JP2007324907A - スピーカシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】聴者に違和感を与えないリスニング環境提供可能なスピーカシステムを提供すること。
【解決手段】スピーカシステム100は、第1のリスニングポイントを含む第1の基準面dに対して面対称に配置される第1及び第2のスピーカ101及び102を含む第1のスピーカユニットと、第2のリスニングポイントを含む第2の基準面cに対して面対称に配置される第3及び第4のスピーカ103及び104を含み、所定の中心面eに対して第1のスピーカユニットと面対称に配置される第2のスピーカユニットとを備える。
【選択図】図1
【解決手段】スピーカシステム100は、第1のリスニングポイントを含む第1の基準面dに対して面対称に配置される第1及び第2のスピーカ101及び102を含む第1のスピーカユニットと、第2のリスニングポイントを含む第2の基準面cに対して面対称に配置される第3及び第4のスピーカ103及び104を含み、所定の中心面eに対して第1のスピーカユニットと面対称に配置される第2のスピーカユニットとを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、少なくとも2個のスピーカを含むスピーカユニットを2対含むスピーカシステムに関する。
従来のスピーカシステムとしては、例えば、Lチャンネルスピーカユニットと、Rチャンネルスピーカユニットと、センタースピーカユニットとを備えるものがある(例えば、特許文献1参照)。上記3つのスピーカユニットは、車両の運転席及び助手席の前方中央にそれぞれ配置される。Lチャンネルスピーカユニットは、水平方向においてその指向軸が車両の直進方向を基準として反時計回りの方向に回動した向きとされ、且つ垂直方向において指向軸が車両の直進方向に対して所定の角度傾斜した向きとされる。Rチャンネルスピーカユニットは、水平方向においてその指向軸が車両の直進方向から時計回りの方向に回動した向きとされ、且つ垂直方向において指向軸が車両の進行方向に所定の角度傾斜した向きとされる。センタースピーカユニットは、Lチャンネル信号の逆相信号である−L信号とRチャンネル信号の逆相信号である−R信号とを加算した−L−R信号を出力する。
特開2004−289341号公報
このような従来の車載用のスピーカシステムにあっては、運転席の聴者に届くまでのLチャンネル信号の経路長とRチャンネル信号の経路長との間に差(経路長差)が生じるため、両チャンネル信号の間には聴者に届くまでに位相差及び遅延が生じる。これについては、助手席側の聴者側でも同様である。上記の位相差及び遅延により、各聴者はオーディオを聴いていて違和感を覚えるという問題点がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数の聴者それぞれに違和感を与えないリスニング環境提供可能なスピーカシステムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のスピーカシステムは、第1のリスニングポイントを含む第1の基準面に対して面対称に配置される第1及び第2のスピーカを含む第1のスピーカユニットと、第2のリスニングポイントを含む第2の基準面に対して面対称に配置される第3及び第4のスピーカを含み、所定の中心面に対して第1のスピーカユニットと面対称に配置される第2のスピーカユニットとを備える。
本発明に係る各スピーカの対称性により、第1及び第2のリスニングポイントのそれぞれに向けて、位相差及び遅延の無い音響を提供しやすくなる。よって、第1及び第2のリスニングポイントの聴者それぞれに違和感を与えないリスニング環境提供可能になる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るスピーカシステムを搭載する車両内を上方から見た図で、図2は、その運転席側の側面図である。
図1において、スピーカシステム100は、それぞれが中高域(約200Hz〜20kHz)の音響を出力する第1のRチャンネルスピーカ101、第2のRチャンネルスピーカ102、第1のLチャンネルスピーカ103、及び第2のLチャンネルスピーカ104を備える。
第1のRチャンネルスピーカ101は、車両の運転席のほぼ正面(例えば、ダッシュボード200内又はダッシュボード200上)に配置され、音源からのRチャンネル信号の正相信号(以下、正相信号(R)という)に基づく音響を出力する。
また、第2のRチャンネルスピーカ102は、第1の仮想的な面を基準として第1のRチャンネルスピーカ101と面対称な位置であって運転席のほぼ正面に配置され、上記正相信号(R)に対して位相が反転している逆相信号(以下、逆相信号(R)という)に基づく音響を出力する。
なお、以下の説明では、上記第1の仮想的な面を、第1の基準面cと称する。この第1の基準面cは、本実施形態では、車両の縦中心面eに平行又は実質平行であって、運転席に着座する聴者のリスニングポイント(以下、第1のリスニングポイントという)を含み、第1及び第2のRチャンネルスピーカ101及び102の中心を通過する面である。また、本実施形態では例示的に、第1のリスニングポイントは、予め定められ、運転席に着座する聴者の頭部辺りである。
また、第3のLチャンネルスピーカ103は、運転席の隣にある助手席のほぼ正面(例えば、ダッシュボード200内、又はダッシュボード200上)に配置され、上記と同一音源のLチャンネル信号の正相信号(以下、正相信号(L)という)に基づく音響を出力する。
また、第4のLチャンネルスピーカ104は、第2の仮想的な面を基準として第3のLチャンネルスピーカ103と面対称な位置であって、助手席のほぼ正面に配置され、上記正相信号(L)に対して位相が反転している逆相信号(以下、逆相信号(L)という)に基づく音響を出力する。
なお、以下の説明では、上記第2の仮想的な面を、第2の基準面dと称する。この第2の基準面dは、本実施形態では、車両の縦中心面eに平行又は実質平行であって、助手席に着座する聴者のリスニングポイント(以下、第2のリスニングポイントという)を含み、第3及び第4のLチャンネルスピーカ103及び104の中心を通過する面である。また、本実施形態では例示的に、第2のリスニングポイントは、予め定められ、助手席に着座する聴者の頭部辺りである。
上述のように、第1のRチャンネルスピーカ101は正相信号(R)に基づく音響を出力し、第2のRチャンネル信号102は逆相信号(R)に基づく音響を出力する。そのため、第1の基準面c上及びその周辺では、正相信号(R)に基づく音響と、逆相信号(R)に基づく音響とが互いに打ち消し合って、運転席に着座する聴者は、音響が正面から出力されていないように感じる。第1のLチャンネルスピーカ103及び第2のLチャンネルスピーカ104でも同様の現象が起こるため、助手席に着座する聴者は、自分の正面から音響が出力されていないかのように感じる。
また、スピーカシステム100は、2チャンネル(LチャンネルとRチャンネル)信号から構成される音響ソースが入力される音入力部110と、音入力部110からの2チャンネル信号を信号処理して、上述の正相信号(R)、逆相信号(R)、正相信号(L)及び逆相信号(L)を生成する信号処理ブロック120とを備える。生成された正相信号(R)、逆相信号(R)、正相信号(L)及び逆相信号(L)は、第1のRチャンネルスピーカ101、第2のRチャンネルスピーカ102、第1のLチャンネルスピーカ103及び第2のLチャンネルスピーカ104に出力される。
音入力部110は、CDプレーヤ,DVDプレーヤ,MDプレーヤ,カセットデッキ,ラジオ,テレビジョン受像機,半導体メモリオーディオ機器などの音響機器、又はマイクロフォンのような音声入力装置から、音響ソースが入力される入力端子である。また、音入力部110は、音響機器又は音声入力装置であってもよい。
また、スピーカシステム100は、図2に示すように、運転席側においてダッシュボード200の下方に低域(約200Hz以下)用のスピーカ(ウーファ)180を備える。なお、図2には示されていないが、助手席側のダッシュボード200の下方にも、スピーカ180と同様の低域用のスピーカ181(図3を参照)が備わる。
低域用のスピーカ180及び181の指向軸は、運転席側の聴者(運転者)P1及び助手席側の聴者の方向に向けられていない。好ましくは、低域用のスピーカ180及び181は、それぞれの設置位置から下方を向けて設置される。したがって、低域用のスピーカ180及び181から放射される低域の音響は各聴者に直接届かず、反射音が各聴者に届くことになる。
なお、第1のRチャンネルスピーカ101、第2のRチャンネルスピーカ102、第3のLチャンネルスピーカ103、及び第4のLチャンネルスピーカ104は、中高域の音響を再生し、低域用のスピーカ180及び181は、低域の音響を再生する。このため、中高域用のスピーカ101,102、103及び104には同一音源からのオーディオ信号が帯域分割された中高域のオーディオ信号が、正相信号(R)、逆相信号(R)、正相信号(L)及び逆相信号(L)として供給され、低域用のスピーカ180及び181には、上記音源からのオーディオ信号が帯域分割された低域のオーディオ信号がそれぞれ供給されることになる。
第1のRチャンネルスピーカ101と第2のRチャンネルスピーカ102とは1対で運転席側のスピーカユニットSP1(図2を参照)を構成し、第3のLチャンネルスピーカ103と第4のLチャンネルスピーカ104とは1対で助手席側のスピーカユニットSP2(図示略)を構成する。したがって、スピーカユニットSP1及びSP2がダッシュボード200の運転席側及び助手席側にそれぞれ配置される。なお、第1のRチャンネルスピーカ101と第3のLチャンネルスピーカ103とが運転席側の聴者(運転者)用のスピーカを、また第2のRチャンネルスピーカ102と第4のLチャンネルスピーカ104とが助手席側の聴者用のスピーカを構成することになる。
第1のRチャンネルスピーカ101及び第2のRチャンネルスピーカ102は、以下に述べる開き角と仰角を持つようにダッシュボード200の運転席側に取り付けられる。第3のLチャンネルスピーカ103及び第4のLチャンネルスピーカ104についても同様に、以下に述べる開き角と仰角を持つようにダッシュボード200の助手席側に取り付けられる。
(1)第1のRチャンネルスピーカ101の指向軸と第2のRチャンネルスピーカ102の指向軸とがなす開き角の2等分線150の延長線が、車両の縦中心線に対して平行又は略平行で、かつ第1のリスニングポイントを通過する位置に、第1のスピーカユニットSP1は配置される。なお、2等分線150の延長線は、正相信号(R)とその逆相信号(R)が打ち消しあう第1の基準面cに含まれる。同様に、第3のLチャンネルスピーカ103の指向軸と第4のLチャンネルスピーカ104の指向軸とがなす開き角の2等分線160の延長線が、車両の縦中心線に対して平行又は略平行で、かつ第2のリスニングポイントを通過する位置に、第2のスピーカユニットSP2は配置される。2等分線160の延長戦は、正相信号(L)とその逆相信号(L)が打ち消しあう第2の基準面dに含まれる。これにより、第1のRチャンネルスピーカ101及び第2のRチャンネルスピーカ102は、運転者の前方正面に配置され、第3のLチャンネルスピーカ103及び第4のLチャンネルスピーカ104は、助手席の聴者の前方正面に配置されることになる。よって、上述のように、運転席及び助手席に着座する各聴者は、自分の正面から音響が出力されていないかのように感じる。
(2)第1のRチャンネルスピーカ101から右サイドガラス210で反射して運転者の右耳に到達するまでの音響の経路151と、第3のLチャンネルスピーカ103から運転者の左耳に直接到達するまでの音響の経路152との距離が等しくなるように、第1のRチャンネルスピーカ101及び第3のLチャンネルスピーカ103の向き(好ましくは、指向軸の向き)は定められる。同様に、第2のRチャンネルスピーカ102から助手席の聴者の右耳に直接到達するまでの音響の経路153と、第4のLチャンネルスピーカ104から左サイドガラス220で反射して運転者の左耳に到達するまでの音響の経路154との距離が等しくなるように、第3のLチャンネルスピーカ103及び第4のLチャンネルスピーカ104の向き(好ましくは、指向軸の向き)は定められる。
(3)第1のスピーカユニットSP1及び第2のスピーカユニットSP2は、車両の縦中心線を含む縦中心面eに対して互いに面対称な位置に配置される。
ここで、車内の大きさや座席の位置、ダッシュボードの形状等によっては、上記(1)−(3)の配置条件が必ずしも全部満たされない場合がある。この場合にも上記(1)−(3)の配置条件ができるだけ満足されるように、第1のRチャンネルスピーカ101、第2のRチャンネルスピーカ102、第3のLチャンネルスピーカ103、及び第4のLチャンネルスピーカ104の配置と向きを調整して取り付ける。聴感上重要となるのは、上記(2)のサイドガラス210,220による反射音が聴者に届く経路と直接音が聴者に届く経路との距離が等距離となる条件である。この条件を優先するために、第1のRチャンネルスピーカ101及び第2のRチャンネルスピーカ102と、第3のLチャンネルスピーカ103及び第4のLチャンネルスピーカ104とをダッシュボード200上で、運転者又は助手席の聴者の前方正面から僅かに左右又は前後方向にずらして配置する方法を採っても良い。この場合、第1のRチャンネルスピーカ101、第2のRチャンネルスピーカ102、第3のLチャンネルスピーカ103、及び第4のLチャンネルスピーカ104は、運転席側の聴者(運転者)と助手席側の聴者と正対していなくても可能である。
上記(1)及び(2)の配置条件を満足して、第1のRチャンネルスピーカ101、第2のRチャンネルスピーカ102、第3のLチャンネルスピーカ103、及び第4のLチャンネルスピーカ104がダッシュボード200上に適切に配置されていると、運転者は、第1のRチャンネルスピーカ101からの直接音を聴くのではなく、サイドガラス210の反射音を聴くことになる。よって、聴者は、右側前方の車外に第1のRチャンネルスピーカ101の虚像105から、正相信号(R)に基づく音響が聴こえてくるように感じる。この第1のRチャンネルスピーカ101の虚像105は、第1の基準面cを基準にして第3のLチャンネルスピーカ103と対称な位置にあるように、運転席に着座する聴者は感じる。このような、この第1のRチャンネルスピーカ101の虚像105からの音響と、第3のLチャンネルスピーカ103からの音響を聴くことにより、運転席に着座する聴者は、スピーカの設置に制約が大きい車両という狭空間で、広いステレオ感の音響を聴くことが可能になる。
第2のスピーカユニットSP2は、車両の縦中心面eを基準として、第1のスピーカユニットSP1と対称な位置に配置されるので、助手席側の聴者もまた、車両の左前方の車外に第4のLチャンネルスピーカ104の虚像106があるものと認識する。よって、運転席に着座する聴者と同様、助手席に着座する聴者も、広いステレオ感の音響を聴くことが可能となる。
このように、スピーカシステム100は、Rチャンネル信号の正相を放射する第1のRチャンネルスピーカ101とRチャンネル信号の逆相を放射する第2のRチャンネルスピーカ102とからなるスピーカユニットSP1と、Lチャンネル信号の正相を放射する第3のLチャンネルスピーカ103とLチャンネル信号の逆相を放射する第4のLチャンネルスピーカ104とからなるスピーカユニットSP2とを備える。ここで、スピーカユニットSP1について、第1のRチャンネルスピーカ101及び第2のRチャンネルスピーカ102は、聴者のリスニングポイントを含む第1の基準面cに対して面対称にあり、第1のRチャンネルスピーカ101から出力された音響がサイドガラス210に反射してから、第1のリスニングポイントに到達するように配置される。スピーカユニットSP2は、車両の縦中心面eを基準として、第1のスピーカユニットSP1と面対称な位置に配置され、第3のLチャンネルスピーカ103及び第4のLチャンネルスピーカ104は、聴者のリスニングポイントを含む第2の基準面dに対して面対称にあり、第4のLチャンネルスピーカ104から出力された音響がサイドガラス220に反射してから、第2のリスニングポイントに到達するように配置される。
また、第1のRチャンネルスピーカ101の出力音響が、サイドガラス210に反射してから第1のリスニングポイントに到達する距離と、第3のLチャンネルスピーカ103の出力音響が直接第1のリスニングポイントに到達する距離とが同じとなる位置に、第1のRチャンネルスピーカ101及び第3のLチャンネルスピーカ103は配置される。第2のRチャンネルスピーカ102及び第4のLチャンネルスピーカ104も、第1のRチャンネルスピーカ101及び第3のLチャンネルスピーカ103と同様の位置関係で配置される。
上記によって、各聴者には、位相差及び遅延が実質無いRチャンネル側の音響及びLチャンネル側の音響を与えることが可能となる。各聴者はオーディオを聴いていても違和感を持たない。また、運転席に着座する聴者と同様、助手席に着座する聴者も、より広いステレオ感の音響を聴くことが可能となる。
図3は、信号処理ブロック120の構成を示す図である。
図3において、信号処理ブロック120は、アンプ301〜304、インバータ311〜314、遅延器321〜324及び帯域分割部325〜328を備える。
アンプ301及び302は、図示しない音源からのR及びLチャンネル信号のレベルを調整する。なお、アンプ301及び302の増幅度は、例えば、第1のリスニングポイントにて、第1のRチャンネルスピーカ101及び第3のLチャンネルスピーカ103のレベルが聴感上同じになるように設定される。インバータ311及び312は、図示しない音源からのR及びLチャンネル信号を反転しレベル調整する。なお、アンプ311及び312の増幅度は、例えば、第2のリスニングポイントにて、第2のRチャンネルスピーカ102及び第4のLチャンネルスピーカ104のレベルが聴感上同じになるように設定される。
アンプ303及び304は、図示しない音源からのRチャンネルスピーカ101,102に加えられるセンター信号のレベルを調整する。インバータ311及び312は、Lチャンネルスピーカ103及び104に加えられるセンター信号を反転しレベル調整を行う。センター信号は、5.1chなどのマルチチャンネルに用いられるセンターチャンネル信号である。例えば、センターチャンネルには、DVDの映画再生などで正面の登場人物の声などが収録される。音楽ソースの場合はボーカルの音などが収録される。
アンプ301の出力信号とアンプ303の出力信号との合成信号が遅延器321に加えられ、この合成信号には遅延器321にて所定の遅延が与えられる。この遅延器321の出力信号は帯域分割部325に入力される。帯域分割部325は、図示しない高域通過フィルタ及び低域通過フィルタを含んでおり、高域通過フィルタは、帯域分割部325への入力信号のうち、約200Hz〜約20kHzの通過帯域内に含まれる信号成分を通過させる。この高域フィルタの出力信号には、前述の正相信号(R)が含まれ、第1のRチャンネルスピーカ101に加えられる。また、低域通過フィルタは、帯域分割部325への入力信号のうち、約200Hz以下の通過帯域内に含まれる信号成分を通過させる。低域通過フィルタの出力信号は、低域用のスピーカ180に加えられる。
また、インバータ311の出力信号と、アンプ304の出力信号との合成信号が遅延器322に加えられ、この合成信号には遅延器322にて所定の遅延が与えられた後、帯域分割部326に入力される。帯域分割部326は、図示しない高域通過フィルタを含んでおり、高域通過フィルタは、帯域分割部326への入力信号のうち、約200Hz〜約20kHzの通過帯域内に含まれる信号成分を通過させる。この高域フィルタの出力信号には、前述の逆相信号(R)が含まれ、第2のRチャンネルスピーカ102に加えられる。
また、アンプ302の出力信号と、インバータ313の出力信号との合成信号が遅延器323に加えられ、この合成信号には遅延器323にて所定の遅延が与えられた後、帯域分割部327に入力される。帯域分割部327は、図示しない高域通過フィルタを含んでおり、高域通過フィルタは、帯域分割部327への入力信号のうち、約200Hz〜約20kHzの通過帯域内に含まれる信号成分を通過させる。この高域フィルタの出力信号には、前述の正相信号(L)が含まれ、第3のLチャンネルスピーカ103に加えられる。
インバータ312の出力信号とインバータ314の出力信号との合成信号が遅延器324に加えられ、この合成信号には遅延器324にて所定の遅延が与えられる。この遅延器324の出力信号は帯域分割部328に入力される。帯域分割部328は、図示しない高域通過フィルタ及び低域通過フィルタを含んでおり、高域通過フィルタは、帯域分割部328への入力信号のうち、約200Hz〜約20kHzの通過帯域内に含まれる信号成分を通過させる。この高域フィルタの出力信号には、前述の逆相信号(L)が含まれ、第4のLチャンネルスピーカ104に加えられる。また、低域通過フィルタは、帯域分割部328への入力信号のうち、約200Hz以下の通過帯域内に含まれる信号成分を通過させる。低域通過フィルタの出力信号は、低域用のスピーカ181に加えられる。
アンプ301〜304及びインバータ311〜314は、ゲインの調整によりスピーカへの出力レベルを調整するレベル調整器としての機能を有し、各スピーカ101〜104への出力レベルはアンプ301〜304及びインバータ311〜314により調整することができる。この場合、各スピーカ101〜104に加算するセンター信号のレベルは、アンプ303,304及びインバータ313,314により調整することができる。
また、第1のRチャンネルスピーカ101及び第2のRチャンネルスピーカ102には、アンプ303,304を介してセンター信号を正相で加算し、第3のLチャンネルスピーカ103及び第4のLチャンネルスピーカ104には、インバータ313,314を介してセンター信号を逆相で加算している。これにより、運転席側の聴者(運転者)及び助手席側の聴者の正面にセンターチャンネルの音を定位させることができる。
また、第1のRチャンネルスピーカ101と第2のRチャンネルスピーカ102、又は第3のLチャンネルスピーカ103と第4のLチャンネルスピーカ104の出力は、遅延器321〜324により位相差を付けることが可能である。前述したように、Rチャンネル信号の正相を右サイドガラス210で反射して運転者の右耳に到達させる第1のRチャンネルスピーカ101と、Rチャンネル信号の逆相を助手席の聴者の右耳に直接到達させる第2のRチャンネルスピーカ102と、Lチャンネル信号の正相を運転者の左耳に直接到達させる第3のLチャンネルスピーカ103と、Lチャンネル信号の逆相を左サイドガラス220で反射して助手席の聴者の左耳に到達させる第4のLチャンネルスピーカ104とを備えることによって、運転席側の聴者(運転者)と助手席側の聴者の着座位置において、R,Lチャンネル信号の正相とその逆相が打ち消しあうことが可能である。上記遅延器321〜324により位相差を調整することで、無音になる角度をより細かく調整することができる。
図4は、スピーカユニットと聴者との配置を説明する平面図であり、運転席側のスピーカユニットSP1と運転席側の聴者(運転者)P1との位置関係を例に採る。
図4に示すように、スピーカユニットSP1と運転席側の聴者P1は、正対している。また、正相信号(R)に基づく音響を放射する第1のRチャンネルスピーカ101の指向軸にaという参照符号を付け、逆相信号(R)に基づく音響を放射する第2のRチャンネルスピーカ102の指向軸に「b」という参照符号を付けている。前述の第1の基準面には「c」という参照符号を付けている。また、指向軸aと第1の基準面cがなす角度をrv1、指向軸bと第1の基準面cがなす角度をrv2とすると、運転席に着座する聴者P1が自分の正面から音響が出力されていないかのように感じるという効果を得るには、次式(1)の条件が成立する。
rv1=rv2 …(1)
なお、上記式(1)が満足されていれば、スピーカユニットSP1と聴者P1とは正対していなくてもよい。
なお、上記式(1)が満足されていれば、スピーカユニットSP1と聴者P1とは正対していなくてもよい。
以上、運転席側のスピーカユニットSP1と運転席側の聴者(運転者)P1との配置を説明したが、助手席側の聴者と助手席側のスピーカユニットSP2、すなわち正相信号(L)と逆相信号(R)についても同様である。
図5は、スピーカユニットの向きと聴者との位置関係を説明する模式図であり、運転席側のスピーカユニットSP1と運転席側の聴者(運転者)P1及び助手席側の聴者P2との位置関係を例に採る。
図5において、運転席側のスピーカユニットSP1は、図1及び図2に示すダッシュボード200上に設置される。また、図5の反射面Aは、図1のサイドガラス210である。この車内空間をXとYで表す。車内空間の幅Xにおいて、運転席側のスピーカユニットSP1は反射面Aを基点として距離x3、運転席側の聴者P1は距離x1、助手席側の聴者P2は距離x2とする。また、車内空間の奥行Yにおいて、運転席側の聴者P1はスピーカユニットSP1を基点として距離y1、助手席側の聴者P2もスピーカユニットSP1を基点として距離y2とする。
スピーカユニットSP1を構成する第1のRチャンネルスピーカ101から出力された音響(正相信号(R))が反射面Aにより反射され運転席側の聴者P1に届く経路にα(点線部分参照)という参照符号を振り、第2のRチャンネルスピーカ102から出力された音響(逆相信号(R))が直接助手席側の聴者P2に届く経路にβ(点線部分参照)という参照符号を振る。なお、図5の場合も図4で説明したようにスピーカユニットSP1と運転席側の聴者P1とは正対しており、運転席側の聴者P1にとっては、第1のRチャンネルスピーカ101及び第2のRチャンネルスピーカ102から放射される音響が第1の基準面c辺りで互いに打ち消しあい、運転席に着座する聴者P1は自分の正面から音響が出力されていないかのように感じる。
いま、車内空間X,Yにおいて、運転席側の聴者P1の距離y1と助手席側の聴者P2の距離y2が同じで、かつスピーカユニットSP1の第1のRチャンネルスピーカ101から反射面Aを反射して運転席側の聴者P1に届く経路αと第2のRチャンネルスピーカ102から直接助手席側の聴者P2に届く経路βとの距離が同じとなる関係は、以下のようになる。
条件1:y1=y2=y
条件2:経路α=経路β
経路1=((x1+x3)2+(y1)2)0.5 …(2)
経路2=((x2−x3)2+(y2)2)0.5 …(3)
条件2と、上記式(2),(3)から次式(4)が導かれ、式(4)に条件1を当てはめ、x3について解くと式(5)が得られる。
条件2:経路α=経路β
経路1=((x1+x3)2+(y1)2)0.5 …(2)
経路2=((x2−x3)2+(y2)2)0.5 …(3)
条件2と、上記式(2),(3)から次式(4)が導かれ、式(4)に条件1を当てはめ、x3について解くと式(5)が得られる。
((x1+x3)2+(y1)2)0.5=((x2−x3)2+(y2)2)0.5
…(4)
x3=0.5*(x2−x1) …(5)
上記式(5)から、スピーカユニットSP1は、2人の聴者P1,P2の間の距離の1/2だけ壁Aから離れた距離x3の位置に配置すればよい。
…(4)
x3=0.5*(x2−x1) …(5)
上記式(5)から、スピーカユニットSP1は、2人の聴者P1,P2の間の距離の1/2だけ壁Aから離れた距離x3の位置に配置すればよい。
以上は運転席側のスピーカユニットSP1と運転席側の聴者P1及び助手席側の聴者P2との配置であるが、助手席側のスピーカユニットSP2の配置についても同様である。
いままで、スピーカユニットSP1,SP2と運転席側の聴者P1及び助手席側の聴者P2の水平方向の配置について説明した。スピーカユニットSP1,SP2と運転席側の聴者P1及び助手席側の聴者P2の仰角について図2を参照して説明する。
図2に示すように、仰角については、スピーカユニットSP1,SP2(図2ではスピーカユニットSP1と聴者P1を代表して示す)の第1のRチャンネルスピーカ101(反射させて聴者P1に放射する側のスピーカ)の指向軸aが、聴者P1の耳の高さに来るように仰角rhを付けてスピーカユニットSP1を取り付けることが望ましい。このように仰角rhを設定することにより、スピーカ101,102から放射される音響聴者P1が聴こえやすくなる。
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、スピーカシステム100は、Rチャンネル信号の正相を放射する第1のRチャンネルスピーカ101とRチャンネル信号の逆相を放射する第2のRチャンネルスピーカ102とからなるスピーカユニットSP1と、Lチャンネル信号の正相を放射する第3のLチャンネルスピーカ103とLチャンネル信号の逆相を放射する第4のLチャンネルスピーカ104とからなるスピーカユニットSP2とを備え、第1のRチャンネルスピーカ101及び第2のRチャンネルスピーカ102が聴者の第1のリスニングポイントを含む第1の基準面cに対して面対称にあり、かつ第1のRチャンネルスピーカ101からの音響が、反射面としてのサイドガラス210に反射してから第1のリスニングポイントに到達するように配置される。同様の関係が、第3のLチャンネルスピーカ103及び第4のLチャンネルスピーカ104についても同様である。
また、スピーカユニットSP1,SP2を構成するスピーカのうち一方のスピーカの音が、サイドガラス210,220に反射してから聴者のリスニングポイントに到達する距離と、他方のスピーカの音が直接聴者のリスニングポイントに到達する距離とが同じ距離となる位置に配置される。さらに、聴者のリスニングポイントが、上記一方のスピーカからの音信号の正相と上記他方のスピーカからの音信号の逆相とが打ち消しあう軸に配置される。これにより、聴者に違和感を与えないリスニング環境提供可能なスピーカシステムを実現することができる。すなわち、車両の車室内に2人の聴者がいる環境において、2人の聴者に対して、同時に(1)音像が正面に定位される、(2)左右の開き角が同じである、(3)左右の音経路が同じである、という優れた効果を得ることができ、最適な音響環境を実現することができる。
なお、以上の説明では、第1及び第2のリスニングポイントは、予め定められ、運転席及び助手席に着座する聴者の頭部辺りであるとして説明した。より好ましくは、車両がいわゆる右ハンドル車の場合には、第1のリスニングポイントは、運転席に着座する聴者の左耳辺りに設定され、第2のリスニングポイントは、助手席に着座する聴者の右耳辺りに設定される。車両がいわゆる左ハンドル車の場合には、第1のリスニングポイントは、運転席に着座する聴者の右耳辺りに設定され、第2のリスニングポイントは、助手席に着座する聴者の左耳辺りに設定される。
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。
また、本実施の形態では、車両のダッシュボードに配置するスピーカシステムに適用した例について説明しているが、車内において他の位置に搭載するものでもよい。また、車室以外にも、例えば狭い室内に設置されるスピーカシステムにも適用可能である。
また、本実施の形態ではスピーカシステムという名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、オーディオシステム、音響再生システム、車載用スピーカ装置、車載用音響機器等であってもよいことは勿論である。
さらに、上記スピーカシステムを構成する各回路部、例えば信号処理部等の種類、数及び接続方法などは前述した実施の形態に限られない。
本発明に係るスピーカシステムは、車室内に設置される車載用スピーカシステムとして有用である。スピーカユニットを複数持つ製品等の用途にも応用できる。また、車室以外にも、狭い空間に設置されるスピーカシステムに好適である。
100 スピーカシステム
101 第1のRチャンネルスピーカ
102 第2のRチャンネルスピーカ
103 第3のLチャンネルスピーカ
104 第4のLチャンネルスピーカ
110 音入力部
120 信号処理ブロック
180 低域用のスピーカ
200 ダッシュボード
301〜304 アンプ
311〜314 インバータ
321〜324 遅延器
101 第1のRチャンネルスピーカ
102 第2のRチャンネルスピーカ
103 第3のLチャンネルスピーカ
104 第4のLチャンネルスピーカ
110 音入力部
120 信号処理ブロック
180 低域用のスピーカ
200 ダッシュボード
301〜304 アンプ
311〜314 インバータ
321〜324 遅延器
Claims (4)
- 第1のリスニングポイントを含む第1の基準面に対して面対称に配置される第1及び第2のスピーカを含む第1のスピーカユニットと、
第2のリスニングポイントを含む第2の基準面に対して面対称に配置される第3及び第4のスピーカを含み、所定の中心面に対して前記第1のスピーカユニットと面対称に配置される第2のスピーカユニットとを備える、スピーカシステム。 - 前記第1及び前記第2のスピーカの一方には音源の正相信号が入力され、当該第1及び当該第2のスピーカの他方には当該正相信号の逆相信号が入力され、前記第3及び前記第4のスピーカの一方には同一音源の正相信号が入力され、さらに、当該第3及び当該第4のスピーカの他方には当該正相信号の逆相信号が入力される、請求項1に記載のスピーカシステム。
- 前記第1のスピーカの指向軸は第1の反射面に、前記第2のスピーカの指向軸は前記第2のリスニングポイントに、前記第3のスピーカの指向軸は前記第1のリスニングポイントに、さらに、前記第4のスピーカの指向軸は第2の反射面に向けられる、請求項1に記載のスピーカシステム。
- 前記第1のスピーカからの出力音響が前記第1の反射面で反射して前記第1のリスニングポイントに到達するまでの経路長と、前記第3のスピーカからの出力音響が前記第1のリスニングポイントに到達するまでの経路長とは実質等しく、
前記第2のスピーカからの出力音響が前記第2のリスニングポイントに到達するまでの経路長と、前記第4のスピーカからの出力音響が、前記第2の反射面で反射して前記第2のリスニングポイントに到達するまでの経路長とは実質等しい、請求項3に記載のスピーカシステム。
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WO2017138349A1 (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 車両近接報知装置 |
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