JPH04158700A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は車室内に搭載される車載用音響装置に関する。

［発明の概要］ 本発明は、車室の少なくとも前方左右に夫々サイドガラ
スに向けて配置された高音域用スピーカ対と単室のｆｆ
Ｊ方左右に夫々配置された中音域用スピーカ対と、車室
の左右ドアに夫々配置された低音域用スピーカ対と、車
室の左右ドア付近に夫々配置された中音域用スピーカ対
と、音源からの信号を少なくとも低音域成分信号、中音
域成分信号および高音域成分信号に分離する信号分離手
段と、上記低音域成分信号、中音域成分信号および高音
域成分信号を遅延させて夫々低音域用スピーカ対、中音
域用スピーカ対および高音域用スピーカ対に供給する遅
延手段とを備え、車室内において、最適な音響状態を実
現し、聴取者に対し心地良い音場を提供する。

［従来の技術］ 従来の車載用スピーカシステムでは、４スピーカシステ
ムが一般で、近年６スビーカシステムが主流になりつつ
あり、また、従来はフルレンジ型のスピーカを搭載して
いるのが現状である。

この理由としては、車室内はスピーカを設置するスペー
スが狭く、フルレンジ型が最も効系的である。

Ｃ発明が解決しようとする課題］ しかし、フルレンジ型は、低音域成分から高音域成分に
かけて放射するため、全体のバランスに重さを置くせい
で、低音、高音に着目すると、いささか物足りない面が
残る。従って迫力あふれる低音再生、歯切れのいい低音
、透き通った高音等を車室内では実現するのは困難であ
った。

スピーカ設置面から眺めてみると、従来、ドアの足元付
近にスピーカを設置するケースが多い。

この場合は、乗員の足等で音が遮断され、特に、高音域
が不足した印象があった。

そのため、人が乗るとカラーレーションが発生し、違和
感が避けられなかった。また、従来は。

拡がり感をだすために、左右の信号出力に互いに逆相成
分を付加したり、直接音と初期反射音を同一のスピーカ
から放射させたりしていた。しかし、いずれの方法も伝
送周波数特性が変化してしまい、聰感上達和感があった
。

さらに、心地良い音場を実現するためには、残響感が大
事な要素である。そして、この残響感を表わす物理尺度
に残響時間がある。

従来、これらの拡がり感、快い残響感を車室内で実現す
ることは困難である。

本発明の目的は、車室内において、最適な音響状態を実
現し、聴取者に対し心地良い音場を作る車載用音響装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本願の第１の発明の車載用音
響装置は、車室の少なくとも前方左右に夫々サイドガラ
スに向けて配置された高音域用スピーカ対と、上記車室
の舵力左右に夫々配置された中音域用スピーカ対と、前
記車室の左右ドアに夫々配置された低音域用スピーカ対
と、音源がらの信号を少なくとも低音域成分信号、中音
域成分信号および高音域成分信号に分離する信号分離手
段と、上記低音域成分信号を遅延させて上記低音域用ス
ピーカ対に供給する第１の遅延手段と、上記中音域成分
信号を遅延させて上記中音域用スピーカ対に供給する第
２の遅延手段と、上記高音域成分信号を遅延させて上記
高音域用スピーカ対に供給する第３の遅延手段とからな
ることを特徴とする。

また、本願の第２の発明は上記第１の発明の装置におい
て、上記車室の上方左右に夫々配置された第２の高音域
用スピーカ対と、上記車室の左右ドア上部に夫々配置さ
れた第２の音域用スピーカ対と、上記車室の前方中央部
にフロントガラスに向けて配置されたセンタースピーカ
と、上記高音域成分信号より初期反射音信号を生成し、
上記第２の高音域用スピーカ対に供給する第１の初期反
射音生成手段と、上記中音域成分信号より初期反射音信
号を生成し、上記第２の中音域スピーカ対に供給する第
２の初期反射音再生手段と上記中音域信号を遅延させて
上記センタースピーカに供給せしめる第４の遅延手段と
備えたことを特徴とする。

更に、本願の第３の発明は第２の発明の装置において、
車室のドア下部に設置された低音域用スピーカ対と、上
言己低音域成分信号を補正するための伝送周波数特性補
正手段を備えたことを特徴とする。

更にまた、本願の第４の発明は第３の発明の装置におい
て、車室前方左右に設置された中音域用スピーカ対と、
上記中音域成分信号を補正するための伝送周波数特性補
正手段を備えたことを特徴とする。

［作用コ 本発明では、直接音を低音域成分（例えば、２００８２
以下）、中音域成分（例えば、５に比以下）、高音域成
分（例えば、５ｋＨｚ以上）の３バンドに分離すること
で乗車人員による伝送周波数特性の変化を防止している
。

また、高音域成分を反射しているスピーカはフロントガ
ラスまたはサイドガラスに反射させることにより、拡が
り感を増すようにしている。

更に、各スピーカから出力される音に対しては、低音域
、中音域、高音域成分が聴取者の両耳に同時に到達する
ように到達時間を調整している。そして、中音域成分の
左右のスピーカから出力される音に対しても、定位を補
正するために、聴取者の両耳に到達する音のレベル、時
間を調整している。

［実施例］ まず、本発明の概要につき説明する。

本発明では、直接音を、２００Ｈｚ以下の低音域成分、
５ｋＨｚ以下の中音域成分、５に、Ｈｚ以上の高音域成
分の３バンドに分離することで乗車人員による伝送周波
数特性の変化を防止している。

そして、低音域成分は波長が長く無指向性に近いために
、聴取者の足元付近のドアから放射させ、音像定位に重
要な影響をおよぼす中高音域成分は聴取者ｉ方のインパ
ネおよびインパネ上にスピーカを設置して放射させてい
る。

また、高音域成分を放射しているスピーカはフロントガ
ラスやサイドガラス等に反射させることにより、拡がり
感を増すようにしている。

また、各スピーカから出力される音に対しては、低音域
、中音域、高音域成分が聴取者の両耳に同時に到達する
ように到達時間の調整をしている。

そして、中高音域成分の左右のスピーカから出力される
音に対しても、定位を補正するために、聴取者の両耳に
到達する音のレベル、時間を調整している。

聴取者の側方からは、その前方から放射される中音域成
分の音に対して、ある時間遅れた反射音を出力させて、
横方向の拡がり感を増すようにしている。

更に、上下方向の拡がり感を増すために、聴取者の頭上
近辺に、高音域成分の反射音を放射させている。この結
果、音像定位と拡がり感の調節が独立にできる。

後部には１００Ｈｚ以下の低音域成分を出力するスピー
カを設置し、迫力あふれる音にする。更に、２００比以
上の音は残響音として放射させるスピーカを設置し、心
地良い残響感あふれる音場としている。

ここで１００Ｈｚ以下の低音域成分は殆ど音波の位置が
特定できないため、後部においても、前方から到来する
低音と合成されており迫力ある音場が形成されることに
なる。

以下、本発明の実施例につき５図面により詳細に説明す
る。

第１図は本発明による車載用音響装置の一実施例を示す
もので、左チャンネルについてのみ詳細に示しているが
、点線内には右チャンネルの同様な構成の装置が設けら
れている。

図において、１は音源からの左信号、２はネットワーク
フィルタ、３は高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、４は帯域
通過フィルタ（ＢＰＦ）、５は低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｆ）、６〜１３はアッテネータ、１４．１５はイコライ
ザ、１６〜１８は初期遅延回路、１９〜２２は遅延回路
、２３は高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、２４は低域通過
フィルタ（ＬＰＦ）、２５は残響音生成回路、２６はサ
イドウィンドのツウイータへの出力端子、２７はシーリ
ングのツウイータへの出力端子、２８はインストルメン
トパネルのスピーカへの出力端子、２９は上部のドアス
ピーカへの出力端子、３０はセンタースピーカへの出力
端子、３１は下部のドアスピーカへの出力端子、３２は
スーパーウーハへの出力端子、３３はリアスピーカへの
出力端子、ＡＤＤ、、ＡＤＤ、は加算回路である。

第２図（ａ）および（ｂ）は、本発明による音響装置の
スピーカ配置の一例を示すもので、２６゜３６はサイド
ウィンドのツウイータ、３７．３７’はシーリングのツ
ウイータ、３８．３８’　はインストルメントパネルス
ピーカ、３９．３９’　は上部のドアスピーカ、４０は
センタースピーカ、４１．４１’　は下部のドアスピー
カ、４２はスーパーウーハ、４３．４３’　はリアスピ
ーカを示す。

次に第１図の実施例の全体の信号の流れを説明し５次い
で各部の動作について詳細に説明する。

第１図の左チヤンネル部において、左信号１はネットワ
ークフィルタ２内のＨＰ　Ｆ　３、Ｂ　Ｐ　Ｆ　、４、
ＬＰＦ５およびアッテネータ１３に夫々加えられる。）
ｉ　Ｐ　Ｆ　３の出力信号はアッテネータ６および遅延
回路１９を介してツウイータへの出力端子２６に出力さ
れると共にアッテネータ７および初期遅延回路１６を介
してツウイータ２７への出力端子２７に出力される。

またＢＰＦ４の出力信号はイコライザ１４、アッテネー
タ８および遅延回路２ｏを介してインストルメントパネ
ルのスピーカへの出力端子２９に出力される共にアッテ
ネータ９、ＨＰＦ２３および初期遅延回路１７を介して
上部のドアスピーカへの出力端子２９に出力される。Ｂ
ＰＦ４の出力信号は、また、加算回路ＡＤＤ、により右
信号と加算され、アッテネータ１０および遅延回路２１
を介してセンタースピーカへの出力端子３０に出力され
る。

また、ＬＰＦ５の出力信号は加算回路ＡＤＤ。

により右信号と加算され、アッテネータ１１、イコライ
ザ１５および遅延回路２２を介して下部のドアスピーカ
への出力端子３１に出力される共にアッテネータ１２お
よびＬＰＦ２４を介してスーパーウーハへの出力端子３
２に出力される。

更にアッテネータ１３の出力信号は初期遅延回路１８お
よび残響音生成回路２５を介してリアスピーカへの出力
端子３３に出力される。

以上の信号の流れは右チヤンネル部についても同様であ
る。

上述した信号の流れに沿った各部の動作の詳細は下記の
通りである。

（１）ネットワークフィルタ２ カットオフ周波数は、高域通過フィルタ３では５に出、
帯域通過フィルタ４では２００Ｈｚ〜５に出、低域通過
フィルタ５では２００Ｈｚとなる。

■車室内では、フルレンジスピーカが一般的である。こ
の理由としては、スピーカの設置場所が限られてしまい
、口径が大きなものは取り付けるのは困難である点があ
げられる。しかし、フルレンジスピーカをインパネとが
ドアに設置すると、中高域の周波数成分がそのスピーカ
の指向性により聴取者および同乗者により配置すること
により、影響を受けてしまう。

従って、聴取者等の下側に低周波数再生用、聴取者等の
耳の高さ付近に中高域周波数再生用のスピーカを配置す
るのが望ましい（音像定位に寄与するのは、中高域周波
数成分であり、これらの音を放射するスピーカは、比較
的水平面内に定位が安定する）６ ■更に、３周波数帯域に分割されて、放射された音波が
聴取者の両耳に同時に到達するために、後述する遅延回
路で各々時間補正を行なう。

０周波数帯域を３バンドに分割することで、車室内伝送
周波数特性が各々のスピーカ出力レベルおよびスピーカ
配置、クロスオーバ周波数の設定を適当にすることで、
イコライザを利用しなくても、平坦な特性が実現できる
。

また、各スピーカ出力レベルにより３バンドのイコライ
ザの機能も合わせ持つことができる。

ここで、帯域通過フィルタはカットオフ周波数が５ｋｌ
（Ｚの低域ａ過フィルタでもよい。こうすると、低音域
特性が加算されて低音域エネルギーが増大し、迫力感が
増大する。

（２）遅延回路１９〜２２ ０．１ｍｓの分解能で可変できるように構成されている
。

■低域、中域、高域スピーカから放射される音が聴取者
の耳に同時に到達するように時間補正を行なう。

■音像定位に重要な周波数帯は、中高域成分である。従
って、聴取者に到達するそれらの音の到達時間差を制御
することで、前方中央に音像を定位させることができる
。

（３）イコライザ１４．１５ ■音像定位に重要な中高域の周波数帯において、スピー
カ配置と聴取者の非対称性により、両耳の伝送周波数特
性が影響を受ける。特に、中域の周波数成分の変化が激
しいので、この中域周波数帯の伝送特性を平坦にするた
めにイコライザ１４で補正する。

■車室内は、周囲がガラス面等で囲まれていることから
、低域周波数成分は定在波が発生しやすい環境条件にあ
る。低周波数の定在波は、低音がこもっているような聴
感上の印象を与えないために好ましいものではない。

従って、この定在波によるピークを抑えるためにイコラ
イザ１５で補正している。

（４）初期遅延回路１６〜１８ 初期反射音は自然な拡がり感を実現するために必要な反
射音である。同じスピーカから直接音と初期反射音を放
射すると伝送周波数特性に乱れが生ずる。そのため、初
期反射音を放射するためのサブスピーカが必要となる。

■天井付近から初期反射音を放射するのは、上下方向の
拡がり感を実現するためである。

■ドアスピーカより、初期反射音を放射するのは、聴取
者に対して６０″〜９０°方向からの初期反射音が最も
横方向の拡がり感を生ずるからである。

（５）低域通過フィルタ２４ 低域周波数成分の中でも歯切れの良い低音再生をするに
は、１ｏｏｔ（２以下の成分が重要である。

また、１ｏＯＨｚ以下は、音源の位置が感じられない成
分である。更に、この低域通過フィルタの傾斜により歯
切れの良さが変えられる。

（６）残響音生成回路２５ 残響感は音の余韻が心地良く耳に残っていることである
。

このためには、人間の聴覚特性を考慮して構築すること
が重要である。残響感にも、′心地良い残響“、′不快
な残響”がある。

車の中の容積は小さいので、残響感は殆ど感じられない
。コンサートホール等の残響特性は周波数特性をもって
おり、周波数特性が一定、あるいは、低域周波数帯がや
や長めといったようである。

車の中では、低域周波数成分のブーミングが発生しやす
いので、残響特性は周波数に対し、一定であるのが望ま
しい。

第３図は、第１図の初期遅延回路１６〜１９、すなわち
、・初期反射音生成回路の一例を示し、第４図は、第３
図の回路で生成されないインパネルスパッタリングを示
す。第３図において、Ｒ１−Ｒ１は可変抵抗、τ１〜τ
、は遅延回路、ＡＤ、〜ＡＤ、は加算回路である。

第５図は、第１図の残響音生成回路２５の一例の構成を
示している。第５図において、Ａ１〜Ａ。

は加算器、τ、〜τ、は遅延回路、ｇ、〜ｇ４はフィー
ドバックアンプ、ｋ１〜に、は係数器である。

なお、上述した実施例において、遅延回路の遅延量、各
フィルタのカットオフ周波数や減衰量、初期遅延回路の
形、残響量を可変にすることにより、様々な音響モード
が実現できる。

これらは、ＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ
）とマイクロコンピュータとを組み合わせることにより
、簡単に実現できる。

上述した本発明の実施例によれば、以下のような効果を
奏することができる。

■定位補正二車室内は聴取者に対してスピーカ配置が非
対称であるが、スピーカ帯域を３バンドに分割すること
で、ステレオ感を損なわずに定位補正が可能となる。

■フラットな伝送周波数・従来は、イコライザで伝送特
性の補正を行なっていたが、スピーカ帯域を３バンドに
分割することで、比較的フラットな伝送特性の実現が可
能となり、細部ｉこついては、更にイコライザで補正す
ることで、より高精度な補正が行なえる。

■歯切れのある低音再生　ドアスピーカから補正された
低音を再生し、これら後部から１００比以下の低音を再
生することで、歯切れのある低音再生ができる。

■前方定位：中高域成分をインパネに設置したスピーカ
より再生することで、前方定位を実現できる。

■各音場モードの設定：例えば、ネットワークフィルタ
において、中高域成分を再生する帯域通過フィルタを低
域通過フィルタに置き換えれば、ドアの低域成分とイン
パネスピーカから放射された低域成分が加算されて、よ
り低音が出力される。このことは、走行状態は低音か騒
音によりマスクされやすいので、重要なモードである。

このよう；こ、システム内のパラメータを変更する二と
て、各音場モードの設定ができる。これは、ＤＳＰを使
うことで実現できる。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、車室内において、
最適な音響状態を実現し、聴取者に対し、心地良い音場
を作る二とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による車載用音響装置の一実施例の構成
図、第２図は車室内へのスピーカ配置の例を示す図、第
３図は第１図の初期遅延回路の一例の構成図、第４図は
第３図の出力インパルスパターン図、第５図は残響音生
成回路の一例の構成図である。 ２・・・・・・・・・ネットワークフィルタ、３・・・
・・・・・高域通過フィルタ、４・・・・−・・帯域通
過フィルタ、５・・・・・・・・低域通過フィル５　、
　１６〜１８　・−・−・−初期遅延回路、■９〜２２
・・・・・・・・遅延回路。 第２図 第３図 第４図 ０　τ１τ２τ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車室の少なくとも前方左右に夫々サイドガラスに向
   けて配置された高音域用スピーカ対と、上記車室の前方
   左右に夫々配置された中音域用スピーカ対と、前記車室
   の左右ドアに夫々配置された低音域用スピーカ対と、音
   源からの信号を少なくとも低音域成分信号、中音域成分
   信号および高音域成分信号に分離する信号分離手段と、
   上記低音域成分信号を遅延させて上記低音域用スピーカ
   対に供給する第１の遅延手段と、上記中音域成分信号を
   遅延させて上記中音域用スピーカ対に供給する第２の遅
   延手段と、上記高音域成分信号を遅延させて上記高音域
   用スピーカ対に供給する第３の遅延手段とからなること
   を特徴とする車載用音響装置。 ２、上記車室の上方左右に夫々配置された第２の高音域
   用スピーカ対と、上記車室の左右ドア上部に夫々配置さ
   れた第２の中音域用スピーカ対と、上記車室の前方中央
   部にフロントガラスに向けて配置されたセンタースピー
   カと、上記高音域成分信号より初期反射音信号を生成し
   、上記第２の高音域用スピーカ対に供給する第１の初期
   反射音生成手段と、上記中音域成分信号より初期反射音
   信号を生成し、上記第２の中音域スピーカ対に供給する
   第２の初期反射音再生手段と上記中音域信号を遅延させ
   て上記センタースピーカに供給せしめる第４の遅延手段
   と備えたことを特徴とする請求項第１記載の車載用音響
   装置。 ３、車室のドア下部に設置された低音域用スピーカ対と
   、上記低音域成分信号を補正するための伝送周波数特性
   補正手段を備えたことを特徴とする請求項第２記載の車
   載用音響装置。 ４、車室前方左右に設置された中音域用スピーカ対と、
   上記中音域成分信号を補正するための伝送周波数特性補
   正手段を備えたことを特徴とする請求項第３記載の車載
   用音響装置。