(57)【要約】  【課題】車種の構造とは無関係に、必要以上に低周波領域の音量劣化を招くことなくビビリの影響を抑制することができる音声出力の周波数特性を自動的に調整する車載音響装置および車載音響システム、音響制御方法を提供する。【解決手段】周波数可変に正弦波を出力する複数の音源の一つであるオシュレータ部１１０と、マイク３０１で集音して変換した音声信号のうち所定の周波数の音声信号レベルを抽出するビビリ成分抽出部１１１と、音源とスピーカとの間に接続され減衰帯域を可変に設定可能な音声フィルタ部１１３と、ビビリ成分抽出部の抽出結果に応じて音声フィルタ部の減衰帯域を設定する制御部１１４とを備え、制御部１１４がビビリ成分抽出部１１１で抽出した音声信号の大きさとあらかじめ設定された閾値とを比較し、音声レベルが閾値よりも大きい場合に、その時点で出力されている正弦波の周波数以下を音声フィルタ部１１３の減衰帯域として設定する。【選択図】図２
2010226413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、前記車両の室内の音を集音するマイクと自装置に設けられた複数の音源のうち選択された一つから出力した音声信号を変換して音声出力するスピーカとに接続される車載音響装置であって、
周波数可変に正弦波を出力する前記複数の音源の一つであるオシュレータ部と、前記マイクで集音して変換した音声信号のうち所定の周波数の音声信号レベルを抽出するビビリ成分抽出部と、前記音源と前記スピーカとの間に接続され入力された音声信号の減衰量を可変に設定可能な音声フィルタ部と、前記ビビリ成分抽出部の抽出結果に応じて前記音声フィルタ部における音声信号の減衰量を設定する制御部とを備え、
前記制御部は、前記制御部が前記ビビリ成分抽出部で抽出した音声信号の大きさとあらかじめ設定された閾値とを比較し、前記音声レベルが前記閾値よりも大きい場合に、その時点で出力されている正弦波の周波数以下の音声信号を減衰させるように前記音声フィルタ部における音声信号の減衰量設定することを特徴とする車載音響装置。
【請求項２】
前記音声フィルタに設定された音声信号レベルの減衰量が可変に設定可能であり、前記制御部は、前記制御部が前記ビビリ成分抽出部で抽出した音声信号の大きさとあらかじめ設定された閾値とを比較し、前記音声レベルが前記閾値よりも小さくなるまで段階的に前記フィルタに設定された音声信号レベルの減衰量を大きく設定することを特徴とする請求項１記載の車載音響装置。
【請求項３】
前記制御部に接続され、操作者の操作に応じた操作信号を前記制御部に送信する操作ボタン部を備え、前記閾値は、操作者の前記操作ボタン部の操作に応じて変更される請求項１または請求項２記載の車載音響装置。
【請求項４】
前記音声フィルタ部は、減衰量が設定された音声信号の周波数以下の周波数成分をもつ音声信号の音声信号レベルを減衰することを特徴とする請求項1または請求項２記載の車載音響装置。
【請求項５】
前記音声フィルタ部は、減衰量が設定された音声信号の周波数の周波数成分をもつ音声レベルのみを減衰することを特徴とする請求項１記載の車載音響装置。
【請求項６】
前記操作ユニットは出力音量を調整するボリューム操作部を含み、前記オシュレータが出力する正弦波の音声の大きさは前記ボリューム操作部によって調整されることを特徴とする請求項１記載の車載音響装置。
【請求項７】
前記マイクが自装置に設けられたことを特徴とする請求項１記載の車載音響装置。
【請求項８】
複数の音源のうち選択された一つの音源から出力された音声を車両に搭載されたスピーカから聴取するための音響制御方法であって、
正弦波の音声を前記スピーカから前記車両の室内へ向けて出力し、前記スピーカから出力された正弦波の音声を含む前記車両の室内に生じた音を前記車両の室内に設けられたマイクで集音し、前記マイクが集音して変換した音声信号のうち所定の周波数の音声信号を抽出し、前記抽出した音声のレベルとあらかじめ設定された閾値とを比較し、前記抽出した音声のレベルが前記閾値よりも大きい場合に前記正弦波と同じ周波数の音声信号を減衰させるように設定される音声フィルタが前記音源と前記スピーカとの間に接続されるよう制御することを特徴とする音響制御方法。
【請求項９】
車両に搭載されて前記車両の室内の音を集音するマイク装置と、音声信号を出力する音源を有した音源装置と、前記音源装置が出力した音声信号を変換して音声出力するスピー
カ装置と、周波数可変に正弦波を出力するオシュレータ装置と、前記マイク装置で集音して変換した音声信号のうち所定の周波数の音声信号レベルを抽出するビビリ成分抽出装置と、前記音響装置と前記スピーカ装置との間に接続され減衰させる音声信号の周波数を可変に設定可能な音声フィルタ装置と、前記ビビリ成分抽出部の抽出結果に応じて前記フィルタ装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記制御装置が前記ビビリ成分抽出装置で抽出した音声信号の大きさとあらかじめ設定された閾値とを比較し、前記音声レベルが前記閾値よりも大きい場合に、その時点で出力されている正弦波の周波数の音声信号を減衰させるように前記音声フィルタの特性を設定することを特徴とする車載音響システム。
【請求項１０】
前記マイク装置が設けられている位置は前記車両の室内の中央である請求項９記載の車載音響システム。
【請求項１１】
前記マイク装置は複数のマイクからなり、前記複数のマイクのは前記車両の室内に設けられた座席にそれぞれ配置された請求項９の車載音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載音響装置および車載音響システムが搭載される車両のドア等の内装品の寄生振動の影響を低減するために音声出力の周波数特性を自動設定する車載音響装置および車載音響システム、音響制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載音響装置を搭載する車両の車種が特定されない市販の車載音響装置や複数の車種に搭載される車載音響装置を利用した場合は、車室内の内装品によって寄生振動（以下、ビビリと記載する）が発生する可能性がより高くなるために、スピーカへの入力レベルがレベル検出回路で検出され、これがビビリ発生出力以上になるとレベル検出回路はプリアンプ出力に応じてフィルタの遮断周波数を高くさせる信号を発生し、これをフィルタに入力することで、ビビリ発生を阻止するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭５８−３０３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の従来の車載音響装置では、出力レベルに応じて音声出力に対するローパスフィルタのカットオフ周波数が一定である。そのため、近年の車体構造の多様化が進む中、車載音響装置を搭載する車両の車種によってはビビリが発生しない周波数でカットオフ周波数が設定されてしまい、必要以上に低周波領域の音量劣化を招く可能性があるという課題があった。
【０００４】
本発明は、車種の構造とは無関係に、必要以上に低周波領域の音量劣化を招くことなくビビリの影響を抑制することができる音声出力の周波数特性を自動的に調整する車載音響装置および車載音響システム、音響制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車載音響装置は、車両に搭載され、前記車両の室内の音を集音するマイクと自装置に設けられた複数の音源のうち選択された一つから出力した音声信号を変換して音声出力するスピーカとに接続される車載音響装置であって、周波数可変に正弦波を出力する前記複数の音源の一つであるオシュレータ部と、前記マイクで集音して変換した音声信号のうち所定の周波数の音声信号の大きさを抽出するビビリ成分抽出部と、前記音源と前記スピーカとの間に接続され入力された音声信号の減衰量を可変に設定可能な音声フィルタ部と、前記ビビリ成分抽出部の抽出結果に応じて前記音声フィルタ部における音声信号の減衰量を設定する制御部とを備え、前記制御部は、前記制御部が前記ビビリ成分抽出部で抽出した音声信号の大きさとあらかじめ設定された閾値とを比較し、前記音声レベルが前記閾値よりも大きい場合に、その時点で出力されている正弦波の周波数の音声信号を減衰させるように前記音声フィルタ部における特性を設定する構成を有する。
【０００６】
この構成により、車両の室内においてビビリが発生する原因となる周波数の音声信号レベルを車載音響装置の制御によって減衰させることができるので、ビビリが発生しない周波数でカットオフ周波数が設定されてしまうことがなく、車種の構造とは無関係に、必要最低限の周波数領域のレベルが減衰される程度の音質を維持したうえでビビリの影響を抑制することができる。
【０００７】
また、本発明の車載音響装置は、前記音声フィルタに設定された音声信号レベルの減衰量が可変に設定可能であり、前記制御部は、前記制御部が前記ビビリ成分抽出部で抽出し
た音声信号の大きさとあらかじめ設定された閾値とを比較し、前記音声レベルが前記閾値よりも小さくなるまで段階的に前記フィルタに設定された音声信号レベルの減衰量を大きく設定する構成を有する。
【０００８】
この構成により、段階的にビビリの発生を確認しながらビビリの原因となる周波数成分を含む音声信号のレベルを減衰させるため、ビビリの原因となる周波数成分を含む音声信号のレベルを必要以上に下げることないため高音質を維持しつつ、確実にビビリの発生を抑えることができる。
【０００９】
また、本発明の車載音響装置は、前記制御部に接続され、操作者の操作に応じた操作信号を前記制御部に送信する操作ボタン部を備え、前記閾値は、操作者の前記操作ボタン部の操作に応じて変更される構成を有する。
【００１０】
この構成により、操作者であるユーザがビビリの有無を意味する閾値の値を変更させることができるため、例えば多少ビビリが発生しても迫力のある周波数特性の音声出力を設定したり、多少迫力がなくなってもほとんどビビリの影響がない周波数特性の音声出力を設定するなど、ユーザの好みの周波数特性で音声出力を聴取することができる。
【００１１】
また、本発明の車載音響装置は、前記音声フィルタ部は、減衰量が設定された音声信号の周波数以下の周波数成分をもつ音声信号の音声信号レベルを減衰する構成を有している。
【００１２】
この構成により、設定された所定の周波数以下の周波数成分が減衰しているため、全体的に違和感のない周波数特性の音声出力を聴取することができる。
【００１３】
また、本発明の車載音響装置は、前記音声フィルタ部は、減衰量が設定された音声信号周波数の周波数成分をもつ音声レベルのみを減衰する構成を有している。
【００１４】
この構成により、必要以上に音声信号の低周波成分を減衰させることがないため、全体的に迫力のある周波数特性の音声出力を聴取することができる。
【００１５】
また、本発明の車載音響装置は、前記操作ユニットが出力音量を調整するボリューム操作部を含み、前記オシュレータが出力する正弦波の音声の大きさは前記ボリューム操作部によって調整される構成を有している。この構成により、ユーザの好みの音量にてビビリを抑制する制御動作が行われるため、他の音源から出力された音声に対してもユーザが聴取したい好みの音量にて適切にビビリの影響が抑制された周波数特性の音声を聴取することができる。
【００１６】
また、本発明の車載音響装置は、前記マイクが自装置に設けられた構成を有している。
【００１７】
この構成により、マイクと車載音響装置とをまとめて移設することができるので装置の移設が容易になる。
【００１８】
そして、本発明の音響制御方法は、複数の音源のうち選択された一つの音源から出力された音声を車両に搭載されたスピーカから聴取するための音響制御方法であって、正弦波の音声を前記スピーカから前記車両の室内へ向けて出力し、前記スピーカから出力された正弦波の音声を含む前記車両の室内に生じた音を前記車両の室内に設けられたマイクで集音し、前記マイクが集音して変換した音声信号のうち所定の周波数の音声信号を抽出し、前記抽出した音声のレベルとあらかじめ設定された閾値とを比較し、前記抽出した音声のレベルが前記閾値よりも大きい場合に前記正弦波と同じ周波数の音声信号が減衰させるよ
うに設定される音声フィルタが前記音源と前記スピーカとの間に接続されるよう制御する構成を有している。
【００１９】
この構成により、車両の室内においてビビリが発生する原因となる周波数の音声信号レベルを車両の室内の構造に依存せずに減衰させることができるので、ビビリが発生しない周波数でカットオフ周波数が設定されてしまうことがなく、車種の構造とは無関係に、必要最低限の周波数領域のレベルが減衰される程度の音質を維持したうえでビビリの影響を抑制することができる。
【００２０】
さらに、本発明の車載音響システムは、車両に搭載されて前記車両の室内の音を集音するマイク装置と、音声信号を出力する音源を有した音響装置と、前記音響装置が出力した音声信号を変換して音声出力するスピーカ装置と、周波数可変に正弦波を出力するオシュレータ装置と、前記マイク装置で集音して変換した音声信号のうち所定の周波数の音声信号の大きさを抽出するビビリ成分抽出装置と、前記音響装置と前記スピーカ装置との間に接続され減衰させる音声信号の周波数を可変に設定可能な音声フィルタ装置と、前記ビビリ成分抽出部の抽出結果に応じて前記フィルタ装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記制御装置が前記ビビリ成分抽出装置で抽出した音声信号の大きさとあらかじめ設定された閾値とを比較し、前記音声レベルが前記閾値よりも大きい場合に、その時点で出力されている正弦波の周波数の音声信号を減衰させるように前記音声フィルタを設定する構成を有している。
【００２１】
この構成により、車両の室内においてビビリが発生する原因となる周波数の音声信号レベルを車載音響システムの制御によって減衰させることができるので、ビビリが発生しない周波数でカットオフ周波数が設定されてしまうことがなく、車種の構造とは無関係に、必要最低限の周波数領域のレベルが減衰される程度の音質を維持したうえでビビリの影響を抑制することができる。
【００２２】
また、本発明の車載音響システムは、前記マイクが設けられている位置が前記車両の室内の中央である構成を有している。
【００２３】
この構成により、車両の室内全体から平均的にビビリ成分を抽出することができるので、車両の室内のどこにいても、他の位置にいるときと同様にビビリの影響が抑制された周波数特性の音声を聴取することができる。
【００２４】
また、本発明の車載音響システムは、前記車載音響システムは複数のマイクを含み、前記複数のマイクは前記車両の室内に設けられた座席にそれぞれ設けられた構成を有している。
【００２５】
この構成により、ユーザが音声を聴取する位置である座席にて集音された音の音声信号を用いてビビリを検知することができるので、よりユーザの要求を満たすビビリ抑制効果が得られた周波数特性の音声を聴取することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、どのような室内構造の車種に対しても、低周波数領域のレベル劣化を従来に比べ低減しつつ、車室内の内装品のビビリを抑制することを可能にする車載音響装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明は、正弦波の音声をスピーカから車両の室内へ向けて出力し、この正弦波の音声を含む、車両の室内に生じた音をマイクで集音し、集音した音声のうち所定の周波数の音
声からビビリが発生しているか否かを判断し、ビビリが発生している場合はその影響を抑制するように音響制御を行うものである。
【００２８】
ここで、ビビリとは、スピーカから出力された音声によって車室内の内装が振動し、この振動によって発生する音声である。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態にかかわる車載音響装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態に係わる車載音響システムの概略構成を示す図である。ただし、図１においては、車載音響システムを構成する各装置の配置を分かりやすく示すために各装置を模式的に表している。すなわち、図１には、車両の天井面外側から車両を見下ろした状態が描かれており、なおかつ車両の天井面やピラーおよびドアなどを透過させて車両の室内の様子が分かるように記載されている。
【００３１】
図１に示すとおり、本実施の形態における車載音響システム１００は、車両１に搭載されて、車両１の室内の音を集音するマイク装置としてのマイク３０１（３０１ａ〜３０１ｅをまとめて３０１と記す）と、電気信号である音声信号を物理的な振動である音声に変換して車両１の室内に向けて音声を出力するスピーカ装置としてのスピーカ２０１（２０１ａ〜２０１ｄをまとめて２０１と記す）と、詳細を後述するとおりの周波数可変に正弦波を出力するオシュレータ装置であるオシュレータ部、マイク３０１で集音した音声のうち所定の周波数の音声を抽出するビビリ成分抽出装置であるビビリ成分抽出部、ラジオチューナやディスクプレーヤやメモリカードプレーヤなどの音源を備えた音源装置としての音源、音源装置とスピーカとの間に接続されてて特定の周波数の音声レベルを所望の大きさだけ低減させる音声フィルタ装置である音声フィルタ部、ビビリ成分抽出部の抽出結果に応じて音声フィルタ部におけるフィルタ定数を所望の値に設定するよう制御する制御装置である制御部が内部に設けられている車載音響装置１０１によって構成される。
【００３２】
なお、音声フィルタ部はコンデンサや抵抗器などを用いたアナログ電気回路で構成されるものとしてもよいし、デジタル演算処理で実現する所謂デジタルフィルタを用いても良い。したがって、上述のフィルタ定数とはコンデンサの容量値や抵抗器の抵抗値あるいはデジタル演算処理で用いる演算子などを意味する。
【００３３】
本実施の形態において、車載音響装置１０１は、図１に示すとおり、車両１の室内の前方（車両の前進方向側）に車両１の前席の搭乗者（操作者）が操作しやすい位置に配置されている。ただし、リモコンなどの無線手段を用いて車載音響装置１０１を操作することができる場合は、車室内（車両１の室内）のスペースを考慮した上で座席（シート）の下や車両1のインストルメンタルパネルの内部に埋没させて搭載するなど、適宜搭載場所を変更することができる。
【００３４】
そして、図１においては図示していないが、車載音響装置１０１は、車載音響装置１０１から出力された音声信号を音声として車室内の搭乗者に向けて放音するスピーカ２０１に有線で電気的に接続されている。
【００３５】
本実施の形態において、スピーカ２０１は車両１のドアに固定された４つのスピーカ２０１ａ〜２０１ｄを用いているが、スピーカ２０１の数は単数でも複数でもよく、ウーファーなどの低音用スピーカーが接続されていても良い。また、スピーカ２０１の取り付け位置もドアに限らず、車両１のトランクルームに設置されたり、インストルメンタルパネルに固定されても良い。
【００３６】
また、車載音響装置１０１は車室内に配置され、車室内の音声を集音するマイク３０１（３０１ａ〜３０１ｅをまとめて３０１と記す）と電気的に接続されている。このマイク３０１の形状は問わない。ただし、マイク３０１は少なくとも可聴周波数帯域である２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの音声を集音する能力を有するものを用いている。
【００３７】
ここで、マイク３０１は車室内の省スペース化を考慮して、車室内全体の音声を集音するために、車室の所望の位置に１つだけマイク３０１ａを配置しても良いし、車室内の各座席に着座する各着座者の音声聴取位置を考慮して車室内の各座席のにそれぞれのヘッドレストなどにマイク３０１ｂ〜３０１ｅを配置するようにしても良い。
【００３８】
あるいは、マイクは車載音響装置１０１に設けられていても良く、例えばマイクが振動などの影響を受けないように車載音響装置１０１に固定されていてマイクの集音部分が車両の室内に向けて配置されていても良い。以下の説明においては、車両の室内に設けられているマイク３０１と区別するために、マイクが車載音響装置１０１に設けられている場合のマイクに対しては符号を１１８と付して（すなわち「マイク１１８」として）説明する。
【００３９】
なお、車載音響装置１０１とスピーカ２０１との接続および車載音響装置１０１とマイク３０１との接続は、無線手段によって接続される構成としても良い。また、マイクはマイク１１８のみが接続されていても良いしマイク３０１のみが接続されていても良く、更にはマイク１１８およびマイク３０１の両方が接続されていても良い。
【００４０】
次に図２を用いて車載音響装置１０１の構成を説明する。
【００４１】
図２は、本発明の実施の形態に係る車載音響装置１０１の主要構成を示すブロック図である。
【００４２】
上述したとおり、本実施の形態において、車載音響装置１０１にはオシュレータ装置としてのオシュレータ部１１０、ビビリ成分抽出装置としてのビビリ成分抽出部１１１、音源装置としての音源１１２、フィルタ装置としての音声フィルタ部１１３、制御装置としての制御部１１４が内部に設けられている。さらに、車載音響装置１０１には操作者であるユーザが車載音響装置１０１の各機能を操作するための操作ボタン部１１５や複数の音源を選択的に切替えるモード選択部１１６、音源１１２から出力された音声信号を所定の増幅率で増幅するアンプ部１１７などが設けられている。
【００４３】
本実施の形態の車載音響装置１０１には複数の音源として２つの音源が設けられており、１つはＡＭラジオやＦＭラジオの放送波を受信し受信した信号を音声信号として出力するラジオチューナ１１２ａであり、もう１つはＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスクやメモリカードなどの記録媒体に記録された情報を再生し、音声信号として出力するメディア再生部１１２ｂである。図２にはメディア再生部１１２ｂが１つしか記載されていないが、複数種類の記録媒体を再生するために複数のメディア再生部を設けるようにしても良い。なお、以下の説明において、ラジオチューナ１１２ａおよびメディア再生部１１２ｂをまとめて音源１１２として説明する場合もある。
【００４４】
車載音響装置１は、後述するビビリ検出を行うために、周波数２０Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度の音声信号である正弦波を周波数可変に出力するオシュレータ部１１０が設けられている。
【００４５】
ここで、周波数可変に正弦波を出力するとは、オシュレータ部１１０は周波数２０Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度の範囲内にある周波数の正弦波を切替えて出力する機能を有しており、
その切替えは詳細を後述するとおり制御部１１４からオシュレータ部１１０へ出力された信号に応じて出力される正弦波の周波数切替えが行われることとなる。この事象を端的に「周波数可変に正弦波を出力する」と表現している。
【００４６】
そして、音源１１２とオシュレータ部１１０とのそれぞれは、それぞれの出力信号がモード選択部１１６に入力される。
【００４７】
ただし、説明上わかりやすくするために、こでは音源１１２とオシュレータ部１１０とを分けて表現しているが、図２に示すとおり回路構成上は音源１１２とオシュレータ部１１０とは、並列に設けられているものであるため、オシュレータ部１１０も音源の一つとして扱うことができる。
【００４８】
モード選択部１１６ではモード選択部１１６に入力されている複数種類の音声信号のうちの１種類の音声信号が選択されてモード選択部１１６から出力される。モード選択部１１６から出力される１種類の音声信号は、ユーザが操作ボタン部１１５を操作することで決定される。この場合、車載音響装置１０１を携帯型音楽プレーヤなどが接続可能な構成にして、携帯型音楽プレーヤの出力音声信号をモード選択部に入力することで携帯型音楽プレーヤを音源として利用することも可能である。
【００４９】
ユーザによって選択され、モード選択部から出力された音声信号は、後述する音声フィルタ部１１３を通過することで所望の音声信号となり、この音声信号がアンプ部１１７に入力されて、あらかじめ設定されたゲインで増幅されてスピーカ２０１を通じて車室内へ音声出力される。
【００５０】
操作ボタン部１１５は、ユーザーの操作に応じた操作信号を出力する。出力された操作信号は車載音響装置１の全体的な制御を行う制御部１１４に入力される。
【００５１】
制御部１１４は、例えばＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭを有したマイコンなどで実現され、操作ボタン部１１５から入力された操作信号を判別して、ラジオチューナ１１２ａ、メディア再生部１１２ｂまたはオシュレータのいずれの音声信号をモード選択部１１６から出力させるかを指示する信号をモード選択部１１６へ出力するなどの制御を行う。
【００５２】
さらに、制御部１１４はモード選択部１１６の次段に設けられている音声フィルタ部１１３にも電気的に接続されている。音声フィルタ部１１３は加えられた音声信号の所定の周波数あるいは周波数領域のみの、音声信号の大きさである音声信号レベルを減衰させる（レベルを下げる）ものであり、減衰させる周波数を可変に設定可能なものである。
ここで、減衰させる周波数を可変に設定可能とは、音声フィルタ部１１３にデジタル演算（デジタル信号処理）で実現した所謂デジタルフィルタを用いていれば減衰させる所定の周波数は演算に用いるパラメータの変更によって適宜変更可能であるし、あるいは、複数のアナログフィルタを切替え可能に設けるようにすることで、音声フィルタ部１１３がその減衰させる周波数を所定の周波数範囲内の値に切替えて設定できる機能を有しており、その切替えは詳細を後述するとおり制御部１１４から音声フィルタ部１１３へ出力された信号に応じて減衰させる周波数の値が切替えられることとなる。この事象を端的に「減衰させる周波数を可変に設定可能」と表現している。
【００５３】
また制御部１１４は、ビビリ成分抽出部１１１で抽出した信号のレベルを検出し、この信号レベルの大きさに応じてオシュレータ部１１０から出力する正弦波の周波数を設定する制御を行うために、制御部１１４はビビリ成分抽出部１１１およびオシュレータ部１１０にも接続されている。
【００５４】
ビビリ成分抽出部１１１は、マイク３０１またはマイク１１８で集音した音声信号のうち所定の必要な範囲の周波数の音声信号のみを通過させ、他の周波数の音声信号は通さない（あるいは減衰させる）バンドパスフィルタなどが入力段に設けられており、この入力段を通過した音声信号を積分回路などを用いて音声信号のレベルを絶対値化するものである。換言すると、ビビリ成分抽出部１１１は、マイク３０１またはマイク１１８が集音して変換した音声信号のうち所定の周波数の音声信号レベルを抽出するものである。
【００５５】
ただし、ビビリ成分抽出部１１１にて絶対値化された後の信号レベルが大きくなって制御部１１４の定格入力レベルを超えてしまうことや、制御部１１４において信号レベルを検出する能力の限界を超えてしまうことが起こり得るため、絶対値化された情報はビビリ成分抽出部１１１の出力段でレベル変換回路によって適正なレベルにレベルシフトされたうえで制御部１１４に出力される。
【００５６】
操作ボタン部１１５は、ユーザの操作に応じて操作信号を出力し、出力された操作信号は車載音響装置１０１の全体的な制御を行う制御部１１４に入力される。すなわち、操作ボタン部１１５には音源１１２であるラジオチューナ１１２ａおよびメディア再生部１１２ｂのうちいずれの音源からの音声を出力させるかを選ぶモード選択ボタンや、一般的なプリセットボタンや音量を調整するためのロータリーボリュームやエンコーダボリュームなどのボリューム操作部も含まれている。ただし、ボリューム操作部は回転式のものに限らず、押下式のボタンやスイッチによって音量を上下させるものを用いても良い。
【００５７】
さらに、操作ボタン部１１５には詳細を後述するとおりの、車載音響装置１０１の動作を「ビビリ検知モード」に移行させることを選択するためのビビリ検知モードボタンが設けられている。
【００５８】
なお、操作ボタン部１１５は車載音響装置１０１に固定して設けられていても良いが、有線で接続されていても良いしリモコンなどのように無線で操作できるものでも良い。
【００５９】
以上のように、本実施の形態の車載音響装置１０１は、車内の音を集音し車載音響装置１０１に接続可能なマイク３０１あるいは車載音響装置１０１に設けられたマイク１１８と、マイク３０１またはマイク１１８から集音された音の周波数成分から車室内の内装品のビビリによって発生している周波数成分を抽出するビビリ成分抽出部１１１と、その抽出された成分により車室内の内装品のビビリ有無の判定を行い、その有無検知に応じて、複数種類の音声フィルタが準備された音声フィルタ部１１３から所定の音声フィルタを選択し、かつユーザのボタン操作によるモード選択を制御する制御部１１４と、周波数およびゲインともに可変な正弦波を出力できるオシュレータ部１１０と、前記音声フィルタ部１１３を通過した音声を増幅するアンプ部１１７を有する構成である。
【００６０】
そして、本実施の形態の車載音響システム１００は、オシュレータ部１１０から出力された周波数ｆの正弦波はアンプ部１１７によって増幅され、スピーカ２０１から出力され、車室内のドアやシート等の内装によって反響された音をマイク３０１またはマイク１１８によって集音し、この集音された音の周波数成分を分析する。このとき、スピーカ２０１から出力された周波数ｆの成分しか検出されない場合をビビリ無し、周波数ｆ以外の周波数成分が検出される場合は、車室内の内装が振動することで発生している音であるので、ビビリ有りと判断する。そしてビビリ有りと判断した場合には、このビビリの影響を低減するように音響制御を行うものである。
【００６１】
以上のように構成された車載音響システムについて、図３を用いてその動作を説明する。ただし以下の説明においては、説明を簡単にするために１つのマイクを用いた場合の制御を説明することとし、マイクは車載音響装置１０１に設けられたマイク１１８を用いて
いるものとする。
【００６２】
図３は、本発明の実施の形態に係る車載音響システムのビビリ検知モードにおける動作のフロー図を示す。
【００６３】
ビビリ検知モードへの移行は、ユーザが操作ボタン部１１５のビビリ検知モードボタンを操作することによって行われる。
【００６４】
ビビリ検知モードを選択すると、まずスピーカ２０１から出力される音声の音量がユーザの好みの音量となるように設定された音量で低周波数の正弦波信号がオシュレータ部１１０から音声フィルタ部１１３を経由してアンプ部１１７へ出力され、アンプ部１１７にて信号増幅されスピーカーから車内へ音声出力される（ステップＳ１０１）。
【００６５】
ここで、本実施の形態において、まず最初に出力される正弦波の周波数は、オシュレータ部１１０が出力できる最低周波数の２０Ｈｚの正弦波である。また、後述するとおり、同じ周波数の正弦波を出力してビビリ検知を行い、さらに続けて異なる周波数の正弦波を出力してビビリ検知を行う場合があるが、同一の周波数にて行われる最初のビビリ検知の動作の時点では、オシュレータ部１１０から出力された正弦波信号に対する音声フィルタ部１１３の信号減衰作用は無いものとする。
【００６６】
次に、ステップＳ１０１においてスピーカ２０１から出力された音声が、車室内の内装によって反響された音声などと共にマイク１１８に集音される（ステップＳ１０２）。そして、オシュレータ部１１０から出力されている正弦波信号（以下、希望波とする）以外の周波数成分をビビリ成分抽出部１１１にて抽出し、制御部１１４にて、車室内の内装品がビビるときに発生する希望波以外の周波数成分が抽出されるか否かでビビリの有無の検知を行う。
【００６７】
すなわち、マイク１１８から集音された音声信号をビビリ成分抽出部１１１の内部に設けられたバンドパスフィルタによって所定の範囲の周波数の音声信号のみを通過させ（ステップＳ１０３）、通過した音声信号に対して前述のバンドパスフィルタの後段に設けられたビビリ成分抽出部１１１内部の積分回路を用いて音声レベルの絶対値化を行う（ステップＳ１０４）。この絶対値化された値の情報は、制御部１１４にて認識できるよう適正な信号に変換あるいは加工してから制御部１１４に送信されて、制御部１１４にあらかじめ設定された閾値と絶対値化された値とを比較することでビビリの有無の判定が行われる（ステップＳ１０５）すなわち、制御部１１４はビビリ成分抽出部１１１で抽出された特定の音声成分が一定レベル以上存在するかを検知することによってビビリの有無の判定を行っている。
【００６８】
そして、ステップＳ１０５の判定が行われた結果、「ビビリ無し」と制御部１１４が判定した（ステップＳ１０６）場合、オシュレータ部１１０から出力されている希望波の周波数が３００Ｈｚ未満かどうかを判定し（ステップＳ１１６）、３００Ｈｚ未満でない場合はビビリ検知モードの動作を終了する。オシュレータ部１１０の出力はビビリ検知モード終了と同時に出力を停止する。また、ビビリ検知モードの動作が終了した時点で、ユーザに対してビビリ検知モードが終了したことをメッセージなどで表示するようにしてもよく、アラート音などを鳴らすようにしても良い。
【００６９】
ステップＳ１０５にてビビリ有無の判定が行われ、「ビビリ有り」と制御部１１４が判定した場合（ステップＳ１０７）、判定したこの時点におけるビビリ有無の判定に用いられた希望波の周波数の音量レベルを減衰させるフィルタが制御部１１４からの指示信号によって音声フィルタ部１１３から選択される。この場合、フィルタの選択は以下のフロー
で処理される。
【００７０】
制御部１１４は、ステップＳ１０７において「ビビリ有り」と判定した場合、、そのときにオシュレータ部１１０から出力されている信号（希望波）の周波数を確認する（ステップＳ１０８）。
【００７１】
制御部１１４は、このときオシュレータ部１１０から出力されている希望波の周波数のビビリ検知の動作を何回行っているかのカウンタを持っており、ステップＳ１０８の後にカウンタ数ｎの確認を行う（ステップＳ１０９）。
【００７２】
そして、ステップＳ１０９で確認したカウンタ数ｎに基づいてｎ次フィルタが存在するか確認する（ステップＳ１１０）。ここで、ｎ次フィルタとは、図４に示す周波数特性になるように、オシュレーター部１１０から出力されている希望波の周波数ｆ以下のレベル低下分（減衰量）が増加するように段階的にレベル低下量が設定されたものであり、１次フィルタ、２次フィルタ、３次フィルタ・・・ｎ次フィルタの順に周波数ｆ以下の低い周波数領域のレベル低下分が小さなフィルタからレベル低下分が大きなフィルタへと順次選択可能なようにあらかじめ設定されているものである。
【００７３】
つまり、制御部１１４の制御信号によって音声フィルタ部１１３に設定された音声信号レベルの減衰量が可変に設定可能であり同一周波数の希望波を用いたビビリ検知動作のうち、１度目のビビリ検知で「ビビリ有り」と判定された後には複数のｎ次フィルタのうち一番レベル低下分が少ない１次フィルタが選択され、２度目以降のビビリ検知で「ビビリ有り」と判定された後には順次２次フィルタ、３次フィルタ・・・ｎ次フィルタが選択されることとなる。
【００７４】
なお、音声信号レベルの減衰量が可変に設定可能とは、とは、音声フィルタ部１１３にデジタル演算（デジタル信号処理）で実現した所謂デジタルフィルタを用いていれば減衰させる所定の周波数の信号レベルをどの程度減衰させるかという音声信号の減衰量は演算に用いるパラメータの変更によって適宜変更可能であり、また、複数のアナログフィルタが切替え可能に設けられている構成の場合は、音声フィルタ部１１３が減衰量が異なるフィルタを複数備え、それらを切替えて用いるように設定できる機能を有しており、その切替えは制御部１１４から音声フィルタ部１１３へ出力された信号に応じて減衰量の値が切替えられることとなる。この事象を端的に「音声信号レベルの減衰量が可変に設定可能」と表現している。
【００７５】
ステップＳ１１０において、ｎ次フィルタが存在することが確認できた場合はそのｎ次フィルタが選択され（ステップＳ１１１）、そのときにオシュレータ部１１０から出力されている希望波は音声フィルタ部１１３を通過して選択されたｎ次フィルタにミキシングされ（ステップＳ１１２）、再びアンプ部１１７により音声信号増幅が行われ（ステップＳ１１３）、スピーカ２０１から音声出力される（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４にてスピーカ２０１から出力された音声信号は車室内の内装によって反響を受け、再びマイク１１８によって集音され、再びビビリ検知が行われる。
【００７６】
ステップＳ１１０において、ｎ次フィルタが存在することが確認されなかった場合、あるいはｎ次フィルタが存在しないと確認された場合、制御部１１４はオシュレータ部１１０に指示信号を出力してオシュレータ部１１０から出力される希望波の（正弦波）の周波数を上げるように制御する（ステップＳ１１５）。本実施の形態において、このときの周波数の上げ幅は１Ｈｚ刻みとしているが、周波数の上げ幅は適宜変更可能なパラメータとしてよい。
【００７７】
そして、ステップＳ１１５にて希望波の周波数が上げられた状態でＳ１０１以降のビビリ検知動作が実行され、ステップＳ１０１以降のフローをエンドまで繰り返す。
【００７８】
ビビリ検知モードの動作フローが「エンド」まで処理されたら、ユーザは操作ボタン部１１５のモード選択ボタンを操作することでラジオチューナ１１２ｂやメディア再生部１１２ａからの出力音声といった、音響装置１０１の他の音源から出力される音声聴取モードを選択することができる。この場合、ビビリ検知モード動作を終え、他のモードを聴取する際は、音声フィルタ部１１３において設定されているフィルタはビビリを発生させる特定の周波数のレベルを下げるフィルタであるため、他の音源から出力されている音声信号をスピーカ２０１から出力させても、ビビリが発生することがない。
【００７９】
以上のとおり、本実施の形態における車載音響システムによれば、ビビリの発生を抑制する、あるいはビビリが発生しなくするための音声フィルタをオシュレータ部１１０から出力される希望波の周波数を元に選択するため、減衰する必要のある周波数を特定して減衰させることができるので、従来のスピーカ２０１から出力される音声の周波数に係わらず一定のカットオフ周波数を持つ音声フィルタを用いるものに比べ、必要以上に音声帯域のレベルを低下させてしまうことを防ぐことができる。
【００８０】
なお、本実施の形態においては、オシュレータ部１１０は、ユーザが操作ボタン部１１５にてビビリ検知モードを選択したとき、２０Ｈｚ〜３００Ｈｚの正弦波信号をユーザ選択のボリューム値で出力するようにしている。これによって、音声出力のボリューム値が大きい程ビビリが発生する可能性が高くなり、小さい程ビビリが発生しにくくなるため、ユーザ選択のボリューム値にてビビリ検知を行うことで、固定の音声フィルタを使用するのに比べ、音声の出力レベに応じた適正な音声フィルタを選択することができ、ユーザのニーズに対してより確実に応えることができる。
【００８１】
また、一般的に車室内のビビリ現象は、低周波数領域の音声出力と車室内のドアなどの内装との共振や音圧による振動によって発生するため、本実施の形態において、オシュレータ部１１０の音声出力周波数の帯域は、人間の可聴帯域下限の２０Ｈｚから３００Ｈｚとしている。
【００８２】
そして、制御部１１４にあらかじめ設定された閾値が、データテーブルとして制御部１１４のＲＯＭ等に記録されており、制御部１１４は無出力状態における車室内の信号レベルを検知し、検知した信号レベルに対応した閾値をデータテーブルから読み出して、ビビリ成分抽出部１１１からの出力信号レベルと比較している。
【００８３】
さらに、あらかじめ設定されている閾値に対して所定の値を加算または減算させることで、閾値を増減設定可能とすることも可能である。この場合、操作ボタン部１１５に閾値を増減させるための操作機能を設定し、操作者の操作に応じて、すなわち操作者であるユーザの操作によって閾値を増減させて好みの値に設定できるようにすることで、車室内に全くビビリが発生しない状態、多少車室内にビビリが発生しても低域の音声による聴感上の迫力が損なわれない状態など、低音（低域の音声）の聴感上の迫力と車室内のビビリ抑制との兼ね合いをユーザの好みの状況に選択することができるというメリットがある。
【００８４】
次に、同一車両の室内において本発明の実施の形態における車載音響システムを用いてビビリ検知モードを実行させた際の、実車測定データの一例の図を図６に示す。図６に示すデータは、一般的な車両の車室内に設けられたマイク３０１で集音した音声を周波数解析したものであり、横軸に周波数を対数でとり、縦軸に音声信号のレベルをとったものである。
【００８５】
図６（ａ）において、音声フィルタ部１１３におけるフィルタの効果が無くビビリが発生している状態の周波数成分分析を６０１、ビビリが発生していないときの周波数成分分析を６０２、ビビリが発生している状態におけるオシュレータ部１１０からの出力（希望波）の周波数を６０３、希望波の音声出力のレベルを６０４、希望波が音声フィルタ部１１３のフィルタを通過することによってビビリが抑制された状態における希望波の音声出力レベルを６０５、ビビリ音の成分である希望波以外の周波数帯域の出力６０６で示しており、図６（ａ）においては、希望波の周波数は６３Ｈｚである。
【００８６】
同様に図６（ｂ）において、音声フィルタ部１１３におけるフィルタの効果が無くビビリが発生している状態の周波数成分分析を６０８、ビビリが発生していないときの周波数成分分析を６０９、ビビリが発生している状態におけるオシュレータ部１１０からの出力（希望波）の周波数を６１０、希望波の音声出力のレベルを６１１、希望波が音声フィルタ部１１３のフィルタを通過することによってビビリが抑制された状態における希望波の音声出力レベルを６１２、ビビリ音の成分である希望波以外の周波数帯域の出力６１３で示しており、図６（ｂ）においては、希望波の周波数は１００Ｈｚである。
【００８７】
図６（ａ）からわかるように、６０６に示す周波数範囲内の音声レベルについては、フィルタの効果が無い６０１とフィルタの効果によって希望波のレベルが低減された６０２との音声レベルの乖離が大きい。すなわち、６０６に示す周波数範囲内にある周波数の成分を有する音声がビビリとなってあらわれている。
【００８８】
同様に、図６（ｂ）からわかるように、６１３に示す周波数範囲内の音声レベルについては、フィルタの効果が無い６０８とフィルタの効果によって希望波のレベルが低減された６０９との音声レベルの乖離が大きい。すなわち、６１３に示す周波数範囲内にある周波数の成分を有する音声がビビリとなってあらわれている。
【００８９】
すなわち、図６（ａ）および図６（ｂ）から分かるように、一般的な車両においては、ビビリ音の周波数成分は希望波以外の周波数帯であり５００Ｈｚ以上の周波数帯域に集中していることがわかる。そして、このビビリ音の周波数帯は、人間の耳の周波数に対する特性において、もっとも感度が良い周波数帯である５００Ｈｚ〜８ｋＨｚを含んでいる。
【００９０】
したがって、上述のビビリ検知の動作フローにおけるステップＳ１０３にて、マイク１１８から集音された音声に、人間の耳の周波数に対する特性において最も感度がよい周波数帯域である５００Ｈｚ〜８ｋＨｚのバンドパスフィルタをかけ、積分回路によって音声レベルの絶対値化を行い、制御部１１４によってビビリ検知の閾値を設定し、ビビリの有無を判定を行うことが効果的であることが分かる。
【００９１】
なお、上述したとおり、本実施の形態において減衰帯域が設定された後の音声フィルタ部１１３におけるフィルタ特性は、図４のように周波数ｆ以下の低い周波数領域全体の信号レベルを下げるように設定されているが、このフィルタ特性を図５のように所定の周波数ｆの信号だけを減衰するようにしても良い。図４に示す特性を採用した場合、設定された所定の周波数以下の周波数成分が減衰しているため、音楽などの音声信号がこのフィルタを通過した場合、全体的に違和感のない周波数特性の音声出力を聴取することができ、図５に示す特性を採用した場合、多少聴感上の違和感が生じるケースがあるものの、必要以上に音声信号の低周波成分を減衰させることがないため、迫力のある周波数特性の音声出力を聴取することができる。
【００９２】
そして、以上の説明においては、車載音響装置１０１に設けられたマイク１１８を用いた場合を説明したが、この場合は、マイク１１８が車載音響装置１０１に設けられていることによって、マイク１１８と車載音響装置１０１とをまとめて移設することができるの
で装置の移設が容易になる。したがって、車両にあらかじめマイクが配置されていなくとも、ユーザーが（あるいは車載音響装置の取付業者などが）簡単に多くの車種に設置することができ、容易に上述した効果を得ることができる。
【００９３】
ただし、図１に示すマイク３０１ａの位置のように所望の位置として、車室のほぼ中央のみに設けるようにすれば車室内全体から平均的にビビリ成分を抽出することができるので、車両の室内のどこにいても、他の位置にいるときと同様にビビリの影響が抑制された周波数特性の音声を聴取することができる。
【００９４】
あるいは、単数のマイクを用いる場合と比較すると、信号処理がやや複雑になるものの、図１における３０１ｂ〜３０１ｃのように車室内に設けられた座席にそれぞれ設けるようにすれば、ユーザの着座位置ごとにきめ細かくビビリを検知することができるため、よりユーザの要求を満たすビビリ抑制効果が得られた周波数特性の音声を聴取することができる。
【００９５】
そして、本実施の形態において、ビビリ抽出部はＢＰＦでできた簡易なものとしていたが、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）アナライザなどの測定装置を用いてマイク３０１にて集音した音声信号を解析し、その解析結果をディスプレイに表示させるように構成すれば、ユーザが視覚的にビビリの発生状態を認識でき、なおかつユーザによる閾値の設定が容易に行われることになり、車載音響システム１００の操作性が向上する。
【００９６】
以上のとおり本発明によれば、ビビリ成分抽出部で抽出した音声信号のレベルとあらかじめ設定された閾値とを比較して抽出した音声信号のレベルが前記閾値よりも大きい場合に、その時点で出力されている正弦波の周波数を前記音声フィルタ部が減衰させる周波数として設定するので、車両の室内においてビビリが発生する原因となる周波数の音声信号レベルを周波数可変に減衰させることができるため、ビビリが発生しない周波数でカットオフ周波数が設定されてしまうことがなく、車種の構造とは無関係に、必要最低限の周波数領域のレベルが減衰される程度の音質を維持したうえでビビリの影響を抑制することができる。
【００９７】
また、本発明によれば、音声フィルタが減衰させる音声信号の減衰量を可変に設定可能であるため、段階的にビビリの発生を確認しながらビビリの原因となる周波数成分を含む音声信号のレベルを減衰させることとなり、必要以上に音声信号のレベルを下げることがないため高音質を維持しながら確実にビビリの発生を抑えることができる。
【００９８】
また、一般的にビビリは低音の影響によって発生することが多く、ビビリの影響を抑えようとすると低音のレベルを下げなければならない場合が多く、低音のレベルを上げるとビビリの悪影響が作用する場合が多かったが、本発明によれば、ユーザが操作ボタン部を操作することでビビリの有無を判定するための値である閾値を変更させることができるため、ユーザがビビリと低音との兼ね合いを調節でき、ユーザの好みの周波数特性で音声出力を聴取することができる。
【００９９】
また、本発明によれば、音声フィルタ部が設定された周波数以下の周波数成分をもつ音声レベルを減衰させるので全体的に違和感のない周波数特性の音声出力を聴取することができる。
【０１００】
また、本発明によれば、音声フィルタ部が特定の周波数成分をもつ音声レベルのみを減衰させているので、必要以上に音声信号の低周波成分を減衰させることがなく、迫力のある周波数特性の音声出力を聴取することができる。
【０１０１】
また、本発明によれば、オシュレータが出力する正弦波の音声の大きさをボリューム操作部によって調整することができるので、ユーザが聴取したい好みの音量にて適切にビビリの影響が抑制された周波数特性の音声を聴取することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明にかかる車載音響装置および車載音響システム、音響制御方法は、どのような室内構造の車種に対しても、低周波数領域のレベル劣化を従来に比べ低減しつつ、車室内の内装品のビビリを抑制することを可能にする車載音響装置を提供することができるという効果を有し、搭載車両が特定されない車載音響装置において音響装置が搭載される車両のドア等の内装品の寄生振動の影響を低減するために音声出力の周波数特性を自動設定する車載音響装置および車載音響システム、音響制御方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態における車載音響システムの構成図
【図２】本発明の実施の形態における車載音響装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態におけるビビリ成分抽出と判定手法のフロー図
【図４】本発明の実施の形態における音声フィルタ部の特性図
【図５】本発明の実施の形態における他の音声フィルタ部の特性図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態における車載音響システムを搭載した実車の測定データを示す図（ｂ）本発明の実施の形態における車載音響システムを搭載した実車の測定データを示す図
【符号の説明】
【０１０４】
１      車両
１００  車載音響システム
１０１  車載音響装置
１１０  オシュレータ部
１１１  ビビリ成分抽出部
１１２  音源
１１３  音声フィルタ部
１１４  制御部
１１５  操作ボタン部
１１６  モード選択部
１１７  アンプ部
１１８  マイク
２０１  スピーカ
３０１  マイク
【図１】
2010226413.tif 000003
【図２】
2010226413.tif 000004
【図３】
2010226413.tif 000005
【図４】
2010226413.tif 000006
【図５】
2010226413.tif 000007
【図６】
2010226413.tif 000008