WO2019142407A1 - 再生装置、再生方法、及び車載スピーカシステム - Google Patents

再生装置、再生方法、及び車載スピーカシステム Download PDF

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Abstract

本実施の形態にかかる再生装置(30)は、第1のスピーカユニット群(11)と、第1のスピーカユニット群(11)よりも後方に配置された第2のスピーカユニット群(12)と、を備えたスピーカユニットシステム(100)に再生信号を出力する再生装置であって、第1のスピーカユニット群(11)に含まれるスピーカユニットに出力される再生信号を遅延させる第1の遅延回路(321L)、(321R)と、第2のスピーカユニット群(12)に含まれるスピーカユニットに出力される再生信号を遅延させる第2の遅延回路(322L)、(322R)と、を備えている。第2のスピーカユニット群(12)において、距離(L2L)と距離(L2R)との距離差(L2L-L2R)、及び、前後方向距離(L12)に応じた遅延時間が第2の遅延回路(322R)に設定されている。

Description

再生装置、再生方法、及び車載スピーカシステム
 本発明は、再生装置、再生方法、及び車載スピーカシステムに関する。
 特許文献1には、4つのスピーカを備えた車載用音響装置が開示されている。この車載用音響装置は、音響源からの音響信号を遅延して、各スピーカに与えている。すなわち、聴取位置から遠い方のスピーカを基準にして、遅延回路が近い方のスピーカに遅延を与えている。
 左のフロントスピーカと左のリアスピーカとが運転者の左耳に到達する音の位相が一致するように、遅延時間が与えられている。
 特許文献2には、4つのスピーカを有する車載用デジタルオーディオシステムが開示されている。特許文献2では、最も遠いスピーカシステムに合わせて他のスピーカシステムに加えて信号を遅延させている。これにより、全スピーカシステムから聴取位置までが等価的に等距離になる。
 特許文献3には、部屋の大きさに合わせて、適切な信号の遅延を行うための音声信号処理装置が開示されている。視聴位置の前方には左右のフロントスピーカとセンタスピーカが配置され、後方には左右のサラウンドスピーカが配置されている。音声信号処理装置は、フロントch信号、及びサラウンドch信号を受け取り、サラウンドch信号に所定の遅延時間だけ遅延して、遅延サラウンドチャネル信号を出力している。子の遅延時間はスピーカから視聴位置までの距離差に応じて決まっている(段落0037)。
 音声信号処理装置は、遅延サラウンド信号をフロントch信号に加算している。フロントスピーカは、遅延サラウンド信号が加算されたフロントch信号を出力する。さらに、聴取位置での音圧レベルが同一になるように、音量調整回路が音響信号のレベルを補正して、各スピーカに与えている。
特開平7―162998号公報 特開平7-203598号公報 特開2012―235456号公報
 特許文献1~3では、センター定位の補正を行うことができるが、受聴者の前後から音が出力されるので、聴感イメージに違和感が生じるおそれがある。また、受聴者が座る運転席以外の座席では、先行音効果が極小とならないため、違和感が生じるおそれがある。
 本実施形態は上記の点に鑑みなされたもので、音像を適切に定位することができる再生装置、再生方法、及び車載スピーカシステムを提供することを目的とする。
 本実施形態にかかる再生装置は、前記受聴者の前方に配置された第1のスピーカユニット群と、前記受聴者の後方に配置された第2のスピーカユニット群と、を備えたスピーカユニットシステムに再生信号を出力する再生装置であって、前記第1のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットに出力される再生信号を遅延させる第1の遅延回路と、前記第2のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットに出力される再生信号を遅延させる第2の遅延回路と、を備え、前記第1のスピーカユニット群は、少なくとも第1の左スピーカユニットと第1の右スピーカユニットとを含んでおり、前記第2のスピーカユニット群は、少なくとも第2の左スピーカユニットと第2の右スピーカユニットとを含んでおり、前記第1のスピーカユニット群において、基準位置から最も遠いスピーカユニットまでの距離と前記基準位置から他のスピーカユニットまでの距離との第1の距離差に応じた第1の遅延時間が前記第1の遅延回路に設定されており、前記第2のスピーカユニット群において、前記基準位置から最も遠いスピーカユニットまでの距離と前記基準位置から他のスピーカユニットまでの距離との第2の距離差、及び、前記第1のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットから前記第2のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットまでの第1の前後方向距離に応じた第2の遅延時間が前記第2の遅延回路に設定されているものである。
 本実施形態にかかる再生方法は、前記受聴者の前方に配置された第1のスピーカユニット群と、前記受聴者の後方に配置されたスピーカユニット群と、を備えたスピーカシステムにより音楽を再生する再生方法であって、第1の遅延回路により再生信号を遅延させて、第1のスピーカユニット群に出力し、かつ、第2の遅延回路により再生信号を遅延させて、前記第2のスピーカユニット群に出力するステップと、前記第1のスピーカユニット群、及び前記第2のスピーカユニット群から再生信号を出力するステップと、を備え、前記第1のスピーカユニット群は、少なくとも第1の左スピーカユニットと第1の右スピーカユニットとを含んでおり、前記第2のスピーカユニット群は、少なくとも第2の左スピーカユニットと第2の右スピーカユニットとを含んでおり、前記第1のスピーカユニット群において、基準位置から最も遠いスピーカユニットまでの距離と前記基準位置から他のスピーカユニットまでの距離との第1の距離差に応じた第1の遅延時間が前記第1の遅延回路に設定されており、前記第2のスピーカユニット群において、前記基準位置から最も遠いスピーカユニットまでの距離と前記基準位置から他のスピーカユニットまでの距離との第2の距離差、及び、前記第1のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットから前記第2のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットまでの第1の前後方向距離に応じた第2の遅延時間が前記第2の遅延回路に設定されている。
 本実施形態によれば、音像を適切に定位することができる再生装置、再生方法、及び車載スピーカシステムを提供することができる。
実施の形態1にかかる車載スピーカシステムを示す図である。 実施の形態2にかかる車載スピーカシステムを示す図である。 車載スピーカシステムの遅延回路を示す図である。 実施の形態3にかかる車載スピーカシステムを示す図である。
実施の形態1.
 本実施の形態にかかる再生装置、及び車載スピーカシステムについて、図1を用いて説明を行う。図1は自動車1の車室2内を上から見た模式図である。以下、受聴者である運転者Uを基準とする方向を図1のように前後方向、及び左右方向と定義して、説明を行う。図1に示す前後方向、及び左右方向は、自動車1の進行方向の前後方向、及び左右方向と一致している。
 自動車1の車室2内には、運転席3、助手席4、後部座席5、及びハンドル6が設けられている。ハンドル6は運転席3の前方に配置されている。運転席3に座った運転者Uが受聴対象者とする。ここでは、自動車1が、ハンドル6が右側に配置されている右ハンドル車として説明する。よって、運転席3が前列の右側に、助手席4が前列の左側に並んで配置されている。また、後部座席5は、運転席3、及び助手席4の後方に配置されている。
 さらに、車室2内には、第1のスピーカユニット群11と、第2のスピーカユニット群12と、再生装置30とを備えた車載スピーカシステム100が設けられている。再生装置30は、例えば、ダッシュボードに配置されている。再生装置30は、音源、デコーダ、DSP(Digital Signal Processor)、D/A(Digital to Analog)コンバータ、アンプ等を備えた処理装置である。音源は、例えば、MP3(MPEG Audio Layer-3)プレイヤ、又はCD(Compact Disc)プレイヤなどであり、外付けの装置であってもよい。また、再生装置30の一部又は全部は、カーナビゲーションシステムの機能として実現されていてもよい。
 第1のスピーカユニット群11、第2のスピーカユニット群12は車室2内に配置されている。再生装置30は音楽を再生するために再生信号を車室2内に出力する。再生装置30は、例えば、LchとRchのステレオ音楽信号を第1のスピーカユニット群11、第2のスピーカユニット群12に出力する。車室2内で運転者Uが音楽を受聴することができる。
 第1のスピーカユニット群11は第1の左スピーカユニット11Lと第1のスピーカユニット11Rとを備えている。第1の左スピーカユニット11Lは、左側のフロントドア、つまり助手席2側のドアに設置されている。第1の右スピーカユニット11Rは右側のフロントドア、つまり運転席3側のドアに設置されている。
 第2のスピーカユニット群12は第2の左スピーカユニット12Lと第2の右スピーカユニット12Rとを備えている。第2の左スピーカユニット12Lは、左側のリアドアに設置され、第2の右スピーカユニット12Rは右側のリアドアに設置されている。もちろん、スピーカユニットの設置位置は、特に限定されるものではない。例えば、ダッシュボードや後部座席の後方に設置されていてもよい。
 第2のスピーカユニット群12は、第1のスピーカユニット群11よりも後方に配置されている。第1のスピーカユニット群11は、運転者Uよりも前方に配置されたフロントスピーカユニット群となり、第2のスピーカユニット群12は、運転者Uよりも後方に配置されたリアスピーカユニット群となる。換言すると、第1の左スピーカユニット11Lと第1の右スピーカユニット11Rとは、それぞれLch、Rchのフロントスピーカユニットとなり、第2の左スピーカユニット12Lと第2の右スピーカユニット12RとはLch、Rchのリアスピーカユニットとなる。ここでは、第1の左スピーカユニット11L、第1の右スピーカユニット11R、第2の左スピーカユニット12L、及び、第2の右スピーカユニット12Rはフルレンジスピーカとなっている。
 再生装置30で再生された音楽は、複数のスピーカユニット11L、11R、12L、12Rから出力される。再生装置30は各スピーカユニットへの再生信号をそれぞれ遅延させる遅延回路を備えている。複数のスピーカユニット11L、11R、12L、12Rへの再生信号に対して設定されている遅延時間について説明する。受聴対象者である運転者Uの頭部の位置を基準位置Pとする。なお、本実施の形態では、自動車1が右ハンドル車であるため、各スピーカユニット群において、基準位置Pから右のスピーカユニットまでの距離が、基準位置Pから左のスピーカユニットまでの距離よりも短くなっている。
 基準位置Pから第1の左スピーカユニット11Lまでの距離をL1L、第1の右スピーカユニット11Rまでの距離をL1R、第2の左スピーカユニット12Lまでの距離をL2L、第2の右スピーカユニット12Rまでの距離をL2Rとする。また、前後方向における第1のスピーカユニット群11から第2のスピーカユニット群12までの距離をL12とする。なお、前後方向における第1の左スピーカユニット11Lから第2の左スピーカユニット12Lまでの距離と、第1の右スピーカユニット11Rから第2の右スピーカユニット12Rまでの距離は同じとなっている。
 基準位置Pから各スピーカユニットまでの距離はメジャー等で測定した測定値を用いることができる。例えば、運転者Uが運転席3に座った状態での頭部の位置を基準位置Pと仮定して、運転者U又はその他の人が、基準位置Pから各スピーカユニットまでの距離をメジャーで測定する。運転手U等が測定した距離を再生装置30に入力する。あるいは、各種センサが距離を測定してもよい。
 ここで、基準位置Pから各スピーカユニットに対するディレイ値(到達時間)は、以下のように算出される。なお、音速c=331.5+0,61t[m/s]であり、tは温度[℃]である。
 第1の左スピーカユニット11Lに対するディレイ値D1Lは以下の式(1)のようになる。
 D1L[s]=L1L[m]/c[m/s] ・・・(1)
 同様に、第1の右スピーカユニット11R、第2の左スピーカユニット12L、第2の右スピーカユニット12Rに対するディレイ値D1R、D2L、D2Rは、それぞれ以下の式(2)、式(3)、式(4)のようになる。
D1R[s]=L1R[m]/c[m/s] ・・・(2)
D2L[s]=L2L[m]/c[m/s] ・・・(3)
D2R[s]=L2R[m]/c[m/s] ・・・(4)
 第1のスピーカユニット群11と第2のスピーカユニット群12との間に設定されるディレイ値(遅延時間)は、以下の式(5)のようになる。
D12[s]=L12[m]/c[m/s] ・・・(5)
 第1のスピーカユニット群11においては、タイムアライメント法に基づいて、第1の左スピーカユニット11Lと第1の右スピーカユニット11Rとの間に左右の遅延時間が設定されている。第1の左スピーカユニット11Lと第1の右スピーカユニット11Rとの間には、距離L1Rと距離L1Lとの距離差(L1L-L1R)に応じた遅延時間が設定されている。このように左右の再生信号に対して遅延時間を与えることで、LchとRchの再生信号が運転者Uに到達する時間を揃えることができる。左右の先行音効果を極めて小さくすることができる。
 ここで、自動車1が右ハンドル車で、運転席に座る運転者Uが受聴対象者としている。基準位置Pに対して、第1の右スピーカユニット11Rが相対的に近く、第1の左スピーカユニット11Lが相対的に遠くなる。距離L1Rは、距離L1Lよりも小さくなる。第1の右スピーカユニット11Rに対する遅延時間が第1の左スピーカユニット11Lに対する遅延時間よりも長く設定される。相対的に遠い第1の左スピーカユニット11Lに対する遅延時間を0[s]とすると、第1のスピーカユニット群11において、第1の右スピーカユニット11Rと第1の左スピーカユニット11Lの間に設定される遅延時間D1R’、D1L’は、式(6)、式(7)になる。
D1R’=D1L-D1R ・・・(6)
D1L’=0[s] ・・・(7)
 第2のスピーカユニット群12においても、タイムアライメント法に基づいて、第2の左スピーカユニット12Lと第2の右スピーカユニット12Rとの間に左右の遅延時間が設定されている。第2の左スピーカユニット12Lと第2の右スピーカユニット12Rとの間には、距離L2Rと距離L2Lとの距離差(L2L-L2R)に応じた遅延時間が設定されている。このように左右の遅延時間を与えることで、LchとRchの再生信号が運転者Uに到達する時間を揃えることができる。左右の先行音効果を極めて小さくすることができる。
 第2のスピーカユニット群12においても、距離L2Rは、距離L2Lよりも小さくなる。したがって、第2の右スピーカユニット12Rに対する遅延時間が第2の左スピーカユニット12Lに対する遅延時間よりも長く設定される。相対的に遠い第2の左スピーカユニット12Lに対する遅延時間を0[s]とすると、第2のスピーカユニット群12についても、第1のスピーカユニット群11と同様に遅延時間が設定される。すなわち、第2のスピーカユニット群12において、第2の右スピーカユニット12Rと第2の左スピーカユニット12Lとの間に設定される遅延時間D2R’、D2L’は、式(8)、式(9)となる。
D2R’=D2L-D2R ・・・(8)
D2L’=0[s] ・・・(9)
 さらに、第1のスピーカユニット群11と第2のスピーカユニット群12との間には前後方向距離L12に応じた遅延時間D12が設定されている。前後方向距離に対応する遅延時間D12を第2のスピーカユニット群12に加えると、第2の右スピーカユニット12Rと第2の左スピーカユニット12Lとに対して設定される遅延時間D2R”、D2L”は、式(10)、式(11)のようになる。
D2R”=D2R’+D12 ・・・(10)
D2L”=D2L’+D12=D12 ・・・(11)
 遅延時間D2R”、D2L”が第2の右スピーカユニット12R、第2の左スピーカユニット12Lに対して与えられる遅延時間となる。すなわち、再生装置30は、第1の左スピーカユニット11L、第1のスピーカユニット11R、第2の左スピーカユニット12L、第2の右スピーカユニット12Rに対する再生信号をD1L’、D1R’、D2L”、D2R”だけ遅延させる。
 第2のスピーカユニット群12において与えられた遅延時間D2R’、D2L’に対して、遅延時間D12を加えることで、第2の右スピーカユニット12R、第2の左スピーカユニット12Lに対する遅延時間D2R”、D2R”が算出される。以上のように、第2のスピーカユニット群12のみ前後方向距離L12分の遅延時間D12を加算する。簡単に遅延時間の設定を行うことができる。
 次に、音量の設定について、説明する。再生装置30は、基準位置から各スピーカユニットまでの距離差に応じて音量レベルを制御している。具体的には、第1のスピーカユニット群11の4つのスピーカユニットの中で、第1の右スピーカユニット11Rが基準位置Pに最も近い。このため、第1の左スピーカユニット11Lについては音量を変化させず、第1の右スピーカユニット11R、第2の左スピーカユニット12L、第2の右スピーカユニット12Rについては音量を下げる。逆二乗則によって、第1の左スピーカユニット11Lの音量レベルV1Fと第1の右スピーカユニット11Rの音量レベルV1Rは、以下の式(12)、式(13)のように計算することができる。
V1R=10*log(1/(L1L/L1R))[dB] ・・・(12)
V1L=0[dB] ・・・(13)
 第2のスピーカユニット群12についても同様に、運転者Uまでの距離の逆二乗則に基づいて、音量レベルを計算することができる。第2の右スピーカユニット12Rの音量レベルV2Rと第2の左スピーカユニット12Lの音量レベルV2Lは、以下の式(14)、式(15)のようになる。
V2R=10*Log(1/(L1L/L2R))[dB] ・・・(14)
V2L=10*Log(1/(L1L/L2L))[dB] ・・・(15)
 各スピーカユニットの音量設定において、第1のスピーカユニット群11の音量に対して第2のスピーカユニット群12の音量を下げたほうがフロント側の第1のスピーカユニット群11の先行音効果を強調することができる。
 実際には、車室2内ではガラスや内装材の反射などがあり、シートでの吸音などがある。第1のスピーカユニット群11と第2のスピーカユニット群12が同じユニットでも音量差が既にある場合がある。マイク測定により、音量レベルを観測して決めることが望ましい。あるいは、運転者Uの聴感で第1のスピーカユニット群11に対し第2のスピーカユニット群12のレベルが下がるように調整することが望ましい。第1のスピーカユニット群11と第2のスピーカユニット群12の音量が等しく聞こえる場合は以下の式(16)の関係にすれば良い。
V1>V2 ・・・(16)
 以上の説明では、第1の左スピーカユニット11L、第1の右スピーカユニット11R、第2の左スピーカユニット12L、及び第2の右スピーカユニット12Rが、フルレンジスピーカとして説明したが、2way、3way構成になっても、第1のスピーカユニット群11と第2のスピーカユニット群12との遅延時間を独立して、設定すればよい。
 本実施の形態では、左右の先行音効果を最小にすることができる。すなわち、第1のスピーカユニット群11については、第1の左スピーカユニット11Lと第1の右スピーカユニット11Rの遅延時間がタイムアライメント法に基づいて設定され、かつ第2のスピーカユニット群12については第2の左スピーカユニット12Lと第2の右スピーカユニット12Rとの遅延時間がタイムアライメント法に基づいて設定されている。このため、センター定位を維持することが可能になる。例えば、モノラル成分(セリフ成分)が運転者Uの正面に定位させることができる。
 さらに、第1のスピーカユニット群11に対して第2のスピーカユニット群12を遅延させている。すなわち、第1のスピーカユニット群11に含まれるスピーカユニットと、第2のスピーカユニット群12に含まれるスピーカユニットとの前後方向距離L12に応じて、再生装置30が、第2のスピーカユニット群12に遅延時間を与えている。よって、第1のスピーカユニット群11に対して先行音効果を強調させることができる。これにより、前方向からの音像定位が自然となり、包まれ感も生まれ自然な空間が得られる。さらに、聴感イメージに生じる違和感を低減することができる。
 前後方向におけるスピーカユニット間の前後方向距離L12を測り、再生装置30が、前後方向距離L12に応じた遅延時間を第2のスピーカユニット群12に与えている。したがって、遅延時間を簡単に設定ができる。これにより、第1のスピーカユニット群11と第2のスピーカユニット群12との間で、到達時間にずれを生じさせることができる。第1のスピーカユニット群11からの音波が第2のスピーカユニット群12からの音波よりも運転者Uへ先に到達する。よって、第1のスピーカユニット群11に対する先行音効果を強調させることができる。
 また、第1のスピーカユニット群11の音波が先行して出力され、次に第2のスピーカユニット群12の音波が出力されている。よって、助手席4や後部座席5に座った同乗者が受聴した場合でも、通常のタイムアライメント法よりも違和感を軽減することができる。各スピーカユニットへの遅延時間の与え方が変わるだけなので、遅延回路の変更がない。
 上記の説明では、自動車1が右ハンドル車であるため、第1の右スピーカユニット11Rと第2の右スピーカユニット12Rに対して左右の遅延時間を与えたが、左ハンドル車の場合、あるいは、右ハンドル車で助手席に座る同乗者が受聴対象者である場合、左右の遅延時間を反対に与えればよい。例えば、第1の右スピーカユニット11Rの遅延時間を0として、第1の左スピーカユニット11Lに距離差に応じた遅延時間を与え、第2の左スピーカユニット12L、第2の右スピーカユニット12Rには、距離差に応じた遅延時間に前後方向距離に応じた遅延時間を加算した遅延時間を与えればよい。また、左ハンドル車等の場合の音量についても、同様に、各スピーカユニットの音量レベルを調整すればよい。
実施の形態2.
 実施の形態2にかかる再生装置、及びスピーカシステムについて、図2を用いて説明する。図2は、スピーカシステム100が搭載された自動車1の車室2を模式的に示す図である。実施の形態2では、実施の形態1の構成に加えて、第3のスピーカユニット群13が追加されている。第3のスピーカユニット群13以外の基本的な構成と処理については、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
 第3のスピーカユニット群13は第3の左スピーカユニット13Lと第3の右スピーカユニット13Rとを備えている。第3のスピーカユニット群13は、後部座席5の後方に配置されている。第3のスピーカユニット群13は、第2のスピーカユニット群12よりも後方に配置されている。よって、実施の形態2では、第3のスピーカユニット群13が最も後方に配置されたリアスピーカユニット群となる。
 図2に示すように、基準位置Pから第3の左スピーカユニット13Lまでの距離をL3Lとし、第3の右Rスピーカユニット13Rまでの距離をL3Rとする。前後方向における第1のスピーカユニット群11と第3のスピーカユニット群13との距離を前後方向距離L13とする。前後方向における第2のスピーカユニット群12と第3のスピーカユニット群13との距離を前後方向距離L23とする。L13=L12+L23である。
 第3のスピーカユニット群13については、第1のスピーカユニット群11、及び第2のスピーカユニット群12と同様に、タイムアライメント法に基づいて、第3の左スピーカユニット13Lと第3の右スピーカユニット13Rとの間に左右の遅延時間が設定されている。第3の左スピーカユニット13Lと第3の右スピーカユニット13Rとの間には、距離L3Rと距離L3Lとの距離差(L3L-L3R)に応じた遅延時間が設定されている。このように左右の遅延時間を与えることで、左右の先行音効果を極めて小さくすることができる。
 第3の左スピーカユニット13L、第3の右スピーカユニット13Rに対するディレイ値(到達時間)D3L、D3Rは、以下の式(17)、式(18)のようになる。
D3L[s]=L3L[m]/c[m/s] ・・・(17)
D3R[s]=L3R[m]/c[m/s] ・・・(18)
 第1のスピーカユニット群11と第3のスピーカユニット群13との間に設定されるディレイ値(遅延時間)D13は、以下の式(19)のようになる。
D13[s]=L13[m]/c[m/s]=(L12+L23)[m]/c[m/s]= ・・・(19)
 第3のスピーカユニット群13においても、距離L3Rは、距離L3Lよりも小さくなる。距離が遠い第3の左スピーカユニット13Lに対する遅延時間を0[s]とすると、第3のスピーカユニット群13についても、第1のスピーカユニット群11、及び第2のスピーカユニット群12と同様に遅延時間が設定される。すなわち、第3のスピーカユニット群13において、第3の右スピーカユニット13Rと第3の左スピーカユニット13Lとに対して設定される左右の遅延時間D3R’、D3L’は、式(20)、式(21)となる。
D3R’=D3L-D3R[s]= ・・・(20)
D3L’=0[s]= ・・・(21)
 さらに、第1のスピーカユニット群11と第3のスピーカユニット群13との間には前後方向距離L13に応じた遅延時間D13が設定されている。前後方向距離に対応する遅延時間D13を第3のスピーカユニット群13に対して加えると、式(22)、(23)のようになる。
D3R”=D3R’+D13 ・・・(22)
D3L”=D3L’+D13=D13 ・・・(23)
 遅延時間D3R”、D3L”が第3の右スピーカユニット13R、第3の左スピーカユニット13Lに対して与えられる遅延時間となる。このように、第1のスピーカユニット群11と第3のスピーカユニット群13との間には、前後方向距離L13に応じた遅延時間が与えられる。換言すると、第2のスピーカユニット群12と第3のスピーカユニット群13との間には、前後方向距離D23に応じた遅延時間が与えられる。このようにすることで、スピーカユニットの数が6以上となった場合でも、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
 次に、再生装置30の構成について、図3を用いて説明する。図3は、再生装置30の構成を示すブロック図である。再生装置30は、音源31は、遅延部32と、アンプ部33と、入力部35と、を備えている。
 実施の形態2ではスピーカユニットが6つであるため、再生装置30が、6つの再生信号を各スピーカユニットに出力する。遅延部32は、各スピーカユニットに対する6つの遅延回路321L、321R、322L、322R,323L、323Rを備えている。遅延部32は、DSPの機能として実現されていてもよい。この場合、遅延部32の後段にD/Aコンバータなどが配置される。同様に、アンプ部33は、6つのアンプ331L、331R、332L、332R、333L、333Rを備えている。アンプ331L、331R、332L、332R、333L、333Rは、各スピーカユニットに内蔵されていてもよい。
 音源31は、再生信号を6つのスピーカユニット11L、11R、12L、12R、13L、13Rにそれぞれ出力する。再生信号のチャンネル数は特に限定されるものではない。遅延回路321Lは、第1の左スピーカユニット11Lに対する再生信号を遅延して、アンプ331Lに出力する。アンプ331Lは、再生信号を増幅して、第1の左スピーカユニット11Lに出力する。
 同様に、遅延回路321Rは、第1の右スピーカユニット11Rに対する再生信号を遅延して、アンプ331Rに出力する。アンプ331Rは、再生信号を増幅して、第1の右スピーカユニット11Rに出力する。上記したように、遅延回路321Lには、遅延時間D1L’が設定されており、遅延回路321Rには、遅延時間D1R’が設定されている。
 遅延回路322Lは、第2の左スピーカユニット12Lに対する再生信号を遅延して、アンプ331Lに出力する。アンプ332Lは、再生信号を増幅して、第2の左スピーカユニット12Lに出力する。遅延回路322Rは、第2の右スピーカユニット12Rに対する再生信号号を遅延して、アンプ332Rに出力する。アンプ332Rは、再生信号を増幅して、第2の右スピーカユニット12Rに出力する。上記したように、遅延回路322Lには、遅延時間D2L”が設定されており、遅延回路322Rには、遅延時間D2R”が設定されている。
 遅延回路323Lは、第3の左スピーカユニット13Lに対する再生信号を遅延して、アンプ333Lに出力する。アンプ333Lは、再生信号を増幅して、第3の左スピーカユニット13Lに出力する。遅延回路323Rは、第3の右スピーカユニット13Rに対する再生信号号を遅延して、アンプ333Rに出力する。アンプ333Rは、再生信号を増幅して、第3の右スピーカユニット13Rに出力する。上記したように、遅延回路323Lには、遅延時間D3L”が設定されており、遅延回路323Rには、遅延時間D3R”が設定されている。
 6つのスピーカユニットが再生信号を出力することで、音楽が再生される。前方向からの音像定位が自然となり、適切な音像を再生することができる。遅延部32における遅延時間は、入力部35によって入力される。例えば、入力部35は、タッチパネル又はボタンなどの入力デバイスを備えている。そして、運転者U等が、入力部35を操作することで、メジャーで測定した距離を入力する。これにより、再生装置30が、上記の式に従って、各スピーカユニットに対する遅延時間を入力する。
 さらに、遅延時間D12、及び遅延時間D13の一方、又は両方を調整できるようにしてもよい。運転者Uが入力部35を操作することで、遅延時間D12、又は遅延時間D13を変化させることができる。そして、再生装置30が、遅延時間だけ再生信号を遅延させ、各スピーカユニット群に出力する。再生信号による音楽を運転者Uが受聴して聴感テストを行う。遅延時間D12、又は遅延時間D13を増減させて、聴感テストを繰り返し行った時の結果から、運転者Uが最適な遅延時間を選択する。このようにすることで、遅延時間を微調整することができ、より適切に音像を定位させることができる。
 また、アンプ部33の各アンプにおける増幅率を調整することで、各スピーカユニット群の音量を調整することができる。アンプ部33が、距離差に応じて、音量レベルを調整してもよい。さらに、運転者Uが入力部35を操作することで、各スピーカユニットの音量を個別に調整してもよい。
 再生装置30は、物理的に単一な装置に限られるものではない。例えば、遅延部32と、アンプ部33とが別々の装置として構成されていてもよい。また、音源31は、再生装置30に対して外部接続されるMP3プレイヤ等であってもよい。この場合、音源31は、USB(Universal Serial Bus)ケーブルやBluetooth(登録商標)などにより再生装置30に接続される。図3に示す再生装置30は、実施の形態1についても適用可能である。この場合、再生装置30は、4つのスピーカユニットに対する遅延回路とアンプとを備えていればよい。
 本実施の形態において、スピーカシステム100がさらに、第3のスピーカユニット群13の後方に配置された第4のスピーカユニット群を備えていてもよい。この場合でも、上記と同様に、第4のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットと、第1のスピーカユニット群11のスピーカユニットに含まれるスピーカユニットとの前後方向距離に基づいて、遅延時間を設定すればよい。
 実施の形態3.
 実施の形態3にかかる再生装置、及びスピーカシステムについて、図4を用いて説明する。図4は、スピーカシステム100が搭載された自動車1の車室2内を模式的に示す図である。
 実施の形態3では、図1の構成に対して、第4の左スピーカユニット14L、第4の右スピーカユニット14R、第5の左スピーカユニット15L、及び第5の右スピーカユニット15Rが追加されている。実施の形態1、2では1つのスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットの数が2つになっていたが、実施の形態3では、4つになっている。第4の左スピーカユニット14L、第4の右スピーカユニット14R、第5の左スピーカユニット15L、第5の右スピーカユニット15R以外の構成、及び処理は、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
 第1のスピーカユニット群11は、第1の左スピーカユニット11L、第1の右スピーカユニット11R、第4の左スピーカユニット14L、及び第4の右スピーカユニット14Rを含んでいる。第4の左スピーカユニット14L、及び第4の右スピーカユニット14Rは、第1の左スピーカユニット11L、第1の右スピーカユニット11Rよりも前方に配置されている。
 第2のスピーカユニット群12は、第2の左スピーカユニット12L、第2の右スピーカユニット12R、第4の左スピーカユニット14L、及び第4の右スピーカユニット14Rを含んでいる第5の左スピーカユニット15L、及び第5の右スピーカユニット15Rは、第2の左スピーカユニット12L、12Rよりも後方に配置されている。
 第4の左スピーカユニット14L、及び第4の右スピーカユニット14Rは前方から1列目に配置され、第1の左スピーカユニット11L、及び第1の右スピーカユニット11Rは前方から2列目に配置されている。第2の左スピーカユニット12L、及び第2の右スピーカユニット12Rは、前方から3列目に配置され、第5の左スピーカユニット15L、及び第5の右スピーカユニット15Rは、前方から4列目に配置されている。
 基準位置Pから第4の左スピーカユニット14L、第4の右スピーカユニット14Rまでの距離をL4L、L4Rとする。基準位置Pから第5の左スピーカユニット15L、第5の右スピーカユニット15Rまでの距離をL5L、L5Rとする。第4の左スピーカユニット14L、第4の右スピーカユニット14R、第5の左スピーカユニット15L、第5の右スピーカユニット15Rに対するディレイ値(到達時間)D4L、D4R、D5L、D5Rは、以下の式(24)~式(27)のようになる。
D4L[s]=L4L[m]/c[m/s] ・・・(24)
D4R[s]=L4R[m]/c[m/s] ・・・(25)
D5L[s]=L5L[m]/c[m/s] ・・・(26)
D5R[s]=L5R[m]/c[m/s] ・・・(27)
 そして、運転者Uの前方に配置された第4の左スピーカユニット14L、第4の右スピーカユニット14R、第1の左スピーカユニット11L、及び第1の右スピーカユニット11Rが、第1のスピーカユニット群11を構成している。第1のスピーカユニット群11に含まれる第4の左スピーカユニット14L、第4の右スピーカユニット14R、第1の左スピーカユニット11L、及び第1の右スピーカユニット11Rについては、タイムアライメント法により、遅延時間が設定されている。
 第4の左スピーカユニット14L、第4の右スピーカユニット14R、第1の左スピーカユニット11L、及び第1の右スピーカユニット11Rのうち、第4の左スピーカユニット14Lが最も基準位置Pから遠いため、基準となる。スピーカユニット14Lに対する遅延時間を0として、第4の右スピーカユニット14R、第1の左スピーカユニット11L、及び第1の右スピーカユニット11Rについては距離差に応じて、遅延時間が設定される。
 第4の右スピーカユニット14Rに対する遅延時間D4R’は、距離差(L4L-L4R)に基づいて設定される。同様に、第1の左スピーカユニット11L、及び第1の右スピーカユニット11Rに対する遅延時間D1L’、D1R’は、それぞれ距離差(L4L-L1L)、距離差(L4L―L1R)に基づいて設定される。第1のスピーカユニット群11のスピーカユニット間に設定される遅延時間D1L’、D1R’、D4L’、D4R’は、以下の式(28)~(31)のようになる。
D1R’=D4L-D1L ・・・(28)
D1R’=D4L-D1R ・・・(29)
D4L’=0[s] ・・・(30)
D4R’=D4L-D4R ・・・(31)
 再生装置30は、第1の左スピーカユニット11L、第1の右スピーカユニット11R、第4の左スピーカユニット14L、第4の右スピーカユニット14Rの再生信号をD1L”、D1R”、D4L”、D4R”だけ遅延させる。
 運転者Uの後方に配置された第2の左スピーカユニット12L、第2の右スピーカユニット12R、第5の左スピーカユニット15L、及び第5の右スピーカユニット15Rが、第2のスピーカユニット群12を構成している。第2のスピーカユニット群12に含まれる第2の左スピーカユニット12L、第2の右スピーカユニット12R、第5の左スピーカユニット15L、及び第5の右スピーカユニット15Rについても、タイムアライメント法により、遅延時間が設定されている。
 第2の左スピーカユニット12L、第2の右スピーカユニット12R、第5の左スピーカユニット15L、及び第5の右スピーカユニット15Rのうち、第5の左スピーカユニット15Lが最も基準位置Pから遠いため、基準となる。第5の左スピーカユニット15Lに対する遅延時間を0として、第5の右スピーカユニット15R、第2の左スピーカユニット12L、及び第2の右スピーカユニット12Rについては距離差に応じて、遅延時間が設定される。
 具体的には、第5の右スピーカユニット15Rに対する遅延時間D5R’は、距離差(L5L-L5R)に基づいて設定される。同様に、第2の左スピーカユニット12L、及び第2の右スピーカユニット12Rに対する遅延時間D2L’、D2R’は、それぞれ距離差(L5L-L2L)、距離差(L5L―L2R)に基づいて設定される。第2のスピーカユニット群12のスピーカユニット間に設定される遅延時間は、以下の式(32)~(35)のようになる。
D2L’=D5L-D2L ・・・(32)
D2R’=D5L-D2R ・・・(33)
D5L’=0[s] ・・・(34)
D5R’=D5L-D5R ・・・(35)
 第1のスピーカユニット群11と第2のスピーカユニット群12との間に設定されるディレイ値(遅延時間)D12は、実施の形態1と同様に、前後方向距離L12に基づいて設定される。すなわち、ディレイ値D12は、式(36)のようになる。
D12[s]=L12[m]/c[m/s] ・・・(36)
 なお、前後方向距離L12は、第1のスピーカユニット群11の最も後方にあるスピーカユニットと、第2のスピーカユニット群12の最も前方にあるスピーカユニットとの間の前後方向における距離である。例えば、前後方向距離L12は、第1の左スピーカユニット11Lと第2の左スピーカユニット12Lとの前後方向における距離である。
 第2の左スピーカユニット12L、第2の右スピーカユニット12R、第5の左スピーカユニット15L、及び第5の右スピーカユニット15Rに設定される遅延時間D2L”、D2R”、D5L”、D5R”は、以下の式(37)~(40)のようになる。
D2L”=D2L’+D12 ・・・(37)
D2R”=D2R’+D12 ・・・(38)
D5L”=D5R’+D12=D12 ・・・(39)
D5R”=D5R’+D12 ・・・(40)
 再生装置30は、第2の左スピーカユニット12L、第2の右スピーカユニット12R、第5の左スピーカユニット15L、第5の右スピーカユニット15Rの再生信号をD2L”、D2R”、D5L”、D5R”だけ遅延させる。
 このように、運転者Uよりも前方にある複数のスピーカユニットが第1のスピーカユニット群11を構成し、後方にある複数のスピーカユニットが第2のスピーカユニット群12を構成する。そして、それぞれのスピーカユニット群においては、タイムアライメント法により、遅延時間が設定されている。さらに、第1のスピーカユニット群11と第2のスピーカユニット群12との間には、前後方向距離L12に応じた遅延時間を与える。すなわち、第2のスピーカユニット群12においてタイムアライメント法により設定された遅延時間に、前後方向距離L12に応じた遅延時間を加える。このようにすることで、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
 なお、上記の説明では、第1のスピーカユニット群11、及び第2のスピーカユニット群12のそれぞれが4つのスピーカユニットを有していたが、一方のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットの数は、2つであってもよい。この場合も、それぞれのスピーカユニット群においては、タイムアライメント法により遅延時間を設定するとともに、2つのスピーカユニット群間には、前後方向距離L12に基づいて、遅延時間を設定する。
 例えば、第1のスピーカユニット群11に含まれるスピーカユニットの数が、2つの場合、第1のスピーカユニット群11については実施の形態1で示したように、遅延時間を設定し、第2のスピーカユニット群12については実施の形態3で示したように遅延時間を設定する。
 反対に、第2のスピーカユニット群12に含まれるスピーカユニットの数が、2つの場合、第2のスピーカユニット群12については実施の形態1で示したように、遅延時間を設定し、第1のスピーカユニット群11については実施の形態3で示したように遅延時間を設定する。
 さらに、1つのスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットの数は4以上である場合も、同様にタイムアライメント法に基づいて、遅延時間を設定することができる。
 実施の形態1~3は、適宜組み合わせて用いることができる。例えば、実施の形態2と実施の形態3とを組み合わせることも可能である。図3に示した再生装置30の構成は、実施の形態1、3にも適用可能である。図4のスピーカユニット配置に、さらに第3のスピーカユニット群を追加してもよい。あるいは、図3の第1のスピーカユニット群11、第2のスピーカユニット群12、及び第3のスピーカユニット群13の一つ以上のスピーカユニット群が、4つ以上のスピーカユニットを有していてもよい。
 なお、実施の形態1~3では、左右のスピーカユニットの前後方向位置が同じであるとして説明したが、左右のスピーカユニットの前後方向位置は異なっていてもよい。この場合、前後方向距離L12、L13、L23は、運転者Uから遠い側のスピーカユニットの前後方向距離としてもよい。例えば、右ハンドル車の場合、左スピーカユニットの前後方向距離を用いて遅延時間を設定する。一方、左ハンドル車の場合、右スピーカユニットの前後方向距離を用いて、遅延時間を設定する。
 実施の形態1~3にかかる再生装置30は、車載スピーカシステム以外のスピーカシステムについても適用することができる。すなわち、本実施の形態にかかる再生装置、及びスピーカシステムは、左右非対称な配置のスピーカシステムに適用可能である。
 以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
 この出願は、2018年1月19日に出願された日本出願特願2018-007544を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
 本開示は、再生信号を出力する再生装置、及び車載用スピーカシステムに適用することができる。
 1 自動車
 2 車室
 3 運転席
 4 助手席
 5 後部座席
 6 ハンドル
 11 第1のスピーカユニット群
 11L 第1の左スピーカユニット
 11R 第1の右スピーカユニット
 12 第2のスピーカユニット群
 12L 第2の左スピーカユニット
 12R 第2の右スピーカユニット
 13 第3のスピーカユニット群
 13L 第3の左スピーカユニット
 13R 第3の右スピーカユニット
 14L 第4の左スピーカユニット
 14R 第4の右スピーカユニット
 15L 第5の左スピーカユニット
 15R 第5の右スピーカユニット
 30 再生装置
 31 音源
 32 遅延部
 33 アンプ部

Claims (8)

  1.  受聴者の前方に配置された第1のスピーカユニット群と、前記受聴者の後方に配置された第2のスピーカユニット群と、を備えたスピーカシステムに再生信号を出力する再生装置であって、
     前記第1のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットに出力される再生信号を遅延させる第1の遅延回路と、
     前記第2のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットに出力される再生信号を遅延させる第2の遅延回路と、を備え、
     前記第1のスピーカユニット群は、第1の左スピーカユニットと第1の右スピーカユニットとを含んでおり、
     前記第2のスピーカユニット群は、第2の左スピーカユニットと第2の右スピーカユニットとを含んでおり、
     前記第1のスピーカユニット群において、基準位置から最も遠いスピーカユニットまでの距離と前記基準位置から他のスピーカユニットまでの距離との第1の距離差に応じた第1の遅延時間が前記第1の遅延回路に設定されており、
     前記第2のスピーカユニット群において、前記基準位置から最も遠いスピーカユニットまでの距離と前記基準位置から他のスピーカユニットまでの距離との第2の距離差、及び、前記第1のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットから前記第2のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットまでの第1の前後方向距離に応じた第2の遅延時間が前記第2の遅延回路に設定されている再生装置。
  2.  前記第2のスピーカユニット群において、前記第2の距離差に応じた第1の値に、前記第1の前後方向距離に応じた第2の値を加えた加算値が前記第2の遅延時間として設定されている請求項1に記載の再生装置。
  3.  前記第2のスピーカユニット群よりも後方に配置された第3のスピーカユニット群に出力される再生信号に遅延を与える第3の遅延回路をさらに備え、
     前記第3のスピーカユニット群は、少なくとも第3の左スピーカユニットと第3の右スピーカユニットとを含んでおり、
     前記第3のスピーカユニット群において、前記基準位置から最も遠いスピーカユニットまでの距離と前記基準位置から他のスピーカユニットまでの距離との距離差、及び、前記第1のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットから前記第3のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットまでの第2の前後方向距離に応じた第3の遅延時間が第3の遅延回路に設定されている請求項1、又は2に記載の再生装置。
  4.  前記第1のスピーカユニット群は、第4の左スピーカユニットと第4の右スピーカユニットをさらに備えている請求項1~3のいずれか1項に記載の再生装置。
  5.  前記第2のスピーカユニット群は、第5の左スピーカユニットと第5の右スピーカユニットをさらに備えている請求項1~4のいずれか1項に記載の再生装置。
  6.  前記第1のスピーカユニット群と前記第2のスピーカユニット群とにおいて、前記基準位置から各スピーカユニットまでの距離差に応じて音量レベルを制御することで、前記基準位置よりも近い方のスピーカユニットの音量を、遠い方のスピーカユニットの音量よりも小さくして、出力する請求項1~5のいずれか1項に記載の再生装置。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載の再生装置と、
     前記再生装置からの再生信号が入力される第1及び第2のスピーカユニット群と、を備えた車載スピーカシステム。
  8.  第1のスピーカユニット群と、前記第1のスピーカユニット群よりも後方に配置された第2のスピーカユニット群と、を備えたスピーカユニットシステムにより音楽を再生する再生方法であって、
     第1の遅延回路により再生信号を遅延させて、第1のスピーカユニット群に出力し、かつ、第2の遅延回路により再生信号を遅延させて、前記第2のスピーカユニット群に出力するステップと、
     前記第1のスピーカユニット群、及び前記第2のスピーカユニット群から再生信号を出力するステップと、を備え、
     前記第1のスピーカユニット群は、少なくとも第1の左スピーカユニットと第1の右スピーカユニットとを含んでおり、
     前記第2のスピーカユニット群は、少なくとも第2の左スピーカユニットと第2の右スピーカユニットとを含んでおり、
     前記第1のスピーカユニット群において、基準位置から最も遠いスピーカユニットまでの距離と前記基準位置から他のスピーカユニットまでの距離との第1の距離差に応じた第1の遅延時間が前記第1の遅延回路に設定されており、
     前記第2のスピーカユニット群において、前記基準位置から最も遠いスピーカユニットまでの距離と前記基準位置から他のスピーカユニットまでの距離との第2の距離差、及び、前記第1のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットから前記第2のスピーカユニット群に含まれるスピーカユニットまでの第1の前後方向距離に応じた第2の遅延時間が前記第2の遅延回路に設定されている再生方法。
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