JP2011228956A - 車載用音場制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】コストを抑えつつ、リスナが適度な音の拡がり感を得られる音場制御を行うこと。
【解決手段】音量調整部が、L信号とR信号の加減算のバランス調整を行い、加算部が、加算信号を生成し、減算部が、減算信号を生成し、フィルタ処理部が、加算信号および減算信号の低周波帯域を減衰し、遅延調整部が、加算信号および減算信号の遅延量を調整し、出力信号合成部が、加算信号および減算信号を合成して出力信号を生成し、イコライザ処理部が出力信号の周波数特性を平滑化し、出力信号は単一のエキサイタによって車室の天井材を振動板として出力されるように車載用音場制御装置を構成する。
【選択図】図2
【解決手段】音量調整部が、L信号とR信号の加減算のバランス調整を行い、加算部が、加算信号を生成し、減算部が、減算信号を生成し、フィルタ処理部が、加算信号および減算信号の低周波帯域を減衰し、遅延調整部が、加算信号および減算信号の遅延量を調整し、出力信号合成部が、加算信号および減算信号を合成して出力信号を生成し、イコライザ処理部が出力信号の周波数特性を平滑化し、出力信号は単一のエキサイタによって車室の天井材を振動板として出力されるように車載用音場制御装置を構成する。
【選択図】図2
Description
本発明は、車室の音場制御を行う車載用音場制御装置に関し、特に、コストを抑えつつ、リスナが適度な音の拡がり感を得られる音場制御を行うことができる車載用音場制御装置に関する。
従来、自動車の車室などの空間内において、音楽や音声といった各種音源の音響信号を出力する技術が知られている。かかる技術は、一般に複数のスピーカを車室内に配置して、リスナが適度に音の立体感や臨場感、あるいは拡がり具合(以下、「拡がり感」と記載する)を得られるように音場の制御を行っている。
たとえば、特許文献1に開示されている車載用スピーカ装置は、自動車の左右のドアへ1個ずつ配置したメインスピーカと、車室天井面の後方へ2個配置したサブスピーカを用いてかかる音場の制御を行う装置である。なお、かかる特許文献1の技術においては、上述の音の拡がり感を向上させるため、サブスピーカとして指向性の広いフラットパネルスピーカが用いられている。
また、特許文献2に開示されている音響再生装置は、自動車の左右のドアへ1個ずつ配置したメインスピーカと、車室後方へ1個配置したサブスピーカを用いてかかる音場の制御を行う装置である。なお、かかる特許文献2の技術においては、サブスピーカは主にメインスピーカの出力信号の低周波帯域を出力するウーファとして用いられている。
しかしながら、特許文献1の技術を用いた場合、上述のようにサブスピーカであるフラットパネルスピーカが車室天井面の後方へ2個配置されるため、装置コストがかさむという問題点があった。
なお、近年の車両開発は、低コスト化とともに車両の軽量化を目標として取り組まれることが多い。したがって、配置する部品の点数が増えることは、かかる軽量化の点においても好ましくない。
また、特許文献2の技術の技術を用いた場合、上述のサブスピーカが主にウーファとして用いられるため、リスナは後方から主に低音域のみが強調された音を聴くこととなっていた。したがって、上述の音の拡がり感などに偏りが生じていた。
これらのことから、コストを抑えつつ、リスナが適度な音の拡がり感を得られる音場制御を行うことができる車載用音場制御装置をいかにして実現するかが大きな課題となっている。
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、コストを抑えつつ、リスナが適度な音の拡がり感を得られる音場制御を行うことができる車載用音場制御装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、車両を上方からみた場合の前記車両の長手方向に沿った中心線よりリスナの着座位置寄りに設けられ前記車両の車室を構成する構造体を加振することによって音響を出力する1つの振動手段を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、車両を上方からみた場合の車両の長手方向に沿った中心線よりリスナの着座位置寄りに設けられた1つの振動子が車両の車室を構成する構造体を加振することによって音響を出力することとしたので、リスナが最適な音の拡がり感を得られる音場制御を、コストを低減しつつ行うことができるという効果を奏する。
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る音場制御手法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る音場制御手法の概要について図1を用いて説明した後に、本発明に係る音場制御手法を適用した車載用音場制御装置についての実施例を図2〜図8を用いて説明することとする。
また、以下では、上述のサブスピーカが、車室の天井材を振動板として駆動することで音響を出力する振動子(以下、「エキサイタ」と記載する)である場合について説明する。また、以下では、上述のメインスピーカやサブスピーカといった音響を出力する発音体を「音源」と記載することとする。したがって、音楽や音声といった音響ソースをあらわす場合には、「音源」ではなく「音響ソース」と明記するものとする。
まず、実施例の詳細な説明に先立って、本発明に係る音場制御手法の概要について図1を用いて説明する。図1は、本発明に係る音場制御手法の概要を示す図である。なお、同図の(A)には、本発明に係る音場制御手法における各音源の配置例を、同図の(B)には、本発明に係る音場制御手法における信号処理手順の概要を、それぞれ示している。
同図に示すように、本発明に係る音場制御手法は、リスナの正中面を指標とする所定の位置に単一のサブスピーカを配置することとした点に特徴がある。また、かかるサブスピーカが出力する出力信号に対して所定の信号処理を施すことによって、単一のサブスピーカであってもリスナが適度な拡がり感を得られることとした点にも特徴がある。
具体的には、同図の(A)に示したように、本発明に係る音場制御手法では、車両50の車室51に備えられた座席53へリスナ100(車両の場合、音響信号を出力していないときは単に乗員のことを指す)が着座した場合に、リスナ100の正中面Mと交わる所定の位置に単一のエキサイタ13をサブスピーカとして配置することとした。
ここで、正中面とは、生物体(人体)を左右対称に分割する面のことを指す。なお、一般に、かかる正中面上へ音源を配置した場合、人は音源位置を特定しにくいといわれている。そこで、本発明に係る音場制御手法では、リスナが適度な拡がり感を得られるように、あえて正中面上へサブスピーカを配置することで音源位置を特定しにくくした。
なお、かかる正中面は、リスナ100の着座姿勢や着座位置などによって左右されるため、以下では、リスナ100が車両50の前方を向きつつ適正に座席53へ着座した場合の正中面を、本発明に係る音場制御手法における「正中面M」として説明することとする。
また、サブスピーカとしてエキサイタ13を用いることで、たとえば、車室51の天井材を振動板として音響の出力を行うことができる。したがって、リスナ100は天井材の広範囲から出力されているかのような拡がり感をもって音響を聴取することができる。
なお、エキサイタ13が配置される位置は、正中面Mと交わる所定の位置の近傍であってもよい。かかる点を含めたエキサイタ13の配置位置や音響の拡がりについては、図3を用いて後述する。
また、図1の(A)に示したように、メインスピーカ52Lおよび52Rは、車室51の前方左右、たとえば、左右フロントドアの内部などにそれぞれ配置することができる。なお、メインスピーカ52Lはステレオ出力における左用信号(以下、「L信号」と記載する)の出力音源であり、メインスピーカ52Rは右用信号(以下、「R信号」と記載する)の出力音源である。
また、同図の(B)に示したように、本発明に係る音場制御手法では、単一のエキサイタ13においても拡がり感のある音響を出力できるように、エキサイタ13の出力信号に対して所定の信号処理を施すこととした。
具体的には、同図の(B)に示したように、本発明に係る音場制御手法では、車室51における音響成分のうち、「直接音」および「初期反射音」を、上述のL信号およびR信号を加算した加算信号(以下、「L+R信号」と記載する)として見立てることとした。また、「残響」を、上述のL信号およびR信号を減算した減算信号(以下、「L−R信号」と記載する)として見立てることとした。
なお、「直接音」とは、音源から出力された音のうち、反射することなく直接リスナ100の耳へ到達する音のことをいう。また、「初期反射音」とは、音源から出力された音の反射音のうち、所定の時間(あるいは回数)の反射を経てリスナ100の耳へ到達する音を指す。また、「残響」とは、初期反射音の到達以降に到達する反射音であり、「後期残響」とも呼ばれる。
また、一般に、「直接音」と「初期反射音」とはまとめてひとつの系統の音として、「残響」は直接音とは異なる系統の音として、それぞれ知覚されることが知られている。
そこで、本発明に係る音場制御手法では、かかる「直接音」および「初期反射音」として見立てた「L+R信号」、また、「残響」として見立てた「L−R信号」のそれぞれについて、所定の信号処理を施すこととした。
たとえば、同図の(B−1)に示したように、本発明に係る音場制御手法では、「L+R信号」および「L−R信号」のそれぞれについて、個別の遅延調整処理を行う。ここで、「L+R信号」についての遅延調整処理は、メインスピーカ52Lおよび52Rが出力するステレオ信号に対して「L+R信号」を遅延させるものである。
また、「L−R信号」についての遅延調整処理は、「L+R信号」に対して「L−R信号」を遅延させるものである。かかる個別の遅延調整処理により、単一のエキサイタ13であっても、「直接音」、「初期反射音」、「残響」を表現することができ、リスナ100が適度に拡がり感を得られる音響を出力することが可能となる。
また、本発明に係る音場制御手法では、かかる遅延調整処理以外にも、音量調整処理やフィルタ処理といった所定の信号処理を行うが、かかる点については図2を用いて後述する。
そして、図1の(B−2)に示したように、本発明に係る音場制御手法では、所定の信号処理を施した「L+R信号」および「L−R信号」を所定の合成比に基づいて合成し、エキサイタ13に対して出力する。かかる合成処理を行うことで、単一のエキサイタ13であっても所定の音圧をもって音響を出力することが可能となる。
なお、かかる合成処理における合成比については、車室51を形成する車両50の構造体の形状などに基づいて可変とすることができる。この点の詳細については、図5を用いて後述する。
このように、本発明に係る音場制御手法によれば、リスナの正中面を指標とする所定の位置に単一のエキサイタ13をサブスピーカとして配置したうえで、かかるエキサイタ13の出力する出力信号に対して所定の信号処理を施すこととしたので、コストを抑えつつ、リスナが適度な拡がり感を得られる音場制御を行うことができる。
以下では、図1を用いて説明した音場制御手法を適用した車載用音場制御装置についての実施例を詳細に説明する。
まず、本実施例に係る車載用音場制御装置の構成について図2を用いて説明する。図2は、本実施例に係る車載用音場制御装置10の構成を示すブロック図である。なお、同図では、車載用音場制御装置10の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
同図に示すように、車載用音場制御装置10は、L信号入力部11と、R信号入力部12と、エキサイタ13と、制御部14と、記憶部15とを備えている。また、制御部14は、音量調整部14aと、加算部14bと、減算部14cと、フィルタ処理部14dと、遅延調整部14eと、出力信号合成部14fと、イコライザ処理部14gとをさらに備えている。そして、記憶部15は、遅延量15aと、合成比15bと、車両構造情報15cとを記憶する。
L信号入力部11は、メインスピーカ52L(図1参照)の出力信号であるL信号を入力する入力デバイスである。また、同様に、R信号入力部12は、メインスピーカ52R(図1参照)の出力信号であるR信号を入力する入力デバイスである。
また、L信号入力部11およびR信号入力部12は、それぞれ入力した信号を音量調整部14aに対して出力する。なお、かかる出力の際、L信号入力部11およびR信号入力部12のそれぞれは、加算用および減算用の2系統で出力を行う。
エキサイタ13は、車載用音場制御装置10が備える単一のサブスピーカとしてのデバイスであり、出力信号合成部14fから入力する出力信号を、車室51(図1参照)の天井材を振動板として駆動することで音として出力する出力デバイスである。
また、本実施例においては、かかる単一のサブスピーカとしてエキサイタを用いる場合を例に挙げて説明を行うが、コーンスピーカやセラミックスピーカなど、電気信号を音へ変換して出力することが可能なデバイスであればかかるデバイスを用いることとしてもよい。
ここで、車載用音場制御装置10が備える、エキサイタ13を含めた各音源の配置例について、図3を用いてさらに詳細に説明する。図3は、エキサイタ13を含めた各音源の配置例を示す図である。
なお、同図の(A)には、エキサイタ13をリスナ100の後方へ配置する場合を、同図の(B)には、エキサイタ13をリスナ100の前方へ配置する場合を、それぞれ示している。
また、同図の(A)には、車両50の車室51をY軸の正方向からみた概略上面図(同図の(A−a)参照)と、Z軸の負方向からみた概略側面図(同図の(A−b)参照)と、X軸の正方向からみた概略側面図(同図の(A−c)参照)とをそれぞれ示している。
同図の(A)に示したように、本実施例にかかる車載用音場制御装置10は、単一のエキサイタ13をリスナ100の後方(Z軸の正方向)へ配置する。また、メインスピーカ52Lおよび52Rについては、リスナ100の前方もしくは側方へ配置する。
ここで、同図の(A−a)および(A−b)に示したように、エキサイタ13は、リスナ100が座席53へ適正に着座した場合の正中面Mを指標とする所定の近傍範囲Rへ配置されることが好ましい。
なお、適正に着座した場合とは、たとえば、車両50が前方へ進行している場合に、乗員が座席53の中央に前方を向きつつ着席している場合を指しており、通常、座席53のような車両用シートはかかる適正な着座を考慮して設計されている。したがって、正中面Mを座席53の中央を通る面と言い換えてもよい。
また、車両50に対する配置としては、上記のような適正な着座を考慮した座席53の中央を通る面上とも言い換えることができる(図3参照)。したがって、エキサイタ13は、Z軸に平行な車両50の中心線(図示せず)よりもリスナ100の着座位置(座席53の位置)寄りに配置されることとなる。
なお、近傍範囲R(図3参照)へエキサイタ13が配置されることにより、リスナ100は音源位置が特定しにくくなり、適度な拡がり感を得ることが可能となる。
また、同図の(A−c)に示したように、かかるエキサイタ13は、リスナ100の耳101よりも上方(Y軸の正方向)および後方(Z軸の正方向)へ配置されることが好ましい。したがって、かかる場合には、たとえば、エキサイタ13を車室51の外壁(たとえば、車体面)と天井材54との間隙へ配置することとすればよい(同図の(A−c)参照)。
ここで、図3の(A−c)に示した、エキサイタ13を車室51の外壁と天井材54との間隙へ配置した場合の効果について、図4を用いてさらに詳細に説明する。図4は、エキサイタ13による音の拡がりを説明するための図である。なお、同図に示した閉曲線gに囲まれた部分は、エキサイタ13近傍の概略拡大図である。
同図に示したように、車室51のエキサイタ13を車室51の外壁と天井材54との間隙へ配置した場合、エキサイタ13は、出力信号によって天井材54を加振し、天井材54を振動板として音響を出力する。
すなわち、点音源であるエキサイタ13は、天井材54を面音源として音響出力を行うことができる。なお、同図に示した天井材54の斜線部分は、天井材54が面音源化し、音波20を広範囲へ放射する様子をあらわしている。
したがって、リスナ100は、天井材54の広範囲から出力されているかのような拡がり感をもって音響を聴取することとなり、適度な拡がり感を得ることができる。なお、同図には、エキサイタ13を用いて天井材54を面音源化した例を示しているが、車室51を形成する他の部材を面音源化することとしてもよい。
たとえば、エキサイタではなく、近年開発されたセラミックスピーカを用いることによって、車両50のリアウィンドウを面音源化することとしてもよい。また、ルーフウィンドウを備える車両50については、同様にルーフウィンドウを面音源化することとしてもよい。
図3の説明に戻り、同図の(B)について説明する。同図の(B)は、車両50の車室51をY軸の正方向からみた概略上面図である。同図の(B)に示したように、本実施例にかかる車載用音場制御装置10は、単一のエキサイタ13をリスナ100の前方(Z軸の負方向)へ配置することとしてもよい。
また、かかる場合には、メインスピーカ52Lおよび52Rを、リスナ100の後方もしくは側方へ配置することとすればよい。なお、同図の(B)に示したように、エキサイタ13をリスナ100の前方へ配置する場合でも、正中面Mを指標とする所定の近傍範囲Rへ配置することが好ましい。
なお、本実施例では、エキサイタ13を含めた各音源の配置が、同図の(A)に示した配置例と同様である場合について説明する。
図2の説明に戻り、制御部14について説明する。制御部14は、入力したL信号およびR信号の音量調整を行ったうえで加算信号および減算信号を生成し、生成した各信号に所定の信号処理を施してエキサイタ13が出力する出力信号を合成し、合成した出力信号の周波数特性を平滑化しつつかかる出力信号をエキサイタ13に対して出力する処理を行う処理部である。
音量調整部14aは、入力したL信号およびR信号の音量を調整することで、リスナ100の音像定位位置(バランス位置)を調整する処理を行う処理部である。なお、音量調整部14aは、加算用のL信号、加算用のR信号、減算用のL信号、減算用のR信号のそれぞれについて個別に音量を調整することができる。そして、減算用のL信号あるいはR信号の音量については、いずれかが負値をとるものとする。
また、音量調整部14aは、各信号の音量を調整した後、加算用のL信号およびR信号については加算部14bへ、減算用のL信号およびR信号については減算部14cへ、それぞれ出力する処理を併せて行う。
加算部14bは、音量調整部14aが出力した加算用のL信号およびR信号を相互に加算し、加算信号であるL+R信号を生成する処理を行う処理部である。また、加算部14bは、生成したL+R信号をフィルタ処理部14dへ出力する処理を併せて行う。
減算部14cは、音量調整部14aが出力した減算用のL信号およびR信号の差分をとり、減算信号であるL−R信号を生成する処理を行う処理部である。また、減算部14cは、生成したL−R信号をフィルタ処理部14dへ出力する処理を併せて行う。
フィルタ処理部14dは、加算部14bが出力したL+R信号、減算部14cが出力したL−R信号のそれぞれについて、ハイパスフィルタ(以下、「HPF」と記載する)あるいはバンドパスフィルタ(以下、「BPF」と記載する)を用いて低周波帯域を減衰する処理を行う処理部である。
なお、フィルタ処理部14dが、振幅の大きい低周波帯域(いわゆる低音)をこのように減衰することによって、単一のエキサイタ13であっても大きな音量で音響を出力することが可能となる。また、フィルタ処理部14dは、低周波帯域を減衰したL+R信号およびL−R信号を、遅延調整部14eへ出力する処理を併せて行う。
遅延調整部14eは、フィルタ処理部14dが出力した低周波帯域減衰後のL+R信号およびL−R信号のそれぞれについて、遅延量を調整する処理を行う処理部である。ここで、遅延調整部14eは、L+R信号については、メインスピーカ52Lおよび52Rが出力するステレオ信号に対する遅延量の調整を行う。また、遅延調整部14eは、L−R信号については、L+R信号に対する遅延量の調整を行う。
すなわち、遅延調整部14eは、エキサイタ13が出力する「直接音」および「初期反射音」として見立てたL+R信号(図1参照)についてはステレオ信号に対して遅延させることで、また、「残響」として見立てたL−R信号(図1参照)についてはL+R信号に対して遅延させることで、リスナ100が適度に音の拡がり感を得られるようにする。
なお、遅延調整部14eは、記憶部15にあらかじめ記憶された所定の遅延量15aに基づいてかかる遅延調整を行うが、車両構造情報15cに含まれる車室の構造や内装材の厚さなどによる影響も加味して適宜遅延量の調整を行うことができるものとする。また、遅延調整部14eは、遅延調整を行ったL+R信号およびL−R信号を、出力信号合成部14fへ出力する処理を併せて行う。
出力信号合成部14fは、遅延調整部14eが出力する遅延調整後のL+R信号およびL−R信号を所定の合成比で合成することによってエキサイタ13の出力信号を生成する処理を行う処理部である。なお、出力信号合成部14fは、かかる合成を行う際、記憶部15の合成比15bを参照する。
ここで、出力信号合成部14fが行う出力信号合成処理の内容について、図5を用いてさらに詳細に説明する。図5は、出力信号合成部14fの出力信号合成処理を説明するための図である。なお、同図の(A)には、L−R信号の相対量を増やす場合を、同図の(B)には、L−R信号の相対量を減らす場合を、それぞれ示している。
また、同図に示した、「:」で区切った各数値は、出力信号を1とした場合のL+R信号およびL−R信号の合成比を示している。たとえば、「0.3:0.7」は、L+R信号「0.3」およびL−R信号「0.7」の合成比であることを意味する。
同図に示したように、出力信号合成部14fは、L+R信号およびL−R信号を所定の合成比で合成する。たとえば、同図の(A)の上部には、出力信号合成部14fが、L+R信号「0.3」およびL−R信号「0.7」の合成比で出力信号を生成した例を示している。なお、かかる合成比は、記憶部15の合成比15bに含まれるものとする。
ここで、出力信号合成部14fは、L−R信号の信号量に応じてかかる合成比を調整することができる。具体的には、音楽や音声といった音響ソースがモノラル要素の強いものであるかステレオ要素の強いものであるかをL−R信号量が所定の閾値より小さいか大きいかによって判定し、合成比を調整する。
なお、ここにいうモノラル要素が強いとは、ステレオ出力における左右の出力に差がないことを指し、ステレオ要素が強いとは、ステレオ出力における左右の出力に差がある(たとえば、左右それぞれで楽器のパートが独立しているなど)ことを指す。
たとえば、同図の(A)に示したように、L−R信号量が所定の閾値よりも小さいものとする(同図の(A−1)参照)。かかる場合、出力信号合成部14fは、L−R信号量が小さいことから、モノラル要素の強い音響ソースであると判定し、「残響」として見立てたL−R信号の相対量を増やすことで音響ソースのステレオ要素を強める(同図の(A−2)参照)。
なお、同図の(A)に示したのは、上述した所定の「0.3:0.7」の合成比を、L−R信号の相対量を増やして「0.1:0.9」の合成比としたうえで出力信号を生成した例である。
また、同図の(B)に示したように、L−R信号量が所定の閾値よりも大きいものとする(同図の(B−1)参照)。かかる場合、出力信号合成部14fは、L−R信号量が大きいことから、ステレオ要素の強い音響ソースであると判定し、「残響」として見立てたL−R信号の相対量を減らすことで音響ソースのステレオ要素を抑える(同図の(B−2)参照)。
なお、同図の(B)に示したのは、上述した所定の「0.3:0.7」の合成比を、L−R信号の相対量を減らして「0.5:0.5」の合成比としたうえで出力信号を生成した例である。
図2の説明に戻り、イコライザ処理部14gについて説明する。イコライザ処理部14gは、出力信号合成部14fが生成した出力信号の周波数特性を平滑化する処理を行う処理部である。かかる平滑化は、車室の構造や内装材の厚さなどによってはフラットになりにくい周波数特性をならす目的で行われる。なお、かかる車室の構造や内装材の厚さなどは、記憶部15の車両構造情報15cに含まれるものとする。
記憶部15は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスで構成される記憶部であり、遅延量15aと、合成比15bと、車両構造情報15cとを記憶する。
遅延量15aは、加算信号および減算信号のそれぞれの遅延量に関する情報である。ここで、加算信号の遅延量は、メインスピーカ52Lおよび52Rが出力するステレオ信号に対する遅延量であるものとする。
また、減算信号の遅延量は、加算信号に対する遅延量であるものとする。したがって、ステレオ信号を基準とした場合の各遅延量の関係は、「加算信号の遅延量<減算信号の遅延量」である。
合成比15bは、図5を用いて既に説明したように、出力信号合成部14fが加算信号および減算信号を合成する際の合成比である。車両構造情報15cは、車両50の構造に関する情報であり、車室の構造や内装材の厚さなどの情報を含む。
次に、図2に示した本実施例に係る車載用音場制御装置10の回路例について、図6を用いて説明する。図6は、本実施例に係る車載用音場制御装置10の回路例を示す図である。なお、同図に示した閉曲線14a〜14gに囲まれた部分は、図2に示した音量調整部14a、加算部14b、減算部14c、フィルタ処理部14d、遅延調整部14e、出力信号合成部14f、イコライザ処理部14gにそれぞれ対応している。
図6に示したように、L信号およびR信号はアナログ/デジタル変換された後、それぞれ加算用および減算用の2系統に分岐して送出され、音量調整部14aにおいて音量調整される。音量調整部14aは、音量値「VOL1」〜「VOL4」についてそれぞれ調整する増幅器を備えている。
ここで、音量値「VOL1」についての増幅器は加算用の系統に送出されるL信号の音量を、音量値「VOL2」についての増幅器は同じく加算用の系統に送出されるR信号の音量を、それぞれ調整する。
また、音量値「VOL3」についての増幅器は減算用の系統に送出されるL信号の音量を、音量値「VOL4」についての増幅器は同じく減算用の系統に送出されるR信号の音量を、それぞれ調整する。なお、同図に示したように、音量値「VOL1」および「VOL2」はいずれも正値であり、音量値「VOL3」または「VOL4」は、いずれかが負値であるものとする。
そして、音量調整部14aによって音量調整された加算用の系統のL信号およびR信号は、加算部14bが備える加算器によって加算され、L+R信号としてフィルタ処理部14dへ送出される。
また、音量調整部14aによって音量調整された減算用の系統のL信号およびR信号は、減算部14cが備える加算器によって減算され、L−R信号としてフィルタ処理部14dへ送出される。
フィルタ処理部14dは、L+R信号用のフィルタ「filter1」、およびL−R信号用のフィルタ「filter2」を備えている。かかる各フィルタは、上述したようにHPFまたはBPFであり、L+R信号およびL−R信号の低周波帯域を減衰する。
そして、遅延調整部14eが備える遅延回路「delay1」によってL+R信号の遅延量が調整される。また、同様に、遅延回路「delay2」によってL−R信号の遅延量が調整される。なお、同図に示したように、各遅延回路における遅延量の関係は「delay1<delay2」であるものとする。
そして、出力信号合成部14fが備える加算器によって、L+R信号およびL−R信号が合成され、単系統で出力される出力信号が生成される。かかる単系統の出力信号は、イコライザ処理部14gが備えるイコライザによって周波数特性を平滑化される。
そして、周波数特性を平滑化された単系統の出力信号は、デジタル/アナログ変換された後、パワーアンプ30においてエキサイタ13を駆動可能なレベルにまで電力増幅され、エキサイタ13へ送出される。
次に、車載用音場制御装置10が実行する処理手順について図7を用いて説明する。図7は、車載用音場制御装置10が実行する処理手順を示すフローチャートである。
同図に示したように、ステレオ信号のうちのL信号をL信号入力部11が、R信号をR信号入力部12が、それぞれ入力する(ステップS101)。そして、音量調整部14aが、L信号およびR信号の音量を調整することで加減算のバランス調整を行う(ステップS102)。
そして、加算部14bが、L信号およびR信号を加算して加算信号の生成を行う(ステップS103)。また、減算部14cが、L信号およびR信号を減算して減算信号の生成を行う(ステップS104)。
つづいて、フィルタ処理部14dが、HPFあるいはBPFを用いて加算信号および減算信号の低周波帯域を減衰する(ステップS105)。そして、遅延調整部14eが、加算信号および減算信号のそれぞれの遅延量を調整する(ステップS106)。なお、かかる調整を行う際、遅延調整部14eは、記憶部15の遅延量15aおよび車両構造情報15cを参照する。
つづいて、出力信号合成部14fが、加算信号および減算信号を合成して出力信号を生成する(ステップS107)。なお、かかる生成の際、出力信号合成部14fは、記憶部15の合成比15bを参照する。
そして、イコライザ処理部14gが、記憶部15の車両構造情報15cを参照しつつ、出力信号の周波数特性の平滑化を行う(ステップS108)。そして、出力信号合成部14fが、エキサイタ13に対して出力信号を出力し(ステップS109)、処理を終了する。
ところで、上述した実施例では、エキサイタ13に対して単系統の出力信号を出力する場合について説明してきた(図6参照)。かかる場合、出力信号を電力増幅したうえでエキサイタ13へ単系統で出力するインタフェースを備えた専用のパワーアンプが必要となる。
しかしながら、低価格帯の自動車などでは、パワーアンプの備わっていないいわゆるオーディオレスタイプの車種が多い。また、パワーアンプが備わっていても、ユーザが自分好みのオーディオチューンを行うためにパワーアンプを買い換えるケースも少なくない。なお、標準的なパワーアンプは、2個以上の多系統の出力チャンネルを備えており、各出力チャンネルは正極および負極の端子を有しているのが通常である。
そこで、以下では、かかる標準的なパワーアンプを備えた場合の変形例について図8を用いて説明する。図8は、変形例に係る車載用音場制御装置の回路例を示す図である。なお、以下では、パワーアンプ30が、XチャンネルおよびYチャンネルの2個の出力チャネルを備えているものとして説明を行う。
また、同図に示した回路例のうち、閉曲線1に囲まれた部分を除いた回路例については図6に示したものと同様であるため、ここでの記載を省略する。
図8に示したように、変形例に係る車載用音場制御装置では、上述した出力信号合成部14fが備える加算器(図6参照)を不要とする。また、変形例に係る車載用音場制御装置では、パワーアンプ30のXチャンネルの正極とエキサイタ13の正極とを接続することよってL+R信号の伝達経路を形成する。また、同様に、Yチャンネルの負極とエキサイタ13の負極とを接続することよってL−R信号の伝達経路を形成する。
具体的には、図8の閉曲線1に囲まれた部分に示したように、変形例に係る車載用音場制御装置は、L+R信号およびL−R信号のそれぞれを、各系統で個別にイコライザ処理からデジタル/アナログ変換処理した後、パワーアンプ30へ送出する。
このとき、加算用の系統のL+R信号は、パワーアンプ30のXチャンネル31へ送出される。また、減算用の系統のL−R信号は、パワーアンプ30のYチャンネル32へ送出される。
そして、パワーアンプ30は、各信号の電力増幅を行い、L+R信号については、Xチャンネルの正極とエキサイタ13の正極との接続によって形成された伝達経路でエキサイタ13へ送出する。また、L−R信号については、Yチャンネルの負極とエキサイタ13の負極との接続によって形成された伝達経路でエキサイタ13へ送出する。
ここで、エキサイタ13は、かかる伝達経路でL+R信号およびL−R信号を入力することにより、L+R信号の最大電位およびL−R信号の最小電位を得ることが可能となる。すなわち、エキサイタ13は、かかるL+R信号の最大電位およびL−R信号の最小電位の電位差によって所定の電圧を得ることができ、単一のエキサイタ13であっても所定の音圧で音響出力を行うことが可能となる。
なお、上述した説明では、パワーアンプ30のXチャンネルの正極とエキサイタ13の正極とを接続し、かつ、Yチャンネルの負極とエキサイタ13の負極とを接続する場合について示したが、Yチャンネルの正極とエキサイタ13の正極とを接続し、かつ、Xチャンネルの負極とエキサイタ13の負極とを接続することとしてもよい。
上述してきたように、本実施例では、音量調整部が、L信号とR信号の加減算のバランス調整を行い、加算部が、加算信号を生成し、減算部が、減算信号を生成し、フィルタ処理部が、加算信号および減算信号の低周波帯域を減衰し、遅延調整部が、加算信号および減算信号の遅延量を調整し、出力信号合成部が、加算信号および減算信号を合成して出力信号を生成し、イコライザ処理部が出力信号の周波数特性を平滑化し、出力信号は単一のエキサイタによって車室の天井材を振動板として出力されるように車載用音場制御装置を構成した。したがって、コストを抑えつつ、リスナが適度な音の拡がり感を得られる音場制御を行うことができる。
以上のように、本発明に係る車載用音場制御装置は、コストを抑えつつ、リスナが適度な音の拡がり感を得られる音場制御を行いたい場合に有用であり、特に、ドライバなど特定のリスナが適度な音の拡がり感を得ることができる安価で高品質なカーオーディオ装置への適用に適している。
10 車載用音場制御装置
11 L信号入力部
12 R信号入力部
13 エキサイタ
14 制御部
14a 音量調整部
14b 加算部
14c 減算部
14d フィルタ処理部
14e 遅延調整部
14f 出力信号合成部
14g イコライザ処理部
15 記憶部
15a 遅延量
15b 合成比
15c 車両構造情報
50 車両
51 車室
52L メインスピーカ
52R メインスピーカ
53 座席
54 天井材
100 リスナ
11 L信号入力部
12 R信号入力部
13 エキサイタ
14 制御部
14a 音量調整部
14b 加算部
14c 減算部
14d フィルタ処理部
14e 遅延調整部
14f 出力信号合成部
14g イコライザ処理部
15 記憶部
15a 遅延量
15b 合成比
15c 車両構造情報
50 車両
51 車室
52L メインスピーカ
52R メインスピーカ
53 座席
54 天井材
100 リスナ
Claims (11)
- 車両を上方からみた場合の前記車両の長手方向に沿った中心線よりリスナの着座位置寄りに設けられ前記車両の車室を構成する構造体を加振することによって音響を出力する1つの振動手段
を備えたことを特徴とする車載用音場制御装置。 - 前記1つの振動手段は、
前記リスナが着座する座席を左右対称に分割する面と前記構造体とが交わる位置または当該位置の近傍に設けられることを特徴とする請求項1に記載の車載用音場制御装置。 - 前記車両の車室内へ音響をステレオ出力するステレオ出力手段と、
前記ステレオ出力における左用信号および右用信号の加減算に基づいてモノラル信号を生成する信号生成手段と
をさらに備え、
前記1つの振動手段は、
前記座席へ適正に着座した前記リスナの正中面と前記構造体とが交わる位置または当該位置の近傍に設けられ前記モノラル信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の車載用音場制御装置。 - 前記1つの振動手段は、
前記リスナが前記座席へ着座した場合の前記リスナの耳より上方かつ後方の位置へ設けられることを特徴とする請求項2または3に記載の車載用音場制御装置。 - 前記1つの振動手段は、
前記構造体のうち前記車室内に接した天井面を含んだ閉空間または準閉空間の内部に前記車室内を出力方向として設けられることを特徴とする請求項2または3に記載の車載用音場制御装置。 - 前記信号生成手段は、
前記左用信号および前記右用信号を加算用にそれぞれ音量調整し、また、前記左用信号および前記右用信号を減算用にそれぞれ音量調整することを特徴とする請求項3に記載の車載用音場制御装置。 - 前記信号生成手段は、
前記左用信号と前記右用信号とを加算した加算信号および前記左用信号と前記右用信号とを減算した減算信号をそれぞれ所定の遅延量で遅延させたうえで所定の相対量で合成することによって前記モノラル信号を生成することを特徴とする請求項6に記載の車載用音場制御装置。 - 前記信号生成手段は、
ハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタを用いて前記加算信号および前記減算信号の低周波帯域を減衰させることを特徴とする請求項7に記載の車載用音場制御装置。 - 前記信号生成手段は、
前記減算信号の信号量および/または前記構造体の特性に基づいて前記遅延量および前記相対量を調整することを特徴とする請求項7に記載の車載用音場制御装置。 - 前記信号生成手段は、
前記構造体の特性に基づいて前記モノラル信号の周波数特性を変更することを特徴とする請求項7に記載の車載用音場制御装置。 - 前記信号生成手段は、
前記加算信号を出力する加算側出力部および前記減算信号を出力する減算側出力部を含んでおり、
前記1つの振動手段は、
正極端子および負極端子を含んでおり、
前記信号生成手段および前記1つの振動手段は、
前記加算側出力部の正極と前記正極端子とが接続される場合には、前記減算側出力部の負極と前記負極端子とが接続され、前記加算側出力部の負極と前記負極端子とが接続される場合には、前記減算側出力部の正極と前記正極端子とが接続されることを特徴とする請求項7〜10のいずれか一つに記載の車載用音場制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010097303A JP2011228956A (ja) | 2010-04-20 | 2010-04-20 | 車載用音場制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010097303A JP2011228956A (ja) | 2010-04-20 | 2010-04-20 | 車載用音場制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011228956A true JP2011228956A (ja) | 2011-11-10 |
Family
ID=45043805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010097303A Withdrawn JP2011228956A (ja) | 2010-04-20 | 2010-04-20 | 車載用音場制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011228956A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11689872B2 (en) | 2020-12-09 | 2023-06-27 | Faurecia Clarion Electronics Co., Ltd. | Acoustic device with first sound outputting device for input signal, second outputting device for monaural signal and L-channel stereo component and third sound outputting device for monaural signal and R-channel stereo component |
CN117812504A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-04-02 | 恩平市金马士音频设备有限公司 | 一种基于物联网的音频设备音量数据管理***及方法 |
JP7486038B2 (ja) | 2020-11-05 | 2024-05-17 | トヨタ紡織株式会社 | 騒音軽減装置 |
-
2010
- 2010-04-20 JP JP2010097303A patent/JP2011228956A/ja not_active Withdrawn
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