JP6658887B2 - 楽器を用いた車内用音響システム、楽器を用いた車内用音響方法、車内用音響機器、及び車内用音響システム。 - Google Patents

Description

本発明の一実施形態は、車内における音響空間に出力する音を調整する技術に関する。

従来より、車両を含む室内で音楽を再生するオーディオシステムが提案されている。

自動車の室内に関しては、例えば、特開２００６−１０９４７９号公報には、ａ）音声信号を生成する音源と、ｂ）音源に結合される制御器と、ｃ）制御器に結合される第１の複数の変換器と、ｄ）制御器に結合される第２の複数の変換器とを備え、前記制御器は、ユーザ入力に応じて、第１及び第２の信号処理動作の１つで音声信号を変更し、前記第１の信号処理動作は、乗り物内部で聴取するために音声信号を構成し、前記第２の信号処理動作は、乗り物外部で聴取するために音声信号を構成し、前記第１の複数の変換器は、第１信号処理動作によって乗り物内部で聴取するように構成された音声信号によって駆動され、前記第２の複数の変換器は、第２信号処理動作によって乗り物外部で聴取するように構成された音声信号によって駆動されることを特徴とする自動車のオーディオシステムが記載されている。

特開２００６−１０９４７９号公報

しかし、車内の聴取者は、運転者だけの場合もあれば、運転者以外の同乗者がいる場合もある。また、オーディオソースは、ＣＤプレーヤ等の予め自動車に搭載されている機器に限らない。聴取者は、例えば、楽器、マイク、スマートフォン、ゲーム機器、又は玩具等の多種多様な機器を用いて、車内で音を聴く場合がある。

したがって、車内において、音を聴く環境は様々であり、車内の環境に応じて適切に音の調整を行うことが望まれる。

そこで、本発明の一実施形態は、車内の環境に応じて適切に音の調整を行なうことを目的とする。

本発明の一実施形態に係る音響機器は、検出部と、信号処理部と、を備えている。検出部は、車内空間の聴取者の位置を検出する。信号処理部は、前記検出部で検出した前記聴取者の位置に応じて、前記車内空間に存在するスピーカに出力する信号の処理を行なう。

音響システムは、車内の環境に応じて適切に音の調整を行なうことができる。

楽器の一例である電子鍵盤楽器の斜視図である。 第１実施形態に係る車内の模式的な平面図である。 第２実施形態に係る車内の模式的な平面図である。 第１実施形態に係る音響システムの構成を示すブロック図である。 音響システムの動作を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る車内の模式的な平面図である。 ヘッドユニット１０の構成を示すブロック図である。 第３実施形態に係る音響システムにおける、車内の模式的な平面図である。 第３実施形態に係る音響システムの動作を示すフローチャートである。 変形例１に係る音響システムにおける、車内の模式的な平面図である。 変形例１に係る音響システムにおける、ＤＳＰ１７の機能的構成を示すブロック図である。 変形例１に係る音響システムの動作を示すフローチャートである。 変形例２に係る音響システムにおける、ＤＳＰ１７の機能的構成を示すブロック図である。 変形例２に係る音響システムの動作を示すフローチャートである。 変形例４に係る音響システムにおける、車内の模式的な平面図である。 変形例５に係る音響システムにおける、車内の模式的な平面図である。

先ず、第１実施形態に係る音響システムについて、図１、図２、及び図４に基づき説明する。

本発明に係る音響システムは、図１、図２、及び図４に示すように、基本的には、楽器１００、入力端子５、スピーカ１、ヘッドユニット１０（ＡＶアンプ等）、及びモニタ２０等から構成されている。

楽器１００は、図１で図示するような、筐体１０１をコンパクトにすることによって持ち運びが可能な電子鍵盤楽器であることが望ましい。この楽器１００の背面１０２等には、信号、又は音響データ等を出力するための出力端子（不図示）が備えられている。この出力端子は、フォーンプラグ（フォーン端子等）を挿入することができるフォーンジャックの他、ＵＳＢ（登録商標。以下、ＵＳＢについて登録商標という付記を省略する）ケーブルを挿入することができるＵＳＢ端子であってもよい。ＵＳＢ端子である場合、利用者は、ＵＳＢケーブルを介して楽器１００に給電を行いつつ、楽器１００を演奏することができて便利である。

入力端子５及びスピーカ１は、音響空間（室内）の複数個所に設置される。音響空間とは、図２及び図３で図示しているように、車両５０の音響空間、すなわち、車両５０の室内である。運転者及び運転者以外の同乗者は、ドライブ等において、目的地によっては、車両５０の室内で長時間を過ごす必要がある。運転者は運転に集中しなければいけない一方で、運転者以外の同乗者は移動中の時間を有効に活用したいと考えるのが通常である。また、近年は自動車の自動運転技術に関する研究開発が進展しており、運転者が運転から解放される日も遠い将来のことではない。目的地までの移動中の時間の有効活用は運転者及び同乗者にとっての関心事である。この時間の有効活用として、また、移動中の車両５０内での充実した時間の過ごし方として、車両５０内において楽器１００の演奏を行うことが考えられる。

スピーカ１は、図２及び図３で図示したように、例えば、運転席５１側、助手席５２側の各ドアの内側に設置することが望ましい。また、二列目シート５３にあっては、右後部座席側、左後部座席側の各ドアの内側に設置するのが望ましい。また、三列目シート５４にあっては、左右後方に設置する例も挙げられる。その他、例えば、各座席付近の天井面に天吊りタイプのサテライトスピーカを設置してもよいし、また、天井面にスピーカ１を埋め込んでもよい。

スピーカ１は、どのような種類であってもよい。例えば、全てのスピーカ１が全帯域用のフルレンジスピーカであってもよいし、各スピーカ１が特定範囲の周波数に特化したような、超低音域用のサブウーファー、低音域用のウーファー、中低音域用のミッドバス、中音域用のスコーカー、高音域用のツイーター、又は超高音域用のスーパーツイーターであってもよい。また、スピーカ１の数は、１つであっても、複数であってもよい。図２及び図３ではスピーカ１の数は６個であるが、これ以上であってもこれ以下であってもよい。

上述したように、本発明の一実施形態は、音響空間（室内）として車両５０の室内を想定しているため、車載用音響装置について説明する。

車載用音響装置として、本実施形態では、ヘッドユニット１０を示す。ヘッドユニット１０は、自動車等の乗り物に搭載される音響機器の１種である。図７は、ヘッドユニット１０の構成を示すブロック図である。

ヘッドユニット１０は、通信部１２、ＭＩＤＩ＿Ｉ／Ｆ１３、ＣＰＵ１４、ＲＯＭ１１５、ＲＡＭ１６、ＤＳＰ１７、入力Ｉ／Ｆ１８、音源１９、バス２００、ミキサ２１、および出力Ｉ／Ｆ２２を備えている。

通信部１２、ＭＩＤＩ＿Ｉ／Ｆ１３、ＣＰＵ１４、ＲＯＭ１１５、ＲＡＭ１６、ＤＳＰ１７、入力Ｉ／Ｆ１８、音源１９、ミキサ２１、および出力Ｉ／Ｆ２２は、バス２００を介して接続される。また、入力Ｉ／Ｆ１８には、入力端子５が接続される。出力Ｉ／Ｆ２２には、モニタ２０及びスピーカ１が接続される。

ＣＰＵ１４は、記憶媒体であるＲＯＭ１１５に記憶されているプログラムをＲＡＭ１６に読み出し、ヘッドユニット１０を統括的に制御する。

例えば、ＣＰＵ１４は、音源１９から出力されるオーディオ信号をミキサ２１に入力する。また、ＣＰＵ１４は、入力Ｉ／Ｆ１８から入力したオーディオ信号をミキサ２１に入力する。ミキサ２１は、音源１９から出力されるオーディオ信号と入力Ｉ／Ｆ１８から入力したオーディオ信号とをミキシングする。ＣＰＵ１４は、ミキサ２１でミキシングされたオーディオ信号をＤＳＰ１７に入力する。ＤＳＰ１７は、入力したオーディオ信号の音量又は音質を調整する。音質調整は、例えば周波数特性の調整である。ＤＳＰ１７は、音質調整をした後のオーディオ信号を増幅し、出力Ｉ／Ｆ２２に出力する。ＣＰＵ１４は、ＤＳＰ１７および出力Ｉ／Ｆ２２を制御して、複数のスピーカ１に供給する、複数のオーディオ信号の音量及び音質を個別に制御する。

音源１９は、複数のオーディオソースを有している。音源１９は、オーディオソースとして、例えば、ＦＭチューナ、ＡＭチューナ、ＣＤプレーヤ、ＭＤプレーヤ、磁気カセットデッキ、ＡＵＸ端子、ＤＶＤプレーヤ、ハードディスクドライブ、又はＴＶチューナなどを有する。

ヘッドユニット（ＡＶアンプ）１０には、複数のオーディオソースに対応する複数のチャンネルを備えており、ミキサ２１によってこれら複数のチャンネルをミキシングすることができる。したがって、例えば、ＣＤプレーヤで音楽を再生し、その音楽に合わせて楽器１００を演奏することができる。また、複数人で電子鍵盤楽器等の楽器１００を演奏する際、音程をユニゾンさせて楽しむことができる。また、ＣＤプレーヤで音楽を再生し、その音楽に合わせて歌唱を行ない、カラオケを楽しむこともできる。

図２及び図３で図示したように、モニタ２０は、二列目シート５３側に向けて配設されている。モニタ２０は、各スピーカ１の音量バランス又はＥＱ調整等に関する情報を表示する。ユーザは、モニタ２０に内蔵されたタッチパネル（不図示）またはその他のユーザインタフェースを介して各スピーカ１の音量バランス又はＥＱ調整等を行うこともできる。この場合、ヘッドユニット１０は、各スピーカ１の音量バランス又はＥＱ調整等を受け付ける調整受付部として機能する。

入力端子５は、図２で示したように、運転席５１側及び助手席５２側の各ドアに設置されたスピーカ１の近傍に設置することが望ましい。また、入力端子５は、二列目シート５３においては、右後部座席側及び左後部座席側の各ドアに設置されたスピーカ１の近傍に設置することが望ましい。あるいは、入力端子５は、スピーカ１の筐体（不図示）の一部に配置されていてもよい。スピーカ１の筐体に配置する場合、音響空間において入力端子５を配置するための加工が不要となるため、加工を最小限に抑えることができる。換言すると、ユーザは、通常のスピーカ１を入力端子５付きのスピーカ１に取り替えるだけで入力端子５と楽器１００を接続して演奏することができるため、音響空間への入力端子５の設置の容易化を図ることができる。ただし、入力端子５は、スピーカ１が設置された箇所とは全く別の箇所に配置されていてもよい。

入力端子５は、楽器１００に備えられた出力端子と有線接続による有線通信を行なう。したがって、ユーザが、楽器１００に備えられた出力端子と車両５０の室内に設置した入力端子５とをアナログオーディオケーブルで接続すると、楽器１００およびヘッドユニット１０は、アナログ通信が可能となる。また、ユーザが、楽器１００に備えられた出力端子と車両５０の室内に設置した入力端子５とをＵＳＢケーブルで接続した場合は、楽器１００およびヘッドユニット１０は、デジタル通信が可能となる。

また、図６に示すように、音響システムは、入力端子５にセンサ付きの蓋７０を有してもよい。ヘッドユニット１０は、蓋７０の状態に応じて入力をミュートする。例えば、ヘッドユニット１０は、蓋７０が動いたことをセンサで検出し、入力をミュートする。また、ヘッドユニット１０は、静電容量センサを用いる事で蓋７０又は入力端子５を指で触れたことを検出し、入力をミュートしてもよい。また、ヘッドユニット１０は、演奏開始時に音が途切れる等の誤動作防止のため、ある程度の音量の音が入力されている状態では、ミュートしない、又はミュートを解除してもよい。このような構成とすることによって、入力端子５からフォーンプラグ等を抜き差しする際の不快な音の発生を解消することができる。蓋７０は、例えば、入力端子５の入口付近、入力端子５内等に設けられる。

また、図６に示すように、音響システムは、入力端子５の近傍にスイッチ８０を備えていてもよい。スイッチ８０は、ユーザから、演奏者の着座している位置の指定を受け付ける。スイッチ８０は、例えば、コンソールボックスに設置される。ユーザは、例えば後部座席（二列目シート５３）に着座して楽器１００を演奏する場合、左側、中程、及び右側等着座する位置を指定することができる。ヘッドユニット１０は、指定された位置に応じて音の調整を行なう。

楽器１００、ヘッドユニット１０、又は後述するタブレット端末１５等のうちいずれか一以上は、音源を備える。また、ＭＩＤＩ（Musical Instruments Digital Interface 登録商標。以下、ＭＩＤＩについて登録商標という付記を省略する）データを発生させて出力するＭＩＤＩデータ発生器、又はＭＩＤＩデータに基づいてデジタルオーディオ信号を生成して出力する音源回路等を備えた音源ボックス（不図示）が音源となる場合もある。ユーザは、音源ボックスを各種音響装置と接続することによって、オーディオ信号を発生させてヘッドユニット１０に送信させることができる。なお、音源ボックスは、ミキサに搭載されてもよい。

入力端子５及びヘッドユニット１０（ＡＶアンプ）は、各種ケーブル等によって有線接続される。また、スピーカ１及びヘッドユニット１０は、各種ケーブル等によって有線接続される。

以上のように、楽器１００に備えられた出力端子と車両５０の室内に設置した入力端子５とが有線接続され、この入力端子５とヘッドユニット１０とが有線接続される。また、スピーカ１とヘッドユニット１０とが有線接続される。さらに、モニタ２０とヘッドユニット１０とが接続される。ただし、モニタ２０とヘッドユニット１０との間は有線通信である。

次に、車両５０の室内における音響空間において最適な音の設定となるように、ヘッドユニット１０が行なう、各スピーカ１の音量バランス又はＥＱ調整の例について説明する。

例えば、演奏者が右側後部座席に着座して演奏する場合を説明する。この場合、右側後部座席側のスピーカ１は演奏者の近傍にあるため、音が小さいほうが望ましい。一方、反対側の左側後部座席側のスピーカ１は演奏者から離れているので、演奏者が音を聴きやすくするために、右側後部座席側のスピーカ１の音量よりも大きくすることが好ましい。また、運転席５１側及び助手席５２側のスピーカ１に関しては、演奏者が着座するところから離れているため、特に大きくする必要はない場合もある。

ヘッドユニット１０は、搭載したＤＳＰ等の信号処理機能によりＥＱ（イコライザー）を実現することによって、周波数特性を補正することができる。すなわち、ヘッドユニット１０は、各スピーカ毎に演奏者の好みの音となるように調整して設定することができる。

例えば、運転席５１及び助手席５２は、自動車のエンジンに近い。そのため、ヘッドユニット１０は、エンジン音の周波数特性に応じて、演奏音がエンジン音にマスキングされないように、演奏音の周波数特性を調整する。例えば、高音領域（例えば４ｋＨｚ以上）においてエンジン音のレベルが高い場合、ヘッドユニット１０は、エンジン音により高音がマスキングされないようにするため、演奏音の高音のレベルを高くする。また、二列目シート５３及び三列目シート５４は、エンジン音は目立たないが、ロードノイズ等の外乱音が目立つ場合がある。そのため、ヘッドユニット１０は、ロードノイズ等の外乱音の周波数特性に応じて、演奏音が外乱音にマスキングされないように、演奏音の周波数特性を調整する。例えば、中音領域（例えば５００〜４ｋＨｚ以上）において外乱音のレベルが高い場合、ヘッドユニット１０は、外乱音により中音がマスキングされないようにするため、演奏音の中音のレベルを高くする。

エンジン音及び外乱音等の周波数特性は、予め運転席５１及び助手席５２において測定しておいてもよいし、各座席に設置されたマイクで実際の音を取得することで周波数特性を取得してもよい。また、ヘッドユニット１０は、エンジン回転数又は車速に応じて、周波数特性を推定してもよい。この場合、ヘッドユニット１０は、車両のＯＢＤ（On-board diagnostics）コネクタに接続され、エンジン回転数又は車速の情報を取得する。そして、ヘッドユニット１０は、予めエンジン回転数又は車速の情報に、ノイズ音の周波数特性を対応付けて、ＲＯＭ１１５等の記憶媒体に記憶しておく。ヘッドユニット１０は、取得した現在のエンジン回転数又は車速の情報で、ノイズ音の周波数特性を読み出して、オーディオ信号の周波数特性を調整する。

また、ヘッドユニット１０は、さらに、利用者が車両５０の窓又はドアを開けた場合、エンジンを停止した場合、またはエンジンを起動した場合、等に応じて、自動的に入力音の音量を下げたり、ミュートしたりすることを入力端子５毎に異なった設定で行う構成とすることも可能である。

次に、第２実施形態のタブレット端末１５を利用する一例について説明する。このタブレット端末１５は、公知の携帯型情報処理装置である。

図３に示す第２実施形態の例は、第１実施形態の例とは異なり、楽器１００の出力端子と室内の入力端子５とを各種ケーブル等で接続する構成ではなく、楽器１００とヘッドユニット１０（またはタブレット端末１５）とを無線通信で接続する構成である。タブレット端末１５とヘッドユニット１０との間は、無線通信でもよいし、有線通信でもよい。図３の例では、タブレット端末１５とヘッドユニット１０は、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface：登録商標）ケーブルで有線で接続されている。

第２実施形態は、音響空間に入力端子５が配置されていない。したがって、第２実施形態は、演奏者の位置情報を測定する。例えば、楽器１００は、ＧＰＳ（Global Positioning System 登録商標）によって楽器１００の位置を測定する測位機能を有する。

また、位置情報は、例えば、マイクおよびスピーカ１を用いることでも測定することができる。ヘッドユニット１０は、各スピーカ１から測定音を出力する。ヘッドユニット１０は、測定音を出力した時刻を記録する。楽器１００は、マイクを備える。楽器１００は、当該マイクにより測定音を取得する。楽器１００は、測定音を取得した時刻を記録する。楽器１００は、測定音を取得した時刻情報を、ヘッドユニット１０に送信する。ヘッドユニット１０は、測定音を出力してからマイクで該測定音が取得されるまでの時間差から、スピーカ１と楽器１００との距離を測定する。ヘッドユニット１０は、複数のスピーカ１で測定を繰り返すことで、複数のスピーカ１と楽器１００との距離を測定する。ヘッドユニット１０は、３つのスピーカ１で測定を行なうと、楽器１００の位置を一意に求めることができる。ヘッドユニット１０は、車内の各スピーカ１の配置を例えばヘッドユニット１０を原点とする直交座標系にプロットすることで、楽器１００の車内の位置（座標）を測定することができる。あるいは、ヘッドユニット１０は、座席毎に領域を設定することで、
なお、同様の動作で、ヘッドユニット１０は、タブレット端末１５の位置情報を測定することも可能である。

ヘッドユニット１０は、位置情報を受信すると、該位置情報に基づいて、スピーカ１の音量バランス又はＥＱ調整を行なう。例えば、ヘッドユニット１０は、運転席５１に楽器１００が存在する旨の位置情報を受信した場合、運転席５１の近傍右側のスピーカの音量を小さくして、左側のスピーカの音量を大きくすることで、左右から均一な音量の音が運転手に到達するように調整する。また、運転席５１は、自動車のエンジンに近いため、演奏音がエンジン音にマスキングされないように、演奏音の周波数特性を調整する。

なお楽器１００からヘッドユニット１０またはタブレット端末１５には、オーディオ信号を送信してもよいが、第２実施形態では、楽器１００は、ヘッドユニット１０またはタブレット端末１５に、例えば、ＭＩＤＩ形式のデータ（以下「ＭＩＤＩデータ」という）を送信する。ＭＩＤＩデータは、オーディオ信号よりもデータ量が少ないため、無線通信には好適である。楽器１００は、ＭＩＤＩ機器であり、演奏者の演奏操作に応じてＭＩＤＩ形式で記述されたデータ（以下「ＭＩＤＩデータ」）を生成する。ＭＩＤＩ機器は、ＭＩＤＩデータを出力するためのＭＩＤＩ出力端子のジャック（不図示）を備えており、このジャックに接続された外部機器に対して生成したＭＩＤＩデータを出力する。例えば、楽器１００は、ヘッドユニット１０のＭＩＤＩ＿Ｉ／Ｆ１３に接続され、ヘッドユニット１０にＭＩＤＩデータを送信する。

ヘッドユニット１０は、入力したＭＩＤＩデータに基づいて、音源１９におけるＭＩＤＩ音源を駆動して、オーディオ信号を発生する。また、タブレット端末１５にＭＩＤＩ＿Ｉ／Ｆがある場合には、タブレット端末１５が、内蔵音源を駆動して、オーディオ信号を発生してもよい。この場合、タブレット端末１５は、発生したオーディオ信号をヘッドユニット１０に送信する。

この例では、楽器１００が演奏データ送信装置となる。ヘッドユニット１０またはタブレット端末１５は、演奏データ受信装置となる。

なお、無線通信に関しては、無線ＬＡＮ、赤外線通信、又はブルートゥース（登録商標。以下、ブルートゥースについて登録商標という付記を省略する）等の種々の規格が用いられる。

次に、図５は、楽器を用いた音響方法の動作を示すフローチャートである。

第一出力ステップでは、楽器１００に備えた出力端子（不図示）から音響空間の複数適所に設置された入力端子５に信号を出力する。このステップによって、楽器１００は、データ信号を入力端子５に送信する（Ｓ１）。

第一受信ステップでは、入力端子５で楽器１００からのデータ信号を受信する（Ｓ２）。
第二出力ステップでは、入力端子５からヘッドユニット１０（ＡＶアンプ）に信号を出力する（Ｓ３）。
第二受信ステップでは、ヘッドユニット１０（ＡＶアンプ）で信号を受信する（Ｓ４）。
ヘッドユニット１０（ＡＶアンプ）で各スピーカ１の音量バランス、ＥＱ調整を行う（Ｓ５）。ただし、ステップＳ５は、ステップＳ１の前に行なってもよい。
第三出力ステップでは、ヘッドユニット１０（ＡＶアンプ）から音響空間の複数適所に設置されたスピーカ１に信号を出力する（Ｓ６）。

そして、これらのステップを経て、ヘッドユニット１０（ＡＶアンプ）は、接続された入力端子５に応じて、入力端子５に対応する位置において最適な音の設定となるように各スピーカ１の音量バランス又はＥＱ調整が行われた音をスピーカ１から出力する（Ｓ７）。

尚、本発明は、上記説明した各実施形態１及び実施形態２により限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。

電子鍵盤楽器は楽器１００の一例であり、その他の電子楽器であっても、室内で演奏するのに適していれば本発明の範疇となる。

音響空間である車両５０の室内は一例であり、車両５０の室内他の、例えば、リビングルーム、会議室、音響ルーム、スタジオ、音楽教室、又は音楽室等のような室内であってもよい。

楽器１００の出力端子と音響空間に設置した入力端子５との間は有線接続による有線通信としているが、これは一例であり、ブルートゥース等の無線接続による無線通信でも可能である。

入力端子５とヘッドユニット１０（ＡＶアンプ）との間は有線接続による有線通信としているが、これは一例であり、ブルートゥース等の無線接続による無線通信でも可能である。

スピーカ１とヘッドユニット１０との間は、有線接続による有線通信としているが、これは一例であり、ブルートゥース等の無線接続による無線通信も可能である。

モニタ２０とヘッドユニット１０との間は、有線接続により有線通信としているが、これは一例であり、ブルートゥース等の無線接続による無線通信であってもよい。

楽器１００とタブレット端末１５との間は、無線接続による無線通信としているが、これは一例であり、有線接続による有線通信であってもよい。

タブレット端末１５とヘッドユニット１０との間は有線接続による有線通信としているが、これは一例であり、無線接続による無線通信であってもよい。

利用者が、タッチパネルを内蔵したモニタ２０を用いてスピーカ１の音量バランス設定又はＥＱ調整を行うのは一例であり、ヘッドユニット１０の操作パネル又はタッチパネルを内蔵した表示部を用いてスピーカ１の音量バランス設定又はＥＱ調整を行なってもよい。また、利用者は、タブレット端末１５の操作パネル又はタッチパネルを内蔵した表示部においてもスピーカ１の音量バランス設定又はＥＱ調整を行なってもよい。

なお、イコライザ又は音源ボックスは、ヘッドユニット１０に内蔵されるタイプであってもよいし、外付けタイプのものであってもよい。

次に、図８は、第３実施形態に係る音響システムにおける、車内の模式的な平面図である。図２と共通する構成については同一の符号を付し、同一の符号を付した構成は、説明を省略する。図９は、第３実施形態に係る音響システムの動作を示すフローチャートである。

この実施形態では、音響システムは、楽器１００はなく、代わりに、２つのマイク１０５を備える。ただし、マイク１０５の数は、一例であり、音響システムは、１つまたはさらに多数のマイクを備えていてもよい。この例では、ユーザは、ＣＤプレーヤ等で音楽を再生させ、マイク１０５を用いて歌唱を行なうことで、車内でカラオケを楽しむ。ユーザは、二列目シート５３の左後部座席側及び三列目シート５４の左後部座席側にいる。

ヘッドユニット１０のＣＰＵ１４は、車内空間の聴取者の位置を検出する（Ｓ１１）。例えば、図８の例では、二列目シート５３の左後部座席側の入力端子５及び三列目シート５４の左後部座席側の入力端子５に、それぞれマイク１０５が接続されている。したがって、ＣＰＵ１４は、二列目シート５３の左後部座席側及び三列目シート５４の左後部座席側に聴取者の位置を検出する。これにより、ＣＰＵ１４は、聴取者の位置を検出する検出部として機能する。

ＣＰＵ１４は、ＤＳＰ１７に各種の信号処理をさせることにより、当該ＤＳＰ１７とともに、信号処理部を実現する。例えば、ＣＰＵ１４は、検出した聴取者の位置に応じて、車内空間に存在するスピーカ１に出力するオーディオ信号の音量調整を行なう（Ｓ１２）。ＣＰＵ１４は、ＤＳＰ１７および出力Ｉ／Ｆ２２を制御して、二列目シート５３の左後部座席側のスピーカ１及び三列目シート５４の左後部座席側のスピーカ１に対して、マイク１０５で取得された歌唱音に係るオーディオ信号を出力する。ヘッドユニット１０は、左側のスピーカの音量を小さくして、右側のスピーカの音量を大きくすることで、左右から均一な音量の音がユーザに到達するように調整する。ヘッドユニット１０は、運転席５１および助手席５２の近傍に設置されたスピーカについては、歌唱音に係るオーディオ信号のレベルを低くする。ただし、ヘッドユニット１０は、ＣＤプレーヤ等の音源から出力されるオーディオ信号については全てのスピーカ１に出力し、運転手には、音楽だけを聴かせることもできる。このように、ＣＰＵ１４は、ミキサ２１における複数のチャンネルのオーディオ信号の音量バランスを調整する。

また、ＣＰＵ１４は、検出した聴取者の位置に応じて、車内空間に存在するスピーカ１に出力するオーディオ信号の音質調整を行なう（Ｓ１３）。例えば、三列目のシート５４のユーザは、自動車の後部扉に近く、ロードノイズ等の外乱音が目立つ可能性があるため、ヘッドユニット１０は、ノイズ音の周波数特性に基づいて、音楽および歌唱音の周波数特性を調整する。ヘッドユニット１０は、例えば、中音領域（例えば５００〜４ｋＨｚ以上）レベルを高くする。外乱音等の周波数特性は、予め測定しておいてもよいし、マイク１０５で歌唱音が入力されていない時に実際の音を取得することで取得してもよい。このように、ヘッドユニット１０のＣＰＵ１４は、マイクなどを用いて聴取者の位置における音響環境を取得する音響環境取得部として機能する。また、この場合、ＣＰＵ１４は、音響環境取得部で取得した前記音響環境に応じて、車内空間に存在するスピーカに出力するオーディオ信号の処理を行なう。

ヘッドユニット１０は、音量調整及び音質調整を行なった後のオーディオ信号を、複数のスピーカ１に出力する（Ｓ１４）。

これにより、車内のユーザは、着座する位置に応じて最適な音量又は音質で、音楽および歌唱音を聴くことができる。

なお、図８の例では、車内空間の所定箇所に設置された複数の入力端子５を備え、検出部（ＣＰＵ１４）は、複数の入力端子５のうち、マイク等の機器が接続された入力端子５に対応する位置において、聴取者を検出する構成である。しかし、ヘッドユニット１０が、各スピーカ１から測定音を出力して、マイク１０５において当該測定音を取得するまでの時間差から、マイク１０５の位置を検出し、聴取者の位置を検出することも可能である。この場合、入力端子５は必須ではない。

また、図８の例では、マイク１０５を用いてカラオケを楽しむ例であるが、本実施形態の音響システムは、他の車内エンターテイメントに適用することが可能である。

例えば、音響システムは、マイク１０５に替えて、上述のタブレット端末１５、スマートフォン等の情報処理装置、携帯型のゲーム機、またはオーディオ信号出力端子を備えた知育玩具（タブレット型の玩具）等を備えていてもよい。この場合も、ヘッドユニット１０は、複数の入力端子５のうち、マイク等の機器が接続された入力端子５に対応する位置において、聴取者を検出する。あるいは、ヘッドユニット１０は、各スピーカ１から測定音を出力して、各機器のマイク（不図示）において当該測定音を取得するまでの時間差から、各機器の位置を検出し、聴取者の位置を検出することが可能である。この場合、複数の入力端子５は、必須ではない。タブレット端末１５、スマートフォン等の情報処理装置、携帯型のゲーム機、またはオーディオ信号出力端子を備えた知育玩具（タブレット型の玩具）等の音響機器は、ヘッドユニット１０に無線接続されてもよい。

次に、図１０は、変形例１に係る音響システムにおける、車内の模式的な平面図である。図１１は、変形例１に係る音響システムにおける、ＤＳＰ１７の機能的構成を示すブロック図である。図１２は、変形例１に係る音響システムの動作を示すフローチャートである。

変形例１に係る音響システムは、オーディオ信号の処理の他の例として、指向性を形成する（Ｓ１３１）。図１１に示すように、ＤＳＰ１７は、機能的に、指向性形成部１７１を備えている。指向性形成部１７１は、入力された各チャンネルのオーディオ信号を複数のスピーカ１に分配する。指向性形成部１７１は、複数のスピーカ１に供給するオーディオ信号の遅延量を制御することで、スピーカ１から出力される音に所定の指向性を形成させる。例えば、指向性形成部１７１は、図１０に示すように、複数のスピーカ１に供給されるオーディオ信号を、聴取者の位置（例えば二列目シート５３の左後部座席側）と各スピーカ１との距離に応じて遅延させる。これにより、指向性形成部１７１は、聴取者の位置からスピーカ１までの距離を仮想的に変更する。各スピーカ１から出力された音は、聴取者の位置において同じタイミングで到達するため、高レベルの音として聴取される。各スピーカ１のオーディオ信号の音量が低い場合でも、聴取者の位置の聴取者は、ある程度の音量として聴くことができ、他の位置の聴取者は、低レベルの音量として聴こえる（あるいはほとんど聴こえない）。

よって、変形例１に係る音響システムでは、車内にいる各ユーザは、他のユーザに音を聴かせることなく、自身の所望する音だけを高レベルで聴くことができる。これにより、例えば、カラオケを行なうユーザは、自身の歌唱音を他の者に聴かせることなく、自身だけ聴くことができる。また、例えば、スマートフォン等の音声通話装置を用いて、外部（例えば自宅）と通話を行なう場合に、外部からの発言内容を自身だけが聞くことができる。

次に、図１３は、変形例２に係る音響システムにおける、ＤＳＰ１７の機能的構成を示すブロック図である。図１４は、変形例２に係る音響システムの動作を示すフローチャートである。

変形例２に係る音響システムは、オーディオ信号の処理の他の例として、エコーキャンセル処理を行なう（Ｓ１５０）。図１３に示すように、ＤＳＰ１７は、機能的に、エコー除去部１７２を備えている。

エコー除去部１７２は、スピーカ１に出力するオーディオ信号を入力する。エコー除去部１７２は、例えば、適応型フィルタによるエコー除去処理を行なう。エコー除去部１７２は、スピーカ１から出力された音が、車内の音響空間を経てマイク１０５に至る帰還成分を推定する。エコー除去部１７２は、車内の音響空間におけるインパルス応答を模擬したＦＩＲフィルタでスピーカ１に出力するオーディオ信号を処理することにより、帰還成分を推定する。エコー除去部１７２は、推定した帰還成分をマイク１０５の取得した信号から除去する。エコー除去部１７２は、ＬＭＳまたはＲＬＳ等の適応アルゴリズムを用いて上記ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を更新する。

なお、エコーキャンセル処理は、指向性形成処理の前に行なってもよいが、例えば各スピーカ１に出力するオーディオ信号を用いて、個別にエコー除去処理を行なってもよい。

この場合、ヘッドユニット１０は、外部から受信した、通話先の音声だけでなく、ＣＤプレーヤの再生音等の、音源からの音もキャンセルすることができる。よって、聴取者がＣＤプレーヤの再生音を聴きながら外部と通話を行なっても、外部には、ＣＤプレーヤ等の再生音が送信されない。したがって、外部の通話者は、聴取者の発した声だけを明瞭に聴くことができる。

なお、本実施形態では、車内の空間に音を発するスピーカ１を設置する態様を示したが、聴取者は、他のスピーカの一例として、ヘッドフォンを用いてもよい。この場合、聴取者は、自身が聴きたい音だけを選択的に聴くことができる。例えば、図８の例において、ヘッドユニット１０は、二列目シート５３の左後部座席側の聴取者に対して、ＣＤプレーヤ等の再生音と、マイク１０５で取得した歌唱音と、をスピーカ１から出力させる。一方で、ヘッドユニット１０は、三列目シート５４の左後部座席側が利用するヘッドフォン（不図示）に対して、通話先からの音声に係るオーディオ信号を出力する。これにより、二列目シート５３の左後部座席側の聴取者は、カラオケを楽しみながら、三列目シート５４の左後部座席側の聴取者は、通話を行なうことができる。なお、ヘッドフォンの利用の有無は、利用者からの手動入力で判断する。

また、ヘッドフォンを利用する場合には、ノイズキャンセル処理が好適である。ヘッドユニット１０は、例えば、三列目シート５４の左後部座席側の聴取者がヘッドフォンを利用している場合に、三列目シート５４の左後部座席側のマイク１０５で取得したノイズ音を用いて、ノイズキャンセル処理を行なう。

変形例３
変形例３に係る音響システムは、サウンドマスキングに関する。ヘッドユニット１０は、車内の特定のユーザ（例えば運転者）に対して、マスカ音を出力する。例えば、二列目シート５３または三列目シート５４にユーザがいる場合に、運転席５１側のスピーカ１から、内容を理解できないようにするマスカ音を出力する。マスカ音は、マスキング対象となる音声を撹乱する撹乱音と、連続的に発生する背景音と、断続的に発生する演出音と、からなることが好ましい。撹乱音は、例えば、人の音声を時間軸上あるいは周波数軸上で改変し、語彙的に何ら意味をなさない（内容が理解できない）ようにしたものである。背景音は、例えば小川のせせらぎや木々のざわめき等、聴取者が注目し難く、不快感のない音である。演出音は、断続的に発生する楽音等の演出性の高い音である。演出音は、聴取者の注意を向けさせ、聴覚心理的に撹乱音の違和感を目立たなくする。これらの撹乱音、背景音、および演出音を組み合わせたマスカ音を運転者に聴取させることで、後部座席のユーザの会話内容をマスクしつつ、運転者の不快感を低減することが可能となる。

図１５は、変形例４に係る音響システムにおける、車内の模式的な平面図である。変形例４に係る音響システムは、オーディオ信号の処理の他の例として、聴取者の周囲の所定の位置に音像を仮想定位させる。仮想定位は、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ：Head-Related Transfer Function）により行なう。頭部伝達関数は、音源位置と聴者の耳との間の伝達関数を示す。頭部伝達関数は、ある位置に設置した仮想スピーカからそれぞれ左右の耳に至る音の大きさ、到達時間、および周波数特性等を表現したインパルス応答である。ヘッドユニット１０は、利用者が映画のコンテンツを視聴している場合において、センタチャンネルのオーディオ信号に、モニタ２０の位置から左右の耳に至る頭部伝達関数を付与する。頭部伝達関数による仮想定位は、ユーザがヘッドフォンを用いる場合に好適である。あるいは、頭部伝達関数による仮想定位は、ヘッドレスト等のユーザの直近にスピーカ１が設置されている場合も好適である。

図１５に示すように、モニタ２０に位置に、センタチャンネルの音像が仮想定位することで、ユーザが
図１６は、変形例５に係る音響システムにおける、車内の模式的な平面図である。変形例５に係る音響システムは、コンサートホール等の音響空間で発生する反射音を模擬した擬似反射音５０１を再生することで、車内にいながらにして実際のコンサートホール等の別の空間に居るような臨場感を聴取者に体感させるものである。

ヘッドユニット１０は、ユーザが選択した音響空間（例えばコンサートホール）に対応するインパルス応答をオーディオ信号に畳み込む。ヘッドユニット１０は、各スピーカ１に供給する信号のゲイン比率および遅延量を変化させることで、図１６に示すように、複数の位置に擬似反射音５０１を生成する。これにより、ユーザは、変形例５に係る処理も、ユーザがヘッドフォンを用いる場合、またはヘッドレスト等のユーザの直近にスピーカ１が設置されている場合に好適である。

１…スピーカ
５…入力端子
１０…ヘッドユニット
１２…通信部
１３…ＭＩＤＩ＿Ｉ／Ｆ
１４…ＣＰＵ
１５…タブレット端末
１６…ＲＡＭ
１７…ＤＳＰ
１８…入力Ｉ／Ｆ
１９…音源
２０…モニタ
２１…ミキサ
２２…出力Ｉ／Ｆ
５０…車両
５１…運転席
５２…助手席
５３…二列目シート
５４…三列目シート
７０…蓋
８０…スイッチ
１００…楽器
１０１…筐体
１０２…背面
１０５…マイク
１１５…ＲＯＭ
１７１…指向性形成部
１７２…エコー除去部
２００…バス
５０１…擬似反射音

Claims (16)

1. 出力端子を備えた楽器と、
   音響空間の複数適所に設置された、複数の入力端子と、
   音響空間の複数適所に設置された、複数のスピーカと、
   前記複数の入力端子及び前記複数のスピーカと接続され、複数のチャンネルをミキシングし、前記複数の入力端子のうち、前記出力端子が接続される前記入力端子の位置に応じて前記複数のスピーカのそれぞれの音量バランス又はＥＱ調整を行う、アンプと、
   を備えた、楽器を用いた車内用音響システム。
2. 前記複数の入力端子のうち少なくとも１つの前記入力端子はＵＳＢ端子であることを特徴とする請求項１に記載の楽器を用いた車内用音響システム。
3. 前記複数の入力端子のうち少なくとも１つの前記入力端子にセンサー付きの蓋を備え、
   前記アンプは、前記蓋の状態に応じて前記入力端子からの入力をミュートすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の楽器を用いた車内用音響システム。
4. 前記楽器又は前記アンプのいずれか一以上に音源を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一に記載の楽器を用いた車内用音響システム。
5. 前記スピーカの音量バランス設定又はＥＱ調整を、ユーザから受け付ける調整受付部を備えた、請求項１乃至請求項４のうちいずれか一に記載の楽器を用いた車内用音響システム。
6. 前記複数の入力端子のうち少なくとも１つの前記入力端子に、前記位置の指定を受け付けるスイッチを備えた、請求項１乃至請求項５のうちいずれか一に記載の楽器を用いた車内用音響システム。
7. 楽器に備えた出力端子から音響空間の複数適所に設置された複数の入力端子に信号を出力し、
   前記複数の入力端子で信号を受信し、
   前記複数の入力端子からアンプに信号を出力し、
   前記アンプで信号を受信し、
   前記アンプにおいて、複数のチャンネルをミキシングし、前記複数の入力端子のうち前記出力端子と接続された前記入力端子の位置に応じて複数のスピーカのそれぞれの音量バランス又はＥＱ調整を行い、
   前記アンプから音響空間の複数適所に設置された複数のスピーカに信号を出力する、
   楽器を用いた車内用音響方法。
8. 車内空間の聴取者の位置を検出する検出部と、
   前記検出部で検出した前記聴取者の位置に応じて、前記車内空間に存在するスピーカに出力するオーディオ信号の音量又は周波数特性の調整を行なう、信号処理部と、
   前記車内空間の所定箇所に設置され、楽器に備えた出力端子から信号を入力する複数の入力端子と、
   前記複数の入力端子及び前記スピーカに接続され、複数のチャンネルのオーディオ信号をミキシングして、前記スピーカに出力するミキサと、を備え、
   前記検出部は、前記複数の入力端子のうち、機器が接続された前記入力端子に対応する位置において、前記聴取者を検出し、
   前記信号処理部は、前記ミキサにおける前記複数のチャンネルのオーディオ信号の音量バランスを調整する、
   車内用音響機器。
9. 前記信号処理部は、前記スピーカから出力される音が前記聴取者の位置に至るように、指向性を制御する、請求項８に記載の車内用音響機器。
10. 前記聴取者の位置における音響環境を取得する音響環境取得部を備え、
    前記信号処理部は、前記音響環境取得部で取得した前記音響環境に応じて、前記車内空間に存在するスピーカに出力するオーディオ信号の処理を行なう、請求項８または請求項９に記載の車内用音響機器。
11. 前記信号処理部は、前記聴取者の位置における音量を他の位置の音量よりも大きくする、
    請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載の車内用音響機器。
12. 前記スピーカは、前記車内空間の特定の利用者に対してマスカ音を出力する、
    請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載の車内用音響機器。
13. 前記信号処理部は、前記聴取者の周囲の所定の位置に音像を仮想定位させる処理を行う、
    請求項８乃至請求項１２のいずれか一項に記載の車内用音響機器。
14. 前記仮想定位させる処理は、頭部伝達関数により行われる、
    請求項１３に記載の車内用音響機器。
15. 請求項８乃至請求項１４のうちいずれか一に記載の車内用音響機器と、
    ヘッドユニットに接続されるスピーカと、
    を備えた車内用音響システム。
16. 前記スピーカは、ヘッドフォンを含む、請求項１５に記載の車内用音響システム。

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