JP4737994B2 - 車両オーディオシステムサラウンドモード - Google Patents

Description

本発明は、車両用のサラウンドオーディオシステムに関し、より具体的には、複数の動作モードを有するサラウンドオーディオシステムに関する。

本発明の一態様において、複数の着座場所（位置）を有する車両用のオーディオシステムは、サラウンドチャネルを含む複数の入力チャネルを含む。オーディオシステムはさらに、複数の動作モードを含む。第１動作モードは、前記着座位置のそれぞれにおける実質上等しい知覚ラウドネス（音の大きさ）と、前記着座位置のそれぞれの周波数応答に実質上等しく重み付けることによって生成される等化パターンと、前記着座位置のそれぞれの音圧レベル測定値に実質上等しい重み付けることによって生成される平衡（バランス）パターンとを特徴とする。第２動作モードは、前記着座位置のうちの１つにおける、他の着座位置より大きい知覚ラウドネスと、前記着座位置のうちの前記１つの着座位置の周波数応答に、前記他の着座位置の周波数応答より強く重み付けることによって生成される等化パターンと、前記１つの着座位置の音圧レベル測定値に、前記他の着座位置での重み付けより強く重み付けることによって生成される平衡パターンとを特徴とする。

本発明の別の態様によれば、複数の着座位置を含む車両用のマルチチャネル・サラウンドオーディオシステムのために等化パターンを生成する方法は、前記着座位置のうちの１つの着座位置の周波数応答に、他の着座位置の周波数応答より強く重み付けることを含む。

本発明の別の態様によれば、複数の着座位置を含む車両用のマルチチャネル・サラウンドオーディオシステムのために等化パターンを生成する方法は、前記着座位置のうちの１つの着座位置の音圧レベル測定値に、他の着座位置での周波数応答より強く重み付けることを含む。

本発明の別の態様によれば、車両用のオーディオシステムのためのフロント（前方）／リア（後方）フェードシステムは、複数の着座位置および複数のラウドスピーカを備える。ラウドスピーカは前方ラウドスピーカ、中間ラウドスピーカ、および後方ラウドスピーカを備える。オーディオシステムは複数の入力チャネルを備え、入力チャネルはサラウンドチャネルを備える。前方／後方フェードシステムは、複数の動作モードを含む。第１動作モードは、前記前方ラウドスピーカからの放射が前記前方／後方フェードシステムによって影響を受けるフェード前方状態を特徴とする。第２動作モードは、前記前方ラウドスピーカからの放射が前記前方／後方フェードシステムによって影響を受けないフェード前方状態を特徴とする。

他の特徴、目的、および利点は、添付図面を参照して、以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるであろう。

図面のうちいくつかの図の要素は、ブロック図でディスクリートな要素として示し、特別指示しない限り「回路」と呼ぶが、要素は、デジタル信号処理（ＤＳＰ）命令を含むことが可能なマイクロプロセッサが実行するソフトウェア命令として実施してもよい。特別指示しない限り、信号ラインは、ディスクリートなアナログ信号ラインとして、また、オーディオ信号の個別のストリームを処理するための適切な信号処理を有する単一のディスクリートなデジタル信号ラインとして、または、無線通信システムの要素として実施してもよい。特別指示しない限り、オーディオ信号は、適切なアナログ−デジタル、または、デジタル−アナログ変換器を用いて、デジタルまたはアナログ形態で符号化してもよい。

「チャネルＡ（Ａはマルチチャネルシステムのチャネル識別子である）のオーディオ信号に対応する放射」または「チャネルＡの信号に対応する放射音響エネルギー」を言葉で表すのを簡単にするために、「放射チャネルＡ」と表現し、「信号Ｂ（Ｂはオーディオ信号の識別子である）に対応する放射音響エネルギー」は「放射信号Ｂ」と表現する。音響放射デバイスが、アナログまたはデジタル形態で表現されるオーディオ信号を、音響エネルギーに変換することは理解される。

ここで、図面を、より詳細には、図１を参照すると、本発明によるオーディオシステムが示される。ｎチャネルオーディオ信号源２は、信号ライン６によって信号処理回路４に通信可能に結合される。制御回路３は、オーディオ信号源２と、信号処理回路４に通信可能に結合され、ｍチャネル増幅器８に通信可能に直接結合することができる。制御回路３は、マニュアル（手動）入力を受信するか、車両の動作状態に関する情報を収集するか、または、その両方のための入力端子を有することができる。信号処理回路４は、信号ライン１０によって、ｍチャネル増幅器８に通信可能に結合される。ｍチャネル増幅器８（ここで、ｍは数字である）は、信号ライン１４によって、１２ＦＬ（前方左）、１２ＦＣ（前方中央）、１２ＦＲ（前方右）、１２ＩＬ（中間左）、１２ＩＣ（中間中央）、１２ＩＲ（中間右）、１２ＲＬ（後方左）、１２ＲＲ（後方右）、および１２Ｗ（サブウーファ）と指定するラウドスピーカに結合される。ラウドスピーカの数および構成はこの例と異なってもよい。

Ｎチャネルオーディオ信号源２は、ＣＤまたはＤＶＤプレーヤ、大容量記憶装置またはランダムアクセスメモリなどのデジタル記憶デバイス、あるいは、無線チューナなどの従来のオーディオ信号源であってよい。以下の例は、５．１（すなわち、ｎ＝５．１であり、５個の指向性チャネルと１個の低音効果（ＬＦＥ）チャネルを示す）チャネル源を使用する。オーディオ信号源は、５個を超える指向性チャネル（すなわち、ｎ＝６．１、７．１、…）を有する場合があり、低音効果チャネルを持たなくてもよい（すなわち、ｎ＝５、６、７、…）。通常、ｎチャネル源は、前方から到来すると認識されることを意図するいくつかのチャネル（通常、左（Ｌ）、右（Ｒ）、および中央（Ｃ）チャネル）を含む。以下において、これらのチャネルは、前方チャネルと呼ばれる。通常、ｎチャネル源は、後方から到来すると認識されることを意図するいくつかのチャネルを含む。以下において、これらのチャネルは、サラウンドチャネルと呼ぶ。

最良の結果を得るために、ｎチャネルは、後方すなわちサラウンドチャネルを含むべきである。ｎチャネルが後方すなわちサラウンドチャネルを含まない場合、信号処理回路４は、サラウンドチャネルを提供する信号処理回路を収容してもよい。こうした信号処理回路の例は、Ｖｉｄｅｏｓｔａｇｅ（登録商標）復号回路、あるいは、Ｂｏｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（マサチューセッツ州フラミンガム）のＣｅｎｔｅｒｐｏｉｎｔ（商標）復号回路、あるいは、Ｄｏｌｂｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（カルフォルニア州サンフランシスコ）のＰｒｏ Ｌｏｇｉｃ（登録商標）復号回路またはＰｒｏ Ｌｏｇｉｃ（登録商標）ＩＩ復号回路である。

信号処理回路４は、入力信号として、オーディオ信号源からｎチャネルを受信し、信号を処理し、処理したオーディオ信号の出力ストリームとして増幅器８に供給する。信号処理は、等化回路、合成回路、および、それらに類似するものを含んでよい。増幅器８はｍ個の出力チャネルを有する。以下の例において、ｍ＝９であるが、ｍは、９より大きくても小さくてもよく、その場合、再生システムには、ｍ個以上のラウドスピーカまたは他のデバイスがある場合がある。ラウドスピーカ１２ＦＬ〜１２Ｗは、従来型のラウドスピーカであり、それぞれのラウドスピーカは、１つまたは複数の音響ドライバ、および、エンクロージャ、ポート、導波路、ホーン、または、受動放射器などの１つまたは複数の音響要素を収容してもよい。１つまたは複数のラウドスピーカ１２ＦＬ〜１２Ｗが２個以上の音響ドライバを収容する場合、ラウドスピーカは、クロスオーバ回路を含んでもよい。増幅器８によってオーディオ信号に加えられる利得に影響を与えることができるボリューム制御部などのいくつかの要素は、この図には示していない。信号処理回路４および増幅器８は、単一デバイス内に組み込んでもよい。増幅器８に続いて、増幅されたオーディオ信号に対して受動信号処理を行う追加の要素が存在してもよい。制御回路３については以下でより詳細に説明する。

図２は、本発明に適した音響環境の例を示す。車両（スポーツ用途車両またはミニバンなど）内部は、前方着座位置１６ＦＬおよび１６ＦＲ、中間着座位置１６ＩＬおよび１６ＩＲ、ならびに、後方着座位置１６ＲＬ、１６ＲＭ、および１６ＲＲを含む。ラウドスピーカ１２ＦＬ〜１２Ｗは、図示するように車両内部に配列される。ラウドスピーカ１２ＦＬについての通常のラウドスピーカの型および位置は、ダッシュボードまたは左Ａピラー内の追加のツイータユニットを有する運転者側面ドア内などの、運転者着座位置の左および前方に対するフルレンジ、ミッドレンジまたはバスの音響ドライバであり、ラウドスピーカ１２ＦＣについては、ダッシュボードの中央近くのリミテッド（制限）レンジのラウドスピーカ、ラウドスピーカ１２ＩＬについては、左後方ドア内などの、中間着座位置の前方および前方着座位置の後方のフルレンジラウドスピーカ、ラウドスピーカ１２ＩＣについては、後方着座エリアに面するコンソール内などの、中央位置内のフルレンジか、または、リミテッドレンジの音響ドライバ、ラウドスピーカ１２ＲＬについては、テールゲートの左側面内、または、車両の左後方ピラーの近くなどの、左後方着座位置の後方のフルレンジラウドスピーカである。ラウドスピーカ１２ＦＲ、１２ＩＲ、および１２ＲＲは通常、同じ型であり、それぞれ、ラウドスピーカ１２ＦＬ、１２ＩＬ、および１２ＲＬに対称に配置される。ラウドスピーカ１２Ｗは、サブウーファラウドスピーカであり、後方座席の後方、下、またはその近くなどの、従来の任意の位置に設置してもよい。ビデオモニター１８は、たとえば、コンソール内または車両ルーフ内のドロップダウンデバイス内において、中間着座位置１６ＩＬおよび１６ＩＲの前で、かつ、車両内部の後方に面して配置される。座席後部内などの、他の位置にビデオモニターを設けてもよい。

図２の構成は、例示的であり、多くの他の構成が可能である。ラウドスピーカ１２ＦＬ、１２ＦＣ、１２ＦＲ、１２ＩＬ、１２ＩＣ、１２ＩＲ、１２ＲＬ、１２ＲＲのいずれのラウドスピーカも、図２のラウドスピーカ１２ＦＣの構成を有してもよく、ラウドスピーカ１２ＦＣの構成では、ラウドスピーカは、高周波数または中間および高周波数を再現するリミテッドレンジのラウドスピーカであり、リミテッドレンジのラウドスピーカによって再現された信号に関連する低周波数信号は、ラウドスピーカ１２Ｗなどの、フルレンジラウドスピーカ、あるいは、ウーファまたはサブウーファラウドスピーカに再び送られる。ラウドスピーカ１２ＦＬ、１２ＦＣ、１２ＦＲ、１２ＩＬ、１２ＩＣ、１２ＩＲ、１２ＲＬ、１２ＲＲのいずれのラウドスピーカも、ラウドスピーカ１２ＦＬの構成を有してもよく、ラウドスピーカ１２ＦＬの構成では、２個以上の音響ドライバが存在する。２個の音響ドライバは、１個が乗客席ドア内で、１個がＡピラー内にあるなど、分かれていてもよい。車両キャビンのまわりに追加のラウドスピーカがあってもよい。

本発明の特徴は、多数のサラウンドモードを提供することである。第１モード（以後、「ノーマルサラウンドモード」）において、等化（イコライズ）、フェード作用、および平衡（バランス）は、乗客区画全体を考慮し、知覚ラウドネスは、位置によって大きく変わらない。第２モード（以後、「後方サラウンドモード」）において、等化、フェード作用、および平衡は、前方着座位置より後方着座位置により強く重み付けし、知覚ラウドネスは、中間および後方着座位置よりも前方着座位置において小さい。第３モード（以後、「前方サラウンドモード」）において、等化、フェード作用、および平衡は、後方着座位置より前方着座位置により強く重み付けし、知覚ラウドネスは、中間および後方着座位置よりも前方着座位置において大きい。第４モード（以後、「ドライバサラウンドモード」）において、等化および平衡は、他の着座位置より運転者着座位置により強く重み付けし、知覚ラウドネスは、他の着座位置より運転者座席において大きい。４つのモード全てにおいて、より強く重み付けすることは、他の位置を排除して、いくつかの着座位置からの測定値および聴取を用いることを含む。

ノーマルサラウンドモードは、前方座席の乗客および後方着座エリアの乗客の両方にとって、オーディオプログラムが重要であるときに適している場合がある。後方サラウンドモードは、たとえば、オーディオプログラムコンテンツが、モニター上で表示される視覚画像を伴う場合か、前方座席乗客が、会話をしたいと望む場合か、または、運転者が、ナビゲーションシステムなどの何らかの他のオーディオ刺激に注意を集中したいと思う場合に、車両乗客区画の後方着座列の乗客にとって、オーディオプログラムが非常に重要であるときに適している場合がある。前方サラウンドモードは、オーディオプログラムが、後方座席乗客にとって重要でない場合か、車両の後部座席において音を小さくすることが望まれる場合（たとえば、後部座席に寝ている子供がいる場合）か、または、後部座席の乗客がいない場合に適する場合がある。ドライバサラウンドモードは、前方乗客座席が占有されていない場合の前方サラウンドモードと同様な環境において適する場合がある。

上述したように、後方サラウンドモードが適する状況の一例は、オーディオプログラムコンテンツが、モニター上に表示される視覚画像を伴うときである。映画を伴う視覚画像を表示するためのモニターは、後部座席の乗客は見ることができるが、前方座席の乗客は見ることができないように設置されることが多い。映画の場合、オーディオプログラムは、前方座席の乗客が見ることができない視覚画像を伴うため、オーディオプログラムは、前方座席の乗客にとって、無関係であるか、または、紛らわしい場合があるか、あるいは、迷惑か、気を散らすか、または、危険でさえある場合がある。さらに、中間および後方座席位置（その位置にとって、オーディオプログラムが重要である）を犠牲にして、前方座席位置に対して、音質は、等化が行われ、平衡がとられる場合がある。ノーマル前方／後方フェードパターンはまた、オーディオプログラムがモニター上の視覚画像を伴う場合などの、一定の状況では適当でない場合がある。車両内でのノーマル前方／後方フェードパターンにおいて、１つの極端な場合、前方スピーカ放射の知覚ラウドネスは、後方スピーカ放射の知覚ラウドネスよりかなり大きい。オーディオプログラムが、モニター上の視覚画像を伴う場合、対応する極端な前方／後方フェード状況は、中間スピーカ放射の振幅が、後方スピーカ放射および前方スピーカ放射の振幅よりかなり大きくなるようなものであることがより適当である場合がある。

図３Ａ〜図３Ｅは、種々のモードにおける、オーディオシステムの知覚ラウドネス作用を示す。図３Ａは、他の図で用いるいくつかのアイコンを説明する。知覚ラウドネスインジケータ３０は、基準となる知覚ラウドネスを指示する。基準知覚ラウドネスは通常、最も重要な位置（複数可）、または、フェードバイアス（以下で説明されるであろう）の位置における知覚ラウドネスである。知覚ラウドネスインジケータ３２は、知覚ラウドネスインジケータ３０より可聴の程度が低い知覚ラウドネスを指示する。知覚ラウドネスインジケータ３４は、知覚ラウドネスインジケータ３２より可聴の程度が低い知覚ラウドネスを指示する。アイコンは、全体の関係を指示するが、正確な測定値を指示しないことを意図する。アイコンは、単一の図のみの中での比較のためである。たとえば、振幅インジケータ３０によって指示される知覚ラウドネスは、図ごとに変わる場合がある。

図３Ｂに示すノーマルサラウンドモードにおいて、全ての聴取者の位置における放射の知覚ラウドネスは、振幅インジケータ２０ＦＬ〜２０ＲＲで指示されるようにほぼ同じである。

図３Ｃに示す後方サラウンドモードにおいて、中間着座位置および後方着座位置における知覚ラウドネスは、ほぼ同じであるが、前方着座位置における知覚ラウドネスは、中間および後方着座位置における知覚ラウドネスより大幅に小さい。

図３Ｄに示すドライバサラウンドモードにおいて、運転者の位置における知覚ラウドネスは、他の着座位置における知覚ラウドネスより大きい。
図３Ｅに示す前方サラウンドモードにおいて、前方着座位置における知覚ラウドネスは、中間および後方着座位置における知覚ラウドネスより大きい。

一般に、より大きな「知覚ラウドネス」は、より大きな平均音圧レベルを伴う。異なる着座エリアにおいて異なる知覚ラウドネスを提供することは通常、知覚ラウドネスが小さいエリアに最も近いラウドスピーカを、大幅に減衰させる、または、さらに消音（ミュート）することによって行われる。一変形において、前方ラウドスピーカへのオーディオ信号は、たとえば、図３Ｂに指示されるように、ローパスフィルタ２８によってローパスフィルタリングされてもよく、それによって、いくつかのスピーカを用いて、高周波音響エネルギーではなく、バスの音響エネルギーが放射される。

音質の重要な成分は周波数応答である。周波数応答の調整および補正は通常、等化（ＥＱ：イコライゼーション）と呼ばれるプロセスを用いて行われ、等化において、いくつかの周波数帯域は、他の周波数帯域に対して減衰させられるか、または、増幅される。等化は通常、オーディオ信号を再現するのに用いられるラウドスピーカの非理想的動作を補償するため、および、ラウドスピーカが動作する環境（部屋または車両乗客区画など）によって生ずるラウドスピーカから聴取者への伝達関数を変更するために行われる。等化は通常、複数の聴取位置において、種々のラウドスピーカからの周波数応答の測定値を取得することを含む。複数の位置における周波数応答は、平均化、または、重み付けによってなどの、ある方法で合成される（たとえば、車両において、運転者の座席すなわち前方座席は、後方座席聴取位置より強く重み付けされる場合がある）。周波数応答を変更する等化パターンは、ピーク振幅および傾斜を最小にした状態で、平坦またはゆるやかに傾斜する平滑な形状などの所望の形状を、周波数応答曲線が有するように生成される。

異なるモードは、聴取エリアを異なって考え、または、重み付けし、ＥＱプロセスによって補償される合成周波数応答の差を生ずる。したがって、ＥＱの周波数応答は、サラウンドモードの変化に伴って変わる。１つの聴取位置におけるラウドスピーカに対する周波数応答を改善することは、他の聴取位置におけるそのラウドスピーカに対する応答を低下させることになる。１つの聴取位置における合成周波数応答を改善することは、他の聴取位置における合成周波数応答を低下させることになる。

音質の別の重要な成分はバランス（平衡）である。一様な平衡は、聴取位置において、ラウドスピーカそれぞれから受信されるときに、平衡がとられた量の音響エネルギーが認識され、それによって、聴取者は、任意の１つのラウドスピーカにもっぱら集中することがないことを意味する。平衡は、聴取者が、任意の特定の位置に対して偏りのない音響イメージを認識するように、オーディオ信号に適用される伝達関数を調整すること（信号を増幅するか、または、減衰させること、信号を遅延させること、信号の位相を変えること、および、他の調整と等価なものを含んでもよい）によって変更される。調整は周波数依存である。一般に、一様な平衡が望ましい。状況によっては、望ましい平衡パターンは、空間的広さの感覚を高めるために、後方スピーカからの放射の到来を遅延させることを含む。オーディオ信号が、１つを超えるラウドスピーカによって放射される場合で、かつ、聴取位置が、同じ信号を放射する２つのラウドスピーカに近い場合に、平衡は特に重要である。一例を図４Ａ〜４Ｂに示す。

平衡は多少知覚的であり、かつ、主観的であるが、２つの重要な測定可能な平衡成分として、それぞれのスピーカによって放射されるエネルギーによってある位置において生成される音圧レベルと、それぞれのスピーカからの到着時間とがある。音圧レベルを求めることは、ラウドスピーカのそれぞれから同じ振幅の試験音を印加し、ある位置における音圧レベルを測定することによって行うことができる。ラウドスピーカのそれぞれからの、測定された音圧レベルが、ほぼ等しい場合、その位置における平衡は、ラウドスピーカからの測定された音圧レベルが大きく変わる場合よりも良好である。到着時間を測定するために、試験音が個々のラウドスピーカから放射され、放射がある位置に達するのにかかる時間長ｔが測定される。ラウドスピーカ全てについてｔがほぼ同じである場合、その位置での平衡は、試験音がいろいろな時間で到着する場合より一様である。ラウドスピーカからの平衡がとられた量の知覚は、ｔと音圧レベルの両方の関数である。平衡は、時間／強度のトレードオフを伴う場合が多い。たとえば、１つのラウドスピーカからのより大きな音圧レベルは、スピーカらの到着時間を遅延させるための遅延Δｔを信号に加えることによって、補償することができる。平衡は、１つを超えるスピーカから同じ信号が放射される場合に特に重要である。車両において、着座位置およびラウドスピーカの位置はほぼ固定され、ラウドスピーカは、着座位置に対して非対称に設置されるため、全ての位置において望ましい平衡パターンを達成することは難しく、１つの位置において所望の平衡パターンを達成することは、別の位置においてその平衡パターンからのずれを引き起こす場合がある。

ここで図４Ａを参照すると、所望の平衡結果を達成するために、到着時間および放射強度を調整する簡単な例が示される。ノーマルサラウンドモードで動作すると、チャネルＬ信号は、チャネルＬを放射するラウドスピーカ１２ＦＬ（着座位置１６ＦＬ、１６ＦＲ、１６ＩＬ、および１６ＩＲに比較的近い）に伝送される。チャネルＬ信号はまた、チャネルＬを放射するラウドスピーカ１２ＩＬ（着座位置１６ＩＬ、１６ＩＲ、１６ＲＬ、１６ＲＭ、および１６ＲＲに比較的近い）に伝送してもよい。位置１６ＦＬの聴取者が、ラウドスピーカ１２ＩＬからの放射Ｌに集中するのを防止することが望ましい場合がある。エコーの印象を避けるために、ラウドスピーカ１２ＦＬおよび１２ＩＬからのＬ放射が、聴取位置１６ＩＬおよび１６ＩＲにほぼ同時に達することが望ましい場合もある。ラウドスピーカ１２ＩＬへのＬ信号は、時間遅延３６だけ遅延され、それによって、ラウドスピーカ１２ＩＬからの放射の着座位置１６ＦＬにおける到着時間は、ラウドスピーカ１２ＦＬからの放射の到着時間より遅くなり、かつ、ラウドスピーカ１２ＦＬおよび１２ＩＬからの放射は、時間が十分に接近して着座位置１６ＩＬに到着して、エコーの印象がなくなる。同様に、ラウドスピーカ１２ＩＬへのＬ信号は、減衰器３８によって減衰させてもよく、それによって、ラウドスピーカ１２ＩＬからの着座位置１６ＦＬにおける放射強度は、ラウドスピーカ１２ＦＬからの放射強度より小さい。単純にするために、時間遅延３６および減衰器３８は、別々のブロックとして示される。実際の実施態様において、時間遅延および減衰器によって実行される機能は、信号処理回路４によって実行されるであろう。

図４Ｂにおいて、後方サラウンドモードで動作すると、着座位置１６ＦＬおよび１６ＦＲへＬチャネルを放射すること、または、着座位置１６ＦＬおよび１６ＦＲの聴取者がどこに集中するかを考えることは必要がない。チャネルＬを、着座位置１６ＩＬ、１６ＩＲ、１６ＲＬ、１６ＲＭ、および１６ＲＲへ放射するために、チャネルＬは、ラウドスピーカ１２ＩＬに伝送してもよい。後方サラウンドモードにおいて、図４Ｂの時間遅延３６および減衰器３８は必要とされない。

ＲおよびＣチャネルは、Ｌチャネルと同じ方法で調整される。
図４Ｃ〜４Ｅは、種々のサラウンドモードについて、平衡およびＥＱパターンを生成するときに強調される、すなわち、専用に考えてもよい異なる着座位置を示す。ノーマルサラウンドモードＥＱパターンは、ライン２４で示す全ての着座エリアを含む位置において、測定値（測定デバイスによる）および聴取（人の聴取者による）を取得することによって生成してもよい。

ノーマルサラウンドモードの実施態様によっては、ＥＱおよび平衡パターンを生成するときに、ライン２５またはライン２２で示すエリアからの測定値および聴取は、乗客区画の残りからの測定値および聴取より多少強く重み付けしてもよい。

さらに図４Ｃを参照すると、前方サラウンドモードについてのＥＱおよび平衡パターンの生成は、ライン２５で示すエリアからの測定値および聴取を専用に用いるであろう。
図４Ｄに示すように、後方サラウンドモードについてのＥＱおよび平衡パターンは、前方着座位置を含まないエリアにおける測定値を取得するか、または、前方着座位置における測定値および聴取に、中間および後方着座エリアの他の位置における測定値および聴取より重みを小さく重み付けすることによって、生成してもよい。たとえば、測定値は、ライン２６で示す、中間および後方着座エリアにおいて取得されてもよい。実施態様によっては、ライン２７で示す中間着座エリアからの測定値および聴取は、後方着座エリアからの測定値および聴取より多少強く重み付けされることができる。

異なる聴取エリアを考慮することに加えて、後方着座モードにおけるＥＱパターンは、ノーマルサラウンドモードとは異なる周波数応答曲線を生ずるように調整される。異なる周波数応答曲線の例は、一般に、映画のサウンドトラックに関連し、また、全米映画テレビジョン技術者協会（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）（ＳＭＰＴＥ、ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｕｒｌ ｓｍｐｔｅ．ｏｒｇ）ＳＭＰＴＥ標準２０２Ｍ−１９９８として入手できる、いわゆる、「Ｘ曲線」である。

図４Ｅを参照すると、ドライバサラウンドモードについてのＥＱおよび平衡パターンは、ライン２９で示す運転者着座エリアのみにおける測定値および聴取を取得することによって生成してもよい。ドライバサラウンドモードにおいて良好な平衡を達成する一方法は、ラウドスピーカのそれぞれからの放射がほぼ等しくなり、かつ、ラウドスピーカのそれぞれからの放射の到着時間がほぼ等しくなり、かつ、知覚ラウドネスが図３Ａまたは図３Ｄのパターンを有するように、オーディオ信号に適用される伝達関数を調整することである。

図５Ａおよび図５Ｂならびに図６Ａおよび図６Ｂは、ノーマルサラウンドモードおよび後方サラウンドモードの前方／後方フェード作用を示す。典型的前方／後方フェード制御システムは、音響放射の相対的な振幅を、聴取エリアの前方に、または、聴取エリアの後方に偏移させることが可能である。調整デバイス（回転ノブまたは摺動バーなど）は通常、音響放射の相対的な振幅が、聴取エリアの前方（以後、「フェード前方」）の方に強く偏移される１つの極端から、音響放射の相対的な振幅が、聴取エリアの後方（以後、「フェード後方」）の方に強く偏移される別の極端までの設定範囲を可能にする、ノーマルサラウンドモードにおいて、前方／後方フェードが、図５Ａに示すフェード前方に設定された状態で、前方着座位置において知覚ラウドネスは最も高く（振幅インジケータ２０ＦＬ〜２０ＲＲで示す）、後方着座位置において知覚ラウドネスは最も低く、中間着座位置において知覚ラウドネスは、前方着座位置において知覚ラウドネスと後方着座位置において知覚ラウドネスの間である。フェード前方状態において、聴取者は、前方スピーカの方に集中する傾向がある。ノーマルサラウンドモードにおいて、前方／後方フェードが、図５Ｂに示すフェード後方に設定された状態で、後方着座位置において知覚ラウドネスは最も高く、前方着座位置において知覚ラウドネスは最も低く、中間着座位置において知覚ラウドネスは、前方着座位置における知覚ラウドネスと後方着座位置における知覚ラウドネスの間である。フェード後方状態において、聴取者は、後方スピーカの方に集中する傾向がある。

本発明によるオーディオシステムにおいて、前方／後方フェード機能の動作は、異なるサラウンドモードに伴って変わる。たとえば、前方／後方フェードがフェード前方に設定された後方サラウンドモードは図６に示され、中間着座位置において知覚ラウドネスは、後方着座位置において知覚ラウドネスより高い。後方サラウンドモードにおいて、前方着座位置における知覚ラウドネスは、前方／後方フェード制御から切り離されて、低レベルであってよい。すなわち、前方スピーカ１２ＦＬ、１２ＦＣ、および１２ＦＲは、ローパスフィルタリングされ、大幅に減衰させるか、または、消音してよい。後方サラウンドモードにおいて、前方／後方フェードが図６Ｂに示すフェード後方に設定された状態で、後方着座位置における知覚ラウドネスは、前方着座位置における知覚ラウドネスより高い。前に述べたように、後方サラウンドモードにおいて、前方着座位置において知覚ラウドネスは、前方／後方フェード制御から切り離されて、低レベルであってよく、前方スピーカ１２ＦＬ、１２ＦＣ、および１２ＦＲは、ローパスフィルタリングされ、大幅に減衰させるか、または、消音してよい。

所望であれば、本発明は、２００３年２月１４日に出願され、本出願と同一譲受人に譲渡され、参照により本明細書に援用される、同時係属中の米国特許出願第１０／３６７２５１号に記載される前方／後方フェード調整制御部を用いて実施してもよい。

モードの選択は制御回路３によって行われる。選択は、ユーザがモードを選択する手動選択、モードがスイッチの現在の位置によって選択されるスイッチ配列、制御回路が、所定のルール（通常、自動選択の手動によるオーバライドを提供することを含む）に基づいてモードを選択する自動選択、または、手動でオーバライドされない限り１つのモードが選択されるデフォルト選択、のうちの１つまたはそれらの組み合わせに基づいて行うことができる。自動選択方法は、入力媒体デバイスが、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏディスクか、Ｓｕｐｅｒ Ａｕｄｉｏ ＣＤ（ＳＡＣＤ）か、ＤＶＤ−ｖｉｄｅｏディスクかのいずれかを検出すること、または、ソース信号に埋め込まれたメタデータを読み取ることを含んでもよい。さらに、自動選択方法は、車両の状態を検出すること、たとえば、車両イグニッションが「オン」位置にあるかどうか、または、車両トランスミッションがドライブギアにあるかどうかを検出すること、ならびに、どの着座位置が占有されているかを検出することを含んでよい。

自動選択の例は、オーディオ信号源が関連するビデオコンテンツを有するかどうかを検出すること、車両イグニッションがオンであるかどうかを判断すること、関連するビデオコンテンツが存在し、イグニッションがオンである場合、後方サラウンドモードを選択すること、および、他の状態において、フルサラウンドモードを選択することを含むであろう。

本発明は、３列の座席を有するミニバンまたはスポーツ用途車両を用いて述べてきた。本発明の原理はまた、大型バンまたは小型バスなどの、２列の座席または３列を超える座席を有する車両に適用することができる。

本発明による車両オーディオシステムは、従来の車両オーディオシステムに比べて有利である。それは、オーディオプログラムが、望ましくないか、煩わしいか、または、気を散らすものである場合がある車両キャビンのエリアに対して、オーディオプログラムの介入を減らし、一方、車両キャビンの他のエリアに対して改善された音響経験を可能にするためである。

当業者は次に、本発明の考え方から逸脱せずに、本明細書で開示される特定の装置および技法を数多く利用し、また、それらからの発展させてもよいことは明らかである。その結果、本発明は、本明細書に開示される、それぞれの、および、全ての新規の特徴、ならびに、特徴の新規の組み合わせを包含するものと解釈すべきであり、特許請求の範囲の精神およびその範囲によってのみ制限されるものと解釈すべきである。

本発明によるオーディオシステムのブロック図である。 本発明に適した音響環境を示す図である。 本発明の態様を示す図である。 本発明の態様を示す図である。 本発明の態様を示す図である。 本発明の態様を示す図である。 本発明の態様を示す図である。 本発明の別の態様を示す、図２の音響環境の図である。 本発明の別の態様を示す、図２の音響環境の図である。 本発明の別の態様を示す、図２の音響環境の図である。 本発明の別の態様を示す、図２の音響環境の図である。 本発明の別の態様を示す、図２の音響環境の図である。 本発明のさらに別の態様を示す、図２の音響環境の図である。 本発明のさらに別の態様を示す、図２の音響環境の図である。 本発明のさらに別の態様を示す、図２の音響環境の図である。 本発明のさらに別の態様を示す、図２の音響環境の図である。

符号の説明

２ ｎチャネルオーディオ信号源
３ 制御回路
４ 信号処理回路
６、１０、１４ 信号ライン
８ ｍチャネル増幅器

Claims (22)

1. 車両用のサラウンドサウンドオーディオシステムであって、
   複数の動作モードを備え、該複数の動作モードは、
   サラウンドチャネルを含む複数のチャネルに対応する放射からの、複数の着座位置のそれぞれにおけるほぼ等しい音圧レベルと、オーディオ信号に適用されるとき、前記着座位置のそれぞれにおいてほぼ同様の周波数応答を生じる等化パターンと、前記着座位置のそれぞれにおける、複数のラウドスピーカのそれぞれからの音圧レベル測定値がほぼ等しい平衡パターンとによって特徴づけられる第１動作モードと、
   前記サラウンドチャネルを含む前記複数のチャネルに対応する放射からの、前記着座位置のうちの第１着座位置における、他の着座位置よりも大きな音圧レベルと、前記オーディオ信号に適用されるとき、前記第１着座位置において、前記他の着座位置より実質上平滑な周波数応答を生じる等化パターンと、前記複数のラウドスピーカのそれぞれからの前記音圧レベルは、前記第１着座位置においてほぼ等しく、前記他の着座位置において等しくない平衡パターンとを特徴とする第２動作モードと、
   を含み、
   前記第１着座位置は後方着座位置を含み、
   前記第２動作モードでは、前方ラウドスピーカへのオーディオ信号が、ローパスフィルタリングされる
   ことを特徴とするオーディオシステム。
2. 前記複数の動作モードは、前記着座位置のうちの第２着座位置における、他の着座位置よりも大きな音圧レベルと、前記オーディオ信号に適用されるとき、前記他の着座位置の前記周波数応答より実質上平滑な、前記第２着座位置の周波数応答を生ずる等化パターンと、複数のラウドスピーカのそれぞれからの前記音圧レベルは、前記第２着座位置においてほぼ等しく、前記他の着座位置において等しくない平衡パターンとによって特徴づけられる第３動作モードをさらに含む、請求項１に記載のオーディオシステム。
3. 前記第２着座位置は運転者着座位置を含む請求項２に記載のオーディオシステム。
4. 前記第２着座位置は前方着座位置を含む請求項２に記載のオーディオシステム。
5. 車両内のオーディオシステムであって、
   サラウンドチャネルを含む複数のチャネルのオーディオ信号に適用されるとき、複数の着座位置のうちの第１着座位置において、前記複数の着座位置のうちの他の着座位置より実質上平滑な周波数応答を生じる第１の等化パターンと、
   前記オーディオ信号に適用されるとき、前記複数の着座位置のそれぞれにおいて、実質上同様の平滑性を有する周波数応答を生じる第２の等化パターンと、
   を含み、
   前記第１着座位置は中間着座位置および後方着座位置のうちの一方であり、
   前記第１の等化パターンを使用する際には、前方ラウドスピーカへのオーディオ信号が、ローパスフィルタリングされる
   ことを特徴とするオーディオシステム。
6. 前記複数の等化パターンは、前記オーディオ信号に適用されるとき、前記後方着座位置および前記中間着座位置のうちの他方において実質上平滑な周波数応答を生じる第３の等化パターンをさらに含む請求項５に記載のオーディオシステム。
7. 前記第３の等化パターンは、目標曲線がＸ曲線である目標曲線を有する請求項６に記載のオーディオシステム。
8. 前記第１の等化パターンは、目標曲線がＸ曲線である目標曲線を有する請求項５に記載のオーディオシステム。
9. 車両用のオーディオシステムであって、
   複数の着座位置のうちの第１着座位置において、前記複数の着座位置のうちの他の着座位置より実質上異なる、サラウンドチャネルを含む複数のチャネルに対応する放射の音圧レベルによって特徴づけられる第１動作モードと、
   前記着座位置のそれぞれにおいて、サラウンドチャネルを含む前記複数のチャネルに対応する放射の、実質上一様な音圧レベルによって特徴づけられる第２動作モードと、
   を含む複数の動作モードを備え、
   前記第１着座位置は、中間着座位置および後方着座位置のうちの一方であり、
   前記第１動作モードでは、前方ラウドスピーカへのオーディオ信号が、ローパスフィルタリングされる
   ことを特徴とするオーディオシステム。
10. 前記中間着座位置および前記後方着座位置のうちの他方において実質上異なる音圧レベルを生じることによって特徴づけられる第３動作モードをさらに含む請求項９に記載のオーディオシステム。
11. 車両用のマルチチャネル・サラウンドサウンドオーディオシステム用の前方／後方フェードシステムであって、前記サラウンドサウンドオーディオシステムは、前方ラウドスピーカ、中間ラウドスピーカ、および後方ラウドスピーカを含む複数のラウドスピーカを含み、前方／後方フェードシステムは、
    フェード制御が、第１セットのラウドスピーカに影響を与える第１動作モードと、
    前記フェード制御が、前記第１セットのラウドスピーカと同じでない第２セットのラウドスピーカに影響を与える第２動作モードと、
    を備え、
    前記第１セットのラウドスピーカは前記前方ラウドスピーカを含み、前記第２セットのラウドスピーカは前記前方ラウドスピーカを含まず、
    前記第２動作モードでは、前記前方ラウドスピーカへのオーディオ信号が、ローパスフィルタリングされる
    ことを特徴とする前方／後方フェードシステム。
12. 前記動作モードのうちの１つは、前記中間ラウドスピーカからの知覚ラウドネスが、前記前方ラウドスピーカからの知覚ラウドネスより大きいフェード前方状態によって特徴づけられる請求項１１に記載の前方／後方フェードシステム。
13. 車両用のオーディオシステムを動作させる方法であって、
    （ａ）複数の着座位置のそれぞれにおける、サラウンドチャネルを含む複数のチャネルに対応する実質上等しい音圧レベルの放射、（ｂ）オーディオ信号に適用されるとき、前記着座位置のそれぞれにおいて実質上同様の周波数応答を生じる等化パターン、および、（ｃ）前記着座位置のそれぞれにおける、複数のラウドスピーカのそれぞれからの音圧レベル測定値が実質上等しい平衡パターン、のうちの少なくとも１つによって特徴づけられる第１動作モードを設け、
    （ａ）前記着座位置のうちの１つの着座位置における、他の着座位置よりも大きな音圧レベル、（ｂ）前記オーディオ信号に適用されるとき、前記１つの着座位置において、前記他の着座位置より実質上平滑な周波数応答を生じる等化パターン、および、（ｃ）前記複数のラウドスピーカのそれぞれからの前記音圧レベルは、前記１つの着座位置において実質上等しく、前記他の着座位置において等しくない平衡パターン、のうちの少なくとも１つによって特徴づけられる第２動作モードを設け、
    （ａ）前記車両の動作状態、および、（ｂ）媒体デバイスによって再生される媒体オブジェクトの特性のうちの少なくとも１つを検出し、それによって、選択基準を提供し、
    前記検出に基づいて、前記複数の動作モードの１つを自動的に選択する、
    ことを含み、
    前記１つの着座位置は後方着座位置を含み、
    前記第２動作モードでは、前方ラウドスピーカへのオーディオ信号が、ローパスフィルタリングされる
    ことを特徴とする方法。
14. 前記検出は、前記車両の動作状態を検出することを含む請求項１３に記載の方法。
15. 前記検出は、前記媒体オブジェクトがビデオデータを含むかどうかを検出することを含み、
    前記検出が、（ａ）前記車両イグニッションがオンであること、および、（ｂ）前記トランスミッションがドライブギアにあることのうちの少なくとも１つを示し、前記検出が、前記媒体オブジェクトがビデオ情報を含むことをさらに示す場合、前記第２動作モードを自動的に選択することを含む請求項１４に記載の選択方法。
16. 前記自動選択の結果を手動でオーバライドすることをさらに含む請求項１３に記載の選択方法。
17. オーディオシステムを動作させる方法であって、
    前方着座位置である第１着座位置に近接する第１ラウドスピーカに対して、左チャネル信号および右チャネル信号のうちの一方を伝送し、前記第１着座位置の後方の第２着座位置に近接する第２ラウドスピーカに対して、前記一方のチャネル信号を伝送することを含み、前記第２ラウドスピーカへの伝送は、前記第１ラウドスピーカへの伝送に対して時間遅延させられ、それによって、前記第１着座位置における知覚ラウドネスが、前記第２着座位置における知覚ラウドネスより大きくなって、第１動作モードが提供され、
    代替的に、前記第１ラウドスピーカに対して大幅に減衰した１つのチャネル信号を伝送し、前記第１ラウドスピーカへの伝送に対して減衰がなく、かつ、遅延がない状態で、前記第２ラウドスピーカに対して前記１つのチャネル信号を伝送し、それによって、前記第２着座位置における知覚ラウドネスは、前記第１着座位置における前記知覚ラウドネスより大きくなって、第２動作モードが提供される、
    ことを含み、
    前記第２動作モードでは、第１ラウドスピーカへのチャネル信号が、ローパスフィルタリングされる
    ことを特徴とする方法。
18. 車両内のサラウンドサウンドシステムを動作させる方法であって、
    複数の動作モードのうちの１つを選択的に適用し、前記複数の動作モードは、（ａ）複数の着座位置のうちの１つの着座位置の測定値を、前記着座位置のうちの他の着座位置より強く重み付けすることによって生成される等化パターン、および、（ｂ）前記着座位置のうちの１つの着座位置における、前記着座位置のうちの他の着座位置より実質上異なる知覚ラウドネス、のうちの少なくとも１つによって特徴づけられる第１動作モードを含み、前記複数の動作モードは、さらに、（ａ）前記着座位置の測定値を実質上等しく重み付けることによって生成される等化パターン、および、（ｂ）前記着座位置のそれぞれにおける実質上等しい知覚ラウドネス、のうちの少なくとも１つによって特徴づけられる第２動作モードを含み、
    前記複数の動作モードのうちの１つを選択する選択プロセスを提供する、
    ことを含み、
    前記１つの着座位置は後方着座位置を含み、
    前記第１動作モードでは、前方ラウドスピーカへのオーディオ信号が、ローパスフィルタリングされる
    ことを特徴とする方法。
19. 前記選択プロセスの提供は、前記車両の動作状態を検出する装置を提供することを含む請求項１８に記載のサラウンドサウンドシステムを動作させる方法。
20. 前記選択プロセスの提供は、前記サウンドシステムによって再生される媒体デバイスの特性を検出する検出回路を提供することを含む請求項１８に記載のサラウンドサウンドシステムを動作させる方法。
21. 前記選択プロセスの提供は、前記車両の動作状態を検出する検出回路を提供することを含む請求項１８に記載のサラウンドサウンドシステムを動作させる方法。
22. 複数の動作モードを含む車両用のオーディオシステムのための前方／後方フェードシステムであって、
    サラウンドチャネルを含む複数のオーディオチャネルに対応する音響放射の振幅が前方着座位置の方に偏移される第１フェード前方状態を特徴とする第１動作モードと、
    サラウンドチャネルを含む複数のオーディオチャネルに対応する音響放射の振幅が中間着座位置の方に偏移される第２フェード前方状態を特徴とする第２動作モードと、
    を含み、
    前記第２動作モードでは、前方ラウドスピーカへのオーディオ信号が、ローパスフィルタリングされる
    ことを特徴とする前方／後方フェードシステム。

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