JPH0613292U - 音場特性調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オーディオシステムにおける音像定位とオー
ディオ信号の音場周波数特性を自動的に調整することを
目的とする。 【構成】 音場特性調整指示により、まずインパルス
発生器１３から発生したインパルス信号ＩＰを第１セレ
クタ１４と第２セレクタ１８を介して選択的に所定のス
ピーカに導きマイク２１で音場内の音声を検出する。該
マイク検出信号ＳＭよりインパルス信号に基づく音到達
時間を測定し、音到達時間に逆比例した遅延時間を遅延
部１７に設定する。つぎにピンクノイズ発生器１５から
ピンクノイズＰＮを発生し、第２セレクタを介して各ス
ピーカに入力され、前記マイクで同様に音場内の音声を
検出する。該マイク検出信号よりピンクノイズの周波数
特性を分析し、パラメトリック・イコライザ部１６に前
記ピンクノイズの周波数特性分析による補正係数を設定
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は複数のスピーカを備えたオーディオシステムにおける音像定位とオー ディオ信号の音場周波数特性を自動的に補正する音場特性調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

複数のスピーカを備えたオーディオシステムにおいては、聴取者の位置に音像 を定位させ、聴取者のまわりの空間に適合した音場特性を作り出すことが望まし い。すなわち、各スピーカから出力された音が同時に聴取者の耳に届き、かつ周 波数特性を所定の特性にすることが望ましい。従来、音像を定位させるには、熟 練者がスピーカの取り付け位置を微調整したり、ＤＳＰ（ディジタル・シグナル ・プロセッサ）を用いてディジテル的に各スピーカの音に遅延をかけたりしてい る。また、音場の周波数特性を所定の特性にするためには例えば手動のパラメト リック・イコライザ装置を使用し各バンドのセンター周波数や帯域幅を調整して いる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の音像定位調整や音場周波数特性調整は一般の聴取者が簡 単にできるものではなく、複雑であり熟練者でないと不可能に近い。また、スピ ーカ位置や聴取位置が違ってくるとその都度面倒な音像定位調整や音場周波数特 性調整を行わなければならなかった。特に家庭用オーディオではスピーカー位置 や聴取位置、リッスニングルームを変えることが多く、また、車載用オーディオ ではスピーカ位置やリッスニングルームは固定であるが運転席の前後等により聴 取位置が違ってくる。更に音像定位させたい座席位置を変更したい場合がある。 以上から、本考案は自動的に所望の位置に音像を定位させ、かつ音場周波数特 性を所定の特性にすることができる音場特性調整装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 上述の目的を達成するために複数のスピーカを備えたオーディオシステムにお ける音場特性調整装置において、インパルス信号を発生するインパルス発生器と 、該インパルス発生器から発生するインパルス信号を複数の出力端子より選択的 に切換えて出力する第一のセレクタ手段と、ピンクノイズを発生するピンクノイ ズ発生器と、該ピンクノイズ発生器から発生するピンクノイズと第一のセレクタ 手段から出力されるインパルス信号を選択的に切換えて所定のスピーカに出力す る第二のセレクタ手段と、音場内に配置されて音を検出するマイクと、該マイク の音検出信号よりインパルス信号に基づくピーク点を検出し、インパルス信号発 生時刻から該ピーク点検出時刻までの時間を測定する測定手段と、各スピーカに インパルス信号を入力して得られた前記測定時間に逆比例した時間だけオーディ オ信号を遅延して対応するスピーカに入力するオーディオ信号遅延手段と、マイ ク検出信号に含まれるピンクノイズに基づいて周波数分析する音場周波数分析手 段と、前記音場周波数分析によりオーディオ信号の周波数特性を所定の特性に変 化させて各スピーカに入力するオーディオ周波数補正手段とを備えていることを 特徴としている。

【０００５】

【作用】

まずインパルス発生器から発生したインパルス信号を第一のセレクタ手段と第 二のセレクタ手段を介して選択的に所定のスピーカに導き、音像を定位したい位 置に置かれたマイクで音場内の音を検出する。測定手段はマイクの音検出信号よ りインパルス信号に基づくピーク点を検出し、インパルス信号発生時刻から該ピ ーク点検出時刻までの時間、すなわち音到達時間を測定する。オーディオ信号遅 延手段は各スピーカにインパルス信号を入力して得られた測定時間（音到達時間 ）に逆比例した時間分、オーディオ信号を遅延して対応するスピーカに入力し、 音像定位させる。

【０００６】 音像が定位すると次にピンクノイズ発生器からピンクノイズを発生し、第二の セレクタ手段を介して各スピーカに入力され、前記マイクで同様に音場内の音を 検出する。音場周波数分析手段はマイク検出信号よりピンクノイズの周波数特性 を分析する。オーディオ信号周波数補正手段は前記ピンクノイズの周波数特性分 析によりオーディオ信号の周波数特性を所定の特性に補正する。このような手段 を例えばＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）で構成することにより簡 単に実現できる。

【０００７】

【実施例】

図１は本考案の一実施例である音場特性調整装置の構成図であり車載用のオー ディオシステムに適用した場合である。なお、以下において、サフィクスＬＦは 左チャンネルフロントを、ＲＦは右チャンネルフロントを、ＬＲは左チャンネル リアを、ＲＲは、右チャンネルリアを意味する。 図１において１１は左チャンネルのオーディオ信号ＡL0と右チャンネルのオー ディオ信号ＡR0を出力するオーディオ回路部である。１２はＤＳＰ（ディジタル ・シグナル・プロセッサ）であり次のような構成をとる。

【０００８】 １３はインパルス信号ＩＰを発生するインパルス発生器、１４はインパルス発 生器から発生したインパルス信号ＩＰを４つの出力端子から選択的に切り換えて 出力する第１セレクタ、１５はピンクノイズＰＮを発生するピンクノイズ発生器 、１６はオーディオ回路部１１からのオーディオ信号ＡL0、ＡR0の各バンドのセ ンター周波数と帯域幅を補正し、それぞれオーディオ信号ＡL 、ＡR として出力 するパラメトリック・イコライザ部、１７は音像が所望の定位位置となるように オーディオ信号ＡL 、ＡR を所定時間遅延させる遅延部、１８はインパルス発生 器１３から第１セレクタ１４を介して出力されるインパルス信号ＩＰと遅延部１ ７からの出力信号とを各々選択し各スピーカに送る切換スイッチ１８LF、１８RF 、１８LR、１８RRを有する第２セレクタである。

【０００９】 １９LF、１９RF、１９LF、１９RRは各スピーカに入力する信号を増幅するアン プ、２０LF、２０RF、２０LF、２０RRはそれぞれ左チャンネルフロント用スピー カ、右チャンネルフロント用スピーカ、左チャンネルリア用スピーカ、右チャン ネルリア用スピーカである。各スピーカ２０LF，２０RF，２０LR，２０RRは自動 車の車室内において、図２に示す位置に配置されている。

【００１０】 ２１は音像を定位させたい位置Ｑ（図２）に置かれ、音場（車室）内の音を検 出するマイク、２２はマイク２１の音検出信号ＳＭを増幅するマイクロアンプ２ ３と所定のサンプリング周期でサンプリングしてＡＤ（アナログ・ディジタル） 変換するＡＤコンバータ２４からなるインパルス信号検出器、２５は音検出信号 ＳＭを増幅するマイクロアンプ２６と該マイクロアンプ２６の出力信号が供給さ れる複数の異なるＢＰＦ（バンドパスフィルタ）を有するフィルタ回路２７と所 定のサンプリング周期でサンプリングしてＡＤ変換するＡＤコンバータ２８から なるピンクノイズ検出回路２５である。

【００１１】 ２９はマイクロコンピューターからなる制御部であり、音像定位および音場周 波数の設定を行う。前者を説明するとマイク２１からの音検出信号ＳＭよりイン パルス信号ＩＰに基づくピーク点を検出し、インパルス発生時刻から該ピーク点 検出時刻までの時間（音到達時間）を測定すると共に、測定された音到達時間に 逆比例した時間を遅延時間ＤLF，ＤRF，ＤLR，ＤRRとして遅延部１７に設定する 。

【００１２】 後者を説明するとフィルタ回路２７の各ＢＰＦの中心周波数はパラメトリック ・イコライザ部１６の各調整帯域に等しく、制御部２９は音検出信号ＳＭをフィ ルタ回路２７で各帯域に分離する指示をし、ＡＤコンバータ２８でＡＤ変換され た該分離信号を取り入れ各帯域の補正係数をパラメトリック・イコライザ部１６ に設定する。

【００１３】 各設定が終了するとオーディオ回路部１１から出力された左チャンネルオーデ ィオ信号ＡL0と右チャンネルオーディオ信号ＡR0をパラメトリック・イコライザ 部１６で周波数補正をかけ、それぞれオーディオ信号ＡL 、ＡR として遅延部１ ７に入力する。遅延部１７では左チャンネルオーディオ信号ＡL を時間ＤLF、Ｄ RFだけ遅延してオーディオ信号ＡLF、ＡLRとする。また右チャンネルオーディオ 信号ＡR を時間ＤRF，ＤRRだけ遅延してオーディオ信号ＡRF，ＡRRとする。

【００１４】 オーディオ信号ＡLF，ＡLRは、第２セレクタ１８、アンプ１９LF、１９LRを介 して左チャンネルフロント用及び左チャンネルリア用のスピーカ２０LF，２０LR にそれぞれ入力される。またオーディオ信号ＡRF，ＡRRは、第２セレクタ１８、 アンプ１９RF, １９RRを介して右チャンネルフロント用及び右チャンネルリア用 のスピーカ２０RF，２０RRに入力される。３０は制御部２９に音場特性調整等の 指示をするキー入力部である。

【００１５】 この実施例は上述のような構成であり、次のように動作する。まずオーディオ ソースからの音を消し、かつマイク２１を音像定位させたい位置に置いた状態で キー入力部３０で音場特性調整を指示すると、制御部２９の指令によりインパル ス発生器１２よりインパルス信号ＩＰを発生し、該インパルス信号を第１セレク ター１４，第２セレクター１８を切換制御してアンプ１９LFに導き左チャンネル フロント方向のスピーカー２０LFに入力し音として放射する。

【００１６】 つぎにマイク２１が音場の音を検出して、該マイク検出信号ＳＭをインパルス 信号検出回路２２のマイクロアンプ２３で増幅し、ＡＤコンバーター２４に入力 する。ＡＤコンバーター２４は高速にマイク検出信号ＳＭをサンプリングしてＡ Ｄ変換する。制御部２９はインパルス信号ＩＰがスピーカ２０LFからマイク２１ に到達するまでの時間を測定し、その測定時間に基づき算出した遅延時間ＤLFを 遅延部１７に設定する。同様の処理を順次、図２に示すように右チャンネルフロ ント方向、左チャンネルリア方向、右チャンネルリア方向と繰り返し、各々の遅 延時間をＤRF，ＤLR，ＤRRとして遅延部１７に設定する。

【００１７】 音像定位設定が終了するとこの実施例によれば制御部２９の指令で自動的に音 場周波数を設定するためにピンクノイズ発生器１４より平坦な周波数特性を持つ ピンクノイズＰＮを発生し、該ピンクノイズＰＮをパラメトリック・イコライザ 部１６に入力させ、イコライジンク操作なしで遅延部１７に出力する。遅延部１ ７は前に設定した遅延時間分ピンクノイズＰＮを遅延し、制御部２９の指令に基 づき第２セレクタ１８のセレクタスイッチ１８LF，１８RF，１８LR，１８RRを切 換えてアンプ１９LF，１９RF，１９LR，１９RRを介してスピーカ２０LF，２０RF ，２０LR，２０RRに入力し音声として放射する。

【００１８】 つぎにマイク２１が音場内の音を検出して、該音検出信号ＳＭをピンクノイズ 検出回路２５のマイクロアンプ２６で増幅し、フィルタ回路２７に入力する。フ ィルタ回路２７は、パラメトリック・イコライザ部１６の各バンドのセンター周 波数に相当するバンドパスフィルタを構成しており制御部２９により制御される 。すなわち例えばあるバンドに設定されたときそのバンドを通過した音検出信号 ＳＭはＡＤコンバータ２８に入力し、ＡＤコンバータ２８は高速に音検出信号Ｓ ＭをサンプリングしてＡＤ変換する。制御部２９はＤＳＰ１２に補正係数を出力 し、パラメトリックイコライザー部１６に設定する。このような処理を順次、各 バンドで繰り返し、左チャンネルフロント方向、右チャンネルフロント方向、左 チャンネルリア方向、右チャンネルリア方向と繰り返し、各々の補正係数をパラ メトリック・イコライザ部１６に設定する。

【００１９】 かかる状態で、オーディオ回路部１１から出力された左チャンネル及び右チャ ンネルのオーディオ信号ＡL0，ＡR0がパラメトリック・イコライザ部１６と遅延 部１７に入力されると、前者はオーディオ信号の周波数補正を行い、後者は遅延 時間分オーディオ信号を遅延して各アンプに入力する。即ち、パラメトリック・ イコライザ部１６は音場周波数特性を平坦にするような動作し、遅延部１７は左 チャンネルオーディオ信号ＡL を時間ＤLF，ＤLRだけ遅延してアンプ１９LF，１ ９LRに入力し、各アンプは入力されたオーディオ信号ＡLF，ＡLRを増幅して左チ ャンネルフロント用及び左チャンネルリア用のスピーカ２０LF，２０LRに入力す る。

【００２０】 また、遅延部１７は右チャンネルオーディオ信号ＡR を時間ＤRF, ＤRRだけ遅 延してアンプ１９RF，１９RRに入力し、各アンプは入力されたオーディオ信号Ａ RF，ＡRRを増幅して右チャンネルフロント用及び右チャンネルリア用のスピーカ ２０RF，２０RRに入力する。以上より、車載用オーディオシステムにおける音像 定位とオーディオ信号の音場周波数特性が達成出来る。

【００２１】 なお、この実施例ではオーディオシステムにおける音像定位とオーディオ信号 の音場周波数特性をキー入力一回だけで同時に行ったが、たとえばキー入力操作 により個別に行うようにしても良い。 また、マイクからの音検出信号はセレクタ手段により選択的に切換えてインパ ルス検出回路又はピンクノイズ検出回路に入力させても良い。さらに、スピーカ の個数は複数個であれば良く、第１、第２セレクタのスイッチ数はスピーカの個 数に合わせて設ければよい。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明してきたように本考案による音場特性調整装置は、まずインパルス発 生器から発生したインパルス信号を第一のセレクタ手段と第二のセレクタ手段を 介して選択的に所定のスピーカに導き、音像を定位したい位置に置かれたマイク で音場内の音声を検出する。測定手段はマイク検出信号よりインパルス信号に基 づくピーク点を検出し、インパルス信号発生時刻から該ピーク点検出時刻までの 時間、すなわち音到達時間を測定する。オーディオ信号遅延手段は各スピーカに インパルス信号を入力して得られた測定時間（音到達時間）に逆比例した時間分 、オーディオ信号を遅延して対応するスピーカに入力し、音像定位させる。音像 が定位すると次にピンクノイズ発生器からピンクノイズを発生し、第二のセレク タ手段を介して各スピーカに入力され、前記マイクで同様に音場内の音声を検出 する。音場周波数分析手段はマイク検出信号よりピンクノイズの周波数特性を分 析する。オーディオ信号周波数補正手段は前記ピンクノイズの周波数特性分析に よりオーディオ信号の周波数特性を所定の特性に補正する。以上のような構成を とっているのでオーディオシステムにおける音像定位とオーディオ信号の音場周 波数特性が自動的に達成出来る。 このような手段を例えばＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）で構成 することにより簡単に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すブロック図である。

【図２】車室内のスピーカ配置図である。

【符号の説明】

１２ ＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッ
サ） １３ インパルス発生器 １４ 第１セレクタ １５ ピンクノイズ発生器 １８ 第２セレクタ ２０LF，２０RF，２０LR，２０RR スピーカ ２１ マイク ２２ インパルス信号検出回路 ２５ ピンクノイズ検出回路 ２９ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｓ 7/00 Ｚ 8421−5Ｈ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスピーカを備えたオーディオシス
   テムにおける音場特性調整装置において、 インパルス信号を発生するインパルス発生器と、該イン
   パルス発生器から発生するインパルス信号を複数の出力
   端子より選択的に切換えて出力する第一のセレクタ手段
   と、 ピンクノイズを発生するピンクノイズ発生器と、該ピン
   クノイズ発生器から発生するピンクノイズと第一のセレ
   クタ手段から出力されるインパルス信号を選択的に切換
   えて所定のスピーカに出力する第二のセレクタ手段と、 音場内に配置されて音を検出するマイクと、該マイクの
   音検出信号よりインパルス信号に基づくピーク点を検出
   し、インパルス信号発生時刻から該ピーク点検出時刻ま
   での時間を測定する測定手段と、各スピーカにインパル
   ス信号を入力して得られた前記測定時間に逆比例した時
   間だけオーディオ信号を遅延して対応するスピーカに入
   力するオーディオ信号遅延手段と、 マイク検出信号に含まれるピンクノイズに基づいて周波
   数分析する音場周波数分析手段と、前記音場周波数分析
   によりオーディオ信号の周波数特性を所定の特性に変化
   させて各スピーカに入力するオーディオ周波数補正手段
   とを有することを特徴とする音場特性調整装置。