JP4345349B2 - 車載用音響再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の走行状態による車室内の音響特性の変化を自動的に補正して良好なスピーカ再生音を得るための車載用再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周囲の騒音レベルの変動に応じてスピーカから再生される出力レベルを補正する従来の車載用音響再生装置のブロック図を図７に示す。同図において入力端子１から入力された信号は、入力信号の増幅率を変える可変利得増幅器２を通り電力増幅器３で電力増幅され、スピーカボックス６内のスピーカ４で再生される。
【０００３】
そして、スピーカボックス６の周辺に配置された第１のマイクロホン７の信号とスピーカボックス６の内部に配置された第２のマイクロホン８の信号は、それぞれ最低共振周波数（ｆ0）が同一な第１の低域通過フィルタ９と第１の高域通過フィルタ１０を通り演算増幅器１１に入力される。第１の低域通過フィルタ９と第１の高域通過フィルタ１０の最低共振周波数（ｆ0）をスピーカ４の最低共振周波数（ｆ0）に合わせることにより、第１の低域通過フィルタ９と第１の高域通過フィルタ１０の出力特性は周波数に対してほぼ同じ帯域通過特性でかつ位相が逆位相となる。第１の低域通過フィルタ９と第１の高域通過フィルタ１０の出力信号を演算増幅器１１にて演算し、第１の低域通過フィルタ９の出力信号からスピーカ４の再生音を減少させることにより受聴点でのスピーカ４の再生音と騒音の混合音を模擬する。そして第１の増幅器１２により可変利得増幅器２の出力信号と同じ大きさになるように調整される。
【０００４】
一方、可変利得増幅器２の出力信号は第２の低域通過フィルタ１５と第２の高域通過フィルタ１６により、騒音がない場合の演算増幅器１１の出力特性と同じ帯域通過特性に調整される。
【０００５】
上記２つの信号はそれぞれ第１の絶対値回路１３および第２の絶対値回路１７で正、負それぞれの絶対値に変換され、第１の積分器１４、第２の積分器１８で積分される。積分された正、負の絶対値信号は加算器１９で加算されることにより２つの信号の差が比較演算され、第２の増幅器２０から可変利得増幅器２の増幅率を変化させる信号が可変利得増幅器２に出力される。そして、スピーカボックス６の周辺に配置された第１のマイクロホン７とスピーカボックス６の内部に配置された第２のマイクロホン８の信号から得られる信号と、可変利得増幅器２の出力信号から得られる信号の差が無くなるまで可変利得増幅器２に第２の増幅器２０から信号が出力される可変利得増幅器２の増幅率を変化させる。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−９２７６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の車載用音響再生装置を車室内に設置する場合、スピーカボックス６を設置する場所によっては、スピーカ４及び第１のマイクロホン７の前面に荷物や乗員の身体などが接近する場合がある。この場合、スピーカ４及び第１のマイクロホン７の前面空間における音響特性に変化が生じ、第１のマイクロホン７が検出する信号と第２のマイクロホン８が検出する信号との相関が崩れてしまう。このような場合、乗員の受聴点でのスピーカ再生音と騒音の混合音を擬似した信号が実際の受聴点での信号と異なることとなり、スピーカ４から再生される音と実際の騒音の大きさに異差が発生したり、最悪の場合にはスピーカ４の再生音で可変利得増幅器２の増幅率が上がっていくという異常動作に至る問題があった。
【０００９】
本発明はこの問題を解決するものであり、車室内の荷物の有無や乗員の有無に関わらず、スピーカからの再生音と騒音とから可変利得増幅器の増幅率を正確に変化させ、受聴点におけるマスキングに対して自然な補正を行う車載用音響再生装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものであり、その特徴部分について列挙する。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、車室内の騒音に応じて自動的に音量を調整する車載用音響再生装置であり、高音再生用スピーカと、中低音再生用スピーカと、前記高音再生用スピーカ近傍に設けられ、前記高音再生用スピーカからの出力音、前記中低音再生用スピーカからの出力音、および車室内の騒音との混合音を検出する第１のマイクロホンと、前記中低音再生用スピーカの近傍に設けられ、前記中低音再生用スピーカの再生音を検出する第２のマイクロホンと、前記第１のマイクロホンに接続された低域通過フィルタと、前記第２のマイクロホンに接続された増幅器と、前記低域通過フィルタに接続された第１の積分器と、前記増幅器に接続された第２の積分器と前記高音再生用スピーカと前記中低音再生用スピーカを駆動する電力増幅器に入る入力信号を自動的に調整する可変利得増幅器とを有し、前記第１のマイクロホンの出力信号は、前記低域通過フィルタで高域周波数成分を除去された後、前記第１の積分器で積分され、前記第２のマイクロホンの出力信号は、前記増幅器にて出力信号レベルを前記第１のマイクロホンの出力信号レベルと同じ大きさに調整された後、前記第２の積分器で積分され、これら積分された前記第１のマイクロホンの出力信号と前記第２のマイクロホンの出力信号とを比較し、前記第１のマイクロホンからの出力信号が大きい場合は前記可変利得増幅器の利得を上げ、前記第２のマイクロホンからの出力信号が大きい場合は前記可変利得増幅器の利得を下げる車載用音響再生装置であり、車室内の中低音再生用スピーカの再生音と車室内の騒音の混合音と、中低音再生用スピーカの再生音を検出して両者の信号を直接比較し、中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音のレベルに追従して可変利得増幅器の増幅率を変化させることにより、車室内の荷物の有無や乗員の有無に関わらず受聴点における騒音のマスキングに対して自然な補正ができるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、車室内の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホンを近傍に設置した高音再生用スピーカを、車両のインストルメントパネル上面の左右端に第１のマイクロホンと高音再生用スピーカの振動面をフロントガラス面側に向けて設置した構成としており、正確に受聴点と同等の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出できるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、車室内の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホンを近傍に設置した高音再生用スピーカを、車両の左右のフロントピラーに設置した構成を有しており、請求項２に記載の発明と同様の作用を有するとともに、車室内の定在波と反射あるいは吸音による音響特性のピークやディップを検出できるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の発明は、車室内の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホンを近傍に設置した高音再生用スピーカを、車両の左右ドアの車室内面の上部に設置した構成を有しており、請求項３に記載の発明と同様の作用を有するとともに、中低音再生用スピーカと高音再生用スピーカが同一の車両ドアに設置されることにより、電力増幅器との配線が容易になるという効果が得られる。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の発明は、車室内の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホンを近傍に設置した高音再生用スピーカを、車両の左右のドアミラー部の車室内面に設置した構成を有しており、請求項４に記載の発明と同様の作用効果を有する。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の発明は、高音再生用スピーカの近傍に配置され車室内の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホンの信号から、車室内の定在波成分と反射あるいは吸音による音響特性のピークやディップ成分を取出すための信号処理回路と帰還制御回路を追加した構成を有しており、請求項１に記載の発明と同様の作用を有するとともに車室内の定在波の抑制と車室内の音響特性のピークやディップを自動的に補正することを可能にする作用を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図６を用いて説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における車載用音響再生装置のブロック図を示す。図１において、入力端子２１に入力された信号は可変利得増幅器２２に加えられ、この可変利得増幅器２２は後述する車室内騒音と高音再生用スピーカ２６および中低音再生用スピーカ２４からの再生音の混合音に応じて生成される制御信号により制御される。可変利得増幅器２２の出力信号は電力増幅器２３に入力され、この電力増幅器２３の出力信号は車両のドアに取付けられた中低音再生用スピーカ２４と高音再生用スピーカ２６により再生される。高音再生用スピーカ２６の入力線にはコンデンサ２７が挿入されていて、このコンデンサ２７により中低域の信号が遮断され高域信号のみが高音再生用スピーカ２６に入力され再生される。高音再生用スピーカ２６の近傍には第１のマイクロホン２８が配置され、車室内の周辺の騒音と高音再生用スピーカ２６および中低音再生用スピーカ２４からの再生音の混合音を検出する。一方、車両のドアに取付けられた中低音再生用スピーカ２４の振動板２５の近傍には、第２のマイクロホン２９が配置され中低音再生用スピーカ２４の再生音を検出する。
【００１９】
高音再生用スピーカ２６の近傍に設置された第１のマイクロホン２８の出力信号の高域レベルは、高音再生用スピーカ２６に近いため受聴点に比べ高くなる。一方、中低域レベルは車両ドアに取付けられた中低音再生用スピーカ２４の振動板２５の近傍に設けられた第２のマイクロホン２９の出力信号に対し、中低音再生用スピーカ２４の距離や位置などにより定まる伝達関数に応じてレベルが下がる。この高音再生用スピーカ２６の近傍に設置された第１のマイクロホン２８の出力信号を、低域通過フィルタ３０にて高域周波数成分を遮断すると、上記２つのマイクロホン２８，２９の信号は一定のレベル差を持った相似信号と見なすことができる。
【００２０】
中低音再生用スピーカ２４の振動板２５の近傍に設けられた第２のマイクロホン２９の出力信号レベルを増幅器３２にて調整し、高音再生用スピーカ２６の近傍に設置された第１のマイクロホン２８の信号レベルと同じ大きさに調整する。高音再生用スピーカ２６の近傍に設置された第１のマイクロホン２８の出力信号は低域通過フィルタ３０で高域周波数成分を除去され第１の積分器３１で積分される。車両のドアに取付けられた中低音再生用スピーカ２４の振動板２５の近傍に設けられた第２のマイクロホン２９の出力信号は第２の積分器３３にて積分され、２つの積分された信号は比較器３４で比較される。上記２つの積分器３１，３３の出力信号差により、第１の積分器３１の出力値が大きい場合は利得制御信号発生器３５により可変利得増幅器２２の利得を上げ、第２の積分器３３の出力値が大きい場合は利得制御信号発生器３５により可変利得増幅器２２の利得を下げるように制御し、上記２つのマイクロホン２８，２９の信号の積分値が同じになるまで可変利得増幅器２２の利得を制御する。
【００２１】
車室内に騒音がない場合、上記２つのマイクロホン２８，２９の信号の積分値は同じになり可変利得増幅器２２の利得は変化しない。車室内に騒音が生じたとき、第１の積分器３１の出力値は第２の積分器３３の出力値より騒音の分だけ大きくなり、第２の積分器３３の出力値が第１の積分器３１の出力値と同じになるまで可変利得増幅器２２の利得を制御する。
【００２２】
通常、高音再生用スピーカ２６は音像を乗員の前方に定位させるために車両のハンドルの中心より上部の前方に設置するため、この高音再生用スピーカ２６の近傍に設けた第１のマイクロホン２８は荷物や乗員の身体の状態の影響を受けにくい。
【００２３】
以上のように本実施の形態１における車載用音響再生装置は、車室内の荷物の有無や乗員の有無に関わらず、車室内の騒音と中低音再生用スピーカ２４からの再生音とから自動的に制御目標値を定め、騒音の変化に追従して可変利得増幅器２２の利得を変化させることにより、受聴点におけるマスキングに対して自然な補正ができるという効果を得ることが出来る。
【００２４】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における車室内の中低音再生用スピーカ２４と高音再生用スピーカ２６とそれぞれの近傍に設置したマイクロホン２８，２９の位置関係を示した図である。図２において中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８を近傍に設置した高音再生用スピーカ２６は車両のインストルメントパネル５２の上面の左右端に配置され、振動板２５の近傍に第２のマイクロホン２９を設置した中低音再生用スピーカ２４はフロントドア５０の下部に配置される。
【００２５】
このような構成において中低音再生用スピーカ２４から再生される再生音は、中低音再生用スピーカ２４と受聴者の耳とほぼ同じ距離にある高音再生用スピーカ２６の近傍に設置された第１のマイクロホン２８で検出される。一方、車室内の騒音は狭い車室内の空間では検出する場所によるレベル差はないものとみなして良い。ゆえに車両のインストルメントパネル５２の上面に設置した第１のマイクロホン２８で検出される車室内の騒音と中低音再生用スピーカ２４の再生音の混合音は、高音再生用スピーカ２６の再生音を除くと受聴者の耳の位置での車室内騒音と中低音再生用スピーカ２４の再生音の混合音と同等となり、この信号を用いて可変利得増幅器２２の利得を制御することで違和感のない自然な制御を可能とする。
【００２６】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における車室内の中低音再生用スピーカ２４と高音再生用スピーカ２６とそれぞれの近傍に設置したマイクロホン２８，２９の位置関係を示した図である。図３において、中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８を近傍に設置した高音再生用スピーカ２６は車室内のフロントピラー５１に、フロントドア５０の下部に配置された振動板２５の近傍に第２のマイクロホン２９を設置した中低音再生用スピーカ２４の取付け面と第１のマイクロホン２８の検出面が平行になるように取付けられている。
【００２７】
第１のマイクロホン２８で検出される車室内の騒音と中低音再生用スピーカ２４の再生音の混合音と受聴者の耳の位置での車室内の騒音と中低音再生用スピーカ２４の再生音の混合音との関係は実施の形態２と同様である。さらに第１のマイクロホン２８がフロントドア５０の下部に配置された中低音再生用スピーカ２４の取付け面と向かい合った構成となるため、向かい合った面の距離に対応した波長の１／２や１／４の定在波を検出することが可能となる。更に車室内の左右両端の面により近づくことで、反射や吸音の影響を受けやすくなり音響特性のピークやディップの検出も可能となる。
【００２８】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４における車室内の中低音再生用スピーカ２４と高音再生用スピーカ２６とそれぞれの近傍に設置したマイクロホン２８、２９の位置関係を示した図である。図４において中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８を近傍に設置した高音再生用スピーカ２６は、車両の左右フロントドア５０の車室内面の上部に、フロントドア５０の下部に配置された振動板２５の近傍に第２のマイクロホン２９を設置した中低音再生用スピーカ２４の取付け面と第１のマイクロホン２８の検出面が平行になるように取付けられている。
【００２９】
実施の形態３と同様の効果を有するとともに、上記２つのスピーカ２４，２６を同じフロントドア５０に配置することでスピーカの配線が容易にできるという効果も得られる。
【００３０】
（実施の形態５）
図５は本発明の実施の形態５における車室内の中低音再生用スピーカ２４と高音再生用スピーカ２６とそれぞれの近傍に設置したマイクロホン２８，２９の位置関係を示した図である。図５において中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８を近傍に設置した高音再生用スピーカ２６は車両の左右のドアミラー部５４の車室内面に、フロントドア５０の下部に配置された振動板２５の近傍に第２のマイクロホン２９を設置した中低音再生用スピーカ２４の取付け面と第１のマイクロホン２８の検出面が平行になるように取付けられている。効果については実施の形態４と同様である。
【００３１】
（実施の形態６）
図６は本発明の実施の形態６におけるブロック図を示す。本発明の実施の形態１と異なるところは、高音再生用スピーカ２６の近傍に配置され、車室内の中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８の信号から車室内の定在波成分と反射あるいは吸音による音響特性のピークやディップ成分を取出すための信号処理回路３７と、減算器３６および演算増幅器３８からなる帰還制御回路を追加した構成となっている。
【００３２】
実施の形態３から５で述べたように、中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８を近傍に設置した高域再生用スピーカ２６を配置すると車室内の定在波と反射および吸音による音響特性のピークやディップが検出される。この第１のマイクロホン２８の信号から信号処理回路３７により定在波とピーク成分やディップ成分を取出し、可変利得増幅器２２の前段に設けた減算器３６に帰還させることで自動的に車室内の定在波と音響特性のピークやディップを補正できるという効果を有するものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明は車室内の荷物の有無や乗員の有無に関わらず、中低音再生用スピーカからの再生音と騒音とから可変利得増幅器の増幅率を正確に変化させ、受聴点におけるマスキングに対して自然な補正を行うことができる車載用音響再生装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における車載用音響再生装置を示すブロック図
【図２】同実施の形態２のスピーカとマイクロホンの位置関係を示す図
【図３】同実施の形態３のスピーカとマイクロホンの位置関係を示す図
【図４】同実施の形態４のスピーカとマイクロホンの位置関係を示す図
【図５】同実施の形態５のスピーカとマイクロホンの位置関係を示す図
【図６】同実施の形態６における車載用音響再生装置を示すブロック図
【図７】従来の車載用音響再生装置を示すブロック図
【符号の説明】
２１ 入力端子
２２ 可変利得増幅器
２３ 電力増幅器
２４ 中低音再生用スピーカ
２５ 振動板
２６ 高音再生用スピーカ
２７ コンデンサ
２８ 第１のマイクロホン
２９ 第２のマイクロホン
３０ 低域通過フィルタ
３１ 第１の積分器
３２ 増幅器
３３ 第２の積分器
３４ 比較器
３５ 利得制御信号発生器
３６ 減算器
３７ 信号処理回路
３８ 演算増幅器
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の走行状態による車室内の音響特性の変化を自動的に補正して良好なスピーカ再生音を得るための車載用再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周囲の騒音レベルの変動に応じてスピーカから再生される出力レベルを補正する従来の車載用音響再生装置のブロック図を図７に示す。同図において入力端子１から入力された信号は、入力信号の増幅率を変える可変利得増幅器２を通り電力増幅器３で電力増幅され、スピーカボックス６内のスピーカ４で再生される。
【０００３】
そして、スピーカボックス６の周辺に配置された第１のマイクロホン７の信号とスピーカボックス６の内部に配置された第２のマイクロホン８の信号は、それぞれ最低共振周波数（ｆ0）が同一な第１の低域通過フィルタ９と第１の高域通過フィルタ１０を通り演算増幅器１１に入力される。第１の低域通過フィルタ９と第１の高域通過フィルタ１０の最低共振周波数（ｆ0）をスピーカ４の最低共振周波数（ｆ0）に合わせることにより、第１の低域通過フィルタ９と第１の高域通過フィルタ１０の出力特性は周波数に対してほぼ同じ帯域通過特性でかつ位相が逆位相となる。第１の低域通過フィルタ９と第１の高域通過フィルタ１０の出力信号を演算増幅器１１にて演算し、第１の低域通過フィルタ９の出力信号からスピーカ４の再生音を減少させることにより受聴点でのスピーカ４の再生音と騒音の混合音を模擬する。そして第１の増幅器１２により可変利得増幅器２の出力信号と同じ大きさになるように調整される。
【０００４】
一方、可変利得増幅器２の出力信号は第２の低域通過フィルタ１５と第２の高域通過フィルタ１６により、騒音がない場合の演算増幅器１１の出力特性と同じ帯域通過特性に調整される。
【０００５】
上記２つの信号はそれぞれ第１の絶対値回路１３および第２の絶対値回路１７で正、負それぞれの絶対値に変換され、第１の積分器１４、第２の積分器１８で積分される。積分された正、負の絶対値信号は加算器１９で加算されることにより２つの信号の差が比較演算され、第２の増幅器２０から可変利得増幅器２の増幅率を変化させる信号が可変利得増幅器２に出力される。そして、スピーカボックス６の周辺に配置された第１のマイクロホン７とスピーカボックス６の内部に配置された第２のマイクロホン８の信号から得られる信号と、可変利得増幅器２の出力信号から得られる信号の差が無くなるまで可変利得増幅器２に第２の増幅器２０から信号が出力される可変利得増幅器２の増幅率を変化させる。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−９２７６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の車載用音響再生装置を車室内に設置する場合、スピーカボックス６を設置する場所によっては、スピーカ４及び第１のマイクロホン７の前面に荷物や乗員の身体などが接近する場合がある。この場合、スピーカ４及び第１のマイクロホン７の前面空間における音響特性に変化が生じ、第１のマイクロホン７が検出する信号と第２のマイクロホン８が検出する信号との相関が崩れてしまう。このような場合、乗員の受聴点でのスピーカ再生音と騒音の混合音を擬似した信号が実際の受聴点での信号と異なることとなり、スピーカ４から再生される音と実際の騒音の大きさに異差が発生したり、最悪の場合にはスピーカ４の再生音で可変利得増幅器２の増幅率が上がっていくという異常動作に至る問題があった。
【０００９】
本発明はこの問題を解決するものであり、車室内の荷物の有無や乗員の有無に関わらず、スピーカからの再生音と騒音とから可変利得増幅器の増幅率を正確に変化させ、受聴点におけるマスキングに対して自然な補正を行う車載用音響再生装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものであり、その特徴部分について列挙する。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、車室内の騒音に応じて自動的に音量を調整する車載用音響再生装置であり、高音再生用スピーカと、中低音再生用スピーカと、前記高音再生用スピーカ近傍に設けられ、前記高音再生用スピーカからの出力音、前記中低音再生用スピーカからの出力音、および車室内の騒音との混合音を検出する第１のマイクロホンと、前記中低音再生用スピーカの近傍に設けられ、前記中低音再生用スピーカの再生音を検出する第２のマイクロホンと、前記第１のマイクロホンに接続された低域通過フィルタと、前記第２のマイクロホンに接続された増幅器と、前記低域通過フィルタに接続された第１の積分器と、前記増幅器に接続された第２の積分器と前記高音再生用スピーカと前記中低音再生用スピーカを駆動する電力増幅器に入る入力信号を自動的に調整する可変利得増幅器とを有し、前記第１のマイクロホンの出力信号は、前記低域通過フィルタで高域周波数成分を除去された後、前記第１の積分器で積分され、前記第２のマイクロホンの出力信号は、前記増幅器にて出力信号レベルを前記第１のマイクロホンの出力信号レベルと同じ大きさに調整された後、前記第２の積分器で積分され、これら積分された前記第１のマイクロホンの出力信号と前記第２のマイクロホンの出力信号とを比較し、前記第１のマイクロホンからの出力信号が大きい場合は前記可変利得増幅器の利得を上げ、前記第２のマイクロホンからの出力信号が大きい場合は前記可変利得増幅器の利得を下げる車載用音響再生装置であり、車室内の中低音再生用スピーカの再生音と車室内の騒音の混合音と、中低音再生用スピーカの再生音を検出して両者の信号を直接比較し、中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音のレベルに追従して可変利得増幅器の増幅率を変化させることにより、車室内の荷物の有無や乗員の有無に関わらず受聴点における騒音のマスキングに対して自然な補正ができるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、車室内の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホンを近傍に設置した高音再生用スピーカを、車両のインストルメントパネル上面の左右端に第１のマイクロホンと高音再生用スピーカの振動面をフロントガラス面側に向けて設置した構成としており、正確に受聴点と同等の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出できるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、車室内の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホンを近傍に設置した高音再生用スピーカを、車両の左右のフロントピラーに設置した構成を有しており、請求項２に記載の発明と同様の作用を有するとともに、車室内の定在波と反射あるいは吸音による音響特性のピークやディップを検出できるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の発明は、車室内の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホンを近傍に設置した高音再生用スピーカを、車両の左右ドアの車室内面の上部に設置した構成を有しており、請求項３に記載の発明と同様の作用を有するとともに、中低音再生用スピーカと高音再生用スピーカが同一の車両ドアに設置されることにより、電力増幅器との配線が容易になるという効果が得られる。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の発明は、車室内の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホンを近傍に設置した高音再生用スピーカを、車両の左右のドアミラー部の車室内面に設置した構成を有しており、請求項４に記載の発明と同様の作用効果を有する。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の発明は、高音再生用スピーカの近傍に配置され車室内の中低音再生用スピーカの再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホンの信号から、車室内の定在波成分と反射あるいは吸音による音響特性のピークやディップ成分を取出すための信号処理回路と帰還制御回路を追加した構成を有しており、請求項１に記載の発明と同様の作用を有するとともに車室内の定在波の抑制と車室内の音響特性のピークやディップを自動的に補正することを可能にする作用を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図６を用いて説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における車載用音響再生装置のブロック図を示す。図１において、入力端子２１に入力された信号は可変利得増幅器２２に加えられ、この可変利得増幅器２２は後述する車室内騒音と高音再生用スピーカ２６および中低音再生用スピーカ２４からの再生音の混合音に応じて生成される制御信号により制御される。可変利得増幅器２２の出力信号は電力増幅器２３に入力され、この電力増幅器２３の出力信号は車両のドアに取付けられた中低音再生用スピーカ２４と高音再生用スピーカ２６により再生される。高音再生用スピーカ２６の入力線にはコンデンサ２７が挿入されていて、このコンデンサ２７により中低域の信号が遮断され高域信号のみが高音再生用スピーカ２６に入力され再生される。高音再生用スピーカ２６の近傍には第１のマイクロホン２８が配置され、車室内の周辺の騒音と高音再生用スピーカ２６および中低音再生用スピーカ２４からの再生音の混合音を検出する。一方、車両のドアに取付けられた中低音再生用スピーカ２４の振動板２５の近傍には、第２のマイクロホン２９が配置され中低音再生用スピーカ２４の再生音を検出する。
【００１９】
高音再生用スピーカ２６の近傍に設置された第１のマイクロホン２８の出力信号の高域レベルは、高音再生用スピーカ２６に近いため受聴点に比べ高くなる。一方、中低域レベルは車両ドアに取付けられた中低音再生用スピーカ２４の振動板２５の近傍に設けられた第２のマイクロホン２９の出力信号に対し、中低音再生用スピーカ２４の距離や位置などにより定まる伝達関数に応じてレベルが下がる。この高音再生用スピーカ２６の近傍に設置された第１のマイクロホン２８の出力信号を、低域通過フィルタ３０にて高域周波数成分を遮断すると、上記２つのマイクロホン２８，２９の信号は一定のレベル差を持った相似信号と見なすことができる。
【００２０】
中低音再生用スピーカ２４の振動板２５の近傍に設けられた第２のマイクロホン２９の出力信号レベルを増幅器３２にて調整し、高音再生用スピーカ２６の近傍に設置された第１のマイクロホン２８の信号レベルと同じ大きさに調整する。高音再生用スピーカ２６の近傍に設置された第１のマイクロホン２８の出力信号は低域通過フィルタ３０で高域周波数成分を除去され第１の積分器３１で積分される。車両のドアに取付けられた中低音再生用スピーカ２４の振動板２５の近傍に設けられた第２のマイクロホン２９の出力信号は第２の積分器３３にて積分され、２つの積分された信号は比較器３４で比較される。上記２つの積分器３１，３３の出力信号差により、第１の積分器３１の出力値が大きい場合は利得制御信号発生器３５により可変利得増幅器２２の利得を上げ、第２の積分器３３の出力値が大きい場合は利得制御信号発生器３５により可変利得増幅器２２の利得を下げるように制御し、上記２つのマイクロホン２８，２９の信号の積分値が同じになるまで可変利得増幅器２２の利得を制御する。
【００２１】
車室内に騒音がない場合、上記２つのマイクロホン２８，２９の信号の積分値は同じになり可変利得増幅器２２の利得は変化しない。車室内に騒音が生じたとき、第１の積分器３１の出力値は第２の積分器３３の出力値より騒音の分だけ大きくなり、第２の積分器３３の出力値が第１の積分器３１の出力値と同じになるまで可変利得増幅器２２の利得を制御する。
【００２２】
通常、高音再生用スピーカ２６は音像を乗員の前方に定位させるために車両のハンドルの中心より上部の前方に設置するため、この高音再生用スピーカ２６の近傍に設けた第１のマイクロホン２８は荷物や乗員の身体の状態の影響を受けにくい。
【００２３】
以上のように本実施の形態１における車載用音響再生装置は、車室内の荷物の有無や乗員の有無に関わらず、車室内の騒音と中低音再生用スピーカ２４からの再生音とから自動的に制御目標値を定め、騒音の変化に追従して可変利得増幅器２２の利得を変化させることにより、受聴点におけるマスキングに対して自然な補正ができるという効果を得ることが出来る。
【００２４】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における車室内の中低音再生用スピーカ２４と高音再生用スピーカ２６とそれぞれの近傍に設置したマイクロホン２８，２９の位置関係を示した図である。図２において中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８を近傍に設置した高音再生用スピーカ２６は車両のインストルメントパネル５２の上面の左右端に配置され、振動板２５の近傍に第２のマイクロホン２９を設置した中低音再生用スピーカ２４はフロントドア５０の下部に配置される。
【００２５】
このような構成において中低音再生用スピーカ２４から再生される再生音は、中低音再生用スピーカ２４と受聴者の耳とほぼ同じ距離にある高音再生用スピーカ２６の近傍に設置された第１のマイクロホン２８で検出される。一方、車室内の騒音は狭い車室内の空間では検出する場所によるレベル差はないものとみなして良い。ゆえに車両のインストルメントパネル５２の上面に設置した第１のマイクロホン２８で検出される車室内の騒音と中低音再生用スピーカ２４の再生音の混合音は、高音再生用スピーカ２６の再生音を除くと受聴者の耳の位置での車室内騒音と中低音再生用スピーカ２４の再生音の混合音と同等となり、この信号を用いて可変利得増幅器２２の利得を制御することで違和感のない自然な制御を可能とする。
【００２６】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における車室内の中低音再生用スピーカ２４と高音再生用スピーカ２６とそれぞれの近傍に設置したマイクロホン２８，２９の位置関係を示した図である。図３において、中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８を近傍に設置した高音再生用スピーカ２６は車室内のフロントピラー５１に、フロントドア５０の下部に配置された振動板２５の近傍に第２のマイクロホン２９を設置した中低音再生用スピーカ２４の取付け面と第１のマイクロホン２８の検出面が平行になるように取付けられている。
【００２７】
第１のマイクロホン２８で検出される車室内の騒音と中低音再生用スピーカ２４の再生音の混合音と受聴者の耳の位置での車室内の騒音と中低音再生用スピーカ２４の再生音の混合音との関係は実施の形態２と同様である。さらに第１のマイクロホン２８がフロントドア５０の下部に配置された中低音再生用スピーカ２４の取付け面と向かい合った構成となるため、向かい合った面の距離に対応した波長の１／２や１／４の定在波を検出することが可能となる。更に車室内の左右両端の面により近づくことで、反射や吸音の影響を受けやすくなり音響特性のピークやディップの検出も可能となる。
【００２８】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４における車室内の中低音再生用スピーカ２４と高音再生用スピーカ２６とそれぞれの近傍に設置したマイクロホン２８、２９の位置関係を示した図である。図４において中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８を近傍に設置した高音再生用スピーカ２６は、車両の左右フロントドア５０の車室内面の上部に、フロントドア５０の下部に配置された振動板２５の近傍に第２のマイクロホン２９を設置した中低音再生用スピーカ２４の取付け面と第１のマイクロホン２８の検出面が平行になるように取付けられている。
【００２９】
実施の形態３と同様の効果を有するとともに、上記２つのスピーカ２４，２６を同じフロントドア５０に配置することでスピーカの配線が容易にできるという効果も得られる。
【００３０】
（実施の形態５）
図５は本発明の実施の形態５における車室内の中低音再生用スピーカ２４と高音再生用スピーカ２６とそれぞれの近傍に設置したマイクロホン２８，２９の位置関係を示した図である。図５において中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８を近傍に設置した高音再生用スピーカ２６は車両の左右のドアミラー部５４の車室内面に、フロントドア５０の下部に配置された振動板２５の近傍に第２のマイクロホン２９を設置した中低音再生用スピーカ２４の取付け面と第１のマイクロホン２８の検出面が平行になるように取付けられている。効果については実施の形態４と同様である。
【００３１】
（実施の形態６）
図６は本発明の実施の形態６におけるブロック図を示す。本発明の実施の形態１と異なるところは、高音再生用スピーカ２６の近傍に配置され、車室内の中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８の信号から車室内の定在波成分と反射あるいは吸音による音響特性のピークやディップ成分を取出すための信号処理回路３７と、減算器３６および演算増幅器３８からなる帰還制御回路を追加した構成となっている。
【００３２】
実施の形態３から５で述べたように、中低音再生用スピーカ２４の再生音と騒音の混合音を検出するための第１のマイクロホン２８を近傍に設置した高域再生用スピーカ２６を配置すると車室内の定在波と反射および吸音による音響特性のピークやディップが検出される。この第１のマイクロホン２８の信号から信号処理回路３７により定在波とピーク成分やディップ成分を取出し、可変利得増幅器２２の前段に設けた減算器３６に帰還させることで自動的に車室内の定在波と音響特性のピークやディップを補正できるという効果を有するものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明は車室内の荷物の有無や乗員の有無に関わらず、中低音再生用スピーカからの再生音と騒音とから可変利得増幅器の増幅率を正確に変化させ、受聴点におけるマスキングに対して自然な補正を行うことができる車載用音響再生装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における車載用音響再生装置を示すブロック図
【図２】同実施の形態２のスピーカとマイクロホンの位置関係を示す図
【図３】同実施の形態３のスピーカとマイクロホンの位置関係を示す図
【図４】同実施の形態４のスピーカとマイクロホンの位置関係を示す図
【図５】同実施の形態５のスピーカとマイクロホンの位置関係を示す図
【図６】同実施の形態６における車載用音響再生装置を示すブロック図
【図７】従来の車載用音響再生装置を示すブロック図
【符号の説明】
２１ 入力端子
２２ 可変利得増幅器
２３ 電力増幅器
２４ 中低音再生用スピーカ
２５ 振動板
２６ 高音再生用スピーカ
２７ コンデンサ
２８ 第１のマイクロホン
２９ 第２のマイクロホン
３０ 低域通過フィルタ
３１ 第１の積分器
３２ 増幅器
３３ 第２の積分器
３４ 比較器
３５ 利得制御信号発生器
３６ 減算器
３７ 信号処理回路
３８ 演算増幅器
Claims (6)
- 車室内の騒音に応じて自動的に音量を調整する車載用音響再生装置であり、
高音再生用スピーカと、
中低音再生用スピーカと、
前記高音再生用スピーカ近傍に設けられ、前記高音再生用スピーカからの出力音、前記中低音再生用スピーカからの再生音、および車室内の騒音との混合音を検出する第１のマイクロホンと、
前記中低音再生用スピーカの近傍に設けられ、前記中低音再生用スピーカの再生音を検出する第２のマイクロホンと、
前記第１のマイクロホンに接続された低域通過フィルタと、
前記第２のマイクロホンに接続された増幅器と、
前記低域通過フィルタに接続された第１の積分器と、
前記増幅器に接続された第２の積分器と
前記高音再生用スピーカと前記中低音再生用スピーカを駆動する電力増幅器に入る入力信号を自動的に調整する可変利得増幅器とを有し、
前記第１のマイクロホンの出力信号は、前記低域通過フィルタで高域周波数成分を除去された後、前記第１の積分器で積分され、
前記第２のマイクロホンの出力信号は、前記増幅器にて出力信号レベルを前記第１のマイクロホンの出力信号レベルと同じ大きさに調整された後、前記第２の積分器で積分され、
これら積分された前記第１のマイクロホンの出力信号と前記第２のマイクロホンの出力信号とを比較し、前記第１のマイクロホンからの出力信号が大きい場合は前記可変利得増幅器の利得を上げ、前記第２のマイクロホンからの出力信号が大きい場合は前記可変利得増幅器の利得を下げる車載用音響再生装置。 - 前記高音再生用スピーカを車両のインストルメントパネル上面の左右端に前記第１のマイクロホンと前記高音再生用スピーカの振動面をフロントガラス面に向けて設置する構成とした請求項１に記載の車載用音響再生装置。
- 前記高音再生用スピーカを車両の左右のフロントピラーに設置する構成とした請求項１に記載の車載用音響再生装置。
- 前記高音再生用スピーカを車両の左右ドアの車室内面の上部に設置する構成とした請求項１に記載の車載用音響再生装置。
- 前記高音再生用スピーカを車両の左右のドアミラー部の車室内面に設置する構成とした請求項１に記載の車載用音響再生装置。
- 前記可変利得増幅器の前段に減算器をさらに設け、
前記第１のマイクロホンの信号から車室内の定在波と反射あるいは吸音による音響特性のピーク成分およびディップ成分を検出し、これらを前記減算器に帰還させることで、定在波、ピークおよびディップがなくなるように電力増幅器の入力特性を自動補正させるようにした請求項１に記載の車載用音響再生装置。
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