JP2572564Y2 - 非対称音場補正装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 概要 自動車の車室内のように、左スピーカの方向角と右ス
ピーカの方向角とが異なる位置に設けられた聴取位置に
おける非対称な音場を補正するにあたつて、音響信号源
からのステレオ音響信号を、基本音の音響信号として前
記左および右の各スピーカに出力するとともに、左右両
チヤネルの基本音の音響信号を演算処理して、初期反射
音や残響音などの効果音の音響信号を左右各チヤネル毎
に作成し、左スピーカと右スピーカとにそれぞれ出力す
る。

また、前記左チヤネルの基本音の音響信号の位相およ
びレベルの少なくともいずれか一方を補正した信号と、
左チヤネルの効果音の音響信号の位相およびレベルの少
なくともいずれか一方を補正した信号とを前記右スピー
カに与え、同様に右チヤネルの基本音の音響信号および
効果音の音響信号の位相およびレベルの少なくともいず
れか一方を補正した信号を前記左スピーカに与える。

これによつて、左右のスピーカの方向角が相互に異な
る聴取位置に、それぞれ基本音によつて正面方向に音像
の定位した左右対称な音場を形成し、かつ効果音によつ
て前記音場に拡がりを持たせる。

産業上の利用分野 本考案は、自動車の車室内のように、聴取位置から左
右非対称に配置されたスピーカによつてステレオ音響信
号を再生したときに生じる音場の非対称性を補正する非
対称音場補正装置に関する。

従来の技術 第５図は、車室51内で形成される非対称音場を説明す
るための平面図である。車載用音響再生装置では、第５
図（１）で示されるように、車室51において、運転席52
の右前方に右チヤネルのスピーカsrが配置され、助手席
53の左前方に左チヤネルのスピーカslが配置されてい
る。これらのスピーカsl,srは、たとえばインストルメ
ントパネル54内に取付けられている。

典型的な従来技術では、前記スピーカsl,srには、音
響信号源からの音響信号が、左右バランス、すなわちレ
ベルのみが調整されて与えられている。

考案が解決しようとする課題 したがつて運転者55に着目すると、各スピーカsl,sr
から等しいエネルギレベルの音響が放出された場合、第
５図（２）に示すように、運転者55の聴感上での音響の
エネルギ分布が、左右のスピーカsl,sr間で均等になら
ず、運転者55に近いスピーカsr側に偏つてしまうことに
なる。

このため、本来、参照符l51で示される運転者55の正
面方向に定位すべき仮想音源の定位位置は、参照符57で
示されるようにスピーカsr側にずれてしまう。また、前
記バランスの調整が行われても、音響の伝播距離の差に
起因した左右音響の位相差から、音像の定位位置はスピ
ーカsr側にずれてしまう。

さらにまた、限られた音響空間である車室51では、ス
ピーカsl,srの取付位置の制約などのために、参照符θ5
1で示される拡がり角は、理想的な音場を形成すること
ができる30度よりも小さくなつてしまう。

したがつて、このように従来技術の車載用音響再生装
置では、音像の定位方向がずれて非対称な音場が形成さ
れてしまうとともに、臨場感に富んだ音響再生を行うこ
とができないという問題がある。

本考案の目的は、拡がりのある左右対称な音場を形成
することができるとともに、臨場感に富んだ音響再生を
行うことができる非対称音場補正装置を提供することで
ある。

課題を解決するための手段 本考案は、右スピーカと左スピーカとが相互に間隔を
あけて配置されており、 右スピーカおよび左スピーカに対向し、かつ右スピー
カと左スピーカとの間であって右スピーカまたは左スピ
ーカ寄りに設けられる聴取位置で、聴取されるステレオ
音響再生装置において、 前記左スピーカへ左チヤネルの基本音の音響信号を出
力し、右スピーカへ右チヤネルの基本音の音響信号を出
力する音響信号源と、 音響信号源からの左右両チヤネルの基本音の音響信号
が与えられ、その左チヤネルの音響信号の位相およびレ
ベルの少なくともいずれか一方を補正して右スピーカへ
出力し、右チヤネルの音響信号の位相およびレベルの少
なくともいずれか一方を補正して、左スピーカへ出力す
る基本音調整手段と、 前記音響信号源からの左右両チヤネルの基本音の音響
信号を演算処理して、左右各チヤネルの効果音の音響信
号を作成し、前記左および右スピーカへそれぞれ出力す
る効果音作成手段と、 左右両チヤネルの効果音の音響信号が与えられ、その
左チヤネルの音響信号の位相およびレベルの少なくとも
いずれか一方を補正して右スピーカへ出力し、その右チ
ヤネルの音響信号の位相およびレベルの少なくともいず
れか一方を補正して左スピーカへ出力する効果音調整手
段とを有し、 前記聴取位置において、前記効果音の拡がり角が、前
記基本音の拡がり角よりも大きく選ばれ、かつ基本音の
拡がり角が効果音の拡がり角内に形成されるように、前
記基本音調整手段における補正値と前記効果音調整手段
における補正値とをそれぞれ設定してなることを特徴と
する非対称音場補正装置である。

作用 本考案に従えば、自動車の車室内のように、ステレオ
音響再生を行う左スピーカと右スピーカとが、聴取位置
からの方向角が相互に異なる位置に設けられている。前
記左右の各スピーカへは、音響信号源からのステレオ音
響信号が、基本音の音響信号としてそれぞれ与えられ
る。

また基本音調整手段において、左チヤネルの基本音の
音響信号は、位相およびレベルの少なくともいずれか一
方が補正された後、前記右スピーカへ与えられており、
右チヤネルの基本音の音響信号は、同様の補正が行われ
た後、左スピーカへ与えられている。

したがつて、前記位相およびレベルの補正量を調整す
ることによつて、聴取位置における基本音の音像の定位
方向を正面方向として、左右対称な音場を形成すること
ができる。

前記基本音の音響信号に基づいて、効果音作成手段
で、初期反射音や残響音などの効果音の音響信号を左右
各チヤネル毎に作成し、前記左および右スピーカへそれ
ぞれ出力する。また効果音調整手段において、前記基本
音の音響信号と同様に、左チヤネルの効果音の音響信号
は、位相およびレベルの少なくともいずれか一方が補正
された後、前記右スピーカへ与えられており、右チヤネ
ルの効果音の音響信号は、同様の補正が行われる。

この効果音調整手段における前記位相およびレベルの
補正量は、基本音調整手段における補正量と異なり、聴
取位置において、効果音の音場が前記基本音の音場より
も広くなるような値に選ばれている。

このようにして、左右のスピーカの方向角が相互に異
なる聴取位置において、基本音の音場を左右対称に形成
するとともに、効果音の音場を前記基本音の音場よりも
広くして臨場感のある音響再生を行う。

実施例 第１図は、本考案の一実施例の車載用音響再生装置１
の電気的構成を示すブロック図である。自動車の車室２
内において、運転席３および助手席４の前方に配置され
ているインストルメントパネル５には、スピーカSL,SR
が設けられている。すなわち、運転席３および助手席４
から向かつて左側にはスピーカSLが設けられ、右側には
スピーカSRが設けられている。運転席３と助手席４と
は、右スピーカSRと左スピーカSLとの間であつて右スピ
ーカSR寄りおよび左スピーカSL寄りにそれぞれ設けられ
る。

磁気テープ再生装置やラジオ受信機などの音響信号源
11からは、ライン12に左チヤネルの基本音の音響信号が
導出され、ライン13に右チヤネルの基本音の音響信号が
導出される。これら両チヤネルの音響信号は、基本音調
整手段である複数（本実施例では３）の音像制御回路U1
〜U3に入力されている。

一般に、音響の伝播特性は周波数によつて異なり、こ
のため前記運転席３に着座する聴取者3aの外耳道の入口
付近において聴取される音響のすべての周波数帯域の位
相を揃えるために、前記音響信号は予め定める周波数帯
域毎に前記音像制御回路U1〜U3で補正される。

したがつて、前記ライン12を介して音像制御回路U1に
入力された左チヤネルの基本音の音響信号は、バンドパ
スフイルタ（以下、BPFと略称する）F1Lに入力され、こ
の音像制御回路U1が音像制御を行うべき周波数帯域f1、
たとえば200〜400Hzの信号成分が波される。BPFF1Lの
出力は、加算器MLに入力されるとともに、後述するクロ
ストーク発生回路C1に入力される。同様に、ライン13に
導出される右チヤネルの基本音の音響信号は、BPFF1Rで
前記周波数帯域f1の信号成分が波された後、加算器MR
および前記クロストーク発生回路C1に入力される。

また音像制御回路U2においても同様に、左チヤネルの
基本音の音響信号は、BPFF2Lで周波数帯域f2、たとえば
400〜800Hzの信号成分が波された後、前記加算器MLお
よびクロストーク発生回路C2に入力され、右チヤネルの
基本音の音響信号は、BPFF2Rを介して、前記加算器MRお
よびクロストーク発生回路C2に入力される。

さらにまた音像制御回路U3において、左チヤネルの基
本音の音響信号は、BPFF3Lで周波数帯域f3、たとえば80
0〜1600Hzの信号成分が波された後、前記加算器MLお
よびクロストーク発生回路C3に入力され、右チヤネルの
基本音の音響信号は、BPFF3Rを介して、前記加算器MRお
よびクロストーク発生回路C3に入力される。

またライン12に導出される左チヤネルの基本音の音響
信号の一部は、ハイパスフイルタ（以下、HPFと略称す
る）F4L、またはローパスフイルタ（以下、LPFと略称す
る）F5Lを介して加算器MLに入力される。同様に、ライ
ン13に導出される右チヤネルの基本音の音響信号の一部
は、HPFF4RまたはLPFF5Rを介して加算器MRに入力され
る。なお、たとえばHPFF4L,F4Rの遮断周波数f4は1600Hz
に選ばれ、LPFF5L,F5Rの遮断周波数f5は200Hzに選ばれ
る。

第２図（１）は、クロストーク発生回路C1の具体的構
成を示すブロック図である。このクロストーク発生回路
C1において、前記BPFF1Lの出力の一部は、減衰器ALを介
して加算器M1に入力され、BPFF1Rからの出力と加算され
た後、前記加算器MRへ出力される。

これに対して、BPFF1Rの出力の一部は、減衰器ARおよ
び位相器PRを介して加算器M2に入力され、前記BPFF1Lか
らの出力と加算された後、前記加算器MLへ出力される。
前記位相器PRは入力音響信号の位相をθＲだけ補正し、
また減衰器AL,ARは、入力音響信号をaL,aRだけ減衰す
る。

前記音響信号源11からの基本音のステレオ音響信号は
また、効果音作成回路17に入力されており、この効果音
作成回路17は、前記基本音の音響信号に基づいて、左右
各チヤネル毎に初期反射音や残響音などの効果音を作成
し、ライン14,15へ出力する。なお、この効果音作成回
路17からの効果音の音響信号に対しても、前記音響信号
源11からの基本音の音響信号と同様に、音像補正のため
の構成が設けられており、それらの構成には、上述の基
本音の音響信号の構成に対応する参照符に添字ａを付し
て示すとともに、その説明を省略する。

ただし第２図（２）で示されるように、効果音調整手
段である音像制御回路U1aに用いられるクロストーク発
生回路C1aでは、BPFF1Raの出力の一部は、減衰器ARaか
ら位相器PRaを介して、加算器M2aに入力されている。ま
た、位相器PLa,PRaでの位相補正量θLa,θRaおよび減衰
器ALa,ARaにおける減衰率aLa,aRaは、それぞれ前記クロ
ストーク発生回路C1における位相補正量θＲおよび減衰
率aL,aRと相互に異なる値に、本実施例では設定され
る。

クロストーク発生回路C2,C3は前記クロストーク発生
回路C1と同様に構成され、クロストーク発生回路C2a,C3
aはクロストーク発生回路C1aと同様に構成される。

前記加算器MLからの音響信号は、電力増幅器AMPLで増
幅された後、前記スピーカSLに与えられる。同様に、加
算器MRからの音響信号は、電力増幅器AMPRを介して前記
スピーカSRに与えられる。

第３図は、音像制御回路U1〜U3の機能を説明するため
の平面図である。運転席３の聴取者3aにとつて、スピー
カSRは方向角θ11をなす位置に配置され、スピーカSLは
前記方向角θ11よりも大きい方向角θ13をなす位置に配
置されている。今、右チヤネルの音響が第３図（１）で
示されるようにスピーカSRのみから音響が放出される
と、前記聴取者3aは参照符１方向に音源方向を知覚す
る。

これに対して、前記スピーカSRからの音響とともにス
ピーカSLからも同じ音響が放出されると、聴取者3aは第
３図（２）において参照符l2方向で示されるように、ほ
ぼ前方に音源方向を知覚する。

このため、前記クロストーク発生回路C1〜C3の減衰器
ARによつてレベルをaRだけ変換し、また位相器PRによつ
て位相をθＲだけ変換することによつて、聴取者3aは前
記参照符l2で示されるスピーカSR側に知覚していた右チ
ヤネルの音源方向を、第３図（３）において参照符l3で
示されるように、スピーカSRの外側に知覚することがで
きる。

この状態で、スピーカSRから減衰器ALを介する左チヤ
ネルの音響を放出し、スピーカSLからもBPFF1L〜F3Lを
介する左チヤネルの音響を放出すると、第３図（４）で
示されるように、音像の定位方向を参照符l4で示される
聴取者3aの正面方向とし、さらに参照符l6,l7で示され
るように、この正面方向から拡がり角θ３の左右対称な
音場を形成することができる。なお、この拡がり角θ３
は、理想的な音場を形成することができる、たとえば30
度程度となるように、前記位相θＲが調整される。

また効果音についても同様に、音像制御回路U1a〜U3a
内のクロストーク発生回路C1a〜C3aでの位相補正量θL
a,θRaおよび減衰率aLa,aRaを調整することによつて、
左右対称な音場を形成することができる。なおこの効果
音に対しては、第４図で示されるように、前述の基本音
の拡がり角θ３よりもさらに広い拡がり角θ１となるよ
うに、かつ基本音の拡がり角２・θ３が効果音の拡がり
角２・θ１内に形成されるように、位相補正量θLa,θR
aおよび減衰率aLa,aRaが調整される。

このように本実施例では、運転席３に参照符JRで示さ
れる左右対称な基本音の音場を形成し、これによつて聴
取者3aの正面方向に、がたつきなく音像を定位させるこ
とができる。また、参照符JRaで示される効果音の音場
を、前記基本音の音場JRよりも広く形成する。このよう
にして、スピーカSL,SRの取付位置などに制約の多い車
室２内において、基本音の音場JRと、効果音の音場JRa
とを個別に制御することによつて、聴取者3aの正面方向
に音像を定位させるとともに、拡がりのある音場を形成
することができる。

なお、上述の実施例では、運転席３について最適な音
場を形成するようにしたけれども、本考案の他の実施例
として、助手席４が最適な音場になるようにしてもよ
い。

また本考案は、車載用に限らず、家庭用や事業用など
に広く実施することができる。

考案の効果 以上のように本考案によれば、左および右の各スピー
カには、音響信号源からの左右各チヤネルの基本音の音
響信号と、前記基本音の音響信号に基づいて作成した左
右各チヤネルの効果音の音響信号とを与え、さらに左ス
ピーカへは、右チヤネルの前記基本音および効果音の音
響信号を、位相およびレベルの少なくともいずれか一方
を調整して与え、右スピーカへは、左チヤネルの基本音
および効果音の音響信号に、同様の補正を加えて与える
ので、左右のスピーカの方向角が相互に異なる聴取位置
において、それぞれ基本音の音場の拡がりと、効果音の
音場の拡がりとを個別に調整することができる。

したがつて、基本音の音場を、音像が正面方向に定位
するように形成し、効果音の音場を前記基本音の音場よ
りも広く形成することによつて、左右対称で、かつ拡が
りのある音場を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の車載用音響再生装置１の電
気的構成を示すブロツク図、第２図はクロストーク発生
回路C1,C1aの具体的構成を示すブロツク図、第３図は音
像制御回路U1〜U3の機能を説明するための平面図、第４
図は本考案による基本音の音場と効果音の音場との拡が
りを示す平面図、第５図は従来技術を説明するための平
面図である。 １…車載用音響再生装置、２…車室、３…運転席、４…
助手席、3a…聴取者、11…音響信号源、17…効果音作成
回路、AL,AR;ALa,ARa…減衰器、C1〜C3;C1a〜C3a…クロ
ストーク発生回路、PR;PLa,PRa…位相器、SL,SR…スピ
ーカ、U1〜U3;U1a〜U3a…音像制御回路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】右スピーカと左スピーカとが相互に間隔を
   あけて配置されており、 右スピーカおよび左スピーカに対向し、かつ右スピーカ
   と左スピーカとの間であつて右スピーカまたは左スピー
   カ寄りに設けられる聴取位置で、聴取されるステレオ音
   響再生装置において、 前記左スピーカへ左チヤネルの基本音の音響信号を出力
   し、右スピーカへ右チヤネルの基本音の音響信号を出力
   する音響信号源と、 音響信号源からの左右両チヤネルの基本音の音響信号が
   与えられ、その左チヤネルの音響信号の位相およびレベ
   ルの少なくともいずれか一方を補正して右スピーカへ出
   力し、右チヤネルの音響信号の位相およびレベルの少な
   くともいずれか一方を補正して、左スピーカへ出力する
   基本音調整手段と、 前記音響信号源からの左右両チヤネルの基本音の音響信
   号を演算処理して、左右各チヤネルの効果音の音響信号
   を作成し、前記左および右スピーカへそれぞれ出力する
   効果音作成手段と、 左右両チヤネルの効果音の音響信号が与えられ、その左
   チヤネルの音響信号の位相およびレベルの少なくともい
   ずれか一方を補正して右スピーカへ出力し、その右チヤ
   ネルの音響信号の位相およびレベルの少なくともいずれ
   か一方を補正して左スピーカへ出力する効果音調整手段
   とを有し、 前記聴取位置において、前記効果音の拡がり角が、前記
   基本音の拡がり角よりも大きく選ばれ、かつ基本音の拡
   がり角が効果音の拡がり角内に形成されるように、前記
   基本音調整手段における補正値と前記効果音調整手段に
   おける補正値とをそれぞれ設定してなることを特徴とす
   る非対称音場補正装置。