JPWO2010073336A1 - 音場補正装置 - Google Patents

Abstract

音場補正装置は、音響空間には、左右方向を含む少なくとも２つのスピーカが配置されているものとし、測定用信号発生手段は、上記２つのスピーカから測定用信号を発生させる。そして、測定用信号収音手段は、左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する。遅延補正手段は、測定用信号収音手段が左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整をおこなう。この場合、音場補正装置は、左右方向の軸に従い、２箇所から測定用信号を収音し、収音した内容に基づいて左右方向のレベル差を軽減させているので、受聴位置と各スピーカとの距離に基づいて単純にタイムアライメントを行った場合に発生する受聴位置における左右の音圧レベルの差異を減少させ、より適切な音場空間を提供することができる。

Description

本発明は、音場を補正する装置に関する。

複数のスピーカを備えて高品質の音響空間を提供するオーディオシステムでは、臨場感の得られる適切な音響空間を自動的に作り出すことが要求されている。即ち、受聴者自らが適切な音響空間を得ようとしてオーディオシステムを操作しても、複数のスピーカで再生される再生音の音圧特性等を適切に調整することは極めて困難であるため、オーディオシステム側で自動的に音場特性を補正することが要求されている。

例えば、車室内では、受聴位置が非対称であり、音の定位が乱れるので、図１３に示すように、受聴位置ＲＶから最も遠いスピーカであるスピーカＳＰ１の位置を基準として各スピーカＳＰからの距離とレベルを自動補正する。即ち、各スピーカＳＰから出力される音声信号を、それらのスピーカがスピーカＳＰ２−２〜ＳＰ５−２の位置にあるのと同等となるように遅延させる。自動補正する方法として、図１４に示すように、各スピーカＳＰ１〜ＳＰ５から出力される信号をマイクロホンＭＫが取得し、取得した情報に基づいて補正する方法がある。

この場合に、理想的には、図１５に示すように、仮想音源ＶＳ１〜ＶＳ５が受聴位置ＲＶ前方方向にある必要があるところ、実際に自動補正後の仮想音源の位置を何人かに調査した結果、図１６に示すように、仮想音源ＶＳ１１〜ＶＳ１５は、受聴位置ＲＶの左前方向にあり、定位が偏っていることが判明した。

また、実際に受聴位置における前後レベル差と、左右レベル差を計測したところ、図１７に示すように、前後のレベル差は、それほどないが、左右にレベル差があり、左方向が強いことが判明した。

そこで、左右のレベル差を減少させて、定位を前方方向へ補正することにより、適切な音場環境を提供することが望まれる。ここで、左右方向に収音部を備えて、音場補正するシステムとして、特許文献１に記載の音響特性測定装置や、特許文献２に記載の車室内音場自動補正システムがある。

特開２００８−１１３４２号公報 特開平７−２１２８９０号公報

しかし、特許文献１の音響特性測定装置は、各スピーカから出力された音を左右方向の収音部で取得し、取得した情報について平均化してスピーカの補正を行っている。従って、左右方向のレベル差を直接的に減少させていない。

また、特許文献２の車室内音場自動補正システムは、複数の収音部を備えているが、収音部が取得した情報をどのように使用しているか定義されていない。

本発明が解決しようとする課題としては、上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、左右方向のレベル差を解消する音場補正装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、音響空間における左右方向を含む少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う音場補正装置であって、測定用信号を発生させる測定用信号発生手段と、前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力手段と、前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する測定用信号収音手段と、前記測定用信号収音手段が、左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正手段と、を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、音響空間における、左右方向を含む少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う音場補正方法であって、測定用信号を発生させる測定用信号発生工程と、前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力工程と、前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する測定用信号収音工程と、前記測定用信号収音工程で左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正工程と、を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、コンピュータを備え、音響空間における、左右方向を含む少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う装置によって実行される音場補正プログラムであって、測定用信号を発生させる測定用信号発生手段、前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力手段、前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する測定用信号収音手段、前記測定用信号収音手段が、左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正手段、として前記コンピュータを機能させることを特徴とする。

信号遅延時間測定のための基本的構成を模式的に示す図である。 オーディオシステムの構成図である。 スピーカの配置例を示す図である。 信号処理回路の内部構成を示す図である。 信号処理部の構成を示すブロック図である。 係数演算部の構成を示すブロック図である。 補正部の構成を示すブロック図である。 軸を説明する図である。 オーディオシステムのブロック図である。 遅延対象のスピーカを決定する方法を説明する図である。 音場補正処理のフローチャートである。 音場補正処理を行った後のレベル差を示すグラフである。 従来の音場補正を概念的に示す図である。 従来の音場補正装置のマイクロホンの配置例を示す図である。 理想となる仮想音源の配置例である。 従来の音場補正後の仮想音源の配置を示す図である。 従来のレベル差を示すグラフである。

符号の説明

５１ 初期補正部
５２ 測定用信号発生部
５３ 測定用信号出力部
５４ 測定用信号集音部
５５ 遅延補正部
５６ 遅延調整対象スピーカ決定部
１００ オーディオシステム

本発明の１つの観点は、音響空間における、左右方向を含む少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う音場補正装置であって、測定用信号を発生させる測定用信号発生手段と、前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力手段と、前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する測定用信号収音手段と、前記測定用信号収音手段が、左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正手段と、を備える。

上記の音場補正装置は、例えば、車内の音場を補正するための装置に適用することができる。音響空間には、左右方向を含む少なくとも２つのスピーカが配置されているものとし、測定用信号発生手段は、上記２つのスピーカから測定用信号（例えば、ピンクノイズ等）を発生させる。測定用信号出力手段は、当該測定用信号を外部へ出力する。そして、測定用信号収音手段は、左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する。遅延補正手段は、測定用信号収音手段が左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整をおこなう。

この場合、音場補正装置は、左右方向の軸に従い、２箇所から測定用信号を収音し、収音した内容に基づいて左右方向のレベル差を軽減させているので、受聴位置と各スピーカとの距離に基づいて単純にタイムアライメントを行った場合に発生する受聴位置における左右の音圧レベルの差異を減少させ、より適切な音場空間を提供することができる。

上記の音場補正装置の一態様では、前記遅延補正手段は、前記左右方向のスピーカに対して遅延調整を行う。この場合、音場補正装置は、左右方向のレベル差を直接的に調整し得る左右方向のスピーカに対して遅延調整を行うことにより、適切に左右方向のレベル差を軽減させることができる。

上記の音場補正装置の一態様では、前記音場空間は、前記左右方向のスピーカとは別に縦方向にスピーカを少なくとも１つ備え、前記測定用信号出力手段は、縦方向用の測定用信号を、音場空間内のスピーカから同時に出力させ、前記測定用信号収音手段は、前記縦方向用の測定用信号を前記音響空間における縦方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音し、前記遅延補正手段は、前記縦方向用の測定信号を収音した内容に基づいて、縦方向のレベル差を所定以下になるまで、前記縦方向のスピーカに対して遅延調整を行う。この場合、遅延補正手段は、音場空間における横方向だけでなく、縦方向についてのレベル差を検出し、縦方向のレベル差が少なくなるように補正するので、音場補正装置は、より適切な音場空間を提供することができる。

上記の音場補正装置の他の一態様では、前記音場空間内のスピーカについて、所定の遅延値を予め設定している。この場合、音場補正装置は、予め遅延値を設定しているので、音場補正する回数を軽減させることができる。

前記遅延補正手段は、前記左右方向のスピーカに対して遅延調整を行う際、前記左右方向とは垂直で且つ前記収音手段の中心に位置する受聴箇所を通る第一の基準軸で音場を分断した場合にスピーカ数の少ない領域に存在するスピーカ、若しくは前記受聴箇所に近い方に存在するスピーカに対して遅延調整を行う。この場合、音場補正装置は、補正対象とするスピーカを限定して補正処理を行うので、複数のスピーカに対して補正することを防止することができ、補正処理を簡素化させることができる。

前記遅延補正手段は、前記縦方向とは垂直で且つ受聴箇所の中心を通る第二の基準軸で音場を分断した場合にスピーカ数の少ない領域に存在するスピーカ、若しくは前記受聴箇所に近い方に存在するスピーカに対して遅延調整を行う。この場合も、音場補正装置は、補正対象とするスピーカを限定して補正処理を行うので、複数のスピーカに対して補正することを防止することができ、補正処理を簡素化させることができる。

本発明の他の観点では、音響空間における、左右方向を含む少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う音場補正方法であって、測定用信号を発生させる測定用信号発生工程と、前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力工程と、前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する測定用信号収音工程と、前記測定用信号収音工程で左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正工程と、を備える。

上記の音場補正方法でも左右方向の軸に従い、２箇所から測定用信号を収音し、収音した内容に基づいて左右方向のレベル差を軽減させているので、受聴位置と各スピーカとの距離に基づいて単純にタイムアライメントを行った場合に発生する受聴位置における左右の音圧レベルの差異を減少させ、より適切な音場空間を提供することができる。

本発明の他の観点では、コンピュータを備え、音響空間における、左右方向を含む少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う装置によって実行される音場補正プログラムであって、測定用信号を発生させる測定用信号発生手段、前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力手段、前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する測定用信号収音手段、前記測定用信号収音手段が、左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正手段、として前記コンピュータを機能させる。

このプログラムを、各種装置上で実行することにより、本発明の音場補正装置を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［概要説明］
まず、本発明による信号遅延時間測定の概要について説明する。図１に、信号遅延時間測定のための基本的構成を模式的に示す。図示のように、信号遅延時間測定を行う装置は、信号処理回路２と、測定用信号発生器３と、Ｄ／Ａ変換器４と、スピーカ６と、マイクロホン８と、Ａ／Ｄ変換器１０と、を備える。スピーカ６及びマイクロホン８は音響空間２６０内に配置される。なお、本実施例における音響空間２６０は、車室内の空間とする。

測定用信号発生器３は測定用信号２１１としてパルス性の信号を発生し、信号処理回路２へ供給する。なお、測定用信号はデジタル信号として測定用信号発生器３内のメモリなどに記憶しておくことができる。信号処理回路２は、測定用信号２１１をＤ／Ａ変換器４へ送る。Ｄ／Ａ変換器４は測定用信号２１１をアナログの測定用信号２１２に変換し、スピーカ６へ供給する。スピーカ６は測定用信号２１２に対応する測定用パルス音３５を測定用信号音として音響空間２６０に出力する。なお、本実施例では、上記スピーカ６が５つ設けられて、マイクロホン８が、受聴位置の左右方向と前後方向に合計４つ設けられているものとする。上記測定用信号の具体例として、ピンクノイズなど種々のランダムノイズやパルス性の信号がある。なお、本実施例では、測定用信号をパルス性の信号としているが、他の種々の信号でも良い。

本発明では、測定用信号２１１を左右方向に配置されているマイクロホン８を介して取得し、受聴位置の左右レベル差を検出し、当該左右レベル差に応じて遅延補正をする。

［オーディオシステム］
図２は、本実施例の自動音場補正システムを備えたオーディオシステムの構成を示すブロック図である。

図２において、本オーディオシステム１００には、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ）プレーヤやＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｃ又はＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）プレーヤ等の音源１から複数チャンネルの信号伝送路を通じてデジタルオーディオ信号ＳＦＬ，ＳＦＲ，ＳＣ，ＳＲＬ，及びＳＲＲが供給される信号処理回路２と、測定用信号発生器３とが設けられている。

なお、オーディオシステム１００は、複数チャンネルの信号伝送路を含むが、以下の説明では各チャンネルをそれぞれ「ＦＬチャンネル」、「ＦＲチャンネル」などと表現することがある。また、信号及び構成要素の表現において複数チャンネルの全てについて言及する時は参照符号の添え字を省略する場合がある。また、個別チャンネルの信号及び構成要素に言及する時はチャンネルを特定する添え字を参照符号に付す。例えば、「デジタルオーディオ信号Ｓ」と言った場合は全チャンネルのデジタルオーディオ信号ＳＦＬ〜ＳＲＲを意味し、「デジタルオーディオ信号ＳＦＬ」と言った場合はＦＬチャンネルのみのデジタルオーディオ信号を意味するものとする。

更に、オーディオシステム１００は、信号処理回路２によりチャンネル毎に信号処理されたデジタル出力ＤＦＬ〜ＤＲＲをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器４ＦＬ〜４ＲＲと、これらのＤ／Ａ変換器４ＦＬ〜４ＲＲから出力される各アナログオーディオ信号を増幅する増幅器５ＦＬ〜５ＲＲとを備えている。これらの増幅器５で増幅した各アナログオーディオ信号ＳＰＦＬ〜ＳＰＲＲを、図１に例示するような自動音場補正システム等に配置された複数チャンネルのスピーカ６ＦＬ〜６ＲＲに供給して鳴動させるようになっている。

また、オーディオシステム１００は、受聴位置ＲＶにおける再生音を集音するマイクロホン８Ａ〜Ｄと、マイクロホン８から出力される集音信号を増幅する増幅器９Ａ〜９Ｄと、増幅器９Ａ〜９Ｄの出力をデジタルの集音データに変換して信号処理回路２に供給するＡ／Ｄ変換器１０Ａ〜１０Ｄとを備えている。

ここで、オーディオシステム１００は、オーディオ周波数帯域のほぼ全域にわたって再生可能な周波数特性を有する全帯域型のスピーカ６ＦＬ，６ＦＲ，６Ｃ，６ＲＬ，６ＲＲを鳴動させることで、受聴位置ＲＶにおける受聴者に対して臨場感のある音響空間を提供する。

各スピーカの配置としては、例えば、図３に示すように、受聴位置ＲＶの前方に、左右２チャンネルのフロントスピーカ（前方左側スピーカ、前方右側スピーカ）６ＦＬ、６ＦＲとセンタースピーカ６Ｃを配置する。また、受聴位置ＲＶの後方に、左右２チャンネルのスピーカ（後方左側スピーカ、後方右側スピーカ）６ＲＬ、６ＲＲと、を配置する。オーディオシステム１００に備えられた自動音場補正システムは、遅延特性を補正したアナログオーディオ信号ＳＰＦＬ〜ＳＰＲＲをこれら５個のスピーカ６ＦＬ〜６ＲＲに供給して鳴動させることで、臨場感のある音響空間を実現する。また、受聴位置ＲＶの左右方向にマイクロホン８Ａ及びマイクロホン８Ｂを配置し、前後方向にマイクロホン８Ｃ及びマイクロホン８Ｄを配置する。

信号処理回路２は、デジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰ）等で形成されており、図４に示すように、大別して信号処理部２０と、係数演算部３０とから構成される。信号処理部２０は、ＣＤ、ＤＶＤ、その他の各種音楽ソースを再生する音源１から複数チャンネルのデジタルオーディオ信号を受け取り、遅延特性補正を施してデジタル出力信号ＤＦＬ〜ＤＲＲを出力する。

係数演算部３０は、マイクロホン８で集音された信号をデジタルの集音データを受け取り、補正係数信号を生成して信号処理部２０へ供給する。

マイクロホン８からの集音データに基づいて信号処理部２０が適切な遅延特性補正を行うことにより、各スピーカ６から最適な信号が出力される。

信号処理部２０は、図５に示すようにグラフィックイコライザＧＥＱと、チャンネル間アッテネータＡＴＧ１〜ＡＴＧ５と、遅延回路ＤＬＹ１〜ＤＬＹ５とを備えている。一方、係数演算部３０は、図６に示すように、システムコントローラＭＰＵと、初期補正部１１と、軸レベル補正部１２とを備えている。初期補正部１１及び軸レベル補正部１２はＤＳＰを構成している。なお、システムコントローラは、オーディオシステム１００全体を統括的に制御している。

オーディオシステム１００は、動作モードとして自動音場補正モードと音源信号再生モードの２つのモードを有する。自動音場補正モードは、音源１からの信号再生に先だって行われる調整モードであり、オーディオシステム１００の設置された環境について自動音場補正を行う。その後、音源信号再生モードでＣＤなどの音源１からの音響信号が再生される。本発明は、主として自動音場補正モードにおける補正処理に関するものである。

図５を参照すると、ＦＬチャンネルのイコライザＥＱ１には、音源１からのデジタルオーディオ信号ＳＦＬの入力をオン／オフ制御するスイッチ素子ＳＷ１２と、測定用信号発生器３からの測定用信号ＤＮの入力をオン／オフ制御するスイッチ素子ＳＷ１１が接続され、スイッチ素子ＳＷ１１はスイッチ素子ＳＷＮを介して測定用信号発生器３に接続されている。

スイッチ素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷＮは、図６に示すマイクロプロセッサで形成されたシステムコントローラＭＰＵによって制御され、音源信号再生時には、スイッチ素子ＳＷ１２がオン（導通）、スイッチ素子ＳＷ１１とＳＷＮがオフ（非導通）となり、音場補正時には、スイッチ素子ＳＷ１２がオフ、スイッチ素子ＳＷ１１とＳＷＮがオンとなる。

また、イコライザＥＱ１の出力接点には、チャンネル間アッテネータＡＴＧ１が接続され、チャンネル間アッテネータＡＴＧ１の出力接点には遅延回路ＤＬＹ１が接続されている。そして、遅延回路ＤＬＹ１の出力ＤＦＬが、図２中のＤ／Ａ変換器４ＦＬに供給される。

他のチャンネルもＦＬチャンネルと同様の構成となっており、スイッチ素子ＳＷ１１に相当するスイッチ素子ＳＷ２１〜ＳＷ５１と、スイッチ素子ＳＷ１２に相当するスイッチ素子ＳＷ２２〜ＳＷ５２が設けられている。そして、これらのスイッチ素子ＳＷ２１〜ＳＷ５２に続いて、イコライザＥＱ２〜ＥＱ５と、チャンネル間アッテネータＡＴＧ２〜ＡＴＧ５と、遅延回路ＤＬＹ２〜ＤＬＹ５が備えられ、遅延回路ＤＬＹ２〜ＤＬＹ５の出力ＤＦＲ〜ＤＲＲが図２中のＤ／Ａ変換器４ＦＲ〜４ＲＲに供給される。

更に、各チャンネル間アッテネータＡＴＧ１〜ＡＴＧ５は、チャンネル間レベル補正部１２からの調整信号ＳＧ１〜ＳＧ５に従って０ｄＢからマイナス側の範囲で減衰率を変化させる。また、各チャンネルの遅延回路ＤＬＹ１〜ＤＬＹ５は、初期補正部１１や軸レベル補正部１２からの調整信号に従って入力信号の遅延時間を変化させる。

初期補正部１１について説明する。初期補正部１１は、受聴位置ＲＶと、各スピーカとの距離に基づいて、遅延量を算出する。

具体的には、図５に示すスイッチＳＷ１１〜ＳＷ５２を順次切り換えることにより、測定用信号発生器３から発生された測定用信号ＤＮを各チャンネルに各スピーカ６から出力し、これをマイクロホン８により集音して対応する集音データを生成する。測定用信号を例えばインパルスなどのパルス性信号とすると、スピーカ６からパルス性の測定用信号を出力した時刻と、それに対応するパルス信号がマイクロホン８により受信された時刻との差は、各チャンネルのスピーカ６とマイクロホン８との距離に比例することになる。よって、測定より得られた各チャンネルの遅延時間のうち、最も遅延量の大きいチャンネルの遅延時間に残りのチャンネルの遅延時間を合わせることにより、各チャンネルのスピーカ６と受聴位置ＲＶとの距離差を吸収することができる。よって、各チャンネルのスピーカ６から発生する信号間の遅延を等しくすることができ、複数のスピーカ６から出力された時間軸上で一致する時刻の音響が同時に受聴位置ＲＶに到達することになる。

図７（Ａ）に初期補正部１１の構成を示す。遅延量演算部１１aは集音データＤＭを受け取り、パルス性測定用信号と集音データとの間のパルス遅延量に基づいて、各チャンネル毎に音場環境による信号遅延量（時間）を演算する。遅延量決定部１１ｂは遅延量演算部１１aからチャンネル毎に信号遅延量を受け取り、一時的にメモリ１１cに記憶する。全てのチャンネルについての信号遅延量が演算され、メモリ１１cに記憶された状態で、調整量決定部１１bは最も大きい信号遅延量を有するチャンネルの再生信号が受聴位置ＲＶに到達するのと同時に他のチャンネルの再生信号が受聴位置ＲＶに到達するように、各チャンネルの調整量を決定し、調整信号を各チャンネルの遅延回路ＤＬＹ１〜ＤＬＹ５に供給する。各遅延回路ＤＬＹ１〜ＤＬＹ５は調整信号に応じて遅延量を調整する。こうして、各チャンネルの遅延特性の調整が行われる。なお、上記の例では遅延調整のための測定用信号としてパルス性信号を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の測定用信号を用いてもよい。

軸レベル補正部１２について説明する。軸レベル補正部１２は、受聴位置の左右又は前後の軸のレベル差をほぼ０にする役割を有する。図７（Ｂ）に示すように、軸レベル補正部１２は、レベル検出部１２ａと調整量決定部１２ｂとを有する。ここで軸について、図８を用いて説明する。図８の横方向をＸ方向とし、縦方向をＹ方向とする。図８（Ａ）に示すように、本実施例では、フロントスピーカであるスピーカ６ＦＬ、スピーカ６Ｃ、及びスピーカ６ＦＲを通過するＸ方向の軸を軸４０１とする。当該軸４０１と平行している軸４０２上に配置されているマイクロホンをＸ軸方向のマイクロホンとする。即ち、Ｘ軸方向のマイクロホンは、フロントスピーカの並びと平行に配置されていることになる。また、図８（Ｂ）に示すように、上記軸４０２と垂直となるＹ方向の軸である軸４０３上に配置された複数のマイクロホンをＹ軸方向のマイクロホンとする。

具体的に、測定用信号発生器３から出力される測定用信号（例えば、ピンクノイズ）ＤＮによって、スピーカ６ＦＬ、６Ｃ、及び６ＦＲを同時に鳴動させたときに、レベル検出部１２ａは、マイクロホン８Ａ及びマイクロホン８Ｂを介して得られる受聴位置ＲＶにおける左右のレベル差を取得する。取得したレベル差がほぼ０でない場合、調整量決定部１２ｂは、スピーカ６の遅延量の調整を行う。また、測定用信号発生器３から出力される測定用信号ＤＮによって、５つのスピーカ６を同時に鳴動させた場合、レベル検出部１２ａは、マイクロホン８Ｃ及びマイクロホン８Ｄを介して得られる受聴位置ＲＶにおける前後のレベル差を取得する。取得したレベル差がほぼ０でない場合、調整量決定部１２ｂは、スピーカ６の遅延量の調整を行う。

［オーディオシステムの機能］
次に、オーディオシステム１００の機能ブロック図を、図９に示す。図９に示すように、オーディオシステム１００は、初期補正部５１、測定用信号発生部５２、測定用信号出力部５３、測定用信号収音部５４、遅延補正部５５、及び遅延調整対象スピーカ決定部５６を有する。

初期補正部５１は、受聴位置ＲＶと、各スピーカ６の位置に基づいて遅延量を決定する。本実施例では、システムコントローラが、係数演算部３０内の初期補正部１１を動作させることにより、初期補正部５１を実現している。

測定用信号発生部５２は、測定用信号を発生させる。本実施例では、システムコントローラが、測定用信号発生器３に対して測定用信号を発生させることにより、測定用信号発生部５２を実現する。

測定用信号出力部５３は、測定用信号発生部１１が発生した測定用信号を同時に複数のスピーカ６から出力させる。本実施例では、システムコントローラが、信号処理回路２に対して測定用信号の出力を要求することにより、測定用信号出力部５３を実現する。

測定用信号収音部５４は、測定用信号出力部５３が出力した測定用信号を、マイクロホン８が収音した情報を取得する。本実施例では、システムコントローラが、信号処理回路２に対して、マイクロホン８が収音した情報を取得させることにより、測定用信号収音部５４を実現する。

遅延補正部５５は、測定用信号収音部５４が収音した情報に基づき、左右の軸又は、前後の軸におけるレベル差を検出し、軸のレベル差が所定値以上である場合に、軸のレベル差が０に近づくように、後述する遅延調整対象スピーカ決定部５６が決定したスピーカについて遅延量を変更する。

遅延調整対象スピーカ決定部５６は、スピーカ６の配置に基づいて、遅延調整を行うスピーカ６を決定する。調整対象のスピーカ６を決定する方法について図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）を用いて、説明する。遅延調整対象スピーカ決定部５６は、軸（Ｘ軸やＹ軸）と垂直で、且つ受聴箇所の中心位置を通る、軸基準線で音場空間を分断した場合における、スピーカ６の数が少ない領域に属するスピーカ６の内、受聴位置ＲＶに近いスピーカ６を、軸に関する補正遅延対象のスピーカに決定する。

図１０（Ａ）のように、Ｘ方向の軸上のレベル差に基づく遅延量変更対象のスピーカを決める場合、遅延調整対象スピーカ決定部５６は、Ｘ方向と垂直で、且つ受聴箇所の中心位置Ｐを通る軸基準線Ｌ１で音場空間を分断する。そして、遅延調整対象スピーカ決定部５６は、分断した領域の内、スピーカの数の少ない領域である領域１５０Ａに属し、且つ受聴箇所に近いスピーカ６ＦＲを遅延調整対象スピーカに決定する。

そして、図１０（Ｂ）のように、Ｙ方向の軸上のレベル差に基づいて、遅延量変更対象のスピーカを決める場合、遅延調整対象スピーカ決定部５６は、Ｙ方向と垂直で、且つ受聴位置ＲＶの中心位置Ｐを通る軸基準線Ｌ２で音場空間を分断する。そして、遅延調整対象スピーカ決定部５６は、分断した領域の内、スピーカの数の少ない領域である領域１５０Ｃに属し、且つ受聴箇所に近いスピーカ６ＲＲを遅延調整対象スピーカに決定する。

上述の例のように、オーディオシステム１００は、補正対象とするスピーカ６を限定して補正処理を行うので、複数のスピーカ６に対して補正することを防止することができ、補正処理を簡素化させることができる。

［音場補正方法及び音場補正手順］
次に、オーディオシステム１００が、音場を補正する処理手順について説明する。ここでいう音場補正処理とは、オーディオシステム１００が、音場空間の前方に設置されているスピーカ６から出力された信号をＸ方向の軸４０２上の２箇所のマイクロホン８Ａ及び８Ｂから取得し、当該マイクロホン８から取得した情報に基づいて、Ｘ方向のレベル差をほぼ０となるようにスピーカの遅延量を調整し、さらに、Ｙ方向の軸４０３上のマイクロホン８Ｃ及び８Ｄから取得した情報に基づいて、Ｙ方向のレベル差をほぼ０となるようにスピーカの遅延量を調整する処理をいう。

上記音場補正処理手順について、図１１に示すフローチャートに従って説明する。当該音場補正処理は、システムコントローラ上でプログラムを実行することにより実現することができる。

最初に、初期補正部５１が、各スピーカ６と、運転席（受聴位置ＲＶ）の距離から、各チャンネルの遅延量（ＴＡ値）を設置する（ステップＳ１）。

次に、遅延調整対象スピーカ決定部５６は、前述の方法に基づいて、遅延調整の対象となるスピーカを決定する（ステップＳ２）。本実施例では、遅延調整対象スピーカ決定部５６は、左右方向のレベル差がほぼ０となっていない場合には、スピーカ６ＦＲを遅延させ、前後方向のレベル差がほぼ０となっていない場合には、スピーカ６ＳＲを遅延させることを決定する。

そして、測定用信号発生部５２は、測定用信号であるピンクノイズを発生させ、測定用信号出力部５３は、フロント側の３つのスピーカから同時にピンクノイズを出力する（ステップＳ３）。

そして、測定用信号収音部５４は、上記のピンクノイズを収音し、遅延補正部５５は、頭部周りの左右軸である軸４０２上のレベル差を検出し、レベル差が所定の閾値以下ではない場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、遅延補正部５５は、スピーカ６ＦＲの遅延量を変更する（ステップＳ６）。なお、遅延補正部５５は、左右軸のレベル差が所定の閾値以下になるまで、継続してスピーカ６ＦＲの遅延量を変更する（ステップＳ４〜ステップＳ６）。

このように、遅延補正部５５が、左右方向に位置するスピーカ６ＦＲの遅延量を変更することにより、左右方向のレベル差の改善を行っている。

左右軸のレベル差がほぼ０となっている場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、測定用信号発生部５２は、測定用信号であるピンクノイズを発生させ、測定用信号出力部５３は、音場空間内の５つのスピーカ６から同時にピンクノイズを出力する（ステップＳ７）。

測定用信号収音部５４が、上記のピンクノイズを収音し、遅延補正部５５は、前後軸(軸４０３)、左右軸のマイクレベル差を算出し（ステップＳ８）、前後軸、左右軸共に、マイクレベル差がほぼ０でなければ（ステップＳ９；Ｎｏ）、遅延補正部５５は、スピーカ６ＳＲの遅延量を変更する（ステップＳ１０）。なお、遅延補正部５５は、前後軸、左右軸のマイクレベル差がほぼ０になるまでスピーカ６ＳＲの遅延量を変更する。

そして、前後軸、左右軸共に、マイクレベル差がほぼ０となった段階で（ステップ９；Ｙｅｓ）、音場補正処理を終了する。

なお、ステップＳ９で、前後軸、左右軸共にマイクレベル差がほぼ０であるか否かを判断しているが、ステップＳ５で、左右軸のマイクレベル差がほぼ０となっている段階で、左右軸のマイクレベル差がほぼ０でない可能性が低いことから、ステップＳ９で左右軸のマイクレベル差を算出しなくても良い。

次に、図１２（Ａ）に従来の音場補正方法を行った場合の左右軸、前後軸のマイクレベル差を示し、図１２（Ｂ）に本願発明の音場補正方法を行った場合の左右軸、前後軸のマイクレベル差を示す。

図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、本願発明の音場補正処理によれば、従来の音場補正方法に比して、左右軸におけるマイクレベル差が改善されている。

このように、音場補正装置１は、利用者の左右方向におけるマイクレベル差に着目し、マイクレベル差を改善するようにスピーカの遅延量を調整しているので、従来に比して、良好な音場空間を提供することができる。

以上説明したように、音響空間における、左右方向を含む少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う音場補正装置は、測定用信号を発生させる測定用信号発生手段と、音響空間の左右方向用として、測定用信号を２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力手段と、左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する測定用信号収音手段と、測定用信号収音手段が、左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正手段と、を備える。

この場合、音場補正装置は、左右方向（横方向）の軸に従い、２箇所から測定用信号を収音し、収音した内容に基づいて左右方向のレベル差を軽減させているので、受聴位置と各スピーカとの距離に基づいて単純にタイムアライメントを行った場合に発生する受聴位置における左右の音圧レベルの差異を減少させ、より適切な音場空間を提供することができる。

また、上述のオーディオシステム１００は、縦方向にスピーカ６を少なくとも１つ備えており、測定用信号発生部５２は、縦方向（Ｙ方向）用の測定用信号を、全スピーカ６から同時に出力させ、遅延補正部５５は、縦方向用の測定信号を収音した内容に基づいて、縦方向のレベル差を所定以下になるまで、縦方向のスピーカ６に対して遅延調整を行っている。この場合、遅延補正部５５は、音場空間における横方向だけでなく、縦方向についてのレベル差を検出し、縦方向のレベル差が少なくなるように補正するので、オーディオシステム１００は、より適切な音場空間を提供することができる。

また、上述のオーディオシステム１００では、初期補正部５１が音場空間内のスピーカについて、所定の遅延値を予め設定している。この場合、音場補正装置は、予め遅延値を設定しているので、音場補正する回数を軽減させることができる。

上述の実施例では、オーディオシステム１００が、Ｘ方向又はＹ方向上のレベル差を減少させる場合について述べたが、本発明は、これに限られず、他の軸上のレベル差を減少させるように補正しても良い。

本発明は、音場を補正する装置について利用することができる。

請求項１に記載の発明は、音響空間における左右方向に配置された少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う音場補正装置であって、測定用信号を発生させる測定用信号発生手段と、前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力手段と、前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所で収音する測定用信号収音手段と、前記測定用信号収音手段が左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差が所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正手段と、を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、音響空間における左右方向に配置された少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う音場補正方法であって、測定用信号を発生させる測定用信号発生工程と、前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力工程と、前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所で収音する測定用信号収音工程と、前記測定用信号収音工程で左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差が所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正工程と、を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、コンピュータを備え、音響空間における左右方向に配置された少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う装置によって実行される音場補正プログラムであって、測定用信号を発生させる測定用信号発生手段、前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力手段、前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所で収音する測定用信号収音手段、前記測定用信号収音手段が、左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差が所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正手段、として前記コンピュータを機能させることを特徴とする。

Claims (8)

1. 音響空間における、左右方向を含む少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う音場補正装置であって、
   測定用信号を発生させる測定用信号発生手段と、
   前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力手段と、
   前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する測定用信号収音手段と、
   前記測定用信号収音手段が左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正手段と、
   を備えることを特徴とする音場補正装置。
2. 前記遅延補正手段は、前記左右方向のスピーカに対して遅延調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の音場補正装置。
3. 前記音場空間は、前記左右方向のスピーカとは別に縦方向にスピーカを少なくとも１つ備え、
   前記測定用信号出力手段は、縦方向用の測定用信号を、音場空間内のスピーカから同時に出力させ、
   前記測定用信号収音手段は、前記縦方向用の測定用信号を前記音響空間における縦方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音し、
   前記遅延補正手段は、前記縦方向用の測定信号を収音した内容に基づいて、縦方向のレベル差を所定以下になるまで、前記縦方向のスピーカに対して遅延調整を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の音場補正装置。
4. 前記音場空間内のスピーカについて、所定の遅延値を予め設定していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の音場補正装置。
5. 前記遅延補正手段は、前記左右方向のスピーカに対して遅延調整を行う際、前記左右方向とは垂直で且つ前記収音手段の中心に位置する受聴箇所を通る第一の基準軸で音場を分断した場合にスピーカ数の少ない領域に存在するスピーカ、若しくは前記受聴箇所に近い方に存在するスピーカに対して遅延調整を行うことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の音場補正装置。
6. 前記遅延補正手段は、前記縦方向とは垂直で且つ受聴箇所の中心を通る第二の基準軸で音場を分断した場合にスピーカ数の少ない領域に存在するスピーカ、若しくは前記受聴箇所に近い方に存在するスピーカに対して遅延調整を行うことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の音場補正装置。
7. 音響空間における、左右方向を含む少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う音場補正方法であって、
   測定用信号を発生させる測定用信号発生工程と、
   前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力工程と、
   前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する測定用信号収音工程と、
   前記測定用信号収音工程で左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正工程と、
   を備えることを特徴とする音場補正方法。
8. コンピュータを備え、音響空間における、左右方向を含む少なくとも２つのスピーカに対して音場補正を行う装置によって実行される音場補正プログラムであって、
   測定用信号を発生させる測定用信号発生手段、
   前記音響空間の左右方向用として、前記測定用信号を前記２つのスピーカから同時に出力させる測定用信号出力手段、
   前記左右方向用の測定用信号を前記音響空間における左右方向の軸に沿って、少なくとも２箇所から収音する測定用信号収音手段、
   前記測定用信号収音手段が、左右方向用の測定用信号を収音した内容に基づいて、左右方向のレベル差を所定値以下になるまで、音響空間内のいずれかのスピーカについて遅延調整を行う遅延補正手段、として前記コンピュータを機能させることを特徴とする音場補正プログラム。

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