의 누설을 대폭 감소시킬 수 있고, 또한 음향 재생 시스템의 에너지 절약화를 실현할 수 있다.

그리고, 리스너(3A 및 3B)의 각 사람에 대해서는, 각각의 재생 음장이 제공되므로, 자동차의 데쉬보드, 도어 등에 고정적으로 설치된 스피커에 의해 제공되는 재생 음장의 경우와 같이, 리스너의 위치에 의해, 음상 정위가 변하는 일 없이, 항상 각 리스너에게 최적의 재생 음장을 제공할 수 있다고 하는 효과가 있다.

또한, 제1 실시 형태에서도 설명한 바와 같이, 리스너의 두부 후방의 3개의 스피커(5, 7L, 7R)에서의 음향 파워는, 종래의 차재 오디오 시스템의 경우의 도어 등에 스피커를 배치하는 경우에 비해 대폭 저감할 수 있기 때문에, 배터리의 부하를 경감할 수 있다고 하는 메리트도 있다.

[음성 신호 수신 분배부의 구성예]

음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)는, 상술한 바와 같은 음향 재생용의 신호를 생성하는 것 외에, 노이즈 저감용 또한 저역용 스피커(5A 및 5B)에 공급하는 노이즈 저감 음성 신호도 생성하여, 그 스피커(5A 및 5B)에 공급하도록 한다.

음성 신호 수신 분배부(50A 및 50B)는, 동일한 구성을 구비하는 것이다. 도 16에, 본 실시 형태에서의 음성 신호 수신 분배부의 구성예를, 음성 신호 수신 분배부(50A)의 경우로서 도시한다. 이 도 16의 예도, 전술한 제2 실시 형태와 마찬가지로, 필터 회로를 생략한 구성으로 하고 있다.

즉, 본 예에서는 음성 신호 출력 장치부(40)로부터 무선 송신되어 오는 신호는, 무선 수신부(51)로 수신되어, 다중 디코드부(52)에 공급된다. 다중 디코드 부(52)에서는, 그 수신한 신호에 다중화되어 있는 음성 신호가 디멀티플렉스 처리되어, 2 채널의 신호 L* 및 R*이 디코드된다.

이 다중 디코드부(52)로부터의 2 채널의 신호 L* 및 R*은, 각각 대역 분할 회로(53L 및 53R)에 공급된다. 이들 대역 분할 회로(53L 및 53R)의 각각에서는, 입력된 신호 L* 및 R*을, 저역 성분 SLLA 및 SLRA와, 중고역 성분 SHLA 및 SHRA로 분리한다. 예를 들면, 200㎐보다도 낮은 주파수 성분을 저역 성분으로 하고, 200㎐보다도 높은 주파수 성분을 중고역 성분으로 한다. 이 분리 주파수는, 200㎐에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 100㎐이어도 된다.

그리고, 대역 분할 회로(53L)로부터의 좌채널 중고역 성분 SHLA는, 앰프(54L)를 통하여 스피커(7LA)에 공급된다. 또한, 대역 분할 회로(53R)로부터의 우채널 중고역 성분 SHRA는, 앰프(54R)를 통하여 스피커(7RA)에 공급된다.

또한, 대역 분할 회로(53L) 및 대역 분할 회로(53R)로부터의 저역 성분 SLLA 및 SLRA는, 합성기(55)에 공급되어 합성되고, 그 합성 출력 신호 SLA가, 파워 앰프로서의 차동 앰프(56)를 통하여 스피커(5A)에 공급된다.

따라서, 스피커(5A)는 서브 우퍼로서, 주로 저역 음성 신호 LFE를 음향 재생함과 함께, 스피커(7L 및 7R)는 가상 음원 처리된 프론트 좌우채널 및 가상 음원 처리된 리어 좌우채널의 중고역의 음성 신호를 음향 재생한다.

그리고, 본 실시 형태에서는 마이크로폰(6A)에 의해 수음된 외부 노이즈 Nz의 음성 신호는, 마이크 앰프(57)를 통하여 로우 패스 필터(58)에 공급되어, 주파수가 예를 들면 200㎐ 이하인 저역 성분만으로 된다.

그리고, 이 로우 패스 필터(58)로부터의 노이즈 Nz의 저역 성분이, 파워 앰프를 구성하는 차동 앰프(56)의 반전 입력 단자에 공급된다. 따라서, 이 차동 앰프(56)로부터는 로우 패스 필터(58)로부터의 노이즈 Nz의 저역 성분이 위상 반전된 노이즈 저감 음성 신호가 얻어지고, 이 노이즈 저감 음성 신호가 스피커(5A)에 공급된다.

이에 의해, 스피커(5A)로부터는 노이즈 저감음이 방음되어, 외부 노이즈음 Nz와 음향적으로 합성되고, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여, 리스너(3A)의 귓전에서의 외부 노이즈음 Nz가 저감 또는 캔슬된다.

이상과 같이 하여, 제3 실시 형태의 음향 재생 시스템에 따르면, 좌석 시트에 앉은 리스너(3A, 3B)는 채널수보다도 적은 수의 스피커를 이용하여, 대음량으로, 임장감이 있는 멀티 채널 음성을 즐길 수 있음과 함께, 주위로의 음의 누설을 대폭 감소시킬 수 있다.

게다가, 엔진 노이즈나 타이어 노이즈를 저감 또는 캔슬한 상태에서, 멀티 채널 음성을 즐길 수 있어, 쾌적한 재생 음장을 얻을 수 있다.

또한, 특히 본 실시 형태에서는, 저음 재생용의 스피커(5)를 스피커 박스에 수납하지 않고 리스너(3)의 근방, 두부 후방에서 귀의 근처에 배치하도록 한 것에 의해, 중저음이 인접한 방에 누설되는 것을 대폭 감쇠시킬 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 리어 좌우채널의 음성도, 리스너(3)의 귀의 근방의 스피커(7L, 7R)에 의해, 가상 음원 처리한 것으로서 방음하도록 하였으므로, 그 음성 신호 레벨을 낮게 할 수 있다. 따라서, 저음뿐만 아니라, 주위로의 음의 누설의 레벨을 더 낮게 할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 심야의 DVD 감상이라도, 다른 사람을 신경쓰지 않고, 충분한 음량으로 즐길 수 있다.

또한, 스피커(5, 7L, 7R)는, 리스너의 귀의 근방에 배치하였으므로, 음성 신호 출력 파워는 극단적인 경우, 종래의 경우의 1/100 정도로 할 수 있어, 에너지 절약화를 할 수 있고, 또한 하드웨어(출력 앰프)의 코스트를 대폭 인하할 수 있다. 또한, 음성 출력 파워는 작은 파워로 되므로, 스피커는 큰 스트로크를 필요로 하지 않는 얇고, 가볍고, 저렴한 스피커를 이용할 수 있다고 하는 이점도 있다. 또한, 음성 출력 파워가 작아짐으로써, 발열이 감소되고, 전원 등의 장치의 소형화도 가능하기 때문에, 전지 구동도 가능하며, 의자 등의 디자인 속에 매립할 수 있다.

따라서, 토탈로 음향 재생 시스템의 에너지 절약화를 실현할 수 있고, 또한 감상하는 사람의 만족도를 떨어뜨리지 않고, 주위로의 소음도 줄이는 음향 재생 시스템을 제공할 수 있는 메리트가 있다.

또한, 도 9의 구성에서는 리스너마다, 음성 신호 수신 분배부를 설치하도록 하였지만, 음성 신호 수신 분배부는 복수의 리스너에 대해 공통의 것으로 할 수도 있다. 단, 그 경우에는, 각 리스너의 후방에 배치되는 노이즈 저감음의 방음용의 스피커로부터의 방음 음성에 대해 음압 제로의 영역에 설치되는 마이크로폰의 각각의 출력 음성 신호(외부 노이즈 음성 신호)는, 그 공통의 음성 신호 수신 분배부에 공급된다.

그리고, 각 리스너의 노이즈 저감용 또한 저역용 스피커(5)에 공급하는 음성 신호 중의, 노이즈 저감 음성 신호는, 각각 대응하는 마이크로폰으로 수음한 음성 신호를 위상 반전한 것으로 할 필요가 있으므로, 각 리스너의 노이즈 저감용 또한 저역용 스피커(5)에 공급하는 음성 신호는, 따로따로 생성하여, 각각 대응하는 노이즈 저감용 또한 저역용 스피커(5)의 각각에 공급할 필요가 있다.

한편, 중고역의 2 채널의 신호는, 공통의 음성 신호 수신 분배부에서 공통으로 생성한 동일한 신호를, 복수의 리스너용으로서 공통으로, 각각의 리스너의 두부 근방 후방에 배치된 스피커(7L, 7R)에 각각 공급하도록 할 수 있다.

또한, 음성 신호 수신 분배부(50A, 50B) 등을 설치하지 않고, 음성 신호 출력 장치부(40)를, 음성 신호 수신 분배부의 기능을 구비하는 구성으로 하여, 그 음성 신호 출력 장치부(40)로부터 스피커 케이블을 통하여, 각 리스너용의 스피커(5, 7L, 7R)에, 대응하는 음성 신호를 공급하도록 구성하여도 물론 된다.

또한, 전술한 제3 실시 형태는 멀티 서라운드 음성의 모든 채널의 음성 신호에 대해 가상 음원 처리를 하여, 리스너(3)의 근방의, 두부 후방의 3개의 스피커에 공급하도록 하였지만, 예를 들면 자동차의 데쉬보드나, 도어에 부착된 스피커에 의해, 좌우 프론트 채널의 음성을 재생하고, 두부 후방의 3개의 스피커에서는 리어 채널의 음성 신호를 가상 음원 처리한 것을 음향 재생하도록 하여도 된다.

또한, 5.1 채널의 모든 채널의 음성 신호를 가상 음원 처리하여, 두부 후방의 3개의 스피커로 음향 재생함과 함께, 정위가 비교적 곤란한 센터 채널은 자동차의 데쉬보드, 도어 등에 고정적으로 설치된 스피커에 의해, 보조적으로 제공하도록 하여도 된다.

[그 밖의 실시 형태 또는 변형예]

또한, 제3 실시 형태에서의 노이즈 저감용 및 저역용의 스피커 및 2개의 중고역용의 스피커의 배치 위치는, 전술한 실시 형태에서의 배치 위치에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면 도 17에 도시한 예와 같이 할 수도 있다. 즉, 이 도 17의 예에서는, 저역용 스피커(5)는 헤드레스트(32) 내에, 배플판에 부착하지 않고 부착하도록 하지만, 중고역용 스피커(7L 및 7R)는, 도 17의 (A)에 도시한 바와 같이 좌석 시트(31)의 등받이 부분(33)의 꼭대기부의 좌우 양 어깨 부분에, 배플판에 부착하지 않고 부착하도록 한다. 이 경우에, 중고역용의 스피커(7L 및 7R)는, 도 17의 (B)에 도시한 바와 같이 리스너(3)의 귀의 방향이 음파의 방사 방향으로 되도록 부착하도록 하면 된다.

또한, 음향 재생 장치의 실시 형태에서, 스피커(1, 1L, 1R), 또한 스피커(5, 7L, 7R)의 배치 위치는, 전술한 실시 형태의 경우의 배치에 한정되지 않고, 예를 들면 도 18에 도시한 바와 같이 리스너(3)의 후방에서, 리스너(3)의 두부를 중심으로 한, 예를 들면 반경이 (dsw+리스너(3)의 두부의 반경)의 구면(80) 상의 위치이면, 어떠한 위치이어도 된다. 단, 이 스피커의 배치 위치로서는, 도 18에 도시한 바와 같이 리스너(3)의 안면보다도 후방측의 구간 내인 것이 바람직하다.

단, 노이즈 저감 장치의 실시 형태로 한 경우에서의 스피커(1, 1L, 1R)의 배치 위치는, 도 18에 도시한 바와 같은 리스너(3)의 안면보다도 후방측의 구간 내일 필요는 없다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 노이즈 저감용 및 저역용 스피커, 또한 중고 역용의 스피커는 의자에 대해 고정하여 부착하도록 하였지만, 이들 스피커의 유지 형식으로서는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 이들 스피커의 각각을, 1개씩, 바닥에 놓는 스탠드 형식으로 유지하도록 구성하여도 되고, 천장으로부터 매달도록 하는 구성으로 하여도 된다.

또한, 외부 노이즈의 수음용의 마이크로폰은, 전술한 실시 형태에서는 노이즈 저감음의 방음용 스피커의 프레임에 부착하도록 하였지만, 이 스피커의 프레임에 유지하는 것이 아니라, 예를 들면 스탠드나 유지 아암 등의 소정의 유지 수단에 의해, 노이즈 저감음의 방음용 스피커로부터의 방음 음성에 대한 음압 제로 영역에 유지하도록 할 수도 있다.

또한, 전술한 실시 형태의 설명은 5.1 채널의 멀티 채널 음성 신호를 재생하는 시스템의 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 5.1 채널에 한하지 않고, 2 채널 이상의 복수 채널의 음성 신호를 재생하도록 하는 음향 재생 시스템 모두에 적용 가능하다.

또한, 전술한 설명에서는, 노이즈원으로서는 자동차의 엔진 노이즈나 타이어 노이즈의 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 자동차용에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 좌석 시트 대신에, 리스너가 앉는 리클라이닝 시트 등을 상정한 경우, 비행기의 기내나, 집의 리빙룸 등에서의 환경 공간에서의 노이즈 저감을 대상으로 할 수도 있다.

또한, 스피커의 유지 수단은, 전술한 바와 같이 의자에 한정되는 것은 아니기 때문에, 그 밖의 다양한 노이즈 환경에서의 노이즈 저감을, 본 발명은 대상으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 기본적인 구성예인 제1 실시 형태의 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 실시 형태에서, 외부 노이즈의 수음용 마이크로폰의 배치 위치를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 실시 형태에 따른 노이즈 저감 효과를 설명하기 위해 이용하는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 실시 형태에서의 노이즈 저감 동작을 전달 함수를 이용하여 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 제2 실시 형태의 개요를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 제2 실시 형태의 구성예를 도시하는 블록도.

도 7은 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 제2 실시 형태에서의 스피커 및 외부 노이즈 수음용 마이크로폰의 배치예를 도시하는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 실시 형태를 이용한 음향 재생 장치의 실시 형태에서의 스피커 및 외부 노이즈 수음용 마이크로폰의 배치예를 도시하는 도면.

도 9는 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 실시 형태를 이용한 음향 재생 장치의 실시 형태의, 시스템 구성예를 도시하는 도면.

도 10은 도 9의 실시 형태의 음향 재생 장치를 설명하기 위해 이용하는 도면.

도 11은 도 9의 실시 형태의 음향 재생 장치를 설명하기 위해 이용하는 도면.

도 12는 도 9의 실시 형태의 음향 재생 장치를 설명하기 위해 이용하는 도면.

도 13은 도 9의 실시 형태의 음향 재생 장치에서의 음성 신호 출력 장치부의 구성예를 도시하는 블록도.

도 14는 도 9의 음성 신호 출력 장치부의 구성예에서의 일부의 구성을 설명하기 위해 이용하는 도면.

도 15는 도 9의 음성 신호 출력 장치부의 구성예에서의 일부의 구성을 설명하기 위해 이용하는 도면.

도 16은 도 9의 실시 형태의 음향 재생 장치에서의 음성 신호 수신 분배부의 구성예를 도시하는 블록도.

도 17은 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 실시 형태를 이용한 음향 재생 장치의 실시 형태에서의 스피커 및 외부 노이즈 수음용 마이크로폰의 다른 배치예를 도시하는 도면.

도 18은 본 발명에 따른 노이즈 저감 장치의 실시 형태를 이용한 음향 재생 장치의 실시 형태에서의 스피커 및 외부 노이즈 수음용 마이크로폰의 다른 배치예를 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스피커

2 : 외부 노이즈 수음용 마이크로폰

3 : 리스너

12 : 로우 패스 필터

210 : 가상 음원 처리부로서의 리어 전달 함수 컨볼루션 회로

220 : 가상 음원 처리부로서의 프론트 전달 함수 컨볼루션 회로

Claims

스피커 유닛이, 그 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합 가능하도록, 유지 수단에 의해 유지되는 스피커와,

상기 스피커의 상기 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합되어 상쇄되는 영역에 설치된 마이크로폰과,

상기 마이크로폰으로 수음하여 얻은 음성 신호를 위상 반전한 노이즈 저감 음성 신호를, 상기 스피커에 공급하는 수단

을 구비하는 노이즈 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 스피커에 공급하는 노이즈 저감 음성 신호는, 상기 마이크로폰으로 수음한 음성 신호의 저역 성분만으로 하기 위한 로우 패스 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 노이즈 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 스피커에는, 상기 노이즈 저감 음성 신호 외에, 소정의 음성 신호가 더 공급되는 것을 특징으로 하는 노이즈 저감 장치.
제3항에 있어서,

상기 스피커는, 리스너의 귀의 근방에 배치되도록, 상기 유지 수단에 의해 유지되는 것을 특징으로 하는 노이즈 저감 장치.
스피커 유닛이, 그 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합 가능하도록, 유지 수단에 의해 유지되는 좌우채널용의 제1 및 제2 스피커와,

상기 제1 및 제2 스피커의 각각에서, 상기 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합되어 상쇄되는 영역에 설치된 제1 및 제2 마이크로폰과,

상기 제1 및 제2 마이크로폰으로 수음하여 얻은 음성 신호를 위상 반전한 노이즈 저감 음성 신호를, 각각 상기 제1 및 제2 스피커에 공급하는 수단과,

상기 제1 및 제2 스피커에, 각각 소정의 음성 신호를 공급하는 음성 신호 공급 수단

을 구비하는 음향 재생 장치.
제5항에 있어서,

상기 음성 신호 공급 수단으로부터 상기 제1 및 제2 스피커에 공급되는 상기 소정의 음성 신호는, 리스너가 상기 제1 및 제2 스피커와는 상이한 위치의 다른 스피커 장치로부터 음성이 방음되었던 것처럼 청취하도록, 두부 전달 함수를 이용한 가상 음원 처리가 실시된 것인 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
스피커 유닛이, 그 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합 가능하도록, 유지 수단에 의해 유지되며, 리스너의 근방에 배치되는 제1 스피커와,

상기 제1 스피커의 상기 진동판의 전후로부터 나오는 음이 혼합되어 상쇄되는 영역에 설치된 마이크로폰과,

상기 마이크로폰으로 수음하여 얻은 음성 신호를 위상 반전한 노이즈 저감 음성 신호의 저역 성분을, 상기 제1 스피커에 공급하는 수단과,

상기 리스너의 근방에서, 상기 제1 스피커의 좌우에, 제2 유지 수단에 의해 유지되어 배치되는 제2 및 제3 스피커와,

입력 음성 신호로부터 저역 성분과, 좌 및 우채널용의 중고역 성분을 분리하여 얻는 분리 수단과,

상기 분리 수단에 의해 분리된 저역 성분을, 상기 노이즈 저감 음성 신호의 저역 성분 외에 상기 제1 스피커에 공급하는 수단과,

상기 분리 수단에 의해 분리된 상기 좌 및 우채널용의 중고역 성분을 상기 제2 및 제3 스피커에 공급하는 수단

을 구비하는 음향 재생 장치.
제7항에 있어서,

상기 제2 및 제3 스피커에 공급되는 음성 신호는, 리스너가 상기 제2 및 제3 스피커와는 상이한 위치의 다른 스피커 장치로부터 음성이 방음되었던 것처럼 청취하도록, 두부 전달 함수를 이용한 가상 음원 처리가 실시된 것인 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.