JP2514143Y2

JP2514143Y2 - 車載用音場補正装置

Info

Publication number: JP2514143Y2
Application number: JP1984080558U
Authority: JP
Inventors: 芳郎功力; 昭夫徳毛; 敏和好美; 慎治郎加藤; 義雄佐々木; 誠小鷹; 猛佐藤
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1984-05-31
Filing date: 1984-05-31
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 1999-05-31
Also published as: JPS60193783U

Description

【考案の詳細な説明】技術分野本考案は、車載用音場補正装置に関し、特に車室内に
おける音響特性の補正をなすために車室の座席に対応し
て設置されたスピーカに供給されるオーディオ信号を補
正する車載用音場補正装置に関する。

背景技術車室内の音響特性は、音場がガラスやトウボードのよ
うな反射性の面とシート等の吸音性の面とで囲まれてい
ることや音場空間の狭さなどのため、特有なパターンを
持っている。しかも、前座席は車室内のほぼ中央、後座
席は車室内の後部にあり、音響的条件が異なっているた
め両座席に到達する反射波の経路や時間的密度、直接波
と反射波間あるいは反射波同士間での行程差の違いに基
づく到達時間がそれぞれ異なり、そのため両座席におい
ては音圧周波数特性や音波の位相特性などの音響特性が
大幅に異なっている。第１図（Ａ），（Ｂ）に音圧周波
数特性の一例が示されており、（Ａ）は前方音源（スピ
ーカ）がフロントドアの左右に設置された場合の前座席
における音圧周波数特性を、（Ｂ）は後方音源がパーセ
ルトレイ上に設置された場合の後座席における音圧周波
数特性をそれぞれ示している。

従って、いかに無響室で良好な特性を有するスピーカ
ユニットを車室内に設置しても、車室内ではフラットな
周波数特性を得ることは不可能であるので、従来は、車
載用音響装置の再生系に挿入された周波数特性可変手段
により周波数特性の乱れを補正するようになされてい
た。

車載用音響装置における再生系の構成の一例を第２図
に示す。図において、チューナ、カセットデッキ等の信
号源１からのオーディオ信号はアンプ２にて増幅されて
周波数特性アンプ３へ供給される。このアンプ３の出力
はスピーカ駆動アンプ４により電力増幅された後、スピ
ーカ駆動信号としてスピーカ５に供給される。

かかる構成において、信号源１からのオーディオ信号
はアンプ２にて正規の周波数特性を有する信号とされて
増幅され、次段のグラフィックイコライザやバス・トレ
ブルトーンコントロール等の周波数特性可変アンプ３に
より、所望の再生周波数特性に調整されてスピーカ駆動
信号となるのである。

かかる音響システムにおいて、スピーカ５より放射さ
れた音波が第３図に示す音場内の所定聴取点６に達する
経路としては、一例として、実線７で示すような直接波
と点線８で示すような車室内壁等による反射波とによる
経路がある。この場合、聴取点６では直接波と反射波と
による相互干渉によってある周波数にピークやディップ
が生じて聴取点６での周波数特性に乱れが生ずることに
なる。周波数特性可変アンプ３はこの周波数特性の乱れ
を補正するためのものである。

しかしながら、反射波の干渉による周波数特性の乱れ
は両音波の到達距離差に起因するので、装置の設置状態
や聴取位置が変ると、ピークやディップの周波数が変化
することになる。従って、グラフィックイコライザによ
りそれを補正しようとする場合には多数の回路が必要と
なり、コスト高となると共に、その調整が非常に困難に
なる。更に、バス・トレブルトーンコントロール機能の
みを有する装置ではピーク、ディップの補正をなすこと
は不可能である。

また、車室内では、内装材等による吸音やスピーカ取
付位置により聴取点での高域特性が低下することにな
る。これは、高域になるにしたがって車室内の減衰率、
吸音率が増すためである。特に、前座席の方が後座席よ
りも高域の低下が大きい。後座席の高域低下が少ないの
はリアウィンドが反射性であることによる。

車室内では更に、車両の走行騒音によるマスキング現
象によっても聴感上の周波数特性が変化することにな
る。第４図に道路状況および走行速度に応じた自動車の
車内騒音のスペクトラムを示す。

以上のように、車室内の音響特性は、聴取位置（着座
位置）や内装材、更には走行騒音によるマスキング現象
等によって種々変化するのである。

考案の概要本考案は、上述した点に鑑みなされたもので、聴取位
置や乗員数の変化等に拘らず常に良好な音響特性を得る
ことが可能な車載用音場補正装置を提供することを目的
とする。

本考案による車載用音場補正装置は、車室の前座席に
対応して設置された左右一対の前側スピーカと、後座席
に対応してパーセルトレイに設置された左右一対の後側
スピーカとに供給するオーディオ信号を補正することに
より前記車室内の音響特性の補正をなす車載用音場補正
装置であって、前記前座席および後座席の各々における
着座状況を入力する入力手段と、前記入力手段による入
力情報に応じて前記前座席の乗員が複数の場合には前記
前側スピーカの高域の音圧レベルを上昇させる第１の補
正手段と、前記入力手段による入力情報に応じて前記後
座席の乗員が複数の場合に前記後側スピーカの一対の出
力レベルを同一とする一方単独の場合には乗員が着座し
ている座席に近い方のスピーカの出力レベルを他方スピ
ーカの出力レベルよりも減衰させる第２の補正手段とを
備えたことを特徴としている。

実施例以下、本考案の実施例を図に基づいて説明する。

本考案に係る車載用音響装置は、例えば、前座席およ
び後座席にそれぞれ対応して左右一対づつ車室内に設置
された４つのスピーカを備えており、前座席用の一対の
スピーカは左右のフロントドアやダッシュボード上等
に、後座席用の一対のスピーカは左右のリアドアやパー
セルトレイ上等に設置される。

第５図において、信号源からのオーディオ信号は第１
の高域補正回路10および走行マスキング補正回路11を介
して前座席用スピーカの補正回路12、後座席用スピーカ
の補正回路13および低域スピーカ用ローパスフィルタ14
に供給される。第１の高域補正回路10は周波数特性の高
域においてスピーカ固有のエネルギーレスポンスの低下
分および車室内の平均的吸音率におけるエネルギーレス
ポンスの低下分の補正をなすブースト回路である。走行
マスキング補正回路11は車両の走行騒音によるマスキン
グ現象によって変化する聴感上の周波数特性（第４図参
照）の補正をなすものである。

前座席用の補正回路12と後座席用の補正回路13とは、
基本的に同じ構成であるので、以下、主として前座席用
の補正回路12について説明する。尚、両補正回路12,13
は共に、左右一対のスピーカに対応した対称な２つの信
号系を有しており、この信号系に関しても一方について
のみ説明する。

補正回路12における第２の高域補正回路15Lは、車室
内の吸音率が吸音材等の違いにより車種毎に異なること
によって変化する高域特性の補正をなすブースト回路
（いわゆるトーンコントロール回路）である。この第２
の高域補正回路15Lと先述した第１の高域補正回路10と
により、車室内の周波数特性がほぼ全域に亘ってフラッ
トな特性となるように補正されるのである。

補正回路12はまた、入力手段30から出力される乗員数
情報に応じてスピーカ音圧レベルの中高域について補正
する乗員数対応補正回路16Lを有し、さらに当該補正回
路16Lの出力信号に対し車室内でスピーカによる直接波
とその反射波との干渉により発生する周波数特性のうね
りについて補正するピーク・ディップ補正回路17Lを有
する。ピーク・ディップ補正回路17Lは、入力信号のピ
ークおよびディップが発生する帯域を通過せしめるバン
ドパスフィルタ18Lと、このフィルタの出力がピークお
よびディップ周波数になるように信号遅延する遅延回路
19Lと、ピークおよびディップのレベルを補正するレベ
ル調整回路20Lと、レベル調整された信号を位相反転す
る位相反転器21Lと、当該反転器21Lと乗員数対応補正回
路16Lとの出力を加算する加算器22Lとを有する。この加
算器22Lの出力は補正回路12の出力信号として可変利得
器23Lおよびパワーアンプ24Lを介してＬ（左）チャンネ
ルのスピーカ駆動信号となるのである。

第１及び第２の高域補正回路10及び15L、走行マスキ
ング補正回路11、並びにピーク・ディップ補正回路17L
は、本発明の主たる特徴部分ではないので、その作用・
動作の詳しい説明は省略する。

次に、乗員数の変化に応じてスピーカの出力特性の補
正をなす乗員数対応補正回路16Lに関して説明する。

まず、前座席用の一対のスピーカがフロントドアに設
置されている場合において、乗員が単独（例えば運転者
だけ）で音を聴取しているとき音響特性が最適状態にあ
るとする。この状態で聴取者が増え複数の乗員が横一列
に並んだ場合、増えた乗員によりその近くのスピーカか
らの放射音が妨害を受け、特に中高域の周波数に対して
は人は高い吸音率を示すため、第６図に示すように、乗
員の増加によりそれまでの最適聴取レベル（実線
（ａ））より大略1KHz以上の中高域のレベルが破線
（ｂ）で示す如く１〜2dB程度低下してしまうことにな
る。そこで乗員数対応補正回路16Lは入力手段30から出
力される、乗員が複数であることを示す情報入力に応じ
てスピーカの音圧レベルを大略1KHz以上の中高域におい
て１〜2dB程度上昇させる補正を行なう。この中高域の
補正はＬチャンネルのみならずＲチャンネルも同時に行
われる。すなわち、入力手段30の出力に応じて乗員数対
応補正回路16Rも乗員数対応補正回路16Lと同様に動作す
るのである。これにより乗員数が変化しても常に平坦な
周波数特性が得られるのである。

乗員数対応補正回路16L（16R）は、例えば第７図に示
すように、差動増幅器16A、抵抗R₇，R₈、コンデンサ
C₃、トランジスタQ₁および座席に対応した例えば２つの
スイッチS₁，S₂によって構成されている。かかる構成に
おいて、２つのスイッチS₁，S₂の両方が同時にオンした
ときのみトランジスタQ₁がオンとなって周波数特性の補
正が行われるのである。入力手段30からはスイッチS₁，
S₂をオン／オフ制御するための信号が供給される。入力
手段30に関しては後述する。

前座席のみならず後座席用の一対のスピーカがリアド
アに設置されている場合、後座席に関しても同様に、乗
員数の変化に応じて大略1KHz以上の中高域においてスピ
ーカの音圧レベルの補正が行われる。

また、前座席において、第８図に示すように、スピー
カSPをフロントドア43に取り付けた場合を考えると、そ
の取付位置はドアの構造から一般的にドア43の下方部に
制約されるので、乗員の足元近傍となってしまう。従っ
て、乗員に近い方のスピーカは乗員の足、体および座席
によってその放射音がかなり遮られることになり、減
衰、吸収を受けることになる。また、第９図に示すよう
に、乗員（例えば運転者）に近い方（右側フロントドア
43R）のスピーカの中心と聴取点（乗員の耳）とを結ぶ
線のスピーカ中心線に対する角度θ₁は、反対側のドア
（左側フロントドア43L）のスピーカにおける角度θ₂に
比してかなり大きい。その結果、スピーカの指向特性
上、相対的に反対側のドアのスピーカの音圧レベルが高
くなり、音像がその方向にかたよる傾向になり、音像定
位がずれてしまって良好なステレオ音響特性が得られな
いことになる。この音像定位を正常にするために、可変
利得器23L又は23Rは入力手段30から出力される乗員の着
座情報に応じて聴取点に近い方のスピーカの出力レベル
を上昇させる補正を行なう。これにより、聴取点での聴
取レベルが左右略同一レベルとなり、聴取点に対して左
右偏ったスピーカ配置にも拘わらず良好なステレオ音響
特性が得られることになる。

本願考案者の測定によれば、聴取点に近い方のスピー
カの出力レベルを２〜5dB程度上昇させることによって
良好な結果が得られている。乗員が増えて複数になった
場合には、聴取点に近いスピーカの音圧レベルを下げて
元に戻すか、あるいは聴取点から遠い方のスピーカの出
力レベルを同じレベルだけ上げてやり、左右のスピーカ
の音圧レベルを略同一にすれば良い。可変利得器23L,23
Rとしては、周知の構成のものを用いることができ、乗
員が単独の場合と複数の場合とで利得を少なくとも２段
階に切替えできるものであれば良い。

一方、後座席において、第８図に示すように、スピー
カSPをパーセルトレイ40上に設置した場合を考えると、
聴取点に対するスピーカの位置は前座席の場合に比較し
てかなり近くかつスピーカは聴取点方向に向けられてい
るので、相対的に近い方のスピーカの音圧レベルが高く
なり、音像がその方向にかたよることになる。従って、
前座席の場合と逆に、可変利得器25L又は25Rによって聴
取点に近い方のスピーカの出力レベルを下げてやること
により、音像定位が正常となって良好なステレオ音響特
性が得られることになる。

可変利得器25L（25R）は、例えば第10図に示すよう
に、差動増幅器25A、トランジスタQ₂，Q₃、抵抗R₉〜R₁₂
および座席に対応した例えば２つのスイッチS₃，S₄によ
って構成されている。かかる構成において、本回路がＬ
チャンネル側の可変利得器25LであってかつスイッチS₃
が左座席に、スイッチS₄が右座席にそれぞれ対応してい
るものとすると、左座席のみに乗員が着座した場合に
は、入力手段30からの着座情報に応じてスイッチS₃がオ
ンとなることによりトランジスタQ₃がオンおよびQ₂がオ
フとなるので、Ｌチャンネル側のスピーカのみの出力レ
ベルが低減されることになる。また、右座席にも乗員が
着座した場合には、スイッチS₄もオンとなるので、トラ
ンジスタQ₃がオフおよびQ₂がオンとなってＬチャンネル
側のスピーカの出力レベルが元に戻され、左右のスピー
カの音圧レベルが略同一となる。本願考案者の測定によ
れば、２〜5dBの範囲内でレベルを下げてやることによ
って良好な結果を得ている。尚、後座席の乗員が複数に
なった場合には、上述の如く、下げた方のスピーカの出
力レベルを元に戻してやっても良いが、聴取点から遠い
方のスピーカの出力レベルを下げてやることにより、左
右のスピーカの音圧レベルを略同一にしてやっても良
い。また、乗員が後座席のほぼ中央に着座した場合に
は、音響的左右バランスがとれているので、補正を行な
う必要はない。

尚、前座席側において、第２の高域補正回路15L（15
R）と第７図で説明した乗員数対応補正回路16L（16R）
とを別々に回路構成としたが、第11図に示すように、１
つの差動増幅器15A（又は16A）を兼用して一体の回路構
成とすることにより、部品削減に伴なう低コスト化、回
路構成の簡素化が可能となる。また、後座席側におい
て、第10図で説明した可変利得器25L（25R）も単独の回
路構成としたが、第12図に示すように、１つ差動増幅器
15A（又は25A）を兼用して第２の高域補正回路と一体の
回路構成とすることにより、上記効果と同様の効果が得
られる。

次に、入力手段30について説明する。入力手段30は前
座席および後座席の各々における乗員数を入力するため
のものであり、例えば、各座席に対応して複数のスイッ
チを操作部に配列し、これらスイッチを手動にて操作す
ることにより着座状況を入力する構成であっても良く、
また各座席にそれぞれ乗員が着座することによって作動
するスイッチを設け、着座状況を自動的に入力する構成
であっても良い。

入力手段30による入力情報すなわち各座席の着座状況
は、各座席に対応して設けられた発光ダイオード等の複
数の表示素子からなる表示手段31にて表示される。表示
手段31における各表示素子は乗員配置が一目でわかるよ
うに、例えば座席の配置と同様の配置となっている。表
示手段31は、例えば、色相変化、点滅もしくは輝度変化
にて着座状況の表示を行なう。その具体的構成を第13図
ないし第15図に示す。色相変化にて表示をなす表示手段
31Aは、例えば第13図に示すように、入力手段30からの
入力情報に応じて作動する駆動回路32、１つの座席に対
して設けられた互いに発光色が異なる２つの発光ダイオ
ードD₁，D₂、抵抗R₁₃〜R₁₅およびトランジスタQ₄からな
り、通常、駆動回路32の出力が低レベルにあることによ
り発光ダイオードD₂が発光しており、入力手段30におい
て対応するスイッチがオンすると、駆動回路32の出力が
高レベルとなり発光ダイオードD₁が発光すると同時にト
ランジスタQ₄がオンとなって発光ダイオードD₂を消灯せ
しめる動作をなす。点滅表示をなす表示手段31Bは、例
えば第14図に示すように、入力手段30の出力によってト
リガーされるマルチバイブレータ33、抵抗R₁₆および発
光ダイオードD₃からなり、マルチバイブレータ33で定ま
る周期で発光ダイオードD₃をフラッシングさせる動作を
なす。輝度変化にて表示をなす表示手段31Cは、例えば
第15図に示すように、抵抗R₁₇を介して供給される入力
手段30の出力に応じてオン／オフ動作をなすトランジス
タQ₅、ダイオードD₄、抵抗R₁₈およびR₁₉からなり、通常
はトランジスタQ₅がオフ状態にあり、抵抗R₁₈，R₁₉で定
まる小電流が発光ダイオードD₄を流れるので、発光ダイ
オードD₄の輝度は暗く、入力手段30の出力に応じてトラ
ンジスタQ₅がオンすることにより抵抗R₁₉をバイパスし
発光ダイオードD₄に流れる電流を増してその輝度を明る
くする動作をなす。

効果以上説明したように、本考案によれば、前座席の乗員
が複数の場合には、その座席に対応して設置された一対
のスピーカの高域の音圧レベルを上昇させると共に、後
座席の乗員が複数の場合にはその座席に対応してパーセ
ルトレイに設置された一対のスピーカの各出力レベルを
ほぼ同一としかつ単独の場合には乗員が着座している座
席に近い方のスピーカの出力レベルを減衰させるように
したので、車室内の前座席において音質低下の補正がな
され、後座席において音像定位及び音量低下の補正がな
され、着座位置や乗員数の変化に拘わらず常に良好な音
響特性を得ることが可能な車載用音場補正装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は車室内の前座席における音圧周波数特
性、（Ｂ）は後座席における音圧周波数特性、第２図は
車載用音響装置の再生系の一例を示す構成図、第３図は
音場内における直接波と反射波との一例の様子を示す
図、第４図は道路状況および走行速度に応じた自動車の
車内騒音のスペクトラムを示す図、第５図は本考案の一
実施例を示すブロック図、第６図は乗員増加による高域
レベルの低下の状態を示す周波数特性図、第７図は第５
図における乗員数対応補正回路16L（16R）の一例の回路
図、第８図は車室内におけるスピーカの取付位置を示す
図、第９図はフロントドアに取り付けられた左右一対の
スピーカと聴取点との位置関係を示す図、第10図は第５
図における可変利得器25L（25R）の一例を示す回路図、
第11図は第５図における前座席側の第２の高域補正回路
および乗員数対応補正回路を一体に構成した一例の回路
図、第12図は後座席側の第２の高域補正回路および可変
利得器を一体に構成した一例の回路図、第13図ないし第
15図は第５図における表示手段の具体的構成を示す回路
図である。主要部分の符号の説明 10……第１の高域補正回路 11……走行マスキング補正回路 12……前座席用スピーカの補正回路 13……後座席用スピーカの補正回路 15L,15R……第２の高域補正回路 16L,16R……乗員数対応補正回路 17L,17R……ピーク・ディップ補正回路 23L,23R,25L,25R……可変利得器 30……入力手段、31……表示手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者加藤慎治郎川越市大字山田字西町25番地１パイオニア株式会社川越工場内 (72)考案者佐々木義雄川越市大字山田字西町25番地１パイオニア株式会社川越工場内 (72)考案者小鷹誠川越市大字山田字西町25番地１パイオニア株式会社川越工場内 (72)考案者佐藤猛川越市大字山田字西町25番地１パイオニア株式会社川越工場内 (56)参考文献特開昭58−138200（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】車室の前座席に対応して設置された左右一
対の前側スピーカと、後座席に対応してパーセルトレイ
に設置された左右一対の後側スピーカとに供給するオー
ディオ信号を補正することにより前記車室内の音響特性
の補正をなす車載用音場補正装置であって、前記前座席
および後座席の各々における着座状況を入力する入力手
段と、前記入力手段による入力情報に応じて前記前座席
の乗員が複数の場合には前記前側スピーカの高域の音圧
レベルを上昇させる第１の補正手段と、前記入力手段に
よる入力情報に応じて前記後座席の乗員が複数の場合に
前記後側スピーカの一対の出力レベルを同一とする一方
単独の場合には乗員が着座している座席に近い方のスピ
ーカの出力レベルを他方スピーカの出力レベルよりも減
衰させる第２の補正手段とを備えたことを特徴とする車
載用音場補正装置。