JPH04141000A - 雑音除去機能を有する車載用音響装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 車載用オーディオシステムは、増々高品質化及び高機能
化が進んでいるが、走行時にはエンジン音や風切り音等
の雑音のため高品質を充分に生しているとはいえない。

そこで車内の対象となる位置に集音マイクを設け、集音
マイクの出力からスピーカより発つした音の分を差し引
くことで雑音成分を求め、この雑音成分の逆相信号を原
信号に加えることで雑音を打ち消す。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、自動車に搭載される音響装置に関し、特にス
ピーカに雑音の逆相成分を重畳することで所定位置での
雑音を打ち消すことが可能な車載用音響装置に関する。

〔従来の技術〕

近年自動車に搭載される音響装置は増々高級化し、高品
質と高機能が要求されている。このためデジタルシグナ
ルプロセッサ（以下ＤＳＰと称す。）を用いた音場制御
装置と呼ばれる装置では、複数のスピーカから強度及び
位相等を変えた信号をそれぞれ出力することであたかも
コンサート会場にいるが如き臨場感が得られるようにさ
えなっている。

しかしながら自動車に搭載される音響装置では、自動車
の走行に伴ってエンジン音や風切り音等の雑音が大きく
なり、音響装置の性能を充分に生かし切れないという問
題がある。

また音響装置とは別に、車内の静粛度を上げるためエン
ジンの近辺に集音マイクを設け、この集音マイクの出力
に応じて車内に設けられたスピーカからエンジンによる
雑音を打ち消すような信号を出力することが試られてい
る。この場合はエンジン音の車内への伝搬は複雑である
たｔｌあらかじめ測定により集音マイクの出力に対する
スピーカの最適な関係を定めておく。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら上記のような方法は、自動車間の個差や変
動要因のため雑音を充分に打ち消すのは難しい。またエ
ンジン音のみを集音するため、集音マイクはエンジンに
できるだけ近いことが望ましいが、これには熱の問題が
ある。

更に車内の雑音はエンジン音だけでなく、風切り音や車
体の振動音、路面からの音等種々の雑音が存在し、これ
らの雑音に対して・は何んら対策できないという問題が
ある。特にこれらの雑音は集音マイクへのエンジン音以
外の雑音として働くため、エンジン雑音の打ち消しにお
いては障害になる。そのため実際には車内の遮音性を高
めることで対処しようとしているが、充分とはいえず、
コスト増加や車体重量の増加という問題もある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、自
動車がある程度の遮音性を有する場合、雑音が問題にな
るのは音響装置を使用して音楽等を聞く場合であり、聴
取する人を特定できることに注目して、簡単な装置を付
加するだけで良好な音を聞くことが可能な状況を作るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明の車載用音響装置では
、車内の所定位置に設けた集音マイクで所定位置の音を
検出し、この検出した音に含まれるスピーカより発っせ
られた分の音を差し引くことで所定位置での雑音を求め
、この雑音の逆相信号をスピーカからの出力に重畳する
ことで雑音を打ち消す。第１図は、本発明の車載用音響
装置の基本構成を示す図である。以下の図において類似
の機能を有する部分については、同一番号に異なるアル
ファベットの小文字を付して表わす。

第１図に基本構成を示した車載用音響装置は、音響信号
源６からの原信号をスピーカ７から音として出力する装
置である。１は、車内の所定位置に設けられた集音マイ
クであり、この所定位置の音を検出して電気信号である
音場信号に変換する。

２は、遅延手段であり、スピーカ７から集音マイク１ま
での距離に相当する音の伝搬時間だけスピーカ７の出力
信号を遅延させた遅延出力信号を出力する。３は、差演
算手段であり、上記の音場信号と遅延出号の差を出力す
る。この差は所定位置での雑音に相当する雑音信号であ
る。４は、反転手段であり、雑音信号を逆相にした雑音
逆相信号を出力する。５は、ミキシング手段であり、原
信号と雑音逆相信号を合成し、スピーカ出力信号を出力
する。以上の構成により所定位置での雑音が消去できる
。

〔作　用〕

集音マイク１の位置での音は、スピーカ７から発っせら
れた成分とそれ以外の成分に分けられ、スピーカ７から
発っせられた成分以外の分を、ここでは雑音とみなす。

スピーカ７から発っせられて集音マイク１に至る音は、
スピーカ７から集音マイク１までの距離に相当する音の
伝搬時間かかって集音マイク１に至る。すなわちスピー
カ１の出力信号とこれに相当する音の集音マイク１での
出力にはこの伝搬時間分の遅延が存在する。そこでスピ
ーカ１の出力信号をこの伝搬時間分遅延させた遅延出力
信号と集音マイク１の検出した音場信号の差を求めれば
、これが集音マイク位置での雑音に相当する。この際集
音マイク１は、上記のようなことが可能であるように、
出力信号とこれに相当するスピーカ７からの音を集音マ
イク１が検出する時の電気信号のレベルが合致するよう
な増幅率を有しているものとする。

所定位蓋での雑音に相当する雑音信号を、差演算手段３
で求める。次いで反転手段３で雑音信号の逆相信号であ
る雑音逆相信号となるように反転し、これをミキシング
手段５で音響信号源６からの原信号と合成してスピーカ
７から出力することで、集音マイク１での雑音を打ち消
せる。これにより音響信号源６からの原信号に相当する
音のみを聞くことができる。

〔実施例〕

本発明に基づく車載用の音響装置は、アナログ回路でも
実現できるが、ここではＤＳＰを用いたデジタル処理で
行なう実施例について説明する。

第２図は、ＤＳＰを用いた音響装置の基本構成を示す図
である。図において、１ａは集音マイク、１１ａは集音
マイク１ａの出力信号を所定レベルまで増幅する増幅器
である。１２ａはＡ／Ｄ変換器であり、この出力がデジ
タル信号である音場信号となる。６ａは音響信号源であ
り、例えばカセットテープレコーダ等の音楽ソースであ
る。１３ａはＡ／Ｄ変換器であり、音響信号源６ａから
の原信号をデジタル信号に変換するが、もし音響信号源
６ａがＣＤプレーヤ等のデジタル信号源である場合はＡ
／Ｄ変換器１３ａは必要ない。１４ａはＤＳＰであり、
Ａ／Ｄ変換器１２ａ及び１３ａからのデジタル信号を処
理する。ＤＳＰ１４Ｈの処理は、ＤＳＰ１４ａ内部に係
数等を設定して行なわれるが、これをマイコン１５ａが
行なう。１６ａはＤ／Ａ変換器であり、ここでアナログ
信号に変換された信号は、増幅器１７ａで増幅された後
、スピーカ７ａより出力される。

本実施例では、運転者又は助手席にいる同乗者を対象と
して雑音の除去を行なうことを目的としている。そのた
め集音マイク１ａは、運転席のビロウ（枕）又は助手席
のビロウの部分に設けられている。スピーカ７ａから出
力される音は、スピーカ７ａから集音マイク１ａまでの
距離に相当する音の伝搬時間かかって集音マイク１ａに
至る。

この際スピーカ７ａから出力される強度に応じて集音マ
イク１ａでの検出強度が決定されるが、この関係は、伝
搬時間と共にあらかじめ実験的に定められている。

集音マイク１ａではスピーカ７ａからの音とそれ以外の
音、すなわち雑音を加えた音が音場信号として検出され
るため、この音場信号からスピーカ７ａからの音に相当
する信号分を差し引けば雑音分が判明し、この雑音の逆
相信号をスピーカ７ａより出力すれば雑音が打ち消せる
という点は前述の通りである。そのため本実施例では集
音マイク１ａで検出した音の信号を、前述の伝搬特性及
び増幅器１７Ｈの増幅率との関係に基づいて、音響信号
源６ａからの信号及びＤＳＰ１４ａの出力信号と対応す
るように増幅した後、Ａ／Ｄ変換してデジタル音場信号
としている。この強度の整合をとった信号に対し、ＤＳ
Ｐ１４ａで雑音分を求めこの逆相信号を音響信号源６ａ
からの信号に加えて出力する操作を行なう。

そのためＤＳＰ１４ａは第３図に示すようなデジタルフ
ィルタを構成している。第３図において２１ｂと２２ｂ
は加算器、２３ｂと２４ｂは乗算器、２５ｂと２６ｂは
遅延メモリである。加算器２１ｂの出力が、スピーカ７
ａへの出力であるスピーカ出力信号である。この信号は
、遅延メモリの組２５ｂでスピーカ７ａからマイク１ａ
への伝搬時間分遅延された後、乗算器２３ｂで反転され
てマイク１ａからの音場信号と加算器２２ｂで加算され
る。スピーカ出力信号は、乗算器２３ｂで反転されてい
るため、加算器２２ｂでは音場信号とスピーカ出力信号
の差、すなわち集音マイク１ａでの雑音を求めたことに
なる。この雑音を乗算器２４ｂで反転して逆相信号とし
、遅延メモ！Ｊ２６ｂで位相調整を行った後、加算器２
１ｂで音響信号源６ａからの原信号に加えて出力する。

以上説明した実施例により、音楽等を聞く時に集音マイ
クを設置した近傍では、雑音を打ち消した状態又は雑音
を軽減した状態で、本来の音響装置の特性を充分に生し
た音を聞くことが可能になる。もちろん時間遅れがある
ため雑音が急激に変化するような状態では雑音消去効果
は低減されるが、高速道路走行時等安定的な雑音状態で
は大きな効果が得られる。

上記の実施例では、集音マイクは一つだけであったが、
本発明はこれに限定されるものではなく例えば複数の集
音マイクを設置し、雑音消去の対象となる位置を切り換
えたり、雑音消去効果は低下するが、ある範囲に渡って
雑音を軽減することも行なえる。またスピーカが複数の
場合、処理はより複雑になるが雑音消去効果を上げるこ
とが可能である。

更に前述の実施例では座席のピロウの部分に集音マイク
を設けたが、このビロウは座ねる人が調整できるように
なっている。そのたｔピロウの位置が変化すると当然集
音マイクの位置も変化してしまい、スピーカから集音マ
イクへの音の伝搬特住も変化する。これではあらかじめ
実験的に定めておいた伝搬特性が使用できなくなる。そ
こで実際には、座席を変えた場合に伝搬特性の再測定を
行なうモードを設けている。すなわち静粛な状態でこの
モードにすると、スピーカより新音の音を発生させて、
これを集音マイクで検出し、伝搬時間及びスピーカの出
力強度と集音マイクの検８強度の関係を求めている。

〔発明の効果〕 本発明により、これまでの音響装置に簡単な機構を付加
するだけで、範囲は限定されるが実際に必要とされる部
分で走行中の雑音を軽減し、音響装置の特性を充分に生
ずことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第°１図は、本発明の車載用音響装置の基本構成を示す
図、 第２図は、ＤＳＰを用いた実施例の基本構成を示す図、 第３図は、ＤＳＰＰによるデジタルフィルタの構成例を
示す図である。 図において、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 音響信号源（６）からの原信号をスピーカ（７）から出
   力する車載用音響装置であって、 車内の所定位置に設けられ、該所定位置の音を検出して
   電気信号である音場信号に変換する集音マイク（１）、 該スピーカ（７）から該集音マイク（１）までの距離に
   相当する音の伝搬時間だけ、該スピーカ（７）の出力信
   号を遅延させた遅延出力信号を出力する遅延手段（２）
   、 該所定位置での雑音に相当する、該音場信号と該遅延出
   力信号の差である雑音信号を出力する差演算手段（３）
   、 該雑音信号の逆相信号である雑音逆相信号を出力する反
   転手段（４）、及び 該原信号と該雑音逆相信号を合成したスピーカ出力信号
   を出力するミキシング手段（５）を備え、該所定位置付
   近での雑音を消去可能にした車載用音響装置。