(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカが車室内音響空間の左位置、右位置にそれぞれ配置されたカーオーディオにおける音像定位制御方法において、
車速を検出し、該車速に基づいて音像定位位置を制御する際、停止状態あるいは低速走行状態においては音像を聴取者の前方に定位し、高速走行状態においては音像を車両の中央前方に定位することを特徴とする音像定位制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカーオーディオにおける音像定位制御方法に係わり、特に、車速に応じて音像定位位置を制御するカーオーディオにおける音像定位制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車室内音場において、望ましい音像の定位位置は、聴取者の前方とか、ボンネット上とかいわれている。しかし、どれも曖昧であってどの辺りが望ましいのか明確ではない。このため、各メーカは独自に望ましいと思われる位置を定める該位置に音像が定位するようにカーオーディオ装置を構成すると共に、車室内空間におけるスピーカ位置を決めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来より行われてきたスタティックな車室内音場の評価からダイナミックな車室内音場の評価への転換が求められている。かかる一環で行われた予備的検討で走行時の音像位置に対する心理的な変化が観測された。そこで、単一音源を用いて走行する車室内での音源（音像）の望ましい位置を心理実験により検討した。実験法としては順位法（品等法）を使用した。被験者は図９に示すように助手席ＡＳＳに着席し、車が停車した状態でＡ〜Ｄ４つのうちどのスピーカ位置が最も好ましいか順位を付けてもらい、次に、走行状態において同様に順位をつけてもらった。又、それぞれの場合において感じたことを内観報告してもらった。
【０００４】
尚、Ａ〜Ｄのスピーカ位置は次の位置である。
Ａ：普通左右フロントスピーカのみでシステムを構成した場合に音像が定位する位置である、
Ｂ：助手席正面のフロントウィンドウＦＷＤ位置（一般的にはこの位置が良いといわれている）、
Ｃ：車中央前方のフロントウィンドウ位置（よくセンタースピーカが取り付けられている）、
Ｄ：車の中央位置（ドアスピーカ、リアスピーカの４つのスピーカでシステムを構築すると音像が定位する位置）
である。
【０００５】
図１０は２２人の被験者に対する以上の実験結果であり、停車時ではスピーカＢ位置が最も良い（望ましい）のに対し、４０〜８０Ｋｍ／ｈの走行時にはスピーカＣ位置が最も良くなっている。又、走行時においてスピーカＢ位置は、車が音像に突っ込んでゆく感じがする／気持ちが悪い／注意が散漫になる／圧迫感を感じる／風景と一緒で疲れる等の内観報告があり、スピーカＣ位置は、音の拡がり感が増す／自然な感じ、安心して聞ける等の内観報告があった。
以上より、図１１に示すように、停車時あるいは低速走行時、音像は聴取者（運転者）の前方正面Ｐ１に定位するのが好ましい。これに対して、高速走行時には、音源が重要視覚領域（聴取者の前方正面）に存在すると運転者に煩わしさを与える。このため、高速走行時、音像は重要視覚領域外の車中央前方Ｐ２に定位するのが良い。尚、図１１において、ＦＷＤはフロントウィンドウ、ＡＳＳは助手席、ＤＲＳは運転席、ＳＰＬはフロント左のドアスピーカ、ＳＰＲはフロント右のドアスピーカである。
【０００６】
以上のように、停車あるいは低速走行時と高速走行時とで音像が定位する位置を変更するのが好ましいが、従来は、走行状態に関係なく音像を一定位置に定位にするものであった。
以上から本発明の目的は、走行状態に基づいて音像が定位する位置を変更することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明によれば、スピーカが車室内音響空間の左位置、右位置にそれぞれ配置されたカーオーディオにおいて、車速を検出する手段、該車速に基づいて音像が定位する位置を変更する手段により達成される。すなわち、音像定位位置変更手段は、停止状態あるいは低速走行状態において音像を運転者の前方に定位し、高速走行状態において音像を車両の中央前方に定位する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（ａ）本発明の概略
図１は本発明の概略説明図であり、ＶＳは自動車の車速を検出する車速検出部、ＳＩＭＣは車速に応じて音像が定位する位置を変更する音像定位位置変更手段、ＦＷＤはフロントウィンドウ、ＡＳＳは助手席、ＤＲＳは運転席、ＳＰＬはフロント左のドアスピーカ、ＳＰＲはフロント右のドアスピーカである。
音像定位位置変更手段ＳＩＭＣは、車両停止状態あるいは低速走行状態において音像を運転席前方Ｐ１に定位し、高速走行状態において音像を車両の中央前方Ｐ２に定位する。このようにすれば、音像を走行状態に応じて最も好ましい位置に自動的に定位することができる。
【０００９】
（ｂ）第１実施例
図２は本発明の第１実施例の説明図であり、ＣＲは自動車、ＣＳＰは車室内音響空間、ＳＰＬはフロント左ドアに取り付けた左スピーカ、ＳＰＲはフロント右ドアに取り付けた右スピーカ、ＨＬはハンドルである。
右スピーカＳＰＲから右前座席の搭乗者（運転者）ＤＲの耳元に音が到達する時間をＴＲＲ、左スピーカＳＰＬから右前座席の搭乗者（運転者）の耳元に音が到達する時間をＴＬＲとすると、ＴＲＲ＜＜ＴＬＲである。こののため、音像ＳＩＭは図２（ａ）に示すように右側に片寄って定位する。そこで、右スピーカＳＰＲに入力する信号を徐々に時間的に遅延すると、右スピーカＳＰＲは図２（ｂ）の点線で示すようにあたかも搭乗者ＤＲから離れた位置に存在するようになる。
【００１０】
信号遅延時間を考慮した右スピーカＳＰＲ′から右座席搭乗者ＤＲの耳元に音が到達する時間をｔとするとｔ＝ＴＬＲとなった時、音像ＳＩＭは図２（ｂ）に示すように車のほぼ中央前方に定位する。この定位位置が高速走行時における音像位置である。
又、ＴＲＲ＜ｔ＜ＴＬＲの範囲で到達時間ｔを制御すると、所定の到達時間において音像ＳＩＭ′は図２（ｂ）に示すように搭乗者の正面前方に定位する。この定位位置が停止時、あるいは、低速走行時における音像位置である。
以上より、第１実施例では、搭乗者に近い側のスピーカからの到達時間ｔを車速に応じて制御することにより、換言すれば、信号遅延時間を車速に応じて制御することにより、音像定位位置を図２（ｂ）の車両中央前方あるいは搭乗者正面前方にする。
【００１１】
図３は本発明の第１実施例のカーオーディオ装置の構成図である。１１はオーディオソースで、１１ａはＣＤプレーヤ、１１ｂはテーププレーヤ、１１ｃはＡＭ／ＦＭチューナ、１２は各種キー、表示部を備えた操作部、１３はマイコン構成のオーディオプロセッサである。オーディオプロセッサ１３は、オーディオソースの選択制御／音量制御／イコライザ制御等を行うと共に、車速に応じてＲチャンネルオーディオ信号の遅延時間を制御する。１４は操作部で選択したオーディオソースから出力する出力するＬチャンネル／Ｒチャンネルのオーディオ信号ＳＬ，ＳＲを選択するセレクタ、１５ＬはＬチャンネルのグラフィックイコライザ、１５ＲはＲチャンネルのグラフィックイコライザ、１６Ｌ，１６ＲはＬチャンネル／Ｒチャンネルの可変アンプ、１７Ｌ，１７ＲはＬチャンネル／Ｒチャンネルのフロントスピーカ（図２のＳＰＬ，ＳＰＲ）、１８は自動車の車速を検出する車速検出装置（車速センサー）、１９は信号遅延部であり、オーディオプロセッサ１３から指示された時間分、Ｒチャンネルのイコライザ１５Ｒから出力するＲチャンネルオーディオ信号ＳＲ′を遅延する。
【００１２】
オーディオプロセッサ１３において、１３ａはＣＰＵ、１３ｂは制御プログラム等を記憶するＲＯＭ、１３ｃはＲＡＭである。ＲＡＭ１３ｃの所定記憶域１３ｄには、予め音像を搭乗者正面前方に定位するための遅延時間ｔ１と、音像を車両中央前方に定位するための遅延時間ｔ２が設定されている。
【００１３】
車速センサー１８は車速を検出してオーディオプロセッサ１３に入力する。オーディオプロセッサ１３は、入力された車速を参照して車両が停止中であるか、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であるかチェックする。車両が停止中、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であれば、オーディオプロセッサはＲＡＭの記憶領域１３ｄより遅延時間ｔ１を読出して信号遅延部１９に入力する。これにより、信号遅延部１９はＲチャンネルのオーディオ信号ＳＲ′を時間ｔ１遅延する。この結果、音像が右側搭乗者（運転者）の正面前方（図２（ｂ）の音像ＳＩＭ′の位置）に定位する。
【００１４】
一方、オーディオプロセッサ１３は車速を参照し、車両が４０ｋｍ／ｈ以上の高速走行中であれば、遅延時間ｔ２をＲＡＭの記憶領域１３ｄから選択して信号遅延部１９に入力する。これにより、信号遅延部１９はＲチャンネルのオーディオ信号ＳＲ′を時間ｔ２遅延する。この結果、音像が車両中央の前方（図２（ｂ）の音像ＳＩＭの位置）に定位する。
以上のように、車速に応じて音像定位位置を切り替えるようにしたから、車両の停止、走行に関係なく最も好ましい音像位置より音を聞くことができる。
【００１５】
以上では、車速が４０Ｋｍ／ｈ以下であるか、あるいは、４０Ｋｍ／ｈ以上であるかに基づいて音像定位位置を２段階に切り替える場合である。しかし、車速を３以上に区分し、それぞれの車速応じた遅延時間分をＲチャンネルのオーディオ信号を遅延してきめ細かく音像定位位置を制御することもできる。
以上では、右前席搭乗者（運転者）に着目して音像定位位置を制御したが、左前席搭乗者（助手席搭乗者）に着目して同様に音像定位位置を制御することもできる。
以上ではフロントスピーカのみに着目したがリアスピーカを考慮して同様に音像定位制御を行うことができる。
以上では、左右方向の音像定位制御について説明したが、上下方向の音像定位制御も同様に行うことができる。
【００１６】
（ｃ）第２実施例
図４、図５は本発明の第２実施例の説明図であり、ＦＣＬ，ＦＣＲは左右スピーカの聴取点における周波数特性、ＣＲは自動車、ＣＳＰは車室内音響空間、ＳＰＬはフロント左ドアに取り付け左スピーカ、ＳＰＲはフロント右ドアに取り付け右スピーカ、ＨＬはハンドルである。
フロントドアにスピーカが取り付けられた車両の右前席においては、スピーカの指向周波数特性等により図４に示すように右側スピーカＳＰＲと左側スピーカＳＰＬに大きな周波数特性上の差が生じ、特に、高域において差が顕著になる。この差により、音像の定位位置が不自然なものとなり、中低域は右方向、中高域は左方向から聞こえるようになる。
【００１７】
そこで、左右スピーカＳＰＬ，ＳＰＲからの周波数特性の差を左右チャンネル独立に設けたグラフィックイコライザを用いて補正し、左右スピーカＳＰＬ，ＳＰＲからの周波数特性を揃えると、音像ＳＩＭは図５（ａ）に示すように搭乗者の正面前方に定位する。この定位位置が停止時、あるいは、低速走行時における音像位置となる。又、グラフィックイコライザを用いて、左右スピーカＳＰＬ，ＳＰＲの周波数特性を図５（ｂ）に示すように操作すると、音像ＳＩＭは同図に示すように車の中央前方に定位する。この定位位置が高速走行時における音像位置となる。
【００１８】
図６は本発明の第２実施例のカーオーディオ装置の構成図であり、図３の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。第１実施例と異なる点は、
▲１▼信号遅延部１９を削除している点、
▲２▼低速走行時に左右スピーカからの周波数特性ＦＣＬ，ＦＣＲが図５（ａ）となるように、Ｌ／Ｒ両チャンネルの周波数特性を補正する補正イコライザカーブＬＬＣ，ＬＲＣがＲＡＭ１３ｃの記憶領域１３ｅに設定されている点、
▲３▼高速走行時に左右スピーカからの周波数特性ＦＣＬ，ＦＣＲが図５（ｂ）となるように、Ｌ／Ｒ両チャンネルの周波数特性を補正する補正イコライザカーブＨＬＣ，ＨＲＣがＲＡＭ１３ｃの記憶領域１３ｅに設定されている点、
▲４▼車速に応じてＬチャンネル／Ｒチャンネルイコライザが周波数特性を補正イコライザカーブＬＬＣ，ＬＲＣ；ＨＬＣ，ＨＲＣにより補正して音像の定位位置制御を行なう点、
である。
【００１９】
車速センサー１８は車速を検出してオーディオプロセッサ１３に入力する。オーディオプロセッサ１３は、入力された車速を参照して車両が停止中であるか、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であるかチェックする。車両が停止中、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であれば、オーディオプロセッサ１３はＲＡＭの記憶領域１３ｅから低速時のＬチャンネル及びＲチャンネルの補正イコライザカーブＬＬＣ，ＬＲＣをそれぞれ読出す。ついで、オーディオプロセッサ１３は、別途設定されているＬチャンネルイコライザ１５Ｌ、Ｒチャンネルイコライザ１５Ｒの周波数特性を上記読出した補正イコライザカーブＬＬＣ，ＬＲＣで補正し、補正後のＬチャンネル／Ｒチャンネルの周波数特性を各チャンネのルイコライザ１５Ｌ、１５Ｒに設定する。これにより、左右スピーカＳＰＬ，ＳＰＲからの周波数特性ＦＣＬ，ＦＣＲは図５（ａ）に示すようになり、音像ＳＩＭが搭乗者の正面前方に定位する。
【００２０】
一方、車両が４０ｋｍ／ｈ以上の高速走行中であれば、オーディオプロセッサ１３はＲＡＭの記憶領域１３ｅから高速時のＬチャンネル及びＲチャンネルの補正イコライザカーブＨＬＣ，ＨＲＣをそれぞれ読出す。ついで、オーディオプロセッサ１３は、別途設定されているＬチャンネルイコライザ１５Ｌ、Ｒチャンネルイコライザ１５Ｒの周波数特性を上記読出した補正イコライザカーブＨＬＣ，ＨＲＣで補正し、補正後のＬチャンネル／Ｒチャンネルの周波数特性を各チャンネルのイコライザ１５Ｌ、１５Ｒに設定する。これにより、左右スピーカＳＰＬ，ＳＰＲからの周波数特性ＦＣＬ，ＦＣＲは図５（ｂ）に示すようになり、音像ＳＩＭが車両中央の正面前方に定位する。
以上のように、車速に応じて音像定位置を切り替えるようにしたから、車両の停止、走行に関係なく最も好ましい音源位置より音を聞くことができる。
【００２１】
（ｄ）第３実施例
図７は本発明の第３実施例の説明図であり、ＣＲは自動車、ＣＳＰは車室内音響空間、ＳＰＬはフロント左ドアに設けられたＬチャンネルスピーカ、ＳＰＲはフロント右ドアに設けられたＲチャンネルスピーカ、ＨＬはハンドルである。
図７（ａ）は現実のスピーカ配置図、図７（ｂ）は停車あるいは低速走行時に音像ＳＩＭを搭乗者の正面前方に定位するための理想的なスピーカ配置図、図７（ｃ）は高速走行時に音像ＳＩＭを車両中央の正面前方に定位するための理想的なスピーカ配置図である。
【００２２】
現実のスピーカ位置から聴取位置までの伝達特性（インパルス応答）をＬチャンネル、ＲチャンネルそれぞれｈＬ，ｈＲとし（図７（ａ））、停車あるいは低速走行時における理想的なスピーカ位置（図７（ｂ））から聴取位置までのインパルス応答をＬチャンネル、ＲチャンネルそれぞれｈＬ′，ｈＲ′とする。かかる場合、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルのオーディオ信号に、▲１▼ｈＬ，ｈＲの逆インパルス応答ｈＬ−１，ｈＲ−１を畳み込み、しかる後、▲２▼理想のインパルス応答ｈＬ′，ｈＲ′を畳み込むことにより音像ＳＩＭを搭乗者の正面前方に定位することができる（図７（ｂ））。
同様に、高速走行時における理想的なスピーカ位置（図７（ｂ））から聴取位置までのインパルス応答をＬチャンネル、ＲチャンネルそれぞれｈＬ″，ｈＲ″とする。（図７（ｃ））、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルのオーディオ信号に、▲１▼ｈＬ，ｈＲの逆インパルス応答ｈＬ−１，ｈＲ−１とを畳み込み、しかる後、▲２▼理想のインパルス応答ｈＬ″，ｈＲ″を畳み込むことにより音像ＳＩＭを車両中央の正面前方に定位することができる（図７（ｃ））。
【００２３】
図８は本発明の第３実施例のカーオーディオ装置の構成図であり、図３の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。１１はオーディオソースで、１１ａはＣＤプレーヤ、１１ｂはテーププレーヤ、１１ｃはＡＭ／ＦＭチューナ、１２は各種キー、表示部を備えた操作部、１３はマイコン構成のオーディオプロセッサである。オーディオプロセッサ１３、オーディオソースの選択制御／音量制御／イコライザ制御等を行うと共に、車速に応じてインパルス応答の選択制御を行う。１４は操作部で選択したオーディオソースから出力するＬチャンネル／Ｒチャンネルのオーディオ信号ＳＬ，ＳＲを出力するセレクタ、１５ＬはＬチャンネルのグラフィックイコライザ、１５ＲはＲチャンネルのグラフィックイコライザ、１６Ｌ，１６ＲはＬチャンネル／Ｒチャンネルの可変アンプ、１７Ｌ，１７ＲはＬチャンネル／Ｒチャンネルのフロントスピーカ（ＳＰＬ，ＳＰＲ）、１８は自動車の車速を検出する車速検出装置（車速センサー）である。
【００２４】
又、２１Ｌ，２１Ｒはデジタルフィルタであり、現実のスピーカ位置から聴取位置までのインパルス応答ｈＬ，ｈＲの逆インパルス応答ｈＬ−１，ｈＲ−１が設定され、イコライザ１５Ｌ，１５Ｒから出力されるＬ／Ｒ両チャンネルのオーディオ信号ＳＬ′、ＳＲ′にそれぞれｈＬ−１，ｈＲ−１を畳み込むものである。２２Ｌ，２２Ｒはデジタルフィルタであり、インパルス応答ｈＬ′，ｈＲ′（図７（ｂ））が設定され、フィルタ２１Ｌ、２１Ｒの出力信号にそれぞれｈＬ′，ｈＲ′を畳み込むものである。２３Ｌ，２３Ｒはデジタルフィルタであり、インパルス応答ｈＬ″，ｈＲ″（図７（ｃ））が設定され、フィルタ２１Ｌ、２１Ｒの出力信号にそれぞれｈＬ″，ｈＲ″を畳み込むものである。２４Ｌ，２４Ｒはそれぞれ、車速に応じてフィルタ２２Ｌ，２３Ｌ；２２Ｒ，２３Ｒの一方を選択出力する切替器である。
【００２５】
車速センサー１８は車速を検出してオーディオプロセッサ１３に入力する。オーディオプロセッサ１３は、入力された車速を参照して車両が停止中であるか、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であるかチェックする。車両が停止中、あるいは４０ｋｍ／ｈ以下の低速走行中であれば、オーディオプロセッサ１３は切替器２４Ｌ，２４Ｒにフィルタ２２Ｌ，２２Ｒの出力を選択するように指示する。切替器２４Ｌ，２４Ｒは該指示によりフィルタ２２Ｌ，２２Ｒの出力
ＳＬ′・ｈＬ−１・ｈＬ′
ＳＲ′・ｈＲ−１・ｈＲ′
を選択してアンプを介してスピーカ１７Ｌ，１７Ｒ（ＳＰＬ，ＳＰＲ）に入力する。この結果、音像ＳＩＭは搭乗者の正面前方に定位する。
【００２６】
一方、車両が４０ｋｍ以上／ｈの高速走行中であれば、オーディオプロセッサ１３は切替器２４Ｌ，２４Ｒにフィルタ２３Ｌ，２３Ｒの出力を選択するように指示する。切替器２４Ｌ，２４Ｒは該指示によりフィルタ２３Ｌ，２３Ｒの出力
ＳＬ′・ｈＬ−１・ｈＬ″
ＳＲ′・ｈＲ−１・ｈＲ″
を選択してアンプを介してスピーカ１７Ｌ，１７Ｒ（ＳＰＬ，ＳＰＲ）に入力する。この結果、音像ＳＩＭは車両中央の正面前方に定位する。
以上のように、車速に応じて音像定位位置を切り替えるようにしたから、車両の停止、走行に関係なく最も好ましい位置より音を聞くことができる。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上本発明によれば、車速を検出し、該車速に基づいて音像定位位置を制御するようにしたから、例えば、停止状態あるいは低速走行状態において、音像を聴取者の前方に定位し、高速走行状態において、音像を車両の中央前方に定位するようにしたから、走行状態に基づいて音像を最も好ましい位置に定位することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略説明図である。
【図２】第１実施例の説明図である。
【図３】第１実施例のカーオーディオ装置の構成図である。
【図４】フロントドアスピーカの場合における右前席の周波数特性図である。
【図５】周波数特性制御による音像定位位置の説明図である。
【図６】第２実施例のカーオーディオ装置の構成図である。
【図７】第３実施例の説明図である。
【図８】第３実施例のカーオーディオ装置の構成図である。
【図９】最適音源位置実験におけるスピーカ位置説明図である。
【図１０】最適音源位置実験結果である。
【図１１】最適音像位置説明図である。
【符号の説明】
ＶＳ・・自動車の車速を検出する車速検出部
ＳＩＭＣ・・音像定位位置変更手段
ＦＷＤ・・フロントウィンドウ
ＡＳＳ・・助手席
ＤＲＳ・・運転席
ＳＰＬ・・フロント左のドアスピーカ
ＳＰＲ・・フロント右のドアスピーカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003571486.tif 000009
【図９】
0003571486.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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