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技術 音響再生装置

出願人 パイオニア株式会社東北パイオニア株式会社
発明者 加藤善直黒田敏博
出願日 2019年6月5日 (1年7ヶ月経過) 出願番号 2019-105057
公開日 2019年10月17日 (1年2ヶ月経過) 公開番号 2019-180089
状態 未査定
技術分野 可聴帯域変換器の回路等 可聴帯域変換器の細部 I (筐付等) 車両外部の荷台、物品保持装置
主要キーワード シェルビング メモリオーディオ 特定車種 特性信号 圧力空間 ポールヨーク 音楽成分 自由音場
関連する未来課題
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図面 (20)

課題

比較的小さな口径のスピーカユニットにおいても、小〜中音量の再生における低音不足を解消するとともに、大音量の再生における再生音の品位が損なわれないようにすることができる音響再生装置を提供する。

解決手段

音響再生装置10は、入力信号に対して所定の演算を行うDSP12およびμCom11と、所定の演算がされた信号を増幅してスピーカユニットに出力するAMP13と、を備えている。そして、DSP12およびμCom11は、スピーカユニット4の周波数特性の逆特性の低域の一部をカットし、入力信号へ重畳する演算を行う。

概要

背景

例えば自動車等の車両に搭載するスピーカユニットは、省エネルギーの観点からなるべく軽く小型であることが望ましい。しかし、比較的口径の小さなスピーカユニットでは、比較的口径の大きなスピーカユニットに比べて特に低音不足する場合がある。比較的口径の小さなスピーカユニットの周波数特性は、例えば100Hz以下で比較的口径の大きなスピーカユニットに比べて急峻に音圧が下がる場合があった。このため、特に小〜中音量における再生で低音不足が感じられる。

比較的口径の小さなスピーカユニットの低音不足を補うためには、増幅装置アンプ)で低音信号を大きく出力するなどの方法がある。例えば、特許文献1には、周波数特性を調整したいベースドラム等の音楽成分が比較的大きいときは、低域(低音)のブースト量を上げることが開示されている。

概要

比較的小さな口径のスピーカユニットにおいても、小〜中音量の再生における低音の不足を解消するとともに、大音量の再生における再生音の品位が損なわれないようにすることができる音響再生装置を提供する。音響再生装置10は、入力信号に対して所定の演算を行うDSP12およびμCom11と、所定の演算がされた信号を増幅してスピーカユニットに出力するAMP13と、を備えている。そして、DSP12およびμCom11は、スピーカユニット4の周波数特性の逆特性の低域の一部をカットし、入力信号へ重畳する演算を行う。

目的

本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、比較的小さな口径のスピーカユニットにおいても、小〜中音量の再生における低音の不足を解消するとともに、大音量の再生における再生音の品位が損なわれないようにすることができる音響再生装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

入力信号演算を行う演算装置と、前記演算された信号を増幅してスピーカユニットに出力する増幅装置と、を備え、前記演算装置は、前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を前記入力信号重畳する演算を行い、前記逆特性は、低域の一部がカットされていることを特徴とする音響再生装置

請求項2

前記カットされる前記逆特性の一部における、周波数の上限値は、前記増幅装置の増幅率が小さいほど小さくすることを特徴とする請求項1に記載の音響再生装置。

請求項3

前記カットされる前記逆特性の一部における、周波数の上限値は、100Hzであることを特徴とする請求項1または2に記載の音響再生装置。

請求項4

前記逆特性は、車内における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の音響再生装置。

請求項5

前記演算装置は、前記逆特性に前記車内における出力音圧周波数特性に基づいた補正情報加算することを特徴とする請求項4に記載の音響再生装置。

請求項6

入力信号の演算を行う演算装置と、前記演算された信号を増幅してスピーカユニットに出力する増幅装置と、を備え、前記演算装置は、車内における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を前記入力信号へ重畳する演算を行うことを特徴とする音響再生装置。

請求項7

前記車内における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性の傾きは、低域の所定の周波数範囲において、自由音場における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性の傾きよりも小さいことを特徴とする請求項4乃至6のうちいずれか一項に記載の音響再生装置。

請求項8

請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の音響再生装置を備えることを特徴とする移動体

請求項9

入力信号の演算を行う演算工程と、前記演算された信号を増幅装置で増幅させてスピーカユニットに出力させる増幅工程と、を含む音響再生装置の再生方法において、前記演算工程は、前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を前記入力信号へ重畳する演算を行い、前記逆特性は、低域の一部がカットされていることを特徴とする音響再生装置の再生方法。

請求項10

入力信号の演算を行う演算工程と、前記演算された信号を増幅装置で増幅させてスピーカユニットに出力させる増幅工程と、を含む音響再生装置の再生方法において、前記演算工程は、車内における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を前記入力信号へ重畳する演算を行うことを特徴とする音響再生装置の再生方法。

請求項11

請求項9または10に記載の音響再生装置の再生方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする音響再生装置の再生プログラム

請求項12

請求項11に記載の音響再生装置の再生プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体

技術分野

0001

本発明は、音響再生装置に関する。

背景技術

0002

例えば自動車等の車両に搭載するスピーカユニットは、省エネルギーの観点からなるべく軽く小型であることが望ましい。しかし、比較的口径の小さなスピーカユニットでは、比較的口径の大きなスピーカユニットに比べて特に低音不足する場合がある。比較的口径の小さなスピーカユニットの周波数特性は、例えば100Hz以下で比較的口径の大きなスピーカユニットに比べて急峻に音圧が下がる場合があった。このため、特に小〜中音量における再生で低音不足が感じられる。

0003

比較的口径の小さなスピーカユニットの低音不足を補うためには、増幅装置アンプ)で低音信号を大きく出力するなどの方法がある。例えば、特許文献1には、周波数特性を調整したいベースドラム等の音楽成分が比較的大きいときは、低域(低音)のブースト量を上げることが開示されている。

先行技術

0004

特開平11−17480号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、増幅装置等で低音を大きく出力すると特に大音量の再生においては、スピーカユニットにとって増幅装置からの信号が大きすぎて異音を発生する場合があり、再生音の品位が損なわれる。

0006

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、比較的小さな口径のスピーカユニットにおいても、小〜中音量の再生における低音の不足を解消するとともに、大音量の再生における再生音の品位が損なわれないようにすることができる音響再生装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、入力信号演算を行う演算装置と、前記演算された信号を増幅してスピーカユニットに出力する増幅装置と、を備え、前記演算装置は、前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を前記入力信号重畳する演算を行い、前記逆特性は、低域の一部がカットされていることを特徴とする音響再生装置である。
請求項6に記載の発明は、入力信号の演算を行う演算装置と、前記演算された信号を増幅してスピーカユニットに出力する増幅装置と、を備え、前記演算装置は、車内における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を前記入力信号へ重畳する演算を行うことを特徴とする音響再生装置である。

0008

請求項9に記載の発明は、入力信号の演算を行う演算工程と、前記演算された信号を増幅装置で増幅させてスピーカユニットに出力させる増幅工程と、を含む音響再生装置の再生方法において、前記演算工程は、前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を前記入力信号へ重畳する演算を行い、前記逆特性は、低域の一部がカットされていることを特徴とする音響再生装置の再生方法である。
請求項10に記載の発明は、入力信号の演算を行う演算工程と、前記演算された信号を増幅装置で増幅させてスピーカユニットに出力させる増幅工程と、を含む音響再生装置の再生方法において、前記演算工程は、車内における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を前記入力信号へ重畳する演算を行うことを特徴とする音響再生装置の再生方法である。

0009

請求項11に記載の発明は、請求項9または10に記載の音響再生方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする音響再生装置の再生プログラムである。

0010

請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の音響再生装置の再生プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

図面の簡単な説明

0011

本発明の第1の実施例にかかる音響再生装置を有する音響再生システムブロック構成図である。
図1に示されたスピーカユニットの周波数特性と逆特性の例を示したグラフである。
図1に示されたスピーカユニットの入力信号レベルに対する周波数特性を示したグラフである。
図1に示されたスピーカユニットの入力信号レベルに対する周波数特性を示したグラフである。
図1に示されたスピーカユニットの入力信号レベルごとの逆特性を示したグラフである。
図1に示されたスピーカユニットの音響再生装置での演算後の入力信号レベルに対する周波数特性を示したグラフである。
図1に示された音響再生装置の動作のフローチャートである。
自由音場におけるスピーカユニットの入力信号レベルに対する出力音圧周波数特性のグラフである。
図8における破線と一点鎖線の差分を示したグラフである。
車両の車室内(圧力音場)におけるスピーカユニットの入力信号レベルに対する出力音圧周波数特性のグラフである。
図10における破線と一点鎖線の差分を示したグラフである。
本発明の第2の実施例にかかる音響再生装置のブロック構成図である。
図12に示された音響再生装置の出力音圧特性の調整方法のフローチャートである。
車室内における出力音圧特性と逆特性とを比較したグラフである。
基本特性情報と逆特性とを比較したグラフである。
うねり成分情報と基本特性情報とうねり成分情報を加算した調整値とを比較したグラフである。
うねり成分情報を加算した後の調整値と逆特性を比較したグラフである。
調整後の車室内予測値と調整前の車室内特性とを比較したグラフである。
調整後の車室内予測値と実測値とを比較したグラフである。
グラフィックイコライザ調整パラメータの例である。
図20に示したパラメータでグラフィックイコライザによる調整を行った後の調整値と逆特性とを比較したグラフである。
調整後の車室内予測値と調整前の車室内特性とを比較したグラフを示す。
調整後の車室内予測値と実測値とを比較したグラフを示す。

0012

以下、本発明の一実施形態にかかる音響再生装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる音響再生装置は、入力信号の演算を行う演算装置と、その演算がされた信号を増幅してスピーカユニットに出力する増幅装置と、を備えている。そして、演算装置は、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を入力信号へ重畳する演算を行う。このようにすることにより、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性に基づいて、スピーカユニットの出力音圧周波数特性をフラットにすることができ、低音の不足を解消することができる。

0013

また、演算装置は、低域における逆特性の一部をカットする演算を行ってもよい。このようにすることにより、スピーカユニットが持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号を入力されてスピーカユニットから異音が発生することを防止できる。したがって、大音量の再生における再生音の品位が損なわれないようにすることができる。

0014

また、カットされる逆特性の一部における、周波数の上限値は、増幅装置の増幅率が小さいほど小さくしてもよい。このようにすることにより、増幅率が小さいほどより低域の周波数までスピーカユニットから異音が発生しなくなるので、より低音まで再生音の品位が損なわれることなく再生させることができる。したがって、小音量における低音不足を解消することができる。

0015

また、カットされる逆特性の一部における、周波数の上限値は、100Hzであってもよい。このようにすることにより、特に低域を再生するスピーカユニットに対応させることができる。

0016

また、逆特性は、車内におけるスピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性であってもよい。このようにすることにより、スピーカユニットが設置された車両に応じた周波数特性に合わせることができる。

0017

また、演算装置は、逆特性に車内における出力音圧周波数特性に基づいた補正情報を加算してもよい。このようにすることにより、スピーカユニットの特性に基づいた逆特性だけでなく、車室の形状等による定在波の影響を考慮した補正をすることができるので、車両に搭載した際にスピーカユニットの周波数特性をフラットに近づけることができる。

0018

また、車内におけるスピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性の傾きは、低域の所定の周波数範囲において、自由音場におけるスピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性の傾きよりも、小さくなっている。このような傾向を示すため、自由音場で測定した結果に基づき逆特性をそのまま利用するよりも、車内(圧力音場)における特性に合わせた逆特性を利用することで、車内におけるスピーカユニットの周波数特性をフラットに近づけることができる。

0019

また、移動体に上述した音響再生装置を備えてもよい。このようにすることにより、車両等の移動体において、スピーカユニットの出力音圧周波数特性をフラットにすることができ、低音の不足を解消することができる。

0020

また、本発明の一実施形態にかかる音響再生装置の再生方法は、入力信号の演算を行う演算工程と、その演算がされた信号を増幅装置で増幅させてスピーカユニットに出力させる増幅工程と、を含んでいる。そして、演算工程は、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を入力信号へ重畳する演算を行う。このようにすることにより、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性に基づいて、スピーカユニットの出力音圧周波数特性をフラットにすることができ、低音の不足を解消することができる。

0021

また、演算工程は、低域における出力音圧周波数特性の一部をカットする演算を行ってもよい。このようにすることにより、スピーカユニットが持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号を入力されてスピーカユニットから異音が発生することを防止できる。大音量の再生における再生音の品位が損なわれないようにすることができる。

0022

また、上述した音響再生装置の再生方法をコンピュータにより実行させる音響再生装置の再生プログラムとしてもよい。このようにすることにより、コンピュータを用いて、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性に基づいて、スピーカユニットの出力音圧周波数特性をフラットにすることができ、低音の不足を解消することができる。

0023

また、上述した音響再生装置の再生プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。このようにすることにより、当該プログラム機器に組み込む以外に単体でも流通させることができ、バージョンアップ等も容易に行える。

0024

本発明の第1の実施例にかかる音響再生装置を図1乃至図7を参照して説明する。図1に本実施例にかかる音響再生装置10を有する音響再生システム1を示す。

0025

音響再生システム1は、電源2と、MAIN UNIT3と、スピーカユニット4と、音響再生装置10と、を備えている。

0026

電源2は、外部または自身が有するバッテリ等からの電源電圧を所定の直流電圧に変換してMAIN UNIT3や音響再生装置10に供給する。

0027

MAIN UNIT3は、例えばCD(Compact Disc)プレーヤメモリオーディオラジオ受信機等の音響信号を音響再生装置10に出力する装置である。

0028

スピーカユニット4は、例えばサブウーハ等で構成されている。なお、スピーカユニット4は、サブウーハに限らず、ウーハやフルレンジ等であってもよい。

0029

音響再生装置10は、μCom11と、DSP12と、AMP13と、を備えている。μCom11は、音響再生装置10の制御を司り、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えた周知のマイクロコンピュータマイコン)である。

0030

DSP12は、μCom11からの制御に基づいて、MAIN UNIT3から入力された音響信号に対して後述する演算を行う。DSP12は、周知のようにデジタル信号処理演算に特化したマイクロプロセッサであり、内部にCPUやROM,RAMおよび信号処理用演算器等を備えている。DSP12は、演算後の信号をAMP13に出力する。

0031

本実施例では、μCom11とDSP12とで演算装置を構成している。但し、μCom11のみ、あるいはDSP12のみで演算装置を構成してもよい。また、音響信号は、演算装置に入力される入力信号となり、DSP12で入力信号の演算を行う。そして、DSP12の出力信号が、演算装置で演算された信号となる。

0032

AMP13は、DSP12から入力される信号を、例えば図示しないボリューム等に基づいた所定の増幅率に増幅してスピーカユニット4に出力する増幅装置である。AMP13は、デジタルアナログ変換器アナログアンプであってもよいし、デジタルアンプであってもよい。

0033

ここで、DSP12が行う演算について図2乃至図6を参照して説明する。図2は、スピーカユニット4の出力音圧周波数特性とその逆特性を示したグラフである。図2において、縦軸出力音圧レベル横軸は周波数である。

0034

スピーカユニット4は図2実線に示したような出力音圧周波数特性を示す。この場合、約80Hz以下の低域では、出力音圧レベルが低下している。そこで、この出力音圧周波数特性の図2の破線で示したような逆特性のフィルタ処理を行う。これは、例えば逆特性の周波数信号をMAIN UNIT3から入力された音響信号に加算(重畳)することで、スピーカユニット4から放射される出力音圧周波数特性をフラットにして、特に低域の特性を改善させることができる。

0035

スピーカユニット4の出力音圧周波数特性は、あらかじめ測定しその測定結果から逆特性を生成する。そして、その逆特性情報をDSP12内のメモリ等に記憶させておく。DSP12は、記憶されている逆特性の周波数信号をMAIN UNIT3から入力された音響信号に加算(重畳)する演算を行う。

0036

但し、特性情報を図2に示した逆特性のままとすると、所定の周波数以下ではスピーカユニット4が持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号が入力されるため異音等が発生してしまうことがある。一例を図3に示す。図3は、スピーカユニット4の入力信号レベルに対する出力音圧周波数特性であり、縦軸に出力音圧レベル、横軸に周波数を示している。そして、実線が入力信号レベル−5dBV、破線が入力信号レベル−10dBV、一点鎖線が入力信号レベル−15dBV、二点鎖線が入力信号レベル−20dBVである。

0037

図3において、各入力信号レベルとも所定の周波数以下はプロットされていない。これは、当該周波数以下ではスピーカユニット4が持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号が入力されるために当該スピーカユニット4に異音が発生することを示している。この異音が発生する周波数は入力信号レベルが小さくなるほど小さくなっている。

0038

この異音は、例えばスピーカユニット4の振動版が大きな振幅で振動する際に、ボイスコイル等が磁気ギャップ内においてポールヨーク等に衝突することにより生じる。つまり、スピーカユニットの入力信号レベルが大きいほど発生しやすくなるため、AMP13における増幅率が大きいほど発生しやすくなる。

0039

図4は、図2に示した逆特性を加算しない状態における、いくつかの異なる大きさの入力信号レベルに対するスピーカユニットの出力音圧周波数特性である。実線に示される特性は、約45Hz以下で−10dBから出力音圧レベルが下がり始め20Hzでは−28dBまで下がっている。破線に示される特性は、約45Hz以下で−15dBから出力音圧レベルが下がり始め20Hzでは−32dBまで下がっている。一点鎖線に示される特性は、約45Hz以下で−20dBから出力音圧レベルが下がり始め20Hzでは−37dBまで下がっている。二点鎖線に示される特性は、約45Hz以下で−25dBから出力音圧レベルが下がり始め20Hzでは−42dBまで下がっている。

0040

いずれの場合も出力音圧レベルが下がり始めるのは同じ約45Hzであるために、出力音圧レベルが小さい場合にはスピーカが出すことが出来る最大の音圧に満たない音圧しか出していない。そのため、特に小さな音で再生される場合に使用者が低音不足であると感じる場合がある。

0041

そこで、本実施例では、逆特性のうち所定の周波数以下をカットして、スピーカユニット4が持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号を入力しないようにする。図5に、入力信号レベルごとの逆特性の例を示す。図5の例では、逆特性信号のレベルに応じて約55Hz以下をカットしている。

0042

そして、低域をカットした逆特性の周波数信号をMAIN UNIT3から入力された音響信号に重畳する。この時の演算の一例としては、低域をカットした逆特性の周波数信号とMAIN UNIT3から入力された音響信号にそれぞれ所定の重み付けをして加算を行う。そして重畳された出力信号をAMP13に入力する。

0043

低域をカットした逆特性の周波数信号とMAIN UNIT3から入力された出力音圧周波数特性を有する音響信号とを重畳して、AMP13を経てスピーカユニット4から放射される出力音圧周波数特性の一例を図6に示す。なお、この例ではMAIN UNIT3から入力された出力音圧周波数特性は全周波数にわたってフラットであるものとする。図6の場合、入力信号レベルに応じて約65Hz〜35Hz以下をカットするようにしている。このようにすることにより、カットする周波数以下では、スピーカユニット4の特性にしたがって、出力音圧レベルが低下し、異音が発生することを防止できる。

0044

したがって、本実施例では、AMP13の増幅率によって逆特性のうちカットする周波数の上限値を変化させる。例えば、図6に示したように、入力信号レベルが−5dBVに相当する増幅率のときは、例えば65Hz以下はカットする。また、入力信号レベルが−10dBVに相当する増幅率のときは、例えば45Hz以下はカットし、入力信号レベルが−15dBVに相当する増幅率のときは、例えば35Hz以下はカットするようにする。このようにすることにより、AMP13の増幅率が小さいほどカットする周波数の上限値を小さくすることができる。なお、増幅率が所定値以下の場合はカットしなくてもよい。例えば図6に示した−20dBV以下ではカットしなくても異音は発生しないと思われるため、このような場合は、カットしないようにする。

0045

即ち、特性情報において、スピーカユニット4の出力音圧周波数特性の逆特性のうちカットされる低域の一部における、周波数の上限値は、AMP13の増幅率が小さいほど小さくしている。このようにすることで、AMP13の増幅率は小さい場合でも低域の音圧レベルがより小さい周波数まで延びるために、低音不足が相当程度解消される。

0046

また、このカットされる低域の一部における、周波数の上限値としては可聴周波数帯のうち100Hz以下の範囲で変化させてもよい。この100Hzは例えば最大の増幅率のときに異音が発生する周波数に基づいて設定された値であり、サブウーハの場合に好適な値である。勿論前記100Hzや65Hz等は、対象となるスピーカユニットの出力音圧周波数特性に基づいて適宜変更してもよい。本実施例は、スピーカユニットの出力音圧周波数特性において、低域の特性を改善させるものであり、カットされる低域の一部における、周波数の上限値は、対象となるスピーカユニットの低域の特性が悪化する周波数に応じて設定すればよい。

0047

次に、上述した構成の音響再生装置10の動作(音響再生装置の再生方法)について図7のフローチャートを参照して説明する。図7に示したフローチャートはμCom11のROM等に記憶されている音響再生装置の再生プログラムをμCom11のCPU上で実行することで動作する。

0048

まず、ステップS1において、μCom11はAMP13から増幅率を取得する。次に、ステップS2において、μCom11はDSP12に対してステップS1で取得した増幅率に応じた逆特性信号を音響信号に加算(重畳)する演算を行わせる。ここで、逆特性信号は、増幅率応じて複数種類がDSP12のメモリ等にデータ等として記憶されている。あるいは、1つの増幅率(例えば最大値)の場合のみを記憶し、それに対して増幅率に応じた所定の係数等を乗じることで生成するようにしてもよい。

0049

次に、ステップS3でμCom11はAMP13の増幅率が変化したか否かを判断し、変化した場合(YESの場合)はステップS1に戻り、変化しない場合(NOの場合)はステップS4に進む。

0050

次に、ステップS4でμCom11は電源がOFFされたか否かを判断し、OFFされた場合(YESの場合)は終了し、OFFされない場合(NOの場合)はステップS3に戻る。

0051

本実施例によれば、音響再生装置10は、入力信号に対して演算を行うDSP12およびμCom11と、その演算がされた信号を増幅してスピーカユニットに出力するAMP13と、を備えている。そして、DSP12およびμCom11は、スピーカユニット4の出力音圧周波数特性の逆特性の低域の一部をカットし、入力信号へ加算(重畳)する演算を行う。このようにすることにより、スピーカユニット4の出力音圧周波数特性の逆特性に基づいて、スピーカユニット4の出力音圧周波数特性をフラットにすることができ、低音の不足を解消することができる。また、逆特性のうち低域の一部をカットすることで、スピーカユニット4が持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号が入力されてスピーカユニット4から異音が発生することを防止できる。したがって、大音量の再生における再生音の品位が損なわれないようにすることができる。

0052

また、スピーカユニット4の出力音圧周波数特性の逆特性のうちカットされる低域の一部の上限周波数は、AMP13の増幅率が小さいほど小さくしている。このようにすることにより、増幅率が小さいほどスピーカユニット4から異音の発生しづらくなるので、より低音まで再生させることができる。したがって、小音量における低音不足を解消することができる。

0053

また、本実施例のスピーカユニット4としてはサブウーハとしている。このようにすることにより、サブウーハにおいて、小〜中音量の再生における低音の不足を解消するとともに、大音量の再生における異音の発生を抑えることができる。

0054

なお、特性情報の元となるスピーカユニット4の出力音圧周波数特性は、当該スピーカユニット4の開発時に測定したものを利用してもよいが、例えばスピーカユニット4を部屋等の空間に設置した状態で測定して、その測定値に基づいて出力音圧周波数特性を得て、逆特性を生成するようにしてもよい。スピーカユニット4の出力音圧周波数特性としては、例えば、所定の測定信号をスピーカユニット4に入力し、スピーカユニット4から発せられた音をマイクで集音することによって測定する等が挙げられる。このようにすることにより、スピーカユニット4が設置された空間に応じた出力音圧周波数特性に合わせることができる。

0055

次に、本発明の第2の実施例にかかる音響再生装置を図8乃至図23を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

0056

第1の実施例で説明した音響再生装置10は、移動体、例えば自動車等の車両に搭載することも可能である。しかしながら、車内(車室内)においては、第1の実施例に示したような逆特性を重畳するだけでは、出力音圧特性をフラットにできないことが発明者らによる実験により判明した。

0057

図8は、自由音場におけるスピーカユニット4の入力信号レベルに対する出力音圧周波数特性のグラフである。ここで、自由音場とは、等方性かつ均質媒質中境界の影響を無視できる音場をいうが、本実施例においては、無響室或いは建物の部屋等の自動車の車内よりも広い空間で車内よりも壁などによる反射の影響が少ない空間をいう。図8の実線は第1の実施例で説明した方法による調整(以下、第1の調整とする)をしない場合のスピーカユニット4の出力音圧周波数特性を示し、破線は第1の調整を加味した出力音圧周波数特性の予測値を示し、一点鎖線は第1の調整を加味した出力音圧周波数特性の実測値を示している。

0058

図9は、図8における破線と一点鎖線の差分を示したグラフである。図9に示したように、低域(約300Hz以下)では予測値と実測値とでは大きな差異は見られない。

0059

図10は、車両の車室内(圧力音場)におけるスピーカユニット4の入力信号レベルに対する出力音圧周波数特性のグラフである。図10の実線は第1の調整をしない場合のスピーカユニット4の出力音圧周波数特性を示し、破線は第1の調整を加味した出力音圧周波数特性の予測値を示し、一点鎖線は第1の調整を加味した出力音圧周波数特性の実測値を示している。

0060

図11は、図10における破線と一点鎖線の差分を示したグラフである。図11に示したように、低音(約200Hz以下)において予測値と実測値とでは振幅のうねりが発生している。以下、このうねりをうねり成分と呼ぶ。

0061

このうねり成分は、密閉空間である車室の形状による影響やスピーカユニット4から放射された音が車室内で反射した際の定在波の影響等と考えられる。従って、車両に音響再生装置10を搭載した場合は、うねり成分の影響により単に逆特性を重畳するだけでは出力音圧特性をフラットにすることができないことが明らかとなった。そこで、本実施例では、うねり成分を考慮した補正を含む調整を行っている。

0062

図12に本実施例にかかる音響再生装置10Aのブロック構成図を示す。図12に示した音響再生装置10Aは、図1に示した構成に対してグラフィックイコライザ(GEQ)14が追加されている。グラフィックイコライザ14は、DSP12の出力に対して、例えば1/3オクターブ毎や1/6オクターブ毎に出力音圧レベルを上げる又は下げるように調整を行いAMP13に出力する。なお、音響再生装置10Aは、例えば車内の座席の下やMAIN UNIT3やスピーカユニット4の近傍等車内に設置されている。

0063

図13に本実施例の車室内における出力音圧特性の調整方法のフローチャートを示す。まず、ステップS101において、車室内の出力音圧周波数特性を測定する。この測定は、直接対象とする車両で行ってもよいし、仮想的に車室空間を模した環境等により行ってもよい。

0064

次に、ステップS102において、ステップS101で測定した出力音圧周波数特性の逆特性を生成する。図14に、ステップS101で測定した出力音圧周波数特性(実線)と本ステップで生成した逆特性(破線)とを比較したグラフを示す。ここで、図14に示した車内におけるスピーカユニット4の出力音圧周波数特性の逆特性は、図2に示した自由音場におけるスピーカユニット4の出力音圧周波数特性の逆特性と比較すると、低域の所定の周波数範囲(10〜80Hz)において、周波数が上がるにしたがって出力音圧が穏やかに低下する(図14のA)。つまり、車内におけるスピーカユニット4の出力音圧周波数特性の逆特性の傾きは、自由音場におけるスピーカユニット4の出力音圧周波数特性の逆特性の傾きと比較すると、低域の所定の周波数範囲(10〜80Hz)において、小さい。ここで、低域とは本実施例の場合約10〜80Hz程度を示すが、スピーカユニット4の特性により概ね数百Hz以下の範囲を示す。なお、出力音圧周波数特性の逆特性の傾きとは、低域の所定の周波数範囲(10〜80Hz)における、出力音圧周波数特性の逆特性に示された、出力音圧の低下の度合いを示すものであり、具体的には図14に示されるAで示される直線の傾きである。

0065

これは、スピーカユニット4の出力音圧周波数特性が、自由音場の場合は、低域では、周波数が下がるにしたがって急激に出力音圧レベルが低下するが、車内(圧力音場)の場合は、低下が緩やかになることに起因している。このような点からも自由音場で生成した逆特性をそのまま車内で利用することは好ましくない。なお、このような差異は、同じスピーカユニット4を自由音場と車内とで出力音圧周波数特性を測定することで、双方の逆特性を生成して比較することができ、よって、容易に傾きが緩やか(小さい)か否かを判断することができる。

0066

次に、ステップS103において、基本特性を生成する。図15に基本特性(実線)と逆特性(破線)とを比較したグラフを示す。基本特性とは、うねり成分を考慮する前の逆特性である。即ち、DSP12において、実際に入力信号に対して加算される逆特性である。本実施例では、図15に示したように、基本特性は、DSP12においてシェルビング・ロー型(SHL)及びシェルビング・ハイ型(SHH)のフィルタとなるように図15に示したカーブを描く波形となっている。

0067

次に、ステップS104において、うねり成分を生成する。うねり成分は、図8図11で説明したように、まず、自由音場で測定した逆特性による調整を行った出力音圧周波数特性と車室内で測定した逆特性による第1の調整を行った出力音圧周波数特性との差分から生成する。図16にうねり成分情報(実線)と基本特性(破線)と基本的性にうねり成分を加算した調整値(一点鎖線)とを比較したグラフを示す。図17に基本的性にうねり成分を加算した調整値(実線)と図14等に示した逆特性(破線)を比較したグラフを示す。図17では、図15に対して約100Hz以下が逆特性(破線)に近い波形となっている。即ち、うねり成分が、車内における出力音圧周波数特性に基づいた補正情報となる。

0068

次に、ステップS105において、ステップS104までに生成した基本特性にうねり成分を加算した調整後の車室内予測値を算出する。図18に基本特性にうねり成分を加算した調整後の車室内予測値(実線)と基本特性にうねり成分を加算した調整前の車室内特性(破線)とを比較したグラフを示す。図18に示したように、基本特性にうねり成分を加算した調整後の車室内予測値は、約60Hz以下が引き上げられフラットに近づいている。

0069

次に、ステップS106において、ステップS105(図18)に示した調整後の車室内予測値と実際に基本特性にうねり成分を加算した調整を行った結果(実測値)とを比較する。図19にステップS105(図18)に示した調整後の車室内予測値(実線)と実測値(破線)とを比較したグラフを示す。図19に示したように、予測値と実測値とも、約100Hz以下において、フラットに近づいているが、若干出力音圧レベルに変動があり調整の余地があることが分かる。

0070

次に、ステップS107において、基本特性にうねり成分を加算した調整を行った結果に対して更にグラフィックイコライザ14による調整(微調整)を行うためのパラメータを抽出し、そのパラメータによりグラフィックイコライザ14で微調整を行う。図20にパラメータの例を示す。図20(a)は1/3オクターブ毎の微調整の例、図20(b)は1/6オクターブ毎の微調整の例である。図21図20に示したパラメータでグラフィックイコライザ14による微調整を行った後の調整値と図14等に示した逆特性(破線)とを比較したグラフを示す。図21では、図17よりも100Hz以下が逆特性(破線)に近い波形となっている。

0071

次に、ステップS108において、ステップS107で行ったグラフィックイコライザ14による微調整後の車室内予測値を算出する。図22に微調整後の車室内予測値(実線)と微調整前の車室内特性(破線)とを比較したグラフを示す。図22に示したように、微調整後の車室内予測値は、約60Hz以下の出力音圧周波数特性が図18のグラフィックイコライザ14による微調整前よりもフラットに近づいている。

0072

次に、ステップS109において、ステップS108(図22)に示したグラフィックイコライザ14による微調整後の車室内予測値と実際に車室内においてグラフィックイコライザ14による微調整を行った結果(実測値)とを比較する。図23に微調整後の車室内予測値(実線)と実測値(破線)とを比較したグラフを示す。

0073

次に、ステップS110において、グラフィックイコライザ14による微調整が限界か否かを判断し、限界である場合(YESの場合)は微調整を終了する。一方、限界でない場合(NOの場合)は、ステップS107に戻ってグラフィックイコライザ14による微調整を行う(パラメータを再抽出する)。グラフィックイコライザ14による微調整が限界とは、ステップS107〜109を繰り返しても前の微調整における実測値と今回の実測値とが殆ど変化しない状態である。このような場合は、これ以上の微調整をしても特性の改善は見込めないと判断し終了する。このフローチャートを実行した結果、得られた調整結果(基本特性、うねり成分、グラフィックイコライザ14のパラメータ)は、それぞれ、DSP12やグラフィックイコライザ14に設定される。

0074

そして、上記調整結果が設定された後は、音響再生装置10Aの入力信号に対して図13のフローチャートで生成された基本特性とうねり成分に基づいてDSP12が演算が行われ、DSP12による演算の結果をグラフィックイコライザ14が設定されたパラメータに基づいて微調整を行いAMP13に出力する。

0075

なお、図13に示したフローチャートでは、特定車種を対象として説明したが、ステップS101の出力音圧特性の測定を複数車種にて行い、その平均値に基づいて以降のステップを実施するようにしてもよい。或いは、座席位置毎や全席平均の出力音圧特性に基づいて同様の調整を行ってもよい。

0076

また、図13に示したフローチャートでは、グラフィックイコライザ14による微調整を行っていたが、この微調整は必須ではなく、うねり成分の生成までであってもよい。グラフィックイコライザ14が無い場合でも、うねり成分の影響を少なくすることができるので有効である。即ち、図1に示した構成に適用することもできる。

0077

本実施例によれば、出力音圧周波数特性の逆特性に対して、更に車室内の定在波等の影響によるうねり成分を加算して調整を行っている。このようにすることにより、スピーカユニット4の特性に基づいた逆特性だけでなく、車室の形状等による定在波の影響を考慮した補正をすることができるので、車両に搭載した際にスピーカユニット4の周波数特性をフラットに近づけることができる。

0078

なお、上述した実施例では、1つのスピーカユニット4の逆特性のみがDSP12に記憶されていたが、複数種類のスピーカユニットの逆特性を記憶させてもよい。そして、接続するスピーカユニットに合わせてスイッチや外部からの切替信号等の切替手段で切り替えるようにしてもよい。あるいは、デフォルトの逆特性と上述したスピーカユニット4が設置された空間に応じた逆特性とを切り替えるようにしてもよい。

0079

また、予め上述したDSP12で行う演算処理が施された信号をメモリ等に予め記憶し、そのメモリから信号を読み出して、アンプ等を介してスピーカユニットに出力するようにしてもよい。この場合、演算装置と増幅装置は別体となってそれぞれ個別に機能するが、そのような構成も本発明に含まれる。

0080

また、移動体としては、自動車等の車両に限らず、航空機船舶等の周囲が壁面で覆われた空間(圧力空間)を持つものであれば適用可能である。

実施例

0081

また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の音響再生装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

0082

4スピーカユニット
10、10A音響再生装置
11 μCom(演算装置)
12 DSP(演算装置)
13AMP(増幅部

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